JP2000189817A - 籾摺選別機の負荷検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】籾摺選別機の過負荷の早期検出。 【解決手段】籾摺選別作業中には、１ミリセックの単位
微小時間を複数個加算した微小時間ＴＬの計時を開始
し、微小時間ＴＬがタイムアップしたか否かを判定す
る。タイムアップした場合には、微小時間ＴＬの回転数
データから、各単位微小時間毎に例えば１分間の回転数
を換算し、次いで、微小時間ＴＬにおける単位微小時間
の回転数変動状態を、例えば、変化率（θ）あるいは変
動回転数△Ｎで算出し、検出変動状態と基準変動値とを
比較して適正負荷か否かを判定し、適正負荷でない場合
には過負と判定する。 【効果】微小時間における回転数の変動を基にして負荷
の判定をするので、負荷の増大による穀粒の詰まり現象
等の前兆を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、籾摺選別機にお
ける負荷検出装置に関する。

【０００２】

【従来技術】籾摺選別機を駆動する主モータの負荷電流
値を負荷電流センサで検出して、過負荷を検出する構成
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】前記従来技術にあっ
ては、籾摺作業中に過負荷が発生しても伝動ベルトがス
リップして、駆動部の回転数が減少しながら回転するの
で、過負荷の検出が遅れるという問題点があった。そこ
で、この発明は、揺動選別部の揺動装置の回転数を検出
する回転数センサを利用して、微小時間における回転数
から換算した回転数の変動を基にして負荷の判定をし、
負荷の増大の前兆を検出し過負荷の早期検出をしようと
するものである。

【０００４】

【問題を解決するための手段】このような技術的課題を
解決するためのこの発明の技術手段は、籾摺選別機の駆
動部を駆動する主モータ４２と、混合米を籾・玄米に分
離選別する揺動選別部３と、前記揺動選別部３を揺動さ
せる揺動手段と、前記揺動手段の回転数を検出する回転
数センサ５２と、単位微小時間を複数加算した微小時間
を計時する微小時間計時手段と、前記回転数センサ５２
の微小時間における各単位微小時間の検出回転数を基に
して所定時間の回転数に換算し、該各微小時間の換算し
た回転数を比較した変動差から過負荷を判定する過負荷
判定手段と、からなる籾摺選別機の負荷検出装置の構成
とした。

【０００５】

【作用】籾摺選別作業中には、単位微小時間を任意数加
算した微小時間ＴＬの計時を開始し、微小時間ＴＬがタ
イムアップしたか否かを判定する。タイムアップした場
合には、微小時間ＴＬにおける単位微小時間の回転数デ
ータを基にして、各単位微小時間毎に例えば１分間の回
転数を換算し、次いで、微小時間ＴＬにおける各単位微
小時間の回転数を比較して、例えば、変化率（θ）ある
いは変動回転数△Ｎから回転数変動状態を検出し、検出
変動状態を基準変動値と比較して適正負荷か否かを判定
する。

【０００６】

【発明の効果】この発明は、前記のように、微小時間に
おける単位微小時間の回転数の変動を基にして負荷の判
定をするので、負荷の増大による穀粒の詰まり現象等の
前兆を検出できて、過負荷検出を迅速化できる。

【０００７】 〔発明の詳細な説明〕

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
例の形態について説明する。まず、図１乃至図３に基づ
いて籾摺選別機の全体構成について説明する。籾摺選別
機は、籾摺部１，摺落米を風選する摺落米風選部２，風
選後の混合米を籾・玄米に分離選別する揺動選別部３，
混合米揚穀機４，玄米揚穀機５等により構成しいる。

【０００９】籾摺部１は、籾ホッパ６，籾摺ロ−ル７，
７を内装している籾摺室８等で構成し、籾摺落米風選部
２は、摺落米風選箱９，摺落米風選路１０，粃受樋１
１，摺落米受樋１２，吸引フアン１３，排塵筒１４等で
構成している。図２は籾摺ロール７，７のロール間隙を
開閉調節する周知の構成を示すもので、ロール間隙調節
モータ４６を正転あるいは逆転することにより、ロール
間隙調節手段４７により籾摺ロ−ル７，７のロール間隙
が開閉調節される。

【００１０】次に、図３に基づき揺動選別部３について
説明する。揺動選別板１５，１５，…の板面には選別用
の凹凸を形成し、縦方向の一側を高い供給側１５ａ、他
側を低い排出側１５ｂとし、横方向の一側を高い揺上側
１５ｃ、他側を低い揺下側１５ｄとして、揺動選別板１
５の縦・横２方向ともに傾斜した構成とし、揺動選別板
１５を揺動装置により、横方向斜め上下に往復揺動する
構成である。

【００１１】摺落米受樋１２に落下選別された混合米
が、混合米揚穀機４，混合米ホッパ２４，分配供給樋１
６及び分配ケース１７を経て、揺動選別板１５の供給側
１５ａの供給口に供給される構成である。揺動選別板１
５に供給された混合米は、粒形の大小，比重の大小，摩
擦係数の大小等により選別され、比重の重い小形の玄米
は揺上側１５ｃに偏流分布し、玄米に比較して大きく比
重の軽い籾は揺下側１５ｄに偏流分布し、また、その中
間部には分離しない籾・玄米の混合米が偏流分布して選
別され、選別穀粒は揺動選別板１５の排出側１５ｂに対
向して設けている玄米仕切板１８及び籾仕切板１９で仕
切り取り出される構成である。

【００１２】取り出された玄米は玄米取出樋２０，玄米
流路２１，玄米揚穀機５を経て機外に取り出され、ま
た、混合米は混合米取出樋２２，混合米流路２３，摺落
米受樋１２，混合米揚穀機４，混合米ホッパ２４，分配
供給樋１６，分配ケース１７を経由して、揺動選別板１
５に供給され再選別される。また、籾は籾取出樋２５，
籾流路２６，籾揚穀機２７を経由して籾摺部１に揚穀還
元されて、再度籾摺される構成である。

【００１３】揺動選別板１５の排出側に対向配置したね
じ棒で構成している仕切板移動調節手段２８により、玄
米仕切板１８を横方向に移動調節自在に支持して、仕切
板調節モ−タ２９を正逆転すると、玄米仕切板１８は横
方向に往復移動する構成であり、最揺上側移動位置及び
最揺下側移動位置には、仕切板原点スイッチ（揺上側）
３３，仕切板原点スイッチ（揺下側）３４を設けて、そ
の移動が停止される。

【００１４】揺動選別板１５の排出側１５ｂ上方には、
籾・玄米判別センサ３０を配置し、ねじ棒で構成しいる
センサ移動手段３１により籾・玄米判別センサ３０を横
方向に移動調節自在に支持して、センサ調節モ−タ３２
を正逆転すると、籾・玄米判別センサ３０が横方向に往
復移動する構成である。なお、籾・玄米判別センサ３０
の最揺上側位置への移動を検出するセンサ原点スイッチ
（揺上側）３５、及び、籾・玄米判別センサ３０の最揺
下側位置への移動を検出するセンサ原点スイッチ（揺下
側）３６を設けて、その移動を停止する構成としてい
る。

【００１５】図４に示すように、ＣＰＵを内臓した制御
部４１には、籾・玄米判別センサ３０，仕切板原点スイ
ッチ（揺上側）３３，仕切板原点スイッチ（揺下側）３
４，センサ原点スイッチ（揺上側）３５，センサ原点ス
イッチ（揺下側）３６，主モ−タ４２の負荷電流値を検
出する負荷電流センサ４４，揺動選別板１５を揺動させ
る揺動クラッチの入切を検出する揺動クラッチセンサ４
８，籾供給調節弁４３の開閉度を検出する籾供給調節弁
開度センサ４９，揺動プーリ５１の回転数を検出する回
転数センサ５２，揺動プーリ５１の負荷特性を検出する
回転センサ５３，揺動選別板１５上の穀粒の飛散状態を
検出する飛散センサ５４，揺動選別板１５上の穀粒層厚
を検出する層厚センサ５５，籾摺ロール７，７の摺落米
の脱ぷ率を検出する脱ぷ率センサ５６及び運転スイッチ
４５を接続している。

【００１６】また、制御部４１には、出力インタ−フエ
イス（図示省略），駆動回路を経由して、仕切板調節モ
−タ２９，センサ調節モ−タ３２，ロール間隙調節モー
タ４６，主モ−タ４２および表示部５０を、夫れ夫れ接
続している。次に、制御部４１の制御内容について説明
する。 （１）制御がスタートすると、運転スイッチ４５のＯＮ
・ＯＦＦ入力の有無を検出し、運転スイッチ４５のとき
には、籾摺ロール７，７の初期間隙設定制御を実行す
る。

【００１７】初期間隙設定制御は、例えば、次のように
して実行される。まず、ロール間隙を開調節して、負荷
電流センサ４４の検出負荷電流値が変化しなくなると、
籾摺ロール７，７の非接触と判定して開調節を停止し、
次いで、ロール間隙を閉調節し負荷電流センサ４４が負
荷電流値の増加を検出すると、籾摺ロール７，７の微接
触と判定して閉調節を停止し、次いで、ロール間隙を所
定時間にわたり開調節して、所定の初期間隙（例えば、
１ｍｍ）に調節設定する。

【００１８】（２）ロ−ル間隙の初期設定制御が終了す
ると、次いで、負荷電流値基準によるロール間隙の開閉
制御に移行する。本制御に移行すると、所定時間（例え
ば、５分）の作業安定待ち行程に移行し、その間は籾摺
ロール７，７のロール間隙開閉調節を停止し、ロール間
隙を固定状態として籾摺作業をする。前記所定時間が終
了すると、籾供給調節弁開度センサ４９で籾供給調節弁
４３の弁開度を検出して制御部４１に送り、籾供給調節
弁４３の当該弁開度に対応する基準負荷電流値を算出決
定する。次いで、負荷電流センサ４４の検出負荷電流値
と基準負荷電流値を比較して、検出負荷電流値が基準負
荷電流値より高い（あるいは、低い）場合には、ロール
間隙調節モータ４６を所定時間開側（あるいは閉側）に
調節し、検出負荷電流値を基準負荷電流値へ復帰するよ
うに関連的なロール間隙制御を実行する。また、検出負
荷電流値が基準負荷電流値の範囲内であれば、制御指令
を出さず、そのままのロール間隙を維持しながら籾摺作
業を継続する。

【００１９】（３）次に、玄米仕切板１８の仕切位置制
御内容について説明する。本制御が開始すると、籾・玄
米判別センサ３０は最揺上側１５ｃ位置から所定距離づ
つ揺下側１５ｄに移動し、所定時間停止して分布穀粒の
電圧値を検出し、検出電圧値と基準籾電圧値と比較して
籾・玄米の別を判定しデータを記憶部に格納する。次い
で、所定時間内の検出籾粒数と基準籾粒数とを比較し、
検出籾粒数が多い（あるいは少ない）ときには、籾・玄
米判別センサ３０を揺上側１５ｃ（あるいは揺下側１５
ｄ）へ所定距離移動しつつ、籾・玄米の境界検出作業を
継続し、検出籾粒数が基籾粒数になつた位置を、籾・玄
米の分布境界検出位置とする。

【００２０】次いで、籾・玄米の境界検出位置に対する
玄米仕切板４の仕切位置を所定の計算式により算出し、
玄米仕切板１８を仕切位置へ移動し、玄米仕切板１８で
籾の混入しない位置で玄米を仕切り、機外に取り出す。 （４）次に、図５乃至図７に示す実施例について説明す
る。籾摺選別作業中には、主モータ４２が定格で回転し
ていても、伝動ベルト等で伝動される回転部の回転数
は、微小時間において作業の負荷状態に応じて滑りを生
じ、回転数が変動しながら回転し作業をしている。

【００２１】この実施例では、主モータ４２，中間プー
リ（図示省略）から伝動ベルト等を経由して回転する揺
動プーリ５１において、任意微小時間の単位微小時間毎
に回転数を測定し、この回転数変動測定値を基準値と比
較することにより作業負荷を判定し、穀粒の詰まりや過
負荷運転を早期に発見しようとするものである。揺動選
別板１５を揺動させる揺動プーリ５１には、回転数を検
出する回転数センサ５２、及び、負荷の特徴検出用の回
転センサ５３を設けて、夫れ夫れ制御部４１に入力する
構成としている。

【００２２】揺動プーリ５１の１回転における変動状態
は、図６に示すように、増減変動しながら回転している
ところ、回転センサ５３の検出入力から次回の検出入力
までの微小時間（例えば４ミリセック）を設定し、その
微小時間の単位微小時間（例えば１ミリセック）におけ
る回転データから所定時間（１分）の回転数を換算算出
し、全単位微小時間の換算回転数について変動角θ、あ
るいは、回転変動数△Ｎを基準値と比較して過負荷の判
定をするものである。

【００２３】次に、図７に示す制御フローについて説明
する。本制御がスタートすると、回転センサ５３の割込
み入力の有無を判定し、割込み入力ありの場合には、微
小時間ＴＬの計時を開始し、次いで、回転数センサ５２
の割込み入力の有無を判定し、割込み入力ありの場合に
は、負荷特徴検出のフラグのＯＮ・ＯＦＦを判定し、フ
ラグＯＦＦの場合には、単位微小時間ＴＳのタイマ機能
のリセットし、前記フラグをセットし、再度回転数セン
サ５２の割込み入力の有無の判定行程に移行する。

【００２４】また、前記負荷特徴検出のフラグのＯＮ・
ＯＦＦを判定し、フラグＯＮの場合には、前記微小時間
における各単位微小時間の回転数データを記憶し、前記
微小時間ＴＬのタイムアップか否かを判定し、タイムア
ップの場合には、前記フラグをリセットし、次いで、タ
イマ機能ＴＳ及びタイマ機能ＴＬをリセットする。次い
で、各単位微小時間の回転数データから１分間の回転数
を換算算出し、次いで、微小時間ＴＬにおける各単位微
小時間の回転数変動状態を、変化率（θ）あるいは変動
回転数△Ｎで算出する。次いで、検出変動状態と基準値
とを比較して、適正負荷の範囲内の変動か否かを判定
し、適正負荷でない場合には、表示部５０に過負荷報知
をしたり、あるいは、籾摺ロールのロール間隙を開調節
したり、籾摺ロールへの穀粒供給量を減少する過負荷解
消制御をする。

【００２５】前記のように、微小時間における回転数の
変動に基づき負荷の判定をするので、負荷の増大による
穀粒の詰まり現象等の前兆を検出して過負荷の解消をす
ることができ、本機停止による作業中断を防止出来る。
なお、籾摺ロール７，７のロール間隙開閉調節中や、籾
供給調節弁４３の開閉調節中には、前記過負荷判定を中
止するようにすると、正確な過負荷判定ができる。 （５）次ぎに、図８乃至１０に示す実施例について説明
する。

【００２６】この実施例は、揺動選別板１５上の穀粒の
飛散状態を検出し、予め設定した選別に適した飛散状態
になるように揺動回転数の調節を行なおうとするもので
ある。揺動選別板１５上に飛散センサ５４を配置し、飛
散センサ５４の発光部から板面穀粒に向けて検出光を照
射し、板面穀粒からの反射光を受光部で受光し、穀粒の
飛散状態を検出する（なお、揺動選別板１５の板面にセ
ンサを配置し、上方の穀粒に向けて検出光を出してもよ
い。）。

【００２７】図９に示すように、揺動回転数が大で飛散
状態が大であると、穀粒間に光が進入し穀粒からの反射
光量が小となり、また、揺動回転数が小で飛散状態が小
であると、板面穀粒はだぶつき穀粒面が形成されて反射
光量は大となり、受光量が変化するのを利用して飛散状
態を検出するものである。図１０のフローによりその制
御内容を説明する。

【００２８】制御がスタートすると、飛散センサ５４の
発光部から検出光を照射し、受光部で反射光量を測定す
る。次いで、反射光量を基準反射光量とを比較して、適
正光量か否かを判定する。しかして、適正の場合には、
そのままの揺動回転数を維持する。また、適正でない場
合には、飛散し過ぎか否かを判定し、飛散し過ぎの場合
には、揺動回転数を下げ調節し、飛散し過ぎでない場合
には、揺動回転数を上げ調節し、適正回転数に復帰させ
る。なお、揺動装置の回転数調節装置は省略したが、例
えば、インバータでモータ回転数を調節したり、無段変
速機構等を用いる。

【００２９】揺動選別板１５に供給された混合米の量の
変化によって、揺動による籾・玄米の分離作用が変化
し、選別精度が安定しないが、前記のように、揺動選別
板１５上の穀粒の飛散状態が一定になるように揺動回転
数の調節をするので、選別性能が安定し選別精度が向上
する。また、穀粒の品種等により所定回転数でも板面で
の飛散状態が変化するので、穀粒の飛散状態をじかに測
定するので、揺動回転数により飛散選別状態を間接的に
測定するよりも、選別状態を正確に測定できる。 （６）次ぎに、図１１乃至図１３に示す実施例について
説明する。

【００３０】図１１に示すように、層厚センサ５５の発
光部から検出光を板面の穀粒に照射し、穀粒面からの反
射光を受光部で測定する構成としている。図１２（１）
に示すように、穀粒層厚が小で穀粒がばらけると、検出
光が穀粒間に進入して穀粒からの反射光量が小となり、
また、穀粒層厚が大で穀粒がだぶつくと、穀粒からの反
射光量が大となる。このように、受光量の変化を利用し
て穀粒層厚を検出するものである。

【００３１】なお、飛散状態の検出タイミングは穀粒が
よくばらけている選別板が揺上げ上死点付近の位置が良
い。しかして、図１２（２）に示すように、穀粒層厚と
揺動回転数との関係から適正選別がなされる制御基準線
Ｋを実験データに基づき作成しておき、制御基準線と検
出層厚とを比較して、揺動選別板１５の揺動回転数を調
節するものである。

【００３２】図１３のフローにより制御内容を説明す
る。層厚センサ５５で穀粒層厚を検出し、回転数センサ
５２で揺動回転数を検出する。次いで、検出穀粒層厚及
び検出揺動回転数を前記制御基準線と比較し、当該検出
層厚に対して揺動回転数が適正であるか否かを判定す
る。しかして、揺動回転数が適正であるときには、その
ままの揺動回転数を維持し、また、適正でない場合に
は、揺動回転数が低いか否かを判定し、穀粒層厚に対し
て揺動回転数が低いときには、揺動回転数を上げ調節
し、揺動回転数が高いときには、揺動回転数を下げ調節
する。 （７）次ぎに、図１４乃至図１６に示す実施例について
説明する。

【００３３】この実施例は、籾摺ロール７，７の摺落米
の脱ぷ率を測定する脱ぷ率センサ５６、籾摺ロール７，
７を駆動する主モータ４２の負荷電流値を検出する負荷
電流センサ４４、籾供給調節弁４３の弁開度を測定する
籾供給調節弁開度センサ４９の測定データを基にして、
籾摺ロールのロール間隙を制御する基準負荷電流値を補
正し、穀粒の品種に合わせて適正負荷により籾摺をしよ
うとするものである。

【００３４】図１６のフローに基づきその制御内容を説
明する。本制御がスタートすると、籾供給調節弁４３を
開閉調節し、籾供給調節弁開度センサ４９により籾供給
調節弁４３が標準弁開度であることを確認し、籾摺ロー
ル７，７のロール間隙を標準パターンの例えば脱ぷ率８
５％の開度に調節する。次いで、脱ぷ率センサ５６で籾
摺ロール７，７の摺落米の脱ぷ率を測定し、次いで、基
準脱ぷ率（標準パターンの脱ぷ率で例えば８５％）から
測定脱ぷ率（例えば９０％）を減算して、標準脱ぷ率と
の差（例えば−５％）を計算する。次いで、脱ぷ率の差
から所定の計算式を用いて、ロール間隙を補正する補正
係数（例えば０．８）を計算し、標準パターンの負荷電
流値基準の制御基準線に対して０．８を乗じて、当該品
種に合った補正基準負荷電流値を算出する。しかして、
補正した補正基準負荷電流値に基づきロール間隙の制御
を実行する。

【００３５】籾供給調節弁４３の弁開度及び籾摺ロール
７，７を駆動する主モータ４２の負荷電流値は同じで
も、籾の水分や品種によって脱ぷ率は異なってくる。し
かし、この実施例では、籾摺ロール７，７への穀粒標準
供給量及び標準ロール間隙における測定脱ぷ率によっ
て、予め設定している穀粒供給量と籾摺ロール駆動用の
主モータ４２の負荷電流値の関係を定めた制御基準線を
補正するため、前記不具合を防止し安定した脱ぷ率で穀
粒の損傷を防止しながら籾摺作業をすることができる。

【００３６】なお、前記負荷電流値を電力に代えてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体の切断側面図

【図２】要部の切断側面図

【図３】要部の斜視図

【図４】ブロック図

【図５】要部の切断正面図

【図６】揺動プーリ１回転における回転変動状態を単位
微小時間毎に示すグラフ

【図７】フローチャート

【図８】要部の正面図

【図９】穀粒飛散状態と飛散センサの反射光量との関係
を示すグラフ

【図１０】フローチャート

【図１１】要部の正面図

【図１２】穀粒層厚と層厚センサの反射光量の関係を示
すグラフ、穀粒層厚と揺動回転数との関係を示すグラフ

【図１３】フローチャート

【図１４】籾供給調節弁の開度とモータの負荷電流値と
の関係を示すグラフ

【図１５】補正係数と脱ぷ率との関係を示すグラフ

【図１６】フローチャート

【符号の説明】

１…籾摺部、２…摺落米風選部、３…揺動選別部、４…
混合米揚穀機、５…玄米揚穀機、６…籾ホッパ、７…籾
摺ロール、８…籾摺室、９…摺落米風選箱、１０…摺落
米風選路、１１…粃受樋、１２…摺落米受樋、１３…吸
引フアン、１４…排塵筒、１５…揺動選別板、１６…分
配供給樋、１７…分配ケース、１８…玄米仕切板、１９
…籾仕切板、２０…玄米取出樋、２１…玄米流路、２２
…混合米取出樋、２３…混合米流路、２４…混合米ホッ
パ、２５…籾取出樋、２６…籾流路、２７…籾揚穀機、
２８…仕切板移動調節手段、２９…仕切板調節モ−タ、
３０…籾・玄米判別センサ、３１…センサ移動手段、３
２…センサ調節モ−タ、３３…仕切板原点スイッチ（揺
上側）、３４…仕切板原点スイッチ（揺下側）、３５…
センサ原点スイッチ（揺上側）、３６…センサ原点スイ
ッチ（揺下側）、４１…制御部、４２…主モ−タ、４３
…籾供給調節弁、４４…負荷電流センサ、４５…運転ス
イッチ、４６…ロール間隙調節モータ、４７…ロール間
隙調節手段、４８…揺動クラッチセンサ、４９…籾供給
調節弁開度センサ、５０…表示部、５１…揺動プーリ、
５２…回転数センサ、５３…回転センサ、５４…飛散セ
ンサ、５５…層厚センサ、５６…脱ぷ率センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 籾摺選別機の駆動部を駆動する主モー
   タ４２と、混合米を籾・玄米に分離選別する揺動選別部
   ３と、前記揺動選別部３を揺動させる揺動手段と、前記
   揺動手段の回転数を検出する回転数センサ５２と、単位
   微小時間を複数加算した微小時間を計時する微小時間計
   時手段と、前記回転数センサ５２の微小時間における各
   単位微小時間の検出回転数を基にして所定時間の回転数
   に換算し、該各微小時間の換算した回転数を比較した変
   動差から過負荷を判定する過負荷判定手段と、からなる
   籾摺選別機の負荷検出装置。