JP2000218239A - 色彩選別機の作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】色彩選別機の穀粒流速に応じた不良粒の排除タ
イミングの決定。 【解決手段】穀粒の流下選別中には、穀粒検出信号の割
込み入力の有無を判定し、割込み入力が有ると、前回の
割込み入力からの間隔時間を記憶し、検出粒数をカウン
トする。穀粒数のカウントが所定の設定粒数になると、
各検出割込み時間間隔の度数分布状態を算出し、最大度
数の検出割込み時間間隔に基づき、それが長い場合に
は、作動タイミングが長くなるように、また、短い場合
には、作動タイミングが短くなるように、不良粒の除去
作動タイミングを決定する。 【効果】着色穀粒判別部の穀粒検出割込み信号を基にし
て、不良粒を除去する除去板１４の作動タイミングを決
定するため、穀粒流速に応じて不良粒が排除され、安定
した不良粒の除去精度を維持できる。

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、穀粒をカラー選
別して整粒と不良粒とに分離選別する色彩選別機の改良
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来の色彩選別機にあっては、流下中の穀
粒から検出部で不良粒を検出すると、除去板等が作動し
て不良粒を除去する構成であるが、検出時から除去板等
の除去タイミングが一定であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】色彩選別機での穀粒
の流下速度は供給量の多少や含水率等により微妙に変化
して穀粒の流下時間間隔が変化するため、予め設定した
除去タイミングで除去板等を作動していたのでは、不良
粒の除去精度が安定しないという欠点があった。そこ
で、この発明は、着色穀粒判定部の穀粒検出信号の時間
間隔を基にして、除去板等の除去タイミングを決定する
ことにより、穀粒の流下間隔に応じて不良粒の除去を
し、不良粒の除去精度を向上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、原料ホッパ１か
ら供給した穀粒が流下するシュート５，５，…と、前記
シュート５，５，…を流下した穀粒について整粒と不良
粒とを判別する着色穀粒判定部８と、前記着色穀粒判定
部８の不良粒検出に関連的に作動し不良粒を除去する着
色穀粒除去部９と、前記着色穀粒判定部８の通過穀粒検
出信号の時間間隔を基にした粒速判定から前記着色穀粒
除去部９の除去タイミングを決定する除去タイミング決
定手段と、からなる色彩選別機の作動装置の構成とし
た。

【０００５】

【作用】穀粒の流下選別中には、通過穀粒検出の割込み
信号の入力の有無を判定し、検出割込み入力が有ると、
前回の検出割込み入力からの時間間隔を記憶すると共
に、検出粒数をカウントする。穀粒数のカウントが所定
の設定粒数になると、各検出割込み時間間隔毎の度数を
算出したり、あるいは、平均時間間隔を算出して穀粒の
流速を判定し、最大度数の検出割込み時間間隔、あるい
は、平均時間間隔から、最大度数の時間間隔、あるい
は、平均時間間隔が長いほど穀粒の流速が遅いと判定し
て、除去作動タイミングが長くなるように除去作動タイ
ミングを決定する。

【０００６】しかして、着色穀粒判定部８で不良粒を検
出すると、前記の決定された除去作動タイミングで着色
穀粒除去部９の除去板１４等を作動させる。

【０００７】

【発明の効果】この発明は、前記のように、着色穀粒判
定部８における通過穀粒の検出割込み信号の時間間隔を
基にして穀粒の流下速度を判定し、不良粒を除去する除
去板１４等の除去作動タイミングを決定するため、穀粒
流速に応じて不良粒が排除され、安定した除去精度を維
持することができる。また、不良粒の着色穀粒判定部８
を利用して除去板１４等の除去作動タイミングを決定す
るので、専用の検出器も不要でありシステムを簡素化
し、コストの低減を図ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１乃至図５に基づき、この発明
の実施例の形態について説明する。この実施例は、色彩
選別機において、検出部で流下穀粒から異種の不良粒を
検出した際に、除去板１４等を除去作動して不良粒を排
除するにあたり、除去板１４等の除去作動タイミングを
適正化しようとするものである。

【０００９】流下穀粒からの反射光量（あるいは透過光
量）の検出割込み時間間隔の度数分布を算出作成し、予
め定めた割込み時間間隔と最大度数（平均時間でもよ
い。）の関係から除去板１４を除去作動させるタイミン
グを決定しようとするものである。穀粒の色彩選別機
は、図１に示すように次のように構成されている。

【００１０】上部には選別原料を投入する原料ホッパ１
を配置し、この原料ホッパ１は、一次選別の原料を投入
する一次ホッパ部１ａ、及び、不良穀粒を二次選別する
二次ホッパ部１ｂにより構成されている。これらの一次
ホッパ部１ａ及び二次ホッパ部１ｂの下部には、穀粒を
定量づつ繰り出す繰り出し装置２、及び、供給調節弁３
を設けて、整列流下装置４に定量の穀粒を繰り出す構成
である。

【００１１】この整列流下装置４は、一次ホッパ部１ａ
から繰り出す穀粒が、例えば、４個のシュート５，５，
…により４チャンネルに区分した溝内を流下する構成で
あり、また、二次ホッパ部１ｂから繰り出された穀粒は
１個のシュート５からなる１チャンネルの溝内を流下す
る構成である。なお、整列流下装置４の複数のシュート
５，５，…を構成するにあたり、従来装置ではシュート
５，５，…の横幅を固定的に構成しているが、図２
（１）に示すように、入口部の横幅をネジ棒６及びナッ
ト７で調節自在に構成すると、各シュート５，５，…へ
の穀粒分配量を調節できる。しかして、原料ホッパ１か
らシュート５，５，…に穀粒を引き継ぐ際に、供給量は
中央部で増加し両側部では減少する傾向があるが、前記
構成とすることにより供給量のバラツキを調節し均等化
できる。

【００１２】整列流下装置４の下端部下方には、着色穀
粒判定部８及び着色穀粒除去部９を設けている。着色穀
粒判定部８は、図３（１）に示すように、発光部から流
下穀粒に発光すると、その反射光量あるいは透過光量が
受光部８ａに受光されて電圧値に変換されて、平滑回路
８ｂに送られる。平滑回路８ｂからの検出信号Ａの一部
はＡ／Ｄ入力部を経てＣＰＵ内臓の制御部１０に入力さ
れ、また、検出信号Ａの一部は比較回路８ｃに入力さ
れ、また、検出信号Ａの一部は遅延回路８ｄを経て比較
回路８ｃに送られる。しかして、これらの検出信号Ａは
比較回路８ｃで処理されて、穀粒検出割込み信号ＢがＩ
ＮＴ入力部を経て制御部１０に入力される構成である。
また、制御部１０には駆動回路を経由して除去板１４を
作動するソレノイド１３が接続されている。

【００１３】なお、このような着色穀粒判定部８が各チ
ャンネル毎に設けられている。なお、図３（２）は前記
検出信号Ａ及び穀粒検出割込み信号Ｂの制御部１０への
入力状態を示すタイムチャートである。次いで、穀粒検
出割込み信号Ｂの入力時間間隔△ｔが所定時間にわたっ
て所定穀粒数について記憶されて、図３（３）に示すよ
うに、検出割込み時間間隔毎の度数を算出して分布グラ
フが作成される。しかして、最大度数の時間間隔ｔｒを
基にして、穀粒の流速を判定する。なお、この最大度数
の時間間隔ｔｒに代えて、時間間隔△ｔの平均時間を算
出して粒速を判定してもよい。

【００１４】着色穀粒除去部９は、図２（２）に示すよ
うに次のように構成されている。フレーム１１にＬ字型
に屈折した支持体１２を取り付け、この支持体１２にソ
レノイド１３を取り付けている。フレーム１１の左側端
部には、除去板１４の右上側端部をヒンジで軸支し、ソ
レノイド１３の作動棒１３ａの先端部で除去板１４の中
途部を押すことにより、不良穀粒を除去する構成であ
る。この除去板１４はステンレスバネ鋼製であり、例え
ば、厚さ０．２ミリメートルりの薄い板により構成され
ている。しかして、除去板１４の下端部上面側が、支持
体１２の先端面に形成した制振面１５に、ソレノイド１
３の非励磁状態で退避時に接触する構成である。

【００１５】しかして、着色した不良粒の検出信号に関
連して、ソレノイド１３が例えば５ｍｓｅｃのＯＮ時間
励磁されると、作動棒１３ａが例えば２ミリメートル突
出移動して、除去板１４によりシュート５，５，…の下
端から放擲落下してくる穀粒を撥ね飛ばし除去する構成
である。なお、除去板１４に代えて圧搾空気を噴出して
不良粒を除去してもよい。

【００１６】次いで、作動棒１３ａが非励磁状態となっ
て退避側に移動すると、除去板１４の回動側が制振面１
５により受けとめられて制振されて停止し、復帰後の振
動により穀粒を誤って除去するのを防止する。図４に基
づき制御フローを説明する。本制御がスタートすると、
穀粒検出信号の割込み入力の有無を判定し、割込み入力
有りの場合には、タイマ機能をストップし、前回の穀粒
検出割込み入力からの時間間隔をセーブし、粒数カウン
タに検出回数１を加算する。

【００１７】次いで、粒数カウンタの加算粒数が所定の
設定粒数になったか否かを判定し、未達の場合には、前
記タイマ機能をリセットして、タイマをスタートさせ
る。また、設定粒数に到達している場合には、各穀粒検
出割込み時間間隔毎の度数を算出して分布グラフを作成
し、決定された最大度数の検出割込み時間間隔から穀粒
の流下速度を判定し、不良粒を除去する作動タイミング
を決定する。

【００１８】なお、作動タイミングの決定は、図４に示
すように、最大度数の時間間隔が長くなるほど、穀粒の
流下速度が遅い、又は穀粒密度が低いと判断し、除去作
動タイミングを長くする基準線に基づき決定される。従
来の色彩選別機にあっては、異種粒を検出してから除去
板１４を作動するタイミングが固定していた。色彩選別
機での穀粒の流下速度は供給量や含水率等によって微妙
に変化するため、予め設定した作動タイミングで除去板
１４を作動していたのでは、異種粒の除去精度が安定し
ないという欠点があった。

【００１９】しかし、この実施例では、着色穀粒判定部
８の通過穀粒の検出信号を基にして、除去板１４の作動
タイミングを決定するため、穀粒流速に応じて不良粒が
排除され、安定した除去精度を維持することができる。
また、不良粒を検出する着色穀粒判定部８を利用して除
去板１４の作動タイミングを決定するので、専用の検出
器も不要であるためシステムが簡素化できると共に低コ
ストで実現できる。

【００２０】次ぎに、図６乃至図８に示す実施例につい
て説明する。この実施例は、整列流下装置４の各チャン
ネルにおける穀粒検出割込み時間間隔の分布状態のバラ
ツキから、シュートの汚れや異物の付着を検出し、清掃
の必要性を報知しようとするものである。図６に示すよ
うに、前記穀粒検出割込み時間間隔の度数分布は、整列
流下装置４のシュート５，５…を正常に穀粒が流下して
いる場合には、幅の狭い高い山形の分布曲線Ｌを示し、
シュート５，５，…に異物が付着すると、流下姿勢が乱
れてバラツキが多くなり、分布曲線Ｍは幅が広がった
り、複数のピークが現れたりする。

【００２１】次に、図８に基づき制御フローを説明す
る。本制御がスタートすると、タイマをセットし計時が
開始され、次いで、タイムアップしたか否かを判定し、
タイムアップしていない場合には、穀粒検出割込み信号
の入力の有無を判定し、割込み信号の入力有りの場合に
は、測定中のフラグ有りか否かを判定し、フラグセット
なしの場合には、測定フラグをセットし、粒数カウンタ
に検出割込み信号の入力回数１を加算し、次いで、検出
割込み信号の時間間隔を測定するタイマをスタートさせ
る。

【００２２】また、検出割込み信号の入力が有り、測定
フラグ有りの場合には、フラグをリセットし、次いで、
検出割込み信号の時間間隔を記憶し、タイマをリセット
し、次いで、測定フラグをセットし、カウンタに検出割
込み信号の入力回数１を加算し、次いで、検出割込み時
間間隔の測定タイマをスタートさせる。また、前記タイ
ムアップか否かを判定し、タイムアップの場合には、粒
数カウンタのカウント数から穀粒流量を計算し、次い
で、所定の計算式により標準偏差値を計算し、次いで、
算出値が設定値以上か否かを判定し、設定値以上の場合
には、整列流下装置４が異常であることを表示部（図示
省略）に報知をする。

【００２３】なお、穀粒の流量と標準偏差値との関係を
示す基準線は、図７に示すとおりである。整列流下装置
４のシュート５，５，…表面に糠等の異物が付着する
と、穀粒の流下姿勢が乱れ選別精度が低下するが、この
実施例では、前記のように、流下穀粒の姿勢の乱れによ
る検出割込み時間間隔の分布状態の変化から精度の高い
異物付着状態を検出できて、選別精度を向上させること
ができる。

【００２４】次に、図９に示す実施例について説明す
る。この実施例では、整列流下装置４の各シュート５，
５，…の平均穀粒流量を測定し、各シュート５，５，…
の測定穀粒流量につき基準となるシュートの穀粒流量と
の比率を計算し、測定比率が設定値以下の場合には、流
下の均一性が悪いと判定し、異常報知をするものであ
る。

【００２５】次に、図９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、各シュート５，
５，…（例えば４チャンネル）の検出穀粒粒数から、穀
粒流量を測定する。次いで、例えば、基準となる第１の
シュート５の穀粒流量と第２・第３・第４のシュート
５，５，…の穀粒流量との比率を夫れ夫れ計算する。

【００２６】次いで、第２のシュート５の測定比率が設
定値以上か否かを判定し、設定値以上でない場合には、
穀粒流量が少なく第１のシュート５とのバラツキが生じ
ていると判断して、表示部（図示省略）に第２のシュー
ト５の異常を報知する。次いで、第３のシュート５及び
第４のシュート５の測定比率と設定値とを順次比較し
て、設定値以上でない場合には、異常報知をするもので
ある。

【００２７】原料ホッパ１からシュート５，５，…に穀
粒を供給する際に、各シュート５，５，…への供給量が
均等でないと、シュート間の選別性能にバラツキが生じ
る。この実施例では、前記のように、各シュート５，
５，…の穀粒流量のバラツキを容易に判定できるため、
各シュート５，５，…の入口部の幅調節の必要性が容易
に確認できて、結果として選別精度を安定させることが
できる。

【００２８】次に、図１０及び図１１に示す実施例につ
いて説明する。この実施例は、着色穀粒判定部８の検出
信号から、例えば、整粒の選別状態から選別能率を算出
し、能率設定器１９の設定値と比較して、繰り出し装置
２を調節し、穀粒供給量を制御し設定能率で選別しよう
とするものである。図１０に示すブロック図について説
明する。

【００２９】着色穀粒判定部８の受光部８ａ，平滑回路
８ｂ，比較回路８ｃ，遅延回路８ｄは前記実施例と同様
に構成され、穀粒検出信号が制御部１０に入力される構
成である。原料ホッパ１における供給調節弁３の弁開
度、及び、繰り出し装置２の穀粒繰り出し回転状態が、
例えば、弁開度センサ１７及び回転センサ１８により検
出されて、制御部１０に入力され、また、能率設定器１
９の設定情報が制御部１０に入力される構成である。

【００３０】また、制御部１０から出力インターフェイ
スを経由して、供給調節弁３を開調節する弁開調節駆動
手段２０、及び、供給調節弁３を閉調節する弁閉調節駆
動手段２１に、駆動信号が出力される構成である。次
に、図１１のフローに基づき制御内容を説明する。本制
御がスタートすると、能率設定器１９の設定能率情報が
読み込まれ、次いで、各シュート５，５，…の検出穀粒
数から穀粒の流量が測定され、次いで、選別能率が所定
の計算式により計算される。

【００３１】次いで、測定能率と設定能率とを比較し
て、選別能率が適正か否かを判定し、適正でない場合に
は、選別能率が高いか否かを判定し、高い場合には、供
給調節弁３を閉調節し、また、高くない場合には、供給
調節弁３を開調節する。従来装置にあっては、オペレー
タが穀粒供給量を調節していたが、不良穀粒の混入比率
の変化等によって、作業能率が変動し選別能率を向上で
きないという問題点があった。この実施例では、選別能
率を着色穀粒判定部８の穀粒検出情報を利用して、設定
した能率に制御できて選別能率が安定する。

【００３２】次に、図１２乃至図１５に示す実施例につ
いて説明する。この実施例は、整列流下装置４の各シュ
ート５，５，…における穀粒流量と原料ホッパ１の穀粒
供給量（例えば、供給調節弁３の開度、あるいは、繰り
出し装置２の繰り出し速度）を測定し、この穀粒供給調
節状態と測定穀粒流量との比率を予め設定した設定比率
と比較することによって、各シュート５，５，…の始端
部から終端部の間での詰まり現象を検出しようとするも
のである。

【００３３】一次ホッパ部１ａ及び二次ホッパ部１ｂの
下部には、図１２に示すように、穀粒を定量づつ繰り出
す繰り出し装置２及び供給調節弁３を設けている。その
他は前記実施例と同様の構成である。次に、図１３に示
すブロック図について前記実施例との相違点について説
明すると、前記供給調節弁３の開度を検出する弁開度セ
ンサ１７及び繰り出し装置２の回転数を検出する回転セ
ンサ１８の検出情報が制御部１０に入力される構成であ
る。また、制御部１０には出力インターフェイスを介し
て異常報知等をする表示部２２が接続されている。

【００３４】次に、図１５のフローに基づき制御内容を
説明する。本制御がスタートすると、供給調節弁３の弁
開度を弁開度センサ１７で測定し、次いで、回転センサ
１８により繰り出し装置２の回転数を測定する。次い
で、測定弁開度及び測定回転数から所定の計算式により
穀粒流量を推定計算し、次いで、前記測定弁開度及び測
定回転数を基にして所定の計算式により、穀粒の詰まり
判定値を算出する。

【００３５】次いで、着色穀粒判定部８の穀粒検出信号
を利用して穀粒流量を測定し、測定穀粒流量が前記詰ま
り判定値以下か否かを判定し、以下でない場合には穀粒
が正常に流下しているものと判断し、また、判定値以下
の場合には、穀粒の詰まり現象が発生したと判断して、
表示部に穀粒の詰まり状態であることを報知をする。な
お、図１４（１）は、供給調節弁３の大中小の弁開度グ
ラフと、繰り出し装置２の繰り出し回転数との関係か
ら、シュート５，５，…の穀粒流量を推定するものであ
る。また、図１４（２）は、供給調節弁３の弁開度グラ
フと、繰り出し装置２の繰り出し回転数との関係から、
シュート５，５，…の穀粒流量を推定すると共に、詰ま
り判定領域を示すものである。

【００３６】機械の不使用期間中に機内に侵入したネズ
ミや糠等の原因で、シュート５，５，…の穀粒の流下が
妨げられことがあるが、穀粒の繰り出し状態及びシュー
ト５，５，…の排出側端部の着色穀粒判定部８の穀粒検
出信号を利用して、低コストで各シュート５，５，…の
穀粒詰まり現象を検出することができる。また、穀粒供
給量に応じて詰まりの判定基準を変化させるため、詰ま
りの検出精度を向上させることができる。

【００３７】次に、図１６及び図１７に示す実施例につ
いて説明する。この実施例は、除去板１４が作動して不
良粒を除去する時に一緒に除去される整粒除去量を予め
求めておき、穀粒検出信号より求められる穀粒流下量か
ら前記整粒除去量を減算補正して、選別能率を算出しよ
うとするものである。シュート５，５，…を流下する全
穀粒から除去板１４によって不良粒と共に除去される整
粒量を補正して整粒の選別能率を算出するため、精度良
く選別能率を算出できる。次に、図１７に基づき制御フ
ローを説明する。

【００３８】本制御がスタートすると、色彩選別機の選
別中にはタイマ機能をセットしスタートし、タイムアッ
プか否かを判定し、タイムアップしていない場合には、
穀粒検出割込み信号の有無から穀粒が通過したか否かを
判定し、穀粒が通過すると、総粒数カウンタＮＳに検出
数１を加算し、次いで、通過穀粒は着色穀粒判定部８の
検出信号から精粒か否かを判定し、整粒でない場合に
は、除去板１４を作動して不良品を除去し、除去板１４
の作動カウンタＮＥに作動回数１を加算し、リターンす
る。

【００３９】また、タイムアップした場合には、総粒数
カウンタＮＳのカウント数から総穀粒流量を計算し、次
いで、作動カウンタＮＥのカウント数に基づき所定の計
算式により整粒除去量を算出し、総穀粒流量から精粒除
去量を減算補正し、次いで、タイマ機能をリセットし、
総粒数カウンタＮＳ及び作動カウンタＮＥをリセットす
る。

【００４０】なお、図１６は単一シュート５の穀粒流量
と整粒除去量との関係を示すグラフで、単位時間当たり
の穀粒流量が増加すると、整粒除去量も増加する関係に
あり、このような基準線により減算補正するものであ
る。次に、図１８に示す実施例について説明する。この
実施例は、色彩選別機の消耗部品の作動回数あるいは作
動時間を累計し、予め設定した作動回数あるいは作動時
間に到達した時点で、メンテナンスの報知をしようとす
るものである。

【００４１】次に、図１８のフローによりその制御内容
を説明する。本制御がスタートすると、例えば、重要部
品である除去板１４を作動するソレノイドが作動したか
否かを判定し、ソレノイドが作動すると、消耗カウンタ
に作動回数１を加算し、不揮発性メモリーに記憶する。
次いで、カウント数が設定回数に到達したか否かを判定
し、設定回数に到達すると、ソレノイドが交換時期にき
ていることを表示部に表示する。なお、設定回数は複数
設定し、順次交換比率が大となることを表示してもよ
い。

【００４２】色彩選別機の使用状況は一般農家と業者で
は大きく異なるため、消耗部品の交換時期はまちまちで
あり、また、使用者が消耗部品の交換管理をするのも困
難が伴い、使用途中で破損し作業を再開するまでに長い
日数を要することがある。しかし、前記のようにするこ
とにより、除去板１４等の高速作動をする重要部品の作
動回数等を管理し、使用者に交換時期を報知することに
より、予め消耗部品の手当てをすることもできて、作業
能率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】斜視図

【図２】腰部の正面図、側面図

【図３】ブロック図、タイムチャート、検出割込み時間
の度数分布を示すグラフ

【図４】基準値を示すグラフ

【図５】フローチャート

【図６】穀粒の流下状態の分布を示すグラフ

【図７】基準値を示すグラフ

【図８】フローチャート

【図９】フローチャート

【図１０】ブロック図

【図１１】フローチャート

【図１２】斜視図

【図１３】ブロック図

【図１４】基準値を示すグラフ

【図１５】フローチャート

【図１６】基準値を示すグラフ

【図１７】フローチャート

【図１８】フローチャート

【符号の説明】 １…原料ホッパ、１ａ…一次ホッパ、１ｂ…二次ホッ
パ、２…繰り出し装置、３…供給調節弁、４…整列流下
装置、５…シュート、６…ネジ棒、７…ナット、８…着
色穀粒判別部、８ａ…受光部、８ｂ…平滑回路、８ｃ…
比較回路、８ｄ…遅延回路、９…着色穀粒除去部、１０
…制御部、１１…フレーム、１２…支持体、１３…ソレ
ノイド、１３ａ…作動棒、１４…除去板、１５…制振
面、１７…弁開度センサ、１８…回転センサ、１９…能
率設定器、２０…弁開調節駆動手段、２１…弁閉調節駆
動手段、２２…表示部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料ホッパ１から供給した穀粒が流下
   するシュート５，５，…と、前記シュート５，５，…を
   流下した穀粒について整粒と不良粒とを判別する着色穀
   粒判定部８と、前記着色穀粒判定部８の不良粒検出に関
   連的に作動し不良粒を除去する着色穀粒除去部９と、前
   記着色穀粒判定部８の通過穀粒検出信号の時間間隔を基
   にした流下速度又は粒速判定から前記着色穀粒除去部９
   の除去タイミングを決定する除去タイミング決定手段
   と、からなる色彩選別機の作動装置。