JP2012152114A - 収穫機の風選装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で小型の収穫機に装着可能であり、飼料作物の穀実割合を高めることができる収穫機の風選装置を提供する。
【解決手段】風選装置３０は、飼料作物を引き込んで細断する作物処理部３と、作物処理部３に接続され細断された飼料作物の断片を気流とともに搬送するシュート１０と、シュート１０から吐出された断片を収容する収容部２０とを有して走行機体８０に装着されて進行可能な収穫機１の風選装置３０であって、走行機体８０に設けられた送風機３１と、一端が送風機３１の吐出口に接続されて他端側がシュート１０に支持されて送風機３１から送られる気流を噴出させるダクト３３とを備え、ダクト３３の先端部は、ダクト３３から噴出する気流の噴出軌跡とシュート１０から吐出する断片の放出軌跡が収容部２０の上方位置で交差するように、シュート１０に支持される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、飼料作物を引き込んで細断した飼料作物の断片をシュートを介して空中に吹き出して収容部に収容する収穫機に搭載される風選装置に関する。

家畜の飼料は、牧草そのものや、牧草、飼料用トウモロコシで作るサイレージ等の粗飼料と、大豆やトウモロコシ等の栄養価の高い穀類を配合した濃厚飼料に分別される。

我が国の家畜の自給飼料は、サイレージ等の粗飼料が主体であり、濃厚飼料は安価な輸入品に依存している。近年、濃厚飼料の価格が高騰し、濃厚飼料を多給する酪農・畜産経営が深刻な影響を受けた。この価格高騰で、濃厚飼料の価格は、国際経済や気象環境、及びそれに影響される需要動向等に左右され、不安定であることが再確認され、濃厚飼料についても自給の需要性が指摘されている。

しかしながら、濃厚飼料、すなわち穀実飼料の栽培には、専用のコンバインが必要なうえ、給与にあたっては蒸煮・圧扁・粉砕などの加工が必要となるため、その自給は容易ではない。

そこで、新たな試みとして、サイレージの穀実割合を増加させることで、濃厚飼料を生産しようとする技術開発が行われている（特許文献１参照）。この試みは、専用のアタッチメント（スナッパヘッド）を収穫機に装着し、機械的に飼料作物から雌穂（穀実＋包皮＋穂軸）を分離し、この分離された雌穂のみをカッターで細断し、細断された雌穂をシュートで気流とともに搬送して空中に放出して、ワゴン等の収容部に収納する。このアタッチメント（スナッパヘッド）を収穫機に装着して用いれば、飼料作物から雌穂のみを確実に収穫できるので、サイレージの濃厚飼料化を実現することができる。

北海道農業研究センター、“イアコーンサイレージの生産利用技術の開発”、[ｏｎｌｉｎｅ]、平成２１年７月２７日、プレスリリース、[平成２３年１月１２日検索］、インターネット ＜ＵＲＬ：http://cryo.naro.affrc.go.jp/press/20090727/index.html＞

しかしながら、アタッチメントは、専用の部品であるので高価であり、コントラクター等の大規模経営しか導入できない。またアタッチメントを装着できる収穫機は一部の自走式の大型機に限られ、小型で牽引式の収穫機を用いる中小規模経営ではアタッチメントを収穫機に装着できないので、飼料作物の穀実割合を高めることが難しく、サイレージの濃厚飼料化を実現することができない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、安価で小型の収穫機に装着可能であり、飼料作物の穀実割合を高めることができる収穫機の風選装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決するため、本発明は、飼料作物を引き込んで細断する作物処理部と、該作物処理部に接続され細断された飼料作物の断片を気流とともに搬送するシュートと、シュートから吐出された断片を収容する収容部とを有して走行機体に装着されて進行可能な収穫機の風選装置であって、収穫機又は走行機体に設けられた送風機と、一端が送風機の吐出口に接続されて他端側がシュートに支持されて送風機から送られる気流を噴出させるダクトとを備え、ダクトの先端部は、ダクトから噴出する気流の噴出軌跡とシュートから吐出する断片の放出軌跡が収容部の上方位置で交差するように、シュートに支持されていることを特徴とする（請求項１）。

このように、風選装置は送風機とダクトとを有し、ダクトは送風機に接続されてシュートに支持される構造であるので、風選装置の構造が容易であり、風選装置を安価にすることができる。

また送風機は収穫機又は走行機体に設けられ、ダクトは送風機に接続されてダクトに支持され、風選装置は走行機体に装着されて進行可能であるので、送風機を走行機体に設ければ小型の収穫機の使用が可能になる。また送風機を収穫機に設けても飼料作物から雌穂のみを分離する高価なアタッチメントを使用する必要がないので、安価な収穫機の使用が可能になる。

また、ダクトの先端部は、これから噴出する気流の噴出軌跡とシュートから吐出する断片の放出軌跡が収容部の上方位置で交差するように、シュートに支持されるので、飼料作物の断片のうち比重が比較的に軽い茎葉、莢、穂軸等の低栄養の断片が、噴出気流によって放出軌跡から外れて収容部の外側に排出される。このため、収容部には飼料作物の断片のうち比重が比較的に重い穀実の割合が増大した飼料作物の断片を収容することができる。

本発明の「収穫機」は、自走可能な走行機体に搭載されたものでもよいし、走行機体に装着されて走行機体とともに進行するものでもよい。収穫機が走行機体に装着される場合とは、収穫機が走行機体の側方に配置されて装着される場合や、収穫機が走行機体の後方に配置されて装着される場合を含む。

また本発明の「収容部の上方位置で交差」とは、シュートから吐出する断片にダクトから噴出する気流が収容部の上方位置で交わることをいい、具体的には、比重の比較的に軽い飼料作物の断片が放出軌跡から外れて収容部の外側に排出されるような収容部の上方位置で、シュートから吐出する断片と気流が交わることをいう。

また本発明のダクトの先端部は、シュートに対して位置調節自在に支持されていることを特徴とする（請求項２）。これにより、ダクトの先端部の位置や向きの調節が可能となり、噴出軌跡と放出軌跡とが交差する位置を容易に変更することができる。

また本発明の送風機は、ダクト内を流れる気流の速度調節を可能にするため、該送風機の回転数の調節が自在であることを特徴とする（請求項３）。これにより、シュートから吐出された飼料作物の断片の放出速度に応じて、ダクトから噴出する気流の噴出速度を調整することができ、比重の比較的に軽い飼料作物の断片を収容部の外側により確実に排出させることができる。

本発明に係わる収穫機の風選装置によれば、収穫機又は走行機体に設けられた送風機と、一端が送風機の吐出口に接続されて他端側がシュートに支持されて送風機から送られる気流を噴出させるダクトとを備え、ダクトの先端部は、該ダクトから噴出する気流の噴出軌跡とシュートから吐出する断片の放出軌跡が収容部の上方位置で交差するように、シュートに支持されることで、風選装置の構造が容易になり、風選装置を安価にすることができる。また、送風機を走行機体に設け、ダクトをシュートに支持させることで、小型で安価な収穫機の使用が可能になる。また送風機を収穫機に設けても飼料作物から雌穂のみを分離する高価なアタッチメントを使用する必要がないので、小型で安価な収穫機の使用が可能になる。またダクトの先端部は、これから噴出する気流の噴出軌跡とシュートから吐出する断片の放出軌跡が収容部の上方位置で交差するようにシュートに支持されるので、飼料作物の断片のうち比重が比較的に軽い茎葉、莢、穂軸等の低栄養の断片を収容部の外側に排出することができ、収容部に穀実割合を高めた飼料作物を収容することができる。従って、小型で安価な収穫機に装着可能であり、飼料作物の穀実割合を高めてサイレージの濃厚飼料化を可能にする収穫機の風選装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係わる風選装置を搭載した収穫機と、収穫機を装着した走行機体の斜視図を示す。 この風選装置の側面視における概略構成図を示す。 収穫機に設けられたシュートの先端部に挿着されるデフレクタを示し、同図（ａ）は、横方向に拡開するデフレクタであり、同図（ｂ）は、直線状に延びるデフレクタであり、同図（ｃ）は、先端部の開口上部が大きく開口したデフレクタである。 本発明の第２実施形態に係わる風選装置を搭載した小型の収穫機と走行機体の背面図を示す。

以下、本発明に係わる収穫機の風選装置の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態では、とうもろこしを収穫する収穫機に搭載される風選装置について説明する。なお、収穫機によって収穫される飼料作物は、とうもろこしの他に、飼料イネ、大豆等がある。また収穫機は、圃場に植生されている飼料作物を収穫し、又は刈り倒されて予乾してある飼料作物を収穫する。

先ず、風選装置を説明する前に、風選装置を搭載する収穫機について概説する。収穫機１は、図１及び図２に示すように、走行機体８０の後部に装着されて走行機体８０の後進走行とともに進行しながら収穫作業を行うものである。

収穫機１は、圃場の飼料作物を収穫して細断処理する作物処理部３と、作物処理部３に接続されて細断された飼料作物の断片を気流とともに搬送するシュート１０と、シュート１０から吐出された断片を収容する収容部２０とを有している。

作物処理部３は、機体幅方向両側に進行方向前側に突設された一対の分草?４を備える機枠５の下部に回転刃６が設けられ、この回転刃６により刈り取られた飼料作物を、回転刃６の上方に設けられた掻込ロールで機枠５内に引き込み、機枠５内に回転可能に設けられた回転刃により、引き込まれた飼料作物を細断するように構成されている。

シュート１０は、一端側が機枠５の進行方向後側に接続されて上方へ延びるシュート基部１１と、シュート基部１１の上端部に回動自在に接続されて上方へ延びるとともに走行機体９０側に屈曲し、走行機体９０の上方で先端側が斜め下方へ向きを変えて走行機体前側に延びるシュート先端部１２とを有してなる。このため、シュート先端部１２をシュート基部１１に対して回動させることで、細断された飼料作物の断片の吐出方向を変えることができる。

シュート先端部１２にはデフレクタ１３が上下方向に回動可能に取り付けられている。デフレクタ１３は角筒状に形成されてシュート先端部１２から吐出する気流の上下の吐出方向を変える。

収容部２０は、図１に示すように、走行機体８０の前部に支持されて走行機体幅方向に延びる箱状に形成され、上部には飼料作物の断片を収容部内に受け入れる開口部２０ａが形成されている。このため、シュート１０から吐出された飼料作物の断片は開口部２０ａを通って収容部２０に収容される。なお、収容部２０は、走行機体８０とは別の走行機体に支持又は牽引されて、走行機体８０と併走して飼料作物の断片を受け入れてもよい。

収穫機１は、走行機体９０のＰＴＯ軸から動力を受けて駆動して、飼料作物を機枠５内に引き込んで細断して、細断された飼料作物の断片をシュート１０から吐出させる。

このように構成された収穫機１に風選装置３０が設けられている。風選装置３０は、図１及び図２に示すように、収穫機１の機枠５上に設置された送風機３１と、一端が送風機３１の吐出口に接続されて他端側がシュート１０に支持されて送風機３１から送られる気流を噴出させるダクト３３とを有してなる。

送風機３１は、走行機体８０に搭載されたバッテリーから電力供給を受けて駆動するモータを備える電動式であり、走行機体側に吐出口が位置するように配設されている。なお、図２では吐出口が収穫機幅方向に向くように機枠５上に搭載された送風機３１が示されている。送風機３１はモータに供給される電力の調節によって回転数の調節が可能に構成されて、送風機３１から吐出される気流の速度を調節することができる。なお、送風機３１は、電動式に限るものではなく、エンジン駆動式でもよい。

ダクト３３は、一端側が送風機３１の吐出口に接続されたダクトホース３５と、ダクトホース３５の先端部に接続されたダクト管３８と、ダクト管３８の先端部に挿着されたノズル部４１とを有してなる。ダクトホース３５は、合成樹脂材料等で形成されて屈曲自在であり、ダクトホース３５の他端側はシュート１０のシュート基部１１側へ延びて上方へ屈曲し、シュート基部１１の走行機体側の側面及びシュート先端部１２の下側の側面に沿って延びる。

ダクトホース３５は、シュート基部１１に設けられた支持部材１５によって支持されている。この支持部材１５は、シュート基部１１の上部に走行機体側に突出して設けられ、支持部材１５の先端部にはダクトホース３５を保持可能なホースバンド１６が取り付けられている。このホースバンド１６をダクトホース３５に巻き付けて、ダクトホース３５の他端側が支持部材１５によって支持されている。ダクトホース３５の他端部にはダクト管３８が接続されている。

ダクト管３８は、金属又は合成樹脂材料で形成されて直線状に延び、ダクト管３８の上方に延びるシュート先端部１２に固定された複数の支持部材２２，２２'によって支持されている。支持部材２２，２２'はシュート先端部１２の先端側とシュート先端部１２の長手方向中間部に配設されている。これらの支持部材２２，２２'は、内側に孔部２２ｂを有して矩形状に形成された枠体部２２ａと、枠体部２２ａの孔部２２ｂを仕切るように装着される位置調節部材２２ｃとを有している。

枠体部２２ａはその幅方向両側に配設された一対の縦部材２２ｄを有し、縦部材２２ｄには上下方向に所定の間隔を有して枠体部幅方向に貫通する貫通孔２２ｅ（図４参照）が複数設けられている。一対の縦部材２２ｄの貫通孔２２ｅ間に位置調節部材２２ｃを挿通させることで、位置調節部材２２ｃが枠体部２２ａに上下位置調節可能に設けられる。一対の縦部材２２ｄに挿着された位置調節部材２２ｃ上にダクト管３８が載置され、紐部材等によってダクト管３８が位置調節部材２２ｃに固定される。

シュート先端部１２の先端側に設けられた枠体部２２'に装着された位置調節部材２２ｃの取り付け位置と、シュート先端部１２の中間部に設けられた枠体部２２に装着された位置調節部材２２ｃの取り付け位置を調節することで、ダクト管３８の上下方向の傾きを調節することができる。また、位置調節部材２２ｃに固定されるダクト管３８の位置調節部材２２ｃに対する固定位置を調整することで、ダクト管３８の先端部の位置を調節することができる。

ノズル部４１は、図３（ａ）に示すように、高さ寸法ａが一定で幅寸法ｂが先端側に進むに従って拡開するように形成されて横方向に広がりを持たせた気流を形成可能なもの、図３（ｂ）に示すように、高さ寸法ａ及び幅寸法ｂが一定に形成されて広がり難い気流を形成可能なもの、図３（ｃ）に示すように、高さ寸法ａ及び幅寸法ｂが一定であるとともに、ノズル部４１の先端部の開口上部がノズル部４１の後側に後退するように大きく開口するように形成されて上下方向に広がりを持たせた気流を形成可能なものがある。

図３（ａ）に示すノズル部４１は、気流の風速が弱くなるが、収穫機１から放出される飼料作物の断片が横方向に散らばっても、ダクト３３から噴出する気流の噴出軌跡Ｌｔとシュート１０から吐出する断片の放出軌跡Ｌｈが交差する位置（交点）を維持することができる。図３（ｂ）に示すノズル部４１は、飼料作物の断片に強い風を当てることができて選別強度は強まるが、断片の散らばりが大きいと交点の位置を維持することができない不利がある。図３（ｃ）に示すノズル部４１は、風速が弱まるが、飼料作物の断片と気流との接触時間を長くすることができる利点を有する。

これらのノズル部４１を飼料作物に応じて適宜選択してダクト管３８に装着し、放出軌跡Ｌｈと噴出軌跡Ｌｔとの交点の位置、放出軌跡Ｌｈと噴出軌跡Ｌｔとのなす角度θ（図２参照）、ダクト３３から噴出する気流の速度、ノズル部４１から噴出する気流の形状を調整することで、風選の強度や精度を調整することができる。なお、ダクト３３から噴出する気流の速度は、送風機３１の回転数とノズル部４１の形状により変えることができる。

このように構成された風選装置３０のダクト３３の先端部は、図２に示すように、ダクト３３から噴出する気流の噴出軌跡Ｌｔと、シュート１０から吐出する断片の放出軌跡Ｌｈが収容部２０の上方位置で交差するように、複数の支持部材２２，２２'を介してシュート１０に支持される。

このため、細断されてシュートから吐出する飼料作物の断片Ｄのうち、比重が比較的に軽い茎葉、莢、穂軸等の低栄養の断片ＤＬが、ダクト３３から噴出する噴出気流によってシュート１０から吐出する断片Ｄの放出軌跡Ｌｈから外れて、収容部２０の外側に排出される。従って、収容部２０には飼料作物の断片Ｄのうち比重が比較的に重い穀実Ｋの断片を収容することができる。従って、収容部２０には穀実割合を高めた飼料作物の断片を収容することができる。

このように構成された風選装置３０は、送風機３１が収穫機１に設けられ、ダクト３３は、収穫機１に設けられたシュート１０に支持され、収穫機１は走行機体８０に装着されて走行機体８０の走行に伴って進行する。このため、収穫機１に飼料作物から雌穂のみを分離する高価な専用のアタッチメントを装着する必要がない。このため、既存の小型の収穫機１を使用することができ、飼料作物から穀実の割合の高い飼料作物の断片を得ることができる。

図４は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態では、前述した第１実施形態と相違する点について述べ、第１実施形態と同一態様部分については同一符号を附して説明を省略する。

収穫機５０は、図４に示すように、走行機体８３の側方に配設された状態で走行機体８３に装着されて、走行機体８３の前進走行とともに進行して飼料作物の収穫作業を行う。収穫機５０は、作業処理部５１の機枠５２の幅方向両端部に走行可能な車輪５３を備えて走行可能であり、走行機体８３から取り出された動力を走行機体８３に設けられたＰＴＯ軸を介して伝達されて駆動する。この機枠５２は、第１実施形態の収穫機１の機枠５（図１参照）と比較して大きさが小さく、収穫機５０に風選装置３０の送風機３１を搭載することができない。このため、送風機３１は、後述するように、走行機体８３に搭載されている。

収穫機５０の収容部は、図示されていないが、走行機体８３の後部に装着されて走行機体８３の前進走行とともに進行し、収穫機５０に設けられたシュート１０から吐出された飼料作物の断片を収容する。シュート１０のシュート先端部１２は、走行機体後方の収容部側へ向くようにシュート基部１１に対して回動されている。

風選装置３０の送風機３１は、吐出口が収穫機５０側へ向くように走行機体８３の後部に設けられている。ダクト３３のダクトホース３５は、送風機３１からシュート基部１１側へ延びて上方へ屈曲し、シュート先端部１２の下面に沿って延びて複数の支持部材２２，２２'に支持されている。

第２実施形態の風選装置３０では、風選装置３０の一部を構成する送風機３１を走行機体８３に搭載し、ダクト３３は収穫機５０のシュート１０に沿って延びて支持されるので、より小型の収穫機５０の使用が可能になり、飼料作物の穀実割合を高めた飼料作物の断片を得ることができる。

本発明の風選装置３０を収穫機５０の一例であるコーンハーベスタ（タカタキ923）に装着し、完熟期の飼料用大豆の収穫を行った。その結果を表１に示す。

なお、対象区及び風選区は、ともに1.35aの広さの圃場から飼料用大豆を収穫し、ダクト３３の噴出気流の速度は75m/sであり、噴出気流と放出される収穫物の断片が交差する交点と角度（噴出軌跡と放出軌跡のなす角度）は、ダクト３３の先端部に装着されたノズル部４１から１ｍ、３０°である。ノズル部４１の形状は円筒状である。

風選装置３０を装着した場合（風選区）の穀実割合は、風選装置３０を装着した場合（対象区）と比べ、生重で１４％、乾物重で１５％増加した。また風選装置３０の使用による穀実収量の大きな低下はみられなかったことから、風選装置３０の使用に伴う穀実の収穫ロスは殆ど生じていないものと判断される。

本願の風選装置３０は、ハーベスタに後付けする装置であり、ハーベスタの処理能力に応じて、ダクト３３から噴出する気流の噴出速度や風選装置３０の数を増減することで、殆ど全ての収穫機や走行機体に装着することができる。風選装置３０のコストは、図４に示す小型機種用の１連装備のものは１０万円程度、図１に示す中型機種用の２連装備のものは２０万円程度と安価である。

１、５０ 収穫機
３、５１ 作物処理部
１０ シュート
２０ 収容部
３０ 風選装置
３１ 送風機
３３ ダクト
８０，８３ 走行機体
Ｌｔ 噴出軌跡
Ｌｈ 放出軌跡

Claims (3)

1. 飼料作物を引き込んで細断する作物処理部と、該作物処理部に接続され細断された飼料作物の断片を気流とともに搬送するシュートと、該シュートから吐出された断片を収容する収容部とを有して走行機体に装着されて進行可能な収穫機の風選装置であって、
   前記収穫機又は前記走行機体に設けられた送風機と、
   一端が前記送風機の吐出口に接続されて他端側が前記シュートに支持されて前記送風機から送られる気流を噴出させるダクトとを備え、
   前記ダクトの先端部は、該ダクトから噴出する気流の噴出軌跡と前記シュートから吐出する断片の放出軌跡が前記収容部の上方位置で交差するように、前記シュートに支持されていることを特徴とする収穫機の風選装置。
2. 前記ダクトの先端部は、前記シュートに対して位置調節自在に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の収穫機の風選装置。
3. 前記送風機は、前記ダクト内を流れる気流の速度調節を可能にするため、該送風機の回転数の調節が自在であることを特徴とする請求項１又は２に記載の収穫機の風選装置。