JP2021092488A - 重量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】穀物を収容するタンク等の重量を計測する重量測定装置において、安価な構成の重量センサを利用する。【解決手段】重量センサ３１を取り付けるセンサ支持体３０に上部フレーム３３を備え、重量センサ３１の重量受面３１ａと、上部フレーム３３の重量受面３３ａとを同一平面となるように設けて、重量測定対象物Ｔの重量を分担して受け得る構成とし、重量センサ３１の重量受面３１ａと上部フレーム３３の重量受面３３ａの面積比によって重量測定対象物Ｔの重量を演算する。【選択図】 図１１

Description

本発明は、穀物乾燥機や穀物貯留用タンクに収容する穀物の重量を測定する装置に関する。

重量センサ支持体に重量センサを収容し、重量センサの上面が乾燥機の本体を受けて乾燥機の重量を測定する構成がある（特許文献１）。

特開２０１８−１７３２３５号公報

特許文献１の構成によると、支持体を作物収容体の下に据えやすい等の効果がある。ところが、例えば、穀物を収容した乾燥機の重量は最大で１０tにもなるため、その分、高価な重量センサを用いる必要がある。

本発明は、安価な構成の重量センサとすることを課題とする。

上記に鑑みて、請求項１記載の発明は、重量センサ３１を取り付けるセンサ支持体３０に上部フレーム３３を備え、重量センサ３１の重量受面３１ａと、上部フレーム３３の重量受面３３ａとを同一平面となるように設けて、重量測定対象物Ｔの重量を分担して受け得る構成とし、重量センサ３１の重量受面３１ａと上部フレーム３３の重量受面３３ａの面積比によって重量測定対象物Ｔの重量を演算する構成とした重量測定装置とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、センサ支持体３０の高さを調整できる調整具を設ける。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、調整具は調整ボルト３７による構成とし、調整ボルト３７下端部を受けるベースフレーム３４は交換可能に設けてなる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、重量センサ３１の重量受面３１ａはセンサ支持体３０の前記上部フレーム３３の孔部３３ａを貫通するよう設けてなる。

請求項１に記載の発明は、検出可能な設定重量が小さな重量センサ３１を用いることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の効果に加え、センサ支持体３０の高さを所望の高さに設定できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の効果に加え、設置面が濡れるなどしてベースフレーム３４が発錆しても交換して対応できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の効果に加え、重量測定対象物を受けやすい。

本発明の実施の形態にかかる穀物乾燥機の外観正面図 同穀物乾燥機の外観斜視図 正面から見た同穀物乾燥機の内部を示す図 同穀物乾燥機の上部パネルを説明する図 同穀物乾燥機の中部パネルを示す図 同穀物乾燥機の外観側面図 同穀物乾燥機の土台部Ｄの一部を示す斜視図 同穀物乾燥機の土台部Ｄの一部を示す斜視図 同穀物乾燥機の土台部Ｄの正面図 同穀物乾燥機の穀物重量計測用センサユニットの分解斜視図 同穀物乾燥機の穀物重量計測用センサユニットの正断面図 同穀物乾燥機における、（Ａ）穀物重量計測用センサユニット配置概要説明図、（Ｂ）第１補正係数一例を示す図、（Ｃ）第２補正係数一例を示す図、（Ｄ）平均補正係数一例を示す図 同穀物乾燥機における、第３補正係数一例を示す図 同穀物乾燥機における、第４補正係数一例を示す図 同穀物乾燥機における、第５補正係数一例を示す図 同穀物乾燥機における零調整設定の一例を示す図 同穀物乾燥機の上部パネル組立状態を示す斜視図 同穀物乾燥機の上部パネル組立状態を示す拡大斜視図 同穀物乾燥機における、（Ａ）補助金具の正面図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）平面図、（Ｄ）背面図

本発明の実施の形態の穀物乾燥機について説明する。

図１、図２、図３に示すように、穀物を収容する箱体状の穀物収容体Ｔの内部には、貯留部１と、穀物を乾燥する乾燥部２と、乾燥部２を通過した穀物が集まる集穀部３を設ける。そして、穀物収容体Ｔは貯留部１を形成する上部パネルＪと、乾燥部２を形成する中部パネルＣと、集穀部３を形成する土台部Ｄから構成している。

乾燥部２にはバーナケース４内の燃焼バーナ（図示せず）で生成される熱風が通過する熱風室５と、穀物が流下する穀物流下室６と、熱風室５から穀物流下室６を通過した熱風を排風ファン７の吸引により排風として通過する排風室８を設ける。

穀物流下室６の下端部には穀物を集穀部３へ繰り出すロータリバルブ１５を設け、集穀部３には穀物を搬送する下部ラセン９と、下部ラセン９へ穀物を案内する傾斜板１０を設ける。

図２に示すように、穀物収容体Ｔの前方には、下部ラセン９で搬送された穀物を揚穀する昇降機１１とバーナケース４と制御部（図示せず）を内蔵する操作盤１６を設ける。昇降機１１の上部から穀物収容体Ｔの天井部には、穀物を貯留室１へ搬送する上部ラセン１２を設ける。図２の符号１３は燃料タンクで、土台部Ｄの斜め前方に設けている。

図６から図９に示すように、土台部Ｄは下部枠体２０と傾斜板１０と上部枠体２１を備える。上部枠体２１及び下部枠体２０は平面視で前後左右を枠形状に形成している。下部枠体２０の前部及び上部枠体２１の前部を前支柱２２で連結し、下部枠体２０及び上部枠体２１の側部を中支柱２３で連結し、下部枠体２０と上部枠体２１の後部を後支柱２４で連結する。傾斜板１０の上部は上部枠体２１の側部に連結し、傾斜板１０の下部は下部枠体２０の前部及び後部に連結する。傾斜板１０の下部の外面と中支柱２３の内側下部を左右方向に延びる補強体２５で連結する。傾斜板１０の外側から中支柱２３にかけて空間部２６を形成している。

下部枠体２０の外周に沿ってフランジ部２７を形成する。フランジ部２７の前部には後述する調節具用孔２８を形成している。また、下部枠体２０の四隅の下面にはそれぞれキャスタ２９を取り付けている。キャスタ２９は穀物乾燥機の組み立て時に土台部Ｄを設置位置まで移動させるためのものである。

次に、穀物乾燥機の組み立て作業について図４及び図５に基づいて説明する。
穀物乾燥機の組み立て時には、まず土台部Ｄを設置位置までキャスタ２９により移動し、次いで、土台部Ｄの上に中部パネルＣを載置する（図５参照）。さらに、中部パネルＣ上に上部パネルＪを穀物収容量に応じた枚数組み付ける。

穀物乾燥機の組み立てが完成すると、穀物乾燥機の設置位置を固定するためのセンサ支持体３０を土台部Ｄの下部枠体２０の四隅に取り付ける。図１、図６にはそれぞれセンサ支持体３０を穀物乾燥機に取り付けた状態を示す。すなわち、本実施の形態では前記センサ支持体３０にそれぞれ重量センサ３１を組み込んだものを穀物重量計測用センサユニットＹとし、土台部Ｄの下部枠体２０の四隅にそれぞれ設けてなる。

なお、本実施の形態の重量センサ３１は筒形状で、その重量受面３１ａに計測対象の物品に接触して荷重を感知し電気信号に変換することにより重量を計測できる所謂ロードセル形態としている。

図１０、図１１に示すように、穀物重量計測用センサユニットＹは、重量センサ３１を載置状態に支持するホルダフレーム３２、土台部Ｄの四隅の下部枠体２０に接して分担荷重を支持する上部フレーム３３、地面に接するベースフレーム３４を備える。そして、ホルダフレーム３２と上部フレーム３３との間はスペーサパイプ３５とこれに貫通する締結ボルト３６により重量センサ３１を囲うセンサ支持体３０を形成できる構成とし、複数のスペーサパイプ３５と締結ボルト３６をもって、上部フレーム３３とホルダフレーム３２の上下間隔を所定に維持される構成としている。さらに、ホルダフレーム３２とベースフレーム３４との間は、複数の調整ボルト３７及びこれら調整ボルト３７に螺合するナット３８を備え、調整ボルト３７端部はホルダフレーム３２に貫通させると共に、ホルダフレーム３２下面にナット３８を当接するもので、ナット３８の正逆転によってセンサ支持体３０を上下に高さ調整できる構成としている。なお、ベースフレーム３４には調整ボルト３７の頭部を位置させる凹部３４ａを備えており、この凹部３４ａを平面視６角に形成して調整ボルト３７の周り止めと位置決めを行う。なお、調整ボルト３７とナット３８によって調整具を構成するが、この調整具は、ナット３８をホルダフレーム３２に固定しておき調整ボルト３７を正逆回転させることによって高さ調整できる構成としてもよい。さらにナット３８固定に代替してホルダフレーム３２に直に螺合溝を形成してもよい。穀物重量計測用センサユニットＹの３方を覆う重量計カバー３９を着脱自在に設ける。

前記重量センサ３１について、上部フレーム３３の中央部に形成する孔部３３ｂに重量受面３１ａを貫通状にのぞませるが、この重量受面３１ａは、上部フレーム３３の重量受面３３ａと同一平面となるように設けられ、穀物収容体Ｔの重量を分担して受け得る構成である。重量センサ３１（又は後述の代替支持ブロック）は四隅に設けられて分担するものであるが、穀物収容体Ｔ全体の重量Ｗの一部荷重Ｗｎは、センサの重量受面３１ａの面積Ａｓと上部フレームの重量受面３３ａの面積Ａｕとの比率に応じて分担する。したがって、重量センサ３１による検出重量Ｗｓは、Ｗｓ＝Ｗｎ×（Ａｓ／（Ａｓ＋Ａｕ））で算出できる。したがって、重量センサ３１の計測可能重量の低減化が図れ、重量センサ３１を小型化し、低廉に構成できる。なお、四隅に穀物重量計測用センサユニットＹを設けるものであるから、ｎ＝１，２，３及び４で、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３及びＷ４である。そしてセンサユニットＹはＹｎで、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３及びＹ４である。符号はそれぞれ対応している。

前記構成の穀物重量計測用センサユニットＹを構成する前記センサ支持体３０は、これを支持するベースフレーム３４を交換可能に着脱できる構成であるから、錆が発生しても交換によって対応でき、耐久性を回復する。

上記実施例における穀物重量計測用センサユニットＹｎの設定手順等について説明する。例えば、図１２（Ａ）の穀物収容体Ｔの概略平面図において、正面側左隅下方に符号「１」を、同右隅下方に符号「２」、背面側左隅下方に符号「３」、同右隅下方に符号「４」を割り当てるものとし、穀物重量計測用センサユニットＹもこれに倣い、それぞれ１〜４の夫々の位置に配置されるユニットをＹ１，Ｙ２，Ｙ３及びＹ４とする。

ところで、穀物収容体Ｔの構造物重量及び収容穀物が均等であって四隅に作用する場合、穀物重量計測用センサユニットＹ１，Ｙ２，Ｙ３及びＹ４の各センサ３１は略同重量を計測するものであるが、穀物収容体Ｔの構成部材により、また穀物の張込状況により均等でない。そこで、均等分担比率、つまり四隅に設ける場合には１／４の０．２５からの差異を鑑みて補正係数として把握することにより、より精度高く計測しようとする。

例えば、前記昇降機１１は、穀物収容体Ｔの前側又は背面側に選択的に取り付けられる。また、排風ファン７は背面側において左側又は右側に偏位して設けられる。そして、穀物収容体Ｔ内部構造も相まって、四隅で作用する穀物空の重量計測値ｗ０１,ｗ０２，ｗ０３，ｗ０４から予め記憶する補正係数、すなわち分担重量比率、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４により全体重量を演算できる。上記補正係数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、昇降機１１配置に基づく第１補正係数ｅ０１，ｅ０２，ｅ０３，ｅ０４、吸引ファン７配置に基づく第２補正係数ｆ０１，ｆ０２，ｆ０３，ｆ０４との平均によって算出されるもので、平均補正係数としている。例えば、Ｆ１＝（ｅ０１＋ｆ０１）／２である。なおＦ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＝１としている。平均補正係数を均等分担比率としている所以である。

そして穀物重量計測用センサユニットＹ１の重量センサ３１の前記測定値ｗ０１であるから、穀物収容体Ｔの穀物空状態の全体重量Ｗ０は、Ｗ０≒ｗ０１／Ｆ１で算出演算できる。同様に、平均補正係数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４、重量計測値ｗ０２，ｗ０３，ｗ０４によっても算出でき、Ｗ０≒ｗ０２／Ｆ２≒ｗ０３／Ｆ３≒ｗ０４／Ｆ４である。

したがって、平均補正係数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３又はＦ４を予め知っておくことにより、対応する穀物重量計測用センサユニットＹ１，Ｙ２，Ｙ３又はＹ４の重量センサ３１の測定値に基づいて全体の重量を演算できる。このため、穀物重量計測用センサユニットＹを少なくとも１基設けてその重量センサ３１の測定出力によって全体重量を計測できる。なお２基以上設ける場合は、適宜平均演算して全体重量を知ることができる。また、穀物重量計測用センサユニットＹを設けない隅部には高さを揃えた支持ブロックを設けるものとする。

第１補正係数、第２補正係数、及び平均処理した平均補正係数の一例を図１２（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）に示す。この場合は、穀物が空の状態での値であるが、穀物が張り込まれると四隅に掛かる重量比率が変動すると考えられ、したがって所定張込量毎に、前記第１補正係数ｅ０１ｍ，ｅ０２ｍ，ｅ０３ｍ，ｅ０４ｍ、第２補正係数ｆ０１ｍ，ｆ０２ｍ，ｆ０３ｍ，ｆ０４ｍ、平均補正係数Ｆ１ｍ，Ｆ２ｍ，Ｆ３ｍ，Ｆ４ｍの値を予め実測して記憶するものとする。なお、ｍ＝１，２…で、所定張込量毎に対応するものである。

次いで、穀物の張込状態に応じて補正係数を設定する場合について説明する。穀物種類や産地、収穫時期等に起因して貯留部１に張り込まれる穀物の堆積状況が偏る場合がある。具体的には、前高になったり後高になるものである。図１３に第３補正係数の一例を示す。堆積量が大きい部分ほど補正係数値を大としている。なお、貯留部１内の前後に穀物堆積量検知センサ（図示せず）を配置し、それぞれのセンサが検知する時刻のズレ時間をもって前後の堆積量の大小を演算できる。

次いで、運転使用時間に基づいて補正係数を変更する場合について説明する。新規使用時に比較して数回使用後の補正係数を変更するものである。図１４に示すように、第４補正係数は、使用時間が大となるほど、均等分担比率に近づくように設定される。新規使用時では、機器ばらつきが大であるため、第４補正係数は均等分担比率との差異が大とし、運転時間が大なるほどばらつき小となるため、第４補正係数は均等分担比率に近づく。

前記したように、張込量に応じて補正係数を変更設定するが、その一例を図１５に示す。張込量が少ないほど第５補正係数は、均等分担比率に対する差異が大きく設定され、張込量が大なるほど四隅分担重量の影響が小さくなって、第５補正係数は均等分担比率つまり四隅に設ける場合には１／４の０．２５に近づく。

次いで、図１６に基づき、重量センサ３１の零調整を含む補正の手順について説明する。穀物収容体Ｔを組立てた後の穀物空の状態で重量センサ３１の測定出力値につき零調整を行う。そして、予め重量が既知の、例えば排風ファン７を後付けする。この際の重量センサ３１が受ける重量は四隅のいずれの位置であるかによって、予め記憶されているその位置での補正係数を選択して重量を演算する。この排風ファン７設置による分担重量の測定値を、補正係数で演算した重量と比較し、その差異を勘案して調整する。また、穀物満量状態での分担重量の測定値を、補正係数で演算した重量と比較し、その差異を勘案して調整する。さらに、複数所定回数の乾燥を行った後で、各部が馴染んだ状態での穀物重量の測定値をもって補正係数の当否を判定し、場合によっては変更調整できる。

なお、前記零調整のタイミングについて、各別の零調整スイッチ（図示せず）の操作に基づく場合、及び穀物排出モードで重量センサ３１が穀物空を検出する時としている。このように構成すると、自動、手動を問わず毎回零調整を実行することができる。

次いで、図１７〜図１９に基づいて、安全ベルトＢを係留するため、安全ベルトＢに連結する安全バンド部材４０の端部に設けるフック部材４０ａを係止できる補助金具４１の構成について説明する。補助金具４１は、主プレート部４２と副プレート部４３とこれら主・副プレート部４２，４３を螺着する蝶ボルト４４を備え、このうち主プレート部４２は、側面視コ型に形成し、上側片４２ａには上記フック部材４０ａを係止する係止孔４２ｂを形成し、下側片４２ｃには垂直姿勢にピン部材４５を設けるとともに端部に折曲縁４２ｄを形成する。

ところで、前記貯留部１を形成する上部パネルＪは所定高さのパネル部材Ｊ１を複数段に構成するもので、各上部パネルＪが重合する重合部にはフランジ部４６を形成し、さらに貫通孔４６ａを形成することにより、上下重合フランジ部４６を締結できる構成としている。また複数段のパネル部材Ｊ１の中央部に断面Ｕ型を２連に形成した補強部材４７を構成している。そして、前記補助金具４１のピン部材４４を補強部材４７に対応する貫通孔４６ａに上側から挿通し下側片４２ｃをフランジ部４６に重合し、蝶ボルト４４を締付けすると、端部折曲縁４２ｄと副プレート部４３によってフランジ部４６のピン部材４５回りの回動を規制して重合状態に固定できる。このように固定された補助金具４１の係止孔４２ｂに安全ベルトＢ側のフック部材４０ａを係止して利用できる。なお蝶ボルト４４は主プレート部４２側に固着したナット４４ａに螺合させるものである。また副プレート部４３側の蝶ボルト４４用の貫通孔４３ａは上下に長い長孔とされ、主プレート部４２に対する副プレート部４３の相対上下位置を任意に調整できる構成としている。

このように補助金具４１を構成すると、ピン部材４５を挿通することで各別の螺着の必要がないため、着脱が容易でありながら強固に固定できる。また、蝶ボルト４４を締付することによってフランジ部４６に重合する下側片４２ｃを固定するものであるから、フランジ部４６幅の製作誤差を吸収できる。なお、係止孔４２ｂは複数のフック部材４０ａを同時に係止できる大きさに形成され、２人の作業者の安全ベルトＢを係留できるようになっている。

３０ センサ支持体
３１ 重量センサ
３１ａ 重量受面
３３ 上部フレーム
３３ａ 重量受面
３４ ベースフレーム
３７ 調整ボルト
Ｔ 穀物収容体（重量測定対象物）

Claims (4)

1. 重量センサ（３１）を取り付けるセンサ支持体（３０）に上部フレーム（３３）を備え、前記重量センサ（３１）の重量受面（３１ａ）と、前記上部フレーム（３３）の重量受面（３３ａ）とを同一平面となるように設けて、重量測定対象物（Ｔ）の重量を分担して受け得る構成とし、
   前記重量センサ（３１）の前記重量受面（３１ａ）と前記上部フレーム（３３）の前記重量受面（３３ａ）の面積比によって、前記重量測定対象物（Ｔ）の重量を演算する構成とした重量測定装置。
2. 前記センサ支持体（３０）の高さを調整できる調整具を設ける請求項１に記載の重量測定装置。
3. 前記調整具は調整ボルト（３７）による構成とし、前記調整ボルト（３７）下端部を受けるベースフレーム（３４）を交換可能に設けてなる請求項２に記載の重量測定装置。
4. 前記重量センサ（３１）の前記重量受面（３１ａ）は前記センサ支持体（３０）の前記上部フレーム（３３）の孔部（３３ａ）を貫通するよう設けてなる請求項１に記載の重量測定装置。
   

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