JP2535508B2 - コンバインにおける選別制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンバインにおける脱穀装置の穀粒選別制
御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

コンバインの脱穀装置における扱室にて脱穀された籾
や穀粒等の被処理物の選別は、扱室の下方に備えられた
揺動選別機構におけるチャフシーブのフインにより漏下
する途次、その前方下部に配置された唐箕フアンによる
選別風とにより穀粒と藁屑とに比重選別され、精粒とし
ての穀粒を一番樋に集める一方、枝梗付着粒や穂切れ粒
等の二番還元物は二番受樋に集め、その二番還元スロワ
ーから二番還元筒を介して前記扱室に還元して再処理す
る。

この場合、脱穀装置における脱穀量は、コンバインの
前進速度に略比例し、一方、脱穀装置における穀粒の選
別量は、扱胴の回転数の大小、扱室の下方に備えられた
揺動選別機構におけるチャフシーブのフイン角度の大小
やその揺動振幅量の大小に応じて変動する。

このような選別の制御を行うにあたって、本出願人は
先に実開昭60−168349号公報において、穀粒選別処理量
を検出してこの検出結果にもとづき設定された選別処理
量となるようにチャフシーブのフイン角度を自動制御す
る手段と、コンバインの機体の走行速度の検出結果に対
応させて、前記自動制御手段におけるフイン角度を変更
させて設定選別処理量になるようにする手段とを備えた
構成を提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記先行技術では、処理物が稲、麦の種別
により選別処理量の最大値と最小値とで限定される制御
範囲を設定し、この制御範囲を、走行速度の高速、中
速、低速の種別により適宜増減するように変更設定す
る。他方、チャフシーブのフインの傾斜角度も、稲，麦
の種別に応じて最大値、最小値を予め設定すると共に走
行速度の高速、中速、低速の種別による設定値（自動調
節開始時に設定されるフインの傾斜角度）を予めセット
し、車速度の変更後は該フインの傾斜角度を、直ちに前
記設定値の傾斜角度に来るようにし、その後、その車速
度が持続している間は、選別処理量の適正範囲にあるよ
うに前記フインの傾斜角度が制御されるのである。

しかしながら、車速度が変更された直後は、刈取前処
理部から脱穀装置まで前の車速度により刈取られた穀稈
の影響が残っているので、フインの傾斜角度を、変速し
た状態における制御範囲へ直ちに変更すると、却って選
別不良が生じるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決し、最適な選別制御を確
保できるようにするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、本発明では、脱穀装置を搭載したコンバイ
ンの車速度を検出する手段と、前記脱穀装置における穀
粒選別処理量を検出する手段と、前記車速度検出値と選
別処理量の検出値とにより穀粒選別処理量を自動制御す
るための穀粒選別処理量自動制御手段とから成り、前記
車速度を変速して一定時間経過するまでは当該変速前の
車速度に対応した穀粒選別処理量を確保するように前記
穀粒選別処理量自動制御手段を制御し、前記一定時間経
過後は、前記穀粒選別処理量自動制御手段を、該変速後
における前記選別処理量の検出値に応じて制御する構成
としたものである。

〔発明の作用及び効果〕

本発明における穀粒選別処理量自動制御手段は、揺動
選別機構のチャフシーブのフイン角度の変更手段の他、
揺動選別機構の振幅の増減手段や唐箕フアンの回転数の
増減手段、二番還元スロワーの回転数増減による二番還
元量の増減等があり、これらの手段の一つの自動制御又
は複数の手段の同時自動制御がある。

そして、脱穀装置の穀粒選別処理量の検出結果から当
該穀粒選別処理量が最適値になるように前記穀粒選別処
理量の増減を図る自動制御を行うにあたり、車速度が変
更されると、直ちに前記選別自動制御手段を変速後の制
御範囲に変更するのではなく、一定時間（車速度変更直
前に刈取った穀稈が脱穀されて、その穀粒が揺動選別機
構に漏下するまでの時間）だけは、変更前の実際の穀粒
の選別処理量の検出結果に応じたその穀粒選別処理量を
確保するように選別制御するので、車速度の変更直後、
その変更前に刈取られた穀稈の部分は、車速度変更前の
適正な制御条件で選別制御し、車速度変更後に刈取られ
た穀稈は車速度変更後の制御条件にて制御するというよ
うに、車速度の変更直後における選別不良を生ぜしめず
に、選別制御を車速度の変動による穀稈の取込み量の変
化に素早く追従しながら、且つ最適な穀粒選別量を確保
できるという効果を奏する。

〔実施例〕

次に本発明を実施例について説明すると、図示したコ
ンバイン１は、走行クローラ２を備えた機体３の前方に
刈取前処理部４を上下動自在に設け、該刈取前処理部４
により刈取られた穀稈は穀稈搬送装置を介して機体３に
搭載した脱穀装置５のフイードチェン６に送られ、脱穀
装置５により脱穀選別されたのち、揚穀筒７を介して袋
詰めされる。

機体１の前部側方の操作部８には、機体の車速度を変
更する主変速レバー９と、副変速レバー10と刈取り作業
時に刈取前処理部４に動力伝達するための刈取りクラッ
チ（図示せず）のON・OFFを検出するセンサ（図示せ
ず）があり、また脱穀装置５の前方には刈取り穀稈が搬
送されるのを検出する穀稈センサS2が配置されている。

主変速レバー９は手動にてシフトできると共に、その
シフト位置に対応してミッションを介して車速度を増減
速できる。

第２図は脱穀装置５の概略断面図で、脱穀装置５の扱
室12には扱胴13をその回転軸14が機体の前後方向となる
ように配置してあり、回転軸14等にはその回転数を検出
する扱胴回転センサ（図示せず）を設けてある。

扱室１の下部の処理室内には、排塵口を除いてクリン
プ網15が張設されている。

符号16は前記扱胴13の下方の前後方向に沿って配設さ
れた揺動選別機構を示し、該揺動選別機構16は、その前
部間に設けたフイードパン17、後部間に設けた篩線18、
その間に設けたチャフシーブ19とから成り、揺動選別機
構16は図示しない駆動手段により前記扱胴13の軸線と同
方向に前後揺動する構成である。

前記チャフシーブ19におけるフイン20は、前記揺動方
向と略直角に長手の細幅板製で、適宜間隔にて多数枚並
設した各フイン20の左右両側端の下部を連杆21に回動自
在に連結し、上部を図示しない機枠に枢着し、連杆21を
前後移動させるアーム22に連結した押し引きワイヤケー
ブル23を、フイン角度変更機構24に連動させる。

該フイン角度変更機構24は、操作レバー25により手動
にて操作可能であると共に、駆動モータM1にても強制的
に駆動でき、前記フイン20の傾斜角度を調節自在に構成
している。さらに、フイン角度変更機構24には、フイン
20の水平に対する傾斜角度（ｉ）を検出できる手段であ
るポテンショメータ26を設ける。

揺動選別機構５の下部に設けた唐箕フアン27からの選
別風は前記チャフシーブ19箇所を上向き斜め後方に通過
する。

前記チャフシーブ19の後部には、先端が排塵フアン28
の方向に延びる篩線18を備える。

前記唐箕フアン27の後方には一番スクリューコンベア
付き一番受樋29が、その後方には二番還元スクリューコ
ンベア付き二番受樋30が各々配設され、前記一番受樋29
から揚穀筒７を経て袋に放出される。

前記二番受樋30のスクリューコンベアの軸端に二番還元
スロワーを設けると共に、二番回転センサS4を設け、さ
らに前記二番受樋30から扱室12内に二番還元被処理物を
還元するための二番還元筒31を設ける。

前記二番還元筒31には、発信器と受信器とから成る超
音波センサ等の二番還元センサ32を設けてあり、その発
信器からの超音波の発射波を二番還元筒31内の二番還元
被処理物にて反射させ、被処理物の流量が多くなるにつ
れて前記発射波の反射量が比例して多くなることを利用
して、当該二番還元筒31内の二番還元被処理物の単位時
間当たりの流量を検出するものである。

第２図及び第４図に示すのはマイクロコンピュータを
使用した制御装置33の回路ブロック図で、該制御装置33
は入出力インターフエース34（第４図に示す）,RAM36,R
OM37,中央制御部38より構成されている。

そして、入出力インターフエース34の入力部には、キ
ースイッチ35及び主クラッチ45に連動しこれを踏むとON
となるセーフテイスイッチ39,フイン角度等の穀粒選別
制御のときONとなる選別スイッチ40,処理物が稲である
か麦であるかにより選別処理能を変更する穀物切換えス
イッチ41,脱穀部へのクラッチが係合状態のときONとな
る脱穀スイッチ42,刈取前処理部４における刈取クラッ
チ（図示せず）が係合状態のときONと成る刈取スイッチ
43,穀稈が脱穀装置５に向かって搬送されると穀稈セン
サS2が感知してONとなる搬送スイッチ44,主変速レバー
９または副変速レバー10の切換えにより車速度が変速す
るミッションの歯車に近接させてその回転数を検出する
などにより車速度を検出するパルス入力電磁ピックアッ
プ式の車速度センサ46,二番還元量の大小に応じてパル
ス入力する二番還元量検出の二番還元センサ32,二番受
樋30のスクリューコンベアの回転数を電磁ピックアップ
によりパルス入力する二番回転センサS4,フイン角度変
更機構24における操作レバー25の回動や駆動モータM1の
回動によるフイン20の傾斜角度を検出するポテンショメ
ータ26の入力が各々接続されている。

また、第４図に示すように、入出力インターフエース
34の出力部には、前記フイン角度変更機構24における駆
動モータM1を正逆回転駆動させる電磁ソレノイド50,51
を接続すると共に、制御装置33のRAM36,ROM37の作動を
チェックして正常であれば点灯するマイコンチェックLE
D54,前記二番還元量の検出値がないときや操作レバー25
の位置を示すポテンショメータ26からの出力がないとき
点灯する選別チェックLED56,前記選別スイッチ40と脱穀
スイッチ42とが共にONのとき点灯する選別ランプ57,二
番還元センサ32の出力がないときや二番還元量が過多並
びに過小の状態が一定時間継続するとき点灯する二番還
元警報ランプ58（このとき選別ランプ57も点滅する），
前記脱穀スイッチ42と刈取スイッチ43と穀稈センサS2の
各々がONでセーフテイスイッチ39がOFF状態にあるとき
車速度が停止状態になると鳴動する警報ブザー59を各々
接続している。

この構成により、コンバインにおいては、適宜速度で
前進することにより、刈取られた穀稈はフイードチェン
６に挟持されて扱室12内にて扱胴13にて脱穀され、その
被処理物はクリンプ網15から漏下し、揺動選別機構16に
おけるチャフシーブ19に載り、揺動選別される一方、唐
箕フアン27からの風にて風選別され、精粒は一番受樋29
に落下する。

藁屑混じりの穀粒等は篩線18上に送られてさらに揺動
選別を受け、軽い藁屑や塵は排塵フアン28から機外に排
出される一方、枝梗付き穀粒等の比重の大きいものは二
番受樋30に落下し、スクリューコンベアを介して二番還
元スロワーに送られ、二番還元筒31を介して再度扱室12
内に放出されて脱穀作用を受ける。

このとき、二番還元筒31内の被処理物の流量が大きい
と、扱室12内での被処理物の全体量が多くなり、扱胴13
に過負荷が掛かることになり、脱穀作用が不完全となっ
たり、その下方の揺動選別機構16における選別作用も不
完全となる。

従って、前記二番還元筒31内の被処理物の単位時間当
たりの流量を二番還元センサ32にて測定検出した結果
を、選別処理制御に用い、また扱胴の回転数の大小を扱
胴回転センサ（図示せず）にて検出して車速度を増減す
ることにより脱穀処理制御を行うのである。

即ち、二番還元筒31内の被処理物の流量が大きくなれ
ば、揺動選別機構16におけるフイン20を立てて一番受樋
側への穀粒落下量を増大させて、二番受樋30への落下量
を減少させたりし、反対に被処理物の流量が少ない時に
は、揺動選別機構16の振動数や振動振幅を大きくして揺
動選別作用を増大せしめる。

なお、本実施例では、前記制御装置33により、車速度
の決定は手動にて行い、揺動選別機構16におけるフイン
20の傾斜角度を起伏させる等の選別制御を自動制御する
ものである。

次に揺動選別機構16におけるフイン20の傾斜角度を制
御する場合の選別制御の作動に就いて述べる。

以下操作レバー25の位置をＬで示し、その異なる位置
は添字にて示し、その場合稲と麦で異なる値を取る。

始動時： 脱穀スイッチ42,選別スイッチ40となれば、フイン変
更機構24における操作レバー25の駆動モータM1を連続駆
動させ、その操作レバー25の停止位置を稲，麦の種別に
よる穀物切換えスイッチ41に対応したL1とする。

ただし、脱穀スイッチ42のON後に選別スイッチ40がON
となった時には刈取りスイッチ43及び穀稈センサS2のON
且つセーフテイスイッチ39のOFF時でしかも穀稈センサS
2のONからT1秒経過後に限り操作レバー25の停止位置が
車速度及び稲，麦の種別による穀物切換えスイッチ41に
対応した制御開始時設定位置L2に来る。

セーフテイスイッチ39のOFF時でしかも選別スイッチ4
0と脱穀スイッチ42と刈取スイッチ43と穀稈センサS2と
が総てONの状態になってからT1秒後に操作レバー25を
（駆動モータM1により）L3位置に連続移動させ、この位
置でT2秒保持した後、選別制御体制に入る。この場合の
L3の初期値は前記L2とする。

但し、脱穀スイッチ42と刈取スイッチ43と穀稈センサ
S2とがONになってからT1秒経過後に選別スイッチ40がON
となれば、即刻操作レバー25を（駆動モータM1により）
L2位置に連続移動させ、この位置でT2秒保持した後選別
制御状態に入る。

選別制御状態： 選別制御状態では、二番還元センサ32からの入力に基
づき操作レバー25の駆動モータM1を間欠駆動する。従っ
て操作レバー25は、間隔ΔＬごと増加又は減少する方向
に移動することになる。このΔＬは後述のフイン20の傾
斜角度（ｉ）の移動角度Δｉに対応する。

この選別制御状態において、操作レバー25位置に相当
するポテンショメータ26の電位を一定時間T6秒ごとに比
較し、その差が適宜定められた電位差以上になったと
き、その一定時間T6秒経過前にその電位変動に一致する
ような駆動モータM1の出力の有無を判断し、もし無けれ
ば手動操作と判断し、手動操作との判断では、操作レバ
ー25停止後一定時間T7秒は選別制御動作は作動しない。

また、選別制御状態において、手動操作にて操作レバ
ー25が制御範囲外まで動かされたときには、前記の手動
との判断と共に自動制御範囲の上限または下限内に入る
ようになるまで操作レバー25の位置を戻すように、駆動
モータM1を連続駆動する。

前記選別制御において、操作レバー25の位置が制御範
囲の上限値で二番還元センサ32からの入力が一定値以上
となり、それがT9秒継続すると、二番還元警報ランプ58
を点灯し、且つ選別ランプ57を点滅させる。この解除
は、二番還元センサ32の入力値が一定値以下、車速度を
減速したとき、操作レバー25を手動にて操作しフイン20
の傾斜角度を立てたとき等に行う。

なお、この操作レバー25の手動操作によっても、前記
二番還元センサからの入力が一定値以上で一定時間以上
継続すると再度二番還元警報ランプ58は点灯する。

また、セーフテイスイッチ39のOFF、脱穀スイッチ42
と、刈取スイッチ43と、穀稈センサS2の全部がONになり
且つ刈取スイッチ43または穀稈センサS2がONになったそ
の遅い方がONになってから一定時間経過後に二番還元セ
ンサ32からの入力が一定値以下で一定時間継続すると、
二番還元警報ランプ58が点灯するのである。

車速度の変更とフイン角度変更機構24との関係： 前記選別制御状態において、車速度が手動にて変更さ
れると、その車速度変更から所定時間Ｔα秒（穀稈が刈
取られたときから、その穀稈の脱穀された穀粒が揺動選
別機構５に到達するまでの時間）経過後に操作レバー25
をその車速度に対応する操作レバー25の位置L2に移動さ
せる。そしてこの位置L2に前記T2秒保持した後、選別制
御状態に入る。この場合の車速度変更は、前記主変速レ
バー９及び副変速レバー10のいずれによるものでも良
い。

この制御の一実施例をフイン20の傾斜角度（ｉ）で示
すと、第５図のようになる。

第５図のフローチャトでは、まず車速度が増減された
か減速されたかの変速を前記車速度センサ46にて検出
し、変速との判断がされ、且つ一定時間（Ｔα）秒経過
していないときには、前記傾斜角度（ｉ）は車速度変更
前の状態にあるので、その車速度変更前の制御条件にて
選別制御されることになる。

また、変速との判断してから一定時間（Ｔα）秒経過
の有無を判断したのち、増速時では傾斜角度（ｉ）を
（ｉ＋Δｉ）に置き換え、減速時では傾斜角度（ｉ）を
（ｉ−Δｉ）に置き換えて、その後に前記通常の選別制
御状態に入るようにするものである。

このとき、フイン20の傾斜角度（ｉ）の変動量は次の
ようなものである。

例えば車速度が低速状態では、フイン20の傾斜角度に
よる選別制御の範囲を、水平に対する最大値（θ１）と
最小値（θ２）の間であり、その制御の中央値（θ０）
を（θ１＋θ２）/2とする。また、車速度が高速状態で
は、フイン20の傾斜角度による選別制御の範囲を、最大
値（θ３）と最小値（θ４）の間であり、その制御の中
央値（θ０′）は（θ３＋θ４）/2とする。ここでθ３
＞θ１、θ４＞θ２とする。

そして、低速から高速に増速すると、傾斜角度（ｉ）
が前記速度の変更後の制御範囲の中央値である（θ
０′）になるように前記Δｉだけフイン20の傾斜角度を
強制的に変更させて、設定値傾斜角度（ｉ）を（ｉ＋Δ
ｉ）に置き換えるのである。

反対に、高速から低速に変速すると、低速状態の制御
範囲の中央値（θ０）に傾斜角度（ｉ）が来るようにフ
イン20を強制的に変更させ、設定値傾斜角度（ｉ）を
（ｉ−Δｉ）に置き換えるのである。

このように、フイン20の傾斜角度等の選別制御を、車
速度変更後の二番還元量等の選別量の大小に応じた制御
範囲内に変更するに際して、それに先立ち一定時間だ
け、即ち車速度変更直後は、変更前の車速度に応じた制
御範囲内の適宜傾斜角度にて選別制御するので、変速前
の速度で刈取られた穀稈はその速度に応じた選別制御を
受けることができ、その後は変速後の制御範囲に来るよ
うに傾斜角度を強制的に変更することで、前もって二番
還元量等の選別量の変化を予想して追従したことにな
り、選別制御性能における追従性が向上できるのであ
る。

また、フンイ20の傾斜角度（ｉ）を、速度変更後にお
ける選別制御範囲の中央値にまで強制変更すると、最大
値側への移動も最小値側への移動も略同じく短い時下で
行うことができるので制御の追従性が良くなる。

第６図は、前記第５図の実施例を発展させた変形例
で、選別制御状態において、車速度が変更された後に、
一定時間（Ｔα）（穀稈が刈取られたときから、その穀
稈の脱穀された穀粒が揺動選別機構５に到達するまでの
時間に相当する。以下同じ））経過前に再度速度変更が
あるときの制御を示し、最初の車速度変更（V0からV1
へ）から一定時間（Ｔα）秒経過前に再び車速度変更
（V1からV2へ）があると、最初の車速度変更から（Ｔ
α）秒経過後はフイン20の傾斜角度（ｉ）を当該最初の
速度変更の後の車速度（V1）に対応した適正制御角度
（i1）に変更し、その後の二番目の車速度変更（V1から
V2へ）から適宜時間（Ｔα２＝車速度V1から車速度V2に
変更するまでの時間）秒経過後には、当該二番目の車速
度変更（V2）に対応した適正制御角度（i2）に変更する
ものである。

これにより、例えば車速度が短い時間内に次次と連続
増速するときや連続的に減速したような場合に、フイン
20の傾斜角度の変更を最初の変速前の角度から最後の角
度に急激に変動することを防止して、車速度の変更に伴
う選別の追従性を向上させることができるのである。

第７図は、選別制御状態において、車速度が一旦変更
された後に、一定時間（穀稈が刈取られたときから、そ
の穀稈の脱穀された穀粒が揺動選別機構５に到達するま
での時間に相当する。以下同じ）経過前に再度速度変更
があり、しかもその変更後の車速度が最初の車速度に戻
るときの制御を示し、最初の車速度変更（V0からV1へ）
から一定時間（Ｔα）秒経過前に再び車速度変更（V1か
らV2へ）があると、前記第６図の制御に入るがその変更
後の車速度が元の（V0）であると、当該最初の車速度に
対応した制御条件にて選別制御が行われるようにするの
である。

コンバインの自動操舵制御時において旋回信号により
車速度が一旦減速した場合には、短時間で元の車速度に
戻るため、このような状況変化時における車速度変動に
対応した選別制御の追従性を、前記制御により達成する
ことができる。

また、車速度の変更に際してのいわゆるギヤ抜けによ
って生じる車速度の変化にも対応し、車速度の誤検出に
よる選別不良も防止することができるのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はコンバインの斜
視図、第２図は脱穀装置の断面図、第３図はフイン角度
変更機構の要部図、第４図は制御装置の回路図、第５図
は選別制御のフローチャート図、第６図は別の実施例の
フローチャート図、第７図はさらに別の実施例のフロー
チャート図である。 ５……脱穀装置、９……主変速レバー、10……副変速レ
バー、13……扱胴、16……揺動選別機構、19……チャフ
シーブ、20……フイン、24……フイン角度変更機構、25
……操作レバー、26……ポテンショメータ、29……一番
受樋、30……二番受樋、M1……駆動モータ、31……二番
還元筒、32……二番還元センサ、33……制御装置、50,5
1……電磁ソレノイド、39……セーフテイスイッチ、40
……選別スイッチ、43……刈取スイッチ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脱穀装置を搭載したコンバインの車速度を
   検出する手段と、前記脱穀装置における穀粒選別処理量
   を検出する手段と、前記車速度検出値と選別処理量の検
   出値とにより穀粒選別処理量を自動制御するための穀粒
   選別処理量自動制御手段とから成り、前記車速度を変速
   して一定時間経過するまでは当該変速前の車速度に対応
   した穀粒選別処理量を確保するように前記穀粒選別処理
   量自動制御手段を制御し、前記一定時間経過後は、前記
   穀粒選別処理量自動制御手段を、該変速後における前記
   選別処理量の検出値に応じて制御する構成としたことを
   特徴とするコンバインにおける選別制御装置。