JP5248822B2 - 脱穀機の選別装置 - Google Patents

Description

本発明は、脱穀機の選別装置に関し、詳しくは被選別物の選別能力を適宜変更調整する脱穀機の選別装置に関する。

従来、被選別物を移送しながら漏下選別する揺動選別手段上に積層される被選別物の層厚を検出する層厚センサ、２番還元ラセンから選別経路中途部に還元される被選別物の流量を検出する２番流量センサ等の出力に基づいて選別能力を調整する脱穀機の選別装置が案出されている（特許文献１乃至３参照）。

上記特許文献１記載の選別装置は、層厚センサによって検出される揺動選別手段上（揺動選別板）の被選別物の層厚に基づいて唐箕ファン風量及びチャフシーブのフィン開度の目標値を設定し、上記層厚センサ及び２番流量センサの検出値が、予め選別制御手段（制御手段）に記憶されている２番還元ラセン（スクリューコンベヤ）の流量と揺動選別手段上の層厚との予測量の範囲を外れた場合に、前記目標値を補正するように構成されている。

また、特許文献２記載の選別装置も同様に、上記層厚センサもしくは車速センサからの検出値に基づいて選別制御すると共に、２番還元ラセン（スクリューコンベヤ）より還元される被選別物の流量によって該選別制御を補正するように構成されている。

更に、特許文献３記載の選別装置は、予め選別制御手段にそれぞれ記憶させている２番流量センサ（穀粒センサ）及び層厚センサの基準値と、２番還元ラセン（２番移送螺旋）から還元された被選別物を再処理する２番処理胴の排塵口からの穀粒量を検出する２番流量センサ及び層厚センサの検出値とを比較演算して選別制御をしている。

特開２００１−３３号公報 特許第２７２１０８３号公報 特開平１０−１５５３４９号公報

上記選別装置は、層厚センサ、２番流量センサ等の検出値に基づいてチャフシーブのフィン開度や唐箕ファン風量を調整し、選別性能の向上を図っているが、どれも揺動選別手段上に積層された被選択物中の夾雑物の多少を判別して選別制御するものではなく、該被選別物中の夾雑物の多少に関係なく同一の選別制御をしていたため、選別性能が充分ではない。

そこで本発明は、判別手段によって揺動選別手段上に積層された被選別物中の夾雑物の多少を判別し、該判別手段の判定結果に基づき、選別能力を調整することによって選別性能の良い脱穀機の選別装置を提供することを目的とする。

本発明に係る脱穀機の選別装置は、被選別物を搬送漏下させる揺動選別手段（１０）と、該揺動選別手段（１０）から漏下した被選別物に選別風を当てて選別する風選別手段（７）と、を備え、被選別物を穀粒と夾雑物とに選別する脱穀機（１）の選別装置（２）において、
前記揺動選別手段上の被選別物の厚さを検出する層厚センサ（１５）と、
選別不十分な被選別物を還元する２番還元ラセン（２５）の被選別物中の穀粒流量を検出する２番流量センサ（２４）と、
前記層厚センサ（１５）によって検出された前記揺動選別手段上の層厚と前記２番流量センサ（２４）によって検出された前記２番還元ラセンの被選別物中の穀粒流量との関係に基づいて、前記揺動選別手段上の被選別物に含まれる夾雑物の割合を判別し、この揺動選別手段上の被選別物に含まれる夾雑物の割合に応じて被選別物の選別能力を調整する選別制御手段（５０）と、を備えた、
ことを特徴とする。

また、前記選別制御手段（５０）は、前記２番流量センサ（２４）によって検出された前記２番還元ラセンの被選別中の穀粒流量から前記揺動選別手段上の被選別物の層厚を予測し、前記層厚センサ（１５）によって検出された前記揺動選別手段上の被選別物の層厚がこの予測した前記揺動選別手段上の被選別物の層厚以下の場合、選別風が所定の標準風量となるように前記風選別手段（７）を制御し、前記層厚センサ（１５）によって検出された前記揺動選別手段上の被選別物の層厚が前記予測した前記揺動選別手段上の被選別物の層厚よりも厚い場合、選別風の風量が上がるように前記風選別手段（７）を制御する、と好適である。

なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。

本発明によると、揺動選別手段上の被選別物に含まれる夾雑物の割合を選別制御手段によって判別し、該選別制御手段の判定に基づいて選別能力を調整するので、被選別物の選別性能を向上させることができる。またこれにより、揺動選別手段上に被選別物が溜まり、選別室から被選別物が漏れ出すことも防止することができる。

また、選別制御手段は、層厚センサと２番流量センサとの検出値の関係により被選別物中の夾雑物の割合を判別することによって、夾雑物の割合とは関係なしに被選別物を選別している基本選別制御を補正し、選別性能を向上させると共に、上記層厚センサや２番流量センサを基本選別制御に使用することもできる。

次に本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１に示すようにコンバインの脱穀機１は、脱穀装置３０とその下方に設けられた選別装置２とからなり、該脱穀装置３０には前処理部（不図示）で刈取られた穀稈を挟持搬送するフィードチェーン４０に沿って第１扱ぎ室３１及び第２扱ぎ室３２が設けられている。また、第１扱ぎ室３１及び第２扱ぎ室３２にはそれぞれ第１扱ぎ胴３３及び第２扱ぎ胴３５が配設されていると共に、該第１及び第２扱ぎ胴３３，３５の下方には受網３４，３６が配設され、扱ぎ落とされた穀粒及び藁屑等の夾雑物が混合した被選別物がふるいにかけられて漏下する。一方、該第１及び第２扱ぎ胴３３，３５によって穀粒を扱ぎ落とされた排稈は、フィードチェーン４０の搬送後端に配置された排藁チェーン４１によって後処理装置３８まで搬送され、適宜長さに切断されて排出口４２より排出される。

上記受網３４，３６の下方には選別装置２が設けられており、ベース３から立設された側板に囲まれた選別室内に揺動選別手段１０と、風選別手段７とを備えて構成されている。該揺動選別手段１０は、受網３４から漏下する被選別物を順次揺動搬送する揺動流板１１と、該揺動流板１１の後方に設けられ、かつ複数のフィン１２ａを有するチャフシーブ１２と、該チャフシーブ１２の下方に位置し、所定の目合いを有する金網部材で構成されるグレンシーブ１３と、受網３６から漏下した被選別物を篩選別するストローラック１４とからなり、不図示のカムもしくはクランク機構等の揺動リンクによって所定周期で連続的に往復揺動するように構成されている。

また、揺動流板１１にはフロート式の層厚センサ１５（判別手段）が設けられており、該揺動流板１１上に積層した被選別物の層厚を検出している。なお該層厚センサ１５は、フロート式ではなく超音波等の他の方式を用いたものでもよい。

一方、風選別手段７は、唐箕ファン４と、２番選別ファン５とからなり、選別風により被選別物を風選別していると共に、該風選別手段７によって吹き飛ばされた夾雑物は排塵ファン６を備えた排塵口８から排出される。上記唐箕ファン４は、揺動流板１１の下方に設けられ、チャフシーブ１２及びグレンシーブ１３を漏下してくる被選別物を風選別し、２番選別ファン５は、１番ラセン２２と２番ラセン２１との間に配設され、ストローラック１４を漏下してくる被選別物を風選別する。

なお、チャフシーブ１２のフィン１２ａはその開度を調節可能に設けられており、被選別物の漏下量を調整すると共に、唐箕ファン４の選別風の通風量も制御している。また、唐箕ファン４の通風口には整流板４ａが設けられている。

上述の唐箕ファン４によって精選された穀粒は、上記１番ラセン２２によって横搬送されると共に、揚こくラセン筒２３を介してホッパー（不図示）に貯留される。また、ストローラック１４を漏下した選別不十分な被選別物は、２番ラセン２１によって横搬送されると共に、２番還元ラセン筒２０内の２番還元ラセン２５によって選別経路中途部である揺動流板１１及びチャフシーブ１２上に還元される。

該２番還元ラセン２５は、図２及び図３に示すようにラセン軸２５ａの周りに複数のラセン羽根２５ｂが設けられていると共に、その上端部には放出体２５ｃが配設されている。また、２番還元ラセン筒２０の放出口には２番流量センサ２４（判別手段）が設けられており、回動支軸２４ｂと、該回動支軸２４ｂに固設される衝突板２４ａとを備えて形成されている。

該２番流量センサ２４は、上記放出体２５ｃに跳ね上げられた被選別物が衝突板２４ａに衝突する際の衝突エネルギーを検出しているため、重量が極めて軽い藁屑等の夾雑物の衝突エネルギーは検出せず、一定の重量を持った穀粒の衝突エネルギーのみを検出し、もって２番還元ラセン２５中の穀粒の流量を検出することができる。また、該２番流量センサ２４に近接して送風体２６が配設されており、夾雑物が放出口に詰まることを防止している。

次に本発明の第１の実施の形態に係る脱穀機の選別装置の作用について主に図５のフローチャートに基づいて説明をする。

オペレータは収穫作業を始めるにあたり、図４に示す選別自動スイッチ５１及び作業機クラッチレバー（作業機クラッチスイッチ５３）をオンにし、選別装置２の選別自動制御を有効にして作業を開始する（Ｓ１）。脱穀作業が開始されると、選別制御手段５０（判別手段）は、層厚センサ１５によって検出される揺動流板１１上の被選別物の層厚に基づいて唐箕ファン風量もしくはチャフシーブ１２のフィン開度を唐箕ファンモータ５４及びチャフシーブモータ５５を制御して揺動流板上の被選別物量を調整する（基本選別制御）（Ｓ２）。

また、該選別制御手段５０は、層厚センサ１５の検出結果に基づいて揺動流板１１上の被選別物量を制御すると共に、フィン開度センサ５２及び２番流量センサ２４によって、チャフシーブ１２のフィン開度ＫＦ及び２番還元ラセン２５の穀粒の流量ＫＮを読込む（Ｓ３），（Ｓ４）。

該選別制御手段５０は、図７（ａ）に示す穀粒のみの被選別物を用いて測定された揺動流板１１上の被選別物の層厚と２番還元ラセン２５の穀粒流量との関係（校正線Ｌ１）を記憶しており、フィン開度センサ５２によって読込んだフィン開度ＫＦにおける校正線Ｌ１と、２番流量センサ２４の出力値とを比較して層厚センサ１５の出力予測値Ｐ（２番流量センサ２４の検出値ＫＮにおける校正線Ｌ１の揺動流板１１上の被選別物量）を算出する（Ｓ５）。

次に選別制御手段５０は、層厚センサ１５の検出値ＫＳＮを読込み（Ｓ６）、上記出力予測値Ｐと許容値Ｋとの合計値と、層厚センサ１５の検出値ＫＳＮとを比較して揺動流板１１上の被選別物の夾雑物の多少を判別する（Ｓ７）。

該出力予測値Ｐと許容値Ｋとの合計値より層厚センサ１５の検出値ＫＳＮが大きい場合、揺動流板１１上の被選別物中に夾雑物が多く含まれていると判別し、唐箕ファン４の風量を上げる（Ｓ８）と共に、該出力予測値Ｐと許容値Ｋとの合計値より層厚センサ１５の検出値ＫＳＮが小さくなるまで上記ステップを繰り返す。

一方、層厚センサ１５の検出値ＫＳＮが、該出力予測値Ｐと許容値Ｋとの合計値内の場合、揺動流板１１上の被選別物中に夾雑物が少ないと判別すると共に、唐箕ファン風量が標準風量かどうかを確認され（Ｓ９）、該唐箕ファン風量が標準風量でない場合は、標準風量に戻される（Ｓ１０）。唐箕ファン風量が標準風量になると、刈取り作業を終了するかどうかを判別し（Ｓ１１）、終了の場合は、上記選別制御を終了し（Ｓ１２）、終了でない場合は上記ステップを繰り返す。

なお、第１の実施の形態では、揺動流板１１上の被選別部材の層厚に基づいて基本的な選別制御をしたが、２番流量センサ２４の検出に基づいて２番還元ラセン２５からの被選別物の流量を調整しても良く、他にも車速センサによって検出される刈取り走行速度に基づくものや、搬送穀稈ボリュームに基づき選別制御するものでも良い。

また、層厚センサ１５及び２番流量センサ２４の検出値に基づいて被選別物中の夾雑物の多少を判別したが、２番流量センサ２４に代えて、揺動選別手段１０の揺動リンクに力学センサを配置して、その出力から穀粒量を検出しても良い。更に、被選別物中に夾雑物が多いと判別された際、唐箕ファン風量でなく、チャフシーブ１２のフィン開度を調整しても良く、また唐箕ファン風量及びチャフシーブ１２のフィン開度の両方を調整しても良い。

上記のように脱穀機１の選別装置２を構成したことによって、選別制御手段５０に記憶している穀粒のみの被選別物を用いて測定された揺動流板１１上の被選別物の層厚及び２番還元ラセンの穀粒量との関係（校正線Ｌ１）と、層厚センサ１５及び２番流量センサ２４の検出値とを比較演算することによって、揺動流板１１上の被選別物中の夾雑物の多少を判別することができる。

また、該被選別物中の夾雑物が多いと判別した際には、唐箕ファン４の風量を上げることによって、被選別物の選別能力を向上させることができると共に、揺動流板１１上に被選別物が溜まり、選別室から被選別物が漏れ出すこともない。

＜第２の実施の形態＞
以下に、夾雑物の混合度合いによって唐箕ファン風量の増加量を調節する本発明に係る第２の実施の形態において、第１の実施の形態と相違する点について説明をする。なお、第１の実施の形態と対応するものについては同一符号を付すものとする。

図６に示すように選別制御手段５０は、第１の実施の形態と同様に図７（ｂ）に示す校正線Ｌ１に基づいて出力予測値Ｐを算出すると共に、層厚センサ１５の検出値ＫＳＮと、出力予測値Ｐ及び許容値Ｋの合計値を比較して揺動流板１１上の被選別物中の夾雑物の多少を判別する（Ｓ１〜Ｓ６）。

層厚センサ１５の検出値ＫＳＮが出力予測値Ｐと許容値Ｋとの合計値よりも大きい場合、選別制御手段５０は、揺動流板１１上の被選別物中に夾雑物が多く混合していると判別すると共に、該層厚センサ１５の検出値ＫＳＮの出力予測値Ｐ及び許容値Ｋの合計値からの超過量を図７（ｂ）に示すようにレベル１〜３にクラス分けし、超過量が多いほど被選別物中に夾雑物が多いと判別する（Ｓ１３）。

そして、超過量のレベルに応じて唐箕ファン風量の増加量もレベル１〜３にクラス分けし、超過量が多いほど唐箕ファン４の風量の増加量を大きくし（Ｓ８ａ，Ｓ８ｂ，Ｓ８ｃ）、該出力予測値Ｐ及び許容値Ｋの合計値より層厚センサ１５の検出値ＫＳＮが小さくなるまで上記ステップを繰り返す。なお、層厚センサ１５の検出値ＫＳＮが出力予測値Ｐ及び許容値Ｋの合計値よりも小さい場合は、第１の実施の形態と同様の制御をする。

以上のように脱穀機１の選別装置２を構成したことにより、揺動流板１１上の被選別物に夾雑物が多いと判別したときには唐箕ファン４の風量を調節することによって選別性能を向上することができると共に、その夾雑物の混合度合いに応じてクラス分けをし、唐箕ファン４の風量の増加量を変えることによって、より細やかな選別制御を行うことができる。

本発明に係る脱穀機の概略側面図。 本発明に係る２番還元ラセンの側面図。 本発明に係る２番還元ラセンの上面図。 本発明の脱穀機の選別自動制御に係るブロック図。 第１の実施の形態に係る選別自動制御のフローチャート。 第２の実施の形態に係る選別自動制御のフローチャート。 （ａ）第１の実施の形態に係る穀粒のみで測定した揺動流板上の層厚と２番還元ラセンの流量の関係を示すグラフ、（ｂ）第２の実施の形態に係る穀粒のみで測定した揺動流板上の層厚と２番還元ラセンの流量の関係を示すグラフ。

符号の説明

１ 脱穀機
２ 選別装置
７ 風選別手段
１０ 揺動選別手段
１５ 層厚センサ（判別手段）
２４ ２番流量センサ（判別手段）
２５ ２番還元ラセン
５０ 選別制御手段（判別手段）

Claims (1)

1. 被選別物を搬送漏下させる揺動選別手段と、該揺動選別手段から漏下した被選別物に選別風を当てて選別する風選別手段と、を備え、被選別物を穀粒と夾雑物とに選別する脱穀機の選別装置において、
   前記揺動選別手段上の被選別物の厚さを検出する層厚センサと、
   選別不十分な被選別物を還元する２番還元ラセンの被選別物中の穀粒流量を検出する２番流量センサと、
   前記層厚センサによって検出された前記揺動選別手段上の層厚と前記２番流量センサによって検出された前記２番還元ラセンの被選別物中の穀粒流量との関係に基づいて、前記揺動選別手段上の被選別物に含まれる夾雑物の割合を判別し、この揺動選別手段上の被選別物に含まれる夾雑物の割合に応じて被選別物の選別能力を調整する選別制御手段と、を備え、
   前記選別制御手段は、前記２番流量センサによって検出された前記２番還元ラセンの被選別中の穀粒流量から前記揺動選別手段上の被選別物の層厚を予測し、前記層厚センサによって検出された前記揺動選別手段上の被選別物の層厚がこの予測した前記揺動選別手段上の被選別物の層厚以下の場合、選別風が所定の標準風量となるように前記風選別手段を制御し、前記層厚センサによって検出された前記揺動選別手段上の被選別物の層厚が前記予測した前記揺動選別手段上の被選別物の層厚よりも厚い場合、選別風の風量が上がるように前記風選別手段を制御する、
   ことを特徴とする脱穀機の選別装置。

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