JP7434084B2 - コンバイン - Google Patents

Description

本発明は、コンバインに関する。

コンバインでは、圃場に植立している穀稈の株元が刈取装置により刈られ、その刈られた穀稈が刈取装置から脱穀装置に搬送されて、脱穀装置で穀稈が脱穀される。穀稈から外れた籾などの穀粒は、脱穀装置からグレンタンクの上部に設けられた排出部に搬送され、その排出部からグレンタンク内に排出される。

コンバインには、収穫された穀粒に含まれる水分量を測定するための水分センサ（水分計）を搭載したものがある。水分センサを搭載したコンバインにおいて、たとえば、排出部をグレンタンクの左側板の前後方向中央より前側の位置の上部に配置し、水分センサをグレンタンクの後面の左上端部に配置して、排出部で回転する回転体により穀粒を略水平方向に跳ね飛ばして、その跳ね飛ばされた穀粒を水分センサに受け入れる構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許第６４５１５１３号公報

ところが、その提案の構成では、穀粒の排出部からの飛散距離が短く、穀粒が水分センサに届かない場合がある。この場合、十分な量の穀粒を水分センサに受け入れることができず、穀粒の水分量の検出精度が低下する。

本発明の目的は、排出口から飛散する穀粒を水分センサが良好に受け入れることができる、コンバインを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るコンバインは、穀粒を貯留するグレンタンクと、グレンタンク内における前端上部に配置され、後方に開放された排出口を有する排出部と、排出部内に設けられ、左右方向に延びる回転軸線を中心に排出口を下から上に通過する方向に回転して、排出口からグレンタンク内に穀粒を飛散させる回転体と、穀粒の水分量を測定するための水分センサとを含み、水分センサは、グレンタンク内の後面において、上下方向で中央よりも上方かつ排出口よりも低い位置であって、左右方向で中央よりも右側に片寄った位置に、排出口から飛散する穀粒を受け入れるように配置されている。

この構成によれば、穀粒を貯留するグレンタンク内の前端上部には、後方に開放された排出口を有する排出部が配置されている。排出部内には、回転体が設けられており、その回転体が左右方向に延びる回転軸線を中心に排出口を下から上に通過する方向に回転すると、穀粒が回転体により掃き飛ばされて、穀粒が排出口からグレンタンク内に飛散する。グレンタンク内の後面には、その飛散する穀粒を受け入れて穀粒の水分量を検出する水分センサが設けられている。

水分センサは、排出口の位置および排出口からの穀粒の飛散方向を考慮して、グレンタンク内の後面において、上下方向で中央よりも上方かつ排出口よりも低い位置であって、左右方向で中央よりも右側に片寄った位置に配置されている。これにより、排出口から飛散する穀粒が水分センサの位置に良好に到達するので、水分センサが穀粒を良好に受け入れることができる。そのため、水分センサが十分な量の穀粒を受け入れることができ、水分センサにより穀粒の水分量を精度よく検出することができる。

排出部は、後端に近づくにつれて上方に位置するように傾斜し、後端が排出口の下端を形成する案内板を備えていてもよい。この場合、水分センサは、排出口から案内板に沿う方向に飛び出して放物線を描いて飛散する穀粒の後面における到達位置に配置されていることが好ましい。

この構成により、水分センサが十分な量の穀粒を受け入れることを確保できる。

また、水分センサは、一定以上の水分を含む穀粒であって、排出口から飛び出して放物線を描いて飛散する穀粒の後面における到達位置に配置されていてもよい。

この構成により、収穫される穀粒が水分を多く含む場合にも、水分センサが十分な量の穀粒を受け入れることができる。

本発明によれば、排出口から飛散する穀粒を水分センサが良好に受け入れることができる

本発明の一実施形態に係るコンバインの右側面図である。 グレンタンクの内部を右側から見た図である。 グレンタンク内の前端上部の斜視図である。 グレンタンク内の後端部の斜視図である。 水分センサの斜視図である。 穀粒の飛散分布の解析結果を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜コンバインの全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るコンバイン１の右側面図である。

コンバイン１は、圃場を走行しながら穀稈の刈り取りおよび穀稈からの脱穀を行う収穫機の一例である。コンバイン１は、圃場などの不整地を走破する能力を有する走行装置として、左右一対のクローラ２を採用しており、その左右一対のクローラ２に支持される機体３には、キャビン４およびグレンタンク５が設けられている。

キャビン４は、クローラ２の前端部上に配置されている。キャビン４は、その内部に運転者が搭乗する空間を提供し、その空間内には、たとえば、運転者が着座する運転席や操作レバーおよび操作ペダルなどの操作部材が配置されている。キャビン４の右側面には、開閉可能なドア６が設けられており、運転者は、ドア６を開いて、キャビン４内に乗り込むことができる。

グレンタンク５は、クローラ２上でキャビン４の後方に配置されている。

また、コンバイン１の機体３には、刈取装置７および脱穀装置（図示せず）が設けられている。刈取装置７は、クローラ２の前側に配置されており、コンバイン１の前進に伴って、圃場に植立されている穀稈を刈り取る。脱穀装置は、グレンタンク５の左側に配置されており、刈取装置７に刈り取られた穀稈の株元側を脱穀フィードチェーンによって後側に搬送し、穀稈の穂先側を扱室に供給して脱穀する。そして、穀稈から外れた穀粒が脱穀装置からグレンタンク５に搬送されて、グレンタンク５に穀粒が貯留される。グレンタンク５には、アンローダ８が接続されており、グレンタンク５に貯留された穀粒は、アンローダ８により搬出して機外に排出することができる。

＜グレンタンクの内部構成＞
図２は、グレンタンク５の内部を右側から見た図である。図３は、グレンタンク５内の前端上部の斜視図である。

グレンタンク５内には、図２および図３に示されるように、前端上部に、搬送排出部１１が設けられている。搬送排出部１１は、図３に示されるように、脱穀装置から送出される穀粒をグレンタンク５内に搬送する搬送部１２と、搬送部１２により搬送される穀粒をグレンタンク５内に排出する排出部１３とを一体に備えている。

搬送部１２は、グレンタンク５の左側壁１４の前上端部から右側に延びている。搬送部１２は、略円筒状の搬送ケース１５内に、搬送スクリュー１６を備えている。

搬送ケース１５は、左側壁１４に接続されている。左側壁１４には、搬送ケース１５に囲まれる部分に、円形の開口が搬送ケース１５の内径とほぼ同じ径で形成されている。

搬送スクリュー１６は、搬送ケース１５の中心線上を延びるスクリュー軸１７と、スクリュー軸１７に支持される螺旋状のスクリュー羽根１８とを備えている。スクリュー軸１７は、左側壁１４の開口を通して左側壁１４の左側に延出している。スクリュー軸１７の左側の端部には、プーリ（図示せず）が相対回転不能に取り付けられており、搬送スクリュー１６は、そのプーリに入力される駆動力により回転する。

排出部１３は、搬送部１２の右端に接続されており、搬送部１２に支持されて、グレンタンク５内の左右方向の中央部において、グレンタンク５の前壁２１に対して後側に間隔を空けて配置されている。

排出部１３は、排出ケース２２を備えている。排出ケース２２は、前側に膨出する半円筒状の周面部２３と、周面部２３の上端から後側に延びる板状の上板部２４と、周面部２３の下端から後上側に傾斜して延びる板状の案内板部２５と、周面部２３の内側の空間を右側から閉塞する端面部２６とを有している。上板部２４と案内板部２５との間は、排出ケース２２内をグレンタンク５内と連通させる排出口２７として開放されている。

スクリュー軸１７は、排出ケース２２内に進出し、排出ケース２２の端面部２６に回転可能に挿通されている。排出ケース２２内において、スクリュー軸１７には、２つの回転羽根２８，２９が支持されている。回転羽根２８，２９は、それぞれ略矩形板状に形成され、スクリュー軸１７から互いに反対側に延出している。

搬送スクリュー１６は、回転羽根２８，２９が排出口２７を下から上に通過する方向に回転する。脱穀装置から送出される穀粒は、スクリュー羽根１８の回転により、搬送ケース１５内を排出ケース２２に向けて搬送される。そして、排出ケース２２内に搬送された穀粒は、回転する回転羽根２８，２９により掃き飛ばされ、排出口２７からグレンタンク５内に、主として排出ケース２２の案内板部２５の上面に沿う方向に飛び出す。

図４は、グレンタンク５内の後端部の斜視図である。

グレンタンク５の後壁３１には、穀粒に含まれる水分量を測定するための水分センサ３２が取り付けられている。水分センサ３２は、後壁３１を貫通し、その前端部が後壁３１の内面、つまりグレンタンク５内の後面３３からグレンタンク５内に露出している。水分センサ３２は、後面３３において、上下方向で中央よりも上方かつ排出部１３の排出口２７よりも低い位置であって、左右方向で中央よりも右側に片寄った位置（右端に近い位置）に配置されている。具体的には、排出口２７から飛散する穀粒の流量を一定流量として、一定以上の水分を含む穀粒であって、排出口２７から案内板部２５に沿う方向に飛び出して放物線を描いて飛散する穀粒の後面３３における到達位置が実験またはシミュレーションにより求められて、その求められた到達位置に水分センサ３２が配置されている。

図５は、水分センサ３２の斜視図である。

水分センサ３２は、箱型のセンサケース４１を備えている。センサケース４１の前面には、センサケース４１内に穀粒を受け入れるための受入口４２が形成されている。受入口４２は、左右対称の形状であり、上側に開いたＶ字状の下辺４３と、下辺４３の左上端から上下方向（鉛直方向）に対して左側に相対的に小さい角度で傾斜して上方に延びる第１左辺４４と、第１左辺４４の上端から上下方向に対して左側に相対的に大きい角度で傾斜して上方に延びる第２左辺４５と、下辺４３の右上端から上下方向に対して右側に相対的に小さい角度で傾斜して上方に延びる第１右辺４６と、第１右辺４６の上端から上下方向に対して右側に相対的に大きい角度で傾斜して上方に延びる第２右辺４７とを有している。第１左辺４４、第２左辺４５、第１右辺４６および第２右辺４７から後側に、それぞれ平面５１，５２，５３，５４が延びており、これらの平面５１，５２，５３，５４は、穀粒をセンサケース４１内に案内する案内面として機能する。

センサケース４１内には、受入口４２の後側のローラ収容空間に、１対の電極ローラ６１，６２が設けられている。電極ローラ６１，６２は、それぞれ互いに平行をなして前後方向に延びるローラ軸６３，６４を一体的に有している。電極ローラ６１，６２の周面は、左右方向に近接して並んでいる。電極ローラ６１，６２の周面には、微小な凹凸が多数形成されている。

センサケース４１内には、ＤＣモータ（図示せず）が設けられており、そのＤＣモータの駆動力により、１対の電極ローラ６１，６２は、正転および逆転する。電極ローラ６１，６２の正転では、グレンタンク５内から見て、電極ローラ６１が反時計回りに回転し、電極ローラ６２が時計回りに回転する。電極ローラ６１，６２の逆転では、グレンタンク５内から見て、電極ローラ６１が時計回りに回転し、電極ローラ６２が反時計回りに回転する。

また、センサケース４１内には、案内部材６５が設けられている。案内部材６５は、左側の電極ローラ６１のローラ軸６３に相対回転可能に支持されているが、ローラ軸６３との間に適度の摩擦抵抗を有するため、案内部材６５にローラ軸６３以外からの外力が作用しない状態では、ローラ軸６３につられて回動する。センサケース４１内には、案内部材６５の回動範囲を規制するストッパが設けられている。これにより、案内部材６５は、電極ローラ６１，６２の正転時には、電極ローラ６１，６２の前上側の位置に配置され、電極ローラ６１，６２の逆転時には、正転時の位置に対して左上側の位置（電極ローラ６１，６２の左前上側の位置）に配置される。案内部材６５は、電極ローラ６１，６２の前上側の位置に配置された状態で、平面視で略三角形状、かつ前面視で上側に開いた略Ｖ字状をなしている。

排出部１３の排出口２７から飛散する穀粒の一部は、センサケース４１の位置に到達し、センサケース４１の受入口４２からセンサケース４１内に受け入れられる。電極ローラ６１，６２の正転時には、案内部材６５が電極ローラ６１，６２の前上側の位置に位置しているので、受入口４２から飛入して案内部材６５上に到達した穀粒は、案内部材６５により、電極ローラ６１，６２上に案内される。また、受入口４２からセンサケース４１内に飛入する穀粒の一部は、電極ローラ６１，６２上に直接到達する。そして、電極ローラ６１，６２上の穀粒は、電極ローラ６１，６２の正転により、電極ローラ６１，６２に挟まれて圧砕される。水分センサ３２では、穀粒の圧砕時における電極ローラ６１，６２間の電気抵抗値が検出されて、その電気抵抗値から穀粒に含まれる水分量の値が求められる。そして、その求められた値が水分センサ３２から出力される（検出動作）。

なお、水分センサ３２からは、穀粒の圧砕時における電極ローラ６１，６２間の電気抵抗値が出力されて、その水分センサ３２の出力値が入力される制御装置において、電気抵抗値から穀粒に含まれる水分量の値が求められてもよい。

また、電極ローラ６１，６２の逆転時には、電極ローラ６１，６２の各周面にブラシ（図示せず）が当接し、電極ローラ６１，６２の周面（表面）が清掃される（清掃動作）。このとき、案内部材６５は、電極ローラ６１，６２の前上側の位置に対して左上側の位置に退避しているので、電極ローラ６１，６２上から圧砕されていない穀粒が落下する妨げにならない。

電極ローラ６１，６２が収容されるローラ収容空間は、その底面が開放されている。したがって、受入口４２からセンサケース４１内に受け入れられた穀粒は、電極ローラ６１，６２上を除いて、ローラ収容空間には溜まらず、ローラ収容空間から水分センサ３２の下側に設けられている戻し通路６６（図４参照）を通してグレンタンク５内に戻される。

＜作用効果＞
以上のように、穀粒を貯留するグレンタンク５内の前端上部には、後方に開放された排出口２７を有する排出部１３が配置されている。排出部１３内には、回転羽根２８，２９が設けられており、その回転羽根２８，２９が左右方向に延びるスクリュー軸１７を中心に排出口２７を下から上に通過する方向に回転すると、穀粒が回転羽根２８，２９により掃き飛ばされて、穀粒が排出口２７からグレンタンク５内に飛散する。グレンタンク５内の後面３３には、その飛散する穀粒を受け入れて穀粒の水分量を検出する水分センサ３２が設けられている。

水分センサ３２は、排出口２７の位置および排出口２７からの穀粒の飛散方向を考慮して、グレンタンク５内の後面３３において、上下方向で中央よりも上方かつ排出口２７よりも低い位置であって、左右方向で中央よりも右側に片寄った位置に配置されている。具体的には、排出口２７から飛散する穀粒の流量を一定流量として、一定以上の水分を含む穀粒であって、排出口２７から案内板部２５に沿う方向に飛び出して放物線を描いて飛散する穀粒の後面３３における到達位置が実験またはシミュレーションにより求められて、その到達位置が水分センサ３２の配置位置に設定されている。これにより、収穫される穀粒が水分を多く含む場合にも、排出口２７から飛散する穀粒が水分センサ３２の位置に良好に到達するので、水分センサ３２が穀粒を良好に受け入れることができる。そのため、水分センサ３２が十分な量の穀粒を受け入れることができ、水分センサ３２により穀粒の水分量を精度よく検出することができる。

＜穀粒の飛散分布の解析＞
図６は、穀粒の飛散分布の解析結果を示す図である。

グレンタンク５内を上下方向に６層に分けて、下からの１～５層の各層における穀粒の飛散分布を解析（シミュレーション）した。穀粒が米であり、その流量が２．２（ｔ／ｈ）であるときの解析結果が図６に示されている。図６では、穀粒の飛散量の多少をグレー濃度で表し、飛散量が多いほどグレー濃度が濃くなっている。

この解析結果から、１層～４層の各層において、左右方向で中央よりも右側に片寄った位置に穀粒が多く飛散することが判る。したがって、前述の実施形態に係る位置に水分センサ３２が配置されることにより、水分センサ３２に穀粒が良好に受け入れられることが確認された。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：コンバイン
５：グレンタンク
１３：排出部
２５：案内板部（案内板）
２７：排出口
２８，２９：回転羽根
３２：水分センサ
３３：後面

Claims (5)

1. 穀粒を貯留するグレンタンクと、
   前記グレンタンク内における前端上部に配置され、後方に開放された排出口を有する排出部と、
   前記排出部内に設けられ、左右方向に延びる回転軸線を中心に前記排出口を下から上に通過する方向に回転して、前記排出口から前記グレンタンク内に穀粒を飛散させる回転体と、
   穀粒の水分量を測定するための水分センサと、を含み、
   前記水分センサは、前記グレンタンクの後壁を貫通して、その前端が前記グレンタンク内の後面に配置され、かつ、前記後面において、上下方向で中央よりも上方かつ前記排出口よりも低い位置であって、左右方向で中央よりも右側に片寄った位置に、前記排出口から飛散する穀粒を受け入れるように配置されている、コンバイン。
2. 前記排出部は、後端に近づくにつれて上方に位置するように傾斜し、前記後端が前記排出口の下端を形成する案内板を備え、
   前記水分センサは、前記排出口から前記案内板に沿う方向に飛び出して放物線を描いて飛散する穀粒の前記後面における到達位置に配置されている、請求項１に記載のコンバイン。
3. 前記水分センサは、一定以上の水分を含む穀粒であって、前記排出口から飛び出して放物線を描いて飛散する穀粒の前記後面における到達位置に配置されている、請求項１または２に記載のコンバイン。
4. 前記水分センサの前面には、穀粒を受け入れるための受入口が形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のコンバイン。
5. 前記受入口は、左右対称の形状であり、上側に開いたＶ字状の下辺と、前記下辺の左上端から上下方向に対して左側に傾斜して上方に延びる第１左辺と、前記下辺の右上端から上下方向に対して右側に傾斜して上方に延びる第１右辺とを有しており、
   前記水分センサは、前記第１左辺および前記第１右辺から後方に延びる平面を備えている、請求項４に記載のコンバイン。

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