JPH09159499A - 穀粒等の粒状被処理物流量の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱穀装置の揺動選別装置における横桟シーブ
１７の間を流下する穀粒の流量を正確に計測する。 【解決手段】 脱穀装置の扱室下方に配置した揺動選別
体１５の前後中途部に平行配置した複数の横桟シーブ１
７を、その傾斜角度を一斉に可変可能に構成し、その隣
接する一対の横桟シーブ１７自体を一方の電極と、他方
の電極となるようにした静電容量形センサに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自走自脱式コンバ
イン及び据え置き式の脱穀機における脱穀装置等の穀粒
収穫機や、穀粒選別装置、籾乾燥装置、精米器等の穀粒
処理装置における、揺動選別装置を流下する穀粒等の粒
状被処理物の単位時間あたりの流量を測定するための装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、コンバイン等の脱穀装置におけ
る扱室にて脱穀された籾や穀粒等の被処理物は、扱室の
下方に備えられた揺動選別装置と、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。

【０００３】この場合、単位時間あたりの脱穀量が多過
ぎるとこれにつれて二番還元物の量が多くなり、扱室内
での処理量が多過ぎて過負荷の状態が生じる。この状態
を感知して扱室への穀稈の供給量を減少させたり、揺動
選別装置におけるチャフシーブ（横桟シーブ）の水平に
対する傾斜角度を変更したり、コンバインの前進速度を
減速させて脱穀量を減少させたりするため、実開昭６０
−１２１７４１号公報では、二番還元筒に超音波センサ
を設けて、当該二番還元筒内の単位時間当たりの穀粒の
流量を測定することが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の超音波センサ
は、例えば、前記先行技術のように、超音波を発射する
発信器とこれを受ける受信器の対を、二番還元筒等、粒
状被処理物が通過する通路の側板等に相対向して設けて
通路内の被処理物の流量が多いと超音波の透過量（透過
率）が少なくなる現象を利用して流量を検出するいわゆ
る超音波透過型測定装置や、発信器と受信器とを通路の
同じ側に配設し、発信器から発射した超音波が粒状被処
理物に反射されたものを受信器にて受信し、この超音波
の反射量（反射率）が粒状被処理物の流量に比例するこ
とを利用したいわゆる超音波反射型測定装置が採用され
ている。

【０００５】一方、粒状被処理物が横桟シーブの間を流
下したり、通路に沿って風と共に搬送される場合やスロ
ワーにより投げ上げ搬送される場合には、当該粒状被処
理物同士の衝突や通路の壁面と粒状被処理物との衝突又
は擦れにより超音波が発生することは避けられないか
ら、前記いずれの測定装置においても、発信器から発射
した超音波を基準にして受信器に到達した部分の超音波
の透過率や反射率を測定すべきであるのに、前記の衝突
による超音波や、発信器から発射された超音波が粒状被
処理物や側板に当たって乱反射した後の超音波や、脱穀
装置等における各種回転部分等から発生する超音波も受
信器にて受信することになり、このような超音波をノイ
ズと考えるとこの超音波ノイズが前記透過するなどした
超音波に上載せされて受信すると、前記透過率を正確に
反映したことにならないので粒状被処理物の流量の測定
結果に誤差をもたらすと云う問題があった。

【０００６】このような問題は、籾乾燥機、籾摺後にお
ける混合米から玄米を選別するための回転式穀粒選別装
置、精米機等における穀粒等の粒状被処理物が通過する
通路にその粒状被処理物の流量検出用の超音波センサを
設けた場合においても同様である。他方、特開平３−８
４８０号公報では、揺動選別機における穀粒選別用の傾
斜板に静電容量形センサを配置して、流落ちる穀粒の有
無を判断することを提案しているが、穀粒の流下量を計
測するまでには至っていないのであった。

【０００７】本発明者は、静電容量形センサでは、自由
電荷を持たない非導電性物（誘電体）であっても、これ
を電極に接近させると、誘電体（絶縁物）の分子レベル
で電荷が移動するという分極が発生して、結果的には、
誘電体（絶縁物）の量に応じて電極の静電容量が増減す
るという現象を利用して、電気的に絶縁物である籾など
の穀粒の流量を測定することを提案するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明の穀粒等の粒状被処理物流量の測定装置は、扱
室と揺動選別装置とを備えてなるコンバイン等の穀粒収
穫機や穀粒処理装置において、揺動選別装置における互
いに平行状に配置した複数の横桟シーブをその傾斜角度
が一斉に可変となるように構成する一方、前記複数の横
桟シーブを交互の極とする電極体にした静電容量形セン
サに構成したものである。

【０００９】また、請求項２に記載の発明の穀粒等の粒
状被処理物流量の測定装置は、扱室と揺動選別装置とを
備えてなるコンバイン等の穀粒収穫機や穀粒処理装置に
おいて、揺動選別装置における互いに平行状に配置した
複数の横桟シーブをその傾斜角度が一斉に可変となるよ
うに構成する一方、前記複数の横桟シーブを電気絶縁性
材料にて形成し、隣接する少なくとも一対の横桟シーブ
には、互いに対向する面に、一対の電極面を形成してな
る静電容量形センサを設けたものである。

【００１０】

【発明の効果】即ち、本発明では、揺動選別装置におけ
る少なくとも一対の横桟シーブの間を通過する穀粒等の
粒状被処理物の単位時間当たりの通過量と、ある一瞬
（短時間）の横桟シーブ表面上の粒状被処理物の層厚さ
とは比例するという現象と、少なくとも一対の横桟シー
ブを互い平行状に配置し、その一対の横桟シーブ自体を
一方の電極と他方の電極とするように静電容量形センサ
を構成すると、この静電容量形センサにおける電極での
分極による電荷量（静電容量）は、その横桟シーブ間を
通過する誘電体である粒状被処理物の層厚さに比例する
という現象を利用して、静電容量形センサによる静電容
量を計測すれば、その時々の粒状被処理物流量を知るこ
とができるのである。

【００１１】この場合、請求項２に記載の静電容量形セ
ンサのように、例えば、平行配置した少なくとも一対の
横桟シーブを非金属性材料等からなる電気絶縁性材料と
し、その対峙する表面に一対の電極面を形成すれば、い
わゆるコンデンサ形の静電容量形センサとなり、両電極
面間の静電容量の時間的変動を測定することで、その時
々の粒状被処理物流量測定を正確に行えるという効果を
奏する。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本考案を具体化した実施形態
について説明すると、図示しないコンバインに搭載され
た脱穀装置１における扱室２は機体３内の前部（図１の
左側）に形成し、この扱室２内には外周に多数の扱歯４
を備え矢印Ａの下扱き方向に回転する扱胴５を設ける。
扱胴５の下方には、クリンプ網６を、扱胴５の終端部に
おいて区画板７にて刺さり粒回収室８の下方を除いて張
設し、区画板７にて区画した部位を排塵口９を形成す
る。前記扱室２に隣接した後方の処理室１１内には外周
に多数の扱歯を備えた処理胴１０が配置されている。

【００１３】機体の一方の側板の外面に沿って配置され
たフイードチェン１２ａと、挟やく杆１２ｂとにより、
挟持された穀稈（図示せず）は扱胴５の始端側から終端
方向に沿って搬送され、排藁チェン１３に引き継がれ
る。前記機体３内には、前記扱室２及び処理室１１の下
方にわたって、前後に長い揺動選別装置１４が、図１の
左右方向に揺動自在に配置され、後述するように機体３
の後ろ側に抜き出し可能に構成されている。即ち、揺動
選別装置１４は、前後に長い揺動選別体１５と、前記ク
リンプ網６の略下方部位に設けたフイードパン１６と、
前記排塵口９の下方から後方の部位にわたって設けた複
数本の傾斜角度可変式の横桟シーブ１７と、終端部に設
けた機体３の幅方向に適宜間隔で複数本配置したストロ
ーラック１８と、前記傾斜角度可変の横桟シーブ１７の
下部に設けた選別網１９等から構成されており、ストロ
ーラック１８上の重い藁屑は機体３後端の排出口３ａか
ら排出される。

【００１４】揺動選別体１５の前部左右両側に設けた前
部コロ体２２ａ，２２ｂを機体３の左右側板３ａ，３ｂ
内面に固着した断面コ字状で且つ後向き開放状の揺動支
持ガイド体２４ａ，２４ｂに揺動可能に挿入支持され
（図２及び図３参照）、揺動選別体１５の後部の偏心軸
２５にて前後方向に揺動運動するように構成されてい
る。

【００１５】尚、図３、図５及び図６に示すように、揺
動選別体１５の前後長手方向中途部外面に設けた左右一
対のガイドローラ２６ａ，２６ｂは、機体３の左右側板
３ａ，３ｂ内面に固着した断面Ｌ字状等の前後長手のガ
イドレール２７ａ，２７ｂに載置されており、機体３の
後方に揺動選別体１５を抜き出すとき、下方に落下せず
に略水平に引き出すことができる構成である。

【００１６】前記機体３の下部には、揺動選別装置１４
より下方位置に、その選別網１９に向かって選別風を吹
き上げるようにした唐箕フアン２９と、１番受樋２０と
２番受樋３０とが配設され、１番受樋２０内に入った穀
粒は当該１番受樋２０内におけるスクリューコンベヤ３
１及びこの端部に連設するスクリューコンベヤ付き揚穀
筒を介して図示しない穀粒タンクに放出される。また、
２番受樋３０内に入った穀粒は当該２番受樋３０内にお
けるスクリューコンベヤ３２及びこの端部に連設する２
番還元機構（図示せず）を介して揺動選別装置１４の横
桟シーブ１７の上面に還元移送するように構成されてい
る。

【００１７】なお、処理室１１の一側には、平面視にお
いて前記揺動選別装置１４を挟んで、処理胴１０と反対
側に吸引式の排塵フアン３３の吸引口３３ａが開口して
あり、処理胴１０の後部寄り部位から放出された軽い藁
屑や塵を機体３の後端から機外に排出するように構成さ
れている。次に、図３〜図７を参照しながら、揺動選別
体１５における横桟シーブ１７の構成について詳述す
る。

【００１８】揺動選別体１５の左右側板１５ａ，１５ａ
の内側に平行状に配置する複数の横桟シーブ１７を、そ
の各左右両側上端部位を回動中心として一斉に傾斜角度
可変に構成するため、前記左右両側板１５ａ，１５ａの
上部側には、所定間隔でピン孔３３を穿設し、下部側に
は前記ピン孔３３を中心とする円弧状の長溝孔３４を穿
設する。横桟シーブ１７の左右両端部をはめ込み等にて
支持する合成樹脂等の電気絶縁製の取付片３５には、前
記ピン孔３３に対して回動自在に嵌まる上部ピン３５ａ
と長溝孔３４に沿って移動自在に嵌まる下部ピン３５ｂ
とがそれぞれ一体的に外向きに突設されている。

【００１９】前記左右両側板１５ａより外に突出した各
下部ピン３５ｂの突出端を、側板１５ａと長手平行状に
配設した角度調節杆３６，３６に各々回動自在に連結
し、この角度調節杆３６の一端をアーム３７ａ付き調節
軸３７の回動にて各横桟シーブ１７が一斉に傾斜角度θ
調節できるように構成されている。この構成において、
扱室２の前部側のクリンプ網６からフイードパン１６上
に漏下した穀粒である粒状被処理物は、後方の選別網１
９方向に流下させ、扱室２の後部側から落下した藁屑混
じりの粒状被処理物は、横桟シーブ１７に載り、揺動前
別体１５の前後方向の揺動運動にて順次後方に送られな
がら、粒状被処理物は横桟シーブ１７の間を落下して選
別網１９に落下し、ここで、下方前方の唐箕フアン２９
からの上方後向きの風選別を受けて、軽い藁屑は機体３
後端の排出口３ａまたは排塵フアン３３から機外に排出
される。

【００２０】このような構成において前記複数の横桟シ
ーブ１７の間を落下する粒状被処理物の流量を測定する
ための静電容量形センサの第１実施例として、当該横桟
シーブ１７自体を金属製等の電極体となし、且つ隣接す
る横桟シーブ１７の極を、例えばプラス極とマイナス極
とに交互に配置するように構成する（図５参照）。この
構成によれば、粒状被処理物の流れ方向（図５の矢印Ｂ
方向）に略沿う相隣合う横桟シーブ１７自体の広幅面
が、適宜寸隔てて平行状に相対峙させた電極面となる、
いわゆるコンデンサ型の静電容量形センサを構成するこ
とができる。

【００２１】また、第２実施例としては、図９に示すよ
うに、互いに平行状に配置した複数の横桟シーブ３８を
その傾斜角度θが一斉に可変となるように前記実施例と
同様の機構にて構成する一方、静電容量形センサを構成
すべき複数の横桟シーブ３８を合成樹脂材等の電気絶縁
性材料にて形成し、隣接する少なくとも一対の横桟シー
ブ３８，３８（図９では４枚の横桟シーブ３８）には、
互いに対向する面に、一対の電極面３９ａ，３９ｂを張
設形成することにより、この対の電極面３９ａ，３９ｂ
が適宜寸隔てて平行状に相対峙させた電極面となる、い
わゆるコンデンサ型の静電容量形センサ４０を構成する
のである。この場合、前記各電極面を横桟シーブ３８の
横巾寸法の略全体にわたって形成しても良いし、前記横
巾寸のうちの一部の長さで張設しても良いのである。

【００２２】図１０及び図１１は静電容量形センサ４４
の第３実施例を示し、少なくとも一対の横桟シーブ４１
を合成樹脂材等の電気絶縁性材料にて形成し、そのうち
の一方の横桟シーブ４１の表面（表裏両広幅面または片
方の広幅面）に、一方の電極面４２ａと他方の電極面４
２ｂとを、正面視で相互に櫛歯状に並ぶように平板状に
配置するものである。この場合、両電極面４２ａ，４２
ｂの各櫛歯部同士が互いに相手の櫛歯部の隙間に位置す
るよう噛み合わせ状に配置し、且つ隣接する電極面４２
ａ，４２ｂの各櫛歯部同士の間に適宜寸法ｅ１，ｅ２の
隙間があるように配置し（図１０参照）、電極面４２
ａ，４２ｂの表面は耐摩耗性の電気絶縁性被膜４３（合
成樹脂材など）にて覆う（図１１参照）。この場合、一
対の櫛歯状の電極面４２ａ，４２ｂの各櫛歯部の長手方
向は前記粒状被処理物の流れ方向（図１０の矢印Ｄ方
向）に沿うように形成することが好ましい。

【００２３】このように構成すると、図１１の二点鎖線
で示す粒状被処理物の流れの層４４の層厚さＨ１が増大
するのに比例して、横桟シーブ４１の表面に近い側の粒
状被処理物による電荷（静電容量）の変化を検出して、
粒状被処理物の層厚さを測定することができる。図１２
は一つの静電容量形センサ４０（または４４）を代表し
てその計測の回路図（ブロック図）を示すものであり、
粒状被処理物の流量を測定すべき静電容量形センサ４０
一方の電極３９ａ側と、比較用（基準用）の静電容量形
センサ６０の一方の電極とに発振回路６１に接続して、
交流電界を加える。この場合、比較用の静電容量形セン
サ６０は、その静電容量が温度、湿度等の使用環境によ
って変化しないものであり、粒状被処理物を通過させな
いことは勿論であって、いわゆる基準の静電容量を知る
ためのセンサとなるものであって、通常、所定の静電容
量値のコンデンサを使用する。

【００２４】そして、静電容量形センサ４０の他方の電
極３９ｂからの検出信号を電気容量／電圧変換回路（Ｃ
／Ｖ変換器）６２ａを介して、前記検出した静電容量を
電圧に変換した後、電圧比較回路６３に入力する。同様
に、比較用（基準用）の静電容量形センサ６０の他方の
電極からの検出信号を電気容量／電圧変換回路（Ｃ／Ｖ
変換）６２ｂを介して、前記検出した静電容量を電圧に
変換した後、電圧比較回路６３に入力する。そして、前
記比較用（基準用）の静電容量形センサ６０による粒状
被処理物の流量が０の基準の検出値（電圧値）に対する
測定用の静電容量形センサ４０の電圧値の差の出力値を
差動増幅回路６４に入力し、該増幅回路６４にて電圧を
増幅し、制御するためのコントローラユニット６５に入
力する。

【００２５】なお、差動増幅回路６４には、測定値の基
準電圧値を知るための基準電圧回路６６から基準電圧
（例えば５ボルト）を付与する。また、コントローラユ
ニット６５からの出力値（粒状被処理物の流量に換算し
たものでも良い）を示すための液晶表示装置等の表示回
路６７を接続してあり、コントローラユニット６５から
の出力値にて、後述するアクチュエータ６８を駆動する
ための駆動回路６９を作動させる。

【００２６】上述のようにして静電容量形センサ４０や
４４等にて横桟シーブ１７等の上面を流下する穀粒の単
位時間当たりの穀粒流量を計測することができる。そし
て、コントローラユニット６５にて前記電圧値が高いと
穀粒流量が大きいと判断し、また、電圧値が低いと穀粒
流量が小さいと判断して、所定の駆動回路６９を作動さ
せてアクチュエータ６８を駆動するのである。例えば、
一番受樋２０への穀粒流量が少ないときには、揺動選別
装置１４における横桟シーブ１７（３８、４１）の傾斜
角度を大きくなるように立たせ、反対に流量が多いとき
には横桟シーブ１７（３８、４１）の傾斜角度を小さく
なるようにに寝かすというように前記横桟シーブ１７
（３８、４１）の角度を増減させるため、前記調節軸３
７を回動させるための正逆回転可能なモータを駆動する
一方、その状態の表示をする表示メータに接続するので
ある。なお、横桟シーブ１７（３８、４１）の傾斜角度
を検出するためのシーブ角度センサ７０を設けることに
より、横桟シーブ間を流下する穀粒流量を予め設定した
量か、またはそれ以下になるように保持するフイードバ
ック制御としても良い。

【００２７】その他、例えば、被処理物の流量が大きく
なれば、コンバインの走行速度を減速して刈取り脱穀量
を減少せしめたり、反対に被処理物の流量が少ない時に
は、刈取り脱穀量を増大するためコンバインの走行速度
を早めたり、さらには、揺動選別体１５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たり、唐箕
フアン２９の回転速度を上げるなどにより単位時間当た
りの穀粒選別能力を増大させるなどの制御を実行すれば
良い。

【００２８】なお、前記各実施例において、静電容量形
センサの各電極の表面を、合成樹脂製のフイルム、例え
ば、ポリプロピレンやポリイミド樹脂などの膜体で覆っ
て、湿度や穀粒との摩擦等による電極の劣化を防止する
ことが好ましい。前記各実施例では、粒状被処理物の流
れの巾の一部を測定するように前記各静電容量形センサ
を形成し、その検出値から流穀板の巾全体での粒状被処
理物の流量を換算して求めるのである。

【００２９】なお、本発明はコンバインばかりでなく、
籾と玄米の選別装置や精米装置等にも適用できることは
云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】脱穀装置の断面図である。

【図２】脱穀装置の平断面面である。

【図３】揺動選別装置の要部拡大断面図である。

【図４】揺動選別体の要部斜視図である。

【図５】第１実施例の静電容量形センサの側断面図であ
る。

【図６】横桟シーブの一部切欠き平断面図である。

【図７】横桟シーブの側端部の要部断面図である。

【図８】横桟シーブを一斉回動する構成の要部断面図で
ある。

【図９】静電容量形センサの第２実施例の断面図であ
る。

【図１０】静電容量形センサの第３実施例の平面図であ
る。

【図１１】図１０のXI−XI線矢視断面図である。

【図１２】静電容量形センサ及び検出回路のブロック回
路図である。

【符号の説明】

２ 扱室 ５ 扱胴 ６ クリンプ網 １４ 揺動選別装置 １５ 揺動選別体 １６ フイードパン １７，３８，４１ 横桟シーブ １９ 選別網 ２０ 一番受樋 ３０ 二番受樋 ４０，５４ 静電容量形センサ ３９ａ，４２ａ 一方の電極面 ４９ｂ，４２ｂ 他方の電極面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扱室と揺動選別装置とを備えてなるコン
   バイン等の穀粒収穫機や穀粒処理装置において、揺動選
   別装置における互いに平行状に配置した複数の横桟シー
   ブをその傾斜角度が一斉に可変となるように構成する一
   方、前記複数の横桟シーブを交互の極とする電極体にし
   た静電容量形センサに構成したことを特徴とする穀粒等
   の粒状被処理物流量の測定装置。
2. 【請求項２】 扱室と揺動選別装置とを備えてなるコン
   バイン等の穀粒収穫機や穀粒処理装置において、揺動選
   別装置における互いに平行状に配置した複数の横桟シー
   ブをその傾斜角度が一斉に可変となるように構成する一
   方、前記複数の横桟シーブを電気絶縁性材料にて形成
   し、隣接する少なくとも一対の横桟シーブには、互いに
   対向する面に、一対の電極面を形成してなる静電容量形
   センサを設けたことを特徴とする穀粒等の粒状被処理物
   流量の測定装置。