JPH09159501A - 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体におけるフイードパン
上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の前側から後側の選別網１９方向に後ろ下方に斜
め傾斜配設した非金属製のフイードパン１６上に、少な
くとも一対の電気絶縁製の基板４１，４１を、その広幅
面が互いに平行状であって、扱室からの落下物の多い側
のフイードパン上流から少ない側のフイードパン下流側
に向かって傾斜状に配置し、この各基板４１の表面に、
一対の電極面を対向させて配置した静電容量形センサ４
０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、揺動選別装置上の穀粒等の粒状被処
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、粒状被処理物が二番還元筒等の通路
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
載の発明では、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
別装置における扱室の下方に位置するフイードパンを非
金属性材料にて形成する一方、該フイードパンの上面に
は、その表面に沿って通過する穀粒等の粒状被処理物の
通過量によって変化する静電容量を計測するように構成
した静電容量形センサを配置したものである。

【０００９】請求項２に記載の静電容量形センサは、フ
イードパン表面の粒状被処理物の流れ方向に略沿う広幅
面が適宜寸隔てて平行状に相対峙させた少なくとも一対
の電極面からなり、該各電極面を、前記フイードパンの
表面に立設させたものである。また、請求項２に記載の
静電容量形センサにおいて、前記一対の電極面を、扱室
からの落下物の多い側のフイードパン上流から少ない側
のフイードパン下流側に向かって傾斜状に配置した電気
絶縁性基板表面に形成しても良い。

【００１０】そして、請求項４に記載の静電容量形セン
サは、請求項１に記載の静電容量形センサにおいて、前
記フイードパンの表面に立設し、且つ粒状被処理物の流
れ方向に沿う広幅面を備えた電気絶縁性の基板と、該基
板の広幅面に沿って配置する一対の電極面とにより構成
し、両電極面を前記粒状被処理物の流れ方向に沿って長
手の櫛歯状となし、且つ各櫛歯部を相互に隣接形成した
ものである。

【００１１】

【発明の効果】即ち、本発明では、揺動選別装置におけ
るフイードパン表面に沿って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）
のフイードパン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、フイードパンの表面沿って配置した
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、当該フイードパン表面上の誘電体であ
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。

【００１２】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、非金属性材料からなる電気絶縁
性のフイードパン表面の粒状被処理物の流れ方向に略沿
う広幅面が適宜寸隔てて平行状に相対峙させた少なくと
も一対の電極面からなり、該各電極面を、前記フイード
パンの表面に立設させると、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を
知ることができるのである。

【００１３】さらに、請求項２に記載の静電容量形セン
サにおいて、前記一対の電極面を、扱室からの落下物の
多い側のフイードパン上流から少ない側のフイードパン
下流側に向かって傾斜状に配置した電気絶縁性基板表面
に形成した場合には、前記基板がフイードパン上に落下
した粒状被処理物の流れをその流量の多い側から少ない
側へと導くことになるから、フイードパン上の粒状被処
理物の流量を測定しながら、揺動選別装置の巾方向に粒
状被処理物の量をほぼ均一となるよう散開させることが
できるという効果も奏する。

【００１４】請求項４に記載の静電容量形センサのよう
に、前記フイードパンの表面に立設し、且つ粒状被処理
物の流れ方向に沿う広幅面を備えた電気絶縁性の基板
と、該基板の広幅面に沿って配置する一対の電極面とに
より構成し、両電極面を前記粒状被処理物の流れ方向に
沿って長手の櫛歯状となし、且つ各櫛歯部を相互に隣接
形成すると、フイードパンの上面（表面）を流れる粒状
被処理物の層厚さに相当する深さの部分だけ、電極面の
表面が粒状被処理物で埋まることになり、この埋まった
部分の深さに応じた粒状被処理物による分極現象にて、
電荷（静電容量）が変化するので、これによっても、単
位時間当たりの穀粒の流量測定を正確に行えるという効
果を奏する。

【００１５】

【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。

【００１６】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後端の排出口から排
出される。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。図１、図３〜図６に示すように、揺動選別体
１５の上方のクリンプ網６から落下した穀粒である粒状
被処理物を受けて後方の選別網１９方向に流下させるた
めの後下向き傾斜状のフイードパン１６上には、その粒
状被処理物の流量を測定するための静電容量形センサ４
０を立設配置する。

【００２１】この場合、静電容量形センサ４０の第１実
施例は、図４に示すように、フイードパン１６の上面の
粒状被処理物の流れ方向に略沿う広幅面が適宜寸隔てて
平行状に相対峙させた少なくとも一対の電極面からな
り、該各電極面を、前記フイードパンの表面（上面）に
対して略垂直に立設させたものであり、そのため、一対
の平行状の電気絶縁性の基板４１，４１を、扱室からの
落下物の多い側のフイードパン上流から少ない側のフイ
ードパン下流側に向かって角度θにて傾斜状となるよう
に略垂直状に立設配置し、この一対の基板４１，４１の
表面に前記一対の電極面を相対向させて配置するもので
ある。

【００２２】静電容量形センサ４０の第２実施例では、
図５及び図６に示すように、前記フイードパン１６の上
面に前述のように角度θの傾斜状にて互いに平行に略垂
直状に立設した３枚の電気絶縁性の基板４１，４１，４
１において、相対面する一対の電極４２ａ，４２ｂ、４
３ａ，４３ｂを、基板４１の表面に張設するのである。

【００２３】前記２つの実施例のように構成すれば、扱
胴５の下面側で、穀稈をいわゆる下扱きしたときの穀粒
が、図６の右方向に多量に落下するので、基板の下側が
左方向となるように傾斜配置することにより、フイード
パン１６を流下する穀粒が選別網１９の左方向にも散開
させ、選別網１９の巾方向全体にわたって略均一の層厚
さの状態で選別できる。

【００２４】図７〜図９に示す第３実施例では、粒状被
処理物の流れの巾の一部を検出するようにした静電容量
形センサ５０の例であり、ユニット化されたものであ
る。この構成について説明すると、フイードパン１６の
表面（上面）に立設する断面下向きコ字状の枠体５１は
透明なアクリル樹脂等に構成し、左右一対の縦板５１
ａ，５１ａの下端をフイードパン１６にビスまたは接着
剤等にて固定する。この場合、各縦板５１ａの広幅面が
粒状被処理物の流れ方向（図７及び図９の矢印Ｆ方向）
に沿うように配置する。そして、電気絶縁性の基板５２
を、前記左右一対の縦板５１ａ，５１ａの間に、それら
の広幅面が平行状となるように配置し、基板５２の上端
をブラケット６０を介して縦板５１ａ又は／及び上板５
１ｂに固定する。この場合、基板５２の下端を流穀板２
０に固定しても良い。

【００２５】そして、前記基板５２の表裏両広幅面また
は片方の広幅面に、一方の電極面５３ａと他方の電極面
５３ｂ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５３ａ，５
３ｂ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５
３ａ，５３ｂ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する（図９参照）。

【００２６】そして、一対の櫛歯状の電極面５３ａ，５
３ｂ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７及び図９の矢印Ｆ方向）に沿うように形成する
ものであり、さらに詳述すると、図９の二点鎖線で示す
粒状被処理物の流れの層５４の層厚さＨ２が増大するの
に比例して、下方（フイードパン１６の表面に近い側）
の櫛歯部から前記層５４内に潜るようになっているか
ら、その部分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。前記枠体５１における縦板５１ａに下端から
の寸法を目視できる目盛り５９を付しておけば、静電容
量形センサ５０による粒状被処理物の層厚さＨ２を目に
て観察することができる。

【００２７】なお、前記下向きコ字状の枠体５１の上面
等に、比較用の静電容量形センサ５５としての所定静電
容量値のコンデンサを発泡スチロール樹脂などのシール
材５６にて被覆した状態で固定配置する。また、図１０
に示すような検出回路５７を設けた回路基板等の回路装
置５８をシールした状態で前記枠体５１の上面等に固定
配置すれば、センサとしてユニット化できるものであ
る。

【００２８】図１０は一つの静電容量形センサ４０（ま
たは５０）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４０ａ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。

【００２９】そして、静電容量形センサ４０の他方の電
極４０ｂ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。

【００３０】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。

【００３１】上述のようにして静電容量形センサ４０や
５０にてフイードパン１６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
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の角度を増減させるモータを駆動する
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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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】フイードパン部分の要部斜視図である。

【図５】第２実施例の平面図である。

【図６】図２のVI−VI線矢視断面図である。

【図７】静電容量形センサの第３実施例の斜視図であ
る。

【図８】図７の VIII −VIII線矢視断面図である。

【図９】図８のIX−IX線矢視断面図である。

【図１０】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 横桟シーブ １９ 選別網 ２０ 一番受樋 ３０ 二番受樋 ４０，５０ 静電容量形センサ ４０ａ，４２ａ，５２ａ 一方の電極面 ４０ｂ，４２ｂ，５２ｂ 他方の電極面 ４１，５２ 基板

Claims (4)

【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
   別装置における扱室の下方に位置するフイードパンを非
   金属性材料にて形成する一方、該フイードパンの上面に
   は、その表面に沿って通過する穀粒等の粒状被処理物の
   通過量によって変化する静電容量を計測するように構成
   した静電容量形センサを配置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】 前記静電容量形センサは、フイードパン
   表面の粒状被処理物の流れ方向に略沿う広幅面が適宜寸
   隔てて平行状に相対峙させた少なくとも一対の電極面か
   らなり、該各電極面を、前記フイードパンの表面に立設
   させたことを特徴とする請求項１に記載の穀粒等の粒状
   被処理物流量の測定装置。
3. 【請求項３】 記載の静電容量形センサは、前記一対の
   電極面を、扱室からの落下物の多い側のフイードパン上
   流から少ない側のフイードパン下流側に向かって傾斜状
   に配置した電気絶縁性の基板表面に形成したことを特徴
   とする請求項２に記載の穀粒等の粒状被処理物流量の測
   定装置。
4. 【請求項４】 前記静電容量形センサは、前記フイード
   パンの表面に立設し、且つ粒状被処理物の流れ方向に沿
   う広幅面を備えた電気絶縁性の基板と、該基板の広幅面
   に沿って配置する一対の電極面とにより構成し、両電極
   面を前記粒状被処理物の流れ方向に沿って長手の櫛歯状
   となし、且つ各櫛歯部を相互に隣接形成したことを特徴
   とする請求項１に記載の穀粒等の粒状被処理物流量の測
   定装置。