JPH09257537A - 脱穀装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱穀装置における脱穀・選別処理を正確にす
る。 【解決手段】 揺動選別機構におけるグレンパン等の穀
粒通過箇所に流量測定用の静電容量形センサを配置する
一方、それより下方に配置した一番受け樋の流穀板の表
面に、水分補正用の静電容量形センサを配置し、水分保
有量の検出値β２が予め設定された設定値α３より小さ
いときには（Ｓ７：yes ）、揺動選別機構のチャフシー
ブを開き度を増減調節し（Ｓ８）、検出値β２が設定値
α３より大きいときには（Ｓ７：no）、穀粒流量の如何
に拘らずチャフシーブの開きトナーを全開にする（Ｓ１
０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脱穀穀粒の単位時
間あたりの流量を測定するための装置を備えた自走自脱
式コンバイン及び据え置き式の脱穀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粒状被処理物は、扱
室の下方に備えられた揺動選別機構と、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ようにしている。

【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
選別機構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】他方、特開平３−８４８０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。そこで本出願人は、先に、特願平７
−３１０１９８号等において、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した。即ち、脱
穀装置における揺動選別機構やその下方の受け樋等の流
穀板上に静電容量形センサを配置して、当該流穀板上を
流れ落ちる穀粒の層厚さを検出することにより、単位時
間当たりの穀粒流量を正確に測定することを提案した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電容
量形センサでは、穀粒流量が同一でも被検出物である穀
粒等の水分保有量により、検出される静電容量が変化す
るという問題がある一方、脱穀装置では、脱穀する穀稈
ひいては籾（穀粒）等が朝露や雨で濡れている場合及び
脱穀した穀粒量が多い場合には、揺動選別機構における
チャフシーブの開き度を大きくして被処理物の漏下を円
滑にする必要がある。

【０００６】また、処理すべき穀粒の水分（水分保有
量）が多すぎる場合、脱穀した穀粒量ひいては穀粒流量
が少なくても、揺動選別機構におけるチャフシーブ等に
穀粒等がへばり付きやすいという問題がある。そこで、
本発明は、これらの問題を解決して、円滑に選別処理で
きる脱穀装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明の脱穀装置は、扱室の下方に、揺動選別機構と
その下方位置の一番穀粒受け樋とを備えてなるコンバイ
ン等の脱穀装置において、前記揺動選別機構等における
穀粒通過する箇所には、その個所を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及び穀粒の水分補正
用静電容量形センサを配置し、水分補正用静電容量形セ
ンサの検出値に応じて、前記揺動選別機構におけるチャ
フシーブの開き度を調節すべく駆動手段を作動させ、且
つ水分補正用静電容量形センサの検出値が予め設定した
一定値以上の時には、前記開き度を全開すべく駆動手段
を作動させる制御手段を備えたものである。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の脱穀装置において、前記水分補正用静電容量形
センサに近接させて、当該水分補正用静電容量形センサ
に穀粒を誘導するための誘導手段を設けたものである。

【０００９】

【発明の効果】即ち、本発明では、脱穀装置の揺動選別
機構等における穀粒通過する箇所には、その個所を通過
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及び
穀粒の水分補正用静電容量形センサを配置したので、こ
の両静電容量形センサの検出値により、穀粒の単位時間
当たりの流量と、穀粒に含まれ、または付着する水分の
多少とを検知することができる。

【００１０】従って、前記両静電容量形センサの検出値
に応じて、駆動手段を作動させて揺動選別機構のチャフ
シーブの開き度を調節することで、選別処理の精度を向
上させることができる。しかも、水分補正用静電容量形
センサの検出値が予め設定した一定値以上の時には、揺
動選別機構のチャフシーブの開き度を全開させることに
より、穀粒もしくは穀稈が雨に濡れたり、水浸し状態の
ように水分が多すぎる場合には、穀粒の流量が少なくて
も、選別処理を円滑にできるのである。

【００１１】また、請求項２に記載の発明のように、前
記水分補正用の静電容量形センサに接近させて誘導手段
を配置すれば、穀粒流量の少ない脱穀開始直後におい
て、この誘導手段にて水分補正用の静電容量形センサの
配置個所に穀粒を集めることができ、水分補正用の静電
容量形センサの個所にて一定流量に対する水分保有量に
対する補正値の算出を迅速にできるという効果を奏する
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明をコンバインに適用し
た実施例について説明すると、図１は左右一対の走行ク
ローラ２を有するコンバインの走行機体１の側面図であ
り、図２は走行機体１の平面図、図３は走行機体１上の
脱穀装置３の側断面図、図４は図３のIV−IV線矢視断面
図である。

【００１３】走行機体１の進行方向に向かって左側には
脱穀装置３を搭載し、走行機体１の前部には図示しない
油圧シリンダにより昇降動可能な刈取前処理装置４を配
置する。刈取前処理装置４の下部フレームの下部側には
バリカン式の刈取装置５を、前方には６条分の穀稈引起
装置６が配置され、穀稈引起装置６と脱穀装置３におけ
るフイードチェン７前端との間には穀稈搬送装置が配置
され、穀稈引起装置６の下部前方には分草体９が突出し
ている。

【００１４】脱穀装置３における扱室１０内の扱胴１１
の回転軸線が走行機体１の進行方向に沿うように配置
し、扱室１０の左端に配置されたフイードチェン７にて
根元部を挟持されて搬送される穀稈の穂先部が扱胴１１
の下面側で脱穀される。扱室１０の下部の処理室１２に
は、排塵口１３を除いてクリンプ網１４が張設され、こ
のクリンプ網１４を漏下した被処理物は、その下方で走
行機体１の進行方向に沿って前後揺動する揺動選別機構
１５における前後対のフイードパン１６，１７に受けら
れ、チャフシーブ１８にて揺動選別を受ける。そのと
き、その下方の唐箕フアン１９及び前記前後対のフイー
ドパン１６，１７に送風する送塵フアン２０にて被処理
物は風選別を受けつつグレンパン２１及び選別網２２か
ら一番受け樋２３方向に落下する。なお、扱室１０の側
方には処理胴２９が配置され、扱胴１１後部側方にて被
処理物の一部が処理胴２９方向に送られてさらに脱穀処
理される。

【００１５】揺動選別機構１５の後部チャフシーブから
落下した二番処理物は、二番受け樋２４にて受けられ、
そのスクリューコンベヤ２４ａ及び二番還元コンベヤ２
５を介して篩線２６上に放出されて、再度の選別を受け
る。前記揺動選別及び風選別を受けて清粒となった穀粒
は一番受け樋２３のスクリューコンベヤ２３ａを介して
穀粒タンク２７に集められ、排出オーガ２８を介して機
外に搬出される。処理室１２内の塵は吸引フアン３０に
て機外に排出され、フイードチェン７の後端で受け継が
れた排藁は、排藁チェン３１を介して長い状態で走行機
体１の後方に排出されるか、または排藁カッタ３３にて
適宜短く切断した後排出される。なお、符号３２は、走
行機体１の前部右側に配置した運転室である。

【００１６】前記処理室１２内にてリンクに支持され、
図示しない揺動用のアクチュエータにて前後揺動する揺
動選別機構１５におけるチャフシーブ１８は、処理室１
２の一側板１２ａと他側板１２ｂに沿って配設する左右
両側板３５，３５間に前記揺動方向と略直角方向に長手
の細幅板製のフイン３６を適宜間隔にて多数枚並設配置
し、各フイン３６の左右両側上端の枢支ピンを各側板３
５に回動可能に枢支する一方、各フイン３６の左右両側
下端の枢支ピンをチャフ連結バー３７に回動可能に連結
し、このチャフ連結バー３７に連結した回動レバー機構
３８をワイヤ３９を介して開き度制御手段における扇型
ギヤ４０に連結し、この扇型ギヤ４０に開き度制御モー
タ４１のピニオンギヤ４２を噛み合わせる。

【００１７】そして、開き度制御モータ４１を正回転方
向に回動すると、フイン３６の傾斜角度を水平面に対し
て大きくするようにチャフ連結バー３７を後移動させ、
唐箕フアン１９からの選別風を上向き斜め後方に通過さ
せる風量が多くなり、開き度制御モータ４１を逆回転方
向に回動すると、フイン３６の傾斜角度を水平面に対し
て小さくするようにチャフ連結バー３７を前移動させ、
唐箕フアン１５からの選別風を上向き斜め後方に通過さ
せる風量が少なくなるように制御するのである（図５参
照）。

【００１８】前記揺動選別機構１５におけるチャフシー
ブ１８の中途部上方及び／またはその下方の傾斜状のグ
レンパン２１の上面側に、それらの箇所を通過する穀粒
の流量を検出するための静電容量形センサ４５，４６を
配置する。他方、一番受け樋２４における流穀板上面側
には、前記脱穀した穀粒の水分による静電容量の変位を
補正するための静電容量形センサ５０を配置する（図３
及び図６参照）。この場合、各静電容量形センサ４５，
４６，５０は、図７〜図９に示すように、セラミックス
製等の電気絶縁材料からなる基板５１の表面に、一方の
電極部５２ａと他方の電極部５２ｂとを、平面視で相互
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、両電極部５２ａ，５２ｂ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、且つ隣接する電極部５２ａ，５２ｂの各櫛歯部同
士の間に適宜寸法の隙間があるように配置する。換言す
ると、気絶縁性の基板５１の広幅面に沿って形成した一
対の櫛歯状の電極部５２ａ，５２ｂを、その各櫛歯部の
先端が相互に相手側の櫛歯部の根元側に挿し込むように
構成したものである。そして、粒状被処理物の流れ方向
（図７の矢印Ｅ）が、両電極部５２ａ，５２ｂの各櫛歯
部の長手方向にほぼ沿うようにしても良いし、図８に示
すように、櫛歯部の長手方向と直交する等交叉するよう
に、各静電容量形センサを配置しても良い。なお、各静
電容量形センサの各電極部の表面を、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５３で覆って（図９参照）、湿度等による電極の劣
化を防止することが好ましい。

【００１９】これらの静電容量形センサ４５，４６，５
０は、流穀板（グレンパン２１や受け樋板）の表面に前
記基板５１または該基板５１を表面に張りつけた支持板
５４をその広幅面が穀粒の流れ方向に沿うように立設す
ることにより、流下する層厚さＨ１の穀粒の層５５が一
方の電極部５２ａと他方の電極部５２ｂとに跨がってい
る部分の静電容量の増大変化を計測することで、前記と
同様に単位時間当たりの穀粒流量を計測できるのであ
る。なお、チャフシーブ１８の中途部上方に静電容量形
センサ４５を配置する場合、揺動選別機構１５の側板３
５から突出するブラケット（図示せず）に静電容量形セ
ンサ４５を取付けする。

【００２０】また、前記傾斜状の一番受け樋２３の表面
には、水分補正用の静電容量形センサ５０に向かって穀
粒等の粒状被処理物を集めて通過させるように穀粒を誘
導するための誘導手段としての、左右一対のガイド板５
６ａ，５６ｂを平面視略逆「ハ」字状等に配置し、左右
一対のガイド板５６ａ，５６ｂの配置間隔の短い下流側
に、水分補正用の静電容量形センサ５０を立設するので
ある（図６及び図１０参照）。このように誘導手段とし
ての左右一対のガイド板５６ａ，５６ｂの下流側等に水
分補正用の静電容量形センサ５０を立設すれば、図１１
に示すごとく、流下する穀粒等の粒状被処理物を一箇所
に集めて、その層５４の厚さＨ２を、水分補正用の静電
容量形センサ５０の高さより大きくなるようにすること
ができるから、立設した水分補正用の静電容量形センサ
５０の広幅面を完全に埋めた状態になる一定流量で流下
する穀粒等の粒状被処理物の静電容量値を迅速且つ確実
に検出することができるのである。

【００２１】図１２は、一つの静電容量形センサ４６を
代表してその測定回路図（ブロック図）の第１実施例を
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４６の一方の電極５２ａ側と、比較用（基
準用）のコンデンサセンサ５７の一方の電極とに発振回
路６０に接続して、交流電界を加える。この場合、比較
用のコンデンサ５７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。

【００２２】そして、静電容量形センサ４６の他方の電
極５２ｂからの検出信号を電気容量／電圧変換回路（Ｃ
／Ｖ変換）６１ａ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６２に入力する。同様
に、比較用（基準用）のコンデンサ５７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）
６１ｂ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６２に入力し、前記基準コンデンサ
５７の静電容量に対する測定用の静電容量形センサ４６
の電圧値の差の出力値を求めるべく差動増幅回路６３に
入力する。

【００２３】同様に、水分補正用の静電容量形センサ５
０の一方の電極５２ａ側と、比較用（基準用）のコンデ
ンサセンサ５８の一方の電極とに発振回路６０に接続し
て、交流電界を加える。この場合のコンデンサセンサ５
８もその静電容量が温度、湿度等の使用環境によって変
化しないものである。そして、水分補正用の静電容量形
センサ５０の他方の電極５２ｂからの検出信号を電気容
量／電圧変換回路（Ｃ／Ｖ変換）６４ａ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６
５に入力する。同様に、比較用（基準用）のコンデンサ
５８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）６４ｂ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６５に入力し、
前記基準コンデンサ５８の静電容量に対する水分補正用
の静電容量形センサ５０の電圧値の差の出力値を求める
べく差動増幅回路６６に入力する。そして、両差動増幅
回路６３，６６の出力信号をマイクロコンピュータ式の
コントローラユニット６７に入力して、流下する穀粒の
水分保有量と、その流量とを演算により算出するのであ
る。

【００２４】即ち、差動増幅回路６６では、流量が一定
量、例えば、流量１００における穀粒の水分保有量によ
る静電容量の変化値が求められるから、差動増幅回路６
６の出力自体で穀粒の水分保有量の大小関係が数値的に
演算できる。そして、他方の差動増幅回路６３にて得ら
れた検出値（水分保有量は同じであるが流量が未知数の
ものに対する検出値）と、前記差動増幅回路６６の検出
値との比較により、グレンパン２１の箇所を通過する穀
粒の単位時間当たりの流量が測定できるのである。

【００２５】これにより、コントローラユニット６７に
て前記穀粒流量が大きい、水分保有量が多いと判断し、
または、穀粒流量が小さい、水分保有量が少ない等と判
断して、所定の駆動回路６８を作動させてアクチュエー
タ６９を駆動するのである。例えば、一番受け樋２３へ
の穀粒流量が大きく且つ水分保有量が多いときには、揺
動選別機構５におけるフイン３６の傾斜角度を大きくし
て（チャフシーブの開き度を大きくして）、チャフシー
ブ１８上に被処理物が溜まり過ぎるのを防止して円滑に
穀粒を漏下させる。

【００２６】反対に穀粒流量が小さく、且つ水分保有量
が少ない場合には、フイン３６の傾斜角度を小さくなる
ようにして漏下量を減少させるというように前記フイン
３６の角度を増減させる開き度制御モータ４１を駆動す
る一方、表示メータ７０にてその状態の表示をするので
ある。前記穀粒流量の大小と、水分保有量の多少との組
合せが種々あり得るので、その変数組合せに応じて、フ
ァジィ推論により、揺動選別機構の揺動振幅の調節とチ
ャフシーブの開き度の調節との組合せ制御を実行しても
良いし、チャフシーブの開き度の調節と、揺動選別機構
１５に風量を送るべく送塵フアン２０及び／又は唐箕１
９の空気吸引口の開口面積を大小調節するように図示し
ないアクチュエータを作動させる組合せ調節制御であっ
ても良い。

【００２７】また、例えば、穀粒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、揺動選別機構１５におけるフイン３６を立て
て一番受樋側への穀粒落下量を増大させたりし、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
動選別機構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１９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
させる等の制御を実行しても良い。

【００２８】なお、水分補正用の静電容量形センサ５０
による検出値が予め設定した値より大きく、湿材が刈取
られたものと判断するときには、穀粒の流量の如何に拘
らず、チャフシーブ１８の開き度を全開となるように制
御することが望ましい。その制御態様を図１３に示すフ
ローチャートで示す。即ち、制御のスタートに続いて、
刈取及び脱穀作業に先立ち、静電容量形センサ４６及び
水分補正用の静電容量形センサ５０の各検出値を読み込
んでその値（データ）を記憶する（Ｓ１）。これは、静
電容量形センサ４６及び水分補正用の静電容量形センサ
５０の箇所には空気しかない状態の静電容量形センサ４
６の静電容量値（第１基準値＝α１）及び水分補正用の
静電容量形センサ５０の静電容量値（第２基準値＝α
２）を検出することになる。次いで、予め設定された水
分保有量に関する設定値α３をメモリから読出す（Ｓ
２）。さらに、刈取脱穀作業を開始し（Ｓ３）、次に適
宜時間間隔毎に静電容量形センサ４６及び水分補正用の
静電容量形センサ５０の各検出値（β１、β２）を読み
込む（Ｓ４）。

【００２９】そして、水分補正用の静電容量形センサ５
０の検出値β２が前記第２基準値（α２）と異なるか否
かを判断する（Ｓ５）。異なっていれば（Ｓ５：yes
）、脱穀開始直後の漏下した穀粒が水分補正用の静電
容量形センサ５０の箇所まで到達しているのだから、そ
の検出値β２に基づいて、穀粒の水分保有量を算出し
（Ｓ６）、次いで、検出値β２が予め設定されてメモリ
に記憶保持された設定値α３より大きいか否を判別し
（Ｓ７）、β２＜α３の場合には（Ｓ７：no）、β１と
β２との比較により、穀粒の流量を算出し（Ｓ８）、こ
れらの検出結果に基づいて、チャフシーブ１８の開き度
を調節すべく開き度制御モータ４１を駆動する（Ｓ
８）。

【００３０】他方、β２≧α３の場合には（Ｓ７：yes
）、穀稈が雨に濡れ、もしくは水びたし状態であると
判断して、穀粒の流量算出することなく、チャフシーブ
１８の開き度を全開にするように開き度制御モータ４１
を駆動するのである（Ｓ１０）。なお、前記水分補正用
の静電容量形センサは、揺動選別機構１５におけるチャ
フシーブ１７の上方に配置しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの側断面図である。

【図２】コンバインの平面図である。

【図３】脱穀装置の側断面図である。

【図４】図３のIV−IV線矢視断面図である。

【図５】チャフシーブの開き度制御手段の概略側面図で
ある。

【図６】グレンパン及び一番受け樋部分の要部斜視図で
ある。

【図７】静電容量形センサの第１実施例の正面図であ
る。

【図８】静電容量形センサの第２実施例の正面図であ
る。

【図９】図８及び図９のIX−IX線断面図である。

【図１０】一番受け樋部分における水分補正用静電容量
形センサの配置状態を示す平面図である。

【図１１】図１０のXI−XI線矢視側面図である。

【図１２】静電容量形センサによる測定回路の実施例を
示すブロック図である。

【図１３】脱穀・選別制御のフローチャートを示す。

【符号の説明】

３ 脱穀装置 １５ 揺動選別機構 １８ チャフシーブ ２１ グレンパン ２３ 一番受け樋 ４０ 開き度制御駆動モータ ４５，４６，５０ 静電容量形センサ ５１ 基板 ５２ａ，５２ｂ 電極部 ６３，６６ 差動増幅回路 ６７ コントローラユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扱室の下方に、揺動選別機構とその下方
   位置の一番穀粒受け樋とを備えてなるコンバイン等の脱
   穀装置において、前記揺動選別機構等における穀粒通過
   する箇所には、その個所を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及び穀粒の水分補正用静電容
   量形センサを配置し、水分補正用静電容量形センサの検
   出値に応じて、前記揺動選別機構におけるチャフシーブ
   の開き度を調節すべく駆動手段を作動させ、且つ水分補
   正用静電容量形センサの検出値が予め設定した一定値以
   上の時には、前記開き度を全開すべく駆動手段を作動さ
   せる制御手段を備えたことを特徴とする脱穀装置。
2. 【請求項２】 前記水分補正用静電容量形センサに近接
   させて、当該水分補正用静電容量形センサに穀粒を誘導
   するための誘導手段を設けたことを特徴とする請求項１
   に記載の脱穀装置。