JPS63235A - コンバインにおける脱穀制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 、ｔＱ明は、コンバインにおける脱穀装置の脱穀制御装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

コンバインの脱穀装置における扱室にて脱穀された籾や
穀粒等の被処理物の選別は、扱室の下方に備えられた揺
動選別機構におけるチャフシーブのフィンにより漏下す
る途次、その前方下部に配置された唐箕ファンによる選
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望め、その二番還元スロワ−
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
。

この場合、脱穀装置における脱穀の負荷は、コンバイン
の前進速度即ち殻稈の取込み量に略比例する。

このような、減少に鑑み、扱胴の負荷を検出して、当該
扱胴の負荷が適正範囲にあるようにコンバインの車速度
を自動変速する構成は、特公昭５０−５７２号公報に開
示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記特公昭５０−５７２号の先行技術では、
負荷が急激に掛かることで、扱胴の回・耘、が低下した
ときに、単速度を低下させると共に、その単速度の低下
に連動して扱胴の回転数を増速させるのであって、作業
者が任意に単速度の増速指令や減速指令をする場合には
、前記の自動制御状態では却って不都合なことが生じる
。

即ち、作業者が変速操作レバーにより低速状態から単速
度を増速させたときには、当該増速された後の刈取り殻
稈が扱胴に達すると、前記の扱胴の瞬間的な負荷増大に
より扱胴の回転数が一時的に減速するから、単速度の減
速方向への指令が出ることになり、単速度を増大させる
指令に対して逆の詣今により打ち消されてしまう。

反対に、高速状態から作業者が減速側に変速操作レバー
を作動させるとき、変速後の低速状態にて刈取られた殻
稈が扱胴に達しても、扱室内には高速状態即ち高い負荷
状態の殻稈が残存していて、扱胴の回転数は直ぐには上
昇しないから、これは、変速後の状態から見ると扱胴の
過負荷を示し、さらなる単速度の減速指令が出るおそれ
が生じる。

このように扱胴の移転数の制御にハンチング現象が生じ
る虞があった。

本発明は、上記問題点を解決し、最適且つ安定した選別
制御を確保できるようにするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、本発明では、コンバインにおける脱穀装置の
扱胴の回転数を検出する手段と、該回転数の検出結果か
ら当該扱胴における負荷が適正状態になるようにコンバ
インの単速度を自動変速する手段とから成り、前記単速
度を変更した後一定の待ち時間を経過して後、扱胴の回
転数を過渡期の適正範囲になるように制御し〜この過渡
期の時間経過後に再度扱胴の回転数を安定時期の適正範
囲となるように制御し、且つ過渡期における扱胴の回転
数より安定時期の回転数を大きくなるように設定したも
のである。

〔発明の作用及び効果〕

本発明では、扱胴の負荷を最適状態に保持するように制
御するにあたり、単速度の変速があると、−定時間の待
ち時間（変速時に刈取前処理部において刈取られた殻稈
が扱室入口に達するまでの時間）だけは変速前の状態に
保持し、その後一定のい渡期の時間帯では、過渡期の扱
胴回転数の適正範囲にあるようにしたので、これにより
、当該変速前厄に刈取られて扱室入口部分にある殻稈は
、待ち時間の間に変速前の単速度の対応した扱胴回転数
にて脱穀され、変速時に刈取られた穀稈は次の過渡期の
扱胴回転数により脱穀される。

そして、前記過渡期の時間を過ぎると扱胴の安定時期の
回転数の適正範囲とするので、変速後の単速度により刈
取られた殻稈は、過渡期及び安定時期の回転数により順
次脱穀されることになる。

そのときの扱胴の回転数は、過渡期の回転数に比べて安
定時期における回転数の方が大きい。

従って、例えば、単速度を低速状態から高速に変速した
とき、低速状態にて既に刈取られた殻稈は、前記待ち時
間及び過渡期の時間帯（の前半）において低速状態の扱
胴回転数及びその後の過渡期の回転数にて脱穀処理され
、高速になってから刈取られた穀稈は、前記過渡期の時
間帯（の後半）及びそれより後の安定時期における扱胴
回転数コこて脱穀処理される。そのときの安定時期の回
転数は過渡期の回転数よりも大きくなるように設定する
ので、高速に変更後に刈取られた高い密度の穀稈が扱胴
に達しても、扱胴の回転数が低下することがなく、また
、そのとき単速度が減速する方向にシフＩ−するという
制御不良も生じない。

反対に、高速状態から低速に変速するとき、変速前の高
速状態において刈取られた殻稈は、前記待ち時間中と過
渡期の時間帯（の前半）において変速前つまり高速時の
単速度に応じた扱胴回転数により脱穀処理され、この高
速時における密度の高い穀稈が処理され尽した後に、低
速に変速した後に刈取られた殻稈は過渡期（の後半）及
びその後の安定時期の扱胴の回転数によって脱穀処理さ
れるのであり、扱胴に過負荷の状態が生じないので、単
速度の変更指令を出すことがない。

このように、単速度を変更すると一定の待ち時間の後、
過渡期及び安定時期に入るように設定し、しかも安定時
期における扱胴回転数が過渡期における回転数より大き
くなるように設定することで、単速度の増加、減少のい
ずれの方向への変速場合においても、扱胴回転数減少す
ることによる単速度が更に変速されると云うハンチング
現象が無くなり、脱穀制御が安定すると云う効果を奏す
る。

なお、−旦車速度を変更してその待ち時間中にもう一度
車速度を変更する場合にも、後の単速度変更から再度待
ち時間を経て過渡期及び安定時期に入るように制御でき
るので、単速度の自動制御状態において、その変速によ
る扱胴の回転数の変動の影響を少なくして安定した脱穀
制御を確保することができるのである。

〔実施例〕

次に本発明を実施例について説明すると、図示したコン
バイン１は、走行うローラ２を備えた機体３の前方に刈
取前処理部４を上下動自在に設け、該刈取前処理部４に
より刈取られた殻稈は殻稈搬送装置を介して機体３に搭
載した脱穀装置５のフィートチエン６に送られ、脱穀装
置５により脱穀選別されたのち、揚穀筒７を介して袋詰
めされる。

機体１の前部側方の操作部８には、機体の単速度を変更
する主変速レバー９と、副変速レバー１０と刈取り作業
時に刈取前処理部４に動力伝達するための刈取りクラッ
チ１１のＯＮ・ＯＦＦを検出するセンサーＳ１があり、
また脱穀装置５の前方には刈取り殻稈が搬送されるのを
検出する殻稈センサーＳ２が配置されている。

主変速レバー９は手動にてもシフトできると共に後述の
駆動モータＭ２によっても強制シフトすることができ、
そのシフト位置に対応してミンションを介して単速度を
増減速できる。

第２図は脱穀装置５の概略断面図で、脱穀装置５の扱室
１２には扱胴１３をその回転軸１４が機体の前後方向と
なるように配置してあり、回転軸１４等にはその回転数
を検出する扱胴回転センサーＳ３を設けである。

扱室１の下部の処理室内には、排塵口を除いてクリンプ
網１５が張設されている。

符号１６は前記扱胴１３の下方の前後方向に沿って配設
された揺動選別機構を示し、該揺動選別機構１６は、そ
の前部間に設けたフィードパン１７、後部間に設けた面
線１８、その間に設けたチャフシーブ１９とから成り、
揺動選別機構１６番よ図示しない駆動手段により前記扱
胴１３の軸線と同方向に前後揺動する構成である。

前記チャフシーブ１９におけるフィン２０は・前記揺動
方向と略直角に長手の細幅板製で、適宜間隔にて多数枚
並設した各フィン２０の左右両側端の下部を連杆２１に
回動自在に連結し、上部を図示しない開枠に枢着し、連
杆２１を前後移動させるアーム２２に連結した押し引き
ワイヤケーブル２３を、フィン角度変更機構２４に連動
させる。

該フィン角度変更機構２４は、操作レバー２５により手
動にて操作可能であると共に、駆動モータＭ１にても強
制的に駆動でき、前記フィン２０の傾斜角度を調節自在
に構成している。さらに、フィン角度変更機構２４には
、フィン２０の水平に対する傾斜角度（ｉ）を検出でき
る手段であるポテンショメータ２６を設ける。

揺動選別機構５の下部に設けた唐箕ファン２７からの選
別風は前記チャフシーブ１９箇所を上向き斜め後方に通
過する。

前記チャフシーブ１９の後部には、先端が排塵ファン２
８の方向に延びる面線１８を備える。

前記唐箕ファン２７の後方には一番スクリユーコンベア
付き一番受樋２９が、その後方には二番還元スクリュー
コンベア付き二番受樋３０が各々配設され、前記−番受
樋２９から揚穀筒７を経て袋に放出される。

前記二番受樋３０のスクリューコンベアの軸端に二番１
元スロワ−を設けると共に、二番回転センサーＳ４を設
け、さらに前記二番受樋３０から扱室１２内に二番還元
被処理物を還元するするための二番還元筒３１を設ける
。

前記二番還元筒３１には、発信器と受信器とから成る超
音波センサー等の二番還元センサー３２を設けてあり、
その発信器からの超音波の発射波を二番還元筒３１内の
二番還元被処理物にて反射させ、被処理物の流９が多く
なるにつれて前記発射波の反射量が比例して多くなるこ
とを利用して、当該二番還元筒３１内の二番還元被処理
物の単位時間当たりの流量を検出するものである。

第２図及び第４図に示すのはマイクロコンピュータを使
用した制御装置３３の回路図で、該制御装置は入力イン
ターフェース３４．出力インターフェース３５．ＲＡＭ
３６．ＲＯＭ３７．中央制御部３８より構成されている
。

そして、入力インターフェース３４の入力部には、車速
度制御の時ＯＮとなる車速スイッチ３９゜フィン角度等
の穀粒選別制御のときＯＮとなる選別スイッチ４０．処
理物が稲であるか麦であるかにより選択処理能を変更す
る穀物切換えスイッチ４１、脱穀部へのクラッチが係合
状態のときＯＮとなる脱穀スイッチ４２．刈取前処理部
４における刈取りラッチ１１が係合状態のときＯＮと成
る刈取スイッチ４３．殻稈が脱穀装置５に向かって搬送
されると殻稈センサーＳ２が感知してＯＮとなる搬送ス
イッチ４４．副変速レバー１１の切換えにより高速でＯ
Ｎとなるスイッチ４５．低速でＯＮとなるスイッチ４６
．緊急時に主変速レバー９をニュートラルにして機体３
を緊急停止させる緊急スイッチ４７．扱胴１３の回転数
または扱胴回転駆動伝達系の回転数に応じて電磁ピンク
アップによりパルス入力する扱胴回転センサーＳ３゜二
番還元量の大小に応じてパルス入力する二番還元量検出
の二番還元センサー３２．二番受樋３０のスクリューコ
ンベアの回転数を電磁ピンクアップによりパルス入力す
る二番回転センサーＳ４゜主変速レバー９の回動角度を
検出するポテンショメータ４８の入力、フィン角度変更
機構２４における操作レバー２５の回動や駆動モータＭ
１の回動によるフィン２０の傾斜角度を検出するポテン
ショメータ２６の入力、扱胴１３の回転指令するスイッ
チ４９が各々接続されている。

また、出力インターフェース３５には、前記フィン角度
変更機構２４における駆動モータＭ１を正逆回転駆動さ
せる電磁ソレノイド５０．５１と、主変速レバー９の回
動角度をシフトする駆動モータＭ２のための電磁ソレノ
イド５２．５３とを接続すると共に、制御装置３３のＲ
ＡＭ３６．ＲＯＭ３７の作動をチエツクして正常であれ
ば点灯するマイコンチエツクＬＥＤ５４．車速度ニュー
トラルでないとき点灯する車速チエツクＬＥＤ５５゜前
記二番還元量の検出値がないとき点灯する選別チエ、り
ＬＥＤ５６．前記車速スイッチ３９と脱穀スイッチ４２
と刈取スイッチ４３が共にＯＮのとき点灯する車速ラン
プ５７２選別スイッ選別スイッチスイッチ４２とが共に
ＯＮのとき点灯する選別ランプ５８．副変速レバー１０
が増速位置のとき点灯する副増速ランプ５９．同じく減
速位置のとき点灯する副減速ランプ６０．扱ＭＭ１３の
回転数が過多のとき点灯する扱胴増速ランプ６１゜同し
く回転数過小のとき点灯する扱胴減速ランプ６２、二番
還元量が過多のとき点灯する二番還元警報ランプ６３を
各々接続している。

この構成により、コンバインにおいては、８宜速度で前
進することにより、刈取られた穀稈はフィートチエン６
に挟持されて扱室１２内にて扱胴１３にて脱穀され、そ
の被処理物はクリンプ網１５から葡下し、揺動選別機構
１６におけるチャフシーブ１９に載り、揺ｕ１選別され
る一方、唐箕ファン２７からの風にて風選別され、精粒
は一番受樋２９に落下する。

藁屑混じりの穀粒等は（１）線１８上に送られてさらに
揺動選別を受け、軽い藁屑や塵は排塵ファン２８から機
外に排出される一方、枝梗付き穀粒等の比重の大きいも
のは二番受樋３０に落下し、スクリューコンベアを介し
て二番還元スロワ−に送られ、二番還元筒３１を介して
再度扱室１２内に放出されて脱穀作用を受ける。

このとき、二番還元筒３１内の被処理物の流量が大きい
と、扱室１２内での被処理物の全体量が多くなり、扱胴
１３に過負荷が掛かることになり、脱殻作用が不完全と
なったり、その下方の揺動選別機構１６における選別作
用も不完全となる。

従って、前記二番還元筒３１内の被処理物の単位時間当
たりの流量を二番還元センサー３２にて測定検出した結
果を、選別処理制御に用い、また、車速度の自動制御は
主変速レバー９の回動位置を感知して、所定のプログラ
ムに対応させて行う他、扱胴の回転数の大小を扱胴回転
センサーＳ３にて検出して、その扱胴の回転数が適正制
御範囲に入っているか否かにより、単速度を増減するこ
とにより扱胴の回転数も同時に増減させて脱穀処理制御
を行うのである。

即ち、二番還元筒３１内の被処理物の流量が大きくなれ
ば、揺動選別機構１６におけるフィン２０を立てて一番
受樋側への穀粒落下量を増大させて、二番受樋３０への
落下量を減少させたりし、反対に被処理物の流量が少な
い時には、揺動選別機構１６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る。

他方、扱胴回転数が小さいときには、扱胴の処理が過負
荷であるので、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、反対に扱胴回転数が大きいときに
は、脱穀処理に余裕があるから、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る制御を行うのであ
る。

なお、本実施例では、前記制御装置３３により、単速度
の決定は手動にて行い、揺動選別機構１６におけるフィ
ン２０の傾斜角度を起伏させる等の選別制御のみを自動
制御することと、選別制御を行いつつ単速度並びに扱胴
回転数が適正範囲に入るらような自動制御も同時に行う
ことのいずれか一方を作業者が選択できるものである。

次に選別制御の作動に就いて述べる。

以下操作レバー２５の位置をして示し、その異なる位置
は添字にて示し、その場合稲と麦で異なる値を取る。

■始動時： 脱穀スイッチ４２２選別スイッチ４０となれば、フィン
変更機構２４における操作レバー２５の駆動モータＭ１
を連続駆動させ、その操作レバー２５の停止位置を稲、
麦の種別による穀物切換えスイッチ４１に対応したＬｌ
とする。

ただし、脱穀スイッチ４２のｏＮｔ＆に選別スイッチ４
０がＯＮとなった時には刈取りスイッチ４３及び殻稈セ
ンサーＳ２のＯＮ且つ該殻稈センサーＳ２のＯＮから（
Ｔ１）秒経過後に限り操作レバー２５の停止位置が稲、
麦の種別による穀物切換えスイッチ４１に対応した制御
開始時設定位置し２に来る。

選別スイッチ４０と脱穀スイッチ４２と刈取スイッチ４
３と殻稈センサーＳ２とが総てＯＮの状態になってから
（ＴＩ）秒後に操作レバー２５をＬ３に連続移動させ、
この位置で（Ｔ２）秒保持した後、選別制御体制に入る
。この場合のＬ３の初期値は前記Ｌ２とする。

■選別制御状態： 選別制御状態では、二番還元センサー３２からの入力に
基づき操作レバー２５の駆動モータＭ１を間欠駆動する
。従って操作レバー２５は、間隔ΔＬごと増加又は減少
する方向に移動することになる。このΔＬは後述のフィ
ン２０の傾斜角度の移動角度α１またはα２に対応する
。

この選別制御状態において、操作レバー２５位置に相当
するポテンショメータ２６の電位を一定時間（Ｔ６）秒
ごとに比較し、その差が通宜定められた電位差以上にな
ったとき、その−定時間（Ｔ６）秒経過前にその電位変
動に一致するような駆動モータＭｌの出力の有無を判断
し、もし無ければ手動操作と判断し、手動操作との判断
では、操作レバー２５停止後一定時間（Ｔ７）秒は選別
制御動作は作動しない。

また、選別制御状態において、手動操作にて操作レバー
２５が制御範囲外まで動かされたときには、前記の判断
と共に自動制御範囲の上限または下限まで操作レバー２
５の位置を戻すように、駆動モータＭ１を連続駆動する
。

■単速度制御状態： 脱穀スイッチ４２と、刈取スイッチＳ４３と、穀稈セン
サーＳ２の全部がＯＮになっり且つ車速スイッチ３９が
ＯＮになって一定時間（Ｔ１６　）秒経過後車速度制御
状態になる。

また、前記単速度は扱胴１３の回転数と連動しているこ
とから、扱胴回転センサーＳ３の検出結果から、扱胴の
回転数が所定の適正値であれば、主変速レバー９は一定
で、扱胴の回転数が所定値より上であると、扱胴の負荷
が軽いので単速度を増速し、回転数が所定値より下であ
ると、単速度を減速し、さらに下の値であると扱胴の過
負荷を無くするため前進停止にすべくニュートラルにす
るように、各々駆動モータＭ２を駆動する。

なお、主変速レバー９のシフトから一定の待ち時間（Ｔ
３８）秒は原則として再度シフトしないが、車速度また
は扱胴の回転数が一定するまでの過渡期間（Ｔ３９）秒
後は、その増速、減速の変化率が一定以上であると、所
定の増速（減速）方向に再シフトする。

車速度制御中に手動操作にて主変速レバー９が移動され
ると、変速ポテンショメータ４８の出力と車速度制御の
前記目標値との差にて手動と判断し、手動操作による値
を優先する。

■車速度制御と選別制御との関係： 前記選別制御状態において、二番還元センサー３２の出
力が所定値以上を一定時間（Ｔ９）秒以上継続のとき、
二番還元警報ランプ６３が点灯し選別ランプ５８が点滅
する。このとき、車速度制御も行っている場合には、主
変速レバー９をシフトダウンさせるように駆動モータＭ
２を駆動する。

このシフトダウン命令は車速度制御の命令より優先し、
ニュートラル命令は前記いずれの命令より優先する。

なお、この場合手動にて主変速レバー９をシフトダウン
させても良い。これらのシフトダウンによっても、前記
二番還元警報ランプ６３が点灯し続けているときには、
主変速レバー９で対応できない範囲であるから、副変速
レバー１０の減速指示が出る。

前記と反対に二番還元センサー３２からの出力が所定値
以下を一定時間（Ｔ１３　）秒以上継続のとき、二番還
元筒３１内の穀粒詰り等のトラブル発生であるから、前
記二番還元警報ランプ６３が点灯し選別ランプ５８が点
滅し、主変速レバー９をニュートラルにする。

■車速度の変更とフィン角度変更機構２４との関係： 車速度が自動制御または手動にて変更された場合、その
車速度変更から所定時間Ｔα秒（殻稈が刈取られたとき
から、その殻稈の脱穀された穀粒が揺動選別機構５に到
達するまでの時間）経過後に操作レバー２５をその車速
度に対応する操作レバー２５の位置Ｌ２に移動させる。

そしてこの位置Ｌ２に前記（Ｔ２）秒保持した後、選別
制御状態に入る。この場合の車速度変更は、前記主変速
レバー９及び副変速レバー１０のいずれによるものでも
良い。

■車速度と扱胴回転数制御の関係： 第５図のフローチャート図に示すごとく、車速度の変更
制御において、脱穀スイッチ４２、刈取スイッチ４３．
殻稈センサーＳ２及び車速スイッチ３９が総て○Ｎにあ
るとき、変速しないならば、扱胴回転数を安定時期にお
ける適正範１１！Ｈ（Ｎ２）にする。このときの扱胴１
３の回転数の適正範囲は例えばＮ２＝４８０〜５００ｒ
ｐｍとして以後の制御を行う。

変速レバー９又は副変速レバー１０をシフトし増速また
は減速すると、−定の待ち時間（７３８）即ち殻稈が刈
取前処理部４における刈取り装置にて刈取られたものが
扱室１２人口に入るまでの時間だけは、車速度の変更前
の扱胴回転数の制御状態に保持し、その後過渡期の時間
帯（Ｔ３９）秒間は扱胴１３の回転数を当該過渡期とし
て設定した適正範囲（Ｎｌ）に保持し、その後前記安定
時期における適正範囲に移すようにする。

このときの回転数の適正範囲は、例えばＮ１＝４７５〜
４９５ｒｐｍとし、安定時期における回転数は過渡期に
おける回転数よりも大きくなるように設定しておくもの
である。

なお、前記過渡期の状態において、再度変速があると、
再び前記待ち時間（Ｔ３８）及び過渡期の時間帯（Ｔ３
９）における回転数適正範囲（Ｎ１）の制御を経た後、
安定時期の回転数適正範囲（Ｎ１）の制御状態に移すの
である。

このように制御すれば、車速度が増速あるいは減速のい
ずれであっても、変速前に刈取られた穀稈の脱穀処理を
その変速前の制御状態の下で行い、その後の過渡期の時
間帯および安定時期の各扱胴の回転数の適正範囲により
、殻稈の脱穀処理を行って扱胴に過負荷の状態を与える
ことがなくなり、車速度がさらに変更されるという制御
の行き過ぎ、やハンチングの現象がなくなり、安定した
自動制御を確保できるのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はコンバインの斜
視図、第２図は脱穀装置の断面図、第３図はフィン角度
変更機構の要部図、第４図は制御装置の回路図、第５図
は車速度と扱胴回転数制御のフローチャート図である。 ５・・・・脱穀装置、９・・・・主変速レバー、１０・
・・・副変速レバー、１３・・・・扱胴、１６・・・・
揺動選別機構、１９・・・・チャフシーブ、２０・・・
・フィン、２４、、、、フィン角度変更機構、２５．、
、、操作レバー、２６・・・・ポテンショメータ、２９
・・・・−番受線、３０・・・・二番受樋、Ｍｌ、Ｍ２
・・・・駆動モーフ、３１・・・・二番還元筒、３２・
・・・二番還元センサー、３３・・・・制御装置、５０
，５１，５２．５３・・・・電磁ソレノイド、３９・・
・・車速スイッチ、４０・・・・選別スイッチ、４３・
・・・刈取スイッチ、Ｓ３・・・・扱胴回転センサー。 １　　第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、コンバインにおける脱穀装置の扱胴の回転数を
   検出する手段と、該回転数の検出結果から当該扱胴にお
   ける負荷が適正状態になるようにコンバインの車速度を
   自動変速する手段とから成り、前記車速度を変更した後
   一定の待ち時間を経過して後、扱胴の回転数を過渡期の
   適正範囲になるように制御し、この過渡期の時間経過後
   に再度扱胴の回転数を安定時期の適正範囲となるように
   制御し、且つ過渡期における扱胴の回転数より安定時期
   の回転数を大きくなるように設定したことを特徴とする
   コンバインにおける脱穀制御装置。