| 【発明の名称】 |
脱穀機 |
| 【発明者】 |
【氏名】岩倉 誠
【氏名】川村 芳弘
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| 【要約】 |
【課題】濾過選別部の開度を自動制御する脱穀機において、濾過選別部の開度を実際の処理状況に適合させて選別精度を向上させる。
【解決手段】被処理物の処理状況に応じてチャフシーブ２０の開度を自動制御するにあたり、揺動流板８上における被処理物の層厚（層厚センサ３２の検出値）のみならず、チャフシーブ２０の処理状況に応じて変化する選別風の流量（流量センサ３０、３１の検出値）に基づいて被処理物の処理状況を判断する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被処理物を揺動選別する揺動選別体に、開度調節機構を備える濾過選別部を設けると共に、該濾過選別部から漏下する被処理物を唐箕ファンの選別風で精選する脱穀機であって、該脱穀機に、被処理物の処理状況に応じて開度調節機構を制御する選別制御部を設けるにあたり、揺動選別体の揺動流板上で被処理物の層厚を検出する層厚センサと、選別風の流量を検出する流量センサとを設け、両センサの検出値に基づいて被処理物の処理状況を判断することを特徴とする脱穀機。
【請求項２】 請求項１の選別制御部に、層厚センサの検出値に基づいて被処理物のオーバーフローを判断するオーバーフロー判断手段と、該手段の判断結果および流量センサの検出値に基づいて濾過選別部の開度を決定する開度決定手段とを設けたことを特徴とする脱穀機。
【請求項３】 請求項１において、濾過選別部の風上側および風下側に流量センサを設け、両センサの検出値の差に基づいて濾過選別部の開度を決定することを特徴とする脱穀機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンバイン、ハーベスタ等に搭載される脱穀機の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種脱穀機においては、扱室の受網から漏下した被処理物を、揺動流板の終端部に設けられる濾過選別部（チャフシーブ、グレインシーブ等）で濾過選別すると共に、濾過選別部から漏下する被処理物をさらに唐箕ファンの選別風で精選し、この精選された穀粒を一番ラセンおよび揚穀ラセンを経由して穀粒タンクに収容するが、濾過選別部の開度が一定である場合には、被処理物の増減に伴って選別精度にバラツキが生じる許りでなく、所謂オーバーフローが発生して飛散粒が増加する可能性があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、揺動流板上に積層した被処理物の層厚を層厚センサ（フロートセンサ）で検出すると共に、該検出値に基づいて濾過選別部の開度を自動制御するものが提案されている。しかるに、前記層厚センサは、扱室から落下する被処理物が直接当る位置（揺動流板中央部）を避けて配置されるため、被処理物の量を正確に検出することが難しく、その結果、濾過選別部の開度が実際の処理状況に適合しない可能性があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、被処理物を揺動選別する揺動選別体に、開度調節機構を備える濾過選別部を設けると共に、該濾過選別部から漏下する被処理物を唐箕ファンの選別風で精選する脱穀機であって、該脱穀機に、被処理物の処理状況に応じて開度調節機構を制御する選別制御部を設けるにあたり、揺動選別体の揺動流板上で被処理物の層厚を検出する層厚センサと、選別風の流量を検出する流量センサとを設け、両センサの検出値に基づいて被処理物の処理状況を判断することを特徴とするものである。つまり、揺動流板上における被処理物の層厚のみならず、濾過選別部の処理状況に応じて変化する選別風の流量に基づいて被処理物の処理状況を判断するため、被処理物の層厚のみで処理状況を判断する場合に比して判断精度を向上させることができ、その結果、濾過選別部の開度を実際の処理状況に適合させて選別精度の向上を計ることができる。また、選別制御部に、層厚センサの検出値に基づいて被処理物のオーバーフローを判断するオーバーフロー判断手段と、該手段の判断結果および流量センサの検出値に基づいて濾過選別部の開度を決定する開度決定手段とを設けたことを特徴とするものである。つまり、層厚センサの機能をオーバーフロー検出に限定しているため、層厚センサの検出誤差に基づいて選別精度が低下する不都合を回避することができる許りでなく、層厚センサを適所に配置してオーバーフローの検出精度を向上させることができる。また、濾過選別部の風上側および風下側に流量センサを設け、両センサの検出値の差に基づいて濾過選別部の開度を決定することを特徴とするものである。つまり、選別風が濾過選別部を通過する際の損失流量に基づいて濾過選別部の開度を決定するため、濾過選別部における実際の処理状況に応じた開度制御が可能になり、その結果、選別精度をさらに向上させることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、１はコンバインに搭載される脱穀部であって、該脱穀部１は、刈取茎稈を扱室２に沿って挟持搬送する脱穀フィードチェン３、搬送茎稈から被処理物（排塵物等の混合物を含む穀粒）を脱穀する扱胴４、脱穀された被処理物を漏下する受網５、該受網５から漏下せずに扱室終端まで達した被処理物を単粒化処理する処理胴６、該処理胴６が単粒化した被処理物を漏下する第二受網７、前記受網５から漏下した被処理物を順次揺動搬送する揺動流板８、該揺動流板８の終端部で被処理物を濾過選別する濾過選別部９、該濾過選別部９から漏下した被処理物を一番選別風で精選する唐箕ファン１０、精選された穀粒を横搬送する一番ラセン１１、該一番ラセン１１の終端まで搬送された穀粒を穀粒タンク（図示せず）に揚上搬送する揚穀筒１３、前記濾過選別部９から漏下しなかった被処理物や第二受網７から漏下した被処理物を濾過選別するストロラック１４、該ストロラック１４から漏下した被処理物を二番選別風で風選別する二番選別ファン１５、風選別された二番物を横搬送する二番ラセン１６、該二番ラセン１６の終端まで搬送された被処理物を上記選別経路中に還元する二番還元筒１７、前記ストロラック１４の終端位置で藁屑等を機外に排出する吸引ファン１８、脱穀処理済みの排藁を機体後部まで挟持搬送する排藁チェン１９、該排藁チェン１９の搬送茎稈からささり粒を落下させるロータ（図示せず）等で構成されているが、これらの基本構成は何れも従来通りである。尚、前記揺動流板８、濾過選別部９およびストロラック１４は、一体的な揺動アッセンブリ（揺動選別体）Ａを構成し、クランク機構もしくはカム機構で駆動されるようになっている。
【０００６】前記濾過選別部９は、第一濾過選別体であるチャフシーブ２０と、第二濾過選別体であるグレインシーブ２１とを上下二段に設けて構成されており、上段のチャフシーブ２０は、前後方向に所定間隔を存して並設される複数のフィン２０ａで構成される一方、下段のグレインシーブ２１は、所定の目合いを有する金網部材で構成されているが、前記各フィン２０ａの上側支持ピン２０ｂは、固定部材に枢支される一方、下側支持ピン２０ｃは、可動プレート２０ｄに一連状に枢支されている。そのため、可動プレート２０ｄにワイヤ（図示せず）を介して連結されるモータ２２（開度調節機構）の駆動で各フィン２０ａを一体的に回動させて、チャフシーブ２０の開度（フィン間隔）を調節することが可能であるが、チャフシーブ２０の開度を開度検出センサ２３で検出し、後述する選別制御部２４に入力するようになっている。
【０００７】２５は前記チャフシーブ２０の終端部上方に配設されるリターンパンであって、該リターンパン２５は、前記ロータで叩き落とされたささり粒等の被処理物がチャフシーブ２０に直接落下することを規制すると共に、上面で受け止めた被処理物を、揺動アッセンブリＡとの一体的に揺動に基づいてストロラック１４側に移送するが、チャフシーブ２０からストロラック１４に至る移送経路や、唐箕ファン１０の選別風路を遮ることがないよう、前後方向に開放した略冂形状（正面視）に形成されている。
【０００８】２６は前記ストロラック１４の上方に配設される風路仕切天板であって、該風路仕切天板２６は、唐箕ファン１０、二番選別ファン１５および吸引ファン１８によって起風される選別風を、濾過選別部９よりも風下位置で吸引ファン１８に導く選別風路を形成しているが、選別風は濾過選別部９を吹き抜けて風路仕切天板２６に達するため、風路仕切天板２６における選別風の風量は、濾過選別部９における被処理物の量（処理状況）に応じて変化するようになっている。
【０００９】２７は前記風路仕切天板２６の上方に形成される分流風路（バイパス風路）であって、該分流風路２７の吸入口２７ａは、風路仕切天板２６の前端側で選別風路に連通する一方、排出口２７ｂは、吸入口２７ａよりも風下位置で選別風路に連通している。そして、分流風路２７には、選別風の風量に応じた流れが生じることになるが、分流風路２７を流れる分流風の概念には、吸入口２７ａから直接吹き込まれる分流風に限らず、吸入口２７ａと排出口２７ｂとの差圧に基づいて発生する差圧風も含むものとする。
【００１０】前記分流風路２７は、可撓性を有するビニールパイプを用いて形成されるが、分流風路２７の吸入口２７ａは、風路仕切天板２６から選別風路の内方（中心部）に延出してブラケット２８の先端部に固定されるため、分流風路２７には、選別風の中心部風量に応じた流れが生じるようになっている。
【００１１】一方、分流風路２７の排出口２７ｂも風路仕切天板２６から延出されるが、排出口２７ｂは、風路仕切天板２６に沿って風下方向に延出されている。つまり、排出口２７ｂから選別風が流入することを阻止して分流風路２７の流れを円滑にすると共に、選別風に含まれる排塵物が分流風路２７に流入することを阻止している。
【００１２】また、２９は風路仕切天板２６の下面に突設される排出ガイドであって、該排出ガイド２９は、排出口２７ｂの風上に位置して排出口２７ｂの風除けとして機能するが、本実施形態の排出ガイド２９は、風下側ほど幅広かつ背高な形状に形成されているため、選別風の流れを乱すことなく排出口２７ｂの風除けをすることができ、その結果、排出口２７ｂから排出される分流風を、選別風との干渉が少ない状態でスムーズに合流させることができるようになっている。
【００１３】３０は前記分流風路２７に介設される流量センサ（風下側流量センサ）であって、該流量センサ３０は、分流風路２７の風量を検出して選別制御部２４に入力するようになっている。つまり、選別風の風量検出に基づいて濾過選別部９における被処理物の量（処理状況）を判断するにあたり、風量を検出する流量センサ３０を、選別風路から分流する分流風路２７に設けているため、選別風路に流量センサ３０を設けた場合の様に、流量センサ３０が選別風の流れを阻害する不都合を回避できると共に、選別風に含まれる排塵物から流量センサ３０を保護することができ、しかも、排塵物による検出誤差も可及的に小さくすることができるようになっている。
【００１４】前記流量センサ３０は、吸入口３０ａから排出口３０ｂに至る検出風路中に、周囲温度を検出する周囲温度センサと、周囲温度よりも所定温度だけ高くなるように加熱温度が制御されるヒータと、該ヒータの風上側に配置される風上側温度センサと、ヒータの風下側に配置される風下側温度センサとが組込まれる検出チップ３０ｃを配置した機械的作動部分の無い構造であり、風上側検出温度と風下側検出温度との温度差に基づいて流量検出を行うものである。つまり、分流風路２７に流れが無い場合には、ヒータ周囲の温度分布が均等になるため、前記温度差が「０」になる一方、分流風路２７に流れがある場合には、ヒータ周囲の温度分布が流量に応じて風下側に偏るため、前記温度差に基づいて流量を検出することができるようになっている。
【００１５】３１は前記チャフシーブ２０の終端部下方に配設される風上側流量センサであって、該風上側流量センサ３１は、チャフシーブ２０の風上位置で分流された風路（図示せず）に介設され、該分流風路における選別風の風量を検出して選別制御部２４に入力するようになっている。そして、本実施形態では、風上側流量センサ３１の検出値と前記風下側流量センサ３０の検出値との差を演算し、該演算値に基づいてチャフシーブ２０における選別風の損失流量を判断するため、唐箕ファン１０の回転数変化等に拘わらず、チャフシーブ２０における実際の処理量を正確に把握することができるようになっている。
【００１６】３２は前記揺動流板１２上で被処理物の層厚を検出する層厚センサであって、該層厚センサ３２は、揺動流板１２上の被処理物に押圧されて後方に揺動する検出プレート３３と、該検出プレート３３の揺動角を検出するポテンショメータ等の回動角センサ３４とを用いて構成されているが、本実施形態では、層厚センサ３２の検出信号をオーバーフロー判断に利用しているため、オーバーフロー判断に適した位置（例えば揺動流板１２の終端部）に層厚センサ３２を配置している。
【００１７】前記選別制御部２４は、マイクロコンピュータを用いて構成されており、その入力側には、前述した開度検出センサ２３、風下側流量センサ３０、風上側流量センサ３１および層厚センサ３２の他にも、「選別自動制御」（開度自動制御）をＯＮ−ＯＦＦするための選別自動スイッチ３５、チャフシーブ２０の開度を手動設定するための開度設定ボリューム３６、作業機クラッチ（図示せず）の入り切り状態を検出する作業機クラッチスイッチ３７等が所定の入力インタフェース回路を介して接続される一方、出力側には、前述したモータ２２等が所定の出力インタフェース回路を介して接続されている。つまり、選別制御部２４は、各種のセンサ信号に基づいてチャフシーブ２０の開度を自動的に制御する「選別自動制御」の制御ルーチンを具備しており、以下、「選別自動制御」の制御手順をフローチャートに基づいて説明する。
【００１８】前記「選別自動制御」では、選別自動スイッチ３３のＯＮ判断、作業機クラッチスイッチ３５のＯＮ判断、および各センサの故障判断を行う。そして、選別自動スイッチ３３がＯＦＦの場合には、開度設定ボリューム３６の設定値に基づいてチャフシーブ２０の開度値をセットした後、「チャフシーブ開度値出力」を実行し、また、選別自動スイッチ３５がＯＮで、かつ作業機クラッチスイッチ３７がＯＦＦの場合には、作業機クラッチスイッチ３７のＯＮ判断を繰り返し、また、選別自動スイッチ３５および作業機クラッチスイッチ３７がＯＮで、かつセンサが故障の場合には、センサエラー警報を出力した後、選別自動スイッチＯＦＦ時と同様の処理を実行するようになっている。
【００１９】一方、選別自動スイッチ３５および作業機クラッチスイッチ３７がＯＮで、かつセンサが正常である場合には、まず、層厚センサ３２の検出値に基づいてオーバーフロー（チャフシーブ２０の詰り等に伴う被処理物過剰状態）か否かを判断し、該判断がＹＥＳの場合には、流量センサ３０、３１の検出値に拘わらず最大開度をセットして「チャフシーブ開度値出力」を実行するようになっている。即ち、被処理物の層厚を直接検出する層厚センサ３２の検出値に基づいてオーバーフローを判断するため、オーバーフローの検出精度を向上させることができる許りでなく、チャフシーブ２０の開度を直ちに最大にして飛散粒の増大を防止することができ、しかも、層厚センサ３２の検出値をオーバーフロー判断にのみ利用するため、層厚センサ３２の検出誤差に基づいてチャフシーブ開度制御の精度が低下する不都合も回避することができるようになっている。
【００２０】また、前記オーバーフローの判断結果がＮＯである場合には、風下側流量センサ３０の検出値ＡＦｔおよび風上側流量センサ３１の検出値ＡＦｂをサンプリングすると共に、両検出値に応じてチャフシーブ２０の開度を決定する「開度決定」ルーチンを実行するようになっている。この「開度決定」では、損失流量基準値Ａ〜Ｅ（Ｅが最大流量損失）およびチャフシーブ開度１〜５（５が最大開度）を予め段階的に設定すると共に、両検出値ＡＦｔ、ＡＦｂの差ＳＯｄ（ＳＯｄ＝ＡＦｂ−ＡＦｔ＝損失流量検出値）と流量損失基準値Ａ〜Ｅとの比較結果に基づいて適正なチャフシーブ開度０〜５を選択するようになっている。即ち、損失流量検出値ＳＯｄが損失流量基準値Ａよりも小さい場合には基本開度０、損失流量検出値ＳＯｄが損失流量基準値Ａよりも大きく、かつ損失流量基準値Ｂよりも小さい場合には基本開度１、損失流量検出値ＳＯｄが損失流量基準値Ｂよりも大きく、かつ損失流量基準値Ｃよりも小さい場合には基本開度２、損失流量検出値ＳＯｄが損失流量基準値Ｃよりも大きく、かつ損失流量基準値Ｄよりも小さい場合には基本開度３、損失流量検出値ＳＯｄが損失流量基準値Ｄよりも大きく、かつ損失流量基準値Ｅよりも小さい場合には基本開度４、損失流量検出値ＳＯｄが損失流量基準値Ｅよりも大きい場合には基本開度５を選択するようになっている。尚、前記「チャフシーブ開度値出力」は、オーバーフロー判断時にセットされた最大開度、もしくは「開度決定」でセットされたチャフシーブ開度を読み込むと共に、読み込んだチャフシーブ開度に応じた開度検出センサ２３の目標値をセットし、該目標値と検出値との比較に基づいてチャフシーブ開度（モータ２２）をフィードバック制御するものである。
【００２１】一方、３８は前記脱穀フィードチェン３の始端部内側方に配設される強制掻込み装置であって、該強制掻込み装置３８は、常時は非作用位置に退避収納されるが、手扱作業時においては、脱穀フィードチェン３の始端部内側方に並列する位置にセットされると共に、脱穀フィードチェン３の始端部に供給された茎稈を扱胴４側に向けて傾斜搬送し、その結果、供給茎稈が扱室２に全稈投入されるようになっている。つまり、手扱作業時には、所謂扱深さ自動制御が作動しないため、浅扱ぎや深扱ぎに伴う扱ぎ残しが発生する可能性があるが、本実施形態では、供給茎稈を扱室２に全稈投入するため、扱ぎ残しを確実に防止することができ、しかも、手扱作業時（全稈投入時）には、脱穀フィードチェン３の搬送速度を落すため、扱室２の処理負担を軽減することができるようになっている。
【００２２】さらに、３９は前記強制掻込み装置３８と脱穀フィードチェン３との間に介設される株元カッタであって、該株元カッタ３９は、常時は非作用位置に退避収納されるが、手扱作業時においては、脱穀フィードチェン３の始端部内側方に並列する位置にセットされると共に、脱穀フィードチェン３の始端部に供給された茎稈の株元部を切断するようになっている。つまり、前記強制掻込み装置３８の搬送作用に基づいて供給茎稈を扱室２に全稈投入するにあたり、供給茎稈の株元部を切断するため、扱室２への茎稈投入をスムーズに行うことができる許りでなく、茎稈の株元部を脱穀フィードチェン３側に残すことによって扱室２の処理負担を軽減することができるようになっている。
【００２３】叙述の如く構成されたものにおいて、被処理物の処理状況に応じてチャフシーブ２０の開度を自動制御するにあたり、揺動流板８上における被処理物の層厚のみならず、チャフシーブ２０の処理状況に応じて変化する選別風の流量に基づいて被処理物の処理状況を判断するため、被処理物の層厚のみで処理状況を判断する場合に比して判断精度を向上させることができ、その結果、チャフシーブ２０の開度を実際の処理状況に適合させて選別精度の向上を計ることができる。
【００２４】また、層厚センサ３２の検出値に基づいて被処理物のオーバーフローを判断する一方、流量センサ３０、３１の検出値に基づいてチャフシーブ２０の開度を決定するため、層厚センサ３２の機能を限定することができ、その結果、層厚センサ３２の検出誤差に基づいて選別精度が低下する不都合を回避することができる許りでなく、層厚センサ３２を適所に配置してオーバーフローの検出精度を向上させることができる。
【００２５】また、チャフシーブ２０の風上側および風下側に流量センサ３０、３１を設け、両センサ値の差（損失流量）に基づいてチャフシーブ２０の開度を決定するため、チャフシーブ２０における実際の処理状況に応じた開度制御が可能になり、その結果、選別精度をさらに向上させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８７８
【氏名又は名称】三菱農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月２８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 哲夫
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１５５３４９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月１５日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３４３８０８ |
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