| 【発明の名称】 |
コンバインの唐箕装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】里路 久幸
【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機株式会社技術部内
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| 【要約】 |
【課題】コンバインの多様な運転条件下において、広い風量範囲に及ぶ高精度の風選制御により、適正な風選動作を確保することができる簡易な構成のコンバインの唐箕装置を提供する。
【解決手段】コンバインの唐箕装置１は、脱穀部ｅに内設された風選用の唐箕３と、この唐箕３に臨んで吸気のために脱穀部ｅに開口する吸気口４ａ，４ｂとを備え、この吸気口４ａ，４ｂに直列配置して唐箕３の吸気量を調整する吸気調整ファン９と、この吸気調整ファン９の回転数と回転方向を制御する吸気制御部２９とを備えて構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 脱穀部に内設された風選用の唐箕と、この唐箕に臨んで吸気のために脱穀部に開口する吸気口とを備えるコンバインの唐箕装置において、上記吸気口に直列配置して唐箕の吸気量を調整する吸気調整ファンと、この吸気調整ファンの回転数と回転方向を制御する吸気制御部とを備えたことを特徴とするコンバインの唐箕装置。
【請求項２】前記吸気調整ファンの排出方向の風量制御範囲が、唐箕の吸気量を最大限度とすることを特徴とする請求項１記載のコンバインの唐箕装置。
【請求項３】前記脱穀部にその処理量を検出する処理量検出手段を備え、この処理量検出手段による検出値に応じて前記吸気制御部が吸気調整ファンの制御を決定することを特徴とする請求項１記載のコンバインの唐箕装置。
【請求項４】前記吸気調整ファンが、唐箕の駆動源から独立した駆動手段を備えることを特徴とする請求項１記載のコンバインの唐箕装置。
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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、コンバインの唐箕装置に関し、特に、コンバインの多様な運転条件下において、広い風量範囲に及ぶ高精度の風選制御により、適正な風選動作を確保することができる簡易な構成のコンバインの唐箕装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンバインの進行速度と脱穀部の唐箕の回転を同調させて脱穀部の処理量と対応するように選別送風するようにした例が知られている。また、高車速域の処理量増加時に稼動する補助ブロワを併設したコンバインの唐箕装置が知られている（特開平８−１０３１５３号公報）。このコンバインの唐箕装置は、センサにより処理量の増加を検出して補助ブロワを併用することにより、高車速域で不足する唐箕風量を補うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記コンバインの唐箕装置は、唐箕の回転制御と補助ブロワの稼動制御とを要するので装置構成および制御処理の複雑化を招き、また、補助ブロワの位置関係による両者の相互干渉等による風量制御精度の低下と、コンバインの多様な運転条件による風選精度の乱れという問題を内包している。
【０００４】本発明の目的は、コンバインの多様な運転条件下において、広い風量範囲に及ぶ高精度の風選制御により、適正な風選動作を確保することができる簡易な構成のコンバインの唐箕装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、脱穀部に内設された風選用の唐箕と、この唐箕に臨んで吸気のために脱穀部に開口する吸気口とを備えるコンバインの唐箕装置において、上記吸気口に直列配置して唐箕の吸気量を調整する吸気調整ファンと、この吸気調整ファンの回転数と回転方向を制御する吸気制御部とを備えることによりコンバインの唐箕装置を構成したものである。
【０００６】上記吸気制御部によって吸気調整ファンの回転数を正逆に制御することにより、唐箕の吸気量は直列配置の上記吸気調整ファンによって増減されることから、この吸気調整ファンの制御に応じて、唐箕と吸気調整ファンとの合算による幅広い風量範囲で唐箕による風選処理が行われる。
【０００７】請求項２に係る発明は、前記吸気調整ファンの排出方向の風量制御範囲が、唐箕の吸気量を最大限度とすることによりコンバインの唐箕装置を構成したものである。上記構成の唐箕装置により、吸気調整ファンによる逆方向風量が唐箕の風量を越えることがないので、脱穀部からの排出による逆流を回避することができる。
【０００８】請求項３に係る発明は、前記脱穀部にその処理量を検出する処理量検出手段を備え、この処理量検出手段による検出値に応じて前記吸気制御部が吸気調整ファンの制御を決定するようにしてコンバインの唐箕装置を構成したものである。上記構成の唐箕装置により、コンバインの脱穀部には、その処理量と対応する風量を適正に確保することができる。
【０００９】請求項４に係る発明は、前記吸気調整ファンが、唐箕の駆動源から独立した駆動手段を備えることによりコンバインの唐箕装置を構成することによりコンバインの唐箕装置を構成したものである。上記構成の唐箕装置により、唐箕の駆動源に変動を生じた場合でも、その影響を受けることなく吸気調整ファンの駆動が維持されるので、合算風量の変動を最小限度に抑えることができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明のコンバインの唐箕装置は以下の効果を奏する。上記コンバインの唐箕装置は、吸気制御部によって制御可能な吸気調整ファンを唐箕の吸気口に備えたことから、唐箕を一定回転のままで吸気調整ファンの回転数を正逆に制御することにより、唐箕と吸気調整ファンとの合算による幅広い風量範囲で脱穀部に内設の唐箕による風選処理が行われる。したがって、上記コンバインの唐箕装置は、唐箕についての特段の制御手段を要することのない簡易な構成により、多様な運転状況に応じ、吸気調整ファンの制御によって幅広い風量範囲で風選制御することができる。
【００１１】また、前記吸気調整ファンの排出方向の風量制御を唐箕吸気量の範囲とした場合は、吸気調整ファンの逆方向風量が唐箕の風量を越えることがないので、脱穀部からの排出による逆流を回避することができる。また、前記脱穀部の処理量に応じて吸気調整ファンの制御をする場合は、脱穀部において処理量と対応する風量を確保することができるので、適正な風選処理が可能となる。また、前記吸気調整ファンが、唐箕の駆動源から独立した駆動手段を備える場合は、唐箕の駆動源に変動を生じた場合でも、その影響を受けることなく吸気調整ファンの駆動が維持されるので、合算風量の変動を最小限度に抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】上記技術思想に基づき具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ本発明の唐箕装置について説明する。
【００１３】まず、本発明の唐箕装置を適用したコンバインの全体構成について説明する。本発明の唐箕装置を適用したコンバインの全体構成側面図を図１に示す。図１において、コンバインは、左右のクローラ走行装置ａ、ａによって支えられる機体に、操縦席ｂ、刈取機ｃ、フィードチェーンｄ、脱穀部ｅ、穀物タンクｆ、排出オーガｇ等を備えて構成される。脱穀部ｅには、フィードチェーンｄから穀稈を受けて穀粒を分離する扱胴、穀粒中の藁屑等を風選するために送風する唐箕装置等を内設する。
【００１４】上記コンバインによる刈り取り運転の際は、刈取機ｃを刈取位置に下降して左右のクローラ走行装置ａ、ａにより前進しつつ、刈取機ｃによって刈り取った穀稈をフィードチェーンｄから脱穀部ｅの扱胴に受けて穀粒を分離し、発明の唐箕装置により所定の選別風を送ることにより、穀粒を飛散することなく、藁屑等の異物を風選する。
【００１５】つぎに、脱穀部の唐箕装置について説明する。唐箕装置の正面視横断面図を図２に示す。図２において、唐箕装置１は、脱穀部ｅに内設された風選用の唐箕３と、この唐箕３の両端に臨んで吸気のために脱穀部ｅに開口する左右（紙面の右左）の吸気口４ａ，４ｂとを備えて構成される。これら左右の吸気口４ａ，４ｂを貫通するように、唐箕３の中心軸６を回転可能に支持し、この中心軸６にプーリ等の回転駆動系７を備えるとともに、中心軸６に対して回動可能にターボファン等による吸気調整ファン９を軸支する。この吸気調整ファン９には別の回転駆動系１０を設ける。この吸気調整ファン９の回転駆動系１０の例としては、正逆転変速装置１２を介してアクチュエータ１３と連結し、このアクチュエータ１３は、唐箕３の回転駆動系７から独立して油圧または電力を受ける動力源として構成する。吸気調整ファン９は、唐箕３の吸気量を調整するために、吸気口４ａに直列に配置し、その回転数と回転方向を制御するために、図示せぬ吸気制御部を設ける。
【００１６】上記構成の唐箕装置１の動作は、以下のように、唐箕装置１の吸気調整ファン９が回転すると、この吸気調整ファン９と直列配置の吸気口９ａに対し、その回転に応じた風量の給排が行われる。したがって、唐箕装置１による送風量は、唐箕３単体の送風量と吸気調整ファン９の調整風量の合計となる。
【００１７】この場合、図３の唐箕装置の風選用の選別送風特性図のように、唐箕３の回転を一定として対応する吸気量Ｑ０の送風を行うとともに、吸気制御部によって吸入側の最大風量Ｑｔと排出側の最大風量Qｂの範囲の調整風量Ｑｃで吸気調整ファン９の回転数を正逆に制御する。唐箕３の吸気量は直列配置の吸気調整ファン９によって増減される。すなわち、唐箕装置１は、唐箕３と吸気調整ファン９との合算流量Ｑ０＋ＱｃによりＱ０＋Ｑｔ〜Ｑ０＋Ｑｂの幅広い風量範囲で吸気調整ファン９の制御に応じた選別風量による風選処理が、脱穀部ｅに内設の唐箕３により行われる。したがって、唐箕３についての特段の制御手段を要することのない簡易な構成により、吸気調整ファン９の制御によって幅広い選別風量範囲で風選制御することができる。
【００１８】また、吸気調整ファン９の排出方向の風量制御範囲Ｑｂが、唐箕３の運転時の吸気量Ｑ０を最大限度として風量制御するべく吸気制御部を構成することにより、唐箕装置１は、吸気調整ファン９の逆方向風量が唐箕の風量を越えることがないので、０以上の吸気量が確保される。排出方向の風量制御範囲Ｑｂが、仮に唐箕３の運転時の吸気量Ｑ０を越えた場合には、吸気口４ａ，４ｂからの排出による逆流を生じることとなる。特に、図４の左右の吸気口４ａ，４ｂにそれぞれ吸気調整ファン９，９を配置して構成した唐箕装置１５の逆流状態を示すように、上記唐箕装置１５は、脱穀部ｅからの逆流により風選機能が損なわれるので、このような事態を上記吸気制御部によって回避することができる。
【００１９】つぎに、吸気制御部による選別風量制御について説明する。脱穀状態に応じて選別風量制御する場合のセンサ配置例を示す説明図を図５に、唐箕装置の構成例を図６に、吸気制御部の入出力系統図（ａ）および選別風量制御特性図（ｂ）を図７に示す。以下において、前記同様の部材はその符号を付すことによって説明を省略する。
【００２０】図５において、脱穀部ｅの処理量を検出するべく、脱穀部ｅの挟持杆２１、選別棚２３および二番還元部２４の各位置に藁流量センサ２１ａ、穀粒流量センサ２３ａ、二番還元量センサ２４ａを設ける。これらのセンサにより、脱穀部ｅ脱穀処理量を検出するためのものである。唐箕装置２５は、例えば、図６のように、左右対称形状の吸気調整ファン９，９を中心軸６で連結し、この中心軸６にスリーブ軸９ａを介して唐箕３を軸支する。吸気調整ファン９，９の回転駆動系１０には、ベルトテンションに応じて変速する変速装置２６とアクチュエータ１３による駆動部２７とを設けることにより唐箕装置２５を構成する。
【００２１】吸気制御部２９の構成は、図７（ａ）のように、藁流量センサ２１ａ、穀粒流量センサ２３ａ、二番還元量センサ２４ａ、および湿材センサ２８の信号を入力として受け、アクチュエータ１３の制御信号を出力する。吸気制御部２９は、藁流量センサ２１ａ等のセンサ信号による脱穀処理量に応じてアクチュエータ１３を制御し、予め把握してある脱穀処理に最適な選別風量に吸気調整ファン９，９の回転数を調整することにより、図７（ｂ）のように、脱穀処理量に応じた選別風量に調整することができる。その結果、刈取状況の変動が生じても、３番飛散防止、藁屑混入防止等が可能となり、効率よく風選処理することができる。
【００２２】また、別の選別風量制御の例として、車速に応じて唐箕装置を制御する場合について説明すると、車速に応じて選別風量制御する場合の吸気制御部の入出力信号構成図を図８（ａ）に示すように、吸気制御部３１に車速センサ３３の信号を入力し、アクチュエータ１３を制御するように構成する。この場合は、その制御特性図を図８（ｂ）に示すように、車速と対応して必要となる吸気調整ファンの回転数を予め設定しておくことにより、車速と対応して適正な選別風量を確保することができる。
【００２３】つぎに、吸気調整ファンの特定配置による唐箕装置の構成について説明する。吸気調整ファンを特定位置に配した唐箕装置を備える脱穀部の正面視横断面図を図９に、また、その平面視内部構成図を図１０に示す。
【００２４】図９および図１０において、脱穀部ｅには、下扱ぎ型の扱胴３５、排塵処理胴３６、および二番処理胴３７等を備え、扱胴３５のＬ側（図９の紙面右側）に挟持杆２１、Ｒ側（図９の紙面左側）に排塵処理胴３６に配置する。その下方に選別棚２３を介して唐箕装置３８を設ける。唐箕装置３８は、脱穀部ｅに内設した唐箕３と、Ｌ側（図９の紙面右側）の吸気口４ａに臨んで吸気調整ファン９を配置して構成する。
【００２５】吸気調整ファン９は、扱胴３５に関して排塵処理胴３６の反対位置に定めることにより、吸気調整ファン９を唐箕３と加重して選別風を供給した場合に、Ｌ側の吸気口４ａからの圧力が優位となる。このＬ側優位の吸気により、選別風の中心が脱穀部ｅのＲ側、すなわち、排塵処理胴３６の側に向かう。その一方において、下扱ぎ型の扱胴３５が図９の紙上時計周りに回転することにより、選別棚２３上の籾はＲ側に厚く傾斜分布Ｇする。この傾斜分布Ｇに対し、選別風の中心を同様にＲ側に振ることにより、籾の傾斜分布Ｇの厚い方に別風が強く送られ、選別棚２３全体で一様に風選処理することができるので、籾の飛散を抑えつつ藁屑の分離を効率よく処理することができる。また、吸気調整ファン９の制御により、籾の傾斜分布の変化に対応することができる。
【００２６】つぎに、コーナ旋回等のコンバインの運転動作に応じて唐箕装置を制御する例について説明する。コーナ旋回または刈取部に応じて選別風量制御する場合の入出力信号構成図を図１１（ａ）に、コーナ旋回と対応して制御する場合の制御処理手順図を図１１（ｂ）に、および、その風量対比図を図１１（ｃ）に示す。
【００２７】コーナ旋回または刈取部に応じて選別風量制御する場合は、図１１（ａ）の入出力信号構成図に示すように、吸気制御部４１に機体旋回検出スイッチ４３、刈脱クラッチオンオフ検出スイッチ４４、刈取上検出スイッチ４６の信号を入力し、アクチュエータ１３を制御するように構成する。
【００２８】コーナ旋回と対応制御する場合は、図１１（ｂ）の制御処理手順図に示すように、ステップ１（Ｓ１と略記する。以下同様）で刈脱クラッチをオンして刈取機ｃと脱穀部ｅを稼動させた後、Ｓ２で機体旋回スイッチがオン（たとえば、パワステによる旋回入力）になるまで監視を繰り返す。機体旋回スイッチがオンになると、Ｓ３〜５において、所定の時間の間に限り、一時的に唐箕装置の吸気調整ファンを所定の設定回転数に抑える。
【００２９】この一連の処理を繰り返すことにより、コーナ旋回の都度、図１１（ｃ）の風量対比図に示すように、旋回時の脱穀処理量の低下に応じた選別送風がなされるので、機外への籾の飛散を抑えることができる。また、コーナ旋回と刈取部の昇降動作との対応性を利用することにより、上記Ｓ２の機体旋回スイッチに代えて刈取上げ検出スイッチ４６をチェックすることによっても同様の効果を得ることができる。
【００３０】つぎに、唐箕装置の吸気調整ファンの取り付け構造について説明する。吸気調整ファンの取り付け例に係る正面視横断面図を図１２に示す。図１２において、唐箕装置５１は、左右（紙面で右左）の吸気口４ａ，４ｂに風洞５３ａ，５３ｂを介して脱穀部ｅに内設の唐箕３から独立して電動式の吸気調整ファン９ａ，９ａを取り付ける。
【００３１】上記構成の唐箕装置５１は、吸気調整ファン９ａ，９ａが、唐箕３から分離されていることから、脱穀部ｅの機枠の外において風洞５３ａ，５３ｂの構成に応じて取り付けの自由度を確保することができる。
【００３２】つぎに、脱穀および機体後進の両条件に応じて唐箕装置を複合的に制御する例について説明する。センサの配置例を示す脱穀部内部構成図を図１３に、その複合制御のための吸気制御部の入出力系統図を図１４に、脱穀対応制御手順図を図１５に、および後進対応制御手順図を図１６に示す。
【００３３】図１３において、脱穀部ｅに唐箕装置５１を備え、また、挟持杆２１、グレンパン６１および二番還元部２４の各位置に藁流量センサ２１ａ、穀粒流量センサ６１ａ、二番還元量センサ２４ａを設ける。これらのセンサにより、脱穀時の処理量を検出する。
【００３４】吸気制御部６３は、図１４のように、藁流量センサ２１ａ、二番還元量センサ２４ａ、穀粒流量センサ６１ａ、機体後進センサ６４を入力とし、電動ファンクラッチ６６を出力とする。この電動ファンクラッチ６６により唐箕装置２５の吸気調整ファン９の正転、逆転、オフを制御する。
【００３５】脱穀部ｅのいずれかのセンサにより選別風量制御する際は、図１５のように、Ｓ１１で脱穀クラッチをオンとして脱穀部ｅを稼動させた上で、Ｓ１２〜Ｓ１４で藁流量、二番還元量、穀粒流量の各センサをチェックする。いずれかが設定値以上であれば、Ｓ１５で電動ファンクラッチ６６をオンとし、いずれも設定値に達していないときは、Ｓ１６で電動ファンクラッチ６６をオフとする。また、機体後進に応じて選別風量制御する際は、図１６のように、Ｓ２１で脱穀クラッチをオンとした上で、Ｓ２２で機体後進を検出するまで機体後進センサ６４のチェックを繰り返す。機体後進を検出すると、Ｓ２３〜Ｓ２６の一連の処理、すなわち、設定時間の経過を待って電動ファンクラッチを逆転させ、設定時間の経過後、逆転をオフし、再度Ｓ２２で機体後進を検出するまでチェックを繰り返す。この場合、脱穀部ｅの前記センサによる制御を優先させる。
【００３６】このような制御処理により、コーナ旋回や機体後進する時の脱穀量の減少に対応して一時的に唐箕装置５１の選別風量を減少して籾の飛散が抑えられるので、選別性を向上することができる。
【００３７】つぎに、唐箕装置の吸気調整ファンに係る別の取り付け構造について説明する。吸気調整ファンの別の取り付け例に係る正面視横断面図を図１７に、そのＡ矢視を図１８に、および、吸気制御部の入出力構成図（ａ）とその送風特性図（ｂ）を図１９に示す。
【００３８】図１７および図１８において、唐箕装置７１には、左右の吸気口４ａ，４ｂに臨んで電動の吸気調整ファン９ａ，９ａを備える。この吸気調整ファン９ａ，９ａの外カバーとしてシュラウド７３ａ，７３ｂと風量調節弁７４，７４を機枠に取り付ける。風量調節弁７４，７４はシュラウド７３ａ，７３ｂの外口側に臨み、おのおの２つの弁体７４ａ，７４ａを回動支点７４ｂに軸支するとともに同時開閉動作させるリンク７６を備え、このリンク７６に開閉用モータ７６ａを連結することにより、２つの弁体７４ａ，７４ａの開度を調節可能に構成する。
【００３９】上記構成の唐箕装置７１においては、シュラウド７３ａ，７３ｂが外風カバーとしてターボファンによる吸気調整ファン９，９の安全カバーとなる。また、シュラウド７３ａ，７３ｂと唐箕カバー７１ａとの直接接続を避けることにより、唐箕カバー７１ａの着脱性を確保することができる。風量調節弁７４，７４は、吸気調整ファン９，９の外側に配置することにより、通気ロスを最小限度に抑えることができる。
【００４０】吸気制御部７７は、図１９（ａ）のように、入力側として車速センサ３３、穀粒センサ２３ａ、藁量センサ２１ａを接続し、また、風量調節弁７４の開閉用モータ７６ａ、吸気調整ファン９ａを出力側として接続する。このように構成することにより、図１９（ｂ）のように、吸気調整ファン（ターボファン）９ａ，９ａの回転数による送風特性と、風量調節弁７４，７４による送風特性の組み合わせにより、唐箕装置７１について、両者を総合した送風特性により、幅広い風量制御が可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
【住所又は居所】愛媛県松山市馬木町７００番地
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| 【出願日】 |
平成１４年３月４日（２００２．３．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７７７９
【弁理士】
【氏名又は名称】牧 哲郎 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２５０３３０（Ｐ２００３−２５０３３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年９月９日（２００３．９．９） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−５６７８５（Ｐ２００２−５６７８５） |
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