| 【発明の名称】 |
コンバインの揺動選別部制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】宮本 宗徳
【住所又は居所】大阪府大阪市北区茶屋町１番３２号 ヤンマー農機株式会社内
【氏名】村田 茂樹
【住所又は居所】大阪府大阪市北区茶屋町１番３２号 ヤンマー農機株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】全作業速度において揺動選別部の選別性能が良好な水準を満足するようにし、穀粒と藁屑との選別能力を向上させるとともに穀粒損失を少なくすることを課題とする。
【解決手段】ロータの所要動力を測定し、測定した所要動力から脱穀部における搬送処理量を推定し、推定した搬送処理量から揺動選別体上の穀粒、チャフ流量を推定し、この推定した穀粒、チャフ流量に基づいて唐箕の唐箕風量又はチャフシーブの開度の少なくとも何れかを制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 刈取穀稈をロータの回転で搬送しつつ脱穀処理する脱穀部と、チャフシーブを備えて上下方向に揺動可能に配設された揺動選別体及び前記チャフシーブに前下方から唐箕風を圧送する唐箕を備え、前記脱穀部で脱穀した穀粒を揺動選別する揺動選別部とを有するコンバインの揺動選別部制御方法であって、前記ロータの所要動力を測定し、この測定した所要動力から前記脱穀部における搬送処理量を推定し、この推定した搬送処理量から前記揺動選別体上の穀粒、チャフ流量を推定し、この推定した穀粒、チャフ流量に基づいて前記唐箕の唐箕風量又は前記チャフシーブの開度の少なくとも何れかを制御することを特徴とするコンバインの揺動選別部制御方法。
【請求項２】 前記ロータは第１ロータと第２ロータとからなり、前記ロータの所要動力は当該第１ロータと第２ロータの少なくとも何れかの所要動力であることを特徴とする請求項１記載のコンバインの揺動選別部制御方法。
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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、コンバインの揺動選別部制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、汎用コンバインは、刈取部で刈取り集稈した穀稈を搬送部を介して脱穀部へ搬送し、脱穀部では、扱室内でのロータ（扱胴）の回転により刈取穀稈を搬送しつつ脱穀処理を行い、藁屑（チャフ）を含む穀粒は受網を通して下方の揺動選別部へ落下させる一方、排藁は後方の排藁処理部へ移動させて処理するようにしている。揺動選別部は、フィードパン、チャフシーブ並びにグレンシーブ等を揺動機枠に取付けて構成した揺動選別体やチャフシーブに前下方から唐箕風を圧送する唐箕等を備え、風選別及び揺動選別により、穀粒を選別して穀粒受樋により受ける。そして、選別した穀粒を、穀粒受樋から揚穀コンベアを介してグレンタンクに移送して貯溜するとともに排出オーガで機体外部に排出できるようにしている。
【０００３】このようなコンバインの作業は、作業者にとって重労働であることから、脱穀処理を効率的、且つ最適に行うために、ロータの所要動力を検出して最適な走行速度にする車速制御や、ロータの所要動力の増加を抑制するように扱ぎ深さを調節する扱ぎ深さ制御等を自動で行うことが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のロータの所要動力が増・減した場合には、揺動選別体上の穀粒や藁屑の処理流量が増・減することでもあるので、穀粒の選別能力を高める上で、唐箕からの唐箕風量等を適切に調整すべきである。しかし、従来は、ロータの所要動力から処理流量を推定して、選別制御を行っているものは見当たらない。
【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、全作業速度において揺動選別部の選別性能が良好な水準を満足し、穀粒と藁屑との選別能力を向上させることができるとともに穀粒損失を少なくすることができるコンバインの揺動選別部制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【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記載の発明は、刈取穀稈をロータの回転で搬送しつつ脱穀処理する脱穀部と、チャフシーブを備えて上下方向に揺動可能に配設された揺動選別体及び前記チャフシーブに前下方から唐箕風を圧送する唐箕を備え、前記脱穀部で脱穀した穀粒を揺動選別する揺動選別部とを有するコンバインの揺動選別部制御方法であって、前記ロータの所要動力を測定し、この測定した所要動力から前記脱穀部における搬送処理量を推定し、この推定した搬送処理量から前記揺動選別体上の穀粒、チャフ流量を推定し、この推定した穀粒、チャフ流量に基づいて前記唐箕の唐箕風量又は前記チャフシーブの開度の少なくとも何れかを制御する。揺動選別体上の穀粒流量及びチャフ流量に対し、適切な唐箕風量及びチャフシーブ開度が得られる。この結果、全作業速度において揺動選別部の選別性能が良好な水準を満足する。
【０００７】請求項２記載の発明は、前記ロータは第１ロータと第２ロータとからなり、前記ロータの所要動力は当該第１ロータと第２ロータの少なくとも何れかの所要動力とした。ロータの所要動力は、第１ロータもしくは第２ロータの何れかの所要動力、又は第１ロータと第２ロータの両所要動力の何れを用いても、揺動選別体上の穀粒流量及びチャフ流量に対し、適切な唐箕風量及びチャフシーブ開度を求めることが可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず図１を用いて、本発明の揺動選別部制御方法が適用される汎用コンバイン（以下、単にコンバインと言う）の全体構成から説明する。コンバイン１は、クローラ式走行装置２上に取付けられた機体フレーム３の前端部に、刈取部４が昇降自在に配設され、刈取部４の直後方に搬送部５が配設され、搬送部５の直後方に脱穀部６が配設されている。この脱穀部６の直下方位置に揺動選別部７が配設されている。
【０００９】一方、揺動選別部７の後方上部であって脱穀部６の後方位置に、排藁破砕用のカッター３４等を内装した排藁処理部８が配設されている。また、機体フレーム３の前端部であって搬送部５の直上方位置に、走行装置操向用のステアリングホイール等を装備した運転席９が配設され、運転席９の直後方であって脱穀部６の直上方位置に穀粒貯留部１０が配設されている。さらに穀粒貯留部１０の直後方位置であって、揺動選別部７の後端部及び排藁処理部８の直上方位置に、各動力機構部の動力源となるエンジン等を収納した原動機部１１が配設されている。
【００１０】刈取部４は、搬送部５の前端部にプラットホーム１２が連接され、プラットホーム１２の先端上部に掻込みリール１３が回動可能に横架されている。プラットホーム１２の下端部には刈刃装置１４が横架され、刈刃装置１４の後方に横送りオーガ１５が回動可能に横架されている。１６はデバイダ、１７は伝動機構である。そして、圃場に植立した穀稈を掻込みリール１３で掻込みながら刈刃装置１４で穀稈の根本部分を刈り取り、その後、横送りオーガ１５で機体の中央部に刈取った穀稈を寄せ集め、その刈取った穀稈を搬送部５の搬送コンベア１８と搬送ビータ１９で後方の脱穀部６へ搬送するようにしている。
【００１１】脱穀部６は、搬送部５の直後方位置に扱室２０が形成され、扱室２０の内部に円筒状の第１ロータ（第１扱胴）２１と第２ロータ（第２扱胴）２２が軸線を左右幅方向に向けて前後に間隔を開けて配設されている。各ロータ２１、２２の直下方位置には受網２３、２４が配設されている。そして、搬送部５によって搬送された刈取穀稈は、第１ロータ２１の作用によって第１ロータ２１の左側端部から右側端部へ搬送されながら脱穀処理された後、第２ロータ２２の作用によって第２ロータ２２の右側端部から左側端部へ搬送されながら脱穀処理され、穀粒は受網２３、２４を通過して下方の揺動選別部７へと移動する一方、排藁は後方の排藁処理部８へと移動するようにしている。
【００１２】揺動選別部７は、第１ロータ２１と第２ロータ２２の直下方位置に揺動選別体２５が揺動機構２６を介して上下方向に揺動可能に配設されており、揺動選別体２５は、第１ロータ２１の直下方位置から第２ロータ２２の直下方位置まで前後左右方向に広がりを持つフィードパン２７と、フィードパン２７の後方位置に連続して配置された前側チャフシーブ２８ａ及び後側チャフシーブ２８ｂと、前側チャフシーブ２８ａの下方に配置されたグレンシーブ等とが矩形枠状の揺動機枠に取付けて構成されている。なお、揺動機構２６は、カッター３４の下方において機体外部より調節できるようにしている。
【００１３】前側チャフシーブ２８ａの直下方位置には、左右方向に伸延して一番穀粒を受ける一番穀粒受樋２９が配置され、後側チャフシーブ２８ｂの直下方位置には、左右方向に伸延して二番穀粒を受ける二番穀粒受樋３０が配置されている。一番穀粒受樋２９の前方位置には第１唐箕３１が配置されて、第１唐箕３１より後上方に位置する前側チャフシーブ２８ａ等に向けて第１唐箕風が圧送可能とされ、一番穀粒受樋２９と二番穀粒受樋３０の間に第２唐箕３２が配設されて、第２唐箕３２より二番穀粒受樋３０の直上方に位置する後側チャフシーブ２８ｂ等に向けて第２唐箕風が圧送可能となっている。
【００１４】一番穀粒受樋２９内には左右方向に伸延する一番穀粒搬送コンベア２９ａが配置され、一番穀粒搬送コンベアの左側端部には上下方向に伸延する揚穀コンベア３６の下端部が連設される一方、揚穀コンベア３６の上端部は穀粒貯留部１０に連設されて、一番穀粒受樋２９内の一番穀粒が一番穀粒搬送コンベア２９ａ→揚穀コンベア３６→穀粒貯留部１０へ搬送されるようになっている。
【００１５】また、二番穀粒受樋３０内には、左右方向に伸延する二番穀粒搬送コンベア３０ａが配置され、二番穀粒搬送コンベア３０ａの左側端部には前後方向に伸延する図示省略の還元コンベアの後端部が連設される一方、還元コンベアの前端部が扱室２０に連設され、二番穀粒受樋３０内の二番穀粒が扱室２０に還元されて再度脱穀されるようになっている。
【００１６】ここで、前側チャフシーブ２８ａと後側チャフシーブ２８ｂのうち、少なくとも前側チャフシーブ２８ａは、そのフィンの傾斜角度を可変とすることでチャフシーブ開度が可変となっている。そして、揺動選別部７では、次のようにして穀粒と藁屑（チャフ）との揺動選別が行われる。即ち、揺動選別体２５を揺動させることにより、フィードパン２７で穀層を均平化して選別の効率化を図るとともに、比重選別を行う。
【００１７】フィードパン２７後端部の篩線により穀粒と藁屑とを篩いながら第１唐箕風の分岐風により解して、後続の前側チャフシーブ２８ａにおける風選別性能の向上を図る。即ち、解された穀粒と藁屑とを前側チャフシーブ２８ａに移送させて、前側チャフシーブ２８ａにより穀粒と藁屑とを粗選別する。前側チャフシーブ２８ａ直下のグレンシーブの篩線とクリンプ網との間に第１唐箕風を通過させることにより、さらに風選別を行って穀粒と藁屑との精選別能力を向上させ、その選別結果の一番穀粒を一番穀粒受樋２９により受ける。
【００１８】藁屑と藁屑に付着した穀粒は、前側チャフシーブ２８ａ後部の篩線で篩いながら第１唐箕風の分岐風と第２唐箕風の分岐風の合流風により解して、後側チャフシーブ２８ｂにおける選別性能の向上を図る。即ち、解された穀粒と藁屑と藁屑に付着した穀粒を後側チャフシーブ２８ｂに移送させて、後側チャフシーブ２８ｂより落下した二番穀粒を二番穀粒受樋３０により受ける。
【００１９】上述の処理作業において残された藁屑等を後方に移送させて、後側チャフシーブ２８ｂ上にて揺動及び風選別を行い、後側チャフシーブ２８ｂより落下した二番穀粒を二番穀粒受樋３０により受ける。後側チャフシーブ２８ｂ上に残った藁屑を排藁処理部８へ移送させる。
【００２０】排藁処理部８には、第２ロータ２２の直後方位置に、略円筒状の排出ビータ３３が軸線を左右幅方向に向けて回動可能に配設され、排出ビータ３３の後方位置に略円筒状のカッター３４が配設されている。そして、脱穀部６で脱穀処理した後の排藁を排出ビータ３３の作用によってカッター３４へ移送し、カッター３４によって破砕した後に、機体の外部へ排出する。
【００２１】また、穀粒貯留部１０には、第１ロータ２１と第２ロータ２２の直上方位置にグレンタンク３５が配設されている。このグレンタンク３５に一番穀粒受樋２９が揚穀コンベア３６を介して連通連結されるとともに、グレンタンク３５に排出オーガ３７を連通連結している。そして、揺動選別部７によって選別された穀粒をグレンタンク３５内に貯留するとともに、排出オーガ３７によって機体の外部に排出できるようにしている。
【００２２】次に、上述のように構成されたコンバイン１における揺動選別部７の制御方法を、図２乃至図５を用いて説明する。まず、脱穀部６における第１ロータ２１と第２ロータ２２の回転数及びトルクをそれぞれ測定することにより、第１ロータ２１及び第２ロータ２２の所要動力を求める。図２は、作業時間経過に対する求めた各ロータ２１、２２の所要動力の変化を示している。この求めた各ロータ２１、２２の所要動力から、図３に示すように、第１ロータ２１部及び第２ロータ２２部における搬送処理流量をそれぞれ推定する。この推定した第１ロータ２１部及び第２ロータ２２部の各搬送処理流量から、揺動選別部７における揺動選別体２５上のチャフ流量（図４（ａ））及び穀粒流量（図４（ｂ））を推定する。
【００２３】そして、この揺動選別体２５上のチャフ流量及び穀粒流量に対し、前側チャフシーブ２８ａ（及び後側チャフシーブ２８ｂ）の開度又は第１唐箕３１（及び第２唐箕３２）からの第１唐箕風量（及び第２唐箕量）の少なくとも何れかを最適なチャフシーブ開度及び唐箕風量に制御する。チャフシーブの開度を可変するときはチャフシーブのフィンの傾斜角度を可変し、また唐箕風量を可変するときは唐箕の回転数等を可変する。
【００２４】ここでチャフシーブの開度を可変する方法の一例を図６に示す。一番穀粒受樋２９の上方位置から二番穀粒受樋３０の上方位置までの各フィン４３の左右両側上端の枢支ピン４４を揺動選別体の左右両側板に回動可能に枢支する一方、各フィン４３の左右両側下端の枢支ピン４５をチャフ連結バー４６に回動可能に連結する。
【００２５】このチャフ連結バー４６に連結したインナーワイヤ４７の他端を開き度制御手段における回動レバー４８に連結し、この回動レバー４８に、チャフアクチュエータ４９としての正逆回転可能なステッピングモータにて前後進退動するロッド４９ａを連結する。チャフ連結バー４８に連結した付勢バネ５０にて、フィン４３の開度が閉じる方向に付勢されている。
【００２６】なお、チャフアクチュエータ４９は枢支軸４９ｂを中心に回動自在である。回動レバー４８の回動中心部に配置したロータリエンコーダ等のチャフ開度センサ５１により、当該回動レバー４８の回動角度の大小を検出し、もって、フィン４３の開度（前側チャフシーブ２８ａ（及び後側チャフシーブ２８ｂ）の開度）を検出できるように構成されている。
【００２７】そして、チャフアクチュエータ４９を正回転方向に回動すると、フイン４３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４６を後移動させ、第１唐箕３１（及び第２唐箕３２）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る。逆にチャフアクチュエータ４９を逆回転方向に回動すると、フィン４３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４８を前移動させ、第１唐箕３１（及び第２唐箕３２）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。
【００２８】さらに、第１唐箕風量（及び第２唐箕量）を制御するために公知の技術を用いることができるが、例えば第１唐箕３１（及び第２唐箕３２）の回転数を変える方法として、回転駆動にベルト変速機構を設けることができる。ベルト変速機構では第１唐箕３１を駆動するベルトを、第１唐箕３１と連動回転する割プーリ（図示しない）に巻回し、該割プーリの間隔をワイヤーを介して運転席に配置するレバーによって操作する。その結果、レバー操作により割プーリの径を変化させて変速制御することができる。同様のベルト変速機構は第２唐箕３２に設けることもできる。
【００２９】また、シャッターを設けて唐箕からの風量を調節制御することもできる。本構成は、第１唐箕３１の前部３１ａに設ける吸引口に開閉可能なシャッターを配設し、第１唐箕３１への流入する風量を変化させるものである。シャッターは前部３１ａを被覆する曲面体であって、第１唐箕３１の周囲を回動することで開閉する。同様に、第２唐箕３２にシャッターを設けることもできる。
【００３０】このように、本発明による制御方法によれば、揺動選別体２５上のチャフ流量及び穀粒流量に対し、適切な唐箕風量及びチャフシーブ開度となるため、全作業速度において揺動選別部７の選別性能が良好な水準を満足し、穀粒と藁屑との選別能力を向上させることができるとともに穀粒損失を少なくすることができる。
【００３１】なお、上記制御方法において、第１ロータ２１及び第２ロータ２２の所要動力、この所要動力に対する第１ロータ２１部及び第２ロータ２２部の各搬送処理流量、この各搬送処理流量に対する揺動選別体２５上のチャフ流量及び穀粒流量の関係は、圃場試験、室内試験結果を基にモデル化することができるため、これを有効活用することで、迅速、且つ精度よく最適なチャフシーブ開度及び唐箕風量に制御することができる。
【００３２】また、ロータの所要動力は、第１ロータ２１と第２ロータ２２の少なくとも何れかの所要動力、又は第１ロータ２１の所要動力と第２ロータ２２の所要動力の平均所要動力を用いてもよい。さらに、揺動選別体２５上のチャフ流量及び穀粒流量の推定には、従来の揺動選別体上の流量センサも用いてハイブリッド制御としてもよい。
【００３３】図７には、上記実施の形態において、唐箕風量の可変制御に対する第１の変形例を示す。上述したように、唐箕風量を可変するときは唐箕の回転数を可変する。本変形例は、この唐箕の回転数制御機構を、レバー操作による機械的な制御機構に代えて、リニアアクチュエータ３８によりテンションプーリ３９を電気的に位置変更させてベルト４０のテンションを変える電気的制御機構とし、運転席９から容易に制御操作を行えるようにしたものである。電気的制御機構とすることで、無段変速が可能となり、よりきめ細かい回転数設定ができ、よりきめ細かく唐箕風量を可変することができる。
【００３４】図８には、上記実施の形態において、唐箕風量の可変制御に対する第２の変形例を示す。本変形例は、第１唐箕３１及び第２唐箕３２の駆動部にギヤ変速装置４１を設けている。ギヤ変速装置４１を追加することで、唐箕回転数の変速域を、±１０％に限定されていたものから±２０％程度へと拡大することができる。この結果、作物への適応性を高めることができる。
【００３５】図９には、上記実施の形態において、ロータ（第１ロータ２１又は第２ロータ２２）に対する、その変速ケース配置構成の変形例を示す。本変形例は、変速ケース４２をロータ２１（２２）の端部から、その内側にラップさせている。この配置構成によりロータ２１（２２）内部空間の有効利用を図ることができるとともに、機枠側面からの駆動ベルトを寄せることができ、強度面で有利となる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１、２記載の発明によれば、揺動選別体上の穀粒流量及びチャフ流量に対し、適切な唐箕風量及びチャフシーブ開度が得られるので、全作業速度において揺動選別部の選別性能が良好な水準を満足し、穀粒と藁屑との選別能力を向上させることができるとともに穀粒損失を少なくすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６８５１
【氏名又は名称】ヤンマー農機株式会社
【住所又は居所】大阪府大阪市北区茶屋町１番３２号
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| 【出願日】 |
平成１４年４月１５日（２００２．４．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０８９３
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 敏
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３０４７３０（Ｐ２００３−３０４７３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月２８日（２００３．１０．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１１１８１０（Ｐ２００２−１１１８１０） |
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