JPH0824480B2 - コンバインにおける選別制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンバインにおける脱穀装置の穀粒選別制
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インにより漏下
する途次、その前方下部に配置された唐箕フアンによる
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。

この場合、脱穀装置における脱穀量は、コンバインの
前進速度に略比例し、一方、脱穀装置における穀粒の選
別量は、扱胴の回転数の大小、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イン角度の大小
やその揺動振幅量の大小に応じて変動する。

このような、選別の制御を行うにあたって、本出願人
は先に実開昭60−168349号公報において、選別処理量を
検出してこの検出結果にもとづき設定された選別処理量
となるようにチャフシーブのフイン角度を自動制御する
手段と、コンバインの機体の走行速度の検出結果に対応
させて、前記自動制御手段におけるフイン角度を変更さ
せて設定選別処理量になるようにする手段とを備えた構
成を提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記先行技術では、処理物が稲、麦の種別
により選別処理量の最大値と最小値とで限定される制御
範囲を設定し、この制御範囲を、走行速度の高速、中
速、低速の種別により適宜増減するように変更設定す
る。他方、チャフシーブのフインの傾斜角度も、稲，麦
の種別に応じて最大値、最小値を予め設定すると共に走
行速度の高速、中速、低速の種別による設定値（自動調
節開始時に設定されるフインの傾斜角度）予めセット
し、車速度の変更後は該フインの傾斜角度を、直ちに前
記設定値の傾斜角度に来るようにし、その後、その車速
度が持続している間は、選別処理量の適正範囲にあるよ
うに前記フインの傾斜角度が制御されるのである。

しかしながら、車速度が変更された直後は、刈取前処
理部から脱穀装置まで前の車速度により刈取られた穀稈
の影響が残っているので、フインの傾斜角度を、変速し
た状態における制御範囲へ直ちに変更すると、却って選
別不良が生じるし、また、変速後に変更するフインの傾
斜角度の前記設定値は、通常の最適位置として設定され
るフインの傾斜角度であって、処理量が定常化して一定
の状態のもを想定しており、速度変更に伴って選別処理
量が増減するという不安定な状態のものを想定していな
いから、変速後の最適選別状態となるように素早く追従
できないと云う問題もあった。

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、本発明のコンバインにおける選別制御装置
では、脱穀装置を搭載したコンバインの車速度を検出す
る手段と、前記脱穀装置における穀粒選別処理量を検出
する手段と、この処理量検出結果に基づき設定された穀
粒選別処理量となるように揺動選別機構におけるチャフ
シーブのフインの傾斜角度を自動制御する手段とから成
り、該傾斜角度制御手段は、前記車速度を増速又は減速
すると、一定時間経過後、前記フインの傾斜角度を、当
該変速後における前記フインの傾斜角度制御範囲内であ
って、その車速変更に伴う穀粒選別処理量の増減分に対
応するフイン傾斜角度のほぼ変更量だけ予め強制的に変
更させ、その後に選別処理量の検出結果からフイン傾斜
角度を自動制御するように構成としたことを特徴とする
ものである。

この場合、前記傾斜角度制御手段は、前記車速度を増
速又は減速すると、一定時間経過後、前記フインの傾斜
角度を、当該変速後における前記フインの傾斜角度制御
範囲の中央値と速度変更前のフインの傾斜角度制御範囲
の中央値とのほぼ偏差分だけ、増加方向または減少方向
に予め強制的に変更させ、その後に選別処理量の検出結
果からフイン傾斜角度を自動制御するような構成として
も良いのである。

〔発明の作用及び効果〕

このように、本発明では、穀粒の選別処理の制御を、
脱穀装置の穀粒選別処理量の検出結果から当該穀粒選別
処理量が最適値になるように揺動選別機構のチャフシー
ブにおけるフインの傾斜角度を制御するにおいて、車速
度が変更されると、直ちに前記フインの傾斜角度を変更
するのではなく、一定時間だけは、変更前の車速度に対
応し且つ実際の穀粒の選別処理量の検出結果に応じて選
別制御できることになり、車速度の変更直後における選
別処理量のの増減に伴う選別不良が生じない。

しかも、前記一定時間だけ経過して後、変速後の車速
度に応じたフインの傾斜角度の制御範囲内であって、そ
の車速変更に伴う穀粒選別処理量の増減分に対応するフ
イン傾斜角度の変更量だけ予め強制的に変更させるので
あるから、車速度変化による穀粒選別処理量の変動を予
め予測してフインの傾斜角度を変えたと同じ結果とな
り、選別制御の追従性が良くなる。

この場合、前記強制変更する傾斜角度を、その制御範
囲内のうち最大値や最小値に近い角度に変更するのでな
く、最大値と最小値との中間値であって、変速後におけ
る前記フインの傾斜角度制御範囲の中央値と速度変更前
のフインの傾斜角度制御範囲の中央値との偏差分だけ、
増加方向または減少方向に予め強制的に変更させると、
その後の選別処理量の検出結果からフイン傾斜角度を自
動制御する場合に、たとえ最大値側へ変動する場合や反
対に最小値側へ変動する場合であっても、フイン傾斜角
度の移動量が少なくて済み、素早い制御応答を実現で
き、選別制御の追従性が良くなると云う効果を奏するの
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、走行クローラ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
により刈取られた穀稈は穀稈搬送装置を介して機体３に
搭載した脱穀装置５のフィードチェン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、機体の車速度を変
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の前方には刈取り穀稈が搬送されるのを検出する
穀稈センサーS2が配置されている。

主変速レバー９は主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ッションを介して車速度を
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を設けてある。

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
部間に設けたフイードパン17、後部間に設けた篩線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は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におけるフイン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
設した各フイン20の左右両側端の下部を連杆21に回動自
在に連結し、上部を図示しない機枠に枢着し、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、フイン角度変更機構24に連動させる。

該フイン角度変更機構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、前記フイン20の傾斜角度を調節自在に構成
している。さらに、フイン角度変更機構24には、フイン
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アン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、先端が排塵フアン28
の方向に延びる篩線18を備える。

前記唐箕フアン27の後方には一番スクリューコンベア
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、前記一番受樋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還
元スロワーを設けると共に、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、被処理物の流量が多くなる
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
ターフエース34,出力インターフエース35,RAM36,ROM37,
中央制御部38より構成されている。

そして、入力インターフエース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,フイン角度等の穀
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O
Nとなる脱穀スイッチ42,刈取前処理部４における刈取ク
ラッチ11が係合状態のときONと成る刈取スイッチ43,穀
稈が脱穀装置５に向かって搬送されると穀稈センサー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ON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
磁ピッ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ッ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，フイン角度変更機
構24における操作レバー25の回動や駆動モータM1の回動
によるフイン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、出力インターフエース35には、前記フイン角度
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RAM36,ROM37の作動
をチェックして正常であれば点灯するマイコンチェック
LED54,車速度ニュートラルでないとき点灯する車速チェ
ックLED55,前記二番還元量の検出値がないとき点灯する
選別チェック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
57,選別スイッチ40と脱穀スイッチ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,扱胴13の回転数が過多のとき点灯
する扱胴増速ランプ61,同じ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、適宜速度で
前進することにより、刈取られた穀稈はフイードチェン
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から漏下し、揺動選別機構16に
おけるチャフシーブ19に載り、揺動選別される一方、唐
箕フアン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篩線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アン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
元スロワーに送られ、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、脱穀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、扱胴の回転数の大小を扱胴回
転センサーS3にて検出して車速度を増減することにより
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におけるフイン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、車速度
の決定は手動にて行い、揺動選別機構16におけるフイン
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車速度の自動制御も同
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Ｌで示し、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42,選別スイッチ40となれば、フイン変
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L1とする。

ただし、脱穀スイッチ42のON後に選別スイッチ40がON
となった時には刈取りスイッチ43及び穀稈センサーS2の
ON且つ該穀稈センサー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L2に来る。

選別スイッチ40と脱穀スイッチ42と刈取りスイッチ43
と穀稈センサーS2とが総てONの状態になってから（T1）
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は後述のフイン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、その差が適宜定められた電位差以上になった
とき、その一定時間（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M1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25
の位置を戻すように、駆動モータM1を連続駆動する。

車速度制御状態： 脱穀スイッチ42と、刈取りスイッチ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、前記車速度は扱胴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の所定値より上であると、扱胴
の負荷が軽いので車速度を増速し、回転数が所定値より
下であると、車速度を減速し、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のシフトから一定時間（T38）
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M2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、この場合手動によて主変速レバー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の減速支持が出る。

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3
1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。

車速度の変更とフイン角度変更機構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（穀稈が刈取られたと
きから、その穀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。

この制御の一実施例をフイン20の傾斜角度（ｉ）で示
すと、第５図、第６図及び第７図のようになる。

第５図のフローチャトでは、まず車速度が増速された
か減速されたかを判断し、増減速いずれのときでも一定
時間Ｔα秒経過の有無を判断したのち、増速時では傾斜
角度（ｉ）を（ｉ＋α１）に置き換え、減速時では傾斜
角度（ｉ）を（ｉ−α２）に置き換えて、その後に前記
通常の選別制御状態に入るようにするものである。

このとき、第６図に示す低速状態から第７図に示す高
速状態に減速するときの、フイン20の傾斜角度（ｉ）の
変動量は次のようなものである。

即ち、車速度が低速状態では、フイン20の傾斜角度に
よる選別制御の範囲は、水平に対する最大値（θ１）と
最小値（θ２）の間であり、その制御の中央値（θ０）
は（θ１＋θ２）/2である。また、車速度が高速状態で
は、フイン20の傾斜角度による選別制御の範囲は、最大
値（θ３）と最小値（θ４）の間であり、その制御の中
央値（θ０′）は（θ３＋θ４）/2である。ここでθ３
＞θ１、θ４＞θ２とする。

そして、低速から高速に増速すると、前記速度の変更
による中央値の変化の差である（θ０′−θ０）＝α１
だけフイン20の傾斜角度を強制的に変更させて、設定値
傾斜角度（ｉ）を（ｉ＋α１）に置き換えるのである。

このように、フイン20の傾斜角度等の選別制御を、車
速度変更後の二番還元量等の選別量の大小に応じた制御
範囲内に変更するに際して、即ち車速度変更直後からの
一定時間経過後には、前記フインの傾斜角度を、当該変
速後における前記フインの傾斜角度制御範囲内であっ
て、その車速変更に伴う穀粒選別処理量の増減分に対応
するフイン傾斜角度の変更量だけ予め強制的に変更させ
るので、前もって二番還元量等の選別量の変化を予想し
て追従したことになり、選別制御性能における追従性が
向上できるのである。

また、フイン20の傾斜角度（ｉ）を強制変更すると、
速度変更後の斜角度（ｉ）もその選別制御範囲の増大値
（θ３）と最小値（θ４）の間に入ることが確実とな
り、その後の選別制御も容易となる。特に、前記強制変
更する傾斜角度を、その制御範囲内のうち最大値や最小
値に近い角度に変更するのでなく、最大値と最小値との
中間値であって、変速後における前記フインの傾斜角度
制御範囲の中央値と速度変更前のフインの傾斜角度制御
範囲の中央値との偏差分だけ、増加方向または減少方向
に予め強制的に変更させると、その後の選別処理量の検
出結果からフイン傾斜角度を自動制御する場合に、たと
え最大値側へ変動する場合や反対に最小値側へ変動する
場合であっても、フイン傾斜角度の移動量が少なくて済
み、素早い制御応答を実現でき、選別制御の追従性が良
くなると云う効果を奏するのである。

【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図はフイン角度
変更機構の要部図、第４図は制御装置の回路図、第５図
は選別制御のフローチャート図、第６図は低速時のフイ
ンの傾斜角度の図、第７図は高速時のフインの傾斜角度
の図である。 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……フイン、24……フイン角度変更機構、25
……操作レバー、26……ポテンショメータ、29……一番
受樋、30……二番受樋、M1,M2……駆動モータ、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……連速スイ
ッチ、40……選別スイッチ、43……刈取スイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脱穀装置を搭載したコンバインの車速度を
   検出する手段と、前記脱穀装置における穀粒選別処理量
   を検出する手段と、この処理量検出結果に基づき設定さ
   れた穀粒選別処理量となるように揺動選別機構における
   チャフシーブのフインの傾斜角度を自動制御する傾斜角
   度制御手段とから成り、該傾斜角度制御手段は、前記車
   速度を増速又は減速すると、一定時間経過後、前記フイ
   ンの傾斜角度を、当該変速後における前記フインの傾斜
   角度制御範囲内であって、その車速変更に伴う穀粒選別
   処理量の増減分に対応するフイン傾斜角度のほぼ変更量
   だけ予め強制的に変更させ、その後に選別処理量の検出
   結果からフイン傾斜角度を自動制御するように構成とし
   たことを特徴とするコンバインにおける選別制御装置。
2. 【請求項２】前記傾斜角度制御手段は、前記車速度を増
   速又は減速すると、一定時間経過後、前記フインの傾斜
   角度を、当該変速後における前記フインの傾斜角度制御
   範囲の中央値と速度変更前のフインの傾斜角度制御範囲
   の中央値とのほぼ偏差分だけ、増加方向または減少方向
   に予め強制的に変更させ、その後に選別処理量の検出結
   果からフイン傾斜角度を自動制御するように構成とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲１に記載のコンバイン
   における選別制御装置。