JPH09257536A - 脱穀装置における穀粒流量測定装置の誤検出防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱穀装置３における処理すべき穀粒流量計測
装置が誤検出するのを防止する。 【解決手段】 揺動選別機構５のチャフシーブ１８及び
／またはグレンパン２１の穀粒通過箇所に流量測定用の
静電容量形センサ４５（４６）を配置する一方、それよ
り下方に配置した一番受け樋２３の流穀板の表面に、水
分補正用の静電容量形センサ５０を立設する。また、扱
室１０の入口側等の穀稈搬送経路中に穀稈通過検出セン
サ７１を設け、該穀稈通過検出センサ７１にて穀稈通過
無しの検出があった後、所定時間経過後であっても、静
電容量形センサ４５（４６）の検出値が穀稈有りの信号
を出力しているとコントローラユニットが判断すると、
その静電容量形センサが故障しているか、もしくは、静
電容量形センサの表面に多量の水滴が付着していると判
断できるので、オペレータに静電容量形センサに不具合
が生じていることを報知すべく警報器を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自走自脱式コンバ
イン及び据え置き式の脱穀装置における脱穀穀粒等の粒
状被処理物の単位時間あたりの流量を測定するための装
置の誤検出防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、コンバイン等の脱穀装置におけ
る扱室にて脱穀された籾や穀粒等の粒状被処理物は、扱
室の下方に備えられた揺動選別機構と、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。

【０００３】この場合、単位時間あたりの脱穀量が多過
ぎるとこれにつれて二番還元物の量が多くなり、扱室内
での処理量が多過ぎて過負荷の状態が生じる。この状態
を感知して扱室への穀稈の供給量を減少させたり、揺動
選別機構におけるチャフシーブの水平に対する傾斜角度
を変更したり、コンバインの前進速度を減速させて脱穀
量を減少させたりするため、実開昭６０−１２１７４１
号公報では、二番還元筒に超音波センサを設けて、当該
二番還元筒内の単位時間当たりの穀粒の流量を測定する
ことが開示されている。

【０００４】他方、特開平３−８４８０号公報では、揺
動選別機における穀粒選別用の傾斜板に静電容量形セン
サを配置して、流落ちる穀粒の有無を判断することを提
案しているが、穀粒の流下量を計測するまでには至って
いないのであった。そこで本出願人は、先に、特願平７
−３１０１９８号等において、静電容量形センサでは、
自由電荷を持たない非導電性物（誘電体）であっても、
これを電極に接近させると誘電体（絶縁物）の分子レベ
ルで電荷が移動するという分極が発生して、結果的に
は、誘電体（絶縁物）の量に応じて電極の静電容量が増
減するという現象を利用して、電気的に絶縁物である籾
などの穀粒の流量を測定することを提案した。即ち、脱
穀装置における揺動選別機構やその下方の受け樋等の流
穀板上に静電容量形センサを配置して、当該流穀板上を
流れ落ちる穀粒の層厚さを検出することにより、単位時
間当たりの穀粒流量を正確に測定して、脱穀処理の選別
制御に反映させることを提案した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、脱穀装
置では、脱穀すべき穀稈が朝露や雨で濡れていると、脱
穀処理する時、穀粒流量が同一でも被検出物である穀粒
等の水分保有量により、静電容量形センサにて検出され
る静電容量が異常に高くなる等の誤検出の原因となり、
揺動選別及び風選別の制御が正しく実行できないという
問題があった。

【０００６】本発明は、この問題を解決すべくなされた
ものであり、静電容量形センサによる誤検出を確実に防
止できる防止装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明の脱穀装置における穀粒流量測定装置の防止装
置は、扱室の下方に、揺動選別機構とその下方位置の一
番穀粒受け樋とを備えてなるコンバイン等の脱穀装置に
おいて、前記揺動選別機構の個所には、そこを通過する
穀粒等の粒状被処理物の通過量によって変化する静電容
量を計測するように構成した静電容量形センサを配置す
る一方、前記扱室への穀稈搬送経路中に、穀稈通過検出
センサを配置し、該穀稈通過検出センサにより穀稈無し
を検知したとき、それより一定時間後に静電容量形セン
サの検出値が穀粒流量値を示すと、誤検出であると判断
して警報を発する制御手段を設けたものである。

【０００８】

【発明の効果】即ち、本発明では、脱穀装置の扱室へ穀
稈を供給する部分等、穀稈搬送経路中に設けた穀稈通過
検出センサの検出結果がＯＮ出力信号（穀稈有りの信
号）では、脱穀装置に処理すべき穀稈が導入されるか
ら、所定時間後に、脱穀装置における揺動選別機構の穀
粒通過箇所に配置された静電容量形センサにて、通過す
る穀粒の流量を検出することができる。

【０００９】他方、穀稈通過検出センサの検出結果がＯ
ＦＦ出力信号（穀稈無しの信号）であれば、所定時間経
過すれば、脱穀装置で穀稈が処理されて、前記静電容量
形センサの箇所を通過するべき穀粒が無くなるはずであ
る。然るに、その所定時間経過後であっても、前記静電
容量形センサの検出値が穀稈有りの信号を出力している
と判別されるときには、その静電容量形センサが故障し
ているか、もしくは、静電容量形センサの表面に多量の
水滴が付着していると判断でき、いずれにしても、その
静電容量形センサに検出結果を利用することは不適当で
あるので、オペレータに静電容量形センサに不具合が生
じていることを報知すべく警報を発するのである。

【００１０】これにより、オペレータは、静電容量形セ
ンサの箇所を点検し、故障もしくは水滴の除去等の処置
を施すことができ、静電容量形センサの不正確な検出結
果による脱穀作業の続行による脱穀選別不良の発生を未
然に防止することができるのである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明をコンバインに適用し
た実施例について説明すると、図１は左右一対の走行ク
ローラ２を有するコンバインの走行機体１の側面図であ
り、図２は走行機体１の平面図、図３は走行機体１上の
脱穀装置３の側断面図、図４は図３のIV−IV線矢視断面
図である。

【００１２】走行機体１の進行方向に向かって左側には
脱穀装置３を搭載し、走行機体１の前部には図示しない
油圧シリンダにより昇降動可能な刈取前処理装置４を配
置する。刈取前処理装置４の下部フレームの下部側には
バリカン式の刈取装置５を、前方には６条分の穀稈引起
装置６が配置され、穀稈引起装置６と脱穀装置３におけ
るフイードチェン７前端との間には穀稈搬送装置が配置
され、穀稈引起装置６の下部前方には分草体９が突出し
ている。

【００１３】脱穀装置３における扱室１０内の扱胴１１
の回転軸線が走行機体１の進行方向に沿うように配置
し、扱室１０の左端に配置されたフイードチェン７にて
根元部を挟持されて搬送される穀稈の穂先部が扱胴１１
の下面側で脱穀される。扱室１０の下部の処理室１２に
は、排塵口１３を除いてクリンプ網１４が張設され、こ
のクリンプ網１４を漏下した被処理物は、その下方で走
行機体１の進行方向に沿って前後揺動する揺動選別機構
１５における前後対のフイードパン１６，１７に受けら
れ、チャフシーブ１８にて揺動選別を受ける。そのと
き、その下方の唐箕フアン１９及び前記前後対のフイー
ドパン１６，１７に送風する送塵フアン２０にて被処理
物は風選別を受けつつグレンパン２１及び選別網２２か
ら一番受け樋２３方向に落下する。なお、扱室１０の側
方には処理胴２９が配置され、扱胴１１後部側方にて被
処理物の一部が処理胴２９方向に送られてさらに脱穀処
理される。

【００１４】揺動選別機構１５の後部チャフシーブから
落下した二番処理物は、二番受け樋２４にて受けられ、
そのスクリューコンベヤ２４ａ及び二番還元コンベヤ２
５を介して篩線２６上に放出されて、再度の選別を受け
る。前記揺動選別及び風選別を受けて清粒となった穀粒
は一番受け樋２３のスクリューコンベヤ２３ａを介して
穀粒タンク２７に集められ、排出オーガ２８を介して機
外に搬出される。処理室１２内の塵は吸引フアン３０に
て機外に排出され、フイードチェン７の後端で受け継が
れた排藁は、排藁チェン３１を介して長い状態で走行機
体１の後方に排出されるか、または排藁カッタ３３にて
適宜短く切断した後排出される。なお、符号３２は、走
行機体１の前部右側に配置した運転室である。

【００１５】前記処理室１２内にてリンクに支持され、
図示しない揺動用のアクチュエータにて前後揺動する揺
動選別機構１５におけるチャフシーブ１８は、処理室１
２の一側板１２ａと他側板１２ｂに沿って配設する左右
両側板３５，３５間に前記揺動方向と略直角方向に長手
の細幅板製のフイン３６を適宜間隔にて多数枚並設配置
し、各フイン３６の左右両側上端の枢支ピンを各側板３
５に回動可能に枢支する一方、各フイン３６の左右両側
下端の枢支ピンをチャフ連結バー３７に回動可能に連結
し、このチャフ連結バー３７に連結した回動レバー機構
３８をワイヤ３９を介して開き度制御手段における扇型
ギヤ４０に連結し、この扇型ギヤ４０に開き度制御モー
タ４１のピニオンギヤ４２を噛み合わせる。そして、開
き度制御モータ４１を正回転方向に回動すると、フイン
３６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３７を後移動させ、唐箕フアン１５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り、開
き度制御モータ４１を逆回転方向に回動すると、フイン
３６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３７を前移動させ、唐箕フアン１９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
うに制御するのである（図５参照）。

【００１６】そして、前記揺動選別機構１５におけるチ
ャフシーブ１８の中途部上方及び／またはその下方の傾
斜状のグレンパン２１の上面側に、それらの箇所を通過
する穀粒の流量を検出するための静電容量形センサ４
５，４６を配置する。他方、一番受け樋２４における流
穀板上面側には、前記脱穀した穀粒の水分による静電容
量の変位を補正するための静電容量形センサ５０を配置
する（図３及び図６参照）。この場合、各静電容量形セ
ンサ４５，４６，５０は、図７〜図９に示すように、セ
ラミックス製等の電気絶縁材料からなる基板５１の表面
に、一方の電極部５２ａと他方の電極部５２ｂとを、平
面視で相互に櫛歯状に並ぶように平板状に配置するもの
である。この場合、両電極部５２ａ，５２ｂの各櫛歯部
同士が互いに相手の櫛歯部の隙間に位置するよう噛み合
わせ状に配置し、且つ隣接する電極部５２ａ，５２ｂの
各櫛歯部同士の間に適宜寸法の隙間があるように配置す
る。換言すると、気絶縁性の基板５１の広幅面に沿って
形成した一対の櫛歯状の電極部５２ａ，５２ｂを、その
各櫛歯部の先端が相互に相手側の櫛歯部の根元側に挿し
込むように構成したものである。そして、粒状被処理物
の流れ方向（図７の矢印Ｅ）が、両電極部５２ａ，５２
ｂの各櫛歯部の長手方向にほぼ沿うようにしても良い
し、図８に示すように、櫛歯部の長手方向と直交する等
交叉するように、各静電容量形センサを配置しても良
い。なお、各静電容量形センサの各電極部の表面を、合
成樹脂製のフイルム、例えば、ポリプロピレンやポリイ
ミド樹脂などの膜体５３で覆って（図９参照）、湿度等
による電極の劣化を防止することが好ましい。

【００１７】これらの静電容量形センサ４５，４６，５
０は、流穀板（グレンパン２１や受け樋板）の表面に前
記基板５１または該基板５１を表面に張りつけた支持板
５４をその広幅面が穀粒の流れ方向に沿うように立設す
ることにより、流下する層厚さＨ１の穀粒の層５５が一
方の電極部５２ａと他方の電極部５２ｂとに跨がってい
る部分の静電容量の増大変化を計測することで、前記と
同様に単位時間当たりの穀粒流量を計測できるのであ
る。なお、チャフシーブ１８の中途部上方に静電容量形
センサ４５を配置する場合、揺動選別機構１５の側板３
５から突出するブラケット（図示せず）に静電容量形セ
ンサ４５を取付けする。

【００１８】また、前記傾斜状の一番受け樋２３の表面
には、水分補正用の静電容量形センサ５０に向かって穀
粒等の粒状被処理物を集めて通過させるように穀粒を誘
導するための誘導手段としての、左右一対のガイド板５
６ａ，５６ｂを平面視略逆「ハ」字状等に配置し、左右
一対のガイド板５６ａ，５６ｂの配置間隔の短い下流側
に、水分補正用の静電容量形センサ５０を立設するので
ある（図６及び図１０参照）。このように誘導手段とし
ての左右一対のガイド板５６ａ，５６ｂの下流側等に水
分補正用の静電容量形センサ５０を立設すれば、図１１
に示すごとく、流下する穀粒等の粒状被処理物を一箇所
に集めて、その層５４の厚さＨ２を、水分補正用の静電
容量形センサ５０の高さより大きくなるようにすること
ができるから、立設した水分補正用の静電容量形センサ
５０の広幅面を完全に埋めた状態になる一定流量で流下
する穀粒等の粒状被処理物の静電容量値を迅速且つ確実
に検出することができるのである。

【００１９】図１２は、一つの静電容量形センサ４６を
代表してその測定回路図（ブロック図）の第１実施例を
示すものであり、粒状被処理物の流量を測定すべき静電
容量形センサ４６の一方の電極５２ａ側と、比較用（基
準用）のコンデンサセンサ５７の一方の電極とに発振回
路６０に接続して、交流電界を加える。この場合、比較
用のコンデンサ５７は、その静電容量が温度、湿度等の
使用環境によって変化しないものであり、粒状被処理物
を通過させないことは勿論であって、いわゆる基準の静
電容量を知るためのセンサとなるものであって、通常、
所定の静電容量値のコンデンサを使用する。

【００２０】そして、静電容量形センサ４６の他方の電
極５２ｂからの検出信号を電気容量／電圧変換回路（Ｃ
／Ｖ変換）６１ａを介して、前記検出した静電容量を電
圧に変換した後、電圧比較回路６２に入力する。同様
に、比較用（基準用）のコンデンサ５７の他方の電極か
らの検出信号を電気容量／電圧変換回路（Ｃ／Ｖ変換）
６１ｂを介して、前記検出した静電容量を電圧に変換し
た後、電圧比較回路６２に入力し、前記基準コンデンサ
５７の静電容量に対する測定用の静電容量形センサ４６
の電圧値の差の出力値を求めるべく差動増幅回路６３に
入力する。

【００２１】同様に、水分補正用の静電容量形センサ５
０の一方の電極５２ａ側と、比較用（基準用）のコンデ
ンサセンサ５８の一方の電極とに発振回路６０に接続し
て、交流電界を加える。この場合のコンデンサセンサ５
８もその静電容量が温度、湿度等の使用環境によって変
化しないものである。そして、水分補正用の静電容量形
センサ５０の他方の電極５２ｂからの検出信号を電気容
量／電圧変換回路（Ｃ／Ｖ変換）６４ａを介して、前記
検出した静電容量を電圧に変換した後、電圧比較回路６
５に入力する。同様に、比較用（基準用）のコンデンサ
５８の他方の電極からの検出信号を電気容量／電圧変換
回路（Ｃ／Ｖ変換）６４ｂを介して、前記検出した静電
容量を電圧に変換した後、電圧比較回路６５に入力し、
前記基準コンデンサ５８の静電容量に対する水分補正用
の静電容量形センサ５０の電圧値の差の出力値を求める
べく差動増幅回路６６に入力する。

【００２２】そして、両差動増幅回路６３，６６の出力
信号をマイクロコンピュータ式のコントローラユニット
６７に入力して、流下する穀粒の水分保有量と、その流
量とを演算により算出するのである。即ち、差動増幅回
路６６では、流量が一定量、例えば、流量１００におけ
る穀粒の水分保有量による静電容量の変化値が求められ
るから、差動増幅回路６６の出力自体で穀粒の水分保有
量の大小関係が数値的に演算できる。そして、他方の差
動増幅回路６３にて得られた検出値（水分保有量は同じ
であるが流量が未知数のものに対する検出値）と、前記
差動増幅回路６６の検出値との比較により、グレンパン
２１の箇所を通過する穀粒の単位時間当たりの流量が測
定できるのである。

【００２３】そして、コントローラユニット６７は、水
分保有量が大きいと判別したときには、湿材が刈取られ
たものと判断して、通常より大きい風量を送るべく送塵
フアン２０及び／又は唐箕１９の空気吸引口の開口面積
を比例的に大きくするように図示しないアクチュエータ
を作動させるのである。また、コントローラユニット６
７にて前記穀粒流量が大きいと判断し、または、電圧値
が低いと穀粒流量が小さいと判断して、所定の駆動回路
６８を作動させてアクチュエータ６９を駆動するのであ
る。例えば、一番受け樋２３への穀粒流量が大き過ぎる
ときには、揺動選別機構５におけるフイン３６の傾斜角
度を小さくして穀粒の漏下量を少なくし、反対に流量が
少な過ぎるときにはフイン３６の傾斜角度を大きくなる
ようにして漏下量を増大させるというように前記フイン
３６の角度を増減させる開き度制御モータ４１を駆動す
る一方、表示メータ７０にてその状態の表示をするので
ある。

【００２４】その他、例えば、二番還元コンベヤ２５内
の被処理物の流量が大きくなれば、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たり、揺動選別
機構１５におけるフイン３６を立てて一番受樋側への穀
粒落下量を増大させたりし、反対に被処理物の流量が少
ない時には、刈取り脱穀量を増大するためコンバインの
走行速度を早めたり、さらには、揺動選別機構１５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
たり、唐箕フアン１９の回転速度を上げるなどにより単
位時間当たりの穀粒選別能力を増大させる等の制御を実
行しても良い。

【００２５】他方、扱室１０の入口側、もしくは刈取前
処理装置４における穀稈搬送装置８等の穀稈搬送経路中
に、穀稈通過検出センサ７１を配置し、この検出出力信
号をコントローラユニット６７に入力する。また、コン
トローラユニット６７８の出力端子にはブザー等の警報
器７２を接続する。そして、穀稈通過検出センサ７１に
より穀稈無しを検知したとき、それより一定時間経過し
たことを、コントローラユニット６７に内蔵したタイマ
ーまたは外付けのタイマーにて計時し、その一定時間経
過であっても、前記静電容量形センサ４５（４６）の検
出値が穀粒流量値を示すと、コントローラユニット６７
は誤検出であると判断して警報器を作動させてオペレー
タに報知するのである。

【００２６】このようにすれば、脱穀装置の扱室へ穀稈
を供給する部分等、穀稈搬送経路中に設けた穀稈通過検
出センサ７１の検出結果がＯＮ出力信号（穀稈有りの信
号）では、脱穀装置に処理すべき穀稈が導入されるか
ら、それより一定時間経過後に、脱穀装置における揺動
選別機構の穀粒通過箇所に配置された静電容量形センサ
にて、通過する穀粒の流量を検出することができる一
方、所定（一定）時間経過すれば、脱穀装置で穀稈が処
理されて、前記静電容量形センサの箇所を通過するべき
穀粒が無くなるはずである。

【００２７】然るに、その所定時間経過後であっても、
前記静電容量形センサ４５（４６）の検出値が穀稈有り
の信号を出力していると判別されるときには、その静電
容量形センサが故障しているか、もしくは、静電容量形
センサの表面に多量の水滴が付着していると判断でき、
いずれにしても、その静電容量形センサに検出結果を利
用することは不適当であるので、オペレータに静電容量
形センサに不具合が生じていることを報知すべく警報を
発するのである。

【００２８】これにより、オペレータは、静電容量形セ
ンサの箇所を点検し、故障もしくは水滴の除去等の処置
を施すことができ、静電容量形センサの不正確な検出結
果による脱穀作業の続行による脱穀選別不良の発生を未
然に防止することができるのである。図１３に示す測定
回路の第２実施例では、粒状被処理物の流量を測定すべ
き静電容量形センサ４６の一方の電極５２ａ側と、水分
補正用の静電容量形センサ５０の一方の電極部５２ａと
に発振回路６０に接続して、交流電界を加え、静電容量
形センサ４６の他方の電極部５２ｂからの検出信号を電
気容量／電圧変換回路（Ｃ／Ｖ変換）６１ａを介して、
前記検出した静電容量を電圧に変換した後、電圧比較回
路６２に入力する。同様に、水分補正用の静電容量形セ
ンサ５０の他方の電極部５２ｂからの検出信号を電気容
量／電圧変換回路（Ｃ／Ｖ変換）６１ｂを介して、前記
検出した静電容量を電圧に変換した後、電圧比較回路６
２に入力し、一定流量での水分補正用の静電容量形セン
サ５０の静電容量に対する測定用の静電容量形センサ４
６の電圧値の差の出力値を求めるべく差動増幅回路６３
に入力する。この場合、水分補正用の静電容量形センサ
５０であっても、直接的には水分の保有量は測定するこ
とができないが、同じ水分保有量の穀粒の流量の変動に
より、静電容量形センサ４６の静電容量が変動すること
を利用して両静電容量形センサ４６，５０の検出値の差
分を以て、差動増幅回路６３では、通過する箇所の穀粒
の単位時間当たりの流量を測定することができるのであ
る。なお、測定回路のその他の構成は前記第１実施例と
同じであるので、同じ符号を付して説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの側断面図である。

【図２】コンバインの平面図である。

【図３】脱穀装置の側断面図である。

【図４】図３のIV−IV線矢視断面図である。

【図５】チャフシーブの開き度制御手段の概略側面図で
ある。

【図６】グレンパン及び一番受け樋部分の要部斜視図で
ある。

【図７】静電容量形センサの第１実施例の正面図であ
る。

【図８】静電容量形センサの第２実施例の正面図であ
る。

【図９】図８及び図９のIX−IX線断面図である。

【図１０】一番受け樋部分における水分補正用静電容量
形センサの配置状態を示す平面図である。

【図１１】図１０のXI−XI線矢視側面図である。

【図１２】静電容量形センサによる測定回路の第１実施
例を示すブロック図である。

【図１３】静電容量形センサによる測定回路の第２実施
例を示すブロック図である。

【符号の説明】

３ 脱穀装置 １５ 揺動選別機構 １８ チャフシーブ ２１ グレンパン ２３ 一番受け樋 ４５，４６，５０ 静電容量形センサ ５１ 基板 ５２ａ，５２ｂ 電極部 ６３，６６ 差動増幅回路 ６７ コントローラユニット ７１ 穀稈通過検出センサ ７２ 警報器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扱室の下方に、揺動選別機構とその下方
   位置の一番穀粒受け樋とを備えてなるコンバイン等の脱
   穀装置において、前記揺動選別機構の個所には、そこを
   通過する穀粒等の粒状被処理物の通過量によって変化す
   る静電容量を計測するように構成した静電容量形センサ
   を配置する一方、前記扱室への穀稈搬送経路中に、穀稈
   通過検出センサを配置し、該穀稈通過検出センサにより
   穀稈無しを検知したとき、それより一定時間後に静電容
   量形センサの検出値が穀粒流量値を示すと、誤検出であ
   ると判断して警報を発する制御手段を設けたことを特徴
   とする脱穀装置における穀粒流量測定装置の誤検出防止
   装置。