JPS6320079A - 穀粒などの粒状体の感知センサ−装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、籾や穀粒等の粒状体が衝突したとき、その衝
突力を電気信号に変換して、粒状体の存在を感知したり
、その粒状体の量を検出したり、さらには、粒状体の衝
突力の大きさ、１■ｉ突の頻度を検出して外部の各種制
御に使用するための、圧電変換素子を利用した感知セン
サー装置に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

圧電変換素子は、応力を加えるとその素子自体の電気抵
抗が変化したり、応力を加えることによって発生する電
荷を利用して、衝突力や振動等の力を電気信号に変換す
る素子であり、この種の圧電変換素子を利用して、種々
の制御を行っている。

ところで、この種の圧電変換素子を、その片面に籾や玄
米等の粒状体が衝突するときの衝突力を感知する粒状体
の感知センサーとして用いることもできるが、その場合
、当該圧電変換素子を板体の片面に接当させて装着する
と、粒状体が圧電変換素子ばかりでなく、板体の片面に
も衝突するのであるから、圧電変換素子が板体に接当し
ている側からの衝撃力や振動が当該圧電変換素子に伝播
し、圧電変換素子に粒状体が衝突しないにかかわらず電
気信号を出す。

また、前記圧電変換素子を装着した板体がエンジン、モ
ータ等の回転駆動に伴う振動を拾う箇所に設置している
ときには、その振動を前記圧電変換素子にて拾うことも
ある。

このようにして、いわゆるノイズを拾うと云う現象が生
じ、正確な検出ができなくなると云う問題があった。

このうような問題は、圧電変換素子を衝突力や振動を受
ける機体箇所に装着するかぎり回避できないと考えられ
、従来は圧電変換素子に接続するその後の電気回路内の
フィルタ回路等により前記ノイズを除去しようとしてい
たが、圧電変換素子自体にて受ける力よりその周辺の箇
所にて受ける力の方が大きいなど、ノイズが圧電変換素
子の検出信号に略等しいかそれより大きいときにはノイ
ズの除去が不能となると云う重大な欠点があった。

本発明は、一対の圧電変換素子を使用することで簡単に
ノイズを除去できる粒状体の感知センサー装置を提供す
ることを目的とするものである。

〔問題を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明は、穀粒等の粒状体が
衝突する板体を挟んでその両面に、振動または衝突力を
感知する一対の圧電変換素子を背中合わせ状に設け、該
再圧電変換素子をその同じ極となる電極が互いに対面す
るように配設し、機体におけるノイズを前記一対の圧電
変換素子にて打ち消すように外部回路に接続した構成で
ある。

〔発明の作用・効果〕

このように構成すると、板体に粒状体が衝突すると、こ
の板体を挟む再圧電変換素子は一緒に衝撃力を受けるが
、この場合に、板体の一方の面に装着した圧電変換素子
と、他方の面に装着した圧電変換素子とを、その両者の
受圧の極性が板体装着面に対して同じように装着すると
、一方の圧電変換素子に負の方向の力が作用すると、も
う片方の圧電変換素子には正の方向の力が作用すると云
うように一対の圧電変換素子には互いに位相が半周期ず
れたと同様な力が作用することになる。

従って、前記板体を挟んで背中合わせにして一対の圧電
変換素子を装着する場合に、一方の圧電変換素子の受圧
の極性が負の倒となる部分を板体に対面させて装着する
ときには、他方の圧電変換素子も、その受圧の極性が負
の側となる部分が機体に対面するようにして装着する。

反対に一方の圧電変換素子の受圧の極性が正の側となる
部分を板体に対面させるときには、他方の圧電変換素子
も同様に受圧の極性が正の側となる部分を板体に対面さ
せるようにして装着する。

そして再圧電変換素子のこの同じ極性から出る電極同士
を外部の電気回路に接続すると、粒状体が板体に衝突し
たときには、表裏両面の圧電変換素子に加わる力による
信号が相殺されて、外部のべ 電気回路には、何等の出力信号も出、いのである。

前記板体に振動力が作用する場合も前記と同様に、表裏
両面の圧電変換素子は互いに反対向きの信号を拾うこと
になり、しかも両者の信号の位相が一致していることに
なるので、外部電気回路にはその振動による出力信号を
出さない。

そして、一方の圧電変換素子の表面に粒状体が衝突する
と、その衝突力による当該圧電変換素子からの出力信号
が、前記板体への衝突力や振動力による出力信号とは別
のものとして出て、外部電気回路に送ることができ、正
確な検出が可能となると云う効果を奏するのである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明すると、籾摺選
別機は、横に長い箱型の風選装置１、該風選装置１の左
上面に載置した脱秤機構２、及び前記風選機構１の右上
面に載置した回転式選別機構３によって全体が構成され
ている。

前記脱秤機構２は、籾供給ホッパー５付きケース４と、
該ケース４内に設は左右一対の脱秤ロール６．７と、該
両脱稈ロール６．７と前記籾供給ホンパー５との間に設
けた手動開閉式のシャッター８と、籾供給量調節弁９と
、リードロール１０とを備えており、前記両脱稈ロール
６．７は、モータ１１にて回転駆動され、そのうち一方
の脱程ロール６は、位置固定式であるが、他方の脱稈ロ
ール７は、アクチェータ１２にて駆動される間隔調節機
構１３によって前記一方の脱程ロール６に対して接近又
は離れ移動するように構成され、また、前記籾供給量調
節弁９もアクチェータ１４にて回動操作するように構成
されている。

前記風選装置１は、大気を吸引する圧風ファン１５と、
排塵ファン１６と、該両ファン１５，１６の間に設けた
摺落米用風選部１７及び玄米用風選部１８とから成り、
その摺落米風選部１７は、前記脱秤機構２の略直下に位
置して脱秤後の摺落米（籾と玄米の混合物）から籾殻を
風選別するもので、この風選によって籾殻を除いた摺落
米は、螺旋コンベヤ２０付き摺落米樋１９からパケット
コンベヤ２１にて前記回転式選別機構３に送られる。ま
た、前記玄米用風選部１８は、前記回転式選別機構３で
選別された玄米を更に仕上げ風選別するもので、風選後
の仕上げ玄米は、螺旋コンベヤ２３付き玄米樋２２から
パケットコンベヤ２４にて、機外に取り出される。なお
、前記両ファン１５．１６及び各螺旋コンベヤ２０．２
３並びに両パケットコンベヤ２１．２４は、モータ２５
にて駆動されている。

一方前記回転式選別機構３は、箱型ケース２６内に上下
二段に横設した回転選別胴２７を備え、該再回転選別胴
２７は、前記箱型ケース２６の内面から突出する左右一
対のローラ２８，２８にて各々回転自在に支持され、且
つ、これらローラ２８．２８を、前記風選装置１に設け
た回転速度可変式モータ２９にて、第３図に矢印Ａで示
す方向に回転駆動されている。

この再回転選別胴２７は、前記脱稈機構２より遠い一端
部を供給側２７ａに、説稈機構２に近い他端部を排出側
２７ｂに各々形成され、且つ、その各々の内面には、玄
米が嵌まる程度の大きさの凹所３０が多数個凹み形成さ
れている。

更に、前記再回転選別胴２７内には、螺旋コンベヤ３２
付き玄米受樋３１が、その両端を前記箱型ケース２６に
支持して各々設けられていると共に、該玄米受樋３１の
左側、つまり回転選別胴２７内における摺落米の掻き上
げ側の部位に螺旋コンベヤ３４付き摺落米受樋３３が各
々並設されている。なお、これら谷樋３１．３３におけ
る螺旋コンベヤ３２．３４は、前記再回転選別胴２７に
対するモータ２９によって同時に回転駆動される。

前記パケットコンベヤ２１から送られる来る摺落米は、
シュート３５を介して前記両摺落米受樋３３に略等しい
量づつ入り、該両摺落米受樋３３によって送られたのち
その終端の供給口３３ａから、再回転選別胴２７内にお
ける供給側２７ａに供給される一方、前記再回転選別胴
２７における玄米受樋３１内に入った玄米は、シュート
３６に合流したのち前記玄米用風選部１８に流下するよ
うに構成されている。

また、前記再回転選別胴２７の排出側２７ｂには、その
内面に複数枚の籾種き揚げ羽根３７を設けると共に、前
記脱稈機構２における籾供給ホンパー５との間に、籾シ
ュート３８を装架して、前記籾種き揚げ羽根３７によっ
て掻き揚げた籾を籾供給ホッパー５に還流するように構
成する。なお、前記再回転選別胴２７内には、当該回転
選別胴２７内における摺落米の量を検出するためのセン
サー板３９が回動自在に各々設けられ、このセンサー板
３９には、当該センサー板３９の回動角度によって回転
選別胴２７内における摺落米の流動の厚さ、つまり回転
選別胴２７における摺落米の量を検出するための胴内量
センサー４３が連結されている。

さらに、前記再回転選別胴２７内の玄米受樋３１におけ
る左右両側板のうち左側、つまり、回転選別胴２７内に
おける摺落米の掻き上げ側に位置する前側板３１ａの上
端には、仕上調筒板４０が、回転選別胴２７の円周方向
に自在に揺動回動するように軸４１を介して取付けられ
、この両仕上調節板４０は、各々アクチェータ４２にて
回動するように構成されている。また、前記玄米受樋３
１における左右両側板のうち左側、つまり、回転選別胴
２７内における摺落米の掻き上げ側とは反対側に位置す
る後ろ側板３１ｂは、回転選別胴２７の内面に接近する
ように延び、その上端には、−対の圧電変換素子４６．
４６から成る粒状体の感知センサー４４が設けられてい
る。

第６図に示す実施例では、粒状体の感知センサー４４に
おける一対の圧電変換素子４６．４６は、各々その受圧
の極性が負（−）側４６ｂを板体である後ろ側Ｊ＆３１
ｂに対面させて互いに背中合わせ状態にして装着するも
のであり、従って両圧電変換素子４６．４６の受圧の極
性が正（＋）側４６ａは、後ろ側板３１ｂから離れかつ
一方の電変換素子４６の正（＋）側４６ａは、前記播き
上げ再圧電変換素子４６．４６は、各々その受圧の極性
が負（−）側４６ｂを防振ゴム４７を介して後ろ側板３
１ｂに接着するようにしても良い。

そして、図中符号４５は、前記胴内量センサー４３及び
粒状体の感知センサー４４からの信号を入力として、前
記回転選別胴２７の駆動用モータ２９の回転速度延いて
は回転選別胴２７の回転速度、及び前記籾供給量調節弁
９による籾供給量、並びに前記仕上調節板４０の回動角
度を制御するための制御回路であり、前記一対の圧電変
換素子４６．４６における受圧の極性が負（−）側４６
ｂから出る電極同士を接続して外部電気回路である制御
回路４５に接続するのである。

この構成において、籾の脱程選別作業に際して、脱程機
構２における籾供給ホッパー５に籾を供給して、手動シ
ャッター８を開くと、籾供給ホッパー５内の籾は、脱珪
ロール６．７間に流下して脱程され、脱稈後の摺落米は
、その直下の摺落米風選部１７において籾殻が除かれた
のち、バケ−／　トコンベヤ２１、シュート３５及び摺
落米受樋３３を介して再回転選別胴２７内における供給
側２７ａに供給される。

このようにして再回転選別胴２７内における供給側２７
ａに供給された摺落米は、回転選別胴２７の回転により
成る高さまで掻き上げられたのち底面に落下する流動繰
り返す流動層を成形した状態で、排出側２７ｂに向って
移送される。この流動移送の途次において摺落米中の玄
米は、凹所３０に嵌まった状態で比較的高い位置まで持
ち上げて落下し、摺落米のうち籾は前記玄米よりも低い
位置より落下する運動を行うことにより、玄米受樋３１
には玄米のみが、摺落米受樋３３には玄米と籾とが入る
ことになる。

玄米受樋３１に入った玄米は、シュート３６に合流した
のち前記玄米用風選部１８に流下し、ここで小米が除か
れるように仕上げ選別されたのち、バケットコンベヤ２
４にて機外に取り出される。

一方、摺落米受樋３３に入った玄米及び籾は、摺落米風
選部１７からの摺落米と共に、回転選別胴２７内に戻っ
て再び選別が行なわれる。

また、再回転選別胴２７内をその排出側２７ｂに向って
流動しながら移動する摺落米は、玄米が玄米受樋３１に
入るように除かれることにより、排出側２７ｂに近付（
につれて殆ど籾のみとなり、前記籾播き揚げ羽根３７に
よって掻き揚げられたのち籾シュート３８を介して脱程
機構２における籾供給ホッパー５に還流して再度の脱珪
作用が行なわれるのである。

そして、この脱珪選別作業に際して、前記回転選別胴２
７の駆動用モーフ２９の回転速度延いては回転選別胴２
７の回転速度及び前記籾供給量調節弁９による籾供給量
並びに前記仕上調節板４０の回動角度は、前記胴内量セ
ンサー４３及び粒状体の感知センサー４４からの信号を
入力として、第５図に示すようにフローチャートのもと
に各々制御される。

すなわち、スタートに続（ステップＳ１において、玄米
受樋３１を飛び越えようとする玄米が前記粒状体の感知
センサー４４における玄米受樋３１内側の圧電変換素子
４６の正（＋）側４６ａに当たっているか否かを判別し
、玄米受樋３１を飛び越えようする玄米が圧電変換素子
４６の正（＋）側４６ａに当たっていると判断された場
合には、玄米受樋３１を飛び越える玄米の量が多（なっ
たときであるから、このときにはステップＳ９において
回転選別胴２７の回転速度を減速するのである。

そして、前記ステップ３１において、前記圧電変換素子
４６の正（＋）側４６ａに玄米が当たっていない場合は
、ステップＳ２において回転選別胴２７内における摺落
米の量（川内量）が、制御回路４５に予め設定した適正
ｉＱより多いか否かを判別し、適正値Ｑよりも多いとき
には、前記回転選別胴２７における回転速度を増速（ス
テップＳ３）すると共に、前記籾供給量調節弁９を閉じ
回動することによって籾供給量を減少（ステップＳ４）
し、これによって両回転選別胴２７の排出側２７ａから
脱珪機構２への還流量を少なくする。

この場合、前記と同時に、前記仕上調節板４０を、第３
図に一点鎖線で示すように開き回動くステップＳ５）す
るようにしても良い。

一方、前記ステップＳ２において、回転選別胴２７にお
ける胴内量が適正値Ｑよりも少ないときには、前記回転
選別胴２７の回転速度を減速（ステップＳ６）すると共
に、前記籾供給量調節弁９を開き回動することによって
籾供給量を増加（ステップＳ７）し、これによって、回
転選別胴２７における摺落米量の増加、つまり回転選別
胴２７に摺落米を溜めることを図る。この場合、前記と
同時に前記仕上調節板４０を、第３図に二点鎖線で示す
ように閉じ回動くステップＳ８）するようにしても良い
。

従って、前記のルーチンを通る制御を適宜時間の間隔で
行うことにより、回転選別胴２７内における摺落米の量
が多いときに当該回転選別胴２７の回転速度を増速する
と共に脱秤機構２に対する籾の供給量の減少し、回転選
別胴２７内における摺落米の量が少ないときに当該回転
選別胴２７の回転速度を減速すると共に脱珪機構２に対
する籾の供給量の増加する制御が行なわれる一方、この
制御中において、玄米受樋を飛び越える玄米の量が多い
状１聾になると、前記の制御に優先して回転選別胴の回
転速度を減速することができるから、玄米受樋を飛び越
える玄米の量を低減乃至はなくして、選別能力の向上を
図ることができるのである。

なお、″選別状態が適正な場合では、圧電変換素子４６
の正（＋）側４６ａに玄米が当たっていない場合であっ
ても、この玄米受樋３１の後ろ側板３１ａには、回転選
別胴２７により播き上げられた玄米が常時ｉｉｉ突して
いることになるので、当該後ろ側板３１ａに衝突したと
きの衝撃力や振動力が前記一対の圧電変換素子４６．４
６に伝達されることになるが、この場合前記一対の圧電
変換素子４６．４６における両受圧の極性が負（−）側
４６ｂ、４６ｂでは前記力による出力信号が互いにうち
消し合うように出るので、粒状体の感知センサー４４と
しては、誤動作を生じることがないのである。

なお、前記粒状体の感知センサー４４における一対の圧
電変換素子４６．４６は、各々その受圧の極性が正（＋
）側４６ａを板体である後ろ側板　３１ｂに対面させて
互いに背中合わせ状態にして装着し、従って一方の圧電
変換素子４６の受圧の極性が負（−）側４６ｂを、前記
掻き上げられた摺落米が玄米受樋３１に向かって飛来し
て来る面と略平行になるように装着するようにしても良
い。

さらに、第７図に示すように板体である後ろ側板３１ｂ
に穿設した孔４８に防振ゴム等の防振体４９を表裏両面
に突出するように装着し、この防振体４９に一対の圧電
変換素子４６．４６を、各々その受圧の極性が同じ側を
対面させるように互いに背中合わせにして装着しても良
く、また同じ（第７図に示すごとく、背中合わせ状に装
着した一対の圧電変換素子４６．４６における後ろ側板
３１ｂからはなれた側の受圧の極性を持つ側面に、当該
受圧の面積より広い面積の受圧板５０．５０を各々固着
することにより、検出面積を圧電変換素子４６の持つ受
圧の面積より大きくできて、結果として粒状体の感圧セ
ンサー４４の出力を大きくして検出精度を向上させるこ
とができる。

なお、この場合、両受圧板５０．５０の質量を同じくし
て、一対の圧電変換素子４６．４６に与える振動等の力
学的影響をバランスさせることが好ましく、さらに各受
圧板５０．５０の固有振動数を圧電変換素子４６のそれ
に略等しくすることで無用の共振現象をなくすることが
できる。

本発明は、前記の実施例ばかりでなく、脱穀装置におけ
る二番還元筒から扱室への二番還元物を検出するためな
ど、種々の箇所に採用できることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例制御装置の制御回路図、第
２図は籾摺選別機の縦断正面図、第３図は第２図のｍ−
ｍ視拡大断面図、第４図は脱稈機構の拡大縦断正面図、
第５図は制御のフローシートを示す図、第６図は粒状体
の感知センサーの取付は状態を示す第３図の要部拡大側
断面図、第７図は別の実施例の側断面図である。 １・・・・風選装置、２・・・・挽秤機構、９・・・・
籾供給量調節弁、３・・・・回転式選別機構、２７・・
・・回転選別胴、３０・・・・凹所、３１・・・・玄米
受樋、３１ｂ・・・・玄米受樋の後ろ側板、４０・・・
・仕上調節板、３８・・・・センサー板、４３・・・・
胴内量センサー、４４・・・・粒状体の感知センサー、
４６．４６・・・・圧電変換素子、４５・・・・制御回
路、４７・・・・防振ゴム、４９・・・・防振材、５０
・・・・受圧板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、穀粒等の粒状体が衝突する板体を挟んでその両
   面に、振動または衝突力を感知する一対の圧電変換素子
   を背中合わせ状に設け、該両圧電変換素子をその同じ極
   となる電極が互いに対面するように配設し、板体におけ
   るノイズを前記一対の圧電変換素子にて打ち消すように
   外部回路に接続してなる穀粒などの粒状体の感知センサ
   ー装置。