(57)【要約】【課題】施肥機や播種機に用いられる粒状物の流下検出装置において、性状の異なる粒状物の流下状態を精度良く検知できるようにする。粒状物の流下進路に影響を与えること無く、肥料等の付着や堆積による検出不良を抑止する。【解決手段】流下検出装置１は、粒状物が流下する軟質樹脂製のホース２の外表面に、圧電素子からなる振動検出センサ３を、取り付け枠４によって固定した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状物が流下する軟質樹脂製ホースの外表面に、圧電素子からなる振動検出センサを固定したことを特徴とする粒状物の流下検出装置。
【請求項２】
前記軟質樹脂製ホースは、蛇腹ホースであることを特徴とする請求項１に記載された粒状物の流下検出装置。
【請求項３】
前記振動検出センサは、３ｋＨｚより高い周波数の振動を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載された粒状物の流下検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施肥機や播種機などに用いられる粒状物の流下検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
施肥機や播種機などでは、肥料や種などの粒状物が適正に導出管内を流動しているか否かを確認することが、作業精度を高める上で重要になる。粒状物の流動状態を検知する従来技術としては、粒状物が管内を流下する音を検知するもの（下記特許文献１参照）、或いは、流路の末端部で粒状物を衝撃検出センサに衝突させ、発生する衝撃検出信号により流動状態を評価するもの（下記特許文献２参照）、などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５９−５９７１７号公報
【特許文献２】特開２０１１−８３２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
施肥機や播種機などで、肥料や種などの粒状物の流動が詰まりなどによって適正になされていない状態で作業を継続してしまう場合がある。このような場合、流動物の詰まりに気づいた時点で、適正に流動されていた所まで戻って作業をし直すか、或いは、そのまま作業を続行するしかなく、前者によると、肥料等の二重散布による資材及び時間の無駄が生じることになり、後者によると、肥料等の散布ムラが生じて、作物の欠株や生育不良による損失が発生することになる。このため、詰まり等の流動不良が発生した場合には、できるだけ速やかにこの状態を作業者に認知させることが必要になる。
【０００５】
これに対して、前述した従来技術のように、粒状物が管内を流下する音を検知するものでは、マイクによって幅広い周波数の音を検出することになり、エンジン音などの雑音の中から性状の異なる粒状物が流下する音のみを抽出して、適正に流下状態を検知することが困難な問題があった。また、軟質樹脂ホースに開口部を設けてマイクを固定する場合には、肥料成分等の付着によって、マイクのセンサ部や固定金具の腐食が避けられず、経年使用時の耐久性にも問題があった。
【０００６】
また、前述した従来技術のうち、粒状物を衝撃検出センサに衝突させるものでは、粒状物がセンサに衝突することで粒状物の進路が大きく変わることから、検出行為そのもので詰まりを発生させる可能性があるほか、肥料等の検出に利用した場合には、肥料等の微粉末がセンサの感知面に堆積し、継続して衝突が良好に検出できなくなる不具合があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消することを課題としている。すなわち、施肥機や播種機に用いられる粒状物の流下検出装置において、性状の異なる粒状物の流下状態を精度良く検知できるようにすること、粒状物の流下進路に影響を与えること無く、肥料等の付着や堆積による検出不良を抑止すること、などが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明による粒状物の流下検出装置は、以下の構成を具備するものである。
粒状物が流下する軟質樹脂製ホースの外表面に、圧電素子からなる振動検出センサを固定したことを特徴とする粒状物の流下検出装置。
【発明の効果】
【０００９】
このような特徴を有する本発明は、圧電素子からなる振動検出センサが、外部の雑音などを検出すること無く、軟質樹脂製ホース内を粒状物が流下することによって生じる振動を検出するので、性状の異なる粒状物の流下状態を精度良く検知することができる。また、振動検出センサは、軟質樹脂製ホースの外表面に固定されるので、粒状物の流下進路を変えること無く粒状物の流下の適否を検知することができる。また、振動検出センサのセンサ面は、軟質樹脂製ホースの外側に位置するので、センサ面に肥料等が付着したり堆積したりする不具合を排除して、検出不良を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る粒状物の流下検出装置の構成例を示した説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る粒状物の流下検出装置の信号処理回路を示した説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る粒状物の流下検出装置を備える施肥機を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
【００１２】
図1に示すように、粒状物の流下検出装置１は、粒状物が流下する軟質樹脂製のホース２と、このホース２の外表面に固定される振動検出センサ３とを備えている。ホース２は、例えば蛇腹ホースであり、その外表面に固定される振動検出センサ３は、取り付け枠４に固定され、締め付け具５によって、ホース２の外周に取り付け固定されている。
【００１３】
振動検出センサ３は、例えば、圧電素子によって構成することができる。この振動検出センサ３は、ホース２内を粒状物が通過する際に、ホース２の壁面に粒状物が衝突することによって発生する振動・衝撃を検出するものである。
【００１４】
振動検出センサ３に用いられる圧電素子は、例えば、固有周波数付近でゲインが高い特性を有しており、具体的には、４ｋＨｚ付近に固有振動数を有している。この振動検出センサ３は、粒状物がホース２の内壁に衝突する際の高周波振動には鋭敏に反応する一方、トラクタなどのエンジン音による振動や作業機の振動に伴う低周波の騒音などには反応し難い特性を有している。特に、３ｋＨｚ程度以下の振動には鈍感な反応を示し、振動検出センサ３自体が、ハイパスフィルタの特性を有している。
【００１５】
振動検出センサ３の取り付けに際しては、振動検出センサ３をシリコン樹脂などを介して取り付け枠４に埋め込み、取り付け枠４を締結バンドなどの締め付け具５によってホース２に固定する。この際、振動検出センサ３は、センサ面がホース２の外表面に接触した状態で固定される。
【００１６】
このような粒状物の流下検出装置１によると、振動検出センサ３は、ホース２の表面に穴を開けること無く、押し当てられた状態で取り付けられる。このため、振動検出センサ３がホース２内での粒状物の流下を妨げることがない。また、振動検出センサ３のセンサ面に直接粒状物が接触することが無いので、センサ面上に粒状物が付着したり、堆積したりすることが無い。これによって、粒状物が肥料等であっても、センサ面への付着や堆積によって検出不良が生じることを抑止することができる。
【００１７】
また、このような粒状物の流下検出装置１によると、振動検出センサ３をホース２内に取り付ける必要が無いので、振動検出センサ３の取り付けに伴ってホース２を加工する必要が無く、既設のホース２に対して後付けで振動検出センサ３を取り付けることができる。また、振動検出センサ３を交換する場合にも、簡易に取り外し・取り付けを行うことが可能である。これによって、既存の施肥機や播種機であっても、低コストで簡易に装着することが可能になる。
【００１８】
また、振動検出センサ３が取り付けられるホース２は、粒状物の流下によって振動や音を発生し易い軟質樹脂製ホースが用いられる。特に、振動や音が発生し易いように、ホース２を蛇腹ホースにすることがより好ましい。ホース２の方向は、鉛直方向であっても、斜め方向であってもよいが、ホース２の方向を鉛直方向にした場合には、振動検出センサ３に適正な振動が伝わるように、ホース２の有効内径を適宜調整することが好ましい。
【００１９】
図２は、信号処理回路の一例を示している。振動検出センサ３で検出した信号は、図２に示した信号処理回路で処理することで強調増幅され、粒状物がホース２の壁面に衝突した際に発生した振動のみを抽出することができる。この信号処理回路からの出力を別途設けたメインコントローラに入力して、振動検出センサ３からの信号が一定の時間途絶えた場合に、粒状物の状態に異常があったと判断し、異常報知の信号を作業機の操作部などに送信する。
【００２０】
振動検出センサ３が検出した信号は、センサ自体の持つ容量成分と併せて設置した抵抗ＶＲ２から成る微分回路（周波数特性の目安：３ｋＨｚ）を通して、コンパレータ１０の＋端子に送られ、信号の閾値を決める基準電圧（例えば、＋５Ｖ）が１０ｋΩの可変抵抗ＶＲ１を介して、コンパレータ１０の−端子に接続されている。信号とノイズを切り分ける閾値については、可変抵抗ＶＲ１を適宜調整することで所望の値に変化させることができる。特に、抵抗値を１０〜５０Ωとすることで、肥料散布で、散布量１０ｋｇ／１０ａ程度の量であっても安定した検出精度を得ることができた。
【００２１】
図３は、トラクタＴの機体後部に搭載される施肥機Ｓに、粒状物の流下検出装置１を取り付けた例を示している。施肥機Ｓは、トラクタＴの機体後部に、三点リンク機構によって装着される耕耘ロータリＲ上に直立状に取り付けられる枠体２０を介して支持配置されるホッパ２１と、ホッパ２１の底部に取り付けられてホッパ２１内の肥料をロール回転により繰り出す散布部２２と、散布部２２の底部から圃場の地表近くまで垂れ下がるように取り付けられる散布ホース２３（ホース２）とからなる。
【００２２】
粒状物の流下検出装置１は、散布ホース２３（ホース２）に、前述した取り付け枠４を取り付け、取り付け枠４に支持される振動検出センサ３を散布ホース２３（ホース２）の外表面に固定することで、外付けすることができる。
【００２３】
粒状物の流下検出装置１で検出された信号は、有線又は無線の信号経路を介して、トラクタＴの操縦席に設けた報知装置３０に送信される。報知装置３０は、前述した信号処理回路を備えており、散布ホース２３（ホース２）内を粒状物である肥料が継続的に流下している状態を適正な状態として検知して、肥料の継続的な流下が途絶えたことを検出して、警報を発信するなどして、操縦者に肥料の流下状態の不具合を報知する。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、図３においては、粒状物の流下検出装置１を施肥機に適用する例を説明したが、これに限らず、本発明の流下検出装置１は、ホース２内に種子を流下させる播種機や、その他、粒状物の搬送装置などに適用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１：流下検出装置，２：ホース，３：振動検出センサ，
４：取り付け枠，５：締め付け具，
１０：コンパレータ，
２０：枠体，２１：ホッパ，２２：散布部，２３：散布ホース，
３０：報知装置，Ｔ：トラクタ，Ｒ：耕耘ロータリ，Ｓ：施肥機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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