(57)【要約】【課題】静電容量により穀粒の貯留レベルを検出する穀粒量検出装置において、この検出装置の一対の電極と穀粒貯留タンクの内側壁面とが近接しているときは、静電容量が異常変化して検出が的確に行われ難いという不具合を改善する。【解決手段】穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の貯留レベルを一対の電極２による静電容量の変化により検出する貯留レベル検出手段Ａを、該穀粒貯留タンク１の内側壁面１ａから所定距離以上離れた空間位置に上下方向に配設すると共に、該一対の電極２はその対向距離２ａを一定に保持すべく上下方向全域に亘り複数個所を各々固定し、該静電容量の変化を電子回路により検出する静電容量検出部３と貯留レベルの一定位置を検出する定位置センサ４とを設け、この静電容量検出部３と定位置センサ４を電極２の適宜位置に一体的又は近接して配設したことを特徴とする穀粒貯留装置の構成とする。【選択図】図４
2005151839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の貯留レベルを一対の電極２による静電容量の変化により検出する貯留レベル検出手段Ａを、該穀粒貯留タンク１の内側壁面１ａから所定距離以上離れた空間位置に上下方向に配設したことを特徴とする穀粒貯留装置。
【請求項２】
前記貯留レベル検出手段Ａの一対の電極２は、その対向距離２ａを一定に保持するべく上下方向全域に亘り複数個所を各々固定したことを特徴とする請求項１記載の穀粒貯留装置。
【請求項３】
前記貯留レベル検出手段Ａの電極２における静電容量の変化を電子回路により検出する静電容量検出部３と、貯留レベルの一定位置を検出する定位置センサ４とを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の穀粒貯留装置。
【請求項４】
前記静電容量検出部３と定位置センサ４とを、該電極２の適宜位置に一体的又は近接して配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の穀粒貯留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀粒貯留装置に関し、穀粒貯留タンク内に貯留する穀粒量の貯留レベルを検出するもの等の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
穀粒を貯蔵するグレンタンク内の穀粒量を検出するものにおいて、このグレンタンクの内側壁面に上下方向に沿って一対の電極を配設し、この一対の電極によるグレンタンク内の穀粒量に比例して変化する静電容量により穀粒貯留レベルを検出すると共に、該一対の電極に対する電線接続用端子をグレンタンクの内側壁面を貫通して外部に突設させることを特徴とした穀粒量検出装置が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１０ー１３６７６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、該穀粒量検出装置の一対の電極とグレンタンクの内側壁面とが近接しているときは、この近接状態の影響を受けて一対の電極間の静電容量が異常変化するため的確な穀粒貯留レベルの検出が行われ難いという不具合があった。
【０００４】
そこで、このような一対の電極を、グレンタンクの内側壁面に対し近接状態となり悪影響を受けない所定距離以上離れた空間位置に配設して、安定して的確な穀粒貯留レベルの検出を行い得るよう不具合の改善を行うものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の貯留レベルを一対の電極２による静電容量の変化により検出する貯留レベル検出手段Ａを、該穀粒貯留タンク１の内側壁面１ａから所定距離以上離れた空間位置に上下方向に配設したことを特徴とする穀粒貯留装置の構成とする。
【０００６】
このような構成により、請求項１の作用は、貯留レベル検出手段Ａにおける板状又は丸状等適宜の形状及び長さを有する一対の電極２に対し、該穀粒貯留タンク１の内側壁面１ａの距離が近い場合は、該電極２間において発生する静電容量が影響を受けて異常変化を起こし易いため、該内側壁面１ａに対する電極２の立設位置を、静電容量の検出値が異常変化を起こさないだけの所定距離以上離れた空間位置に上下方向に配置させる。
【０００７】
請求項２の発明は、前記貯留レベル検出手段Ａの一対の電極２は、その対向距離２ａを一定に保持するべく上下方向全域に亘り複数個所を各々固定したことを特徴とする請求項１記載の穀粒貯留装置の構成とする。
【０００８】
このような構成により、請求項２の作用は、請求項１の作用とともに穀粒貯留タンク１内の空間位置に上下方向に長く対向配置している貯留レベル検出手段Ａの電極２の対向距離２ａを、一定して並行保持可能にその上部位置と下部位置及び中間部位置の少なくとも一個所以上を各々固定することにより、該対向距離２ａが広がったり狭まったりして変化することがないから、該電極２の上下方向全域に亘る静電容量検出値の直線性が変動することがない。
【０００９】
請求項３の発明は、前記貯留レベル検出手段Ａの電極２による静電容量の変化を電子回路により検出する静電容量検出部３と、貯留レベルの一定位置を検出する定位置センサ４とを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の穀粒貯留装置の構成とする。
【００１０】
このような構成により、請求項３の作用は、請求項１又は請求項２の作用とともに貯留レベル検出手段Ａにおいて、穀粒貯留レベルの検出用として電子回路により形成される静電容量検出部３と、貯留レベルの一定位置検出用としての定位値センサ４とを設け、該静電容量検出部３による静電容量の検出値が穀粒の条件（例えば、品種，乾湿，選別等）の変化により変動することがあるから、貯留穀粒が空の状態と予め設定した一定位置の状態での静電容量の検出値から関係式を求め、この関係式により穀粒の貯留レベルを検出する。
【００１１】
請求項４の発明は、前記静電容量検出部３と定位置センサ４とを、該電極２の適宜位置に一体的又は近接して配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の穀粒貯留装置の構成とする。
【００１２】
このような構成により、請求項４の作用は、請求項１又は請求項２又は請求項３の作用とともに貯留レベル検出手段Ａにおいて、穀粒の貯留レベルを連続して検出する静電容量検出部３と一定位置を検出する定位値センサ４とを一体的に合体させるか又はジョイント等により近接接続させると共に、これらを何れか一方の電極２の対向裏面側の適宜位置に各々配置させる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明の効果は、穀粒貯留タンク１の内側壁面１ａに対する貯留レベル検出手段Ａの一対の電極２の立設位置を、静電容量の検出値が異常変化を起こさないだけの所定距離以上離れた空間位置に配置させることにより、該電極２の静電容量が他からの干渉を受けることがないから、該穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の貯留レベルについて誤差の小さい検出を行わせることができる。
【００１４】
請求項２の発明の効果は、請求項１の効果とともに穀粒貯留タンク１内の空間位置に配置している貯留レベル検出手段Ａの電極２の対向距離２ａを、並行保持可能に上下方向の適宜位置を複数個所固定していることにより、該電極２の対向距離２ａが広・狭に変化することがないから、静電容量の検出値が変動してその直線性が阻害されることがなく、該穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の貯留レベルについて誤差の小さい検出を行わせることができる。
【００１５】
請求項３の発明の効果は、請求項１又は請求項２の効果とともに穀粒貯留タンク１内の穀粒の貯留レベルを検出する貯留レベル検出手段Ａにおいて、静電容量検出部３による検出値が穀粒の条件等によって変動するため、この変動を定位値センサ４により検出した一定位置と貯留穀粒が空の状態との静電容量の検出値から関係式を求め、この関係式により貯留レベルを検出することができるから、該穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の貯留レベルについて誤差の小さい検出を行わせることができる。
【００１６】
請求項４の発明の効果は、請求項１又は請求項２又は請求項３の効果とともに、貯留レベル検出手段Ａにおいて、穀粒の貯留レベルを検出する静電容量検出部３と定位値センサ４とを、一体的に合体させるか又はジョイント等により近接接続させて、該電極２の適宜位置に配置することにより、接続ハーネスの短縮化とハーネス接続用のコネクタの削減を可能にすることができるから、配線及びメンテナンスの簡略化と低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
穀粒貯留タンク１内の穀粒の貯留レベルを一対の電極２による静電容量の変化により検出する貯留レベル検出手段Ａを用いることによって、誤差の小さい貯留レベルの検出を実現することができる。
【００１８】
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１はコンバインの全体構成を示すもので、車台５の下部側に土壌面を走行する左右一対の走行クローラ６を張設した走行装置７を配設すると共に、該車台５上に、フィードチェン８に挟持して搬送供給される穀稈を脱穀処理した穀粒を選別回収して一時貯留する穀粒貯留タンク１と、このタンク１に貯留された穀粒を機外へ排出する排穀オーガ９を備えた脱穀装置１０を載置配設し、この脱穀装置１０の後端部に排藁処理装置１１を装架して構成させる。
【００１９】
該脱穀装置１０の前方に、前端側から未刈穀稈を分草する分草体１２と、分草した穀稈を引き起こす引起部１３と、引き起こした穀稈を刈り取る刈刃部１４と、刈り取った穀稈を掻き込むと共に搬送途上において扱深さを調節して該フィードチェン８へ引き継ぎを行う供給調節搬送部１５等を有する刈取装置１６を、刈取昇降シリンダ１７により土壌面に対して昇降自在なるよう該車台５の前端部へ懸架配設して構成させる。
【００２０】
該刈取装置１６の一側にコンバインの操作制御を行う操作装置１８と、操作のための操作席１９を設け、この操作席１９の下方側にエンジン２０を搭載し、後方側に前記穀粒貯留タンク１を配置すると共に、該操作装置１８と操作席１９を覆うキャビン２１を設け、これら走行装置７，脱穀装置１０，刈取装置１６，操作装置１８，エンジン２０，キャビン２１等によってコンバインの車体２２を構成させる。
【００２１】
該穀粒貯留タンク１は、図２に示す如く、底部に沿って後方へ底部排穀螺旋２３を延設し、この底部排穀螺旋２３の後端部に、この底部排穀螺旋２３によって穀粒貯留タンク１の底部から後側へ向けて排出される穀粒を機外へ排出させる排穀オーガ９を連設して構成させる。
【００２２】
該排穀オーガ９は、穀粒貯留タンク１の後部外壁１ｂに固定した縦送り排出に方向変換する排穀ギヤケース２４に、縦排穀螺旋２５ａを内装した縦排穀基筒２５を該後部外壁１ｂに沿って鉛直方向で回動可能に支承して構成させる。
【００２３】
該縦排穀基筒２５の上端部を基部として、横排穀螺旋２６ａを内装した横排穀筒２６を車体２２の前後長に亘って配設すると共に、この横排穀筒２６及び縦排穀基筒２５による上下回動作用と左右旋回作用とにより、該穀粒貯留タンク１内の穀粒を機外へ排出可能に連動連結して構成させる。
【００２４】
図３に示す如く、該穀粒貯留タンク１内に貯留した穀粒の貯留レベルを静電容量の変化により検出する貯留レベル検出手段Ａにおける一対の電極２を、静電容量が穀粒貯留タンク１の内側壁面１ａの影響を受けて異常変化を起こし難い位置、つまり該内側壁面１ａから所定距離以上離れた空間位置に相対状態で上下方向に延設して構成させる。
【００２５】
該貯留レベル検出手段Ａにおける一対の電極２は、図４に示す如く、予め設定した最適の間隔を保つ対向距離２ａを一定して並行保持すべく上部位置ａと下部位置ｂ及び中間部位置ｃとを、保持部材によって派生する静電容量の変化が小さい平面視Ｕ字状に形成した電極保持枠２７によって各々螺子止め固定すると共に、上部位置ａと下部位置ｂの片側と、該内側壁面１ａの適宜位置とを各々電極支持アーム２８により螺子止め連結して構成させる。
【００２６】
このように、該一対の電極２の対向横方向側ｄ（開放側）に、予め設定した対向距離２ａを保持するために使用する電極保持枠２７が存在するときは、静電容量の直線性が低下するが（特に金属を用いるとその影響が大きい）、この電極保持枠２７に派生する静電容量の変化が小さいジュラコン（絶縁材）等の部材を用いることにより、検出する穀粒の貯留レベルの直線性を保持することができる。
【００２７】
なお、別の電極保持枠２７ａとして、図５に示す如く、通電体の鉄板等により形成するもので、例えば、ゴム等による絶縁物ｉを介して一対の電極２を各々螺子止め固定して構成させる。
【００２８】
このように、該電極保持枠２７，２７ａと一対の電極２とを絶縁した状態で固定することにより、ショート状態により静電容量の検出値が不正確となる不具合を防止できると共に、該電極保持枠２７，２７ａを電極２端縁から離れるようＵ字状に形成しているから、静電容量の直線性の低下を抑制することができる。
【００２９】
該貯留レベル検出手段Ａにおける一対の電極２は、大型コンバインや乾燥機等においては１〜３メートルと長くなるため、該電極２の対向距離２ａは中間部位置ｃにおいて最も広・狭に変位し易く、図６に示す如く、穀粒の貯留レベル検出値の直線性が悪くなり検出精度が低下するが、該電極２の上部位置ａと下部位置ｂ及び中間部位置ｃの少なくとも一個所以上を各々電極保持枠２７により螺子止め固定しているから、対向距離２ａを一定に並行保持でき検出精度の低下を防止することができる。
【００３０】
該貯留レベル検出手段Ａにおいて、該一対の電極２により穀粒の貯留レベルを静電容量により連続的に検出する静電容量検出部３の電子回路として、図７に示す如く、発振回路３ａから一対の電極２へ、この電極２から整流回路３ｂ及び平滑回路３ｃ並びに増幅回路３ｄを経て、検出値の出力を行うべく接続して構成させる。
【００３１】
なお、穀粒の貯留レベルの予め設定した一定位置を検出する、ＯＮ，ＯＦＦセンサ等による定位値センサ４を該静電容量検出部３へ接続すると共に、図８に示す如く、この定位値センサ４と静電容量検出部３とを一体的に組み込むか又は近接配置して構成させる。
【００３２】
このように、該静電容量検出部３と定位値センサ４とを一体化又は近接させることにより、接続ハーネス２９の短縮化とハーネス接続用のコネクタ３０の削減が可能となり、低コスト化を図ることができる。
【００３３】
該静電容量検出部３と定位値センサ４及び接続ハーネス２９等を、図９に示す如く、片側の電極２の対向裏面側ｅの上下方向における適宜位置に取り付けると共に配線可能に構成させる。
【００３４】
このように、該電極２の対向横方向側ｄに金属等障害物を存在させないことにより、静電容量の分布が乱れることがないから、静電容量の検出値の直線性が阻害されず検出値の出力を安定させることができる。なお、該電極２の検出表面側に該静電容量検出部３や定位値センサ４及び接続ハーネス２９等を配置するときは、静電容量の直線性が低下し検出精度に影響を生じると共に、穀粒のブリッジ等が発生する要因ともなる。
【００３５】
該貯留レベル検出手段Ａにおける一対の電極２は、例えば、図１０に示す如く、電極２の板幅と対向距離２ａが５＊５センチメートルの場合、電極２の対向裏面側ｅの方向は金属の影響を受け難いが、電極２の対向横方向側ｄは金属等障害物より３０センチメートル以上離して取り付けることにより金属の影響を受け難くなり、安定して静電容量による穀粒貯留レベルの検出を行うことができる。
【００３６】
圃場における穀稈は刈取時期（水分）や品種等によって静電容量が異なるため、穀粒の状態に応じた穀粒の貯留レベルと静電容量検出部３による検出値との関係を求める必要があるが、この関係を求める際に、前記穀粒貯留タンク１への穀粒投入状態において予め設定した時間における静電容量検出部３の検出値を測定し、この検出値が変化しない場合を該電極２間に穀粒が存在しないと判断する基準点の一つとして設定構成させる。
【００３７】
更に、穀粒の貯留レベルにおいて、該電極２の予め設定した一定位置に投入穀粒が達したことをＯＮする前記定位値センサ４の作用を受けて静電容量検出部３により検出したときは、この検出値ｆと、前記の電極２間に穀粒が存在しないときの検出値ｇとにより、図１１のフローチャート及び図１２の線図に示す如く、両者の検出値ｆ，ｇによる関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を求めることが可能に構成させる。
【００３８】
このように、穀粒の貯留レベルと静電容量検出部３による検出値との関係式を求める際に必要となる基準点として、電極２間に穀粒が存在しないときの検出値ｇと、別の基準点としての貯留レベルの予め設定した一定位置の検出値ｆとを的確に求めることができるから、精度の高い貯留レベルと検出値の関係式を得ることにより、該穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の貯留レベルについて誤差の小さい検出を行わせることができる。
【００３９】
該静電容量検出部３による静電容量の検出値は水分の誘電率が大きく穀粒水分の影響を受けやすいため、穀粒の貯留レベルの一定位置を該定位値センサ４と静電容量検出部３によって検出し、図１３の線図に示す如く、このときの静電容量の値から静電容量検出部３の出力電圧により穀粒水分を算出し、この水分値によって貯留レベルの算出を可能とするよう構成させる。
【００４０】
このように、一定位置の穀粒の貯留レベルを検出したときの静電容量により算出した穀粒水分値を加味して、貯留レベルを算出することが可能となるから、図１４の線図に示す如く、水分の影響により変動する検出値の補正を行うことによって、該穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の貯留レベルについて誤差の小さい検出を行わせることができる。
【００４１】
なお、該穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の排出毎に、次に投入された穀粒による貯留レベルと静電容量検出部３による検出値との関係式を新たに算出し、この算出式によって貯留レベルの検出を行うため、異なった圃場による穀粒水分の違い等の影響を受け難くすることができる。
【００４２】
前記の如く、穀粒の貯留レベルと静電容量検出部３による検出値との関係を求めることができるまでは貯留レベルを求めることができないため、該穀粒貯留タンク１内に貯留する穀粒の排出後において、新たに貯留レベルが一定位置に達するまでの間は、図１５に示す如く、過去の情報としてメモリに記憶させたｆ又はｆ，ｇ点或いは関連直線等を基に貯留レベルの算出を行うよう構成させる。
【００４３】
このように、貯留レベルが一定位置に達するまでは過去の情報を基に早期モニタを行うことにより、その間多少の誤差ｈが生じても穀粒量が少ないことと、貯留レベルが一定位置に達したときは、新たに関係式を算出して誤差の小さい貯留レベルの検出が行えるから、作業者の不安を解消するために合理的な貯留レベルの検出を行うことができる。
【００４４】
前記の如く、該電極２間に穀粒が存在しない場合においても空気の静電容量を検出（オフセット電圧）するが、この検出値は、素子のバラツキや発振周波数によって変化を受け易く、穀粒検出レベルの精度に影響を与えることになるため、図１６に示す如く、前記静電容量検出部３の増幅回路３ｄにオフセット調節回路３ｅを追加接続して構成させる。
【００４５】
このように、該静電容量検出部３の増幅回路３ｄにオフセット調節回路３ｅを追加接続することにより、このオフセット調節回路３ｅによりオフセット電圧を予め設定した値に調節することができるから、穀粒の貯留レベルについて安定して誤差の小さい検出を行わせることができる。
【００４６】
該静電容量検出部３により静電容量の変化を用いて穀粒の貯留レベルを検出する方式において、図１７の線図に示す如く、貯留レベルと静電容量検出部３による検出電圧の関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）の一次係数の大きさによって検出信号線の傾きが変化するから、この現象を利用して穀粒水分の推定や穀粒の濡れを判定できるため、該静電容量検出部３をコストアップさせることなく高機能化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
穀粒以外のあらゆる粉体等の貯留タンクにも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】コンバインにおける全体構成を示す側面図。
【図２】コンバインの穀粒貯留タンクと排穀オーガの構成状態を示す正面図。
【図３】穀粒貯留タンク内に貯留レベル検出手段の電極を配置した状態を示す正面図。
【図４】（ａ）貯留レベル検出手段の一対の電極を絶縁保持した状態を示す平面図。
【００４９】
（ｂ）貯留レベル検出手段の一対の電極を絶縁保持した状態を示す側面図。
【図５】（ａ）貯留レベル検出手段の一対の電極を絶縁保持した状態を示す平面図。          （ｂ）貯留レベル検出手段の一対の電極を絶縁保持した状態を示す側面図。
【図６】電極の対向距離の変化により静電容量検出値の直線性の歪み状態を示す線図。
【図７】穀粒の貯留レベルを検出する静電容量検出部の電子回路を示すブロック図。
【図８】静電容量検出部と定位値センサを一体的又は近接配置した状態を示す側面図。
【図９】静電容量検出部関係の部材を電極の対向裏面側へ配置した状態を示す側面図。
【図１０】一対の電極の板幅と対向距離による金属に対する影響状態を示す作用図。
【図１１】電極間の空検出値と一定位置検出値により関係式を求めるフローチャート。
【図１２】電極間の空検出値と一定位置検出値により求める関係式の状態を示す線図。
【図１３】貯留レベルの一定位置検出時の静電容量値と穀粒水分との関係を示す線図。
【図１４】穀粒水分による穀粒貯留レベルと静電容量検出部の電圧の関係を示す線図。
【図１５】メモリに記憶させた情報を基に算出する貯留レベルの誤差状態を示す線図。
【図１６】静電容量検出部の増幅回路にオフセット調節回路の追加を示すブロック図。
【図１７】穀粒貯留レベルと静電容量検出部の電圧とによる穀粒の水分値を示す線図。
【符号の説明】
【００５０】
１．  穀粒貯留タンク
１ａ．内側壁面
２．  電極
２ａ．対向距離
３．  静電容量検出部
４．  定位値センサ
Ａ．  貯留レベル検出手段
【図１】
2005151839.tif 000003
【図２】
2005151839.tif 000004
【図３】
2005151839.tif 000005
【図４】
2005151839.tif 000006
【図５】
2005151839.tif 000007
【図６】
2005151839.tif 000008
【図７】
2005151839.tif 000009
【図８】
2005151839.tif 000010
【図９】
2005151839.tif 000011
【図１０】
2005151839.tif 000012
【図１１】
2005151839.tif 000013
【図１２】
2005151839.tif 000014
【図１３】
2005151839.tif 000015
【図１４】
2005151839.tif 000016
【図１５】
2005151839.tif 000017
【図１６】
2005151839.tif 000018
【図１７】
2005151839.tif 000019