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発明の名称 脱ぷ装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−33997
公開日 平成10年(1998)2月10日
出願番号 特願平8−209384
出願日 平成8年(1996)7月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 松司 (外4名)
発明者 佐竹 覚 / 奥野 健治郎 / 福原 昭 / 頼岡 誠治
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 軸位置が移動しない固定側ゴムロールと固定側ゴムロールに向けて軸位置が変位するように付勢された可動側ゴムロールを備え、これら一対のゴムロール間に穀粒を供給して籾摺を行う脱ぷ装置であって、上方の供給タンクから、一対のゴムロール間に穀粒を供給する案内シュートを備え、案内シュートは、案内シュートから投出される穀粒の投出線が、一対のゴムロールの回転中心軸を結ぶ直線と略垂直となるように、かつ、穀粒を処理能力を満足してロール周速度を超えない範囲の速度に加速する傾斜としてあることを特徴とした脱ぷ装置。
【請求項2】 軸位置が移動しない固定側ゴムロールと固定側ゴムロールに向けて軸位置が変位するように付勢された可動側ゴムロールを備え、これら一対のゴムロール間に穀粒を供給して籾摺を行う脱ぷ装置であって、上方の供給タンクから一対のゴムロール間に穀粒を供給する案内シュートを備え、案内シュートから投出される穀粒の投出線が、一対のゴムロールの回転中心軸を結ぶ直線と略垂直となるように、かつ、一対のゴムロール間の間隙の中点と交差する位置を中心に、両側へ10mmの範囲に位置するように配置してあることを特徴とした脱ぷ装置。
【請求項3】 軸位置が移動しない固定側ゴムロールと固定側ゴムロールに向けて軸位置が変位するように付勢された可動側ゴムロールを備え、これら一対のゴムロール間に穀粒を供給して籾摺を行う脱ぷ装置であって、上方の供給タンクから一対のゴムロール間に穀粒を供給する案内シュートを備え、案内シュートから投出される穀粒の投出線を、一対のゴムロールの回転中心軸を結ぶ直線と略垂直となるように、かつ、一対のゴムロールの新品時接点位置と交換時期接点位置との中間位置に設定してあることを特徴とした脱ぷ装置。
【請求項4】 可動側ゴムロールに対して固定側ゴムロールを下側に配置し、かつ、可動側ゴムロールよりも回転速度を大きくしてあることを特徴とした請求項1〜3のいずれか一つに記載の脱ぷ装置。
【請求項5】 案内シュートの傾斜角度を変更可能としてあることを特徴とした請求項1に記載の脱ぷ装置。
【請求項6】 案内シュートを平行移動可能としてあることを特徴とした請求項2又は3のいずれか一つに記載の脱ぷ装置。
【請求項7】 一対のゴムロールのどちらか一方のゴムロールの径を検出するセンサを設け、センサで検出されるゴムロールの径によって、案内シュートの位置もしくは傾斜角を変え案内シュートから投出される穀粒の投出線を調整するようにした請求項1又は2に記載の脱ぷ装置。
【請求項8】 ゴムロールの径を検出するセンサは、ゴムロールの径を電気的に検出し、検出信号に基づいてモータを駆動制御し、案内シュートの位置もしくは傾斜角を変える請求項7に記載の脱ぷ装置。
【請求項9】 案内シュートは、穀粒の案内面に条溝が設けられ穀粒を進行方に対して長手方向に整列させるように構成されている請求項1〜9のいずれか一つに記載の脱ぷ装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、穀粒の脱ぷ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の脱ぷ装置は、間隔を遠近調節可能にした一対のゴムロールの上方に供給タンクを設け、このタンクから穀粒を繰り込みロール、流量調整バルブを介して一対のゴムロール間に供給し、一対のゴムロールを互いに逆方向で且つ異なる周速度で回転させ、脱ぷを行うようにしている。この場合、供給タンクから供給される穀粒は繰り込みロール及び流量調整バルブを介して一対のゴムロール間に送りこまれるだけであることから、穀粒は不規則な姿勢で且つ厚みの不規則な層をなしてロール間に供給される。
【0003】このため、穀粒の中にはゴムロール7,8(図2)の表面に大きな角度で衝突して跳ね返り、これを何度も繰り返して(乱反射して)すぐには一対のゴムロールの間隙に噛み込まれないものが多く出る。また、穀粒の投入角度(穀粒の投出線Sの角度……図3)が一対のゴムロール軸間を結ぶ線(ロール軸線R)に対して傾斜していても同様に乱反射が生じる(図3)。このように姿勢の乱れた穀粒、特に長粒米等ではゴムロール7,8間で砕粒となる可能性が高い。また、送り込まれる穀粒の量にムラがあり、多量に噛み込まれたときは、穀粒がゴムロール7,8間で重なりあって砕粒や肌摺れが発生したり、少ない場合には脱ぷ圧力が足りず脱ぷ率が低くなるなど、脱ぷ作用が均一にならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一対のゴムロール7,8間に穀粒を、必要な処理量を維持して均一に、また、穀粒の姿勢を揃えて供給すること、ゴムロール箇所での穀粒の乱反射をなくすことにより、砕粒を少なく、かつ、脱ぷ率の良い脱ぷ装置の提供を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】一対のゴムロール7,8間に穀粒を供給して脱ぷを行う脱ぷ装置1とする。一対のゴムロール7,8は、軸位置が移動しない固定側ゴムロール7とこのゴムロールに向けて軸位置が変位するように付勢された可動側ゴムロール8とする。一対のゴムロールの材質および脱ぷに必要な機構は従来のものと格別に異なる所はない。脱ぷ前の穀粒を収容した供給タンク3は一対のゴムロール7,8の上方に配置し、供給タンク3と一対のゴムロール7,8の間に案内シュート13を配置する。
【0006】案内シュート13は、ステンレスやアルミ合金の金属あるいはポリエチレンなど滑面性の合成樹脂を素材とし、穀粒を供給タンク3から一対のゴムロール7,8間に誘導し供給する。課題解決のための第1の手段として、案内シュート13に、供給タンク3の穀粒を一定の幅で均一な厚さの層にし、かつ、所定の速度で一対のゴムロール7,8間に供給する機能を持たせる。この機能は、案内シュート13の素材的な滑面性や滑面の幅と長さおよび構造で影響を受けるが、これらが定まっておれば、すなわち、採用する案内シュート13が定まれば、主として案内シュート13の傾斜角度を調整することによって設定することができる。
【0007】そして、案内シュート13は、これにより案内されて飛び出す穀粒の方向(投出線S)が、一対のゴムロール7,8間の間隙の中点M(図4)と垂直に交差するように配置し、その傾斜を、一対のゴムロール7,8に供給する穀粒の速度が、脱ぷ装置に予定される処理能力を満足してロール周速度を超えない範囲の速度に穀粒を加速する角度とする。脱ぷ装置に予定される処理能力は所定時間内に脱ぷ処理できると期待できる量であり、穀粒の速度の他に案内シュート13の幅および層の厚さによるから、逆に、幅および層厚が定まれば、穀粒の速度が定まる。通常、一対のゴムロール7,8の幅は一定であり、したがって、案内シュートの幅も一定である。また、この場合、層の厚さは流量調整バルブの開度で定まる。
【0008】なお、10インチロール(幅254mm)で幅いっぱいに1層で穀粒を処理するとして、5ton/hの処理は5.5m/sの穀粒速度が必要であり、7ton/hの場合は7.5m/sの穀粒速度が必要である。一方、ゴムロールは通常、9〜10m/sの周速度でほぼ一定に回転している。実施形態では、穀粒速度として5.0〜9.5m/s間の値が選択される。
【0009】この構成であると、供給タンク3からの穀粒は案内シュート13を流れる間に滑面の流路いっぱいに薄く均一に広がり、かつ、各穀粒の長手方向が流動方向に揃った姿勢で一対のゴムロール7,8の周面にロール周速度よりも少し遅い速度で衝突する。このとき、穀粒の移動方向とロールの回転方向がほぼ一致する順方向であることと、衝突時の速度がロール周速度よりも少し遅く受ける反力が小さいことから、大きく跳ね飛ぶことがなく、一対のゴムロール7,8間に誘導される穀粒姿勢の乱れが少ない(図4)。穀粒の投出線S、すなわち、案内シュート13の傾斜は、手動又は動力機構によってゴムロールとの相対位置を変えることなく一体的に変更可能とすることがある。
【0010】課題解決の第2の手段は、上方の供給タンク3から一対のゴムロール7,8間に穀粒を供給する案内シュート13を備える点は同じであるが、案内シュート13から投出される穀粒の投出線Sが一対のゴムロール7,8の回転中心軸を結ぶロール軸線Rと略垂直となるように、かつ、一対のゴムロール7,8間の間隙の中点Mと交差する位置を中心に両側へ10mmの範囲に位置することである(図5)。
【0011】この範囲であると、穀粒がゴムロール7,8と衝突した位置のゴムロール周面に対する接線Pと穀粒の投出線Sのなす角度が、0°(投出線Sが前記の中点Mを通過する位置)〜23°(投出線Sが中点通過位置から、10mm平行移動した位置)の範囲に収まる。そして、この範囲の角度であると、ゴムロール7,8に衝突する穀粒は、その反射方向がいずれも一対のゴムロール7,8間の間隙の方向であり、衝突して反射するものもほぼ1回の反射で脱ぷ領域に噛み込まれるので(図4,6)、穀粒に姿勢の乱れが少ない。
【0012】なお、両側へ10mm、すなわち、+10mm〜−10mmの範囲に配置する穀粒の投出線Sは、相互に平行であり、ロール軸線Rと垂直に交差する。このように設定した穀粒の投出線Sは、一対のゴムロール7,8の摩耗にともない+10mm〜−10mmの範囲から外れる場合があるが、手動操作あるいはゴムロール7,8の摩耗程度を検出するセンサーを備えた自動追従機構により、案内シュートを平行移動させて、前記の範囲に収める。
【0013】課題解決の第3の手段は、上方の供給タンクから一対のゴムロール7,8間に穀粒を供給する案内シュート13を備える点は、同じであるが、案内シュート13から投出される穀粒の投出線Sをロール軸線Rと略垂直となるように、かつ、一対のゴムロール7,8の新品時接点位置Tと交換時期接点位置Uとの中間位置Vに設定することである(図7)。なお、実際には、一対のゴムロール7,8間には常時5mm程度の間隙がある。
【0014】この構成であると、穀粒の投出線Sを一定位置に設定しておいても、一対のゴムロール7,8の摩耗にかかわらずに、ゴムロール周面との交点(衝突点)におけるゴムロール円周に対する接線Pとの角度を、常時、0〜23°の範囲に抑制しておくことができ、穀粒の乱反射がない。すなわち、通常使用の10インチゴムロールは、新品時のゴム層の厚さが約23mm、使用できる摩耗の限度が約20mm減であるから、新品時の接点位置Tから固定側ゴムロール7側へ10mmシフトした位置に投出線Sを設定しておけば、当初、一対のゴムロール7,8の接点位置から10mmプラス側にシフトしていた投出線Sは、摩耗程度の中間時期では接点Vを通過し、摩耗の最終段階では、マイナス側に10mmシフトする。
【0015】穀粒の整列をより確かなものにするために案内シュート13の穀粒の案内面に投出線Sに平行な複数の条溝を設けることがある。案内シュート13及び可動側のゴムロール8の移動機構の配設位置等を考慮すると固定側ゴムロール7を下側に配置した方が、脱ぷ装置をコンパクトに効率よく構成することができる。
【0016】また、通常、固定側ゴムロール7を可動側ゴムロール8よりも高速にするので、上方の可動側ゴムロール8に衝突する穀粒は周速度が小さい側のゴムロールに衝突することになり、固定側ゴムロール7を上側とした場合に比べて乱反射の程度が低い。また、反射した穀粒が高速の固定側ゴムロール7に接触するときは、すでに速度が減殺されているので、さらに乱反射することがなく、結果として、固定側ゴムロールを下側に配置した方が脱ぷ効率が向上する。
【0017】図8は、穀粒の投出線Sをロール軸線Rと垂直に配置し、一対のゴムロール7,8間の間隙の中点Mを中心にプラス側とマイナス側へそれぞれ5mmと10mmに平行移動させた位置とした場合の、脱ぷ率と砕米率を実験によって求めたものである。ロール軸線Rは、固定側ゴムロール7側が低く、固定側ゴムロール7を高速側としている。図9は、これと対比するために、ロール軸線Rを水平に、穀粒の投出線Sをロール軸線Rに対して約60°に傾斜して交わるように配置した場合の実験結果である。投出線Sは中央の一本が一対のゴムロール7,8間の中点Mを通過し、他はこれと平行に、プラス方向、マイナス方向共に5mmと10mmの間隔をとって設定している。供試穀粒は平成7年産インディカ米(中流種)であり、ゴムロール間隙0.5mmとし、5ton/hで供給した。さらに、図10は、図8と図9における砕米率をグラフにしたものである。なお、図8,9において、脱ぷ率は、脱ぷ率=〔(整玄米+砕粒)/(整玄米+砕粒+整籾×0.8)〕×100(%)である。「×0.8」は整籾中の20%は籾殻重量との設定である。また、砕米率=〔砕粒/(砕粒+整玄米)〕×100(%)である。
【0018】これらのデータを比較すると、投出線Sをロール軸線Rに直交させ、ロール軸線Rを固定側ゴムロール7側を低く傾斜させた場合の方が脱ぷ率、砕米率共に成績の良いことが分かる。また、いずれも、脱ぷ率が高く、砕米率が低い。特に砕米率は、一対のゴムロール7,8間の中点Mを中心にプラス、マイナス10mmの範囲とその範囲外の−15mm,+15mmの領域では大きな差異のあることが分かる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は脱ぷ装置1を概略で示し、機枠2の上部に供給ホッパー3を取り付け、機枠2の内部に基板4が下部を支点5として垂直面で回動可能に取り付けてある。符号6は基板4の傾動装置であり、モーター6aで螺軸6bを回転して基板4を左右に傾動する。モーター6aは機枠2の外部に設けた手動スイッチで正逆に回転できる様になっている。
【0020】基板4の下部には固定側ゴムロール7と可動側ゴムロール8(新品時直径254mm、交換時直径231mm、ゴム層厚20mm、幅254mm、ウレタンゴム、800rpm)の一対のゴムロールを配置し、上方が噛み込み側、下方が排出側となるように対向して駆動回転させる。固定側ゴムロール7はその回転軸9を基板4の定位置に軸支し、可動側ゴムロール8は回転軸10を揺動板11の先端部に軸支している。揺動板11は、下部を支点12で支持しており、固定側ゴムロール7側へ付勢することができる。この実施形態において、固定側ゴムロール7は可動側ゴムロール8に対して低い位置にあって、固定側ゴムロール7の回転軸9と可動側ゴムロール8の回転軸10を結ぶロール軸線Rは傾斜している。
【0021】一対のゴムロール7,8の上方に案内シュート13(ステンレス製 幅248mm, 長さ740mm)を、その穀粒投出線Sが固定側ゴムロール7と可動側ゴムロール8間の間隙の中点Mを通り、ロール軸線Rと垂直に交わるように配置する。案内シュート13は、モーター14aと螺軸14bを備えたシフト装置14,14で基板4に取り付けてある。モーター14aは、機枠2の外部に設けた手動スイッチによって、正逆に回転することができる。したがって、シフト装置14,14によって案内シュート13を投出線Sと平行に移動させることができる。また、傾動装置6で基板4を傾動することにより、案内シュート13の傾斜角度を調整することができる。このとき、一対のゴムロール7,8も案内シュート13との相対位置を維持して共に傾動するので、ロール軸線Rに対して投出線Sが直交する状態は変わらない。
【0022】供給タンク3と案内シュート16の間には穀粒供給装置15を設ける。穀粒供給装置15は、上方から、流量調整バルブ16、繰り込みロール17および棚板18を備え、供給タンク3内の穀粒(主として、籾米)は、流量を調整して連続的に棚板18上に繰り出され、棚板18の先端から案内シュート13に供給される。
【0023】したがって、今、流量調整バルブ13を開いて脱ぷ作業を開始すると、供給タンク3の穀粒は、棚板18から案内シュート13に流れる。そして、穀粒は案内シュート13の先端から投出線Sに沿って、固定側ゴムロール7と可動側ゴムロール8間の間隙(噛み込み側)に供給される。供給される穀粒は、棚板18と案内シュート13の傾斜で加速され、かつ、棚板18と案内シュート13の作用によって、案内シュート13の幅いっぱいにほぼ一層の帯状になって流れ落ちる。各穀粒は案内シュート13を流れる間に穀粒の長軸方向を投出線に揃えて流れるようになる。
【0024】一対のロール間に噛み込まれた穀粒は、一対のロール7,8の差速と圧力で脱ぷされ、下方に排出される。このとき、供給する穀粒をインディカ米とし10インチゴムロールの脱ぷ装置で5ton/hの脱ぷ処理能力として説明する。一対のゴムロール7,8の周速度は、10インチの可動側ゴムロール8(低速側)で9.0〜10.6m/sとなっている。また、案内シュート13の傾斜を一対のゴムロール7,8間に投げ出される穀粒の速度が5ton/hを処理できる供給量となるように傾動装置6を操作して穀粒速度5.5m/sとなるように調整する。この値は、必要とする脱ぷ処理能力5ton/h(設定値)に要する低速ロールの周速度9.0〜10.6m/sよりも小さい。
【0025】投げ出される穀粒の速度が、ゴムロールの周速度よりも小さいことと、案内シュート13を投出線Sに沿って配置し、投出線Sのこの位置が一対のゴムロール7,8間の間隙の中点Mと交差する位置を中心に両側へ10mmの範囲にあることから、一対のゴムロール7,8の周面に衝突する穀粒が乱反射することなく、投出線Sの方向に穀粒の長軸を揃えた格好で一対のゴムロール7,8間に噛み込まれるので、砕粒の発生することが少ない。また、穀粒は案内シュートによって幅の広いほぼ一層の状態で一対のゴムロール7,8間に供給されるので、量が多すぎることによる砕粒の発生や肌ズレの発生が少なく、量が不足するために発生する不完全脱ぷの穀粒も少なくなるので、脱ぷ効率が向上する(第1の作動例)。
【0026】また、案内シュート13をシフト装置14で基板4に取り付けているので、案内シュート13を平行に移動して、投出線Sを一対のゴムロール7,8の新品時接点位置Tと摩耗が進んだ後の交換時期接点位置Uとの中間位置Vに設定することができる。この設定であると、一対のゴムロール7,8の摩耗によって、接点位置が移動しても、投出線Sは常に一対のゴムロール7,8間の間隙の中点と交差する位置を中心に両側へ10mmの範囲に位置することとなる。これによって、穀粒の乱反射が少なく、砕粒が少なく、また、効率の良い脱ぷを行うことができる(第2の作動例)。
【0027】以上、実施形態について説明したが、第1の作動例のように案内シュート13の投出線Sを常に一対のゴムロール7,8間の間隙の中点Mと交差させる必要のあるときは、ゴムロール7、8のいずれか一方の摩耗を検出してその検出値に基づいてシフト装置14を自動的に駆動するようにしても良い。その際、摩耗の程度を検出するセンサーとしては、レバー先端に取り付けたローラーをゴムロールの周面に当接し、レバーの他端側でローラーの変位を取り出す、タッチセンサーの機構が採用しやすい。案内シュート13は一対のゴムロール7,8の摩耗につれて平行に移動する。しかし、その投出線Sはロール軸線Rと直行し、かつ、常時、一対のゴムロール7,8間の間隙の中点Mを通過する。
【0028】また、実施形態は、課題を解決する手段で示した3つの手段をいずれも実行できる構造として示したが、それぞれの解決手段を1つずつ備えた独立の構造にすることもできる。
【0029】
【発明の効果】請求項1に記載の構成によれば、案内シュートから、一対のゴムロール間隙に供給される穀粒の速度がゴムロールの周面速度よりも低く、また、穀粒の投出線Sが、ロール軸線Rと直交しているので、ゴムロールの周面に衝突する穀粒の乱反射が少ない。これにより、砕粒の発生が少なく、脱ぷ効率が高い。
【0030】請求項2に記載の構成によれば、穀粒の投出線Sが、ロール軸線Rと直交しており、さらに、投出線Sの配置範囲が一対のゴムロール間の間隙の中点Mを通る場合を中心としてその両側の狭い範囲に限定されているので、案内シュートから投げ出され、ロール周面に衝突する穀粒に乱反射がほとんど生じない。これにより、脱ぷ効率が高く、また、穀粒の姿勢が乱れないことにより、脱ぷ作業における砕粒率が低くなる。
【0031】請求項3に記載の構成によれば、案内シュートの位置を固定し、投出線Sを一定の位置に固定してあってもても一対のゴムロールの接点位置が摩耗によって移動するにもかかわらず、投出線Sの位置は、常時穀粒の乱反射が抑制される領域にあり、脱ぷ装置の機枠内において案内シュートの位置を当初から固定しておくことができ、脱ぷ装置の構造を簡素にすることができる。請求項4に記載の構成によれば、ロール周面に衝突する穀粒の反射が弱く、穀粒の姿勢が乱れないので、砕粒率が低くなる。また、脱ぷ効率も高くなる。
【0032】請求項5に記載の構成によれば、案内シュートの滑面の状況や穀粒の水分状況などに応じて、最適の傾斜度を選択することができ、砕粒率を低く、脱ぷ率を高く維持することができる。請求項6に記載の構成によれば、一対のゴムロールに対して最適の状態あるいは最適の領域に穀粒の投出線Sの位置を調整することができ、砕粒率を低く、脱ぷ率を高く維持することができる。
【0033】請求項7,8に記載の構成によれば、穀粒の投出線Sを自動的に最適位置に設定しておくことができるから、常時、砕粒率を低く、脱ぷ率を高く維持することができる。請求項9に記載の構成によれば、一対のゴムロール間に供給される穀粒の姿勢が長軸を投出線Sの方向として確実に揃うので、砕粒率がより低くなり、また、脱ぷ効率も向上する。




 

 


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