籾摺機における脱ぷロールの焼損防止装置

本発明は、籾摺機に設けられている一対の脱ぷロールの焼損を防止するための装置に関する。

従来、この種の装置は、一対の脱ぷロールの上部に原料タンクと、この原料タンク内の穀物の有無を光学的に検出するセンサとが設けられている。そして、このセンサは、原料タンク内の穀物が無くなったことを検出すると、制御部が籾摺作業が終了したものと判断して一対の脱ぷロールを非接触位置に展開し、脱ぷロールの焼損や変形の防止を図る制御を行っている。

しかし、上記センサは、原料タンク内の穀物の有無を光学的に検出するタイプであるため、センサのレンズ面の汚れや、センサへのごみの付着等によって、原料タンク内に穀物が無いにもかかわらず、原料が有るとの出力信号が発せられる場合があった。このような不具合は、上記光学センサに限らず、静電容量式のセンサや、超音波式のセンサであっても、信号検出箇所へのごみの付着等により誤動作が生じる場合がある。このような誤動作は、制御部が籾摺作業がまだ継続していると判断し、一対の脱ぷロールが空の状態(原料籾の供給が無い状態)で接触しながら回転するために、脱ぷロールの変形や焼損のおそれがあり大変危険であった。

上記問題に対処するため、特許文献1記載の発明では、穀物を脱ぷ処理する左右一対の脱ぷロールと、その脱ぷロールの下方に設けられる、脱ぷロールの摺出しの有無に感応する感圧素子からなる摺出し検出センサと、そのセンサの検出出力に基づき、脱ぷ作業終了後、前記左右一対の脱ぷロールを非接触まで展開する脱ぷロール展開手段とを備える、という技術的手段を講じたものである。これにより、一対の脱ぷロールによる摺出しの有無の検出により、籾摺作業の終了を確実に検出し、籾摺作業の終了の際、脱ぷロールを展開して非接触状態にし、脱ぷロールの焼損や変形の防止を確実に行うことができるといった作用・効果がある。

しかし、特許文献1記載の発明は、感圧素子からなる摺出し検出センサが脱ぷロールの直下に設けられているから、籾殻を含む摺落米が直接センサに衝突して、早期に摩耗するおそれがあり、耐久性において実用に適さないといった問題がある。すなわち、籾摺の際に生じる籾殻は玄米を包む殻であって、成分は食物繊維であるが、ガラスの原料であるケイ酸を含む硬質物質であるからである。

特開平1−151948号公報

本発明は上記問題点にかんがみ、耐久性を向上して実用に適した脱ぷロールの焼損防止装置を提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するため本発明は、原料を一時貯留するための原料タンクと、該原料タンクの原料の下限値を検知する下限センサと、一対の脱ぷロールからなる脱ぷ部と、該脱ぷ部又は脱ぷ部よりも後工程の穀粒の流れを検知する流れ検知センサと、 前記下限センサが穀粒無しの信号を検知し、かつ、前記流れ検知センサが穀粒流れ有りの信号を検知したときは、籾摺作業中の原料切れであると判断して、前記脱ぷ部での籾摺作業を停止させる制御部とを設ける、という技術的手段を講じた。

また、請求項2記載の発明は、前記流れ検知センサを、前記脱ぷ部の後工程に設けた風選部と混合米揚穀機との間を連絡する混合米排出流路に設けたことを特徴とする。

さらに、請求項3記載の発明は、前記流れ検知センサが、混合米排出流路を穀粒が流下したときに穀粒を受け止めるゲート板と、該ゲート板が回動したときの変位を前記混合米排出流路の外側で検知する変位検知体と、該変位検知体の変位を前記混合米排出流路の外側で検知するセンサ本体とにより形成されることを特徴とする。

そして、請求項4記載の発明は、前記流れ検知センサが、前記脱ぷロール回転軸の軸受に固設された振動検知センサであることを特徴とする。

本発明によれば、原料を一時貯留するための原料タンクと、該原料タンクの原料の下限値を検知する下限センサと、一対の脱ぷロールからなる脱ぷ部と、該脱ぷ部又は脱ぷ部よりも後工程の穀粒の流れを検知する流れ検知センサと、前記下限センサが穀粒無しの信号を検知し、かつ、前記流れ検知センサが穀粒流れ有りの信号を検知したときは、籾摺作業中の原料切れであると判断して、前記脱ぷ部での籾摺作業を停止させる制御部とを設けたので、制御部は、下限センサと、流れ検知センサとのダブルチェックにより籾摺作業中の原料切れを判断するので、下限センサのみを設置した場合と比較すれば、籾摺作業を確実に停止し、もって、脱ぷロールの変形や焼損を確実に防止することができる。また、センサ自体を脱ぷ部又は脱ぷ部よりも後工程の穀粒の流れを検知する流れ検知センサとしたため耐久性も向上する。特に、籾摺作業中に下限センサが穀粒無しの信号を検知し、かつ、前記流れ検知センサが穀粒流れ有りの信号を検知したときに、制御部が籾摺作業中の原料切れであると確定的に判断するので、籾摺機の自動停止の信頼性が向上し、実用に適した脱ぷロールの焼損防止装置の提供が可能となる。

請求項2記載の発明によれば、前記流れ検知センサを、前記脱ぷ部の後工程に設けた風選部と混合米揚穀機との間を連絡する混合米排出流路に設けてあるので、脱ぷ部の後工程の風選部と混合米揚穀機との間は、風選部において籾殻が除去された、籾と玄米とからなる混合米が混合米排出路から排出されることになる。したがって、硬質物質である籾殻を含んでいない混合米の流れを流れ検知センサにより検知するので、従来の感圧素子によるセンサに比較して耐久性(耐摩耗性)が向上する。

さらに、請求項3記載の発明によれば、前記流れ検知センサを、前記混合米排出流路を穀粒が流下したときに穀粒を受け止めるゲート板と、該ゲート板が回動したときの変位を前記混合米排出流路の外側で検知する変位検知体と、該変位検知体の変位を検知するセンサ本体とにより形成しているから、ゲート板が回動したときの変異を検知する変位検知体及びセンサ本体が流路外に設置されることで、センサ本体が穀粒の衝突を受けることがなくなるため、耐久性(耐摩耗性)が向上することとなる。

そして、請求項4記載の発明によれば、前記流れ検知センサが、前記脱ぷロール回転軸の軸受に固設された振動検知センサであるから、振動検知信号を解析すれば、脱ぷ部に原料籾が供給されていない籾摺前又は籾摺終了と、脱ぷ部に原料籾が供給されている籾摺作業中とを、穀粒が脱ぷ部を通過していないときの振動と通過しているときの振動とから容易に識別することができる。これにより、この振動検知センサと、下限センサとのダブルチェックにより、籾摺作業中の原料切れを確実に検知し、籾摺作業の停止を行って、脱ぷロールの変形や焼損を確実に防止することができる。

籾摺機の各工程の流れを示すフロー図である。

籾摺機の外観を示す正面図である。

混合米排出流路と、この流路内に配設した流れ検知センサとの概略構造を示す一部破断面図である。

センサと制御部と駆動部との電気的な接続関係を示すブロック図である。

本発明実施形態の構成における動作の一例を示すフローチャートである。

原料切れの場合の一例を示すフローチャートである。

制御部のタッチパネル上に示すエラーメッセージである。

振動解析により籾摺作業中か否かを識別するパワースペクトル強度の一例である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図1は籾摺機の各工程の流れを示すフロー図であり、図2は籾摺機の外観を示す正面図である。

図1及び図2に示すように、本発明の籾摺機1は、一対の脱ぷロール2a,2bからなる脱ぷ部2と、脱ぷ後の摺米から籾殻やしいなや軽い夾雑物を風選別する風選部3と、風選された混合米を揺動選別作用によって籾、玄米及び混合米のそれぞれに選別する揺動選別部4と、選別された玄米のうち、粒が充実した整粒と未熟粒との篩分けを行う粒選別部5とを主要部としている。

前記脱ぷ部2と風選部3とは重設して一体構造となし、風選部3と揺動選別部4との間は、混合米揚穀機6及び混合米タンク7を介して連絡している。また、前記揺動選別部4と粒選別部5との間は、玄米揚穀機8を介して連絡している。

符号9は籾返還用揚穀機であり、揺動選別部4での選別籾や脱ぷ部2で籾摺処理できなかったオーバーフロー籾などを揚穀して前記脱ぷ部2へ再供給するための役目を果たす。符号10は各部を制御するための制御部である。符号11は吸引ファンであり、風選部3で分離された籾殻や夾雑物を機外に排出するための役目を果たす。符号12は脱ぷ部2の原料タンクである。符号13(図1参照)は脱ぷ部2への籾の戻りタンクである。符号9aは揚穀機9で揚穀された籾を原料タンク12に供給するか機外排出とするかを切り換える切り換え弁である。符号8aは揚穀機8で揚穀された玄米を粒選別機5に供給するか機外排出とするかを切り換える切り換え弁である。

脱ぷ部2の原料タンク12には、穀粒の下限値を検知する下限センサ12aが設けられており(図1参照)、下限センサ12aがオンした場合(つまり、原料が溜まっている状態)に、すぐに、脱ぷ部2を起動するか否かの時間をユーザが設定することができる。一方、下限センサ12aがオフした場合(つまり、原料がなくなった状態)に、すぐに、脱ぷ部2を停止するか否かの時間をユーザが設定することができる。

脱ぷ部2の戻りタンク13には、穀粒の上限値を検知する上限センサ13aも設けられている(図1参照)。この上限センサ13aは、戻り籾のオーバーフローを検知するものであり、上限センサ13aがオンした場合(つまり、戻り籾が多くなり、戻りタンクから溢れ出る直前の状態)に、すぐに、揺動選別部4を停止するか否かの時間をユーザが設定することができる。一方、上限センサ13aがオフした場合(つまり、戻り籾が少なくなった状態)に、すぐに、揺動選別部4を起動するか否かの時間をユーザが設定することができる。さらに、上限センサ13aがオンした場合(つまり、戻り籾が多くなり、戻りタンクから溢れ出る状態)に、すぐに、警報を発するか否かの時間をユーザが設定することもできる。

符号14は、前記風選部3と混合米揚穀機6との間を連絡する混合米排出流路であり、該混合米排出流路14には、混合米の流れを検知するための流れ検知センサ15が設けられる。

この流れ検知センサ15の構成について図3を参照して詳細に説明する。図3は混合米排出流路14と、この流路14内に配設した流れ検知センサ15との概略構造を示す一部破断面図である。図3(a)は流路14内に穀粒(混合米)が流れている状態で流れ検知センサ15が作動しない(オン信号を発信しない)様子を示すものであり、図3(b)は流路14内に穀粒(混合米)が流れていない状態で流れ検知センサ15が作動する(オン信号を発信する)様子を示すものである。

図3に示すように、混合米排出流路14は角型パイプなど樋状シュートで形成してあり、この樋状シュート14の底面14aを混合米が滑流するようになる。そして、樋状シュート14内には、混合米が流下したときの米を受け止め、この際、米が流下するときの圧力によって回動軸16を中心に回動されるゲート板17が設けられる。そして、このゲート板17が回動したときの変位を検知可能となるよう、樋状シュート14外側には、変位検知体18が設けられる。該変位検知体18が回動軸16に軸着していることにより、ゲート板17が回動したときの変位の検知が可能となる。前記ゲート板17は、常時は流路14が閉鎖され、混合米が流下したときに流路14が開放されるように固定部材19と前記変位検知体18との間につるまきバネ20を付設している。また、樋状シュート14外側には、変位検知体18の変位を検知することのできるセンサ本体21(例えば、マグネットセンサ、磁気型近接スイッチ等)を付設している。

図4はセンサと制御部と駆動部との電気的な接続関係を示すブロック図である。図4において、符号10は各部を制御する制御部であり、例えば、中央演算処理装置(CPU)、該CPUの作業領域としてデータの読み書きのできる第1記憶媒体(RAM)、前記CPUで実行される基本的なプログラムを記録する読み出し専用の第2記憶媒体(ROM)、ハードディスク装置や不揮発性のフラッシュメモリ装置からなる第3の記憶媒体、及びタッチパネル等の入力装置兼表示装置等を備えて構成される。

そして、原料タンク12の下限値を検知する下限センサ12a、及び混合米の流れを検知するための流れ検知センサ15が入力インターフェース22を介して制御部10と接続される。このようなセンサのほかに、脱ぷ部2の脱ぷロールを駆動する脱ぷロール駆動モータ26の負荷電流を検出する負荷電流検知センサ23や、さらには、加速度センサなどの脱ぷ部2の脱ぷロールが回転する際の回転軸の振動状態を検出する振動検知センサ24を入力インターフェース22を介して制御部10と接続することができる。

出力インターフェース25の出力側には、脱ぷ部2の脱ぷロール駆動モータ26、風選部3の吸引ファン11を駆動する吸引ファンモータ27、各種揚穀機を駆動する揚穀機モータ28a〜28c、揺動選別部4の選別板を揺動させる揺動選別モータ29、及び粒選別部5の選別筒体を回転駆動する粒選別機モータ30が接続される。

次に、上記構成における動作の一例について図5のフローチャートに基づき説明する。図5は籾摺を開始する際の制御フローチャートである。

まず、籾摺作業の開始に先立って籾摺機1内に穀粒が流れていないことを検知する(ステップS1のYes)。混合米排出路14には、図3の(b)ように、作業前は穀粒が流れていないので、流れ検知センサ15のバネ20により変位検知体18がセンサ本体21側に引き寄せられ、流れ検知センサ15はオン状態となる。流れ検知センサ15がオフ検知の場合は(ステップS1のNo)、後述のステップS7に至る。

次に、脱ぷ部2の原料タンク12に穀粒を供給する(ステップS2)。このとき下限センサ12aからは、原料タンク12内に「穀粒有り」とするオンの信号が発信される(ステップS3のYes)。すなわち、流れ検知センサ15がオン、かつ、下限センサ12aがオンのとき、脱ぷ部2での籾摺作業が可能となるので、操作者は制御部10を操作して、ロール間隙を閉じるとともに、シャッタを開成して籾摺作業を行う(ステップS4)。

脱ぷ部2を通過した摺落米は、次に、風選部3を通過する。風選部3では吸引ファン11の吸引風によって籾殻が除去され、籾と玄米とからなる混合米が混合米排出路14から排出されることになる。籾摺作業を継続すれば、図3の(a)ように、混合米排出流路14に穀粒が流れるので、流れ検知センサ15のバネ20に抗してゲート板17が回動し、これに伴い変位検知体18がセンサ本体21から離れて流れ検知センサ15が「穀粒流れ有り」とするオフの信号が発信される(ステップS5のYes)。オフ信号が検知されると、正常な籾摺作業であると判断し、所定時間籾摺作業が継続される(ステップS6)。

一方、籾摺作業を開始したにもかかわらず、流れ検知センサ15が「穀粒流れ無し」とのオンの信号が検知されると(ステップS5のNo)、一定時間タイマを作動させ(ステップS7)、籾摺作業を一時停止させる(ステップS8)。籾摺作業を一時停止した後は、制御部10に設けられたタッチパネル10a上にエラーメッセージが表示される。つまり、籾摺作業を開始したにもかかわらず、混合米排出流路14への穀粒の検知がないために、原料タンク12内に原料籾が無い、原料タンク12の下限センサ12aの異常、又は流れ検知センサ15の異常などの異常が考えられる。このため、制御部10のタッチパネル10a上には、「各部を点検してください。」とのメッセージが表示されることになる(図7)。

タッチパネル10a上にエラーメッセージが表示された後は、各部を点検し、異常がなければ、操作者は警報解除ボタン10b(図7)を押下してエラーメッセージを解除し(図5のステップS10)、ステップS4に戻って籾摺作業を再開することになる。

次に、原料切れの場合について説明する。図6は原料切れの場合の制御フローチャートである。図5のステップS6の所定時間籾摺作業を継続している最中に、原料切れが生じた場合、下限センサ12aがオフ信号を検知する(図6のステップS11のYes)。このとき、籾摺作業は一時停止される(ステップS12)。次に、流れ検知センサ15が「穀粒流れ有り」とするオフ信号を検知すると(図6のステップS13のYes)、制御部10は確定的に原料切れであると判断し、操作者に籾摺作業を継続するか否かの判断を促す(図6のステップS14)。操作者が籾摺作業の終了を選択した場合(ステップS14のNo)は、作業を終了し、操作者が籾摺作業の継続を選択した場合(ステップS14のYes)は、図5の(1)へ至り、籾摺作業を再開する。

次に、流れ検知センサとして振動検知センサ24を用いた実施例について説明する。この振動検知センサ24は、加速度センサなどを内装した検知部が脱ぷ部2の脱ぷロール回転軸の軸受に固設されている。そして、制御部10には振動検知センサ24からの振動検知信号を解析するための高速フーリエ変換部(FFT)を備えている。これにより、図8に示すように、振動解析によって、脱ぷ部2に原料籾が供給されていない籾摺前信号又は籾摺終了信号と、脱ぷ部2に原料籾が供給されている籾摺作業中信号とに容易に識別することができる。

振動検知センサ24を用いた場合の動作の一例は、図5のステップS1及びステップS5、図6のステップS13の流れ検知センサ15を振動検知センサ24に置き換えたのみであるので、説明は省略する。

以上のように本実施形態によれば、原料を一時貯留するための原料タンク12と、原料タンク12の原料の下限値を検知する下限センサ12aと、一対の脱ぷロールからなる脱ぷ部2と、脱ぷ部2又は脱ぷ部2よりも後工程の穀粒の流れを検知する流れ検知センサ15(又は振動検知センサ24)と、下限センサ12aが穀粒無しの信号を検知し、かつ、流れ検知センサ15(又は振動検知センサ24)が穀粒流れ有りの信号を検知したときは、籾摺作業中の原料切れであると判断して、脱ぷ部2での籾摺作業を停止させる制御部10とを設けているので、制御部10は、下限センサ12aと、流れ検知センサ15(又は振動検知センサ24)とのダブルチェックにより籾摺作業中の原料切れを判断するので、下限センサのみを設置した従来の技術と比較すれば、籾摺作業を確実に停止し、もって、脱ぷロールの変形や焼損を確実に防止することができる。また、センサ自体を脱ぷ部又は脱ぷ部よりも後工程の穀粒の流れを検知する流れ検知センサ15(又は振動検知センサ24)としたため耐久性も向上する。特に、籾摺作業中に下限センサ12aが穀粒無しの信号を検知し、かつ、流れ検知センサ15(又は振動検知センサ24)が穀粒流れ有りの信号を検知したときに、制御部10が籾摺作業中の原料切れであると確定的に判断するので、籾摺機の自動停止の信頼性が向上し、実用に適した脱ぷロールの焼損防止装置の提供が可能となる。

本発明はミニライスセンターなどコンパクトに配置構成した籾摺機の分野で適用することができる。

1 穀物調製設備 2 籾摺部 3 風選部 4 揺動選別部 5 粒選別部 6 混合米揚穀機 7 混合米タンク 8 玄米揚穀機 9 籾返還用揚穀機 10 制御部 11 吸引ファン 12 原料タンク 12a 下限センサ 13 戻りタンク 13a 上限センサ 14 混合米排出流路 14a 底面 15 流れ検知センサ 16 回動軸 17 ゲート板 18 変位検知体 19 固定部材 20 つるまきバネ 21 センサ本体 22 入力インターフェース 23 負荷電流検知センサ 24 振動検知センサ 25 出力インターフェース 26 脱ぷロール駆動モータ 27 吸引ファンモータ 28 揚穀機モータ 29 揺動選別モータ 30 粒選別機モータ