(57)【要約】【課題】製茶揉捻機をエアーシリンダで加圧する方法と装置を提供すること。【解決手段】ドラムの外に支点を設けた加圧竿をドラム上方に渡し、加圧竿の先端からドラム中心に加圧蓋を吊下げ、加圧竿にエアーシリンダを繋ぎ、エアーシリンダに供給する圧縮空気の圧力を電空複合型圧力調整弁で制御するという手段を用いる。【選択図】図１
2015023813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧蓋にエアーシリンダで加圧力を与えて、揉捻操作を行う製茶揉捻機に於いて、供給空気を電圧信号、又は電流信号に比例して、圧力調整を行う電空複合型圧力調整弁を通して、エアーシリンダに接続し、揉捻操作をシーケンスコントローラでプログラムし、そのプログラムに従って、電圧信号、又は電流信号を電空複合型圧力調整弁に送り、エアーシリンダの加圧力を制御することを特長とした製茶揉捻機。
【請求項２】
ドラムの外に支点を設けた加圧竿をドラム上方に渡し、その一端はドラム中央まで伸ばして、ドラム中心に三角錐のカバーを付けた加圧蓋を懸垂し、支点の反対側の端にエアーシリンダを取付け、加圧竿を押上げることにより加圧蓋を押下げて、茶葉に揉圧を加えることを特長とした請求項１記載の製茶揉捻機。
【請求項３】
ドラムの外に支点を設けた加圧竿をドラム上方に渡し、その一端はドラム中央まで伸ばして、ドラム中心に三角錐のカバーを付けた加圧蓋を懸垂し、ドラムと支点の間にエアーシリンダを取付け、加圧竿を引っ張ることにより、加圧蓋を引き下げて、茶葉に揉圧を加えることを特長とした請求項１記載の製茶揉捻機。
【請求項４】
エアーシリンダのストロークを、加圧蓋を上昇させたとき、加圧蓋がドラム上端の縁から少し下で止まる位置にし、手動操作で加圧蓋をドラム上端の上まで上げることを特長とした請求項１、２または３記載の製茶揉捻機。
【請求項５】
シリンダロットの先端に、ロットの伸縮方向の中心線上にロット先端からＬ１の距離を置いてピン２７の位置に孔を開けたＣ型金具を取付け、Ｌ２の距離を置いて２ケの孔を開けたレバー金具を作り、レバー金具の一方の孔をＣ型金具のピン２７の孔に合わせて、ピンを通して連結し、他方の孔を加圧竿の端に設けた孔とあわせて、ピン２８を通して加圧竿とレバー金具を連結したことを特長とした請求項１、２、３または４記載の製茶揉捻機。
【請求項６】
加圧蓋にエアーシリンダで加圧力を与えて、揉捻操作を行う製茶揉捻機に於いて、供給空気を電圧信号、又は電流信号に比例して、圧力調整を行う電空複合型圧力調整弁を通して、エアーシリンダに接続し、揉捻操作をシーケンスコントローラでプログラムし、そのプログラムに従って、電圧信号、又は電流信号を電空複合型圧力調整弁に送り、エアーシリンダの加圧力を制御することを特長とした製茶揉捻機の加圧方法。
【請求項７】
茶葉の投入中はシリンダの加圧力をゼロとして、加圧蓋の荷重ｗ０だけを掛け、投入が終ったら軽い荷重ｗ１で数分間加圧し、ついで１分ほどシリンダ圧力をゼロとし、ついで１回目の倍の荷重ｗ２で数分間加圧し、再び１分ほどゼロとし、再び、１回目の３倍の荷重ｗ３で数分間加圧し、又１分ほどゼロとする。これを繰り返しながら、加圧力を強くしていく、最大加圧ｗｍａｘとゼロ圧ｗ０を繰返しながら、最大加圧で揉捻操作を続け、取出し１〜３分前から加圧ゼロとして、ほぐし操作をした後、取出しをすることを特長とした請求項６記載の製茶揉捻機の加圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は緑茶、半発酵茶、紅茶の製茶工場で使用されている伝統的な製茶揉捻機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記の製茶工場で使用されている伝統的な製茶揉捻機は、表面に凹凸の模様を付けた平らな揉盤の上を、上下が開放された円筒形ドラムに円運動をさせ、ドラムの中に茶葉を入れ、ドラム上方に設けた加圧蓋とドラム下方の揉盤で茶葉を挟み、ドラムの円運動により茶葉を揉捻するものである。
【０００３】
加圧蓋には、分銅で重さを掛けて加圧するものと、加圧蓋をネジで下方の揉盤に押付けて加圧するものがある。ネジにより加圧するものは、茶葉の量に合わせて加圧蓋を上下させ、加圧蓋の位置を決めて加圧力を調節する。加圧蓋と揉盤の隙間を狭くすると、挟まれた茶葉に加わる力は強くなる。
【０００４】
近年はモーターでネジを廻しているが、茶葉に掛かる加圧力は、作業者がドラム内の茶葉の量と、加圧蓋の位置を目測して決めている。加圧蓋の位置が同じでも、茶葉の量によって茶葉に掛かる加圧力は違うので、どれだけの力が掛かっているか分からない。
【０００５】
分銅で加圧するものは、ドラム外に支点を持つ分銅竿をドラム上方に渡し、分銅竿からドラム中心に加圧蓋を懸垂し、分銅竿上を移動する分銅の位置により加圧力を調節する。近年、装置の大型化により、分銅の移動はモーターを使用している。分銅が支点に近ければ加圧力は小さく、支点から遠くなれば加圧力は大きくなる。
【０００６】
又、特許文献１、特許文献２のように、エアーシリンダを用いて加圧するものが発明されているが、実用化されているものはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３０８１５４
【特許文献２】特開２００１−２３１４４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現在市販されている、ネジで加圧蓋を上下させるものや、分銅を移動させて加圧力を変えるものは、ネジの回転や、分銅の移動に時間が掛り、揉捻操作中に何回も加圧力を変更するのは困難である。
【０００９】
特許文献１に示すものは、ドラム上方に門型の枠をつくり、先端に加圧蓋を取付けたエアーシリンダを門型枠に取付け、茶葉を加圧する構造となっている。この為、長大なエアーシリンダが上方に突出る形となり、不安定な機械となる。また、エアーシリンダに供給する空気の圧力を圧力調整弁とタイマーを組合せて、加圧蓋に加える圧力と加圧時間を設定するようになっている。揉捻操作中には何回も加圧力を変える必要がある。その為には設定圧力を変えた圧力調整弁と加圧時間を設定するタイマー、加圧空気の経路を切替える切替弁、を多数用意し、タイマーによって空気の経路を切替えねばならない。
【００１０】
特許文献２では、ドラム横に支点を持ち、ドラム上方に渡した分銅竿に分銅を乗せると共に、分銅竿の支点を介した反対側の端を、エアーシリンダで押上げて加圧するという構造となっている。この為、分銅による加圧をエアーシリンダによる加圧で補助する形となっているが、構造が複雑で高価となり、実用に向かない。又、加圧力の設定方法が記載されていない。
【００１１】
この発明は、製茶揉捻機のエアーシリンダによる加圧方法と製茶揉捻機の構成を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１、６では、
加圧蓋にエアーシリンダで加圧力を与えて、揉捻操作を行う製茶揉捻機に於いて、供給空気を電圧信号、又は電流信号に比例して、圧力調整を行う電空複合型圧力調整弁を通して、エアーシリンダに接続し、揉捻操作をシーケンスコントローラでプログラムし、そのプログラムに従って、電圧信号、又は電流信号を電空複合型圧力調整弁に送り、エアーシリンダの加圧力を制御するという手段を用いる。
【００１３】
更に請求項２では、
ドラムの外に支点を設けた加圧竿をドラム上方に渡し、その一端はドラム中央まで伸ばして、ドラム中心に三角錐のカバーを付けた加圧蓋を懸垂し、支点の反対側の端にエアーシリンダを取付け、加圧竿を押上げることにより加圧蓋を押下げて、茶葉に揉圧を加えるという手段を用いる。
【００１４】
更に請求項３では、
ドラムの外に支点を設けた加圧竿をドラム上方に渡し、その一端はドラム中央まで伸ばして、ドラム中心に三角錐のカバーを付けた加圧蓋を懸垂し、ドラムと支点の間にエアーシリンダを取付け、加圧竿を引っ張ることにより、加圧蓋を引き下げて、茶葉に揉圧を加えるという手段を用いる。
【００１５】
更に請求項４では、請求項２または３において、
エアーシリンダのストロークを、加圧蓋を上昇させたとき、加圧蓋がドラム上端の縁から少し下で止まる位置にし、手動操作で加圧蓋をドラム上端の上まで上げるという手段を用いる。
【００１６】
更に請求項５では、
シリンダロットの先端に、ロットの伸縮方向の中心線上にロット先端からＬ１の距離を置いてピン２７の位置に孔を開けたＣ型金具を取付け、Ｌ２の距離を置いて２ケの孔を開けたレバー金具を作り、レバー金具の一方の孔をＣ型金具のピン２７の孔に合わせて、ピン１を通して連結し、他方の孔を加圧竿の端に設けた孔とあわせて、ピン２８を通して加圧竿とレバー金具を連結するという手段を用いる。
【００１７】
更に請求項７では、
茶葉の投入中はシリンダの加圧力をゼロとして、加圧蓋の荷重ｗ０だけを掛け、投入が終ったら軽い荷重ｗ１で数分間加圧し、ついで１分ほどシリンダ圧力をゼロとし、ついで１回目の倍の荷重ｗ２で数分間加圧し、再び１分ほどゼロとし、再び、１回目の３倍の荷重ｗ３で数分間加圧し、又１分ほどゼロとする。これを繰り返しながら、加圧力を強くしていく、最大加圧ｗｍａｘとゼロ圧ｗ０を繰返しながら、最大加圧で揉捻操作を続け、取出し３分前から加圧ゼロとして、ほぐし操作をした後、取出しをするという手段を用いる。
【発明の効果】
【００１８】
揉捻操作では、茶葉に加える圧力を何回も変える必要がある。加圧力としてエアーシリンダを用いる場合、揉捻途中で何回も空気圧の設定を変える必要がある。空気圧を設定する圧力調整弁は、通常、１つの弁で１つの値しか設定出来ない。従って、設定値を変える場合は図１０に示すように、設定値を変えた複数の圧力調整弁を用意し、切替弁で使用する圧力調整弁に、空気の流れ方向を切替えていく必要がある。多数の圧力調整弁と多数の切替弁を使うことは、高価で複雑な装置となり、実用化出来なかった。請求項１、６の発明により、電空複合型圧力調整弁を使用することで、揉念操作にエアーシリンダを用いることが可能となった。エアーシリンダを用いることで、瞬時に加圧力を変更することができる。
【００１９】
従来の揉捻機では、ドラム上方に渡した加圧竿は、分銅が加圧竿上を移動する為に、ネジ、ガイドレール、モーターなどが付いており、複雑な構造となっている。又、加圧竿の長さもドラム直径より長くしてある。請求項２、３の発明により、分銅移動の為の付属加工、機器が不要となり、加圧竿の長さもドラム中心まであれば十分であり、簡単で短い加圧竿となった。
【００２０】
請求項３の発明では、加圧蓋の取付け位置と加圧竿の支点の距離が遠くなるので、加圧蓋は直線に近い半径で上下するので、ドラム中心からのずれを少なくできる。
【００２１】
茶葉が投入されると、茶葉により加圧蓋は持上げられる。ドラムの上まで上ると、茶葉がドラムから外に溢れたり、ドラムの縁に加圧蓋が乗ってしまう。シリンダの長さを加圧蓋が、ドラム上端の少し下で止まるようにすると、これを防ぐことが出来ると共に、シリンダの長さを短くできる。しかし、ドラム内部を掃除するには、加圧蓋をドラムより上に上げる必要がある。この為、請求項４の発明ではシリンダによる加圧蓋の上下とは別に、手動操作機構を設けることで、加圧蓋をドラムより上に上げることが出来る。
【００２２】
上記手動操作の為に、請求項５に示す機構の部品をシリンダの先端に取付け、
レバー操作をすれば、加圧蓋をドラムの上まで上げることができる。この機構はシリンダの下端の取付け部分に付けてもよい。
【００２３】
揉捻操作は一つの設定圧力を掛け続けるだけだと、茶葉が混ざり合わず、硬い塊が出来るだけである。請求項７の操作をすれば、茶葉がよく混ざり、少しずつ加圧力が加わるので、全ての茶葉を均一に揉捻することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】請求項１、６のエアーシリンダに供給する圧縮空気の流れと電空複合型圧        力調整弁を制御するコントローラーを示す全体関係図。
【図２】加圧時の圧縮空気の流れを示すフローシート。
【図３】無圧時の圧縮空気の流れを示すフローシート。
【図４】竿上げ時の圧縮空気の流れを示すフローシート。
【図５】請求項２の実施例を示すと共に、請求項４の説明図。
【図６】請求項３の実施例を示す説明図。
【図７】請求項４、５の実施例を示す手動操作金具。
【図８】図７の手動操作金具の動作説明図。
【図９】請求項７の実施例を示すグラフ。
【図１０】従来のエアー加圧方法を示すフローシート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の実施例を図面に従って説明する。
図１は、加圧蓋に圧力を加えるエアーシリンダに供給する圧縮空気の流れと、電空複合型圧力調整弁を制御するコントローラーの関係を示している。
エアーシリンダ５は加圧竿７に接続している。コンプレッサー６で発生した圧縮空気は、電空複合型圧力調整弁４を通してエアーシリンダ５に供給される。電空複合型圧力調整弁４は、ＡＤ変換器３を通してシーケンスコントローラ２と接続している。
揉捻操作中の加圧力と加圧時間は、表示器１を介してシーケンスコントローラ２にプログラムされる。制御プログラムに従って、設定された加圧力が出力されるとＡＤ変換器３によって電圧信号又は電流信号に変えられ、電空複合型圧力調整弁４に送られる。電空複合型圧力調整弁４は、送られた電気信号に従って、圧縮空気を所定の圧力に減圧し、エアーシリンダ５におくる。
【００２６】
この発明では、エアーシリンダ５の動作は加圧、無圧、竿上げの３種類の動作をする。
図２で加圧の場合の圧縮空気の流れを説明する。
コンプレッサー６から送られる空気は方向切替弁７で電空複合型圧力調整弁４に送られる。ここで設定空気圧に調整され、方向切替弁８を通ってエアーシリンダ５の接続口１０に供給される。ここに圧力計９を取付けて加圧力が分かるようにする。接続口１１側は方向切替弁７を通じて排気される。
【００２７】
次に図３で、無圧の場合の説明をする。
電空複合型圧力調整弁４の設定を無圧にし、方向切替弁８を切替えて、電空複合型圧力調整弁４からエアーシリンダ５へ送る圧力を放出する。ピストン１３を挟んだ接続口１０側の経路は方向切替弁８から排気され、接続口１１側の経路は方向切替弁７から排気される。このようにしてエアーシリンダ５に掛かる圧力は無圧となる。
【００２８】
図４で加圧と反対側から圧力を掛ける竿上げの経路を説明する。
コンプレッサー６から供給される空気は、方向切替弁７で切替えられ、シリンダ５の接続口１１に送られ、ロット１４を引き込む方向に働かせる。ロット１４の先端は加圧竿１５に接続しており、加圧竿１５に懸垂した加圧蓋１６を引上げる。
【００２９】
図５に請求項２の実施例を示す。１７は揉捻機のドラムであり、中心に加圧蓋１６が加圧竿１５の一端から懸垂されている。投入された茶葉１９は揉盤１８と加圧蓋１６に挟まれたまま、ドラム１７の円運動によって揉捻される。加圧竿１５は支点２０で支持されている。支点２０を挟んだ反対側の端にはエアーシリンダ５が取付けてある。エアーシリンダ５のロット１４が伸びると加圧竿１５を介して加圧蓋１６を押下げ、茶葉１９に加圧力が加わる。ロット１４が引っ込むと加圧竿１５の先端が上り、加圧蓋１６は引上げられる。
【００３０】
図６に請求項３の実施例を示す。ドラム１７の中心に加圧蓋１６が加圧竿２２の一端から懸垂されている。加圧竿２２は支点２１で支持されている。エアーシリンダ５は支点２１と加圧蓋１６の取付点２３の間に接続してある。図５と反対にシリンダのロット１４が引っ込むと加圧蓋１６に圧力が掛り、伸びると加圧蓋１６を持上げる。
【００３１】
図５で請求項４記載の竿上げの説明をする。エアーシリンダ５のロット１４を伸ばして、加圧蓋が一番下がった状態を１６ａとする。ロット１４を引き込んで加圧蓋が一番上った状態を１６ｂとする。この時、加圧蓋１６ｂはドラム１７の上の縁からやや下がった所とする。エアーシリンダ５と加圧竿１５の接続部は手動操作機構２４を介して接続する。加圧蓋を１６ｂの位置まで引き上げておき、手動操作機構２４を操作して加圧蓋を１６ｃの位置まで上げ、更に加圧蓋を１６ｄの位置まで振上げれば、ドラム１７の上面が空き、内部を掃除出来る。手動操作機構２４はエアーシリンダ５とドラム腕の取付け部、加圧竿１５と加圧蓋１６の取付け部に設けてもよい。
【００３２】
図７、８で手動操作機構２４の実施例を示す。シリンダのロット１４の先端にＣ型金具２５を取付ける。Ｃ型金具２５にはレバー金具２６をピン２７で取付ける。レバー金具２６と加圧竿１５の端をピン２８で接続する。レバー金具２６に設けたピン２７とピン２８の孔はＬ２の間隔をもうける。Ｃ型金具２５のピン２７の孔は、ロット１４の先端からＬ１の間隔を設ける。
【００３３】
図８は、手動操作で竿上げ操作をした場合を示す。レバー金具２６を１８０度反転して、２６’の位置にするとピン２８の位置は２８’の位置になり、Ｌ２の２倍の距離だけ加圧竿１５の端を引下げる。これにより支点２０と反対側の端に付けた加圧竿１６を、ドラム１７の上に引上げることが出来る。
【００３４】
図９は、横軸に経過時間を立軸に加圧力を表示したグラフである。請求項７の実施例を図６に従って説明する。ドラム１７に円運動をさせながら、茶葉を投入する。茶葉は加圧蓋１６の円錐カバーの斜面に沿ってドラム１７と加圧蓋１６の隙間から揉盤１８の上に落ち、加圧蓋１６と揉盤１８に挟まれて揉捻作用を受ける。投入量に従って少しづつ加圧蓋１６は押上げられる。茶葉の投入時間ｔ０からｔ１は、図３に示す経路で空気を抜いてエアーシリンダの圧力は無圧とする。この間加圧蓋１６の荷重ｗ０だけが茶葉１９に掛かる。この工程をＪ１で示す。投入が終ると図２に示す経路でエアーシリンダ５に空気を送り、軽くｗ１の荷重を掛け数分間揉捻する。この工程をＪ２で示す。ついで図３に示す経路で空気を抜いて約１分間無圧とする。工程Ｊ２で少し固まった茶葉はほぐされて、バラバラになり混じり合う。この工程をＪ３で示す。次いでｗ１の約２倍のｗ２の荷重を掛け、少し強い揉捻操作を加える。この工程をＪ４で示す。次いで再びＪ５に示すように無圧操作をして、Ｊ４工程で固まりになった茶葉をほぐし、茶葉全体に平均に加圧力が加わるようにする。次いでもう少し強くｗ１の約３倍の荷重を掛け、Ｊ６工程の操作をし、再びＪ７で無圧操作をする。Ｊ８で更に強い荷重ｗｍａｘを加える。Ｊ９、Ｊ１０と加圧、無圧を繰返して、茶葉を混ぜながら揉念操作をする。最後にＪ１１に示すように約３分間無圧で慣らし操作をして、取出し工程を終了する。
【符号の説明】
【００３５】
１    表示器
２    シーケンスコントローラ
３    ＡＤ変換器
４    電空複合型圧力調整弁
５    エアーシリンダ
６    コンプレッサー
７    方向切替弁
８    方向切替弁
９    圧力計
１０    接続口
１１    接続口
１３    ピストン
１４    ロット
１５    加圧竿
１６    加圧蓋
１７    ドラム
１８    揉盤
１９    茶葉
２０    支点
２１    支点
２２    加圧竿
２３    取付点
２４    手動操作機構
２５    Ｃ型金具
２６    レバー金具
２７    ピン
２８    ピン
４０、４１、４２、４３、４４    圧力調整器
５０、５１、５２、５３、５４    方向切替弁
【図１】
2015023813.tif 000003
【図２】
2015023813.tif 000004
【図３】
2015023813.tif 000005
【図４】
2015023813.tif 000006
【図５】
2015023813.tif 000007
【図６】
2015023813.tif 000008
【図７】
2015023813.tif 000009
【図８】
2015023813.tif 000010
【図９】
2015023813.tif 000011
【図１０】
2015023813.tif 000012