(57)【要約】  【課題】  茶生葉を所定の大きさ以下に確実に切断することのできる茶生葉切断装置を提供する。  【解決手段】  刃ローラ１１とそれに押圧されるウレタンローラ１２で構成される茶生葉切断装置１０において、多数の丸刃２３で構成される刃ローラ１１に横刃２４を設ける。これにより、茶生葉は必ず所定の大きさ以下に切断されるようになる。  【選択図】  図２
2004195641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)作用部分のほぼ全長に亘り、回転軸に平行に配置された少なくとも１枚の横刃と、作用部分内において軸方向に略等間隔に配置された複数の丸刃とを備えた刃ローラと、
b)作用部分の表面に弾性層を有し、その弾性層が上記刃ローラに線接触するように、刃ローラに平行に設けられた弾性層ローラと、
を備えることを特徴とする茶生葉切断装置。
【請求項２】
上記刃ローラの丸刃と横刃で囲われた区分内に設けられ、通常時には少なくとも一部において丸刃の刃先で形成される円筒面とほぼ同じ高さにあり、上記弾性層ローラと接して茶生葉が切断される時には該茶生葉の厚みだけ沈下するような弾性を有する切断葉排除手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の茶生葉切断装置。
【請求項３】
a)作用部分内において軸方向に略等間隔に配置された複数の丸刃を備えた丸刃ローラと、
b)作用部分のほぼ全長に亘り、回転軸に平行に配置された少なくとも１枚の横刃を備えた横刃ローラと、
c)作用部分の表面に弾性層を有し、その弾性層が上記丸刃ローラ及び上記横刃ローラに線接触するように、丸刃ローラ及び横刃ローラに平行に設けられた弾性層ローラと、
を備えることを特徴とする茶生葉切断装置。
【請求項４】
上記丸刃の位置と対応する上記横刃上の位置にスリットを設けたことを特徴とする請求項３に記載の茶生葉切断装置。
【請求項５】
上記弾性層ローラの表面に付着した切断茶葉を除去するための付着葉除去手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の茶生葉切断装置。
【請求項６】
上記付着葉除去手段が、上記弾性層ローラに対して平行且つブラシ毛の先端が弾性層ローラの表面と接触する位置に設けられたロールブラシと、上記弾性層ローラに対して平行且つその端縁が弾性層ローラの表面に接する位置に設けられたヘラ状の掻き取り部材、
の内、少なくとも一方から成ることを特徴とする請求項５に記載の茶生葉切断装置。
【請求項７】
上記丸刃のそれぞれが、半円形の半円刃を２枚組み合わせることにより構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の茶生葉切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、茶園において摘採された茶生葉を切断する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の茶生葉切断装置は、図７に示すように、２本の刃ローラ７１ａ、７１ｂを使用したものであった。各刃ローラ７１ａ、７１ｂは、回転軸７２ａ、７２ｂに円形の刃（丸刃）を等間隔に多数配置した構成を有する。これら２本の刃ローラ７１ａ、７１ｂは、平行に、且つ、一方の刃ローラ７１ａの丸刃７３ａの外周が僅かに他方の刃ローラ７１ｂの丸刃７３ｂの包絡円筒面内に入り込むように配置されている。これら両刃ローラ７１ａ、７１ｂを互いに逆方向に、異なる速度で回転させると、両刃ローラ７１ａ、７１ｂの間に落とし込まれた茶生葉は、低速側刃ローラ７１ａと高速側刃ローラ７１ｂとの速度差のために、両丸刃７３ａ、７３ｂにより引き切りされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の通り、従来の切断装置では茶生葉は対向する２組の回転丸刃により切断されるメカニズムであるため、茶生葉が両刃ローラ７１ａ、７１ｂの間に横向きに入り込んだ場合には比較的短い切断葉が生産されるが、茶生葉が縦に入り込んだ場合には切断葉が長いものとなってしまう。このような長い切断葉が生じると、荒茶の形状にばらつきが多くなって茶の外観評価に影響するだけでなく、切断後の蒸し工程において、茶葉が撹拌棒に絡まったり、十分に蒸しが通らない等の不具合が生じ、荒茶の品質が低下する。
また、従来の切断装置では、双方の回転丸刃が互いに接触していないため、刃先に茶葉の灰汁が付着し、切断性能が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的は、茶生葉を確実に所定の大きさ以下に切断することのできるとともに、切断性能の低下の少ない茶生葉切断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために成された本発明に係る茶生葉切断装置は、
a)作用部分のほぼ全長に亘り、回転軸に平行に配置された少なくとも１枚の横刃と、作用部分内において軸方向に略等間隔に配置された複数の丸刃とを備えた刃ローラと、
b)作用部分の表面に弾性層を有し、その弾性層が上記刃ローラに線接触するように、刃ローラに平行に設けられた弾性層ローラと、
を備えることを特徴とする。
【発明の実施の形態及び効果】
【０００６】
本発明に係る茶生葉切断装置の刃ローラには、少なくともその作用部分内において、軸方向に略等間隔に複数の丸刃が設けられている。各丸刃は、刃ローラの回転軸に垂直に設けられている。なお、「作用部分」とは、本装置において茶生葉を切断するために使用される部分であり、茶生葉はその作用部分に落とし込まれる（又は送り込まれる）。本発明に係る切断装置の刃ローラには、これらの丸刃に加えて、少なくとも１枚の横刃が設けられている。横刃は刃ローラの回転軸に平行に（従って、丸刃に垂直に）設けられている。ここで言う「少なくとも１枚」の意味は、長さが作用部分の全長に亘ることを意味するものであり、隣接する丸刃の間に１枚のみという意味ではない。なお、刃ローラの周方向に複数枚の横刃を設けてもよいことはもちろんである。
【０００７】
弾性層ローラは、表面に弾性層を備えており、その表面が刃ローラに線接触している。従って、刃ローラが回転駆動されたとき、弾性層ローラはそれにより従動回転する。逆に、弾性層ローラの方が回転駆動されてもよいし、両ローラが共に回転駆動されてもよい。こうして両ローラが互いに逆方向に、接触部において下方に回転している間に接触部に茶生葉が落とし込まれると（又は送り込まれると）、茶生葉は刃ローラの丸刃及び横刃と弾性層ローラの弾性層との間に挟まれて押し切りされる。
【０００８】
本発明に係る茶生葉切断装置では、従来の丸刃に加えて横刃を備えているため、たとえ茶生葉が両ローラの間に縦に入り込んでも、横刃により確実に切断される。従って、例えば１回転中に数本の横刃を設ける等により横刃の設置間隔を適切に設定することにより（或いは１本の横刃だけであっても、刃ローラの径を適宜の大きさに設定することにより）、切断後の茶生葉を確実に所定の大きさ以下にすることができるようになる。
【０００９】
また、丸刃及び横刃は茶葉切断時に弾性層ローラに僅かに食い込むようになっているため、刃先への灰汁等の付着が極めて少なく、刃の切断性能を維持することが出来る。
【００１０】
本発明に係る茶生葉切断装置では、一方が弾性層ローラであるため、切断された茶生葉が刃ローラの丸刃と丸刃（及び横刃と）の間に入り込み、そこで保持されてしまうという事態が生じやすい。更に、切断後の茶生葉がこのようにして次々と押し込まれ、刃と刃の間で重なって保持されてゆくという事態も生じる。
【００１１】
そこで、本発明に係る茶生葉切断装置では、刃ローラの丸刃と横刃で囲われた区分内に切断葉排除手段を設けることが望ましい。この切断葉排除手段は、刃ローラが弾性層ローラに接しない時（通常時）には少なくとも一部において丸刃の刃先で形成される円筒面とほぼ同じ高さにあり、丸刃又は横刃が弾性層ローラと接し、その間で茶生葉が切断される時には、その茶生葉の厚みだけ沈下するような弾性を有する。両ローラの間で茶生葉が切断され、丸刃又は横刃のその部分が弾性層ローラから離れたときは、切断葉排除手段は弾性により通常時の状態に戻るため、切断された茶生葉は確実に刃と刃の間から排除される。
【００１２】
また、本発明に係る茶生葉切断装置では、弾性層ローラと刃ローラに設けられた刃の間に茶生葉を挟んで押し切るものであるため、切断生葉が弾性層ローラの表面に貼り付きやすい。
【００１３】
そこで、本発明に係る茶生葉切断装置には、弾性層ローラに付着した切断茶葉を除去するための付着葉除去手段を設けることが望ましい。このような付着葉除去手段としては、ブラシ状のものや、ヘラ状のものなどが考えられる。これらはいずれも弾性層ローラとほぼ同じ長さを有し、弾性層ローラと平行且つ、該弾性層ローラの表面に接するように設けられる。
【００１４】
本発明に係る茶生葉切断装置では、更に、丸刃のそれぞれを、半円刃を２枚組み合わせることにより構成することが望ましい。例えば図７に示すように完全な円形の丸刃７３ａを使用する場合、１枚の丸刃７３ａの一部が破損した場合でも、刃ローラ７１ａの回転軸７２ａから、破損丸刃よりも手前にある全ての丸刃を取り外さなければならなかった。それに対し、上記のように半円刃２枚の組み合わせで丸刃を構成することにより、中央部の１枚の丸刃が破損した場合でも、その部分のみを回転軸から取り外すことが可能となり、補修・保守作業が極めて容易となる。なお、このような構成は上記のような本発明の構成の茶生葉切断装置に限らず、丸刃を用いる茶生葉切断装置一般において（図７のような従来の装置を含めて）効果的である。
【００１５】
なお、本発明に係る茶生葉切断装置は、上記のような一つのローラに丸刃と横刃を設けた構成の他、丸刃を有する丸刃ローラと横刃を有する横刃ローラを別個に設けた構成としても良い。この場合、装置に送り込まれた茶葉が確実に両方の刃ローラによって切断されるように、丸刃ローラと横刃ローラは出来るだけ近接させる必要がある。そのため、丸刃の位置と対応する横刃上の箇所にスリットを設けて、丸刃と横刃の接触を防ぐようにすることが望ましい。
【実施例１】
【００１６】
本発明の第１の実施例である茶生葉切断装置の概略構成を図１に示す。本実施例の茶生葉切断装置１０は、互いに平行に且つ表面で線接触するように設けられた刃ローラ１１とウレタンローラ１２をその主要部とする。両ローラ１１、１２の上方には、両ローラ１１、１２の接触部（切断部）Ｃに茶生葉を落とし込むためのホッパ１３が、そして両ローラ１１、１２の下方には、切断茶葉を次工程へ送るためのコンベヤ１４が設けられている。なお、次工程への移送はコンベヤ１４ではなく、シューター等を用いる場合もある。各ローラ１１、１２の回転軸にはそれぞれプーリ１５、１６が固定され、モータ１７の回転軸に固定された駆動プーリ１８とそれらのプーリ１５、１６の間にはチェーン１９（又はベルト）が掛け渡されている。図１に示すように、チェーン１９は、両ローラ１１、１２が互いに逆方向に、接触部（切断部）Ｃにおいて両ローラ１１、１２が上から下に回転するように、掛け渡される。
【００１７】
刃ローラ１１のプーリ１５と駆動プーリ１８との間にはテンションプーリ２０が設けられており、その位置を調節することによりチェーン１９の張力を調節する。
【００１８】
刃ローラ１１とウレタンローラ１２は共に互いに接近・離間する方向に移動可能となっており、これにより両ローラ１１、１２の間の押圧力を調節することができるようになっている。なお、いずれか一方のローラのみを移動可能としてもよい。両ローラ１１、１２の押圧力は、刃ローラ１１の刃がウレタンローラ１２のウレタン層２８（後述）に数mm程度食い込む程度としておく。
【００１９】
ウレタンローラ１２はその軸方向に移動可能となっている。これにより、ウレタンローラ１２と刃ローラ１１との相対位置を変化させ、ウレタン層２８における刃が当たる位置を適宜変化させることができる。なお、この目的のためには、刃ローラ１１の方を軸方向に移動可能としてもよいし、双方を移動可能としてもよい。
【００２０】
モータ１７は制御部２１によりON/OFF制御される。
【００２１】
刃ローラ１１とウレタンローラ１２を図２に示す。刃ローラ１１は、回転軸２２の長手方向に等間隔に配列した多数の丸刃２３と、各隣接丸刃２３の間に丸刃２３に垂直に設けられた横刃２４から成る。横刃２４は回転軸２２の回りに９０°間隔で４本設けられており、横刃２４の刃先の高さは丸刃２３の刃先の高さと同じとなるように設定されている。なお、横刃２４は１周当たり３本（すなわち、１２０°間隔で）設けてもよいし、目的とする切断茶葉の大きさによっては１周当たり２本や５本以上としてもよい。
【００２２】
また、本実施例の茶生葉切断装置では、刃ローラ１１の刃先によって形成される円筒の外周速度とウレタンローラ１２の外周速度とを一致させる事により、ウレタン層２８が切断刃２３、２４によって削り取られることを防いでいる。
【００２３】
隣接する２枚の丸刃２３と隣接する２枚の横刃２４で囲まれた部分には、それぞれ、ゴム製（例えば、ＮＢＲ）の排除板２５が設けられている。図３に示すように、排除板２５は両端が下方で固定されたアーチ状となっており、中央の最も高い部分がほぼ丸刃２３及び横刃２４の刃先と同じ高さとなるように設けられている。
【００２４】
ウレタンローラ１２は、回転軸２６の周囲に設けられたベースローラ２７の表面にウレタン層２８を形成したものである。
【００２５】
このような構成を有する本実施例の茶生葉切断装置を用いて茶生葉を切断する手順を説明する。茶園において摘採された茶生葉はホッパ１３に投入され、同周速で内側に回転している刃ローラ１１とウレタンローラ１２の間に送り込まれる。送り込まれた茶生葉は刃ローラ１１とウレタンローラ１２の接触部（切断部）Ｃを通過する際に、丸刃２３及び横刃２４により切断される。
【００２６】
このとき、茶生葉はどのような向きで接触部（切断部）Ｃに入り込んでも、丸刃２３又は横刃２４のいずれか、又は双方により切断されるため、必ず所定以下の大きさに切断される。
【００２７】
切断された茶生葉の多くは、切断部Ｃの下のコンベヤ１４上に落下する。しかし、隣接する２枚の丸刃２３で両側を同時に切断された茶生葉は、両丸刃２３の間に挟まれた状態でそのまま回転してゆこうとする。本実施例の茶生葉切断装置１０では、切断部Ｃを離れた直後に、弾性を有する排除板２５が元の高さに戻る力により、切断茶葉は両丸刃２３の間から排除される。従って、刃ローラ１１に切断茶葉が残るということがない。
【００２８】
本装置により茶生葉を切断してゆくうちに、ウレタンローラ１２表面のウレタン層２８における刃２３、２４の当たる部分が劣化し、ウレタン層２８に深い切れ目が生成されるようになる。この現象は特に丸刃２３の位置において著しい。従って、時々はウレタンローラ１２をその軸方向に移動させ、丸刃２３の当たる位置を変更してやることが望ましい。
【００２９】
更に大量の茶生葉を切断すると、次に切断刃（丸刃２３及び／又は横刃２４）の刃先が鈍り、茶生葉が切れにくくなってくる。その場合は、ウレタンローラ１２を刃ローラ１１の方に向けて僅かに移動し（もちろん、刃ローラ１１をウレタンローラ１２側に移動させてもよい）、ウレタンローラ１２をより強く刃ローラ１１に押し付けることにより、切断力を回復することができるようになる。
【００３０】
そのような方策によっても切断力が回復しない場合、或いは切断刃（丸刃２３及び／又は横刃２４）が欠けた場合には、それを交換しなければならない。図３に示すように、丸刃２３は２枚の半円刃２３ａ、２３ｂで構成されており、回転軸２２周囲のホルダ２９にそれぞれ固定されている。従って、例えば丸刃２３の一部が欠けた場合には、従来の切断装置のように全ての丸刃を回転軸から抜き出すという必要がなく、必要な箇所の半円刃２３ａだけを直接取り外すことが可能である。これにより、保守・修理に要する時間が大幅に短縮される。
【実施例２】
【００３１】
本発明の第２の実施例である茶生葉切断装置の概略構成を図４に示す。図１と同一符号を付したものは、上記実施例１の各要素と対応するものであるため説明を省く。
【００３２】
本実施例の茶生葉切断装置４０は、ウレタンローラ１２と、該ウレタンローラ１２に平行且つウレタンローラ１２の表面に接触するように設けられた、丸刃ローラ４１と横刃ローラ４２、及びロールブラシ４３と掻き取り部材４４を備えている。  
各ローラ４１、４２、１２の回転軸にはそれぞれプーリ４５、４６、１６が固定され、モータ２１の回転軸に固定された駆動プーリ２２とそれらのプーリ４５、４６、１６の間にはチェーン１９（又はベルト）が掛け渡されている。図１に示すように、チェーン１９は、ウレタンローラ１２と各刃ローラ４１、４２とが互いに逆方向に、接触部（切断部Ａ、Ｂ）において各ローラ４１、４２、１２が上から下に回転するように、掛け渡される。
【００３３】
丸刃ローラ４１は、図５に示すように、回転軸５１の長手方向に等間隔に配列した多数の丸刃５２を有するものであり、横刃ローラ４２は、作用部分のほぼ全長に亘って回転軸に平行に配置された横刃５４を備えている。該横刃５４には、上記丸刃ローラ４１の丸刃５２と対応する位置にスリット５６が設けられ、丸刃ローラ４１と横刃ローラ４２を近接させても丸刃５２と横刃５４とが接触しないようになっている。
【００３４】
上記第１の実施例では、切断された茶葉や茶茎が切断刃の間に滞留するのを防ぐために、刃ローラの丸刃と横刃で囲われた区分内に切断葉排除手段を設ける必要があるが、本実施例では、スリットを有する横刃が丸刃の間を通過するため、横刃によって丸刃の間の茶葉等の滞留物を除去することが出来る。また、横刃は９０°間隔、又はそれ以上の間隔で配置されているため、横刃間に付着した茶葉等は、横刃ローラの回転による遠心力によって排除される。
【００３５】
ロールブラシ４３は、上記ウレタンローラ１２とほぼ同じ長さに亘り、回転軸の周囲に向かって突出する多数のブラシ毛４３ａを有するものであり、該ブラシ毛４３ａの先端がウレタンローラ１２の表面に接触する位置に設けられ、ウレタンローラ１２の回転に伴って、従動回転する。掻き取り部材４４は上記ウレタンローラ１２とほぼ同じ長さを有する断面くの字型の部材であり、長手方向の一方の端縁４４ａにヘラ状の傾斜面を備え、該傾斜面を有する端縁４４ａがウレタンローラ１２と接触するように取り付けられる。
【００３６】
このような構成を有する本実施例の茶生葉切断装置４０を用いて茶生葉を切断する手順を説明する。茶園において摘採された茶生葉はホッパ１３に投入され、同周速で内側に回転している丸刃ローラ４１とウレタンローラ１２の間に送り込まれる。送り込まれた茶生葉は丸刃ローラ４１とウレタンローラ１２の接触部（切断部Ａ）を通過する際に、丸刃５２により縦方向に切断される。切断された茶生葉は、その後横刃ローラ４２とウレタンローラの１２接触部（切断部Ｂ）を通過し、横刃５４によって横方向に切断される。
【００３７】
このとき、茶生葉はどのような向きで接触部（切断部Ａ）に入り込んでも、丸刃５２又は横刃５４の双方により切断されるため、必ず所定以下の大きさに切断される。
【００３８】
また、ウレタンローラ１２の表面に付着した切断茶葉は、切断部Ｂを通過した後に、ロールブラシ４３、及び掻き取り部材４４によってウレタンローラ１２の表面から除去され、コンベア１４上に落下する。従って、ウレタンローラ１２に切断茶葉が残ることがない。
【実施例３】
【００３９】
本発明では、刃ローラに対してウレタンローラを接触させ、押し切りにより茶生葉を切断している。前述の通り、図７に示した従来の、双方のローラが刃ローラである装置では引き切りで切断していた。従って、本発明に係る茶生葉切断装置では、切断メカニズムにおいて従来装置とは大きな違いがある。そこで、上記実施例のように横刃を設けず、図６に示すように、丸刃ローラ４１とウレタンローラ１２のみで茶生葉を切断する装置も、確実な切断という観点からは有効な装置であると言える。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施例である茶生葉切断装置の概略構成図。
【図２】同実施例の茶生葉切断装置の刃ローラ及びウレタンローラの斜視図。
【図３】同実施例の茶生葉切断装置の刃ローラの断面図(a)、及び一部正面図(b)。
【図４】本発明の第２の実施例である茶生葉切断装置の概略構成図。
【図５】同実施例の茶生葉切断装置の丸刃ローラと横刃ローラ及びウレタンローラの斜視図。
【図６】本発明の第３の実施例である茶生葉切断装置の概略構成図。
【図７】従来の茶生葉切断装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００４１】
１０、４０…茶生葉切断装置
１１…刃ローラ
１２…ウレタンローラ
１３…ホッパ
１４…コンベヤ
１５、１６、４５、４６…プーリ
１７…モータ
１８…駆動プーリ
１９…チェーン
２０…テンションプーリ
２１…制御部
２２、２６、５１、５５…回転軸
２３、５２…丸刃
２３ａ、２３ｂ…半円刃
２４、５４…横刃
２５…排除板
２７…ベースローラ
２８…ウレタン層
２９、５３…ホルダ
４１…丸刃ローラ
４２…横刃ローラ
４３…ロールブラシ
４４…掻き取り部材
５６…スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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