【手続補正書】
【提出日】平成20年1月29日(2008.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  精穀装置
【特許請求の範囲】      
【請求項１】
精穀部の排出口を閉じた状態で先行粒を供給して精穀処理し、先行粒を排出した後引き続き後続粒を供給しながら精穀する精穀装置において、前記先行粒精穀時の精穀負荷を検出する精穀負荷検出手段を設け、先行粒精穀時の負荷情報に基づいて後続粒の精穀負荷を設定する制御手段を設けてなる精穀装置。    
【請求項２】
精穀部の排出口を閉じた状態で先行粒を供給して精穀処理し、該先行粒精穀時の精穀負荷を精穀負荷検出手段で検出する構成とし、先行粒精穀時の負荷情報に基づいて後続粒の精穀負荷を設定する制御手段を設けてなる精穀装置。    
【発明の詳細な説明】      
【０００１】      
【発明の属する技術分野】
この発明は、精穀装置に関する。    
【０００２】      
【従来の技術】
従来、特公平６−５７３２２号公報に示されるように、先行米から最終米までを完全精米する構成が公知である。    
【０００３】      
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の精米装置は、精米機排出口を閉塞状態下で玄米を投入しつつ精米負荷状況に応じて玄米投入経路を遮断あるいは投入手段の駆動を減速、停止することで、先行する米を捕獲し先行精米していたため、その先行粒容量の安定性に欠け精米不完全な場合や、精米過多の場合があった。    
【０００４】      
【課題を解決するための手段】
この発明は、以上のような課題を解消するために、次のような技術的手段を講じた。即ち、請求項１に記載の発明は、精穀部の排出口を閉じた状態で先行粒を供給して精穀処理し、先行粒を排出した後引き続き後続粒を供給しながら精穀する精穀装置において、前記先行粒精穀時の精穀負荷を検出する精穀負荷検出手段を設け、先行粒精穀時の負荷情報に基づいて後続粒の精穀負荷を設定する制御手段を設けてなる精穀装置の構成とする。
【０００５】
また、請求項２に記載の発明は、精穀部の排出口を閉じた状態で先行粒を供給して精穀処理し、該先行粒精穀時の精穀負荷を精穀負荷検出手段で検出する構成とし、先行粒精穀時の負荷情報に基づいて後続粒の精穀負荷を設定する制御手段を設けてなる精穀装置の構成とする。    
【０００６】      
【発明の作用及び効果】
請求項１に記載の発明は、先行粒精穀時の精穀負荷を検出する精穀負荷検出手段を設け、先行粒精穀時の負荷情報に基づいて後続粒の精穀負荷を設定する制御手段を設けたから、設定すべき負荷条件を正確に捉えた先行粒の精穀情報に基づいて後続粒の負荷を設定したことで、投入穀粒の精穀精度を格段に向上できる。    
【０００７】
又、請求項２に記載の発明は、先行粒精穀時の精穀負荷を検出する精穀負荷検出手段を設け、先行粒精穀時の精穀負荷情報に基づいて後続粒の精穀負荷を設定する制御手段を設けたから、設定すべき負荷条件を正確に捉えた先行粒の精穀情報に基づいて後続粒の負荷を設定したことで、投入穀粒の精穀精度を格段に向上できる。
【０００８】      
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例につき以下説明する。１は精穀装置の精穀筒で、一端側上部には供給口２を有し、他端側下部には排出筒３を有する。精穀筒１内には除糠スクリーン４を設け、該スクリーン４内部を精穀室に形成し、この精穀室には水平軸芯まわりに回転可能な精穀ロール５を備える。精穀室の排出部６には弾性体７によって付勢された排出弁８を設けている。上記精穀ロール５始端側を送穀螺旋に形成し、図外駆動機構によって精穀ロール３は回転駆動され、供給口２からの穀粒を順次排出部５側へ送穀する構成である。
【０００９】
精穀筒１の供給口２上部には、精穀すべき穀粒を一時貯留するための一時ホッパ９、この一時ホッパ９からの穀粒を２系統に分岐する分岐弁１０、２つの経路に夫々のぞませて先行粒貯留部１１、及び後続粒貯留部１２等を備える。１３は先行粒貯留部の流出規制部としての先行粒供給弁、１４は後続粒貯留部の流出規制部としての後続粒供給弁を示す。上記先行粒貯留部１１には重量検出手段１５を設けてある。    
【００１０】
図２は制御ブロック図を示し、制御部１６への入力情報としては、上記重量検出手段１５からの検出情報のほか、後記精穀負荷検出手段１７、一時ホッパ９に付設した穀粒水分検出手段１８等の各検出結果、及び精穀度合設定手段１９による手動入力情報等が有る。一方出力情報としては、分岐弁１０の切替制御出力、先行粒供給弁１３及び後続粒供給弁１４の開閉出力、排出弁８の開度調節手段としての弾性体７の付勢力調整手段２０への出力等がある。２１は記憶部、２２はＡ／Ｄ変換器である。なお、後続粒供給弁１４の開閉度が制御される構成であり、その開閉度を制御すべく後続粒供給流量制御手段２３としている。    
【００１１】
上記の制御部１６は次の機能を有する。図外の始動スイッチをオンすると、分岐弁１０の切替制御出力が出され、分岐弁１０を先行粒側へ供給すべく切り替える。次いで、重量検出手段１５による重量検出値と予め先行粒用として設定した設定値ｗとの比較によって、重量検出値が設定値に達すると分岐弁１０を後続粒貯留部１２側に切り替えるものとする（図３）。このように構成することにより穀粒定量区分手段とする。    
【００１２】
また、併せて次の機能を有する。精穀処理の開始に先立って設定入力された設定精穀度合（例えば玄米を精米処理するときは精白度）ηを検出し、かつ穀粒水分検出手段１８による検出情報を入力しながら、精穀負荷を演算しつつ先行粒の精穀時間を演算し、常時精穀負荷を監視しながら先行粒の精穀制御を行う一方、先行粒の精穀負荷に基づいて後続粒の精穀負荷を調節設定しうる構成である。図４に基づき詳述すると、設定精穀度合が検出され、穀粒水分が検出されると、当該精穀における精穀負荷の標準値が演算・設定される。精穀負荷は、前記精穀負荷検出手段１７の検出によるもので、例えば精穀ロール５を駆動するモータの負荷電流値に換算でき、標準電流値δが設定されるものとする。次に、先行粒の精穀工程における上記設定精穀度合に基づいた精穀時間ｔが演算され、設定される。この精穀時間ｔは直接設定精穀度合ηから求めてもよく、上記精穀負荷標準値（標準電流値δ）から算出してもよい。こうした前工程の後、先行粒供給弁１３が開き、穀粒は精穀機１内に供給されるが、精穀機１内での精穀負荷（モータ電流値）が精穀負荷検出手段により検出され、上記標準電流値δと比較されながら負荷状態の適正の有無がチェックされつつ、先行粒精穀が継続する。なお、精穀負荷が適正範囲外となると、先行粒精穀時間ｔが長短に補正される。こうした精穀負荷のチェックと時間の管理に基づき、あらかじめ演算設定した精穀時間（補正時間を含む）ｔが経過すると、後続粒供給弁１４が開くと共に、排出弁８が初期設定の開度をもって開くこととなる。上記の負荷状態適正の有無がチェックされる際、先行粒精穀時間の補正とともに後続粒精穀負荷が設定される。具体的には、排出弁８を付勢するばね７の制御圧力が設定されることとなる。この後は定常時精穀負荷制御に入る。なお、後続粒精穀負荷の設定にあたっては、上記の排出弁８の設定のほか後続粒の供給量を制御する形態でもよい。    
【００１３】
上例の作用について説明する。予め精穀度合設定手段１９によって、所望の精穀度を図外スイッチで入力する。始動スイッチをオンすると、精穀穀粒が一時ホッパ９に貯留され、その後分岐弁１０により、重量検出手段１５を有する先行粒貯留部１１側に案内される。そこで、精穀部の容量に略一致する程度の所定の穀粒重量（＝所定値ｗ）に至るまで穀粒重量検出手段１５により、精穀開始時にさきがけて精穀する先行粒として計量確保され先行粒貯留部１１に貯留される。    
【００１４】
上記所定値ｗに達すると、分岐弁１０への切替指令により、穀粒は後続粒貯留部１２に貯留される。よって、投入穀粒は精穀部の容量に略一致する程度の所定値の先行粒と余りの後続粒に区分される。    
【００１５】
次いで、精穀開始指示、例えば図外の運転スイッチのオン操作により、排出部５の排出弁８を閉鎖した状態で先行粒貯留部１１の先行粒供給弁１３が開かれ、穀粒は精穀筒１の供給口２部に供給され、前記の設定精穀負荷に対応する時間ｔだけ精穀される。そして先行粒の精穀完了と相前後して後続粒貯留部１２の後続粒供給弁１４を開いてこれを精穀すべく供給口２に供給する。    
【００１６】
また、精穀筒１排出口を閉鎖した状態から開放し先行粒を排出させる。先行粒の排出の後は、後続粒が逐次精穀部排出口を所定の開度で保持した排出弁８の負荷抵抗を受けつつ精穀され排出されていく。    
【００１７】
このように、先行粒を精穀機内に供給する前段で精穀部内容量に見合う穀粒を予め区分しておき、精穀開始時にさきがけてこの先行粒を精穀機に供給できるものであるから、先行穀粒量の確保が安定し、先行精穀の処理が安定良く行い得る上、精穀度合に基づいて精穀時間ｔを決定するものであるから、精穀過多や精穀不足を防ぎ、精度の高い先行粒精穀を実施できる。図５に示すように、設定精穀度合の高いほど先行粒精穀時間を長く設定し、精穀室内に停留する時間を延長することで先行粒の精穀度合を所望のとおり仕上げることができる。    
【００１８】
また、精穀する穀粒水分値が高いほど表層の剛度が小さいから精穀しやすいので先行粒精穀時間を短く設定し、精穀室内に停留する時間を短縮することで先行粒の精穀度合を穀粒水分値が変動しても所望のとおり仕上げることができる。なお、図は高低水分２段階で説明したがそれに限定されたものではなく３段階あるいはあらかじめ試験したデータに基づいて定式化し無段階的にしても良い。    
【００１９】
実際の先行粒精穀時間ｔは、精穀開始すべく先行粒を精穀機に供給開始時点を基準にとる場合、実負荷検出値が立ち上がったときあるいは精穀室に充填がなされたと判断される負荷変化率がゼロもしくは所定値以下（負荷情報量のピーク値を示す時刻に相当）となった場合等を時間計測の初期とし、終了時点を後続粒投入すべく信号を発するときや、排出弁８を閉塞状態から開放するときを基準にするなど、特に精穀開始から先行粒供給終了までに限定したものではなく、それぞれ精穀機の構成に応じて先行粒の精穀精度が安定するように構成すれば良い。    
【００２０】
図６は先行粒精穀ピーク負荷情報もしくはそれに関連した負荷情報で終期判定をし、またその後の終期処理時間を先行粒精穀設定値もしくは実績値に関連して設定することで終期処理穀粒の精穀制度不良を解消する手段の制御フローを示すものである。
【００２１】
図６におけるフローにおいて設定された後続粒精穀負荷設定（排出弁開度設定）に基づいて当該図６に示す後続粒精穀負荷制御ルーチンが実行される。すなわち、先ず精穀終期判定負荷情報設定と共に精穀終期処理時間の設定が行われる。精穀処理を行うと精穀負荷が検出され、当該検出負荷が上記設定の終期判定負荷と一致するかどうか判定される。ここで負荷が終期負荷と判定されると、終期処理時間が設定され、排出弁８開度は減少制御される。この減少状態での運転が所定時間に達すると排出弁を開放して精穀終了となる。
【００２２】
上記一連の作動を図７のグラフに基づいて繰り返し説明すると、先行粒を精穀機に投入開始すべく投入のための信号を発すると、精穀負荷情報（例えば、電流、電力、トルク、精穀室内部圧力など）は、若干の時間遅れをもって実際に穀粒が精穀室に流入した時点の時刻Ｔ０において無負荷情報値Φ０から急上昇誌、時刻Ｔｐには精穀室容量から決定された先行粒容量すべてが室内に流入したとみなせる精穀負荷情報ピーク値Φｐに達する。その後、精穀の進行とともに負荷情報は減少し、設定された先行粒精穀時間から決定された時刻Ｔｓに達した時点で、先行粒精穀終了と判断し後続粒精穀のための後続粒投入開始ならびに相前後して先行粒を排出すべく、また後続粒を所定の負荷で精穀すべく排出弁を所定の開度に調節する。この時点を境に負荷情報は、後続粒精穀状態を示すべく再上昇する。そして、不確定な変動を伴った定常的負荷状態が続き、後続粒が先行粒と同等の量に達したとき、精穀負荷情報も精穀負荷情報ピーク値Φｐもしくはそれに略比例した負荷に達する。この時点を終期処理開始時点として判定し、時刻Ｔｅ０時点から（Ｔｓ−Ｔｐ）もしくはそれに略比例した時間だけ排出弁開度を減少させて負荷を掛け先行粒と同様の精穀状態を達成すべく精穀する。そして時刻Ｔｅ１において終期処理設定時間終了して、排出弁８を開放し終期処理した穀粒を排出して投入穀粒の全てを精穀終了する。    
【００２３】
本実施例では、水平軸形態の精穀部としたが、前記先行技術におけるように縦軸形態の精穀部であってもよい。また、精穀装置としては、精米機のほか、研米機、籾摺機、製粉機等にも利用できる。    
【００２４】
更に、精穀負荷検出手段１７による精穀負荷の検出は本実施例では負荷電流値を用いたが、電流値のほか、電力、精穀ロールのトルク、精穀室内の内部圧力等に換算できる。
【００２５】
図８，９は、先行粒を供給穀粒から所定量分離し精穀機排出口を閉塞したまま精穀する構成にあって、精穀負荷の変化情報により穀粒供給手段を中断もしくは減速制御することにより、原料の水分や種類等により精米負荷値が変動し先行粒容量の安定性に欠けて精米不完全になったり、精米しすぎになったりする場合があったが、これを解消する手段に関するものである。    
【００２６】
図８において、先行粒を精穀機に投入開始すべく投入のための信号を発すると、若干の時間遅れを持って実際に穀粒が精穀室に流入した時点の時刻Ｔ0から精穀負荷情報（電流、電力、トルク、精穀室内部圧力等）は、無負荷情報値Φ0から急上昇し、時刻Tpに精穀室容量から決定された先行粒容量すべてが室内に流入したとみなせる精穀負荷情報ピーク値Φｐに達する。その後精穀の進行とともに負荷情報は減少し、設定された先行粒精穀時間から決定された時刻Tsに達した時点で、先行粒精穀終了と判断し後続粒精穀のための後続粒投入開始ならびに相前後して先行粒を排出すべく、また後続粒を所定の負荷で精穀すべく排出弁を所定の開度に調節する。この時点を境に負荷情報は、後続粒精穀状態を示すべく再上昇する。    
【００２７】
ところで上記の精穀負荷情報特性は、精穀機の動力系にかかる電圧の状況等の外的要件のみならず、投入穀粒の性状すなわち、水分の大小による穀粒の剛柔、同一水分であっても生育過程での生物学的組織の充実度違い、あるいは貯蔵条件の違いからくる劣化に起因する硬軟、さらには前工程の加工や貯蔵劣化からくる穀粒表面の荒れ具合による穀粒間の摩擦係数の違いなどによって、大きく変化する。その一例を説明すると、上記の実線、破線で示す先行粒負荷特性ともに同一品種の新米の玄米を調湿し玄米水分を変更して先行粒として精米したものである。その特徴が顕著に出ているのは、先行粒容量すべてが室内に流入したとみなせる精穀負荷情報ピーク値Φｐおよびそれに至るまでの変化にある。高水分のものは低水分のものに比べて精穀負荷情報ピーク値Φｐは小となる。
【００２８】
したがって、種々の条件の穀粒に対して、精穀負荷情報ピーク値Φｐでもって先行粒投入を判断したのでは、その定量精度は著しく不安定である。そこで、精穀負荷情報変化を逐次検出し、変化が設定値以下の場合を精穀負荷ピーク時あるいはその近傍時点と判断し、先行粒が精穀室内に投入されたとして穀粒供給手段を一時停止もしくは減速制御することにより、従来、安定した精穀精度ができ難かった前記穀粒水分の違いによる精穀精度の不安定さを解消できる。なお、水分差に限定されたものではなく前記の種々の要因に起因する精穀の難易対しても同様である。    
【００２９】
その顕著な成果は、米においては籾搗き精米機、通常より高精白度を達成する研削式精米機、あるいは保存性向上対応、無菌化対応、低タンパク化対応の目的で精米をさらに精穀する研米機、その他水分値が１８％から１０％程度の広範囲に適応する各種の製粉機においては、通常の精米機以上の負荷変動幅があることから本手段の効果はより顕著である。    
【００３０】
なお、精穀負荷情報ピーク値Φｐの到達時刻あるいはそれに至るまでの精穀負荷情報変化の大小が過去の実績データから決定される許容範囲を逸脱する場合は精穀不良として所定の処理をし後続粒精穀を中断すべく異常表示することで投入穀粒の大部分を不良精穀しないで済むことより信頼性の高い処理を実行することができる。また以上のことは、精米機に限定されるものではなく、精米を再度研米する研米機に応用すると、玄米以上に精米後の劣化や精米表層のばらつきの影響が顕著であるため、その効果は一層大きい。また、小麦、裸麦やそば等を製粉する製粉機、それら製粉の前段で粒表層を除去し後段の製粉精度向上を目的とする処理機においても同様の効果を奏する。    
【図面の簡単な説明】      
【図１】  第１実施例を示す概要図である。    
【図２】  制御ブロック図である。    
【図３】  フローチャートである。    
【図４】  フローチャートである。    
【図５】  先行粒精穀時間設定値と先行精穀負荷変化状況関係グラフである。
【図６】  フローチャートである。    
【図７】  精穀負荷情報特性グラフである。    
【図８】  先行粒負荷情報特性グラフである。    
【図９】  フローチャートである。    
【符号の説明】
１...精穀筒、２...供給口、３...排出筒、４...除糠スクリーン、５...精穀ロール、６...排出部、７...弾性体、８...排出弁、９...一時ホッパ、１０...分岐弁、１１...先行粒貯留部、１２...後続粒貯留部、１３...先行粒供給弁、１４...後続粒供給弁、１５...重量検出手段、１６...制御部、１７...精穀負荷検出手段、１８...穀粒水分検出手段、１９...精穀度合設定手段、２０...付勢力調整手段、２１...記憶部、２２...Ａ／Ｄ変換器