(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
茶園で摘採した生茶葉を製茶工場に搬入した後、この生茶葉を複数基の生茶葉コンテナ装置に投入し、一旦ストックするとともに次工程の加工状況に応じて適量ずつ取り出すことにより、投入や取り出し毎に変わる各生茶葉コンテナ装置の残量を計測する方法において、
全ての生茶葉コンテナ装置に収容されている生茶葉の総重量を算出し、この総重量に、全ての生茶葉コンテナ装置に収容されている生茶葉の総体積に対する各生茶葉コンテナ装置に投入されている生茶葉の体積の比を乗じて、各生茶葉コンテナ装置の残量重量を算出することを特徴とする生茶葉残量計測方法。
【請求項２】
前記全ての生茶葉コンテナ装置に収容されている生茶葉の総重量の算出は、受け入れ搬入時に計測される生茶葉の受け入れ重量を投入重量とし、生茶葉コンテナ装置の次工程以後に設けられる生葉流量計の積算重量を取出重量として、この投入重量と取出重量との差に基づいて割り出されることを特徴とする請求項１記載の生茶葉残量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は摘採後に製茶工場に搬入されてくる生茶葉を一旦ストックするとともに、品質を維持しながら次なる蒸熱工程に供給する各生茶葉コンテナ装置の残量計測方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
茶園で摘採した生茶葉は、通常製茶工場に搬入された後、品質保持のため一旦生茶葉コンテナ装置に投入、貯蔵され、その後次工程への供給に備え加工状況に応じて適量ずつ取り出される。このため各コンテナへの生茶葉の投入や取り出しは、断続的に行われることが多く、その都度各コンテナ内に残留する生茶葉の重量も変化することとなる。そしてこの生茶葉の残量重量が正確に計測できれば、例えば蒸し終了時刻や最終的な仕上げ加工終了時刻あるいは仕上げ製茶量等の正確な予測が可能であり、また製茶加工装置の清掃計画や製茶加工計画等もより正確に立案できる。このため、より正確に各生茶葉コンテナ装置の残量重量を計測する手法が種々開発され、例えば荷受け搬入時に計測される生茶葉重量（本来は茶農家に生茶葉代金として支払うために計測する重量）と、生茶葉コンテナ装置の投入エリアとを記憶装置等により併せて記憶し、これに応じて直接残量重量を求める方法が提案されている。
【０００３】
しかしながら、大型の製茶工場等では通常生葉室に複数基の生茶葉コンテナ装置を具えており、搬入された生茶葉をコンテナに投入する投入コンベヤも二基の生茶葉コンテナ装置に対し一基設けられ、投入口の数が限定されていること等から各生茶葉コンテナ装置の残量を正確に計測することは難しかった。すなわち荷受け時に投入すべき生茶葉コンテナ装置のエリアを記憶装置等により指定、記憶しても、茶の最盛期等にあってはトラック等を停める投入口が、生茶葉を搬入してきたトラックで塞がり、現実には他の生茶葉コンテナ装置に投入することを余儀なくされ、各生茶葉コンテナ装置の残量を正確に計測することはできなかった。また指定されたとおりの生茶葉コンテナ装置のエリアに投入されても、生茶葉の投入高さ（コンテナ内における積み上げ高さ）が投入エリアによって異なり、エリア毎に生茶葉量が異なる場合があり、従来手法では残量計測にこの投入高さの概念がなかったため、例えば１０ブロック中３ブロックの取り出しを行えば、残量重量は最初に生茶葉コンテナ装置に存在していた総重量に７／１０掛けして算出するものであり、実際の残量重量とかけ離れる場合も生じていた。もちろん各コンテナの生茶葉残量を正確に算出する別の手法として、投入コンベヤの投入先端部や各生茶葉コンテナ装置の取出口に、それぞれ投入量と取出量を計測する流量計等を設け、投入量と取出量との差に基づいて各生茶葉コンテナ装置の残量を計測することが考えられるものの、非常に多くの流量計が必要になることから、大幅な高コスト化となり採算が合わず非現実的な方法であった。
【０００４】
【開発を試みた技術的課題】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、生葉室全体の生茶葉重量を算出し、この値から各生茶葉コンテナ装置の残量重量を算出することにより、投入高さを考慮し、より正確且つ低コストに残量重量の算出が行える新規な生茶葉残量計測方法の開発を試みたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の生茶葉残量計測方法は、茶園で摘採した生茶葉を製茶工場に搬入した後、この生茶葉を複数基の生茶葉コンテナ装置に投入し、一旦ストックするとともに次工程の加工状況に応じて適量ずつ取り出すことにより、投入や取り出し毎に変わる各生茶葉コンテナ装置の残量を計測する方法において、
全ての生茶葉コンテナ装置に収容されている生茶葉の総重量を算出し、この総重量に、全ての生茶葉コンテナ装置に収容されている生茶葉の総体積に対する各生茶葉コンテナ装置に投入されている生茶葉の体積の比を乗じて、各生茶葉コンテナ装置の残量重量を算出することを特徴として成るものである。
この発明によれば、生茶葉の投入高さが例えばブロック毎に異なっても各生茶葉コンテナ装置の残量重量をより正確に算出することができ、蒸し上がる時刻や仕上げ加工終了時刻あるいは仕上げ製茶量等の正確な予測が可能であり、また製茶加工装置の清掃計画や製茶加工計画等もより正確に立てられる。
【０００６】
また請求項２記載の生茶葉残量計測方法は、前記請求項１記載の要件に加え、前記全ての生茶葉コンテナ装置に収容されている生茶葉の総重量の算出は、受け入れ搬入時に計測される生茶葉の受け入れ重量を投入重量とし、生茶葉コンテナ装置の次工程以後に設けられる生葉流量計の積算重量を取出重量として、この投入重量と取出重量との差に基づいて割り出されることを特徴として成るものである。
この発明によれば、全ての生茶葉コンテナ装置に収容されている生茶葉の総重量、すなわち生葉室に収容されている生茶葉の総重量は、別途流量計等の装置を必要とせず、従来の製茶ラインから簡単に算出できる。またこのため各生茶葉コンテナ装置の残量重量の算出が低コストで行える。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。説明にあたっては、本発明を実施する生茶葉残量計測装置Ｍについてまず説明し、次いで装置の作動態様を説明しながら実質的に本発明の生茶葉残量計測方法について説明する。
生茶葉残量計測装置Ｍは大別すると、図１に示すように生葉室Ｒ内に設けられる複数基の生茶葉コンテナ装置１と、この装置の上方に設けられる生茶葉投入装置２とを具えて成り、更にこれら装置の移動量と生茶葉Ａの積み上げ高さとを検出し、最終的に各生茶葉コンテナ装置１の残量を算出する処理装置３を具えて成るものである。そして各生茶葉コンテナ装置１は、補機的装置として搬送終了端部に積層された生茶葉Ａを掻き落として取り出す掻き落とし装置４を設ける。このものは一例として回転する掻き落とし杆等により生茶葉Ａをほぐしながら、その下方に配される取出コンベヤ５に落とし込むように構成されるものである。更に生茶葉投入装置２に対して、茶園から搬入された生茶葉Ａをコンテナに供給するための供給コンベヤ６が設けられ、この供給コンベヤ６と生茶葉投入装置２との間に中継コンベヤ７が設けられる。更にまた生茶葉コンテナ装置１の前段には受け入れ時茶園から搬入されてきた生茶葉Ａの重量すなわち生葉室への投入重量を測定する計量計８が設けられ、生茶葉コンテナ装置１の後段には蒸機に投入される生茶葉Ａの重量すなわち生葉室からの取出重量を測定する生葉流量計９が設けられる。以下各構成部について説明する。
【０００８】
まず生茶葉コンテナ装置１について説明する。生茶葉コンテナ装置１は、生茶葉Ａの鮮度を保ちながら一時的に貯蔵するとともに、次工程たる蒸熱工程への供給に備え、適量の生茶葉Ａを取り出す装置であり、一例として図３に示すように四基の生茶葉コンテナ装置１が生葉室Ｒに並設される。因みに四基の生茶葉コンテナ装置１を一基ずつ別々に区別する場合には図３に併せて示すようにそれぞれ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと符号を付すものである。そして各生茶葉コンテナ装置１は、図２に示すように投入された生茶葉Ａを搬送する搬送コンベヤ１０を具え、ほぼ水平方向に数ｍから十数ｍ程度の長さにわたって敷設されるとともに、取出コンベヤ５側の先端を幾分か上昇させるような形態をとる。もちろん、全体が一定レベルのフラットなもの、あるいは幾分か上昇あるいは下降する方向に傾斜したもの等適宜のものが適用できる。そして搬送コンベヤ１０の側端縁からは側板１１を左右に一対立ち上げるように設けるとともに、搬送コンベヤ１０の一端、すなわち取出コンベヤ５と反対側の端部に端面板１２を立ち上げる。このような構成により生茶葉コンテナ装置１は搬送コンベヤ１０と側板１１とにより全体を樋状に構成し、その内側を収容部１３とする。
【０００９】
また前記搬送コンベヤ１０は全体として通気性を具えるものであって、その具体的構成を述べると、まずそれぞれの構成要素であるスラット１４がその両端部においてチェーン１５に支持されるような構成をとり、このチェーン１５は搬送コンベヤ１０の前後両端部に設けられたスプロケット１６の間に懸張され、少なくとも一方のスプロケット１６が駆動されることによりチェーン１５の走行が図られる。そしてスラット１４はその表面に図３に拡大して示すように通気孔１４ａを多数設ける。一方、チェーン１５は図７に拡大して示すようにローラ１５ａを具え、このものが生茶葉コンテナ装置１の適宜のガイドレール状のフレーム上を転動して移動するように構成される。
【００１０】
そして搬送コンベヤ１０の搬送作用面直下には、図４に示すように収容あるいは搬送途中の生茶葉Ａの冷却のための送風胴１７を複数区画設ける。なお送風胴１７は、適宜必要に応じて増減することが可能であり、また必要に応じて各区画間の仕切りを取り外し自在あるいは開閉自在としておき、隣接する送風胴１７を一体化する形態等も可能である。そして送風胴１７に対しては一基毎の送風機ユニット１８を設けるものであり、一例としてこの送風機ユニット１８が、モータ１８Ｍによって送風用のブロワ１８Ａを駆動して送風ダクト１８Ｂから送風胴１７に冷却風を送り込むものである。なおこのような形態に限ることなく例えば一基の送風機ユニット１８が二区画の送風胴１７を受け持ち一挙に送風する形態や、適宜ダンパ等を付設することによりいずれか一方の送風胴１７を選択して送風する形態等種々の送風形態が採り得る。更に送風のみではなく、適宜生茶葉Ａに対して湿り気を与えるために加湿機の吹出孔を併設して湿風を送り込むようにする等の機構を併設しても構わない。
【００１１】
更にこのような生茶葉コンテナ装置１には搬送コンベヤ１０の縦移動量検出装置１９を設けるものであり、このものは一例として図７に併せて示すように前記スプロケット１６の山部（歯部）にきたチェーン１５のローラ１５ａと当接して、一回のＯＮ、ＯＦＦ信号を出すリミットスイッチ１９ａと、それをカウントしてこのカウント数を移動量に変換するエンコーダ１９ｂとを具えて成るものである。なお縦移動量検出装置１９によって検出される移動量を縦移動量Ｌ１と定義する。
【００１２】
次に生茶葉投入装置２について説明する。このものは茶園から搬入された生茶葉Ａを前記生茶葉コンテナ装置１に投入するためのものであり、一例として図３に示すように並設された二基の生茶葉コンテナ装置１に対し一基設けられるものである。そして生茶葉投入装置２は、二基の生茶葉コンテナ装置１上を長手方向（縦方向）及び幅方向（横方向）に移動自在に構成され、任意の位置で生茶葉Ａの投入を可能としている。以下生茶葉投入装置２の移動構造について更に説明する。
【００１３】
まず生茶葉コンテナ装置１の長手方向に沿って縦行案内レール２０を設けるものであって、一例としてこのものは二基並設された生茶葉コンテナ装置１のそれぞれ最も外側寄りの側板１１の上面を利用して設けられているものである。そしてこの縦行案内レール２０に対してはこれに乗って縦行できるような縦行台車２１を設ける。この縦行台車２１は、図５に示すように台車フレーム２２に対し縦行車輪２３を設けるものであって、具体的には縦行車輪２３が車軸２３ａによって連結され、更に車軸２３ａに動力を受ける従動スプロケット２３ｂを固定し、更にそこに適宜のモータ等から動力を供給するチェーン２３ｃを巻回した状態となっている。
【００１４】
またこの台車フレーム２２には横行レール２４を設け、この横行レール２４上を走行するように投入コンベヤユニット２５を設ける。この投入コンベヤユニット２５は横行車輪２６をその下方に具え、このものが前記横行レール２４上を転動するものであり、この横行車輪２６はその車軸２６ａに対し従動スプロケット２６ｂを具え、ここにチェーン２６ｃから適宜の動力が伝達される。更にこの投入コンベヤユニット２５は上面に投入コンベヤベルト２７を張設するものであって、このものを囲むようにガイドパネル２８が設けられ、更にその両端部は下方に開口させたホッパ部２８ａを構成し、ここが実質的に投入作用部となる。
【００１５】
更にまた生茶葉投入装置２には投入装置移動量検出装置２９を設けるものであって、前記縦行車輪２３の移動量を検出するための近接センサ２９ａ１と、横行車輪２６の移動量を検出するための近接センサ２９ａ２とを具えて成るものである。そしてこれら近接センサ２９ａ１、２９ａ２は一例として図６に示すようにそれぞれ従動スプロケット２３ｂ、２６ｂの近傍に設けられ、そのスプロケットの歯が接近したときに一カウントずつ検出し、このカウント数をエンコーダ２９ｂにより縦行車輪２３及び横行車輪２６の移動量に変換するものである。なお近接センサ２９ａ１により検出される移動量を縦移動量Ｌ２と定義し、近接センサ２９ａ２により検出される移動量を横移動量Ｓと定義する。
また生茶葉投入装置２にはその下部に、コンテナに投入されている生茶葉Ａの積み上げ高さを検出する積み上げ高さ検出装置３０が設けられる。このものは一例として設置位置からの距離を測定できるマイクロ波式の距離センサが適用され計測距離と、あらかじめ測定されている搬送コンベヤ１０までの距離との差により積み上げ高さを検出するものである。なお積み上げ高さ検出装置３０にはこのような非接触式センサとしてマイクロ波だけでなく音波、電波、光、磁気等を利用したものを適用することも可能である。また積み上げ高さ検出装置３０により検出される高さを積み上げ高さＨと定義する。
【００１６】
次に処理装置３について説明する。処理装置３は上述した縦移動量検出装置１９及び投入装置移動量検出装置２９等により検出されたデータを基に各コンテナに投入されている生茶葉Ａの体積を算出し、最終的に投入あるいは取り出しの都度変化する各生茶葉コンテナ装置１毎の生茶葉Ａの残量重量を算出し、表示するものである。なお具体的な算出方法については後の作動態様で後述する。
【００１７】
次に計量計８について説明する。計量計８は受け入れ搬入時の生茶葉Ａの重量（生葉室への投入重量）を測定するものであり、一例としてトラックスケール８１を適用し、生茶葉Ａを積載した投入前のトラック重量と、投入後の空のトラック重量との差を基に生葉室への投入重量を測定するものである。なお計量計８による重量計測は、本来茶農家に生茶葉代金として支払うために従来より行われており、本発明ではこの計測結果を生葉室への投入重量として流用するものである。
【００１８】
次に生葉流量計９について説明する。このものは生葉室からの取出重量を測定するものであり、一例として生茶葉コンテナ装置１の次工程たる蒸機に設けられるものであり、従って蒸機の数に対応して同数設けられるものである。因みに一工場当たり一基から四基程度である。そしてこの生葉流量計９は、本来蒸機の処理能力にあわせて適量の生茶葉Ａを供給するためのものであるが、本発明ではこの積算重量を生葉室からの取出重量として流用するものである。
なおこの実施の形態では上述したように生葉室への投入重量及び生葉室からの取出重量を既存の製茶加工ラインにおいて容易に計測されるデータから得るものであり、これにより残量計測の低コスト化を図っている。
【００１９】
次に生茶葉残量計測装置Ｍの作動態様について説明しながら実質的に本発明の生茶葉残量計測方法について説明する。
（１）生葉室への投入重量の測定
茶園で摘採された生茶葉Ａは、収葉袋等に収容された状態でトラック等に積載され製茶工場に運ばれる。その際受入れ時の生茶葉重量が、計量計８により生葉室への投入重量として計測される。その後生茶葉Ａは、供給コンベヤ６から中継コンベヤ７を経て生茶葉投入装置２に移送され、適宜の生茶葉コンテナ装置１のエリアに投入される。
【００２０】
（２）投入形態
ここで生茶葉Ａの投入形態について説明する。まず生茶葉コンテナ装置１は、一例として図８に示すような３０ｃｍ×３０ｃｍ×５０ｃｍの直方体状の単位に分割され、生茶葉Ａの投入もこの一投入単位ｒで行われる。すなわち生茶葉Ａの投入は、図８（ａ）に示すような生茶葉投入装置２を横方向に往復移動させながら横一列ずつ上方に積み上げるように行う先投入と、図８（ｂ）に示すような生茶葉投入装置２をまず横方向に移動させ、横一列の投入を終えると次の横一列に投入する横投入と、図８（ｃ）に示すような生茶葉投入装置２をまず縦方向に移動させ、縦一列の投入を終えると次の縦一列に投入する縦投入とが一般的であり、どの形態でも一投入単位ｒ毎に生茶葉Ａが投入される。
【００２１】
（３）投入装置移動量及び積み上げ高さの測定
このように生茶葉Ａの投入がスタートすると、これに伴い生茶葉投入装置２も移動するが、投入開始時点から投入装置移動量検出装置２９の近接センサ２９ａ１、２９ａ２によりそれぞれ投入装置の縦移動量Ｌ２、横移動量Ｓが計測され、これにより投入された生茶葉Ａの縦寸法と横寸法が検出される。また積み上げ高さ検出装置３０により生茶葉Ａの積み上げ高さＨが検出される。なおこれら縦移動量Ｌ２、横移動量Ｓ、積み上げ高さＨのデータからコンテナに投入した生茶葉Ａの投入体積Ｖ１が、処理装置３により算出される。
【００２２】
（４）搬送コンベヤの移動量測定
投入と同時あるいは投入の前後に生茶葉コンテナ装置１から生茶葉Ａの取り出しが行われると、縦移動量検出装置１９によって搬送コンベヤ１０の縦移動量Ｌ１が測定される。なおこの縦移動量Ｌ１のデータからコンテナより取り出した生茶葉Ａの取出体積Ｖ２が、処理装置３により算出される。
【００２３】
（５）実質投入体積の算出
投入体積Ｖ１と取出体積Ｖ２との差により生茶葉コンテナ装置１に実際に投入した実質投入体積Ｖ３が算出される。なお初期状態で生茶葉ＡをＶ０収容していれば、生茶葉コンテナ装置１の現時点での収容体積Ｖは、Ｖ０＋Ｖ３として算出され、この収容体積Ｖがそれぞれの生茶葉コンテナ装置１に対して求められる。またこの収容体積Ｖをそれぞれ区別する必要がある場合、四基の生茶葉コンテナ装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対応してそれぞれＶａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄと符号を付すものである。
【００２４】
（６）生葉室からの取出重量の測定
一方生茶葉コンテナ装置１から取り出された生茶葉Ａは、次なる蒸機に適量ずつ供給される。その際一工場当たり一基から四基程度の蒸機に設けられた生葉流量計９により蒸機に投入された生茶葉Ａの積算重量が、生葉室からの取出重量として計測される。なお生葉室への投入重量と、生葉室からの取出重量との差から現時点での生葉室Ｒ内に収容されている総重量Ｗが算出される。
【００２５】
（７）各生茶葉コンテナ装置の残量重量の算出
以上のような計測を順次行った後、処理装置３により各生茶葉コンテナ装置１の残量重量を生葉室Ｒ全体の総重量Ｗに各生茶葉コンテナ装置１の体積比を乗じて以下のように算出する。
生茶葉コンテナ装置１ａの残量重量：Ｗ×Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）
生茶葉コンテナ装置１ｂの残量重量：Ｗ×Ｖｂ／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）
生茶葉コンテナ装置１ｃの残量重量：Ｗ×Ｖｃ／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）
生茶葉コンテナ装置１ｄの残量重量：Ｗ×Ｖｄ／（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）
なおこのような残量重量の算出を投入あるいは取り出しの都度行うことにより、より正確に生茶葉Ａの残量を計測することができる。
【００２６】
【発明の効果】
まず請求項１記載の生茶葉残量計測方法によれば、生茶葉Ａの投入高さが例えばブロック毎に異なっても各生茶葉コンテナ装置１の残量重量をより正確に算出することができ、蒸し上がる時刻や仕上げ加工終了時刻あるいは仕上げ製茶量等の正確な予測が可能であり、また製茶加工装置の清掃計画や製茶加工計画等もより正確に立てられる。
【００２７】
また請求項２記載の生茶葉残量計測方法によれば、生葉室Ｒの総重量は別途流量計等の装置を必要とせず、従来の製茶ラインから簡単に算出できる。またこのため各生茶葉コンテナ装置１の残量重量の算出が低コストで行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する生茶葉残量計測装置を示す説明図である。
【図２】  生茶葉コンテナ装置並びに生茶葉投入装置を示す正面図である。
【図３】  同上平面図である。
【図４】  同上側面図である。
【図５】  生茶葉投入装置の駆動部を拡大して示す側面図である。
【図６】  同上駆動部に付設される投入装置移動量検出装置を模式的に示す説明図である。
【図７】  生茶葉コンテナ装置に付設される縦移動量検出装置を模式的に示す説明図である。
【図８】  種々の投入形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）  生茶葉コンテナ装置
２        生茶葉投入装置
３        処理装置
４        掻き落とし装置
５        取出コンベヤ
６        供給コンベヤ
７        中継コンベヤ
８        計量計
９        生葉流量計
１０      搬送コンベヤ
１１      側板
１２      端面板
１３      収容部
１４      スラット
１４ａ    通気孔
１５      チェーン
１５ａ    ローラ
１６      スプロケット
１７      送風胴
１８      送風機ユニット
１８Ａ    ブロワ
１８Ｂ    送風機ダクト
１８Ｍ    モータ
１９      縦移動量検出装置
１９ａ    リミットスイッチ
１９ｂ    エンコーダ
２０      縦行案内レール
２１      縦行台車
２２      台車フレーム
２３      縦行車輪
２３ａ    車軸
２３ｂ    従動スプロケット
２３ｃ    チェーン
２４      横行レール
２５      投入コンベヤユニット
２６      横行車輪
２６ａ    車軸
２６ｂ    従動スプロケット
２６ｃ    チェーン
２７      投入コンベヤベルト
２８      ガイドパネル
２８ａ    ホッパ部
２９      投入装置移動量検出装置
２９ａ１  近接センサ
２９ａ２  近接センサ
２９ｂ    エンコーダ
３０      積み上げ高さ検出装置
８１      トラックスケール
Ａ        生茶葉
Ｍ        生茶葉残量計測装置
Ｒ        生葉室
ｒ        一投入単位
【図１】
0004211878.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004211878.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004211878.tif 000009