(57)【要約】【課題】靭皮植物の茎から効率よく靭皮を分離する。【解決手段】靭皮植物の茎９０からコア部を除去し靭皮９２を分離する靭皮分離装置であって、表面に軸方向に形成された突条２６を有する回転ローラ２４を備え、前記回転ローラ２４の突条２６が前記茎９０に接触することにより該茎９０に対して長手方向への牽引力を作用させながら該茎９０から靭皮９２を分離する分離機構２０と、前記茎９０を長手方向に搬送して前記分離機構２０へ送る搬送機構４０と、前記搬送機構４０と前記分離機構２０との間において前記茎９０の長手方向への移動を許容しながら該茎９０を挟持する挟持機構５０と、を備えている靭皮分離装置。【選択図】図５
2009179887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
靭皮植物の茎からコア部を除去し靭皮を分離する靭皮分離装置であって、
表面に軸方向に形成された突条を有する回転ローラを備え、前記回転ローラの突条が前記茎に接触することにより該茎に対して長手方向への牽引力を作用させながら該茎から靭皮を分離する分離機構と、
前記茎を長手方向に搬送して前記分離機構へ送る搬送機構と、
前記搬送機構と前記分離機構との間において前記茎の長手方向への移動を許容しながら該茎を挟持する挟持機構と、を備えている靭皮分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載の靭皮分離装置であって、
前記搬送機構はローラの回転力で前記茎を搬送するとともに該ローラの押圧で前記茎を潰す構成である靭皮分離装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の靭皮分離装置であって、
前記分離機構は、前記回転ローラの突条が前記茎に接触して相対移動することにより前記茎からコア部を除去して靭皮を分離する構成である靭皮分離装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の靭皮分離装置であって、
前記搬送機構と前記分離機構の回転ローラとの間に固定され前記挟持機構と前記分離機構とを構成する固定板を備えており、前記搬送機構は該固定板の表面上を経て前記分離機構の回転ローラに向かうように前記茎を送り出し、前記挟持機構は前記固定板の表面における前記茎の進行方向の前端位置において前記茎を前記固定板の表面に沿うように付勢する付勢部材を備え、該付勢部材により前記固定板の表面との間に前記茎を挟持し、前記分離機構は前記回転ローラの突条で前記茎を前記固定板の端面と突条との隙間に牽引し、前記茎を前記固定板と前記突条の少なくとも一方で摩擦させることによりコア部を除去して靭皮を分離する構成である靭皮分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、靭皮分離装置に関する。より詳しくは、靭皮植物の茎からコア部を除去し靭皮を分離する靭皮分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チョマ（苧麻、ラミー）等に代表される靭皮植物の茎の靭皮から得られる靭皮繊維は元来強靭であり、近年では非木材繊維として環境保全の観点からも各種分野への展開が期待されている。靭皮植物の茎は、中心に位置するコア部（木質部）とコア部を包囲する靭皮に大別される。靭皮植物の茎から靭皮繊維を得るためには、先ず機械的に茎からコア部を除去して靭皮を分離し、それから靭皮に微生物による分解処理（レッティング処理）や化学的な処理を施して繊維以外の成分を取り除き、繊維を精製するのが効率的で好ましい。
【０００３】
従来、互いに対向する凹凸を備えた一対の回転するローラーを備え、このローラー間に樹木を連続的に挿入し樹木を破砕する破砕装置はあった（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６４４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような装置はコア部を破砕することは可能かもしれないが、コア部と靭皮とを分離することができるものではなかった。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、靭皮植物の茎から効率よく靭皮を分離することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段をとる。
第１の発明は、靭皮植物の茎からコア部を除去し靭皮を分離する靭皮分離装置であって、表面に軸方向に形成された突条を有する回転ローラを備え、前記回転ローラの突条が前記茎に接触することにより該茎に対して長手方向への牽引力を作用させながら該茎から靭皮を分離する分離機構と、前記茎を長手方向に搬送して前記分離機構へ送る搬送機構と、前記搬送機構と前記分離機構との間において前記茎の長手方向への移動を許容しながら該茎を挟持する挟持機構と、を備えている靭皮分離装置である。
【０００８】
第１の発明の靭皮分離装置によれば、分離機構が回転ローラの突条により茎に牽引力を作用させながら靭皮を分離するので搬送機構により分離機構へ送られてきた茎を連続的に処理することができる。そして、分離機構が茎に牽引力を作用させる一方、分離機構と搬送機構との間において挟持機構が茎の移動を許容しながら茎をバネ圧で挟持するため、茎がたるむことなく末端まで処理することができる。そのため靭皮植物の茎の略全長にわたり靭皮分離処理を施すことができる。
【０００９】
第２の発明は、前記搬送機構はローラの回転力で前記茎を搬送するとともに該ローラの押圧で前記茎を潰す構成である靭皮分離装置である。
【００１０】
第２の発明によれば、搬送機構により茎が搬送されるのみならず茎が潰されることでコア部が細分化されて剥がれやすくなるため、後の分離機構においてより容易に茎からコア部を除去することができ効率よく靭皮を分離することができる。
【００１１】
第３の発明は、前記分離機構は、前記回転ローラの突条が前記茎に接触して相対移動することにより前記茎からコア部を除去して靭皮を分離する構成である靭皮分離装置である。
【００１２】
第３の発明によれば、分離機構の回転ローラが茎に接触した状態で相対移動するため、茎を牽引するのみならずコア部をこそぎ落とすことができる。そのためより確実に茎からコア部を除去し靭皮を分離することができる。例えば第２の発明に記したように搬送機構にローラを用いた場合、搬送機構のローラによる茎の搬送スピードより、分離機構のローラによる茎の牽引速度を速めることにより、実現できる。
【００１３】
第４の発明は、前記搬送機構と前記分離機構の回転ローラとの間に固定され前記挟持機構と前記分離機構とを構成する固定板を備えており、前記搬送機構は該固定板の表面上を経て前記分離機構の回転ローラに向かうように前記茎を送り出し、前記挟持機構は前記固定板の表面における前記茎の進行方向の前端位置において前記茎を前記固定板の表面に沿うように付勢する付勢部材を備え、該付勢部材により前記固定板の表面との間に前記茎を挟持し、前記分離機構は前記回転ローラの突条で前記茎を前記固定板の端面と突条との隙間に牽引し、前記茎を前記固定板と前記突条の少なくとも一方で摩擦させることによりコア部を除去して靭皮を分離する構成である靭皮分離装置である。
【００１４】
第４の発明によれば、搬送機構により固定板の表面に沿って送り出された茎を分離機構の回転ローラの突条で牽引し方向を変えて固定板の端面と突条との隙間に引っ張り込むことで茎を固定板と突条の少なくとも一方と摩擦させるため、コア部をこそぎ落とすことでより確実に靭皮を分離することができる。ここで、挟持機構は固定板の表面における茎の進行方向の前端位置において茎を付勢し固定板の表面に沿わせている。そのため、分離機構の回転ローラの突条により牽引力が作用しても茎の末端部分が跳ね上げられることがなく茎の末端まで靭皮分離処理をすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記第１の発明によれば、靭皮植物の茎の全長にわたり靭皮分離処理を施すことで効率よく靭皮を分離することができる。
上記第２の発明によれば、より容易に茎からコア部を除去することができ効率よく靭皮を分離することができる。
上記第３の発明によれば、より確実に茎からコア部を除去し靭皮を分離することができる。
上記第４の発明によれば、コア部をこそぎ落とすことでより確実に靭皮を分離することができるとともに茎の末端まで靭皮分離処理をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の靭皮分離装置１０は、刈り取った靭皮植物の茎９０から靭皮９２を分離することができるものである。靭皮植物の茎９０は大別すると、図６に模式的に示されるように、中心に位置するコア部９４とコア部９４を取り囲む靭皮９２を主体として構成されており、表面は薄い表皮９６で覆われている。靭皮分離装置１０は、投入された茎９０からコア部９４と表皮９６とを除去して靭皮９２を分離することができるものである。
図１は靭皮分離装置１０の内部を模式的に示した正面図であり、以下の説明では図１のように配置された靭皮分離装置１０を基準として上下方向を定めることとする。
【００１７】
靭皮分離装置１０は、茎９０から靭皮９２を分離する分離機構２０と、分離機構２０に茎９０を送る搬送機構４０と、搬送機構４０と分離機構２０との間においてバネ圧で茎９０を挟持する挟持機構５０とを備えている。
【００１８】
〔搬送機構４０について〕
搬送機構４０は、茎９０をその長手方向に搬送して分離機構２０へ送るように構成されている。この靭皮分離装置１０では、搬送機構４０は回転軸が平行な１対のローラ４２，４４で構成されている。この１対のローラ４２，４４は上下に位置がずらされて水平に配置されている。以下、この１対のローラを構成する２本のローラ４２，４４を他のローラと区別して上側搬送ローラ４２，下側搬送ローラ４４と称する。上側搬送ローラ４２と下側搬送ローラ４４とは近接している。上側搬送ローラ４２と下側搬送ローラ４４とはともに表面が緩やかな凹凸形状となっている。茎９０を上側搬送ローラ４２と下側搬送ローラ４４との間に挟みその押圧で茎９０を潰しながらローラの回転力により茎９０を搬送する。すなわち、上側搬送ローラ４２と下側搬送ローラ４４のうち少なくとも一方のローラは回転駆動源（図示省略）からの回転動力により積極回転し、そのローラ表面と茎９０の表面との摩擦によりローラの回転力が茎９０を搬送する力に変換されるものである。他方のローラは積極回転するものでも一方のローラの搬送力により従動回転するものであってもよい。搬送機構４０により搬送される茎９０の進行方向Ａが図中に矢印で示されている。茎９０は図１でみて左から右へ水平に搬送される。茎９０は、予め葉が除去された長尺棒状であり、その長手方向が上側搬送ローラ４２及び下側搬送ローラ４４の回転軸に直行するように長手方向が上側搬送ローラ４２と下側搬送ローラ４４との間に投入され、そのまま略水平に長手方向へ搬送される。
【００１９】
〔挟持機構５０について〕
挟持機構５０は、固定板２２と付勢部材５２とを主体として構成されている。固定板２２は、搬送機構４０から送り出された茎９０がそのまま前進すると該固定板２２の上面２２ａに沿うような位置に水平に固定されている。言い換えれば、搬送機構４０は固定板２２の上面２２ａを経て分離機構２０に向かうように茎９０を送り出している。図２に示されるように、固定板２２にはその上方を覆うアッパーサポーター５６が固定されている。このアッパーサポーター５６は、屋根部５８が固定板２２の上面２２ａの茎９０の通過位置の両側方に立設された立て壁６０，６０で支持された構成をとっており、アッパーサポーター５６内を茎９０が挿通可能となっている。固定板２２の上方を覆う屋根部５８は茎９０の進行方向Ａでみて前下がりに傾斜しており、その前側が長方形に切り欠かれている。その切り欠かれた部分に長方形の板状部材である付勢部材５２がスプリングヒンジ５４を介して取り付けられている。付勢部材５２は、スプリングヒンジ５４のバネ圧により該付勢部材５２の先端部５３が固定板２２の上面２２ａに近づく方向に付勢されている。
搬送機構４０により固定板２２の上面２２ａに送り出された茎９０は固定板２２の前端位置で該茎９０自体の剛性により付勢部材５２（図２参照）をスプリングヒンジ５４のバネ圧に抗して押し上げながら前進する（図３，４参照）。つまり、付勢部材５２は通過する茎９０を固定板２２の上面２２ａとの間にバネ圧を挟持しながらも茎９０の長手方向への移動を許容し、茎９０は付勢部材５２から押圧を受けながらも長手方向に前進可能となっている。
【００２０】
〔分離機構２０について〕
分離機構２０は、固定板２２と回転ローラ２４を主体として構成されている。以下、回転ローラ２４を他のローラと区別して分離用回転ローラ２４と称する。固定板２２は上記挟持機構５０をも構成するものである。
分離用回転ローラ２４は、その回転軸が搬送機構４０により挟持機構５０を経て搬送される茎９０の進行方向Ａと略直交するように水平に設置されている。分離用回転ローラ２４の表面には複数の突条２６・・２６が軸方向に形成されている。分離用回転ローラ２４は、突条２６が固定板２２の前端面２２ｂと間に所定の間隙２８を設定した状態で配されている。分離用回転ローラ２４は突条２６が固定板２２の前端面２２ｂ通過するときに下向きに通過するように回転する。すなわち、図１でみて反時計回りに回転する。
搬送機構４０により送り出された茎９０は挟持機構５０において付勢部材５２による押圧を受けながらも長手方向（進行方向Ａ）に前進して分離用回転ローラ２４に向かう。そして茎９０が回転する突条２６に当たると下方へ牽引される。すなわち、回転する突条２６が茎９０に接触して生じる摩擦力が茎９０を下方へ牽引する牽引力へと変換され、茎９０を固定板２２の前端面２２ｂと突条２６との間隙２８に引き込む。その際、茎９０が固定板２２の前端面２２ｂや上面２２ａと前端面２２ｂとの境界の角部２２ｃと接触することにより摩擦力でコア部９４が脱落し、また表皮９６がこそぎ取られる。間隙２８の大きさは茎９０が固定板２２の前端面２２ｂと突条２６とに接触しながら該間隙２８を通過可能な程度の大きさであり、靭皮９２が回転する突条２６により靭皮９２が固定板２２の前端面２２ｂ押し付けられて切断されてしまわない程度に調整されている。
また、茎９０に対しては突条２６による牽引力の他に、挟持機構５０により該牽引力に相反する力が作用する。ここで、搬送機構４０による茎９０の送り出し速度に比して突条２６の回転移動速度の方が速く設定されている。そのため分離用回転ローラ２４の突条２６は茎９０に対して牽引力を作用させながらも相対移動してコア部９４を破砕しながら茎９０からこそぎ落とすことができる。このように、この分離機構２０では茎９０を突条２６と摩擦させ、また固定板２２の前端面２２ｂと摩擦させることでコア部９４や表皮９６を茎９０から除去して靭皮９２を長尺な状態で分離することができる。
【００２１】
靭皮分離装置１０には、図１でみて分離機構２０の分離用回転ローラ２４の左斜め下方位置に分離用回転ローラ２４と略同形で複数の突条３２を備えた補助回転ローラ３０が設けられている。この補助回転ローラ３０は図１でみて時計回りに回転しており、分離用回転ローラ２４により下方へ牽引された靭皮９２を図１でみて右斜め下方、すなわち固定板２２の茎９０の進行方向Ａでみて前斜め下方に案内する。靭皮分離装置１０には図１でみて右下に開口部１４が設けられており、靭皮９２は開口部１４から落下して搬出される。本実施形態においては開口部１４の下にコンベア１６が配設させており、図１でみて紙面手前側に靭皮９２を順次搬出するようになっている。また、茎９０から剥がれ落ちたコア部９４や表皮９６は別の排出手段により排出されるようになっている。
【００２２】
以上の構成の靭皮分離装置１０によれば以下の作用効果を奏する。
まず、分離機構２０が茎９０を引き込む牽引力を作用させながら靭皮分離処理をするため茎９０の先端から処理することができる。
次に、茎９０が搬送機構４０から押し出され上側搬送ローラ４２と下側搬送ローラ４４から押圧を受けなくなったあとでも分離用回転ローラ２４の突条２６に当たる直前まで挟持機構５０がバネ圧で茎９０を挟持している。そのため突条２６により茎９０に牽引力が作用しているにもかかわらず、茎９０の末端が跳ね上がり一気に引き込まれることなく茎９０の末端まで靭皮分離処理をすることができる。
次に、分離機構２０において分離用回転ローラ２４の突条２６が茎９０に対して相対移動するため、コア部９４や表皮９６を効率よく除去することができる。
次に、搬送機構４０が茎９０のコア部９４を潰すため、後の分離機構２０でコア部９４を除去しやすい。なお、搬送機構４０でコア部９４が潰されることによりコア部９４は茎９０から剥がれやすくなっており、挟持機構５０の付勢部材５２に接触して剥がれ落ちる場合もある。
次に、搬送機構４０により茎９０が潰されて靭皮９２がほぐれるため、レッティング処理において微生物が取り付きやすく、処理時間を短縮することができる。
【００２３】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内でその他種々の実施形態が考えられるものである。
例えば、搬送機構４０はローラによるものでなくてもよい。搬送機構４０は茎９０を分離機構２０に向かって長手方向に送り出し、分離機構２０により茎９０の先端に牽引力が作用し始めるまで茎９０を搬送できるものであればよく、例えば、茎９０の末端を押して分離機構２０に向けて送り出すような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態の靭皮分離装置の内部を一部断面で模式的に示した図である。
【図２】図１に示される靭皮分離装置の挟持機構の斜視図である。
【図３】図１に示される靭皮分離装置が茎から靭皮を分離する様子を説明する図であり、靭皮分離装置に茎が投入されて搬送機構により搬送されている様子を示す図である。
【図４】図１に示される靭皮分離装置が茎から靭皮を分離する様子を説明する図であり、茎が挟持機構を通過して分離機構に向かって搬送されている様子を示す図である。
【図５】図１に示される靭皮分離装置が茎から靭皮を分離する様子を説明する図であり、分離機構により茎から靭皮が分離される様子を示す図である。
【図６】靭皮植物の茎の斜視図であり、端面を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  靭皮分離装置
２０  分離機構
２２ａ      上面
２２ｂ      前端面
２２  固定板
２４  分離用回転ローラ
２６  突条
２８  間隙
４０  搬送機構
４２  上側搬送ローラ
４４  下側搬送ローラ
５０  挟持機構
５２  付勢部材
５４  スプリングヒンジ
９０  茎
９２  靭皮
９４  コア部
９６  表皮
【図１】
2009179887.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009179887.tif 000006
【図５】
2009179887.tif 000007
【図６】
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