(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
精米ホッパーの排出口を精米室に連通し、その精米室の出口から戻り通路を経て上記精米ホッパーに戻る循環通路を構成し、上記循環通路の途中に光学式の精白度センサーを設け、上記精米ホッパーに投入した米穀を上記循環通路で循環させ精米を行いながら精白度を検知するようにした循環式の精米機の精白度検知装置において、上記精米ホッパーの排出口を鉛直方向に中心線をもつ筒状に形成し、該排出口に上記の精白度センサーを取り付けたことを特徴とする精米機の精白度検知装置。
【請求項２】
上記精白度センサーの発光素子が青色ＬＥＤであり、その素子から放射される検知光の波長が、４００〜６００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の精米機の精白度検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、精米機の精白度検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
循環式精米機において、精米中の米穀の精白度を検知し、その検知結果に応じて精米機を制御することが従来から行なわれている。精白度を検知する従来の方法として、精米機に投入した米穀の重量の減少量から、精米の歩留まりと併せて精白度を検知することが知られている（特許第２６２６９２４号公報参照）。また、精米モーターの負荷電流の減少割合により精白度を検出することも知られている（特公平７−３２８８３号公報参照）。その他、回転式精米機において、米穀の重量に応じた精米時間の経過により精白度を推定することも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホッパーに投入した米穀の重量の減少量から精白度を検知する方法は、計量手段が必要となる不利があり、コスト高の原因になる。また、米穀の重量は含有する水分の量に応じて変化するので、米穀の重量の減少と精白度とは正確には一致しない問題もある。また、精米モーターの負荷電流の変化により精白度を検知する方法は、前述のように含有水分の量に応じて米穀の重量が変化した場合、その重量変化の影響を受けて負荷電流の大きさが変動する。したがって、負荷電流の変化と精白度は、この方法の場合も正確に一致しないという問題がある。
【０００４】
このように、従来は、米穀の精白度を、精米時における米穀の重量変化、負荷電流の変動、時間の長短等に置き換えて間接的に検知するようにしていたので、誤差が入りこむ余地が大きかった。
【０００５】
そこで、この発明は、精米中における米穀の外表面の白さを直接的に検知することにより、正確かつ簡単にその精白度を検知することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、精米ホッパーの排出口を精米室に連通し、その精米室の出口から戻り通路を経て上記精米ホッパーに戻る循環通路を構成し、上記精米ホッパーに投入した米穀を上記循環通路で循環させながら精米を行なうようにした循環式の精米機の精白度検知装置において、上記循環通路の途中に光学式の精白度センサーを設けた構成とした。この構成によると、米穀で反射した検知光の反射率と基準値の比較により精白度を判定することができるので、米穀の含有水分等の影響を受けることなく、正確に精白度を検知することができる。
【０００７】
上記精白度センサーは、循環通路の途中に設置すればよいが、米穀の流れが集中するホッパーの排出口又は戻り通路に取り付けることが望ましい。排出口に取り付ける場合は、その排出口の中心線が上下方向となる筒形に形成することが、米穀の流れの均一化を図るうえで望ましい。
【０００８】
また、精白度センサーを、透明の検出窓を介して上記の循環通路（排出口又は戻し通路）に臨ませた構成を採用することができる。この構成をとると、センサーが米穀に直接触れることがない。
【０００９】
また、上記の精白度センサーの出力値から精白度を判定する場合の比較の基準値を、上記ホッパーに投入された玄米からの反射に基づく電圧の大きさをもって定めた構成をとることができる。さらに、上記精白度センサーの出力を一定時間サンプリングするとともに、そのサンプリング値の平均値を上記基準値と比較して精白度を判定するようにした回路構成をとることができる。
【００１０】
上記精白度センサーの発光素子は、それから放射される検知光の波長として、４００〜６００ｎｍであるものを使用することができ、例えば青色ＬＥＤ又は緑色ＬＥＤを用いることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示した第１実施形態の精米機は、機台１上に設置された精米モーター２上に、ぬか受け室３を介して、精米室４が設けられる。精米室４には水平に片持ちされた精米ロール５が挿入される。精米ロール５は、ベルト６を介して精米モーター２により駆動される。
【００１２】
精米室４の入口には入口通路７が連通され、その入口通路７がホッパー８の排出口９に接続される。その排出口９と入口通路７との境界部分にシャッター１１が、これに設けたラック１２（図１（ｂ）参照）とピニオン１３とのかみ合いによりスライド自在に設けられる。ピニオン１３はシャッターモーター１４により駆動される。
【００１３】
また、精米室４の出口に戻り通路１５が連通され、その戻り通路１５がホッパー８の戻り口１６に接続される。戻り通路１５の途中に抵抗部材１７が出没自在に突き出して設けられる。また、戻り通路１５の底部、即ち、精米室４の出口に臨んで精米済み米穀の排出シャッター１８が設けられる。上記のように、ホッパー８、その排出口９、入口通路７、精米室４、戻り通路１５及び戻り口１６により、米穀の循環通路が構成される。
【００１４】
上記の排出口９において、その一部の壁面に、図１（ｂ）に示すように、透明樹脂板を嵌めて検出窓１９を設け、その検出窓１９の外面に不透明なケース２１にカバーされた反射型の光センサー２２が接着等により取り付けられる。光センサー２２はこの発明でいう精白度センサーを構成するものであり、図２に示すように、検知光を放射する投光部２２ａ（発光ダイオード）と、その反射光の受光部２２ｂ（フォトダイオード）とからなり、投光部２２ａは制御部２３のサンプリング回路２４を介してＣＰＵ２５に接続される。また、受光部２２ｂは、平均値演算回路２６を介してＣＰＵ２５に接続される。その平均値演算回路２６と、比較回路２７、精白度判定回路２８を介してＣＰＵ２５に接続される回路も形成される。また、比較回路２７は基準値メモリ２９を介してＣＰＵ２５に接続される。さらに、前記の精米モーター２及びシャッターモーター１４が適宜なインターフェース（図示省略）を介して接続される。
【００１５】
上記の制御部２３においては、精米機の精米プログラムに従い、ホッパー８に玄米が投入された段階でサンプリング回路２４から、一定時間サンプリングパルスを出力して、その周期に応じたパルス状の検知光を投光部２２ａから米穀に投射する。受光部２２ｂにおいてその反射光を受光し、これを電気信号に変換して平均値演算回路２６に入力して反射率の平均値を演算する。その演算結果を、ＣＰＵ２５を通じて基準値メモリ２９に電圧その他の形で基準値としてメモリする。
【００１６】
精米が進行して精白度の検知段階になると、前記と同様に一定時間サンプリングを行ない、反射率の平均値を比較回路２７に入力して、基準値メモリ２９の基準値と比較する。基準値は玄米の状態の反射率であるので、相対的に低いレベルであるが、精米が進行するに従い米穀の表面が白くなり反射率のレベルが高くなる。そのレベル差を精白度判定回路２８に入力し、所定の基準に従い、「３分つき」「５分つき」「７分つき」「白米」等の精白度の判定を行ないＣＰＵ２５に入力する。ＣＰＵ２５は、これらの判定結果に基づいて精米モーター２及びシャッターモーター１４を制御する。
【００１７】
図３及び図４は、光センサー２２の一層具体的な例を示す。図３（ａ）（ｂ）に示したものは、発光ダイオードからなる投光部２２ａとフォトダイオードからなる受光部２２ｂとを、それらの光軸が検知窓１９上で交差するように相互に角度をつけてセンサーケース２２ｃに取り付けたものである。そのセンサーケース２２ｃをホッパー８の外面にビス２０、２０で固定する。投光部２２ａと受光部２２ｂはそれぞれ指向角３０°程度の特性を持ったものを用いる。検知窓１９の検知範囲の直径Ｓは図示の場合１２ｍｍに設定される。図４（ａ）（ｂ）の場合は、投光部２２ａと受光部２２ｂに対向してそれぞれ凸レンズ３０、３０を設け、検知窓１９の部分で焦点を結ぶように配置したものである。
【００１８】
なお、上記の光センサー２２は図５に示すように、戻り通路１５の一部に設けることができる。戻り通路１５内の米穀は、精白の程度がほぼ均一化されているので、その精白度を検知することにより、全体の平均的な精白度を正確に類推することができる。
【００１９】
また、投光部２２ａとして用いられる発光ダイオードから放射される検知光の波長は、図６に示した実験結果から、４００〜６００ｎｍ程度のものが用いられる。具体的には、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードがこの範囲の光を放射することができる。図６の実験結果は、白米、７分つき米、５分つき米、３分つき米、玄米にそれぞれ検知光を当て、その検知光の波長に応じた反射率を測定したものである。その測定結果から分かるように、波長４００〜６００ｎｍの範囲では、白米から玄米まで、反射率の違いが顕著に現れるため、前述のように、玄米を基準とした米穀の精白度を検知することができる。
【００２０】
第１実施形態の精米機は以上のようなものであり、ホッパー８内に米穀（玄米）を投入し、操作盤（図示省略）において、精白度等の設定を行なった後、精米モーター２を駆動して精米を行なう。ホッパー８内の米穀はシャッター１１が開放された排出口９から入口通路７を経て精米室４内に導入される。精米室４内において、精米ロール５により戻り通路１５側に押し出されるが、戻り通路１５内に突き出した抵抗体１７により抵抗を受けるため、精米室４内の米穀相互の強い摩擦が発生し、これにより精白作用が行なわれる。このとき発生するぬかは、ぬか受け室３に排出される。
【００２１】
戻り通路１５を通過した米穀は戻り口１６からホッパー８に戻り、以後前記の経路を循環通路として循環しながら精白作用を受ける。その間において、光センサー２２は所定のプログラムに従い精白度を判別検知し、設定値に達するとＣＰＵ２５からの指令により精米モーター２を停止させる。精米済みの米穀は排出シャッター１８を開放し、精米モーター２を駆動して排出を行なう。
【００２２】
次に、図７から図１２に示した第２実施形態の精米機は、循環式である点で前記の第１実施形態のものと同一であるが、精米モータ−２及びそのモーター軸に連結された精米ロール５が約３０度の傾斜角度をもって機台１に取り付けられる点で相違している。
【００２３】
上記の精米ロール５は、モーター軸に近い側にピッチの細かい送り部５ａが設けられ、その部分から先端までの間はピッチの粗い反送り部５ｂとなっている。この精米ロール５は斜めに設けた精米室４内に挿入されているが、精米室４の下端部の前記送り部５ａ側はホッパー８の排出口９に対向して開放されている。また、その開放部分の反対側に反円筒形のシャッター１１が精米ロール５と平行なシャッター軸３１により回動可能に設けられる（図９参照）。シャッター１１の下方は精米済み米穀室３２に連通される。シャッター１１は、シャッター軸３１に連結されたシャッターモーター１４により駆動され開閉される。
【００２４】
精米室４内には、精米ロール５をカバーする筒状の精米スクリーン３３が設けられ（図８参照）、その精米スクリーン３３の網目を通過したぬかが、下方のぬか受け室３に落下するようになっている。精米室４の出口側に戻り通路部材１５’が取り付けられ、これにより精米室４の出口とホッパー８の戻り口１６との間に戻り通路１５が形成される。戻り通路部材１５’は、精米ロール５の軸線に対し、角度をもって立ち上がることにより、精米スクリーン３３から排出される米穀に所要の抵抗を与える。
【００２５】
この場合、ホッパー８から精米室４内に送り込まれた米穀は、精米ロール５の送り部５ａにより送られる一方、逆送り部５ｂにより抵抗が与えられるとともに、前記の戻り通路部材１５’による抵抗も加わって米穀相互の摩擦による精米作用を生じさせる。
【００２６】
排出口９に精白度検知のための光センサー２２（図８参照）が設けられる点、及びその制御部の構成は前述の第１実施形態の場合（図２参照）と同様である。また、光センサー２２を戻り通路１５に設ける場合（図７の２点鎖線参照）があることも同様である。
【００２７】
なお、上記の光センサー２２による精白度の検知に代えて、図１０及び図１１に示すような手段を採用することができる。
【００２８】
即ち、ホッパー８の排出口９において対向する２箇所に電極３４、３４を絶縁部材３５、３５を介して埋め込み、両電極３４、３４間を過密状態で通過する米穀の流れの抵抗を測定する。その抵抗値を制御部２３（図１１参照）で読み込んで精白度を検知するものであり、制御部２３に、電極３４、３４間の抵抗値を読み取る抵抗値読取り回路３６を設け、その回路３６に、読取値のサンプリング回路２４、そのサンプリング値の平均値演算回路２６、その他前述の場合と同様の回路（図２参照）を設ける。上記の電極３４，３４を戻り通路１５に設けてもよい。
【００２９】
上記のような電極３４、３４を設けた場合も、精米プログラムに従い、ホッパー８に玄米が投入された段階でＣＰＵ２５からの指令により、電極３４，３４間の抵抗値を読み取り、サンプリング回路２４でサンプリングして平均値演算回路２６に入力し、平均値を演算する。その演算結果を、ＣＰＵ２５を通じて基準値メモリ２９に基準値としてメモリする。
【００３０】
精米が進行して、精白度の検知が必要になると、前記と同様に抵抗値を読み取り、その抵抗値に応じた平均値を比較回路２７に入力して、基準値メモリ２９の基準値と比較する。基準値は玄米の状態の抵抗値を基準としているので、相対的に低いレベルであるが、精米が進行するに従い米穀の表面の水分が減少するので、抵抗値が高いレベルとなる。そのレベル差を精白度判定回路２８に入力し、所定の基準に従い、精白度の判定を行ないＣＰＵ２５に入力する。ＣＰＵ２５は、これらの判定結果に基づいて精米モーター２及びシャッターモーター１４を制御する。
【００３１】
図１２は、米穀の精白度と抵抗値の実測結果である。玄米の抵抗値を基準値として、「玄米」「５分つき」「７分つき」「白米」の精白度のレベル差は約１００ＭΩであるので、このレベル差を精白度判別回路２８で判別するようにする。
【００３２】
前述の光センサー２２（図８参照）、電極３４，３４（図１０参照）等の精白度センサーを設けたホッパー８の排出口９は、その中心線が精米ロール５の軸線に対して直角である。このため、精米機の設置状態において、排出口９の中心軸線は鉛直方向に対して角度をもつため、ここを通過する米穀は排出口９の壁面に接触して移動するものと、その上に載り壁面に接触しないで移動するものとがある。その結果、移動時の摩擦抵抗の差により流速が不均一なり、精白度センサーによる精白度の検知作用が不安定になる。
【００３３】
このため、上記の排出口９の形状は、図１３に示すように、その軸線Ｙが精米ロール５の軸線Ｘに対し一定の鋭角θをもち、精米機の設置状態で上下方向（鉛直方向）となる四角筒形又は円筒形に形成するこが望ましい。このように形成すると、設置状態で排出口９を通過する米穀は、一様に鉛直方向に落下するので、移動速度が一定となる。そのため、精白度センサーによる検知作用が安定する。なお、排出口９の長さＬは、２５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００３４】
次に、図１４及び図１５に示した他の実施形態は、回転式精米機に関するものである。回転式精米機は、精米機本体４１上に円筒状の精米部４２を設けており、その精米部４２に駆動モーター４３（図１５参照）の駆動軸４４が突き出している。精米部４２の中心ボス部４５がその駆動軸４４の周りで立ち上がっており、その中心ボス部４５に精米かご４６の中心ボス部４７が嵌合される。精米かご４６の外周部上縁に外向きのつば部４８が設けられ、そのつば部４８が精米部４２の上端に係合される。
【００３５】
駆動軸４４の上端に回転羽根部材４９を取り付け、精米かご４６の内部で回転するようにしている。また、精米部４２の上端開口部に蓋５０が着脱自在に嵌合される。回転羽根部材４９は精米かご４６に対して非接触の状態にある。
【００３６】
なお、駆動モーター４３は精米機本体４１に対し、絶縁部材５１を介して固定される。
【００３７】
上記の精米機は、精米かご４６に玄米を投入し、蓋５０を被せて駆動を行なう。精米作用は、回転羽根部材４９の回転に伴い周囲の精米かご４６との間における米穀の相互摩擦により行なわれる。精白度の検知は、駆動モーター４３のケーシングに取り付けた電極５２と、精米かご４６のつば部４８と精米部４２の上端縁との間に介在した他方の電極５２’間の抵抗値を測定することにより行なう。即ち、駆動モーター４３に取り付けた電極５２は、駆動軸４４及びこれに取り付けられた回転羽根部材４９を介して内部の米穀に電気的に導通しており、また、他方の電極５２は精米かご４６を通じて電気的に米穀に導通している。
【００３８】
したがって、両方の電極５２、５２’は米穀のみを挟んで電気的に対向しているので、その間の抵抗を測ることができる。その測定結果を用いて精米機を制御する制御部２３の回路構成は図１１と同じである。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、循環式精米機における循環通路の途中に光学式の精白度センサーを設けたことにより、米穀の含有水分等の影響を受けることなく直接的に米穀の精白度を検知するものであるので、精度よく精白度を検知することができる。精白度センサーの検知光の波長を４００〜６００ｎｍに設定することにより、精白度の一層正確な検知を行なうことができる。また、精白度センサーを設けたホッパーの排出口を、その軸線が上下方向に向く筒形に形成することにより、米穀の流れが均一化され、精白度センサーによる精白度の検出作用が安定する。
【００４０】
また、ホッパーの排出口に透明な検知窓を設け、その検知窓の外面に上記の精白度センサーを取り付けるようにしたので、センサーが米穀に直接触れることがなく、汚れや破損を受け難い利点がある。さらに、精白度センサーの出力を一定時間サンプリングするとともに、サンプリング値を平均化し、その平均値を基準値と比較判別するようにしたので、局部に片寄らず平均的な精白度を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）第１実施形態の一部省略断面図
（ｂ）同上の一部拡大断面図
【図２】同上の制御部のブロック図
【図３】（ａ）同上の光センサー部の他の例の断面図
（ｂ）（ａ）図の正面図
【図４】（ａ）同上の光センサー部の他の例の断面図
（ｂ）（ａ）図の正面図
【図５】同上の光センサー取り付け部の他の例の断面図
【図６】同上の測定結果のグラフ
【図７】第２実施形態の断面図
【図８】同上の一部拡大断面図
【図９】同上の一部斜視図
【図１０】同上の変形例の一部拡大断図
【図１１】同上の制御部のブロック図
【図１２】同上の精白度と絶縁抵抗値の関係の示す実測結果のグラフ
【図１３】同上の排出口部分の変形例の断面図
【図１４】他の実施形態の分解斜視図
【図１５】同上の一部断面図
【符号の説明】
１  機台
２  精米モーター
３  ぬか受け室
４  精米室
５  精米ロール
６  ベルト
７  入口通路
８  ホッパー
９  排出口
１１  シャッター
１２  ラック
１３  ピニオン
１４  シャッターモーター
１５  戻り通路
１５’  戻り通路部材
１６  戻り口
１７  抵抗部材
１８  排出シャッター
１９  検査窓
２０  ビス
２１  ケース
２２  光センサー
２２ａ  投光部
２２ｂ  受光部
２２ｃ  センサーケース
２３  制御部
２４  サンプリング回路
２５  ＣＰＵ
２６  平均値演算回路
２７  比較回路
２８  精白度判定回路
２９  基準値メモリ
３１  シャッター軸
３２  精米済み米穀室
３３  精米スクリーン
３４  電極
３５  絶縁部材
３６  抵抗値読取り回路
４１  精米機本体
４２  精米部
４３  駆動モーター
４４  駆動軸
４５  中心ボス部
４６  精米かご
４７  中心ボス部
４８  つば部
４９  回転羽根部材
５０  蓋
５１  絶縁部材
５２，５２’  電極
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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