(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
茶葉を収容した揉室内を貫通して配設され、揉み手が固着された主軸と、
該主軸を回転駆動するためのモータと、
一端側で前記モータの出力軸と伝達ベルトを介して連結されるとともに他端側で前記主軸と連結された伝達軸を有し、前記モータの回転を所望の回転数まで減速して前記主軸に伝達する減速機と、
前記主軸を揉室に対して前後動させて、前記揉み手と揉室の底面に敷設された底竹との間隙を調整し得る可動機構と、
を具備した揉乾機の主軸駆動装置において、
前記主軸の延長線上に当該主軸と共に回転するフライホイールと、
前記揉乾機を構成する傾斜した支持フレームと、
を備え、前記可動機構は、前記主軸を前記支持フレームに沿って移動させることにより斜め方向に移動させて、前記揉み手と揉室の底面に敷設された底竹との間隙を調整することを特徴とする揉乾機の主軸駆動装置。
【請求項２】
前記減速機は、前記可動機構により主軸と共に前後動可能とされたことを特徴とする請求項１記載の揉乾機の主軸駆動装置。
【請求項３】
前記減速機は、常に主軸の延長線上に位置しつつ前後動可能とされるとともに、当該減速機の伝達軸に形成されたプーリを前記フライホイールとしたことを特徴とする請求項２記載の揉乾機の主軸駆動装置。
【請求項４】
前記減速機は、中空減速機であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の揉乾機の主軸駆動装置。
【請求項５】
前記モータを支持する支持板を有し、該支持板が前記減速機の前後動方向に対して揺動自在とされたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載の揉乾機の主軸駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、揉み手等が固着された主軸を揉室内で前後動させるための揉乾機の主軸駆動装置に関し、特に、主軸のトルク変動を有効に防止し得る揉乾機の主軸駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、中火工程における粗揉機は、茶葉を収容する揉み室と、該揉み室に熱風を送り込む熱風発生機とから主に成り、当該揉室を貫通する主軸が配設され、該主軸に葉ざらいや揉み手が固定されることにより、主軸の回転とともに葉ざらい及び揉み手を回転させて、揉室内の茶葉に対し熱風で乾燥させつつ葉ざらい及び揉み操作を行っている。
【０００３】
上記主軸の位置は固定されているのが一般的であったが、主軸を揉室内で前後動させる可動機構を具備し、へらと揉室の底面に敷設された底竹との間隙を調整することにより茶葉の品質向上を図る揉乾機が提案されており、例えば特開昭５９−７１６４５号公報に可動機構を有する主軸駆動装置が開示されている。
【０００４】
かかる従来技術によれば、粗揉機に投入される茶葉の種類に基づいて、へらと底竹との間隙を調整することができ、例えば柔らかい茶葉を粗揉する際には当該間隙が狭くなるよう主軸を後ろ側へ移動させ、硬い茶葉を粗揉する際には当該間隔が広くなるよう主軸を前側へ移動させるよう構成されている。主軸の可動機構は、蟻溝に沿って摺動する軸受に主軸を支持させ、該軸受に形成されたナット部に雄螺杆を螺合させるとともに、この雄螺杆を回転させて軸受と共に主軸を移動させるよう構成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の主軸駆動装置は、主軸を移動可能としているため、当該主軸のトルク変動を生じさせ易く、生じたトルク変動を抑制することが不可能であるという問題があった。即ち、主軸が固定されていれば、当該主軸が回転する際、その径方向へのぶれは生じ難い構成であったのに対し、主軸を移動可能とすることにより、径方向へのぶれが生じ易くなり、このぶれに起因してトルク変動が生じてしまう虞がある。
【０００６】
また、上記トルク変動が生じると、主軸に固着された揉み手の回転が不安定となり、揉室に収容された茶葉に対して所望の揉み圧による揉み操作を行うことができなくなる虞がある。従って、所望の揉み操作が行われなければ粗揉される茶葉を一定品質に保つことが困難となり、最終製品である茶葉の品質が低下する虞があるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、揉乾機の前後方向に移動可能な主軸の回転時のトルク変動を抑制することにより、茶葉に対して一定圧の揉乾操作を行うことができ、茶葉の品質を維持することができる揉乾機の主軸駆動装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、茶葉を収容した揉室内を貫通して配設され、揉み手が固着された主軸と、該主軸を回転駆動するためのモータと、一端側で前記モータの出力軸と伝達ベルトを介して連結されるとともに他端側で前記主軸と連結された伝達軸を有し、前記モータの回転を所望の回転数まで減速して前記主軸に伝達する減速機と、前記主軸を揉室に対して前後動させて、前記揉み手と揉室の底面に敷設された底竹との間隙を調整し得る可動機構とを具備した揉乾機の主軸駆動装置において、前記主軸の延長線上に当該主軸と共に回転するフライホイールと、前記揉乾機を構成する傾斜した支持フレームとを備え、前記可動機構は、前記主軸を前記支持フレームに沿って移動させることにより斜め方向に移動させて、前記揉み手と揉室の底面に敷設された底竹との間隙を調整することを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、モータから減速機を介して伝達された回転力が主軸を回転させると、主軸と共にフライホイールも回転して、当該主軸の回転における慣性が大きくなり、このような大きな慣性により、主軸に生じるトルク変動を吸収する。これにより、主軸は安定したトルクで回転することとなり、揉み手による揉み操作も所望の圧力で行うことができる。
【００１０】
尚、減速機の伝達軸に形成されたプーリを大型のものとし、これをフライホイールとしてもよいし、プーリとは別個のフライホイールを設けるようにしてもよい。一方、可動機構にて主軸を前後動させれば、揉み手の回転中心が移動し、当該揉み手と底竹との間隙を変化させることができるので、揉室内に収容された茶葉の種類に基づき当該間隙を調整する。特に、可動機構が主軸を斜め方向に移動させて、揉み手と揉室の底面に敷設された底竹との間隙を調整するので、水平方向に加えて、床面に対して垂直方向にも主軸を移動させる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記減速機が、前記可動機構により主軸と共に前後動可能とされたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記減速機が、常に主軸の延長線上に位置しつつ前後動可能とされるとともに、当該減速機の伝達軸に形成されたプーリを前記フライホイールとしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記減速機は、中空減速機であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記モータを支持する支持板を有し、該支持板が前記減速機の前後動方向に対して揺動自在とされたことを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、可動機構にて減速機が主軸と共に前後動する際、支持板が揺動することにより、モータの出力軸と減速機の伝達軸との間の直線距離を一定に保つ。即ち、減速機がモータから遠ざかるに伴い、支持板の揺動角度を大きくしてモータを減速機側に移動する一方、減速機がモータに近づくに伴い、支持板を水平にしてモータを減速機と反対側に移動する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る主軸駆動装置は、図５に示すような、中火工程における粗揉機１に適用されたもので、かかる粗揉機１は、同図及び図６に示すように、茶葉を収容する揉室２を貫通する主軸３に葉ざらい４及び揉み手５が固着され、熱風発生機６から揉室２内に熱風を供給し得る構成とされたものである。
【００１７】
一般に、粗揉工程を施すための粗揉機１は、中火工程における葉打機と揉捻機との間に配設され、蒸熱工程の蒸機によって湿った茶葉を葉さばきしながら、機内に導いた熱風によって加熱し、圧迫と摩擦により蒸葉の組織を柔らかにすると同時に、水分を蒸発させるものである。
【００１８】
揉室２は、フレーム９に支持されたもみ胴７内に形成された空間であり、底面に敷設された底竹２ａが所定の曲率を持った円弧状に形成されている。かかる底竹２ａの一部には、揉室２内に収容された茶葉を取り出すための茶葉取出扉８が形成されており、この茶葉取出扉８を開けることにより、粗揉作業が終了した茶葉を粗揉機１の下方に配設された振動コンベア（不図示）に落下させ得る構成とされている。
【００１９】
熱風発生機６は、ガンタイプバーナ６ａで発生させた熱をファン６ｂで揉室２内に送り込むもので、かかる熱風は、熱風ダクト１１を介して送風されるよう構成されている。ここで、乾球温度及び湿球温度を設定して茶温が３４〜３６℃になるよう熱風の温度を選択するのが好ましく、その風量も茶葉に対し最適なものとなるよう選択するのが好ましい。
【００２０】
主軸３は、図１及び図２で示すように、モータ１０の回転駆動力が中空減速機１２を介して伝えられ、揉室２内で回転するもので、複数の葉ざらい４と揉み手５とが図６の如く固着され、これら葉ざらい４及び揉み手５を回転させることにより、揉室２内に収容された茶葉に対し葉ざらい及び揉み作業を行わせしめるものである。かかる主軸３は、揉室２内に収容された茶葉の種類に応じて適当な回転数とする必要があるが、例えば茶葉が主軸３の前側に７０％程度、後側に３０％程度落ちるような回転数とするのが好ましい。回転数が速過ぎると上乾きとなり、色沢が浅くなり、遅過ぎると黒味となってしまうからである。
【００２１】
中空減速機１２は、モータ１０の回転を減速して主軸３に伝えるもので、主軸３に対して直結するよう構成されている。即ち、中空減速機１２は、一端（入力軸１２ａ）側でモータ１０の出力軸１０ａと伝達ベルト１３を介して連結されるとともに他端側で主軸３と連結された伝達軸１２ｂを有し、モータ１０の回転を所望の回転数まで減速して主軸３に伝達する。
【００２２】
かかる中空減速機１２によれば、伝達軸１２ｂと主軸３との連結を簡易とすることができるとともに、他の減速機に比べて軽量化できるので、後述する可動機構によってなされる前後動を容易にすることができる。また、主軸３と共に移動する減速機が軽量化されれば、オーバーハング荷重等を低減することもできる。
【００２３】
また、かかる中空減速機１２の入力軸１２ａには、大型のプーリ１４が設けられており、該プーリ１４とモータ１０の出力軸１０ａとの間で伝達ベルト１３が懸架されている。ここで、プーリ１４は、所定重量を持ったフライホイールを成しているため、主軸３とともに回転して大きな慣性を奏し、当該主軸３に生じるトルク変動を吸収させることができる。
【００２４】
主軸３における中空減速機１２の伝達軸１２ｂ側は、図３で示すように、主軸台１５の上部に形成された挿通孔１５ａに挿通されて支持されている。かかる主軸台１５の下部には、摺動部材１６が固定されており、下方に配設された案内レール１７に沿って摺動自在とされている。
【００２５】
更に、主軸台１５の端部側（図３における左端側）には、上方に突出したステー１５ｂが形成されており、該ステー１５ｂに形成された孔（不図示）に移動スクリュー１８が螺合して挿通されている。即ち、図示しない駆動源によって移動スクリュー１８を回転させると、ステー１５ｂ及び主軸台１５を前後移動させ得るよう構成されており、主軸台１５の移動に伴い、これと連結された中空減速機１２も前後移動する。尚、移動スクリュー１８は可動機構を構成する。
【００２６】
かかる可動機構により、主軸３を揉室２に対して前後動（図１〜図３において左右方向の移動動作）させ、揉み手５と揉室２の底面に敷設された底竹２ａとの間隙を調整することができる。かかる調整により、茶葉に対して一定圧の揉乾操作を行うことができ、茶葉の品質を維持することができる。
【００２７】
また、主軸３が移動すると中空減速機１２も追随して移動し、主軸３と中空減速機１２の直線状の位置関係が維持されるため、プーリ（フライホイール）１４が常時主軸３の延長線上に位置することとなり、フライホイール効果（慣性の増大）を発揮して、主軸３がいずれの位置にあってもそのトルク変動を吸収することができるとともに、中空減速機１２の伝達軸１２ｂと主軸３との直結が維持され、モータ１０から中空減速機１２に伝達された回転力を効率よく主軸３に伝えることができる。
【００２８】
モータ１０は、図２及び図４で示す支持板２１上に固定されており、かかる支持板２１の左端側（中空減速機１２側）は、蝶番１９を介して粗揉機１を構成する支持フレーム１ａに連結されている一方、支持板２１の右端側は、支持フレーム１ａから上方に突出したガイドバー２０を挿通する嵌合孔（不図示）を有している。これにより、支持板２１は、左端側を中心に図４の矢印方向に揺動可能とされ、揺動の際には右端側がガイドバー２０で案内されるよう構成されている。
【００２９】
このように、支持板２１を揺動自在とすることにより、主軸３の移動に伴って中空減速機１２が移動する際に、当該中空減速機１２と同じ前後動方向にモータ１０を揺動させることができ、出力軸１０ａと入力軸１２ａ（即ち、プーリ１４）との離間寸法を常に一定とし、伝達ベルト１３のテンションを変化させずにモータ１０の駆動力を中空減速機１２に伝達することができる。
【００３０】
上記主軸駆動装置によれば、プーリ１４（フライホイール）により主軸３に大きな慣性を付与するので、粗揉機１の前後方向に移動可能な主軸３の回転時のトルク変動を抑制することができ、茶葉に対して一定圧の揉乾操作を行って、茶葉の品質を維持することができるのに加え、中空減速機１２が、常に主軸３の延長線上に位置しつつ前後動可能とされるので、中空減速機１２の伝達軸１２ｂと主軸３とが直結した際、これらを常に一直線上に維持することができ、モータ１０から中空減速機１２に伝達された回転力を更に効率よく主軸３に伝えることができる。
【００３１】
尚、主軸３の一端（モータ１０及び中空減速機１２が連結される側）は、可動機構により移動が自在とされているが、当該主軸３の他端も上記の如き可動機構を有することにより移動自在とし、一端の移動に伴って他端も移動させ、主軸３の移動をよりスムーズにするよう構成するのが好ましい。勿論、上記とは異なる可動機構により主軸３の他端側の移動を許容するよう構成してもよい。
【００３２】
更に、中空減速機１２の伝達軸１２ｂに形成されたプーリ１４を大型のものとしてフライホイールとしたので、中空減速機１２の伝達軸１２ｂ上に別途フライホイールを設けた場合に比べ、装置を簡素化することができ、製造コストを削減することができる。また、軽量な中空減速機１２を利用することにより、主軸３の移動を容易とすることができる。
【００３３】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば可動機構を図７に示すような構成としてもよい。即ち、粗揉機１を構成する支持フレーム１ａ’を同図の如き傾斜させるとともに、かかる支持フレーム１ａ’上に主軸台１５を支持する案内レール１７、中空減速機１２及びモータ１０を支持した支持板２１を配設する。そして、移動スクリュー１８の一端をユニバーサルジョイント２２を介して移動スクリュー軸２３に接続し、該移動スクリュー軸２３を回転させることにより移動スクリュー１８を回転させることとする。
【００３４】
かかる構成によれば、移動スクリュー軸２３及び移動スクリュー１８を回転させると、主軸台１５が案内レール１７に沿って移動し、主軸３を支持フレーム１ａ’が延びた方向（斜め方向）に移動させるとともに、それと連動して中空減速機１２を移動させ、且つ、支持板２１が揺動してモータ１０を揺動させる。よって、斜め方向に主軸３を移動させて、揉み手５と揉室２の底面に敷設された底竹２ａとの間隙を調整することができるので、先の実施形態の如く主軸３を水平方向に移動させるものと比べて、隙間調整の範囲を広げることができる。即ち、斜め方向に移動させれば、水平方向に加えて、床面に対して垂直方向にも主軸３を移動させることができ、隙間調整の範囲が広がるのである。
【００３５】
また、本実施形態は粗揉機の主軸駆動装置に適用されているが、これに限らず同様の主軸を備えた他の揉乾機にも適用することができる。更に、大型のプーリを中空減速機の伝達軸１２ｂに取り付け、これをフライホイールとしているが、プーリとは別途のフライホイールを取り付けるようにしてもよい。また更に、本実施形態では中空減速機をモータと主軸との間に介在させているが、他の形態の減速機を用いてもよい。尚、中空減速機とモータとを同一の台で支持し、該台を移動させることにより、当該中空減速機及びモータを一緒に移動させるよう構成してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、フライホイールにより主軸に大きな慣性を付与するので、揉乾機の前後方向に移動可能な主軸の回転時のトルク変動を抑制することができ、茶葉に対して一定圧の揉乾操作を行って、茶葉の品質を維持することができる。また、可動機構が主軸を斜め方向に移動させて、揉み手と揉室の底面に敷設された底竹との間隙を調整するので、水平方向に加えて、床面に対して垂直方向にも主軸を移動させることができ、間隙調整の範囲を広げることができる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、減速機の伝達軸と主軸とを直結することができ、モータから減速機に伝達された回転力を効率よく主軸に伝えることができる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、前記減速機が、常に主軸の延長線上に位置しつつ前後動可能とされるので、減速機の伝達軸と主軸と直結した際、これらを常に一直線上に維持することができ、モータから減速機に伝達された回転力を更に効率よく主軸に伝えることができる。これに加え、減速機の伝達軸に形成されたプーリをフライホイールとしたので、減速機の伝達軸上に別途フライホイールを設けた場合に比べ、装置を簡素化することができ、製造コストを削減することができる。
【００３９】
請求項４の発明によれば、減速機が中空減速機であるので、減速機の伝達軸と主軸との連結を簡易とすることができるとともに、他の減速機に比べて軽量化できるので、可動機構による減速機の前後動を容易にすることができる。即ち、主軸と共に移動する減速機が軽量化されれば、オーバーハング荷重等を低減することができるのである。
【００４０】
請求項５の発明によれば、モータを支持する支持板が前記減速機の前後動方向に対して揺動自在とされているので、モータの出力軸と減速機の伝達軸との離間寸法を一定に保つことができ、伝達ベルトを常時一定のテンションで伝達軸と出力軸とに張架させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る揉乾機の主軸駆動装置を示す上面図
【図２】本発明の実施形態に係る揉乾機の主軸駆動装置を示す正面図
【図３】本発明の実施形態に係る揉乾機の主軸駆動装置を示す背面図
【図４】本発明の実施形態に係る揉乾機の主軸駆動装置における支持板の揺動機構を示す正面図
【図５】本発明の実施形態に適用される揉乾機としての粗揉機を示す正面図
【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ線断面模式図
【図７】本発明の他の実施形態に係る揉乾機の主軸駆動装置を示す背面図
【符号の説明】
１…粗揉機（揉乾機）
１ａ、１ａ’…支持フレーム
２…揉室
３…主軸
４…葉ざらい
５…揉み手
６…熱風発生機
７…揉み胴
８…茶葉取出扉
９…フレーム
１０…モータ
１０ａ…出力軸
１１…熱風ダクト
１２…中空減速機
１２ａ…入力軸
１２ｂ…伝達軸
１３…伝達ベルト
１４…プーリ（フライホイール）
１５…主軸台
１５ａ…挿通孔
１６…摺動部材
１７…案内レール
１８…移動スクリュー
１９…蝶番
２０…ガイドバー
２１…支持板
【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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