JP2003019440A - 籾摺選別機のインペラ回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インペラ型籾摺装置の肌擦れや、胚芽の脱落を
防止する回転数制御。 【解決手段】水分検出手段により籾摺穀粒の水分値が検
出され、検出水分値に対応する基準回転数が算出決定さ
れる。次いで、回転数検出手段によりインペラの回転数
が検出され、基準インペラ羽根回転数と検出インペラ回
転数との回転差が算出され、回転差を少なくする制御指
令が例えばインペラ回転数調節手段に出されて回転数が
増減調節される。インペラの回転数制御にあたり、穀粒
水分値が所定水分値までは水分増加に比例して回転数が
増加し、所定水分値を超える領域では所定回転数以上に
増加しないような基準回転数により制御される。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、籾摺選別機のイ
ンペラ回転数制御装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来技術として、実開昭５６−８４０３
７号がある。この技術は、インペラの回転速度の変化に
応じて、穀粒の供給量を関連的に調節して、穀粒に与え
る衝撃力を調整し、砕米や肌擦れ調整するものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】インペラ式の籾摺装置
はロール式の籾摺装置に比べ、籾摺り穀粒の水分値に対
する脱ぷ率はさほど影響を受けないが、肌擦れ率の発生
や、発芽率、あるいは胚芽脱落率は籾摺り穀粒の水分値
の影響を受け、水分値が高いほどその影響が大きいこと
が知られている。 【０００４】そこで、この発明は、高脱ぷ率を維持しな
がら、穀粒が所定水分値以上になると、インペラの回転
数を基準回転数より増加しないように制御し、肌擦れ
や、胚芽の脱落を防止しようとするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、インペラ１１，…を有する籾摺
部１と、インペラ１１，…の回転数を増減調節すること
のできるインペラ回転数調節手段３７と、前記インペラ
１１，…の回転数を検出する回転数検出手段２９と、籾
摺穀粒の水分値を検出する水分検出手段２８とを備える
籾摺選別機において、前記回転数検出手段２９で検出し
た検出回転数と予め設定している基準回転数との回転差
を小さくする側に前記インペラ回転数調節手段３７を制
御するとき、前記基準回転数は籾摺穀粒の水分値に基づ
いて設定したことを特徴とする。 【０００６】インペラ１１，…による籾摺作業が開始さ
れると、水分検出手段２８により籾摺穀粒の水分値が検
出され、該検出水分値から予め設定した水分値に対応す
る基準回転数が決定される。次いで、回転数検出手段２
９によりインペラの回転数が検出され、基準インペラ回
転数と検出インペラ回転数との回転差が算出され、回転
差を少なくする制御指令が例えばインペラ回転数調節手
段３７に出されて回転数が増減調節され、インペラ１
１，…の回転数が基準回転数になるように制御される。 【０００７】そして、インペラ１１，…の回転数制御に
あたり、穀粒水分値が所定水分値までは水分増加に比例
して回転数が増加し、所定水分値を超える領域では所定
回転数以上に増加しないような基準回転数により制御さ
れる。 【０００８】 【発明の効果】請求項１の発明では、穀粒の水分値が所
定水分値以上になると、インペラ１１，…の回転数を基
準回転数より増加しないように回転数制御がなされるの
で、肌擦れや、胚芽の脱落を防止し、脱ぷ率の低下を防
止しながら、高脱ぷ率を維持しながら籾摺作業をするこ
とができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
例の形態について説明する。先ず、図１、図２により籾
摺選別機の全体構成について説明する。この籾摺選別機
は、籾摺部１、摺落米風選部２、風選後の混合米を籾・
玄米に分離選別する混合米選別部３、混合米揚穀機４，
玄米揚穀機５等により構成されている。 【００１０】籾摺部１は、インペラ式の籾摺装置であっ
て、摺落米風選箱体６の前部に設けられていて、籾ホッ
パ７、籾供給筒８、籾摺ケース９、籾摺ケース９に軸架
した籾摺軸１０、籾摺軸１０に取り付けられているイン
ペラ１１，…、摺落米を摺落米風選箱体６上部に設けた
摺落米拡散室１４に移送供給する摺落米供給筒１２等に
より構成されている。 【００１１】しかして、籾ホッパ７に供給された籾粒
は、籾供給筒８を経て側方から籾摺ケース９内のインペ
ラ１１，…の中心部に供給され、回転しているインペラ
１１，…に掬い取られ、インペラ１１，…上を遠心力に
より外周側に流動し、周辺屈曲部で急激に方向変換して
籾摺ケース９のライニングに衝突して籾摺され、摺落米
供給筒１２を経て摺落米拡散室１４に移送供給され、摺
落米風選部２に落下する。 【００１２】次に、摺落米風選部２について説明する。
摺落米風選箱体６内には後側から前側に選別風の流れる
摺落米風選路１３を斜設し、摺落米拡散室１４を経て落
下した摺落米は摺落米風選路１３の後側部から下方に供
給される構成である。摺落米風選路１３の後側下部に
は、摺落米受樋１５を設け、中途部下方には粃受樋１６
を設け、摺落米風選路１３の前側端部に吸引ファン１７
の吸引部を接続し、吸引ファン１７の排風部に排塵筒１
８を接続している。 【００１３】しかして、籾摺部１により籾摺りされた摺
落米は摺落米供給筒１２、摺落米拡散室１４を経て摺落
米風選路１３の後側部に落下、供給され、軽い籾殻類は
摺落米風選路１３の終端側に流れ、吸引ファン１７、排
塵筒１８を経て機外に排出され、比較的重い粃類は中途
部下方の粃受樋１６に落下選別され、また、重い籾・玄
米の混合米は始端側の摺落米受樋１５に落下選別され
る。 【００１４】そして、摺落米風選部２で風選された混合
米は混合米揚穀機４を経て、例えば、図１に示す揺動選
別型の混合米選別部３や、図２に示す回転選別筒型の混
合米選別部３に送られ、籾・玄米に分離選別される。次
に、図３及び図４に基づき籾摺部１のインペラ１１，…
の回転数制御装置について説明する。 【００１５】籾摺部１には前記インペラ１１，…の回転
数を検出するインペラ羽根回転数検出センサ２９（回転
数検出手段）と、前記籾摺軸１０を回転駆動し且つ回転
数を増減調節することのできるインペラ駆動モータ３７
（インペラ回転数調節手段）と、籾摺部１で籾摺する穀
粒の水分値を検出する水分センサ２８（水分検出手段）
を備えていて、インペラ羽根回転数検出センサ２９（回
転数検出手段）で検出した検出回転数と予め設定してい
る基準回転数とを比較し、回転差を小さくする側にイン
ペラ駆動モータ３７を制御する回転数制御手段と、前記
回転数制御手段の基準回転数を穀粒の水分値が増加して
も所定水分値以上の領域では所定回転数以上に増加しな
い制御基準値と、から構成されている。 【００１６】インペラ式籾摺装置では、穀粒水分は脱ぷ
率にさほど影響を与えないが、肌擦れや、胚芽の脱落に
影響を与えることが知られている。そこで、この実施例
では、穀粒が所定水分値以上になると、インペラの回転
数を所定回転数以上に増加しないように制御し、肌擦れ
や、胚芽の脱落を防止しようとするものである。 【００１７】ＣＰＵが内蔵されている制御部２１には、
籾ホッパ７の穀粒の有無を検出するグレンセンサ２２、
籾供給筒８に設けられ、籾供給調節弁２０の弁開度を検
出する籾供給調節弁開度センサ２４、籾摺選別機を駆動
する主モータ３５の負荷電流値を検出する負荷電流セン
サ２５、インペラ駆動モータ３７の負荷電流値を検出す
るインペラ駆動モータ負荷電流センサ２６、電源電圧を
検出する電源電圧検出センサ２７、水分センサ２８、イ
ンペラの回転数を検出するインペラ回転数検出センサ２
９、混合米選別部３から籾摺部１への還元穀粒の脱ぷ率
を検出する還元脱ぷ率センサ３９、運転／停止スイッチ
３０、自動／手動切替スイッチ３１、脱ぷ率上げスイッ
チ３２、脱ぷ率下げスイッチ３３、表示切替スイッチ３
４が、入力インターフエイスを経由して夫れ夫れ接続さ
れている。 【００１８】また、制御部２１には、出力回路、駆動回
路を経由して、インバータ付き主モータ３５、籾供給調
節弁２０の弁開度を調節する籾供給調節弁調節モータ３
６、インペラ１１，…を回転駆動し回転数を調節するこ
とのできるインペラ駆動モータ３７、回転表示装置３８
が、出力インターフエイスを経由して夫れ夫れ接続され
ている。 【００１９】次に、インペラ１１，…の回転数制御につ
いて説明する。本制御が開始されると、水分センサ２８
で籾摺穀粒の水分値が検出されて制御部２１に読み込み
まれ、予め図４に示す穀粒水分値と基準インペラ回転数
との関係から検出水分値に対応する基準インペラ回転数
が算出決定される。 【００２０】次いで、インペラ回転数検出センサ２９で
インペラの回転数が検出され制御部２１に入力され、前
記基準インペラ回転数と検出インペラ回転数が比較さ
れ、制御部２１から回転差を少なくする制御指令がイン
ペラ駆動モータ３７に出力される。 【００２１】しかして、インペラ駆動モータ３７の回転
数が増減調節され、インペラの回転数を基準回転数に復
帰する回転数制御がなされる。そして、インペラの回転
数制御基準値は、例えば、図４に示すように、穀粒水分
値が１４％〜１５％では水分値の増加に比例して回転数
が増加し、所定水分値（１５％）を超えると、所定の回
転数を維持するように計算式またはテーブルデータによ
り構成している。 【００２２】また前記では穀粒の水分値に対する基準イ
ンペラ回転数の折れ点を胚芽脱落率が発生し始める１５
％としたが、穀粒の品種によりこの折り点を調節可能と
してもよい。このように、籾摺穀粒の水分値に基づいて
インペラの基準回転数を設定し、籾摺り運転中、インペ
ラの回転数がこの基準回転数を維持するようにインペラ
の回転数を制御することにより、高めの脱ぷ率を維持し
ながら、肌擦れの防止と胚芽の脱落を防止できる。 【００２３】次に、穀粒水分値と供給量によりインペラ
の回転数を制御する他の実施例について説明する。本制
御が開始されると、水分センサ２８で籾摺穀粒の水分値
が検出され、この水分値に基づいて籾供給調節弁開度セ
ンサ２４による籾供給調節弁２０の弁開度が設定、検出
され、夫れ夫れ制御部２１に読み込みまれ、予め設定し
ている検出水分値及び検出弁開度から所定の計算式、あ
るいはテーブルデータに基づきインペラの基準回転数が
算出決定される。 【００２４】次いで、インペラ回転数検出センサ２９で
インペラの回転数が検出されて制御部２１に入力され、
前記基準インペラ回転数と検出インペラ回転数とから回
転差が算出され、制御部２１から回転差を少なくする制
御指令が出され、インペラ駆動モータ３７の回転数が増
減調節され、インペラの回転数を基準回転数に復帰する
回転数制御がなされる。 【００２５】図５は穀粒水分値と供給量および基準イン
ペラ回転数の関係を示し、穀粒水分値と基準インペラ回
転数との関係では所定水分値以上では基準インペラ回転
数を一定とし、供給量と基準インペラ回転数との関係で
は、供給量が増大するにつれ基準インペラ回転数を増加
するように設定している。 【００２６】このようにして、インペラの回転数のみで
なく供給量を設定調節し、負荷電流センサ２５により供
給量を所定水準に維持した後、インペラの回転数を基準
回転数に一致させるので、制御が単純になり、インペラ
への供給量を高脱ぷ率を維持可能な量とすることがで
き、肌擦れの防止や胚芽の脱落を防止する。 【００２７】次に、電源電圧検出センサ２７の検出電源
電圧値およびインペラ駆動モータ負荷電流に基づくイン
ペラの回転数制御の他の実施例について説明する。この
回転数制御は、インペラ１１，…を有する籾摺部１と、
インペラ１１，…の回転数を増減調節することのできる
インペラ回転数調節手段３７と、前記インペラ１１，…
の回転数を検出する回転数検出手段２９と、インペラ回
転数調節手段３７の負荷電流値および／または電源電圧
検出を検出する手段を備え、前記回転数検出手段２９で
検出した検出回転数を予め設定している基準回転数にす
べく前記インペラ回転数調節手段３７を制御する籾摺選
別機において、インペラ回転数調節手段３７の負荷電流
値、および／または電源電圧検出センサ２７による電源
電圧に基づいて前記基準回転数を補正したことを特徴と
する。 【００２８】本制御が開始されると、電源電圧検出セン
サ２７により電源電圧が検出され、籾供給調節弁開度セ
ンサ２４により籾供給調節弁２０の弁開度が設定、検出
されると共に、インペラ駆動モータ負荷電流センサ２６
により電流値が夫れ夫れ制御部２１に読み込まれ、イン
ペラの基準回転数は、電源電圧が低い場合には、基準回
転数に対して所定回転数高く、また、電源電圧が高い場
合には、基準回転数に対して所定回転数低く補正され
る。 【００２９】また、インペラ回転数調節手段３７の負荷
電流値が高い場合は、基準回転数に対して所定回転数高
く、負荷電流値が低い場合は、基準回転数に対して所定
回転数低く補正される。このように、インペラの基準回
転数を補正することにより、電源電圧が低く、負荷電流
値が高い場合においても、籾摺り負荷時の回転数のドロ
ップを加味した制御になり、また、反対に電源電圧が高
く、負荷電流値が低い場合においても、籾摺り負荷時の
回転数アップを加味した制御になり、いずれの場合にお
いても高脱ぷ率を維持できるという効果を奏する。 【００３０】次に、混合米選別部３の選別状態に関連し
たインペラ１１，…の回転数制御の他の実施例について
説明する。この回転数制御は揺動選別型あるいは回転選
別筒型の混合米選別部３で選別された穀粒を籾摺部１へ
還元する籾摺選別機において、この還元穀粒の脱ぷ率を
還元脱ぷ率センサ３９により検出し、該還元脱ぷ率セン
サ３９の検出脱ぷ率と予め設定している基準脱ぷ率とか
ら脱ぷ率差を算出し、制御部２１から脱ぷ率差を小さく
する制御指令を出力し、インペラ１１，…の回転数を増
減調節し、所定脱ぷ率の穀粒が籾摺部１に還元されるよ
うにしたことを特徴とする。 【００３１】本制御が開始されると、還元脱ぷ率センサ
３９により還元穀粒の脱ぷ率が検出され、次いで、イン
ペラ回転数検出センサ２９でインペラの回転数が検出さ
れて、夫れ夫れ制御部２１に入力される。次いで、検出
脱ぷ率と基準脱ぷ率とから還元脱ぷ率差が算出される
と、制御部２１から還元脱ぷ率差を少なくする制御指令
が出され、インペラ駆動モータ３７の回転数が増減調節
され、インペラの回転数制御がなされる。 【００３２】従って、還元脱ぷ率が高く玄米比率が高い
場合には、インペラ１１，…の回転数を減少調節し、玄
米の肌擦れや発芽の脱落を防止することができ、また、
還元脱ぷ率が低く玄米比率が低い場合には、インペラ羽
根１１，…の回転数を増加調節して、脱ぷ率の低下を防
止することができる。 【００３３】次に、籾摺ケース９の外周面に設けられて
いるライニングの摩耗状態を検出する実施例について説
明する。この摩耗検出方法はインペラ１１，…が内装さ
れている籾摺ケース９のライニングの摩耗状態を、籾摺
部１の摺落米の脱ぷ率により判定しようとするものであ
り、脱ぷ率を検出する際にはインペラ１１，…の回転数
を予め設定している所定回転数に調節し、供給量を所定
量に設定した後、脱ぷ率により摩耗判定することを特徴
とする。 【００３４】本制御が開始されると、グレンセンサ２２
により籾ホッパ７内の穀粒の有無が検出され、籾供給調
節弁開度センサ２４により籾供給調節弁２０が開調節さ
れているか否かが検出され、次ぎにインペラ回転数検出
センサ２９によりインペラが回転しているか否かが検出
され、これらの検出情報が作動状態にある時にのみライ
ニング摩耗の判定制御が開始される。 【００３５】しかして、ライニング摩耗判定制御が開始
されると、インペラ１１，…の回転数を予め設定してい
る摩耗判定回転数に調節設定し、籾供給調節弁２０が所
定量になるように開調節し、脱ぷ率センサ４０により脱
ぷ率を検出する。次いで、検出脱ぷ率と摩耗判定基準脱
ぷ率とを比較し、検出脱ぷ率が低い場合に、籾摺ケース
９のライニング摩耗と判定し、表示部にライニング摩耗
と表示する。 【００３６】このようなライニング摩耗検出方法によれ
ば、ライニングの摩耗状態を判定する特別なセンサを設
けることなく、脱ぷ率センサ４０を利用して籾摺ケース
９のライニング摩耗を正確に検出できる。次に、前記脱
ぷ率センサ４０の構成について説明する。前記脱ぷ率セ
ンサ４０は、発光素子と、穀粒の反射光あるいは透過光
を受光する受光素子で構成され、通過する穀粒の測定を
行う測定径を穀粒の最大径（長径）に略等しくしたこと
を特徴とする。 【００３７】玄米中に含まれる籾粒を検出する場合に
は、検出領域の広い方が効率良く検出できるが、あまり
広くなると、光強度が弱くなったり、測定径内の光強度
にむらができ、複数の玄米の透過光量と一個の籾粒の透
過光量とが等しくなり、籾・玄米の判別の精度が向上し
ないという欠点がある。 【００３８】しかし、脱ぷ率センサ４０を図６のように
穀粒測定部の測定径を穀粒の最大径に略等しい、例えば
φ６にすると籾と玄米、または糯米と粳米等をよく判別
することができる。図７（１）は穀粒測定部の測定径を
φ６とした場合、図７（２）は測定径をφ８とした場合
のセンサ信号の密度分布を示し、穀粒測定部の測定径を
φ６すると、籾と玄米とを糯米、粳米に係わらず判別す
ることがわかる。 【００３９】また、穀粒測定部の測定径をφ６よりも小
さくすると光量が不足し、却って判別し難くなる場合が
ある。従って、前記脱ぷ率センサ４０の穀粒測定部の測
定径を略φ６で構成することにより、籾・玄米の検出電
圧差を大きくすることができて、検出精度が向上すると
いう効果を奏する。 【００４０】次に、図８に基づき籾摺ケース９の外周面
に設けたライニング４１の摩耗検出装置について説明す
る。籾摺ケース９の外周面にライニング４１を施し、ラ
イニング４１の摩耗限界領域４１ａ（例えば、厚さの１
／２の部分）より外周側に共鳴室４２を設けて、共鳴室
４２の検出孔４２ａをライニング４１の摩耗限界領域４
１ａに臨ませ、共鳴室４２にマイクロホン４３（あるい
は、振動センサ）を取り付けている。 【００４１】ライニング４１の摩耗判定制御は、グレン
センサ２２により籾ホッパ７内の穀粒の有無が検出さ
れ、籾供給調節弁開度センサ２４により籾供給調節弁が
開調節されているか否かが検出され、インペラ回転数検
出センサ２９によりインペラが回転しているか否かが検
出され、これらの検出情報が作動状態にある時に開始さ
れる構成になっている。 【００４２】しかして、ライニング摩耗判定制御が開始
されると、インペラ１１，…の回転数を予め設定してい
る摩耗判定回転数に調節設定し、マイクロホン４３によ
り騒音を検出する。次いで、検出騒音（周波数）と摩耗
判定基準騒音（周波数）とを比較し、検出騒音が設定値
よりも高い場合、あるいはライニング摩耗に伴い共鳴室
４２から発せられる固有の周波数騒音を検出した場合
は、籾摺ケース９のライニング摩耗状態と判定し、表示
部にライニング摩耗と表示し、あるいは、標準穀粒供給
量よりも穀粒を減少供給するように調節する。このよう
なライニング摩耗判定制御を行うことにより、ライニン
グに埋め込んだ電極が摩耗切断してライニングの摩耗を
検知する方法に比べ、ライニングの製作が容易でコスト
を低減できるという効果がある。 【００４３】なお、前記ライニングの摩耗判定において
は、籾供給調節弁２０の開度を基準位置にして測定する
のが好ましいが、籾供給調節弁開度センサ２４の弁開度
検出信号が大の場合には、摩耗判定騒音基準値を所定値
より大きく補正し、また、小の場合には小さく補正し、
より正確な判定を行うために籾供給調節弁２０の開度に
よりライニングの摩耗判定基準騒音値を相対的に変化さ
せてもよい。 【００４４】また、前記マイクロホン４３の取付位置を
籾摺選別機の任意箇所に装着可能な構成にし、複数の設
定周波数値を制御部２１に記憶させ、前記マイクロホン
４３の検出周波数が設定周波数と一致し、予め夫々の設
定周波数毎に設けた閾値を越えたとき、当該個所の異常
と判定をし、警報表示装置４４により表示または警報す
る構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】 【図１】揺動選別型の混合米選別部を設けた籾摺選別機
の全体切断図。 【図２】回転選別筒型の混合米選別部を設けた籾摺選別
機の全体切断図。 【図３】ブロック図。 【図４】穀粒水分値と基準インペラ回転数との関係を示
すグラフ。 【図５】穀粒水分値と供給量および基準インペラ回転数
の関係を示すグラフ。 【図６】脱ぷ率センサを示す要部の切断側面図。 【図７】（１）穀粒測定部の測定径をφ６にしたときの
センサ信号密度分布。 （２）穀粒測定部の測定径をφ８にしたときのセンサ信
号密度分布。 【図８】ライニング摩耗検出装置説明図。 【符号の説明】 １ 籾摺部 ２ 摺落米風選部 ３ 混合米選別部 １１ インペラ ３７ インペラ駆動モータ（インペラ回転数調節手
段） ２８ 水分センサ（水分検出手段） ２９ インペラ回転数検出センサ（インペラ回転数検
出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D043 AA02 DA01 DM05 MA02 MA04 MB04

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 インペラ１１，…を有する籾摺部１
   と、インペラ１１，…の回転数を増減調節することので
   きるインペラ回転数調節手段３７と、前記インペラ１
   １，…の回転数を検出する回転数検出手段２９と、籾摺
   穀粒の水分値を検出する水分検出手段２８とを備える籾
   摺選別機において、前記回転数検出手段２９で検出した
   検出回転数と予め設定している基準回転数との回転差を
   小さくする側に前記インペラ回転数調節手段３７を制御
   するとき、前記基準回転数は籾摺穀粒の水分値に基づい
   て設定したことを特徴とする籾摺選別機のインペラ回転
   数制御装置。