JP2012185085A - 水分測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、穀粒の水分値を測定する水分測定装置において、一対の電極ロールの間隔を変更させても、歯飛びが生じることなく、電極ロールへの回転の伝達をスムーズに行うことを課題とする。
【解決手段】回転により穀粒を圧砕して、圧砕物を介した電流の抵抗値を検出する一対の電極ロールと、一方の電極ロールを軸支する取付板１１ａと、取付板１１ａに軸支され、他方の電極ロールに回転を伝達する回転軸であるスクリュー軸１５ａと、スクリュー軸１５ａに回動可能に取付られ、他方の電極ロールのロール軸２ａを軸支するロール軸支持部材７０とを備えることにより、ロール軸支持部材７０が回動して一対の電極ロールの間隔を変更しても、スクリュー軸１５ａとロール軸支持部材７０に軸支されている電極ロールのロール軸２ａとの距離が変わらない。
【選択図】 図５

Description

本発明は、穀物の水分値を測定する水分測定装置に関し、特に一対の電極ロールで穀粒圧砕しながら穀物の水分値を測定する水分測定装置に関する。

水分測定装置として、通電性の金属材からなる一対の電極ロールを用い、一対の電極ロール間で穀粒を圧砕しながら一対の電極ロール間に流れる電流の抵抗値を検出することで、穀粒の水分値を測定する装置が知られている。このような水分測定装置で、大豆等の比較的粒径の大きい穀粒の水分値を測定する際には、穀粒の圧砕に大きな力が必要になる。従って、電極ロールを駆動するモータとして、負荷が大きく容量の大きいモータが必要になるが、石やボルト等の異物が電極ロール間に入ってきた場合には、水分測定装置本体が破損してしまう。

そこで、板バネやコイルバネ等で電極ロールの逃げ機構を設け、石やボルト等の異物による破損を防止している。また、電極ロールの移動機構を設け、一対の電極ロール間の間隔を変更可能な水分測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。一対の電極ロール間の間隔を変更可能に構成することは、穀物の種類に応じて最適な位置に一対の電極ロールをセットすることが可能となると共に、石やボルト等の硬い異物によって一対の電極ロールの破損を防止する逃げ機構としても効果的である。

特開平０８−３３４４８６号公報

しかしながら、従来技術のように、電極ロールの逃げ機構や、電極ロールの移動機構によって、一対の電極ロール間の間隔を広げることで、石やボルト等の硬い異物による電極ロールの破損を防止する場合には、移動した電極ロールのロール軸と、回転を伝達する回転軸との距離も変わってしまう。従って、歯車で回転を伝達している場合には、歯飛びによって動力を確実に伝達することができないという問題点があった。また、歯飛びを防止するためには、余計な歯車を設ける必要があり、回転伝達機構が複雑になり、コスト高になってしまう。

このようなことから、一対の電極ロールの間隔を変更させても、余計な歯車を設けることなく歯飛びを防止するという課題がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、一対の電極ロールの間隔を変更させても、歯飛びが生じることなく、電極ロールへの動力の伝達を確実に行うことができる水分測定装置を提供することを目的とする。

本発明の水分測定装置は、穀物の水分値を測定する水分測定装置であって、回転により穀粒を圧砕して、当該圧砕物を介した電流の抵抗値を検出する一対の電極ロールと、一方の前記電極ロールを軸支する取付板と、該取付板に軸支され、他方の電極ロールに回転を伝達する回転軸と、前記回転軸に回動可能に取付られ、他方の前記電極ロールを軸支するロール軸支持部材とを具備し、前記回転軸に設けられた伝達歯車と、他方の前記電極ロールのロール軸に設けられた伝達歯車とが噛み合っていることを特徴とする。
さらに請求項２記載の水分測定装置は、前記ロール軸支持部材を他方の前記電極ロールが一方の前記電極ロールに近づく方向に付勢する付勢手段と、該付勢手段によって付勢された前記ロール軸支持部材に当接して一対の前記電極ロールの間隔を設定する位置決め部材とを具備することを特徴とすることを特徴とする。
さらに請求項３記載の水分測定装置は、前記回転軸は、一対の前記電極ロールに穀粒を供給する供給スクリューのスクリュー軸であることを特徴とする。

本発明の水分測定装置は、回転により穀粒を圧砕して、圧砕物を介した電流の抵抗値を検出する一対の電極ロールと、一方の電極ロールを軸支する取付板と、取付板に軸支され、他方の電極ロールに回転を伝達する回転軸と、回転軸に回動可能に取付られ、他方の電極ロールを軸支するロール軸支持部材とを備えることにより、ロール軸支持部材が回動して一対の電極ロールの間隔を変更しても、回転軸とロール軸支持部材に軸支されている電極ロールとの距離が変わらないため、電極ロールに回転を伝達する伝達機構にずれが生じることなく、電極ロールへの回転の伝達をスムーズに行うことができるという効果を奏する。

さらに、本発明の水分測定装置は、ロール軸支持部材を他方の電極ロールが一方の電極ロールに近づく方向に付勢する付勢手段と、付勢手段によって付勢されたロール軸支持部材に当接して一対の電極ロールの間隔を設定する位置決め部材とを備えることにより、一対の電極ロールの間隔を簡単な構成で設定できる。また、圧縮コイルバネ８２による付勢力を調整することで、電極ロール１、２間に働く弾性力を簡単に調整することができ、穀粒に合わせた圧砕を行うことができる。

さらに、本発明の水分測定装置は、一対の前記電極ロールに穀粒を供給する供給スクリューのスクリュー軸を回転軸として用いることにより、余計な回転軸を設ける必要がないという効果を奏する。

本発明に係る水分測定装置の実施の形態が用いられる穀物乾燥機の構成を示す正面断面図である。 本発明に係る水分測定装置の実施の形態の構成を示す図であり、（ａ）はカバー可動部を閉じた状態での全体構成を示す斜視図、（ｂ）はその拡大正面図である。 図２に示す水分測定装置が穀物乾燥機の昇降機に取付られた状態を示す断面図である。 図３に示す電極ロール、リンク機構、押圧部材及びこぼれ防止板の構成を示す斜視図である。 本発明に係る水分測定装置の実施の形態の裏面側の構成を示す斜視図である。 図５に示す各回転軸に取付られた歯車の構成を示す斜視図である。 図５に示す各回転軸に取付られた歯車の構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施の形態の水分測定装置１０は、図１に示すような穀物乾燥機２０に取付られて用いられる。穀物乾燥機２０は、米、麦、大豆等の穀物Ｋの乾燥に用いることができる穀物乾燥機であり、直方体箱状を呈した機体２０Ａ内の上部に穀槽２１を備え、下部には一対の排風路隔壁２２を幅方向中央へ向けて漏斗状に下方傾斜させて備えている。排風路隔壁２２の内側には、送風路２３ａを構成する風胴板２３と、送風路２３ａの幅方向の両側で導風路２４ａを構成する一対の導風路隔壁２４とが設けられている。

風胴板２３、導風路隔壁２４と排風路隔壁２２との間は、穀槽２１内に貯留された穀物Ｋが流下する穀物流下路２５となっている。送風路２３ａ及び導風路２４ａには、張込運転、循環運転、又は排出運転の際に常温の外気が、乾燥運転時には図示しないバーナで生成された熱風が流入され、排風路隔壁２２、風胴板２３、及び導風路隔壁２４に形成された開口を通して穀物流下路２５内に送風される。

排風路隔壁２２の下方では、一対の張込流し板２６が機体２０Ａの幅方向中央へ向けて漏斗状に下方傾斜して延びている。穀物流下路２５の下端は、シャッタドラム２７が回転することで循環、乾燥、排出の各運転時に開閉され、穀物流下路２５内の穀物Ｋが下スクリューコンベヤ２９内に排出される。

穀物Ｋは、機体２０Ａの幅方向の側面で開放した張込ホッパ２８から、張込運転時に機体２０Ａに張り込まれる。張込ホッパ２８から張り込まれた穀物Ｋは、張込流し板２６の下端間から下スクリューコンベヤ２９の下搬送樋２９ａ内に流下すると、下スクリュー２９ｂで下搬送樋２９ａ内を機体２０Ａの外に立設された昇降機３０の下部に搬送される。

昇降機３０内では、一定間隔でバケット３０ａを取付られた無端ベルト３０ｂが張込、循環、乾燥、排出の各運転時に回転をしており、昇降機３０の下部に搬送された穀物Ｋをバケット３０ａで掬って上端まで持上搬送した後、上スクリューコンベヤ３１の上搬送樋３１ａに流下させる。

穀物Ｋは、上搬送樋３１ａ内を上スクリュー３１ｂで搬送されると穀物乾燥機２０の前後方向のほぼ中央にある均分機３２の上面に流下され、回転する均分機３２の遠心力で穀槽２１内へ均等に放散分配される。排出運転時には、上搬送樋３１ａの一端が排出管（不図示）に連通され、上搬送樋３１ａに流下した穀物Ｋが、排出管を経て穀物乾燥機２０から排出される。

昇降機３０の側面板には、本実施の形態の水分測定装置１０が取付られている。水分測定装置１０は、穀物Ｋの水分値を測定するためのものであり、図２及び図３に示すように、外周面に搬送溝を備えた一対の供給スクリュー１４、１５を、取付枠体１１内に左右に並べて備えている。水分測定装置１０は、昇降機３０の側面板に設けられた一対のレール（不図示）に取付枠体１１の左右の縁部を差し込まれ、両レール間に位置する側面板に開口した開口部３０ｃを覆うようにして、取付枠体１１が側面板に図示しない螺子で固定されている。

図３に示すように、水分測定装置１０は、供給スクリュー１４、１５の先端を昇降機３０に形成された開口部３０ｃに向け、供給スクリュー１４、１５の先端が上方向に搬送されるバケット３０ａの近傍に位置するように、昇降機３０に取付られている。これにより、上方向に搬送中にバケット３０ａから落下した穀物Ｋが両供給スクリュー１４、１５間の搬送路１６に溜まり、溜まった穀物Ｋは、装置本体１２（図２参照）に収納された駆動装置によって供給スクリュー１４、１５が回転されるに伴い、搬送路１６を後方に移動される。

図２及び図３に示すように、取付枠体１１の内面には、仕切カバー１３が取付られ、取付枠体１１と仕切カバー１３とで囲まれた空間が穀物Ｋの水分値を測定する測定領域１７となっている。供給スクリュー１４、１５は、仕切カバー１３に形成された貫通孔１３ａを通して仕切カバー１３の前方に延び、供給スクリュー１４、１５の搬送溝に収容された穀物Ｋは、供給スクリュー１４、１５が回転するのに伴い、搬送路１６を後方に移動され、貫通孔１３ａを通って測定領域１７内に移動される。

仕切カバー１３には、図２及び図３を参照すると、搬送路１６を移動する穀物Ｋの搬送量を規制する上部仕切りカバー１８が設けられ、搬送路１６と上部仕切りカバー１８との間の開口部が測定領域１７への入口部１９となる。入口部１９は、測定対象である穀物Ｋの粒径よりも僅かに大きい通過径に設定され、穀粒１粒が通過する大きさに形成されている。これにより、搬送路１６を移動する穀物Ｋは、入口部１９によって搬送量が規制され、穀粒が１粒ずつ測定領域１７内に移動される。

測定領域１７内には、図３及び図４を参照すると、穀粒を圧砕する一対の電極ロール１、２が設けられている。一対の電極ロール１、２は、一対の供給スクリュー１４、１５の下方に配置され、搬送路１６を移動して測定領域１７内に移動された穀粒が、１粒ずつ一対の電極ロール１、２間に供給される。

一対の電極ロール１、２は、通電性の金属材からなり、図示しない測定回路の一対の電極として機能する。また、一対の電極ロール１、２は、周面が所定のロール間隔で水平方向に対向するように配置され、それぞれの回転軸であるロール軸１ａ、２ａは、開口部３０ｃが形成されている昇降機３０の側面板と平行な取付枠体１１の面（以下、取付板１１ａと称す）に軸支されている。電極ロール１、２間の距離は、測定対象の穀粒の粒径よりも十分に小さく設定されており、電極ロール１、２の対向する上部周面で形成される解放端側（前方）から見て略Ｖ字状の領域（図４に矢印Ａ示す領域）が、１粒ずつ供給される穀粒の受け部として機能する。

一対の電極ロール１、２は、図４に矢印で示す方向、すなわち電極ロール１、２の対向する周面が下方向に移動する方向に回転駆動されており、電極ロール１の回転数は、電極ロール２の回転数よりも多く、例えば２倍になるように設定されている。また、電極ロール１、２のそれぞれの周面には、図示しない微細な凹凸形状が形成されており、供給スクリュー１４、１５から１粒ずつ供給された穀粒は、電極ロール１、２の相互間の周速差により擦り潰すように圧砕され、その圧砕物を介して一対の電極ロール１、２間に流れる電流の抵抗値を検出することで、穀粒の水分値が測定される。

電極ロール１の周面には、対向する周面が反対方向に移動する回転ブラシ３が当接しており、周面に付着した圧砕物を取り除く構成になっている。また、電極ロール２の周面には、固定型のブラシ付きスクレーパー４が当接しており、周面に付着した圧砕物を取り除く構成になっている。なお、電極ロール１に対して、ブラシ付きスクレーパー４よりも除去能力の大きい回転ブラシ３を用いたが、除去能力に問題がなければ、電極ロール１に対してブラシ付きスクレーパー４を用いても良く、またコスト的に問題がなければ、電極ロール２に対して回転ブラシ３を用いても良い。

また、測定領域１７内には、図３及び図４を参照すると、穀粒を一対の電極ロール１、２間に向けて押圧する押圧部材５と、穀粒が一対の電極ロール１、２間からこぼれるのを防止するこぼれ防止板６と、電極ロール１の回転を用いて押圧部材５及びこぼれ防止板６を移動させるリンク機構が設けられている。

押圧部材５を移動させるリンク機構は、電極ロール１の解放端のロール軸１ａから偏心した位置に立設されたクランクピン５１と、電極ロール２のロール軸２ａを中心に回転するクランク５２と、クランクピン５１とクランク５２の解放端側とを連結する連結リンク５３とからなる。これにより、電極ロール１の1回転に対して、クランク５２が左右に揺動運動される。

電極ロール１、２間の距離は、測定対象の穀粒に応じて調整でき、例えば、測定対象の穀粒が大豆である場合には、最小で０．３ｍｍ程度に設定され、圧砕時に粒径・硬さにより適宜拡幅して設定できるように構成すると良い。

電極ロール２は、図４に矢印Ｂで示す方向、すなわち電極ロール１から離間する方向に移動可能に構成されている。この構成によって、電極ロール１、２間に、夾雑物として石やボルト等の硬い異物や、想定している堅さ以上に硬化した穀粒が一対の進入した場合に、一対の電極ロール１、２の破損を防止できるようになっている。

図５から図７は、本実施の形態の水分測定装置の裏面側、すなわち取付板１１ａにおける測定領域１７との接面とは反対面側の構成を示しており、図５には、各回転軸から回転の伝達手段である歯車を取り除いた状態が、図６及び図７には、各回転軸に取付られた歯車の構成がそれぞれ示されている。図５を参照すると、電極ロール１の回転軸であるロール軸１ａは、軸受１ｂを介して取付板１１ａに軸支されていると共に、電極ロール２の回転軸であるロール軸２ａは、スクリュー軸１５ａに軸受７１を介して回動可能に取付られているロール軸支持部材７０に、軸受２ｂを介して軸支されている。なお、取付板１１ａには、ロール軸２ａが貫通する開口が形成されており、当該開口は、ロール軸支持部材７０の回動に伴ってロール軸２ａが移動しても干渉しないような大きさで形成されている。また、供給スクリュー１４、１５のそれぞれの回転軸であるスクリュー軸１４ａ、１５ａは、取付板１１ａにそれぞれ軸受１４ｂ、１５ｂを介して軸支されている。さらに、回転ブラシ３の回転軸であるブラシ軸３ａは、軸受３ｂを介して取付板１１ａに軸支されている。

取付板１１ａには、ロール軸支持部材７０がロール軸１ａに近づく方向への回動を規制する位置決め部材８１が設けられている。ロール軸支持部材７０には、位置決め部材８１に当接する当接片７２が延出して形成され、当接片７２が圧縮コイルバネ８２によって位置決め部材８１に向けて付勢されている。圧縮コイルバネ８２によって当接片７２が位置決め部材８１に向けて付勢され、当接片７２が位置決め部材８１に当接している状態で、電極ロール１、２間の距離が、測定対象の粒径よりも十分に小さい所定のロール間隔（例えば０．３ｍｍ程度）に位置決めされる。

図６及び図７を参照すると、スクリュー軸１４ａには、伝達歯車６１、６２からなる２段歯車が設けられている。なお、図７には、スクリュー軸１４ａから伝達歯車６１を取り外した状態が示されている。スクリュー軸１４ａの開放端側に設けられている伝達歯車６１は、図示しないモータの回転軸に設けられた駆動歯車６０と噛み合っており、スクリュー軸１４ａにモータから回転が伝達される。また、伝達歯車６２は、スクリュー軸１５ａに設けられている伝達歯車６３と、ブラシ軸３ａに設けられている伝達歯車６４とに噛み合っており、モータからスクリュー軸１４ａを介してスクリュー軸１５ａとブラシ軸３ａとに回転が伝達される。従って、供給スクリュー１４、１５は、互いに反対方向に回転され、穀粒は、解放端側から根元側に搬送される。

図６を参照すると、ロール軸１ａには、スクリュー軸１４ａに設けられている２段歯車の伝達歯車６１と噛み合っている伝達歯車６５が設けられている。これにより、ロール軸１ａには、モータからスクリュー軸１４ａを介して回転が伝達される。また、図７を参照すると、ロール軸２ａには、スクリュー軸１５ａに設けられている伝達歯車６３と噛み合っている伝達歯車６６が設けられている。また、先に説明したようにスクリュー軸１５ａは、モータからスクリュー軸１４ａを介して回転が伝達される。これにより、ロール軸１ａには、モータからスクリュー軸１４ａとスクリュー軸１５ａとを介して回転が伝達される。すなわち、スクリュー軸１５ａは、電極ロール２に回転を伝達する回転軸として機能する。

ここで、夾雑物として石やボルト等の硬い異物や、想定している堅さ以上に硬化した穀粒が一対の電極ロール１、２間に進入してしまった場合には、電極ロール２が図４に示す矢印Ｂで示す方向、すなわち電極ロール１から離間する方向に移動され、一対の電極ロール１、２の破損が防止される。すなわち、夾雑物が圧砕されることなく一対の電極ロール１、２間に進入してしまった場合には、一対の電極ロール１、２に対して離間する方向に力が作用するため、ロール軸支持部材７０が圧縮コイルバネ８２の付勢力に抗して図５に示す矢印Ｂで示す方向に回動され、電極ロール２が電極ロール１から離間する方向に移動されることになる。なお、どの程度の力が作用すると電極ロール２が電極ロール１から離間するかは、圧縮コイルバネ８２の付勢力を調整することで設定できる。

スクリュー軸１５ａは、ロール軸支持部材７０の回動軸であると共に、ロール軸２ａは、ロール軸支持部材７０に軸支されているため、ロール軸支持部材７０が回動してもスクリュー軸１５ａとロール軸２ａとの距離が変化することがない。従って、スクリュー軸１５ａに取付られた伝達歯車６３と、ロール軸２ａに取付られた伝達歯車６６とを噛み合わせて、スクリュー軸１５ａを電極ロール２に回転を伝達する回転軸として機能させることで、ロール軸支持部材７０が回動してもスムーズに回転が伝達され、歯飛びが生じることがない。

なお、本実施の形態では、位置決め部材８１を固定的に設けたが、位置決め部材８１の位置を左右、すなわち電極ロール１、２が離接する方向に移動可能に構成すると、一対の電極ロール１、２の間隔を調整することが可能になり、好適である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、回転により穀粒を圧砕して、圧砕物を介した電流の抵抗値を検出する一対の電極ロール１、２と、電極ロール１を軸支する取付板１１ａと、取付板１１ａに軸支され、電極ロール２に回転を伝達する回転軸であるスクリュー軸１５ａと、スクリュー軸１５ａに回動可能に取付られ、電極ロール２を軸支するロール軸支持部材７０とを備えることにより、ロール軸支持部材７０が回動して一対の電極ロール１、２の間隔を変更しても、スクリュー軸１５ａとロール軸支持部材７０に軸支されている電極ロール２との距離が変わらないため、電極ロール２に回転を伝達する伝達機構にずれが生じることなく、電極ロール２への回転の伝達をスムーズに行うことができるという効果を奏する。

さらに、本実施の形態によれば、電極ロール２が電極ロール１に近づく方向に、ロール軸支持部材７０を付勢する圧縮コイルバネ８２と、圧縮コイルバネ８２によって付勢されたロール軸支持部材７０に当接して一対の電極ロール１、２の間隔を設定する位置決め部材８１とを備えることにより、一対の電極ロール１、２の間隔を簡単な構成で設定できる。また、圧縮コイルバネ８２による付勢力を調整することで、電極ロール１、２間に働く弾性力を簡単に調整することができ、穀粒に合わせた圧砕を行うことができる。

さらに、本実施の形態によれば、一対の電極ロール１、２に穀粒を供給する供給スクリュー１５のスクリュー軸１５ａを回転軸として用いることにより、余計な回転軸を設ける必要がないという効果を奏する。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

１、２ 電極ロール
１ａ、２ａ ロール軸
１ｂ、２ｂ 軸受
３ 回転ブラシ
３ａ ブラシ軸
３ｂ 軸受
４ ブラシ付きスクレーパー
５ 押圧部材
６ こぼれ防止板
１０ 水分測定装置
１１ 取付枠体
１１ａ 取付板
１２ 装置本体
１３ 仕切カバー
１３ａ 貫通孔
１４、１５ 供給スクリュー
１４ａ、１５ａ スクリュー軸
１４ｂ、１５ｂ 軸受
１６ 搬送路
１７ 測定領域
１８ 上部仕切りカバー
１９ 入口部
２０ 穀物乾燥機
２０Ａ 機体
２１ 穀槽
２２ 排風路隔壁
２３ 風胴板
２３ａ 送風路
２４ 導風路隔壁
２４ａ 導風路
２５ 穀物流下路
２６ 張込流し板
２７ シャッタドラム
２８ 張込ホッパ
２９ 下スクリューコンベヤ
２９ａ 下搬送樋
２９ｂ 下スクリュー
３０ 昇降機
３０ａ バケット
３０ｂ 無端ベルト
３０ｃ 開口部
３１ 上スクリューコンベヤ
３１ａ 上搬送樋
３１ｂ 上スクリュー
３２ 均分機
５１ クランクピン
５２ クランク
５３ 連結リンク
６０ 駆動歯車
６１、６２、６３、６４、６５、６６ 伝達歯車
７０ ロール軸支持部材
７１ 軸受
７２ 当接片
８１ 位置決め部材
８２ 圧縮コイルバネ

Claims (3)

1. 穀物の水分値を測定する水分測定装置であって、
   回転により穀粒を圧砕して、当該圧砕物を介した電流の抵抗値を検出する一対の電極ロールと、
   一方の前記電極ロールを軸支する取付板と、
   該取付板に軸支され、他方の電極ロールに回転を伝達する回転軸と、
   前記回転軸に回動可能に取付られ、他方の前記電極ロールを軸支するロール軸支持部材とを具備し、
   前記回転軸に設けられた伝達歯車と、他方の前記電極ロールのロール軸に設けられた伝達歯車とが噛み合っていることを特徴とする水分測定装置。
2. 前記ロール軸支持部材を他方の前記電極ロールが一方の前記電極ロールに近づく方向に付勢する付勢手段と、
   該付勢手段によって付勢された前記ロール軸支持部材に当接して一対の前記電極ロールの間隔を設定する位置決め部材とを具備することを特徴とする請求項１記載の水分測定装置。
3. 前記回転軸は、一対の前記電極ロールに穀粒を供給する供給スクリューのスクリュー軸であることを特徴とする請求項１又は２記載の水分測定装置。

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