JP2015100317A - 回転研磨円盤による玉ねぎのひげ根切り取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】玉ねぎのひげ根の切除に回転研磨円盤を利用することにより、構造や機構が簡単であって製作コストが廉価であり、ひげ根の切り取り作業を安全で安易に、かつ能率的に行うことができる専用のひげ根切り取り装置を工夫すること。
【解決手段】駆動モータ(4)の回転軸(4a)に着脱自在に取り付けられた回転研磨円盤(3)の研磨面(3a)を上向きに配置し、上記回転研磨円盤(3)を保護板である天板(12)で覆っており、上記天板(12)に少なくとも１つの窓穴(14)を形成することによって、上記回転研磨円盤の研磨面(3a)を露出させてあり、上記天板(12)の窓穴(14)から玉ねぎの底部を上記回転研磨円盤の研磨面(3a)に向けて落とし込むことにより、玉ねぎのひげ根を切り取ることができるようにすること。
【選択図】図２

Description

本発明は、玉ねぎのひげ根を切り取る「ひげ根切り取り装置」に関するものであり、圃場から掘り起こした玉ねぎのひげ根の切り取り作業を簡単容易に、かつ効率的に行うものである。

玉ねぎは、圃場から掘り起こして鱗茎（球形部）から葉茎を切り取り、さらにひげ根を切り取った後、乾燥させてから出荷される。
玉ねぎの茎は太くて比較的硬いが、ひげ根は極めて柔らかくて細く、鱗茎の底部に多数密生しており、掘り起こされて圃場に転がされた玉ねぎは人手により拾い集められ、葉茎とひげ根が切り取られる。
鱗茎からひげ根を切り取る作業を人手によって行う場合は、鱗茎とひげ根を左右の手で掴んで鎌などの刃物にひげ根を当てて切り離す方法や、片手で鱗茎を掴み他方の手で鋏を使ってひげ根を切り取る方法がある。

なお、圃場から玉ねぎを掘り起こして収穫する「たまねぎ収穫機」は、特開２００１−２８９２０号公報（特許文献１）に記載されているとおり公知のものである。この玉ねぎ収穫機は圃場から玉ねぎを掘り起こしたとき、玉ねぎの鱗茎から葉茎を切り離して収穫するものであって、同公報の図１〜図６に示されているように、前方の爪（土ほぐし具１１）で玉ねぎを掘り起こして、傾斜コンベア（葉茎搬送装置１２）で玉ねぎの葉茎を掴んで上方に引き上げつつ後方に移送し、この移送途中にカッター（葉切装置１４）で鱗茎から葉茎を切り離しすものである。

また、玉ねぎやにんにく等の鱗茎作物の鱗茎から葉茎とひげ根を切除して出荷できる状態にする「鱗茎作物調製機」は、特開２００３−１１６５１０号公報（特許文献２）に記載されているとおり公知のものである。この鱗茎作物調製機は、玉ねぎ等を上下反転させた状態（ひげ根を上方に向けた状態）で上下各一対のベルトによる搬送機構（鱗茎挟持搬送帯６３Ｌ,６３Ｒ、鱗茎搬送帯６０Ｌ,６０Ｒ）に把持させ、搬送中に上下のカッター（ひげ根切断刃６６Ｌ,６６Ｒ、茎葉切断刃６５）で葉茎（茎葉）とひげ根を自動的に切除して鱗茎だけを収集するものである。

この従来の鱗茎作物調製機は玉ねぎ等の葉茎とひげ根を切除するとき、ひげ根の切除高さが鱗茎の大きさに拘わらず略一定高さになるように、鱗茎の大きさに応じてひげ根カッター（ひげ根切断刃６６Ｌ,６６Ｒ）の高さ位置を調節している。このために、定位置に設けられた搬送機構（鱗茎挟持搬送帯６３Ｌ,６３Ｒ、鱗茎搬送帯６０Ｌ,６０Ｒ）に対して、ひげ根カッターを上下動自在に支持する支持機構（根切装置取付体５１、リンク７４Ｌ,７４Ｒ、リンクピン７６、リンク取付体７３Ｌ,７３Ｒ等）と、ひげ根カッターの支持高さを鱗茎の大きさに応じて自動的に調節する自動高さ調節機構（根切ガイド７０、バランスバネ７７等）を備えている。

そして、上記鱗茎作物調製機の他にも、にんにくの鱗茎から茎とひげ根を切り取る「にんにくの茎及びひげ根切り装置」が、実開平６−６１０９５号公報（特許文献３）に記載されているとおり公知である。この茎及びひげ根切り装置は、一対の搬送体（チェーン２,３）の間に設けられた複数の把持機構（チャック６,６…）でそれぞれにんにくを把持させて搬送し、その搬送途中で茎とひげ根を切り取るものであり、にんにくの底面を把持機構の開口付き底板（チャックの切り欠き７ａ付き底板７）に載せて、複数の把持部材（弓状板９、筒体８、一対の袖片１４,１５、一対の抑え部１７,１８等）で鱗茎を周りから把持して底板上に固定して搬送し、この搬送経路の上方と下方に配置された茎カッター（上方ディスクカッター２１）とひげ根カッター（下方ディスクカッター２２）で茎とひげ根をそれぞれ切り取るものである。

〔従来技術の問題点〕
玉ねぎのひげ根を鎌などの刃物で切り取る場合は、鱗茎（直径７０〜１３０ｍｍ）を一方の手で掴み、鱗茎の底部に密生している多数のひげ根を他方の手で掴んで、鱗茎の底面に近いひげ根部分（例えば、底面から５ｍｍ離れたひげ根部分）に刃物を当てて切り取るので、作業者は怪我をする危険性があるため常に細心の注意を払う必要があり、また、残すひげ根の長さを所定以下にするためにも細かい神経を使う必要がある。このために、玉ねぎのひげ根を切り取る作業は、神経が疲れ易く、また目や腕も疲れて肩が凝る等、精神的にも肉体的にも厳しい作業であって決して楽な作業ではない。

また、ひげ根を鋏で切り取る場合は、ひげ根が密生している面積が比較的広いので、ひげ根を所定の長さに切り揃えるために玉ねぎ１個につき３〜４回ほど鋏を操作することもある。このような鋏による場合は、鎌などの刃物による場合に比較して怪我をする危険性が少なく、鋏一つでひげ根や葉茎を切り取ることができるので比較的手軽で安全であるが、直ぐに鋏が切れ難くなり手や腕が疲れ易いため、ひげ根の切り取り作業能率は低い。
そこで、鎌や鋏などの刃物を使わないで、安全でかつ能率的に玉ねぎのひげ根の切り取り作業を行うことができる装置の実現が期待されている。

他方、上記特許文献２の「鱗茎作物調製機」の場合は、玉ねぎの鱗茎の大きさに応じてひげ根カッターの支持高さを自動調節しているため、ひげ根カッターを上下動自在に支持する支持機構と、鱗茎の大きさに応じてひげ根カッターの支持高さを自動的に調節する自動高さ調節機構とが必要になり、構造が大変複雑になって製作コストが著しく高くなることが避けられず、中小規模の玉ねぎ栽培農家にこれを普及させることは難しい。
そして、上記特許文献３の「にんにくの茎及びひげ根切り装置」の場合は、にんにくの鱗茎をその大きさの如何に関わらず、傷付けないように無理なく確実に把持する把持部材を有する把持機構と、この把持機構の移動中に上記把持部材を自動的に開閉して鱗茎の把持と解放を自動的に行う自動把持・解放機構が必要であるため、機構全体が大変複雑になり製作コストが大幅に高くなることが避けられない。

したがって、栽培規模の大小の如何に関わらず、玉ねぎ栽培農家が気軽にひげ根切り取り装置を利用できるようにするために、構造や機構が簡単であって製作コストが廉価であり、ひげ根を安全で簡単容易に、しかも能率的に切り取ることができる装置の実現が期待されている。

玉ねぎのひげ根は密生しており、全体としては極めて柔軟で比較的ちぎれ易いが、付け根の部分は比較的硬いという性質を備えている。発明者は、この性質を利用することにより、回転研磨円盤によって極めて容易に玉ねぎのひげ根を切除できることを見出した。
そこで、本発明の技術的課題は、従来技術の問題点を解決するために、玉ねぎのひげ根の切除に回転研磨円盤を利用することにより、構造や機構が簡単であって製作コストが廉価であり、ひげ根の切り取り作業を安全で安易に、かつ能率的に行うことができる専用のひげ根切り取り装置を工夫することである。
なお、回転研磨円盤は従来からよく知られた回転研磨具であって、その表面が研磨面になっており、グラインダーの回転軸に取り付けて用いられ、金属やセメント等の硬いものの表面研磨に使用されるものである（例えば、特開平１１−７０４７５号公報参照）。

上記課題を解決するために講じた手段は、玉ねぎのひげ根切り取り装置において、次の(イ)〜(ニ)によるものである。
(イ) 駆動モータの回転軸に着脱自在に取り付けられた回転研磨円盤の研磨面を上向きに配置し、
(ロ) 上記回転研磨円盤を保護板である天板で覆っており、
(ハ) 上記天板に少なくとも１つの窓穴を形成することによって、上記回転研磨円盤の研磨面を露出させてあり、
(ニ) 上記天板の窓穴から玉ねぎの底部を上記回転研磨円盤の研磨面に向けて落とし込むことにより、玉ねぎのひげ根を切り取ること。

このように構成することによって、回転研磨円盤は駆動モータにより高速で回転されるので、天板に形成された窓穴から玉ねぎの底部を落とし込む（挿入して押し付ける）ことにより、玉ねぎのひげ根は回転研磨円盤の研磨面で瞬時に切り取られる。そして、切り取られたひげ根は、天板の下面と回転研磨円盤の研磨面との隙間から遠心力で水平方向に跳ね飛ばされるので、天板の上面にひげ根の切り屑が溜まることはない。回転研磨円盤は高速で回転されるが、その上面側が保護板として機能する天板によってカバーされているので、作業者が回転研磨円盤に触れて怪我をする危険性はない。

高速で回転される回転研磨円盤の研磨面が上向きに配置され、この回転研磨円盤の上面側が窓穴を有する天板によってカバーされているため、作業者が回転研磨円盤に触れて怪我をすることはない。また、作業者が天板の窓穴から玉ねぎの底部を落とし込むことにより、玉ねぎのひげ根が回転研磨円盤の研磨面によって瞬時に切り取られ、この切り取られたひげ根の切り屑は、天板の下面と回転研磨円盤との隙間から跳ね飛ばされて、天板の上面に溜まり作業を邪魔することがないので、切り屑の後始末のために作業が中断されることもない。
このように、本発明の玉ねぎのひげ根切り取り装置によれば、構造や機構が簡単であって安価に製作することができる。また、安全で安易に、しかも能率的にひげ根を切り取ることが可能である。

〔実施態様〕
(１) 本発明の玉ねぎのひげ根切り取り装置において、回転研磨円盤がサンドペーパーを積層して成る回転研磨具であり、この回転研磨具の研磨面の平均周速度が４〜８ｍ／秒であること。
上記回転研磨円盤の研磨面の平均周速度が４ｍ／秒以下では、ひげ根の先端を引きちぎる力、即ち、ひげ根と研磨面との摩擦力によって生じる力が不足し、また、ひげ根が短くなったときのひげ根の先端を擦り切る速さが低下して、ひげ根の切り取り作業の能率が著しく低下する。さらに、長いひげ根が若干残ってしまう等、ひげ根の切り取り動作の確実さが低下する。
他方、平均周速度が８ｍ／秒以上では、ひげ根が短くなったときのひげ根の先端を擦り切る速さが著しく増大し、玉ねぎを掴んでいる作業者の手の感触によって残すべきひげ根の長さの感知が難しくなり、必要以上に切り取ってしまい玉ねぎの底面を傷付けて不良品にしてしまう恐れがある。

上記研磨面の平均周速度４〜８ｍ／秒は、回転研磨円盤の研磨面の荒さや研磨性能とも関係があるので、必ずしも厳格な数値ではないが、サンドペーパーを積層して構成した上記公知例のような回転研磨具（最も廉価で実用的な回転研磨具）を用いる場合の実用上好適な範囲（切り取り所要時間（図３の(ｂ)〜(ｄ)の所要時間）が１.５〜２.０秒程度）であるが、他の研磨材による回転研磨具を用いる場合も、研磨面の平均周速度は４〜８ｍ／秒に近い値であると推測できる。しかし、他の研磨材による回転研磨具の場合は、好適な切り取り所要時間（１.５〜２.０秒程度）を基準にして研磨面の平均周速度の最適値を確認する必要がある。
このように、ひげ根の切り取りミスが少なく、また過度に切り取る恐れがなく、安易に能率的にひげ根の切り取り作業を行うには、研磨面の平均周速度は４〜８ｍ／秒である必要がある。

(２) 本発明の玉ねぎのひげ根切り取り装置において、回転研磨円盤の直径が１８０〜２００ｍｍであること。
これによって、２つの玉ねぎのひげ根を同時に切り取ることができる。
回転研磨盤の研磨面の半径方向幅は３０ｍｍ以上必要であり、また、２つの玉ねぎのひげ根を同時に切り取るには、回転研磨円盤の直径は１８０ｍｍ以上必要であるが、２００ｍｍより大きい必要はない。
ただし、１つの玉ねぎのひげ根を切り取るだけの小型のひげ根切り取り装置の場合は、回転研磨円盤の直径は１２５ｍｍあれば所要の研磨面の半径方向幅３０ｍｍを確保することができる。この場合も、研磨面の平均周速度を上記の範囲にする必要がある。

(３) 本発明の玉ねぎのひげ根切り取り装置において、天板に２つの窓穴を形成し、この２つの窓穴が回転研磨円盤の回転軸に対して対称に配置されていること。
天板の２つの窓穴を利用して、同時に２つの玉ねぎのひげ根を切り取ることができる。
このように、２つの玉ねぎについて同時に行うには、回転円盤の直径が大きくなければならないが、実用上は直径が１８０〜２００ｍｍでよく、２００ｍｍより大きい必要はない。

(４) 本発明の玉ねぎのひげ根切り取り装置において、天板の下面と回転研磨円盤の研磨面との隙間が、１０〜１５ｍｍであること。
この隙間が１０ｍｍより小さいと、窓穴の内周縁により玉ねぎの鱗茎を支えるとき不安定になり、この隙間が１５ｍｍより大きいと、鱗茎が小径のとき玉ねぎを上から手で掴み難くなる。したがって、この隙間は玉ねぎの鱗茎の大きさ（７０〜１３０ｍｍ）との兼ね合いで、１０〜１５ｍｍが実用上最適な範囲である。

(５) 本発明の玉ねぎのひげ根切り取り装置において、天板の一端がヒンジを介して台座部に回動可能に取り付けられていること。
天板は作業台のテーブルとしても機能する。この天板を回動して開くことにより、回転研磨円盤と駆動モータを作業台の上方側へ露出することができるので、これらのメンテナンスを容易に行うことができる。

図１は、本発明による玉ねぎのひげ根切り取り装置の平面図である。 図２は、図１に示されたひげ根切り取り装置のＡ−Ａ断面図である。 図３(ａ)〜(ｄ)は、回転研磨円盤の研磨面で玉ねぎのひげ根を切り取る様子を順次模式的に示す説明図である。

本発明は、安全で作業による疲労が少なく、効率良く簡単で容易に玉ねぎのひげ根を除去するという目的を、左右の脚板と天板から成る門型の作業台に回転研磨円盤を組み付けるという簡単で安価な装置によって実現したものである。

本発明の実施例について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１及び図２は、玉ねぎのひげ根切り取り装置の平面図及び断面図であり、図３は玉ねぎのひげ根を切り取る様子を説明する模式図である。
〔ひげ根切り取り装置の構造〕
玉ねぎのひげ根切り取り装置は、図１及び図２に示されるように、左右の脚板１１ａ、１１ａと天板１２と複数の結合部材１１ｂ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｃ…から成る門型の作業台１０に対して、回転研磨円盤３と駆動モータ４から成る切り取り手段１を組み付けることによって構成される。
上記門型の作業台１０は、左右の脚板１１ａ、１１ａを複数の結合部材１１ｂ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｃ…により結合して成る台座部１１上に、天板１２をヒンジ１３によって回動可能に取り付けて構成される。また、切り取り手段１は、研磨面３ａを備える回転研磨円盤３を駆動モータ４の回転軸４ａにナット等の円盤固定具４ｂで着脱自在に固定して構成されており、上記左右の脚板１１ａ、１１ａの内側面に溶接された階段状ブラケット１５、１５に対して、上記駆動モータ４のフランジ４ｃをボルト・ナット等のモータ固定具１６によって固定されている。なお、１５ａは階段状ブラケット１５と脚板１１ａとの間に結合されて、階段状ブラケット１５を支持する支持部材である。

上記天板１２は、少なくとの１個の窓穴１４（図示の実施例では２個の窓穴）を備えており、高速回転する回転研磨円盤３から作業者を守る保護板の機能を有している。この天板の窓穴１４には、ひげ根の切り取り作業時に作業者の手によって玉ねぎの底部が落とし込まれる（挿入され押し付けられる）。
また、上記天板１２はヒンジ１３によって台座部１１に回動可能に取り付けられているので、天板１２を右側に開いて（時計回り方向に回動させて）回転研磨円盤３や駆動モータ４を台座部１１の上方側へ容易に露出させることができる。これにより、円盤固定具４ｂを外して回転研磨円盤３を取り替える等のメンテナンスを簡単に行うことができる。また、モータ固定具１６を外すことによって、駆動モータ４を階段状ブラケット１５から簡単に取り外すこともできる。

上記ひげ根切り取り装置の具体例について説明すれば、天板１２は横幅ｗ１が３５０ｍｍ、縦幅ｗ２が３００ｍｍ、厚さが１.６ｍｍの鋼板であり、脚板１１ａは高さｈが６５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの鋼板である。また、回転研磨円盤３の直径は１８０ｍｍ、研磨面３ａの半径方向幅は５０ｍｍ、研磨面３ａの平均直径（研磨面３ａの半径方向幅の中央をとおる仮想円の直径）は１３０ｍｍであり、天板１２の下面と回転研磨円盤３の研磨面３ａとの隙間ｓは、ひげ根の切り取り作業のし易さから１０〜１５ｍｍが適当であり、この実施例では１３ｍｍにしている。

そして、天板１２には、回転研磨円盤３の回転軸ｃを中心にして、その左右に直径ｄが５０ｍｍの窓穴１４、１４を設けている。また、上記左右の窓穴１４、１４の中心間距離ｐは１２０ｍｍである。これらの寸法は鱗茎の直径が７０〜１３０ｍｍの玉ねぎを想定したものであるが、処理対象の玉ねぎの大きさに応じて適宜選択すれば良いことである。この天板１２は保護板として機能するものであるから窓穴１４はなるべく小さい方が望ましいが、鱗茎の落とし込みに支障がない程度の大きさが必要である。
さらに、回転研磨円盤３の平均周速度（研磨面の平均直径上における周速度）は最適範囲の４〜８ｍ／秒の中間である６ｍ／秒にしている。

〔ひげ根の切り取り作業〕
次に、上述したひげ根切り取り装置による玉ねぎのひげ根切り取り作業について、図１〜図３を参照しながら説明する。
先ず、ひげ根切り取り装置の電源スイッチ（図示なし）をオンして、駆動モータ４により回転研磨円盤３を所定の平均周速度で回転させる。次に、作業者が玉ねぎの上部を手で掴んで、ひげ根が生えている底部を天板（保護板）１２の窓穴１４から回転研磨円盤３に向けて落とし込むと（図３(ａ)）、高速で回転する回転研磨円盤３の研磨面３ａにひげ根の先端が触れて擦り切られる（図３(ｂ)）。さらに玉ねぎを落とし込んでいくと、研磨面３ａに押し付けられる玉ねぎのひげ根が研磨面によって擦り切られて段々に短くなる。短くなったひげ根は研磨面３ａに強く押し付けられるようになり、その下端（先端）部が研磨面で瞬時に擦り切られる（図３(ｃ)）。

玉ねぎの直径は７０〜１３０ｍｍ程度であり、そのひげ根の根元部分は直径１０〜１５ｍｍの範囲に密生しているが、ひげ根の先端が擦り切られて残余の長さが短くなり、ひげ根が所定の長さまで短くなるとこの残余の部分は急に太く硬くなるので、玉ねぎが回転研磨円盤３の研磨面３ａから受ける押圧力（研磨面３ａにより回転方向へ押される力）は強くなる。この押圧力の急激な変化によって、ひげ根が所定長さｌ（例えばｌ＝５ｍｍ程度）まで短くなり（図３(ｄ)）、作業者に手の感覚としてひげ根の切り取り作業が完了したことを感知させることができる。そして、この手の感覚は作業者が経験的に容易に把握できることであり、特に神経を使うような難しい作業ではない。

このようなひげ根の切り取り作業時には、回転研磨円盤３は天板（保護板）１２でカバーされているので、作業者がこれに不用意に触れることはない。もしも、回転研磨円盤３に作業者の指などが触れたとしても、大きな怪我にはならない。
そして、玉ねぎの鱗茎はその底部が天板１２の窓穴１４に落とし込まれ（挿入され押し付けられ）、回転研磨円盤３の研磨面３ａによってその回転方向に押されるが、窓穴１４の内周縁で玉ねぎの下部外周面が支えられるので（図３(ｄ)）、回転研磨円盤３の研磨面３ａから受ける押圧力に対抗するために、作業者は鱗茎を手で強く掴んでいる必要はなく、切り取り作業を長時間継続してもそれ程疲れることはない。
また、このひげ根切り取り装置によってひげ根の切り取り作業をするときは、作業者の両手は自由であるから、この両手を使ってそれぞれ別の玉ねぎについてひげ根の切り取り作業を行うことができるので、作業能率を大幅に向上させることができる。
したがって、このひげ根切り取り装置によるひげ根の切り取り作業は、安全であり、精神的・肉体的な疲労も小さく、しかも極めて能率的に行うことが可能である。

特開２００１−２８９２０号公報 特開２００３−１１６５１０号公報 実開平６−６１０９５号公報

１…切り取り手段 ３…回転研磨円盤
３ａ…研磨面 ４…駆動モータ
４ａ…回転軸 ４ｂ…円盤固定具
４ｃ…フランジ
１０…作業台 １１…台座部
１１ａ…脚板 １１ｂ、１１ｃ…結合部材
１２…天板 １３…ヒンジ
１４…窓穴 １５…階段状ブラケット
１５ａ…支持部材 １６…モータ固定具（ボルト・ナット）

Claims (6)

1. 駆動モータの回転軸に着脱自在に取り付けられた回転研磨円盤の研磨面を上向きに配置し、
   上記回転研磨円盤を保護板である天板で覆っており、
   上記天板に少なくとも１つの窓穴を形成することによって、上記回転研磨円盤の研磨面を露出させてあり、
   上記天板の窓穴から玉ねぎの底部を上記回転研磨円盤の研磨面に向けて落とし込むことにより、玉ねぎのひげ根を切り取ることを特徴とする玉ねぎのひげ根切り取り装置。
2. 上記回転研磨円盤がサンドペーパーを積層して成る回転研磨具であり、この回転研磨具の研磨面の平均周速度が４〜８ｍ／秒であることを特徴とする請求項１に記載の玉ねぎのひげ根切り取り装置。
3. 上記回転研磨円盤の直径が１８０〜２００ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の玉ねぎのひげ根切り取り装置。
4. 上記天板に２つの窓穴を形成し、この２つの窓穴が回転研磨円盤の回転軸に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の玉ねぎのひげ根切り取り装置。
5. 上記天板の下面と上記回転研磨円盤の研磨面との隙間が、１０〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の玉ねぎのひげ根切り取り装置。
6. 上記天板の一端がヒンジを介して台座部に回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の玉ねぎのひげ根切り取り装置。

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