JP4486550B2 - コイン精米機 - Google Patents

Description

本発明は、利用客がコイン（硬貨）を投入し、自身の持参した玄米を所望の精白度に精米するためのコイン精米機に関する。

利用客が投入した金額に応じて玄米を精米するコイン精米機は、白米の白さ具合（精白度）を選択できるように、「７ぶつき」、「標準」、「上白」の３種類の精白度スイッチを通常設けてある。そして、利用客の選択した精白度スイッチに対応させて、精米機搗精部の出口を塞ぐ抵抗板の抵抗力を調整して精白度を変える構造が採用されている。

しかしながら、抵抗板の抵抗力が同じであっても、玄米に含まれる水分量によって精白度は変化するものである。即ち、玄米の水分量が多い高水分米は玄米自体軟らかいので、その分、精白度が上昇する傾向にある。一方、玄米の水分量が少ない低水分米は玄米自体硬いので精白度が低下する傾向にある。従って、玄米の水分量を測定して、抵抗板の抵抗力を補正するものが開発されている（特許文献１）。
特開２００１−１４９８０３号公報

ところが、これは、予め設定された補正係数に合わせて抵抗板の抵抗力（精米抵抗）を補正するものなので、精米された実際の白米の精白度が、精白度スイッチで選択した精白度と一致するとは限らない。即ち、白米の精白度が利用客のニーズに一致していないのである。というのも、精白度に影響を与えるパラメーターとしては、水分量以外にも少なくとも玄米の温度が存在するからである。

玄米は一般家庭では通常、常温で保存されている。従って、外気温度の影響を受けることになり、夏期は玄米の温度も高くなり、油脂成分の多い糠層が軟らかい状態となるので、精米すれば精白度が上昇しやすい。一方、冬期は糠層が硬い状態となるので、精米すれば精白度が低下しやすいのである。このように従来判明していたパラメーターのうち１つだけで精白度を補正することには、無理がある。また、前述した方法は、実際に精米された白米の精白度を測定してその結果を反映して補正したわけではないことや、玄米温度と玄米含有水分量以外にも精白度に影響を与えるパラメーターがあるかもしれないことを考慮すれば、仮に２つのパラメーターを利用して精白度を補正しても、所望の精白度で精米されるとは限らない。

そこで、本発明者は上記課題を解決すべく、実際に精米された後の白米について精白度に関するパラメーターを測定して、その測定結果に基づいて精米抵抗を補正できる発明の開発に着手した。

また、利用客の多くはより白い白米を希望して精白度スイッチの「上白」を選択する傾向がある。但し、精米された白米の温度が高くなると、食味低下をもたらすことを知っている。食味低下は以下の原因によって生ずると考えられている。精米後の白米は精米時の摩擦作用によってその表面部が外気よりも高くなり、水分が蒸発する。精米度が高いほど水分の蒸発量が増え、精米後の白米はその中心部と表面部で水分量の差が大きくなって、亀裂が生じ、その亀裂によって食味低下がもたらされるのである。それ故、利用客は精米後の白米温度を体感温度によって把握し、その温度が必要以上に上昇しない機械を選択して使用する傾向がある。従って、利用客の要望に応え、精米後の白米温度に関する情報を提供することについても開発を行った。

ところで、精白度とは、精米歩留まりによって決められた値であり、白米重量÷玄米重量×１００という算出式を用いて求められる。そして、かかる算出式より、例えば精白度が「７ぶつき」の場合は歩留まり９３〜９４％、「標準」の場合は歩留まり９０〜９１％、「上白」の場合は歩留まり８８〜８９％という具合に決めてある。

本発明者は研究をしたところ、玄米温度と白米温度との差、即ち精米前後の米の温度差が、精米歩留まり（精白度）と相関関係があることに気づいた。図８はその相関関係を示したものである。これにより精米歩留まりの減少変化に伴って温度差が比例的に増加する関係にあることが分かる。なお、この結果は、玄米水分量や玄米温度に関係なく得られた。

そこで本発明者は利用客が投入した玄米の温度と、実際に精米された直後の白米の温度とを比較して、その温度差に基づいて精米機の精米抵抗を補正することにより、精白度スイッチで選択した精白度の白米が得られるコイン精米機を以下の通り完成した。

即ち、本発明は、玄米投入ホッパーより連通する玄米取り込み装置、石抜き装置、精米装置、白米タンク及びそれら装置を制御する制御装置を備え、操作パネルには複数の精白度スイッチを選択可能に設け、制御装置の精米抵抗設定部には各精白度スイッチの精白度に応じて精米装置の精米抵抗を設定し、選択された精白度スイッチに対応する精米抵抗設定部の設定値に基づいて精米装置の精米抵抗を決定して精米するコイン精米機を前提とする。そして、請求項１の発明は、玄米の温度を測定する玄米温度計を、精米前までの玄米搬送経路中に設けると共に、白米の温度を測定する白米温度計を、精米後の白米排出経路中に設ける。制御装置には、精白度と相関関係のある精米前後の米の温度差を精白度スイッチの精白度に応じて設定する温度差設定部と、精米抵抗設定部で決定した精米装置の精米抵抗を補正する補正部を有し、温度差設定部では、精米前後の米の重量に基づいて算出される精白度の上昇変化に伴って精米前後の米の温度差を比例的に増加する関係に設定してあり、補正部では、玄米温度計と白米温度計から得られるデータに基づいて実測値の温度差を算出し、選択された精白度スイッチの精白度に応じた温度差設定部の設定値と実測値の温度差を比較し、実測値の方が設定値よりも高い場合は精米抵抗を弱め、実測値の方が設定値よりも低い場合は精米抵抗を強める補正をすることを特徴とする。なお、実測値と設定値が一致する場合は精米抵抗をそのまま維持する。

上記したコイン精米機の精米処理によって、利用客の選択した精白度スイッチの精白度に精米されることになるが、精米による温度上昇を正確に利用客に知らせることが望ましい。それには請求項２の発明のように、操作パネルに温度表示部を設け、温度表示部では玄米温度と白米温度、又は精米前後の米の温度差を表示する。

本発明は、精白度と精米前後の米の温度差に相関関係があることを見出し、この温度差を精米抵抗を補正するパラメーターとして巧みに利用したものであり、実際の玄米と白米の温度を測って実測値の温度差を算出し、温度差設定部で定めた設定値に実測値を一致させるための補正をするのであるから、気温変化や玄米の含有水分量に関係なく、利用客が希望した精白度スイッチの精白度で精米される。

また、操作パネルに温度表示部を設けたので、玄米を精米した際の温度上昇値を利用客が把握でき、機種選定の目安にもなる。

コイン精米機は図１、図２に示すように、建屋１内に設置されるもので、壁２と各種装置を利用して客室３と機械室４に建屋１内を仕切ってある。客室３には玄米投入ホッパー５と白米タンク６、操作盤７の操作パネル８（図４参照）を有する。機械室４には玄米投入ホッパー５から投入された玄米を取り込んで精米した後に返却するために、玄米取り込み装置９、石抜き装置１０、精米装置１１を順番に有し、精米後の白米を白米タンク６に排出する。また、機械室４には精米時に出される糠を空気と分離する集糠サイクロン１２と、集糠サイクロン１２に取り付けた糠回収袋１３を置いてある。

玄米投入ホッパー５は、その上部に網１４をほぼ水平に置くと共に、その底部には玄米取り込み装置９の取り込みコンベヤ１５を横向きに配置してある。また、網１４と取り込みコンベヤ１５の間には、米粒検出センサー１６及び玄米温度計１７を取り付けてある。玄米温度計１７には一例としてサーミスタを用い、玄米の温度を直に測定する。なお、玄米温度計１７に、例えば赤外線を使った非接触型のものを用いても良い。

玄米取り込み装置９は、取り込みコンベヤ１５と昇降機１８からなる。取り込みコンベヤ１５はモーターで駆動し、玄米投入ホッパー５に接続したケース１９内でスクリュー軸２０を回転させるものである。ケース１９は、上流側が断面Ｕ字状で下流側が筒状に形成してあり、上流側から取り込んだ玄米を、スクリュー軸２０の回転で下流側に送り、昇降機１８の下部に流し込む。

昇降機１８は玄米を引き上げるモーター駆動のバケットコンベヤで、引き上げた玄米を石抜き装置１０に落下させる。

石抜き装置１０は、その上部にホッパー２１を有し、ホッパー２１の下部には、高さ方向に傾斜した選別板２２が揺動可能に支持され、選別板２２の下方にはファン２３が配置してある。選別板２２は全面に亘って多数の孔があけてある。石抜き装置１０の駆動中は、揺動する選別板２２の下方から上方に向かってファン２３からの風が吹き抜けることによって、玄米中に混入する石くずが、玄米との比重差によって沈み込み、さらに揺動作用によって選別板２２の上方に移動して回収される。一方、風によって浮き上がった玄米は後から供給される玄米に押されて下流に送られて落下し、精米装置１１に送り込まれる。

精米装置１１は図３に示すように、上部にホッパー２４を有し、ホッパー２４の下に横向きの筒状の搗精室２５を接続してある。玄米投入ホッパー５から精米装置１１のホッパー２４までが玄米搬送経路となる。搗精室２５はその下流側を筒状の除糠アミ２６で形成し、内部に搗精ロール２７を回転可能に収容してある。ホッパー２４の下部には精米センサ２８を設けてあり、精米センサ２８が玄米を検出した場合には、モーターで搗精ロール２７を回転し、玄米を搗精室２５の出口側に送り込み、玄米同士の摩擦と除糠アミ２６の網目に擦られることで白米と糠が分離する。搗精室２５の下方には糠回収ダクト２９の先部を接続し、糠回収ダクト２９の途中の部屋には除糠ファン（図１参照）３０が内蔵されており、モータで除糠ファン３０を回し、除糠ファン３０の吸引作用によって糠は除糠アミ２６の網目を通過し、糠回収ダクト２９の末端に接続した集糠サイクロン１２に回収される。一方、残った白米は、搗精室２５の出口３２に向かうが、抵抗板３３がバネ３４の弾性力を利用して出口３２を塞いであり、搗精ロール２７によって送り込まれた白米が弾性力に逆らって抵抗板３３を押し込んで出口３２を開いて通過する。出口３２に接続した管状排出口３５を経て白米が白米タンク６に排出される。搗精室２５の出口３２の近傍から白米タンク６までが白米排出経路となる。管状排出口３５には白米温度計３６を固定してある。白米温度計３６も前述した玄米温度計１７と同様に一例としてはサーミスタを用いる。

上述した抵抗板３３の支持構造をさらに詳細に説明する。精白度を調整するために、搗精室２５の出口３２の近傍にアーム３７をその中央部を支点Ｃとして揺動可能に支持し、アーム３７の一端部を押圧手段３８で押圧・解除可能に設け、アーム３７の他端部に備わる抵抗板３３がその押圧及び解除を利用して出口３２を開閉可能に設けてある。後述するが、出口３２を完全に開放している状態でコイン精米機の運転開始や停止を行っており、精米中は通常、出口３２を抵抗板３３で弾性的に閉じている。なお、精米中にも出口３２を開くことがあるが、それは精米開始直後や精米終了間際であって、出口から排出された玄米を白米タンクに送ることなく、別ルートで回収して再度精米装置１１に送り込むことによって精米が不十分とならないようにする。

押圧手段３８は、バネ３４の圧縮度合いを変更して出口３２を塞ぐ精米抵抗を主に変更するもので、搗精室２５の外側（図の上側）に抵抗モータ３９を配し、抵抗モータ３９にネジ軸４０を直結し、ネジ軸４０にナット４１とアーム３７の一端部を間隔をあけてねじ込み、ネジ軸４０に通したバネ３４をナット４１とアーム３７の一端部との間に介在してある。ナット４１はその周方向に回転不能に保持されているので、ネジ軸４０の正転又は逆転に伴ってナット４１が前進・後退する。従って、ナット４１の位置によってバネ３４の圧縮度合い、即ち精米抵抗は変更する。ナット４１の位置は、抵抗モータ３９の回転数によって決まるので、回転数制御の為に、ネジ軸４０の端部に回転ドッグ４２を設けると共に、回転数検出センサ４３をその周囲に設置し、回転数検出センサ４３から出力される情報に基づいて抵抗モータ３９の回転数を制御する。また、バネ３４の圧縮度合いの最小、最大を決定する為に、ナット４１に別の移動ドッグ４４を突出し、リミットスイッチからなる前進限スイッチ４５、後退限スイッチ４６を前後に対向して移動ドッグ４４の移動範囲を規制してある。バネ３４の圧縮度合いが最小の場合は、バネ３４が全く伸縮しておらずナット４１が後退限の位置にあり、この位置ではバネ３４の押圧力が解除されて抵抗板３３を開いて、抵抗板３３と出口３２との間に隙間が形成される。そして、この後退限の位置を原点として、ナット４１を所定量前進させることによって、即ち抵抗モータ３９を所定の量だけ回転させることによって、バネ３４の圧縮度合い、ひいては抵抗板３３が出口３２を塞ぐ方向にかかる押圧力（精米抵抗）を増大し、その押圧力に応じて精白度が決定する。

操作盤７は図４に示すようにその前面には客室側に向いた操作パネル８を有している。操作パネル８は、コイン投入口４７、投入金額表示灯４８、精白度を選択するための３つの精白度スイッチ４９、玄米用と白米用の温度表示部（液晶パネル）５０，５１等が設けてある。また、操作盤７内にはマイクロコンピューターを用いた制御装置を備えており、図５に示すように各種スイッチやセンサー等から得られるデーターを入力インターフェースを介してコントローラーに取り込み、メモリに記録したプログラムに基づく処理を行って、各種制御信号を出力インターフェースを介して所定の装置等に出力する。

制御装置は、各精白度スイッチ４９に対応した精白度で精米できるように、精米抵抗設定部を設け、精米装置の精米抵抗を抵抗モータ３９の回転数に置き換えて、抵抗モータ３９の回転数を各精白度スイッチ４９に対応して設定してある。具体的には図８に示すように、精白度スイッチ４９が例えば「７ぶつき」の場合は７回転、「標準」の場合は１０回転、「上白」の場合は１３回転と設定する。

また、制御装置は、精米抵抗設定部で決定した精米抵抗だけでは、利用客の選択した精白度スイッチ４９の精白度に、精米されない場合を考慮して、精米前後の米の温度差を精白度スイッチ４９の精白度に応じて設定する温度差設定部と、精米抵抗設定部で決定した精米抵抗を温度差設定部の設定値に基づいて補正する補正部を有する。温度差設定部には図８に示すように精白度と温度差に相関関係があることを利用して、精白度スイッチ４９が例えば「７ぶつき」の場合は８℃、「標準」の場合は１３℃、「上白」の場合は１８℃と設定する。

また、補正部では、玄米温度計１７と白米温度計３６のデータ（温度情報）から実測値の温度差を算出し、実測値の温度差を、選択された精白度スイッチ４９の精白度に応じた温度差設定部の設定値と比較し、実測値が設定値と一致する場合は精米抵抗を補正せずに精米抵抗設定部で決定した抵抗値（抵抗モータ３９の回転数）で精米を続ける。一方、実測値が設定値よりも高い場合には利用客の希望よりも精白度が高いことになるので、抵抗モータ３９に逆転指令、例えば１回転逆転する補正指令を出力する。逆に実測値が設定値よりも低い場合には精白度が低いことになるので、抵抗モータ３９に正転指令、例えば１回転正転する補正指令を出力する。これら補正指令を出力した後に、再度、実測値の温度差を算出し直して、温度差設定部の設定値と比較し、同様の処理を繰り返す。

上述したコイン精米機の操作並びに動作シーケンスを、図４，図５を適宜参照しながら図６，図７に基づいて説明する。まず、利用客が操作パネル８の表示番号の１番に従って、持ち込んだ玄米の量に応じてコインをコイン投入口４７に投入する。すると、料金枚数検知手段が投入されたコイン枚数を検知して投入金額表示灯４８に表示する。同時に３つの精白度スイッチ４９が点滅して運転準備が整っていることを利用客に知らせる。利用客は操作パネル８の表示番号の２番に従って玄米を投入口に入れる。続いて表示番号の３番に従って、所望の精白度スイッチ４９を押す。すると、選択された精白度スイッチ４９は点灯に切り換わり、他の２つのスイッチは消灯すると同時に玄米の取り込みコンベヤ１５、昇降機１８、及び石抜き装置１０用のモーターが起動して、玄米の取り込みが開始される。この時点では、出口３２を完全に開放している。

精白度スイッチ４９を押すと、各精白度スイッチ４９に対応する精米抵抗設定部の設定値分だけの回転指令を抵抗モータ３９に送り、抵抗モータ３９が原点から指令された分だけ回転して抵抗板３３の抵抗力が最初に設定される（抵抗板３３で出口３２を弾性的に閉鎖する）。玄米投入ホッパー５内に設けた玄米温度計１７が玄米の温度を計測し、計測温度を制御装置内のメモリに記憶すると共に玄米用の温度表示部５０に表示する。続いて、玄米投入ホッパー５の奥側に設けた米粒検出センサー１６が玄米を検出すると、１コイン分の運転時間Ｔのカウントを開始する。この時点で玄米が投入されていない場合には投入待ち時間Ｔｎをカウントし、この時間が経過するのを待ってから運転時間Ｔのカウントに移る。

玄米が取り込みコンベヤ１５、昇降機１８、石抜き装置１０によって搬送されて精米装置１１に送り込まれると、精米センサー２８が玄米を検出して搗精ロール２７用の精米装置モーターと除糠ファンモーターを起動し、精米が行われる。管状排出口３５に設置した白米温度計３６によって精米後の白米の温度を計測し、計測結果から玄米と白米の実測値の温度差を算出する。そして、その実測値を設定値の温度差と比較し、実測値が高い場合は抵抗モータ３９を補正分だけ逆転して精米抵抗を弱め、補正後に精米された白米の温度を再計測する処理に戻る。一方、実測値が低い場合は抵抗モータ３９を補正分だけ正転して精米抵抗を強め、補正後に精米された白米の温度を再計測する処理に戻る。これらの補正処理は、実測値と設定値が一致する（実測値が設定値よりも高くも低くもない状態）まで行われる。一致すれば、その後はその精米抵抗を持続して精米を続け、白米温度を白米用の温度表示部５１に表示し、１コイン分の運転時間Ｔのカウントが満了するまで精米を続ける。運転時間Ｔのカウントが満了する毎に、料金表示灯のカウントを減数していき、次の運転時間Ｔのカウントに移り、最終料金分の運転時間Ｔが満了しない場合は、再度、料金表示灯のカウントを減数する処理に戻る。最終料金分の運転時間Ｔが満了した場合には、料金表示灯のカウント１を保持しながら、取り込みコンベヤモータを停止し、精米センサー２８が玄米を検出しないことを確認した上で、その他の各モータを停止し、料金表示灯のカウントを０に変え、精白度スイッチ４９を消灯し、抵抗モータ３９を原点まで逆転して出口３２を開放して、精米処理を終了する。

本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、白米の温度を計測してから、一定条件下で抵抗モータ３９を補正分だけ正転・逆転して精米抵抗を変えて補正する処理は１回だけするものであっても良い。補正処理を１回すれば、殆ど実測値と設定値は一致するので、補正処理を１回した後は、実測値と設定値は一致したものとみなして、その後の処理に移行するのである。

コイン精米機の全体像を示す説明図である。 コイン精米機の平面図である。 精米装置の拡大断面図である。 操作パネルの正面図である。 コイン精米機の制御系統を示すブロック図である。 精米処理の前工程を示すフローチャートである。 精米処理の後工程を示すフローチャートである。 精米前後の米の温度差と精白度との相関関係を示すグラフである。

符号の説明

５ 玄米投入ホッパー
６ 白米タンク
８ 操作パネル
９ 玄米取り込み装置
１０ 石抜き装置
１１ 精米装置
１７ 玄米温度計
３６ 白米温度計
４９ 精白度スイッチ
５０、５１ 温度表示部

Claims (2)

1. 玄米投入ホッパー（５）より連通する玄米取り込み装置（９）、石抜き装置（１０）、精米装置（１１）、白米タンク（６）及びそれら装置を制御する制御装置を備え、操作パネル（８）には複数の精白度スイッチ（４９）を選択可能に設け、制御装置の精米抵抗設定部には各精白度スイッチ（４９）の精白度に応じて精米装置の精米抵抗を設定し、選択された精白度スイッチ（４９）に対応する精米抵抗設定部の設定値に基づいて精米装置の精米抵抗を決定して精米するコイン精米機において、
   玄米の温度を測定する玄米温度計（１７）を、精米前までの玄米搬送経路中に設けると共に、白米の温度を測定する白米温度計（３６）を、精米後の白米排出経路中に設け、
   制御装置には、精白度と相関関係のある精米前後の米の温度差を精白度スイッチ（４９）の精白度に応じて設定する温度差設定部と、精米抵抗設定部で決定した精米装置の精米抵抗を補正する補正部を有し、
   温度差設定部では、精米前後の米の重量に基づいて算出される精白度の上昇変化に伴って精米前後の米の温度差を比例的に増加する関係に設定してあり、
   補正部では、玄米温度計（１７）と白米温度計（３６）から得られるデータに基づいて実測値の温度差を算出し、選択された精白度スイッチ（４９）の精白度に応じた温度差設定部の設定値と実測値の温度差を比較し、実測値の方が設定値よりも高い場合は精米抵抗を弱め、実測値の方が設定値よりも低い場合は精米抵抗を強める補正をすることを特徴とするコイン精米機。
2. 操作パネル（８）に温度表示部（５０，５１）を設け、温度表示部（５０，５１）では玄米温度と白米温度、又は精米前後の米の温度差を表示することを特徴とする請求項１記載のコイン精米機。

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