JP5367348B2 - 色彩選別機 - Google Patents

Description

本発明は、穀物などの粒状物に含まれる異色粒やガラス片、石粒などの異物を選別して除去する色彩選別機に係り、更に詳しくは色彩選別機内のフィーダの清掃方法に関するものである。

従来から、米などの穀物類の中に含まれる異色粒などの異物を選別し、除去する色彩選別機は知られており、各種のものが開発されている。
この色彩選別機は供給筒から供給された粒状物などの被選別物をフィーダによって流量を調整しながら、照明装置と判別センサが取り付けられたシュートに均等に流下させる構造となっており、照明装置から照射された光が被選別物を透過する際の光の透過率や反射率を、判別センサによって検知して異物であるか否か判別し、異物である場合にはその下に設けられているエアガンから圧縮空気を噴射して、流下中の異物だけを除去するものである。
ここで、例えば、特許文献１の色彩選別機は、被選別物を供給するフィーダに電磁石を取り付け、振動させるようにしている。また、特許文献２の色彩選別機は、フィーダからシュートに供給される被選別物の量を検知して、フィーダ出口の開度を制御する制御手段を設けるようにしている。

実開昭５６−２８０号公報

特開２００６−１５０１７８号公報

これら特許文献の色彩選別機は、いずれもシュートに被選別物を安定して供給することを目的として、フィーダの構造について検討がなされたものであるが、フィーダ内においては、被選別物が絶えず移動していることから、それがフィーダの搬送通路を滑ったり擦れ合うこととなる。
従って、被選別物が穀物の場合には、フィーダ内を移動している間に粒の表面に付着している物がフィーダ内に付着し、堆積する現象が発生するため、フィーダの搬送通路は定期的に清掃することが必要となってくる。

特に、穀物の中でも米については、玄米であっても白米であっても、米粒の表面にはわずかながら糠などが付着していることから、フィーダ内を移動している間に米粒が擦れあったり、フィーダと擦れあうことによって、これらの糠などがフィーダの搬送通路の底面などに付着し、堆積することになる。
これらの糠は、その堆積量が少ないうちは、フィーダの搬送通路に付着したままであるが、ある程度の大きさになると一部が塊状となって剥がれ、搬送通路から脱落して、米とともにシュートに流下してしまうことになる。そして、シュートに流下した塊状の糠は形状も種々雑多であり、流下中の空気抵抗を大きく受けるものは流化速度が遅いため、判別センサによって検知されてもエアガンの噴射とタイミングが合わず、正常な米粒と共に通過してしまい、製品中にその塊状の糠が混入してしまうという問題があった。
また、付着した糠などは粘着性を有していることから、フィーダの搬送通路に固着し、その清掃作業はエアガンなどによる圧縮空気では到底清掃できない。従って、これら清掃作業は装置の稼働を長時間止めて人手で入念に行わなければならないことから、手数と時間がかかり、人件費や製造効率を低下させてしまうという課題があった。

しかし、従来の問題点はそれだけでなく、もっと重大な問題点が存在することが本件発明者によって発見された。即ちその問題とは、フィーダの搬送通路は滑面であるところ、それに僅かでも糠などが付着すると、摩擦係数の変化から、フィーダから送り出される米の流れに乱れが生じ、その結果、判別センサを通過する米粒群は団子状に密集していたり、逆に空白部が出来たりするという問題である。
従来はそのような現象が生じていることに気づかなかったため、判別センサを通過する米は連続して一粒ずつ連なっていわゆる「１粒並び」となって通過しているものと考えられていたが、実際は米粒群が集合して団子状になって通過する場合や、逆にその団子状と団子状の集団の間に米粒がない空白部があることが判明した。そのために団子状となっている場合には、1粒ごとに正確に判別が出来ないことから、その団子状の中に含まれていた異物を検出することができず、選別性能を上げられないという問題点があった。更に空白部のところは全く選別作業をしないことになるから、選別能力も上げられないという問題点もあった。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、米粒が１粒ずつ連なってセンサを通過させるとの理想的な選別条件を果たすことができるよう、フィーダの搬送通路に自動的な清掃機構を設けた穀物など粒状物の色彩選別機と、穀物など粒状物の色彩選別機におけるフィーダの搬送通路の清掃方法の提供を目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る色彩選別機は、被選別物を送り出すフィーダと、フィーダに被選別物を供給する供給筒と、フィーダより送り出された被選別物を流下させるシュートと、シュートの下端部に設けた判別センサと、判別センサの検知結果に基づき異物を選別するエアガンを備えた色彩選別機において、フィーダの搬送通路に付着、堆積する付着物を清掃する清掃機構を備え、清掃機構が、フィーダの搬送通路の底面を清掃する清掃部材を備えると共に、フィーダをフィーダの長手方向に揺動自在に設けた揺動装置に設置し、揺動装置の揺動によってフィーダが長手方向に往復移動するときに、清掃部材がフィーダの底面を清掃することを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る色彩選別機は、清掃機構が、清掃機構が、揺動装置の作動により、フィーダを長手方向に往復移動させ、往路移動中は、揺動装置の動作により清掃部材の下端がフィーダの底面に当接し、その状態で清掃部材の下端がフィーダの開口部を通過するまでフィーダを移動させ、復路移動中は、清掃部材を少し持ち上げた状態で清掃部材が前記フィーダの開口部の先端に衝突しないようにフィーダを移動させ、清掃部材がフィーダの開口部より奥端側に入った位置にて清掃部材を降下させて、清掃部材の下端がフィーダの底面に当接した状態でフィーダを移動させ、復路移動の停止時には、揺動装置の動作により清掃部材がフィーダの奥端部の位置で持ち上がり、清掃部材の下端がフィーダの底面より離間した状態で停止する機構であることを特徴とするものである。

ここで、相対的に移動させるとは、清掃部材を上下方向以外は、ほとんど固定しておいて、フィーダのみを移動させたり、フィーダを固定しておいて清掃部材のみを移動させたり、清掃部材とフィーダの双方をフィーダの長手方向に移動させたりすることを指すものである。

また、フィーダおよび清掃部材を移動させる手段としては、清掃部材がフィーダの搬送通路の底面に当接した状態で搬送通路内を移動するように構成されていれば特に限定されず、例えば、フィーダを載置したブランコ状のフレームを選別機の内壁面に枢支した回転軸と連結しておき、当該回転軸をモータなどから構成された駆動装置によって所定の角度で回転させることによって、ブランコ状のフレームを揺動させてフィーダを移動させる手段や、同じくフィーダを載置したフレームの両端部を選別機の内壁面に敷設したレール上に配設しておき、当該フレームを当該レールによって移動させる手段などによって行うことができる。

清掃部材としては、フィーダの搬送通路内を清掃できれば、特に材質、形状、個数などには限定されず、材質についてはプラスチック、布、ゴム、紙などを用いることができ、形状についても板状、刷毛状のものなどを用いることができる。
なお、粘着性の付着物を清掃しつつ、繰り返し使用によってフィーダの搬送通路を傷つけないようにするためには、可撓性を持つ厚手の合成繊維製の布やゴムなどの弾性体を用いることが好ましい。また、清掃部材は容易に交換が可能なように着脱可能に設置されていることが好ましい。

フィーダとしては、シュートに被選別物を定量的に整然と送り出すことができれば、特に形状や機構には限定されず、例えば、単純にシュートに対して傾斜を設けて、被選別物を落下させるタイプのものや、搬送通路を振動させることによって、被選別物をシュートに送り出すタイプのものなどを用いることができる。
また、米などを選別する場合には、米粒に付着している糠などが搬送通路やシュートなどに付着することを抑制するために搬送通路やシュートを加温しておくこともできる。

また上記の清掃機構においては、選別時に清掃部材をフィーダの底面から離間した状態で保持しておくことが好ましい。その理由はフィーダが振動式である場合に、清掃部材をフィーダ底面から離間した状態で保持することによって、フィーダの振動を妨害したり、或いはフィーダの振動が清掃部材を介して、清掃部材を支持しているフレームや選別機全体に伝わることを防止することができるからである。
なお、清掃部材を離間する位置については、特に限定されないが、清掃機構の構造をよりコンパクトなものにするためには、フィーダの奥端部の位置で離間させるようにすることが好ましい。

本発明の請求項１に係る色彩選別機によれば、被選別物を送り出すフィーダと、フィーダに被選別物を供給する供給筒と、さらにフィーダより送り出された被選別物を流下させるシュートと、シュートの下端部に設けた判別センサと、判別センサの検知結果に基づき異物を選別するエアガンを備えた色彩選別機において、フィーダの搬送通路に付着、堆積する付着物を清掃する清掃機構を備えており、その清掃機構がフィーダの搬送通路の底面を清掃する清掃部材を備えるとともに、フィーダをフィーダの長手方向に揺動自在に設けた揺動装置に設置し、当該装置の揺動によって往復移動するように構成されているので、ロットの切替等の僅かの選別運転停止時などに自動的に清掃が行え、搬送通路は常時付着物がない状態を保つことができ、常に理想的な連続１粒通過が実現し選別性能が高まると共に、米粒通過の空白部がないから、選別能力を高めることができる。また、二次的には従来のように、清掃のたびに装置の稼働を止めて人手による清掃作業を行わずにすみ、人件費の削減と共に、製造能力を高めることもできる。さらに、付着物が米糠等の粘着性のあるものであってもより確実に清掃することができる。加えて、清掃機構をよりコンパクトにすることができる。

本発明の請求項２に係る色彩選別機によれば、清掃機構が、揺動装置の作動により、フィーダを長手方向に往復移動させ、往路移動中は、揺動装置の動作により清掃部材の下端がフィーダの底面に当接し、その状態で清掃部材の下端がフィーダの開口部を通過するまでフィーダを移動させ、復路移動中は、清掃部材を少し持ち上げた状態で清掃部材がフィーダの開口部の先端に衝突しないようにフィーダを移動させ、清掃部材がフィーダの開口部より僅かに奥端側に入った位置にて清掃部材を降下させて、清掃部材の下端がフィーダの底面に当接した状態でフィーダを移動させるように構成されているので、復路移動中に清掃部材やフィーダ開口部を破損させることなく、搬送通路を清掃することができる。

また、復路移動の停止時には、揺動装置の動作により清掃部材がフィーダの奥端部の位置で持ち上がり、清掃部材の下端がフィーダの底面より離間した状態で停止する構成されているので、フィーダに振動式のものを用いている場合においても、フィーダの振動を妨害したり、フィーダの振動が清掃部材を介して、清掃部材を支持しているフレームや選別機全体に伝わることを防止することができる。
従って、判別センサなど選別機の各機器類を振動させずにすみ、選別精度を維持することができる。

本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。
図１は本発明の色彩選別機の側面図、図２は本発明の色彩選別機の清掃機構部分の正面図である。
図１に示すように、本発明に係る色彩選別機１は、フィーダ２、搬送通路２ａ、開口部２ｂ、ブランコ状フレーム３、回転軸４、駆動用モータ５、揺動装置６、ガイド板７、上下移動杆８、支持部９、車輪取り付け板１０、車輪１１、清掃部材１２、取付部材１３、供給筒１４、シュート１５、振動用電磁石１６、対物用照明１７、判別センサ１８、バックグラウンド用照明１９、バックグラウンド２０、分離ホッパ２１、良品口２２、エアガン２３、不良品口２４から構成されており、清掃機構は図１、２に示すように、フィーダ２、ブランコ状フレーム３、回転軸４、駆動用モータ５、揺動装置６、ガイド板７、上下移動管８、支持部９、車輪取り付け板１０、車輪１１、清掃部材１２、取付部材１３を主要部品として構成されている。

フィーダ２はブランコ状フレーム３に載置されている。ブランコ状フレーム３は色彩選別機１の内側面に枢支されている回転軸４と連結しており、回転軸４はさらに駆動用モータ５と揺動装置６に連結している。

ブランコ状フレーム３には、変形Ｕ字形のガイド板７が取り付けられている。

上下移動杆８は色彩選別機１の内側面に支持部９によって支持されており、上下移動管８の短尺部分８ａには逆三角形状の車輪取り付け板１０が連結されている。車輪取り付け板１０の先端には車輪１１が取り付けられており、車輪１１は変形Ｕ字形のガイド板７の変形Ｕ字面上に乗せられた状態となっている。
上下移動杆８の長尺部分８ｂには、清掃部材１２を取り付ける取付部材１３が設置されており、取付部材１３によって清掃部材１２がフィーダ２の搬送通路２ａを清掃するように連結されている。

以下に、上記した実施の形態における作用を説明する。
まず、ホッパー（図示せず）の下端に設けられた供給筒１４からフィーダ２に供給された被選別物は、フィーダ２の搬送通路２ａによって流量が調整され、整然とした送り出しによってシュート１５に流下される。
ここで、フィーダ２の開口部２ｂは、シュート１５に対して傾斜した状態で配置されており、穀物などの被選別物をシュート１５に流下させるように構成されている。なお、フィーダ２の下部には、供給筒１４から搬送通路２ａに供給された被選別物を安定した流量で、且つ整然とした送り出しによって、シュート１５に流下させるための搬送通路２ａの振動用電磁石１６が設けられている。この電磁石１６の振動の強弱を調節することで被選別物の流量をコントロールすることが出来ている。

次に、シュート１５を加速しながら流下した被選別物は、対物用照明１７によって光を照射され、被選別物を透過または反射した光は判別センサ１８によって読み取られる。
ここで、判別センサ１８においては、予めバックグラウンド用照明１９によってバックグラウンド２０を照射した際の光の透過率や反射率を基準に、被選別物の光の透過率等が一定の範囲内にある場合には、良品と判別して分離ホッパ２１内の良品口２２に流下させる。一方、被選別物の光の透過率等が一定の範囲外にある場合には、異物と判別してエアガン２３から空気を噴射して分離ホッパ２１内の不良品口２４に流下させる。また、判別センサ１８には含水率を見分ける機能も併設されているので、ガラス、石、その他の異物も同様に不良品口２４に流下させることができる。

そして、１ロット毎など一定量の被選別物の選別が終了し、供給筒１４からの被選別物の供給が停止し、次の供給が始まる時を検出するセンサ（図示せず）からの信号により、数十秒の僅かの選別運転停止時間中に駆動用モータ５に通電がなされ、搬送通路２ａの清掃作業を行う。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る色彩選別機の清掃機構の稼働時の動きを示す側面図である。
具体的には、まず、図３（ａ）に示すように、清掃作業開始前（選別時）には、フィーダ２が載置されているブランコ状フレーム３は、駆動用モータ５と揺動装置６によって、被選別物がフィーダ２の開口部２ｂからシュート１５の直近に流下される位置に固定されている。
この状態では、上下移動杆８に取り付けられている車輪１１は、変形Ｕ字形のガイド板７の短辺突起部７ａに乗り上げた状態で保持されている。このことによって上下移動杆８に連結されている清掃部材１２は、搬送通路２ａの奥端部の位置で搬送通路２ａから離間して浮き上がった状態で保持されることになる。

次に、図３（ｂ）に示すように、駆動用モータ５に通電されると、それまで停止していたブランコ状フレーム３は、回転数を調節した駆動用モータ５の回転によって動かされる揺動装置６により、フィーダ２の長手方向であり、かつ、色彩選別機１の正面方向にゆっくりと往路移動を開始する。
その結果、車輪１１は変形Ｕ字形のガイド板７の底部７ｂ上を移動することから、上下移動杆８に連結されている清掃部材１２は、搬送通路２ａに当接し、その状態を保持したまま搬送通路２ａを更に移動することになる。このことによって、清掃部材１２は搬送通路２ａ上の肉眼では見えないほどの極微々たる付着物をかき取りながら移動する。

なお、図４は図３（ｂ）における稼働状態を示す模式図である。図４に示すように、清掃部材１２は搬送通路２ａごとに設けられている。ここで、本実施形態においては、１つのフィーダ２が３つの搬送通路２ａによって構成されていることから、清掃部材１２も３つ設けられている。
また、図４においては、フィーダ２を１つのみ記載しているが、必要に応じて、ブランコ状フレーム３上にフィーダ２を複数個設けることもできる。

次に、図３（ｃ）に示すように、ブランコ状フレーム３は、駆動用モータ５と揺動装置６によって、車輪１１が変形Ｕ字形のガイド板７の長辺突起部７ｃに乗り上げた状態となる位置まで、色彩選別機１の正面方向に往路移動させ、リミットスイッチ（図示せず）によって停止する。
そのような動きをする結果、搬送通路２ａ上を移動してきた上下移動杆８に連結されている清掃部材１２は、搬送通路２ａの先端即ち、開口部２ｂから離れることから、搬送通路２ａにあった付着物(微塵)などを搬送通路２ａの通路外に掃き出すことができるのである。掃き出された微塵はシュート１５上に落下し、更にその下端より落下するが、その時点では米が流下していないため、エアガンの噴気を吸気する集塵装置（図示せず）に集塵される。

一方、搬送通路２ａの先端から離れて停止していた清掃部材１２は、停止信号とタイマー（いずれも図示せず）によって、駆動用モータ５を逆転に通電する。
その結果、ブランコ状フレーム３は、駆動用モータ５と揺動装置６によって、図３（ａ）の位置まで、色彩選別機１の背面方向に復路移動を開始する。
ここで、図３（ｄ）はブランコ状フレーム３の復路移動中の状態を示す図である。図３（ｄ）に示すように、本実施形態においては、清掃部材１２は復路移動中にフィーダ２の開口部２ｂに接触する場合があるが、清掃部材１２の材質を可撓性部材や弾性部材としておけば開口部２ｂや、清掃部材１２を傷つけることがない。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る色彩選別機の清掃機構の稼働時の動きを示す側面図である。
ここで、図５の実施形態においては、ガイド板７に、清掃部材１２がフィーダ２の開口部２ｂに衝突することを防止するための衝突防止機構２５が設けられている。
この衝突防止機構２５は、図５（ｂ）に示すように、ブランコ状フレーム３が色彩選別機１の正面方向に往路移動する際には、車輪１１が変形Ｕ字形のガイド板７の底部７ｂ上を移動するように誘導するが、色彩選別機１の背面方向に復路移動する際においては、図５（ｄ）に示すように、車輪１１が衝突防止機構２５のシーソー状部材２５ａに乗り上げた状態で移動する。

なお、図６は、図５（ｂ）において、車輪１１が変形Ｕ字形のガイド板７の底部７ｂ上を移動している状態を示す模式図であり、図７は図５（ｄ）において車輪１１が衝突防止機構２５のシーソー状部材２５ａに乗り上げて移動している状態を示す模式図である。

ここで、ブランコ状フレーム３の往路移動の際には、図５（ｂ）において示すように、清掃部材１２はフィーダ２の搬送通路２ａの開口部２ｂまで当接した状態で移動することになる。一方、ブランコ状フレーム３の復路移動の際には、図５（ｄ）に示すように、清掃部材１２が搬送通路２ａの開口部２ｂ近傍において離間した状態で移動することから、清掃部材１２が搬送通路２ａの開口部２ｂに衝突することなく移動し、開口部２ｂを僅かに通過した後に、シーソー状部材２５ａが傾くことによって、車輪１１が変形Ｕ字形のガイド板７の底部７ｂ上に戻り、再び搬送通路２ａに当接することになる。
従って、清掃部材１２が開口部２ｂに衝突せず、フィーダ２を傷つけずにすむことになる。

本発明は、穀物などの粒状物に含まれる異色粒などの異物を選別して除去する色彩選別機に用いることができる。

本発明の色彩選別機の側面図である。 本発明の色彩選別機の清掃機構部分の正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る色彩選別機の清掃機構の稼働時の動きを示す側面図である。 図３（ｂ）における稼働状態を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る色彩選別機の清掃機構の稼働時の動きを示す側面図である。 図５（ｂ）において車輪が変形Ｕ字形のガイド板の底部上を移動している状態を示す模式図である。 図５（ｄ）において車輪が衝突防止機構のシーソー部に乗り上げて移動している状態を示す模式図である。

符号の説明

１ 色彩選別機
２ フィーダ
２ａ 搬送通路
２ｂ 開口部
３ ブランコ状フレーム
４ 回転軸
５ 駆動用モータ
６ 揺動装置
７ ガイド板
８ 上下移動管
９ 支持部
１０ 車輪取り付け板
１１ 車輪
１２ 清掃部材
１３ 取付部材
１４ 供給筒
１５ シュート
１６ 振動用電磁石
１７ 対物用照明
１８ 判別センサ
１９ バックグラウンド用照明
２０ バックグラウンド
２１ 分離ホッパ
２２ 良品口
２３ エアガン
２４ 不良品口
２５ 衝突防止機構

Claims (2)

1. 被選別物を送り出すフィーダと、
   前記フィーダに被選別物を供給する供給筒と、
   前記フィーダより送り出された前記被選別物を流下させるシュートと、
   前記シュートの下端部に設けた判別センサと、
   前記判別センサの検知結果に基づき異物を選別するエアガンを備えた色彩選別機において、
   前記フィーダの搬送通路に付着、堆積する付着物を清掃する清掃機構を備え、
   前記清掃機構が、
   前記フィーダの前記搬送通路の底面を清掃する清掃部材を備えると共に、
   前記フィーダを前記フィーダの長手方向に揺動自在に設けた揺動装置に設置し、
   前記揺動装置の揺動によって前記フィーダが長手方向に往復移動するときに、
   前記清掃部材が前記フィーダの底面を清掃することを特徴とする色彩選別機。
2. 前記清掃機構が、
   前記揺動装置の作動により、前記フィーダを長手方向に往復移動させ、
   往路移動中は、前記揺動装置の動作により前記清掃部材の下端が前記フィーダの底面に当接し、その状態で前記清掃部材の下端が前記フィーダの開口部を通過するまで前記フィーダを移動させ、
   復路移動中は、前記清掃部材を少し持ち上げた状態で前記清掃部材が前記フィーダの開口部の先端に衝突しないように前記フィーダを移動させ、前記清掃部材が前記フィーダの開口部より奥端側に入った位置にて前記清掃部材を降下させて、前記清掃部材の下端が前記フィーダの底面に当接した状態で前記フィーダを移動させ、
   復路移動の停止時には、前記揺動装置の動作により前記清掃部材が前記フィーダの奥端部の位置で持ち上がり、前記清掃部材の下端が前記フィーダの底面より離間した状態で停止する機構であることを特徴とする請求項１に記載の色彩選別機。
   
   
   
   

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