JP6209427B2 - 皮剥装置 - Google Patents

Description

本発明は、植物の樹皮を剥皮するための皮剥装置に関し、特に和紙の原料である楮の樹皮の剥皮に好適な皮剥装置に関する。

従来から、植物の表皮、特に和紙の原料となる植物の樹皮の表皮（黒皮）を剥皮するための皮剥装置は種々、開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。特許文献１に開示された紙の原料となる樹皮の黒皮剥離装置は、フレーム上にゴムロールと刃とを対向せしめて取り付け、ゴムロールを低速の正逆回転可能としたことを特徴としている。当該構成を備える黒皮剥離装置によると、ゴムロールと刃の間に樹皮を挟んだ状態で樹皮を引っ張りながらゴムロールを回転させることによって黒皮が剥皮でき、黒皮が完全に剥皮できなかった場合は、ゴムロールを逆回転駆動させることによって黒皮を完全に剥皮することができる旨、記載されている。

また、特許文献２に開示された三椏表皮取り除き装置は、和紙原料である三椏の皮から表皮を取り除くための装置であって、上下若しくは左右部位に歯車を噛み合い配置し、両歯車の噛み合い部位を三椏送り部とし、また三椏送り部の送り方向前方に、表面に凹凸部を有し、且つ歯車と同じ向きに回転する回転体を対向して配置し、両回転体の対向部位を表皮取り除き部とし、回転体の回転速度を歯車の回転速度の３〜５倍の回転速度としていることを特徴としている。そして、当該構成を備える三椏表皮取り除き装置では、三椏送り部が歯車の噛み合いによって三椏の皮を揉みほぐして表皮に亀裂を生じさせた後、歯車より３〜５倍の高回転速度で回転している表皮取り除き部の回転体によってスリップさせながら引っ張るので、表裏の区別なく表皮を取り除いて靱皮を得ることができ、その取り除き作業効率を向上させることができる旨、記載されている。

特開平６−８７１０９号公報 特開平７−６８５０７号公報

特許文献１に開示された黒皮剥離装置や特許文献２に開示された三椏表皮取り除き装置によれば、従来は手作業で行われていた表皮の剥皮作業がある程度は機械化でき、作業効率の向上が図られるものと思料する。

しかしながら、特許文献１に開示された黒皮剥離装置や特許文献２に開示された三椏表皮取り除き装置は、何れも和紙の原料である樹皮の表皮（黒皮）を剥皮するための装置であって、樹皮そのものを剥皮するための装置ではない。従って、樹皮の剥皮作業は依然として人手に頼っているのが現状であり、樹皮の剥皮作業の機械化による作業効率の向上、省力化が求められている。

そこで本願発明者らは、上記の問題点に鑑み、人手を要せずとも植物の樹皮を容易、且つ効率的に剥皮でき、特に和紙の原料である楮の樹皮の剥皮に好適な皮剥装置を提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったのである。

即ち、本発明は、植物の樹皮を剥皮するための皮剥装置であって、剥皮対象の植物を投入する原料投入部と、前記原料投入部から投入された前記植物の樹皮の一部を前記植物から分離する樹皮分離手段と、分離された前記樹皮を挟んで前記植物から引き剥がす樹皮引き剥がし手段と、を含んでなり、前記樹皮分離手段が、前記植物の樹皮の一部を前記植物から分離して挟持する分離機構と、該分離機構を前記植物から離反させる分離用移動手段とを含んで構成され、前記樹皮引き剥がし手段が、前記分離された樹皮を挟持する挟持機構と、該挟持機構を前記植物から離反させる引き剥がし用移動手段とを含んで構成されることを特徴とする。

また、本発明の皮剥装置において、前記原料投入部に、前記植物の長手方向に沿って樹皮に切れ目を形成するための樹皮割断刃を備えることを特徴とする。

更に、本発明の皮剥装置において、前記原料投入部に、前記植物を前記樹皮分離手段へ誘導する一対の誘導ローラを備えることを特徴とする。

本発明の皮剥装置によると、人手を要せずとも植物の樹皮を容易、且つ効率的に剥皮できる。特に、本発明の皮剥装置の構成に因れば、和紙の原料である楮の樹皮の剥皮を非常に効率よく、容易に行うことができる。

また、本発明の皮剥装置における原料投入部に、植物の長手方向に沿って樹皮に切れ目を形成するための樹皮割断刃を備えることによって、剥皮作業の更なる効率化を図ることができる。

更に、本発明の皮剥装置における原料投入部に、植物を樹皮分離手段へ誘導する一対の誘導ローラを備えることによって、剥皮作業の更なる効率化が図られると共に、装置内への植物の導入作業の機械化も可能となる。

本発明の一実施形態に係る皮剥装置の概略側面図である。 本発明の皮剥装置に係る樹皮引き剥がし手段の一実施形態を示した平面図である。 本発明の皮剥装置に係る樹皮分離手段の動作状況を示した正面図である。 図１に示した皮剥装置の動作状況の前半を示した概略側面図である。 図１に示した皮剥装置の動作状況の後半を示した概略側面図である。

以下、本発明の皮剥装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る皮剥装置１０の概略側面図、図２は、図１に示した皮剥装置１０に係る樹皮引き剥がし手段の一実施形態を示した平面図である。これらの図に示すように、植物の樹皮を剥皮するための本実施形態に係る皮剥装置１０は、剥皮対象の植物Ｐを投入する原料投入部２０と、原料投入部２０から投入された植物Ｐの樹皮Ｓの一部を植物Ｐから分離する樹皮分離手段３０と、分離された樹皮Ｓを挟んで植物Ｐから引き剥がす樹皮引き剥がし手段４０とを含んでなる。

本実施形態の皮剥装置１０に係る原料投入部２０は、装置本体Ｘの上部に配設されており、駆動ローラ２２によって従動する上下一対の誘導ローラ２３ａ、２３ｂを備える。つまり、装置本体Ｘの上部に配設された原料投入ガイド２１によって原料投入部２０へと導かれた長尺の植物Ｐは、その先端部分が原料投入部２０に係る上下一対の誘導ローラ２３ａ、２３ｂによって装置内へと引き込まれ、後述する樹皮分離手段３０の配設箇所まで誘導されることとなる。

また、本実施形態に係る原料投入部２０は、上下一対の誘導ローラ２３ａ、２３ｂの配設箇所に隣接して樹皮割断刃２４を備えている。この樹皮割断刃２４によって、原料投入部２０に配設された一対の誘導ローラ２３ａ、２３ｂによって引き込まれる植物Ｐの樹皮Ｓに、植物Ｐの長手方向に沿って切れ目が形成されることとなる。

なお、符号２５で示すのは、原料投入部２０に配設された樹皮折返しローラであるが、この樹皮折返しローラ２５については後述する。

次に、原料投入部２０から投入された植物Ｐの樹皮Ｓの一部を植物Ｐから分離するための本実施形態に係る樹皮分離手段３０は、植物Ｐの樹皮Ｓの一部を植物Ｐから分離して挟持するための分離機構３１と、分離機構３１を植物Ｐから離反させるための分離用移動手段３２とを含んで構成されている。より具体的には、図１〜図３に示すように、まず樹皮分離手段３０に係る分離機構３１は、各々の先端に鋸刃を備える複数枚の右チャック部材３３及び左チャック部材３４と、右チャック部材３３及び左チャック部材３４の各々の基端部をピン３５で回動自在に軸支するための支持アーム３６とを含んで構成されている。そして、複数枚の右チャック部材３３と複数枚の左チャック部材３４とが、各々の先端部を交互に交差させた状態で対向配置され、常時は右チャック部材３３と左チャック部材３４の先端部が交差した状態（閉状態）に付勢されている（図３（ａ）参照）。

樹皮分離手段３０に係る分離用移動手段３２は、分離機構３１に係る支持アーム３６に連結されたロッド３７を備えるエアーシリンダ３８を含んで構成されている。エアーシリンダ３８を作動させることによって、支持アーム３６を介して右チャック部材３３及び左チャック部材３４を含む分離機構３１を昇降移動させることができる。なお、本実施形態ではエアーシリンダ３８を適用したが、分離機構３１を昇降移動させることができれば、油圧シリンダやそれ以外の公知の昇降機構が適用されてもよい。

そして、上記の樹皮分離手段３０によって植物Ｐから分離された樹皮Ｓを挟んで引き剥がすための本実施形態に係る樹皮引き剥がし手段４０は、分離された樹皮Ｓを挟持する挟持機構４１と、挟持機構４１を植物Ｐから離反させる引き剥がし用移動手段４２とを含んで構成されている。より具体的には、図１及び図２に示すように、まず樹皮引き剥がし手段４０に係る挟持機構４１は、左右一対の挟持部材４３、４４と、この挟持部材４３、４４に連結されたラチス構造の伸縮機構４５とを含んで構成されている。伸縮機構４５は、複数のアーム４６がピン４７ａ、４７ｂ、４７ｃによって井桁状にピン接合されており、基台４９に固定されたピン４７ｃを支点にして伸縮機構４５が伸縮可能に構成されている。つまり、伸縮機構４５が伸びたときに挟持部材４３、４４が噛み合う状態（閉状態）となり（図２（ａ）参照）、伸縮機構４５が縮んだときに挟持部材４３、４４が開いた状態（開状態）となる（図２（ｂ）参照）。なお、符号４８で示すのは、基台４９に形成されたピン４７ａの移動を案内するガイド長孔であり、ガイド長孔４８によりピン４７ａの移動が案内されることによって、伸縮機構４５の伸縮方向が規制されることとなる。

樹皮引き剥がし手段４０に係る引き剥がし用移動手段４２は、挟持機構４１に係る基台４９の移動を案内する挟持機構走行レール５０と、駆動ローラ５１によって従動する一対の移動用ローラ５２ａ、５２ｂと、この移動用ローラ５２ａ、５２ｂに掛け渡され、挟持機構４１に係る基台４９が連結固定された無端ベルト５３とを含んで構成されている。つまり、駆動ローラ５１を駆動させて移動用ローラ５２ａ、５２ｂを従動させることによって、この移動用ローラ５２ａ、５２ｂに掛け渡された無端ベルト５３に連結固定された基台４９が挟持機構走行レール５０に沿って移動することとなる。

以上の構成からなる本実施形態の皮剥装置１０による植物Ｐの樹皮Ｓの剥皮について、図面に基づいて詳述する。なお、各図において主要な構成以外は一部省略している。まず植物Ｐを投入する前の状態は、図１及び図３（ａ）に示すように、樹皮分離手段３０の分離機構３１に係る右チャック部材３３と左チャック部材３４の先端部は交差した状態（閉状態）となっており、分離用移動手段３２によって分離機構３１が一番上の位置に配置されている。また、樹皮引き剥がし手段４０に係る挟持機構４１は、図２（ｂ）に示した状態と同様、伸縮機構４５が縮んだ状態でリンク機構による係止部材５５で固定され、挟持部材４３、４４は開状態で維持され、樹皮分離手段３０の近傍で待機している。

剥皮したい植物Ｐを原料投入ガイド２１によって原料投入部２０へ投入すると、図４（ａ）に示すように、植物Ｐの先端部が原料投入部２０に配設された上下一対の誘導ローラ２３ａ、２３ｂによって装置本体Ｘ内へと引き込まれていく。そして、本実施形態に係る原料投入部２０は、誘導ローラ２３ａ、２３ｂに隣接して樹皮割断刃２４を備えているので、誘導ローラ２３ａ、２３ｂによって植物Ｐが引き込まれていく過程で、植物Ｐの樹皮Ｓに植物Ｐの長手方向に沿って切れ目Ｃを形成することができる（図３（ｂ）及び図４（ｂ）参照）。

原料投入部２０から投入された植物Ｐの先端部が、樹皮分離手段３０に係る分離機構３１を構成する右チャック部材３３と左チャック部材３４との間を通過したことを不図示のセンサ等で検知したら、誘導ローラ２３ａ、２３ｂの駆動が停止され、樹皮分離手段３０に係る分離用移動手段３２のエアーシリンダ３８が作動して分離機構３１は下方へと移動を開始する。すると、先端部が交差した状態（閉状態）に付勢されていた右チャック部材３３と左チャック部材３４は、植物Ｐに当接した段階で植物Ｐの表面を鋸刃で擦りながら下方への移動を続ける過程で植物Ｐの樹皮Ｓを植物Ｐから分離していき（図３（ｃ）（ｄ）参照）、最終的には分離機構３１に係る右チャック部材３３と左チャック部材３４とによって、植物Ｐから分離した先端部の樹皮Ｓを挟持した状態となる（図３（ｅ）参照）。

このとき、リンク機構の係止部材５５で固定されていた樹皮引き剥がし手段４０に係る挟持機構４１を構成する伸縮機構４５の固定状態が、分離機構３１に係る支持アーム３６が備える解除アーム３９によって解除されて伸縮機構４５が伸長し、それに伴って挟持機構４１に係る左右一対の挟持部材４３，４４が閉状態（図２（ａ）参照）となることによって、樹皮Ｓを挟持することとなる（図３（ｅ）、図４（ｃ）参照）。

そして、樹皮分離手段３０に係る分離用移動手段３２によって、植物Ｐの樹皮Ｓを挟持した状態の分離機構３１が下端へ到達すると、分離機構３１に係る右チャック部材３３と左チャック部材３４の反対側が装置本体Ｘに設けたストッパ２６に当接することによって、右チャック部材３３と左チャック部材３４がピン３５を支点に回動し、分離機構３１による樹皮Ｓの挟持状態が解除されることとなる（図３（ｆ）、図４（ｃ）参照）。

挟持機構４１によって樹皮Ｓが挟持されると、樹皮引き剥がし手段４０に係る引き剥がし用移動手段４２によって挟持機構４１を植物Ｐから離反させる方向、本実施形態では植物Ｐの投入方向に対して略逆方向に移動させる（図４（ｄ）参照）。このとき、樹皮Ｓは原料投入部２０に配設された樹皮折返しローラ２５によって折り返された状態となり、この状態で樹皮Ｓを挟持した挟持機構４１を引き剥がし用移動手段４２によって移動させることによって、植物Ｐから樹皮Ｓを引き剥がすことができると共に、樹皮Ｓが引き剥がされた植物Ｐは装置本体Ｘの側面に形成された排出部６０から装置本体Ｘ外へと排出されることとなる（図５（ａ）（ｂ）参照）。

植物Ｐからの樹皮Ｓの剥皮が完了し、引き剥がし用移動手段４２によって挟持機構４１が挟持機構走行レール５０の終端に到達すると、伸縮機構４５に係る挟持部材４３、４４の反対側が装置本体Ｘに設けたストッパ５６に当接することによって伸縮機構４５が縮んで挟持部材４３、４４が開状態となり（図２（ｂ）参照）、挟持部材４３、４４によって挟持されていた樹皮Ｓが装置本体Ｘ内に落下すると共に、伸縮機構４５が縮んで開状態となった挟持部材４３、４４は、この状態で係止部材５５によって固定されることとなる（図５（ｃ）参照）。

そして、樹皮分離手段３０に係る分離用移動手段３２によって分離機構３１を初期位置に戻すと共に、樹皮引き剥がし手段４０に係る引き剥がし用移動手段４２によって挟持機構４１を初期位置に戻すことによって、次の植物Ｐの樹皮Ｓの剥皮準備が調うこととなる（図５（ｄ））。

以上のように、本実施形態の皮剥装置１０によると、人手を要せずとも植物Ｐの樹皮Ｓを容易、且つ効率的に剥皮できる。特に、本実施形態の皮剥装置１０の構成に因れば、和紙の原料である楮を蒸したものの樹皮の剥皮を非常に効率よく、容易に行うことができる。

また、本実施形態の皮剥装置１０に係る原料投入部２０に、植物Ｐの長手方向に沿って樹皮Ｓに切れ目Ｃを形成するための樹皮割断刃２４を備えているので、剥皮作業の更なる効率化を図ることができる。

更に、本実施形態の皮剥装置１０に係る原料投入部２０に、植物Ｐを樹皮分離手段３０へ誘導する一対の誘導ローラ２３ａ、２３ｂを備えることによって、剥皮作業の更なる効率化が図られると共に、装置本体Ｘ内への植物Ｐの導入作業の機械化も可能となる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。例えば、本発明の皮剥装置において、原料投入部には必ずしも誘導ローラを備える必要はなく、手動によって表皮分離手段へ原料となる植物を導入してもよい。

また、本発明の一実施形態の皮剥装置１０に係る誘導ローラ２３ａ、２３ｂは上下一対で配設されているが、誘導ローラの配設態様は上下一対に限定されず、左右一対又は一つの駆動ローラのみで誘導ローラが構成されてもよい。

更に、本発明の一実施形態に係る皮剥装置１０において、原料投入部２０に樹皮割断刃２４を予め配設したが、必ずしも樹皮割断刃２４を配設する必要はなく、事前に切れ目を入れておけば装置自体に樹皮割断刃を配設する必要はない。また、樹皮分離手段による樹皮の分離作業を行う際、同時に樹皮の切断を行うように構成してもよい。更には、樹皮切断刃の配設位置も特に限定されず、樹皮分離手段による分離作業の前工程として切れ目の形成が可能であれば、何れの位置に配設されてもよい。

また、本発明の一実施形態に係る皮剥装置１０において、樹皮分離手段３０に係る分離機構３１では、複数枚の右チャック部材３３と複数枚の左チャック部材３４とが、各々の先端部を交互に交差させた状態で対向配置されているが、分離機構３１の構成もこれに限定されず、一対のみの右チャック部材３３と左チャック部材３４とで構成されてもよく、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施できる。

１０：皮剥装置
２０：原料投入部
２１：原料投入ガイド
２２：駆動ローラ
２３ａ、２３ｂ：誘導ローラ
２４：樹皮割断刃
２５：樹皮折返しローラ
２６、５６：ストッパ
３０：樹皮分離手段
３１：分離機構
３２：分離用移動手段
３３：右チャック部材
３４：左チャック部材
３５、４７ａ、４７ｂ、４７ｃ：ピン
３６：支持アーム
３７：ロッド
３８：エアーシリンダ
４０：樹皮引き剥がし手段
４１：挟持機構
４２：引き剥がし用移動手段
４３、４４：挟持部材
４５：伸縮機構
４６：アーム
４８：ガイド長孔
４９：基台
５０：挟持機構走行レール
５１：駆動ローラ
５２ａ、５２ｂ：移動用ローラ
５３：無端ベルト
５５：係止部材
６０：排出部
Ｃ：切れ目
Ｐ：植物
Ｓ：表皮
Ｘ：装置本体

Claims (3)

1. 植物の樹皮を剥皮するための皮剥装置であって、
   剥皮対象の植物を投入する原料投入部と、
   前記原料投入部から投入された前記植物の樹皮の一部を前記植物から分離する樹皮分離手段と、
   分離された前記樹皮を挟んで前記植物から引き剥がす樹皮引き剥がし手段と、を含んでなり、
   前記樹皮分離手段が、前記植物の樹皮の一部を前記植物から分離して挟持する分離機構と、該分離機構を前記植物から離反させる分離用移動手段とを含んで構成され、
   前記樹皮引き剥がし手段が、前記分離された樹皮を挟持する挟持機構と、該挟持機構を前記植物から離反させる引き剥がし用移動手段とを含んで構成されることを特徴とする皮剥装置。
2. 前記原料投入部に、前記植物の長手方向に沿って樹皮に切れ目を形成するための樹皮割断刃を備えることを特徴とする請求項１に記載の皮剥装置。
3. 前記原料投入部に、前記植物を前記樹皮分離手段へ誘導する一対の誘導ローラを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の皮剥装置。

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