JP6754100B2

JP6754100B2 - 籾摺機の脱ぷロール異常判定装置

Info

Publication number: JP6754100B2
Application number: JP2017039584A
Authority: JP
Inventors: 武福森; 澄夫田川; 稔是田
Original assignee: Satake Corp
Current assignee: Satake Corp
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2037-03-02
Also published as: US11628444B2; US20200114365A1; WO2018159084A1; JP2018143932A; CN110392608A; CN110392608B

Description

本発明は、籾摺（もみすり）機に係り、特に、籾摺機に使用する脱ぷロールの異常を判定する籾摺機の脱ぷロール異常判定装置に関する。

高速ロールと低速ロールからなる一対の脱ぷロールで籾米の脱ぷを行う籾摺機においては、脱ぷ作業の継続に伴って脱ぷロールのゴム部が次第に摩耗し、ロール周速度が下がることにより脱ぷ能力が低下するため、ゴム部の厚さが５ｍｍ程度になった時点で脱ぷロールを新品と交換している（特許文献１参照）。連続して大量の籾摺作業を行う農業施設等における大型の籾摺機（脱ぷロールの幅が１０インチ程度）の場合、比較的高頻度で脱ぷロールを新品と交換する必要がある。

このような脱ぷロールの交換に際し、新品の脱ぷロールが一定の品質を備えたもの（いわゆる、純正品等）であれば何ら問題ないが、アジアの国々等においては、廉価な低品質の脱ぷロールを使用することも珍しくない。この廉価な脱ぷロールは、使用済の脱ぷロールの金属製ドラムを再利用し、該金属製ドラムの表面に廉価なゴム材を周設して形成されるため、脱ぷロールの表面が微妙に歪んでおり、真円状態でないものがほとんどである。
また、使用済の脱ぷロールを繰り返し使用することにより、籾摺機のロール取付体に嵌合する脱ぷロールの金属ドラムの取付用開口部が摩耗し、正確な位置決め（芯出し）が行えないこともある。

そのため、前記廉価な脱ぷロール（以下「リサイクルロール」という。）を使用すると、籾摺運転開始時に可動ロール（低速ロール）側の副軸支点軸を中心に振動する現象（いわゆる「振れ回り」）が生じ、脱ぷ率の低下や砕米の発生、更には脱ぷ部等の亀裂や破壊につながるおそれがある。
ところで、前記リサイクルロールの品質も様々であり、籾摺運転を一定時間継続することにより、ゴム部の歪や表面の凹凸が摩耗するに従って前記振れ回り現象が漸次収束し、その後は正常に使用できるものもある。

特開２０１４−２０８３２１

本発明は、上記問題点にかんがみ、籾摺運転を開始して所定の時間が経過するまでの間、連続して前記振れ回り現象が継続する脱ぷロールのみを異常とされる籾摺機の脱ぷロール異常判定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、
主軸と該主軸に対して遠近に移動可能な副軸とにそれぞれ脱ぷロールを軸着してなる籾摺機であって、前記一対の脱ぷロールの脱ぷ作用によって生じる振動を検知する振動センサを前記主軸及び／又は副軸の軸受部に設け、前記脱ぷ作用が開始されてから前記脱ぷロールの表面の歪が消滅するまでの期間に対応する時間が経過するまでの間、前記振動センサが連続して設定強度以上の振動を検知したとき、前記脱ぷロールが異常であると判定される異常判定手段を設けたことを特徴とする。

上記籾摺機において、前記脱ぷロールの表面の歪が消滅するまでの期間に対応する時間は６０分〜１８０分とすることが好ましい。
また、上記籾摺機は、前記脱ぷロール異常判定装置の異常判定手段により異常と判定された場合、強制的に脱ぷ作業を終了させる強制停止手段を備えてもよい。

本発明の籾摺機の脱ぷロール異常判定装置によれば、廉価な低品質な脱ぷロールを使用した場合であっても、一定時間使用することによって異常な振動が収束しない場合のみを異常と判定するので、真円度等が相当程度不良な脱ぷロールを長時間使用することによる未脱ぷ米や砕米の大量発生や、振動による脱ぷ部等の亀裂・破壊を防止することができる。

請求項２に記載された発明によれば、振動が収束するための時間を６０〜１８０分としたので、国や地域の実情に応じて前記時間を適宜設定できる。

本発明の実施形態に係る籾摺機の全体を示し、脱ぷ部を露出した斜視図である。同上の内部構造を示す概略正縦断面図である。同上の各プーリ及び各プーリ間のベルトの掛け回しを示す背面図である。同上の脱ぷ部を露出した正面図である（脱ぷロール非装着）。同上の背面の一部拡大斜視図である。移動軸受に装着した振動センサが検知したロール交換後３時間の振動速度を表す図である。本発明の実施形態に係る籾摺機の異常判定装置を表すブロック図である。同上のフロー図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る籾摺機の全体を示す斜視図であり（脱ぷロール非装着時）、図２は同上の内部構造を示す概略縦断面図であり（脱ぷロール装着時）、図３は同上のベルトの掛け回しを示す背面図である。

＜籾摺機の全体＞
図１乃至図３に示すように、籾摺機１の主要部は、複数の支柱２により支持された筐体内部に形成された風選経路にて脱ぷ米の選別を行う風選部３と、該風選部３の上部に載置され、一方を固定軸受に支持し、他方を固定軸受に対して遠近方向に移動可能な移動軸受に支持して、それぞれを互いに異なる周速度で、かつ、互いに反対方向（内側方向）に回転させる一対のゴムロール製脱ぷロール４，５を配設してなる脱ぷ部６と、該脱ぷ部６の上部に載置され、原料籾を貯留するとともに前記脱ぷ部６へ原料籾を供給する原料供給部７と、前記風選部３及び前記脱ぷ部６の一側部に設置され、前記風選部３で風選された籾殻などの比重の小さい異物や夾雑物などを風力により吸引除去するアスピレータ８と、から構成される。

＜原料供給部＞
図２に示されるように、前記原料供給部７には原料貯留部９が設けられ、その原料貯留部９の上部に原料供給口９ａから投入された原料籾を貯留でき、該貯留部９の中間部には、貯留部９に貯留された原料籾を機内へ投入又は堰き止めるシャッター１０が設けられている。貯留部９の一側に設けられたエアシリンダ１１のオン・オフ制御により該シャッター１０の開閉が制御される。シャッター１０の下方には流量調節バルブ１２が設けられる。図４に示されるように、該流量調節バルブ１２の開度は調節つまみ１３を回動することにより調節することができる。

前記流量調節バルブ１２の下方には、後述の案内シュートへ原料籾を送る手段として、適宜駆動手段により回転する繰り込みロール１４が設けられる。そして、流量調節バルブ１２とこのバルブ１２と対向して設けられた棚１５との間で該繰り込みロール１４が回転することによりブリッジが崩壊され、一定流量の原料籾を下方の脱ぷ部６に搬送することができる。そして、前記繰り込みロール１４から落下する原料籾を後述の案内シュートに供給する供給樋１６が設けられる。

前記供給樋１６の先端下方には、前記繰り込みロール１４から落下した原料籾を、脱ぷ部６の脱ぷロール４，５間に送り込むための案内シュート１７が所定の傾斜角で設けられている。該案内シュート１７はシュート枠１８によって固持され、該シュート枠１８の上端が支持軸１９を中心に回動可能に取り付けられる一方、該シュート枠１８の下端が調節ロッド２０に嵌合され、機外に設けたハンドル２１を回転することにより案内シュート１７の傾斜角が調節される。前記案内シュート１７の幅は、前記一対の脱ぷロール４，５と略等しい。
なお、前記案内シュート１７の下端延長線と前記一対の脱ぷロール４,５の回転中心軸を結ぶ線が略垂直になるように構成すれば、原料籾が、回転する一対の脱ぷロール４,５に弾かれて原料籾の姿勢が乱れることが少なくなり、原料米が1〜２粒の層状に整然と脱ぷロール４，５の間隙に供給されるので、砕米の発生が抑えられるという効果がある。

＜脱ぷ部＞
前記脱ぷ部６は、一方の脱ぷロール４を遠近自在に回動する（図４において紙面左右方向）移動軸受２２と、他方の脱ぷロール５を支持する固定軸受２３とからなり、それぞれの脱ぷロール４,５は互いに異なる周速度で互いに内側方向に回転する構造である。前記移動軸受２２は、座部２５を介して回動可能に立設したロール開閉リンク２６と、該ロール開閉リンク２６下端に設けた支軸２７と、前記ロール開閉リンク２６中間部に設けた軸受部２８と、該ロール開閉リンク２６上端に設けたロール開閉機構２９とから構成される。前記ロール開閉機構２９は、ロール開閉リンク２６上端のロール開閉支軸３０と、該ロール開閉支軸３０と連結したロール開閉用シリンダ３１とから構成される。
そして、前記移動軸受２２の軸受部２８には、脱ぷロール支承軸３２が支持され、該脱ぷロール支承軸３２には一方の脱ぷロール４が軸着され、軸端部には大径プーリ３４を軸着してＶベルト５６によって回転駆動するよう構成される。
なお、図面の煩雑さを避けるため、図５におけるロール開閉用シリンダ３１は図２におけるロール開閉用シリンダ３１とは反対側に設けた場合を示しているが、ロール開閉用シリンダ３１がロール開閉機構２９を開閉させる作用は同一である。

一方、前記固定軸受２３は、座部３５を介して立設した軸受部３６に脱ぷロール支承軸３７が支持される。そして、上記同様に、脱ぷロール支承軸３７には他方の脱ぷロール５が軸着され、軸端部には小径プーリ３９を軸着して前記Ｖベルト５６によって回転駆動できる構成となっている。

図２に示されるように、脱ぷ部６の筐体６ａ内下部には漏斗状の集穀樋４０，４１が設けられ、これら集穀樋４０，４１の下方には、前記脱ぷロール４，５の直下にあって、擦落米を衝突させて衝撃を緩和させる緩衝板４２が脱ぷロール４，５の全幅にわたって設けられる。また、前記筐体６ａ内上部一側壁には、脱ぷ処理によって舞い上がる塵埃等を吸引する吸引口４３が設けられ、該吸引口４３は吸引管４４を介してアスピレータ８に連絡される。

＜風選部＞
前記風選部３の筐体３ａの内部には、前記一対の脱ぷロール４，５によって脱ぷ作用を受けて落下する擦落米を案内する下り傾斜状の流下路４５を設け、該流下路４５から流下した擦落米の風選を行う上り傾斜状の風選路４６を前記流下路４５の直下に隣接して設ける。前記流下路４５内には、流下路４５を流下する擦落米の流路幅を拡幅させるための均分器４７を設けるとともに、前記風選路４６には、摺落米中の玄米が風選路４６下流側に吸引されないよう下方に落下させるための複数の整流板４８ａ，４８ｂを配設し、さらに、前記風選路４６の傾斜下端部には、摺落米の精選を行った後の精品となる玄米と脱ぷされなかった籾との混合粒を機外に排出する精品排出路４９を設ける一方、同傾斜上端部は摺落米中の籾殻やその他夾雑物を前記アスピレータ８に搬送する籾殻排出路５０を接続する。

＜アスピレータ＞
前記籾殻排出路５０に接続するアスピレータ８は、鉛直方向上方に空気が流れる構造の吸引風路５１からなり、該吸引風路５１の下流側終端部には比重の小さい籾殻や夾雑物などを風力により吸引除去するための吸引ファン（図示せず）が接続される。

＜脱ぷ部の回転駆動部＞
次に、図３を参照して脱ぷ部６の回転駆動部について説明する。
前記脱ぷ部６の筐体６ａ上の一側には駆動モータ５２が設置され、該駆動モータ５２の回転力により前記脱ぷロール４,５が回転駆動される。詳述すれば、前記駆動モータ５２の駆動軸５２ａに軸着されたモータプーリ５３と、前記筐体６ａ上部中央に配設される中継プーリ５４との間にＶベルト５５が巻回され、駆動モータ５２からの回転力が、一たん前記中継プーリ５４に中継された後、後述する各部へ伝達される。
すなわち、前記中継プーリ５４と、移動側の脱ぷロール４の支承軸３２に軸着された大径プーリ３４と、固定側の脱ぷロール５の支承軸３７に軸着された小径プーリ３９との間はＶベルト５６が襷掛け状に巻回されており、これにより、脱ぷロール４，５を互いに異なる周速度で、かつ、互いに内側方向に回転させるよう構成される。そして、テンションプーリ６０をエアシリンダ６１によって回動させることにより、前記Ｖベルト５６の張力が調整される。

前記中継プーリ５４には、同軸上に小径の中継プーリ５７も軸着されており、この中継プーリ５７と繰り込みロール用プーリ５８との間にＶベルト５９を巻回させることにより、繰り込みロール１４を常時回転させることができる。前記Ｖベルト５９はテンションプーリ２４によって張力が調整される。

＜脱ぷロールの交換＞
脱ぷ作業により前記脱ぷロール４，５が摩耗してくると、次第に脱ぷ率が低下するので、適宜、脱ぷロール４，５を新品のものと交換する。脱ぷロール４，５の交換に際しては、移動軸受２２及び固定軸受２３をそれぞれ支持する座部２５,３５を、これら座部２５，３５をそれぞれ貫通するガイド軸２５ａ，３５ａと共に前方側へ引き出すとともに、脱ぷロール支承軸３２，３７から移動軸受２２及び固定軸受２３の各軸受部２８，３６を引き抜き、次いで、前記各ガイド軸２５ａ，３５ａを中心に前記各座部２５，３５をチューリップ状に回動させることで前記各軸受部２８，３６を互いに遠ざけ、各脱ぷロール支承軸３２，３７から脱ぷロール４，５を順次取り外し、新品の脱ぷロールと交換する。

＜振動センサ＞
図５は脱ぷ部６の背面側の斜視図であり、移動側支承軸３２に軸着した大径プーリ３４、固定側支承軸３７に軸着した小径プーリ３９及びＶベルト５５，５６，５９を装着していない状態を示している。前記移動側支承軸３２の移動軸受２２には振動センサ６２を略水平方向に向けて螺着する。前記振動センサ６２は、移動軸受２２における振動の大きさ（振動速度や変位）を測定できる一般的な振動計であって、種々のタイプの振動計から適宜選択できる。また、本実施形態においては、固定軸受２３にも振動センサ６３を下方（鉛直方向）に向けて螺着してあるが、前記移動軸受２２側のみでもよい。

前記振動センサ６２，６３は、信号処理手段（図示せず）を介して異常判定手段６４に接続される（図７参照）。前記異常判定手段６４は、前記振動センサ６２，６３で検出された振動速度や変位の振動データを基に異常判定を行う（図８参照）。そして、前記異常判定手段６５は警報手段６５に接続されるとともに、警報手段６５は更に強制停止手段に接続され、前記異常判定手段６５で異常と判定された際に異常発生をランプやスピーカ等で報知するとともに、一定時間、前記異常報知状態が継続された場合にロール開閉用シリンダ３１を駆動させて移動軸受２２を移動させ、可動側の脱ぷロール４を固定側の脱ぷロール５から遠ざけることにより、強制的に脱ぷ作業を終了させるよう構成される。
なお、前記強制停止手段は、脱ぷロール４,５を回転させる駆動モータ５２を緊急停止させたり、エアシリンダ１１を駆動させてシャッター１０を閉じるよう構成してもよい。

ここで、脱ぷロールのゴム表面に凹凸等のない正常な状態での脱ぷロールによる脱ぷ作業時で発生する振動速度は１５ｍｍ／ｓ（変位０．３ｍｍ）以下であることが実験により確認されている。
一方、リサイクルロールを装着した１０インチ型の籾摺機において、固定側支承軸３７を毎分１２００回転及び移動側支承軸３２を毎分９００回転とし、原料籾（長粒種）を時間当たり５トンの流量で供給して籾摺機１の脱ぷ運転を開始した場合、図６に示すように、運転開始直後の振動速度（振動強度）は２６ｍｍ／ｓであり、このときの脱ぷ率が８３．２％、砕米率が１６．４％であった。そして、運転開始から１時間経過すると、振動速度が１１．８ｍｍ／ｓに減少し、そのときの脱ぷ率が９０．９％、砕米率が１６．０％であり、さらに、運転開始後２時間３０分経過すると、振動速度が１０．５ｍｍ／ｓに減少し、そのときの脱ぷ率が９２．１％、砕米率が１５．６％であり、運転開始義３時間後の振動速度は１０．７ｍｍ／ｓであった。
これにより、いわゆるリサイクルロールであっても、ロール交換して脱ぷ運転開始後１時間経過すると振動が徐々に小さくなり、脱ぷ作用が安定するロールがあることが分かる。

前記知見に基づき、前記異常判定手段６４では、振動速度１５ｍｍ／ｓを上限の閾値Ｔとなし、該閾値Ｔと前記振動センサ６２，６３で検出された振動検出値とを比較し、最短の場合で１時間、最長の場合で３時間、それぞれ前記振動速度が連続して１５ｍｍ／ｓ以上である場合に異常であると判定するよう設定される。
なお、前記振動速度に代えて変位が０．３ｍｍ以上の場合を異常と判定するように設定してもよい。

本発明は、ゴムロール式脱ぷロールを使用する籾摺機であって、特に、日常的にリサイ
クルロールが使用される国・地域において、劣悪な脱麩ロールを長時間使用し続けることによる製品玄米の品質低下や本機の破損事故を防止するうえで有用である。

１籾摺機
２支柱
３風選部
４脱ぷロール
５脱ぷロール
６脱ぷ部
７原料供給部
８アスピレータ
９原料貯留部
１０シャッター
１１エアシリンダ
１２流量調節バルブ
１３調節つまみ
１４繰り込みロール
１５棚
１６供給樋
１７案内シュート
１８シュート枠
１９支持軸
２０調節ロッド
２１ハンドル
２２移動軸受
２３固定軸受
２５座部
２６ロール開閉リンク
２７支軸
２８軸受部
２９ロール開閉機構
３０ロール開閉支軸
３１ロール開閉用シリンダ
３２脱ぷロール支承軸
３４大径プーリ
３５座部
３６軸受部
３７脱ぷロール支承軸
３９小径プーリ
４０集穀樋
４１集穀樋
４２緩衝板
４３吸引口
４４吸引管
４５流下路
４６風選路
４７均分器
４８ａ整流板
４８ｂ整流板
４９精品排出路
５０籾殻排出路
５１吸引風路
５２駆動モータ
５３モータプーリ
５４中継プーリ
５５Ｖベルト
５６Ｖベルト
５７中継プーリ
５８繰り込みロール用プーリ
５９Ｖベルト
６０テンションプーリ
６１エアシリンダ
６２振動センサ
６３振動センサ
６４異常判定手段
６５警報手段
６６停止手段

Claims

主軸と該主軸に対して遠近に移動可能な副軸とにそれぞれ脱ぷロールを軸着してなる籾摺機であって、前記一対の脱ぷロールの脱ぷ作用によって生じる振動を検知する振動センサを前記主軸及び副軸の少なくとも一方の軸受部に設け、前記脱ぷ作用が開始されてから前記脱ぷロールの表面の歪が消滅するまでの期間に対応する時間が経過するまでの間、前記振動センサが連続して設定強度以上の振動を検知したとき、前記脱ぷロールが異常であると判定される異常判定手段を設けたことを特徴とする籾摺機の脱ぷロール異常判定装置。
前記脱ぷロールの表面の歪が消滅するまでの期間に対応する時間は６０分〜１８０分としてなる請求項１の籾摺機の脱ぷロール異常判定装置。
請求項１に記載の脱ぷロール異常判定装置を備えた籾摺機。
請求項２に記載の脱ぷロール異常判定装置を備えた籾摺機。
前記脱ぷロール異常判定装置の異常判定手段により異常と判定された場合、強制的に脱ぷ作業を終了させる強制停止手段を備えた請求項３に記載の籾摺機。
前記脱ぷロール異常判定装置の異常判定手段により異常と判定された場合、強制的に脱ぷ作業を終了させる強制停止手段を備えた請求項４に記載の籾摺機。