JP7143958B1

JP7143958B1 - 籾摺機および籾摺方法

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Publication number: JP7143958B1
Application number: JP2022014879A
Authority: JP
Inventors: 誠治頼岡
Original assignee: Satake Corp
Current assignee: Satake Corp
Priority date: 2022-02-02
Filing date: 2022-02-02
Publication date: 2022-09-29
Anticipated expiration: 2042-02-02
Also published as: WO2023149149A1; JP2023112878A

Abstract

【課題】脱ぷロールの摩耗が進行しても脱ぷの効率を適正な範囲に維持することが可能な、籾摺機および籾摺方法を提供すること。【解決手段】籾摺機が、第１の軸周りに回転する第１の脱ぷロールと、第１の軸に平行な第２の軸周りに回転する第２の脱ぷロールと、第１のタイミングにおける第１の脱ぷロールと第２の脱ぷロールとの間の周速度差率よりも第１のタイミングの後の第２のタイミングにおける周速度差率を増加させるように、第１の脱ぷロールおよび第２の脱ぷロールの少なくともいずれかの回転数を変化させる変速機構と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、籾摺機および籾摺方法に関する。

従来から、互いに異なる周速度で回転する一対の脱ぷロールの間に籾を供給して籾摺りを行うロール式の籾摺機が知られている。このような籾摺機では、脱ぷロールと籾との間に摩擦が生じ、籾から籾殻が除去される所謂脱ぷが行われる。

前記籾摺機は籾の脱ぷ処理が行われるにつれ、脱ぷロールが摩耗する。特に、相対的に高速で回転する脱ぷロールは、相対的に低速で回転する脱ぷロールよりも摩耗が早く進む。この場合、相対的に高速で回転する脱ぷロールは、回転数（回転速度）が一定のまま、外径が小さくなり、周速度が遅くなる。このため、一対の脱ぷロールの間の周速度の差（以下、「周速度差率」という）が徐々に小さくなり、脱ぷされる籾が受ける前記摩擦の力が低下する。したがって、籾摺機の使用時間の経過とともに、脱ぷの効率が低下する。

その低下した脱ぷの効率を回復させるために、相対的に高速で回転する脱ぷロールの回転数を上げて、摩耗する前の周速度差率となるように調整することが行われる（例えば、特許文献１）。

特開昭６１－０９０７４９号公報

しかし、脱ぷロールの周速度差率を摩耗する前の周速度差率に戻したとしても、脱ぷロールの外周部分が摩耗して外径が小さくなると、脱ぷの際に籾と脱ぷロールとが接触する接触長さが短くなる。この場合、籾が上記摩擦を受ける時間も短くなるため、脱ぷの効率が低下してしまう。

本発明は上記問題点に鑑み、脱ぷロールの摩耗が進行しても脱ぷの効率を適正な範囲に維持することが可能な、籾摺機および籾摺方法を提供することを目的とする。

籾摺機が、第１の軸周りに回転する第１の脱ぷロールと、第１の軸に平行な第２の軸周りに回転する第２の脱ぷロールと、第１のタイミングにおける第１の脱ぷロールと第２の脱ぷロールとの間の周速度差率よりも第１のタイミング後の第２のタイミングにおける周速度差率を増加させるように、第１の脱ぷロールおよび第２の脱ぷロールの少なくともいずれかの回転数を変化させる変速機構と、を備える。

籾摺り方法が、第１の軸周りに回転する第１の脱ぷロールと第１の軸に平行な第２の軸周りに回転する第２の脱ぷロールとの間の、第１のタイミングにおける周速度差率よりも第１のタイミング後の第２のタイミングにおける周速度差率を増加させるように、第１の脱ぷロールおよび第２の脱ぷのロールの少なくともいずれかの回転数を変化させることを含む。

本発明の籾摺機および籾摺り方法によれば、脱ぷロールの摩耗が進行しても脱ぷの効率を適正な範囲に維持することができる。

籾の接触長さを説明するための図である。籾摺機の構造の一例を示す図である。制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置の機能の一例を説明するためのブロック図である。籾摺り中における周速度差率の変化を示すグラフである。籾摺り中におけるすべり長さの変化を示すグラフである。籾摺機で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。籾摺り中における周速度差率の変化を示すグラフである。籾摺り中におけるすべり長さの変化を示すグラフである。制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。また、以下の実施形態で説明する特徴のすべての組み合わせが課題解決に必ずしも必要であるとは限らない。また、必要以上の詳細な説明を省略する場合がある。以下の実施形態の説明、および図面は、当業者が本発明を十分に理解するために提供されるものであり、特許請求の範囲を限定することを意図していない。

籾摺機は、籾摺りを行う機械である。籾摺機は、例えば、一対の脱ぷロールを備えている。一対の脱ぷロールは、互いに異なる周速度となるように回転する。一対の脱ぷロールの外径が同じ径である場合、一方の脱ぷロールは、他方の脱ぷロールよりも高速で回転する。一対の脱ぷロールの間隙に供給された籾と一対の脱ぷロールとの間にはすべりが生じ、籾の表皮が除去される。

籾摺機における脱ぷの効率を示す指標として脱ぷ率が用いられる。脱ぷ率［％］は、（脱ぷされた玄米の粒数／間隙に供給された籾の粒数）×１００で求められる。

脱ぷ率は、籾が脱ぷされるときのすべり長さと概ね比例する。したがって、すべり長さが長ければ脱ぷ率が高く、すべり長さが短ければ脱ぷ率は低い。すべり長さは、脱ぷロールと籾との間に生じるすべりの程度を示す指標であり、籾の接触長さｌ［ｍｍ］×周速度差率で求められることが、例えば特開２０１７－７０８７９号公報に開示されている。

図１は、籾の接触長さを説明するための図である。一対の脱ぷロールの半径がｒ、一対の脱ぷロール間の間隙の幅がｃ、籾の厚みがｄである場合、籾の接触長さｌは、以下の数１式で求められる。なお、籾の接触長さｌは、以下の数２式でも求めることができ、Ｒは高速で回転する脱ぷロールの半径、ｒは低速で回転する脱ぷロールの半径となる。

周速度差率は、一対の脱ぷロールの周速度の差率である。周速度差率は、以下の数３式で求められる。ここで、ＤおよびＮは、それぞれ、一対の脱ぷロールのうちの一方の外径および回転数である。また、ｄおよびｎは、それぞれ、一対の脱ぷロールのうちの他方の外径および回転数である。なお、周速度とは、回転している脱ぷロールの外径表面に生じている速度である。

次に、籾摺機の構造を説明する。

図２は、籾摺機の構造の一例を示す図である。籾摺機１は、例えば、脱ぷ機構２０と、変速機構３０と、幅調整機構４０と、これらの機構を支持、または収容する機体５０とを備えている。

脱ぷ機構２０は、籾の脱ぷを行うための機構である。脱ぷ機構２０は、主軸２０１と、副軸２０２と、第１の脱ぷロール２０３と、第２の脱ぷロール２０４とを含む。

主軸２０１は、第１の脱ぷロール２０３が取り付けられる軸である。主軸２０１は、例えば、機体５０に取り付けられた軸受け（不図示）によって支持される。主軸２０１は、第１の軸周りに回転する。第１の軸は、主軸２０１の中心軸である。

副軸２０２は、第２の脱ぷロール２０４が取り付けられる軸である。副軸２０２は、主軸２０１と平行に支持されて第２の軸周りに回転する。第２の軸は、副軸２０２の中心軸である。

第１の脱ぷロール２０３は、外周部分が弾性部材で形成された円筒状の部材である。弾性部材は、例えば、ゴムおよびポリウレタンで構成することができる。第１の脱ぷロール２０３は、主軸２０１に固定される。したがって、第１の脱ぷロール２０３は、第１の軸周りに回転する。

第２の脱ぷロール２０４は、外周部分が弾性部材で形成された円筒状の部材である。弾性部材は、例えば、ゴムおよびポリウレタンで構成することができる。第２の脱ぷロール２０４は、副軸２０２に固定される。したがって、第２の脱ぷロール２０４は、第２の軸周りに回転する。第２の脱ぷロール２０４の外径は、例えば、第１の脱ぷロール２０３の外径と同じである。

また、脱ぷ機構２０は、第１のプーリ２０５と、第２のプーリ２０６と、第３のプーリ２０７と、第４のプーリ２０８と、ベルト２０９と、駆動用モータ２１０とを備えている。

第１のプーリ２０５は、主軸２０１に取り付けられる。第１のプーリ２０５は、例えば、Ｖプーリである。また、第１のプーリ２０５は、割りプーリである。割りプーリとは、２つの円錐プレートからなるプーリである。

第２のプーリ２０６は、副軸２０２に取り付けられる。第２のプーリ２０６は、例えば、Ｖプーリである。

第３のプーリ２０７は、機体５０に対して移動可能な所定の軸に取り付けられる。第３のプーリ２０７は、例えば、Ｖプーリである。第３のプーリ２０７は、テンションプーリである。テンションプーリとは、掛け回されたベルト２０９の張力を一定に保つ機能を有するプーリである。したがって、第３のプーリ２０７は、例えば、ばね（不図示）によってベルト２０９の張力を保つように所定の方向に付勢される。

第４のプーリ２０８は、駆動用モータ２１０の軸に取り付けられる。第４のプーリ２０８は、例えば、Ｖプーリである。

ベルト２０９は、第１のプーリ２０５、第２のプーリ２０６、第３のプーリ２０７、および第４のプーリ２０８に掛け回される。ベルト２０９は、例えば、Ｖベルトである。ベルト２０９は、図２に示す通り、第１のプーリ２０５、第３のプーリ２０７、および第４のプーリ２０８を外側から囲うように掛け回される。つまり、第１のプーリ２０５、第３のプーリ２０７、および第４のプーリ２０８は、ベルト２０９の内面に接触する。また、第２のプーリ２０６は、ベルト２０９の外側面に接触する。

駆動用モータ２１０は、第１の脱ぷロール２０３、および第２の脱ぷロール２０４に駆動力を付与するモータである。駆動用モータ２１０が駆動することにより、ベルト２０９、および各プーリを介して第１の脱ぷロール２０３、および第２の脱ぷロール２０４に駆動力が伝達される。例えば、図２において駆動用モータ２１０が反時計回りに回転すると、第１のプーリ２０５が反時計回りに回転し、第２のプーリ２０６が時計回り回転する。

回転する第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間に形成される間隙に籾が供給されることにより脱ぷが行われる。

変速機構３０は、第１の脱ぷロール２０３の回転数を変化させる機構である。変速機構３０は、第１のプーリ２０５を含む。すなわち、第１のプーリ２０５は、駆動機構と変速機構３０とを兼ねるものである。

第１のプーリ２０５は、２つの円錐プレートの間隔を調整する調整機構（不図示）を含む。調整機構は、例えば、サーボモータ（不図示）などの動力を用いて２つの円錐プレートの間隔を調整する。２つの円錐プレートの間隔が変化することにより第１のプーリ２０５のピッチ径が変化する。これにより、第１のプーリ２０５の回転速度を変化させることができる。第１のプーリ２０５は、無段変速機ともいえる。

幅調整機構４０は、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間の間隙の幅を調整する機構である。幅調整機構４０は、例えば、あらかじめ設定された間隙の幅を脱ぷ作業が行われる期間にわたって維持する。幅調整機構４０は、基軸４０１と、アーム４０２と、ロッド４０３と、ナット４０４と、チェーン４０５と、調整用モータ４０６とを含む。また、幅調整機構４０として、特開２０２１－１２６６０４号公報に記載されているようなエアシリンダを用いたものを使用してもよい。

基軸４０１は、機体５０に取り付けられる軸部材である。アーム４０２は、副軸２０２を支持する部材である。アーム４０２の一端は、基軸４０１に取り付けられる。したがって、アーム４０２は、基軸４０１を中心に揺動可能である。

ナット４０４は、内周面にねじ加工が施された部材である。ナット４０４は、アーム４０２の他端に取り付けられる。

ロッド４０３は、機体５０に取り付けられた軸受け（不図示）に支持される棒状の部材である。ロッド４０３の外周面には、ねじ加工が施されている。ロッド４０３には、ナット４０４が螺合される。ロッド４０３の一端には、スプロケット（不図示）が取り付けられる。

調整用モータ４０６は、第２の脱ぷロール２０４の位置調整のための駆動力を発生させるモータである。調整用モータ４０６の軸には、スプロケット（不図示）が取り付けられる。

チェーン４０５は、ロッド４０３の一端に取り付けられたスプロケットと調整用モータ４０６に取り付けられたスプロケットに掛け回される。

調整用モータ４０６が回転することにより発生する回転力がチェーン４０５によってロッド４０３に伝達される。ロッド４０３が回転すると、ロッド４０３に螺合されたナット４０４がロッド４０３の軸方向に沿って移動する。ナット４０４が移動することによってアーム４０２が基軸４０１周りに回動する。その結果、アーム４０２に取り付けられた副軸２０２が主軸２０１に接近する方向、または、離間する方向に移動する。これにより、主軸２０１にはめ合わされた第１の脱ぷロール２０３と副軸２０２にはめ合わされた第２の脱ぷロール２０４との間の間隙の幅が調整される。

機体５０は、籾摺機１の各種部品を支持、または収容する部材である。機体５０は、例えば、直方体の箱状の部材である。

次に、籾摺機１の各部を制御する制御装置について説明する。

図３は、制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置１０は、ハードウェアプロセッサ１３と、バス１２と、ＲＯＭ１４と、ＲＡＭ１５と、不揮発性メモリ１６とを備えている。

ハードウェアプロセッサ１３は、システムプログラムに従って制御装置１０全体を制御するプロセッサである。ハードウェアプロセッサ１３は、バス１２を介してＲＯＭ１４に格納されたシステムプログラムを読み出し、システムプログラムに基づいて各種処理を行う。ハードウェアプロセッサ１３は、システムプログラムに基づいて、駆動用モータ２１０、および調整用モータ４０６を制御する。ハードウェアプロセッサ１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、または電子回路である。

バス１２は、制御装置１０内の各ハードウェアを互いに接続する通信路である。制御装置１０内の各ハードウェアはバス１２を介してデータをやり取りする。

ＲＯＭ１４は、制御装置１０全体を制御するためのシステムプログラムなどを記憶する記憶装置である。ＲＯＭ１４は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。

ＲＡＭ１５は、各種データを一時的に格納する記憶装置である。ＲＡＭ１５は、ハードウェアプロセッサ１３が各種データを処理するための作業領域として機能する。

不揮発性メモリ１６は、籾摺機１の電源が切られ、制御装置１０に電力が供給されない状態でもデータを保持する記憶装置である。不揮発性メモリ１６は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。不揮発性メモリ１６は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）で構成される。

制御装置１０は、さらに、第１のインタフェース１７と、第２のインタフェース１８と、第３のインタフェース１９とを備えている。

第１のインタフェース１７は、バス１２と駆動用モータ２１０とを接続する。第１のインタフェース１７は、例えば、ハードウェアプロセッサ１３からの制御指令を駆動用モータ２１０に送る。

第２のインタフェース１８は、バス１２と調整用モータ４０６とを接続する。第２のインタフェース１８は、例えば、ハードウェアプロセッサ１３からの制御指令を調整用モータ４０６に送る。また、第２のインタフェース１８は、調整用モータ４０６において検出された電流値を示す情報をハードウェアプロセッサ１３に送る。

第３のインタフェース１９は、バス１２と変速機構３０とを接続する。第３のインタフェース１９は、例えば、ハードウェアプロセッサ１３からの変速制御指令を変速機構３０に送る。

図４は、制御装置１０の機能の一例を説明するためのブロック図である。制御装置１０は、駆動用モータ制御部１０１と、間隙幅検出部１０２と、調整用モータ制御部１０３と、周速度差率算出部１０４と、接触長さ算出部１０５と、すべり長さ算出部１０６と、変速機構制御部１０７と、を備える。

駆動用モータ制御部１０１は、駆動用モータ２１０の回転を制御する。駆動用モータ制御部１０１は、例えば、あらかじめ定められた回転数で駆動用モータ２１０を回転させる。

間隙幅検出部１０２は、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間の間隙の幅を検知する。間隙幅検出部１０２は、例えば、駆動用モータ２１０に流れる電流の電流値に基づいて間隙幅を検出する。例えば、第１の脱ぷロール２０３の摩耗が進んで、間隙の幅が大きくなると、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間に掛かる負荷が小さくなり、駆動用モータ２１０に流れる電流値が低下する。間隙幅検出部１０２は、低下した電流値に基づいて間隙の幅を検出する。間隙幅検出部１０２は、第１の脱ぷロール２０３および第２の脱ぷロール２０４の摩耗の度合いを検出するともいえる。

調整用モータ制御部１０３は、間隙幅検出部１０２によって検出された間隙幅に基づいて、調整用モータ４０６を制御する。間隙幅検出部１０２によって間隙幅が大きくなったことが検出された場合、調整用モータ制御部１０３は、調整用モータ４０６を回転させて、間隙幅をあらかじめ定められた幅に戻す。したがって、籾摺りが行われることによって第１の脱ぷロール２０３、または第２の脱ぷロール２０４が摩耗しても間隙幅は一定の幅に保たれる。この幅は、例えば１．０ｍｍに設定すればよい。

周速度差率算出部１０４は、周速度差率を算出する。周速度差率算出部１０４は、前述した数２式に基づいて周速度差率を算出する。周速度差率算出部１０４は、例えば、調整用モータ制御部１０３によって第２の脱ぷロール２０４を移動させた量を第１の脱ぷロール２０３の摩耗量として周速度差率を算出してもよい。

なお、一方のロールと他方のロールの外径を求める方法は、上記したような方法に限定されるものではなく、適宜、公知の検出方法を用いればよい。例えば、特開平９－３１３９５９号公報（段落００１９等参照）などに開示されているような光電センサによる方法のほか、電波式や超音波式、他の光学センサを第１の脱ぷロール２０３及び第２の脱ぷロール２０４の近傍も設置し、各ロールの外径（外径「Ｄ」及び外径「ｄ」）を求めるようにしてもよい。

接触長さ算出部１０５は、籾の接触長さを算出する。接触長さ算出部１０５は、前述した数１式に基づいて籾の接触長さを算出する。接触長さ算出部１０５は、例えば、周速度差率が算出される際に用いられたＤの値を数１式のｒとして利用してよい。

すべり長さ算出部１０６は、周速度差率算出部１０４によって算出された周速度差率、および接触長さ算出部１０５によって算出された籾の接触長さに基づいてすべり長さを算出する。

変速機構制御部１０７は、変速機構３０を制御する。変速機構制御部１０７は変速機構３０を制御することにより、第１の脱ぷロール２０３および第２の脱ぷロール２０４の少なくともいずれかの回転数を変化させる。変速機構制御部１０７は、例えば、第１のタイミングにおける第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間の周速度差率よりも第２のタイミングにおける周速度差率を増加させるように、第１の脱ぷロール２０３および第２の脱ぷロール２０４の少なくともいずれかの回転数を変化させる。言い換えれば、変速機構３０は、第１のタイミングにおける第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間の周速度差率よりも第２のタイミングにおける周速度差率を増加させるように、第１の脱ぷロール２０３および第２の脱ぷロール２０４の少なくともいずれかの回転数を変化させる。

第１のタイミングとは、例えば、未使用の第１の脱ぷロール２０３、および未使用の第２の脱ぷロール２０４が籾摺機１に取り付けられたときである。すなわち、第１のタイミングとは、未だ摩耗がない新品の第１の脱ぷロール２０３、および第２の脱ぷロール２０４が使用されるタイミングである。第２のタイミングとは、第１のタイミングよりも後のタイミングである。すなわち、第２のタイミングは、籾摺機１において籾摺りがある程度行われたタイミングである。

変速機構制御部１０７は、すべり長さ算出部１０６によって算出されるすべり長さが適正範囲に収まるように変速機構３０を制御する。

図５および図６はそれぞれ、籾摺り中における周速度差率の変化およびすべり長さの変化を示すグラフである。図５の縦軸は周速度差率、横軸は摩耗度を示す。摩耗度は、未使用時が０％、摩耗によって使用不可となる状態が１００％である。図６の縦軸はすべり長さ、横軸は摩耗度を示す。なお、摩耗度は、主軸２０１に取り付ける第１の脱ぷロール２０３及び副軸２０２に取り付ける第２の脱ぷロール２０４の両方のロールが、未使用である時を摩耗度０％とし、摩耗によって上記両方のロールが使用不可となる状態を摩耗度１００％としている。したがって、図５及び図６における摩耗度５０％とは、第１の脱ぷロール２０３にける新品時からの摩耗割合を示すものではなく、両方のロールが使用不可となる状態までの中間における摩耗状態を示すものである（なお、後述する図８及び図９に示される「摩耗度」も同様である）。そして、籾摺機１での籾摺り作業では、一対の脱ぷロール（第１の脱ぷロール２０３及び第２の脱ぷロール２０４）が、摩耗によって同時に使用不可となるように、籾摺り作業の途中（上記摩耗度５０％の時点）で、主軸２０１に取り付けた脱ぷロールと副軸２０２に取り付けた脱ぷロールとを交換することが行われる。

変速機構制御部１０７は、変速機構３０を制御することにより、すべり長さが所定の値に維持されるように周速度差率を上昇させる。変速機構制御部１０７は、例えば、すべり長さが５．２［ｍｍ］程度に維持されるように周速度差率を増加させる。変速機構制御部１０７は、すべり長さが適正範囲に含まれるように周速度差率を増加させてもよい。変速機構制御部１０７は、例えば、すべり長さが４．５［ｍｍ］以上、６．０［ｍｍ］以下の範囲に含まれるように周速度差率を増加させてもよい。

摩耗度が５０％に到達した場合は、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４とを交換することが望ましい。すなわち、摩耗の激しい第１の脱ぷロール２０３を副軸２０２に取り付け、前記第１の脱ぷロール２０３よりも摩耗の少ない第２の脱ぷロール２０４を主軸２０１に取り付ける。このような交換を行うことにより、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４とを、同じタイミングで使用限界となるように利用することができる。

次に、籾摺機１の制御装置１０が実行する処理について説明する。

図７は、制御装置１０において実行される処理の一例を示すフローチャートである。制御装置１０では、まず、駆動用モータ制御部１０１が、駆動用モータ２１０の制御を開始する（ステップＳ１）。これにより、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４とが回転し、籾摺りの開始が可能となる。

次に、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４とで形成される間隙に籾が供給される（ステップＳ２）。籾は、籾供給装置（不図示）によって、単位時間当たりにあらかじめ定められた量が供給される。

次に、間隙幅検出部１０２によって、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間の間隙幅が検出される（ステップＳ３）。この検出は、駆動用モータ２１０に流れる電流の電流値に基づいて行うことができる。

次に、調整用モータ制御部１０３が、間隙幅検出部１０２によって検出された間隙幅に基づいて調整用モータ４０６を制御する（ステップＳ４）。調整用モータ制御部１０３は、間隙幅があらかじめ定められた幅を維持するように調整用モータ４０６を制御する。間隙幅を駆動用モータ２１０に流れる電流の電流値に基づいて検出する場合は、その電流値が、あらかじめ設定した値に維持されるように、調整用モータ４０６を制御する。前記値は、事前に、間隙幅をあらかじめ定められた幅（例:１ｍｍ）にした状態で籾摺機を稼働したときの電流値を測定したものを用いることができる。

次に、周速度差率算出部１０４が周速度差率を算出する（ステップＳ５）。周速度差率算出部１０４は、前述した数２式を利用して周速度差率を算出する。

次に、接触長さ算出部１０５が籾の接触長さを算出する（ステップＳ６）。接触長さ算出部１０５は、前述した数１式を利用して籾の接触長さを算出する。

次に、すべり長さ算出部１０６は、すべり長さを算出する（ステップＳ７）。

次に、変速機構制御部１０７は、変速機構３０を制御する（ステップＳ８）。変速機構制御部１０７は、籾摺り中においてすべり長さが一定の値となるように変速機構３０を制御する。すべり長さは、籾摺り時の籾の脱ぷ率との相関が高い。

未だ籾摺りされる籾がある場合は（ステップＳ９においてＮｏの場合）、籾摺りを継続する。籾摺りが終了すると（ステップＳ９においてＹｅｓの場合）、処理が終了する。なお、脱ぷロールの摩耗度が５０％となったときに第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４とが交換されてもよい。

以上説明したように、籾摺機１は、第１の軸周りに回転する第１の脱ぷロール２０３と、第１の軸に平行な第２の軸周りに回転する第２の脱ぷロール２０４と、第１のタイミングにおける第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間の周速度差率よりも第１のタイミングの後の第２のタイミングにおける周速度差率を増加させるように、第１の脱ぷロール２０３および第２の脱ぷロール２０４の少なくともいずれかの回転数を変化させる変速機構３０と、を備える。変速機構３０は、例えば、無段変速機である。

したがって、籾摺機１は、籾摺り中にすべり長さを一定に保つことができる。すなわち、籾摺機１の脱ぷロールの未使用時から使用限界に達するまで、脱ぷ率をほぼ一定に維持することができる。

また、籾摺機１は、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間の間隙の幅を第１のタイミングにおける幅に調整する幅調整機構４０をさらに備える。すなわち、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間の間隙の幅を、脱ぷロールの未使用時から使用限界に達するまで、一定の幅に維持することができる。これにより、脱ぷロールの未使用時から使用限界に達するまで、籾摺りが行われた玄米の品質を高品質に保つことができる。

前述した実施形態では、間隙幅検出部１０２は、駆動用モータ２１０の電流値に基づいて間隙幅を検出する。しかし、間隙幅検出部１０２が間隙幅を検出する方法はこれに限られない。例えば、間隙幅検出部１０２は、レーザ光や超音波を用いるセンサから取得される信号を利用して間隙幅を検出してもよい。

また、すべり長さを一定にするために周速度差率をどのように変化させればよいかが予め定められている場合は、籾摺り中に必ずしもすべり長さを算出する必要はない。すなわち、予め定められた周速度差率の変化速度となるように変速機構３０が制御されればよい。

前述した実施形態では、変速機構３０として無段変速機が利用される。しかし、変速機構３０は、これに限られず、有段変速機が利用されてもよい。有段変速機は、例えば、変速段付きの変速プーリである。変速段付きの変速プーリは、例えば、低速、中速及び高速の３段の変速段を有する変速プーリである。

図８および図９はそれぞれ、籾摺り中における周速度差率の変化およびすべり長さの変化を示すグラフである。図８の縦軸は周速度差率、横軸は摩耗度を示す。図９の縦軸はすべり長さ、横軸は摩耗度を示す。なお、図８及び図９に示される「摩耗度」は、前述した図５及び図６の「摩耗度」と同じものである。

変速機構制御部１０７は、すべり長さが適正範囲内に維持されるように変速機構３０を制御する。すべり長さの適正範囲は、例えば、４．５［ｍｍ］以上、６．０［ｍｍ］以下である。

変速機構制御部１０７は、第１の脱ぷロール２０３、および第２の脱ぷロール２０４の未使用時において変速機構３０を中速に設定する。変速機構制御部１０７は、籾摺りの開始時において、例えば、すべり長さが５．５［ｍｍ］となるように周速度差率を決定する。

籾摺りが開始されると、第１の脱ぷロール２０３が第２の脱ぷロール２０４よりも摩耗が進むので、第１の脱ぷロール２０３の外径が第２の脱ぷロール２０４の外径よりも小さくなっていく。この際、第１の脱ぷロール２０３及び第２の脱ぷロール２０４の回転数は変化しないので、周速度差率も小さくなっていき、これに合わせてすべり長さも小さくなる。つまり、脱ぷ率が低下する。このため、摩耗度が２５％に達した時点で、変速機構制御部１０７は、変速機構３０を中速から高速に変化させ、第１の脱ぷロール２０３の回転数を上げる。これにより、第１の脱ぷロール２０３の外径が小さくなったことが原因で低下した周速度差率を大きくすることができる。また、変速機構３０を中速から高速に変化させたときの周速度差率は、未使用時の脱ぷロールを用いて籾摺りを開始したときの周速度差率よりも大きい値となるようにする。これは、第１の脱ぷロール２０３の外径が小さくなり、籾の接触長さｌが低下しているので、この低下による脱ぷ率への影響を、周速度差率を大きくすることで補うためである。以上のようにして、すべり長さが適正範囲内に保たれる様に脱ぷロールの回転数を制御する。

次に、摩耗度が５０％に達すると、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との交換が行われる。この交換は、摩耗の激しい第１の脱ぷロール２０３を副軸２０２に取り付け、摩耗の少ない第２の脱ぷロール２０４を主軸２０１に取り付けるものである。この交換の目的は、第１の脱ぷロール２０３及び第２の脱ぷロール２０４の摩耗による使用限界が同じタイミングでくるようにするためである。加えて、上記交換時に、変速機構制御部１０７は、変速機構３０を高速から低速に変化させ、主軸２０１の回転数を下げる。前記交換の直後は、主軸２０１に取り付けた第２の脱ぷロール２０４の外径が、副軸２０２に取り付けた第１の脱ぷロール２０３の外径よりも大きい。このため、主軸２０１の回転数を下げないと周速度差率が大きくなりすぎて許容範囲の上限を超えてしまう。なお、上記交換直後の周速度差率は、変速機構３０を中速から高速に変化させたとき（摩耗度が２５％）の周速度差率よりも大きくする必要がある。これは、第１の脱ぷロール２０３及び第２の脱ぷロール２０４の外径が摩耗により小さくなったことで、籾の接触長さｌが短くなっているためであり、この短くなった籾の接触長さｌによる影響で低下した籾の脱ぷ率の減少を、周速度差率を大きくすることで補う必要があるからである。

摩耗度が７５％に達すると、変速機構制御部１０７は、変速機構３０を低速から中速に変化させる。これにより、周速度差率は、変速機構３０が高速から低速に変化したとき（摩耗度が５０％）の周速度差率よりも大きい値となる。上記交換後の籾摺り作業で、主軸２０１に取り付けた第２の脱ぷロール２０４と副軸２０２に取り付けた第１の脱ぷロール２０３は徐々に摩耗し、両方のロールの外径が小さくなる。このため、籾の接触長さｌが短くなる。また、上記交換直後は、第２の脱ぷロール２０４の方が第１の脱ぷロール２０３よりも外径が大きいが、主軸２０１に取り付けた第２の脱ぷロール２０４の方が、摩耗が早く進むため、第２の脱ぷロール２０４と第１の脱ぷロール２０３の外径の大きさの差が徐々に小さくなり、周速度差率も徐々に減少する。これら籾の接触長さｌ及び周速度差率の二つの要因で低下した籾の脱ぷ率（すべり長さ）を回復させるために、変速機構３０が高速から低速に変化したとき（摩耗度が５０％）の周速度差率よりも大きい周速度差率となるようにする必要がある。

このように、変速機構３０として３段（低速・中速・高速）の変速段を有する変速プーリを利用することにより、変速機構３０は、第１のタイミングにおける第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４との間の周速度差率よりも第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける周速度差率を増加させるように、第１の脱ぷロール２０３および第２の脱ぷロール２０４の少なくともいずれかの回転数を変化させることができる。

上述した実施形態では、未使用時の第１の脱ぷロール２０３の外径と第２の脱ぷロール２０４の外径は同じである。しかし、互いに異なる大きさの外径であってもよい。すなわち、第２の脱ぷロール２０４の外径よりも大きい外径の第１の脱ぷロール２０３を用いることにより、第１の脱ぷロール２０３の周速度と第２の脱ぷロール２０４の周速度との間に差をつけることができる。

また、変速機構３０の変速段の数は３段に限られず、２段、または４段以上であってもよい。

籾摺機１は、第１の脱ぷロール２０３または第２の脱ぷロール２０４の摩耗度を検出する検出部と、検出部が検出する摩耗度に基づいて、第２のタイミングを報知する報知部と、をさらに備えていてもよい。

図１０は、制御装置１０の機能の一例を示すブロック図である。図１０に示す制御装置１０は、図４に示す制御装置１０の機能に加えて、検出部１０８と、報知部１０９とを備えている。

検出部１０８は、第１の脱ぷロール２０３または第２の脱ぷロール２０４の摩耗度を検出する。検出部１０８は、例えば、センサを用いて第１の脱ぷロール２０３または第２の脱ぷロール２０４の摩耗度を検出する。センサは、例えば、レーザ光や超音波を用いたセンサである。

報知部１０９は、検出部１０８が検出する摩耗度に基づいて、第２のタイミングを報知する。ここで、第２のタイミングとは、第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４とを交換するタイミングである。第１の脱ぷロール２０３と第２の脱ぷロール２０４とを交換するタイミングは、例えば、摩耗度が５０％となったタイミングである。また、第２のタイミングは、例えば、変速機構３０の変速段を変速するタイミングである。変速機構３０の変速段を変速するタイミングは、例えば、摩耗度が２５％、５０％および７５％に到達したタイミングである。

報知部１０９は、例えば、スピーカ、表示装置などを用いて第２のタイミングを報知する。これにより、籾摺機１を利用する作業者に第２のタイミングを報知することができる。

１籾摺機
１０制御装置
１１ハードウェアプロセッサ
１２バス
１３ハードウェアプロセッサ
１４ＲＯＭ
１５ＲＡＭ
１６不揮発性メモリ
１７第１のインタフェース
１８第２のインタフェース
１９第３のインタフェース
１０１駆動用モータ制御部
１０２間隙幅検出部
１０３調整用モータ制御部
１０４周速度差率算出部
１０５接触長さ算出部
１０６すべり長さ算出部
１０７変速機構制御部
１０８検出部
１０９報知部
２０脱ぷ機構
２０１主軸
２０２副軸
２０３第１の脱ぷロール
２０４第２の脱ぷロール
２０５第１のプーリ
２０６第２のプーリ
２０７第３のプーリ
２０８第４のプーリ
２０９ベルト
２１０駆動用モータ
３０変速機構
４０幅調整機構
４０１基軸
４０２アーム
４０３ロッド
４０４ナット
４０５チェーン
４０６調整用モータ
５０機体

Claims

第１の軸周りに回転する第１の脱ぷロールと、
前記第１の軸に平行な第２の軸周りに回転する第２の脱ぷロールと、
第１のタイミングにおける前記第１の脱ぷロールと前記第２の脱ぷロールとの間の周速度差率よりも前記第１のタイミングの後の第２のタイミングにおける前記周速度差率を増加させるように、前記第１の脱ぷロールおよび前記第２の脱ぷロールの少なくともいずれかの回転数を変化させる変速機構と、を備える
ことを特徴とする籾摺機。
前記変速機構は、無段変速機を含む
請求項１に記載の籾摺機。
前記変速機構は、変速段付きの変速プーリを含む
請求項１に記載の籾摺機。
前記変速段は、３段である
請求項３に記載の籾摺機。
前記第１の脱ぷロールと前記第２の脱ぷロールとの間の間隙の幅を、前記第１のタイミングにおける前記間隙の幅に調整する幅調整機構をさらに備える
請求項１～４のいずれか１項に記載の籾摺機。
前記第１の脱ぷロールまたは前記第２の脱ぷロールの摩耗度を検出する検出部と、
前記検出部が検出する前記摩耗度に基づいて、前記第２のタイミングを報知する報知部と、をさらに備える
請求項１～５のいずれか１項に記載の籾摺機。
第１の軸周りに回転する第１の脱ぷロールと前記第１の軸に平行な第２の軸周りに回転する第２の脱ぷロールとの、第１のタイミングにおける周速度差率よりも前記第１のタイミングの後の第２のタイミングにおける周速度差率を増加させるように、前記第１の脱ぷロールおよび前記第２の脱ぷのロールの少なくともいずれかの回転数を変化させる
ことを特徴とする籾摺方法。