JPH04339223A - 穀粒の重量分布測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、穀粒の重量法による品
質評価法にかかり、特に、穀粒１粒の拾い出しによる重
量測定を機械的な自動反復機構により実行し、データの
解析処理によって重量分布等を評価する、穀粒の重量分
布測定方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】穀粒の品質管理の代表的な例として、酒
造原料米の品質管理が知られているが、その品質項目の
なかでは、重量法による評価法が重要とされてきた。こ
こでは、本来１粒ずつの重量測定が望ましいものの、煩
雑な操作を必要とするため、一般的には、穀粒の千粒の
重量を比較したり、一万粒の重量で比較したりする平均
値を用いていた。

【０００３】また、厳密な管理を必要とする場合、上述
の方法では、個々の穀粒のばらつきが原料毎に異なって
いるために、真の評価として不十分であった。そのため
にこの改善対策として、例えば３００粒の原料米１粒ず
つの重量を手作業により測定し、評価してきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、手作業
で１粒ずつ拾い出して、重量を測定していたのでは、３
００粒測定するまで約１時間を要し、しかも、人が常に
係わっている必要があった。

【０００５】このように、単調な作業の繰り返しと、穀
粒を無差別に拾い出す必要性から、意識的に穀粒を見な
いで拾い出すなどの工夫を要したうえに、試料数が多く
なると、作業能率も低下し、測定ミスおよび測定誤差が
生じ易いという問題があった。

【０００６】また、重量測定自体は、電子天秤を使用し
、コンピュータによるデータ処理をおこなっていたが、
１動作毎に人手を介して測定を実行してゆくという方法
に変わりはなく、穀粒の重量分布測定結果を評価するこ
とによる品質管理法の普及においては、そのことが障害
となっていた。

【０００７】近年、消費者の食品嗜好の多様化および高
級化に対応して、穀類原料のより厳密な品質管理が要求
されるようになってきたなかで、１標本毎の重量測定の
必要性と、測定作業にかかる労働環境の改善を同時に満
たす提案が期待されている。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、上記問題点を解消し、かつ、コストパ
フォーマンスを高めた、穀粒の重量分布測定方法及び装
置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ひとつには、穀粒の重量法による品質評価
において、１穀粒毎のピックアップ測定を機械的な自動
反復機構により設定標本数だけ実行する測定方法であっ
て、穀粒径より小さい孔径を有したノズルが、アームス
イングにより、負圧状態で試料受皿の投入穀粒群の中を
通過してノズル孔に穀粒を１粒吸引し、この１穀粒を吸
着したノズルが、上記受皿から重量測定装置の上部位置
へ移動して一時停止するとともに、この停止位置で、ノ
ズル孔内の負圧を開放あるいは正圧に調整して、上記１
粒の吸引穀粒を、ノズル孔から重量測定装置に脱落させ
、重量測定装置に標本として投下供給後、ノズルアーム
が復帰移動してつぎの標本抽出を実行する、１標本毎の
秤量が、吸引による無差別抽出と移送の反復によりなさ
れることを特徴とするものである。ここで、ノズルアー
ムの運動は、アーム支点を中心としたスイングによる往
復運動あるいは回転運動のいずれかである。

【００１０】また、上記になる１種類の試料に対する設
定標本数の測定の終了確認につづく余資料の払出しと新
たな試料投入を機器的に連動させ、セットアップした別
種試料にわり連続測定がなされることは言うまでもない
。

【００１１】一方、穀粒の重量分布測定装置であって、
試料供給・排出手段が、試料セットと位置決めを含み、
エアシリンダ及びステッピングモータにより駆動される
試料瓶あるいはターンテーブルと、エアシリンダに駆動
される払出し可能な試料受皿であり、運動系としての標
本抽出・移動手段が、単一あるいは複数の単孔ノズルに
独立に連通した通気孔が一体に形成され、ステッピング
モータにより駆動されるアーム支点を中心としたスイン
グ往復運動あるいは回転運動の反復機構と、アーム停止
機能を有したノズルアームであり、圧力調整手段が、ノ
ズル孔からアーム支点を経由した上記通気孔が電磁弁を
介して連結した真空装置あるいはこれに正圧力配管を付
加した装置であり、測定系としての重量測定手段が電子
天秤であり、シーケンサを介して接続されたコンピュー
タによるデータ処理系が、入力手段のキーボードと、秤
量データ蓄積手段の記憶部と、データ処理・制御手段の
ＣＰＵと、出力・表示手段のプリンタ及びＣＲＴディス
プレイであり、これらの各手段を介して、機械的な自動
反復機構により無差別抽出された１標本毎の秤量とデー
タ処理をおこなうものである。

【００１２】また、１種類の試料に対する設定標本数の
測定の完了信号と連動する試料供給・排出手段により、
複数の試料にわたる連続測定機能を搭載したものである
。このことによって、重量分布測定システムとして体系
的な機器構成が完備されるものである。

【００１３】図１に本発明の原理ブロック図を示す。こ
こで、運動系及び測定系における１が試料供給・排出手
段、２が標本抽出・移動手段、３が圧力調整手段及び４
が重量測定手段であり、データ処理系における５が入力
手段、６がデータ蓄積手段、７がデータ処理・制御手段
及び８が出力・表示手段である。

【００１４】図２に本発明の最適な実施例のブロック図
を示す。ここで、９がシーケンサ、１０が試料受皿、１
１がターンテーブル、１２がノズルアーム、１３が真空
装置、４３が正圧力配管、１４が電子天秤、１５がキー
ボード、１６がメモリ、１７がＣＰＵ、１８がＣＲＴデ
ィスプレイ及び１９がプリンタである。

【００１５】上記構成にかかる試料受皿は、重量分布を
求めるために必要な穀粒数（設定標本数）より２倍程度
多めの穀粒を許容するものであればよい。また、受皿の
内径をアーム支点を中心としてアーム先端が描く円弧の
半径より小さくしておけば、受皿の底に屑穀粒や異物が
溜り、測定しようとする穀粒１粒のみ吸引されるのを容
易にする。

【００１６】また、ノズル先端部には、測定対象となる
穀粒径より小さい孔を設ける。一方、圧力調整における
負圧の大きさは、このノズル孔径、穀粒の形状、大きさ
および穀粒の吸引部位に依存した吸引圧を示すが、一般
的には２０〜１００Ｔｏｒｒ程度の負圧が望ましい。米
粒程度のものであれば４００Ｔｏｒｒでも充分吸引され
るが、穀粒の種類にあわせた経済的な負圧が設定されれ
ばよい。

【００１７】また、ノズルアームは、上記圧力調整手段
を含み運動系を構成するものであるが、このスイング往
復運動あるいは回転運動にかかるピッチ、すなわち運動
周期は、電子天秤の測定所要時間（通常５〜６秒）を超
えるものであればよい。さらに、電子天秤からの測定完
了の信号とノズルアームの移動開始信号との同期をとっ
て、連動させることができるのはもちろんである。

【００１８】

【作用】上記のように構成された機器の起動によって、
運動系は次のように作用する。ノズルアームが受皿の内
径に沿ってゆるやかに穀粒群の中を通過し、穀粒がノズ
ル先端に吸引される。ノズルアームはアーム支点を中心
に往復運動（ないしは回転運動）をおこない、受皿から
移動し、電子天秤の上部位置で停止して、負圧の開放（
ないしは正圧に切替え）により吸着した穀粒を離脱する
。また、ノズルアームを２本以上設けたものであれば、
吸引・抽出と移送・脱落の動作を交互になすべく、アー
ム支点を中心に往復運動（ないしは回転運動）させるも
のとし、この運動が上記ピッチを有して自動反復するこ
とに変わりはない。

【００１９】また、時として、受皿の中で穀粒が２粒吸
着された場合、吸引圧は弱くなり、穀粒群のなかをノズ
ルアームが通過することによって、１粒が振り落とされ
、より高い吸引圧の方へ安定するので、結果、このノズ
ルアームの運動は１粒のみの標本抽出を容易にさせてい
る。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。以下の実施例１および２では、運動系の態様を換
えて、すなわちスイング往復と回転による標本抽出・移
動手段での測定を実行し、所望の結果を得ていることを
説明する。　　また、実施例３では、ターンテーブルと
測定完了信号の連動による連続測定機能を搭載した実機
における測定を例示する。

【００２１】

【実施例１】酒造米３００粒の重量分布測定を本発明に
よって実行したものである。図３に運動系としての標本
抽出・移動手段がスイング往復運動である場合の態様を
示すように、酒造米約７００粒を受皿（１０）に入れ、
ノズル（３６）孔径０．８ｍｍで、真空圧１５０、２１
０、３００、４９０Ｔｏｒｒと各々変化させて、それぞ
れ３００粒の１粒ずつの重量を測定した。いずれの条件
でも１粒ずつ吸引し、重量を測定することができたが、
このとき、米粒の重量は、約８．２〜１８．６ｍｇであ
った。

【００２２】次に、ノズル（３６）の吸引効果をみるた
めに、ノズル（３６）孔径を１．５ｍｍ、０．８ｍｍ、
０．６ｍｍと変えて同様の測定をおこなった。ノズル（
３６）孔径１．５ｍｍの場合、真空装置（１３）の容量
を一定とした時、真空圧が下がり、吸引力は小さくなっ
た。ノズル（３６）孔径０．６ｍｍの場合、吸入空気量
が少なくなるため、吸引力は弱くなった。ノズル（３６
）孔径０．８ｍｍの場合、安定して米粒を吸着させるこ
とができた。

【００２３】上記によって米粒を吸着した状態のときの
真空圧は、米粒の吸着部位により異なったものの、どの
部位でも脱落はなかった。

【００２４】本例ではノズルアーム（１２），（１２’
　）を２本とし、アーム支点（３８）を中心に、交互に
往復運動させたもので、ここでも、米粒群の中を通過さ
せることによる１粒のみの標本抽出・移動が容易である
ことの作用の確認ができた。

【００２５】なお、ノズル（３６），（３６’　）は、
ノズルアーム（１２），（１２’　）内のそれぞれ独立
した通気孔（３７），（３７’　）を通じて、電磁弁（
３１）を介して真空装置（１３）と連結している。

【００２６】また、電子天秤（１４）は、重量分布デー
タ処理装置（４０）と結ばれ、これによって米粒の各粒
毎の重量測定値から重量分布図、平均重、中心値および
標準偏差等を求めればよい。

【００２７】

【実施例２】本例は、図４に運動系としての標本抽出・
移動手段が回転運動である場合の態様を示すように、実
施例１におけるノズルアーム（１２），（１２’　）を
受皿（１０）の上部に位置するアーム支点（３８）を中
心に、回転運動させたものである。測定系は、上記実施
例１における場合と同様である。

【００２８】ここでの測定動作を以下説明する。ノズル
アーム（１２）のノズル（３６）孔を負圧にし、受皿（
１０）の米粒（３９）中を通過させて米粒１粒を吸着し
、電子天秤（１４）の上部位置まで回転させて移動後、
この位置でノズル（３６）孔の負圧を開放し、ビーカー
（４１）内に米粒を脱落させる。このとき、もう一方の
ノズルアーム（１２’　）は、上記ノズルアーム（１２
）の回転運動にあわせて、ノズル（３６’　）孔に米粒
１粒を吸着したまま移動し、重量測定完了信号が来るの
を待機している。完了信号を受信すると、両ノズルアー
ム（１２），（１２’　）を回転させ、ノズルアーム（
１２’　）が電子天秤（１４）の上部位置に移動して停
止し、米粒を脱落させる。この動作を設定標本数（３０
０粒）だけ反復・データ蓄積し、重量分布が求められた
。

【００２９】なお、ノズルアーム（１２），（１２’　
）内の通気孔（３７），（３７’　）は、回転継手（４
２）を介して連結しているアーム支点（３８）内の隔壁
により、それぞれ独立した圧力調整回路（ａ），（ｂ）
として電磁弁（３１）を介して真空装置（１３）に通じ
ている。

【００３０】

【実施例３】本例では、図５に連続測定の態様を示すよ
うに、２０種類の穀粒をターンテーブル（１１）の各区
画に予め充填し、１種類の試料について設定標本数を３
００として重量測定を実行し、測定完了後、受皿（１０
）の残りの穀粒をエアシリンダ（３５）の駆動により払
出すとともにターンテーブル（１１）を１区画分だけ移
動して次の試料を投入、測定したものである。

【００３１】この各ステップの動作は機器的にリンクし
ており、これによって連続的な測定とそのデータ処理が
実行された。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
機械的な自動反復機構により、無差別抽出した１標本毎
の重量測定を実現しているので、人的な省力化と測定時
間の短縮が可能で、しかも常に高い精度で測定できる。

【００３３】また、複数種類の試料について連続した測
定・処理を実現しているので、昼夜の制限なく、無人で
長時間のランニング測定が可能で、機器的にも高いコス
トパフォーマンスを有したものである。

【００３４】また、圧力調整を含むノズル交換等によっ
て、多種の穀物原料に対して適用が可能なので、例えば
酒造、味噌、醤油、ビール、納豆および精米等の業種に
おける品質管理への用途は広く、産業上きわめて価値の
高いものである。

【００３５】さらに、本発明が保護される範囲において
、機器的な運動系、測定系の改変が可能であるとともに
、２次処理系でのデータの活用は自由であるので、種々
のデータ解析への転用が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の重量分布測定装置にかかる原理ブロッ
ク図である。

【図２】本発明の重量分布測定装置にかかる実施例のブ
ロック図である。

【図３】本発明の１実施例である重量測定装置の運動系
としての標本抽出・移動手段がスイング往復運動である
場合の態様の説明図である。

【図４】同じく重量分布測定装置の運動系としての標本
抽出・移動手段が回転運動である場合の態様の説明図で
ある。

【図５】同じく重量分布測定装置における連続測定の説
明図である。

【符号の説明】

１　　試料供給・排出手段 ２　　標本抽出・移動手段 ３　　圧力調整手段 ４　　重量測定手段 ５　　入力手段 ６　　データ蓄積手段 ７　　データ処理・制御手段 ８　　出力・表示手段 ９　　シーケンサ １０　　試料受皿（試料供給・排出手段）１１　　ター
ンテーブル（試料供給・排出手段）１２　　ノズルアー
ム（標本抽出・移動手段）１２’　ノズルアーム（標本
抽出・移動手段）１３　　真空装置（圧力調整手段） １４　　電子天秤（重量測定手段） １５　　キーボード（入力手段） １６　　メモリ（データ蓄積手段） １７　　ＣＰＵ（データ処理・制御手段）１８　　ＣＲ
Ｔディスプレイ（出力・表示手段）１９　　プリンタ（
出力・表示手段） ２１　　インターフェース ３１　　電磁弁（切替えバルブ） ３５　　エアシリンダ ３６　　ノズル（孔） ３６’　ノズル（孔） ３７　　通気孔 ３７’　通気孔 ３８　　アーム支点 ３９　　穀粒（試料） ４０　　重量分布データ処理装置 ４１　　ビーカー ４２　　回転継手 ４３　　正圧力配管（圧力調整手段） ａ　　圧力調整回路 ｂ　　圧力調整回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　穀粒の重量法による品質評価において
   、１穀粒毎のピックアップ測定を機械的な自動反復機構
   により設定標本数だけ実行する測定方法であって、穀粒
   径より小さい孔径を有したノズルが、アームスイングに
   より、負圧状態で試料受皿の投入穀粒群の中を通過して
   ノズル孔に穀粒を１粒吸引し、この１穀粒を吸着したノ
   ズルが、上記受皿から重量測定装置の上部位置へ移動し
   て一時停止するとともに、この停止位置で、ノズル孔内
   の負圧を開放あるいは正圧に調整して、上記１粒の吸引
   穀粒を、ノズル孔から重量測定装置に脱落させ、重量測
   定装置に標本として投下供給後、ノズルアームが復帰移
   動してつぎの標本抽出を実行する、１標本毎の秤量が、
   吸引による無差別抽出と移送の反復によりなされること
   を特徴とする穀粒の重量分布測定方法。
2. 【請求項２】　　単一あるいは複数のノズルをアーム支
   点を中心として往復運動させ、このノズル動作が吸引・
   抽出と移送・脱落を交互になすべく運動の制御がなされ
   る請求項１記載の穀粒の重量分布測定方法。
3. 【請求項３】　　単一あるいは複数のノズルをアーム支
   点を中心として回転運動させ、このノズル動作が吸引・
   抽出と移送・脱落を交互になすべく運動の制御がなされ
   る請求項１記載の穀粒の重量分布測定方法。
4. 【請求項４】　　穀粒の重量法による品質評価において
   、機械的な自動反復機構により無差別抽出された１標本
   毎の秤量とデータ処理をおこなう測定装置であって、試
   料セットと位置決めを含み、試料投入と余試料の払出し
   のための試料供給・排出手段と、単一あるいは複数のノ
   ズルが、独立に連通した通気孔を有してアームと一体に
   形成され、機器的な駆動・制御によりアーム停止動作を
   含む運動系である、１標本穀粒の拾い出しと移送のため
   の標本抽出・移動手段と、上記通気孔が、アーム支点を
   経由し、切替えバルブを介して真空装置あるいはこれに
   正圧力配管を付加した装置に連結した圧力調整手段と、
   電子天秤による重量測定手段と、シーケンサを介して接
   続されたデータ処理系が、入力手段と、秤量データ蓄積
   手段と、データ処理・制御手段と、出力・表示手段とを
   具備してなることを特徴とする穀粒の重量分布測定装置
   。
5. 【請求項５】　　標本抽出・移動手段が、ノズルアーム
   のスイング往復運動による自動反復機構である請求項４
   記載の穀粒の重量分布測定装置。
6. 【請求項６】　　標本抽出・移動手段が、ノズルアーム
   の回転運動による自動反復機構である請求項４記載の穀
   粒の重量分布測定装置。
7. 【請求項７】　　試料供給・排出手段が、複数種類の試
   料のセットアップと測定終了の動作確認手段を含み、機
   器的な連動による連続測定機能を搭載したものである請
   求項４記載の穀粒の重量分布測定装置。