WO2022176647A1

WO2022176647A1 - 回転駆動システム及びそのシステムを備えた籾摺機

Info

Publication number: WO2022176647A1
Application number: PCT/JP2022/004463
Authority: WO
Inventors: 誠治頼岡; 晃郎原本
Original assignee: 株式会社サタケ
Priority date: 2021-02-18
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2022-08-25
Also published as: CN116887920A; JP7074220B1; JP2022126534A

Abstract

無端状の第１平ベルト（Ｂ１）が、第１駆動プーリ（４ｂ）、第１テンションプーリ（６ａ）、第２従動プーリ（３Ｂ）及び第１従動プーリ（２Ａ）に巻き掛けられ、第１駆動プーリ（４ｂ）の回転動作により周回移動して第１脱ぷロール（Ｒ１）及び第２脱ぷロール（Ｒ２）を回転させる。第１テンションプーリ（６ａ）と第１駆動プーリ（４ｂ）との間には、第１平ベルト（Ｂ１）に接する領域の厚み方向に延びる揺動軸心（Ｃ３）を中心として揺動自在な第１蛇行制御プーリ（８）が第１平ベルト（Ｂ１）を案内する。

Description

回転駆動システム及びそのシステムを備えた籾摺機

　本発明は、例えば、回転ロールを回転駆動させる回転駆動システム及びそのシステムを備えた籾摺機に関する。

　従来より、例えば、特許文献１に開示されている籾摺機は、回転軸心が平行に延び、且つ、当該回転軸心と直交する方向に隣接する一対の脱ぷロールを含む回転駆動システムを備えている。該回転駆動システムは、駆動プーリを回転させる駆動モータと、各脱ぷロールに回転一体に設けられた従動プーリと、駆動プーリと両従動プーリとの間に配設されたテンションプーリとを有し、駆動プーリ、両従動プーリ及びテンションプーリには、六角ベルトやＶベルトといった無端状ベルトが巻き掛けられている。そして、駆動モータを起動して駆動プーリを回転させると、周回移動する無端状ベルトによって各脱ぷロールが互いに反対方向に回転するようになっていて、回転状態の両脱ぷロールの間隙に籾を供給するとともに当該両脱ぷロールの外周面で押圧しながら通過させることにより、籾殻をせん断破壊して籾から取り除くようになっている。

　ところで、六角ベルトやＶベルトといった無端状ベルトは、周回移動する際において主に無端状ベルトの両側面が各プーリの内側面に接触しており、単に幅寸法を大きなものに変更しただけでは無端状ベルトと各プーリとの間の動力伝達能力を向上させ難いという特徴がある。したがって、例えば、特許文献１の如き籾摺機の籾摺り能力を向上させるのを目的として、回転駆動システムにおける駆動モータの出力を上げるとともに無端状ベルトと各プーリとの間の動力伝達能力を向上させることによって両脱ぷロールの回転力を高めようとする場合、各プーリの回転軸心方向の寸法を大きくするとともに各プーリに巻き掛ける無端状ベルトの数を増やす必要がある。

　しかし、例えば、各プーリが片持ち式の支持軸により支持されるような場合、無端状ベルトの数を増やすとともに各プーリの回転軸心方向の寸法を大きくすると、支持軸に加わる曲げ応力が大きくなってしまい、繰り返し使用することで支持軸に不具合が生じる可能性がある。また、各プーリがその回転軸心方向に大きくなることで装置全体が大型化してしまうという問題もある。

特許第５１１０２９９号

　上記問題点を解決すべく、本件発明者らは、無端状ベルトの数を増やすことによる支持軸の不具合の可能性や装置の大型化を回避するために、無端状ベルトを平ベルトにして各プーリの外周面との接触領域を増やすことにより、１つの無端状ベルトと各プーリとの間の動力伝達能力を高めて各プーリの回転軸心方向の寸法を短くすることに想到した。

　また、無端状ベルトを平ベルトにすると、平ベルトと各プーリの外周面との間が滑り易くなり、平ベルトが各プーリの軸方向に片寄った位置で周回移動したり、或いは、各プーリの軸方向に蛇行しながら周回移動する可能性がある。この点についても、本件発明者らは、試行錯誤の結果、適切な構造のプーリを適切な場所に設けることにより、好適な回転駆動システムに想到した。

　本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駆動モータの出力を上げても高い動力伝達能力を有するとともに安定した回転駆動動作を行い、しかも、繰り返し使用しても不具合が生じ難い回転駆動システムを提供することにある。

　上記の目的を達成するために、本発明は、平ベルトを用いたことを特徴とする。また、本発明は、平ベルトの周回移動方向において駆動ベルトの下流側に揺動自在な蛇行制御プーリを配設したことを特徴とする。

　具体的には、回転ロールを回転駆動させる回転駆動システムを対象とし、次のような対策を講じた。

　すなわち、第１の発明では、駆動モータにより回転駆動する駆動プーリと、回転ロールと一体に回転する従動プーリと、前記駆動プーリ及び前記従動プーリに巻き掛けられ、前記駆動プーリの回転動作により周回移動して前記従動プーリを介して前記回転ロールを回転させる無端状の平ベルトと、該平ベルトの張設状態を調整可能なテンションプーリとを備え、前記従動プーリ及び前記テンションプーリのうち前記平ベルトの周回移動方向下流側において前記駆動プーリの次に隣設された隣設プーリと前記駆動プーリとの間には、前記平ベルトに接する領域の厚み方向に延びる揺動軸心を中心として揺動自在な蛇行制御プーリが前記平ベルトを案内していることを特徴とする。

　第２の発明では、第１の発明において、前記蛇行制御プーリは、前記隣設プーリと前記駆動プーリとの間の中央位置よりも前記隣設プーリ側に位置していることを特徴とする。

　第３の発明では、第１及び第２の発明において、前記隣設プーリは、前記テンションプーリであることを特徴とする。

　第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、前記回転ロールは、その回転軸心が平行に延び、且つ、隣接する位置に一対設けられ、前記平ベルトは、周回移動する際、前記各回転ロールが互いに反対方向に回転するように前記各回転ロールに回転一体に設けられた各従動プーリに順に巻き掛けられ、前記両回転ロールは、回転状態において当該両回転ロールの間隙に供給される粒状体を外周面で押圧しながら通過させるよう構成されていることを特徴とする。

　第５の発明では、第４の発明において、前記駆動モータ、前記駆動プーリ、前記平ベルト、前記テンションプーリ及び前記蛇行制御プーリをそれぞれ一対ずつ備え、前記従動プーリは、第１従動プーリと第２従動プーリとをそれぞれ一対ずつ備え、前記一方の第１従動プーリ及び前記一方の第２従動プーリは、前記一方の回転ロールに回転一体に設けられる一方、前記他方の第１従動プーリ及び前記他方の第２従動プーリは、前記他方の回転ロールに回転一体に設けられ、前記一方の平ベルトは、前記一方の駆動プーリ、前記一方の蛇行制御プーリ、前記一方のテンションプーリ、前記一方の第１従動プーリ及び前記他方の第２従動プーリに巻き掛けられて第１駆動系統を形成する一方、前記他方の平ベルトは、前記他方の駆動プーリ、前記他方の蛇行制御プーリ、前記他方のテンションプーリ、前記他方の第１従動プーリ及び前記一方の第２従動プーリに巻き掛けられて第２駆動系統を形成し、前記第１及び第２駆動系統には、前記一方の第１従動プーリから前記一方の平ベルトを離間させ、且つ、前記他方の第１従動プーリに前記他方の平ベルトを接触させる状態と、前記一方の第１従動プーリに前記一方の平ベルトを接触させ、且つ、前記他方の第１従動プーリから前記他方の平ベルトを離間させる状態とを切り替えて前記両回転ロールにおける回転駆動の駆動系統を切り替えるクラッチ機構が設けられていることを特徴とする。

　第６の発明では、第５の発明において、前記各平ベルトの走行データを取得可能なベルト走行検出センサと、前記各駆動モータ、前記クラッチ機構及び前記ベルト走行検出センサに接続された制御部とを備え、該制御部は、前記平ベルトの走行が蛇行状態と判定するための閾値が予め記憶された記憶部と、前記ベルト走行検出センサにて得られた走行データと前記閾値とを比較して前記平ベルトが蛇行状態であるか否かを判定する判定部とを備え、該判定部により蛇行状態であると判定されると、前記クラッチ機構を作動させて異なる駆動系統へと切り替えるとともに、前記判定部により元の駆動系統において前記平ベルトが蛇行状態でないと判定されるまで異なる駆動系統によって前記両回転ロールを回転駆動させるよう構成されていることを特徴とする。

　第７の発明では、籾摺機が、第４から第６のいずれか１つに記載の回転システムを備え、前記粒状体は、籾であり、回転状態の前記両回転ロールの間隙をその外周面で押圧されながら通過する際に籾殻が取り除かれるよう構成されていることを特徴とする。

　第１の発明では、回転ロールを回転させる無端状ベルトに平ベルトを適用しているので、駆動モータの出力を上げて回転ロールの回転力を高める際、平ベルトの数を増やすことなく当該平ベルトの幅寸法を大きくすることで無端状ベルトと各プーリとの間の動力伝達能力を向上させることができるようになる。したがって、各プーリが片持ち式の支持軸により支持されるような場合であっても各プーリの回転軸心方向の寸法を小さくすることができるようになるので、支持軸に加わる曲げ応力が小さくなって繰り返し使用しても不具合が生じ難くなるとともに、システム全体を小型化することができる。また、回転駆動システムを作動させた際、各プーリの外周面に対して平ベルトが各プーリの回転軸心方向にずれると、蛇行制御プーリが案内する平ベルトに対して当該平ベルトのずれる方向とは反対側に抵抗力を加えながら平ベルトの動きにあわせて揺動するようになる。したがって、平ベルトは周回移動動作を繰り返すと、次第に各プーリの回転軸心方向における平ベルトのずれが小さくなっていき、平ベルトが安定した周回移動動作を行うことが可能な位置に戻るので、システムの回転駆動動作を安定させることができる。

　第２の発明では、隣接プーリに対する蛇行制御プーリの位置が近くなるように設けられているため、蛇行制御プーリにより平ベルトに対して加わる抵抗力が隣接プーリの外周面を滑る平ベルトに対して大きな影響を及ぼすようになる。したがって、平ベルトが蛇行した場合であっても、平ベルトの周回移動動作が安定した状態に戻り易くなり（蛇行が収まり易くなり）、システムの回転駆動動作をさらに安定したものにすることができる。

　第３の発明では、蛇行制御プーリがテンションプーリ寄りに位置しているので、テンションプーリにより平ベルトの張設状態を調整した際において、テンションプーリの外周面を滑る平ベルトに対して蛇行制御プーリが大きな影響を及ぼすようになる。したがって、テンションプーリにより平ベルトにおける張設状態の調整を行ってもそれを起因として平ベルトが蛇行するのを極力回避させることができる。

　第４の発明では、両回転ロールを同時に回転させる平ベルトが周回移動時において蛇行し難くなるので、粒状体を両回転ロールの外周面で押圧しながら通過させる際において駆動モータの駆動力を各回転ロールに無駄なく伝達させることができる。

　第５の発明では、２つの駆動系統をクラッチ機構で切り替えながら一対の回転ロールを回転駆動させることができるので、例えば、第１従動プーリと第２従動プーリとを異なる径にしておくことで、駆動系統を切り替えた際に各回転ロールの周速度を変化させるといったことを行うことができる。

　第６の発明では、平ベルトが蛇行状態のまま周回移動し続けることが無くなるので、システムの回転駆動動作を安定させるだけでなく、平ベルトが長時間蛇行走行し続けることによって生じる不具合を防ぐことができる。

　第７の発明では、効率良く籾殻をせん断破壊することができるようになり、籾摺り能力の高い籾摺機にすることができる。

本発明の実施形態に係る回転駆動システムを備えた籾摺機であり、内部構造の一部が開示された斜視図である。図１のII矢視概略図である。駆動系統を切り替えた図２相当図である。制御部、振動センサ、駆動モータ及びクラッチ機構の関係を示すブロック図である。平ベルトが蛇行走行した際に行う制御のフローチャートである。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

　図１は、本発明の実施形態に係る回転駆動システム１が組み込まれた籾摺機１０を示す。該籾摺機１０は、厚みを有する略矩形板状をなし、上部一側において斜め下方に延びる傾斜面１０ｂが形成された機枠１０ａを備え、該機枠１０ａの上面には、籾（図示せず）を機枠１０ａの内部に投入するための投入口１０ｃが形成されている。

　機枠１０ａの中央略一側上方寄りの位置には、図２及び図３に示すように、回転軸心Ｃ１が機枠１０ａの厚み方向に延びる第１脱ぷロールＲ１（回転ロール）が第１支持軸ｒ１により回転可能に軸支される一方、該第１脱ぷロールＲ１の他側下方の位置には、回転軸心Ｃ２が回転軸心Ｃ１と平行に延びる第２脱ぷロールＲ２（回転ロール）が第２支持軸ｒ２により回転可能に軸支されている。

　第１脱ぷロールＲ１と第２脱ぷロールＲ２とは、径が同じであるとともに、互いに隣接する位置になっている。

　第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の側方には、それぞれ当該第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の回転数を検出可能な第１回転センサｓ１及び第２回転センサｓ２が配設されている。

　また、第２脱ぷロールＲ２の上方には、当該第２脱ぷロールＲ２に対して第１脱ぷロールＲ１を接触又は離間させて当該第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の接触圧を調節するロール圧力調節シリンダＳ１が配設されている。

　第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２には、第１従動プーリ２と該第１従動プーリ２よりも小径な第２従動プーリ３とがそれぞれ１つずつ回転一体に設けられ、第１脱ぷロールＲ１には、第１支持軸ｒ１の先端側から順に第２従動プーリ３と第１従動プーリ２とが取り付けられる一方、第２脱ぷロールＲ２には、第２支持軸ｒ２の先端側から順に第１従動プーリ２と第２従動プーリ３とが取り付けられている。

　尚、以下では、便宜上、第１脱ぷロールＲ１に取り付けられた第１従動プーリ２及び第２従動プーリ３を第１従動プーリ２Ａ、第２従動プーリ３Ａと呼び、第２脱ぷロールＲ２に取り付けられた第１従動プーリ２及び第２従動プーリ３を第１従動プーリ２Ｂ、第２従動プーリ３Ｂと呼ぶことにする。

　第１脱ぷロールＲ１の上方には、回転軸４ａが回転軸心Ｃ１と同方向に延びる第１駆動モータ４が配設され、回転軸４ａには、第１駆動モータ４により回転駆動する第１駆動プーリ４ｂが回転一体に取り付けられている。

　一方、第２脱ぷロールＲ２の第１脱ぷロールＲ２とは反対側の斜め上方には、回転軸５ａが回転軸心Ｃ２と同方向に延びる第２駆動モータ５が配設されている。

　回転軸５ａには、第２駆動モータ５により回転駆動する第２駆動プーリ５ｂが回転一体に取り付けられ、該第２駆動プーリ５ｂは、第１駆動プーリ４ｂと同じ径になっている。

　第１脱ぷロールＲ１における第２脱ぷロールＲ２の反対側には、回転軸が回転軸心Ｃ１と同方向に延びる第１テンションプーリ６ａ（隣設プーリ）を備えた第１テンション変更機構６が配設されている。

　該第１テンション変更機構６は、先端に第１テンションプーリ６ａを軸支する一方、基端が機枠１０ａに回動可能に軸支された第１回動フレーム６ｂを備え、該第１回動フレーム６ｂの上方には、ロッド部６ｄの伸縮動作によって第１回動フレーム６ｂを上下動させる第１エアシリンダ６ｃが配設されている。

　第２脱ぷロールＲ２の下方には、回転軸が回転軸心Ｃ２と同方向に延びる第２テンションプーリ７ａ（隣設プーリ）を備えた第２テンション変更機構７が配設され、第２テンションプーリ７ａは、第１テンションプーリ６ａと同じ径になっている。

　第２テンション変更機構７は、先端に第２テンションプーリ７ａを軸支する一方、基端が機枠１０ａに回動可能に軸支された第２回動フレーム７ｂを備え、該第２回動フレーム７ｂと第２駆動モータ５との間には、ロッド部７ｄの伸縮動作によって第２回動フレーム７ｂを上下動させる第２エアシリンダ７ｃが配設されている。

　第１駆動プーリ４ｂと第１テンションプーリ６ａとの間には、回転軸が回転軸心Ｃ１と同方向に延びる第１蛇行制御プーリ８が配設され、該第１蛇行制御プーリ８は、当該第１蛇行制御プーリ８から第１エアシリンダ６ｃとは反対側の斜め上方に向かって延びる揺動軸心Ｃ３を中心として揺動自在となっている。

　第１蛇行制御プーリ８には、当該第１蛇行制御プーリ８の振動データ（後述する第１平ベルトＢ１の走行データ）を取得可能な第１振動センサ８ａ（ベルト走行検出センサ）が取り付けられている。

　一方、第２駆動プーリ５ｂと第２テンションプーリ７ａとの間には、回転軸が回転軸心Ｃ２と同方向に延びる第２蛇行制御プーリ９が配設され、該第２蛇行制御プーリ９は、第１蛇行制御プーリ８と同じ径になっている。

　第２蛇行制御プーリ９は、当該第２蛇行制御プーリ９から第２エアシリンダ７ｃとは反対側の斜め下方に向かって延びる揺動軸心Ｃ４を中心として揺動自在となっている。

　第２蛇行制御プーリ９には、当該第２蛇行制御プーリ９の振動データ（後述する第２平ベルトＢ２の走行データ）を取得可能な第２振動センサ９ａ（ベルト走行検出センサ）が取り付けられている。

　第１駆動プーリ４ｂ、第１蛇行制御プーリ８、第１テンションプーリ６ａ、第２従動プーリ３Ｂ及び第１従動プーリ２Ａには、無端状の第１平ベルトＢ１が巻き掛けられて第１駆動系統Ｋ１が形成されている。

　第１平ベルトＢ１は、第１支持軸ｒ１及び第２支持軸ｒ２の先端側から見て、第２従動プーリ３Ｂと第１従動プーリ２ＡとにＳ字状に順に巻き掛けられ、第１駆動プーリ４ｂの回転動作により周回移動すると、第２従動プーリ３Ｂ及び第１従動プーリ２Ａを介して第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２が互いに反対方向に回転するようになっている。尚、第１平ベルトＢ１は、第１支持軸ｒ１及び第２支持軸ｒ２の先端側から見て、反時計回りに周回移動するようになっていて、これにより、第１駆動系統Ｋ１において、投入口１０ｃから投入され、且つ、回転状態の第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の間隙に供給される籾を第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の外周面で押圧しながら通過させて籾殻を取り除くことができるようになっている。

　第１テンションプーリ６ａは、第１回動フレーム６ｂを上下動させることにより、第１平ベルトＢ１の張設状態を調整可能になっている。

　また、第１蛇行制御プーリ８は、第１テンションプーリ６ａ、第２従動プーリ３Ｂ及び第１従動プーリ２Ａのうち第１平ベルトＢ１の周回移動方向下流側において第１駆動プーリ４ｂの次に隣設された第１テンションプーリ６ａと第１駆動プーリ４ｂとの間の中央位置Ｐ１よりも第１テンションプーリ６ａ側に位置しており、第１平ベルトＢ１に接する領域の厚み方向に延びる揺動軸心Ｃ３を中心として揺動しながら第１平ベルトＢ１を案内するようになっている。

　一方、第２駆動プーリ５ｂ、第２蛇行制御プーリ９、第２テンションプーリ７ａ、第２従動プーリ３Ａ及び第１従動プーリ２Ｂには、無端状の第２平ベルトＢ２が巻き掛けられて第２駆動系統Ｋ２が形成されている。

　第２平ベルトＢ２は、第１支持軸ｒ１及び第２支持軸ｒ２の先端側から見て、第２従動プーリ３Ａと第１従動プーリ２ＢとにＳ字状に順に巻き掛けられ、第２駆動プーリ５ｂの回転動作により周回移動すると、第２従動プーリ３Ａ及び第１従動プーリ２Ｂを介して第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２が互いに反対方向に回転するようになっていて、これにより、第２駆動系統Ｋ２においても、投入口１０ｃから投入され、且つ、回転状態の第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の間隙に供給される籾をその外周面で押圧しながら通過させて籾殻を取り除くことができるようになっている。尚、第２平ベルトＢ２は、第１支持軸ｒ１及び第２支持軸ｒ２の先端側から見て、時計回りに周回移動するようになっている。

　第２テンションプーリ７ａは、第２回動フレーム７ｂを上下動させることにより、第２平ベルトＢ２の張設状態を調整可能になっている。

　また、第２蛇行制御プーリ９は、第２テンションプーリ７ａ、第２従動プーリ３Ａ及び第１従動プーリ２Ｂのうち第２平ベルトＢ２の周回移動方向下流側において第２駆動プーリ５ｂの次に隣設された第２テンションプーリ７ａと第２駆動プーリ５ｂとの間の中央位置Ｐ２よりも第２テンションプーリ７ａ側に位置しており、第２平ベルトＢ２に接する領域の厚み方向に延びる揺動軸心Ｃ４を中心として揺動しながら第２平ベルトＢ２を案内するようになっている。

　第１駆動系統Ｋ１及び第２駆動系統Ｋ２には、第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２における回転駆動の駆動系統を切り替えるクラッチ機構２０が設けられている。

　該クラッチ機構２０は、第１脱ぷロールＲ１と第１従動プーリ２Ａとの間に配設された第１クラッチユニット１１と、第２脱ぷロールＲ２と第２従動プーリ３Ｂとの間に配設された第２クラッチユニット１２とを備えている。

　第１クラッチユニット１１は、回転軸心Ｃ１周りに回動可能に設けられ、第１脱ぷロールＲ１の径方向外側の位置に回転軸心Ｃ１と同方向に延びる回転軸心と中心として回転自在な第１クラッチプーリ１１ａが回転軸心Ｃ１を中心とした周方向に所定の間隔をあけて一対設けられている。

　一方、第２クラッチユニット１２は、回転軸心Ｃ２周りに回動可能に設けられ、第２脱ぷロールＲ２の径方向外側の位置に回転軸心Ｃ２と同方向に延びる回転軸心を中心として回転自在な第２クラッチプーリ１２ａが回転軸心Ｃ２を中心とした周方向に所定の間隔をあけて一対設けられている。

　第１クラッチユニット１１には、中心が回転軸心Ｃ１に一致する第１スプロケット１３が取り付けられ、第２クラッチユニット１２には、中心が回転軸心Ｃ２に一致する第２スプロケット１４が取り付けられている。

　第１スプロケット１３の下方には、回転軸心が回転軸心Ｃ１と同方向に延びる中継用ダブルスプロケット１５が配設される一方、第２スプロケット１４における第１スプロケット１３の反対側には、回転軸心が第２蛇行制御プーリ９の回転軸心と一致する第３スプロケット１６が配設されている。

　第２テンションプーリ７ａの下方には、ロッド部１７ａの伸縮動作により第３スプロケット１６を正逆回転させる第３エアシリンダ１７が配設されている。

　第１スプロケット１３と中継用ダブルスプロケット１５の一方のスプロケットとには第１チェーン１８が巻き掛けられ、第２スプロケット１４、中継用ダブルスプロケット１５の他方のスプロケット及び第３スプロケット１６には第２チェーン１９が巻き掛けられている。

　そして、第３スプロケット１６が正逆回転すると、第１スプロケット１３、第２スプロケット１４、中継用ダブルスプロケット１５、第１チェーン１８及び第２チェーン１９を介して第１クラッチユニット１１と第２クラッチユニット１２とがそれぞれ正転方向と逆転方向とに１８０度回動するようになっていて、クラッチ機構２０は、図２に示すように、第２クラッチユニット１２の各第２クラッチプーリ１２ａが第１従動プーリ２Ｂから第２平ベルトＢ２を離間させ、且つ、第１クラッチユニット１１の各第１クラッチプーリ１１ａが第１従動プーリ２Ａに第１平ベルトＢ１を接触させる状態と、図３に示すように、第１クラッチユニット１１の各第１クラッチプーリ１１ａが第１従動プーリ２Ａから第１平ベルトＢ１を離間させ、且つ、第２クラッチユニット１２の各第２クラッチプーリ１２ａが第１従動プーリ２Ｂに第２平ベルトＢ２を接触させる状態とを切り替えることができるようになっている。尚、クラッチ機構２０により駆動系統を切り替えた際には、第１テンション変更機構６及び第２テンション変更機構７により、第１平ベルトＢ１の張設状態と第２平ベルトＢ２の張設状態とをそれぞれ調節するようになっている。

　機枠１０ａには、図４に示すように、籾摺機１０の状態を表示可能な表示モニタ４０が取り付けられている。

　第１回転センサｓ１、第２回転センサｓ２、第１駆動モータ４、第２駆動モータ５、第１振動センサ８ａ、第２振動センサ９ａ、クラッチ機構２０及び表示モニタ４０には、制御部３０が接続されている。

　該制御部３０は、第１駆動モータ４に作動信号を出力して第１駆動プーリ４ｂを回転駆動させることにより、第１駆動系統Ｋ１において第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２を回転させるようになっている。

　一方、制御部３０は、第２駆動モータ５に作動信号を出力して第２駆動プーリ５ｂを回転駆動させることにより、第２駆動系統Ｋ２において第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２を回転駆動させるようになっている。

　制御部３０は、第１駆動モータ４又は第２駆動モータ５の駆動を開始させる際、急駆動による第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２の蛇行走行が発生するのを抑制するため、第１駆動モータ４又は第２駆動モータ５が目標の回転数となるまでの通常の設定時間に比べて長い時間を掛けて目標の回転数に到達するように制御する。例えば、制御部３０は、インバータ等により目標回転数まで１～５秒、最適には２秒程度で目標回転数に到達するようになっている。

　また、制御部３０は、籾摺機１０にエラーが発生した際、表示モニタ４０に表示信号を出力して使用者に対するエラーメッセージを表示させるようになっている。

　また、制御部３０は、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２の走行が蛇行状態と判定するための閾値Ｔ１が予め記憶された記憶部３０ａと、第１振動センサ８ａ又は第２振動センサ９ａにて得られた振動データと閾値Ｔ１とを比較して第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が蛇行状態であるか否かを判定する判定部３０ｂとを備えている。

　また、記憶部３０ａには、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が第１従動プーリ２又は第２従動プーリ３との間で滑りが発生している状態と判定するための閾値Ｔ２が予め記憶されている。

　さらに、判定部３０ｂは、第１回転センサｓ１又は第２回転センサｓ２にて得られた回転数データと閾値Ｔ２とを比較して第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２に滑りが発生しているか否かを判定するようになっている。

　制御部３０は、判定部３０ｂにより第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が蛇行状態であると判定されると、クラッチ機構２０を作動させて異なる駆動系統へと切り替えるとともに、判定部３０ｂにより元の駆動系統において第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が蛇行状態でないと判定されるまで異なる駆動系統で第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２を回転駆動させるようになっている。

　次に、籾摺機１０が第１駆動系統Ｋ１において駆動している際に、第１平ベルトＢ１の蛇行走行が発生した場合の制御部３０の動作について詳述する。

　図５に示すように、まず、ステップＳ１において、制御部３０は、周回移動する第１平ベルトＢ１の走行データ（振動データ）を第１振動センサ８ａから取得し始めて、ステップＳ２に進む。

　ステップＳ２では、判定部３０ｂが、第１振動センサ８ａから得られる振動データと記憶部３０ａに記憶されている閾値Ｔ１とを比較して、第１平ベルトＢ１が蛇行状態であるか否かを判定する。

　ステップＳ２の判定がＮＯのとき、すなわち、第１平ベルトＢ１が蛇行状態でないと判定部３０ｂが判定すると、そのまま第１駆動系統Ｋ１において籾摺機１０を作動させ続ける。

　一方、ステップＳ２の判定がＹＥＳのとき、すなわち、第１平ベルトＢ１が蛇行状態であると判定部３０ｂが判定すると、ステップＳ３に進み、第１駆動モータ４に停止信号を出力するとともに、クラッチ機構２０に作動信号を出力して第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の回転駆動を第２駆動系統Ｋ２による回転駆動に切り替えた後、第２駆動モータ５に作動信号を出力してステップＳ４に進む。

　ステップＳ４において、第２駆動モータ５の停止回数カウントＮが、Ｎ＝０としてリセットされた後、ステップＳ５に進む。

　ステップＳ５では、制御部３０が周回移動する第１平ベルトＢ１の走行データ（振動データ）を第１振動センサ８ａから取得し始めて、ステップＳ６に進む。

　ステップＳ６では、判定部３０ｂが、第１振動センサ８ａから得られる振動データと記憶部３０ａに記憶されている閾値Ｔ１とを比較して、第１平ベルトＢ１が蛇行状態であるか否かを判定する。

　ステップＳ６の判定がＮＯのとき、すなわち、第１平ベルトＢ１が蛇行状態でないと判定部３０ｂが判定すると、ステップＳ１１に進み、第２駆動モータ５に停止信号を出力するとともに、クラッチ機構２０に作動信号を出力して第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の回転駆動を第１駆動系統Ｋ１による回転駆動に切り替えた後、第１駆動モータ４に作動信号を出力してステップＳ１に戻る。

　一方、ステップＳ６の判定がＹＥＳのとき、すなわち、第１平ベルトＢ１が蛇行状態であると判定部３０ｂが判定すると、ステップＳ７に進み、制御部３０は、第２駆動モータ５に停止信号を出力して当該第２駆動モータ５を一旦停止させ、その後、第２駆動モータ５に作動信号を出力して再起動させた後、ステップＳ８に進む。

　ステップＳ８では、第２駆動モータ５の停止回数カウントＮが１つ増え、その後、ステップＳ９に進む。

　ステップＳ９では、停止回数カウントＮが予め決められた回数Ｘ回になったか否かを判定部３０ｂが判定する。

　ステップＳ９の判定がＮＯのとき、すなわち、停止回数カウントＮが回数Ｘになっていないと判定部３０ｂが判定すると、ステップＳ５に戻って第１平ベルトＢ１の蛇行状態をそのまま観察し続ける。

　一方、ステップＳ９の判定がＹＥＳのとき、すなわち、停止回数カウントＮが回数Ｘになったと判定部３０ｂが判定すると、ステップＳ１０に進み、制御部３０は、表示モニタ４０に表示信号を出力してエラーメッセージを表示させるとともに、第２駆動モータ５に停止信号を出力して籾摺機１０を停止させる。

　尚、籾摺機１０が第２駆動系統Ｋ２において駆動している際に、第２平ベルトＢ２の蛇行走行が発生した場合の制御部３０の動作は、駆動系統が反対になるだけで、その他の制御部３０の動作は同じであるので、詳細な説明を省略する。

　以上より、本発明の実施形態によると、第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２を回転させる無端状ベルトに第１平ベルトＢ１及び第２平ベルトＢ２を適用しているので、第１駆動モータ４及び第２駆動モータ５の出力を上げて第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の回転力を高める際、第１平ベルトＢ１及び第２平ベルトＢ２の数を増やすことなく当該第１平ベルトＢ１及び第２平ベルトＢ２の幅寸法を大きくすることで第１平ベルトＢ１及び第２平ベルトＢ２と各プーリとの間の動力伝達能力を向上させることができるようになる。したがって、各プーリが片持ち式の支持軸により支持されるような場合であっても各プーリの回転軸心方向の寸法を小さくすることができるようになるので、支持軸に加わる曲げ応力が小さくなって繰り返し使用しても不具合が生じ難くなるとともに、システム全体を小型化することができる。

　また、回転駆動システム１を作動させた際、各プーリの外周面に対して第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が各プーリの回転軸心方向にずれると、第１蛇行制御プーリ８又は第２蛇行制御プーリ９が案内する第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２に対してそのずれる方向とは反対側に抵抗力を加えながら第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２の動きにあわせて揺動するようになる。したがって、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２は周回移動動作を繰り返すと、次第に各プーリの回転軸心方向における第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２のずれが小さくなっていき、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が安定した周回移動動作を行うことが可能な位置に戻るので、回転駆動システム１の回転駆動動作を安定させることができる。

　また、上述した構成においては、第１テンションプーリ６ａ又は第２テンションプーリ７ａに対する第１蛇行制御プーリ８又は第２蛇行制御プーリ９の位置が近くなるように設けられているため、第１蛇行制御プーリ８又は第２蛇行制御プーリ９により第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２に対して加わる抵抗力が第１テンションプーリ６ａ又は第２テンションプーリ７ａの外周面を滑る第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２に対して大きな影響を及ぼすようになる。したがって、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が蛇行した場合であっても、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２の周回移動動作が安定した状態に戻り易くなり（蛇行が収まり易くなり）、回転駆動システム１の回転駆動動作をさらに安定したものにすることができる。

　また、上述したように、第１蛇行制御プーリ８と第２蛇行制御プーリ９とは、第１テンションプーリ６ａ寄りの位置と第２テンションプーリ７ａ寄りの位置とにそれぞれ位置している。この構成に基づき、第１テンションプーリ６ａ又は第２テンションプーリ７ａにより第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２の張設状態を調整した際において、第１テンションプーリ６ａ又は第２テンションプーリ７ａの外周面を滑る第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２に対して第１蛇行制御プーリ８又は第２蛇行制御プーリ９が大きな影響を及ぼすようになる。したがって、第１テンションプーリ６ａ又は第２テンションプーリ７ａにより第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２における張設状態の調整を行っても、それを起因として第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が蛇行するのを極力回避させることができる。

　また、第１脱ぷロールＲ１と第２脱ぷロールＲ２とを同時に回転させる第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が周回移動時において蛇行し難くなるので、籾を第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の外周面で押圧しながら通過させる際において第１駆動モータ４又は第２駆動モータ５の駆動力を第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２に無駄なく伝達させることができる。

　また、第１駆動系統Ｋ１と第２駆動系統Ｋ２とをクラッチ機構２０で切り替えながら第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２を回転駆動させることができるので、例えば、第１従動プーリ２と第２従動プーリ３とを異なる径にしておくことで、駆動系統を切り替えた際に第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の周速度を変化させるといったことを行うことができる。

　また、制御部３０において第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が蛇行状態であるか否かを判定するとともに、駆動系統を切り替えるので、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が蛇行状態のまま周回移動し続けることが無くなり、回転駆動システム１の回転駆動動作を安定させるだけでなく、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２が長時間蛇行走行し続けることによって生じる不具合を防ぐことができる。

　このように、本発明の実施形態の籾摺機１０は、高い籾摺り能力を有しており、効率良く籾殻をせん断破壊して取り除くことができる。

　尚、本発明の実施形態では、第１蛇行制御プーリ８を、第１従動プーリ２Ａ、第２従動プーリ３Ｂ及び第１テンションプーリ６ａのうち第１平ベルトＢ１の周回移動方向下流側において第１駆動プーリ４ｂの次に隣設された隣設プーリである第１テンションプーリ６ａと第１駆動プーリ４ｂとの間に配設しているが、隣接プーリが第１従動プーリ２Ａや第２従動プーリ３Ｂである場合には、それらのプーリと第１駆動プーリ４ｂとの間に配設しても蛇行を制御することができる。

　また、本発明の実施形態では、第２蛇行制御プーリ９を、第１従動プーリ２Ｂ、第２従動プーリ３Ａ及び第２テンションプーリ７ａのうち第２平ベルトＢ２の周回移動方向下流側において第２駆動プーリ５ｂの次に隣設された隣設プーリである第２テンションプーリ７ａと第２駆動プーリ５ｂとの間に配設しているが、隣接プーリが第１従動プーリ２Ｂや第２従動プーリ３Ａである場合には、それらのプーリと第２駆動プーリ５ｂとの間に配設しても蛇行を制御することができる。

　また、本発明の実施形態では、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２の蛇行状態を検出するのに、第１振動センサ８ａ又は第２振動センサ９ａを用いているが、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２の蛇行状態を検出可能であるならば、その他のセンサを用いて検出してもよく、例えば、光学センサや温度センサ等を用いて第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２の蛇行状態を検出するようにしてもよい。

　また、本発明の実施形態では、第１振動センサ８ａ及び第２振動センサ９ａを第１蛇行制御プーリ８及び第２蛇行制御プーリ９に取り付けたが、その他のプーリに取り付けて振動を検出することにより、第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２の蛇行状態を検出するようにしてもよい。

　また、本発明の実施形態では、第１回転センサｓ１及び第２回転センサｓ２が第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の側方にそれぞれ配設されているが、これに限らず、第１脱ぷロールＲ１及び第２脱ぷロールＲ２の回転数を検出できるのであれば、その他の場所に取り付けるようにしてもよい。

　また、本発明の実施形態では、第１回転センサｓ１又は第２回転センサｓ２にて得られた回転数データを予め設定しておいた閾値Ｔ２と比較することで判定部３０ｂが第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２に滑りが発生しているか否かを判定しているが、例えば、第１回転センサｓ１で得られる回転数データと第２回転センサｓ２で得られる回転数データとの差である回転数差データを算出し、この回転数差データと予め設定しておいた閾値とを比較することで判定部３０ｂが第１平ベルトＢ１又は第２平ベルトＢ２に滑りが発生しているか否かを判定するようにしてもよい。

　さらに、本発明の実施形態においては、いずれかの平ベルトに蛇行が発生した際に、「駆動系の切り替え制御」を行う場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、平ベルトの蛇行状態を抑制するために、他の手段を実施してもよい。

　平ベルトの蛇行状態を抑制するための手段としては、例えば、駆動系の切り替えを行うことなく、現在駆動している駆動系の速度を減速し、減速状態で蛇行が収まったことを確認した後に、再加速を行うような構成としてもよい（以下「駆動系の減速制御」という）。また、例えば、駆動系の切り替えを行うことなく、現在駆動している駆動系を停止して、同じ駆動系を再度起動させ、蛇行が収まったことを確認して継続駆動させる構成としてもよい（以下「駆動系の停止制御」という）。

　また、本発明は、上述した三つの制御を適宜組み合わせてもよい。例えば、「駆動系の減速制御」を実施し、所定時間経過しても蛇行が収まらない場合には「駆動系の停止制御」を実施し、それでも所定時間経過しても蛇行が収まらない場合には「駆動系の切り替え制御」を実施してもよい。さらに、機械学習等を適用して、必要に応じて、「駆動系の減速制御」、「駆動系の停止制御」及び「駆動系の切り替え制御」のいずれかを実施すべく構成してもよい。

　尚、本発明の実施形態に係る回転駆動システム１は、籾摺機１０に適用しているが、その他の装置に適用してもよく、例えば、ローラミル装置等に適用可能である。

　本発明は、例えば、回転ロールを回転駆動させる回転駆動システム及びそのシステムを備えた籾摺機に適している。

　１　　　　　回転駆動システム
　２　　　　　第１従動プーリ
　３　　　　　第２従動プーリ
　４　　　　　第１駆動モータ
　４ｂ　　　　第１駆動プーリ
　５　　　　　第２駆動モータ
　５ｂ　　　　第２駆動プーリ
　６ａ　　　　第１テンションプーリ
　７ａ　　　　第２テンションプーリ
　８　　　　　第１蛇行制御プーリ
　９　　　　　第２蛇行制御プーリ
　１０　　　　籾摺機
　２０　　　　クラッチ機構
　３０　　　　制御部
　３０ａ　　　記憶部
　３０ｂ　　　判定部
　Ｂ１　　　　第１平ベルト
　Ｂ２　　　　第２平ベルト
　Ｋ１　　　　第１駆動系統
　Ｋ２　　　　第２駆動系統
　Ｒ１　　　　第１脱ぷロール（回転ロール）
　Ｒ２　　　　第２脱ぷロール（回転ロール）
　８ａ　　　　第１振動センサ（ベルト走行検出センサ）
　９ａ　　　　第２振動センサ（ベルト走行検出センサ）
　Ｔ１　　　　閾値

Claims

　駆動モータにより回転駆動する駆動プーリと、
　回転ロールと一体に回転する従動プーリと、
　前記駆動プーリ及び前記従動プーリに巻き掛けられ、前記駆動プーリの回転動作により周回移動して前記従動プーリを介して前記回転ロールを回転させる無端状の平ベルトと、
　該平ベルトの張設状態を調整可能なテンションプーリとを備え、
　前記従動プーリ及び前記テンションプーリのうち前記平ベルトの周回移動方向下流側において前記駆動プーリの次に隣設された隣設プーリと前記駆動プーリとの間には、前記平ベルトに接する領域の厚み方向に延びる揺動軸心を中心として揺動自在な蛇行制御プーリが前記平ベルトを案内していることを特徴とする回転駆動システム。
　請求項１に記載の回転駆動システムにおいて、
　前記蛇行制御プーリは、前記隣設プーリと前記駆動プーリとの間の中央位置よりも前記隣設プーリ側に位置していることを特徴とする回転駆動システム。
　請求項１又は２に記載の回転駆動システムにおいて、
　前記隣設プーリは、前記テンションプーリであることを特徴とする回転駆動システム。
　請求項１から３のいずれか１つに記載の回転駆動システムにおいて、
　前記回転ロールは、その回転軸心が平行に延び、且つ、隣接する位置に一対設けられ、
　前記平ベルトは、周回移動する際、前記各回転ロールが互いに反対方向に回転するように前記各回転ロールに回転一体に設けられた各従動プーリに順に巻き掛けられ、
　前記両回転ロールは、回転状態において当該両回転ロールの間隙に供給される粒状体を外周面で押圧しながら通過させるよう構成されていることを特徴とする回転駆動システム。
　請求項４に記載の回転駆動システムにおいて、
　前記駆動モータ、前記駆動プーリ、前記平ベルト、前記テンションプーリ及び前記蛇行制御プーリをそれぞれ一対ずつ備え、
　前記従動プーリは、第１従動プーリと第２従動プーリとをそれぞれ一対ずつ備え、
　前記一方の第１従動プーリ及び前記一方の第２従動プーリは、前記一方の回転ロールに回転一体に設けられる一方、前記他方の第１従動プーリ及び前記他方の第２従動プーリは、前記他方の回転ロールに回転一体に設けられ、
　前記一方の平ベルトは、前記一方の駆動プーリ、前記一方の蛇行制御プーリ、前記一方のテンションプーリ、前記一方の第１従動プーリ及び前記他方の第２従動プーリに巻き掛けられて第１駆動系統を形成する一方、前記他方の平ベルトは、前記他方の駆動プーリ、前記他方の蛇行制御プーリ、前記他方のテンションプーリ、前記他方の第１従動プーリ及び前記一方の第２従動プーリに巻き掛けられて第２駆動系統を形成し、
　前記第１及び第２駆動系統には、前記一方の第１従動プーリから前記一方の平ベルトを離間させ、且つ、前記他方の第１従動プーリに前記他方の平ベルトを接触させる状態と、前記一方の第１従動プーリに前記一方の平ベルトを接触させ、且つ、前記他方の第１従動プーリから前記他方の平ベルトを離間させる状態とを切り替えて前記両回転ロールにおける回転駆動の駆動系統を切り替えるクラッチ機構が設けられていることを特徴とする回転駆動システム。
　請求項５に記載の回転駆動システムにおいて、
　前記各平ベルトの走行データを取得可能なベルト走行検出センサと、
　前記各駆動モータ、前記クラッチ機構及び前記ベルト走行検出センサに接続された制御部とを備え、
　該制御部は、前記平ベルトの走行が蛇行状態と判定するための閾値が予め記憶された記憶部と、前記ベルト走行検出センサにて得られた走行データと前記閾値とを比較して前記平ベルトが蛇行状態であるか否かを判定する判定部とを備え、該判定部により蛇行状態であると判定されると、前記クラッチ機構を作動させて異なる駆動系統へと切り替えるとともに、前記判定部により元の駆動系統において前記平ベルトが蛇行状態でないと判定されるまで異なる駆動系統によって前記両回転ロールを回転駆動させるよう構成されていることを特徴とする回転駆動システム。
　請求項４から６のいずれか１つの回転駆動システムを備え、
　前記粒状体は、籾であり、回転状態の前記両回転ロールの間隙をその外周面で押圧されながら通過する際に籾殻が取り除かれるよう構成されていることを特徴とする籾摺機。