穀物選別機
【課題】粒選別機と色彩選別機とを一体的に配設した場合に、粒大選別機及び色彩選別機の供給流量の調整、及び被選別物の選別原料が異なる場合の、粒選別機及び色彩選別機の各選別要素の調整を迅速かつ容易に行うことができる穀物選別機を提供する。
【解決手段】選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から単位時間当たりの不良粒除去率を算出するとともに、該不良粒除去率と予め設定された基準の不良粒除去率とを比較し、前記単位時間当たりの不良粒除去率が基準の不良粒除去率よりも上回れば前記粒大選別部側の選別網筒内に設けた回転体の回転数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記回転体の回転数を上げる制御を行う制御手段を設けた。
【解決手段】選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から単位時間当たりの不良粒除去率を算出するとともに、該不良粒除去率と予め設定された基準の不良粒除去率とを比較し、前記単位時間当たりの不良粒除去率が基準の不良粒除去率よりも上回れば前記粒大選別部側の選別網筒内に設けた回転体の回転数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記回転体の回転数を上げる制御を行う制御手段を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は穀物選別機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粒選別機と色彩選別機とを一体的に配設して、前工程の粒選別機により被選別物をあらかじめ精選処理した後、後工程の色彩選別機により着色粒（被害粒を含む不良米）及び異物（着色物）を選別除去し、これにより、色彩選別機への負担を軽減して選別効率を向上させることを可能とした穀物選別機は周知である。
【０００３】
特許文献１には、籾摺機に、籾玄米混合粒を籾と玄米に選別する粒大選別機と色彩選別機とを一体的に並設した構成の籾摺選別装置が開示されており、これにより、色彩選別機に供給する籾の量を大幅に減少させ、色彩選別機を小型化すると共に製作費を大幅に削減することができるものである。
【０００４】
特許文献２には、精米を整粒と砕粒とに選別する形状選別機と、この形状選別機で選別された整粒又は砕粒を各別に異色粒選別し得る色彩選別機とを、これらの順序で配設した精米粒選別装置が開示されている。このものは、形状選別機により精米を整粒と砕粒とに選別した後に色彩選別機で選別するので、同一工程の同時間帯内に整粒と砕粒とが同時に異色粒が除去されて正常の色の整粒と砕粒が得られ、効率のよい精米の選別ができるものである。
【０００５】
特許文献３には、供給ホッパーと、石抜選別機と、精米機と、砕米選別機と、色彩選別機とを備え、少なくとも前記精米機、砕米選別機及び色彩選別機を、１つの機枠内に出し入れ自在に設置すると共に前記機枠を着脱自在のカバーで覆うことで、一体化したことを特徴とする穀物調製装置が開示されている。このものは、多くの農家が既に所有している籾摺機、風力選別機及び粒径選別機を備えていないため、穀物調製装置を小型化することができ、運搬も容易にし、さらには、各機器を出し入れ自在にすることでメンテナンスを容易にすることができるものである。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２及び３記載の穀物選別機にあっては、例えば、前工程の粒大選別機には機枠内に選別筒が内装立設されており、粒径が異なる玄米等を選別する場合には、選別筒を所望の選別目合のものと交換したり、最適な選別状態となるよう選別筒内を回転する揚穀螺旋の回転速度を変更したりする制御を行う必要があった。
【０００７】
一方、後工程の色彩選別機にあっても、被選別物の品種や選別原料が異なる場合は、その品種や選別原料に合致した色彩選別動作が行えるよう、原料供給量、選別感度、しきい値の設定など選別原料に合わせて調整する必要があった。すなわち、上記粒大選別機と色彩選別機とを一体的に併設し、後工程の色彩選別機への負担を軽減して選別効率を向上させるという目的を達成させるには、例えば、同じ選別原料であっても粒大選別機からの精品排出量と色彩選別機への原料供給量とを略同等に調節する必要があるが、従来の穀物選別機にあっては、これらの調節がなされておらず、粒大選別機及び色彩選別機への供給流量は作業者の勘を頼りに調節せざるを得なかった。
【０００８】
また、従来の穀物選別機にあっては、選別原料を変更する都度、その選別原料に合わせて作業者が手作業により、粒大選別機の調整（選別筒の所望の選別目合への変更や、揚穀螺旋の回転速度の変更）及び色彩選別機の調整（原料供給量の変更、選別感度の変更及びしきい値の変更など）をそれぞれ行う必要があり、これらを手作業で設定し直すことは調整作業が煩雑でかつ多大な時間を必要とする問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−２３７５０号公報
【特許文献２】特開昭６３−２１８２８８号公報
【特許文献３】特開２００５−３３４７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記問題点にかんがみ、粒選別機と色彩選別機とを一体的に配設した場合に、粒大選別機及び色彩選別機の供給流量の調整、及び被選別物の選別原料が異なる場合の、粒選別機及び色彩選別機の各選別要素の調整を迅速かつ容易に行うことができる穀物選別機を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、供給された穀粒を予め整粒と屑粒又は整粒と未熟粒とに粒径選別する粒大選別部と、該粒大選別部により選別された整粒を受けて着色粒又は異物などの不良粒を光学的に選別・除去する光学選別部とを備えた穀物選別機であって、前記光学選別部側の不良粒の選別・除去手段において、該選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から単位時間当たりの不良品除去率を算出するとともに、該不良品除去率と予め設定された基準の不良品除去率とを比較し、前記単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも上回れば前記粒大選別部側の選別網筒内に設けた回転体の回転数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記回転体の回転数を上げる制御を行う制御手段を設ける、という技術的手段を講じた。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記粒大選別部と光学選別部との接続部に、前記粒大選別部により選別された整粒を一時貯留する貯留タンク及び該貯留タンクから排出される整粒を受けて前記光学選別部に供給する振動フィーダを設け、前記制御手段が、前記単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも上回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を上げる制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記制御手段が、前記単位時間当たりの不良粒除去率と基準の不良粒除去率との差に応じて多段階のしきい値を設定し、該各段階のしきい値に応じて前記回転体の回転数、及び前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数の１回の目標制御量を決定し、前記基準の不良粒除去率に最短で到達するように制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、光学選別部側の不良粒の選別・除去手段において、該選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から単位時間当たりの不良粒除去率を算出するとともに、該不良品除去率と予め設定された基準の不良品除去率とを比較し、前記単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも上回れば前記粒大選別部側の選別網筒内に設けた回転体の回転数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記回転体の回転数を上げる制御を行うので、選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から直接単位時間当たりの不良品除去率を概算することができ、前工程の粒大選別部により選別された整粒の流量を算出する手法ではないため、流量センサやレベルセンサを設ける必要がなく製造コストの削減が可能となる。また、光選別部が推奨する最適な不良品除去率となるよう、粒大選別部の回転体の回転数を下げ、選別網筒と被選別穀粒との接触時間を長くし、屑粒及び未熟粒の除去率を高めることで、光選別部側への屑粒及び未熟粒の負担を軽減して選別効率を自動的に向上させる制御が可能となる。
【００１５】
また、請求項２記載の発明によれば、粒大選別部と光学選別部との接続部に、粒大選別部により選別された整粒を一時貯留する貯留タンク及び該貯留タンクから排出される整粒を受けて前記光学選別部に供給する振動フィーダを設け、前記制御手段が、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも上回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を上げる制御を行うので、光選別部が推奨する最適な不良品除去率となるよう、光学選別部に供給する穀粒の流量を自動的に制御することが可能となる。
【００１６】
さらに、請求項３記載の発明によれば、前記制御手段が、前記単位時間当たりの不良粒除去率と基準の不良粒除去率との差に応じて多段階のしきい値を設定し、該各段階のしきい値に応じて前記回転体の回転数、及び前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数の１回の目標制御量を決定し、前記基準の不良粒除去率に最短で到達するような制御を行うので、粒選別機及び色彩選別機の各選別要素の調整を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る穀物選別機の概略的な内部構造を示す図である。
【図２】穀物選別機の外観を右斜め上方から見た斜視図である。
【図３】穀物選別機の外観を左斜め上方から見た斜視図である。
【図４】穀物選別機の右側面図である。
【図５】穀物選別機の左側面図である。
【図６】穀物選別機の正面図である。
【図７】シュート式光学選別部の概略図である。
【図８】制御回路の概略を示すブロック図である。
【図９】制御回路の作用を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る穀物選別機の概略的な内部構造を示す図であり、図２は穀物選別機の外観を右斜め上方から見た斜視図であり、図３は左斜め上方から見た斜視図であり、図４は右側面図であり、図５は左側面図であり、図６は正面図であり、図７はシュート式光学選別部の概略図である。
【００１９】
図１乃至図７において、本実施形態の穀物選別機１は、側面視がアラビア数字で略「２」の形状をしたフレームを対向状に配置した一対のフレーム２ａ，２ｂ内に、全高が略２．０ｍ、全幅が略１．０ｍの略直方体形状の粒大選別部３と、正面視で該粒大選別部３の上部から左下方に向けて穀粒が流れるように配置した光学選別部４とを一体的に配設したものである。
【００２０】
フレーム２ａ，２ｂには所定数（本実施の形態では２個ずつ）のキャスタ２ｃ…が設けられていて、移動可能となっており、作業者が適宜なレイアウトに設置可能な構成となっている。
【００２１】
粒大選別部３はその筐体３ａの背面部に原料投入ホッパー５が設けられ、筐体３ａ内には、屑米及び未熟米と整粒とを粒径選別するための選別網筒６が立設されており、該選別網筒６の上面は閉鎖され、選別網筒６内には揚穀ロール７が立設された、いわゆる上送式竪型選別部となしている。該揚穀ロール７には外周に螺旋状の揚穀螺旋８が軸装され、インバータモータ４０などの回転駆動手段により揚穀ロール７を回転させることで、原料投入ホッパー５から選別網筒６内の下部に供給された穀粒が、揚穀螺旋８の回転によって遠心力を受けつつ選別網筒６内を上昇していく。
【００２２】
選別網筒６には多数の選別孔９が穿設され、選別網筒６と筐体３ａとの間は屑粒室１０が形成されている。これにより、上述の遠心力を受けながら選別網筒６内を上昇する穀粒から屑粒（未熟粒）が多数の選別孔９を介して屑粒室１０に移送されることで、選別孔９の大きさにより穀粒から屑粒が除かれて粒径選別が行われる。
【００２３】
屑粒室１０の下部は、屑粒排出樋１１を介して筐体３ａ外に連絡されており、屑粒室１０に移送された屑米が屑粒排出樋１１を経て筐体３ａ外へ排出される。
【００２４】
揚穀ロール７の上端部には、板状の掻出羽根１２が所定数設けられると共に、選別網筒６の上端は、一次貯留タンクとしての粒選貯留タンク１３の基端に連通しており、選別網筒６の上端まで搬送された穀粒が、掻出羽根１２の回転による遠心力によって粒選貯留タンク１３内に放擲状に搬入される。
【００２５】
前記粒選貯留タンク１３の下部には、前記粒大選別機３の正面側において左下方に向けて穀粒が流れるように配置した光学選別部４が設けられる。該光学選別部４は、いわゆるシュート式光学選別部であって、図１及び図７に示すように仕切り壁４ａによって穀粒供給部となる振動フィーダ１４及びシュート１５を仕切って１次選別部４ｂと２次選別部４ｃとに区画されており、また、前記粒選貯留タンク１３と供給シュート１５との間に振動フィーダ１４が設けられ、粒選貯留タンク１３に搬送された穀粒が、振動フィーダ１４によって送出されて、傾斜状のシュート１５に供給される。また、シュート式光学選別部４を粒選貯留タンク１３の下方に配設すべく、穀物選別機１の正面視においてシュート式光学選別部４の検知部２６が傾斜下方に臨むようシュート１５を傾斜配置するとともに、穀物選別機１の側面視においてシュート式光学選別部４のシュート幅Ｗと前記粒選貯留タンク１３の放擲側の膨出部１３ａの幅Ｌとが略同一長さに形成されている。そして、上下方向において、粒選貯留タンク１３の前面壁１３ｂとシュート式光学選別部４の側面とが面一で配置される。
【００２６】
すなわち、図４、図５及び図７に示すように、シュート式光学選別部４のシュート１５の１次選別部４ｂ側の幅Ｗ１が約１６０ｍｍ、２次選別部４ｃ側の幅Ｗ２が約８０ｍｍに形成され、シュート１５の全幅Ｗは約２４０ｍｍとなる。一方、前記粒選貯留タンク１３の放擲側の膨出部１３ａの幅Ｌはシュート１５の全幅Ｗと略同一長さに形成されている。そして、上下方向において、粒選貯留タンク１３の前面壁１３ｂに沿うよう、面一にシュート式光学選別部４が配置される。これにより、図４及び図５に示す側面視において粒選貯留タンク１３とシュート式光学選別部４との間に段差が生じることなく、かつ、デッドスペースを生じることなく、シュート式光学選別部４の収納スペースが確保されており、穀物選別機１の全体構成を小型化して省スペース化が可能となり、製造費も大幅に削減することができるものとなる。
【００２７】
図１及び図７に示すように、シュート１５は粒選貯留タンク１３の下方から所定角度で傾斜して配設され、シュート１５の下端に検知部２６を形成している。検知部２６には、該検知部２６を通過する被選別物に可視光線を照射する可視光線照明器２７及び近赤外線を照射する近赤外線照明器２８が取り囲むように設けられ、また、被選別物からの反射光又は透過光を検知するために被選別物の流下軌跡を挟んで、表裏両面を光学的に監視するための一対のカメラ１６ａ，１６ｂと、該一対のカメラ１６ａ，１６ｂの下方に配置した不良粒の選別・除去手段としてのエジェクタノズル１７が設けられている。
【００２８】
エジェクタノズル１７の下方には、穀粒の落下軌跡に対応した良粒排出樋１８が、１次選別部用（１８ａ）と２次選別部用（１８ｂ）とにそれぞれ設けられ、該良粒排出樋１８ａ，１８ｂにはエジェクタノズル１７ａ，１７ｂで除去されなかった良粒がそのままの軌跡で落下する。一方、エジェクタノズル１７ａ，１７ｂの噴風方向に対向する位置には、着色粒や異物などを受ける不良粒排出樋１９が１次選別部用（１９ａ）と２次選別部用（１９ｂ）とにそれぞれ設けられ、該不良粒排出樋１９ａ，１９ｂ内にエジェクタノズル１７ａ，１７ｂで選別・除去された着色粒や異物が落下する。これにより、良粒から着色粒や異物が選別・除去されることになる。
【００２９】
そして、光学選別部４には、１次選別部の良粒排出樋１８ａに連設して良粒を機外に排出する第１良粒揚穀機２０と、１次選別部の不良粒排出樋１９ａに連設して不良粒を２次選別部に供給する第１不良粒揚穀機２１と、２次選別部で選別された良粒を前記粒選貯留タンク１３に返還する第２良粒揚穀機２２が立設される。そして、２次選別部の不良粒排出樋１９ｂはパイプ（図示せず）を介して機外へ連通する一方、第２良粒揚穀機２２の排出樋２２ａからは、経路２３を介して粒選貯留タンク１３に返還される。そして、これら第１良粒揚穀機２０、第１不良粒揚穀機２１及び第２良粒揚穀機２２は、前記上送式竪型選別部の筐体３ａ内に、一体的に収容してある。これにより、複数個の揚穀機をバラバラに配設して複雑な配置構成とすることなく、外観的にもすっきり纏めることができる。そして、本実施形態の構成により籾摺工程の直後に穀物選別機１を容易に設置することができる。
【００３０】
第１良粒揚穀機２０の排出樋２０ａには、良粒貯留タンク２４が接続され（図２乃至図６参照）、該良粒貯留タンク２４下端には、穀粒の袋詰投入樋２５が延設されている。該袋詰投入樋２５下端の供給口には、手動で開くことができる側面視が扇状の門形状の計量シャッタ２９が備えられており、例えば、大投入用シャッタ及び小投入シャッタ（いずれも図示せず）の２段シャッタが枢着される。符号３０は前記計量シャッタ２９に固着された把手部であり、供給口を手動で開口することができる。符号３１は穀粒を穀物袋（図示せず）に誘導するための供給樋である。
【００３１】
供給樋３１の下方には、計量器３２と、該計量器３２に載置して穀物袋の開口部を開口させた状態で保持することができる袋立て器３３とが設置されている。該袋立て器３３は、計量器３２上に載置するベース３４と、その上面に所定間隔をおいて立設された一対のガイド筒３５ａ，３５ｂと、各ガイド筒３５ａ，３５ｂに下半部側が上下動自在に嵌挿された支柱３６ａ，３６ｂと、各支柱３６ａ，３６ｂの上端部に穀物袋の開口部の両端縁部を挟持するための袋挟持手段３７ａ，３７ｂとから構成されるものである。なお、符号３８は一対のガイド筒３５ａ，３５ｂに設けられる、平面形状が略コ字状の袋支え部材である。
【００３２】
図８は制御回路の概略を示すブロック図であり、これに基づいて本発明の穀物選別機１の制御構成を説明する。符号４１は中央制御装置であって、粒大選別部３及び光学選別部４の各機器の検知信号に基づいて光学選別部４の振動フィーダ１４及び粒選別部３のインバータモータ４０が統括的に制御されることになる。
【００３３】
前記中央制御装置４１には、光学選別部４からの入力情報として精品穀粒を計量・袋詰するための計量器３２が接続され、該計量器３２の計量信号が入出力回路（Ｉ／Ｏ）４２、信号処理回路４３を経て中央演算部（ＣＰＵ）４４に送られるような回路構成となっている。符号４５は中央演算部（ＣＰＵ）４４に接続された読み出し書き込み用記憶部（ＲＡＭ）であり、符号４６は中央演算部（ＣＰＵ）４４に接続された読み出し専用記憶部（ＲＯＭ）である。
【００３４】
また、前記中央制御装置４１には、作業者用の操作パネルからの直接入力情報として選別率調節スイッチ４７が接続され、これらのスイッチの入力信号は入出力回路（Ｉ／Ｏ）４９、前記信号処理回路４３を経て前記中央演算部（ＣＰＵ）４４に送られるような回路構成となっている。
【００３５】
中央演算部（ＣＰＵ）４４から出力する入出力回路５０には、光学選別部４への出力としてエジェクタバルブ駆動回路５１を介して複数のエジェクタバルブ（電磁弁）５２が接続される。これにより、エジェクタバルブ５２はエジェクタバルブ駆動回路５１の噴風信号を受けて瞬間的に弁の開閉を行い、空気銃のような高圧エアーが前記エジェクタノズル１７から瞬間的に噴風されて、検知部２６を通過する着色粒や異物などを不良粒排出樋１９内に落下させることになる。
【００３６】
前記エジェクタバルブ駆動回路５１にはパルスカウンター５３が接続され、エジェクタバルブ５２が作動している時間帯において、単位時間当たりのバルブ駆動信号の出力回数、バルブ駆動信号１回当たりの噴風時間及びエジェクタバルブ５２が作動していない休止時間などの信号情報を取得することができる構成となっている。そして、該パルスカウンター５３からは取得したデータを中央演算部（ＣＰＵ）４４に取り込むような構成であり、エジェクタバルブ５２の単位時間当たりの開作動回数を検出し、該開作動回数に関連して供給シュート１５からの落下流量や不良粒除去率を概算することができる。また、不良粒排出樋１９内に選別・除去された着色粒や異物の重量を測定するなどして前記開作動回数の検出に代えて不良粒混入率を概算してもよい。
【００３７】
さらに、前記中央演算部（ＣＰＵ）４４から出力する入出力回路５４には、周波数制御回路５５が接続される。そして、該周波数制御回路５５には、粒大選別部３への出力先としてインバータモータ４０に接続され、光学選別部４への出力先として振動フィーダ１４を駆動する電磁駆動手段１４ｂに接続される。
【００３８】
次にその動作を説明すると、籾摺選別機５８（図１参照）から穀物選別機１の投入ホッパー５へ投入された穀粒（例えば、玄米）は、揚穀ロール７に軸装された揚穀螺旋８により揚上され、選別網筒９からは屑粒及び未熟粒が屑粒室１０に排出されて選別される。屑粒及び未熟粒が除去された整粒は、揚穀ロール７の上端に至り、該揚穀ロール７上端に設けられた掻出羽根１２によって粒選貯留タンク１３内に搬出される。
【００３９】
粒選貯留タンク１３からは、振動フィーダ１４によって１次選別部４ｂ側のシュート１５に供給されて検知部２６に至り、該検知部２６において欠け米、焼け米、しらた、青未熟米及び虫食い着色粒（カメムシなどによって被害を受けた微小な黒点の存在する着色粒）などの１次不良粒と、着色などのない１次良粒とに光学的に監視され、１次良粒と判定されたものはそのまま１次良粒排出樋１８ａに至り、１次不良粒と判定されたものは下方に配置したエジェクタノズル１７ａから噴風されて偏向され、１次不良粒排出樋１９ａに至る。
【００４０】
１次良粒排出樋１８ａに至った良粒は、第１良粒揚穀機２０により揚穀され、排出樋２０ａから良粒貯留タンク２４に供給される。該良粒タンク２４からは、穀粒の袋詰投入樋２５、計量シャッタ２９を経て、例えば、計量器３２上に載置した３０kg詰めの穀物袋（図示せず）に収容して出荷されることになる。一方、１次不良粒排出樋１９ａに至った着色粒などの不良粒は、第１不良粒揚穀機２１を介して２次選別４ｃ側のシュート１５に供給され、上記同様検知部２６によって２次不良粒と、２次良粒とに光学的に監視される。２次良粒と判定されたものはそのまま２次良粒排出樋１８ｂに至り、第２良粒揚穀機２２により揚穀されて粒選貯留タンク１３に返還されて、１次選別部４ｂから再び選別されることになる。２次選別部４ｃにおいて２次不良粒と判定されたものは、不良粒排出樋１９ｂからパイプを介して機外へ排出されることになる。
【００４１】
そして、前記光学選別部４から排出される良粒は、穀物袋内に次第に充填されていき、このとき、中央演算部（ＣＰＵ）４４が計量器３２の単位時間当たりの重量を検知することにより、光学選別部４における良粒の排出流量Ｑ（Ｅ）が演算される（図９のステップ１）。
【００４２】
次に、パルスカウンター５３により、エジェクタバルブ５２の単位時間当たりの開作動回数を検出する（図９のステップ２）。この開作動回数に関連して不良粒除去率を概算することができる。また、別途、不良粒排出樋１９内に選別・除去される着色粒や異物の重量を測定して、重量から不良粒除去率を概算してもよい。
【００４３】
光学選別部４にあっては、供給シュート１５から落下してくる整粒の落下流量が適正量であれば、９０％以上の不良粒除去率（選別率）を保てるが、落下流量が増えて適正量を超えると、選別率は９０％から徐除に低下していく。そして、９０％以上の選別率を保つためには落下流量を少なく（適正量以下を維持）すればよい。図９のステップ２以下においては、選別感度のしきい値を変更せずに、所望の選別率となるよう米の落下流量の制御がなされる。
【００４４】
すなわち、作業者が図８の選別率調節スイッチ４７を操作して所望の選別率に設定する(例えば、９０%以上)。そして、中央演算部４４がこの選別率に対応する設定標準噴射回数（Ｙ）を読み出し、前記ステップ２で算出した検出噴射回数（Ｘ）と比較が行われ（ステップ３）、検出噴射回数（Ｘ）が設定標準噴射回数（Ｙ）と等しい場合は（ステップ４）、供給シュート１５からの落下流量が適正量であるので振動フィーダ１４の搬送量及び揚穀螺旋８の回転数は制御せず、光学選別部４が推奨する定格周波数Ｓ（Ｎ）により振動フィーダ１４の駆動を維持するとともに、粒大選別部３が推奨する定格回転数Ｒ（Ｎ）により揚穀螺旋８の回転駆動を維持する（ステップ４）。
【００４５】
一方、検出噴射回数（Ｘ）が設定標準噴射回数（Ｙ）よりもわずかに大きい場合、例えば、検出噴射回数（Ｘ）が標準噴射回数（Ｙ）の1.01倍以上、1.17倍未満である場合（ステップ５）、不良粒除去率を少しだけ上げる必要があるので、供給シュート１５からの落下流量を少なくするために、振動フィーダ１４の搬送量及び揚穀螺旋８の回転数を少しだけ減らす制御が行われる。このときの１回の目標制御量としては、例えば、光学選別部４が推奨する定格周波数Ｓ（Ｎ）の0.83倍の周波数で振動フィーダ１４の駆動を制御し、粒大選別部３が推奨する定格回転数Ｒ（Ｎ）の0.83倍の回転数で揚穀螺旋８を回転駆動するとよい（ステップ６）。
【００４６】
また、検出噴射回数（Ｘ）が設定標準噴射回数（Ｙ）よりも少し大きい場合、例えば、検出噴射回数（Ｘ）が標準噴射回数（Ｙ）の1.17倍以上、1.33倍未満である場合（ステップ７）、不良粒除去率を上げる必要があるので、供給シュート１５からの落下流量を少なくするために、振動フィーダ１４の搬送量及び揚穀螺旋８の回転数を減らす制御が行われる。このときの１回の目標制御量としては、例えば、光学選別部４が推奨する定格周波数Ｓ（Ｎ）の0.66倍の周波数で振動フィーダ１４の駆動を制御し、粒大選別部３が推奨する定格回転数Ｒ（Ｎ）の0.66倍の回転数で揚穀螺旋８を回転駆動するとよい（ステップ８）。
【００４７】
さらに、検出噴射回数（Ｘ）が設定標準噴射回数（Ｙ）よりも極めて大きい場合、例えば、検出噴射回数（Ｘ）が標準噴射回数（Ｙ）の1.33倍以上、1.5倍未満である場合（ステップ９）、不良粒除去率を上げる必要があるので、供給シュート１５からの落下流量を少なくするために、振動フィーダ１４の搬送量及び揚穀螺旋８の回転数を大幅に減らす制御が行われる。このときの１回の目標制御量としては、例えば、光学選別部４が推奨する定格周波数Ｓ（Ｎ）の0.66倍の周波数で振動フィーダ１４の駆動を制御し、粒大選別部３が推奨する定格回転数Ｒ（Ｎ）の0.66倍の回転数で揚穀螺旋８を回転駆動するとよい（ステップ１０）。これにより、基準の不良粒除去率に最短で到達するように制御が行われることになる。
【００４８】
上記ステップ５乃至ステップ１０にあっては、検出噴射回数（Ｘ）のしきい値を３段階に設定したが、これに限らす、下記表に示すように、正の整数ＮによってＮ段階のしきい値を適宜設定することができる。
【００４９】
【表１】
【００５０】
図９のステップ５乃至ステップ１０にあっては、不良粒除去率を上げるために供給シュート１５からの落下流量を少なくする制御について述べたが、反対に不良粒除去率を下げるために供給シュート１５からの落下流量を多くする制御も可能であり、すなわち、基準の不良粒除去率に到達する目的を達成できればよい。
【００５１】
また、図１（Ｂ）に示すように穀物選別機１の前工程に並設される籾摺選別機５８は、選別された玄米Ｇを、機外排出か又は機内循環に切替える切替シャッタ５９が設けられ、該切替シャッタ５９には切替え動作を電気的に制御可能な切替モータ６０が接続されている。そして、切替モータ６０から図８の外部端子６１に電気的に接続される。すなわち、振動フィーダ１４の搬送量が極端に低下した場合は、籾摺選別機５８の切替シャッタ５９を機内循環側に切替えるように切替モータ６０を制御し、穀物選別機１の光学選別部４の選別率が極端に悪化するのを防止することができる。これにより、光選別部４における選別作業を円滑にするとともに、選別効率を向上し、さらには、被選別粒の減少に際して自動的に停止することができる。
【００５２】
上記実施形態によれば、パルスカウンター５３により、エジェクタバルブ５２の単位時間当たりの開作動回数を検出し、この開作動回数に関連して不良粒除去率を概算するものであるから、前工程の粒大選別部により選別された整粒の流量（光選別部に投入される原料流量）を算出する手法ではないため、粒選貯留タンク１３に別途流量センサやレベルセンサを設ける必要がなく、製造コストの削減が可能となる。
【００５３】
また、光選別部が推奨する最適な不良品除去率となるよう、粒大選別部の回転体の回転数を下げ、選別網筒と被選別穀粒との接触時間を長くし、屑粒及び未熟粒の除去率を高めることで、光選別部側への屑粒及び未熟粒の負担を軽減して選別効率を自動的に向上させる制御が可能となる。
【００５４】
さらに、単位時間当たりの不良粒除去率と基準の不良粒除去率との差に応じて多段階のしきい値を設定し、該各段階のしきい値に応じて揚穀螺旋８の回転数、及び振動フィーダ１４の振幅の大きさ又は振動の周波数の１回の目標制御量を決定し、基準の不良粒除去率に最短で到達するような制御を行うので、粒大選別部３及び光学選別部４の各選別要素の調整を迅速に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
粒大選別部と光学選別部とを備えた穀物選別機の各選別要素の調整を迅速かつ容易に行うことができるものであり、例えば、欠け米、焼け米、しらた、青未熟米及び虫食い着色粒（カメムシなどによって被害を受けた微小な黒点の存在する着色粒）などの選別精度を向上させ、大規模農家や営農組合などにあって要望の高い穀物選別機に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 穀物選別機
２ フレーム
３ 粒大選別部
４ 光学選別部
５ 原料投入ホッパー
６ 選別網筒
７ 揚穀ロール
８ 揚穀螺旋
９ 選別孔
１０ 屑粒室
１１ 屑粒排出樋
１２ 掻出羽根
１３ 粒選貯留タンク
１４ 振動フィーダ
１５ シュート
１６ カメラ
１７ エジェクタノズル
１８ 良粒排出樋
１９ 不良粒排出樋
２０ 第１良粒揚穀機
２１ 第１不良粒揚穀機
２２ 第２良粒揚穀機
２３ 経路
２４ 良粒貯留タンク
２５ 袋詰投入樋
２６ 検知部
２７ 可視光線照明器
２８ 近赤外線照明器
２９ 計量シャッタ
３０ 把手部
３１ 供給樋
３２ 計量器
３３ 袋立て器
３４ ベース
３５ ガイド筒
３６ 支柱
３７ 袋挟持手段
３８ 袋支え部材
４０ インバータモータ
４１ 中央制御装置
４２ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
４３ 信号処理回路
４４ 中央演算部（ＣＰＵ）
４５ 読み出し書き込み用記憶部（ＲＡＭ）
４６ 読み出し専用記憶部（ＲＯＭ）
４７ 不良粒除去率調節スイッチ
４９ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
５０ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
５１ エジェクタバルブ駆動回路
５２ エジェクタバルブ（電磁弁）
５３ パルスカウンター
５４ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
５５ 周波数制御回路
５８ 籾摺選別機
５９ 切替シャッタ
６０ 切替モータ
６１ 外部端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は穀物選別機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粒選別機と色彩選別機とを一体的に配設して、前工程の粒選別機により被選別物をあらかじめ精選処理した後、後工程の色彩選別機により着色粒（被害粒を含む不良米）及び異物（着色物）を選別除去し、これにより、色彩選別機への負担を軽減して選別効率を向上させることを可能とした穀物選別機は周知である。
【０００３】
特許文献１には、籾摺機に、籾玄米混合粒を籾と玄米に選別する粒大選別機と色彩選別機とを一体的に並設した構成の籾摺選別装置が開示されており、これにより、色彩選別機に供給する籾の量を大幅に減少させ、色彩選別機を小型化すると共に製作費を大幅に削減することができるものである。
【０００４】
特許文献２には、精米を整粒と砕粒とに選別する形状選別機と、この形状選別機で選別された整粒又は砕粒を各別に異色粒選別し得る色彩選別機とを、これらの順序で配設した精米粒選別装置が開示されている。このものは、形状選別機により精米を整粒と砕粒とに選別した後に色彩選別機で選別するので、同一工程の同時間帯内に整粒と砕粒とが同時に異色粒が除去されて正常の色の整粒と砕粒が得られ、効率のよい精米の選別ができるものである。
【０００５】
特許文献３には、供給ホッパーと、石抜選別機と、精米機と、砕米選別機と、色彩選別機とを備え、少なくとも前記精米機、砕米選別機及び色彩選別機を、１つの機枠内に出し入れ自在に設置すると共に前記機枠を着脱自在のカバーで覆うことで、一体化したことを特徴とする穀物調製装置が開示されている。このものは、多くの農家が既に所有している籾摺機、風力選別機及び粒径選別機を備えていないため、穀物調製装置を小型化することができ、運搬も容易にし、さらには、各機器を出し入れ自在にすることでメンテナンスを容易にすることができるものである。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２及び３記載の穀物選別機にあっては、例えば、前工程の粒大選別機には機枠内に選別筒が内装立設されており、粒径が異なる玄米等を選別する場合には、選別筒を所望の選別目合のものと交換したり、最適な選別状態となるよう選別筒内を回転する揚穀螺旋の回転速度を変更したりする制御を行う必要があった。
【０００７】
一方、後工程の色彩選別機にあっても、被選別物の品種や選別原料が異なる場合は、その品種や選別原料に合致した色彩選別動作が行えるよう、原料供給量、選別感度、しきい値の設定など選別原料に合わせて調整する必要があった。すなわち、上記粒大選別機と色彩選別機とを一体的に併設し、後工程の色彩選別機への負担を軽減して選別効率を向上させるという目的を達成させるには、例えば、同じ選別原料であっても粒大選別機からの精品排出量と色彩選別機への原料供給量とを略同等に調節する必要があるが、従来の穀物選別機にあっては、これらの調節がなされておらず、粒大選別機及び色彩選別機への供給流量は作業者の勘を頼りに調節せざるを得なかった。
【０００８】
また、従来の穀物選別機にあっては、選別原料を変更する都度、その選別原料に合わせて作業者が手作業により、粒大選別機の調整（選別筒の所望の選別目合への変更や、揚穀螺旋の回転速度の変更）及び色彩選別機の調整（原料供給量の変更、選別感度の変更及びしきい値の変更など）をそれぞれ行う必要があり、これらを手作業で設定し直すことは調整作業が煩雑でかつ多大な時間を必要とする問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−２３７５０号公報
【特許文献２】特開昭６３−２１８２８８号公報
【特許文献３】特開２００５−３３４７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記問題点にかんがみ、粒選別機と色彩選別機とを一体的に配設した場合に、粒大選別機及び色彩選別機の供給流量の調整、及び被選別物の選別原料が異なる場合の、粒選別機及び色彩選別機の各選別要素の調整を迅速かつ容易に行うことができる穀物選別機を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、供給された穀粒を予め整粒と屑粒又は整粒と未熟粒とに粒径選別する粒大選別部と、該粒大選別部により選別された整粒を受けて着色粒又は異物などの不良粒を光学的に選別・除去する光学選別部とを備えた穀物選別機であって、前記光学選別部側の不良粒の選別・除去手段において、該選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から単位時間当たりの不良品除去率を算出するとともに、該不良品除去率と予め設定された基準の不良品除去率とを比較し、前記単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも上回れば前記粒大選別部側の選別網筒内に設けた回転体の回転数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記回転体の回転数を上げる制御を行う制御手段を設ける、という技術的手段を講じた。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記粒大選別部と光学選別部との接続部に、前記粒大選別部により選別された整粒を一時貯留する貯留タンク及び該貯留タンクから排出される整粒を受けて前記光学選別部に供給する振動フィーダを設け、前記制御手段が、前記単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも上回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を上げる制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記制御手段が、前記単位時間当たりの不良粒除去率と基準の不良粒除去率との差に応じて多段階のしきい値を設定し、該各段階のしきい値に応じて前記回転体の回転数、及び前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数の１回の目標制御量を決定し、前記基準の不良粒除去率に最短で到達するように制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、光学選別部側の不良粒の選別・除去手段において、該選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から単位時間当たりの不良粒除去率を算出するとともに、該不良品除去率と予め設定された基準の不良品除去率とを比較し、前記単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも上回れば前記粒大選別部側の選別網筒内に設けた回転体の回転数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記回転体の回転数を上げる制御を行うので、選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から直接単位時間当たりの不良品除去率を概算することができ、前工程の粒大選別部により選別された整粒の流量を算出する手法ではないため、流量センサやレベルセンサを設ける必要がなく製造コストの削減が可能となる。また、光選別部が推奨する最適な不良品除去率となるよう、粒大選別部の回転体の回転数を下げ、選別網筒と被選別穀粒との接触時間を長くし、屑粒及び未熟粒の除去率を高めることで、光選別部側への屑粒及び未熟粒の負担を軽減して選別効率を自動的に向上させる制御が可能となる。
【００１５】
また、請求項２記載の発明によれば、粒大選別部と光学選別部との接続部に、粒大選別部により選別された整粒を一時貯留する貯留タンク及び該貯留タンクから排出される整粒を受けて前記光学選別部に供給する振動フィーダを設け、前記制御手段が、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも上回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を上げる制御を行うので、光選別部が推奨する最適な不良品除去率となるよう、光学選別部に供給する穀粒の流量を自動的に制御することが可能となる。
【００１６】
さらに、請求項３記載の発明によれば、前記制御手段が、前記単位時間当たりの不良粒除去率と基準の不良粒除去率との差に応じて多段階のしきい値を設定し、該各段階のしきい値に応じて前記回転体の回転数、及び前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数の１回の目標制御量を決定し、前記基準の不良粒除去率に最短で到達するような制御を行うので、粒選別機及び色彩選別機の各選別要素の調整を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る穀物選別機の概略的な内部構造を示す図である。
【図２】穀物選別機の外観を右斜め上方から見た斜視図である。
【図３】穀物選別機の外観を左斜め上方から見た斜視図である。
【図４】穀物選別機の右側面図である。
【図５】穀物選別機の左側面図である。
【図６】穀物選別機の正面図である。
【図７】シュート式光学選別部の概略図である。
【図８】制御回路の概略を示すブロック図である。
【図９】制御回路の作用を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る穀物選別機の概略的な内部構造を示す図であり、図２は穀物選別機の外観を右斜め上方から見た斜視図であり、図３は左斜め上方から見た斜視図であり、図４は右側面図であり、図５は左側面図であり、図６は正面図であり、図７はシュート式光学選別部の概略図である。
【００１９】
図１乃至図７において、本実施形態の穀物選別機１は、側面視がアラビア数字で略「２」の形状をしたフレームを対向状に配置した一対のフレーム２ａ，２ｂ内に、全高が略２．０ｍ、全幅が略１．０ｍの略直方体形状の粒大選別部３と、正面視で該粒大選別部３の上部から左下方に向けて穀粒が流れるように配置した光学選別部４とを一体的に配設したものである。
【００２０】
フレーム２ａ，２ｂには所定数（本実施の形態では２個ずつ）のキャスタ２ｃ…が設けられていて、移動可能となっており、作業者が適宜なレイアウトに設置可能な構成となっている。
【００２１】
粒大選別部３はその筐体３ａの背面部に原料投入ホッパー５が設けられ、筐体３ａ内には、屑米及び未熟米と整粒とを粒径選別するための選別網筒６が立設されており、該選別網筒６の上面は閉鎖され、選別網筒６内には揚穀ロール７が立設された、いわゆる上送式竪型選別部となしている。該揚穀ロール７には外周に螺旋状の揚穀螺旋８が軸装され、インバータモータ４０などの回転駆動手段により揚穀ロール７を回転させることで、原料投入ホッパー５から選別網筒６内の下部に供給された穀粒が、揚穀螺旋８の回転によって遠心力を受けつつ選別網筒６内を上昇していく。
【００２２】
選別網筒６には多数の選別孔９が穿設され、選別網筒６と筐体３ａとの間は屑粒室１０が形成されている。これにより、上述の遠心力を受けながら選別網筒６内を上昇する穀粒から屑粒（未熟粒）が多数の選別孔９を介して屑粒室１０に移送されることで、選別孔９の大きさにより穀粒から屑粒が除かれて粒径選別が行われる。
【００２３】
屑粒室１０の下部は、屑粒排出樋１１を介して筐体３ａ外に連絡されており、屑粒室１０に移送された屑米が屑粒排出樋１１を経て筐体３ａ外へ排出される。
【００２４】
揚穀ロール７の上端部には、板状の掻出羽根１２が所定数設けられると共に、選別網筒６の上端は、一次貯留タンクとしての粒選貯留タンク１３の基端に連通しており、選別網筒６の上端まで搬送された穀粒が、掻出羽根１２の回転による遠心力によって粒選貯留タンク１３内に放擲状に搬入される。
【００２５】
前記粒選貯留タンク１３の下部には、前記粒大選別機３の正面側において左下方に向けて穀粒が流れるように配置した光学選別部４が設けられる。該光学選別部４は、いわゆるシュート式光学選別部であって、図１及び図７に示すように仕切り壁４ａによって穀粒供給部となる振動フィーダ１４及びシュート１５を仕切って１次選別部４ｂと２次選別部４ｃとに区画されており、また、前記粒選貯留タンク１３と供給シュート１５との間に振動フィーダ１４が設けられ、粒選貯留タンク１３に搬送された穀粒が、振動フィーダ１４によって送出されて、傾斜状のシュート１５に供給される。また、シュート式光学選別部４を粒選貯留タンク１３の下方に配設すべく、穀物選別機１の正面視においてシュート式光学選別部４の検知部２６が傾斜下方に臨むようシュート１５を傾斜配置するとともに、穀物選別機１の側面視においてシュート式光学選別部４のシュート幅Ｗと前記粒選貯留タンク１３の放擲側の膨出部１３ａの幅Ｌとが略同一長さに形成されている。そして、上下方向において、粒選貯留タンク１３の前面壁１３ｂとシュート式光学選別部４の側面とが面一で配置される。
【００２６】
すなわち、図４、図５及び図７に示すように、シュート式光学選別部４のシュート１５の１次選別部４ｂ側の幅Ｗ１が約１６０ｍｍ、２次選別部４ｃ側の幅Ｗ２が約８０ｍｍに形成され、シュート１５の全幅Ｗは約２４０ｍｍとなる。一方、前記粒選貯留タンク１３の放擲側の膨出部１３ａの幅Ｌはシュート１５の全幅Ｗと略同一長さに形成されている。そして、上下方向において、粒選貯留タンク１３の前面壁１３ｂに沿うよう、面一にシュート式光学選別部４が配置される。これにより、図４及び図５に示す側面視において粒選貯留タンク１３とシュート式光学選別部４との間に段差が生じることなく、かつ、デッドスペースを生じることなく、シュート式光学選別部４の収納スペースが確保されており、穀物選別機１の全体構成を小型化して省スペース化が可能となり、製造費も大幅に削減することができるものとなる。
【００２７】
図１及び図７に示すように、シュート１５は粒選貯留タンク１３の下方から所定角度で傾斜して配設され、シュート１５の下端に検知部２６を形成している。検知部２６には、該検知部２６を通過する被選別物に可視光線を照射する可視光線照明器２７及び近赤外線を照射する近赤外線照明器２８が取り囲むように設けられ、また、被選別物からの反射光又は透過光を検知するために被選別物の流下軌跡を挟んで、表裏両面を光学的に監視するための一対のカメラ１６ａ，１６ｂと、該一対のカメラ１６ａ，１６ｂの下方に配置した不良粒の選別・除去手段としてのエジェクタノズル１７が設けられている。
【００２８】
エジェクタノズル１７の下方には、穀粒の落下軌跡に対応した良粒排出樋１８が、１次選別部用（１８ａ）と２次選別部用（１８ｂ）とにそれぞれ設けられ、該良粒排出樋１８ａ，１８ｂにはエジェクタノズル１７ａ，１７ｂで除去されなかった良粒がそのままの軌跡で落下する。一方、エジェクタノズル１７ａ，１７ｂの噴風方向に対向する位置には、着色粒や異物などを受ける不良粒排出樋１９が１次選別部用（１９ａ）と２次選別部用（１９ｂ）とにそれぞれ設けられ、該不良粒排出樋１９ａ，１９ｂ内にエジェクタノズル１７ａ，１７ｂで選別・除去された着色粒や異物が落下する。これにより、良粒から着色粒や異物が選別・除去されることになる。
【００２９】
そして、光学選別部４には、１次選別部の良粒排出樋１８ａに連設して良粒を機外に排出する第１良粒揚穀機２０と、１次選別部の不良粒排出樋１９ａに連設して不良粒を２次選別部に供給する第１不良粒揚穀機２１と、２次選別部で選別された良粒を前記粒選貯留タンク１３に返還する第２良粒揚穀機２２が立設される。そして、２次選別部の不良粒排出樋１９ｂはパイプ（図示せず）を介して機外へ連通する一方、第２良粒揚穀機２２の排出樋２２ａからは、経路２３を介して粒選貯留タンク１３に返還される。そして、これら第１良粒揚穀機２０、第１不良粒揚穀機２１及び第２良粒揚穀機２２は、前記上送式竪型選別部の筐体３ａ内に、一体的に収容してある。これにより、複数個の揚穀機をバラバラに配設して複雑な配置構成とすることなく、外観的にもすっきり纏めることができる。そして、本実施形態の構成により籾摺工程の直後に穀物選別機１を容易に設置することができる。
【００３０】
第１良粒揚穀機２０の排出樋２０ａには、良粒貯留タンク２４が接続され（図２乃至図６参照）、該良粒貯留タンク２４下端には、穀粒の袋詰投入樋２５が延設されている。該袋詰投入樋２５下端の供給口には、手動で開くことができる側面視が扇状の門形状の計量シャッタ２９が備えられており、例えば、大投入用シャッタ及び小投入シャッタ（いずれも図示せず）の２段シャッタが枢着される。符号３０は前記計量シャッタ２９に固着された把手部であり、供給口を手動で開口することができる。符号３１は穀粒を穀物袋（図示せず）に誘導するための供給樋である。
【００３１】
供給樋３１の下方には、計量器３２と、該計量器３２に載置して穀物袋の開口部を開口させた状態で保持することができる袋立て器３３とが設置されている。該袋立て器３３は、計量器３２上に載置するベース３４と、その上面に所定間隔をおいて立設された一対のガイド筒３５ａ，３５ｂと、各ガイド筒３５ａ，３５ｂに下半部側が上下動自在に嵌挿された支柱３６ａ，３６ｂと、各支柱３６ａ，３６ｂの上端部に穀物袋の開口部の両端縁部を挟持するための袋挟持手段３７ａ，３７ｂとから構成されるものである。なお、符号３８は一対のガイド筒３５ａ，３５ｂに設けられる、平面形状が略コ字状の袋支え部材である。
【００３２】
図８は制御回路の概略を示すブロック図であり、これに基づいて本発明の穀物選別機１の制御構成を説明する。符号４１は中央制御装置であって、粒大選別部３及び光学選別部４の各機器の検知信号に基づいて光学選別部４の振動フィーダ１４及び粒選別部３のインバータモータ４０が統括的に制御されることになる。
【００３３】
前記中央制御装置４１には、光学選別部４からの入力情報として精品穀粒を計量・袋詰するための計量器３２が接続され、該計量器３２の計量信号が入出力回路（Ｉ／Ｏ）４２、信号処理回路４３を経て中央演算部（ＣＰＵ）４４に送られるような回路構成となっている。符号４５は中央演算部（ＣＰＵ）４４に接続された読み出し書き込み用記憶部（ＲＡＭ）であり、符号４６は中央演算部（ＣＰＵ）４４に接続された読み出し専用記憶部（ＲＯＭ）である。
【００３４】
また、前記中央制御装置４１には、作業者用の操作パネルからの直接入力情報として選別率調節スイッチ４７が接続され、これらのスイッチの入力信号は入出力回路（Ｉ／Ｏ）４９、前記信号処理回路４３を経て前記中央演算部（ＣＰＵ）４４に送られるような回路構成となっている。
【００３５】
中央演算部（ＣＰＵ）４４から出力する入出力回路５０には、光学選別部４への出力としてエジェクタバルブ駆動回路５１を介して複数のエジェクタバルブ（電磁弁）５２が接続される。これにより、エジェクタバルブ５２はエジェクタバルブ駆動回路５１の噴風信号を受けて瞬間的に弁の開閉を行い、空気銃のような高圧エアーが前記エジェクタノズル１７から瞬間的に噴風されて、検知部２６を通過する着色粒や異物などを不良粒排出樋１９内に落下させることになる。
【００３６】
前記エジェクタバルブ駆動回路５１にはパルスカウンター５３が接続され、エジェクタバルブ５２が作動している時間帯において、単位時間当たりのバルブ駆動信号の出力回数、バルブ駆動信号１回当たりの噴風時間及びエジェクタバルブ５２が作動していない休止時間などの信号情報を取得することができる構成となっている。そして、該パルスカウンター５３からは取得したデータを中央演算部（ＣＰＵ）４４に取り込むような構成であり、エジェクタバルブ５２の単位時間当たりの開作動回数を検出し、該開作動回数に関連して供給シュート１５からの落下流量や不良粒除去率を概算することができる。また、不良粒排出樋１９内に選別・除去された着色粒や異物の重量を測定するなどして前記開作動回数の検出に代えて不良粒混入率を概算してもよい。
【００３７】
さらに、前記中央演算部（ＣＰＵ）４４から出力する入出力回路５４には、周波数制御回路５５が接続される。そして、該周波数制御回路５５には、粒大選別部３への出力先としてインバータモータ４０に接続され、光学選別部４への出力先として振動フィーダ１４を駆動する電磁駆動手段１４ｂに接続される。
【００３８】
次にその動作を説明すると、籾摺選別機５８（図１参照）から穀物選別機１の投入ホッパー５へ投入された穀粒（例えば、玄米）は、揚穀ロール７に軸装された揚穀螺旋８により揚上され、選別網筒９からは屑粒及び未熟粒が屑粒室１０に排出されて選別される。屑粒及び未熟粒が除去された整粒は、揚穀ロール７の上端に至り、該揚穀ロール７上端に設けられた掻出羽根１２によって粒選貯留タンク１３内に搬出される。
【００３９】
粒選貯留タンク１３からは、振動フィーダ１４によって１次選別部４ｂ側のシュート１５に供給されて検知部２６に至り、該検知部２６において欠け米、焼け米、しらた、青未熟米及び虫食い着色粒（カメムシなどによって被害を受けた微小な黒点の存在する着色粒）などの１次不良粒と、着色などのない１次良粒とに光学的に監視され、１次良粒と判定されたものはそのまま１次良粒排出樋１８ａに至り、１次不良粒と判定されたものは下方に配置したエジェクタノズル１７ａから噴風されて偏向され、１次不良粒排出樋１９ａに至る。
【００４０】
１次良粒排出樋１８ａに至った良粒は、第１良粒揚穀機２０により揚穀され、排出樋２０ａから良粒貯留タンク２４に供給される。該良粒タンク２４からは、穀粒の袋詰投入樋２５、計量シャッタ２９を経て、例えば、計量器３２上に載置した３０kg詰めの穀物袋（図示せず）に収容して出荷されることになる。一方、１次不良粒排出樋１９ａに至った着色粒などの不良粒は、第１不良粒揚穀機２１を介して２次選別４ｃ側のシュート１５に供給され、上記同様検知部２６によって２次不良粒と、２次良粒とに光学的に監視される。２次良粒と判定されたものはそのまま２次良粒排出樋１８ｂに至り、第２良粒揚穀機２２により揚穀されて粒選貯留タンク１３に返還されて、１次選別部４ｂから再び選別されることになる。２次選別部４ｃにおいて２次不良粒と判定されたものは、不良粒排出樋１９ｂからパイプを介して機外へ排出されることになる。
【００４１】
そして、前記光学選別部４から排出される良粒は、穀物袋内に次第に充填されていき、このとき、中央演算部（ＣＰＵ）４４が計量器３２の単位時間当たりの重量を検知することにより、光学選別部４における良粒の排出流量Ｑ（Ｅ）が演算される（図９のステップ１）。
【００４２】
次に、パルスカウンター５３により、エジェクタバルブ５２の単位時間当たりの開作動回数を検出する（図９のステップ２）。この開作動回数に関連して不良粒除去率を概算することができる。また、別途、不良粒排出樋１９内に選別・除去される着色粒や異物の重量を測定して、重量から不良粒除去率を概算してもよい。
【００４３】
光学選別部４にあっては、供給シュート１５から落下してくる整粒の落下流量が適正量であれば、９０％以上の不良粒除去率（選別率）を保てるが、落下流量が増えて適正量を超えると、選別率は９０％から徐除に低下していく。そして、９０％以上の選別率を保つためには落下流量を少なく（適正量以下を維持）すればよい。図９のステップ２以下においては、選別感度のしきい値を変更せずに、所望の選別率となるよう米の落下流量の制御がなされる。
【００４４】
すなわち、作業者が図８の選別率調節スイッチ４７を操作して所望の選別率に設定する(例えば、９０%以上)。そして、中央演算部４４がこの選別率に対応する設定標準噴射回数（Ｙ）を読み出し、前記ステップ２で算出した検出噴射回数（Ｘ）と比較が行われ（ステップ３）、検出噴射回数（Ｘ）が設定標準噴射回数（Ｙ）と等しい場合は（ステップ４）、供給シュート１５からの落下流量が適正量であるので振動フィーダ１４の搬送量及び揚穀螺旋８の回転数は制御せず、光学選別部４が推奨する定格周波数Ｓ（Ｎ）により振動フィーダ１４の駆動を維持するとともに、粒大選別部３が推奨する定格回転数Ｒ（Ｎ）により揚穀螺旋８の回転駆動を維持する（ステップ４）。
【００４５】
一方、検出噴射回数（Ｘ）が設定標準噴射回数（Ｙ）よりもわずかに大きい場合、例えば、検出噴射回数（Ｘ）が標準噴射回数（Ｙ）の1.01倍以上、1.17倍未満である場合（ステップ５）、不良粒除去率を少しだけ上げる必要があるので、供給シュート１５からの落下流量を少なくするために、振動フィーダ１４の搬送量及び揚穀螺旋８の回転数を少しだけ減らす制御が行われる。このときの１回の目標制御量としては、例えば、光学選別部４が推奨する定格周波数Ｓ（Ｎ）の0.83倍の周波数で振動フィーダ１４の駆動を制御し、粒大選別部３が推奨する定格回転数Ｒ（Ｎ）の0.83倍の回転数で揚穀螺旋８を回転駆動するとよい（ステップ６）。
【００４６】
また、検出噴射回数（Ｘ）が設定標準噴射回数（Ｙ）よりも少し大きい場合、例えば、検出噴射回数（Ｘ）が標準噴射回数（Ｙ）の1.17倍以上、1.33倍未満である場合（ステップ７）、不良粒除去率を上げる必要があるので、供給シュート１５からの落下流量を少なくするために、振動フィーダ１４の搬送量及び揚穀螺旋８の回転数を減らす制御が行われる。このときの１回の目標制御量としては、例えば、光学選別部４が推奨する定格周波数Ｓ（Ｎ）の0.66倍の周波数で振動フィーダ１４の駆動を制御し、粒大選別部３が推奨する定格回転数Ｒ（Ｎ）の0.66倍の回転数で揚穀螺旋８を回転駆動するとよい（ステップ８）。
【００４７】
さらに、検出噴射回数（Ｘ）が設定標準噴射回数（Ｙ）よりも極めて大きい場合、例えば、検出噴射回数（Ｘ）が標準噴射回数（Ｙ）の1.33倍以上、1.5倍未満である場合（ステップ９）、不良粒除去率を上げる必要があるので、供給シュート１５からの落下流量を少なくするために、振動フィーダ１４の搬送量及び揚穀螺旋８の回転数を大幅に減らす制御が行われる。このときの１回の目標制御量としては、例えば、光学選別部４が推奨する定格周波数Ｓ（Ｎ）の0.66倍の周波数で振動フィーダ１４の駆動を制御し、粒大選別部３が推奨する定格回転数Ｒ（Ｎ）の0.66倍の回転数で揚穀螺旋８を回転駆動するとよい（ステップ１０）。これにより、基準の不良粒除去率に最短で到達するように制御が行われることになる。
【００４８】
上記ステップ５乃至ステップ１０にあっては、検出噴射回数（Ｘ）のしきい値を３段階に設定したが、これに限らす、下記表に示すように、正の整数ＮによってＮ段階のしきい値を適宜設定することができる。
【００４９】
【表１】
【００５０】
図９のステップ５乃至ステップ１０にあっては、不良粒除去率を上げるために供給シュート１５からの落下流量を少なくする制御について述べたが、反対に不良粒除去率を下げるために供給シュート１５からの落下流量を多くする制御も可能であり、すなわち、基準の不良粒除去率に到達する目的を達成できればよい。
【００５１】
また、図１（Ｂ）に示すように穀物選別機１の前工程に並設される籾摺選別機５８は、選別された玄米Ｇを、機外排出か又は機内循環に切替える切替シャッタ５９が設けられ、該切替シャッタ５９には切替え動作を電気的に制御可能な切替モータ６０が接続されている。そして、切替モータ６０から図８の外部端子６１に電気的に接続される。すなわち、振動フィーダ１４の搬送量が極端に低下した場合は、籾摺選別機５８の切替シャッタ５９を機内循環側に切替えるように切替モータ６０を制御し、穀物選別機１の光学選別部４の選別率が極端に悪化するのを防止することができる。これにより、光選別部４における選別作業を円滑にするとともに、選別効率を向上し、さらには、被選別粒の減少に際して自動的に停止することができる。
【００５２】
上記実施形態によれば、パルスカウンター５３により、エジェクタバルブ５２の単位時間当たりの開作動回数を検出し、この開作動回数に関連して不良粒除去率を概算するものであるから、前工程の粒大選別部により選別された整粒の流量（光選別部に投入される原料流量）を算出する手法ではないため、粒選貯留タンク１３に別途流量センサやレベルセンサを設ける必要がなく、製造コストの削減が可能となる。
【００５３】
また、光選別部が推奨する最適な不良品除去率となるよう、粒大選別部の回転体の回転数を下げ、選別網筒と被選別穀粒との接触時間を長くし、屑粒及び未熟粒の除去率を高めることで、光選別部側への屑粒及び未熟粒の負担を軽減して選別効率を自動的に向上させる制御が可能となる。
【００５４】
さらに、単位時間当たりの不良粒除去率と基準の不良粒除去率との差に応じて多段階のしきい値を設定し、該各段階のしきい値に応じて揚穀螺旋８の回転数、及び振動フィーダ１４の振幅の大きさ又は振動の周波数の１回の目標制御量を決定し、基準の不良粒除去率に最短で到達するような制御を行うので、粒大選別部３及び光学選別部４の各選別要素の調整を迅速に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
粒大選別部と光学選別部とを備えた穀物選別機の各選別要素の調整を迅速かつ容易に行うことができるものであり、例えば、欠け米、焼け米、しらた、青未熟米及び虫食い着色粒（カメムシなどによって被害を受けた微小な黒点の存在する着色粒）などの選別精度を向上させ、大規模農家や営農組合などにあって要望の高い穀物選別機に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 穀物選別機
２ フレーム
３ 粒大選別部
４ 光学選別部
５ 原料投入ホッパー
６ 選別網筒
７ 揚穀ロール
８ 揚穀螺旋
９ 選別孔
１０ 屑粒室
１１ 屑粒排出樋
１２ 掻出羽根
１３ 粒選貯留タンク
１４ 振動フィーダ
１５ シュート
１６ カメラ
１７ エジェクタノズル
１８ 良粒排出樋
１９ 不良粒排出樋
２０ 第１良粒揚穀機
２１ 第１不良粒揚穀機
２２ 第２良粒揚穀機
２３ 経路
２４ 良粒貯留タンク
２５ 袋詰投入樋
２６ 検知部
２７ 可視光線照明器
２８ 近赤外線照明器
２９ 計量シャッタ
３０ 把手部
３１ 供給樋
３２ 計量器
３３ 袋立て器
３４ ベース
３５ ガイド筒
３６ 支柱
３７ 袋挟持手段
３８ 袋支え部材
４０ インバータモータ
４１ 中央制御装置
４２ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
４３ 信号処理回路
４４ 中央演算部（ＣＰＵ）
４５ 読み出し書き込み用記憶部（ＲＡＭ）
４６ 読み出し専用記憶部（ＲＯＭ）
４７ 不良粒除去率調節スイッチ
４９ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
５０ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
５１ エジェクタバルブ駆動回路
５２ エジェクタバルブ（電磁弁）
５３ パルスカウンター
５４ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
５５ 周波数制御回路
５８ 籾摺選別機
５９ 切替シャッタ
６０ 切替モータ
６１ 外部端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された穀粒を予め整粒と屑粒又は整粒と未熟粒とに粒径選別する粒大選別部と、該粒大選別部により選別された整粒を受けて着色粒又は異物などの不良粒を光学的に選別・除去する光学選別部とを備えた穀物選別機であって、
前記光学選別部側の不良粒の選別・除去手段において、該選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から単位時間当たりの不良粒除去率を算出するとともに、該不良粒除去率と予め設定された基準の不良粒除去率とを比較し、前記単位時間当たりの不良粒除去率が基準の不良粒除去率よりも上回れば前記粒大選別部側の選別網筒内に設けた回転体の回転数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記回転体の回転数を上げる制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする穀物選別機。
【請求項２】
前記粒大選別部と光学選別部との接続部に、前記粒大選別部により選別された整粒を一時貯留する貯留タンク及び該貯留タンクから排出される整粒を受けて前記光学選別部に供給する振動フィーダを設け、前記制御手段が、前記単位時間当たりの不良粒除去率が基準の不良粒除去率よりも上回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良粒除去率よりも下回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を上げる制御を行ってなる請求項１記載の穀物選別機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記単位時間当たりの不良粒除去率と基準の不良粒除去率との差に応じて多段階のしきい値を設定し、該各段階のしきい値に応じて前記回転体の回転数、及び前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数の１回の目標制御量を決定し、前記基準の不良粒除去率に最短で到達するように制御を行ってなる請求項１又は２記載の穀物選別機。
【請求項１】
供給された穀粒を予め整粒と屑粒又は整粒と未熟粒とに粒径選別する粒大選別部と、該粒大選別部により選別された整粒を受けて着色粒又は異物などの不良粒を光学的に選別・除去する光学選別部とを備えた穀物選別機であって、
前記光学選別部側の不良粒の選別・除去手段において、該選別・除去手段の単位時間当たりの選別・除去作動回数から単位時間当たりの不良粒除去率を算出するとともに、該不良粒除去率と予め設定された基準の不良粒除去率とを比較し、前記単位時間当たりの不良粒除去率が基準の不良粒除去率よりも上回れば前記粒大選別部側の選別網筒内に設けた回転体の回転数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良品除去率よりも下回れば前記回転体の回転数を上げる制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする穀物選別機。
【請求項２】
前記粒大選別部と光学選別部との接続部に、前記粒大選別部により選別された整粒を一時貯留する貯留タンク及び該貯留タンクから排出される整粒を受けて前記光学選別部に供給する振動フィーダを設け、前記制御手段が、前記単位時間当たりの不良粒除去率が基準の不良粒除去率よりも上回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を下げる制御を行い、単位時間当たりの不良品除去率が基準の不良粒除去率よりも下回れば前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数を上げる制御を行ってなる請求項１記載の穀物選別機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記単位時間当たりの不良粒除去率と基準の不良粒除去率との差に応じて多段階のしきい値を設定し、該各段階のしきい値に応じて前記回転体の回転数、及び前記振動フィーダの振幅の大きさ又は振動の周波数の１回の目標制御量を決定し、前記基準の不良粒除去率に最短で到達するように制御を行ってなる請求項１又は２記載の穀物選別機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１８４２２６（Ｐ２０１０−１８４２２６Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３１９１１（Ｐ２００９−３１９１１）
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
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