JP2018167144A - 精米機 - Google Patents

Abstract

【目的】 本発明は、モータ回転数から米量を検知するにあたり、少ない米量でも判別可能な精米機を提供することを目的としている。【解決手段】 精米する米量を自動検知し、検知した米量と設定した精米度に応じた時間と回転数でモータ６を制御するモータ制御部２８を備え、モータ制御部２８は、精米を開始してから回転数検出素子２６で規定回転数を検出するまでの時間ｔで米量を判定する第１判定と、精米を開始してから規定時間Ｔ後に回転数検出素子２６で検出する回転数ｒで米量を判定する第２判定とを設定し、第１判定で米量が特定できなかった場合に第１判定での判定を踏まえて第２判定で米量を特定する機能を備えたことを特徴とする。【選択図】 図４

Description

本発明は、除糠部を有する精米容器内で米を対流させ、家庭で玄米や白米の搗精を行う精米機に関するものである。

対流式精米機は、特許文献１等で知られているとおり、米（玄米）が投入される金属製網状材の精米かご（除糠部）と、精米かごが間隔を持って収容される糠容器と、精米かごの底部に設けられる精米羽根と、糠容器の上面に取り付けられる蓋体とを備え、精米羽根を回転させることで精米かご内で玄米を対流させ、米同士もしくは米と精米かご内面との摩擦により玄米の糠層を剥離するものである。

対流式精米機において、米の温度上昇と砕米発生は恒久的な課題である。米の温度上昇により、米に含有した水分が蒸発してしまい、米の含有水分量が減少した過乾燥米となる。水分量１４％以下の過乾燥米は、炊飯時の浸水でひび割れを起こし、米のデンプンが糊として水に流出するため、ベタベタした食味の悪いご飯となる。砕米についても同様であり、細分した米は見た目にも良くない。

精米による米の温度上昇や砕米発生は、米と精米かご内面との摩擦によるものの他に、精米ホッパーに入れた米量に対し、選択した米量が異なり、結果的に精米過多になるケースも想定される。このため、特許文献１では、モータの回転数に基づいて精米ホッパー内の米量を自動的に検知し、検知した米量に応じて適切な精米時間や回転数で精米を行うことが提案されている。

さて、米量を自動的に検知する場合、少ない量での精米品質を確保するために、少なくとも0.5合単位（望ましくは0.25合単位）での米量検知が求められる。特許文献１のように、モータの回転数に基づいて米量を検出する場合、米量が少量であるほどモータの回転数が安定せず、正確な米量検知が困難であった。

特許３９９７６５５号公報

そこで本発明は、モータ回転数から米量を検知するにあたり、少ない米量でも判別可能な精米機を提供することを目的としている。

このような課題を解決するために、米粒より小さい除糠部を有する精米容器と、該精米容器内で米を対流させる回転駆動手段と、該回転駆動手段の回転数を検出する回転数検出手段と、精米開始及び停止を行う運転スイッチと、精米度の設定を行う設定スイッチと、精米容器に収容された米量を自動検知し、検知した米量と設定した精米度に応じた時間と回転数で回転駆動手段を制御する制御手段を備え、該制御手段は、運転スイッチで精米を開始してから回転数検出手段で規定回転数を検出するまでの時間で米量を判定する第１判定と、運転スイッチで精米を開始してから規定時間後に回転数検出手段で検出する回転数で米量を判定する第２判定とを設定し、第１判定で米量が特定できなかった場合に第１判定での判定を踏まえて第２判定で米量を特定する機能を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、精米を開始してから規定回転数に達するまでの時間が、米量毎に与えられた判定範囲内にあれば米量を特定し、判定範囲外であれば、精米を開始してから規定時間後に検出したモータ回転数に基づいて米量を特定する機能を備えたので、少ない米量であっても正確に米量を判別することが可能となり、精米過多による米の温度上昇や砕米発生を防ぎ、炊飯しても食味の良いご飯を得ることができる。

本発明の精米機の内部断面図である。 本精米機の構成分解図である。 本精米機の組立方法を示す説明図である。 米量検知のフローチャート図である。 米量検知マップを示す説明図である。 米量／精米度別の精米時間及び回転数マップを示す説明図である。

図１・２を用いて精米機の構成について説明する。
１は本体ケースで、内部を区画壁２で上下に区画し、下部空間にモータ室３を形成し、上部空間に収容室４を形成している。モータ室３の区画壁２には、ボス５を介してモータ６が設けられている。モータ６の回転軸７は、区画壁２の底面中心部の膨出部８を貫通して収容部４側に突出しており、その上端に下カップリング９を設けている。尚、モータ６は、高トルク・高回転数を出力する直流ブラシモータを採用している。

１０は糠容器で、本体ケース１の収容室４に収容され、底面中心部にモータ６の回転軸７と下カップリング８を囲む円筒部１１を形成している。この円筒部１１は、糠が本体ケース１の収容室４にこぼれないように糠の収容スペースを確保する機能と、後述する精米かごの位置決めとする機能とを併用する。

１２は精米かごで、米粒より小さな網目を持つ金属製網状材もしくは目抜き加工されたパンチングプレートから形成されている。精米かご１２の内底面には、円板状の底板１３が取り付けられ、外底面には、糠容器１０の円筒部１１に外嵌する取付筒部１４が取り付けられている。底板１３と取付筒部１４の中心には、回転軸１５が貫通され、この回転軸１５の上端には精米羽根１６が取り付けられ、下端には下カップリング９と連結する上カップリング１７が取り付けられている。また、上面開口部の外周面にねじ部１８が形成されている。

精米羽根１６は、回転軸１５に固定され、精米かご１２の内底面に沿って水平に延びた水平面と、その水平面の先端を精米かご１４の内側面に沿って立ち上げた立ち上げ面を形成したブレードから構成されている。精米羽根１６の水平面は、回転方向に対して先行する側辺が、後行する側辺よりも低くなるように捻れており、米を精米かご１２の内底面から持ち上げ、遠心力で精米かご１２の内周面に移動させる。精米羽根１６の立ち上げ面は、水平面によって精米かご１２の内周面に移動した米を精米かご１２の内周面に沿って上方に移動させる。

１９は米容器で、透過性もしくは半透過性材料でカップ状に構成され、開口部に精米かご１２のねじ部１８が螺着されるねじ部２０が形成されている。米容器１９の外周面には、米を計量するための目盛２１が設けられており、計量カップの機能を併用する。この目盛２１は、白米時の合数表記でも、玄米時の米量表記でも良い。すなわち、玄米２００ccは精米により白米１８０ｃｃとなるので、目盛に玄米２００ｃｃと記載しても白米１合と記載しても良い。本例では、0.5合〜２合まで0.5合単位で目盛２１が設けられている。

また、米容器１９の開口外縁には、収容部４の開口内縁に設けた溝部２２に係合する凸部２３が形成され、凸部２３を溝部２２に係合させることで、米容器１９が本体ケース１の上面に固定される。尚、特に図示しないが、米容器１９の凸部２３が収容部４の溝部２２に係合することでスイッチングする位置に、本体ケース１に糠容器１０・精米かご１２・米容器１９が正確に取り付けられていることを検出する安全スイッチを備えており、この安全スイッチがＯＮとならないと、モータ６が起動しないようになっている。

２４は電源スイッチ、２５は精米度調整スイッチで、それぞれ本体ケース１の前面に設けられている。電源スイッチ２４は、モータ６をＯＮ／ＯＦＦするスイッチで、ＬＥＤランプを埋設し、赤点灯で通電状態が確認できる。精米度調整スイッチ２５は、ボリュームつまみの回転位置で玄米の精米度を選択するもので、本例では、精米度が３分搗き・５分搗き・７分搗き・白米から選択できるようになっている。尚、精米度の段階はこれらに限定されるものではなく、スイッチの形態もボリュームつまみに限らず、スライドつまみ・キースイッチ等いずれの方式も採用できる。

２６は回転検出素子で、モータ６の回転軸７に取り付けられた円盤２７の突片を検出してパルス信号を出力する。２８はモータ制御部で、電源スイッチ２４の入力を受けてモータ６を起動するとともに、回転検出素子２６からのパルス信号を受けてモータ６の回転数を検出し、モータ６の回転数に基づいて検出する米量と精米度調整スイッチ２５で選択される精米度とに応じた駆動時間と回転数でモータ６を制御する。尚、回転検出素子２７としては、ホール素子やフォトインタラプタ等、磁気・光電・ノイズ等の変化によってパルス信号を出力する公知の構成が採用される。

このように構成する精米機は、図３に図示する次の手順で準備される。
（手順ａ）米容器１９に所定量の玄米を入れ、精米かご１２を取り付ける。
この手順ａは、米容器１９を計量カップとして使用し、目盛２１を目安に玄米を計量し、米容器１９の開口内面に設けたネジ部２０に、精米かご１２の開口外面に設けたネジ部１８をねじ込み、上面同士を正対させた状態で螺着するものである。これにより、精米かご１２の容量よりも多い量の米をセットすることができる。

（手順ｂ）本体ケース１に糠容器１０を取り付ける。
この手順ｂは、糠容器１０を本体ケース１の収容部４にセットし、糠容器１０を本体ケース１に装着するものである。これにより、収容部４の底部に突出する回転軸７と下カップリング９が糠容器１０の円筒部１１から露出した状態となる。

（手順ｃ）糠容器１０に精米かご１２を装着する。
この手順ｃは、手順ａで米容器１９を取り付けた精米かご１２を反転させて本体ケース１に装着し、精米かご１２を糠容器１０内に収容するものである。これにより、精米かご１２の取付筒部１４が糠容器１０の円筒部１１に外嵌して位置決めされ、下カップリング９と上カップリング１３とが接合して、モータ６の回転軸７と精米かご１２の回転軸１５が直結される。

（手順ｄ）米容器１９を本体ケース１の上面に固定する。
この手順ｄは、米容器１９の開口外縁に形成した凸部２３を、収容部４の上面開口内縁に設けた溝部２２に係合させることで、米容器１９を本体ケース１の上面に固定するものである。この状態は、図示しない安全スイッチにより検知され、モータ６の駆動が許可される。

以下、この精米機における精米動作について説明する。
手順（ａ）〜（ｄ）で玄米と精米機の各部材をセットし、精米度調整スイッチ２５で希望する精米度を選択し、電源スイッチ２４を入力することでモータ６が駆動する。モータ６の駆動により、モータ回転軸７の回転がダイレクトに精米かご１２の回転軸１５に伝達され、回転軸１５に取り付けた精米羽根１６を回転駆動し、精米かご１２内の玄米を対流させる。米の対流により、米同士が摩擦されて米表面が削られ余分な糠が削り取られる。剥離した糠は、精米かご１２の網目から糠容器１０に排出され、糠容器１０内に貯留される。

モータ制御部２８では、セットされた米の量を自動検知し、検知した米量と設定した精米度に応じた回転駆動時間と回転数でモータ６を制御する。精米中は、回転検出素子２６からのパルス信号を受けてモータ６の回転数を検出していき、この回転数が一定となるようにモータ６を制御する。精米度に応じた精米時間が経過すると、モータ６を停止して終了となる。

次に、米量の自動検知について説明する。
米量は、モータ６の回転数が所定値Ｒに到達したときの経過時間ｔによって第１判定される。図４は経過時間毎の米量判定マップを示しており、所定値Ｒに到達したときの経過時間ｔに応じて米量を特定する特定エリアＡ１〜Ａ４と、米量の特定を保留する不定エリアＺ１〜Ｚ３を設けている。尚、本例の米量判定は、0.5合〜2.0合までの米量が0.5合単位で特定できるように区分けされており、この区分け数については特に限定されるものではなく、細分化することでより精密な米量検知が可能となる。

特定エリアＡ１〜Ａ４は、所定値Ｒに到達したときの経過時間ｔから一義的に米量を特定できる範囲であり、経過時間ｔがこの特定エリアＡ１〜Ａ４に属する場合は、該当する米量であることを特定する。一方、不定エリアＺ１〜Ｚ３は、電圧や周波数、機器の個体差による米量検出のバラツキを許容するために設けられるもので、経過時間ｔがこの不定エリアＺ１〜Ｚ３に属する場合は、精米開始から規定時間Ｔが経過した時点で検出する回転数ｒによって第２判定される。

図５は米量判定のフローチャートを示している。
精米が開始すると、経過時間のカウントを開始し（１）、回転検出素子２６からのパルス信号に基づいてモータ６の回転数を検出していく（２）。精米開始から規定時間Ｔが経過すると（３）、その時点の回転数ｒを記憶する（４）。モータ６の回転数が所定値Ｒに達すると（５）、精米開始からの経過時間ｔに応じて図４に示す米量判定マップに基づいて米量が判定される。

すなわち、回転数Ｒまでの経過時間ｔがｔ１未満であれば（６）、特定エリアＡ１に属するため、米量は0.5合が特定される。経過時間ｔがｔ１からｔ２未満の範囲であれば（７）、不定エリアＺ１に属するため、処理（４）で記憶した検出回転数ｒと判定値ｒ１を比較し（８）、判定値ｒ１以上であれば0.5合と特定し、判定値ｒ１未満であれば1.0合と特定される。

回転数Ｒまでの経過時間ｔがｔ２からｔ３未満の範囲であれば（９）、特定エリアＡ２に属するため、米量は1.0合が特定される。経過時間ｔがｔ３からｔ４未満の範囲であれば（１０）、不定エリアＺ１に属するため、処理（４）で記憶した検出回転数ｒと判定値ｒ２を比較し（１１）、判定値ｒ２以上であれば1.0合と特定し、判定値ｒ２未満であれば1.5合と特定される。

回転数Ｒまでの経過時間ｔがｔ４からｔ５未満の範囲であれば（１２）、特定エリアＡ３に属するため、米量は1.5合が特定される。経過時間ｔがｔ５からｔ６未満の範囲であれば（１３）、不定エリアＺ１に属するため、処理（４）で記憶した検出回転数ｒと判定値ｒ３を比較し（１４）、判定値ｒ３以上であれば1.5合と特定し、判定値ｒ３未満であれば2.0合と特定される。回転数Ｒまでの経過時間ｔがｔ６以上であれば、特定エリアＡ４に属するため、米量は2.0合が特定される。

尚、これら米量判定マップの数値（時間ｔ１〜ｔ６、判定値ｒ１〜ｒ３）や回転数Ｒ・規定時間Ｔは、事前の試験に基づいて決定される。

米量検知が終了すると、検知した米量に応じた回転数Ｎと、設定された精米度に応じた精米時間Ａでモータ６を制御する。本装置においては、図６に示すように、３分搗きで精米時間Ａ１とし、白米で精米時間Ａ４と設定され、0.5合で回転数Ｎ１とし、2.0合で回転数Ｎ４と設定されている。尚、胚芽米の設定を行える場合は、玄米中の胚芽残存率を多くするための処置として、回転数を落とし、精米時間を長くするようにしている。また、米研ぎの設定が行える場合は、精米時の回転数よりも低く設定されている。

精米動作中には、常に回転数の検出が行われ、モータ６の回転数はＮ±１００rpmになるように回転制御される。このとき、米量が多い場合は回転の負荷が大きく、逆に米量が少ない場合は回転の負荷が小さくなり、また同じ米量であっても処理の進行状態によって回転負荷が変化する。よって、モータ駆動回路２６では、回転数が上記基準の回転数よりも下がっている時には上げ、上がっている時には下げるという制御が行われる。

このようなモータ６の駆動で精米羽根１６が回転すると、精米かご１２及び米容器１９内の米は、回転と上下動を与えられ、米粒同士が擦れ合って表皮が剥離される。剥離された糠は、精米かご１２の網状部から糠容器１０内に飛ばされる。米容器１９は、プラスチックまたはガラス等の透明材からなり、精米の様子が外から観察できる。

精米終了後は、精米かご１２と米容器１９を本体ケース１から取り外し、米容器１９から精米かご１２を取り外せば、米容器１９に米が残り糠容器１０に糠が残るので、それぞれを取り出して利用することができる。本出願人の試験によれば、白米までの精米動作によって玄米は重量比１０％の研削が行われた。

また、精米終了後の一定時間内で精米度調整スイッチ２５による精米度の増加を受け付け、米量に基づく回転数で増加した精米度分の時間を延長することができる。例えば、1.0合の玄米を３分搗きの設定で精米した時、精米中は回転数Ｎ２でモータ制御され、精米時間Ａ１が経過すると精米終了となるが、その後、精米度を５分搗きに変更したい場合には、精米終了から１分以内であれば精米度調整スイッチ２５を５分搗きに合わせるとモータ６が再始動し、５分搗きの精米時間Ａ２から３分搗きの精米時間Ａ１を引いた時間分（Ａ２−Ａ１）だけ、回転数Ｎ２で精米を延長することができる。

この装置は以上のように構成されるが、この発明は上記構成に限定されるものではない。例えば、モータ６を断続的に駆動してもよい。モータ６を断続運転させることで、精米羽根１６が回転するときの対流作用と、精米羽根１６が停止するときの沈降作用により、米は抑揚を繰り返すことになり、この米の抑揚によって、精米かご内面との摩擦による搗精時間を減らし、米粒同士の摩擦による搗精時間を増やす効果をもたらし、結果的に精米時間の短縮及び米の温度上昇の抑制が図られる。

また、上記実施態様において精米かご１２として例示した除糠部の形状は、有底容器状の周面及び底面を全て網状もしくはパンチングプレートで構成するもの以外に、周面のみを網状もしくはパンチングプレートで構成するものや、底面のみを網状もしくはパンチングプレートで構成するものでも実現可能である。

１ 本体ケース
４ 収容部
６ モータ
１０ 糠容器
１２ 精米かご（除糠部）
１９ 米容器
２５ 精米調整スイッチ
２６ 回転検出素子
２８ モータ制御部

Claims (1)

1. 米粒より小さい除糠部を有する精米容器と、該精米容器内で米を対流させる回転駆動手段と、該回転駆動手段の回転を検出する回転検出手段と、精米開始及び停止を行う運転スイッチと、精米度の設定を行う設定スイッチと、前記回転検出手段から前記精米容器に収容された米量を自動検知し、検知した米量と設定した精米度に応じた時間と回転数で回転駆動手段を制御する制御手段を備え、
   該制御手段は、前記運転スイッチで精米を開始してから前記回転数検出手段で規定回転数を検出するまでの時間で米量を判定する第１判定と、前記運転スイッチで精米を開始してから規定時間後に前記回転数検出手段で検出する回転数で米量を判定する第２判定とを設定し、第１判定で米量が特定できなかった場合に第１判定での判定を踏まえて第２判定で米量を特定する機能を備えたことを特徴とする精米機。

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