JP6879033B2 - 精米用研削ロール - Google Patents

Description

本発明は、酒造米を精白する際などに使用する精米用研削ロールに関する。

従来、極端な研削精米（歩留まり４５％など）を行なう酒造米の精白には循環式の堅型研削式精米機が多く用いられる（特許文献１）。この種の酒造用精米機では、竪配置された精米用研削ロールが精白筒内に配置されており、前記精米用研削ロールの外周面と前記精白筒の内周面との間に精白室が形成され、前記精白室に米粒が繰り返し供給されて研削による精白が行なわれる。

精米用研削ロールは通常、金剛砂（炭化珪素）をバインダーと共に成形し焼結して円筒体に形成してある（金剛砂ロールと呼ばれる）。焼結体は一定の壁厚がないと脆い（もろ）いので、金剛砂ロールは特許文献１にも現れているように断面が分厚く、大きな重量（５０〜７０ｋｇ）になっている。
なお、精白ロールとしての金剛砂ロールは、円筒体を構成する筒壁の表面側に円環状の凸部を竪方向に数段設けた一体成形の形態が定着している。

特許文献２の酒造用精米機では、精白ロールの側面部を金属の薄肉の円筒体で構成することにより、精白ロールを軽量化することを提案している。この精白ロールは外形を円環状の凸部を有する従来の金剛砂ロールのままにし、円筒体を板厚３〜１５ｍｍの均一な厚さの薄肉金属（金属薄板）で形成するものである。
なお、特許文献２の酒造用精米機は研削効率を向上させるためにダイヤモンド砥粒を採用し、前記薄肉の円筒体の表面に固着している。ダイヤモンド砥粒の採用により研削効率が高まって精白ロールを小型化しても必要な研削効率を確保でき、精白ロールの軽量化をさらに図ることができるとしている。

特開平４−１１９５８号公報 特許第５８９７３０１号公報

現在の金剛砂ロールは精米用研削ロールとして形態的にも材質的にも完成されたものであるが、前記のように、重量が大きく、精米用研削ロールのメンテナンスや交換の際に取り扱いにくい。
また、長時間の使用では精米時の摩擦熱が肉厚な精米用研削ロールに蓄熱され、米粒温度を押し上げる理由のひとつとなっている。米粒の温度上昇は米粒の水分低下につながり、割米など精米の進行に悪影響がある。
一方、特許文献２の精白ロールのように芯金として金属の薄肉体で円筒体を構成し、砥粒としてダイヤモンドを採用すれば、軽量な精白ロールで研削効率を落とすことなく精白作業が可能と考えられる。

しかし、板厚３〜１５ｍｍの薄肉金属（金属薄板）で構成された精白ロールは頑丈とはいえず、長時間の精白作業では精白筒との間に挟まる米粒からの圧力で変形したり、米粒の温度上昇に伴って変形したりする可能性が高い。精米圧力を強くする扁平精米では特に変形の可能性が高いと考えられる。
この発明は、軽量かつ剛性が高く、しかも米粒温度の上昇を抑制できる精米用研削ロールの提供を課題とする。

〔手段１〕
堅型研削式精米機の精米用研削ロールを、円筒体とその表面に固着された砥粒とからなるものとする。
円筒体を構成する筒壁は、外壁と内壁を有しその間を中空とした二重円筒中空構造に成形したものとする。
〔手段２〕
手段１において、前記円筒体を構成する筒壁を薄肉板体の外壁と内壁とで形成する。
〔手段３〕
手段１において、前記円筒体を構成する筒壁を金属で構成する。
〔手段４〕
手段１において、前記円筒体を構成する筒壁をＦＲＰ、合成樹脂、炭素繊維のうちから選択される一種又は複数種で構成するものとする。
〔手段５〕
手段１において、筒壁の中空部にアルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを充填する。
〔手段６〕
手段１において、筒壁の中空部を真空にする。
〔手段７〕
手段１において、筒壁の中空部に外壁と内壁にわたり、両壁間の間隔を維持するための補強部材を配置する。
〔手段８〕
手段１において、筒壁の中空部に発泡樹脂を充填する。
〔手段９〕
手段１〜８において、筒壁の内壁であって円筒体の内側空間側の面に気流発生手段を設ける。
〔手段１０〕
手段１〜９において、円筒体の表面に固着される砥粒はｃＢＮ砥粒を電着により固定したものとする。

筒壁を中空にすることで筒壁の厚さ寸法が大きくなるが、薄肉板体を中空構造に成形したものであるから、精米用研削ロール全体が軽量化される。
筒壁は中空部を設けて筒壁の壁厚を大きくしているので、曲げモーメントの大きな筒壁になる。このため、剛性の高い精米用研削ロールを得られる。この場合、筒壁の材質は金属に限らず合成樹脂などで剛性の高いものを採用できる。
筒壁は中空部を有するので全体としての熱容量が小さく酒造用精米機として長時間の連続使用でも精米用研削ロールに蓄熱が少なく、放熱効果も大きい。このため精米中の米粒に対する温度上昇の影響を抑制できる。
筒壁の内壁であって円筒体の内側空間側の面に気流発生手段を設けると、精米用研削ロールに対する冷却効果が向上する。

筒壁を金属で構成すると、ダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒、ＳｉＣ砥粒等を電着により筒壁へ強固に固定することができる。

本発明の実施の形態における酒造用精米機の全体斜視図。 図１の酒造用精米機の右側面図（一部断面）。 精白部の拡大断面図。 精米用研削ロールの縦断面正面図。 精米用研削ロールの斜視図。 〔イ〕は第２の実施例における筒壁の縦断面正面図、〔ロ〕は前記〔イ〕におけるＢ線に沿った側面図（一部）。 第３の実施例における筒壁の縦断面正面図（一部）。

第１の実施例の酒造用精米機１（図１）は、循環式の竪型精米機であって、精白部２、貯留タンク３、万石部４、揚穀部５及び制御部６を備える。
精白部２は、研削作用により米粒を精白する部分である。
貯留タンク３は、精白部２に米粒を供給し、また、精白の循環作業のために精白作業中の米粒を一時貯留するものである。

万石部４は、精白部２で精白された米粒を下方に移動させながら、米粒と糠を分離する部分であり、分離された米粒は揚穀部５の下部に移動する。
揚穀部５は、万石部４からの米粒を貯留タンク３の頂部へ揚穀し、貯留タンク３に供給し、米粒を循環させる。
制御部６は、これら一連の作業をパラメータの設定が可能なプログラムとシーケンスによって管理する。

なお、精白部２、貯留タンク３及び万石部４は、精白部機台７上に設置される。また、揚穀部５は、揚穀部機台８に設置される。
揚穀部機台８には上部作業台９が設けられ、精白部機台７には下部作業台１０が設けられる。

制御部６による作業管理のもと、貯留タンク３に張り込まれた玄米は、精白部２において精白作用を受け、前記万石部４に至る。万石部４で糠と分離された米粒は、揚穀部５の下部へ移送され、ついで、揚穀部５により貯留タンク３の投入口へ揚穀される。米粒は前記の循環サイクルを繰り返し、当初に投入された玄米が目標とした歩留まりの酒米に仕上げられる。

精白部２(図３)は、研削アセンブリ１１と精白筒１２及び排出樋１３を備える。
精白筒１２は、上部が米粒の受け口１４とされ、基部が精白部機台７に固定される。基部の一部は切り欠かれて送り口１５となっている。
研削アセンブリ１１は、竪軸１６、押さえ部材１７、精米用研削ロール１８、ロール受け台１９を備え、竪軸１６を中心に組み付けられている。精米用研削ロール１８、押さえ部材１７およびロール受け台１９はいずれも平面視にて円形であり、中央に竪軸１６に対するボスを有する。
竪軸１６は精白部機台７に関して竪方向に軸支され、２箇所の軸受け機構２０によって、スラスト方向に維持され、また、ラジアル方向で回転可能に軸支されている。

竪軸１６には、ロール受け台１９が嵌挿されてボス２１の箇所で竪軸１６に固定され、その上に精米用研削ロール１８がボス２２の箇所で竪軸１６に対して遊嵌されると共にロール受け台１９に載置され、さらに、精米用研削ロール１８の上方に押さえ部材１７がボス２３の箇所で竪軸１６に嵌挿される。押さえ部材１７は、下縁が前記精米用研削ロール１８の上面に接触すると共に、ボス２３の上方から差し込まれる留めボルト２４によって竪軸１６の上端に固定される。
これによって、研削アセンブリ１１は精白部機台７に取り付けられ、また、精米用研削ロール１８は留めボルト２４によってロール受け台１９と押さえ部材１７の間に挟まれて固定される。したがって、研削アセンブリ１１は竪軸１６と共に回転される。

精白筒１２の内周面と前記精米用研削ロール１８の外周面との間には精白室２５が形成され、その底部は前記ロール受け台１９の外周部分２６で閉じられている。
そして、竪軸１６の下端には受動プーリー２７が固定され、簡略に示したモーターＭの駆動プーリーとＶベルトによって連動するよう連結されている。
精白筒１２の基部に設けた前記送り口１５は、排出樋１３に開口しており、米粒は排出樋１３を通じて万石部４へと案内される。送り口１５には圧力調整弁２８が配置されている。圧力調整弁２８は精白室２５における米粒圧力に応じて開度が変化するものである。

精米用研削ロール１８（図４、図５）は、円筒体２９とその表面に固着された砥粒３０とからなる。
円筒体２９を構成する筒壁３１はこの実施例においてアルミ合金製であり、厚さ３〜１５ｍｍの薄肉板体の外壁３２と内壁３３を有し、これらを端縁において溶接してその間を密閉された中空部３４とした二重円筒中空構造に成形してある。
外壁３２は、スピニング加工により、従来の金剛砂ロールと同じ環状の凹凸構造に成形されている。

また、内壁３３は基本的に筒状に成形され、上部の内面に押さえ部材１７の縁部が嵌合される段部３５が形成され、下部の内面に取付けフランジ３６を固定する段部３７が成形されている。押さえ部材１７（図３）は、上面が円錐形に形成され、円筒体２９の表面と滑らかに連続させてある。ロール押さえ部材１７の表面にも砥粒３０を配置することがある。
取付けフランジ３６の中央部にはボス２２が設けられている。ボス２２は精米用研削ロール１８を竪軸１６へ取り付けるためのものである。
形成された中空部３４は真空とされる。あるいは真空とした後にアルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガスを充填する。

円筒体２９を構成している筒壁３１の厚さ寸法は、精米用研削ロール１８としての剛性を考慮して２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下であり、好ましくは２５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の厚みとする。これは筒壁３４の厚さ寸法であって、外壁３２と内壁３３が中空部３４を形成して作る円筒体２９の壁厚である。
すなわち、精米用研削ロール１８は中空部３４を設けることにより、筒壁３４の厚さを大きくして精白作業に十分な剛性を維持すると共に、外壁３２と内壁３３を薄肉板体で構成して精米用研削ロール１８全体の重量を軽減してある。
円筒体２９の表面に固着される砥粒３０はアルミ合金製の円筒体２９を芯金としてニッケル鍍金（めっき）などによりｃＢＮ砥粒を固定（電着）してある。

モーターＭを駆動すると受動プーリー２７を介して竪軸１６が駆動され、精白筒１２内で精米用研削ロール１８が回転する。
精白部２には貯留タンク３から受け口１４を通じて精白室２５に米粒が送り込まれ、精白筒１２と精米用研削ロール１８との間で米粒が研削される（精白される）。精白室２５を通過した米粒はロール受け台１９の外周部分２６で受け止められ、やがて、送り口１５から排出樋１３に送り出される。

このとき、精米用研削ロール１８は軽量であって、従来の金剛砂ロールに比べて動力を削減できる一方、円筒体２９の筒壁３１は十分な厚さ寸法を有して剛性が高いから、精白時に米粒から受ける圧力に耐え、精密な精白作業を行なえる。
また、精米用研削ロール１８の筒壁３１が有する中空部３４は断熱効果があると共に筒壁３１を構成する外壁３２、内壁３３は薄肉の板体であるため熱容量が小さいので、精米用研削ロール１８の蓄熱が抑制され、精白作業による米粒の温度上昇を抑制できる。

図６は、第２の実施例における筒壁３１の部分であり、外壁３２と内壁３３とで中空部３４を形成した構造であり、中空部にアルミ合金製のハニカム構造体３８が装てんされている。ハニカム構造体３８は筒壁３１の熱容量をできるだけ小さくして蓄熱を避けると共に、外壁３２と内壁３３間の間隔を維持するための補強部材となり、筒壁３１の剛性を増強することができる。
図７は、第３の実施例における筒壁３１の部分であり、外壁３２と内壁３３とで中空部３４を形成した構造であり、中空部に発泡樹脂３９を充填してある。発泡樹脂３９もまた、筒壁３１の熱容量をできるだけ小さくして蓄熱を避けると共に、外壁３２と内壁３３間の間隔を維持するための補強部材となり、筒壁３１の剛性を増強することができる。

以上、実施例を説明した。
筒壁３１の外壁３２、内壁３３を構成する材質としては金属以外に、ＦＲＰ、樹脂、ＡＢＳ、炭素繊維などが考えられる。
円筒体３２の表面へ砥粒を固定するのに接着材を利用するなど、電着以外の手段を用いてもよい。
実施例では、精米用研削ロール１８の表面形態を従来の金剛砂ロールと同様にしているが、環状の凸部の数を増やしたり、無くしたりした形態は設計事項である。
さらに、図示を省略するが、外壁３２の外面、あるいは、内壁３３の内面に羽板などの空気撹乱ないし送風手段を設けて精米用研削ロール１８の冷却を増進させることもできる。

本発明は、上記実施の形態に限るものでなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいてその構成を適宜変更できる。

酒造用精米機を主とした竪軸回転精米機に利用できる。

１ 酒造用精米機
２ 精白部
３ 貯留タンク
４ 万石部
５ 揚穀郡
６ 制御部
７ 精白部機台
８ 揚穀部機台
９ 上部作業台
１０ 下部作業台

１１ 研削アセンブリ
１２ 精白筒
１３ 排出樋
１４ 受け口
１５ 送り口
１６ 竪軸
１７ 押さえ部材
１８ 精米用研削ロール
１９ ロール受け台
２０ 軸受け機構

２１ ボス（ロール受け台の）
２２ ボス（精米用研削ロールの）
２３ ボス（押さえ部材の）
２４ 留めボルト
２５ 精白室
２６ 外周部分
２７ 受動プーリー
２８ 圧力調整弁
２９ 円筒体
３０ 砥粒

３１ 筒壁
３２ 外壁
３３ 内壁
３４ 中空部
３５ 段部
３６ 取付けフランジ
３７ 段部
３８ ハニカム構造体
３９ 発泡樹脂

Claims (10)

1. 堅型研削式精米機の精米用研削ロールであって、
   円筒体とその表面に固着された砥粒とからなり、
   円筒体を構成する筒壁は、外壁と内壁を有しその間を中空とした二重円筒中空構造に成形されていることを特徴とした精米用研削ロール。
2. 前記円筒体を構成する筒壁を薄肉板体の外壁と内壁とで形成することを特徴とした請求項１に記載の精米用研削ロール。
3. 前記円筒体を構成する筒壁が金属で構成されていることを特徴とした請求項１に記載の精米用研削ロール。
4. 前記円筒体を構成する筒壁がＦＲＰ、合成樹脂、炭素繊維のうちから選択される一種又は複数種で構成することを特徴とした請求項１に記載の精米用研削ロール。
5. 筒壁の中空部に不活性ガスを充填してあることを特徴とした請求項１に記載の精米用研削ロール。
6. 筒壁の中空部を真空としてあることを特徴とした請求項１に記載の精米用研削ロール。
7. 筒壁の中空部に外壁と内壁にわたり、両壁間の間隔を維持するための補強部材を配置してあることを特徴とした請求項１に記載の精米用研削ロール。
8. 筒壁の中空部に発泡樹脂が充填されていることを特徴とした請求項１に記載の精米用研削ロール。
9. 筒壁の内壁であって円筒体の内側空間側に気流発生手段を設けてあることを特徴とした請求項１〜８のいずれか一つに記載の精米用研削ロール。
10. 円筒体の表面に固着される砥粒はｃＢＮ砥粒を電着により固定したものであることを特徴とした請求項１〜９のいずれか一つに記載の精米用研削ロール。

Images