JPH0224505B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な製茶粗揉方法及び製茶粗揉装置
に関し、詳しくは、一の粗揉工程中における茶葉
の揉捻、乾燥の進み具合が茶葉の撹散位置によつ
て端的に表わされることに着目し、該位置が予め
定めてあるプログラムに沿つて推移するように主
軸の回転数を制御し、以つて粗揉工程における茶
葉の揉捻、乾燥を円滑に進行させ高品質且つ均一
な品質の製品（粗揉葉）を得ることを可能にした
新規な製茶粗揉方法及び製茶粗揉装置を提供しよ
うとするものである。

製茶粗揉工程は、前工程で蒸した茶葉を揉室内
で揉圧し且つ撹散しながら茶葉含有残留水分が約
50％になるまで熱風で徐々に乾燥する意義をもつ
ものであり、操作中、葉温を36〜37℃前後に保持
しつつ上乾きさせることなく、しかもできるだけ
恒率的乾燥を行なわせることが重要なポイントで
あつて、これらを誤ると葉色の黄変、細粉化、青
臭み或いはムレ香の発生等々の品質劣化を招来す
ることになる。

そこで、従来は、茶師と呼ばれる熟練技術者が
常の粗揉機の傍にいて、粗揉工程の進行を監視
し、茶葉の揉捻及び乾燥が工程中円滑に進行する
ように、例えば、茶葉を握つたときの感触、湿り
具合、茶の揉りの進み具合等を専ら五感によつて
感じ、それに基づいて、専らその経験と勘とによ
つて粗揉工程の進行中における各製茶要素、例え
ば主軸の回転数、熱風温度等の推移をコントロー
ルしていた。

しかしながら茶葉の湿り具合等を人間の官能に
よつて正確に感知することはもともと困難である
うえ、このような感覚及び、これに対する製茶要
素の調整の仕方には個人差があるものであるか
ら、作業者が異なれば粗揉の仕上がりも一変して
しまう。

又、同じ作業者であつてもその日の天候や温
度、湿度、等の外的条件、その日の体調等により
感覚や調整の仕方には狂いが生ずるものであり、
仮に同じ性質の茶葉、同じ作業者であつたとして
もなかなか同一の仕上がりは望めないものであ
る。

更に、経験と勘に頼るという点から操作をし得
るのは熟練した者に限られてくるが、茶師と云わ
れるような熟練技術者は一朝一夕にして生まれる
ものではなく、かつ又、本人の地道な努力の積み
重ねによつてその技術を修得し得るものであり、
最近のインスタント化の風潮の影響によつて、こ
のような熟練技術者の数が減少する傾向にある。
その結果、熟練技術者は同時に多数の製茶機を管
理することとなり、一つの製茶機について見れば
該技術者が巡回してきた時にのみチエツクを受け
るだけであり、この点からも高品質の製品を常に
は望めず、しかも作業者自身、作業中常に緊張状
態に置かれ非常な重労働を強いられている。

そこで本願発明者らはこのような問題点を解決
すべく種々実験、検討を重ねて来た結果、一の粗
揉工程中における茶葉の揉捻、乾燥の進み具合が
茶葉の撹散位置によつて端的に表わされるという
ことを発見し、これに基づいて、粗揉工程中該位
置が所定のプログラムに沿つて推移するように主
軸の回転数を制御し、以つて粗揉工程における茶
葉の揉捻、乾燥を円滑に進行させるようにしたと
ころの本発明製茶粗揉方法及び製茶粗揉方法を案
出するに至つた。

以下本発明の詳細を図示した実施例に基づいて
説明する。

はじめに茶葉の撹散位置推移目標値プログラム
について説明する。

第１図は該プログラムの一例を示す。該プログ
ラムにおいて縦軸は撹散位置を示す。該撹散位置
は、第２図（粗揉機本体１を左側から見た概略断
面図）において、主軸２の上方稍々後側の位置を
「イ」とし、又、主軸２の下方稍々前側の位置を
「ト」とし、その間を６等分して表現したもので
ある。尚、粗揉機本体１等の構造については既に
当業者に広く知られていると解されるので詳細な
説明は略す（参考：本願出願人の出願に係る昭和
55年特許願第148751号等）。また横軸は一の粗揉
工程を40に分割して示すものであり、工程の開始
をステツプ「１」、工程の終了をステツプ「40」
とする。従つて、粗揉時間を40分とすれば１ステ
ツプは１分、また30分とすれば１ステツプは45秒
になる。

表１に示した例は発明者らが、実際に粗揉工程
を実行し、良好な製品を得ることができたときの
記録に基づいて作成したものである。

即ち、粗揉工程の開始から８ステツプ（時間に
して８〜10分）ぐらい迄の間は所謂葉打ち工程で
あり、揉捻を加えることよりも蒸熱により相互に
密着し大小の団塊状になつている蒸葉をほぐしつ
つその表面の水分の蒸発を促進することに重点が
置かれる。従つて、この葉打ち工程では撹散位置
を「イ」付近とし、さらい手３にかかつて掻き上
げられた茶葉が揉室４内を大きく飛翔し、主軸２
の上を通過して揉室４内の後側（第２図では左
側）に落ちるようにする。これにより、該茶葉は
熱風供給口５から揉室４内に供給されている熱風
に良く晒らされその表面の水分の乾燥が促進され
る一方で、揉底６全体に広く分散され揉手７と揉
底６との間に挾みつけられる嵩が減少する結果、
揉圧される度合は小さなものとなる。

そして、所謂葉打ち工程が過ぎ、大小の団塊が
ほぐされてバラバラになり且つ茶葉の表面の水分
が少なくなつて茶葉がしおれてきた辺りから、茶
葉の撹散よりも茶葉の重圧へ少しづつ重点が移さ
れ茶葉の内部水分の表面への滲出の促進と茶葉の
よりの進行が図られて行く。

茶葉への揉圧に重点を移していくということ
は、さらい手３により掻き上げられた茶葉のう
ち、主軸２の前方（第２図では右側）へ落下する
ものを多くしていくということである。蓋し、前
述したところから理解されるように、茶葉の撹散
位置を第２図において位置「イ」から「ロ」、
「ハ」、……「ト」に移して行くに従つて茶葉が熱
風に晒される時間が少なくなる一方、揉底６にお
ける茶葉の分散が少なくなり揉手７と揉底６との
間に挾まれる茶葉の嵩が高くなつて、茶葉が揉圧
され内部水分の表面への滲出と、よりの度合が大
きなものとなるからである。

そこで第１図に示した例にあつては工程が進行
する（ステツプが進む）に従つて、撹散位置の目
標値を「ロ」、「ハ」、……と主軸２の前方下方へ
と移行するようにし、これによつて茶葉の内部水
分の表面への滲出を促進しこれを熱風で乾燥する
と共に茶葉によりをかけ、粗揉操作が円滑に進行
するようにしている。

なお、第１図に示した例は、前述のように実際
に粗揉工程を実行し良好な製品、即ち、その形
状、乾燥度、香り等が良好な粗揉葉を得ることが
できたときの記録に基づいて作成したものであ
る。

なお、例えば生葉の形状、厚み、硬さ等はその
摘採時期、産地、茶の品種等にあまり大きな差異
がない場合は撹散位置目標値プログラムを１つの
標準的な固定のものとしておいて本発明を実施す
ることとしても良いが、工程に導入される茶葉の
性状に変化がある場合にはこれに対応しうるよう
にするため、上述したような目標値プログラムを
複数個設定しておき、茶葉の性状に応じてその中
の１つを選択使用するようにしても良い。

次に揉室４内における茶葉の撹散位置の検出手
段について説明する。

第３図は第１の例を示す。第２図において説明
をした部分については同一の符号を付すのみで説
明は省略する。図中８は棒状支持体であり、揉室
４の中央部においてはその一端９は上方後側に、
また他端１０は下方前側に夫々取着されている。
１１イ，１１ロ，……１１ヘ、は感圧素子であ
り、前記支持体８上に適宜の間隔で配置されてい
る。感圧素子には種々の形式のものがあるが、例
えば、ロツシエル塩、チタン酸バリウム等の圧電
効果を利用したもの、感圧ダイオード、感圧トラ
ンジスタ等の半導体素子、所謂プツシユボタンの
ような機械的接触を利用したものなど、いずれの
形式であつても構わない。

而してこの例にあつては、さらい手３によつて
上方へ掻き上げられた茶葉がこれら感圧素子１１
イ，１１ロ，……１１トのいすれに衝突している
かを検出することにより、工程進行中の茶葉の撹
散位置が判断される。

第４図は揉室４内における茶葉の撹散位置を検
出するための手段の第２の例を示す。この例は光
電素子を利用し光学的に撹散位置を検出するもの
である。なお、既に説明をした部分については同
一の符号を付すのみで説明は省略する。図中１２
イ，１２ロ，……１２トは発光素子であり、粗揉
機本体１の左側壁１３において後側上部から前側
下部に適宜の間隔で配置され、主軸２と平行に
夫々指向性の鋭い光を右側壁１４に向つて出射す
る。発光素子にもまた種々のものがあるが、白熱
電球を光源とし、レンズにて集光し出射光に指向
性を持たせたもの、レーザー光を利用したものな
ど、いずれの形式のもので構わない。１５イ，１
５ロ，……１５トは光電素子であり、粗揉機本体
１の右側壁１４に、前記左側壁１３の発光素子１
２イ，１２ロ，……１２トの夫々に対応するよう
に、後側上部から前側下部までの間に一定の間隔
で配置されている。

光電素子の種類もまた種々のものがあり、Cds
等の光導電素子、所謂太陽電池等の光電池、光電
管等、いずれの形式のものであつても良い。

而してこの例にあつては１対の発光素子と光電
素子、例えば１２イと１５イとにより揉室４内に
は主軸２と平行な多数の検出軸線１６イ，１６
ロ，……１６トが形成され、さらい手３によつて
掻き上げられた茶葉がこれら検出軸線１６イ，１
６ロ，……１６トの何れを横切つているかを検出
することによつて粗揉工程中における茶葉の撹散
位置が判断される。

なお、この例にあつては茶葉のほかに主軸２に
取着された揉手７の腕１７、さらい手３の腕１８
も各検出軸線１６イ，１６ロ，……１６トをよぎ
る。第４図では省略されているが、揉手７及びさ
らい手３は主軸２を軸として図示した向きと180
度反対の向きにも夫々取着されている。従つて第
５図Ａに示すように茶葉が当該検出軸線１６をよ
ぎつていないときでも主軸２が１回転する毎に各
２回づつ、揉手７の腕１７がよぎつたときのパル
スScと、さらい手３の腕１８がよぎつたときの
パルスSdが現われる。

これに対し当該軸線１６を茶葉がよぎつている
場合、これらのパルスSc，Sdのほかに第５図Ｂ
に示すように、茶葉が当該軸線１６をよぎつたこ
とによる信号波Ｓ１が、主軸２が１回転する毎に
２回現われる。

従つて例えば第６図に示すように、各光電素子
１５，１５，……の出力を増幅回路１９，１９，
……で増幅し、積分回路２０，２０，……により
積分することとすれば、茶葉が当該軸線１６をよ
ぎつているところの光電素子１５に接続された積
分回路２０の出力は他の素子１５，１５，……に
接続された積分回路２０，２０，……の出力より
高くなる。

従つてこの第２の例のような手段によつても粗
揉工程中における茶葉の撹散位置を知ることがで
きる。

次に本発明は上記のような手段により粗揉工程
中の茶葉の撹散位置を検出し、該工程中の撹散位
置が前記のようなプログラムに従つて推移するよ
うに主軸２の回転数を制御しようとするものであ
る。

そこで次に主軸２の回転数を操作するための主
軸回転数操作部について説明する。

回転数を操作するための手段には改めて説明す
るまでもなく多数の電気的・機械的手段が知られ
ている。ここでは出願人会社において実用に供し
ているところの可変径プーリを使用したものを例
として説明する。

第７図は該操作部を含む主軸駆動部２１の一例
を示す。図中２２は主軸駆動部２１のフレームで
あり、該フレーム２２上には減速機２３が載置さ
れており、その出力軸（図示せず）が直接に又は
ユニバーサルジヨイントなどを介し主軸２と連結
される。２４は減速機プーリで、減速機２３の入
力軸２５に固定されている。２６は変速ベースで
あり、支点２７によつてフレーム２２に回動可能
に支承され、該変速ベース２６上に主軸駆動モー
タ２８が取り付けられている主軸駆動モータ２８
の出力軸には可変径プーリ２９が装着されてお
り、この可変径プーリ２９と減速機プーリ２４と
の間にはＶベルト３０が架設されている。この可
変径プーリ２９はベルトを架ける溝が弾圧手段に
よつて接合されている２つの部材によつて形成さ
れ、変速ベース２６が実線矢印の方へ回動して該
プーリ２９が相手のプーリ２４から遠去かると、
Ｖベルト３０による押圧力が前記溝を形成してい
る２つの部材間に働いてこれらの間隔を押し広げ
る。この結果、ベルトが架けられる溝の径が実質
的に小さくなるようになつている。又、変速ベー
ス２６が点線矢印の方へ回動すると、溝を形成し
ている２つの部材が弾圧手段によつて互いに近づ
き、その結果溝の径が大きくなるようにされてい
る。３１は変速ロツドであり、その中間の支点３
２でフレーム２２に回動自在に支承されている。
変速ロツド３１の一方の揺動端には摺動ピン３３
が設けられており、この摺動ピン３３が前記変速
ベース２６の遊端に設けられた長孔状の摺動孔３
４に摺動自在に係合されている。尚、変速ベース
２６の遊端はスプリング３５によつて常時一点鎖
線矢印の方向へ引張られている。変速ロツド３１
の他方の揺動端には長孔状の摺動孔３６が形成さ
れている。３７はフレーム２２上に固定された制
御モータで回転伝達系３８、制御用減速機３９を
介して制御ロツド４０を揺動せしめるものであ
る。そして、制御ロツド４０の揺動端にはコロ４
１が回転自在に設けられており、このコロ４１が
変速ロツド３１の摺動孔３６に摺動自在に係合さ
れている。

しかして、制御モータ３７により制御ロツド４
０が揺動されると変速ロツド３１も揺動され、結
果として変速ベース２６が揺動されて、その方向
に応じて可変径プーリ２９の溝径が大きくされ、
あるいはまた小さくされて、プーリ２４を介して
減速機２３の入力軸２５に伝達される回転数が変
化され、従つて、主軸２の回転数が変化されるこ
とになる。

次に本発明を実施するためのブロツク構成の一
例を第８図に示す。図中４２は中央処理装置、４
３は消去書込可能読取専用メモリーであり、該メ
モリー４３には前述の撹散位置推移目標値プログ
ラム及び実行プログラムが書き込まれる。４４は
ランダムアクセスメモリー、４５は入出力ポー
ト、４６はゲート・ラツチ制御回路であり、該制
御回路４６は各ゲート回路４７，４７，……、ラ
ツチ回路４８，４８の動作を制御する。４９はプ
ログラム選択スイツチであり、ゲート回路４７を
介して入出力ポート４５に接続されている。な
お、撹散位置目標値プログラムを１つのみ使用し
て本発明を実施する場合には該スイツチ４９は不
要である。５０は粗揉時間設定器、５１は投入指
令スイツチ、５２は前述の撹散位置検出手段であ
り、夫々ゲート回路４７，４７，４７を介し入出
力ポート４５に接続されている。５３は主軸回転
数であり、ゲート４７を介し入出力ポート４５に
接続されている。該センサ５３は第７図に示した
主軸駆動部２１の減速機２３の出力軸（図示せ
ず）に連結されており主軸２の回転数を検出す
る。３７は前述の主軸回転数制御モータであり、
回転方向切替用リレー５４、ラツチ回路４８を介
し、入出力ポート４５に接続されている。そし
て、５５は粗揉機本体１の取出扉（図示せず）を
開閉する等、粗揉が終了した茶葉を取り出すため
の機構である。

而して、このような構成により、本発明は例え
ば第９図に示したような手順に従つて実施され
る。

まず、粗揉時間設定器５０により一の粗揉工程
の時間を例えば「40分」というように設定する。
これにより第１図に示したような茶葉撹散位置目
標値プログラムの１ステツプあたりの時間が定ま
る。例えば上述のように「40分」とすれば１ステ
ツプは１分、「30分」とすれば１ステツプは45秒
となる。

次にプログラム選択スイツチ４９により消去書
込可能読取専用メモリー４３の中に書き込まれて
いる複数の茶葉撹散位置推移目標値プログラムの
中から粗揉工程に導入される茶葉の性状に応じた
一のプログラムを選択する。尚、前述したように
目標値プログラムを１つしか使用しない場合はこ
の操作は要しない。

次に主軸２の回転数を予め定めておいた所定の
値にしておいて製茶粗揉機本体１を始動する。本
発明にあつては、茶葉の撹散位置が第１図に示し
たようなプログラムに従つて推移するように主軸
２の回転数をコントロールしようとするのである
から、蒸葉投入前の主軸２の回転数は極端にいえ
ば如何様であつても構わないのであるが、工程開
始時における茶葉の撹散位置が「イ」となるため
の主軸２の回転数は凡そ「42rpm」前後であるこ
とが発明者らの実験等で明らかになつている。そ
こで、第９図に示した手順の例にあつては、主軸
２の回転数をそのような所定の値にしておくこと
によつて、工程開始時における主軸２の回転数の
修正をできるだけ少なくし、撹散位置が速やかに
目標位置「イ」となるようにしている。

主軸２の回転数を所定の初期値にして製茶粗揉
機本体１を始動したところで投入指令スイツチ５
１を押し、粗揉機本体１の上部に配置されている
茶葉プール（図示せず）の底扉を開けて該プール
内に貯留されている所定量の蒸葉を揉室４内に投
入し粗揉を開始する。（作業者の手で投入しても
良い）。

そして所定のチエツクタイムに達したところで
撹散位置検出手段５２によつて計測した当該時点
における茶葉の撹散位置の現在値Pnをランダム
アクセスメモリー４４に読み込む。チエツクタイ
ムを何秒にするかは所謂設計事項であるが、例え
ば粗揉時間を最短30分とした場合、１ステツプ45
秒となる。従つて、チエツクタイムはそれ以下の
短い時間例えば20秒というように設定する必要が
ある。ただし、余り短くすると主軸２の回転数を
調整している間に次のチエツクタイムが到来する
ことになるので極端に短くすることはできない。

次に当該チエツクタイムにおける茶葉の撹散位
置目標値Ptが当該選択された目標値プログラム
から読み出される。前述の例のように粗揉時間を
「40分」とした場合には１ステツプの時間は１分
となるから、チエツクタイムが20秒であればチエ
ツクタイムが３回到来するごとにその目標値Pt
は次のステツプのものとなる。

そして、当該チエツクタイムにおける茶葉の撹
散位置値Pnと目標値Ptが比較され、両者が等し
い場合には主軸２の回転数はそのままの値が維持
される。

一方、両者を比較してその間に差がある場合に
は制御モータ３７に対し動作開始が指令される。
例えば、当該時点における目標値Ptが位置「ハ」
であるのに対し現在値が位置「ニ」であるなら
ば、制御モータ３７が主軸２の回転数を上げる方
向へ回転するようにリレー５４が操作され、制御
モータ３７がその方向に回転している間、主軸２
の回転数は上昇して行く。そして該モータ３７が
回転している間、遂次茶葉の撹散位置が読み込ま
れ、その位置Pnが目標値Ptと等しくなつたとこ
ろで制御モータ３７の動作停止が指令され、主軸
２はその回転数を保つ。

このような操作は粗揉時間が終わるまで繰返し
実行される。

そして粗揉時間設定器５０で設定した一の粗揉
工程の時間が終了すると、「粗揉時間終了か？」
は「イエス」となり、取出機構５５に対して取出
動作が指令され、開放された取出扉から粗揉機本
体１の下方に落下した茶葉は振動コンベヤ等によ
り次の揉捻工程へ送られて行く。

なお、第９図において２点鎖線で示したように
茶葉撹散位置の現在値Pnが最終目標値Pte（本実
施例では位置「ト」）になつてところで取出指令
を発することとしても良い。

なお又、粗揉終了をブザー等で知らせ作業者が
その手で取り出すようにしても良い。

以上説明したように本発明製茶粗揉方法及び製
茶粗揉装置では、一の粗揉工程中における茶葉の
揉捻、乾燥の進み具合が茶葉の撹散位置によつて
端的に表わされることに着目し、該位置が予め定
めてあるプログラムに沿つて推移するように主軸
の回転数を制御している。

これにより、専ら茶師の経験と勘に頼つていた
従来の手法に比べ、粗揉工程中における茶葉の揉
捻と乾燥の進み具合は適確に管理され、高品質且
つ均一な品質の製品粗揉葉を得ることができるよ
うになる。

また、熟練技術者が減少しつつある今日におい
て、主軸回転数の制御についてだけではあるがそ
の自動化が図られた結果、その分だけ熟練技術者
の負担は軽くなり、製茶作業全体の管理に力を注
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は管理すべき撹散位置の推移状態のプロ
グラムの一例を示す図、第２図は第１図に対応す
る各撹散位置を示す粗揉機本体の左側から見た概
略断面図、第３図、第４図はそれぞれ粗揉機本体
の概略を示す透視斜視図であり、第３図は撹散位
置検出手段の第１の例を設けたものを、第４図は
同じく第２の例を設けたものを示し、第５図は第
４図に示した例における各光電素子の出力信号の
例を示し、Ａは茶葉が検出軸線をよぎつていない
場合の出力信号、Ｂは茶葉が検出軸線をよぎつて
いる場合の出力信号、第６図は撹散位置検出手段
の第２の例における回路接続の一例を示す回路
図、第７図は主軸回転数操作部の一例を含む主軸
駆動部の側面図、第８図は本発明を実施するため
のブロツク構成の一例を示すブロツク図、第９図
は本発明を実施するための手順の一例を示すフロ
ーチヤートである。 符号の説明、１……製茶粗揉機本体、２……主
軸、１１……茶葉撹散位置検出手段（第１例）、
１２，１５，１９，２０……茶葉撹散位置検出手
段（第２例）、２６，２９，３１，３７〜４０…
…主軸回転数操作部、４３……メモリー、４２〜
４５……制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一の粗揉工程中における茶葉の撹散位置の管
   理すべき推移状態を示す茶葉撹散位置推移目標値
   プログラムを予め定めておき、工程進行中茶葉の
   撹散位置が該プログラムに従つて推移するように
   主軸回転数を制御しつつ一の粗揉工程を実行する
   ようにしたことを特徴とする製茶粗揉方法。 ２ 製茶粗揉機本体と、茶葉撹散位置検出手段
   と、主軸回転数操作部と、メモリーと、制御部と
   を備えており、メモリーは一の粗揉工程中におけ
   る茶葉の撹散位置の管理すべき推移状態を示す茶
   葉撹散位置推移目標値プログラムを記憶してお
   り、制御部は工程進行中茶葉撹散位置検出手段に
   より茶葉の撹散位置を検出し、上記プログラムに
   従つて該位置が推移するように主軸回転数操作部
   を制御するようにされていることを特徴とする製
   茶粗揉装置。