JP2000246186A - 果実選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 果実への衝撃が加わることを防止し、果実を
掻擦することがなく、速く大量に選別を行うことが可能
であり、操作性・経済性に優れた果実選別装置を提供す
る。 【解決手段】 果実を水面に浮遊させた状態で水流搬送
する搬送溝と、搬送溝の下流側に連設され搬送溝から流
出する水流の方向を切り換える水流切換部と、搬送溝を
水流搬送される果実の径又は長さ若しくは射影面積を非
接触で測定する測定部と、測定部により測定された果実
の径又は長さ若しくは射影面積に基づき果実のサイズを
判定するサイズ判定部と、サイズ判定部により判定され
た果実のサイズに従い水流切換部の水流の方向の切り換
えを制御する切換制御部とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いちご、桃、杏
子、サクランボ等の果実をサイズ別に区分する選別作業
を自動的に行う果実選別装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】いちごや桃、杏子等の果実を生産する果
実栽培業やそれらを流通する流通業において、果実をサ
イズ別に選別し箱詰めすることが広く行われている。果
実は少しの衝撃や掻擦によっても損傷し易く、このよう
な選別や箱詰め作業において果実を損傷することが多
く、これにより商品価値が低下し腐熟の原因となる。従
って、上記選別作業においては果実を損傷することなく
選別することを要求され、機械化が難しく、多くは手作
業により行われている。しかしながら、近年、果実栽培
業従事者の減少、高齢化が進むとともに、海外からの易
い作物の輸入による商品価格の下落及び競争の激化によ
り、上記果実の栽培・流通において生産・流通コストの
低減と作業効率の改善が求められており、上記選別作業
や箱詰め作業においても機械による自動化が求められて
いる。

【０００３】従来の果実選別装置としては、特開平７−
９９９５３号公報、特開平５−３９１２０号公報、実開
昭６２−１６０６８９号公報、実開昭６１−３３６８０
号公報、実開昭６１−３３６８１号公報、実開昭６１−
３３６８２号公報、特開昭６１−２３８３７８号公報、
実開昭５７−７０４８３号公報、実開昭５７−７０４８
２号公報、実開昭５７−４３８７９号公報、特開昭５５
−９９３６７号公報、特開昭５５−１４３２３３号公
報、特開昭５５−２４５８７号公報、実開昭５５−１３
０７７９号公報に、コンベヤ上に果実を載置して搬送
し、そのサイズや重量を測定した後に、そのサイズや重
量に応じてコンベヤによる搬送先を制御する方式（以
下、コンベヤ方式と呼ぶ。）の果実選別装置が開示され
ている。また、特開昭５３−２２４９号公報には、果実
を搬送皿上に載置し、その重量を測定し、重量により各
容器上に搬送皿を移動させ果実を投入する方式（以下、
搬送皿方式と呼ぶ。）の果実選別装置が開示されてい
る。また、特開平９−２９４９６２号公報（以下、イ号
公報と呼ぶ。）には、果実の蔓に鉄球を取り付け、磁力
により鉄球を吸着して搬送し、果実の重量やサイズを測
定した後にこれらの測定値に従って搬送先を制御し、選
別する方式の果実選別装置が開示されている。また、特
開平７−８７４７７号公報（以下、ロ号公報と呼ぶ。）
には、イチゴをターンテーブル上に載置し、カメラによ
りイチゴを撮像し画像解析を行って選別する果実選別装
置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のコンベヤ方式の果実選別装置では、以下のような課
題を有していた。 （１）コンベヤ上に載置して搬送する際、容器からコン
ベヤ上へ果実を投入する際やあるコンベヤから他のコン
ベヤに果実を移動させる際、及びコンベヤから選別容器
に果実を移動させる際に、果実が落下しやすく、その
際、果実に衝撃が加わりやすく果実が損傷し易く、商品
価値を低下させる。 （２）果実がコンベヤのベルトやローラ上に載置されコ
ンベヤの動力により移動されるため、コンベヤのベルト
やローラから果実に対し外力が加わる。このとき、果実
同士が衝突すると、果実に応力が生じ又はベルトやロー
ラ表面において果実の表皮が掻擦され、果実が損傷し易
い。特に、イチゴや桃、杏子のような柔らかい果実の場
合、少しの衝撃や掻擦によっても果肉が損傷しやすく、
腐熟の原因となりやすい。 （３）サイズ別に果実を選別する場合、果実は不定形で
あるため、サイズの自動測定に際し、測定器や測定ゲー
ジに対して果実の測定方向を定める必要がある。コンベ
ヤ上に載置される果実は不規則な方向を向いており、測
定方向を揃えるためには、必然的に果実に対し機械的外
力を加える必要があるため、衝撃や掻擦によっても果肉
が損傷しやすく、腐熟の原因となりやすい。

【０００５】また、上記従来の搬送皿方式の果実選別装
置では、以下のような課題を有していた。 （１）搬送皿上に載置する際、又は選別後に搬送皿から
容器へ移動させる際、果実が落下されるため、果実に衝
撃が加わりやすく果実が損傷し易い。 （２）果実はその含水率が不定な場合があり、物理的な
サイズで選別される場合が多い。このような場合、搬送
皿方式では測定が困難である。 （３）果実を一粒ずつバッチ的に選別するため、選別速
度が遅く、鮮度を要求される果実を大量に選別する処理
には適さない。

【０００６】また、イ号公報に開示された果実選別装置
では、以下のような課題を有していた。 （１）果柄に鉄球を取り付ける必要があり、果実を選別
する際の工数が却って増加し、作業性に欠ける。 また、ロ号公報に開示された果実選別装置では、以下の
ような課題を有していた。 （１）果実を一粒ずつ撮像し画像処理を行うため、処理
速度が遅く、鮮度を要求される果実を大量に選別する処
理には適さない。 （２）装置自体が高価となり、装置コストが高い。特
に、果実栽培業やそれらを流通する流通業のように生産
・流通コストの低下が望まれているような産業や、小規
模農家等における利用には適さない。 （３）操作が複雑であり、操作性に欠ける。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、果実への衝撃が加わることを防止し、果実を掻擦す
ることがなく、速く大量に選別を行うことが可能であ
り、操作性・経済性に優れた果実選別装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の果実選別装置は、果実を水面に浮遊させた状
態で水流搬送する搬送溝と、搬送溝の下流側に連設され
搬送溝から流出する水流の方向を切り換える水流切換部
と、搬送溝を水流搬送される果実の径又は長さ若しくは
射影面積を非接触で測定する測定部と、測定部により測
定された果実の径又は長さ若しくは射影面積に基づき果
実のサイズを判定するサイズ判定部と、サイズ判定部に
より判定された果実のサイズに従い水流切換部の水流の
方向の切り換えを制御する切換制御部と、を備えた構成
より成る。この構成により、果実への衝撃が加わること
を防止し、果実を掻擦することがなく、速く大量に選別
を行うことが可能であり、操作性・経済性に優れた果実
選別装置を提供することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この目的を達成するために本発明
の請求項１に記載の果実選別装置は、果実を水面に浮遊
させた状態で水流搬送する搬送溝と、搬送溝の下流側に
連設され搬送溝から流出する水流の方向を切り換える水
流切換部と、搬送溝を水流搬送される果実の径又は長さ
若しくは射影面積を非接触で測定する測定部と、測定部
により測定された果実の径又は長さ若しくは射影面積に
基づき果実のサイズを判定するサイズ判定部と、サイズ
判定部により判定された果実のサイズに従い水流切換部
の水流の方向の切り換えを制御する切換制御部と、を備
えた構成としたものであり、この構成により、以下の作
用が得られる。 （１）選別を行う果実は水面に浮遊した状態で搬送溝を
水流搬送される。測定部は、水流搬送されている果実の
径又は長さ若しくは射影面積を非接触で測定し、サイズ
判定部は、測定された径又は長さ若しくは射影面積に基
づき果実のサイズを判定する。この判定結果に基づき、
切り換え制御部は水流切換部の水流の方向の切り換えを
行い、果実は判定されたサイズに対応する方向へ搬送さ
れ、これにより選別が行われる。 （２）果実は水に浮遊した状態で搬送され、又、非接触
で径又は長さ若しくは射影面積が測定されるため、水が
緩衝材となり果実に衝撃や掻擦が加わることが防止さ
れ、果実の損傷が防止される。 （３）果実を水面に浮遊させることにより、果実は面積
の最も広い面が上方となるように自然に配向される。更
に、果実を水流搬送することにより果実の長手方向が水
流に対して略平行となるように自然に配向される。これ
により、果実の径又は長さ若しくは射影面積の測定の為
に、測定部に対して果実を作為的に配向する必要がな
く、比較的正確に果実の径の測定を行うことが可能とな
り、高効率に精度よく果実のサイズの選別を行うことが
可能となる。 （４）果実を連続的に水流搬送しながら選別を行うこと
が可能であるため、選別速度が速く、果実を速く大量に
選別することができる。 （５）作業者は選別する果実を搬送用の水に投入するだ
けで、自動的に選別が行われるため、作業性に優れる。 （６）機構が極めて簡単であり、メンテナンス性に優
れ、装置を安価に生産することが可能であり経済性に優
れる。

【００１０】ここで、測定部としては光の遮光を利用し
て果実の径又は長さ若しくは射影面積を測定する光セン
サや果実の撮像を行うＣＣＤカメラ等が使用されるが、
光センサが好適に用いられる。遮光された面積を、遮光
された受光素子の素子数から容易に検出することがで
き、画像処理等の複雑な操作を全く必要とせず、構成も
簡単であるからである。光センサの中でも、特に光ファ
イバセンサを直線的に並列に配置した構成が好適に用い
られる。耐水性に優れ、構成が簡単であり、狭いスペー
スでも配設することが可能だからである。サイズ判定部
は、果実の径又は長さ若しくは射影面積からサイズを判
定するが、このサイズ判定は、要求される基準により、
果実の最大径又は最小径、平均径、長手方向の長さ、最
大射影面積、最小射影面積、平均射影面積等を閾値判定
することにより行われる。果実を水面に浮遊させること
により、果実は面積の最も広い面が上方となるように配
向され、果実を水流搬送することにより水流抵抗で果実
の長手方向が水流に対して略平行となるように配向され
るため、水流に対し垂直に水平方向の長さ（又は射影面
積）を測定することにより果実の最大径（又は最大射影
面積）のおよその値を検出することができ、水流に対し
垂直に鉛直方向の長さ（又は射影面積）を測定すること
により果実の最小径（又は最大射影面積）のおよその値
を検出することができる。また、水流に対し平行に長さ
を測定することにより果実の長手方向の長さのおよその
値を検出することができる。これらの値を用いてサイズ
判定が行われる。水流切換部としては、搬送溝の下流側
に複数に分岐した水路を設け、その分岐部に、上下方向
又は水平方向に駆動することにより水流を遮断するシャ
ッターを配設し、シャッターによる水流の遮蔽及び解放
により水流を切り換える構成や、搬送溝の下流側に回動
自在に配設された水路の方向をモータにより切り換える
ことで水流を切り換える構成などが用いられる。

【００１１】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の果実選別装置であって、測定部の上流側の搬
送溝の底部に配設され上方に向けて開口する噴水ノズル
を備えた構成としたものであり、この構成により、以下
の作用が得られる。 （１）噴水ノズルからは、搬送溝を流れる水の水面方向
に水が噴射される。これにより、噴水ノズルの上方の水
流は攪乱され、水面は隆起する。搬送溝を水流搬送され
る果実は、この攪乱された水流により不規則に振動又は
回転される。これにより、水の表面張力により複数の果
実同士が集合し各々が接触した状態で浮遊し水流搬送さ
れてきた場合、各々の果実を分離することができる。 （２）果実を一つずつ水流搬送するための分離工程を、
果実へ機械的接触をすることなく行うことが可能なた
め、果実が衝撃や掻擦により損傷することが防止され
る。

【００１２】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１又は２に記載の果実選別装置であって、搬送溝の上流
側に連設された上流側水槽と、上流側水槽の槽内に貯留
された水に回転流を生じせしめる回転流生成部と、を備
えた構成としたものであり、この構成により、以下の作
用が得られる。 （１）選別を行う果実は上流側水槽に投入され、水面に
浮遊した状態で貯留される。 （２）回転流生成部により上流側水槽内の水は回転され
るため、水面に浮遊する果実は水流により回転され、上
流側水槽の内壁に漂着することが防止され、果実を効率
よく搬送溝へ搬入することができる。

【００１３】ここで、回転流生成部としては、上流側水
槽の底部に水流の回転方向に水を噴射する注水ノズル
や、上流側水槽の底部中央に回転自在に配設されモータ
等により回転駆動され上流側水槽の側壁に水を吐出する
攪拌羽、若しくは上流側水槽の側壁側に沿って空気吐出
口を備えたエアー供給部等が用いられる。

【００１４】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１乃至３の何れか一項に記載の果実選別装置であって、
水流切換部の下流側に連設され複数の区画に区分された
下流側水槽と、下流側水槽の水を搬送溝の上流側へ送水
する戻水部と、を備えた構成としたものであり、この構
成により、以下の作用が得られる。 （１）選別された果実は切換制御部により下流側水槽の
各サイズ別に各々の区画に搬送される。 （２）下流側水槽に貯留された水は、再び搬送溝の上流
側へ送水され、果実の搬送に使用される。 （３）水を有効に利用することができ、装置の運転にお
ける経済性にも優れる。

【００１５】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１乃至４の何れか一項に記載の果実選別装置であって、
水流切換部を果実が通過したことを検出する通過検出部
を備えた構成としたものであり、この構成により、以下
の作用が得られる。 （１）切換制御部は、通過検出部により水流切換部を果
実が通過したことが検出された後に水流切換部の水流の
方向を切り換えを行うことができる。これにより、果実
のサイズの選別を確実に行うことができる。 （２）果実が水流切換部を通過中に誤って水流の方向を
切り換えが行われることで果実が損傷するというような
事故が防止される。

【００１６】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１乃至５の何れか一項に記載の果実選別装置であって、
水流切換部は、搬送溝の下流側に回動自在に連設され溝
状に形成された回動シュータと、回動シュータの溝両側
壁上部に渡り配設された回動支持板と、回動支持板に駆
動軸が連結され回動シュータを駆動するシュータ駆動モ
ータと、を備えた構成としたものであり、この構成によ
り、以下の作用が得られる。 （１）切換制御部は、サイズ判定部の判定結果に基づき
シュータ駆動モータを駆動し回動シュータを回動させ水
流の方向の切り換えを行い、果実は判定されたサイズに
対応する方向へ搬送され、これにより選別が行われる。 （２）水流の切り換えを確実に行うことができ、構成が
簡単であるため、信頼性・メンテナンス性に優れる。

【００１７】以下に本発明の一実施の形態について、図
面を参照しながら説明する。 （実施の形態１）本実施の形態においては、本発明の果
実選別装置をイチゴの選別に適用した例について述べ
る。図１は本発明の実施の形態１における果実選別装置
の外観斜視図であり、図２は実施の形態１における果実
選別装置の平面図であり、図３は実施の形態１における
果実選別装置の側面図である。図１乃至図３において、
１はイチゴのサイズの選別を行う果実選別装置、２は矩
形平板からなる果実選別装置１の基板台、３は基板台２
の上面の一端側に配設された円筒形の水槽からなる上流
側水槽、４は基板台２の上面の上流側水槽３と逆端側に
配設された下流側水槽、５は上流側水槽３及び下流側水
槽４の上部に水平に架設された矩形板状の作業台、６は
上流側水槽３の筒内上端部に配設され中央に扇形の中央
開口部６ａを有し下流側水槽４に対向する側に中央開口
部６ａが外側に開口する割込部６ｂが形成された一定の
厚みを有する板状の開口板、７は上流側水槽３と下流側
水槽４の上端部に略水平に架設されプラスチック，合成
樹脂，強化ガラス等からなる透明部材で形成された矩形
溝状又はＵ字溝状若しくは台形溝状の搬送溝である。作
業台５は、上流側水槽３，下流側水槽４，搬送溝７と同
型の開口部が貫設されており、上流側水槽３，下流側水
槽４，搬送溝７はその上端部が作業台５の開口部に嵌設
されている。

【００１８】開口板６は上流側水槽３の上端部に嵌設さ
れており、側壁の長さはイチゴの幅と２倍程度（３０〜
６０ｍｍ）に構成されている。上流側水槽３に水を満た
したとき、水面は開口板６の側壁の中間付近に位置し、
開口板６の側壁の長さが適当に長いため、水面に浮遊す
るイチゴが開口板６の下に潜り込むのが防止される。ま
た、開口板６の下面は、中央開口部６ａに向かって上方
に傾斜して形成することが好ましい。イチゴを上流側水
槽３内に投入する際に、イチゴが開口板６の下に潜り込
んでも、開口板６の下面が中央開口部６ａに向かって上
方に傾斜しているため、イチゴはその浮力により開口板
６の下面を転がり水面に浮上することができるからであ
る。開口板６の中央開口部６ａは、割込部６ｂ付近が割
込部６ｂを中心として放射状に広がった直線状に形成さ
れ、割込部６ｂと逆側が円弧状に形成された形状を成し
ている。割込部６ｂは少なくともイチゴの幅の２倍（３
０〜６０ｍｍ程度）以上の幅の無底の平行溝状に形成さ
れており、搬送溝７の溝内幅は割込部６ｂの溝幅と同等
乃至若干広めに形成されている。搬送溝７は、上流側水
槽３の割込部６ｂを通して中央開口部６ａに連通し、搬
送溝７の上端が作業台５の上面と同じ高さとなるよう
に、作業台５に嵌設されている。上流側水槽３及び下流
側水槽４には水が貯溜され、上流側水槽３から搬送溝７
を通して下流側水槽４へ水が送水される。上流側水槽３
には選別しようとするイチゴが投入され、イチゴは水面
に浮遊した状態で上流側水槽３から下流側水槽４へ水流
搬送される。

【００１９】８は下流側水槽４の槽内に垂直に立設され
搬送溝７が下流側水槽４に連接する連接部を中心として
放射状に２枚配設され前記連接部付近の上端角部が切欠
された平板状の区画板、９は上流側水槽３と下流側水槽
４との下部を連通し上流側水槽３へは上流側水槽３の内
側壁の接線に沿って接続された戻水管、１０は戻水管９
に配設され下流側水槽４から上流側水槽３へ送水する戻
水ポンプ、１１は下流側水槽４と搬送溝７との連接部に
回動自在に配設され先端部が細くなった溝状に形成され
た水流切換部の一つである回動シュータ、１１ａは回動
シュータ１１の基端部の溝両側壁上部に渡り配設された
板状の回動支持板、１２は回動支持板１１ａの上面中心
部に駆動軸が連結され制御部（図示せず）の制御により
回動シュータ１１を駆動するシュータ駆動モータ、１３
は下流側水槽４と搬送溝７との連接部付近の作業台５の
上面に配設されシュータ駆動モータ１２を回動シュータ
１１の上部に固定支持するモータ支持台である。本実施
の形態における回動シュータ１１は、先端部が細くなっ
た溝状に形成されているが、これは以下のような理由に
よる。回動シュータ１１は、回動支持板１１ａの中心を
軸として回動することにより、搬送溝７から下流側水槽
４に流入する水流の方向を、下流側水槽４の３つの区画
の何れか一つに切り換えるが、この際、回動シュータ１
１の先端が細く形成されている場合、水流の切り換え時
の回動シュータ１１の回動角（搬送溝７の方向に対して
回動シュータ１１の溝の方向のなす角）が小さくてよ
い。これにより、水流の切り換え動作を素早く行うこと
が可能となる。更に、回動シュータ１１が下流側水槽４
の右側又は左側の区画に水流を切り換える場合、回動シ
ュータ１１の回動角が大きいほど、回動支持板１１ａの
下部において搬送溝７の側壁と回動シュータ１１の側壁
との間隔が狭くなる（図２参照）。搬送溝７の側壁と回
動シュータ１１の側壁との間隔が狭いと、搬送溝７から
回動シュータ１１に水流搬送されるイチゴが搬送溝７の
側壁又は回動シュータ１１の側壁に衝突しやすくなり、
また、その間隔がイチゴの長さよりも狭くなると、水流
搬送されるイチゴが引っかかる可能性がある。回動シュ
ータ１１の先端が細く形成し回動シュータ１１の回動角
を小さくすることにより、このような事故の発生が防止
される。

【００２０】下流側水槽４の槽内は区画板８により３つ
の区画に区分されているが、区画板８内の区分された各
区画は下部で連通しており、各区画で通水自在に形成さ
れている。また、戻水管９は、上流側水槽３の内側壁の
接線に沿って上流側水槽３に接続されているため、戻水
管９から上流側水槽３に供給される水により、上流側水
槽３内では、上流側水槽３の中心の周りに回転する回転
流が形成される。回動シュータ１１は、その基端部が、
下流側水槽４内の下流側水槽４と搬送溝７との接続部付
近に位置するように配設されており、その先端部は、回
動支持板１１ａの中心を軸として回動する。回動シュー
タ１１の先端部が回動する際に、回動シュータ１１が区
画板８に接触しないように、区画板８の上端部に矩形状
の切欠部８ａが切欠形成されており、この切欠部８ａの
垂直部分が回動シュータ１１の先端部が回動する際に作
る円弧状の軌跡に１〜１０ｍｍ程度に近接するように形
成されている。１４ａは搬送溝７と上流側水槽３とが連
接する連接部付近の搬送溝７の溝上縁両側に配設された
上流部散水ノズル、１４ｂは搬送溝７の中央部付近の搬
送溝７の溝上縁両側に配設された中流部散水ノズル、１
４ｃは搬送溝７と下流側水槽４とが連接する連接部付近
の搬送溝７の溝上縁両側に配設された下流部散水ノズル
である。上流部散水ノズル１４ａ，中流部散水ノズル１
４ｂ，下流部散水ノズル１４ｃは、何れもその散水口が
下流側水槽４側の搬送溝７の内側に向けて下方に傾斜し
て配設されている。

【００２１】１５は搬送溝７の中央部付近に搬送溝７の
溝両縁に渡り搬送溝７の上下に配設され果実の水平面の
長さを測定する水平側長センサ、１６，１６’は水平側
長センサ１５の下流側水槽４の側に搬送溝７の左右両外
側に鉛直向きに配設され果実の垂直方向の長さを測定す
る垂直側長センサ、１７は上流側水槽３の槽内底部に上
流側水槽３の底部の中心に対して対称に２つ配設されそ
の放水口が戻水管９と同方向に上流側水槽３の円周方向
に向けて配設された注水ノズル、１８は下流側水槽４の
上部に開口する排水口、１９，１９’は回動シュータ１
１の先端両側部に配設された通過センサ、２０は搬送溝
７の上流側水槽３との連接部付近の搬送溝７底部に配設
され噴水口が鉛直上方に向けて配設された噴水ノズルで
ある。注水ノズル１７は、上流側水槽３内に注水を行う
と同時に、噴射する水流により上流側水槽３の槽内に上
流側水槽３の底部中心の周りに回転する渦流を形成す
る。噴水ノズル２０からは、鉛直上方に向けて噴射され
ており、割込部６ｂ付近において、上流側水槽３から搬
送溝７に流入する水流を曲げ、水流表面を隆起させる。
上流側水槽３や下流側水槽４の槽内には、上流部散水ノ
ズル１４ａ，中流部散水ノズル１４ｂ，下流部散水ノズ
ル１４ｃ，注水ノズル１７，噴水ノズル２０より水道等
により注水される（又は、戻水ポンプ１０より注水して
もよい。）が、余剰となった水は排水口１８から排水さ
れるため、上流側水槽３や下流側水槽４より溢水するこ
とはない。通過センサ１９，１９’は、光ファイバセン
サにより構成されており、回動シュータ１１の先端をイ
チゴが通過するのを検出する。

【００２２】図４は図２のＡ−Ａ線要部矢視断面図であ
る。図４において、７はＵ字状に形成された搬送溝、１
５，１５’は水平側長センサ、１６，１６’は垂直側長
センサであり、これらは図１乃至図３と同様のものであ
る。水平方向及び鉛直方向の側長は光ファイバセンサに
より行われ、水平側長センサ１５，垂直側長センサ１６
は光ファイバセンサの照射側、水平側長センサ１５’，
垂直側長センサ１６’は光ファイバセンサの受光側であ
る。１５ａ，１５ａ’，１６ａ，１６ａ’はそれぞれ水
平側長センサ１５，１５’の固定板、１５ｂ₁〜１５ｂ₆
は出射面を鉛直下方に向けた状態で搬送溝７を水平に横
切って並設されて固定板１５ａに固定された集光レン
ズ、１５ｂ₁’〜１５ｂ₆’は受光面を鉛直上方に向けた
状態で搬送溝７の下側に固定板１５ａと平行に並べて固
定板１５ａ’に固定された受光部、１５ｃ₁〜１５ｃ₆，
１５ｃ₁’〜１５ｃ₆’はそれぞれ集光レンズ１５ｂ₁〜
１５ｂ₆，受光部１５ｂ₁’〜１５ｂ₆’に接続され検出
用の光を発光ダイオード（図示せず）から集光レンズ１
５ｂ₁〜１５ｂ₆へ又は受光部１５ｂ₁’〜１５ｂ₆’から
フォトセンサ（図示せず）へ導光する光ファイバ、１６
ｂ₁〜１６ｂ₄は出射面を搬送溝７側に向けた状態で搬送
溝７の水面と垂直に鉛直方向に並べて固定板１６ａに固
定された集光レンズ、１６ｂ₁’〜１６ｂ₄’は受光面を
搬送溝７側に向けた状態で固定板１６ａと平行に並べて
固定板１６ａ’に固定された受光部、１６ｃ₁〜１６
ｃ₄，１６ｃ₁’〜１６ｃ₄’はそれぞれ集光レンズ１６
ｂ₁〜１６ｂ₄，受光部１６ｂ₁’〜１６ｂ₄’に接続され
検出用の光を発光ダイオード（図示せず）から集光レン
ズ１６ｂ₁〜１６ｂ₄へ又は受光部１６ｂ₁’〜１６ｂ₄’
からフォトセンサ（図示せず）へ導光する光ファイバ、
Ｓは搬送溝７内を流下する果実の一種であるイチゴであ
る。集光レンズ１５ｂ₁，１５ｂ₂，１５ｂ₃，１５ｂ₄，
１５ｂ₅，１５ｂ₆は、それぞれ受光部１５ｂ₁’，１５
ｂ₂’，１５ｂ₃’，１５ｂ₄’，１５ｂ₅’，１５ｂ₆’
に対向して配設されており、集光レンズ１６ｂ₁，１６
ｂ₂，１６ｂ₃，１６ｂ₄は、それぞれ受光部１６ｂ₁’，
１６ｂ₂’，１６ｂ₃’，１６ｂ₄’に対向して配設され
ている。集光レンズ１５ｂ₁〜１５ｂ₆，１６ｂ₁〜１６
ｂ₄から照射された光線Ｌ_v1〜Ｌ_v6，Ｌ_h1〜Ｌ_h4は受光
部１５ｂ₁’〜１５ｂ₆’，１６ｂ₁’〜１６ｂ₄’により
受光される。従って、搬送溝７を通過するイチゴは、上
記センサ間の光路を遮光し、これが受光部１５ｂ₁’〜
１５ｂ₆’，１６ｂ₁’〜１６ｂ₄’に接続されたフォト
センサにより検出され、イチゴのサイズが検出される。

【００２３】図５は回動シュータの要部斜視破断面図で
ある。図５において、４は下流側水槽、５は作業台、７
は搬送溝、８は区画板、８ａは切欠部、１１は回動シュ
ータ、１１ａは回動支持板、１２はシュータ駆動モー
タ、１３はモータ支持台、１４ｃは下流部散水ノズル、
１９，１９’は通過センサであり、これらは図１乃至図
４で説明したものと同様のものである。１２ａはシュー
タ駆動モータ１２の回転軸、１９ａ，１９ａ’はそれぞ
れ通過センサ１９，１９’に接続された光ファイバであ
る。１１ａは、回動シュータ１１の基端部付近の両側壁
上端に架設されており、その中心は回動シュータ１１の
溝底の中心線の上方に位置する。回転軸１２ａは回動支
持板１１ａの上面中心に軸設されており、シュータ駆動
モータ１２により回転することにより、回動シュータ１
１を左右に回動させる。回動シュータ１１が回動するこ
とにより、回動シュータ１１の先端部は、３つに区分さ
れた下流側水槽４の各々の区画に通じ、搬送溝７からの
水流を各々の区画に流出させるように切り換えることが
可能である。通過センサ１９は、回動シュータ１１の先
端部の一側壁に貫設されており、対向する側壁に向かっ
て照射面が配設された集光レンズにより構成されてい
る。また、通過センサ１９’は回動シュータ１１の先端
部の回動シュータ１１と逆側の側壁に貫設されており、
受光面が通過センサ１９に対向して配設された受光部で
構成されている。通過センサ１９は通過センサ１９ａを
介してフォトダイオード又は半導体レーザ（図示せず）
に接続され、通過センサ１９’は通過センサ１９ａ’を
介してフォトセンサ（図示せず）に接続されている。通
過センサ１９と通過センサ１９’との間をイチゴが通過
することにより、フォトダイオード又は半導体レーザか
らフォトセンサに入射される光が遮光され、これにより
イチゴの通過が検出される。

【００２４】図６は実施の形態１の果実選別装置の制御
部のブロック図である。図６において、１２はシュータ
駆動モータ、１５は水平側長センサ、１６は垂直側長セ
ンサ、１９は通過センサであり、これらは図１乃至図５
で説明したものと同様のものを表す。３０はシュータ駆
動モータ１２の駆動制御を行う制御部、３１は選別サイ
ズ及び側長選別されたイチゴの区分を記憶する選別サイ
ズ記憶メモリ、３２は水平側長センサ１５及び垂直側長
センサ１６の検出結果に基づき選別サイズ記憶メモリ３
１に記憶された選別サイズによりイチゴを選別しそのイ
チゴの区分を選別サイズ記憶メモリ３１に出力し記憶さ
せるサイズ判定部、３３は選別サイズ記憶メモリ３１に
最先に記憶されたイチゴの区分を読み出しその区分によ
って回動シュータ１１の方向を切り換えるようにシュー
タ駆動モータ１２を駆動制御するシュータ切換部、３４
は選別サイズ記憶メモリ３１にイチゴの選別サイズを入
力する入力部である。シュータ切換部３３は、回動シュ
ータ１１の方向を切り換えた後、通過センサ１９，１
９’により回動シュータ１１の先端部をイチゴが通過す
るのが検出されるまで待機し、回動シュータ１１の先端
部をイチゴが通過した後に次の切換動作を行う。

【００２５】以上のように構成された本実施の形態の果
実選別装置において、以下その動作を説明する。図７は
実施の形態１のイチゴ選別装置の選別動作を表す模式図
であり、図８は噴水ノズルによるイチゴの分離動作を示
す図である。まず、本実施の形態の果実選別装置におい
てイチゴの選別を行おうとするときには、図７に示した
ように、上流側水槽３及び下流側水槽４を水で満たした
後、上流側水槽３内に選別を行おうとするイチゴを投入
する。この際、イチゴは上流側水槽３の水の緩衝によ
り、イチゴに衝撃が加わることはなく、イチゴは損傷す
ることなく浮遊する。上流部散水ノズル１４ａ、中流部
散水ノズル１４ｂ、下流部散水ノズル１４ｃ、注水ノズ
ル１７、噴水ノズル２０には水道水や井戸水が供給され
ており、上流側水槽３内の水は、搬送溝７を通って下流
側水槽４へ流れ、排水口１８より排水される。また、戻
水ポンプ１０により、下流側水槽４内の水は上流側水槽
３へ戻水される。上流側水槽３内では、注水ノズル１７
から噴射された水により、上流側水槽３の槽内には上流
側水槽３の中心の周りを回転する回転流が形成される。
更に、戻水ポンプ１０により戻水管９から上流側水槽３
内に供給される戻水は、上流側水槽３の側壁円周の接線
に沿った方向に流入されるため、これによっても、上流
側水槽３の槽内には上流側水槽３の中心の周りを回転す
る回転流が形成される。この回転流により、上流側水槽
３の槽内に浮遊するイチゴは、上流側水槽３の中心の周
りを回転する。上流側水槽３の槽内の水は、搬送溝７及
び回動シュータ１１を通って下流側水槽４の槽内に流入
する。このとき、上流側水槽３の槽内の水面に浮遊する
イチゴも、この水流により、水に浮遊した状態で上流側
水槽３から搬送溝７及び回動シュータ１１を通って下流
側水槽４内に搬送される。

【００２６】一般に、水面に多数のイチゴを浮遊させた
場合、水の表面張力により、各イチゴ同士が集合し、各
々が接触した状態で浮遊する。従って、このように互い
に接触して水に浮遊するイチゴを、浮遊した状態で１個
ずつ選別するには、各々のイチゴを分離する必要があ
る。この分離工程は、噴水ノズル２０によって行う。図
８は、この分離工程の動作を表している。まず、上流側
水槽３の槽内に各々が接触した状態で浮遊するイチゴＳ
１，Ｓ２は、水流により搬送溝７に搬入される（図８
（ａ）参照）。搬送溝７の入り口には、噴水ノズル２０
から水面に向かって水が噴射されており、噴水ノズル２
０の上方では水流が攪乱されている。この攪乱した流れ
に突入すると、下流側のイチゴＳ１は不規則に振動又は
回転し、これによりイチゴＳ２はイチゴＳ１から分離す
る（図８（ｂ））。その後、イチゴＳ１は水流により搬
送溝７の下流側に搬送されるが、このとき、イチゴＳ２
は噴水ノズル２０から噴水される水により、前進を阻ま
れ、イチゴＳ１と分離して搬送される（図８（ｃ）参
照）。このようにして、上流側水槽３の槽内の水面に浮
遊するイチゴは、１個ずつ搬送溝７内を水流搬送され、
回動シュータ１１を通って下流側水槽４内に搬入され
る。このとき、回動シュータ１１をイチゴのサイズによ
り下流側水槽４内の各区画に水流が向くように方向を切
り換えることにより、イチゴの選別が可能となる。

【００２７】次に、イチゴのサイズを測定し、回動シュ
ータ１１の方向を切り換える動作について説明する。
尚、以下、区画板８により区分された下流側水槽４内の
３つの区画を区画Ｌ，区画Ｍ，区画Ｓと呼ぶこととす
る。図９は図６のサイズ判定部の動作を表すフローチャ
ートであり、図１０は図６のシュータ切換制御部の動作
を表すフローチャートである。まず、搬送溝７を水流搬
送されるイチゴは水平側長センサ１５，１５’の間を通
過する。このとき、図４に示したように、イチゴは光線
Ｌ_v1〜Ｌ_v6の一部を遮光する。水平側長センサ１５
ｃ₁’〜１５ｃ₆’により受光部１５ｂ₁’〜１５ｂ₆’に
接続されたフォトセンサは、光線が遮光されたことを検
出し、これにより、サイズ判定部３２はイチゴの水平方
向の径ｘを検出する（Ｓ１）。その直後、イチゴは垂直
側長センサ１６，１６’の間を通過する。このとき、図
４に示したように、イチゴは光線Ｌ_h1〜Ｌ_h4の一部を遮
光する。垂直側長センサ１６ｃ₁’〜１６ｃ₄’により受
光部１６ｂ₁’〜１６ｂ₄’に接続されたフォトセンサ
は、光線が遮光されたことを検出し、これにより、サイ
ズ判定部３２はイチゴの鉛直方向の径ｙを検出する（Ｓ
２）。一般に、水に浮遊するイチゴは面積の最も広い面
を上方に向けた状態が最も安定であるため、水平方向に
検出される幅は、鉛直方向に検出される幅に比べ広くな
る。また、イチゴは浮遊しながら流されているため、イ
チゴの長手方向（蔕から先端に向けての方向）が流れに
対して平行となるように配向する傾向がある。従って、
水平側長センサ１５，１５’及び垂直側長センサ１６，
１６’により、イチゴの最大胴径と最小胴径のおよその
値を検出することが可能である。サイズ判定部３２は、
選別サイズ記憶メモリ３１に記憶されたサイズ判定の閾
値に基づき、上記測定により検出された水平方向の径ｘ
又は鉛直方向の径ｙによりイチゴのサイズを判定し（Ｓ
３）、その判定結果を選別サイズ記憶メモリ３１に記憶
させる（Ｓ４）。ここで、サイズ判定の方法は幾通りか
の方法が考えられる。例えば、イチゴの胴径がｒ₁未満
をＳサイズ、ｒ₁以上ｒ₂未満をＭサイズ、ｒ₂以上をＬ
サイズとして判定するとして、ステップＳ１及びＳ２で
測定された径ｘ，ｙのどちらか小さい方又はどちらか大
きい方をイチゴの選別径ｒとして、ｒをｒ₁，ｒ₂と比較
することによってイチゴのサイズを判定するようにして
もよい。また、径ｘ，ｙの平均値をイチゴの選別径ｒと
して、ｒをｒ₁，ｒ₂と比較することによってイチゴのサ
イズを判定するようにしてもよい。サイズ判定部３２
は、上記動作が終了すると、再びステップＳ１に戻り、
同様の動作を繰り返す。

【００２８】次に、水平側長センサ１５，１５’，垂直
側長センサ１６，１６’の間をイチゴが通過し、イチゴ
のサイズの判定結果が選別サイズ記憶メモリ３１に記憶
されると、シュータ切換部３３は、選別サイズ記憶メモ
リ３１に最先に記憶されたイチゴのサイズの判定結果Ｊ
を読み出し（Ｓ１０）、判定結果ＪがＬサイズぼ場合に
は（Ｓ１１）、回動シュータ１１の先端部が区画Ｌに向
くようにシュータ駆動モータ１２を駆動し（Ｓ１２）、
判定結果ＪがＭサイズぼ場合には（Ｓ１３）、回動シュ
ータ１１の先端部が区画Ｍに向くようにシュータ駆動モ
ータ１２を駆動し（Ｓ１４）、判定結果ＪがＳサイズぼ
場合には（Ｓ１３）、回動シュータ１１の先端部が区画
Ｓに向くようにシュータ駆動モータ１２を駆動する（Ｓ
１５）。尚、ステップＳ１０で選別サイズ記憶メモリ３
１から判定結果Ｊが読み出された後、選別サイズ記憶メ
モリ３１に記憶された判定結果Ｊは消去される。その
後、シュータ切換部３３は、通過センサ１９により回動
シュータ１１の先端部をイチゴが通過したことが検出さ
れるまで待機し（Ｓ１６）、イチゴが通過したことが検
出されると、ステップＳ１０に戻り同様の動作を繰り返
す。

【００２９】以上のような動作により、イチゴはサイズ
別に選別され区画Ｌ，区画Ｍ，区画Ｓに貯留される。各
区画に選別されたイチゴは、網で掬い揚げられ水切りが
行われた後に箱詰めされる。このように、本実施の形態
の果実選別装置によれば、イチゴは常に水面に浮遊した
状態で水流搬送されるため、イチゴに衝撃や掻擦が生じ
ることが防止され、イチゴが損傷することがない。ま
た、イチゴを水面に浮遊させることにより、イチゴは面
積の最も広い面が上方となるように自然に配向され、更
に、イチゴを水流搬送することによりイチゴの長手方向
が水流に対して略平行となるように自然に配向される。
従って、イチゴの径の測定の為にイチゴを作為的に配向
する必要がなく、比較的正確にイチゴの径の測定を行う
ことが可能となり、高効率に精度よくイチゴのサイズの
選別を行うことが可能となる。

【００３０】尚、本実施の形態において、上流部散水ノ
ズル１４ａ、中流部散水ノズル１４ｂ、下流部散水ノズ
ル１４ｃ、注水ノズル１７、噴水ノズル２０には水道水
や井戸水が供給されるとしたが、これらには戻水ポンプ
１０により下流側水槽４から送水される戻水をフィルタ
で濾過した後に使用するように構成してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明の果実選別装置に
よれば以下のような有利な効果を得ることができる。請
求項１に記載の発明によれば、 （１）果実は水に浮遊した状態で搬送され、又、非接触
で径又は長さ若しくは射影面積が測定されるため、果実
に衝撃や掻擦が加わることが防止されるため、果実への
損傷を防止することが可能な果実選別装置を提供するこ
とができる。 （２）果実を水面に浮遊させ水流搬送することにより、
果実の径又は長さ若しくは射影面積の測定の為に、測定
部に対して果実を作為的に配向する必要がなく、比較的
正確に果実の径の測定を行うことが可能で、高効率に精
度よく果実のサイズの選別を行うことが可能な果実選別
装置を提供することができる。 （３）果実を連続的に水流搬送しながら選別を行うこと
が可能であるため、選別速度が速く、果実を速く大量に
選別することが可能な果実選別装置を提供することがで
きる。 （４）作業者は選別する果実を搬送用の水に投入するだ
けで、自動的に選別が行われるため、作業性に優れた果
実選別装置を提供することができる。 （５）機構が極めて簡単であり、メンテナンス性に優
れ、装置を安価に生産することが可能であり経済性に優
れた果実選別装置を提供することができる。

【００３２】請求項２に記載の発明によれば、 （１）水の表面張力により、複数の果実同士が集合し、
各々が接触した状態で浮遊し水流搬送されてきた場合、
各々の果実を分離することが可能な果実選別装置を提供
することができる。 （２）果実を一つずつ水流搬送するための分離工程を、
果実へ機械的接触をすることなく行うことが可能なた
め、果実が衝撃や掻擦により損傷することが防止するこ
との可能な果実選別装置を提供することができる。

【００３３】請求項３に記載の発明によれば、（１）水
面に浮遊する果実は水流により回転され、上流側水槽の
内壁に漂着することが防止され、果実を効率よく搬送溝
へ搬入することが可能な果実選別装置を提供することが
できる。

【００３４】請求項４に記載の発明によれば、（１）水
を有効に利用することができ、装置の運転における経済
性にも優れた果実選別装置を提供することができる。

【００３５】請求項５に記載の発明によれば、 （１）切換制御部が通過検出部により水流切換部を果実
が通過したことが検出された後に水流切換部の水流の方
向を切り換えを行うことにより、果実のサイズの選別を
確実に行うことが可能な果実選別装置を提供することが
できる。 （２）果実が水流切換部を通過中に誤って水流の方向を
切り換えが行われることで果実が損傷するという事故を
防止することが可能な果実選別装置を提供することがで
きる。

【００３６】請求項６に記載の発明によれば、（１）水
流の切り換えを確実に行うことができ、構成が簡単であ
るため、信頼性・メンテナンス性に優れた果実選別装置
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における果実選別装置の
外観斜視図

【図２】実施の形態１における果実選別装置の平面図

【図３】実施の形態１における果実選別装置の側面図

【図４】図２のＡ−Ａ線要部矢視断面図

【図５】回動シュータの要部斜視破断面図

【図６】実施の形態１の果実選別装置の制御部のブロッ
ク図

【図７】実施の形態１のイチゴ選別装置の選別動作を表
す模式図

【図８】噴水ノズルによるイチゴの分離動作を示す図

【図９】図６のサイズ判定部の動作を表すフローチャー
ト

【図１０】図６のシュータ切換制御部の動作を表すフロ
ーチャート

【符号の説明】

１ 果実選別装置 ２ 基板台 ３ 上流側水槽 ４ 下流側水槽 ５ 作業台 ６ 開口板 ６ａ 中央開口部 ６ｂ 割込部 ７ 搬送溝 ８ 区画板 ８ａ 切欠部 ９ 戻水管 １０ 戻水ポンプ １１ 回動シュータ １１ａ 回動支持板 １２ シュータ駆動モータ １２ａ 回転軸 １３ モータ支持台 １４ａ 上流部散水ノズル １４ｂ 中流部散水ノズル １４ｃ 下流部散水ノズル １５ 水平側長センサ １５ａ，１５ａ’，１６ａ，１６ａ’ 固定板 １５ｂ₁，１５ｂ₂，１５ｂ₃，１５ｂ₄，１５ｂ₅，１５
ｂ₆，１６ｂ₁，１６ｂ₂，１６ｂ₃，１６ｂ₄ 集光レンズ １５ｂ₁’，１５ｂ₂’，１５ｂ₃’，１５ｂ₄’，１５ｂ
₅’，１５ｂ₆’，１６ｂ₁’，１６ｂ₂’，１６ｂ₃’，
１６ｂ₄’ 受光部 １６ 垂直側長センサ １７ 注水ノズル １８ 排水口 １９，１９’ 通過センサ ２０ 噴水ノズル ３０ 制御部 ３１ 選別サイズ記憶メモリ ３２ サイズ判定部 ３３ シュータ切換部 ３４ 入力部 Ｓ イチゴ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 果実を水面に浮遊させた状態で水流搬送
   する搬送溝と、前記搬送溝の下流側に連設され前記搬送
   溝から流出する水流の方向を切り換える水流切換部と、
   前記搬送溝を水流搬送される果実の径又は長さ若しくは
   射影面積を非接触で測定する測定部と、前記測定部によ
   り測定された果実の径又は長さ若しくは射影面積に基づ
   き果実のサイズを判定するサイズ判定部と、前記サイズ
   判定部により判定された果実のサイズに従い前記水流切
   換部の水流の方向の切り換えを制御する切換制御部と、
   を備えたことを特徴とする果実選別装置。
2. 【請求項２】 前記測定部の上流側の前記搬送溝の底部
   に配設され上方に向けて開口する噴水ノズルを備えたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の果実選別装置。
3. 【請求項３】 前記搬送溝の上流側に連設された上流側
   水槽と、前記上流側水槽の槽内に貯留された水に回転流
   を生じせしめる回転流生成部と、を備えたことを特徴と
   する請求項１又は２に記載の果実選別装置。
4. 【請求項４】 前記水流切換部の下流側に連設され複数
   の区画に区分された下流側水槽と、前記下流側水槽の水
   を前記搬送溝の上流側へ送水する戻水部と、を備えたこ
   とを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の果実
   選別装置。
5. 【請求項５】 前記水流切換部を果実が通過したことを
   検出する通過検出部を備えたことを特徴とする請求項１
   乃至４の何れか一に記載の果実選別装置。
6. 【請求項６】 前記水流切換部は、搬送溝の下流側に回
   動自在に連設され溝状に形成された回動シュータと、前
   記回動シュータの溝両側壁上部に渡り配設された回動支
   持板と、前記回動支持板に駆動軸が連結され前記回動シ
   ュータを駆動するシュータ駆動モータと、を備えたこと
   を特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の果実選
   別装置。