JP2012055792A - クロスネット自動包装機集中設置式選果包装選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
桃、梨、リンゴ等の選果機械設備を利用しての選果作業に於いて、果物にクロスネットを装着する作業部門が他作業部門の作業効率に対して極めて効率が悪く、その結果に於いて、排出口増と包装機械設備の数による改善策の選択などがなされた。すなわち設備の充実方法として、選別機の大型化を招いた。処理能力の多少の改善は見られたが、設備費、人件費は倍額以上となり、選果コストは増大し、地域産業振興に大きなマイナスとなっている現在、一日も早い改善策が望まれる。
【解決手段】
クロスネット自動包装機集中設置装置を開発。さらに大面一面選別搬流排出コンベアー装置の開発により、選別機のコンパクト化だけでなくクロスネット包装箱詰め作業の単純作業化が実現、選別機械設備費の大幅削減、大幅省力化も実現できる自動包装箱詰めラインの構築を示し、選果コスト大幅減少可能な選果選別装置を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、選果包装選別装置に関するものである。

選果機設備は等級、品質、仕分け、包装、箱詰め等の作業を人手に大半依存する選果機械設備で行っていた。

しかし卆、消費者のニーズの多様化に応える必要にせまられ最新技術機器導入を行い、等級品質管理の信頼度などは確立されたが、生産農家の所得向上問題などに於いて十分ではなかった。

これらの改善策として、製品等級管理については、選果時の痛み等の解消にフリートレー方式が開発された。品質管理については、糖度センサー、カメラ映像処理の開発が行なわれた。この開発で消費者側のニーズには、十分応えられる選果システムの確立ができた。

その結果、品質管理拡充のため、フリートレー式選果機が、業界で導入されるようになった。しかし卆、選別搬流排出設備の大型化を招き、設備費が大幅増加。また、作業面で従来式バケットタイプ選果機に比べ、選別機が大型化したため大幅な作業効率の悪化も招く結果となった。作業、人員の大幅増を招き、特に、クロスネット包装しながら箱詰め作業を行なう最後の混在作業エリアでの著しい能率低下と人員増を招いた。産地振興整備事業とは裏腹に、生産農家へのコスト負担は大幅増加し、大問題として残った。

具体的に説明すると、機械スペースで５０％以上大型化した設備となったにも関わらず、計画処理数値を大きく下まわる結果となっている。これにともない建物の増改築も必要となるケースも多く中には同等処理能力数値で比較する本開発設備に比べ、４倍以上の資金が必要になる結果を招いている。平均的に少なくとも倍額の資金を必要するに至っている。その上、作業人員増加も５０％程度は必要で、従来設備のバケット式に比べ作業効率は５０％程度と著しく低下している。その結果、選果コストは倍増している現実を考えると、国による補助金制度を利用するも、生産農家の大きな負担増は避けられない。これは、産地衰退の原因ともなりかねず、一日も早く生産農家の利益に繋がる改善策が期待される。

特許第３５１６０３６号公報

現行設備では、機械設備投資に見合う効果が選果コスト面で旧型設備より大きく悪化しているシステムであることが問題である。如何なる箇所に問題があるのか検討してみると大型化した選別機と、３〜４等級８階級、２４〜３２分別選果を同一作業エリアで行なう作業の効率が非常に悪化した事と、クロスネット包装作業と箱詰め作業を混在作業としここにクロスネット包装機を設置した結果が、選別機の大型化を生み、結果的に遊ぶ作業員の大幅増加、建物までもの増築を必要とした設備となった事が大問題である。大型化せず人件費削減が可能な投資効果の得られる選果設備開発が望まれる。

特許第３５１６０３６号、クロスネット自動包装機にクロスネット長２段切り替え装置を加え、クロスネット包装能力の高い包装機を活用する設計を考える。包装作業、箱詰め作業の混在エリアを流れ作業設計の基本に立ってこの二つを分割し単純作業化の設計確立。品質センサー検知能力が目標基本処理能力となるためには、この数値をクリアできる選果包装選別機能を有した設備が必要となり、処理能力数値を計算すると品質センサー等機器の処理能力は、秒間３個が正確検知能力と発表されている事で、毎時１０，８００個が最大処理数量であります。この数値を包装作業能力でクリアするには、自動包装機を２列に縦列に何台配置する必要があるか計算すると、包装機の処理能力は、毎時１，８００個であるがロスを考慮して、毎時１，５００個で試算すれば、７．２台で８台必要な事が判明する。補助機を考え各５台の２列縦列配置し、列間と両側に５０ｃｍ〜６０ｃｍ程のコンベアーを設置し、果物を載せたトレーが３〜４個並列搬流可能設計とする。コンベアー速度は、毎秒１０〜２０ｃｍ前後で搬流させる。３条のレーンには、大玉、中玉、小玉に果物を３階級に分別管理し搬流させる。縦列に自動包装機が設置された区間をトレーに載った全ての果物が流れ終える間にクロスネットが装着され元のトレーに戻される。これによりクロスネット自動包装機集中設置装置が完成する。

大型化し、設備費倍額以上の増加、非省力化の原因である選別装置の改善が最も必要である。そこで本提案装置により、クロスネット包装済み果物を選別部に搬流させる事が可能となった。開発設備の一つとして、大面一面コンベアー選別装置を提示できる。３等級選別で説明すると、各等級別に３面の大面一面コンベアー装置を製作設置する、各面排出口２４程となる設計とし、さらに箱詰め末端出口数は７２排出口となる。排出階級果物量に応じ適宜排出口数を可変自動制御する。一面のコンベアー上で、８階級選別を行い、空トレー排出制御も含め、選別制御を行なう。箱詰め口搬送トレー整列単レーンの前段エリアにストックレーンを設けることで、選果作業が平均化して、実働効率を低下させない工夫も行なう設計となる。選別用大面コンベアー３面設置で、幅１２ｍ程度のコンパクトな選別装置を提供できる。現行設備であれば、排出口７２口ともなれば、装置設備幅８０ｍ以上は必要となるが、本設備であれば排出設備部の約４分の３もの無駄なスペースを省くことができる。また、フリー遊びローラーを主に取り入れ製作する事で、設備費を大幅に押さえることが可能となった。全てを傾斜フリーローラーで製作することの弊害として生じる。トレーの不必要な加速搬流制御方法として５対１程度の間隔で必要なトレー搬流速度を制御する駆動ローラーを設ける方策も採用する。

現行設備はクロスネット自動包装機を微かな数しか果物が排出されない所に数多くの台数を配置する端末エリア設置方式から、箱詰め作業の前段階でクロスネット包装作業のみ処理する自動包装機集中設置装置を開発し、クロスネット包装作業だけの、単純作業方式とする事が、流れ作業の効果を上げるために欠かせない画期的な改善策となる。現行の排出口７２ともなれば、最低３６台最大で７２台の包装機が必要であるが、本開発により１０台に減少、人員も半減します。現行施設では、３６台設置しても平均的に５〜６台稼動の現実に対し、本設計で設置される１０台には常に果物が搬流されフルに稼動され、処理能力で１．５倍増を可能とした。７２排出口包装機３６台設置であれば、設置エリアの幅がなんと５０ｍ以上必要となり、さらに全排出口に包装機を一台となれば８０ｍ以上の選別スペースが必要になる。ここに大型化して来た原因があります。作業エリアが広くなりすぎ作業者の移動も容易に行なえなくなり、多くの遊ぶ余剰人員も必要となり本提案設備の倍以上の人員が必要であります。当然のことながらコンパクト化され、本件設備では設備資金も大幅に削減され半額以下となる事は確実であります。この二つの大きな開発により選果機設備費は半減され、人件費も半減され、この選果コスト削減実現は、産地振興を目指す産地にとって、国の補助金制度ともども大いに寄与できる。

選果工程図 クロスネット自動包装機集中設置部 等階級搬流排出装置 等階級搬流排出装置の一部を示すデッサン 等階級搬流排出装置部の中 空トレー回収装置を一部示すデッサン

図１は、特許第３５１６０３６号を利用しての選果工程を示す。図２は、新規導入装置である。クロスネット自動包装機集中設置図とクロスネット包装された果物の流れを示す。図３は、等階級選別搬流の大面コンベアー装置を示すもので、図４は、図３の装置の機構説明するためのデッサンを示す。図５は、選別機の果物排出末端停止スポットに残る空トレーの回収方法を示す一部のデッサンである。（１）〜（３２）は、主要部位の呼び名を示す。

図２で示すのは、クロスネット自動包装機集中設置の一例を示す。（１）は（３）（４）レーンの２段階の果物包装を行なえる自動包装機を５台縦列に配置。（２）は、（４）（５）レーンの２段階の果物包装を行なえる自動包装機を５台縦列に配置したことを示す。（３）は大玉、（４）は中玉、（５）は小玉が、搬流するレーンを表し、（６）矢印は、トレーの搬流方向を示す。（２５）は、クロスネット未包装果物を表し、（２６）はクロスネット包装済み果物を表していて、（３２）出口には、装置内を搬流終える間に全ての果物にネット包装完了した事を表している。

特許第３５１６０３６号の処理能力数値を元に数値計算を行なうと次のようになる。処理能力数値は、大玉、小玉は専用でそれぞれ５台であるから、１，８００玉×５台＝９，０００玉／時。中玉は最大１０台であるから、１，８００玉×１０台＝１８，０００玉／時を処理できる。最大処理能力は、１８，０００玉／時となる。実行処理能力を７０％とすれば、１２，６００玉／時となり、品質センサー等の処理能力１０，８００玉／時をクリアできる。

図３は、等階級選別搬流排出装置を表す。（７）は等級C、（８）は等級B、（９）は等級Ａの搬流レーンである。矢印の方向で、それぞれ等級分別され大面コンベアー上で階級別に選別される。（１０）はＡ等級１階級のみのストックレーンを示す。（１１）はＢ等級１階級を表し、（１２）はＣ等級１階級を表す。（１３）矢印はトレーの搬流方向を表す。（１４）は箱詰め時、果物末端停止スポットで使用済みとなった空トレーの落し込み回収となる所で、（１５）は末端トレー整列単レーンを表し、（１６）はトレー搬流ストックゾーンである。

図４は、図３を補足するための装置一部デッサンである。（１７）は一面通しの駆動ローラーを表す。（１８）は一面通し軸にセットされたフリーの遊びローラーを示す。（１９）は出荷用ケース。（２０）はトレー滞留防止用駆動回転ポール。（２１）は階級仕分け用仕切り。（２２）は末端トレー整列レーン間仕切りである。（２３）は空トレー回収レーンで、（２４）は空トレーを示す。

図５は、末端部で空トレーとなったトレーを（１４）末端停止スポットのトレー停止保持盤を落し込む可変式設計とする事を示した装置一部デッサンである。（２４）は空トレーで、（２９）はトレー上に果物が存在する事を感知させるセンサー。（３０）は末端停止スポット上にトレーが存在する事を感知させるセンサーで、（２９）センサーでトレー上果物が無くなった事を感知し（１４）が落し込まれ、（２４）空トレーは、空トレー回収レーン上に落とし込まれていく過程を示したものである。

図１で示す品質画像処理管理装置検知計測数値が毎秒３個程度とされていることで、毎時１０，８００個の処理数値をクリアする選果包装選別装置を開示。本発明は、クロスネット包装作業と選別箱詰め作業を分け単純作業化し効率の良い流れ作業となる分業設計した実施例を示す。手選投入部に毎秒３個以上投入する。トレーに載った果物はデータ管理された情報を基に、クロスネット自動包装機集中設置装置部に搬流された果物は、図２の（３）（４）（５）、３階級の大玉、中玉、小玉に仕分けされ指定レーン間を搬流する果物が３〜４個程度、並列搬流可能な設計とし、毎秒速度１０〜２０ｃｍ程度搬流させる。
この装置間に果物を載せたトレーが搬流する間、全果物にクロスネットを装着完了させる。次に図３で示す（７）（８）（９）は、３等級選別を実施したところを示す。これはクロスネット装着後搬流中にトレー上より果物の、落下を防止する目的で、レーンを等級別に分割、レーン速度を減速する為の設計である。各等級レーンに搬流される果物は、大きさによる階級に区分され、（１６）に搬流される。（１６）エリアは、選別が一部の等階級に片寄る選別結果を想定し、この事態を回避する設計であり、箱詰め作業の効率を最大限引き出す為のストックゾーンである。設計上許される限り、ストックゾーンは必要に応じた広さを有する設計にする事が理想である。（１５）に整列され搬流させるための工夫は（２０）のトレー滞留防止用駆動回転ポールで、末端に並ぶ果物排出出口も最大限に設置数を確保する設計とした事で、箱詰め作業処理数を大幅に引き上げる事に成功した。最後に残る空トレーの回収方法の設計では、トレー保持盤の瞬時引き落とし式装置を開発し、選果作業の中でネックとなる事なく回収できる。クロスネット包装済み果物は（１４）に排出され箱詰めされる。

選果包装選別作業工程全体が滞る箇所のない選果設備が完成できることで、現状に比べ、５割以上の作業向上が可能になっただけでなく、コンパクト化による建築費削減、選果設備費の半減となる大幅な削減を可能とした。その上、人件費削減も省力化により、半減できることは、生産農家に歓迎され地域農業振興に補助金制度共々、貢献できる。

（１） クロスネット自動包装機 大玉・中玉用
（２） クロスネット自動包装機 中玉・小玉用
（３） 大玉用搬流レーン
（４） 中玉用搬流レーン
（５） 小玉用搬流レーン
（６） トレーの搬流方向
（７） Ｃ等級レーン
（８） Ｂ等級レーン
（９） Ａ等級レーン
（１０） Ａ等級１階級レーン
（１１） Ｂ等級１階級レーン
（１２） Ｃ等級１階級レーン
（１３） トレーの搬流方向
（１４） 空トレー回収部
（１５） 末端トレー整列レーン
（１６） トレー搬流ストックゾーン
（１７） パネル一面通し速度制御用駆動ローラー
（１８） パネル一面通しフリーローラー
（１９） 出荷用ケース
（２０） トレー滞留防止用駆動回転ポール
（２１） 階級仕切用仕切り
（２２） 整理レーン用仕切り
（２３） 空トレー回収レーン
（２４） 空トレー
（２５） 未包装の果物を載せたトレー
（２６） 包装済みの果物を載せたトレー
（２７） 包装された果物
（２８） 選別機に繋がるトレー排出口
（２９） 果物感知センサー
（３０） トレー感知センサー
（３１） トレー一時停止用ピン
（３２） クロスネット包装装置排出口

Claims (2)

1. クロスネット包装作業を行うにあたり、トレー上に果物を載せコンベアー上を搬流させて、果物の品質等級、階級など、コンピューターで各センサーから得たデータ管理を行い、得たデータを各作業の際必要なデータを利用して行う、通称フリートレー式選果設備に於いて、図２で示す通り、コンベアー上をトレーが複数列搬流でき、秒速５０〜２００ミリで流れるコンベアーを３条縦列配置し、データを基に果物の大きさで、大、中、小と３区分し、大玉を（３）のレーンに、中玉を（４）のレーンに、小玉を（５）のレーンに搬流制御する。３条のコンベアーレーンの縦間にクロスネット長２段切り替え式自動包装機を縦列に２列配置する。（１）で表す包装機は（３）（４）を流れる果物包装対応型とし、（２）で表す包装機は（４）（５）を流れる果物包装対応型とする設備設計により、本装置果物排出部（３２）に於いて、選別仕分け前に全てのトレー上果物がクロスネット包装済みとなる事を特徴とするクロスネット自動包装機集中設置式選果包装選別装置。
2. フリートレー式選果施設に於いて、クロスネット包装された果物のデータを基に、３等級に仕分けし、図３、図４、図５で示す通り、データを基に順次流れに沿ってトレーの分流制御を行う。クロスネットで包装された果物が載るトレーが選別装置部に搬流し、（７）のコンベアーレーンへ等級Ａ果物を、（８）のコンベアーレーンへ等級Ｂ果物、（９）のコンベアーレーンへ等級Ｃ果物をそれぞれ載せたトレーを分流させ、それぞれ大きさ８階級に仕分けができる大面コンベアーに流入させ、８階級に分流し選果作業最終箱詰めスポット（１４）へ（２６）を搬流出させる大面コンベアー装置は、排出方向に下向きに傾斜角度１５度前後の傾き斜面を持たせる構造とするため、フリーローラー使用による（２６）を搬流させるに於いて、傾斜面での不必要な加速度現象を制御させるために、速度制御用駆動ローラーをフリーローラー間に適度な間隔で組み込み構成する。排出口トレー停止保持スポットのトレー上果物を取り上げ、（１９）箱内に箱詰め作業を行う。スポット上に果物を載せるトレーが到着すると、果物を検知するセンサー（２９）と、トレーを検知するセンサー（３０）が順次感知させる装置設計とし、果物が取り上げられると（２９）センサーがＯＦＦ信号を発し、トレー保持スポット（１４）盤が図５で示すように下方に瞬開し、空となったトレーは、空トレー回収コンベアーレーンに落とし込まれ（１４）盤は元の位置に閉盤されると同期して（３１）のトレー停止ピンは外される。これにより順次（１４）上に（２６）が供給される。本選別機は、選別機上面がフラットでコンパクトになり、作業者が選別排出状況全体を一目で目視判断でき、作業場がコンパクトに集約され、作業者の移動作業が容易となり、大幅な省力化が得られる特徴の大面一面式選別コンベアー設計の果物選別装置であるクロスネット自動包装機集中設置式選果包装選別装置