JP2015065959A - 卵の胴径測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】卵の胴径を単純な処理で、高精度に測定することができる胴径測定装置を提供すること。
【解決手段】卵Ｅを搬送しながら卵Ｅの胴径を測定する胴径測定装置であって、卵Ｅの長軸を水平かつ、卵Ｅの整列搬送方向Ｘに対して直交させた状態で搬送する整列搬送部３と、整列搬送部３が搬送する卵Ｅの長軸方向および整列搬送方向Ｘの略垂直方向から、卵Ｅの胴部分にスポット光５をあてる投光部６と、投光部６が卵Ｅの胴部分にあてたスポット光５の反射光を受ける受光部７と、受光部７が受けた反射光に基づいて、卵Ｅの胴径を算出する算出部とを備える、胴径測定装置を提供する。本発明に係る胴径測定装置によれば、単純な処理で、卵Ｅの胴径を高精度に測定することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、卵の胴径測定装置に関し、特に、卵を搬送しながら卵の胴径を測定する胴径測定装置に関するものである。

鶏卵等に代表される卵は鶏舎にて産卵されたあと、一般に、洗浄工程や検査工程を経て、卵選別装置によって重量等の物理的性状に応じて等階級に分類され、等階級ごとに透明な合成樹脂製のパックで包装され、その後、市場に流通する。

鶏の卵の等階級は、農林水産省の「鶏卵の取引規格」によって定められおり、重量ごとにＳＳ，Ｓ，ＭＳ，Ｍ，Ｌ，ＬＬの６段階のサイズに分けられている。たとえば、Ｓサイズの卵であれば、１個あたりの重量が４６グラム以上５２グラム未満と規定されている。

ところで、自然の産物である卵は工業製品とは異なり、形状に大きな個体差が生じる場合がある。農林水産省の「鶏卵の取引規格」では、卵の重量のみで分類を行っているが、同じＳサイズの卵であっても、胴部分の径(以下、胴径と称する)が極端に小さいものや、胴径が極端に大きいものなどがある。

通常、Ｓサイズの卵であれば、胴径はおよそ３９mm〜４１mmとなるが、胴径が極端に小さいものでは３５mmのものがある。このような卵は通常のＳサイズの卵に比べて、卵の鋭端側の頂点と、鈍端側の頂点とを結ぶ仮想的な軸(以下、長軸と称する)が長くなり、全体として長細い形状の卵となる。一方、胴径が極端に大きいものでは４５mmのものがあり、このような卵は通常のＳサイズの卵に比べて長軸が短くなり、全体として真球に近い形状の卵となる。

長細い形状の卵や、真球に近い形状の卵といった特異な形状の卵が、透明な合成樹脂製のパックに混在していると目立つため、特異な形状の卵は発見され次第、人の手によって取り除かれていたが、近年は卵選別装置の処理能力が向上し、大量の卵が高速で搬送されているため、特異な形状の卵が見逃されて市場に流通することがあった。

そこで、卵全体の形状を測定し、自動で特異な形状の卵を発見する装置として、特許文献１に記載されたような卵の形状測定装置がある。特許文献１に記載された卵の形状測定装置は、卵の搬送方向を軸として、卵を旋回させる旋回手段と、旋回手段を挟んでＶ字形に設けられ、卵を長軸方向に保持して搬送させる搬送手段と、搬送される卵のそれぞれ異なる領域の形状を認識する、複数のカメラを備えている。

特開昭５９−１５１００７号公報

しかしながら、従来の卵の形状測定装置では、卵全体の形状を高い精度で測定するには、高解像度のカメラで搬送手段上の卵を撮像し、撮像した画像から卵のみを抜き出して形状を特定するという複雑な処理が必要になるという問題があった。

そのため、従来の卵の形状測定装置のように複雑な処理を必要とせず、卵の胴径を高い精度で測定することができる胴径測定装置が求められている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、単純な処理で、卵の胴径を高精度に測定することができる胴径測定装置を提供することである。

本発明に係る胴径測定装置は、卵を搬送しながら卵の胴径を測定する胴径測定装置であって、卵の長軸を水平かつ、前記卵の搬送方向に対して直交させた状態で搬送する搬送部と、前記搬送部が搬送する前記卵の胴部分にスポット光をあてる投光部と、前記投光部が前記卵の胴部分にあてたスポット光の反射光を受ける受光部と、前記受光部が受けた反射光に基づいて、前記卵の胴径を算出する算出部とを備える、胴径測定装置である。

本発明に係る胴径測定装置によれば、単純な処理で、卵の胴径を高精度に測定することができる。

本発明に係る胴径測定装置を備える卵選別装置を示す平面概念図である。 図１の卵選別装置の側面概念図である。 本発明の第１の実施の形態に係る胴径測定装置の要部を示す斜視図である。 同実施の形態に係る胴径測定装置が卵の胴径を測定している状態を示す平面図である。 同実施の形態に係る胴径測定装置が卵の胴径を測定している状態を示す正面図である。 同実施の形態に係るセンサ部がＬサイズの卵とＳサイズの卵の胴径を測定している状態を示す側面図である。 同実施の形態に係るセンサ部を複数設置する場合の配置を示す平面図である。 同実施の形態に係るセンサ部からのセンサ出力と、算出部からの胴径出力の例を示す図である。 同実施の形態に係るセンサ部からのセンサ出力と、算出部からの胴径出力との他の例を示す図である。 同実施の形態に係るセンサ部のＯＮ／ＯＦＦ信号の出力の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る胴径測定装置の要部を示す斜視図である。 同実施の形態に係る胴径測定装置が卵の胴径を測定している状態を示す平面図である。 同実施の形態に係る胴径測定装置が卵の胴径を測定している状態を示す正面図である。

本発明の第１の実施の形態に係る卵の胴径測定装置について説明する。図１ないし図４に示すように、胴径測定装置１は、卵選別装置２に設けられており、卵Ｅの長軸を水平かつ、卵Ｅの搬送方向に対して直交させた状態で搬送する搬送部である整列搬送部３と、整列搬送部３が搬送する卵Ｅの搬送路の略垂直方向から、搬送路の中央に対して投光し、卵Ｅの胴部分にスポット光５をあてる投光部６と、卵Ｅの胴部分にあてたスポット光５の反射光を受ける受光部７と、受光部７が受けた反射光に基づいて、卵Ｅの胴径を算出する算出部８とを備えている。なお、卵Ｅの胴部分とは、卵Ｅの長軸に直交する径がほぼ最大となる位置を指す。

図１に示すように、整列搬送部３は、卵Ｅの長軸を水平かつ、卵Ｅの搬送方向である整列搬送方向Ｘに対して直交させた状態で搬送する搬送部であり、卵Ｅを６列で整列搬送方向Ｘへ搬送する。図３に示すように、整列搬送部３は、ローラ軸９に所定の間隔で取り付けられた複数のつづみローラ１０を有し、整列搬送方向Ｘに隣り合う一対のつづみローラ１０は、卵の長軸を整列搬送方向Ｘと直交する水平方向に沿わせて１つの卵Ｅを保持し、整列搬送方向Ｘに移動する搬送部材である。複数のつづみローラ１０は、整列搬送方向Ｘへ移動することにより卵Ｅの搬送路を形成する。

図３は、６列ある整列搬送部３のうちの１列のみの斜視図であり、図３に示すように、隣り合うつづみローラ１０に保持された卵Ｅは、胴径測定装置１に設けられたセンサ部１３の下を搬送される。また、つづみローラ１０はローラ軸９に固定されており、ローラ軸９の両端は、整列搬送部３に設けられた２本のチェーン(図示せず)に、回転可能に取り付けられている。

整列搬送部３には、つづみローラ１０が整列搬送方向Ｘに対して直交する方向へ動くことを規制するためのローラ規制部１２が設けられており、図４に示すように、規制することで、つづみローラ１０が搬送幅方向(整列搬送方向Ｘに直交する水平方向)へ動くことによる測定誤差が生じないようにしている。なお、ローラ規制部１２は、整列搬送部３の全体にわたってつづみローラ１０の動きを規制する必要はなく、卵Ｅを正確に測定するために必要な位置に設けられていればよい。このようにすることで、隣り合うつづみローラ１０によって保持される卵Ｅを正確に測定することができる。

図５に示すように、ローラ規制部１２は、ローラ軸９に接することで生じる摩擦力によってローラ軸９およびローラ軸９に固定されているつづみローラ１０を回転させている。つづみローラ１０は、ローラ軸９を回転軸として回転することで、隣り合うつづみローラ１０によって保持される卵Ｅも回転する。図３および図４に示すように、つづみローラ１０には斜面部分１１が存在するため、つづみローラ１０が回転すると、卵Ｅの胴部分が、卵Ｅの搬送路の中央を通るように、卵Ｅの位置が調整される。このようにすることで、投光部６が卵Ｅの搬送路の略垂直方向から搬送路の中央に対して投光しているため、常に卵Ｅの胴部分を測定することができる。

本実施の形態では、ローラ規制部１２が直接つづみローラ１０に接触することで、つづみローラ１０が整列搬送方向Ｘに対して直交する方向へ動くことを規制しているが、これに限られず、たとえば、ローラ軸９が整列搬送方向Ｘに対して直交する方向へ動くことを規制することで、１本のローラ軸９に取り付けられている複数のつづみローラ１０の動きを同時に規制してもよい。また、ローラ規制部１２がローラ軸９に接するときに生じる摩擦力を大きくするために、ローラ規制部１２と、ローラ軸９とが接する部分に摩擦係数が大きい材質の部材を設けてもよい。

なお、本実施の形態では、整列搬送部３は、つづみローラ１０を用いて卵Ｅを搬送しているが、これに限られず、卵Ｅの長軸を水平かつ、整列搬送方向Ｘに対して直交させた状態で搬送する機能と、卵Ｅの胴部分が卵の搬送路の中央を通るように卵Ｅの位置を調整する機能を備えた搬送部であればよい。また、本実施の形態では卵Ｅを６列に整列させて搬送しているが、何列で搬送してもよく、たとえば、１列のみで搬送してもよい。

次に、投光部６と、受光部７とを備えるセンサ部１３について、詳しく説明する。本実施の形態に係るセンサ部１３は反射型の距離センサであり、図３ないし図６に示すように、整列搬送部３が搬送する卵Ｅの搬送路の略垂直方向から、卵Ｅの搬送路の中央に対して投光することで、卵Ｅの搬送路の中央を通る卵Ｅの胴部分に対してスポット光５をあて、センサ部１３と、卵Ｅとの距離を測定している。

次に、投光部６について、詳しく説明する。図３ないし図５に示すように、投光部６は、卵Ｅの長軸方向４の略垂直方向かつ、整列搬送方向Ｘの略垂直方向から、卵Ｅの搬送路の中央に対して投光するための発光素子(図示せず)を備えており、本実施の形態では、発光素子として赤外線ＬＥＤを利用している。また、投光部６は、赤外線ＬＥＤが発した光を集光し、スポット光５として卵Ｅの胴部分にあてるためのレンズ(図示せず)を備えている。なお、投光部６の位置は、卵Ｅの長軸方向の略垂直方向かつ、整列搬送方向Ｘの略垂直方向に限られず、卵Ｅの搬送路の略垂直方向から卵Ｅの胴部分にスポット光５をあてることができる位置であればよい。

投光部６は、赤外線ＬＥＤとレンズの組み合わせに限られず、卵Ｅの胴部分にスポット光５をあてることができればよい。たとえば、レーザ光源であってもよいし、その他の光源であってもよい。レーザ光源の場合は別途レンズを設けなくとも指向性の高いスポット光を卵Ｅにあてることができる。また、本実施の形態では、発光素子として赤外光を発する赤外線ＬＥＤを用いているが、これに限られず、たとえば、可視光や紫外光を発する発光素子であってもよい。なお、図３等に表されているスポット光５は、説明のために大きく強調して描かれているが、実際は、より小さなスポット光５があてられている。

図４に示す軌跡１５は、投光部６が卵Ｅの胴部分に対してあてたスポット光５の軌跡を仮想的に表したものである。なお、つづみローラ１０上にもスポット光５はあてられているが、図４では、つづみローラ１０上のスポット光５の軌跡は省略している。

本実施の形態では、胴径測定装置１が動作している間は、投光部６が備える赤外線ＬＥＤが一定の間隔でパルス発光しているが、これに限られず、たとえば、卵Ｅの頂点が投光部６の直下に到来する一定時間だけパルス発光するようにしてもよい。これは、隣り合うつづみローラ１０に保持される卵Ｅは、隣り合うつづみローラ１０の中間部分に位置するため、つづみローラ１０の位置を整列搬送部３に設けたエンコーダ等で検出すれば、卵Ｅの頂点が投光部６の直下に到来するタイミングを知り得ることによる。このようにすることで、投光部６の発熱が減り、センサ部１３の故障発生率を低減することができる。

次に、受光部７について詳しく説明する。図３、図４および図６に示すように、受光部７は、投光部６が卵Ｅの胴部分にあてたスポット光５の反射光を受け、スポット光５が反射した位置(高さ)を検出するための受光素子(図示せず)を備えており、本実施の形態では、受光素子としてＰＳＤセンサを利用している。また、受光部７は、反射光を結像するためのレンズ(図示せず)を含んでいる。

受光部７は、ＰＳＤセンサとレンズの組み合わせに限られず、卵Ｅの胴部分にあてたスポット光５の反射光を受光して位置(高さ)を特定することができればよく、たとえば、ＣＣＤイメージセンサであってもよいし、複数のフォトダイオードであってもよい。

また、受光部７は、投光部６が卵Ｅの胴部分にあてたスポット光５の反射光が受けられる位置に設けられている。また、本実施の形態では、センサ部１３の測定精度を向上させるために卵Ｅの整列搬送方向Ｘに対して略直交する方向への反射光が受けられる位置に設けられている。このようにすることで、測定対象の卵Ｅの前後にある他の卵Ｅによってスポット光５の反射光が遮られることもなくなる。

本実施の形態に係る受光部７は、図６に示すように、スポット光５の反射角度が異なることを利用して、スポット光５が反射する高さに応じた電圧を出力している。図６は、Ｌサイズの卵Ｅ１の胴部分にスポット光５をあてたときの反射角度αと、Ｓサイズの卵Ｅ２の胴部分にスポット光５をあてたときの反射角度βとを表しており、卵Ｅのサイズ(胴径)が大きいほど、反射角度は大きくなる。なお、本実施の形態では、反射角度が大きいほど、センサ部１３が距離を識別できる範囲においては、センサ部１３から出力される電圧も大きくなる。

本実施の形態では、受光部７は、胴径測定装置１が動作している間は、常に受光した反射光の位置に応じた電圧を出力しているが、これに限られず、たとえば、卵Ｅの頂点が投光部６の直下に来たタイミングで、反射光の高さに応じた電圧を出力するようにしてもよい。なお、受光部７の出力は、センサ部１３からのセンサ出力として算出部８に入力される。センサ部１３からのセンサ出力は、パラレル出力であってもよいし、通信出力や電圧出力、電流出力、パルス幅出力、パルス数出力等であってもよい。

さらに、投光部６および受光部７を一本の搬送路に対して複数設けてもよく、たとえば、図７に示すように、一本の搬送路に対してセンサ部１３Ａおよび、センサ部１３Ａが測定する胴部分とは異なる位置の胴部分が測定できるセンサ部１３Ｂを設けてもよい。このようにすることで、卵Ｅの胴部分について２箇所の胴径を得ることができ、たとえば２箇所の胴径のうち、より大きな胴径をその卵Ｅの胴径であると決定するなどすれば、より高精度に卵Ｅの胴径を測定することができる。また、センサ部１３の数を３個以上にすることで、精度をさらに高くすることができる。なお、複数のセンサ部１３の間隔は、投光部６からの光が干渉しない程度に離れていればよく、図７に示すセンサ部１３Ａ，Ｂの間隔に限られない。

次に、算出部８について詳しく説明する。図２に示すように、算出部８は、胴径測定装置１の内部に設けられており、センサ部１３からのセンサ出力に基づいて卵Ｅの胴径を算出する装置である。算出部８が算出した卵Ｅの胴径は、制御部１６へ出力され、制御部１６は算出部８から出力された胴径出力に基づいて、卵選別装置２の動作を決定する。図８は、縦軸を電圧、横軸を時間としたグラフであり、図４および図５に示す卵Ｅ１〜Ｅ４がセンサ部１３の直下を通過した時のセンサ部１３からの出力を示している。

なお、本実施の形態に係るセンサ部１３の出力は、センサ部１３と、スポット光５の反射高さとの距離に応じて電圧を出力するように構成されている。つまり、センサ部１３が距離を識別できる範囲においては、センサ部１３と、スポット光５の反射高さとの距離が短いほど出力される電圧が高く、センサ部１３と、スポット光５の反射高さとの距離が長いほど出力される電圧が低くなっている。

算出部８は、センサ部１３からの出力のピーク電圧を検出し、検出したピーク電圧を卵Ｅの胴径に換算して、出力する。このとき検出されるピーク電圧は、センサ部１３と、卵Ｅとの距離に応じて出力されているので、ピーク電圧と、卵Ｅの胴径とは、通常は正比例の関係ではなく、補正が必要となってくる。本実施の形態では、センサ部１３からの出力をリニアライズするリニアライズ補正と、高さ補正とが、算出部８によって行われることによって卵Ｅの胴径が算出される。なお、センサ部１３に用いられる距離センサの種類や性能によっては、測定対象物との距離が長いほど出力される電圧が高くなるものや、リニアライズ補正が不要なものがあり、算出部８は、それらの特性に応じて補正を行えばよい。

高さ補正は、図６に示すように、卵Ｅのサイズによって、一点鎖線で示されたローラ軸９の中心に対する高さが異なることを加味する補正である。本実施の形態では、ローラ軸９の中心を基準として、センサ部１３からの出力をリニアライズ補正し、卵Ｅ１を測定したときに得られたスポット光５の反射高さとローラ軸９との距離が４６mmだった場合は、２mmマイナス補正して４４mmが卵Ｅ１の胴径として算出部８から出力される。また、卵Ｅ２を測定したときに得られたスポット光５の反射高さとローラ軸９との距離が３４mmだった場合は、６mmプラス補正して４０mmが卵Ｅ２の胴径として算出部８から出力される。このように、スポット光５の反射高さとローラ軸９との距離に応じて所定の値を加えたり、減じたりする補正を行っている。なお、高さ補正は、これに限られず、別途設けたセンサで卵Ｅの最下点の高さを測定し、その測定値を利用して、センサ部１３からの出力を補正するなどしてもよい。

また、図８に示すように、本実施の形態に係る算出部８は、ピーク電圧の決定において、卵Ｅの胴部分で最大電圧を検出した後、最大電圧から５％電圧が低下した時点で、当該最大電圧をピーク電圧に決定している。なお、算出部８によるピーク電圧の決定はこれに限られず、たとえば、つづみローラ１０の位置を整列搬送部３に設けたエンコーダ等で検出し、隣り合うつづみローラ１０の中間部分がセンサ部１３の直下に到来するタイミングでセンサ部１３から出力される電圧をピーク電圧に決定してもよい。これは、隣り合うつづみローラ１０に保持される卵Ｅは、隣り合うつづみローラ１０の中間部分に位置するため、つづみローラ１０の位置を整列搬送部３に設けたエンコーダ等で検出すれば、卵Ｅの頂点が投光部６の直下に到来するタイミングを知り得ることによる。

図９は、図８と同様のグラフであるが、図８に示した胴径出力とは別の方法による胴径出力を示している。図９の場合は、つづみローラ１０の位置を検出したタイミングでエンコーダから出力されるエンコーダ出力と、算出部８が卵Ｅの胴径に応じたタイミングで出力する胴径出力とで卵Ｅの胴径を決定している。なお、図９に示すように、卵Ｅ１の胴径出力は、卵Ｅ２の胴径が測定されている時に出力され、卵Ｅ２の胴径出力は、卵Ｅ３の胴径が測定されている時に出力されている。

図１０は、図８および図９とは別の例による胴径出力を示している。図１０の場合、センサ部１３は、投光部６にレーザー光源等を用いてスポット光５を小さく絞り、スポット光５が反射された位置に応じた電圧を出力するのではなく、つづみローラ１０よりもセンサ部１３に近い位置でスポット光５が反射された場合はＯＮとなり、つづみローラ１０でスポット光５が反射された場合はＯＦＦとなるようにしきい値を設けた、ＯＮ／ＯＦＦ信号を出力している。これにより、スポット光５が卵Ｅに投光されている時はＯＮとなるため、算出部８では、ＯＮ信号が出力されている時間から卵Ｅの胴径を算出している。なお、このときの胴径は、図４に示す軌跡１５の両端を結ぶ径となるため、センサ部１３からの出力をリニアライズする補正や、図６に示すように、卵Ｅのサイズによって、一点鎖線で示されたローラ軸９の中心に対する高さが異なることを加味した補正は必要ない。

次に、制御部１６について説明する。図２に示すように、制御部１６は、卵選別装置２の動作を制御する装置であり、計量装置のように、卵Ｅの物理的性状を測定する装置からの出力に基づいて、卵選別装置２の動作を決定している。制御部１６は、胴径測定装置の算出部８からの卵Ｅの胴径出力に基づいて、後述する排除部を制御している。なお、本実施の形態では、算出部８および制御部１６は、独立して卵選別装置２に設けられているが、これに限られず、胴径測定装置１に算出部８の替わりに、算出部８の機能を制御部１６に持たせてもよいし、算出部８に制御部１６の機能を持たせてもよい。算出部８と制御部１６の両方の機能を含む１つの装置を別途備えるようにしてもよい。

次に、本実施の形態に係る胴径測定装置１が設けられた卵選別装置２について、詳細に説明する。図１および図２に示すように、卵選別装置２は、胴径測定装置１のほかに、ヒビ検出部１７と、不良卵排除部１８と、計量部１９と、移替部２０と、分配搬送部２１と、等階級別集合部２２と、等階級外排除部２３と、強制排除部２４とを備えている。

ヒビ検出部１７は、卵Ｅの卵殻に衝撃を与えることで生じる音を解析することによって、ヒビの有無を判定する卵のヒビ検出装置である。ヒビ検出部１７は従来よく知られた卵のヒビ検出装置を利用することができる。たとえば、特開２００３−５７２１６号公報に記載されている装置を利用してもよい。なお、卵Ｅの卵殻に衝撃を与えることで生じる音は、卵Ｅのサイズによって異なる。一般に、小さなサイズの卵Ｅの音の解析は難しく、大きなサイズの卵Ｅと同じ基準で判定を行うと、誤判定が生じることがあるため、本実施の形態に係る胴径測定装置１の算出部８によって算出された卵Ｅの胴径と、卵Ｅに対して衝撃を与えることで生じた音とに基づいて、ヒビ検出部１７がヒビの有無を判定することで、ヒビの判定精度を高めることができる。

次に、不良卵排除部１８について説明する。不良卵排除部１８は、市場に流通するのに相応しくない不良卵を排除するための排除部である。不良卵排除部１８は、従来よく知られた排除装置を利用することができる。たとえば、特開２００３−７１３８８号公報に記載されている装置を利用してもよい。本実施の形態に係る不良卵排除部１８は、胴径測定装置１が測定した卵Ｅの胴径が所定範囲外であるもの、たとえば、５０mm超のものと、３０mm未満のものを不良卵として排除するように構成されている。胴径が５０mm超の卵Ｅは、後述する分配搬送部２１のバケット２５に詰まる可能性があり、また、胴径が３０mm未満の卵Ｅは、分配搬送部２１のバケット２５によって搬送される時に、意図しない場所で、バケット２５から脱落する可能性があるため、このような卵Ｅを不良卵として排除している。なお、不良卵排除部１８で排除する卵Ｅの胴径は例示であり、これに限られない。さらに、後で説明する等階級外排除部２３や、強制排除部２４で排除されるべき卵Ｅを不良卵排除部１８が事前に排除するようにしてもよいし、ヒビ検出部１７によってヒビが検出された卵Ｅを排除してもよい。

次に、計量部１９について説明する。計量部１９は、卵Ｅを計量するための計量装置である。計量部１９は、従来よく知られた計量装置を利用することができる。たとえば、特開２００８−６８９９３号公報に記載されている装置を利用してもよい。本実施の形態に係る計量部１９は、整列搬送部３によって６列で搬送されてきた卵Ｅを個別に計量し、計量値を制御部１６へ出力するように構成されている。

次に、移替部２０について説明する。移替部２０は、整列搬送部３によって搬送されてきた卵Ｅを分配搬送部２１へ卵Ｅを移し替えるための移替装置である。移替部２０は、従来よく知られた移替装置を利用することができる。たとえば、特開２００１−１９０１７５号公報に記載されている装置を利用してもよい。本実施の形態に係る移替部２０は、整列搬送部３によって、長軸が水平にされた状態で搬送されている卵Ｅを長軸が鉛直になるように姿勢を変更しながら分配搬送部２１のバケット２５へ卵Ｅを移し替える。

次に、分配搬送部２１および等階級別集合部２２について説明する。分配搬送部２１は、移替部２０によって整列搬送部３から移し替えられた卵Ｅを分配搬送方向Ｙへ搬送するための搬送部であり、等階級別集合部２２は、分配搬送部２１によって搬送される卵Ｅを等階級別に集合させるための集合場所である。分配搬送部２１および等階級別集合部２２には、従来よく知られた分配搬送装置および等階級集合装置を利用することができる。たとえば、特開２００２−１６６９１２号公報に記載されている装置を利用してもよい。

本実施の形態に係る分配搬送部２１には、図２に示すバケット２５が設けられており、バケット２５は、卵Ｅを保持した状態で分配搬送方向Ｙへ搬送するように構成されている。等階級別集合部２２には、放出部２６が設けられており、放出部２６は、それぞれの等階級別集合部２２に割り当てられているサイズの卵Ｅを下方に設けられた容器搬送部２７上の容器へ放出するように構成されている。容器搬送部２７上の容器は、透明な合成樹脂製パックや、３０個の卵Ｅを収容できるトレイ等であり、容器搬送方向Ｚの上流に設けられた容器供給部２８から供給される。また、放出部２６は、特定のサイズの卵Ｅのみを放出するだけでなく、様々なサイズの卵Ｅを組み合わせて一定の重量(いわゆる定重量)となるように放出することもできる。

次に、等階級外排除部２３について説明する。等階級外排除部２３は、等階級外の卵Ｅを排除するための排除部である。等階級外排除部２３に設けられている放出部２６は、ヒビが検出された卵Ｅや、農林水産省の「鶏卵の取引規格」に定められた６段階のサイズに該当しない卵Ｅ等を下方に設けられた容器搬送部２７上の容器へ放出するように構成されている。

また、等階級外排除部２３には、農林水産省の「鶏卵の取引規格」に定められた６段階のサイズに該当するものの、胴径が所定範囲外であるであるもの、たとえば、極端に胴径が小さく、全体として長細い形状の卵Ｅや、極端に胴径が大きく、全体として真球に近い形状の卵Ｅも放出部２６によって放出する。このときの卵Ｅの胴径は、胴径測定装置１による胴径測定の結果が用いられる。なお、等階級外排除部２３には、上記以外の卵Ｅを集合させてもよく、たとえば、何らかの理由で、等階級別集合部２２の放出部２６によって放出されなかった卵Ｅなどを集合させてもよい。

次に、強制排除部２４について説明する。強制排除部２４は、等階級別集合部２２に設けられた放出部２６と、等階級外排除部２３に設けられた放出部２６のいずれからも放出されずに分配搬送部２１の終端に到達した卵Ｅを分配搬送部２１のバケット２５から強制的に排除するための排除部である。なお、本実施の形態に係る卵選別装置２には、排除部として、不良卵排除部１８と、等階級外排除部２３と、強制排除部２４とが備えられているが、一の排除部の配置によっては、他の排除部で排除されるべき、胴径が所定範囲外である卵Ｅを一の排除部で排除することができるので、卵選別装置２は、必ずしもすべての排除部を備える必要はない。

次に、本実施の形態に係る胴径測定装置１を備えた卵選別装置２の動作について説明する。

鶏舎にて産卵された卵Ｅは、整列搬送部３の上流で、洗浄工程等を経て、整列搬送部３によって、卵Ｅの長軸を水平かつ、整列搬送方向Ｘに対して直交させた状態で整列搬送方向Ｘへ６列で搬送される。胴径測定装置１に到達した卵Ｅは、図３ないし図６に示すように、ローラ規制部１２とローラ軸９とが接することで回転するつづみローラ１０によって、卵Ｅの胴部分が搬送路の中央を通るように調整される。

センサ部１３に設けられた投光部６から卵Ｅの搬送路の中央に対して投光することで、卵Ｅの胴部分に対してスポット光５があてられ、卵Ｅの胴部分で反射したスポット光５は反射光としてセンサ部１３に設けられた受光部７によって受光される。受光部７が反射光を受光すると、本実施の形態に係るセンサ部１３では、反射光に応じた出力がされる。このときの出力がセンサ出力であり、スポット光５が反射する高さに応じたレベルで出力される。

胴径測定装置１に設けられている算出部８は、センサ出力に所定の補正を加えて卵Ｅの胴径を算出し、算出した卵Ｅの胴径を出力する。このときの出力が胴径出力であり、胴径出力は卵選別装置２の制御部１６に入力される。

胴径測定装置１によって胴径が測定された卵Ｅは、図１および図２に示すように、整列搬送部３によってさらに整列搬送方向Ｘへ搬送される。ヒビ検出部１７では、卵Ｅの卵殻に衝撃を与えることによって生じる音と、胴径測定装置１によって測定された卵Ｅの胴径に基づいてヒビの判定が行われる。

ヒビ検出部１７によってヒビの検出が行われた卵Ｅは、さらに整列搬送方向Ｘへ搬送されて不良卵排除部１８に到達する。不良卵排除部１８では、胴径測定装置１が測定した卵Ｅの胴径が５０mm超の不良卵と、３０mm未満の不良卵が排除される。不良卵排除部１８で排除されなかった卵Ｅは、計量部１９によって計量され、移替部２０によって、水平にされた状態で搬送されていた卵Ｅの長軸を鉛直になるように姿勢を変更しながら、分配搬送部２１のバケット２５に移し替えられる。

分配搬送部２１のバケット２５に移し替えられた卵Ｅは、分配搬送方向Ｙへ搬送され、それぞれのサイズごとに農林水産省の「鶏卵の取引規格」に定められた６段階のサイズに応じた等階級別集合部２２上で、放出部２６によって容器搬送部２７上の容器へ放出される。

また、ヒビ検出部１７によってヒビが検出された卵Ｅや、農林水産省の「鶏卵の取引規格」に定められた６段階のサイズに該当しない卵Ｅ、農林水産省の「鶏卵の取引規格」に定められた６段階のサイズに該当するものの、極端に胴径が小さく、全体として長細い形状の卵Ｅや、極端に胴径が大きく、全体として真球に近い形状の卵Ｅも等階級外排除部２３に設けられた放出部２６によって放出される。

等階級外排除部２３によって排除されるべき卵Ｅであるにもかかわらず、容器搬送部２７上に容器が存在しないなどの理由で放出されなかった卵Ｅは、分配搬送部２１の終端に設けられた強制排除部２４によって強制的に分配搬送部２１のバケット２５から排除される。

本実施の形態に係る胴径測定装置１によれば、従来の卵の形状測定装置のように卵全体の形状を高解像度のカメラで撮像し、撮像した画像から卵のみを抜き出して形状を特定するための複雑な処理が必要ない。また、ローラ規制部１２によって、つづみローラ１０が整列搬送方向Ｘに対して直交する方向へ動くこと規制しつつ、つづみローラ１０を回転させることにより、卵の胴部分が搬送路の中央を通るように調整されるので、常に卵の胴部分を測定することができる。

本実施の形態に係る胴径測定装置１を備える卵のヒビ検出装置であれば、高精度に卵の胴径を知ることができるので、卵の胴径を利用して卵のヒビの判定精度を向上させることができる。また、本実施の形態に係る胴径測定装置１を備える卵選別装置２であれば、卵の胴径が所定範囲外であるものを排除することで、卵選別装置の搬送部に詰まったり、脱落したりすることを防ぐことができる。さらに、長細い形状の卵や、真球に近い形状の卵といった特異な形状の卵が、透明な合成樹脂製のパックに混在することを防ぐことができる。

本実施の形態に係る胴径測定装置１を備える卵選別装置２は、計量部１９等を備えることによって等階級別に卵Ｅを包装しているが、これに限られず、卵を等階級別に分けずに包装する卵選別装置に本実施の形態に係る胴径測定装置１を設け、胴径が所定範囲外である卵Ｅを排除するようにしてもよい。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る胴径測定装置について説明する。なお、上記第１の実施形態と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１１ないし図１３に示すように、本実施の形態に係る胴径測定装置は、第１の実施の形態に係る整列搬送部３のつづみローラ１０をキャリア３０に代え、卵Ｅの長軸を水平かつ、卵Ｅの搬送方向に対して直交させた状態で搬送する搬送部としたものである。整列搬送方向Ｘに隣り合う一対のキャリア３０は、卵の長軸を整列搬送方向Ｘと直交する水平方向に沿わせて１つの卵Ｅを保持し、整列搬送方向Ｘに移動する搬送部材である。

本実施の形態に係るキャリア３０を備えた整列搬送部３は、卵Ｅを１列で整列搬送方向Ｘへ搬送する。整列搬送部３は、整列搬送方向Ｘへ連なるように複数のキャリア３０を有し、整列搬送方向Ｘに隣り合う一対のキャリア３０は、卵の長軸を整列搬送方向Ｘと直交する水平方向に沿わせて１つの卵Ｅを保持し、整列搬送方向Ｘに移動することにより卵Ｅの搬送路を形成する。

図１１は、本実施の形態に係る整列搬送部３の斜視図であり、隣り合うキャリア３０に保持された卵Ｅは、センサ部１３の下を搬送される。キャリア３０は、整列搬送部３に設けられた１本のチェーン(図示せず)の上に取り付けられており、キャリア３０には、キャリア３０が整列搬送方向Ｘに対して直交する方向へ動くことを規制するためのキャリア規制部３２が設けられている。

図１２に示すように、キャリア規制部３２は、キャリア３０を搬送幅方向の両側から挟むようにして、キャリア３０の動きを規制しているが、これに限られず、たとえば、キャリア３０の内側にキャリア規制部３２を設けてキャリアの動きを規制してもよい。

また、図１１および図１３に示すように、キャリア規制部３２には、隆起部分３３が設けられており、卵Ｅが隆起部分３３に乗り上げることで生じる摩擦力によって卵Ｅが回転する。キャリア規制部３２の隆起部分３３が卵Ｅに接するときに生じる摩擦力を大きくするために、キャリア規制部３２の隆起部分３３に摩擦係数が大きい材質の部材を設けてもよい。なお、このときの回転方向は、第１の実施の形態のつづみローラ１０上の卵Ｅの回転とは逆方向になっている。

キャリア３０に設けられている突起部３１は、隆起部分３３に乗り上げている卵Ｅを整列搬送方向Ｘへ押すように構成されている。突起部３１に押されることで卵Ｅが隆起部分３３で回転し、卵の搬送路の中央を通るように卵Ｅの位置が調整される。

なお、本実施の形態では、整列搬送部３は、キャリア３０を用いて卵Ｅを搬送しているが、これに限られず、卵Ｅの長軸を水平かつ、整列搬送方向Ｘに対して直交させた状態で搬送する機能を有している搬送部であればよい。また、本実施の形態では卵Ｅを１列で搬送しているが、何列で搬送してもよく、たとえば、６列に整列させて搬送してもよい。

本実施形態に係る算出部は、センサ部１３からの出力のピーク電圧を検出し、検出したピーク電圧を卵Ｅの胴径に換算して、出力する。このとき検出されるピーク電圧は、センサ部１３と、卵Ｅとの距離に応じて出力されているので、ピーク電圧と、卵Ｅの胴径とは正比例の関係ではなく、補正が必要となってくる。本実施の形態では、センサ部１３からの出力をリニアライズする補正と、図１３に示すように、卵Ｅのサイズによって、高さが異なることを加味した補正とが、算出部によって行われる。

本実施の形態に係るキャリア３０で卵Ｅを搬送すると、第１の実施の形態に係るつづみローラ１０で搬送する場合に比べて、卵Ｅのサイズによる高さの差は小さいが、キャリア３０が卵Ｅを保持する部分を二点鎖線で表した形状にすれば、卵Ｅ５，Ｅ６のように、さらに卵Ｅのサイズによる高さの差を小さくすることができる。なお、第１の実施の形態と同様に、ＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する場合は、高さが異なることを加味した補正は必要ない。

本実施の形態に係る胴径測定装置を備える卵選別装置は、従来よく知られた卵選別装置の機構を利用することができる。たとえば、特開２０１２−３０１８２号公報に記載されている鶏卵選別装置の放出部や、特開２０１２−９３１５０号公報に記載されている計量部を利用することで、卵Ｅを隣り合うキャリア３０で保持したまま計量する事や、キャリア３０から直接、等階級別集合部へ卵Ｅを放出することができる。したがって、本実施の形態に係る胴径測定装置を備える卵選別装置は、卵Ｅを他の搬送部へ移し替えるための移替装置などが不要になり、コンパクトかつ低コストで、制御が簡単な卵選別装置となる。

上記説明では、対象物として卵を説明したが、卵は、鶏、アヒル、うずら等の種々の卵を含む。

今回開示された実施の形態および効果は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、胴径測定装置において、卵の胴径の測定精度向上に有効に利用される。

１ 胴径測定装置
２ 卵選別装置
３ 整列搬送部
４ 長軸方向
５ スポット光
６ 投光部
７ 受光部
８ 算出部
１０ つづみローラ
１２ ローラ規制部
１３ センサ部
１８ 不良卵排除部
２１ 分配搬送部
２３ 等階級外排除部
２４ 強制排除部
３０ キャリア
３２ キャリア規制部
Ｅ 卵

Claims (7)

1. 卵を搬送しながら卵の胴径を測定する胴径測定装置であって、
   卵の長軸を水平かつ、前記卵の搬送方向に対して直交させた状態で搬送する搬送部と、
   前記搬送部が搬送する前記卵の胴部分にスポット光をあてる投光部と、
   前記投光部が前記卵の胴部分にあてたスポット光の反射光を受ける受光部と、
   前記受光部が受けた反射光に基づいて、前記卵の胴径を算出する算出部とを備える、胴径測定装置。
2. 前記投光部は、前記搬送部が搬送する前記卵の搬送路の略垂直方向から前記搬送路の中央に対して投光し、
   前記搬送部は、前記卵の胴部分が前記搬送路の中央を通るように前記卵の位置を調整する請求項１に記載の胴径測定装置。
3. 前記搬送部は、前記卵を保持して搬送方向へ移動する搬送部材と、
   前記搬送部材が搬送幅方向へ動くことを規制する規制部とを含む、請求項１または請求項２に記載の胴径測定装置。
4. 前記投光部が前記卵の胴部分にあてたスポット光のうち、前記卵の搬送方向に対して略直交する方向への反射光が受けられる位置に前記受光部が設けられている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の胴径測定装置。
5. 前記投光部および前記受光部は、一本の前記搬送路に対して複数設けられている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の胴径測定装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の胴径測定装置を備える卵のヒビ検出装置であって、
   前記算出部によって算出された前記卵の胴径と、前記卵に対して衝撃を与えることで生じた音とに基づいてヒビの有無を判定する、ヒビ検出装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の胴径測定装置を備える卵選別装置であって、
   前記算出部によって算出された前記卵の胴径が所定範囲外であるものを排除する排除部をさらに備える、卵選別装置。

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