JP2015152436A - 卵のひび割れ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特別な機構を設けなくても卵の寸法を測定することができるひび割れ検査装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るひび割れ検査装置１は、卵Ｅに衝撃を付与する衝撃付与手段２と、衝撃が付与されたときに生ずる振動音を検出するとともに該振動音に関する振動音信号を出力する振動音検出手段３と、振動音信号に演算処理を施して卵Ｅのひび割れを検出する演算手段４とを備えたものであって、振動音検出手段３は、卵Ｅの位置Ｐからの距離が異なる複数のマイクロフォン３ａ、３ｂを含み、複数のマイクロフォン３ａ、３ｂのそれぞれが振動音信号を出力し、演算手段４は、ひび割れを検出するとともに、複数のマイクロフォン３ａ、３ｂから出力された複数の振動音信号を比較した結果に基づいて卵Ｅの寸法を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、卵のひび割れを検出するひび割れ検査装置に関し、特に、ひび割れの検出と並行して卵の寸法の測定も行うことができるひび割れ検査装置に関する。

従来の卵のひび割れ検査装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。このひび割れ検査装置は、卵にインパルス衝撃を付与するハンマーと、衝撃が付与されたときに生ずる振動音を検出するマイクロフォンとを備え、マイクロフォンが検出した振動音の特性に基づいて卵にひび割れが生じているか否かを判定する。より詳しくは、このひび割れ検査装置は、マイクロフォンで検出した振動音がひび割れがある場合に特有の振動音であった場合にひび割れがあると判定する。

また、従来から、振動音と予めレーザセンサを用いて測定しておいた卵の寸法情報とを併用してひび割れを検出するひび割れ検査装置も存在する。このタイプのひび割れ検査装置では、卵の寸法に応じて判定の際に使用する閾値を変化させることで、検出の精度を向上させている。具体的には、このひび割れ検査装置は、卵の寸法が小さい場合は閾値を高めに設定し、検出した振動音とひび割れがないときの振動音との差が大きい場合に限ってひび割れがあると判定する一方、卵の寸法が大きい場合は閾値を低めに設定し、検出した振動音とひび割れがないときの振動音との差がそれほど大きくなくてもひび割れがあると判定する。

特開２０１２−１１３２２号公報

しかしながら、検出精度を向上させるためにひび割れ検査装置にレーザセンサを付加すると、装置が高価になってしまうという問題が発生する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、レーザセンサのような特別な機構を設けなくても卵の寸法を測定することができるひび割れ検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るひび割れ検査装置は、卵に衝撃を付与する衝撃付与手段と、衝撃が付与されたときに生ずる振動音を検出するとともに該振動音に関する振動音信号を出力する振動音検出手段と、振動音信号に演算処理を施して卵のひび割れを検出する演算手段とを備えたひび割れ検査装置であって、振動音検出手段は、卵の衝撃が付与される位置からの距離が異なる複数のマイクロフォンを含み、複数のマイクロフォンのそれぞれが振動音信号を出力し、演算手段は、ひび割れを検出するとともに、複数のマイクロフォンから出力された複数の振動音信号を比較した結果に基づいて卵の寸法を測定することを特徴とする。

上記ひび割れ検査装置は、演算手段が複数のマイクロフォンから出力された複数の振動音信号の時間的なずれに基づいて卵の寸法を測定する構成とすることができる。衝撃付与手段が卵に複数回の衝撃を付与する場合、演算手段は、上記時間的なずれの平均値に基づいて卵の寸法を測定することが好ましい。

上記ひび割れ検査装置は、衝撃付与手段が卵の鋭端近傍および鈍端近傍の少なくとも一方に衝撃を付与する構成とすることができる。この場合は、振動音検出手段を卵の長軸方向に離間して配置された鋭端側マイクロフォンおよび鈍端側マイクロフォンで構成することにより、比較したときに差がでやすい２つの振動音信号を得ることができる。

また、上記ひび割れ検査装置は、衝撃付与手段が鋭端近傍および鈍端近傍に交互に衝撃を付与する構成とすることもできる。この場合は、演算手段が、鋭端近傍に衝撃が付与されたときに鋭端側マイクロフォンから出力された振動音信号に対する鈍端側マイクロフォンから出力された振動音信号の時間遅れと、鈍端近傍に衝撃が付与されたときに鈍端側マイクロフォンから出力された振動音信号に対する鋭端側マイクロフォンから出力された振動音信号の時間遅れとに基づいて卵の寸法を測定すればよい。

さらに、本発明に係る他のひび割れ検査装置は、卵に衝撃を付与する衝撃付与手段と、衝撃が付与されたときに生ずる振動音を検出する振動音検出手段と、振動音に基づいて卵のひび割れに関する情報を演算する演算手段とを備えたひび割れ検査装置であって、振動音検出手段は、卵の衝撃が付与される位置からの距離が異なる複数のマイクロフォンを含み、複数のマイクロフォンのそれぞれが振動音を検出し、演算手段は、ひび割れに関する情報を演算するとともに、複数のマイクロフォンに振動音が到達するまでの到達時間から、卵に衝撃が付与された位置に関する情報を演算することを特徴とする。

本発明ではマイクロフォンおよび振動音信号の種別は特に限定されないが、一例を挙げるとすれば、マイクロフォンはＭＥＭＳマイクロフォン、振動音信号は波形信号である。

なお、本発明の語句「卵の寸法」は、長径や短径を含む狭義の寸法のみを意味するのではなく、寸法と密接に関係する重量をも意味することとする。

本発明によれば、レーザセンサのような特別な機構を設けなくても卵の寸法を測定することができるひび割れ検査装置を提供することができる。

本発明の実施例に係るひび割れ検査装置の基本的な構成を示す図である。 本発明の実施例に係るひび割れ検査装置による卵の寸法の測定原理を説明するための図である。 本発明の実施例に係るひび割れ検査装置の振動音検出手段が出力する振動音信号の一例を示す波形図である。 本発明の実施例に係るひび割れ検査装置が組み込まれた卵検査装置であって、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の変形例に係るひび割れ検査装置による卵の寸法の測定原理を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るひび割れ検査装置の実施例について説明する。

図１に、実施例に係るひび割れ検査装置１を示す。本実施例に係るひび割れ検査装置１は、卵Ｅに衝撃を付与する衝撃付与手段２と、衝撃が付与されたときに生ずる振動音を検出する振動音検出手段３と、振動音信号に演算処理を施して卵Ｅのひび割れを検出する演算手段４とを備えている。振動音検出手段３は、検出した振動音に関する振動音信号を出力する。本発明では、この演算手段４が、ひび割れの検出に用いられる振動音信号を利用して卵Ｅの寸法の測定も行う。

本実施例に係るひび割れ検査装置１は、不図示の駆動源によって回転せしめられるローラー軸６に設けられたつづみ型の搬送ローラー５によって搬送されている最中の卵Ｅの寸法を測定するが、これは単なる一例である。本発明によれば、別の搬送手段によって搬送されている最中の卵Ｅの寸法を測定することもできるし、静止した卵Ｅの寸法を測定することもできる。

衝撃付与手段３は、卵Ｅに傷を付けることがないような形状および材質の先端部を有するハンマー８と、ハンマー８を駆動する駆動部７とを有する。駆動部７は、一定時間おきにハンマー８を卵Ｅに当接させたり卵Ｅから遠ざけたりする。ハンマー８が卵Ｅに当接した位置にくると、卵Ｅに衝撃が付与され、振動音が生ずる。

図１に示すように、本実施例では、ハンマー８によって卵Ｅの鋭端Ｅａ近傍に衝撃が付与されるが、衝撃を付与する位置Ｐは適宜変更可能である。なお、本明細書中の「鋭端近傍」は、卵Ｅの表面のうち、鋭端Ｅａを中心とした全体の３割程度の領域を意味する。また、「鈍端近傍」は、鈍端Ｅｂを中心とした全体の３割程度の領域を意味する。

振動音検出手段３は、卵Ｅの長軸方向に離間して配置された２つのマイクロフォン（鋭端側マイクロフォン３ａ、鈍端側マイクロフォン３ｂ）を有する。本実施例では、鋭端側マイクロフォン３ａ、鈍端側マイクロフォン３ｂとして、小型であるために配置の自由度が高いＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）マイクロフォンを使用した。

図１から明らかなように、鋭端側マイクロフォン３ａおよび鈍端側マイクロフォン３ｂは、位置Ｐからの距離が異なっている。より詳しくは、鋭端側マイクロフォン３ａは、鈍端側マイクロフォン３ｂよりも位置Ｐに近い。

鋭端側マイクロフォン３ａおよび鈍端側マイクロフォン３ｂは、卵Ｅに衝撃が付与されたときに生ずる振動音に関する振動音信号をそれぞれ出力する。本実施例では、鋭端側マイクロフォン３ａは、振動音の大きさに応じて電圧が変化する電圧波形信号を振動音信号Ｓａとして出力する。同様に、鈍端側マイクロフォン３ｂは、振動音の大きさに応じて電圧が変化する電圧波形信号を振動音信号Ｓｂとして出力する。

演算手段４は、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）からなり、特開平１０−２２７７６６号公報に記載された手法により、ひび割れに関する情報を演算し、卵Ｅのひび割れを検出する。より詳しくは、演算手段４は、振動音信号ＳａまたはＳｂをフーリエ変換する。そして、これにより得られたスペクトル強度の低周波数帯（１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）および高周波数帯（５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）の積分値がそれぞれひび割れのない場合に比べてどの程度変化したのかによりひび割れを検出する。ただし、この手法は単なる一例であり、振動音信号に基づくひび割れの検出手法は、適宜変更することができる。

演算手段４は、さらに、振動音信号Ｓａ、Ｓｂに基づいて卵Ｅの寸法の測定も行う。そして、演算手段４は、振動音信号Ｓａ、Ｓｂから得られた２つの情報、すなわち、ひび割れの有無や程度に関するひび割れ情報と、卵Ｅの寸法に関する寸法情報とを出力する。寸法情報には、例えば、長径［ｍｍ］、短径［ｍｍ］、重量［ｇ］、重量分類（ＬＬ、Ｌ、Ｍ、Ｓ、ＳＳ）のうちの１つ、または２つ以上の情報が含まれる。

なお、演算手段４は、ひび割れの検出を担う第１の演算手段と寸法の測定を担う第２の演算手段とで構成されていてもよいし、両方の機能を担う１つの演算手段で構成されていてもよい。

図２に、演算手段４による寸法の測定原理を示す。なお、図２中の符号Ｒで示された線はハンマー８の軌跡を示す。また、符号Ｌａ＊は位置Ｐと鋭端側マイクロフォン３ａとの距離を示し、符号Ｌｂ＊は位置Ｐと鈍端側マイクロフォン３ｂとの距離を示す。

卵Ｅの寸法がＳの場合（図２（Ａ））、鋭端側マイクロフォン３ａは、卵Ｅの位置Ｐに衝撃が付与されてから距離Ｌａ１に比例した時間だけ遅れて振動音信号Ｓａを出力し始める。一方、鈍端側マイクロフォン３ｂは、卵Ｅの位置Ｐに衝撃が付与されてから距離Ｌｂ１に比例した時間だけ遅れて振動音信号Ｓｂを出力し始める。前述の通り、距離Ｌｂ１は距離Ｌａ１よりも長い。このため、鈍端側マイクロフォン３ｂは、鋭端側マイクロフォン３ａが振動音信号Ｓａを出力し始めてから、距離Ｌｂ１−Ｌａ１に比例した時間遅れΔｔが経過した後に、振動音信号Ｓｂを出力し始める。

図３に、振動音信号ＳａおよびＳｂの関係を示す。同図に示すように、時間遅れΔｔは、振動音信号Ｓａが所定の閾値ＴＨを超えた時間ｔａと振動音信号Ｓｂが該閾値ＴＨを超えた時間ｔｂとの差、すなわち、ｔｂ−ｔａを測定することにより、比較的容易に測定することができる。時間遅れΔｔを測定することで、振動音信号ＳａおよびＳｂの時間的なずれ、より詳しくは、振動音信号Ｓａに対する振動音信号Ｓｂの遅れがどの程度なのかを知ることができる。

卵Ｅの寸法がＭの場合（図２（Ｂ））、時間遅れΔｔは距離Ｌｂ２−Ｌａ２に比例する。また、卵Ｅの寸法がＬの場合（図２（Ｃ））、時間遅れΔｔは距離Ｌｂ３−Ｌａ３に比例する。

このように、本発明では、振動音検出手段３を構成する複数のマイクロフォンのそれぞれに振動音が到達するまでの到達時間（上の例では、ｔａおよびｔｂ）が取得される。そして、それに基づいて、演算手段４が卵Ｅに衝撃が付与された位置に関する情報を演算する。

表１に、本実施例に係るひび割れ検査装置１によって、寸法の異なる卵Ｅの鋭端Ｅａ近傍にそれぞれ衝撃を３回付与して時間遅れΔｔを測定し、その平均値を算出した結果を示す。

上表から明らかなように、時間遅れΔｔ（＝ｔｂ−ｔａ）は、卵Ｅの寸法が大きくなるにつれて大きくなった。演算装置４は、この時間遅れΔｔと卵Ｅの寸法の関係を利用して、卵Ｅの寸法を測定する。

ハンマー８が、卵Ｅの鈍端Ｅｂ近傍に衝撃を付与する場合は、距離Ｌａ＊が距離Ｌｂ＊よりも長くなる。この場合、演算手段４は、振動音信号Ｓｂに対する振動音信号Ｓａの時間遅れΔｔ（＝ｔａ−ｔｂ）に基づいて卵Ｅの寸法を測定する。

表２に、本実施例に係るひび割れ検査装置１によって、寸法の異なる卵Ｅの鈍端Ｅｂ近傍にそれぞれ衝撃を３回付与して時間遅れΔｔを測定し、その平均値を算出した結果を示す。

卵Ｅの鋭端Ｅａ近傍に衝撃を付与した場合と同様、時間遅れΔｔは、卵Ｅの寸法が大きくなるにつれて大きくなった。

図４に、ひび割れ検査装置１’が組み込まれた卵検査装置１０を示す。卵検査装置１０は、搬送方向に沿って等間隔に配置された複数のローラー軸６および該ローラー軸６に等間隔に設けられた複数の搬送ローラー５からなる搬送手段と、搬送中の卵Ｅの上方を覆うカバー９と、カバー９の内側に設けられたひび割れ検査装置１’とを備えている。同図に示すように、卵検査装置１０は、搬送手段により形成される搬送ラインの数（図４では３つ）と同じ数のひび割れ検査装置１’を備えている。また、搬送中の卵Ｅは、その長軸方向と搬送方向が直角をなしている。卵検査装置１０は、この他、卵Ｅの汚れを検出する不図示の汚検査装置等も備えている。

ひび割れ検査装置１’は、卵Ｅの鋭端Ｅａ近傍に衝撃を付与する８つの衝撃付与手段２ａと、卵Ｅの鈍端Ｅｂ近傍に衝撃を付与する８つの衝撃付与手段２ｂと、隣接する衝撃付与手段２ａおよび２ｂの間に各１つ設けられた鋭端側マイクロフォン３ａおよび鈍端側マイクロフォン３ｂからなる振動音検出手段３と、振動音検出手段３に接続された演算手段４（不図示）とを備えている。

衝撃付与手段２ａおよび２ｂは、搬送中の卵Ｅに対して一定時間おき連続的に衝撃を付与する。ただし、隣接した衝撃付与手段２ａおよび２ｂは、１つの卵Ｅに対して同じタイミングで衝撃を付与することがないように調整されている。このため、衝撃付与手段２ａおよび２ｂは、搬送中の卵Ｅに対して交互に衝撃を付与する。

鋭端側マイクロフォン３ａおよび鈍端側マイクロフォン３ｂは、これらを結ぶ線が、卵Ｅの長軸方向に対して平行となり、かつ水平となるように配置されている。

ある衝撃付与手段２ｂが卵Ｅに衝撃を付与すると、演算手段４は、その衝撃付与手段２ｂに隣接する振動音検出手段３が出力した振動音信号Ｓａ、Ｓｂから時間遅れΔｔ（＝ｔａ−ｔｂ）を測定し、測定した時間遅れΔｔに基づいて卵Ｅの寸法を測定する。一方、ある衝撃付与手段２ａが卵Ｅに衝撃を付与すると、演算手段４は、その衝撃付与手段２ａに隣接する振動音検出手段３が出力した振動音信号Ｓａ、Ｓｂから時間遅れΔｔ（＝ｔｂ−ｔａ）を測定し、測定した時間遅れΔｔに基づいて卵Ｅの寸法を測定する。

衝撃付与手段２ａおよび２ｂがそれぞれ１つの卵Ｅに対して複数回衝撃を付与する場合、演算手段４は、衝撃付与手段２ａによって衝撃が付与されたときの時間遅れΔｔの平均値と、衝撃付与手段２ｂによって衝撃が付与されたときの時間遅れΔｔの平均値とに基づいて寸法を測定することが好ましい。振動音とともに雑音を検出してしまうことが避けられない場合でも、平均値に基づいて測定を行うことで、雑音による影響をある程度緩和することができる。

また、演算手段４は、鋭端Ｅａ近傍からの振動音に基づいて測定した寸法と鈍端Ｅｂ近傍からの振動音に基づいて測定した寸法とが一致した場合に限って寸法情報を出力し、不一致だった場合は寸法情報を出力しないように構成されていてもよい。この構成によれば、何らかの理由により鋭端Ｅａ近傍またはり鈍端Ｅｂ近傍において正しい測定が行われなかった場合に、誤った寸法情報が出力されてしまうのを防ぐことができる。

以上、本発明に係るひび割れ検査装置の実施例について説明してきたが、本発明は実施例の構成に限定されるものではなく、種々の変形例が存在する。

振動音検出手段３を構成する２つのマイクロフォンの配置は、任意に変更することができる。例えば、２つのマイクロフォンは、図５に示すように、垂直方向に離間して設けられてもよい。この場合は、マイクロフォン３ｄが出力した振動音信号Ｓｄに対するマイクロフォン３ｃが出力した振動音信号Ｓｃの時間遅れΔｔ（＝ｔｃ−ｔｄ）に基づいて卵Ｅの寸法を測定することができる。ただし、マイクロフォンの配置を変更する場合は、位置Ｐからの距離が等しくならないように注意する必要がある。

振動音検出手段３が出力する振動音信号は、電圧波形信号に限定されない。例えば、振動音信号は、振動音の大きさに応じて電流が変化する電流波形信号であってもよいし、振動音の大きさが所定の閾値を超えたことを示すパルス信号であってもよい。

１ ひび割れ検査装置
２、２ａ、２ｂ 衝撃付与手段
３ 振動音検出手段
３ａ 鋭端側マイクロフォン
３ｂ 鈍端側マイクロフォン
４ 演算装置
５ 搬送ローラー
６ ローラー軸
７ 駆動部
８ ハンマー
９ カバー
１０ 卵検査装置
Ｅ 卵
Ｅａ 鋭端
Ｅｂ 鈍端

Claims (8)

1. 卵に衝撃を付与する衝撃付与手段と、前記衝撃が付与されたときに生ずる振動音を検出するとともに該振動音に関する振動音信号を出力する振動音検出手段と、前記振動音信号に演算処理を施して前記卵のひび割れを検出する演算手段とを備えたひび割れ検査装置であって、
   前記振動音検出手段は、前記卵の前記衝撃が付与される位置からの距離が異なる複数のマイクロフォンを含み、前記複数のマイクロフォンのそれぞれが前記振動音信号を出力し、
   前記演算手段は、前記ひび割れを検出するとともに、前記複数のマイクロフォンから出力された複数の前記振動音信号を比較した結果に基づいて前記卵の寸法を測定する
   ことを特徴とするひび割れ検査装置。
2. 前記演算手段は、前記複数のマイクロフォンから出力された複数の振動音信号の時間的なずれに基づいて前記卵の寸法を測定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のひび割れ検査装置。
3. 前記衝撃付与手段は、前記卵に複数回の衝撃を付与し、
   前記演算手段は、前記時間的なずれの平均値に基づいて前記卵の寸法を測定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のひび割れ検査装置。
4. 前記衝撃付与手段は、前記卵の鋭端近傍および鈍端近傍の少なくとも一方に前記衝撃を付与し、
   前記振動音検出手段は、前記卵の長軸方向に離間して配置された鋭端側マイクロフォンおよび鈍端側マイクロフォンを含む
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のひび割れ検査装置。
5. 前記衝撃付与手段は、前記鋭端近傍および前記鈍端近傍に交互に衝撃を付与し、
   前記演算手段は、前記鋭端近傍に衝撃が付与されたときに前記鋭端側マイクロフォンから出力された振動音信号に対する前記鈍端側マイクロフォンから出力された振動音信号の時間遅れと、前記鈍端近傍に衝撃が付与されたときに前記鈍端側マイクロフォンから出力された振動音信号に対する前記鋭端側マイクロフォンから出力された振動音信号の時間遅れとに基づいて前記卵の寸法を測定する
   ことを特徴とする請求項４に記載のひび割れ検査装置。
6. 前記複数のマイクロフォンは、ＭＥＭＳマイクロフォンであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のひび割れ検査装置。
7. 前記振動音信号は、波形信号であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のひび割れ検査装置。
8. 卵に衝撃を付与する衝撃付与手段と、前記衝撃が付与されたときに生ずる振動音を検出する振動音検出手段と、前記振動音に基づいて前記卵のひび割れに関する情報を演算する演算手段とを備えたひび割れ検査装置であって、
   前記振動音検出手段は、前記卵の前記衝撃が付与される位置からの距離が異なる複数のマイクロフォンを含み、前記複数のマイクロフォンのそれぞれが前記振動音を検出し、
   前記演算手段は、前記ひび割れに関する情報を演算するとともに、前記複数のマイクロフォンに前記振動音が到達するまでの到達時間から、前記卵に前記衝撃が付与された位置に関する情報を演算する
   ことを特徴とするひび割れ検査装置。

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