JP2017127955A - 吸着搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着ノズルの構成部品に経年劣化が生じても、青果物を吸着したときに変形しにくい構成の吸着搬送装置を提供しようとする。【解決手段】開口部を有し、青果物６を吸着する吸着部７２と、負圧がかけられる吸引部７１と、円筒状で前記吸引部７１と吸着部７２の間に介在して伸縮及び撓み可能な可撓部７３とが軸方向に配置されて吸着ノズル６６を構成し、前記吸引部７１からの吸引力により吸着部７２で青果物６を吸着して搬送する吸着搬送装置６０において、前記可撓部７３の内部に、軸方向に弾性を有する付勢手段７８を設ける。【選択図】図５

Description

本発明は、表面が柔らかい青果物を吸着して搬送する吸着搬送装置の吸着ノズルの技術に関する。

従来、イチゴなどの表面が柔らかい青果物を傷つけることなく、確実に保持して搬送するために、吸着保持装置を用いることが行われている。該吸着保持装置は、気泡型ゴムからなる環状の接触リングと、機密性を有する気泡型ゴムからなる環状の変形リングと、剛体からなり前記接触リングと前記変形リングとの間に配置されて、前記接触リングと前記変形リングとを連結する連結部材と、前記変形リングと吸着保持具の枠体とを接続する接続部材とから構成した技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１５５３１８号公報

しかし、前記従来の構成であると、長く搬送作業が行われて変形リングが劣化した場合、接触リングに青果物を吸着して持ち上げた時に、青果物が垂れ下がり、搬送途中で青果物が落下して傷ついたり、トレイに収納するときに引っ掛かって収納に失敗したりするおそれがあった。
そこで、吸着ノズルの構成部品に経年劣化が生じても、青果物を吸着したときに変形しにくい構成の吸着搬送装置を提供しようとする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１においては、開口部を有し、青果物を吸着する吸着部と、負圧がかけられる吸引部と、円筒状で前記吸引部と吸着部の間に介在して伸縮及び撓み可能な可撓部とが軸方向に配置されて吸着ノズルを構成し、前記吸引部からの吸引力により吸着部で青果物を吸着して搬送する吸着搬送装置において、前記可撓部の内部に、軸方向に弾性を有する付勢手段を設けるものである。

請求項２においては、前記付勢手段はコイルバネで構成されるものである。
請求項３においては、前記コイルバネは円錐台状に構成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、吸着部の可撓部は付勢手段により補強されることになり、可撓部が劣化しても伸縮と可撓性を有しながら青果物を吸着して持ち上げても垂れ下がることなく、姿勢を保持しながら搬送することができるようになる。また、青果物を吸着した状態で搬送するときにも、移動時における慣性力に対しても変形を防ぐことができ、安定した姿勢で搬送できるようになる。

本発明の一実施形態に係る選果システムの全体構成を示した平面図。 青果物搬送装置と搬送装置とトレイ搬送装置を示した斜視図。 吸着搬送装置の斜視図。 吸着搬送装置の側面図。 吸着ノズルの断面図。 第二実施形態の吸着ノズルの断面図。 第三実施形態の吸着ノズルの断面図。 第四実施形態の吸着ノズルの断面図。

本発明の実施形態に係る吸着搬送装置６０により青果物を搬送する選果システム１について、図１、図２を用いて全体構成から説明する。なお、図中で示す白色矢印は搬送方向を示し、前後左右を矢印で示す方向として説明する。

選果システム１は、円柱状の上面に凹部が形成された載置台５に一つずつ青果物６が載置されてコンベアにより搬送されるとともに、該載置台５に載置された青果物６は搬送途中で選別されて、等級や階級毎にトレイ８に詰めるようにしている。
ここで、本実施形態では、青果物６は可食部６ａとがく片（通称：へた）部６ｂとを備えるイチゴを実施例として説明するが、青果物６は、ミズナス、びわ、洋ナシ、いちじく、マンゴウ等であっても良く限定するものではない。

またここで、青果物６が詰められるトレイ８は、発泡スチロール等のクッション性を有し、製造容易な合成樹脂素材等からなり、軽量で平面視長方形の部材であり、載置台５から吸着搬送装置６０により搬送された青果物６が収納される凹状の収納凹部８ａを縦横に複数形成され、最外周には所定幅を有する縁部が形成される。本実施形態のトレイ８では、２４個（長手方向に６個、短手方向に４個）の収納凹部８ａ・８ａ・・・が形成されるが、収納凹部８ａの配置構成は千鳥状に配置してもよく、個数も限定するものではない。
また、トレイ８の収納凹部８ａの中心軸線は、平面視で長手方向（または短手方向またはトレイ搬送方向）に対して所定角度傾斜するように配置され、収納効率を高めている。

また、選果システム１は、図１に示すように、作業者によって載置台５に青果物６が載置される青果物載置部３０と、青果物載置部３０において載置台５に載置された青果物６の品質（等級や階級）を計測する品質計測部４０と、品質計測部４０における計測結果に基づいて青果物６をその等級や階級毎に載置台５からトレイ８に搬送する搬送部５０と、を備える。選果システム１では、主搬送装置１１に沿って上流側から下流側へ順に、青果物載置部３０、品質計測部４０、搬送部５０、と配置される。

選果システム１は、主搬送装置１１の下流側端に廃棄ライン１４を備える。選果システム１では、青果物６は、規格外に変形しているもの、規格外に大きすぎるもの又は小さすぎるもの、規格外に変質しているもの、傷が付いているもの、がく片部６ｂがないもの、残留農薬が規定値以上のもの等の場合には、廃棄ライン１４に搬送される。

選果システム１は、青果物載置部３０において青果物６が載置台５に正確に載置されていなかった場合に、品質計測部４０の下流側から、主搬送装置１１の上流側に当該載置台５を戻す、リターンライン１２を備える。

選果システム１は、搬送部５０において青果物６がトレイ８へ搬送されて、青果物６が載置されていない（空の状態）載置台５を、搬送部５０の終端から主搬送装置１１の上流側に戻す、載置台戻りライン１３を備える。
なお、選果システム１は、図示しない制御装置に種々の機構や装置のアクチュエータやセンサ等と接続されて、これらを制御するようにしている。つまり、主搬送装置１１や後述する青果物搬送装置５１やトレイ搬送装置５３のコンベアの駆動や、後述する吸着搬送装置６０のシリンダ等は制御装置により制御される。

載置台５は、青果物６が所定の姿勢で載置されるものであり、略円筒状に形成され、平面視中央に向かって低くなる略円錐形の凹部が形成され、略横に寝かせた青果物６が収まるように構成され、搬送方向に対して中心軸線が設定角度傾斜して凹部が形成される。載置台５の中央には上下方向に貫通孔が開口され、品質計測部４０の投光手段から照射される光が上方（又は下方）から下方（又は上方）に貫通孔内を通って、受光手段がこれを受光可能なように構成される。

また、載置台５の側面（若しくは底面）には、ＩＤ認識手段が貼設される。具体的には、載置台５のＩＤ認識手段は、バーコードや二次元コードや磁気テープやＩＣチップ等で構成される。載置台５のＩＤ認識手段には、認識番号が記される（ＩＤが書込まれる）。載置台５のＩＤ認識手段における認識番号は、品質計測部４０や搬送部５０において、それぞれ図示しない読取手段によって読取られる。

選果システム１の主搬送装置１１は、ベルトコンベアにより構成される。主搬送装置１１の搬送ベルトの搬送面上には、青果物６が載置されていない載置台５、又は、青果物載置部３０において青果物６が載置された載置台５が載せられて搬送される。

選果システム１の青果物載置部３０では、主搬送装置１１の上流側の両側又は一側に、複数の作業者が位置して、当該作業者によって主搬送装置１１により搬送される載置台５に青果物６が略横に寝かせるようにして載置される。

選果システム１の品質計測部４０は、載置台５に載置されて主搬送装置１１により搬送されてくる青果物６の質量を計測する質量計、青果物６を撮影するＣＣＤカメラ等の撮影手段、撮影手段で撮影された画像に関する情報の画像処理を行う画像処理手段、青果物６の内部の品質を計測する投光手段及び受光手段、等が配置されて構成される。
そして、品質計測部４０では、青果物６の質量、青果物６の大きさ、青果物６の変質度合い、青果物６の傷の有無、青果物６のがく片部６ｂの有無、載置台５に載置される青果物６の向き（がく片部６ｂの向き、及び、主軸の傾斜する方向）、青果物６の糖度や酸度、青果物６の残留農薬濃度、等に関する情報、及び、品質計測部４０に配置される読取手段によって読取られた載置台５の認識番号に関する情報は、制御装置に送信されて、その記憶手段に記憶される。

選果システム１の搬送部５０は、図１に示すように、主搬送装置１１の左右一側に複数配置される。
搬送部５０では、主搬送装置１１によって搬送されてくる載置台５を主搬送装置１１から各搬送部５０に搬送して、載置台５に載置される青果物６をトレイ８の収納凹部８ａに搬送する。各載置台５は主搬送装置１１から各搬送部５０・５０・・・へ、青果物６の階級や等級等に応じて分岐して搬送される。当該青果物６の階級や等級等は、前記品質計測部４０で決定され、搬送部５０毎に予め設定されている。

搬送部５０は、主搬送装置１１から分岐するように配置される青果物搬送装置５１と、主搬送装置１１と青果物搬送装置５１との分岐部分（青果物搬送装置５１の始端側）に配置される分岐装置５２と、載置台５に載置される青果物６の向きを修正する方向修正装置（不図示）と、トレイ８を搬送するトレイ搬送装置５３と、載置台５に載置された青果物６をトレイ８に搬送する吸着搬送装置６０と、を有して構成される。

搬送部５０の分岐装置５２は、主搬送装置１１と青果物搬送装置５１との分岐部分において、等級や階級等に応じて青果物６が載置された載置台５を主搬送装置１１から搬送部５０に分岐させ、青果物搬送装置５１へ搬送させるものである。

搬送部５０は図２に示すように、青果物搬送装置５１とトレイ搬送装置５３は平行に配置され、吸着搬送装置６０は青果物搬送装置５１とトレイ搬送装置５３に跨るように直交して配設される。
青果物搬送装置５１は、主搬送装置１１から分岐装置５２によって分岐されて搬送された載置台５を搬送するものである。搬送部５０の青果物搬送装置５１は、その搬送方向が主搬送装置１１の搬送方向に対して直交するように配置される。

前記トレイ搬送装置５３は、ベルトコンベアによって構成され、その搬送方向が青果物搬送装置５１の搬送方向と同一方向となるように、青果物搬送装置５１に平行して並べて配置される。トレイ搬送装置５３の上流側には、トレイ供給装置５９が配置され、空のトレイ８が順に一枚ずつベルトコンベア上に供給される。トレイ搬送装置５３の下流側にはトレイ８を箱詰めして、出荷する工程が設けられる。

前記吸着搬送装置６０は、図２に示すように、青果物搬送装置５１によって搬送される載置台５上の青果物６を、トレイ搬送装置５３によって搬送されるトレイ８へ搬送するものである。吸着搬送装置６０は、主としてリニアシリンダ６１、シリンダフレーム６２、複数の吸着ノズル６６・６６・・・等を具備する。

前記リニアシリンダ６１は、青果物搬送装置５１およびトレイ搬送装置５３の搬送方向に対して前後方向にまたがるように（直交するように）、青果物搬送装置５１およびトレイ搬送装置５３の上方に配置される。該リニアシリンダ６１の作動部にはシリンダフレーム６２が取り付けられ、シリンダフレーム６２を青果物搬送装置５１の上方とトレイ搬送装置５３の上方を往復移動可能に構成している。リニアシリンダ６１は電動またはエアにより前後往復駆動可能としているが、その駆動方式は限定するものではない。

シリンダフレーム６２は略門型に形成され、左右両側の上下フレームの間に摺動軸６４・６４が横架され、該摺動軸６４・６４に収納凹部８ａの列数に合わせた複数の吸着ノズル６６・６６・・・が左右摺動可能に支持される。吸着ノズル６６は、本実施形態では、トレイ８の収納凹部８ａの列数に合わせて６台設けられている。

図２、図３、図４に示すように、吸着ノズル６６は、上下シリンダ６３と水平シリンダ６５により支持される。上下シリンダ６３は前記摺動軸６４・６４上に摺動可能に支持され、図示しない整列シリンダの伸縮により載置台５の位置に合わせて移動される。前記上下シリンダ６３のピストンロッド先端（下端）には、角度変更手段８０を介して水平シリンダ６５が取り付けられる。水平シリンダ６５のピストンロッド先端に吸着ノズル６６が取り付けられる。

前記吸着ノズル６６は、図４、図５に示すように、吸引部７１と吸着部７２と可撓部７３とエジェクタ７４からなる。
前記吸引部７１は円筒状の吸着管本体となり、一側（先端側）に可撓部７３を介して吸着部７２が取り付けられ、他側（基部側）に空気吸引手段となるエジェクタ７４が取り付けられる。
エジェクタ７４は一端より圧縮空気を吸入して他端へ送り吐出し、他端で負圧を発生させて吸着部７２側の開口から空気を吸入するようにしている。

吸着部７２は、吸着したときに青果物６を傷つけないような柔らかい材質により構成され、例えば、スポンジや発泡ゴム等の弾性部材で構成される。該吸着部７２は円筒状に構成され先端側の開口部に青果物６を吸着させる。この青果物６を吸着する先端側は軸線に対して斜めにカットされて、その傾斜面が吸着面とし、斜め上方から移動して吸着できるようにしている。また、吸着管７２の他端（基部側）は先端側中間リング７５を介して可撓部７３に取り付けられる。

可撓部７３はスポンジや発泡ゴム等の弾性部材で円筒状に構成される。先端側中間リング７５は合成樹脂等により外周が段付の円環状に構成される。先端側中間リング７５の先端側の面に吸着部７２の基部側の面が両面テープにより接着固定される。先端側中間リング７５の基部側の段付部に可撓部７３の先端側が外嵌されて、両面テープで接着固定される。こうして、可撓部７３は前記吸着部７２と同一軸心上で外径を一致させて固定される。但し、固定方法は両面テープに限定されず接着剤で固定してもよい。なお、先端側中間リング７５の内径は可撓部７３の内径よりも小さく構成され、この部分で後述する付勢手段７８の先端部を受けるようにしている。

前記可撓部７３の基部側は、基部側中間リング７６を介して吸引部７１の先端側に固定される。基部側中間リング７６は合成樹脂等により外周が段付の円環状に構成される。基部側中間リング７６の先端側は可撓部７３の基部側に両面テープにより接着固定され、基部側中間リング７６の基部側の段付部は吸引部７１の先端側に外嵌され、ネジ７７により外側から締め付け固定される。こうして、可撓部７３と基部側中間リング７６と吸引部７１が同一軸心上で外径を略一致させて固定される。但し、ネジ７７を用いる代わりにピン等を用いて固定してもよい。但し、前記両面テープの代わりに接着剤で固定してもよく固定方法は限定するものではない。また、先端側中間リング７５もネジ等を用いて固定してもよい。なお、基部側中間リング７６の内径は可撓部７３の内径よりも小さく構成され、この部分で後述する付勢手段７８の基部側端部を受けるようにしている。

そして、吸着部７２は吸引部７１に対して、前記ネジ７７を緩めることにより着脱可能となり、交換やメンテナンスが容易に行える。また、これにより回転可能となり、吸着部７２先端の斜めにカットされた吸着面が載置台５やトレイ８の種類に合わせて付け替えたり回転させたりできるようにしている。

前記可撓部７３の内部には付勢手段７８が収納されている。付勢手段７８はコイルバネで構成され、付勢手段７８の外径が可撓部７３の内径に略一致するように構成される。そして、付勢手段７８の先端側が前記先端側中間リング７５の基部側面に当接し、付勢手段７８の基部側が基部側中間リング７６の先端側面に当接し、位置決めされて保持されるようにしている。

このように構成することによって、付勢手段７８の先端側は先端側中間リング７５の後端面に当接し、付勢手段７８の基部側は基部側中間リング７６の先端側面に当接して可撓部７３が軸心方向に伸びるように付勢される。従って、可撓部７３の内周面が付勢手段７８の外周で支持されるようになり、可撓部７３が劣化して弾性が低下しても、吸着部７２に青果物６を吸着して持ち上げたときに可撓部７３は付勢手段７８により軸心方向の姿勢が保持されるようになり、青果物６の重量により可撓部７３が下方に撓むことが防止されるようになる。また、搬送したときに発生する慣性力に対しても変形することがなく、姿勢を保ったまま安定した状態で搬送することができるようになる。

また、前記付勢手段７８の保持構成の第二実施形態として、図６に示すように、吸引部７１の先端側で付勢手段７８の基部側を保持することもできる。つまり、基部側中間リング７６の内径を可撓部７３の内径と略同一とし、吸引部７１の先端側の内部に内径が異なる（大きくなる）段部７１ａを形成し、該段部７１ａに付勢手段７８の基部側が当接するように取り付ける。

このように構成することにより、付勢手段７８の基部側が吸引部７１と基部側中間リング７６により受け止められるようになり、吸着部７２に青果物６を吸着して持ち上げたときに、前記実施例では、可撓部７３と付勢手段７８の基部側の略同一の位置が変形の支点となり、基部側中間リング７６と可撓部７３の接着部に力が集中するが、本実施形態では、変形するときの支点が異なり、力が分散され、付勢手段７８の基部側が吸引部７１の先端側内部で支持されて、耐久性を向上することができる。

また、前記付勢手段７８の保持構成の第三実施形態として、図７に示すように、付勢手段７８を円錐台形のコイルスプリングとして保持する構成とすることもできる。つまり、付勢手段７８は先端側ほど径が大きくなる円錐台状にコイルスプリングが構成され、付勢手段７８の基部側は前記第二実施形態と同様に保持され、付勢手段７８の先端側は、可撓部７３の先端側の内部に形成した段部７３ａに保持する構成とする。
こうして、可撓部７３を付勢手段７８により内側から支えることができ、吸着部７２に青果物６を吸着して持ち上げたときには、垂れ下がり難くなり、耐久性を向上できるようになる。
また、付勢手段７８は、図８に示すように、基部側の径が大きく先端側の径が小さくなるように構成することもできる。この場合、コイルバネは先端側ほど変形し難くなるため、可撓部７３の変形も抑えることができるようになる。

以上のように、開口部を有し、青果物６を吸着する吸着部７２と、負圧がかけられる吸引部７１と、円筒状で前記吸引部７１と吸着部７２の間に介在して伸縮及び撓み可能な可撓部７３とが軸方向に配置されて吸着ノズル６６を構成し、前記吸引部７１からの吸引力により吸着部７２で青果物６を吸着して搬送する吸着搬送装置６０において、前記可撓部７３の内部に、軸方向に弾性を有する付勢手段７８を設けるので、吸着部７２に青果物６を吸着して持ち上げたときに可撓部７３が垂れ下がろうとするが、付勢手段７８により内側から可撓部７３が支えられて、垂れ下がることがなく、搬送途中で青果物６が落下したり、トレイ８に収納するときに失敗したりすることがなくなり、確実に搬送することができるようになる。

また、前記付勢手段７８はコイルバネで構成されるので、簡単な構成で安価で得られ、組み立てやすく、吸引力を低下させたり、外観を悪化させるようなことがない。
また、前記コイルバネは円錐台状に構成されるので、付勢手段７８の支持力をアップでき、耐久性を向上することができる。

６ 青果物
６０ 吸着搬送装置
６６ 吸着ノズル
７１ 吸引部
７２ 吸着部
７３ 可撓部
７８ 付勢手段

Claims (3)

1. 開口部を有し、青果物を吸着する吸着部と、負圧がかけられる吸引部と、円筒状で前記吸引部と吸着部の間に介在して伸縮及び撓み可能な可撓部とが軸方向に配置されて吸着ノズルを構成し、前記吸引部からの吸引力により吸着部で青果物を吸着して搬送する吸着搬送装置において、前記可撓部の内部に、軸方向に弾性を有する付勢手段を設けることを特徴とする吸着搬送装置。
2. 前記付勢手段はコイルバネで構成されることを特徴とする請求項１に記載の吸着搬送装置。
3. 前記コイルバネは円錐台状に構成されることを特徴とする請求項２に記載の吸着搬送装置。

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