JP2017145025A - 選果システムの箱詰め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】箱詰めするときに吸着ノズルが当たる外周の起立片は半組立状態として、全てのトレイの凹部に収納した後に未組立の起立片を組み立てるようにして、箱詰め作業を効率良く行える箱詰め装置を提供しようとする。
【解決手段】選果後の青果物６を斜め上側方より吸着して、収納箱２１に収納された複数の収納凹部８ａを有するトレイ８に順次収納する選果システム１の箱詰め装置２０において、前記収納箱２１は矩形の底板２１ａの周囲４辺から起立片２１ｂが折り曲げられて上方が開放するように組み立てられる箱体であり、箱詰め位置まで搬送された収納箱２１は、少なくとも一つの起立片２１ｂが未組立状態とされ、箱詰め工程で前記トレイ８の全ての収納凹部８ａに青果物６が収納され、該箱詰め工程の後に、前記未組立状態の起立片２１ｂを折り曲げて組立を完了させる最終箱組立装置を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、選別後の青果物を、トレイを収納した箱に直接詰める選果システムの箱詰め装置に関する。

従来、リンゴ等の農産物を、複数の吊持手段のそれぞれの吸着パッドに吸着させて、段ボール箱内に収納したトレイパックに一列ずつ詰めるようにした技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３６４１５５５号公報

従来の箱詰め装置は、リンゴやなし等の果軸が上側に向くように箱詰めする農産物では、上方より選別後の農産物を吸着して搬送し、箱内のトレイに収納して箱詰めできるのであるが、イチゴやイチジク等では先端側の熟した部分が見えるように寝かせた状態で箱詰めする。そして、イチゴのように、表面が柔らかい青果物であると、へた側を吸着して搬送する必要があるため、斜め上方より吸着して搬送することになる。
このように、寝かせた状態で搬送して箱詰めしようとすると、箱の周囲に近いトレイの凹部に青果物を収納しようとしても、農産物を吸着する吸着ノズルが箱周囲の起立片に当たり、収納することができなかった。
そこで、箱詰めするときに吸着ノズルが当たる外周の起立片は半組立状態として、全てのトレイの凹部に収納した後に未組立の起立片を組み立てるようにして、箱詰め作業を効率良く行える箱詰め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、選果後の青果物を斜め上側方より吸着して、収納箱に収納された複数の収納凹部を有するトレイに順次収納する選果システムの箱詰め装置において、前記収納箱は矩形の底板の周囲４辺から起立片が折り曲げられて上方が開放するように組み立てられる箱体であり、箱詰め位置まで搬送された収納箱は、少なくとも一つの起立片が未組立状態とされ、箱詰め工程で前記トレイの全ての収納凹部に青果物が収納され、該箱詰め工程の後に、前記未組立状態の起立片を折り曲げて組立を完了させる最終箱組立装置を備えるものである。

請求項２においては、前記未組立の起立片は、左右両側に備える舌片を隣接する起立片の一端に一部が係止されるものである。

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、選別後の青果物を、吸着ノズルを傾けた状態で吸着して搬送する箱詰め装置においても、直接収納箱に収納したトレイの収納凹部に搬送して箱詰めできるようになり、作業効率を向上することができるようになった。

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箱詰め装置を示した斜視図。 箱詰め装置の側面図。 最終箱組立装置の側面図。 収納箱の斜視図。 箱詰め工程の他の実施形態を示す斜視図。

本発明の実施形態に係る箱詰め装置２０を備える選果システム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が収納されるトレイ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により搬送される青果物６を収納するための凹状の収納凹部８ａが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は千鳥状に配置してもよく、その配置構成は限定するものではなく、収納凹部８ａの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。そして、トレイ８は後述する収納箱２１に予め収納されている。

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（青果物載置工程）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（品質計測工程）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（選別工程と箱詰め工程）５０と、最終箱組立装置２２により起立片を折り曲げる最終箱組立工程とを備える。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の下流側端に廃棄工程として廃棄ライン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吸着搬送装置６０や最終箱組立装置２２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を収納した収納箱２１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。トレイ搬送装置５３と吸着搬送装置６０で箱詰め装置２０を構成して、青果物６を載置台５から直接収納箱２１内のトレイ８に搬送して詰めるようにしている。

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が配置される。トレイ供給装置５９は空のトレイ８を予め収納した収納箱２１を順に一枚ずつベルトコンベア上に供給する。トレイ搬送装置５３の下流側には最終箱組立工程となる収納箱２１の未組立部分を組み立てる最終箱組立装置２２が配置される。更に下流側に、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青果物搬送装置５１上の載置台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、円筒状の吸着管本体の一側（基部側）に空気吸引手段を設け、他側（先端側）に吸着部が設けられ、空気吸引手段で負圧を発生させて吸着部先端の開口から空気を吸入し、吸着部で青果物６を吸着させるようにしている。

前記吸着ノズル６６は、水平シリンダ６５に上下方向及び前後左右方向で斜めに取り付けられて吸着部が搬送時に載置台５やトレイ８に当たらないようにしている。

前記トレイ８は、収納箱２１に収納された状態で搬送され、青果物６をトレイ８に収納することで同時に箱詰めできるようにして、従来のトレイ８に青果物６を収納した状態で収納箱２１に収納する箱詰め工程を省けるようにしいる。本実施形態では、一つの収納箱２１に二つのトレイ８を平行に並べて収納しているが、トレイ８の収納数は限定するものではない。

前記収納箱２１は、段ボールや、厚紙で構成され、図５に示すように、矩形の底板２１ａの周囲４辺から起立片２１ｂ（２１ｂ１・２１ｂ２・２１ｂ３・２１ｂ４）が上方に折り曲げられて立設され、上方が開放される箱体としている。本選果システム１では、トレイ供給装置５９にセットする時の収納箱２１は、少なくとも一つの起立片２１ｂが未組立（開放された）状態、または、半組立状態としている。未組立状態とは、図５（ｂ）に示すように、起立片２１ｂが折り曲げられていない状態とし、半組立状態とは、図３（ａ）に示すように、起立片２１ｂ１が少し折り曲げられ、舌片２１ｃの一部が起立片２１ｂ２・２１ｂ４の端部に差し込まれて係止された状態のような未完成の状態とする。

前記収納箱２１は、一つの起立片２１ｂが最後に組み立てられる構造であればよくその組立構造は限定するものではなく、例えば、図５（ａ）の収納箱２１は、底板２１ａの周囲の辺に起立片２１ｂ１・２１ｂ２・２１ｂ３・２１ｂ４が設けられ、一つの起立片２１ｂ１の左右両側には舌片２１ｃ・２１ｃが設けられ、該舌片２１ｃ・２１ｃは折り曲げられて、隣接する起立片２１ｂ２・２１ｂ４の開放側端部に一部が係止された半組立状態としている。

この上方と一側方が開放された半組立状態でトレイ８を収納してトレイ供給装置５９に収納箱２１がセットされ、一枚ずつ箱詰め工程に搬送される。箱詰め工程は、前記吸着ノズル６６・６６・・・が青果物６・６・・・を吸着してトレイ搬送装置５３の上方へ移動したその下方を箱詰め位置１９とし、この箱詰め位置１９において、トレイ８の収納凹部８ａの前側の列から順に後側の列へ青果物６が収納される。吸着ノズル６６・６６・・・により最終列の収納凹部８ａに収納するときに、従来では、起立片２１ｂに吸着ノズル６６・６６・・・が当接していたが、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、起立片２１ｂ１が半組立状態（開放状態）とされているために、吸着ノズル６６は起立片２１ｂに当たることなく青果物６を収納凹部８ａ・８ａ・・・に収納することができる。

そして、全ての収納凹部８ａに青果物６を収納した後に、その後工程に配置された最終箱組立装置２２に搬送される（組立位置とする）。最終箱組立装置２２は図４（ａ）に示すように、収納箱２１を搬送するコンベア５４の下方にアーム５５が配置され、該アーム５５はアクチュエータにより昇降回動可能に構成されている。そして、収納箱２１の起立片２１ｂ１がアーム５５の上方位置となる組立位置まで搬送されると、搬送が停止され、周囲（起立片２１ｂ２・２１ｂ３・２１ｂ４）が押えられて、アーム５５が上方へ回動されて、舌片２１ｃ・２１ｃが奥まで差し込まれて最後の起立片２１ｂ１が上下方向となる位置で組み立てが終了となり、箱詰め作業が終了する。

また、他の実施形態として、収納箱２１は、図５（ｂ）に示すように、舌片２１ｃ・２１ｃが起立片２１ｂの上部に設けられ、さらに、舌片２１ｃ・２１ｃより側方に係止片２１ｄ・２１ｄが突設されるように構成することもできる。この場合には、最終箱組立装置２２は、図４（ｂ）に示すように、押え板５６と、押え板５６の端部にアクチュエータにより回動される回動アーム５７が設けられる。

このような構成において、トレイ８の全ての収納凹部８ａに青果物６が収納されて、収納箱２１が組立位置に搬送されて停止されると、最終箱組立装置２２は押え板５６が上昇されて起立片２１ｂと係止片２１ｄを垂直に折り曲げ、次に、回動アーム５７を回動して舌片２１ｃ・２１ｃを折り曲げながら係止片２１ｄ・２１ｄを隣接する起立片２１ｂ２・２１ｂ４の端部上面に形成した切欠２１ｅ・２１ｅに挿入する。こうして箱詰めが終了する。

以上のように、選果後の青果物６を斜め上側方より吸着して、収納箱２１に収納された複数の収納凹部８ａを有するトレイ８に順次収納する選果システム１の箱詰め装置２０において、前記収納箱２１は矩形の底板２１ａの周囲４辺から起立片２１ｂが折り曲げられて上方が開放するように組み立てられる箱体であり、箱詰め位置１９まで搬送された収納箱２１は、少なくとも一つの起立片２１ｂ１が未組立状態とされ、箱詰め工程で前記トレイ８の全ての収納凹部８ａに青果物６が収納され、箱詰め工程の後に、前記未組立状態の起立片２１ｂ１を折り曲げて組立を完了させる最終箱組立装置２２を備えるので、箱詰め工程における吸着ノズル６６を傾けた状態で青果物６を吸着してトレイ８に搬送したときに、収納箱２１の起立片２１ｂと干渉することがなく、直接収納箱２２に収納したトレイ８の収納凹部８ａに搬送して箱詰めできるようになり、作業効率を向上することができるようになった。

また、前記未組立の起立片２１ｂ１は、左右両側に備える舌片２１ｃ・２１ｃを隣接する起立片２１ｂ２・２１ｂ４の一端に一部が係止されるので、最終箱組立装置２２では押し込むだけで最終組立が可能となり、最終箱組立装置２２は簡単構造となり、確実に組み立てられるようになり、最終組立に要する時間も短縮することができる。

また、図６に示すように、収納箱２１は完全に組み立てておき、トレイ８を収納した状態で、トレイ供給装置５９にセットし、トレイ８を収納した収納箱２１が箱詰め位置１９まで搬送されると、吸着搬送装置６０により青果物６がトレイ８の収納凹部８ａに順次収納されるが、吸着ノズル６６が起立片２１ｂに当たるトレイ８の収納凹部８ａの最終列は収納せずに箱詰め作業を終了し、次の工程で、人手により残りの収納凹部８ａに青果物６を収納するように構成することもできる。

６ 青果物
８ トレイ
８ａ 収納凹部
１ 選果システム
２０ 箱詰め装置
２１ 収納箱
２１ａ 底板
２１ｂ 起立片
１９ 箱詰め位置
２２ 最終箱組立装置
６０ 吸着搬送装置
６６ 吸着ノズル

Claims (2)

1. 選果後の青果物を斜め上側方より吸着して、収納箱に収納された複数の収納凹部を有するトレイに順次収納する選果システムの箱詰め装置において、前記収納箱は矩形の底板の周囲４辺から起立片が折り曲げられて上方が開放するように組み立てられる箱体であり、箱詰め位置まで搬送された収納箱は、少なくとも一つの起立片が未組立状態とされ、箱詰め工程で前記トレイの全ての収納凹部に青果物が収納され、該箱詰め工程の後に、前記未組立状態の起立片を折り曲げて組立を完了させる最終箱組立装置を備えることを特徴とする選果システムの箱詰め装置。
2. 前記未組立の起立片は、左右両側に備える舌片を隣接する起立片の一端に一部が係止されることを特徴とする請求項１に記載の選果システムの箱詰め装置。

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