JP2022151982A - 青果物の排出装置及び排出方法並びに選果装置及び選果方法 - Google Patents

Abstract

【課題】重量や大きさ、形状のばらつきが大きい青果物であっても、確実に排出することができるエアー排出装置及びエアー排出方法並びにこのようなエアー排出装置及びエアー排出方法を用いた選果装置及び選果方法を提供する。【解決手段】青果物の選別の際に、該青果物を搬送経路から排出するための排出装置であって、１つまたは複数のエアー排出手段と、排出信号制御部とを備え、エアー排出装置は、複数のエアー噴出ノズルを備え、排出信号制御部は、青果物のサイズに基づいて、エアー噴出ノズルの動作数、エアー噴出時間、エアー圧の少なくとも何れかである動作設定を決定し、該動作設定に基づく排出信号をエアー排出手段に送信し、エアー排出手段は、排出信号に基づき、エアー噴出ノズルを動作させるように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、選別作業の際に、例えば、ジャガイモや玉ねぎなどのように重量や大きさ、形状のばらつきが大きい青果物について、エアーを吹き付けて、選果ラインから排出部に排出するための排出装置及び排出方法並びにこのような排出装置及び排出方法を用いた選果装置及び選果方法に関する。

従来、選果場などにおいて、青果物の選果を行う際には、特許文献１に開示されるように、ピアノ鍵盤状のコンベアを用いたＰＫコンベアがよく用いられている。
ＰＫコンベアを用いた青果物選果装置１００は、例えば、図１０に示すように、ＰＫコンベア１０２上に載置された青果物Ｔを、サイズ検出手段１０４によって連続的にサイズを検出し、検出されたサイズに応じて、ＰＫコンベア１０２から各排出部１０６ａ～１０６ｃに排出される。

青果物ＴがＰＫコンベア１０２によって、検出されたサイズに対応した排出部まで搬送された際に、ＰＫコンベア１０２の搬送部１０２ａが下方に倒れることにより、該搬送部１０２ａ上に載置された青果物Ｔが排出部に排出されることになる。

また、青果物の選果の際には、特許文献２に開示されるように、平ベルトコンベアもまたよく用いられている。
平ベルトコンベアを用いた青果物選果装置２００は、例えば、図１１に示すように、平ベルトコンベア２０２上に載置された青果物Ｔを、サイズ検出手段２０４によって連続的にサイズを検出し、検出されたサイズに応じて、平ベルトコンベア２０２から排出手段２０８ａ～２０８ｃを用いて各排出投入部２０６ａ～２０６ｃに排出される。

排出手段２０８ａ～２０８ｃとしては、プッシャーを用いて押し出す構成の物（以下、「プッシャー排出手段」とも呼ぶ。）や、エアーを吹き付けて押し出す構成の物（以下、「エアー排出手段」とも呼ぶ。）などがよく用いられる。
また、平ベルトコンベアを用いた選果の際には、作業者が目視によって選別を行い、作業者の手によって排出することもある。

特開２００８－１８３５５号公報 特開２００９－６８８５０号公報

しかしながら、このようなＰＫコンベアを用いた場合、例えば、ミニトマトなどの小さい青果物を対象とすると、共連れと呼ばれる現象が発生することがある。共連れは、近くに載置された複数の青果物のうち、１つだけが排出対象であった際に、搬送部が下方に倒れることによって、近くに載置された青果物をも巻き込んで排出されてしまう現象である。これにより、サイズ違いの青果物が、同じ排出部に排出されてしまうことがある。

また、複数の青果物が同時に排出されてしまう際、図１２に示すように、搬送部１０２ａが下方に倒れてできた隙間１０２ｂに挟まってしまい、排出されないという問題が発生することがある。

さらに、ＰＫコンベアは、その構造上、隙間や襞が多数存在する。このような隙間や襞には汚れが溜まりやすく、また、洗浄したとしても、汚れが残りやすいため、利用者の負荷となっている。

また、このようにＰＫコンベアは、汚れが残りやすいため、衛生上の問題が発生し、例えば、皮むきされた状態やカットされた状態の青果物には利用することができない。

一方で、平ベルトコンベアでは、青果物を点接触で支えているため、載置安定性に欠ける。さらには、平ベルトコンベアのみで青果物を搬送した場合、青果物が平ベルトコンベアの幅方向中央付近に位置していないことがあり、選果時の排出を正確に行うことができない場合があった。

また、平ベルトコンベアを用いた場合には、プッシャー排出手段を用いると、青果物を押し出す際に青果物が損傷を受けてしまうという問題が発生することがある。また、プッシャー排出手段を用いる場合、搬送ラインの極近傍にプッシャー排出手段を設置する必要があるため、青果物とプッシャー排出手段とが接触して、青果物が破損してしまったり、プッシャー排出手段が破損して搬送ラインに異物が混入してしまったりする恐れがある。さらには、加工食品等の原料として青果物の選別を行う場合、原料に直接接触する排出は望まれておらず、非接触による排出が望まれている。

このような問題は、エアー排出手段を用いることによって解決するが、例えば、ジャガイモや玉ねぎなどのように重量や大きさ、形状のばらつきが大きい青果物の選別を行う場合には、エアー排出手段では、排出が困難となってしまう。

具体的には、排出する青果物が標準よりも小さい場合には、エアーが青果物に当たらずに排出されない場合や、また、青果物が軽いために、エアーによって吹き飛んでしまう場合もある。

一方で、排出する青果物が標準よりも大きい場合には、エアーが当たる場所によっては青果物が動かない場合もあり、また、そもそも青果物が重いために、エアーが当たっても青果物が動かない場合もある。

本発明では、このような現状に鑑み、重量や大きさ、形状のばらつきが大きい青果物であっても、確実に排出することができる青果物の排出装置及び排出方法並びにこのような排出装置及び排出方法を用いた選果装置及び選果方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の排出装置は、
青果物の選別の際に、該青果物を搬送経路から排出するための排出装置であって、
前記青果物のサイズを検出するサイズ検出手段と、
１つまたは複数のエアー排出手段と、
排出信号制御部と、
を備え、
前記エアー排出手段は、複数のエアー噴出ノズルを備え、
前記排出信号制御部は、前記サイズ検出手段により検出された前記青果物のサイズに基づいて、前記エアー噴出ノズルの動作数、エアー噴出時間、エアー圧の少なくともいずれかである動作設定を決定し、該動作設定に基づく排出信号を前記エアー排出手段に送信し、
前記エアー排出手段は、前記排出信号に基づき、前記エアー噴出ノズルを動作させるように構成することを特徴とする。

このような排出装置では、
前記サイズ検出手段は、前記青果物の重心部を検出するように構成され、
前記排出信号制御部は、前記エアー排出手段を用いて、前記青果物の重心部にエアーを噴出するように構成することができる。

この場合、前記サイズ検出手段は、可視光カメラ、変位計、光電センサのいずれかとすることができる。

また、本発明の選果装置は、
青果物をインラインで選果する選果装置であって、
前記青果物を所定方向に所定速度で搬送する搬送手段と、
前記青果物の検査を行う検査部と、
前記検査部における検査結果に基づき、前記青果物を選別する選別排出部と、
を備え、
前記選別排出部は、上述するいずれかに記載の排出装置を備えることを特徴とする。

このような排出装置では、
前記搬送手段は、
前記青果物の整列を行う整列搬送部と、
前記検査部が設けられ、前記青果物の検査を行う検査搬送部と、を備えることができる。

この場合、前記整列搬送部は、２つの平ベルトコンベアを略Ｖ字状に配置するように構成することができる。

また、前記検査部は、
前記青果物の外観検査を行う外観検査部と、
前記青果物のサイズを検出するサイズ検出部と、
前記青果物の内部品質検査を行う内部品質検査部と、
のうち少なくともいずれかを含むことができる。

また、本発明の排出方法は、
青果物の選別の際に、１つまたは複数のエアー排出手段を用いて、前記青果物を搬送経路から排出するための排出方法であって、
前記エアー排出手段は、複数のエアー噴出ノズルを備え、
前記青果物のサイズに基づいて、前記エアー噴出ノズルの動作数、エアー噴出時間、エアー圧の少なくともいずれかである動作設定を決定し、該動作設定に基づき、前記エアー噴出ノズルを動作させることを特徴とする。

このような排出方法では、
前記青果物の重心部を検出し、前記エアー排出手段を用いて、前記青果物の重心部にエアーを噴出することができる。

また、本発明の選果方法は、
青果物を所定方向に所定速度で搬送しながら、前記青果物の検査を行い、検査結果に基づき前記青果物を選別する選果方法であって、
上述する排出方法を用いて、選別された前記青果物を搬送経路から排出することを特徴とする。

このような選果方法では、
前記青果物の検査は、
前記青果物の外観検査と、
前記青果物のサイズの検出と、
前記青果物の内部品質検査と、
のうち少なくともいずれかを含むことができる。

本発明によれば、複数のエアー噴出ノズルを備えたエアー排出装置を用い、青果物のサイズに基づいて、適切なエアーを噴出することで、重量や大きさ、形状のばらつきが大きい青果物であっても、確実に排出することができる。

また、本発明の選果装置及び選果方法では、搬送手段として平ベルトコンベアを用いているため、洗浄も容易で、衛生上の問題も生じることがなく、例えば、皮むきされた状態やカットされた状態の青果物の選別にも用いることができる。

図１は、本実施形態における排出装置を用いた選果装置の構成を説明するための概略側面図である。 図２は、搬送手段の構造を説明する模式図である。 図３は、エアー排出手段の構造を説明する模式図である。 図４は、可視光カメラを用いた場合のサイズ検出部の構成を示す模式図であって、図４（ａ）は側面模式図、図４（ｂ）は上面模式図である。 図５は、可視光カメラを用いた青果物の重心部の決定法を説明する模式図であって、図５（ａ）は上面模式図、図５（ｂ）は側面模式図である。 図６は、変位計を用いた場合のサイズ検出部の構成を示す模式図であって、図６（ａ）は側面模式図、図６（ｂ）は上面模式図である。 図７は、変位計を用いた青果物の重心部の決定法を説明する模式図であって、図７（ａ）は上面模式図、図７（ｂ）は側面模式図である。 図８は、光電センサを用いた場合のサイズ検出部の構成を示す模式図であって、図８（ａ）は側面模式図、図８（ｂ）は上面模式図である。 図９は、光電センサを用いた青果物の重心部の決定法を説明する模式図であって、図９（ａ）は上面模式図、図９（ｂ）は側面模式図である。 図１０は、従来のＰＫコンベアを用いた青果物選果装置の構成を示す模式図である。 図１１は、従来の平ベルトコンベアを用いた青果物選果装置の構成を示す模式図である。 図１２は、ＰＫコンベアにおける共連れの説明をする模式図である。

以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいて、より詳細に説明する。
図１は、本実施形態における排出装置を用いた選果装置の構成を説明するための概略図である。

図１に示すように、本実施形態の選果装置１０は、青果物Ｔを所定方向に所定速度で搬送する搬送手段１２と、青果物Ｔの外観検査を行う外観検査部１４と、青果物Ｔのサイズを検出するサイズ検出部１６と、青果物Ｔの内部品質検査を行う内部品質検査部１８と、外観検査部１４、サイズ検出部１６、内部品質検査部１８において測定された青果物Ｔの品質や大きさなどに基づき、青果物Ｔを選別する選別排出部２２と、を備えている。

搬送手段１２は、整列搬送部１２ａと、検査搬送部１２ｂとが設けられる。整列搬送部１２ａでは、搬送手段１２上に載置された青果物Ｔが、搬送手段１２の幅方向中央に整列するように構成されている。

本実施形態において整列搬送部１２ａは、図２に示すように、２つの平ベルトコンベア１３ａ，１３ｂを略Ｖ字状に配置する事により、青果物Ｔの整列を行っている。なお、平ベルトコンベア１３ａ，１３ｂの傾き角αは、搬送する青果物Ｔの大きさなどに応じて適宜変更することが好ましい。このように構成することによって、青果物Ｔと２つの平ベルトコンベア１３ａ，１３ｂとが２点で接触することとなるため、載置安定性が向上するとともに、青果物Ｔを搬送手段１２の幅方向中央付近に整列させることが容易となる。

また、本実施形態において検査搬送部１２ｂは、図２に示すように、２つの平ベルトコンベア１３ｃ，１３ｄを略水平に配置する事により、青果物Ｔを搬送するように構成される。なお、本実施形態では、搬送手段１２の検査搬送部１２ｂを２つの平ベルトコンベア１３ｃ，１３ｄにより構成しているが、１つの平ベルトコンベアで構成することもできる。

検査搬送部１２ｂの近傍には、上述するように、外観検査部１４と、サイズ検出部１６と、内部品質検査部１８とが設けられる。なお、本明細書においては、外観検査部１４，サイズ検出部１６，内部品質検査部１８をまとめて検査部２０と呼ぶ。また、外観検査部１４、サイズ検出部１６、内部品質検査部１８の順番は、本実施例の順番に限定されるものではなく、任意に順番を入れ替えても構わない。また、検査部２０は、外観検査部１４、サイズ検出部１６、内部品質検査部１８の全てを有している必要はなく、少なくとも１つを有していればよい。

外観検査部１４は、青果物Ｔの外観に現れる傷の有無、水腐れや異常乾燥などの果皮表面や果皮表層下に現れる異常の有無などを検査する。このような外観検査部１４としては、例えば、近赤外分光法を用いた検査装置、可視光カメラを用いた検査装置などを用いることができる。

サイズ検出部１６は、青果物Ｔのサイズを検出する。このようなサイズ検出部１６としては、例えば、可視光カメラを用いた画像解析による検出装置、変位センサを用いた検出装置、光電センサを用いた検出装置などを用いることができる。

内部品質検査部１８は、青果物Ｔの糖度、酸度、熟度、内部障害などの内部品質を検査する。このような内部品質検査部１８としては、例えば、近赤外分光法を用いた検査装置、超音波を用いた検査装置などを用いることができる。

選別排出部２２の排出信号制御部２３は、外観検査部１４、サイズ検出部１６、内部品質検査部１８において測定された青果物Ｔの品質や大きさなどに基づき、青果物Ｔのランクを選別するとともに、該ランクに応じて、排出装置２５により、排出投入部２４ａ～２４ｃに排出される。排出装置２５は、各排出投入部２４ａ～２４ｃに対応するエアー排出手段２６ａ～２６ｃを有する。

各排出投入部２４ａ～２４ｃは、青果物Ｔのランク、例えば、青果物Ｔの大きさに応じて、大、中、小に分けることもできるし、また、青果物Ｔの品質に応じて、優、良、可に分けることもできる。また、青果物Ｔの大きさと品質を組み合わせて利用することもできる。なお、本実施形態では、排出投入部を３つだけ備えているが、これに限らず、１つまたは複数の任意の数の排出投入部を備えることができ、排出投入部に対応して、エアー排出手段が設けられる。

各エアー排出手段２６ａ～２６ｃは、図３に示すように、それぞれ複数のエアー噴出ノズル２７ａ～２７ｆを備える。各エアー噴出ノズル２７ａ～２７ｆは、独立して動作可能に構成されている。排出信号制御部２３は、サイズ検出部１６により検出された青果物Ｔのサイズに基づいて、エアー噴出ノズルの動作数、エアー噴出時間、エアー圧などの動作設定を決定し、該動作設定に基づく排出信号を排出信号制御部２３からエアー排出手段２６ａ～２６ｃに送信し、各エアー排出手段２６ａ～２６ｃは、排出信号に基づいてエアー噴出ノズル２７ａ～２７ｆを動作させる。なお、動作設定としては、エアー噴出ノズルの動作数、エアー噴出時間、エアー圧の少なくとも何れかを決定するように構成すればよく、これらを全て制御しなくとも構わない。

具体的には、青果物Ｔのサイズが小さければ、動作するエアー噴出ノズルの数を減らし、エアー噴出時間を短くし、エアー圧を小さくする。逆に、青果物Ｔのサイズが大きければ、動作するエアー噴出ノズルの数を増やし、エアー噴出時間を長くし、エアー圧を大きくする。このように構成することにより、青果物Ｔのサイズが小さい場合であっても、大きい場合であっても、安定してエアー排出を行うことができる。

また、サイズ検出部１６により青果物Ｔの重心部を検出し、エアー噴出ノズル２７ａ～２７ｆを用いて、青果物Ｔの重心部にエアーを噴出するように構成することもできる。

青果物Ｔの重心部は以下のように検出することができる。
サイズ検出部１６として可視光カメラを用いた場合には、図４に示すように、上面カメラ１７ａ及び側面カメラ１７ｂを用いて、青果物Ｔの側面及び上面から撮影し、撮影された青果物Ｔの各画像を解析することにより、図５に示すように、青果物Ｔの最小近似円を決定する。そして、側面画像から決定した最小近似円Ｃ１の重心と、上面画像から決定した最小近似円Ｃ２の重心と、から、青果物Ｔの重心部Ｇ１を決定する。

サイズ検出部１６として変位計を用いた場合には、図６に示すように、上面変位計１７ｃ及び側面変位計１７ｄを用いて、青果物Ｔの側面及び上面から測長し、青果物Ｔの側面形状及び上面形状を測定する。そして、側面形状及び上面形状から青果物Ｔの形状を推定し、推定した青果物Ｔの形状から、図７に示すように、推定した青果物Ｔの最小近似円を決定する。そして、側面形状から決定した最小近似円Ｃ３の重心と、上面形状から決定した最小近似円Ｃ４の重心と、から、青果物Ｔの重心部Ｇ２を決定する。なお、本実施形態では、上面変位計１７ｃ及び側面変位計１７ｄとして、ライン状変位計を用いているが、例えば、それぞれ、複数のスポット状変位計を用いて測定するように構成することもできる。

サイズ検出部１６として光電センサを用いた場合には、図８に示すように、青果物Ｔの側面から複数の光電センサ１７ｅ～ｇを用いて、図９に示すように、青果物Ｔの水平方向の最大径Ｌを算出する。そして、最大径の中心を青果物Ｔの重心部Ｇ３と決定する。

このように青果物Ｔの重心部を決定し、この重心部にエアーを噴出することによって、青果物Ｔにエアーを確実に当てることができ、エアー噴出によって青果物Ｔを確実に排出することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０ 選果装置
１２ 搬送手段
１２ａ 整列搬送部
１２ｂ 検査搬送部
１３ａ 平ベルトコンベア
１３ｂ 平ベルトコンベア
１３ｃ 平ベルトコンベア
１３ｄ 平ベルトコンベア
１４ 外観検査部
１６ サイズ検出部
１７ａ 上面カメラ
１７ｂ 側面カメラ
１７ｃ 上面変位計
１７ｄ 側面変位計
１７ｅ 光電センサ
１７ｆ 光電センサ
１７ｇ 光電センサ
１８ 内部品質検査部
２０ 検査部
２２ 選別排出部
２３ 排出信号制御部
２４ａ 排出投入部
２４ｂ 排出投入部
２４ｃ 排出投入部
２６ａ エアー排出手段
２６ｂ エアー排出手段
２６ｃ エアー排出手段
２７ａ エアー噴出ノズル
２７ｂ エアー噴出ノズル
２７ｃ エアー噴出ノズル
２７ｄ エアー噴出ノズル
２７ｅ エアー噴出ノズル
２７ｆ エアー噴出ノズル
２５ 排出装置
１００ 青果物選果装置
１０２ コンベア
１０２ａ 搬送部
１０２ｂ 隙間
１０４ サイズ検出手段
１０６ａ 排出部
１０６ｂ 排出部
１０６ｃ 排出部
２００ 青果物選果装置
２０２ 平ベルトコンベア
２０４ サイズ検出手段
２０６ａ 排出投入部
２０６ｂ 排出投入部
２０６ｃ 排出投入部
２０８ 排出手段
Ｔ 青果物

Claims (11)

1. 青果物の選別の際に、該青果物を搬送経路から排出するための排出装置であって、
   前記青果物のサイズを検出するサイズ検出手段と、
   １つまたは複数のエアー排出手段と、
   排出信号制御部と、
   を備え、
   前記エアー排出手段は、複数のエアー噴出ノズルを備え、
   前記排出信号制御部は、前記サイズ検出手段により検出された前記青果物のサイズに基づいて、前記エアー噴出ノズルの動作数、エアー噴出時間、エアー圧の少なくともいずれかである動作設定を決定し、該動作設定に基づく排出信号を前記エアー排出手段に送信し、
   前記エアー排出手段は、前記排出信号に基づき、前記エアー噴出ノズルを動作させるように構成することを特徴とする排出装置。
2. 前記サイズ検出手段は、前記青果物の重心部を検出するように構成され、
   前記排出信号制御部は、前記エアー排出手段を用いて、前記青果物の重心部にエアーを噴出するように構成することを特徴とする請求項１に記載の排出装置。
3. 前記サイズ検出手段は、可視光カメラ、変位計、光電センサのいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の排出装置。
4. 青果物をインラインで選果する選果装置であって、
   前記青果物を所定方向に所定速度で搬送する搬送手段と、
   前記青果物の検査を行う検査部と、
   前記検査部における検査結果に基づき、前記青果物を選別する選別排出部と、
   を備え、
   前記選別排出部は、請求項１から３のいずれかに記載の排出装置を備えることを特徴とする選果装置。
5. 前記搬送手段は、
   前記青果物の整列を行う整列搬送部と、
   前記検査部が設けられ、前記青果物の検査を行う検査搬送部と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の選果装置。
6. 前記整列搬送部は、２つの平ベルトコンベアを略Ｖ字状に配置するように構成することを特徴とする請求項５に記載の選果装置。
7. 前記検査部は、
   前記青果物の外観検査を行う外観検査部と、
   前記青果物のサイズを検出するサイズ検出部と、
   前記青果物の内部品質検査を行う内部品質検査部と、
   のうち少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の選果装置。
8. 青果物の選別の際に、１つまたは複数のエアー排出手段を用いて、前記青果物を搬送経路から排出するための排出方法であって、
   前記エアー排出手段は、複数のエアー噴出ノズルを備え、
   前記青果物のサイズに基づいて、前記エアー噴出ノズルの動作数、エアー噴出時間、エアー圧の少なくともいずれかである動作設定を決定し、該動作設定に基づき、前記エアー噴出ノズルを動作させることを特徴とする排出方法。
9. 前記青果物の重心部を検出し、前記エアー排出手段を用いて、前記青果物の重心部にエアーを噴出することを特徴とする請求項８に記載の排出方法。
10. 青果物を所定方向に所定速度で搬送しながら、前記青果物の検査を行い、検査結果に基づき前記青果物を選別する選果方法であって、
    請求項８または９に記載の排出方法を用いて、選別された前記青果物を搬送経路から排出することを特徴とする選果方法。
11. 前記青果物の検査は、
    前記青果物の外観検査と、
    前記青果物のサイズの検出と、
    前記青果物の内部品質検査と、
    のうち少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１０に記載の選果方法。

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