JP2694966B2 - 青果物の内部品質検出機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、球塊状の青果物を選別して包装出荷する集
出荷場において好ましく用いられるもので、青果物の内
部品質（空洞やひび割れ、または熟度等）を非破壊で評
価することのできる青果物の内部品質検出機構に関す
る。

［従来の技術］ 従来、オンライン上即ちコンベア上で青果物に衝撃を
与えた際に生ずる振動波から青果物の空洞や熟度を判定
する装置としては、特開昭58−750号公報のものが公知
である。

この公報のものは、選別コンベアの皿状のバケット上
で搬送される青果物としての西瓜をセンサカメラにより
上方から撮像して西瓜の大きさ（長さ、直径）を計測
し、定位置に配置の打撃装置で西瓜に打撃を与えて打音
を発生させる、その音波を受波器で音波分析装置で分析
し、分析して得た音波データと前記計測データとから空
洞や熟度などを判定するというものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来公知の判定装置では、搬送される青果物に対
して上方から撮像して青果物の大きさ（長さ）を計測す
るものであるが、側方から青果物の上下方向の大きさ
（高さ）を計測しようとすると、皿状のバケットに載せ
られた青果物ではその最下端部がバケットに隠れてしま
うため、青果物の最下端部が検出できず、また、青果物
の最下端部を推定して上下方向の大きさを算出すること
では形状によっては大きな誤差を生じることがあるな
ど、青果物の上下方向の大きさを正確に計測することが
できないという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、青果物を
受皿に載せた際、青果物の最下端部を確実に検出するこ
とのできる受皿を用いるにより、大きさの異なる青果物
でも青果物の上下方向の大きさを正確に計測でき、これ
により常時同一の検査部位で青果物の内部品質を評価す
ることのできる青果物の内部品質検出機構を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明の青果物の内部品質
検出機構は、球塊状の青果物の載せ部を有し且つ該載せ
部に青果物が載せられた際に、該青果物の最下端部と受
皿上面との間にその側方から光線が通過可能な隙間が形
成される受皿と、該受皿を搬送する搬送手段と、該搬送
手段上で搬送される受皿上の青果物に対して側方からそ
の最上端部を検出すると共に前記隙間を通過する光線に
より該青果物の最下端部を検出して当該青果物の上下方
向の大きさを計測し、該計測した青果物の大きさに基づ
いて当該青果物の赤道部部位を検出する検査部位検出装
置と、青果物に沿って昇降移動可能に設けられた衝撃装
置とセンサー部とを有し、前記検出された赤道部部位に
少なくとも該センサー部が移動し、青果物に対して該衝
撃装置が衝撃を与えてこの衝撃により当該青果物が振動
する振動波を該センサー部が検出する振動波検出装置と
を備え、該検出した振動波に基づいて当該青果物の内部
品質を評価することを特徴とする構成としたものであ
る。

［作用］ 以上のように構成された本発明の青果物の内部品質検
出機構は、搬送手段上で搬送される受皿の載せ部に青果
物が載せられた際に、該青果物の最下端部と受皿上面と
の間にその側方から光線が通過可能な隙間が形成され、
検査部位検出装置により、該搬送手段上で搬送される受
皿上の青果物に対して側方からその最上端部が検出され
ると共に前記隙間を通過する光線により当該青果物の最
下端部が検出されて当該青果物の上下方向の大きさが計
測され、この計測された青果物の大きさに基づいて当該
青果物の赤道部部位が検出される。そして、青果物に沿
って昇降移動可能に設けられた衝撃装置とセンサー部と
を有する振動波検出装置により、前記検出された赤道部
部位に少なくとも該センサー部を移動させ、当該青果物
に対して衝撃装置により衝撃を与えてこの衝撃により当
該青果物が振動する振動波が検出される。こうして、様
々な大きさの青果物に対して青果物の最上端部と最下端
部とが確実に検出されるので、青果物の上下方向の大き
さを正確に計測することができ、これにより青果物に対
して常時同一の検査部位である赤道部部位で青果物の内
部品質を評価することができる。

［実施例］ 以下、本発明の青果物の内部品質機構の一実施例につ
いて図面（第１図〜第10図）に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は同
じくその平面図である。

図において１は球塊状の青果物100を載せるための受
皿、２は該受皿１を搬送する搬送手段としての搬送コン
ベアである。３は球塊状の青果物の内部品質検査のため
の検査部位である赤道部部位を検出する検査部位検出装
置である。４は振動波を検出するための振動波検出装置
である。

受皿１は第３図，第４図によく示されている如く載せ
られた青果物100が受皿１の搬送中に動いたり転がりが
出ないようするため、載せ部が上方に突出させた三つの
支持部材11により形成されている。この載せ部は、青果
物100の種類に応じて適宜な形状とするのが望ましい。
そして、この受皿１は青果物100が載せられた際に、ど
の大きさの青果物でも該青果物100の最下端と受皿上面
との間に隙間が形成されるようになっていて、この隙間
を光線が受皿上の該青果物100に対して側方から通過可
能になようになっている。実施例では第3,4,10図によく
示すように受皿１の上面中央に受皿上の青果物に対して
側方から（つまり受皿１の進行方向と直角な横方向か
ら）光線が通過可能な凹状の切り欠き部が形成されてい
る。12は青果物100の選別区分としての等級表示部であ
り青果物100の等級数（秀、優、良、並、外）に対応し
て５個の等級表示スイッチ121〜125を備えると共に他の
一個120を青果物100の内部に欠陥があったことを示す表
示スイッチとして備えている。13は同じく受皿１の上部
に設けられた階級表示部であり、10個の階級表示スイッ
チ130〜139を配設して10段階の階級を表示する如く構成
している。尚、この選別区分としての等級および階級の
段階は一例として示すものであり、青果物100の種類に
応じた選別規格に合わせて適宜設定することが好まし
い。

また、前記等級表示部12および階級表示部13に使用す
る表示スイッチは、例えばトグル式、押しボタン式、レ
バー式等の操作スイッチを用いることができ、該スイッ
チの変位、変化によって当該スイッチに指定された選別
区分を表示することができる。

前記搬送コンベア２は、受皿１を搬送するのに適合し
た幅のローラ21を進行方向に多数横架させたローラコン
ベアで構成されている。そしてこのローラ21は、図示し
ない駆動手段により受皿１を図中の矢印方向に搬送する
ようにしている。このローラ21を駆動させる方式は、例
えば振動、騒音の少ないベルト駆動方式を用いることが
好ましい。

前記搬送コンベア２は例えば第５図に示すように、小
幅のベルト22を二条並設したコンベアや、図示しないト
ッププレート付コンベアを走行回転させて構成すること
もできる。

23は前記搬送コンベア２の搬送路の途中に設けられた
リフト装置であり、前記検査部位検出装置３および振動
波検出装置４に対応するように配設されている。このリ
フト装置23は前記搬送コンベア２で搬送される受皿１
を、前記各装置に対応した位置で搬送面から若干浮き上
げて待機させる如く昇降式に構成している。即ち、第1,
5,8図に示す如く、231は受皿１の底面を保持する複数の
ストッパー部材であり、支持台232に取り付けられてい
る。この支持台232は上向きに取り付けられたシリンダ
ー233のピストンロッドと連結され、シリンダー233の作
動によりピストンロッドが伸長すると、この支持台232
上のストッパー部材231が搬送コンベア２の搬送面から
突出するようになっている。このリフト装置23は、搬送
コンベア２上で搬送される受皿１がリフト装置23上に到
達するとこれを検出するセンサー（図示せず）からの信
号によりシリンダー233が作動する。これによりストッ
パー部材231が受皿１の底面に接触してこの受皿１を上
方に押し上げる如く受皿１を搬送面から浮き上げる。

また、このリフト装置23は、上昇待機させる受皿１に
搬送コンベア２の機械的振動等を直接与えないようにす
るため、搬送コンベア２の本体とは直接連結しないよう
に設置することが好ましい。

24は位置決め装置であり、前記リフト装置23により上
昇待機する受皿１を所定の位置へ位置決めさせるもの
で、第６図によく示すようにセンタリングアーム241,24
1とピニオン242,242とラック243とシリンダー244とを組
み合わせて構成され、このシリンダー244のピストンロ
ッドが伸縮動作することにより左右のセンタリングアー
ム241,241が開閉するようになっている。従って、この
位置決め装置24によると、シリンダー244のピストンロ
ッドが伸長状態のときの左右のセンタリングアーム241,
241が拡開されており、図示しない動作指令によってシ
リンダー244が作動するとそのピストンロッドが縮退し
て左右のセンタリングアーム241,241が内向きに移動し
て受皿１をセンタリングする。これにより前記リフト装
置23上で待機する受皿１を所定の位置へ位置決めするこ
とができる。また、この位置決め装置24は、受皿１を所
定の位置へ位置決めすることができるものであれば図示
した実施例に限定することなく他の機構の装置を用いて
構成してもよい。

25は青果物100の等級や階級の区分を受皿１の表示ス
イッチを操作して表示するための区分入力装置であり、
第７図を参照して説明する。図において251はリンクで
あり、前記受皿１上の各表示スイッチにより夫々対応し
て設けられ、その略中間部が支軸252を介してブラケッ
ト253に夫々取り付けられている。そしてこのブラケッ
ト253は前記搬送コンベア２のフレームに取り付けられ
ている。254はシリンダーであり、そのピストンロッド
部が前記リンク251の一側251aと連結され、該シリンダ
ー254のピストンロッドの伸縮動作によって該リンク251
の作動部251b（左端部）が図中の実線で示す位置と想像
線で示す位置とに回動する。これにより受皿１上の表示
スイッチを操作（入力）することができる。この区分入
力装置25は、図示した例に限定することなく他の方式、
例えば図面のリンクを介することなくシリンダーのピス
トンロッドを直接表示スイッチに接触（押圧）して入力
する如く構成することもできる。

前記検査部位検出装置３は、前記リフト装置23により
上昇されて位置決め装置24により位置決めされた受皿１
上の青果物100の上下方向の大きさを計測する測定装置3
1と、該測定装置31の計測結果から、該青果物100の振動
波を検出するための赤道部部位100Aを検出する演算装置
32とを組み合わせて構成している。

第８図は第１図Ａ−Ａに沿った断面図を示すものであ
り、同図を参照して前記測定装置31を説明する。即ち、
311は門型フレームである。312はシリンダーであり、ピ
ストンロッド313を下向きにして前記フレーム311に取り
付けられている。このシリンダー312にはそのピストン
ロッド313が伸縮動作する際に、一定移動量ごとにパル
ス（信号）を発生させるエンコーダ314を組み合わせて
いる。315a,315bはアーチ状の昇降アーム316の下端部に
それぞれ設けられたレーザー光電スイッチであり、受皿
１の進行方向と直角な横方向に一条のレーザービーム
（光線）を照射（投光）する素子とこのレーザービーム
を受光する素子とを一対対向配置している。前記昇降ア
ーム316の上部は前記シリンダー312のピストンロッド31
3の下端部と連結され、該ピストンロッド313の伸縮動作
によって前記昇降アーム316が原点位置とその下方の所
定の停止位置との間で昇降するようになっている。図に
おいて317,317は上下方向に設けられたガイドバーであ
り、前記フレーム311の両側部にブラケット318を介して
取り付けられている。319,319はスライド軸受であり、
前記ガイドバー317,317とスライド自在に組み合わせら
れて前記昇降アーム316の両側部に取り付けられてい
る。また、図において昇降させるアクチュエータとして
シリンダーを用いて構成したが、これに特に限定するも
のではなく他の異なる方式としてサーボモータ、パルス
モータ等のアクチュエータを用いることもできる この測定装置31によれば、前記リフト装置23により上
昇されて前記位置決め装置24により所定の位置へ位置決
めされた受皿１の青果物100に対し、前記レーザー光電
スイッチ315a,315bが原点位置（該青果物100の上方）か
ら所定の停止位置（受皿１上面の凹状切り欠き部）まで
降下する。この降下の際に受皿１上の青果物100に対し
てその側方から前記レーザー光電スイッチ315の投光素
子で照射されるレーザービームが青果物の上方で最初に
遮られる（つまり前記受光素子によるレーザービームの
受光が中断される）ことにより青果物100の最上端部を
検出すると共に、青果物100の最下端部と受皿１上面と
の間に形成される隙間により該レーザービームが再び通
過可能になる（つま前記受光素子で再び受光される）こ
とにより青果物100の最下端部を検出することができ
る。これにより、後述する演算装置32が前記レーザービ
ームを青果物100が遮っている間（つまり受光が中断さ
れた間）のパルス（信号）の数をカウントすることによ
り所定の演算処理をして青果物100の上下方向の大きさ
（高さ）を算出することができるし、上記原点位置から
レーザービームが青果物100に最初に遮られるまでの間
のパルスの数をカウントすることにより、原点位置から
青果物100の最上端部までの高さを算出することができ
る。

また、前記測定装置31は、第９図に示す如く公知のビ
ーム光線によるゲート方式を用いることができる。この
ようにすれば、青果物100を載せられた受皿１が当該ゲ
ート方式の測定装置を通過する際に、該青果物100の上
下方向の大きさ（高さ）を計測することができる。更に
また、この測定装置31は、他の異なる方式としてカメラ
装置（図示せず）を用いて構成することもできる。

前記演算装置32は、前記測定装置31により青果物100
の大きさ（高さ）を計測したデータが入力されると、上
記の如く、このデータに基づいて青果物100の大きさを
算出するとともに、この算出した青果物100の大きさの
半分の値に前記算出した原点位置から青果物100の最上
端部までの高さを加算することにより、青果物の内部品
質検査のための検査部位である赤道部部位100Aを算出し
て検査部位信号321として制御装置（図示せず）へ出力
する。更に、前記演算装置32には、前記算出した青果物
100の大きさに基づいて階級を判定して階級信号を出力
する演算処理回路が構成されている。

前記図示しない制御装置は、各装置のアクチュエータ
を所定の順序に従って作動させる制御回路を有するもの
で、作動順序については後述する動作の説明で詳述す
る。

前記振動検出装置４は、青果物100に対して一定の衝
撃を与える衝撃装置５と、該衝撃によって青果物100が
振動する振動波を検出するセンサー部41と、該センサー
部41を前記演算装置32により検出した青果物100の赤道
部部位100Aに移動させる昇降装置42とを組み合わせて構
成されている。

前記センサー部41は、第10図によく示す如く、次のよ
うに構成されている。即ち、411は前記青果物の振動波
を検出する振動波検出センサーであり、これを保持する
センサーホルダ412の中央部に取り付けられている。413
は柔らかなゴムやスポンジ等の弾性部材で形成される短
筒状のセンサーパッドであり、前記センサーホルダ412
に取り付けられて前記振動波検出センサー411を周りか
ら包むようにしている。このセンサーパッド413による
と、振動波検出センサー411により振動波を検出する
際、青果物100に接触して前記衝撃装置５による衝撃に
より青果物100が揺動するのを防止するように作用す
る。前記センサーホルダ412は、バネ415を介してヘッド
フランジ414に取り付けられ首振り自在に構成してい
る。そして、このヘッドフランジ414は、横向きに設け
られたシリンダ416のピストンロッド416aの先端部に連
結されている。そしてこのシリンダー416はユニットベ
ース417にその本体が取り付けられている。以上のよう
に構成されたセンサー部41は第２図に示す如く、三台を
青果物100の周囲に配置して夫々が互いに青果物の異な
る方向から振動波を検出するようにしている。この配置
する数は三台に限定するものではな一台または異なる複
数台を配置することもできる。

前記衝撃装置５、第10図によく示す如く前記ユニット
ベース417の一部に取り付けられたアームベース51に、
図中横方向に延びる本体アーム52の基部52aが支点ピン5
3を介して軸支され、該本体アーム52の先端部52bが該支
点ピン53を中心とする円軌道上で所定の範囲回動するよ
うに構成されている。この回動する本体アーム52の先端
部52bには青果物100の上面に接触するための柔らかな弾
性部材で構成されたローラ54が回動自在に軸支されてい
る。55は衝撃ヘッドであり、前記本体アーム52の略中間
部に軸支されたリンク56を介してシリンダー57のピスト
ンロッドに連結され、該シリンダー57のピストンロッド
の伸長動作により該衝撃ヘッド55が図中の矢印（→）方
向に振り出す如く作用する。

この衝撃装置５は、前記昇降装置42が非動作時（上昇
位置）の場合には、前記アームベース51のストッパー部
51aに本体アーム52の一部が係止されて図中想像線で示
す位置まで降下している。

前記昇降装置42は第１図によく示すように構成されて
いる。即ち、421は昇降シリンダーであり、フレーム311
には該昇降シリンダー421のピストンロッド422が下向き
になるように取り付けられている。このピストンロッド
422の先端には前記ユニットベース417が連結されてい
る。423はガイドバーであり、フレーム311に取り付けら
れたガイドブッシュ424を介して前記ユニットベース417
上に立設されている。

425は前記昇降シリンダー421に設けられたエンコーダ
ー装置であり、昇降シリンダー421の作動によって前記
ユニットベース417に設けられたセンサー部41が、上方
の原点位置（上昇端）から下方へ移動するときの原点位
置からの移動量（信号）をパルスとして出力するように
している。また、この昇降装置42は、昇降シリンダー42
1の替りにサーボモータ、パルスモータ等移動量を検出
可能なアクチュエータを用いて構成することもできる。

以上のように構成された青果物100の内部品質検出機
構の動作について説明する。

搬送コンベア２の上流側から搬送される青果物100が
載せられた受皿１は、検査部位検出装置３の測定装置31
に対応する位置に到達すると、リフト装置23aにより搬
送コンベアの搬送面から若干浮き上げられて該位置に一
時停止されて位置決め装置24aにより所定の測定位置へ
位置決めされる。所定の測定位置へ位置決めされると、
測定装置31のシリンダー312が作動してレーザー光電ス
イッチ315a,315bが青果物100に沿って原点位置から停止
位置としての受皿１上面の凹状の切り欠き部まで降下す
る。この降下の際に、レーザー光電スイッチ315の投光
素子により受皿１上の青果物100の側方から照射される
レーザービームが青果物に最初に遮られることにより青
果物100の最上端部を検出すると共に、該レーザービー
ムが青果物100の最下端部と受皿１上面との間に形成さ
れる隙間で再び通過可能になることにより最下端部を検
出する。該測定装置31はこの計測データを検査部位検出
装置３の演算装置32に出力する。この演算装置32は、前
記降下の際にレーザービームを青果物100が遮っている
間のパルスの数をカウントすることにより青果物100の
大きさ（高さ）を算出すると共に、振動波の検査部位で
ある赤道部部位100Aを算出して検査部位信号321として
図示しない制御装置へ出力する。更に、この演算装置32
は前記算出した青果物100の大きさから階級を判定し、
前記図示しない制御装置を介して区分入力装置25を作動
させ、受皿１上で階級を表示する階級表示スイッチ130
〜139のいずれかを操作して受皿１上の青果物100の階級
を表示する。このようにして階級が表示され且つ振動波
の検査部位である赤道部部位100Aが検出された青果物10
0入り受皿１は、位置決め装置24aとリフト装置23aとが
解除されることにより次工程の振動波検出装置４に対応
する位置まで搬送されて前記と同様にリフト装置23bに
より上昇されて位置決め装置24bにより所定の位置へ位
置決めされる。位置決めされると、前記演算装置32から
出力された検査部位信号321により前記振動波検出装置
４の昇降装置42が作動して各センサー部41を青果物100
の赤道部部位100Aへ対応させる。該センサー部41が赤道
部部位100Aに対応すると、衝撃装置５が作動して青果物
100の所定の衝撃部位100Bへ一定の衝撃を与える。該衝
撃によって青果物100の振動する振動波をセンサー部41
が赤道部部位100Aで検出する。

この検出された振動波の信号は波形解析演算処理装置
（図示せず）に送られ、該装置において、パワースペク
トルによる周波数解析と、自己相関関数による波形解析
とを行い、これらの解析結果から、青果物100の内部品
質を評価することができる。

［発明の効果］ 本発明は、以上述べた如く、受皿の載せ部に球塊状の
青果物が載せられた際に、この青果物の最下端部と受皿
上面との間にその側方から光線が通過可能な隙間が形成
される受皿と、この受皿を搬送する搬送手段と、この搬
送手段上で搬送される受皿上の青果物に対して側方から
その最上端部を検出すると共に前記隙間を通過する光線
により該青果物の最下端部を検出して当該青果物の上下
方向の大きさを計測し、該計測した青果物の大きさに基
づいて当該青果物の赤道部部位を検出する検出部位検出
装置と、青果物に沿って昇降移動可能に設けられた衝撃
装置とセンサー部とを有し、前記検出された赤道部部位
に少なくとも該センサー部が移動し、青果物に対して該
衝撃装置が衝撃を与えてこの衝撃により青果物が振動す
る振動波を該センサー部が検出する振動波検出装置と備
え、該検出した振動波に基づいて当該青果物の内部品質
を評価するものであるから、様々な大きさの青果物に対
して青果物の最上端部と最下端部とを確実に検出するこ
とができるので、青果物の上下方向の大きさを正確に計
測することができ、これにより青果物に対して常時同一
の検査部位である赤道部部位で青果物の内部品質を評価
することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の一実施例を示すものである。 第１図は本発明の全体を示す正面図、第２図は平面図、
第３図および第４図はいずれも受皿の説明図、第５図は
搬送コンベアの他の実施例を示す説明図、第６図は位置
決め装置を示す説明図、第７図は区分入力装置を示す説
明図、第８図は第１図Ａ−Ａに沿った断面図であり測定
装置の説明図、第９図は測定装置の他の実施例を示す説
明図、第10図は振動波検出装置の部分詳細図である。 １……受皿、100……青果物 11……支持部材、12……等級表示部 120〜125……等級表示スイッチ、13……階級表示部 130〜139……階級表示スイッチ、２……搬送コンベア 21……ローラ、22……ベルト 23……リフト装置、231……ストッパー部材 232……支持台、233……シリンダー 24……位置決め装置、241……センタリングアーム 242……ピニオン、243……ラック 244……シリンダー、25……区分入力装置 251……リンク、252……支軸 253……ブラケット、254……シリンダー ３……検査部位検出装置、31……測定装置 311……フレーム、312……シリンダー 313……ピストンロッド、314……エンコーダ 315……レーザー光電スイッチ、316……昇降アーム 317……ガイドバー、318……ブラケット 319……スライド軸受、32……演算装置 321……検査部位信号、４……振動波検出装置 41……センサー部、411……振動波検出センサー 412……センサーホルダ、413……センサーパッド 414……ヘッドフランジ、415……バネ 416……シリンダー、416a……ピストンロッド 417……ユニットベース、42……昇降装置 421……昇降シリンダー、422……ピストンロッド 423……ガイドバー、424……ガイドブッシュ 425……エンコーダー装置、５……衝撃装置 51……アームベース、51a……ストッパー部 52……本体アーム、52a……基部 52b……先端部、53……支点ピン 54……ローラ、55……衝撃ヘッド 56……リンク、57……シリンダー 100A……赤道部部位、100B……衝撃部位

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 吉秀 静岡県浜松市篠ケ瀬町630 株式会社マ キ製作所内 (56)参考文献 特開 昭58−750（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】球塊状の青果物の載せ部を有し且つ該載せ
   部に青果物が載せられた際に、該青果物の最下端部と受
   皿上面との間にその側方から光線が通過可能な隙間が形
   成される受皿と、該受皿を搬送する搬送手段と、該搬送
   手段上で搬送される受皿上の青果物に対して側方からそ
   の最上端部を検出すると共に前記隙間を通過する光線に
   より該青果物の最下端部を検出して当該青果物の上下方
   向の大きさを計測し、該計測した青果物の大きさに基づ
   いて当該青果物の赤道部部位を検出する検査部位検出装
   置と、青果物に沿って昇降移動可能に設けられた衝撃装
   置とセンサー部とを有し、前記検出された赤道部部位に
   少なくとも該センサー部が移動し、青果物に対して該衝
   撃装置が衝撃を与えてこの衝撃により当該青果物が振動
   する振動波を該センサー部が検出する振動波検出装置と
   を備え、該検出した振動波に基づいて当該青果物の内部
   品質を評価することを特徴とする青果物の内部品質検出
   機構。