JP3630659B2 - 農作物皮剥ぎ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばネギやゴボウ、アスパラガス、胡瓜、茄子、人参、長芋等の農作物外面を包んでいる不必要又は食用に供し得ない表皮(下葉)を分離(剥離)する作業に用いられる農作物皮剥ぎ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、上述例のネギの表皮を分離する装置としては、例えば一対の挾持板により略垂直に保持されたネギの茎部周面に、斜め一列に配列した第1のノズル群と、複数段及び複数列配列した第2のノズル群と、複数段配列した第3のノズル群とから吐出されるエアーを段階的に吹付けて、ネギの表皮を分離する装置(特開平2001−163号公報)がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のネギの茎部が変形している場合、ノズルに近接していると、ネギの茎部周面に対して吹付けられるエアーの吹付け力が大きく、複数枚の表皮が一挙に分離されたり、表皮が部分的に分離されることがある。一方、ノズルから離れていると、ネギの茎部周面に対して吹付けられるエアーの吹付け力が弱くなるので、所定の枚数及び厚さの表皮を分離することが難しい。また、一方の茎部周面に対して吹付けられるエアーの吹付け力が大きいと、その吹付け力により、ネギの茎部側が前後及び左右に大きく揺動しやすく、エアーの吹付け間隔、吹付け角度、吹付け量が変動するため、不要な表皮を機械的に分離することが難しいという問題点を有している。
【0004】
この発明は上記問題に鑑み、流体吹付け手段を、農作物外面に沿って又は追従して移動することにより、農作物に負荷を与えることなく、不必要又は食用に供し得ない農作物の表皮を分離することができる農作物皮剥ぎ装置の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、定姿勢に保持された農作物外面に対して流体を吹付け、該農作物の表皮を分離する流体吹付け手段と、上記流体吹付け手段を、上記農作物外面に対して流体が略均等に吹付けられる方向及び角度に該農作物の曲がり具合に応じて移動する移動手段を備えた農作物皮剥ぎ装置であることを特徴とする。
【0006】
上述の農作物は、例えばネギやゴボウ、アスパラガス、胡瓜、茄子、人参、長芋等で構成することができる。また、流体は、例えばエアー(大気)やガス等の気体、水道水や蒸留水、溶剤等の液体で構成することができる。また、流体吹付け手段は、例えばエアー供給源に接続されたエアー吐出部の吐出ノズルや吐出ホース、吐出孔を有する部材等で構成することができる。また、移動手段は、例えば皮剥ぎユニットの本体部及び、支持台、コイルスプリング、軸部、孔部或いはモータやソレノイド、カム等で構成することができる。また、例えば圧力センサーや光電センサー、光学的検知器(撮像カメラ)、超音波検知器、X線検知器等の検知手段で農作物の変形具合を検知し、その検知情報に基づいて、移動手段を制御することもできる。
【0007】
つまり、流体吹付け手段を、農作物外面に対して流体が略均等に吹付けられる方向及び角度に該農作物の曲がり具合に応じて移動(例えば左右首振り回動、左右平行移動、上下回動等)させる。同時に、流体吹付け手段から吐出される流体を農作物外面に対して略均等に吹付け、不要な表皮を分離する。
【0008】
実施の形態として、上記流体吹付け手段を、上記農作物外面に対して流体が略均等に吹付けられる方向及び角度にガイドするガイド手段(例えば支持アームや支持棒、支持板等)を備えることができる。また、上記移動手段を、上記流体吹付け手段を農作物全長に対して略直交する方向(例えば左右方向や上下方向)に回動自在に設けて構成することができる。また、上記移動手段を、上記流体吹付け手段を農作物全長に対して略直交する方向(例えば搬送方向と平行する方向)に移動自在に設けて構成することができる。
【0009】
【作用及び効果】
この発明によれば、流体吹付け手段を、農作物外面に対して流体が略均等に吹付けられる状態に維持しながら、その農作物外面に沿って又は追従して移動するので、農作物外面に対して吹付けられる流体の吹付け間隔と、吹付け角度と、吹付け量とが常時一定し、様々な曲がり具合を有する農作物の表皮を分離する作業が確実且つスムースに行え、作業の省力化及び能率アップを図ることができる。且つ、流体吹付け手段を農作物外面に沿って移動させるので、農作物に与える負荷が軽減され、商品価値が損なわれるのを防止することができる。
【0010】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は、農作物の一例であるネギの表皮を分離する作業に用いられる農作物皮剥ぎ装置の実施形態を示し、図1、図2に於いて、この農作物皮剥ぎ装置1は、荷受又は収穫されたネギA(例えば白ネギ)を、搬送コンベア2の載置台2a…に載置して、搬送路上に設定した供給区間aと、切揃え区間bと、分離区間cと、回収区間dとに搬送する。
【0011】
上述の搬送コンベア2は、ネギAが載置される平面から見て略矩形の載置台2a(例えばバケット、トレイ等)を、搬送路両側部に張架した周回チェーン2b全長に対して所定間隔に隔てて取り付け、その周回チェーン2bを、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力により搬送方向に回転して、載置台2aを、搬送方向に対して連続的又は間欠的に周回移動する。また、載置台2aを、複数一組として取り付けてもよい。
【0012】
且つ、ネギAの茎部Abが定位置に保持される凹状の受け部2cを、載置台2aの中央部載置面に設け、後述する下側保持体4aが上下方向に対して出没許容される開口部2dを、ネギAの葉部Acと対向して載置台2aの右側部載置面に開口している。また、載置台2aの大きさや形状、架設間隔を変更してもよい。
【0013】
前述の切揃え区間bに配設した切揃え装置6は、図1にも示すように、搬送コンベア2により搬送されるネギAの根部Aa側を光学的撮像手段(例えば撮像カメラ)で撮像し、その画像情報に基づいて、根部Aaの切断位置を判定装置7で個々に判定する。搬送路左側部に配設した根部切断装置8は、判定装置7の判定に基づいて、ネギAの根部Aa側を所定寸法に切揃え、搬送路右側部に配設した葉部切断装置9は、ネギAの葉部Ac側を所定寸法に切揃える。
【0014】
前述の分離区間c下部に配設した支持装置3は、ネギAの葉部Ac側を保持する葉部保持ユニット4と、根部Aa側を保持する根部保持ユニット5とで構成され、葉部保持ユニット4及び根部保持ユニット5を、後述する表皮分離装置10による分離動作と略同期して所定のピッチ分だけ搬送方向に対して往復移動又は周回移動する。
【0015】
上述の葉部保持ユニット4は、ネギAの葉部Ac側を保持する一対の保持体4aを、支持台4cに対して水平回動自在に取り付け、保持体4aと支持台4cとの間に張架したコイルスプリング4dの復元力により、保持体4aを搬送方向と略直行する姿勢に復帰する方向に回動付勢している。また、保持体4aを、例えば上下方向に対して首振り回動自在に設けてもよい。
【0016】
且つ、支持台4cを、搬送路の右側上部及び左側下部に張架した周回チェーン4b全長に対して所定間隔に隔てて取り付け、周回チェーン4bを、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力により搬送方向に略同期回転して、一対の保持体4aを搬送方向に対して往復移動又は周回移動する。
【0017】
一方、下側支持台4cに直結した支軸4eを、周回チェーン4bに取り付けた支持台4fにより上下動自在に軸受し、その支軸4e下端を、搬送路右側下部に架設したガイドレール4gに係合して搬送方向に周回移動させ、下側保持体4aを、ネギAの葉部Acが上側保持体4aに対して押付けられる上昇位置と、載置台2aの周回移動が許容される降下位置とに上下移動する。つまり、下側保持体4aは、始端側に回帰したとき上昇動作して、ネギAの葉部Acを保持する。始端側から終端側に移動するとき保持状態を維持し、終端側に移動したとき降下動作して、ネギAの保持を解除する。なお、上側支持台4cは、支持台4fに対して一体的に固定している。
【0018】
且つ、例えばスポンジゴムやウレタンゴム等のクッション部材を保持体4aの保持面に装着し、その保持面を、ネギAが葉部Ac側から根部Aa側に向けて低くなる姿勢に保持される形状及び角度に傾斜している。また、ネギAの茎部Abが定位置に保持される凹状の受け部(図示省略)を、下側保持体4aの保持面側に設けてもよい。
【0019】
前述の根部保持ユニット5は、ネギAの根部Aa側を支持する略Y字状の支持体5aを、搬送路左側下部に張架した周回チェーン5b全長に対して所定間隔に隔てて取り付け、周回チェーン5bを、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力により搬送方向に略同期回転して、支持体5aを搬送方向に対して往復移動又は周回移動する。
【0020】
且つ、支持体5aに直結した支軸5cを、搬送路左側下部に架設したガイドレール5dに係合して、ネギAの根部Aa側が所定高さに持ち上げられる上昇位置と、その支持が解除される降下位置とに上下移動する。つまり、支持体5aは、始端側に移動したとき上昇して、ネギAの根部Aa側を支持する。後述する支持アーム36による保持が完了したとき降下して、ネギAの支持を解除する。
【0021】
前述の分離区間c上部に配設した表皮分離装置10は、図2にも示すように、ネギAの表皮Aeを分離する皮剥ぎユニット35を、分離区間b内に搬入される複数本のネギAと対向する間隔に隔てて可動枠31下面に複数(実施例では3台)取り付け、皮剥ぎユニット35の本体部35aを、可動枠31下面に架設したガイドレール32に対して搬送方向と直交する方向に移動自在に取り付け、その可動枠31を、搬送路上部に架設したガイドレール33に対して搬送方向と平行する方向に移動自在に取り付け、搬送路左側部に張架した牽引チェーン34を可動枠31に連結すると共に、その牽引チェーン34を、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力により正逆回転して、複数一組の皮剥ぎユニット35を、表皮Aeの剥ぎ取りを開始する始端側上方と、その剥ぎ取りが終了する終端側上方とに往復移動する。
【0022】
且つ、可動枠31下面に張架した牽引チェーン34を本体部35aに連結し、その牽引チェーン34を、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力により正逆回転して、皮剥ぎユニット35を、一対の保持体4aにより保持されたネギAの剥ぎ取りを開始する開始位置(例えば葉部Acに近い軟白部分)と、その剥ぎ取りが終了する終了位置(ネギAの根部Aaから抜き取られる位置)とに往復移動する。また、モータの代わりに、例えばエアーシリンダーやソレノイド、カム機構、クランク機構等で皮剥ぎユニット35を往復移動することもできる。
【0023】
前述の皮剥ぎユニット35は、図3、図4にも示すように、一対の保持体4aにより保持されたネギAの茎部Abを、後述するエアー吐出部37から吐出されるエアーGが略均等に吹付けられる状態に保持及び矯正する一対の支持アーム36と、その一対の支持アーム36により保持された茎部Ab周面に向けてエアーGを吐出するエアー吐出部37とを、ユニット部35b下端に架設した支持枠38に取り付けて構成している。
【0024】
上述の支持アーム36は、ネギAの茎部Abを、エアー吐出部37から吐出されるエアーGが略均等に吹付けられる状態に矯正するのに必要な強度を有する線条体(例えばピアノ線)で、様々な径を有する大小の茎部Abが略真っ直ぐに支持される形状(略横V字状又は略U字形状、略半円形状等)に形成している。且つ、支持アーム36の基端部を、支持枠38に軸受した支軸39端部に固定し、支軸39中間部に連結した連結杆40を連動板41に連結している。
【0025】
且つ、ユニット部35bに取り付けた開閉シリンダ42は、連結杆40及び連結板41を介して支軸39を正逆回動させ、一対の支持アーム36を、一対の保持体4aにより保持されたネギAの茎部Abを保持する閉角度と、その保持が解除される開角度とに回動する。また、支持アーム36の代わりに、例えば棒状や板状の支持部材で支持することもできる。
【0026】
且つ、ユニット部35bを、支持台35c下面に垂設した軸部35eを中心として左右方向に対して水平回動自在に取り付け、ユニット部35bと支持台35cとの間に張架したコイルスプリング35dの復元力により、ユニット部35bを元の状態(搬送方向と略直交する方向)に復帰する方向に回動付勢している。
【0027】
前述のエアー吐出部37は、一対の保持体4aにより保持されるネギAの茎部Ab両側面と対向して支持枠38下面に取り付けられ、エアー吐出部37に設けた吐出ノズル37aを、茎部Ab周面に対してエアーGが略水平に吐出される角度に設定し、吐出ノズル37bを、茎部Ab周面に対してエアーGが斜め下向きに吐出される角度に設定している。つまり、エアーGを茎部Ab外面と表皮Ae裏面(又は表皮Ae裏面)との剥離部分に向けて吐出し、茎部Abを支持アーム36,36の交差部分に対して押付けてセンターリングする。また、吐出ノズル37a,37bを、一対の保持体4aにより保持されるネギAの茎部Abを中心として円周方向に対して所定間隔(又は所定角度)に隔てて設けてもよい。
【0028】
且つ、エアー吐出部37は、例えば送気用ブロワーやコンプレッサー等のエアー供給源(図示省略)に接続され、吐出ノズル37a,37bから吐出されるエアーGの吐出圧を、上述のエアー供給源に接続した吐出圧制御手段(図示省略)により弱めたり、強くする等して、所定枚数又は所定厚さの表皮Aeを分離するのに適したエアー吐出圧に可変調節する。また、吐出ノズル37a,37bの取り付け数や吐出角度を変更してもよい。
【0029】
なお、実施例では、エアーG(大気)によりネギAの表皮Aeを分離するが、例えば不活性ガスやブタンガス等の気体を用いてもよい。また、気体の代わりに、例えば水道水や水溶液、溶剤等の液体を用いることもできる。
【0030】
また、上述の皮剥ぎユニット35を、例えば昇降シリンダやソレノイド等の昇降手段により、一対の保持体4aにより保持されたネギAの茎部Abがエアー吐出部37,37の間に挿入される降下位置と、そのネギAの搬送が許容される上昇位置とに上下移動してもよい。
【0031】
前述の分離区間cから回収区間dの搬送路下部に配設した表皮除去装置46は、図5にも示すように、ネギAの根部Aa側に垂れ下っている表皮Aeを引っ張り分離するのに必要な接触抵抗を有する分離ロール47を、ネギAの根部Aa下方に垂下される表皮Aeと対向して搬送路両側下部に軸架し、一対の分離ロール47を、減速機付きモータ(図示省略)の駆動力によりネギAの表皮Aeが略垂直方向に対して引っ張り分離される方向に略同期回転(内回り)する。
【0032】
図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下、農作物皮剥ぎ装置1によるネギAの表皮Aeを分離する動作を説明する。
【0033】
先ず、図1に示すように、荷受又は収穫されたネギA…を、供給区間a側部に待機する作業者の手で保持して、根部Aa側が搬送方向に対して左向きとなるように揃えて搬送コンベア2の載置台2aに載置し、切揃え区間cの切揃え装置6に対して1本ずつ供給する。また、ネギAを載置する他の方法として、例えばロボットアームや引起し機構等の機械的供給手段により供給することもできる。
【0034】
次に、切揃え区間bに搬送されるネギAの根部Aa及び葉部Acを切揃え装置6により所定寸法に切揃えた後、分離区間cの表皮分離装置10に供給する。また、ネギAの根部Aaのみを所定寸法に切揃えたり、表皮Aeを分離してから切揃えることもできる。
【0035】
次に、複数本(実施例では3本)のネギAが分離区間cに搬送されたとき、図2にも示すように、ネギAの葉部Ac側を、支持装置3を構成する葉部支持ユニット4の一対の保持体4aで保持し、ネギAの根部Aa側を、根部支持ユニット5の支持体5aで支持して所定高さに持ち上げる。
【0036】
同時に、ネギAの茎部Abと葉部Acとの境界部分(例えば白根部)を、表皮分離装置10を構成する皮剥ぎユニット35の一対のエアー吐出部37間に挿入し、エアー吐出部37から吐出されるエアーGをネギAの茎部Ab周面に吹付け、ネギAの表皮Aeを支持アーム36の支持位置よりも根部Aa側に引き剥した後、ネギAの茎部Abを支持アーム36,36で保持して、エアー吐出部37から吐出されるエアーGが略均等に吹付けられる状態に支持及び矯正する。この直後、根部支持ユニット5の支持体5aを降下して、ネギAの根部Aa側を垂れ下げた状態に保持すると共に、ネギAの茎部Abを支持アーム36,36の交差部分に押付けてセンターリングする。
【0037】
次に、皮剥ぎユニット35を、搬送コンベア2の搬送速度と略同期して葉部支持ユニット4及び根部支持ユニット5により移動されるネギAと対向して搬送方向に所定ピッチ分だけ移動させながら、ネギAの茎部Ab周面に沿って長さ方向に移動する。同時に、図6にも示すように、支持アーム36をネギAの茎部Ab周面に当接して、皮剥ぎユニット35全体を、茎部Abの曲がり具合(変形具合)に略追従して左右方向に水平首振り回動させながら長さ方向に移動させ、ネギAの茎部Abに与える負荷を軽減すると共に、ネギAの茎部Ab周面に吹付けられるエアーGの吹付け間隔と、吹付け角度と、吹付け量とを常時一定に保つ。
【0038】
同時に、エアー吐出部37から吐出するエアーGをネギAの茎部Ab周面に対して長さ方向に連続して吹付け、不要な表皮Aeを一挙に分離する。同時に、一対の支持アーム36を、分離される表皮Aeを後追いするようにしてネギA周面に沿って略垂直方向に移動させ、表皮Aeの枚数や厚みに関係なく根部Aa側に向けて強制的に分離又は除去する。且つ、分離された表皮Aeを、搬送路下部に配設した表皮投入部(図示省略)に投入して、定期的に回収又は廃棄する。
【0039】
次に、皮剥ぎユニット35を搬送路左側部に移動して、ネギAの根部Aaから抜き取ったとき、ネギAの根部Aa側を落下させて載置台2aに載置する。同時に、一対の支持アーム36による保持を解除して、葉部Ac側を載置台2aに載置する。
【0040】
なお、ネギAの表皮Aeが根部Aa下端に垂れ下っている場合、図5にも示すように、表皮除去装置46を構成する一対の分離ロール47により垂直方向に引っ張って分離除去する。また、例えば一対のチャックやアーム等の挟持手段により挟持して強制的に引張り分離したり、また、例えば吸気用ブロワーや真空ポンプ等の負圧発生源に接続された吸引手段により吸引分離してもよい。或いは、表皮Aeを排出コンベア(図示省略)に放出して、例えば残渣集積部や残渣処理部等に供給することもできる。
【0041】
次に、葉部支持ユニット4による保持を解除して、表皮分離済みのネギAを搬送コンベア2の載置台2aに載置して回収区間dに搬送し、次工程(例えば仕分け工程や出荷工程、保管工程等)に供給する。また、人為的作業(作業者の手)や機械的作業(例えばロボットアーム)により回収作業及び供給作業を行ってもよい。
【0042】
以上のように、皮剥ぎユニット35を、エアー吐出部37から吐出されるエアーGがネギAの茎部Ab周面に対して略均等に吹付けられる方向及び角度に維持しながら、そのネギAの茎部Ab周面に沿って又は追従して長さ方向に移動するので、ネギAの茎部Ab周面に対して吹付けられるエアーGの吹付け間隔と、吹付け角度と、吹付け量とが常時一定し、様々な曲がり具合を有するネギAの表皮Aeを分離する作業が確実且つスムースに行え、作業の省力化及び能率アップを図ることができる。且つ、ネギAの茎部Abに与える負荷が軽減され、商品価値が損なわれるのを防止することができる。
【0043】
図7は、皮剥ぎユニット35を、ネギAの茎部Abに対して略直交する方向に左右移動自在に設けた表皮分離装置10の他の実施形態を示し、本体部35a下面に突設した軸部35eを、支持台35c上面に形成した横長の孔部35fに係止して左右方向(搬送方向)に平行移動自在に取り付け、例えばコイルスプリングや合成ゴム等の弾性体により元の位置に復帰する方向に付勢している。つまり、皮剥ぎユニット35を、ネギAの茎部Ab周面に沿って長さ方向に移動するとき、茎部Abの曲がり具合(変形具合)に略追従して左右方向に平行移動するので、ネギAの茎部Abに与える負荷が軽減され、上述の実施形態と略同等の作用及び効果を奏することができる。
【0044】
また、皮剥ぎユニット35を、例えば上下方向に対して回動自在に設けたり、或いは、前述の左右回動構造と、左右移動構造と、上下回動構造とを組み合わせてもよい。加えて、皮剥ぎユニット35を、例えばモータやソレノイド、カム等の回動手段によりネギAの茎部Ab周面に状態に回動又は移動してもよい。また、例えば圧力センサーや光電センサー、光学的検知器(撮像カメラ)、超音波検知器、X線検知器等の検知手段でネギAの茎部Abの曲がり具合を検知し、その検知情報に基づいて、上述の回動手段を制御することもできる。
【0045】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の農作物は、実施例のネギAやゴボウ、アスパラガス、胡瓜、茄子、人参、長芋等に対応し、
以下同様に、
流体は、エアーG(大気)やガス等の気体、水道水や蒸留水、溶剤等の液体に対応し、
流体吹付け手段は、エアー吐出部37や吐出ホース、吐出孔を有する部材等に対応し、
移動手段は、皮剥ぎユニット35の本体部35a、支持台35c、コイルスプリング35d、軸部35e、孔部35f或いはモータやソレノイド、カム等に対応し、
ガイド手段は、支持アーム36や支持棒、支持板等に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【0046】
本発明の表皮分離装置10の構成は、例えば略垂直に保持されたネギAの表皮Aeを分離する作業及び装置にも適用することができる。
【0047】
また、実施例の装置は、例えばゴボウやアスパラガス、胡瓜、茄子、人参、長芋等の農作物の表皮を分離する作業にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】農作物皮剥ぎ装置の全体構成を示す平面図。
【図2】表皮分離装置による皮剥ぎ動作を示す側面図。
【図3】皮剥ぎユニットの取り付け構造を示す側面図。
【図4】皮剥ぎユニットによる皮剥ぎ動作を示す正面図。
【図5】表皮除去装置による除去動作を示す側面図。
【図6】首振り回動式の皮剥ぎユニットによる皮剥ぎ動作を示す平面図。
【図7】左右移動式の皮剥ぎユニットによる皮剥ぎ動作を示す平面図。
【符号の説明】
A…ネギ
Ab…茎部
Ae…表皮
G…エアー
1…農作物皮剥ぎ装置
2…搬送コンベア
2a…載置台
3…支持装置
4…葉部支持ユニット
5…根部支持ユニット
10…表皮分離装置
35…皮剥ぎユニット
35a…本体部
35c…支持台
35d…コイルスプリング
35e…軸部
35f…孔部
36…支持アーム
37…エアー吐出部
Claims (4)
- 定姿勢に保持された農作物外面に対して流体を吹付け、該農作物の表皮を分離する流体吹付け手段と、
上記流体吹付け手段を、上記農作物外面に対して流体が略均等に吹付けられる方向及び角度に該農作物の曲がり具合に応じて移動する移動手段を備えた
農作物皮剥ぎ装置。 - 上記流体吹付け手段を、上記農作物外面に対して流体が略均等に吹付けられる方向及び角度にガイドするガイド手段を備えた
請求項1記載の農作物皮剥ぎ装置。 - 上記移動手段を、上記流体吹付け手段を農作物全長に対して略直交する方向に回動自在に設けて構成した
請求項1記載の農作物皮剥ぎ装置。 - 上記移動手段を、上記流体吹付け手段を農作物全長に対して略直交する方向に移動自在に設けて構成した
請求項1記載の農作物皮剥ぎ装置。
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