JP4338445B2

JP4338445B2 - イチゴ自動充填装置とそれに用いる充填用容器

Info

Publication number: JP4338445B2
Application number: JP2003156178A
Authority: JP
Inventors: 和男宮田; 和彦山岡
Original assignee: 日本協同企画株式会社
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2023-06-02
Also published as: JPWO2004108535A1; JP4637019B2; JP2004359243A; WO2004108535A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柔らかく傷みやすいイチゴをパックなどの容器に整列して充填することができるイチゴ自動充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
イチゴは、農作業者が農場で手摘みして収穫用コンテナに詰め込み、これを作業場に持ち帰って品質や大きさなどの等階級毎に選別して出荷販売用の充填用容器に詰め直し、さらに数パックづつ段ボール箱に収容して集荷場等に運搬して出荷している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述したようにしてイチゴを農場で手作業により選別して充填用容器に充填しているため、以下のような問題を生じていた。
【０００４】
１．農場で手作業によって選別充填しているため、農作業者に栽培以外の労働を強いてしまい、農薬散布や収穫等の栽培にかかる作業量を抑えなければならず、栽培面積を拡張することができなかった。
【０００５】
２．イチゴの実をもぎ取ってパック詰めするため、摘み取りの際やパック詰めの際に実が指や爪で痛められることがあった。また、近年の消費者の強い衛生志向から衛生面での課題もある。なお、蔓付の状態で出荷されるイチゴがあるが、この場合、摘み取りでは蔓を持つため実の傷みや汚れは発生しないが、パック詰めの際に実を持つため根本的な問題の改善にはつながっていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載のイチゴ自動充填装置は、イチゴ充填用の容器を保持する容器保持手段と、イチゴの蔓を挟着可能な把持手段と、同把持手段を、蔓を把持して搬送されるイチゴの列に送り出して当該蔓を把持させ、把持したイチゴを容器内の充填位置へと送り出しながら当該イチゴを充填に適した姿勢へと状態変化させる3次元経路を有するガイド手段と、把持手段をガイド手段に沿って往復移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のうち請求項２記載のイチゴ自動充填装置は、イチゴ充填用の容器を保持する容器保持手段と、イチゴの蔓を挟着可能な複数の把持手段と、これら把持手段を、蔓を把持して搬送されるイチゴの列に送り出して各把持手段にイチゴの蔓を把持させ、把持したイチゴを容器内の充填位置へと送り出しながらイチゴを充填に適した姿勢へと状態変化させ、且つ複数のイチゴの間隔を容器への充填に適した間隔に調整させるための異なる3次元経路を有する複数のガイド手段と、これら把持手段を各ガイド手段に沿って往復移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のうち請求項３記載のイチゴ自動充填装置は、容器保持手段は、保持した容器を所望の方向に移動可能な位置制御手段と、空の容器を受け入れる受入手段と、容器を排出する排出手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のうち請求項４記載のイチゴ自動充填装置は、ガイド手段は断面Ｃ字型のチューブをカーブさせてなり、把持手段はチューブ内を挿通されて移動可能なプルケーブルの先端にイチゴの蔓を挟着可能とする挟着具が設けられてなり、挟着具はプルケーブル内のコアケーブルの操作で開閉駆動され、駆動手段によりプルケーブルが押し引きされて往復駆動されるものであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のうち請求項５記載のイチゴ自動充填装置は、ガイド手段は断面Ｃ字型のチューブをカーブさせてなり、把持手段はチューブ内を挿通されて移動可能なエアーチューブの先端にイチゴの蔓を挟着可能とする挟着具が設けられてなり、挟着具はエアーチューブ内へのエア圧制御で開閉駆動され、駆動手段によりエアーチューブが押し引きして往復駆動されるものであることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のうち請求項６記載のイチゴ自動充填装置は、イチゴを載せ置く箇所に受凹部が形成されてなる充填用の容器において、各受凹部の蔓が突き出す箇所に、イチゴを充填させるために容器に近づけた把持手段と同容器との衝突防止のための逃げ空間を設けてなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のうち請求項７記載のイチゴ自動充填装置は、逃げ空間は容器に穴を開口して形成したものであることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のうち請求項８記載のイチゴ自動充填装置は、逃げ空間は容器に凹みを設けて形成したものであることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態１】
図１は本発明のイチゴ自動充填装置の実施形態を示したものである。本装置は、自動選別装置等と組み合わせて使用するものであり、例えば、当社出願の特願２００２−７４０９７記載のものにおいてパック詰め装置として使用する。以下に、本発明のイチゴ自動充填装置を説明する。
【００１５】
図１の１はパック詰め用のイチゴ２を搬送する搬送ラインである。同搬送ライン１は、細身ベルト３を２本平行して配置してなり、両ベルト３に跨がせて直径５６ｍｍの円筒形の搬送体４を支持・搬送し、両ベルト３の間をガイドされながら移動する搬送体４の下部挟着具５でイチゴ２の蔓６を把持して搬送する。
【００１６】
図１の１０及び１１は搬送ライン上１の搬送体４を通過／停止する突出し式ストッパーである。充填装置出口側にある第１のストッパー１０を搬送ライン１上に突き出すと当該箇所を通過する搬送体４を停止することができる。また、搬送体４が充填装置入口側にある第２の突出し式ストッパー１１のところまで溜まったところで第２のストッパー１１を突き出すと、両ストッパー１０、１１間に８つの搬送体４を分離・停止することができる。
【００１７】
図１の１２は搬送体４の下部挟着具５を開閉するための昇降プレートである。同プレート１２を降下すると、第１、第２の突出し式ストッパー１０、１１間に停止された搬送体４中央にあるピン１３を下方に押し込むことができ、これにより搬送体４の内部機構を通じて下部挟着具５を開かせて同下部挟着具５によるイチゴ２の蔓６を把持を解除することができる。
【００１８】
図１の２０はイチゴ充填用の容器（パック）２１を保持する保持手段である。同保持手段２０は４本の幅細ベルト２２を備えたベルトコンベアであり、２本で１枚の容器７０を支持して搬送する。これら幅細ベルト２２は、ベース部材２３に立設された支柱部材２４上部に３０度傾斜させて取り付けてあり、搬送面を３０度傾斜させてある。前記幅細ベルト２２はサーボモータ２５を駆動源とするドライブプーリー２６により精密回転され、容器７０を正確且つ精密に搬送することができる。また容器７０が通過する部分の両サイドには、容器７０の幅に合わせてサイドガイド２７を立設してあり、容器７０の横ずれを防止することができる。また各組の幅細ベルト２２の間には、上下昇降式のストッパー２８を設けてある。これを上昇すると図中矢印ａ方向に搬送される容器７０の先頭を押さえて規定位置に停止することができる（位置決めを行う）。位置決め完了後は降下して、容器７０にイチゴ２が１列づづ充填される度に同容器７０を１列分矢印ａ方向に移動し、これを３回繰り替えしてから（４列全てにイチゴ２が充填されてから）、容器７０を排出する。このベルトコンベアは、保持した容器７０を所望の方向に移動可能な位置制御手段と、空の容器７０を受け入れる自動供給手段と、容器７０を排出する自動排出手段を兼ねたものとなっている。
【００１９】
図１の容器７０は図６に示すように、イチゴ２を載せ置く位置に略イチゴの形をした受凹部７１を形成してなるソフト樹脂シート製の専用容器であり、受凹部７１を４Ｘ４の配列で合計１６個設けてある。各受凹部２９は容器長手方向に対して３０度傾けてあり、イチゴ２は全てこの向きに傾けて置くようになっている。また各受凹部２９の蔓６が突き出す位置に、長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍで断面半円筒形の凹み７４を設けて逃げ空間７２としてある。同逃げ空間７２は把持手段３０の挟着具先端部３８と容器７０とが干渉しないようにするためのものであり、挟着具先端部３８を開いたときに干渉しないようにできるだけ幅広とする。なお、凹みを設けて逃げ空間７２を形成する代わりに、図７に示すように、容器７０に穴７３を開けて逃げ空間７２を設けても良い。
【００２０】
図１のイチゴ２の蔓６を掴む把持手段３０は、詳細を図２、３に示す様に、長尺なエアーチューブ３１の先端にエアーで開閉駆動されるクリップ状の挟着具３２を設けたものである。エアーチューブ３１は、外径６ｍｍ内径４ｍｍのウレタン又はナイロン製のチューブである。同把持手段３０は、エアーチューブ３１の先端に弾丸状のキャップ３３を取り付け、同キャップ３３の側面部にエアーチューブ３１の内部と通じたエアー通路３４が形成されてなる連結部品３５を取り付け、同連結部品３５の先端円筒部３６にキャップ状のピストン３７を被せ、また同先端円筒部３６にバネ部材を曲げ加工してなる挟着具３２を取り付けた構成である。エアーチューブ３１内に圧縮空気（０．６?０．８ＭＰａ）を供給すると、ピストン３７がその内側に送り込まれる圧縮空気の力で押し上げられて挟着具３２を内側から押し広げ、挟着具先端部３８を開く。エアーの供給を停止するとピストン３７の内圧が解除され、挟着具先端部３８は自然に閉じる。
【００２１】
図１の４０は前記把持手段３０のガイド手段である。ガイド手段は、詳細を図２に示すように、直径１０ｍｍの金属製チューブの一方の横壁を幅５ｍｍ切り落として図２（ｄ）に示す如く開口部４３を設けて断面略Ｃ字型にしたものを、図２（ａ）の正面図（Ｙ?Ｚ平面図）、（ｂ）の上面図（Ｘ?Ｙ平面図）、（ｃ）の側面図（Ｚ?Ｘ平面図）に示すように３次元的にカーブさせてなるものである。開口部４３は前記把持手段３０の連結部品３５が通り抜けるための溝であるとともに同部品３５を案内するガイドでもあり、連結部品３５の突き出し方向を真横に保ち、挟着具３２をガイドチューブ４０の真横に突き出させる役割を担う。このガイド手段（以下ガイドチューブと記す）４０は４本で１枚の容器７０に対応しており、図１に示す８本のガイドチューブ４０は２枚の容器７０に対応する。各組の４本のガイドチューブ４０は、図２（ｂ）の上面図に見られるように４本それぞれを異なる位置で曲げてあり、これにより搬送ライン側端部４１での間隔が５６ｍｍであるところを容器側端部４２側でイチゴ２の充填間隔である４０ｍｍとなるようにしてある。また容器７０にイチゴ２を３０度傾けて収容させるため、容器側端部４２のカーブ角度を３０度に設定してある。さらにガイドチューブ４０の容器側端部４２を図２（ｃ）に示す如く下向きにカーブさせてあり、これによりイチゴ２の先端側を支点にイチゴ２を６０度回転させて、３０度傾けられた容器１３にソフトに寝かせるようにして置けるようにしてある。
【００２２】
図１の５０は把持手段３０の送出し機構（駆動手段）である。同機構５０は、エアーチューブ３１を上下２つのピンチローラ５１、５２で挟み、ローラ５１、５２の回転で図中の矢印ｂ方向に送り出したり、矢印ｃ方向に引き込んだりする構造のものである。ピンチローラ５１、５２は下側がサーボモータ５３により駆動され、上側はスプリング５４により下側に押し下げられてエアーチューブ３１に締め付け力による摩擦力を発生して送り出し／引き戻し駆動を可能としている。この送出し機構５０では、８本あるエアーチューブ３１のそれぞれにリング状のストッパー５７を取り付けてあり、同ストッパー５７が送出し装置５０の端面５８と接触するとエアーチューブ３１の駆動力がスリップして送り出しが停止されるようにしてある。その停止位置は把持手段３０がガイドチューブ４０の容器側端部４２に到達するところとしてあり、図１では各ガイドチューブ４０の長さが少しずつ異なるため、ストッパー５７の取り付け位置もエアーチューブ３１毎に少しずつ異ならせてある。
【００２３】
（動作説明）
図１のイチゴ自動充填装置の動作を説明する。
（１）第１の突出し式ストッパー１０を突き出して搬送ライン１上の搬送体４を停止する。
（２）第２のストッパー１１のところまで搬送体４が溜まったところで、同ストッパー１１を突き出して８つ目と９つ目の搬送体４を分離する。
（３）待機位置５５の把持手段３０の挟着具３２を、エアーチューブ３１に圧縮空気を供給して開く。
（４）送出し機構５０によりエアーチューブ３１を少し送り出して把持手段３０がイチゴ２の蔓６を掴める位置で停止する。
（５）エアーチューブ３１内のエアー圧を解除して挟着具３２を閉じ、同挟着具３２にイチゴ２の蔓６を掴ませる。
（６）昇降プレート１２を降下して搬送体４の挟着具５を開き、イチゴ２の把持を把持手段３０側に切り替える。
（７）容器保持手段２０にセットされた空の容器７０を幅細ベルト２２で移動し、上昇させてある上下昇降式ストッパー２８に突き当てて停止し、位置決めする。
（８）送出し機構５０によりエアーチューブ３１をさらに送り出して把持手段３０を容器７０側の停止位置５６に停止し、把持したイチゴ２を容器７０内の第１列目に載せる。
（９）エアーチューブ３１内に圧縮エアーを供給して挟着具３２を開き、イチゴ２の蔓６の把持を解除する。
【００２４】
（１０）送出し機構５０によりエアーチューブ３１を待機位置５５に引き戻す。この途中でエアーチューブ３１内のエアー圧を解除し、挟着具３２を閉じる。
（１１）搬送ライン１上の昇降プレート１２を上昇して搬送体４をフリーにし、第１の突き出し式ストッパー１０を引き戻し、空になった搬送体４を排出する。
（１２）空の搬送体４が第１、第２突出し式ストッパー１０、１１間からすべて掃き出されたら、第１の突き出し式ストッパー１０を再び突き出し、続いて第２の突き出し式ストッパー１１を引き戻して、後段の搬送体４を受け入れる。
（１３）容器保持手段２０の上下昇降式ストッパー２８を降下し、幅細ベルト２２を回転して容器７０をイチゴ１列分前に送り出し、容器７０を第２列目の充填待ち状態で待機する。
（１４）前記３から１３までを繰り替えして容器７０内にイチゴ２を４列分すべて充填した後、イチゴ２が充填された容器７０を排出する。
【００２５】
【発明の実施の形態２】
本発明では、把持手段３０として、図４に示すような、プルケーブル６０の先端に内部のコアケーブル６１の引き操作で開閉操作される挟着具３２を設けたものを用いることができる。この例では、挟着具３２自体もガイドチューブ４０内を移動するようにしてあるため、図５に示すように、ガイドチューブ４０の開口部４３は下側に設け、挟着した蔓６を下に抜かしてガイドチューブ４０内を通れるようにする。この場合、ガイドチューブ４０の搬送ライン側端部４１に、蔓６の上部余長部をカットするため、２枚の回転カッター６２、６３を噛み合わせてなるカット手段を設け、挟着具３２に掴まれたイチゴ２の蔓６がガイドチューブ４０内に入って移動できるようにする。
【００２６】
本件発明における把持手段３０は、ケーブルやチューブ等の線状部材の先端に電気（電磁力）で駆動される構造の挟着具を取り付けて構成することや、エアーなどの気体の代わりにオイルなどの液体を駆動力として開閉される構造の挟着具を取り付けて構成することができ、これらも発明の範囲である。
【００２７】
本発明におけるガイド手段４０としては、図１から図３に示したようなチューブやケーブル等の線状部材を通して案内する断面Ｃ字型のチューブを用いる方法の他、所望の３次元経路に沿って曲げた各種のガイドレールを用いることができる。例えば、カーテンレールのようなガイド手段と、カーテンレールに取り付けられて走行するような走行具に把持手段３０を取り付ける方法もある。要は、複雑な駆動制御を採用せず、３次元経路に沿って把持手段を往復移動可能に構成できるものであれば、いかなるものであっても良い。
【００２８】
以上説明の図１、２、５に示したガイド手段におけるガイドチューブ４０の曲げ方は、限られた例であり、実際には、搬送ライン１におけるイチゴ２の搬送間隔と、容器７０への充填配列位置及び／又は姿勢に応じて適切な３次元経路を有するものとし、従って本発明におけるガイド手段とは図１、２、５に示した形状に限られない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のうち請求項１記載のイチゴ自動充填装置によれば、3次元経路を有するガイド手段４０が、把持したイチゴ２を容器７０内の充填位置へと送り出しながら当該イチゴ２を充填に適した姿勢へと状態変化させることができるため、姿勢制御のための複雑な駆動手段や機構手段が不要となり、メカニカルな構造がシンプルとなり、また制御のための電気的な回路も簡易で済むため、簡易で安価な装置を実現できる。さらにガイド手段４０を付け替えるなどしてその３次元経路を変えるだけで、サイズの異なるイチゴの充填や様々な形態の容器７０への充填に対応することができ、ガイド手段４０以外の部品を共通化した安価な充填装置を実現することができる。
【００３０】
本発明のうち請求項２記載のイチゴ自動充填装置によれば、3次元経路を有する複数のガイド手段４０が、複数のイチゴ２を同時に容器７０内に充填することができるように姿勢や充填位置、間隔を調整するものであるため、姿勢制御のための複雑な駆動手段や機構手段が不要となり、メカニカルな構造がシンプルとなり、また制御のための電気的な回路も簡易で済むため、簡易で安価な装置を実現できる。さらにガイド手段４０を付け替えるなどしてその３次元経路を変えるだけで、サイズの異なるイチゴの充填や様々な形態の容器７０への充填に対応することができ、ガイド手段４０以外の部品を共通化した安価な充填装置を実現することができる。
【００３１】
本発明のうち請求項３記載のイチゴ自動充填装置によれば、容器保持手段２０が容器７０を所望の方向に移動可能であるため、例えば容器７０に複数列の充填箇所があっても、容器７０を移動することにより各列の充填箇所にイチゴ２を充填することができる。また上下方向に移動可能とすれば、１段目を詰めた後に、２段目を詰めて２段詰めに対応することも可能となり、様々な容器７０に様々な形態でイチゴ２を充填することができる。また空の容器７０を受け入れる受入手段と、容器を排出する排出手段を備えるため、容器７０の自動供給、自動排出を行える。
【００３２】
本発明のうち請求項４記載のイチゴ自動充填装置によれば、ガイド手段４０が断面Ｃ字型のチューブをカーブさせてなるものであるため構造的にシンプルであり、把持手段３０もプルケーブル６０の先端にイチゴ２の蔓６を挟着可能な挟着具３２を設けただけの同様にシンプルな構造であり、駆動も、駆動手段５０によるプルケーブル６０の押し引きと、プルケーブル６０内のコアケーブル６１の操作だけで済み、簡潔で安価な装置を実現することができる。
【００３３】
本発明のうち請求項５記載のイチゴ自動充填装置によれば、ガイド手段４０が断面Ｃ字型のチューブをカーブさせてなるものであるため構造的にシンプルであり、把持手段３０もエアーチューブ３１の先端にイチゴ２の蔓６を挟着可能な挟着具３２を設けただけの同様にシンプルな構造であり、駆動も、駆動手段５０によるエアーチューブ３１の押し引きと、エアーチューブ３１内へのエアー供給だけで済み、簡潔で安価な装置を実現することができる。
【００３４】
本発明のうち請求項６記載のイチゴ自動充填装置によれば、受凹部７１の蔓６が突き出す所に把持手段３０と容器７０との干渉を防止するための逃げ空間７２が設けられているため、自動充填装置に適した容器となる。
【００３５】
本発明のうち請求項７記載のイチゴ自動充填装置によれば、容器７０に穴７３を開口して干渉防止のための逃げ空間７２を設けるため、形の出づらい整形性の悪い樹脂シートでも無理なく容器７０を製造することができる。
【００３６】
本発明のうち請求項８記載のイチゴ自動充填装置によれば、容器７０に凹み７４を設けて干渉防止のための逃げ空間７２を設けるため、コスト増となる穴開け工程が不要で安価となり、また強度低下の恐れもない優れた容器７０を実現できる。
【００３７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のイチゴ自動充填装置の実施形態を示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１のイチゴ自動充填装置に用いられるガイド手段を示したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はＡ?Ａ断面図である。
【図３】図１のイチゴ自動充填装置に用いられる把持手段を示した横断面図である。
【図４】本発明における把持手段の他の例を示したものであり、（ａ）は部分側面図、（ｂ）は全体上面図である。
【図５】図４の把持手段に用いるガイド手段を示したものであり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ?Ａ断面図である。
【図６】本発明のイチゴ自動充填装置で用いられる容器の実施形態を示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】本発明のイチゴ自動充填装置で用いられる容器の他の実施形態を示した平面図である。
【符号の説明】
１搬送ライン
２イチゴ
６蔓
４搬送体
２０容器保持手段
３０把持手段
３１エアーチューブ
３２挟着具
４０ガイド手段
５０駆動手段
６０プルケーブル
６１コアケーブル
７０容器
７１受凹部
７２逃げ空間
７３穴
７４凹み

Claims

イチゴ充填用の容器を保持する容器保持手段と、イチゴの蔓を挟着可能な把持手段と、同把持手段を、蔓を把持して搬送されるイチゴの列に送り出して蔓を把持させ、把持したイチゴを容器内の充填位置へと送り出しながら容器への充填に適した姿勢へと状態変化させる3次元経路を有するガイド手段と、把持手段をガイド手段に沿って往復移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とするイチゴ自動充填装置。
イチゴ充填用の容器を保持する容器保持手段と、イチゴの蔓を挟着可能な複数の把持手段と、これら把持手段を、蔓を把持して搬送されるイチゴの列に送り出して蔓を把持させ、把持したイチゴを容器内の充填位置へと送り出しながら充填に適した姿勢へと状態変化させ、且充填に適した間隔に調整させるための異なる3次元経路を有する複数のガイド手段と、これら把持手段を各ガイド手段に沿って往復移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とするイチゴ自動充填装置。
容器保持手段は、保持した容器を所望の方向に移動可能な位置制御手段と、空の容器を受け入れる受入手段と、容器を排出する排出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイチゴ自動充填装置。
ガイド手段は断面Ｃ字型のチューブをカーブさせてなり、把持手段はチューブ内を挿通されて移動可能なプルケーブルの先端にイチゴの蔓を挟着可能とする挟着具が設けられてなり、挟着具はプルケーブル内のコアケーブルの操作で開閉駆動され、駆動手段によりプルケーブルが押し引きされて往復駆動されるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のそれぞれに記載のイチゴ自動充填装置。
ガイド手段は断面Ｃ字型のチューブをカーブさせてなり、把持手段はチューブ内を挿通されて移動可能なエアーチューブの先端にイチゴの蔓を挟着可能とする挟着具が設けられてなり、挟着具はエアーチューブ内へのエア圧制御で開閉駆動され、駆動手段によりエアーチューブが押し引きして往復駆動されるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のそれぞれに記載のイチゴ自動充填装置。
イチゴを載せ置く箇所に受凹部が形成されてなる充填用の容器において、各受凹部の蔓が突き出す箇所に、イチゴを充填させるために容器に近づけた把持手段と同容器との衝突防止のための逃げ空間を設けてなることを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のイチゴ自動充填装置に用いる充填用容器。
逃げ空間は容器に穴を開口して形成したものであることを特徴とする請求項６記載の充填用容器。
逃げ空間は容器に凹みを設けて形成したものであることを特徴とする請求項６記載の充填用容器。