JP4370367B2 - 果実の自動皮剥き装置 - Google Patents

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Description

本発明は干し柿などを作る場合に用いる果実のヘタ皮と全周皮とを連続的に剥く果実の自動皮剥き装置に関するものである。
一般に、干し柿を大量生産する農家では、収穫した柿のヘタと呼ばれるガクと周囲の皮を剥いてから、皮剥き機にセットして、ヘタと支木を残して全体の皮を剥く。この後、支木に紐を結んで数個の柿をつなげて吊し、これを乾燥させて干し柿を生産している。
従来このヘタ皮剥き装置としては、ヘタ皮剥き回転刃を取付た刃取付部を、昇降支持台に接続し、この昇降支持台に前記刃取付部を回転させるモータを設けると共に、前記回転刃の中空部を貫通する支木押え軸を可動自在に昇降支持台に接続し、この昇降支持台を操作レバーにより可動自在に基台に取付け、更にこの基台に前記回転刃と対向して果実受け部を設けると共に、操作レバーの操作と共にモータを駆動させるスタートスイッチを設けて、前記操作レバーを操作して支木押え軸と共に昇降支持台を下降させて、果実受け部にセットした果実に回転刃を接触させた状態で、スタートスイッチを押して回転刃を回転させて果実のヘタ皮を剥くようにした果実のヘタ皮剥き装置がある(例えば特許文献1)。
この装置は柿を1個ずつ果実受け部にセットしてから、操作レバーを押し下げて回転刃を回転させ、果実のヘタ皮を自動的に剥くことができるものである。しかしながらこの装置はヘタ皮を剥いた後、これを取り出して、真空吸着回転機に1個ずつ吸着させて、回転する柿の外周に、手に持ったナイフ状の刃を当てて外周に沿って移動させることにより全周の皮剥きを行なっていた。
このため、ヘタ皮を自動的に剥くことができるが、全周の皮剥きは真空吸着回転機に吸着して回転させた柿に、手に持った刃を当てて剥く半自動であるため2工程の作業となり作業性が悪い問題があった。特に農家では高齢化が進む中で、収穫時期が限られ、短期間に大量の柿を処理しなければならない現状において、柿をセットするだけで自動的に皮剥きできる装置の開発が望まれていた。
特開2003−189836
本発明は上記問題を改善し、全周の皮剥きを自動的に行なう装置を提供すると共に、ヘタ皮剥き装置と、全周皮剥き装置を併設して、ヘタ皮と全周の皮剥きを連続して自動的に行なって、作業性を大幅に向上させた果実の自動皮剥き装置を提供するものである。
本発明の請求項記載の果実の自動皮剥き装置は、本体ベースに複数個の果実受け台を移動自在に設け、この上方にヘタ皮剥き装置と全周皮剥き装置とを併設し、前記ヘタ皮剥き装置は、リング状の刃本体に、径方向にスリットを形成し、このスリットに沿ってその縁部に切刃を取付けて、その先端側をリング状の刃本体の中空部に突出させた回転刃と、この回転刃を取付けた刃取付部と、この刃取付部の上部に接続され、第1の昇降支持台に支持されたパイプシャフトと、このパイプシャフトを回転させる第1のモータと、前記パイプシャフトと回転刃の中空部を貫通して第1の昇降支持台に支持された支木押え軸と、第1の昇降支持台を上下動自在にガイドする第1のガイド機構と、第1の昇降支持台を昇降させる駆動機構とから構成され、また前記全周皮剥き装置は、果実のヘタ側を吸引して回転させる真空吸着回転機構と、この真空吸着回転機構を取付けた第2の昇降支持台と、この第2の昇降支持台を上下動自在にガイドする第2のガイド機構と、第2の昇降支持台を昇降させる駆動機構と、前記第2の昇降支持台に下方に向かって取付けた第3の昇降シリンダと、この下端に取付けられた正逆回転制御モータと、このモータの先端にリンク機構を介して上下方向に回動自在に支持された平面コ字形の左右回動フレームと、この左右回動フレームの開口部に取付けられ、果実の外周に沿って移動する剥き刃とから構成され、果実受け台にヘタ側を上にして果実をセットし、この果実のヘタをヘタ皮剥き装置の支木押え軸で押えて回転刃でヘタ皮を皮剥きした後、全周皮剥き装置ヘ搬送して、ここで真空吸着回転機構で果実を吸着して上昇させた状態で回転させ、第3の昇降シリンダで正逆回転制御モータを下降させながら、剥き刃を果実の外周に沿って移動させ果実のヘタ側から全周の皮を剥くようにしたことを特徴とするものである。
本発明の請求項記載の果実の自動皮剥き装置は、請求項の果実の自動皮剥き装置に、更にヘタ皮剥き装置に隣接して、シャフトを上下動自在に設け、このシャフトの下端に支木合わせ軸を取付けると共に、シャフトの上昇により作動する、ヘタ皮剥き装置と全周皮剥き装置のスタートスイッチを取付けた果実中心設定装置を設置したことを特徴とするものである。
本発明の請求項記載の果実の自動皮剥き装置は、請求項1または2記載の果実の自動皮剥き装置において、第1および第2の昇降支持台を昇降させる駆動機構が、昇降支持台の底部に当接してこれを昇降させる昇降シリンダで形成されていることを特徴とするものである。
本発明に係る請求項1記載の果実の自動皮剥き装置によれば、リング状の刃本体に突出させた回転刃を設けたヘタ皮剥き装置により、ヘタ剥きを自動的に行なうことができ、更に全周皮剥き装置により、果実の外周に沿って移動する剥き刃が、果実の表面形状に沿って押し付けられ、果実のヘタ側から滑らかに剥き刃を移動させて、形や大きさが異なる果実に対しても、表面全体を均一に皮剥きすることができ、ヘタ剥きと全周皮剥きを自動的に連続して行なって、作業能率と生産性を向上させ、労力を軽滅させることができる
また請求項記載の果実の自動皮剥き装置によれば、ヘタ皮剥き装置の手前に果実中心設定装置を設けたので、この下方の果実受け台に果実を載せて、シャフトの下部に取付けた位置合わせ軸を引き下げて、果実の中心と支木の向きを調整するだけで、果実受け台の移動装置と、ヘタ皮剥き装置および全周皮剥き装置のスタートスイッチが入り、支木の折損を防止して全自動で皮剥きすることができる。
また請求項記載の果実の自動皮剥き装置によれば、第1および第2の昇降支持台を昇降させる駆動機構が、昇降支持台の底部に当接してこれを昇降させる昇降シリンダで形成されているので、昇降動作を速くすることができる。
以下本発明の実施例を図1ないし図12を参照して詳細に説明する。図1は果実の自動皮剥き装置を示すもので、図において1は本体ベース、2はこの上に設けられたコンベア式の搬送装置で、ここに複数の果実受け台3が所定の間隔で取付けられていベ。本体ベース1の上部には本体カバー4が設けられ、この前面のコンベア式の搬送装置2の上方に、果実中心設定装置5とヘタ皮剥き装置6および全周皮剥き装置7が横一連に併設されている。
前記コンベア式の搬送装置2は、図2に示すように本体ベース1の上にチェーンコンベア9を設け、これをチェーン駆動モータ10で回転させるようになっている。チェーンコンベア9には所定の間隔で受け台プレート11が取付けられている。
このチェーンコンベア9の外周には図1に示すように、所定の間隔でカップ状の果実受け台3を取付けたベルト12を、この果実受け台3が前記受け台プレート11に嵌め込まれるように取付け、チェーンコンベア9の回転により果実受け台3が連続的に搬送されるようになっている。なおチェーンコンベア9の内側には図2に示すように、リミットスイッチ13が設けられ、カップ状の果実受け台3が当って所定の位置で停止するようになっている。
また前記果実中心設定装置5は図3に示すように、シャフト15がスプリング支持板16を上下に貫通し、この下端に操作ノブ17が取付けられ、更にこの下部に半割円筒状の位置合わせ軸18が取付けられている。またシャフト15の中間にはボス19が取付けられ、ここにピン20が突設されている。またスプリング支持板16とボス19の間のシャフト15にはコイルスプリング21が取付けられ、常時シャフト15を上方に付勢するようになっている。またシャフト15の上部の横には、リミットスイッチ22が取付けられ、ピン20がリミットスイッチ22に接触するとチェーンコンベア9が作動し、ヘタ皮剥き装置6と全周皮剥き装置7のスタートスイッチが順次入るようになっている。
またヘタ皮剥き装置6は、図4に示すように回転刃24を取付た刃取付部25と、この刃取付部25の上部に接続され、第1の昇降支持台26に支持されたパイプシャフト27と、このパイプシャフト27を回転させる第1のモータ28と、前記パイプシャフト27と回転刃24の中空部を貫通して第1の昇降支持台26に支持された支木押え軸29と、第1の昇降支持台26を上下動自在にガイドする第1のガイド機構31と、第1の昇降支持台26の底部に当接してこれを昇降させる第1の昇降シリンダ32とから構成されている。
回転刃24は図5に示すようにリング状の刃本体34に、径方向にスリット35を形成した鍵穴状をなし、このスリット35に沿ってその縁部に切刃36を取付けたものである。この回転刃24は、円筒かご状の刃取付部25の底部に取付けられている。この刃取付部25の上部は図6に示すように、第1の昇降支持台26の内部に支持されたパイプシャフト27に接続され、このパイプシャフト27の上部に取付けたプーリ37Aと第1のモータ28に接続したプーリ37Bとがベルト38で連結されている。
またパイプシャフト27の内側には支木押え軸29が挿着され、第1の昇降支持台26の上部に設けた調整ノブ39を回転させることによりその位置を調整できるようになっている。また支木押え軸29はコイルスプリング21により弾性的に支持されている。更にこのコイルスプリング21を囲むように刃取付部25の内側には皮除けカップ40が取付けられている。なお回転刃24は停止状態で、切刃36を取付けたスリット35が支木押え軸29の背面側に位置するように制御されている。
また前記全周皮剥き装置7は、図7に示すように柿42のヘタ側を吸引して回転させる真空吸着回転機構46と、この真空吸着回転機構46を取付けた第2の昇降支持台47と、この第2の昇降支持台47を上下動自在にガイドする第2のガイド機構48と、第2の昇降支持台47の底部に当接してこれを昇降させる第2の昇降シリンダ49とから構成されている。更に図8に示すように、前記第2の昇降支持台47には、下方に向かって第3の昇降シリンダ50が取付けられ、この下端に正逆回転制御モータ51が取付けられ、この先端にリンク機構60を介して平面コ字形の左右回動フレームが設けられ、この左右回動フレームの開口部に、柿42の外周に沿って移動する剥き刃52が取付けられている。
前記真空吸着回転機構46は図7に示すように、パイプシャフト53の下端に吸着パット54が取付けられ、この上部は真空ジョイント41と図示しないフィルターを介して真空ポンプに接続されている。またパイプシャフト53にはプーリ37Aが取付けられ、これは第2のモータ55に取付けたプーリ37Bとベルト38で回転自在に連結されている。
また前記剥き刃52は、図8に示すようにリンク機構60を介して正逆回転制御モータ51の出力軸に回転自在に取付けられている。リンク機構60は、出力軸に取付けたブラケット56に、支持軸57で回動自在に支持された第1の前後進フレーム58と、この先端に支持軸61で回動自在に支持された第2の前後進フレーム62と、この第2の前後進フレーム62の前面に、支持軸63で左右に回動自在に支持された平面コ字形の左右回動フレーム64とから構成され、この左右回動フレーム64の先端に剥き刃52が上下方向に回動自在に支持されている。
更に前記第1の前後進フレーム58の上部は、ブラケット56の上部に取付けた前後進シリンダ66の先端に回動自在に連結され、このロッドが伸出すると支持軸57を回動支点として、第1の前後進フレーム58と第2の前後進フレーム62が前進しながら回動するようになっている。また第2の前後進フレーム62にはコイルスプリング67が連結され、支持軸61を回動支点として弾性的に支持されている。同様に左右回動フレーム64にも図11に示すようにコイルスプリング68が連結され、支持軸63を回動支点として弾性的に支持されている。
次に上記構成の果実のヘタ皮剥き装置の動作について説明する。先ず図3に示すように柿42のヘタ44を上にして果実中心設定装置5の下方に位置するカップ状の果実受け台3にセットする。次に操作ノブ17を引き下げて、位置合わせ軸18に支木43を合わせて柿42の中心と支木43の向きを調整する。
次に操作ノブ17を押えている手を緩めるとコイルスプリング21の弾性力によりシャフト15が引き上げられる。シャフト15が上昇すると、これに取付けたボス19のピン20がリミットスイッチ22に接触して、チェーン駆動モータ10と、ヘタ皮剥き装置6、全周皮剥き装置7のスタートスイッチが入る。チェーン駆動モータ10が回転し、コンベア式の搬送装置2が移動すると、ここに取付けた果実受け台3がリミットスイッチ13に接触して、柿42は隣接するヘタ皮剥き装置6の下方で停止する。
この停止信号により図6に示すように、第1の昇降支持台26の底面に当接して下方から支持する昇降シリンダ32のロッドが下降し、第1の昇降支持台26は自重により第1のガイド機構31にガイドされて下降してくる。第1の昇降支持台26の下降に伴って、回転刃24と共に支木押え軸29が下降し、支木押え軸29が位置決めされている支木43の背面側に位置してヘタ44に当接すると、図示しないリミットスイッチが作動して第1のモータ28が回転する。
このように第1のモータ28が回転すると、プーリ37Bが回転し、ベルト38を介してプーリ37Aも回転する。このプーリ37Aにはパイプシャフト27を介して刃取付部25が接続されているので、ここに取付けた回転刃24も回転する。
この時、支木押え軸29の下部が柿42のヘタ44の背面側を押えながら、回転刃24が回転し、切刃36によりヘタ44の周囲のヘタ皮45を剥き取る。支木押え軸29は柿42が回転しないように、コイルスプリング21により弾性的にヘタ44を押えるようになっている。剥き取られた皮45は、スリット35の間から排出される。切刃36が設定した回転数だけ回転してヘタ44の周囲の皮45が剥かれると、切刃36を設けたスリット35が支木押え軸29の背面側に位置した状態で停止する。
つまり、切刃36の先端が鍵穴状の中空部から突出しているので、これが支木43の手前側にくると、支木43に引っ掛かって、折れてしまうことがある。このため回転刃24が回転しない停止状態で上下に可動できるように、切刃36を支木押え軸29の背面側に位置させた状態で停止させることにより、回転刃24を上下動させる時に、支木43が中空部を容易に通過でき、柿42を吊す紐を結ぶ支木43の損傷を防止することができる。
このようにヘタ44の周囲のヘタ皮45が剥かれた後、第1のモータ28が停止してから、第1の昇降シリンダ32が作動し、第1の昇降支持台26を上昇させる。ヘタ皮剥きを終了後、回転刃24が上昇してから、柿42に付着しているヘタ44やヘタ皮45の残りが、次工程での真空吸着の障害になるので、図示しないエアー噴出ノズルからヘタ44に空気を吹き付けて吹き飛ばすようになっている。この後、コンベア式の搬送装置2が移動して、果実受け台3に保持された柿42は隣接する全周皮剥き装置7の下方に搬送されてここで停止する。
この全周皮剥き装置7では図7に示すように、第2の昇降シリンダ49のロッドが収縮して、第2の昇降支持台47が自重により第2のガイド機構48に沿って下降してくる。第2の昇降支持台47に取付けたパイプシャフト53も下降し、その先端に取付けた吸着パット54が柿42のヘタ44の周囲の果肉に接触する。吸着パット54の先端には吸着面より突出するようにステンレス製のスパイクピンが設けられ、これが果実に僅かに食い込んで滑り止めの作用をなしている。
この後、図示しない真空ポンプに接続されたパイプシャフト53を通して空気が吸引され、吸着パット54に柿42が吸着される。次に第2の昇降シリンダ49のロッドが伸出して、第2の昇降支持台47を第2のガイド機構48に沿って上昇させる。この後、第2のモータ55が作動し、プーリ37B、ベルト38、およびプーリ37Aを介して回転力がパイプシャフト53に伝達され、吸着パット54に吸着されている柿42が回転する。
この時、真空ポンプからパイプシャフト53の上部に取付けた真空ジョイント41まではホ―スで配管され、その配管の間に果実から吸引されるシブや果汁を図示しないフィルターで除去するようになっている。また真空ジョイント41はベアリングによりパイプシャフト53に接続され、空回り状態となっているのでパイプシャフト53の回転によるホ―スの捩じれを防止することができる。
柿42が回転し始めると、図8に示すように全周皮剥き装置7の正逆回転制御モータ51にリンク機構60と直結した前後進シリンダ66のロッドが伸出すると、正逆回転制御モータ51の出力軸の先端に取付けた支持軸57を回動支点としてリンク機構60の第1の前後進フレーム58と第2の前後進フレーム62が前方に回動し、平面コ字形の左右回動フレーム64の先端に取付けた剥き刃52が図9に示すように柿42のヘタ側に接触する。
剥き刃52が柿42のヘタに接触すると、図8に示すように第2の前後進フレーム62は支持軸61を回動支点としてコイルスプリング67により弾性的に上下動するようになっているので、上方から剥き刃52が弾性的に押付けられる。また図11および図12に示すように、平面コ字形の左右回動フレーム64は支持軸63を回動支点としてコイルスプリング68により弾性的に左右に回動するようになっているので、柿42の表面形状に沿って剥き刃52が押し付けられる。
このように回転している柿42の表面形状に沿って剥き刃52が押し付けられ柿42のヘタ側から全周の皮45が剥かれる。従って、剥き刃52は皮45の表面に適度な弾性で接触し、厚く剥き過ぎることなく理想的な厚さに剥くことができる。この状態で、第3の昇降シリンダ50のロッドがゆっくり伸出しながら正逆回転制御モータ51もゆっくり回転していく。この結果、リンク機構60と平面コ字形の左右回動フレーム64は、図9から図10に示すように、ゆっくり下降しながら徐々に回転し、左右回動フレーム64の開口部に取付けた剥き刃52は柿42の表面形状に沿ってヘタ44の近傍から底部に向かって移動しながら反転し全周の皮45を自動的に剥くことができる。
皮剥きが終わると、正逆回転制御モータ51と第3の昇降シリンダ50、前後進シリンダ66が初期状態に復帰する。この後、第2の昇降シリンダ49のロッドが伸出して、第2の昇降支持台47が自重により下降してくる。柿42が果実受け台3に載ると、真空ポンプが停止して柿42が吸着パット54から離れ、再び第2の昇降支持台47が上昇する。この後、コンベア式の搬送装置2が移動すると、果実受け台3が端部で垂直に回転して柿42が果実受けシュート70に落下する。
柿42は形や大きさが揃っていないが、第3の昇降シリンダ50の伸縮範囲や正逆回転制御モータ51の回転角度などを調整することにより、柿の形状に沿って滑らかに剥き刃52を移動させることができる。このため平種柿や蜂屋柿など種類や大きさに合わせて、全自動で皮むきすることができ、生産性を高めることができる。
なお上記説明では、果実中心設定装置5とヘタ皮剥き装置6および全周皮剥き装置7を横一連に併設し、コンベア式の搬送装置2により果実受け台3を直線状に搬送する場合について示したが、果実中心設定装置5とヘタ皮剥き装置6および全周皮剥き装置7を三角形の頂点位置に配置し、この下方に果実受け台3を取付けたターンテーブルを配置した構造でも良い。
また果実中心設定装置5とヘタ皮剥き装置6および全周皮剥き装置7を併設した場合について示したが、支木43の必要のない干し柿を生産する場合には、果実中心設定装置5を設けない構造でも良い。また第1および第2の昇降支持台を昇降させる駆動機構は、昇降シリンダを昇降支持台の底部に当接した場合に限らず、中間や上部に取付けても良く、またシリンダに限らずモータ駆動で昇降させる構造でも良い。
なお上記説明では柿の皮を剥く場合について説明したが、りんごやなしなどの果実の皮剥きに広く使用することができる。
本発明の実施例による果実の自動皮剥き装置を示す斜視図である。 図1の果実受け台を取付けたベルトを取外した状態を示す果実の自動皮剥き装置の斜視図である。 果実中心設定装置を示す斜視図である。 ヘタ皮剥き装置の一部を破断して示す斜視図である。 刃取付部と回転刃を分離して示す斜視図である。 ヘタ皮剥き装置を示す断面図である。 全周皮剥き装置の一部を破断して示す斜視図である。 剥き刃を作動させるリンク機構の側面図である。 リンク機構に取付けた剥き刃で皮剥きしている状態を示す斜視図である。 剥き刃を取付けたリンク機構が下降しながら回転している状態を示す斜視図である。 リンク機構に取付けた剥き刃が、柿の表面形状に沿って皮剥きしている状態を示す正面図である。 リンク機構に取付けた剥き刃が、柿の表面形状に沿って皮剥きしている状態を示す正面図である。
符号の説明
1 本体ベース
2 コンベア式の搬送装置
3 果実受け台
4 本体カバー
5 果実中心設定装置
6 ヘタ皮剥き装置
7 全周皮剥き装置
9 チェーンコンベア
10 チェーン駆動モータ
11 受け台プレート
12 ベルト
13 リミットスイッチ
15 シャフト
18 位置合わせ軸
24 回転刃
26 第1の昇降支持台
27 パイプシャフト
28 第1のモータ
29 支木押え軸
31 第1のガイド機構
32 第1の昇降シリンダ
34 刃本体
35 スリット
36 切刃
42 柿
43 支木
44 ヘタ
45 皮
46 真空吸着回転機構
47 第2の昇降支持台
48 第2のガイド機構
49 第2の昇降シリンダ
50 第3の昇降シリンダ
51 正逆回転制御モータ
52 剥き刃
54 吸着パット
55 第2のモータ
58 第1の前後進フレーム
62 第2の前後進フレーム
64 左右回動フレーム
66 前後進シリンダ

Claims (3)

  1. 本体ベースに複数個の果実受け台を移動自在に設け、この上方にヘタ皮剥き装置と全周皮剥き装置とを併設し、
    前記ヘタ皮剥き装置は、リング状の刃本体に、径方向にスリットを形成し、このスリットに沿ってその縁部に切刃を取付けて、その先端側をリング状の刃本体の中空部に突出させた回転刃と、この回転刃を取付けた刃取付部と、この刃取付部の上部に接続され、第1の昇降支持台に支持されたパイプシャフトと、このパイプシャフトを回転させる第1のモータと、前記パイプシャフトと回転刃の中空部を貫通して第1の昇降支持台に支持された支木押え軸と、第1の昇降支持台を上下動自在にガイドする第1のガイド機構と、第1の昇降支持台を昇降させる駆動機構とから構成され、
    また前記全周皮剥き装置は、果実のヘタ側を吸引して回転させる真空吸着回転機構と、この真空吸着回転機構を取付けた第2の昇降支持台と、この第2の昇降支持台を上下動自在にガイドする第2のガイド機構と、第2の昇降支持台を昇降させる駆動機構と、前記第2の昇降支持台に下方に向かって取付けた第3の昇降シリンダと、この下端に取付けられた正逆回転制御モータと、このモータの先端にリンク機構を介して上下方向に回動自在に支持された平面コ字形の左右回動フレームと、この左右回動フレームの開口部に取付けられ、果実の外周に沿って移動する剥き刃とから構成され、
    果実受け台にヘタ側を上にして果実をセットし、この果実のヘタをヘタ皮剥き装置の支木押え軸で押えて回転刃でヘタ皮を皮剥きした後、全周皮剥き装置ヘ搬送して、ここで真空吸着回転機構で果実を吸着して上昇させた状態で回転させ、第3の昇降シリンダで正逆回転制御モータを下降させながら、剥き刃を果実の外周に沿って移動させ果実のヘタ側から全周の皮を剥くようにしたことを特徴とする果実の自動皮剥き装置。
  2. 請求項記載の果実の自動皮剥き装置に、更にヘタ皮剥き装置に隣接して、シャフトを上下動自在に設け、このシャフトの下端に支木合わせ軸を取付けると共に、シャフトの上昇により作動する、ヘタ皮剥き装置と全周皮剥き装置のスタートスイッチを取付けた果実中心設定装置を設置したことを特徴とする果実の自動皮剥き装置。
  3. 第1および第2の昇降支持台を昇降させる駆動機構が、昇降支持台の底部に当接してこれを昇降させる昇降シリンダで形成されていることを特徴とする請求項または記載の果実の自動皮剥き装置。
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