JP4812596B2 - 物品仕分装置 - Google Patents

Description

本願発明は、搬送ラインに沿って一列状に並んで搬送される果実や野菜等の物品を、搬送ラインから分岐した仕分ラインに送り出して仕分けるのに好適な物品仕分装置に関するものである。

従来から、搬送ラインにて連続的に搬送される物品を所定のグループ毎に仕分けるための物品仕分装置には様々なタイプが存在する。

この種の物品仕分装置の代表例として特許文献１には、搬送ライン中の仕分箇所の傍らに配置される縦向きの回転軸と、回転軸のうち搬送ラインより上方箇所に取り付けられた横長のアームと、回転軸をその軸心回りに回転駆動させるモータとを備えたものが開示されている。アームは回転軸を挟んで水平方向両側に延びており、その両端の押圧部の回転軌跡が平面視で搬送ライン上を通過するように設定されている。

アームは通常、搬送ライン上の物品に接触しないように、搬送ラインと平行状な待機姿勢にて待機している。搬送ラインの駆動により仕分対象の物品が仕分箇所に到来すると、モータの駆動によりアームを略１８０°の回転位相で回転軸回りの一方方向に水平回転させ、アームのうち搬送ライン上を通過する押圧部にて物品を搬送方向と交差する方向に向けて押し出すのである。
実公平４−５０２５７号公報

ところで、近年は搬送ラインの高速化による作業効率向上の要請が高まっているが、搬送ラインのライン速度を速くするのであれば、物品仕分装置の仕分処理能力を向上させる必要がある。すなわち、搬送ラインを高速化すると、単位時間当りに物品仕分装置の傍らを通過する物品の個数が増えるから、アームによる単位時間当りの搬送パンの押し出し可能回数を増やさなければならない。

前記特許文献１の構成を踏襲しつつ、アームによる単位時間当りの搬送パンの押し出し可能回数を増やすには、搬送ラインのライン速度に併せてアームの回転速度を高速化するか、又は例えばアームを平面視Ｘ字状に形成したりして、押圧部の個数を増やすことが挙げられる。

しかし、前記前者の方策では、アームの回転速度を高速化すると、アームの各押圧部が物品に接触する際の衝撃力も大きくなるため、かかる衝撃力の作用にて、物品が損傷したりライン外に飛び出たりするおそれがある。

一方、前記後者の方策では、Ｘ字状アームの回転速度を高速化しなくて済むが、待機状態のＸ字状アームが物品に接触しないように、その回転軸の立設位置を搬送ラインから前記特許文献１の場合よりも更に外側に離さなければならない。そうすると、Ｘ字状アームにおける各押圧部の押し出し移動ストローク（搬送ラインと交差する方向への各押圧部の最大突出長さ）が前記特許文献１の場合よりも短くなるから、押し出し移動ストローク不足で仕分不良を招来するというおそれがある。

そこで、本願発明は以上の問題点を解消して、作業効率の向上が可能な物品仕分装置を提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を解決するため、請求項１の発明は、搬送コンベヤラインに沿って一列状に並んで搬送される多数の物品のうち任意のものを、前記搬送コンベヤラインから分岐した仕分コンベヤラインに送り出すための物品仕分装置であって、搬送コンベヤラインの分岐部を挟んで仕分コンベヤラインと反対側に、取り付け台座を介して、上ソータ手段と下ソータ手段が取り付けられ、各ソータ手段は、取り付け台座に軸支された回転軸と、回転軸の先端部に固定された押し出しアームと、回転軸を回転駆動させる電動モータとを各ソータ手段にそれぞれ備え、各電動モータにて各押し出しアームが独立して水平回転するように構成する一方、搬送パンに当接可能な押圧ローラが各押し出しアーム両端部に取り付けられ、搬送コンベヤライン上の各搬送パンと各押圧ローラが接触しないように、搬送コンベヤラインと平行状な待機姿勢にて各押し出しアームが待機するように構成し、各押し出しアームは略１８０°の回転位相で水平回転するように設定され、仕分対象の搬送パンが分岐部に到来したときに、パン検出センサの検出情報に基づいて、各押し出しアームの一方が水平回転するように構成したものである。

本願発明によると、上ソータ手段と下ソータ手段の軸心回りの回転軌跡が上下にずれることになる。

そうすると、上ソータ手段の押し出しアームの待機姿勢と、下ソータ手段の押し出しアームの待機姿勢とを、前記搬送コンベヤラインと平行に保持できるから、前記上ソータ手段または下ソータ手段による物品押し出しのためのストローク（押し出し移動ストローク）を十分な長さに設定でき、どちらのソータ手段の水平回動によっても、前記物品を前記仕分コンベヤラインに向けて確実に送り出せる。

また、前記上ソータ手段と下ソータ手段は互いに独立して水平回転するから、その回転速度を速めることなく、単位時間当りの物品の押し出し可能回数を増やせる。

以上まとめると、前記上ソータ手段または下ソータ手段による物品押し出しのためのストローク（押し出し移動ストローク）を十分な長さに維持できるものでありながら、その回転速度を速めることなく、物品の押し出し可能回数を増やせるから、仕分処理能力を向上できる。

以下に、本願発明を具体化した実施形態を、物品選別設備に適用した場合の図面（図１〜図４）に基づいて説明する。図１は各コンベヤラインと物品仕分装置との配置関係を示す概略斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ視平断面図、図３はコントローラの機能ブロック図、図４は物品仕分装置の別例を示す概略斜視図である。

（１）．物品選別設備の概要
はじめに、主として図１及び図２を参照しながら、物品選別設備１の概要について説明する。

物品選別設備１は、トマト等の物品Ｍを載せる搬送パンＰの複数個を一列状に並べて搬送する搬送コンベヤライン２と、この搬送コンベヤライン２から分岐した少なくとも１つの仕分コンベヤライン３と、搬送コンベヤライン２から各仕分コンベヤライン３への分岐部４毎に設けられた物品仕分装置５と、各コンベヤライン２，３や物品仕分装置５等の駆動制御を司る制御手段としてのコントローラ６（図３参照）とを備えている。

実施形態では、各コンベヤライン２，３のライン速度が概ね同じ程度の速さに設定されている。詳細は図示していないが、搬送コンベヤライン２において最上流の分岐部４よりも更に上流側には、各搬送パンＰ上にある物品Ｍの区分（品質に基づく等級や大きさに基づく階級の総称）を判定するための判定機構を備えている。

判定機構による区分判定後の物品Ｍを載せた各搬送パンＰは、物品仕分装置５の作用にて、判定結果に対応した（特定の）仕分コンベヤライン３に振り分けられる。なお、図１及び図２では、分岐部４に向かう矢印Ｘ方向が搬送コンベヤライン２による搬送パンＰの搬送方向になっている。そして、この搬送方向Ｘと交差する矢印Ｙ方向が仕分コンベヤライン３による搬送パンＰの仕分方向になっている。

（２）．各構成要素の詳細構造
次に、上述した各構成要素の詳細構造について説明する。

トマト等の物品Ｍを載せる搬送パンＰは合成樹脂製の射出成形品であり、その上面が下向きに凹んだ平面視円皿状に形成されている。搬送パンＰの外側面には、当該搬送パンＰを特定するための自己識別標識（例えばバーコード等）が取り付けられている。

各分岐部４に対応して設けられた物品仕分装置５は、所定区分の物品Ｍを載せた搬送パンＰのみを特定の仕分コンベヤライン３（仕分方向Ｙ）に向けて振り分けるためのものである。この物品仕分装置５は、縦向きの同一軸心Ａ回りに水平回転可能な上下一対のソータ手段７と、上下両ソータ手段７の直前箇所（上流側）に位置したパン検出センサ８とを備えている。なお、説明の便宜上、図面では上ソータ手段７に符号ａを付記し、下ソータ手段７には符号ｂを付記している。

上下両ソータ手段７は、搬送コンベヤライン２（分岐部４）を挟んで仕分コンベヤライン３と反対側に配置されている。この点を具体的に述べると、搬送コンベヤライン２（分岐部４）を挟んで仕分コンベヤライン３と反対側には、分岐部４に向けて開口した断面略コ字状の取り付け台座９が、搬送コンベヤライン２を上下に跨いだ状態で配置されている。このため、取り付け台座９の天板９ａは搬送コンベヤライン２の物品搬送面より上方に位置し、底板９ｂは搬送コンベヤライン２の物品搬送面より下方に位置している。そして、取り付け台座９の天板９ａに上ソータ手段７ａが取り付けられている。底板９ｂには下ソータ手段７ｂが取り付けられている。

実施形態の上下両ソータ手段７は、取り付け台座９の上下（天板９ａと底板９ｂ）に対して上下対称状に取り付けられている。これらはいずれも基本的に同じ構成である。

各ソータ手段７は、取り付け台座９の天板９ａ（又は底板９ｂ）に回転可能に軸支された縦長の回転軸１０と、回転軸１０のうち取り付け台座９内の先端部に固定された押し出しアーム１１と、回転軸１０をその軸心Ａ回りに回転駆動させる駆動源としての電動モータ１２とを備えている。図面では、上ソータ手段７ａに関連・対応する構成要素に符号ａを、下ソータ手段７ｂに関連・対応する構成要素には符号ｂを付記している。

各回転軸１０は縦向きの軸心Ａに沿って上下直列状に並んでいる。各回転軸１０の立設位置は、平面視で搬送コンベヤライン２の側面（仕分コンベヤライン３と反対側に位置した側面）に近接させている。各回転軸１０において押し出しアーム１１と天板９ａ（又は底板９ｂ）との間には、中空筒状のカラー１４（スペーサ）が被嵌されている。また、各回転軸１０には、その軸心Ａ回りの回転角度ひいては押し出しアーム１１の水平回転位置を検出する回動角度センサ１５が設けられている。各回動角度センサ１５は制御手段であるコントローラ６に電気的に接続されている（図３参照）。

各押し出しアーム１１は上下両方とも、搬送コンベヤライン２の物品搬送面より上方に位置している。そして、各押し出しアーム１１は、仕分対象の搬送パンＰの到来をパン検出センサ８にて感知したときに、電動モータ１２の駆動にて回転軸１０ｂと共に軸心Ａ回りの一方方向（矢印Ｃ方向）にのみ水平回転（巡回）するように構成されている。

この場合、各押し出しアーム１１は回転軸１０を挟んで水平方向両側に延びた形態に形成されており、軸心Ａから離れた両端部には、搬送パンＰに当接可能な円柱状の押圧ローラ１３が取り付けられている。押圧ローラ１３の外周は、摩擦係数の大きいゴム材にて形成されている。

各押し出しアーム１１における両押圧ローラ１３の回転軌跡Ｔは平面視で搬送コンベヤライン２上を通過するように設定されている。上押し出しアーム１１ａ側の回転軌跡Ｔと下押し出しアーム１１ｂ側の回転軌跡Ｔとは上下にずれているが、平面視では重なっている（一致している）。

各押し出しアーム１１の回転方向は、その両端部の押圧ローラ１３が搬送コンベヤライン２上では搬送方向Ｘに沿って移動するような矢印Ｃ方向に設定されている。各押し出しアーム１１は通常、搬送コンベヤライン２上の各搬送パンＰと接触しないように、搬送コンベヤライン２と平行状な待機姿勢にて待機している（図１参照）。そして、各押し出しアーム１１は略１８０°の回転位相で水平回転するように設定されている。

各押し出しアーム１１における押圧ローラ１３の押し出し移動ストロークＳ（仕分方向Ｙに向けての各押圧ローラ１３の最大突出長さ、図２参照）は、押圧ローラ１３の押し出しにて、仕分対象の搬送パンＰを特定の仕分コンベヤライン３（仕分方向Ｙ）に向けて確実に送り出せる程度の寸法に設定されている。実施形態の押し出し移動ストロークＳは、搬送コンベヤライン２の横幅寸法（搬送方向Ｘと交差する左右幅寸法）の略半分程度に設定されている。

駆動源である電動モータ１２は回転軸１０毎に関連して設けられている。このため、各押し出しアーム１１は互いに別個独立して水平回転可能になっている。実施形態の各押し出しアーム１１は交互に水平回転したり、互いの回転位相を適宜ずらした状態（例えば平面視Ｘ字状の状態等）にて同時期に水平回転したりすることも可能である。

各電動モータ１２は制御手段であるコントローラ６に電気的に接続されている（図３参照）。実施形態の各電動モータ１２は、取り付け台座９における天板９ａ（又は底板９ｂ）の上下方向外側の面に固定されている。

上下両ソータ手段７の直前箇所（上流側）に位置したパン検出センサ８は、搬送パンＰの通過の有無を検出する機能と、その前方を通過する搬送パンＰの自己識別標識を読み取る機能とを有している。パン検出センサ８は制御手段であるコントローラ６に電気的に接続されている（図３参照）。

制御手段としてのコントローラ６は、仕分対象の搬送パンＰが特定の分岐部４に到来したときに、当該分岐部４に対応したパン検出センサ８の検出情報に基づいて、この分岐部４に対応した押し出しアーム１１対のうち一方を、電動モータ１２の駆動にて回転方向Ｃに水平回転させるという制御を実行するためのものである。

図３に示すように、実施形態のコントローラ６は、各種演算を実行するＣＰＵ１６のほか、制御プログラム等を記憶させるためのＲＯＭ１７、各種データを一時的に記憶させるためのＲＡＭ１８、入出力インターフェイス（図示せず）等を備えている。

（３）．作用効果
次に、図２を参照しながら、各仕分コンベヤライン３への搬送パンＰの振り分け態様の一例について説明する。この例は、所定区分の物品Ｍを載せた先行の搬送パンＰ１とこれに続く後行の搬送パンＰ２とが、特定の仕分コンベヤライン３に振り分けるべき仕分対象である場合を示している。

各物品仕分装置５における上下両ソータ手段７の押し出しアーム１１は通常、搬送コンベヤライン２と平行状な待機姿勢にて保持されている（待機状態になっている）。

先行の搬送パンＰ１が特定の仕分コンベヤライン３につながる分岐部４に到来したことを、分岐部４に対応した物品仕分装置５のパン検出センサ８が感知すると、コントローラ６は、物品仕分装置５の上下両ソータ手段７のうち待機状態にある一方の押し出しアーム１１（図２では１１ａ）を、電動モータ１２（１２ａ）の駆動にて略１８０°の回転位相で回転方向Ｃに水平回転させる。

かかる半回転の途次において、一方の押し出しアーム１１における回転方向Ｃ上流側の押圧ローラ１３（図２では１３ａ）は、先行の搬送パンＰ１に対して仕分方向Ｙから衝突する（図２の二点鎖線状態参照）。

そうすると、先行の搬送パンＰ１には、搬送コンベヤライン２による搬送方向Ｘの搬送力と、押圧ローラ１３による仕分方向Ｙの押し出し力とが作用するため、これら搬送力と押し出し力との合力により、先行の搬送パンＰ１は特定の仕分コンベヤライン３に向かう斜め方向Ｆにスライド移動して、当該特定の仕分コンベヤライン３上に送られる。

この場合、押圧ローラ１３の押し出し移動ストロークＳが、搬送コンベヤライン２の横幅寸法の略半分程度と十分な長さになっているので、前述の搬送力と押し出し力とからなる斜め方向Ｆの合力にて、先行の搬送パンＰ１を特定の仕分コンベヤライン３に向けて確実に送り出せる。

その後は、特定の仕分コンベヤライン３の駆動にて、先行の搬送パンＰ１は仕分方向Ｙに沿った下流側に移動する。一方の押し出しアーム１１は、先行の搬送パンＰ１を押し出した後、搬送コンベヤライン２と平行状な待機姿勢にて待機する（各押圧ローラ１３の位相位置は半回転前とは上流側と下流側とで入れ替わっている）。

次いで、後行の搬送パンＰ２が特定の仕分コンベヤライン３への分岐部４に到来したことを、分岐部４に対応した物品仕分装置５のパン検出センサ８が感知すると、コントローラ６は、他方の押し出しアーム１１（図２では１１ｂ）を、電動モータ１２（１２ｂ）の駆動にて略１８０°の回転位相で回転方向Ｃに水平回転させる。

この場合、他方の押し出しアーム１１は、一方の押し出しアーム１１から適宜角度遅れた（ずれた）回転位相にて、当該一方の押し出しアーム１１に追随するように水平回転する。押圧ローラ１３（図２では１３ｂ）による後行の搬送パンＰ２の押し出し態様は、先行の搬送パンＰ１の場合と同様である。

以上の振り分け態様から明らかなように、実施形態の物品仕分装置５によると、搬送コンベヤライン２を挟んで仕分コンベヤライン３と反対側に配置されたソータ手段７は、縦向きの同一軸心Ａ回りに水平回転可能な上下一対のものであり、これら両ソータ手段７の軸心Ａ回りの回転軌跡Ｔが上下にずれているから、各搬送パンＰと接触しない待機状態での上下両方のソータ手段７の姿勢を、前記特許文献１の場合と同様に、搬送コンベヤライン２と平行状に保持できる。このため、両方のソータ手段７による搬送パンＰ押し出しのストロークＳ（押し出し移動ストローク）を十分な長さに設定でき、どちらのソータ手段７の水平回転でも、搬送パンＰを仕分コンベヤライン３に向けて確実に送り出せる。

また、上下一対のソータ手段７は互いに別個独立して水平回転する構成であるから、互いの回転位相を適宜ずらした状態で水平回転したりすれば、その回転速度を速めることなく、物品仕分装置５による単位時間当りの搬送パンＰの押し出し可能回数を増やせる。

以上まとめると、実施形態の物品仕分装置５によれば、両方のソータ手段７による搬送パンＰ押し出しのストロークＳ（押し出し移動ストローク）を十分な長さに維持できるものでありながら、その回転速度を速めることなく、単位時間当りの搬送パンＰの押し出し可能回数を増やせる。

従って、搬送パンＰ上の物品Ｍの損傷や搬送パンＰの仕分不良を招来することなく、物品仕分装置５の仕分処理能力を向上でき、その結果、搬送コンベヤライン２の高速化にも問題なく確実に対処できるのである。

（４）．物品仕分装置の別例
図４は物品仕分装置の別例を示している。この別例では、上下両ソータ手段７′の回転軸同士が互いに独立して回転可能な二重軸構造になっている点において、前述の実施形態のものと大きく相違している。

この場合、搬送コンベヤライン２（分岐部４）を挟んで仕分コンベヤライン３と反対側で且つ搬送コンベヤライン２の物品搬送面より下方の箇所に、平板状の取り付け台座９′が配置されている。

上ソータ手段７ａ′は、取り付け台座９′上に配置された２つの電動モータのうちの一方１２ａ′と、これから上向きに突出した回転内軸１０ａ′と、回転内軸１０ａ′の上端部に固定された上押し出しアーム１１ａ′とを備えている。

回転内軸１０ａ′は、電動モータ１２ａ′の駆動にて軸心Ａ回りの一方方向（矢印Ｃ方向）にのみ回転するように構成されている。上押し出しアーム１１ａ′は、回転内軸１０ａ′と一体的に回転する。

一方、下ソータ手段７ｂ′は、回転内軸１０ａ′に一対の軸受け部材２０ｂ′を介して回転可能に被嵌された回転外筒軸１０ｂ′と、回転外筒軸１０ｂ′の上端部から水平方向両側に延びた下押し出しアーム１１ｂ′と、取り付け台座９′上にある他方の電動モータ１２ｂ′とを備えている。

回転外筒軸１０ｂ′の外周には、電動モータ１２ｂ′の駆動軸２１ｂ′に固着された駆動ギヤ２２ｂ′と噛み合う従動ギヤ２３ｂ′が固着されている。回転外筒軸１０ｂ′は、電動モータ１２ｂ′の駆動軸２１ｂ′から両ギヤ２２ｂ′，２３ｂ′を介しての動力伝達にて、軸心Ａ回りの一方方向（矢印Ｃ方向）にのみ回転するように構成されている。下押し出しアーム１１ｂ′は回転外筒軸１０ｂ′と一体的に回転する。

上述の構成から分かるように、この別例では、回転内軸１０ａ′と回転外筒軸１０ｂ′とが、縦向きの同一軸心Ａを有する二重軸になっている。各押し出しアーム１１′は上下両方とも、搬送コンベヤライン２の物品搬送面より上方に位置している。

なお、その他の構成や作用は前述の実施形態と同様なので、そのまま同じ符号を付したりして詳細な説明を省略する。

以上の構成を採用した場合も、前述の実施形態と同様の作用効果が得られることはいうまでもない。

（５）．その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、果実や野菜等の農産物以外の様々な種類の物品を搬送・仕分する物品仕分装置として広く適用できる。また、各コンベヤライン２，３は例えばベルト式でもローラ式でもよく、その方式は特に問わない。

その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

各コンベヤラインと物品仕分装置との配置関係を示す概略斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ視平断面図である。 コントローラの機能ブロック図である。 物品仕分装置の別例を示す概略斜視図である。

Ａ 軸心
Ｃ 押し出しアームの回転方向
Ｍ 物品
Ｐ 搬送パン
Ｓ 押し出し移動ストローク
Ｔ 押し出しアームの回転軌跡
Ｘ 搬送方向
Ｙ 仕分方向
１ 物品選別設備
２ 搬送コンベヤライン
３ 仕分コンベヤライン
４ 分岐部
５ 物品仕分装置
７ ソータ手段
８ パン検出センサ
９ 取り付け台座
９ａ 天板
９ｂ 底板
１０ａ，１０ｂ 回転軸
１１ａ，１１ｂ 押し出しアーム
１２ａ，１２ｂ 電動モータ

Claims (1)

1. 搬送コンベヤライン２に沿って一列状に並んで搬送される多数の物品Ｍのうち任意のものを、前記搬送コンベヤライン２から分岐した仕分コンベヤライン３に送り出すための物品仕分装置であって、
   搬送コンベヤライン２の分岐部４を挟んで仕分コンベヤライン３と反対側に、取り付け台座９を介して、上ソータ手段７ａと下ソータ手段７ｂが取り付けられ、各ソータ手段７は、取り付け台座９に軸支された回転軸１０と、回転軸１０の先端部に固定された押し出しアーム１１と、回転軸１０を回転駆動させる電動モータ１２とを各ソータ手段７にそれぞれ備え、各電動モータ１２にて各押し出しアーム１１が独立して水平回転するように構成する一方、
   搬送パンＰに当接可能な押圧ローラ１３が各押し出しアーム１１両端部に取り付けられ、搬送コンベヤライン２上の各搬送パンＰと各押圧ローラ１３が接触しないように、搬送コンベヤライン２と平行状な待機姿勢にて各押し出しアーム１１が待機するように構成し、
   各押し出しアーム１１は略１８０°の回転位相で水平回転するように設定され、仕分対象の搬送パンＰが分岐部４に到来したときに、パン検出センサ８の検出情報に基づいて、各押し出しアーム１１の一方が水平回転するように構成したことを特徴とする物品仕分装置。

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