JP4849444B2 - 植物の切断方法およびそれに使用する切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、植物、特にキャベツ、白菜、レタスなどの結球部を形成する結球植物の結球部から根と外葉とを切り取る植物等の切断方法およびそれに使用する切断装置に関する。

従来、キャベツ、白菜、レタスなどの結球部を形成する結球植物を刈り取るには、茎の最上部を鎌や包丁などの刃物で切断して行っている。しかし、このような結球部を形成する植物においては、地表に出ている茎の長さは非常に短いので、刈り取り作業は中腰やしゃがんで行わなければならず、不自然な姿勢で行うために疲労や苦痛を伴う作業である。このため、刈り取り作業を機械で行う方法がいくつか提案されている。たとえば、円盤型の回転刃で切断する収穫機（たとえば、非特許文献１参照）や、結球植物の茎にたるんでいるピアノ線を当て、たるんでいるピアノ線に張りを与えるときの緊張状態により切断する方法がある（特許文献１参照）。
平成１０年度生研機構報告会資料 特許第２９３７９１５号公報（請求項１、（００１７）〜（００１９）など）

しかし、非特許文献１における回転刃で切断する方法は、結球植物の茎の長さに個体差があり、ちょうど良い位置に回転刃を当てることが困難である。この高さ位置がずれると、切り取った植物に不要な茎が残存したり、必要な部分を畑に残して切り取ってしまうなどの不都合がある。
特許文献１におけるピアノ線による切断方法は、ピアノ線を結球植物の茎の最上部に当てて茎を残さないように切断する方法である。しかし、結球植物を商品として出荷するには、刈り取った後にさらに外葉を切り取る作業が必要になる。また、ピアノ線に張りを与えるときの緊張状態により切断する方法では、ピアノ線を外葉と結球部との間に挿入して切断することはできない。なお、ピアノ線を外葉と結球部との間に挿入する場合には、ピアノ線が結球部に損傷を与えることを防止する必要がある。

本発明はこのような課題を解決するもので、植物、特に、キャベツ、白菜、レタスなどの結球部を形成する結球植物の刈り取り作業を機械で行う際に、切断したい位置である外葉と結球部との間で確実に切断することができる植物の切断方法および切断装置を提供することを目的とする。
また、畑から収穫後の植物の結球部から不要な茎、根あるいは外葉を所定の位置で切断する際に、切断したい位置である外葉と結球部との間で確実に切断することができる植物の切断方法および切断装置を提供することを目的とする。
また、切断時に結球植物を傷めない植物の切断方法および切断装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の植物の切断方法は、所定長さの線材と、前記線材を植物に対して相対的に移動させる変位部と、前記線材の両端に前記線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部とを備え、前記ガイド部と前記線材とが連続した切断装置により前記植物の収穫部から不要部を切り取る植物の切断方法であって、前記ガイド部の外径が前記線材の線径よりも大きくしてあり、前記ガイド部により前記線材を前記収穫部と前記不要部との間に案内して前記線材を切断位置に配設する位置決め工程と、前記位置決め工程の後に、前記線材を前記切断位置に食い込む方向に前記変位部を移動させる切断工程とを有することを特徴とする。
請求項２記載の本発明の植物の切断方法は、所定長さの線材と、前記線材の両端に前記線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部と、植物の収穫部と不要部とを仕分ける分離バーを備え、前記ガイド部と前記線材とが連続した切断装置により前記植物の前記収穫部から前記不要部を切り取る植物の切断方法であって、前記ガイド部の外径が前記線材の線径よりも大きくしてあり、前記分離バーを前記収穫部と前記不要部との間に挿入する仕分け工程と、前記仕分け工程の後に、前記ガイド部と前記分離バーとを相対移動させ、前記ガイド部により前記線材を前記収穫部と前記不要部との間に案内して前記線材を切断位置に配設する位置決め工程と、前記位置決め工程の後に、前記植物または前記線材を前記切断位置に食い込む方向に移動させる切断工程とを有することを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の植物の切断方法において、前記切断工程では前記植物をアシストローラによって前記線材に押圧することを特徴とする。
請求項４記載の本発明の植物の切断装置は、植物の収穫部から不要部を切り取る植物の切断装置であって、所定長さの線材と、前記線材を前記植物に対して相対的に移動させる変位部と、前記線材の両端に前記線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部とを備え、前記ガイド部と前記線材とが連続し、前記ガイド部の外径を前記線材の線径よりも大きくし、前記ガイド部により前記線材を前記収穫部と前記不要部との間に案内することを特徴とする。
請求項５記載の本発明の植物の切断装置は、植物の収穫部から不要部を切り取る植物の切断装置であって、所定長さの線材と、前記線材の両端に前記線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部と、前記線材が前記植物の切断位置に食い込むように前記植物または前記線材を移動させる手段を備え、前記ガイド部と前記線材とが連続し、前記ガイド部の外径を前記線材の線径よりも大きくし、前記ガイド部により前記線材を前記収穫部と前記不要部との間に案内することを特徴とする。

本発明によれば、特に、キャベツ、白菜、レタスなどの結球部を形成する結球植物の刈り取り作業を、切断したい位置である外葉と結球部との間で確実に切断することができる。
また、畑から収穫後の植物の結球部から不要な茎、根あるいは外葉を所定の位置で切断する際に、切断したい位置である外葉と結球部との間で確実に切断することができる。
また、本発明によれば、結球植物を傷めないで切断することができる。

本発明の第１の実施の形態による植物の切断方法は、ガイド部の外径が線材の線径よりも大きくしてあり、ガイド部により線材を収穫部と不要部との間に案内して線材を切断位置に配設する位置決め工程と、位置決め工程の後に、線材を切断位置に食い込む方向に変位部を移動させる切断工程とを有するものである。本実施の形態によれば、結球植物の結球部などの収穫物を畑から刈り取る際に、ガイド部により線材を切断したい位置である不要部である外葉と収穫物である結球部との間に確実に案内することができるので、切断位置を正確に設定して切断することができる。また、線材を切断位置に配設する際に、ガイド部が不要部である外葉と収穫物である結球部との間を案内するため、線材が結球部に接触することを防止できる。
本発明の第２の実施の形態による植物の切断方法は、ガイド部の外径が線材の線径よりも大きくしてあり、分離バーを収穫部と不要部との間に挿入する仕分け工程と、仕分け工程の後に、ガイド部と分離バーとを相対移動させ、ガイド部により線材を収穫部と不要部との間に案内して線材を切断位置に配設する位置決め工程と、位置決め工程の後に、植物または線材を切断位置に食い込む方向に移動させる切断工程とを有するものである。本実施の形態によれば、収穫後の結球植物から不要な茎、根あるいは外葉を切り取る際、あるいは収穫物を畑から刈り取る際に、分離バーで結球部と外葉を仕分けた後に、ガイド部を分離バーに沿って移動させて線材を切断したい位置である結球部と外葉との間に確実に案内することができるので、切断位置を正確に設定して切断することができる。また、線材を切断位置に配設する際に、ガイド部が外葉と結球部との間を案内するため、線材が結球部に接触することを防止できる。
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による植物の切断方法において、切断工程では植物をアシストローラによって線材に押圧するものである。本実施の形態によれば、植物をアシストローラと線材によって挟み込む状態で切断を行えるため、植物の姿勢を変えることなく、所定の位置での切断を確実に行わせることができる。
本発明の第４の実施の形態による植物の切断装置は、所定長さの線材と、線材を植物に対して相対的に移動させる変位部と、線材の両端に線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部とを備え、ガイド部と線材とが連続し、ガイド部の外径を線材の線径よりも大きくし、ガイド部により線材を収穫部と不要部との間に案内するものである。本実施の形態によれば、結球植物の結球部などの収穫物を畑から刈り取る際に、ガイド部により線材を切断したい位置である不要な外葉と結球部との間に確実に案内することができるので、切断位置を正確に設定して切断することができる。また、ガイド部が線材を切断位置に案内するので線材が植物の結球部に当たることがなく、切断時に結球植物を傷めないで切断することができる。
本発明の第５の実施の形態による植物の切断装置は、所定長さの線材と、線材の両端に線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部と、線材が植物の切断位置に食い込むように植物または線材を移動させる手段を備え、ガイド部と線材とが連続し、ガイド部の外径を線材の線径よりも大きくし、ガイド部により線材を収穫部と不要部との間に案内するものである。本実施の形態によれば、収穫後の結球植物から不要部である茎、根あるいは外葉を切り取る際、あるいは収穫物を畑から刈り取る際に、分離バーで結球部と不要部である外葉を仕分けた後に、ガイド部を分離バーに沿って移動させて線材を切断したい位置である結球部と外葉との間に確実に案内することができるので、切断位置を正確に設定して切断することができる。また、線材を切断位置に配設する際に、ガイド部が外葉と結球部との間を案内するため、線材が結球部に接触することを防止できる。

以下に本発明の実施例について図面とともに詳細に説明する。以下の各実施例においては、収穫物である植物がキャベツ、白菜、レタスなどの結球部を形成する結球植物である場合について説明するが、葉や実を収穫する野菜類や果物類などの植物についても適用することができる。
図１及び図２は、本発明の実施例１における植物の切断方法に使用する切断装置の使用状態を示す斜視図、図３は、本実施例におけるガイドの位置を説明する断面概略図、図４は、本実施例における切断態様を説明する概略図、図５は、本実施例における切断装置の線材およびガイド部の他の例を示す斜視図である。図１、図２において、切断装置１０はピアノ線などの柔軟性を有する強度の強い線材１１を切断用の刃として使用する。線材１１は略Ｕ字型になるように所定の角度折り曲げ、その両端を一対の支柱１２間に回動自在に懸架されている回転軸１４に固定する。線材１１は線径が０．３〜２．０ｍｍで、折り曲げた曲線部を植物の切断用の刃として露出させ、両端には、線材１１の周りに回動自在の樹脂製パイプによるガイド１６、１７が挿通され、更に固定部材１８によって回転軸１４に固定されている。回転軸１４は、摺動部１３によって上下方向に移動可能に支柱１２に設置されている。ガイド１７の外径は線材１１の径よりも大きく、ガイド１６の外径はガイド１７の外径よりも大きく、ガイド１６及びガイド１７は長さ方向に同一の外径で構成されている。
なおガイド１７は、線材１１側の外径をガイド１６側の外径よりも小さくなるように段階的に又は連続的に寸法を変更する構成とし、またガイド１６は、ガイド１７側の外径を固定部材１８側の外径よりも小さくなるように段階的に又は連続的に寸法を変更する構成とすることが好ましい。また、図５に示すように、ガイド１６とガイド１７を連続的に寸法が変化した一体構成としてもよい。
一対の支柱１２は、それぞれ一対のベース１９に摺動自在に固定され、ベース１９の長手方向に沿って、すなわち、回転軸１４に直交する方向に移動可能である。この移動によって、線材１１の曲線部の位置決めを行うとともに、植物２０を切断する力を線材１１に与える。移動のための動力は、モータなどを利用した電動力を使用することができるが、操作者が手で押して与えるものであってもよい。

つぎに、動作を説明する。まず図１に示すように、ベース１９をキャベツなどの植物２０の両側に置き、線材１１が植物２０を跨ぐように配置する。つぎに、図２に示すように、線材１１を回転軸１４に対して下方に回転させ、線材１１の曲線部を植物２０を切断させたい位置、すなわち、植物２０の外葉２２と結球部２１との間の位置に配置する。この様子を図３に示す。図３に示すように、ガイド１６を植物２０の外葉２２と結球部２１との間に配置するように、線材１１を回転軸１４に対して下方に回転させると、ガイド１６及びガイド１７は、外葉２２の内表面または結球部２１の外表面を回転しながら茎２３方向に移動し、線材１１の曲線部は茎２３の切断位置に達する。以上で位置決め工程が完了する。このとき、ガイド１６及びガイド１７は、外葉２２と結球部２１との間に空間を形成するように作用するため、切断用の刃として作用する線材１１の曲線部は結球部２１の外表面に接することはない。したがって、植物２０の結球部２１は損傷することがない。なお、線材１１の曲線部の位置が茎２３から離れている場合は、回転軸１４の下方への回転の途中段階で、支柱１２をベース１９上で移動させて、線材１１の曲線部が茎２３に近い位置となるように補正する。

つぎに、図２に示すように、回転軸１４を支柱１２に沿って下方に移動させ、線材１１による切断面が植物２０の切断高さとなるように回転軸１４の高さを決定する。
この状態で支柱１２を矢印Ａ方向に移動させると、図４に示すように、線材１１の曲線部が結球部２１の最下端で茎２３に所定角度だけ巻き付き前処理工程が完了する。さらに支柱１２を移動させることで、線材１１を茎２３に食い込ませることで切断工程が行われる。したがって、収穫物として必要な部分である植物２０の結球部２１のみを根と外葉２２から切り離して刈り取ることができる。なお、本実施例による切断方法においては、図４の矢印Ｂ方向、すなわち線材１１の変位方向に対向する方向に、結球部２１に対して力を付与する。またはこの矢印Ｂ方向の力に代えて、茎２３の軸方向に力を付与してもよい。また、これらの力を付与する代わりに、植物２０の根を保持してもよい。本実施例においては、支柱１２が変位部を構成する。

以上説明したように、本実施例によれば、植物２０を畑から刈り取る際に、ガイド１６、ガイド１７により、線材１１を切断したい位置である外葉２２と結球部２１との間に確実に案内することができるので、切断位置を正確に設定して切断することができる。また、ガイド１６、ガイド１７が線材１１を切断位置に案内する際に、線材１１が植物２０の結球部２１の外表面を覆う葉に当たらないので、切断時に植物２０を傷めないで切断することができる。

図６は、本発明の実施例２における植物の切断方法に使用される切断装置の斜視図、図７は、本実施例における切断態様を説明する概略図である。
本実施例による切断装置３０は、植物の結球部の外径より大きい径の円形状の接地枠体３１に、一対の支柱３２が植立され、支柱３２の先端部に一対の枢軸３４が設けられている。枢軸３４には、一対の操作枠体３６、３７が枢軸３４を中心に回動自在に設けられている。操作枠体３６、３７の枢軸３４の反対側の端部には、実施例１と同様に、固定部材１８、樹脂製パイプによるガイド１６、１７を両端に備えた線材１１が設けられている。ここで線材１１は、Ｕ字状となるように、操作枠体３６、３７の間隔以上の長さを有している。

つぎに、動作を説明する。操作枠体３６、３７の上部を離間させた状態で、接地枠体３１が接地枠体３１を、植物の結球部を囲むように地面に置く。そして、操作枠体３６、３７の上部を近接させる方向に動作させ、更に操作枠体３６の上部と、操作枠体３７の上部とを交叉させ、その後操作枠体３６、３７の上部を離間させる方向に動作させると、線材１１はガイド１６およびガイド１７により案内され、植物の外葉と結球部との間に挿入され、位置決め工程が完了する。そして、さらに操作枠体３６、３７の上部を離間させる方向に動作させることで、図７に示すように、茎２３に対して互いに対向して巻き付き、前処理工程が行われる。このとき、操作枠体３６の線材１１の茎に対する巻き付け位置と、操作枠体３７の線材１１の茎に対する巻き付け位置とは上下方向に異なっている。
そして、操作枠体３６、３７を更に開くように下方に押すと、図７に示すように、一対の線材１１は、それぞれ相対する方向に移動し、植物２０の茎２３を挟みながら切断する。
したがって、収穫物として必要な部分である植物２０の結球部２１のみを根と外葉２２から切り離して刈り取ることができる。本実施例においては、操作枠体３６、３７が変位部を構成する。

以上説明したように、本実施例によれば、植物２０を畑から刈り取る際に、操作枠体３６の線材１１及び操作枠体３７の線材１１は、それぞれガイド１６およびガイド１７により、外葉２２と結球部２１との間に確実に案内することができるので、切断位置を正確に設定して切断することができる。また、ガイド１６およびガイド１７が線材１１を切断位置に案内する際に、線材１１が植物２０の結球部２１の外表面を覆う葉に当たらないので、切断時に植物２０を傷めないで切断することができる。また、操作枠体３６、３７を開くように下方に押すだけで確実に植物２０の結球部２１のみを根と外葉２２から切断させることができる。さらに、２本の線材１１を、互いに相対する方向に移動することで茎２３を切断するため、図４の矢印Ｂに相当するような、植物２０を保持するための力を必要としない。

図８は、本発明の実施例３における植物の切断方法に使用される切断装置の使用状態を示す斜視図である。本実施例は植物を連続的に切断処理する場合に使用する切断装置である。実施例１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例における切断装置４０は、同一構成からなる切断部材４０Ａと切断部材４０Ｂとを備えている。これら切断部材４０Ａ、４０Ｂは、実施例１における回転軸１４の代わりに支柱１２の各々に回動自在に設けられた棹４１を設け、ガイド１６、１７が挿通された線材１１を、固定部材１８により棹４１に固定する。固定部材１８は棹４１に対して回動自在に固定される。支柱１２に対する棹４１の回動、または棹４１に対する固定部材１８の回動により線材１１は上下方向に移動する。

本実施例においては、支柱１２に線材１１、ガイド１６、１７、固定部材１８および棹４１からなる切断部材４０Ａ、４０Ｂを複数個（図８では２個）設け、各々の切断部材４０Ａ、４０Ｂで別々の植物２０を切断する。
図８における前方の切断部材４０Ａは前方の植物２０を、後方の切断部材４０Ｂは後方の植物２０を切断する。切断方法は実施例１で説明した方法と同一であり、支柱１２を矢印Ａ方向に移動させることで、一方の植物２０の切断操作を行う際に、他方の植物２０への線材１１の配設操作を行うことができ、連続的に切断操作を行うことができる。また、支柱１２を矢印Ａ方向に移動させる代わりに、植物２０をコンベアなどによって矢印Ｂ方向に移動させてもよいし、支柱１２を矢印Ａ方向に移動させるとともに植物２０を矢印Ｂ方向に移動させてもよい。本実施例においては、支柱１２が変位部を構成するが、植物２０を移動させる場合にはコンベアなどの移動手段が変位部を構成する。
なお、切断部材４０Ａは植物２０を切断後、支柱１２を中心に後方に回転させて切断部材４０Ｂの位置に移動させ、切断部材４０Ｂは、支柱１２を中心に前方に回転させて切断部材４０Ａの位置に移動させる。このように、前方の位置で植物２０の切断操作を、後方の位置で植物２０への線材１１の配設操作を連続して行う。
本実施例によれば、植物への線材１１の配設操作と、植物２０の切断操作を同時に行い、連続的に処理することで、作業を効率的に行うことができる。

図９は、本発明の実施例４における植物の切断態様を説明する概略図である。
実施例１から３においては、線材１１を植物２０の茎２３に対してＵ字型に巻き付けることで切断を行う場合について説明したが、実施例４では、線材１１を植物２０の茎２３に１８０度以上巻き付けて切断するものである。
本実施例においては、図９に示すように、線材１１を植物２０の茎２３に１８０度以上巻き付け、線材１１の両端を引くことにより切断する。本実施例による切断方法によれば、線材１１の両端の引く方向を相対する方向とすることで、図４の矢印Ｂに相当するような、植物２０を保持するための力を必要としない。

図１０は、本発明の実施例５における植物の切断態様を説明する概略図である。
本実施例は、線材１１を植物２０の茎２３に３６０度巻き付けて切断するものである。
本実施例においては、図１０に示すように、線材１１の一端に輪を設け、線材１１の他端をこの輪に通すことで線材１１を植物２０の茎２３に３６０度巻き付け、線材１１の他端を引っ張ることで、茎２３を線材１１によって締め切る。
本実施例によれば、線材１１を巻き付けた位置で確実に切断することができる。

図１１は、本発明の実施例６における植物の切断態様を説明する概略図である。
本実施例は、線材１１の両端を引っ張り、線材１１が直線状になるように配置し、線材１１の両端を、茎２３側に移動させるものである。本実施例においては、線材１１をその軸線方向に摺動させることで、より円滑に切断することができる。
なお、線材１１をその軸線方向に摺動させる方法は、実施例６についてのみ説明したが、その他の実施例においても適用することができる。また、線材１１の摺動は、一方向に摺動させる場合でも、往復方向に摺動させる場合でもよい。
また、上記実施例では、変位部として支柱１２や操作枠体３６、３７を用いて説明したが、線材１１の一端部だけを移動させる構成でもよい。線材１１の一端部だけを移動させる構成としては、たとえば実施例１における回転軸１４を、線材１１の一端側の固定部材１８と一方の支柱１２とを連結する第１の回転軸と、線材１１の他端側の固定部材１８と他方の支柱１２とを連結する第２の回転軸とに分割し、一方の支柱１２だけを一方のベース１９上で移動させることで実現することができる。
また、本実施例では、変位部として線材１１の端部を移動させる場合で説明したが、線材１１を移動させず、植物を移動させてもよい。すなわち、変位部は切断対象となる植物との関係において相対的に移動するものであればよい。

図１２は、本発明の実施例７における植物の切断方法に使用される切断装置の斜視図、図１３は、本実施例における切断態様を説明する切断装置の概略図である。
本実施例による切断装置５０は、収穫後の植物２０の結球部２１から不要な茎、根あるいは外葉を所定の位置で切断するための切断装置として好適なものである。本実施例によれば、植物２０の結球部２１と切断分離すべき外葉２２との間に分離バー５４を挿入して切断すべき位置に確実に切断刃である線材５１を導入させるようにする。
図１２および図１３において、植物２０は、根および不要な茎２３が茎挟持チェン５６により挟まれた状態で茎挟持チェン５６に固定され、茎挟持チェン５６を矢印Ａ方向に移動することにより植物２０を矢印Ａ方向に移動する。分離バー５４は、植物２０の進行方向Ａに直交する方向に延びて植物２０の進行方向Ａの上前方に分離バー保持ベルト５５により保持されている。植物２０の進行方向Ａのさらに前方には、実施例１、２と同様の直径が線材５１の直径より大きい樹脂製パイプなどによるガイド５２を両端に備えたＵ字状の線材５１が線材保持部５３に保持されて固定配置されている。

つぎに、動作を説明する。図１２および図１３において、まず植物２０の茎２３を茎挟持チェン５６により挟んで固定する。この状態で茎挟持チェン５６を矢印Ａ方向に移動させると、植物２０は茎挟持チェン５６の移動とともに矢印Ａ方向に移動する。植物２０が分離バー５４のやや手前の位置に達したとき、分離バー５４を昇降機構（図示せず）により下方に移動させて分離バー５４を植物２０の切断すべき不要な外葉２２と結球部２１の間に挿入させることにより、結球部２１と外葉２２を分離して切断する所定の位置を設定する。その状態で植物２０を茎挟持チェン５６により、分離バー５４を分離バー保持ベルト５５によりさらに矢印Ａ方向に移動させると、分離バー５４に沿ってガイド５２およびＵ字状の線材５１が植物２０の結球部２１と外葉２２との間の所定の切断位置に導かれる。このとき、ガイド５２は、外葉２２と結球部２１との間に空間を形成するように作用するため、切断用の刃として作用する線材５１の曲線部は結球部２１の外表面に接することはない。したがって、植物２０の結球部２１は損傷することがない。植物２０を茎挟持チェン５６によりさらに矢印Ａ方向に移動させると、線材５１の曲線部は茎２３の切断位置に達し、植物２０の結球部２１と外葉２２とは所定の位置で切断される。こうして、最終的な収穫物として必要な部分である植物２０の結球部２１のみを茎２３と外葉２２から切り離すことができる。本実施例においては、植物２０を移動させる茎挟持チェン５６が変位部を構成する。

なお、以上の説明においては、植物２０および分離バー５４を矢印Ａ方向に移動させて固定配置されている線材５１で切断する例について説明したが、植物２０を固定しておき、分離バー５４で切断位置を設定後、線材５１を矢印Ａ方向と反対の方向に移動させて切断するようにしてもよい。この構成によれば、収穫後の植物２０の結球部２１を所定の位置で切断する場合はもちろん、植物２０が畑に植わっている状態で植物２０の結球部２１を所定の位置で切断することもできる。すなわち、植物２０が畑に植わっている状態では、植物２０の位置が畑に固定されているので茎挟持チェン５６は不要であるため、図１２の構成で茎挟持チェン５６を省略し、分離バー５４と線材５１を搭載した切断装置５０を畑に植わっている植物２０の近傍に配置して、分離バー５４と線材５１を植物２０の方向に移動させることにより、植物２０が畑に植わっている状態で植物２０の結球部２１を所定の位置で切断することができる。この場合には、切断装置５０に備わっている線材５１を移動させる手段が変位部を構成する。
また、以上の説明では、分離バー５４が分離バー保持ベルト５５により保持されて植物２０が分離バー５４のやや手前の位置に達したとき、分離バー５４を昇降機構により下方に移動させたが、分離バー保持ベルト５５を使用せずに作業者が手で把持し、植物２０の位置を見計らって分離バー５４を手動で植物２０の切断すべき外葉２２と結球部２１の間に挿入するようにしてもよい。この場合は、作業者が植物２０を直接観察できるので、状態のよい植物２０のみを選別して切断することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、分離バー５４を植物２０の切断すべき外葉２２と結球部２１の間に挿入し、分離バー５４により切断刃としての線材５１を切断すべき位置に簡単かつ確実に導くことができるので、植物２０結球部２１から不要な茎２３および外葉２２を適正な位置で除去させることができる。

図１４は、本発明の実施例８における植物の切断方法に使用される切断装置の斜視図である。
本実施例による切断装置６０は、実施例７と同様に収穫後の植物２０の結球部２１を所定の位置で切断するための切断装置として好適なものである。本実施例によれば、植物２０の結球部２１と切断分離すべき外葉２２との間に挿入する分離バー６２および切断刃である線材６１を昇降機構により上下させて、分離バー６２および線材６１の植物２０に対する位置を制御するとともに、切断後の結球部２１および茎（図示せず）を所定の容器に収納させる。
図１４において、植物２０は、茎（図示せず）が茎挟持チェン７０により固定され、茎挟持チェン７０を矢印Ａ方向に移動することにより矢印Ａ方向に移動する。切断装置６０の一端には支柱６４が設けられ、支柱６４には支柱６４に対して昇降自在な一対のアーム６５、６５’が設けられている。一端を支柱６４に設けたアーム６５、６５’の他端には、支持枠６３が設けられている。支持枠６３は、切断刃としての線材６１および分離バー６２を支持する。支持枠６３は一対のアーム部６３１、６３２を有しており、アーム部６３１、６３２にはそれぞれ通路６６、６６’が形成されている。分離バー６２はアーム部６３１、６３２を跨いで通路６６、６６’内を矢印Ｂ方向に移動可能に設けられている。なお、分離バー６２は、アーム部６３１、６３２の一端側に付勢されている。アーム部６３１、６３２の一端側には線材６１の端部が固定されている。なお、線材６１は実施例１で説明した線材１１と同一構成のものが適しており、線材６１の周りに回動自在の樹脂製パイプによるガイド６１１が挿通されたもの、あるいは、図５に示すようなガイドの寸法が連続的に変化した一体構成のものが使用される。支持枠６３は上下駆動装置６７により矢印Ｃで示す上下方向に移動可能であり、支柱６４に対して一対のアーム６５、６５’により保持されながら上下移動する。支持枠６３の一端側の上方には植物２０の位置を監視するセンサ６８が設けられている。線材６１、分離バー６２、支持枠６３、支柱６４、アーム６５、６５’、上下駆動装置６７およびセンサ６８により切断部６９が構成される。
支柱６４の線材６１とは反対側には結球部２１を搬送する搬送ベルト７１、７２が配置されている。

つぎに、動作を説明する。まず植物２０の茎（図示せず）を茎挟持チェン７０により挟んで固定する。この状態で茎挟持チェン７０を矢印Ａ方向に移動させると、植物２０は茎挟持チェン７０の移動とともに矢印Ａ方向に移動する。植物２０が分離バー６２のやや手前の位置に達したことをセンサ６８が検知すると、上下駆動装置６７が作動して支持枠６３を下方に移動させる。このとき、センサ６８の検知条件として、状態のよい植物２０を選別するような識別機能を追加することにより、状態のよい植物２０のみを選別することもできる。なお、このような識別機能としては、色判別機能や形状判別機能により実現することができる。
支持枠６３が下方に移動すると、分離バー６２が植物２０の切断すべき外葉２２と結球部２１の間に挿入されるので、分離バー６２が結球部２１と外葉２２を分離して切断する所定の位置を設定する。その状態で植物２０を茎挟持チェン７０によりさらに矢印Ａ方向に移動させると、分離バー６２は植物２０とともに通路６６、６６’内を線材６１のガイド６１１および線材６１に沿って矢印Ａ方向に移動し、切断用の刃として作用する線材６１の曲線部が植物２０の結球部２１と外葉２２との間の所定の切断位置に導かれる。このとき、ガイド６１１は外葉２２と結球部２１との間に空間を形成するように作用するため、切断用の刃として作用する線材６１の曲線部は結球部２１の外表面に接することはない。したがって、植物２０の結球部２１は損傷することがない。植物２０を茎挟持チェン７０によりさらに矢印Ａ方向に移動させると、線材６１の曲線部は茎（図示せず）の切断位置に達し、植物２０の結球部２１と外葉２２とは所定の位置で切断される。切断後、支持枠６３を上下駆動装置６７により上方に移動させる。分離バー６２はバネ（図示せず）などの弾性体による付勢により通路６６、６６’内を矢印Ａと反対方向に移動させて元の位置に復帰させる。この結果、分離バー６２および線材６１は元の位置に復帰する。
こうして、最終的な収穫物として必要な部分である植物２０の結球部２１のみを茎（図示せず）と外葉２２から切り離すことができる。切断された植物２０の結球部２１は搬送ベルト７１、７２により所定の容器（図示省略）内に保管される。一方、切断された茎（図示せず）は茎収納容器に廃棄される。本実施例においては、植物２０を移動させる茎挟持チェン７０が変位部を構成する。

なお、以上の説明においては、植物２０および分離バー６２を矢印Ａ方向に移動させて線材６１で切断する例について説明したが、本実施例においても、植物２０を固定しておき、切断部６９を矢印Ａと反対方向に移動させて、分離バー６２で切断位置を設定後、線材６１を矢印Ａ方向と反対の方向に移動させて切断するようにしてもよい。この構成によれば、収穫後の植物２０の結球部２１を所定の位置で切断する場合はもちろん、植物２０が畑に植わっている状態で植物２０の結球部２１を所定の位置で切断することもできる。すなわち、植物２０が畑に植わっている状態では、植物２０の位置が畑に固定されているので茎挟持チェン７０は不要であるため、図１４の構成で茎挟持チェン７０を省略し、分離バー６２と線材６１を搭載した切断部６９を畑に植わっている植物２０の近傍に配置して、分離バー６２と線材６１を植物２０の方向に移動させることにより、植物２０が畑に植わっている状態で植物２０の結球部２１を所定の位置で切断することができる。この場合には、切断部６９に備わっている線材５１を移動させる手段が変位部を構成する。
また、以上の説明では、センサ６８で植物２０の位置を観察して植物が所定の位置に達したときに上下駆動装置６７により分離バー６２および線材６１の支持枠６３を下方に移動させたが、作業者が支持枠６３を手で移動させるようにしてもよい。この場合は、作業者が植物２０を直接観察できるので、状態のよい植物２０のみを選別して切断することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、植物２０が所定の位置に達したことをセンサ６８で検知して支持枠６３を上下駆動装置６７により下方に移動させ、分離バー６２を植物２０の切断すべき外葉２２と結球部２１の間に挿入し、分離バー６２により線材６１を切断すべき位置に簡単かつ確実に導くことができるので、結球部２１から不要な茎および外葉を適正な位置で自動的に除去することができる。

図１５は、本発明の実施例９における植物の切断方法に使用される切断装置の概略側面図である。
本実施例による切断装置は、実施例８の構成において切断部を複数段配列して植物の切断を連続的に行うものである。図１４と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例においては、切断部６９の後段にさらに切断部６９と同一構成の切断部７９を配置する。
まず、実施例８と同様な操作で植物２０の茎２３を切断する。このとき切断部６９の分離バー６２および線材６１は茎挟持チェン７０付近まで下方に移動しているが、切断部７９は上方に位置して植物２０の後続の植物２０’の到着を待機している。切断部６９が植物２０の茎２３を切断すると、切断部６９の分離バー６２および線材６１は上下駆動装置６７により上方に移動して元の位置に復帰する。したがって、後続の植物２０’は茎挟持チェン７０により切断部６９の下を通過し、切断部７９の近傍に移動する。切断部７９のセンサ８０が後続の植物２０’を検知すると、切断部７９が実施例８と同様の動作により線材８１で後続の植物２０’の茎２３を切断する。切断後、切断部７９の分離バー８２および線材８１は上下駆動装置６７により上方に移動して元の位置に復帰する。以下同様の動作を繰り返して切断部６９および切断部７９により連続して移動してくる植物２０、２０’を次々に切断する。
本実施例においても、実施例８と同様に、植物２０、２０’を固定しておき、切断部６９、７９を矢印Ａ方向と反対方向に移動させて切断するようにしてもよい。また、収穫後の植物２０、２０’はもちろん、植物２０、２０’が畑に植わっている状態で切断することもできる。また、分離バー６２、８２および線材６１、８１を作業者が手で移動させるようにしてもよい。

図１６は、本発明の実施例１０における植物の切断方法に使用される切断装置の斜視図である。
本実施例による切断装置９０は、実施例７と同様に収穫後の植物２０の結球部２１を所定の位置で切断するための切断装置として好適なものである。本実施例によれば、植物２０の結球部２１と切断分離すべき外葉２２との間に挿入する分離バー６２および切断刃である線材６１を昇降機構により上下させて、分離バー６２および線材６１の植物２０に対する位置を制御するとともに、切断後の結球部２１および茎（図示せず）を所定の容器に収納させる。
図１６において、植物２０は、茎（図示せず）が茎挟持チェン７０により固定され、茎挟持チェン７０を矢印Ａ方向に移動することにより矢印Ａ方向に移動する。切断装置９０の一端には支柱６４が設けられ、支柱６４には支柱６４に対して昇降自在な支持枠６３が設けられている。支持枠６３は、切断刃としての線材６１および分離バー６２を支持する。支持枠６３は一対のアーム部６３１、６３２を有しており、アーム部６３１、６３２にはそれぞれ通路６６、６６’が形成されている。分離バー６２はアーム部６３１、６３２を跨いで通路６６、６６’内を矢印Ｂ方向に移動可能に設けられている。なお、分離バー６２は、アーム部６３１、６３２の一端側に付勢されている。アーム部６３１、６３２の一端側には線材６１の端部が固定されている。なお、線材６１は実施例１で説明した線材１１と同一構成のものが適しており、線材６１の周りに回動自在の樹脂製パイプによるガイド６１１が挿通されたもの、あるいは、図５に示すようなガイドの寸法が連続的に変化した一体構成のものが使用される。支持枠６３は上下駆動装置６７により矢印Ｃで示す上下方向に移動可能であり、支柱６４に対して上下移動する。

本実施例においては、アシストローラ９１を備えている。このアシストローラ９１は、植物２０を線材６１に押圧する機能を有するものである。従って、アシストローラ９１は、線材６１よりも上流側に配置さる。アシストローラ９１は、駆動部９２によって動作する。
また、本実施例においては、植物２０の位置検出センサーとして上下動ローラ９３を備えている。この上下動ローラ９３の変位によって植物２０の位置を検出し、検出時から所定時間遅延させて支持枠６３の降下動作を行うように設定している。なお、遅延時間は、茎挟持チェン７０の移動速度からあらかじめ設定する。また、この遅延時間の設定によって、切断する外葉枚数を制御することができる。
本実施例では、線材６１、分離バー６２、支持枠６３、支柱６４、上下駆動装置６７、アシストローラ９１、駆動部９２、および上下動ローラ９３により切断部６９が構成される。

つぎに、本実施例による動作を図１７から図２２を用いて説明する。図１７から図２２は、本実施例による動作工程を示す概念側面図である。
まず植物２０の茎（図示せず）を茎挟持チェン７０により挟んで固定する。この状態で茎挟持チェン７０を矢印Ａ方向に移動させると、図１７に示すように植物２０は茎挟持チェン７０の移動とともに移動する。
次に、上下動ローラ９３は、図１８に示すように植物２０によって上方へ変位し、更に植物２０の移動によって図１９に示すように下方へ変位する。このように、上下動ローラ９３の上昇と降下動作によって、植物２０の位置を正確に検出することができる。
そして図２０に示すように、この上下動ローラ９３によって検出された時間から所定時間経過後に支持枠６３を降下させる。このときの所定時間は、植物２０が検出位置から距離Ｌだけ進むに必要な時間として設定している。なお、遅延時間を長くすることで、分離バー６２が植物２０に近い位置で支持枠６３を降下させることができるので、外葉を多く切断することができる。また遅延時間を短くすることで、分離バー６２が植物から遠い位置で支持枠６３を降下させることができるので、外葉を多く残すことができる。
図２０に示す状態で、分離バー６２は、植物２０の結球部２１と切断分離すべき外葉２２との間に挿入される。
そして図２１に示すように、植物２０は茎挟持チェン７０の移動によって更に移動し、植物２０の切断位置に線材６１が近接する。なお、分離バー６２は植物２０とともに移動する。
図２１の状態となったときにアシストローラ９１が動作し、図２２に示すようにアシストローラ９１を植物２０の後方下部に当接させ、更にアシストローラ９１によって植物２０を線材６１に押圧する。
植物２０は、茎挟持チェン７０による移動とともに、このアシストローラ９１による押圧によって線材６１に押し当てられ、所定の位置で切断される。そして、支持枠６３を上方に移動させることで切断が完了する。

図２３は、本実施例による装置を用いて植物の切断試験を行った結果を示すグラフである。
植物として品種名「新藍」のキャベツを用い、外葉を２枚残すように設定して試験を行った。キャベツ２０玉で試験を行った結果、半数以上は設定通りの外葉枚数となるとともに、１枚の誤差範囲内では９０パーセントという結果となった。
なお、実施例１０で説明したアシストローラ９１による植物２０の押圧機能や、上下動ローラ９３による植物２０の位置検出機能は、実施例７から実施例９における構成に適用することもできる。

以上説明したように、本実施例によれば、植物２０が所定の位置に達したことをセンサ６８で、植物２０’が所定の位置に達したことをセンサ８０で検知して各々を切断部６９および切断部７９で順次連続的に切断することができる。

本発明による植物の切断方法およびそれに使用する切断装置は、特に、キャベツ、白菜、レタスなどの結球部を形成する結球植物の結球部と茎を切断する切断方法および切断装置に適しているが、その他、ほうれん草や小松菜などの葉を収穫する野菜類、きゅうり、トマト、ナスなどの実を収穫する野菜類、ブドウや梨などの果物類などの植物にも適用することができる。

本発明の実施例１における植物の切断方法に使用する切断装置の使用状態を示す斜視図 本実施例における植物の切断方法に使用する切断装置の使用状態を示す斜視図 本実施例におけるガイドの位置を説明する断面概略図 本実施例における切断態様を説明する概略図 本実施例における切断装置の線材およびガイド部の他の例を示す斜視図 本発明の実施例２における植物の切断方法に使用される切断装置の斜視図 本実施例における切断態様を説明する概略図 本発明の実施例３における植物の切断方法に使用される切断装置の使用状態を示す斜視図 本発明の実施例４における植物の切断態様を説明する概略図 本発明の実施例５における植物の切断態様を説明する概略図 本発明の実施例６における植物の切断態様を説明する概略図 本発明の実施例７における植物の切断方法に使用する切断装置の斜視図 本実施例における切断態様を説明する切断装置の概略側面図 本発明の実施例８における植物の切断方法に使用する切断装置の斜視図 本発明の実施例９における植物の切断方法に使用する切断装置の概略側面図 本発明の実施例１０における植物の切断方法に使用される切断装置の斜視図 本実施例による動作工程を示す概念側面図 本実施例による動作工程を示す概念側面図 本実施例による動作工程を示す概念側面図 本実施例による動作工程を示す概念側面図 本実施例による動作工程を示す概念側面図 本実施例による動作工程を示す概念側面図 本実施例による装置を用いて植物の切断試験を行った結果を示すグラフ

符号の説明

１０、５０，６０ 切断装置
１１、５１、６１、８１ 線材
１２、６４ 支柱
１４ 回転軸
１６、１７、５２ ガイド
１８ 固定部材
２０、２０’ 植物
２１ 結球部
２２ 外葉
２３ 茎
３６、３７ 操作枠体
４０Ａ、４０Ｂ 切断部材
５３ 線材保持部
５４、６２、８２ 分離バー
５５ 分離バー保持ベルト
５６、７０ 茎挟持チェン
６３ 支持枠
６５、６５’ アーム
６６、６６’ 波形の通路
６７ 上下駆動装置
６８、８０ センサ
６９、７９ 切断部
７１、７２ 搬送ベルト
６３１、６３２ アーム部

Claims (5)

1. 所定長さの線材と、前記線材を植物に対して相対的に移動させる変位部と、前記線材の両端に前記線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部とを備え、前記ガイド部と前記線材とが連続した切断装置により前記植物の収穫部から不要部を切り取る植物の切断方法であって、前記ガイド部の外径が前記線材の線径よりも大きくしてあり、前記ガイド部により前記線材を前記収穫部と前記不要部との間に案内して前記線材を切断位置に配設する位置決め工程と、前記位置決め工程の後に、前記線材を前記切断位置に食い込む方向に前記変位部を移動させる切断工程とを有することを特徴とする植物の切断方法。
2. 所定長さの線材と、前記線材の両端に前記線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部と、植物の収穫部と不要部とを仕分ける分離バーを備え、前記ガイド部と前記線材とが連続した切断装置により前記植物の前記収穫部から前記不要部を切り取る植物の切断方法であって、前記ガイド部の外径が前記線材の線径よりも大きくしてあり、前記分離バーを前記収穫部と前記不要部との間に挿入する仕分け工程と、前記仕分け工程の後に、前記ガイド部と前記分離バーとを相対移動させ、前記ガイド部により前記線材を前記収穫部と前記不要部との間に案内して前記線材を切断位置に配設する位置決め工程と、前記位置決め工程の後に、前記植物または前記線材を前記切断位置に食い込む方向に移動させる切断工程とを有することを特徴とする植物の切断方法。
3. 前記切断工程では前記植物をアシストローラによって前記線材に押圧することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の植物の切断方法。
4. 植物の収穫部から不要部を切り取る植物の切断装置であって、所定長さの線材と、前記線材を前記植物に対して相対的に移動させる変位部と、前記線材の両端に前記線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部とを備え、前記ガイド部と前記線材とが連続し、前記ガイド部の外径を前記線材の線径よりも大きくし、前記ガイド部により前記線材を前記収穫部と前記不要部との間に案内することを特徴とする植物の切断装置。
5. 植物の収穫部から不要部を切り取る植物の切断装置であって、所定長さの線材と、前記線材の両端に前記線材の長さ方向に配置したパイプ状のガイド部と、前記線材が前記植物の切断位置に食い込むように前記植物または前記線材を移動させる手段を備え、前記ガイド部と前記線材とが連続し、前記ガイド部の外径を前記線材の線径よりも大きくし、前記ガイド部により前記線材を前記収穫部と前記不要部との間に案内することを特徴とする植物の切断装置。