JP4859070B2 - 果実袋掛け機 - Google Patents

Description

本発明は、果実に袋を被せるために使用する果実袋掛け機に関するものである。

果樹園では、結実初期の未成熟果実（例えば、葡萄では直径40mm以下）に対して害虫・野鳥・日焼け防止対策と果実の着色作用を促進するために袋掛け作業が行われる。この袋掛け作業は、従来人手により果実ひとつずつに袋を被せており、作業者の首や腕に負担がかかる作業となっていた。そのため、果実に袋を被せる自動化装置の開発が望まれていた。袋掛け自動化装置に必要となる要素技術を説明するために手作業による袋掛けの代表的な作業手順を次に示す。

（１）作業者の身体に付けた連続的に繋がる袋束から、袋を一個取り出し、
（２）袋口を開口して、袋を持ち上げて果実に被せ、
（３）袋口を絞り込んでから、袋に付いている針金を取って袋口を針金で縛って、
（４）果実に被せた袋を繋がっている袋束から切り離し、
（５）次の袋を袋束から取り出して、上記(2)〜(4)の作業を繰り返す。

上記作業手順を機械化するのに必要とされる要素技術は、次のように考えられる。

（Ａ）連続的に繋がる袋束から、袋を一個ずつ取り出す「袋取出し技術」
（Ｂ）取り出した袋の閉じた状態の袋口を開ける「袋開口技術」
（Ｃ）果実を入れて広がった袋口を小円状に絞り込む「袋絞り技術」
（Ｄ）絞り込んだ袋口を結縛する「袋結束技術」

但し、本発明では次の作業内容は、作業者が行うとしている。

（１）袋掛けする果実の特定と、そのための袋掛け機の位置決め
（２）開口した袋への果実の挿入
（３）袋掛けした袋の切り離し

上記４つの要素技術について、既出発明の技術的概観を説明する。

（１）袋取出し技術

特許文献１での袋取出し機構では、袋は１枚ずつ切り離された状態で重畳されて、袋出口側に上から力を掛けられた状態で袋装入枠にセットされている。袋を取り出すときは、袋案内杆を押し出してワンウェイクラッチ機構（ラックピニオン機構）を使って袋束の下側にあるゴム部材で被覆されたローラを回転して、１枚ずつ袋を取り出す。基本的にはベルト搬送方式による移送である。
特開昭５０−３４９１５号公報（３．発明の詳細な説明の段落５、第１図、第２図、第７図）

特許文献２での袋取出し機構では、操作レバーとしての外筒用レバーを回転させることでエンドレスチェーンを歯車機構で駆動し、エンドレスチェーンに固着した鉤針で初めから開口済みになっている袋口部を引っ掛けて一定量だけ上方に移動する。
昭５４−１０５０２７号公報（３．発明の詳細な説明の段落５〜９、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図）

特許文献３での袋取出し機構では、始めから開口済みの袋を積層した袋束を格納した袋納部は、手回し円板を回すことでスプロケット・チェーン機構により上方に移動する。１組のはさみを有する袋はさみ機構は、手の操作ではさみの開閉とはさみの上下動を行い、積層した袋束の最上部の１枚を掴んで上に引き上げる。
昭５９−４２８２３号公報（３．発明の詳細な説明の段落６〜７、第１図、第２図、第３図、第４図）

特許文献４での袋取出し機構では、袋は１枚ずつ切り離された状態で重畳されて袋収納箱にセットされている。袋収納箱からの袋の引き出し・移送は、吸盤により袋を引き出し、その吸盤を空気シリンダ、ラックピニオン機構及びスプリングの組合せで袋を移送する。
特開平９−７４９２９号公報（段落０００９、００２５、図１）

（２）袋開口技術

特許文献５での袋開口機構では、１枚毎に切り離されて重畳された袋束から１枚ずつ袋を開口するために、モータ駆動により往復摺動を繰り返す開口部材は中子片と外子片からなり、中子片と外子片はバネ結合して連動する。中子片の先端には薄刃片と掻き刃が付く。開口手順を述べる。始めに中子片の薄刃片で最上部の袋の口に進入し袋を少し開き、続いて中子片本体が進入して袋を開く。中子片は袋底部側にあるボックスの突起で動きを停止するが、中子片に連動して動く外子片はボックス突起を受け入れる凹部を持つためボックス端部まで進入し、袋の底部に折り目を付ける。開いた袋形状は保持される。中子片の掻き刃は中子片が戻るときに、袋口に予め張ってあった接着防止用の紙片を剥ぎ取っていく。開口部材の往復摺動を繰り返すことで、開口作業が繰り返される。
特開昭４７−４２１４４号公報（３．発明の詳細な説明、第１図〜第７図）

特許文献１での袋開口機構では、袋案内杆を押し出して１枚の袋を取り出すと袋口構造を工夫して袋紙の１枚Aはコ字状部材で押し付けてセットされ、袋紙のもう１枚Bは自由になるようにセットされる。袋案内杆の動きを利用したリンク機構を使って袋口近傍に針を押し上げて、固定されている袋紙Aは針で貫通されるが、自由な袋紙Bはその針で押し上げられて袋の口が開かれる。
特開昭５０−３４９１５号公報（３．発明の詳細な説明の段落６、第１図〜第６図、第８図）

特許文献４での袋開口機構では、袋収納箱から引き出された袋は袋開け機構まで移送され、袋開口機構の吸盤で袋両面が吸引され、さらにシリンダ機構でその両吸盤を離して袋を開く。
特開平９−７４９２９号公報（段落００１０、００２６、図１）

特許文献６での袋開口機構では、開閉自在の２本のアームの先端に、閉じた袋紙の両側を挟む部材として１対のローラを取り付け、１対のローラはコイルスプリングにより近接し、ローラ間の挿入物により離反自在とする。左右アームを閉じた状態では１対のローラが互い違いに位置するように接近する構成になっている。上記２本のアームは、人力によるカム機構で開閉自在とする。袋口の閉じた袋を２本のアーム間に装入してから、手で操作された操作レバーの動きがカム機構を介して２本のアームを閉じると両アームの１対のローラが袋に接近し、コイルスプリングの作用で１対のローラ間で袋の両側の紙を挟みこみ、それから操作レバーによるカム機構を介して２本のアームを開くと袋の両側の紙が各１対のローラ間に挟まれた状態で袋の口が開かれる。
特開平９−２７５８２５号公報（段落００１２〜００１４、００３０〜００３５、図１〜図８）

（３）袋絞り技術

多くの発明で袋絞り機構と袋結束機構が一体化された構造が多いが、技術的概観を位置づけるために、別項目として整理する。

特許文献７での袋絞り機構は、機械に開いた袋をセットし、果実を入れた後、１回のハンドル操作で袋口の絞りとピンによる緊縛を行う機構である。２つの把杆を手で把握することにより一方の把杆に連結したカム機構により、開口された袋が装入されている２本の屈曲杆が互いに接近する方向に移動し、２本の屈曲杆の先端にそれぞれ取り付けられているV字形の袋口絞締杆が互いに接近して袋口を絞める。さらに上記２つの把杆を把握すると、カム機構により２本の屈曲杆の位置を変えないで、ピン（結束具）を１個ずつ収納筒より押し出すピン押出杆を摺動させピンを一方の袋口絞締杆上に押し出して袋口を結束する。
昭２６−７５３号公報（発明の詳細なる説明の段落１、第１図〜第３図、第６図）

特許文献８での絞り機構では、２つの案内杆と２つの把杆は枢軸を介して鋏状機構をなしている。開いた状態の２つの案内杆の間に果実を挿入した開口袋を装入した後、２つの把杆を手でスプリングに抗して挟圧すると２つの案内杆が閉じて袋口を直線状に圧縮する。同時に、一方の把杆に連動したリンク機構により、２つの案内杆の内側面に設けた案内溝に沿って摺動杆を動かし摺動杆が直線状に圧縮された袋口を押圧して折畳み、小円状に袋口を絞る。摺動杆の進行による袋紙の折畳みを可能とするために、２つの案内杆の先端は互いに内側に突出した先端部を持ち、2つの案内杆が閉じた状態では袋紙が逃げないように閉じた構造になっている。一方、摺動杆は案内杆内側面の案内溝に進入する前に、口金供給筒より最前部にあるコ字状口金を１個ずつ取り出す切欠構造を持つ。したがって、摺動杆は袋口を絞ると同時に、案内杆の別の案内溝にコ字状口金を前進させ案内杆の先端部で口金の両辺を内側に折り曲げて袋口の結束を実現する。
昭３８−２２３５５号公報（発明の詳細な説明の段落２〜３、第１図〜第１０図）

特許文献１での袋絞り機構では、２本の把手を手で握り絞めると、リンク機構により２本の開閉部材（アーム）が閉じ、開閉部材に付設されている作用部材が開口機構を元の状態に復帰させる。更に上記２本の把手を握り締めると付設されている抑制板が、通常は開いている押圧部材を閉じて袋口部を押圧して袋口部を直線状に絞る。更に上記２本の開閉部材の両先端に設けた封口綴具の相互接近により押圧部材に沿って袋口がしぼめられ、遂には封口綴具の綴針により袋口は結着される。
特開昭５０−３４９１５号公報（３．発明の詳細なる説明の段落７〜８、第１図〜第３図）

特許文献２での袋絞り機構では、内筒用操作レバーを回転することにより、円筒を介した歯車機構により袋絞り機構の駆動軸を回転させると同じく歯車機構により環状円板を時計回りに回転させる。この環状円板には、４つの軸ピンが円周上に付設されバネにより時計回りに回転付勢されたプレスアームが軸ピンに取付けられている。環状円板回転前はストッパ係止部によりプレスアームの回転は阻止されている。果実を挿入済の開口袋は、この４本のプレスアームに囲まれているが、内筒用操作レバーを手で回転させると環状円板が回転し、プレスアームのストッパ係止部がはずれ、４本のプレスアームが時計周りに同時回転することにより袋口部の絞りが行われる。プレスアームの先端にはローラが付設され、４個のローラの相互接近により袋口の絞り径が決まる。
昭５４−１０５０２７号公報（３．発明の詳細な説明の段落１０、１１、第２図、第９図、第１１図）

特許文献３での袋絞り機構では、手廻し円板を手で廻すと、円板に巻いてある芯線が繰り出され芯線の先に付設されている押しバネが前進する。押しバネには袋おさえ板が付設されている。開口した袋をはさむ形で両側に移動用ガイドの付いた袋おさえ板が設置されており、上記押しバネが前進することにより袋おさえ板が移動用ガイドに沿って移動し、両側より袋口部を絞ることになる。袋口にはしぼり用金具が付着しており、袋おさえ板によるしぼり用金具の塑性変形により袋口の絞りは保持される。
昭５９−４２８２３号公報（３．発明の詳細な説明の段落８、第１図、第４図、第５図）

特許文献９での袋絞り機構では、円筒状に配置された８本の揺動アームの先端には枢軸を介して９０度回転する係止片が取付けられ、各揺動アームの他端にはコイルスプリングで回転付勢された回転リングが付設され、さらにすべての回転リングは、その円周上の１点と１つの可動片をつなぐ第２のワイヤで繋がれている。その可動片は第１のワイヤにより手で操作される引き金に繋がっており、直線運動をする。係止片は回転リングと第３のワイヤで繋がっており、回転リングの回転により係止片の９０度回転を実現する。手で引き金が引かれると、第１のワイヤにより可動片が直線移動し、第２のワイヤにより回転リングが回転し揺動アームが開かれて揺動アーム先端の直径は最大になる。開口袋を８本揺動アーム内にセットし果実を挿入する。このとき第３のワイヤも引っ張られて係止片が垂直（袋の紙面と平行）になるので、輪ゴムを係止片に懸ける。この後、引き金から手を離すとコイルスプリングの作用で回転リングが逆回転して第３のワイヤが緩み、係止片が水平に倒れて輪ゴムが係止片より外れて、袋の絞りと結束を行う。
特開昭６３−１２３３２２号公報（実施例、第１図〜第６図）

特許文献１０での袋絞り機構では、お互いに９０度近く開いたY字型の2本のアームを開口した袋の両側から接近させて袋首部を絞る方式である。上記２本のアームは高さ方向に２段組で構成される。本発明は粉粒体を充填した大型のフレキシブルコンテナバッグ（略称フレコンバッグ）の結束に関するもので、結束前に袋首部を形成するのにフック付アームを使っている。
特開平６−１９１５１７号公報（段落０００８〜００１３、図１、図２）

特許文献４での袋絞り機構では、果実を袋に入れた後、袋開口機構で使用した２つの吸盤のうち、一方の吸盤を移動させて袋を閉じ吸盤の吸引を解除する。
特開平９−７４９２９号公報（段落００２７、図１）

特許文献６での袋絞り機構では、コ字状断面形状を持ち、内周側に開口した環状フレームの内側縁部に４本の半円弧状の絞りレバーの回転基軸が円周方向に取付けられ、その回転基軸にはリンク機構を介して環状フレームに沿って同心円状に移動する回動環体が付設されている。手で操作された操作レバーの動きがカム機構を介して従動部を動かし、スプリングに抗して回動環体が同心円状に移動し上記リンク機構により上記回転基軸が回転することにより、回転基軸と一体となる４本の絞りレバーが同時回転し、環状フレームの中心に向かって移動する。環状フレームは一部切欠を有し、その切欠より袋を装入し記述の開口機構で開口され果実を挿入済みの袋口が、環状フレームの中心に向かって移動する４本の絞りレバーにより絞られる。
特開平９−２７５８２５号公報（段落００１５〜００１８、００３６〜００３９、図１、図２、図９〜図１１）

特許文献１１での袋絞り機構では、最初に袋首部を回転レバーで直線状に圧縮し、次に直線状に圧縮された袋首部をV字溝を持つ絞りプレートで両側から圧縮して小円状に絞る。装置の駆動にはシリンダを用いている。本発明は、ゴミ収納袋などの大型袋を対象としたものである。
特開平１１−０９１７３１号公報（段落００２９〜００４１、図１、図２）

特許文献１２での袋絞り機構では、お互いに９０度近く開いたV字状の一対の挟み板を両側から接近させて袋首部を絞る。挟み板の駆動はシリンダによる。本発明はフレコンバッグを対象とし、結束バンドによる結束機構の発明に主眼がある。
特開２００１−００２０１７号公報（段落００１１〜００１３、図２）

（４）袋結束技術

袋の結束に使う結束具には多数の種類があり、結束具に適した結束機構が発明されている。結束具の種類は次のようにまとめられる。結束具を作業者の手で扱う発明は除外している。

（ａ）ワイヤ・紐・輪ゴムを使う方法

ワイヤの剛性を利用してガイドでワイヤを導き、結束部を囲わせて捻り（ひねり）のためにワイヤ端を捉えてワイヤを引き、それからワイヤを捻って結束部を結束する機構が発明されている（特許文献１３）。配筋作業での鉄筋重合の結束に使われる。
特開平８−０３４４０６

紐の絡み結びをする機構（特許文献１４）および袋を回転させて輪ゴムを袋首部に巻く機構（特許文献１５）が発明されている。
特開平７−２９１２３２ 特開平４−１５４５１９

他に輪ゴムによる袋の絞りと結束を行う機構には既述の特許文献９がある。

（ｂ）結束バンドを使う方法

結束バンドをガイドして結束部を囲んだ後、結束バンドの係止孔にバンドを通して結束し、その後、バンドの他端を掴むという機構が発明されている（特許文献１２、特許文献１６）。主に大型容器の結束に使われる。
特開平１−２５４５１２

（ｃ）クリップを使う方法

クリップを絞った袋口部に嵌合させた後、クリップを変形することで結束する機構が発明されている。クリップ形状とクリップ変形方式を表１にまとめた。

特開２００３−２６７３１９ 特開２００３−２６７３２０ 特開２００３−２９１９２３ 特開２００３−１７０９４７ 特開２００４−０１０１２５ 特開２００２−３０２１０９

連続的なクリップ供給を可能とするためのクリップストック方式とクリップ供給機構を表２にまとめた。

（ｄ）止め金（針金片）・金属箔を使った方法

予め袋に付けられている針金片を、絞った袋首部に巻き付ける或は袋首部に貼着された金属箔を変形させて金属の塑性変形による形状保持を利用する。この方法は、作業者の手による結束を考えている発明が多いが、特許文献３と特許文献２３では結束機構に組み入れられている。特許文献２３では、針金の一定量供給を行う昇降枠と針金のコ字形成形を行う成形板と、開閉子を操作するM型バネを前進させる摺動子からなる。親指による１回のハンドル操作で針金による結束を行う発明である。袋口を絞るまでの操作は作業者が行う。
昭３６−３１０号公報

（ｅ）接着剤を使う方法

この方法も作業者の手による袋首部の結束を考えており、袋口部に接着剤を塗布しておく。袋が畳まれている初期状態で接着しないように接着剤の塗布位置や袋の絞り方が工夫されている。

（ｆ）粘着テープを使う方法

スーパーストア等で使われる粘着テープによる袋首部閉じ機構の基本特許があるが、作業者の手による袋首部の空間的移動が必要なので袋掛け機には使えない。

果樹園での人手による果実ひとつずつの袋掛け作業に伴う作業者の負担軽減と作業能率の改善を狙って半自動袋掛け機の開発が望まれていた。

作業者の人手による袋掛け作業の作業分析の結果、本発明装置には「背景技術」で述べた次の４つの要素技術を具備させる。

（１）袋取出し技術
（２）袋開口技術
（３）袋絞り技術
（４）袋結束技術

さらに本発明装置の実用性向上を図るために、次の構想を適用する。

（１）袋には、止め金・金属箔の貼着や接着剤の塗布などの特別な加工を加えない。これにより袋のコスト低減を図る。
（２）上記４つの要素技術を実現するのに、簡単な機構を採用する。これにより本発明装置の高信頼性を達成する。
（３）モータ駆動および制御装置を採用する。これみより作業の容易性と作業精度の確保を実現する。

本発明では次の作業内容は、作業者が行うとしている。

（１）袋掛けする果実の特定と、そのための袋掛け機の位置決め
（２）開口した袋への果実の挿入
（３）袋掛けした袋の切り離し

そのため、袋掛け作業に際しては、本発明装置を作業者の身体の前方に肩掛けして、上記３つの作業を補完する。したがって、上記作業内容以外の袋掛け作業は、本発明装置で代替できることにより袋掛け作業の省力化を達成できる。さらに本発明装置の自動化機能により袋掛け作業の能率向上および袋の単純化による作業コストの改善が実現できる。

本発明に係る果実袋掛け機は、１つの枠組（フレーム）の中に、１枚の袋毎に切れ目の入っている連続的に繋がる袋束を収納する最下部に位置する袋収納部と、

袋収納部の上方に位置して、袋収納部の袋束から連続的に繋がる袋をベルト搬送方式で上方に送り出していく袋取出し機構と、

前記袋取出し機構の上方に位置して、袋取出し機構より送り出されてきた袋口の閉じた状態の袋を開くために、相互に接近および離れる１対のはさみ機構を有し、始めに袋の両側を挟持するために開状態の１対のはさみが相互接近して両側の袋紙を挟み、次に１対のはさみが閉状態となって袋の両側の紙を把持した後、１対のはさみが相互に離れることで袋口を開く袋開口機構と、

開口された袋に作業者によって果実が挿入された後、前記袋開口機構の上方に位置して、V字形切欠をもつ左右２枚の絞り板の中央部に位置した袋口を、前記２枚の絞り板を両側から相互接近させて袋口を絞る２枚の絞り板と、

前記左右２枚の絞り板が摺動するためのスライド機構と、

前記２枚の絞り板の一方（右側）の絞り板の下側に固着され、V字形切欠と類似の形状をもち、２枚の絞り板による袋口を絞る動作の際に一方（右側）絞り板の下側にある袋紙が右側に逃げるのを防止するための袋抑止板と、絞られた袋口に結束具の装着を確実に行う目的の突起棒とからなる袋絞り機構と、

袋口を絞る動作を開始する前の位置にある一方（左側）の絞り板のV字形切欠底部に位置して前記枠組に固着されたU字状形体の結束具を収納する結束具収納箱と、

前記２枚の絞り板の一方（左側）の絞り板と一体構造となっている袋結束機構からなる。

前記袋結束機構は、前記結束具収納箱上部に位置する前記一方（左側）の絞り板の下側に固着されて結束具と同じ厚さを持つため袋絞り動作のための前記一方（左側）の絞り板の移動に際し、結束具収納箱より最上部にある１個の結束具を取出し、前記一方（左側）の絞り板と一緒に移送する結束具移送板と、

前記一方（左側）の絞り板の下側に固定された２本の軸に支持され、両側に前記軸を通したスプリングばねを介して軸上を移動可能で、結束具移送板が取り出した結束具を前記一方（左側）の絞り板の移動と共に結束具を載せて絞られる袋口まで運ぶ結束具支持板とからなる。

以上述べた袋取出し機構、袋開口機構および袋絞り機構の駆動源である各モータの駆動制御装置(作業者によるスイッチ操作とリミットスイッチと制御プログラムを内蔵する電子基板からなる)により、作業者の作業となる袋掛け機の位置きめと果実の挿入作業および袋掛けを終えた袋の切離し以外は、袋掛け作業の半自動化を実現できる。袋掛け作業に際しては、前記枠組に保持用ベルトを付けて、作業者の身体の前方に袋かけ機を肩掛けする構想である。

添付図面を参照しながら本発明の実施例について詳述する。

図１は、本発明に係る果実袋掛け機の全体構成を示す側面図である。全体の枠組１の最下部にある袋収納部６５には袋２の袋束３が収納され、袋開口機構５、袋結束機構６、袋絞り機構７を通過し、袋口先端部が枠組１の最上部を少し越えたところで袋２の送り出しが停止する。袋口先端部を検知するセンサー（図示せず）を枠組１の最上部に付設し、袋口の到達を検知して袋取出し機構４のモータ駆動を停止する。袋取出し機構４のモータ駆動開始は作業者のスイッチ（図示せず）操作による。

枠組１には袋絞り機構駆動系８および袋開口機構駆動系９が付設されている。

枠組１には、袋絞り機構７の左右２枚の絞り板が摺動するためのスライド機構１０ａ、１０ｂ、上方に送り出される袋紙の倒れるのを防止するための袋支持枠１１ａ、１１ｂおよび袋絞り機構の絞り板の位置検出のためのリミットスイッチ類１２が付設されている。

一個分の袋が送り出されると、次の袋との切れ目１３が袋取出し機構４の上方に現れる。

図２は袋取出し機構４の正面図である。

袋取出し機構４は、枠組１に取り付けられるコ字形フランジ板１４ａ、１４ｂ、１４ｃの内部に組み込まれる。コ字形フランジ板の背板１４ｃが枠組１に取付けられ、両側のコ字形フランジ板１４ａ、１４ｂがモータ軸と歯車軸を支持する。コ字形フランジ板１４ａ、１４ｂはコ字形板１５ａ、１５ｂで補強されている。

袋取出し機構４の第１のモータ１６は第１のモータフランジ１７によりコ字形フランジ１４ａに取付けられ、モータ組込減速機構により第１のモータ軸１８は偏心してコ字形フランジ板１４ａに支持される。第１の歯車１９は第１のモータ軸１８により回転し、第２の歯車２０に回転が伝えられ、第３の歯車２１、第４の歯車２２に回転が伝えられる。第３、第４の歯車２１，２２の第１の支持軸２３、第２の支持軸２４は、２組のベルトコンベア軸を兼ねており、ベルトコンベアの第１のローラ２５、第２のローラ２６の駆動側ローラを同期回転させることにより、滑り防止用のゴム材で被覆された第１のベルト２７、第２のベルト２８により袋紙２を挟んで袋支持枠１１ａ、１１ｂに送り出す。袋支持枠１１ａ、１１ｂに袋紙２を通すことにより袋紙２の上昇移動時の倒れを防止する。

図３は袋開口機構５および袋開口機構駆動系９の平面図を示す。

袋取出し機構４より送り出されてきた袋口の閉じた袋２を開くために、１対のはさみ機構２９ａ，２９ｂを有し、前記はさみ機構は開閉する１対のＬ形アーム３０ａ，３０ｂの先端に、はさみ取付具３１ａ，３１ｂにより取付けられ、前記Ｌ形アーム３０ａ，３０ｂは共通のＬ形アーム枢軸３２を以って回転し、Ｌ形アーム枢軸３２には第１のスプリングばね３３が巻かれてＬ形アーム３０ａ，３０ｂを通常は開くように付勢している。

前記Ｌ形アーム３０ａ，３０ｂの他端にはピン３４ａ，３４ｂが付設され、前記ピン３４ａ，３４ｂは第１のワイヤ３５ａ，３５ｂで第１のＹ形コネクタ３６に結ばれ、前記第１のＹ形コネクタ３６は１本の第２のワイヤ３７につながり、前記第２のワイヤ３７は前記Ｌ形アーム３０ａ，３０ｂを開閉するための第２のモータ３８の第２のモータ軸３９に固着して、前記第２のモータ３８の回転により巻き取られて前記Ｌ形アーム３０ａ，３０ｂを第１のスプリングばね３３に抗して閉めることができる。

１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂは第２のスプリングばね４０ａ，４０ｂにより通常は閉じるように付勢されているが、はさみの枢軸の反対側を通るそれぞれ第３のワイヤ４１ａ、４１ｂを引くことにより前記はさみ機構２９ａ、２９ｂを開くことができる。前記第３のワイヤ４１ａ、４１ｂは第２のＹ形コネクタ４２を介して一本の第４のワイヤ４３につながり、前記第４のワイヤ４３は前記Ｌ形アーム３０ａ、３０ｂの先端にある１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂを開くための第３のモータ４４の第３のモータ軸４５に固着して前記第３のモータ４４の回転により巻き取られて前記はさみ機構２９ａ、２９ｂを第２のスプリングばね４０ａ、４０ｂに抗して開くことができる。

第２のモータ３８の第２のモータ軸３９に付設されている第１のレバー４６は第２のモータ軸３９の回転に伴い旋回し、前記Ｌ形アーム３０ａ、３０ｂの最も開いた状態のモータ軸位置を検出する第１のリミットスイッチ４７、前記Ｌ形アーム３０ａ、３０ｂの閉じた状態のモータ軸位置を検出する第２のリミットスイッチ４８が第２のモータ取付板４９に付設されている。第１、第２のリミットスイッチ４７，４８の検出信号により第２のモータ３８の発停が制御され、前記Ｌ形アーム３０ａ、３０ｂの開閉が行われる。

第３のモータ４４の第３のモータ軸４５に付設されている第２のレバー５０は第３のモータ軸４５の回転に伴い旋回し、前記Ｌ形アーム３０ａ、３０ｂの先端にある１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂの閉じている状態のモータ軸位置を検出する第３のリミットスイッチ５１、はさみ機構の開いている状態のモータ軸位置を検出する第４のリミットスイッチ５２が第３のモータ取付板５３に付設されている。第３、第４のリミットスイッチ５１，５２の検出信号により第３のモータ４４の発停が制御され、１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂの開閉が行われる。

前記第１のＹ形コネクタ３６と前記第２のモータ３８の前記第２のモータ軸３９を結ぶ前記第２のワイヤ３７は、第１のソケット５４および第２のソケット５５を結ぶ第１のワイヤチューブ５６の中を移動する。前記第２のＹ形コネクタ４２と前記第３のモータ４４の第３のモータ軸４５を結ぶ前記第４のワイヤ４３は、前記第１のソケット５４の上部に付設される第３のソケット５７と第４のソケット５８を結ぶ第２のワイヤチューブ５９の中を移動する。前記第１、第３のソケット５４，５７はソケット支持板６０に付設される。第２のソケット５５は第２のモータ取付板４９に、第４のソケット５８は第３のモータ取付板５３に付設される。はさみ機構２９ａ、２９ｂの開閉部先端には、滑り防止用のゴム状パッド６１ａ、６１ｂが取付けられている。

図４は、袋開口機構５が袋口を開くために、前記Ｌ形アーム３０ａ，３０ｂが相互接近してＬ形アーム先端にある１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂが開いた状態で袋紙２を両側より挟持した状態を示す。

図５は、袋開口機構５が図４の状態から１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂを閉めると同時に、前記Ｌ形アーム３０ａ、３０ｂを開くことにより、袋の両側の紙が１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂに把持されて袋の開口が終了した状態を示す。この状態で、作業者は袋の中に果実を挿入する作業を行う。

図６は袋絞り機構７の平面図で、袋絞りを開始する前の状態を示す。

袋開口機構５によって開口された袋２の中に、作業者によって果実６２が挿入される。袋絞り機構７は、右側絞り板６３と左側絞り板６４と、前記左右の絞り板６３，６４が摺動するための前記スライド機構１０ａ、１０ｂと、右側絞り板６３の絞り開始前の位置を検出する第５のリミットスイッチ６６と、右側絞り板６３の絞り終了時の位置を検出する第６のリミットスイッチ６７からなる。

図７は袋絞り機構７の側面図を示す。

枠組１の上部に前記スライド機構１０ａ、１０ｂが付設され、前記左右の絞り板６３，６４が摺動する３段のレールが付設されている。

図８は袋絞り機構７の駆動系８の正面図を示す。

袋絞り機構７の第４のモータ６８の起動は作業者のスイッチ操作による。このスイッチ信号は、袋開口機構５での１対のはさみ２９ａ、２９ｂが図５で袋開口のため閉状態にあるのを解除し、袋絞りがスムーズに行われるのを助ける役割も果たす。

袋絞り機構７の第４のモータ６８は第４のモータフランジ６９と第４のモータ取付枠７０により枠組１に取付けられ、モータ軸に取付けられた第１の傘歯車７１にかみ合う第２の傘歯車７２によって駆動される第１のピニオン７３によって、ピニオンラック機構により左側絞り板６４がスライド機構１０ａ、１０ｂ上を摺動する。

さらに前記第２の傘歯車７２とかみ合う第３の傘歯車７４と、前記第３の傘歯車７４と同軸駆動される第４の傘歯車７５と、前記第４の傘歯車７５とかみ合う第５の傘歯車７６によって駆動される第２のピニオン７７によって、ピニオンラック機構により右側絞り板６３が前記スライド機構１０ａ、１０ｂ上を摺動する。

図９は右側絞り板６３の正面図と下平面図を示す。右側絞り板６３には前記第２のピニオン７７によって駆動される第２のラック７８が付設され、前記第２のラック７８の反対側には、前記スライド機構１０ａと前記右側絞り板６３間の摩擦力を低減するための第１の滑車対７９ａ、７９ｂが付設されている。

前記右側絞り板６３の下側には袋抑止板８０と突起棒８１が固着されている。

袋抑止板８０は、右側絞り板６３のＶ字形切欠と類似の形状をもち、突起棒８１は右側絞り板６３のＶ字形切欠底部に付設されている。袋抑止板８０は、左右絞り板６３，６４の相互接近により袋口を絞る際に、絞り板の下側にある袋紙が右側に逃げるのを防止する役割を有し、突起棒８１は後述の結束具を絞った袋口に装着するときに、絞られた袋口が右側に逃げて結束具の装着が不十分になることを防止する役割を有する。

図１０は左側絞り板６４の正面図と下平面図を示す。

左側絞り板６４には前記第１のピニオン７３によって駆動される第１のラック８２が付設され、第１のラック８２の反対側には前記スライド機構１０ａと左側絞り板６４間の摩擦力を低減するための第２の滑車対８３ａ、８３ｂが付設されている。

左側絞り板６４の下側に付設されている部材８９，９０，９１ａ，９１ｂ，９２ａ、９２ｂは後述する袋結束機構６に関連するもので、後で説明する。

図１１は、袋絞り機構７が袋口の絞りを完了したときの状態を示す平面図である。

前記右側絞り板６３が左側に向かって摺動し、前記第６のリミットスイッチ６７の作動により停止し、左側絞り板６４は右側絞り板６３と同じ移動量だけ右側に向かって摺動する。左右絞り板６３，６４のＶ字形切欠の底部にできた空間８４内に袋口が絞られる。

図１２は袋口の結束に使う結束具８５の正面図と下平面図を示す。

結束具８５は薄い板材で基本的にはＵ字形形状をしているが、絞られた袋口に装着し易いように結束具８５の進入側はＶ字形形状の切欠を持つ。

図７に示すように、結束具８５は枠組１に取付けられた結束具収納箱取付具８６に取付けられた結束具収納箱８７の中に、積層された状態で収納され、結束具収納箱８７の底部からの第３のスプリングばね８８で上方に押出付勢されている。

袋結束機構６を説明する。

図１０は既述したように左側絞り板６４の正面図と下平面図である。前記左側絞り板６４の下側には結束具８５と同じ厚さをもつ結束具移送板８９が固着されている。結束具移送板８９の先端はコ字状形体をしている。図６は既述のように袋絞りを開始する前の状態を示すが、結束具移送板８９の先端のコ字状形体の中に結束具８５を収納している結束具収納箱８７が収まっている。結束具８５が第３のスプリングばね８８で上方に押出し付勢されているのは、左側絞り板６４で抑えられている。図６で袋口を絞るために左側絞り板６４が右側に動き出すと、結束具移送板８９は結束具８５と同じ厚さであるため、結束具収納箱８７の最上部にある１個の結束具８５を取出し、左側絞り板６４とともに結束具８５を移送する役割を果たす。このとき第３のスプリングばね８８により上方に押出し付勢されている次の結束具８５の飛出しは左側絞り板６４と一緒に移動する結束具移送板８９により抑えられている。

袋結束機構６の部材として図１０に示すように、左側絞り板６４の下側に結束具支持板９０がある。結束具支持板９０は、左側絞り板６４の下側に固定された２本の支持板固定軸９１ａ、９１ｂに支持され、結束具支持板９０の両側には支持板固定軸９１ａ、９１ｂを通した第４のスプリングばね９２ａ、９２ｂを介して支持板固定軸９１ａ、９１ｂ上を移動できる機構になっている。

図６に示すように、袋絞りを開始する前は、結束具支持板９０は結束具収納箱８７に押されるように結束具収納箱８７の前方（右側）或は結束具８５の前方（右側）に位置しているが、袋絞りが開始されて、結束具８５が結束具移送板８９によって押出されると結束具支持板９０の上に結束具が移されて結束具８５は左側絞り板６４とともに絞られる袋口まで結束具支持板９０に載せられて運ばれる。結束具支持板９０と左側絞り板６４の間は、結束具移送板８９が通れるだけの空隙がある。

図１１は、袋結束作業を終了したときの各部材の位置関係を示す。

結束具支持板９０に載せられて左側絞り板６４とともに結束具移送板８９に押されて移動してきた結束具８５は空間８４内に絞り込まれた袋口に装着される。

結束具支持板９０は、結束具収納箱８７を離れると支持板固定軸９１ａ、９１ｂを通る両側の前記第４のスプリングばね９２ａ、９２ｂによりほぼ中央の位置に戻って結束具８５を運ぶ。結束具収納箱８７に残されている結束具８５は、結束具移送板８９により飛出しを抑えられている。

図１１の状態で袋の結束作業を終了した後、作業者は袋掛け機自体を少し下げることにより、袋の切れ目が切れて袋取出し機構４には次の袋の袋口が上昇してきているので、作業者のスイッチ操作により左右の絞り板６３，６４を離して図６の初期状態に戻してから、次の袋掛け作業を続けることができる。

作業者が袋掛けする果実の特定と袋掛け機の位置決めを行った後、本発明に係る果実袋掛け機は、作業者のスイッチ操作により袋の取出しから袋の開口作業を行い、作業者が果実を袋に挿入した後は、作業者のスイッチ操作により袋の絞り作業および結束具を使った袋の結束作業を行うことにより、袋掛け作業に伴う作業者の負担軽減と作業の能率向上を図ることができる。したがって、本発明に係る果実袋掛け機は、十分利用される価値を有すると考えられる。

本発明に係る半自動化果実袋掛け機の全体構成を示す説明図である。 袋取出し機構部分の構成を示す正面図である。 袋開口機構および袋開口機構の駆動系を示す平面図である。 袋開口機構が袋紙を両側より把持した状態を示す平面図である。 袋開口機構が袋紙の開口を終了した状態を示す平面図である。 袋絞り機構で、袋絞りを開始する前の状態を示す平面図である。 袋絞り機構の側面図である。 袋絞り機構の駆動系の正面図である。 袋絞り機構の右側絞り板の正面図と下平面図である。 袋絞り機構の左側絞り板の正面図と下平面図である。 袋絞り機構で、袋口の絞りを完了したときの状態を示す平面図である。 結束具の正面図と下平面図である。

符号の説明

１ 枠組
２ 袋
３ 袋束
４ 袋取出し機構
５ 袋開口機構
６ 袋結束機構
７ 袋絞り機構
８ 袋絞り機構駆動系
９ 袋開口機構駆動系
１０ａ、１０ｂ スライド機構
１１ａ、１１ｂ 袋支持枠
１２ リミットスイッチ類
１３ 袋の切れ目
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ コ字形フランジ板
１５ａ、１５ｂ コ字形板
１６ 第１のモータ
１７ 第１のモータフランジ
１８ 第１のモータ軸
１９ 第１の歯車
２０ 第２の歯車
２１ 第３の歯車
２２ 第４の歯車
２３ 第１の支持軸
２４ 第２の支持軸
２５ 第１のローラ
２６ 第２のローラ
２７ 第１のベルト
２８ 第２のベルト
２９ａ、２９ｂ はさみ機構
３０ａ、３０ｂ Ｌ形アーム
３１ａ、３１ｂ はさみ取付具
３２ Ｌ形アーム枢軸
３３ 第１のスプリングばね
３４ａ、３４ｂ ピン
３５ａ、３５ｂ 第１のワイヤ
３６ 第１のＹ形コネクタ
３７ 第２のワイヤ
３８ 第２のモータ
３９ 第２のモータ軸
４０ａ、４０ｂ 第２のスプリングばね
４１ａ、４１ｂ 第３のワイヤ
４２ 第２のＹ形コネクタ
４３ 第４のワイヤ
４４ 第３のモータ
４５ 第３のモータ軸
４６ 第１のレバー
４７ 第１のリミットスイッチ
４８ 第２のリッミトスイッチ
４９ 第２のモータ取付板
５０ 第２のレバー
５１ 第３のリミットスイッチ
５２ 第４のリッミトスイッチ
５３ 第３のモータ取付板
５４ 第１のソケット
５５ 第２のソケット
５６ 第１のワイヤチューブ
５７ 第３のソケット
５８ 第４のソケット
５９ 第２のワイヤチューブ
６０ ソケット支持板
６１ａ、６１ｂ ゴム状パッド
６２ 果実
６３ 右側絞り板
６４ 左側絞り板
６５ 袋収納部
６６ 第５のリミットスイッチ
６７ 第６のリミットスイッチ
６８ 第４のモータ
６９ 第４のモータフランジ
７０ 第４のモータ取付枠
７１ 第１の傘歯車
７２ 第２の傘歯車
７３ 第１のピニオン
７４ 第３の傘歯車
７５ 第４の傘歯車
７６ 第５の傘歯車
７７ 第２のピニオン
７８ 第２のラック
７９ａ、７９ｂ 第１の滑車対
８０ 袋抑止板
８１ 突起棒
８２ 第１のラック
８３ａ、８３ｂ 第２の滑車対
８４ 空間
８５ 結束具
８６ 結束具収納箱取付具
８７ 結束具収納箱
８８ 第３のスプリングばね
８９ 結束具移送板
９０ 結束具支持板
９１ａ、９１ｂ 支持板固定軸
９２ａ、９２ｂ 第４のスプリングばね

Claims (1)

1. 未成熟果実に袋掛けをする果実袋掛け機であって、１つの枠組み１の中に、１枚の袋２毎に切れ目１３の入っている連続的に繋がる袋束３を収納する袋収納部６５と、前記袋収納部６５の上方に位置して前記袋収納部６５の袋束３から連続的に繋がる袋を、第１のモータ１６で駆動される２台のコンベアベルト２７、２８に挟んで上方に送り出していく袋取出し機構４と、前記袋取出し機構４の上方に位置して、１対のL形アーム３０ａ、３０ｂは共通のＬ形アーム枢軸３２に巻かれた第１のスプリングばね３３で通常は開くように付勢され、前記１対のＬ形アーム３０ａ、３０ｂの端にそれぞれ付設されたピン３４ａ、３４ｂと第１のＹ形コネクタ３６を結ぶ２本の第１のワイヤ３５ａ、３５ｂと、前記第１のＹ形コネクタ３６と繋がり他端は第２のモータ３８の第２のモータ軸３９に固着された1本の第２のワイヤ３７からなる第１のワイヤ機構が第２のモータ３８の回転により引き込まれることにより前記第１のスプリングばね３３に抗して相互に接近し、前記第2のモータ３８の逆回転による前記第１のワイヤ機構の繰出しにより前記第１のスプリングばね３３により相互に離れる前記1対のＬ形アーム３０ａ、３０ｂを有し、１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂはそれぞれに付設される第２のスプリングばね４０ａ、４０ｂにより通常は閉じるように付勢され、前記１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂの枢軸の反対側に端を固着され第２のＹ形コネクタ４２と繋がる２本の第３のワイヤ４１ａ、４１ｂと、前記第２のＹ形コネクタ４２に繋がり他端は第３のモータ４４の第３のモータ軸４５に固着された1本の第４のワイヤ４３からなる第２のワイヤ機構が前記第３のモータ４４の回転により引き込まれることにより前記第２のスプリングばね４０ａ、４０ｂに抗して開かれ、前記第３のモータ４４の逆回転による前記第２のワイヤ機構の繰出しにより前記第２のスプリングばね４０ａ、４０ｂにより閉じられる前記１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂが前記1対のＬ形アーム３０ａ、３０ｂにそれぞれ付設され、始めに相互に離れている前記1対のはさみ機構２９ａ、２９ｂの中間に前記袋取出し機構４が送り出してきた袋口の閉じた袋２の両側を挟持するために、開状態の前記１対のはさみ機構２９ａ、２９ｂが相互接近して袋２の両側を挟み、次に前記1対のはさみ機構２９ａ、２９ｂが閉状態になって袋２の両側を把持した後、前記1対のはさみ機構２９ａ、２９ｂが相互に離れることによって袋口を開く袋開口機構５と、前記袋開口機構５の上方に位置して、袋口を開かれた袋２の両側に配置されたＶ字形切欠をもつ左右２枚の絞り板６３、６４を、第４のモータ６８と歯車機構とラック・ピニオン機構を用いて両側から相互接近させて袋口を絞る前記左右２枚の絞り板６３，６４と、前記左右２枚の絞り板６３，６４が摺動するためのスライド機構１０ａ、１０ｂと、前記2枚の絞り板６３、６４の右側の絞り板６３の下側に固着され、Ｖ字形切欠と類似形状をもち、前記２枚の絞り板による袋口を絞る動作の際に前記右側の絞り板６３の下側にある袋紙が右側に逃げるのを防止するための袋抑止板８０と、絞られた袋口に結束具８５の装着を確実に行う目的の突起棒８１とからなる袋絞り機構７と、袋口を絞る動作を開始する前の位置にある前記左側の絞り板６４のＶ字形切欠底部に位置して前記枠組１に固着されたＵ字状形体の前記結束具８５を収納する結束具収納箱８７と、前記２枚の絞り板の左側の絞り板６４の下側に固着されて前記結束具８５と同じ厚さを持つため袋絞り動作のための前記左側の絞り板６４の移動に際し、前記結束具収納箱８７より最上部にある1個の前記結束具８５を取出し、前記左側の絞り板６４と一緒に前記結束具８５を移送する結束具移送板８９と、前記左側の絞り板６４の下側に固定された2本の支持板固定軸９１ａ、９１ｂに支持されて、両側に前記支持板固定軸９１ａ、９１ｂを通した第４のスプリングばね９２ａ、９２ｂを介して前記支持板固定軸９１ａ、９１ｂ上を移動可能で、前記左側の絞り板６４の移動と共に前記結束具移送板８９が取出した前記結束具８５を載せて絞られる袋口まで運ぶ結束具支持板９０とからなる袋結束機構６と、第２のモータ３８の発停を制御する信号を検出するリミットスイッチ４７，４８、第３のモータ４４の発停を制御する信号を検出するリミットスイッチ５１，５２および第４のモータ６８の発停を制御する信号を検出するリミットスイッチ６６，６７と、
   からなることを特徴とする果実袋掛け機
   

Images