JP5809112B2 - 野菜の花蕾収穫装置 - Google Patents

Description

本発明は主としてブロッコリーやカリフラワーのような花蕾と茎とを食用とする野菜の花蕾収穫装置に関する。

一般にブロッコリーなどの花蕾を有するものは、茎の切断側周面に多くの長い葉柄が放射状に付いており、収穫時にはこれら葉柄を作業者が１本ずつの茎切りから始まり、茎を手作業で回転しつつ葉柄を１本ずつ、片手に持った刃物 やハサミ等の切断用具で枝打ちしてから茎を所定の長さに切断した後、規定の長さに決断し出荷している。

この葉柄の切断は、片手に持った包丁のような刃物により手作業で行われているので手間及び時間が掛かるという問題点を有している。

一方、このような葉菜類を自動的に切り落とす装置が、例えば特開平５−１３８５９０号公報（特許文献１）に開示されている。これは生産者側から持ち込まれるブロッコリーの茎部を固定台の差込み孔に差込み固定した後、枝打ち機構を駆動して回転リングに枢着した各刃取付けアームを回転中心側に水平回動させながら切断方向に回転し、同各刃取付けアームに取付けた各切断刃でブロッコリーの茎部周面に突出した各枝部を所定長さに切断するものであり、その後に於いて回転カッターで出荷サイズに茎を切断する大型のものである。

また、葉柄の切断を簡単にするために、本出願人は特願２０１１−９８０１０９号（特許文献２）に開示したようにホッパー内に花蕾を収納した状態で前記ホッパー全体を押し下げ該ホッパーの下部に設けた開口部にて葉柄を切断している。

特開平５−１３８５９０号公報 特願２０１１−９８０１０９号

従来のブロッコリーの収穫作業は、上部に花蕾を有しその下方の側周囲に複数枚の葉柄を有する茎の下部を１本ずつ切断し、一方の手でその花蕾あるいは茎を保持し、他方の手に持った片手包丁などの刃物により余分な複数枚の葉柄を切り落とす作業を全て手作業によって行っているために作業の手間と時間が掛かり収穫効率が悪くなる欠点があった。

また、上述のようなブロッコリーを作業場に持ち込んで固定台に差し込むのでは、圃場からブロッコリーを持ってくる作業、作業場の固定台にブロッコリーを投入する作業が大変な作業となり、作業性が悪い。

特に、茎に付いている葉柄を切り落とす作業と花蕾を茎から切り取り収穫する作業とは全く別な作業であって、前述のように始めに葉柄を切り落とす作業を行った後に花蕾を収納室から取り出して茎から切断する作業を行うものであるから、非常に作業効率の悪いものであった。

本発明の目的は、野菜、特にブロッコリーの葉柄を茎から切り落とし花蕾を茎から切断し花蕾を収納する作業を連続した一連の工程により行い、畝上に植生されている状態のまま花蕾を収穫できるようにしたものである。

本発明は、上部開口部と下部開口部を設け内部に収納室を形成したホッパーと、該ホッパーの下部に取付けた葉柄の押下げ装置と、前記ホッパーの下部であって前記押下げ装置よりも上方に設けられ閉塞時には中央部に空間部を形成するように開閉する一対の開閉板よりなる葉柄剥ぎ取り装置と、該葉柄剥ぎ取り装置の上方に設けた茎切断装置とからなり、前記開閉板を開放した状態で花蕾を収納室内に収納したあと、前記開閉板を閉塞しホッパーを押下げ前記押下げ装置により葉柄を押下げて葉柄剥ぎ取り装置により葉柄を切断した後に前記切断装置により花蕾の茎を切断し花蕾を収納室内に収納するものである。
また、前記葉柄剥ぎ取り装置は、前記開閉板の対峙するそれぞれの端縁に凹部を設け、開閉板の開放時はそれぞれの端縁が離間して花蕾の挿通部を形成し、開閉板の閉塞時はそれぞれの前記凹部が接近し茎が収まる前記空間部を形成するものである。

そして、前記葉柄剥ぎ取り装置は、前記開閉板と該開閉板の両方の下部に取り付けたー組の押圧体を設け、前記押圧体は前記開閉板の閉塞時に協働して重合させるものであって前記空間部の下方で該空間部の外側に位置するものである。

さらに、前記茎切断装置は、水平方向に斜め刃を有し水平方向に移動し前記空間部に位置する茎を切断するものである。

また、前記茎切断装置は、前記空間部を挟んだ斜め刃の水平方向の位置に支承部を設け、該支承部により茎を支持し斜め刃により切断するものである。

そして、前記斜め刃と支承部は茎の切断時にそれぞれが前記空間部側に移動するものである。

本発明は、上部開口部と下部開口部と収納室を形成したホッパーの下部に葉柄の押下げ装置を取付け、前記ホッパーの下部には前記押下げ装置よりも上方に設け閉塞時には中央部に空間部を形成するように開閉する一対の開閉板よりなる葉柄剥ぎ取り装置を設け、さらに、葉柄剥ぎ取り装置の上方に設けた茎切断装置を設け、前記開閉板を開放した状態で花蕾を収納室内に収納したあとにその前記開閉板を閉塞しホッパーを押下げることにより前記押下げ装置によって葉柄を押下げて葉柄剥ぎ取り装置により葉柄を切断した後に切断装置によって花蕾の茎を切断し花蕾を収納室内に収納するものである。
その結果、野菜の中でも花蕾と茎を食する特にブロッコリーのようなものにおいては葉柄を茎から切り落とし花蕾を茎から切断し花蕾を収納する作業を連続した一連の工程により行うことができ作業効率が非常によくなる。
このことは、野菜を圃場で能率よく切断時間を大幅に短縮することができる。すなわち畝上に植生されている状態のままで花蕾を収穫できることから他の場所に持ち込んだあとの収穫のための葉柄の切り取り作業、あるいは葉柄を切り取ったあとの花蕾と茎との切断作業が要らなくなる。

また、前記葉柄剥ぎ取り装置は、前記開閉板のそれぞれに凹部を設けて開放時はそれぞれの端縁が離間して花蕾の挿通部を形成し、開閉板の閉塞時はそれぞれの前記凹部が接近し茎が収まる前記空間部を形成するものであるから、茎を切断する前には予めそれぞれの開閉板を離間して挿通部から花蕾を収納室に入れた状態でなければ茎を切断することができないことから切断時は花蕾の収穫ができる状態になっており、また花蕾が収納室に収納された状態で開閉板を閉塞することから茎の切断後に花蕾が地面に落下するようなことがない。

そして、前記葉柄剥ぎ取り装置の下部にあって前記空間部の下方で該空間部の外側に位置して設けたー組の押圧体を前記開閉板の閉塞時に協働して重合させ、葉柄の切断時にはこれらの押圧体が葉柄の外側を押し下げたあとに開閉板の空間部の端縁が葉柄の茎との付け根付近を押し下げて該葉柄を切断することができる。

さらに、前記茎切断装置は斜め刃を水平方向に移動させて茎を切断するため、斜め刃が茎の側周壁の一部から切断を開始することになり茎の太さが少々太くても短時間に切断することができる。

また、前記空間部を挟んだ斜め刃の水平方向の位置に設けた支承部により茎の一側を支持し斜め刃により切断するものであるから、茎の切断面が斜めになるような形状にならず出荷用にあった状態で切断することができる。

そして、前記斜め刃と支承部は茎の切断時にそれぞれが前記空間部側に移動するものであるから、斜め刃と支承部の両方の移動により茎を所定の位置で保持し茎に無理な力を加えることなく切断することができる。

本発明の野菜の花蕾収穫装置を示す一部の部材を削除した要部底面斜視図である。 同じく平面図である。 同じく切断装置の平面図である。 花蕾と葉柄がついたブロッコリーの斜視図である。 本発明による野菜の花蕾収穫装置を使用した収穫作業開始時の側面図である。 同じく収穫作業中の側面図である。 同じく収穫作業中の花蕾の収納状態を示す平面図である。 同じく図7の状態を一部の部材を削除して示した花蕾切断前の斜視図である。 同じく花蕾の収納時で茎切断前の平面図である。 同じく茎切断時の切断装置単体の平面図である。 同じく茎切断時の茎の切断状態の側面図である。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1は本発明の野菜（以下、ブロッコリーとする）の花蕾収穫装置を示す一部の部材（後述する支持リング）を削除した要部底面斜視図である。
本実施例ではエアーコンプレッサーの機械的な外部駆動源を使用し、葉柄の押し下げ、花蕾の収納、葉柄の切断の一連の作業を自動で行うことができるようにしたものを基にして説明する。

１は上部開口部２と下部開口部３を設け内部に収納室４を形成した角筒状のホッパーで、ステンレス製、あるいは肉厚の樹脂成型で形成され、前記下部開口部３は底壁に設けられ規定の花蕾寸法（直径約１７０ｍｍ程度）が容易に入り込む大径寸法に設定している。
５は前記ホッパー１の下部開口部３を開閉自在とし閉塞時には中央部に空間部６を形成するように開閉する一対の開閉板７、７よりなる葉柄剥ぎ取り装置で、前記開閉板７、７は、軸８，８によりその上部両側を前記ホッパー１の側壁に軸支して開閉自在となる構成にしており、接離するそれぞれの端縁には凹部９、９を形成している。前記葉柄剥ぎ取り装置は、後述する押下げ装置よりも上方に設けられている。また、開閉板の開放時には前記凹部９、９が対峙し前記空間部６が大きく開口して花蕾の挿通部となる。
１０は前記ホッパー１の下部に取付けた葉柄の押下げ装置で、一端を前記開閉板７、７の下部外側に固定し、他端を上方に向けて湾曲して折曲した一対のステンレス製の線材１１,１１、１１,１１を２組取り付けている。この線材１１,１１、１１,１１は前記開閉板と共に回動し該開閉板が開放したときには他端の湾曲部１２,１２、１２,１２が重合し葉柄の押し下げに耐えられる強度を有する。（図６参照）１３は前記ホッパー１の側壁に固定され後述する外部駆動源によってホッパー１全体を押し下げる駆動力を得る従動体である。
図２は平面図を示すものである。１４は前記従動体１３に固定し該従動体に加わる押下げ力をホッパー１全体に伝える支持リングである。
１５は前記葉柄剥ぎ取り装置５の上方に設けた茎切断装置で、その詳細構造は図３に作図しているので当該図を参照して説明する。
１６は前記ホッパーの一側壁に水平方向に固定され内部には進退シャフト１７を取り付けた第１シリンダーで、前記進退シャフトの遊端側にはブロッコリーの茎を支持する平面視がＶ字型の支承部１８を取り付けており、この支承部１８は通常は図３に示す外部駆動源により第１シリンダー１６内に高圧エアーが導入すると前記進退シャフト１７と共に水平方向に移動し前記空間部６の近傍で停止するように設定されている。
１９は前記ホッパーの他側壁に水平方向に固定した第２シリンダーで、前記シリンダーには進退シャフト２０を取り付けている。２１は前記進退シャフト２０に取り付ら水平方向に移動する斜め刃で、水平方向に移動することにより当該斜め刃が茎の側壁から徐々に切り込み茎の側周壁の一部から切断を開始する。
２２は前記ホッパー１の一側に固定され外部駆動源によりリンク機構２３を介して前記開閉板７、７の開閉動作を行う第３シリンダーで、通常状態では高圧エアーの導入がなく前記開閉板７、７を開放している。
図５と図６はエアーコンプレッサーなどの外部駆動源装置２４を使用して作業を始めた側面図である。２５はホッパー１を所定の位置まで低下させるポジショニングのセンサー２６、２７を取り付けた昇降装置であり、この昇降装置は、たとえば予めプログラム入力された命令により前述した各シリンダーを作動させる。
次に図４〜図１１により作業方法について説明する。圃場に植え付けられたブロッコリーＡは図４のような状態にあり、図４では図示していないが根と茎Ｂとその茎に付いている複数枚の葉柄Ｃ，Ｃと花蕾Ｄとからなっている。前記葉柄は一般的に最初に出た葉が大きくその後に出た葉が小さくなっており前記茎と花蕾はブロッコリーの中央部にて成長する。
先ず、外部駆動源装置２４を収穫するブロッコリーＡの位置まで接近し昇降装置２５を作動しブロッコリーを目掛けてホッパー１を降下させる。このとき、図５、図６に示すように開閉板７、７は第３シリンダー２２の作動がなく開放しており、同時に線材１１,１１、１１,１１の湾曲部１２,１２、１２,１２はそれぞれが重合している。
やがてホッパー１が収穫を目標とするブロッコリーまで接近すると、前記線材１１,１１、１１,１１の湾曲部１２,１２、１２,１２がブロッコリーの下側にあり収穫に必要のない葉柄を押下げると共に花蕾Ｄを挿通部（空間部６）から収納部４内に収納させ、図示していないがホッパーに取り付けられたセンサーにより花蕾が収納部に収納したことを検出したときに前記第３シリンダー２２の高圧エアーの導入を停止しリンク機構２３を作動して開閉板７、７を閉塞する。
この閉塞に伴い、茎Ｂは空間部６内に位置し花蕾Ｄは収納部４内に位置しており、この状態を維持したまま更に昇降装置２５を作動し、この降下位置をセンサー２６が測位する。
すなわち、図６に示すように、センサー２６はブロッコリーの花蕾が収納部４内に収納したあとホッパー１がどの程度まで降下したかを測位し、測位の値が茎Ｂを切断する位置（花蕾の頂部から茎の切断部までの寸法が１２０ｍｍから１５０ｍｍの予め設定された長さ）を検出したときに第３シリンダー２２の作動を開始するまでの降下中に茎心を中心にして下方向に加圧し凹部９、９の端縁により放射状に付いた不要な葉柄Ｃ、Ｃを剥ぎ取り（切断）茎（Ｂ）から切り離す。
前述の動作状態は図７の平面図と図８の斜視図にも示しており、花蕾Ｄが収納室４内に位置し開閉板７、７が開放していることがわかる。このとき、収納室内にあるブロッコリーは、例えば予め設定した収穫サイズが１３０ｍｍの場合には、花蕾Ｄの頂部から茎Ｂの一部までの長さが１３０ｍｍ程度まで収納されている。この時には図９の平面図に示すように支承部１８と斜め刃２１は茎Ｂから離間したままとなっている。
前記センサー２６が茎の切断部までの寸法１３０ｍｍを検出した場合には、昇降装置２５の作動を停止する。
次に、前述の状態で第３シリンダー２２内に外部駆動源により高圧エアーを導入すると、リンク機構２３が作動し前記開閉板７、７は閉塞し凹部９、９が接近し中央部に空間部６が形成され、この空間部内に茎Ｂが位置する。
斯くして、前述の状態で第１シリンダー１６と第２シリンダー１９の両方に同時に高圧エアーを導入すると、図１１の側面図に示すように第１シリンダー１６の作動により進退シャフト１７が水平方向に移動し支承部１８が茎Ｂを支持すると共に、同時に第２シリンダー１９の作動により進退シャフト２０が水平方向に移動することにより斜め刃２１が茎Ｂの側周壁の一部から切断を開始する。
この切断作業は、斜め刃２１で切断を行うこと、その斜め刃２１が向かう茎Ｂの反対側にある茎ＢをＶ字型の支承部１８によって支持していることにより、所定出荷サイズに一瞬に切断され作業の省力化及び能率アップを図ることができる。このとき、切断した花蕾Ｄと該花蕾に繋がる茎Ｂの一部は収納室４内に保持されている。前述の動作で茎の切り口は変形無く切断できそのままの状態で出荷できる。この結果、人手作業が大幅に短縮でき作業の省力化及び能率アップを図ることができる。
その後、外部駆動源装置２４により昇降装置２５を作動してホッパー１を上昇させ、図示していない収穫構造体により花蕾Ｄとそれについた茎Ｂをホッパー１の収納部内から取り出し収穫作業を終了する。
なお、本実施例の葉柄剥ぎ取り装置では開閉板の凹部の端縁により葉柄を剥ぎ落とすようにして切断したが、凹部の端縁近傍に刃先を下方向に向けたカッターを取り付け葉柄の葉茎を直接切断するようにしてもよい。また、本実施例では押下げ装置と葉柄剥ぎ取り装置と茎切断装置をエアーシリンダー等の機械的な外部駆動源により作動するようにしたがそれぞれの装置を連係させ人力により作動するようにしてもよい。

本発明は収穫する野菜としてブロッコリーを例示して説明したが、構成部材の大きさや駆動力等を変えることによりキャベツ等の収穫にも利用できる。

１ ホッパー
２ 上部開口部
３ 下部開口部
４ 収納室
５ 葉柄剥ぎ取り装置
６ 空間部
７、７ 開閉板
９、９ 凹部
１０ 押下げ装置
１１,１１、１１,１１ 線材
１５ 茎切断装置
１８ 支承部
２１ 斜め刃
Ａ ブロッコリー
Ｂ ブロッコリーの茎
Ｃ ブロッコリーの葉柄
Ｄ ブロッコリーの花蕾

Claims (6)

1. 上部開口部と下部開口部を設け内部に収納室を形成したホッパーと、該ホッパーの前記上部開口部の側から前記下部開口部の側に向かってホッパーを押下げる押下げ手段と、前記ホッパーの下部に取付けた葉柄の押下げ装置と、前記ホッパーの下部であって前記押下げ装置よりも上方に設けられ閉塞時には中央部に空間部を形成するように開閉する一対の開閉板よりなる葉柄剥ぎ取り装置と、該葉柄剥ぎ取り装置の上方に設けた茎切断装置とからなり、前記開閉板を開放した状態で花蕾を収納室内に収納したあと、前記開閉板を閉塞し、前記押下げ手段によりホッパーを押下げ、前記押下げ装置により葉柄を押下げて、前記葉柄剥ぎ取り装置により葉柄を切断した後に、前記茎切断装置により花蕾の茎を切断し花蕾を収納室内に収納することを特徴とする野菜の花蕾収穫装置。
2. 前記葉柄剥ぎ取り装置は、前記開閉板の対峙するそれぞれの端縁に凹部を設け、開閉板の開放時はそれぞれの端縁が離間して花蕾の挿通部を形成し、開閉板の閉塞時はそれぞれの前記凹部が接近し茎が収まる前記空間部を形成することを特徴とする請求項１に記載の野菜の花蕾収穫装置。
3. 前記葉柄剥ぎ取り装置は、前記開閉板と該開閉板の両方の下部に取り付けたー組の押圧体を設け、前記押圧体は前記開閉板の閉塞時に協働し重合させるものであって前記空間部の下方で該空間部の外側に位置することを特徴とする請求項２に記載の野菜の花蕾収穫装置。
4. 前記茎切断装置は、水平方向に斜め刃を有し水平方向に移動し前記空間部に位置する茎を切断することを特徴とする精求項１に記載の野菜の花蕾収穫装置。
5. 前記茎切断装置は、前記空間部を挟んだ斜め刃の水平方向の位置に支承部を設け、該支承部により茎を支持し斜め刃により切断することを特徴とする請求項４に記載の野菜の花蕾収穫装置。
6. 前記斜め刃と支承部は茎の切断時にそれぞれが前記空間部側に移動することを特徴とする請求項４、５に記載の野菜の花蕾収穫装置。