JP6556472B2 - 多段階選別システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば水産物、農作物などの各種の物品を被搬送物とする選別ラインに設置され、被搬送物を多段階のランク別に選別する多段階選別システムに関する。

従来、順次送り込まれてくる物品の重量を計量し、その計量値に応じて物品毎にランクを判別し、該当するランクに関連付けられた排出先に物品を振り分ける機能を備えた多段階選別システムとして、例えば下記特許文献１に開示される重量選別装置が知られている。

特許文献１に開示される重量選別装置は、被計量物の重量を計量する秤量手段と、秤量手段から出力された被計量物の計量値に応じて被計量物のランクを判別してランク指定信号を出力するランク信号出力手段と、各ランクごとに振り分ける振り分け手段と、振り分けられた被計量物を蓄積させるランク別収納容器と、ランク指定信号に基づいて各ランク別収納容器内の被計量物の個数を計数する個数累積手段と、被計量物の個数を各ランク別収納容器ごとに表示させる表示手段とを備えている。

この特許文献１に開示される重量選別装置によれば、各ランクごとに設置されているランク別収納容器に蓄積される被計量物のランク別収納容器内での蓄積状況を表示により知らせ、作業者がランク別収納容器の好適な交換時期を表示状態から把握することができる。

ところで、この種の多段階選別システムでは、ランク別収納容器の手前にダンボールなどの出荷品箱が設置され、ランク別収納容器に蓄積された被計量物が出荷品箱に排出される。そして、被計量物が箱詰めされた出荷品箱は別途質量の測定が行われ、最終的な質量調整を行った後に出荷作業に移行する。図９はこの種の多段階選別システムに用いられるホッパを含む周辺部分の概略構成を示す側面図である。図９に示すように、ホッパ１００は、上述したランク別収納容器と同様にランク別に設けられる。ホッパ１００は、下部が所定の傾斜面１０１ａを有する筒状部１０１で構成される。また、筒状部１０１の先端開口には、把手１０２ａを有する開閉可能なシャッタ１０２が設けられている。シャッタ１０２は、ランク選別された被計量物Ｗがホッパ１００内に蓄積され、蓄積された被計量物Ｗが設定質量に到達したときに、作業者が把手１０２ａを握って図中の矢印Ｂの方向に開操作される。そして、シャッタ１０２が開操作されると、ホッパ１００内に蓄積された被計量物Ｗが筒状部１０１の傾斜面に沿って案内され、筒状部１０１の先端開口から排出されてホッパ１００の手前に設置される出荷品箱に箱詰めされる。

特開２００５−１４４２６３号公報

しかしながら、上述した特許文献１を含む従来の多段階選別システムでは、作業者が現場を離れている状況下において、ランク別収納容器に被計量物が蓄積され続けると、ランク別収納容器が被計量物で充満し、ひいては被計量物がランク別収納容器から溢れ出て床に落下する場合がある。床に落下した被計量物は、品質確保の点からそのまま利用することができないため、無駄な被計量物が発生するという問題があった。

特に、図９のホッパ１００を用いた多段階選別システムでは、作業者がシャッタ１０２を開操作することによってホッパ１００内に蓄積された被計量物Ｗを排出している。このため、シャッタ１０２を開状態にしたまま現場を離れた状況下では、ホッパ１００内に蓄積された被計量物Ｗが排出され続け、被計量物Ｗが出荷品箱から溢れ出て床に落下し、上述した場合と同様に、無駄な被計量物が発生するという問題を招く。また、図９のホッパ１００を用いた場合、筒状部１０１の傾斜面に沿って被計量物Ｗを排出するため、終盤に排出される被計量物Ｗが筒状部１０１の傾斜面で案内されずにホッパ１００内に留まったまま残ってしまうことがあった。これにより、出荷品箱に箱詰めされる被計量物が不足してしまい、最終的な質量調整時に余計に手間がかかるという問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、物品を無駄にすることなく効率的に物品の排出を行うことができる多段階選別システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された多段階選別システムは、順次搬送される被搬送物を、異なる複数のランクの中から該当するランクに選別する多段階選別システム１において、
前記複数のランクの中から前記被搬送物の該当するランクを判定し、判定されたランクに選別するためのランク選別情報を出力するランク判定部３と、
前記被搬送物を搬送する選別搬送手段４ａと、前記選別搬送手段にて搬送される被搬送物を前記ランク選別情報に基づいて該当するランクに選別する選別手段４ｂとを有するランク選別部４と、
前記選別手段毎に前記選別搬送手段の下部に設けられ、上部と底部が開口した矩形筒状に形成され、前記ランク選別部にて選別された被搬送物を前記上部から受け入れて収容するホッパ５ａと、前記ホッパ毎の底部に設けられ、前記ホッパ内に収容された被搬送物の質量を計測する質量計測手段５ｃを含む排出搬送手段５ｂと、前記ホッパ毎の一側面に開閉可能に設けられ、前記ホッパ内の被搬送物が設定質量になったときに前記排出搬送手段にて搬送される被搬送物を排出するゲート２０とを有する質量測定部５と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載された多段階選別システムは、請求項１の多段階選別システムにおいて、
前記ホッパ５ａ内に蓄積された前記被搬送物Ｗの質量が設定質量となったときに前記ゲート２０を開制御し、前記ゲートが開制御された後に前記排出搬送手段５ｂを駆動し、前記排出搬送手段の駆動が停止した後に前記ゲートを閉制御する制御部６を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載された多段階選別システムは、請求項１又は２の多段階選別システムにおいて、
前記ホッパ５ａ内には、前記ホッパ内に蓄積される前記被搬送物Ｗを前記ゲート２０寄りに案内する案内板２３が設けられることを特徴とする。

請求項４に記載された多段階選別システムは、請求項１又は２の多段階選別システムにおいて、
前記選別手段４ｂは、前記被搬送物Ｗを前記ホッパ５ａの前記ゲート２０が設けられた前記一側面に向けて選別することを特徴とする。

請求項５に記載された多段階選別システムは、請求項１又は２の多段階選別システムにおいて、
前記排出搬送手段５ｂを振動する振動手段２２を備えたことを特徴とする。

請求項６に記載された多段階選別システムは、請求項１〜５の何れかの多段階選別システムにおいて、
前記ゲート２０は、前記ホッパ５ａの外壁面の一部をなし、前記外壁面から外側に向かって回動することを特徴とする。

請求項７に記載された多段階選別システムは、請求項１〜６の何れかの多段階選別システムにおいて、
前記ランク判定部３は、前記被搬送物ＷにＸ線を照射したときのＸ線透過データに基づく前記被搬送物の総Ｘ線吸収量に質量換算係数を乗算して前記被搬送物の質量を測定するＸ線質量測定装置からなることを特徴とする。

本発明に係る多段階選別システムによれば、ランク判定部は、複数のランクの中から被搬送物の該当するランクを判定し、判定されたランクに選別するためのランク選別情報を出力する。ランク選別部は、被搬送物を搬送する選別搬送手段と、選別搬送手段にて搬送される被搬送物をランク選別情報に基づいて該当するランクに選別する選別手段とを有する。質量測定部は、選別手段毎に設けられ、ランク選別部にて選別された被搬送物を収容するホッパと、ホッパ毎に設けられ、ホッパ内に収容された被搬送物の質量を計測する質量計測手段を含む排出搬送手段と、ホッパ毎に開閉可能に設けられ、ホッパ内の被搬送物が設定質量になったときに排出搬送手段にて搬送される被搬送物を排出するゲートとを有する。かかる構成によれば、順次供給される被搬送物は、ランク判定結果に基づくランク選別情報から被搬送物が属するランクのホッパに導かれてホッパ内に収容される。そして、ホッパ内に蓄積された被搬送物の質量が設定質量に到達すると、ホッパのゲートが開制御されてホッパ内の被搬送物が排出される。これにより、ホッパ内に蓄積された被搬送物を効率的に排出し、被搬送物を床に落下させて無駄にすることなく品質を確保することができる。しかも、作業者が被搬送物を排出する必要がないので、省人化が可能となり、人件費を節約してコストの削減を図ることができる。

ホッパ内に蓄積された被搬送物の質量が設定質量となったときにゲートを開制御し、ゲートが開制御された後に排出搬送手段を駆動し、排出搬送手段の駆動が停止した後にゲートを閉制御する。これにより、従来のように、ホッパに蓄積された被搬送物を排出し忘れたり、ホッパのシャッタを開操作したままの状態で現場を離れた時に、被搬送物がホッパから溢れ出たり、ホッパから排出され続けて床に落下するようなことがなく、被搬送物の無駄を減少させ、商品価値の損失を防止できる。

選別手段が被搬送物をホッパのゲート寄りに選別する構成、ホッパ内に蓄積される被搬送物をゲート寄りに案内する案内板をホッパ内に設ける構成とすれば、ホッパ内に蓄積された被搬送物の排出を早め、箱詰め作業に要する時間を短縮することができる。

排出搬送手段を振動する振動手段を備えた構成とすれば、ホッパの内壁面の周囲に蓄積された被搬送物をホッパ内の中央に導き、蓄積された被搬送物の高さを平滑化することができる。

ゲートをホッパの外壁面の一部で構成し、外壁面から外側に向かって回動する構成とすれば、ゲートの開制御時に、負荷をかけずにゲートを回動させてホッパ内に蓄積された被搬送物をスムーズに排出することができる。また、ゲートの閉制御時には、既に排出搬送手段の駆動が停止しているので、ゲートと排出搬送手段との間に被搬送物を挟み込む虞もない。

被搬送物ＷにＸ線を照射したときのＸ線透過データに基づく被搬送物の総Ｘ線吸収量に質量換算係数を乗算して被搬送物の質量を測定するＸ線質量測定装置をランク判定部として用いれば、被搬送物の異物混入の有無の判別とともに質量の測定を同時に行うことができる。

本発明に係る多段階選別システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明に係る多段階選別システムの一実施の形態を示す正面図である。 図１の多段階選別システムの平面図である。 図１の多段階選別システムにおける質量測定部の右側面図である。 本発明に係る多段階選別システムにおける多段階選別時のタイミングチャート図である。 （ａ），（ｂ）質量測定部における被搬送物の排出動作の説明図である。 （ａ），（ｂ）質量測定部の他の形態による被搬送物の排出動作の説明図である。 （ａ），（ｂ）多段階選別システムを単連で構成したときの質量測定部における被搬送物の排出動作の説明図である。 従来の多段階選別システムに用いられるホッパの概略構成を示す側面図である。

本発明に係る多段階選別システムは、例えば水産物、農作物などの各種物品（被搬送物）を多段階のランク（例えば質量、形状、個数などのランク）別に選別するものである。具体的な一例を挙げれば、本発明に係る多段階選別システムは、ホタテ貝の貝柱の冷凍品を被搬送物とする選別ラインに設置され、所定間隔を置いて搬送ライン上を順次搬送される被搬送物のランクを判定して該当するランク別のホッパに収容し、ホッパに収容された被搬送物が設定質量に到達したときにホッパから被搬送物を自動的に排出する機能を有する。

図１に示すように、本実施の形態の多段階選別システム１は、上記機能を実現するため、供給部２、ランク判定部３、ランク選別部４、質量測定部５、制御部６、表示部７を備えて概略構成される。以下、各部の構成について説明する。

［供給部２の構成について］
供給部２は、後段のランク判定部３に対し、被搬送物Ｗを所定間隔を置いて供給するものである。この供給部２としては、例えば特開２０１３−２２０８８３号公報に開示される供給装置の構成を採用することができる。

その構成について説明すると、図２に示すように、供給部２は、高さ調整可能な脚部を有する下フレーム部１１と、被搬送物Ｗの搬送方向における下フレーム部１１の下流側の端部に設けられる架台部１２とから構成される基台１３を備えている。

架台部１２は、ランク判定部３の後述する導入搬送手段３ａ（ベルトコンベア）に被搬送物Ｗを送り込むのに適した高さに設定される。基台１３の上には、図３に示すように、被搬送物Ｗを２列の状態で所定間隔を置いて搬送するため、搬送手段としての２組のベルトコンベア１４，１４が設置されている。各ベルトコンベア１４の下流側の端部は、基台１３の架台部１２の上に取り付けられ、搬送された被搬送物Ｗが下流側のランク判定部３の導入搬送手段３ａに乗り移れるようになっている。各ベルトコンベア１４の上流側の端部は、基台１３の下フレーム部１１の上方において、架台部１２上の下流側よりも低い位置に配置され、下フレーム部１１に対して支持部材１５で連結されて位置固定されている。これにより、各ベルトコンベア１４，１４は、図２に示すように、搬送方向に向けて被搬送物Ｗが上昇するような傾斜角度θに設定される。

支持部材１５は、ベルトコンベア１４の傾斜角度θを任意に設定・変更できるように、２組のベルトコンベア１４，１４に対して上流側が回動可能に連結され、下流側が下フレーム部１１に着脱可能に固定されている。

図示はしないが、２組のベルトコンベア１４，１４は、その上流側の端部に設けられた従動プーリと、下流側の端部に設けられた駆動プーリとの間に、無端の搬送ベルトを掛け回してなる搬送手段から構成される。そして、制御部６の後述する駆動制御手段６ａにて制御される駆動モータが駆動プーリを駆動すると、搬送ベルトが下流に向けて登っていくように運転される。

なお、架台部１２上のベルトコンベア１４の下流側の端部には、搬送ベルトの張力を調整するテンション機構（不図示）が設けられ、搬送ベルトの張力が適宜調整できるようになっている。

また、図示はしないが、ベルトコンベア１４の搬送ベルトには、無端状の平ベルトの搬送面に対し、搬送方向に沿って所定間隔で複数の係止部が突出して設けられている。係止部は、搬送ベルトの搬送面から垂直方向に立ち上がった矩形状の板体であって二枚一組で構成される。一組二枚の係止部は、互いに所定間隔を置き、かつ所定の角度（例えば１２０°）を以て下流側に向けてハの字状に開いた状態に配置されている。

なお、係止部の構造は、被搬送物Ｗの外形に合わせたものであり、係止部の形状、個数、配置等は被搬送物Ｗの外形に合わせた構造とし、２個載りした場合に、係止部に安定して載った被搬送物Ｗ以外は支持が不安定で落下しやすくなる構成であればよい。

２組のベルトコンベア１４，１４の両側には、図３に示すように、ベルトコンベア１４の搬送方向と直交する幅方向に沿って被搬送物Ｗの回収手段１６が設けられている。詳細には図示しないが、回収手段１６は、２組のベルトコンベア１４，１４の両側位置において、搬送方向に沿ってベルトコンベア１４に接して設けられた長手トレイ状の案内部材で構成される。そして、回収手段１６は、ベルトコンベア１４と同じ傾斜角度θを有し、その案内面がベルトコンベア１４の搬送ベルトの搬送面よりも下方に設定されている。

ベルトコンベア１４の上流側の端部には、図２及び図３に示すように、被搬送物Ｗの容器部である供給用ホッパ１７が設けられている。供給用ホッパ１７は、上面及び下面が開口とされた全体として三角柱状の中空筐体であり、下方に位置するベルトコンベア１４の搬送ベルトに向けて内部が狭くなる形態を採用している。これにより、供給用ホッパ１７の上部の開口から投入された被搬送物Ｗは、順次下方に移動して循環するベルトコンベア１４の搬送ベルトに供給され、供給用ホッパ１７外に搬出される。また、供給用ホッパ１７には回収手段１６の案内面が連続しており、案内面を滑り落ちてきた被搬送物Ｗが供給用ホッパ１７に戻って再びベルトコンベア１４に供給される。

なお、ベルトコンベア１４には、搬送ベルト上の不安定な被搬送物Ｗを係止部から落とすための振動手段（不図示）が設けられている。振動手段は、振動モータの駆動により振動部材を回転し、搬送ベルトを周期的に上下動させて振動を発生させ、搬送ベルト上の被搬送物Ｗに振動を与える。これにより、搬送ベルト上で係止部に安定して係止されていない不安定な被搬送物Ｗは、係止部から外れて搬送ベルトから回収手段１６の案内面に落下することになる。

［ランク判定部３の構成について］
ランク判定部３は、供給部２の下流側に配置され、供給部２から２列の状態で順次供給される被搬送物Ｗを、一つ一つどのランクに属するか判定し、このランク判定の結果に基づいて該当するランクに各被搬送物Ｗを選別するためのランク選別情報を制御部６に出力する。

ここで、ランク判定とは、例えば、異なる質量範囲からなる複数の質量ランクを予め設定しておき、供給部２から順次搬送される被搬送物Ｗの質量を検出し、検出した被搬送物Ｗの質量がどの質量範囲の質量ランクに属するかを判定することである。

本例では、被搬送物Ｗの質量についてランク判定するため、例えば特開２００１３−１９６８８号公報に開示されるＸ線質量測定装置をランク判定部３として採用している。ランク判定部３としてのＸ線質量測定装置は、図１に示すように、導入搬送手段３ａ、Ｘ線発生源３ｂ、Ｘ線検出器３ｃ、判定制御部３ｄを備えて概略構成される。

その構成について簡単に説明すると、導入搬送手段３ａは、図２及び図３に示すように、脚部を有する架台部１８に設置されたベルトコンベアで構成され、供給部２の２組のベルトコンベア１４，１４の下流側の端部と同等の高さに設けられる。導入搬送手段３ａとしてのベルトコンベアは、２組のベルトコンベア１４，１４から２列の状態で供給される各被搬送物Ｗを装置本体の筐体内に導入する。Ｘ線発生源３ｂは、装置本体の筐体内における導入搬送手段３ａの上方に所定高さ離れて設けられ、Ｘ線検出器３ｃに向けて略三角形状のスクリーン状のＸ線を被搬送物Ｗの搬送方向を横切るように照射する。Ｘ線検出器３ｃは、Ｘ線発生源３ｂと対向して導入搬送手段３ａの下方に設けられ、Ｘ線発生源３ｂから照射されて各被搬送物Ｗを透過したＸ線の透過量を検出し、各被搬送物ＷのＸ線透過データを出力する。判定制御部３ｄは、Ｘ線検出器３ｃからのＸ線透過データをＡ／Ｄ変換してデジタル化し、各被搬送物Ｗに吸収されたＸ線量を示すＸ線吸収量に変換し、このＸ線吸収量を周期毎（Ｘ線検出器３ｃのラインセンサの１走査分）に合算して総Ｘ線吸収量を得る。ここで、被搬送物Ｗが同一物品の場合、体積（厚み×面積）がＸ線吸収量に比例する。そこで、判定制御部３ｄは、総Ｘ線吸収量に質量換算係数を乗算して得た値を被搬送物Ｗの質量として算出し、算出した質量が複数の質量ランクのどこに属するか判定する。

このように、ランク判定部３としてのＸ線質量測定装置は、Ｘ線検出器３ｃからのＸ線透過データに基づいて導入搬送手段３ａとしてのベルトコンベア上を搬送される被搬送物Ｗ毎にＸ線吸収量を算出し、Ｘ線検出器３ｃのラインセンサ１周期分を合算した総Ｘ線吸収量に質量換算係数を乗算して被搬送物Ｗ毎に質量を算出し、算出した各被搬送物Ｗの質量が属するランクを判定し、判定したランクに選別するためのランク選別情報を被搬送物Ｗ毎に制御部６に出力する。このランク選別情報は、２列の状態で供給される被搬送物Ｗの各列の被搬送物Ｗ毎に出力される。

なお、ランク判定部３としてのＸ線質量測定装置は、上述した各列毎の被搬送物Ｗの質量測定とともに、Ｘ線透過データから各被搬送物Ｗへの異物混入の有無を検出し、検出結果を制御部６に出力している。また、ランク判定部３は、例えば高精度な質量測定が可能なロードセルなどを用いることができるが、各被搬送物Ｗを所定の質量範囲にランク分けできる程度の精度を有していればよい。

［ランク選別部４の構成について］
ランク選別部４は、ランク判定部３の下流側に配置され、ランク判定部３からのランク選別情報に基づく制御部６からのランク選別信号により被搬送物Ｗをランク選別するもので、選別搬送手段４ａと選別手段４ｂを有する。

選別搬送手段４ａは、図２乃至図４に示すように、脚部を有する架台部１９に取り付けられた一対のベルトコンベアで構成される。選別搬送手段４ａとしての一対のベルトコンベアは、ランク判定部３としてのＸ線質量測定装置の導入搬送手段３ａ（ベルトコンベア）の下流側端部と同等の高さに設けられる。選別搬送手段４ａとしての一対のベルトコンベアは、ランク判定部３としてのＸ線質量測定装置の導入搬送手段３ａの長手方向に延出しており、ランク判定部３としてのＸ線質量測定装置にてランク判定されて導入搬送手段３ａにより搬送されてくる各列の被搬送物Ｗをさらに下流側に搬送する。そして、選別搬送手段４ａとしての一対のベルトコンベアは、制御部６の後述する駆動制御手段６ａにて制御される駆動モータにより駆動の開始・停止が制御される。

選別手段４ｂは、例えば一対のエアジェットで構成され、図３の矢印Ａで示す被搬送物Ｗの搬送方向（選別搬送手段４ａの長手方向）に沿って所定間隔おきに振り分けられた複数のランクの各位置に対応して設けられる。選別手段４ｂとしての一対のエアジェットは、制御部６の後述する選別制御手段６ｃからランク選別情報に基づく選別指令信号により、対応する列別に独立して制御される。すなわち、選別手段４ｂとしての一対のエアジェットは、一方のエアジェットが被搬送物Ｗの一方の列に対応して駆動され、他方のエアジェットが被搬送物Ｗの他方の列に対応して駆動される。そして、対応する列別に独立して制御される選別手段４ｂとしての一対のエアジェットは、例えば図６（ａ）に示すように、選別搬送手段（ベルトコンベア）４ａ上を搬送されるエアジェットと対応する列の被搬送物Ｗに対し、選別搬送手段４ａの搬送方向と直交する外側に向かってエアを吹き付け、被搬送物Ｗを該当するランクの後述するホッパ２０に導く。

なお、本例におけるランク選別部４は、図３に示すように、矢印Ａで示す被搬送物Ｗの搬送方向（選別搬送手段４ａの長手方向）に対し、上流側から例えばＲ１：「ＮＧ品」、Ｒ２：「正常質量１」、Ｒ３：「正常質量２」、Ｒ４：「正常質量３」、Ｒ５：「正常質量４」、Ｒ６：「正常質量５」、Ｒ７：「正常質量６」、Ｒ８：「正常質量７」、Ｒ９：「正常質量８」の順に配置されたＲ１〜Ｒ９の何れかのランクに被搬送物Ｗを振り分ける。また、ランク選別部４は、ランク判定部３にて選別対象外と判定された被測定物Ｗが搬送されてくると、この選別対象外の被測定物ＷをＲ１０：［ランク外（再搬送、その他）」としてランク選別部４の下流側、すなわち、選別搬送手段４ａの下流側へそのまま直進させて搬出する。

［質量測定部５の構成について］
質量測定部５は、ランク選別部４の選別搬送手段４ａの下部に配置され、ランク選別部４のランク選別によって導かれる被搬送物Ｗを収容して蓄積し、蓄積された被搬送物Ｗの質量を測定するもので、ホッパ（回収ホッパ）５ａ、排出搬送手段５ｂ、質量計測手段５ｃを有する。

ホッパ５ａは、図２に示すように、ランク選別部４の選別搬送手段４ａ（ベルトコンベア）の搬送方向と直交して選別手段４ｂ毎に複数設けられる。各ホッパ５ａは、上部と底部が開口した略矩形筒状に形成され、架台部１９に着脱可能に係止される。各ホッパ５ａは、ランク選別部４の選別手段４ｂにて選別されて導かれる被搬送物Ｗを収容する。各ホッパ５ａの一側面には、開閉可能なゲート２０が設けられている。本例におけるゲート２０は、図４に示すように、ホッパ５ａの一側面（作業者が作業を行う側の面）に軸支され、ホッパ５ａの外壁面から外側に向かって所定角度回動可能とされている。ゲート２０は、制御部６の後述するゲート開閉制御手段６ｄにて制御される例えばシリンダやロータリアクチュエータなどの駆動手段の駆動により開閉が制御される。すなわち、ゲート２０は、ホッパ５ａ内の被搬送物Ｗが設定質量（必要質量）となったときに制御部６のゲート開閉制御手段６ｄから入力されるゲート開信号により開制御され、排出搬送手段５ｂの駆動が停止してから所定時間後に制御部６のゲート開閉制御手段６ｄから入力されるゲート閉信号により閉制御される。

排出搬送手段５ｂは、架台部１９に取り付けられたベルトコンベアからなる回収コンベアで構成される。排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアは、各ホッパ５ａの底部の開口に対し、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗが飛び出さない程度の隙間を置いてランク選別部４の選別搬送手段４ａ（ベルトコンベア）の搬送面と水平をなして配置される。排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアは、制御部６の後述する搬送制御手段６ｅにて駆動・停止が制御される。すなわち、排出搬送手段５ｂは、ゲート２０が開制御した後に制御部６の搬送制御手段６ｅから入力される搬送開始信号により駆動制御され、所定時間（ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗが全て排出されるのに要する時間に相当）後に制御部６の搬送制御手段６ｅから入力される搬送停止信号により停止制御される。

質量計測手段５ｃは、排出搬送手段５ｂに配設される秤量手段で構成される。本例では、ホッパ５ａ内に蓄積された設定質量の被搬送物Ｗを出荷品箱２１に排出して箱詰めする際に、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗの質量を高精度に測定する必要があるため、例えばロードセル（荷重変換器）など秤量手段によって質量計測手段５ｃを構成する。質量計測手段５ｃは、ホッパ２０内に収容されて蓄積される排出搬送手段５ｂ（回収コンベア）上の被搬送物Ｗの質量を計測し、計測した質量の質量情報を制御部６に出力する。

［制御部６の構成について］
制御部６は、被搬送物Ｗを多段階のランクに選別する際に、各部を統括制御するものであり、図１に示すように、駆動制御手段６ａ、判別手段６ｂ、選別制御手段６ｃ、ゲート開閉制御手段６ｄ、搬送制御手段６ｅ、表示制御手段６ｆを備えている。

駆動制御手段６ａは、供給部２の２組のベルトコンベア１４，１４の駆動を制御しており、ベルトコンベア１４，１４を駆動するときに駆動モータに駆動開始信号を出力し、ベルトコンベア１４，１４を停止するときに駆動モータに駆動停止信号を出力する。また、駆動制御手段６ａは、ランク選別部４の選別搬送手段４ａ（ベルトコンベア）の駆動を制御しており、選別搬送手段４ａを駆動するときに駆動モータに駆動開始信号を出力し、選別搬送手段４ａを停止するときに駆動モータに駆動停止信号を出力する。

判別手段６ｂは、ランク判定部３からのランク判定情報に基づいて被搬送物Ｗが属するランクを判別し、判別結果に応じて選別制御手段６ｃに選別指令信号を出力する。また、判別手段６ｂは、質量測定部５の質量計測手段５ｃから入力される質量情報に基づいてホッパ２０内に蓄積された被搬送物Ｗが設定質量に到達しているか否かを判別し、判別結果に応じてゲート開閉制御手段６ｄにゲート開指令信号又はゲート閉指令信号を出力し、搬送制御手段６ｅに駆動開始信号又は駆動停止信号を出力する。この信号のタイミングについては後述する。

選別制御手段６ｃは、ランク選別部４の選別手段４ｂを制御しており、判別手段６ｂから選別指令信号が入力されたときに該当するランク選別部４の選別手段４ｂに選別信号を出力する。すなわち、選別制御手段６ｃは、判別手段６ｂから選別指令信号が入力されると、該当する選別手段４ｂとしての一対のエアジェットを駆動する。これにより、選別搬送手段４ａとしてのベルトコンベア上を搬送される被搬送物Ｗは、選別手段４ｂとしてのエアジェットから吹き付けられるエアにより該当するランクのホッパ２０に導かれる。

ゲート開閉制御手段６ｄは、質量測定部５におけるホッパ５ａのゲート２０の開閉を制御する。すなわち、ゲート開閉制御手段６ｄは、判別手段６ｂからゲート開指令信号が入力されたときに該当するゲート２０にゲート開信号を出力し、判別手段６ｂからゲート閉指令信号が入力されたときに該当するゲート２０にゲート閉信号を出力する。

搬送制御手段６ｅは、質量測定部５の排出搬送手段５ｂを制御する。すなわち、搬送制御手段６ｅは、判別手段６ｂから搬送開始指令信号が入力されたときに、該当する排出搬送手段５ｂに搬送開始信号を出力し、判別手段６ｂから搬送停止指令信号が入力されたときに、該当する排出搬送手段５ｂに搬送停止信号を出力する。

表示制御手段６ｆは、不図示の操作部の操作や判別手段６ｂの判別結果に基づいて表示部７の表示画面上に所望の表示を行うように表示部７の表示を制御する。

［表示部７の構成について］
表示部７は、図２に示すように、供給部２の架台部１２に設置され、例えば液晶表示装置で構成される。表示部７は、制御部６の表示制御手段６ｆの制御により、各ランクの質量範囲の設定や各ランク毎のホッパに蓄積する必要質量の設定などを行うための設定画面の表示、各ランク毎のホッパ内に蓄積された被搬送物の質量、ＮＧ数などの選別結果の表示を含む各種表示を行う。

［多段階選別システムの動作について］
次に、上記のように構成される多段階選別システムの動作として、被搬送物Ｗを多段階選別して設定質量の被搬送物Ｗを出荷品箱に排出するまでの一連の処理について図５のタイミングチャート図を参照しながら説明する。

なお、図５は、複数のランク（例えば図３のＲ２〜Ｒ９）の中の１つのランクに着目し、ランク選別部４の選別手段４ｂの前を被搬送物ＷがＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４の順に通過した状態を示している。

まず、供給部２は、所定数の被搬送物Ｗがホッパ１７に投入され、不図示の操作部から選別動作開始の指示が入力されると、駆動制御手段６ａの制御によりベルトコンベア１４が駆動を開始し、被搬送物Ｗを２列の状態で後段のランク判定部３に順次供給する。

ランク判定部３としてのＸ線質量測定装置は、供給部２から２列の状態で供給される被搬送物Ｗを導入搬送手段３ａにて搬送させながらＸ線発生源３ａからＸ線を照射し、このＸ線の照射に伴うＸ線検出器３ｃからのＸ線透過データに基づいて各被搬送物Ｗ毎にＸ線吸収量を算出する。そして、各被搬送物Ｗに対し、Ｘ線検出器３ｃのラインセンサ１周期分を合算した総Ｘ線吸収量に質量換算係数を乗算して質量を算出し、算出した質量が属するランクを判定し、判定したランクに選別するためのランク選別情報を各列の被搬送物Ｗ毎に制御部６に出力する。この際、Ｘ線質量測定装置は、質量測定とともに、Ｘ線透過データから各被搬送物Ｗへの異物混入の有無を検出し、検出結果を制御部６に出力する。

ランク判定部３にてランク判定された各被搬送物Ｗは、２列の状態で導入搬送手段３ａにより後段のランク選別部４に搬送される。ランク選別部４は、ランク判定部３からの被搬送物Ｗを選別搬送手段４ａとしてのベルトコンベアにて２列の状態で搬送し、ランク選別情報に基づく選別信号が選別制御手段６ｃから入力されると、選別手段４ｂとしての一対のエアジェットの対応するコンベア側のエアジェットが選別搬送手段４ａとしてのベルトコンベア上を搬送される被搬送物Ｗにエアを吹き付け、質量測定部５の該当するランクのホッパ５ａに被搬送物Ｗを導いて選別する。図５では、ランク選別部４の選別手段４ｂが被搬送物Ｗ１を質量測定部５の該当するランクのホッパ５ａに導いて選別した状態を示している。このランク選別部４にて質量測定部５のホッパ５ａに導かれた被搬送物Ｗは、図６（ａ）に示すように、ホッパ５ａ内に逐次収容されて蓄積される。

ここで、判別手段６ｂは、図５に示すように、被搬送物Ｗ１がホッパ５ａに収容された後、時間ｔ１のタイミングでホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗが設定質量に到達したと判別すると、ゲート開閉制御手段６ｄにゲート開信号を出力する。ゲート開閉制御手段６ｄは、判別手段６ｂからゲート開信号が入力されると、時間ｔ１のタイミングでホッパ５ａのゲート２０を開制御する。

次に、搬送制御手段６ｅは、ホッパ５ａのゲート２０が開制御された時間ｔ１から所定時間ｔ２が経過した時間ｔ３のタイミングで排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアに搬送開始信号を出力し、排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアの駆動を開始する。すなわち、排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアは、ホッパ５ａ内の被搬送物Ｗが設定質量に到達してゲート２０が開制御された後に駆動が開始される。これにより、図６（ｂ）に示すように、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗは、排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアにて搬送されて出荷品箱２１に排出される。

そして、搬送制御手段６ｅは、排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアの駆動を開始してから所定時間ｔ４が経過した時間ｔ５のタイミングで排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアに搬送停止信号を出力し、排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアの駆動を停止する。続いて、ゲート開閉制御手段６ｄは、排出搬送手段５ｂとしての回収コンベアの駆動が停止してから所定時間ｔ６が経過した時間ｔ７のタイミングでホッパ５ａのゲート２０にゲート閉信号を出力し、ゲート２０を閉制御する。すなわち、ホッパ５ａのゲート２０は、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗが全て出荷品箱２１に排出されて排出搬送手段５ｂとしての回収コンベの駆動が停止した後に閉制御される。そして、ランク選別部４は、時間ｔ７のタイミングでホッパ５ａのゲート２０が閉制御されてから所定時間ｔ８が経過した時間ｔ９のタイミングから再び選別動作を再開する。図５では、被搬送物Ｗ２，Ｗ３の選別動作を行わず、被搬送物Ｗ２，Ｗ３を選別搬送手段４ａによりそのまま直進してＲ１０：「質量小又は質量大の規格外、再搬送、その他」のランクに選別し、被搬送物Ｗ４から選別動作を再開する。

なお、図５における時間ｔ１から時間ｔ９までの時間ｔ１０は、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗを出荷品箱２１に排出する時間であって、被搬送物Ｗ（図５の例では、Ｗ２，Ｗ３）の選別動作を行わない時間である。

ところで、質量測定部５は、図６（ａ），（ｂ）の点線で示すように、排出搬送手段５ｂに振動を与える振動手段２２を備えた構成としてもよい。振動手段２２は、例えば振動モータにより駆動される振動部材を介して排出搬送手段５ｂの搬送ベルトを周期的に振動させ、ホッパ５ａ内に蓄積された排出搬送手段５ｂの搬送ベルト上の被搬送物Ｗに振動を与える。この構成によれば、振動手段２２の振動によりホッパ５ａの内壁面の周囲に蓄積された被搬送物Ｗがホッパ５ａ内の中央に導かれ、蓄積された被搬送物Ｗの高さが平滑化する。そして、図６（ｂ）に示すように、ホッパ５ａ内に設定質量の被搬送物Ｗが蓄積されてゲート２０が開制御されたときに、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗをスムーズに排出し、箱詰め作業に要する時間を短縮することができる。

また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ホッパ５ａ内に蓄積される被搬送物Ｗをゲート２０寄りに案内するための案内板２３を設ける構成としてもよい。この構成によれば、ランク選別部４の選別手段４ｂによってホッパ５ａの案内板２３側に導かれた被搬送物Ｗは、案内板２３の表面や案内板２３上に蓄積された被搬送物Ｗによってゲート２０寄りに導かれ、図７（ａ）に示すように、ホッパ５ａ内の被搬送物Ｗを全体的にゲート２０寄りに蓄積することができる。そして、図７（ｂ）に示すように、ホッパ５ａ内に設定質量の被搬送物Ｗが蓄積されてゲート２０が開制御されたときに、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗの排出を早め、箱詰め作業に要する時間を短縮することができる。

［他の実施の形態について］
上述した実施の形態の多段階選別システムでは、２組のベルトコンベア１４，１４により被搬送物Ｗを２列の状態で連なって供給する２連の構成としているが、供給部２におけるベルトコンベア１４を１つで構成し、被搬送物Ｗを１列の状態で所定間隔を置いて供給する単連の構成としてもよい。

この場合、図８（ａ），（ｂ）に示すように、ランク選別部４における選別手段４ｂは、ランク毎に１つずつ設けられ、ホッパ５ａのゲート２０がある側に向かって被搬送物Ｗにエアを吹き付ける。この構成によれば、図８（ａ）に示すように、被搬送物Ｗがホッパ５ａのゲート２０寄りに蓄積される。そして、図８（ｂ）に示すように、ホッパ５ａ内に設定質量の被搬送物Ｗが蓄積されてゲート２０が開制御されたときに、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗの排出を早め、箱詰め作業に要する時間を短縮することができる。

また、上述した実施の形態では、ランク判定部３としてのＸ線質量測定装置が被搬送物Ｗの質量についてランク判定を行うものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上述したＸ線質量測定装置をランク判定部３に用いて被搬送物ＷのＸ線透過データから被搬送物Ｗの大きさや個数などを算出し、これらについてランク判定するようにしてもよい。なお、被搬送物Ｗの大きさについてランク判定する場合には、被搬送物Ｗに応じて異なる大きさ範囲からなる複数の大きさランクが予め設定される。また、被搬送物Ｗの個数（例えば、そら豆、インゲンマメ、落花生などの豆の個数）についてランク判定する場合には、被搬送物Ｗに応じて異なる個数範囲からなる複数の個数ランクが予め設定される。さらに、ランク判定する被搬送物Ｗの対象（質量、大きさ、個数など）を複数組み合わせてもよい。

このように、本実施の形態の多段階選別システム１は、供給部２から順次供給される被搬送物Ｗのランクをランク判定部３にて判定し、このランク判定結果に基づくランク選別情報を判別手段６ｂに出力する。判別手段６ｂは、ランク選別情報から被搬送物Ｗが属するランクを判定し、判定したランクのホッパ５ａに被搬送物Ｗを選別するため、選別制御手段６ｃに選別制御信号を出力する。選別制御手段６ｃは、選別制御信号により選別手段４ｂを制御する。選別手段４ｂは、ランク判定された被搬送物Ｗを該当するランクのホッパ５ａに導いてホッパ５ａ内に収容する。ホッパ５ａ内に収容されて蓄積された被搬送物Ｗは、質量計測手段５ｃにて質量が計測され、この計測した質量が設定質量に到達すると、ゲート開閉制御手段６ｄにてホッパ５ａのゲート２０が開制御される。その後、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗは、排出搬送手段５ｂにより搬送され、開制御されたゲート２０の開口から出荷品箱２１に排出される。これにより、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗを効率的に出荷品箱２１に排出し、被搬送物Ｗを床に落下させて無駄にすることなく品質を確保することができる。しかも、作業者による人手を借りて被搬送物Ｗを排出する必要がないので、省人化が可能となり、人件費を節約してコスト削減を図ることができる。

また、制御部６は、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗの質量が設定質量となったときにゲート２０を開制御し、ゲート２０が開制御された後に排出搬送手段５ｂを駆動し、排出搬送手段５ｂの駆動が停止した後にゲート２０を閉制御する。これにより、従来のように、ホッパに蓄積された被搬送物Ｗを排出し忘れたり、ホッパのシャッタを開操作したままの状態で現場を離れた時に、被搬送物Ｗがホッパから溢れ出たり、ホッパから排出され続けて床に落下するようなことがなく、被搬送物Ｗの無駄を減少させ、商品価値の損失を防止できる。その際、ゲート２０が回動によって開閉する構成なので、負荷をかけずにゲート２０を回動させてホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗを排出することができる。また、ゲート２０の閉制御時には、既に排出搬送手段５ｂの駆動が停止しているので、ゲート２０と排出搬送手段５ｂとの間に被搬送物Ｗを挟み込む虞もない。

さらに、質量計測手段５ｃとしてロードセルを用いれば、ランク判定部３にて被搬送物Ｗの１つ１つの質量を正確に測定できなくても、ホッパ５ａ内に蓄積された被搬送物Ｗをまとめて正確に質量を計測することができる。そして、被搬送物Ｗが設定質量となったときにゲート２０を開制御し、被搬送物Ｗをホッパ５ａから出荷品箱２１に排出するので、被搬送物Ｗを出荷品箱２１に箱詰めする際に、人手による質量計測が不要となって省人化が可能であり、最終的な質量調整もほとんど行わずに済み、作業時間の短縮を図ることができる。

なお、質量計測手段５ｃとしては、ロードセルに限らず、選別に要求される精度を満たす秤量を行うようにし、例えば電磁式、静電容量式、その他の秤量機構などで構成することができる。

以上、本発明に係る多段階選別システムの最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１ 多段階選別システム
２ 供給部
３ ランク判定部
３ａ 導入搬送手段
３ｂ Ｘ線発生源
３ｃ Ｘ線検出器
３ｄ 判定制御部
４ ランク選別部
４ａ 選別搬送手段
４ｂ 選別手段
５ 質量測定部
５ａ ホッパ
５ｂ 排出搬送手段
５ｃ 質量計測手段
６ 制御部
６ａ 駆動制御手段
６ｂ 判別手段
６ｃ 選別制御手段
６ｄ ゲート開閉制御手段
６ｅ 搬送制御手段
６ｆ 表示制御手段
７ 表示部
１１ 下フレーム部
１２，１８，１９ 架台部
１３ 基台
１４ ベルトコンベア
１５ 支持部材
１６ 回収手段
１７ 供給用ホッパ
２０ ゲート
２１ 出荷品箱
２２ 振動手段
２３ 案内板

Claims (7)

1. 順次搬送される被搬送物を、異なる複数のランクの中から該当するランクに選別する多段階選別システム（１）において、
   前記複数のランクの中から前記被搬送物の該当するランクを判定し、判定されたランクに選別するためのランク選別情報を出力するランク判定部（３）と、
   前記被搬送物を搬送する選別搬送手段（４ａ）と、前記選別搬送手段にて搬送される被搬送物を前記ランク選別情報に基づいて該当するランクに選別する選別手段（４ｂ）とを有するランク選別部（４）と、
   前記選別手段毎に前記選別搬送手段の下部に設けられ、上部と底部が開口した矩形筒状に形成され、前記ランク選別部にて選別された被搬送物を前記上部から受け入れて収容するホッパ（５ａ）と、前記ホッパ毎の底部に設けられ、前記ホッパ内に収容された被搬送物の質量を計測する質量計測手段（５ｃ）を含む排出搬送手段（５ｂ）と、前記ホッパ毎の一側面に開閉可能に設けられ、前記ホッパ内の被搬送物が設定質量になったときに前記排出搬送手段にて搬送される被搬送物を排出するゲート（２０）とを有する質量測定部（５）と、
   を備えたことを特徴とする多段階選別システム。
2. 前記ホッパ（５ａ）内に蓄積された前記被搬送物（Ｗ）の質量が設定質量となったときに前記ゲート（２０）を開制御し、前記ゲートが開制御された後に前記排出搬送手段（５ｂ）を駆動し、前記排出搬送手段の駆動が停止した後に前記ゲートを閉制御する制御部（６）を備えたことを特徴とする請求項１記載の多段階選別システム。
3. 前記ホッパ（５ａ）内には、前記ホッパ内に蓄積される前記被搬送物（Ｗ）を前記ゲート（２０）寄りに案内する案内板（２３）が設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の多段階選別システム。
4. 前記選別手段（４ｂ）は、前記被搬送物（Ｗ）を前記ホッパ（５ａ）の前記ゲート（２０）が設けられた前記一側面に向けて選別することを特徴とする請求項１又は２記載の多段階選別システム。
5. 前記排出搬送手段（５ｂ）を振動する振動手段（２２）を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の多段階選別システム。
6. 前記ゲート（２０）は、前記ホッパ（５ａ）の外壁面の一部をなし、前記外壁面から外側に向かって回動することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の多段階選別システム。
7. 前記ランク判定部（３）は、前記被搬送物（Ｗ）にＸ線を照射したときのＸ線透過データに基づく前記被搬送物の総Ｘ線吸収量に質量換算係数を乗算して前記被搬送物の質量を測定するＸ線質量測定装置からなることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の多段階選別システム。

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