JP6840205B1 - 棒状体の分離装置および画像検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数本まとめて供給された棒状体の被処理物群体を単数本ごとに間隔を空けて分離した状態にして下流行程に供給する分離装置を提供する。【解決手段】 貯留部１１０に貯留された被処理物２００を複数本まとまった被処理物群体の状態にてフィーダ部１２０により順々に供給する。フィーダ部１２０から供給された被処理物群体を搬送ベルト１３０で進行方向へ送る。振動分離ユニット１４０は、進行方向に連続した仕分け板を備えた仕分け板群体１４１と、仕分け板群体１４１に対して振動を与える振動機構１４２を備えた機構となっている。搬送ベルト１３０により流れてきた被処理物群体を振動機構１４２によって振動している仕分け板群体１４１の各々の仕分け板の間隙によってふるい分けることにより、被処理物群体を強制的に分離してゆく。【選択図】 図１

Description

本発明は、棒状の製品、例えば、フィルター繊維、ファイバー繊維、棒状の菓子、乾燥スパゲッティや素麺等の乾麺類を含む棒状体の製品を対象とし、それらが複数本まとめて供給された棒状体の被処理物群体を、単数本ごとに所定間隔を空けて分離した状態にして下流行程に供給する棒状体の分離装置に関する。また、下流工程側に分離した棒状体を検査する検査装置、例えば、撮影装置などを備えた画像検査装置に関するものである。

上記従来の棒状体の製品について、様々な目的で検査を行なって、不良品と判断されたものを除外するニーズがある。例えば、棒状体の製品の欠け、割れ、歪み、曲がりなどの不良品があるか否かを検査し、不良品と判断されたものを除外する必要がある。近年、画像処理技術が発達しており、棒状体の製品を撮影装置により撮影し、撮影画像を解析することにより棒状体の製品の欠け、割れ、歪み、曲がりなどの不良品を判定することが可能になってきた。

ここで、棒状体の製品の多くは、製造工程において長い棒状のものとして製造され、それをまとめて所定長に切断することにより製造されている。そのため、製造工程が終了した時点で、複数本まとめられた状態（群体）となっていることが多い。例えば、フィルター繊維、ファイバー繊維、棒状の菓子、乾燥スパゲッティや素麺等の乾麺類は、製造工程が終わった時点で多量の棒状体が束となった被処理物群体となっている。

これらの被処理物群体となっている棒状体の製品について、撮影画像の解析により、欠け、割れ、歪み、曲がりなどの不良品があるか否かを検査するためには、複数本が山なりにまとまった状態の被処理物群体のままでは画像解析ができないため、各々の棒状体の製品をならして各々の単数の棒状体の製品ごとに分離し、１本１本を個別に撮影した撮影画像を解析する必要がある。それらの間隔も所定間隔が空くように明確に分離しなければならない。
また、良質な撮影画像を得るためには、棒状体１本１本が分離した形で安定した載置状態で撮影することが好ましい。

従来技術において、棒状体の被処理物群体を複数本まとめた群体のまま計量などを行う装置は知られている。
例えば、本願の発明者が発明した棒状体の被処理物群体を所定重量のかたまりとして取り分ける計量装置が知られている。この計量装置は、図１１に示すように、あらかじめ設定された所定体積ずつ棒状体を供給する大量供給部と、この大量供給部から供給される被処理物を受け入れる計量ホッパを有する計量部と、大量供給部から計量ホッパに供給された棒状体の目標重量に対する不足分を計量ホッパに供給する微量供給部を備えるものである（特許文献１）。
この棒状体の計量装置によると、大量供給部によって所定体積ずつ計量ホッパに供給される被処理物の重量は、目標重量よりも小さくなるように設定されており、この所定体積ずつ計量ホッパに供給される被処理物の重量を計量することによって、略目標重量に近い被処理物の重量を短時間で計量することができる。

また、従来技術において、棒状体である乾麺を落下させながら欠け、割れ、色むらなどの有無を光学検査装置で判別して良不良を選別する棒状体選別機も知られている（特許文献２）。図１２に示したように、シュート３の下端から所定の落下軌跡に沿って落下方向に直交する状態で落下する棒状乾麺は、検出位置において一対の光学検出装置４１ａ，４１ｂにおける撮像手段４１１ａ，４１１ｂにより撮像され、撮像された棒状乾麺は、判別装置において撮像信号における光量や色成分の信号レベルがしきい値と比較され、着色やクラックの発生等が検出されて良品と不良品のいずれかに判別される仕組みとなっている。

特開昭５９−１８８５２５号公報 特開２０１８−２０２３０５号公報

しかし上記した特許文献１に開示された棒状体の計量装置は、棒状体の被処理物群体を複数本まとめた群体のまま検査する装置であり、被処理物群体の山なりを崩し、単数の棒状体の被処理物に分離する工程がないため、上記目的の画像解析装置の前段工程に採用することはできない。
また、棒状体の製品は、単数にした場合には構造的強度が弱い場合もあり得る。そのため、山なりにまとまった被処理物群体に圧力を掛けて力ずくで分離しようとすると、かえって棒状体製品の欠け、割れ、歪みを誘発する結果ともなりかねない。

さらに上記した特許文献２に開示された棒状体選別機は、棒状体を垂直下方に落下させるものであるが、フィーダの放出部分の径を細くしてできるだけ、同時に落下する棒状体の本数を絞るものであるが、あまりに径を細くしてしまうと棒状体により目詰まりを起こしてフィーダから落下しなくなる不具合が発生しやすい。そのためフィーダの放出部分の径は目詰まりを起こさない程度に確保する必要があるが、逆に、複数本が同時に落下することも起こり得る。さらに、空中に放出されるため落下姿勢もぶれやすい。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、棒状体の被処理物群体に過度な圧力などを掛けることなく、複数本まとめて供給された棒状体の被処理物群体を、単数本ごとに均一に所定間隔を空けて姿勢よく分離した状態にして下流行程に供給する棒状体の分離装置を提供することを目的とする。また、本発明は、上記の分離装置の下流工程側に撮影装置などを備えた画像検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る棒状体の分離装置は 上記目的を達成するため、棒状の被処理物が複数本まとめた被処理物群体として供給されたものを、単数または少数ごとに分離して所定間隔を空けた状態にして下流行程に供給する棒状体の分離装置であって、貯留されている棒状の被処理物を複数本まとまった前記被処理物群体として順々に供給するフィーダ部と、前記フィーダ部から供給された前記被処理物群体を搬送面上に進行方向に対して略直交に載置して送る搬送ベルトと、前記搬送ベルトの前記進行方向に対して直交する仕分け板を所定間隔で連続に複数枚配置した仕分け板群体と、前記仕分け板群体の上縁が前記搬送ベルトの搬送面上と搬送面下を行き来するように振動を与える振動機構を備えた振動分離ユニットを備え、前記被処理物群体を前記振動分離ユニットによって強制的に分離してゆくことを特徴とする棒状体の分離装置である。
上記構成によれば、振動分離ユニットの仕分け板群体の間隔に棒状体を強制的に仕分けてゆくことができ、密集していた棒状体を、仕分け板群体の間隔ごとに強制的に分離してゆくことができる。

次に、上記構成において、前記振動分離ユニットの前記仕分け板群体が複数あり、前記搬送ベルトの前記進行方向に対して前記フィーダ部に近い側を前段とし遠い側を後段とした場合に、前記前段の前記仕分け板群体の前記仕分け板の間隔に対して、前記後段の前記仕分け板群体の前記仕分け板の間隔が小さくなるよう調整することが好ましい。
上記構成によれば、複数の仕分け板群体を用いることに、密集していた棒状体を一度に細かく分離するのではなく、多段階に分けて分離してゆくことができる。特に、その仕分け板の間隔が後段にゆくほど狭くなるように複数の仕分け板群体を配設しておけば、より効率的に棒状体同士の間隔を徐々に分離してゆくことができる。

なお、仕分け板群体中の仕分け板体の上縁の形状としては、中央付近が高くなっており、端部にかけて低くなる山状のテーパーが設けられていることが好ましい。
仕分け板体の上縁の形状がテーパーであれば、棒状体同士の間に効率的に割って入り込める。棒状体同士の間に仕分け板体の上縁が割って入れば、棒状体同士を所定の間隔にて徐々に分離して行くことができる。

なお、振動分離ユニットにおける仕分け板群体の振動数としては０．１〜１００回／秒の範囲であり、その振動期間が１〜３０秒の範囲であることが好ましい。上記範囲であれば、当初密集していた棒状体を徐々に分離してゆくためのふるい分けとし適切な振動を与えることができる。

なお、この振動分離ユニットにおける仕分け板群体の振動処理を確保するため、搬送ベルトで搬送されている棒状体群を仕分け板群体の上方において一時停止させる必要がある。そのため、上記構成の搬送ベルトの搬送ルートにおいて、前記振動分離ユニットの前記仕分け板群体の後端付近に検知センサを設けておく構成が好ましい。上記構成とすれば、前記搬送ベルトの前記搬送ルートに沿って搬送されてきた前記被処理物群体の先頭が前記検知センサで検知されたことを契機として搬送ベルトの搬送を一時停止することができ、一時的した棒状体群に対して振動分離ユニットにおける仕分け板群体の振動を開始して振動処理を確保することができる。

なお、上記構成において、振動分離ユニットの働きによって棒状体同士が分離された状態を保ちつつ、その間隔をより拡げるため、上記構成において、後段に向かうほど速度を速くする速度差を設ける工夫を盛り込む。そこで前記搬送ベルトを複数段設け、各々の前記搬送ベルトを前記進行方向に沿って順に並べた構成とし、搬送ベルトの速度としては、前段の搬送ベルトの速度より、後段の搬送ベルトの速度が速くなっており、搬送ベルト間で棒状体が受け渡されてゆくたびに速度の差分により状体同士の間隔が拡大するよう分離されてゆく構成とすることができる。

このように上記構成の棒状体の分離装置を活用し、振動分離ユニット、速度差分離ユニットを経て、棒状体同士の間隔が所定間隔に空けられた状態で、下流行程側に棒状体を撮像する撮像装置を備えた構成とすれば、棒状体の画像検査装置を形成することができる。
また、下流行程側に、分離された各々の棒状体の重量を計測する計測装置を備えた構成とすれば、棒状体の重量計測装置を形成することができる。

本発明にかかる棒状体の分離装置によれば、仕分け板群体が供する所定ピッチの仕分け板の間隔に棒状体が収まるポジショニング制御と、振動機構が与える振動による優しい前後移動の促進制御があいまって、過度な外力を掛けることなく、束として供給される被処理物群体を徐々に崩してならされてゆき、単数本ずつに分離することができる。
本発明にかかる棒状体の画像処理装置によれば、上流工程にある棒状体の分離装置により分離された棒状体を下流工程に流すことができる。下流工程に撮影装置を配すれば個々の棒状体の撮影画像を得て、多様な画像処理を実行することができ、また下流行程に重量計測装置を配すれば個々の棒状体の重量を計測して重量の過不足の検査や、所定重量のまとまりとなるように再び被処理物群体にまとめることができる。

実施例１にかかる本発明の棒状体の分離装置１００の基本構成を示す図である。 振動分離ユニット１４０の構成と動きを簡単に示した図である。 図１に示した実施例１にかかる本発明の棒状体の分離装置１００において、棒状体２００が流れてゆくイメージを重ねて描いた図である。 フィーダ部１２０から搬送ベルト１３０を介して振動分離ユニット１４０に対して棒状体２００が流れてきた初期段階の状態を示す図である。 前段の仕分け板群体１４１−１において振動機構１４２による棒状体２００の振動処理の様子を説明する図である。 この図５（ａ）および図５（ｂ）の状態を斜めから簡単に示した図である。 前段の仕分け板群体１４１−１における振動処理が終了し、一時停止を解除して搬送ベルトにより搬送を再開した様子を示す図である。 図７の状態よりも後段側へ進んだ状態を示す図である。 中段の仕分け板群体１４１−２において振動機構１４２による棒状体２００の振動処理の様子を説明する図である。 速度差分離の原理について説明する図である。 特開昭５９−１８８５２５号公報に開示された従来技術における棒状体の計測装置を示す図である。 特開２０１８−２０２３０５号公報に開示された従来技術における棒状体の選別装置を示す図である。

以下、本発明の棒状体の分離装置の実施例、本発明の棒状体の画像処理装置の実施例を説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１は、実施例１にかかる本発明の棒状体の分離装置１００の基本構成を示す図である。構成を簡単に図示しており、動作原理が分かりやすいように構造を簡単に描いており、フィーダ部の機構、搬送ベルトの搬送機構などは簡略化している。図１の上図は側面図、図１の下図は平面図となっている。
実施例１にかかる本発明の棒状体の分離装置１００は、図１に示すように、貯留部１１０、フィーダ部１２０、搬送機構１３０、振動分離ユニット１４０、速度差分離ユニット１５０を備えた構成となっている。
なお、被処理物である棒状体２００としては、限定されないが、例えばフィルター繊維の例として説明する。

各構成要素について説明する。
貯留部１１０およびフィーダ部１２０は、その順で架台（基台）１０１上に設けられている。
貯留部１１０は、被処理物であるフィルター繊維である棒状体２００を多数まとめて貯留する部分であり、下方にフィーダ部１２０があり、少量ずつフィーダ部１２０に受け渡される仕組みとなっている。この例では、貯留部１１０は、図１に示すように、搬送トレイ１１１を有しており、この搬送トレイ１１１が振動機構１１２によって振動され、搬送トレイ１１１上に保持されている多数の棒状の被処理物２００が分離せずに密集状態で前方に搬送されるようになっている。

フィーダ部１２０は、貯留部１１０から被処理物であるフィルター繊維である棒状体２００を複数本まとめて被処理物群体として搬送ベルト１３０に対して順々に供給し、後段の振動分離ユニット１４０に向けて搬送するものである。フィーダ部１２０は、図１に示すように、棒状の被処理物２００の軸方向と直交する水平方向に搬送し、搬送ベルト１３０に対して供給してゆく。
このフィーダ部１２０の細かい構造は図示していないが、棒状の被処理物２００がフィーダ部１２０により順々に搬送されて行く際に、その搬送姿勢として軸方向が搬送方向と直交するよう姿勢が保たれるようになっている。

フィーダ部１２０の構造は棒状体２００を複数本まとめて供給できるものであれば特に限定されない。
例えば、振動機構（図示せず）を設けた構成があり得る。棒状体２００を一括してフィーダ部１２０に投入した場合、振動を与えることにより密集している棒状体２００同士の間が分離されやすくなり、傾斜に沿って徐々に移動してゆく。
フィーダ部１２０内を緩やかに進行するように搬送ベルト（図示せず）を組み合わせる構成もあり得る。搬送ベルトの搬送速度はフィーダ部１２０の供給速度に合わせた速度に抑制することが好ましい。搬送姿勢として後段の搬送ベルト１３０の搬送方向に対して直交するように、フィーダ部１２０の搬送ベルトの搬送方向は、後段の搬送ベルト１３０の搬送方向と同じ方向とする。フィーダ部１２０の一対の搬送ベルトの間隔は、規格内の長さの棒状の被処理物２００の左右の各端部を支持することができるように所定の間隔を隔てて配置しておけば、搬送姿勢が安定する。各搬送ベルトは、それぞれが一対のプーリ（図示せず）に掛けられており、各対のプーリは、回動自在に架台１０１に取り付けられている。そして、各対のプーリは、回転駆動部の駆動軸（図示せず）と連結しており、この回転駆動部が駆動することによって、密集した状態の棒状の被処理物２００を徐々に少量ずつ後段の搬送ベルト１３０に供給する。

フィーダ部１２０により後段の搬送ベルト１３０に対して供給される本数は限定されないが、例えば、ここでは、１０本から３０本程度が十分には分離されないまま供給されるものとする。しかし、フィーダ部１２０からの供給された棒状体の姿勢は整えられており、棒状体の束の姿勢に対して進行方向は直角となっている。
このようにフィーダ部１２０によると、多数の棒状の被処理物２００が互いに平行となるように、順次効率よく整列させながら搬送され、後段の搬送ベルト１３０に適切な本数ずつ供給することができる。

搬送ベルト１３０は、フィーダ部１２０から供給された被処理物群体を進行方向へ送るものであり、フィーダ部１２０から供給された棒状の被処理物２００が振動分離ユニット１４０を通過し、分離装置１００の終端に至るまで進行方向に搬送する。この搬送ベルト１３０により棒状の被処理物２００がフィーダ部１２０から振動分離ユニット１４０を通過して終端に至るまでの流れの様子は詳しく後述する。

搬送ベルト１３０は、互いに間隔を隔てて配置された一対の無限軌道のベルトであり、一対の各搬送ベルトは、規格内の長さの棒状の被処理物２００の左右の各端部を支持することができるように所定の間隔を隔てて配置されている。各搬送ベルトは、それぞれが一対のプーリに掛けられており、各対のプーリは、回動自在に取り付けられている。そして、各々のプーリは、回転駆動部の駆動軸（図示せず）と連結しており、この回転駆動部が駆動することによって、一対の搬送ベルト１３０を所定方向に走行させることができる。

図１に図示した分離装置１００の構成例では、搬送ベルト１３０は、搬送ベルト１３１から搬送ベルト１３６まで６段構成となっている。棒状体２００は、搬送ベルト１３１から搬送ベルト１３６まで６段の搬送ベルト間を受け渡されながら搬送方向に搬送されてゆく。

振動分離ユニット１４０は、搬送ベルト１３０により搬送されてきて一時停止している棒状体２００に対して、所定間隔に配設されている仕分け板によりその所定間隔ごとに強制的に分離して仕分けて分離して行くものである。
図２は、振動分離ユニット１４０の構成と動きを簡単に示した図である。
図２に示すように、振動分離ユニット１４０は、仕分け板群体１４１と、仕分け板群体１４１に対して振動を与える振動機構１４２を備えたユニットである。
仕分け板群体１４１は、搬送ベルト１３０の進行方向に対して直交するように仕分け板を所定間隔で連続に複数枚配置したものとなっている。棒状体２００がこの仕分け板同士の間隙に入り込むことによって仕分けられてゆく。

振動機構１４２は、仕分け板群体１４１の上縁が搬送ベルト１３０の搬送面上と搬送面下を行き来するように振動を与えるものである。図２（ａ）は仕分け板群体１４１の上縁が搬送ベルト１３０の搬送面上に位置している状態を示しており、図２（ｂ）は仕分け板群体１４１の上縁が搬送ベルト１３０の搬送面下に位置している状態を示している。振動機構１４２はこの図２（ａ）の状態と図２（ｂ）の状態を繰り返すように仕分け板群体１４１を上下させるよう振動を与えるものとなっている。
この実施例では、本発明の棒状体の分離装置１００は、棒状体を１本ずつの単数や、２〜３本ずつの少数本に分離してゆくため、振動分離ユニット１４０の仕分け板群体１４１を複数段設け、前段の仕分け板群体１４１の仕分け板の間隔に対して、後段の仕分け板群体１４１の仕分け板の間隔が小さくなるよう調整する工夫を施している。

図１に示した構成例では、振動分離ユニット１４０の仕分け板群体１４１が３段あり、搬送ベルト１３０の進行方向に対してフィーダ部１２０に近い側を前段とし遠い側を後段として仕分け板群体１４１−１、１４１−２、１４１−３の３段構成となっている。前段の仕分け板群体１４１−１の仕分け板の間隔は広くなっており、例えば棒状体１００が１０本程度入り込む間隔となっている。中段の仕分け板群体１４１−２の仕分け板の間隔はやや狭くなっており、例えば棒状体１００が４〜６本程度入り込む間隔となっている。後段の仕分け板群体１４１−３の仕分け板の間隔は狭くなっており、例えば棒状体１００が１〜３本程度入り込む間隔となっている。このように、前段の仕分け板群体１４１−１から中段の仕分け板群体１４１−２、後段の仕分け板群体１４１−３により順々に仕分け処理を経てゆくごとに棒状体２００が細かく分離されてゆくこととなる。

振動機構１４２による仕分け板群体１４１の振動数であるが、特に制限されないが、例えば、比較的ゆっくりと上下動するものであれば、０．１〜５回／秒程度で良く、比較的高速に振動させるものであれば５〜１００回／秒の範囲で上下動させれば良い。また、振動期間としては仕分け姿勢が安定するものであれば良く、例えば、数秒程度あれば良い場合が多いが、１０〜３０秒程度振動期間を設けても良い。

次に、仕分け板群体１４１の仕分け板の上縁の形状の工夫について述べる。仕分け板の上縁の形状は特に限定されないが、図２に示した構成例では、中央が高く端部にかけて低くなるテーパーが設けられている。
仕分け板群体１４１では仕分け板が複数平行に比較的狭い間隔で並べられているため、仕分け板の上端が水平であれば、棒状体に対する当接点（面積）が大きくなり、棒状体が仕分け板の間に入り込まずに仕分け体の上に乗っかってしまう不具合が起きる可能性がある。そこで、図２に示した構成例のように仕分け板の上縁の形状において山状のテーパーを設けておけば、棒状体に対する当接点（面積）が小さくなり、当接点が山の頂上部だけとなればその山の頂上部に対して前段側に落ちるか後段側に落ちるかで棒状体が仕分けられてゆくので棒状体２００の仕分け処理が安定しやすくなる。

このように、振動分離ユニット１４０では、フィーダ部１２０から搬送ベルト１３０で仕分け板群体１４１の上面に流れてきた被処理物群体である棒状体２００を、振動機構１４２によって振動している仕分け板群体１４１の仕分け板の間隙に収めて持ち上げたり、進行している搬送ベルト１３０の上に着地させたりして、仕分け板群体１４１の仕分け板の間隔に沿って強制的に分離してゆく。

図３から図９は、フィーダ部１２０、搬送ベルト１３０、振動分離ユニット１４０の動作および棒状体２００の流れを示した図である。なお、各図において、動作を理解する上で必要なものに絞って簡単に図示している。

図３は、図１に示した実施例１にかかる本発明の棒状体の分離装置１００において、棒状体２００が流れてゆくイメージを重ねて描いたものである。
全体図である。なお、図３（ａ）は側面方向から棒状体の流れを示した図、図３（ｂ）は平面方向から棒状体の流れを示した図となっている。
この構成例では、図３に示すように、搬送ベルト１３０が無限軌道のベルトコンベアとして搬送面が進行方向に水平方向に移動しており、３段構成で設けられている。
それぞれの高さの関係では、図３に示すように、前段から後段へ進むにつれて若干高さが低くなっており、棒状体２００が受け継がれやすくなっている。

図４は、フィーダ部１２０から搬送ベルト１３０を介して振動分離ユニット１４０に対して棒状体２００が流れてきた初期段階の状態を示す図である。なお、説明を分かりやすくするため、先行している棒状体２００は図示せず、いま振動分離ユニット１４０として３段設けられているうち前段の仕分け板群体１４１−１付近に搬送されてきた棒状体２００のみを図示している。

図４（ａ）に示すように、フィーダ部１２０から搬送ベルト１３０により前段の仕分け板群体１４１−１付近に向けて搬送が開始される。
図４（ｂ）は、棒状体２００が前段の仕分け板群体１４１−１の上方に至った状態で一時停止する様子を示す図である。
図４（ｂ）に示すように、搬送ベルト１３１の搬送ルートにおいて、振動分離ユニット１４０の仕分け板群体１４１−１の後端付近に検知センサ１５０−１が設けられた構成となっている。搬送ベルト１３１の搬送ルートに沿って搬送されてきた一群の棒状体２００の先頭が検知センサ１５０−１で検知されれば、制御部（図示しない）により搬送ベルト１３１の搬送が一時停止される構成となっている。搬送ベルト１３１の搬送が一時停止した後、振動分離ユニット１４０における仕分け板群体１４１−１の振動が開始する。

図５は、前段の仕分け板群体１４１−１において振動機構１４２による棒状体２００の振動処理の様子を説明する図である。
図６は、この図５（ａ）および図５（ｂ）の状態を斜めから簡単に示した図である。
図５（ａ）および図６（ａ）は、前段の仕分け板群体１４１−１が振動機構１４２によって搬送ベルト１３０の搬送面よりも下方に沈んだ状態を示している。棒状体２００は搬送ベルト１３０の搬送面に載置された状態となる。
図５（ｂ）および図６（ｂ）は、前段の仕分け板群体１４１−１が振動機構１４２によって搬送ベルト１３１の搬送面よりも上方に携挙された状態を示している。棒状体２００が仕分け板群体１４１−１の仕分け板の間隙に入り込むことによって仕分けられている。
例えば、振動機構１４２によって仕分け板群体１４１の振動が、５回／秒程度、１０秒程度実行される。
このように、搬送ベルト１３１による搬送が一時停止したまま、この図５（ａ）および図６（ａ）と、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示した仕分け板群体１４１−１の上方移動、下方移動を繰り返すことにより、各々の棒状体２００が仕分け板群体１４１−１の板の間隙幅に応じて仕分けられてゆき、棒状体２００の仕分け姿勢が安定してゆく。

図７は、図５に示した前段の仕分け板群体１４１−１における振動処理が終了し、一時停止を解除して搬送ベルトにより搬送を再開した様子を示す図である。
図７（ａ）は、一時停止していた搬送ベルト１３１による搬送を再開した状態を示す図である。図７（ｂ）は搬送ベルト１３１の端部から離脱した棒状体２００が搬送ベルト１３２に引き継かがれてゆく様子を示す図である。
図７（ａ）に示すように、制御部（図示せず）により搬送ベルト１３１の搬送を再開すると、棒状体２００が後段側へ移動する。搬送ベルト１３１の後段には搬送ベルト１３２が配置されており、図７（ｂ）に示すように、搬送ベルト１３１の端部から離脱した棒状体２００は、そのまま後段にある搬送ベルト１３２上に落ちて搬送ベルト１３２に引き継かがれてゆく。ここで、搬送ベルト１３２に対して搬送姿勢を安定させるためには搬送ベルト１３１と搬送ベルト１３２の高低差は必要であるが、過分となると落下した衝撃で姿勢が変わる可能性があるため、適度に小さく抑えておく方が良い。

図８は、図７の状態よりも後段側へ進んだ状態を示す図である。
図８（ａ）は、図７（ｂ）の状態が進み、一群の棒状体２００がすべて搬送ベルト１３２に受け渡された状態を示す図である。
図８（ｂ）は、図８（ａ）の状態からさらに進み、一群の棒状体２００がすべて中段の搬送ベルト１３３に受け渡された状態を示す図である。
図８（ｂ）は、棒状体２００が中段の仕分け板群体１４１−２の上方に至った状態で一時停止する様子を示す図である。
図８（ｂ）に示すように、搬送ベルト１３３の搬送ルートにおいて、仕分け板群体１４１−２の後端付近に検知センサ１５０−２が設けられた構成となっている。搬送ベルト１３３の搬送ルートに沿って搬送されてきた一群の棒状体２００の先頭が検知センサ１５０−２で検知されれば、制御部（図示しない）により搬送ベルト１３３の搬送が一時停止される構成となっている。搬送ベルト１３３の搬送が一時停止した後、振動分離ユニット１４０における仕分け板群体１４１−２の振動が開始する。

図９は、中段の仕分け板群体１４１−２において振動機構１４２による棒状体２００の振動処理の様子を説明する図である。
図９（ａ）は、中段の仕分け板群体１４１−２が振動機構１４２によって搬送ベルト１３３の搬送面よりも下方に沈んだ状態を示している。棒状体２００は搬送ベルト１３３の搬送面に載置された状態となる。
図９（ｂ）は、中段の仕分け板群体１４１−２が振動機構１４２によって搬送ベルト１３３の搬送面よりも上方に携挙された状態を示している。棒状体２００が仕分け板群体１４１−２の仕分け板の間隙に入り込むことによって仕分けられている。
ここでも、例えば、振動機構１４２によって仕分け板群体１４１の振動が、５回／秒程度、１０秒程度実行される。

このように、搬送ベルト１３３による搬送が一時停止したまま、この図９（ａ）と、図９（ｂ）に示した仕分け板群体１４１−２の上方移動、下方移動を繰り返すことにより、各々の棒状体２００が仕分け板群体１４１−２の板の間隙幅に応じて仕分けられてゆき、棒状体２００の仕分け姿勢が安定してゆく。
その後も図示しないが、図７と同様、中段の仕分け板群体１４１−２における振動処理が終了し、一時停止を解除して搬送ベルト１３３により搬送を再開し、図８と同様、一群の棒状体２００がすべて搬送ベルト１３４に受け渡され、棒状体２００が後段の仕分け板群体１４１−３の上方に至った状態で一時停止し、図９と同様、後段の仕分け板群体１４１−３において振動機構１４２による棒状体２００の振動処理が実行される。
以上の動作により、棒状体の分離装置１００は貯留部１１０に投入し、フィーダ部１２０から供給された密集状態の棒状体２００が適切な間隔で仕分けられて分離された状態にすることができる。

次に、速度差分離の工夫について述べる。
図１０は、速度差分離の原理について説明する図である。
速度差分離は、多段構成の搬送ベルト１３０において、前段側の搬送ベルトの搬送速度と後段側の搬送ベルトの搬送速度の速度差を設けることにより、搬送ベルト間の引き継ぎの瞬間における速度差により間隔が拡がってゆく。

図１０に示すように、後段の搬送ベルトの搬送速度は、前段の搬送ベルトの搬送速度よりも速いものとなっている。そのため、前段の搬送ベルト１３０を抜け出て後段側の搬送ベルト１３０に到達すれば、より速い速度で搬送されるため、後段の搬送ベルト上の棒状体２００の間隔は前段の搬送ベルト上での間隔よりも拡大する。
このように、搬送ベルト間で棒状体２００が受け渡されてゆくたびに搬送ベルトの速度の差分により棒状体２００同士の間隔が拡大するよう分離されてゆくものとなっている。

ここで、前段の搬送ベルトに載置されている棒状体の被処理物２００の間隔がＷ１（ｃｍ）であり、前段の搬送ベルトの搬送速度がＳ１（ｃｍ／秒）とし、後段の搬送ベルトの搬送速度がＳ２（ｃｍ／秒）とすれば、後段の搬送ベルト上での被処理物２００の間隔Ｗ２（ｃｍ）は、
Ｗ２＝Ｗ１＋（Ｓ２−Ｓ１）＊（Ｗ１／Ｓ１）
ここで、Ｓ２＞Ｓ１であれば、後段の搬送ベルトに受け渡されることにより被処理物２００の間隔が広く空くこととなる。
言わば、低速度の搬送ベルトから高速度の搬送ベルトに乗り換えることにより、被処理物２００の間隔が広く空くと考えれば分かりやすい。
さらに、このように速度差を付けた複数段の搬送ベルトをさらに多段化すれば、被処理物２００の間隔が広くなることが理解されよう。

実施例２として、実施例１にかかる本発明の棒状体の分離装置１００の後段に画像処理装置を設けた構成例を説明する。
本発明の棒状体の分離装置１００の用途は多様なものがあり得るが、例えば、この棒状体の分離装置１００の後段にさらに、撮影装置（図示せず）と画像分析装置（図示せず）を備えた構成とし、単数本に分離されている棒状体の被処理物２００ごと撮影装置でカメラ撮像を行って、画像分析装置によりその画像分析を通じて不良品の有無の検査などを行う検査装置とすることも可能である。

なお、本発明の棒状体の分離装置１００により完全には単数本に分離できず、例えば、２本密接したまま後段の撮影装置（図示せず）に到達してカメラ撮像が行われた場合、画像分析装置（図示せず）により容易に発見できるので、その２本密接したままの棒状体の被処理対象物は、画像解析による所定の検査が十分に行えなかったサンプルとして除外するエラースタッカに振り分けることも可能である。

以上、本発明の棒状体の分離装置の構成例における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。

本発明の棒状体の分離装置は、棒状体の被処理物が密集した状態の被処理物群体を分散して単数本の被処理物へ分離する分離装置として広く適用することができる。棒状体の被処理物としては、例えば、フィルター繊維、ファイバー繊維、棒状の菓子、乾燥スパゲッティや素麺等の乾麺類を含む棒状体の製品などがあり得る。

１００ 棒状体の分離装置
１０１ 架台
１１０ 貯留部
１１１ 搬送トレイ
１１２ 振動機構
１２０ フィーダ部
１２１ 搬送ベルト
１３０〜１３６ 搬送ベルト
１４０ 振動分離ユニット
１４１ 仕分け板体群１４１
１４２ 振動ユニット
１５０ センサ

Claims (8)

1. 棒状の被処理物が複数本まとめた被処理物群体として供給されたものを、単数または少数ごとに分離して所定間隔を空けた状態にして下流行程に供給する棒状体の分離装置であって、
   貯留されている棒状の被処理物を複数本まとまった前記被処理物群体として順々に供給するフィーダ部と、
   一対の無限軌道を備え、前記フィーダ部から供給された前記被処理物群体を搬送面上に進行方向に対して略直交に載置して送る搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトの前記進行方向に対して直交する仕分け板を所定間隔で連続に複数枚配置した仕分け板群体と、前記仕分け板群体の上縁が前記搬送ベルトの搬送面上と搬送面下を行き来するように振動を与える振動機構を備えた振動分離ユニットを備え、
   前記被処理物群体を前記振動分離ユニットによって強制的に分離してゆくことを特徴とする棒状体の分離装置。
2. 前記振動分離ユニットの前記仕分け板群体が複数あり、前記搬送ベルトの前記進行方向に対して前記フィーダ部に近い側を前段とし遠い側を後段とした場合に、前記前段の前記仕分け板群体の前記仕分け板の間隔に対して、前記後段の前記仕分け板群体の前記仕分け板の間隔が小さく調整されていることを特徴とする請求項１に記載の棒状体の分離装置。
3. 前記仕分け板群体の前記仕分け板の上縁の形状が、中央が高く端部にかけて低くなるテーパーが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の棒状体の分離装置。
4. 前記振動分離ユニットにおける前記仕分け板群体の振動数が０．１〜１００回／秒の範囲であり、振動期間が１〜３０秒の範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の棒状体の分離装置。
5. 前記搬送ベルトの搬送ルートにおいて、前記振動分離ユニットの前記仕分け板群体の後端付近に検知センサを設けておき、前記搬送ベルトの前記搬送ルートに沿って搬送されてきた前記被処理物群体の先頭が前記検知センサで検知されれば、前記搬送ベルトの搬送を一時停止し、前記振動分離ユニットにおける前記仕分け板群体の振動を開始することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の棒状体の分離装置。
6. 前記搬送ベルトが複数段あり、各々の前記搬送ベルトを前記進行方向に沿って順に並べたものとし、前記前段の前記搬送ベルトの速度より、前記後段の前記搬送ベルトの速度が速くなっており、前記搬送ベルト間で前記棒状体が受け渡されてゆくたびに前記速度の差分により前記棒状体同士の間隔が拡大するよう分離されてゆくことを特徴とする請求項２に記載の棒状体の分離装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の前記棒状体の分離装置の後段側に、分離された前記棒状体を撮像する撮像装置を備えた棒状体の画像検査装置。
8. 請求項１から６のいずれかに記載の前記棒状体の分離装置の後段側に、分離された前記棒状体の重量を計測する計測装置を備えた棒状体の重量計測装置。

Images