JP6930720B2 - 新型フリートレイ式選果設備 - Google Patents

Description

本発明は、フリートレイ式選果設備に関するものである。

全国の桃、梨、リンゴ等の産地農協選果場で、平成１０年頃より、糖度センサー装置付きの選果作業で果物を傷付けない選果機として、バケット式旧型選果機に代わって、円形トレイに果物を載せてコンベア上に固定せず、フリーの状態で選果設備内を搬流通過させて選果選別を行う、フリートレイ式選果設備の導入事業が始まり、全国産地に導入設置されました。しかし、この選果設備の選果選別排出装置設計には、大きな問題がありました。それは選果作業の中で最も手間のかかる作業であるクロスネット包装作業を選果作業末端に置いた上に、箱詰作業も同エリアで行い、全体選果作業の８０％を集中させ、作業停滞を生む大きな設計ミスが原因でありました。選果作業は選別排出量が等階級別に均等排出ではなく、一部に集中排出する現象の現場常識が設計に考慮されていなかったことが更に末端作業が滞る問題を大きくしました。その後の改善策では、設備を大型化したため作業者も増加しました。設備費、人件費も大幅増加した結果、選果コストが大幅に増加したことで、生産農家から改善要望が出されたことが事の始まりとなり、数年前より、選果現場の見学と、選果設備の検証を行い解決策として考えたことが、クロスネット包装作業が人手の３倍以上も捗るクロスネット自動包装機を上手に活用することを考える中で、現状の課題を打開するには、どの様な技術開発が必要であるかを考え研究を行ってきました。

特許第３５１６０３６号公報

現在、糖度測定装置付新型選果設備として、平成１０年前頃より全国の果物産地農協選果場へ導入事業が行われてきたフリートレイ式選果設備ですが、メーカー仕様内容では、毎時処理能力５１０ケース（１８個入り）となっていましたが、選果作業結果は、導入当初毎時２００ケース程でした。現在は、能力不足を補う改善策として大型化が行われてきましたが、結果は毎時３００ケース程であります。一方で設備費、人件費が大幅増加したため、選果コストは著しく悪化してしまいました。この事が生産農家の間で問題となって長い間改善できないままとなっています。そこで、原因を探ってみると、現場作業における選果選別結果の排出量が不特定で、極一部の等階級果物に集中排出される現象が常に生じていることに対し、選別機構が選果均等排出設計となっていて、現場現象に全く対応できていないことが判明。選果状況に合った選果設備の機構設計が必要であることが理解できました。それらを改善するための課題は、選果で一番手間の掛かるクロスネット包装作業を、クロスネット作業が大幅に捗るクロスネット自動包装機を活用する装置設計を開発することと、設備の小型化を図り作業効率の高い作業場構築を追及した選果選別排出装置の開発を行うことで、増大した設備費と人件費の削減を実現させることが課題である。

第一の課題は、処理能力約６０％の向上。第二の課題は約６０％への設備小型化。第三の課題は、作業効率を高めて人件費の４０〜５０％の削減と設備費３０〜４０％を削減。実現への手段について説明する。クロスネット包装作業を末端箱詰作業と切り離し、それぞれを単純作業化して作業効率化を図ること。選果作業の中で最も手間取るクロスネット包装作業を、約３倍以上捗るクロスネット自動包装機（作業者平均１，９００個／時）を使用して、クロスネット自動包装機集中設置装置の設計開発をし、秒３．６個以上の包装能力を有する機構内容を開発整備する。作業ロス２５％を見込んで、最大毎時５４０ケースの処理数を可能とする。クロスネット自動包装機集中設置装置開発により、等階級選果選別排出装置のコンベア上を搬流する全てのトレイ搭載果物は、クロスネット包装済み果物になることにより、等階級選果選別排出装置の末端作業は、箱詰めだけの単純作業となることで、末端作業処理能力は、作業者１人当たりの作業効率が以前の数倍に改善され、作業者が３０数名から８名へと大幅に削減される。更に、大型化した等階級選果選別排出装置を小型化にするために設計したのが、従来設備に装備されている空トレイ排出レーンを全て排除して選別排出レーン７２条だけを連設する設計である。連設することで従来設備に比べ６０％に当たる小型設計と、コンベア搬送流速３０％アップの設備完成となる。その実現に不可欠な開発がトレイ搭載果物の転落防止技術を取り入れたトレイ払い出し機構と、シンプルな構造の空トレイ回収機構である。それらを開発した結果、実稼働選果処理能力６０％アップの毎時４８０ケース以上を確保し、作業効率を高めた小型化選果設備の開発によって、設備費、選果人件費の大幅削減を実現できる。

選果作業の流れに沿って、新型フリートレイ式選果設備開発に必要となった技術内容を順次詳しく説明を行う。選果作業は、コンベア上をフリーの状態で搬流する空トレイ上に、果物を人手により載せる果物投入作業で選果が始まります。まず、果物搭載トレイは果物品質測定情報収集管理装置内を搬流させ、トレイ搭載果物の品質測定を行い、選果に必要な項目の品質データ収集をしてパソコンでデータ管理を行います。その品質測定で得たデータを使用して、２４等階級に選別管理し、コンベア上を搬流する個々の果物搭載トレイが該当する等階級別搬流経路の設定に従った制御を行います。

現在使用されている選果設備の選果作業の中で、最も手間取る作業がクロスネット包装作業なので、この作業の効率と処理能力を改善することが第一の課題であります。この課題を改善可能としたのが、クロスネット自動包装機集中設置装置である。毎時処理数約１，９００個を処理できる包装機１０台使用して、最大毎時１９，０００個処理できるこの装置構造は、径１３５ｍｍ（桃、梨、リンゴ等大きさの果実選果用として使用するサイズで、文中記述に使用しているが全果物に使用するサイズではない。）のトレイが４列（秒間３．６個のクロスネット包装処理能力をクリアさせ、かつ、包装済み果物を元のトレイ上に戻す作業を行うことで、コンベア流速を最小のトレイ１個分の秒速約１４ｃｍを流速確保させる必要上４列とする。）搬流させるのに必要な幅約６０ｃｍで、長さ９ｍの幅広ベルトコンベア３条を条間約６０ｃｍとって設置した時、その条間２ケ所に幅５５ｃｍ長さ９０ｃｍのクロスネット自動包装機各５台を、それぞれ１人分の作業場所を確保して均等間隔に設置する。クロスネット包装作業能力数値が、秒３．６個でトレイ径１３５ｍｍであることにより、果物の大きさで３階級選別の選果を行うが、１階級集中に備える必要があり、トレイ４列に搬流可能な幅６０ｃｍのベルトコンベア３条を設置する。ベルトコンベア速度は、トレイ一個分少々の秒速約１４ｃｍに設定。果物１個に必要なクロスネット包装の所要時間は平均約２秒なので、作業者が秒速約１４ｃｍで搬流するトレイ搭載果物を取り上げ、クロスネット包装作業を行い、その包装した果物を元の空トレイ上に戻す時、空トレイは果物を取り上げた位置から約２８ｃｍ移動した位置にあることになり、誰にでも出来る単純作業となる。この作業方法で、果物搭載トレイがこの装置内を搬流し終える間に、全ての搬流トレイ搭載果物にクロスネット包装を完了させる。３条のベルトコンベア上に搬流させる果物搭載トレイの端から、大玉用、中玉用、小玉用の順にそれぞれのコンベア上に設定して、各コンベア上設定に該当する３階級のトレイ搭載果物を搬流制御する装置の処理能力数値を検証すると（選果統計上極一部の等階級に大きく偏った時の最大実選果排出数値を参考に計算する。）、大玉、小玉への偏重排出率は７０％。中玉への偏重排出率は８９％となる。装置の処理能力数値は、大玉と小玉が１２，９６０個×７０％で毎時９，０７２個の処理数に対し、使用できるクロスネット自動包装機はそれぞれ最大５台となるので、１，９００個×５台で毎時９，５００個処理できることとなります。中玉が１２，９６０個×８９％で毎時１１，５３４個の処理数に対し、使用できるクロスネット自動包装機コンベア両側となり最大１０台なので、１，９００個×１０台で毎時１９，０００個となり、この結果、クロスネット包装処理能力、毎時処理量４８０ケースをクリアでき、作業の滞りが改善される。一方、単純箱詰末端作業場では、７名で毎時４８０ケースはクリアできるため、作業場のコンパクト化開発も可能となった。この結果、クロスネット包装機を使用しての作業者１人当たりの作業出来高が３倍程の成果が得られることで総作業人員を約３０％削減でき、作業時間も約３０％短縮可能となり、人件費約５０％削減も達成できる。２４等階級選果選別排出装置にクロスネット包装済み果物搭載トレイ搬流を可能とすることにより、末端作業が箱詰めだけとなり、従来の６０％増の処理能力となる高性能でコンパクトな新型フリートレイ式選果設備の完成への第一歩となるクロスネット自動包装機集中設置装置である。

ここからは、新規開発技術分野について詳しく説明を行う。幅３ｍのクロスネット自動包装機集中設置装置から排出されるクロスネット包装済果物搭載トレイは、幅３ｍ長さ８０ｃｍ流速２７ｃｍ／秒（次のトレイ整列用ローラーコンベア内に流入スペースがある時、２個連続に流入させるための流速。）の幅広ローラーコンベア上にランダムに搬流する。幅３ｍの幅広ローラーコンベア最下流のローラーに沿って、幅２６ｃｍ長さ３ｍのトレイ整列用ローラーコンベア上流部を設置する時、この二つのローラーコンベアの間に幅１５ｍｍ程の隙間を確保し、幅１０ｃｍ厚さ８ｍｍ長さ３．５ｍの鉄製フラットバーの幅１０ｃｍ部分を高さとして使用する。８ｃｍ角で厚さ８ｍｍのプレート１０枚を準備し、フラットバーの厚さ８ｍｍ上面端に最初のプレート１枚厚さ８ｍｍ同士を合わせて溶接して、２枚目から１０枚目までは、２５ｃｍ間隔を置き溶接して仕上げたトレイ俵積み崩し用部品を、ローラーコンベア上面よりトレイ俵積み崩し用部品の１０ケ所の突起付プレート上面が約３５ｍｍ高くなるよう確保していた隙間にはめ込むように装備した時、４秒間で振れ幅２５ｃｍの往復運動ができるように装備する。トレイ俵積み崩し用部品の突起プレート間隔２５ｃｍ間を通過した果物搭載トレイは、搬流するトレイ整列用ローラーコンベア上流部では、搬流トレイが２段の俵積み状態で搬流可能な幅２６ｃｍに設定する。長さ３ｍのローラーコンベア流速は、４９ｃｍ／秒でトレイ３．６個／秒、２列搬流の実質処理能力は倍の７．２個／秒搬流能力を設定することにより、次に接続する長さ１ｍのトレイ整列用ローラーコンベア下流部は、幅２６ｃｍ流速４０ｃｍ／秒で始まり、１ｍ先で幅１５ｃｍ流速４９ｃｍ／秒に順次幅を狭め、コンベア流速も順次速め搬流出口をトレイ３．６個／秒に搬流規制することで、トレイ整列用ローラーコンベア上、下流部で生じるコンベアのローラー表面とトレイ底面とのスリップロスを活用して、トレイ整列用ローラーコンベア上流部下流部付近で設計目的である搬流する果物搭載トレイに二段の俵積み現象を生じさせ、トレイ整列用ローラーコンベア下流部搬出口で、果物搭載トレイを一列に整列させることができ、従来設備の整列装置に比べ設置規模は1割程となり、小型化に大きく貢献できるトレイ整列機構となる。

クロスネット包装されたトレイ搭載の果物は、コンベア速度が毎分約３０ｍに達する辺りから、果物搭載トレイを方向転換させるとトレイ搭載果物の転落等事故が生じる危険が非常に高くなると業界で指摘されている課題に対し、本開発設備では、秒間３．６個の搬流トレイを制御するには、危険とされる分速３０ｍを大きく超えて分速約３８ｍとなるので、この課題をクリアするために必要となる技術開発内容は、果物搭載トレイを進行方向に３０〜５０度程（ローラーコンベア表面とトレイ底面の摩擦ロスが条件により大きく変動するので、トレイの回転角度を定値で示すことは不可能であるが、果物の転落防止を確保するには、３０度以上の回転が必要である。）回転させながら方向転換させる技術を取り入れたコーナーローラーコンベアの開発と、等階級選果選別排出装置での果物搭載トレイを直角方向に方向転換させる場合も同様に、弓形状の専用トレイ払い出し羽根部品を開発しサーボモータに取り付け半回転させ、トレイを払い出す工程で果物搭載トレイを進行方向に４０〜６０度程（コーナー搬流に比べ、払い出しによるトレイの方向転換角度の方が、鋭角となることで、大きな回転角度が必要。）回転させることで、トレイ搭載クロスネット包装果物の転落等を防止する技術開発を行う。

現在稼働中選果選別装置の等階級選果選別排出レーン数が、平成１０年頃の開発当初、２４等階級選別に対して一等階級に一条割当の２４条レーン装備設計でしたが、平成２０年設置設備では、選別排出量の多い一部等階級に複数条を割当てる設計変更により、合計４４条のレーン数装備に増設し、処理量の向上を目指した結果が、計画目標に反し、設備は５０ｍにも及ぶ大型設備となり、事業費増大と選果人件費増大を招き、事業効果の選果処理数向上は、仕様計画提示の毎時５１０ケースの６０％にも及ばす、毎時３００ケース程で生産者に想定外の大きな設備資金負担増などで選果コスト増大を招くことになりました。現在では、等階級選果選別排出レーン増設による改善方策自体、各メーカーともこの１０年間行き詰まり状態となっています。そこで本発明では、クロスネット自動包装機集中設置方式を取り入れ一部の等階級に大きく偏よる果物の選別排出現象に対応できる設備開発に、最も重要な選別排出レーン数の必要数を選果現場現象から検証算出した等階級選果選別排出レーン数７２条（過去の選果統計等階級別排出数を基に、各等階級に必要条数を割り当てることで、各等階級選別排出量の偏重率７０％に対応し、毎時処理数４８０ケース×１８個＝８，６４０個／時を達成するには、１排出口の毎時箱詰能力１，５００個を考慮し各等階級に２条から６条を複合して割り当てる方法で、計算した時の必要条数である。しかし、７２条に限定はしない。）を装備し選果処理能力の改善を行い、かつ、できる限り設備使用場所の無駄を省く設計を心掛け、小型化に向け、選別排出装置機構の開発に力を注いできました。その結果、クロスネット自動包装機集中設置やトレイ払い出し装置機構と空トレイ回収機構等の技術開発によって、等階級選果選別排出レーンを並列に連設する設計開発が可能になり、今までにない選別方式（複合割当排出方法）が取り入れ可能となった。７２条もの等階級選果選別排出レーンを装備して設備総長約１６ｍ（７２条排出レーン設置で従来式設計では、総長５０ｍ必要。）に小型化した選果選別排出装置を完成させ、この排出レーンの連設効果により、作業者同士が移動しながら連携作業を行なうのに適した総長約１６ｍの作業場にしたことと、作業が捗る箱詰だけの作業場となった成果は、時間当たり総処理数を全作業者で割ると、作業者一人当たりの毎時選果処理量比較で５ｋｇ入りケースで従来設備の毎時約７ケースから、開発設備では約１４ケースへと改善できる。大幅な選果人件費削減に繋がる改善となった。また、従来設備設計内容と異なり等階級選果選別排出レーン１２条を連設装備し、工場生産できるユニット装置の排出用レーン１２条付大面コンベアユニットを開発できたことで、選果設備組立作業が従来の設置現場組立方式から製作が工場内でのユニット化組立方式が可能となり、従来の４〜５ヶ月も要した現場製作組立工期が約２０日間となる大幅短縮が実現できる。この製作組立費用の大幅削減に加えて、従来の等階級選果選別排出装置の排出レーンコンベアや、空トレイ回収用コンベアに多用されていた光感知センサー等を使用し、高額な間欠式駆動源と制御機器を大量に使用する設備設計から、本開発によって従来方式に替えてフリーローラーを多用した選果選別排出レーンを連設することとした発想の設備設計を探究したのが、果物搭載トレイを回転させながら払い出すトレイ払い出し機構と、空トレイ回収機構のトレイ搬流停止用円筒キャップを１２ケ所に設置使用して果物搭載トレイの搬流始動と、搬流停止を行う制御方法を開発し、等階級選果選別排出レーン１２条を連設装備した、１ユニットコンベア上果物搭載トレイの搬流制御を完成させた装置は、幅約２ｍの大面コンベアユニットである。大面コンベアユニット６台を設置する等階級選果選別排出装置は、フリーローラー活用に必要となる、水平方向を基準として俯角７度前後の傾斜を持たせて、１２条通し軸連続回転駆動ローラーとフリーローラーを作用目的に合わせ、適宜な間隔で組合せ設置し、フリーローラーをできる限り多用する製作設計の内容を説明する。連続回転する駆動ローラーとフリーローラーで構成された１２条の等階級選果選別排出コンベアレーンを装備し、各１２条の排出コンベアレーン末端に装備するトレイ搬流終着スポット（箱詰用果物の待機場所）のすぐ上流位置に空トレイ回収機構に装備される、トレイ搬流停止用円筒キャップを設置した大面コンベアユニット６台で７２条の等階級選果選別排出装置は、ローラーコンベア上を搬流する全ての果物搭載トレイを装置末端での箱詰作業に合わせて作動するトレイ搬流停止用円筒キャップを装備して、搬流制御させることを目指した装置である。この装置は、トレイ搬流停止用円筒キャップを上下作動させることで、搬流してくる果物搭載トレイが、連続回転駆動ローラー上に在るため、搬流停止、搬流始動が迅速に繰り返し行える仕組みにした果物搭載トレイの搬流間欠制御方式により、選果箱詰作業を滞らせることなく対処でき、トレイ搬流終着スポット上に果物搭載トレイを速やかに供給できる。さらに、選果選別排出レーンを連設し、７２条を装備して設置幅を１６ｍ程に収めたことで、排出レーンの何処の場所に果物が排出しても柔軟に素早く作業者が移動し、箱詰作業に対応可能な設備となり、無駄となった作業者の削減を実現させた。箱詰めされトレイ搬流終着スポット上に残る空トレイが、トレイ搬流停止用円筒キャップの働きにより、その場所で速やかに回収される結果に於いて、得られた大きな効果である。次に、果物搭載トレイが搬流する等階級選果選別排出レーンを上流区間、中流区間、下流区間に区別して説明する。上流区間５０〜７０ｃｍ間（トレイ径１３５ｍｍ使用時）では、１２条通し軸連続回転駆動ローラーを５ｃｍ間隔で連設することで、タイミングベルトコンベア上から秒間３．６個の果物搭載トレイが連続して分速１６ｍのローラーコンベア上に２列で払い出されても確実に装置内へ流入させられる設計とした。中流区間は、選果作業中に一部の等階級排出口に偏重排出現象が生じた際、一時的に選果選別排出量に箱詰作業が担いきれず、コンベアレーン上に果物搭載トレイが滞留する事態に対応する措置として、果物搭載トレイの滞留ゾーンのレーン長は適宜に決定するができれば２ｍ以上設けることが望まれる。この区間は、ユニット装置に水平方向を基準として俯角７度前後の傾斜があり、迅速な搬流を必要としないのでフリーローラーを３０ｃｍ間設置し、次に、一本の１２条通し軸連続回転駆動ローラー設置を挟んで、再び３０ｃｍ間フリーローラーを設置する方式で製作する。この方式を取り入れたことで、果物搭載トレイの過度の加速搬流を防ぎ、急停止時に生じるトレイ搭載果物の転落を防止することと、駆動ローラー効果により、作業上必要なトレイ搬流速度を確保制御する目的も果たす。箱詰作業を効率よく行うために、重要な役割を担う下流区間７０〜８０ｃｍは、末端にトレイ搬流終着スポットを約１５ｃｍ間に設置し、その上流３ｃｍの位置に一本目の径２５ｍｍの１２条通し軸連続回転駆動ローラーの中心を設置する。その駆動ローラーの両サイド２箇所に、径９ｍｍのトレイ搬流停止用円筒キャップが収まるように装置を装備して、駆動ローラーから５ｃｍの位置にフリーローラーを、次には１２条通し軸の駆動ローラーを、以降交互に５０〜６０ｃｍになるまで繰り返し設置する。この装置に使用するトレイ搬流停止用円筒キャップの上下作動を、光センサーからの感知信号をもとに、エアシリンダ等で適宜制御することで、果物搭載トレイの供給が箱詰作業の流れに速やかに対応できる。果物搭載トレイの箱詰作業への供給と空トレイの処理を速やかに行える装置の完成となった。この装置製作設計には、性能面とは別に機構製作部材にコスト削減を重視した特徴がある。ローラーコンベアを多用する設置方法内容を説明する。まず、フリーローラーを多用するが、フリーローラーは加速がつき過ぎる欠点部分があるので、駆動ローラーで流速制御させる。フリーローラー間に適度な間隔をおいて一本の連続回転駆動ローラーを設置し、レーン１２条通しの１本のシャフトに１２個のローラーを装備する方式を導入する設計にした。１本の１２条通し駆動シャフトの条間それぞれに、１個ずつのローラーを装備取り付けし、そのシャフトの駆動源側に位置する駆動軸を受け止める軸受け１個だけをベアリング軸受けにする。残る１２条のレーン仕切り板１本おきの仕切り板６ケ所のドリル穴に軸受けブッシュをはめ込み完成さす。この１２条通し軸駆動用ローラーの開発により、部品代、部品組立て加工費用の大幅削減を可能とする設計となった。また、従来の設備で同等の７２条選別排出レーン数の装置であれば、モータの間欠方式駆動制御機器セットで３００セット近く必要となっていたものが、本開発では、ユニット６台分、４００Ｗモータと４００Ｗ用インバータの６セットで連続駆動させることで稼働できる。全長約１６ｍ（従来設備で７２条設置すれば全長約５０ｍ必要。）の等階級選果選別排出装置の小型化は、トータルで設備費の大幅削減と、さらに大幅な小型化により作業性の向上が得られるコンパクトな作業場になることで作業者数の削減効果も得られ、これらの開発によって大きな選果コスト削減効果が得られることになる。

果物搭載トレイを分速３０m以上でコーナー搬送してもトレイ搭載果物の転落を防止できるコーナーコンベア機構は、コンベアに使用するローラー用円錐台の上面と底面に円形鍔があり、上面には小さい鍔を底面には大きい鍔を設ける。コーナー用ローラーを設置した時に隣のローラー鍔同士が干渉しない大きさの鍔にして製作する円錐台形寸法は、円錐台形底面径５０ｍｍ、上面約３０．９ｍｍ、高さ１４５ｍｍの鍔付とする。この円錐台形状ローラー６個を使用してコーナーコンベアを製作する時、円錐台底面より高さ３０ｍｍまでは円錐台側面にポリウレタン等の摩擦力のある材質を僅か突出するように使用することは、コーナー搬流中の果物搭載トレイに進行方向により確実な回転角度を与える方策であり、コーナーコンベアの速度がさらに高速の分速４０〜５０ｍを必要とした時、トレイ搭載果物を転落させることなく確実に搬流させられる方法として採用することとする。８０度の角度を５等分した長さ４５ｃｍの放射線６本を引き、６本の放射線上にコーナー用ローラー中心線が重なり、かつ、放射線４５ｃｍの先端が円錐台形ローラー底面に一致するようにコーナー用ローラー６個を設置する。６本の放射線の中心点は、設置したコーナー用ローラーの円錐台形頂点より６１ｍｍ距離が長くなるように設置し、この６１ｍｍの差を取ることで果物搭載トレイは、コーナー搬流中に計算上５０度少々回転が得られることになるが、６本のローラーコンベアを使用することと果物搭載トレイ総重量のばらつき等によりスリップロスが変化することから、果物搭載トレイは、進行転換方向に平均４０度前後回転しながら毎分３０ｍ以上で搬送される時、コーナーコンベア上のトレイ搭載果物を転落させることなく搬流できるコーナーコンベア機構。

等階級選果選別排出装置内に設置する一条の長さ約１８ｍ、幅１２ｃｍのタイミングベルトの駆動軸に１回転でタイミングベルトが５００ｍｍ移動できる歯車をモータ駆動軸に取り付け、さらに駆動軸に１回転で５００パルス（１パルス１ｍｍの移動距離制御で説明する。）のエンコーダを取り付けて、分速３８ｍで搬流する１条のタイミングベルトコンベアスタートのパルスカウント開始基点位置に、トレイナンバー読み取り装置と、トレイ通過感知用センサーを設置して、その位置から約１ｍの間隔を空けて（トレイナンバー読み取り後データ照合処理用時間確保のために１ｍ程のコンベア上搬流時間が必要。）、タイミングベルトコンベア側面に沿って、１２条の等階級選果選別排出レーンを装備した大面コンベア６ユニットを順次並べて連設する。そして、タイミングベルトを挟んで、すでに設置した大面コンベア６ユニットに装備された等階級選果選別排出レーン７２条を順次各２条ずつに区分し、そのそれぞれに当たる２条設置位置の反対側に、２条に一台の割で、トレイ払い出し用羽根部品を取り付けた３６台のサーボモータを設置。この各サーボモータ1台で搬流トレイを1条の幅１４５ｍｍの選果排出レーン２条への２方向交互に払い出す設計にしているため、1台のサーボモータ設置位置に１２パルスで１２ｍｍ間隔の２ケ所にトレイ払い出し位置を設定し、２方向へトレイを払い出す。装置全体で等階級選果選別７２排出レーンに対し、７２ケ所のトレイ払い出し位置をパルス数に変換してパルス数で位置設定し、３６台のサーボモータで、７２条の等階級選果選別排出レーンに搬流トレイを払い出し分けるこの装置の制御内容は、タイミングベルトコンベア上に当該果物搭載トレイが搬流して来ると、直ちに搬流トレイ感知センサーでトレイの通過を感知させ、同期してパルスカウントがスタートしカウントを継続させる中、この時、同期して当該トレイのトレイナンバーを読取装置で読み取りデータ照合処理によって搬流してきた当該果物搭載トレイに設定されているパルス数が１秒間足らずで判明。継続中パルスカウントが設定パルス数に達すると、パルス数設定位置に設置したサーボモータが起動し、トレイ払い出し用羽根部品が半回転して、ベルトコンベア上の同パルス数設定位置に搬流する当該果物搭載トレイを搬流設定された等階級選果選別排出レーンにトレイ搭載果物の転落を防止するため、果物搭載トレイを払い出し方向に回転させながら払い出す装置の完成は、等階級選果選別排出レーン連設を可能とする重要なひとつの条件をクリアさせるトレイ払い出し機構の開発となった。

果物搭載トレイを搬流させる幅１２０ｍｍのタイミングベルトコンベア側面に沿って、７２条の等階級選果選別排出レーンを設定した時、１条の幅１２０ｍｍのタイミングベルトコンベアを挟んで等階級選果選別排出レーン各２条ずつに果物搭載トレイを払い出せる反対側の位置３６ケ所に、トレイ払い出し用部品を装着したサーボモータ３６台を設置する。選果選別排出レーン最上流に設置する径２５ｍｍの一本の連続駆動ローラー表面の高さを、タイミングベルトコンベア上面より１．０〜１．５ｍｍ高くなるようにすることと、径１３５ｍｍの円形トレイを使用するため、タイミングベルトコンベア設置側から約２０ｍｍ離した位置に径２５ｍｍの連続駆動ローラー最上部のローラー中心が収まるように設置する。トレイ払い出し用羽根部品が回転始動して果物搭載トレイをタイミングベルト上から払い出し始めて間もなく、払い出し方向に設置した径２５ｍｍのローラー流速毎分約１６ｍ（秒３．６個のトレイを２条に交互に払い出した時、安全かつ確実に必要なトレイ流速度）の連続駆動ローラーコンベア最上流のローラー上へ果物搭載トレイが払い出されて移行する。その際、幅１２０ｍｍのタイミングベルトコンベア上面と果物搭載トレイ底面との間に微かな隙間が生まれ、本来タイミングベルトコンベア上面と果物搭載トレイ底面との間に働く大半の摩擦抵抗を取り除く目的が達成できる。この効果により、トレイ払い出し用羽根部品を回転させたとき果物搭載トレイに回転を与え易くなり、トレイを払い出す方向により確実に回転させながら払い出すことができる。これは、トレイ搭載果物の転落防止効果と、果物搭載トレイがトレイ払い出し用羽根で２方向へ直角に近い角度で払い出され、果物搭載トレイの描く搬流軌跡変則カーブを小さくできることで、トレイ払い出し方向を平均角度約３５度差２方向にトレイの払い出しを安定させる効果も得ることができる。果物搭載トレイを回転させながら払い出すことで、果物の転落を防止し、さらに２方向へ払い出し、２条のトレイ搬流終着スポット上に果物搭載トレイを均等排出され、箱詰作業が速やかに行える。選果選別排出レーン２条の設置幅３２ｃｍとなり、トレイ払い出し用羽根部品の回転径２８〜３０ｃｍの設置が確保できたことで、２枚の羽根を装備したトレイ払い出し用羽根部品を理想の形で装備可能とすることができ、果物搭載トレイを払い出し時に必要な回転を与えられるトレイ払い出し用羽根部品の開発となった。

等階級選果選別排出装置のトレイ払い出し用羽根を装着したサーボモータが３６台並ぶ前側に設置するタイミングベルトコンベア上をパルスカウント中の果物搭載トレイが搬流していく中、当該果物搭載トレイに設定されたパルス数にパルスカウントが達した時、同じパルス数値位置に設置したサーボモータが起動してトレイ払い出し用羽根が半回転して、秒間３．６個の果物搭載トレイを払い出し方向に40度前後回転させながら払い出していく新型フリートレイ式選果設備のトレイ払い出し機構に使用する、比重の小さいアルミ製の２枚の羽根付きトレイ払い出し用羽根部品について説明する。サーボモータに取り付ける羽根の回転芯より１１本の放射線を羽根の回転逆方向に向い、１０度ずつ順次ずらして角度が１００度に達するまで放射線を引き、タイミングベルトコンベア上を搬流する径１３５ｍｍのトレイと、半回転するトレイ払い出し用羽根が、最初に接触する放射線との接点を（Ａ）として、最初の放射線上に印し、この作業を順次行い最後の１１本目の放射線上でトレイと回転する羽根の最先端が接触する接点を（Ｋ）として、１１本それぞれの放射線上に印した時、羽根の回転芯である放射線中心点から最初の放射線上に印した接点（Ａ）までの距離をＸで表し、１１本目の放射線中心点から１１本目の放射線上に印した接点（Ｋ）までの距離をＸ＋Ｙで表し、Ｘを５０ｍｍ、Ｙを９０ｍｍとして、１１本の放射線上に点（Ａ）から点（Ｋ）までを印し、トレイ払い出し用羽根の略形状を表すと、点（Ａ）はＸ＋０ｍｍ、点（Ｂ）はＸ＋２．７ｍｍ、点（Ｃ）はＸ＋６．０ｍｍ、点（Ｄ）はＸ＋１０．５ｍｍ、点（Ｅ）はＸ＋１８．０ｍｍ、点（Ｆ）はＸ＋２７．０ｍｍ、点（Ｇ）はＸ＋３８．０ｍｍ、点（Ｈ）はＸ＋５１．０ｍｍ、点（Ｉ）はＸ＋６４．５ｍｍ、点（Ｊ）はＸ＋７７．５ｍｍ、（Ｋ）はＸ＋９０．０ｍｍで印した時、点（Ａ）から点（Ｋ）までの１１本の放射線上に印した１１ケ所の点を通る滑らかな弓状の曲線で結んだ形状の羽根は、トレイ搭載果物の転落防止のためトレイに払い出し方向に３０〜５０度程の回転を得る目的で、点（Ａ）から点（Ｄ）まではトレイと羽根との接触角度を特に小さく設定し、点（Ｋ）に向かって少しずつ接触角度を順次大きくしていき、トレイと羽根の接触初期はトレイに与える接触時衝撃を小さくすることにより、トレイと回転する羽根接点が擦れる状態で始まる初期に働く摩擦力ができるだけ大きく働くようにして、トレイを払い出し方向に回転を生じ易くするための形状にしたものである。１１本の放射線の３本目に印した点（Ｃ）の辺りに、径５ｍｍ程（必要以上の大きな回転が生じると、果物転落の危険が生じるために丸物を使用。）の硬質ゴム等の摩擦力のさらに強い材質を使用して、トレイと羽根の接触初期に、より大きな摩擦力が羽根とトレイの間に生まれ、果物搭載トレイが払い出される間に５０〜６０度程の回転が得られることで、果物搭載トレイを安全に秒間４個以上の払い出しが必要となる際、採用するとよい。スリップロス無しでの計算上数値から判断すると、払い出し用羽根のトレイ払い出し時、接触面の長さ約１６５ｍｍでトレイの外周は約４２４ｍｍより、３６０度×１６５ｍｍ÷４２４ｍｍ≒１４０度の回転が得られることになる。実際の回転は４０度前後であり、７０％前後のスリップロスが生じている。開示した方法を取り入れることで、１０％以上のスリップロスを減じられる。コンベア流速５０ｍ／分でも果物の転落を防止できる。しかし、トレイ払い出し用羽根部品の払い出し面速度は、約１２０ｃｍ／秒程になることで、スリップロスを減じ過ぎるとトレイの回転速度が速くなり過ぎて果物転落の危険が生じる。果物搭載トレイが回転過度になり果物転落の原因とならないよう、材質、形状は実施使用して決定適宜判断すること。また、トレイ払い出し用羽根を２枚取り付けたトレイ払い出し用羽根部品を製作する際、羽根部品の回転芯を通る２本の直線を引いた時に、２つの対角が１００度と８０度とした時、羽根２枚の１枚ずつが１００度の対角位置内に収まるように製作を行うことにする。これは、トレイを払い出す時に回転する２枚の羽根が、約４ｃｍ間隔で連続して搬流する果物搭載トレイの１個を払い出す時、その果物搭載トレイの前後を搬流するトレイに回転する羽根が干渉することなく、秒間３．６個の果物搭載トレイを３０〜６０度程回転させながら払い出すことができる。この２枚のトレイ払い出し用羽根を装備した部品形状は、次の回転作動に備えてトレイ払い出し作動に最も適した位置に、払い出し用羽根を待機させておくのに最適なトレイ払い出し用羽根部品形状となるようにした。

１２条の等階級選果選別排出レーンを連設して、幅約２ｍのユニットに仕上げた等階級選果選別排出用大面コンベア６ユニットで合計７２条の搬出レーンを装備した等階級選果選別排出装置は、得たデータを使用して等階級個別に割り当て設定された各等階級選果選別排出レーン上にトレイを払い出すトレイ払い出し機構により、当該クロスネット包装済み果物搭載トレイを払い出して搬流させ、７２ヶ所のトレイ搬流終着スポット上へ速やかに搬出させる。箱詰作業の流れに合わせ、果物搭載トレイを搬流制御する装置である空トレイ回収機構のトレイ搬流停止用円筒キャップの上下作動制御によるシンプルな機構設計により、処理能力向上に必要な果物搭載トレイの搬流始動、停止操作を速やかに繰り返し行えることと、製作コストを削減できる方法として、フリーローラーを主体に設置したローラーコンベア設計にする等階級選果選別排出用レーン１２条付大面コンベア装置の1ユニットには、設置コンベアのフリーローラー区間で搬流するトレイに適度な加速が生じるよう、コンベアに水平方向を基準として俯角７度前後の傾斜を持たせた上流区間、中流区間、下流区間に区別して、それぞれに設置するローラー設置内容を示す。等階級選果選別排出大面コンベアの上流区間約７０ｃｍ区間に、タイミングベルト上を連続して同じ等階級の果物を搭載したトレイが搬流した時、秒間３．６個が連続して払い出される果物搭載トレイを２条の等階級選果選別排出レーンのローラーコンベア上に速やかに受け入れ搬流させる機能が必要なため、特にトレイのローラーコンベア上への流入を確実にする手段として、レーン１２条通し軸連続回転駆動ローラーを５ｃｍ間隔で連続して設置し、分速約１６ｍ（計算上、径１３５ｍｍのトレイが秒間３．６個÷２条のトレイが最大払い出されることに対応できるコンベア速度。）で設置する。次のクロスネット包装済み果物搭載トレイ滞留ストック用コンベア設置の中流区間は、３０ｃｍ間にフリーローラーを連続して設置し、次に、設置する1本の連続回転駆動ローラーは、クロスネット包装済み果物搭載トレイが不必要に過度の搬流加速することを防止する目的と、一方でローラーコンベア上にクロスネット包装済み果物搭載トレイが集中排出され作業能力を一時的にオーバーした際、オーバーした果物搭載トレイが滞留し、搬流停止状態にある果物搭載トレイに対し再搬流を速やかに開始させるため、分速約１６ｍのレーン１２条通し軸連続回転駆動ローラー１本を設置する。このフリーローラーと駆動ローラーの設置方式を５回以上多めに繰り返し行うことで、選果作業中の一部等階級への偏重搬出現象が生じた際に、箱詰作業能力以上の果物搭載トレイ排出に備え、クロスネット包装済み果物搭載トレイ排出超過分を一時的に滞留させるために設ける区間なので、できれば長めのストックヤードを確保することが望ましい。この設計は箱詰作業の平準作業化に役立ち、作業全体の効率を高めるために必要である。作業の流れを滞らせることなくクロスネット包装済み果物搭載トレイを次の装置へ速やかに搬流させる効果も得られる。等階級選果選別排出レーン下流区間の最下流に位置するトレイ搬流終着スポット手前の約５０〜６０ｃｍ区間には、コンベア流速１５ｍ／分とする（レーン２条に秒間３．６個最大搬流設定としたことで、１条には秒間１．８個となり、トレイ径１３５ｍｍ×１．８個×６０秒＝１４．５８ｍをもとにした。）。搬流一旦停止状態となっているクロスネット包装済み果物搭載トレイを箱詰作業の流れに合わせて、クロスネット包装済み果物搭載トレイを速やかに停止、搬流を繰り返し行わすために、トレイ搬流終着スポット手前の設置ローラーがレーン１２条通し軸連続回転駆動ローラーとなるように、フリーローラー１本とレーン１２条通し軸連続回転駆動ローラー１本を交互に５ｃｍ間隔で設置して、箱詰作業の流れに合わせてクロスネット包装果物搭載トレイをトレイ搬流停止用円筒キャップの上下作動により、迅速に搬流、停止を繰り返し行わせることで、果物搭載トレイをトレイ搬流終着スポット上に供給する。また、設備に傾斜を設けフリーローラーを数多く使用する意図は、クロスネット包装済み果物搭載トレイがストック区間内にほぼ満杯になることを想定する時、１条の選果選別排出レーン上では、約２秒間にトレイ１個分の搬流と停止が繰り返して行う状態となり、この事態でローラー全てを連続回転駆動させる上で生じる必要以上の摩擦動力がトレイ搬流停止用円筒キャップに大きなトレイの搬流圧力を与え、円筒キャップがトレイから外れにくくなり、円筒キャップで搬流停止となっている果物搭載トレイの搬流開始阻害原因や装置の故障の原因等とならないようにすることと、従来の数多くのモータを設置して、数多くのセンサー等を利用し、起動、停止を断続的に行う制御方式を変更した効果で、間欠駆動用装置を使っての制御時間ロスを減らすことができ、その結果、トレイの搬流数を増加させることができ機構が簡素化し、故障の起きる可能性も低くなり、また、製作費削減メリットも得られる。上場企業も多く参入している選果設備業界にあってフリートレイ式選果設備開発から２０年間もの間、効果ある開発改善策が示されない中に於いて、大幅な設備機能の向上と５０％にも及ぶ人件費削減に、さらに大幅な設備製作コスト削減を現実とした画期的な開発となった新型フリートレイ式選果設備の等階級選果選別排出装置である。

空トレイ回収機構は、果物搭載トレイがトレイ搬流終着スポット上に搬流供給される工程に於いて、トレイ搬流終着スポット手前のレーン１２条通し軸連続回転駆動ローラーと、トレイ搬流終着スポットとの間の駆動ローラーを４ｃｍ程短くした両サイドと、トレイ搬流レーンを仕切る搬流レーン仕切り板側との間２ケ所に、約２ｃｍ四方のトレイ搬流停止用円筒キャップ設置場所を果物搭載トレイ搬出レーン７２条分、合計１４４ケ所に確保し、この場所に設置する外径８ｍｍ、長さ４０ｍｍの円柱上部に圧縮スプリングを嵌め込み、その上部から肉薄の内径９ｍｍ、長さ６０ｍｍの円筒キャップを被せて、円筒キャップだけが滑らかに２５ｍｍ程上下移動行える仕組みにした長さ７０ｍｍのトレイ搬流停止用円筒キャップの最上部がコンベアローラー上よりも２０ｍｍ突出するように設置する。コンベア上を搬流するクロスネット包装済み果物搭載トレイをトレイ搬流停止用円筒キャップで一旦停止させ、既にトレイ搬流終着スポット上に排出されたトレイ搭載果物は箱詰めされる。トレイ搬流終着スポット上に残った空トレイを下方へ滑落回収させる時、追流トレイの干渉を除外させるためにトレイ搬流終着スポット上で停止中の空トレイと、追流してくる果物搭載トレイをトレイ搬流停止用円筒キャップで停止させた際、空トレイとの間に、約１０ｍｍの隙間（この隙間は、空トレイを滑落させる時に追流して来る果物搭載トレイが、空トレイに干渉して空トレイの速やかな滑落の阻害となることを防止するため。）を残して、追流する果物搭載トレイを一旦停止させておくことで、空トレイを下方の空トレイ回収レーンへと瞬時に滑落させ、スムーズに空トレイを回収できる。詳しく工程説明すると、トレイ搬流終着スポット上にトレイが存在しないことをセンサーで感知させ、同期してトレイ搬流停止用円筒キャップは、エアシリンダを作動させトレイ搬流停止用円筒キャップ最上部が、コンベア上面より５ｍｍ程下方になるよう約２５ｍｍ下方に引き下げると果物搭載トレイは、トレイ搬流終着スポット方向に搬流を開始するが、この際、トレイ搬流停止用円筒キャップ上層を果物搭載トレイが搬流通過中に、エアシリンダを元に復帰作動させるが、トレイ搬流停止用円筒キャップに内蔵する圧縮スプリングは、果物搭載トレイ重量圧で円筒キャップだけが元に復帰できない強さの圧縮スプリングを使用して、円筒キャップが完全復帰しない状態にしておくことで、果物搭載トレイがトレイ搬流停止用円筒キャップ上層を通過終了するまで、円筒キャップ上面が搬流する果物搭載トレイ底面と擦れ合う状態となり、トレイが円筒キャップ上面を搬流通過し終えると直ちに円筒キャップはバネの反発力によってトレイ搬流停止用円筒キャップが元に完全復帰し、追流してくる果物搭載トレイを搬流停止させる。既にトレイ搬流終着スポット上に排出されていたトレイ上果物が箱詰作業のため取り去られ、センサーがトレイ上に果物が存在しないことを感知すれば、トレイ搬流終着スポットはエアシリンダを作動させ下方に瞬開して、空トレイを等階級選果選別排出レーン装備の下部に設けた空トレイ回収レーン上に瞬時滑落させた後に、エアシリンダを作動させトレイ搬流終着スポットを元の位置に復帰させる。この操作を繰り返して行う仕組みが空トレイ回収機構である。空トレイ回収機構は、果物搭載トレイ搬流終着スポット設置場所と空トレイ回収機構設置場所とが共有する機構開発により、従来の選果設備で必要であった２装置の設置場所の１つ分を省くことに成功した。この装置開発が選別箱詰作業の捗る等階級選果選別装置の小型化を可能とした結果、設置幅約１６ｍで７２条もの等階級選果選別レーンを装備した小型設備が実現し、省力化と作業の捗る箱詰作業場を提供できる効果と、さらに、重要な改善課題である不特定で一部の等階級搬出口に、常時選果量の５０％程が集中排出される選果状態に効率よく対応できる作業場を実現させたのは、７２条排出レーンを装備した、等階級選果選別排出装置の搬流制御に開発した空トレイ回収機構のトレイ搬流停止用円筒キャップを、箱詰作業の流れに合わせてエアシリンダを動力源に約２５ｍｍ上下運動を行うことで、果物搭載トレイの搬流停止、搬流始動を速やかに繰り返し行うシンプルな制御機構を開発した効果は大きい。各等階級に設定する７２条の等階級選果選別搬出レーンが、選果作業を捗らすために必要な選果果物の排出設定内容の一例を次で明示する。

３等級８階級選果とは、果物の大きさ、色相、傷や糖度等の内部品質を測定し得たデータを使用して、等級を上位等級、中位等級、下位等級の３等級に区別し、さらに、等級別に果物の大きさで８段階に区別し、合計２４種別化する選果選別方法であります。現在、選果場で使用されているフリートレイ式選果設備の改善すべき課題原因（他機種も同課題あり）は、選果現場で共通して生じる現象で２４等階級中１０等階級程度に於いて、その中の不特定で極一部の等階級に集中排出する偏重度が３０％〜６０％となることが常態化して生じ、６０％に達する選果現象に対し、従来選果設備は、クロスネット包装をして箱詰する作業現場の作業処理能力が低い装置設計となっているため、度々作業が手詰まり状態になり、その都度、選果全体作業が一時停止状態となっています。このため、全体作業効率は著しく低下し、選果人件費と大型化設計により設備事業費の増大を招いています。この現象に対応するため、必要となるいくつかの技術開発を行い、それらを結集して完成させたのが、従来設備に比べ小型化で性能を大幅に向上させた設備が等階級選果選別排出装置であります。課題解決に必要な要件の一つをこの装置を使用して行う選別排出方法を、等階級別の搬出用７２条のコンベアレーンを装備したことにより、一部の等階級に集中排出する現象に対応できる新方式の等階級別配分排出レーン設定方法が可能となった成果は大きい。その配分設定内容の一例を示す。２４等階級別に記号、番号を振り説明する。上位等級８階級を果物の大きい方から（上１）から（上８）で表し、同様に中位等級８階級を（中１）から（中８）で表し、下位等級８階級を（下１）から（下８）で表し、下位等階級にはクロスネット包装は行わない。そして過去の選果実績データを基に、産出量の多い等階級別に番号を１から２４までつけると、１番（上４）、２番（上５）、３番（中４）、４番（上３）、５番（中５）、６番（下５）、７番（中３）、８番目（上２）、９番（上６）、１０番（中２）、１１番（中６）、１２番（下４）、１３番（下３）、１４番（上７）、１５番（中７）、１６番（下７）、１７番（下６）、１８番（上１）、１９番（中１）、２０番（上８）、２１番（中８）、２２番（下２）、２３番（下８）、２４番（下１）以上の結果を基に、７２条の等階級選果選別搬出レーンを設置した順に、６条を１枠にして順次１２枠に設定区別し、この枠に等階級の中から２つの等階級を選んで、１２組に分ける作業を行う。１２枠それぞれに割り振る条件を挙げる。条件１は、まず、１枠から１２枠までに１番から１２番までを１枠１等階級を割り振る。条件２は、割り振りが決定している１番から１２番の中で、クロスネット包装された、上、中位等級に該当する枠に、１３番から２４番の中で同じ上、中位等級に属し階級差４以上の組合せが成立する番号を割り振る。条件３は、クロスネット包装なしの枠で組合せが成立していない枠にクロスネット包装された等階級で割り振りが決まらず残っている番号を割り振る。条件４は、残るクロスネット包装された番号で組合せが成立していない枠に、割り振りが決まらず残るクロスネット包装なしの番号の若い方から順番に組合せて完了する。条件に従い組合せた一例を示すと次の様になる。１枠は（上４）（下１）、２枠は（上５）（下８）、３枠は（中４）（下２）、４枠は（上３）（中８）、５枠は（中５）（下６）、６枠（下５）（上７）、７枠は（中３）（下７）、８枠は（上２）（上８）、９枠は（上６）（下３）、１０枠（中２）（中７）、１１枠は（中６）（上１）、１２枠は（下１）（中１）で完了する。各枠６条へのトレイ払い出し方法は、枠内２組の等階級のうち過去の選果実績データ産出量の多い等級に該当する番号に６条全部を輪番順に払い出し使用させる設定にし、データ上排出量の少ない方には、６条のうち排出量にあった条数を共用して使用させる。トレイ払い出し制御とすることで、各枠の毎時箱詰処理能力は、１条当たり毎時１，８００個×６条＝１０，８００個（枠当たり）となる。この数値は、選果手選投入部のトレイ充填数値１０，３６８個を上回ることになり、一部作業停滞による選果作業全体が停止状態に陥ることは改善される。幅１６ｍ程の箱詰作業場を得るために、クロスネット包装集中設置装置開発、コーナーローラーコンベア機構、トレイ払い出し機構、１２条排出レーン装備大面コンベアユニット機構、トレイ整列機構、空トレイ回収機構、トレイナンバーを読み取りエンコーダ使用のパルス制御方法を取り入れパソコンを使用、情報管理のスピード化を開発し活用した集大成が、等階級選果選別排出装置の完成となり、２０年間指摘され続けた課題の解決に繋がった。

クロスネット自動包装機集中設置装置を開発し、クロスネット包装済み果物搭載トレイを選別し箱詰めだけの作業にした等階級選果選別排出装置を完成させた。新型フリートレイ式選果設備の開発課題として挙げた処理能力の向上、設備の小型化を実現して選果コストの削減と設備費の削減を目指した結果、選果設備費３５％前後を削減し、さらに選果人件費５０％程にもなる開発成果は、生産農家への大きな経済的効果が得られる新型フリートレイ式選果設備に対し、従来設備の実績内容を示し、二つの比較結果が本発明の効果となります。第一に選果設備事業総額について、従来設備は、山梨県内での１０年間の統合事業は、平均で大型化による増築等も必要となるため約２．５億円になっています。これに対し本開発設備はコンパクト化実現で、増築等が不必要となり５０％減の約１．２５億円であります。第二に、選果作業必要人数では、従来設備は、毎時３００ケース（１ケース１８個入り）程の処理計画で４５名程は必要です。また、荷主出荷量が減少しても、作業人員を出荷量に応じて相応の削減を行える設計になっていないため、選果コストが上昇する欠点の問題があります。これに対し本開発設備は、毎時約４８０ケースの処理で約３０％減の約３２名でありますが、荷主出荷量が減少すれば状況に応じて１０名程でも作業効率をそれ程下げることなく選果作業対応可能であります。この点も、従来の選果機と大きく異なる特長であります。第三に、選果毎時処理数では、従来設備が実績で毎時平均約３００ケースで、これに対し本開発設備が約４８０ケースの約６０％増であります。この数値は、本開発設備が画期的開発であったことを具体例で説明します。これらの数値の差が全国の桃、梨、リンゴ等の大産地にどれ程の選果事業経費の負担軽減をもたらすかを概算金額で示してみましょう。大産地での年間選果利用期間は３ヶ月程で、平均作業総時間数３００時間で計算してみると、次のようになります。設備費は、国の補助金額５０％を差し引いた残額を１０年償却として、年間の生産者負担額を算出すると、従来設備の生産者負担設備費合計は、２．５億円−１．２５億円（補助金額）＝１．２５億円となり、１．２５億年÷１０年＝１，２５０万円が年間償却額で、選果人件費は３００時間×４５名×１，１００円（時給）＝１，４８５万円。合計２，７３５万円が二項目の農家負担額となります。本開発設備では、１．２５億円（設備費）−６，２５０万円（補助金額）＝６，２５０万円となり、６，２５０万円÷１０年＝６２５万円が年間設備償却額である。選果人件費は、３００時間×（３００ケース÷４８０ケース）＝１８７．５時間となり、１８７．５時間×３２名×１，１００円（時給）＝６６０万円となります。合計１，２８５万円が二項目の農家負担額で、１，４５０万円の改善となりました。これは、試算した負担差額で約５３％の大きな改善成果です。さらに、現場選果実績では、もっと大きな差があることが理解されます。その理由は、果物の選果選別作業結果は、不特定で極一部の等階級に集中選別結果となることが常であり、この現象に柔軟に対応できる選果設備設計となっているか否かが重要であります。この選果状態に対応できていない従来設備の改善課題を、開発設備は改善したことによる成果内容を前記述で記載した以外でも、近年果物大産地で推進されている選果場の統合大事業では、選果設備を２台以上設置する事業となることに対して、開発選果設備はさらに１５％程設備規模を拡充することで、２台分を担うことも可能な結果、設備台数を省くことができる。これにより、設備費、選果人件費をさらに軽減されることになるので、改善効果は大きく新開発設備は、生産農家の経済的改善に役立つ選果設備として歓迎される。

新型フリートレイ式選果設備平面図 コーナーローラーコンベア機構のローラー設置 平面図 コーナーローラーコンベア上を搬流するトレイが搬流中に回転する様子を示す図 クロスネット自動包装機集中設置機構内で中玉が連続して１６個排出された時のコンベア上での例１配置様子図 クロスネット自動包装機集中設置機構内で大玉・中玉・小玉が順不同で排出された時のコンベア上での例２配置様子図 トレイ整列機構での果物搭載トレイの搬流状態を示した平面図 トレイ整列機構に装備するトレイ俵積み崩し用部品が装備されていない場合に生じる俵積みトレイ搬流停止現象を示す図 トレイ払い出し機構に使用するトレイ払い出し用羽根部品の形状図 トレイ払い出し用羽根部品の「図８」で示す点（Ｃ）過ぎにはめ込む径５ｍｍの抗スリップ材構造を示した図 トレイ払い出し用羽根部品で搬流するトレイを１２パルス差で２方向に払い出したトレイ回転払い出し軌跡図 等階級選果選別排出装置内を搬流する果物搭載トレイの様子を示した装置の大面コンベアユニット 空トレイ回収機構のトレイ搬流停止用円筒キャップ構造図 空トレイ回収機構のトレイ搬流停止用円筒キャップ取り付け部品の立体図 空トレイ回収機構の作動行程図 空トレイ回収機構の作動行程図 空トレイ回収機構の作動行程図 空トレイ回収機構の作動行程図 空トレイ回収機構の作動行程図

新型フリートレイ式選果設備で使用する全てのトレイに通し番号を割り振っておき、駆動軸にエンコーダを装備し、搬流するトレイの方向転換位置設定管理をパルス数で行う選果設備のタイミングベルトコンベア上をフリーの状態で秒間３．６個搬流する番号付きトレイ上に果物を載せ、果物の糖度、色相、大きさ等の品質測定情報収集管理装置内を通過させ、そこで得たデータを使用して選果選別作業を行う選果設備に於いて、得たデータの中から果物の大きさを測定したデータを使用して、大玉、中玉、小玉に区別し、クロスネット自動包装機集中設置装置内に幅６０ｃｍ、長さ９ｍのベルトコンベアの条間６０ｃｍを空けて３条を設置する。そして、条間２列にそれぞれ、５台ずつに一人の作業場所を確保して、均等にクロスネット自動包装機を合わせて１０台設置する。この装置内を果物搭載トレイが搬流し終える間にトレイ搭載果物全てにクロスネット包装作業を行う。クロスネット包装された果物搭載トレイは、並列にランダムの状態で搬流しているため、トレイ整列搬流機構内を搬流通過させ、果物搭載トレイを一列に整列させ搬流させる。次に、コーナーローラーコンベア機構を通過させ、トレイ加速用ローラーコンベア装置も通過させ、トレイ搬流間隔を約４ｃｍ空けさせる。次に、等階級選果選別排出装置に装備した長さ１７〜１８ｍのタイミングベルトコンベア駆動軸にエンコーダを装備し、タイミングベルトコンベア側に沿ってトレイ払い出し装置を設置しておき、タイミングベルトコンベアを挟んで反対側に７２条の等階級選果選別排出レーンを１６ｍ間に設置する。この等階級選果選別排出装置に搬流してくる全ての果物搭載トレイは、３等級８階級選果選別に従って、トレイ払い出し位置をパルス数で設定する。クロスネット包装済果物搭載トレイは、設定したパルス数の等階級選果選別排出レーンに、それぞれが払い出し装置で払い出され搬流する。クロスネット包装済み果物搭載トレイは、選果装置末端箱詰作業場のトレイ搬流終着スポット上へ排出され箱詰めされる。空トレイはその場所で自動的に下方へ滑落回収される新型フリートレイ式選果設備の各開発機構について、図面を参照し具体的に内容説明を行う。

果物の測定品質データ収集管理装置内を搬流通過させて品質データを収集し、その得たデータを使用して果物の大きさで３階級に分けた果物搭載トレイを、「図１」記載のクロスネット自動包装機集中設置装置内に搬流通過させ、全てのトレイ搭載果物にクロスネット包装を完了させる装置に於いて、果物を大玉、中玉、小玉の３階級に仕分し、１条の幅６０ｃｍ長さ約９ｍで毎秒流速１４０ｍｍで搬流するベルトコンベアを条間約６０ｃｍ空けて３条を設置する。設置した各コンベア上に４列に果物搭載トレイを搬流させる。また、３条のベルトコンベア条間２ケ所に、１台で毎時１，９００個ネット包装可能なクロスネット自動包装機５台ずつを各１名が作業できるように均等間隔に設置した設備の操作設定内容と作業内容を説明する。この装置で行う作業は、搬流しているトレイ搭載果物を人手で取り上げ、包装機を使用して果物にクロスネット包装を行い、空となって搬流している元のトレイに戻し、コンベア上の流れを止めることなく果物搭載トレイを搬流させる。この時の包装作業所要時間は平均約２秒で、この２秒間に、空となったトレイの移動距離を３０ｃｍ位までにすることで効率の良い作業を保つことができる。計算式は、１４０ｍｍ÷３．６個≒３９ｍｍ、３．６個×２秒×３９ｍｍ＝２８０．８ｍｍで、約２８ｃｍが手作業間の移動距離となる設計で例を示す。大玉を載せたトレイが連続して選別排出された時、中玉用ベルトコンベア幅６０ｃｍを４分割し、果物搭載トレイを４列に搬流させる内容は、各１５ｃｍ間隔４列に輪番順に毎秒３．６個の果物搭載トレイがコンベア上を搬流することを示し、同階級果物搭載トレイが連続して搬流する場合を「図４」で説明すると、順次搬流するトレイは約３９ｍｍ（流速秒１４０ｍｍ÷３．６個＝３８．８ｍｍ）ずつ後位置となるように１列目、２列目、３列目、４列目、元に戻って１列目、２列目と搬流させる。これは、同階級果物が連続排出された場合であって、この選別排出と異なり、他階級果物が混じる果物搭載トレイ排出状況を「図５」で説明すると、大玉の次は小玉、小玉の次は大玉、大玉の次は中玉、中玉の次は大玉、大玉の次は大玉で選果搬出された時、ベルトコンベアは連続駆動の流速秒１４０ｍｍに設定されているので、次のようになる。まず大玉用レーン１列目に大玉、次の小玉は小玉用コンベア上を搬流するので、約３９ｍｍ大玉より遅れた位置の小玉用レーン１列目に搬流する。次の大玉は最初の大玉と同じレーンの２列目に最初の大玉より約７８ｍｍ遅れて搬流する。次の中玉は、中玉用レーン１列目に最初の大玉より約１１７ｍｍ遅れた中玉用レーン上に搬流する。次の大玉は、大玉用レーン３列目に最初の大玉より１５６ｍｍ後位置に搬流する。次は大玉が連続となるので、大玉用レーン４列に最初の大玉より１９５ｍｍ後位置に搬流させる。それぞれのレーンにランダムに搬流するトレイ搭載果物に包装機を使って装置内を搬流する間に、全ての果物にクロスネット包装を行う作業となる。３条に設置したベルトコンベアの中で、中心に設置するベルトコンベアに選果排出割合が最も多量になる中玉を搬流させ、最大１０台の包装機が対応して包装を行い、両端に設置するベルトコンベアには、大玉と小玉を割り当てて、それぞれに最大５台の包装機が対応して包装する装置内３条のコンベア上を搬流するトレイ搭載果物全てにクロスネット包装を完了させることを特徴とする選果設備のクロスネット自動包装機集中設置装置機構。説明で示した「図４」、「図５」で示す。

クロスネット包装された果物搭載トレイが、３条のベルトコンベア（１６）（１７）（１８）上からの搬流を受け入れる幅３ｍ長さ８０ｃｍの幅広ローラーコンベア（８１）は、流速毎秒２７ｃｍに設定し、この幅広ローラーコンベアと、このコンベアに接続する全長４ｍのトレイ整列用ローラーコンベア上流部区間（８２）の幅２６ｃｍ長さ３ｍ部分とのコンベア間に、幅約１５ｍｍ長さ３ｍの隙間を設けて、ここにトレイ俵積み崩し用部品を往復運動が行えるように装備する。このトレイ俵積み崩し用部品（８４）の形状は、幅１０ｃｍ厚さ８ｍｍ長さ３．５ｍのフラットバーの８ｍｍ側にプレート幅８センチ厚さ８ｍｍ高さ８ｃｍのプレート幅８ｃｍ部分をフラットバーの一端に最初のプレート１枚を揃えて溶接し、最初の１枚のプレートから次のプレート溶接位置は、２５ｃｍ間隔を空けて行い、同様に１０枚目まで溶接した時、１枚目のプレート端から１０枚目を溶接した端までの距離を３０５ｃｍとなる様に、高さ８ｃｍのプレート突起１０枚を装備した長さ３．５ｍのフラットバーのトレイ俵積み崩し用部品のもう一方の端をクランク式往復運動駆動軸に取り付ける。このトレイ俵積み崩し用部品の突起プレート間、２５ｃｍ間（これは、径１３５ｍｍのトレイが如何なる状態で搬流してきても、幅２６ｃｍの整列用ローラーコンベア内にトレイの流入スペース以上のトレイ流入を規制させる作用により、トレイが３段目以上の俵積み現象を生じさせることを防止して、整列用ローラーコンベア内の果物搭載トレイを俵積み２列に搬流させることを目的にした間隔。）を搬流通過した果物搭載トレイは、幅２６ｃｍ長さ３ｍのトレイ整列用ローラーコンベア上流部（８２）区間（これは「図６」で示す状態で２列に搬流させ、次の工程で１列に整列させるために必要な準備形態。）を果物搭載トレイが搬流して、次のトレイ整列用ローラーコンベア下流部（８３）１ｍ区間はローラーコンベア幅２６ｃｍで始まり、１ｍ先で幅１５ｃｍとなり、順次コンベア幅を狭くなるよう製作して、ローラーコンベア速度も順次加速させる設計とする。次に、接続する幅１５ｃｍのベルトコンベア（２８）に接続し１列で搬流させるトレイ整列機構の構造と働きについて説明を行う。クロスネット包装され３条のベルトコンベア上からランダムな搬流状態で果物搭載トレイの搬入を受け入れる幅３ｍの幅広ローラーコンベア（８１）は、流速４９ｃｍ／秒に設定する。次に、装備するトレイ俵積み崩し用部品（８４）は、プレートの高さ８ｃｍが突起するように製作した、突起プレート１０枚が付いたフラットバーの突起先端を上にして、その先端が両側に設置するローラーコンベア上面より３５ｍｍ（使用トレイの高さ５０ｍｍを超えない数値）高くなるよう装備し、振り幅２５ｃｍの連続往復運動を往復約４秒間でさせる。１０枚の各突起プレートと突起プレートの間隔の距離は２５ｃｍとし、往復移動振れ幅２５ｃｍとすることにより、３段目のトレイの俵積みになる直前のトレイを搬流逆方向に除外させることができるので３段目以上のトレイ俵積み現象を防止することができて、トレイ整列用コンベア内に、果物搭載トレイの流入スペースが生まれるまで３段目以降の果物搭載トレイを整列用コンベア内への搬入をさせることなく幅広コンベアに逆流滞留させ、流入スペースができるまで幅広コンベア内に待機させる。この働きにより、トレイ整列用ローラーコンベア上３ｍ間での３段目以上のトレイ俵積み現象が生まれることを防止し、整列用コンベア内では、速やかな果物搭載トレイの搬流が確保される。また、トレイ整列用ローラーコンベア上流部の流速は、４９ｃｍ／秒で、選果設定搬流量３．６個／秒の倍の搬流量７．２個／秒に設定する。トレイ整列用ローラーコンベア上流部のトレイ搬流能力は、秒間約７．２個設定にし、トレイ整列用ローラーコンベア下流部出口を、秒間３．６個のトレイ搬流を規制する設計は、下流部出口の倍速で搬流させることにより、上流部出口付近でトレイが俵積み状態の２列に整列する現象を生じさせることが可能となる。このトレイ整列用ローラーコンベア上流部（８２）上での２段の俵積み現象は、トレイの搬流障害ではなく設計目的の果物搭載トレイを一列に整列させ連続して、秒間３．６個のトレイを搬流させる状態を得るその前の段階に欠かせない重要な現象である。整列用ローラーコンベア上流部（８２）に接続する１ｍのトレイ整列用ローラーコンベア下流部（８３）は、幅２６ｃｍで始まり、俵積み状態の２列で果物搭載トレイが流入するが、１ｍ先でコンベア幅１５ｃｍとなるように、順次狭くした設計により、出口ではトレイ搬流を一列にさせるために、ローラーコンベア流速４０ｃｍ／秒で始まり順次加速して、１ｍ先で流速４９ｃｍ／秒となるように設定し、この流速４９ｃｍ／秒は秒間約３．６個のトレイ搬流能力とすることで、次に接続する幅１５ｃｍのベルトコンベアも、流速４９ｃｍ／秒、秒間３．６個の果物搭載トレイが一列に連続して搬流する流速に規制することにより、上流部区間で生じる現象のトレイ底面と、ローラーコンベア上面との間に生じるスリップロスを活用して、秒間３．６個の果物搭載トレイがランダムに搬流する様から、トレイ俵積み崩し用部品フラットバーを使用して僅か長さ４ｍの上・下流部整列用ローラーコンベア間上を搬流させ、一列に整列させ連続に果物搭載トレイを搬流させられることを可能にした選果用円形トレイ整列搬流機構となる。

トレイ上で不安定な状態となったクロスネット包装済み果物搭載トレイが連続してコーナーコンベア機構に搬流し、「図２」「図３」で表しているように、コーナーを分速約３０ｍで搬流する時、トレイ搭載果物が転落する危機を防止するため、果物搭載トレイを４０度（変動するスリップロスが生じることで、計算数値は５０度以上となる。）前後コーナー内側方向に回転させながら、コーナーを搬流することを示したもので、４０度前後コーナー内側方向へのトレイを回転させることにより、トレイ搭載クロスネット包装済み果物に働く直進慣性力を分散させる効果により、トレイ搭載クロスネット包装済み果物を転落させることなく、秒間３．６個の果物搭載トレイを方向転換させることができる。

引き続き、連続して搬流するクロスネット包装済み果物搭載トレイは、分速約３０ｍから３８ｍに加速するローラーコンベア加速装置（２０）を搬流通過させて、クロスネット包装済み果物搭載トレイの搬流間隔を約４ｃｍあけさせて、タイミングベルトコンベア（２２）上へ搬流させると、直ちにトレイナンバー読取機（８）を通過させ読み取る。これと同期して、トレイ感知センサー（５）でトレイが感知されパルスカウントが開始し、約１秒でトレイナンバーに該当する設定パルス数との照合により、果物搭載トレイの設定パルス数が判明する。これにより、カウント中のパルス数が、判明した設定パルス数に達するまで果物搭載トレイの搬流とパルスカウントは続行する。

トレイ払い出し機構内に設置するサーボモータの位置は、設定パルス数に該当する払い出し位置を「図１」の（２３−１）を「図１１」で表し、１番目から１２番目のトレイ払い出しパルス数設定位置を（９３）〜（１０４）で示す。同じように選果選別排出レーン７２条に対し、（９３）〜（１０４）までのトレイ払い出しパルス数設定位置を設定する。（９３）〜（１０４）で表すパルス数設定と同様方法で、「図１」の選果選別排出ユニット（２３−１）〜（２３−６）に設定した７２ケ所の位置に対し、７２通りに設定した位置を順に２ケ所ずつで３６ケ所に分けた２ケ所の中間辺りが、サーボモータの回転軸位置となるように、トレイ払い出し用羽根部品「図８」を装着した３６台のサーボモータを設置する。設置されたサーボモータの前側に、１条のタイミングベルトコンベア（２２）を装備し、タイミングベルトコンベア（２２）上を搬流する当該クロスネット包装済み果物搭載トレイの払い出し制御に使用するためのパルス数カウントスタート基点位置にトレイ感知センサー（５）と、トレイナンバー読取機（８）を設置して、当該クロスネット包装済み果物搭載トレイが通過すると、トレイ感知センサー（５）が搬流トレイを感知し同期して、パルス数がカウントされる一方、同時にトレイナンバー読取機（８）がナンバーを読み取り、当該トレイに設定されたパルス数がデータとの照合で確認され、既にカウント中のパルス数が設定パルス数に達するまで当該クロスネット包装済み果物搭載トレイは、タイミングベルトコンベア（２２）上を搬流する。搬流する当該果物搭載トレイの設定パルス数にカウント数が達すると同期して、同じパルス数位置に設置したサーボモータ（２７）が起動し、トレイ払い出し用羽根部品「図８」を半回転させ、同位置に搬流する当該クロスネット包装済み果物搭載トレイを、等階級選果選別排出レーン上へ払い出し方向に回転させながら払い出す。

タイミングベルトコンベア（２２）上から払い出された当該クロスネット包装済み果物搭載トレイは、等階級選果選別排出レーン１２条を設置した大面コンベア６ユニットで合計７２条の等階級選果選別排出レーン中に設定された等階級別指定レーン上を搬流して、トレイ搬流終着スポット（２４）上へ搬出される。等階級選果選別排出装置の等階級選果選別搬出レーン機構の「図１１」と空トレイ回収機構を示す「図１２」〜「図１８」を参照に選果選別作業の説明を行う。搬出レーン１条当たりの毎時排出能力は、１，８００個程で作業者１人当たりの箱詰作業処理能力は、平均で毎時１，５００個程度である数値をもとに、明細書「００１７」で示した方法の、等階級別に７２条の等階級選果排出レーンを割り当てる方法で選果選別排出処理作業を行う。（条数の割り当て変更は可能であり、現場事情に合わせて変更するとよい。）等階級選果選別排出装置の等階級選果選別搬出レーン機構は、特に、フリーローラーを多用する設計のため、水平方向を基準として俯角７度前後の傾斜を持たせ、一面に等階級選果選別排出レーン１２条が連設するコンベアレーン１ユニット「図１１」６ユニットを連設し、７２条の排出レ−ンを装備して等階級選果選別排出レーン機構を構成する。各等階級に得たデータを使用して選別された当該クロスネット包装済み果物搭載トレイが、等階級選果選別排出レーン機構内に搬流して選果作業最後の箱詰作業場に設置するトレイ搬流終着スポット（２４）上に果物搭載トレイを箱詰作業の流れに合わせて速やかに搬流させるために、当該クロスネット包装済み果物搭載トレイを、レーン１２条通し軸連続回転駆動ローラー（６１）の設置上流区間を設け強制的に搬流通過させる。次に位置するフリーローラー（６２）を多用したコンベア中流区間は、極一部の等階級に偏重搬出状態が生じた時に、箱詰作業能力をオーバーした果物搭載トレイを一時的に滞留させるための区間である働きと、一部の等階級に偏重搬出状態でなく当該クロスネット包装済み果実搭載トレイが滞留することなく搬流できる状態となった場合、当該クロスネット包装済み果物搭載トレイを、箱詰作業の流れに合わせて、空トレイ回収機構「図１２」〜「図１８」のトレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）を下方へ外したり復帰させたりを繰り返し行う上下作動操作で、果物搭載トレイの搬流、停止制御を速やかに繰り返し行うために、多用するフリーローラー（６２）との間に適宜に設置する一本の等階級選果選別排出レーン１２条通し軸連続回転駆動ローラー（６１）の役目は、ローラーコンベア上面と搬流トレイ底面との関係が、ローラー回転を活用する搬流状態と、トレイ底面とローラー表面とをスリップ状態にさせての果物搭載トレイ搬流停止状態を保持させる設計により、果物搭載トレイの搬流と停止状態を迅速に繰り返して行うことを可能としたことによって、当該クロスネット包装済み果物搭載トレイが箱詰作業の状態に合わせて速やかに搬流と停止を交互に繰り返し行い搬流制御の１つの課題が改善された。トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）手前の下流区間約５０ｃｍは、フリーローラー（６２）とレーン１２条通し軸連続回転駆動ローラー（６１）を交互に設置して、トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）手前のローラーがレーン１２条通し軸連続回転駆動ローラー（６１）となるように、１２条通し軸連続回転駆動ローラー（６１）とフリーローラー（６２）を設置した区間を設けることで、空トレイ回収機構のトレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）が外された時、果物搭載トレイは、トレイ搬流終着スポット（２４）上へ速やかに排出させることでトレイ上果物の箱詰め作業が捗る。この時、トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）で停止している果物搭載トレイとトレイ搬流終着スポット（２４）上の空トレイ（５９）との間に、約１０ｍｍの隙間をとる設計としたことで、空トレイ回収時に追流トレイと滑落させる空トレイが接触し瞬時滑落の障害となることを防止できる。トレイ搭載果物が箱詰めされてトレイ搬流終着スポット（２４）上に空トレイ（５９）が残り、空トレイが空となったことを光感知センサー（６６）で感知させ、同期してトレイ搬流終着スポット（２４）が下方へ瞬開して空トレイ（５９）を下方へ瞬時に滑落させ、大面ローラーコンベア下方の空トレイ回収コンベアレーン上に回収させる。

「図１」で示すのは、新型フリートレイ式選果設備平面図の一例である。コーナーコンベア機構「図２」「図３」により、コンベアの流速３０ｍ／分を超えたコーナー搬流であっても、トレイ搭載クロスネット包装済み果物の転落事故等を防止できることで、コンベアを継ぎ合わせて建物のスペースに合わせた自由なコンベア配置設計が可能となった。一例（各機構の配置は図１に固定されるものではない。）を示した「図１」の説明を行う。使用する全トレイに通し番号を割り振り（ＩＣチップかバーコードを使用する。）、個別番号を持つトレイに果物を載せ、コンベア上に搬流させる。そして、果物品質測定装置（カメラ・アグリセンサー）（１０）を設置し果物搭載トレイを搬流通過させ選果に必要なデータ収集を行い、パソコンでデータ処理をして管理する。得たデータを利用し選果工程で選果作業に応じてデータとの照合をして、コンベア上を搬流するトレイ搭載果物の等階級選別判定を行う。同時にトレイナンバーを確認し品質データと照合して、それ以後の果物搭載トレイの搬流制御は、トレイナンバーを読み取り確認するだけで、当該果物搭載トレイの搬流経路制御をする選果工程説明を、図面を参照して行う。選果は、手選投入部のトラッキング用コンベア（２）で秒間３．６個の果物を投入。果物品質測定装置（カメラ・アグリセンサー）（１０）に果物搭載トレイを搬流通過させトレイ搭載果物のデータ収集をして分析し、等階級選果選別設定データをパソコンで管理する。得たデータを使用して果物を３階級の大きさに仕分する。クロスネット包装機集中設置装置内の幅広ベルトコンベア３条に、それぞれの大きさの階級に該当する果物搭載トレイを分流させ、この装置内をトレイ搭載果物が搬流中に、果物にクロスネット包装を行い元のトレイ上に載せ戻す作業を全てのトレイ搭載果物に行った後、３条のコンベア上を不規則に４列で搬流する果物搭載トレイを幅３ｍの幅広ローラーコンベア（８１）上にランダムに搬流させ、さらに、トレイ整列ローラーコンベア上流部（８２）トレイ整列ローラーコンベア下流部（８３）により１列に整列させ搬流させる。秒間３．６個のクロスネット包装済み果物搭載トレイが連続して搬流するコーナーコンベア機構「図２」「図３」を、コーナー進行方向にトレイを回転させながら通過させ、ローラーコンベア加速装置（２０）上でトレイ間隔を約４ｃｍ空けさせて（次の工程でのトレイ払い出し用羽根部品でトレイを払い出す時、払い出すトレイの前後を搬流するトレイに回転する羽根部品が干渉することを防止するために約４ｃｍの間隔が必要。）、１条のタイミングベルトコンベア（２２）上に搬流させる（別にトレイ払い出し位置設定をタイミングベルト駆動軸に５００パルスのエンコーダを設置しておく）。タイミングベルトコンベア（２２）では、パルスカウントスタート基点位置にトレイ感知センサー（５）と、トレイナンバー読取機（８）を設置した場所を当該クロスネット包装済み果物搭載トレイが通過する時、トレイナンバーが読み取られ、同期してトレイ通過を光センサーが感知すると同時に、パルスカウントがスタートし、当該果物搭載トレイ払い出し位置に設定されたパルス数にパルスカウントが達するまでカウントされ、設定パルス数にカウントが達すると、同期して設定位置に設置したサーボモータ（２７）が起動してトレイ払い出し用羽根部品「図８」を半回転させ、同位置を搬流する当該クロスネット包装済み果物搭載トレイを払い出し方向に回転させながら、７度前後の傾斜を持つ大面コンベアユニット「図１１」上のレーン１２条通し軸連続回転駆動ローラー設置区間の等階級選果選別排出レーン上に払い出される。次に、１２条通し軸連続回転駆動ローラー（６１）、フリーローラー（６２）を適宜な間隔に設置した等階級選果選別排出レーン上を搬流し、「図１４」で表すように、トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）によって果物搭載トレイを停止させ、光感知センサー（６６）がトレイ搬流終着スポット（２４）上にトレイが存在しないことを確認すると同期して、「図１４」で示すように、トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）は、エアシリンダ（７９）が作動し、ローラーコンベア上面より約５ｍｍ下方まで引き下げられ、「図１５」で示すように、果物搭載トレイは速やかに搬流開始する。「図１６」で示すように、トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）上層を果物搭載トレイが通過中に、エアシリンダ（７９）を復帰させるが、トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）に内蔵する圧縮スプリング（７５）の反発力を通過中の果物搭載トレイ重量圧より小さく設計してあることで、トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）上面をトレイ底面が擦れる状態で通過し、「図１７」で示すように、トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）上面をトレイが通過し終えて瞬時にトレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）は圧縮スプリング（７５）が反発して、トレイ搬流停止用トレイ搬流停止用円筒キャップ（６５）が元に復帰し、追流してくるクロスネット包装済み果物搭載トレイの搬流を停止させて、トレイ搬流終着スポット（２４）上の果物搭載トレイとの間に、約１０ｍｍの間隔を確保させる。トレイ搬流終着スポット（２４）上の果物が箱詰めのため取り去られると光感知センサー（６６）がトレイ上に果物が存在しなくなったことを感知すると、「図１８」で示すようにエアシリンダ（６９）が同期して作動し、トレイ搬流終着スポット（２４）は下方へ瞬開し、大面コンベア下部の空トレイ回収レーン（７３）に空トレイ（５９）は、「図１７」で示すように、クロスネット包装済み果物搭載トレイとの間に約１０ｍｍの間隔が確保されていることにより、瞬時にして滑落させられ、空トレイは回収される。エアシリンダ（６９）は元の位置に復帰して「図１４」〜「図１８」の状態になることを繰り返し行う方式にした空トレイ回収機構が完成した。トレイ払い出し用羽根部品「図８」を半回転させ、果物搭載トレイを回転させながらトレイ搭載果物を安全に２方向へ払い出すトレイ払い出し機構の開発と、果物搭載トレイがトレイ搬流終着スポット（２４）上へ搬流排出され、果物が箱詰めされて空となったトレイを、その場で瞬時に下方へ滑落回収するトレイ回収機構の２開発をしたことにより、選果選別排出レーンの連設を可能とした。その結果、等階級選果選別排出装置の大幅なコンパクト設計となった。

現状のフリートレイ式選果設備に比べ、選果処理能力が６０％に大幅アップを実現。また、設備も、コンパクトな等階級選果選別装置の開発により、作業効率の高い機構内容に改善されたことで、人件費面で人員が３０％程削減でき、作業が捗ることで作業時間でも３０％程削減できる。選果人件費は、５０％もの大幅削減を可能とした。設備も従来設備に比べ小型化され、選果設備の大幅な削減も大きな成果であり、さらに大きな成果は、全国果樹産地選果設備事業で２０年来必要としてきた、選果設備以外の建物等の大きな付帯工事費が、新型フリートレイ式選果設備の導入に殆ど必要としないことであります。これは、生産農家にとって大きな利益となります。新型フリートレイ式選果設備を導入することで生じる生産者負担、設備費償却額より選果人件費削減額の方が大きくなり、これは新型設備導入することで利益が生まれ償却終了後には、生産農家の利益向上に繋がります。国の産地農業振興補助金事業目的でもある農家の経済基盤強化趣旨に沿った産地活性にも繋がる開発として、果物生産業界から本開発のクロスネット自動包装機集中設置付の新型フリートレイ式選果設備への期待は大きい。

（１）果物投入位置
（２）トレッキング用コンベア
（３）トレイ感知センサー
（４）トレイ感知センサー
（５）トレイ感知センサー
（６）トレイナンバー読取機
（７）トレイナンバー読取機
（８）トレイナンバー読取機
（９）タイミングベルトコンベア
（１０）果物品質測定装置（カメラ・アグリセンサー）
（１１）品質データ収集管理装置
（１２）演算器
（１３）空トレイ打ち出し機
（１４）エンコーダ
（１５）エンコーダ
（１６）大玉用低速ベルトコンベア
（１７）中玉用低速ベルトコンベア
（１８）小玉用低速ベルトコンベア
（１９）幅寄せ加速機構
（２０）ローラーコンベア加速装置
（２１）トレイ払い出し機（サーボモータ）
（２２）タイミングベルトコンベア
（２３−１）〜（２３−６）選果選別排出ユニット
（２４）トレイ搬流終着スポット
（２５）箱詰台
（２６）空トレイ回収レーン
（２７）トレイ払い出し機（サーボモータ）
（２８）ベルトコンベア
（２９）コーナーローラーコンベア
（３０）フリー回転ポール
（３１）トレイ搬流レーン仕切板
（３２）ローラーの円錐台頂点
（３３）４５ｃｍの放射線中心点とローラー・円錐台頂点との距離６１ｍｍ
（３４）６本の放射線の長さ４５ｃｍ
（３５）６本の放射線の中心点
（３６）放射線中心店から４５ｃｍの位置
（３７）コーナー用ローラー
（３８）コーナーローラー抗スリップ材部位
（３９）ローラー円錐台上面
（４０）ローラー円錐台底面
（４１）ローラー上面鍔
（４２）ローラー底面鍔
（４３）連動用プーリ
（４４）クロスネット包装作業者
（４５）駆動源プーリ
（４６）連動ベルト
（４７）トレイ回転移動を示す印
（４８）トレイ払い出し用羽根部品
（４９）Ｘ＝５０ｍｍ
（５０）放射線１１本の中心点
（５１）Ｙ＝９０ｍｍ
（５２）トレイ２方向払い出しの最初の位置
（５３）トレイ２方向払い出し２回目の位置
（５４）トレイ回転移動を示す印
（５５）トレイ回転移動を示す印
（５６）選果選別排出レーンコンベアローラー
（５７）トレイ払い出し用羽根部品払い出し実効部
（５８）ベルトコンベアとトレイとの隙間
（５９）空トレイ
（６０）果物搭載トレイ
（６１）１２条通し軸連続回転駆動ローラー
（６２）フリーローラー
（６３）短寸法駆動ローラー
（６４）トレイ搬流終着スポット・ミニフリーローラー
（６５）トレイ搬流停止用円筒キャップ
（６６）光感知センサー
（６７）光感知センサー
（６８）トレイ搬流終着スポット
（６９）エアシリンダ
（７０）エアシリンダ上限位置センサー
（７１）エアシリンダ下限位置センサー
（７２）空トレイ供給レーン
（７３）空トレイ回収レーン
（７４）トレイ搬流停止用円筒キャップ受け座
（７５）圧縮スプリング
（７６）トレイ搬流停止用円筒キャップステー
（７７）トレイ搬流停止用円筒キャップ止めネジ
（７８）ステー支点止めプレート
（７９）エアシリンダ
（８０）クロスネット自動包装機
（８１）幅広ローラーコンベア
（８２）トレイ整列用ローラーコンベア上流部
（８３）トレイ整列用ローラーコンベア下流部
（８４）トレイ俵積み崩し用部品
（８５）モータ
（８６）クランク
（８７）トレイ払い出し回転力増強の抗スリップ材使用のパーツ
（８８−１）クロスネット自動包装機集中設置装置
（８８−２）等階級選果選別排出装置
（８９）等階級選果選別排出装置の上流区間
（９０）等階級選果選別排出装置の中流区間
（９１）等階級選果選別排出装置の下流区間
（９２）等階級選果選別排出装置のトレイ搬流終着スポット
（９３）等階級選果選別排出レーンへの１番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（９４）等階級選果選別排出レーンへの２番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（９５）等階級選果選別排出レーンへの３番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（９６）等階級選果選別排出レーンへの４番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（９７）等階級選果選別排出レーンへの５番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（９８）等階級選果選別排出レーンへの６番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（９９）等階級選果選別排出レーンへの７番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（１００）等階級選果選別排出レーンへの８番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（１０１）等階級選果選別排出レーンへの９番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（１０２）等階級選果選別排出レーンへの１０番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（１０３）等階級選果選別排出レーンへの１１番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（１０４）等階級選果選別排出レーンへの１２番目のトレイ払い出しパルス数設定位置
（Ａ）∠０°
（Ｂ）∠１０°
（Ｃ）∠２０°
（Ｄ）∠３０°
（Ｅ）∠４０°
（Ｆ）∠５０°
（Ｇ）∠６０°
（Ｈ）∠７０°
（Ｉ）∠８０°
（Ｊ）∠９０°
（Ｋ）∠１００°
（Ｌ）１２．５ｍｍ
（Ｍ）１３．０ｍｍ
（Ｎ）１３．５ｍｍ
（Ｏ）１３．０ｍｍ
（Ｐ）１１．０ｍｍ
（Ｑ）９．０ｍｍ
（Ｒ）７．５ｍｍ
（Ｓ）４．５ｍｍ
（Ｔ）３．３ｍｍ
（Ｕ）２．７ｍｍ
（Ｖ）∠８０°
（Ｗ）約１４度（１２パルス）
（Ｘ）Ｒ＝５０ｍｍ
（Ｙ）９０ｍｍ
（Ｚ）約１０ｍｍ

Claims (5)

1. 搬流トレイに果物を載せて、コンベア上にトレイを固定せずフリーの状態で品質測定情報収集管理装置に搬流通過させ、果物の外、内部品質測定によりデータ収集を行い、果物の等階級仕分に必要なデータ処理と管理をパソコンで行い、得たデータを利用し、果物を大きさで３階級に大別して、クロスネット自動包装機集中設置装置内に果物搭載トレイを搬流させ、果物にクロスネット包装を行い、その後、ランダムに搬流する果物搭載トレイをトレイ整列機構に搬流させ一列に整列させ、次にコーナーローラーコンベア機構を通過させ、エンコーダを駆動軸に装備した一条のタイミングベルトコンベア上を搬流する果物搭載トレイは、トレイ通過感知光センサーとトレイナンバー読取装置設置場所を通過させ、得たデータを使用し仕分設定に該当する各等階級選果選別排出レーンに搬流させ箱詰めされる新型フリートレイ式選果設備に於いて、コーナーコンベア機構は、ローラー用円錐台形に設ける鍔を上面には小さい鍔を、底面には大きい鍔を取り付けて６個の鍔付きローラーを設置した時、隣のローラー鍔同士が干渉しない大きさの鍔にして製作する円錐台形ローラーは、底面径５０ｍｍ、上面径３０．９ｍｍ、高さ１４５ｍｍ、円錐台形底面より高さ３０ｍｍまでをポリウレタンなどの抗スリップ材を使用し、さらに円錐台形表面より１ｍｍ程高くなるようにした円錐台形の上面と底面に鍔を取り付けたローラー６個を使用して、コーナーローラーコンベアを製作する時、８０度の角度を５等分した長さ４５ｃｍの放射線６本を引き、６本の放射線上に製作したローラーの中心線が重なり、かつ放射線中心点から４５ｃｍの先端が円錐台形ローラー底面に一致するようにコーナー用ローラー６個を設置した時、６本の放射線の中心点は設置したコーナー用ローラーの円錐台形頂点より６１ｍｍ距離が長くなるように設置し、コーナーローラーコンベア上を搬流する果物搭載トレイをコーナー搬流中に進行転換方向に４０度前後回転させることで、トレイ搭載果物を転落させることなくコーナー搬流をなしえる特徴の、新型フリートレイ式選果設備のコーナーローラーコンベア機構。
2. 幅３ｍ、長さ約８０ｃｍ、流速２７ｃｍ／秒の幅広ローラーコンベア上を、３．６個／秒の果物搭載トレイがランダムに搬流している状態を一列に整列させて、果物搭載トレイを３．６個／秒搬流させるトレイ整列ローラーコンベア機構に於いて、径１３５ｍｍの円形トレイの搬流阻害となる３段目以上のトレイ俵積み現象を防止する目的で３ｍの幅広ローラーコンベア最下流のコンベアローラーに沿って、長さ３．５ｍのトレイ俵積み崩し用部品を振れ幅２５ｃｍの往復運動を４秒間で行えるように設置することで、このトレイ俵積み崩し用部品より上流部分に果物搭載トレイによる３段目以上の俵積み現象が生じる危険は除去され、２５ｃｍ幅で往復運動するトレイ俵積み崩し用部品突起部分を形成する８cm角の突起プレート１０枚を溶接で取り付けた間隔２５cm間を、果物搭載トレイが搬流通過して流入するトレイ整列用ローラーコンベア上流部の幅２６ｃｍで長さ３ｍ部分と、幅３ｍの幅広ローラーコンベアとの間にはめ込むトレイ俵積み崩し用部品は、１０ケ所の突起プレート最上部がコンベア上面より３５mm突出する状態となるように装備し、流入する果物搭載トレイが流速４９ｃｍ／秒に搬流設定したトレイ整列用ローラーコンベア上流部で９０度に方向を変えて当該コンベア下流部で２段の俵積み状で搬流する現象を生じさせて、次に接続する幅２６ｃｍで長さ1ｍのコンベアは、流速４０ｃｍ／秒で始まり、１ｍ先で幅１５ｃｍコンベア流速４９ｃｍ／秒となるように、幅と流速を順次変化させたトレイ整列用ローラーコンベア下流部を設置し、この下流部出口を搬流する果物搭載トレイを秒間３．６個に規制することにより、トレイ整列用ローラーコンベア上下流部で生じるローラー表面とトレイ底面との間に生じるスリップロスを活用することで、トレイ整列用ローラーコンベア上流部下流部出口付近で、搬流する果物搭載トレイが２段のトレイ俵積み現象を生じさせ、幅２６ｃｍのローラーコンベア上を二列に並んで搬流するため、トレイ整列用ローラーコンベア下流部出口で、一列に整列した果物搭載トレイの搬流が得られ、ランダム状態で搬流する多くの果物搭載トレイを、まず２段の俵積み状態での搬流現象を構成させてから、一列に整列搬流させることを特徴とする、請求項１記載の新型フリートレイ式選果設備の円形トレイ整列ローラーコンベア機構。
3. トレイ払い出し用羽根部品を装着したサーボモータが３６台並ぶ前側に設置するタイミングベルトコンベア上を果物搭載トレイが搬流していく中、当該果物搭載トレイが払い出し位置に到達すると、サーボモータが起動してトレイ払い出し用羽根が半回転して、当該果物搭載トレイを払い出し方向に４０度前後回転させることでトレイ搭載果物を転落させることなく選別排出レーンに払い出していくトレイ払い出し機構に於いて、使用する比重の小さいアルミ製の２枚の羽根付きトレイ払い出し用羽根部品の略形状を示すと、サーボモータに取り付ける羽根の回転芯より１１本の放射線を羽根の回転逆方向に向い、１０度ずつ順次ずらして角度が１００度に達するまで放射線を引き、タイミングベルトコンベア上を搬流する径１３５ｍｍのトレイと、半回転するトレイ払い出し用羽根が、最初に接触する放射線との接点を（Ａ）として、最初の放射線上に印し、この作業を順次行い最後の１１本目の放射線上でトレイと回転する羽根の最先端が接触する接点を（Ｋ）として、１１本それぞれの放射線上に印した時、羽根の回転芯である放射線中心点から最初の放射線上に印した接点（Ａ）までの距離をＸで表し、１１本目の放射線中心点から１１本目の放射線上に印した接点（Ｋ）までの距離をＸ＋Ｙで表し、Ｘを５０ｍｍ、Ｙを９０ｍｍとして、１１本の放射線上に点（Ａ）から点（Ｋ）までを印し、トレイ払い出し用羽根の略形状を示す、点（Ａ）はＸ＋０ｍｍ、点（Ｂ）はＸ＋２．７ｍｍ、点（Ｃ）はＸ＋６．０ｍｍ、点（Ｄ）はＸ＋１０．５ｍｍ、点（Ｅ）はＸ＋１８．０ｍｍ、点（Ｆ）はＸ＋２７．０ｍｍ、点（Ｇ）はＸ＋３８．０ｍｍ、点（Ｈ）はＸ＋５１．０ｍｍ、点（Ｉ）はＸ＋６６．４５ｍｍ、点（Ｊ）はＸ＋７７．５ｍｍ、（Ｋ）はＸ＋９０．０ｍｍで印した時、点（Ａ）から点（Ｋ）までの１１本の放射線上に印した１１ケ所の点を通る滑らかな弓状の曲線で結んだ形状の羽根は、トレイ搭載果物の転落防止のためトレイに払い出し方向に４０度前後の回転を得る目的で、点（Ａ）から点（Ｄ）までのトレイと羽根の接触初期はトレイに与える接触時衝撃を小さくすることにより、トレイと回転する羽根接点に働く摩擦力が大きく働くようにしてトレイを払い出す初期に払い出し方向に回転を生じ易くするための形状にしたもので、トレイを払い出す時、４０度前後の回転が得られるがタイミングベルトコンベア流速が４０ｍ／分以上を必要とする選果状況下になれば、それでもトレイ搭載果物を転落させることなく払い出すためには、トレイを払い出し方向に５０〜６０度の回転を与える必要があるので、そのような選果条件下の場合、１１本の放射線の３本目に印した点（Ｃ）過ぎの辺りに、径５ｍｍ程の硬質ゴム等の摩擦力のさらに強い材質を弓形の羽根表面に丸形表面が僅か１ｍｍ弱程突出するように取り付けることで、トレイと羽根の接触初期により大きな摩擦力が羽根とトレイの間に生まれ、果物搭載トレイが払い出される間に５０〜６０度の回転が得られるので、コンベア流速５０ｍ／分でも果物の転落を防止できるが、果物搭載トレイが回転過度になり果物転落の原因とならないよう、材質、形状は実施使用して適宜判断することにし、さらに、トレイ払い出し用羽根を２枚取り付けたトレイ払い出し用羽根部品を製作する際、羽根部品の回転芯を通る２本の直線を引いた時に、２つの対角が１００度と８０度とした時、羽根２枚の１枚ずつが１００度の対角位置内に収まるように製作を行うが、これは、トレイを払い出す時に回転する２枚の羽根が、約４ｃｍ間隔で連続して搬流する果物搭載トレイの１個を払い出す時、その果物搭載トレイの前後を搬流するトレイに回転する羽根が干渉することなく、秒間３．６個の果物搭載トレイを４０〜６０度程進行方向に回転させながら払い出す特徴の請求項１記載の新型フリートレイ式選果設備のトレイ払い出し機構。
4. 果物搭載トレイを回転させながら払い出すトレイ払い出し機構と、トレイの搬流制御と、箱詰めされ空になったトレイをその場で瞬時に下方へ滑落回収させる空トレイ回収機構を開発し等階級選果選別排出装置に取り入れ、水平方向を基準として俯角７度程の傾斜をつけ５ｃｍ間隔でコンベア用ローラーを設置する等階級選果選別排出レーンを連設させた等階級選果選別排出装置に於いて、７２条の等階級選果選別排出レーンに果物搭載トレイが回転しながら等階級選別結果に従って、該当する排出レーン上に払い出され搬流してくると、最初の７２条等階級選果選別排出レーン上流部７０ｃｍ区間は、タイミングベルトコンベア上から払い出され、流入してくる果物搭載トレイを確実に搬流させ、この区間内でトレイの滞留を防止させるために、流速１６ｍ／分の排出レーン１２条通し軸連続回転駆動ローラーを５ｃｍ間隔で連続して設置し、次に設ける中流区間は、３０ｃｍ間にフリーローラーを連続して設置し、次に、排出レーン１２条通し軸連続回転駆動ローラー一本を設置し、この方法を繰り返して行い、選果選別結果に於いて、一部の等階級選果選別が集中した時、排出される選果の箱詰作業がその果物の排出量を担いきれない場合に対応するため、作業オーバー分の果物搭載トレイを滞留させるための区間で、できれば２ｍ以上確保し、次の下流区間はフリーローラーを設置したトレイ搬流終着スポット手前の５０ｃｍ間は、トレイ搬流終着スポット手前の設置ローラーが、流速１６ｍ／分の排出レーン１２条通し軸連続回転駆動ローラーとなるように、駆動ローラーとフリーローラーを交互に５ｃｍ間隔で設置し、最後の駆動ローラーとトレイ搬流終着スポットとの間で、排出レーン仕切り板両側にトレイ搬流停止用円筒キャップが収まるように設置し、トレイ搬流終着スポット上のトレイ搭載果物箱詰作業に合わせて、トレイ搬流停止用円筒キャップを２５ｍｍ上下作動させることのみで、２ｍ以上となる等階級選果選別排出レーン上を搬流する全ての果物搭載トレイの搬流停止、搬流開始を速やかに繰り返して行える制御方法とトレイ搭載果物が箱詰めされトレイ搬流終着スポット上に残る空トレイを、その場所で下方へ回収する方法とを開発し、選果選別排出レーンの連設を可能とさせたことにより小型化し、幅１６m間に７２条の等階級選果選別排出レーンを装備して、高い処理能力を有することをなしえた特徴の請求項１記載の新型フリートレイ式選果設備の等階級選果選別排出装置。
5. 空トレイ回収機構は、トレイ搬流終着スポット手前の１２条通し軸連続駆動ローラーと、トレイ搬流終着スポットとの間に設置する外径８ｍｍ、長さ４０ｍｍの円柱上部を加工して、そこに圧縮スプリングを装着し、その上部から肉薄の内径９ｍｍ、長さ６０ｍｍの円筒キャップを被せて、円筒キャップが滑らかに２０ｍｍ程上下移動行える仕組みにした長さ７０ｍｍのトレイ搬流停止用円筒キャップ２本を装着した、トレイ搬流停止用円筒キャップの最上部がコンベアローラー上に２０ｍｍ突出するように設置するが、その位置は連続して搬流する果物搭載トレイがトレイ搬流終着スポット上に停止し、追流する果物搭載トレイがトレイ搬流停止用円筒キャップにより搬流停止した時、二つの停止した果物搭載トレイ間に１０mm程の間隔が確保できる位置に設置した装置に於いて、搬流する果物搭載トレイがトレイ搬流停止用円筒キャップで搬流停止させる一方、トレイ搬流終着スポット上にトレイが存在しないことをセンサーで感知させ、同期してトレイ搬流停止用円筒キャップは、エアシリンダを作動させトレイ搬流停止用円筒キャップ最上部が、コンベア上面より５ｍｍ程下方になるよう約２５ｍｍ下方に引き下げると果物搭載トレイは、トレイ搬流終着スポット方向に搬流を開始するが、この際、トレイ搬流停止用円筒キャップ上層を果物搭載トレイが搬流通過中にエアシリンダを元に復帰させ、果物搭載トレイ重量圧でトレイ搬流停止用円筒キャップに内蔵した圧縮スプリングを果物搭載トレイがトレイ搬流停止用円筒キャップ上層を通過終了するまで元に復帰できない強さの圧縮スプリングを使用することで、円筒キャップ上面が果物搭載トレイ底面と擦れ合う状態で搬流させておき、円形トレイが通過し終えると直ちに円筒キャップはバネの反発力によってトレイ搬流停止用円筒キャップが元に復帰して追流して来る果物搭載トレイを搬流一旦停止させてから、既にトレイ搬流終着スポット上に搬出されていたトレイ上果物が箱詰作業のため取り去られ、センサーがトレイ上に果物が存在しないことを感知すれば、トレイ搬流終着スポットはエアシリンダによって下方に瞬開して、空トレイを大面コンベアの下部に設けた空トレイ循環コンベア上に瞬時滑落回収させ、エアシリンダによりトレイ搬流終着スポットは、元の位置に復帰することを速やかに繰り返して行うことができる装置であることと、選別排出口と空トレイ回収排出位置を同一場所で行える役目を担う特徴の、請求項１記載の新型フリートレイ式選果設備の空トレイ回収機構。

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