JP7433258B2 - 粒状体検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、粒状体検査装置に関する。
特許文献1には、粒状体選別装置が記載されている。この装置では、移送手段(振動フィーダ、シュータ等)が米粒を一層状態で且つ横幅方向に複数列に広がる状態で計測対象箇所を通過させる。計測対象箇所からの光が、複数の単位受光部(画素)を備えた受光装置に入射する。各単位受光部の出力に基づいて、米粒が不良であるか否かの判定が行われる。不良であると判定された米粒は、計測対象箇所の下流の分離箇所において、エアー吹き付け装置により他の米粒と分離される。
特開2012-250193号公報
特許文献1の粒状体選別装置では、粒状体は、供給用揚送搬送装置から貯留ホッパを経由して移送手段に供給される。供給用揚送搬送装置からの供給量、及び移送手段からの送出量は、いずれも変動する場合がある。そうすると、貯留ホッパに貯留される粒状体が増加し、粒状体が供給用揚送搬送装置へ逆流する可能性がある。この事態を回避するため、粒状体が流出可能なオーバーフロー排出口を貯留ホッパに設けることが考えられる。
しかし、供給用揚送搬送装置から貯留ホッパへ投入された粒状体がオーバーフロー排出口へ直接流入すると好ましくない。なぜなら、移送手段へ供給される粒状体が不足して、粒状体選別装置の処理能力が低下する可能性があるからである。また、粒状体が供給用揚送搬送装置へ逆流して貯留ホッパから流出した場合も、同様に粒状体選別装置の処理能力が低下する可能性がある。
本発明の目的は、粒状体検査装置において処理能力の低下を抑制可能な手段を提供することにある。
上述した課題を解決する手段として、本発明の粒状体検査装置は、粒状体を検査して不良品を検出する検査ユニットと、投入された前記粒状体を貯留すると共に前記検査ユニットへ前記粒状体を供給する貯留装置と、を備え、前記貯留装置は、上部に配置され前記粒状体が投入される入口と、下部に配置され前記粒状体が前記検査ユニットへ流出する出口と、前記入口よりも下且つ前記出口よりも上に配置され前記粒状体が流出可能なオーバーフロー排出口と、前記入口と前記オーバーフロー排出口との間且つ前記入口から投入される前記粒状体の移動経路上に配置されるカバー部材と、を備え、前記カバー部材の下方において前記貯留装置に貯留された前記粒状体が前記オーバーフロー排出口に流入可能なように構成されている、ことを特徴とする。
本構成によれば、カバー部材が入口とオーバーフロー排出口との間且つ粒状体の移動経路上に配置されるので、入口から投入された粒状体がオーバーフロー排出口へ直接入ることが抑制される。従って、処理能力の低下を抑制することができる。また、カバー部材の下方において粒状体がオーバーフロー排出口に流入可能であるから、貯留装置が満杯となって粒状体が入口から流出することが抑制される。この点でも、処理能力の低下を抑制することができる。
本発明において、前記貯留装置は、前記出口に繋がる下窄まり形状の下窄まり部を備えており、前記下窄まり部の側壁に前記オーバーフロー排出口が設けられており、前記オーバーフロー排出口の上方に前記カバー部材が設けられていると好適である。
本構成によれば、下窄まり部の側壁にオーバーフロー排出口が設けられているので、粒状体がオーバーフロー排出口からスムースに流出できる。また、オーバーフロー排出口の上方にカバー部材が設けられているので、入口から投入された粒状体がオーバーフロー排出口へ直接入ることが効果的に抑制される。従って、処理能力の低下を効果的に抑制することができる。
本発明において、前記オーバーフロー排出口の幅と前記カバー部材の幅とがほぼ同じであると好適である。
本構成によれば、入口から投入された粒状体がオーバーフロー排出口へ直接入ることを効果的に抑制しつつ、出口への粒状体の移動をカバー部材が妨げにくい。従って、処理能力の低下を効果的に抑制することができる。
本発明において、前記カバー部材の上端と前記入口の下端とがほぼ同じ高さに位置すると好適である。
本構成によれば、入口から投入された粒状体が早期にカバー部材と接触することができるので、オーバーフロー排出口への粒状体の直接流入を効果的に抑制することができる。従って、処理能力の低下を効果的に抑制することができる。
本発明において、前記カバー部材の上面が、斜め下方に傾斜する傾斜面を備えると好適である。
本構成によれば、傾斜面には粒状体が滞留し難いので、カバー部材の上に粒状体が滞留することを効果的に抑制することができる。従って、貯留装置の内部に粒状体が滞留して検査されない事態を抑制することができる。
粒状体検査装置の右側面図である。 粒状体検査装置の正面図である。 検査ユニットの要部を示す右側面図である。 貯留ホッパ、振動フィーダ、及びシュータの位置関係を示す平面図である。 第1揚送コンベア及び貯留ホッパを示す断面右側面図である。 貯留ホッパを示す正面図である。 貯留ホッパの内部を示す断面正面図である。 貯留ホッパの内部を示す断面平面図である。 変形例に係るカバー部材を示す断面右側面図である。 変形例に係るカバー部材を示す断面右側面図である。
以下、本発明に係る粒状体検査装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。各図に符号(FR)で示す方向が装置前側、符号(BK)で示す方向が装置後側、符号(LH)で示す方向が装置左側、符号(RH)で示す方向が装置右側、符号(UP)で示す方向が上側、符号(DW)で示す方向が下側である。
粒状体検査装置は、投入される粒状体が正常品であるか不良品であるかを光学的に検査し、正常品と不良品とを選別して排出する装置である。本実施形態では、粒状体は、玄米や白米などの穀粒である。粒状体は樹脂ペレット等であってもよい。
図1、図2に示されるように、粒状体検査装置は、投入ホッパ1、第1揚送コンベア2、貯留ホッパ3(貯留装置の一例)、検査ユニット4、第2揚送コンベア5、及び操作表示装置6を備えている。
投入ホッパ1は、装置後部の下部に設けられ、検査される粒状体を受け入れる。
第1揚送コンベア2は、装置後部の左右中央に設けられ、投入ホッパ1に投入された粒状体を上方に搬送し、貯留ホッパ3へ投入する。
貯留ホッパ3は、第1揚送コンベア2から投入された粒状体を貯留すると共に、検査ユニット4へ粒状体を供給する。
検査ユニット4は、貯留ホッパ3から供給された粒状体を検査し、不良品を検出して、粒状体を正常品と不良品とに選別して排出する。本実施形態では、粒状体検査装置は、左検査ユニット4L及び右検査ユニット4Rを備える。
第2揚送コンベア5は、装置後部の左側部分に設けられ、検査ユニット4から正常品として排出された粒状体を上方に搬送し、装置外部へ排出する。
操作表示装置6は、装置前部の中央部に設けられている。操作表示装置6は、オペレータからの人為操作を受け付けると共に各種の画面を表示する。
〔検査ユニット〕
図3を参照しながら、検査ユニット4の構成及び動作の概要について説明する。なお、左検査ユニット4L及び右検査ユニット4Rは同じ構成を備え同じ動作を行う。以下、図3に示されるように、粒状体の移動方向をZ方向、粒状体の移動方向の上流側をZ1側、粒状体の移動方向の下流側をZ2側、装置左右方向に直交する面内におけるZ方向に直交する方向をY方向、Y方向における装置前側をY1側、Y方向における装置後側をY2側、と称する。
検査対象の粒状体が、シュータ12からZ2側へ落下し、検査領域IAへ送り出される。検査領域IAは、照明装置21により照明されている。検査領域IAからの光が、前カメラ22A、後カメラ22B、及び透過カメラ22Cに入射し、前センサ23A、後センサ23B、透過センサ23Cにより検出される(以下、前カメラ22A、後カメラ22B、及び透過カメラ22Cを「カメラ22」と総称する。前センサ23A、後センサ23B、透過センサ23Cを「センサ23」と総称する。)。
詳しくは、粒状体のY1側で反射した光が、前カメラ22Aへ入射して、前センサ23Aにより検出される。粒状体のY2側で反射した光が、後カメラ22Bへ入射して、後センサ23Bにより検出される。粒状体をY1側からY2側へ透過した光が、透過カメラ22Cへ入射して、透過センサ23Cにより検出される。
センサ23の出力は、粒状体検査装置の制御装置に送信される。制御装置は、センサ23の出力に基づいて粒状体が正常品であるか不良品であるかを判定する。制御装置は、不良品と判定された粒状体が空気吹き付け装置31の正面まで落下したタイミングで空気吹き付け装置31を作動させる。空気を吹き付けられた粒状体は、Y1側へ押されて、不良品回収部41へ落下する。その他の粒状体は、正常品回収部42へ落下する。
〔検査ユニットの構成〕
検査ユニット4は、送出装置10、検出装置20、及び排除装置30を備える。上述の通り、左検査ユニット4L及び右検査ユニット4Rは同様の構成を有する。
送出装置10は、検査領域IAへ粒状体を複数並列(装置左右方向、図3の紙面直交方向)で送り出す装置である。送出装置10は、振動フィーダ11、及びシュータ12を備える。
振動フィーダ11は、貯留ホッパ3から流下した粒状体をトラフ11aで受け止めて、トラフ11aを振動させて粒状体をシュータ12へ送り出す。振動フィーダ11の動作は、制御装置に制御される。
シュータ12は、板状の部材である。シュータ12の上面には、複数の直線上の溝が左右方向に平行に並ぶ状態で形成されている。溝の幅は、粒状体が1列に並んで流下可能な大きさに設定されている。振動フィーダ11のトラフ11aからシュータ12へ落下した粒状体は、シュータ12の溝に案内されて、シュータ12の上を複数並列で流下し、検査領域IAへ送り出される。
検出装置20は、検査領域IAからの光を検出する装置であって、上述の照明装置21、カメラ22、センサ23、及びミラー24を備える。
照明装置21は、背景部材21A、21B、21C、及び照明ユニット21D、21E、21F、21Gを備えている。
背景部材21A、21B、21Cは、非図示の発光装置からの光を導いて検査領域IAを照明する部材である。背景部材21A、21B、21Cは、検査領域IAからカメラ22へ届く光において粒状体の背景として機能する。背景部材21A、21B、21Cの光源となる発光装置は、検査領域IAへの照明が適切な強度となるように、制御装置により制御される。
照明ユニット21D、21E、21F、21Gは、制御装置により発光強度が制御されるLEDパッケージを備え、検査領域IAを照明する。照明ユニット21D、21Eは、検査領域IAに対してY1側に配置され、検査領域IAをY1側から照明する。照明ユニット21F、21Gは、検査領域IAに対してY2側に配置され、検査領域IAをY2側から照明する。
前カメラ22Aは、前レンズ装置25Aを備える。前センサ23Aが、前カメラ22Aの内部に配置される。前カメラ22Aの光軸26Aが図3に示されている。粒状体のY1側の面で反射した光、及び背景部材21Aから放射された光が、検査領域IAからY1側へ放射される。その光は、ミラー24で反射されて、前レンズ装置25Aにより収束され、前センサ23Aに照射される。すなわち、前カメラ22Aの前センサ23Aは、粒状体のY1側の面で反射した光、及び背景部材21Aから放射された光を検出する。
後カメラ22Bは、後レンズ装置25Bを備える。後センサ23Bが、後カメラ22Bの内部に配置される。後カメラ22Bの光軸26Bが図3に示されている。粒状体のY2側の面で反射した光、及び背景部材21Bから放射された光が、検査領域IAからY2側へ放射される。その光は、ミラー24で反射されて、後レンズ装置25Bにより収束され、後センサ23Bに照射される。すなわち、後カメラ22Bの後センサ23Bは、粒状体のY2側の面で反射した光、及び背景部材21Bから放射された光を検出する。
透過カメラ22Cは、透過レンズ装置25Cを備える。透過センサ23Cが、透過カメラ22Cの内部に配置される。透過カメラ22Cの光軸26Cが図3に示されている。粒状体をY1側からY2側へ透過した光、及び背景部材21Cから放射された光が、検査領域IAからY2側へ放射される。その光は、ミラー24で反射されて、透過レンズ装置25Cにより収束され、透過センサ23Cに照射される。すなわち、透過カメラ22Cの透過センサ23Cは、粒状体をY1側からY2側へ透過した光、及び背景部材21Cから放射された光を検出する。
以下、前レンズ装置25A、後レンズ装置25B、及び透過レンズ装置25Cを「レンズ装置25」と総称する場合がある。
前センサ23A、後センサ23B、及び透過センサ23Cは、経時的に光を検出し、所定の時間毎の刻々の出力データを制御装置に送信する。
検査領域IAに、遮光部材27が配置されている。遮光部材27は、粒状体に反射された光や、照明ユニット21D、21E、21F、21Gからの照明光が透過カメラ22Cへ直接入射することを抑制する。
排除装置30は、不良品と判定された粒状体を排除する装置である。排除装置30は、空気吹き付け装置31により構成される。空気吹き付け装置31は、装置左右方向に並ぶ複数の噴射口を備える。噴射口は、シュータ12の複数の溝から落下する粒状体に対応する位置に配置されている。
〔貯留ホッパ〕
貯留ホッパ3は、内部が空洞である箱状の部材である。貯留ホッパ3は、入口61、左の出口62L、及び右の出口62Rを備える。
入口61は、貯留ホッパ3の上部に配置され粒状体が投入される開口である。入口61は、貯留ホッパ3の後部の上部に形成された長方形の開口である。入口61を通って、第1揚送コンベア2により粒状体が貯留ホッパ3の内部へ投入される。
出口62L、62Rは、貯留ホッパ3の下部(下端部)に配置され粒状体が検査ユニット4へ流出する開口である。貯留ホッパ3の内部の粒状体が、出口62Lから左検査ユニット4Lへ供給され、出口62Rから右検査ユニット4Rへ供給される。図4に示されるように、出口62Lは、左検査ユニット4Lのトラフ11aの上方突出部11bと平面視で重なる位置にある。出口62Rは、右検査ユニット4Rのトラフ11aの上方突出部11bと平面視で重なる位置にある。
貯留ホッパ3は、その内部空間を左右の検査ユニット4に対応して分岐させる分岐部材71を備えている。分岐部材71は、貯留ホッパ3の底壁の一部を構成している。分岐部材71は、図5に示されるように、貯留ホッパ3の前部から後部まで延びている。左の出口62Lが分岐部材71の左に位置し、右の出口62Rが分岐部材71の右に位置する。
貯留ホッパ3は、出口62L、62Rに繋がる下窄まり形状の下窄まり部3aを備えている。下窄まり部3aの側壁3bは、貯留ホッパ3の下部の後壁である。側壁3bは、図5に示されるように、その法線が上斜め前を向く姿勢で配置されている。
貯留ホッパ3は、上下方向に沿って延びる前壁部材72と、前壁部材72に形成された点検用開口72aと、点検用開口72aを塞ぐ閉塞部材73と、を備えている。閉塞部材73は、前壁部材72に対して上下方向にスライド可能であり、前壁部材72に対して着脱可能である。
貯留ホッパ3は、前壁部材72に設けられた透明な左右の監視窓72b、72cと、監視窓72b、72cを塞ぐ閉塞部材74、75を備えている。
第1揚送コンベア2により入口61から投入された粒状体は、左の出口62Lまたは右の出口62Rから下方へ流出し、トラフ11aへ落下する。第1揚送コンベア2による投入量よりも振動フィーダ11による送出量が小さい場合、粒状体がトラフ11aの上に堆積し、貯留ホッパ3の内部に貯留される状態となる。
〔調整機構〕
本実施形態では、貯留ホッパ3に調整機構ADが設けられる。調整機構ADは、左右の検査ユニット4への粒状体の供給量を調整する。調整機構ADは、ガイド部材80を備える。
ガイド部材80は、三角柱状の部材であって、中心軸が上下方向に沿い、且つ1の稜線80aが入口61に面する姿勢にて、貯留ホッパ3の内部に配置されている。ガイド部材80は、左右方向にスライド可能な状態で、閉塞部材73に支持されている。詳しくは、図6に示されるように、閉塞部材73に左右方向へ延びる長穴73aが形成されている。ガイド部材80を閉塞部材73へ取り付けるボルト81が、長穴73aに挿通されている。
本実施形態では、粒状体の移動経路RTは、図5に示されるように、第1揚送コンベア2から前方または前斜め下へ延びる。ガイド部材80は、第1揚送コンベア2から投入された粒状体の移動経路RT上に配置されている。従って、ガイド部材80と衝突した粒状体は、左または右へ飛散する。すなわち、ガイド部材80により粒状体が左右の出口62L、62Rへ分配される。
また、ガイド部材80は左右方向にスライド可能である。換言すれば、ガイド部材80は、粒状体の移動経路RTと交差する方向での位置変更が可能である。ガイド部材80を左寄りに位置させると、より多くの粒状体が右の出口62Rへ導かれる。従って、貯留ホッパ3から右検査ユニット4Rへ供給される粒状体が増加し、貯留ホッパ3から左検査ユニット4Lへ供給される粒状体が減少する。ガイド部材80を右寄りに位置させると、反対の結果となる。このようにして、調整機構ADによって左右の検査ユニット4への粒状体の供給量が調整可能である。
図5に示されるように、ガイド部材80は、第1揚送コンベア2の最上端2aよりも下に位置している。最上端2aとは、第1揚送コンベア2のバケット2bが最も高い位置にある時のバケット2bの上端の位置である。
図5に示されるように、ガイド部材80は、分岐部材71よりも上に位置する。詳しくは、ガイド部材80の全体が分岐部材71の上端よりも上に位置する。
図5に示されるように、ガイド部材80の下端は、入口61の下端よりも下に位置する。ガイド部材80の上端は、入口61の下端よりも上に位置する。
本実施形態では、ガイド部材80が装着された状態で、閉塞部材73を貯留ホッパ3から取り外すことができる。従って、調整機構AD及び貯留ホッパ3の内部のメンテナンスを容易に行うことができる。
また、本実施形態では、監視窓72b、72cから、貯留ホッパ3の内部を視認することができる。従って、左右の出口62L、62Rへの粒状体の流出状態を監視窓72b、72cから確認しながら、ガイド部材80の位置を調整することができる。
〔オーバーフロー排出口及びカバー部材〕
貯留ホッパ3は、オーバーフロー排出口63及びカバー部材90を備えている。
オーバーフロー排出口63は、下窄まり部3aの側壁3bに形成された台形の開口である。貯留ホッパ3に貯留された粒状体が、オーバーフロー排出口63を通って貯留ホッパ3の外部に流出可能である。図5に示されるように、オーバーフロー排出口63は、貯留ホッパ3の入口61よりも下且つ出口62L、62Rよりも上に配置されている。
カバー部材90は、オーバーフロー排出口63を上方から覆う板状の部材である。カバー部材90の後端部は、下窄まり部3aの側壁3bに支持されている。カバー部材90は、側壁3bから前方へ延びている。
カバー部材90の上面は、斜め下方に傾斜する傾斜面90a、90bを備える。本実施形態では、水平面に対する傾斜面90a、90bの傾斜角θ(図7)は35度である。傾斜角θが35度以上であると好ましい。
カバー部材90は、貯留ホッパ3の入口61の下方、且つ、オーバーフロー排出口63の上方に設けられている。すなわち、カバー部材90は、入口61とオーバーフロー排出口63との間に配置されている。詳しくは、図5に示されるように、カバー部材90の上端と入口61の下端とがほぼ同じ高さに位置する。
図5に示されるように、カバー部材90は、入口61から投入される粒状体の移動経路RT上に配置される。入口61から投入された粒状体は、カバー部材90に接触し傾斜面90a、90bに導かれて左右に流下する。従って、入口61から投入された粒状体がオーバーフロー排出口63に直接流入することが抑制される。
貯留ホッパ3の内部に貯留された粒状体の上面がオーバーフロー排出口63の下端より高くなると、粒状体がオーバーフロー排出口63に流入する。すなわち、貯留ホッパ3は、カバー部材90の下方において貯留ホッパ3に貯留された粒状体がオーバーフロー排出口63に流入可能なように構成されている。
図7に示されるように、オーバーフロー排出口63の幅とカバー部材90の幅とがほぼ同じである。詳しくは、オーバーフロー排出口63の下端(台形の下辺)の幅とカバー部材90の幅とがほぼ同じである。
図8に示されるように、カバー部材90の前端と、オーバーフロー排出口63の前端とが、平面視で一致している。従って、入口61から投入された粒状体がオーバーフロー排出口63に直接入ることが効果的に抑制される。カバー部材90の前端が、オーバーフロー排出口63の前端よりも前に位置してもよい。なお、貯留ホッパ3における粒状体の移動経路RTは、貯留ホッパ3の形状や入口61の位置及び形状に応じて変化する。粒状体の移動経路RTによっては、カバー部材90の前端がオーバーフロー排出口64の前端よりも後に位置してもよい。この場合でも、カバー部材90の存在により、入口61から投入された粒状体がオーバーフロー排出口63に直接入ることが抑制される。
〔変形例〕
カバー部材90が、図9に示される形状であってもよい。図示例では、カバー部材90が、側壁3bから前斜め下へ延びている。カバー部材90の前端部の下端は、オーバーフロー排出口63の上端よりも下に位置している。
カバー部材90が、図10に示される形状であってもよい。図示例では、カバー部材90が側壁3bから前壁部材72まで前方に延びている。カバー部材90の後端部は側壁3bに支持されている。カバー部材90前端部は前壁部材72に支持されている。従って、上述の例に比べてカバー部材90の剛性が高くなり、外力によるカバー部材90の変形が抑制される。
〔他の実施形態〕
(1)カバー部材90の形状、数、位置、及び支持態様は、上述の例に限られない。
(2)オーバーフロー排出口63の形状、数、及び位置は、上述の例に限られない。貯留ホッパ3が複数のオーバーフロー排出口64を備える場合において、一部のオーバーフロー排出口63にのみカバー部材90が設けられてもよい。
(3)上述の実施形態において、貯留ホッパ3が調整機構AD(ガイド部材80)を備えなくてもよい。
(4)図9及び図10には調整機構AD(ガイド部材80)が記載されていない。しかし、変形例に係るカバー部材90と調整機構AD(ガイド部材80)との両方が貯留ホッパ3に設けられてもよい。
本発明は、貯留装置を備える装置(粒状体検査装置、色彩選別器、光学選別器等)に適用可能である。
3 :貯留ホッパ(貯留装置)
3a :下窄まり部
3b :側壁
4 :検査ユニット
4L :左検査ユニット
4R :右検査ユニット
61 :入口
62L :出口
62R :出口
63 :オーバーフロー排出口
90 :カバー部材
90a :傾斜面
90b :傾斜面
RT :移動経路

Claims (5)

  1. 粒状体を検査して不良品を検出する検査ユニットと、
    投入された前記粒状体を貯留すると共に前記検査ユニットへ前記粒状体を供給する貯留装置と、を備え、
    前記貯留装置は、上部に配置され前記粒状体が投入される入口と、下部に配置され前記粒状体が前記検査ユニットへ流出する出口と、前記入口よりも下且つ前記出口よりも上に配置され前記粒状体が流出可能なオーバーフロー排出口と、前記入口と前記オーバーフロー排出口との間且つ前記入口から投入される前記粒状体の移動経路上に配置されるカバー部材と、を備え、
    前記カバー部材の下方において前記貯留装置に貯留された前記粒状体が前記オーバーフロー排出口に流入可能なように構成されている、粒状体検査装置。
  2. 前記貯留装置は、前記出口に繋がる下窄まり形状の下窄まり部を備えており、
    前記下窄まり部の側壁に前記オーバーフロー排出口が設けられており、
    前記オーバーフロー排出口の上方に前記カバー部材が設けられている請求項1に記載の粒状体検査装置。
  3. 前記オーバーフロー排出口の幅と前記カバー部材の幅とがほぼ同じである請求項1又は2に記載の粒状体検査装置。
  4. 前記カバー部材の上端と前記入口の下端とがほぼ同じ高さに位置する請求項1から3のいずれか1項に記載の粒状体検査装置。
  5. 前記カバー部材の上面が、斜め下方に傾斜する傾斜面を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の粒状体検査装置。
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JP2012250193A (ja) 2011-06-03 2012-12-20 Kubota Corp 粒状体選別装置
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