JPH10115602A

JPH10115602A - 青果物の選果装置

Info

Publication number: JPH10115602A
Application number: JP8271966A
Authority: JP
Inventors: Naoki Wada; 直樹和田; Shoji Terasaki; 章二寺崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JP3189706B2

Abstract

(57)【要約】【課題】青果物の振動特性を利用して、青果物の熟度
およびスの有無を判定して選別する選果装置に関する。【解決手段】選果すべき青果物３がそれぞれ載置され
た複数個のトレイ２をトレイコンベアー６に載せて搬送
し、その搬送途中の予め定められた位置において順次前
記トレイ２と係合し、そのトレイを加振して前記青果物
に振動を与える加振機１を設け、その時のトレイ２の振
動を検出する第一の検出手段とその青果物の振動を非接
触にレーザードップラー振動計５を用いて測定する第二
の検出手段との両検出手段の出力より算出された前記ト
レイ２と青果物３間の振動の周波数応答関数を利用して
前記青果物の力学的構造および熟度を判定して選果す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、青果物の振動特性
を利用して、青果物の力学的構造の差異から、熟度ある
いはスの有無を測定し選果する選果装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、振動を利用した選果装置として
は、United States Patent No.4,884,696 (Kalman Pele
g, Dec. 5, 1989)に記載されたものが知られている。

【０００３】図３に従来の被測定物に対する加振と振動
検出手段の構造を示す。青果物などの球型の被測定物１
５は底部に孔の開いたトレイ１４に載せられており、ト
レイ１４の底部の孔から加振機１１の頭部の試料台１３
を上方に突き出し、被測定物１５をその試料台１３上に
載せた状態でトレイ１４から浮かす。そして、この状態
で被測定物１５の最底部に試料台１３を通して加振機１
１によって振動を与え、その時の試料台１３の振動を加
速度センサ１２によって測定する。また、被測定物１５
上部の振動は、毎回同じ力で加速度センサ１７を被測定
物１５に押し付けられるように、ストレインゲージ１６
で調整しながら加速度センサ１７にて測定する。

【０００４】そして、この両加速度センサ１２，１７で
検出した振動から被測定物の機械的定数を測定すること
によって、被測定物の検査および選別を行うものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方式には以下のような問題を有していた。１）青果物は一般的に果頂部または果こう部を下に向
けて置くと安定する場合が多く、かつ、大部分の青果物
には果頂部から果こう部にかけては一般的に芯と呼ばれ
る硬い部位があり、この果頂部または果こう部に振動を
与えて測定した場合に、最も重要な食べる部位である果
肉の情報が得にくい場合がある。２）青果物の置き方によらず、その底部は同一種であ
っても形状が様々なので測定の再現性が悪い。特に果頂
部を底部とした場合は先に凸部がある青果物が多く、果
こう部を底部とした場合は果柄や葉を残した青果物が多
く、これらの接触状態が測定の再現性に大きく影響す
る。３）青果物の置き方によらず、その底部は同一種であ
っても形状が様々なので底部のみで支えるには不安定で
あり、倒れて青果物がトレイに接触する場合が多い。４）青果物上部の振動を測定するために加速度センサ
を青果物に接触させた場合に、その接触圧力によって振
動の状態が変化する。その振動状態を一定に保つために
ストレインゲージで接触圧力を毎回調整するわけである
が、その調節は困難かつ手間がかかる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】これらの問題を解決する
ために本発明の青果物の選果装置は、前記深さ方向に開
口径が小さくなる窪みのついたトレイ上に青果物を設置
して、そのトレイに直接加振機を接触共振がない状態で
結合させて、トレイ全体を振動させることにより青果物
の周囲部に振動を与え、その青果物の振動信号を非接触
にレーザードップラー振動計を用いて測定するように構
成したものであり、これにより、簡単な構造で、測定誤
差を与えやすい青果物の果頂部や果こう部の影響を受け
ることなく、青果物の周囲部を安定に保持および加振で
き、青果物の芯部をさけた果肉の振動情報を、再現性よ
く非接触測定することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、選果すべき青果物がそれぞれ載置された複数個のト
レイを載せて搬送する搬送手段と、予め定められた位置
において順次前記トレイと係合し、そのトレイを加振し
て前記青果物に振動を与える加振手段と、そのトレイの
振動を検出する第一の検出手段と、その青果物の振動を
非接触にレーザードップラー振動計を用いて測定する第
二の検出手段と、それら両検出手段の出力より算出され
た前記トレイと青果物間の振動の周波数応答関数、すな
わち、青果物の共振周波数、減衰率、位相差および伝搬
速度の少なくとも１つを利用して前記青果物を選果する
手段を備えたことを特徴とするものであり、簡単な構造
で、測定誤差を与えやすい青果物の果頂部や果こう部の
影響を受けることなく、青果物の周囲部を安定に保持お
よび加振でき、青果物の芯部をさけた果肉の振動情報
を、再現性よく非接触振動測定の選果装置を実現できる
という作用を有する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、前記トレイは、
その上部面に深さ方向に開口径が小さくなる窪みをも
ち、その窪みに青果物を載置した際に、青果物の底部と
トレイが接触せず、青果物の周囲部とトレイが接触し
て、その接触部から青果物に振動が与えられるように構
成されていることを特徴とする請求項１記載の青果物の
選果装置であり、振動を与えるべき青果物を設置した場
合に、青果物の底部とトレイが接触せず、青果物の周囲
部とトレイが接触して、その接触部から青果物に振動を
与えることとなるため、青果物を安定に保持でき、か
つ、果肉の振動情報を再現性よく測定できるという作用
を有する。

【０００９】請求項３に記載の発明は、前記トレイは、
搬送手段に形成された透口上に上方に移動可能に載置さ
れており、前記加振手段は、前記トレイの底部に係合
し、そのトレイを搬送手段より上方に浮かした状態で、
トレイを加振させ、青果物に振動を与えることを特徴と
する請求項１記載の青果物の選果装置であり、個々のト
レイの下方から加振機を上方に誘導して、トレイの底部
と加振機の頭部を結合させると同時に、そのトレイをト
レイコンベアーから浮かした状態でトレイを加振させ、
青果物に振動を与えることを特徴とするものであり、個
々のトレイの中心軸に加振機を接触共振をなるべく低減
した状態で簡単に結合でき、安定した振動を果実に与え
ることができるという作用を有する。

【００１０】請求項４に記載の発明は、前記トレイの底
部と加振手段とは、磁気結合により結合されることを特
徴とする請求項３記載の青果物の選果装置であり、トレ
イの底部と加振機の頭部の結合部を磁気結合することに
より、個々のトレイと加振機を、接触共振がないよう
に、より強固に結合できるという作用を有する。

【００１１】（実施の形態）以下に、本発明の請求項１
及び請求項２、請求項３、請求項４に記載された発明の
実施の形態について、図１、図２を用いて説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態による選果装
置を示す構成図、および図２は図１における加振部を拡
大した断面図である。図１及び図２において、２は選果
すべき青果物３が載置されるトレイであり、図２にその
拡大図を示すように、その上面には上方に開口し、深さ
方向に開口径が小さくなる円錐状または球面状の窪みが
形成され、その裏側である底面部も円錐状または球面状
に形成されている。また、この底面部の中央には円錐状
の磁石よりなる突起９が形成されている。６はトレイコ
ンベアーであり、このトレイコンベアー６に形成された
開口に前記トレイ２が、上方には移動可能に載置されて
いる。

【００１３】１は加振機であり、その頭部１０には前記
突起９と係合する磁性体からなる凹部が形成されてお
り、また、この頭部１０の振動を検出する加速度センサ
８が設けられている。なお、４はレーザー光、５はレー
ザードップラー振動計、７は選果レーンである。

【００１４】以上のように構成された青果物の選果装置
について、以下にその動作を説明する。

【００１５】まず、全体的な選果の流れを説明する。測
定すべき青果物３を個々にトレイ２の上に載せ、トレイ
コンベアー６にて振動測定部まで搬送する。振動測定部
では、下方から加振機１が上昇し、その頭部１０とトレ
イ２の突起９とが係合して、トレイ２をトレイコンベア
ー６から離反せしめた状態で、トレイ２全体を加振する
ことによって青果物３に振動を与え、上部からはレーザ
ードップラー振動計５のレーザー光４を青果物３の上部
に照射して、青果物３の振動を測定する。

【００１６】このとき、同時に加速度センサ８により加
振機１の頭部１０の振動が測定される。そして、加速度
センサ８により得られた青果物３に与えた振動と、それ
によって振動した青果物３自身の振動を測定したレーザ
ードップラー振動計５の測定値との間の振動の周波数応
答関数、すなわち、青果物の共振周波数、減衰率、位相
差および伝搬速度の少なくとも１つを利用して青果物の
硬度、粘度、熟度およびスの有無などの構造的欠陥を判
定する。測定された青果物３はトレイコンベアー６にて
選果レーン７まで搬送され、判定信号によってトレイ２
の搬出機構を制御して、選別等級または熟度指標に従っ
た望みの選果レーン７へ青果物３を振り分ける。

【００１７】次に、青果物３と直接接触して、接触部分
が青果物３への加振部となるトレイの上部面の構造につ
いてさらに詳細に説明する。青果物は一般的にその果頂
部または果こう部を下に設置した場合に安定する。しか
し、一般的な青果物は果頂部から果こう部にかけて硬い
芯をもっているために、果頂部または果こう部側を加振
した場合は、その芯の影響が大きいために本来の食べる
部位である果肉部の振動情報が得られにくい。また、果
頂部が凸部になっているあるいは果こう部に果柄や葉を
残した青果物の場合は、これらとトレイ２の接し具合に
よって振動状態が変化するために、設置状態が不安定に
なるだけでなく測定の再現性も悪くなる。以上を考慮す
ると、果頂部あるいは果こう部が直接トレイ２に接触せ
ず、果肉部にて保持する方法が得策である。

【００１８】そこで、トレイ２の上部面には、深さ方向
に開口径が小さくなる円錐または球面状の窪みを付け、
その窪みの直径や曲率半径、円錐の登頂角などは、青果
物３の大きさ並びに果頂部や果こう部の形状によって最
適な形状を選択して、青果物３の果頂部あるいは果こう
部とトレイ２が接触せず、青果物の周囲部とトレイが接
触して、その接触部から青果物に振動を与えるように構
成されている。ここでは、トレイの窪みの形状として円
錐または球面状の場合を示しているが、青果物の周囲部
を安定して加振できる方法であれば、その他の窪みの形
状、あるいはトレイの代わりとなるその他の青果物の保
持方法を利用して、青果物に振動を与えてもよい。ま
た、青果物側面の果肉部を下にして設置する場合にも、
個々の青果物側面の不定形状のために、設置状態が不安
定になって測定の再現性が悪くなることがなく、本方法
が有効である。

【００１９】次に、振動測定部の加振部について説明す
る。この部分では、青果物３を載せながら搬送されてき
たトレイ２に対して、加振機１を再現性よく係合させる
必要がある。一般的に加振部に接合部品を係合させる場
合には、接合部品の重心を支え、かつ係合部での接触共
振を抑えなければならない。そこで、個々のトレイ２の
底部の中央に下方に向かって外径が小さくなる円錐状の
突起を設け、その突起とはめあわせ形状の円錐状の穴を
加振機１の頭部１０の中央に設け、個々のトレイ２の下
方から加振機を上方に誘導して、トレイ２の底部の突起
と加振機１の頭部の穴を係合させると同時に、そのトレ
イ２をトレイコンベアー６から浮かした状態で、トレイ
２を加振させ、青果物３に振動を与えるように構成して
ある。トレイ２を加振した振動信号は、加速度センサ８
にて測定する。加振終了後は、加振機１を下方に移動さ
せることにより、トレイ２がトレイコンベアー６に載っ
たところで容易に結合を解くことができる。

【００２０】しかし、多数回の使用後、結合部に摩耗や
傷などが生じるために、はめあわせだけでは信頼性にか
ける場合がある。そこで、前記トレイ２底部の突起を磁
石に、加振機１の頭部１０の穴を磁性体で構成し、磁性
体と磁石を磁力によって結合させるようにする。加振終
了後、頭部１０に永久磁石を用いた場合には、トレイコ
ンベアー６がトレイ２を支える力が突起９と頭部１０間
の磁力より十分大きければ、加振機１を下方に移動させ
てトレイ２がトレイコンベアー６に載ったところで容易
に結合を解くことができる。頭部１０の永久磁石に代え
電磁石を用いた場合には、測定終了後電磁石の電流を切
れば、容易に結合を解くことができる。もちろん、実施
の形態と逆にトレイ２側に円錐状の穴を、加振機１の頭
部１０側に係合突起を設けても良く、磁石と磁性体を逆
にしても良い。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば簡単な構
造で、測定誤差を与えやすい青果物の果頂部や果こう部
などに大きく影響されることなく、青果物の周囲部を安
定に保持および加振でき、青果物の芯部をさけた果肉の
振動情報を再現性よく非接触測定することができるとい
う優れた青果物の選別装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による選果装置を示す構
成図

【図２】本発明の一実施の形態による選果装置の加振部
を示す拡大断面図

【図３】従来の青果物の振動測定装置の断面図

【符号の説明】

１加振機２トレイ３青果物４レーザー光５レーザードップラー振動計６トレイコンベアー７選果レーン８加速度センサ９係合突起１０加振機の頭部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】選果すべき青果物がそれぞれ載置された複
数個のトレイを載せて搬送する搬送手段と、予め定めら
れた位置において順次前記トレイと係合し、そのトレイ
を加振して前記青果物に振動を与える加振手段と、その
トレイの振動を検出する第一の検出手段と、その青果物
の振動を非接触にレーザードップラー振動計を用いて測
定する第二の検出手段と、それら両検出手段の出力より
算出された前記トレイと青果物間の振動の周波数応答関
数を利用して前記青果物を選果する手段を備えたことを
特徴とする青果物の選果装置。
【請求項２】前記トレイは、その上部面に深さ方向に開
口径が小さくなる窪みをもち、その窪みに青果物を載置
した際に、青果物の底部とトレイが接触せず、青果物の
周囲部とトレイが接触して、その接触部から青果物に振
動が与えられるように構成されていることを特徴とする
請求項１記載の青果物の選果装置。
【請求項３】前記トレイは、搬送手段に形成された透口
上に上方に移動可能に載置されており、前記加振手段
は、前記トレイの底部に係合し、そのトレイを搬送手段
より上方に浮かした状態で、トレイを加振させ、青果物
に振動を与えることを特徴とする請求項１記載の青果物
の選果装置。
【請求項４】前記トレイの底部と加振手段とは、磁気結
合により結合されることを特徴とする請求項３記載の青
果物の選果装置。