JPH11230950A

JPH11230950A - 農産物の内部品質検査装置

Info

Publication number: JPH11230950A
Application number: JP10032477A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kuramochi; 佳浩倉持; Yasuro Hashimoto; 靖郎橋本; Hideaki Okamoto; 英明岡本
Original assignee: Maki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Maki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1999-08-27
Anticipated expiration: 2018-02-16
Also published as: JP3578616B2

Abstract

(57)【要約】【課題】揺動自在なハンマーで農産物を打撃して内部
品質を検査する際に打撃の反動で揺れ戻ったヘッドが再
び農産物を打撃する２度打ちがないようにする。【解決手段】シャフト上端で揺動自在に枢軸支持され
かつシャフト下端にヘッド６１１２を有するハンマー６
１１と、このハンマー６１１を枢軸回りに所定角度引き
上げた位置から自由に揺動させて農産物Ｐを打撃させる
打撃制御装置６１２と、打撃ににより発生した振動波を
検出する集音装置６２とを備え、検出した振動波の信号
に基づいて農産物Ｐの内部品質を解析評価する農産物の
内部品質検査装置において、ハンマー６１１が農産物を
打撃したときの反動で打撃方向とは反対方向に一定角度
戻り揺動したハンマー６１１の揺動を拘束する電磁クラ
ッチ６１５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、西瓜やメロン等の
農産物の内部品質、例えば空洞やひび入り、熟度などを
自動的，機械的に検査することができる農産物の内部品
質検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、農産物、特に西瓜やメロン等の青果
物の内部検査を行う方法として、作業者が青果物を手な
どで叩きながらその音響によって内部欠陥や熟度（過
熟，適熟，未熟）等を判定する官能検査法が知られ、こ
れを自動的，機械的に行うための装置についても既にい
くつかの提案がされており、一般に、農産物を打撃して
内部の状態に由来する特有の振動波を生じさせる打撃手
段と、発生した振動波を検出する振動波検出手段との組
合せにより構成されている。

【０００３】前者の打撃手段としては、衝撃時の反動で
ハンマーが逆方向に容易に跳ね返されるために振動がフ
レーム等に伝わらず、振動波検出を精度よく行うことが
できる振り子式の打撃方式が適していると考えられてお
り、例えば特開平３−３９６４９号公報、特開平３−９
５４５５号公報では、下端にハンマーヘッドを有するハ
ンマーシャフトにピストン−シリンダ装置のピストンを
連結し、シリンダの駆動によるピストンの前後進でハン
マーシャフトを揺動させて農産物を打撃する方式の打撃
手段が開示されている。

【０００４】しかし、このピストン−シリンダ方式で揺
動駆動を行わせる振り子式打撃手段は、衝撃を与えたと
きの反力（反動による振動）がピストンロッドを通じて
シリンダ本体やフレーム（ピストン−シリンダ装置を支
持する構造物）に伝わり、発生する振動波に農産物の内
部品質に関係のないノイズ成分を含ませるという影響を
与えたり、フレーム等に伝わった振動が振動波検出手段
で検出されるためにノイズ成分を含むことになるという
問題があって、内部品質に由来した振動波を精度高く検
出するためには、そのノイズを除去するための補正処理
が必要になるという問題がある。また、ピストン−シリ
ンダ装置によってハンマーシャフトを揺動させる方式で
あるため、ハンマーヘッドが自由に揺動（自重による揺
動：以下「自由揺動」という）で農産物を打撃する方式
とは異なり、衝撃を与えて戻るという一連の動作タイミ
ングをシリンダへの圧力媒体の給排を電磁弁等で制御し
なければならないが、圧力媒体の温度による流動性の変
化や空気圧等の変化があるためにその制御は必ずしも簡
単でないという問題もある。

【０００５】特開平２−３１０４６５号公報では、ハン
マーヘッドが自由揺動してノイズの取り込みが少ない振
り子式の打撃手段が開示され、また打撃により農産物の
外周に伝搬する波動に基づいて内部品質である熟度を評
価する方法が開示されている。しかし、この文献で開示
されているのは原理的なものにしかすぎず、農産物の選
別ライン上で使用されて、精度の高い振動波検出を効率
よく実施するための具体的な打撃装置については提案さ
れていない。

【０００６】特開平７−２３９３２０号公報では上述し
たノイズ取り込みが少ないハンマーヘッド自由揺動型の
振り子式打撃手段が開示されていると共に、農産物に対
する打撃力を一定にするためにハンマーシャフトの引き
上げ角を一定にするための角度検出器についても提案さ
れている。しかしこの文献で開示されているのは、引き
上げ角の検出が打撃力一定化に有効であるというだけ
で、それ以外には、農産物の選別ライン上で使用され
て、精度の高い振動波検出を効率よく実施するための具
体的な打撃手段の提案はない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、内部品
質を検査するための打撃式装置は従来から提案されてい
るものの、農産物の選別ラインに組み込まれて効率よく
かつ精度よく打撃時の振動波を検出するためには、未だ
解決すべき課題がある。

【０００８】例えば、振り子式の打撃装置はハンマーヘ
ッドを一定角度に引き上げて自由揺動させるようにする
ことで、振動波にノイズが含まれることを防止できる点
で優れているが、自由揺動式であるために、打撃の反動
で反対側に揺れ戻ったハンマーヘッドが再び農産物を打
撃するという２度打ち（３度打ち以上もある）の問題が
あり、農産物を傷めることや、複数回発生する振動波の
うちから１度目の振動波を区別して検出し、演算装置に
取り込まなければならないなどの取り込み制御上の煩雑
さを招く問題がある。

【０００９】また、農産物に発生する振動波は、打撃位
置によって異なるため、適切な位置で打撃を与える必要
がある。このため大きさが異なる農産物毎にその適切な
打撃位置の決定と、その位置へのハンマーヘッドの移動
を、農産物の選別ライン上において迅速に行わせること
が選別作業の効率を高くするために求められる。更に、
このような機構をできるだけ簡素にかつ安価に構成する
ことも求められる。

【００１０】本発明は、以上のような種々の課題を解決
するためになされたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本願の農産物の内部品質検査装置の発明の特
徴は、上記特許請求の範囲の各請求項に記載されたとこ
ろにある。

【００１２】請求項１の農産物の内部品質検査装置の発
明は、シャフト上端で揺動自在に枢軸支持されかつシャ
フト下端にハンマーヘッドを有するハンマーシャフト
と、このハンマーヘッドを前記枢軸回りに所定角度引き
上げた位置から自由に揺動させて農産物を打撃させる打
撃制御手段と、前記打撃時に農産物に発生する振動波を
検出する振動波検出手段とを備え、検出した振動波の信
号に基づいて農産物の内部品質を解析評価する農産物の
内部品質検査装置において、前記ハンマーヘッドが農産
物を打撃したときの反動で打撃方向とは反対方向に戻り
揺動したハンマーシャフトの揺動を拘束する二度打ち防
止手段を設けたことを特徴とする。

【００１３】上記構成において、農産物の内部品質の解
析評価は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）
等のコンピュータ技術を用いた既知の方法で行うことが
できる。

【００１４】この発明によれば、戻り揺動するハンマー
シャフトを拘束（ロック）して、ハンマーヘッドによる
農産物の二度打ちを防止することができる。

【００１５】上記発明における打撃制御手段は、例えば
請求項２の発明のように、ハンマーシャフトを枢軸回り
に引き上げ揺動させる揺動駆動手段と、この揺動駆動手
段とハンマーシャフトの連結をオン・オフするクラッチ
手段とを備え、このクラッチ手段を、連結オフによりハ
ンマーヘッドを枢軸回りに揺動自在とすると共に、連結
オンによりハンマーシャフトの揺動を揺動駆動手段によ
り拘束するように構成したものを例示することができ
る。前記のクラッチ手段は、ハンマーシャフトが戻り揺
動した時のクラッチ連結でその揺動を拘束するように用
いることで、これが二度打ち防止手段を構成することが
できる。

【００１６】請求項３の発明は、上記の二度打ち防止手
段が、ハンマーシャフトの傾斜角度を検出する傾斜角度
検出手段を有し、戻り揺動するハンマーシャフトの揺動
拘束を、その戻り揺動が予め定めた傾斜角度（例えば打
撃揺動が３０°の角度で行われるときに、戻り揺動を１
０°に設定）を越えたときに、前記クラッチ手段のオン
により行うようにしたことを特徴とし、戻り揺動角度の
大きさのうちで最も小さい場合を拘束条件の設定傾斜角
度とすることにより、ハンマーシャフトの確実な拘束
（ロック）を行うことができる。

【００１７】請求項４の発明は、上記請求項３の発明に
おいて、ハンマーシャフトの傾斜角度検出手段が、揺動
駆動手段によりハンマーシャフトを枢軸回りに揺動させ
て所定角度まで引き上げるための引き上げ角度検出手段
を兼ねていることを特徴とし、これにより、戻り揺動し
て拘束されたハンマーシャフトの角度が１２°の場合、
例えば打撃揺動角度が３０°で行われるときには、残り
の１８°（３０°−１２°＝１８°）の角度を揺動回動
させるのみでハンマーシャフトを所定の揺動角度まで引
き上げることができ、ハンマーシャフトの揺動復帰動作
を迅速かつ正確に行うことができる。こうすることによ
り、農産物打撃の強さを安定して与えることができる。
更に、請求項７の発明のように、農産物の大きさによっ
て打撃強さを調整するために、高さ測定手段で測定した
農産物の高さ別に引き上げ角度を算出して決めることが
できる。

【００１８】請求項５の発明は、上記の各発明におい
て、農産物の高さ寸法を測定する高さ測定手段と、この
高さ測定手段で測定された結果に基づいて決められる最
適打撃高さにハンマーシャフト及び打撃制御手段を移動
させるハンマーシャフト等の上下動手段とが設けられて
いることを特徴とする。

【００１９】前記の高さ測定手段は、例えば、農産物を
挾んで対向させた投光手段と受光手段を上下方向に移動
させ、投光が遮られた上限及び下限の位置から算出する
方式のものを挙げることができる。ハンマーシャフト等
の上下動手段は、ハンマーシャフト，打撃制御手段、及
び振動波検出手段や必要な付属装置等を共通の支持枠等
に組付け、この支持枠をモータ等で吊持して上下動させ
るものとして構成することができる。

【００２０】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、最適打撃高さに移動したハンマーシャフト及び打撃
制御手段と農産物との水平方向の距離を測定する距離測
定手段と、この距離測定手段で測定された距離に基づい
て、ハンマーシャフト及び打撃制御手段を水平方向の打
撃最適位置まで接近させる水平移動手段とを有すること
を特徴とする。

【００２１】これにより、農産物の最適打撃高さに移動
したハンマーシャフト及び打撃制御手段を、農産物に当
接させることなく打撃最適位置に水平移動させることが
でき、移動を迅速かつ正確に行うことができる。こうす
ることにより、選別ライン上で多数の農産物の内部品質
を検査する作業を効率よく行うことができる。

【００２２】本発明の装置は、西瓜やメロン等の打撃に
よる振動波の検出で内部品質を検査する農産物に用いる
ことができ、特に該装置を受皿に載った農産物の多数を
選別搬送ラインの途中に配置し、打撃による内部品質検
査位置で受皿を一旦停止させるように設けた農産物の選
別装置として極めて有効である。なお、この選別装置に
おける受皿は、搬送コンベアに連結されて連行される例
えばバケット式と称されるようなものであってもよい
し、搬送コンベアに連結されていないフリートレイと称
されるものであってもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００２４】実施形態１図１〜図１３により示される本例は、フリートレイ式の
搬送コンベアに連結されない状態で搬送される受皿１を
用いて、農産物である西瓜Ｐの内部品質を示す透過光情
報と打音情報をこの順序で検出するようにした農産物選
別装置の構成概要の一例を示したものである。

【００２５】図１は、この農産物選別装置の途中に設け
られた透過光検出ステージから打音検出ステージに渡る
搬送ラインの概要を平面図で示しており、図示しない搬
送上流側の農産物供給位置、すなわち作業者が受皿１の
上に農産物を載せる作業を行う位置から、無端回動する
平行一対の細幅のコンベアベルト２０１，２０２等で構
成されて受皿１を搬送する搬送手段２と、この上に乗っ
て搬送される前記受皿１との関係が示される。

【００２６】すなわち、本例の搬送手段２は、図１，図
７及び図８に示しているように、受皿１に対してこれを
搬送させるための搬送面を形成すると共に搬送駆動力を
与えるように構成された受皿搬送駆動機構と、受皿１の
搬送横方向の位置決めを行うために構成された受皿搬送
ガイド機構とからなっている。

【００２７】そして、前者の受皿搬送駆動機構は、本例
では図７，図８に示しているように細幅のコンベアベル
ト２０１，２０２が垂直面内で無端回動するように平行
一対に並設されていて、垂直面内の上側軌道では、左右
の立上りフランジを有する固定ガイドレール２０３によ
って搬送横方向へのふらつきがなくかつ重量を支えるこ
とができるように軌道走行案内され、また下側軌道で
は、適宜の間隔で固定位置に配置されているガイドロー
ラ２０４（図１３参照）によりコンベアベルト２０１，
２０２のたるみがないように無端回動されるように構成
されている。なお図７に示した２０５，２０６は前記の
様に並設されたコンベアベルト２０１，２０２を回動駆
動するための駆動プーリであり、該駆動プーリ２０５，
２０６は本例では共通の駆動軸に連結されて共通の駆動
モータ２０７により回転駆動されるようになっている。

【００２８】また前記後者の受皿搬送ガイド機構は、前
記駆動モータ２０７や固定ガイドレール２０３などの装
置固定部の一部として設けられたフレーム２１０１の一
部である受皿搬送横方向左右のガイドレール２１０，２
１０と、受皿１の搬送横方向両側の下部それぞれに垂直
軸回りに回転自在に設けられたガイドコロ１１０，１１
０とが係合するようにして構成される。

【００２９】以上の受皿搬送駆動機構及び受皿搬送ガイ
ド機構によって搬送される受皿１に対し、図示しない農
産物供給位置で農産物Ｐが作業者により載せられ、農産
物を支持した状態の受皿１は、所定の軌道を搬送されて
糖度等の内部品質の測定のために透過光検出装置５、次
いで熟度や内部欠陥等の内部品質を測定するのに先立っ
て打音計測位置検出装置７に通されることになる。なお
受皿１の構造の詳細については後述する。

【００３０】前記のようにして農産物Ｐが載せられた受
皿１は、図１に示しているように、まず、内部品質によ
る選別仕分情報の一つである糖度等の情報を検出するた
めに透過光検出装置５内に搬送される。なおその前段に
配置した上動切換駆動手段４によって、後述するグリッ
プ装置１０８による受皿１上の揺動レバー１０７の拘束
が解除され、検出用筒体１０５の環状上端部１０５１が
上動状態にされて農産物Ｐの底面に係合した光学的なシ
ール状態を確保して透過光検出装置５に搬入される。４
０４は上動切換駆動手段４の位置に設けられたストッパ
装置であり、通常は搬送路下に埋没していて、シリンダ
の動作により搬送路上に突出することで受皿１の搬送を
止めるものであり、以下に示すストッパ装置も同様であ
る。

【００３１】本例の透過光検出装置５は図１，図１３に
示され、搬送路の上方側には搬送路を挟んでその両側に
照明室５０１が設けられていて、この照明室５０１内に
配置された複数の照明ランプ５０２がそれぞれ略中心方
向に向かって照明光を照射するように設けられている。
なお、照明光の光量を一定とするために、照明室５０１
を含んで全体を外部から出入口をカーテン等で遮光した
暗室ボックスとすることも好ましい。また、前記照明室
５０１，５０１の中心位置の搬送路の下方側に透過光検
出用の受光光学装置５０３が暗室ボックス５０４内に配
置されている（図１３参照）。このように設けられた透
過光検出装置５によれば、上下貫通筒状をなすように設
けられた検出用筒体１０５が、その上端で農産物Ｐの底
面に環状に係合して外乱光の侵入を阻止した密着状態を
作ることができ、また、下端は受光光学装置５０３との
間で外乱光の侵入がない状態で移動を行うようにするこ
とを比較的容易にできるので、外乱光の侵入のない透過
光検出が可能であり、照明光からの減衰が１０^-4〜１０
^-6にも及んで極めて微弱な透過光を感度よくかつ精度よ
く検出する作業が実現される。

【００３２】以上の構成により、受皿１上に載って搬送
される農産物Ｐの内部を透過した光を、感度，精度よく
検出することができる。

【００３３】内部透過光が検出された農産物は、次に内
部品質の他の一つである内部欠陥等を検出するために打
音検出装置６に搬入されるが、その前段において、下動
切換駆動手段３によって上述した揺動レバー１０７が倒
されて、グリップ装置１０８により揺動が拘束された状
態とされる。すなわち、この下動切換駆動手段３は、図
１０に示すように、フレーム２１０１に設けた固定ブラ
ケット２１０３にピン３０２により「く」の字形の中間
部が枢支された下動駆動レバー３０１と、この下動駆動
レバー３０１の一端３０１１とフレームの間に連結され
て伸縮により該下動駆動レバー３０１を回転させる駆動
シリンダ３０３とから構成され、駆動シリンダ３０３の
伸長により該下動駆動レバー３０１の他端の作動部３０
１２が、前記した揺動レバー１０７を図１０の反時計回
り方向（図中の矢印方向）に揺動させて、該レバー１０
７を溝１０１１内に収容してグリップ装置１０８による
前記拘束が与えられる。下動切換駆動手段３の下動駆動
レバー３０１は、通常は図１０の二点鎖線で示す姿勢に
あり、搬送される受皿１をストッパ装置３０４（図１参
照）により一旦停止させた状態で、駆動シリンダ３０３
が伸長することで下動駆動レバー３０１を回転させてそ
の作動部３０１２が揺動レバー１０７端部を倒して図１
０の実線の状態にする。これにより、受皿１上の環状上
端部１０５１が農産物Ｐから下方に離間して打音検出に
適した下動状態に保持される。

【００３４】このようにして検出用筒体１０５の環状上
端部１０５１が農産物Ｐから下方に離間した下動状態と
された図１２の状態の受皿１は、図１の打音計測位置検
出装置７に搬入され、ストッパ装置７１０により一旦停
止される。

【００３５】本例の打音計測位置検出装置７の詳細は図
７に示される。すなわち、搬送軌道をまたぐように門型
に構成されたフレーム７０１の上部に、駆動モータ７０
２により駆動回転される回転駆動軸７０３が水平に延設
されていて、この回転駆動軸７０３に軸着した駆動スプ
ロケット７０４，７０４と、門型フレーム７０１の下部
に組み付けられた従動スプロケット７０５，７０５とに
より、受皿の搬送軌道を横方向に挟んで上下方向に回動
するチェーン７０６，７０６の一対を配置し、この一対
のチェーン７０６，７０６により高さを揃えて対向した
光電センサ７０７，７０８を同期して上下動させるよう
になっていて、これらの間の投受光（一方が発光素子で
他方が受光素子）が農産物Ｐで遮られる上限及び下限の
位置を検出することで農産物Ｐの全高を計測することが
できる。なお、前記上限及び下限の高さ位置の検出のた
めに、前記駆動モータ７０２には、一定回転角度毎にパ
ルス（信号）を発生するエンコーダを組み合わせて用い
たり、パルスモータを用いることができる。この光電セ
ンサ７０７，７０８による農産物の全高計測は、後述す
る受皿１の溝１０１１が投受光の光路に位置するように
該受皿１をストッパ装置７１０で停止させて行われる。

【００３６】前記により農産物Ｐの全高計測を行った結
果に基づき、図示しない演算装置により農産物Ｐに対す
る打音検出のための最適打撃位置が算出される。この最
適打撃位置は、一般的には農産物Ｐの全高の１／２の高
さが選択される。

【００３７】次に、受皿１は打音検出装置６に搬入さ
れ、ストッパ装置６１０により一旦停止される。

【００３８】本例のこの打音検出装置６の詳細は図２〜
図６に示され、前記打音計測位置検出装置７により計測
して算出した最適打撃位置で農産物Ｐに打撃を加えるた
めの打撃制御手段を含むハンマー装置６１と、この打撃
により発生する振動波（打音）を集音する集音装置６２
と、これらのハンマー装置６１及び集音装置（振動波検
出手段）６２を所定の高さ位置に移動対応させる打音検
出用移動装置（上下動機構及び水平動機構を含む）６３
の組み合わせで構成されている。

【００３９】前記した打音検出装置６のうちの打音検出
用移動装置６３は、受皿１がストッパ６１０により停止
された位置を図１に示した状態で囲む矩形四辺状の枠体
６３１と、この枠体６３１の矩形四辺状の四隅の位置に
設けられたフランジ６３１１，６３１１・・・・の上下
方向貫通孔６３１２，６３１２・・・・に対して、該枠
体６３１の垂直方向の上下動を案内するように固定部か
ら立設されて滑合するガイドバー６３２，６３２・・・
・と、前記枠体６３１の上部に一体に設けられて、ハン
マー装置６１及び集音装置６２を支持する支持フレーム
６３３と、この枠体６３１と一体の支持フレーム６３３
を所定高さ位置に移動させることができるようにチェー
ン６３５で吊り下げた上下動用の駆動モータ６３４とか
ら構成されている。６３４１は該駆動モータ６３４によ
り駆動回転されるスプロケットであり、駆動モータ６３
４には、一定回転角度毎にパルス（信号）を発生するエ
ンコーダを組み合わせて用いたり、パルスモータを用い
ることができる。これらにより上下動機構が構成され
る。

【００４０】また本例のハンマー装置６１は、図２に示
すように、受皿搬送方向の前後に前記支持フレーム６３
３により一対に支持されて、所定のタイミングで農産物
Ｐをハンマー６１１で打撃するように構成されている。
６１１１はハンマーのシャフト、６１１２はハンマーの
ヘッドである。６３６は前記駆動モータ６３４が固設さ
れる固定フレームである。

【００４１】前記ハンマー装置６１は、ハンマー６１１
と、このハンマー６１１及びこれを農産物打撃のために
揺動させる打撃制御装置６１２とを備え、かつこれらを
一つのユニットにして受皿上の農産物Ｐに対して水平方
向の打撃最適位置に移動させるハンマー水平移動装置６
１３とから構成されていて、その詳細は図３に示すが、
この図３では、本来は９０°向きが異なるハンマー６１
１と集音マイク６２１とを説明の便宜上対向した位置関
係に図示している。

【００４２】上記の最適打撃位置とは、農産物に対して
一定の打撃を与えるために設定された農産物被打撃面と
の相対距離を一定にした位置をいう。この最適打撃位置
は、農産物の大きさによって被打撃面との相対距離が変
わることはないが、農産物の大きさにより水平方向の実
質的な位置が変わることになる。このため所定の検査位
置に搬入された農産物の被打撃面の水平方向の位置と、
待機状態のハンマー装置の位置との距離を打音検査毎に
測定し、これをハンマー装置の打撃最適位置への移動動
作に採用する。

【００４３】本例の打音検出装置６は、農産物を載せた
受皿１が所定の打音検出位置に搬入され、ストッパ装置
６１０により停止された時点で、まず前記打音計測位置
検出装置７により計測して算出した上下方向の最適打撃
高さの位置（上述のように一般的には全高の１／２の位
置）まで、枠体６３１及びこれと一体の支持フレーム６
３３を、駆動モータ６３４の回転で上方から降下させ、
農産物Ｐに打撃を加える前記最適打撃高さにおいて停止
される。次にハンマー装置６１を、打撃最適位置まで農
産物に近付けるようにハンマー水平移動装置６１３によ
って水平方向に移動させる。この打撃最適位置へのハン
マー装置６１の移動は、大きさの異なる農産物Ｐに対し
てハンマー６１１による打撃の方向と打撃の強さが一定
であるようにするために行われるものである。

【００４４】前記ハンマー水平移動装置６１３は、スラ
イド装置６１３１がサーボモータ６１３３によって回転
されるネジ軸６１３４を備えていて、このネジ軸６１３
４にハンマー装置６１を吊持した上部の軸回り回転不能
のシュー６１３２が相対的な回転ができるように螺合す
ることで水平移動ができるように構成されている。これ
により、サーボモータ６１３３の回転でネジ軸６１３４
が回転されることにより、シュー６１３２に吊持された
ハンマー装置６１が農産物Ｐに対して接近・離間の移動
が行われる。なおハンマー水平移動装置６１３，６１３
の移動は、図３，図４に示した距離測定センサ６１３
５，６１３５により、所定の待機位置（原点位置）で停
止しているハンマー装置６１と受皿１上の農産物Ｐとの
距離をそれぞれ測定して打撃最適位置までそれぞれ移動
させるように行われる。こうすることにより大きさの異
なる農産物Ｐに対して一定の位置（打撃最適位置）から
打撃を与えることができ打音検査を迅速かつ正確に行う
ことができる。

【００４５】次に、本例のハンマー装置６１によって行
われるハンマーヘッド６１１２による農産物の打撃と、
その打撃の反動で戻り揺動するハンマー６１１の拘束
（ロック）を行う二度打ち防止について説明する。

【００４６】上記のようにして上下移動及び水平移動に
より打撃に最適な位置に移動されたハンマー装置６１
は、ハンマーシャフト６１１１の上端が一体回転するよ
うに軸着した軸６１１３が、電磁クラッチ６１５によ
り、従動プーリ６１１４と軸回りに一体回転するように
拘束（ロック）された状態と、従動プーリ６１１４との
一体回転の拘束が解除された状態との間で切換えできる
ように構成されている。

【００４７】また、この従動プーリ６１１４と、駆動モ
ータ（例えばサーボモータ）６１４の駆動軸６１４２に
軸着した駆動プーリ６１４１との間には、タイミングベ
ルト６１６が巻回されていて、駆動モータ６１４の回転
により従動プーリ６１１４が回転されるようになってい
る。

【００４８】したがって、電磁クラッチ６１５をオンに
した状態では、ハンマーシャフト６１１１上端の軸６１
１３と従動プーリ６１１４とが拘束されて一体回転する
ようになっているから、駆動モータ６１４を駆動させる
ことで、従動プーリ６１１４を介してハンマー６１１が
揺動され、例えば図６に示すように３０°の傾斜状態ま
で引き上げることができる。なお、６１４３は駆動モー
タ６１４の回転量を検出するためのエンコーダである。

【００４９】以上の状態から電磁クラッチ６１５の連結
をオフ（解除）すれば、軸６１１３は回転自在となるの
でハンマー６１１はそのヘッド６１１２の自重で農産物
方向に揺動し、所定の打撃を行う。

【００５０】以上の機構により打撃制御装置が構成さ
れ、引き上げ角度を例えば農産物の大きさ別に駆動モー
タ６１４の回転量で個々に設定することもできるので、
最適位置で最適な打撃力を農産物に与えることができ
る。なお、６１７は角度検出センサであり、電磁クラッ
チ６１５を貫通している前記軸６１１３にジョイント６
１７１を介して接続されることによって、ハンマー上端
の軸６１１３の回転量（回転角度）を検出するように設
けられていて、この角度検出により上記のハンマー引き
上げ角度を正確に制御するようにしている。

【００５１】上記により農産物Ｐを打撃したハンマー６
１１は、揺動自在の状態になっているから、上述してい
るようにその反動で打撃とは反対方向に戻り揺動する。
そして本例では、上記角度検出センサ６１７でハンマー
上端の軸６１１３の回転量（回転角度）を検出し、例え
ば図６のように戻り揺動が１０°を越えたことが検出さ
れた場合に、電磁クラッチ６１５をオン（連結）させる
ことでハンマー６１１の揺動をその時点で静止している
従動プーリ６１１４により拘束することができる。これ
によってハンマー６１１が再び農産物方向に揺動するこ
とが阻止され、二度打ちの虞れが全くなくなる。

【００５２】また、この角度検出センサ６１７は、ハン
マー６１１の揺動が拘束されたときの角度を検知し、こ
れが例えば１２°である場合は、所定の打撃角度（３０
°）に対して揺動復帰させる角度を算出（３０°−１２
°＝１８°）し、この角度に対する信号を図示しない制
御回路を通して駆動モータ６１４に与えるようにしてい
る。こうすることにより、ハンマー６１１の復帰動作を
迅速かつ正確に行うことができると共に、打撃角度を例
えば農産物の大きさに応じて変えるように設定しても容
易に制御を行うことができる・以上の操作で、ハンマー
６１１が常に一定（また農産物の大きさ別の高さ）の角
度で傾斜した状態から自由揺動し、揺動下死点で農産物
Ｐを打撃することができ、打撃の方向，打撃力を安定さ
せることができる。また、戻り揺動したハンマー６１１
が農産物を二度打ちすることが確実に防止される。

【００５３】次に、本例の集音装置６２について説明す
ると、これは次のように構成されている。すなわち、マ
イクロホン等の振動波検出センサ（図示せず）をゴム，
スポンジ等のセンサパッド６２２で包み込んでこれをヘ
ッド６２１としてセンサロッド６２３に組み付け、この
センサロッド６２３をピストンロッドとしたシリンダ装
置６２４を枠体６３１に組み付け固定して構成されてい
る。このような構成により、センサロッド６２３をシリ
ンダ装置６２４により農産物に対して接近係合させるこ
とでハンマー６１１による打撃時の振動波を集音するこ
とができる。

【００５４】打音検出後は、センサロッド６２３の後退
離間、ハンマー装置６１の後退離間を行わせ、支持フレ
ーム６３３を上動させて装置全体を上方に退避させる。

【００５５】そして以上の打音検出時に、本例の受皿１
及びこれを用いた選別装置によれば、透過光検出時に利
用した検出用筒体を農産物Ｐから下方に離間させた下動
状態に位置させているので、良好な打音検出を実現する
ことができる。

【００５６】次に本例において用いている受皿１につい
て説明する。本例の受皿１は図８〜図１３に示され、平
面矩形の受皿本体１０１の上面に、農産物（例えば西
瓜）Ｐを載せるための支持部を形成するための四つの支
持脚１０２が、受皿搬送方向の前後及び左右の矩形の四
隅に分かれて配置され、各支持脚１０２は、受皿１の中
央に向かって斜め下向きに傾斜する支持テーパー面１０
２１を有するように構成されている。また受皿本体１０
１の中央部には、上下方向の貫通孔１０３が設けられて
いると共に、この貫通孔１０３の下端開口に底板１０４
が固定されていて、この底板１０４の上に、上下方向に
伸縮可能でゴム等の弾性部材で形成された蛇腹状の胴部
を有する透過光検出用の筒体（以下「検出用筒体」とい
う）１０５と、この検出用筒体１０５を囲む外装コイル
バネ１０６の下端が固定されている。そしてこのコイル
バネ１０６の上端部が前記検出用筒体１０５の環状上端
部１０５１に連結されて、該環状上端部１０５１を上方
向にバネ力で押し上げるようになっている。なお、蛇腹
状の検出用筒体１０５を、上記の様にゴム等の弾性部材
で形成することにより、この検出用筒体１０５は全体と
して弾性力により伸縮可能な胴部となる。このため前記
外装コイルバネ１０６の装着を省略することもできる
が、検出用筒体１０５とコイルバネ１０６との組み合わ
せは、検出用筒体１０５を縮めた際の座屈現象を防止で
きる他、外装コイルバネ１０６自体も弾性のない蛇腹構
造の検出用筒体と比較して少ないバネ力で済み、バネの
構成を簡素（コンパクト）、安価にすることができると
いう利点から好ましい。１０４１は底板１０４の透過光
導出用の開口である。受皿１の検出用筒体１０５及び環
状上端部１０５１は、環状係合した内外を光学的にシー
ルするのに適した構造に設けられており、本例では、検
出用筒体１０５全体をゴム等の弾性体材料を用いて構成
すると共に、環状上端部１０５１の上端を上に向かって
径が漸増するシールリップ型に形成してなっている。

【００５７】また、受皿本体１０１の上面には、前記貫
通孔１０３の部分を除いて搬送横方向の全範囲に渡る溝
１０１１が延設されていて、図７，図９及び図１２に示
すように、搬送横方向から農産物Ｐの全高を計測できる
ように構成されていると共に、この溝１０１１の底部
に、揺動レバー１０７が図８に示すように支点ピン１０
７１により枢支されて揺動可能に収容されていると共
に、この揺動レバー１０７の揺動を拘束するレバー揺動
拘束手段としてのグリップ装置１０８が設けられてい
る。なお揺動レバー１０７の揺動先端は、図９に示すよ
うに略Ｕ字形の二股部１０７２に設けられていると共
に、この二股部１０７２の先端部に長尺方向の長穴１０
７３が設けられていて、この長穴１０７３に、検出用筒
体１０５の環状上端部１０５１から径方向外向きに突出
させた係合ピン１０５１１が遊嵌することで、検出用筒
体１０５の環状上端部１０５１の上・下動の動きに追従
・連動して揺動するようになっている。

【００５８】前記グリップ装置１０８の概要は図１１に
示され、揺動レバー１０７の左右両側に対向配置された
グリップボール１０８１が横溝１０８３内に収容されて
いるバネ１０８２により互いに内向きにバネ付勢されて
いて、揺動レバー１０７の対応する位置に設けられた凹
所１０７４に嵌合することで該揺動レバー１０７の揺動
をこの倒れ状態で拘束し、外部からこの揺動レバー１０
７に対して揺動力を作用させた時には、このバネ１０８
２によるグリップボール１８０１の揺動レバー凹所１０
７４への嵌合力に打ち勝って該レバー１０７の揺動拘束
が外れるようになっている。

【００５９】以上の揺動レバー１０７による揺動の拘束
及び拘束解除と、検出用筒体１０５の動きの関係は図８
及び図１０に示され、打音計測位置検出装置７の前段に
配置した下動切換駆動手段３により揺動解除状態の揺動
レバー１０７を図１０の反時計回り方向に倒すことで、
該揺動レバー１０７を押下して溝１０１１に収容させる
と、前記グリップ装置１０８の作用によりグリップボー
ル１８０１が揺動レバー凹所１０７４に嵌合し、下動切
換駆動手段３が初期位置（図４の二点鎖線で示した位
置）に復帰してもこの状態が維持されて、揺動レバー１
０７の揺動が拘束された状態となる。そしてこの揺動レ
バー１０７の先端は、検出用筒体１０５の環状上端部１
０５１と上述のように連係されているので、前記レバー
の倒れにより検出用筒体１０５はコイルバネ１０６を圧
縮した下動状態に保持されることになる。なお、前記グ
リップ装置１０８によるレバー揺動の拘束力は、前記コ
イルバネ１０６が検出用筒体１０５の環状上端部１０５
１を上動させようとするバネ力に打ち勝つことができる
力を有するように設けられることは言うまでもない。他
方、以上のような拘束状態にある揺動レバー１０７の揺
動先端とは支点ピン１０７１を挟んで反対側の端部を、
透過光検出装置５の前段に配置した図８の上動切換駆動
手段４により打撃することで、前記グリップ装置１０８
による揺動レバー１０７の揺動拘束を外し、検出用筒体
１０５とその環状上端部１０５１を、コイルバネ１０６
のバネ力で上動させ、図８に示した上動状態に移行させ
る。そして揺動レバー１０７はこの動きに追従して揺動
する。

【００６０】なお、前記上動切換駆動手段４は、図８に
示すように、フレーム２１０１に設けた固定ブラケット
２１０２にピン４０２により「く」の字形の中間部が枢
支された上動駆動レバー４０１と、この上動駆動レバー
４０１の一端４０１１とフレームの間に連結されて伸縮
により該上動駆動レバー４０１を回転させる駆動シリン
ダ装置４０３とから構成され、駆動シリンダ装置４０３
の伸長により該上動駆動レバー４０１の他端の作動部４
０１２が、前記した揺動レバー１０７の揺動先端とは支
点ピン１０７１を挟んで反対側の端部を打撃するように
構成されている。上動駆動レバー４０１は、通常は図８
の二点鎖線で示す姿勢にあり、搬送される受皿１をスト
ッパ装置４０４により一旦停止させた状態で、駆動シリ
ンダ４０３が伸長することで上動駆動レバー４０１を回
転させてその作動部４０１２が揺動レバー１０７端部を
打撃（図８の実線参照）する。

【００６１】したがって、これらの下動切換駆動手段
３、上動切換駆動手段４の動作により、本例の内部品質
を測定する二つの装置（透過光検出装置５と打音測定装
置６）に適した農産物の支持状態が得られる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、打撃の
反動で反対側に揺れ戻ったハンマーヘッドが再び農産物
を打撃するという２度打ちを防止することができ、農産
物を傷めることがなく、また、振動波が複数回発生する
ことがないので、信号の取り出し、取り込みが容易であ
る他、以下の効果が奏される。

【００６３】：請求項２，３の発明によれば、クラッ
チ手段という簡単な機構で二度打ち防止手段を構成する
ことができる。

【００６４】：請求項３の発明によれば、戻り揺動角
度の大きさのうちで最も小さい場合を拘束条件の設定傾
斜角度とすることにより、ハンマーシャフトの確実な拘
束（ロック）を行うことができる。

【００６５】：請求項４の発明によれば、揺動して打
撃を与えるハンマーシャフトの所定角度への引上げ動作
を迅速かつ正確に行うことができる。更に、ハンマーシ
ャフトの引き上げる角度を任意に決めることができて、
農産物打撃の強さを安定して与えることができると共
に、請求項７の発明のように、農産物の大きさによって
打撃強さを調整するために、高さ測定手段で測定した農
産物の高さ別に引き上げ角度を決めることができる。

【００６６】：請求項５の発明によれば、適切な位置
で農産物を打撃することができ、しかもその位置の決
定、及びその位置へのハンマーヘッド等の移動を、農産
物の選別ライン上において迅速に行わせることができ、
選別作業の効率を高くすることができる。

【００６７】：請求項６の発明によれば、農産物の打
撃最適位置にハンマーヘッド等を当接させることなく、
移動を行わせることができて、選別ライン上での多数の
農産物の内部品質検査作業を効率よく行うことができ
る。

【００６８】：請求項８の発明によれば、西瓜やメロ
ン等の打撃による振動波の検出で内部品質を検査する農
産物に用いることができ、特に該装置を受皿に載った農
産物の多数を選別搬送ラインの途中に配置し、打撃によ
る内部品質検査位置で受皿を一旦停止させるように設け
た農産物の選別装置として極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の農産物選別装置の概要を
説明する平面図。

【図２】同実施形態１の打音検出装置を示した正面図。

【図３】図２の一部を拡大して示した打音検出装置の説
明図。

【図４】図２の打音検出装置の平面図。

【図５】打音検出装置における打撃制御装置を説明する
ための図３の右側面図。

【図６】ハンマー装置による農産物打撃と戻り揺動の状
態を示した図。

【図７】農産物の全高計測装置を示した縦断面図。

【図８】上動切換駆動手段と受皿の関係を示した縦断面
図。

【図９】実施形態１に使用する受皿の平面図。

【図１０】受皿と下動切換駆動手段の関係を示した縦断
面図。

【図１１】受皿に設けられた揺動レバーの揺動拘束手段
であるグリップ装置の構造を説明するための図。

【図１２】農産物の全高を計測する時の状態を示した受
皿の縦断面図。

【図１３】実施形態１の透過光検出装置を示した縦断面
図。

【符号の説明】

１・・・受皿１０１・・・受皿本体１０１１・・・溝１０２・・・支持脚１０２１・・・支持テーパー面１０３・・・貫通孔１０４・・・底板１０４１・・・開口１０５・・・検出用筒体１０５１・・・環状上端部１０５１１・・・係合ピン１０６・・・コイルバネ１０７・・・揺動レバー１０７１・・・支点ピン１０７２・・・二股部１０７３・・・長穴１０７４・・・凹所１０８・・・グリップ装置１０８１・・・グリップボール１０８２・・・バネ１０８３・・・横溝１１０・・・ガイドコロ２・・・搬送手段２０１，２０２・・・コンベアベルト２０３・・・固定ガイドレール２０４・・・ガイドローラ２０５，２０６・・・駆動プーリ２０７・・・駆動モータ２１０・・・ガイドレール２１０１・・・フレーム２１０２・・・固定ブラケット２１０３・・・固定ブラケット３・・・下動切換駆動装置３０１・・・下動駆動レバー３０１１・・・一端３０１２・・・作動部３０２・・・ピン３０３・・・駆動シリンダ３０４・・・ストッパ装置４・・・上動切換駆動装置４０１・・・上動駆動レバー４０１１・・・一端４０１２・・・作動部４０２・・・ピン４０３・・・駆動シリンダ４０４・・・ストッパ装置５・・・透過光検出装置５０１・・・照明室５０２・・・照明ランプ５０３・・・受光光学装置５０４・・・暗室ボックス６・・・打音検出装置６１・・・ハンマー装置６１０・・・ストッパ装置６１１・・・ハンマー６１１１・・・シャフト６１１２・・・ヘッド６１１３・・・軸６１１４・・・従動プーリ６１２・・・打撃制御装置６１３・・・ハンマー水平移動装置６１３１・・・スライド装置６１３２・・・シュー６１３３・・・サーボモータ６１３４・・・ネジ軸６１４・・・駆動モータ６１４１・・・駆動プーリ６１４２・・・駆動軸６１４３・・・エンコーダ６１５・・・電磁クラッチ６１６・・・タイミングベルト６１７・・・角度検出センサ６１７１・・・ジョイント６２・・・集音装置６２１・・・ヘッド６２２・・・センサパッド６２３・・・センサロッド６２４・・・シリンダ装置６３・・・打音検出用移動装置６３１・・・枠体６３１１・・・フランジ６３１２・・・上下方向貫通孔６３２・・・ガイドバー６３３・・・支持フレーム６３４・・・駆動モータ６３４１・・・スプロケット６３５・・・チェーン６３６・・・固定フレーム７・・・打音計測位置検出装置７０１・・・フレーム７０２・・・駆動モータ７０３・・・回転駆動軸７０４・・・駆動スプロケット７０５・・・従動スプロケット７０６・・・チェーン７０７，７０８・・・光電センサ７１０・・・ストッパ装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャフト上端で揺動自在に枢軸支持され
かつシャフト下端にハンマーヘッドを有するハンマーシ
ャフトと、このハンマーヘッドを前記枢軸回りに所定角
度引き上げた位置から自由に揺動させて農産物を打撃さ
せる打撃制御手段と、前記打撃時に農産物に発生する振
動波を検出する振動波検出手段とを備え、検出した振動
波の信号に基づいて農産物の内部品質を解析評価する農
産物の内部品質検査装置において、前記ハンマーヘッド
が農産物を打撃したときの反動で打撃方向とは反対方向
に戻り揺動したハンマーシャフトの揺動を拘束する二度
打ち防止手段を設けたことを特徴とする農産物の内部品
質検査装置。
【請求項２】請求項１において、打撃制御手段は、ハ
ンマーシャフトを枢軸回りに引き上げ揺動させる揺動駆
動手段と、この揺動駆動手段とハンマーシャフトの連結
をオン・オフするクラッチ手段とを備え、このクラッチ
手段は、連結オフによりハンマーヘッドを枢軸回りに揺
動自在とすると共に、連結オンによりハンマーシャフト
の揺動を揺動駆動手段により拘束することを特徴とする
農産物の内部品質検査装置。
【請求項３】請求項２において、二度打ち防止手段
は、ハンマーシャフトの傾斜角度を検出する傾斜角度検
出手段を有し、戻り揺動するハンマーシャフトの揺動拘
束を、その戻り揺動が予め定めた傾斜角度を越えたとき
に前記クラッチ手段のオンにより行うことを特徴とする
農産物の内部品質検査装置。
【請求項４】請求項３において、ハンマーシャフトの
傾斜角度検出手段は、揺動駆動手段によりハンマーシャ
フトを枢軸回りに揺動させて所定角度まで引き上げるた
めの引き上げ角度検出手段を兼ねていることを特徴とす
る農産物の内部品質検査装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかにおいて、
農産物の高さ寸法を測定する高さ測定手段と、この高さ
測定手段で測定された結果に基づいて決められる最適打
撃高さにハンマーシャフト及び打撃制御手段を移動させ
るハンマーシャフト等の上下動手段とを有することを特
徴とする農産物の内部品質検査装置。
【請求項６】請求項５において、最適打撃高さに移動
したハンマーシャフト及び打撃制御手段と農産物との水
平方向の距離を測定する距離測定手段と、この距離測定
手段で測定された距離に基づいて、ハンマーシャフト及
び打撃制御手段を水平方向の打撃最適位置まで接近させ
る水平移動手段とを有することを特徴とする農産物の内
部品質検査装置。
【請求項７】請求項４において、ハンマーシャフトの
傾斜角度検出手段により設定されるハンマーシャフトの
引き上げ角度は、請求項５の農産物の高さ測定手段で測
定された農産物の高さ別に決めることを特徴とする農産
物の内部品質検査装置。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかの農産物の
内部品質検査装置は、受皿に載った農産物の多数を選別
搬送ラインの途中に配置され、打撃による内部品質検査
位置で受皿を一旦停止させるように設けられていること
を特徴とする農産物の選別装置。