物体分別装置
【課題】物体を正確に第２搬送体にて搬送することが可能な物体分別装置を提供する。
【解決手段】トマト（物体）Ｃを搬送して分別する第１コンベア（第１搬送体）１０と、搬送されるトマトＣの位置を光学的に検出する位置検出手段１１と、トマトＣのグレードを測定するグレード測定手段１２と、位置検出手段１１で検出されたｒトマトＣの位置およびグレード測定手段１２で測定されたトマトＣのグレードに基づいて、トマトＣを所望の位置で第１コンベア１０から送り出す複数の送出ベルト１３と、送り出されたトマトＣを引き受けてさらに搬送する第２コンベア（第２搬送体）１４とを備える選果機（物体分別装置）１において、グレードに応じてトマトＣが送り込まれる複数の搬送レーンを第２コンベア１４上に備え、複数の搬送レーンは、第２コンベア１４をその長手方向に仕切板（仕切部材）１６によって複数に区分して形成され、複数の搬送レーンの幅（Ｗ１〜Ｗ４）は、送り込まれる物体のグレードに応じてそれぞれ異なるようにする。
【解決手段】トマト（物体）Ｃを搬送して分別する第１コンベア（第１搬送体）１０と、搬送されるトマトＣの位置を光学的に検出する位置検出手段１１と、トマトＣのグレードを測定するグレード測定手段１２と、位置検出手段１１で検出されたｒトマトＣの位置およびグレード測定手段１２で測定されたトマトＣのグレードに基づいて、トマトＣを所望の位置で第１コンベア１０から送り出す複数の送出ベルト１３と、送り出されたトマトＣを引き受けてさらに搬送する第２コンベア（第２搬送体）１４とを備える選果機（物体分別装置）１において、グレードに応じてトマトＣが送り込まれる複数の搬送レーンを第２コンベア１４上に備え、複数の搬送レーンは、第２コンベア１４をその長手方向に仕切板（仕切部材）１６によって複数に区分して形成され、複数の搬送レーンの幅（Ｗ１〜Ｗ４）は、送り込まれる物体のグレードに応じてそれぞれ異なるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体を搬送して分別する第１搬送体と、搬送される物体の位置を光学的に検出する位置検出手段と、物体のグレードを測定するグレード測定手段と、位置検出手段で検出された物体の位置およびグレード測定手段で測定された物体のグレードに基づいて、物体を所望の位置で第１搬送体から送り出す複数の送出ベルトと、送り出された物体を引き受けてさらに搬送する第２搬送体とを備える物体分別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の選果機（物体分別装置）は、たとえば特許文献１に示すように、野菜（物体）を搬送して分別する第１コンベア（第１搬送体）と、搬送される野菜の位置を光学的に検出し、野菜のグレードを測定する検出部（位置検出手段およびグレード測定手段）と、第１コンベア上にその搬送方向に一定間隔に設けられ、検出部によって測定されたグレードに基づいて、野菜を所望の位置で第１コンベアから送り出す複数の送出ベルトと、送り出された物体を引き受けてさらに搬送する第２コンベア（第２搬送体）などを備える。
【０００３】
このように構成された選果機でたとえばトマトを分別するには、送出ベルト上にトマトを載置して第１コンベアで搬送する。そして、検出部にて、トマトの大きさを測定するとともに、その送出ベルトに付されたＩＤマークを読み取る。これら２つのデータを制御手段によって１つのトマトの情報として合成して、制御手段は、搬送コンベアに前記トマトを所望の位置で第１コンベアから送り出すように指令を出す。第１コンベアより送り出されたトマトは、第２コンベアに乗り移り、箱詰めされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１３９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような構成の選果機では、大きさごとにトマトを分別して送出ベルトから第２コンベアに送り出す際、比較的安定性の悪いものや、軽量のものは転がってしまい、所望の第２コンベアの位置に正確に送り出すことができず、適切な搬送ができない可能性があるという問題があった。
そこで、この発明の目的は、物体を正確に第２搬送体にて搬送することが可能な物体分別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１に記載の発明は、物体を搬送して分別する第１搬送体と、
前記搬送される物体の位置を光学的に検出する位置検出手段と、
前記物体のグレードを測定するグレード測定手段と、
前記位置検出手段で検出された前記物体の位置および前記グレード測定手段で測定された前記物体のグレードに基づいて、前記物体を所望の位置で前記第１搬送体から送り出す複数の送出ベルトと、
送り出された前記物体を引き受けてさらに搬送する第２搬送体とを備える物体分別装置において、
グレードに応じて前記物体が送り込まれる複数の搬送レーンを前記第２搬送体上に備え、前記複数の搬送レーンは、前記第２搬送体をその長手方向に仕切部材によって複数に区分して形成され、前記複数の搬送レーンの幅は、前記送り込まれる物体のグレードに応じてそれぞれ異なることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の物体分別装置において、前記グレード測定手段が前記物体を大きさによって区分し、小さい物体が送り込まれる前記搬送レーンは、より広い幅で構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の物体分別装置において、前記グレード測定手段が前記物体を重心の高さによって区分し、重心の高い物体が送り込まれる前記搬送レーンは、より広い幅で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、物体を搬送して分別する第１搬送体と、搬送される物体の位置を光学的に検出する位置検出手段と、物体のグレードを測定するグレード測定手段と、位置検出手段で検出された物体の位置およびグレード測定手段で測定された物体のグレードに基づいて、物体を所望の位置で第１搬送体から送り出す複数の送出ベルトと、送り出された物体を引き受けてさらに搬送する第２搬送体とを備える物体分別装置において、グレードに応じて物体が送り込まれる複数の搬送レーンを第２搬送体上に備え、複数の搬送レーンは、第２搬送体をその長手方向に仕切部材によって複数に区分して形成され、複数の搬送レーンの幅は、送り込まれる物体のグレードに応じてそれぞれ異なるようにする。したがって、たとえば、大きさ別に物体を分別して送出ベルトから第２搬送体に送り出す際、比較的安定性の悪いもの、軽量のもので転がってしまう場合にも、そのような分類の物体を搬送する搬送レーンの幅を他の搬送レーンよりも広く設定することで、その物体を第２搬送体に導くことができる。したがって、物体を正確に第２搬送体にて搬送することが可能な物体分別装置を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、グレード測定手段が物体を大きさによって区分し、小さい物体が送り込まれる搬送レーンは、より広い幅で構成されるので、小さく転がりやすい物体を確実に搬送レーンに導くことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、グレード測定手段が物体を重心の高さによって区分し、重心の高い物体が送り込まれる搬送レーンは、より広い幅で構成されるので、重心が高く、転がりやすい物体であっても確実に搬送レーンに導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の物体分別装置としての選果機の平面図である。
【図２】その一部拡大平面図である。
【図３】（ａ）は、図２のＸ矢視断面図、（ｂ）は、（ａ）のＺ矢視平面図である。
【図４】（ａ）は、第１搬送コンベアの内部の平面図であり、（ｂ）は、そのＹ矢視断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、選果機でトマトを分別する動作を説明するためのものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。図１はこの発明の物体分別装置の一例としての、トマト（物体）Ｃをサイズ（グレード）ごとに分別する選果機の平面図である。選果機１は、第１コンベア（第１搬送体）１０と、このコンベアの搬送方向Ｊに対しておよそ７５度の角度をもって右側前方に第２コンベア（第２搬送体）１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを備える。選果機１は、入側から出側に向かって、ゾーンＰ、ゾーンＱ、ゾーンＲの３つに区分される。ゾーンＰは、作業者が農場より届いたトマトＣを第１コンベア１０に載置するエリアである。ゾーンＱは、第１コンベア１０上における、トマトＣの位置情報（第１コンベア１０のどの送出ベルト１３上に載置されているか）と、トマトＣのサイズを測定するエリアである。そして、ゾーンＲは、サイズの特定されたトマトＣを第１コンベア１０から第２コンベア１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのいずれかに送り出すエリアである。
【００１４】
ゾーンＱには、位置検出手段１１とグレード測定手段１２とを備える。位置検出手段１１は、第１コンベア１０上における、トマトＣの位置情報（第１コンベア１０のどこに載置されているか）を後述する白色の目印Ｗとともに光学的に読み取るものである。また、グレード測定手段１２は、トマトＣのサイズを光学的に測定するものである。なお、位置検出手段１１には、第１コンベア１０を上方から照らすライトと専用カメラなどを備える。また、グレード測定手段１２には、第１コンベア１０を上方から照らす別のライトと専用カメラなどを備える。グレード測定手段１２によって得られた情報は、別に備える不図示の制御手段に送信され、この制御手段においてトマトＣのグレードを大・中・小に特定する、そして、位置検出手段１１より得られたそのトマトＣの第１コンベア１０上における位置情報と合成して１つのトマトＣのデータとする。そして、このデータに基づいて第１コンベア１０に対してそのトマトＣを第２コンベア１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのいずれの搬送レーンに送り出すかの指示を発信する。
【００１５】
ゾーンＲでは、第１コンベア１０上を搬送される複数のトマトＣを、上記制御手段からの指示に基づいて、第１コンベア１０から第２コンベア１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのいずれかに送り出す。
【００１６】
次に、選果機１の構造について詳述する。選果機１は、トマトＣを搬送して分別する第１コンベア１０と、搬送されるトマトＣの位置を検出する位置検出手段１１と、トマトＣのサイズを測定するグレード測定手段１２と、トマトＣを送り出す送出ベルト１３、送出ベルト１３から送り出されたトマトＣを受け取ってさらに搬送するための送出ローラユニット２３、そして送出ローラユニット２３のさらに先に、複数（この例では３つ）の第２コンベア（第２搬送体）１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ、第１コンベア１０を駆動する駆動部、ギアなどを備える。
【００１７】
図２に示すように、送出ローラユニット２３は、４列のローラセットよりなる。そして、各列のローラセットには、金属製の支持軸２３ａに樹脂製の複数のローラ２３ｂを回転自在（スライド自在）に備える。支持軸２３ａの、搬送方向Ｊの最上流側には、伝動ローラ２６を固設する。伝動ローラ２６は、その下側に不図示の無端ベルトを従動ローラにて当接してなる。この無端ベルトは、従動ローラと、不図示のモータの軸との間に掛けまわされている。そして、モータの回転動力を伝動ローラ２６に伝達するように構成されている。ローラ２３ｂは、支持軸２３ａに対して回転自在に取り付けられているが、ローラ２３ｂの上側に物体が載置されるとその重みで支持軸２３ａに密接し、支持軸２３ａと同期して回転するようになっている。
【００１８】
送出ローラユニット２３の最上流側には、８個のローラからなる一連のローラ２３ｂを備える。この一連のローラ２３ｂは、支持軸２６ａに嵌合させたリング状のストッパー２７によって搬送方向Ｊの上流側への移動を規制されている。一方、搬送方向Ｊの下流側端部のローラ２３ｂには、磁石Ｍ２を、支持軸２６ａに対してスライド自在に取り付ける。また、磁石Ｍ２の搬送方向Ｊ下流側には、一連のローラ２３ｂと一定の距離を隔てて磁石Ｍ１（磁石Ｍ２と同一磁極）を備える。磁石Ｍ１は、支持軸２３ａに固設されたリング状の止め具２３ｃによって下流側への移動を規制されている。したがって、磁石Ｍ１，Ｍ２の間には反発力が働き、一連のローラ２３ｂは、常に上流側に向けて付勢されている。なお、ここでは、磁石Ｍ１，Ｍ２は永久磁石を用いている。
【００１９】
止め具２３ｃの、搬送方向Ｊ下流側には、一定距離をおいてストッパー２７を備える。そして、このストッパー２７に隣接して下流側には、６個のローラ２３ｂを備える。この６個のローラ２３ｂの搬送方向Ｊの下流側端部には、磁石Ｍ２を備える。磁石Ｍ２は、支持軸２６ａに対してスライド自在である。一方、磁石Ｍ２の搬送方向Ｊ下流側には、一定の距離を隔てて磁石Ｍ２と同一磁極の磁石Ｍ１を備える。磁石Ｍ１は、支持軸２３ａに固設されたリング状の止め具２３ｃによって下流側への移動を規制されている。
【００２０】
なお、ストッパー２７、６連のローラ２３ｂ、磁石Ｍ２、磁石Ｍ１、止め具２３ｃを１セットとして、支持軸２３ａの下流側にさらに２セット設けられている。したがって、１本の支持軸２３には、１連の８個のローラ２３ｂと、３セットの一連の６個のローラ２３ｂとを備える。そして、それぞれのセットの間には、磁石Ｍ１，Ｍ２を備える。このような構成の支持軸２３ａを搬送方向Ｊに沿って４本備える。そして、このような構成の４本の支持軸２３ａを、第１コンベア１０と各第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃとの間に備える。
【００２１】
第１コンベア１０には、複数の送出ベルト１３を備える。送出ベルト１３は、送り出し方向が第１コンベア１０の搬送方向Ｊと直交するように設けられ、第１コンベア１０全体にわたって一定間隔ｄで設けられる。そして２つの送出ベルト１３を１組としてユニットベース２５に取り付けられている。送出ベルト１３は、一組のローラ２０ａ，２０ｂと、それらに緑色のベルト２２を掛けまわして構成される。このベルト２２は滑りにくい素材（表面のざらざらした、摩擦抵抗の高い素材）で構成されることが望ましい。ベルト２２の表面には、直方体状の突起１５を固設する。突起１５の幅は、このベルト２２の幅と同じ程度、また、突起１５の高さは、トマトＣの断面の直径と同じ程度とすることが望ましい。また、ベルト２２の表面には、突起１５から一定の距離をもって両側にそれぞれ白色のライン（目印Ｗ）と黒色のライン（目印Ｂ）とを第１コンベア１０の搬送方向に直線状に設ける。これらの目印Ｗと目印Ｂは塗料などを塗布して形成される。
【００２２】
このとき、目印Ｗの白色は、その背景色であるベルト２２の緑色との組み合わせにおいて視認性が高く、位置検出手段１１で容易に識別することができる。目印Ｗは白色に限定されるものではなく、背景色である緑色との組み合わせで視認性が高い色であればよい。視認性の向上には、明度、彩度、色相（色の３属性）がこの順に影響力が大きく係わる（明度＞彩度＞色相）。したがって、目印Ｗの色と、ベルト２２の色との明度の差を大きくすることが、視認性を高めるのに最も効果的である。また、目印Ｗの幅は１ｃｍ程度、長さはベルト２２の幅全域にわたることが望ましい。
【００２３】
ローラ２０ａ，２０ｂは、それぞれ回転軸２１ａ，２１ｂに回転自在に支持され、回転軸２１ａ，２１ｂの両端はユニットベース２５に固設される。なお、ローラ２０ａ，２０ｂ、回転軸２１ａ，２１ｂはそれぞれのベルト２２ごとに備えられる。したがって、それぞれの送出ベルト１３は独立して動くことができる。
【００２４】
ところで、送出ベルト１３の幅ｌは、その上に載置するトマトＣの長径Ｌの１／２よりも小さく構成する。加えて、送出ベルト１３がトマトＣを送り出すときに、そのトマトＣを支持する突起１５を、送出ベルト１３上に設ける。１つのトマトＣは、複数（この例では２つ）の送出ベルト１３上に載置される。
【００２５】
第２コンベア１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、グレード測定手段１２によって分別されたトマトＣをグレードごとに受け取って搬送し、出荷のために箱詰めするためのものである。ここでは、第２コンベア１４Ａについて説明するが、第２コンベア１４Ｂ，１４Ｃも同様の構成である。第２コンベア１４Ａは、上流側と下流側との２つで構成され、上流側の第２コンベアは連続運転、下流側の第２コンベアはトマトＣが送り出されるときのみ作動する間欠運転である。第２コンベア１４Ａは、広幅のゴム製のベルトを２つのローラに掛け回して構成される。２つのローラのうち一方は、駆動ローラ、他方は従動ローラである。間欠運転するタイミングは、制御手段より指示される。
【００２６】
第２コンベア１４Ａには、仕切板（仕切部材）１６を複数備える。仕切板１６は、第２コンベア１４Ａの両側部と上面に備えられる。詳しくは、仕切板１６は、第２コンベア１４Ａの上面を搬送方向に４つの搬送レーン（搬送方向Ｊ上流側から、第１〜第４搬送レーン）に区切るように設けられ、その４レーンの幅Ｗ１〜Ｗ４は、第１コンベア１０の搬送方向Ｊ上流側から順にＷ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４となるように設けられる。仕切板１６は、板状の部材で、ブラケットなどを用いて第２コンベア１４Ａの側面や下部などに適宜、固設される。
【００２７】
４レーンの幅が異なるのは、異なるサイズのトマトＣを送り込むためである。第１搬送レーン（幅Ｗ１）には極小サイズのトマトＣ１を、第２搬送レーン（幅Ｗ２）には小サイズのトマトＣ２を、第３搬送レーン（幅Ｗ３）には中サイズのトマトＣ３を、そして、第４搬送レーン（幅Ｗ４）には大サイズのトマトＣ４を送り込む。これは、後述するように、送出ベルト１３から送り出す際に、小さいトマトＣほど転がる可能性が高く、転がったトマトＣを所望の搬送レーンに確実に収めるためである。
【００２８】
なお、第２コンベア１４Ｂ，１４Ｃも同様のレーン構成となっている。そして、制御手段は、トマトＣの込み具合に応じて、トマトＣを第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃのいずれかに振り分けるようになっている。
【００２９】
図３に示すように、送出ベルト１３の裏面側には、樹脂製のガイド棒（丸棒）３１を突設する。詳しくは、ベルト２２の幅方向中央に丸孔を形成し、この丸孔にガイド棒３１を貫通させる。ガイド棒３１の終端部分は樹脂製の固定板３２に固設されている。この固定板３２をベルト２２の裏面側に固定することで、ベルト２２とガイド棒３１が一体になって動くように構成する。このガイド棒３１は、後述するガイドウェイ４０Ａ，４０Ｂに到達する程度の長さとする。ユニットベース２５の下板には、長孔２５Ａを形成する。この長孔２５Ａはベルト２２の移動方向に沿って、かつ、ベルト２２の中心線に沿って形成される。長孔２５Ａの長さは、送出ベルト１３がトマトＣを送り出すときに突起１５が移動する距離か、それ以上に設定される。そして、この長孔２５Ａには、ガイド棒３１を遊嵌させる。
【００３０】
第１コンベア１０の搬送方向Ｊ両側には、それぞれ無端チェーン２６を搬送方向Ｊに沿って備え、無端チェーン２６上にユニットベース２５を固設する。詳しくは、無端チェーン２６に設けられたブラケット２７にネジ孔を形成し、そこにボルト２８を貫通させて、ユニットベース２５の搬送方向Ｊの前後側面にそれぞれ取り付ける。
【００３１】
無端チェーン２６は、第１コンベア１０の前後端の両側部にそれぞれ備えるギアに係合するように構成される。なお、第１コンベア１０入側の一対のギアには駆動軸を取り付ける。これらのギア、駆動源、チェーンなどは、不図示のケースで覆われている。加えて、このケースの内側では、第１コンベア１０の終端部で下側に折り返された複数のユニットベース２５が第１コンベア１０の入側に向けて上下逆向きで搬送されている。
【００３２】
なお、この例では、２つの送出ベルト１３が１つのユニットとしてユニットベース２５に取り付けられているが、１つの送出ベルトユニットを構成する送出ベルト１３の数は、第１コンベア１０の前後端のギアの直径に依存する。すなわち、ギアの直径が大きければ、送出ベルトユニットが追随する曲率が大きくなるので、１ユニットあたりの送出ベルト１３の数を多くすることができるし、ギアの直径が小さければ、送出ベルトユニットが追随する曲率が小さくなるので、１ユニットあたりの送出ベルト１３の数は少なくなる。
【００３３】
第１コンベア１０の内側（裏側）には、図４に示すような送り出し機構が設けられている。この送り出し機構は、送出ベルト１３を作動させてトマトＣを送出ローラユニット２３に向けて送り出すためのものである。送り出し機構は第１コンベア１０内側で、かつ各送出ローラユニット２３の直前に設けられる。送り出し機構は、駆動プーリ４４、従動軸４３、この両者の間に掛け回された補助ベルト４２などからなる。駆動プーリ４４は、不図示のモータにより回転する。従動軸４３の近傍には、方向切替板４１を鉛直方向に昇降自在に備える。そして、方向切替板４１の前後方向には、ガイドウェイ４０Ａ，４０Ｂを備える。このガイドウェイ４０Ａ，４０Ｂ内は、ガイド棒３１が移動する。これら、ガイドウェイ４０Ａ，４０Ｂ、方向切替板４１、従動軸４３、駆動プーリ４４は、第１コンベア１０のケース内の指示板４５上に設けられている。
【００３４】
方向切替板４１は、第１コンベア１０の搬送方向Ｊに沿ってガイドウェイ４０Ａ内を移動してきたガイド棒３１の方向をａ方向、ｂ方向に切り替えるためのものである。方向切替板４１が所定の高さに上昇するとガイド棒３１は方向切替板４１に当接して矢印ａ方向にガイドされる。そして、回転する補助ベルト４２によって付勢されながら、さらにａ方向へ進む。第１コンベア１０が搬送方向Ｊに作動しながらガイド棒３１がこのような動作をすると、ベルト２２は送出ローラユニット２３に向けてトマトＣを送り出す方向に動く。一方、方向切替板４１が下降している状態では、ガイド棒３１は方向切替板４１には当接せずに直進（矢印ｂ方向）して、ガイドウェイ４０Ｂへと進むので、ベルト２２は送り出し方向には動かない。方向切替板４１の昇降は不図示のソレノイドとコイルバネとの組み合わせによって行われる。
【００３５】
次に、このように構成された選果機１でトマトＣを選別する動作を説明する（図１〜４参照）。まず、ゾーンＰにて作業者がトマトＣを稼働中の第１コンベア１０の送出ベルト１３（緑色）上に置く。このとき、送出ベルト１３の表面に表示された黒色の目印Ｂを載置目安として、トマトＣを載置する。トマトＣは、ヘタのある側（ヘタ自体は収穫段階で取り除かれている）を下向きにして送出ベルト１３に載置される。これは、一般的に、ヘタのある部分の形状が、他の部分に比べて平坦であり、搬送時の安定性がよいからである。
【００３６】
送出ベルト１３の幅は、トマトＣの長径の１／２よりも小さいので、この例ではトマトＣは２つ以上（この例では２つ）の送出ベルト１３上に載置される。トマトＣは矢印Ｊ方向に搬送されて、位置検出手段１１に到達する。ここでは、第１コンベア１０の上方よりライトが照射される。そして、専用のカメラにてトマトＣの載置されている２つの送出ベルト１３を特定する。この情報は不図示の制御手段に送信される。
【００３７】
なお、緑色のベルト２２上に塗布された目印Ｗは白色であるので、背景色の緑との明度の差が大きく、カメラは確実に目印Ｗを認識することができる。次に、トマトＣは、グレード測定手段１２に備える専用のカメラにて、大きさが撮影されて、制御手段に送られる。制御手段では、トマトＣの大きさ（グレード）、大、中、小、極小を特定する。そして、位置情報と合成し、どの送出ベルト１３にどの大きさのトマトＣが載置されているかというデータを作成する。このデータに基づいて、制御手段は第１コンベア１０と第２コンベア１４に対して動作の指示を送信する。
【００３８】
次に、グレード判定手段１２にてトマトＣが極小サイズと判定され、その極小サイズのトマトＣ１が、位置検出手段１１にて、送出ベルト１３Ａ，１３Ｂに載置されていると検出された場合について、トマトＣ１を第１コンベア１０より第２コンベア１４Ａの第１搬送レーンに送り出す動作を説明する。なお、第１コンベア１０から、第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃのいずれの第１搬送レーンにトマトＣを送り出すかは、制御手段が、各第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃの第１搬送レーンの込み具合を判定したうえで決定する。この動作説明には、図１〜４に加えて、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
【００３９】
制御手段が、極小サイズのトマトＣ１を第２コンベア１４Ａの第１搬送レーンに搬入する場合について説明する。トマトＣ１の前部を載置した送出ベルト１３Ａが第２コンベア１４Ａに近づくと、第２コンベア１４Ａの第１搬送レーンにトマトＣを導くための送出機構の方向切替板４１が上昇する。送出ベルト１３Ａが送出機構に到達すると、送出ベルト１３Ａのガイド棒３１が方向切替板４１に当接して矢印ａ方向に導かれる。そして、補助ベルト４２に側方より動力を伝達されながらさらにａ方向へ進む。ガイド棒３１がベルト２２の下側を第２コンベア１４Ｂから離れる方向に動かすことで、ベルト２２の上側は第２コンベア１４Ａの第１レーンに向けて動くことになり、これによって、送出ベルト１３Ａが作動して、トマトＣ１の前部を送出ローラユニット２３に送り出す（図５（ａ））。このとき、トマトＣ１の後部が載置されている送出ベルト１３Ｂは作動していないので、前部Ｇ１を中心としてトマトＣ１は図中で時計回りにやや回転する。
【００４０】
送出ベルト１３Ａが動作を開始して間もなく、トマトＣ１の後部を載置した送出ベルト１３Ｂが送出機構に接近し、送出ベルト１３Ｂのガイド棒３１が方向切替板４１に当接して矢印ａ方向に導かれる。これによって、送出ベルト１３Ｂが作動して、トマトＣ１の後部を送出ローラユニット２３に送り出す（図５（ｂ））。なお、送出ベルト１３Ｂが方向切替板４１に当接して、トマトＣ１を送出ローラユニット２３に送り出す動作は、送出ベルト１３Ａと同様であるので説明を省略する。
【００４１】
このとき、トマトＣ１の前部は、送出ローラユニット２３に到達し、第１コンベア１０側にある２列のローラ２３ｂ上に乗り移っており、ローラ２３ｂは、第２コンベア１４Ａの第１レーンに向けて（図中で下向き）トマトＣ１を搬送するように作動している。一方、トマトＣの後部Ｇ３は、未だ、送出ベルト１３Ｂに載置されており、第１コンベア１０の搬送方向（図中で右向き）に搬送されながら、かつ、送出ベルト１３Ｂが第２コンベア１４Ａに向けて（図中で下向きに）送り出すように作動している。
【００４２】
したがって、トマトＣ１の前部と後部とでは運動方向が異なっている。すなわち、トマトＣ１の前部は、第２コンベア１４Ａに向かう運動成分のみで、第１コンベア１０の搬送方向への運動成分を有しない。一方、トマトＣ１の後部は、第２コンベア１４Ａに向かう運動成分に加えて、第１コンベア１０の搬送方向への運動成分を有する。
【００４３】
前部、後部は、同一のトマトＣ１の部分であり一体に構成されていることから、上記２つの異なる動作によってトマトＣ１全体に運動方向の不一致を生じる。ここで、前述したようにベルト２２は摩擦抵抗の高い素材で構成されているので、トマトＣ１はベルト２２上で滑りにくい。一方、ローラ２３ｂの右端には、磁石Ｍ１と磁石Ｍ２との間の反発力によって一定の間隙が形成されているため、ローラ２３ｂを動かしやすい。トマトＣ１の前部が、斥力に抗してこの距離を縮める方向（図中右向き）にローラ２３ｂを移動させることで上記運動方向の不一致を解消する。言い換えると、トマトＣ１の前部が載置されたローラ２３ｂが第１コンベア１０の搬送方向Ｊへ移動することで、この方向の運動成分を吸収する（打ち消す）ものである。これと同時に、トマトＣ１の前部はローラ２３ｂの回転運動によって第２コンベア１４Ｂに向けて搬送される。このようにして、トマトＣ１は、搬送方向Ｊの運動成分を送出ローラユニット２３にて打ち消しながら図中で時計まわりに回動して、前部から送出ローラユニット２３を経て第２コンベア１４Ａの第１搬送レーンに乗り移る（図５（ｃ））。
【００４４】
なお、２つある第２コンベア１４Ａの下流側のものは間欠運転されている。間欠運転のタイミングは、前記制御手段によってコントロールされている。また、下流側の第２コンベア１４Ａの運転時間は、トマトＣの前部が第２コンベア１４Ａの下流側コンベアに乗り移る直前からトマトＣ１の後部が乗り移って少し経つまでの間であり、その後は再び運転を停止する。
【００４５】
この際、送出コンベア１３Ａ，１３Ｂにはそれぞれ突起１５を備えるので、万一トマトＣ１が送り出し方向に逆らって動いたときにも、トマトＣ１を後方から押して、送出ローラユニット２３に向けて確実にトマトＣ１を送り出すことができる。
【００４６】
ところで、トマトＣは、小さいものほど、その重心位置が高くなる傾向にあり、したがって、トマトＣの安定性が悪くなる傾向にある。このため、小さいトマトＣは、送出ベルト１３から送出ローラユニット２３に送り出す際に、転がってしまうことがある。このような場合、トマトＣを第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃの所望の搬送レーンに導くことができない恐れがあり、適切にトマトＣを選別できない恐れがある。そこで、この例では、小さいトマトＣを収容する（第２コンベア１４の）搬送レーンほど、幅を大きくとってある。これによって、トマトＣが送出ベルト１３から送り出されるときに、万が一、転がったとしても、その転がったトマトＣを所望の搬送レーンに取り込むことができる。
【００４７】
なお、トマトＣが送出ベルト１３から送り出されるときには、第１コンベア１０の搬送方向Ｊの運動量を持っているため、転がる方向は搬送方向Ｊの成分を持っている。このため、レーンの幅を広くするのである。
【００４８】
上述の例では、トマトＣのサイズに起因する転がりやすさを考慮して、第２コンベア１４の搬送レーンの幅を小さいトマトＣほど広く設定したものであるが、この発明はこれに限定されるものではない。たとえば、ゾーンＰ（図１）にて、作業者が、トマトＣを第１コンベア１０に載置する際に、ヘタ部分を下側にして載置するが、トマトＣによっては、ヘタ部分の形状が平坦でなく、安定性の良くないものもある。このような場合にも、送出ベルト１３からトマトＣを送り出す際に転がってしまうことがある。このようなことに着目して、グレード判定手段１２にて、トマトＣのヘタの部分の形状で分類し、その分類に応じて第２コンベア１４のそれぞれの搬送レーンにトマトＣを収容するようにしてもよい。この場合、不安定な形状に起因する転がりやすさを考慮して、第２コンベア１４の搬送レーンの幅を不安定な形状のトマトＣほど広く設定するようにする。
【００４９】
また、上述の例では、第１コンベア（第１搬送体）を直線状に構成したが、この発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、Ｕ字状に構成されてもよいし、Ｌ字状に構成されてもよい。また、上述の例では、突起を送出ベルトの略中央に１つ設けたが、この発明はこれに限定されるものではなく、物体を載置する側とは反対側の側部に設けるようにしてもよい。さらに、突起１５は１つではなく、２つ以上設けてもよい。
【００５０】
また、上述の例では、ローラ２３ｂの端部に永久磁石Ｍ２を設け、支持軸２３ａの止め具２３ｃによって下流側への動きを規制された永久磁石Ｍ１と対峙させて両者の間に一定の距離を設けたが、永久磁石に変えて、電磁石を用いて、電流を変化させることで、磁力を必要に応じて変更できるようにしてもよい。また、磁石Ｍ１，Ｍ２に変えて、コイルバネを用いてローラ２３ｂの端部に一定の空間を形成するようにしてもよい。この場合、コイルバネを支持軸２３ａのまわりに設ける。これによって、部品点数を削減することができる。
【００５１】
なお、グレード測定手段１２では、サイズや形状の測定のみならず、たとえば、果実の糖度や、物体の重量などを測定するようにしてもよい。この場合には、それぞれ、糖度センサー、重量はかりなどを搭載するものとする。
【００５２】
第２コンベアを第１コンベアの搬送方向Ｊに対して右手斜め前方に設けると、第１コンベアに直交する方向に設ける場合に比べて、第２コンベアの延長を同一長さとしたままで、選果機が占有する選果場のスペースを削減することができる。また、第２コンベアの搬送方向が、第１コンベア１０の搬送方向Ｊの成分を有するので、たとえば、転がりやすいトマトＣが搬送され、万が一、送出ベルト１３から送り出される際にトマトＣが転がった場合であっても、このトマトＣをよりいっそう確実に所望のレーンに収容することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
この発明の物体分別装置は、キュウリやトマトなどの農作物（物体）の分別をすることに限定されるものではなく、たとえば、キャンドルなど工業製品を大きさや品質ごとに分別することに用いるなど、あらゆる物体を分別することに適用しうる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 選果機（物体分別装置）
１０ 第１コンベア（第１搬送体）
１１ 位置検出手段
１２ グレード測定手段
１３ 送出ベルト
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 第２コンベア（第２搬送体）
１５ 突起
１６ 仕切板（仕切部材）
２０ａ，２０ｂ ローラ
２１ａ，２１ｂ 回転軸
２２ ベルト
２３ 送出ローラユニット
２３ａ 回転軸
２３ｂ ローラ
２３ｃ 止め具
２５ ユニットベース
２６ 伝動ローラ
２７ ストッパー
Ｂ，Ｗ 目印
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ トマト（物体）
Ｍ１，Ｍ２ 磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体を搬送して分別する第１搬送体と、搬送される物体の位置を光学的に検出する位置検出手段と、物体のグレードを測定するグレード測定手段と、位置検出手段で検出された物体の位置およびグレード測定手段で測定された物体のグレードに基づいて、物体を所望の位置で第１搬送体から送り出す複数の送出ベルトと、送り出された物体を引き受けてさらに搬送する第２搬送体とを備える物体分別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の選果機（物体分別装置）は、たとえば特許文献１に示すように、野菜（物体）を搬送して分別する第１コンベア（第１搬送体）と、搬送される野菜の位置を光学的に検出し、野菜のグレードを測定する検出部（位置検出手段およびグレード測定手段）と、第１コンベア上にその搬送方向に一定間隔に設けられ、検出部によって測定されたグレードに基づいて、野菜を所望の位置で第１コンベアから送り出す複数の送出ベルトと、送り出された物体を引き受けてさらに搬送する第２コンベア（第２搬送体）などを備える。
【０００３】
このように構成された選果機でたとえばトマトを分別するには、送出ベルト上にトマトを載置して第１コンベアで搬送する。そして、検出部にて、トマトの大きさを測定するとともに、その送出ベルトに付されたＩＤマークを読み取る。これら２つのデータを制御手段によって１つのトマトの情報として合成して、制御手段は、搬送コンベアに前記トマトを所望の位置で第１コンベアから送り出すように指令を出す。第１コンベアより送り出されたトマトは、第２コンベアに乗り移り、箱詰めされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１３９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような構成の選果機では、大きさごとにトマトを分別して送出ベルトから第２コンベアに送り出す際、比較的安定性の悪いものや、軽量のものは転がってしまい、所望の第２コンベアの位置に正確に送り出すことができず、適切な搬送ができない可能性があるという問題があった。
そこで、この発明の目的は、物体を正確に第２搬送体にて搬送することが可能な物体分別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１に記載の発明は、物体を搬送して分別する第１搬送体と、
前記搬送される物体の位置を光学的に検出する位置検出手段と、
前記物体のグレードを測定するグレード測定手段と、
前記位置検出手段で検出された前記物体の位置および前記グレード測定手段で測定された前記物体のグレードに基づいて、前記物体を所望の位置で前記第１搬送体から送り出す複数の送出ベルトと、
送り出された前記物体を引き受けてさらに搬送する第２搬送体とを備える物体分別装置において、
グレードに応じて前記物体が送り込まれる複数の搬送レーンを前記第２搬送体上に備え、前記複数の搬送レーンは、前記第２搬送体をその長手方向に仕切部材によって複数に区分して形成され、前記複数の搬送レーンの幅は、前記送り込まれる物体のグレードに応じてそれぞれ異なることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の物体分別装置において、前記グレード測定手段が前記物体を大きさによって区分し、小さい物体が送り込まれる前記搬送レーンは、より広い幅で構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の物体分別装置において、前記グレード測定手段が前記物体を重心の高さによって区分し、重心の高い物体が送り込まれる前記搬送レーンは、より広い幅で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、物体を搬送して分別する第１搬送体と、搬送される物体の位置を光学的に検出する位置検出手段と、物体のグレードを測定するグレード測定手段と、位置検出手段で検出された物体の位置およびグレード測定手段で測定された物体のグレードに基づいて、物体を所望の位置で第１搬送体から送り出す複数の送出ベルトと、送り出された物体を引き受けてさらに搬送する第２搬送体とを備える物体分別装置において、グレードに応じて物体が送り込まれる複数の搬送レーンを第２搬送体上に備え、複数の搬送レーンは、第２搬送体をその長手方向に仕切部材によって複数に区分して形成され、複数の搬送レーンの幅は、送り込まれる物体のグレードに応じてそれぞれ異なるようにする。したがって、たとえば、大きさ別に物体を分別して送出ベルトから第２搬送体に送り出す際、比較的安定性の悪いもの、軽量のもので転がってしまう場合にも、そのような分類の物体を搬送する搬送レーンの幅を他の搬送レーンよりも広く設定することで、その物体を第２搬送体に導くことができる。したがって、物体を正確に第２搬送体にて搬送することが可能な物体分別装置を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、グレード測定手段が物体を大きさによって区分し、小さい物体が送り込まれる搬送レーンは、より広い幅で構成されるので、小さく転がりやすい物体を確実に搬送レーンに導くことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、グレード測定手段が物体を重心の高さによって区分し、重心の高い物体が送り込まれる搬送レーンは、より広い幅で構成されるので、重心が高く、転がりやすい物体であっても確実に搬送レーンに導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の物体分別装置としての選果機の平面図である。
【図２】その一部拡大平面図である。
【図３】（ａ）は、図２のＸ矢視断面図、（ｂ）は、（ａ）のＺ矢視平面図である。
【図４】（ａ）は、第１搬送コンベアの内部の平面図であり、（ｂ）は、そのＹ矢視断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、選果機でトマトを分別する動作を説明するためのものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。図１はこの発明の物体分別装置の一例としての、トマト（物体）Ｃをサイズ（グレード）ごとに分別する選果機の平面図である。選果機１は、第１コンベア（第１搬送体）１０と、このコンベアの搬送方向Ｊに対しておよそ７５度の角度をもって右側前方に第２コンベア（第２搬送体）１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを備える。選果機１は、入側から出側に向かって、ゾーンＰ、ゾーンＱ、ゾーンＲの３つに区分される。ゾーンＰは、作業者が農場より届いたトマトＣを第１コンベア１０に載置するエリアである。ゾーンＱは、第１コンベア１０上における、トマトＣの位置情報（第１コンベア１０のどの送出ベルト１３上に載置されているか）と、トマトＣのサイズを測定するエリアである。そして、ゾーンＲは、サイズの特定されたトマトＣを第１コンベア１０から第２コンベア１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのいずれかに送り出すエリアである。
【００１４】
ゾーンＱには、位置検出手段１１とグレード測定手段１２とを備える。位置検出手段１１は、第１コンベア１０上における、トマトＣの位置情報（第１コンベア１０のどこに載置されているか）を後述する白色の目印Ｗとともに光学的に読み取るものである。また、グレード測定手段１２は、トマトＣのサイズを光学的に測定するものである。なお、位置検出手段１１には、第１コンベア１０を上方から照らすライトと専用カメラなどを備える。また、グレード測定手段１２には、第１コンベア１０を上方から照らす別のライトと専用カメラなどを備える。グレード測定手段１２によって得られた情報は、別に備える不図示の制御手段に送信され、この制御手段においてトマトＣのグレードを大・中・小に特定する、そして、位置検出手段１１より得られたそのトマトＣの第１コンベア１０上における位置情報と合成して１つのトマトＣのデータとする。そして、このデータに基づいて第１コンベア１０に対してそのトマトＣを第２コンベア１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのいずれの搬送レーンに送り出すかの指示を発信する。
【００１５】
ゾーンＲでは、第１コンベア１０上を搬送される複数のトマトＣを、上記制御手段からの指示に基づいて、第１コンベア１０から第２コンベア１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのいずれかに送り出す。
【００１６】
次に、選果機１の構造について詳述する。選果機１は、トマトＣを搬送して分別する第１コンベア１０と、搬送されるトマトＣの位置を検出する位置検出手段１１と、トマトＣのサイズを測定するグレード測定手段１２と、トマトＣを送り出す送出ベルト１３、送出ベルト１３から送り出されたトマトＣを受け取ってさらに搬送するための送出ローラユニット２３、そして送出ローラユニット２３のさらに先に、複数（この例では３つ）の第２コンベア（第２搬送体）１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ、第１コンベア１０を駆動する駆動部、ギアなどを備える。
【００１７】
図２に示すように、送出ローラユニット２３は、４列のローラセットよりなる。そして、各列のローラセットには、金属製の支持軸２３ａに樹脂製の複数のローラ２３ｂを回転自在（スライド自在）に備える。支持軸２３ａの、搬送方向Ｊの最上流側には、伝動ローラ２６を固設する。伝動ローラ２６は、その下側に不図示の無端ベルトを従動ローラにて当接してなる。この無端ベルトは、従動ローラと、不図示のモータの軸との間に掛けまわされている。そして、モータの回転動力を伝動ローラ２６に伝達するように構成されている。ローラ２３ｂは、支持軸２３ａに対して回転自在に取り付けられているが、ローラ２３ｂの上側に物体が載置されるとその重みで支持軸２３ａに密接し、支持軸２３ａと同期して回転するようになっている。
【００１８】
送出ローラユニット２３の最上流側には、８個のローラからなる一連のローラ２３ｂを備える。この一連のローラ２３ｂは、支持軸２６ａに嵌合させたリング状のストッパー２７によって搬送方向Ｊの上流側への移動を規制されている。一方、搬送方向Ｊの下流側端部のローラ２３ｂには、磁石Ｍ２を、支持軸２６ａに対してスライド自在に取り付ける。また、磁石Ｍ２の搬送方向Ｊ下流側には、一連のローラ２３ｂと一定の距離を隔てて磁石Ｍ１（磁石Ｍ２と同一磁極）を備える。磁石Ｍ１は、支持軸２３ａに固設されたリング状の止め具２３ｃによって下流側への移動を規制されている。したがって、磁石Ｍ１，Ｍ２の間には反発力が働き、一連のローラ２３ｂは、常に上流側に向けて付勢されている。なお、ここでは、磁石Ｍ１，Ｍ２は永久磁石を用いている。
【００１９】
止め具２３ｃの、搬送方向Ｊ下流側には、一定距離をおいてストッパー２７を備える。そして、このストッパー２７に隣接して下流側には、６個のローラ２３ｂを備える。この６個のローラ２３ｂの搬送方向Ｊの下流側端部には、磁石Ｍ２を備える。磁石Ｍ２は、支持軸２６ａに対してスライド自在である。一方、磁石Ｍ２の搬送方向Ｊ下流側には、一定の距離を隔てて磁石Ｍ２と同一磁極の磁石Ｍ１を備える。磁石Ｍ１は、支持軸２３ａに固設されたリング状の止め具２３ｃによって下流側への移動を規制されている。
【００２０】
なお、ストッパー２７、６連のローラ２３ｂ、磁石Ｍ２、磁石Ｍ１、止め具２３ｃを１セットとして、支持軸２３ａの下流側にさらに２セット設けられている。したがって、１本の支持軸２３には、１連の８個のローラ２３ｂと、３セットの一連の６個のローラ２３ｂとを備える。そして、それぞれのセットの間には、磁石Ｍ１，Ｍ２を備える。このような構成の支持軸２３ａを搬送方向Ｊに沿って４本備える。そして、このような構成の４本の支持軸２３ａを、第１コンベア１０と各第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃとの間に備える。
【００２１】
第１コンベア１０には、複数の送出ベルト１３を備える。送出ベルト１３は、送り出し方向が第１コンベア１０の搬送方向Ｊと直交するように設けられ、第１コンベア１０全体にわたって一定間隔ｄで設けられる。そして２つの送出ベルト１３を１組としてユニットベース２５に取り付けられている。送出ベルト１３は、一組のローラ２０ａ，２０ｂと、それらに緑色のベルト２２を掛けまわして構成される。このベルト２２は滑りにくい素材（表面のざらざらした、摩擦抵抗の高い素材）で構成されることが望ましい。ベルト２２の表面には、直方体状の突起１５を固設する。突起１５の幅は、このベルト２２の幅と同じ程度、また、突起１５の高さは、トマトＣの断面の直径と同じ程度とすることが望ましい。また、ベルト２２の表面には、突起１５から一定の距離をもって両側にそれぞれ白色のライン（目印Ｗ）と黒色のライン（目印Ｂ）とを第１コンベア１０の搬送方向に直線状に設ける。これらの目印Ｗと目印Ｂは塗料などを塗布して形成される。
【００２２】
このとき、目印Ｗの白色は、その背景色であるベルト２２の緑色との組み合わせにおいて視認性が高く、位置検出手段１１で容易に識別することができる。目印Ｗは白色に限定されるものではなく、背景色である緑色との組み合わせで視認性が高い色であればよい。視認性の向上には、明度、彩度、色相（色の３属性）がこの順に影響力が大きく係わる（明度＞彩度＞色相）。したがって、目印Ｗの色と、ベルト２２の色との明度の差を大きくすることが、視認性を高めるのに最も効果的である。また、目印Ｗの幅は１ｃｍ程度、長さはベルト２２の幅全域にわたることが望ましい。
【００２３】
ローラ２０ａ，２０ｂは、それぞれ回転軸２１ａ，２１ｂに回転自在に支持され、回転軸２１ａ，２１ｂの両端はユニットベース２５に固設される。なお、ローラ２０ａ，２０ｂ、回転軸２１ａ，２１ｂはそれぞれのベルト２２ごとに備えられる。したがって、それぞれの送出ベルト１３は独立して動くことができる。
【００２４】
ところで、送出ベルト１３の幅ｌは、その上に載置するトマトＣの長径Ｌの１／２よりも小さく構成する。加えて、送出ベルト１３がトマトＣを送り出すときに、そのトマトＣを支持する突起１５を、送出ベルト１３上に設ける。１つのトマトＣは、複数（この例では２つ）の送出ベルト１３上に載置される。
【００２５】
第２コンベア１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、グレード測定手段１２によって分別されたトマトＣをグレードごとに受け取って搬送し、出荷のために箱詰めするためのものである。ここでは、第２コンベア１４Ａについて説明するが、第２コンベア１４Ｂ，１４Ｃも同様の構成である。第２コンベア１４Ａは、上流側と下流側との２つで構成され、上流側の第２コンベアは連続運転、下流側の第２コンベアはトマトＣが送り出されるときのみ作動する間欠運転である。第２コンベア１４Ａは、広幅のゴム製のベルトを２つのローラに掛け回して構成される。２つのローラのうち一方は、駆動ローラ、他方は従動ローラである。間欠運転するタイミングは、制御手段より指示される。
【００２６】
第２コンベア１４Ａには、仕切板（仕切部材）１６を複数備える。仕切板１６は、第２コンベア１４Ａの両側部と上面に備えられる。詳しくは、仕切板１６は、第２コンベア１４Ａの上面を搬送方向に４つの搬送レーン（搬送方向Ｊ上流側から、第１〜第４搬送レーン）に区切るように設けられ、その４レーンの幅Ｗ１〜Ｗ４は、第１コンベア１０の搬送方向Ｊ上流側から順にＷ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４となるように設けられる。仕切板１６は、板状の部材で、ブラケットなどを用いて第２コンベア１４Ａの側面や下部などに適宜、固設される。
【００２７】
４レーンの幅が異なるのは、異なるサイズのトマトＣを送り込むためである。第１搬送レーン（幅Ｗ１）には極小サイズのトマトＣ１を、第２搬送レーン（幅Ｗ２）には小サイズのトマトＣ２を、第３搬送レーン（幅Ｗ３）には中サイズのトマトＣ３を、そして、第４搬送レーン（幅Ｗ４）には大サイズのトマトＣ４を送り込む。これは、後述するように、送出ベルト１３から送り出す際に、小さいトマトＣほど転がる可能性が高く、転がったトマトＣを所望の搬送レーンに確実に収めるためである。
【００２８】
なお、第２コンベア１４Ｂ，１４Ｃも同様のレーン構成となっている。そして、制御手段は、トマトＣの込み具合に応じて、トマトＣを第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃのいずれかに振り分けるようになっている。
【００２９】
図３に示すように、送出ベルト１３の裏面側には、樹脂製のガイド棒（丸棒）３１を突設する。詳しくは、ベルト２２の幅方向中央に丸孔を形成し、この丸孔にガイド棒３１を貫通させる。ガイド棒３１の終端部分は樹脂製の固定板３２に固設されている。この固定板３２をベルト２２の裏面側に固定することで、ベルト２２とガイド棒３１が一体になって動くように構成する。このガイド棒３１は、後述するガイドウェイ４０Ａ，４０Ｂに到達する程度の長さとする。ユニットベース２５の下板には、長孔２５Ａを形成する。この長孔２５Ａはベルト２２の移動方向に沿って、かつ、ベルト２２の中心線に沿って形成される。長孔２５Ａの長さは、送出ベルト１３がトマトＣを送り出すときに突起１５が移動する距離か、それ以上に設定される。そして、この長孔２５Ａには、ガイド棒３１を遊嵌させる。
【００３０】
第１コンベア１０の搬送方向Ｊ両側には、それぞれ無端チェーン２６を搬送方向Ｊに沿って備え、無端チェーン２６上にユニットベース２５を固設する。詳しくは、無端チェーン２６に設けられたブラケット２７にネジ孔を形成し、そこにボルト２８を貫通させて、ユニットベース２５の搬送方向Ｊの前後側面にそれぞれ取り付ける。
【００３１】
無端チェーン２６は、第１コンベア１０の前後端の両側部にそれぞれ備えるギアに係合するように構成される。なお、第１コンベア１０入側の一対のギアには駆動軸を取り付ける。これらのギア、駆動源、チェーンなどは、不図示のケースで覆われている。加えて、このケースの内側では、第１コンベア１０の終端部で下側に折り返された複数のユニットベース２５が第１コンベア１０の入側に向けて上下逆向きで搬送されている。
【００３２】
なお、この例では、２つの送出ベルト１３が１つのユニットとしてユニットベース２５に取り付けられているが、１つの送出ベルトユニットを構成する送出ベルト１３の数は、第１コンベア１０の前後端のギアの直径に依存する。すなわち、ギアの直径が大きければ、送出ベルトユニットが追随する曲率が大きくなるので、１ユニットあたりの送出ベルト１３の数を多くすることができるし、ギアの直径が小さければ、送出ベルトユニットが追随する曲率が小さくなるので、１ユニットあたりの送出ベルト１３の数は少なくなる。
【００３３】
第１コンベア１０の内側（裏側）には、図４に示すような送り出し機構が設けられている。この送り出し機構は、送出ベルト１３を作動させてトマトＣを送出ローラユニット２３に向けて送り出すためのものである。送り出し機構は第１コンベア１０内側で、かつ各送出ローラユニット２３の直前に設けられる。送り出し機構は、駆動プーリ４４、従動軸４３、この両者の間に掛け回された補助ベルト４２などからなる。駆動プーリ４４は、不図示のモータにより回転する。従動軸４３の近傍には、方向切替板４１を鉛直方向に昇降自在に備える。そして、方向切替板４１の前後方向には、ガイドウェイ４０Ａ，４０Ｂを備える。このガイドウェイ４０Ａ，４０Ｂ内は、ガイド棒３１が移動する。これら、ガイドウェイ４０Ａ，４０Ｂ、方向切替板４１、従動軸４３、駆動プーリ４４は、第１コンベア１０のケース内の指示板４５上に設けられている。
【００３４】
方向切替板４１は、第１コンベア１０の搬送方向Ｊに沿ってガイドウェイ４０Ａ内を移動してきたガイド棒３１の方向をａ方向、ｂ方向に切り替えるためのものである。方向切替板４１が所定の高さに上昇するとガイド棒３１は方向切替板４１に当接して矢印ａ方向にガイドされる。そして、回転する補助ベルト４２によって付勢されながら、さらにａ方向へ進む。第１コンベア１０が搬送方向Ｊに作動しながらガイド棒３１がこのような動作をすると、ベルト２２は送出ローラユニット２３に向けてトマトＣを送り出す方向に動く。一方、方向切替板４１が下降している状態では、ガイド棒３１は方向切替板４１には当接せずに直進（矢印ｂ方向）して、ガイドウェイ４０Ｂへと進むので、ベルト２２は送り出し方向には動かない。方向切替板４１の昇降は不図示のソレノイドとコイルバネとの組み合わせによって行われる。
【００３５】
次に、このように構成された選果機１でトマトＣを選別する動作を説明する（図１〜４参照）。まず、ゾーンＰにて作業者がトマトＣを稼働中の第１コンベア１０の送出ベルト１３（緑色）上に置く。このとき、送出ベルト１３の表面に表示された黒色の目印Ｂを載置目安として、トマトＣを載置する。トマトＣは、ヘタのある側（ヘタ自体は収穫段階で取り除かれている）を下向きにして送出ベルト１３に載置される。これは、一般的に、ヘタのある部分の形状が、他の部分に比べて平坦であり、搬送時の安定性がよいからである。
【００３６】
送出ベルト１３の幅は、トマトＣの長径の１／２よりも小さいので、この例ではトマトＣは２つ以上（この例では２つ）の送出ベルト１３上に載置される。トマトＣは矢印Ｊ方向に搬送されて、位置検出手段１１に到達する。ここでは、第１コンベア１０の上方よりライトが照射される。そして、専用のカメラにてトマトＣの載置されている２つの送出ベルト１３を特定する。この情報は不図示の制御手段に送信される。
【００３７】
なお、緑色のベルト２２上に塗布された目印Ｗは白色であるので、背景色の緑との明度の差が大きく、カメラは確実に目印Ｗを認識することができる。次に、トマトＣは、グレード測定手段１２に備える専用のカメラにて、大きさが撮影されて、制御手段に送られる。制御手段では、トマトＣの大きさ（グレード）、大、中、小、極小を特定する。そして、位置情報と合成し、どの送出ベルト１３にどの大きさのトマトＣが載置されているかというデータを作成する。このデータに基づいて、制御手段は第１コンベア１０と第２コンベア１４に対して動作の指示を送信する。
【００３８】
次に、グレード判定手段１２にてトマトＣが極小サイズと判定され、その極小サイズのトマトＣ１が、位置検出手段１１にて、送出ベルト１３Ａ，１３Ｂに載置されていると検出された場合について、トマトＣ１を第１コンベア１０より第２コンベア１４Ａの第１搬送レーンに送り出す動作を説明する。なお、第１コンベア１０から、第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃのいずれの第１搬送レーンにトマトＣを送り出すかは、制御手段が、各第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃの第１搬送レーンの込み具合を判定したうえで決定する。この動作説明には、図１〜４に加えて、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
【００３９】
制御手段が、極小サイズのトマトＣ１を第２コンベア１４Ａの第１搬送レーンに搬入する場合について説明する。トマトＣ１の前部を載置した送出ベルト１３Ａが第２コンベア１４Ａに近づくと、第２コンベア１４Ａの第１搬送レーンにトマトＣを導くための送出機構の方向切替板４１が上昇する。送出ベルト１３Ａが送出機構に到達すると、送出ベルト１３Ａのガイド棒３１が方向切替板４１に当接して矢印ａ方向に導かれる。そして、補助ベルト４２に側方より動力を伝達されながらさらにａ方向へ進む。ガイド棒３１がベルト２２の下側を第２コンベア１４Ｂから離れる方向に動かすことで、ベルト２２の上側は第２コンベア１４Ａの第１レーンに向けて動くことになり、これによって、送出ベルト１３Ａが作動して、トマトＣ１の前部を送出ローラユニット２３に送り出す（図５（ａ））。このとき、トマトＣ１の後部が載置されている送出ベルト１３Ｂは作動していないので、前部Ｇ１を中心としてトマトＣ１は図中で時計回りにやや回転する。
【００４０】
送出ベルト１３Ａが動作を開始して間もなく、トマトＣ１の後部を載置した送出ベルト１３Ｂが送出機構に接近し、送出ベルト１３Ｂのガイド棒３１が方向切替板４１に当接して矢印ａ方向に導かれる。これによって、送出ベルト１３Ｂが作動して、トマトＣ１の後部を送出ローラユニット２３に送り出す（図５（ｂ））。なお、送出ベルト１３Ｂが方向切替板４１に当接して、トマトＣ１を送出ローラユニット２３に送り出す動作は、送出ベルト１３Ａと同様であるので説明を省略する。
【００４１】
このとき、トマトＣ１の前部は、送出ローラユニット２３に到達し、第１コンベア１０側にある２列のローラ２３ｂ上に乗り移っており、ローラ２３ｂは、第２コンベア１４Ａの第１レーンに向けて（図中で下向き）トマトＣ１を搬送するように作動している。一方、トマトＣの後部Ｇ３は、未だ、送出ベルト１３Ｂに載置されており、第１コンベア１０の搬送方向（図中で右向き）に搬送されながら、かつ、送出ベルト１３Ｂが第２コンベア１４Ａに向けて（図中で下向きに）送り出すように作動している。
【００４２】
したがって、トマトＣ１の前部と後部とでは運動方向が異なっている。すなわち、トマトＣ１の前部は、第２コンベア１４Ａに向かう運動成分のみで、第１コンベア１０の搬送方向への運動成分を有しない。一方、トマトＣ１の後部は、第２コンベア１４Ａに向かう運動成分に加えて、第１コンベア１０の搬送方向への運動成分を有する。
【００４３】
前部、後部は、同一のトマトＣ１の部分であり一体に構成されていることから、上記２つの異なる動作によってトマトＣ１全体に運動方向の不一致を生じる。ここで、前述したようにベルト２２は摩擦抵抗の高い素材で構成されているので、トマトＣ１はベルト２２上で滑りにくい。一方、ローラ２３ｂの右端には、磁石Ｍ１と磁石Ｍ２との間の反発力によって一定の間隙が形成されているため、ローラ２３ｂを動かしやすい。トマトＣ１の前部が、斥力に抗してこの距離を縮める方向（図中右向き）にローラ２３ｂを移動させることで上記運動方向の不一致を解消する。言い換えると、トマトＣ１の前部が載置されたローラ２３ｂが第１コンベア１０の搬送方向Ｊへ移動することで、この方向の運動成分を吸収する（打ち消す）ものである。これと同時に、トマトＣ１の前部はローラ２３ｂの回転運動によって第２コンベア１４Ｂに向けて搬送される。このようにして、トマトＣ１は、搬送方向Ｊの運動成分を送出ローラユニット２３にて打ち消しながら図中で時計まわりに回動して、前部から送出ローラユニット２３を経て第２コンベア１４Ａの第１搬送レーンに乗り移る（図５（ｃ））。
【００４４】
なお、２つある第２コンベア１４Ａの下流側のものは間欠運転されている。間欠運転のタイミングは、前記制御手段によってコントロールされている。また、下流側の第２コンベア１４Ａの運転時間は、トマトＣの前部が第２コンベア１４Ａの下流側コンベアに乗り移る直前からトマトＣ１の後部が乗り移って少し経つまでの間であり、その後は再び運転を停止する。
【００４５】
この際、送出コンベア１３Ａ，１３Ｂにはそれぞれ突起１５を備えるので、万一トマトＣ１が送り出し方向に逆らって動いたときにも、トマトＣ１を後方から押して、送出ローラユニット２３に向けて確実にトマトＣ１を送り出すことができる。
【００４６】
ところで、トマトＣは、小さいものほど、その重心位置が高くなる傾向にあり、したがって、トマトＣの安定性が悪くなる傾向にある。このため、小さいトマトＣは、送出ベルト１３から送出ローラユニット２３に送り出す際に、転がってしまうことがある。このような場合、トマトＣを第２コンベア１４Ａ〜１４Ｃの所望の搬送レーンに導くことができない恐れがあり、適切にトマトＣを選別できない恐れがある。そこで、この例では、小さいトマトＣを収容する（第２コンベア１４の）搬送レーンほど、幅を大きくとってある。これによって、トマトＣが送出ベルト１３から送り出されるときに、万が一、転がったとしても、その転がったトマトＣを所望の搬送レーンに取り込むことができる。
【００４７】
なお、トマトＣが送出ベルト１３から送り出されるときには、第１コンベア１０の搬送方向Ｊの運動量を持っているため、転がる方向は搬送方向Ｊの成分を持っている。このため、レーンの幅を広くするのである。
【００４８】
上述の例では、トマトＣのサイズに起因する転がりやすさを考慮して、第２コンベア１４の搬送レーンの幅を小さいトマトＣほど広く設定したものであるが、この発明はこれに限定されるものではない。たとえば、ゾーンＰ（図１）にて、作業者が、トマトＣを第１コンベア１０に載置する際に、ヘタ部分を下側にして載置するが、トマトＣによっては、ヘタ部分の形状が平坦でなく、安定性の良くないものもある。このような場合にも、送出ベルト１３からトマトＣを送り出す際に転がってしまうことがある。このようなことに着目して、グレード判定手段１２にて、トマトＣのヘタの部分の形状で分類し、その分類に応じて第２コンベア１４のそれぞれの搬送レーンにトマトＣを収容するようにしてもよい。この場合、不安定な形状に起因する転がりやすさを考慮して、第２コンベア１４の搬送レーンの幅を不安定な形状のトマトＣほど広く設定するようにする。
【００４９】
また、上述の例では、第１コンベア（第１搬送体）を直線状に構成したが、この発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、Ｕ字状に構成されてもよいし、Ｌ字状に構成されてもよい。また、上述の例では、突起を送出ベルトの略中央に１つ設けたが、この発明はこれに限定されるものではなく、物体を載置する側とは反対側の側部に設けるようにしてもよい。さらに、突起１５は１つではなく、２つ以上設けてもよい。
【００５０】
また、上述の例では、ローラ２３ｂの端部に永久磁石Ｍ２を設け、支持軸２３ａの止め具２３ｃによって下流側への動きを規制された永久磁石Ｍ１と対峙させて両者の間に一定の距離を設けたが、永久磁石に変えて、電磁石を用いて、電流を変化させることで、磁力を必要に応じて変更できるようにしてもよい。また、磁石Ｍ１，Ｍ２に変えて、コイルバネを用いてローラ２３ｂの端部に一定の空間を形成するようにしてもよい。この場合、コイルバネを支持軸２３ａのまわりに設ける。これによって、部品点数を削減することができる。
【００５１】
なお、グレード測定手段１２では、サイズや形状の測定のみならず、たとえば、果実の糖度や、物体の重量などを測定するようにしてもよい。この場合には、それぞれ、糖度センサー、重量はかりなどを搭載するものとする。
【００５２】
第２コンベアを第１コンベアの搬送方向Ｊに対して右手斜め前方に設けると、第１コンベアに直交する方向に設ける場合に比べて、第２コンベアの延長を同一長さとしたままで、選果機が占有する選果場のスペースを削減することができる。また、第２コンベアの搬送方向が、第１コンベア１０の搬送方向Ｊの成分を有するので、たとえば、転がりやすいトマトＣが搬送され、万が一、送出ベルト１３から送り出される際にトマトＣが転がった場合であっても、このトマトＣをよりいっそう確実に所望のレーンに収容することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
この発明の物体分別装置は、キュウリやトマトなどの農作物（物体）の分別をすることに限定されるものではなく、たとえば、キャンドルなど工業製品を大きさや品質ごとに分別することに用いるなど、あらゆる物体を分別することに適用しうる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 選果機（物体分別装置）
１０ 第１コンベア（第１搬送体）
１１ 位置検出手段
１２ グレード測定手段
１３ 送出ベルト
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 第２コンベア（第２搬送体）
１５ 突起
１６ 仕切板（仕切部材）
２０ａ，２０ｂ ローラ
２１ａ，２１ｂ 回転軸
２２ ベルト
２３ 送出ローラユニット
２３ａ 回転軸
２３ｂ ローラ
２３ｃ 止め具
２５ ユニットベース
２６ 伝動ローラ
２７ ストッパー
Ｂ，Ｗ 目印
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ トマト（物体）
Ｍ１，Ｍ２ 磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を搬送して分別する第１搬送体と、
前記搬送される物体の位置を光学的に検出する位置検出手段と、
前記物体のグレードを測定するグレード測定手段と、
前記位置検出手段で検出された前記物体の位置および前記グレード測定手段で測定された前記物体のグレードに基づいて、前記物体を所望の位置で前記第１搬送体から送り出す複数の送出ベルトと、
送り出された前記物体を引き受けてさらに搬送する第２搬送体とを備える物体分別装置において、
グレードに応じて前記物体が送り込まれる複数の搬送レーンを前記第２搬送体上に備え、前記複数の搬送レーンは、前記第２搬送体をその長手方向に仕切部材によって複数に区分して形成され、前記複数の搬送レーンの幅は、前記送り込まれる物体のグレードに応じてそれぞれ異なることを特徴とする、物体分別装置。
【請求項２】
前記グレード測定手段が前記物体を大きさによって区分し、小さい物体が送り込まれる前記搬送レーンは、より広い幅で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の物体分別装置。
【請求項３】
前記グレード測定手段が前記物体を重心の高さによって区分し、重心の高い物体が送り込まれる前記搬送レーンは、より広い幅で構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の物体分別装置。
【請求項１】
物体を搬送して分別する第１搬送体と、
前記搬送される物体の位置を光学的に検出する位置検出手段と、
前記物体のグレードを測定するグレード測定手段と、
前記位置検出手段で検出された前記物体の位置および前記グレード測定手段で測定された前記物体のグレードに基づいて、前記物体を所望の位置で前記第１搬送体から送り出す複数の送出ベルトと、
送り出された前記物体を引き受けてさらに搬送する第２搬送体とを備える物体分別装置において、
グレードに応じて前記物体が送り込まれる複数の搬送レーンを前記第２搬送体上に備え、前記複数の搬送レーンは、前記第２搬送体をその長手方向に仕切部材によって複数に区分して形成され、前記複数の搬送レーンの幅は、前記送り込まれる物体のグレードに応じてそれぞれ異なることを特徴とする、物体分別装置。
【請求項２】
前記グレード測定手段が前記物体を大きさによって区分し、小さい物体が送り込まれる前記搬送レーンは、より広い幅で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の物体分別装置。
【請求項３】
前記グレード測定手段が前記物体を重心の高さによって区分し、重心の高い物体が送り込まれる前記搬送レーンは、より広い幅で構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の物体分別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−３６７６６（Ｐ２０１１−３６７６６Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８４６６６（Ｐ２００９−１８４６６６）
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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