羽毛搬送装置及び羽毛選別装置
【課題】羽毛の選別を機械化し、かつ選別精度を向上させることを実現する。
【解決手段】羽毛搬送装置１は、中央部に複数の貫通孔が所定間隔に並べて形成された無端ベルト４をローラ５，６に張設させ、無端ベルト４の内側に、排気ブロア１８ａに連結されかつ無端ベルト４の搬送側の表面に形成された複数の貫通孔に対向する部位に溝が形成された中空の角筒材７を配置している。羽毛搬送装置１は、羽毛搬送部２を、羽毛Ｆを収納する羽毛供給部３に設置し、無端ベルト４をエンドレス移動させるとともに排気ブロア１８ａに角筒材７内の空気を排出させることによって溝に対向する貫通孔に吸引力を発生させ、羽毛供給部３の羽毛Ｆを無端ベルト４の貫通孔に吸着させて収容室１１の外に搬送させる。
【解決手段】羽毛搬送装置１は、中央部に複数の貫通孔が所定間隔に並べて形成された無端ベルト４をローラ５，６に張設させ、無端ベルト４の内側に、排気ブロア１８ａに連結されかつ無端ベルト４の搬送側の表面に形成された複数の貫通孔に対向する部位に溝が形成された中空の角筒材７を配置している。羽毛搬送装置１は、羽毛搬送部２を、羽毛Ｆを収納する羽毛供給部３に設置し、無端ベルト４をエンドレス移動させるとともに排気ブロア１８ａに角筒材７内の空気を排出させることによって溝に対向する貫通孔に吸引力を発生させ、羽毛供給部３の羽毛Ｆを無端ベルト４の貫通孔に吸着させて収容室１１の外に搬送させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽毛をダウン、フェザー、ファイバー等に選別する羽毛選別装置、及び羽毛選別装置に適用され、羽毛を搬送する羽毛搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
羽毛は、かなり以前から寝具や衣料などの羽毛製品の詰め物として用いられており、ダウン、フェザー及びファイバーの３種類に大別されている。ここで、ダウンは、水鳥の胸部に密生し、羽軸がなくタンポポの種子の綿毛のような形状をしている羽毛である。フェザーは、水鳥の腹部や翼の部分に生えている羽軸を持った羽毛である。ファイバーは、ダウンファイバーとフェザーファイバーとに分けられる。ダウンファイバー及びフェザーファイバーは、それぞれ、ダウン及びフェザーから羽軸を分離した羽枝である。ダウンファイバー及びフェザーファイバーは、それぞれ、１本の状態まで完全に分離されている。
【０００３】
羽毛を用いる羽毛製品の値段は、羽毛の混合比率によって決定されている。したがって、羽毛の混合比率は、羽毛が市場で取引される際に、検査される。羽毛の混合比率の検査は、予め決められており、検査される羽毛から３ｇの試料を取り出す取出ステップと、取り出された試料から羽毛の種類（ダウン、フェザー、ファイバー）を選別する選別ステップと、選別された羽毛の種類の比率を求める測定ステップとを行う。なお、羽毛の混合比率は、重量比で決定される。
【０００４】
現在においても、選別作業は手作業によって行われている。しかし、選別作業は、手作業で行うので、多くの作業時間を要し、この結果、必要な人件費は多額になるという問題がある。また、混合比率の精度は、選別作業を行う作業者の熟練度に応じて異なるという問題がある。このような問題を解決するため、現在、羽毛の選別の機械化が望まれている。
【０００５】
そこで、従来、風力を利用して羽毛を選別する風力選別装置が使用されている。例えば、風力選別装置は、試料を収容した収容ボックスとこれに隣接するように水平方向に並べて配置された３つの選別ボックスとを有し、送風機から吹き出される風によって収容ボックスの羽毛を選別ボックスの上方に吹き飛ばす。
【０００６】
吹き飛ばされた羽毛は、これらの空気抵抗、質量（浮力）の違いに応じて吹き飛ばされる距離が異なるので、羽毛の質量に応じた選別ボックスに落下する。このようにして、風力選別装置は羽毛の種類を選別する。つまり、羽毛のうち、一番遠くに配置された選別ボックスに最も軽いダウンが落下し、その手前の選別ボックスにフェザーが落下し、もっとも手前の選別ボックスに大きなフェザーが落下する。このように、従来の風力選別装置は、一般的に、羽毛の空気の抵抗及び浮力並びに質量の差を利用して選別する。
【０００７】
また、特許文献１には、収容ボックスの内部の空気をイオン化させるイオン化ステップと、イオン化された空気により収容ボックスの羽毛のうちダウンを生来の姿形に復元させて、浮上させるダウン浮上ステップと、浮上させたダウンを吸引装置によって吸引、回収する回収ステップとを実行するイオン化選別装置が記載されている。これにより、羽毛からダウンを選別することができる。
【０００８】
特許文献２には、その羽毛が回収ボックスに向かって飛ばされる方向とほぼ同じ方向の気流を噴射させて、エアカーテンを形成させる噴射装置を有する噴射選別装置が記載されている。このエアカーテンの気流により、羽毛のうち、空気抵抗の少ない、比重の軽いダウンを効率よく選別することができる。
【特許文献１】特開昭６１−５４２６３号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２５３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、発明者は、風力を利用して羽毛を選別する風力選別装置、すなわち、羽毛の空気抵抗と浮力との差を利用して羽毛の選別をする風力選別装置の有効性について検討した。発明者は、実験で、表１に示す１０種類の羽毛（ダウン（大、中、小）、類似ダウン（大きめ、小さめ）、スモールフェザー（大、中、小）、スモールフェザー幹羽軸固め、ダウンファイバー）についてこれらが浮上するときの風速を測定し、これらの風速に差が生じるか否かを調べた。
【００１０】
測定に用いた実験装置は、上下面に開口を有する筒状の四角柱と、この四角柱の下部に、上部に向かって気流を生じさせるＤＣファンとを有する。測定は、ＤＣファンを低速回転から高速回転に順次作動させて、四角柱内に入れられた羽毛が上昇し始めるときのＤＣファンに印加された電圧を測定した。なお、風速はＤＣファンに印加される電圧に応じて変えられるようになっており、電圧と風速の関係は、熱流速計を用いて測定した。測定結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】
表１に示すように、ダウン小とダウンファイバーとが上昇する風速は他の羽毛が上昇する風速に比べて顕著な差があるので、風力選別装置は、ダウン小及びダウンファイバーとそれら以外の羽毛とを有効に選別することができる。しかし、測定結果によれば、ダウンを浮上させるために必要な風速とフェザーを浮上させるために必要な風速とは、ほとんど差がない。そのため、風力選別装置は、風速を変化させて羽毛からダウンとフェザーとを正確に選別することができないという問題を有する。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解決し、羽毛を選別する作業を機械化し、かつ、選別作業の精度を向上させる羽毛選別装置及びその羽毛選別装置に適用する羽毛搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明者は、前記目的を達成するため、羽毛の選別作業の内容に着目して、以下の発明をした。具体的には、羽毛の選別作業は、作業者が試料から１つ羽毛を取り出す取出作業と、作業者の目視による羽毛の種類を特定する認識作業とをしているので、発明者は、取出作業の代わりにベルトに設けた複数の孔のそれぞれに羽毛を吸着させ、認識作業の代わりに、吸着された羽毛を画像認識で選別する羽毛選別装置及びその羽毛選別装置に適用する羽毛搬送装置を発明した。
【００１５】
（１） これのエッジが伸びる方向に平行な方向に沿って所定の間隔をおいて形成された複数の貫通孔を有する無端ベルトと、前記無端ベルトを張設させる少なくとも２つのローラと、前記ローラの少なくとも１つのローラを回転させる駆動部と、前記無端ベルトの下側走行領域の下側に隙間を置いて配置され、前記下側走行領域の一部分に供給される複数の羽毛が収納された羽毛供給部と、前記下側走行領域に隣接する隣接面を有し、該隣接面において前記貫通孔に対向する部分に、前記貫通孔の整列方向に伸びるとともに内部に貫通する溝が形成された中空部材と、前記中空部材に連結し、前記中空部材内の空気を外部に排出させるエア排出部と、を備え、各貫通孔は、前記羽毛のいずれよりも小さく、前記羽毛供給部は、前記羽毛のうちの一部の複数の羽毛を前記下側走行領域に吹き上げさせる吹上器を有し、前記中空部材は、前記無端ベルトの内側に設けられ、前記下側走行領域の内側に近接又は当接し、前記貫通孔のうち前記下側走行領域の貫通孔は、前記溝の開口に位置し、前記エア排出部は、前記貫通孔のうち前記下側走行領域に位置する貫通孔から前記溝を介して空気を吸引して、吹き上げられた羽毛のうちの少なくとも１つを貫通孔に保持させることを特徴とする羽毛搬送装置。
【００１６】
（１）の発明は、無端ベルトに、羽毛供給部に格納された羽毛のいずれの羽毛の大きさよりも小さい複数の貫通孔を形成している。このため、エア排出部が中空部材の内部の空気を排出することにより、無端ベルトは、下側走行領域の近傍に吹き上げられた羽毛のそれぞれを確実に各貫通孔に吸着させて、１つの貫通孔に対して少なくとも１つの羽毛を保持する。
【００１７】
また、吸着された羽毛は、貫通孔を塞ぐので、羽毛を吸着した貫通孔は、他の羽毛を吸着しにくくなる。このために、複数の羽毛を同時に保持することがほとんどないので、１つの貫通孔は、羽毛供給部に格納されていた複数の羽毛のうち１つの羽毛を吸着することができる。
【００１８】
（２） 前記ローラは、前記下側走行領域が水平になるように配置されている（１）に記載の羽毛搬送装置。
【００１９】
（２）の発明は、下側走行領域が水平になるように配置されているので、下側走行領域は羽毛を吹き上げる方向に直角の方向になるように配置されている。このため、エア排出部によって下側走行領域にある貫通孔から吸い込まれる空気の流れる方向と、吹き上げられる羽毛の移動方向とがほぼ一致するので、無端ベルトは吹き上げられた羽毛を保持しやすい。
【００２０】
（３） 前記羽毛供給部は、前記羽毛を飛散させることができる状態で収納する収容室と、該収納室の下側に配置され、前記無端ベルトに向けて羽毛を吹き上げる空気を噴射するエア噴射器と、を有することを特徴とする（１）又は（２）に記載の羽毛搬送装置。
【００２１】
（３）の発明は、羽毛を飛散させることができる状態で収納する収容室を有するので、エア噴射器によって羽毛を収容室で飛散させることができる。これにより、収容室に格納された複数の羽毛は、無端ベルトの貫通孔に吸着される前に、互いに分離されるので、複数の羽毛が各貫通孔に同時に吸着されにくくすることができる。
【００２２】
（４） 前記収容室には、開口部が形成されており、前記無端ベルトは、前記開口部を介して、前記無端ベルトの一部分が前記収容室の内部に配置され、前記下側走行領域において前記無端ベルトの一部分の下流側の部分が前記収容室の外部に配置された（３）に記載の羽毛搬送装置。
【００２３】
（４）の発明は、下側走行領域において無端ベルトの一部分の下流側の部分が収容室の外部に配置されているので、無端ベルトに保持された羽毛は、収容室の外に搬出される。このため、各羽毛を収容室の外で選別することができる。
【００２４】
（５） 前記開口部に、前記下側走行領域に保持された羽毛の近傍に空気を吹き付けるエア吹付部を備えたことを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の羽毛搬送装置。
【００２５】
（５）の発明は、下側走行領域に保持された羽毛の近傍に空気を吹き付けるエア吹付部を開口部に備えているので、吹き上げられた羽毛が開口部から羽毛供給部の外に飛散することを防止することができる。
【００２６】
（６） 前記エア吹付部は、前記下側走行領域の移動方向の反対の方向に空気を吹き付けることを特徴とする（５）に記載の羽毛搬送装置。
【００２７】
（６）の発明は、エア吹付部が下側走行領域の移動方向の反対の方向に空気を吹き付けるので、１つの貫通孔に吸着された複数の羽毛のうち、もっとも吸着されている羽毛以外の羽毛を、エア吹付部から噴射される空気によって形成される気流によって羽毛供給部に還元させることができる。
【００２８】
（７） 前記開口部及び前記中空部材に配置され、前記貫通孔に保持された余剰の羽毛を除去する羽毛除去部を備え、前記羽毛除去部は、前記中空部材側に側部によって開口を形成している凹部を有するケース体であり、前記無端ベルトの下側走行領域は、前記中空部材と前記凹部の開口とによって形成された隙間内に配置され、前記凹部は、これの底部に隣接し、前記下側走行領域の上流の方向に開口するスリットを有し、前記エア吹付部は、これの先端が前記スリットに向くように、前記底部に配置されている（１）から（６）のいずれかに記載の羽毛搬送装置。
【００２９】
（７）の発明は、エア吹付部が凹部に形成されたスリットに向くように、凹部の底部に配置されているので、エア吹付部から噴射された空気はスリットから凹部の外に噴射される。このとき、凹部内の空気の一部は、エア吹付部から噴射される空気と共に凹部の外に流れる。したがって、凹部内の気圧が減圧されるので、中空部材と凹部の開口とによって形成された隙間から空気が入り込む。中空部材と凹部の開口との間には、無端ベルトの下流走行領域が配置されているので、無端ベルトに保持された複数の羽毛のうち、もっとも強く無端ベルトの貫通孔に吸着された羽毛以外の羽毛を凹部の中に吸い込む。そして、吸い込まれた羽毛は、エア吹付部から噴射される空気と共に、スリットから凹部の外へ噴射され、羽毛供給部に回収される。
【００３０】
（８） （１）から（７）のいずれかに記載の羽毛搬送装置と、前記無端ベルトに保持された羽毛を識別する識別装置と、を備えたことを特徴とする羽毛選別装置。
【００３１】
（８）の発明は、無端ベルトに保持された羽毛を識別する識別装置を備えているので、無端ベルトに保持された羽毛の種類を自動で識別することができる。これにより、従来行われていた、目視による識別を省略することができるので、識別精度が作業者の能力に依存しなくなる。
【００３２】
また、羽毛が所定の間隔をおいて無端ベルトの貫通孔に保持されて搬送されるため、貫通孔に保持された羽毛の判別作業や回収作業のタイミングを取ることが容易になる。さらに、羽毛が保持された貫通孔には、他の羽毛が吸着されにくくなるために、１つの貫通孔に複数の羽毛を同時に保持しにくくなる。また、無端ベルトの貫通孔に吸着された羽毛の形状が安定するので、画像認識処理によって吸着された羽毛の種類を判別し、判別に基づいて容易に吸着された羽毛を回収する選別装置に対して最適な搬送装置を提供することができる。
【００３３】
（９） 前記識別装置は、前記無端ベルトが保持する羽毛を撮影する撮影部と、該撮影部が撮影した画像を処理して、撮影された羽毛の種類を判別する画像処理部と、を有することを特徴とする（８）に記載の羽毛選別装置。
【００３４】
このような構成により、精度の高い羽毛選別が可能になる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、複数の羽毛からなる試料から１つの羽毛を分離した状態で画像処理部に搬送することが可能になるので、選別作業は機械化され、選別の作業効率が向上する。また、画像認識によって羽毛の種類を判別するため、高い精度で選別をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の羽毛搬送装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示す羽毛搬送装置の部分拡大斜視図である。図３は、図１に示す羽毛搬送装置を底部から見た部分拡大斜視図である。図４は、図１に示す羽毛搬送装置の一部拡大図である。
【００３８】
羽毛搬送装置１は、羽毛Ｆを保持しかつ搬送する羽毛搬送部２と、羽毛搬送部２に羽毛を供給する羽毛供給部３とを備える。
【００３９】
＜羽毛搬送部＞
羽毛搬送部２は、無端ベルト４と、無端ベルト４を張設させる駆動側ローラ５及び従動側ローラ６と、駆動側ローラ５を回転させる駆動部１０とを備える。つまり、羽毛搬送部２は、羽毛Ｆを搬送させる無端ベルトコンベア方式の搬送部である。
【００４０】
無端ベルト４は、これのエッジｅ（図２参照）が伸びる方向に平行な方向に沿って所定の間隔をおいて形成された複数の貫通孔４ａを有する。すなわち、無端ベルト４の中央には、無端ベルト４の移動方向、換言すれば、駆動側ローラ５の回転軸に対して直角方向に等間隔に並んだ複数の貫通孔４ａが形成されている。無端ベルト４は、所定の張力を付与された状態で、駆動側ローラ５と従動ローラ６とに架けられる。
【００４１】
なお、本明細書では、駆動側ローラ５と従動側ローラ６との間の無端ベルト４のうち下側の無端ベルト４の領域を下側走行領域と称する。また、駆動側ローラ５と従動側ローラ６との間の無端ベルト４のうち上側の無端ベルト４の領域を上側走行領域と称する。
【００４２】
駆動側ローラ５と従動側ローラ６との間には、横断面が矩形状の角筒材７が配置されている。具体的には、角筒材７は、無端ベルト４の下側走行領域に当接又は近接するように、無端ベルト４の内側に配置されている。図２に示すように、角筒材７は、この内部に空間Ｓを形成している。また、角筒剤７の長手方向の両端部は、気密状に塞がれている。したがって、角筒材７は中空部材として作用する。
【００４３】
角筒材７において従動側ローラ６の軸線方向に直角の一方の側面に、空間Ｓに連通する排気口７ｂが形成されている。排気口７ｂは、後述する支持体９の近傍に形成されており、排気口７ｂには、排気ブロア１８ａが気密的に配置されている。
【００４４】
角筒材７は、下側走行領域に隣接している隣接面７ｃ（図３参照）において、貫通孔４ａに対向する部分に、貫通孔４ａの整列方向に伸び、角筒材７の内部の空間Ｓに貫通する溝７ａが形成されている。
【００４５】
図１に示すように、角筒材７の一端には、駆動側ローラ５を支持する支持体８，８が備えられている。支持体８，８は、駆動側ローラ５の両端を支持する軸受け（図示せず）を有している。支持体８の一方には駆動側ローラ５を回転駆動させる駆動部１０が設置されている。駆動部１０の出力軸は、駆動側ローラ５に相対的回転不能に接続されている。駆動部１０としては、例えば、直流モータや、ステッピングモータが採用される。
【００４６】
図３に示すように、角筒材７の長手方向の他端部には、支持体９，９が固定されている。支持体９，９は従動側ローラ６の両端を支持する軸受けＢを有している。
【００４７】
駆動部１０は、駆動側ローラ５を回転駆動させることにより、無端ベルト４を循環移動させる。図示の例では、駆動側ローラ５は図１において反時計方向ＣＣＷに回転される。駆動側ローラ５が回転させることにより、無端ベルト４は、駆動側ローラ５から角筒材７の下側つまり隣接面７ｃの近傍を通って従動側ローラ６に移動させ、また、従動側ローラ６から角筒材７の上側を通って駆動側ローラ５に移動させる。このとき、下側走行領域にある複数の貫通孔４ａは、溝７ａ上を移動する。
【００４８】
＜羽毛供給部＞
羽毛供給部３は、無端ベルト４の下側走行領域の下側に隙間を置いて配置されている。羽毛供給部３には、下側走行領域の一部分Ｂ１に供給される複数の羽毛Ｆが収納されている。
【００４９】
羽毛供給部３は、羽毛Ｆを収納する円筒形の収納室１１と、収納室１１の内部に羽毛Ｆを吹き上げるための空気を供給するエア噴射器１２とを備える。
【００５０】
エア噴射器１２には、吸気口１３ａ及び排気口１３ｂが形成されたケース体１３と、ケース体１３の内部に設置された２つのファン１４と、排気口１３ｂに設置されかつ羽毛Ｆよりも小さい複数の孔が形成されたカバー１５とが備えられている。ファン１４は、これが作動することにより、排気口１３ｂから排気された空気がカバー１５の下側から上側に流れるように、ケース体１３に取り付けられている。
【００５１】
収納室１１の対向する側面には、それぞれ、開口部１１ａ，１１ｂが形成されている。開口部１１ａは、無端ベルト４の下側走行領域の移動方向における上流側に位置し、開口部１１ｂは、無端ベルト４の下側走行領域の移動方向における下流側に位置する。
【００５２】
羽毛搬送部２は、無端ベルト４及び角筒材７が両開口部１１ａ，１１ｂを貫くように、収納室１１に取り付けられている。したがって、無端ベルト４の下側走行領域の一部Ｂ１及び上側走行領域の一部は収納室１１の内部に配置され、また、駆動側ローラ５及び従動側ローラ６は収納室１１の両側に配置される。
【００５３】
また、エア噴射器１２は、無端ベルト４の下側走行領域がエア噴射器１２に対向するように、収納室１１における無端ベルト４及び角筒材７の下方に設置される。そのため、エア噴射器１２から供給された空気は、排気ブロア１８ａの作動により、下側走行領域の一部分Ｂ１の貫通孔４ａ及び排気口７ｂを通って収納室１１の外に排気される。
【００５４】
図４に示すように、羽毛除去部１７は、開口部１１ｂ及び角筒材７の隣接面７ｃに配置されている。羽毛除去部１７は、貫通孔４ａに保持された余剰の羽毛Ｆを除去し、かつ、収納室１１内に吹き上げられ、無端ベルト４に保持されていない羽毛Ｆが開口１１ｂから収容室１１の外に出ることを防止する。羽毛除去部１７は、角筒材７側すなわち直方体の上部が開口している凹部１７ａを有する。無端ベルト４の下側走行領域は、直方体７の隣接面７ｃと凹部１７ａの側部１７ｃとによって形成された隙間１７ｂ内に配置されている。
【００５５】
凹部１７ａは、これの底部１７ｄに隣接し、下側走行領域の移動方向に対して反対の方向に開口するスリット１７ｅを有する。チューブ１６は、これの先端１６ａがスリット１７ｅに向くように、底部１７ｄに配置されている。したがって、チューブ１６の先端１６ａが羽毛除去部１７に無端ベルト４の搬送方向に対して反対の方向に向けて固定されている。
【００５６】
チューブ１６には、飛散防止ブロア１８ｂから供給された空気は、チューブ１６から無端ベルト４の移動方向に対して反対の方向に噴射されるように、飛散防止ブロア１８ｂが連結されている。
【００５７】
ところで、無端ベルト４に吸着された羽毛Ｆが羽毛除去部１７を通過する際に吹き飛ばされないようにするため、隙間１７ｂの付近をできるだけ無風状態することが望ましい。そこで、チューブ１６は、チューブ１６から噴射された空気が直接的に無端ベルト４に吸着された羽毛Ｆに当たらないように、凹部１７ａの底部１７ｄに配置されている。つまり、無端ベルト４の下側走行領域とチューブ１６との間は、所定間隔Ｗだけ離れている。
【００５８】
ここで、無端ベルト４の貫通孔４ａに吸着された複数の羽毛Ｆのうち、余分な羽毛Ｆを吹き飛ばすためには、羽毛除去部１７を通過する前の余分な羽毛Ｆに、所定の風すなわち空気の流れを与える必要がある。そのため、スリット１７ｅから噴射される空気を拡散噴射させて羽毛Ｆに当たるように、間隔Ｗを調節することが望ましい。
【００５９】
次に、本実施形態の羽毛搬送装置１による羽毛の搬送動作について説明する。
【００６０】
＜羽毛搬送装置の動作＞
モータ１０を作動させることにより、無端ベルト４が駆動側ローラ５及び従動側ローラ６を循環移動する。このとき、下側走行領域にある貫通孔４ａが、いずれも、角筒材７の溝７ａが開口している位置にあるように、無端ベルト４は隣接面７ｃに接触しながら移動する。
【００６１】
収納室１１に３ｇの羽毛Ｆを試料として供給する。羽毛Ｆを供給した後に、ファン１４を作動させることにより、吸気口１３ａから排気口１３ｂ及びカバー１５の孔１５ａを介して収納室１１に供給される気流が形成される。羽毛Ｆはファン１４ひいてはカバー１５の孔１５ａから吹き出される風によって上方に吹き飛ばされる。上方に吹き飛ばされた複数の羽毛Ｆは、空気抵抗により、互いに分離される。
【００６２】
また、排気ブロア１８ａを作動させることにより、排気ブロア１８ａは空間Ｓ内の空気を吸引し、吸引された空気を角筒材７ひいては収容室１１の外に排出する。そのため、空間Ｓの気圧が減圧するから溝７ａから空間Ｓに空気が入り込む。これにより、溝７ａは隣接する無端ベルト４の下流走行領域を隣接面７ｃに密着するように、無端ベルト４を吸引する。さらに、下流走行領域の下側にある空気が下流走行領域の貫通孔４ａ及び溝７ａを通って空間Ｓに流れる空気流が発生する。つまり、排気ブロア１８ａが作動すると、空間Ｓ内にある空気が排気されるので、溝７ａ及び下側走行領域の貫通孔４ａを介して羽毛供給部３の空気を吸い込む。
【００６３】
したがって、ファン１４によって飛ばされ、互いに分離された羽毛Ｆは、無端ベルト４の貫通孔４ａに吸着される。
【００６４】
無端ベルト４は、駆動側ローラ５の回転により開口部１１ｂを通って従動側ローラ６に向けて移動している。また、下側走行領域の貫通孔４ａは、溝７ａの開口に位置しているので、貫通孔４ａに吸着された羽毛Ｆは、これが吸着された状態を維持しながら、無端ベルト４の移動によって開口部１１ｂを介して収容室１１の外部に搬送される。
【００６５】
ここで、複数の羽毛Ｆが１つの貫通孔４ａに吸着している場合や貫通孔４ａへの吸着が不十分な羽毛Ｆは、羽毛除去部１７のスリット１７ｅから、無端ベルト４の下側走行領域の移動方向に対して反対の方向に噴射される空気によって除去され、収納室１１に戻される。なお、隙間１７ｂにおける空気の動きすなわち隙間１７ｂにおける風速はほぼ零になっているので、無端ベルト４に吸着している羽毛Ｆが羽毛除去部１７を通過しても殆ど吹き飛ばされない。
【００６６】
また、ファン１４によって飛ばされた羽毛Ｆうち、開口部１１ａ，１１ｂから収容室１１の外に出ようとする羽毛Ｆがある場合、例えば、開口部１１ａと無端ベルト４の上側走行領域及び下側走行領域とが形成する隙間や、開口部１１ｂと無端ベルト４の上側走行領域が形成する隙間には、可撓性部材を収容室１１に取り付けて、開口部１１ａ，１１ｂの開口量を小さくする。
【００６７】
なお、羽毛Ｆが無端ベルト４の下側走行領域と開口部１１ｂとが形成する隙間から収容室１１の外に出そうになっても、羽毛除去部１７のスリット１７ｅから噴射される空気によって、収容室１１の外へ飛散しようとする羽毛Ｆが収納室１１に戻される。
【００６８】
羽毛搬送部２によって羽毛供給部３の外部に搬送された羽毛Ｆは、後述する撮影装置２０に向かって搬送され、撮影装置２０によって羽毛Ｆの画像が取り込まれる。取り込まれた画像は画像認識処理を施して、羽毛Ｆの種類が判定される。そして、羽毛Ｆは回収装置２３によって回収される。回収された羽毛Ｆはこれの種類の選別の結果に基づいて、所定の選別容器に移動させられる。これにより、羽毛Ｆは、これの種類に応じて、選別される。
【００６９】
回収装置２３は、予め設定された羽毛の種類の他に、選別不可能と判定された場合に回収させる選別不可能容器を有してもよい。又は、回収装置２３は、回収ブロア１８ｃに連結された吸引ポートを羽毛Ｆの種類の数だけ用意し、羽毛の判別結果に基づいて所望の吸引ポートに切り換えて、羽毛を回収する構成にしてもよい。
【００７０】
＜羽毛選別装置＞
図５は、図１に示す羽毛搬送装置１を備えた羽毛選別装置３０の構成を示すブロック図である。羽毛選別装置３０は、羽毛搬送装置１と、撮像装置２０と、画像処理装置２１と、ホストコンピュータ２２とを備える。
【００７１】
撮像装置２０は、収容室１１の開口部１１ｂより下流に配置されている。この撮像装置２０によって撮影された羽毛Ｆの画像データは画像処理装置２１に送られる。撮像装置２０としては、例えば、ＣＣＤカメラが採用される。
【００７２】
画像処理装置２１は、撮像装置２０から出力される画像データを受信する画像入力部２１ａと、画像データのノイズを除去及び正規化などの処理を行う前処理部２１ｂと、羽毛Ｆの識別に必要となる本質的な特徴を抽出する特徴抽出部２１ｃと、羽毛Ｆの識別のための参照用のモデルパターンが記憶されているメモリ部２１ｄと、モデルパターンと特徴抽出部２１ｃによる抽出パターンとを比較して羽毛Ｆをダウン又はフェザーに識別する識別部２１ｅと、識別結果に基づいて選別データを出力する出力部２１ｆとを有している。
【００７３】
画像処理装置２１から出力される選別データは、ホストコンピュータ２２に送信される。ホストコンピュータ２２は、受信した選別データに基づいて、飛散防止ブロア１８ｂ及び回収装置２３を駆動制御する。ホストコンピュータ２２は、無端ベルト４の貫通孔４ａに吸着されている羽毛Ｆを、回収装置２３によって吸引させて回収させるとともに、回収した羽毛Ｆを、これの蓄積先を選別データに基づいて決定された所定の選別容器（図示せず）に搬送される。その結果、羽毛Ｆの選別が機械的に行われる。
【００７４】
ホストコンピュータ２２は、これから信号を出力して、ファン１４、角筒材７の排気口７ｂに連結される排気ブロア１８ａ、チューブ１６に連結される飛散防止ブロア１８ｂを制御する。
【００７５】
＜駆動電圧と流速との関係＞
図６は、ブロア１８ａ，１８ｂ，１８ｃに印加する駆動電圧Ｅと流速ｖとの関係を示すグラフである。ブロア１８ａ，１８ｂ，１８ｃに印加する電圧Ｅが上昇すれば流速ｖも速くなる関係にある。そのため、ホストコンピュータ２２からの命令に応じてブロア１８ａ，１８ｂ，１８ｃの駆動電圧Ｅを変えることによって、流速ｖを変えることができる。例えば、排気ブロア１８ａの駆動電圧Ｅを制御することにより、貫通孔４ａにおける羽毛Ｆの吸着力が制御される。
【００７６】
＜排気ブロアの設定＞
貫通孔４ａの径が大きい場合、羽毛Ｆが貫通孔４ａに入り込みすぎてしまうことがある。他方、貫通孔４ａの径が小さい場合、羽毛Ｆを保持するための吸着力が得られないことがある。
【００７７】
図５に示すように、羽毛Ｆが無端ベルト４の貫通孔４ａに吸着された羽毛Ｆは、画像認識によって羽毛Ｆの形状が整っており、その種類を識別することができる程度に、保持されていることが望ましい。
【００７８】
そこで、貫通孔４ａは、ファイバーが入り込まないように、０．３ｍｍの直径にすることが好ましい。また、無端ベルト４の移動速度は０．０９ｍ／ｓに設定されており、貫通孔４ａは５０ｍｍの間隔で無端ベルト４に形成されている。また、羽毛除去部１７においてスリット１７ｅの大きさは縦７ｍｍ×横４０ｍｍ、隙間１７ｂの大きさは縦５ｍｍ×横４０ｍｍ、間隔Ｗの大きさは２１ｍｍにそれぞれ設定されている。また、排気ブロア１８ａの設計仕様を表２に示す。
【００７９】
【表２】
【００８０】
発明者は、表２に示す設計仕様の排気ブロア１８ａを用いて、羽毛Ｆの吸着力の安定性を測定した。測定は、排気ブロア１８ａから送られる空気の流速ｖが変化するように、排気ブロア１８ａを駆動させて行われた。測定の結果、直径０．３ｍｍの貫通孔４ａにおける吸引圧が８．１５ｋＰａにあるとき、羽毛Ｆの吸着力が安定した。
【００８１】
＜識別装置の有効性の検証＞
次に、発明者は、以下に示す手順で、撮像装置２０によって撮影された貫通孔４ａに吸着した１００サンプルの羽毛Ｆの画像の認識可能率と、ファン１４に印加する電圧Ｅとの関係を調べた。ファン１４に入力した電圧Ｅは、０，３５，４０，５０，６０Ｖである。なお、試験試料にはダウン８０％、その他１５％の羽毛を使用した。より具体的には、試験試料は、ダウン、スモールフェザー、ラージフェザー、水鳥の損傷フェザー、陸鳥フェザー、ダウンファイバー、フェザーファイバー及びきょう雑物からなる組成成分の羽毛を用いた。
【００８２】
検査の対象となった羽毛製品から２つの試験試料を採取する。各試験試料は３ｇの質量の羽毛からなる。試験作業者は各試験試料について以下の第１次選別及び第２次選別を行い、組成混合率の算出を行う。
【００８３】
（第１次選別）
（１）フェザーの採取及びその種類毎の分別
試験作業者は、各試験試料から複数のフェザーを採取する。試験作業者は、採取された各フェザーの元羽軸をピンセットで挟み、挟んだフェザーを試験作業者の親指の腹と人差し指の腹とで軽くブラッシングして、挟んだフェザーをこれに付着しているダウンファイバー及びフェザーファイバーを取り除く。そして、挟まれたフェザーは、試験作業者の目視により、スモールフェザー、ラージフェザー、損傷フェザー及び陸鳥フェザーのいずれかの種類に分類される。
【００８４】
分類は、試験作業者がフェザーを複数のビーカーのいずれかに入れることにより行われる。複数のビーカーのそれぞれには、スモールフェザー、ラージフェザー、損傷フェザー及び陸鳥フェザーの名称が付されている。
【００８５】
（２）ダウン及びファイバーの採取
次に、試験作業者は、残った各試験試料からダウン及びファイバーをピンセットで取り出して、ダウン及びファイバー用のビーカーに入れる。
【００８６】
（３）きょう雑物の採取
最後に残ったきょう雑物はきょう雑物用のビーカーに入れる。
【００８７】
（４）質量の測定
採取されたスモールフェザー、ラージフェザー、損傷フェザー、陸鳥フェザー、ダウンファイバー及びフェザーファイバー並びにきょう雑物のそれぞれの質量を０．１ｍｇの精度で測定する。
【００８８】
（第２次選別）
次に、試験作業者は、１次選別で選別したダウン及びファイバーを均一に混合して混合体を得た後、その混合体の上層、中層及び下層からランダムに約０．２ｇの２次選別試験試料を採取する。
【００８９】
試験作業者は、この２次選別試験試料からダウンとダウンファイバーとフェザーファイバーときょう雑物とを選別する。具体的には、試験作業者は、２次選別試料から１つのダウンをピンセットで挟み、２次選別試料から取り出す。取り出されたダウンは、試験作業者によって、挟まれた状態のまま、軽く４、５回振られる。これにより、ダウンに付着しているダウンファイバーは落される。
【００９０】
また、試験作業者は、ダウンに突き刺さったり、からまったりしているフェザーファイバーを注意深く１つずつ抜き取る。このようにして、試験作業者は、２次選別試料からダウン、ダウンファイバー及びフェザーファイバーを、それぞれ、ダウン用、ダウンファイバー用及びフェザーファイバー用のビーカーに選別する。そして、残った２次選別試験試料はきょう雑物として、２次きょう雑物用のビーカーに採取される。それぞれの質量［ｍｇ］を求める。
【００９１】
（組成混合率の算出）
試験作業者は、以下の式によって、各試験試料に対する各組成混合率［％］を求め、求めた２つの試験試料の組成混合率の平均値を小数点以下１桁まで表して、組成混合率を算出する。
【００９２】
ただし、一方の試験試料のダウンの混合率と他方の試験試料のダウンの混合率との差が３％以上あった場合、試験作業者は、さらに別の２つの試験試料について上述の測定を行い、測定された別の２つの試験試料とすでに測定された２つの試験試料との平均値を求めた。
【００９３】
Ｘａ＝（Ｗａ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【００９４】
Ｘｂ＝（Ｗｂ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【００９５】
Ｘｃ＝（Ｗｃ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【００９６】
Ｘｄ＝（Ｗｄ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【００９７】
Ｘｅ１＝（Ｗｍ×Ｗｙ１×１００）／｛（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）×（Ｗｘ＋Ｗｙ１＋Ｗｙ２＋Ｗｚ）｝
【００９８】
Ｘｅ２＝（Ｗｍ×Ｗｙ２×１００）／｛（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）×（Ｗｘ＋Ｗｙ１＋Ｗｙ２＋Ｗｚ）｝
【００９９】
Ｘｇ＝（Ｗｍ×Ｗｚ×１００）／｛（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）×（Ｗｘ＋Ｗｙ１＋Ｗｙ２＋Ｗｚ）｝＋（Ｗｍ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【０１００】
Ｘｆ＝１００−（Ｘ１＋Ｘｂ＋Ｘｃ＋Ｘｄ＋Ｘｅ１＋Ｘｅ２＋Ｘｇ）
【０１０１】
ここで、Ｗａは１次選別によるスモールフェザーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｂは１次選別によるラージフェザーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｃは１次選別による損傷フェザーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｄは１次選別による陸鳥フェザーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｍは１次選別によるダウンファイバー及びフェザーファイバーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｎは１次選別によるきょう雑物の質量［ｍｇ］であり、Ｗｘは２次選別によるダウンの質量［ｍｇ］であり、Ｗｙ１は２次選別によるダウンファイバーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｙ２は２次選別によるフェザーファイバーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｚは２次選別によるきょう雑物の質量［ｍｇ］である。
【０１０２】
また、Ｘａはスモールフェザーの混合率［％］であり、Ｘｂは損傷フェザーの混合率［％］であり、Ｘｃは陸鳥フェザーの混合率［％］であり、Ｘｅ１はダウンファイバーの混合率［％］であり、Ｘｅ２はフェザーファイバーの混合率［％］であり、Ｘｆはダウンの混合率［％］であり、Ｘｇはきょう雑物の混合率［％］である。
【０１０３】
図７に測定結果を示す。図７は、羽毛の認識可能率とファン１４に印可する電圧との関係を示すグラフである。ここで、画像処理装置２１が画像を認識することができる状態は、次に示す状態ａ及びｂに分類される。状態ａは、１つ若しくは２つのダウン、フェザー又はファイバーが１つの貫通孔４ａに保持されている状態であり、認識可能状態である。状態ｂは、１つ若しくは２つ以上のダウンが１つの貫通孔４ａに保持されている状態であり、認識可能かもしれない状態である。両状態以外の状態は、認識不可能状態である。
【０１０４】
すなわち、１つの羽毛Ｆが１つの貫通孔４ａに吸着している場合、撮像装置２０は、画像処理装置２１が羽毛Ｆの種類を選別することができる画像を得ることができる。２又は３つのダウンが１つの貫通孔４ａに吸着している場合であっても、撮像装置２０は、画像処理装置２１が吸着された羽毛Ｆがダウンであることを選別することができる画像を得ることはできる。
【０１０５】
しかし、１つの貫通孔４ａに、フェザー又はファイバーを含む複数の種類の羽毛Ｆが吸着されている場合には、撮像装置２０は、画像処理装置２１がフェザーやファイバーを識別することができる画像を得ることができない。
【０１０６】
図７に示す測定結果によれば、羽毛選別装置３０は、ファン１４を作動させない場合であっても、７６％の認識可能率を有する。また、羽毛選別装置３０は、これに別の公知の画像認識方法を採用することにより、８６％の認識可能率を得ることができる。
【０１０７】
一般に、ファン１４に印加する電圧が高くなるにつれて、羽毛Ｆの吹き上がる速度が速くなる。このため、互いにくっついていた複数の羽毛Ｆが上昇するとき、これら羽毛Ｆは、大きな空気抵抗を受けるので、そのような羽毛Ｆは互いに分離されて舞い上がる。したがって、１つの貫通孔４ａに１つの羽毛Ｆが吸着されやすくなるので、ファン１４に印加する電圧が高くなるにつれて、羽毛選別装置３０は、高い認識可能率を有する。
【０１０８】
つまり、風力を上げることによって、絡み合った状態の複数の羽毛Ｆが舞い上がる場合、複数の羽毛Ｆは大きな空気抵抗を受けるので、複数の羽毛Ｆは互いに分離される。しかし、羽毛Ｆに強い風を吹き当てて、互いに分離させることには限界があるが、認識可能率を９０％にすることができた。
【０１０９】
＜試料の回収率＞
また、上述の組成混合率は、選別後の合計質量を用いて、ダウン、フェザー、ファイバーなどの比率を算出しているので、羽毛の混合比率は選別後の質量比で決定される。このため、羽毛選別装置３０が選別して求めた羽毛の混合比率の値の信頼性は、収容室１１内に供給した羽毛の合計質量と収容室１１の外に搬送した羽毛すなわち回収装置２３に回収された羽毛の合計質量とが同一に近いほど、高い。
【０１１０】
表３に試料の回収率を求める測定結果を示す。ここで、回収率は、０．４ｇの試料を収容室１１に供給して、羽毛選別装置３０によって回収装置２３に回収された羽毛の合計質量を測定して、求めた。
【０１１１】
【表３】
【０１１２】
表３に示すように、回収装置２３は、約９０％の試料を回収したことがわかる。このような回収率は、実用に耐えうる回収率である。試料の回収率の測定を行っている間に、羽毛が回収装置２３の外部に出て行く様子は目視されなかったことから、羽毛選別装置３０による羽毛の選別の後から、回収装置２３による羽毛の回収までの間に、羽毛が回収装置２３の外に飛散してしまったことや、静電気によって羽毛が羽毛移送装置１にくっついてしまったことが考えられる。
【０１１３】
そのような場合、選別装置２３に羽毛Ｆが外部に飛散することを防止する機構を設けたり、羽毛供給部３の内部や羽毛の搬送経路に関わる部分に帯電防止剤等を塗布しておいたりすることにより、回収率を上げることできる。又は、未回収分の羽毛を別途、手作業で選別してもよい。
【０１１４】
また、選別作業時間を短縮するためには、貫通孔４ａの数を増やしたり、あるいは無端ベルト４の速度を上げたり、貫通孔４ａを複数列に配置したりしてもよい。そのようにすることにより、選別作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の羽毛搬送装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す羽毛搬送装置の部分拡大斜視図である。
【図３】図１に示す羽毛搬送装置を底部から見た部分拡大斜視図である。
【図４】図１に示す羽毛搬送装置の一部拡大図である。
【図５】図１の羽毛搬送装置を備えた羽毛選別装置の要部を示す説明図である。
【図６】ブロアの駆動電圧と流速との関係を示すグラフである。
【図７】エア供給装置の風速と画像処理による認識可能率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１６】
１…羽毛搬送装置
２…羽毛搬送部
３…羽毛供給部
４…無端ベルト
４ａ…貫通孔
５…駆動側ローラ
６…従動側ローラ
７…中空部材
７ａ…溝
７ｂ…排気口
１１…収納室
１２…エア噴射器
１４…ファン
１６…チューブ
１７…羽毛除去部
１７ａ…凹部
１７ｄ…底部
１７ｅ…スリット
１８ａ…排気ブロア
１８ｂ…飛散防止ブロア
１８ｃ…回収ブロア
２０…撮像装置
２１…画像処理装置
２１ａ…画像入力部
２１ｂ…前処理部
２１ｃ…特徴抽出部
２１ｄ…メモリ部
２１ｅ…識別部
２１ｆ…出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽毛をダウン、フェザー、ファイバー等に選別する羽毛選別装置、及び羽毛選別装置に適用され、羽毛を搬送する羽毛搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
羽毛は、かなり以前から寝具や衣料などの羽毛製品の詰め物として用いられており、ダウン、フェザー及びファイバーの３種類に大別されている。ここで、ダウンは、水鳥の胸部に密生し、羽軸がなくタンポポの種子の綿毛のような形状をしている羽毛である。フェザーは、水鳥の腹部や翼の部分に生えている羽軸を持った羽毛である。ファイバーは、ダウンファイバーとフェザーファイバーとに分けられる。ダウンファイバー及びフェザーファイバーは、それぞれ、ダウン及びフェザーから羽軸を分離した羽枝である。ダウンファイバー及びフェザーファイバーは、それぞれ、１本の状態まで完全に分離されている。
【０００３】
羽毛を用いる羽毛製品の値段は、羽毛の混合比率によって決定されている。したがって、羽毛の混合比率は、羽毛が市場で取引される際に、検査される。羽毛の混合比率の検査は、予め決められており、検査される羽毛から３ｇの試料を取り出す取出ステップと、取り出された試料から羽毛の種類（ダウン、フェザー、ファイバー）を選別する選別ステップと、選別された羽毛の種類の比率を求める測定ステップとを行う。なお、羽毛の混合比率は、重量比で決定される。
【０００４】
現在においても、選別作業は手作業によって行われている。しかし、選別作業は、手作業で行うので、多くの作業時間を要し、この結果、必要な人件費は多額になるという問題がある。また、混合比率の精度は、選別作業を行う作業者の熟練度に応じて異なるという問題がある。このような問題を解決するため、現在、羽毛の選別の機械化が望まれている。
【０００５】
そこで、従来、風力を利用して羽毛を選別する風力選別装置が使用されている。例えば、風力選別装置は、試料を収容した収容ボックスとこれに隣接するように水平方向に並べて配置された３つの選別ボックスとを有し、送風機から吹き出される風によって収容ボックスの羽毛を選別ボックスの上方に吹き飛ばす。
【０００６】
吹き飛ばされた羽毛は、これらの空気抵抗、質量（浮力）の違いに応じて吹き飛ばされる距離が異なるので、羽毛の質量に応じた選別ボックスに落下する。このようにして、風力選別装置は羽毛の種類を選別する。つまり、羽毛のうち、一番遠くに配置された選別ボックスに最も軽いダウンが落下し、その手前の選別ボックスにフェザーが落下し、もっとも手前の選別ボックスに大きなフェザーが落下する。このように、従来の風力選別装置は、一般的に、羽毛の空気の抵抗及び浮力並びに質量の差を利用して選別する。
【０００７】
また、特許文献１には、収容ボックスの内部の空気をイオン化させるイオン化ステップと、イオン化された空気により収容ボックスの羽毛のうちダウンを生来の姿形に復元させて、浮上させるダウン浮上ステップと、浮上させたダウンを吸引装置によって吸引、回収する回収ステップとを実行するイオン化選別装置が記載されている。これにより、羽毛からダウンを選別することができる。
【０００８】
特許文献２には、その羽毛が回収ボックスに向かって飛ばされる方向とほぼ同じ方向の気流を噴射させて、エアカーテンを形成させる噴射装置を有する噴射選別装置が記載されている。このエアカーテンの気流により、羽毛のうち、空気抵抗の少ない、比重の軽いダウンを効率よく選別することができる。
【特許文献１】特開昭６１−５４２６３号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２５３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、発明者は、風力を利用して羽毛を選別する風力選別装置、すなわち、羽毛の空気抵抗と浮力との差を利用して羽毛の選別をする風力選別装置の有効性について検討した。発明者は、実験で、表１に示す１０種類の羽毛（ダウン（大、中、小）、類似ダウン（大きめ、小さめ）、スモールフェザー（大、中、小）、スモールフェザー幹羽軸固め、ダウンファイバー）についてこれらが浮上するときの風速を測定し、これらの風速に差が生じるか否かを調べた。
【００１０】
測定に用いた実験装置は、上下面に開口を有する筒状の四角柱と、この四角柱の下部に、上部に向かって気流を生じさせるＤＣファンとを有する。測定は、ＤＣファンを低速回転から高速回転に順次作動させて、四角柱内に入れられた羽毛が上昇し始めるときのＤＣファンに印加された電圧を測定した。なお、風速はＤＣファンに印加される電圧に応じて変えられるようになっており、電圧と風速の関係は、熱流速計を用いて測定した。測定結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】
表１に示すように、ダウン小とダウンファイバーとが上昇する風速は他の羽毛が上昇する風速に比べて顕著な差があるので、風力選別装置は、ダウン小及びダウンファイバーとそれら以外の羽毛とを有効に選別することができる。しかし、測定結果によれば、ダウンを浮上させるために必要な風速とフェザーを浮上させるために必要な風速とは、ほとんど差がない。そのため、風力選別装置は、風速を変化させて羽毛からダウンとフェザーとを正確に選別することができないという問題を有する。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解決し、羽毛を選別する作業を機械化し、かつ、選別作業の精度を向上させる羽毛選別装置及びその羽毛選別装置に適用する羽毛搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明者は、前記目的を達成するため、羽毛の選別作業の内容に着目して、以下の発明をした。具体的には、羽毛の選別作業は、作業者が試料から１つ羽毛を取り出す取出作業と、作業者の目視による羽毛の種類を特定する認識作業とをしているので、発明者は、取出作業の代わりにベルトに設けた複数の孔のそれぞれに羽毛を吸着させ、認識作業の代わりに、吸着された羽毛を画像認識で選別する羽毛選別装置及びその羽毛選別装置に適用する羽毛搬送装置を発明した。
【００１５】
（１） これのエッジが伸びる方向に平行な方向に沿って所定の間隔をおいて形成された複数の貫通孔を有する無端ベルトと、前記無端ベルトを張設させる少なくとも２つのローラと、前記ローラの少なくとも１つのローラを回転させる駆動部と、前記無端ベルトの下側走行領域の下側に隙間を置いて配置され、前記下側走行領域の一部分に供給される複数の羽毛が収納された羽毛供給部と、前記下側走行領域に隣接する隣接面を有し、該隣接面において前記貫通孔に対向する部分に、前記貫通孔の整列方向に伸びるとともに内部に貫通する溝が形成された中空部材と、前記中空部材に連結し、前記中空部材内の空気を外部に排出させるエア排出部と、を備え、各貫通孔は、前記羽毛のいずれよりも小さく、前記羽毛供給部は、前記羽毛のうちの一部の複数の羽毛を前記下側走行領域に吹き上げさせる吹上器を有し、前記中空部材は、前記無端ベルトの内側に設けられ、前記下側走行領域の内側に近接又は当接し、前記貫通孔のうち前記下側走行領域の貫通孔は、前記溝の開口に位置し、前記エア排出部は、前記貫通孔のうち前記下側走行領域に位置する貫通孔から前記溝を介して空気を吸引して、吹き上げられた羽毛のうちの少なくとも１つを貫通孔に保持させることを特徴とする羽毛搬送装置。
【００１６】
（１）の発明は、無端ベルトに、羽毛供給部に格納された羽毛のいずれの羽毛の大きさよりも小さい複数の貫通孔を形成している。このため、エア排出部が中空部材の内部の空気を排出することにより、無端ベルトは、下側走行領域の近傍に吹き上げられた羽毛のそれぞれを確実に各貫通孔に吸着させて、１つの貫通孔に対して少なくとも１つの羽毛を保持する。
【００１７】
また、吸着された羽毛は、貫通孔を塞ぐので、羽毛を吸着した貫通孔は、他の羽毛を吸着しにくくなる。このために、複数の羽毛を同時に保持することがほとんどないので、１つの貫通孔は、羽毛供給部に格納されていた複数の羽毛のうち１つの羽毛を吸着することができる。
【００１８】
（２） 前記ローラは、前記下側走行領域が水平になるように配置されている（１）に記載の羽毛搬送装置。
【００１９】
（２）の発明は、下側走行領域が水平になるように配置されているので、下側走行領域は羽毛を吹き上げる方向に直角の方向になるように配置されている。このため、エア排出部によって下側走行領域にある貫通孔から吸い込まれる空気の流れる方向と、吹き上げられる羽毛の移動方向とがほぼ一致するので、無端ベルトは吹き上げられた羽毛を保持しやすい。
【００２０】
（３） 前記羽毛供給部は、前記羽毛を飛散させることができる状態で収納する収容室と、該収納室の下側に配置され、前記無端ベルトに向けて羽毛を吹き上げる空気を噴射するエア噴射器と、を有することを特徴とする（１）又は（２）に記載の羽毛搬送装置。
【００２１】
（３）の発明は、羽毛を飛散させることができる状態で収納する収容室を有するので、エア噴射器によって羽毛を収容室で飛散させることができる。これにより、収容室に格納された複数の羽毛は、無端ベルトの貫通孔に吸着される前に、互いに分離されるので、複数の羽毛が各貫通孔に同時に吸着されにくくすることができる。
【００２２】
（４） 前記収容室には、開口部が形成されており、前記無端ベルトは、前記開口部を介して、前記無端ベルトの一部分が前記収容室の内部に配置され、前記下側走行領域において前記無端ベルトの一部分の下流側の部分が前記収容室の外部に配置された（３）に記載の羽毛搬送装置。
【００２３】
（４）の発明は、下側走行領域において無端ベルトの一部分の下流側の部分が収容室の外部に配置されているので、無端ベルトに保持された羽毛は、収容室の外に搬出される。このため、各羽毛を収容室の外で選別することができる。
【００２４】
（５） 前記開口部に、前記下側走行領域に保持された羽毛の近傍に空気を吹き付けるエア吹付部を備えたことを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の羽毛搬送装置。
【００２５】
（５）の発明は、下側走行領域に保持された羽毛の近傍に空気を吹き付けるエア吹付部を開口部に備えているので、吹き上げられた羽毛が開口部から羽毛供給部の外に飛散することを防止することができる。
【００２６】
（６） 前記エア吹付部は、前記下側走行領域の移動方向の反対の方向に空気を吹き付けることを特徴とする（５）に記載の羽毛搬送装置。
【００２７】
（６）の発明は、エア吹付部が下側走行領域の移動方向の反対の方向に空気を吹き付けるので、１つの貫通孔に吸着された複数の羽毛のうち、もっとも吸着されている羽毛以外の羽毛を、エア吹付部から噴射される空気によって形成される気流によって羽毛供給部に還元させることができる。
【００２８】
（７） 前記開口部及び前記中空部材に配置され、前記貫通孔に保持された余剰の羽毛を除去する羽毛除去部を備え、前記羽毛除去部は、前記中空部材側に側部によって開口を形成している凹部を有するケース体であり、前記無端ベルトの下側走行領域は、前記中空部材と前記凹部の開口とによって形成された隙間内に配置され、前記凹部は、これの底部に隣接し、前記下側走行領域の上流の方向に開口するスリットを有し、前記エア吹付部は、これの先端が前記スリットに向くように、前記底部に配置されている（１）から（６）のいずれかに記載の羽毛搬送装置。
【００２９】
（７）の発明は、エア吹付部が凹部に形成されたスリットに向くように、凹部の底部に配置されているので、エア吹付部から噴射された空気はスリットから凹部の外に噴射される。このとき、凹部内の空気の一部は、エア吹付部から噴射される空気と共に凹部の外に流れる。したがって、凹部内の気圧が減圧されるので、中空部材と凹部の開口とによって形成された隙間から空気が入り込む。中空部材と凹部の開口との間には、無端ベルトの下流走行領域が配置されているので、無端ベルトに保持された複数の羽毛のうち、もっとも強く無端ベルトの貫通孔に吸着された羽毛以外の羽毛を凹部の中に吸い込む。そして、吸い込まれた羽毛は、エア吹付部から噴射される空気と共に、スリットから凹部の外へ噴射され、羽毛供給部に回収される。
【００３０】
（８） （１）から（７）のいずれかに記載の羽毛搬送装置と、前記無端ベルトに保持された羽毛を識別する識別装置と、を備えたことを特徴とする羽毛選別装置。
【００３１】
（８）の発明は、無端ベルトに保持された羽毛を識別する識別装置を備えているので、無端ベルトに保持された羽毛の種類を自動で識別することができる。これにより、従来行われていた、目視による識別を省略することができるので、識別精度が作業者の能力に依存しなくなる。
【００３２】
また、羽毛が所定の間隔をおいて無端ベルトの貫通孔に保持されて搬送されるため、貫通孔に保持された羽毛の判別作業や回収作業のタイミングを取ることが容易になる。さらに、羽毛が保持された貫通孔には、他の羽毛が吸着されにくくなるために、１つの貫通孔に複数の羽毛を同時に保持しにくくなる。また、無端ベルトの貫通孔に吸着された羽毛の形状が安定するので、画像認識処理によって吸着された羽毛の種類を判別し、判別に基づいて容易に吸着された羽毛を回収する選別装置に対して最適な搬送装置を提供することができる。
【００３３】
（９） 前記識別装置は、前記無端ベルトが保持する羽毛を撮影する撮影部と、該撮影部が撮影した画像を処理して、撮影された羽毛の種類を判別する画像処理部と、を有することを特徴とする（８）に記載の羽毛選別装置。
【００３４】
このような構成により、精度の高い羽毛選別が可能になる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、複数の羽毛からなる試料から１つの羽毛を分離した状態で画像処理部に搬送することが可能になるので、選別作業は機械化され、選別の作業効率が向上する。また、画像認識によって羽毛の種類を判別するため、高い精度で選別をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の羽毛搬送装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示す羽毛搬送装置の部分拡大斜視図である。図３は、図１に示す羽毛搬送装置を底部から見た部分拡大斜視図である。図４は、図１に示す羽毛搬送装置の一部拡大図である。
【００３８】
羽毛搬送装置１は、羽毛Ｆを保持しかつ搬送する羽毛搬送部２と、羽毛搬送部２に羽毛を供給する羽毛供給部３とを備える。
【００３９】
＜羽毛搬送部＞
羽毛搬送部２は、無端ベルト４と、無端ベルト４を張設させる駆動側ローラ５及び従動側ローラ６と、駆動側ローラ５を回転させる駆動部１０とを備える。つまり、羽毛搬送部２は、羽毛Ｆを搬送させる無端ベルトコンベア方式の搬送部である。
【００４０】
無端ベルト４は、これのエッジｅ（図２参照）が伸びる方向に平行な方向に沿って所定の間隔をおいて形成された複数の貫通孔４ａを有する。すなわち、無端ベルト４の中央には、無端ベルト４の移動方向、換言すれば、駆動側ローラ５の回転軸に対して直角方向に等間隔に並んだ複数の貫通孔４ａが形成されている。無端ベルト４は、所定の張力を付与された状態で、駆動側ローラ５と従動ローラ６とに架けられる。
【００４１】
なお、本明細書では、駆動側ローラ５と従動側ローラ６との間の無端ベルト４のうち下側の無端ベルト４の領域を下側走行領域と称する。また、駆動側ローラ５と従動側ローラ６との間の無端ベルト４のうち上側の無端ベルト４の領域を上側走行領域と称する。
【００４２】
駆動側ローラ５と従動側ローラ６との間には、横断面が矩形状の角筒材７が配置されている。具体的には、角筒材７は、無端ベルト４の下側走行領域に当接又は近接するように、無端ベルト４の内側に配置されている。図２に示すように、角筒材７は、この内部に空間Ｓを形成している。また、角筒剤７の長手方向の両端部は、気密状に塞がれている。したがって、角筒材７は中空部材として作用する。
【００４３】
角筒材７において従動側ローラ６の軸線方向に直角の一方の側面に、空間Ｓに連通する排気口７ｂが形成されている。排気口７ｂは、後述する支持体９の近傍に形成されており、排気口７ｂには、排気ブロア１８ａが気密的に配置されている。
【００４４】
角筒材７は、下側走行領域に隣接している隣接面７ｃ（図３参照）において、貫通孔４ａに対向する部分に、貫通孔４ａの整列方向に伸び、角筒材７の内部の空間Ｓに貫通する溝７ａが形成されている。
【００４５】
図１に示すように、角筒材７の一端には、駆動側ローラ５を支持する支持体８，８が備えられている。支持体８，８は、駆動側ローラ５の両端を支持する軸受け（図示せず）を有している。支持体８の一方には駆動側ローラ５を回転駆動させる駆動部１０が設置されている。駆動部１０の出力軸は、駆動側ローラ５に相対的回転不能に接続されている。駆動部１０としては、例えば、直流モータや、ステッピングモータが採用される。
【００４６】
図３に示すように、角筒材７の長手方向の他端部には、支持体９，９が固定されている。支持体９，９は従動側ローラ６の両端を支持する軸受けＢを有している。
【００４７】
駆動部１０は、駆動側ローラ５を回転駆動させることにより、無端ベルト４を循環移動させる。図示の例では、駆動側ローラ５は図１において反時計方向ＣＣＷに回転される。駆動側ローラ５が回転させることにより、無端ベルト４は、駆動側ローラ５から角筒材７の下側つまり隣接面７ｃの近傍を通って従動側ローラ６に移動させ、また、従動側ローラ６から角筒材７の上側を通って駆動側ローラ５に移動させる。このとき、下側走行領域にある複数の貫通孔４ａは、溝７ａ上を移動する。
【００４８】
＜羽毛供給部＞
羽毛供給部３は、無端ベルト４の下側走行領域の下側に隙間を置いて配置されている。羽毛供給部３には、下側走行領域の一部分Ｂ１に供給される複数の羽毛Ｆが収納されている。
【００４９】
羽毛供給部３は、羽毛Ｆを収納する円筒形の収納室１１と、収納室１１の内部に羽毛Ｆを吹き上げるための空気を供給するエア噴射器１２とを備える。
【００５０】
エア噴射器１２には、吸気口１３ａ及び排気口１３ｂが形成されたケース体１３と、ケース体１３の内部に設置された２つのファン１４と、排気口１３ｂに設置されかつ羽毛Ｆよりも小さい複数の孔が形成されたカバー１５とが備えられている。ファン１４は、これが作動することにより、排気口１３ｂから排気された空気がカバー１５の下側から上側に流れるように、ケース体１３に取り付けられている。
【００５１】
収納室１１の対向する側面には、それぞれ、開口部１１ａ，１１ｂが形成されている。開口部１１ａは、無端ベルト４の下側走行領域の移動方向における上流側に位置し、開口部１１ｂは、無端ベルト４の下側走行領域の移動方向における下流側に位置する。
【００５２】
羽毛搬送部２は、無端ベルト４及び角筒材７が両開口部１１ａ，１１ｂを貫くように、収納室１１に取り付けられている。したがって、無端ベルト４の下側走行領域の一部Ｂ１及び上側走行領域の一部は収納室１１の内部に配置され、また、駆動側ローラ５及び従動側ローラ６は収納室１１の両側に配置される。
【００５３】
また、エア噴射器１２は、無端ベルト４の下側走行領域がエア噴射器１２に対向するように、収納室１１における無端ベルト４及び角筒材７の下方に設置される。そのため、エア噴射器１２から供給された空気は、排気ブロア１８ａの作動により、下側走行領域の一部分Ｂ１の貫通孔４ａ及び排気口７ｂを通って収納室１１の外に排気される。
【００５４】
図４に示すように、羽毛除去部１７は、開口部１１ｂ及び角筒材７の隣接面７ｃに配置されている。羽毛除去部１７は、貫通孔４ａに保持された余剰の羽毛Ｆを除去し、かつ、収納室１１内に吹き上げられ、無端ベルト４に保持されていない羽毛Ｆが開口１１ｂから収容室１１の外に出ることを防止する。羽毛除去部１７は、角筒材７側すなわち直方体の上部が開口している凹部１７ａを有する。無端ベルト４の下側走行領域は、直方体７の隣接面７ｃと凹部１７ａの側部１７ｃとによって形成された隙間１７ｂ内に配置されている。
【００５５】
凹部１７ａは、これの底部１７ｄに隣接し、下側走行領域の移動方向に対して反対の方向に開口するスリット１７ｅを有する。チューブ１６は、これの先端１６ａがスリット１７ｅに向くように、底部１７ｄに配置されている。したがって、チューブ１６の先端１６ａが羽毛除去部１７に無端ベルト４の搬送方向に対して反対の方向に向けて固定されている。
【００５６】
チューブ１６には、飛散防止ブロア１８ｂから供給された空気は、チューブ１６から無端ベルト４の移動方向に対して反対の方向に噴射されるように、飛散防止ブロア１８ｂが連結されている。
【００５７】
ところで、無端ベルト４に吸着された羽毛Ｆが羽毛除去部１７を通過する際に吹き飛ばされないようにするため、隙間１７ｂの付近をできるだけ無風状態することが望ましい。そこで、チューブ１６は、チューブ１６から噴射された空気が直接的に無端ベルト４に吸着された羽毛Ｆに当たらないように、凹部１７ａの底部１７ｄに配置されている。つまり、無端ベルト４の下側走行領域とチューブ１６との間は、所定間隔Ｗだけ離れている。
【００５８】
ここで、無端ベルト４の貫通孔４ａに吸着された複数の羽毛Ｆのうち、余分な羽毛Ｆを吹き飛ばすためには、羽毛除去部１７を通過する前の余分な羽毛Ｆに、所定の風すなわち空気の流れを与える必要がある。そのため、スリット１７ｅから噴射される空気を拡散噴射させて羽毛Ｆに当たるように、間隔Ｗを調節することが望ましい。
【００５９】
次に、本実施形態の羽毛搬送装置１による羽毛の搬送動作について説明する。
【００６０】
＜羽毛搬送装置の動作＞
モータ１０を作動させることにより、無端ベルト４が駆動側ローラ５及び従動側ローラ６を循環移動する。このとき、下側走行領域にある貫通孔４ａが、いずれも、角筒材７の溝７ａが開口している位置にあるように、無端ベルト４は隣接面７ｃに接触しながら移動する。
【００６１】
収納室１１に３ｇの羽毛Ｆを試料として供給する。羽毛Ｆを供給した後に、ファン１４を作動させることにより、吸気口１３ａから排気口１３ｂ及びカバー１５の孔１５ａを介して収納室１１に供給される気流が形成される。羽毛Ｆはファン１４ひいてはカバー１５の孔１５ａから吹き出される風によって上方に吹き飛ばされる。上方に吹き飛ばされた複数の羽毛Ｆは、空気抵抗により、互いに分離される。
【００６２】
また、排気ブロア１８ａを作動させることにより、排気ブロア１８ａは空間Ｓ内の空気を吸引し、吸引された空気を角筒材７ひいては収容室１１の外に排出する。そのため、空間Ｓの気圧が減圧するから溝７ａから空間Ｓに空気が入り込む。これにより、溝７ａは隣接する無端ベルト４の下流走行領域を隣接面７ｃに密着するように、無端ベルト４を吸引する。さらに、下流走行領域の下側にある空気が下流走行領域の貫通孔４ａ及び溝７ａを通って空間Ｓに流れる空気流が発生する。つまり、排気ブロア１８ａが作動すると、空間Ｓ内にある空気が排気されるので、溝７ａ及び下側走行領域の貫通孔４ａを介して羽毛供給部３の空気を吸い込む。
【００６３】
したがって、ファン１４によって飛ばされ、互いに分離された羽毛Ｆは、無端ベルト４の貫通孔４ａに吸着される。
【００６４】
無端ベルト４は、駆動側ローラ５の回転により開口部１１ｂを通って従動側ローラ６に向けて移動している。また、下側走行領域の貫通孔４ａは、溝７ａの開口に位置しているので、貫通孔４ａに吸着された羽毛Ｆは、これが吸着された状態を維持しながら、無端ベルト４の移動によって開口部１１ｂを介して収容室１１の外部に搬送される。
【００６５】
ここで、複数の羽毛Ｆが１つの貫通孔４ａに吸着している場合や貫通孔４ａへの吸着が不十分な羽毛Ｆは、羽毛除去部１７のスリット１７ｅから、無端ベルト４の下側走行領域の移動方向に対して反対の方向に噴射される空気によって除去され、収納室１１に戻される。なお、隙間１７ｂにおける空気の動きすなわち隙間１７ｂにおける風速はほぼ零になっているので、無端ベルト４に吸着している羽毛Ｆが羽毛除去部１７を通過しても殆ど吹き飛ばされない。
【００６６】
また、ファン１４によって飛ばされた羽毛Ｆうち、開口部１１ａ，１１ｂから収容室１１の外に出ようとする羽毛Ｆがある場合、例えば、開口部１１ａと無端ベルト４の上側走行領域及び下側走行領域とが形成する隙間や、開口部１１ｂと無端ベルト４の上側走行領域が形成する隙間には、可撓性部材を収容室１１に取り付けて、開口部１１ａ，１１ｂの開口量を小さくする。
【００６７】
なお、羽毛Ｆが無端ベルト４の下側走行領域と開口部１１ｂとが形成する隙間から収容室１１の外に出そうになっても、羽毛除去部１７のスリット１７ｅから噴射される空気によって、収容室１１の外へ飛散しようとする羽毛Ｆが収納室１１に戻される。
【００６８】
羽毛搬送部２によって羽毛供給部３の外部に搬送された羽毛Ｆは、後述する撮影装置２０に向かって搬送され、撮影装置２０によって羽毛Ｆの画像が取り込まれる。取り込まれた画像は画像認識処理を施して、羽毛Ｆの種類が判定される。そして、羽毛Ｆは回収装置２３によって回収される。回収された羽毛Ｆはこれの種類の選別の結果に基づいて、所定の選別容器に移動させられる。これにより、羽毛Ｆは、これの種類に応じて、選別される。
【００６９】
回収装置２３は、予め設定された羽毛の種類の他に、選別不可能と判定された場合に回収させる選別不可能容器を有してもよい。又は、回収装置２３は、回収ブロア１８ｃに連結された吸引ポートを羽毛Ｆの種類の数だけ用意し、羽毛の判別結果に基づいて所望の吸引ポートに切り換えて、羽毛を回収する構成にしてもよい。
【００７０】
＜羽毛選別装置＞
図５は、図１に示す羽毛搬送装置１を備えた羽毛選別装置３０の構成を示すブロック図である。羽毛選別装置３０は、羽毛搬送装置１と、撮像装置２０と、画像処理装置２１と、ホストコンピュータ２２とを備える。
【００７１】
撮像装置２０は、収容室１１の開口部１１ｂより下流に配置されている。この撮像装置２０によって撮影された羽毛Ｆの画像データは画像処理装置２１に送られる。撮像装置２０としては、例えば、ＣＣＤカメラが採用される。
【００７２】
画像処理装置２１は、撮像装置２０から出力される画像データを受信する画像入力部２１ａと、画像データのノイズを除去及び正規化などの処理を行う前処理部２１ｂと、羽毛Ｆの識別に必要となる本質的な特徴を抽出する特徴抽出部２１ｃと、羽毛Ｆの識別のための参照用のモデルパターンが記憶されているメモリ部２１ｄと、モデルパターンと特徴抽出部２１ｃによる抽出パターンとを比較して羽毛Ｆをダウン又はフェザーに識別する識別部２１ｅと、識別結果に基づいて選別データを出力する出力部２１ｆとを有している。
【００７３】
画像処理装置２１から出力される選別データは、ホストコンピュータ２２に送信される。ホストコンピュータ２２は、受信した選別データに基づいて、飛散防止ブロア１８ｂ及び回収装置２３を駆動制御する。ホストコンピュータ２２は、無端ベルト４の貫通孔４ａに吸着されている羽毛Ｆを、回収装置２３によって吸引させて回収させるとともに、回収した羽毛Ｆを、これの蓄積先を選別データに基づいて決定された所定の選別容器（図示せず）に搬送される。その結果、羽毛Ｆの選別が機械的に行われる。
【００７４】
ホストコンピュータ２２は、これから信号を出力して、ファン１４、角筒材７の排気口７ｂに連結される排気ブロア１８ａ、チューブ１６に連結される飛散防止ブロア１８ｂを制御する。
【００７５】
＜駆動電圧と流速との関係＞
図６は、ブロア１８ａ，１８ｂ，１８ｃに印加する駆動電圧Ｅと流速ｖとの関係を示すグラフである。ブロア１８ａ，１８ｂ，１８ｃに印加する電圧Ｅが上昇すれば流速ｖも速くなる関係にある。そのため、ホストコンピュータ２２からの命令に応じてブロア１８ａ，１８ｂ，１８ｃの駆動電圧Ｅを変えることによって、流速ｖを変えることができる。例えば、排気ブロア１８ａの駆動電圧Ｅを制御することにより、貫通孔４ａにおける羽毛Ｆの吸着力が制御される。
【００７６】
＜排気ブロアの設定＞
貫通孔４ａの径が大きい場合、羽毛Ｆが貫通孔４ａに入り込みすぎてしまうことがある。他方、貫通孔４ａの径が小さい場合、羽毛Ｆを保持するための吸着力が得られないことがある。
【００７７】
図５に示すように、羽毛Ｆが無端ベルト４の貫通孔４ａに吸着された羽毛Ｆは、画像認識によって羽毛Ｆの形状が整っており、その種類を識別することができる程度に、保持されていることが望ましい。
【００７８】
そこで、貫通孔４ａは、ファイバーが入り込まないように、０．３ｍｍの直径にすることが好ましい。また、無端ベルト４の移動速度は０．０９ｍ／ｓに設定されており、貫通孔４ａは５０ｍｍの間隔で無端ベルト４に形成されている。また、羽毛除去部１７においてスリット１７ｅの大きさは縦７ｍｍ×横４０ｍｍ、隙間１７ｂの大きさは縦５ｍｍ×横４０ｍｍ、間隔Ｗの大きさは２１ｍｍにそれぞれ設定されている。また、排気ブロア１８ａの設計仕様を表２に示す。
【００７９】
【表２】
【００８０】
発明者は、表２に示す設計仕様の排気ブロア１８ａを用いて、羽毛Ｆの吸着力の安定性を測定した。測定は、排気ブロア１８ａから送られる空気の流速ｖが変化するように、排気ブロア１８ａを駆動させて行われた。測定の結果、直径０．３ｍｍの貫通孔４ａにおける吸引圧が８．１５ｋＰａにあるとき、羽毛Ｆの吸着力が安定した。
【００８１】
＜識別装置の有効性の検証＞
次に、発明者は、以下に示す手順で、撮像装置２０によって撮影された貫通孔４ａに吸着した１００サンプルの羽毛Ｆの画像の認識可能率と、ファン１４に印加する電圧Ｅとの関係を調べた。ファン１４に入力した電圧Ｅは、０，３５，４０，５０，６０Ｖである。なお、試験試料にはダウン８０％、その他１５％の羽毛を使用した。より具体的には、試験試料は、ダウン、スモールフェザー、ラージフェザー、水鳥の損傷フェザー、陸鳥フェザー、ダウンファイバー、フェザーファイバー及びきょう雑物からなる組成成分の羽毛を用いた。
【００８２】
検査の対象となった羽毛製品から２つの試験試料を採取する。各試験試料は３ｇの質量の羽毛からなる。試験作業者は各試験試料について以下の第１次選別及び第２次選別を行い、組成混合率の算出を行う。
【００８３】
（第１次選別）
（１）フェザーの採取及びその種類毎の分別
試験作業者は、各試験試料から複数のフェザーを採取する。試験作業者は、採取された各フェザーの元羽軸をピンセットで挟み、挟んだフェザーを試験作業者の親指の腹と人差し指の腹とで軽くブラッシングして、挟んだフェザーをこれに付着しているダウンファイバー及びフェザーファイバーを取り除く。そして、挟まれたフェザーは、試験作業者の目視により、スモールフェザー、ラージフェザー、損傷フェザー及び陸鳥フェザーのいずれかの種類に分類される。
【００８４】
分類は、試験作業者がフェザーを複数のビーカーのいずれかに入れることにより行われる。複数のビーカーのそれぞれには、スモールフェザー、ラージフェザー、損傷フェザー及び陸鳥フェザーの名称が付されている。
【００８５】
（２）ダウン及びファイバーの採取
次に、試験作業者は、残った各試験試料からダウン及びファイバーをピンセットで取り出して、ダウン及びファイバー用のビーカーに入れる。
【００８６】
（３）きょう雑物の採取
最後に残ったきょう雑物はきょう雑物用のビーカーに入れる。
【００８７】
（４）質量の測定
採取されたスモールフェザー、ラージフェザー、損傷フェザー、陸鳥フェザー、ダウンファイバー及びフェザーファイバー並びにきょう雑物のそれぞれの質量を０．１ｍｇの精度で測定する。
【００８８】
（第２次選別）
次に、試験作業者は、１次選別で選別したダウン及びファイバーを均一に混合して混合体を得た後、その混合体の上層、中層及び下層からランダムに約０．２ｇの２次選別試験試料を採取する。
【００８９】
試験作業者は、この２次選別試験試料からダウンとダウンファイバーとフェザーファイバーときょう雑物とを選別する。具体的には、試験作業者は、２次選別試料から１つのダウンをピンセットで挟み、２次選別試料から取り出す。取り出されたダウンは、試験作業者によって、挟まれた状態のまま、軽く４、５回振られる。これにより、ダウンに付着しているダウンファイバーは落される。
【００９０】
また、試験作業者は、ダウンに突き刺さったり、からまったりしているフェザーファイバーを注意深く１つずつ抜き取る。このようにして、試験作業者は、２次選別試料からダウン、ダウンファイバー及びフェザーファイバーを、それぞれ、ダウン用、ダウンファイバー用及びフェザーファイバー用のビーカーに選別する。そして、残った２次選別試験試料はきょう雑物として、２次きょう雑物用のビーカーに採取される。それぞれの質量［ｍｇ］を求める。
【００９１】
（組成混合率の算出）
試験作業者は、以下の式によって、各試験試料に対する各組成混合率［％］を求め、求めた２つの試験試料の組成混合率の平均値を小数点以下１桁まで表して、組成混合率を算出する。
【００９２】
ただし、一方の試験試料のダウンの混合率と他方の試験試料のダウンの混合率との差が３％以上あった場合、試験作業者は、さらに別の２つの試験試料について上述の測定を行い、測定された別の２つの試験試料とすでに測定された２つの試験試料との平均値を求めた。
【００９３】
Ｘａ＝（Ｗａ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【００９４】
Ｘｂ＝（Ｗｂ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【００９５】
Ｘｃ＝（Ｗｃ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【００９６】
Ｘｄ＝（Ｗｄ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【００９７】
Ｘｅ１＝（Ｗｍ×Ｗｙ１×１００）／｛（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）×（Ｗｘ＋Ｗｙ１＋Ｗｙ２＋Ｗｚ）｝
【００９８】
Ｘｅ２＝（Ｗｍ×Ｗｙ２×１００）／｛（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）×（Ｗｘ＋Ｗｙ１＋Ｗｙ２＋Ｗｚ）｝
【００９９】
Ｘｇ＝（Ｗｍ×Ｗｚ×１００）／｛（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）×（Ｗｘ＋Ｗｙ１＋Ｗｙ２＋Ｗｚ）｝＋（Ｗｍ×１００）／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｍ＋Ｗｎ）
【０１００】
Ｘｆ＝１００−（Ｘ１＋Ｘｂ＋Ｘｃ＋Ｘｄ＋Ｘｅ１＋Ｘｅ２＋Ｘｇ）
【０１０１】
ここで、Ｗａは１次選別によるスモールフェザーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｂは１次選別によるラージフェザーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｃは１次選別による損傷フェザーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｄは１次選別による陸鳥フェザーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｍは１次選別によるダウンファイバー及びフェザーファイバーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｎは１次選別によるきょう雑物の質量［ｍｇ］であり、Ｗｘは２次選別によるダウンの質量［ｍｇ］であり、Ｗｙ１は２次選別によるダウンファイバーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｙ２は２次選別によるフェザーファイバーの質量［ｍｇ］であり、Ｗｚは２次選別によるきょう雑物の質量［ｍｇ］である。
【０１０２】
また、Ｘａはスモールフェザーの混合率［％］であり、Ｘｂは損傷フェザーの混合率［％］であり、Ｘｃは陸鳥フェザーの混合率［％］であり、Ｘｅ１はダウンファイバーの混合率［％］であり、Ｘｅ２はフェザーファイバーの混合率［％］であり、Ｘｆはダウンの混合率［％］であり、Ｘｇはきょう雑物の混合率［％］である。
【０１０３】
図７に測定結果を示す。図７は、羽毛の認識可能率とファン１４に印可する電圧との関係を示すグラフである。ここで、画像処理装置２１が画像を認識することができる状態は、次に示す状態ａ及びｂに分類される。状態ａは、１つ若しくは２つのダウン、フェザー又はファイバーが１つの貫通孔４ａに保持されている状態であり、認識可能状態である。状態ｂは、１つ若しくは２つ以上のダウンが１つの貫通孔４ａに保持されている状態であり、認識可能かもしれない状態である。両状態以外の状態は、認識不可能状態である。
【０１０４】
すなわち、１つの羽毛Ｆが１つの貫通孔４ａに吸着している場合、撮像装置２０は、画像処理装置２１が羽毛Ｆの種類を選別することができる画像を得ることができる。２又は３つのダウンが１つの貫通孔４ａに吸着している場合であっても、撮像装置２０は、画像処理装置２１が吸着された羽毛Ｆがダウンであることを選別することができる画像を得ることはできる。
【０１０５】
しかし、１つの貫通孔４ａに、フェザー又はファイバーを含む複数の種類の羽毛Ｆが吸着されている場合には、撮像装置２０は、画像処理装置２１がフェザーやファイバーを識別することができる画像を得ることができない。
【０１０６】
図７に示す測定結果によれば、羽毛選別装置３０は、ファン１４を作動させない場合であっても、７６％の認識可能率を有する。また、羽毛選別装置３０は、これに別の公知の画像認識方法を採用することにより、８６％の認識可能率を得ることができる。
【０１０７】
一般に、ファン１４に印加する電圧が高くなるにつれて、羽毛Ｆの吹き上がる速度が速くなる。このため、互いにくっついていた複数の羽毛Ｆが上昇するとき、これら羽毛Ｆは、大きな空気抵抗を受けるので、そのような羽毛Ｆは互いに分離されて舞い上がる。したがって、１つの貫通孔４ａに１つの羽毛Ｆが吸着されやすくなるので、ファン１４に印加する電圧が高くなるにつれて、羽毛選別装置３０は、高い認識可能率を有する。
【０１０８】
つまり、風力を上げることによって、絡み合った状態の複数の羽毛Ｆが舞い上がる場合、複数の羽毛Ｆは大きな空気抵抗を受けるので、複数の羽毛Ｆは互いに分離される。しかし、羽毛Ｆに強い風を吹き当てて、互いに分離させることには限界があるが、認識可能率を９０％にすることができた。
【０１０９】
＜試料の回収率＞
また、上述の組成混合率は、選別後の合計質量を用いて、ダウン、フェザー、ファイバーなどの比率を算出しているので、羽毛の混合比率は選別後の質量比で決定される。このため、羽毛選別装置３０が選別して求めた羽毛の混合比率の値の信頼性は、収容室１１内に供給した羽毛の合計質量と収容室１１の外に搬送した羽毛すなわち回収装置２３に回収された羽毛の合計質量とが同一に近いほど、高い。
【０１１０】
表３に試料の回収率を求める測定結果を示す。ここで、回収率は、０．４ｇの試料を収容室１１に供給して、羽毛選別装置３０によって回収装置２３に回収された羽毛の合計質量を測定して、求めた。
【０１１１】
【表３】
【０１１２】
表３に示すように、回収装置２３は、約９０％の試料を回収したことがわかる。このような回収率は、実用に耐えうる回収率である。試料の回収率の測定を行っている間に、羽毛が回収装置２３の外部に出て行く様子は目視されなかったことから、羽毛選別装置３０による羽毛の選別の後から、回収装置２３による羽毛の回収までの間に、羽毛が回収装置２３の外に飛散してしまったことや、静電気によって羽毛が羽毛移送装置１にくっついてしまったことが考えられる。
【０１１３】
そのような場合、選別装置２３に羽毛Ｆが外部に飛散することを防止する機構を設けたり、羽毛供給部３の内部や羽毛の搬送経路に関わる部分に帯電防止剤等を塗布しておいたりすることにより、回収率を上げることできる。又は、未回収分の羽毛を別途、手作業で選別してもよい。
【０１１４】
また、選別作業時間を短縮するためには、貫通孔４ａの数を増やしたり、あるいは無端ベルト４の速度を上げたり、貫通孔４ａを複数列に配置したりしてもよい。そのようにすることにより、選別作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の羽毛搬送装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す羽毛搬送装置の部分拡大斜視図である。
【図３】図１に示す羽毛搬送装置を底部から見た部分拡大斜視図である。
【図４】図１に示す羽毛搬送装置の一部拡大図である。
【図５】図１の羽毛搬送装置を備えた羽毛選別装置の要部を示す説明図である。
【図６】ブロアの駆動電圧と流速との関係を示すグラフである。
【図７】エア供給装置の風速と画像処理による認識可能率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１６】
１…羽毛搬送装置
２…羽毛搬送部
３…羽毛供給部
４…無端ベルト
４ａ…貫通孔
５…駆動側ローラ
６…従動側ローラ
７…中空部材
７ａ…溝
７ｂ…排気口
１１…収納室
１２…エア噴射器
１４…ファン
１６…チューブ
１７…羽毛除去部
１７ａ…凹部
１７ｄ…底部
１７ｅ…スリット
１８ａ…排気ブロア
１８ｂ…飛散防止ブロア
１８ｃ…回収ブロア
２０…撮像装置
２１…画像処理装置
２１ａ…画像入力部
２１ｂ…前処理部
２１ｃ…特徴抽出部
２１ｄ…メモリ部
２１ｅ…識別部
２１ｆ…出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
これのエッジが伸びる方向に平行な方向に沿って所定の間隔をおいて形成された複数の貫通孔を有する無端ベルトと、
前記無端ベルトを張設させる少なくとも２つのローラと、
前記ローラの少なくとも１つのローラを回転させる駆動部と、
前記無端ベルトの下側走行領域の下側に隙間を置いて配置され、前記下側走行領域の一部分に供給される複数の羽毛が収納された羽毛供給部と、
前記下側走行領域に隣接する隣接面を有し、該隣接面において前記貫通孔に対向する部分に、前記貫通孔の整列方向に伸びるとともに内部に貫通する溝が形成された中空部材と、
前記中空部材に連結し、前記中空部材内の空気を外部に排出させるエア排出部と、を備え、
各貫通孔は、前記羽毛のいずれよりも小さく、
前記羽毛供給部は、前記羽毛のうちの一部の複数の羽毛を前記下側走行領域に吹き上げさせる吹上器を有し、
前記中空部材は、前記無端ベルトの内側に設けられ、前記下側走行領域の内側に近接又は当接し、
前記貫通孔のうち前記下側走行領域の貫通孔は、前記溝の開口に位置し、
前記エア排出部は、前記貫通孔のうち前記下側走行領域に位置する貫通孔から前記溝を介して空気を吸引して、吹き上げられた羽毛のうちの少なくとも１つを貫通孔に保持させることを特徴とする羽毛搬送装置。
【請求項２】
前記ローラは、前記下側走行領域が水平になるように配置されている請求項１に記載の羽毛搬送装置。
【請求項３】
前記羽毛供給部は、前記羽毛を飛散させることができる状態で収納する収容室と、該収納室の下側に配置され、前記無端ベルトに向けて羽毛を吹き上げる空気を噴射するエア噴射器と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の羽毛搬送装置。
【請求項４】
前記収容室には、開口部が形成されており、
前記無端ベルトは、前記開口部を介して、前記無端ベルトの一部分が前記収容室の内部に配置され、前記下側走行領域において前記無端ベルトの一部分の下流側の部分が前記収容室の外部に配置された請求項３に記載の羽毛搬送装置。
【請求項５】
前記開口部に、前記下側走行領域に保持された羽毛の近傍に空気を吹き付けるエア吹付部を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の羽毛搬送装置。
【請求項６】
前記エア吹付部は、前記下側走行領域の移動方向の反対の方向に空気を吹き付けることを特徴とする請求項５に記載の羽毛搬送装置。
【請求項７】
前記開口部及び前記中空部材に配置され、前記貫通孔に保持された余剰の羽毛を除去する羽毛除去部を備え、
前記羽毛除去部は、前記中空部材側に側部によって開口を形成している凹部を有するケース体であり、
前記無端ベルトの下側走行領域は、前記中空部材と前記凹部の開口とによって形成された隙間内に配置され、
前記凹部は、これの底部に隣接し、前記下側走行領域の上流の方向に開口するスリットを有し、
前記エア吹付部は、これの先端が前記スリットに向くように、前記底部に配置されている請求項１から６のいずれかに記載の羽毛搬送装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の羽毛搬送装置と、前記無端ベルトに保持された羽毛を識別する識別装置と、を備えたことを特徴とする羽毛選別装置。
【請求項９】
前記識別装置は、前記無端ベルトが保持する羽毛を撮影する撮影部と、該撮影部が撮影した画像を処理して、撮影された羽毛の種類を判別する画像処理部と、を有することを特徴とする請求項８に記載の羽毛選別装置。
【請求項１】
これのエッジが伸びる方向に平行な方向に沿って所定の間隔をおいて形成された複数の貫通孔を有する無端ベルトと、
前記無端ベルトを張設させる少なくとも２つのローラと、
前記ローラの少なくとも１つのローラを回転させる駆動部と、
前記無端ベルトの下側走行領域の下側に隙間を置いて配置され、前記下側走行領域の一部分に供給される複数の羽毛が収納された羽毛供給部と、
前記下側走行領域に隣接する隣接面を有し、該隣接面において前記貫通孔に対向する部分に、前記貫通孔の整列方向に伸びるとともに内部に貫通する溝が形成された中空部材と、
前記中空部材に連結し、前記中空部材内の空気を外部に排出させるエア排出部と、を備え、
各貫通孔は、前記羽毛のいずれよりも小さく、
前記羽毛供給部は、前記羽毛のうちの一部の複数の羽毛を前記下側走行領域に吹き上げさせる吹上器を有し、
前記中空部材は、前記無端ベルトの内側に設けられ、前記下側走行領域の内側に近接又は当接し、
前記貫通孔のうち前記下側走行領域の貫通孔は、前記溝の開口に位置し、
前記エア排出部は、前記貫通孔のうち前記下側走行領域に位置する貫通孔から前記溝を介して空気を吸引して、吹き上げられた羽毛のうちの少なくとも１つを貫通孔に保持させることを特徴とする羽毛搬送装置。
【請求項２】
前記ローラは、前記下側走行領域が水平になるように配置されている請求項１に記載の羽毛搬送装置。
【請求項３】
前記羽毛供給部は、前記羽毛を飛散させることができる状態で収納する収容室と、該収納室の下側に配置され、前記無端ベルトに向けて羽毛を吹き上げる空気を噴射するエア噴射器と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の羽毛搬送装置。
【請求項４】
前記収容室には、開口部が形成されており、
前記無端ベルトは、前記開口部を介して、前記無端ベルトの一部分が前記収容室の内部に配置され、前記下側走行領域において前記無端ベルトの一部分の下流側の部分が前記収容室の外部に配置された請求項３に記載の羽毛搬送装置。
【請求項５】
前記開口部に、前記下側走行領域に保持された羽毛の近傍に空気を吹き付けるエア吹付部を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の羽毛搬送装置。
【請求項６】
前記エア吹付部は、前記下側走行領域の移動方向の反対の方向に空気を吹き付けることを特徴とする請求項５に記載の羽毛搬送装置。
【請求項７】
前記開口部及び前記中空部材に配置され、前記貫通孔に保持された余剰の羽毛を除去する羽毛除去部を備え、
前記羽毛除去部は、前記中空部材側に側部によって開口を形成している凹部を有するケース体であり、
前記無端ベルトの下側走行領域は、前記中空部材と前記凹部の開口とによって形成された隙間内に配置され、
前記凹部は、これの底部に隣接し、前記下側走行領域の上流の方向に開口するスリットを有し、
前記エア吹付部は、これの先端が前記スリットに向くように、前記底部に配置されている請求項１から６のいずれかに記載の羽毛搬送装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の羽毛搬送装置と、前記無端ベルトに保持された羽毛を識別する識別装置と、を備えたことを特徴とする羽毛選別装置。
【請求項９】
前記識別装置は、前記無端ベルトが保持する羽毛を撮影する撮影部と、該撮影部が撮影した画像を処理して、撮影された羽毛の種類を判別する画像処理部と、を有することを特徴とする請求項８に記載の羽毛選別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３４１９５９（Ｐ２００６−３４１９５９Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６９３５０（Ｐ２００５−１６９３５０）
【出願日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【出願人】（８０３０００１１５）学校法人東京理科大学 (545)
【出願人】（５０１１０５０１５）財団法人科学技術振興会 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【出願人】（８０３０００１１５）学校法人東京理科大学 (545)
【出願人】（５０１１０５０１５）財団法人科学技術振興会 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]