(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
等間隔に離間している多数の縦ロッドによる分離棚をクランクで駆動して、これを上下方向及び前後方向にクランク運動させることによって、上記分離棚上のトマトの茎葉から果実を振り落とす加工用トマトのトマト分離装置において、
多数の縦ロッドによる上記分離棚の中央部の縦ロッドを他の縦ロッドから分離してこれを中央補助部とし、残りの左右両側の縦ロッドを左右主体部として、当該中央補助部と左右主体部をそれぞれ別のクランクで同速度で駆動しており、
上記中央補助部のクランク運動が上記左右主体部のクランク運動に対してその回転位相が１８０度遅れるようになっており、
上記中央補助部の縦ロッド数が２〜３本であることを特徴とする加工用トマトのトマト分離装置。
【請求項２】
上記分離棚及び当該分離棚を駆動するクランクを支持している支持フレームの側面に傾斜角度表示器が備えられていて、この傾斜角度表示器が支持フレームに支持されている上記分離棚の水平に対する前下がりの傾斜角度θを表示するものであり、
上記傾斜角度表示器の表示によって上記分離棚を標準傾斜角度に設定できることを特徴とする請求項１の加工用トマトのトマト分離装置。
【請求項３】
上記クランクの回転速度は５〜６回転／秒であり、上記クランクのストロークは８０〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１の加工用トマトのトマト分離装置。
【請求項４】
上記クランクのストロークが８０〜１００ｍｍであり、
上記分離棚の標準傾斜角度が０〜３度の範囲で調節されることを特徴とする請求項２の加工用トマトのトマト分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工用トマトの収穫機（ハーベスター）におけるトマト分離装置に関するものであり、トマトの茎葉が分離装置の分離棚上で滞留することなく、トマトの分離作業が安定して能率的に行われるようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
我が国における加工用トマトを収穫するための作業機の開発は、労力の軽減と作業能率の向上を目的として、先ず、刈り取って収穫するための作業機の開発から始まり（特開平６−４６６４７号公報：特許文献１）、次に、刈り取りから選別までの全ての行程を行うトマト収穫機（いわゆる「ハーベスター」）の開発が進められてきた。今日では、我が国の加工用トマトの栽培に適したトマト収穫機が開発され、その改良が重ねられて性能が向上してきたが、さらに機構を単純軽量化して製作コストの低減を図り、作業性や作業能率を向上させて選別精度を高めるための改良が進められている。
【０００３】
上記特開平６−４６６４７号公報に記載されたトマト収穫用作業機は、圃場のトマト栽培畝を跨いだ状態で微速前進又は定置され、収穫装置の前側に立った作業者が予め刈込み鋏等で根元を切断されている加工用トマトの茎を拾い、ホッパー上でトマトの果実を振るい落とし、ホッパー内に落下したトマトや枝葉等はスラット付きのバーコンベヤで斜め上方に搬送され、この搬送過程で多くの土砂、枝葉等の夾雑物はコンベヤのバー間から落下して除去される。
【０００４】
そして、上記スラット・バーコンベヤで選別シュートに移送されたトマト等は、シャッターが閉じられているときには一時的に貯留され、この状態で作業者用ステップ上に立つ作業者により、出荷に適さない未熟果、過熟果、及び枝葉等が除去される。その後、シャッターが開放されると、トマトは直下に置かれたコンテナに排出されて所定量詰められ、荷台に移される。
以上のように、特許文献１に記載されている公知の技術では、刈り取り、トマトの分離、選別が人手で行われる。
【０００５】
他方、我が国で開発された加工用トマトのトマト収穫機、即ち、刈り取り、分離、仕分け、及び選別を一貫して行うトマト収穫機（ハーベスター）が、既に一般に使用されているが、この公知のトマト収穫機が記載されている国内文献は見当たらない。
【０００６】
そして、本願出願人は、上記の一般に使用されているトマト収穫機を基礎として新たにトマト分離装置を開発し、これについて既に特許出願をしている（特願２０１３−５５２７２）。
上記トマト収穫機（ハーベスター）では、クランク運動する分離棚の水平に対する前下がり（又は後ろ上がり）の傾斜角度を最も適切な角度（標準傾斜角度）に設定して、この分離棚上でトマトの果実が枝からほぼ完全に分離されるように必要な回数だけトマトの茎葉（単に茎葉ともいう）を跳ね上げて繰り返し衝撃を与えているが、この必要な跳ね上げ回数はトマトの繁茂状態や成熟状態によって異なる。そしてまた、圃場の地形による作業機の傾斜によってトマト収穫機が前後方向に傾く場合は、トマト分離装置の分離棚の傾斜角度が変化するので跳ね上げ回数が増減する。
以上のようなことから、上記特許出願に係る発明（先願発明）の「トマト分離装置」では、トマトの繁茂状態や成熟状態、又は圃場の地形による傾斜に応じて、トマトの茎葉を必要な回数だけ跳ね上げることができるように、トマト分離装置の分離棚の水平に対する前下がりの傾斜角度を調節可能にしたものである。
ところが、収穫作業中における新たな問題が見付かり、この問題を解決するために改良を加えて新たなトマト分離装置が開発された。これが本特許出願に係る発明である。
【０００７】
〔先願発明のトマト分離装置を備えるトマト収穫機〕
先ず、上記特許出願に係る発明のトマト分離装置を備えるトマト収穫機の全体構成について説明する（図１，図２参照）。図１はトマト収穫機の全体側面図であり、図２はトマト収穫機の全体平面図である。
このトマト収穫機は、トマトの茎葉Ｐを掻き上げる「掻き上げ装置１」と、トマトの根元を切断して刈り取る「根元カッターＣ」と、上記掻き上げ装置１の掻き上げ作用を助勢する「掻き上げ助勢装置２」と、上記掻き上げ装置１により掻き上げられたトマトの茎葉Ｐを後方斜め上方へ搬送する「引き上げコンベヤ３」と、トマトの枝から果実を分離する「トマト分離装置４」と、分離されたトマトから硬い良質のものを選別する「良否仕分け装置５」と、選別された良質のトマトから小玉のトマトを篩い落としながら搬送する「横送りコンベヤ６」と、色や形の良くないものと傷のあるものを選別するための目視検査用の「選別コンベヤ７」とを備えている。
【０００８】
そして、上記掻き上げ装置１、根元カッターＣ、掻き上げ助勢装置２、及び引き上げコンベヤ３は、油圧シリンダー（図示略）により昇降操作される可動フレーム（図示略）に支持されており、圃場間の移動や作業中の方向転換時に引き上げられる。さらに、上記掻き上げ装置１、根元カッターＣ、及び掻き上げ助勢装置２は、サブフレーム（図示略）に支持されており、当該サブフレームは上記可動フレーム上に別の油圧シリンダー（図示略）で高さ位置を調節可能なように支持されている。これにより、上記掻き上げ装置１における先端の地面からの高さを容易に調整することができる。
なお、符号１０は車体フレーム、Ｄはディバイダー、Ｅはクローラ、Ｆは車輪を示している。
【０００９】
このような構成を有するトマト収穫機は、圃場に広がっているトマトの刈り取りから選別までの収穫作業を次のように行うものである。
圃場のトマトの茎葉Ｐは、掻き上げ装置１と掻き上げ助勢装置２とによって掻き上げられながら地面から持ち上げられて、その根元をバリカン式の根元カッターＣで切断されて刈り取られる。刈り取られたトマトの茎葉Ｐは上記掻き上げ装置１と掻き上げ助勢装置２とによりさらに掻き上げられ、続いて引き上げコンベヤ３で引き上げられてその後端からトマト分離装置４の前端部分に落とされる。そして、落とされたトマトの茎葉Ｐは、後で説明するように、トマト分離装置４の分離棚４１の上下及び前後方向のクランク運動により繰り返し高く跳ね上げられながら（ジャンプを繰り返しながら）少しずつ後方へ送られ、このときの衝撃でトマトの果実は枝から分離される。分離棚からの高さ２００ｍｍまで１０回程度跳ね上げられるとトマトの果実はほぼ完全に分離され、残ったトマトの茎葉はトマト分離装置４の後端まで送られ後方へ放出される。
【００１０】
上記トマト分離装置４で分離されたトマトの果実（単にトマトともいう）は、良否仕分け装置５に落下する。落下したトマトのうち硬い良質のトマトは、良否仕分け装置５のコンベヤチェーンの上側面（搬送面）を下方前方に高速で転がり落ちるが、軟らかい不良のトマトは転がらないのでコンベヤチェーンで上方後方へ搬送されてその後端から放出される。
上記コンベヤチェーンの上側面を転がり落ちた硬い良質のトマトは、横送りコンベヤ６で受け止められて横方向へ搬送されながら、小玉のトマトが篩い落とされて除去される。小玉のトマトが除去された後の良質のトマトは側部の選別コンベヤ７まで搬送され、この選別コンベヤ７上で色、形、傷などについて目視による外観検査が行われ選別された後、引き上げコンベヤ８でシューター９まで引き上げられ、シューター９を経てコンテナに収納される。
【００１１】
〔先願発明のトマト分離装置〕
次に先ず、先願発明に係るトマト分離装置の構成について説明する。
図２−１（ａ）は先願発明のトマト分離装置における分離棚の斜視図であり、図２−２（ａ）は先願発明のトマト分離装置の側面図である。
この先願発明に係るトマト分離装置４は、一定間隔で並べられた多数の縦ロッド（前後方向のロッド）４１ａ，４１ａ…の前後両端に固定された下部ブラケット４１ｃ，４１ｃ…を前後の横ロッド（左右方向のロッド）４１ｂ，４１ｂで一体化した分離棚４１を備えており、この分離棚４１は、支持フレーム４６上の前後左右に設けたクランク４２，４２…によって支持されている。
【００１２】
上記支持フレーム４６は、その先端部が横方向に伸びる枢支軸４７により回動自在に支持され、その反対側の後端部が油圧シリンダー４８によって支持されており、この油圧シリンダー４８を伸縮させることにより上記支持フレーム４６が枢支軸４７を中心に回動されて、上記分離棚４１の水平に対する傾斜角度θを調節することができる。この分離棚４１は、分離作業効率を向上させるために、図２−２（ａ）に示されるように、前下がりに少し（例えば、２〜３度(標準傾斜角度)）傾斜した状態で支持されている。
【００１３】
上記支持フレーム４６の側面には、図２−２（ａ）に示すような傾斜角度表示器９０が取り付けられている。参考までにこの傾斜角度表示器９０についてその概略を説明すれば、当該傾斜角度表示器９０は、上記支持フレーム４６の側面に固定された角度表示板９１と、上記分離棚４１の傾斜角度θ（支持フレーム４６の傾斜角度と同じ）を示す基準指針９２ａと、重力によって常に垂直下方を示す可動指針９２ｂとを備えている（図２−２（ｂ）参照）。この基準指針９２ａは、可動指針９２ｂとのずれ角度によって分離棚４１の水平に対する傾斜角度θを示すので、上記油圧シリンダー４８を伸縮させることにより、分離棚４１の傾斜角度θを所望の角度に合わせることができる。
したがって、トマト収穫機が圃場の傾斜によって前後方向に傾いている場合でも、可動指針９２ｂは常に垂直下方を示すので、基準指針９２ａの表示と可動指針９２ｂの表示とのずれ角度を検知することによって、分離棚４１の傾斜角度θを標準傾斜角度（最も分離効率の高い適正な傾斜角度）に合わせることができる。
【００１４】
また、上記支持フレーム４６には、中央のチェーンスプロケット４４ａ、前後のチェーンスプロケット４４ｂ、伝動チェーン４５から成るチェーン伝動機構が設けられており、上記前後左右のクランク４２，４２…を同速度で同方向に回転駆動させることができる。これにより上記分離棚４１を上下及び前後方向にクランク運動させることが可能である。
【００１５】
以上のような構成を有するトマト分離装置４において、前後左右のクランク４２，４２…が上記チェーン伝動機構により回転駆動されると、分離棚４１は上下及び前後方向にクランク運動するので、引き上げコンベヤ３で引き上げられて分離棚４１上に落とされたトマトの茎葉Ｐは、その上で繰り返し跳ね上げ（斜め後方へ）られて少しずつ後方（図２−２（ａ）の右方向）へ送られる。このときの跳ね上げと落下による衝撃でトマトの果実は枝から分離され、分離棚４１の多数の縦ロッド４１ａ，４１ａ…の隙間から良否仕分け装置５のコンベヤチェーン上に落下する。そして、果実が分離された茎葉Ｐは、分離棚４１の後端部から後方へ放出される。
【００１６】
上記分離棚４１のクランク運動によるトマトの分離精度は、茎葉Ｐが分離棚４１上で跳ね上げられる高さとその回数によって左右される。この跳ね上げ高さと跳ね上げ回数は、上記分離棚４１のクランク運動の回転速度とそのストローク、及び上記分離棚４１の前下がりの傾斜角度θの如何によって変わる。
そして、上記分離棚４１のクランク運動の速度とそのストロークが一定の場合には、この分離棚４１の１回の跳ね上げによる茎葉Ｐの後方への送り量（移動長さ）は、上記分離棚４１の前下がり傾斜角度θの増減により変化するので、茎葉Ｐが分離棚４１の後端部から後方へ放出されるまでに跳ね上げられる回数は、上記分離棚４１の傾斜角度θを増減することによって調節することができる。
【００１７】
以上のように、先願発明のトマト分離装置では、トマトの繁茂状態や成熟状態、又は圃場の地形による傾斜に関わらず、必要な回数だけ分離棚４１上で茎葉Ｐが跳ね上げられるように、分離棚４１の傾斜角度θを調節することができる。なお、トマトの繁茂状態や成熟状態が普通であれば、数回の跳ね上げ動作でトマトは十分に分離されるが、１０回のジャンプによってほぼ完全に分離される。
【００１８】
トマト収穫機によるトマトの収穫では、茎葉Ｐは掻き上げ装置１の先端部分で少し掻き上げられて後に根元カッターＣで根元の少し上部で切断され、その結果、個々の太い茎Ｐａ（図２−１（ｂ）参照）が切断されたときとほぼ同じ状態で分離棚４１上に落とされる（図８参照）。
他方、分離棚４１の縦ロッド４１ａの間隔は振り落とされた果実が容易にすり抜ける程度の大きさでなければならず、かつ、互いに個々の茎Ｐａがすり抜けることがない程度であることが必要である。そして、この間隔（ピッチ）は７５〜９５ｍｍ程度が適当であり、上記先願発明である従来技術（以下、従来技術という。）では８５ｍｍである。
【００１９】
また、トマト分離装置４はカウンタバランサーを備えていて、分離棚４１のクランク運動による振動・衝撃を可及的に抑制しているが、分離棚４１上の茎葉Ｐの量の変動に伴ってクランクに対する負荷が変動するので、このためにバランスが崩れて振動・衝撃が大きくなることが避けられない。
したがって、分離棚４１のクランク運動の駆動速度は、その負荷が最大又は最小の時にもその振動・衝撃が許容限度を超えることのない範囲に限られる。
他方、分離棚のクランク運動に対する負荷は、機械的な部分（分離棚４１等のクランク運動する機械部）と分離棚上の茎葉であり、分離棚上の茎葉の重さはトマトの繁茂状況にもよるが、概略的にいえば０〜最大３ｋｇの範囲で変動する。したがって、回転速度はこのような重量変動に対応できる速さでなければならず、また、必要な跳ね上げ高さが得られる速さでなければならない。従来技術における回転速度は毎秒５〜６回の速さである。
また、クランク運動のクランク半径は駆動速度（回転速度）とともに分離棚の跳ね上げ性能と送り性能に大きく関係する。回転速度が毎秒５〜６回であるとき、クランク半径は４５〜５５ｍｍが適当であり、従来技術では５０ｍｍである。
【００２０】
〔従来技術(先願発明)のトマト分離装置の問題点〕
次に、以上のような機構・構造を備えた従来技術に係るトマト分離装置における問題点について説明する。
トマト分離装置４の分離棚４１は、そのクランク運動によって、茎葉Ｐを跳ね上げ、また、少しずつ後方に送るが、茎葉Ｐが分離棚４１に引っ掛かると、分離棚４１と一体になってクランク運動するようになり、このために跳ね上げや後方への送りが行われず、茎葉Ｐが分離棚４１上に滞留することになる。
【００２１】
先行する茎葉Ｐが分離棚４１上に滞留すると、その上に後続の茎葉Ｐが追いついてこれに重なり、そうすると下側の茎葉Ｐがクッションになる等のために上側の茎葉Ｐも正常に跳ね上げられなくなって分離棚上で滞留するようになる。  他方、後続の茎葉が次々に分離棚に供給されるので、滞留したトマトの茎葉Ｐの上に後続のものが次々に重なって山積みになる。
【００２２】
茎葉Ｐの根部近傍部には短くて硬い小枝が突出していることが多く、この小枝が上記分離棚４１を構成する多数の縦ロッド４１ａ、４１ａ…の隙間に進入し、この縦ロッド４１ａの下側に入り込んで引っ掛かることがある。
さらに、茎葉Ｐが分離棚に落ちるときに上記分離棚４１の多数の縦ロッド４１ａ，４１ａ…の隙間に小枝が差し込まれ、次の跳ね上げ動作時に縦ロッドに引っ掛かっり、このために跳ね上げ動作が阻害されることがある。このように縦ロッド４１ａの間に差し込まれた小枝が引っ掛かって茎葉Ｐが分離棚４１から跳ね上げられないか、又はその跳ね上げ高さが著しく不十分であると、後方への送りが微小になり、その結果、茎葉Ｐの上に後続の茎葉Ｐが重なり、後続の茎葉Ｐの跳ね上げや後方への送りが正常に行われず、次々に山積みになることもある。
【００２３】
以上のようにして  茎葉Ｐが分離棚４１に引っ掛かって分離棚上で一時滞留することがあっても、分離棚の激しいクランク運動（毎秒数回）で揺さぶられてほとんど外れるので、茎葉が完全に停滞して分離棚上に山積みになってしまうという現象が頻繁に生じるわけではない。しかし、上記分離棚４１で茎葉Ｐが停滞して山積みになってしまうと、作業者はトマト収穫機の走行を一旦停止させて収穫作業を中断して、山積みになった茎葉Ｐを分離棚４１から取り除かなければならないことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
以上の問題を解消するために、本発明は、茎葉の小枝が分離棚の縦ロッドの間の隙間に差し込まれてそれが引っ掛かっても、分離棚のクランク運動で強制的に外されるように、分離棚の機構・構造を工夫することをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、一定間隔で配置された多数の縦ロッドで構成された分離棚を備え、当該分離棚の下方にあって当該分離棚を駆動する前後左右の４つのクランクを備えていて、分離棚上の茎葉を跳ね上げて茎葉からトマトの果実を振り落として分離するトマト収穫機のトマト分離装置を前提として、分離棚の中央の縦ロッド２〜３本を他の縦ロッドから分離してこれを中央補助部とし、残りの左右両側の縦ロッドを左右主体部として、当該中央補助部と左右主体部をそれぞれ別のクランクで同一速度で駆動し、上記中央補助部のクランク運動の回転位相が上記左右主体部のクランク運動に対して１８０度遅れるようになっていることである。
なお、上記の「多数の縦ロッド」は、分離棚の横幅の如何にもよるので必ずしも特定の限定的な本数を意味するものではないが、縦ロッドのピッチが従来技術の分離棚と同じ８５ｍｍであるとすれば、１０〜１４本であり、従来技術の分離棚では１２本である。
【発明の効果】
【００２６】
繁茂したトマトが根元カッターＣで刈り取られ（図２−１（ｂ））、数本の茎Ｐａの根部近傍部が内側に、そして枝葉部が左右外側に拡がった状態で掻き上げ装置１で掻き上げられた後、引き上げコンベヤ３で引き上げられてその後端からトマト分離装置４の分離棚４１上に落とされるので、トマトの茎葉の根部近傍部が分離棚４１の中央補助部Ｂに落下し、その外側の枝葉部が左右主体部Ａに落下する。
【００２７】
分離棚の中央補助部Ｂと左右主体部Ａとが互いに１８０度の回転位相差をもって同一速度でクランク運動するので、中央補助部Ｂと左右主体部Ａとは互いに反対方向に上下動する。このように左右主体部と中央補助部とが互に反対方向に上下動して、中央補助部がＢが下降して左右主体部Ａが上昇するとき、茎葉Ｐの根部近傍部は当該中央補助部Ｂから強制的に引き離され（図８（ニ）参照）、また、中央補助部Ｂが上昇して左右主体部が下降するとき、根部近傍部が押し上げられてその周辺部まで左右主体部Ａから強制的に引き離される（図８（ロ）（ヘ）参照）。
そして、このとき、上記左右主体部Ａ、中央補助部Ｂがそれぞれ毎秒数回の速さで交互に上下動するので、茎葉Ｐの根部近傍部の小枝や茎葉部の小枝が縦ロッド４１ａの間の隙間に差し込まれて引っかかっても、その引っ掛かりは強制的に外される。
【００２８】
なお、トマト分離棚の幅がピッチが８５ｍｍで縦ロッド１２本分であるとき、中央補助部Ｂの幅は縦ロッド２〜３本分であるから、左右本体部に比して幅が極めて狭い。したがって、中央補助部Ｂによって根部近傍部が押し上げられるけれども、根部近傍部の狭い範囲に当たって押し上げられるに過ぎないので、これによって茎葉Ｐが跳ね上げられて格別後方に送られることは殆どない。
なお、中央補助部Ｂが回転位相差１８０度をもって左右主体部Ａと同一速度でクランク運動するので、これが左右主体部のクランク運動に対するカウンターバランサーとしても機能する。したがって、従来技術の場合に比して、左右主体部Ａのクランク運動に対するカウンターバランサーとして付加されるウエイトの重量が中央補助部Ｂがある分だけ軽減される。これもこの発明の大きな利点である。
【００２９】
〔実施態様〕
〔中央補助部と左右主体部について〕
縦ロッド間の間隔は一定であり、中央補助部と左右主体部はその縦ロッドの数が大きく異なる。
そして、中央補助部Ｂの幅は分離棚４１上に広がっている茎葉Ｐの根部近傍部を押し上げるものであるから、それに足るものでなければならない。他方、左右主体部Ａの幅は根部近傍部から先の枝葉部を押し上げ跳ね上げて間欠的に後方へ送る作用を奏するものであるから、これに足るものでなければならない。
【００３０】
従来技術の分離棚４１は１２本の縦ロッド４１ａ（ピッチ８５ｍｍ）によるものであり、本願発明の分離棚４１の幅がこれと同じであるときは、中央補助部の縦ロッドの本数は２〜３本に限られ、これ以下でもこれ以上でもうまく機能しない。即ち、１本であると、茎葉Ｐの根部近傍部が分離棚の中央部から引き離されないことが多く、他方、４本以上になると、中央補助部Ｂによる跳ね上げ作用を生じるようになり、その結果、分離棚による後方への送りが著しく速くなってトマトの分離が不十分になる。
【００３１】
上記のように後方への送りが著しく速くなるのは、中央補助部Ｂの若干の跳ね上げによる後方への送りが加わることの外、中央補助部Ｂで若干跳ね上げられる分だけ、次に左右主体部Ａによって跳ね上げられるときのそのタイミングが微妙に遅くなり、このために、左右主体部Ａによる後方への送り作用が強くなることによるものと思われる。そして、この傾向は中央補助部Ｂの縦ロッド４１ａの数が多いほど強くなる。
【００３２】
〔クランクの回転速度〕
クランク４２の回転速度は５〜６回／秒が適当である。
クランクの回転速度が速すぎると、分離棚４１の振動・衝撃が強くなり、このためにトマト分離装置４は円滑に作動しなくなる。また、回転速度が速すぎると、茎葉Ｐの跳ね上げ高さが高すぎて、分離棚の縦ロッド４１ａとの衝突によってトマトが傷付き易くリスクが大きくなる。
他方、クランクの回転速度が遅すぎると、分離棚４１による茎葉Ｐの跳ね上げ高さが不十分になり、その結果、所要のトマト分離作用を奏し得なくなる。
【００３３】
〔クランクのストローク〕
クランク４２の回転速度が５〜６回／秒であるとき、クランクストロークは８０〜１００ｍｍが適当である。
分離棚４１による茎葉Ｐの跳ね上げ高さはクランクストロークに比例するから、跳ね上げ高さを一定としつつ、ストロークを加減することで多少回転速度を加減することはできる。
クランク４２の回転速度が一定でクランクストロークが大きすぎると、分離棚の跳ね上げ高さが高すぎて分離棚との衝突でトマトが損傷を受け易くなり、また、クランク運動に対する茎葉による負荷変動の影響が大きくなって、分離棚の振動の増分が大きくなる。
逆に、分離棚４１のクランクストロークが小さすぎると、分離棚による跳ね上げ高さが不足して、トマト分離能力が得られなくなる。
【００３４】
〔分離棚の標準傾斜角度〕
分離棚４１が、前下がりに傾斜しているのは、当該分離棚のクランク運動で茎葉Ｐが跳ね上げられて後方に送られる速度を抑制して、必要な跳ね上げ回数を確保するためであり、分離棚４１の標準傾斜角度は２〜３度で十分である。
上記のとおり、茎葉の跳ね上げ高さは分離棚との衝突によるトマトの損傷を防止するために制限され、後方への送り速さは、必要な跳ね上げ回数を確保するために制限される。そして、適切な跳ね上げ高さと跳ね上げ回数は、クランクの適切な回転速度とストロークと分離棚４１の適切な傾斜角度とによって実現される。
クランク４２が適切な回転速度とストロークで運転されるときに、分離棚４１の標準傾斜角度が大きすぎると後方への送りが不足して跳ね上げ回数が多くなり、そのため分離作業能率が低下してしまう。他方、標準傾斜角度が小さすぎると後方への送りが速すぎて跳ね上げ回数が不足し、トマトの分離精度が低下してしまう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】は、従来の加工用トマト収穫機の全体側面図
【図２】は、従来の加工用トマト収穫機の全体平面図
【図２−１】（ａ）は、従来の加工用トマト収穫機のトマト分離装置における分離棚の縦ロッドの配置を示す斜視図、（ｂ）は加工用トマトの茎葉での刈り取り高さを示し、また根部近傍部と枝葉部を模式的に示す説明図
【図２−２】（ａ）は、従来の加工用トマト収穫機におけるトマト分離装置の側面図、（ｂ）は同トマト分離装置に付設されている傾斜角度表示器の正面図
【図３】は、本発明の実施例のトマト分離装置における分離棚とその支持フレームの斜視図
【図４】は、同実施例のトマト分離装置の分離棚における主体棚の斜視図
【図５】は、同実施例のトマト分離装置の分離棚における補助棚の斜視図
【図６】は、同実施例の上記補助棚及び主体棚の駆動機構を示す斜視図
【図７】は、同実施例のクランクによる駆動機構と上記補助棚及び主体棚のクランク運動を模式的に示す説明図
【図８】は、実施例の分離棚における左右主体部Ａと中央補助部Ｂの上下動と、跳ね上げられる茎葉との関係を模式的に示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
この実施例は、標準的なトマト栽培圃場での収穫作業を前提として、収穫作業能力が約２〜３トン／時間のトマト収穫機におけるトマト分離装置の例である。
そして、実施例における分離棚４１はその横幅が８００ｍｍ、前後方向長さが１６００ｍｍであり、そして、互いに別々に駆動される主体棚４１Ａと補助棚４１Ｂとによって構成されているものであり（図３参照）、主体棚４１Ａは左右の前後方向連結部材６０ａ，６０ａと前後の支持部材７０ａ，７０ａによる四角な枠体と、左右各４本の縦ロッド４１ａによるものであり、上記前後方向連結部材６０ａ，６０ａは上記左右各４本の縦ロッド４１ａと略同じ形状と機能を有しているので、上記主体棚４１Ａは全体で１０本の縦ロッド４１ａを備えていることになる（図４参照）。また、補助棚４１Ｂは左右の前後方向連結部材６０ｂ，６０ｂと前後の支持部材７０ｂ，７０ｂによる四角な枠体と、２本の縦ロッド４１ａによるものである（図５参照）。
そして、これらの縦ロッド４１ａは前後の下部ブラケット４１ｃを介して前後の支持部材７０ａ，７０ｂに固着して支持されている。
【００３７】
なお、縦ロッド４１ａは上記従来技術と同じくピッチ８５ｍｍで配列されており、その直径は１７ｍｍである。
主体棚４１Ａ，補助棚４１Ｂは共に多くの茎葉Ｐが載った状態で縦ロッド４１ａの前後両端部を振られて激しく上下方向に振動するものであるから、強くて撓みの少ないものである必要があり、この実施例では鋼板材と鋼棒材で構成されている。
【００３８】
主体棚４１Ａは前後方向連結部材６０ａの下部ブラケット５６，５６を介して前後左右の合計４つのクランク４２に支持されており、また、補助棚４１Ｂは前後方向連結部材６０ｂの下部ブラケット５５，５５を介して前後左右の合計４つのクランク４２に支持されている（図３参照）。
前後左右のクランク４２は、上記従来技術のトマト分離装置と同様に支持フレーム４６に取り付けられ、支持フレーム４６はその前方の下部ブラケット４６ａが枢支軸４７で枢支されており、また、その後方が油圧シリンダ４８で支持されている。そして、この油圧シリンダー４８の伸縮によって枢支軸４７を支点とする後上がり（前下がり）の傾斜角度θが調節される（図２−２（ａ）参照）。
【００３９】
前後左右のクランク４２は、断面Ｕ型の支持ブラケット５０に回転軸５３を介して支持された左右一対のクランク円盤５１ａ，５１ｂと、上記回転軸５３に固定されたチェーンスプロケット５２を備えている（図６参照）。クランク円盤５１ａと５１ｂの互いに反対側の側面にそれぞれクランクピンｐ１，ｐ２があり、これらのクランクピンｐ１，ｐ２はともにその回転半径が５０ｍｍであり、クランク円盤５１ａ，５１ｂの回転軸心に対して互いに反対側の位置に回転軸５３と並行に突設されており、両クランクピンｐ１，ｐ２は回転位相差が１８０度である。
そして、外側（分離棚の左右方向外側）のクランク円盤５１ｂのクランクピンｐ２が補助棚４１Ｂの前後の下部ブラケット５５，５５に連結されており（ただし、後方の下部ブラケット５５はコネクティングロッド５５ａを介している。図５参照）、内側（分離棚の左右方向内側）クランク円盤５１ａのクランクピンｐ１が主体棚４１Ａの前後の下部ブラケット５６，５６に連結されている（ただし、後方の下部ブラケット５６はコネクティングロッド５６ａを介している。図４参照）。
【００４０】
上記のように、前後左右のクランク４２のクランクピンｐ１，ｐ２は同一回転半径で回転位相が互いに１８０度ずれているから、中央補助部Ｂの支持部材７０ｂと左右主体部Ｂの支持部材７０ａは１８０度の回転位相差を以て同一方向、同一回転半径５０ｍｍで回転し、上下方向及び前後方向に離間、接近を繰り返すが、これらは予め前後方向に離間して配置されているので、クランク運転中に最接近しても互いに干渉することはない。（図７（イ）〜（ニ）参照）
【００４１】
分離棚４１上の茎葉Ｐは、左右主体部Ａによって分離棚４１で大きく跳ね上げられ（この例では概略２００ｍｍ）、再び分離棚４１上に落下する。このように茎葉Ｐは分離棚４１上で繰り返し跳ね上げられて（この例では約１０回）少しずつ後方に送られて後方に放出される。分離棚４１上で約１０回跳ね上げられるとトマトは十分に分離されるので、分離棚上での跳ね上げ回数をこれ以上にする必要はない。
【００４２】
なお、茎葉はほぼ２００ｍｍ跳ね上げられるが、この跳ね上げサイクルは跳ね上げ速度、跳ね上げ方向及び重力加速度等と関係し、他方、左右主体部Ａ、中央補助部Ｂのクランクサイクルはクランク円盤の回転速度によって決まる。したがって、茎葉の跳ね上げサイクルは左右主体部Ａ、中央補助部Ｂの上下動サイクル（毎秒５〜６回）とは明らかに異なるので、跳ね上げサイクルとクランクサイクルは同調しながらリズミカルに為されるわけではない。それゆえ、茎葉は、毎秒数回の速さで上下動する左右主体部Ａ、中央補助部Ｂ分離棚によって激しく不規則に交互に突き上げられることになる。
なお、前後左右合計４つのクランク４２は、駆動軸ｓ、中央の中継チェーンスプロケット４５ａと伝動チェーン４５，４５を介して同期運転され、油圧モーターｍによって駆動される（図６参照）。
【００４３】
左右主体部Ａと中央補助部Ｂのクランクによる上下運動と、これによる茎葉Ｐの上下運動を単純化して模式的に示せば図８の（イ）〜（ヘ）のようである。
すなわち、中立位置（イ）から左右主体部Ａが下降して中央補助部Ｂが上昇し（ロ）、次いで、左右主体部Ａが上昇して中央補助部Ｂが下降し中立位置（ハ）になり、さらに、左右主体部Ａが上昇して中央補助部Ｂが下降し（ニ）、そしてまた、左右主体部Ａが下降し中央補助部Ｂが上昇し中立位置（ホ）になり、さらに、左右主体部Ａが下降して中央補助部Ｂが上昇する（ヘ）、という動作が繰り返される。
【００４４】
そして、茎葉Ｐが分離棚４１上に落とされる（図８（イ））と、茎葉Ｐはその根部近傍部が中央補助部Ｂで押し上げられてその周辺部が左右主体部Ａから強制的に引き離される（ロ）。次いで、左右主体部Ａが上昇し、中央補助部Ｂが下降することで、枝葉部全体が押し上げられて根部近傍部が中央補助部Ｂから強制的に引き離される（ニ）。
茎葉Ｐが分離棚上に落下するとき、仮にその小枝が縦ロッド４１ａの間に差し込まれて引っ掛かったとしても、それは茎葉Ｐが左右主体部Ａ、中央補助部Ｂから引き離されるときに強制的に外される。
【００４５】
〔比較例〕
比較例１は上記実施例について、１つおきの縦ロッド４１ａをそれぞれ一群のものとし、これらを６本一組とした第１の分離棚、第２の分離棚とし、これら組み合わせて分離棚４１を構成し、上記の第１分離棚、第２分離棚を前後左右のクランク４２で別々に駆動するものである。なお、比較例１の第１分離棚、第２分離棚は、上記実施例と同様に回転位相が１８０度ずらされて同速度で駆動される。
この比較例１における第１の分離棚と第２の分離棚は主体部と補助部の区別が無く、また、中央部と左右両部の区別がないので、第１、第２の両分離棚はそれぞれ茎葉Ｐの根部近傍部及び枝葉部を同時に押し上げるので、交互に同様の跳ね上げ作用を奏する。
【００４６】
比較例１のクランクの回転速度とクランク半径は上記実施例と同じであるから、茎葉Ｐが従来技術による場合のほぼ２倍の頻度で跳ね上げられることになり、したがって、後方への送り速度が著しく速くなり、このために必要なトマト分離がなされないことになる。
また、跳ね上げ動作が従来技術の２倍の速さでなされるので、分離棚の振動・衝撃が著しく激しくなる。
さらにまた、上記第１の分離棚、第２の分離棚の縦ロッド４１ａの間隔が左右主体部Ａ、中央補助部Ｂのそれより著しく大きい（２倍）ので、第１の分離棚、第２の分離棚の縦ロッド４１ａの間に小枝が差し込まれる可能性が高く、また、縦ロッド４１ａの間に茎葉が落ち込む可能性がある。
【００４７】
比較例２は、中央補助部Ｂの縦ロッド４１ａを４本にしたものである。
これは中央補助部Ｂの幅が広くかつ重くなって分離棚の振動が激しくなる。
そしてまた、中央補助部Ｂが枝葉部の少し広い範囲を押し上げるので、これが茎葉Ｐに対する跳ね上げ作用を奏するようになり、その結果、茎葉Ｐに対する後方への送りが顕著に加速される。
【００４８】
〔変形例１〕
分離棚４１の左右主体部Ａと中央補助部Ｂのクランク運動が同期していることがクランク運動のバランスを確保するため、また、機構を単純化するために必要不可欠である。しかし、中央補助部Ｂを駆動するクランクのストロークについては、これを左右主体部を駆動するクランクのそれと異ならせることができる。
これによって、中央補助部Ｂのストロークを小さくしてその作動の衝撃を低減することが考えられる。この変形例の特性については確認していないが、中央補助部Ｂのストロークを必要十分な範囲において自由に選択することも可能であると思われる。
【００４９】
〔変形例２〕
上記実施例の分離棚４１は鋼板、鋼棒を素材としている。その理由は廉価で強度が高く、加工性に優れ、現場での補修が容易であるからである。
他方、分離棚の素材は軽くて強い材料であることが好ましい。軽いほどクランク運動の振動、衝撃が小さくて作動が軽快になり、また、強いほど激しい上下動による撓みが小さく、したがって、撓みによる振動増幅が小さい。
このようなことから、軽量化のためにアルミ金属材、硬質プラスチックを使用することも可能であり、必要な強度を確保するためにこれらを鉄材と組み合わせて複合材にすることも考えられる。しかし、これについては、製造コスト、補修コスト等をも勘案して選択する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特開平６−４６６４７号公報
【特許文献２】特願２０１３−５５２７２
【符号の説明】
【００５１】
１：掻き上げ装置
２：掻き上げ助勢装置
３：引き上げコンベヤ
４：トマト分離装置
５：良否仕分け装置
７：選別コンベヤ
８：引き上げコンベヤ
４１：分離棚
４１ａ：縦ロッド
４１ｂ：支持部材（横ロッド）
４１ｃ：下部ブラケット
４１Ａ：主体棚
４１Ｂ：補助棚
４２：クランク
４４ａ、４４ｂ：チェーンスプロケット
４５：伝動チェーン  
４５ａ：中継スプロケット
４６：支持フレーム
４６ａ：下部ブラケット
４７：枢支軸
４８：油圧シリンダー
５０：支持ブラケット
５１ａ，５１ｂ：クランク円盤
５３：回転軸
５５，５６：下部ブラケット
５５ａ，５６ａ：コネクティングロッド
６０ａ，６０ｂ：前後方向連結部材
７０ａ，７０ｂ：支持部材
Ａ：左右主体部
Ｂ：中央補助部
ｍ：油圧モータ
Ｐ：茎葉
Ｐａ：茎
ｐ１，ｐ２：クランクピン
θ：傾斜角度
【要約】
【課題】加工用トマトの茎葉の小枝が縦ロッドの間の隙間に差し込まれてそれが分離棚に引っ掛かっても、それが分離棚のクランク運動で強制的に外されるように、分離棚の機構・構造を工夫すること。
【解決手段】等間隔に離間している多数の縦ロッド(41a)による分離棚(41)をクランク(42)で駆動して、これを上下方向及び前後方向にクランク運動させることによって、分離棚上のトマトの茎葉(P)から果実を振り落とす加工用トマトのトマト分離装置を前提として、多数の縦ロッドによる分離棚の中央の縦ロッド２〜３本を他の縦ロッドから分離してこれを中央補助部(B)とし、残りの左右両側の縦ロッドを左右主体部(A)として、当該中央補助部と左右主体部をそれぞれ別のクランクで同速度で駆動すること。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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