(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が農産物表面に対向するように開口しかつ後端が流体圧力源に連通されるシリンダ室を形成するシリンダと、後端が前記シリンダ室に臨むように前記シリンダに嵌挿滑合されかつこのシリンダ室に圧力流体が供給されることで前記シリンダの先端開口前方に位置する農産物を打撃するようにストロークするピストンと、このピストンを常時は前記シリンダ後端側の初期位置に偏倚保持させる偏倚手段と、前記ピストンを前記初期位置からシリンダの先端開口前方にストロークさせるための圧力流体を前記シリンダ室に供給する圧力流体供給手段と、前記ピストンが初期位置からシリンダの先端開口前方に一定長ストロークしたときにシリンダ室内の圧を外部に逃す圧力開放手段とを備え、前記圧力流体供給手段によりシリンダ室に供給する圧力流体の圧は、前記ピストンが農産物に対してその内部品質を検査するのに適した打撃を与える加速度となるように設定されていることを特徴とする農産物内部品質検査用の打撃装置。
【請求項２】
前記圧力開放手段は、前記シリンダ周壁部の内周面に形成された周溝と、前記シンリダ周壁部を径方向に貫通すると共に該周溝と連通し、該シリンダ室内の圧を外部に開放する通路と、を有し、前記ピストンが一定長ストロークした位置で該ピストンの後端から後方に形成される該シリンダ室内と前記周溝とが連通することを特徴とする請求項１に記載の農産物内部品質検査用の打撃装置。
【請求項３】
前記シリンダは、打撃ストロークしたピストンが初期位置に復帰する際に係合する衝撃緩衝手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の農産物内部品質検査用の打撃装置。
【請求項４】
前記ピストンのストローク方向が農産物の最大外径の表面から果心方向に向く姿勢にシリンダを移動させるシリンダ移動手段を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の農産物内部品質検査用の打撃装置。
【請求項５】
前記ピストンの先端には、農産物打撃用の軟質弾性体を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の農産物内部品質検査用の打撃装置。
【請求項６】
前記シリンダを、農産物から離間退避した非打撃位置と、農産物に近接した打撃位置との間で移動させるシリンダ移動手段を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の農産物内部品質検査用の打撃装置。
【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，機械的に検査するための農産物の内部品質検査に用いる打撃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マイクロホン等の振動波検出装置との組合せにより構成されている。
【０００３】
前者の機械的な打撃手段としては振り子式のものが知られており、打撃時の反動で振り子下端のハンマーヘッド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とされている。具体的には、例えば特開平２−３１０４６５号公報では、振り子ロッド下端のハンマーヘッドが自由揺動する方式のノイズ取り込みが少ない打撃手段が開示され、また打撃により農産物の表面等を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。
【０００４】
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、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ようにした機構を含めて提案されている。
【０００５】
これらとは別に、特開平１−２７４０６０号公報，特開平１−２１７２５５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。
【０００６】
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打撃装置は、ハンマーシャフト下端のハンマーヘッドが打撃反力で跳ね返えされないため、打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には、当該ノイズを除去する補正処理が必要になるという難がある。
【０００７】
また、ハンマーヘッドが自由揺動する方式とは異なり、打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ため、制御が複雑になるという問題もある。
【０００８】
【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のに用いる打撃式装置は従来から提案され実施されているが、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装置を構築するためには、未だ解決すべき課題がある。
【０００９】
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自由揺動で打撃を与えるようにすることで振動波に含まれるノイズを防げる点で優れているが、振り子を自由揺動式させる方式であるため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２度打ちの問題がある。
【００１０】
また、別の課題として、農産物を打撃する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ている。
【００１１】
すなわち、一般に、上記のような西瓜等の球塊状の農産物を打撃した時に発生する振動を利用して内部品質を検査するためには、個々の農産物間の検査条件をできるだけ共通にする必要があり、このために通常は、農産物の最大外径位置で打撃方向を果心に向けて打撃することが考えられる。また条件一致のためには、打撃装置は、大きさの異なる例えば西瓜の一つ一つに対して位置（高さや近接距離）移動できるように設けることが望まれる。また、工業的規模の選果作業では生産性の向上や省力化のためにコンベア装置等で搬送しながら上記検査を行なうのが普通であり、この搬送の邪魔にならないように打撃装置は搬送路上に対して接近・離間できるように設ける必要がある。
【００１２】
これらのことから、一般に打撃装置は所定の移動機構を伴って構成されるので、この移動の時間が長くなれば生産性は低下し、また移動機構が複雑で大型化するとコストが嵩み、また設置空間も大きくなって、設備全体の大型化を招く。
【００１３】
したがって、これらの問題をできるだけ軽減することが望ましく、打撃装置は簡易な構造でかつ小型のものであることが望まれるのである。
【００１４】
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。
【００１５】
【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内部品質検査装置用の打撃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。
【００１６】
請求項１の農産物内部品質検査用の打撃装置の発明は、先端が農産物表面に対向するように開口しかつ後端が流体圧力源に連通されるシリンダ室を形成するシリンダと、後端が前記シリンダ室に臨むように前記シリンダに嵌挿滑合されかつこのシリンダ室に圧力流体が供給されることで前記シリンダの先端開口前方に位置する農産物を打撃するようにストロークするピストンと、このピストンを常時は前記シリンダ後端側の初期位置に偏倚保持させる偏倚手段と、前記ピストンを前記初期位置からシリンダの先端開口前方にストロークさせるための圧力流体を前記シリンダ室に供給する圧力流体供給手段と、前記ピストンが初期位置からシリンダの先端開口前方に一定長ストロークしたときにシリンダ室内の圧を外部に逃す圧力開放手段とを備え、前記圧力流体供給手段によりシリンダ室に供給する圧力流体の圧は、前記ピストンが農産物に対してその内部品質を検査するのに適した打撃を与える加速度となるように設定されていることを特徴とする。
【００１７】
圧力流体供給手段によりシリンダ室に供給する圧力流体の圧の大きさは、ピストンが農産物を打撃するための強さと、シリンダ室の圧力が前記圧力開放手段により外部に逃され、更に農産物を打撃するまでのピストン移動距離、及び偏倚手段の保持力の大きさにより決められる。この圧力流体には、一般的にはエアが用いられ、また上記ピストンを初期位置に偏倚させる偏倚手段は、一般的にはコイルスプリングによって構成されるが、いずれも限定されるものではない。
【００１８】
なお上記の打撃装置は、振動波検出手段と共に組み合わせて用いられ、マイクロホン等の既知の一般的なものを用いることができる。
【００１９】
上記打撃装置により検出された農産物の打撃による振動波信号は、農産物内部の状態（熟度、空洞等の内部欠陥など）に由来する上方を含んでいるので、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その状態（品質）を解析することができる。
【００２０】
この発明によれば、例えばエア圧を開閉弁を介してシリンダ室に瞬間的に供給することでピストンを農産物打撃のためにストロークさせ、しかも一定長のストロークをした時点でシリンダ室内のエア圧を外部に逃がすので、振り子の自由揺動と同様の慣性力による打撃を行なうことができ、また農産物打撃後には、ピストンはリターンスプリング（コイルスプリング）等の偏倚手段による初期位置への戻り力のみが作用するので、ピストンによる農産物の二度打ちは確実に防止できる。
【００２１】
また、従来の振り子自由揺動式のものは基本的に打撃方向が水平方向に限定されるのに対し、この発明の打撃装置によれば、同じく慣性力を利用するものであるが打撃方向は限定されず、垂直方向（下向き，上向き）等からの打撃により発生する振動の検出もできるので、一つの農産物について例えばｘ，ｙ，ｚの直交３軸方向からの打撃をそれぞれ行なって、精度の高い内部品質検査が実現できるという利点がある。
【００２２】
請求項２の発明は、上記発明において、前記圧力開放手段は、前記シリンダ周壁部の内周面に形成された周溝と、前記シンリダ周壁部を径方向に貫通すると共に該周溝と連通し、該シリンダ室内の圧を外部に開放する通路と、を有し、前記ピストンが一定長ストロークした位置で該ピストンの後端から後方に形成される該シリンダ室内と前記周溝とが連通することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、シリンダ室内の圧力を外部に逃がすのは打撃を行なうピストンの動きだけに依存し、圧力開放専用の機械的な駆動部分がないので部品の消耗や故障の虞れは殆どない。
【００２４】
請求項３の発明は、上記の発明において、シリンダは、打撃ストロークしたピストンが初期位置に復帰する際に係合する衝撃緩衝手段を有することを特徴とする。
【００２５】
上記の衝撃緩衝手段は、例えばスポンジ等の弾性体を用いて、ピストンが打撃反力及び上記リターンスプリングのバネ力で初期位置方向に復帰するときに、固定部に係合する際の衝撃を緩和するように構成することができる。
【００２６】
この発明によれば、ピストンやシリンダ等に衝撃的な力を与えることを緩和できるでので、装置を長期に渡り安定して使用することができ、経時的に打撃装置の動作に狂いが生ずる不具合を低減できる。
【００２７】
請求項４の発明は、上記の各発明において、ピストンのストローク方向が農産物の最大外径の表面から果心方向に向く姿勢にシリンダを移動させるシリンダ移動手段を有することを特徴とする。なお上記「果心」は、球塊状農産物の幾何学的な中心をいうものとする。
【００２８】
この発明は、農産物に対する打撃条件を、個々の農産物の大きさの違いにできるだけ影響されずに一定になるようにしたことを特徴とする。
【００２９】
すなわち、本願発明の打撃装置は、搬送手段であるコンベアに連結されたバケット型の受皿、あるいは該コンベアに連結されていないフリートレイ式の受皿の上に載せて搬送される球塊状の農産物に対して用いられるものであり、受皿の搬送軌道が一定でかつ通常は逆円錐形の凹部にこの球塊状の農産物を載置して搬送するのが普通であるから、搬送農産物の果心は水平面内では上記逆円錐形凹部の中心にある。一方垂直面内では農産物の大きさ（直径）により上下方向の位置は一定しない。したがって、上記の打撃条件を一定にするためには、少なくとも上下方向については打撃装置を移動させる必要がある。また、制御の容易化のために打撃時のピストン速度を一定とするためにはピストンのストローク長を一定にする必要があり、打撃装置の農産物に対する距離を個々の農産物の異なる直径に応じて調整するために移動させる必要がある。
【００３０】
これらのことから、この発明においてより簡易な制御を行うためには、農産物の高さ寸法を測定する高さ測定手段を併設して、打撃装置のピストンのストロークが最適打撃高さで水平方向に行われるように設定して該打撃装置を上下方向に移動させる垂直移動手段を設け、また、最適打撃高さに移動した打撃装置を農産物との水平方向の距離が打撃最適位置にあるか否かを検出して、打撃最的位置に移動させる水平移動手段を設けたものが好ましい。このためには、農産物の大きさ（例えば高さ）を検出するセンサ、打撃装置の農産物との間の距離を計測する距離センサを併設することが好ましい。
【００３１】
この発明によれば、打撃装置を農産物に対する最適打撃位置に垂直移動、及び水平移動させることができ、こうすることにより、選別ラインを構成する搬送経路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。
【００３２】
請求項５の発明は、上記の各発明におけるピストンの先端に、農産物打撃用の軟質弾性体を備えたことを特徴とする。
【００３３】
上記の軟質弾性体としては例えばスポンジゴム等を例示することができ、この発明によれば、ピストンによって農産物を打撃する際の衝撃を調節することができるので、農産物のもつ固有振動数に近い固有振動数をもった打撃体（ハンマーヘッド）を構成することができ、衝撃を与えた際に発生する振動波の検出をノイズを少なくして、高い精度で取込むことができる。
【００３４】
請求項６の発明は、上記の各発明において、打撃装置を、農産物から離間退避した非打撃位置と、農産物に近接した打撃位置との間で移動させるシリンダ移動手段を有することを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、搬送手段で搬送される農産物の打撃による内部品質検査時に対して、非打撃時には打撃装置を農産物の搬送に干渉しない位置に退避させることができ、しかもこの際の打撃装置の構成は、ピストン−シリンダが上述のように簡易なものであるため移動手段も簡易に構成できる。
【００３６】
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、あるいは後述する実施の形態で説明するように、農産物の搬送を継続しながら打撃−振動検出を行うようにした内部品質検査装置に用いる場合に極めて有効である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
実施形態１
以下本発明を農産物を受皿に載せて搬送させながら内部品質を検査する農産物の内部品質検査装置に適用した場合の例に基づいて説明する。
【００３８】
本例の農産物の内部品質検査装置は、農産物を載せた受皿（この例では搬送コンベア４に連結されていない平面円形のフリートレイ５）の搬送方向に沿って往復動する一つの移動台１上に、エアシリンダ型の打撃装置２と、振動波を検出手段であるマイクロホン装置３とを、これらの打撃装置２とマイクロホン装置３が農産物に対するその作用方向を９０゜直交する角度をもつように搭載した例を示すものである。
【００３９】
なお図１〜図５はこの農産物の内部品質検査装置の構成を説明するための図であり、図６は、この農産物の内部品質検査装置を搬送コンベア４の搬送方向に沿って順次に３台連続するようにした配置を示し、図７は搬送コンベア４上を搬送される農産物が上記３台の農産物の内部品質検査装置により振動波計測される順番の関係を説明するための図である。
【００４０】
これらの図において、４の搬送コンベアは、フレーム４０１等により軸支されたスプロケット４０２により無端回転するコンベアチエン４０３（本例では左右２条）により構成され、このコンベアチエンとは機械的に連結されていない受皿（以下「フリートレイ」という）５を搬送する。Ｐはこのフリートレイ５の上に載置されている農産物（本例は西瓜）である。
【００４１】
６はこの搬送コンベア４の搬送路の途中に設けられた打撃による内部品質検査ステージを示し、搬送コンベア４の搬送路の下側において、搬送路の左右外側にまで広がった平面でみて略矩形枠状に組まれた固定フレーム６０１が設けられていると共に、搬送コンベア４の左右外側に沿って移動台１の移動案内レール６０２が左右一対に架設され、移動台１の基板１０１の底面に固定した凹溝部材１０２（一つのレール６０２に対して２ヶ所）の凹溝が該レール６０２に滑合することで、移動台１の搬送路に沿った往復移動を可能にしている。
【００４２】
また、この振動波計測ステージ６の入口部には、固定フレームを上方に延長して搬送路の直上から、該ステージ６に搬入する西瓜Ｐの高さを計測する高さセンサ６０３（光学式の距離センサ等）が設けられていて、図３に示すように、搬入する西瓜Ｐの高さを一つ一つ計測し、振動波計測のための最適打撃高さ（一般的には西瓜Ｐの１／２の高さである赤道位置）を割り出すように利用される。
【００４３】
次に移動台１について説明すると、本例の移動台１は、略矩形をなす平板状の基板１０１が、上述したようにその底面に設けた凹溝部材１０２が移動案内レール６０２と滑合することで、図２の実線で示した移動の始端位置から、二点鎖線で示した移動の終端位置の間で往復できるようになっていると共に、該移動台基板１０１上の上流側半部には、搬送路を左右から挟んで打撃装置２、及びマイクロホン装置３が搭載され、下流側半部には、図４，図５に示したように上方に開口した吊台１０３が搬送路の下方に組み付けられていて、この吊台１０３内にフリートレイ５を上動させる上動機構１０４、フリートレイ９０゜回転機構１０５、及び西瓜Ｐの底部を打撃する本例の特徴的な構成である上向き打撃装置２０が収納されている。
【００４４】
上記の上動機構１０４は、吊台１０３の底部に上下方向のエアシリンダ装置のシリンダボディ１０４１，１０４１を固定し、上向きピストン１０４２，１０４２の先端（上端）に組み付けた上下動板１０４３に対して、上下方向の貫通孔を有する軸受部材１０４４の下半部１０４４１をその中央部に固定し、この下半部１０４４１に対して上半部１０４４２を垂直軸回りに自転可能に設けて９０゜回転機構１０５で回転できるように設けると共に、この軸受部材１０４４の上半部１０４４２の上に円環板１０６、更にその上にスペーサ１０７及び中央開口を有する天板１０４５を組み付けた構成に設けられている。そして、ピストン１０４２の上動時には、図５の二点鎖線位置にある天板１０４５が図の実線位置まで上動して、フリートレイ５をコンベアチエン４０３から上方に離間した状態に押し上げるようになっている。
【００４５】
また、上記フリートレイ９０゜回転機構１０５は、図４，図５に示すように、上記自転可能な円環板１０６の一部に回転用シリンダ装置１０５１のピストン１０５２先端を枢着点１０５３で枢着し、ピストン１０５２の進出，後退で該円環板１０６、したがって天板１０４５を、図４の実線で示した位置と二点鎖線で示した位置の間で９０゜回転させることができるようになっている。これにより、天板１０４５の上に乗っているフリートレイ５が９０゜回転することになる。なお、本例の回転用シリンダ装置１０５１は、上下動板１０４３に固定のブラケット１０９により、シリンダのピストン側端部で垂直軸回りに回転自在に支持されており、これにより天板１０４５を回転させる際の弧状の軌跡に追従できるようになっている。
【００４６】
さらにこの吊台１０３内には、上述のように上向き打撃装置２０が収容されているが、その詳細構造は上記水平打撃用の打撃装置２と同じであるので、これについては後述する。
【００４７】
また、移動台１の下流側半部の上には、上記フリートレイ５の上動機構１０４に連係してフリートレイ５を安定に支持するためのトレイ保持ローラ機構７が設けられている。本例のトレイ保持ローラ機構７は図２及び図４に示され、移動台１上に固定された左右対向一対のシリンダブロック７０１，７０１から、ピストン７０２が対向内向きに進出，後退可能に突出されていて、シリンダブロック７０１に形成した貫通孔に嵌挿滑合したガイドバー７０３，７０３及び上記ピストン７０２の先端に組み付けられたローラ支持板７０４と、このローラ支持板７０４の両端に組み付けられた垂直軸回りに回転自在のローラ７０５，７０５とを有し、これらのローラ７０５をフリートレイ５の円周状側面に係合させて該フリートレイ５を安定保持できるように構成されている。そしてフリートレイ５が平面でみて円形であることから、この保持状態で、上記の９０゜回転を行なわせることができるようになっている。
【００４８】
本例の特徴的構成部分である上記打撃装置２の詳細は図１，図４及び図５に示される。なお、上記上向き打撃装置２０も打撃方向が異なるだけで構造は同じである。
【００４９】
本例の打撃装置２は、水平方向打撃のための駆動機構としてのピストン−シリンダ装置２０１を有していて、この装置２０１は、上記移動台１上に固定した架台２０４により、以下の構成により水平方向及び垂直方向に移動可能に設けられている。すなわち、２０２は水平螺子軸機構であり、上記架台２０４の上部に水平方向に長いケース２０２１を固定し、このケース２０２１内で螺子軸２０２２が延設するように設けられ、モータ（例えばサーボモータ）２０２４の駆動により螺子軸２０２２が回転することでこれに螺合したそれ自身は回転不能に拘束されたナット部材２０２３を水平方向に移動させるように設けられている。２０３は垂直螺子軸機構であり、水平螺子軸機構２０２とはその向きが異なる他は同じ構成のケース２０３１，螺子軸２０３２，ナット部材２０３３及びモータ２０３４を有していて、モータ２０３４の回転駆動によりナット部材２０３３を垂直方向に移動させるように設けられている。
【００５０】
上記した水平打撃用のピストン−シリンダ装置２０１は、水平螺子軸機構２０２のナット部材２０３３に固定され、の詳細は図１に示されている。すなわち、本例では、シリンダボディ２０１１の内面で形成される大径シリンダ部２０１１１と、その先端側に嵌挿したブッシュ２０１１２の内面で形成される小径シリンダ部２０１１３とを有する段付形状に形成されたシリンダを有し、ピストン２０１２は、大径シリンダ部２０１１１に滑合する短尺のピストン頭部（後端部）２０１２１と、この頭部から上記小径シリンダ部２０１１３に滑合してシリンダ外に延出されるピストン小径軸部２０１２２とを有するように設けられ、ピストン小径軸部２０１２２のシリンダ外側に位置する先端には、ハンマーヘッド２０１２３が組み付けられている。本例の装置におけるこのピストン先端に組み付けられているハンマーヘッド２０１２３は、西瓜Ｐに衝当する面を円板状のフェルト部材からなる衝当板２０１２４を、リング状のスポンジゴム２０１２５を介してピストン小径軸部２０１２２の先端に固定したという構成をなしている。２０１３はピストン頭部２０１２１と固定部との間に張設されたリターンスプリングであり、常時はピストン２０１２を初期位置に偏倚させ静止させるように働く。２０１４はピストン２０１２がリターンスプリング２０１３のバネ力で初期位置に復帰する動作の終期において、その衝撃を緩和するための弾性体である。
【００５１】
そして、本例のこの水平打撃用のピストン−シリンダ装置２０１は、更に次のような特徴的構成を備えている。すなわち、ピストン２０１２は、そのピストン頭部２０１２１の端部が臨むシリンダ後端部のシリンダ室２０１７に、不図示のエア源（蓄圧器，コンプレッサ等）から切換バルブを介して圧力エアを衝撃的に作用させることにより、図１の実線で示した初期位置からハンマーヘッド２０１２３を前方にリターンスプリング２０１３のバネ力に抗して衝撃的に移動ストロークするように設けられているが、この圧力エアによる移動ストロークを開始した後は、ピストンのストロークが一定長に達したところで、圧力エアを外部に開放（例えば大気に開放）するように、大径シリンダ部２０１１１の周壁部の内周面に設けたエア抜き用周溝２０１５と、この周溝２０１５に通じた図１に示す大径シリンダ部２０１１１の周壁部を径方向に貫通する径方向エア通路２０１６とが形成されている。これによって、ピストン頭部２０１２１の後端が上記周溝２０１５の縁を通過した時点で、供給されたエアは大気に開放され、その後は、圧力エアで付与された衝撃的な移動力だけでピストン２０１２２が慣性移動することになり、振り子式の打撃装置と同様の精度で農産物に対する打撃力付与を安定して行うことができる。また同振り子式打撃装置よりも構成がコンパクトにまとまった打撃手段を構成できる。
【００５２】
なお、打撃装置２を最適位置に移動（進出）させるために、本例では、水平打撃用のピストン−シリンダ装置２０１に距離センサ２０１８を組み付け、この距離センサ２０１８からの信号に基づいてサーボモータであるモータ２０２４の駆動制御を行うようにしている。
【００５３】
上記の打撃装置２，２０と対をなすマイクロホン装置３の詳細は図４及び図５図に示され、打撃装置のピストン−シリンダ装置２０１がマイクロホンに変更された以外は構造は基本的に打撃装置２と同じに構成することができる。すなわち本例のマイクロホン装置３は、振動波検出用のマイクロホン３０１を有していて、移動台１上に固定した架台３０４上に、以下の構成により水平方向及び垂直方向に移動可能に設けられている。すなわち、３０２は水平螺子軸機構であり、上記架台３０４の上部に水平方向に長いケース３０２１を固定し、このケース３０２１内で螺子軸３０２２が延設するように設けられ、モータ３０２４の駆動により螺子軸３０２２が回転することでこれに螺合したそれ自身の回転はできないように拘束されているナット部材３０２３を水平方向に移動させるように設けられている。３０３は垂直螺子軸機構であり、水平螺子軸機構３０２とはその向きが異なる他は同じ構成のケース３０３１，螺子軸３０３２，ナット部材３０３３及びモータ３０３４を有していて、モータ３０３４の回転駆動によりナット部材３０３３を垂直方向に移動させるように設けられている。そしてこのナット部材３０３３にマイクロホン３０１が固定されている。
【００５４】
次に、移動台を搬送コンベア４と同期して駆動させる駆動力伝達機構について説明する。
【００５５】
本例における搬送コンベア４の駆動力伝達機構は、搬送コンベア４のスプロケット４０２とチエンで連係された同期等速回転する連動機構４０４を介して、固定フレーム６０１に軸支されたチエンスプロケット４０５により、搬送路方向に沿った一定の無端回転軌道に沿ってチエンリンク４０６が回転されるようになっていて、このチエンリンク４０６の一部に設けた内向きの突起４０７が、移動台１の側面に設けたブラケット１０８の垂直方向の長溝（チエンリンク４０６の無端回転軌道の上側及び下側の軌道の範囲に渡る長溝）１０８１に滑合し、チエンリンク４０６の回転に伴う上記突起４０７の一定の長円無端回転軌道に沿った動きにより、突起４０７が該軌道の上側軌道を移動（この場合の突起４０７の移動は搬送コンベア４と同じ方向に移動）する際には、移動台１は搬送コンベア４と同期して等速度（したがってフリートレイ５と等速度）で移動する。そして突起４０７がチエンリンク４０６が掛け回される下流側のチエンスプロケット４０５により１８０゜転向される際には、次第に移動速度が遅くなり、９０゜回転した位置での停止状態（図２の二点鎖線で示した位置の状態）を経て、次第に速度を増しながら下側軌道を移動（突起の移動は搬送コンベア４と反対方向に移動）することになり、移動台１は初期位置方向に戻り移動する。そして、突起４０７が下側軌道から上側軌道に移行する際に、上記とは反対の１８０゜転向を行なって、再び搬送コンベア４と同じ方向に同期等速移動を行なうことになる。
【００５６】
以上のようにして、搬送コンベア４の内部品質検査ステージ６において直線的な往復動を行なう移動台１上の打撃装置２とマイクロホン装置３によって行われる。
【００５７】
すなわち、一つのフリートレイ５が内部品質検査ステージ６に移入されてくると、初めに、高さセンサ６０３によって西瓜Ｐの高さが計測される。この高さが計測されることによって、上動機構１０４で上動された状態での西瓜Ｐの最適打撃高さが図示しないコンピュータにより計算される。そしてこの高さ計測がなされた西瓜Ｐを載せたフリートレイ５が搬送コンベア４で搬送されるのと同期して移動台１が初期位置（図１の実線で示した位置）から徐々に速度を増しながら移動され、フリートレイ５が吊台１０３の直上に至ったところから、両者は等速移動するようになっている。なおこの場合において、移動台１とフリートレイ５の移動位置を揃えるために、フリートレイ５の移動位置を調節するタイミング合せ手段を付加して設けてもよい。
【００５８】
そして、上記のように吊台１０３の直上に至った位置で、吊台１０３内の上動機構１０４によりフリートレイ５は上動され、またトレイ保持ローラ機構７により搬送路の左右両側から挾持されて安定に保持される。また、これらの動きと併せて、打撃装置２とマイクロホン装置３の各螺子軸機構２０２，２０３及び３０２，３０３の動作により、水平打撃用のピストン−シリンダ装置２０１及びマイクロホン３０１が、それぞれ打撃及び振動波検出の最適位置に移動される。つまり、水平打撃用シリンダ装置２０１は衝当板２０１２４が西瓜Ｐ表面から一定長離間した位置で停止され、マイクロホン３０１はその先端集音部３０１１が西瓜Ｐ表面に係合される。なおこのマイクロホン３０１の先端集音部３０１１は、係合時に西瓜Ｐを傷めないように、マイクロホン支持体３０１２に対して軸方向に移動可能であると共に、バネ３０１３により通常は先端限界位置に偏倚されている。したがって本例では、先端集音部３０１１が西瓜Ｐ表面に係合する際における進出位置の若干の狂いはこのバネ３０１３の撓みで吸収されることになる。
【００５９】
マイクロホン装置３を最適位置に移動（進出）させるためには、マイクロホン３０１に距離センサ３０１４を組み付けてサーボモータであるモータ３０２４の駆動制御を行うようにしている。
【００６０】
この状態で、打撃装置２の水平打撃用シリンダ装置２０１のピストン頭部２０１２１が臨む室２０１７に不図示のエア圧力源から圧力エアを衝撃的に供給することで、ピストン２０１２をリターンスプリング２０１３のバネ力に抗して図１の矢印方向にストロークさせ、その先端の衝当板２０１２４を西瓜Ｐを打撃する。
【００６１】
そしてこれによって発生する振動波をマイクロホン３０１により検出し、検出された振動波の情報は電気信号として不図示のコンピュータに出力されて、振動波の解析が行なわれる。この振動波の解析は既知の方法に従って行なうことができる。
【００６２】
なお、本例の農産物の内部品質検査装置は、上述したようにフリートレイ９０゜回転機構１０５を備えており、上記の１回の水平打撃による振動波検出の後に、フリートレイ５を９０゜回転させて２度目の水平打撃を行ない、西瓜Ｐに対する異なる方向の振動波を検出し、また上向き打撃装置２０を備えていて、これにより下方からの打撃を検出することで、一つの西瓜Ｐについて三次元各軸方向（ｘ，ｙ，ｚ軸方向）の振動波を検出することができる。
【００６３】
そして以上の一連の動作は、フリートレイ５を搬送させながらこれに移動台１が同期等速度での移動を行なって追随しながら行なうことができるので、搬送コンベア４上でフリートレイ５を停止させることなく実施できる特徴がある。
【００６４】
また、一連の振動波検出を行なった後のフリートレイ５は、上動機構１０４が没入することで搬送コンベア４に支持された搬送状態に復帰され、下流側に搬送されることになるが、移動台１は搬送方向とは反対側に戻り移動することになる。
【００６５】
以上の動作を行う内部品質検査ステージ６に対してフリートレイ５が移入されるタイミングが比較的まばらで、したがって、移動台１が搬送コンベア４の搬送方向と同じ方向に移動し、かつ反対方向に戻り移動して初期位置に復帰するまでの１サイクルのうちに一つのフリートレイ５が同振動波計測ステージ６に移入される場合には、同搬送系統に一つの内部品質検査ステージ６を設けることで全西瓜Ｐの振動波検査を行うことができる。
【００６６】
本発明の実施形態は上記のものに限定されるものではなく、例えば搬送コンベア上でフリートレイが間隔をあまり離さずに搬送される場合には、第６図に示すように複数の内部品質検査ステージ６１，６２，６３を配置し、搬送フリートレイを３個一グループとして順番に別々のステージで打撃計測を行なうようにすることもできる。図７は、この場合の各ステージ６１，６２，６３で打撃計測を行なうフリートレイ５上の農産部Ｐ１  ，Ｐ２  ，Ｐ３  との関係を説明するために、関連するものを同じハッチングの向きで区別して示した図である。なお図７の符号８は、上記三つのステージ６１，６２，６３にフリートレイ５をタイミグを合わせて移入させるためのタイミングコンベアである。
【００６７】
また、本発明の打撃装置は、上記した実施形態のようにフリートレイの搬送を停止させずに打撃計測を行なう場合に限定されるものではなく、搬送を停止させて打撃計測を行なう内部品質検査装置に適用することもできるし、受皿がフリートレイでなく、受皿がコンベアに連結されているバケット式の搬送コンベアを用いる内部品質検査装置に適用することもできる。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の農産物の内部品質を検査するために用いる打撃装置は、農産物に対する打撃を安定して与えることができ、かつ２度打ちをすることが全くなく、しかもピストンの慣性ストロークで農産物を打撃するので、圧力流体（一般にエア）のシリンダ室への供給を厳密に制御しなくとも、ノイズの少ない精度のよい振動波を検出することができるという効果があり、また、このための装置の構成がピストン−シリンダ装置という簡易なものであり、容積も大きくとる必要がなく小型のものとできるという効果が奏される。
【００６９】
また、特に打撃方向の選択に制約がなく、従来の振り子方式のものでは実現できない上向き或いは下向きの打撃も可能となって、複数方向からの打撃による振動波を検出して農産物の内部品質を精度よく検査できるという効果が奏される。
【００７０】
更にまた、農産物を停止させることなく搬送させながら打撃計測を行なう内部品質検査装置に本発明の打撃装置を適用する場合には、打撃装置が小型とできるので検査装置の設計が容易化されるという効果もある。
【００７１】
以上のことに加えて各請求項の発明においては以下の効果が奏される。
【００７２】
▲１▼：シリンダ室の圧力開放手段を、シリンダ内面に設けた溝と通路とによって形成した請求項２の発明によれば、ピストンのストロークのみで圧力開放が自動的に一定位置で行なわれるため、このための機械的な駆動部分がなく、作動が安定にかつ精度よく行われる。
【００７３】
▲２▼：農産物を打撃したピストンが初期位置に戻る際の衝撃を緩和する手段を設けた請求項３の発明によれば、装置に衝撃が作用しないので安定した動作を長期に渡って確保できる。
【００７４】
▲３▼：ピストンのストローク方向を調整するシリンダ移動手段を有する請求項４の発明によれば、ピストンの直線的なストローク方向の調整だけでよいので、移動調整が容易である。
【００７５】
▲４▼：ピストン先端に農産物打撃用の軟質弾性体を備えた請求項５の発明によれば、ピストンの材質に関係なく、農産物の種類等に応じて適切な打撃体を選ぶことができる。
【００７６】
▲５▼：打撃装置を非打撃位置（退避位置）と打撃位置の間で移動させるようにした請求項６の発明によれば、農産物の搬送に打撃装置を干渉させないようにすることができ、しかも本発明の打撃装置は構造が簡易で小型であるので、この移動を行なわせる機構を容易に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の打撃装置の構成概要を説明するための図であり、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はピストン先端の構造を示した部分断面図。
【図２】図１の打撃装置を用いて構成した農産物の内部品質検査装置の構成概要を示した平面図。
【図３】図２の装置の一部側面図。
【図４】図２の装置の移動台の部分を拡大して示した平面図。
【図５】図２の装置の一部縦断正面図
【図６】本発明の打撃装置を含む農産物の内部品質検査装置を農産物搬送路に沿って三つ連続的に配置した場合の構成概要を示した平面図。
【図７】三つの振動波計測ステージを有する場合のフリートレイと各振動波計測ステージの対応関係を示した図。
【符号の説明】
１・・・移動台
１０１・・・移動台基板
１０２・・・凹溝部材
１０３・・・吊台
１０４・・・上動機構
１０４１・・・シリンダボディ
１０４２・・・上向きピストン
１０４３・・・上下動板
１０４４・・・軸受部材
１０４４１・・・下半部
１０４４２・・・上半部
１０４５・・・天板
１０５・・・フリートレイ９０゜回転機構
１０５１・・・回転用シリンダ装置
１０５２・・・ピストン
１０５３・・・枢着点
１０６・・・円環板
１０７・・・スペーサ
１０８・・・ブラケット
１０８１・・・長溝
１０９・・・ブラケット
２・・・打撃装置
２０１・・・水平打撃用のピストン−シリンダ装置
２０１１・・・シリンダボディ
２０１１１・・・大径シリンダ部
２０１１２・・・ブッシュ
２０１１３・・・小径シリンダ部
２０１２・・・ピストン
２０１２１・・・ピストン頭部
２０１２２・・・ピストン小径軸部
２０１２３・・・ハンマーヘッド
２０１２４・・・衝当板
２０１２５・・・スポンジゴム
２０１３・・・リターンスプリング
２０１４・・・弾性体
２０１５・・・周溝
２０１６・・・径方向エア通路
２０１７・・・室
２０１８・・・距離センサ
２０２・・・水平螺子軸機構
２０２１・・・ケース
２０２２・・・螺子軸
２０２３・・・ナット部材
２０２４・・・モータ
２０３・・・垂直螺子軸機構
２０３１・・・ケース
２０３２・・・螺子軸
２０３３・・・ナット部材
２０３４・・・モータ
２０４・・・架台
３・・・マイクロホン装置
３０１・・・マイクロホン
３０１１・・・先端集音部
３０１２・・・マイクロホン支持体
３０１３・・・バネ
３０１４・・・距離センサ
３０２・・・水平螺子軸機構
３０２１・・・ケース
３０２２・・・螺子軸
３０２３・・・ナット部材
３０２４・・・モータ
３０３・・・垂直螺子軸機構
３０３１・・・ケース
３０３２・・・螺子軸
３０３３・・・ナット部材
３０３４・・・モータ
３０４・・・架台
４・・・搬送コンベア
４０１・・・フレーム
４０２・・・スプロケット
４０３・・・コンベアチエン
４０４・・・連動機構
４０５・・・チエンスプロケット
４０６・・・チエンリンク
４０７・・・突起
５・・・フリートレイ
６（６１，６２，６３）・・・内部品質検査ステージ
６０１・・・固定フレーム
６０２・・・移動案内レール
６０３・・・高さセンサ
７・・・トレイ保持ローラ機構
７０１・・・シリンダブロック
７０２・・・ピストン
７０３・・・ガイドバー
７０４・・・ローラ支持板
７０５・・・ローラ
８・・・タイミングコンベア
Ｐ（Ｐ１  ，Ｐ２  ，Ｐ３  ）・・・西瓜。
【図１】
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【図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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