(57)【要約】【課題】青果物の種類や形状に問わず階級仕分けのための階級値を判定することができ、既存の選別装置のコンベアにも後付けができる青果物選別装置を提供する。【解決手段】青果物を一列で一定方向に搬送するコンベアと、コンベアの搬送速度を検知するための速度検知手段と、コンベアの両側方に対向して配置された一対の測定電極と、速度検知手段及び測定電極と接続された演算処理装置とを備え、演算処理装置において、速度検知手段により検知されたコンベアの速度データと、測定電極により測定された青果物の静電容量データとに基づいて、青果物の階級値を判定する。【選択図】図１
2015202458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青果物の階級仕分けの基準となる青果物の階級値を判定する青果物選別装置であって、
前記青果物を一列で一定方向に搬送するコンベアと、
前記コンベアの搬送速度を検知するための速度検知手段と、
前記コンベアの両側方に対向して配置された一対の測定電極と、
前記速度検知手段及び前記測定電極と接続された演算処理装置と、を備え、
前記演算処理装置において、前記速度検知手段により検知されたコンベアの速度データと、前記測定電極により測定された前記青果物の静電容量データとに基づいて、前記青果物の階級値を判定するように構成されていることを特徴とする青果物選別装置。
【請求項２】
前記演算処理装置において、前記青果物が前記測定電極間を通過し始める時刻ａから、通過し終えた時刻ｂまでの前記静電容量データＸ（ｔ）の積分値である静電容量積分値Ｓを下記式（１）に示すように算出し、
前記静電容量積分値Ｓに基づいて、下記式（２）に示すように前記階級値Ｙを算出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の青果物選別装置。
【数１】
2015202458.tif 000007
【数２】
2015202458.tif 000008
但し、係数ｋ及び定数ｂは、静電容量積分値Ｓと階級値Ｙとの関係に基づき事前に算出される値である。
【請求項３】
前記測定電極が、電磁シールドを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の青果物選別装置。
【請求項４】
前記青果物選別装置が、ノイズの影響を除去するための補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の青果物選別装置。
【請求項５】
前記補正手段が、前記静電容量データとして、前記コンベアにおいて青果物が載置されていない箇所の静電容量値であるブランク測定値と、前記青果物を測定した際の静電容量値との差分を演算することを特徴とする請求項４に記載の青果物選別装置。
【請求項６】
前記補正手段が、前記ブランク測定値と、前記青果物を測定した際の静電容量値の差分を出力するように構成された差分回路を備えることを特徴とする請求項５に記載の青果物選別装置。
【請求項７】
前記補正手段が、前記ブランク測定値を測定するための補正用電極を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の青果物選別装置。
【請求項８】
前記コンベアの側方に、前記青果物の果径を検知するための果径検知手段をさらに備え、
前記果径検知手段は、前記演算処理装置に接続されており、
前記演算処理装置において、前記果径検知手段により得られた前記青果物の果径データと、前記青果物の階級値とを比較することによって、前記青果物の内部品質を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の青果物選別装置。
【請求項９】
前記青果物の内部品質の判定が、内部障害の有無、可食部量判定の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項８に記載の青果物選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青果物の大きさや重量などを非破壊・非接触により測定し、青果物の階級仕分けの基準となる青果物の階級値を判定する青果物選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、青果物の仕分け、梱包などを行う選果場において、青果物は品質規格に基づく「優」、「秀」などの等級仕分けや、等級ごとの大きさに基づく「Ｌ」、「Ｍ」などの階級仕分けにより選別されている。
【０００３】
このような等級仕分け、階級仕分けには、例えば、特許文献１に開示されているような選別装置が用いられている。
また、青果物の階級分けのため大きさを判別する手段としては、規格に応じた径の穴を多数設けたドラムを穴径順に並べて構成されるドラム方式、コンベアに設けられた重量計測手段により青果物の重量を計測して判別する重量計測方式、コンベアにより搬送される青果物を撮像装置によって撮影し画像処理によって大きさを判別する画像処理方式などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３６４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ドラム方式は青果物自体を略円形の穴を通過させることによって、青果物の大きさを選別しているため、例えば、イモ類や玉ねぎなどの形状に偏りのある青果物の場合には、「Ｌ」サイズの青果物が「Ｍ」サイズの穴を通過してしまうなどの誤判定がされてしまうことがある。
【０００６】
また、重量計測方式では、コンベアに重量計測用の機構を設ける必要があり、既存の選別装置に対して後付けできるものではなく、選別装置自体を交換する必要があるため、容易に導入することができない。
【０００７】
また、画像処理方式では、青果物の外形を２次元で判別しているため、例えば、玉ねぎなどの皮が剥けやすい青果物の場合、皮が剥けた状態で撮影された青果物は、実際の大きさよりも大きく誤判定されてしまうことがある。さらに、このような画像処理装置は、青果物の大きさを判定するためだけに設けるには非常に高価であり、コストに見合ったものではない。
【０００８】
本発明では、このような現状に鑑み、青果物の種類や形状に問わず階級仕分けのための階級値を判定することができ、既存の選別装置のコンベアにも後付けができる青果物選別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】
【０００９】
本発明は、前述したような従来技術における課題を解決するための発明されたものであって、本発明の青果物選別装置は、青果物の階級仕分けの基準となる青果物の階級値を判定する青果物選別装置であって、
前記青果物を一列で一定方向に搬送するコンベアと、
前記コンベアの搬送速度を検知するための速度検知手段と、
前記コンベアの両側方に対向して配置された一対の測定電極と、
前記速度検知手段及び前記測定電極と接続された演算処理装置と、を備え、
前記演算処理装置において、前記速度検知手段により検知されたコンベアの速度データと、前記測定電極により測定された前記青果物の静電容量データとに基づいて、前記青果物の階級値を判定するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記演算処理装置において、前記青果物が前記測定電極間を通過し始める時刻ａから、通過し終えた時刻ｂまでの前記静電容量データＸ（ｔ）の積分値である静電容量積分値Ｓを下記式（１）に示すように算出し、
前記静電容量積分値Ｓに基づいて、下記式（２）に示すように前記階級値Ｙを算出するように構成されることが好ましい。
【００１１】
【数１】
2015202458.tif 000003
【００１２】
【数２】
2015202458.tif 000004
【００１３】
但し、係数ｋ及び定数ｂは、静電容量積分値Ｓと階級値Ｙとの関係に基づき事前に算出される値である。
このような青果物選別装置では、前記測定電極が、電磁シールドを備えていることが好ましい。
【００１４】
このような青果物選別装置では、ノイズの影響を除去するための補正手段をさらに備えることが好ましい。
補正手段としては、前記静電容量データとして、前記コンベアにおいて青果物が載置されていない箇所の静電容量値であるブランク測定値と、前記青果物を測定した際の静電容量値との差分を演算するものであれば、ハードウェアであってもソフトウェアであっても構わない。
【００１５】
この場合、前記補正手段が、前記ブランク測定値と、前記青果物を測定した際の静電容量値の差分を出力するように構成された差分回路を備えるように構成することができる。
また、前記補正手段が、前記ブランク測定値を測定するための補正用電極を備えていでもよい。
【００１６】
また、前記コンベアの側方に、前記青果物の果径を検知するための果径検知手段をさらに備え、
前記果径検知手段は、前記演算処理装置に接続されており、
前記演算処理装置において、前記果径検知手段により得られた前記青果物の高さデータと、前記青果物の階級値とを比較することによって、前記青果物の内部品質を判定するように構成することもできる。
なお、前記青果物の内部品質の判定は、内部障害の有無、可食部量判定の少なくともいずれかとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、コンベアの両側方に対向して配置された測定電極の間に青果物を通過させることにより、測定電極間の静電容量の変化に基づいて青果物の大きさを判別しているため、青果物の種類や形状によらず誤判定が生じることがない。
【００１８】
また、測定電極間の静電容量により、青果物の選別を行っているため、例えば、内部空洞が存在するような青果物についても判別することができ、青果物の不良選別にも用いることができる。
【００１９】
さらに、本発明では、コンベアの側方に対向して測定電極を設ける構成であるため、既存の選別装置のコンベアにも後付けが可能で、設置コストも抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本実施例における青果物選別装置の構成を説明するための概略構成図である。
【図２】図２は、図１の青果物選別装置の測定電極を説明するための概略構成図である。
【図３】図３は、青果物選別装置の別の構成を説明するための概略構成図である。
【図４】図４は、経過時間と静電容量出力値との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、複数個の青果物について、静電容量積分値と階級値との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、青果物選別装置に補正手段を設けた場合の構成を説明するための概略構成図である。
【図７】図７は、青果物選別装置に補正手段を設けた場合の別の構成を説明するための概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本実施例における青果物選別装置の構成を説明するための概略構成図、図２は、図１の青果物選別装置の測定電極を説明するための概略構成図である。
【００２２】
図１，２に示すように、本実施例の青果物選別装置１０は、被測定対象である青果物１２を搬送するためのコンベア１４と、コンベア１４の搬送速度を検知するための速度検知手段１６と、コンベア１４の両側方に対向して配置された一対の測定電極１８とを備えている。
【００２３】
なお、コンベア１４としては、青果物１２を一列で一定方向に搬送するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ベルトコンベア、ローラーコンベア、ＰＫコンベアなどを用いることができる。
【００２４】
本実施例においては、コンベア１４は、図１に示す矢印の方向に、青果物１２を搬送するように構成されている。
【００２５】
また、測定電極１８は、一対の測定電極１８間において静電容量が発生する構成であれば、特に限定されるものではないが、青果物１２が接近して連続搬送される場合においては、測定分解能を高めるためには、測定電極１８の幅は狭くした方がよく、具体的には１０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２６】
また、外部からの電磁波等の影響を防ぐため、測定電極１８は、電磁シールド１９を備えることが好ましい。
なお、一対の測定電極１８は、図３に示すように、青果物１２の形状に応じて湾曲させても構わない。このように、青果物１２の形状に測定電極１８を合わせることによって、より正確に青果物１２に基づいた静電容量を測定することができる。
【００２７】
また、速度検知手段１６及び測定電極１８は、演算処理装置２０と接続されており、演算処理装置２０は、速度検知手段１６により検知されたコンベア１４の速度データと、測定電極１８により測定された青果物１２の静電容量データとに基づいて、青果物１２の階級値を判定するように構成されている。
【００２８】
具体的には、演算処理装置２０において、速度データに基づいて、所定時間ごとに静電容量データを取得する。これにより、図４に示すように、経過時間と静電容量出力値との関係を得ることができる。
【００２９】
なお、本実施例では、青果物１２として玉ねぎを用いて測定を行っており、玉ねぎの階級仕分けにおいて「２Ｌ」、「Ｌ大」、「Ｌ」、「Ｍ」に相当するものを用いて測定している。また、図４においては、静電容量出力値として、静電容量データを規格化した値を用いている。
【００３０】
図４からも明らかなように、青果物１２の大きさが大きいほど静電容量出力最大値も大きくなっている。このことから、階級ごとに静電容量出力値の閾値を設けることによって、青果物１２の静電容量出力最大値に基づいて、青果物１２の階級値を判定することができる。
【００３１】
また、青果物１２をより正確に階級仕分けするためには、演算処理装置２０において、下記式（１）に示すように、青果物１２が測定電極１８間を通過し始める時刻ａから、通過し終えた時刻ｂまでの静電容量出力値Ｘ（ｔ）の積分値である静電容量積分値Ｓを算出する。
【００３２】
【数３】
2015202458.tif 000005
【００３３】
そして、静電容量積分値Ｓに基づいて、下記式（２）に示すように、青果物１２の階級値Ｙを算出することができる。
【数４】
2015202458.tif 000006
【００３４】
なお、係数ｋ及び定数ｂは、事前に実験等により求められた静電容量積分値Ｓと階級値Ｙの関係に基づいて算出することができる。
具体的には、図５に示すように、複数個の青果物１２について、静電容量積分値Ｓと階級値Ｙ（本実施例においては重量）の関係を求めておき、これらの近似直線を算出することによって、係数ｋ及び定数ｂを求めることができる。
【００３５】
なお、階級値Ｙは、青果物１２の階級仕分けの基準となる値であれば、特に限定されるものではなく、例えば、重量、直径、体積、表面積などを用いることができる。
このように求められた階級値Ｙと、青果物１２によって規格化された階級との関係を事前に求めておくことにより、図示しない仕分け装置などによって、青果物１２の階級仕分けを行うことができる。
【００３６】
また、本実施例では、図１に示すように、コンベア１４の側方に、青果物１２の高さ方向に複数配置されたレーザーセンサーからなる果径検知手段２２が設けられている。果径検知手段２２も、演算処理装置２０と接続されており、果径検知手段２２により検知された青果物の果径データを演算処理装置２０に送信している。
【００３７】
このような果径検知手段２２によって得られた青果物１２の果径データと、上記のようにして得られた階級値Ｙとを演算処理装置２０によって比較することによって、青果物１２の内部品質を判定することができ、例えば、内部空洞などの傷害が存在し、見た目に反して軽い青果物を不良品として選別することもできる。
【００３８】
なお、本実施例の青果物選別装置１０により判定可能な青果物１２の内部品質としては、例えば、内部空洞やす上がりなどの内部障害の有無、青果物１２の種の大きさ（可食部量判定）などが挙げられる。
【００３９】
また、このような青果物選別装置１０では、コンベア１４による影響や温度変動、周囲環境などによるノイズの影響を除去するため、補正手段を備えることが好ましい。
本実施例において、補正手段としては、演算処理装置２０において後述するように実行されるソフトウェアを備えている。
【００４０】
具体的には、コンベア１４において青果物１２が載置されていない箇所（例えば、青果物１２同士の隙間など）の静電容量（ブランク測定値）を一対の測定電極１８により測定し、これを基準値として、青果物１２を測定した際の静電容量値と基準値の差分を演算処理装置２０において演算することで、この差分値を青果物１２の静電容量データとして用いるようにすることができる。
【００４１】
もしくは、演算処理装置２０に、基準値として、理論値や事前に測定したブランク測定値を記憶しておき、青果物１２を測定した際の静電容量値と予め記憶された基準値の差分を演算処理装置２０において演算することで、この差分値を青果物１２の静電容量データとして用いてもよい。
【００４２】
また、補正手段としては、図６に示すように、演算処理装置２０内に設けられた差分回路２４を備えていてもよい。図６に示す差分回路２４は、一時記憶手段（図示せず）を備えており、コンベア１４において青果物１２が載置されていない箇所の静電容量（ブランク測定値）を一対の測定電極１８により測定し、これを基準値として差分回路２５の一時記憶手段に記憶しておき、青果物１２を測定した際の静電容量値と一時記憶手段に記憶された基準値の差分を差分回路２４によって出力するように構成し、この出力値を青果物１２の静電容量データとして用いることもできる。
【００４３】
また、補正手段としては、図７に示すように、コンベア１４において青果物１２が載置されることがない箇所（例えば、コンベア１４がベルトコンベアである場合にはベルトの戻り部１４ａなど）に配置された補正用電極２６を備えていてもよい。
【００４４】
このように補正用電極２６を設けることで、補正用電極２６によりブランク測定値を得ることができ、一対の測定電極１８により測定した青果物１２の静電容量値と補正用電極２６により測定したブランク測定値を差分回路２４に入力することによって、静電容量値とブランク測定値の差分を出力し、この出力値を青果物１２の静電容量データとして用いることができる。
【００４５】
なお、補正用電極２６を設ける場合、差分回路２４を用いずに演算処理装置２０においてソフトウェアによって差分値を算出することも可能である。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、静電容量積分値Ｓとして、規格化された値である静電容量出力値の積分値を用いているが、静電容量データの積分値としても構わない。
【００４７】
また、例えば、青果物の糖度、酸度、熟度などの内部品質を測定することができる内部品質センサと組み合わせて使用することによって、青果物の内部品質測定の測定精度を向上させたり、内部障害の検出精度を向上させることができるなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０      青果物選別装置
１２      青果物
１４      コンベア
１６      速度検知手段
１８      測定電極
１９      電磁シールド
２０      演算処理装置
２２      果径検知手段
２４      差分回路
２６      補正用電極
【図１】
2015202458.tif 000009
【図２】
2015202458.tif 000010
【図３】
2015202458.tif 000011
【図４】
2015202458.tif 000012
【図５】
2015202458.tif 000013
【図６】
2015202458.tif 000014
【図７】
2015202458.tif 000015