(57)【要約】【課題】根菜類中に混在する異物を簡単にしかも正確に選別することができる根菜類中に混在する異物の選別装置を提供する。【解決手段】選別対象物を搬送する１次選別網コンベヤ１１と、このコンベヤ１１対して段差もって配置され、コンベヤ１１から自然落下する選別対象物を受ける上側平板部１３ｅとこの上側平板部の下方に所定間隔を保って平行に配設された下側平板部１３ｆと、両平板部の幅方向の中央部間を連結する垂直板部１３ｇとで構成されたＨ型部材１３ｄを有する傾斜受け機構１３と、この傾斜受け機構の上側平板部及び垂直板部に配設された選別対象物の落下時の振動周波数を検出する一対の振動センサ１３ｉ，１３ｊと、これら振動センサで検出した振動周波数分布に基づいて選別対象物が異物を含むか否かを判定する異物判定部３０と、該異物判定手段の判定結果に基づいて根菜類と異物とを選別する選別機構１６とを備えている。【選択図】    図４
2004202453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
根菜類及び異物を含む選別対象物から異物を選別するようにした根菜類中に混在する異物の選別装置において、
前記選別対象物を搬送する搬送手段と、該搬送手段に対して段差もって配置され、当該搬送手段から自然落下する選別対象物を受ける上側平板部と該上側平板部の下方に所定間隔を保って平行に配設された下側平板部と、両平板部の幅方向の中央部間を連結する垂直板部とで構成されたＨ型部材を有する傾斜受け手段と、該傾斜受け手段の上側平板部及び垂直板部に配設された当該選別対象物の落下時の振動周波数を検出する一対の振動検出手段と、該一対の振動検出手段で検出した振動周波数分布に基づいて選別対象物が異物を含むか否かを判定する異物判定手段と、該異物判定手段の判定結果に基づいて根菜類と異物とを選別する選別手段とを備えたことを特徴とする根菜類中に混在する異物の選別装置。
【請求項２】
根菜類及び異物を含む選別対象物から異物を選別するようにした根菜類中に混在する異物の選別装置において、
前記選別対象物を搬送する第１の搬送手段と、該搬送手段から自然落下する選別対象物を選別する１次選別部と、該１次選別装置で異物とした選別された選別対象物を搬送する第２の搬送手段と、該第２の搬送手段から自然落下する選別対象物を選別する２次選別部とを備え、前記１次選別部及び２次選別部は、搬送手段に対して段差もって配置され、当該搬送手段から自然落下する選別対象物を受ける上側平板部と該上側平板部の下方に所定間隔を保って平行に配設された下側平板部と、両平板部の幅方向の中央部間を連結する垂直板部とで構成されたＨ型部材を有する傾斜受け手段と、該傾斜受け手段の上側平板部及び垂直板部に配設された当該選別対象物の落下時の振動周波数を検出する一対の振動検出手段と、該一対の振動検出手段で検出した振動周波数分布に基づいて選別対象物が異物を含むか否かを判定する異物判定手段と、該異物判定手段の判定結果に基づいて根菜類と異物とを選別する選別手段とを有することを特徴とする根菜類中に混在する異物の選別装置。
【請求項３】
前記傾斜受け手段は、前記Ｈ型部材の選別対象物が接触する上側平板部の上面に剛性を確保する平板が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の根菜類中に混在する異物の選別装置。
【請求項４】
前記傾斜受け手段は、固定部に振動吸収手段を介して設置された架台に共振防止用弾性体を介してＨ型部材を支持するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の根菜類中に混在する異物の選別装置。
【請求項５】
前記一対の振動検出手段のうち上側水平板部に配設される振動検出手段は、振動を検出し難い異物の落下位置に合わせて配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の根菜類中に混在する異物の選別装置。
【請求項６】
前記異物判定手段は、一対の振動検出手段で検出した振動検出信号が個別に入力される一対の判定部を有し、両判定部の夫々は、振動検出信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路で増幅された増幅信号が入力される低域除去フィルタと、該低域除去フィルタのフィルタ出力が閾値以下であるか否かを判定する比較器とを有し、該比較器の比較結果が閾値以下であるときに根菜類であるものと判定し、前記比較器の比較結果が閾値を超えているときには異物であると判定する判定信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の根菜類中に混在する異物の選別装置。
【請求項７】
前記選別手段は、異物判定手段の判定信号に基づいて傾斜受け手段から落下する選別対象物を根菜類収納部及び異物収納部に振り分ける振り分け手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の根菜類中に混在する異物の選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビート、じゃがいも等の根菜類中に混在する岩石等の異物を選別する根菜類中に混在する異物の選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の異物の選別装置としては、視覚センサを用いるもの、電磁波を利用するもの等があるが、根菜類が色彩は略同じでも大きさがまちまちであったり、固まりとなった状態で搬送されるため、視覚センサや電磁波を利用するものでは、大量の根菜類中に混在する異物を短時間に選別処理することは殆ど不可能に近い状態にある。また、回転式刃物による選別装置も知られているが、これは製品を直接刃物で刺す必要があるため、製品の欠片や汁がでるという未解決の課題がある。
【０００３】
この未解決の課題を解決するために、搬送手段から自然落下する根菜類及び異物を含む選別対象物が衝突する板状部材と、この板状部材への衝突に基づき発生する振動周波数を検出する検出手段と、検出された振動の周波数分布から選別対象物中に異物が存在するか否かを判定する判定手段とを備え、その判定結果に基づいて異物の選別を行うようにした根菜類中に混在する異物の選別装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６３−２４４２５号公報（第１頁〜第４頁、第１図〜第６図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の根菜類中に混在する異物の選別装置にあっては、搬送手段から落下する選別対象物の振動周波数に基づいて異物の選別を行うため、板状部材として平板上の振動板を適用する必要があり、この振動板に１つの振動計又はマイクロフォンを取付けて振動検出を行うことから、振動計又はマイクロフォンの取付位置と選別装置の落下位置との関係で、振動計又はマイクロフォンで検出される振動検出信号の波形は同じでも検出信号に強弱が生じてしまい、この振動検出信号を低域除去して閾値と比較したときに、正確な異物判定を行うことができないという未解決の課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、根菜類中に混在する異物を簡単にしかも正確に選別することができる根菜類中に混在する異物の選別装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る根菜類中に混在する異物の選別装置は、根菜類及び異物を含む選別対象物から異物を選別するようにした根菜類中に混在する異物の選別装置において、前記選別対象物を搬送する搬送手段と、該搬送手段に対して段差もって配置され、当該搬送手段から自然落下する選別対象物を受ける上側平板部と該上側平板部の下方に所定間隔を保って平行に配設された下側平板部と、両平板部の幅方向の中央部間を連結する垂直板部とで構成されたＨ型部材を有する傾斜受け手段と、該傾斜受け手段の上側平板部及び垂直板部に配設された当該選別対象物の落下時の振動周波数を検出する一対の振動検出手段と、該一対の振動検出手段で検出した振動周波数分布に基づいて選別対象物が異物を含むか否かを判定する異物判定手段と、該異物判定手段の判定結果に基づいて根菜類と異物とを選別する選別手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
この請求項１に係る発明では、搬送手段で根菜類に岩石等の異物が混在する選別対象物が搬送されて、傾斜受け手段の上側平板部上に落下すると、この傾斜受け手段の上側平板部及び垂直板部に落下した選別対象物の種別に応じた振動周波数分布を有する振動が発生し、これら上側平板部及び垂直板部に配設された一対の振動検出手段で振動又は音を検出し、両振動検出手段で検出した振動周波数分布に基づいて異物判定手段で、異物であるか否かを判定し、選別手段で根菜類と異物とを選別する。
【０００９】
また、請求項２に係る根菜類中に混在する異物野選別装置は、請求項１に係る発明において、根菜類及び異物を含む選別対象物から異物を選別するようにした根菜類中に混在する異物の選別装置において、前記選別対象物を搬送する第１の搬送手段と、該搬送手段から自然落下する選別対象物を選別する１次選別部と、該１次選別装置で異物とした選別された選別対象物を搬送する第２の搬送手段と、該第２の搬送手段から自然落下する選別対象物を選別する２次選別部とを備え、前記１次選別部及び２次選別部は、搬送手段に対して段差もって配置され、当該搬送手段から自然落下する選別対象物を受ける上側平板部と該上側平板部の下方に所定間隔を保って平行に配設された下側平板部と、両平板部の幅方向の中央部間を連結する垂直板部とで構成されたＨ型部材を有する傾斜受け手段と、該傾斜受け手段の上側平板部及び垂直板部に配設された当該選別対象物の落下時の振動周波数を検出する一対の振動検出手段と、該一対の振動検出手段で検出した振動周波数分布に基づいて選別対象物が異物を含むか否かを判定する異物判定手段と、該異物判定手段の判定結果に基づいて根菜類と異物とを選別する選別手段とを有することを特徴としている。
【００１０】
この請求項２に係る発明では、搬送手段で搬送された根菜類中に異物が混在された選別対象物を１次選別装置で、請求項１と同様の作用を行って根菜類と異物とを選別し、選別された異物をさらに２次選別装置に送って、再度根菜類と異物とを選別することにより、根菜類と異物との選別精度を向上させることができる。
【００１１】
さらに、請求項３に係る根菜類中に混在する異物の選別装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記傾斜受け手段が、前記Ｈ型部材の選別対象物が接触する上側平板部の上面に剛性を確保する平板が配設されていることを特徴としている。
この請求項３に係る発明では、搬送手段から落下される選別対象物を受けるＨ型部材の上側平板部の上面に平板が例えば溶着等によって配設されているので、小石等の異物が落下した場合でも十分な剛性を確保することができ、傾斜受け手段を長寿命化することができる。
【００１２】
さらにまた、請求項４に係る根菜類中に混在する異物の選別装置は、請求項１乃至３の何れかの発明において、前記傾斜受け手段は、固定部に振動吸収手段を介して設置された架台に共振防止用弾性体を介してＨ型部材を支持するように構成されていることを特徴としている。
この請求項４に係る発明では、固定部と架台との間に配設された振動吸収手段で固定部側から入力される振動を吸収し、架台とＨ型部材との間に配設された共振防止用弾性体で傾斜受け手段を並列に配設した場合の共振を防止することができる。
【００１３】
なおさらに、請求項５に係る根菜類中に混在する異物の選別装置は、請求項１乃至４の何れかの発明において、前記一対の振動検出手段のうち上側水平板部に配設される振動検出手段は、振動を検出し難い異物の落下位置に合わせて配置されていることを特徴としている。
この請求項５に係る発明では、根菜類中に混在する異物として、軽石や湿った木片等があり、軽石等の比較的重量の大きいものについては傾斜受け手段で発生する振動の振幅が大きいので、振動検出手段の設置位置と異物の落下位置との距離が比較的長い場合でも振動の減衰が少ないが、湿った木片である場合には重量も軽石に比較すると軽いので、振動検出手段の設置位置と異物の落下位置との距離が長いと振動の減衰が大きく、振動検出手段での振動検出が困難となるため、このような振動の検出に距離の影響を受ける異物を考慮してその落下位置に合わせて振動検出手段を配置することで、正確に異物の振動を検出する。
【００１４】
また、請求項６に係る根菜類中に混在する異物の選別装置は、請求項１乃至５の何れかの発明において、前記異物判定手段は、一対の振動検出手段で検出した振動検出信号が個別に入力される一対の判定部を有し、両判定部の夫々は、振動検出信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路で増幅された増幅信号が入力される低域除去フィルタと、該低域除去フィルタのフィルタ出力が閾値以下であるか否かを判定する比較器とを有し、該比較器の比較結果が閾値以下であるときに根菜類であるものと判定し、前記比較器の比較結果が閾値を超えているときには異物であると判定する判定信号を出力するように構成されていることを特徴としている。
【００１５】
この請求項６に係る発明では、振動検出手段で検出される振動検出信号に含まれる根菜類と異物とで振動周波数が似通っている低周波数成分を低域除去フィルタで除去して、識別可能な高周波数成分が閾値以下であるときには根菜類であると判断し、閾値を超えているときには異物であると判断する。このとき、軽石等の比較的重量の大きい異物の場合上側平板部で発生する振動が垂直板部に十分に伝達され、この垂直板部では、異物の落下位置と振動検出手段の設置位置との距離による検出信号の強弱が出にくく、この垂直板部に設置した振動検出手段で検出した振動検出信号に基づいて軽石等の異物判定を行うことにより、正確な異物判定を行うことができる。
【００１６】
さらに、請求項７に係る根菜類中に混在する異物の選別装置は、請求項１乃至６の何れかの発明において、前記選別手段は、異物判定手段の判定信号に基づいて傾斜受け手段から落下する選別対象物を根菜類収納部及び異物収納部に振り分ける振り分け手段を備えていることを特徴としている。
この請求項７に係る発明では、異物判定手段の判定信号に基づいて傾斜受け手段から落下する選別対象物を振り分け手段で根菜類収納部及び異物収納部に振り分けるので、根菜類と異物との振り分けを正確に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。
図１は本発明のシステム構成図であり、図中、１はビート、じゃがいも等の根菜類２に軽石、木片等の異物３が混入した選別対象物が搬送される受け入れコンベヤであって、この受け入れコンベヤ１の搬送終端側には選別対象物に洗浄水を吹き付けて洗浄するウォッシャー４が配設され、このウォッシャー４で洗浄された選別対象物が水を貯留した受け入れタンク５内に投入される。
【００１８】
受け入れタンク５内に投入された選別対象物は、一端が受け入れタンク５の底部に配設され、他端が揚水ポンプ６の吸込み側に接続された配送管７に吸引されて、この配送管７及び揚水ポンプ６を通り、揚水ポンプ６の吐出側に接続された配送管８を通って受け入れタンク５の上方に配設された１次選別装置１０に配送される。
【００１９】
この１次選別装置１０は、受け入れタンク５の上方に配設された搬送手段としての１次選別網コンベヤ１１と、この１次選別網コンベヤ１１の下側に配設された網コンベヤ１１を透過する搬送水を受け入れタンク５に戻す水処理部１２と、１次選別網コンベヤ１１の搬送端に所定高さの段差を形成するように配設されて、１次選別網コンベヤ１１から自然落下する選別対象物を受ける傾斜受け手段としての傾斜受け機構１３と、この傾斜受け機構１３の傾斜下端に配設された選別対象物を異物判定結果に基づいて根菜類収納部としての根菜類シュート１４と異物収納部としての異物シュート１５とに振り分ける選別手段としての選別機構１６とを備えている。そして、根菜類シュート１４に投入された根菜類は、ベルトスケールコンベヤ１７で重量を計測しながら傾斜クライマコンベヤ１８で摩砕ホッパー１９に搬送され、異物シュート１５に投入された異物は２次選別装置２０に送給される。
【００２０】
ここで、水処理部１２は、１次選別網コンベヤ１１を透過する搬送水を受ける漏斗状の水受け部１２ａと、この水受け部１２ａの下側に配設された搬送水から異物を除去して、受け入れタンク５に戻すスクリーン１２ｂとで構成されている。
また、傾斜受け機構１３は、図２に示すように、固定部に振動吸収ゴム等で構成される固定部側から入力される振動成分を吸収する振動吸収弾性体１３ａを介して支持された上面が右下がりの傾斜面とされた架台１３ｂと、この架台１３ｂ上に振動吸収ゴム等で構成される共振防止用弾性体１３ｃを介して載置された右下がりに傾斜するＨ型部材１３ｄとで構成されている。
【００２１】
Ｈ型部材１３ｄは、１次選別網コンベヤ１１から落下する選別対象物を受ける上側平板部１３ｅとこの上側平板部１３ｅの下方に所定間隔を保って平行に配設された下側平板部１３ｆと、両平板部１３ｅ，１３ｆの幅方向の中央部間を連結する垂直板部１３ｇとで構成されたＨ型鋼で構成され、上側平板部１３ｅの上面に剛性を確保するための平形鋼で構成される補強用平板１３ｈが溶着等によって固定されている。
【００２２】
そして、傾斜受け機構１３のＨ型部材１３ｄにおける上側平板部１３ｅの１次選別網コンベヤ１１から落下する異物のうち比較的軽い湿った木片が落下する位置に対応する裏面側に振動を検出する振動加速度計、振動速度計、振動レベル計等の振動を検出し、検出した振動に応じたレベルの振動検出信号を出力する振動検出手段としての振動センサ１３ｉが配設され、同様に垂直板部１３ｇの所望位置例えば上下方向及び左右方向の略中央部に振動センサ１３ｉと同様の構成を有する振動センサ１３ｊが配設されている。
【００２３】
これら振動センサ１３ｉ及び１３ｊから出力される振動検出信号が異物判定手段としての異物判定部３０を構成する異物判定回路３０Ａ及び３０Ｂに夫々供給される。これら異物判定回路３０Ａ及び３０Ｂの夫々は、図３に示すように、振動センサ１３ｉ又は１３ｊから出力される振動検出信号を増幅する増幅回路３１と、この増幅回路３１で増幅された増幅信号が入力される低域除去フィルタ３２と、この低域除去フィルタ３２のフィルタ出力のレベルが閾値以下であるか否かを判定する比較器３３とを有し、比較器３３からフィルタ出力のレベルが閾値未満であるときには根菜類と判断する例えば低レベルの比較出力を出力し、フィルタ出力のレベルが閾値以上であるときには異物と判断する例えば高レベルの比較出力を判定信号として出力する。
【００２４】
そして、両異物判定回路３０Ａ及び３０Ｂから出力される判定信号が選択回路３４に供給され、この選択回路３４で、異物判定回路３０Ｂの増幅回路３１で増幅された振動センサ１３ｊの振動検出信号のレベルが設定値以下であるときに異物判定回路３０Ａの判定信号を最終的な判定信号として選択し、増幅された振動センサ１３ｊの振動検出信号のレベルが設定値を超えているときには異物判定回路３０Ｂの判定信号を最終的な判定信号として選択し、選択した判定信号を選別機構１６に出力する。
【００２５】
選別機構１６は、図４に示すように、傾斜受け機構１３のＨ型部材１３ｄ上から転げ落ちる選別対象物に対向して配設された中間よりやや上方寄りに設けた回動軸１６ａを中心として回動する振分板１６ｂを有し、この振分板１６ｂを実線図示の右下がり傾斜位置とすることにより、Ｈ型部材１３ｄから転げ落ちる根菜類を根菜類シュート１４に、振分板１６ｂを破線図示の垂直位置とすることにより、Ｈ型部材１３ｄから転げ落ちる異物を異物シュート１５に夫々振り分ける。この振分板１６ｂは、その上端がエアシリンダ１６ｃに連結され、このエアシリンダ１６ｃの伸長側にスプリング（図示せず）で付勢されたピストンロッド１６ｄを伸縮させることにより、実線図示の垂直位置及び破線図示の傾斜位置に制御される。このエアシリンダ１６ｃは、３ポート２位置で電磁方向切換弁１６ｅを介してエアコンプレッサ１６ｅに接続され、電磁方向切換弁１６ｅがノーマル位置にある状態で、エアシリンダ１６ｃが大気に開放されてピストンロッド１６ｄが伸長位置を維持し、この状態から電磁方向切換弁１６ｅをオフセット位置に切換えることにより、エアコンプレッサ１６ｆから出力される加圧気体がエアシリンダ１６ｃに供給されて、ピストンロッド１６ｄをスプリングに抗して収縮させる。そして、電磁方向切換弁１６ｅの電磁ソレノイド１６ｇがリレー１６ｈを介して電源１６ｉに接続され、リレー１６ｈに異物判定部３０の選択回路３４から出力される判定信号が入力されている。
【００２６】
また、２次選別装置２０も、１次選別装置１０と同様に、異物シュート１５から搬送される根菜類２を含む異物３を受けて搬送する２次選別コンベヤ２１と、この２次選別コンベヤ２１の搬送端に所定高さの段差を形成するように配設されて、１次選別コンベヤ２１から自然落下する選別対象物を受ける傾斜受け手段としての傾斜受け機構２３と、この傾斜受け機構２３の傾斜下端に配設された選別対象物を異物判定結果に基づいて根菜類収納部としての根菜類シュート２４と異物収納部としての異物シュート２５とに振り分ける選別手段としての選別機構２６とを備えている。そして、根菜類シュート２４に投入された根菜類は、良品回収コンベヤ２７で受け入れタンク５に搬送され、異物シュート２５に投入された異物は異物貯積場２８に収納される。
【００２７】
次に、本実施形態の動作を説明する。
今、農場で採取した泥付のビートやじゃがいも等の根菜類２に軽石や木片等の異物３が混入した選別対象物が受け入れコンベヤ１に載置されると、この受け入れコンベヤ１によってウォッシャー４に搬送されて、このウォッシャー４で洗浄水を吹き付けることにより洗浄し、洗浄後の選別対象物が受けタンク５に投入される。
【００２８】
この受けタンク５に投入された選別対象物は、異物のうち乾いた木片等の比重が水より軽いものは受けタンク５内の水面に浮遊することになり、この時点で根菜類２から分離することができるが、湿った木片や軽石、小石等の比重が水より重いものは受けタンク５の底に沈むことになり、根菜類と共に揚水ポンプ６によって配送管７から水と共に吸引されて上方の１次選別網コンベヤ１１に揚送される。
【００２９】
１次選別網コンベヤ１１に揚送された選別対象物は、この１次選別網コンベヤ１１で水と選別対象物とに分離され、水は１次選別網コンベヤ１１を透過して下方の水受け部１２ａに受けられ、スクリーン１２ｂで塵埃を除去してから受けタンク５に戻され、選別対象物は１次選別網コンベヤ１１で搬送されて、その後端から傾斜受け機構１３に自然落下される。
【００３０】
傾斜受け機構１３では、自然落下した選別対象物がＨ型部材１３ｄ上に当接するので、選別対象物の形状や重量に応じた振動が発生し、この振動が上側平板部１３ｅ及び垂直板部１３ｇに伝達される。
このとき、１次選別網コンベヤ１１から自然落下する選別対象物が根菜類又は異物が１つ１つ整列されて、所定の間隔を保って搬送される場合はともかく、これらがかたまりとなって大量に搬送されて来る場合には、傾斜受け機構１３のＨ型部材１３上に根菜類２と異物３との双方が混在する場合も生じる。
【００３１】
このため、Ｈ型部材１３ｄ上に根菜類のみが当接した場合には、根菜類は軽石や小石等に比べて弾性率が大きいため、補強用平板１３ｈで発生する振動周波数は、図５（ａ）に示すように、低周波数成分のレベルのみにピークが表れ、中周波数成分及び高周波数成分のレベルは小さい周波数特性となる。
また、軽石や小石のような異物の場合には、弾性率が小さいため、補強用平板１３ｈに当接したときに発生する振動周波数は、図５（ｃ）に示すように、低周波数成分のレベルが根菜類に比較して少し低くなるが、中周波数成分及び高周波数成分のレベルが大きくなる。
【００３２】
さらに、根菜類と軽石や小石のような異物とが混在する場合には、補強用平板１３ｈに当接したときに発生する振動周波数は、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）及び（ｂ）の周波数成分が重畳された波形となり、全ての周波数成分でレベルが大きくなる。
また、補強用平板１３ｈで選別対象物の当接によって発生した振動は、上側平板部１３ｅを通じて垂直板部１３ｇにも伝達される。このとき、上述したように、根菜類２も小石、軽石等の弾性率の小さい異物３では周波数分布が低周波数成分、中及び高周波数成分の少なくとも何れかで高レベルとなるため、垂直板部１３ｇにも確実に伝達されることになり、この垂直板部１３ｇでは、選別対象物の落下位置が変化しても伝達信号レベルがさほど変化せず、垂直板部１３ｇに配設した振動センサ１３ｊで図５（ａ）〜（ｃ）に示す周波数特性に対応した振動検出信号を出力することができる。
【００３３】
ところが、異物２であっても、湿った木片のように重量が比較的軽いものでは、補強用平板１３ｈに当接したときに振動が発生するが、その振動周波数は、低周波数成分、中周波数成分及び高周波数成分の何れでもレベルが低いものとなるため、落下位置から離れる毎に振動成分の減衰が大きくなって、垂直板部１３ｇには殆ど伝達されなくなる。このため、上側平板部１３ｅに配設した振動センサ１３ｉの設置位置が湿った木片のように振動成分のレベルが低いものの落下位置に合わせて設定されているので、この振動センサ１３ｉでは明確に振動周波数に応じた振動検出信号を出力することができる。
【００３４】
したがって、振動センサ１３ｉ及び１３ｊの振動検出信号が異物検出部３０の異物検出回路３０Ａ及び３０Ｂに入力されたときに、垂直板部１３ｇに配設された振動センサ１３ｊの振動検出信号が入力される異物検出回路３０Ｂの増幅回路３１から出力される増幅信号が選択回路３４に供給されているので、根菜類や小石、軽石等の異物が補強用平板１３ｈ上に落下した場合には、垂直板部１３ｇに振動が伝達されて異物判定回路３０Ｂの増幅回路３１から大きなレベルの増幅信号が出力されるので、これが選択回路３４に供給されることにより、この選択回路３４で異物判定回路３０Ｂの判定信号を最終的な判定信号として選択し、これを選別機構１６のリレー回路１６ｈに出力する。
【００３５】
このとき、異物判定回路３０Ｂでは、増幅回路３１で増幅した振動センサ１３ｊの振動検出信号を低域除去フィルタ３２に供給することにより、図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにカットオフ周波数ｆより小さい低周波数成分が除去されて、中高周波数成分のみがフィルタ出力として出力される。このため、比較器３３で閾値と比較することにより、根菜類２が落下した場合には、図５（ａ）に示すように中高周波数成分のレベルが低く閾値未満となるので、比較器３３から低レベルの比較出力が判定信号として出力され、これが選別機構１６のリレー回路１６ｈに供給される。このため、リレー回路１６ｈが非作動状態を継続し、電源１６ｉからの電力が電磁方向切換弁１６ｅの電磁ソレノイド１６ｇに供給されないので、電磁方向切換弁１６ｅが図４に示すノーマル位置を維持し、エアシリンダ１６ｃのピストンロッド１６ｄがスプリングによって伸長した位置を保持する。したがって、振分板１６ｂが図１及び図４に示す実線図示の状態を維持することにより、傾斜受け機構１３から転がり落ちる根菜類２を根菜類シュート１４を介し、ベルトスケールコンベヤ１７で計量を行いながら傾斜クライマコンベヤ１８によって摩砕ホッパー１９に収納する。
【００３６】
また、傾斜受け機構１３の補強用平板１３ｈに落下する選択対象物が小石や軽石等の弾性率が低く重量のある異物である場合には、根菜類２が落下した場合と同様に補強用平板１３ｈで発生する振動が上側平板部１３ｅを介して垂直板部１３ｇに伝達され、この垂直板部１３ｇに配設された振動センサ１３ｊから図５（ｂ）に対応する振動検出信号が出力されることになる。この場合も振動検出信号のレベルが大きく異物検出回路３０Ｂの増幅回路３１で増幅した振動検出信号のレベルも高いので、選択回路３４で異物判定回路３０Ｂが選択される。この異物判定回路３０Ｂでは、低域除去フィルタ３２から出力される中高周波数成分を表すフィルタ出力のレベルが図５（ｂ）に示すように高レベルとなるので、比較器３３から高レベルの比較出力が判定信号として出力され、これが選別機構１６のリレー回路１６ｈに供給されるので、このリレー回路１６ｈが作動状態となって、電源１６ｉの電力が電磁方向切換弁１６ｅの電磁ソレノイド１６ｇに供給されることにより、この電磁方向切換弁１６ｅがオフセット位置に切換えられる。
【００３７】
このため、エアコンプレッサ１６ｆから出力される加圧気体が電磁方向切換弁１６ｅを通じてエアシリンダ１６ｃに供給されるので、ピストンロッド１６ｄがスプリングに抗して収縮し、振分板１６ｂが図１及び図４で破線図示の垂直位置に回動される。したがって、傾斜受け機構１３の補強用平板１３ｈを転がり落ちる小石や軽石等の異物２は振分板１６ｂに当接して異物シュート１５に投入されて、２次選別装置２０に向かう。この２次選別装置２０でも１次選別装置１０と同様の作用を行って、異物２は異物シュート２５を通って異物貯積場２８に収納され、根菜類２は根菜類シュート２５を介し、良品回収コンベヤ２７を介して受けタンク５に戻される。
【００３８】
このように、１次選別装置１０で異物２として判定された選別対象物を２次選別装置２０で再度異物判定を行うので、前述したように根菜類２と異物３とが同時に傾斜受け機構１３の補強用平板１３ｈ上に落下した場合に、根菜類２も異物として取り扱われるので、これを再度異物判定することにより、より正確な選別を行うことができる。
【００３９】
一方、湿った木片のように比較的軽い異物２が１次選別装置１０における傾斜受け機構の補強用平板１３ｈ上に落下した場合には、この比較的軽い異物２の落下によって発生する振動のレベルが小さく、上側平板部１３ｅに配設した振動センサ１３ｉでは振動検出信号が出力されるが、垂直板部１３ｇには振動が殆ど伝達されないことにより、振動センサ１３ｊでは極低レベルの信号検出信号が出力されることになる。このため、異物判定回路３０Ｂの増幅回路３１から出力される増幅出力のレベルも低くなるため、選択回路３４で異物判定回路３０Ａの判定信号が最終的な判定信号として選択される。
【００４０】
このとき、湿った木片等の異物２でも、弾性率が根菜類に比較して小さいので、中・高周波数成分のレベルが大きくなることにより、異物判定回路３０Ａの比較器３３から高レベルの比較出力が判定信号として出力され、これが選別機構１６のリレー回路１６ｈに供給される。このため、電源１６ｉの電力が電磁方向切換弁１６ｅの電磁ソレノイド１６ｇに供給されて、電磁方向切換弁１６ｅがオフセット位置に切換えられ、エアコンプレッサ１６ｆから出力される加圧気体がエアシリンダ１６ｃの収縮側に供給されるので、ピストンロッド１６ｄがスプリングに抗して収縮して、振分板１６ｂが図１及び図４で破線図示の垂直位置に回動して、湿った木片等の異物２を異物シュート１５に投入する。その後、２次選別装置２０で同様の処理を行って、湿った木片等の異物２を異物シュート２５を介して異物貯積場２８に収納する。
【００４１】
このように、本発明によれば、選別コンベヤ１１又は２１から自然落下された選択対象物を受ける傾斜受け機構１３がＨ型部材１３ｄで構成されているので、剛性を高くすることができる上、選択対象物の受け面に補強用平板１３ｈが配置されているので、より剛性を高くすることができ、傾斜受け機構１３を長寿命化することができる。しかも、上側平板部１３ｅ及び垂直板部１３ｇに振動センサ１３ｉ及び１３ｊを配設しているので、上側平板部１３ｅでは振動センサ１３ｉの設置位置と選択対象物の落下位置との距離の変化に応じて振動の減衰量が変化することから、振動センサ１３ｉから離れた位置に異物２が落下した場合には、振動センサ１３ｉで検出する振動検出信号のレベルが低下してしまうことになり、比較器３３で閾値と比較したときに誤判断するおそれがあり、正確な異物判定を行うことができないが、垂直板部１３ｇの振動センサ１３ｊで比較的重量がある根菜類２及び小石、軽石等の異物３の振動を検出した場合にはこれらの落下位置の影響による振動減衰量が比較的少ないので、正確な異物判定を行うことができ、異物判定精度を大幅に向上することができる。
【００４２】
また、湿った木片等の比較的軽い異物３である場合には、上側平板部１３ｅの軽い異物３の落下位置に配置した振動センサ１３ｉで確実に振動を検出することができ、この振動センサ１３ｉの振動検出信号を異物判定回路３０Ａに供給することにより、正確な異物判定を行うことができる。
さらに、傾斜受け機構１３が振動吸収弾性体１３ａを介して固定部に支持された架台１３ｂと、この架台１３ｂ上に共振防止用弾性体１３ｃを介して配設されたＨ型部材１３ｄとで構成されているので、固定部からの振動入力を振動吸収弾性体１３ａで吸収し、さらに共振防止用弾性１３ｃでＨ型部材１３ｄの共振を確実に防止するので、振動センサ１３ｉ及び１３ｊで自然落下した選別対象物の振動のみを正確に検出することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態においては、振動検出手段として振動センサ１３ｉ及び１３ｊを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マイクロフォン等の音響センサを適用するようにしてもよく、この場合には音響センサを上側平板部１３ｅ及び垂直板部１３ｇに近接対向させて配置する。
また、上記実施形態においては、異物判別部３０の選択回路３４で異物判定回路３０Ｂの増幅回路３１の増幅出力に基づいて異物判定回路３０Ａ及び３０Ｂの判定信号を選択する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、振動センサ１３ｊの振動検出信号を直接入力して内部で増幅するようにしてもよく、さらには振動センサ１３ｉ及び１３ｊの振動検出信号に基づいて振動センサ１３ｉのみが高いレベルの振動検出信号を出力するときに異物判定回路３０Ａの判定信号を選択するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、上記実施形態においては、選別機構１６の振分板１６ｂをエアシリンダ１６ｃで回動させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の流体圧シリンダや電動モータを使用した直動機構を適用するようにしてもよく、さらには振分板１６ｂを回動させる場合に代えて、上下に摺動させてシャッター構成とするようにしてもよい。
【００４５】
さらにまた、上記実施形態においては、１次選別装置１０及び２次選別装置２０を設けた場合について説明したが、これ以外に３次選別装置を設けるようにしてもよく、選別装置数は１以上の任意数に選択することができる。
なおさらに、上記実施形態においては、異物判定部３０をハードウェアで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータ等を利用してソフトウェアで異物判定を行うようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、搬送手段で根菜類に岩石等の異物が混在する選別対象物が搬送されて、傾斜受け手段の上側平板部上に落下すると、この傾斜受け手段の上側平板部及び垂直板部に落下した選別対象物の種別に応じた振動周波数分布を有する振動が発生し、これら上側平板部及び垂直板部に配設された一対の振動検出手段で振動又は音を検出し、両振動検出手段で検出した振動周波数分布に基づいて異物判定手段で、異物であるか否かを判定し、選別手段で根菜類と異物とを選別するので、傾斜受け手段の剛性を高めて長寿命化を図ることができると共に、異物の誤判定を生じることなく、高精度の異物判定を行うことができるという効果が得られる。
【００４７】
また、請求項２に係る発明によれば、搬送手段で搬送された根菜類中に異物が混在された選別対象物を１次選別装置で、請求項１と同様の処理を行って根菜類と異物とを選別し、選別された異物をさらに２次選別装置に送って、再度根菜類と異物とを選別することにより、根菜類と異物との選別精度をより向上させることができるという効果が得られる。
【００４８】
さらに、請求項３に係る発明によれば、搬送手段から落下される選別対象物を受けるＨ型部材の上側平板部の上面に平板が例えば溶着等によって配設されているので、小石等の異物が落下した場合でも十分な剛性を確保することができ、傾斜受け手段をより長寿命化することができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、固定部と架台との間に配設された振動吸収手段で固定部側から入力される振動を吸収し、架台とＨ型部材との間に配設された共振防止用弾性体で傾斜受け手段を並列に配設した場合の共振を防止することができ、自然落下する選別対象物の振動のみを正確に検出するとこができるという効果が得られる。
【００４９】
なおさらに、請求項５に係る発明によれば、根菜類中に混在する異物として、軽石や湿った木片等があり、軽石等の比較的重量の大きいものについては傾斜受け手段で発生する振動の振幅が大きいので、振動検出手段の設置位置と異物の落下位置との距離が比較的長い場合でも振動の減衰が少ないが、湿った木片である場合には重量も軽石に比較すると軽いので、振動検出手段の設置位置と異物の落下位置との距離が長いと振動の減衰が大きく、振動検出手段での振動検出が困難となるため、このような振動の検出に距離の影響を受ける異物を考慮してその落下位置に合わせて振動検出手段を配置することで、正確に異物の振動を検出することができるという効果が得られる。
【００５０】
また、請求項６に係る発明によれば、振動検出手段で検出される振動検出信号に含まれる根菜類と異物とで振動周波数が似通っている低周波数成分を低域除去フィルタで除去して、識別可能な高周波数成分が閾値以下であるときには根菜類であると判断し、閾値を超えているときには異物であると判断する。このとき、軽石等の比較的重量の大きい異物の場合上側平板部で発生する振動が垂直板部に十分に伝達され、この垂直板部では、異物の落下位置と振動検出手段の設置位置との距離による検出信号の強弱が出にくく、この垂直板部に設置した振動検出手段で検出した振動検出信号に基づいて軽石等の異物判定を行うことにより、正確な異物判定を行うことができるという効果が得られる。
【００５１】
さらに、請求項７に係る発明によれば、異物判定手段の判定信号に基づいて傾斜受け手段から落下する選別対象物を振り分け手段で根菜類収納部及び異物収納部に振り分けるので、根菜類と異物との振り分けを正確に行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】図１に適用し得る傾斜受け機構の具体的構成を示す説明図である。
【図３】図１に適用し得る異物判定部を示すブロック図である。
【図４】図１に適用し得る選別機構の具体的構成を示す構成図である。
【図５】選別対象物の振動周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
１０  １次選別装置
１１  １次選別網コンベヤ
１２  水処理部
１３  傾斜受け機構
１３ａ  振動吸収弾性体
１３ｂ  架台
１３ｃ  共振防止用弾性体
１３ｄ  Ｈ型部材
１３ｅ  上側平板部
１３ｆ  下側平板部
１３ｇ  垂直板部
１３ｈ  補強用平板
１３ｉ，１３ｊ  振動センサ
１４  根菜類シュート
１５  異物シュート
１６  選別機構
１６ｂ  振分板
２０  ２次選別装置
２１  ２次選別コンベヤ
２３  傾斜受け機構
２４  根菜類シュート
２５  異物シュート
２６  選別機構
３０  異物判定部
３０Ａ，３０Ｂ  異物判定回路
３１  増幅回路
３２  低域除去フィルタ
３３  比較器
３４  選択回路
【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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