(57)【要約】    【課題】様々な配列パターンの箱詰処理を容易かつ迅速に行なうことができる農産物の箱詰装置を提供する。    【解決手段】プール部に一列にプールした複数の農産物を各独立に一個宛て保持する複数の吸着カップを吸着カップホルダー2054に一列に備えた取上手段と、垂直方向をｚ軸としかつ該ｚ軸に直交する水平直交２軸をｘ，ｙ軸としたときに、この取上手段をｚ軸方向およびｘ軸方向に移動させる移動手段2053とを有し、上記移動手段は上記取上手段を上記プール部からｘ軸方向の容器に向けて移動させ、上記複数の吸着カップで取上げた複数の農産物を上記容器内に所定の配列で詰める農産物の箱詰装置において、上記取上手段は、吸着カップホルダー2054を移動手段2053に対してｙ軸方向に移動させるｙ軸方向移動機構を設けた。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プール部に一列にプールした複数の農産物を各独立に一個宛て保持する複数の保持部を一列に備えた取上手段と、垂直方向をｚ軸としかつ該ｚ軸に直交する水平直交２軸をｘ，ｙ軸としたときに、この取上手段をｚ軸方向およびｘ軸方向に移動させる移動手段とを有し、上記移動手段は上記取上手段を上記プール部からｘ軸方向の容器に向けて移動させ、上記複数の保持部で取上げた複数の農産物を上記容器内に所定の配列で詰める農産物の箱詰装置において、
上記取上手段は、上記複数の保持部をｙ軸方向に移動させるｙ軸方向移動機構を有することを特徴とする農産物の箱詰装置。
【請求項２】
上記取上手段は、水平方向に延びる保持部材と、該保持部材にその長さ方向に沿って複数垂下されると共に上下方向長さを伸縮可能とし、下端部に上記保持部を備えた吊り体と、を有し、上記ｙ軸方向移動機構は上記移動手段に対して上記保持部材をｙ軸方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の農産物の箱詰装置。
【請求項３】
上記取上手段は、上記一列に並んだ端の保持部又は該端とこれに順次に隣接した１又は複数の保持部が農産物を保持して移載する動作に関与する動作状態の位置から、該保持して移載する動作に関与しない退避状態の位置へ切換える切換手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の農産物の箱詰装置。
【請求項４】
上記取上手段は、該一列の各保持部の隣接間隔を変更する間隔変更手段を有することを特徴とする請求項１、２または３に記載の農産物の箱詰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リンゴ、柿、梨、トマト、茄子、胡瓜などの農産物を選別し箱詰包装して出荷する選果場等において用いるのに適した農産物の箱詰装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農産物を自動箱詰する装置は従来から多数提案、実施されており、例えば農産物を１個ずつ吸着吊持して包装箱に順次に箱詰めしていく１個詰め方式のものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
しかしこの１個詰め方式では、箱詰能率の向上のために高速稼働させようとすると果実が衝突して傷み易いという問題があり、その解決が課題となっている。
【０００４】
また、例えばリンゴ、柿、梨、トマト等の比較的球塊状の農産物を、段ボール箱やトレイパック等の包装容器内に、縦・横が４×５の２０個や４×６の２４個のように予め決められたマトリックス状あるいは千鳥状（以下これらを「マトリックス状等」と総称する）の配列パターンで箱詰めする装置も広く知られている（特許文献１、２、３）。
【０００５】
このうちの特許文献２に記載の装置は、予め供給元（取上げ位置）において、箱詰めの際のぎっしりと詰まった所定の配列パターンの状態に複数の農産物を整列させて待機させ、そのぎっしりと詰まった配列パターンに合致するように複数の真空吸着カップを配列したピックアップヘッドで、整列した農産物全体を一度に吊り上げ段ボール箱内に移載する一括移載箱詰め方式のものである。
【特許文献１】特開昭６３−４４４１１号公報
【特許文献２】特公昭５６−３２１６９号公報
【特許文献３】特公平８−５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特許文献２の方式は、供給元で予めぎっしりとした状態に整列させてピックアップヘッドで吊持し、移載・箱詰するものであるから、その密な整列状態を維持して吊持し移載する途中で、球塊状農産物が相互に接触して傷むことや落下を招くという問題があり、また箱詰めの配列パターンが変更される場合には、供給元の整列手段やピックアップヘッドを配列パターンに合致したものに交換することが必要となって、その交換に手間がかかることや交換のために作業を中断しなければならないという問題がある。
【０００７】
また特許文献３、特許文献１に記載の装置は、供給元においては複数の農産物を箱詰時のぎっしりと詰まった状態にまでは整列させずに比較的ルーズな状態で整列させ、箱に詰めるために移載する途中で複数の農産物を吊持している各ピックアップ（例えば吸着カップ）の相互位置関係を調節するようにしたものである。具体的には、供給元で保持した時にはマトリックス状である配列状態のものを箱詰めには千鳥状に変更するとか、保持した農産物の隣接間隔を変更するなどの方式の装置が知られている。
【０００８】
この方式によれば、上記特許文献１に記載の装置における一括移載箱詰め方式で課題とされている不具合が改善されて、移載途中での農産物の損傷や落下の防止、あるいは配列パターンの変更に伴う供給元の整列手段やピックアップヘッドの交換の問題の影響を有利に低減できる。
【０００９】
しかし、農産物の箱詰めに際して求められる配列パターンは農産物の種類の違いにより異なる場合が多く、また同じ種類の農産物であっても例えば大きさ等の階級の違いにより配列パターンをマトリックス状，千鳥状とし、あるいは一つの箱に詰める農産物の個数を階級（特に大きさ）により変更する場合が多いため、吊持・移載の手段をこの様な種々の配列パターンに応ずることが可能な汎用性の高い構成とするには、各ピックアップを、多様な動きが可能なものとしなければならず、このためのガイド機構や制御機構が複雑になってしまうという問題がある。
【００１０】
そこでこのような機構の複雑化を避けるために、一つの装置で対応可能な配列パターンの範囲を数例程度に限定して機構の簡易化を図ることができるが、このようにすれば汎用性が低下することは避けられないので、数多くの配列パターンに対応することが求められる選果場の箱詰装置用としては、構成の異なるいくつかの装置を準備しなければならないという問題を招く結果となる。
【００１１】
上述のように、自然物，天然物である農産物のための箱詰め作業用の装置は、段ボール箱等の容器に農産物をマトリックス状等の状態で密に詰める作業を能率的に行うこと、傷み易い農産物の取扱に注意を要すること、などを課題として考えられたものが従来から提案されているが、これに加えて、さまざまな等・階級に選別して仕分け箱詰めすることが必要な自然物，天然物を対象としている選果場では、用いる箱詰装置を種々の階級の農産物の箱詰めに簡単な仕様変更で共通的に利用できる汎用性の高い構成のものとできれば、多数の箱詰装置を設備する選果場の設備費用の低減に有益であることも考慮されるべき問題である。
【００１２】
本発明の目的は、上述した選果場に適した農産物の箱詰装置の従来の問題点を解消し、様々な配列パターンの箱詰処理を容易かつ迅速に行なうことができる農産物の箱詰装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的を実現する第１の発明は、請求項１に記載のように、プール部に一列にプールした複数の農産物を各独立に一個宛て保持する複数の保持部を一列に備えた取上手段と、垂直方向をｚ軸としかつ該ｚ軸に直交する水平直交２軸をｘ，ｙ軸としたときに、この取上手段をｚ軸方向およびｘ軸方向に移動させる移動手段とを有し、上記移動手段は上記取上手段を上記プール部からｘ軸方向の容器に向けて移動させ、上記複数の保持部で取上げた複数の農産物を上記容器内に所定の配列で詰める農産物の箱詰装置において、上記取上手段は、上記複数の保持部をｙ軸方向に移動させるｙ軸方向移動機構を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の目的を実現する第２の発明は、請求項２に記載のように、上記した第１の発明で、上記取上手段は、水平方向に延びる保持部材と、該保持部材にその長さ方向に沿って複数垂下されると共に上下方向長さを伸縮可能とし、下端部に上記保持部を備えた吊り体と、を有し、上記ｙ軸方向移動機構は上記移動手段に対して上記保持部材をｙ軸方向に移動させることを特徴とする。
【００１５】
本発明の目的を実現する第３の発明は、請求項３に記載のように、上記いずれかの発明で、上記取上手段は、上記一列に並んだ端の保持部又は該端とこれに順次に隣接した１又は複数の保持部が農産物を保持して移載する動作に関与する動作状態の位置から、該保持して移載する動作に関与しない退避状態の位置へ切換える切換手段を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の目的を実現する第４の発明は、請求項４に記載のように、上記いずれかの発明で、上記取上手段は、該一列の各保持部の隣接間隔を変更する間隔変更手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、一列おきに複数の保持部の位置をｙ軸方向に若干移動させるだけで複数の保持部で吸着保持した複数の農産物をいわゆる千鳥格子状に容器へ箱詰することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、簡単な構成で複数の保持部をｙ軸方向に移動させることができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、農産物の箱詰態様として千鳥格子状に配列する際、奇数列と偶数列における箱詰個数が異なる場合でも簡単に対応することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、プール部から容器へ農産物を移載する際に複数の保持部で保持した隣接する農産物同士が互いに擦れて傷むことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明を図面に示した実施形態に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明よりなる実施形態の農産物の箱詰装置を複数設備した選果場の一部（農産物選別のための計測装置〜箱詰に至る経路）を平面図で示したものであり、後述の説明から分かるように、農産物Ｐを載せた所謂フリートレイ４を、搬送コンベア１上で搬送させながら、途中に設けた計測装置３により所定の計測（本実施形態では説明の便宜上階級要素の「大きさ」を計測するものとして説明するが、これに限定されず、等級，階級のいずれの要素を計測して仕分け選別するものであってもよい）を行い、この計測結果に基づいて仕分けすべき等階級がコンピュータ等を用いて判別され、図１に示すように搬送コンベア１から横方向に接続された階級別の分岐箱詰ライン２1 〜２8 の分岐コンベアに、該当する階級の農産物を載せたフリートレイ４を排出させるようになっている。
【００２３】
本実施形態における上記の分岐箱詰ライン２1 〜２8 は、箱詰めの配列パターンが異なる他は共通の構成を有しており、以下の説明は一つの分岐箱詰ライン２（符号は添字を除いて示す）について行うものとする。
【００２４】
上記の分岐箱詰ライン２は図３に示すように、大略、搬送コンベア１からの（農産物選別）排出装置２０１、分岐コンベア２０２、箱詰め部の農産物プール部２０３、トレイパックの積載部２０４、及び箱詰装置としての作業ロボット２０５からなっている。以下これらについて説明する。
【００２５】
上記の排出装置２０１は、例えば特開平６−２７８８４８号公報で開示されている仕分け排出装置を用いて構成することができ、本実施形態では、排出農産物の量が多い場合を考慮して分岐コンベア２０２を二レーン２０２１，２０２２に設けてフリートレイ４を振り分ける機能をもつように構成されている。すなわち、上記排出装置２０１は、外周部の内側に周方向に沿って等間隔に多数の電磁吸着部２０１２を有し、図３の矢印方向に回転する回転テーブル２０１１と、搬送コンベア１上からフリートレイ４を排出するために該フリートレイ４を吸着転向させるべく、所定の固定位置で回転テーブル２０１１の電磁吸着部２０１２を励磁させる一つの励磁手段２０１３と、上記の二レーンにフリートレイ４を振り分けるために所定の２カ所の位置に固定して設けられた電磁吸着部２０１２の励磁解除手段２０１４，２０１５とから構成されている。
【００２６】
以上の構成により、例えば計測装置３で計測した結果に基づき図３に示した分岐箱詰ライン２の階級（例えば大きさＬ）に選別された農産物Ｐを載せたフリートレイ４が、図３の左側の排出装置２０１の位置を通過する際に、コンピュータ等の制御手段（図示せず）からの指令により上記励磁手段２０１３が励磁されることで、該当するフリートレイ４は電磁吸着部２０１２をもつ回転テーブル２０１１に吸着され、該回転テーブル２０１１の回転に従って搬送コンベア１上から横方向に排出されることになる。
【００２７】
そして、励磁解除手段２０１４，２０１５のいずれかを制御手段からの指令により作動させることで上記吸着を解除し、排出したフリートレイ４を二レーン２０２１，２０２２のいずれかに送り込む。この振り分けは均等であってもよいが、本実施形態では右側のレーン２０２１を主レーンとし、この主レーンがいっぱいとなったときにだけ左側の補助レーン２０２２にフリートレイ４を送り込むようにしている。
【００２８】
また本実施形態では、図３の右側に図示した排出装置２０１が、例えば大きさＭの階級の農産物Ｐを載せたフリートレイ４を排出するために設置されており、したがって図３の分岐箱詰ライン２は、右側が大きさＭの階級の農産物の箱詰め用、左側が大きさＬの階級の農産物の箱詰め用として設けられていることになる（以下排出装置２０１及び分岐コンベア２０２について右側，左側を表示する必要のある場合には、右側については添字Ｒ、左側については添字Ｌを付す場合がある）。
【００２９】
次に、分岐コンベア２０２について説明すると、本実施形態のこの分岐コンベア２０２はベルトコンベアあるいはローラコンベアなどにより構成されていて、排出されたフリートレイ４を下流側に搬送するようになっている。また、上述のように一つの排出装置２０１に対して二つのレーン２０２１，２０２２が各々一列にフリートレイ４を集積するように設けられていて、かつ、図３の右側を主レーン２０２１とし、このレーンの集積がいっぱいとなるまでは該主レーン２０２１にフリートレイ４が送り込まれるようになっている。
【００３０】
また、各レーン２０２１，２０２２の搬送終端位置には、フリートレイ４を停止させるためのストッパ機構２０２３が配置されていて、通常はフリートレイ４の搬送を停止させるように作用し、図示しないセンサによって集積されたフリートレイ数が所定の個数（後述の箱詰め作業でダンボール箱に箱詰する際の一箱分の個数）に集積したことが検出されると、後段の箱詰め作業の進行状況に応じて制御手段からの指令に基づいて搬送を許す状態に切換えられて該所定個数のフリートレイ４を箱詰め位置に送り込み、該所定個数の送り込みの後、後続のフリートレイ４の送り込みを再び停止させるように、該ストッパ機構２０２３は搬送停止状態に復帰される。このようなストッパ機構２０２３は例えばストッパ板とシリンダ装置等を組み合わせて構成することができる。
【００３１】
次に、農産物プール部２０３について説明すると、本実施形態のこのプール部２０３は、上記分岐コンベア２０２のいずれかのレーン２０２１，２０２２から送り込まれた所定個数のフリートレイ４を、箱詰めのために一列に整列させて停止させる箱詰めレーン２０３１と、上記いずれかのレーン２０２１，２０２２からこの箱詰めレーン２０３１にフリートレイ４を送り込むための送り込みレーン２０３２，２０３３とから構成されている。
【００３２】
すなわち、本実施形態においては図３の右側の排出装置２０１R から連なる分岐コンベア２０２R の主レーン２０２１R の終端部から直線的に連続するように送り込みレーン２０３２が設けられていると共に、補助レーン２０２２R 、及び図３の左側の排出装置２０１L から連なる二つのレーン２０２１L ，２０２２L の終端部から送り出されるフリートレイ４を上記送り込みレーン２０３２に載せるように直角に送り込みレーン２０３３が設けられ、これにより、所定のレーンから所定個数だけ送り出されたフリートレイ４は、箱詰めレーン２０３１上に送り込まれることになる。
【００３３】
送り込まれた所定個数のフリートレイ４はストッパ機構２０３４により停止され、箱詰め待機状態とされる。なお、このストッパ機構２０３４は、上記ストッパ機構２０２３と同様に構成することができ、農産物の取上げ終了時点（あるいは取上げ後搬送に支障のなくなった時点）で搬送を許す状態に切換えられて搬出コンベア２０３５から空のフリートレイ４を送り出し、所定個数の送り出し後、後続のフリートレイ４を再び停止させる状態に復帰される。図２，図３の２０３６は、空フリートレイ４の戻りコンベアである。なお以上の各レーンはそれぞれベルトコンベアあるいはローラコンベア等により構成される。
【００３４】
次に、トレイパックの積載部２０４について説明すると、本実施形態は、農産物Ｐを一つずつ載せる凹部がマトリックス状あるいは千鳥状に形成されている薄肉プラスチック製のトレイパックを段ボール箱５に嵌挿して、農産物箱詰め用容器として用いる選果設備に係り、後述する箱詰装置としての作業ロボットによってトレイパックを段ボール箱に嵌挿することに兼用することがその特徴の一つである。
【００３５】
本実施形態におけるトレイパックの積載部２０４は、図２及び図３に示すように、上述した箱詰めレーン２０３１、及び送り込みレーン２０３２，２０３３により囲まれた空間の上部に、二群の積層したトレイパック２０４２，２０４３を載置する回転受台２０４１、載置した積層トレイパックを支える支持枠２０４４、回転受台２０４１を１８０°回転させる回転器２０４５とから構成されていて、取上げようとするトレイパックの積層体を箱詰めレーン２０３１側に位置させるように、制御手段（図示せず）からの指令によって、図示状態と図３の矢印で示した１８０°回転させた状態との間で回転器２０４５による回転を行わせるようになっている。本実施形態では、トレイパック２０４２は大きさＬの農産物を千鳥状に２０個（玉）箱詰めするために用いられるものとして示し、トレイパック２０４３は大きさＭの農産物Ｐをマトリックス状に２４個（玉）箱詰めするために用いられるものとして示した。
【００３６】
次に、箱詰装置としての作業ロボット２０５について説明する。
【００３７】
本実施形態のこの箱詰装置は、垂直多関節型のアーム機構を有する作業ロボットとして構成されており、上記プール部２０３の箱詰めレーン２０３１に一列に整列待機された所定個数のフリートレイ４の上から一列の農産物Ｐを取上げ、上記トレイパック２０４２（又は２０４３）を嵌挿した段ボール箱５に一列ずつ順次に詰めるように動作するものである。
【００３８】
そして本実施形態のこの作業ロボット２０５は、トレイパック２０４２に大きさＬの農産物Ｐを詰める場合には５個×４列（計２０個）を取上げるが、トレイパック２０４３に大きさＭの農産物Ｐを詰める場合には６個×４列（計２４個）を取上げる必要があり、取上げ個数が異なることに対応できるように、吸着カップ（本発明の保持部に相当）が取上げに関与しない退避状態の位置に退避できるように設けられている。
【００３９】
すなわち、本実施形態の作業ロボット２０５は、本体２０５１から平行四辺形リンクモーションを行う根元リンク機構２０５２が延出され、この根元リンク機構２０５２の先端に水平軸回りの回転を許すヒンジを介して、平行四辺形リンクモーションを行う先端リンク機構２０５３を連結し、更にこの先端リンク機構２０５３の先端に吸着カップホルダー（本発明の保持部材に相当）２０５４を、ブラケット２０５５を介して連結して構成され、これらのリンク機構で構成されたアーム機構（本発明の移動手段に相当）により、ブラケット２０５５は常に水平姿勢を維持しながら上下（ｚ‐ｚ方向），前後（ｘ‐ｘ方向）に移動できるようになっている。
【００４０】
なお、根元リンク機構２０５２には、本体２０５１の前側の支持アーム２０５２ａの下端部に該支持アーム２０５２ａを前後左右に揺動させる駆動装置（図示せず）が設けられていると共に、本体２０５１の後側の支持アーム２０５２ｂの下端部には該支持アーム２０５２ｂを上下方向に移動させる駆動装置（図示せず）が設けられていて、これら両者の支持アーム２０５２ａ，２０５２ｂの揺動及び上下動の組み合わせにより、先端リンク機構２０５３の動作を制御するようになっている。
【００４１】
本実施形態において、上記ブラケット２０５５は、図４及び図５に詳細に示したように、ブラケット底部板２０５５１に設けた一対のガイド２０５５２が、吸着カップホルダー２０５４の上面に設けたレール２０５４１と水平方向移動可能に滑合することで、該吸着カップホルダー２０５４を図４のＹ−Ｙ方向に移動可能に吊持し、かつ吸着カップホルダー２０５４の上面に組み付けたエアシリンダ装置２０５４２のピストンロッド２０５４３が上記ブラケット底部板２０５５１と連結されていることで、吸着カップホルダー２０５４とブラケット２０５５の上記Ｙ−Ｙ方向の位置が決められるようになっていて、これによりＹ軸方向移動機構が構成されている。
【００４２】
本実施形態において、上記の吸着カップホルダー２０５４は、その下部に、図４に示すように上記Ｙ−Ｙ方向に移動できないように固定された端部の一つの固定カップ吊体２０５６と、該吸着カップホルダー２０５４の下面に設けたレール２０５４５に上記Ｙ−Ｙ方向について移動できるように滑合した６個の移動カップ吊体２０５７（本発明の吊り体に相当）との組合せを吊持するように設けられていて、これら計７個のカップ吊体は、いずれも上下駆動されるピストンロッド２０５６２，２０５７２を下方に有するエアシリンダ装置２０５６１，２０５７１を吊杆とし、そのピストンロッド２０５６２，２０５７２の下端に吸着カップ２０５６３，２０５７３を備えている。
【００４３】
なお、この吸着カップは、取上げようとする農産物との密着性を高めるための柔軟なベローズを有する既知のもの用いることができる。
【００４４】
また、以上の計７個のカップ吊体には、サーボモータ２０５４６を駆動手段としたパンタグラフ機構２０５４７が間隔変更手段として設けられていて、固定カップ吊体２０５６を基準として順次隣接する移動カップ吊体２０５７の間隔を変更できるようになっている。
【００４５】
すなわち、この間隔変更手段の詳細は図６に示されている。具体的に言えば、固定カップ吊体２０５６とこれに対し最も離れた位置にある移動カップ吊体２０５７の水平方向位置をサーボモータ２０５４６により移動させるようにしながら、これらの一対のカップ吊体の間に存在する残りのカップ吊体の隣接間隔をパンタグラフ機構２０５４７により均等化することで間隔変更と均等化が達成される。
【００４６】
更にまた、吸着カップ２０５６３，２０５７３は、本実施形態においては通気管２０５８を介してブロアー６に接続されている。この吸着カップとブロアーの接続の関係は図７の系統図により示され、各吸着カップ２０５６３，２０５７３は、途中に切換弁７，８を介して通気管２０５８によりブロアー６に接続されている。
【００４７】
すなわち、切換弁７はブロアー６の吸引口に接続された通気管の途中に介設されていて、開路時には空気が通気管を介してブロアー６に吸引されるのでこの空気流によって吸着カップ２０５６３，２０５７３内が負圧となって農産物を吸引吸着し、その他の場合には閉路されて吸着カップ内の負圧を解除するようになっている。
【００４８】
また、切換弁８はブロアー６の吐出口に接続された通気管の途中に介設されていて、開路時にはブロアー６の吐出エア（正圧）を吸着カップ２０５６３，２０５７３に供給して、吸着している農産物Ｐを離脱させ、その他の場合には閉路されて正圧供給をやめるようになっている。
【００４９】
なお、符号９はリリーフ弁であり、ブロアー６から供給する正圧（吐出エア）の圧力を調整して農産物Ｐを傷めないように吸着カップからの離脱を適度に行わせる作用をする。符号１０はカップ吊体のエアシリンダ装置２０５６１，２０５７１に通気管２０５４８を介してエアを供給する電磁弁である。
【００５０】
最後に、本実施形態の選果設備において設けられている周辺装置等について説明する。
【００５１】
符号１１は段ボール箱５の供給・排出装置を示し、空箱搬送コンベア１１０１で搬送された空箱５をプッシャー１１０２で空箱降下装置１１０３に所定のタイミングで押し入れ、押し入れられた空箱５は降下された後、図２及び図３で示した矢印に沿って箱詰め位置１１０４に送り込まれるようになっている。また農産物Ｐの箱詰めが終了した段ボール箱５は、箱詰め位置１１０４から図示しないエレベータで排出コンベア１１０５まで降下され、製品搬送コンベア１１０６により所定の製品集積場所まで搬送される。
【００５２】
符号１２は、箱詰めレーン２０３１において設けられたトレイ浮き上がり防止装置を示し、その一例の詳細を図８に示す。すなわち、ベルトコンベア２０３１１と両側のガイド壁２０３１２により構成されている箱詰めレーン２０３１には、ストッパ機構２０３４により箱詰め待機状態で停止されている所定個数のフリートレイ４それぞれに、その上面の一部に係合できるように両側のガイド壁３０３１２からフック型のトレイ浮き上がり防止装置１２が内向きに延出させ、このように設けたトレイ浮き上がり防止装置１２により、農産物Ｐを吸着カップで吸着して取上げる際にフリートレイ４が一緒に持ち上がることを確実に防止できるようにしている。
【００５３】
このように構成したのは次の理由による。
【００５４】
すなわち、フリートレイ４は農産物Ｐを傷めることなくかつ安定して載置できるようにするため、軟質なゴム材等を擂鉢状に形成した凹部を有するように形成するのが通常であり、また所定の等級要素，階級要素の測定のために凹部の中央に上下貫通した開口を設けることも多い。
【００５５】
これらのことから、載置される農産物Ｐがフリートレイ４の凹部に密に嵌着することがあり、このために農産物Ｐを取上げる（吊り上げる）際にその密な嵌着が外れずにトレイ４が農産物Ｐと一緒に浮き上がる場合が稀にある。
【００５６】
そして、このように浮き上がったトレイ４がそのまま段ボール箱等まで運ばれると、箱詰め不良を起こしあるいは隣接する農産物Ｐがトレイ４にぶつかって傷むという不具合を招く虞れがあり、またトレイ４が途中で落下すると他の農産物Ｐを傷めて周辺装置の故障の原因ともなる。
【００５７】
このような問題を避けるためには浮き上がったトレイ４を作業者が外せばよいが、稀に起こる問題のために作業者を配置するのは無駄であり、確実性にも問題がある。
【００５８】
そこで本実施形態においては、上記のトレイ浮き上がり防止装置１２を設けることでこの不具合を解消したのである。特に本実施形態においては、吸着カップの負圧吸着のためにブロアー６による強い吸着力を利用するようにしているので、吸着が外れることなくトレイ４の浮き上がり防止を良好に得ることができるという利点が得られる。
【００５９】
なお、トレイ浮き上がり防止装置１２は上記構成のものに限定されるものではなく、種々変更した態様のものを用いることができる。例えば箱詰めレーン２０３１の全長に渡ってフリートレイ４の両側部上面に係合するレールを沿設する形式、箱詰め待機状態のフリートレイ４を両側からシリンダ装置等を用いて挾圧することで浮き上がりを防止する方式など挙げることができる。
【００６０】
以下、以上の構成を有する選果設備による農産物Ｐの箱詰め作業について説明する。
【００６１】
農産物Ｐがフリートレイ４に載った状態で搬送コンベア１を搬送されながら計測装置３で階級要素の大きさについての計測が行われ、この計測情報に基づいて大きさＬと判定された農産物Ｐを載せたフリートレイ４は、図３の排出装置２０１L により分岐コンベア２０２L の主レーン２０２１L に送り込まれて集積される。
【００６２】
また、大きさＭと判定された農産物Ｐを載せたフリートレイ４は、図３の排出装置２０１R により分岐コンベア２０２R の主レーン２０２１R に送り込まれて集積される。主レーンが一杯になった場合は余剰分は補助レーン２０２２に送り込まれることは上述した通りである。なお、これらの各レーンの終端部に配置されているストッパ機構２０２３はいずれもフリートレイ４を停止させる状態にある。
【００６３】
このようにして主レーンに集積されたフリートレイ４の数は図示しないセンサにより計数され、図３の場合で言えば、稼働初期においては、主レーンに一つの段ボール箱５に箱詰めする際の一箱分が集積された時点でその終端部のストッパ機構２０２３を退避させ、送り込みレーン２０３２，２０３３を介して箱詰めレーン２０３１までその一箱分のフリートレイ４を送り込む。
【００６４】
具体的には、図３の右側の排出装置２０１R に連なる主レーン２０２１R に２４個のフリートレイ４が集積された場合にはストッパ機構２０２３R を退避させて大きさＭの農産物を載せたフリートレイ４が箱詰めレーン２０３１に送り込まれ、他方、図３の左側の排出装置２０１L に連なる主レーン２０２１L に２０個のフリートレイ４が集積された場合にはストッパ機構２０２３L を退避させて大きさＬの農産物を載せたフリートレイ４が箱詰めレーン２０３１に送り込まれる。
【００６５】
なお、これらのいずれのレーンからのトレイ送り出しを優先させるかは適宜の制御思想に基づいて決めることができるが、図示しないセンサーカメラによって先に所定個数の計数が得られたレーンを優先させるのが一般的である。
【００６６】
図３に示した状態は、大きさＭの農産物を集積したレーン２０２１R からフリートレイ４の一箱分（２４個）を箱詰めレーン２０３１に送り込んだ状態を示している。
【００６７】
なお、一箱分の送り出しの次に送り出す農産物を、大きさＬのものとするか又は大きさＭのものとするかは、上記センサーカメラ（図示せず）などから検出された情報に基づく集積速さの違いなどのコンピュータ解析によって箱詰処理を効率よく行うことができるように制御すればよい。
【００６８】
以上のようにして一箱分の農産物Ｐに相当するフリートレイ４が送り込まれ、順次一列ずつの箱詰め作業が行われる箱詰めレーン２０３１において、多関節型の作業ロボット２０５により箱詰め作業が行われる。
【００６９】
すなわち、段ボール箱の供給・排出装置１１により箱詰め位置１１０４に送り込まれた空の段ボール箱５に対して、まず作業ロボット２０５は、積載されている２４玉（個）用のトレイパック２０４３を吸着カップで取上げることができるように、図２の実線で示した位置・姿勢の状態Ａに、図示しない駆動手段によりアーム機構を動作させる。
【００７０】
その際、トレイパック積載部２０４の回転器２０４５は、該２４玉（個）用のトレイパック２０４３を箱詰めレーン２０３１に近接した状態（図３の状態）に位置させておくように動作する。また限定されるものではないが、図９に示すようにカップ吊体２０５６，２０５７の間隔を狭くして６個のカップ吊体でトレイパック２０４３を取上げるようにしている。これはトレイパックの取上げを確実にするためである。そして、取上げたトレイパック２０４３は、作業ロボット２０５のアーム機構を図２の２点鎖線で示した位置・姿勢の状態Ｂに移動させて箱詰め位置１１０４にある段ボール箱５に嵌挿される。なお、このトレイパック嵌挿作業は、箱詰めレーン２０３１に送り込む農産物Ｐの階級が決まった時点で直ちに開始することが好ましい。
【００７１】
以上のようにして、箱詰め位置１１０４にトレイパック（上記状態例では大きさＭ用のトレイパック２０４３）が嵌挿された段ボール箱５が待機していると共に、箱詰めレーン２０３１に農産物Ｐ入りのフリートレイ４が停止されている状態において、農産物Ｐをフリートレイ４から箱に移載する作業ロボット２０５による農産物の箱詰め作業が開始される。
【００７２】
その際、本実施形態の作業ロボット２０５は計７個のカップ吊体（一個の固定型のカップ吊体２０５６と６個の移動型のカップ吊体２０５７）を有するため、吊持して取上げる農産物Ｐが６個であるため１個分だけカップ吊体が余分である。そこで固定カップ吊体２０５６から最も離れた移動カップ吊体２０５７のエアシリンダ装置２０５７１の吸着カップ２０５７３を通常の農産物移載のために動作する位置から上方に退避移動させ、農産物Ｐの取上げ、移載などの動作に関与できないようにする。この状態は図４に示される。
【００７３】
また、各カップ吊体２０５６，２０５７が上記箱詰めレーン２０３１に停止されている６個のフリートレイ４の上の農産物Ｐを吸着吊持して取上げるのに適するようにされる位置，間隔は、エアシリンダ装置２０５４２の作動及びパンタグラフ機構２０５４７の作動によって与えられる。
【００７４】
このように制御された６個のカップ吊体を有するアーム機構は、図２の二点鎖線で示した位置・姿勢の状態Ｃに移動されて吸着カップ２０５６３，２０５７３により一列６個の農産物Ｐを吸着し取上げる。なお、この取上げの際にフリートレイ４が一緒に浮き上がることは上述したトレイ浮き上がり防止装置１２により阻止される。
【００７５】
次に、取上げられた農産物Ｐを吸着吊持する作業ロボット２０５は、アーム機構の姿勢を制御することによりカップ吊体２０５６，２０５７を箱詰め位置に移動させ、またこの移動の途中で、パンタグラフ機構２０５４７の作動により一列のカップ吊体２０５６，２０５７の隣接間隔を箱詰めに適した状態に変更する。この変更した状態を図１０に示す。
【００７６】
農産物Ｐが取上げられた空のフリートレイ４は、ストッパ機構２０３４が退避されて搬出コンベア２０３５へ送出される。そして、後続の農産物Ｐを載せたフリートレイ４が箱詰めレーン２０３１に移入されて、復帰したストッパ機構２０３４により停止され次の箱詰めのために待機される。そして、図４の状態にカップ吊体の隣接間隔を広げた作業ロボット２０５により２列目の農産物Ｐの箱詰め作業が行われる。
【００７７】
以上の作業は、本実施形態においては図１１に示すように４列分連続して行われ、これにより一箱分の箱詰め作業が終了し、作業終了の箱５は排出コンベア１１０５から製品搬送コンベア１１０６を介して所定の製品集積場所まで搬送される。
【００７８】
他方、箱詰め作業は次の箱５に対して行われる。すなわち、箱詰め位置１１０４への空箱５の供給、箱詰めレーン２０３１に農産物Ｐを載せたフリートレイ４の所定個数の送り込み、所定のトレイパック（２０４２又は２０４３）の箱５への嵌挿、一列ずつの農産物の取上げ・箱詰め、の一連の作業が行われる。
【００７９】
なお、その際、箱詰めを大きさＬの農産物について行う場合には、トレイパック２０４２を使用して５個×４列の配列パターンで箱詰めを行うため、図４の左側から２番目のカップ吊体２０５７も左端のカップ吊体２０５７と同様の退避状態に退避させることが必要になり、また、農産物の詰め状態を千鳥状態としかつカップ吊体の隣接間隔変更の程度も異なるが、本実施形態の装置によれば、これらの変更制御も、エアシリンダ装置２０５７１を作動させるだけで左側から２番目のカップ吊体２０５７を退避させることができる。
【００８０】
一方本実施形態において、配列パターンの変更については、一列毎にエアシリンダ装置２０５４２を作動させて吸着カップホルダー２０５４を図４のＹ−Ｙ方向に移動させ、かつパンタグラフ機構２０５４７の作動を調節するだけで極めて簡単に行うことができる。
【００８１】
以上説明した本実施形態は、箱詰めする配列パターンを２０玉（個）の場合と、２４玉（個）の場合についてのものであるが、箱詰めの配列パターンはこれらに限定されるものはない。更に、一台の作業ロボット２０５が受け持つ箱詰めの配列パターンの種類も図面と異なる一個又は複数とすることができ、例えば、４種類（１８玉、２０玉、２４玉、２８玉）とした場合には、トレイパック積載部２０４において４種類のトレイパックを集積待機するように構成することで実施することができる。またこの配列パターンは、例えば図１２に例示的に示したように、さまざまな箱詰め個数、配列パターンとすることができ、しかもこれら図示したいずれの配列パターンについても、本実施形態の図４に示した７個のカップ吊体を一列に有する作業ロボット２０５は共通して使用できるという極めて汎用性の高い装置となっている。
【００８２】
なお、本願発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、フリートレイ４の上に農産物Ｐを載せて搬送しながら仕分け選別、箱詰めを行うものであるが、フリートレイ４を用いない搬送方式の選果設備でも本発明の箱詰装置を適用できることは勿論であるし、一つの箱詰装置（作業ロボット）を三つないしそれ以上の階級に兼用したり、反対に一つの階級の農産物の箱詰めの専用として用いることもできる。
【００８３】
また、上記において吸着カップとして説明した農産物の保持部を、農産物の箱詰めに関与しない退避状態の位置に退避させる方式も、上記エアシリンダ装置に限定されないし、選果場の中で使用される箱詰装置（作業ロボット）のうちで一列の詰め個数が少ない場所については、使用しない保持部（カップ吊体）を外して稼働させても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態１の農産物箱詰装置を複数設備した選果場の一部を示した平面図。
【図２】実施形態１の農産物の箱詰装置を含む選果箱詰設備を示した正面図。
【図３】図１の平面図。
【図４】吸着パッドを一列に有する取上手段により、一列の球塊状の農産物を吸着吊持する状態を示した正面図。
【図５】図４の側面図。
【図６】同図４の平面図。
【図７】実施形態１における吸着カップへの負圧，正圧の供給系統、およびエアシリンダ装置への圧力エアの供給系統を示した系統図。
【図８】農産物取上げ時のフリートレイの浮き上がり防止をなす装置の斜視図。
【図９】取上手段により、積層したトレイパック群から一つのトレイパックを取上げた状態を示した正面図。
【図１０】図４の取上手段により、一列の球塊状の青果物を吸着吊持して箱容器に移載した状態を示した正面図。
【図１１】取上手段により、箱容器内に４列の配列パターンに一列ずつ繰り返して球塊状の農産物を移載する手順を説明した図。
【図１２】実施形態１の装置により取上げ箱詰め可能な様々な配列パターンを示した図。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・搬送コンベア
２1 〜２8 ・・・分岐箱詰ライン
３・・・計測装置
４・・・フリートレイ
５・・・箱（段ボール箱）
６・・・ブロアー
７，８・・・切換弁
９・・・リリーフ弁
１０・・・電磁弁
１１・・・段ボール箱の供給・排出装置
１２・・・トレイ浮き上がり防止装置
２０１・・・排出装置
２０１１・・・回転テーブル
２０１２・・・電磁吸着部
２０１３・・・励磁手段
２０１４，２０１５・・・励磁解除手段
２０２・・・分岐コンベア
２０２１・・・主レーン
２０２２・・・補助レーン
２０２３・・・ストッパ機構
２０３・・・農産物プール部
２０３１・・・箱詰レーン
２０３１１・・・ベルトコンベア
２０３１２・・・ガイド壁
２０３２，２０３３・・・送り込みレーン
２０３４・・・ストッパ機構
２０３５・・・搬出コンベア
２０３６・・・戻りコンベア
２０４・・・トレイパックの積載部
２０４１・・・回転受台
２０４２，２０４３・・・トレイパック
２０４４・・・支持枠
２０４５・・・回転器
２０５・・・作業ロボット
２０５１・・・本体
２０５２・・・根元リンク機構
２０５３・・・先端リンク機構
２０５４・・・吸着カップホルダー
２０５４１・・・レール
２０５４２・・・エアシリンダ装置
２０５４３・・・ピストンロッド
２０５４６・・・サーボモータ
２０５４７・・・パンタグラフ機構
２０５４８・・・通気管
２０５５・・・ブラケット
２０５５１・・・ブラケット底部板
２０５６・・・固定カップ吊体
２０５６１・・・エアシリンダ装置、
２０５６２・・・ピストンロッド
２０５６３・・・吸着カップ
２０５７・・・移動カップ吊体
２０５７１・・・エアシリンダ装置
２０５７２・・・ピストンロッド
２０５７３・・・吸着カップ
２０５８・・・通気管
１１０１・・・空箱搬送コンベア
１１０２・・・プッシャー
１１０３・・・空箱降下装置
１１０４・・・箱詰め位置
１１０５・・・排出コンベア
１１０６・・・製品搬送コンベア
【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】
2004269061.tif 000009
【図８】
2004269061.tif 000010
【図９】
2004269061.tif 000011
【図１０】
2004269061.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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