(57)【要約】【課題】  物品に対して、当接する強さの違い、当接する角度の違いによって、測定条件が異なることなく、測定毎に測定誤差がなく、安定して正確な硬度測定が可能で、物品の表面を破壊することなく、物品に対して、触れる程度の当接によって、正確な硬度の測定が可能な物品の硬度測定装置および物品の硬度測定方法を提供する。【解決手段】  被測定物品に対して当接させるセンサー部材と、センサー部材に感度軸をそろえて配置した、感度の異なる２つの第１のセンサーと第２のセンサーと、センサー部材を、前記両センサーの感度方向から、被測定物品に対して当接させることにより得られた、第１のセンサーによる第１のセンサー出力と、第２のセンサーによる第２のセンサー出力とによって、被測定物品の硬度を識別する硬度識別制御部とを備え、センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させるセンサー部材駆動機構を備えた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物品に対して当接させるセンサー部材と、
前記センサー部材に感度軸をそろえて配置した、感度の異なる２つの第１のセンサーと第２のセンサーと、
前記センサー部材を、前記両センサーの感度方向から、被測定物品に対して当接させることにより得られた、第１のセンサーによる第１のセンサー出力と、第２のセンサーによる第２のセンサー出力とによって、
前記被測定物品の硬度を識別する硬度識別制御部と、
を備える物品の硬度を測定する物品の硬度測定装置であって、
前記センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させるセンサー部材駆動機構を備えたことを特徴とする物品の硬度測定装置。
【請求項２】
前記センサー部材駆動機構が、物品の種類、大きさに応じて、前記センサー部材の被測定物品に対して当接する速度を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の物品の硬度測定装置。
【請求項３】
前記センサー部材駆動機構が、前記センサー部材の被測定物品に対して当接する際の速度と、被測定物品から離間する際の速度とを変更することができ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２のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項４】
前記センサー部材駆動機構が、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置近傍での速度が遅くなるように制御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３のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項５】
前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置に、前記センサー部材の衝撃を吸収する衝撃吸収部材が配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項６】
前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置に、前記センサー部材を保持する保持機構を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項７】
前記センサー部材が、アーム部材の先端に装着され、
前記アーム部材が、前記センサー部材駆動機構に連結された回転軸に、前記回転軸の回転にともなって回動するように固定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項８】
前記センサー部材駆動機構に連結された回転軸の回転角度を検知する回転角度検知機構を備えること特徴とする請求項７に記載の物品の硬度測定装置。
【請求項９】
前記センサー部材が、被測定物品に対して当接して被測定物品の硬度を測定する前に、前記センサー部材が、所定の基準硬度を有する基準硬度部材に当接して、前記基準硬度部材の硬度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うように構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項１０】
前記基準硬度部材の温度を測定する測温装置を備え、
前記測温装置による基準硬度部材の温度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うように構成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項１１】
前記被測定物品に対して、複数のセンサー部材が当接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１０のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項１２】
前記センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させるセンサー部材駆動機構が、振動発生装置であることを特徴とする請求項１に記載の物品の硬度測定装置。
【請求項１３】
連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、センサー部材が当接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１２のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項１４】
連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、複数のセンサー部材が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、被測定物品に対して当接するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の物品の硬度測定装置。
【請求項１５】
連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、複数のセンサー部材が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、搬送方向に対して左右の位置から交互に被測定物品に対して当接するように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の物品の硬度測定装置。
【請求項１６】
連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、センサー部材が当接する上流側の位置に、被測定物品の大きさを測定する寸法測定装置が配置され、
この寸法測定装置で測定した被測定物品の寸法データに基づいて、前記センサー部材駆動機構によるセンサー部材の被測定物品に対する当接開始タイミングを制御するように構成されていることを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載の物品の硬度測定装置。
【請求項１７】
被測定物品に対して当接させるセンサー部材と、
前記センサー部材に感度軸をそろえて配置した、感度の異なる２つの第１のセンサーと第２のセンサーと、
前記センサー部材を、前記両センサーの感度方向から、被測定物品に対して当接させることにより得られた、第１のセンサーによる第１のセンサー出力と、第２のセンサーによる第２のセンサー出力とによって、
前記被測定物品の硬度を識別する硬度識別制御部と、
を備える物品の硬度を測定する物品の硬度測定装置を用いた物品の硬度測定方法であって、
センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させて、被測定物品の硬度を識別することを特徴とする物品の硬度測定方法。
【請求項１８】
前記センサー部材駆動機構によって、物品の種類、大きさに応じて、前記センサー部材の被測定物品に対して当接する速度を制御することを特徴とする請求項１７に記載の物品の硬度測定方法。
【請求項１９】
前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材の被測定物品に対して当接する際の速度と、被測定物品から離間する際の速度とを変更することを特徴とする請求項１７から１８のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２０】
前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置近傍での速度が遅くなるようにすることを特徴とする請求項１７から１９のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２１】
前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置で、衝撃吸収部材によってセンサー部材の衝撃を吸収することを特徴とする請求項１７から２０のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２２】
前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置で、保持機構によって前記センサー部材を保持することを特徴とする請求項１７から２１のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２３】
前記センサー部材が、アーム部材の先端に装着され、
前記アーム部材が、前記センサー部材駆動機構に連結された回転軸に、前記回転軸の回転にともなって回動するように固定されていることを特徴とする請求項１７から２２のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２４】
回転角度検知機構によって、前記センサー部材駆動機構に連結された回転軸の回転角度を検知すること特徴とする請求項２３に記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２５】
前記センサー部材が、被測定物品に対して当接して被測定物品の硬度を測定する前に、前記センサー部材が、所定の基準硬度を有する基準硬度部材に当接して、前記基準硬度部材の硬度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うことを特徴とする請求項１７から２４のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２６】
前記基準硬度部材の温度を測定する測温装置による基準硬度部材の温度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うことを特徴とする請求項１７から２５のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２７】
前記被測定物品に対して、複数のセンサー部材を当接させることによって、被測定物品の硬度を測定することを特徴とする請求項１７から２６のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２８】
前記センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させるセンサー部材駆動機構が、振動発生装置であることを特徴とする請求項１７に記載の物品の硬度測定方法。
【請求項２９】
連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、センサー部材を当接させることを特徴とする請求項１７から２８のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【請求項３０】
連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、複数のセンサー部材を、搬送方向に一定間隔離間した位置で、被測定物品に対して当接させることを特徴とする請求項２９に記載の物品の硬度測定方法。
【請求項３１】
連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、複数のセンサー部材を、搬送方向に一定間隔離間した位置で、搬送方向に対して左右の位置から交互に被測定物品に対して当接させることを特徴とする請求項３０に記載の物品の硬度測定方法。
【請求項３２】
連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、センサー部材が当接する上流側の位置に、被測定物品の大きさを測定する寸法測定装置が配置され、
この寸法測定装置で測定した被測定物品の寸法データに基づいて、前記センサー部材駆動機構によるセンサー部材の被測定物品に対する当接開始タイミングを制御することを特徴とする請求項２９から３１のいずれかに記載の物品の硬度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品、例えば、果実、野菜などの青果類の硬度を非破壊で測定するための物品の硬度測定装置および物品の硬度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、物品、特に、果実、野菜などの青果類においては、例えば、リンゴなどの果肉の硬度、オレンジ、グレープフルーツなどの外皮の硬度、ミカンなどの浮皮の程度を測定することによって、青果類の内部品質や、貯蔵、運搬に耐え得るものであるかなどの品質を測定することが行われている。
【０００３】
このような青果類の硬度を測定する方法として、従来は、青果類に対して荷重計を押し当てて、青果類の表面が破壊する際のバネ圧力を測定して、これにより青果類の硬度を測定するバネ圧式硬度測定装置が用いられている。
【０００４】
しかしながら、このようなバネ圧式硬度測定装置では、青果類の表面を破壊することになるので、青果場では、測定のために表面が破壊された青果類を破棄せざるを得ないため、その損失は年間に換算すれば、多大な損害となっている。
【０００５】
このため、従来より、物品に対して、加速度計（加速度センサー）で硬さを測定することが行われている。すなわち、特許文献１（特開２００１−１３３３７５号公報）に開示されるように、加速度計で硬さを測定する時は、物体に衝突させてそのときの信号波形のピークで計測されている。
【特許文献１】特開２００１−１３３３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の加速度センサーを用いた硬度測定方法では、以下のような問題がある。
すなわち、図２６に示したように、このような従来の加速度センサーを用いて、硬度の異なるゴムで作製した基準物を測定した際には、測定値のピークの大きさが、加速度センサーが基準物に当接する強さに依存してしまうことになる。なお、図２６中、ゴムの硬さ４０、５０、６０（ＪＩＳ  Ｋ６２５３、単位なし）は、数字に比例して硬いものを示している。
【０００７】
従って、従来の加速度センサーを用いた硬度測定方法では、加速度センサーが被測定物品に当接する強さの違い、当接する角度の違いによって、条件が異なってしまい、測定ごとに測定誤差の要因となり、正確な硬度測定が実施できないことになる。また、従来の加速度センサーを用いた硬度測定方法では、加速度センサーが被測定物品に当接させる強さによっては、破損損傷しやすい物品、例えば、青果類などを測定する場合には、青果類の表面を破壊することになり、青果類を破棄しなければならず、測定効率が低下することになる。
【０００８】
本発明は、このような現状に鑑み、物品に対して、当接する強さの違い、当接する角度の違いによって、測定条件が異なることなく、測定毎に測定誤差がなく、安定して正確な硬度測定が可能であり、しかも、破損損傷しやすい物品、例えば、青果類などを測定する場合においても、青果類の表面を破壊することなく、物品に対して、触れる程度の当接によって、正確な硬度の測定が可能な物品の硬度測定装置および物品の硬度測定方法を提供
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及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の物品の硬度測定装置は、被測定物品に対して当接させるセンサー部材と、
前記センサー部材に感度軸をそろえて配置した、感度の異なる２つの第１のセンサーと第２のセンサーと、
前記センサー部材を、前記両センサーの感度方向から、被測定物品に対して当接させることにより得られた、第１のセンサーによる第１のセンサー出力と、第２のセンサーによる第２のセンサー出力とによって、
前記被測定物品の硬度を識別する硬度識別制御部と、
を備える物品の硬度を測定する物品の硬度測定装置であって、
前記センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させるセンサー部材駆動機構を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、被測定物品に対して当接させるセンサー部材と、
前記センサー部材に感度軸をそろえて配置した、感度の異なる２つの第１のセンサーと第２のセンサーと、
前記センサー部材を、前記両センサーの感度方向から、被測定物品に対して当接させることにより得られた、第１のセンサーによる第１のセンサー出力と、第２のセンサーによる第２のセンサー出力とによって、
前記被測定物品の硬度を識別する硬度識別制御部と、
を備える物品の硬度を測定する物品の硬度測定装置を用いた物品の硬度測定方法であって、
センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させて、被測定物品の硬度を識別することを特徴とする。
【００１１】
このように構成することによって、センサー部材に感度軸をそろえて、感度の異なる２つの第１のセンサーと第２のセンサーとが配置されているので、これらのセンサーが被測定物品に対して当接する、強さの違い、角度の違いがなく測定条件が同一であるため、第１のセンサーによる第１のセンサー出力と、第２のセンサーによる第２のセンサー出力は、測定条件が異なることなく、測定毎に測定誤差がなく、安定して正確な硬度測定が可能である。
【００１２】
しかも、センサー部材駆動機構によって、センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させるので、初速から終速まで一定であるので、被測定物品の大きさに関係なく測定できるとともに、第１のセンサーによる第１のセンサー出力と、第２のセンサーによる第２のセンサー出力を安定して得ることができ、正確な硬度測定が可能である。
【００１３】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記センサー部材駆動機構が、物品の種類、大きさに応じて、前記センサー部材の被測定物品に対して当接する速度を制御するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、前記センサー部材駆動機構によって、物品の種類、大きさに応じて、前記センサー部材の被測定物品に対して当接する速度を制御することを特徴とする。
【００１５】
このように、被測定物品の種類、大きさ、例えば、果実の種類（品種）、大きさによっ
て、センサー部材の被測定物品に対して当接する速度を制御するようになっている。
従って、これにより、例えば、被測定物品が、モモ、イチゴなどの傷つきやすい果実（品種）である場合には、センサー部材の被測定物品に対して当接する速度を遅くすることによって、被測定物品にセンサー部材が弱い力で当接することになり、このような傷つき易い物品が損傷するのを保護することができる。
【００１６】
逆に、例えば、被測定物品が、リンゴ、ナシなどの硬い果実である場合には、センサー部材の被測定物品に対して当接する速度を早くすることによって、被測定物品にセンサー部材が強い力で当接することになり、高感度に捕らえることができる。
【００１７】
さらに、例えば、被測定物品のサイズが大きい場合には、上記一定の当接速度を遅く（当接力を弱く）し、被測定物品のサイズが小さい場合には、上記一定の当接速度を早く（当接力を強く）することによって、上記の測定精度を向上することができる。
【００１８】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記センサー部材駆動機構が、前記センサー部材の被測定物品に対して当接する際の速度と、被測定物品から離間する際の速度とを変更することができるように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材の被測定物品に対して当接する際の速度と、被測定物品から離間する際の速度とを変更することを特徴とする。
【００２０】
このように、センサー部材の被測定物品に対して当接する際の速度と、被測定物品から離間する際の速度とを変更することによって、被測定物品に対して当接する際（往路）の速度よりも、被測定物品から離間する際（復路）の速度を高速にすることによって、被測定物品、例えば、果実を傷つけずに処理能力（時間あたりの測定回数）を向上することができる。
【００２１】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記センサー部材駆動機構が、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置近傍での速度が遅くなるように制御するように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置近傍での速度が遅くなるようにすることを特徴とする。
【００２３】
このように構成することによって、センサー部材が被測定物品から離間する際（復路）に、復路の最後の速度を遅くすることができ、ブレーキとして機能するので、センサーの衝撃を緩和することができるので、センサーの寿命をのばすことができる。
【００２４】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置に、前記センサー部材の衝撃を吸収する衝撃吸収部材が配置されていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置で、衝撃吸収部材によってセンサー部材の衝撃を吸収することを特徴とする。
【００２６】
このように構成することによって、センサー部材が被測定物品から離間する際（復路）に、当接開始位置に復帰する位置で、例えば、スポンジ、ゴムなどの衝撃吸収部材によっ
てセンサー部材の衝撃を吸収することができ、しかも、ブレーキとして機能するので、センサーの衝撃を緩和することができるので、センサーの寿命をのばすことができるとともに、連続測定を行う際に安定性が向上し、正確な硬度測定が可能である。
【００２７】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置に、前記センサー部材を保持する保持機構を備えることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、前記センサー部材駆動機構によって、前記センサー部材が被測定物品から離間して、当接開始位置に復帰する位置で、保持機構によって前記センサー部材を保持することを特徴とする。
【００２９】
このように構成することによって、保持機構として、例えば、電磁石を用いることによって、センサー部材が被測定物品から離間する際（復路）に通電することによって、当接開始位置に復帰する位置でセンサー部材を保持することができ、センサー部材が慣性力によってバウンドするのを防止することができ、センサー部材の寿命を向上できる。しかも、被測定物品に対して当接する際（往路）に、この保持機構による保持を解除することによって、連続的に安定して硬度を測定でき、正確な硬度測定が可能である。
【００３０】
また、本発明では、前記センサー部材が、アーム部材の先端に装着され、
前記アーム部材が、前記センサー部材駆動機構に連結された回転軸に、前記回転軸の回転にともなって回動するように固定されていることを特徴とする。
【００３１】
このように構成することによって、上部からの降り下げ機構とすることができ、例えば、コンベアなどの搬送装置で被測定物品を搬送する際にも、コンベアの種類に依存せず設置が可能であり、しかも、例えば、左右につければ２面測定が可能であり、被測定物品に対して、被測定物品の多面における硬度を同時に測定することができる。
【００３２】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記センサー部材駆動機構に連結された回転軸の回転角度を検知する回転角度検知機構を備えること特徴とする。
また、本発明の物品の硬度測定方法は、回転角度検知機構によって、前記センサー部材駆動機構に連結された回転軸の回転角度を検知すること特徴とする。
【００３３】
このように構成することによって、回転軸に、例えば、エンコーダーなどの角度を測る回転角度検知機構設けて、センサー部材が被測定物品に当接した状態の当接点（接触点）の角度から被測定物品の寸法を測定することができ、この被測定物品の寸法を硬度データの補正に利用することができ、より正確な硬度測定を実施することができる。
【００３４】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記センサー部材が、被測定物品に対して当接して被測定物品の硬度を測定する前に、前記センサー部材が、所定の基準硬度を有する基準硬度部材に当接して、前記基準硬度部材の硬度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うように構成されていることを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、前記センサー部材が、被測定物品に対して当接して被測定物品の硬度を測定する前に、前記センサー部材が、所定の基準硬度を有する基準硬度部材に当接して、前記基準硬度部材の硬度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うことを特徴とする。
【００３６】
このように構成することによって、センサー部材が、所定の基準硬度を有する基準硬度部材に当接して、基準硬度部材の硬度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うの
で、経時変化による変動を補正することができ、より正確に硬度測定を実施することができる。
【００３７】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記基準硬度部材の温度を測定する測温装置を備え、
前記測温装置による基準硬度部材の温度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うように構成されていることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、前記基準硬度部材の温度を測定する測温装置による基準硬度部材の温度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うことを特徴とする。
【００３９】
このように、基準硬度部材の温度を測定する測温装置による基準硬度部材の温度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うので、基準硬度部材自体の温度特性を考慮することができるので、例えば、室内や農園地などの環境温度によって影響されることなく、正確な硬度を測定することができる。
【００４０】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記被測定物品に対して、複数のセンサー部材が当接するように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の物品の硬度測定方法は、前記被測定物品に対して、複数のセンサー部材を当接させることによって、被測定物品の硬度を測定することを特徴とする。
【００４１】
このように構成することによって、例えば、左右につければ２面測定が可能であり、被測定物品に対して、被測定物品の多面における硬度を同時に測定することができ、被測定物品の硬度を正確に測定することができる。
【００４２】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、前記センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させるセンサー部材駆動機構が、振動発生装置であることを特徴とする。
また、本発明の物品の硬度測定方法は、前記センサー部材を被測定物品に対して一定速度で当接させるセンサー部材駆動機構が、振動発生装置であることを特徴とする。
【００４３】
このように構成することによって、例えば、ステッピングモータを正逆転することによって、センサー部材を振動させて、揺動させることによって、コンベアなどの搬送機構上を連続的に搬送されてくる青果類などの物品に対して、一定の速度でセンサー部材が連続的に当接することとなり、大量に物品の硬度を正確に検査することが可能となる。
【００４４】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、センサー部材が当接するように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の物品の硬度測定方法は、連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、センサー部材を当接させることを特徴とする。
【００４５】
このように構成することによって、連続して搬送されてくる被測定物品の硬度を測定できるので、測定効率が向上する。
また、本発明の物品の硬度測定装置は、連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、複数のセンサー部材が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、被測定物品に対して当接するように構成されていることを特徴とする。
【００４６】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、複数のセンサー部材を、搬送方向に一定間隔離間した位置で、被測定物品に対して当接させることを特徴とする。
【００４７】
このように構成することによって、複数のセンサー部材が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、被測定物品に対して当接して硬度を測定するので、連続して搬送されてくる被測定物品の硬度を測定漏れもなく正確に測定でき、測定精度、測定効率が向上する。
【００４８】
また、本発明の物品の硬度測定装置は、連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、複数のセンサー部材が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、搬送方向に対して左右の位置から交互に被測定物品に対して当接するように構成されていることを特徴とする。
【００４９】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、複数のセンサー部材を、搬送方向に一定間隔離間した位置で、搬送方向に対して左右の位置から交互に被測定物品に対して当接させることを特徴とする。
【００５０】
このように構成することによって、複数のセンサー部材が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、搬送方向に対して左右の位置から交互に被測定物品に対して接して硬度を測定するので、連続して搬送されてくる被測定物品の硬度を測定漏れもなく正確に測定でき、さらに測定精度、測定効率が向上する。
【００５１】
また、これにより同時に複数のセンサー部材が被測定物品に対して当接することがないので、センサー同士の干渉がなくなり、正確な硬度の測定を行うことができる。
また、本発明の物品の硬度測定装置は、連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、センサー部材が当接する上流側の位置に、被測定物品の大きさを測定する寸法測定装置が配置され、
この寸法測定装置で測定した被測定物品の寸法データに基づいて、前記センサー部材駆動機構によるセンサー部材の被測定物品に対する当接開始タイミングを制御するように構成されていることを特徴とする。
【００５２】
また、本発明の物品の硬度測定方法は、連続して搬送装置上を搬送されてくる被測定物品に対して、センサー部材が当接する上流側の位置に、被測定物品の大きさを測定する寸法測定装置が配置され、
この寸法測定装置で測定した被測定物品の寸法データに基づいて、前記センサー部材駆動機構によるセンサー部材の被測定物品に対する当接開始タイミングを制御することを特徴とする。
【００５３】
すなわち、センサー部材を振り下げて当接させるタイプの硬度測定装置では、例えば、小さいりんごと大きいりんごでは振り角が違うため、センサー部材が動き始めてから、被測定物品に当接するまでの時間が違うことになる。
【００５４】
このため、センサー部材が当接する上流側の位置に、被測定物品の大きさを測定する寸法測定装置、例えば、フォトセンサーを配置して、この寸法測定装置によって、被測定物品の寸法データを計算して、振り下げトリガー（当接開始タイミング）を設定するようになっている。
【００５５】
すなわち、フォトセンサーのさえぎっている時間は、りんごの大きさであるので長くさえぎっている時には、大きいりんごであるので、振り下げトリガーは遅くてよく、短い時には、小さいりんごであるので早めに振りさげを開始するように制御するようになっている。
【００５６】
これによって、測定条件が同一となって、第１のセンサーによる第１のセンサー出力と
、第２のセンサーによる第２のセンサー出力は、測定条件が異なることなく、測定毎に測定誤差がなく、安定して正確な硬度測定が可能である。
【発明の効果】
【００５７】
本発明によれば、物品に対して、当接する強さの違い、当接する角度の違いによって、測定条件が異なることなく、測定毎に測定誤差がなく、安定して正確な硬度測定が可能であり、しかも、破損損傷しやすい物品、例えば、青果類などを測定する場合においても、青果類の表面を破壊することなく、物品に対して、触れる程度の当接によって、正確な硬度の測定が可能である。
【００５８】
本発明によれば、例えば、青果類の選果場において、選果場のコンベアの上につけて全ての果実を全数検査して品質管理をすることによって、全量硬度計測が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
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、本発明の物品の硬度測定装置の概略正面図、図２は、図１の物品の硬度測定装置のＩ方向の概略図、図３は、センサー部材の拡大図、図４は、図１の物品の硬度測定装置の使用状態を示す概略図である。
【００６０】
図１〜図３において、１０は全体で本発明の物品の硬度測定装置（以下、単に「硬度測定装置」と言う）を示している。
図１に示したように、硬度測定装置１０は、図示しない軸支機構に軸支された回動軸１２を備えており、この回動軸１２にアーム部材１４が、この回動軸１２の回転に伴って、回動するように固定されている。そして、このアーム部材１４には、その先端にセンサー部材１６が装着されている。
【００６１】
このセンサー部材１６には、例えば、果実、野菜などの青果類などの被測定物品Ｂに当接する部分に、接触部材１８が備えられている。また、センサー部材１６の内部には、図４に示したように、接触部材１８側に、第１のセンサーＳ１が設けられるとともに、この第１のセンサーＳ１と感度軸をそろえて配置した第２のセンサーＳ２が配置されている。
【００６２】
この場合、これらの第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２とは、接触部材１８の当接面２０側に、感度方向が位置するように配置されている。
一方、回動軸１２には、回動駆動機構としてステッピングモータ２２が、回動軸１２を回転するように装着されているとともに、その反対側に、回動軸１２の回動角度、すなわち、センサー部材１６の回転角度を検出するためのエンコーダー２４が装着されている。
【００６３】
さらに、これらの第１のセンサーＳ１、第２のセンサーＳ２、ステッピングモータ２２、エンコーダー２４は、ＣＰＵなどの被測定物品Ｂの硬度を識別するための制御機構である硬度識別制御部２６に接続されている。
【００６４】
この場合、接触部材１８としては、被測定物品の硬さに応じて、適切な硬さの材料から選択して適宜用いればよく、特に限定されるものではないが、経年変化がなく、測定が安定するので、硬い材料から構成するのが望ましい。このような硬度としては、硬い果実であるリンゴを基準にすれば、リンゴの硬さ以上の硬さとなるように、例えば、ゴムの硬さ７０（ＪＩＳ  Ｋ６２５３、単位なし）程度の硬さとするのが好ましい。
【００６５】
このような材料としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。
また、接触部材１８の当接面２０は、被測定物品Ｂに当接した際に、例えば、リンゴな
どのつるつるの表面で、センサー部材１６が滑って正確な測定ができないのを防止するとともに、被測定物品の表面が損傷しないように、微小な凹凸を有するのが望ましい。
【００６６】
このような微小な凹凸としては、特に限定されるものではないが、Ｒを有する微小な球形状とするのが望ましく、好ましくは、その半径が５〜４０ｍｍの球形状とするのが望ましい。
【００６７】
このように、回動駆動機構としてステッピングモータ２２を用いることによって、センサー部材１６を被測定物品Ｂに対して一定速度で当接させるので、初速から終速まで一定であるので、被測定物品Ｂの大きさに関係なく測定できるとともに、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力と、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力を安定して得ることができ、正確な硬度測定が可能である。
【００６８】
また、この場合、硬度識別制御部２６によって、センサー部材駆動機構であるステッピングモータ２２を制御して、被測定物品Ｂの種類、大きさ、例えば、果実の種類（品種）、大きさによって、センサー部材１６の被測定物品Ｂに対して当接する速度を制御するのが好ましい。
【００６９】
例えば、被測定物品Ｂが、モモ、イチゴなどの傷つきやすい果実（品種）である場合には、センサー部材１６の被測定物品Ｂに対して当接する速度を遅くすることによって、被測定物品Ｂにセンサー部材１６が弱い力で当接することになり、このような傷つき易い物品が損傷するのを保護することができる。
【００７０】
逆に、例えば、被測定物品Ｂが、リンゴ、ナシなどの硬い果実である場合には、センサー部材１６の被測定物品Ｂに対して当接する速度を早くすることによって、被測定物品Ｂにセンサー部材１６が強い力で当接することになり、高感度に捕らえることができる。
【００７１】
さらに、例えば、被測定物品Ｂのサイズが大きい場合には、上記一定の当接速度を遅く（当接力を弱く）し、被測定物品Ｂのサイズが小さい場合には、上記一定の当接速度を早く（当接力を強く）することによって、上記の測定精度を向上することができる。
【００７２】
さらに、硬度識別制御部２６によって、センサー部材駆動機構であるステッピングモータ２２を制御して、センサー部材１６の被測定物品Ｂに対して当接する際の速度と、被測定物品Ｂから離間する際の速度とを変更することができるようにするのが望ましい。
【００７３】
このように、センサー部材１６の被測定物品Ｂに対して当接する際の速度と、被測定物品Ｂから離間する際の速度とを変更することによって、例えば、被測定物品Ｂに対して当接する際（往路）の速度よりも、被測定物品Ｂから離間する際（復路）の速度を高速にすることによって、被測定物品Ｂ、例えば、果実を傷つけずに処理能力（時間あたりの測定回数）を向上することができる。
【００７４】
また、硬度識別制御部２６によって、センサー部材駆動機構であるステッピングモータ２２を制御して、センサー部材１６が被測定物品Ｂから離間して、当接開始位置に復帰する位置近傍での速度が遅くなるように制御するようにするのが望ましい。
【００７５】
このように構成することによって、センサー部材１６が被測定物品Ｂから離間する際（復路）に、復路の最後の速度を遅くすることができ、ブレーキとして機能するので、センサーの衝撃を緩和することができるので、センサーの寿命をのばすことができる。
【００７６】
さらに、回動軸１２の回動角度、すなわち、センサー部材１６の回転角度を検出するた
めのエンコーダー２４を備えているので、図４の一点鎖線で示したように、センサー部材１６が被測定物品に当接した状態の当接点（接触点）の角度から被測定物品Ｂの寸法を測定することができ、この被測定物品Ｂの寸法を硬度データの補正に利用することができ、より正確な硬度測定を実施することができる。
【００７７】
この場合、第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２とは、感度の異なる２つのセンサーから構成されている。
このような感度の異なる２つの第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２としては、センサー容量の異なる同一種類のセンサーから構成されているのが好ましい。
【００７８】
すなわち、例えば、加速度センサー、加重センサーなどにおいて、センサー容量の異なる同一種類のセンサーを、第１のセンサーＳ１、第２のセンサーＳ２として用いることによって、センサーの容量の違いによる応答特性の違いの比から硬さを測定するので、センサー部材１６が被測定物品Ｂに当接する強さや角度に関係なく、安定して測定できることになる。
【００７９】
また、このような感度の異なる２つの第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２としては、センサーの種類が異なるセンサーから構成されているのが好ましい。
すなわち、第１のセンサーＳ１、第２のセンサーＳ２として、例えば、加速度センサーと加重センサーを用いることによって、センサーの種類の相違による応答特性の違いの比から硬さを測定するので、センサー部材１６が被測定物品Ｂに当接する強さや角度に関係なく、安定して測定できる。
【００８０】
また、第１のセンサーＳ１、第２のセンサーＳ２として、感度の異なる２つの第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２が、センサー容量が同じで、応答特性の異なる同一種類のセンサーから構成しても良い。
【００８１】
この場合、第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２のセンサー容量が同じであっても、応答特性、例えば、センサーの応答周波数を異なるようにすることによって、応答特性の違いの比から硬さを測定するので、センサー部材１６が被測定物品Ｂに当接する強さや角度に関係なく、安定して測定できる。
【００８２】
また、この場合、このような応答特性の異なる同一種類のセンサーが、応答特性の低い方のセンサーの応答特性が、１０ｈｚ〜１０００ｈｚ、高い方のセンサーの応答特性が、１Ｋｈｚ〜１０Ｋｈｚの範囲にあるように設定するのが望ましい。
【００８３】
このような範囲に、第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２の応答周波数があれば、応答特性の違いの比から硬さを測定することができ、センサー部材１６が被測定物品Ｂに当接する強さや角度に関係なく、安定して測定できる。
【００８４】
このように、第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２の応答周波数を異なるようにする方法としては、公知の方法が採用可能であり、特に限定されるものではないが、例えば、フィルター回路によって電気的に第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２の応答周波数を異なるように設定する方法、センサーを受けるアンプの応答特性を変更する方法、ソフトウェアーによるフィルターなどを用いることができる。
【００８５】
従って、このような感度の異なる２つの第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２の組み合わせとしては、
（１）第１のセンサー、第２のセンサーとして、いずれも加速度センサーでセンサー容量の異なる場合、
（２）第１のセンサー、第２のセンサーとして、いずれも加重センサーでセンサー容量の異なる場合、
（３）第１のセンサー、第２のセンサーとして、加速度センサーと加重センサーを用いる場合
（４）第１のセンサー、第２のセンサーとして、いずれも加速度センサーでセンサー容量が同じで、応答特性が異なる場合、
（５）第１のセンサー、第２のセンサーとして、いずれも加重センサーでセンサー容量が同じで、応答特性が異なる場合、
があり、いずれの場合においても、当接させる力に関係なく、被測定物品Ｂに触れるだけで硬さの測定が可能な高感度硬度センサーを提供することが可能である。
【００８６】
従って、センサー部材１６を被測定物品Ｂに当接させる強さを、触れる程度まで弱めても測定が可能であるので、破損損傷しやすい物品、例えば、青果類などを測定する場合においても、青果類の表面を破壊することなく、物品に対して、触れる程度の当接によって、正確な硬度の測定が可能である。すなわち、当接させる力に関係なく、被測定物品に触れるだけで硬さの測定が可能な高感度硬度センサーを提供することが可能である。
【００８７】
なお、このような加速度センサー、加重センサーを用いるほか、速度計により速度を計測するようにしてもよい。すなわち、加速度センサーを積分して（加速度センサーによる出力を加算して）、例えば、ロータリーエンコーダーのパルスから演算して、速度を計測するようにしてもよい。
【００８８】
このように構成される硬度測定装置１０は、図４に示したように、硬度識別制御部２６からの制御によって、ステッピングモータ２２の駆動によって、初期位置から図４の矢印で示したように、被測定物品Ｂに接近する方向に一定の速度で、アーム部材１４が回動することによって、その先端のセンサー部材１６の接触部材１８の当接面２０が、被測定物品Ｂに当接するようになっている。
【００８９】
この当接の際に、センサー部材１６の内部に配置した第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力と、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力とによって、被測定物品Ｂの硬度を識別するようになっている。
【００９０】
このように構成することによって、センサー部材１６に感度軸をそろえて、感度の異なる２つの第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２とが配置されているので、これらのセンサーＳ１、Ｓ２が被測定物品Ｂに対して当接する、強さの違い、角度の違いがなく測定条件が同一であるため、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力と、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力は、測定条件が異なることなく、測定毎に測定誤差がなく、安定して正確な硬度測定が可能である。
【００９１】
以下に、このような硬度の識別方法について説明する。
（Ａ）タイムシフトを用いない硬度識別方法について：
なお、以下については、特に、言及しないが、下記の処理は、硬度識別制御部２６において自動的に演算処理されるようになっている。
【００９２】
また、この実施例の第１のセンサーＳ１と、第２のセンサーＳ２とは、いずれも加速度センサーを用いており、第１のセンサーＳ１の方が、センサー容量が小さく、応答が速く、第２のセンサーＳ２の方が、センサー容量が大きく、応答が遅いものを用いている。
【００９３】
先ず、センサー部材１６の接触部材１８の当接面２０が、被測定物品Ｂに当接した際には、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力（信号波形Ｗ１）と、第２のセンサー
Ｓ２による第２のセンサー出力（信号波形Ｗ２）は、図５に示したような波形になる。
【００９４】
この場合、第１のセンサーＳ１の方が、センサー容量が小さく、応答が速いので、第１のセンサー出力（信号波形Ｗ１）のピークが早く、第２のセンサーＳ２の方が、センサー容量が大きく、応答が遅いので、第２のセンサー出力（信号波形Ｗ２）ピークが遅くなっている。
【００９５】
この図５において、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力（信号波形Ｗ１）における第１のセンサー出力をＸ軸に、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力（信号波形Ｗ２）をＹ軸になるように、Ｘ−Ｙプロットをする。
【００９６】
すなわち、第１のセンサーＳ１、第２のセンサーＳ２の信号波形Ｗ１、Ｗ２から算出して、Ｘ軸に第１のセンサーＳ１の第１のセンサー出力を、Ｙ軸に第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力を、Ｘ―Ｙプロットをする。
【００９７】
このようＸ−Ｙプロットを、例えば、上記の図２６に用いたのと同様の硬度の異なるゴムで作製した基準物、４０、５０、６０について測定して実施すると、図６、図７、図８のグラフに示されるような特徴が現れる。
【００９８】
この場合、図６、図７、図８のグラフにおいて、波形が２つづつあるのは、大きい方（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０）が強く当接させた場合、小さい方（Ｗ４０、Ｗ５０、Ｗ６０）が弱く当接させた場合である。
【００９９】
これらのグラフから明らかなように、やわらかい基準物の方（図６のグラフのＳ４０、Ｗ４０）が、波形が丸みをおびているのが解る。従って、硬さの測定にこの特徴を使用すれば、被測定物品の硬度を測定することができる。
【０１００】
また、図６、図７、図８のグラフのいずれにおいても、強く当接させた場合（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０）に比べて、弱く当接させた場合（Ｗ４０、Ｗ５０、Ｗ６０）は、面積が小さくなってあらわれているが相似形であることが解る。
【０１０１】
従って、このグラフを用いれば、当接させる力に関係なく、被測定物品Ｂに触れるだけで硬さの測定が可能な高感度硬度センサーを提供することが可能である。
そして、図６、図７、図８のグラフのいずれにおいても、強く当接させた場合（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０）に比べて、弱く当接させた場合（Ｗ４０、Ｗ５０、Ｗ６０）は、面積が小さくなってあらわれているが相似形である。
【０１０２】
従って、図６、図７、図８のグラフにおいて、大きさを補正処理（規格化）することによって、これらのグラフの硬さの特徴によって、硬度を識別することができる。
すなわち、このような補正処理（規格化）には、Ｙ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように演算処理を行えばそれぞれ、図９、図１０、図１１のグラフにおいて、強く当接させた場合（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０）と、弱く当接させた場合（Ｗ４０、Ｗ５０、Ｗ６０）のグラフがほぼ一致することになる、これによって、力の強弱はこの処理によってキャンセルされることになり、センサー部材１６が被測定物品Ｂに当接する強さや角度に関係なく、安定して測定できる。
【０１０３】
これらの図９〜図１１の図を纏めれば、図１２のようなグラフになる。
この図１２のグラフにおいて、Ｙ軸の最大値の２０％から９０％の範囲（点線と矢印Ｃで示した範囲）におけるＸ軸の値（矢印で示したＸ４０、Ｘ５０、Ｘ６０）を硬さの測定指標として用いれば、図１３のグラフに示したように、硬さとの相関が良好（相関係数０
．９８６）であるので、正確な硬度を測定することが可能である。
【０１０４】
より詳細には、図１２の矢印Ｃで示したように、センサー出力信号の飽和直後と立下り最後を除いた区間、例えば、Ｙ軸の最大値の２０％から９０％におけるＸ軸の値を硬さの測定指標として、被測定物品の硬度を識別するのが好ましい。
【０１０５】
また、この場合、以下のように硬度識別を行えば、測定の際に、センサーに残存するヒステリシスの影響や、温度などの外部の環境による影響などによって、波形が測定の度に微妙にずれても、正確な硬度測定ができる。
【０１０６】
すなわち、図１４に示したように、各グラフ（Ｇ４０、Ｇ５０、Ｇ６０）において、立ち上がり部分の所定のＹ軸の％（図１４では６０％）の硬度解析開始基準点Ａ４０、Ａ５０、Ａ６０から、立ち上がり終点であるＹ軸の最大値近傍の％（図１４では１００％）における硬度解析終端基準点Ｂ４０、Ｂ５０、Ｂ６０までをそれぞれ利用すれば良い。
【０１０７】
すなわち、図１４に示したように、硬度解析開始基準点Ａ４０、Ａ５０、Ａ６０から、硬度解析終端基準点Ｂ４０、Ｂ５０、Ｂ６０までの任意の点までのベクトル群Ｃ４０、Ｃ５０、Ｃ６０の角度の平均値と標準偏差を用いれば、これが硬度に相当することになる。
【０１０８】
このような方法によって、硬度を識別すれば、硬度解析開始基準点Ａ４０、Ａ５０、Ａ６０が、それぞれの波形上に存在するため、センサーに残存するヒステリシスの影響や、温度などの外部の環境による影響などによって、測定の度に波形が微妙にずれても、その影響を受けることがなく、正確な硬度識別を行うことができる。
【０１０９】
なお、この場合、硬度解析開始基準点Ａ４０、Ａ５０、Ａ６０としては、Ｙ軸の％は特に限定されるものではないが、好ましくは、２０〜８０％とするのが望ましく、硬度解析終端基準点Ｂ４０、Ｂ５０、Ｂ６０としては、Ｙ軸の％が、好ましくは、８０％〜１００％とするのが望ましい。
【０１１０】
また、ベクトル群Ｃ４０、Ｃ５０、Ｃ６０のそれぞれのベクトルをサンプルする数としては、特に限定されるものではないが、正確な硬度識別を行うためには、好ましくは、それぞれ１０程度のベクトルをサンプルして、角度と標準偏差を得るのが望ましい。
【０１１１】
また、図１４と同様にして、図１５に示したように、各グラフ（Ｇ４０、Ｇ５０、Ｇ６０）において、立ち下がり部分の所定のＹ軸の％（図１５では８０％）の硬度解析開始基準点Ｄ４０、Ｄ５０、Ｄ６０から、立ち下がり終点であるＹ軸の最小値近傍の％（図１５では２０％）における硬度解析終端基準点Ｅ４０、Ｅ５０、Ｅ６０までのベクトル群Ｃ４０、Ｃ５０、Ｃ６０をそれぞれ利用しても良い。
【０１１２】
なお、この場合、硬度解析開始基準点Ｄ４０、Ｄ５０、Ｄ６０としては、Ｙ軸の％は特に限定されるものではないが、好ましくは、９０〜６０％とするのが望ましく、硬度解析終端基準点Ｅ４０、Ｅ５０、Ｅ６０としては、Ｙ軸の％が、好ましくは、２０％〜４０％とするのが望ましい。
【０１１３】
なお、図１５において、グラフＧ６０についてのみ示したが、このグラフＧ６０の曲線上に沿ったベクトル群、すなわち、硬度解析開始基準点Ｄ４０、Ｄ５０、Ｄ６０から、立ち下がり終点であるＹ軸の最小値近傍の％（図１５では２０％）における硬度解析終端基準点Ｅ４０、Ｅ５０、Ｅ６０までのベクトル群を用いてもよい。
【０１１４】
なお、この（Ａ）の実施例では、図５の場合には、第１のセンサーＳ１と、第２のセン
サーＳ２とは、いずれもセンサー容量の異なる加速度センサーを用いた場合を示しており、図６〜図１６の場合には、第１のセンサーＳ１として、加速度センサー、第２のセンサーＳ２として、加重センサーを用いた場合を示している。
【０１１５】
しかしながら、第１のセンサーＳ１と、第２のセンサーＳ２とは、いずれもセンサー容量の異なる加速度センサーを用いた場合、センサー容量の異なる加重センサーを用いた場合、加速度センサーと加重センサーを用いた場合のいずれの場合でも、基本的には同様な原理で硬度を測定することができる。
【０１１６】
なお、このような加速度センサー、加重センサーを用いるほか、速度計により速度を計測するようにしてもよい。すなわち、加速度センサーを積分して（加速度センサーによる出力を加算して）、例えば、ロータリーエンコーダーのパルスから演算して、速度を計測するようにしてもよい。
【０１１７】
例えば、図１６に示したのは、第１のセンサーＳ１と、第２のセンサーＳ２とで、２つのセンサーの応答速度が近い場合のＸ−Ｙプロットしたグラフであるが、この場合には、グラフの傾き線Ｃと垂直な線Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）の幅Ｅ（Ｅ１、Ｅ２）を硬度の識別の指標とすればよい。
（Ｂ）タイムシフトを用いた硬度識別方法（センサー容量の異なる同一種類のセンサーを用いた場合）について：
以下に、上記のような硬度測定方法とは別の実施例のタイムシフトを用いた硬度測定について説明する。
【０１１８】
なお、この実施例の第１のセンサーＳ１と、第２のセンサーＳ２も、いずれも加速度センサーを用いており、第１のセンサーＳ１の方が、センサー容量が小さく、応答が速く、第２のセンサーＳ２の方が、センサー容量が大きく、応答が遅いものを用いている。
【０１１９】
この実施例の硬度測定方法では、例えば、上記の図２６に用いたのと同様の硬度の異なるゴムで作製した基準物、４０、５０、６０、７０を測定すると、図１７のグラフに示されるような特徴が現れる。
【０１２０】
この場合、図１７のグラフに示したように、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力（信号波形）は、４０ｘ、５０ｘ、６０ｘ、７０ｘであり、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力（信号波形）は、４０ｙ、５０ｙ、６０ｙ、７０ｙであり、時間軸が一致しているので、これらのピークを、例えば、ＣＲＴ（表示装置）上などで判断するのが困難であり、瞬時に硬度の相違を識別することができない。
【０１２１】
このため、図１８のグラフに示したように、被測定物品の最も硬いもの、この場合には、７０の基準物に、センサー部材を当接させた場合の第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力の信号波形７０ｘのピーク７０ｘｐにおける時間Ｔｘｐに、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力の信号波形７０ｙの出力開始時になるように、すなわち、出力開始点７０ｘｐ-０が、時間Ｔｘｐに位置するように、第２のセンサーＳ２による第２
のセンサー出力Ｓ２の信号波形を全てタイムシフトする（図１８の矢印Ａ参照）。
【０１２２】
このようにすれば、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力（信号波形）は、４０ｘ、５０ｘ、６０ｘ、７０ｘであり、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力（信号波形）は、４０ｙ、５０ｙ、６０ｙ、７０ｙであり、これらのピークを、例えば、ＣＲＴ（表示装置）上などで判断するのが容易であり、瞬時に硬度の相違を識別することができる。
【０１２３】
さらに、この図１８のグラフにおいて、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力の信号波形における第１のセンサー出力４０ｘ、５０ｘ、６０ｘ、７０ｘをＸ軸に、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力の信号波形における第２のセンサー出力４０ｙ、５０ｙ、６０ｙ、７０ｙを、Ｙ軸になるように、Ｘ−Ｙプロットをすると、図１９のグラフのようになる。すなわち、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力の信号波形の急峻に変化する部分と、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力の信号波形のなだらかに変化する部分がｘ−ｙ座標にプロットできる（図１９のＲ４０、Ｒ５０、Ｒ６０、Ｒ７０）。
【０１２４】
従って、この図１９のグラフのＲ４０、Ｒ５０、Ｒ６０、Ｒ７０から、例えば、ＣＲＴ（表示装置）上などで判断するのが容易であり、瞬時に硬度の相違を識別することができる。
【０１２５】
すなわち、Ｒ７０の場合について説明すれば、図１８において、時間Ｔ０に相当するのは、図１９において、第１のセンサーの出力および第２のセンサーの出力と０であるので、Ｒ０点である。そして、図１８において、時間Ｔｘｐの箇所では、第１のセンサー出力は、７０ｘｐで最大値で、第２のセンサー出力が０であるので、図１９においては、Ｒｘｐ点（略三角形の頂点である）に相当する。
【０１２６】
さらに、図１８において、時間Ｔ１の点は、図１９においては、Ｒ１点に相当し、略三角形の斜辺上に位置する。そして、図１８において、時間Ｔ２では、第１のセンサーの出力は、０であり、第２のセンサー出力が７０ｘ２で、最大値であるので、図１９においては、Ｒｘ２点（略三角形の右端の頂点である）に相当する。
【０１２７】
そして、時間が経過するとともに、第１のセンサー出力は０のままで、第２のセンサーー出力が、図１８のＲで示したように、低下していくので、図１９のＲ０点に戻ることになる。
【０１２８】
ところで、図１９に示したグラフでは、Ｒ４０、Ｒ５０、Ｒ６０、Ｒ７０が、直角三角形状であり、この略直角三角形の斜辺、Ｒ４０ｓ、Ｒ５０ｓ、Ｒ６０ｓ、Ｒ７０ｓの傾きによって、測定物品の硬度を識別することができる。
【０１２９】
この場合、図２０のグラフに示したように（図２０のグラフの場合には、基準物７０を示している）、Ｙ軸の頂点から所定の割合（図２０のグラフの場合には、９０％の点Ｐ１における斜辺の傾き）だけ小さいＹ軸値の範囲の略直角三角形の斜辺の傾きによって、被測定物品の硬度を識別するようにすれば良い。
【０１３０】
この範囲の斜辺Ｒ４０ｓ、Ｒ５０ｓ、Ｒ６０ｓ、Ｒ７０ｓの傾きであれば、硬さとの相関が良好であり、正確な硬度を測定することが可能である。
なお、この斜辺の傾き測定の範囲は、センサーの応答速度によってこの％は変わるものであるが、相関関係を考慮すれば、好ましくは、Ｙ軸の頂点から、９５％〜５０％、より好ましくは、９５％〜８５％だけ小さいＹ軸値の範囲の略直角三角形の斜辺の傾きによって、被測定物品の硬度を識別するのが望ましい。
【０１３１】
さらに、図示しないが、この場合にも、補正処理（規格化）には、Ｙ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように演算処理を行えば、強く当接させた場合と、弱く当接させた場合のグラフがほぼ一致することになる、これによって、力の強弱はこの処理によってキャンセルされることになり、センサー部材が被測定物品に当接する強さや角度に関係なく、安定して測定できる。
【０１３２】
なお、この（Ｂ）の実施例では、図１７〜２１の場合には、第１のセンサーＳ１と、第２のセンサーＳ２とは、いずれもセンサー容量の異なる加速度センサーを用いた場合を示している。
【０１３３】
しかしながら、第１のセンサーＳ１と、第２のセンサーＳ２とは、いずれもセンサー容量の異なる加重センサーを用いた場合にも、基本的には同様な原理で硬度を測定することができる。
【０１３４】
なお、上記のタイムシフトの時間幅Ａであるが、この時間幅Ａは特に限定されるものではなく、時間シフトした後のＸ−Ｙプロットしたグラフが略三角形状にするには、上記の条件ですれば良いが、この時間幅が小さくなればなるほど、Ｘ−Ｙプロットしたグラフが略三角形から、図１６に示したグラフへと変化していく。従って、このような変化の中で、硬度識別に好適な適切な時間幅を設定すればよい。
【０１３５】
なお、このようなタイムシフトは、物理的には意味はないものではあるが、このように第１のセンサーによる第１のセンサー出力の信号波形における第１のセンサー出力のピークのピーク時が、第２のセンサーによる第２のセンサー出力の信号波形における出力開始時になるように、第２のセンサーによる第２のセンサー出力の信号波形をタイムシフトすることによって、解析が容易になり、またアルゴリズムの作成が容易となる。
（Ｃ）タイムシフトを用いた硬度識別方法（センサーの種類が異なるセンサーを用いた場合）について：
この実施例では、第１のセンサーＳ１は、加速度センサー、第２のセンサーＳ２は、加重センサーを用いており、第１のセンサーＳ１の方が、センサー容量が小さく、応答が速く、第２のセンサーＳ２の方が、センサー容量が大きく、応答が遅いものを用いている。
【０１３６】
この場合にも、上記の実施例（Ｂ）の図１８のグラフと同様に、タイムシフトしたグラフが、図２１のグラフである。
この図２１のグラフを、上記の実施例（Ｂ）の図１９のグラフと同様に、Ｘ−Ｙプロットしたグラフが、図２２（基準物４０）、図２３（基準物５０）、図２４（基準物６０）のグラフである。
【０１３７】
なお、これらの図２２〜図２４の場合には、強く強く当接させた場合と、弱く当接させた場合の両方のグラフをそれぞれ示している。
この場合にも、図２５に示したように、略直角三角形の斜辺の傾きで、硬度を識別でき、Ｙ軸の頂点から所定の割合（図２５のグラフの場合には、図２４の基準物６０を示しており、９０％の点Ｐ１における斜辺の傾き）だけ小さいＹ軸値の範囲の略直角三角形の斜辺の傾きによって、被測定物品の硬度を識別するようにすれば、硬さとの相関が良好であり、正確な硬度を測定することが可能である。
【０１３８】
さらに、図示しないが、この場合にも、補正処理（規格化）には、Ｙ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように演算処理を行えば、強く当接させた場合と、弱く当接させた場合のグラフがほぼ一致することになる、これによって、力の強弱はこの処理によってキャンセルされることになり、センサー部材が被測定物品に当接する強さや角度に関係なく、安定して測定できる。
【０１３９】
なお、この（Ｃ）の実施例では、図２１〜図２５において、第１のセンサーＳ１は、加速度センサー、第２のセンサーＳ２は、加重センサーを用いたが、逆に、第１のセンサーＳ１を、加重センサー、第２のセンサーＳ２を、加速度センサーとすることも可能である。
（Ｄ）タイムシフトを用いた硬度識別方法（センサー容量が同じで、応答特性の異なる同
一種類のセンサーを用いた場合）について：
この実施例では、第１のセンサーＳ１と、第２のセンサーＳ２とは、いずれも容量が同じ加速度センサーを用いている。また、第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２のセンサー容量が同じであっても、応答特性として、センサーの応答周波数を異なるようにしている。
【０１４０】
具体的には、測定条件として第１のセンサーＳ１と、第２のセンサーＳ２とが受けるアンプの応答特性をそれそれ、下記のように、第１のセンサーＳ１については、応答特性の早いアンプ、第２のセンサーＳ２については、応答特性の遅いアンプを用いている。
【０１４１】
すなわち、アンプとして、
第１のセンサーＳ１：「ＷＧＡ−１００」（共和電業社製）、（応答特性  ２００ＨＺ）、
第２のセンサーＳ２：「ＷＧＡ−１００」（共和電業社製）、（応答特性  １ＫＨＺ）、
を用いている。
【０１４２】
これによって、第１のセンサーＳ１の方が、応答が速く、第２のセンサーＳ２の方が、応答が遅いものとなっている。
この場合にも、図示しないが、上記の実施例（Ｂ）の図１８のグラフと同様に、タイムシフトしている。
【０１４３】
このようにタイムシフトしたグラフを、上記の実施例（Ｂ）の図１９のグラフと同様に、Ｘ−Ｙプロットしたグラフが、図２７（基準物４０）、図２８（基準物５０）、図２９（基準物６０）のグラフである。
【０１４４】
なお、これらの図２７〜図２９の場合には、強く強く当接させた場合と、弱く当接させた場合の両方のグラフをそれぞれ示している。
この場合にも、上記の実施例（Ｂ）の図２５のグラフと同様に、略直角三角形の斜辺の傾きで、硬度を識別でき、Ｙ軸の頂点から所定の割合だけ小さいＹ軸値の範囲の略直角三角形の斜辺の傾きによって、被測定物品の硬度を識別するようにすれば、硬さとの相関が良好であり、正確な硬度を測定することが可能である。
【０１４５】
さらに、図３０（基準物４０）、図３１（基準物５０）、図３２（基準物６０）のグラフに示したように、この場合にも、補正処理（規格化）には、Ｙ軸における第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力の最大値が１００となるように演算処理を行えば、強く当接させた場合と、弱く当接させた場合のグラフがほぼ一致することになる、これによって、力の強弱はこの処理によってキャンセルされることになり、センサー部材が被測定物品に当接する強さや角度に関係なく、安定して測定できる。
【０１４６】
また、この場合、図３３のグラフに示したように、硬さとの相関が良好（相関係数０．９１であるので、正確な硬度を測定することが可能である。なお、この場合、容量の異なるセンサーに比較して、若干、相関係数が低くなっているが、この場合でも、実用上、十分正確な硬度を測定することが可能である。
（Ｅ）基準硬度部材による硬度測定データの校正を用いた硬度識別方法について：
この実施例の硬度測定装置１０では、センサー部材１６が、被測定物品Ｂに対して当接して被測定物品Ｂの硬度を測定する前に、センサー部材１６が、所定の基準硬度を有する基準硬度部材（内蔵リファレンス部材）に当接して、基準硬度部材の硬度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うように構成されている。
【０１４７】
このように構成することによって、センサー部材１６が、所定の基準硬度を有する基準硬度部材に当接して、基準硬度部材の硬度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うので、例えば、周囲の環境温度、湿度、硬度測定装置自体の特性などの経時変化による変動を補正することができ、より正確に硬度測定を実施することができるものである。
【０１４８】
すなわち、以下に、硬度測定装置１０による測定に影響を及ぼすファクターの一例として、周囲の環境温度（具体的には測定室の温度）による硬度測定データの校正を行う場合を説明する。
【０１４９】
図３４に示したように、同一の基準硬度部材を測定した際に、周囲の環境温度の変化によって、基準硬度部材の硬度測定値が変化する。また、図３５に示したように、同一のサンプル（被測定物品Ｂ）を測定した際に、周囲の環境温度の変化によって、サンプルの硬度測定値が変化する。
【０１５０】
従って、図３５に示したサンプルの硬度測定値データを、図３４で示した基準硬度部材の硬度測定値データで校正（具体的には、サンプル硬度測定データ値から、基準硬度部材の硬度測定値データを減算する）すれば、図３６に示したように、温度に影響されることなく、同一のサンプル（被測定物品Ｂ）に対して、ほぼ同じサンプルの硬度測定値が得られることがわかる。
【０１５１】
従って、基準硬度部材１〜４について、図３７に示したように、周囲の環境温度に応じた基準硬度部材の硬度測定値データを得ておくとともに、図３８に示したように、周囲の環境温度に応じたサンプル1〜４（被測定物品Ｂ）硬度測定値データを得ておく。
【０１５２】
そして、図３９に示したように、図３８に示したサンプル1〜４（被測定物品Ｂ）硬度
測定値データを、図３７に示した基準硬度部材１〜４の硬度測定値データで校正（具体的には、サンプル硬度測定データ値から、基準硬度部材の硬度測定値データを減算する）すれば、温度に影響されることなく、同一のサンプル（被測定物品Ｂ）に対して、ほぼ同じサンプルの硬度測定値が得られることがわかる。
【０１５３】
このようにセンサー部材１６が、被測定物品Ｂに対して当接して被測定物品Ｂの硬度を測定する前に、センサー部材１６が、所定の基準硬度を有する基準硬度部材（内蔵リファレンス部材）に当接して、基準硬度部材の硬度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うだけで、例えば、周囲の環境温度、湿度、硬度測定装置自体の特性などの経時変化による変動を補正することができ、より正確に硬度測定を実施することができるものである。
【０１５４】
図４０は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略図である。
この実施例の硬度測定装置１０は、基本的には、図１〜図４に示した実施例と同様な構成であるので、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１５５】
この実施例の硬度測定装置１０は、図４０に示したように、センサー部材駆動機構であるステッピングモータ２２によって、センサー部材１６が被測定物品Ｂから離間して、当接開始位置に復帰する位置（図４０の実線の位置）に、センサー部材１６の衝撃を吸収する、衝撃吸収部材２８が配置されている。
【０１５６】
この場合、衝撃吸収部材２８としては、衝撃を吸収できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、スポンジ、ゴム、発泡スチロール、バネなどの弾性部材から構成することができる。
【０１５７】
このように構成することによって、センサー部材１６が被測定物品Ｂから離間する際（復路）に、当接開始位置に復帰する位置で、例えば、スポンジ、ゴムなどの衝撃吸収部材２８によってセンサー部材１６の衝撃を吸収することができ、しかも、ブレーキとして機能するので、センサーの衝撃を緩和することができるので、センサーの寿命をのばすことができるとともに、連続測定を行う際に安定性が向上し、正確な硬度測定が可能である。
【０１５８】
また、この実施例の硬度測定装置１０は、図４０に示したように、センサー部材１６が被測定物品Ｂから離間して、当接開始位置に復帰する位置（図４０の実線の位置）に、センサー部材１６を保持する保持機構３０を備えている。
【０１５９】
このような保持機構３０は、例えば、電磁石を用いることによって、センサー部材１６が被測定物品Ｂから離間する際（復路）に通電することによって、当接開始位置に復帰する位置でセンサー部材を保持することができる。
【０１６０】
これにより、センサー部材１６が慣性力によってバウンドするのを防止することができ、センサー部材の寿命を向上できる。しかも、被測定物品Ｂに対して当接する際（往路）に、この保持機構３０による保持を解除する（通電を解除する）ことによって、連続的に安定して硬度を測定でき、正確な硬度測定が可能である。
【０１６１】
このような保持機構３０は、特に限定されるものではなく、上記の電磁石以外にも、例えば、チャックによって、アーム部材１４を保持するような構成であっても構わない。
また、この実施例では、衝撃吸収部材２８を、保持機構３０側に配置したが、センサー部材１６の当接面２０側と反対側に、衝撃吸収部材２８を付設することも可能である。
【０１６２】
図４１は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略図である。
この実施例の硬度測定装置１０は、基本的には、図４０に示した実施例と同様な構成であるので、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１６３】
この実施例の硬度測定装置１０は、図４１に示したように、２つの硬度測定装置１０が、被測定物品Ｂの両側方に配置されている。
これにより、２面測定が可能であり、被測定物品に対して、被測定物品の多面における硬度を同時に測定することができ、被測定物品の硬度を正確に測定することができる。
【０１６４】
なお、この実施例の場合には、２つの硬度測定装置１０を、被測定物品Ｂの側方に配置したが、この数は特に限定されるものではなく、例えば、被測定物品Ｂの側方の４面から測定できるように、４つの硬度測定装置１０を９０°づつ離間して配置するなど適宜変更可能である。
【０１６５】
図４２は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略図、図４３は、図４２のＡ方向矢視図である。
この実施例の硬度測定装置１０は、基本的には、図４１に示した実施例と同様な構成であるので、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１６６】
この実施例の硬度測定装置１０は、図４３に示したように、図４１の実施例と同様に、２つの硬度測定装置１０が、被測定物品Ｂの両側方に配置されている。
また、この実施例の硬度測定装置１０は、図４２（Ａ）に示したように、被測定物品Ｂが、コンベアなどの搬送装置３２によって、連続的に搬送されるトレイ３４上に、例えば、果実などの被測定物品Ｂが収容されている。
【０１６７】
そして、図示しない、例えば、光電管などの検出センサーによって、トレイ３４に収容され、搬送装置３２によって搬送されてくる被測定物品Ｂが検知された際に、硬度測定装置１０が作動して、連続的に被測定物品Ｂの硬度を測定するようになっている。
【０１６８】
この場合、図示しないが、連続して搬送装置３２上を搬送されてくる被測定物品Ｂに対して、複数のセンサー部材１６が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、被測定物品Ｂに対して当接するように構成してもよい。
【０１６９】
このように構成することによって、複数のセンサー部材１６が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、被測定物品Ｂに対して当接して硬度を測定するので、連続して搬送されてくる被測定物品Ｂの硬度を測定漏れもなく正確に測定でき、測定精度、測定効率が向上する。
【０１７０】
また、図４２（Ｂ）に示したように、連続して搬送装置３２上を搬送されてくる被測定物品Ｂに対して、複数のセンサー部材１６、１６が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、搬送方向に対して左右の位置から交互に被測定物品Ｂに対して当接するようにしても良い。
【０１７１】
このように構成することによって、複数のセンサー部材１６、１６が、搬送方向に一定間隔離間した位置で、搬送方向に対して左右の位置から交互に被測定物品Ｂに対して接して硬度を測定するので、連続して搬送されてくる被測定物品Ｂの硬度を測定漏れもなく正確に測定でき、さらに測定精度、測定効率が向上する。
【０１７２】
また、これにより同時に複数のセンサー部材１６、１６が被測定物品に対して当接することがないので、センサー同士の干渉がなくなり、正確な硬度の測定を行うことができる。
【０１７３】
図４４は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略図、図４５は、図４４のＡ方向矢視図、図４６は、図４５の部分拡大図、図４７は、図４６のＢ方向矢視図、図４８は、基準硬度部材の正面図、図４９は、図４８の基準硬度部材の下面図である。
【０１７４】
この実施例の硬度測定装置１００は、基本的には、上記した実施例と同様な構成であるので、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
この実施例の硬度測定装置１００では、図４４に示したように、基台フレーム１０２に、上にコンベア１０４が配置されている。そして、このコンベア１０４の上方に位置するように、略箱型形状の硬度測定機構１０６が、取り付け脚部材１０８によって、基台フレーム１０２に固定されている。また、硬度測定機構１０６には、その上方部分に、硬度識別制御部２６が配置されている。
【０１７５】
また、コンベア１０４の下流側には、コンベアの１０４を駆動する駆動モータ(図示せ
ず)の回転軸の回転数を測定するエンコーダー１１０が配置されているとともに、コンベ
ア１０４の下流端側には、被測定物品Ｂを排出するためのシュート１１２が付設されている。
【０１７６】
そして、図４２の実施例と同様に、被測定物品Ｂが、コンベア１０４によって、連続的に搬送されるトレイ３４上に、例えば、果実などの被測定物品Ｂが収容されている。また、光電管などの検出センサー（図示せず）によって、トレイ３４に収容され、コンベア１０４によって搬送されてくる被測定物品Ｂが検知された際に、硬度測定装置１０が作動して、連続的に被測定物品Ｂの硬度を測定するようになっている。
【０１７７】
一方、硬度測定機構１０６には、図４５および図４６に示したように、コンベア１０４上を搬送されてくる被測定物品Ｂの通路を構成する開口部１１４が、その下方に形成されている。
【０１７８】
そして、図４６および図４７に示したように、開口部１１４をはさんで、２つの硬度測定装置１０が、被測定物品Ｂの両側方に位置するように配置されている。
これらの硬度測定装置１０は、図１に示した硬度測定装置１０と同様な構成であって、図４６および図４７に示したように、ステッピングモータ２２が、回動軸１２を回転するように装着されているとともに、その反対側に、回動軸１２の回動角度、すなわち、センサー部材１６の回転角度を検出するためのエンコーダー２４が装着されている。
【０１７９】
また、これらの硬度測定装置１０には、図４０の実施例と同様に、センサー部材１６の衝撃を吸収する衝撃吸収部材２８、被測定物品Ｂから離間して、当接開始位置に復帰する位置に、センサー部材１６を保持する保持機構３０を備えている。なお、この実施例では、衝撃吸収部材２８を、センサー部材１６の当接面２０側と反対側に、衝撃吸収部材２８を付設している。なお、衝撃吸収部材２８を、保持機構３０側に配置することも可能である。
【０１８０】
硬度測定機構１０６には、図４５および図４６に示したように、上下方向に配設したガイドレール１１６に案内されて、駆動モータ１１８によって、図４５〜図４７の矢印で示したように、上下方向に昇降自在な基準硬度装置１２０が配設されている。
【０１８１】
この基準硬度装置１２０には、図４８および図４９に示したように、硬度の異なる複数の（この実施例では、４つの）基準硬度部材１２６が、円筒形状に組み立てられた基準硬度組立て体１２８を備えている。そして、この基準硬度組立て体１２８は、回転駆動モータ１２２の回転軸１２４に連結されており、回転することによって、任意の硬さの基準硬度部材１２６が、硬度測定装置１０のアーム部材１４の先端のセンサー部材１６と当接するようになっている。
【０１８２】
なお、図４８および図４９は、基準硬度部材１２６が、円筒形状に組み立てられた基準硬度組立て体１２８としたが、図示しないが、四角柱状に組み立てられた基準硬度組立て体１２８とすることによって、センサー部材１６が当接して基準硬度の硬度データが正確に測定できるので望ましい。
【０１８３】
このように構成することによって、センサー部材１６が、所定の基準硬度を有する基準硬度部材１２６に当接して、基準硬度部材１２６の硬度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うので、経時変化による変動を補正することができ、より正確に硬度測定を実施することができる。
【０１８４】
また、この基準硬度部材１２６には、基準硬度部材１２６の温度を測定する測温装置（図示せず）を備えていてもよい。
このようにすることによって、基準硬度部材１２６の温度を測定する測温装置による基準硬度部材１２６の温度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うので、基準硬度部材自体の温度特性を考慮することができるので、例えば、室内や農園地などの環境温度によって影響されることなく、正確な硬度を測定することができる。
【０１８５】
なお、この場合、図５０に示したように、硬度測定装置１０において、アーム部材１４を、弾性を有する材料で構成するとともに、外方に略くの字形状に屈曲させて、ある程度弾性力を持たせるようにしてもよい。このように構成することによって、被測定物品Ｂが柔らかく傷つきやすい物品である場合に、当接で衝撃で破損損傷するのを効果的に防止す
ることができる。
【０１８６】
なお、この実施例では、基準硬度装置１２０を上下方向に昇降自在としたが、その逆に、基準硬度装置１２０を上下に移動不能として、振り下げ機構である硬度測定装置１０を上下方向に移動するようにして、基準硬度部材１２６にセンサー部材１６が当接できるようにしてもよい。
【０１８７】
さらに、基準硬度装置１２０と、硬度測定装置１０の両方を相対的に上下に移動できるようにしてもよい。
また、図示しないが、連続して搬送装置であるコンベア１０４上を搬送されてくる被測定物品Ｂに対して、センサー部材１６が当接する上流側の位置に、被測定物品Ｂの大きさを測定する、例えば、フォトセンサーからなる寸法測定装置を配置して、この寸法測定装置で測定した被測定物品Ｂの寸法データに基づいて、センサー部材駆動機構によるセンサー部材１６の被測定物品Ｂに対する当接開始タイミングを制御するようにしても良い。
【０１８８】
すなわち、センサー部材１６を振り下げて当接させるタイプの硬度測定装置１０では、例えば、小さいりんごと大きいりんごでは振り角が違うため、センサー部材が動き始めてから、被測定物品Ｂに当接するまでの時間が違うことになる。
【０１８９】
このため、センサー部材１６が当接する上流側の位置に、被測定物品Ｂの大きさを測定する寸法測定装置、例えば、フォトセンサーを配置して、この寸法測定装置によって、被測定物品の寸法データを計算して、振り下げトリガー（当接開始タイミング）を設定するようになっている。
【０１９０】
すなわち、フォトセンサーのさえぎっている時間は、りんごの大きさであるので長くさえぎっている時には、大きいりんごであるので、振り下げトリガーは遅くてよく、短い時には、小さいりんごであるので早めに振りさげを開始するように制御するようになっている。
【０１９１】
これによって、測定条件が同一となって、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力と、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力は、測定条件が異なることなく、測定毎に測定誤差がなく、安定して正確な硬度測定が可能である。
【０１９２】
この場合、振り下げ機構である硬度測定装置１０は、基準硬度部材１２６の位置まで上昇することができるが、その途中で停止して、夏みかんやメロンなどの大きな果実を測定するようにしてもよい。
【０１９３】
さらに、この際、振り下げ機構である硬度測定装置１０が上昇すると同時にフォトセンサーも上昇するようにして、フォトセンサーが常に振り下げ機構である硬度測定装置１０の当接位置の高さにあるようにするのが望ましい。すなわち、このようにすれば、センサー部材１６の当接する高さの被測定物品Ｂの幅を測って、被測定物品Ｂのセンターに当接するように、振り下げを開始することができるため、測定毎に測定誤差がなく、安定して正確な硬度測定が可能である。
【０１９４】
図５１は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略斜視図、図５２は、図５１の硬度測定装置の作動状態を説明する概略図である。
この実施例の硬度測定装置１００は、基本的には、上記した実施例と同様な構成であるので、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１９５】
この実施例の硬度測定装置１００では、図５１に示したように、コンベアなどの搬送機
構１３２の近傍の側方に、図示しないフレームなどの基台にボルトなどの締結部材１３４で固定した略三角形柱状の弾性部材１３６を備えている。
【０１９６】
この場合、弾性部材１３６としては、弾性があれば良く、特に限定されるものではなく、例えば、ウレタン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、これらの発泡樹脂、ウレタンゴムなどのゴム、弾性バネ部材などから構成することができる。
【０１９７】
そして、この弾性部材１３６の円弧状の当接面１３８の先端１３８ａに、センサー部材１６が装着されている。このセンサー部材１６には、図示しないが、上記の実施例と同様に、第１のセンサーＳ１と感度軸をそろえて配置した第２のセンサーＳ２が配置されている。
【０１９８】
また、このセンサー部材１６の基端部に、センサー部材１６を被測定物品Ｂに対して一定速度で当接させるセンサー部材駆動機構として、振動発生装置１４０が装着されている。
【０１９９】
このような振動発生装置としては、特に限定されるものではないが、ステッピングモータを正逆転するようにしたもの、回転モータの回転遠心力を利用するもの、電磁石の作用を利用するものなど、公知の振動発生装置を利用することができる。このような振動発生装置１４０の振動発生周波数としては、１０〜１００ＨＺ、好ましくは、２０〜６０ＨＺとするのが望ましい。
【０２００】
このように構成することによって、図５２に示したように、コンベアなどの搬送機構１３２上を被測定物品Ｂが搬送されてくると、この弾性部材１３６がその弾性力により屈曲して、円弧状の当接面１３８の先端１３８ａに設けられたセンサー部材１６が、被測定物品Ｂに当接する。
【０２０１】
この際、振動発生装置１４０によって、センサー部材１６を振動させて、揺動させることによって、コンベアなどの搬送機構１３２上を連続的に搬送されてくる青果類などの被測定物品Ｂに対して、一定の速度でセンサー部材１６が連続的に当接することとなり、大量に物品の硬度を正確に検査することが可能となる。
【実施例１】
【０２０２】
上記のように構成した図１〜図４に示した実施例の硬度測定装置１０を用いて、実際にリンゴの硬度を測定したところ、図５３に示したように、センサー推定値と硬度値に相関関係があることが分かる。
【０２０３】
以上の結果から、本願発明の硬度測定装置を用いた硬度測定装置によれば、被測定物品の硬度を極めて正確に測定できることが分かった。
以上の実施例では、予め、基準の硬度有する基準物について測定したデータを硬度識別制御部２６の記憶部に蓄積しておき、これらのデータと実際に測定した被測定物品Ｂの測定データを比較することによって、瞬時に硬度が識別できるようにすることができる。
【０２０４】
また、ＣＲＴなどの表示装置に、各グラフ、硬度データを表示、プリントするようにすることもできる。
さらに、上記実施例では、センサー部材１６を搬送方向に１個配置したが、この場合には、例えば、１秒に４個までの被測定物品Ｂの測定が可能であるが、センサー部材１６を、搬送方向に直列に２個配置することによって、１秒間に８個、搬送方向に直列に３個配置することによって、１秒間に１２個までの被測定物品Ｂの測定が可能である。
【０２０５】
なお、上記の実施例では、ステッピングモータ２２によって、アーム部材１４が回動することによって、その先端のセンサー部材１６の接触部材１８の当接面２０が、被測定物品Ｂに当接するようにした。しかしながら、ステッピングモータ２２の代わりに、ピストンシリンダー機構などのその他の駆動機構も採用することができる。
【０２０６】
また、図示しないが、基準硬度部材の温度を測定する測温装置を備えて、この測温装置による基準硬度部材の温度データに基づいて、硬度測定データの校正を行うようにしてもよい。
【０２０７】
このように、基準硬度部材の温度を測定する測温装置による基準硬度部材の温度データに基づいて、硬度測定データの校正を行えば、基準硬度部材自体の温度特性を考慮することができるので、例えば、室内や農園地などの環境温度によって影響されることなく、正確な硬度を測定することができる。
【０２０８】
さらに、基準硬度部材を３０℃±５度にラバーヒータで温度調節すれば、基準の硬さが温度によって変わらないので、正確な測定を行うことができる。
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、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、被測定物品Ｂとして、果実、野菜などの青果類に適用したが、電子部品などのその他の物品の硬度を測定する場合にも適用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。
【図面の簡単な説明】
【０２０９】
【図１】図１は、本発明の物品の硬度測定装置の概略正面図である。
【図２】図２は、図１の物品の硬度測定装置のＩ方向の概略図である。
【図３】図３は、センサー部材の拡大図である。
【図４】図４は、図１の物品の硬度測定装置の使用状態を示す概略図である。
【図５】図５は、被測定物品Ｂに当接した際の、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力（信号波形Ｗ１）と、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力（信号波形Ｗ２）を示すグラフである。
【図６】図６は、Ｘ軸に第１のセンサーＳ１の第１のセンサー出力を、Ｙ軸に第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力を、Ｘ―Ｙプロットしたグラフである。
【図７】図７は、Ｘ軸に第１のセンサーＳ１の第１のセンサー出力を、Ｙ軸に第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力を、Ｘ―Ｙプロットしたグラフである。
【図８】図８は、Ｘ軸に第１のセンサーＳ１の第１のセンサー出力を、Ｙ軸に第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力を、Ｘ―Ｙプロットしたグラフである。
【図９】図９は、図６のグラフをＹ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように補正処理（規格化）したグラフである。
【図１０】図１０は、図７のグラフをＹ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように補正処理（規格化）したグラフである。
【図１１】図１１は、図８のグラフをＹ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように補正処理（規格化）したグラフである。
【図１２】図１２は、図９〜図１１の図を纏めたグラフである。
【図１３】図１３は、図１２のグラフのＹ軸の最大値の４０％の範囲におけるＸ軸の値を硬さの測定指標として用いた場合の、硬さとの相関関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、Ｙ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように補正処理（規格化）したグラフである。
【図１５】図１５は、Ｙ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように補正処理（規格化）したグラフである。
【図１６】図１６は、加速度センサーと加速度センサーを用いた場合のＸ−Ｙプロットしたグラフである。
【図１７】図１７は、被測定物品Ｂに当接した際の、第１のセンサーＳ１による第１のセンサー出力と、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力を示すグラフである。
【図１８】図１８は、第２のセンサーＳ２による第２のセンサー出力Ｓ２の信号波形を全てタイムシフトしたグラフである。
【図１９】図１９は、Ｘ軸に第１のセンサーＳ１の第１のセンサー出力を、Ｙ軸に第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力を、Ｘ―Ｙプロットしたグラフである。
【図２０】図２０は、Ｘ軸に第１のセンサーＳ１の第１のセンサー出力を、Ｙ軸に第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力を、Ｘ―Ｙプロットしたグラフである。
【図２１】図２１は、図１８のグラフと同様に、タイムシフトしたグラフである。
【図２２】図２２は、図１９のグラフと同様に、Ｘ−Ｙプロットしたグラフである。
【図２３】図２３は、図１９のグラフと同様に、Ｘ−Ｙプロットしたグラフである。
【図２４】図２４は、図１９のグラフと同様に、Ｘ−Ｙプロットしたグラフである。
【図２５】図２５は、図２４のグラフにおいて硬度の識別を説明するＸ−Ｙプロットしたグラフである。
【図２６】図２６は、従来の加速度センサーを一つだけ用いた場合のサンサー出力と硬さとの相関関係を示すグラフである。
【図２７】図２７は、Ｘ軸に第１のセンサーＳ１の第１のセンサー出力を、Ｙ軸に第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力を、Ｘ―Ｙプロットしたグラフである。
【図２８】図２８は、Ｘ軸に第１のセンサーＳ１の第１のセンサー出力を、Ｙ軸に第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力を、Ｘ―Ｙプロットしたグラフである。
【図２９】図２９は、Ｘ軸に第１のセンサーＳ１の第１のセンサー出力を、Ｙ軸に第２のセンサーＳ２の第２のセンサー出力を、Ｘ―Ｙプロットしたグラフである。
【図３０】図３０は、図２７のグラフをＹ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように補正処理（規格化）したグラフである。
【図３１】図３１は、図２８のグラフをＹ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように補正処理（規格化）したグラフである。
【図３２】図３２は、図２９のグラフをＹ軸における第２のセンサーの第２のセンサー出力の最大値が１００となるように補正処理（規格化）したグラフである。
【図３３】図３３は、図３０〜図３２のグラフのＹ軸の最大値の４０％の範囲におけるＸ軸の値を硬さの測定指標として用いた場合の、硬さとの相関関係を示すグラフである。
【図３４】図３４は、同一の基準硬度部材を測定した際の、周囲の環境温度と基準硬度部材の硬度測定値との関係を示すグラフである。
【図３５】図３５は、同一のサンプル（被測定物品Ｂ）を測定した際の、周囲の環境温度とサンプルの硬度測定値との関係を示すグラフである。
【図３６】図３６は、図３５に示したサンプルの硬度測定値データを、図３４で示した基準硬度部材の硬度測定値データで校正した場合の周囲の環境温度とサンプルの硬度測定値との関係を示すグラフである。
【図３７】図３７は、基準硬度部材１〜４についての、周囲の環境温度と基準硬度部材の硬度測定値との関係を示すグラフである。
【図３８】図３８は、サンプル1〜４（被測定物品Ｂ）についての、周囲の環境温度とサンプルの硬度測定値との関係を示すグラフである。
【図３９】図３９は、図３８に示したサンプルの硬度測定値データを、図３７で示した基準硬度部材の硬度測定値データで校正した場合の周囲の環境温度とサンプルの硬度測定値との関係を示すグラフである。
【図４０】図４０は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略図である。
【図４１】図４１は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略図である。
【図４２】図４２は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略図である。
【図４３】図４３は、図４２のＡ方向矢視図である。
【図４４】図４４は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略図である。
【図４５】図４５は、図４４のＡ方向矢視図である。
【図４６】図４６は、図４５の部分拡大図である。
【図４７】図４７は、図４６のＢ方向矢視図である。
【図４８】図４８は、基準硬度部材の正面図ある。
【図４９】図４９は、図４８の基準硬度部材の下面図である。
【図５０】図５０は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略図である。
【図５１】図５１は、本発明の硬度測定装置の別の実施例を示す概略斜視図である。
【図５２】図５２は、図５１の硬度測定装置の作動状態を説明する概略図である。
【図５３】図５３は、実際にリンゴの硬度を測定したセンサー推定値と硬度値を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２１０】
１０ 硬度測定装置
１２ 回動軸
１４ アーム部材
１６ センサー部材
１８ 接触部材
２０ 当接面
２２ ステッピングモータ
２４ エンコーダー
２６ 硬度識別制御部
２８ 衝撃吸収部材
３０ 保持機構
３２ 搬送装置
３４ トレイ
１００  硬度測定装置
１０２   基台フレーム
１０４   コンベア
１０６   硬度測定機構
１０８   脚部材
１１０   エンコーダー
１１２   シュート
１１４   開口部
１１６   ガイドレール
１１８   駆動モータ
１２０   基準硬度装置
１２２   回転駆動モータ
１２４   回転軸
１２６   基準硬度部材
１２８   基準硬度組立て体
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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