(57)【要約】【課題】構成部材を少なくして装置全体が小型化し設置面積を狭くし、人手の介在を必要としないをぜず、しかも、被選別物にダメージを与えることのない重量選別装置を提供する。【解決手段】上部に配設された被選別物の重量を測定するホッパー部１００と、ホッパー部１００の出口に接して、その入口が位置し相対的に下部に配設された被選別物を重量に応じて分別する分別部２００とを備えた重量選別装置であって、ホッパー部１００は、ロードセル４とゲート板用ソレノイド部材６と測定皿部材７とリンク部材８とゲート部材９と制御手段とを備えたことを特徴とする重量選別装置するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に配設された被選別物の重量を測定するホッパー部１００と、ホッパー部１００の出口に接してその入口が位置し相対的に下部に配設された被選別物を重量に応じて分別する分別部２００とを備えた重量選別装置であって、ホッパー部１００は、ロードセル４とゲート板用ソレノイド部材６と測定皿部材７とリンク部材８とゲート部材９と制御手段とを備え、ことを特徴とする重量選別装置。
【請求項２】
請求項１に記載された発明において、前記測定皿部材７は、上面に位置し被選別物を受ける傾斜板２０とその下部に位置する測定皿ベース１４とを備え、前記ロードセル４は、測定皿ベース１４の底部の下部に位置し、前記ゲート板用ソレノイド部材６は、ロードセル４が被選別物の荷重を感知した後、制御手段からの信号により作動してリンク部材８を動かすごとく構成され、前記ゲート部材９は、その前面にゲート板２１を備えゲート支点２３を支点とてリンク部材８によって回動させられるゲート側板２２具備し、前記ゲート板２１は、最大被選別物との接触点２７が、最大被選別物の中心点Ｏを通りゲート支点２３を結ぶ直線の線分２３−Ｏ−２７を半径とする円弧の接点であり、かつ、ゲート板２１の内側の直線部分を構成する線分が、この円弧の接点における接線を構成していることを特徴とする重量選別装置。
【請求項３】
請求項１に記載された発明において、分別部２００が、樋状であり、その一端が入口５０としてホッパー部１００の傾斜板２１の下端部に隣接して開口し、その底部に分別板３２，３３が連続した滑らかなスロープを形成する状態に配置され、その他端が一つの出口３６として開口しており、分別板３２、３３は、その一端を分別板回転軸４０、４１にそれぞれ回動自在に支持され、分別板回転軸４０，４１は、ソレノイド４６によって回動され、ソレノイド４６は、ゲート板２１の動きに連動して発信される制御手段からの信号により作動するごとく構成され、分別板３２，３３の下方には出口３４，３５が開口していることを特徴とする重量選別装置。
【請求項４】
請求項３に記載された発明において、分別板３２，３３の下部から出口３４，３５にわたって取り付けられ、かつ、その上端部のみが固定して支持され、他端はフリーな状態として、出口より垂れ下がる程度の長さの可撓性の大きい柔軟質樹脂シート５１を具備していることを特徴とする重量選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の物品、例えば果実、その他の農産物あるいは水産物をそれらの重量に応じて等級分けするようにした重量選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような装置として、従来、特許文献１に記載の装置が提案されている。この装置を図１１により説明すると、この装置は、多数の物品Ｓの全体重量を測定するとともに物品の取り上げ前後の重量変化に基づいて取り上げた物品の重量を算出する重量計０２と、この重量計０２から取り上げた物品を載せるトレイ０６を備えたコンベア０１と、このコンベア０１によりトレイ０６に載せられたまま移動する物品の形態を検出する画像処理部０３と、上記重量計０２から供給されるデータに基づいて各トレイ０６毎に物品の等級を判断するとともに等級に応じて処理信号を出力する制御部（図示せず）とから構成され、重量計０２は多数の物品の個々の重量を計量し、計量データを制御部に入力し、制御部からの信号に対応して、コンベア０１上の特定のトレイ０６が収納部０４側へ倒れることで、トレイ０６上に載置されている物品Ｓが、スロープ０７を通過した後、その重量に応じた所定の収納部０４へ収納されるように作動するようになっている。
【０００３】
（特許文献１）
特開２０００−１１７１９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の装置は、重量計０２により計測された被処理物品を一旦トレイ０６に乗せ、その後制御部からの信号に対応して、コンベア０１上の特定のトレイ０６が収納部０４側へ倒れることで、トレイ０６上に載置されている被処理物品が、スロープ０７を通過した後、その重量に応じた所定の収納部０４へ収納されるため、滑り台０７以外にコンベア０１、トレイ０６を必須の構成部材としているため、装置全体が大型化し、かつ、設置面積についても広いが必要であった。
しかも、重量計０２から取り上げた物品をトレイ０６に載せ換えるにあたり、人手を必要とした。本発明は、従来の装置の上記のような課題を解決しようとするもので、構成部材を少なくして装置全体が小型化し設置面積を狭くし、人手の介在を必要としない重量選別装置を提供するものである。しかも、被選別物にダメージを与えることなく、その目的を達成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上部に配設された被選別物の重量を測定するホッパー部１００と、ホッパー部１００の出口に接してその入口が位置し相対的に下部に配設された被選別物を重量に応じて分別する分別部２００とを備えた重量選別装置であって、ホッパー部１００は、ロードセル４とゲート板用ソレノイド部材６と測定皿部材７とリンク部材８とゲート部材９と制御手段とを備えたことを特徴とする重量選別装置を課題を解決するための手段としている。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載された発明において、測定皿部材７は、上面に位置し被選別物を受ける傾斜板２０とその下部に位置する測定皿ベース１４とを備え、前記ロードセル４は、測定皿ベース１４の底部の下部に位置し、前記ゲート板用ソレノイド部材６は、ロードセル４が被選別物の荷重を感知した後、制御手段からの信号により作動してリンク部材８を動かすごとく構成され、前記ゲート部材９は、その前面にゲート板２１を備えゲート支点２３を支点とてリンク部材８によって回動させられるゲート側板２２具備し、前記ゲート板２１は、最大被選別物との接触点２７が、最大被選別物の中心点Ｏをとおりゲート支点２３を結ぶ直線の線分２３−Ｏ−２７を半径とする円弧の接点であり、かつ、ゲート板２１の内側の直線部分を構成する線分が、この円弧の接点における接線を構成していることを特徴とする重量選別装置を課題を解決するための手段としている。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１に記載された発明において、分別部２００が、樋状であり、その一端が入口５０としてホッパー部１００の傾斜板２１の下端部に隣接して開口し、その底部に分別板３２，３３が連続した滑らかなスロープを形成する状態に配置され、その他端が一つの出口３６として開口しており、分別板３２，３３は、その一端を分別板回転軸４０，４１にそれぞれ回動自在に支持され、分別板回転軸４０、４１は、ソレノイド４６によって回動され、ソレノイド４６は、ゲート板２１の動きに連動して発信される制御手段からの信号により作動するごとく構成され、分別板３２，３３の下方には出口３４，３５が開口していることを特徴とする重量選別装置を課題を解決するための手段としている。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載された発明において、分別板３２，３３の下部から出口３４，３５にわたって取り付けられ、かつ、その上端部のみが固定して支持され、他端はフリーな状態として、出口より垂れ下がる程度の長さの可撓性の大きい柔軟質樹脂シート５１を具備していることを特徴とする重量選別装置を課題を解決するための手段としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、図面とともに本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の重量選別装置の全体を示す側面図、図２（ａ）は、被選別物の重量を測定するホッパー部の側面図、図２（ｂ）は、ロードセルカバーの部分の詳細図、図３は、ホッパー部の正面図、図４は、ホッパー部主要部分の拡大側面図、図５は、ホッパー部主要部分と被選別物との関連動作及びロードセルとの関係を示す図、図６は、分別部の側面図、図７は、分別部の第１分別板が開いた状態を示す側面図、図８は、分別部の第２分別板が開いた状態を示す側面図、図９は、分別板作動用のソレノイド及びその関連部材の側面図及び図１０は、先願発明の重量選別装置の全体を示す側面図である。
【００１０】
図１に示すように、重量選別装置は、上部に配設された被選別物の重量を測定するホッパー部１００と、ホッパー部１００の出口に接して、その入口が位置し、かつ、落差を持たせるために、相対的に下部に配設された被選別物を分別する分別部２００とを備えている。そして、ホッパー部１００と分別部２００とは、連結フック１により分離、結合自在に連結されており、必要に応じて両者の組み合わせを簡単な操作で迅速で変更できるように構成されている。その目的は、被選別物の種類や分別数によって分別部２００を変更するためである。
【００１１】
ホッパー部１００は、ボックス２が、全体の骨組み部材を構成するしている。
ボックス２は、ボックス脚３とその内部に図示しない制御手段とを具備し、ロードセルカバー５を介して装着されたロードセル４、ゲート板用ソレノイド部材６、測定皿部材７、リンク部材８及びゲート部材９が装着されている。
【００１２】
ロードセル４は、ロードセルカバー５にロードセルを結合するボルト１０によりその一端を固着されている。ロードセル４の他端には、荷重を感知するナット１１が固着されており、ロードセルカバー５に開いた窓から外部に突出しており、その頭部が、後述する測定皿ベース１４の底部と接触している。
【００１３】
測定皿部材７は、ボックス２に連結された測定皿フレーム１３を具備している。測定皿フレーム１３の底部には、測定皿ベース１４が設けられており、ホッパー部に搭載された被選別物の荷重により該測定皿ベース１４が僅かに下方に変移しボルト１０を押圧する。その結果、ロードセル４が歪み被選別物の重量を感知して制御手段に重量に係る信号を送る。
【００１４】
制御手段は、前記信号を処理して、被選別物の荷重の計測値を算出し、かつ、その算出が終了すると、ゲート板用ソレノイド６に信号を送りその先端部１６を上昇させるように構成されている。
【００１５】
ゲート板用ソレノイド６は、ジャバラ１５によって包囲されており、ソレノイド先端部１６が、第１リンク１８を押し上げ、リンク支点１７を支点としてそれを回転させてその動きを第１リンク１９に伝え、該第１リンク１９に連結されたゲート側板２２をゲート支点２３を支点として回動させる。ゲート側板２２の前面にはゲート板２１が、傾斜板２０に搭載された被選別物を阻止する位置に固着されており、ゲート側板２２の動きに伴って回動して開放されるように構成されている。
【００１６】
つぎに、動作について説明する。ホッパー部１００の上部より断続的に供給された被選別物は、図４と図５に示すとおり、傾斜板２０に搭載されゲート板２１により転落を阻止された状態で一旦停止する。この時点において被選別物は、傾斜板２０と接触すると共にゲート板２１とも接触点２７において接触している。ここにおいて重要な点は、接触点２７が、最大被選別物の中心点Ｏをとおり、ゲート支点２３を結ぶ直線の線分２３−Ｏ−２７を半径とする円弧の接点であり、かつ、ゲート板２１の内側の直線部分を構成する線分が、この円弧の接点における接線を構成していることである。つまり、ゲート板２１の内側の直線部分を構成する線分と線分２３−Ｏ−２７とが直交するように構成されている。
【００１７】
すなわち、ゲート支点２３は、線分Ｏ−２７の延長線２９上に位置しており、ゲート板２１は、ゲート支点２３を中心として、線分Ｏ−２７より大きい長さＬを持つ線分２３−Ｏ−２７を回転半径として旋回して上昇し、被選別物を放出する。このような関係位置に構成することによって、図５に示すように、ゲート板２１の軌跡２８は、被選別物の外周より必ず遠ざかる位置を描くこととなる。この点が本件発明の構成のうち、最も重要な点である。
【００１８】
ゲート板２１が、上記のように軌跡を描く結果、傾斜板２０に搭載された被選別物は、ゲート板２１により後退させられることがないので、傾斜板２０に押し付けられる方向の荷重を受けることはない。つまり、ゲート板２１の開放に伴う動きによって被選別物が損傷を受けることがない。この点は、果実等の選別においてきわめて重要な要件である。
【００１９】
被選別物の直径が、図４においてｄとして描かれたように小さい場合には、最小被選別物とゲート板２１との接触点とゲート支点２３を結ぶ線分３１が、最小被選別物の中心点Ｏと接触点３０を結ぶ線分より上に位置するため、ゲート板２１の軌跡２８は、最大被選別物における場合より、さらに被選別物の外周より遠ざかる位置を描くこととなる。したがって、被選別物の直径が設定された最大値より小さい場合には、なんらの支障もなくその目的を達成することができる。
【００２０】
傾斜板の傾斜角度αについては、特に制限はないが、被選別物が、果実、ジャガイモ等形状雑多であり必ずしも理想的な円形でなく、かつ、表面の状態も相違するため、選別速度を向上させて効率を上げるためには、傾斜角度αを大きくすれば良いが、被選別物に対するダメージも大きくなる。実験の結果、３０°〜４５°前後の角度を採用することで良好な結果を得た。また、被選別物の最大直径を１００ｍｍと設定した場合においては、傾斜板とゲート板との相対角度βについては６５°程度、ゲート支点と、被選別物とゲート板との接点との距離Ｌについては、１６０ｍｍ程度、ゲート板の幅Ｗは、８０ｍｍ程度に選択することが実験の結果、良好な結果を得た。この場合において、直径３０ｍｍの被選別物についても支障なく作動させることができた。
【００２１】
ところで、傾斜板とゲート板との相対角度βを小さくして、ゲート板２１の内側の直線部分を構成する線分と、線分Ｏ−２７との交差角度が直角よりできるだけ小さいものとする、すなわち、より鋭い鋭角とすれば、ゲート板２１により被選別物が後退させられることがない点にツいては有効であると想定される。しかし、被選別物が、皮を剥いた生柿のような物である場合においては、傾斜板２０とゲート板２１との隙間に被選別物が挟み込まれることとなり、被選別物が局部的に押し圧されることなるので、傾斜板とゲート板との相対角度βをできるだけ大きな角度とする必要があるので、上記した目的を達成するためには、ゲート板２１の内側の直線部分を構成する線分と線分Ｏ−２７とが直交するように構成することがきわめて重要な要件である。
【００２２】
本件発明において、ゲート板２１を回動するように構成した目的は、ゲート板２１を駆動する手段を比較的ストロークの短いのソレノイドとすることができるばかりでなく、作動速度を早くするためである。ゲート板２１を往復動するごとく構成した場合には、ゲート板２１の軌跡の設定は比較的容易なものとなるが、ゲート板２１を駆動する手段を比較的ストロークの長いものを採用しなければならいばかりでなく、作動速度も遅くなる。
【００２３】
つぎに、分別部２００について説明する。図６に示すように、分別部２００は、二枚の側板３９と底板５２により三辺を構成する基本的なフレーム部材を構成し、上部、入口及び出口が開放した角形の樋状をしている。連結板３７に設けられた連結フック１（図１）によりホッパー部１００に連結されている。入口５０は、ホッパー部１００の傾斜板２１の下端部に隣接して開口している。入口５０に連接してその底部に第１分別板３２及び第２分別板３３が連続した滑らかなスロープを形成する状態に配置され、傾斜板２１と比較して若干緩やかな勾配となっている。これは、被選別物に損傷を与えないためである。出口は下部に二カ所と樋の下端部の三カ所が形成されている。なお、この実施例においては、三カ所としているが、分類数を多く設定した場合にはそれに対応して増加させる。
【００２４】
第１分別板３２及び第２分別板３３は、制御手段が被選別物の荷重の計測値に応じて算出した信号により選択的に開閉するように構成され（図７、図８）、その開閉時期は、ゲート板２１の開閉に連動している。被選別物は、第１分別板３２の開放で第１出口３４へ、第１分別板３２の閉鎖と第２分別板３３の開放で第２出口３５へ、第１分別板３２、第２分別板３３共に閉鎖で第３出口３６へと分類して放出される。
【００２５】
第１分別板３２は第１分別板回転軸４０に、第２分別板３３は第２分別板回転軸４１にそれぞれ回動自在に支持されている。図９に示すように、第１分別板回転軸４０及び第２分別板回転軸４１のそれぞれは、ソレノイド第１リンク４３、ソレノイド第２リンク４４を介してソレノイド４６のソレノイド芯４２と連結され、ソレノイド芯４２が制御手段からの信号によるソレノイド芯４２の後退によりそれぞれ第１分別板３２と第２分別板３３を開放する方向に回動する。常時は、第１分別板３２と第２分別板３３の自重とソレノイド芯４２により分別板３２，３３を閉鎖する方向に付勢されている。また、分別板３２，３３が板材で構成されていることによる封鎖時の振動を吸収するために支持ピン４８にクッション材４７を巻き付けておくことも有効である。安価なものとするため、装置全体を板金で構成しているので、騒音対策として必要となる。
【００２６】
なお、ゲート板２１が開いて被選別物が落下し、分別板３２，３３に被選別物がぶつかるときに、第１リンク４３が反時計方向に回動し、第２リンク４４が時計方向に回動して分別板３２，３３が時計方向に回動することにより、ソレノイド芯４２が復帰しなくなるのを防止するために、ストッパ４５をソレノイド４６の側方に設け、ゲート板２１が開きすぎないようにしている。
【００２７】
第１分別板３２及び第２分別板３３の下部から出口３４，３５にわたって柔軟質樹脂シート５１が取り付けられている。軟質樹脂シート５１は、約１ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚さの可撓性の大きい柔軟なものを選択することが重要である。取り付けにあたっては、上端部のみを固定して支持し、他端はフリーな状態として、出口より垂れ下がる程度の長さのものとする。このように自由度を持って支持されていることによって、被選別物が皮を剥いた生柿のような非常に傷つきやすいものであっても、材質自体の柔軟性と相まって、ダメージを与えることなく排出することができる。安価で構成が単純であるにもかかわらず、その効果は実験の結果、予想外に良好であった。
【００２８】
なお、公知文献ではないが、本件出願の先願である同一出願人の出願である特願２００２−２５７０６号には、本件出願と同じくホッパー部３００と分別部４００とを具備した重量選別機が記載されている。ここに記載されている分別部４００を分離して本願発明の分別部２００の換わりに取り付けることも可能である。ただし、被選別物の種類を考慮して選択する必要がある。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、構成部材を少なくして装置全体が小型化し設置面積を狭くし、人手の介在を必要としない重量選別装置を提供するものである。しかも、被選別物にダメージを与えることなく選別作業できるものである。
【００３０】
具体的には、まず、傾斜板２０に搭載された被選別物が、ゲート板２１により後退させられることがないので、傾斜板２０に押し付けられる方向の荷重を受けることはない。つまり、ゲート板２１の開放に伴う動きによって被選別物圧迫されてはダメージを受けることがない点に効果がある。しかも、ゲート板２１を直線的往復動によらず回動させるだけでその目的を達成することができる。
【００３１】
傾斜板２１に隣接して、第１分別板３２及び第２分別板３３が連続した滑らかなスロープを形成する状態に配置され、傾斜板２１と比較して若干緩やかな勾配となっており、さらに、第１分別板３２及び第２分別板３３の下部にから出口３４，３５にわたって柔軟質樹脂シート５１が取り付けられているから、被選別物がホッパー部１００の傾斜板２０に投入されてから分別部２００の出口３４ないし３５から排出されるまで、被選別物をスムーズな流れとすることができる。
【００３２】
被選別物を上から下への一連の流れで選別しているので、被選別物を移送するための別段の手段を必要とせず、設置面積を狭くできる。
【００３３】
可動部分の駆動手段としてソレノイドを使用しているだけであるから、駆動手段及び制御手段をきわめて簡単なものとすることができ、その結果、取り扱いが簡単で故障の少ないものとなる。装置全体についても、板金加工を基本とする加工で製造できるため、安価な装置が提供でき、この種の装置が、小規模な施設で使用されるものであるから特に有効である。
【００３４】
ホッパー部１００と分別部２００とが別体であり、分離が容易であるため、目的とする分別数によって、分別部２００が容易に交換できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】重量選別装置の全体を示す側面図である。
【図２】（ａ）は被選別物の重量を測定するホッパー部の側面図、図２（ｂ）はロードセルカバーの部分の詳細図である。
【図３】ホッパー部の正面図である。
【図４】ホッパー部主要部分の拡大側面図である。
【図５】ホッパー部主要部分と被選別物との関連動作及びロードセルとの関係を示す図である。
【図６】分別部の側面図である。
【図７】分別部の第１分別板が開いた状態を示す側面図である。
【図８】分別部の第２分別板が開いた状態を示す側面図である。
【図９】分別板作動用のソレノイド及びその関連部材の側面図である。
【図１０】先願発明の重量選別装置の全体を示す側面図である。
【図１１】従来例の重量選別装置の全体を示す側面図である。
【符号の説明】
１００      ホッパー部
２００      分別部
１          連結フック
２          ボックス
３          ボックス脚
４          ロードセル
５          ロードセルカバー
６          ゲート板用ソレノイド部材
７          測定皿部材
８          リンク部材
９          ゲート部材
１０        ロードセル結合ボルト
１１        荷重を感知するナット
１２        窓
１３        測定皿フレーム
１４        測定皿ベース
１５        ジャバラ
１６        ソレノイド先端部
１７        リンク支点
１８        第１リンク
１９        第２リンク
２０        傾斜板
２１        ゲート板
２２        ゲート側板
２３        ゲート支点
２４        電源スイッチ
２５        出力用コネクタ
２６        電源コード
２７        最大被選別物とゲート板との接触点
２８        ゲート板の軌跡
２９        線分Ｏ−２７の延長線
３０        最小被選別物とゲート板との接触点
３１        最小被選別物とゲート板との接触点とゲート支点を結ぶ線分
３２        第１分別板
３３        第２分別板
３４        第１出口
３５        第２出口
３６        第３出口
３７        連結板
３８        脚
３９        側板
４０        第１分別板回転軸
４１        第２分別板回転軸
４２        ソレノイド芯
４３        ソレノイド第１リンク
４４        ソレノイド第２リンク
４５        ストッパ
４６        ソレノイド
４７        クッション材
４８        支持ピン
４９        補強ロッド
５０        入口
５１        柔軟質樹脂シート
５２        底板
α          傾斜板の傾斜角度
β          傾斜板とゲート板との相対角度
Ｌ          ゲート支点と、被選別物とゲート板との接点との距離
Ｄ          最大被選別物の直径
ｄ          最小被選別物の直径
Ｗ          ゲート板の幅
Ｏ          最大被選別物の中心点
ｏ          最小被選別物の中心点
【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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