(57)【要約】【課題】物品の切断時に物品の状態を判断することができる切断装置を提供する。【解決手段】切断装置１は、物品Ｇを切断するカッター刃４と、カッター刃４によって物品Ｇが切断される際に切断音を測定する音響センサ１１と、音響センサ１１によって測定された測定信号と基準信号とを比較することにより、切断された物品Ｇの状態を判断する判断部１３と、を備える。【選択図】図１
2016153150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を切断する切断部と、
前記切断部によって前記物品が切断される際に切断音を測定する音測定部と、
前記音測定部によって測定された測定信号と基準信号とを比較することにより、切断された前記物品の状態を判断する判断部と、を備える、切断装置。
【請求項２】
前記基準信号は、前記切断部によって正常状態にある前記物品が切断される際に前記音測定部によって測定された信号である、請求項１記載の切断装置。
【請求項３】
前記判断部は、所定周波数以上において、前記測定信号と前記基準信号とを比較する、請求項１又は２記載の切断装置。
【請求項４】
前記物品は、肉であり、
前記測定信号及び前記基準信号は、周波数解析された信号であり、
前記判断部は、前記測定信号の所定周波数帯域内での最大値が現れ、且つ、前記測定信号の最大値の周波数に前記基準信号の所定周波数帯域内での最大値が現れない場合に、前記物品に含まれていた骨が切断されたと判断する、請求項３記載の切断装置。
【請求項５】
前記判断部は、前記測定信号の所定周波数帯域内での最大値が現れ、且つ、前記測定信号の最大値の周波数に前記基準信号の所定周波数帯域内での最大値が現れない場合に、前記切断部による切断を停止させる、請求項４記載の切断装置。
【請求項６】
前記物品は、肉であり、
前記測定信号及び前記基準信号は、周波数解析された信号であり、
前記判断部は、前記測定信号の出力レベルが前記基準信号の出力レベルよりも大きい場合に、前記物品に含まれていた骨が切断されたと判断する、請求項３〜５のいずれか一項記載の切断装置。
【請求項７】
前記判断部は、前記測定信号の出力レベルが前記基準信号の出力レベルよりも大きい場合に、前記切断部による切断を停止させる、請求項６記載の切断装置。
【請求項８】
前記測定信号の出力レベルは、前記測定信号の出力値の平均値であり、
前記基準信号の出力レベルは、前記基準信号の出力値の平均値であり、
前記判断部は、前記測定信号の出力値の平均値が前記基準信号の出力値の平均値よりも所定値以上大きい場合に、前記物品に含まれていた骨が切断されたと判断する、請求項６記載の切断装置。
【請求項９】
前記判断部は、前記測定信号の出力値の平均値が前記基準信号の出力値の平均値よりも所定値以上大きい場合に、前記切断部による切断を停止させる、請求項８記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肉や果物等の物品を切断する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、肉や果物等の物品を切断する切断装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。切断された肉や果物等の物品は、包装されて、商品として販売される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６００８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように切断され肉に骨片が混入していたり、切断された果物に種子片が混入していたりすると、販売先において問題となる場合がある。Ｘ線検査装置を使用したとしても、肉や果物の種類等によっては、骨片や種子片等を精度良く検出することが困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、物品の切断時に物品の状態を判断することができる切断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】
【０００６】
本発明の切断装置は、物品を切断する切断部と、切断部によって物品が切断される際に切断音を測定する音測定部と、音測定部によって測定された測定信号と基準信号とを比較することにより、切断された物品の状態を判断する判断部と、を備える。
【０００７】
上記切断装置では、物品が切断される際に測定された測定信号と基準信号とが比較されることで、切断された物品の状態が判断される。よって、上記切断装置によれば、物品の切断時に物品の状態を判断することができる。
【０００８】
本発明の切断装置では、基準信号は、切断部によって正常状態にある物品が切断される際に音測定部によって測定された信号であることが好ましい。この場合、切断された物品が正常状態にあったか否かを判断するための基準信号を容易に用意することができる。
【０００９】
本発明の切断装置では、判断部は、所定周波数以上において、測定信号と基準信号とを比較することが好ましい。物品の状態が正常状態のときと異常状態のときとでは、所定周波数以上において、測定信号と基準信号とに差が生じ易くなる。そのため、測定信号と基準信号との比較を所定周波数以上において実施することで、物品の状態を精度良く判断することが可能となる。
【００１０】
本発明の切断装置では、物品は、肉であり、測定信号及び基準信号は、周波数解析された信号であり、判断部は、測定信号の所定周波数帯域内での最大値が現れ、且つ、測定信号の最大値の周波数に基準信号の所定周波数帯域内での最大値が現れない場合に、物品に含まれていた骨が切断されたと判断することが好ましい。この場合、骨が切断されたか否かを精度良く判断することができる。
【００１１】
本発明の切断装置では、判断部は、測定信号の所定周波数帯域内での最大値が現れ、且つ、測定信号の最大値の周波数に基準信号の所定周波数帯域内での最大値が現れない場合に、切断部による切断を停止させてもよい。この場合、骨による切断部の破損を防止することができる。
【００１２】
本発明の切断装置では、物品は、肉であり、測定信号及び基準信号は、周波数解析された信号であり、判断部は、測定信号の出力レベルが基準信号の出力レベルよりも大きい場合に、物品に含まれていた骨が切断されたと判断することが好ましい。この場合、骨が切断されたか否かを精度良く判断することができる。
【００１３】
本発明の切断装置では、判断部は、測定信号の出力レベルが基準信号の出力レベルよりも大きい場合に、切断部による切断を停止させてもよい。この場合、骨による切断部の破損を防止することができる。
【００１４】
本発明の切断装置では、測定信号の出力レベルは、測定信号の出力値の平均値であり、基準信号の出力レベルは、基準信号の出力値の平均値であり、判断部は、測定信号の出力値の平均値が基準信号の出力値の平均値よりも所定値以上大きい場合に、物品に含まれていた骨が切断されたと判断することが好ましい。この場合、骨が切断されたか否かをより精度良く判断することができる。
【００１５】
本発明の切断装置では、判断部は、測定信号の出力値の平均値が基準信号の出力値の平均値よりも所定値以上大きい場合に、切断部による切断を停止させてもよい。この場合、骨による切断部の破損を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、物品の切断時に物品の状態を判断することができる切断装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の切断装置の概念図である。
【図２】実験において音響センサによって測定された信号である。
【図３】実験において周波数解析部によって周波数解析された信号である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［切断装置の構成］
【００１９】
図１に示されるように、切断装置１は、装置本体２と、テーブル３と、カッター刃（切断部）４と、ガイドプレート５と、を備えている。テーブル３は、装置本体２に取り付けられたガイドレール６に沿って往復動可能となっている。カッター刃４は、円板状の刃であり、装置本体２に取り付けられた支持部材７に回転可能に支持されている。ガイドプレート５は、カッター刃４に平行となるように装置本体２に立設されており、カッター刃４との間隔が調整可能となっている。なお、装置本体２内には、テーブル３及びカッター刃４を動作させるための複数の駆動モータ（図示省略）等が収容されている。
【００２０】
切断装置１においては、物品Ｇ（例えば、肉や果物等の食物）がテーブル３に載置されてガイドプレート５に押し当てられる。この状態で、カッター刃４が回転させられつつテーブル３が往復動させられることにより、カッター刃４とガイドプレート５との間隔に応じて物品Ｇがスライス状に切断されていく。
【００２１】
切断装置１は、音響センサ（音測定部）１１と、周波数解析部１２と、判断部１３と、報知部１４と、を更に備えている。音響センサ１１は、支持部材７に取り付けられたマイクロホン等であり、カッター刃４によって物品Ｇが切断される際に切断音を測定する。周波数解析部１２は、音響センサ１１から出力された信号を周波数解析して測定信号を生成する。判断部１３は、周波数解析部１２から出力された測定信号と基準信号とを比較することにより、切断された物品Ｇの状態を判断する。報知部１４は、ランプやブザー等であり、判断部１３による判断結果をオペレータに報知する。
【００２２】
なお、判断部１３は、例えばパーソナルコンピュータによって構成される。また、周波数解析部１２及び判断部１３は、別々にソフトウェア又はハードウェアとして構成されてもよいし、纏まってソフトウェア又はハードウェアとして構成されてもよい。
［実験結果及び具体例］
【００２３】
物品Ｇとして肉を切断する場合に切断装置１で実施される判断の具体例について、実験結果に基づいて説明する。図２の（ａ）は、カッター刃４によって肉のみが切断された際に音響センサ１１によって測定された信号であり、図３の破線は、周波数解析部１２によって図２の（ａ）の信号が周波数解析された信号（以下、「肉切断信号Ａ」という）である。一方、図２の（ｂ）は、カッター刃４によって肉と共に骨が切断された際に音響センサ１１によって測定された信号であり、図３の実線は、周波数解析部１２によって図２の（ｂ）の信号が周波数解析された信号（以下、「骨切断信号Ｂ」という）である。
【００２４】
なお、実験条件は、次のとおりである。肉切断信号Ａを取得するための物品Ｇとして、直径８ｍｍ程度の骨を含まない冷凍牛ブロック肉を準備した。一方、骨切断信号Ｂを取得するための物品Ｇとして、直径８ｍｍ程度の骨を含まない冷凍牛ブロック肉を準備した。
【００２５】
図３を参照すると、所定周波数Ｆ１（実験結果では、２ＫＨｚ）以上且つ所定周波数Ｆ２（実験結果では、２０ＫＨｚ）以下の範囲において、骨切断信号Ｂでは、第１ピーク値（最大値）Ｐ１及び第２ピーク値（最大値の次に大きい値）Ｐ２が現れるのに対し、肉切断信号Ａでは、第１ピーク値Ｐ１が現れる所定周波数帯域Ｒ１（実験結果では、６．０〜６．７ＫＨｚ）及び第２ピーク値Ｐ２が現れる所定周波数帯域Ｒ２（実験結果では、２．７〜３．４ＫＨｚ）に、第１ピーク値も第２ピーク値も現れないことが分かった。これは、肉と共に骨が切断されると、その肉に含まれる平均的な骨の硬度や形状等によって、切断音が特定の周波数成分を特に多く含むためと想定される。
【００２６】
このことから、肉切断信号Ａを基準信号として用いれば、判断部１３は、所定周波数Ｆ１以上且つ所定周波数Ｆ２以下の範囲において、所定周波数帯域Ｒ１及びＲ２に測定信号の出力値の第１ピーク値Ｐ１及び第２ピーク値Ｐ２が現れるのに対し、所定周波数帯域Ｒ１及びＲ２に基準信号の出力値の第１ピーク値及び第２ピーク値が現れない場合に、肉に含まれていた骨が切断されたと判断することができる。なお、所定周波数帯域Ｒ１及びＲ２は、予め設定しておけばよい。
【００２７】
更に、図３を参照すると、所定周波数Ｆ１以上において、骨切断信号Ｂの出力レベルが肉切断信号Ａの出力レベルよりも大きくなることが分かった。これは、肉のみが切断される場合に比べ、肉と共に骨が切断される場合のほうが、切断音が高い周波数成分を多く含むためと想定される。
【００２８】
このことから、肉切断信号Ａを基準信号として用いれば、判断部１３は、測定信号の出力レベルが基準信号の出力レベルよりも大きい場合に、肉に含まれていた骨が切断されたと判断することができる。その一例として、判断部１３は、所定周波数Ｆ１以上且つ所定周波数Ｆ２以下の範囲において、測定信号の出力値の平均値が基準信号の出力値の平均値よりも所定値（実験結果では、３ｄＢ）以上大きい場合に、肉に含まれていた骨が切断されたと判断することができる。なお、所定周波数帯域Ｒ１及びＲ２並びに所定値は、予め設定しておけばよい。
［作用及び効果］
【００２９】
切断装置１では、物品Ｇが切断される際に測定された測定信号と基準信号とが比較されることで、切断された物品Ｇの状態が判断される。よって、切断装置１によれば、物品Ｇの切断時に物品Ｇの状態を判断することができる。
【００３０】
また、切断装置１では、カッター刃４によって正常状態にある物品Ｇが切断される際に音響センサ１１によって測定された信号を基準信号として用いることで、切断された物品Ｇが正常状態にあったか否かを判断するための基準信号を容易に用意することができる。
【００３１】
また、切断装置１では、切断された物品Ｇが異常状態にあったと判断された場合に、物品Ｇの切断を停止すると共に、報知部を用いて、異常状態にあった旨をオペレータに報知することができる。
【００３２】
また、切断装置１では、判断部１３が、所定周波数Ｆ１以上において、測定信号と基準信号とを比較する。物品Ｇの状態が正常状態のときと異常状態のときとでは、所定周波数Ｆ１以上において、測定信号と基準信号とに差が生じ易くなる。そのため、測定信号と基準信号との比較を所定周波数Ｆ１以上において実施することで、物品Ｇの状態を精度良く判断することが可能となる。
【００３３】
また、切断装置１では、物品Ｇが肉である場合、所定周波数Ｆ１以上において、所定周波数帯域Ｒ１及びＲ２に測定信号の出力値の第１ピーク値Ｐ１及び第２ピーク値Ｐ２が現れるのに対し、所定周波数帯域Ｒ１及びＲ２に基準信号の出力値の第１ピーク値及び第２ピーク値が現れないときに、肉に含まれていた骨が切断されたと判断することができる。これにより、骨が切断されたか否かを精度良く判断することが可能となる。
【００３４】
また、切断装置１では、物品Ｇが肉である場合、所定周波数Ｆ１以上において、所定周波数帯域Ｒ１及びＲ２に測定信号の出力値の第１ピーク値Ｐ１及び第２ピーク値Ｐ２が現れるのに対し、所定周波数帯域Ｒ１及びＲ２に基準信号の出力値の第１ピーク値及び第２ピーク値が現れないときに、カッター刃４による切断を停止させることができる。これにより、骨によるカッター刃４の破損を防止することが可能となる。
【００３５】
また、切断装置１では、物品Ｇが肉である場合、所定周波数Ｆ１以上において、測定信号の出力レベルが基準信号の出力レベルよりも大きいときに（一例として、測定信号の出力値の平均値が基準信号の出力値の平均値よりも所定値以上大きいときに）、肉に含まれていた骨が切断されたと判断することができる。これにより、骨が切断されたか否かを精度良く判断することが可能となる。
【００３６】
また、切断装置１では、物品Ｇが肉である場合、所定周波数Ｆ１以上において、測定信号の出力レベルが基準信号の出力レベルよりも大きいときに（一例として、測定信号の出力値の平均値が基準信号の出力値の平均値よりも所定値以上大きいときに）、カッター刃４による切断を停止させることができる。これにより、骨によるカッター刃４の破損を防止することが可能となる。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の切断装置は、肉や果物等の物品を切断対象とすることができ、冷凍肉に半解凍部分や解凍部分があったか否か、果物に種子が含まれていたか否か、果物に空洞部分があったか否か等を、切断音に基づく判断対象とすることができる。
【００３８】
また、カッター刃等の切断部によって正常状態にある物品が切断される際に音響センサ等の音測定部によって測定された切断音を示す信号を取得することにより、当該信号を基準信号として用いてもよいし、当該信号に基づいて基準信号を作成してもよい。
【００３９】
また、本発明の切断装置では、物品が肉である場合、所定周波数以上において、測定信号の所定周波数帯域内での最大値が現れ、且つ、測定信号の最大値の周波数に基準信号の所定周波数帯域内での最大値が現れないときに（所定周波数帯域に、測定信号の出力値の最大値が現れ且つ基準信号の出力値の最大値が現れないときに）、肉に含まれていた骨が切断されたと判断してもよい。つまり、第２ピーク値を用いずに、第１ピーク値のみに基づく測定信号と基準信号との比較を実施することで、肉に含まれていた骨が切断されたか否かを判断してもよい。
【００４０】
また、本発明の切断装置では、物品が肉である場合、ピーク値に基づく測定信号と基準信号との比較、及び、出力レベルに基づく測定信号と基準信号との比較の両方を実施することで、肉に含まれていた骨が切断されたか否かを判断してもよいし、いずれか一方を実施することで、肉に含まれていた骨が切断されたか否かを判断してもよい。
【００４１】
また、本発明の切断装置は、肉を手前側（オペレータ側）から奥側に移動させつつ、複数の歯（切断部）によって肉を複数の部分に切断するようなものであってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…切断装置、４…カッター刃（切断部）、１１…音響センサ（音測定部）、１３…判断部、Ｇ…物品。
【図１】
2016153150.tif 000003
【図２】
2016153150.tif 000004
【図３】
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