(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、
ジャガイモを把持する把持機構と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、
前記把持機構は、
ジャガイモを把持する複数の把持手段と、
水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、
前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、
前記把持手段は、
ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、
把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、
把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、
前記凹部切削機構は、
切削手段と、
前記垂直公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記自転軸と平行する方向に前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、
前記垂直公転手段は、
前記公転軸と、
前記公転軸を回転させる公転サーボモータと、
前記公転サーボモータを駆動させる公転サーボアンプとを備え、
前記自転手段は、
前記自転軸と、
前記自転軸を回転させる自転サーボモータと、
前記自転サーボモータを駆動させる自転サーボアンプとを備え、
前記公転サーボモータ及び前記自転サーボモータは、前記公転サーボアンプ及び前記自転サーボアンプを介して制御手段によって制御され、
前記公転軸は、前記制御手段が設けられる制御部側と、ジャガイモの凹部切削加工が行われる加工部側とを仕切る仕切り壁を貫通し、
前記仕切り壁の貫通孔は、シール手段によってシールされ、
前記公転サーボモータ、前記公転サーボアンプ及び前記自転サーボアンプが前記制御部側に配置され、
前記自転軸及び前記自転サーボモータが前記加工部側に配置される
ジャガイモ芽取り装置。
【請求項２】
ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、
ジャガイモを把持する把持機構と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、
前記把持機構は、
ジャガイモを把持する複数の把持手段と、
水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、
前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、
前記把持手段は、
ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、
把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、
把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、
前記凹部切削機構は、
切削手段と、
前記公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、
前記切削手段は、
トリマ刃と、
前記トリマ刃を回転させる切削モータと、
前記切削モータに流れる電流値に基づいて、前記トリマ刃に作用する切削トルクを検出するトルク検出手段とを備え、
前記切削トルクの上昇後の安定に基づいて、前記進退手段による前記切削手段の前進の完了を制御する、
ジャガイモ芽取り装置。
【請求項３】
ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、
ジャガイモを把持する把持機構と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、
前記把持機構は、
ジャガイモを把持する複数の把持手段と、
水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、
前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、
前記把持手段は、
ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、
把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、
把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、
前記凹部切削機構は、
切削手段と、
前記垂直公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記自転軸と平行する方向に前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、
外部からジャガイモを供給搬送する供給搬送機構と、
前記供給搬送機構から前記把持機構にジャガイモを受け渡す受渡機構とをさらに備え、
前記供給搬送機構は、搬送方向に無端連結された多数のローラ部材を備え、隣接する前記ローラ部材の間でジャガイモを保持しながら搬送し、
前記ローラ部材は、外周面の中間部が窪んだ鼓形状を有し、隣接する前記ローラ部材の間で保持されるジャガイモは、搬送過程で、ジャガイモの長軸方向が搬送方向と直交する方向を向くように整列され、
前記供給搬送機構は、前記自転軸と略平行する方向にジャガイモを搬送する、または、前記受渡機構は、前記自転軸と前記搬送方向とのなす角度に応じてジャガイモを回転させ
る、
ジャガイモ芽取り装置。
【請求項４】
前記受渡機構は、
鉛直方向及び水平方向に移動可能であり、前記供給搬送機構から受け取ったジャガイモを前記把持手段に渡す受渡手段と、
前記供給搬送機構で搬送されたジャガイモの高さを計測する高さ計測手段とを備え、
前記受渡手段は、ジャガイモの高さ方向中心位置を前記把持手段に把持させる、請求項３に記載のジャガイモ芽取り装置。
【請求項５】
ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、
ジャガイモを把持する把持機構と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、
前記把持機構は、
ジャガイモを把持する複数の把持手段と、
水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、
前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、
前記把持手段は、
ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、
把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、
把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、
前記凹部切削機構は、
切削手段と、
前記公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、
外部からジャガイモを供給搬送する供給搬送機構と、
前記供給搬送機構から前記把持機構にジャガイモを受け渡す受渡機構とをさらに備え、
前記受渡機構は、
鉛直方向及び水平方向に移動可能であり、前記供給搬送機構から受け取ったジャガイモを前記把持手段に渡す受渡手段と、
前記供給搬送機構で搬送されたジャガイモの高さを計測する高さ計測手段とを備え、
前記受渡手段は、ジャガイモの高さ方向中心位置を前記把持手段に把持させる、
ジャガイモ芽取り装置。
【請求項６】
ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、
ジャガイモを把持する把持機構と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、
前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、
前記把持機構は、
ジャガイモを把持する複数の把持手段と、
水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、
前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、
前記把持手段は、
ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、
把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、
把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、
前記凹部切削機構は、
切削手段と、
前記公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、
前記切削手段は、
トリマ刃と、
前記トリマ刃を回転させる切削モータと、
前記トリマ刃の周囲を覆う吸引キャップとを備え、
前記吸引キャップは、弾性樹脂で形成されるとともに、蛇腹部を含む筒形状であり、
前記吸引キャップには、切削屑を吸引する吸引ブロワーが接続される、
ジャガイモ芽取り装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のジャガイモ芽取り装置を用いてジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り方法であって、
前記把持機構を用いて、ジャガイモを把持して前記公転軸を中心として公転させる工程と、
前記凹部位置検出手段を用いて、第１の公転位置でジャガイモの凹部位置を検出する工程と、
前記凹部切削機構を用いて、第２の公転位置でジャガイモの凹部を切削する工程とを含む、ジャガイモ芽取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャガイモ芽取り装置及びジャガイモ芽取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
＜背景技術の説明＞
従来、ジャガイモの芽を取るジャガイモ芽取り装置が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
＜特許文献１の説明＞
特許文献１には、じゃがいも等を空気又は油圧シリンダによって固定する固定台と、円錐体の頂部より円錐体に沿って螺旋状に切った刃を有する錐と該錐を回転するためのモータとを備えた回転装置と、回転装置を前後移動する移動装置を有する穿さく装置とを備えるじゃがいも等の芽取り装置が記載されている。
【０００４】
＜特許文献２の説明＞
特許文献２には、下部保持部と上部保持部との間に保持されて回転するじゃがいもの芽部を他部との色差により検出する芽検出装置を配設し、これと回転軸とを結ぶ線に対して所定角をなす位置に回転ドリルをじゃがいもの側部に向けて進退自在に設け、軸杆を回転する回転駆動装置と、該軸杆を上下に移動するための軸杆移動装置と、回転ドリルをじゃがいもの側部に向けて進退移動するためのドリル移動装置と、回転ドリルがじゃがいもに接触したことを検出する接触センサと、芽検出装置の芽検出信号を受けて、回転中のじゃがいもにおける芽部を所定角だけ回転移動して回転ドリル前方の位置に停止し、回転ドリルを進出してじゃがいもの芽部を削除するじゃがいもの芽除去装置が記載されている。
【０００５】
＜要望される技術−１＞
しかしながら、特許文献１のじゃがいも等の芽取り装置では、複数のじゃがいもの芽取り処理を連続的に行うことができないため、作業効率に劣るという問題がある。
【０００６】
＜要望される技術−２＞
特許文献２のじゃがいもの芽除去装置では、複数のじゃがいもの芽取り処理を連続的に行うことが可能であるが、じゃがいもを公転させるテーブルが鉛直方向に沿う軸を中心として回転するので、広い設置スペースを必要とするだけでなく、除去した屑がテーブル上に溜まりやすいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−２２７２８２号公報
【特許文献２】特開平７−９５８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
＜背景技術の課題＞
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、設置スペースを縮小可能で、テーブル上に切削屑が溜まりにくいジャガイモ芽取り装置及びジャガイモ芽取り方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
＜請求項１の内容＞
このような目的を達成するため、本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明は、ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、ジャガイモを把持する把持機構と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、前記把持機構は、ジャガイモを把持する複数の把持手段と、水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、前記把持手段は、ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、前記凹部切削機構は、切削手段と、前記垂直公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、前記垂直公転手段は、前記公転軸と、前記公転軸を回転させる公転サーボモータと、前記公転サーボモータを駆動させる公転サーボアンプとを備え、前記自転手段は、前記自転軸と、前記自転軸を回転させる自転サーボモータと、前記自転サーボモータを駆動させる自転サーボアンプとを備え、前記公転サーボモータ及び前記自転サーボモータは、前記公転サーボアンプ及び前記自転サーボアンプを介して制御手段によって制御され、前記公転軸は、前記制御手段が設けられる制御部側と、ジャガイモの凹部切削加工が行われる加工部側とを仕切る仕切り壁を貫通し、前記仕切り壁の貫通孔は、シール手段によってシールされ、前記公転サーボモータ、前記公転サーボアンプ及び前記自転サーボアンプが前記制御部側に配置され、前記自転軸及び前記自転サーボモータが前記加工部側に配置されるものである。
【００１０】
＜請求項２の内容＞
（２）本発明は、本発明は、ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、ジャガイモを把持する把持機構と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、前記把持機構は、ジャガイモを把持する複数の把持手段と、水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、前記把持手段は、ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、前記凹部切削機構は、切削手段と、前記公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、前記切削手段は、トリマ刃と、  前記トリマ刃を回転させる切削モータと、  前記切削モータに流れる電流値に基づいて、前記トリマ刃に作用する切削トルクを検出するトルク検出手段とを備え、前記切削トルクの上昇後の安定に基づいて、前記進退手段による前記切削手段の前進の完了を制御するものである。
【００１１】
＜請求項３の内容＞
（３）本発明は、ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、ジャガイモを把持する把持機構と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、前記把持機構は、ジャガイモを把持する複数の把持手段と、水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、前記把持手段は、ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、前記凹部切削機構は、切削手段と、前記垂直公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、外部からジャガイモを供給搬送する供給搬送機構と、前記供給搬送機構から前記把持機構にジャガイモを受け渡す受渡機構とをさらに備え、前記供給搬送機構は、搬送方向に無端連結された多数のローラ部材を備え、隣接する前記ローラ部材の間でジャガイモを保持しながら搬送し、前記ローラ部材は、外周面の中間部が窪んだ鼓形状を有し、隣接する前記ローラ部材の間で保持されるジャガイモは、搬送過程で、ジャガイモの長軸方向が搬送方向と直交する方向を向くように整列され、前記供給搬送機構は、前記自転軸と略平行する方向にジャガイモを搬送する、または、前記受渡機構は、前記自転軸と前記搬送方向とのなす角度に応じてジャガイモを回転させるものである。
【００１２】
＜請求項４の内容＞
（４）本発明は、（３）の構成において、前記受渡機構は、鉛直方向及び水平方向に移動可能であり、前記供給搬送機構から受け取ったジャガイモを前記把持手段に渡す受渡手段と、前記供給搬送機構で搬送されたジャガイモの高さを計測する高さ計測手段とを備え、前記受渡手段は、ジャガイモの高さ方向中心位置を前記把持手段に把持させるものである。
【００１３】
＜請求項５の内容＞
（５）本発明は、本発明は、ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、ジャガイモを把持する把持機構と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、前記把持機構は、ジャガイモを把持する複数の把持手段と、水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、前記把持手段は、ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、前記凹部切削機構は、切削手段と、前記公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、外部からジャガイモを供給搬送する供給搬送機構と、前記供給搬送機構から前記把持機構にジャガイモを受け渡す受渡機構とをさらに備え、前記受渡機構は、鉛直方向及び水平方向に移動可能であり、前記供給搬送機構から受け取ったジャガイモを前記把持手段に渡す受渡手段と、前記供給搬送機構で搬送されたジャガイモの高さを計測する高さ計測手段とを備え、前記受渡手段は、ジャガイモの高さ方向中心位置を前記把持手段に把持させるものである。
【００１４】
＜請求項６の内容＞
（６）本発明は、本発明は、ジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り装置であって、ジャガイモを把持する把持機構と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部位置を検出する凹部位置検出手段と、前記把持機構で把持されたジャガイモの凹部を切削する凹部切削機構とを備え、前記把持機構は、ジャガイモを把持する複数の把持手段と、水平方向に沿う公転軸を中心として前記複数の把持手段を垂直方向に公転させる垂直公転手段と、前記把持手段の公転位置を検出する公転位置検出手段とを備え、前記把持手段は、ジャガイモの把持間隔を開閉する開閉手段と、把持したジャガイモを自転軸を中心として自転させる自転手段と、把持したジャガイモの自転位置を検出する自転位置検出手段とを備え、前記凹部切削機構は、切削手段と、前記公転手段によって前記切削手段と対向する位置にジャガイモが搬送されてきたとき、前記切削手段をスライド移動させるスライド手段と、ジャガイモに向かって前記切削手段を進退移動させる進退手段とを備え、  前記切削手段は、トリマ刃と、前記トリマ刃を回転させる切削モータと、前記トリマ刃の周囲を覆う吸引キャップとを備え、前記吸引キャップは、弾性樹脂で形成されるとともに、蛇腹部を含む筒形状であり、前記吸引キャップには、切削屑を吸引する吸引ブロワーが接続されるものである。
【００１５】
＜請求項７の内容＞
（７）本発明は、（１）〜（６）のいずれかのジャガイモ芽取り装置を用いてジャガイモの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り方法であって、前記把持機構を用いて、ジャガイモを把持して前記公転軸を中心として公転させる工程と、前記凹部位置検出手段を用いて、第１の公転位置でジャガイモの凹部位置を検出する工程と、前記凹部切削機構を用いて、第２の公転位置でジャガイモの凹部を切削する工程とを含む方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、設置スペースを縮小可能で、テーブル上に切削屑が溜まりにくいジャガイモ芽取り装置及びジャガイモ芽取り方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の全体平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の全体正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の全体側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の凹部切削機構を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の凹部切削機構を示す正面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の凹部切削機構を示す側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の凹部切削機構に接続されたサイクロン式分離装置及び吸引ブロワーを示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の電気的な接続構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜実施形態の説明−１＞
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について詳細に説明する。実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ符号を付している。
【００２２】
＜実施形態の説明−２＞
図１は、本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の全体平面図であり、図２は、本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の全体正面図であり、図３は、本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の全体側面図である。
【００２３】
＜ジャガイモ芽取り装置の構成−１＞
図１〜図３に示すように、本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置１は、複数のジャガイモＰの凹部の皮及び芽を自動的かつ連続的に取るための装置であって、ジャガイモＰを把持する把持機構２と、把持機構２で把持されたジャガイモＰの凹部位置を検出する三次元計測装置３（凹部位置検出手段の一例）と、把持機構２で把持されたジャガイモＰの凹部を切削する凹部切削機構４と、外部からジャガイモＰを供給搬送する供給搬送機構５と、供給搬送機構５から把持機構２にジャガイモＰを受け渡す受渡機構６と、これらを制御するコントローラ７（制御手段の一例：図８参照）を備える。
【００２４】
＜ジャガイモ芽取り装置の構成−２＞
ジャガイモ芽取り装置１が芽取りを行うジャガイモＰは、品種や大きさに制限はないが、本実施形態で扱うジャガイモＰは、長軸及び短軸を有する楕円形状であり、長軸方向の端部側に凹部が集中しやすいという特性を持つ。なお、本実施形態では、ジャガイモＰの短軸（鉛直方向）を高さと称する。
【００２５】
＜把持機構の構成−１＞
把持機構２は、ジャガイモＰを把持する複数（本実施形態では４つ）のチャック２１（把持手段の一例）と、水平方向に沿う公転軸２３１を中心として複数のチャック２１を垂直方向に公転させる垂直公転機構２３（垂直公転手段の一例）と、チャック２１の公転位置を検出する公転回転角センサ２４（公転位置検出手段の一例：図８参照）とを備える。なお、公転回転角センサ２４として、ロータリエンコーダのような光学式の回転角センサの他、磁気式や接触式の回転センサを用いることができる。
【００２６】
＜把持機構の構成−２＞
チャック２１は、一対のチャックアーム２１１、２１２と、チャックアーム２１１、２１２によるジャガイモＰの把持間隔を開閉するチャック開閉シリンダ２１３（開閉手段の一例）と、チャックアーム２１１、２１２の開閉位置を検出するストロークセンサ２１４と、把持したジャガイモＰを自転軸２５１を中心として自転させる自転機構２５（自転手段の一例）と、把持したジャガイモＰの自転位置を検出する自転回転角センサ２６（自転位置検出手段の一例：図８参照）とを備える。なお、本実施形態の自転軸２５１は、公転軸２３１と平行であるが、平行でなくともよい。
【００２７】
＜把持機構の構成−３＞
垂直公転機構２３は、公転軸２３１と、複数のチャック２１を支持し、公転軸２３１を中心として垂直方向に回転する縦型のターンテーブル２３２と、公転軸２３１を回転させる公転サーボモータ２３３と、公転サーボモータ２３３を駆動させる公転サーボアンプ２３４とを備える。公転サーボモータ２３３は、公転サーボアンプ２３４を介して接続されるコントローラ７で駆動制御される。
【００２８】
＜把持機構の構成−４＞
自転機構２５は、チャックアーム２１１、２１２に回転可能に設けられ、ジャガイモＰを自転可能に把持する自転把持部材２５３、２５４と、一方の自転把持部材２５３に連結される自転軸２５１と、自転軸２５１を回転させる自転サーボモータ２５５と、自転サーボモータ２５５を駆動させる自転サーボアンプ２５６（図８参照）とを備える。自転サーボモータ２５５は、自転サーボアンプ２５６を介して接続されるコントローラ７で駆動制御される。また自転サーボモータ２５５は、自転回転角センサ２６を含んでいてもよい。この場合、自転サーボモータ２５５に指示した回転角を把持したジャガイモＰの自転位置として利用することができる。
【００２９】
＜三次元計測装置の構成−１＞
三次元計測装置３は、例えば、レーザー式三次元計測装置を用いて構成することができる。三次元計測装置３でジャガイモＰの凹部位置を検出する際には、自転機構２５及び自転回転角センサ２６を動作させ、複数の自転角度で把持機構２に把持されたジャガイモＰの三次元計測を行う。なお、ジャガイモＰの凹部検出は、ジャガイモＰを二次元で撮像するカメラを用いて行うようにしてもよい。例えば、ジャガイモＰを所定角度ずつ自転させながら、ジャガイモＰを二次元で撮像すれば、ジャガイモＰの輪郭などからジャガイモＰの凹部位置を検出することが可能になる。
【００３０】
＜三次元計測装置の構成−２＞
三次元計測装置３は、把持機構２で把持されたジャガイモＰの凹部位置を検出するだけでなく、ジャガイモＰの凸部位置も検出し、特定することが望ましい。このようにすると、ジャガイモＰを自転させつつ、凹部切削機構４のトリマ刃４１１（図４参照）をスライド及び進退させながら１つのジャガイモＰの複数の凹部を切削するにあたり、凸部をぎりぎりのところで避けることができるので、トリマ刃４１１の無駄な後退を抑制して凹部切削工程の効率を向上させることができる。
【００３１】
＜凹部切削機構の構成−１＞
図４は、本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の凹部切削機構を示す平面図であり、図５は、本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の凹部切削機構を示す正面図であり、図６は、本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の凹部切削機構を示す側面図であり、図７は、本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の凹部切削機構に接続されたサイクロン式分離装置及び吸引ブロワーを示す模式図である。
【００３２】
＜凹部切削機構の構成−２＞
図４〜図６に示すように、凹部切削機構４は、ジャガイモＰの凹部を切削する切削装置４１（切削手段の一例）と、垂直公転機構２３によって切削装置４１と対向する位置にジャガイモＰが搬送されてきたとき、自転軸２５１と平行する方向に切削装置４１をスライド移動させるスライド機構４２（スライド手段の一例）と、ジャガイモＰに向かって切削装置４１を進退移動させる進退機構４３（進退手段の一例）とを備える。凹部切削機構４でジャガイモＰの凹部を切削する際には、自転機構２５、自転回転角センサ２６及びスライド機構４２の制御に基づいて、凹部切削機構４のトリマ刃４１１をジャガイモＰの凹部に位置合わせし、進退機構４３によるトリマ刃４１１の前進動作に応じてジャガイモＰの凹部を切削する。このような凹部切削処理は、１つのジャガイモＰに対して、検出されたすべての凹部が切削されるまで複数回実行される。なお本実施形態では、凹部切削機構４は１つであるが、複数の凹部切削機構４を用いたり、ターンテーブル２３２が１回転終了時にジャガイモＰを９０°持ちかえてターンテーブル２３２をもう１回転させるなどして凹部切削機構４を複数回用いたりする場合には、適宜検出された凹部を区分けするなどして凹部切削工程の効率を向上させてもよい。
【００３３】
＜凹部切削機構の構成−３＞
切削装置４１は、トリマ刃４１１と、トリマ刃４１１を回転させる切削モータ４１２と、切削モータ４１２に流れる電流値に基づいて、トリマ刃４１１に作用する切削トルクを検出するトルクセンサ４１３（トルク検出手段の一例：図８参照）とを備える。このようなトルクセンサ４１３を備えれば、切削トルクの変動に基づいて、進退機構４３による切削装置４１の前進量を適切に制御できる。例えば、切削トルクの上昇に基づいて、トリマ刃４１１がジャガイモＰの皮に接触したと判断できるだけでなく、その後の切削トルクの安定に基づいて、皮の貫通を判断し、切削完了とすることができる。
【００３４】
＜凹部切削機構の構成−４＞
図４〜図７に示すように、切削装置４１は、トリマ刃４１１の周囲を覆う筒形状の吸引キャップ４１４と、吸引キャップ４１４を支持し、切削屑の吸引経路を形成するジョイントボックス４１５とを備える。吸引キャップ４１４には、ジョイントボックス４１５を介して吸引ブロワー４１６が接続されている。吸引ブロワー４１６は、トリマ刃４１１が切削した切削屑を吸引キャップ４１４及びジョイントボックス４１５を介して吸引する。このような構成によれば、切削屑の飛散を防止できるので、ジャガイモ芽取り装置１内の汚れを抑制できる。また、すべての切削屑を吸引できず、一部の切削屑がターンテーブル２３２側に飛散したとしても、ターンテーブル２３２が縦型なので、ターンテーブル２３２上に切削屑が溜まることはない。
【００３５】
＜凹部切削機構の構成−５＞
本実施形態の吸引キャップ４１４は、弾性樹脂で形成されるとともに、蛇腹部を含む筒形状となっている。このような構成によれば、切削装置４１が前進してトリマ刃４１１でジャガイモＰの凹部を切削する際、吸引キャップ４１４が適度に弾性変形しながらジャガイモＰに当接するので、吸引キャップ４１４の前端部とジャガイモＰとの間の隙間を減らし、切削屑の飛散を防止できる。
【００３６】
＜凹部切削機構の構成−６＞
吸引キャップ４１４（ジョイントボックス４１５）と吸引ブロワー４１６との間には、切削屑と空気を分離して切削屑を溜めるサイクロン式分離装置４１７が設けられている。このような構成によれば、切削屑が吸引ブロワー４１６に吸引されることを回避し、吸引ブロワー４１６の損傷を防止できる。
【００３７】
＜凹部切削機構の構成−７＞
サイクロン式分離装置４１７の下部には、切削屑を溜める切削屑入れ４１７ａが羽根車式バキュームセパレーターで区分されて設けられる。切削屑入れ４１７ａは、開閉可能な排出口（図示せず）を備える。また、吸引キャップ４１４（ジョイントボックス４１５）と吸引ブロワー４１６とを接続する接続管４１８は（図７に例示）、またはジョイントボックス４１５は、管内に水を導く注水部４１９を備える。このような構成によれば、切削屑入れ４１７ａの排出口を開き、注水部４１９から注水するだけで、切削屑入れ４１７ａに溜まった切削屑を排出し、ジョイントボックス４１５から接続管４１８を経てサイクロン分離装置４１７までを洗浄することが可能になる。
【００３８】
＜供給搬送機構の構成−１＞
図１及び図３に示すように、供給搬送機構５は、外部から公転軸２３１と平行する方向（ターンテーブル２３２と直交する方向）にジャガイモＰを搬送する搬送コンベア５１と、搬送コンベア５１を動作させるコンベアモータ５２（図８参照）と、搬送コンベア５１の動作位置を検出するコンベア位置センサ５３（図８参照）とを備える。
【００３９】
＜供給搬送機構の構成−２＞
搬送コンベア５１は、搬送方向に無端連結された多数のローラ部材５１１を備え、隣接するローラ部材５１１間でジャガイモＰを保持しながら搬送する。ローラ部材５１１は、ローラ中心が搬送方向と直交する方向を向き、外周面の中間部が窪んだ鼓形状を有する。このような搬送コンベア５１によれば、隣接するローラ部材５１１間で保持されるジャガイモＰは、搬送過程で、ジャガイモＰの長軸方向が搬送方向と直交する方向を向くように整列される。
【００４０】
＜受渡機構の構成−１＞
受渡機構６は、鉛直方向及び水平方向に移動可能であり、供給搬送機構５で搬送されたジャガイモＰの高さを計測する高さ計測センサ６２（高さ計測手段の一例）と、供給搬送機構５からジャガイモＰを受け取ってチャック２１に渡すピックアップ装置６１（受渡手段の一例）とを備える。また受渡機構６が移動可能な水平方向は、自転軸に垂直な方向である方が、ジャガイモＰの搬送時間を短縮できる。
【００４１】
＜受渡機構の構成−２＞
ピックアップ装置６１は、ジャガイモＰを保持する吸着パッドなどの保持部６１１と、保持部６１１を昇降させる昇降シリンダ６１２と、水平方向に保持部６１１をスライド移動させるスライド機構６１３とを備える。またさらにピックアップ装置６１は、自転軸２５１と搬送方向が平行でない場合、自転軸２５１と搬送方向とのなす角度に応じてジャガイモＰを回転させる受渡回転機構（図示せず）を設けてもよい。このようなピックアップ装置６１によれば、供給搬送機構５において、長軸方向が公転軸２３１及び自転軸２５１と直交する方向を向くように整列されたジャガイモＰをピックアップし、その姿勢を維持する状態でチャック２１に渡すことができる。したがって、チャック２１は、一対のチャックアーム２１１、２１２（自転把持部材２５３、２５４）間でジャガイモＰの短軸方向両端側を把持することができる。つまり、凹部が集中する長軸方向両端側を避けてチャック２１がジャガイモＰを把持するので、三次元計測装置３による凹部の検出や、凹部切削機構４による凹部の切削が容易になる。
【００４２】
＜受渡機構の構成−３＞
高さ計測センサ６２は、供給搬送機構５からジャガイモＰを受け取る際にジャガイモＰの高さを計測する。例えば、保持部６１１を上下方向伸縮自在に構成するとともに、保持部６１１の伸縮長さを検出するストロークセンサ２１４で高さ計測センサ６２を構成する。このような構成によれば、ピックアップ装置６１が供給搬送機構５からジャガイモＰを受け取る際、昇降シリンダ６１２の下降ストロークを一定にすれば、ジャガイモＰの高さに応じて保持部６１１の伸縮長さが変化するので、ストロークセンサ２１４の検出値に基づいて、ジャガイモＰの高さを計測することが可能になる。
【００４３】
＜受渡機構の構成−４＞
またさらに例えば、昇降シリンダ６１２をロボシリンダとするとともに、保持部６１１の先端に高さ計測センサ６２として光電管を設置して構成することも可能である。このような構成によれば、ピックアップ装置６１が供給搬送機構５からジャガイモＰを受け取る際、光電管である高さ計測センサ６２がさえぎられる位置をロボシリンダである昇降シリンダ６１２の位置から得て、ジャガイモＰの高さを計測することが可能になる。
【００４４】
＜受渡機構の構成−５＞
ピックアップ装置６１は、ジャガイモＰをチャック２１に渡す際、高さ計測センサ６２の計測高さに基づいて、ジャガイモＰの高さ方向中心位置をチャック２１に把持させることが望ましい。このようにすると、チャック２１がジャガイモＰを安定して把持できるだけでなく、ジャガイモＰの自転動作をスムーズに行うことができる。
【００４５】
＜コントローラ等の配置構成−１＞
図１及び図２に示すように、ジャガイモ芽取り装置１は、仕切り壁８を介して、コントローラ７などが設けられる制御部側Ａと、ジャガイモＰの凹部切削加工が行われる加工部側Ｂとが仕切られている。公転軸２３１は、仕切り壁８を貫通しており、仕切り壁８の貫通孔８１は、図示しないシール手段によってシールされている。制御部側Ａには、公転サーボモータ２３３、公転サーボアンプ２３４及び自転サーボアンプ２５６が配置され、加工部側Ｂには、自転軸２５１及び自転サーボモータ２５５が配置される。このような配置構成によれば、加工部側Ｂを洗浄する際、制御部側Ａに設けられるコントローラ７、公転サーボモータ２３３、公転サーボアンプ２３４、自転サーボアンプ２５６などに水がかかることを防止できる。
【００４６】
＜コントローラの電気的な接続構成−１＞
図８は、本発明の実施形態に係るジャガイモ芽取り装置の電気的な接続構成を示すブロック図である。
【００４７】
＜コントローラの電気的な接続構成−２＞
図８に示すように、コントローラ７は、各種の検出装置やアクチュエータに電気的に接続され、検出装置からの検出信号に応じて、アクチュエータを制御する。だだし、公転する把持機構２側に設けられるチャック開閉シリンダ２１３、ストロークセンサ２１４、自転回転角センサ２６、自転サーボモータ２５５などの電気機器は、固定側に設けられるコントローラ７に直接接続できないため、公転軸２３１に連結されるスリップリング９を介して、または電源線のみをスリップリング９を介しそれ以外の信号線は無線９ａを介して、コントローラ７に電気的に接続される。
【００４８】
＜ジャガイモ芽取り方法−１＞
つぎに、ジャガイモ芽取り装置１を用いてジャガイモＰの凹部の皮及び芽を取るジャガイモ芽取り方法について、図１〜図３を参照して説明する。
【００４９】
＜ジャガイモ芽取り方法−２＞
ジャガイモ芽取り方法には、供給搬送機構５を用いて、外部からジャガイモＰを供給搬送する供給搬送工程と、受渡機構６を用いて、供給搬送機構５から把持機構２にジャガイモＰを受け渡す受渡工程と、把持機構２を用いて、ジャガイモＰを三次元計測装置３と対向する第１の公転位置まで公転させる第１公転工程と、三次元計測装置３を用いて、第１の公転位置でジャガイモＰの凹部位置を検出する凹部位置検出工程と、把持機構２を用いて、ジャガイモＰを凹部切削機構４と対向する第２の公転位置まで公転させる第２公転工程と、凹部切削機構４を用いて、第２の公転位置でジャガイモＰの凹部を切削する凹部切削工程と、把持機構２を用いて、ジャガイモＰを第３の公転位置まで公転させる第３公転工程と、把持機構２を用いて、第３の公転位置でジャガイモＰを排出シュート１０に向けて排出する排出工程とが含まれる。
【００５０】
＜実施形態の効果−１＞
以上、説明した実施形態の効果について述べる。
実施形態のジャガイモ芽取り装置１は、ジャガイモを把持する把持機構２と、把持機構２で把持されたジャガイモＰの凹部位置を検出する三次元計測装置３と、把持機構２で把持されたジャガイモＰの凹部を切削する凹部切削機構４とを備え、把持機構２は、ジャガイモＰを把持する複数のチャック２１と、水平方向に沿う公転軸２３１を中心として複数のチャック２１を垂直方向に公転させる垂直公転機構２３と、チャック２１の公転位置を検出する公転回転角センサ２４とを備え、チャック２１は、ジャガイモＰの把持間隔を開閉するチャック開閉シリンダ２１３と、把持したジャガイモＰを自転軸２５１を中心として自転させる自転機構２５と、把持したジャガイモＰの自転位置を検出する自転回転角センサ２６とを備え、凹部切削機構４は、切削装置４１と、垂直公転機構２３によって切削装置４１と対向する位置にジャガイモＰが搬送されてきたとき、自転軸２５１と平行する方向に切削装置４１をスライド移動させるスライド機構４２と、ジャガイモＰに向かって切削装置４１を進退移動させる進退機構４３とを備えるので、複数のジャガイモＰの芽取り処理を連続的に行うことができる。また、ジャガイモＰを把持するチャック２１は、水平方向に沿う公転軸２３１を中心として垂直方向に公転するので、鉛直方向に沿う公転軸を中心として水平方向に公転させる従来のジャガイモ芽取り装置に比べ、設置スペースを小さくできる。また、チャック２１を支持するターンテーブル２３２が縦型になるので、切削屑がターンテーブル２３２上に溜まることも防止できる。
【００５１】
＜実施形態の効果−２＞
垂直公転機構２３は、公転軸２３１と、公転軸２３１を回転させる公転サーボモータ２３３と、公転サーボモータ２３３を駆動させる公転サーボアンプ２３４とを備え、自転機構２５は、自転軸２５１と、自転軸２５１を回転させる自転サーボモータ２５５と、自転サーボモータ２５５を駆動させる自転サーボアンプ２５６とを備え、公転サーボモータ２３３及び自転サーボモータ２５５は、公転サーボアンプ２３４及び自転サーボアンプ２５６を介してコントローラ７によって制御され、公転軸２３１は、コントローラ７が設けられる制御部側Ａと、ジャガイモＰの凹部切削加工が行われる加工部側Ｂとを仕切る仕切り壁８を貫通し、仕切り壁８の貫通孔８１は、シール手段によってシールされ、公転サーボモータ２３３、公転サーボアンプ２３４及び自転サーボアンプ２５６が制御部側Ａに配置され、自転軸２５１及び自転サーボモータ２５５が加工部側Ｂに配置されるので、加工部側Ｂを洗浄する際、制御部側Ａに設けられるコントローラ７、公転サーボモータ２３３、公転サーボアンプ２３４、自転サーボアンプ２５６などに水がかかることを防止できる。
【００５２】
＜実施形態の効果−３＞
三次元計測装置３は、把持機構２で把持されたジャガイモＰの三次元計測を行うので、ジャガイモＰの凹部位置を三次元で高精度に検出できる。
【００５３】
＜実施形態の効果−４＞
ジャガイモ芽取り装置１では、三次元計測で特定されたジャガイモＰの凸部の位置に基づいて、進退機構４３による切削装置４１の後退量を制御するので、切削装置４１を進退及びスライド移動させながら１つのジャガイモＰの複数の凹部を切削するにあたり、凸部をぎりぎりのところで避けることができ、その結果、切削装置４１の無駄な後退を抑制して凹部切削工程の効率を向上させることができる。
【００５４】
＜実施形態の効果−５＞
切削装置４１は、トリマ刃４１１と、トリマ刃４１１を回転させる切削モータ４１２と、切削モータ４１２に流れる電流値に基づいて、トリマ刃４１１に作用する切削トルクを検出するトルクセンサ４１３とを備えるので、切削トルクに基づいて、切削装置４１の状態を高精度に認識できる。
【００５５】
＜実施形態の効果−６＞
ジャガイモ芽取り装置１では、切削トルクの変動に基づいて、進退機構４３による切削装置４１の前進量を制御するので、例えば、切削トルクの上昇に基づいて、トリマ刃４１１がジャガイモＰの皮に接触したと判断できるだけでなく、その後の切削トルクの安定に基づいて、皮の貫通を判断し、切削完了とすることができる。
【００５６】
＜実施形態の効果−７＞
ジャガイモ芽取り装置１は、外部からジャガイモＰを供給搬送する供給搬送機構５と、供給搬送機構５から把持機構２にジャガイモＰを受け渡す受渡機構６とをさらに備え、供給搬送機構５は、搬送方向に無端連結された多数のローラ部材５１１を備え、隣接するローラ部材５１１間でジャガイモＰを保持しながら搬送し、ローラ部材５１１は、外周面の中間部が窪んだ鼓形状を有し、隣接するローラ部材５１１間で保持されるジャガイモＰは、搬送過程で、ジャガイモＰの長軸方向が搬送方向と直交する方向を向くように整列され、供給搬送機構５は、自転軸２５１と略平行する方向にジャガイモＰを搬送する、または、受渡機構６は、自転軸２５１と搬送方向とのなす角度に応じてジャガイモＰを回転させるので、長軸方向及び短軸方向が整ったジャガイモＰを把持機構２に供給できる。
【００５７】
＜実施形態の効果−８＞
受渡機構６は、鉛直方向及び水平方向に移動可能であり、供給搬送機構５で搬送されたジャガイモＰをチャック２１に渡すピックアップ装置６１と、供給搬送機構５から受け取ったジャガイモＰの高さを計測する高さ計測センサ６２とを備え、ピックアップ装置６１は、ジャガイモＰの高さ方向中心位置をチャック２１に把持させるので、チャック２１がジャガイモＰを安定に把持できるだけでなく、ジャガイモＰの自転動作をスムーズに行うことができる。
【００５８】
＜実施形態の効果−９＞
切削装置４１は、トリマ刃４１１と、トリマ刃４１１を回転させる切削モータ４１２と、トリマ刃４１１の周囲を覆う吸引キャップ４１４とを備え、吸引キャップ４１４には、切削屑を吸引する吸引ブロワー４１６が接続されるので、切削屑の飛散を防止し、ジャガイモ芽取り装置１内の汚れを抑制できる。
【００５９】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００６０】
１  ジャガイモ芽取り装置
２  把持機構
２１  チャック
２１１、２１２  チャックアーム
２１３  チャック開閉シリンダ
２１４  ストロークセンサ
２３  垂直公転機構
２３１  公転軸
２３２  ターンテーブル
２３３  公転サーボモータ
２３４  公転サーボアンプ
２４  公転回転角センサ
２５  自転機構
２５１  自転軸
２５３、２５４  自転把持部材
２５５  自転サーボモータ
２５６  自転サーボアンプ
２６  自転回転角センサ
３  三次元計測装置
４  凹部切削機構
４１  切削装置
４１１  トリマ刃
４１２  切削モータ
４１３  トルクセンサ
４１４  吸引キャップ
４１５  ジョイントボックス
４１６  吸引ブロワー
４１７  サイクロン式分離装置
４１７ａ  切削屑入れ
４１８  接続管
４１９  注水部
４２  スライド機構
４３  進退機構
５  供給搬送機構
５１  搬送コンベア
５１１  ローラ部材
５２  コンベアモータ
５３  コンベア位置センサ
６  受渡機構
６１  ピックアップ装置
６１１  保持部
６１２  昇降シリンダ
６１３  スライド機構
６２  高さ計測センサ
７  コントローラ
８  仕切り壁
８１  貫通孔
９  スリップリング
１０  排出シュート
【要約】
【課題】設置スペースを縮小可能で、テーブル上に切削屑が溜まりにくいジャガイモ芽取り装置及びジャガイモ芽取り方法を提供する。
【解決手段】ジャガイモを把持する把持機構２と、ジャガイモＰの凹部位置を検出する三次元計測装置３と、ジャガイモＰの凹部を切削する凹部切削機構４とを備え、把持機構２は、ジャガイモＰを把持する複数のチャック２１と、水平方向に沿う公転軸２３１を中心として複数のチャック２１を垂直方向に公転させる垂直公転機構２３とを備え、チャック２１は、把持したジャガイモＰを自転軸２５１を中心として自転させる自転機構２５とを備え、凹部切削機構４は、切削装置４１と、自転軸２５１と平行する方向に切削装置４１をスライド移動させるスライド機構４２と、ジャガイモＰに向かって切削装置４１を進退移動させる進退機構４３とを備える。
【選択図】図３【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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