(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
卵にインパルス的な機械的衝撃を与える衝撃付与手段と、この衝撃付与手段によって機械的衝撃が与えられた際の振動音を受信する受信手段と、この受信手段からの振動音における予め設定された周波数帯のスペクトル強度に基づいて当該卵のひび割れ程度を決定する決定手段とを具備しており、衝撃付与手段は、卵を回転させながら搬送する搬送手段と、搬送手段によって回転されつつ搬送される卵においてその回転方向の一周囲の異なる複数の部位を瞬時的に叩いて卵にインパルス的な機械的衝撃を与える叩き手段とを具備しており、決定手段は、卵の異なる複数の部位についての振動音における周波数帯のスペクトル強度に基づく値と、周波数帯のスペクトル強度に関して予め設定された評価値とを比較し、この比較結果に基づいて当該卵のひび割れ程度に対する評価値を与える評価値付与手段を具備しており、叩き手段は、複数の叩き棒と、この叩き棒の夫々に叩き動作を行わせる叩き駆動手段とを具備しており、複数の叩き棒は、卵の異なる各部位を叩くことができるように、搬送方向に沿って配列されており、受信手段は、振動音を受信するように、搬送方向に沿って配列されて、叩き棒の数と同数か又はそれよりも少ない数のマイクロホンと、最も近傍で振動音を受信するマイクロホンを選択して、この選択されたマイクロホンで受信された振動音を決定手段に供給するマイクロホン選択手段とを具備している卵のひび割れ程度検出装置。
【請求項２】
卵にインパルス的な機械的衝撃を与える衝撃付与手段と、この衝撃付与手段によって機械的衝撃が与えられた際の振動音を受信する受信手段と、この受信手段からの振動音における予め設定された少なくとも二つの周波数帯のスペクトル強度に基づいて当該卵のひび割れ程度を決定する決定手段とを具備しており、衝撃付与手段は、卵を瞬時的に叩いて卵にインパルス的な機械的衝撃を与える叩き手段を具備している卵のひび割れ程度検出装置。
【請求項３】
卵にインパルス的な機械的衝撃を与える衝撃付与手段と、この衝撃付与手段によって機械的衝撃が与えられた際の振動音を受信する受信手段と、この受信手段からの振動音における予め設定された周波数帯のスペクトル強度に基づいて当該卵のひび割れ程度を決定する決定手段とを具備しており、衝撃付与手段は、卵を瞬時的に叩いて卵にインパルス的な機械的衝撃を与える叩き手段を具備しており、決定手段は、比Ｒ＝Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｈｉ）（但し、Ｌｏ＝予め設定された低周波数帯の振動音のスペクトル強度の積分値、Ｈｉ＝予め設定された高周波数帯の振動音のスペクトル強度の積分値）を計算する手段を具備しており、この比Ｒに基づいて卵のひび割れ程度を決定するように構成されており、低周波数帯は、ひび割れが存在する卵の場合において、その振動音のスペクトル強度が大きくなり、ひび割れが存在しない卵の場合において、その振動音のスペクトル強度が小さくなり、高周波数帯は、ひび割れが存在する卵の場合において、その振動音のスペクトル強度が小さくなり、ひび割れが存在しない卵の場合において、その振動音のスペクトル強度が大きくなる周波数帯からそれぞれ選択されており、低周波数帯は、少なくとも１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数領域を含み、高周波数帯は、少なくとも５ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数領域を含んでいる卵のひび割れ程度検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の卵のひび割れ程度検出装置と、ひび割れにおいて利用可能な程度を任意に設定し得る設定手段と、この設定手段において設定されたひび割れの程度と決定手段からの決定結果とを比較して、所与の集合部位に集合させるべき卵を特定する特定手段と、この特定手段により特定された卵を所与の集合部位に集合させる集合手段とを具備している卵選別装置。
【請求項５】
卵にインパルス的な機械的衝撃を与える衝撃付与手段と、この衝撃付与手段によって機械的衝撃が与えられた際の振動音を受信する受信手段とを具備しており、受信手段からの振動音に基づいて当該卵のひび割れ程度を検出する卵のひび割れ程度検出装置であって、衝撃付与手段は、卵を回転させながら搬送する搬送手段と、この搬送手段によって回転されつつ搬送される卵においてその回転方向の一周囲の異なる複数の部位を瞬時的に叩いて卵にインパルス的な機械的衝撃を与える叩き手段とを具備しており、叩き手段は、卵の異なる各部位を叩くことができるように、搬送方向に沿って配列された複数の叩き棒と、この各叩き棒による卵の打撃で生じる振動音が互いに重ならないように、叩き棒に叩き動作を行わせる叩き駆動手段とを具備しており、受信手段は、振動音を受信するように、搬送方向に沿って配列されて、叩き棒の数と同数又はそれよりも少ない数のマイクロホンと、最も近傍で振動音を受信するマイクロホンを選択するマイクロホン選択手段とを具備しており、卵のひび割れ程度検出装置は、選択されたマイクロホンで受信された振動音に基づいて当該卵のひび割れ程度を検出するように構成されている卵のひび割れ程度検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の卵のひび割れ程度検出装置と、ひび割れにおいて利用可能な程度を任意に設定し得る設定手段と、この設定手段において設定されたひび割れの程度と決定手段からの決定結果とを比較して、所与の集合部位に集合させるべき卵を特定する特定手段と、この特定手段により特定された卵を所与の集合部位に集合させる集合手段とを具備している卵選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、卵、特に鶏卵のひび割れ程度を検出する装置及びこの検出装置を具備した卵選別装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
製品として出荷される前、鶏卵は、通常、その洗浄後、ひび割れの有無、ひび割れの程度が検査される。この卵のひび割れの有無の検査に対しては、種々の自動化装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特開平６−３０８０９８号公報に開示の卵のひび割れ検出装置は、搬送装置によって搬送される卵に超音波発生装置からの超音波を与え、卵を伝播した超音波を検知して、卵のひび割れを検出するようにしている。ところで、この検出装置によれば、超音波を卵に与える際に、超音波発生装置を卵に接触させる必要があるが、この接触が各卵に一様に行われないと、検知誤りが生じる虞があり、また、その接触を一様に行わせて確実に超音波を卵に与えるためには、超音波装置をある程度の大きな力をもって卵に押し付ける必要があり、これは、搬送される卵に対しては極めて困難であって、したがって、卵の搬送速度をそれほど速くすることができず、また、卵自体に新たなひび割れを生じさせたり、卵自体を押しつぶしてしまう危険もある。
【０００４】
そして、特開平１−１６７６１９号公報に開示の卵のひび割れ検査装置は、インシュレータに保持された卵に衝撃を与え、この衝撃を与えられた卵の殻に生じる加速度変化を加速度センサにより検知して、卵のひび割れを検査するようにしている。ところで、この検査装置によれば、検知中、加速度センサを卵の殻に接触させておく必要があり、上記と同様に、これを搬送される卵に対して行うことは、極めて困難であり、搬送速度をそれほど速くすることができず、また、検知中、衝撃を与えた部材の自重が卵に加わるため、加速度変化を十分な大きさで卵に生じさせるためには、衝撃付与部材の自重を極めて小さくしなければならず、このように衝撃付与部材の自重を小さくすると、逆に、卵に与える衝撃が小さくなり、したがって、所望の加速度変化を得られ難くなる虞がある。
【０００５】
また、上記のいずれの装置においても、検出信号の時間軸上の振幅の大きさに着目して、卵のひび割れを検出、検査しようとするものであるため、卵に与える超音波及び衝撃の大きさを常に同じ大きさにする必要があり、その大きさが異なると、検出信号の時間軸上の振幅の大きさも異なることとなり、その結果、正確なひび割れを検出し難い。しかも、鶏卵では、その卵殻厚み、大きさ、形状、表面形状の相違、また、卵殻表面へのゴミ、鶏糞の付着の有無等があり、上記の装置では、卵のひび割れの検出、検査精度を向上させることが困難であって、誤検出、誤検査が生じる虞がある。
【０００６】
更に、鶏卵のひび割れには、通常、目視判別できるような大きなものから、目視判別が困難な極めて小さいものまでの種々の程度のものがあり、しかも、ひび割れは、特定の部位の一カ所とは限らず、種々の部位であって、二カ所以上に生じる場合もある。したがって、特定の一カ所のみからでは、これらの諸状態に対応した十分なひび割れ情報を得られず、このため正確に卵のひび割れ程度を検出し難い。このような点について考慮が払われていない上記のいずれの装置においても、卵のひび割れの程度の検出、検査精度が劣り、誤検出、誤検査が生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、卵のひび割れ程度を正確にかつ極めて高い信頼性をもって検出することができる卵のひび割れ程度検出装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的とするところは、搬送される卵のひび割れ程度を正確にかつ極めて高い信頼性をもって検出することができる卵のひび割れ程度検出装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的とするところは、卵自体に新たなひび割れを生じさせたり、卵自体を押し潰したりする虞のない卵のひび割れ程度検出装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的とするところは、上記のような卵のひび割れ程度検出装置を具備し、しかも、指定されたひび割れ程度以上の卵を、好ましくは、その重量との関連で、包装等のために選別、集合させることができる卵選別装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の卵のひび割れ程度検出装置は、卵にインパルス的な機械的衝撃を与える衝撃付与手段と、この衝撃付与手段によって機械的衝撃が与えられた際の振動音を受信する受信手段と、この受信手段からの振動音における予め設定された周波数帯のスペクトル強度に基づいて当該卵のひび割れ程度を決定する決定手段とを具備しており、衝撃付与手段は、卵を瞬時的に叩いて卵にインパルス的な機械的衝撃を与える叩き手段を具備している。
【００１２】
衝撃付与手段は、卵を回転させながら搬送する搬送手段を更に具備しており、この場合、叩き手段は、搬送手段によって回転されつつ搬送される卵においてその回転方向の異なる部位を瞬時的に叩いて卵にインパルス的な機械的衝撃を与えるように構成されている。
【００１３】
叩き手段は、複数の叩き棒と、この叩き棒の夫々に卵の異なる部位に対する叩き動作を行わせる叩き駆動手段とを具備しており、複数の叩き棒は、卵の異なる各部位を叩くことができるように、搬送方向に沿って配列されている。
【００１４】
決定手段は、卵の異なる部位についての複数の振動音における周波数帯のスペクトル強度に基づく値と、周波数帯のスペクトル強度に関して予め設定された評価値とを比較し、この比較結果に基づいて当該卵のひび割れ程度に対する評価値を与える評価値付与手段とを具備している。また、決定手段は、受信手段からの振動音における予め設定された少なくとも二つの周波数帯のスペクトル強度に基づいて当該卵のひび割れ程度を決定するように、構成されている。
【００１５】
更に、決定手段は、卵にひびがある場合には、特定の周波数帯の振動音のスペクトル強度が大きくなり、他の特定の周波数帯の振動音のスペクトル強度が小さくなり、一方、卵にひびがない場合には、特定の周波数帯の振動音のスペクトル強度が小さくなり、他の特定の周波数帯の振動音のスペクトル強度が大きくなるという知見により、比Ｒ＝Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｈｉ）（但し、Ｌｏ＝予め設定された低周波数帯の振動音のスペクトル強度の積分値、Ｈｉ＝予め設定された高周波数帯の振動音のスペクトル強度の積分値）を計算する手段を具備しており、この比Ｒに基づいて卵のひび割れ程度を決定するように構成されており、ここで、低周波数帯は、ひび割れが存在する卵の場合において、その振動音のスペクトル強度が大ききなり、ひび割れが存在しない卵の場合において、その振動音のスペクトル強度が小さくなり、高周波数帯は、ひび割れが存在する卵の場合において、その振動音のスペクトル強度が小さくなり、ひび割れが存在しない卵の場合において、その振動音のスペクトル強度が大きくなる周波数帯からそれぞれ選択される。ここで、低周波数帯は、少なくとも１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数領域を含んでおり、高周波数帯は、少なくとも５ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数領域を含んでいる。
【００１６】
受信手段は、搬送方向に沿って配列されて、叩き棒の数と同数又はそれよりも少ない数のマイクロホンと、最も近傍で振動音を受信するマイクロホンを選択して、この選択されたマイクロホンで受信された振動音を決定手段に供給するマイクロホン選択手段とを具備している。叩き棒の個数と同数の個数のマイクロホンで受信手段を構成することにより、個々の振動音の発生源に近接してマイクロホンを配することができる結果、個々の振動音を確実に受信することができる一方、叩き棒の個数よりも少ない個数のマイクロホンで受信手段を構成することにより、費用削減を図り得る。なお、マイクロホンを叩き棒の個数よりも多く設けて、好ましくは、各叩き棒に関して複数個のマイクロホンを設けて、各叩き棒に関する複数個のマイクロホンからの振動音を加算手段を介して加算して、この加算された振動音を各叩き棒による振動音として利用してもよい。また、受信手段は、振動音からひび割れ程度を決定する情報が得られるに要する時間だけ、振動音を決定手段に送出するためのゲート手段を具備している。このゲート手段を具備することにより、振動音以外の音を排除し得る結果、誤検出の虞をなくし得、好ましい検出装置を提供することができる。
【００１７】
更に、本発明の卵のひび割れ程度検出装置は、卵にインパルス的な機械的衝撃を与える衝撃付与手段と、この衝撃付与手段によって機械的衝撃が与えられた際の振動音を受信する受信手段とを具備しており、受信手段からの振動音に基づいて当該卵のひび割れ程度を検出するようになっており、衝撃付与手段は、卵を回転させながら搬送する搬送手段と、この搬送手段によって回転されつつ搬送される卵においてその回転方向の一周囲の異なる複数の部位を瞬時的に叩いて卵にインパルス的な機械的衝撃を与える叩き手段とを具備しており、叩き手段は、卵の異なる各部位を叩くことができるように、搬送方向に沿って配列された複数の叩き棒と、この各叩き棒による卵の打撃で生じる振動音が互いに重ならないように、叩き棒に叩き動作を行わせる叩き駆動手段とを具備している。
【００１８】
この卵のひび割れ程度検出装置においては、受信手段は、振動音を受信するように、搬送方向に沿って配列されて、叩き棒の数と同数又はそれよりも少ない数のマイクロホンと、最も近傍で振動音を受信するマイクロホンを選択するマイクロホン選択手段とを具備しており、このような卵のひび割れ程度検出装置では、選択されたマイクロホンで受信された振動音に基づいて当該卵のひび割れ程度が検出されるように構成されている。また、各叩き棒は、卵の異なる各部位が搬送手段上でほぼ同一の回転角度位置に配される際に、卵の該当の部位を叩くように、搬送方向に沿って配列されており、各叩き棒は、卵の回転方向の一周囲のほぼ等角度間隔の異なる複数の部位を叩くように、搬送方向に沿って配列されている。このように配列された各叩き棒によれば、同一条件下で且つ卵の全周囲の均等な部位からの振動音を得ることができ、誤検出の虞を更になくし得て、極めて好ましい。受信手段は、上記と同様に、振動音から卵のひび割れ程度を検出するための情報が得られるに要する時間だけ、受信した振動音を送出するゲート手段を具備している。
【００１９】
本発明の卵選別装置は、上記の目的を達成すべく、上記の卵のひび割れ程度検出装置と、ひび割れにおいて利用可能な程度を任意に設定し得る設定手段と、この設定手段において設定されたひび割れの程度と決定手段からの決定結果とを比較して、所与の集合場所に集合させるべき卵を特定する特定手段と、この特定手段により特定された卵を所与の集合場所に集合させる集合手段とを具備している。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に本発明及び本発明の実施の形態を、図に示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明は、これら実施例に何等限定されず、種々の変形例をもって実施し得るのである。
【００２１】
【実施例】
図１から図７において、本例の卵選別装置１は、卵としての鶏卵２のひび割れの程度を検出するひび割れ程度検出装置３と、鶏卵２のひび割れにおいて利用可能な程度を、鶏卵２の重量範囲、例えば大（Ｌ）、中（Ｍ）及び小（Ｓ）との関連で任意に設定し得る設定手段４と、設定手段４において設定されたひび割れの程度とひび割れ程度検出装置３の決定手段５からの決定結果とを比較して、所与の集合部位に集合させるべき鶏卵２を特定する特定手段６と、特定手段６により特定された鶏卵２を所与の集合部位に集合させる集合手段７と、ひび割れ程度検出装置３に供給される各鶏卵２の重量を検出して、鶏卵２の重量が重量範囲である大（Ｌ）、中（Ｍ）及び小（Ｓ）のいずれに該当するかを決定する重量検出手段８とを具備している。
【００２２】
ひび割れ程度検出装置３は、鶏卵２にインパルス的な機械的衝撃を与える衝撃付与手段１１と、衝撃付与手段１１によって鶏卵２に機械的衝撃が与えられた際の振動音７０を受信する受信手段１２と、受信手段１２からの振動音７０における予め設定された周波数帯のスペクトル強度に基づいて鶏卵２のひび割れ程度を決定する上記の決定手段５と、位置信号発生手段１３とを具備している。
【００２３】
衝撃付与手段１１は、鶏卵２をその長軸を中心としてＡ方向に回転させながらＢ方向に搬送する搬送手段２１と、搬送手段２１によって回転されつつ搬送される鶏卵２の回転方向において異なる部位、本例では回転方向Ａにおいて以下述べるようにほぼ３等分された部位２２、２３及び２４を瞬時的に叩いて鶏卵２にインパルス的な機械的衝撃を与える叩き手段２５とを具備している。
【００２４】
搬送手段２１は、無端チェーン３１と、無端チェーン３１に等間隔に回転自在に取り付けられて、鶏卵２がその長軸をＢ方向に対して直交するようにして載置されるつつみ状の多数のローラ３２と、所与の領域でローラ３２に接触して、無端チェーン３１のＢ方向に走行によりローラ３２にＣ方向の回転を生じさせる固定板３３と、無端チェーン３１が掛け渡された駆動及び従動側のスプロッケットホイール３４及び３５において駆動側のスプロケットホイール３４を回転させて、無端チェーン３１をＢ方向に走行させる電動モータなどからなる駆動機構（図示せず）とを具備している。
【００２５】
搬送手段２１は、無端チェーン３１のＢ方向の走行において、固定板３３に次々に接触するローラ３２にＣ方向の回転を生じさせて、これにより、ローラ３２間に載置された鶏卵２に、その長軸を中心としたＡ方向の回転を少なくともほぼ２／３回転以上生じさせるようになっている。
【００２６】
叩き手段２５は、複数の叩き棒４１、４２及び４３と、叩き棒４１、４２及び４３の夫々に鶏卵２の異なる部位２２、２３及び２４に対する叩き動作を行わせる叩き駆動手段４４とを具備している。叩き棒４１、４２及び４３は、各鶏卵２の部位２２、２３及び２４が最上位に回転してきたときに、当該各鶏卵２の異なる部位２２、２３及び２４をそれぞれ次々に叩くことができるように、搬送方向であるＢ方向に沿って配列されている。
【００２７】
叩き棒４１は、回転されつつ搬送されてくる鶏卵２の最上位の部位２２を叩くように配されており、叩き棒４２は、叩き棒４１で叩かれた部位２２がＡ方向に（２／３）×π×ｎ＋Δ（ラジアン）（但し、ｎは、１、２、３、・・・、Δは、微小回転角であって、一の振動音７０がほぼ完全に消滅するまでの時間において鶏卵２が回転する角度）だけ回転して、部位２３が最上位に位置した際に、当該部位２３を叩くことができるように、配されており、叩き棒４３は、叩き棒４１で叩かれた部位２２がＡ方向に（４／３）×π×ｍ＋２Δ（ラジアン）（但し、ｍは１、２、３、・・・、ｎ≧ｍ）だけ回転して、部位２４が最上位に位置した際に、当該部位２４を叩くことができるように配されている。
【００２８】
換言すれば、鶏卵２は、最初の任意の部位２２と、部位２２からＡ方向の回転角において（２／３）×π×ｎ＋Δ（ラジアン）だけ離れた部位２３と、部位２２からＡ方向の回転角において（４／３）×π×ｍ＋２Δ（ラジアン）離れた部位２４とにおいて、叩き棒４１、４２及び４３によってそれぞれ叩かれるようになっている。
【００２９】
部位２３及び２４としては、以上に代えて、叩き棒４１によって最初に叩かれる部位２２からＡ方向の回転角において（２／３）×π×ｎ＋２Δ（ラジアン）及び（４／３）×π×ｍ＋Δ（ラジアン）だけ離れた位置であってもよく、更には、部位２２からＡ方向の回転角において（２／３）×π×ｎ−Δ（ラジアン）及び（４／３）×π×ｍ＋Δ（ラジアン）だけ回転した位置であってもよい。
【００３０】
また、上流側の叩き棒４２によって部位２４を先に叩き、下流側の叩き棒４３によって部位２３を後で叩くことができるようにしてもよく、要は、叩き棒４１、４２及び４３は、鶏卵２の回転方向Ａに関する一周囲のほぼ均等な角度間隔であって、少なくとも二つの打撃後の振動音７０が互いに重ならないような鶏卵２の部位２２、２３及び２４を叩き得るように、配されればよい。したがって、叩き棒４１、４２及び４３の配置間隔は、ローラ３２の取付間隔の整数倍に等しくならない。
【００３１】
叩き棒４１、４２及び４３によって等しく鶏卵２の最上位の部位を叩くようにすると、叩き状態が均一となり、叩き状態の異同による振動音７０の相違が生じ難く、ひび割れ程度のみに依存する振動音７０を得ることができる。
【００３２】
叩き棒４１、４２及び４３の上記の配置間隔は、通常、平均の径をもった鶏卵２から求められる。したがって、鶏卵２の径の相違により、更には、微小回転角Δによっても、叩き棒４１、４２及び４３によって叩かれる部位２２、２３及び２４は、必ずしも回転方向Ａに関して均等な角度間隔とはならないが、それによる差違が僅少であって、ほぼ均等な角度間隔とみなし得る。
【００３３】
叩き棒４１、４２及び４３のそれぞれは、叩き部５１と、一端が叩き部５１の一端に取り付けられているコイルばね５２と、一端がコイルばね５２の他端に取り付けられて、中間で軸５３にＤ及びＥ方向に回動自在に支持されたアーム５４と有しており、叩き部５１の先端が鶏卵２の最上位の部位を叩くようになっている。
【００３４】
叩き駆動手段４４は、各叩き棒４１、４２及び４３に対応してそれぞれ設けられた、一端がアーム５４に取り付けられ、他端が固定されて、アーム５４をＥ方向に回動させる弾性力をアーム５４に与える復帰手段としてのばね５５と、アーム５４の一定以上のＥ方向の回動を阻止する阻止手段としてのスットバ５６と、アーム５４の他端に係合する突起５７を有して、軸５８に取り付けられたカム５９と、軸５８に連結されて、位置信号発生手段１３からの信号に基づいてカム５９をＦ方向に回転させる電動モータ（図示せず）とを具備している。
【００３５】
叩き駆動手段４４は、電動モータの作動によりカム５９をＦ方向に一回転させ、その回転において突起５７をアーム５４の他端に係合させて、アーム５４を一旦Ｄ方向にばね５５の弾性力に抗して回動させ、その後の突起５７のアーム５４の他端への係合の解除により、ばね５５の弾性力によりアーム５４をＥ方向に瞬間的に回動させ、この回動において、アーム５４のストッパ５６への当接により、アーム５４についてのみそのＥ方向の回動を停止させて、これによりコイルばね５２の弾性撓みにより叩き部５１を更にＥ方向に回動させて、叩き部５１を鶏卵２に瞬時的に叩き付けるようにし、この叩き付け後、コイルばね５２の弾性復帰力により、叩き部５１を元の位置に復帰させる。叩き部５１の鶏卵２への叩き付けは、一回限りとなるように、コイルばね５２のばね力、アーム５４の長さ等を設定する。
【００３６】
なお本例では、各鶏卵２のほぼ均等な角度間隔の３個の部位２２、２３及び２４を３個の叩き棒４１、４２及び４３で叩くようにしているが、これに代えて、各鶏卵２のほぼ均等な角度間隔の４個以上の部位を叩くように、４個以上の叩き棒を設けて構成してもよい。また、１個以上の叩き棒でもって、各鶏卵２の２個以上の部位を叩くように構成してもよく、この場合、叩き棒を鶏卵２の搬送方向Ｂに沿って鶏卵２の搬送速度よりも高速な移動速度をもって往復動させるようにして、必要な部位を叩くようにしてもよい。また、上記の叩き駆動手段４４は、叩き棒４１、４２及び４３に対応してそれぞれ設けられた電動モータを具備して構成されているが、これに代えて、無端チェーン３１を走行させる電動モータの出力軸の回転を夫々のカム５９に伝達する歯車機構を具備して構成されてもよく、この場合、上記述べた所定の時期に叩き棒４１、４２及び４３が作動されるように、歯車機構の歯数比等を設定する。
【００３７】
本例の叩き手段２５では、瞬時的に鶏卵２を叩き、この打撃後、叩き部５１が鶏卵２に一切接触しないため、叩き部５１の鶏卵２への接触による鶏卵２の叩き後の振動に対する影響が一切なく、したがって、ひび割れに関する情報をもった振動音を確実に得ることができ、正確なひび割れ程度を好ましく検出し得ることになる。
【００３８】
位置信号発生手段１３は、移動する各ローラ３２が次々に当接することにより個々のローラ３２の通過を検出して、ローラ通過検出信号を発生するリミットスイッチ６１と、スプロケットホイール３４の回転を検出して、ローラ３２の移動を検出、換言すれば、ローラ３２に載置された鶏卵２のＡ方向の移動を検出する移動量検出手段６２とを具備しており、移動量検出手段６２は、鶏卵２のＢ方向の単位移動量毎にパルスを検出信号として発生するパルス発生器６３を具備している。
【００３９】
位置信号発生手段１３は、リミットスイッチ６１とパルス発生器６３との各検出信号を、叩き駆動手段４４、受信手段１２、決定手段５、特定手段６、集合手段７及び重量検出手段８にそれぞれ供給する。叩き駆動手段４４、受信手段１２、決定手段５、特定手段６、集合手段７及び重量検出手段８は、位置信号発生手段１３から供給された検出信号に基づいて各鶏卵２の回転位置及び搬送位置を特定して、夫々において必要な各動作を行うようになっている。
【００４０】
受信手段１２は、鶏卵２に機械的衝撃が与えられた際に生じる振動音７０を受信するように、搬送方向Ｂに沿って配列されて、叩き棒４１、４２及び４３の数よりも少ない複数個、本例では２個のマイクロホン７１及び７２と、マイクロホン７１及び７２のうちで最も近傍で振動音７０を受信するマイクロホンを選択して、この選択されたマイクロホンで受信された振動音７０をゲート手段７４を介して決定手段５に供給するマイクロホン選択手段７３と、位置信号発生手段１３からの信号に基づいて、振動音７０からひび割れ程度を決定するための情報が得られるに要する時間だけ、マイクロホン選択手段７３からの振動音７０を決定手段５に送出するための上記ゲート手段７４とを具備している。
【００４１】
マイクロホン選択手段７３は、マイクロホン７１及び７２が配されたＢ方向の位置と、位置信号発生手段１３からの検出信号とから、最も近傍で振動音７０を受信するマイクロホンを特定し、このマイクロホンで受信された振動音７０をゲート手段７４を介して決定手段５に供給する。本例では、叩き棒４１で叩かれた結果生じる振動音７０に対しては、マイクロホン７１が、叩き棒４２及び４３で叩かれた結果生じる振動音７０に対しては、マイクロホン７２がそれぞれ選択されるようになっている。
【００４２】
ゲート手段７４は、位置信号発生手段１３からの検出信号に基づいて、叩き棒４１、４２及び４３のそれぞれの打撃動作開始によって直ちに開かれ、一定時間経過後に閉じられるようになっており、実験によれば、通常、振動音７０からひび割れ程度を決定する情報が得られるに要する時間Ｔは、５ｍｓで程度あり、したがって、本例では、ゲート手段７４は、叩き棒４１、４２及び４３のそれぞれの打撃動作開始後、５ｍｓの時間だけ受信した振動音７０を決定手段５に送出するようになっている。
【００４３】
なお、振動音７０を受信するマイクロホンは、一個でもよいが、上記のように複数個設けて、好ましくは、叩き棒４１、４２及び４３による各叩き部に夫々を近接して、且つ叩き棒４１、４２及び４３の個数と同数設け、そして、この複数個のマイクロホンを選択して、最も近傍で受信した振動音７０を利用するようにすると、振動音７０の信号対雑音比の劣化による決定誤りを防ぐことができる。また、上記のように、ゲート手段７４により一定時間だけ受信した振動音７０を決定手段５に送出するようにすると、振動音７０の前後の雑音を削除し得るため、振動音７０の前後の雑音による決定誤りを防ぐことができる。
【００４４】
更に、振動音７０を増幅し、且つシュミットトリガ機能を有する増幅器をマイクロホン選択手段７３とゲート手段７４との間等に設けて、一定レベル以上の信号が入力されて初めて、その入力信号が増幅されるようにしてもよく、このようにすると、振動音７０に時間的に先行する雑音を排除することができ、これによっても振動音７０からひび割れ程度を決定する際に、より正確な情報が得られる。
【００４５】
決定手段５は、ゲート手段７４からの振動音７０をフーリエ変換するフーリエ変換手段８１と、フーリエ変換手段８１からの振動音７０のスペクトル強度から、比Ｒ＝Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｈｉ）（但し、Ｌｏ＝予め設定された低周波数帯の振動音７０のスペクトル強度の積分値、Ｈｉ＝予め設定された高周波数帯の振動音７０のスペクトル強度の積分値）を計算する計算手段８２と、計算手段８２により計算された結果を、位置信号発生手段１３からの信号に基づいて各鶏卵２について記憶する記憶手段８３と、記憶手段８３から読み出された各鶏卵２の異なる部位２２、２３及び２４についての振動音７０における周波数帯のスペクトル強度に基づく値と、この周波数帯のスペクトル強度に関して予め設定された評価値とを比較し、この比較結果に基づいて当該鶏卵２のひび割れ程度に対する評価値を与える評価値付与手段８４とを具備している。
【００４６】
フーリエ変換手段８１は、ゲート手段７４からの時間軸ｔ上の振動音７０を、周波数軸ω上のスペクトル強度に変換する。本例のフーリエ変換手段８１は、ゲート手段７４からの振動音７０を、アナログ／デジタル変換器により一旦デジタル信号に変換して、このデジタル信号で表された振動音をフーリエ変換するようになっている。
【００４７】
計算手段８２は、フーリエ変換手段８１からの各振動音７０に対応するスペクトル強度において、比Ｒ＝Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｈｉ）を計算する。ここで、低周波数帯は、ひび割れが存在する鶏卵２の場合において、その振動音７０のスペクトル強度が大きくなり、ひび割れが存在しない鶏卵２の場合において、その振動音７０のスペクトル強度が小さくなり、高周波数帯は、ひび割れが存在する鶏卵２の場合において、その振動音７０のスペクトル強度が小さくなり、ひび割れが存在しない鶏卵２の場合において、その振動音７０のスペクトル強度が大きくなる周波数帯からそれぞれ選択される。
【００４８】
実験及びその実験結果の統計的解析により、振動音７０において、鶏卵２に大きなひび割れが存在する場合には、スペクトル強度曲線８６で示すように、１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数帯において、スペクトル強度が全体的に大きくなり、逆に、５ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数帯において、スペクトル強度が全体的に小さくなり、鶏卵２にひび割れが存在しない場合には、スペクトル強度曲線８７で示すように、１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数帯において、スペクトル強度が全体的に小さくなり、逆に、５ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数帯において、スペクトル強度が全体的に大きくなり、そして、ひび割れの大きさに比例して、スペクトル強度は、スペクトル強度曲線８７で示すものからスペクトル強度曲線８６で示すものに移行し、一方、１ｋＨｚ以下、２ｋＨｚから５ｋＨｚまで及び１０ｋＨｚ以上の周波数帯では、スペクトル強度が種々にばらついて、ひび割れの有無及びその程度との間に明瞭な相関を得られ難いことが判明した。すなわち、ひび割れの有無及びその程度の特徴は、１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数帯と５ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数帯とにおいて顕著に生じることが実験により判明したのである。
【００４９】
したがって、計算手段８２は、本例では、１ｋＨｚから２ｋＨｚと５ｋＨｚから１０ｋＨｚとの周波数帯を選択して、Ｌｏとして、振動音７０の１ｋＨｚから２ｋＨｚの周波数帯のスペクトル強度の積分値を、Ｈｉとして、振動音７０の５ｋＨｚから１０ｋＨｚの周波数帯のスペクトル強度の積分値をそれぞれ求めて、比Ｒ＝Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｈｉ）を計算するようになっている。この計算された比Ｒは、鶏卵２のひび割れの程度に比例し、大きなひび割れがあると、比Ｒが大きくなり、殆ど目視し得ないひび割れ又はひび割れがないと、比Ｒが極めて小さくなる。また、計算手段８２は、各鶏卵２から得られる３個の振動音７０についてそれぞれ比Ｒ１、Ｒ２及びＲ２を計算するようになっている。
【００５０】
記憶手段８３は、計算手段８２からの計算結果である比Ｒと、後述する重量検出手段８からの検出結果である重量範囲とを、その比Ｒ及び重量範囲が得られた鶏卵２との関係で記憶する。各鶏卵２についての３個の比Ｒ１、Ｒ２及びＲ３及び重量範囲は、各鶏卵２との関係で評価値付与手段８４によって読み出される。
【００５１】
評価値付与手段８４は、卵の異なる複数の部位についての振動音における周波数帯のスペクトル強度に基づく値、本例では、上記の比Ｒに関して予め設定された値と記憶手段８３からの各鶏卵２についての３個の比Ｒ１、Ｒ２及びＲ３とを比較し、各鶏卵２に評価値を与える。予め設定された値は、本例では、値１から値６までであって、値１は、少なくとも一つの比Ｒが０．３０以上であるとして、値２は、値１を満足しないが、少なくとも一つの比Ｒが０．２０以上であるとして、値３は、値１及び２を満足しないが、少なくとも一つの比Ｒが０．１５以上であるとして、値４は、値１から３を満足しないが、少なくとも一つの比Ｒが０．１０以上であるとして、値５は、値１から４を満足しないが、少なくとも一つの比Ｒが０．０５以上であるとして、値６は、値１から５のいずれも満足しないとして、それぞれ予め設定されている。
【００５２】
評価値付与手段８４は、値１を満足する鶏卵２に対しては、評価値１を与え、値２を満足する鶏卵２に対しては、評価値２を与え、以下同様にして、評価値３から６を鶏卵２に対して与えるようになっている。
【００５３】
以上の付与方法から明らかであるように、評価値１は、ひび割れがほぼ確実に存在し、かつそのひび割れが比較的大きいものであることを示し、評価値６は、ひび割れが存在しなく、仮に、存在しても極めて小さいものであって、殆ど無視し得るものであることを示し、評価値２から５は、その中間であることを示している。
【００５４】
このようにして決定手段５は、比Ｒに基づいて鶏卵２のひび割れ程度を、評価値１から６をもって決定するように構成されている。
【００５５】
上記では、比Ｒの大小のみに基づく基準により評価値１乃至６を与えるようにしたが、これに代えて、一定値以上を示す比Ｒの個数、比Ｒのばらつきの程度（分散値）等を基準として、評価値１乃至６を与えるようにしてもよく、また、６個の評価値に限定されず、それ以下又はそれ以上の個数の評価値を与えるようにしてもよい。
【００５６】
重量検出手段８は、搬送手段２１に供給される各鶏卵２の重量を検出する重量計９５と、重量計９５で検出された鶏卵２の重量が予め設定された異なる重量範囲である、大（Ｌ）、中（Ｍ）及び小（Ｓ）のいずれの範囲に属するかを決定する重量範囲決定手段９６とを具備しており、重量範囲決定手段９６により決定された各鶏卵２の大（Ｌ）、中（Ｍ）又は小（Ｓ）の重量範囲は、前述の記憶手段８３に、その重量範囲が得られた鶏卵２との関係で記憶される。各鶏卵２についての重量範囲は、各鶏卵２との関係で評価値付与手段８４によって読み出される。
【００５７】
設定手段４は、評価値付与手段８４によって付与される評価値１から６に対応して、ひび割れにおいて利用可能な程度として、重量範囲との関連で数字１から６を任意に手動設定し得るロータリスイッチ等の設定器からなり、例えば、重量範囲が大（Ｌ）であって、評価値２から６の鶏卵２を商品として用いるべく所定個数毎、例えば予め設定された１０個毎にまとめて包装する場合には、重量範囲（Ｌ）と、数字２とを手動設定し、重量範囲が中（Ｍ）であって、評価値５及び６の鶏卵２を商品として用いるべく所定個数毎にまとめて包装する場合には、重量範囲（Ｍ）と数字５とを手動設定する。すなわち、数字１は、評価値１以上の鶏卵２を商品として用いるべく包装すべきことを、数字２は、評価値２以上の鶏卵２を商品として用いるべく包装すべきことを、以下同様であって、数字６は、評価値６のみの鶏卵２を商品として用いるべく包装すべきことをそれぞれれ指示することを意味する。なお、数字に代えて、評価値１から６に対応して、「最優秀」、「優秀」、「優」、「良」、「可」及び「不可」等の文字であってもよい。また、設定手段４は、重量範囲が大（Ｌ）であって、評価値２から６の鶏卵２を商品として用いるべく所定個数毎にまとめて包装し、同時に、重量範囲が中（Ｍ）であって、評価値５及び６の鶏卵２を商品として用いるべく所定個数毎にまとめて包装するようにも設定できるようにしてもよい。
【００５８】
なお、評価値付与手段８４によって付与される評価値が上記のように６個以外の場合には、また、重量範囲が３個以外の場合には、設定手段４は、その個数に対応して、重量範囲との関連でひび割れにおいて利用可能な程度を任意に手動設定し得るように構成される。
【００５９】
特定手段６は、設定手段４において重量範囲との関連で設定されたひび割れ程度の値と、評価値付与手段８４によって各鶏卵２に与えられた評価値とを比較して、所与の集合部位に集合させるべき鶏卵２を特定する。例えば、設定手段４において設定された数字が「２」であって、重量範囲が（Ｌ）である場合には、搬送手段２１によって搬送されている鶏卵２において、重量範囲が（Ｌ）であって、評価値２以上の鶏卵２を特定する。
【００６０】
集合手段７は、特定手段６によって特定された鶏卵２のみを一定の集合場所に集合させる。集合手段７は、搬送手段２１の下流に搬送されつつある特定された各鶏卵２を把持して、集合場所に配されている包装トレー又は包装パック等に一定個数毎に載置するロボット等を具備しており、このような集合手段７はよく知られているので詳細な説明を省略する。なお、特定手段６によって特定されなかった鶏卵２は、搬送手段２１の最下流に集められて適当に処分される。
【００６１】
以上のように構成された卵選別装置１おいて、鶏卵供給装置（図示せず）を介して洗浄された鶏卵２は、重量計９５により計量されて、次々と搬送手段２１の上流においてローラ３２上に載置される。搬送手段２１は、無端チェーン３１の走行によりローラ３２上の鶏卵２をＢ方向に搬送する。ローラ３２上の鶏卵２は、固定板３３上を通過している間、Ｃ方向に回転されるローラ３２によりＡ方向に回転される。叩き手段２５は、Ａ方向に回転されるローラ３２上の鶏卵２を位置信号発生手段１３からの信号に基づいて叩く。ここで、叩き棒４１は、次々と搬送されてくる鶏卵２の部位２２を、叩き棒４２は、同じく鶏卵２の部位２３を、叩き棒４３は、同じく部位２４を、叩き駆動手段４４により作動されて、それぞれ時間的に重なることなしに叩く。
【００６２】
すなわち、叩き駆動手段４４は、鶏卵２の部位２２が最上位にもたらされる手前で、叩き棒４１に対応する電動モータを作動させて、叩き棒４１に対応するカム５９をＦ方向に回転させ、突起５７とアーム５４の他端とを係合させて、アーム５４を一旦Ｄ方向に回動させ、次に、突起５７のアーム５４の他端への係合を解除し、ばね５５の弾性力によりアーム５４をＥ方向に瞬間的に回動させ、この回動において、アーム５４のストッパ５５への当接により、アーム５４についてのみそのＥ方向に回動を停止させる。これにより叩き棒４１に対応する叩き部５１は、コイルばね５２の撓みで更にＥ方向に回動されて、丁度最上位にもたらされた鶏卵２の部位２２に瞬時的に叩き付けられる。叩き棒４２及び叩き棒４３についても以上の動作が同様に行われる。
【００６３】
叩き棒４１、４２及び４３により次々と叩かれて各鶏卵２等から発せられる振動音７０は、マイクロホン７１及び７２により受音されて、選択されたマイクロホン７１又は７２からの各振動音７０は、ゲート手段７４によりゲートされ、ゲートされた期間についての各鶏卵２の振動音７０は、フーリエ変換手段８１によりフーリエ変換されて、計算手段８２は、フーリエ変換された振動音７０のスペクトル強度において比Ｒ＝Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｈｉ）を計算する。計算手段８２は、各鶏卵２から得られる３個の振動音７０についての比Ｒ１、Ｒ２及びＲ２を計算し、記憶手段８３は、計算手段８２からの計算結果である比Ｒと重量範囲決定手段９６からの決定結果である重量範囲とを、その比Ｒ及びその重量範囲が得られた鶏卵２との関係で記憶し、評価値付与手段８４は、周波数帯のスペクトル強度に関して、上記の比Ｒに関して予め設定された値１乃至６と記憶手段８３からの各鶏卵２についての３個の比Ｒ１、Ｒ２及びＲ３とを比較し、各鶏卵２に評価値１乃至６を与える。
【００６４】
叩き棒４３により最後に叩かれ後に、搬送手段２１により更に下流に搬送されている鶏卵２の各々に対して評価値１乃至６が与えられる。特定手段６は、設定手段４において設定されたひび割れにおいて利用可能な程度の値以上の鶏卵２であって、同じく設定手段４において設定された重量範囲の鶏卵２を選別、特定し、集合手段７は、こうして特定手段６によって特定された鶏卵２のみを、移載ロボットなどにより搬送手段２１から包装トレー又は包装パック等に移載する。
【００６５】
以上の卵選別装置１では、種々の利用可能なひび割れ程度の卵を、各包装のために簡単に自動的に選別、集合させることができ、而して、出荷先、すなわち使用先の要求に合致した鶏卵２が所定個数ごと包装された包装品を簡単に得ることができる。
【００６６】
また、ひび割れ程度検出装置３は、周波数帯のスペクトル強度に基づいて、特に、比Ｒ＝Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｈｉ）に基づいて鶏卵２のひび割れを検出しているため、それを正確に行うことができ、また、複数個の比Ｒ＝Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｈｉ）に基づいて鶏卵２のひび割れ程度を決定するため、極めて信頼性がある。
【００６７】
ところで、上記例では、Ｂ方向に沿って一列に配された叩き棒４１、４２及び４３により鶏卵２の部位２２、２３及び２４を叩くようにしたが、更に正確なひび割れ程度を得るために、図８及び図９に示すように、Ｂ方向に沿って二列に叩き棒９１及び９２を配列し、鶏卵２の長軸方向における２カ所を叩くようにして、前記と同様に振動音７０を得るようにして、この振動音７０からひび割れ程度を検出、特定してもよい。したがって、Ｂ方向に沿って三列以上に叩き棒を配列してもよいのである。
【００６８】
なお、決定手段５、特定手段６等は、いわゆるマイクロコンピュータを用いて実施し得ることは言うまでもない。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、卵のひび割れ程度を正確にかつ極めて高い信頼性をもって検出することができ、また、搬送される卵に対しても同様にひび割れ程度を正確にかつ極めて高い信頼性をもって検出することができ、更に、卵自体に新たなひび割れを生じさせたり、卵自体を押し潰したりする虞がなく、しかも、指定されたひび割れ程度以上の卵を包装等のために選別、集合させることができる卵選別装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい一実施例の衝撃付与手段等の説明側面図である。
【図２】図１に示す衝撃付与手段などの説明斜視図である。
【図３】本発明の好ましい一実施例のブロック図である。
【図４】本発明の一実施例において打撃点の説明図である。
【図５】本発明の好ましい一実施例の叩き手段の説明図である。
【図６】本発明の一実施例において振動音の説明図である。
【図７】本発明の一実施例において振動音のフーリエ変換の説明図である。
【図８】本発明の一実施例において叩き手段の他の例の説明側面図である。
【図９】図９に示す叩き手段の例の説明正面図である。
【符号の説明】
１  卵選別装置
２  鶏卵
３  ひび割れ程度検出器
４  設定手段
５  決定手段
６  特定手段
７  集合手段
８  衝撃手段
９  受信手段
【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】
0003749961.tif 000006
【図６】
0003749961.tif 000007
【図７】
0003749961.tif 000008
【図８】
0003749961.tif 000009
【図９】
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