JPH0283073A - リンゴの自動選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、収穫されたリンゴを規格に従って色調、サイ
ズの等級別に選別して自動的に箱詰めできるように創作
した装置に関するものである。

〔従来の技術〕

収穫されたリンゴは、色調について４段階、サイズにつ
いて８等級、総計４Ｘ８＝３２種類に選別され１箱詰め
されて出荷される。

上述の如く、３２種類という多種類の選別の行われるこ
とがリンゴ選果業務の特徴の一つである。

こうした選果作業を高能率に行うため、自動選別機能を
備えた搬送装置が開発されている。

第２図は最近の公知例を示す模式的な平面図である。

図示の１１は搬送レーンで、４列のレーン（Ａ）１１Ａ
〜レーン（Ｂ）ＩＩＢから成っている。

収穫されたリンゴは作業員Ｍ１の手作業によって、リン
ゴの色調に基づいてＡ−Ｄの４段階に選別され、色調Ａ
のリンゴはレーン（Ａ）ＬＩＡの上に。

色調Ｂのリンゴはレーン（Ｂ）ｌｉＢの上に１色調Ｃの
リンゴはレーン（Ｃ）ｌｌｃの上に、色調りのリンゴは
レーン（Ｄ）１１ｄの上に、それぞれ搭載され、図の左
方に向けて搬送される。

１２は自動秤量器で、搬送されているリンゴの重量を計
量してサイズ等級を判定する。

上記１１Ａ〜１１０の４列のレーンには、それぞれ８個
ずつのアンローダが設けられている。

例えばレーン（Ａ）ＩＩＡに沿ってアンローダム１〜ア
ンローダＡ８が配列されている。

前記の自動秤量器１２によってサイズ等級１と判定され
ると、判定結果はＣＰＵ　（図示省略）に入力され、そ
のリンゴがアンローダＡ１に差しかかったとき該アンロ
ーダＡ１によってレーン（Ａ）１１人から降ろされる。

同様にしてサイズ等級２のリンゴはアンローダＡ２に、
サイズ等級８のリンゴはアンローダＡ８に降ろされ、こ
のようにしてレーン（Ａ）１１＾上の色調Ａのリンゴは
、そのサイズ等級に従ってアンローダＡ１〜Ａ８に分別
して降ろされる。

同様に、レーン（Ｂ）１１．上の色調Ｂのリンゴは、そ
のサイズ等級に従ってアンローダＢ１〜Ｂ８に分別して
降ろされる。

色調Ｃのリンゴは同様にしてアンローダＣ１〜Ｃ８に１
色調りのリンゴは同様にしてアンローダＤ１〜Ｄ８に、
それぞれ分別して降ろされる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第２図について説明した公知の自動選別機において１例
えばアンローダＤ７によって搬送レーンから降ろされた
リンゴは１色調り、サイズ等級７のリンゴである。この
ようにして自動選別されたリンゴは各色調、各サイズ等
級ごとに１例えば作業員Ｍ２によって箱詰めして出荷し
なければならない、この箱詰め作業に多大の労力を要し
ているのが現状である。

例えば第２図に示した公知例の自動選別装置を備えたリ
ンゴ選果・出荷場は、１日当り約１５万個の処理能力を
有しており、作業員数は１２０人である。この作業員の
内、約３／４（９０人）が箱詰作業要員である。

このような多数の箱詰作業要員を節減するためＸＹ子テ
ーブル形トレイ配列機（以下、ＸＹ子テーブル略称する
）及び１回転アーム形の果実キャッチャを適用すること
が考えられる。

このＸＹ子テーブル第３図に示すような機能を有する公
知の機器であって、果実（この場合はリンゴ）を配列す
るトレイ２７を水平に支承し、これを水平な直交２軸Ｘ
−Ｙ方向に間欠的に駆動して矢印ｅの如く送られてくる
果実（リンゴ）を規則的に配列して搭載するものである
。

また、前記の回転アーム形果実キャッチャは。

本発明者が創作して同日付で別途出願中のもので、第４
図はこれを模式的に描いた説明図である。

果物（この場合はリンゴ）　２１はコンベア２２の上の
定位置に搭載され、矢印ａ方向に搬送されている。

キャッチャ２３は複数個の掴み爪２４を有し、回転アー
ム２５の先端に設けられ、矢印す方向に回転している。

この平面図において矢印ａの速さと矢印すの周速とが等
しくなるように、かつ、果物の定位置とキャッチャ３と
が同期するように構成されている。

第５図は上記果実キャッチャの作動を示すために描いた
展開側面図である。

果物２１ａはコンベア２２上に搭載され、矢印ａ方向に
２１ｂ位置へ搬送される。

これと同期してキャッチャは２３ｄ位置から掴み爪２４
を開いて矢印す、の如く斜に下降してきて、２３ｂ位置
で掴み爪２４を閉じて果物２１ｂを把持し、矢印ｂ２の
如く斜に上昇し、把持していた果物を２１ｃ位置まで掴
み上げる。

上記の、サインカーブに類似した矢印ｂ１．　ｂＺの水
平投影が第４図に示した円弧矢印すに相当する。

果物（この場合はリンゴ）を掴み上げたキャッチャは所
定の位置まで回ったとき果物を放出し、第３図に示した
矢印ｅの如くトレイ２７の上に受は渡す。

〔発明が解決しようとするａ１ｍｌ 第２図に示した従来例の選別装置において、搬送レーン
に沿って設けられているＡ１〜Ａ８．Ｂ１〜Ｂ８．Ｃ１
〜Ｃ８，Ｄｉ〜Ｄ８の計２４個のアンローダのそれぞれ
に代えて、前述の回転アーム形果実キャッチャ（第４図
、第５図）とＸＹ子テーブル第３図）との組を配設する
と、搬送中のリンゴを自動的に掴み上げて、自動的にト
レイの上に搭載される。従って、人手を要する作業はト
レイ（リンゴが載っている）を段ボール箱へ入れて封を
するだけとなり、その所要労力軽減効果は著しい。本発
明者は試作実験によって上記の効果を確認した。

ところが、更に実用化試験を続けるうちに、果物の選別
に特有の統計学的な問題によって、この実用化試験装置
が制御不能に陥る場合が有るという事を体験した。その
事情を第６図について説明する。

第２＠に示した３２個のアンローダの内、色調Ｂ。

サイズ等級２のリンゴを降ろすアンローダＢ２を、第６
図に示すように回転アーム形の果実キャッチャによって
構成し、これにＸＹ子テーブル３を付設した場合につい
て述べる。

トレイ供給器１３ａは、ＸＹ子テーブル３に空のトレイ
を供給する。

レーン（Ｂ）ＩＩＢによって送られてきた色１ｊｌｌＢ
のリンゴは自動秤量器１２で秤量され、サイズ等Ｒ２と
判定されたリンゴは、アンローダＢ２を構成している回
転アーム形果実キャッチャによって掴み上げられ、ＸＹ
子テーブル３のトレイ（図示省略）上に整列せしめて搭
載される。

トレイが満杯すると、搬出コンベア１３ｂで運び出され
、トレイ供給器１３ａから新しい（空の）トレイが供給
される。

通常の作業条件下においては、上記のようにして色調Ｂ
、サイズ等級２のリンゴ、選別及び箱詰作業の大半を自
動化される。

ところが、リンゴのような農産物においては、一般の機
械工業製品と異なり１選別された各品質水準の被選別物
の分布が予測し難いという問題が有る。

即ち、リンゴの場合は、成る一つの色調で成る一つのサ
イズのリンゴが、−時的に集中して供給されてくること
が有り、その予測は極めて困難である。

第６図に示したＸＹ子テーブル３の能力は、過去の統計
数値に基づいて、一応のピーク値をカバーできるように
設定すれば良いのであるが、経済的制約（製造コスト面
）により、余裕度を大きくは取れない。

このため、いま仮りに色調Ｂ、サイズ等級２のリンゴが
一時的に集中して搬送レーン１１で搬入されて来たとす
ると、ＸＹ子テーブル３はフル操業される。

ＸＹ子テーブル３は、色調Ｂ、サイズ２のリンゴばかり
が連続して供給された場合に、これを捌き得る能力を有
しているものとする。

しかし、１枚のトレイ（第６図において省略・第３図参
照）が満杯して、自動的に空のトレイと交換される間、
アンローダＢ２を構成している回転アーム形の果実キャ
ッチャの作動を一時的に休止させなければならない（こ
うしたフィードバック制御は公知技術を適用して容易に
行い得る）。

しかし乍ら、アンローダＢ２が一時休止して、いる間に
色調Ｂ、サイズ２のリンゴがレーン（Ｂ）１１Ｂによっ
て送られてくると、アンローダＢ２をパスしてしまうこ
とになり、該アンローダＢ２をパスしたリンゴは、レー
ン（Ｂ）ＩＩＢの終点Ｅから転落してしまう。

仮に、この終点Ｅに容器を置いて受けておくと、該容器
中には色調Ｂの各種サイズのリンゴが無秩序に溜まり、
その後の処置に手数が掛かる。

なお、第６図において、いま仮に色調り、サイズ７のリ
ンゴが一時的に集中して搬送されて来たとすると、作業
員Ｍ２の能力不足を招き１箱詰め待ちのリンゴが溢れる
ことになるが、隣接アンローダの作業員（例えばＭ３）
が臨機応変に応援できる。

しかし、ＸＹ子テーブルの自動機においては、上記のよ
うに隣接機の応援をすることが出来ない。

以上説明したように、果物の出荷業務一般について、自
動選別機に自動箱詰機を併設しようとすると、自動箱詰
機の能力設定について統計的予測に基づく余裕度と製造
コストとのバランスに苦慮せしめられる。而して対象物
が天然の産品であるだけに予想外の情況が発生する虞れ
が有り、特にリンゴを取扱う場合、品質分類数が４（色
１１）　×８（サイズ）　　　　Ｃａ１）　　と非常に
多い′）７゛＝３２ ３２個のＸＹ子テーブル能力に余裕を持たせようとする
と製造コスト上昇が著しい。

もっとも、４色調、８サイズの中には分布率の少ないも
のも有るので、こうした観点からＸＹ子テーブル置個数
を節減し、約半数のＸＹ子テーブル設け、分布率の少な
い色調・サイズのアンローダには作業員を配置するとい
った構成も考えられる。それにしても約１５個のＸＹ子
テーブルついて、その能力設定に何の程度の余裕を持た
せるかは、製造コストとの兼ね合いから大きい難問とな
っている。

即ち、絶対安全を見込んでＸＹ子テーブル能力を大きく
しようと考えれば、製造コストは際限無く増加する。

また、コスト上の制約からＸＹ子テーブル能力を小さく
設定しておくと、特定色調・サイズのリンゴが一時的に
集中したとき、搬送レーンの終点Ｅに未選別のリンゴが
山積みされてしまう。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、ＸＹ子テ
ーブル能力に大きい余裕を持たせる必要が無く、シかも
、特定色調・サイズのリンゴが一時的に集中して供給さ
れても未選別リンゴを排出することの無い、自動箱詰機
能を備えた、リンゴの自動選別装置を提供することを目
的とする。

ただし本発明において自動箱詰とは、箱詰作業の一部を
自動的に補助することを含み、具体的にはリンゴを自動
的にトレイ上に配列して、箱詰作業の所要労力を著しく
軽減することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために創作した本発明装置の基本
的な原理について、第６図を参照しつつ次に述べる。

従来形の搬送レーンに、回転アーム形の果実キャッチャ
とｘＹ子テーブルを設は場合、該ＸＹ子テーブル能力を
極度に大きく設定しない限り、レーンの終点Ｅから未選
別のリンゴが排出される虞れがあるということについて
は前項で述べた如くである。

本発明者は先ず、特定色調・サイズのリンゴの供給が集
中するのは一時的現象であることに着目した。

こうした着想に基づいて言えば、（第６図参照）別途に
自動搬送系統Ｒを設けて、レーン終点Ｅに排出された未
選別（サイズに関して未選別・色調については選別済）
のリンゴを矢印ｒの如く回収してレーンの始点へ帰して
やれば良いことが解る。

しかしこのようなリターンの搬送係を設けると搬送系統
全体が複雑になり、その自動制御が容易でない。

本発明は、上記の如く別個のリターン用搬送系Ｒを設け
ることなく同様の効果を得るため、色調別に選別された
リンゴを搬送する４基の水平な無端環状の循環コンベア
を設ける。

そして上記４基の循環コンベアに各８個の回転アーム形
果実キャッチャを配列する。

そして、上記の回転アーム形果実キャッチャのそれぞれ
に対してＸＹ子テーブル配設する。

しかし、前述したＡ−Ｄの４色調中には分布率の少ない
色調も有るので、４基中の１，２基の循環コンベアには
回転アーム形果実キャッチャの配置を省略しても良い。

また、分布率の多い色調のリンゴを搬送する循環コンベ
アについても、総べてのサイズのリンゴの分布率が多い
訳ではないので、サイズ等級８種類の内、１〜４種類に
対応する回転アーム形果実キャッチャについてはＸＹ子
テーブル配設を省略することも出来る。

〔作用〕

上記の如く、水平搬送形の循環コンベアに沿って回転ア
ーム形果実キャッチャを設けると共に。

上記果実キャッチャから放出されるリンゴをトレイの上
に配列させるＸＹ子テーブル設けると、成る一つの色調
・サイズのリンゴが一時的に集中して、果実キャッチャ
が循環コンベア上のリンゴをパスさせても、そのパスし
たリンゴは再び同じ果実キャッチャの所へ帰ってくる。

このリンゴが１循環している間にＸＹ子テーブル混雑が
解消していれば２回目に回ってきたときに循環コンベア
から掴み降ろされ、ＸＹ子テーブルトレイ上に搭載され
る。混雑が永びいて３回目に掴み降ろされることも有り
得るが、特定色調・サイズの一時的集中は長時間に亙る
ことか無いので、ＸＹ子テーブルトレイの交換を終れば
常態に復する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る自動選別２箱詰装置の一実施例を
示す模式的な平面図である。

１１’は、従来例（第２図）における搬送レーン１１に
対応する１色調段階別の搬送レーンで１色調Ａ用のレー
ン１１Ａ’から色調り用のレーン１１０′までの４列の
レーンによって構成されている。

一方、色調Ａのリンゴを水平方向に循環させる無端環状
の循環コンベア１５Ａと、 色調Ｂのリンゴを水平方向に循環させる無端環状の循環
コンベア１５Ｂと。

色調Ｃのリンゴを水平方向に循環させる無端環状の循環
コンベア１５Ｃと、 色調りのリンゴを水平方向に循環させる無端環状の循環
コンベア１５Ｄと、が配設されている。

作業員によって色調段階別に分類され、レーン（Ａ）１
１人′に載せられた色調Ａのリンゴは、矢印ｆの如く搬
送され、循環コンベア１５Ａに載せられる。

色調Ｂのリンゴは、レーン（Ｂ）ＩＩＢ’から矢印ｇｌ
＋ｇ２の如く搬送され、循環コンベア１５Ｂに２箇所で
載せられる。

色調Ｃのリンゴは、レーン（Ｃ）ｌｌｃ’から矢印＋１
１＋　Ａ２の如く搬送され、循環コンベア１５Ｃに２箇
所で載せられる６ 色調りのリンゴは、レーン（Ｄ）１１．’から矢印ｉの
如く搬送され、循環コンベア１５Ｄに載せられる。

色調Ａのリンゴの個数は、全体の個数中に占める比率が
少ないので、循環コンベア１５Ａの周囲にはＸＹ子テー
ブル備えていない８個のステーションａ　１　””’　
ａ　Ｂを配列する。

Ａ１・２は、サイズ等級１のリンゴをステーションａｌ
に降ろし、サイズ等級２のリンゴをステーションａ２に
降ろす、旋回アーム形の果実キャッチャである。

同様に、ステーションａ３ｖ　ａ４に旋回アーム形の果
実キャッチャＡ３・４が、 ステーションａ５＋　８６には旋回アーム形の果実キャ
ッチャＡ５・６が、 ステーションａ７＋　ａＱには旋回アーム形の果実キャ
ッチャＡ７・８が、それぞれ配設されている。

１２′は、循環コンベアに載せられて通過するリンゴの
形状をＩＴＶで撮像し１画像処理してリンゴのサイズ等
級を判定し、前記旋回アーム形の果実キャッチャ８個の
内の何れか１個に対してリンゴ掴み降ろしの指令信号を
発するサイズセンサである。

色調Ｂのリンゴが供給される循環コンベア１５Ｂは、８
個の旋回アーム形果実キャッチャＢ１〜Ｂ８を配設され
ている。

上記８個の果実キャッチャ８１〜Ｂ８の内、７個の果実
キャッチャ８２〜Ｂ８はそれぞれＸＹ子テーブル３を備
えている。これら７個のＸＹ子テーブル同様の構成で、
トレイ供給器１３ａと、搬出コンベア１３ｂとを備えて
いる。

ＸＹ子テーブル３によってトレイ上に載せられたリンゴ
は搬出コンベア１３ｂで送り出されるので、作業員が段
ボール箱にトレイ２枚（リンゴを載せている）を収めて
出荷コンベア１４に乗せる。

旋回形の果実キャッチャＢ１にはＸＹ子テーブル設けず
、固定テーブル１４を配設しである。

本実施例の装置を稼働させる際、その時の収穫内容に応
じて色調Ｂのリンゴの内に分布率の少ないサイズ等級の
リンゴを、この果実キャッチャＢ１によって固定テーブ
ル１４上に降ろさせる。

この循環コンベア１５に供給される色調Ｂのリンゴは、
−日処理個数１５万個中の半分間になる（分布比率が大
きい）ので、矢印ｇｌ＋ｇ２の如く２箇所でリンゴの搭
載を行う。これに対応して２個のサイズセンサ１２が設
けられている。

色調Ｃのリンゴ（分布比率が大きい）を取扱う循環コン
ベア１５Ｃの周辺に配列した機器の構成は、前記循環コ
ンベア１５Ｂの周辺機器の配列と類似である。

即ち、固定テーブル１４を備えた旋回アーム形果実キャ
ッチャＣ１と、 それぞれＸＹ子テーブル３を備えた７個の旋回アーム形
果実キャッチャ０２〜Ｃ８とが配列されている。

搬送レーン（Ｄ）１１０’から色調りのリンゴの供給を
受ける循環コンベア１５Ｄについては、該色調りのリン
ゴの分布比率が少ないので、ＸＹ子テーブル有しない７
個のステーションｄ１〜ｄ７と、４個の旋回アーム形果
実キャッチャＤ１・２．同Ｄ２・３、同４・５．同６・
７を設けである。

ただし、−膜内には分布比率の小さい色調Ａ。

Ｄのリンゴも、収穫条件の如何によっては、その内の少
数のサイズ等級に限って比較的多く混じっている場合も
有り得るに うした場合に備えて、循環コンベアＬ５Ｄに設けたステ
ーションｄ８は、ＸＹ子テーブルよって構成する。

本実施例の装置を稼働させる際、このＸＹ子テーブルり
なるステーションｄ８は、任意の等級サイズに対応させ
ることができる。

更に１色調Ａのリンゴを搬送レーン（Ｄ）１１［１’に
載せて循環コンベア１５Ｄに供給し１色調りのリンゴを
同様に循環コンベア１５Ａに供給することも可能である
。従って、ＸＹ子テーブルりなるステーションｄ８は、
色調Ａ又はＤの内の、何れか一つのサイズ等級の分布率
が多い場合、その分布率の多い種類のリンゴに容易に対
応させることが出来る。

本実施例においては、４色調×８サイズ等級＝３２種類
に相当するステーションに対して。

２４個の旋回アーム形果実キャッチャと、１５個のＸＹ
子テーブルによって、リンゴの選別・箱詰の作業の大半
を自動化した。

従来例の装置（第２図）を備えたリンゴの選別出荷場の
従業員１２０人中の９０人がアンローダに配列されたの
に比し１本実施例（第１図）を備えたリンゴの選別・出
荷場においては、ステーションに配置する作業員が２０
人で足り、総数５０人の作業員によって従来例と同じく
１日（８時間）あたり１５万個のリンゴを選別９箱詰め
することが出来た。

本実施例は上記のようにして４基の循環コンベアを設け
ることを基本構成とし、各種色調、サイズの分布状態に
適応して合理的な個数の回転アーム形果実キャッチャと
ＸＹ子テーブルを配設したので、製造コストを極力抑制
しつつ、作業員の総数を１２０人から５０人に減少させ
ることが出来しかも、成る特定の色調・サイズのリンゴ
が集中しても、その他の色調・サイズのリンゴの自動選
別。

箱詰作動を停滞させたり混乱させたりすることなく、前
記特定色調・サイズのリンゴの自動箱詰作業が混雑して
いる間、後続のリンゴを循環コンベア上で待期させて混
雑を緩和し、装置全体としての円滑な作動を保たせるこ
とが出来る。

このように、特定色調・サイズの一時的な集中による混
雑を緩和して自動的に箱詰作動を行わせるという効果は
、ＸＹ子テーブル備えた果実キャッチャを循環コンベア
に沿って配列したことによって初めて達成し得たもので
ある。

〔発明の効果〕

本発明の自動選別箱詰装置を適用すると、ｘｙ子テーブ
ル能力に大きい余裕を持たせることなく多数のリンゴを
自動的にサイズ別に選別して自動的に箱詰めすることが
でき、しかも、成る色調。

サイズのリンゴが一時的に集中して供給されても他の色
調、サイズのリンゴの選別箱・詰作動を停滞させたり混
乱させたりする虞れ無く、装置全体の稼働を円滑に維持
することが出来るという優れた実用的効果を奏し、リン
ゴの選別出荷業務の省力自動化に貢献するところ多大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るリンゴの自動選別１箱詰装置の一
実施例を示す模式的な平面図である。 第２図は従来例のリンゴの自動選別装置の模式的な平面
図である。 第３図は公知のＸＹ子テーブル説明図である。 第４図及び第５図は本発明の構成機器の一つである回転
アーム形果実キャッチャの説明図である。 第６図は本発明の基本的な原理の説明図である。 １１、１１’・・・搬送レーン、ＩＩＡ、　ＩＩＡ’・
・・レーン（Ａ）、１１Ｂ、　ＩＩＢ’−・・レーン（
Ｂ）、ｌｌｃ、　ｌｌｃ’−・・レーン（Ｃ）、１１０
、１１０’・・・レーン（Ｄ）、１２・・・自動秤量器
、１２’・・・サイズセンサ、１３・・・ＸＹ子テーブ
ル１３ａ・・・トレイ供給器、１３ｂ・・・搬出コンベ
ア、１４・・・出荷コンベア。 特許出願人　日本無人化システム株式会社代理人弁理士
　秋　　　本　　　正　　　実（外１名） ／ 手続ネ市正書（自発） 事件の表示 昭和６３年特許願第２３２２９０号 発明の名称 リンゴの自動選別箱詰装置 補正をする者 事件との関係　　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、色調によって４段階に選別された多数のリンゴを色
   調段階別に搬送するＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４列の搬送レーン
   と、 前記４列の搬送レーンのそれぞれからリンゴを供給され
   て搬送する４基の水平無端環状の循環コンベアと、 上記４基の水平無端環状の循環コンベア中の少なくとも
   ２基の循環コンベアのそれぞれに沿って設けられた８個
   の回転アーム形果実キャッチャと、 上記２基の循環コンベアのそれぞれに沿って設けられた
   ８個の回転アーム形果実キヤツチヤの内の過半数の回転
   アーム形果実キャッチャにＸＹテーブルを設けたことを
   特徴とする、リンゴの自動選別箱詰装置。