JPH04279840A - 目的物の硬さを検査するための装置及び方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、必ずしもそうではない
が、キーウィーフルーツ、ピーチ、ネクタリン、プラム
、あるいはトマトのような薄い皮を有するフルーツや野
菜に用いるために案出された、対象物の硬さを検査する
装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、少な
くとも公衆に有益な選択を提供する、硬さを検査する装
置及び／又は方法を提供することである。

【０００３】

【課題を解決するための手段】第一の態様として本発明
は、目的物の質量より小さい質量を有する部材と、目的
物及び部材の間の予め実質的に決められた相対速度で互
いに部材または目的物を接触せしめる駆動手段と、接触
から生じる部材の速度変化量を測定する測定手段、とを
有し、この測定された速度変化量を、目的物の硬さを示
すものとすることを特徴とする、目的物の硬さを検査す
るための装置を包含する。

【０００４】第二の態様として本発明は、薄い皮のフル
ーツまたは野菜の平均的質量より小さい質量を有する部
材と、薄い皮のフルーツまたは野菜と上記部材との間の
予め実質的に決められた相対速度で互いに直接的又は間
接的のいずれかで上記部材または薄い皮のフルーツ若し
くは野菜を接触せしめる駆動手段と、接触から生じる上
記部材の速度変化量を測定する測定手段、とを有し、こ
の測定された速度変化量を、薄い皮のフルーツまたは野
菜の硬さを示すものとすることを特徴とする、薄い皮の
フルーツまたは野菜の硬さを検査するための装置を包含
する。

【０００５】第三の態様として本発明は、接触作動式の
スイッチと、駆動手段と、上記駆動手段が第一の位置か
ら解放され得るように上記駆動手段と関係するトリガー
機構と、上記トリガー機構の解放により、上記駆動手段
を、上記駆動手段の移動が上記スイッチに付加されるべ
き力を生じるような第二の位置に付勢する付勢手段と、
上記スイッチの状態を示す指示手段、とを有することを
特徴とする硬さ検査装置を包含する。

【０００６】第四の態様として本発明は、目的物の質量
より小さい質量を有する部材に目的物を直接的又は間接
的に接触せしめるステップと、部材の速度変化量を測定
するステップ、とを有し、接触時の部材及び目的物の間
の相対速度は予め実質的に決められ、速度変化量は、目
的物の硬さを示すものとなされることを特徴とする、目
的物の硬さを検査するための方法を包含する。

【０００７】第五の態様として本発明は、薄い皮のフル
ーツまたは野菜の質量より小さい質量を有する部材に薄
い皮のフルーツまたは野菜を直接的又は間接的に接触せ
しめるステップと、部材の速度変化量を測定するステッ
プ、とを有し、接触時の部材と薄い皮のフルーツまたは
野菜との間の相対速度は、予め実質的に決められ、速度
変化量は、薄い皮のフルーツまたは野菜の硬さを示すも
のとなされることを特徴とする、薄い皮のフルーツまた
は野菜の硬さを検査するための方法を包含する。

【０００８】第六の態様として本発明は、実質的に知ら
れたモーメントで第一の材料の表面に接触作動式のスイ
ッチを運ぶステップと、スイッチが上記表面に接触した
状態に変化するかどうかを決定するステップ、とを有す
ることを特徴とする、材料の硬さを検査するための方法
を包含する。本発明が関係する当業者にとって、本発明
の大きく異なる実施例及び応用並びに構造上の多数の変
更は、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を逸脱す
ることなく、示唆され得る。ここに記載され開示される
ものは、純粋に説明的であり、道理を制限しようとする
ものではない。

【０００９】

【実施例】図１を参照すると、硬さを検査する装置１は
、検査されるべき目的物の質量よりも意図的に軽い質量
を有する部材３と、目的物と該部材との間の所定の相対
速度で該部材を目的物に接触せしめる駆動手段５と、部
材３上に位置決めされる二路開閉スイッチを作動させる
力を有する測定手段２、とを有する。図示実施例におい
て、力が作用する二路開閉スイッチ２は、部材３に固定
されたマイクロスイッチを有する。部材３は、ピボット
８の周りを動くアームを有し、アーム９は、力が作用す
るマイクロスイッチ２を検査されるべき目的物に接触せ
しめることができる。あるいは、部材３は真直なロッド
で支持され得る。あるいは、接触作動がなされるスイッ
チは、装置の外側ボディ７上に緩く取り付けられ得る。 部材３は、それがピボット８の周りを回転するときにス
イッチ２の内側を打つことができる。

【００１０】トリガー機構４は、第一の位置から部材３
を解放するために設けられる。図示トリガー機構は、ピ
ボット１３の周りを動くトリガーアーム１２を有する。 トリガーアーム１２は、駆動アーム９上の係合手段と係
合するためのフック１４を一端に有する。駆動アームが
第一位置にあるとき、フック１４は係合手段１５と係合
し、駆動アーム９は、第二位置に移動するのを制限され
る。明らかなことには、トリガーアーム１２がピボット
１３の周りを回転するので、フック１４は係合手段１５
と非係合状態となる。次いで、駆動手段５は、検査され
るべき目的物にマイクロスイッチ２が接触するような第
二位置に駆動アーム９を偏倚する。

【００１１】図１には、装置の外側ボディ及び駆動アー
ム９に連結されるヘアーピンばねを有する駆動手段５が
示される。更に、駆動手段５は、ばねに付加されるべき
特別な張力を許容するために調整ねじ１８によって所定
の引張状態または圧縮状態に調整自在である。これによ
り、駆動アーム９における偏倚の調整が可能となり、駆
動アーム９の後ろのマイクロスイッチ２に付加されるエ
ネルギまたは力の大きさ、あるいはその速度は、第二位
置で検査されるべき目的物にスイッチ２を向かわせるた
めに、第一位置から解放されている。更に、調整ねじ１
８は、同じ結果を達成するために、カム・アジャスタで
代用され得る。指示手段６は、力が作用するスイッチ２
の閉成状態を示すために設けられる。このような指示手
段は、可聴的または可視的なアラームを有しマイクロス
イッチ２に作用する電気回路によって準備され得る。好
適実施例において、指示手段６は、マイクロスイッチ２
が回路のスイッチとして作動するように、バッテリー２
０、電気基板２１、スピーカー２２、および配線を有す
る。

【００１２】図１に示すように、好適実施例は、トリガ
ー機構の作動に作用する特別のスイッチ２６を有し、こ
れにより、トリガー機構が第一位置から移動するときで
あり且つ駆動アーム９が第一位置から移動する以前にお
いては、可聴的シグナルが電気回路から発生され且つス
ピーカー２２から省略される。トリガーは、マイクロス
イッチ２に接触させるために駆動アーム９を解放させる
第二位置に移動され得る。もし、検査されるべき目的物
に対して接触するマイクロスイッチ２の状態が、通常閉
じるように、変化するならば、可聴的アラームが停止さ
れる。もし、スイッチが閉じなければ、可聴的シグナル
は所定時間、２秒程度連続する。電気回路の全体的なＯ
Ｎ／ＯＦＦスイッチとして、別のスイッチ２４が設けら
れ得る。

【００１３】駆動アーム９がトリガー機構４と再係合さ
れ得るように、駆動アーム９を第二位置から元の第一位
置に退かせるために、別の撤退手段（図示せず）も設け
られ得る。この撤退手段は、独立したレバーによって作
動され得るし、あるいは、拳銃等に用いられる物と類似
のダブル・アクションのトリガーを形成するためにトリ
ガー機構に組み込まれ得る。ダブル・アクションのトリ
ガーは、トリガーアーム１２の２段階作動を包含し得る
。第一段階の作動は、アーム９を第一位置に撤退させ駆
動アームをこの位置に保持することである。トリガーア
ーム１２の第二作動は、既に記載したように、駆動アー
ムを解放することである。

【００１４】使用時において、装置は、検査が為される
べきフルーツまたは他の目的物に接触せしめられる。撤
退手段は、駆動アームを第一位置に置くために作動され
、トリガーアーム１２によってそこに支持され得る。 トリガー機構は、駆動アーム９が第二位置に移動自在で
あるように作動され得る。解除されると、駆動アーム９
は、駆動手段５によって第二位置に駆動され、且つ所定
速度でマイクロスイッチ２を目的物まで運ぶ。マイクロ
スイッチ及び駆動手段の質量は公知であり、マイクロス
イッチ及び駆動手段のモーメント並びにエネルギも公知
である。もし、マイクロスイッチに接近するためにスイ
ッチとの接触を介して充分な力が伝達されるならば、マ
イクロスイッチの作動のみ生じる。

【００１５】スイッチを介して伝達される力の大きさは
、マイクロスイッチ２に付加されるモーメントまたはエ
ネルギに依存すると共に、マイクロスイッチ２が打つ材
料の硬さに依存する。柔らかい材料がスイッチに接触す
るならば、材料それ自体は、「クッション」効果を介し
てモーメント及びエネルギを追い払う。あるいは、もし
硬い材料がマイクロスイッチ２に接触するならば、クッ
ション効果は低減され、マイクロスイッチに伝達される
力は増大する。力、モーメント、およびエネルギという
用語は、加速、速度における変化量、または部材３の速
度を示すものとして用いられ得る、ということに留意さ
れたい。同様に、マイクロスイッチ２に接近するために
要求される力は、減速度または部材３の速度における変
化量に直接比例する。

【００１６】更に、本発明は、発明の範囲を逸脱するこ
となく、運動学的エネルギまたはモーメントのようなエ
ネルギ変化に利用及び／又は記載され得る。これらのパ
ラメータは、物理の基本原則を通じて関連される。図２
を参照すると、スイッチ２を介して作用する力は、線５
１および５２で示される。線５１は、硬い材料に対する
典型的な反応を示し、線５２は、柔らかい材料に対する
典型的な反応を示す。もし駆動アーム９を介して伝達さ
れるモーメントが一定であり続けるならば、各カーブの
下領域は実質的に同様である、ということに留意された
い。もしマイクロスイッチ２に接近するために要求され
る力が点線５３で示されるならば、線５１で示される硬
い材料からの反応は、スイッチに接近するのに必要な力
の閾値（いきち）を越えてしまう。従って、指示手段６
は、硬い材料のみと共に生じるスイッチ２の閉成によっ
て、作動され、あるいは本発明の好適実施例においては
反作動される。記載された装置は、スイッチの閉成を許
容するに足るだけの硬さを有する目的物とそうでない目
的物との間の比較を提供する。実験、適当な大きさの閉
成力を必要とするマイクロスイッチの選択を通じて、ま
た、駆動アーム９及び又は駆動手段５の重量変動により
、装置は、危険値より硬いか柔らかいかの指示を提供す
るために設置され得る。更に、調整手段１８によるばね
５の張力の簡単な調整は、調整されるべきこの危険値の
レベルを可能とする。

【００１７】図３および４に示す実施例を参照すると、
装置は、別の手で持つテスターを有する。単純な原則に
基づき、この第二の実施例はプローブを有し、プローブ
は、包装（パッケージ）を取り去ることなく、既に包装
されているフルーツを検査するために包装の通気孔を通
して挿入され得る。この実施例において、プローブコア
３８は、検査されるべき目的物に直接接触する位置に置
かれ得る。力が作用するスイッチ２は、プローブコア３
８の最外端部に位置され、且つ、駆動手段、コイルばね
２８によって駆動される駆動アーム９の端部の部材３に
よって作動され得る。使用時に、トリガー機構４は、押
し下げられ得る。このトリガーの押し下げは、駆動アー
ム９を持ち上げ且つレバーを引くカム２９を作動させる
。トリガー機構４及びカム２９は、レバー３２が装置か
ら可聴的シグナルを開始するためにマイクロスイッチ３
３を作動させるように、設計される。同時に、トリガー
機構４従ってカム２９の回転は、コイルばね２８によっ
て駆動される駆動アーム９を解放し、これにより、駆動
アーム９及びその端部の部材３は、マイクロスイッチ２
に接触し得る。プローブコア３８は、プローブ３０内を
自在にスライドする。マイクロスイッチ２を介した部材
３及び駆動アーム９からの力の付加により、部材３は、
プローブコア３８の端部の目的物の硬さに応じて減速す
るあるいは速度が変化する。この減速は、マイクロスイ
ッチ２が可聴的シグナルを減じるように接近するか開い
たままであるかを決定し、可聴的シグナルを連続させる
。

【００１８】先の実施例と同様、可聴的シグナルは、バ
ッテリーパック２０、電子ボード２１、及びスピーカー
２２を組み込む電子回路によって提供される。前記実施
例と一致するように、駆動手段、コイルばね２８の付勢
は、調整手段１８を用いることにより調整され得る。こ
の場合、調整手段１８は、調整ねじ３５を回転させるホ
イール３４を有する。両実施例において、駆動アーム９
はそのピボットの周りについて釣り合わされるべきであ
り、これにより、駆動アーム９によって伝達される力は
、駆動手段５に全般的に依存し、駆動手段５は、駆動ア
ーム９によって伝達される力を付勢する重力に拘わらず
テスターをいかなる方向からも目的物に接近させ得る、
というこるに留意されたい。また、部材３の大きさは目
的物の大きさより明らかに小さくあるべきであり、これ
により、部材３によって伝達される力は目的物を損傷せ
ず、部材３の減速度は、部材３からのモーメントの伝達
を介する目的物の速度における実質的な増大によって影
響されない、ということに留意されたい。

【００１９】記載した好適実施例の多くの変更例は、発
明の範囲を逸脱することなく使用され得る。例えば、力
が作用するマイクロスイッチ２の代わりに、力変換器ま
たは結合されたひずみゲージを装置に組み込むことが可
能である。また、これらの両変更例はいずれも、フルー
ツが所望の硬さレベルを有するか否かを単に測定する代
わりにフルーツの硬さに対応する直接の値を測定するこ
とを可能ならしめる。更に、同装置は、薄い皮のフルー
ツ及び／又は野菜用の梱包ラインに組み込まれ得るので
、フルーツ及び／又は野菜はそれらの硬さにもとづいて
より分けられる。梱包ライン用ユニットは、多数の部材
、駆動手段、及び互いに並んで配置された測定手段を有
し、それらは、検査機械を通過するフルーツの列に作用
し得る。更に、第二の検査ユニットは、梱包ラインのい
ずれかに位置決めされ得る。これにより、フルーツは、
異なった値に設定される各検査ユニットにより特定の値
の範囲内により分けられ得る。

【００２０】図５に示す第三の実施例において、装置は
、キーウィーフルーツのようなフルーツの梱包ラインま
たは分類ラインに組み込まれる。表面６１は、梱包ライ
ンに沿って傾斜路６２までフルーツを運ぶ。傾斜路６２
の端に到達すると、フルーツは、縁部を越えプローブま
たはスパイク６３の上に降下するように重力を利用する
。プローブまたはスパイク６３は、ピボット６４の周り
を動き、釣り合い重り６６によって釣り合わされる。 一旦フルーツに接触すると、プローブ６３は、ピボット
６４の周りを回転し且つマイクロスイッチ６７を接触す
る。マイクロスイッチ６７は、ピボット６４の周りを回
転するアーム６８の上にある。ピボット６４の周りにこ
れら両部材を回転させることは便宜的なものであり、そ
れらは独立して回転され得る、ということに留意された
い。

【００２１】他の実施例と同様に、プローブ６３の速度
は、それが傾斜路６２の縁部から落下するので、フルー
ツまたは薄い皮の野菜によってそれに伝達される力に依
存する。また、この力は、薄い皮のフルーツまたは野菜
の硬さに依存する。従って、正しいキャリブレーション
、振動抑制、そしてプローブ６３および回転部材６８の
制限により、マイクロスイッチ６７の閉成は、適当な硬
さを有する薄い皮のフルーツまたは野菜のような目的物
がプローブ６３に接触するときにのみ発生し得る。傾斜
路６２はこの例において駆動手段を形成し、マイクロス
イッチの閉成に批判的であるのは接触時の目的物の速度
である、ということに留意されたい。同様に、テスター
の列は、トイレやパレット等の上に置かれたフルーツの
列を検査するように配置され得る。また、１つ以上のテ
スターを組み込む自動化システムは、テスターが近くを
通過するのでテスターをフルーツ検査列の周りに移動さ
せるように用いられ得る。このような自動化システムは
ロボット技術を組み込み得る。

【００２２】装置は、薄い皮のフルーツ／野菜や他の目
的物に対する非破壊的な検査を提供する。明らかには、
駆動手段３の大きさの変化、及びマイクロスイッチ２の
選択の変更、更には駆動手段の変化と共にマイクロスイ
ッチ２を接近させるために要する力は、樹脂、金属、及
び土を有する他の物質を検査するための装置を適応させ
るのを可能ならしめる。更に、装置は、組織の硬さを検
査するような医学的応用を有し得る。このことは、腫瘍
の検査において特に重大である。

【００２３】本発明の少なくとも好適実施例において、
一般的な検査方法及び装置を越える多くの利点を可能と
する方法及び装置が提供される、ということが理解され
得る。特に、キーウィーフルーツ用の一般的な検査装置
は、検査されるべき個々のフルーツ片に対して破壊的で
あるか極めて高価であるかのいずれかである。破壊的検
査は、フルーツ片毎の検査を可能としないので、フルー
ツ全量の平均的結果のみ提供される。フルーツがマーケ
ットへの供給以前に分類されねばならないのか否かに拘
わらず、フルーツマーケット的にあまりに柔らか過ぎる
かあるいはこれらの目的のためにフルーツを選択及び分
類することに役立つのか否かに拘わらず、フルーツの硬
さの非破壊的検査は、フルーツを摘む適当な時間の指針
を提供し得る。

【００２４】また、本方法及び装置は、個々のフルーツ
片を１回以上検査するための性能を通じてフルーツの腐
敗に対して成し遂げられるべきより重大な調査を可能と
する。フルーツの検査片の破壊を必要とする一般的な装
置は、フルーツ群の平均的変化を示すことができるが、
フルーツ片個々の変化を示すことができない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本装置の第一の実施例の正面断面図で
ある。

【図２】図２は、本発明の記載に対応する力と時間との
関係図である。

【図３】図３は、第二の実施例装置の平面図である。

【図４】図４は、第二実施例装置の正面断面図である。

【図５】図５は、第三の実施例装置の概略構成図である
。

【符号の説明】

１…装置 ２…マイクロスイッチ ３…部材 ４…トリガー機構 ５…駆動手段 ８…ピボット ９…駆動アーム １３…ピボット １４…フック １５…係合手段 ２０…バッテリー ２１…電気基板

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　目的物の質量より小さい質量を有する
   部材と、目的物及び部材の間の予め実質的に決められた
   相対速度で互いに直接的又は間接的のいずれかで部材ま
   たは目的物を接触せしめる駆動手段と、接触から生じる
   部材の速度変化量を測定する測定手段、とを有し、この
   測定された速度変化量を、目的物の硬さを示すものとす
   ることを特徴とする、目的物の硬さを検査するための装
   置。
2. 【請求項２】　　予め選択した硬さレベルに達する目的
   物を示すための指示手段を更に有することを特徴とする
   請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】　　上記測定手段は、力が作用する二路開
   閉スイッチを有することを特徴とする請求項１または２
   に記載の装置。
4. 【請求項４】　　上記力が作用する二路開閉スイッチは
   、マイクロスイッチを有することを特徴とする請求項３
   に記載の装置。
5. 【請求項５】　　上記測定手段は、力変換器または結合
   されたひずみゲージを有することを特徴とする請求項１
   または２に記載の装置。
6. 【請求項６】　　上記指示手段は、可聴的アラームを非
   発生または発生させるため上記測定手段によって非活動
   的または活動的にされる電気または電子回路を有するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の装置。
7. 【請求項７】　　上記指示手段は、可視的アラームを非
   発生または発生させるため上記測定手段によって非活動
   的または活動的にされる電気または電子回路を有するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の装置。
8. 【請求項８】　　上記部材は、軽い弾道学的アームを有
   することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に
   記載の装置。
9. 【請求項９】　　上記駆動手段は、コイルばねを有する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載
   の装置。
10. 【請求項１０】　　上記駆動手段は、重力を利用するこ
    とを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の
    装置。
11. 【請求項１１】　　薄い皮のフルーツまたは野菜用の梱
    包ラインに組み込まれ得ると共に、フルーツ及び／又は
    野菜に応じてこれらを分類するのに用いられ得ることを
    特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装
    置。
12. 【請求項１２】　　薄い皮のフルーツまたは野菜の平均
    的質量より小さい質量を有する部材と、薄い皮のフルー
    ツまたは野菜と上記部材との間の予め実質的に決められ
    た相対速度で互いに直接的又は間接的のいずれかで上記
    部材または薄い皮のフルーツ若しくは野菜を接触せしめ
    る駆動手段と、接触から生じる上記部材の速度変化量を
    測定する測定手段、とを有し、この測定された速度変化
    量を、薄い皮のフルーツまたは野菜の硬さを示すものと
    することを特徴とする、薄い皮のフルーツまたは野菜の
    硬さを検査するための装置。
13. 【請求項１３】　　接触作動式のスイッチと、駆動手段
    と、上記駆動手段が第一の位置から解放され得るように
    上記駆動手段と関係するトリガー機構と、上記トリガー
    機構の解放により、上記駆動手段を、上記駆動手段の移
    動が上記スイッチに付加されるべき力を生じるような第
    二の位置に付勢する付勢手段と、上記スイッチの状態を
    示す指示手段、とを有することを特徴とする硬さ検査装
    置。
14. 【請求項１４】　　目的物の質量より小さい質量を有す
    る部材に目的物を直接的又は間接的に接触せしめるステ
    ップと、部材の速度変化量を測定するステップ、とを有
    し、接触時の部材及び目的物の間の相対速度は予め実質
    的に決められ、速度変化量は、目的物の硬さを示すもの
    となされることを特徴とする、目的物の硬さを検査する
    ための方法。
15. 【請求項１５】　　請求項１から１３のいずれか１項に
    記載の装置を使用することを特徴とする目的物の硬さを
    検査するための方法。
16. 【請求項１６】　　薄い皮のフルーツまたは野菜の質量
    より小さい質量を有する部材に薄い皮のフルーツまたは
    野菜を直接的又は間接的に接触せしめるステップと、部
    材の速度変化量を測定するステップ、とを有し、接触時
    の部材と薄い皮のフルーツまたは野菜との間の相対速度
    は、予め実質的に決められ、速度変化量は、薄い皮のフ
    ルーツまたは野菜の硬さを示すものとなされることを特
    徴とする、薄い皮のフルーツまたは野菜の硬さを検査す
    るための方法。
17. 【請求項１７】　　実質的に知られたモーメントで第一
    の材料の表面に接触作動式のスイッチを運ぶステップと
    、スイッチが上記表面に接触した状態に変化するかどう
    かを決定するステップ、とを有することを特徴とする、
    材料の硬さを検査するための方法。