まず、本発明の実施例である箱詰装置を備えた仕分け搬送箱詰め設備について図1、図2及び図3を参照しながら説明する。ここで、図1は、仕分け搬送箱詰め設備の平面図であり、図2は仕分け搬送箱詰め設備の上下方向の断面図である。図3は箱詰め待機コンベア部6及び箱詰装置の上下方向の断面図である。
仕分けコンベア部1上を搬送される複数の長物の農産物(例えば、茄子、胡瓜)は、所定の仕分け排出部から等級別階級別に仕分け排出され、引き出しコンベア部2に進入する。
この引き出しコンベア部2の終端部には位置揃えコンベア部3が連結されており、位置揃えコンベア部3の終端部には農産物をコンベアの中央に整列させるための整列コンベア部4が連結されており、この整列コンベア部4の終端部には、作業者が枕詰めなどを行うための枕詰め待機コンベア部5が連結されている。
引き出しコンベア部2に進入した一組の農産物は、搬送方向の位置が異なっていることもあり、位置揃えコンベア部3の各搬送路に複数のストッパ31を進入させて先頭を進行する農産物の搬送動作を一旦停止させることにより、位置揃えを行い、搬送方向の位置が揃った状態で整列コンベア部4に進入させることができる。
整列コンベア部4に進入した一組の農産物は、コンベアの中央側に移動しながら下流に搬送され、互いに搬送直交方向に接触した状態で、枕詰め待機コンベア部5に進入する。
枕詰め待機コンベア部5では、二組の農産物の搬送動作を一旦停止させた状態で、作業者Wにより枕詰め用の農産物が加えられる。枕詰め用の農産物が加えられた二組の農産物は、箱詰め待機コンベア部6に進入する。箱詰め待機コンベア部6に進入したこれらの農産物のうち、二組の農産物は箱詰め待機コンベア部6の終端部に当接して停止し、枕詰め用の農産物は二組の農産物に対して所定の間隔を空けて停止する。
この箱詰め待機コンベア部6は、枕詰め待機コンベア部5からの農産物の進入を許可する進入許可位置と、この進入許可位置の上方に配置され、吸着ユニット8(9)に農産物を吸着させる箱詰待機位置との間を昇降移動可能となっている。
箱詰め待機コンベア部6の近傍には、箱詰装置7が配置されており、この箱詰装置7は、第1及び第2の吸着ユニット8、9を有している。吸着ユニット8は、二組の農産物を吸着する吸着子がマトリクス状に配置されたマトリクス吸着部8Aと、枕詰め用の農産物を吸着する枕詰め用吸着部8Bとを有している(図3参照)。なお、吸着ユニット9も同様の構成である。
これらの吸着ユニット8、9は、保持板回転軸74aを回転軸として、水平方向(矢印X方向)に旋回し、箱詰め待機コンベア部6上の農産物を吸着する箱詰待機位置と、箱詰め作業を行う箱詰位置との間を間欠移動する。
箱詰待機位置に吸着ユニット8(9)が進入すると、装置外装部材75に固定された枕詰め用間隔調整シリンダ86(第2の外力付与手段)が作動し、枕詰め用吸着部8Bは矢印B方向に移動して、マトリクス吸着部8Aから離間する。
マトリクス吸着部8Aから離間した枕詰め用吸着部8Bは、箱詰め待機コンベア部6上の枕詰め用の農産物の真上に停止する。
次に、箱詰め待機コンベア部6を進入許可位置から箱詰待機位置に上動させ、吸着ユニット8(9)に箱詰め待機コンベア部6上の農産物を吸着させる。その後、枕詰め用間隔調整シリンダ86が作動され、枕詰め用吸着部8Bを矢印A方向に移動させ、マトリクス吸着部8Aに接近させる。
このように、本実施例では、枕詰め待機コンベア部6上において枕詰め用の農産物を二組の農産物に対して離間させた位置に待機させている。これにより、二組の農産物を構成する各農産物の長手方向の寸法が通常の農産物よりも長い場合であっても、枕詰め用の農産物の待機位置を変更する必要がなくなる。したがって、枕詰め用間隔調整シリンダ86のストローク量を一定にすることが可能となり、箱詰め作業を正確かつ迅速に行なうことができる。
農産物を吸着した第1の吸着ユニット8(第2の吸着ユニット9)が箱詰位置に進入すると、装置外装部材75に固定された箱詰め用間隔調整シリンダ76(第1の外力付与手段)が作動し、各吸着子の行方向の間隔が農産物の箱詰め間隔に対応した間隔に短縮される。
このように、一つの箱詰め用間隔調整シリンダ76を用いて農産物の箱詰め間隔を調整できるため、各吸着ユニットに間隔調整シリンダを搭載した従来の方式よりも、間隔調整シリンダの数を減らすことができる。これにより、コストを削減するとともに、吸着ユニットの軽量化により箱詰め動作を速くすることができる。
箱詰め用間隔調整シリンダ76により箱詰め間隔が短縮されると、箱詰装置7の下方から上昇する箱体の内側に、第1の吸着ユニット8(第2の吸着ユニット9)が進入し、農産物が箱体の底面に達すると、箱体は停止する。箱体が停止すると、第1の吸着ユニット8(第2の吸着ユニット9)による農産物の吸着が解除され、農産物が箱詰めされる。
一段目の農産物の箱詰め動作が完了すると、箱体は、一旦下降した後に水平方向に180°回転し、回転後に再び上昇して箱詰位置に戻る。
そして、箱詰位置に進入した第2の吸着ユニット9(第1の吸着ユニット8)によって二段目の農産物の箱詰め作業が行われる。これにより、一段目及び二段目の農産物の箱詰めの向きをそれぞれ、水平方向に180°反対向きにすることができる。その結果、箱体内のスペースを有効に活用することができる。
次に、仕分け搬送箱詰め設備を構成する各部の構成について詳細に説明する。
(仕分けコンベア部1について)
図1及び図2に図示するように、仕分けコンベア部1の上流側には、農産物の等級及び階級を計測する不図示の計測装置が設けられている。仕分けコンベア部1上を搬送される所定の等級及び階級を有する農産物が、対応する仕分け領域に到達すると、仕分けコンベア部1の搬送面が開き、仕分けコンベア部1の直下に設けられたホッパー装置11に落下供給される。
このホッパー装置11には、複数の受け部が仕分けコンベア部1における農産物の搬送方向に並設されており、ホッパー装置11に落下供給された農産物がこれらの受け部に所定個数(本例では5個)溜まると、引き出しコンベア部2に落下する構成となっている。なお、本例では、引き出しコンベア部2に略同じタイミングで落下供給された5個の農産物を一組の農産物という。
(引き出しコンベア部2について)
図1及び図2に図示するように、引き出しコンベア部2は、仕分けコンベア部1に対して平面視略垂直に設置されており、引き出しコンベア部2に落下した一組の農産物は、引き出しコンベア部2の搬送直交方向に所定の間隔を空け、位置揃えコンベア部3に進入するが、このとき、落下時の反動等により搬送方向における位置が不揃いの状態となって、位置揃えコンベア部3に進入する場合もある。
(位置揃えコンベア部3について)
位置揃えコンベア部3は、ローラ式のコンベアであり、不図示のローラ駆動装置から駆動力を受けて回転するローラベルトが各ローラの軸部に加圧接触しておいる。したがって、該ローラベルトが回転するのに応じて各ローラを回転させることができる。
位置揃えコンベア部3の下側には、押し上げシリンダ33が複数配置されており、押し上げシリンダ33を伸長方向に作動すると、ローラベルトの各ローラ軸部に対する接触が絶たれて、位置揃えコンベア部3による搬送動作が停止される。
また、位置揃えコンベア部3には、一組の農産物の個数に応じて複数の搬送レーン31〜35が設けられている。
また、図1及び図2に図示ように、各搬送レーン31〜35には、上流側から順に農産物の搬送路に対して進退可能な第1〜4位置揃えストッパ31a〜31dが所定間隔で配置されている。
各搬送レーン31〜35に配置された第1位置揃えストッパ31aは一体的に駆動され、搬送レーン31〜35の下部に設けられた第1ストッパ駆動シリンダ32a(図2参照)のピストンロッドを伸長又は短縮方向に作動させることにより、第1位置揃えストッパ31aを農産物の搬送路に進退させることができる。
また、第2〜第4位置揃えストッパ31b〜31dも第1位置揃えストッパ31aと同様にそれぞれ、第2〜第4ストッパ駆動シリンダ32b〜32dを作動させることにより、農産物の搬送路に進退させることができる。
例えば、落下時の反動等により搬送方向における位置が不揃いとなった状態で、一組の農産物が位置揃えコンベア部3に進入した場合には、搬送路に進入した第1位置揃えストッパ31aに当接して、先頭の農産物の搬送動作が一旦停止される。停止時間が所定時間に達すると、第1位置揃えストッパ31aは搬送路から退避する。
これにより、先頭の農産物と最後尾の農産物との間隔が搬送方向に短縮される。第2〜第3位置揃えストッパ31b、31cでも、同様の方法により先頭の農産物と最後尾の農産物との搬送方向の間隔が短縮され、第4の位置揃えストッパ31dにおいて、全ての農産物が一直線(搬送方向に直交する水平方向)上に並ぶようになっている。
一組の農産物が一直線上に並ぶと、外側の搬送レーンから、すなわち搬送レーン31、35→搬送レーン32、34→搬送レーン33の順番で対応する各第4の位置揃えストッパ31dが退避し、各農産物が順次整列コンベア部4に進入する。
(整列コンベア部4について)
図1及び図2に図示するように、整列コンベア部4は、複数のローラ41をコンベアの側方に向かって下流に傾斜配置した平面視八の字状の搬送コンベアである。位置揃えコンベア部3から進入した一組の農産物は、傾斜配置された各ローラ41のローラ面を搬送方向下流に移動しながら、コンベアの中央に集まり、図1に示すように、隣接する農産物が互いに搬送直交方向に接触した状態で、枕詰め待機コンベア部5に進入する。
また、整列コンベア部4の搬送面には、搬送方向左右一対のガイドコンベア部42が設けられており、表面の凹凸や曲がり等により中央に幅寄せしにくい農産物の搬送方向を矯正している。
(枕詰め待機コンベア部5について)
枕詰め待機コンベア部5は、ローラ式のコンベアであり、不図示のローラ駆動装置から駆動力を受けて回転するローラベルトが各ローラの軸部に加圧接触している。したがって、該ローラベルトの回転動作に応じて各ローラを回転させることができる。
また、枕詰め待機コンベア部5は、搬送方向上流側から順に第1の待機部51、第2の待機部52及び第3の待機部53を有して構成されている。
第1の待機部51は、二組の農産物を貯留できるスペースを有しており、その終端部にはコンベアの搬送路に対して進退可能な待機ストッパ51aが設けられている。
第2の待機部52の下側には、ピストンロッドの先端部に押し上げフランジ板55が固定された第2の待機部前列用押し上げシリンダ52eが設けられており、第2の待機部前列用押し上げシリンダ52eを伸長方向に作動させることにより、第2の待機部52に配置される下流側の搬送ローラの搬送動作を停止させることができる。
また、第2の待機部前列用押し上げシリンダ52eの上流側には、第2の待機部後列用押し上げシリンダ52dが設けられており、第2の待機部後列用押し上げシリンダ52dを伸長方向に作動させることにより、第2の待機部52に配置される上流側の搬送ローラの搬送動作を停止させることができる。
第2の待機部52のコンベア側方には、作業者が枕詰め作業を行うための枕詰め作業領域が設けられており、第2の待機部52の終端部には、第1の待機部51から搬送される二組の農産物を一旦停止させるための枕詰めストッパ52aが設けられている。
この枕詰めストッパ52aは、待機ストッパ51aと同様にコンベアの搬送路に対して進退可能となっている。枕詰め作業領域の上流側には、枕詰め用の農産物を載置した農産物載置台57が設置されており、下流側には、待機ストッパ51a及び枕詰めストッパ52aに対して搬送路への進入及び退避を指示する押しボタン式の待機ストッパ操作スイッチ51b及び枕詰めストッパ操作スイッチ52bが設けられている。
第3の待機部53には、下流側から順に、搬送方向前側の一組の農産物を停止するための待機ストッパ53a、該前側の一組の農産物と後側の一組の農産物とを分断する下流側分断ストッパ53b及び後側の一組の農産物と枕詰め用の農産物とを分断する上流側分断ストッパ53cが農産物の搬送路に対して進退可能に設けられている。
ここで、図2に図示するように、第2及び第3の待機部52、53を構成する搬送ローラの搬送面は、下流に向かって傾斜している。このように傾斜させた理由は以下の通りである。枕詰め用の農産物は、ローラの回転軸方向と平行な方向に載置されており、搬送方向に隣接する二つのローラに跨った状態となる場合がある。
この状態でローラを回転させると、搬送方向に搬送されずにその場で農産物が回転するおそれがある。そこで、ローラによる搬送力に加えて、農産物の自重によっても枕詰め用の農産物を搬送させるために、農産物の搬送面を下流に向けて傾斜配置している。
次に、枕詰め待機コンベア部5に進入した農産物の動作について説明する。
整列コンベア部4から第1の待機部51に搬送された一組の農産物は、第1の待機部51の終端部に配置される待機ストッパ51aに当接して搬送動作を停止する。
そして、この待機状態となっている一組の農産物の後端部に、整列コンベア部4から進入した新しい一組の農産物が当接し、第1の待機部51内に二組の農産物(10個)が貯留される。なお、第1の待機部51に農産物が搬送される前の状態において、待機ストッパ51a、枕詰めストッパ52aはコンベアの搬送路に進入している。
作業者Wは、二組の農産物が待機部51に貯留されたことを目視により確認すると、待機ストッパ操作スイッチ51bを押し込み、待機ストッパ51aを搬送路外に退避させる。
待機ストッパ51aが搬送路外に退避すると、それまで待機状態にある二組の農産物が、一体となって第2の待機部52に搬送され、第2の待機部52の終端部に設けられた枕詰めストッパ52aに当接して搬送動作を停止する。
なお、二組の農産物が第2の待機部52に搬送されたことを目視により確認した後は、再び待機ストッパ操作スイッチ51bを押し込み、待機ストッパ51aを搬送路に進入させる。これにより、次の農産物の貯留に備えることができる。
この二組の農産物が枕詰めストッパ52aに当接すると、第2の待機部前列用押し上げシリンダ52e及び第2の待機部後列用押し上げシリンダ52dが伸長方向に作動され、第2の待機部52を構成する搬送ローラの搬送動作が停止される。
作業者Wは、第2の待機部52の搬送動作が停止したことを目視により確認すると、農産物載置台57から枕詰め用の二個の農産物を取り出し、第2の待機部52に待機している後側の一組の農産物の後端部に、農産物の長手方向を搬送方向に直交する平面方向に向けて載置する。
次に、作業者Wは、枕詰めストッパ操作スイッチ52bを押し込み、枕詰めストッパ52aを搬送路外に退避させる。この退避動作に同期して、第2の待機部前列用押し上げシリンダ52eが短縮方向に作動され、前列の一組の農産物のみが第3の待機部53に進入する。
そして、第2の待機部前列用押し上げシリンダ52eが短縮方向に作動されてから、所定時間(例えば、1秒)経過後に、第2の待機部後列用押し上げシリンダ52dが短縮方向に作動され、前側の一組の農産物に遅れて後側の一組の農産物が第3の待機部53に進入する。
前側の一組の農産物が第3の待機部53に進入したとき下流側分断ストッパ53b及び上流側分断ストッパ53cは搬送路から退避している。このため、前側の一組の農産物は、下流側分断ストッパ53b及び上流側分断ストッパ53cに当接せずに、第3の待機部53の終端部に搬送され、待機ストッパ53aに当接する。
待機ストッパ53aに前側の一組の農産物が当接すると同時に、第3の待機部前列用押し上げシリンダ53eが伸長方向に作動され、前側の一組の農産物に接触している搬送ローラの回転動作が停止されるとともに、搬送路内に下流側分断ストッパ53bが進入する。
下流側分断ストッパ53bの上流に配置した不図示のセンサが後列の一組の農産物を検出すると上流側分断ストッパ53cが搬送面から少しだけ上がった位置まで上昇する。
このため、後列の一組の農産物の後端が上流側分断ストッパ53cの上を通過している時でも、農産物が上流側分断ストッパ53cを乗り越えることができ、また、枕詰用の農産物の搬送方向への移動も防ぐことができる。
そして、第3の待機部53に進入した後側の一組の農産物が下流側分断ストッパ53bに当接し、それと同時に待機部後列用押し上げシリンダ53dが伸長方向に作動され、後列の一組の農産物に接触している搬送ローラの搬送動作が停止される。
(箱詰め待機コンベア部6について)
次に、図1乃至図6を参照して、箱詰め待機コンベア部6について説明する。ここで、図4は箱詰め待機コンベア部6の搬送直交方向の断面図である。図5及び図6は共に箱詰め待機コンベア部6の搬送方向の断面図であり、図5は箱詰め待機コンベア部6が農産物の進入を許可する進入許可位置に位置した状態を図示しており、図6は箱詰め待機コンベア部6が進入許可位置から箱詰待機位置に上昇した状態を図示している。
図4に図示するように、箱詰め待機コンベア部6を構成する各ローラ61のローラ回転軸61aは、左右一対の回転軸支持フレーム62に回転可能に支持されている。
回転軸支持フレーム62は、上端部及び下端部がコンベア側方に向かって折れ曲がっており、その上側の曲げ部62a上にガイドローラ63を支持する左右一対のガイドベルト支持フレーム64が固定されている。
ガイドローラ63は、箱詰め待機部6の搬送路に沿って、搬送路の左右両側に複数設けられており、曲がった形状の農産物などが搬送路の外側に突出しないように、農産物の向きを矯正している。
ローラ回転軸61aには、下方からローラ駆動ベルト65が摩擦接触しており、このローラ駆動ベルト65は不図示の駆動装置から駆動力を受けて無端回動する。
ローラ駆動ベルト65が無端回動すると、ローラ回転軸61a周りにローラ61が回転する。
また、各ローラ61の左右両側には、ガイド円板66が設けられており、このガイド円板66の中央部に形成された不図示の円形開口部をローラ回転軸61aに嵌合させることにより、ガイド円板66は取り付けられている。このガイド円板66の機能は、ガイドローラ63と同様である。
図5に図示するように、箱詰め待機コンベア部6を構成する各ローラ61は、太鼓形状の太鼓ローラ61cと円筒形状の円筒ローラ61dとを搬送方向に交互に配列したローラ領域Aと、このローラ領域Aの上流に配置され、円筒ローラ61dを搬送方向に配列したローラ領域Bとからなる。ローラ領域Bには円筒ローラ61dが6本設けられており、下流側から順に第1〜第6円筒ローラ61d1〜6の順序で配列されている。
第1〜第3円筒ローラ61d1〜3、第4〜第6円筒ローラ61d4〜6の各ピッチは等しく、これらのピッチよりも第3〜第4円筒ローラ61d3〜4のピッチは、大きく設定されている。
このように太鼓形状のローラ61cを設けて、このローラ61cの谷部に沿って農産物を搬送させることにより、整列コンベア部4で整列された前後二組の各農産物が搬送直交方向に位置ずれするのを防止できる。
また、第3〜第4円筒ローラ61d3〜4のピッチを他の円筒ローラ61d間のピッチよりも大きく設定することにより、箱詰め待機コンベア部6に進入した枕詰め用の農産物を、第3〜第4円筒ローラ61d3〜4の間に跨った状態で停止させることができる。
長物農産物の場合では、階級毎に大きさ(長手方向の寸法)の区分値を設定して選別仕分けを行っているが、同一階級の農産物であっても若干大きさに違いが生じる。そのため、二組の農産物を長手方向に当接させ、後端の農産物に枕詰め用の農産物を当接させたときに、枕詰め用の農産物の位置が常に一定の位置にあるとは限らない。
よって、第3〜第4円筒ローラ61d3〜4のピッチを他の円筒ローラ61d間のピッチよりも大きく設定することにより、枕詰め用の農産物を二組の農産物から離間させた位置に待機させることが可能となり、枕詰め用の農産物を安定して吸着することができる。枕詰め用の農産物の待機位置は、第1〜第6円筒ローラ61d1〜6のいずれかのピッチを広くすることにより容易に変更することができる。
図5及び図6に図示するように、箱詰め待機コンベア部6の外装フレーム67は、主昇降シリンダ68によって昇降移動し、この主昇降シリンダ68を挟んだ搬送方向左右両側に配置される一対の昇降ガイド69にガイドされる。
主昇降シリンダ68を伸長方向に作動させることにより、箱詰め待機コンベア部6を箱詰待機位置まで上昇させることができる。また、主昇降シリンダ68を短縮方向に作動させることにより、箱詰め待機コンベア部6を枕詰め待機コンベア部5と略同じ高さにまで下降させることができる。
回転軸支持フレーム62には、箱詰め待機コンベア部6の傾斜角度を調整するための傾動シリンダ60が設けられており、傾動シリンダ60を短縮方向に作動させると、回転軸支持フレーム62は回転軸6bを回転軸として時計周り反対方向に回動する(図5参照)。これにより、箱詰め待機コンベア部6が下流に向かって下向きに傾斜し、箱詰め待機コンベア部6及び第3の待機部53が連結状態(以下「進入許可状態」という)に設定される。
他方、傾動シリンダ60を伸長方向に作動させると、回転軸6bの時計周り方向に回転軸支持フレーム62が回動し、箱詰め待機コンベア部6が水平になり、箱詰め待機コンベア部6及び第3の待機部53が非連結状態(以下「貯留禁止状態」という)に設定される。
進入許可状態であって、かつ、箱詰め待機コンベア部6に農産物が無い場合には、待機ストッパ53a、下流側分断ストッパ53b及び上流側分断ストッパ53cが搬送路から退避し、第3の待機部前列用押し上げシリンダ53e及び第3の待機部後列用押し上げシリンダ53dが短縮方向に作動する。
第3の待機部前列用押し上げシリンダ53e及び第3の待機部後列用押し上げシリンダ53dが短縮方向に作動すると、第3の待機部53の各搬送ローラが搬送動作を開始し、二組の農産物は箱詰め待機コンベア部6に搬送される。
上述の構成において、枕詰め用の農産物が箱詰め待機コンベア部6に到達すると、不図示の駆動装置が停止する。その後、傾動シリンダ60が作動して、箱詰め待機コンベア部6が進入許可状態から貯留禁止状態に切り替ると同時に、主昇降シリンダ68が伸長方向に作動し、箱詰め待機コンベア部6が箱詰待機位置に上昇する。
(箱詰装置7について)
次に、図5乃至図11を用いて、箱詰装置7の構成について説明する。ここで、図7は、箱詰装置7の平面図であり、図8は、吸着体8Aの正面図である。図9及び図10は、箱詰装置7の上下方向の段面図であり、図9は箱詰め前の状態を図示しており、図10は箱詰め時の状態を図示している。図11は吸着子と農産物との位置関係を図示した図であり、(a)は箱詰待機位置において農産物を吸着するときの位置関係を図示しており、(b)は箱詰位置において箱詰めを行なうときの位置関係を図示している。
これらの図において、第1の吸着ユニット8は、ベローズ型の吸着子81A0〜85A1をマトリクス状に配置したマトリクス吸着部8A(第1の吸着部)と、このマトリクス吸着部8Aに並設された枕詰め吸着部8B(第2の吸着部)とから構成されている。
図8に図示するように5つの吸着子81A0〜85A0はそれぞれ上下方向に延びる吸着子保持管81A´0〜85A´0の先端部に取り付けられており、吸着子保持管81´A0〜85´A0は、吸着ユニット保持板73に吊り持ち支持され、吸着子保持間81´A1〜85´A1は吸着ユニット保持板73の下面に取り付けられた保持管支持バー96に吊り持ち支持されている。吸着子81A0〜85A0(第2の吸着部から最も遠い列に配列される吸着子)により第1列の吸着体8A0が構成され、吸着子81A1〜85A1により第2列の吸着体8A1が構成される。
吸着子保持管81A´0〜85A´0を介して各吸着子81A0〜85A0に負圧を加えることにより、第1列の吸着体8A0の直下に待機している箱詰め待機コンベア部6上の5つの農産物(前側の一組の農産物)を吸着することができる。
同様に、吸着子保持管81A1´〜85A1´を介して各吸着子81A1〜85A1に負圧を加えることにより、第2列の吸着体8A1の直下に待機している箱詰め待機コンベア部6上の5つの農産物(後側の一組の農産物)を吸着することができる。
ここで、本明細書において、行方向とは保持管支持バー96の長手方向に直交する矢印A方向(図1参照)を意味している。また、列方向とは行方向に直交する水平方向、つまり保持管支持バー96の長手方向を意味している。さらに、第1及び第2列の吸着体8A0、8A1に吸着される二組の農産物が、特許請求の範囲に記載の「第1の長物農産物群」に対応しており、枕詰め吸着部8Bに吸着される一組(二つ)の農産物が、特許請求の範囲に記載の「第2の長物農産物」に対応している。
枕詰め吸着部8Bは、マトリクス吸着部8Aの行方向に配置されており、マトリクス吸着部8A側から第1及び第2の枕詰め用吸着子8B0、8B1の順序で配置されており、第1及び第2の枕詰め用吸着子8B0、8B1は、列方向において異なる位置に配置されている。
ここで、図11においてハッチングした領域は、吸着ユニット8の各吸着子81A0〜85A0、81A1〜85A1、8B0及び8B1による各農産物の吸着位置を示している。
第1列〜第2列の吸着体8A0〜8A1は吸着ユニット保持板73に保持されており、第1列の吸着体8A0は吸着ユニット保持板73に固定され、第2列の吸着体8A1、第1の枕詰め用吸着子8B0及び第2の枕詰め用吸着子8B1は吸着ユニット保持板73に対して行方向に移動可能に支持されている。
図3に図示するように、吸着ユニット保持板73は、支持バー95を介して回転板91に保持されており、この回転板91の上面中央部には、装置上方に向かって延びる保持板回転軸74aが固定されており、この保持板回転軸74aに駆動力を付与するシャフト駆動モータ74が装置外装部材75の上面に固定されている。
図5及び図6に図示するように、回転板91の両端部には、フランジ板91aが装置上方に延びて設けられており、各フランジ板91aにはその板厚方向に延びる上下一対の回転軸92aが固定されており、これらの各回転軸92aに対して各ガイドローラ92が回転可能に支持されている。
装置外装75の内周面には、その周方向に延びる支持プレート94が設けられており、この支持プレート94にはガイドリング93が支持されており、このガイドリング93は上下一対のガイドローラ92に挟持されている。保持板回転軸74aを矢印X方向(図3参照)に回転させると、ガイドローラ92がガイドリング93上を転動し、第1の吸着ユニット8が箱詰待機位置と箱詰位置との間で旋回移動する。
第2の吸着ユニット9の構成は、第1の吸着ユニット8の構成と略同じであるため、詳細な説明を省略する。
次に、図5、図6、図7及び図8を参照して、マトリクス吸着部8Aと枕詰め吸着部8Bの間隔を調整する調整機構の構成を説明する。
図5において、当接板77の図中左側及び右側の面にはそれぞれ、マトリクス吸着部8Aの行方向に延びる第1及び第2スライドバー78、88が固定されており、この第2スライドバー88には、枕詰め吸着部8Bを吊り持ち支持する支持フランジ79がスライド移動可能に取付けられている。
第2スライドバー88の端面(当接板77とは反対側の端面)には、第2スライドバー88よりも径寸法の大きいバネ当接板89が取り付けられており、支持フランジ79とバネ当接板89との間には、第2スライドバー88の外周面に巻き回された枕詰め吸着部駆動バネ90が設けられ、枕詰め吸着部駆動バネ90により枕詰め吸着部8Bは図5の実線位置に示すような箱詰め時の間隔に維持されている。
支持フランジ79の上面には枕詰め用間隔調整シリンダ86と係合する先端を屈曲させた小幅板状の枕詰め吸着部駆動板87が設けられており、枕詰め用間隔調整シリンダ86を作動させることにより、第2スライドバー88に沿って支持フランジ79を移動させることができる。このような構成により第2の間隔変更機構が構成されている。
すなわち、枕詰め用間隔調整シリンダ86のピストンロッド86aを短縮方向に作動すると、枕詰め吸着部駆動バネ90を縮み方向にチャージしながら、枕詰め吸着部駆動板87はマトリクス吸着部8Aから離間し、枕詰め吸着部8B及びマトリクス吸着部8A間の間隔が拡大する。
反対に、第2の調整シリンダ86のピストンロッド86aを伸長方向に作動すると、チャージされた枕詰め吸着部駆動バネ90のバネ力により、枕詰め吸着部駆動板87がマトリクス吸着部8Aに接近し、枕詰め吸着部8B及びマトリクス吸着部8A間の間隔が縮小する。
次に、図5及び図6を参照して、枕詰め吸着部8B及びマトリクス吸着部8A間の間隔を調整して、箱詰め待機コンベア部6上の農産物を吸着するときの吸着動作について説明する。
箱詰待機位置に吸着ユニット8(9)が進入すると、装置外装部材75に固定された枕詰め用間隔調整シリンダ86が短縮方向に作動し、枕詰め吸着部駆動板87とともに支持フランジ79に固定された枕詰め吸着部8Bが、第2スライドバー88にガイドされながら矢印B方向にスライド移動する(図5参照)。
枕詰め用間隔調整シリンダ86のストローク量は、L2−L1(L2>L1)に設定されており、枕詰め吸着部8Bが矢印B方向にスライド移動することにより、マトリクス吸着部8A(第2列の吸着体8A1)及び枕詰め吸着部8Bの間隔LがL1からL2に拡大し、箱詰め待機コンベア部6上の第3〜第4円筒ローラ61d3〜4の間に待機している枕詰め用の農産物の真上に枕詰め用吸着部8Bを停止させることができる。
マトリクス吸着部8A及び枕詰め吸着部8Bの間隔LがL2に拡大して吸着時の間隔になると、傾動シリンダ60を伸長方向に作動して、回転軸6bの時計周り方向に回転軸支持フレーム62を回動して、箱詰め待機コンベア部6を水平にし、主昇降シリンダ68を伸長方向に作動して、箱詰め待機コンベア部6を箱詰待機位置に上昇させる。
箱詰め待機コンベア部6が箱詰待機位置に上昇すると、第1の吸着ユニット8の各吸着子81A0〜85A1、8B0及び8B1に負圧が加わり、箱詰め待機コンベア部6上の各農産物が吸着される。
このように本実施例では、マトリクス吸着部8A及び枕詰め吸着部8Bの間隔Lを箱詰め時の間隔(L1)よりも広げた状態で農産物の吸着を行う構成となっているため、マトリクス吸着部8Aに吸着される農産物の長手方向のサイズにばらつきがあっても、枕詰め用の農産物を確実に吸着することができる。
各吸着子81A0〜85A1、8B0及び8B1が各農産物を吸着すると、枕詰め用間隔調整シリンダ86が伸長方向に作動し、チャージされたマトリクス吸着部駆動バネ90のバネ力により、枕詰め吸着部8Bは矢印A方向に移動する。枕詰め吸着部8Bが矢印A方向に移動することにより、マトリクス吸着部8A及び枕詰め吸着部8Bの間隔LがL2からL1に縮小する(つまり、箱詰め時の間隔に戻る)。
次に、図9及び図10を参照しながら、吸着ユニットを箱詰め間隔に応じた間隔に調整するための調整機構の構成を説明する。
吸着ユニット保持板73には、装置下側方向に延びるフランジ板80が固定されており、このフランジ板80に形成された開口部80a内に第1スライドバー78は挿通している。
また、第1スライドバー78には、バネ当接板81が固定されており、このバネ当接板81に第2列の吸着体8A1を吊り持ち支持した保持管支持バー96が固定されている。第2列の吸着体8A1は、スライドバー78が移動すると、バネ当接板81を介してスライドバー78に固定された保持管支持バー96が吸着ユニット保持板73に取り付けられたガイド部材73aに沿って移動することにより、マトリクス吸着部8Aの行方向にガイドされる。
第1スライドバー78の外周面には間隔調整バネ82が巻き回されており、この間隔調整バネ82は、一端及び他端がそれぞれフランジ板80及びバネ当接板81に当接している。枕詰め用吸着体8Bは、枕詰め吸着部駆動バネ90により箱詰め時の間隔L1を維持したまま当接板77とともに移動する。このようにして、第1の間隔調整機構が構成されている。
箱詰め用間隔調整シリンダ76のピストンロッド76aを伸長方向に作動すると、当接板77が押し込まれて、第2列の吸着体8A1、枕詰め用吸着体8Bは矢印B方向に一体的に移動し、第2列の吸着体8A1と第1列の吸着体8A0との間隔を縮小する。これにより、吸着ユニット8(9)の列間隔を、箱詰め時の間隔に縮小することができる。
このとき、バネ当接板81に押し込まれて、間隔調整バネ82が縮み方向にチャージされる。
ピストンロッド76aを短縮方向に作動すると、チャージされた間隔調整バネ82のバネ力により、バネ当接板81が矢印A方向に移動し、吸着ユニット8(9)の列間隔が拡大する(つまり、農産物を吸着する時の間隔に戻る)。
次に、箱体昇降装置102の構成について説明する。
上下方向の断面がL字形状の昇降台102aには、箱体支持台102bを水平方向に回転させるための水平回転シリンダ102cが設けられている。
昇降台102aの図中左側には、昇降台102aの昇降方向に延びるガイドフレーム83が立設されており、このガイドフレーム83の上端部には、矢印A方向に延びる出力軸を備えた昇降駆動モータ102dが設置されており、この出力軸の先端部にはスプロケッット102eが取り付けられている。スプロケット102eには、チェーン102fの一端が巻き回されており、チェーン102fの他端は、昇降台102aに固定されている。
また、昇降台102aには、昇降ガイド部材102gが設けられており、この昇降ガイド部材102gは、ガイドフレーム83に対して上下方向に移動可能に係合している。なお、昇降台102a上に載置される箱体の内側には、箱体の底面及び側面を覆うビニールシート109が敷設される。
箱体昇降装置102の上方には、箱体の内側に傾斜したフラップを矯正するためのフラップ矯正装置104が設けられている。
フラップ矯正装置104は、昇降移動可能なシリンダ支持台104aを有しており、このシリンダ支持台104aの図中右側の端部には、支持台ガイドバー104bが上下方向に延びて設けられている。この支持台ガイドバー104bは、固定ガイドフレーム107(図3参照)の上端部に設けられた腕部に形成された上下方向に延びるガイド開口部107aにガイドされる。
また、上述した昇降台102aには、シリンダ支持台104aの高さを調整するための高さ調整シリンダ106が設置されており、シリンダ支持台104aの図中左側の下面には、高さ調整シリンダ106のピストンロッド106aが当接する凸形状の当接部104cが設けられている。
シリンダ支持台104a上には、箱体の各フラップに対応してフラップ矯正シリンダ104dが4箇所に配置されており、フラップ矯正シリンダ104dのピストンロッド1041dの先端部には、箱体の内側に傾斜したフラップに箱体の内側方向から当接して傾きを矯正する一対の鉄製のフラップ矯正板104eが装置下側方向に延びて設けられている。なお、シリンダ支持台104aには、フラップ矯正板104eとの干渉を避けるための不図示の切欠部が形成されている。
各フラップ矯正板104eには、箱体の内側に進入する農産物との干渉を防止するための布製の干渉防止シート105が取り付けられており、この干渉防止シート105によって、各フラップ矯正板104eの面が覆われた状態となっている。上述の構成によれば、箱体を箱詰位置に移動させるときに、鉄製のフラップ矯正板104eに吸着ユニット8に吸着された農産物が摩擦接触して、農産物を傷めるなどの不具合を防止できる。
また、干渉防止シート105の装置下側方向の寸法を、フラップ矯正板104eよりも大きく設定してもよい。これにより、箱体を箱詰位置に移動させるときに箱体の内周面に敷設されたビニールシート109と農産物とが摩擦接触してビニールシート109が箱体内部に引き込まれたりして干渉するのを防止できる。さらに、干渉防止シート105の材質については、紙や布の表面をブラシ状に加工したものなどの農産物との摩擦抵抗が低いものであればよい。
なお、干渉防止シート105は、各フラップ矯正板104eの上部に設けられた凸状のシート保持部材105aに取り付けられている。
次に、箱詰装置による農産物の箱詰め動作について説明する。
箱詰待機位置から箱詰位置に第1の吸着ユニット8が移動すると、箱詰め用間隔調整シリンダ76が伸長方向に作動して、矢印B方向に当接板77が押し込まれる。このとき、第2列の吸着体8A1、枕詰め用吸着子8Bは、一体となってピストンロッド76aの伸長方向にスライド移動し、吸着ユニット8(9)は箱詰め時の間隔に短縮する(図9の一点鎖線参照)。
ここで、第2列の吸着体8A1、枕詰め用吸着子8Bの移動量はピストンロッド76aのストローク量に一致しているため、例えば、図11に図示するように農産物の箱詰め間隔Cを、箱詰め間隔cに短縮して箱詰め作業を行う場合には、ストローク量をC−cに設定すればよい。このように本実施例では、箱詰め用間隔調整シリンダ76のストローク量を調整するのみで、農産物の箱詰め間隔を容易に変更することができる。
次に、昇降駆動モータ102dを駆動して、チェーン102fを巻き上げ、箱体搬送コンベア10の下方で待機している昇降台102aをガイドフレーム83に沿って上昇させる。
上昇する昇降台102aが所定位置に達すると、昇降台102a上に設置された高さ調整シリンダ106のピストンロッド106aがフラップ矯正装置104の当接部104cに当接する。昇降台102aが更に上昇すると、ガイドフレーム83及びガイド開口部105aにガイドされながら、昇降台102a及びシリンダ支持台104aは一体的に上昇する。なお、ピストンロッド106aが当接部104cに当接する前の状態において、対向する一対のフラップ矯正板104eの間隔は、箱体の矢印A方向の寸法よりも小さく設定されている。
ピストンロッド106a及び当接部104cが当接すると、一対のフラップ矯正シリンダ104dが短縮方向に作動し、箱体の内向き方向に傾斜したフラップに対して箱体の内側方向からフラップ矯正板104eが当接し、フラップを箱体の外側に押し出す。フラップを箱体の外側に押し出すことにより、フラップの傾きを矯正することができる。
高さ調整シリンダ106のピストンロッド106aを進退させることにより、フラップ矯正板104eの高さ方向の位置を調整することができる。これにより後述の2段目、3段目を箱詰めする際にフラップ矯正板104eが箱詰めした農産物に接触するのを防止できる。
昇降台102aが農産物を箱詰めする箱詰め高さに達すると、昇降駆動モータ102dによる巻き上げ動作が停止され、昇降台102aは箱詰位置に停止する(図10参照)。
昇降台102aが箱詰位置に達すると、負圧が解除され、それまで各吸着子81A0〜8B1に吸着されていた農産物が箱体の底部に載置される。
箱体底部への箱詰め動作が完了すると、昇降駆動モータ102dの回転方向が正逆反転し、昇降台102a及びフラップ矯正装置104が一体となって下降する。下降途中においフラップ矯正装置104は固定ガイドフレーム107に当接して停止し、フラップ矯正装置104が下降動作を停止した後に、昇降台102aは更に下降する。
下降した昇降台102aは、フラップ矯正板104eが箱体内から退避した退避位置(つまり、箱体のフラップ及びフラップ矯正板104eが干渉しない位置)に到達すると下降動作を停止する。
次に、保持板回転軸74aを矢印X方向に180°回転させ、箱詰待機位置から第2の吸着ユニット9を箱詰位置に移動させる。そして、第1の吸着ユニット8と同様の方法により、第2の吸着ユニット9の列間隔を箱詰め時の間隔に縮小する。
次に、水平回転シリンダ102cを作動して、農産物を一段箱詰めした箱体を水平方向に180°回転させた後、昇降駆動モータ102dを駆動して、箱詰位置に移動させる。箱体が箱詰位置に移動すると、第2の吸着ユニット9による吸着が解除され、二段目の農産物が一段目の農産物の上に載置される(図10参照)。
図10に図示するように、二段目の農産物の箱詰めの向きを、一段目の農産物の箱詰めの向きに対して水平方向に180°反転させることにより、箱体内のスペースを有効に活用することができる。
上記と同様の方法により、三段目の農産物を二段目の農産物の上に載置する。
三段目の農産物の箱詰め動作が完了すると、昇降台102aが下降し、箱体搬送コンベア10のローラ面と同じ高さに下降した箱体支持台102b上の箱体は、箱体搬送コンベア10に乗り移り、昇降台102aは、更に下降して、箱体搬送コンベア10のローラ下部の初期位置に戻る。
箱体搬送コンベア10上に乗り移った箱体は、ローラの搬送面に進入した箱体ストッパ10aに当接することにより一旦停止する。箱体ストッパ10aが搬送路から退避すると、停止が解除され、箱体は下流に搬送される。
(実施例2)
本実施例の箱詰装置は、マトリクス吸着部8A及び枕詰め吸着部8Bの間の間隔を調整する調整機構と、吸着ユニット8(9)の列間隔を調整する調整機構との構成が、実施例1とは異なる。
図12及び図13を参照しながら、本実施例の間隔調整機構の構成について説明する。なお、間隔調整機構以外の構成は、実施例1と同様であるため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
これらの図において、支持フランジ79には、対向する上下一対のフランジ部97aを有する保持部材97が固定されており、これらのフランジ部97a間にはカムフォロア軸部507が差し渡すように固定されている。カムフォロア軸部507には、第2カムフォロア508が軸支されている。
当接板77には、対向する上下一対のフランジ板502が固定されており、これらのフランジ板502間にはカムフォロア軸部503が差し渡すように固定されている。カムフォロア軸部503には、第1カムフォロア504が軸支されている。
図13に図示するように、装置外装75の内側には、箱詰位置側の領域に配置される第1カム506(第1の外力付与手段)及び箱詰待機位置側の領域に配置される第2カム505(第2の外力付与手段)が平面視弧状に設けられている。
吸着ユニット8(9)が箱詰位置側の領域で回転駆動される際に、第1カムフォロア504は第1カム506上を転動する。第1カム506の曲率半径は、吸着ユニット8(9)が箱詰位置に近づくにしたがって漸次小さくなるように設定されている。
吸着ユニット8(9)が箱詰待機位置側の領域で回転駆動される際に、第2カムフォロア508は第2カム505上を転動する。第2カム505の曲率半径は、吸着ユニット8(9)が箱詰待機位置に近づくにしたがって漸次大きくなるように設定されている。
上述の構成によれば、吸着ユニット8(9)が箱詰位置に近づくにしたがい、第2スライドバー78は第1列の吸着体8A0側に移動し、吸着ユニット8(9)の列間隔を短縮することができる。
上述の構成によれば、吸着ユニット8(9)が箱詰待機位置に近づくにしたがい、支持フランジ79が第1スライドバー8をスライド移動し、枕詰め吸着部8Bをマトリクス吸着部8Aから離間させることができる。
このように、本実施例では、吸着ユニット8(9)が箱詰待機位置と箱詰位置との間を回転移動する際に、吸着ユニット8(9)の間隔を調整することができる。これにより、実施例1よりも箱詰め作業の作業速度を向上させることができる。また、バネ82、90のバネ力により初期位置に復帰するため、各吸着子を戻すための機構を設ける必要がない。
なお、上述の実施例では、吸着ユニットの数を二つとしたが、三つ以上としてもよい。また、二段目の農産物を一段目の農産物に載置する前に、箱体を180°回転させたが、吸着ユニットを180°回転させる構成としてもよい。
また、枕詰め用の農産物を二つとしたが、一つでもよく、農産物の個数は本実施例に限定されない。
また、吸着ユニット8(9)を、箱詰待機位置と箱詰位置との間で旋回移動させているが、直線移動させてもよい。