(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
内容物が外皮で包まれた状態にある皮付き物と、外皮が剥かれた内容物と、その他の物とが混在した状態において、その中から、皮付き物と内容物とその他の物とを自動的に選別する自動選別装置であって、
1つの回転軸を中心に回転可能に構成された中空円筒状の回転構造体と、
回転構造体に固定されて共に回転し、回転軸周りに周方向に沿って連続して構成された中空円筒状の第1のネット部材と、
第1のネット部材の外側に沿って対向するように回転構造体に固定されて共に回転し、回転軸周りに周方向に沿って連続して構成された中空円筒状の第2のネット部材と、
第1のネット部材と第2のネット部材との間に沿って周方向に連続して構成された中空円筒状の隙間領域を分断するように、第1及び第2のネット部材の回転方向に対して所定の傾斜角度を成して延在した少なくとも1つの傾斜ガイドとを備えており、
第1のネット部材には、皮付き物と内容物とその他の物とが混在した状態において、その中から皮付き物のみを受け取って、かつ、それ以外の内容物及びその他の物を通過させる複数の第1開口が、当該第1のネット部材の全周に亘って構成されていると共に、
第2のネット部材には、第1のネット部材を通過した内容物及びその他の物が混在した状態において、その中から内容物のみを受け取って、かつ、その他の物を通過させる複数の第2開口が、当該第2のネット部材の全周に亘って構成されており、
第2のネット部材によって受け取られた内容物は、第1及び第2のネット部材と共に回転する傾斜ガイドに沿って自由落下して回収されることを特徴とする自動選別装置。
皮付き物と内容物とその他の物とを、これらが混在した状態で第1のネット部材の内側に向けて自由落下させる際に、その落下方向を変化させる傾斜シュートを備えており、
傾斜シュートは、自由落下方向を横断する方向に傾斜して延在し、かつ、常に非回転状態に維持された状態で、第1のネット部材の回転方向に沿って所定間隔で整列して複数設けられていると共に、
それぞれの傾斜シュートは、第1のネット部材の回転方向上流側に向かって下り勾配を成しており、
皮付き物と内容物とその他の物とを、これらが混在した状態で各傾斜シュートに沿って落下させることで、皮付き物は、第1のネット部材の第1開口に噛み込むことなく、当該第1のネット部材によって受け取られることを特徴とする請求項1に記載の自動選別装置。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の一実施形態に係る自動選別装置について添付図面を参照して説明する。
本実施形態では、複数種類から成る選別対象物を、その種類毎に自動的に選別する自動選別装置を想定し、特に、内容物が外皮で包まれた状態にある皮付き物と、外皮が剥かれた内容物と、その他の物とが混在した状態において、その中から、「皮付き物」と「内容物」と「その他の物」とを自動的に選別することを特徴としている。
【0012】
なお、内容物が外皮で包まれた状態にある皮付き物としては、例えば、枝豆、えんどう豆、落花生などを想定することができる。この場合、内容物とは「豆(割れ豆を除く)」を指し、外皮とは「莢」や「殻」を指し、そして、その他の物とは「豆の薄皮(外皮を除く)」や「割れ豆」を含めたゴミ類を指す。ここで、割れ豆とは、豆元来の形状(輪郭)を成していないもの、例えば、破損して断片化した豆、ひびが入って分離(分割)した豆などを指す。
【0013】
図1(a),(b)に示すように、本実施形態の自動選別装置は、1つの回転軸Axを中心に回転可能に構成された中空円筒状の回転構造体2と、回転構造体2に固定されて共に回転し、回転軸Ax周りに周方向に沿って同心円状に連続して構成された中空円筒状の第1のネット部材4と、第1のネット部材4の外側に沿って対向するように回転構造体2に固定されて共に回転し、回転軸Ax周りに周方向に沿って同心円状に連続して構成された中空円筒状の第2のネット部材6とを備えている。
【0014】
回転構造体2は、中空円環状を成す一対の環状枠2a,2bを互いに平行に対向配置させて構成されており、これら一対の環状枠2a,2b相互間に、第1及び第2のネット部材4,6が設けられている。この場合、第1のネット部材4の外側に沿って対向させて第2のネット部材6を配置し、その状態で、第1及び第2のネット部材4,
6を環状枠2a,2bに固定することで、これら一対の環状枠2a,2b相互間に、第1及び第2のネット部材4,6を固定することができる。
【0015】
第1のネット部材4には、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とが混在した状態において、その中から皮付き物P1のみを受け取って、かつ、それ以外の内容物P2及びその他の物P3を通過させる複数の第1開口4h(
図3参照)が、当該第1のネット部材4の全周に亘って構成されている。
【0016】
具体的に説明すると、
図3に示すように、第1のネット部材4は、周方向に連続させた周方向ワイヤ4aを、当該周方向を横断する方向に沿って所定間隔で複数本配置させると共に、これら複数の周方向ワイヤ4aを横断する方向に延在させた横断ワイヤ4bを、周方向に沿って所定間隔で複数配置させて構成されている。
【0017】
そして、各周方向ワイヤ4aと各横断ワイヤ4bとが交差して囲まれた複数の部位に、それぞれ、第1開口4hが構成されている。図面には一例として、各周方向ワイヤ4aと各横断ワイヤ4bとを直交させたことで、矩形状を成す複数の第1開口4hが構成されているが、各周方向ワイヤ4aと各横断ワイヤ4bとの交差寸法或いは網目を変化させることで、自動選別装置の使用目的や使用環境に応じて、任意の形状を成す複数の第1開口4hを構成することができる。
【0018】
一方、第2のネット部材6には、第1のネット部材4を通過した内容物P2及びその他の物P3が混在した状態において、その中から内容物P2のみを受け取って、かつ、その他の物P3を通過させる複数の第2開口6h(
図3参照)が、当該第2のネット部材6の全周に亘って構成されている。この場合、各第2開口6hの大きさは、上記した各第1開口4hの大きさよりも小さく設定されている。
【0019】
具体的に説明すると、
図3に示すように、第2のネット部材6は、周方向に連続させた周方向ワイヤ6aを、当該周方向を横断する方向に沿って所定間隔で複数本配置させると共に、これら複数の周方向ワイヤ6aを横断する方向に延在させた横断ワイヤ6bを、周方向に沿って所定間隔で複数配置させて構成されている。
【0020】
そして、各周方向ワイヤ6aと各横断ワイヤ6bとが交差して囲まれた複数の部位に、それぞれ、第2開口6hが構成されている。図面には一例として、各周方向ワイヤ6aと各横断ワイヤ6bとを直交させたことで、矩形状を成す複数の第2開口6hが構成されているが、各周方向ワイヤ6aと各横断ワイヤ6bとの交差寸法或いは網目を変化させることで、自動選別装置の使用目的や使用環境に応じて、任意の形状を成す複数の第2開口6hを構成することができる。
【0021】
なお、上記した第1及び第2のネット部材4,6の大きさ(例えば、直径、幅)については、自動選別装置の使用目的や使用環境に応じて設定されるため、ここでは特に限定しない。また、第1及び第2のネット部材4,6を一対の環状枠2a,2bに固定する方法としては、例えば、溶接、接着、嵌合、ネジ止めなど既存の固定方法を適用することができるため、ここでは特に限定しない。
【0022】
更に、
図1(a)及び
図2に示すように、本実施形態の自動選別装置は、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを混在させた状態で供給する供給機構8を備えている。この場合、供給機構8としては、例えば無端状のコンベアベルト10を第1のネット部材4の内側に向けて(矢印E方向に)走行させるように構成配置し、そのコンベアベルト10上に皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを拡散させることで、当該コンベアベルト10によって皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを混在させた状態で搬送して供給することができる。
【0023】
なお、図面に示された供給機構8は一例であり、要するに、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを混在させた状態で搬送して供給することができれば、コンベアベルト10以外の装置によって、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを混在させた状態で搬送して供給するようにしてもよい。この場合、供給機構8によって搬送された皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3は、第1のネット部材4の内側に向けて自由落下させて供給される。
【0024】
また、
図1(a)及び
図3に示すように、本実施形態の自動選別装置は、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを、これらが混在した状態で第1のネット部材4の内側に向けて自由落下させる際に、その落下方向を変化させる傾斜シュート12を備えている。この場合、傾斜シュート12は、自由落下方向を横断する方向に傾斜して延在し、かつ、常に非回転状態に維持された状態で、第1のネット部材4の回転方向Rに沿って所定間隔で整列して複数設けられていると共に、それぞれの傾斜シュート12は、第1のネット部材4の回転方向R上流側に向かって下り勾配を成している。
【0025】
なお、傾斜シュート12の傾斜角度(勾配)や数については、自動選別装置の使用目的や使用環境、或いは、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3の種類や大きさ等に応じて設定されるため、ここでは特に数値限定しない。また、各傾斜シュート12を常に非回転状態に維持する方法としては、当該各傾斜シュート12を、例えば自動選別装置のハウジングH(
図2及び
図4(b)参照)に連結させればよい。
【0026】
ところで、各傾斜シュート12が無い場合には、第1のネット部材4の内側に向けてダイレクトに自由落下させる際の速度や方向などの要因から、皮付き物P1が第1のネット部材4の第1開口4hに噛み込んで(突き刺さって)しまう虞があり、そうなると、第1開口4hに噛み込んだ(突き刺さった)皮付き物P1については、これを選別することができなくなってしまう。
【0027】
これに対して、各傾斜シュート12を設けることで、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを、各傾斜シュート12に沿って緩やかに落下させることができる。このとき、皮付き物P1は、各傾斜シュート12に沿って落下した後、第1のネット部材4に対して面状に沿った姿勢で滑り込むように載置される。これにより、皮付き物P1は、第1のネット部材4の第1開口4hに噛み込む(突き刺さる)ことなく、当該第1のネット部材4によって受け取られる。
【0028】
ここで、回転構造体2の回転に伴って、第1及び第2のネット部材4,6を回転させると、供給機構8によって供給された皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3は、回転する第1及び第2のネット部材4,6によって撹拌された状態に維持される。そして、かかる状態において、第1及び第2のネット部材4,6は、「篩(ふるい)」としての機能を発揮する。
【0029】
これにより、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とが混在した状態から、内容物P2とその他の物P3とが第1のネット部材4の複数の第1開口4hを通過し、かつ、皮付き物P1のみが第1のネット部材4によって受け取られると共に、各第1開口4hを通過した内容物P2とその他の物P3とが混在した状態から、その他の物P3が第2のネット部材6の複数の第2開口6hを通過し、かつ、内容物P2のみが第2のネット部材6によって受け取られる(
図3参照)。
【0030】
回転構造体2
を回転させる機構として、
図1(a)及び
図4(b)に示すように、本実施形態の自動選別装置は、回転構造体2を回転自在に支持する支持ローラK1と、支持ローラK1に支持された状態で回転構造体2を回転させる回転ローラK2とを備えている。この場合、回転ローラK2は、ハウジングHに軸支された旋回アームFの先端に回転自在に取り付けられていると共に、モータMによって回転制御されるようになっている。また、支持ローラK1は、一対の環状枠2a,2bをそれぞれ支持するように、回転構造体2の回転方向の上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。
【0031】
更に、各環状枠2a,2bには、それぞれ、周方向に沿って連続して立ち上げられた環状フランジ2fが設けられており、一方、各支持ローラK1には、周方向に沿って連続して窪ませた環状凹溝Kgが設けられている。この場合、回転構造体2は、その各環状枠2a,2bの環状フランジ2fを各支持ローラK1の環状凹部Kgに係合させた状態で、当該各支持ローラK1によって支持されている。これにより、各支持ローラK1は、各環状枠2a,2bから脱輪することなく、常に安定して回転構造体2を回転自在に支持することができる。
【0032】
かかる回転機構によれば、回転構造体2を各支持ローラK1で支持した状態において、旋回アームFを旋回(
図1(a)に示す一点鎖線の状態から実線で示す状態に旋回)させて回転ローラK2を回転構造体2(具体的には、一対の環状枠2a,2b)に当接させる。このとき、モータMによって回転ローラK2を回転させると、そのときの回転力が一対の環状枠2a,2bを介して回転構造体2に伝達され、これにより、当該回転構造体2と共に、第1及び第2のネット部材4,6を回転させることができる。
【0033】
また、回転ローラK2は、一対の環状枠2a,2b相互に亘って延在した円筒形を成しているため、当該回転ローラK2の回転力を、各環状枠2a,2bに対して均等に付与することができる。これにより、回転構造体2(第1及び第2のネット部材4,6)の回転安定性を一定に維持すること、即ち、回転構造体2(第1及び第2のネット部材4,6)を蛇行させることなく回転させることができる。
【0034】
この場合、モータMによって回転ローラK2を回転させている間、モータMの回転運動は、図示しない運動伝達機構を介して各支持ローラK1に伝達され、当該各支持ローラK1を、回転ローラK2の回転運動に同期させて回転させるようになっている。このとき、回転構造体2(第1及び第2のネット部材4,6)は、各支持ローラK1及び回転ローラK2によって回転制御可能となり、その結果、回転構造体2(第1及び第2のネット部材4,6)を、用途に応じた最適な速度で安定して回転させることができる。
なお、回転構造体2(第1及び第2のネット部材4,6)の回転速度については、自動選別装置の使用目的や使用環境、或いは、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3の種類や大きさ等に応じて設定されるため、ここでは特に数値限定しない。
【0035】
更に、
図1〜
図4に示すように、本実施形態の自動選別装置は、上記したように選別した「皮付き物P1」と「内容物P2」と「その他の物P3」とを個別に回収する回収機構を備えている。この場合、回収機構として、内容物回収機構、皮付き物回収機構、その他の物回収機構がそれぞれ設けられている。
【0036】
内容物回収機構として、第1のネット部材4と第2のネット部材6との間に沿って周方向に連続して構成された中空円筒状の隙間領域S(
図1(a)参照)を分断するように、第1及び第2のネット部材4,6の回転方向に対して所定の傾斜角度を成して延在した少なくとも1つの傾斜ガイド14を備えている。
【0037】
なお、図面には一例として、周方向に沿って等間隔に配置された3つの傾斜ガイド14が示されているが、自動選別装置の使用目的や使用環境、或いは、第1及び第2のネット部材4,6の大きさ等に応じて増減変更することができる。また、各傾斜ガイド14の傾斜角度については、第1及び第2のネット部材4,6の回転方向に対して45°に設定することが好ましいが、かかる角度に限定されることはなく、自動選別装置の使用目的や使用環境、或いは、内容物P2の種類や大きさ等に応じて任意に設定することができる。
【0038】
また、各傾斜ガイド14を、中空円筒状の隙間領域Sを分断するように構成配置させる方法としては、例えば、当該各傾斜ガイド14の片側を第1のネット部材4の外側又は第2のネット部材6の内側に固定する方法や、当該各傾斜ガイド14の両側を第1のネット部材4の外側及び第2のネット部材6の内側に固定する方法を適用することができる。この場合、固定方法としては、例えば、例えば、溶接、接着、嵌合、ネジ止めなど既存の固定方法を適用すればよい。
【0039】
皮付き物回収機構として、第1のネット部材4の内側の周方向両側には、それぞれ、当該第1のネット部材4に沿って周方向に連続し、常に非回転状態に維持された環状の固定ガイド16が立ち上げられていると共に、第1のネット部材4の内側には、当該第1のネット部材4と共に回転し、かつ、固定ガイド16相互間に亘って当該第1のネット部材4を横断するように立ち上げられた回収ガイド18が少なくとも1つ設けられている。
【0040】
なお、図面には一例として、周方向に沿って等間隔に配置された3つの回収ガイド18が示されているが、自動選別装置の使用目的や使用環境、或いは、第1のネット部材4の大きさ等に応じて増減変更することができる。また、各回収ガイド18の立ち上げ量(高さ)については、皮付き物P1の種類や大きさ等に応じて設定されるため、ここでは特に限定しない。
【0041】
その他の物回収機構として、第2のネット部材6の外側の下方領域を覆うように、周方向に沿って対向配置されたダストシュート20(
図1(a)及び
図4(b)参照)を備えており、ダストシュート20には、その最下部に排出口20aが形成されている。なお、ダストシュート20は、例えば自動選別装置のハウジングH(
図2及び
図4(b)参照)に脱着可能に固定されており、常に非回転状態に維持されている。
【0042】
このような回収機構によれば、第1のネット部材4によって受け取られた「皮付き物P1」は、一対の固定ガイド16によって脱落防止が図られつつ、第1のネット部材4と共に回転する回収ガイド18によって搬送されて回収される(
図1(a)参照)。このとき、回収された皮付き物P1は、皮付き物受渡機構22によって皮付き物回収機構24に受け渡された後、当該皮付き物回収機構24のコンベヤベルト24aによって、次のプロセスに(矢印W方向に)移送される(
図4(a)参照)。
【0043】
また、第2のネット部材6によって受け取られた「内容物P2」は、第1及び第2のネット部材4,6と共に回転する傾斜ガイド14に沿って自由落下して回収される。このとき、傾斜ガイド14に沿って自由落下した内容物P2は、第1のネット部材4と第2のネット部材6との隙間から外部に転がり出た後、回転構造体2(第1及び第2のネット部材4,6)の背面側(即ち、環状枠2b側)に設けられた内容物回収ボックス26から、内容物受渡機構28を介して内容物回収機構30に受け渡され、当該内容物回収機構30のコンベヤベルト30aによって、次のプロセスに(矢印G方向に)移送される(
図4(b)参照)。
【0044】
そして、第2のネット部材6(第2開口6h)を通過した「その他の物P3」は、ダストシュート20に沿って落下した後、排出口20aを通って排出される。このとき、排出されたその他の物P3は、ダスト受渡機構32によってダスト回収機構34に受け渡された後、次のプロセスに移送される(
図1(a)参照)。
【0045】
以上、本実施形態の自動選別装置によれば、複数の第1開口4hを有する中空円筒状の第1のネット部材4の外側に沿って対向させて、当該各第1開口4hよりも小さい複数の第2開口6hを有する中空円筒状の第2のネット部材6を配置し、これら第1及び第2のネット部材4,6を回転させて「篩(ふるい)」としての機能を発揮させることにより、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを同時に大量に当該自動選別装置に投入しても、これら皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とが混在した状態から、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを、短時間で正確に選別することができる。
【0046】
この場合、かかる選別処理は自動的に行われ、これに従事する作業員数を大幅に削減或いは作業員数を無くすることができるため、その分だけ人件費を低減させることが可能となり、その結果、選別処理に要するコストを大幅に削減することができる。更に、自動化による選別処理では、第1及び第2のネット部材4,6の回転速度を上げるだけで、その選別処理効率を簡単に向上させることができるため、複数種類から成る選別対象物に対する生産効率を飛躍的にアップさせることができる。
【0047】
また、本実施形態の自動選別装置によれば、旋回アームFを旋回(
図1(a)に示す実線の状態から一点鎖線で示す状態に旋回)させて回転ローラK2を回転構造体2から離間させるだけで、回転構造体2と共に第1及び第2のネット部材4,6を簡単に取り外すことができるため、当該第1及び第2のネット部材4,6の定期的なメンテナンスや清掃(クリーニング)に要する手間や時間を大幅に少なくできる。
【0048】
更に、本実施形態の自動選別装置によれば、第1及び第2のネット部材4,6を、複数の周方向ワイヤ4a,6aと横断ワイヤ4b,6bとを交差させて構成したことで、選別処理中に、外部から第1及び第2のネット部材4,6に向けて水を噴射させることが可能となり、そうすることで、選別処理効率をさらに向上させることができる。
【0049】
この場合、水を噴射させる機構としては、例えば
図2及び
図4(b)に示すように、第1及び第2のネット部材4,6を横断する方向(即ち、周方向に対して直交する方向)に沿って延出させた噴射管路36をハウジングHに配置し、図示しないポンプから供給された水を、当該噴射管路36に沿って形成された複数の噴射口(図示しない)から第1及び第2のネット部材4,6に向けて噴射させればよい。これにより、混在した状態にある皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを、水圧によってバラけさせることができるため、選別処理をし易くすることができる。同時に、これら各製品のみならず装置自体について、その洗浄効果を期待することもできる。
【0050】
また、本実施形態の自動選別装置によれば、複数の傾斜シュート12を、第1のネット部材4の回転方向R上流側に向かって下り勾配を成すように傾斜させたことで、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とを、第1及び第2のネット部材4,6の回転方向上流側に供給することができる。これにより、皮付き物P1と内容物P2とその他の物P3とが、第1及び第2のネット部材4,6によって「篩(ふるい)」にかけられる時間をかせぐことができるため、選別処理効率並びに選別処理精度を向上させることができる。