【実施例】
【0023】
以下、本発明に係るコンテナへの充填装置の一実施形態について
図1から
図8を参照して説明する。充填装置1は、被搬送物としての馬鈴薯や玉葱等の農作物をコンテナ7L,7Rへ充填するための設置式の充填装置である。
【0024】
充填装置1は、農作物を
図1に示す左右方向へ搬送する搬送手段5かつ上搬送手段としての上搬送コンベヤ10と下搬送手段としての下搬送コンベヤ20、搬送手段5の搬送端部のそれぞれ下方に配置されるコンテナ7L,7Rとコンテナ7L,7Rを略≡字状に支持するコンテナ載置台50、搬送手段5の下方に設けたシリンダー52a,52bと油圧ユニット53、上記の各構成を支持する機枠3、上記各部の動作を制御する図示しない制御盤から主に構成される。
【0025】
充填装置1へ農作物を供給するベルトコンベヤである供給コンベヤCが外部から上搬送コンベヤ10の略中央上方に搬送端となるよう配置されている。例えば、供給コンベヤCの上流には収穫した農作物の規格外の小玉などを選別する選別ラインが設置され、選別を経た農作物が本充填装置1に受け渡され、充填装置1でコンテナ7L,7Rに充填して輸送、保管を行う。充填装置1への供給方法は、上記に限らず高低差を利用したスロープや各種コンベヤでも良い。
【0026】
上搬送コンベヤ10は、モーターの駆動により駆動プーリーと遊動プーリー間に無端状に巻かれたベルトを回行させる公知のベルトコンベヤであり、ベルト11上面が略水平になるよう機枠3に支持されている。ベルト11の幅方向の両端には回行方向に沿って、それぞれ外向き開口略C字断面のコンベヤフレーム12a,12bを略水平に設け、左右の端部付近を駆動プーリー13と遊動プーリー14を掛け渡し、駆動プーリー13と同軸に直交減速機付きの駆動モーター15をコンベヤフレーム12aに取り付ける。本実施例で示す上搬送コンベヤ10はベルト11の幅が約400mm、搬送端部10a,10b間の長さは約1160mmとしている。
【0027】
両コンベヤフレーム12a,12bはベルト11上面よりも上方へ高く立ち上げておく。そして、上搬送コンベヤ10の長さ中央からやや左右の位置に一対のゲート板16をベルト11上面の回行方向に直交するように垂下し、立ち上げたコンベヤフレーム12a,12bとゲート板16で囲いを形成しておく。ゲート板16は厚さ約7mmのゴム板で、その下端はベルト11上面と隙間を設けておく。
【0028】
駆動モーター15による駆動は正逆回転可能とし、
図1に示す左右両方へ搬送するようにしておく。ベルト11は、農作物の表面に傷をつけないようにゴムベルトを用い、搬送端部10a,10bにはそれぞれ外方へ斜め下方に傾斜した一対のスロープ板17を設けておく。
【0029】
上搬送コンベヤ10の直下には、同じ搬送方向を有し、
図1に示す左右方向にそれ自体がスライド可能な下搬送コンベヤ20を設ける。下搬送コンベヤ20は上搬送コンベヤ10と同様な略水平なベルトコンベヤであり、搬送方向の長さは上搬送コンベヤ10より長くしておく。本実施例で示す下搬送コンベヤ20はベルト21の幅は約500mm、搬送端部20a,20b間の長さは約1800mmとした。
【0030】
下搬送コンベヤ20もベルト21の幅方向の両端部にはその回行方向に沿ってそれぞれ外向き開口略C字断面のコンベヤフレーム22a,22bを略水平に設け、左右の端部付近を駆動プーリー23と遊動プーリー24を掛け渡し、駆動プーリー23と同軸に直交減速機付きの駆動モーター25をコンベヤフレーム22aに取り付ける。駆動モーター25も上搬送コンベヤ10と同様に正逆回転可能にしておく。
【0031】
図4から
図6に示すように、下搬送コンベヤ20の両コンベヤフレーム22a,22bをそれぞれ上下に挟む駆動ローラー40、遊動ローラー41を機枠3に横方向に複数設ける。駆動ローラー40、遊動ローラー41は外周にゴムが溶着されたゴム車輪であり、各ローラー40,41の位置は両コンベヤフレーム22a,22b間で対向する位置とし、その対向する駆動ローラー40間には軸を通して連結し、駆動が伝わるようにする。下方中央の駆動ローラー40と同軸で直交減速機付きの駆動モーター42を機枠3に設け、3本の駆動ローラー40の軸にスプロケット43を設け、チェーン44を掛け渡す。駆動モーター42の回転が中央の駆動ローラー40の軸から左右の駆動ローラー40の軸へ駆動が伝えられ、3カ所の駆動ローラー40が同方向に駆動回転される。上方に5カ所、下方に2カ所設置した遊動ローラー41はそれぞれ自由に回転するもので、コンベヤフレーム22a,22bの上下動を規制して密着回転する。この駆動ローラー40の駆動回転と遊動ローラー41により、下搬送コンベヤ20は横方向に略水平にスライドする。
【0032】
図6に示すように両コンベヤフレーム22a,22bの対向する内面に当接しながら水平方向に遊動回転する横規制ローラー45を下搬送コンベヤ20のスライド方向に間隔を開けて複数機枠3に固定する。横規制ローラー45が当接することで、下搬送コンベヤ20が
図6に示す左右方向への移動が規制される。
【0033】
図4に示すコンベヤフレーム22aの下方左右両端付近に、それぞれリミット検知片26a,26bとその下方の機枠3上に近接センサ46a,46bを設ける。リミット検知片26a,26bはコンベヤフレーム22aの外側垂直面に取り付けた下端が外方へ突出した金属の略L字片である。一方、機枠3側の近接センサ46a,46bは離間した金属を検知する非接触のセンサで、直上位置にリミット検知片26a,26bの突出部が位置すると検知する。つまり、下搬送コンベヤ20がスライドしたときに、リミット検知片26aが近接センサ46bの位置までスライドすると右方へのスライド限界とし、リミット検知片26bが近接センサ46aの位置までスライドすると左方へのスライド限界とするリミットスイッチとして機能する。検知した電気信号は図示しない制御部に電送して、駆動モーターの停止等を制御する。本実施例では、下搬送コンベヤ20は、中心位置から最大約1600mmそれぞれ左右へスライド可能とした。
【0034】
また、
図4に示すコンベヤフレーム22aの左右中央の上端付近に満検知片27と、その上方で中心から左右へ各約300mmの位置に近接センサ47a,47bを機枠3に設ける。満検知片27は、上記リミット検知片26a,26bと同様な上端が外方へ突出した金属のL字片で、コンベヤフレーム22aに固定される。そして、近接センサ47a,47bは近接センサ46a,46bと同様な金属を検知するセンサとする。下搬送コンベヤ20がスライドして、その搬送端20a,20bが二つのコンテナ7L,7Rの対向面の上方付近に位置したときに、満検知片27が近接センサ47a,47bで検知されるようにしておく。
【0035】
下搬送コンベヤ20のコンベヤフレーム22aの長手両端部付近に、コンテナ検知センサ28a,28b、充填検知センサ29a,29bをそれぞれ設ける。コンテナ検知センサ28a,28bは光センサで、そのセンサー部を下搬送コンベヤ20のスライド方向斜め下方へ向けた状態でコンベヤフレーム22aに固定し、下搬送コンベヤ20の端部がそのスライド先方にある壁面等を検知するようにする。充填検知センサ29a,29bも同様な光センサで、そのセンサー部を下方に向け、下搬送コンベヤ20の端部にブラケット30を介して搬送端部20a,20bよりそれぞれ突出するように固定する。充填検知センサ29a,29bによって、下搬送コンベヤ20の搬送端部20a,20bの所定距離下の農作物の有無を検知する。
【0036】
また、下搬送コンベヤ20の両搬送端部20a,20bには、上搬送コンベヤ10と同様に外方斜め下方に傾斜した一対のスロープ板31を設けておく。
【0037】
以上のように上搬送コンベヤ10と下搬送コンベヤ20で搬送手段5を構成し、駆動ローラー40、遊動ローラー41、横規制ローラー45で下搬送コンベヤ20を上搬送コンベヤ10から突出するように横方向へスライドさせることで、下搬送コンベヤ20の搬送方向の長さを基端して搬送手段5の伸縮機構を構成する。
【0038】
コンテナ載置台50は、平面視四角形板状の底面部50aと底面部50aに略直角な四角形枠状の側面部50bとを、直方体籠状のコンテナ7L,7Rを載置可能に略L字形に構成する。そして、このコンテナ載置台50は、下搬送コンベヤ20の両搬送端部20a,20bのそれぞれ下方に側面部50bを対向させて配置する。このとき側面部50bの上端とコンテナ7L,7Rの上端は略同じ高さとし、かつ下搬送コンベヤ20のやや下方に位置するようにする。
【0039】
また、本実施例の
図1で示すコンテナ7L,7Rは外寸横約1700mm、奥行き約1100mm、高さ約1410mm、内寸法は横約1600mm、奥行き約1000mm、高さ約1300mmの鉄製コンテナとし、側面の桟の間には鉄網が張られ、農作物用として一般的な物である。コンテナ7L,7Rは対向する面をそれぞれの側面部50bに当接させ、
図1の奥行方向へも同じ位置となるよう載置する。本実施例ではコンテナ7L,7R間の距離は約2400mmとした。
【0040】
コンテナ載置台50の側面部50bの縦材には上下に渡って複数の高さ調整孔50cを設け、底面部50aを高さ調整孔50cでボルトナットにより締結して固定する。高さ調整孔50cの位置を変えることで底面部50bの取り付け高さを調整可能としておく。例えば上記のコンテナ7L,7Rの高さが半分のコンテナを使用する場合は、側面部50bの上端とコンテナの上端が略同じ高さになるように、底面部50aの取り付け位置を調整して載置する。
【0041】
側面部50bの縦材上端付近を
図2に示す水平な左右方向を軸として機枠3に回動自在に軸着し、回動中心部51を設ける。そして、両側面部50b間の略中央から両側面部50bに向かって一対のシリンダー52a,52bを設ける。シリンダー52a,52bは油圧シリンダーであり、基部は機枠3に軸止し、ロッド先端部を側面部50bに軸止させ、そのロッドの伸縮により回動中心部51を軸としてコンテナ載置台50が回動するようにする。両シリンダー52a,52bの基部付近には油圧を発生させるポンプと制御弁を備えた油圧ユニット53を機枠3に設け、制御盤の指令でコンテナ載置台50をその底面部50aが地面と平行状態となる最下降位置と、側面部50bが略水平状態となる85°回動した最上昇位置の間で回動させる。また、上記の動作角度となるようシリンダー52a,52bには、伸端、縮端を検出するスイッチを備え、制御盤で制御する。
【0042】
次に本発明に係るコンテナへの充填装置1の作動および制御方法の一例を説明する。説明中の左右は、
図1における左右とする。
【0043】
両コンテナ載置台50が最下降位置の状態でそれぞれコンテナ7L,7Rを載置し、制御盤を操作して運転操作を行う。右方のコンテナ載置台50を最下降位置に停止させたまま、シリンダー52aを伸ばして、左方のコンテナ載置台50を最上昇位置に回動し停止させ、下搬送コンベヤ20を左方にスライドさせてコンテナ7L内へ突入させる。
【0044】
そして、下搬送コンベヤ20の左端付近に設けたコンテナ検知センサ28aがコンテナ7Lの内面に接近して検知するとスライドを停止させる。もし、コンテナ7Lの内壁を検知しない場合でも、下搬送コンベヤ20に設けたリミット検知片26bが近接センサ46a上の位置をスライド限界として停止させる。左右へ約1600mmスライド可能な下搬送コンベヤ20は、傾斜状態の高さ約1300mmのコンテナ7L内へ搬送端20aが下隅7a付近まで十分達した状態になる。
【0045】
次に、上搬送コンベヤ10と下搬送コンベヤ20をそのベルト11,21上面が左方へ回行するよう駆動回転させる。機外から農作物を搬送してくる供給コンベヤCの端部から上搬送コンベヤ10の略中央のコンベヤフレーム12a,12bとゲート板16で形成された囲い内に農作物を投入する。囲い内に農作物を投入することでコンベヤ外へあふれることを防止し、ベルト11が回行したときにゲート板16の下方をくぐって農作物が所定量流れる。
【0046】
投入された農作物は搬送コンベヤ10上を搬送され、搬送端部10aからスロープ板17を滑り降り、下搬送コンベヤ20のベルト21上に移送され、下搬送コンベヤ20によって左方の搬送端部20aへ搬送され、搬送端部20aからスロープ板31を滑り降りて、コンテナ7L内に投入される。コンベヤ間の受け渡しとコンテナ7Lへの投入の際は、スロープ板17,31によって搬送端部10a,20aのプーリーの高さ分落下して傷つくことを防止している。
【0047】
コンテナ7Lは、コンテナ載置台50の側面部50b側の面が外側下方へ5°傾斜した状態、つまり略水平に近い状態まで傾斜させるので、投入された農作物はコンテナ7L内を速いスピードで転がることなく、小さな落差で下隅7aから蓄積されていく。そのため、投入された農作物の外周に傷をつけることがない。
【0048】
そして、下搬送コンベヤ20の搬送端部20aの充填検知センサ29aが蓄積された農作物の上面を2秒間程度継続的に検知すると、シリンダー52aのロッドを微量収縮させてコンテナ載置台50を下降させる。すると、充填検知センサ29aは農作物の上面との距離が離れて検知しなくなり、下搬送コンベヤ20は継続的にコンベヤ7L内に農作物を蓄積していく。下搬送コンベヤ20からの農作物は、投入位置が集中するので、コンテナ7L内で山を形成する。山の頂部上には更に後続の農作物が連続的に投入されるので、山は周囲に崩れながら大きくなっていく。馬鈴薯等の歪な球形状だと円滑に崩れず、崩れるのに時間がかかるため、充填検知センサ29a,29bは2秒間程度継続的に検知した場合を山が崩れずその位置の充填が完了したと制御することが望ましい。
【0049】
再度蓄積され、崩れない農作物の上面を充填検知センサ29aが2秒間程度継続的に検知すると上記同様に、シリンダー52aのロッドを更に収縮させて、コンテナ載置台50が所定量回動しながら下降する。この時、下搬送コンベヤ20のコンテナ検知センサ28aはコンテナ7Lの内壁と離れ検知しなくなった場合、再度下搬送コンベヤ20をリミット検知片26bが近接センサ46aを越えない範囲でコンテナ7L内へスライドさせる動作を行う。
【0050】
上記動作パターンを繰り返し、コンテナ載置台50の底面部50aが地面と平行状態になる最下降位置になるまで繰り返され、
図8の(a)から(d)に示すように蓄積状態が変化して充填されていく。コンテナ載置台50が最下降位置では、
図8(d)に示すようコンテナ7L内の農作物は左方が山で、右方へ向かって下り傾斜となる状態を形成して蓄積される。そして、最下降位置においても下搬送コンベヤ20からの農作物の投入は継続される。
【0051】
そして、コンテナ7Lが最下降位置の状態になったとき、充填検知センサ29aが蓄積された農作物の上面を2秒間程度継続的に検知すると、下搬送コンベヤ20を右方へ少量スライドさせる。すると、下搬送コンベヤ20から投入された農作物は、コンテナ7L内に蓄積された農作物が形成する右側の斜面を転がって下から蓄積されていく。そして、農作物が形成する斜面が右方へ移動するように蓄積していき、農作物の投入位置に崩れが生じなくなると、充填検知センサ29aは農作物が2秒間程度継続的に検知したときに再度下搬送コンベヤ20を右方へ少量スライドさせる。
【0052】
上記の下搬送コンベヤ20のスライド動作を繰り返すことで、コンテナ7Lの上端7cから農作物の蓄積上面を平らに形成していく。このとき、シリンダー52bを伸ばし始め、右方のコンテナ載置台50を最上昇位置まで回動させる。下搬送コンベヤ20の搬送端20aがコンテナ7Lの上端7d付近までスライドし、下搬送コンベヤ20の上方に設けた満検知片27を近接センサ47aが検知すると、コンテナ7Lの充填を完了する。
【0053】
コンテナ7Lの充填を完了すると直ちに、上搬送コンベヤ10、下搬送コンベヤ20の回行を一旦停止し、下搬送コンベヤ20を右方へスライドして、その右端をコンテナ7R内へ突入させる。そして、下搬送コンベヤ20のコンテナ検知センサ28bがコンテナ7Rの内面を検知すると、スライドを停止し、上搬送コンベヤ10、下搬送コンベヤ20を逆転駆動、つまり右方向へと搬送方向を切り替え、両コンベヤ10,20上の農作物をコンテナ7Rへ投入し始める。以降は上述したコンテナ7Lへの充填と同様に動作する。
【0054】
そして、コンテナ7Rへの農作物の搬入作業が行われている際に、充填済みのコンテナ7Lをコンテナ載置台50から降ろし、空のコンテナをコンテナ載置台50に載置することでコンテナ7Lの交換作業が完了する。以上説明した動作を繰り返すことで交互にコンテナを充填することができる。
【0055】
上記のようにコンテナ7Rへの充填動作中は、下搬送コンベヤ20はコンテナ7R内へ突入して投入を行っているので、コンテナ7Lの上方には搬送手段5が位置せず、コンテナの持ち上げ作業時に装置への接触に注意する必要が無く、交換作業を容易に行うことができる。
【0056】
また、交換するコンテナ上に搬送手段5が位置しないようにしているので、コンテナの傾動角度が規制されず、大きさ異なるコンテナの使用も可能としている。例えば、搬送手段を一定長さの一本のコンベヤで、その搬送方向長さをコンテナ間の距離と同じ長さとした場合は、反充填側コンテナ上に搬送手段が位置しないように構成できるが、一定より大きなコンテナを使用した場合は、コンテナ内の奥方まで搬送手段の端部が届かず、投入された被搬送物がコンテナ内面を転がる距離が長くなり、被搬送物を傷つけてしまう。また、二つのコンテナ間の距離を設計上大きくすると装置も大型化してしまう。
【0057】
また、充填側のコンテナを45°程度傾斜させ、コンテナの対角の長さを利用して搬送手段を長く突入させ、他方のコンテナ上に搬送手段を突出させないようにしても、一定よりも小さなコンテナを使用した場合は搬送手段の突入距離が減り、他方のコンテナ上に他端が突出する結果となる。農作物の場合、投入初期にコンテナの傾動角度が小さく、投下面の傾斜が急だと、コンテナ内を転がるスピードが速くなり、傷んで腐敗の問題となる。上記のような充填装置1とすることで、コンテナ交換作業に苦慮する必要無く、様々な大きさのコンテナでもコンテナを投入初期はコンテナを90°近く傾動させて、投下面の傾斜を緩くし、小さな落差で置いていく様に投入することが可能となる。
【0058】
農作物を収容するコンテナの例をとっても、製造元や作物の違いで大きさが異なることもあり、多数の種類のコンテナを使用していることは珍しくない。上記のように被搬送物を傷つけること無く、大きさの異なるコンテナを使用できることは、ユーザーにとって大きなメリットとなる。
【0059】
また、搬送手段を伸縮式とするとともに伸縮量を長く構成すれば、上記の効果に加えて二つのコンテナの設置位置を近づけてコンパクトな充填装置を構成できる。設置式の充填装置では設置スペースを削減できるし、収穫機等の移動式のものへは積載し易くなる。
【0060】
以上の本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、搬送手段5を上下二段のベルトコンベヤである上搬送コンベヤ10と下搬送コンベヤ20で構成した例を示したが、三段以上伸縮する物でも良い。また、もちろん充填装置は設置式に限らず、収穫機のような移動式の車両等に取り付けても良い。
【0061】
また、上搬送コンベヤ10の下段で1本の下搬送コンベヤ20が左右にスライドするよう構成したが、例えば上搬送コンベヤ10の左右搬送端部下段に、左右へそれぞれスライドする独立した二つのコンベヤを設けても良い。また、この場合における下段のコンベヤのスライドは水平に限らず、例えば搬送端からの投入落差を小さくする目的で搬送方向へ斜め下方にスライドして伸縮させるようにしても良い。
【0062】
また、上搬送コンベヤ10をベルトコンベヤで構成した例を示したが、シーソーのように傾斜方向が変更可能なスロープやシュート板でもよい。上搬送コンベヤ10、下搬送コンベヤ20もベルトコンベヤに限らず、ローラーコンベヤや振動コンベヤ等の各種コンベヤでもよい。
【0063】
また、搬送手段5伸縮機構を、上搬送コンベヤ10から下搬送コンベヤ20がスライドして突出することで構成したが、搬送手段を一本のベルトコンベヤで構成し、その左右の搬送端部のプーリーのみが移動して伸縮するよう構成してもよい。