JP6143927B1

JP6143927B1 - 芋選別装置

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Publication number: JP6143927B1
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Inventors: 清水　義雄; 義雄清水
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Publication date: 2017-06-07
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Abstract

【課題】糖度が低い部分を含有する芋を除外することができる芋選別装置を提供する。【解決手段】本発明に係る芋選別装置１は、芋の搬送路を構成するコンベア１０上に連続して供給された芋Ｐの糖度をコンベア１０で搬送する途中で測定する糖度測定装置３０を備える。糖度測定装置３０は、コンベア１０上の糖度測定領域３０１に対応して配置され、所定の光をコンベア１０上の芋Ｐに向けて投射する投光部３１と、コンベア１０を挟んで投光部３１に対向配備され、芋Ｐを透過した透過光を受光する少なくとも１個の受光器３２１を含む受光部３２と、受光器３２１により受光された透過光より芋Ｐの所定の部位の糖度を求めて出力する糖度測定部３３とを備える。糖度測定部３３は、芋Ｐの一方の端部とそれ以外の特定の部位とが糖度測定領域３０１を通過するとき、当該端部および特定の部位の糖度を求める。【選択図】図１

Description

本発明は、芋を選別するための芋選別装置に関し、特に糖度によって芋を選別するための芋選別装置に関するものである。

従来、芋等の青果物を、コンベアで一つずつ搬送しながら、青果物の品質（糖度や酸度等）を判定し、その判定結果に基づいて青果物を選別する青果物選別装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１のような青果物選別装置は、青果物がコンベアで搬送される過程で、投光手段により青果物の中心部に対して照射された光を、受光手段により測定することで、青果物の品質を判定して選別している。

特開２００９−２２００４３号公報

しかしながら、特に青果物が芋の場合、両端部と中心部というように部位が異なることで品質（糖度）が異なる場合がある。そのため、芋の１点の糖度を測定しただけでは、測定部位が所望の糖度に達していると、所望の糖度に達していない部位を含んでいても除外されないという問題が生じていた。つまり、芋全体が所望の糖度に達していることが望まれるのに対して、所望の糖度に達していない部分を含む芋を除去できないという問題が生じていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、糖度が低い部分を含有する芋を除外することができる芋選別装置を提供する。

本発明に係る芋選別装置は、芋の搬送路を構成するコンベア上に供給された芋の糖度を搬送途中で測定する糖度測定装置を備える。糖度測定装置は、コンベア上の糖度測定領域に対応して配置され、所定の光をコンベア上の芋に向けて投射する投光部と、コンベアを挟んで投光部に対向配備され、芋を透過した透過光を受光する少なくとも１個の受光器を含む受光部と、受光器により受光された透過光より芋の所定の部位の糖度を求めて出力する糖度測定部とを備える。糖度測定部は、芋の一方の端部とそれ以外の特定の部位とが糖度測定領域を通過するとき、端部および特定の部位の糖度を求める。

本発明の芋選別装置によると、糖度測定部は、芋の一方の端部とそれ以外の特定の部位との少なくとも２箇所で糖度を測定することができる。このとき、一般に糖度が低いとされている芋の少なくとも一方の端部の糖度が測定できるようになっている。これにより、部位によって糖度にばらつきがある芋でも、糖度が低いと思われている部位を含む複数の部位の糖度を測定しているため、所望の糖度に達していない部分を含有する芋を除外することができる。なお、本発明における芋とは、デンプン質を蓄えて肥大化した食用となる地下茎または根を有する作物であり、例えば、サツマイモ、ジャガイモ、サトイモ、ヤマノイモ、ナガイモ等が挙げられる。

好ましい実施形態の芋選別装置においては、芋選別装置は、コンベア上に芋を連続して供給する供給機構をさらに備える。供給機構は、芋を保持する保持部を備え、保持部は、湾曲面を有する第１保持部材と、湾曲面を有する第２保持部材とを備える。第２保持部材は、回転軸によって第１保持部材に対して回転可能に取り付けられており、第１保持部材の湾曲面と第２保持部材の湾曲面とは、閉状態において互いに合わさったときに、回転軸の軸方向に一列に並んだ状態で芋を保持できる形状を有する。

このような構成とすることで、一度に複数個の芋をコンベア上に一列に並べて供給することができるので、芋を１個ずつコンベア上に供給するという手間を省くことができる。また、コンベア上に供給される芋の間隔を、糖度が測定可能な最小限の間隔とすることができ、芋選別装置の処理能力を向上させることができる。

本発明の芋選別装置によると、糖度が低い部分を含有する芋を除外することができる。

本発明に係る芋選別装置の一実施形態を示す斜視図である。図１の芋選別装置の中流部分を拡大して示す斜視図である。図１の芋選別装置の上流部分を拡大して示す斜視図で、供給機構が水槽内で芋を保持する前の状態を示す図である。図１の芋選別装置の上流部分を拡大して示す斜視図で、供給機構が水槽内で芋を保持した状態を示す図である。図１の芋選別装置の下流部分を拡大して示す斜視図で、振分機構の動作前の状態を示す図である。図１の芋選別装置の下流部分を拡大して示す斜視図で、振分機構の動作中の状態を示す図である。図１の芋選別装置の上流部分を拡大して示す斜視図で、供給機構がコンベア上に搬送される前の状態示す図である。図１の芋選別装置の上流部分を拡大して示す斜視図で、供給機構がコンベア上に搬送された状態を示す図である。図１の芋選別装置の上流部分を拡大して示す斜視図で、供給機構がコンベア上の芋を供給する過程を示す図である。図１の芋選別装置の上流部分を拡大して示す斜視図で、供給機構がコンベア上に芋を供給した状態を示す図である。図１の芋選別装置の上流部分を拡大して示す斜視図で、供給機構が水槽へ戻る前の状態を示す図である。図１の芋選別装置の上流部分を拡大して示す斜視図で、供給機構が水槽上方へ戻った状態を示す図である。図１の芋選別装置の電気的構成を示すブロック図である。図１の芋選別装置の芋選別処理の流れを示すフローチャートである。図１の芋選別装置の芋選別処理の流れを示すフローチャートである。図１の芋選別装置の芋の糖度測定処理の流れを示すフローチャートである。図１の芋選別装置の糖度測定部を拡大して示す平面図で、（ａ）が大きい芋の糖度を測定している状態を示す図であり、（ｂ）が小さい芋の糖度を測定している状態を示す図である。

以下、本発明に係る芋選別装置１の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、以下では、芋の搬送される方向にしたがって、上流側、下流側と定義する。図１は、本実施形態の芋選別装置１を示している。同図において、糖度測定部３３および制御装置４０は、ブロック図で表わしており、糖度測定部３３と制御装置４０との間、さらには、その他の構成との間は、電気的に接続されている。図３および図４は、本実施形態の芋選別装置１の上流部分を拡大して示しているが、後述する水槽２の内部の状態を分かり易くするために、水槽２の下流側の壁面と、下流側の傾斜板３とは図示を省略している。

図１に示すように、芋選別装置１は、芋Ｐ（図２等参照）を搬送する搬送路を構成するコンベア１０と、コンベア１０上に芋Ｐを連続して供給する供給機構２０と、各芋Ｐの糖度を測定する糖度測定装置３０と、各芋Ｐの糖度の程度を判定する制御装置４０と、芋Ｐを振り分ける振分機構５０とを備えている。

コンベア１０は、芋Ｐを１個置くことができる程度以上の幅を有し、芋Ｐが落下せずに一方向に一定の速度で搬送できるものであれば、既知の任意のコンベアを用いることができる。本実施形態では、無端状のベルトを、互いに離間して配置された駆動軸および従動軸に架け渡してなるコンベアを用いている。コンベア１０の幅方向（搬送方向と直交する方向）の両端には、芋Ｐが落下しないようにコンベア１０の長手方向（搬送方向）に沿って側壁１１が設けられている。

図１および図２に示すように、芋選別装置１は、コンベア１０上に設けられる第１ゲート１６と、第１ゲート１６の下流側の側壁１１に設けられる送風機１８と、第１ゲート１６の下流端の側壁１１に設けられる芋検知センサ１９と、送風機１８の下流側の側壁１１に設けられる長さ測定部６０とをさらに備えている。

第１ゲート１６は、コンベア１０の上面に対して直角をなす一対の第１ゲート部材１６１からなる。各第１ゲート部材１６１は、モータにより駆動する駆動ローラと、駆動ローラに従動する従動ローラとに無端状のベルトが架け渡されてなるベルトコンベアからなる。各第１ゲート部材１６１は、ベルトコンベアのベルト面が、コンベア１０に対して直交する向きで配置され、第１ゲート部材１６１の末端側１６１ａが支持部材１６２によって側壁１１に固定されている。一対の第１ゲート部材１６１は、コンベア１０の幅方向の中心線Ｃ（コンベア１０の幅方向の中心を通る線）に対して対称で、末端１６１ａに比べて先端１６１ｂの互いの間隔が狭くなるように配置されている。一対の第１ゲート部材１６１の先端１６１ｂの間隔は、芋Ｐが縦方向（芋Ｐの長手方向がコンベア１０の搬送方向と略平行となる向き）を向いて通過できる間隔となっていればよく、例えば、３ｃｍ〜９ｃｍで設定されている。

第１ゲート１６がベルトコンベアによって形成されているため、第１ゲート１６をコンベア１０と同じ速度でコンベア１０と同じ方向に動作させることで、芋Ｐは、第１ゲート１６によっても下流側へ送られ、コンベア１０の幅方向の中心Ｃに寄せられ、第１ゲート１６で詰まることなくコンベア１０上を搬送されることができる。

送風機１８は、温風を吹き出すことができるものであれば、既知の任意の送風機を用いることができる。送付機１８を設けることで、コンベア１０上を搬送される水分を含んでいる芋Ｐを乾燥させることができる。

芋検知センサ１９には、光電センサ等の物体の有無を検知できる既知の任意のセンサを用いることができる。本実施形態では、一方側から光を照射し、他方側で光を受光する透過型で、コンベア１０上を搬送される芋Ｐの高さ方向をカバーすることができる広域の光電センサを用いている。

長さ測定部６０は、光電センサ、超音波センサ、イメージセンサ等の物体の長さを測定できる既知の任意のセンサからなるセンサ部６１と、センサ部６１から得た情報に基づいて長さを算出する演算部６２とを備えている。本実施形態では、センサ部６１には、一方側から超音波を照射し、反射して帰ってきた超音波を同一側で受波する反射型で、コンベア１０上を搬送される芋Ｐの高さ方向（図１における上下方向）をカバーすることができる広域の超音波センサを用いている。

供給機構２０は、コンベア１０の上流部分に隣接して設けられる水槽２から芋Ｐをコンベア１０上に供給するものである。水槽２は、内部に、供給機構２０に向かって傾斜する傾斜板３が設けられており、水槽２に入れられている複数個の芋Ｐは供給機構２０側へ集まるようになっている。

図３および図４に示すように、供給機構２０は、芋Ｐを保持する保持部２１と、保持部２１を搬送する台車２２と、台車２２を支持する支持枠２３とを備えている。

保持部２１は、第１保持部材２１１と第２保持部材２１２とからなる。第２保持部材２１２は、回動軸２１３によって、第１保持部材２１１に対して回転可能に取り付けられている。回動軸２１３には第１ギヤ２１４が設けられており、第１保持部材２１１の内部には、第１ギヤ２１４と噛み合う位置に第２ギヤ２１５が設けられている。第２ギヤ２１５は、第１保持部材２１１の内部に設けられたモータ２１６と接続されている。モータ２１６の駆動により第２ギヤ２１５および第１ギヤ２１４が回転して、第２保持部材２１２が第１保持部材２１１に対して、図３に示す開状態と図４に示す閉状態との間で回動し、各状態で保持されるようになっている。

第１保持部材２１１は、芋Ｐを保持する側と反対側の面は、垂直平面２１１ａであり、芋Ｐを保持する側の面は、下に行くほど垂直平面２１１ａから離れる方向に傾斜した傾斜平面２１１ｂと、傾斜平面２１１ｂに連続し、垂直平面２１１ａの方向へ凹んだ湾曲面２１１ｃとからなっている。傾斜平面２１１ｂおよび湾曲面２１１ｃは、回動軸２１３の軸方向には同じ傾斜または湾曲形状となっている。

第２保持部材２１２は、開状態（図３の状態）において、芋Ｐを保持する側と反対側の面は垂直平面２１２ａであり、芋Ｐを保持する側の面は、垂直平面２１２ａの方向へ凹んだ湾曲面２１２ｂとなっている。湾曲面２１２ｂは、回動軸２１３の軸方向には同じ湾曲形状となっている。

第１保持部材２１１の湾曲面２１１ｃと、第２保持部材２１２の湾曲面２１２ｂとは、閉状態（図４の状態）において互いに合わさったときに、横向き（回動軸２１３の軸方向と芋Ｐの長手方向とが平行になる向き）の芋Ｐが、最低１個、好ましくは複数個（図４では２個）、回転軸２１３の軸方向に一列に並んで保持できる湾曲形状となっている。具体的には、湾曲面２１１ｃ，２１２ｂの円弧の半径が約３．５ｃｍ〜７ｃｍであり、湾曲面２１１ｃ，２１２ｂの円弧の角度が約８０°〜１００°となっている。そして、閉状態のときに、第１保持部材２１１と第２保持部材２１２とでなる開口が約１０ｃｍとなっている。

台車２２は、保持部２１の幅方向（回動軸２１３の軸方向）と略同じ幅を有する直方体状を呈しており、両側面に２個ずつモータで駆動するピニオンギヤ２２１が取り付けられている。台車２２の下面からは、台車２２の内部に巻き取り可能なワイヤ２４が垂下しており、ワイヤ２４の端部に第１保持部材２１１の上面が２１１ｄ取り付けられている。

支持枠２３は、一対の枠部材２３１からなり、各枠部材２３１は、間に台車２２を配置できる間隔を開けて、共にコンベア１０を幅方向に跨って配置されている。枠部材２３１の高さは、ワイヤ２４を巻き上げた状態で台車２２に吊り下げられた保持部２１がコンベア１０の側壁１１を超えられる高さとなっている。各枠部材２３１の上面には、台車２２に設けられているピニオンギヤ２２１と噛み合うラック２３２が形成されている。ラック２３２にピニオンギヤ２１１が噛み合い、ピニオンギヤ２２１が回転することで、台車２２はコンベア１０を横切って移動できる。

糖度測定装置３０は、供給機構２０によりコンベア１０上に供給された各芋Ｐの糖度を搬送途中で測定するものである。図２に示すように、糖度測定装置３０は、所定の光をコンベア１０上の芋Ｐに向けて投射する投光部３１と、コンベア１０を挟んで投光部３１に対向配備され、芋Ｐを透過した透過光を受光する受光部３２と、受光部３２で受光した透過光から糖度を求めて出力する糖度測定部３３とを備えている。投光部３１および受光部３２は、コンベア１０上の糖度測定領域３０１に対応して配置されている。本実施形態では、糖度測定領域３０１は、縦方向を向いて搬送されている芋Ｐが完全に入り込む大きさに設定されている。投光部３１には、例えばハロゲンランプ等を用いることができる。

受光部３２は、透過光を受光するための複数の受光器３２１を備えている。本実施形態では、受光部３２は、５個の受光器３２１を備えており、両端の受光器３２１間の距離（Ｒ１の受光器３２１とＲ５の受光器３２１との距離）が約６ｃｍ〜１８ｃｍとなるように糖度測定領域３０１に配置されている。

糖度測定部３３は、受光器３２１で受光した透過光の電磁波スペクトルを測定する分光器３３１と、予め定められている電磁波スペクトルと糖度との関係に基づいて、分光器３３１で分析した透過光の電磁波スペクトルから糖度を算出する演算部３３２とを備えている。糖度測定部３３は、演算部３３２で算出された測定値を制御装置４０へ出力する。

図１に示すように、コンベア１０の下流部分には、サブコンベア７０がコンベア１０と平行に設けられている。サブコンベア７０は、コンベア１０と同様に、芋Ｐを１個置くことができる程度以上の幅を有し、芋Ｐが落下せずに一方向に一定の速度で搬送できるものであれば、既知の任意のコンベアを用いることができる。本実施形態では、無端状のベルトを、互いに離間して配置された駆動軸および従動軸に架け渡してなるコンベアを用いている。コンベア１０の下流部分には、側壁１１が設けられていない開口１１ａがあり、この開口１１ａを介して、コンベア１０からサブコンベア７０へ芋Ｐが移動可能となっている。すなわち、開口１１ａは、縦方向に向いている芋Ｐが通過できる大きさとなっている。

振分機構５０は、開口１１ａを介して、コンベア１０からサブコンベア７０へ芋Ｐを押し出すものである。図５および図６に示すように、振分機構５０は、芋Ｐをコンベア１０から押し出す押出部材５１と、押出部材５１に回動可能に取り付けられるアーム５２と、アーム５２をコンベア１０の幅方向に往復動させる駆動部５３とを備えている。

押出部材５１は、芋Ｐと当接する押出体５１１と、押出体５１１に直交して取り付けられる押出棒５１２とから構成されている。押出体５１１は、板状を呈しており、芋Ｐと当接する面は、芋Ｐを押せる大きさに形成されている。押出棒５１２は、開口１１ａからサブコンベア７０へ芋Ｐを押し出せる長さ、つまり、コンベア１０の略幅方向の長さ（幅方向の９割程度までの長さを含む）を有している。

駆動部５３は、円板状を呈しており、中心で回転可能に支柱５４に取り付けられている。アーム５２は、一端が押出棒５１２の端部と回転可能に取り付けられており、他端が駆動部５３の外周部に回転可能に取り付けられている。駆動部５３が回転することで、アーム５２は、押出部材５１を往復動させる。つまり、アーム５２の駆動部５３に取り付けられている端部５２ａがコンベア１０から離れた側にあるとき（図５の状態）は、押出部材５１はコンベア１０上に突出しない状態となっており、アーム５２の前記端部５２ａがコンベア１０側にあるとき（図６の状態）は、押出部材５１がコンベア１０上に突出する状態となる。

図１に示すように、コンベア１０の下流端にはコンテナ４が設けられており、サブコンベア７０の下流端にはコンテナ５が設けられている。糖度に応じて振り分けられた芋Ｐが、コンベア１０またはサブコンベア７０によって搬送されて、糖度別にコンテナ４またはコンテナ５に収容される。

図１３は、糖度測定装置３０を含む芋選別装置１の構成をブロックで表わしたものである。制御装置４０は、コンピュータにより構成され、ＣＰＵを制御、演算の主体とし、図示しない記憶装置を備えている。制御装置４０は、芋検知センサ１９、長さ測定部６０、糖度測定部３３により信号、データ等を取り込み、所定の演算、処理を実行するとともに、投光部３１および受光部３２の動作、ならびに、振分装置５０の動作を制御する。図１４および図１５は、制御装置４０による芋選別処理の制御の流れを示しており、図１６は、糖度測定部３０による糖度測定処理の流れを示している。図１７（ａ）は大きい芋の糖度を測定している状態を、図１７（ｂ）は小さい芋の糖度を測定している状態を示している。以下、図１〜図１７を参照して、本発明に係る芋選別装置１の選別方法について説明する。

まず、図３に示されるように、洗浄された複数個の芋Ｐが貯蔵されている水槽２に、供給機構２０の保持部２１を投入する。このとき、供給機構２０は、第１保持部材２１１と第２保持部材２１２とが開いた状態である。水槽２は、内部が供給機構２０に向かって傾斜しているので、保持部２１の付近には複数個の芋Ｐがある。図４に示すように、モータ２１６を駆動させて第１保持部材２１１と第２保持部材２１２とを閉じることで、第１保持部材２１１の湾曲面２１１ｃと第２保持部材２１２の湾曲面２１２ｂとからなる空洞部に、複数個（図４では２個）の芋Ｐが横向きに一列に並んで保持される。このとき、水槽２に水が張られているため、芋Ｐに浮力が作用する。これにより、芋Ｐの一部が緩慢な動作で、保持部２１の空洞部に保持されるとともに、その他の芋Ｐが緩慢な動作で、保持部２１を避けるように水槽２内を漂うことができるため、芋Ｐが傷つくことなく横向きに一列に並んで保持部２１に保持される。この状態で、ワイヤ２４を巻き取ることで、図７に示すように、保持部２１が台車２２の下面に接する。

この状態で、ピニオンギヤ２２１を駆動させると、ピニオンギヤ２２１がラック２３２上を噛み合いながら転がり、図８に示すように、保持部２１がコンベア１０上に移動される。その後、図９に示すように、ワイヤ２４を延ばして、保持部２１をコンベア１０に近づけ、図１０に示すように、第１保持部材２１１と第２保持部材２１２とを開くことで、複数個（図１０では２個）の芋Ｐがコンベア１０上に搬送方向に沿って一列に整列した状態で供給される。芋Ｐをコンベア１０上に供給した供給機構２０は、図１１および図１２に示すように、第１保持部材２１１と第２保持部材２１２とを開いた状態のまま、ワイヤ２４を巻き上げて台車２２に保持部２１を接触させ、ピニオンギヤ２１１を駆動させて水槽２の上方へと戻っていく。水槽２の上方に戻った保持部２１は、ワイヤ２４を延ばすことにより水槽２内へ挿入され、水槽２内の芋Ｐを保持する。これを繰り返して、供給機構２０は、コンベア１０上に順次芋Ｐを供給していく。

コンベア１０上に供給された芋Ｐは、図２に示すように、コンベア１０によって第１ゲート１６へと搬送されていく。第１ゲート１６に到達した芋Ｐは、第１ゲート１６によって、コンベア１０の幅方向の中心Ｃに寄せられ、１個ずつ第１ゲート１６を通過していく。第１ゲート１６を通過した芋Ｐは、コンベア１０によって搬送されていく間に、送風機１８によって乾かされる。そして、図２、図５および図６に示すように、コンベア１０によって、長さ測定部６０、糖度測定部３０、振分機構５０へと順に搬送されていく。その後、振分機構５０によって糖度別に分けられ、コンベア１０またはサブコンベア７０によって、コンテナ４またはコンテナ５へと搬送されていく。

次に、図１４および図１５を参照して、制御装置４０における芋選別処理の流れを示す。なお、図１４および図１５は、説明を簡略化するために、１個の芋Ｐについての処理の流れを示しているが、実際は、コンベア１０によって複数の芋Ｐが次々に搬送されてくるため、各芋Ｐについて図１４および図１５に示される処理が並列して実行されることはいうまでもない。

まず、制御装置４０では、ＣＰＵが、芋Ｐが第１ゲート１６を通過したか否かを、芋検知センサ１９から送られてくる検知信号に基づき判定する（ステップＳＴ１、以下「ＳＴ１」のように称する）。ここでは、芋Ｐによって光が遮られた後、芋検知センサ１９の受光器が光を検知したタイミング、すなわち、芋Ｐが第１ゲート１６を通過し終わった直後のタイミングで、検知信号をＣＰＵに読み込んでいる。芋Ｐが第１ゲート１６を通過したと判定した場合（ＳＴ１において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵは、芋Ｐの長さおよび糖度を測定するタイミング、ならびに、芋Ｐを振り分けるタイミングを計測するためのタイマーＴを起動させる（ＳＴ２）。

次に、制御装置４０では、ＣＰＵが長さ測定部６０によって測定された芋Ｐの長さを読み込む（ＳＴ３）。長さ測定部６０では、センサ部６１が、芋Ｐに対して超音波を照射し、跳ね返ってくる超音波を受信する。センサ部６１では、芋Ｐがセンサ部６１を通過している間、超音波を受信しており、芋Ｐがセンサ部６１を通過し終わると、芋Ｐから跳ね返ってくる超音波が受信されなくなる。演算部６２は、センサ部６１が超音波を受信している間の時間を計測し、予め定められているコンベア１０の速度ｖと、超音波を受信している間の時間とにより、芋Ｐの長さＬを算出する。ＣＰＵでは、この算出された芋Ｐの長さＬを読み込む。

同時に、制御装置４０では、ＣＰＵが、芋検知センサ１９によって検知された各芋Ｐについて、予め定められているコンベア１０の速度ｖと、芋検知センサ１９と糖度測定装置３０との距離ｄ２、および、芋検知センサ１９と振分機構５０との距離ｄ３（図１３参照）とから、糖度測定装置３０および振分機構５０に各芋Ｐが到達する時間を算出する。そして、ＣＰＵは、芋Ｐの糖度測定装置３０および振分機構５０への到達時間と、芋Ｐの長さＬとから、糖度測定装置３０において芋Ｐの糖度を測定するタイミングＴｓｃと、振分機構５０において芋Ｐを選別するタイミングＴｔｒとを算出する（ＳＴ４，ＳＴ５）。本実施形態では、芋検知センサ１９で芋Ｐの後端を検知しているため、芋Ｐの糖度測定タイミングＴｓｃは、Ｔｓｃ＝（ｄ２／ｖ）−（（Ｌ／２）／ｖ）＝（ｄ２−Ｌ／２）／ｖによって算出される。また、芋Ｐを選別する選別動作タイミングＴｔｒは、Ｔｔｒ＝（ｄ３／ｖ）−（（Ｌ／２）／ｖ）＝（ｄ３−Ｌ／２）／ｖによって算出される。

次に、制御装置４０では、ＣＰＵが、芋Ｐを検知したタイミングで起動しているタイマーＴが、芋Ｐの糖度測定タイミングＴｓｃとなったか否かを判定する（ＳＴ６）。タイマーＴが、芋Ｐの糖度測定タイミングＴｓｃとなっていると判定した場合（ＳＴ６において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵは、糖度計測部３０で芋Ｐの糖度を測定する（ＳＴ７）。

図１６に示すように、糖度測定処理では、まず、ＣＰＵは、芋Ｐの長さＬが所定の長さ、本実施形態では、７．０ｃｍ以上か否かを判定する（ＳＴ７１）。芋Ｐの長さＬが７．０ｃｍ以上であると判定した場合（ＳＴ７１において「ＹＥＳ」）、受光器３２１の内、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５の受光器３２１（図１７（ａ）参照）を稼働させる（ＳＴ７２）。一方、芋Ｐの長さＬが７・０ｃｍ未満であると判定した場合（ＳＴ７１において「ＮＯ」）、受光器３２１の内、Ｒ２、Ｒ４の受光器３２１（図１７（ｂ）参照）を稼働させる（ＳＴ７３）。同時に、投光部３１についても稼働させる。その後、糖度測定部３０で測定された糖度測定値を取得する（ＳＴ７４，ＳＴ７５）。

糖度測定部３０では、糖度測定処理が開始されると、投光部３１から光が照射され、受光器３２１で芋Ｐを透過した光を受光する。このとき、上記した通り、芋Ｐの長さＬが７．０ｃｍ以上の場合、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５の受光器３２１（図１７（ａ）参照）によって光を受光し、芋Ｐの長さＬが７．０ｃｍ未満の場合、Ｒ２、Ｒ４の受光器３２１（図１７（ｂ）参照）によって光を受光する。受光器３２１で受光された光は、分光器３３１（図２参照）で分析されて、電磁波スペクトルが算出される。分光器３３１で分析された電磁波スペクトルは、演算部３３２（図２参照）に送られ、演算部３３２に予めインプットされている電磁波スペクトルと糖度との関係に基づいて、演算部３３２が、芋Ｐの糖度を算出する。

糖度測定部３０から糖度測定値を取得すると、制御装置４０では、ＣＰＵが糖度測定装置３０によって測定された糖度の測定値に応じて、芋Ｐの糖度の程度を判定する（ＳＴ７６）。具体的には、ＣＰＵは、芋Ｐの各部位の糖度を、予めインプットされている基準の糖度、本実施形態では糖度１０と比較して、各部位の糖度が基準の糖度を満たしているか否かを判定する。ここで各部位の糖度とは、芋Ｐの長さＬが７．０ｃｍ以上のときはＲ１、Ｒ３、Ｒ５の受光器３２１で測定されたそれぞれの糖度、芋Ｐの長さＬが７．０ｃｍ未満のときはＲ２、Ｒ４の受光器３２１で測定されたそれぞれの糖度である。そして、ＣＰＵは、すべての部位の糖度が基準の糖度を満たしている芋Ｐを、基準の糖度を満たした芋と判定し、１箇所でも糖度が基準の糖度を満たしていない芋Ｐを、基準の糖度を満たしていない芋と判定する。

次に、制御装置４０では、ＣＰＵが、芋Ｐを検知したタイミングで起動しているタイマーＴが、芋Ｐを選別するタイミングＴｔｒとなったか否かを判定する（ＳＴ８）。タイマーＴが、芋Ｐを選別するタイミングＴｔｒとなっていると判定した場合（ＳＴ８において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵは、上記の判定結果に基づいて、芋Ｐの糖度が基準の糖度に対して不足しているか否かを判定する（ＳＴ９）。芋Ｐが基準の糖度を満たしているという判定結果の場合（ＳＴ９において「ＮＯ」）、ＣＰＵは振分装置５０を動作させず、芋Ｐはコンベア１０上をそのまま搬送されて、コンテナ４に収容される。一方、芋Ｐが基準の糖度を満たしていない（糖度が不足している）という判定結果の場合（ＳＴ９において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵは振分装置５０を動作させる（ＳＴ１０）。このとき、振分装置５０の押出動作、つまり、押出部材５１によって芋Ｐがサブコンベア７０に押し出されことによって、芋Ｐはサブコンベア７０上に乗り、サブコンベア７０上を搬送されて、コンテナ５に収容される。その後、ＣＰＵは、タイマーＴを停止させ（ＳＴ１１）、芋Ｐの選別処理を終了する。

以上のように、本実施形態では、複数の受光器３２１を用いて、芋Ｐの２箇所以上の透過光を受光しており、糖度測定部３３は、前記透過光に基づいて、芋Ｐの２箇所以上の糖度を測定することができる。複数の受光器３２１は、芋Ｐの長さＬによって使用される受光器３２１が変更され、芋Ｐの長さＬが長い場合には、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５の受光器３２１が用いられ、芋Ｐの長さＬが短い場合には、Ｒ２、Ｒ４の受光器３２１が用いられる。これにより、受光器３２１の配置を調整することなく、的確に芋Ｐの少なくとも両端部、芋Ｐの長さＬが長い場合には、両端部と中央部の糖度を測定することができる。このように、一般に糖度が低いとされている芋Ｐの両端部の糖度が測定できるため、部位によって糖度にばらつきがある芋Ｐでも、所望の糖度に達していない部分を含有する芋Ｐを除外することができる。

また、芋選別装置１は、水槽２とコンベア１０とを往復移動してコンベア１０上に芋Ｐを連続して供給する供給機構２０を備えているため、水槽２に芋Ｐを充填しておくだけで芋Ｐがコンベア１０上に連続して供給される。これにより、芋Ｐを１個ずつコンベア１０上に供給するという手間を省くことができる。また、供給機構２０の芋Ｐを保持する保持部２１は、複数個の芋Ｐを横向きに一列に並んで保持できるため、一度に複数個の芋Ｐをコンベア１０上に一列に並べて供給することができる。これにより、コンベア１０上に供給される芋Ｐの間隔を、糖度が測定可能な最小限の間隔とすることができ、芋選別装置１の処理能力を向上させることができる。また、コンベア１０上に供給された芋Ｐは、第１ゲート１６によってコンベア１０の幅方向の中心Ｃに寄せられるため、長さ測定部６０および糖度測定装置３０で正確な測定を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、受光部３２は、５個の受光器３２１を備えているが、受光部３２が備える受光器３２１の個数は、任意の個数とすることができる。例えば、受光器３２１を３個とした場合、芋Ｐの長さＬが長いときは、１番目と３番目を使用し、芋Ｐの長さＬが短いときは、２番目と３番目を使用して糖度を測定することができる。例えば、受光器３２１を７個とした場合、芋Ｐの長さＬが長いときは、１番目、４番目、７番目を使用し、芋Ｐの長さＬが中くらいのときは、２番目、４番目、６番目を使用し、芋Ｐの長さＬが短いときは、３番目、５番目を使用して糖度を測定することができる。すなわち、芋Ｐの長さＬも、７．０ｃｍを基準に長短が分けられる態様に限られず、１以上の任意の長さの基準に基づき、芋Ｐの長さＬが前記長さの基準より大きいか小さいかに応じて使用する少なくとも２個の受光器３２１を定めることができる。また、使用する受光器３２１は、必ずしも芋Ｐの両端部を測定できるように定められる必要はなく、少なくとも一方の端部と、それ以外の特定の部位とが測定できるように定められてもよい。

また、受光部３２に備えられる受光器３２１は、１個でもよく、少なくとも１個以上の任意の個数とすることができる。受光器３２１が１個の場合、糖度測定領域３０１は、受光器３２１の幅と同等となる。つまり、糖度測定領域３０１は、芋Ｐが完全に入り込む大きさでなくてもよい。この場合、受光器３２１は、１個の芋Ｐに対して、２箇所で透過光を受光する。つまり、例えば、糖度測定領域３０１に芋Ｐの先端部（下流側の端部）が到達したタイミングで１箇所目の透過光を受光し、糖度測定領域３０１に芋Ｐの後端部（上流側の端部）が到達したタイミングで２箇所目の透過光を受光するというように、時間をずらして、１個の芋Ｐに対して２箇所で透過光を受光する。すなわち、受光部３２は、１個の芋Ｐの一方の端部とそれ以外の特定の部位とが糖度測定領域３０１を通過するときに透過光を受光し、糖度測定部３３によって前記端部および前記特定の部位の糖度が算出できるような態様であればよい。

また、上記実施形態では、振分機構５０は、押出部材５１、アーム５２および駆動部５３の組を１組設け、押出部材５１を駆動することによってサブコンベア７０に芋Ｐを押し出して芋Ｐを選別しているが、他の既知の任意の手段により芋Ｐを選別してもよい。また、振分機構５０は、押出部材５１、アーム５２および駆動部５３の組を複数組設け、複数段階の糖度に応じて芋Ｐを振り分けることもできる。すなわち、芋Ｐを振り分ける糖度の基準は、糖度１０に限られず、任意の糖度とすることができ、さらに複数の糖度の基準を設けて、複数の糖度の段階に応じて芋Ｐを振り分けてもよい。

また、上記実施形態では、供給機構２０は、芋Ｐを一列に保持できる保持部２１を有し、保持部２１が、芋Ｐが貯蔵されている水槽２とコンベア１０とを往復移動してコンベア１０上に芋Ｐを連続して供給しているが、供給機構２０は上記実施形態に限られない。例えば、芋Ｐを貯蔵する貯蔵タンクをコンベア１０上に設置し、貯蔵タンクから１個ずつ芋Ｐがコンベア１０上に供給される態様等、芋Ｐがコンベア１０上に、搬送方向に一列に整列した状態で連続して供給されれば、既知の任意の態様を取り得る。また、芋Ｐを人為的にコンベア１０上に供給する場合は、供給機構２０は設けなくてもよい。

また、上記実施形態では、芋選別装置１は、第１ゲート１６、送風機１８および長さ測定部６０を備えているが、予め芋Ｐがコンベア１０の幅方向中央に一列に載せられる場合、予め乾燥された芋Ｐがコンベア１０上に載せられる場合、予め決められた長さの芋Ｐが流される場合等は、これらの構成は必ずしも必要ではない。長さ測定部６０を設けない場合は、芋Ｐの長さを検出して使用する受光器３２１を決定するのではなく、コンベア１０に載せる芋Ｐの長さに応じて、人為的に受光器３２１を決定すればよい。

１芋選別装置
１０コンベア
２０供給機構
２１保持部
２１１第１保持部材
２１１ｃ第１保持部材の湾曲面
２１２第２保持部材
２１２ｂ第２保持部材の湾曲面
２１３回転軸
３０糖度測定装置
３０１糖度測定領域
３１投光部
３２受光部
３２１受光器
３３糖度測定部
Ｐ芋

Claims

芋の搬送路を構成するコンベア上に芋を連続して供給する供給機構と、
前記コンベア上に供給された芋の糖度を搬送途中で測定する糖度測定装置と、を備え、
前記供給機構は、芋を保持する保持部を備え、
前記保持部は、湾曲面を有する第１保持部材と、湾曲面を有する第２保持部材とを備え、
前記第２保持部材は、回転軸によって前記第１保持部材に対して回転可能に取り付けられており、
前記第１保持部材の湾曲面と前記第２保持部材の湾曲面とは、閉状態において互いに合わさったときに、前記回転軸の軸方向に一列に並んだ状態で芋を保持できる形状を有し、
前記糖度測定装置は、
前記コンベア上の糖度測定領域に対応して配置され、所定の光を前記コンベア上の芋に向けて投射する投光部と、
前記コンベアを挟んで前記投光部に対向配備され、芋を透過した透過光を受光する少なくとも１個の受光器を含む受光部と、
前記受光器により受光された透過光より芋の所定の部位の糖度を求めて出力する糖度測定部と、を備え、
前記糖度測定部は、芋の一方の端部とそれ以外の特定の部位とが前記糖度測定領域を通過するとき、前記端部および前記特定の部位の糖度を求める芋選別装置。