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発明の名称 粉粒体検査装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−170571(P2001−170571A)
公開日 平成13年6月26日(2001.6.26)
出願番号 特願平11−360428
出願日 平成11年12月20日(1999.12.20)
代理人 【識別番号】100107308
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
【テーマコード(参考)】
3F079
【Fターム(参考)】
3F079 AB00 BA05 CA41 CB32 CB33 CB35 CC03 DA06 
発明者 山崎 祐一 / 北野 紳一 / 溝口 高宏
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 粉粒体群を流下経路に沿って流下案内する流下案内手段と、前記流下案内手段にて流下案内される前記粉粒体群における不良物の有無を検出して、その不良物と正常物とを分離して選別する選別手段とが設けられている粉粒体検査装置であって、前記流下案内手段が、前記粉粒体群をエア浮上させた状態で流下案内するように構成されている粉粒体検査装置。
【請求項2】 前記流下案内手段が、前記粉粒体群を一層状態で且つ横幅方向に広がった状態で流下案内するように構成されている請求項1記載の粉粒体検査装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体群を流下経路に沿って流下案内する流下案内手段と、前記流下案内手段にて流下案内される前記粉粒体群における不良物の有無を検出して、その不良物と正常物とを分離して選別する選別手段とが設けられている粉粒体検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記粉粒体検査装置では、流下案内手段としての載置案内式のシュータによって、粉粒体群を載置しながら、流下案内させるように構成されていた(例えば特開平11‐90345号公報、特開平2‐21980号公報参照)。ちなみに、上記シュータは、粉粒体群を一層状態で且つ横幅方向に広がった状態で流動させるように、広幅の板状体を用いて構成される場合や、粉粒体群を一層状態で且つ一列状態で流動させるように、樋状体を用いて構成される場合等がある。又、選別手段としては、例えば上記の如く粉粒体群を一層状態で且つ横幅方向に広がった状態で流動させる場合には、板状体の下端部よりも流下方向下手側に、蛍光灯等にて照明された広幅状態の粉粒体群からの反射光及び透過光を受光するCCDラインセンサや、そのCCDラインセンサにて検出された不良物に対してエアーを吹き付けて正常物と異なる経路に分離させるための複数の噴出ノズル等を設置して構成され(特開平11‐90345号公報参照)、一方、例えば粉粒体群を一層状態で且つ一列状態で流動させる場合には、各樋状体の下端部よりも流下方向下手側に、蛍光灯等にて照明された各列の粉粒体群からの反射光を受光する受光センサと、その受光センサにて検出された不良物に対してエアーを吹き付けて正常物と異なる経路に分離させるための噴出ノズル等を設置して構成される(特開平2‐21980号公報参照)。
【0003】さらに、検査される粉粒体群としては、玄米や精米等の米粒群、成形加工用の樹脂ペレット等である。そして、米粒群の場合における不良物は、着色米などの不良の米粒や石・ガラス等の異物であり、樹脂ペレットの場合における不良物は、ペレット表面に処理過程で生じた黒色系の焼けや汚染によるコンタミ等が存在する樹脂ペレット、検査対象の樹脂ペレットに混入している他の色の樹脂ペレット等である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の粉粒体検査装置では、載置案内式のシュータに載置された状態で粉粒体が流下案内されるので、次のような諸々の不具合を招く虞がある。すなわち、粉粒体がシュータとの接触により跳ね上がることがあり、この跳ね上がりにより粉粒体群の流れが乱れて、不良物検出や分離作動を適切に行えないトラブルを発生する虞がある。又、粉粒体とシュータとの接触により、粉粒体自体が摩損する虞がある。そして、例えば粉粒体として玄米を検査する場合には、粉粒体が摩耗することにより生じる摩耗粉(糠)がシュータに付着して、その付着のためにシュータの滑りが悪化することがあり、そのために粉粒体を良好に流下させることができないものとなって、所望通りの検査を長期間に亘って良好に行えない虞もある。ちなみに、粉粒体としての玄米を検査する場合には、シュータを加熱する加熱体を設けて、摩耗粉(糠)がシュータに付着し難いようにしながら、その摩耗粉(糠)を粉粒体と共に流下させるようにすることも行われているが、摩耗粉(糠)の付着を十分抑制し難いものであった。さらに、粉粒体とシュータとの接触により、長期の使用のうちには、シュータも摩耗することになり、その摩耗のためにシュータの滑りが悪化して、上記摩耗粉の付着の場合と同様に、粉粒体を良好に流下させることができないものとなって、所望通りの検査を長期間に亘って良好に行いない虞もある。
【0005】本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消して、長期間に亘って良好に検査することができる粉粒体検査装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1では、前記流下案内手段が、前記粉粒体群をエア浮上させた状態で流下案内するように構成されている。従って、粉粒体群がエア浮上した状態で流下案内されるので、つまり、粉粒体群が他物と接触しない状態で流下案内されるので、粉粒体が他物と接触して跳ね上がることがなくなり、粉粒体が摩耗のために損傷することがなくなり、流下案内手段が摩耗することがなくなるから、長期間に亘って粉粒体群を良好に流下案内させながら、長期間に亘り不良物の検出及び分離動作を適正に行うことができるのであり、もって、長期間に亘って良好に検査することができる粉粒体検査装置を提供することができる。
【0007】請求項2では、請求項1において、前記流下案内手段が、前記粉粒体群を一層状態で且つ横幅方向に広がった状態で流下案内するように構成されている。従って、粉粒体の群を横幅方向に広がった状態で流下案内しながら、不良物と正常物との選別処理を行うので、例えば粉粒体群を一列状に流下案内するものに比べて、多数の粉粒体を並列的に流下させて効率良く検査することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る粉粒体検査装置の実施形態を、粉粒体群としての樹脂ペレット群を検査する場合について説明する。図1に全体構成を示すように、そして、図3に不良検出及び分離処理の動作を示すように、ペレット群kをエア浮上させた状態で、且つ、一層状態で横幅方向に広がった状態で流下案内する流下案内手段Hが設けられている。この流下案内手段Hは、広幅板状でエア浮上式のシュータ1を、水平面に対して所定角度(例えば60度)傾斜させて設置して、このシュータ1の上部に設けた貯留タンク7からフィーダ9によって搬送供給されるペレット群kを、シュータ1の上面に沿う流下経路に沿って、上述の如くエア浮上状態で、且つ、一層状態で横幅方向に広がった状態で流下案内するように構成されている。尚、この場合において一層状態で流下させることを目的としているので、流れ状態により部分的に二層状態等になっても、一層状態の概念に含むものである。
【0009】前記エア浮上式のシュータ1について説明すると、図4に示すように、金属(例えばステンレス)製の板状の多孔質部材1Aが設けられ、その多孔質部材1Aは、裏面側から供給されたエアを通過させてペレット群kが流下している表面から吹き出すための多数の小孔ka(気孔という)を有している。多孔質部材1Aの裏面側には、加圧された空気を多孔質部材1Aの裏面側に供給するための空気室1Bが付設され、その空気室1Bに、図外のエア供給装置より圧縮空気が供給されているエアタンク15(図1参照)から加圧されたエアが供給管1Cによって供給されている。尚、上記多孔質部材1Aは、図4(ロ)に一部断面を拡大して摸式的に示すように、例えば金属粉を焼結成型して作成され、その金属粉の間の隙間によって上記小孔kaが形成される。
【0010】従って、シュータ1によって流下案内されるペレット群kは、多孔質部材1Aの表面から吹き出すエアによって多孔質部材1Aの表面から浮いた状態で流下案内されている。
【0011】貯溜タンク7には、外部から供給されるペレットが貯溜され、又、その外部からの検査対象物を1次選別処理して得られた正常物又は不良物が再選別のために貯溜される。タンク7は下端側ほど先細筒状に形成され、タンク7からフィーダ9上に落下したペレット群kのシュータ1への供給量は、フィーダ9の振動振幅を変化させてペレット群kの搬送速度を変えることにより調節される。
【0012】ペレット群kがシュータ1の下端部から移動落下する移動落下経路IK中に検出箇所Jが設定され、その検出箇所Jを照明する照明手段4として、移動落下経路IKの前面側(図2において左側)を照明する前面側ライン状光源4Bと、移動落下経路IKの後面側(図2において右側)を照明する後面側ライン状光源4Aとが、蛍光灯にて構成されて設けられている。
【0013】前面側ライン状光源4Bからの照明光が検出箇所Jのペレット群kの前面側で反射した反射光を受光する前面側ラインセンサ5Bと、後面側ライン状光源4Aからの照明光が検出箇所Jのペレット群kの後面側で反射した反射光を受光する後面側ラインセンサ5Aとが設けられている。図6に示すように、上記両ラインセンサ5A,5Bは、ペレット群の各ペレットkの大きさよりも小さい範囲p(例えばペレットkの大きさの10分の1程度)を夫々の受光対象範囲とする複数個の受光素子5aを、直線状の検出箇所Jに対応させてライン状に並ぶ状態で備えている。具体的には、各ラインセンサ5A,5Bは、受光素子5aが直線状に並置されたモノクロタイプのCCDセンサ部50と、検出箇所Jでのペレット群kの像を上記CCDセンサの各受光素子5a上に結像させる光学系51とから構成されている。
【0014】前面側ラインセンサ5Bの受光方向であって前記検出箇所Jの背部側箇所に、前面側ライン光源4Bにて照明されて、前面側ライン光源4Bにて照明されたペレット群kのうちの正常物からの反射光と同一又は略同一の明るさの光を前面側ラインセンサ5Bに向けて投射する長尺帯状の前面側反射面hbを備えた前面側反射板8Bが設置されている。また、後面側ラインセンサ5Aの受光方向であって前記検出箇所Jの背部側箇所に、後面側ライン光源4Aにて照明されて、後面側ライン光源4Aにて照明されたペレット群kのうちの正常物からの反射光と同一又は略同一の明るさの光を後面側ラインセンサ5Aに向けて投射する長尺帯状の後面側反射面haを備えた後面側反射板8Aが設置されている。
【0015】上記前面側反射板8B及び後面側反射板8Aは、断面L字型で長尺状に形成され、同様な構造によって光源支持用のフレーム22に取付けられている。即ち、断面コの字状で長尺状に形成されたブラケット22aが光源支持用のフレーム22にネジ止め固定されるとともに、そのブラケット22aにおけるフレーム22への固定部とは反対側の角部に上記各反射板8A,8Bの角部を当て付けた状態で,各反射板8A,8Bがブラケット22aにネジ止めされている。
【0016】前面側ライン状光源4B、前面側ラインセンサ5B及び後面側反射板8Aが一方の収納部13Bに収納され、後面側ライン状光源4A、後面側ラインセンサ5A及び前面側反射板8Bが他方の収納部13Aに収納されている。尚、両収納部13A,13Bは側板が共通の一体の箱体に形成され、両収納部13A,13B夫々は、検出箇所Jに面する側に板状の透明なガラスからなる光透過用の窓部14A,14Bを備えている。そして、図示しないが、両窓部14A,14Bの表面に長手方向(図2の紙面垂直方向)に沿ってエアを吹き付けて、窓表面に付着した塵等を除くための清掃ノズル26が設けられている(図5参照)。
【0017】前記検出箇所Jから移動落下経路IKの落下方向下手側に、検出箇所Jでの受光情報に基づいて検出された不良物g(例えば前記黒色系の焼けやコンタミ等が存在する樹脂ペレット)に対してエアーを吹き付けて正常なペレットkの移動方向から分離させるためのエアー吹き付け装置6が設けられ、このエアー吹き付け装置6は、噴射ノズル6aの複数個を、上記移動落下経路IKの全幅を所定幅で複数個の区画に分割形成した各区画に対応する状態で並置させ、不良物gが存在する区画の噴射ノズル6aが作動されるように構成されている。つまり、ペレット群kがシュータ1の下端部から移動落下経路IKに沿って前記検出箇所Jとその経路下手側の分離箇所とに移送されるとともに、その分離箇所に移送されたペレット群kのうちの正常物と不良物gとを異なる経路に分離させるためにエアを噴出する複数のエア噴射ノズル6aが、前記検出箇所Jの長手方向に並べられている。
【0018】そして、噴射ノズル6aからのエアーの吹き付けを受けずにそのまま進行してくる正常なペレットkを回収する良品用の受口部2Bと、エアーの吹き付けを受けて正常なペレットkの流れから横方向に分離した不良物gを回収する不良物用の受口部3Bとが設けられ、良品用の受口部2Bが横幅方向に細長い筒状に形成され、その良品の受口部2Bの周囲を囲むように、不良物用の受口部3Bが形成されている。尚、良品用の受口部2Bにて回収されたペレットk、及び、不良物用の受口部3Bにて回収された不良物は、再選別等のために、本検査装置のタンク7又は他の検査装置に搬送される。
【0019】次に、粉粒体検査装置の装置構成について説明する。図1に示すように、ジャッキボルト式の脚部F0を備えた底板F1上に立設された縦枠F2,F3,F4が、横枠F5,F6,F7によって連結されて機枠が構成されている。表側の縦枠F4の上部斜め部分に、情報の表示及び入力用の操作卓21が設置され、前記フィーダ9に対する振動発生器9Aが横枠F5上に設置され、底板F1上には、電源ボックス17とエアタンク15とが設置されている。尚、このエアタンク15から、前記シュータ1の裏面側の空気室1B、前記エアー吹き付け装置6及び前記清掃ノズル26に対して加圧されたエアが供給されている。又、箱状の前記収納部13A,13Bが前部側で縦枠F4に、後部側で縦枠F3に夫々支持され、シュート1が上部側で横枠F6に下部側で収納部13Bに支持され、制御ボックス16が、横枠F7上に設置されている。装置上部には、警報用の回転灯18が設置され、機枠には、装置外面を覆うカバー12が取り付けられている。尚、各ユニットの前面側のカバー12のカバー上部12Aは、上下方向に開閉式に構成され、そのカバー上部12Aを持ち上げた状態で装置内部の点検等を行う。
【0020】制御構成を説明すると、図5に示すように、マイクロコンピュータ利用の制御装置10が設けられ、この制御装置10に、両ラインセンサ5A,5Bからの各画像信号と、前記操作卓21からの操作情報とが入力されている。一方、制御装置10からは、前記操作卓21に対する表示用の駆動信号と、前記各ライン状光源4A,4Bを点灯させる点灯回路19に対する駆動信号と、前記回転灯18を作動させる駆動信号と、各噴射ノズル6aへの各エアー供給をオンオフする複数個の電磁弁11に対する駆動信号と、前記フィーダ用振動発生器9Aに対する駆動信号と、前記清掃ノズル26に対するエアー供給をオンオフする電磁弁26Aに対する駆動信号とが出力されている。
【0021】そして、上記制御装置10及び前記エアー吹き付け装置6を利用して、前記流下案内手段Hにて流下案内されるペレット群kにおける不良物の有無を検出して、その不良物と正常物とを分離して選別する選別手段100が構成されている。つまり、制御装置10は、ペレット群kの前面側及び後面側からの各反射光、並びに、前面側及び後面側の各反射面ha,hbからの反射光を受光する各ラインセンサ5A,5Bの受光情報に基づいて、複数の受光素子5a夫々からの明度情報のいずれかが適正明度範囲を外れていると不良物の存在を判別し、その不良物がエアー吹き付け装置6による分離箇所に達したときに不良物の位置に対応するノズル6aを作動させて分離するように構成される。
【0022】上記適正明度範囲は、ペレット群kのうちの正常物を前面側ライン光源5Bにて照明したときの反射光に対する適正明度範囲ΔE2と、ペレット群kのうちの正常物を後面側ライン光源5Aにて照明したときの反射光に対する適正明度範囲ΔE1として設定される。そして、制御装置10は、前面側ラインセンサ5Bの受光情報に基づいて、前面側受光部5a2からの明度が前面側の反射光について設定された適正明度範囲ΔE2を外れたか否かの判別を行うとともに、後面側ラインセンサ5Aの受光情報に基づいて、後面側受光部5a1からの明度が後面側の反射光について設定された適正明度範囲ΔE1を外れたか否かの判別を行い、前面側受光部5a2からの明度がその適正明度範囲ΔE2を外れている場合及び後面側受光部5a1からの明度がその適正明度範囲ΔE1を外れている場合のいずれかの場合に不良と判別する。
【0023】次に、各ラインセンサ5A,5Bの受光出力における不良物の判別について、具体的に説明すると、図7に示すように、各受光素子5aの受光量に対応する出力電圧がペレット群kに対する適正明度範囲ΔE1,ΔE2内にある場合に正常なペレットの存在を判別し、適正明度範囲ΔE1,ΔE2を外れた場合にペレットの不良又は異物の存在を判別する。図中、e0は、正常ペレット粒からの標準的な反射光に対する出力電圧レベルである。そして、受光素子5aの出力電圧が適正明度範囲ΔE1,ΔE2よりも小さい場合e1,e2には、正常なペレット粒よりも反射率が小さい不良のペレット粒(例えば前記黒色系の焼け部分や汚染によるコンタミ箇所等が表面にあるペレット)等の存在を判別し、適正明度範囲ΔE1,ΔE2よりも大きい場合e3には、正常なペレット粒kよりも反射率が大きい他の色の樹脂ペレット(例えば明度が大きい白色の樹脂ペレット)が混入しているような場合におけるその混入ペレット等の不良物の存在を判別する。
【0024】そして、制御装置10は、両ラインセンサ5A,5Bの検出位置Jに移送したペレット群kのうちで、不良物の存在が判別された場合には、検出位置Jから噴射ノズル6aの噴射位置にペレット群kが移送されるのに要する時間間隔が経過するに伴って、不良のペレット又は異物に対して、その位置に対応する区画の各噴射ノズル6aからエアーを吹き付けて正常なペレットの経路から分離させる。
【0025】〔別実施形態〕上記実施形態では、粉粒体群をエア浮上させた状態で流下案内する流下案内手段Hを、流下経路に沿って配置されて、裏面側から供給されたエアを通過させて粉粒体群が流下する表面側から吹き出す多数の小孔kaを備えた多孔質部材1Aと、その多孔質部材1Aの裏面側に加圧されたエアを供給する空気室1Bとにて構成したが、流下案内手段Hの構成はこれに限るものではない。多孔質部材1Aの代わりに、例えば金属板や樹脂板に微細な多数の孔を機械加工等によって形成して板の表面からエアを吹き出すようにしてもよい。又、流下経路に沿って配置される多孔質部材1Aの表面からエアを吹き出して粉粒体を浮上させるのではなく、例えば流下経路に沿って配置される板部材の表面に流下方向上手側から下手側に向けて高速で流れる薄い空気層を形成し、その空気層の上に粉粒群を載せた状態で流下案内させるようにしてもよい。
【0026】上記実施形態では、流下案内手段Hが、粉粒体群を一層状態で且つ横幅方向に広がった状態でエア浮上させて流下案内するように構成したが、これ以外に、粉粒体群を例えば樋等によって一列状に流下案内しながら、樋等の底部側から吹き出すエアによって各列の粉粒体群をエア浮上させて流下案内するように構成してもよい。
【0027】上記実施形態では、選別手段100が、流下している粉粒体の前面側及び後面側夫々からの反射光の受光情報に基づいて、粉粒体群における不良物の有無を検出するように構成したが、これ以外に、粉粒体からの反射光と粉粒体を透過した透過光の受光情報に基づいて不良物の有無を検出するものでもよい。又、上記実施形態では、選別手段100が、不良物にエアを吹き付けて不良物と正常物とを分離するように構成したが、エア以外に、例えば不良物に板ばねを当てて弾き飛ばして分離させる手段でもよい。
【0028】上記実施形態では、粉粒体群が樹脂ペレットである場合について例示したが、粉粒体群はこれに限るものではなく、例えば、精米や玄米等の米粒を検査する場合にも適用できる。




 

 


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