JP2005239298A - 食品トレイ分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トレイ集積体からの食品トレイの取出しを効率的に行う。
【解決手段】分離部材３５を最下段の食品トレイ５と該最下段の上方に位置する食品トレイのフランジ５ｃ間に進入して最下段の食品トレイを分離する。第１連結手段４７，５３によりトレイ支持部材６１を互いに近づく位置及び遠ざかる位置の間で移動させる。第２連結手段２７，３１により分離部材３５を分離位置及び離間位置の間で移動させる。作動部材３９，４１により、トレイ支持部材と同期して分離部材を分離位置へ移動させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、合成樹脂シート材からなる多数の食品トレイが集積されたトレイ集積体から食品トレイを一枚づつ分離して順次取出す食品トレイ分離装置に関する。

合成樹脂製シート材から成形された食品トレイに食材を盛付けて各種弁当類や食材（以下、食材と称する）を包装している。上記食品トレイは食材が盛付けられる凹所を有するように、例えばブロー成形により、少なくとも起立壁上部の周縁にはフランジを有するように成型されている。そして該食品トレイに食材を盛付ける際には、多数の食品トレイが集積されたトレイ集積体から食品トレイを順次分離してトレイ搬送装置上に取出した後に盛付け場所へ搬入して行っている。

そしてこの作業は、多くの場合、作業者がトレイ集積体から食品トレイを分離してコンベヤー上に並べているが、トレイ集積体における食品トレイ相互間に空気がなく、互いに密着し合っているため、分離するのに手間がかかり、非効率的であると共に不衛生であった。

トレイ集積体からの食品トレイの分離取出し作業を効率化及び省力化するため、例えば特許文献１に示す包装用トレイの分離方法が提案されている。即ち、ばねの付勢により突出するように係止爪を少なくとも四個備え、一番下側に積み重ねた包装用トレイのフランジ部の左右の上部と下部を係止し、空気吸引ノズルの包装用トレイの底部を吸着する作動と手前に引いて分離する作動との間に、空気吸引ノズルにより包装用トレイ積層体を押し戻して引いて押し戻す作動を入れることにより係止爪で包装用トレイのフランジ部へ引き剥がし作用を二回以上与えて最下層の包装用トレイを分離している。

しかし、上記分離方法にあっては、１個のトレイの分離動作毎に空気吸引ノズルを少なくとも２回以上、往復動作させる必要があり、分離作業に時間がかかって作業効率が悪かった。特に、食品トレイに食材を充填包装する作業にあっては、高速度で充填作業を行う必要があり、充填作業速度に対してトレイの分離作業速度が追従できなかった。

また、係止爪により最下層に位置するトレイのフランジの上部と下部とを係止する構成であるため、構造が複雑化していた。特に、トレイを変更した場合にあっては、係止爪をセットし直す必要があり、各種類トレイの変更に迅速に対応できなかった。
特開平７−１４９４３１号公報

解決しようとする問題点は、トレイ集積体の食品トレイ相互が密着し合って食品トレイを取出す際に手間と時間がかかる点にある。

本発明は、起立壁上部の周縁にフランジを有した多数の食品トレイを集積したトレイ集積体から食品トレイを順次分離して取出す食品トレイ分離装置において、相対して移動可能に支持されてトレイ集積体の最下段に位置する食品トレイの側方を支持する少なくとも一対のトレイ支持部材と、相対して移動可能に支持され、トレイ集積体の最下段に位置する食品トレイと該最下段の上方に位置する食品トレイのフランジ間に進入して最下段に位置する食品トレイを他の食品トレイから分離する少なくとも一対の分離部材と、相対する少なくとも一対のトレイ支持部材に連結されて互いに近づく位置及び遠ざかる位置の間で移動させる第１連結手段と、相対する少なくとも一対の分離部材に連結されて互いに最下段に位置する食品トレイと上方に位置する食品トレイのフランジ間に進入する分離位置及びトレイ集積体から離間した離間位置の間で移動させる第２連結手段と、第１及び第２連結手段に連結され、互いに近づく位置に移動したトレイ支持部材を遠ざかる位置へ移動させるのとほぼ同期して離間位置の分離部材を分離位置へ移動させる作動部材とを備えたことを特徴とする。

本発明は、トレイ集積体の最下段に位置する食品トレイを分離して取出す際にトレイ支持部材による食品トレイの支持を解除するのとほぼ同期したタイミングで分離部材を最下段の食品トレイとこれの上方の食品トレイの相互間に進入させることにより食品トレイ相互を確実に分離して取出すことができる。トレイ集積体からの食品トレイの取出しを短時間で、かつ効率的に行うことができる。

本発明は、トレイ支持部材による食品トレイの支持を解除するのとほぼ同期したタイミングで分離部材を最下段の食品トレイとこれの上方の食品トレイの相互間に進入させる。

以下に実施例を示す図に従って本発明を説明する。
図１〜図５において、食品トレイ分離装置１は、例えばベルトコンベヤ等のトレイ搬送装置３の搬送面上方に位置するように配置され、多数の食品トレイ５が多段集積されたトレイ集積体７から最下段に位置する食品トレイ５を順次分離してトレイ搬送装置３上に移載させる。

食品トレイ５としては、例えば図５に示すようにＰＰ、ＰＥＴ樹脂等の合成樹脂シート材を、少なくとも中央部に１箇所以上の盛付け用の凹所５ａ及び起立壁５ｂの上部周縁に水平方向へ延出するフランジ５ｃを有するように成形され、凹所５ａ内に弁当等の各種調理材や各種食材が盛付けられる。

食品トレイ分離装置１の本体９には一対の取付フレーム１０・１１の一方端部がトレイ搬送装置３の搬送面上方にて食品トレイ５の短幅に応じた間隔をおいて搬送直交方向へ延出するように取付けられている。上記一対の取付フレーム１０・１１における前部及び後部には起立フレーム１３・１５が図示する左右方向にて相対するように立設され、これら起立フレーム１３・１５は囲まれる空間内に投入されたトレイ集積体７を上下方向へ摺接案内してストックする。

相対する各一対の起立フレーム１３・１５間の取付フレーム１０・１１には図示する前後方向に所定の間隔をおいて相対する各一対の軸支板１７・１９がトレイ搬送装置３の搬送方向に対して位置調整可能にそれぞれ設けられ、これら軸支板１７・１９はそれぞれの起立フレーム１３・１５に対し、トレイ搬送装置３の搬送直交方向に軸線を有した固定軸２１・２３により固定されている。

各軸支板１７・１９の内面には第２連結手段の一部を構成する第３リンクアーム２７・２９の基端部が、回転可能に軸支された軸２７ａ・２９ａに固定されている。また、各軸支板１７・１９の内面には第２連結手段の一部を構成する第４リンクアーム３１・３３の基端部が、上記軸２７ａ・２９ａよりトレイ集積体７側に位置する軸３１ａ・３３ａに揺動可能に軸支されている。

そして各第３及び第４リンクアーム２７・２９、３１・３３の先端部には分離部材３５・３７が揺動可能に軸支されている。該分離部材３５・３７は一腕部３５ａ・３７ａ及び先端側には断面楔形をした分離爪３５ｂ・３７ｂを有した二腕部３５ｃ・３７ｃからなるほぼＬ字形で、各腕部３５ａ・３７ａ、３５ｃ・３７ｃの基端側であるコーナ部には上記第３リンクアーム２７・２９の先端部が軸２７ｂ・２９ｂにより揺動可能に支持されている。また、分離部材３５・３７の二腕部３５ｃ・３７ｃには上記した第４リンクアーム３１・３３の先端部が軸３１ｂ・３３ｂにより揺動可能に支持されている。

各一対の軸支板１７・１９上部には取付フレーム４３・４５が回動可能に軸支され、これら取付フレーム４３・４５には作動部材を構成するシリンダー３９・４１が固定されている。そして各シリンダー３９・４１のロッド３９ａ・４１ａは、分離部材３５・３７の二腕部３５ｃ・３７ｃに対し、軸３５ｄ・３７ｄにより揺動可能に軸支されている。

各軸支板１７・１９の外側へ突出する軸２７ａ・２９ａには第１連結手段の一部を構成する第１リンクアーム４７・４９の基端部が固定され、これら第１リンクアーム４７・４９の先端部には第１連結手段の一部を構成する第２リンクアーム５１・５３の基端部が軸５１ａ・５３ａにより揺動可能に支持されている。

そして各第２リンクアーム５１・５３の先端部には軸５９ａ・６１ａを中心に揺動可能に支持されたトレイ支持部材５９・６１が軸５９ｂ・６１ｂにより揺動可能に支持されている。該トレイ支持部材５９・６１は先端部にトレイ集積体７の最下段に位置する食品トレイ５のフランジ５ｃ下面を前後側にてそれぞれ支承する支持部５９ｃ・６１ｃを有した一腕部５９ｄ・６１ｄ及び二椀部５９ｅ・６１ｅを有し、該二椀部５９ｅ・６１ｅが上記した軸５９ａ・６１ａにより揺動可能に軸支されている。

次に、トレイ集積体７から食品トレイ５を分離して取出す作用を説明する。
先ず、待機状態においては、シリンダー３９・４１はそのロッド３９ａ・４１ａが伸張するように作動されている。 このとき、各トレイ支持部材５９・６１は互いに近づく位置に揺動し、その支持部５９ｃ・６１ｃがほぼ水平状態になっている。また、分離部材３５・３７は互いに遠ざかる離間位置に揺動している。この状態にて起立フレーム１３・１５により囲まれた空間内に対し、トレイ集積体７を上方から投入し、支持部５９ｃ・６１ｃにより最下段に位置する食品トレイ５をフランジ５ｃ下面にて支持させる（図６参照）。

次に、上記状態にて各シリンダー３９・４１を、そのロッド３９ａ・４１ａが縮小する方向へ作動させると、分離部材３５・３７は軸２７ａ・２９ａを中心に揺動する第３リンクアーム２７・２９及び軸３１ａ・３３ａを中心に揺動する第４リンクアーム３１・３３により分離爪３５ｂ・３７ｂを互いに近づく方向で、斜め上方へ移動して最下段に位置する食品トレイ５とこれの上方に位置する食品トレイ５の各フランジ５ｃ間に進入させて最下段に位置する食品トレイ５に対して残りのトレイ集積体７を若干上方へ持ち上げる（図７参照）。

この持上げ作用は、断面楔形に形成された分離爪３５ｂ・３７ｂにおけるテーパ面との摺接作用及び斜め上方への移動作用によりもたらされる。上記した持上げ作用により最下段に位置する食品トレイ５とこれより上方の食品トレイ５の間に空気を流入させることにより相互を分離可能にする。

一方、この分離作用とほぼ同期したタイミングで最下段に位置する食品トレイ５のフランジ５ｃ下面を支持していたトレイ支持部材５９・６１を互いに遠ざかる方向へ揺動させることにより最下段に位置する食品トレイ５の支持を解除してトレイ搬送装置３上に自重落下させる。分離部材３５・３７の揺動とほぼ同期したタイミングでトレイ支持部材５９・６１を揺動させる作用は、以下のとおりである。

即ち、第３リンクアーム２７・２９の基端部が固定されて軸支板１７・１９に回転可能に支持された軸２７ａ・２９ａに第１リンクアーム４７・４９の基端部が固定されているため、分離部材３５・３７の揺動に伴って回転する軸２７ａ・２９ａにより第１リンクアーム４７・４９をほぼ同期して揺動させることになる。

これにより第１リンクアーム４７・４９に第２リンクアーム５１・５３を介して連結されたトレイ支持部材５９・６１を互いに遠ざかる方向へ揺動させて支持部５９ｃ・６１ｃによる食品トレイ５の支持を解除させる。このとき、トレイ支持部材５９・６１は軸５９ａ・６１ａを中心に揺動するため、支持部５９ｃ・６１ｃが下方向で、かつ互いに遠ざかる方向へ移動して食品トレイ５の支持状態を急激に解除させる（図８参照）。

上記した分離部材３５・３７による分離作用及びトレイ支持部材５９・６１による食品トレイ５の支持解除作用によりトレイ集積体７の最下段から取出された食品トレイ５はトレイ搬送装置３上に自重落下して移載された後に所定の食材盛付け箇所へ搬送される。

トレイ集積体７の最下段から食品トレイ５を分離して取出した後にシリンダー３９・４１を、そのロッド３９ａ・４１ａが伸張するように作動して分離部材３５・３７を互いに遠ざかる位置へ揺動させるのとほぼ同期してトレイ支持部材５９・６１を互いに近づく位置へ揺動してトレイ集積体７の最下段に位置する食品トレイ５を支持させる。

本実施例は、トレイ集積体７の最下段に位置する食品トレイ５を支持するトレイ支持部材５９・６１を互いに遠ざかる方向へ揺動するのとほぼ同期したタイミングで分離部材３５・３７を互いに近づく方向へ揺動して最下段の食品トレイ５とこれの上方の食品トレイ５におけるフランジ５ｃ相互間に分離爪３５ｂ・３７ｂを進入させて食品トレイ５相互間に空気を流入させることによりトレイ集積体７における他の食品トレイ５から最下段の食品トレイ５を分離して取出すことができ、トレイ集積体７から食品トレイ５を分離して取出す作業を効率的で、かつ衛生的に行うことができる。

実施例１は、食品トレイ５のフランジ５ｃが水平方向へ延出した後に垂下する形状であるため、分離部材３５・３７を互いに近づく方向で、上方へ移動するように揺動させる構成としたが、フランジ５ｃの形状によっては少なくとも分離部材を直線的に往復移動させる構成であってもよく、その例を実施例２として示す。尚、実施例１と同一の構成に付いては、実施例１に示す符号を付して詳細な説明を省略する。

図９及び図１０において、食品トレイ分離装置９１における各一対の起立フレーム１３・１５間には相対する一対の支持板９３・９５が設けられ、各一対の支持板９３・９５の内面及び外面には水平方向へ延出するガイド部９３ａ・９５ａ、９３ｂ・９５ｂが食品トレイ５における底面とフランジ５ｃの高さに応じた高低差を設けて形成されている。

そして内側に位置するガイド部９３ａ・９５ａには先端部に分離爪９７ａ・９９ａを有した分離部材９７・９９が水平方向へ移動可能に支持されている。上記分離爪９７ａ・９９ａは上面及び下面にテーパ面を有した断面が楔形に形成されている。また、分離部材９７・９９の両端部下面には第２連結手段の一部を構成するラックギャ９７ｂ・９９ｂが設けられている。

一方、外側に位置するガイド部９３ｂ・９５ｂには先端部に支持部１０１ａ・１０３ａを有したトレイ支持部材１０１・１０３が水平方向へ移動可能に支持され、各トレイ支持部材１０１・１０３の両端部上面には第１連結手段の一部を構成するラックギャ１０１ａ・１０３ａが設けられている。そして分離部材９７・９９及びトレイ支持部材１０１・１０３間に位置する支持板９３・９５には回転軸１０５・１０７が回転可能に支持され、該回転軸１０５・１０７には電動モータ、エアーモータ或いはクランクアームに連結されたシリンダー等の作動部材としての回転駆動部材１０９・１１１が連結されている。図は回転駆動部材１０９・１１１として電動モータを使用した例を示す。

また、回転軸１０５・１０７には分離部材９７・９９のラックギャ９７ｂ・９９ｂ及びトレイ支持部材１０１・１０３のラックギャ１０１ａ・１０３ａの双方に噛合って第１及び第２連結手段の一部を構成する歯車１１３ａ・１１５ａ、１１３ｂ・１１５ｂが固定され、回転軸１０５・１０７の回転に伴って分離部材９７・９９及びトレイ支持部材１０１・１０３を互い違いの方向へ移動させる。尚、待機状態としては、分離部材９７・９９は互いに遠ざかった位置に、またトレイ支持部材１０１・１０３が互いに近づく位置になるように設定されている。

次に、トレイ集積体７から最下段に位置する食品トレイ５を分離して取出す作用を説明する。
待機状態においては、各トレイ支持部材１０１・１０３は互いに近づく位置に、また分離部材９７・９９は互いに遠ざかる離間位置に移動している。この状態にて起立フレーム１３・１５により囲まれた空間内に対して上方から投入されたトレイ集積体７は、最下段に位置する食品トレイ５のフランジ５ｃの下面が支持部１０１ａ・１０３ａに支持されている（図１１参照）。

次に、上記状態にて回転駆動部材１０９・１１１を駆動して回転軸１０５・１０７を所定の方向へ回転させると、分離部材９７・９９は回転する歯車１１３ａ・１１５ａに噛合うラックギャ９７ｂ・９９ｂにより互いに近づく方向へ移動して分離爪９７ａ・９９ａをトレイ集積体７における最下段に位置する食品トレイ５とこれの上方に位置する食品トレイ５におけるフランジ５ｃの相互間に進入させる。このとき、最下段より上方に位置するトレイ集積体７はフランジ５ｃ相互間に進入する分離爪９７ａ・９９ａのテーパ面により若干押し上げられることにより最下段に位置する食品トレイ５との間に隙間を形成して空気の流入を図り、相互を分離可能にさせる。（図１２参照）

また、トレイ支持部材１０１・１０３はそのラックギャ１０１ａ・１０３ａが回転する歯車１１３ｂ・１１５ｂに噛合っているため、分離部材９７・９９の移動とほぼ同期して互いに遠ざかる方向へ移動してトレイ集積体７における最下段に位置する食品トレイ５の支持を解除し、最下段に位置する食品トレイ５を自重落下させる（図１２参照）。

本実施例は、トレイ集積体７の最下段に位置する食品トレイ５を支持するトレイ支持部材１０１・１０３を互いに遠ざかる方向へ移動させるのとほぼ同期したタイミングで分離部材９７・９９を互いに近づく方向へ移動して最下段の食品トレイ５とこれの上方の食品トレイ５におけるフランジ５ｃ相互間に分離爪９７ａ・９９ａを進入させて食品トレイ５相互間に空気を流入させることによりトレイ集積体７における他の食品トレイ５から最下段の食品トレイ５を分離して取出すことができ、トレイ集積体７から食品トレイ５を分離して取出す作業を効率的で、かつ衛生的に行うことができる。

本発明は、以下のように変更実施することができる。
１．実施例１においては、シリンダー３９・４１を作動して分離部材３５・３７及びトレイ支持部材５９・６１をほぼ同期して互いに反対方向へ揺動させる構成としたが、第１及び第３リンクアームの基端部が固定される軸２７ａ・２９ａに電動モータやエアーモータ等の回転駆動部材を連結して各軸２７ａ・２９ａを回転させることによりシリンダーを作動して分離部材及びトレイ支持部材をほぼ同期して互いに反対方向へ揺動させる構成としてもよい。

この場合にあっては、各軸２７ａ・２９ａを個別に回転させるために２個の回転駆動部材を使用する構成の他に、１個の回転駆動部材を使用して相対する各軸２７ａ・２９ａを互いに反対方向へ回転するように回転駆動部材の回転軸と各軸２７ａ・２９ａをベルトや歯車等で連結した構成であってもよい。

２．実施例２においては、分離部材９７・９９及びトレイ支持部材１０１・１０３をほぼ平行に直線的に移動させる構成としたが、食品トレイ５におけるフランジ５ｃの形状によっては分離部材９７・９９及びトレイ支持部材１０１・１０３相互を、食品トレイ５相互の分離位置及び支持位置に応じた角度を設けて直線的に移動させる構成であってもよい。

食品トレイ分離装置の配置例を示す全体斜視図である。 食品トレイ分離装置の略体平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 第１及び第２連結手段を示す説明図である。 トレイ集積体及び食品トレイを示す斜視図である。 トレイ集積体の支持状態を示す説明図である。 分離部材の進入状態を示す説明図である。 分離爪による持ち上げ作用及びトレイ支持部材による支持解除状態を示す拡大説明図である。 本発明の実施例２に係る食品トレイ分離装置の全体概略を示す斜視図である。 分離部材及びトレイ支持部材の移動機構を示す説明図である。 トレイ集積体の支持状態を示す説明図である。 トレイ集積体から食品トレイを分離取出しする際の作用を示す説明図である。

符号の説明

１ 食品トレイ分離装置
５ 食品トレイ
５ｃ フランジ
７ トレイ集積体
２７・２９ 第２連結手段の一部を構成する第３リンクアーム
３１・３３ 第２連結手段の一部を構成する第４リンクアーム
３５・３７ 分離部材
３５ａ・３７ａ 分離爪
３９・４１ 作動部材としてのシリンダー
４７・４９ 第１連結手段の一部を構成する第１リンクアーム
５１・５３ 第１連結手段の一部を構成する第２リンクアーム
５９・６１ トレイ支持部材

Claims (11)

1. 起立壁上部の周縁にフランジを有した多数の食品トレイを集積したトレイ集積体から食品トレイを順次分離して取出す食品トレイ分離装置において、相対して移動可能に支持されてトレイ集積体の最下段に位置する食品トレイの側方を支持する少なくとも一対のトレイ支持部材と、相対して移動可能に支持され、トレイ集積体の最下段に位置する食品トレイと該最下段の上方に位置する食品トレイのフランジ間に進入して最下段に位置する食品トレイを他の食品トレイから分離する少なくとも一対の分離部材と、相対する少なくとも一対のトレイ支持部材に連結されて互いに近づく位置及び遠ざかる位置の間で移動させる第１連結手段と、相対する少なくとも一対の分離部材に連結されて互いに最下段に位置する食品トレイと上方に位置する食品トレイのフランジ間に進入する分離位置及びトレイ集積体から離間した離間位置の間で移動させる第２連結手段と、第１及び第２連結手段に連結され、互いに近づく位置に移動したトレイ支持部材を遠ざかる位置へ移動させるのとほぼ同期して離間位置の分離部材を分離位置へ移動させる作動部材とを備えた食品トレイ分離装置。
2. 請求項１において、トレイ支持部材及び分離部材は、互いに近づく位置と遠ざかる位置との間で揺動する食品トレイ分離装置。
3. 請求項１において、トレイ支持部材及び分離部材は、互いに近づく位置と遠ざかる位置との間でほほ直線移動する食品トレイ分離装置。
4. 請求項１において、互いに近づく位置に移動したトレイ支持部材上にトレイ集積体を支持した状態で作動部材を作動してトレイ支持部材を互いに遠ざかる位置へ移動させるのとほほ同期したタイミングで分離部材を離間位置から分離位置へ移動してトレイ集積体の最下段に位置する食品トレイを分離可能にする食品トレイ分離装置。
5. 請求項２の第１及び第２連結手段は、基端部が作動部材の作動により所定の方向へ回転する回転軸に固定されたアームを介してトレイ支持部材及び分離部材にそれぞれ連結されたリンク機構からなる食品トレイ分離装置。
6. 請求項５において、第１連結手段のリンク機構は基端部が回転軸に固定された第１アームの先端部に軸支された第２アームの先端部を、揺動可能に支持されたトレイ支持部材に軸支してなると共に第２連結手段のリンク機構は基端部が回転軸に固定された第３アームの先端部に基端部側が軸支された分離部材の食品トレイ側に基端部が回転軸より食品トレイ側に位置する軸に軸支された第４アームの先端部を軸支してなる食品トレイ分離装置。
7. 請求項５又は６において、第１アーム及び第３アームの基端部は単一の回転軸に固定されてなる食品トレイ分離装置。
8. 請求項５又は６において、作動部材は回転軸を所定の方向へ回転させる回転駆動部材からなる食品トレイ分離装置。
9. 請求項５又は６において、分離部材は第３アームの軸支位置から分離部と反対側へ延出する腕部を有したほぼＬ字形に形成されると共に作動部材はロッドが分離部材の腕部に軸支された往復作動部材からなる食品トレイ分離装置。
10. 請求項２において、トレイ支持部材は互いに近づく位置から遠ざかる位置へ揺動する際に支持部を下方に向かって揺動させると共に分離部材は互いに離間位置から分離位置へ揺動する際に分離部材を上方に向かって揺動させる食品トレイ分離装置。
11. 請求項３の第１及び第２連結手段は、回転軸に固定された歯車における半径方向各端部を分離部材及びトレイ支持部材に設けられた板歯車に噛合わせ、回転軸の回転に伴って分離部材及びトレイ支持部材を異なる方向へ直線的に移動可能とした食品トレイ分離装置。

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