JP2018192543A - 食品把持装置、食品移載装置及び食品把持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バラ状食品を含む食品を把持する作業を機械化するに際して、簡易かつ低コストな手段で食品の減少に伴なう把持位置の調整を可能にする。【解決手段】一実施形態に係る食品移載装置は、１つ以上の可動部を支持する支持部と、前記支持部に遊嵌すると共に、前記支持部に対して上下方向に移動自在に構成された前記可動部と、前記可動部の下部に設けられ、食品を把持及び把持解除可能な把持具と、前記可動部の移動下限値を規定する係止部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、食品把持装置、食品移載装置及び食品把持方法に関する。

近年、コンビニなどで販売されている日配食品、あるいはスーパーマーケットなどで販売されている冷凍食品のうち、ご飯、弁当、蕎麦、パスタ、総菜などのバラ物は、トレイなどの容器に盛られて販売されているものが多い。
これらの食品は、食品工場において個別に調理された食材を人手によってトレイなどに盛り付けされる場合が多い。この場合、各食材を計量しながらトレイなどに盛り付けるため手間がかかり、作業員は単純な重労働に長時間従事することになる。

そこで、最近では、複数の計量ホッパ（計量機）に被計量物を夫々供給し、そこでこれらの被計量物の重量を検出すると共に、その重量値に基づいてコンピュータで組合せ演算を行い、組合せ加算値が所定の目標重量となる最適組合せを求め、この組合せに該当する計量ホッパ内の被計量物を排出し集合させることで、該被計量物を目標重量にする組合せ計量装置が知られている（特許文献１及び２）。
かかる組合せ計量装置を用いてトレイへの食材の盛付けを行うことで、省力化が可能になると考えられる。

ところで、食品をトレイなどの容器に盛り付けする作業を人手を使わず機械化する場合、バットなどの容器に入れられた食品を掴み上げる動作を機械化する必要がある。
特許文献３には、ハンバーグ、てんぷら、蒲鉾等のブロック状惣菜をヘッド部に針を有するロボットハンドを用い、ブロック状惣菜を該針で突き刺して持ち上げ、弁当容器に入れる自動収納方法が開示されている。
特許文献４には、寿司、握り飯等のブロック状食品を両側からガイド板で挟んで持ち上げ、弁当容器に入れる自動収納方法が開示されている。

特開平０５−０７９８８９号公報 特再公表ＷＯ０６／００３７０６号公報 特開平０６−１３５５４８号公報 特開２００７−２１７００４号公報

特許文献１及び２に開示された組合せ計量装置は、複数の計量ホッパ、食材を運ぶコンベア、複数の計量ホッパで計量された被計量物を集合させる集合コンベア、及びこれらの機器間に配置される配管類など、多種に亘る複雑な機器を必要とする。また、トレイへの食材の盛付けに用いる場合、被計量物が通る上記機器類の衛生管理が問題となり、衛生状態を保つために上記機器類の分解及び洗浄作業に多大の労力がかかる。

特許文献３及び４に開示された収納方法は、ブロック状食品に対しては適用可能であるが、バラ状食品に対して適用できない。
また、バットなどの容器に収納された食品を把持する過程で、容器内の食品の減少に対応して把持位置を調整する必要があるが、特許文献３及び４にはこれを可能にする手段は開示されていない。

少なくとも一実施形態は、上記課題に鑑み、バラ状食品を含む食品を把持する作業を機械化するに際して、簡易かつ低コストな手段で食品の減少に伴なう把持位置の調整を可能にすることを目的とする。

（１）少なくとも一実施形態に係る食品把持装置は、
１つ以上の可動部を支持する支持部と、
前記支持部に遊嵌すると共に、前記支持部に対して上下方向に移動自在に構成された前記可動部と、
前記可動部の下部に設けられ、食品を把持及び把持解除可能な把持具と、
前記可動部の移動下限値を規定する係止部と、
を備える。

上記（１）の構成によれば、上記可動部は上記支持部に対して上下方向に移動自在に構成されているので、食品の上面が可動部の移動下限値より上方にある場合、上記把持具は常に食品の上面より下方に位置するため、食品量が変動しても把持具によって食品を把持できる。
一方、食品の上面が上記移動下限値より下がったときは、把持具は食品の上面から離れるので、食品を把持できない。この場合、食品を補充する必要がある。
このように、食品の上面が可動部の移動下限値以上である限り、食品の量が変動しても常に食品を把持できる。
上記食品把持装置は、簡易かつ低コストな構成で、上記作用効果を得ることができる。

（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記支持部に上下方向に沿って貫通孔が形成され、
前記可動部は、前記貫通孔に遊嵌する軸部を含み、
前記係止部は前記軸部に設けられている。
上記（２）の構成によれば、可動部及び係止部の構成を簡易かつ低コスト化できる。

（３）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記可動部は、前記把持具より上方でかつ前記食品の上面に当接可能な位置に配置されたプレート部を含む。
上記（３）の構成によれば、上記プレート部が食品の上面に当接することで、把持具が食品上面より下方に位置できる。これによって、把持具は常に食品を確実に把持できる位置に配置される。

（４）一実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記把持具は、
互いに接近した把持位置と互いに離隔した把持解除位置との間に相対移動可能な少なくとも一対の把持片と、
前記少なくとも一対の把持片を相対移動させる駆動部と、
を含む。
上記（４）の構成によれば、上記一対の把持片を上記把持解除位置から上記把持位置に動作させることで、食品を把持できると共に、把持解除位置から把持位置に動作させることで食品の把持を解除できる。

（５）一実施形態では、前記（２）〜（４）の何れかの構成において、
前記係止部は、前記軸部より大径であって前記支持部の上面に係止可能な拡径部を含む。
上記（５）の構成によれば、係止部の構成を簡易かつ低コスト化できる。

（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記可動部が前記移動下限値にあることを検出する位置センサを備える。
上記（６）の構成によれば、上記位置センサによって可動部が移動下限値にあることを検出することで、食品の補充時期を知ることができる。

（７）一実施形態では、前記（６）の構成において、
前記位置センサは、前記係止部が前記支持部の上面に係止したとき、前記可動部が前記移動下限値にあることを検出するものである。
上記（７）の構成によれば、位置センサが、係止部が支持部の上面に係止したとき、可動部が移動下限値にあることを検出する構成であるために、移動下限値の検出が容易になり、かつ位置センサを簡易かつ低コスト化できる。

（８）一実施形態では、前記（６）又は（７）の構成において、
前記位置センサは、前記把持具が前記食品を把持する時以外は非作動状態とされる。
上記（８）の構成によれば、位置センサが食品を把持する時以外は非作動状態とされることで、位置センサの誤作動を防止できる。

（９）一実施形態では、前記（６）〜（８）の何れかの構成において、
前記食品は上方が開放された容器に収容され、
前記位置センサが前記移動下限値を検出したとき、前記容器に前記食品を補充すべき旨の信号を発する第１制御部を備える。
上記（９）の構成によれば、上記第１制御部が発する上記信号によって、作業員は上記容器内に食品を補充する時期を容易に知ることができる。

（１０）少なくとも一実施形態に係る食品移載装置は、
複数の前記可動部を備える前記（１）〜（９）の何れかの構成を有する食品把持装置と、
前記複数の可動部の各々に前記把持具に把持された前記食品の重量を計測する重量計測部と、
トレイに移載される前記食品の重量が予め設定された範囲となるように、前記食品を前記トレイに移載する前記可動部を選択する第２制御部と、
を備え、
前記選択された可動部から前記食品を前記トレイに移載するものである。

上記（１０）の構成によれば、上記食品把持装置で、複数の可動部を用いて食品を把持し、把持した食品をトレイに移載する場合に、上記第１制御部によって、トレイに移載される食品の重量が予め設定された範囲になるように、食品をトレイに移載する可動部を選択する。これによって、トレイには予め設定された重量の食品が自動的に移載される。
従って、食品の計量などの作業を含めて、トレイへの食品の盛付け作業を機械化できるので、作業員が行う作業を大幅に軽減できる。また、特許文献１及び２に開示された組合せ計量装置のように、複数の計量ホッパを含めて多種に亘る機器類を必要としないので、これら機器類の衛生管理を向上かつ省力化できる。

（１１）一実施形態では、前記（１０）の構成において、
前記重量計測部は、前記可動部と前記把持具との間に設けられたロードセルを含む。
上記（１１）の構成によれば、重量計測部は可動部と把持具との間に設けられたロードセルを有するため、把持具で食品を把持した状態で食品の重量を計測できるので、重量計測のための独立した工程を必要としない。そのため、トレイへの移載作業を簡素化できる。

（１２）一実施形態では、前記（１０）又は（１１）の構成において、
前記トレイを搬送するためのトレイ搬送コンベアを備え、
前記トレイ搬送コンベアで搬送される複数の前記トレイに前記食品を移載する。
上記（１２）の構成によれば、複数のトレイを上記トレイ搬送コンベアで搬送しながら、1基の食品移載装置で複数のトレイに順々に食品を効率的に盛付けできる。

（１３）一実施形態では、前記（１０）〜（１２）の何れかの構成において、
前記第２制御部は、前記複数の可動部から前記食品を前記トレイに移載する前記可動部を選択する際に、前記食品を先に把持している可動部を優先させるように動作する。
上記（１３）の構成によれば、可動部が把持した食品をトレイに移載する場合に、食品を先に把持した可動部を優先させることで、可動部に把持された食品の把持時間を短縮させることができる。これによって、移載作業中の食品の変質又は劣化を防止できる。

（１４）少なくとも一実施形態に係る食品把持方法は、
前記（１）〜（９）の何れかの構成を有する食品把持装置を用いる食品把持方法であって、
把持対象の食品に対して前記支持部を下降させ、前記食品に前記可動部を載置させる載置ステップと、
前記食品の一部を前記把持具で把持して持ち上げる把持ステップと、
を備える。

上記（１４）の方法によれば、可動部は支持部に対して上下方向に移動自在に構成されているので、上記載置ステップで、把持具が食品の上面に当たったときに可動部の上下方向位置が規定される。これによって、食品の上面位置が変わっても把持具は常に食品の上面に当たるため、食品を安定して把持できる。
食品の上面が係止部によって規定される移動下限値より下がったときは、食品の上面が該移動下限値より上昇するように食品を補充する。これによって、食品補充時期を知ることができる。

（１５）一実施形態では、前記（１４）の構成において、
前記載置ステップにおいて、前記可動部が前記移動下限値まで下降したとき、前記可動部が前記移動下限値まで下降したとき、前記容器に前記食品を補充する補充ステップをさらに備える。
上記（１５）の方法によれば、可動部が移動下限値まで下降したことで、食品補充時期を知ることができる。また、上記補充ステップで食品を補充することで、食品把持動作を継続できる。

一実施形態によれば、バラ状食品を含む食品を把持する作業を機械化するに際して、簡易かつ低コストな手段で食品の減少に伴なう把持位置の調整が可能になる。これによって、食品の量が変動しても把持作業を継続できる。

（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）は一実施形態に係る食品把持装置を概略的に示す正面図である。 食品把持装置に設けられる一実施形態に係る把持具の底面図である。 一実施形態に係る食品移載装置の平面図である。 図３中のＡ矢視方向から視た正面図である。 一実施形態に係る食品把持方法の工程図である。 一実施形態に係る食品移載装置全体を示す平面図である。 一実施形態に係る食品移載装置全体を示す正面図である。 一実施形態に係る食品移載装置の一部を示す正面図である。 図６中のＢ矢視方向から視た食品の移載説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は一実施形態に係る食品移載装置の把持部の動作説明図である。 一実施形態に係る食品移載装置の把持部の斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は一実施形態に係る食品移載装置の集積エリアにおける食品の送り動作を説明する説明図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

一実施形態に係る食品把持装置１０は、図１に示すように、１つ以上の可動部１２を支持する支持部１４を備える。可動部１２は支持部１４に遊嵌し、支持部１４に対して上下方向に沿って移動自在に構成される。可動部１２の下部には食品Ｆを把持及び把持解除可能な把持具１６が設けられると共に、可動部１２の移動下限値を規定する係止部１８が設けられる。食品Ｆは、容器（例えば、バットなどの上部が開放された浅底の容器）に入れられ、可動部１２の下方に配置される。
図１（Ｃ）に示すＬ_minは移動下限値を示し、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）では、食品Ｆの上面は移動下限値Ｌ_minより上方にあり、図１（Ｃ）では食品Ｆの上面は移動下限値Ｌ_minより下方にある。
一実施形態では、支持部１４は別な支持部（不図示）によって移動可能に支持される。

上記構成によれば、可動部１２は支持部１４に対して上下方向に移動自在に構成されているので、食品Ｆの上面Ｓが可動部１２の移動下限値Ｌ_minより上方にある場合、把持具１６は食品の上面Ｓより常に下方に位置するため、食品量が変動しても把持具１６によって食品を把持できる。
一方、食品Ｆの上面が移動下限値Ｌ_minより下がったときは、把持具１６は食品Ｆの上面から離れるので、食品Ｆを把持できない。この場合食品Ｆを補充する必要がある。
このように、食品Ｆの上面Ｓが可動部１２の移動下限値以上である限り、食品の量が変動しても常に食品を把持できる。
食品把持装置１０は、主要部として可動部１２及び支持部１４等を備える簡易かつ低コストな構成で、上記作用効果を得ることができる。

図１（Ａ）において、Ｓ_maxは食品Ｆの上面Ｓの最大上昇位置を示す。可動部１２の下面が最大上昇位置Ｓ_maxより上方へ移動できるように、支持部１４の高さを決定する必要がある。

一実施形態では、図１に示すように、支持部１４は上下方向に沿って貫通孔１４ａが形成される。可動部１２は貫通孔１４ａに遊嵌する軸部２０を有し、軸部２０に係止部１８が設けられる。
上記構成によれば、可動部１２及び係止部１８の構成を簡易かつ低コスト化できる。
一実施形態では、係止部１８は軸部２０の上端に設けられる。

一実施形態では、図１に示すように、可動部１２は、把持具１６より上方でかつ食品Ｆの上面Ｓに当接可能な位置に配置されたプレート部２２を有する。
上記構成によれば、プレート部２２が食品の上面Ｓに当接することで、把持具１６が食品の上面Ｓより下方に位置できる。これによって、把持具１６は常に食品Ｆを確実に把持できる位置に配置される。
一実施形態では、プレート部２２は下面が平坦な面を有する。

図２は、一実施形態に係る把持具１６の底面図である。
一実施形態では、図２に示すように、把持具１６は、互いに接近した把持位置と互いに離隔した把持解除位置との間に相対移動可能な少なくとも一対の把持片２４と、一対の把持片２４を相対移動させる駆動部２６と、を備える。
上記構成によれば、少なくとも一対の把持片２４を把持解除位置から把持位置に動作させることで、食品Ｆを把持できると共に、把持解除位置から把持位置に動作させることで食品の把持を解除できる。

一実施形態では、図２に示すように、把持具１６は、プレート部２２の底面に９０°間隔でプレート部２２の径方向に沿って形成された凹部２２ａに２対の把持片２４（２４ａ）及び２４（２４ｂ）が夫々配置される。２対の把持片２４は、夫々駆動部２６によって凹部２２ａに沿って互いに接近及び離隔可能になっており、互いに接近することで、食品Ｆを把持できる。
一実施形態では、駆動部２６は例えばモータであり、該モータの出力はボール軸（不図示）などを介して２対の把持片２４に伝達され、２対の把持片２４を駆動する。

一実施形態では、図１に示すように、係止部１８は軸部２０より大径であって、支持部１４の上面に係止可能な拡径部を含む。
上記構成によれば、係止部１８の構成を簡易かつ低コスト化できる。

一実施形態では、図１に示すように、可動部１２が移動下限値Ｌ_minにあることを検出する位置センサ２８を備える。
上記構成によれば、食品Ｆの量が減少し、位置センサ２８によって可動部１２が移動下限値Ｌ_minにあることを検出することで、食品Ｆの補充時期を知ることができる。

一実施形態では、位置センサ２８は、係止部１８が支持部１４の上面に係止したとき、可動部１２が移動下限値Ｌ_minにあることを検出するものである。
上記構成によれば、移動下限値Ｌ_minの検出が容易になり、かつ位置センサ２８を簡易かつ低コスト化できる。
一実施形態では、位置センサ２８は、支持部１４の上面に面し、かつ貫通孔１４ａの近傍に配置され、係止部１８が位置センサ２８に接するか、あるいは位置センサ２８の近傍に来たことを検出することで、可動部１２が移動下限値Ｌ_minにあることを検出する接触式センサ又は非接触式センサである。

一実施形態では、位置センサ２８は、把持具１６が食品Ｆを把持する時以外は非作動状態とされる。食品把持装置１０は、把持具１６が食品Ｆを把持する時以外は、係止部１８が支持部１４の上面に接している。この時位置センサ２８が係止部１８を検出して動作すると誤動作となるので、食品Ｆを把持する時以外は非作動状態とされる。これによって、位置センサ２８の誤作動を防止できる。

一実施形態では、図３に示すように、食品Ｆが食品把持装置１０によって把持される位置にあるとき、食品Ｆは上方が開放されたバットなどの容器３２に収容される。位置センサ２８が移動下限値Ｌ_minを検出したとき、図１（Ｃ）に示す制御部３０（第１制御部）によって容器３２に食品Ｆを補充すべき旨の信号Ｓｇを発する。
この実施形態によれば、制御部３０が発する補充信号Ｓｇによって、作業員は容器３２内に食品Ｆを補充する時期を容易に知ることができる。

一実施形態では、食品Ｆは、例えば、ご飯、弁当、蕎麦、パスタ、総菜などのバラ状食品であり、容器３２は、上方が開放された浅底の容器である。食品Ｆは該浅底容器に収納されて可動部１２の下方に位置する把持位置に運ばれる。

図３及び図４は、食品把持装置１０を備えた一実施形態に係る食品移載装置４０を示す。この実施形態に係る食品把持装置１０は、図１に示すように、複数の可動部１２が支持部１４に支持され、可動部１２は支持部１４に対して上下方向に移動自在に構成されている。
食品移載装置４０は、各可動部１２に、把持具１６に把持された一塊りの食品のグループ（以下「食品グループ」とも言う。）ｆの重量を計測する重量計測部４２を備える。制御部４４（第２制御部）は、重量計測部４２で計測された計測値に基づいて、トレイｔに移載される食品の重量が予め設定された範囲となるように、食品をトレイｔに移載する可動部１２を選択する。制御部４４に選択された可動部１２では、把持具１６が食品Ｆの把持を解除して食品Ｆをトレイｔに移載する。

食品把持装置１０で、複数の可動部によって食品グループｆを把持し、把持した食品グループｆをトレイｔに移載する場合に、トレイｔに食品グループｆを移載する可動部１２を制御部４４で選択するため、トレイｔには予め設定された重量の食品が自動的に移載される。
従って、食品の計量などの作業を含めて、トレイｔへの食品の盛付け作業を機械化できるので、作業員が行う作業を大幅に軽減できる。また、特許文献１及び２に開示された組合せ計量装置のように、複数の計量ホッパを含めて多種に亘る複雑な機器類を必要としないので、これら機器類の衛生管理を向上かつ省力化できる。

一実施形態では、図３及び図４に示すように、支持部１４は、移動部４６によって上下方向及び水平方向に沿って移動可能である。
移動部４６は、支持部１４が上下方向及び水平方向に沿ってスライド可能に支持される支持フレーム４８と、支持フレーム４８が固定される支柱５０と、を備える。さらに、支持部１４を上下方向に沿ってスライドさせる駆動部５２及び支持部１４を水平方向に沿ってスライドさせる駆動部５４を備える。
一実施形態では、駆動部５２及び５４はモータで構成される。

一実施形態では、図３及び図４に示すように、容器３２はテーブル５６上に載置され、容器３２に食品Ｆが入れられる。食品Ｆが入った容器３２は可動部１２の下方に運ばれ、把持具１６によって食品Ｆの一部が把持されてトレイｔに移載される。

一実施形態では、図３に示すように、テーブル５６の載置面は平面視でＬ形に形成され、複数の可動部１２の下方で把持対象となっている容器３２の食品Ｆの上面Ｓが可動部１２の移動下限値Ｌ_minより低くなると、容器３２はエリア５６ｂに排出され、エリア５６ａから食品Ｆが収納された容器３２が可動部１２の下方に送られる。次に、容器３２内の食品が移動下限値Ｌ_min以下になったとき、その容器３２はエリア５６ａに排出され、エリア５６ｂから食品Ｆが収納された容器３２が可動部１２の下方に送られる。
テーブル５６上での容器３２の移動は、人手で行うか又はテーブル５６に設けられたコンベアなどによって行う。

一実施形態では、図３に示すように、トレイｔを搬送するためのトレイ搬送コンベア５８を備える。トレイ搬送コンベア５８によって複数のトレイｔが順々に運ばれ、これらのトレイｔに食品移載装置４０によって食品を移載する。
この実施形態によれば、複数のトレイｔをトレイ搬送コンベア５８で搬送しながら、１基の食品移載装置４０で複数のトレイｔに順々に食品を効率的に盛付けできる。
一実施形態では、トレイ搬送コンベア５８は食品移載装置４０に隣接して配置される。これによって、支持部１４の移動距離及び移動時間を短縮できる。

一実施形態では、図４に示すように、重量計測部４２は、可動部１２と把持具１６との間に設けられたロードセルを備える。
この実施形態によれば、把持具１６で食品を把持した状態で食品の重量を計測できるので、重量計測のための独立した工程を必要としない。そのため、トレイｔへの移載作業を簡素化できる。

一実施形態では、図４に示すように、制御部４４は、複数の可動部１２から食品をトレイｔに移載する可動部１２を選択する際に、食品を時間的に先に把持している可動部１２を優先させるように動作する。
この実施形態によれば、食品を先に把持した可動部１２から優先して食品をトレイｔに移載させることで、可動部１２に把持された食品の把持時間を短縮させることができる。これによって、移載作業中の食品の変質又は劣化を防止できる。

一実施形態では、図３に示すように、支持部１４に対して複数の可動部１２を千鳥足状に配置する。これによって、可動部間の配置上の干渉を防止できる。

一実施形態に係る食品把持方法は、図５に示すように、まず、把持対象の食品に対して支持部１４を下降させ、食品に可動部１２を載置させる（載置ステップＳ１０）。次に、食品の一部を把持具１６で把持して持ち上げる（把持ステップＳ１２）。
一実施形態では、把持対象の食品は容器３２に入った食品Ｆである。

上記方法によれば、可動部１２は支持部１４に対して上下方向に移動自在に構成されているので、図１に示すように、載置ステップＳ１０で、把持具１６が食品Ｆの上面Ｓに当たったときに可動部１２の上下方向位置が規定される。これによって、食品Ｆの上面位置が変わっても把持具１６は常に食品Ｆの上面Ｓに当たるため、食品を安定して把持できる。
食品Ｆの上面Ｓが係止部１８によって規定される移動下限値Ｌ_minより下がったときは、把持具１６は食品Ｆの上面から離れるので、食品Ｆを把持できない。この場合食品Ｆを補充する必要がある。
このように、食品Ｆの上面Ｓが可動部１２の移動下限値以上である限り、食品の量が変動しても食品を継続して把持できる。

一実施形態では、載置ステップＳ１０において、支持部１４を食品Ｆに対して下降させたときに可動部１２が移動下限値Ｌ_minまで下降したとき、容器３２に食品を補充する（補充ステップＳ１４）。
上記実施形態の方法によれば、可動部１２が移動下限値Ｌ_minまで下降したことで、食品補充時期を知ることができる。また、補充ステップＳ１４によって食品を補充することで、食品把持動作を継続できる。

図６〜図１２は、食品把持装置１０が食品搬送コンベア９４の搬送始端側に設けられ、食品移載装置６０が食品搬送コンベアの搬送終端側に設けられた実施形態を示す。

図６及び図７において、食品移載装置６０は食品移載部６２を備える。食品搬送コンベア９４の終端部に集積エリアＲが形成され、食品移載部６２では、複数の食品グループｆがグループ毎に集積エリアＲに集約される。食品移載部６２は、複数の食品グループｆを夫々掴み上げる複数の把持部６４を有し、各把持部６４によって、集積エリアＲから複数の食品グループｆをトレイｔに移載可能に構成されている。
また、図８に示すように、食品移載装置６０は、各把持部６４に各把持部６４で把持された各食品グループｆの重量を計測する重量計測部６６を備える。
制御部６８（第２制御部）は、トレイｔに移載される食品の重量が予め設定された範囲となるように、複数の把持部６４の中から食品グループｆをトレイｔに移載する把持部６４を選択する。

上記構成において、図９に示すように、集積エリアＲで複数の把持部６４が夫々食品グループｆを把持し、その後トレイｔに向かって移動する。複数の把持部６４がトレイｔまで移動したら、制御部６８によって選択された把持部６４のみ食品グループｆの把持を解除し、把持を解除された食品グループｆをトレイｔに移載する。
一実施形態では、複数の把持部６４は、各食品グループｆを把持するために下降し、各食品グループｆを把持した後上昇し、次に、水平方向に沿いトレイｔの上方まで移動する。そして、トレイｔの上方位置で食品グループｆの把持を解除して食品グループｆをトレイｔに収納する。

上記構成によれば、食品移載部６２において集積エリアＲにグループごとに集積された複数の食品グループｆを複数の把持部６４を用いてトレイｔに移載する場合に、制御部６８によって、トレイｔに移載される食品の重量が予め設定された範囲になるように、複数の把持部６４の中から食品グループｆをトレイｔに移載する把持部６４を選択する。これによって、トレイｔには予め設定された重量の食品が自動的に移載される。
従って、食品の計量などの作業を含めて、トレイｔへの食品の盛付け作業を機械化できるので、作業員の作業負荷を大幅に軽減できる。また、特許文献１及び２に開示された組合せ計量装置のように、複数の計量ホッパを含めて多種に亘る複雑な機器類を必要としないので、これら機器類の衛生管理を向上かつ省力化できる。

一実施形態では、トレイｔに移載される食品は、例えば、ご飯、弁当、蕎麦、パスタ、総菜などのバラ物であり、これらのバラ物をトレイｔに盛り付ける作業の機械化が可能になる。
一実施形態では、図６に示すように、図３に示す実施形態と同様に、支持部１４は、移動部４６によって上下方向及び水平方向（食品搬送コンベア９４の搬送方向）に沿って移動可能である。これによって、支持部１４は、容器３２内の食品Ｆを把持する把持位置と、食品搬送コンベア９４の上方で把持した食品グループｆの把持を解除する位置とに移動できる。

一実施形態では、図９に示すように、トレイｔとトレイｔの上方に位置する把持部６４との間にシュート６９が設けられる。把持部６４で把持が解除された食品グループｆは、シュート６９に案内されてトレイｔ内に収納される。シュート６９を設けることで、食品グループｆのこぼれを抑制できる。

食品把持装置１０では、容器３２内の食品Ｆの一部である食品グループｆを把持した複数の可動部１２は、把持解除位置である食品搬送コンベア９４の搬送始端部上方まで移動し、そこで把持を解除し、把持した食品グループｆを食品搬送コンベア９４の搬送面９４ａに載置する。
搬送面９４ａに載置された複数の食品グループｆは、食品搬送コンベア９４で搬送され、集積エリアＲに食品グループｆごとに集約される。

一実施形態では、食品移載部６２は、複数の把持部６４を支持する支持部８０と、支持部８０を移動させる移動部８２と、を備え、食品グループｆを把持した複数の把持部６４をトレイｔの上方に移動可能に構成されている。
食品移載部６２は、複数の把持部６４を１個の支持部８０で支持し、１個の支持部８０を移動させることで、複数の把持部６４をトレイ上方まで移動できるため、食品移載部６２の構成を簡素化できる。

一実施形態では、図８に示すように、重量計測部６６は、支持部８０と複数の把持部６４の各々との間に設けられたロードセルで構成される。
この実施形態によれば、重量計測部６６は支持部８０と複数の把持部６４の各々との間に設けられたロードセルで構成されるため、把持部６４で食品グループｆを把持した状態で食品グループｆの重量を計測でき、重量計測のための独立した工程を必要としない。そのため、盛付け作業を簡素化できる。

一実施形態では、図８に示すように、支持部８０は支柱８４に設けられた支持フレーム８６に上下方向及び水平方向に移動可能に支持される。
一実施形態では、支持部８０は、支持フレーム８６に設けられた駆動部８８によって上下方向に沿って移動可能であり、駆動部９０によって水平方向に沿って移動可能になっている。制御部６８は駆動部８８及び９０の動作を制御する。
上記構成によって、支持部８０は、集積エリアＲとトレイｔの上方位置との間を移動できる。
一実施形態では、駆動部８８及び９０はモータで構成される。

一実施形態では、図６に示すように、トレイｔを搬送するためのトレイ搬送コンベア９２を備える。食品移載部６２によって、トレイ搬送コンベア９２で搬送されるトレイｔに食品グループｆが移載される。
この実施形態によれば、複数のトレイｔをトレイ搬送コンベア９２で搬送しながら、１個の食品移載部６２で複数のトレイｔに順々に食品を効率的に盛付けできる。食品が盛り付けされたトレイｔはトレイ搬送コンベア９２の終端部で包装及び箱詰めされる。

一実施形態では、図６及び図７に示すように、互いに並列に配置され、集積エリアＲに向けて断続移動する複数の食品搬送コンベア９４を備える。複数の食品搬送コンベア９４には、断続移動１回分の間隔で複数の食品グループｆが載置される。
この実施形態によれば、複数の食品搬送コンベア９４で集積エリアＲに複数の食品グループｆが間隔を置いて順々に断続送りされてくるので、食品移載部６２では複数の食品グループｆを順々に把持して複数のトレイｔに盛り付けできる。また、複数の食品搬送コンベア９４は断続移動するので、食品搬送コンベア９４の停止時に各食品グループｆを容易に把持できる。

一実施形態では、図６及び図７に示すように、複数の食品搬送コンベア９４が食品把持装置１０と食品移載部６２の集積エリアＲとの間に設けられる。食品搬送コンベア９４の夫々の始端側に、食品把持装置１０によって断続移動１回分の間隔で複数の食品グループｆが載置され、複数の食品グループｆは集積エリアＲに向けて断続送りされる。
一実施形態では、食品把持装置１０は食品搬送コンベア９４の数と同数の可動部１２を有し、各可動部１２は特定の食品搬送コンベア９４に食品グループｆを載置する。

一実施形態では、図６に示すように、複数の可動部１２は支持部１４に対して上面視で千鳥足状に設けられ、複数の可動部１２はこの位置関係を維持したまま食品搬送コンベア９４の上方まで移動し、複数の食品グループｆを各食品搬送コンベア９４に載置する。
複数の可動部１２を千鳥足状に配置することで、可動部１２間の干渉をなくすと共に、食品搬送コンベア９４の搬送面９４ａに載置される食品グループｆの間隔を空けることができ、これによって、食品グループ間の混ざりをなくすことができる。

一実施形態では、食品移載部６２において、複数の把持部６４は支持部８０の下面に千鳥足状に配置される。これによって、集積エリアＲで複数の食品搬送コンベア９４に千鳥足状に配置された複数の食品グループｆを同時に把持できる。また、複数の把持部６４を千鳥足状に配置することで、複数の把持部６４間の干渉を抑制できる。

一実施形態では、図６及び図７に示すように、トレイ搬送コンベア９２と複数の食品搬送コンベア９４とは同一方向に沿って配置される。また、食品移載部６２の支持部８０は、トレイ搬送コンベア９２及び複数の食品搬送コンベア９４と交差する方向（例えば直交する方向）に沿って移動可能に構成される。
この実施形態によれば、トレイ搬送コンベア９２と複数の食品搬送コンベア９４とを同一方向に沿って配置することで、これらコンベアの配置スペースを省スペース化できる。また、食品移載部６２の支持部８０をこれらコンベアと交差する方向に沿って移動可能にすることで、支持部８０の移動距離を短縮でき、食品搬送コンベア９４からトレイ搬送コンベア９２への各食品グループｆの受け渡しを効率的に行うことができる。

一実施形態では、図８に示すように、集積エリアＲに複数の食品搬送コンベア９４の搬送終端を規定する従動スプロケット９６が設けられる。また、複数の食品搬送コンベア９４の搬送面９４ａの下方に、複数の食品搬送コンベア９４の各々を駆動するモータ９８が食品搬送コンベア９４の搬送方向に沿って並べて設けられる。複数の食品搬送コンベア９４の各々は、各モータ９８の出力軸に固定された駆動スプロケット１００によって独立して駆動される。また各食品搬送コンベア９４の戻り路は、各モータ９８に設けられたガイドロール１０２によって案内される。

一実施形態では、図６及び図９に示すように、食品移載部６２は、複数の食品搬送コンベア９４の各々に対して１個の把持部６４を有する。制御部６８は、食品グループｆをトレイｔに移載した把持部６４と対応する食品搬送コンベアのみを断続移動１回分だけ移動させる。

例えば、図１２（Ａ）に示すように、食品搬送コンベア９４が８個のコンベアで構成され、黒丸で示すように２、４、６、８番目のコンベアに対応した把持部６４のみから食品グループｆがトレイｔに移載された場合、２、４、６、８番目のコンベアのみが断続移動１回分だけ搬送方向（矢印方向）へ移動する。
図１２（Ｂ）は、集積エリアＲで食品グループｆが各コンベアに千鳥足状に配置される実施形態を示す。この実施形態では、黒丸で示すように１、２、６、７番目のコンベアに対応した把持部６４のみから食品グループｆがトレイｔに移載され、１、２、６、７番目のコンベアのみが断続移動１回分だけ搬送方向へ移動する。

これらの実施形態によれば、食品グループｆをトレイｔに移載した把持部６４と対応する食品搬送コンベア９４のみ断続移動１回分だけ移動させることで、集積エリアＲには常に食品搬送コンベア９４の数だけの食品グループｆを用意しておくことができる。
これによって、すべての把持部６４に食品グループｆを把持させ待機させることができるため、次のトレイｔへの盛り付け動作を迅速に行うことができる。

一実施形態では、制御部６８は、把持部６４が食品グループｆをトレイｔに移載する際に、食品グループｆを先に把持した把持部６４を優先させるように動作する。
このように、食品グループｆを先に把持した把持部６４を優先して食品グループｆをトレイｔに移載させることで、把持部６４に把持された各食品グループｆの把持時間を短縮させることができる。これによって、移載作業中の食品の変質又は劣化を防止できる。

一実施形態では、図１０及び図１１に示すように、把持部６４は、当接位置及び離隔位置に相対移動可能な一対の把持片６４ａ及び６４ｂを有する。これら一対の把持片６４ａ及び６４ｂは当接位置で食品グループｆを収容可能な容器形状を形成する。
上記構成によれば、食品がバラ状食品であっても、集積エリアＲにある各食品グループｆを残さず把持できる。
一実施形態では、図１０及び図１１に示すように、把持片６４ａは重量計測部６６（例えばロードセル）に固定され、把持片６４ｂが把持片６４ａに対して接近又は離隔可能に構成されている。

一実施形態では、図８に示すように、一対の把持片６４ａ及び６４ｂを当接位置及び離隔位置に相対移動させる駆動部１０４が支持部８０の上面に設けられている。駆動部１０４は、例えばエアシリンダ又はモータ等で構成される。

一実施形態では、図１１に示すように、把持片６４ａは、支持部８０に対して直角方向に沿って配置される正面板１１０と、正面板１１０の両端に一体形成された一対の側面板１１２とを有する。把持片６４ｂは、支持部８０に対して直角方向に沿って配置される背面板１１４と、背面板１１４の下部に斜めに一体形成された底面板１１６とを有する。把持片６４ａ及び６４ｂが当接位置にあるとき、食品グループｆを収容して漏れのない容器形状となる。
なお、図１１では、支持部８０の図示は省略されている。

一実施形態では、図１０及び図１１に示すように、一対の把持片６４ａ及び６４ｂが食品搬送コンベア９４の搬送面９４ａに沿って当接位置及び離隔位置に平行移動可能に構成される。
この実施形態によれば、一対の把持片６４ａ及び６４ｂは搬送面９４ａをこするように移動できるので、食品グループｆがバラ状食品であっても、食品グループｆを搬送面９４ａに残さず掬い取ることができる。
一実施形態では、一対の把持片６４ａ及び６４ｂのうち一方は支持部８０に固定され、他方が搬送面９４ａに沿って当接位置及び離隔位置に平行移動可能に構成される。

一実施形態によれば、バラ状食品を含む食品を把持する作業を機械化するに際して、簡易かつ低コストな手段で食品の減少に伴なって把持位置を調整でき、これによって、食品の量が変動しても把持作業を継続できる。

１０ 食品把持装置
１２、１２’ 可動部
１４、１４’、８０、８０’ 支持部
１４ａ 貫通孔
１６、１６’ 把持具
１８ 係止部
２０ 軸部
２２ プレート部
２２ａ 凹部
２４（２４ａ、２４ｂ）、６４ａ、６４ｂ 把持片
２６、５２、５４、８８、９０、１０４ 駆動部
２８ 位置センサ
３０ 制御部（第１制御部）
３２ 容器
４０、６０ 食品移載装置
４２、６６ 重量計測部
４４、６８ 制御部（第２制御部）
４６、８２ 移動部
４８、８６ 支持フレーム
５０、８４ 支柱
５６ テーブル
５８、９２ トレイ搬送コンベア
６２ 食品移載部
６４ 把持部
６９ シュート
９８ モータ
９４ 食品搬送コンベア
９４ａ 搬送面
９６ 従動スプロケット
１００ 駆動スプロケット
１０２ ガイドロール
１１０ 正面板
１１２ 側面板
１１４ 背面板
１１６ 底面板
Ｆ 食品
Ｌ_min 移動下限値
Ｒ 集積エリア
Ｓ 食品上面
Ｓ_max 最大上昇位置
Ｓｇ 補充信号
ｆ 食品グループ
ｔ トレイ

Claims (15)

1. １つ以上の可動部を支持する支持部と、
   前記支持部に遊嵌すると共に、前記支持部に対して上下方向に移動自在に構成された前記可動部と、
   前記可動部の下部に設けられ、食品を把持及び把持解除可能な把持具と、
   前記可動部の移動下限値を規定する係止部と、
   を備えることを特徴とする食品把持装置。
2. 前記支持部に上下方向に沿って貫通孔が形成され、
   前記可動部は、前記貫通孔に遊嵌する軸部を含み、
   前記係止部は前記軸部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の食品把持装置。
3. 前記可動部は、前記把持具より上方でかつ前記食品の上面に当接可能な位置に配置されたプレート部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の食品把持装置。
4. 前記把持具は、
   互いに接近した把持位置と互いに離隔した把持解除位置との間に相対移動可能な少なくとも一対の把持片と、
   前記少なくとも一対の把持片を相対移動させる駆動部と、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の食品把持装置。
5. 前記係止部は、前記軸部より大径であって前記支持部の上面に係止可能な拡径部を含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の食品把持装置。
6. 前記可動部が前記移動下限値にあることを検出する位置センサを備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の食品把持装置。
7. 前記位置センサは、前記係止部が前記支持部の上面に係止したとき、前記可動部が前記移動下限値にあることを検出するものであることを特徴とする請求項６に記載の食品把持装置。
8. 前記位置センサは、前記把持具が前記食品を把持する時以外は非作動状態とされることを特徴とする請求項６又は７に記載の食品把持装置。
9. 前記食品は上方が開放された容器に収容されたものであり、
   前記位置センサが前記移動下限値を検出したとき、前記容器に前記食品を補充すべき旨の信号を発する第１制御部を備えることを特徴とする請求項６乃至８の何れか一項に記載の食品把持装置。
10. 複数の前記可動部を備える請求項１乃至９の何れか一項に記載の食品把持装置と、
    前記複数の可動部の各々に前記把持具に把持された前記食品の重量を計測する重量計測部と、
    トレイに移載される前記食品の重量が予め設定された範囲となるように、前記食品を前記トレイに移載する前記可動部を選択する第２制御部と、
    を備え、
    前記選択された可動部から前記食品を前記トレイに移載することを特徴とする食品移載装置。
11. 前記重量計測部は、前記可動部と前記把持具との間に設けられたロードセルを含むことを特徴とする請求項１０に記載の食品移載装置。
12. 前記トレイを搬送するためのトレイ搬送コンベアを備え、
    前記トレイ搬送コンベアで搬送される複数の前記トレイに前記食品を移載することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の食品移載装置。
13. 前記第２制御部は、前記複数の可動部から前記食品を前記トレイに移載する前記可動部を選択する際に、前記食品を先に把持している可動部を優先させるように動作することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の食品移載装置。
14. 請求項１乃至９の何れか一項に記載された食品把持装置を用いる食品把持方法であって、
    把持対象の食品に対して前記支持部を下降させ、前記食品に前記可動部を載置させる載置ステップと、
    前記食品の一部を前記把持具で把持して持ち上げる把持ステップと、
    を備えることを特徴とする食品把持方法。
15. 前記載置ステップにおいて、前記支持部を前記食品に対して下降させた時、前記可動部が前記移動下限値まで下降したとき、前記容器に前記食品を補充する補充ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の食品把持方法。

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