JP2022072402A

JP2022072402A - 弁当容器への食材塊盛り付け装置

Info

Publication number: JP2022072402A
Application number: JP2020181808A
Authority: JP
Inventors: 太志青木; Futoshi Aoki
Original assignee: Fuji Seiki Co Ltd; Fuji Seiki KK
Current assignee: Fuji Seiki Co Ltd; Fuji Seiki KK
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2022-05-17

Abstract

【課題】食材塊を大量に収納した収納ケースから盛り付けに必要な個数の食材塊を把持し確実に弁当容器内へ充填することができる食材塊盛り付け装置を提供する。
【解決手段】定形状に整形された食材塊Ｆを収納する収納ケース１と収納ケースから搬送された食材塊を受取る受取り皿体２と食材塊を把持搬送するための昇降自在の把持移動機構３と食材塊を弁当容器へ盛り付けるための充填機構４とより構成したことで、食材塊を必要個数のみを把持することができ、弁当容器Ｔへの盛り付けに際しては正確な位置に盛り付けを行うことができる食材塊盛り付け装置Ｍに関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、弁当容器へ食材塊の盛り付けを確実とする弁当容器への食材塊盛り付け装置に関する。

従来、コンビニエンスストアやスーパーマーケット等で販売される弁当に惣菜を盛り付けるには人手によって行われる場合が多い。しかしながら、衛生面や人件費、人手の不足等の問題がある。

そこで、近年弁当容器への惣菜盛り付けに際して、自動で惣菜の盛り付けを行う様々な盛り付け装置が存在する。

例えば、円筒状の食材保持具の上部に負圧吸引機構を設け、盛り付ける惣菜を負圧吸引し弁当容器上方で吸引を遮断することで盛り付けを行うように構成した食材盛り付け装置や（特許文献１参照）、一部を切欠した升状の食品運搬用容器に食品を載置し、該食品運搬容器をロボット装置で弁当容器上方まで把持運搬し、食品運搬用容器を傾けることで切欠部から弁当容器へ食品を落下させ盛り付けるように構成した食品盛り付け装置が開示されている（特許文献２参照）。

特許文献１記載の食材盛り付け装置は、負圧吸引することで食材を円筒状の食材保持具に保持することで、千切りキャベツや煮物等の一度に多量の細かい食材を保持する必要のある場合や、複数種類の食材保持する必要のある場合確実に食材保持具で保持し弁当容器の上方まで搬送することが可能となる利点がある。

また、特許文献２記載の食材盛り付け装置は、食品運搬用容器の食品投入部分の形状を単に切欠するだけでなく、升状の一側面にＶ字状の出口を形成したりやかんの注ぎ口のような突出部を形成したりすることで、煮豆等の粒上の食品やスープ等の液状の食品に対応できる利点がある。

特開２００４－４３１７３特開２００３－１２８００２

しかしながら、特許文献１記載の食材盛り付け装置では、本発明が盛り付ける対処としている食材塊、すなわち唐揚げや肉団子等では一つ一つ重量が重いため負圧吸引の吸引力が不足し持ち上がらない場合や、逆に持ち上げるために吸引力を強くすることで食材塊同士がぶつかり崩れてしまう恐れがある。

また、負圧吸引を行うに際して、食材塊を必要個数だけ吸引することか困難であるし、弁当容器に投入する際も円筒状の食材保持具の上部から落下することで弁当容器までの距離が長くなってしまい食材塊が弁当容器でバウンドし上手く盛り付けられない虞がある。

もう一方の特許文献２記載の食品盛り付け装置では、食品運搬用容器に盛り付ける食品が載置されていることが前提となっており、食品運搬用容器に食品を載置する別の手段が必要となる問題がある。

また、弁当容器に食品を盛り付けるに際しても、食品運搬用容器を傾け食品を落下させる構成となっているため、食品運搬用容器の傾きの分だけ弁当容器から上方へ遠ざかることとなり、扁平状や粘度のある食品では滑り落ちるために盛り付けに最適であるものの、塊状の食品では転がり落ちる際に勢いが付きすぎ弁当容器内にうまく収まらない虞がある。

そのために弁当容器への食材塊の盛り付けが行える食材塊盛り付け装置の開発が求められていた。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、定形状に整形された食材塊を収納する収納ケースと、収納ケースに隣接し収納ケースから搬送された食材塊を受取る受取り皿体と、受取り皿体の上方で食材塊を把持搬送するための昇降自在の把持移動機構と、コンベア上を搬送される弁当容器の上方で把持移動機構が把持搬送した食材塊を弁当容器へ盛り付けるための充填機構とより構成することで上記課題を解決した。

上記従来の課題を解決するために、本発明に係る食材塊盛り付け装置は、定形状に整形された食材塊を収納する収納ケースと、収納ケースに隣接し収納ケースから搬送された食材塊を受取る受取り皿体と、受取り皿体の上方で食材塊を把持搬送するための昇降自在の把持移動機構と、コンベア上を搬送される弁当容器の上方で把持移動機構が把持搬送した食材塊を弁当容器へ盛り付けるための充填機構とより構成すると共に、収納ケースは、下部の一部に開口した食材塊を排出するための排出窓と排出窓の下方に受取り皿体へ食材塊を搬送するための搬送ベルトとより構成し、受取り皿体は、底部に一個ずつ食材塊を持ち上げるため昇降自在な複数個の昇降体により構成し、充填機構は、略方形筒状の充填筒と、充填筒の底部を形成し開閉自在とした充填窓と、充填窓の下方位置で充填窓と弁当容器との間を昇降自在に往復動する充填補助具とより構成したことを特徴とする。

また、受取り皿体は、底部に受取り皿体内の食材塊を撹拌するための昇降自在な撹拌杆を構成したことにも特徴を有する。

また、収納ケースと受取り皿体との間には、受取り皿体の底部に設けた昇降体が食材塊を持ち上げた時点から昇降体上面に載置された食材塊を感知する感知センサを構成したことにも特徴を有する。

請求項１の発明によれば、定形状に整形された食材塊を収納する収納ケースと、収納ケースに隣接し収納ケースから搬送された食材塊を受取る受取り皿体と、受取り皿体の上方で食材塊を把持搬送するための昇降自在の把持移動機構と、コンベア上を搬送される弁当容器の上方で把持移動機構が把持搬送した食材塊を弁当容器へ盛り付けるための充填機構とより構成したことにより、食材塊を大量に収納した収納ケースから盛り付けに必要な個数の食材塊を把持し確実に弁当容器内へ充填することができる効果がある。

更には、収納ケースは、下部の一部に開口した食材塊を排出するための排出窓と排出窓の下方に受取り皿体へ食材塊を搬送するための搬送ベルトとより構成したことで、人手での作業は、調理済みの食材塊を収納ケースに投入するだけとなり人手の削減を期待でき、また、収納ケースと受取り皿体とに分けることで、収納ケースに大量の食材塊を収納でき補給の頻度を減らすことが可能となる効果がある。

更には、受取り皿体は、底部に一個ずつ食材塊を持ち上げるため昇降自在な複数個の昇降体を構成することで、昇降体上面に載置された単体の食材塊を把持するため、必要個数だけを確実に盛り付けることができる効果がある。

また、充填機構は、略方形筒状の充填筒体と充填筒体の底部を形成し開閉自在とした充填窓と充填窓の下方位置で充填窓と弁当容器との間を昇降自在とした充填補助具とから構成したことにより、食材塊を弁当容器に盛り付けるに際して、投入に合わせて充填補助具が弁当容器へ降下することにより弁当容器投入時のバウンドによる弁当容器外への落下や盛り付け位置のずれを防ぐ効果がある。

請求項２の発明によれば、底部に受取り皿体内の食材塊を撹拌するための昇降自在な撹拌杆を構成したことにより、受取り皿体内の食材塊の密度を均一化し、昇降体が各一つずつ食材塊を持ち上げることができるよう補助を行う効果がある。

請求項３の発明によれば、収納ケースと受取り皿体との間には、受取り皿体の底部に設けた昇降体が食材塊を持ち上げた時点から昇降体上面に載置された食材塊を感知する感知センサを構成したことにより、把持移動機構が昇降体上面に載置された食材塊を必要個数把持したことを確認できより確実に必要個数の盛り付けを可能とする効果がある。

本発明の食材塊盛り付け装置の全体を示す斜視図である。本発明の食材塊盛り付け装置の全体を示す斜視図である。本発明の食材塊盛り付け装置に係る収納ケース及び受取り皿体を示す斜視図である。本発明の食材塊盛り付け装置に係る受取り皿に設けた昇降体及び撹拌杆を示す模式的斜視図である。本発明の食材塊盛り付け装置に係る受取り皿に設けた昇降体及び撹拌杆の機能を説明する模式的断面図である。本発明の食材塊盛り付け装置に係る把持機構部を示す斜視図である。本発明の食材塊盛り付け装置に係る把持機構部が食材塊を把持する動作を説明する模式的正面図である。本発明の食材塊盛り付け装置に係る把持機構部の実施例を示す斜視図である。本発明の食材塊盛り付け装置に係る充填装置を示す斜視図である。本発明の食材塊盛り付け装置に係る充填装置に設けた充填窓の機能を説明する模式的平面図である。本発明の食材塊盛り付け装置に係る充填装置に設けた充填窓及び充填補助具の機能を説明する模式的断面図である。

この発明の要旨は、定形状に整形された食材塊を収納する収納ケースと、収納ケースに隣接し収納ケースから搬送された食材塊を受取る受取り皿体と、受取り皿体の上方で食材塊を把持搬送するための昇降自在の把持移動機構と、コンベア上を搬送される弁当容器の上方で把持移動機構が把持搬送した食材塊を弁当容器へ盛り付けるための充填機構とより構成すると共に、収納ケースは、下部の一部に開口した食材塊を排出するための排出窓と排出窓の下方に受取り皿体へ食材塊を搬送するための搬送ベルトとより構成し、受取り皿体は、底部に一個ずつ食材塊を持ち上げるため昇降自在な複数個の昇降体を構成し、充填機構は、略方形筒状の充填筒と充填筒の底部を形成し開閉自在とした充填窓と、充填窓の下方位置で充填窓と弁当容器との間を昇降自在とした充填補助具とより構成したことにある。

以下、本発明に係る食材塊盛り付け装置の実施例を図面に基づいて詳説する。
図１～図１１は本発明の食材塊盛り付け装置を説明図であり、図１及び図２は食材塊盛り付け装置全体を、図３は収納ケース及び受取り皿体を、図４及び図５は受取り皿体を、図６～８は把持機構部を、図９～１１は充填機構をそれぞれ示すものである。

本発明の食材塊盛り付け装置Ｍは、図１及び図２に示すように、主に定形状に整形された食材塊Ｆを収納する収納ケース１と、収納ケース１から搬送された食材塊Ｆを受取る受取り皿体２と、食材塊Ｆを把持搬送するための昇降自在の把持移動機構３と、把持移動機構３が把持搬送した食材塊Ｆを弁当容器Ｔへ盛り付けるための充填機構４と、より構成される。

収納ケース１は、図１～３に示すように、主に上部開口の方形状で略４５度に傾斜したケース本体１１と、ケース本体１１の傾斜した底面の下方側に一部開口した排出窓１２と、排出窓１２の下方位置にケース本体１１と並行傾斜して取り付けられ食材塊Ｆを搬送する搬送ベルト１３と、より構成される。

受取り皿体２は、図３及び図４に示すように、収納ケース１の下方位置に設けた食材塊Ｆを搬送するための搬送ベルト１３の終端に位置し、主に上部開口の薄い箱型の受取り皿本体２１と、受取り皿本体２１の収納ケース１側上縁部から受取り皿本体２１の底部に掛けて傾斜して取り付けられたガイド板２２と、受取り皿本体２１の底部に昇降自在とし食材塊Ｆを持ち上げる複数の昇降体２３と、昇降体２３と同じく受取り皿本体２１の底部に昇降自在とし受取り皿本体２１に収容された食材塊Ｆを撹拌するための撹拌杆２４と、より構成される。

また、収納ケース１と受取り皿体２は、図１及び図２に示すように、共に方形状の載置台Ａの上に配置される。

受取り皿体２に隣接して、弁当容器Ｔが搬送されるベルトコンベアＣが設置される。
把持移動機構３は、図１及び図２に示すように、該ベルトコンベアＣの上方を跨ぎ受取り皿体２に隣接するように設置される。

把持移動機構３は、主に食材塊Ｆを一個ずつ把持するための把持手段を複数有した把持機構部３１と、把持機構部３１を食材塊Ｆの把持位置及び充填位置まで移動させる移動機構部３２と、より構成される

充填機構４は、図１、図２及び図９に示すように、前記ベルトコンベアＣの上方位置に設置された上面に開口部を有した架台Ｂの上に載置され、主に把持移動機構３によって搬送された食材塊Ｆを一時保持するための充填筒体４１と、充填筒体４１の底部を形成すると共に開閉自在とした充填窓４２と、充填窓４２の下方位置で架台Ｂの開口部より下に配した弁当容器Ｔとの間で昇降自在に往復動する充填補助具４３と、より構成される。

すなわち食材塊Ｆは、収納ケース１の上部開口よりケース本体１１内に収納されたのち、排出窓１２から搬送ベルト１３上へ自由落下する。

落下した食材塊Ｆは、搬送ベルト１３により終端部に設置された受取り皿体２へ搬送される。

搬送された食材塊Ｆは、搬送ベルト１３から直接受取り皿本体２１の手前側へ落下するものと、ガイド板２２上を転がり受取り皿本体２１の奥側へ運ばれるものと、に分かれ受取り皿本体２１内に疎らに収容される。

収容された食材塊Ｆは、受取り皿本体２１の底部に設けた複数の昇降体２３により各１個ずつ複数同時に持ち上げられる。

持ち上げられた複数の食材塊Ｆは、把持移動機構３の移動機構部３２によって昇降体２３の上方に移動された把持機構部３１によって全て同時に把持される。

把持された複数の食材塊Ｆは、把持移動機構３の移動機構部３２によって充填機構４の上方まで運ばれる。

運ばれた複数の食材塊Ｆは、充填機構４の充填窓４２が閉蓋状態時に前記把持機構部３１によって充填筒体４１内部へ投下される。

投下された複数の食材塊Ｆは、ベルトコンベアＣ上を搬送される弁当容器Ｔが充填機構４の真下に位置するときに充填窓４２が開蓋し、弁当容器Ｔへ向けて落下される。

弁当容器Ｔに向けて落下される複数の食材塊Ｆは、食材塊Ｆの落下に合わせて同時に下降する充填補助具４３内部によって、互いの衝突による落下位置のずれを防ぎ弁当容器Ｔの盛り付け位置に確実に充填することができる。
以下詳細に各部材の構成と機能を説明する。

（１）収納ケース
収納ケース１は、図１～図３に示すように、載置台Ａの上に配置され、上部開口の方形状としたケース本体１１と、ケース本体１１の底面の一部を切欠開口した排出窓１２と、排出窓１２の下方に位置した搬送ベルト１３と、より構成される。

ケース本体１１は、調理済みの食材塊Ｆを収納するためのものであり、熱に強く腐食しにくい素材、例えばステンレスで形成される。

全体の態様としては、上部開口の方形状で略４５度に傾斜しており、上部の開口部分から作業員が調理済みの食材塊Ｆをケース本体１１へ投入することで、傾斜した底部によって食材塊Ｆが転がりケース本体１１の傾斜下方へ集められる。

排出窓１２は、略４５度傾斜したケース本体１１の傾斜した底部下方に長方形状の開口として形成される。
窓形状としては、長方形状としているが食材塊が通過できる大きさであればどのような形状でもよい。

食材塊Ｆはケース本体１１の傾斜下方に集められたのち傾斜した底部下方の排出窓１２から順次後述する搬送ベルト１３上へ自由落下する。

排出窓１２は、底部に設けた開口部としているが、通常閉蓋状態で食材塊Ｆを収納し落下させたいときに開蓋するような開閉自在の扉を設けたものでもよくケース本体１１に収納された食材塊Ｆを順次搬送ベルト１３上に落下するものであればよい。

搬送ベルト１３は、前記排出窓１２の下方位置にケース本体１１と並行となるように略４５度傾斜して設置される。

搬送ベルト１３は、図示しない駆動部と連結された２つのプーリ１３１と２つのプーリ１３１間に懸架する無端状のベルト本体１３２とベルト本体の表面には高さ略食材塊Ｆ程とし、横幅方向で略食材塊Ｆ１個分の間隔毎に立設した複数枚のフィン１３３とからなる。

排出窓１２からベルト本体１３２上に落下された食材塊Ｆは、搬送ベルト１３のプーリ１３１の駆動によりベルト本体１３２が回転することで傾斜を登るように搬送される。

搬送に際しては、食材塊Ｆがベルト本体１３２上を転がり落ちないようにフィン１３３により受け止められると同時に保持されながら搬送される。

収納ケース１は以上の構成により、食材塊Ｆを多量に収納することができ、次工程の受取り皿体２へ食材塊Ｆを順次搬送し供給し続けることができる。

（２）受取り皿体
受取り皿体２は、図１～図３に示すように、載置台Ａの上に配置されると共に収納ケース１の搬送ベルト１３の終端部に接続され、また、ベルトコンベアＣに隣接するように載置台Ａごと設置する。

全体構成としては、上方開口の薄い箱型の受取り皿本体２１と、収納ケース１側の上縁部から受取り皿本体２１の底部に掛けて傾斜して取り付けられた一定幅員のガイド板２２と、受取り皿本体２１の底部に設けた昇降自在とし食材塊Ｆを一個単位で持ち上げる複数個の昇降体２３と、同じく受取り皿本体２１の底部に設けた受取り皿本体２１内に収容された食材塊Ｆを撹拌するために昇降自在とした撹拌杆２４と、受取り皿本体２１の上方略中央に位置しガイド板２２の前後方向に移動自在に構成した食材塊分配部２５からなる。

受取り皿本体２１は、図３及び図４に示すように、全体の態様として上部開口の薄い箱型とし、更に内部には外周壁よりやや低い仕切り壁２１１を設けており、収納ケース１のケース本体１１と同じく熱に強く腐食しにくい素材、例えばステンレスで形成され、搬送されてきた食材塊Ｆを収容する。

また、受取り皿本体２１の仕切り壁２１１によって平面視６等分に区画分けされ、仕切り壁２１１は各区画が後述する昇降体２３を中心として縮小していくように下方へ向け拡開する形状としている。

ガイド板２２は、一定幅員の板状でステンレスやプラスチック等で形成され、受取り皿本体２１の収納ケース１側上縁部から、受取り皿本体２１の略中央部にかけて傾斜して取り付けられる。

ガイド板２２は、搬送ベルト１３から搬送された食材塊Ｆが一部分に載置されるのを防ぐために設けられ、食材塊Ｆは搬送後にそのまま受取り皿本体２１の手前側に落ちるものと、ガイド板２２の上に落下しガイド板２２上を転がり受取り皿本体２１の奥側へ運ばれるものと、に分かれることで受取り皿本体２１内に疎らに収容されることとなる。

また、このガイド板２２は複数枚取り付けられており、本実施例では平面視で受取り皿本体２１を略３等分する位置にそれぞれ２枚のガイド板２２を設けている。

昇降体２３は、図３及び図４に示すように、平面視で受取り皿本体２１の底部を６等分しそれぞれの中央位置に１つずつ設けられる。

昇降体２３は、上面を食材塊略１個分の面積を有した四角柱状とし、上面の四方縁部には落下防止壁２３１が設けられている。

また、受取り皿本体２１の下方に設けた駆動部２３ａにより、下降状態を受取り皿本体２１の底面と同面に昇降自在としている。

食材塊Ｆは、図５に示すように、受取り皿本体２１内で昇降体２３が上昇することで、昇降体２３上に各１個ずつ載置され持ち上げられる。

この昇降体２３は形状、個数ともに特に限定されるものではないが、少なくとも上面を食材塊Ｆ１個が載置可能な面積とし、盛り付けに必要な食材塊Ｆの個数以上設けることにより、盛り付け動作が１度で完結することができる。

また、昇降体２３上面の四方縁部に落下防止壁２３１を形成することで、上昇時に食材塊Ｆが転がり脱落することを防ぐことができる。

また、この落下防止壁２３１は、食材塊Ｆの半分以下の高さとして、昇降体２３の上面の四方縁部に設けることが好ましいが、必ずしも四方すべてに形成せずともよいし、次工程の食材塊Ｆの把持を行う把持具の形状によっては、高さが食材塊Ｆの半分以上の高さとなってもよい。

また、昇降体２３には上面に載置された食材塊Ｆの有無を検知する重量センサを搭載することで、昇降体２３が食材塊Ｆを持ち上げることができているかの判定と、後述する把持移動機構３が把持を正確に行えているかの判定を行うことができる。

撹拌杆２４は、図４に示すように、昇降体２３よりも上面部分が狭い柱状とし、昇降体２３と同様に受取り皿本体２１の底部に昇降体２３及びガイド板２２に干渉しない位置に複数個設け、昇降体２３とは別の駆動部２４ａにより昇降自在としている。

撹拌杆２４は受取り皿本体２１内の食材塊Ｆが一箇所に集まることを防ぐためのものであり、図５に示すように、撹拌杆２４が上昇し一所に集積された食材塊Ｆを下方から押し上げることで仕切り壁２１１を越えて分散させることができる。

食材塊Ｆは分散されることで、受取り皿本体２１内に均一化され、順当に昇降体２３に持ち上げられる機会を得ることができる。

そのため、本実施例では撹拌杆２４の態様を昇降体２３上面より小さな柱状としているが、形状に左右されるのもではなく、昇降自在として食材塊Ｆを下方から押し上げることができればよい。

その際、撹拌杆２４の上面の面積を食材塊Ｆよりも小さくすることや、上面を平らとせず傾斜や半球状とすることで食材塊Ｆを確実に移動させることができる。

上記昇降体２３及び撹拌杆２４の動作は、図５ａに示すように、食材塊Ｆの持ち上げ前に撹拌杆２４が上昇し食材塊を疎らにし、その後図５ｂに示すように、昇降体２３が上昇することで上面に載置された食材塊Ｆを持ち上げる。

食材塊分配部２５は、図３に示すように、受取り皿本体２１の上方を横架する分配杆２５１と受取り皿本体２１の左右に位置し分配杆２５１を支持すると同時に前後方向へ移動自在とするシリンダ２５２とよりなる。

分配杆２５１は、受取り皿本体２１の等間隔に下方延設した分配板２５１ａを有し、シリンダ２５２により前後方向に移動自在とされることで、ガイド板２２によって運ばれた食材塊Ｆを昇降体２３付近に疎らに分配することができる。

また本実施例では、図２及び図３に示すように、収納ケース１と受取り皿体２との間に感知センサ５を構成する。

感知センサ５は、受取り皿体２の昇降体２３が食材塊Ｆを持ち上げた際に感知し、昇降体２３の上面に食材塊Ｆの有無を感知する。

すなわち、昇降体２３が食材塊Ｆを持ち上げたこと、後述する把持移動機構３が昇降体２３上面に載置された食材塊Ｆを把持したことを感知する。

そうすることで、必要個数を把持したかの判断と、昇降体２３上面に食材塊Ｆがなくなったことで次の食材塊Ｆを持ち上げる判断と、を行うことができる。

（３）把持移動機構
把持移動機構３は、図１及び２に示すように、弁当容器Ｔが搬送されるベルトコンベアＣ上方を跨ぎ、且つ、受取り皿体２に隣接するように設置される。

把持移動機構３は、食材塊Ｆを把持するための把持機構部３１と、把持機構部３１を移動させるための移動機構部３２と、大きく２つの機構部とからなる。

把持機構部３１は、主に図６に示すように、上部基板３１１と、上部基板３１１中央に穿設した第一回転軸挿貫孔３１１ｄと、上部基板３１１に垂設固定した複数の連結杆３１２と、連結杆３１２を介して上部基板３１１と一体とした支持押圧板３１３と、支持押圧板３１３の中央に穿設した第二回転軸挿貫孔３１３ａと、第二回転軸挿貫孔３１３ａの周囲に穿設した複数の連結ピン挿貫孔３１３ｂにそれぞれ挿貫され上下変位可能とした複数の連結ピン３１４と、連結ピン３１４の下端に連結ピン３１４と一体となるよう取付けた規制棒支持板３１５と、規制棒支持板３１５の中央に穿設した第三回転軸挿貫孔３１５ａと、各回転軸挿貫孔（３１１ｄ、３１３ａ、３１５ａ）に挿貫した螺旋把持体３１６と、規制棒支持板３１５に垂設固定した複数の食材塊規制棒３１７とより構成されている。

上部基板３１１は、平面視略正方形のステンレス板から構成された、上方基板３１１ａと下方基板３１１ｂとからなる。

また、上部基板３１１は、後述する移動機構部３２のうち上下方向に移動自在とした第一アーム部３２１に接続される。

また、上方基板３１１ａは、後述する把持機構連結体３１８と連結を行うために下方基板３１１ｂに比してやや厚みのあるステンレス板によって形成されている。

上方基板３１１ａと下方基板３１１ｂはボルト、ナット等３１１ｃによって切った位となるように固定されている。

それぞれの基板（３１１ａ、３１１ｂ）の中央には螺旋把持体３１６を挿貫するための第一回転軸挿貫孔３１１ｄを穿設している。

下方基板３１１ｂの底面には複数の連結杆３１２を垂設固定しており、該連結杆３１２を介して支持押圧板３１３を一体としている。

支持押圧板３１３は、円形状のステンレス板から形成され、中央には第二回転軸挿貫孔３１３ａを穿設しており、全体形状をドーナツ状としている。

また、支持押圧板３１３は、第二回転軸挿貫孔３１３ａの周囲に回転軸第二挿貫孔３１３ａより小さい連結ピン挿貫孔３１３ｂを複数穿設している。

連結ピン３１４は、連結ピン挿貫孔３１３ｂより径の小さい円柱状としており、連結ピン挿貫孔３１３ｂへ挿貫した際に自重により支持押圧板３１３より吊下げた状態としている。

すなわち、連結ピンは下方から押されることで上方へ変位し持ち上がるように構成されている。

規制棒支持板３１５は、連結ピン３１４の下端部に垂設固定された円形状のステンレス板である。

規制棒支持板３１５の中心には第三回転軸挿貫孔３１５ａが穿設されており、支持押圧板３１３と同様に全体をドーナツ状としている。

螺旋把持体３１６は、把持機構部３１の中央部に配設し、第一回転軸挿貫孔～第三回転軸挿貫孔（３１１ｄ、３１３ａ、３１５ａ）に挿貫される。

螺旋把持体３１６は、線体支持軸３１６ａと、線体支持軸３１６ａに垂設した螺旋線体３１６ｂと、線体支持軸３１６ａの上部に取付けたモータ３１６ｃとからなる。

螺旋線体３１６ｂは、ステンレス等を素材とした線状部材を螺旋形状とし先端部を尖状形成したものであり、モータ３１６ｃの駆動によって線体支持軸３１６ａと一体に回転するよう構成されている。

把持を行うには、移動機構３２の第一アーム部３２１により把持機構部３１を食材塊Ｆに向けて下降させると共に、螺旋線体３１６ｂを回転させることで食材塊Ｆに先端部を挿し込むことで行うことができる。

食材塊規制棒３１７は、規制棒支持板３１５に垂設固定された複数の棒状部材であり、熱や腐食に強いステンレス等から形成されている。

食材塊規制棒３１７は、食材塊Ｆを把持する際に、食材塊Ｆに上方から当接し、螺旋線体３１６ｂの回転に食材塊Ｆが供回りすることを防ぐことができる。

また、食材塊規制棒３１７は、規制棒支持板３１５を介して連結ピン３１４と一体としているため、把持機構部３１の下降によって食材塊Ｆと接触すると、食材塊Ｆの上部または周面に自重のみで当接し、無理に押さえつけることなく食材塊Ｆが供回りせんとする動きを規制することができる。

上記のように、螺旋線体３１６ｂの先端部が食材塊Ｆに挿し込まれる際に供回りを防ぐことで、把持動作を確実なものとする効果がある。

上記把持機構部３１のより詳しい動作としては、図７ａに示すように、後述する移動機構部３２により食材塊Ｆの上方に把持機構部３１を移動させ、図７ｂに示すように、把持機構部３１を降下させると共に螺旋線体３１６ｂを回転させることで食材塊Ｆに先端を差し込み、図７ｃに示すように、食材塊規制棒３１７がそのものの自重によって食材塊Ｆの上面または周面に当接して供回りを防止し、図７ｄに示すように、移動機構部３２によって持ち上げることで把持を行う。

上述した把持機構部３１は、食材塊Ｆを１個単位で確実に把持する機構であるため、弁当容器Ｔへの盛り付けに必要となる個数を同時に把持するために複数の把持機構部３１を移動機構部に接続するよう構成するとよい。

なお、本実施例では、図８に示すように、把持機構部３１の上部基板３１１をコの字状の把持機構連結体３１８によって連結することで４つの把持機構部３１を備えた構成としている。

また、複数の把持機構部３１を構成するに際しては、線体支持軸３１６ａとその下端に垂設した螺旋線体３１６ｂを一体に回転させるためのモータ３１６ｃを複数の把持機構部３１に対して共通とし、すべてを同時に回転させる構成としてもよい。

移動機構部３２は、図１及び図２に示すように、把持機構部３１の上部基板３１１を固定し把持機構部３１を昇降自在にする第一アーム部３２１と、第一アーム部３２１に連接され第一アーム部３２１をベルトコンベアの搬送方向に対し平行した方向に移動自在とした第二アーム部３２２と、第二アーム部３２２に連接されベルトコンベアＣの搬送方向に対して直交した方向に移動自在とした第三アーム部３２３と、各アーム部を駆動させるアーム駆動部とから構成される。

第一アーム部３２１は、図中Ｚ軸方向への移動を行うことで、把持機構部３１を食材塊Ｆが持ち上げられた受取り皿体２へ向けて下降させる動作と、把持した食材塊Ｆを把持機構部３１が把持した後に上方へ持ち上げる動作と、把持した食材塊Ｆを充填機構４へ投下するために落下距離を短くするための下降動作とを主に行うためのものである。

第二アーム部３２２は、図中Ｘ軸方向への移動を行い、第三アーム部３２３は図中Ｙ軸方向への移動を行うことで、把持機構部３１を食材塊Ｆ把持位置への移動や、食材塊Ｆを把持したのち充填機構４への移動を主に行うためのものである。

すなわち第一アーム部３２１は主に把持動作に伴う上下方向への移動を行い、第二アーム部３２２及び第三アーム部３２３は食材塊Ｆの移し替えに伴う前後左右方向への移動を行う効果がある。

また、各アーム部は図示しないアーム駆動部によりＸ、Ｙ、Ｚ軸方向への移動を可能としている。

アーム駆動部は、各アームを駆動できるものであればどのようなものでもよく、例えば電動式や油圧式等が考えられる。

また、各アーム部の位置を制御するためにカメラ等のセンサを用いてもよい。

上述した把持移動機構３は、回転し食材塊Ｆを突き刺し把持する螺旋状の螺旋線体３１６ｂと食材塊Ｆの供回りを防ぐ食材塊規制棒３１７を有し、Ｘ、Ｙ、Ｚの三方向への移動を可能にした第一アーム部～第三アーム部（３２１～３２３）とで構成しているが、この構成に限ったものでなく、指を模した把持部と複数個の関節を有したアーム部とからなるロボットハンドのようなものであってもよい。

（４）充填機構
充填機構４は、図１、図２及び図９に示すように、弁当容器Ｔが搬送されるベルトコンベアＣの上方位置に設置された上面に開口部を有した架台Ｂの上に載置され、主に把持移動機構３によって搬送された食材塊Ｆを一時保持するための充填筒体４１と、充填筒体４１の底部を形成すると共に開閉自在とした充填窓４２と、充填窓４２の下方位置で架台Ｂの開口部より下に配した弁当容器Ｔとの間で昇降自在に往復動する充填補助具４３と、より構成される。

架台Ｂ及び充填筒体４１は、熱に強く腐食しにくい素材、例えばステンレスで筒状に形成され、充填筒体４１の内部には仕切り壁４１１を形成した。

充填筒体４１は、図９に示すように、充填窓４２と合わせ把持移動機構３により把持搬送された複数個の食材塊Ｆを仕切り壁４１１によって区画された収納空間に一個ずつ収容することで弁当容器Ｔに充填盛り付ける前の調整を行う。

仕切り壁４１１は、弁当容器Ｔへ食材塊Ｆを充填盛り付ける際に、食材塊Ｆ同士が互いにぶつかり所定位置に正しい盛り付けができなくなることや、食材塊Ｆ同士が重なり美しく盛り付けができなくなることを防ぐ効果がある。

充填窓４２は、図１０及び図１１に示すように、充填筒体４１の下部に設けた略正方形の板状部材であり、充填筒４１の底部を形成する。

充填窓４２は、駆動部４２ａに接続され充填窓４２が水平方向にずれることで開閉自在に構成される。

また、充填窓４２の下方には弁当容器Ｔを感知するセンサが取り付けられることで、充填機構４の真下に弁当容器Ｔが存在することを確認したのち底部を開放することで食材塊Ｆを弁当容器Ｔに充填する。

食材塊Ｆは、前述した把持移動機構３から弁当容器Ｔへ直接充填されるのではなく、一度充填機構４に投下されることで、落下位置を弁当容器Ｔにより近づけ食材塊Ｆに与える衝撃を緩和させると共に、弁当容器Ｔの位置を感知してから充填を行うことで盛り付け位置への充填を正確なものとする効果がある。

また、充填窓４２の下方位置には筒状で下方に向かって先細のテーパー形状で、熱に強く腐食しにくい素材、例えばステンレスで形成された充填補助具４３が設けられている。

この充填補助具４３は、図１１に示すように、駆動部４３ａにより充填窓４２の下方位置から弁当容器Ｔまでの間で昇降自在に往復動するよう構成されている。

充填補助具４３は、前記感知センサからの信号を受け充填窓４２が開蓋状態となったことで落下する食材塊Ｆと同時に弁当容器Ｔに向かって下降する。

充填窓４２から投下された食材塊Ｆは、充填補助具４３の中を通ることで、複数個の食材塊Ｆ同士が衝突することで落下位置のずれを防ぎ弁当容器Ｔの正しい盛り付け位置へ充填される。

すなわち、食材塊Ｆは弁当容器Ｔに充填される直前まで充填補助具４３内を落下することで、着地時に弁当容器Ｔの底でバウンドしてこぼれ落ちることや、盛り付け位置から転がることを防ぐ効果等、美しい盛り付け状態となるように補助を行う効果がある。

上述した各種効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施例に記載されたものに限定されるものではない。

Ｍ食材塊盛り付け装置
Ｔ弁当容器
Ｃベルトコンベア
Ａ載置台
Ｂ架台
１収納ケース
１１ケース本体
１２排出窓
１３搬送ベルト
２受取り皿体
２１受取り皿本体
２２ガイド板
２３昇降体
２４撹拌杆
３把持移動機構
３１把持機構部
３１６螺旋把持体
３１７食材塊規制棒
３２移動機構部
３２１第一アーム部
３２２第二アーム部
３２３３２ｃ第三アーム部
４充填機構
４１充填筒体
４２充填窓
４３充填補助具
５感知センサ

Claims

定形状に整形された食材塊を収納する収納ケースと、
収納ケースに隣接し収納ケースから搬送された食材塊を受取る受取り皿体と、
受取り皿体の上方で食材塊を把持搬送するための昇降自在の把持移動機構と、
コンベア上を搬送される弁当容器の上方で把持移動機構が把持搬送した食材塊を弁当容器へ盛り付けるための充填機構とより構成すると共に、
収納ケースは、下部の一部に開口した食材塊を排出するための排出窓と排出窓の下方に受取り皿体へ食材塊を搬送するための搬送ベルトとより構成し、
受取り皿体は、底部に一個ずつ食材塊を持ち上げるため昇降自在な複数個の昇降体を構成し、
充填機構は、略方形筒状の充填筒体と充填筒体の底部を形成し開閉自在とした充填窓と充填窓の下方位置で充填窓と弁当容器との間を昇降自在とした充填補助具とから構成したことを特徴とする食材塊盛り付け装置。
受取り皿体は、底部に受取り皿体内の食材塊を撹拌するための昇降自在な撹拌杆を構成したことを特徴とする請求項１に記載の食材塊盛り付け装置。
収納ケースと受取り皿体との間には、受取り皿体の底部に設けた昇降体が食材塊を持ち上げた際に昇降体上面に載置された食材塊を感知する感知センサを構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の食材塊盛り付け装置。