JP2022075464A - 物品取り分け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品を取り分けることができる物品取り分け装置を提供すること。【解決手段】本発明の１つの実施形態の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、を備えた物品取り分け装置であって、前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、物品を取り分ける物品取り分け装置に関する。

近年、飲食店における従業員不足等の背景から、飲食店における業務やサービスの工程を自動化したいという要請がある。食品を取り分けて個別に盛り付ける作業についても、自動化の要請があり、従来から特許文献１～特許文献３のような技術が提案されている。

特許文献１には、複数の指３２が食品に差し込まれた後、各指３２の側部によって食品が挟み込まれて保持される多指ハンド３０が開示されている。

特許文献２には、先端部２３が基端部２１及び中間部２２を通る平面に対して交差するように傾斜した６つの指リンク２０が食品等の保持対象に差し込まれた後、６つの指リンク２０の側部の間隔が縮小されることによって保持対象が６つの指リンク２０の側部に挟み込まれて保持されるロボットハンド１が開示されている。

特許文献３には、先端部が中心軸Ｃを向くように屈曲されている保持部材９Ａ、９Ｂ、９Ｃが押圧部７によって押圧されて密度が高くなった食品等の物品群Ｓに差し込まれた後、保持部材９Ａ、９Ｂ、９Ｃの側部の間隔が縮小されることによって物品群Ｓが保持部材９Ａ、９Ｂ、９Ｃの側部に挟み込まれて保持される物品保持装置１が開示されている。

特開２０１９－２５６４６号公報 特開２０１９－１１８９９９号公報 特開２０１９－１３５０７３号公報

上記特許文献１では、各指３２の側部で食品を圧縮するものであり、指３２の側部によって食品を傷めてしまう虞があった。

上記特許文献２では、各指リンク２０の側部で食品等の保持対象を圧縮するものであり、指リンク２０の側部によって食品等の保持対象を傷めてしまう虞があった。

上記特許文献３では、各保持部材９Ａ、９Ｂ、９Ｃの側面で食品等の物品群Ｓを圧縮するものであり、保持部材９Ａ、９Ｂ、９Ｃの側部によって食品等の物品群Ｓを傷めてしまう虞があった。

本発明の目的は、物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品を取り分けることができる物品取り分け装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成できる。すなわち、本発明の第１の態様の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、

前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、

前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、
を備えた物品取り分け装置であって、

前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であることを特徴とする。

本発明の第２の態様の物品取り分け装置は、第１の態様の物品取り分け装置において、前記物品保持部材の形状は略円弧状又は略直線状の少なくとも一方を含むことを特徴とすることを特徴とする。

本発明の第３の態様の物品取り分け装置は、第２の態様の物品取り分け装置において、前記物品保持部材の少なくともいずれか２つ以上は移動動作が連動していることを特徴とする。

本発明の第４の態様の物品取り分け装置は、第１～３のいずれかの態様の物品取り分け装置において、前記基体が、前記複数の物品保持部材のそれぞれが先端から基端まで挿通される複数の保持部材挿通孔を形成された物品剥がし部材を有していることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品を取り分けることができる。

本発明の実施形態１に係る物品取り分け装置の斜視図である。 図１に示す物品保持位置の物品取り分け装置を物品開放位置にする途中の状態を示す図である。 物品取り分け装置を上側から視た斜視図である。 物品取り分け装置の側面図である。 図４Ａに示した物品取り分け装置のＢ－Ｂ線断面図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態２に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態２に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態２に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態２に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態２に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態２に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態３に係る物品取り分け装置の斜視図である。 物品取り分け装置を上側から視た斜視図である。 本発明の実施形態４に係る物品取り分け装置の斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る物品取り分け装置を説明する。但し、以下に示す実施形態は本発明の技術思想を具体化するための物品取り分け装置を例示するものであって、本発明をこれらに特定するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。

［実施形態１］

本発明の実施形態１に係る物品取り分け装置について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る物品取り分け装置の斜視図である。図２は、図１に示す物品保持位置の物品取り分け装置を物品開放位置にする途中の状態を示す図である。図３は、物品取り分け装置を上側から視た斜視図である。図４Ａは、物品取り分け装置の側面図である。図４Ｂは、図４Ａに示す物品取り分け装置のＢ－Ｂ線断面図である。

なお、図１及び図２においては、駆動機構を視易くするため、基部を構成する１つの支柱を取り外した状態を示している。

本実施形態の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、を備えた物品取り分け装置であって、物品保持位置における物品保持部材の形状が物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であれば、その具体的な実施形態は、如何なるものであっても良い。

本実施形態の物品取り分け装置は、例えば、水平多関節型ロボット、垂直多関節型ロボットのアームの先端等に装着できるものであればより機能を発揮させることができる。

なお、本実施形態の物品取り分け装置が装着されるロボットは、物品取り分け装置を物品取り分け装置の軸を中心として回転させることができればさらに物品取り分け装置の機能を発揮させることができる。

また、取り分け対象の物品としては、特に限定されるものではないが、ポテトサラダ、味噌等の粘性の高い食品、あるいは、千切りキャベツ、ごぼうサラダ等、細かく分離されているが互いに絡みあって一つの塊として保持し易いものであればさらに本実施形態の物品取り分け装置の機能を発揮しやすい。

また、取り分け対象の物品としては、食品に限らず、その他の物品も含まれる。例えば繊維、綿、ジェル、粘土など、粘性のあるもの、互いに絡み合っているような素材等に対して、本実施形態の物品取り分け装置は機能を発揮しやすい。

また、本発明の物品取り分け装置は、食品を取り分ける装置として用いる場合、露出される部分にステンレス材を適用するのが好ましいが、ステンレス材に限らず取り分け対象に応じた材料、例えば、食品対応の樹脂等を適宜用いるとよい。

本実施形態の物品取り分け装置１００は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な４本の物品保持部材１１０と、４本の物品保持部材１１０が移動可能に取り付けられた基体１２０と、４本の物品保持部材１１０を駆動する駆動機構１３０と、を備えている。

なお、本実施形態の物品取り分け装置１００は、物品保持部材１１０の数が４本であるものを例示したが、物品保持部材１１０によって物品を保持することができれば、物品保持部材１１０の数は４本以外であっても構わない。例えば、物品保持部材１１０の数は６本であってもよい。

まず、本実施形態の物品取り分け装置１００における４本の物品保持部材１１０について具体的に説明する。

なお、４本の物品保持部材１１０の形状は同様であるため、１本の物品保持部材１１０について説明する。

物品保持部材１１０は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製の角棒であり、物品保持位置における物品保持部材１１０の形状が物品保持部材１１０の移動軌跡に沿う形状になっている。

本実施形態では、物品保持部材１１０の移動軌跡が略円弧状であり、物品保持位置における物品保持部材１１０の形状がこの物品保持部材１１０の移動軌跡に沿う円弧状に形成されている。

物品保持部材１１０は、角棒に限らず丸棒であってもよいし、基端から先端に向けて先細りになる形状であっても構わない。

先細りになる物品保持部材１１０は、例えば、物品に差し込まれる先端部分が細く設定され、この先端から基端部に向けて漸次太く変化するように設定されることによって、先端が物品に差し込まれ易くなると共に、４本の物品保持部材１１０の基端部側では十分な太さに設定されているため、物品保持位置における４本の物品保持部材１１０の間隔を狭くなり保持された物品がこぼれ落ち難くなる。

なお、先細りになる形状は必ずしも連続的に細くするものでなくても構わない。例えば、物品保持部材１１０の基端部から所定の長さまでは一定の太い径を保ち、その所定長さから先端側だけが、漸次細くなるように設定してもかまわない。また、この先端から基端部に向けて漸次太く変化するように設定される場合の変化の割合は限定される必要はない。

また、４本の物品保持部材１１０の断面形状は、例えば略方形とすることができるが、本実施形態はこれに限定するものではなく、略多角形、略円形、略楕円形等、さまざまな形状を採用することが可能である。

次に、本実施形態の物品取り分け装置１００における基体１２０について具体的に説明する。

基体１２０は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製であり、物品保持部材１１０、駆動機構１３０等、物品取り分け装置１００の各部が組み込まれるフレームを含めた外装を構成する部分である。

この基体１２０は、ロボットアームに固定される部分と、物品剥がし部材１２１とを有している。

この物品剥がし部材１２１は、物品保持位置と物品開放位置との間で移動される４本の物品保持部材１１０のそれぞれが先端から基端まで挿通される４個の保持部材挿通孔１２１ａを形成された板状の部材である。

より具体的には、物品剥がし部材１２１は、ロボットアームに固定される基体１２０の部分に連結された円盤状の部材であり、４本の物品保持部材１１０が各保持部材挿通孔１２１ａに挿通されて物品保持位置への移動および物品保持位置への移動とは逆方向の物品開放位置への移動によって相対移動される。この物品剥がし部材１２１は、一方の面が物品保持位置における４本の物品保持部材１１０によって形成される物品を囲い保持する囲い空間側に向けられ、反対側の面には駆動機構１３０の４つの回動支持アーム１３４が設けられている。物品剥がし部材１２１は、特に限定されるものではないが例えばステンレス、食品対応の樹脂等で形成されている。食品対応の樹脂としては、例えば食品規格対応のポリアセタール樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＰＳＵ樹脂等が挙げられ、耐薬品性及び耐熱性を考量して、適宜の樹脂が選択可能である。

次に、本実施形態の物品取り分け装置１００における駆動機構１３０について具体的に説明する。

駆動機構１３０は、モータ１３１と、このモータ１３１に連結された１つのピニオンギア１３２と、ピニオンギア１３２に対して一対ずつ、ピニオンギア１３２の軸方向にずれた位置に噛み合う二対（４つ）の連結ギア１３３と、４つの連結ギア１３３と４本の物品保持部材１１０とをそれぞれ連結する４つの回動支持アーム１３４とを有している。４本の連結ギア１３３はそれぞれ円弧状であり、物品保持部材１１０に後述のとおり連結されている。

ピニオンギア１３２は、特に限定されるものはないが、例えばステンレス製であり、４つの円弧状の連結ギア１３３が、一対ずつ、ピニオンギア１３２に対してピニオンギア１３２の軸方向に互い違いに並んで噛み合うことができる長さに設定されている。ピニオンギア１３２は、歯をピニオンギア１３２に向けて対向配置された２つの連結ギア１３３が噛み合わされる上部噛合い領域１３２ａと、歯をピニオンギア１３２に向けて対向配置された残りの２つの連結ギア１３３が噛み合わされる下部噛合い領域１３２ｂとに噛み合い領域が上下２つ分けられる長さに設けられている。

図１の上方でピニオンギア１３２に対して、ピニオンギア１３２の中心を挟んで対向するように、上部噛合い領域１３２ａの一対の連結ギア１３３が噛み合っている。上部噛合い領域１３２ａの一対の連結ギア１３３の噛み合い位置よりも図１の下方で、ピニオンギア１３２に対して、ピニオンギア１３２の中心を挟んで対向するように、下部噛合い領域１３２ｂの一対の連結ギア１３３が噛み合っている。上部噛合い領域１３２ａの一対の連結ギア１３３がピニオンギア１３２に噛み合う位置と、下部噛合い領域１３２ｂの一対の連結ギア１３３がピニオンギア１３２に噛み合う位置とは、図１の上方、すなわち、ピニオンギア１３２の中心軸の上方から視て、略９０度ずれている。すわなち、各連結ギア１３３がピニオンギア１３２に噛み合う位置は互いに約９０度ずつずれていることになる。

これにより、１つのピニオンギア１３２が主動ギアとなり、４つの連結ギア１３３が従動ギアとなっている。

４つの連結ギア１３３は、特に限定されるものではないが、例えばステンレス製である。上部噛合い領域１３２ａの一対の連結ギア１３３がピニオンギア１３２に噛み合う位置と下部噛合い領域１３２ｂの一対の連結ギア１３３がピニオンギア１３２に噛み合う位置とは、ピニオンギア１３２の中心軸方向で異なっているが、各連結ギア１３３に接続されている４つの物品保持部材１１０の可動範囲は同じになるように設定されている。各物品保持部材１１０の突出量が最も長くなる物品保持位置Ｐ１においては、各物品保持部材１１０が略接触するか、あるいは、接触する少し手前の位置となるように設定されている。この時、各物品保持部材１１０が同時に、物品保持位置Ｐ１に達するように設定されている。

物品保持位置Ｐ１においては、各物品保持部材１１０の先端が略接触するか、あるいは、接触する少し手前の位置となるかどうかは、各物品保持部材１１０の先端形状にも関連する。４つの物品保持部材１１０が接触した時に、ちょうど各物品保持部材１１０の先端が組み合わさって、各物品保持部材１１０が略接触した時にできる中央の空間を埋めるような形状としておくこともできる。あるいは、各物品保持部材１１０が略接触した時にできる中央の空間を敢えて設けておくように設計することも可能である。

また、各物品保持部材１１０の突出量が最も短くなる物品開放位置Ｐ２における、各物品保持部材１１０の突出量、及び、各物品保持部材１１０が物品開放位置Ｐ２となるタイミングも同一となるように設定されている。

なお、物品保持位置Ｐ１における各物品保持部材１１０の突出量は同一であることが望ましいが、物品開放位置Ｐ２における各物品保持部材１１０の突出量には、多少の違いがあっても構わない。例えば、上部噛合い領域１３２ａの一対の連結ギア１３３に接続された物品保持部材１１０と、下部噛合い領域１３２ｂの一対の連結ギア１３３に接続された物品保持部材１１０との間で、物品開放位置Ｐ２における突出量に、多少の違いがあってもかまわない。

回動支持アーム１３４は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製であり、ピニオンギア１３２を介して回動される円弧状の連結ギア１３３の回転支軸となる回転支軸部１３４ａと、連結ギア１３３と物品保持部材１１０の基端部とが連結される連結部１３４ｂと、回転支軸部１３４ａと連結部１３４ｂとを繋ぐアーム部１３４ｃと、が設けられている。

４つの回動支持アーム１３４の各回転支軸部１３４ａは、軸方向がピニオンギア１３２の軸方向に直交するように設けられると共に、上下２つの噛合い領域１３２ａ、１３２ｂにそれぞれ噛み合う一対の連結ギア１３３ごとに回転中心が同心となるように設けられている。

上下２つの噛合い領域１３２ａ、１３２ｂにおける各連結ギア１３３とピニオンギア１３２との噛み合い位置、各連結ギア１３３の円弧形状、回転支軸部１３４ａ、連結部１３４ｂ及びアーム部１３４ｃの寸法及び配置を適切に設定することにより、上述のように各連結ギア１３３に接続されている４つの物品保持部材１１０の可動範囲を一定とすると共にその動作を同期させている。

このような駆動機構１３０は、物品保持位置Ｐ１における４本の物品保持部材１１０の基端部が円弧状の物品保持位置の半径と略等しい球体の球面上に周方向で略９０度変位した位置にそれぞれ配置されるように設けられている。

本実施形態の駆動機構１３０に、連結ギア１３３の位置を検出する検出器（不図示）を設けることもできる。この検出器によって検出された位置は、４本の物品保持部材１１０の物品保持位置Ｐ１および物品開放位置Ｐ２に関連付けられている。

これにより、物品取り分け装置１００の不図示の制御部が、検出器によって検出された連結ギア１３３の位置情報に基づいて、４本の物品保持部材１１０の位置制御を行うことができる。例えば、４本の物品保持部材１１０を物品保持位置Ｐ１または物品開放位置Ｐ２で停止するようにモータ１３１の駆動を制御することができる。

検出器としては、連結ギア１３３の位置を直接検出するものであってもよい。また、検出器としては、モータ１３１の回転量を検出するセンサであってもよい。あるいは、検出器としては、モータ１３１の負荷電流を検出するものであってもよい。あるいは、これらの複数種類の検出器を複数設けたものであってもよい。

例えば、検出器としては、モータ１３１の負荷電流を検出するものを含む場合には、負荷電流の上昇によって、物品保持位置Ｐ１および物品開放位置Ｐ２を検出できるだけでなく、モータ１３１の過電流を検出することによって、過負荷異常を判定し、モータ１３１を非常停止させるように制御することも可能である。また、各物品保持部材１１０の位置検出に応じた速度制御も行うことができる。また、例えばモータ１３１の回転速度を直接又は間接的に検出できるセンサを備えた場合には、より精密な各物品保持部材１１０の速度制御が可能になる。

ここで、図５Ａ乃至図５Ｆを参照して、物品取り分け装置１００の物品取り分け動作について説明する。

なお、以下の説明では、物品取り分け装置１００が、例えば、水平多関節型ロボット、あるいは垂直多関節型ロボットのアームの先端に装着され、ロボットの制御装置によって制御されるものとするが、本実施形態のロボットアームの種類をこれらに限定するものでは無く、本実施形態はさまざまな種類のロボットアームに適用可能である。

また、図５では１つの物品保持部材１１０が正面となる位置から物品取り分け装置１００を視ているため、３本の物品保持部材１１０のみ視えているが、正面の１つの物品保持部材１１０の裏側には残りの１本の物品保持部材１１０が配置されている。

まず、４本の物品保持部材１１０が物品を受け入れ可能な物品開放位置Ｐ２に移動された状態の物品取り分け装置１００が、取り分け対象の物品Ｂ１の上方位置から取り分け対象の物品Ｂ１に向けて下降移動される（図５Ａ参照）。

ここで、取り分け対象の物品Ｂ１に向けて下降移動された物品取り分け装置１００は、４本の物品保持部材１１０が取り分け対象の物品Ｂ１に差し込み可能な位置に配置される。

次に、物品取り分け装置１００の４本の物品保持部材１１０が物品開放位置Ｐ２から物品保持位置Ｐ１に移動される（図５Ｂ参照）。

ここで、物品取り分け装置１００の４本の物品保持部材１１０が物品保持位置Ｐ１へ移動する場合にはそれぞれ異なる方向から同時に移動され、取り分け対象の物品Ｂ１に差し込まれる。

このとき、１つのピニオンギア１３２に噛み合う４つの連結ギア１３３によって４本の物品保持部材１１０の移動動作が連動している。

なお、４本の物品保持部材１１０が取り分け対象の物品Ｂ１に異なる方向から同時に差し込まれながら移動されて互いの先端が近接配置された位置が物品保持位置Ｐ１となり、４本の物品保持部材１１０によって所定量の物品Ｂ２が保持される囲い空間が形成される。

より具体的には、４本の物品保持部材１１０が物品保持位置Ｐ１に移動完了されると、４本の物品保持部材１１０の基端部が球面上に周方向で略９０度変位した位置にそれぞれ配置されると共に、先端が略横向きとなって近接配置されることによって、４本の物品保持部材１１０によって半球状の囲い空間が形成され、この半球状の囲い空間に所定量の物品Ｂ２が保持される。

すなわち、４本の物品保持部材１１０が取り分け対象の物品Ｂ１に対して差し込み方向のみに移動されることによって、４本の物品保持部材１１０によって所定量の物品Ｂ２が保持される囲い空間が形成される。

なお、物品保持部材１１０の移動軌跡は円弧状であり、この円弧状の移動軌跡に沿って円弧状の４本の物品保持部材１１０が移動される。

すなわち、物品保持部材１１０の先端から後端までの略全体が円弧状の移動軌跡に沿って移動されることによって、物品保持部材１１０が物品開放位置Ｐ２から物品保持位置Ｐ１に移動される。すなわち、物品保持位置Ｐ１における物品保持部材１１０の形状が物品保持部材１１０の移動軌跡に沿う形状であるため、物品保持部材１１０の先端は、点によって物品に進入することになる。このとき、物品保持部材１１０の側面が物品を押し付けるような力は働いていない。

したがって、物品開放位置Ｐ２から物品保持位置Ｐ１に移動される４本の物品保持部材１１０の動作は、人の指によって物品を囲うようしてやさしくつかみ取る動作に近いものになっている。

このため、物品取り分け装置１００は、４本の物品保持部材１１０によって物品を傷めることなく所定量保持することができる。

次に、物品取り分け装置１００が、物品取り分け装置１００の軸を中心として回転される（図５Ｃ参照）。

このように物品取り分け装置１００がその軸を中心として回転されると、４本の物品保持部材１１０によって囲われた囲い空間内の物品Ｂ２が囲い空間外の物品から分離される。

物品取り分け装置１００の軸を中心として回転させるときの回転方向は、一定方向であってもよいが、往復方向とすることもでき、その回転させる角度は適宜決定可能である。また、往復方向させる場合には、複数回往復動作させてもよい。

次に、物品取り分け装置１００が、４本の物品保持部材１１０によって所定量の物品Ｂ２が保持された状態で上昇移動された後（図５Ｄ参照）、取り分け先に移動される（図５Ｅ参照）。

ここで物品がポテトサラダ等の食品である場合、取り分け先とは、例えば、顧客に食品を提供するための皿である。

最後に、物品取り分け装置１００の４本の物品保持部材１１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動され、所定量の物品Ｂ２が取り分け先に取り分け完了される（図５Ｆ参照）。

ここで、４本の物品保持部材１１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動されると、各物品保持部材１１０が先端から基端までの略全体が保持部材挿通孔１２１ａに挿通され、物品保持部材１１０に付着された物品が物品剥がし部材１２１の囲い空間側の面に突き当てられて剥がし落とされる。

すなわち、物品取り分け装置１００は、物品剥がし部材１２１を駆動機構等によって動かすことなく、物品剥がし部材１２１に対して４本の物品保持部材１１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動される一連の動作の中で物品保持部材１１０に付着した物品を剥がし落とすことができるようになっている。

上述したような本実施形態の物品取り分け装置１００は、少なくとも物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動可能な４本の物品保持部材１１０と４本の物品保持部材１１０が移動可能に取り付けられた基体１２０と、４本の物品保持部材１１０を駆動する駆動機構１３０と、を備えた物品取り分け装置１００であって、４本の物品保持部材１１０は物品保持位置Ｐ１へ移動する場合にはそれぞれ異なる方向から移動され、物品保持位置Ｐ１における物品保持部材１１０の形状は、物品保持部材１１０の移動軌跡に沿う形状であることにより、４本の物品保持部材１１０が移動軌跡に沿って物品保持位置Ｐ１に移動して差し込まれるだけで形成された囲い空間に所定量の物品Ｂ２が保持され、４本の物品保持部材１１０が物品開放位置Ｐ２に移動されると、保持された物品を解放可能となるため、４本の物品保持部材１１０の側部によって挟み込んで物品を圧縮することなく所定量の物品Ｂ２を４本の物品保持部材１１０によって保持することができると共に、保持された所定量の物品Ｂ２を取り分け先に解放することができ、結果的に、物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品Ｂ２を取り分けることができる。

また、本実施形態の物品取り分け装置１００は、物品保持部材１１０の形状が略円弧状を含むことにより、４本の物品保持部材１１０が円弧状の移動軌跡に沿って取り分け対象の物品に対して広く浅く差し込まれ、先端が略横向きとなって近接配置された半球状の囲い空間に所定量の物品Ｂ２が保持されるため、取り分け対象の物品Ｂ１に対する４本の物品保持部材１１０による繰り返しの物品の取り分けにおける取り分け対象の物品の深さ方向のバラツキを抑えることができ、結果的に、４本の物品保持部材１１０によって保持される物品の量のバラツキを抑えることができる。

また、本実施形態の物品取り分け装置１００は、４本の物品保持部材１１０を物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動させる駆動機構１３０の１つのピニオンギア１３２が主動ギアとなり、４つの連結ギア１３３が従動ギアとなって、４本の物品保持部材１１０の移動動作が連動しているため、４本の物品保持部材１１０の駆動機構１３０を簡易な構成にすることができる。

また、本実施形態の物品取り分け装置１００は、基体１２０が物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動される４本の物品保持部材１１０のそれぞれが先端から基端まで挿通される４つの保持部材挿通孔１２１ａを形成された板状の物品剥がし部材１２１を有していることにより、４本の物品保持部材１１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動されると、各物品保持部材１１０が先端から基端まで保持部材挿通孔１２１ａに挿通され、物品保持部材１１０に付着された物品が板状の物品剥がし部材１２１によって物品を保持する囲い空間側の面に突き当てられて剥がし落とされるため、４本の物品保持部材１１０によって保持された所定量の物品Ｂ２を確実に取り分け先に取り分けることができる。

［実施形態２］
本発明の実施形態２に係る物品取り分け装置２００について、図６を参照して説明する。図６Ａ乃至図６Ｆは、本発明の実施形態２に係る物品取り分け装置２００の動作説明図である。

また、本発明の実施形態２に係る物品取り分け装置２００は、上述した本発明の実施形態１に係る物品取り分け装置１００と比較すると、４本の物品保持部材２１０の形状、基体２２０の形状、４本の物品保持部材２１０を駆動する不図示の駆動機構（不図示）の構成が異なっているが、その他の構成については同様であるため、上述した実施形態１の物品取り分け装置と同一の部分、部材について対応する２００番台の符号を付すことにより、その重複する説明を省略する。

まず、本実施形態の物品取り分け装置２００における４本の物品保持部材２１０について具体的に説明する。

物品保持部材２１０は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製の丸棒であり、物品保持位置Ｐ１における物品保持部材２１０の形状が物品保持部材２１０の移動軌跡に沿う直線形状になっている。

次に、本実施形態の物品取り分け装置２００における基体２２０について具体的に説明する。

基体２２０（図示省略）は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製であり、物品保持部材２１０、駆動機構等、物品取り分け装置２００の各部が組み込まれるフレームを含めた外装を構成する部分である。

この基体２２０は、ロボットアームに固定される部分（図示省略）と、物品剥がし部材２２１とを有している。

物品剥がし部材２２１は、物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動される４本の物品保持部材２１０のそれぞれが先端から基端まで挿通される４本の保持部材挿通孔２２１ａを形成されたブロック状の部材である。

より具体的には、物品剥がし部材２２１は、ロボットアームに固定される基体２２０の部分に連結された部材であり、４本の物品剥がし部材２２１が各保持部材挿通孔２２１ａに挿通されて物品保持位置Ｐ１への移動および物品保持位置Ｐ１への移動とは逆方向の物品開放位置Ｐ２への移動によって相対移動される。

次に、本実施形態の物品取り分け装置２００における駆動機構（不図示）について説明する。

本実施形態２の物品取り分け装置２００における駆動機構としては、特に限定されるものではないが、例えば、シリンダ等のリニアアクチュエータが用いられる。この駆動機構が４本の物品保持部材２１０に接続されて物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で４本の物品保持部材２１０を移動させる。なお、駆動機構は、リニアアクチュエータに限定されるものではなく、例えばリンク機構を用いたものであってもよい。

ここで、図６Ａ乃至図６Ｆを参照して、物品取り分け装置２００の物品取り分け動作について説明する。

なお、以下の説明では、物品取り分け装置２００が、例えば、水平多関節型ロボット、あるいは垂直多関節型ロボットのアームの先端に装着され、ロボットの制御装置によって制御されるものとするが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、様々な種類のロボットアームに適用することが可能である。

また、図６では１つの物品保持部材２１０が正面となる位置から物品取り分け装置２００を見ているため、３本の物品保持部材２１０のみ見えているが、正面の１つの物品保持部材２１０の裏側には残りの１本の物品保持部材２１０が配置されている。

まず、４本の物品保持部材２１０が物品を受け入れ可能な物品開放位置Ｐ２に移動された状態の物品取り分け装置２００が、取り分け対象の物品Ｂ１の上方位置から取り分け対象の物品Ｂ１に向けて下降移動される（図６Ａ参照）。

ここで、取り分け対象の物品Ｂ１に向けて下降移動された物品取り分け装置２００は、４本の物品保持部材２１０が取り分け対象の物品Ｂ１に差し込み可能な位置に配置される。

次に、物品取り分け装置２００の４本の物品保持部材２１０が物品開放位置Ｐ２から物品保持位置Ｐ１に移動される（図６Ｂ参照）。

ここで、物品取り分け装置１００の４本の物品保持部材２１０が物品保持位置Ｐ１へ移動する場合にはそれぞれ異なる方向から移動され、取り分け対象の物品Ｂ１に差し込まれる。

なお、４本の物品保持部材２１０が取り分け対象の物品Ｂ１に差し込まれながら移動されて互いの先端が近接配置された位置が物品保持位置Ｐ１となり、４本の物品保持部材２１０によって所定量の物品Ｂ２が保持される囲い空間が形成される。

より具体的には、４本の物品保持部材２１０が物品保持位置Ｐ１に移動完了されると、４本の物品保持部材２１０の基端部が物品取り分け装置２００の軸を中心とする周方向で略９０度変位した位置にそれぞれ配置されると共に、先端が近接配置されることによって、４本の物品保持部材２１０によって囲い空間が形成され、この囲い空間に所定量の物品Ｂ２が保持される。

４本の物品保持部材２１０が取り分け対象の物品Ｂ１に対して差し込み方向のみに移動されることによって、４本の物品保持部材２１０によって所定量の物品Ｂ１が保持される囲い空間が形成される。

なお、物品保持部材２１０の移動軌跡は直線状であり、この直線状の移動軌跡に沿って直線状の４本の物品保持部材２１０が移動される。

物品保持部材２１０が先端から後端までの略全体が直線状の移動軌跡に沿って移動されることによって物品開放位置Ｐ２から物品保持位置Ｐ１に移動される。すなわち、物品保持位置Ｐ１における物品保持部材２１０の形状が物品保持部材２１０の移動軌跡に沿う形状となっているため、物品保持部材２１０の先端は、点によって物品に進入することになる。

このため、物品保持部材２１０の側面が物品を押し付けるような力は働いていない。
したがって、物品取り分け装置１００は、４本の物品保持部材１１０によって物品を傷めることなく所定量保持することができる。

次に、実施形態１の図５Ｃと同様に、物品取り分け装置２００が、物品取り分け装置２００の軸を中心として回転される（図６Ｃ参照）。

このように物品取り分け装置２００が軸を中心として回転されると、４本の物品保持部材２１０によって囲われた囲い空間内の物品が囲い空間外の物品から分離される。

次に、物品取り分け装置２００が、４本の物品保持部材２１０によって所定量の物品Ｂ２が保持された状態で上昇移動された後（図６Ｄ参照）、取り分け先に移動される（図６Ｅ参照）。

ここで物品がポテトサラダ等の食品である場合、取り分け先とは、例えば、顧客に食品を提供するための皿である。

最後に、物品取り分け装置２００の４本の物品保持部材２１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に変位され、所定量の物品Ｂ２が取り分け先に取り分け完了される（図６Ｆ参照）。

ここで、４本の物品保持部材２１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動されると、各物品保持部材２１０が先端から基端までの略全体が保持部材挿通孔２２１ａに挿通され、物品保持部材２１０に付着された物品が物品剥がし部材２２１の４本の物品保持部材２１０によって囲われる囲い空間側の面に突き当てられて剥がし落とされる。

上述したような本実施形態の物品取り分け装置２００は、少なくとも物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動可能な４本の物品保持部材２１０と４本の物品保持部材２１０が移動可能に取り付けられた基体２２０と、４本の物品保持部材２１０を駆動する駆動機構２３０と、を備えた物品取り分け装置２００であって、４本の物品保持部材２１０は物品保持位置Ｐ１へ移動する場合にはそれぞれ異なる方向から移動され、物品保持位置Ｐ１における物品保持部材２１０の形状は、物品保持部材２１０の移動軌跡に沿う形状であることにより、４本の物品保持部材２１０が移動軌跡に沿って物品保持位置Ｐ１に移動して差し込まれるだけで形成された囲い空間に所定量の物品Ｂ２が保持され、４本の物品保持部材２１０が物品開放位置Ｐ２に移動されると、保持された物品を解放可能となるため、４本の物品保持部材２１０の側部によって挟み込んで物品を圧縮することなく所定量の物品Ｂ２を４本の物品保持部材２１０によって保持することができると共に、保持された所定量の物品Ｂ２を取り分け先に解放することができ、結果的に、物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品Ｂ２を取り分けることができる。

［実施形態３］
本発明の実施形態３に係る物品取り分け装置３００について、図７および図８を参照して説明する。図７は、本発明の実施形態３に係る物品取り分け装置３００の斜視図である。図８は、物品取り分け装置３００を上側から視た斜視図である。

なお、図８においては、駆動機構３３０を視易くするため、基部３２０を構成する１つの支柱を取り外した状態を示している。

本発明の実施形態３に係る物品取り分け装置３００は、上述した本発明の実施形態１に係る物品取り分け装置１００と比較すると、装置に付着した物品を掃い落とす物品掃い落とし機構３４０をさらに有する構成が異なっているが、その他の構成については同様であるため、上述した実施形態１の物品取り分け装置１００と同一の部分、部材について対応する３００番台の符号を付すことにより、その重複する説明を省略する。

本実施形態の物品取り分け装置３００は、少なくとも物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動可能な４本の物品保持部材３１０と、４本の物品保持部材３１０が移動可能に取り付けられた基体３２０と、４本の物品保持部材３１０を駆動する駆動機構３３０と、物品掃い落とし機構３４０と、を備えている。

なお、本実施形態の物品取り分け装置３００は、物品保持部材３１０の数が４本であるものを例示したが、物品保持部材３１０によって物品を保持することができれば、その数は４本以外であっても構わない。例えば、物品保持部材３１０の数は６本であってもよい。

本実施形態では、物品保持部材３１０の移動軌跡が略円弧状であり、物品保持位置における物品保持部材３１０の形状がこの物品保持部材３１０の移動軌跡に略沿う円弧状に形成されている。なお、本実施形態において、物品保持部材３１０の形状は、厳密な意味で物品保持部材３１０の立体的な移動軌跡に沿うものではなく、遊び等も考慮して物品保持部材３１０の移動軌跡に略沿う形状になっていればよい。

本実施形態の物品取り分け装置３００の物品掃い落とし機構３４０は、駆動機構３３０に連動して基体３２０に付着した物品を掃い落とすものであり、駆動機構３３０に連動して回転される回転軸３４１と、回転軸３４１の先端部に固定され、回転軸３４１の回転運動に伴って回転される回転部材３４２とを備えている。

＜回転軸３４１について＞

回転軸３４１は、特に限定されるものでは無いが、例えば、ステンレス製であり、基端部がピニオンギア３３２の下端部に連結され、先端部が物品剥がし部材３２１の物品を囲い保持する囲い空間側の面３２２（以下、「囲い面」という。）から突出されるように下方に向けて延在されている。

より具体的には、回転軸３４１は、各連結ギア３３３の回転支軸部３３４ａを形成する軸ブロック３３５（図８参照）および物品剥がし部材３２１を貫通して物品剥がし部材３２１の囲い面３２２から先端部が突出されている。

なお、回転軸３４１は、軸ブロック３３５又は物品剥がし部材１２１の少なくともいずれか一方には軸受３３５ａが設けられ、回転軸３４１は軸受３３５ａによって軸支されている。

この回転軸３４１が軸方向一端側に連結されたピニオンギア３３２は、軸方向他端側がモータ３３１の軸３３１ａに連結された両持ち支持状態になり、軸の偏心を抑えて安定して回転されるようになっている。このため、物品取り分け装置３００は、ピニオンギア３３２と連結ギア３３３が安定して噛み合い易いため、ギアの噛合い寸法の許容範囲を広く設定することができる。

また、本実施形態の物品取り分け装置３００には、各連結ギア３３３とピニオンギア３３２との噛み合いが維持されるように、各連結ギア３３３をピニオンギア３３２に押し付ける方向にガイドする不図示の４つのギアガイド部材を各連結ギア３３３のピニオンギア３３２との対向部に対応する位置に設けるようにしてもよい。

各ギアガイド部材は、板状の部材であり、ピニオンギア３３２に噛み合って動く連結ギア３３３を間にしてピニオンギア３３２に向かい合うよう基体３２０に固定されている。

各ギアガイド部材は、連結ギア３３３が負荷によって撓んでピニオンギア３３２との噛み合いが外れることを阻止するように、対応する連結ギア３３３の背面側から連結ギア３３３を支えるようになっている。

＜回転部材３４２について＞
回転部材３４２は、基体３２０に付着した物品を回転運動によって基体３２０から掃い落とすものである。

なお、本発明で意味するところの「掃い落とす」とは、特に用語を限定する意図はなく、基体３２０、より具体的には、物品剥がし部材３２１の囲い面３２２に付着した物品を掃い落とす、掻き落とす、剥がし落とす、あるいは、拭い落とすことを含み、基体３２０に付着した物品を取り除くことを意味する。

この回転部材３４２は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製であり、囲い面３２２に接する位置、あるいは、近接する位置で回転可能に回転軸３４１に固定されている。

回転部材３４２は、回転軸３４１の先端に固定される中心固定部３４２ａと、この中心固定部３４２ａから物品剥がし部材３２１の両縁に向けて逆方向に延在した一対の片状部３４２ｂと、を有し、回転中心となる中心固定部３４２ａと一対の片状部３４２ｂとが直線状かつ一体的に形成されている。

すなわち、一対の片状部３４２ｂは、回転中心となる中心固定部３４２ａを基準として対称配置されている。

この実施形態では、回転部材３４２は、全体的にみると細長い刃物形状をなし、両端部には、厚みを薄くするように端面に向けて下り傾斜した傾斜面が形成さている。

このような物品掃い落とし機構３４０は、４本の物品保持部材３１０を物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動させるピニオンギア３３２の回転運動に連動して回転軸３４１が回転され、この回転軸３４１の回転運動に伴って回転部材３４２が回転される。

すなわち、回転部材３４２は、４本の物品保持部材３１０を物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動させるピニオンギア３３２に連動して回転される。

一方、４本の物品保持部材３１０が、保持された物品を解放するため、物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動される際、回転部材３４２が物品開放位置Ｐ２から物品保持位置Ｐ１に移動される際の回転とは逆回転のピニオンギア３３２の回転運動に連動して回転される。

なお、本実施形態では、４本の物品保持部材３１０が物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動される際、ピニオンギア３３２が例えば１．２５回転される。このピニオンギア３３２の回転回数は、４本の物品保持部材３１０を物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動させることができれば、その他の回転回数であっても構わない。片状部３４２ｂの数が２本である場合には、最低でも１８０°回転するように設定される。また、片状部３４２ｂの数が４本である場合には、最低でも９０°回転するように設定される。片状部３４２ｂの数が１本である場合には、最低でも３６０°回転するように設定される。

また、本実施形態では、回転部材３４２は、ステンレス製のものを例示したが、その他の金属、樹脂、金属と樹脂を組み合わせたもの、あるいは、二色成形樹脂、弾性材等、基体３２０に付着した物品を掃い落とすことができれば各種材質を適用することができる。例えば、金属と樹脂を組み合わせたものを用いる場合、囲い面３２２に対向する面に摩擦係数が小さい樹脂を設け、裏側に金属が一体成形されるようにしてもよい。また、囲い面３２２及び回転部材３４２の材質のいずれか一方の材質がステンレスである場合には、他方の材質は例えば食品対応の樹脂とすることができる。また、両者の材質がステンレスである場合には、例えば、両者の間に僅かな例えば１ｍｍ以下の隙間を設けるように、回転部材３４２の回転軸３４１は、軸ブロック３３５又は物品剥がし部材１２１の少なくともいずれか一方に軸受３３５ａを介して軸支されている。

また、本実施形態では、回転部材３４２が、中心固定部３４２ａから物品剥がし部材３２１の両縁に向けて逆方向に延在した一対の片状部３４２ｂを設けられたものを例示したが、回転部材３４２の形状は特に限定されるものでは無く、片状部３４２ｂの数は１本以上であれば何本でよい。例えば、片状部３４２ｂの数を４本に増やし、４本の片状部３４２ｂが中心固定部３４２ａの周方向に９０度間隔で設けられるようにしてもよい。なお、片状部３４２ｂの数が多すぎる場合、あるいは、片状部３４２ｂの表面積が大きすぎる場合には、片状部３４２ｂ自体に物品が付着しやすくなるため、片状部３４２ｂの本数と形状（表面積等）は、物品の付着しやすさに応じて制限される。

このように４本の片状部３４２ｂが回転部材３４２に設けられた場合、回転部材３４２が少なくとも９０度回転されるだけで、複数の片状部３４２ｂが、互いの回転角度領域を補完し合うように回転されるため、囲い面３２２に付着した物品を４本の片状部３４２ｂによって囲い面３２２の略全面に渡って掃い落とすことができる。

すなわち、片状部３４２ｂの数を複数本にした場合、ピニオンギア３３２の回転回数が１回転未満であっても、複数の片状部３４２ｂが互いの回転角度領域を補完し合うことによって、囲い面３２２に付着した物品を掃い落とすことができる。

一方、ピニオンギア３３２が少なくとも１回転以上回転される場合には、１本の片状部３４２ｂによって囲い面３２２に付着した物品を囲い面３２２の略全面に渡って掃い落とすことができるため、片状部３４２ｂの数を２本から１本に減らすことができる。

このような物品掃い落とし機構３４０は、ピニオンギア３３２と連結ギア３３３のギア比を調整することによって、４本の物品保持部材３１０が物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動される際のピニオンギア３３２の回転回数を調整することができる。

このため、物品掃い落とし機構３４０は、ピニオンギア３３２の回転回数、回転部材３４２の形状、片状部３４２ｂの本数、片状部３４２ｂの配置等を適宜調整することによって、囲い面３２２に付着した物品をより確実に掃い落とすことができる。

ここで、物品取り分け装置３００の物品取り分け動作について説明する。

まず、物品取り分け装置３００が、取り分け対象の物品の上方位置から物品に向けて下降移動されることによって、４本の物品保持部材３１０が取り分け対象の物品に差し込み可能な位置に配置される。

このようにして４本の物品保持部材３１０が物品に差し込み可能な位置に配置されると、４本の物品保持部材３１０が物品開放位置Ｐ２から物品保持位置Ｐ１に移動される。

ここで、４本の物品保持部材３１０が物品保持位置Ｐ１へ移動される場合にはそれぞれ異なる方向から同時に移動される。こうして各物品保持部材１１０が移動軌跡に沿って物品保持位置Ｐ１に移動して差し込まれるだけで形成された囲い空間に所定量の物品Ｂ２が保持される。

また、４本の物品保持部材１１０が、取り分け対象の物品に差し込まれる際、１つのピニオンギア３３２に噛み合う４つの連結ギア３３３によって４本の物品保持部材３１０の移動動作が連動すると共に、ピニオンギア３３２の回転運動に連動する回転軸３４１を介して回転部材３４２が回転される。

これにより、回転部材３４２が物品剥がし部材３２１の囲い空間側の略全面に沿うように回転され、囲い面３２２に付着した物品を掃い落とされる。

すなわち、物品掃い落とし機構３４０は、４本の物品保持部材３１０によって物品を保持するタイミングで回転部材３４２が回転され、保持された物品が物品剥がし部材３２１の囲い面３２２に付着されることが阻止される。

このようにして、物品が、例えば、ポテトサラダのような粘度が高く周りに付着し易いものであっても、基体３２０の一部である物品剥がし部材３２１に付着することなく４本の物品保持部材３１０によって半球状に形成された囲い空間内に保持される。

その後、物品取り分け装置３００が、実施形態１の物品取り分け装置１００の動作（図５Ｃ参照）と同様にして、物品取り分け装置３００の軸を中心として回転され、４本の物品保持部材３１０によって囲われた囲い空間内の物品が囲い空間外の物品から分離される。

その後、物品取り分け装置３００が、４本の物品保持部材３１０によって所定量の物品が保持された状態で、取り分け先に移動され、４本の物品保持部材３１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動されることによって、所定量の物品が取り分け先に取り分けられる。

ここで、４本の物品保持部材３１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動されると、各物品保持部材３１０の先端から基端までの略全体が保持部材挿通孔３２１ａに挿通され、物品保持部材３１０に付着した物品が囲い面３２２に突き当てられて剥がし落とされる。

すなわち、物品取り分け装置３００は、物品剥がし部材３２１を駆動機構等によって動かすことなく、物品剥がし部材３２１に対して４本の物品保持部材３１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動される一連の動作の中で物品保持部材３１０に付着した物品を剥がし落とすことができるようになっている。

さらにこの時、１つのピニオンギア３３２に噛み合う４つの連結ギア３３３によって４本の物品保持部材３１０が連動して移動されると共に、ピニオンギア３３２の回転運動に連動して回転軸３４１が回転される。

なお、本実施例では、４本の物品保持部材３１０が物品保持位置Ｐ１から物品開放位置Ｐ２に移動される際、ピニオンギア３３２が１．２５回転され、このピニオンギア３３２に連動して回転される回転軸３４１を介して回転部材３４２が１．２５回転される。

回転部材３４２が１．２５回転されると、各片状部３４２ｂが回転軸３４１を中心として１．２５回転される。

すなわち、各片状部３４２ｂが囲い面３２２に接する位置、あるいは、近接する位置で少なくとも一回転される。

このようにして、回転部材３４２が囲い面３２２の略全面に沿うように回転されることによって、囲い面３２２に付着した物品が掃い落とされ、４本の物品保持部材３１０によって保持された所定量の物品が余すことなく取り分け先に取り分けられる。

上述したような本実施形態の物品取り分け装置３００は、本実施形態１である物品取り分け装置１００と同様の効果を奏すると共に、駆動機構３３０によって４本の物品保持部材３１０が物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動されると、物品掃い落とし機構３４０の回転部材３４２が駆動機構に連動して回転されて基体３２０に付着した物品が掃い落とされるため、４本の物品保持部材３１０によって保持された所定量の物品を余すことなく取り分け先に取り分けることができ、結果的に、所定量の物品を安定して取り分け先に取り分けることができる。

また、上述したような本実施形態の物品取り分け装置３００は、４本の物品保持部材３１０を物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動させる駆動機構３３０に連動して物品掃い落とし機構３４０の回転部材３４２が回転されるため、回転部材３４２を回転駆動させるための駆動機構を設ける必要がなく、結果的に簡易な装置構成で所定量の物品を安定して取り分け先に取り分けることができる。

［実施形態４］
本発明の実施形態４に係る物品取り分け装置４００について、図９を参照して説明する。図９は、本発明の実施形態４に係る物品取り分け装置４００の斜視図である。

本発明の実施形態４に係る物品取り分け装置４００は、上述した本発明の実施形態３に係る物品取り分け装置３００と比較すると、４本の物品保持部材４５０の形状が異なっているが、その他の構成については同様であるため、上述した実施形態３の物品取り分け装置３００と同一の部分、部材について対応する４００番台の符号を付すことにより、その重複する説明を省略する。

本実施形態の物品取り分け装置４００は、少なくとも物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動可能な４本の物品保持部材３１０と、４本の物品保持部材４５０が移動可能に取り付けられた基体４２０と、４本の物品保持部材４１０を駆動する駆動機構４３０と、を備えている。

なお、本実施形態の物品取り分け装置４００は、物品保持部材４５０の数が４本であるものを例示したが、物品保持部材４５０によって物品を保持することができれば、物品保持部材４５０の数は４本以外であっても構わない。例えば、物品保持部材４５０の数は６本であってもよい。

物品取り分け装置４００の物品保持部材４５０は、例えば、ステンレス製の板材であり、物品保持位置Ｐ１における物品保持部材４５０の形状が物品保持部材４５０の移動軌跡に沿う形状になっている。

本実施形態では、物品保持部材４５０の移動軌跡が略円弧状であり、物品保持位置Ｐ１における物品保持部材４５０の形状がこの物品保持部材４５０の移動軌跡に沿う円弧状に形成されている。

この物品保持部材４５０は、延在方向において後端から中央部周辺までの領域Ａ１の幅が実施形態１～３の物品保持部材１１０、２１０、３１０に比べて広く形成されると共に、先端部の領域Ａ２の幅が先端に向けて漸次縮小される先細り形状に形成されている。

このように物品保持部材４５０は、領域Ａ１の幅が幅広に形成されることにより、物品保持位置Ｐ１における４本の物品保持部材４５０の間隔が狭く抑えられ、柔らかい物品、あるいは、小さい粒が集まった流動性の高い物品であっても４本の物品保持部材２１０による囲い空間の外にこぼれ落ち難くなっている。

一方、先端部の領域Ａ２は、その幅が先端に向けて漸次縮小される先細り形状に形成されることによって、物品に差し込み易くなっている。

このため、４本の物品保持部材４５０が物品保持位置Ｐ１へ移動される場合にはそれぞれ異なる方向から同時に移動される。こうして各物品保持部材４５０が、先細り形状の先端部から差し込まれて移動軌跡に沿って物品保持位置Ｐ１に移動されるだけで形成された囲い空間に所定量の物品が保持される。

なお、４本の物品保持部材４５０は、物品保持部材４５０の外面４５０ａに付着する物品を剥がし落とすための不図示の外周カバーが設けられている。

外周カバーは、例えば、ステンレス製の略筒状の部材であり、物品剥がし部材４２１の上方領域、すなわち、物品取り分け装置４００の駆動機構４３０が設けられた領域を囲うように物品剥がし部材４２１の外周縁面４２３に沿って固定されている。

この外周カバーの内周面には、４つの凹部が設けられている。この４つの凹部は、物品剥がし部材４２１の外周縁面４２３と外周カバーの内面との間に各物品保持部材４５０が移動可能な隙間を形成した部分である。

各物品保持部材４５０が物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間でされると、物品剥がし部材４２１の外面４５０ａに付着した物品が外周カバーの内面に接触して剥がし落とされる。

すなわち、外周カバーは、４本の物品保持部材４５０が物品保持位置Ｐ１と物品開放位置Ｐ２との間で移動される際、各物品保持部材４５０外面に付着した物品を剥がし落とす機能を有している。

また、外周カバーは、各物品保持部材４５０に付着した物品が物品剥がし部材４２１の上方の領域、つまり、駆動機構４３０が設けられた領域に持ち込まれることを防止する機能を有している。

このような外周カバーにより、駆動機構４３０に物品が付着されることが防止され、駆動機構４３０の清掃が容易になるため、メンテナンス性が向上される。

なお、凹部の内面、特に物品保持部材４５０の出入口付近には、樹脂製、例えば食品対応の樹脂製の不図示のシール材が設けられることによって、同一材質の物品保持部材４５０と外周カバーとが擦れて金属粉が発生することを防ぐと共に、物品保持部材４５０に付着した物品を剥がし落とし易くすることができる。

上述したような本実施形態の物品取り分け装置４００は、本実施形態１である物品取り分け装置１００と同様の効果を奏すると共に、４本の物品保持部材４５０がその延在方向において、後端から中央部周辺までの領域Ａ１の幅が広く形成されることにより、物品保持位置Ｐ１における４本の物品保持部材４５０の間隔が狭く抑えられるため、柔らかい物品、あるいは、小さい粒が集まった流動性の高い物品であっても、４本の物品保持部材４５０によって形成された囲い空間内からこぼれ落ちることを防ぎ、所定量の物品を安定して取り分け先に取り分けることができる。一方で、領域Ａ１の幅が広い場合には例えば千切りキャベツ等の繊維状のものを掴みにくくなるおそれがある。このため、領域Ａ１及び領域Ａ２のそれぞれの幅や形状は、対象の食品の物性に合わせて設定することが望ましい。

なお、本発明の実施形態３および４では、回転部材３４２、４４２が駆動機構３３０、４３０に連動して基体３２０、４２０に付着した物品を基体３２０、４２０から掃い落とすものを例示したが、基体３２０、４２０に付着した物品を掃い落とすことができれば、回転部材３４２、４４２以外の構成を用いても構わない。例えば、駆動機構に連動して、物品剥がし部材３２１の囲い面３２２、４２２に接する位置、あるいは、近接する位置で揺動される揺動部材（不図示）、あるいは、平行移動される平行移動部材（不図示）を設けて基体３２０、４２０に付着した物品を掃い落とすようにしてもよい。

ここで、揺動部材、あるいは、平行移動部材は、例えば、駆動機構３３０、４３０に接続されたリンク機構を介して動作させる。

また、本発明の実施形態３および４では、回転部材３４２、４４２がピニオンギア３３２、４３２に連結した回転軸３４１、４４１を介して回転されるもの、すなわち、機械的な伝達によって回転部材３４２、４４２が回転されるものを例示したが、これに限らず、例えば、電気的な伝達機構（例えば機構駆動機構３３０、４３０によって発電した電力を利用して電気的な伝達によって回転部材３４２、４４２が回転されるようにした機構など）を採用してもよいし、回転部材３４２、４４２用に別途設けた駆動機構によって回転部材３４２、４４２が回転されるようにしてもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の技術思想を具体化するための物品取り分け装置を例示するものであって、本発明をこれらに特定するものではなく、その他の実施形態のものにも等しく適用し得るものであり、また、これらの実施形態の一部を省略、追加、変更することや、各実施形態の態様を組み合わせることも可能である。

なお、物品保持部材１１０等の材質として、ステンレス製と例示したが、各実施形態の材質を限定するものではない。物品が食品である場合には、ステンレス製またはステンレス合金製が望ましいが、特に限定されるものではなく、他の金属、金属合金、樹脂、セラミックス等、ある程度の剛性が確保できる材質で、食品対応の材質であれば、様々な材質を採用することが出来る。

１００、２００、３００、４００ ・・・物品取り分け装置
１１０、２１０、３１０、４５０ ・・・物品保持部材
４５０ａ ・・・外面
４５０ｂ ・・・内面
１２０、２２０、３２０、４２０ ・・・基体
１２１、２２１、３２１、４２１ ・・・物品剥がし部材
１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ ・・・保持部材挿通孔
３２２、４２２ ・・・囲い空間側の面
４２３ ・・・外周縁面
１３０、２３０、３３０、４３０ ・・・駆動機構
１３１、３３１、４３１ ・・・モータ
３３１ａ、４３１ａ ・・・軸
１３２、３３２、４３２ ・・・ピニオンギア
１３２ａ、３３２ａ、４３２ａ ・・・上部噛合い領域
１３２ｂ、３３２ｂ、４３２ｂ ・・・下部噛合い領域
１３３、３３３、４３３ ・・・連結ギア
１３４、３３４、４３４ ・・・回動支持アーム
１３４ａ、３３４ａ ・・・回転支軸部
３３５ ・・・軸ブロック
３３５ａ ・・・軸受
１３４ｂ、３３４ｂ ・・・連結部
１３４ｃ、３３４ｃ ・・・アーム部
３４０、４４０ ・・・物品掃い落とし機構
３４１、４４１ ・・・回転軸
３４２、４４２ ・・・回転部材
３４２ａ、４４２ａ ・・・中心固定部
３４２ｂ、４４２ｂ ・・・片状部

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成できる。すなわち、本発明の第１の態様の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、を備えた物品取り分け装置であって、前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であり、前記駆動機構が、アクチュエータ、前記アクチュエータに接続された単一のピニオンギア、前記ピニオンギアと噛合する複数の連結ギア、及び、前記連結ギアの移動軌跡とは異なる位置にある支軸部に回動支持される回動支持アームを含み、前記連結ギア、前記回動支持アーム及び前記物品保持部材が一体として駆動されることを特徴とする。

本発明の第２の態様の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、を備えた物品取り分け装置であって、前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であり、前記駆動機構が、アクチュエータ、前記アクチュエータに接続された単一のピニオンギア、及び、前記ピニオンギアと噛合する複数対の連結ギアを含み、各対の連結ギアの一方の連結ギアと他方の連結ギアとが前記ピニオンギアを挟んで対向するように前記ピニオンギアに噛合し、かつ、各対の連結ギアが前記ピニオンギアの軸線方向及び周方向において異なる位置で前記ピニオンギアに噛合し、前記物品保持部材が、粘性のある食品、または、細かく分離され互いに絡み合って一つの塊として保持できる食品を定量ずつ取り分けることを特徴とする。

本発明の第３の態様の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、複数の前記物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、複数の前記物品保持部材を駆動する駆動機構と、前記基体に付着した物品を該基体から掃い落とす物品掃い落とし機構と、を備えた物品取り分け装置であって、前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であり、前記物品掃い落とし機構が、前記基体に付着した物品を、片状部を駆動することにより、前記基体から掃い落とすことを特徴とする。

本発明の第４の態様の物品取り分け装置は、第１～３のいずれかの態様の物品取り分け装置において、前記物品保持部材の形状が略円弧状であることを特徴とする。

本発明の第５の態様の物品取り分け装置は、第１～４のいずれかの態様の物品取り分け装置において、前記物品保持部材の少なくともいずれか２つ以上は移動動作が連動していることを特徴とする。

本発明の第６の態様の物品取り分け装置は、第１～５のいずれかの態様の物品取り分け装置において、前記基体に、物品保持部材に付着した物品を剥がし取る物品剥がし部材を設けることを特徴とする。

Claims (5)

1. 少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、
   前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、
   前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、
   を備えた物品取り分け装置であって、
   前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であることを特徴とする物品取り分け装置。
2. 前記物品保持部材の形状が略円弧状又は略直線状の少なくとも一方を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の物品取り分け装置。
3. 前記物品保持部材の少なくともいずれか２つ以上は移動動作が連動していることを特徴とする請求項１または２に記載の物品取り分け装置。
4. 前記基体に、物品保持部材に付着した物品を剥がし取る物品剥がし部材を設けることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の物品取り分け装置。
5. 前記基体に付着した物品を該基体から掃い落とす物品掃い落とし機構を備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の物品取り分け装置。

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