JP2023083900A - システム - Google Patents

Abstract

【課題】箱詰め製品の生産の処理能力の向上を妨げないシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のシステムは、複数枚の卵用トレイＴが段ボール箱Ｇの収容空間内に収容された箱詰め製品を生産するシステムであって、卵用トレイＴ又は中蓋トレイを保持して、前記収容空間の上方へ移動する保持部６を備え、保持部６の保持状態を収容空間の内側で解除する第一の態様と、保持部６の保持状態を収容空間の上方で解除する第二の態様とを切り替える。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数枚の卵用トレイが段ボール箱の収容空間内に収容された箱詰め製品を生産するシステムに関する。

従来から、複数の収容座を備えるトレイを複数段積み重ねて、自動で箱詰めする装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この先行文献では、トレイを保持する保持部が複数種類開示されているが、一種類の箱詰め製品の生産には一種類の保持部が用いられ、同じ動きが繰り返されている。

特開昭５６－７８３４号公報

ところが、同じ動きの繰り返しでは箱詰め製品の生産の処理能力の向上に限界がある。本発明は、複数枚の卵用トレイが段ボール箱の収容空間内に収容された箱詰め製品を生産する処理能力の向上を妨げないシステムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、次の手段を講じた。すなわち、本発明のシステムは、複数枚の卵用トレイが段ボール箱の収容空間内に収容された箱詰め製品を生産するシステムであって、卵用トレイを保持して、収容空間の上方へ移動する保持部を備え、保持部の保持状態を収容空間の内側で解除する第一の態様と、保持部の保持状態を収容空間の上方で解除する第二の態様とを切り替える。

本発明によれば、箱詰め製品の生産の処理能力の向上を妨げないシステムを提供できる。

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

本発明の一実施の形態を示すシステムの概略図である。 卵トレイ移載装置の全体図構成である。 卵トレイの一実施例の平面図である。 図２における収納動作の拡大正面図である。 図２における収納動作の拡大正面図である。 図２における収納動作の拡大正面図である。 図２における収納動作の拡大正面図である。 図２に示すヘッド部の斜視図である。 図２に示すヘッド部の分解斜視図である。 ヘッド部の分解左側面図である。 ヘッド部の平面図である。 ヘッド部の右側面図である。 ヘッド部の左側面図である。 ヘッド部の底面図である。 トレイ保持装置の動作説明図である。 図１５の部分断面図である。 卵トレイ移載方法の一実施の形態を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

本実施形態のシステムは、複数枚の卵用トレイが段ボール箱Ｇの収容空間内に収容された箱詰め製品を生産するシステムである。箱詰め製品は、例えば、卵が収容された卵用トレイ（以下、「卵トレイＴ」と記す。）と中蓋として用いられる卵用トレイ（以下、「中蓋トレイＴＴ」と記す。）が箱詰めされたものである。このシステムは、卵トレイ移載装置を主体として構成されており、選別装置４０と、ウエイトチェッカー４１と、封緘装置４２とを備える。選別装置４０は、卵トレイＴに卵Ｅを収容する。ウエイトチェッカー４１は、箱詰めされた後の段ボール箱Ｇ全体の重量を計測する。封緘装置４２は、段ボール箱Ｇの天面側のフラップを閉める。

図１～図７において、卵トレイ移載装置は、卵トレイＴに収納された卵Ｅの頂面を着脱自在に吸着する卵吸着装置１を有する。卵トレイ移載装置は、卵トレイＴの外周に形成された凹部Ｔ１内及び中蓋トレイＴＴの外周に形成された凹部（図示しない）において、卵トレイＴ及び中蓋トレイＴＴを保持するトレイ保持装置２（本発明の「保持部」に相当する。）を有する。卵トレイ移載装置は、卵トレイＴ及び中蓋トレイＴＴのいずれかを選択的に保持する。卵トレイ移載装置は、卵吸着装置１とトレイ保持装置２とを段ボール箱Ｇに対して移動させる移動装置３を有する。

移動装置３の近傍に、卵トレイＴ及び中蓋トレイＴＴを搬送するトレイ搬送装置４と、段ボール箱Ｇを搬送する容器搬送装置５とが設けられている。

移動装置３は、卵吸着装置１とトレイ保持装置２とを備えたヘッド部６と、このヘッド部６を移動させる移動部７とを有する。

移動部７は、多関節ロボットで構成されたものが例示されている。多関節ロボットは、ベースに設置された基部８と、基部８に設けられた多関節アーム部９とを有する。アーム部９の先端に前記ヘッド部６が設けられている。

卵トレイ移載装置は、卵吸着装置１、トレイ保持装置２、移動装置３、トレイ搬送装置４、容器搬送装置５などの各種装置の動作を制御する制御装置Ｃを有する。

この実施の形態では、卵トレイ移載装置は、卵トレイＴ及び中蓋トレイＴＴを段ボール箱Ｇに収納する卵トレイ収納装置として例示されている。卵トレイＴの外周縁及び中蓋トレイＴＴの外周縁と、卵トレイＴを収納する段ボール箱Ｇの内周面との隙間がほぼゼロの状態で、卵トレイＴまたは中蓋トレイＴＴを保持して卵トレイＴを段ボール箱Ｇ内に収納するよう構成されている。

図３は、トレイ搬送装置４によって搬送される卵トレイＴの平面図である。卵トレイＴは、図３の右手方向に搬送される。

卵トレイＴ及び中蓋トレイＴＴは、紙製のモールドトレイで構成されており、卵Ｅを収納する卵座Ｔ２が縦横に凹設されている。卵座Ｔ２は、図例では、縦５列、横８列の碁盤目状に配列されて、下方に突出している。卵トレイＴの上面には、卵座Ｔ２の周縁に沿うように突出部Ｔ３が形成されている。卵トレイＴの平面視形状は長方形である。

卵トレイＴに卵Ｅを収納しない空の状態では、卵トレイＴは、図３の状態で積み重ねられている。卵トレイＴの卵座Ｔ２に卵Ｅを収納した状態では、図３の状態から、卵トレイＴが１８０度向きを変えて、積み重ねられる。このとき、上の卵座Ｔ２の底面が、下の突出部Ｔ３の頂面に載置されるよう、卵座Ｔ２と突出部Ｔ３が配置されている。下の卵座Ｔ２に収容された卵Ｅの頂面が、上の突出部Ｔ３の内部に位置するよう、突出部Ｔ３は、上方に膨出している。

卵トレイＴの外周は、段ボール箱Ｇの内周面との隙間がほぼゼロの状態で段ボール箱Ｇに収納される形状に形成されている。卵トレイＴの外周に指掛け用の凹部Ｔ１が形成されている。この凹部Ｔ１は、対向する外周に形成されている。図３の右手に一か所と、左手に二か所に、凹部Ｔ１が形成されている。

卵Ｅが収納されていない空の卵トレイＴは、同じ向きで多数枚が積層されている。この積層されたものから一枚の卵トレイＴが取り出されて、空の卵トレイＴの卵座Ｔ２に卵Ｅが収納される。卵Ｅが収納された卵トレイＴは、トレイ搬送装置４により図２の右手方向に搬送される。トレイ搬送装置４の右端において、卵Ｅと卵トレイＴとは、移動装置３によって、段ボール箱Ｇに収納される。

中蓋トレイＴＴの外周は、段ボール箱Ｇの内周面との隙間がほぼゼロの状態で段ボール箱Ｇに収納される形状に形成されている。中蓋トレイＴＴの外周に指掛け用の凹部が形成されている。この凹部は、対向する外周に形成されている。なお、中蓋トレイＴＴとして、凹部が形成されていないものを用いてもよい。

中蓋トレイＴＴは、同じ向きで多数枚が積層されている。この積層されたものから一枚の中蓋トレイＴＴが取り出されて、トレイ搬送装置４により図２の右手方向に搬送される。トレイ搬送装置４の右端において、中蓋トレイＴＴは、移動装置３によって、段ボール箱Ｇに収納される。

図２の容器搬送装置５の右端において、空の段ボール箱Ｇが待機している。段ボール箱Ｇは、卵トレイＴの外周をほぼ隙間なしで収納する形状とされている。

卵トレイＴに収納された卵Ｅは、卵吸着装置１により吸着保持され、卵トレイＴ自体は、トレイ保持装置２により保持される。この保持状態においては、卵Ｅの重さは卵座Ｔ２にあまり作用していない。

卵Ｅを保持した卵吸着装置１と卵トレイＴを保持したトレイ保持装置２は、移動装置３により、空の段ボール箱Ｇの上方に移動する。移動装置３は、多関節ロボットのヘッド部６を有するものであるから、ヘッド部６の移動により、卵Ｅと卵トレイＴが段ボール箱Ｇの上方から、段ボール箱Ｇ内に移動する。そして、段ボール箱Ｇの収容空間内で、卵吸着装置１の吸着解除とトレイ保持装置２の保持解除により、卵Ｅと卵トレイＴは、段ボール箱Ｇに収納される。

同様に、中蓋トレイＴＴを保持したトレイ保持装置２は、移動装置３により、卵トレイＴが積層された段ボール箱Ｇの上方に移動する。そして、ヘッド部６が下方に移動することなく、その場でトレイ保持装置２の保持解除により、中蓋トレイＴＴは、段ボール箱Ｇの上方から段ボール箱Ｇ内に落下し、収納される。

すなわち、本システムでは、制御装置Ｃが、卵トレイＴの場合にトレイ保持装置２の保持状態を収容空間の内側で解除する第一の態様と、中蓋トレイＴＴの場合にトレイ保持装置２の保持状態を収容空間の上方で解除する第二の態様とを切り替える。

卵Ｅと卵トレイＴが、多段にわたって収納され、段ボール箱Ｇが満杯になると、容器搬送装置５により、図２の左手に搬送される。そして、段ボール箱Ｇは、梱包されて出荷される。

図４～図７は、卵Ｅと卵トレイＴ、中蓋トレイＴＴを段ボール箱Ｇに収納する図２の拡大図である。段ボール箱Ｇに収納された卵トレイＴは、各段、１８０度転回して向きを変えて積み重ねられている。卵トレイＴの上面の突出部Ｔ３の頂面に、その上の段の卵トレイＴの卵座Ｔ２の底面が載置されている。１８０度転回は、ヘッド部６の回転で達成される。中蓋トレイＴＴは、卵トレイＴの上に積み重ねられている。

図８～図１４は、ヘッド部６の詳細図面である。

ヘッド部６は、多関節ロボットのアーム部９の先端に設けられている。ヘッド部６は、卵吸着装置１とトレイ保持装置２とを有する。

ヘッド部６は、アーム部９の先端に回動自在に設けられる基板１０を有し、基板１０は、ほぼ長方形を呈し、基板１０の中央部に、アーム部９との接続部１１が設けられている。この基板１０の左右両側の上面にトレイ保持装置２が設けられている。基板１０の下面側に卵吸着装置１が設けられている。

図９、１０に示すように、トレイ保持装置２と卵吸着装置１は分離可能に設けられ、メンテナンス容易とされている。

トレイ保持装置２は、卵トレイＴを保持する保持部材１２を有する。保持部材１２は、基板１０の上面に設けられた保持部材移動装置１３に設けられている。保持部材１２は、棒状部材で構成されている。保持部材移動装置１３は、シリンダにより構成されている。基板１０の左右両側の上面に固定されたシリンダ本体１４の中央にシリンダロッド１５が移動自在に設けられ、シリンダロッド１５の両側にガイドロッド１６が設けられている。シリンダロッド１５とガイドロッド１６の先端は、ヘッドプレート１７で連結されている。ヘッドプレート１７に、棒状に形成された保持部材１２の上端が固定されている。

保持部材１２の表面に、卵トレイＴの凹部Ｔ１の外周及び中蓋トレイＴＴの凹部に係合する係合部１８が設けられている。係合部１８は、凹凸部１８ａで構成されている。凹凸部１８ａは、ネジで構成されている。ネジ棒として構成された保持部材１２の直径は、卵トレイＴの凹部Ｔ１の深さよりも小さなものとされている。すなわち、保持部材１２は、上下方向の移動で、凹部Ｔ１内に挿脱されるよう構成されている。そして、挿入後、保持部材移動装置１３により、卵トレイＴの凹部Ｔ１表面側に移動して、係合部１８が凹部Ｔ１表面を押圧して保持するよう構成されている。この実施の形態では、卵トレイＴの凹部Ｔ１は、図３に示すように、右側が一か所で、左側が二か所であるので、保持部材１２もそれに適合するように、一方は一本、他方は２本、配置されている。

卵吸着装置１は、基板１０の前後両側に設けられた卵吸着装置取付け部１９により、着脱自在に基板１０に取り付けられている。卵吸着装置１は、基板１０と同じ形状の周壁付きトレイ２０を有し、このトレイ２０が卵吸着装置取付け部１９により基板１０下面に気密状に取り付けられて、気密室を形成する。トレイ２０の下面に吸着パット２１が、卵トレイＴの卵座Ｔ２に収納された卵Ｅの頂面を吸着可能に卵座Ｔ２の数だけ設けられている。トレイ２０には、通気パイプ２２がトレイ２０を貫通して設けられ、通気パイプ２２の下端に蛇腹状の吸着パッド２１が設けられている。

基板１０とトレイ２０で形成される気密室は、基板１０の上面に形成された接続部１１を介して真空装置（図示省略）に接続されている。

図１５及び図１６は、卵吸着装置１とトレイ保持装置２の詳細な動作説明図である。卵トレイＴの外縁と、段ボール箱Ｇである段ボールの内面との距離は、ほぼゼロか卵トレイＴの方が大きいくらいである。指掛け用凹部Ｔ１の一番凹んでいる部分の縁と段ボールＧの内面との距離は１１ｍｍである。保持部材１２の直径は６ｍｍである。保持部材１２が２本設けられた側の保持部材移動装置１３のシリンダのストロークは４０ｍｍである。保持部材１２が１本設けられた側の保持部材移動装置１３のシリンダのストロークは１５ｍｍである。

図２のトレイ搬送装置４上での卵トレイＴの保持と卵Ｅの吸着は、ヘッド部６を卵トレイＴの上方に位置させ、次いで下降させて、トレイ保持装置２の保持部材１２を卵トレイＴの凹部Ｔ１内に位置させる。卵吸着装置１の吸着パッド２１で卵Ｅの頂面を吸着して、卵Ｅを保持する。保持部材１２が２本のシリンダロッド１５を４０ｍｍ内側に動かし、かつ、保持部材１２が１本のシリンダロッド１５を１５ｍｍ内側に動かして、左右両側の保持部材１２の係合部１８で卵トレイＴを保持する。この状態で、図４に示すように卵トレイＴは左右両側の保持部材１２により押されて少し撓み、卵Ｅは卵吸着装置１の吸着パッド２１により保持されてその重みは卵トレイＴにあまり作用していない。

ヘッド部６を上方に移動させて、次いで、容器搬送装置５上の空の段ボール箱Ｇの上方まで移動させ、次いで、下降させて卵トレイＴと卵Ｅを段ボール箱Ｇ内に移動させる。卵吸着手段１による卵Ｅの吸着保持を解除する。保持部材１２が１本のシリンダロッド１５を１５ｍｍ外側に移動させて、保持部材１２の係合部１８と卵トレイＴの係合を解除する。ヘッド部６を５ｍｍ、図１５及び図１６に示す左側に移動させて、２本の保持部材１２の係合部１８と卵トレイＴの係合を解除する。その後、ヘッド部６を上昇させて段ボールＧ外へ移動させる。このように、第一の態様では、保持部の保持状態を収容空間の内側で解除する。

図２のトレイ搬送装置４上での中蓋トレイＴＴの保持は、ヘッド部６を中蓋トレイＴＴの上方に位置させ、次いで下降させて、トレイ保持装置２の保持部材１２を中蓋トレイＴＴの凹部内に位置させる。保持部材１２が２本のシリンダロッド１５を内側に動かし、かつ、保持部材１２が１本のシリンダロッド１５を内側に動かして、左右両側の保持部材１２の係合部１８で中蓋トレイＴＴを保持する。この状態で、図６に示すように中蓋トレイＴＴは左右両側の保持部材１２により押されて少し撓む。なお、中蓋トレイＴＴとして、凹部が形成されていないものを用いた場合には、保持部材１２の係合部１８は中蓋トレイＴＴの外周縁に係合する。

ヘッド部６を上方に移動させて、次いで、容器搬送装置５上の段ボール箱Ｇの上方まで移動させる。そして、段ボール箱Ｇの収容空間の外側で、保持部材１２が両側のシリンダロッド１５をそれぞれ外側に移動させて、保持部材１２の係合部１８と中蓋トレイＴＴの係合を解除する。このように、第二の態様では、保持部の保持状態を収容空間の上方で解除する。

なお、この実施の形態では、保持部材１２であるネジ棒の下端に直径１０ｍｍのナットが固着されて、卵トレイＴ及び中蓋トレイＴＴの不慮の落下を防止している。

図１７は、卵トレイ移載装置を用いた卵トレイ移載方法のフローチャートである。

卵トレイ移載方法は、卵トレイＴに収納された卵Ｅを、卵吸着装置１で吸着保持するステップＳ２、Ｓ６、Ｓ１０、Ｓ１４と、卵トレイＴをトレイ保持装置２で保持するステップＳ３、Ｓ７、Ｓ１１、Ｓ１５と、移動装置３により卵Ｅと卵トレイＴを段ボール箱Ｇに対して移動させるステップＳ４、Ｓ８、Ｓ１２、Ｓ１６と、中蓋トレイＴＴをトレイ保持装置２で保持するステップＳ１８と、移動装置３により中蓋トレイＴＴを段ボール箱に対して移動させるステップＳ１９とを含む。

収納方法につき、より詳しく説明すれば、空の段ボール箱Ｇを配置する（ステップＳ１）。卵吸着装置１で、１段目用の卵Ｅを吸着する（ステップＳ２）。トレイ保持装置２で、１段目用の卵トレイＴの凹部Ｔ１を保持する（ステップＳ３）。移動装置３により卵吸着装置１とトレイ保持装置２を段ボール箱Ｇに移動させる（ステップＳ４）。１段目のトレイ保持と卵吸着を収容空間の内側で解除する（ステップＳ５）。

２段目用の卵Ｅを吸着する（ステップＳ６）。２段目用のトレイＴを保持する（ステップＳ７）。移動装置３のヘッド部６を転回させて後、卵吸着装置１とトレイ保持装置２を段ボール箱Ｇに移動させる（ステップＳ８）。２段目のトレイ保持と卵吸着を収容空間の内側で解除する（ステップＳ９）。

３段目用の卵Ｅを吸着する（ステップＳ１０）。３段目用のトレイＴを保持する（ステップＳ１１）。段ボール箱Ｇに移動させる（ステップＳ１２）。３段目のトレイ保持と卵吸着を収容空間の内側で解除する（ステップＳ１３）。

４段目用の卵Ｅを吸着する（ステップＳ１４）。４段目用のトレイＴを保持する（ステップＳ１５）。ヘッド部６を転回させて、段ボール箱Ｇに移動させる（ステップＳ１６）。４段目のトレイ保持と卵吸着を収容空間の内側で解除する（ステップＳ１７）。

以上の動作を繰り返し、段ボール箱Ｇが満杯になると、中蓋トレイＴＴをトレイ保持装置２で保持する（ステップＳ１８）。段ボール箱Ｇの真上に移動させる（ステップＳ１９）。中蓋トレイＴＴの保持を収容空間の上方で解除する（ステップＳ２０）。

完成した段ボール箱Ｇを容器搬送装置５により排出する（ステップＳ２１）。

なお、ステップＳ２とステップＳ３、ステップＳ６とステップＳ７、ステップＳ１０とステップＳ１１、ステップＳ１４とステップＳ１５は、この順序に限られず、逆であってもよく、また同時であってもよい。

なお、本発明は上述した実施形態に限られない。

保持部材１２の係合部１８は、膨張収縮自在な膨張部で構成されるようなものであってもよい。このようなものであれば、上記実施の形態の凹凸部１８ａの係合部に代えて膨張部で凹部Ｔ１の周縁を係合して、卵トレイＴ及び中蓋トレイＴＴを保持するものである。また、トレイ保持装置２は、保持部材１２の下部に、卵トレイＴの凹部Ｔ１の下面または中蓋トレイＴＴの凹部の下面に係合する係合凸部を設けたものであってもよい。このようなものであれば、上記の保持部材１２を直進移動させるものに代えて、軸心周りに回動自在として、卵トレイＴの凹部Ｔ１内または中蓋トレイＴＴの凹部内にある保持部材１２をその軸心周りに回動させて、係合凸部と卵トレイＴの凹部Ｔ１の下面または中蓋トレイＴＴの凹部の下面との係合解除を行うことができる。

卵トレイＴ及び中蓋トレイＴＴの形状、卵座Ｔ２の数や配置は、図面に示すものに限定されない。段ボール箱に収容される卵トレイＴの枚数も、４枚には限られない。

移動装置３は多関節ロボットに限らず、ヘッド部６を水平面内と垂直面内で多方向に移動させるものであってもよい。

また、卵トレイＴ及び中蓋トレイＴＴの外周に形成される凹部Ｔ１は、指掛け用に限定されるものではなく、卵トレイ保持装置２が凹部Ｔ１内で作動できるものであればよい。係合部１８の凹凸部１８ａは、ネジで構成されたものを例示したが、鋸刃状のものであってもよい。保持部材移動装置１３は、シリンダに限らずソレノイドやモータ駆動のものであってもよい。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 卵吸着装置
２ トレイ保持装置
３ 移動装置
４ トレイ搬送装置
５ 容器搬送装置
６ ヘッド部
７ 移動部
８ 基部
９ アーム部
１０ 基板
１１ 接続部
１２ 保持部材
１３ 保持部材移動装置
１４ シリンダ本体
１５ シリンダロッド
１６ ガイドロッド
１７ ヘッドプレート
１８ 係合部
１８ａ 凹凸部
１８ｂ 膨張部
１９ 卵吸着装置取付け部
２０ トレイ
２１ 吸着パッド
２２ 通気パイプ
２３ 係合凸部
４０ 選別装置
４１ ウエイトチェッカー
４２ 封緘装置
Ｃ 制御部
Ｅ 卵
Ｇ 段ボール箱
Ｔ 卵トレイ
Ｔ１ 凹部
Ｔ２ 卵座
Ｔ３ 突出部
ＴＴ 中蓋トレイ

Claims (1)

1. 複数枚の卵用トレイが段ボール箱の収容空間内に収容された箱詰め製品を生産するシステムであって、
   卵用トレイを保持して、前記収容空間の上方へ移動する保持部を備え、
   前記保持部の保持状態を前記収容空間の内側で解除する第一の態様と、前記保持部の保持状態を前記収容空間の上方で解除する第二の態様とを切り替える、システム。
   
   

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