JP4829825B2 - トレー取出装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば食品などを収容する薄肉で可撓性のある合成樹脂製トレーを互いに重ねた集積状態から吸着により順次取り出すトレー取出装置に関するものである。

多数重なり合って集積されたトレーを一個ずつ分離して取り出すトレー取出装置としては、下記特許文献１に示すようにトレーの側方を押圧して取り出す方式や、下記特許文献２に示すように取出口でトレーを吸着して取り出す方式など、各種の技術が知られている。
実公平３−３８０８１号公報 特開昭５２−６９１６６号公報

上記特許文献１に係る技術においては、収容部の底壁部を下方に向けて上下方向に積層された複数のトレーのうち最下端側のトレーにおける鍔部の両側を係止するストッパが設けられ、このトレーの下方の両側で配置された第１の偏心ローラと第２の偏心ローラとが互いに逆向きに回転し、第１の偏心ローラがこのトレーにおける一方の外側面に接触してその外側面側の鍔部をストッパから外し、次いで第２の偏心ローラがこのトレーにおける他方の外側面に接触してその外側面側の鍔部をストッパから外すようになっている。すなわち、トレーの外側面を押し下げて取り出すものであり、トレーの収容部が深いものや軟らかいものなどでは、トレーに対し後続トレーが重なった側に偏心ローラが押すため、トレーの内面と後続トレーの外面との間が負圧状態になり易く、複数のトレーが同時に取り出されてしまうといった事象が発生し易いものとなっていた。

また、上記特許文献２に係る方式では、収容部の底壁部を上方へ向けた姿勢で複数のトレーが上下方向へ積層され、取出口で最下端側のトレーにおける収容部の内側面が吸着されてトレーが取り出されるようになっている。そのため、自動化ライン等で取り出したトレーに物品を詰める装置が設けられている場合などでは、トレーの取出し後にはトレーの上下を反転させる機構を設ける必要がある等、トレー取出装置が複雑化するなどの問題があった。

本発明は、簡単な構造で、重ね合わされたトレーを確実に取り出すことができるトレー取出装置を得ることを目的とする。

後記実施形態の図面（図１〜４）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかるトレー取出装置は、下記のように構成されている。
このトレー取出装置は、複数のトレー７の収容部８における周壁部１０を互いに重ねた集積状態で支持するトレー集積手段１と、このトレー集積手段１に設けた取出口６とその取出口６から外方に離間した放出位置Ｑとの間を揺動するアーム１４と、このアーム１４に支持された吸着手段３０と、このアーム１４を揺動する駆動手段３２とを備えている。
取出口６において底壁部９側を外方にして鍔部１２がストッパ爪１３に保持されたトレー７を、吸着手段３０がこのトレー７の周壁部１０の外側面１０ａを吸着してその外側面１０ａに対し交差する外側向きへ移動してこの周壁部９を引き離すとともに、取出口６からトレー集積手段１の外方に離間した放出位置Ｑに向けて移動させるように、アーム１４の揺動軌跡を設定した。

請求項１の発明を前提とする請求項２の発明において、前記アーム１４にはトレー７のサイズに応じてアーム１４の揺動支点１９から吸着手段３０までの距離Ｈを変更可能にした調節手段を設けた。

請求項２の発明を前提とする請求項３の発明において、前記トレー集積手段１は、トレー７の開口部１１側を斜め上方に向けた横向き姿勢でトレー７を互いに重ねて集積するホッパー２を備えた。

請求項３の発明を前提とする請求項４の発明において、取り出したトレー７における開口部１１側の端面１２ａが取出口６に保持された後続トレー７における底壁部９の側縁から離間した直後に、前記アーム１４が揺動終端Ｂに至るように設定されている。

請求項４の発明を前提とする請求項５の発明において、前記トレー集積手段１の取出口６と、前記放出位置Ｑの下方に配設された搬出コンベヤ４１との間にトレー転向ガイド４２を配設した。

請求項５の発明を前提とする請求項６の発明において、前記吸着手段３０の吸着面３０ａをトレー７の外側面１０ａの傾斜に合わせて調節し得るようにその吸着手段３０をアーム１４に対し傾動調節可能に支持した。

請求項１の発明では、吸着手段３０がトレー７の外側面１０ａを吸着してその外側面１０ａに対し交差する外側向き例えばその外側面１０ａを引き上げる向きへ移動するとともに取り出したトレー７の底壁部９を取出口６に保持された後続トレー７の底壁部９からトレー７の積層方向Ｐの外方に離間する向きへ移動する揺動軌跡をたどるので、高速処理においてもトレー７の内面で後続トレー７の外面に対し負圧を作用させることなくトレー７を一個ずつ確実に分離して取り出すことが可能となる。

請求項２の発明では、アーム１４の揺動支点１９に対する吸着手段３０の位置を調節可能であるため、サイズが異なるトレー７に対して常に適切な吸着状態でトレー７の外側面１０ａを吸着できる位置に位置合わせすることができる。

請求項３の発明では、ホッパー２に支持されたトレー７の積層方向Ｐが傾斜して横向き姿勢でトレー７を互いに重ねて集積するので、垂直方向に積層されたものとは異なり、トレー７の積層荷重が分散されて、積層されたトレー７の全荷重の負荷が取出口６のトレー７に作用することがなくなり、トレー７の取出しに悪影響を及ぼさないばかりでなく、後続トレー７を取出口６へ円滑に供給することができる。

請求項４の発明では、揺動始端Ａから揺動終端Ｂまでのアーム１４の揺動距離をできるだけ短くして往復揺動のサイクルタイムを最短とするので、高速処理に有利である。
請求項５の発明では、吸着手段３０の吸着解除を比較的早い時期に行ってもトレー７をトレー転向ガイド４２により案内して収容部８の開口部１１側を確実に上方に向けた状態で搬出コンベヤ４１へ受け渡すことができる。

請求項６の発明では、トレー７の外側面１０ａの傾斜に合わせて吸着手段３０の傾きを調節することができるので、多品種のトレー７の兼用処理が必要な場合において、吸着手段３０がトレー７の外側面１０ａを吸着する際に、この外側面１０ａと吸着手段３０との傾きの不一致によって起こり得る吸着手段３０の部分変形をなくして、吸着手段３０の摩耗や歪み等による製品寿命の短命化を抑制することができる。

このように本発明では、トレー取出装置において、重ね合わされたトレー７を簡単な構造で確実に取り出すことができる。

以下、本発明の一実施形態にかかるトレー取出装置について図面を参照して説明する。
図１，２に示すトレー集積手段１の取出口６から積層方向Ｐに向けて所定の角度で上昇するように斜状配置されたホッパー２においては、集積状態で載置されたトレー７の左右方向寸法に合わせて少なくとも一方が位置調節可能な棒状の側部ガイド３が上下に所定間隔離間して積層方向Ｐに向けて延在するように並設されているとともに、この左右両側部ガイド３間で積層方向Ｐへ延在する底部ガイド４が少なくとも一方が位置調節可能に左右に所定間隔離間して並設され、この左右両側の側部ガイド３間で底部ガイド４の上方に収容室５が形成されてこの収容室５の前端に前記取出口６が形成されている。トレー７の収容部８は底壁部９と周壁部１０と開口部１１とを有し、この開口部１１の外周に鍔部１２が形成されている。複数のトレー７は、その収容部８の底壁部９側を取出口６の外方に向けるとともに収容部８の開口部１１側を斜め上方に向けた横向き姿勢でホッパー２の収容室５に供給され、その収容部８が互いに重ねられて集積されている。このトレー集積手段１において、ホッパー２の左右両側の側部ガイド３には取出口６の付近でストッパ爪１３がトレー７の積層方向Ｐと高さ方向に移動調節可能に支持され、互いに重ねられた各トレー７のうち最前端側のトレー７における鍔部１２の左右両側上方寄り部分がこの左右両ストッパ爪１３に当接してトレー７を定位置で保持している。

図１，３に示すように、前記ホッパー２の取出口６の一側方には揺動アーム１４が配設され、該揺動アーム１４は、Ｌ状をなし、上下方向へ延びる揺動部材１５と、揺動部材１５の上端部から前記ホッパー２の収容室５の上方位置へ延びる腕部材１６とを備えている。この揺動部材１５は、上下延在方向に向けて形成された案内孔１８を有する揺動板１７がその下端部で揺動支点１９を中心にして積層方向Ｐの前後に向けて回動可能に支持され、この揺動板１７には雄ねじ棒２０が上下延在方向へ延びるように支持され、該雄ねじ棒２０の上端部に配設された操作ハンドル２１によりこの雄ねじ棒２０を回動し得る。雄ねじ棒２０に雌ねじ体２３が螺合されたスライダ２２が前記揺動板１７の案内孔１８に沿って上下方向へ移動可能に支持され、その雌ねじ体２３が止め部材２４で締め付けられることにより、案内孔１８の所定位置に移動不能に位置固定される。また、この腕部材１６において、縦板部２７と横板部２８とからＬ状をなす支持板２６は、雌ねじ体２３に取着された台板２９に対しその縦板部２７で取着されている。この横板部２８の左右両側にはエアによる吸着手段としての吸着盤３０が互いに離間して並設されてこの両吸着盤３０の吸着面３０ａが前記ホッパー２の収容室５側を指向するように横板部２８の下方を向き、この左右両吸着盤３０のうち一方となる揺動部材１５側の吸着盤３０が長孔３１の範囲で移動調節されてこの左右両吸着盤３０の間隔を調節し得る。前記スライダ２２（調節手段）の止め部材２４を緩めた状態で前記操作ハンドル２１を回転させると、雄ねじ棒２０（調節手段）と雌ねじ体２３との螺合によって前記揺動板１７の案内孔１８（調節手段）により回動規制されたスライダ２２が揺動板１７の上下延在方向に沿ってへ移動し、両吸着盤３０を取り付けた腕部材１６の全体が揺動部材１５に対し上下方向へ移動する。そのため、揺動アーム１４の揺動支点１９から両吸着盤３０までの距離Ｈを変更して、サイズが異なるトレー７の収容部８における周壁部１０の外側面１０ａを吸着するように対応し得る。

前記揺動アーム１４を揺動させる駆動手段３２においては、前記揺動板１７とともに揺動支点１９を中心に回動するレバー３３の先端部と、支軸３４を中心に回動するレバー３５の先端部との間にリンク３６が連結され、駆動モータ３７によりベルト伝動機構３８を介して回動する回転カム３９に対しこのレバー３５がフォロア４０により回動されるようになっている。この駆動モータ３７が回転すると、このベルト伝動機構３８と回転カム３９とレバー３５とリンク３６とレバー３３とを介して揺動アーム１４の全体が揺動して両吸着盤３０が前記ホッパー２の取出口６とその取出口６から外方に離間した放出位置Ｑとの間で揺動する。このホッパー２の取出口６と前記放出位置Ｑの下方に配設された搬出コンベヤ４１との間にはトレー転向ガイド４２が配設されている。

さて、図４（ａ）に示す状態では、最前端のトレー７が両ストッパ爪１３により保持され、揺動アーム１４がホッパー２の取出口６の付近にあって揺動始端Ａで位置し、両吸着盤３０の吸着面３０ａがトレー７の収容部８における周壁部１０の外側面１０ａを吸着している。この揺動アーム１４が取出口６から放出位置Ｑへ向けて揺動すると、その揺動当初には両吸着盤３０とともに移動するトレー７の収容部８の鍔部１２が撓んで両ストッパ爪１３から外される。そして、図４（ｂ）に示す吸着面３０ａの揺動軌跡に示すように、両吸着盤３０は、トレー７とともに、外側面１０ａに対し交差する外側向きである上方向きへ移動するとともに、トレー７の収容部８の底壁部９を後続トレー７の収容部８の底壁部９から取出口６の外方に離間する向きへ移動する。このような揺動軌跡をたどるので、揺動当初において、取り出したトレー７の収容部８の内面で後続トレー７の収容部８の外面に対し負圧を作用させることなくトレー７を一個ずつ確実に分離して取り出すことができる。トレー７が取り出されて取出口６に保持された後続トレー７から離れた直後に、後続トレー７が次工程のトレー７として両ストッパ爪１３により保持される。その後、放出位置Ｑで両吸着盤３０が揺動アーム１４の揺動終端Ｂに至って停止する。その揺動終端Ｂに至る直前に、トレー７の収容部８における開口部１１側の端面１２ａが後続トレー７の収容部８における底壁部９の外底面９ａから隙間Ｇだけ離間するので、揺動始端Ａから揺動終端Ｂまでの揺動アーム１４の揺動角度θ（揺動距離）をできるだけ小さくして揺動アーム１４が往復揺動するサイクルタイムを最短なものとすることができる。その揺動終端Ｂでは、取り出したトレー７の収容部８の外側面１０ａが両吸着盤３０の吸着面３０ａから吸着解除されて離れ、トレー７の収容部８における開口部１１が完全に上方を向いていない早い時期に吸着解除を行っても、トレー７がトレー転向ガイド４２に落下して収容部８の開口部１１側を上方に向けた状態で搬出コンベヤ４１へ確実に受け渡される。トレー７から離れた両吸着盤３０は揺動終端Ｂから揺動始端Ａに戻って取出口６で保持された最前端のトレー７を吸着して取り出す。なお、前記揺動軌跡や揺動角度θや揺動始端Ａや揺動終端Ｂについては、前記駆動手段３２におけるリンク３６の長さ調節やリンク３６のレバー３３との連結位置調節によって変更することができる。

前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・ 図３に示すように、前記支持板２６の縦板部２７を台板２９に対し中心部２７ａで回動可能に支持して吸着盤３０を傾動調節可能にしてもよい。そのため、トレー７の収容部８の外側面１０ａの傾斜に合わせて吸着盤３０の吸着面３０ａの傾きを調節することができる。

・ 必要に応じてトレー７の収容部８における底壁部９を下方に向けて上下方向へ積層するホッパー２を採用してもよい。その場合、両吸着盤３０は吸着面３０ａでトレー７の収容部８の外側面１０ａを吸着してその外側面１０ａに対し交差する外側向きである横向きへ移動するとともに取出口６から外方に離間する向きへ移動する。

・ 揺動アーム１４の揺動範囲を大きくして揺動終端Ｂでの吸着解除位置をトレー７の収容部８における底壁部９を搬出コンベヤ４１に近付けた位置とすることにより、トレー転向ガイド４２を省略しても、トレー７の収容部８における開口部１１を上方にした姿勢で、ホッパー２の取出口６からトレー７を搬出コンベヤ４１へ良好に受け渡すことができる。

本実施形態にかかるトレー取出装置を概略的に示す側面図である。 （ａ）はこのトレー取出装置のトレー集積手段を概略的に示す平面図であり、（ｂ）はこのトレー集積手段の取出口を示す部分拡大平面図である。 （ａ）はこのトレー取出装置の揺動アームを概略的に示す一部破断正面図であり、（ｂ）は同じく一部破断平面図であり、（ｃ）は同じく一部破断側面図である。 （ａ）（ｂ）はこのトレー取出装置の作用説明図である。

符号の説明

１…トレー集積手段、２…ホッパー、６…取出口、７…トレー、８…収容部、９…底壁部、９ａ…外底面、１０…周壁部、１０ａ…外側面、１１…開口部、１２…鍔部、１２ａ…端面、１４…揺動アーム、１９…揺動支点、３０…吸着手段としての吸着盤、３０ａ…吸着面、３２…駆動手段、４１…搬出コンベヤ、４２…転向ガイド、Ｑ…放出位置、Ａ…揺動アームの揺動始端、Ｂ…揺動アームの揺動終端、Ｈ…距離。

Claims (6)

1. 複数のトレーの収容部における周壁部を互いに重ねた集積状態で支持するトレー集積手段と、このトレー集積手段に設けた取出口とその取出口から外方に離間した放出位置との間を揺動するアームと、このアームに支持された吸着手段と、このアームを揺動する駆動手段とを備え、
   取出口において底壁部側を外方にして鍔部がストッパ爪に保持されたトレーを、吸着手段がこのトレーの周壁部の外側面を吸着してその外側面に対し交差する外側向きへ移動してこの周壁部を引き離すとともに、取出口からトレー集積手段の外方に離間した放出位置に向けて移動させるように、アームの揺動軌跡を設定したことを特徴とするトレー取出装置。
2. 前記アームにはトレーのサイズに応じてアームの揺動支点から吸着手段までの距離を変更可能にした調節手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のトレー取出装置。
3. 前記トレー集積手段は、トレーの開口部側を斜め上方に向けた横向き姿勢でトレーを互いに重ねて集積するホッパーを備えたことを特徴とする請求項２に記載のトレー取出装置。
4. 取り出したトレーにおける開口部側の端面が取出口に保持された後続トレーにおける底壁部の外側縁から離間した直後に、前記アームが揺動終端に至るように設定されていることを特徴とする請求項３に記載のトレー取出装置。
5. 前記トレー集積手段の取出口と、前記放出位置の下方に配設された搬出コンベヤとの間にトレー転向ガイドを配設したことを特徴とする請求項４に記載のトレー取出装置。
6. 前記吸着手段の吸着面をトレーの外側面の傾斜に合わせて調節し得るようにその吸着手段をアームに対し傾動調節可能に支持したことを特徴とする請求項５に記載のトレー取出装置。

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