JP6150234B1 - 容器供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】底部の内側と外側とが密着された状態で、積み重ねられた容器を、破損や変形させることなく、また容器の大きさや形状に制限されることなく、１箇毎に、分離することが可能な容器供給装置を提供する。【解決手段】容器供給装置１は、容器１１を積み重ねて配置するための容器保持機構１０と、容器１１を把持する容器把持部８と、容器把持部８を支持する、グリッパ５に接続された支持部７と、容器１１を吸着し保持する吸着ユニット９と、支持部７、および前記吸着ユニット９を往復運動する機構３と、を備え、開口部を下方に向けて積み重ねられ、上端に配された容器の対向する側面を把持部８で挟み、弾性変形の範囲内で変形させることにより、直下に接した容器との間に、空隙を形成し、容器１１を容易に１箇毎に分離することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、積み重ねた容器を、１枚ずつ分離する把持機構を備え、その後、調理製造した各種麺類、その他の食品などを、分離した前記容器に供給する装置に関するものである。

例えば、コンビニエンスストアなどで販売されている、容器に封入された麺類の調製には、複数積み重ねられた容器を人手で１枚、１枚分離し、その後容器を、麺類を自動的に封入する装置に供給するか、または複数積み重ねられた容器を、容器分離装置で１枚、１枚分離後、麺類を人手で盛り付けるという方法が行われている。そして、このような工程で用いられる装置として、例えば特許文献１、２には、複数積み重ねたトレイを１枚ずつ分離する積層トレイ分離装置が開示されている。

特許文献１に開示されている積層トレイ分離装置においては、００１４に、「図示しないスイッチをＯＮすると、モータとブロワが起動し、吸着器が上方へ移動する。吸着器が上支点に達すると、吸着器は最下位のトレイに位置し、吸着器の吸着口でトレイの底面を吸着する。次に、吸着器が下降し始めると、吸着器により吸着されたトレイの縁部で係止部材のつめ部を外方に弾性変形させ、トレイは係上部材を乗り越えて係止部材の中間に移動し、次のトレイが係上部材のつめ部上に移動する。さらに、吸着器を下降させると、トレイの縁部で係止部材のつめ部を外方に弾性変形させ、トレイは係止部材を乗り越えてトレイ載置部から取り出される。このとき、トレイはつめ部で係止されたままであるため、最下位のトレイと同時に取り出されることはない。吸着器の下降を続け、図３の位置まで達したときに初めてトレイは吸着器との吸着状態が解除され、トレイはベルトコンベア上に載置され、所定の位置に搬送される。従って、この一連のトレイの分離動作を連続して行うことにより、トレイを１枚ずつ確実にトレイ載置部から取り出すことができる。」ことが記載されている。

ここで、特許文献１では、吸着器により吸着されたトレイの縁部で係上部材のつめ部を外方に弾性変形させ、トレイは係止部材を乗り越えて係上部材の中間に移動することから、トレイの縁部に係止部のつめ部が接触するので、トレイの縁部が変形する可能性がある。またトレイ載置部の大きさを変更出来るなどの記載もないのでトレイの大きさや、トレイの形状が変わった場合は、本積層トレイ分離装置では対応出来ないという問題がある。

また、特許文献２には、機台上に積み重ねたトレイを載置するトレイ載置部を立設又は傾斜保持させ、最下部のトレイの幅又は長さ方向どちらかの両側のほぼ全域に接触し挾持する１対の挾持機構を有し、該挾持機構の下方に最下部のトレイを１枚ずつ吸着する吸着部材と分離して取り出す分離装置を有し、該分離装置は電動機により上下動又は揺動自在に機台に支持し、該機台に固定した吸着装置と連通部材を介し前記分離装置とを連通させた積層トレイ分離装置において、前記分離装置の適所に前記一対の挾持機構のトレイとの接触方向に吸着部材を移動自在に案内部を設けたことを特徴とする積層トレイ分離装置が開示され、大きさの異なるトレイの分離に適用可能であることが記載されている。

しかし、特許文献１に開示されている装置も同様であるが、ここに開示されている積層トレイ分離装置は、基本的に、トレイの開口部を上にして運転することが前提となっていて、食品の容器では、異物の混入が致命的な欠陥となることを考慮すると、改善の余地がある。

実開平０７−０４２７６７号公報 特開平０９−２５５１５６号公報

そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、トレイ、つまり容器の縁部を変形させることなく、また、容器の大きさや形状に制限されることなく、積み重ねられた容器を１枚毎に、しかも容器の開口部を上に向けないで、分離することが可能な容器供給装置の提供を課題とする。

本発明は、前記の容器の多くが、一定以上の深さと、その側面が開口部側に向かって拡開した形状を備え、しかも、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリスチレン発泡スチロールのような、可撓性を有する材料で構成されることに着目し、容器の対向する側面を外側から把持して、弾性の範囲内で変形させることにより、側面を把持した容器と隣接する容器との間に空隙を形成し、複数の容器が積層された状態から、分離する方法を鋭意検討した結果がなされたものである。

即ち、本発明は、側面が底部から開口部に向かって傾斜拡開した形状の容器を、底部を上にして積み重ねて配置するための容器保持機構と、前記容器の対向する側面を外側から挟む機能を備えてなる、少なくとも一対の容器把持部と、前記容器把持部を支持し、グリッパに接続され、前記容器把持部とグリッパに接続される部分との間に屈曲部を備え、ほぼ水平方向に作動する機能を有する支持部と、前記容器の底部を吸着し保持する機能を備え、ほぼ垂直方法に作動する機能を有する吸着ユニットと、を有することを特徴とする容器供給装置である。

また、本発明は、前記支持部における前記屈曲部の角度が１１０°〜１３０°であることを特徴とする、前記の容器供給装置である。

また、本発明は、前記容器保持機構が、水平方向に動作し、前記容器の開口部の周縁に係合する上部容器保持部と、積み重ねた前記容器を保持する下部容器保持部を有することを特徴とする、前記の容器供給装置である。

また、本発明は、前記容器把持部における前記容器に当接する部分が、弾性材料からなることを特徴とする、前記の容器供給装置である。

また、本発明は、前記容器把持部で前記容器の側面を挟んで加圧し、前記容器の側面を変形させることにより、前記把持部で側面を挟んだ前記容器と、前記把持部で側面を挟んだ前記容器の直下の容器を分離することが可能であることを特徴とする、前記の容器供給装置である。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る容器供給装置は、容器を積み重ねて配置する為の容器保持機構と、容器を把持する容器把持部と、容器把持部を支持する、グリッパに接続された支持部と、容器を吸着し保持する吸着ユニットと、支持部、および前記吸着ユニットを往復運動する機構と、を備え、容器把持部で前記容器の側面を把持する構成を有する。

本発明の一態様によれば、一時的に容器が変形する程度に、容器の対向する側面を把持するが、変形量を弾性変形の範囲内に収めることにより、分離した後の容器に破損や変形を生じさせることなく、また、積層された容器の大きさや形状に制限されることなく、容器を１箇毎に分離することが可能な、容器供給装置を提供することができる。

また、本発明に係る容器供給装置においては、容器の開口部を下方に向けた状態で取り扱い、容器の把持は、容器側面の外側から行うので、異物が容器内部に接触したり、混入したりする可能性が極めて低い。これは、容器を食品の包装に用いることに鑑みると、極めて有用である。

本発明の実施形態に係る容器供給装置の構成例を示す正面図。 容器供給装置の構成例を示す正面図。 容器供給装置の構成例を示す正面図、平面図及び容器供給装置に積み重ねた容器を設置した正面図。 容器供給装置に設置した積み重ねた容器を分離する流れを示す正面図。 容器供給装置に設置した積み重ねた容器を分離する流れを示す正面図及び容器回転体に把持した容器を落下させる構成例を示す正面図。 対向する容器側面を把持して変形させ、直下の容器との間に空隙を形成する状態を示す図。 本発明の容器供給装置を用いて分離可能な容器形状の他の例を示す図。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

＜構成＞
（１）容器供給装置。
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る容器供給装置１の構成例を示す正面図である。容器把持機構２及び容器保持機構１０からなる。図１（ｂ）は前記容器把持機構の構成例を示す正面図である。スライダー３は、吸着ユニット９とグリッパ５に接続する、屈曲部を備えた形状の把持支持部７を同時に上下する。グリッパ５はスライダー３が下降するとグリッパ５の先端に取り付けた容器把持部８は、積み重ねて配置している容器１１の一番上の容器の側面に触れる。また、バキュームパット９ａ、９ｂ、９ｃから構成される吸着ユニット９で容器１１を吸着する。容器１１の種類によっては、前記容器把持部８は使わない場合もある。

次にスライダー３の下降と同時に、容器把持部８の先端をスタックされた容器１１の両側面にあてながら押し込む。前記押し込むことにより容器１１は内側に少しへこむが、変形の程度は、前記のように弾性変形の範囲内に留まるので、容器の破損や回復不可能な変形が生じることはない。次にスライダー３が上昇し、装置中心部の所定の場所でエアー破壊（吸引を止める）して、容器１１を離す。前記容器把持部８の材料は弾性部材が望ましい。具体的な材料としてはシリコーンゴムが好適である。また前記容器把持部８は容器１１の側面形状や容器側面角度に十分対応出来るように前後、左右に角度が変えられる構成となっていることが望ましい。

また吸着ユニット９は、連結部材４の下部に設置してあるバキュームパット支持台６に配置する。また吸着ユニット９の材料は容器１１を十分に吸着出来るように弾性部材が望ましい。具体的にはジャバラ型シリコーンゴム吸着盤が好ましい。前記ジャバラ型シリコーンゴム吸着盤は１組みでも良いが、容器の吸着力を高めるためには複数組み設置することが望ましい

図１（ｃ）は、容器保持機構１０の構成例を示す正面図である。積み重ねられている容器１１を配置するために、容器用台（串）１４を複数設置する。容器１１が取り出される毎に前記容器用台（串）１４は吸着ユニット９側に作動し、容器１１の底の高さを一定に保つようにする。また容器補充動作時は、容器用台（串）１４は引き込まれる。また上部容器保持部１２、下部容器保持部１３で構成される。

また、前記上部容器保持部１２の上部には左右に取り付けた凸部（爪）１２ｂ、１２ｃを設ける。これは前記重ねられている容器１１はスタック圧で密着するので、左右に取り付けた凸部（爪）１２ｂ、１２ｃで容器横方向から押し当てると容器１１が変形して密着状態が減り２個取りなどの不具合がなくなる。押し当てた状態を保持しながら容器を引き上げると容器の端が凸部（爪）１２ｂ、１２ｃに引っ掛かり１個取りが確実に行える。

図２は、本発明の実施形態に係る前記容器把持機構２の構成例を示す正面図である。前記グリッパ５は把持支持部材７ｃ、７ｄの上に固定し設置される。よって前記把持支持部材７ａと把持支持部材７ｂもそれぞれ固定される。また前記吸着ユニット９にエアホースを取り付け、容器１１を吸引出来るようにする。また前記グリッパ５は左右にスライドする機構になっている。
前記積み重ねられた容器１１は前記容器保持機構１０内に設置されるが、前記容器保持機構１０内の前記容器１１は左右にスライドする。前記グリッパ５が左右にスライドしながら前記左右にスライドしている容器１１を前記シリコーンゴムなどの弾性部材で構成される容器把持部８で吸盤し容器１１を把持し押し上げる。

また図２の前記略台形状の支持部７の、支持部材７ａと支持部材７ｄまたは、支持部材７ｂと支持部材７ｃとの内角は１１０°〜１３０°の範囲が好ましい。前記吸着ユニット９と前記容器把持部８とが互いに干渉、接触しないようにするためである。また前記容器１１の側面１１ａ及び１１ｃに容器把持部８を押し当てる水平方向入射角度Ｂは３０°〜５０°の範囲が好ましい。入射角度Ｂは容器１１の底面と並行な線１１ｄで示した線と前記把持支持部材７ａの傾きと並行な入射角度から作られる角度である。水平方向入射角度Ｂが３０°未満であると容器把持部での加圧パワーが分散し、加圧の押さえが低下する恐れがある。また、水平方向入射角度Ｂが５０°を超えると加圧で前記容器１１が下方に押され下の容器１１と密着する恐れがある。

前記水平方向入射角度Ｂ３０°〜５０°の範囲とするためには、上記で説明した、把持支持部材７ｄと把持支持部材７ａとの内角、及び把持支持部材７ｃと把持支持部材７ｂとの内角はそれぞれ１１０°〜１３０°の範囲となる。また、前記容器側面前記１１ａ及び１１ｂと、容器１１の上面１１ｅとの角度は１００°から１３０°の範囲が好ましい。上記で説明した角度範囲にすることにより、加圧パワーロスにより、把持グリップの加圧により容器が浮きやすくなるのを防止し、また、吸着ユニットでの前記容器１１の吸着を行い、前記容器１１の上昇時の複数枚取りの防止になり、容器の種類に関係なく確実に容器を１個、１個取り出すことが出来る。

前記容器把持部において、前記容器を把持するために、前記グリッパ５を締めて前記容器側面１１ａ及び１１ｂを加圧する為に、容器把持部８及び吸着ユニット９を下降し、グリッパを締めて、把持部材で容器を加圧する。この時前記容器把持部８は前記容器１１に５ｍｍ〜１０ｍｍ程度容器にくい込む。加圧によって前記容器１１を若干変形させて下の容器１１との間に隙間を作る。前記容器把持部８による、前記容器１１に加圧する位置は前記容器１１の底面１１ｂから２ｃｍ〜３ｃｍの範囲のところが好ましいが、容器の形状により前記加圧位置は異なってくる。

図３は、容器供給装置の構成例を示す正面図、平面図及び容器供給装置に積み重ねた容器を設置した正面図であり、（ｃ）は容器供給装置２であり、丸囲み部を拡大した図が（ａ）である。同様に（ｄ）も容器供給装置２であり、丸囲み部を拡大した図が（ａ）である。（ｃ）及び（ｄ）には、積み重ねた容器を設置する設置台１６を備える。（ｄ）の丸囲み部の容器把持機構２の下に容器回転体１５を設置している。容器回転体１５は、容器把持部８及び吸着ユニット９で容器１１、１個を把持、吸着した後、装置中心部の所定の場所でエアー破壊して容器１１が離れるが、離れた容器１１は、容器回転体１５に落下する。容器回転体１５は平板状の回転体で、落下した容器１１は平板状の回転体に当たり、平板状の回転体は回転して、容器１１の開口部を回転体側に向けて容器回転体１５下のコンベア１８に落下する。落下した容器１１に例えば麺類が自動で共給される。

図３（ｂ）は、容器把持機構２、２ａ、２ｂ及び積み重ねた容器１１、コンベア１８を示す平面図であり、（ｅ）は容器投入口から見た図である。（ｂ）及び（ｅ）の図は、前記容器把持機構２は、容器把持機構２ａの位置で容器１１を１個を把持、吸着した後、グリッパがスライドして容器把持機構２ｂの位置に移動し、容器１１をコンベア１８に落下した様子を示した。

図４は、容器供給装置に設置した積み重ねた容器を分離する流れを示す正面図である。（ａ）は容器を把持、吸引する前の様子を示す図である。容器把持機構２は、容器保持機構１０の上に位置している。（ｂ）は容器を把持、吸引グリップしている様子を示す図である。シリコーンゴムなどの弾性部材で構成される容器把持部８で吸盤し、容器１１を把持し押し上げるが、この時容器１１の両側面を加圧し、容器１１の側面を５ｍｍ〜１０ｍｍ程度へこませて把持する。へこませる大きさは容器の種類や大きさによって調整する。

また、容器１１の種類によって、容器１１の側面に当接するシリコーンゴムなどの弾性部材を使い分ける。また、上部容器保持部１２ａ，１２ｄ上部の凸部１２ｂ、１２ｃで積み重ねた容器１１の上部の２〜３枚を容器１１の側面から若干変形する程度に加圧し、積み重ねた容器１１の上下に隙間を作る。なお凸部は積み重ねた容器１１の両側面側に凸部を設ける。

（ｃ）は容器１１の張り付き除去の様子を示す図である。容器１１を上昇させながら、複数の容器１１の張り付きを除去する１ｍｍ〜３ｍｍ程度の凸部１２ｂ、１２ｃを有するが、複数枚の容器１１のエッジ部が前記凸部に引っ掛かり、吸引力が強い最上部の容器１１の１枚だけが上昇する。他の張り付いた容器１１は、前記凸部１２ｂ、１２ｃにひっ掛かるため、上昇できなくなり元の位置に戻る。スタック圧で前記容器１１同士が密着するので、前記凸部１２ｂ、１２ｃで容器の横方向から押し当てると容器が変形し密着状態が少なくなる、また押し当てた状態を保持しながら前記容器１１を引き上げると前記容器１１の端が前記凸部、前記容器１１の２個取りの不具合がなくなる。

図５は、容器供給装置１に設置した積み重ねた容器１１を分離する流れを示す正面図及び容器回転体１５に、把持した容器を落下させる構成例を示す正面図である。（ａ）は容器１１を取り上げながら所定の位置まで上昇させ、次にスライダーによってコンベア１８の上まで容器１１がスライドする前の様子を示した図である。（ｂ）はスライダーによってコンベア１８の上まで容器がスライドした後、前記容器はエアー破壊により吸引を開放する。この時前記吸着ユニットのバキュームパット９ａ、９ｂ、９ｃの口から前記容器１１にエアーを瞬時吹き出し前記容器１１がバキュームパット９ａ、９ｂ、９ｃから離れやすくし、容器１１を前記容器回転体に落下させる。この時、落下する容器の姿勢を安定させる為に前記回転体を回転方向におよそ５°から１５°傾斜して取り付けるが、１０°傾斜して取り付けるのが最も好ましい。

（ｃ）は、前記容器１１は前記容器１１の開口部を下にして前記容器回転体１５に乗るが、その後、前記容器回転体を１８０°回転させることで、前記容器１１を上向きに転換させ前記コンベア１８に、前記容器１１は開口部が前記吸着ユニット９側に向いた状態で落下した図を示す。

バキュームパット９ａ、９ｂ、９ｃや、容器把持部８の弾性部材を前記容器１１の内側に直接当てると不衛生になるので、前記容器の外側に当てるようにした。これは、特に食品を扱う場合、不衛生になることを避けるためあることは、前述のとおりである。

ここでは、図示しないが、茄で上がった麺を上向きにコンベア１８に乗った容器１１の乗せる流れを説明する。まず、茄で上がった麺がシューターを通って、麺が流れ落ちる。次に麺受けホッパー機構に移り、シューターを通って麺が流れ落ちる勢いを、麺シャッターを閉じたホッパー内で静止させ麺容器１１に麺が入る時の飛び跳ねを防止する。次に麺落とし機構に移り、麺受けホッパーの真下に容器１１が送られてきたら、ホッパー内の麺シャッターを開き、麺を落として、前記コンベア１８に乗った容器１１に入れる。

この時麺シャッターは滑りを良くする為にステンレス表面をエンボス加工したものを使う、また麺シャッターを約２０°傾斜して取り付ける。次に麺排出機構に移り、前記容器１１が所定の場所に流れてこない時にシャッターから落ちてくる麺を除去しコンベア１８上に麺が落ちるのを防止する機構である。次に麺入り容器順送機構に移る。麺受けホッパーに麺が入るのを検知して運転が始まる。この検知するインターバルでタクトが決まりタクトに合わせて容器１１を順送する。

図６は、本発明に係る容器供給装置を用いて、対向する容器側面を把持して変形させ、直下の容器との間に空隙１９を形成する状態を示す図である。（ａ）は側面を把持する前の状態、（ｂ）は側面を把持して、変形させた状態、（ｃ）は把持した容器を直下の容器と分離して浮揚させた状態である。このように把持した容器と、その直下の容器との間に、空隙１９を形成することにより、密着した容器を容易に分離することができる。

図７は、本発明に係る容器供給装置を用いて分離可能な容器形状の他の例を示す図である。コンビニエンスストアなどで販売されている麺類などの食品は、容器に区画を設け、麺と、付け合わせとなる野菜惣菜類とが混ざらないようになっていることがある。その場合でも、図７に示したような、側面が開口部に向け、適当な傾斜で拡開した容器であれば、本発明に係る容器供給装置で取り扱うことができる。

以上に説明したように、本発明によれば、密着した状態で積層された容器を、人手を要さずに１箇毎に、確実に分離することが可能な、容器供給装置を提供することが可能となり、食品包装工程の省力化や衛生管理状態の向上に資することができる。

１ 容器供給装置
２ 容器把持機構
３ スライダー
４ 連結部材
５ グリッパ
６ バキュームパット支持台
７ 把持支持部
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 把持支持部材
８ 容器把持部
８ａ，８ｂ 把持バキュームパット
９ 吸着ユニット
９ａ，９ｂ，９ｃ バキュームパット
１０ 容器保持機構
１１ 容器、重ねた容器
１１ａ，１１ｃ 容器側面
１１ｂ 容器底面
１１ｄ 容器１１の底面と平行な線
１１ｅ 容器上面
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 上部容器保持部
１３，１３ａ，１３ｂ 下部容器保持部
１４，１４ａ，１４ｂ 容器台（串）
１５ 容器回転体
１６ 容器用台
１７ 回転向き
１８ コンベア
１９ 空隙

Claims (5)

1. 側面が底部から開口部に向かって傾斜拡開した形状の容器を、底部を上にして積み重ねて配置するための容器保持機構と、
   前記容器の対向する側面を外側から挟む機能を備えてなる、少なくとも一対の容器把持部と、
   前記容器把持部を支持し、グリッパに接続され、前記容器把持部とグリッパに接続される部分との間に屈曲部を備え、ほぼ水平方向に作動する機能を有する支持部と、
   前記容器の底部を吸着し保持する機能を備え、ほぼ垂直方法に作動する機能を有する吸着ユニットと、を有することを特徴とする容器供給装置。
2. 前記支持部における前記屈曲部の角度は１１０°〜１３０°であることを特徴とする、請求項１に記載の容器供給装置。
3. 前記容器保持機構は、水平方向に動作し、前記容器の開口部の周縁に係合する上部容器保持部と、積み重ねた前記容器を保持する下部容器保持部を有することを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載の容器供給装置。
4. 前記容器把持部における前記容器に当接する部分は、弾性材料からなることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の容器供給装置。
5. 前記容器把持部で前記容器の側面を挟んで加圧し、前記容器の側面を変形させることにより、前記把持部で側面を挟んだ前記容器と、前記把持部で側面を挟んだ前記容器の直下の容器を分離することが可能であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の容器供給装置。

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