JP6637789B2 - 段ばらし装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の対象物が段積みされた対象物群から対象物を分離する段ばらし装置に関するものである。

複数の対象物が段積みされた対象物群から、対象物を分離して搬出する従来の段ばらし装置として、特許文献１の段ばらし装置（鶏卵等の自動輸送装置）がある。特許文献１の段ばらし装置は、対象物として卵が収容された卵用トレイ（台板）が段積みされているトレイ群から１つずつトレイを分離する。

搬入部（移送コンベヤ）によって搬入されるケース内に段積みされたトレイ群の最上部に位置するトレイを支持部（チャック機構）によって両側から挟持した後、上昇させて分離し、そのまま水平に移動して搬出部（送出コンベヤ）上にトレイを下ろして搬出している。この時、吸盤（保持体）によって、トレイに収容されている卵を吸着して保持することで、トレイを上昇させた時の加速度によって生じるトレイへの負荷を軽減している。

特開昭６２−２６０６１８号公報

しかしながら、特許文献１のような段ばらし装置には、支持部に吸盤を設け、吸盤に対して真空を発生させる装置が別途必要であり、さらに、吸盤を設けて卵を吸着した状態で支持部を水平移動させるには、真空配管を支持部に取り付けた状態で駆動させなければならないため、装置が複雑化して故障しやすくなるなどの課題が発生していた。

本発明は、上記課題を解決するもので、その目的は、構成を複雑化させることなく、複数の対象物が段積みされた対象物群から対象物を安定的かつ高速に分離することができる段ばらし装置提供することである。

上述の課題を解決するために、複数の対象物が段積みされた対象物群から対象物を分離する段ばらし装置であって、搬入位置に置かれた対象物群を水平移動させる第１移動部と、前記第１移動部が水平移動させた対象物群の下面を支えた状態で対象物群を昇降させる昇降部と、前記昇降部が昇降させた対象物群の最上部に段積みされた対象物を搬出位置へ水平移動させる第２移動部とを備え、前記第１移動部と前記第２移動部とが一体的に駆動される、段ばらし装置を提供する。

本発明に係る段ばらし装置によれば、構成を複雑化させることなく、複数の対象物が段積みされた対象物群から、対象物を安定的かつ高速に分離することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る段ばらし装置の概略を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る段ばらし装置の動作を示す図である。 図２の動作の続きを示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る段ばらし装置の昇降部上の最後の対象物を水平移動させる時の動作を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る昇降部の昇降面の位置と時間との関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る段ばらし装置の概略を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る段ばらし装置の動作を示す図である。 図７の動作の続きを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る段ばらし装置の昇降部上の最後の対象物を水平移動させる時の動作を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る昇降部の昇降面の位置と時間との関係を示すグラフである。

第１の発明は、複数の対象物が段積みされた対象物群から対象物を分離する段ばらし装置であって、搬入位置に置かれた対象物群を水平移動させる第１移動部と、前記第１移動部が水平移動させた対象物群の下面を支えた状態で対象物群を昇降させる昇降部と、前記昇降部が昇降させた対象物群の最上部に段積みされた対象物を搬出位置へ水平移動させる第２移動部とを備える、段ばらし装置である。

ここで、「段積みされた」とは、対象物が鉛直方向（上下方向）に積み重ねられた状態を指し、「段ばらし」とは、段積みされた対象物群から対象物を分離する（ばらす）ことを指す。

第１の発明によれば、構成を複雑化させることなく、複数の対象物が段積みされた対象物群から、対象物を安定的かつ高速に分離することができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記第１移動部と前記第２移動部とが一体的に駆動される、段ばらし装置である。

ここで、「一体的に駆動される」とは、第１移動部と第２移動部との相対的な位置関係が保たれた状態で駆動されることを指す。

第２の発明によれば、第１移動部と第２移動部とが一体的に駆動されることで水平移動のタイミングを別々に制御する必要がなくなり、段ばらし装置の構成を簡略化することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る段ばらし装置について説明する。図１（ａ）は段ばらし装置１の概略正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す段ばらし装置１のＡ−Ａ線断面図である。本実施の形態に係る段ばらし装置１は、対象物の例として卵用のトレイＷを扱っており、複数のトレイＷが段積みされたトレイ群Ｕから、トレイＷを分離する。本実施の形態に係る段ばらし装置１は、搬入部２と、第１移動部４と、第２移動部１３と、昇降部１０と、搬出部１６とを備えている。

始めに、搬入部２について説明する。搬送方向Ｔの上流側に設置された一時保管庫（図示せず）において保管されていたトレイ群Ｕは、搬入部２によって段ばらし装置１に搬入され、図１に示す搬入位置で停止する。搬入部２の搬送面３は、トレイ群Ｕを搬送するためのベルトコンベヤとなっている。本実施の形態では、搬送面３をベルトコンベヤとしているが、たとえば、作業者がトレイ群Ｕを手動で段ばらし装置１へ搬入するための搬入場所としてもよい。この場合、段ばらし装置１は、トレイ群Ｕを搬入するためのベルトコンベヤを備えない構成としてもよい。

本実施の形態に係るトレイ群Ｕは、５×６に区分けされた収容部に３０個の卵Ｅを収容することができる合成樹脂製のトレイＷが６段に段積みされたものであり、トレイＷ同士を段積みするときに一方のトレイＷの向きを水平に９０度変えることで卵Ｅを収容したまま段積みすることが可能な、いわゆるアメリカントレイと呼ばれる卵用トレイである。トレイＷの高さ（鉛直方向の幅）はＸとなっており、トレイＷを６段に段積みした状態のトレイ群Ｕの高さは、６Ｘに卵Ｅがトレイの上端からはみ出している分の高さを加えたものとなる。

本実施の形態に係る段ばらし装置１の搬入部２は、アメリカントレイだけでなく、パルプモールドトレイや段ボール箱などの様々な対象物群を搬入することができる。たとえば、対象物同士を段積みするときに一方の対象物の向きを水平に１８０度変えることが必要な対象物群であっても搬入することができ、段ばらし装置１はそれらの対象物群から対象物を段ばらしすることができる。

また、搬入部２と昇降部１０との間には中継板９が設けられている。中継板９は、搬出部１６から昇降部１０へトレイ群Ｕを水平移動させる時に、搬送面３から昇降面１１への載り移りを円滑に行うための部材である。

次に、第１移動部４および第２移動部１３について説明する。第１移動部４は、図２に示すように、搬入部２によって搬入されたトレイ群Ｕを搬送方向Ｔへ水平移動させるための装置である。また、第２移動部１３は、図３（ｂ）に示すように、後述する昇降部１０上のトレイ群Ｕの最上部に位置するトレイＷを搬出位置である搬出部１６の搬送面１７上に水平移動させるための装置である。

また、図４に示すように、本実施の形態に係る第１移動部４は、第２移動部１３がトレイ群Ｕ１から最後に搬出されるトレイＷ６を搬送方向Ｔへ水平移動させる時に、搬入部２が搬入した他のトレイ群Ｕ２を搬送方向Ｔへ水平移動させるように構成されている。

第１移動部４には、搬送方向Ｔの前後に移動するための駆動部８が設けられており、第２移動部１３にも、第１移動部４と同様に搬送方向Ｔの前後に移動するための駆動部８が設けられている。本実施の形態では、第１移動部４と第２移動部１３とが、連結部７によって一体となるように構成されており、第１移動部４および第２移動部１３は、一つの駆動部８によって駆動されている。このようにすることで、駆動部８によって第１移動部４および第２移動部１３を水平移動させる時に水平移動のタイミングを別々に制御したりする必要がなくなり、段ばらし装置の構成や制御を簡略化することができる。なお、本実施の形態に係る第１移動部４および第２移動部１３は連結部７で一体となるように構成されているが、これに限らず、複数の駆動部を設けた第１移動部４と第２移動部１３とが一体的に駆動されることによって第１移動部４と、第２移動部１３との相対的な位置関係が固定されるようにしてもよい。

さらに、第１移動部４は、トレイ群Ｕを押すための押圧部５を有している。図１（ｂ）に示すように、押圧部５は回動軸６を中心に９０度回動し、実線で示された位置に固定されることで、第１移動部４が駆動部８よって水平移動する際にトレイ群Ｕを押して搬送方向Ｔへ水平移動させる。トレイ群Ｕを水平移動させる必要がない時は、押圧部５は図１（ａ）（ｂ）に二点鎖線で示した位置で固定されるので、搬入部２よって搬送方向Ｔの上流から搬送されてくるトレイ群Ｕの搬入の妨げとならない。なお、第１移動部４には押圧部５を回動させるための機構が備えられているが、図示の簡略化のために記載を省略している。

一方、第２移動部１３は、トレイＷを支持するための支持部１４を有している。図１（ａ）（ｂ）に示すように、支持部１４には、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１の周縁部分を支持するための支持爪１５が設けられている。ここで、「周縁部分を支持する」とは、下から支えるだけの場合や、対象物の周縁部分を掴むように支持する場合などを含んでいる。

本実施の形態に係る支持爪１５は、図１（ｂ）に示すように、トレイＷを支持していない時には支持部１４の内部に格納されており、トレイＷを支持する時に支持部１４からトレイＷに向けて突き出るように構成されている。なお、第２移動部１３には支持爪１５を支持部１４に格納したり、突き出したりするための機構が備えられているが、図示の簡略化のために記載を省略している。

本実施の形態では、支持部１４はトレイＷの周縁部分の四辺のうち、搬送方向Ｔと平行な対向する二辺を支持するが、周縁部分の四辺を支持してもよい。周縁部分の四辺を支持することで、支持部１４がトレイＷを確実に支持することができる。また、支持部１４は支持爪１５によってトレイＷの周縁部分を支持するだけでなく、たとえば把持機構で周縁部分の四辺を把持してもよい。なお、本実施の形態では、支持爪１５を用いてトレイＷを支持しているが、トレイＷを支持することができればよいので、爪形状の部材に限られない。

次に、昇降部１０について説明する。図２および図３に示すように、昇降部１０は、第１移動部４が水平移動させたトレイ群Ｕ１の下面を昇降面１１によって支えた状態でトレイ群Ｕ１を昇降させる昇降装置である。昇降部１０は昇降面１１によって下面を支えたトレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１の高さが、後述する搬出部１６の搬送面１７を搬出される時のトレイＷの高さと等しくなるまで下降する（図２（ｃ）参照）、第２移動部１３がトレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１を搬出部１６へ水平移動させた後（図３（ｂ）参照）、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ２の高さが、搬出部１６の搬送面１７を搬出される時のトレイＷの高さと等しくなるまで上昇するように構成されている（図３（ｃ）参照）。

本実施の形態に係る昇降部１０の下方には、昇降軸１２を駆動する回転昇降機構（図示せず）が設けられており、昇降部１０は回転昇降機構によって昇降する。図１（ｂ）に示すように、昇降軸１２を中心に昇降面１１を水平に９０度回動させることでトレイ群Ｕ１の向きを９０度変更することができるように構成されている。

また、昇降部１０は、図５に示すように、昇降部１０上に存在するトレイＷの数に応じて昇降するときの位置（高さ）が変化するように構成されている。本実施の形態ではトレイＷが６段に段積みされたトレイ群Ｕを段ばらししているが、これに限らず、段積みされているトレイＷの数は必要に応じて様々なものに対応するようにしてもよい。また、昇降部１０は、常に一定の位置まで下降するように設定してもよいが、本実施の形態に係る昇降部１０のように、昇降面１１上に存在するトレイＷの数が少ないほど下降するときの位置が高くなるように設定することで、昇降部１０がトレイ群Ｕ１を昇降させる距離が小さくなり、トレイ群Ｕの段ばらしに必要な時間を短縮することが可能となる。

本実施の形態に係る段ばらし装置１は、昇降部１０が水平に９０度トレイ群Ｕの向きを変える場合と、トレイ群Ｕの向きを変えずに下降または上昇のみを行う場合を交互に繰り返すことで段ばらしを行う。このようにトレイ群Ｕの向きを変える理由は、本実施の形態に係るトレイＷが卵Ｅを５行×６列で収容しているため、トレイＷの向きによって卵Ｅの配置が変化するからであり、昇降部１０が９０度回動することで下流工程での処理を容易にしている。

なお、本実施の形態に係る段ばらし装置１では、昇降部１０が回転昇降機構（図示せず）によって回動することでトレイ群Ｕを水平に９０度回動させているが、たとえば特開２００１−１６３３０８号公報に記載されている卵収容トレイの配向方法及びその装置を利用して、搬出部１６の下流工程にあるコンベヤ（図示せず）上でトレイＷを水平に９０度回動させて向きを変えてもよい。この場合は昇降部１０によってトレイ群Ｕを回動させる必要がない。

また、対象物がアメリカントレイのように交互に９０度向きを変えて段積みするものだけでなく、たとえば、対象物が１８０度向きを交互に変えることで段積みされる対象物群を段ばらしする場合は、昇降部１０が１８０度回動するようにすればよい。さらに、本実施の形態では反時計回りの後、時計回りに回動するように構成されているが、これに限らず、常に一定の方向に、所定角度ずつ回動するように構成してもよい。なお、昇降面１１および中継板９の形状を図６（ｂ）に示す、本発明の第２の実施の形態に係る昇降面１１１および中継板１０９の形状とすれば、昇降部１０がどのような角度で回動しても、第１移動部４による搬入部２から昇降部１０へ支障なくトレイ群Ｕの載り移りが行える。

次に、搬出部１６について説明する。搬出部１６の搬送面１７は、段ばらしされたトレイＷを搬送するためのベルトコンベヤとなっており、搬送方向Ｔの下流側へトレイ群Ｕから分離されたトレイＷを搬出する。本実施の形態では、搬出部１６の搬送面１７をベルトコンベヤとしているが、ベルトコンベヤの代わりに、ローラーコンベヤとしてもよい。なお、本実施の形態では、昇降部１０と搬出部１６との間には中継板を備えていないが、中継板を備えるようにしてもよい。昇降部１０と搬出部１６との間に中継板を備え、押圧部５がトレイ群Ｕを搬入部２から搬出部１６まで押して水平移動させるようにすることで、段ばらしを行わずに搬出部１６の下流へトレイ群Ｕを搬出することもできる。

また、本実施の形態では、搬出位置である搬出部１６の搬送面１７の高さと、搬入位置である搬入部２の搬送面３の高さとが、略等しくなるように構成されている。このようにすることで、昇降部１０上のトレイ群Ｕを搬送面３および搬送面１７よりも下方で回動させることになる。そうすると、トレイ群Ｕと、第１移動部４または第２移動部１３とが接触するおそれがなくなるため、トレイ群Ｕの回動が完了するまで第１移動部４および第２移動部１３を待たせる必要がなくなる。ここで、「高さが略等しい」とは、本発明の効果が生じる範囲で高さが等しいことを指す。たとえば、対象物の下部が搬出部の搬送面より下の部分に接触しない程度に搬送部の搬送面の高さを若干低くするような場合を含む。

（動作説明）
次に、図２〜図５を参照して、本実施の形態に係る段ばらし装置１がトレイ群ＵからトレイＷを段ばらしするときの動作について説明する。なお、本明細書においては、「トレイＷの鉛直方向の幅（高さ）」をＸとし、「トレイＷから上方にはみ出す卵Ｅの上部が、支持部１４に支持されている他のトレイＷと接触しない程度の鉛直方向の幅（高さ）」をＹとしている。

図２に示すように、本実施の形態に係る段ばらし装置１に対して、複数の卵Ｅが収容されているトレイＷ１〜Ｗ６が段積みされたトレイ群Ｕ１が搬入部２によって搬入され、図２（ａ）に示す搬入位置で停止する。

搬入部２によって搬入されたトレイ群Ｕ１が図２（ａ）に示す位置で停止すると、第１移動部４に設けられた押圧部５が回動軸６を中心に９０度回動し、図１（ｂ）に実線で示した位置で固定されてトレイ群Ｕ１に接触する。なお、図２（ａ）は、押圧部５が回動軸６を中心に９０度回動した後の状態を示している。

押圧部５がトレイ群Ｕ１に接触すると、第１移動部４および第２移動部１３は駆動部８によってＤ１の方向へ水平移動を開始する。図２（ｂ）に示すように、第１移動部４に設けられた押圧部５がトレイ群Ｕ１を昇降部１０上に水平移動させる。第１移動部４が水平移動させたトレイ群Ｕ１を昇降部１０が受け取ると、昇降部１０は、トレイ群Ｕ１をＤ２方向へ下降させる。また、昇降部１０がトレイ群Ｕ１を受け取ると、押圧部５は回動軸６を中心に、前述の回動方向とは逆方向に回動して、図１（ｂ）に二点鎖線で示した位置で固定される。

昇降部１０は、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１の高さが、搬出部１６によって搬出する高さと等しくなるまでトレイ群Ｕ１を下降させ、図２（ｃ）の位置で停止する。この時、搬入部２の搬送面３の高さおよび搬出部１６の搬送面１７の高さと、昇降部１０の昇降面１１の高さとの差は、トレイＷ２〜Ｗ６の高さを合計した５Ｘとなる。また、昇降部１０が下降すると同時に、第１移動部４および第２移動部１３が図２（ｂ）に示すＤ３方向へ水平移動する。第１移動部４および第２移動部１３は図２（ｃ）に示す位置で停止し、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１は、第２移動部１３が有する支持部１４によって支持される。なお、図２（ｃ）に示す押圧部５は、回動軸６を中心に回動して、図１（ｂ）に二点鎖線で示した位置で固定された後の状態を示している。

第２移動部１３が有する支持部１４がトレイＷ１を支持すると、昇降部１０は、トレイ群Ｕ１を図２（ｃ）に示すＤ４方向へ下降させる。図３（ａ）は昇降部１０がＤ４方向へ下降した後の状態を示しており、図３（ａ）に示すように、昇降部１０がトレイ群Ｕ１をＤ４方向へ下降させる距離はＹとなる。トレイ群Ｕ１がＤ４方向へ下降すると、第１移動部４および第２移動部１３がＤ５方向へ水平移動を開始し、昇降部１０は昇降軸１２を中心にＤ６方向へ９０度回動する。

この時、搬入部２の搬送面３の高さおよび搬出部１６の搬送面１７の高さと、昇降部１０の昇降面１１の高さとの差は、トレイＷ２〜Ｗ６の高さの合計にＹを足した５Ｘ＋Ｙとなる。また、昇降部１０が昇降軸１２を中心にＤ６方向へ９０度回動すると、昇降部１０の昇降面１１上のトレイ群Ｕ１の向きが図３（ｂ）に示す向きに変えられる。

第１移動部４および第２移動部１３がＤ５方向へ水平移動し、図３（ｂ）に示す搬出位置まで到達すると、第１移動部４および第２移動部１３は停止する。支持部１４からトレイＷ１が搬出位置である搬出部１６の搬送面１７に渡され、支持部１４からトレイＷ１を受け取った搬出部１６は、搬送方向ＴへトレイＷ１を搬出する。

昇降部１０が昇降軸１２を中心にＤ６方向へ９０度回動し、トレイ群Ｕ１の向きが変えられた後、昇降部１０はＤ７方向へＸ＋Ｙだけ上昇して停止する。図３（ｃ）は昇降部１０が停止した後の状態を示しており、搬入部２の搬送面３の高さおよび搬出部１６の搬送面１７の高さと、昇降部１０の昇降面１１の高さとの差は、図３（ｃ）に示すように、トレイＷ３〜６の高さを合計した４Ｘとなる。また、第２移動部１３の支持部１４がトレイＷ１を搬出部１６に渡すと、第１移動部４および第２移動部１３が図３（ｂ）に示すＤ８方向へ水平移動し、図３（ｃ）に示す位置で停止する。この時、搬入部２にはトレイＷ７〜Ｗ１２が段積みされたトレイ群Ｕ２が搬入されており、トレイ群Ｕ２は搬送方向Ｔへ搬送され、図３（ｃ）に示す位置で停止する。なお、押圧部５は図３（ｂ）に示すようにトレイ群Ｕ２と干渉しない位置で固定されているため、トレイ群Ｕ２を搬入する妨げとならない。

第１移動部４および第２移動部１３がＤ８方向へ水平移動して図３（ｃ）に示す位置で停止する。昇降部１０がＤ７方向へＸ＋Ｙだけ上昇して停止すると、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ２は、第２移動部１３が有する支持部１４によって支持される。

支持部１４がトレイＷ２を支持すると、昇降部１０は、トレイ群Ｕ１を図３（ｃ）に示すＤ９方向へ下降させる。この時の、昇降部１０がトレイ群Ｕ１をＤ９方向へ下降させる距離はＹとなる（図示せず）。昇降部１０がＤ９方向へ下降すると、昇降部１０は昇降軸１２を中心にＤ１０方向へ９０度回動し、第１移動部４および第２移動部１３はＤ１１方向へ水平移動を開始する。

以降、トレイＷ３〜Ｗ５についても同様の動作が行われ、最終的に図４（ａ）に示すように、トレイ群Ｕ１の最下段に位置していたトレイＷ６が第２移動部１３の有する支持部１４によって支持される。

この時、搬入部２によって搬入されたトレイ群Ｕ２は、図４（ａ）に示す搬入位置で停止しており、第１移動部４に設けられた押圧部５が回動軸６を中心に９０度回動して図１（ｂ）に実線で示した位置で固定され、トレイ群Ｕ２に接触する。なお、図４（ａ）は、押圧部５が回動軸６を中心に９０度回動した後の状態を示している。

押圧部５がトレイ群Ｕ２に接触すると、第１移動部４および第２移動部１３は駆動部８によってＤ２１の方向へ水平移動を開始する。図４（ｂ）に示すように、第１移動部４に設けられた押圧部５がトレイ群Ｕ２を昇降部１０上に水平移動させ、昇降部１０がトレイ群Ｕ２を受け取ると、押圧部５は回動軸６を中心に、前述の回動方向とは逆方向に回動して、図１（ｂ）に二点鎖線で示した位置で固定される。また、第２移動部１３が有する支持部１４が支持しているトレイＷ６が搬出位置である搬出部１６の搬送面１７に渡される。

第１移動部４が水平移動させたトレイ群Ｕ２を昇降部１０が受け取ると、昇降部１０は、トレイ群Ｕ２をＤ２２方向へ下降させる。また、支持部１４からトレイＷ６を受け取った搬出部１６が、搬送方向ＴへトレイＷ６を搬出することで、トレイ群Ｕ１に係る一連の段ばらし動作が完了する。

そして、昇降部１０は、トレイ群Ｕ２の最上部に位置するトレイＷ７の高さが、搬出部１６によって搬出する高さと等しくなるまでトレイ群Ｕ２を下降させ、図４（ｃ）の位置で停止する。この時、搬入部２の搬送面３の高さおよび搬出部１６の搬送面１７高さと、昇降部１０の昇降面１１の高さとの差は、トレイＷ８〜Ｗ１２の高さを合計した５Ｘとなる。また、昇降部１０が下降すると同時に、第１移動部４および第２移動部１３が図４（ｂ）に示すＤ２３方向へ水平移動する。第１移動部４および第２移動部１３は図４（ｃ）に示す位置で停止し、トレイ群Ｕ２の最上部に位置するトレイＷ７は、第２移動部１３が有する支持部１４によって支持される。なお、図４（ｃ）に示す押圧部５は、回動軸６を中心に回動して、図１（ｂ）に二点鎖線で示した位置で固定された後の状態を示している。

このように、トレイ群Ｕ２に対してもトレイ群Ｕ１と同様の段ばらし動作が行われる。図５は、本実施の形態に係る段ばらし装置１の一連の動作における、昇降部１０の昇降面１１の位置と時間との関係を示すグラフである。グラフ中の２ａ〜４ｃの点は、図２（ａ）〜図４（ｃ）それぞれに示す昇降面１１の位置に対応している。また、図５は、卵Ｅが収容されたトレイＷのように、上方に卵Ｅの上部がはみ出すような対象物の鉛直方向の幅が一定でない場合の昇降部１０の位置と時間の関係を示している。

なお、本実施の形態に係る段ばらし装置１が、たとえば、段ボール箱のような常に鉛直方向の幅が一定の対象物を段積みした対象物群を段ばらしするときは、対象物の鉛直方向の幅が常に一定であるため、支持部１４に支持されている対象物に昇降部１０上の対象物の上部が接触することがない。そうすると、対象物群の最上部に位置する対象物を分離して支持する度に下降する必要がない。

また、本実施の形態に係る段ばらし装置１では、第１移動部４および第２移動部１３が連結部７によって一体となっているため、第１移動部４および第２移動部１３は同時に動くように構成されているが、これに限らず、たとえば、駆動部８の駆動機構を第１移動部４および第２移動部１３に対して個別に設け、それぞれを独立して駆動することができるようにしてもよい。この場合、第２移動部１３が、トレイ群Ｕ１から最後に搬出されるトレイＷ６を水平移動させる時に、同時に第１移動部４が搬入部２が搬入したトレイ群Ｕ２を昇降部１０まで水平移動させれば、トレイ群Ｕ１から最後に搬出されるトレイＷ６の搬出が完了することを待たずに、第１移動部４によってトレイ群Ｕ２を水平移動させることができる。

さらに、本実施の形態に係る段ばらし装置１は、トレイ群Ｕの最上部に位置するトレイＷを１つずつ分離しているが、これに限らず、２つ以上のトレイＷを一括して分離してもよい。たとえば、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１およびトレイＷ２を一括して分離する場合を指す。

（第２の実施の形態）
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る段ばらし装置について説明する。本発明の第１の実施の形態に係る段ばらし装置１は、搬入位置である搬入部２の搬送面３の高さと、搬出位置である搬出部１６の搬送面１７の高さとが、略等しくなるように構成されている。これに対して、本発明の第２の実施の形態に係る段ばらし装置１０１は、搬入位置である搬入部２の搬送面３の高さと、搬出位置である搬出部１６の搬送面１７の高さとが、異なるように構成されている。これに伴い、制御等が異なっている。

図６（ａ）は段ばらし装置１０１の概略正面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す段ばらし装置１０１のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る段ばらし装置１０１は、対象物の例として、複数の卵用トレイＷが段積みされたトレイ群Ｕから、トレイＷを分離して搬出する段ばらし装置１０１であって、搬入部１０２と、第１移動部１０４と、第２移動部１１３と、昇降部１１０と、搬出部１１６とを備えている。

始めに、搬入部１０２について説明する。搬送方向Ｔの上流側に設置された一時保管庫（図示せず）において保管されていたトレイ群Ｕは、搬入部１０２によって段ばらし装置１０１に搬入され、図６に示す搬入位置で停止する。搬入部１０２は、トレイ群Ｕを搬送するためのベルトコンベヤである。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、ベルトコンベヤを備えない構成としてもよい。なお、搬入部１０２によって搬入されるトレイ群Ｕは、第１の実施の形態で説明したトレイ群Ｕと同じであるため、本実施の形態においてはトレイ群Ｕ１およびトレイＷの説明は省略する。

また、搬入部１０２と昇降部１１０との間には中継板１０９が設けられている。中継板１０９は、搬出部１１６から昇降部１１０へトレイ群Ｕを水平移動させる時に、搬送面１０３から昇降面１１１への載り移りを円滑に行うための部材である。なお、中継板１０９は、後述する昇降部１１０や、昇降部１１０が昇降軸１１２を中心に回動する時に、昇降面１１１上のトレイ群Ｕと干渉しないようにするため、搬送方向Ｔの下流側が円弧状に凹んだ形状となっている。

次に、第１移動部１０４および第２移動部１１３について説明する。第１移動部１０４は、図７に示すように、搬入部１０２によって搬入されたトレイ群Ｕを搬送方向Ｔへ水平移動させるための装置である。また、第２移動部１１３は、図８に示すように、後述する昇降部１１０上のトレイ群ＵからトレイＷを支持部１１４によって支持することによって分離し、分離したトレイＷを水平移動させるための装置である。

また、図８に示すように、本実施の形態に係る第１移動部１０４は、第２移動部１１３がトレイ群Ｕ１から最後に搬出されるトレイＷ６を搬送方向Ｔへ水平移動させる時に、搬入部１０２が搬入した他のトレイ群Ｕ２を搬送方向Ｔへ水平移動させるように構成されている。

第１移動部１０４には、搬送方向Ｔの前後に移動するための駆動部１０８が設けられており、第２移動部１１３にも、第１移動部１０４と同様に搬送方向Ｔの前後に移動するための駆動部１０８が設けられている。本実施の形態においても、第１移動部１０４と第２移動部１１３とが、連結部１０７によって一体となるように構成されており、第１移動部１０４および第２移動部１１３は、一つの駆動部１０８によって駆動されている。このようにすることで、駆動部１０８によって第１移動部１０４および第２移動部１１３を水平移動させる時にそれぞれに独立した駆動部を設けたり、水平移動のタイミングを別々に制御したりする必要がなくなり、段ばらし装置の構成や制御を簡略化することができる。なお、本実施の形態に係る第１移動部１０４および第２移動部１１３は連結部１０７で一体となるように構成されているが、これに限らず、それぞれに駆動部を設けた第１移動部１０４と第２移動部１１３とが一体的に駆動されることによって第１移動部１０４と、第２移動部１１３との相対的な位置関係が固定されるようにしてもよい。

さらに、第１移動部１０４は、トレイ群Ｕを押すための押圧部１０５を有しており、図６（ｂ）に示すように、押圧部１０５は回動軸１０６を中心に９０度回動し、実線で示された位置に固定される。これにより、第１移動部１０４が駆動部１０８よって水平移動する際にトレイ群Ｕを押して搬送方向Ｔへ水平移動させることができる。トレイ群Ｕを水平移動させる必要がない時は、押圧部１０５は図６（ａ）（ｂ）に二点鎖線で示した位置で固定されるので、搬入部１０２よって搬送方向Ｔの上流から搬入されてくるトレイ群Ｕの搬入の妨げとならない。なお、第１移動部１０４には押圧部１０５を回動させるための機構が備えられているが、図示の簡略化のために記載を省略している。

また、第１の実施の形態と同様に、第２移動部１１３は、トレイＷを支持するための支持部１１４を有しており、図６に示すように、支持部１１４にはトレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１の周縁部分を支持するための支持爪１１５が設けられている。

次に、昇降部１１０について説明する。図７および図８に示すように、昇降部１１０は、第１移動部１０４が水平移動させたトレイ群Ｕ１の下面を昇降面１１１によって支えた状態でトレイ群Ｕ１を昇降させる昇降装置である。昇降部１１０は昇降面１１１によって下面を支えたトレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１の高さが、後述する搬出部１１６の搬送面１１７を搬出される時のトレイＷの高さと等しくなるまで下降する（図７（ｃ）参照）。第２移動部１１３がトレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１を搬出部１１６へ水平移動させた後（図８（ｂ）参照）、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ２の高さが、搬出部１６の搬送面を搬出される時のトレイＷの高さと等しくなるまで上昇するように構成されている（図８（ｃ）参照）。

また、昇降部１１０の昇降面１１１は、図６（ｂ）に示すように、中継板１０９の形状に沿った円形となっている。昇降面１１１を円形にすることで、搬出部１１６から昇降部１１０へトレイ群Ｕを水平移動させる時に、搬送面１０３から昇降面１１１への載り移りを円滑に行うことができる。

本実施の形態に係る昇降部１１０の下方には、昇降軸１１２を駆動する回転昇降機構（図示せず）が設けられており、昇降部１１０は回転昇降機構によって昇降する。図６（ｂ）に示すように、昇降軸１１２を中心に昇降面１１１を水平に９０度回動させることでトレイ群Ｕ１の向きを９０度変更することができるように構成されている。

また、昇降部１１０は、図１０に示すように、昇降部１１０上に存在するトレイＷの数に応じて昇降するときの位置（高さ）が変化するように構成されている。本実施の形態ではトレイＷが６段に段積みされたトレイ群Ｕを段ばらししているが、これに限らず、段積みされているトレイＷの数は必要に応じて様々なものに対応するようにしてもよい。また、昇降部１１０は、常に一定の位置まで下降するように設定してもよいが、本実施の形態に係る昇降部１１０のように、昇降面１１１上に存在するトレイＷの数が少ないほど下降するときの位置が高くなるように設定することで、昇降部１１０がトレイ群Ｕを昇降させる距離が小さくなり、トレイ群Ｕの段ばらしに必要な時間を短縮することが可能となる。

本実施の形態に係る段ばらし装置１０１は、昇降部１１０が水平に９０度トレイ群Ｕの向きを変える場合と、トレイ群Ｕの向きを変えずに下降または上昇のみを行う場合を交互に繰り返すことで段ばらしを行う。

次に、搬出部１１６について説明する。搬出部１１６は、段ばらしされたトレイＷを搬送するためのベルトコンベヤであり、搬送方向Ｔの下流側にトレイ群Ｕから分離されたトレイＷを搬出する。本実施の形態においても、搬出部１１６にローラーコンベヤなどを利用してもよい。

本実施の形態に係る搬出部１１６は、搬入位置である搬入部１０２の搬送面１０３よりも、搬出位置である搬送面１１７が高くなるように構成されており、搬送面１０３の高さと搬送面１１７の高さとの差はトレイ群Ｕの高さよりも小さくなっている。このようにすることで、トレイ群Ｕを昇降させるための昇降部１１０の上下動が少なくなり、装置全体の高さを低くすることが可能となる。さらに、搬送面１０３の高さと搬送面１１７の高さとの差をトレイ群Ｕの高さより大きくした場合に比べ、昇降部１１６の昇降距離（移動距離）が短くなるので、トレイ群Ｕを昇降させる時間を減らして段ばらし装置１０１を高速化することができる。

（動作説明）
次に、図７〜図１０を参照して、本実施の形態に係る段ばらし装置１０１がトレイ群ＵからトレイＷを段ばらしするときの動作について説明する。図７に示すように、本実施の形態に係る段ばらし装置１０１に対して、複数の卵Ｅが収容されているトレイＷ１〜Ｗ６が段積みされたトレイ群Ｕ１が搬入部１０２によって搬入され、図７（ａ）に示す位置で停止する。

搬入部１０２によって搬入されたトレイ群Ｕ１が図７（ａ）に示す搬入位置で停止すると、第１移動部１０４に設けられた押圧部１０５が回動軸１０６を中心に９０度回動し、図６（ｂ）に実線で示した位置で固定され、トレイ群Ｕ１に接触する。なお、図７（ａ）は、押圧部１０５が回動軸１０６を中心に９０度回動した後の状態を示している。

押圧部１０５がトレイ群Ｕ１に接触すると、第１移動部１０４および第２移動部１１３は駆動部１０８によってＤ１０１の方向へ水平移動を開始する。図７（ｂ）に示すように、第１移動部１０４に設けられた押圧部１０５がトレイ群Ｕ１を昇降部１１０上に水平移動させる。第１移動部１０４が水平移動させたトレイ群Ｕ１を昇降部１１０が受け取ると、昇降部１１０は、トレイ群Ｕ１をＤ１０２方向へ下降させる。また、昇降部１１０がトレイ群Ｕ１を受け取ると、押圧部１０５は回動軸１０６を中心に、前述の回動方向とは逆方向に回動して、図６（ｂ）に二点鎖線で示した位置で固定される。

昇降部１１０は、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１の高さが、搬出部１１６によって搬出する高さと等しくなるまでトレイ群Ｕ１を下降させ、図７（ｃ）の位置で停止する。この時、搬入部１０２の搬送面１０３の高さと、昇降部１１０の昇降面１１１の高さとの差は、トレイＷ５，Ｗ６の高さを合計した２Ｘとなる。また、昇降部１１０が下降すると同時に、第１移動部１０４および第２移動部１１３が図７（ｂ）に示すＤ１０３方向へ水平移動する。第１移動部１０４および第２移動部１１３は図７（ｃ）に示す位置で停止し、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ１は、第２移動部１１３が有する支持部１１４によって支持される。なお、図７（ｃ）に示す押圧部１０５は、回動軸１０６を中心に回動して、図６（ｂ）に二点鎖線で示した位置で固定された後の状態を示している。

第２移動部１１３が有する支持部１１４がトレイＷ１を支持すると、昇降部１１０は、トレイ群Ｕ１を図７（ｃ）に示すＤ１０４方向へ下降させる。図８（ａ）に示すように、昇降部１１０がトレイ群Ｕ１をＤ１０４方向へ下降させる距離はＹとなる。トレイ群Ｕ１がＤ１０４方向へ下降すると、昇降部１１０は昇降軸１１２を中心にＤ１０５方向へ９０度回動し、第１移動部１０４および第２移動部１１３がＤ１０６方向へ水平移動を開始する。

この時、搬入部１０２の搬送面１０３の高さと、昇降部１１０の昇降面１１１の高さとの差は、トレイＷ５，Ｗ６の高さの合計にＹを足した２Ｘ＋Ｙとなる。また、昇降部１１０が昇降軸１１２を中心にＤ１０５方向へ９０度回動すると、昇降部１１０の昇降面１１１上のトレイ群Ｕ１の向きが図８（ｂ）に示す向きに変えられる。

第１移動部１０４および第２移動部１１３がＤ１０６方向へ水平移動し、図８（ｂ）に示す位置まで到達すると、第１移動部１０４および第２移動部１１３は停止する。そして、支持部１１４からトレイＷ１が搬出位置である搬出部１１６の搬送面１１７に渡され、支持部１１４からトレイＷ１を受け取った搬出部１１６は、搬送方向ＴへトレイＷ１を搬出する。

昇降部１１０が昇降軸１１２を中心にＤ１０５方向へ９０度回動した後、昇降部１１０はＤ１０７方向へＸ＋Ｙだけ上昇して停止する。この時、搬入部１０２の搬送面１０３の高さと、昇降部１１０の昇降面１１１の高さとの差は、図８（ｃ）に示すように、トレイＷ６の高さであるＸとなる。また、第２移動部１１３の支持部１１４がトレイＷ１を搬出部１１６に渡すと、第１移動部１０４および第２移動部１１３が図８（ｂ）に示すＤ１０８方向へ水平移動して図８（ｃ）に示す位置で停止する。この時、搬入部１０２にはトレイＷ７〜Ｗ１２が段積みされたトレイ群Ｕ２が搬入されており、トレイ群Ｕ２は搬送方向Ｔへ搬送され、図８（ｃ）に示す位置で停止する。なお、押圧部１０５は図８（ｂ）に示すようにトレイ群Ｕ２と干渉しない位置で固定されているため、トレイ群Ｕ２を搬入する妨げとならない。

第１移動部１０４および第２移動部１１３がＤ１０８方向へ水平移動して図８（ｃ）に示す位置で停止し、昇降部１１０がＤ１０７方向へＸ＋Ｙだけ上昇して停止すると、トレイ群Ｕ１の最上部に位置するトレイＷ２は、第２移動部１１３が有する支持部１１４によって支持される。

支持部１１４がトレイＷ２を支持すると、昇降部１１０は、トレイ群Ｕ１を図８（ｃ）に示すＤ１０９方向へ下降させる。この時、昇降部１１０がトレイ群Ｕ１をＤ１０９方向へ下降させる距離はＹとなる（図示せず）。昇降部１１０がＤ１０９方向へ下降すると、昇降部１１０は昇降軸１１２を中心にＤ１１０方向へ９０度回動し、第１移動部１０４および第２移動部１１３はＤ１１１方向へ水平移動を開始する。

以降、トレイＷ３〜Ｗ５についても同様の動作が行われ、最終的に図９（ａ）に示すように、トレイ群Ｕ１の最下段に位置していたトレイＷ６が第２移動部１１３の有する支持部１１４によって支持される。

トレイＷ６が第２移動部１１３の有する支持部１１４によって支持されると、昇降部１１０はＤ１２１方向へ下降を開始し、搬入部１０２の搬送面１０３と、昇降部１１０の昇降面１１１との高さが同じになるまで下降する。図９（ｂ）は下降した後の昇降部１１０の位置を示している。

この時、搬入部１０２によって搬入されたトレイ群Ｕ２は、図９（ｂ）に示す搬入位置で停止しており、第１移動部１０４に設けられた押圧部１０５が回動軸１０６を中心に９０度回動して図６（ｂ）に実線で示した位置で固定され、トレイ群Ｕ２に接触する。図９（ｂ）は、押圧部１０５が回動軸１０６を中心に９０度回動した後の状態を示している。

押圧部１０５がトレイ群Ｕ２に接触すると、第１移動部１０４および第２移動部１１３は駆動部１０８によってＤ１２２の方向へ水平移動を開始する。図９（ｃ）に示すように、第１移動部１０４に設けられた押圧部１０５がトレイ群Ｕ２を昇降部１１０上に水平移動させ、昇降部１１０がトレイ群Ｕ２を受け取ると、押圧部１０５は回動軸１０６を中心に、前述の回動方向とは逆方向に回動して図６（ｂ）に二点鎖線で示した位置で固定される。また、第２移動部１１３が有する支持部１１４が支持しているトレイＷ６が搬出位置である搬出部１１６の搬送面１１７に渡される。

第１移動部１０４が水平移動させたトレイ群Ｕ２を昇降部１１０が受け取ると、昇降部１１０は、トレイ群Ｕ２をＤ１２３方向へ下降させる。また、支持部１１４からトレイＷ６を受け取った搬出部１１６が、搬送方向ＴへトレイＷ６を搬出することで、トレイ群Ｕ１に係る一連の段ばらし動作が完了する。

そして、昇降部１１０は、トレイ群Ｕ２の最上部に位置するトレイＷ７の高さが、搬出部１１６によって搬出する高さと等しくなるまでトレイ群Ｕ２を下降させる。また、昇降部１１０が下降すると同時に、第１移動部１０４および第２移動部１１３が図９（ｃ）に示すＤ１２４方向へ水平移動する。

このように、トレイ群Ｕ２に対してもトレイ群Ｕ１と同様の段ばらし動作が行われる。図１０は、本実施の形態に係る段ばらし装置１０１の一連の動作における、昇降部１１０の昇降面１１１の位置と時間との関係を示すグラフである。グラフ中の７ａ〜９ｃの点は図７（ａ）〜図９（ｃ）のそれぞれに示す昇降面１１１の位置に対応している。また、図１０は、卵Ｅが収容されたトレイＷのように、上方に卵Ｅの上部がはみ出すような対象物の鉛直方向の幅が一定でない場合の昇降部１０の位置と時間の関係を示しており、第１の実施の形態と同様に、段ボール箱のような常に鉛直方向の幅が一定の対象物が段積みされた対象物群を段ばらしするときは、対象物群の最上部に位置する対象物を分離して支持する度に下降する必要がない。

また、本実施の形態に係る段ばらし装置１０１においても、第１移動部１０４および第２移動部１１３が連結部１０７によって一体となっているため、第１移動部１０４および第２移動部１１３は同時に動くように構成されているが、第１の実施の形態と同様に、それぞれが独立して駆動するようにしてもよいし、トレイ群Ｕの最上部に位置する２つ以上のトレイＷを一括して分離してもよい。

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。

本発明は、段ばらし装置の分野において、対象物群から対象物を安定的かつ高速に分離して搬出することに有効に利用される。

１，１０１ 段ばらし装置
２，１０２ 搬入部
３，１０３ 搬送面
４，１０４ 第１移動部
５，１０５ 押圧部
６，１０６ 回動軸
７，１０７ 連結部
８，１０８ 駆動部
９，１０９ 中継板
１０，１１０ 昇降部
１１，１１１ 昇降面
１２，１１２ 昇降軸
１３，１１３ 第２移動部
１４，１１４ 支持部
１５，１１５ 支持爪
１６，１１６ 搬出部
１７，１１７ 搬送面
Ｅ 卵
Ｔ 搬送方向
Ｕ トレイ群
Ｗ トレイ

Claims (1)

1. 複数の対象物が段積みされた対象物群から対象物を分離する段ばらし装置であって、
   搬入位置に置かれた対象物群を水平移動させる第１移動部と、
   前記第１移動部が水平移動させた対象物群の下面を支えた状態で対象物群を昇降させる昇降部と、
   前記昇降部が昇降させた対象物群の最上部に段積みされた対象物を搬出位置へ水平移動させる第２移動部とを備え、
   前記第１移動部と前記第２移動部とが一体的に駆動される、段ばらし装置。

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