JP6796121B2 - 食品搬送機構及びロボット - Google Patents

Description

本発明は、食品搬送機構及びロボットに関する。

従来、トレイ等の容器に食品を詰め込む装置が知られている。特許文献１には食品のコンテナ詰め装置が開示されている。この装置は、搬送コンベアから食品を所定の姿勢で搬送部に落下させ、食品の起立姿勢を保持した状態でコンテナ内に順次重ね入れする。また、特許文献２には、食品の箱詰め装置が開示されている。この装置は、吸着ユニットを介して複数の食品（おにぎり）を上方へ吊上げ、該吊上げた食品を所定の箱詰め位置に移動し、吸着を解除して箱に箱詰めを行う。

特開平６−２４４０８号公報 特開２０１１−２５１７０２号公報

一般に、おにぎり及びサンドイッチなどの食品は、フィルム等の包装材料によって包装されるが、変形し易く、外力により一度変形すると、外力を除いても元の形には戻らない。上記従来の装置は、１又は複数の食品を所定の高さから落下させることにより食品を容器に詰め込む。このため、食品が落下した際に食品が外力を受けて変形すると、食品の変形により商品価値が損なわれるだけでなく、容器内の所定の詰め込み位置からずれてしまう可能性がある。その結果、食品同士や食品と容器の内壁面の間のデッドスペースが生じ、食品の収容効率が低下してしまうおそれがある。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、食品の箱詰め作業において食品の収容効率の向上を図ることを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある形態に係る食品の箱詰め装置は、上面が開口した容器に食品を箱詰めする箱詰め装置であって、前記食品を保持又は解放可能に構成された保持部を有する食品供給部と、主面を有し、前記食品を所定の方向に案内可能に構成された食品ガイド部と、前記食品供給部および前記食品ガイド部の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記保持部により保持された食品を所定の高さから解放し、前記食品の一方の側面を前記食品ガイド部の主面に接触させることにより食品の落下方向を前記容器の底面方向に規制し、前記食品ガイド部の主面を前記容器内に落下した食品の他方の側面に接触させた状態で、当該接触した側面から他方の側面に向かう第１方向に移動させ、当該食品を前記容器内の所定の箱詰め位置に整列させるように、前記食品供給部および前記食品ガイド部の動作を制御する。

上記構成によれば、所定の高さから解放された食品の一方の側面を食品ガイド部の主面に接触させることにより、食品の落下方向が前記容器の底面方向に規制される。そして、食品ガイド部の主面を、容器内に落下した食品の他方の側面に接触させた状態で、当該接触した食品の側面から他方の側面に向かう方向に移動させる。食品は容器内の所定の箱詰め位置に整列する。これにより、食品の箱詰め作業において、容器内の食品と容器内壁面との間のデッドスペースや食品同士の間のデッドスペースを減少させることができるので、食品の収容効率が向上する。尚、容器は、例えば矩形の底面を有し、当該矩形の底面の縁に沿って、当該底面と略垂直方向に設けられた側面を有する番重である。

また、前記制御装置は、前記容器内の食品と前記容器の内壁面との間のスペースが、前記食品の幅よりも狭い場合は、前記食品ガイド部を前記容器内のスペースに挿入し、前記食品ガイド部の主面を前記容器内の食品に接触させた状態で、前記第１方向に移動させることにより前記容器内において前記食品の占めるスペースを確保するように、前記食品ガイド部の動作を制御するようにしてもよい。

上記構成によれば、箱詰め作業の最終段階では、容器内の食品と容器の内壁面との間のスペースが狭くなる。この場合は、食品ガイド部を容器内のスペースに挿入し、食品ガイド部の主面を容器内の食品に接触させた状態で、第１方向に移動させる。これにより容器内において食品の占めるスペースを確保することができるので、最後の食品まで確実に箱詰めすることができる。

また、前記保持部は、前記食品をその両側から挟み込むように構成された一対の把持部材を備え、前記一対の把持部材は、前記食品を保持した状態で、一方の把持部材の先端が前記食品の最下位よりも下の位置まで伸延しており、前記制御装置は、前記一対の把持部材により保持された食品を所定の高さから解放し、前記食品の一方の側面を前記食品ガイド部の主面に接触させるとともに、前記食品の他方の側面を前記一方の把持部材の内壁面に接触させることにより食品の落下方向を前記容器の底面方向に規制するようにしてもよい。

上記構成によれば、保持部が、食品をその両側から挟み込むように構成された一対の把持部材を備え、一対の把持部材が、食品を保持した状態で、一方の把持部材の先端が食品の最下位よりも下の位置まで伸延している。これにより、一対の把持部材により保持された食品を所定の高さから解放し、食品の一方の側面が食品ガイド部の主面に接触するとともに、食品の他方の側面が一方の把持部材の内壁面に接触する。これにより食品の落下方向を確実に規制することができる。

尚、前記食品ガイド部は、平板状の部材を有していてもよい。

食品ガイド部は、主面により食品を容器の底面に案内した後は、容器の底に位置することになるが、次の作業に移行するために容器の上方に退避しなければならない。食品ガイド部が平板状の部材を有するので、容器の内壁面や食品と接触することなく、容器の底から上空に退避することができる。例えば食品が容器内に起立状態であっても転倒しにくい。食品の収容効率が向上する。また、箱詰め作業の最終段階では、食品ガイド部は、容器内の食品と容器の内壁面との間のスペースに挿入されるが、食品ガイド部が平板状の部材を有するので、スペースに挿入し易くなる。

また、前記箱詰め装置本体の近傍に一の前記容器に隣接して他の前記容器が載置されており、前記制御装置は、前記一の容器に対する食品の詰め込み作業が終了した後は、前記平板の一方の主面を、前記他の容器の内壁面に接触させた状態で、当該容器を前記箱詰め装置本体の方向に引き寄せ、当該他の容器に対する食品の詰め込み作業を開始するように、食品ガイド部の動作を制御するようにしてもよい。

上記構成によれば、一の容器に対する詰め込み作業が終了した場合は、食品ガイド部（平板）の一方の主面を、他の容器の内壁面に接触させた状態で、容器を箱詰め装置本体の方向に引き寄せる。作業者が容器の準備作業を行う必要が無いので、他の容器に対する次の詰め込み作業を迅速に開始することができる。作業の効率が高まる。

また、前記食品ガイド部は、前記主面に対向して配置された主面を更に有し、前記対向する主面が互いに接近又は離反可能に構成され、前記制御装置は、前記食品ガイド部の対向する主面同士の間隔を、前記食品が通過可能な第１間隔に制御することによりシュート面を形成し、前記保持部により保持された食品を所定の高さから解放するとともに、前記シュート面により、解放された食品の落下方向を前記容器の底面方向に案内するように、前記食品供給部及び食品ガイド部の動作を制御するようにしてもよい。

上記構成によれば、食品ガイド部の対向する主面同士の間隔を、食品が通過可能な所定間隔に制御することによりシュート面が形成される。シュート面により、解放された食品の落下方向を確実に規制することができる。

前記制御装置は、前記容器内の食品と前記容器の内壁面との間のスペースが、前記食品の幅よりも狭い場合は、前記食品ガイド部の対向する主面同士の間隔を縮め、この状態で当該食品ガイド部を前記容器内のスペースに挿入し、前記食品ガイド部の対向する主面同士の間隔を前記第１間隔まで拡げることにより前記容器内において前記食品の占めるスペースを確保するように、前記食品ガイド部の動作を制御するようにしてもよい。

上記構成によれば、箱詰め作業の最終段階では、容器内の食品と容器の内壁面との間のスペースが狭くなるが、この場合であっても、食品ガイド部の対向する主面同士の間隔を縮め、この状態で当該食品ガイド部を前記容器内のスペースに挿入し、食品イド部の対向する主面同士の間隔を拡げる。これにより、容器内において食品の占めるスペースを確保することができるので、最後の食品まで確実に箱詰めすることができる。

尚、前記食品ガイド部は、主面が対向して配置された２枚の平板状の部材を有していてもよい。

食品ガイド部は、シュート面により食品を容器の底面に案内した後は、容器の底に位置することになるが、次の作業に移行するために容器の上方に退避しなければならない。主面が対向して配置された２枚の平板状の部材を食品ガイド部が有しているので、容器の内壁面や食品と接触することなく、容器の底から上空に退避することができる。例えば食品が容器内に起立状態であっても転倒しにくい。食品の収容効率が向上する。また、箱詰め作業の最終段階では、食品ガイド部は、容器内の食品と容器の内壁面との間のスペースに挿入されるが、主面が対向して配置された２枚の平板状の部材を食品ガイド部が有しているので、スペースに挿入し易くなる。

また、前記箱詰め装置本体の近傍に一の前記容器に隣接して他の前記容器が載置されており、前記制御装置は、前記一の容器に対する食品の詰め込み作業が終了した後は、前記シュート面とは反対側のいずれか一方の主面を、前記他の容器の内壁面に接触させた状態で、当該容器を前記箱詰め装置本体の方向に引き寄せ、当該他の容器に対する食品の詰め込み作業を開始するように、食品ガイド部の動作を制御するようにしてもよい。

上記構成によれば、一の容器に対する詰め込み作業が終了した場合は、シュート面とは反対側のいずれか一方の主面を、他の容器の内壁面に接触させた状態で、容器を箱詰め装置本体の方向に引き寄せる。作業者が容器の準備作業を行う必要が無いので、他の容器に対する次の詰め込み作業を迅速に開始することができる。作業の効率が高まる。

また、前記食品ガイド部は、ベースに対して移動可能に構成されたロボットアームの先端に取り付けられ、前記制御装置は、前記ロボットアームの動作を制御するようにしてもよい。

上記構成によれば、食品の箱詰め装置を、例えば人と共存して作業可能なロボットによって構成し、食品の製造現場に導入することで作業効率が高まる。

尚、前記保持部は、所定の方向に並べられた複数の前記食品を保持又は解放可能に構成されてもよい。

上記構成によれば、複数の食品毎に詰め込み作業ができるので、作業効率が高まる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、食品の箱詰め作業において食品の収容効率の向上を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る食品の箱詰め装置を示す図である。 図２は、食品を概略的に示す斜視図である。 図３は、ロボットの一例の全体的な構成を概略的に示す正面図である。 図４は、右アームのエンドエフェクタの構成を示した図である。 図５は、左アームのエンドエフェクタの構成を示した図である。 図６は、ロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図７は、食品の箱詰め装置の動作を説明するための第１図である。 図８は、食品の箱詰め装置の動作を説明するための第２図である。 図９は、食品の箱詰め装置の動作を説明するための第３図である。 図１０は、本発明の第２実施形態に係る食品の箱詰め装置を示す図である。 図１１は、右アームのエンドエフェクタの構成を示した図である。 図１２は、左アームのエンドエフェクタの構成を示した図である。 図１３は、食品の箱詰め装置の動作を説明するための第１図である。 図１４は、食品の箱詰め装置の動作を説明するための第２図である。 図１５は、エンドエフェクタの変形例の構成を示す図である。 図１６は、変形例に係る箱詰め装置の動作を説明するための図である。

以下、好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る食品の箱詰め装置の全体の構成を概略的に示す平面図である。本実施形態の食品の箱詰め装置は、例えば食品の製造現場に導入される。図１に示すように、食品の箱詰め装置は、一対のロボットアーム（以下、単に「アーム」と記載する場合がある）１３，１３を備えたロボット１１により構成される。以下では、一対のアームを広げた方向を左右方向と称する。基軸の軸心に平行な方向を上下方向と称する。左右方向および上下方向に直交する方向を前後方向と称する。

ロボット１１の前方には第１コンベア５１及び第２コンベア５２が配置される。第１コンベア５１は食品４０を第２コンベア５２まで移送するための装置である。第１コンベア５１は前後方向に延びている。第２コンベア５２は食品４０をロボット１１の手前まで移送するための装置である。第２コンベア５２は左右方向に延びている。第２コンベア５２は第１コンベア５１よりも低い位置に設けられている。第１コンベア５１の末端は下方に傾斜しているので、食品４０は第２コンベア５２上に落下する。第１コンベア５１の末端には案内部材５１ａが設けられている。案内部材５１ａにより食品４０の落下方向が第２コンベア５２上の中央付近に案内される。第２コンベア５２上の中央には搬送方向に沿って一対の規制部材５２ａが設けられる。一対の規制部材５２ａは、長手方向に所定の間隔を空けて配置される。案内部材５１ａにより食品４０が一対の規制部材５２ａの間に導かれ、第２コンベア５２上の食品４０の姿勢が起立状態に維持される。

ロボット１１のベース１２の左側近傍には作業テーブル５０が設置される。作業テーブル５０の上には上方から食品４０が供給されるように上面が開口した容器４１が配置される。本実施形態では、容器４１は、矩形の底面４１ａを有し、矩形の底面４１ａの縁に沿って、底面４１ａと略垂直方向に設けられた側面４１ｂを有する番重である。番重は５０個（５×１０）の食品４０を収納可能な容器である。また、作業テーブル５０上には矩形状の容器４１の底部を固定するための第１部材５０ａ、及び、第２部材５０ｂが設けられている。第１部材５０ａは、作業テーブル５０上において容器４１底部の短辺側の外側面を支持する。第２部材５０ｂは、作業テーブル５０上に配置された容器４１底部の長辺側の外側面を支持する。ここでは、作業テーブル５０の上には、一の容器４１に隣接して他の容器４１が載置されている。本実施形態では、ロボット１１は、左右のアーム１３，１３を動作させて、先端に設けられたエンドエフェクタ１８、１９により、第２コンベア５２上の食品４０を順次容器４１に詰め込むように構成されている。

ロボット１１の左側後方には作業テーブル５０に隣接して第３コンベア５３が配置される。作業テーブル５０上の第１部材５０ａは容器４１の外側面に接触した状態で第３コンベア５３の方向（図では後方）に駆動可能に構成される。これにより、詰め込み作業が終了した容器４１は後方に位置する第３コンベア５３の始端に移動する。第３コンベア５３は前後方向に延びている。第３コンベア５３により食品４０が詰め込まれた容器４１は出荷作業を行う作業者（図示せず）の近傍まで移送される。

図２は、食品４０を概略的に示す斜視図である。図２に示すように、食品４０は、一定の形状を有する食品本体が袋体に収容された包装体である。本実施形態では食品４０は、円柱状の丸型おにぎりがフィルムなどの包装材料によってピロー包装されたピロー包装体である。食品４０は、自立可能であって、且つ、互いに平行な第１側面４０ａと第２側面４０ｂを有する。なお、自立可能とは、互いに平行な第１側面４０ａ及び第２側面４０ｂが鉛直方向に沿った状態（起立状態）で食品４０が安定して静止可能であることを意味する。また、２つの側面（４０ａ、４０ｂ）が平行であるとは、厳密な平行に限定されず、僅かな傾きを許容するものである。一般に食品４０出荷前には安全性確保のため異物検査が行われる。Ｘ線検査では上方からＸ線が照射されるため、食品４０は、第１コンベア５１により、第１側面４０ａ及び第２側面４０ｂａを水平にした状態で搬送される。その後、食品４０の姿勢は、第２コンベア５２上で、第１側面４０ａ及び第２側面４０ｂが鉛直方向に沿った起立状態に変更される（図１参照）。

図３は、ロボット１１の一例の全体的な構成を概略的に示す平面図である。図３に示すように、ロボット１１は、台車に固定されたベース１２と、ベース１２に支持された一対のアーム１３、１３と、ベース１２内に収納された制御装置１４とを備えている。ベース１２の寸法は例えば６１０ｍｍ×６２０ｍｍである。このため、ロボット１１は、人一人分に相当する限られたスペースに設置することができる。各アーム１３は、ベース１２に対して移動可能に構成された水平多関節型ロボットアームである。アーム１３は、アーム部１５と、リスト部１７と、を備えている。また、左右のアーム１３，１３は、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができる。

アーム部１５は、本例では、第１リンク１５ａおよび第２リンク１５ｂとで構成されている。第１リンク１５ａは、ベース１２の上面に固定された基軸１６と回転関節Ｊ１により連結され、基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１まわりに回動可能である。第２リンク１５ｂは、第１リンク１５ａの先端と回転関節Ｊ２により連結され、第１リンク１５ａの先端に規定された回転軸線Ｌ２まわりに回動可能である。

リスト部１７は、昇降部１７ａおよび回動部１７ｂにより構成されている。昇降部１７ａは、第２リンク１５ｂの先端と直動関節Ｊ３により連結され、第２リンク１５ｂに対し昇降移動可能である。回動部１７ｂは、昇降部１７ａの下端と回転関節Ｊ４により連結され、昇降部１７ａの下端に規定された回転軸線Ｌ３まわりに回動可能である。右のアーム１３のリスト部１７の回動部１７ｂにはエンドエフェクタ１８が連結されている。左のアーム１３のリスト部１７の回動部１７ｂにはエンドエフェクタ１９が連結されている。

上記構成の各アーム１３は、各関節Ｊ１〜Ｊ４を有する。そして、アーム１３には、各関節Ｊ１〜Ｊ４に対応付けられるように、駆動用のサーボモータ（図示せず）、および、そのサーボモータの回転角を検出するエンコーダ（図示せず）等が設けられている。また、２本のアーム１３、１３の第１リンク１５ａ、１５ａの回転軸線Ｌ１は同一直線上にあり、一方のアーム１３の第１リンク１５ａと他方のアーム１３の第１リンク１５ａとは上下に高低差を設けて配置されている。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、右アーム１３に先端に取り付けられたエンドエフェクタ１８の正面図及び側面図である。エンドエフェクタ１８は、所定の方向（ここでは左右方向）に並べられた複数の食品４０を保持するためのものである。図４（Ａ）に示すように、エンドエフェクタ１８は、正面視で回転軸線Ｌ３と垂直な方向に伸延している回動部１７ｂを含む基部２０と、基部２０に設けられた複数の保持部２１とを有する。各保持部２１は、食品４０をその両側から挟み込むように構成された一対の把持部材２２を備える。一対の把持部材２２は回転軸線Ｌ３に平行な方向（ここでは上下方向）に伸延している。

図４（Ｂ）に示すように、把持部材２２の一方（ここでは前側）の長手方向（ここでは上下方向）の長さは、他方（ここでは後側）の長手方向の長さよりも長い。このため、一対の把持部材２２により食品４０を保持した状態では、把持部材２２の一方の先端は食品４０の最下位よりも下の位置まで伸延している。一対の把持部材２２の内側には一対の把持パッド２２ａが設けられる。一対の把持パッド２２ａは対向して配置され、食品４０の側面に当接される。また、各保持部２１は、一方の把持部材２２が取り付けられた本体部２３と、他方の把持部材２２が取り付けられた直動軸２４とを備える。本体部２３は、直動軸２４を中心軸（Ｌ４）に沿って前後方向に駆動するアクチュエータ（図示せず）を内部に備える。これにより、一方の把持部材２２に設けられた把持パッド２２ａの当接面と、他方の把持部材２２に設けられた把持パッド２２ａの当接面とを互いに接近又は離反させることができる。各保持部２１は、起立状態の食品４０をその両側から挟むことができる。本実施形態ではエンドエフェクタ１８は、所定の方向（ここでは左右方向）に５つの保持部２１を備えているので、所定の方向に並べられた５つの食品４０を保持又は解放することができる。尚、本実施形態では、エンドエフェクタ１８を有する右のアーム１３が本発明の「食品供給部」に相当する。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、左アーム１３の先端に取り付けられたエンドエフェクタ１９の正面図及び側面図である。エンドエフェクタ１９は、食品４０を所定の方向（ここでは前後方向）に案内するためのものである。図５（Ａ）に示すように、エンドエフェクタ１９は、リスト部１７の回動部１７ｂを含む基部３０と、基部３０に設けられた第１平板部３１とを有する。回動部１７ｂは、正面視で回転軸線Ｌ３と垂直な方向に伸延している。第１平板部３１は、平板状の部材を有し、取付部材６０を介して基部３０に取り付けられている。第１平板部３１は、正面視で長方形状を有する平板である。第１平板部３１の長手方向は回転軸線Ｌ３と垂直な方向に伸延している。第１平板部３１の長手方向の幅は、エンドエフェクタ１８によって保持される食品４０の側面をカバーする。本実施形態では、第１平板部３１の長手方向の幅は、５つの食品４０の側面をカバーする。

また、図５（Ｂ）に示すように、取付部材６０は側面視でＬ字形状を有し、取付部材６０の下端に第１平板部３１が接続されている。第１平板部３１の両側の主面は直動関節Ｊ４の回転軸線Ｌ３に平行である。本実施形態では、第１平板部３１において、回転軸線Ｌ３に遠い側の主面を第１主面３１ａと定義し、回転軸線Ｌ３に近い側の主面を第２主面３１ｂと定義する。第１平板部３１の第１主面３１ａ又は第２主面３１ｂにより、５つの食品４０を所定の方向に案内することができる。本実施形態では、エンドエフェクタ１９が本発明の「食品ガイド部」に相当する。

図６は、図３のロボット１１の制御装置１４の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図６に示すように、制御装置１４は、ＣＰＵ等の演算部１４ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１４ｂと、サーボ制御部１４ｃと、を備える。制御装置１４は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置１４によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１４によって構成されていてもよい。

記憶部１４ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１４ａは、記憶部１４ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット１１の各種動作を制御する。すなわち、演算部１４ａは、ロボット１１の制御指令を生成し、これをサーボ制御部１４ｃに出力する。サーボ制御部１４ｃは、演算部１４ａにより生成された制御指令に基づいて、ロボット１１の各アーム１３の関節Ｊ１〜Ｊ４に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。また、エンドエフェクタ１８による食品４０の保持動作の制御も制御装置１４によって行われる。よって、制御装置１４は、ロボット１１全体の動作の制御を行う。

次に、本実施形態の食品４０の詰め込み動作について図面を参照して説明する。まず、制御装置１４は、図１に示すように、右のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１８により第２コンベア５２上の５つの食品４０を保持し、作業テーブル５０の上に配置された空の容器４１の直上まで搬送する。このとき、制御装置１４は、左のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１９の第１平板部３１の第２主面３１ｂを、容器４１のベース１２側の側面４１ｂに接触させておく。図７は、箱詰め作業時の容器４１を前方から見た場合の一部断面図である。図７では、エンドエフェクタ１８（図４参照）は、把持部材２２及び把持パッド２２ａのみ示し、エンドエフェクタ１９（図５参照）は、第１平板部３１のみ示している。

次に、制御装置１４は、右のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１８により保持された５つの食品４０（以下、一列目の食品ともいう）を所定の高さから解放する。具体的には、制御装置１４は、図７（Ａ）に示すように、一方の把持部材２２（図では左側）に取り付けられた把持パッド２２ａを容器４１のベース１２側の側面４１ｂに接触させた状態から、一方の把持部材２２を左方向に移動させることにより、一対の把持部材２２により保持された食品４０が解放される。解放された一列目の食品４０の一方（図では右側）の側面４０ａは、第１平板部３１の第１主面３１ａに接触する。また、一対の把持部材２２は、食品４０を保持した状態で、一方把持部材２２（図は左側）の先端が食品４０の最下位よりも下の位置まで伸延しているので、解放された一列目の食品４０の他方（図では左側）の側面４０ｂは、一方の把持部材２２の下端の内壁面に接触する。これにより食品４０の落下方向が容器４１の底面４１ａ方向に規制される。

次に、制御装置１４は、図７（Ｂ）に示すように、左のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１９の第１平板部３１の第２主面３１ｂを容器４１内に落下した一列目の食品４０の他方（図は左側）の側面４０ｂに接触させる。

次に、制御装置１４は、図７（Ｃ）に示すように、左のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１９の第１平板部３１の第２主面３１ｂを容器４１内に落下した一列目の食品４０の他方（図は左側）の側面４０ｂに接触させた状態で、一列目の食品４０の側面４０ｂから側面４０ａに向かう第１方向（図では右方向）に移動させる。これにより一列目の食品４０が容器４１内の右端の箱詰め位置に整列する。これにより、容器４１の側面４１ｂと１列目の食品４０との間のデッドスペースを減少させることができる。尚、第１平板部３１の第１方向への移動は、第１平板部３１の第１主面３１ａを食品４０の側面４０ｂに接触させた状態で行ってもよい。

次に、制御装置１４は、右のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１８により保持された２列目の食品４０を所定の高さから解放する。このとき、図７（Ｄ）に示すように、エンドエフェクタ１９の第１平板部３１の第２主面３１ｂは、容器４１の右端に整列された一列目の食品４０の他方の側面４０ｂに接触させた状態である。制御装置１４は、エンドエフェクタ１８の把持パッド２２ａの一方の側面と、エンドエフェクタ１９の第１平板部３１の第１主面３１ａとが連なった状態から、把持パッド２２ａの他方（ここでは左側）を左方向に移動させることにより、一対の把持部材２２により保持された２列目の食品４０が解放される。このとき、解放された２列目の食品４０の一方の側面４０ａが、第１平板部３１の第１主面３１ａに接触する。また、一対の把持部材２２は、食品４０を保持した状態で、一方把持部材２２（図では左側）の先端が食品４０の最下位よりも下の位置まで伸延しているので、解放された食品４０の他方の側面４０ｂが、一方の把持部材２２の下端の内壁面に接触する。これにより２列目の食品４０の落下方向が容器４１の底面４１ａ方向に規制される。

尚、第１平板部３１は、食品４０を載置する度に、容器４１の底から容器４１の上方に退避しなければならないが、平板形状を有するので、退避時に容器４１の側面４１ｂや食品４０の側面４０ａ、４０ｂに接触することはない。

以上のような動作を繰り返し行う。箱詰め作業の最終段階では、容器４１内に配置された食品４０と容器４１の側面４１ｂとの間のスペースが狭くなる場合がある。図８は、箱詰め作業の最終段階での容器４１を前方から見た場合の一部断面図である。図８においても、エンドエフェクタ１８（図４参照）は、把持部材２２及び把持パッド２２ａのみ示し、エンドエフェクタ１９（図５参照）は、第１平板部３１のみ示している。図８（Ａ）に示すように、容器４１内の左右方向に配置された９列の食品４０の９列目の食品４０と容器４１の側面４１ｂとの間のスペースが食品４０の幅よりも狭くなり、食品４０を配置するには不十分なスペースである。

この場合は、制御装置１４は、図８（Ｂ）に示すように、左のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１９の第１平板部３１を容器４１内のスペースに挿入する。第１平板部３１は平板形状を有するので、狭いスペースに挿入し易い。

次に、制御装置１４は、図８（Ｃ）に示すように、左のアーム１３の動作を制御して、第１平板部３１の第２主面３１ｂを容器４１内の９列目の食品４０の側面４０ｂに接触させた状態で、第１方向（ここでは右方向）に移動させる。これにより容器４１内において１０列目の食品４０の占めるスペースを確保することができる。尚、食品４０の第１方向への移動は、第１平板部３１の第１主面３１ａを食品４０の他方の側面４０ｂに接触させた状態で行ってもよい。

最後に、図８（Ｄ）に示すように、容器４１内に最終列の食品４０のスペースが確保されているので、制御装置１４は、右のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１８により保持された最終列（１０列）目の食品４０を所定の高さから解放する。これにより、最後の食品まで確実に箱詰めすることができる。

その後、詰め込み作業が終了した容器４１は後方に位置する第３コンベア５３の始端に移動する（図１参照）。第３コンベア５３により容器４１は出荷作業を行う作業者（図示せず）の近傍まで移送される。本実施形態では、図９に示すように、ロボット１１のベース１２近傍に設置された作業テーブル５０の上には、第３コンベア５３上に移動した容器４１が置かれていたスペースに隣接して次の容器４１が載置されている。制御装置１４は、左のアーム１３の動作を制御して、第１平板部３１の第２主面３１ｂを、次の容器４１の側面４１ｂに接触させた状態で、容器４１を、ベース１２の方向に引き寄せる。つまり、作業者が容器４１の準備作業を行う必要が無いので、次の詰め込み作業を迅速に開始することができる。作業の効率が高まる。

尚、隣の容器４１のベース１２方向への移動は、第１平板部３１の第１主面３１ａを、容器４１の側面４１ｂに接触させた状態で行ってもよい。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。本実施形態の食品４０の保持装置１０の基本的な構成は、第１実施形態と同様である。以下では、第１実施形態と共通する構成の説明は省略し、相違する構成についてのみ説明する。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る食品の箱詰め装置を示す図である。図１１は、図１０の右アーム１３のエンドエフェクタ１８Ａの構成を示した図である。図１１に示すように、本実施形態のエンドエフェクタ１８Ａは、第１実施形態（図４）と比較すると、一対の把持部材２２の長手方向（ここでは上下方向）の長さが同じである点が異なるが（図１１（Ｂ）参照）、その他の構成は同じであるので、詳細な説明は省略する。

図１２は、図１０の左アーム１３のエンドエフェクタ１９Ａの構成を示した図である。図１２に示すように、本実施形態のエンドエフェクタ１９Ａは、第１実施形態（図５）と比較すると、主面が互いに対向して配置された第１平板部３１および第２平板部３２を有する点が異なる。本実施形態では、第１平板部３１において、回転軸線Ｌ３に遠い側の主面を第１主面３１ａと定義し、回転軸線Ｌ３に近い側の主面を第２主面３１ｂと定義する。第２平板部３２においては、第１平板部３１の第１主面３１ａに対向する主面を第１主面３２ａと定義し、他方の主面を第２主面３２ｂと定義する。本実施形態では、第１平板部３１の第１主面３１ａ及び第２平板部３２の第１主面３２ａにより食品４０のシュート面が形成される。

具体的には、エンドエフェクタ１９Ａは、リスト部１７の回動部１７ｂを含む基部３０と、基部３０に設けられた第１平板部３１、および、第１平板部３１に対向して配置された第２平板部３２とを備える。回動部１７ｂは、正面視で回転軸線Ｌ３と垂直な方向に伸延している。基部３０は、第１平板部３１が第１取付部材３５を介して取り付けられた本体部３３と、第２平板部３２が第２取付部材３６を介して取り付けられた直動軸３４とを備える。本体部３３は、直動軸３４を中心軸（Ｌ４）に沿って前後方向に駆動するアクチュエータ（図示せず）を内部に備える。これにより、第１平板部３１の第１主面３１ａと、第２平板部３２の第１主面３２ａとを互いに接近又は離反させることができる。

次に、本実施形態の食品４０の詰め込み動作について図面を参照して説明する。まず、制御装置１４は、右のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１８Ａにより第２コンベア５２上の５つの食品４０を保持する。５つの食品４０（以下、一列目の食品ともいう）は起立状態で所定の方向に並んだ状態で、作業テーブル５０の上に配置された空の容器４１の直上まで搬送される（図１０参照）。このとき、制御装置１４は、左のアーム１３の動作を制御して、対向する主面（３１ａ，３２ａ）同士の間隔を、１列目の食品４０が通過可能な第１間隔に制御することによりシュート面を形成する。また、一列目の食品４０が容器４１における箱詰め位置の近傍に落下するように、エンドエフェクタ１９Ａの第１平板部３１の第２主面３１ｂを容器４１の側面４１ｂに接触させておく。

次に、制御装置１４は、右のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１８Ａにより保持された１列目の食品４０を所定の高さから解放する。図１３は、箱詰め作業時の容器４１を前方から見た場合の一部断面図である。図１３では、エンドエフェクタ１８Ａ（図１１参照）は、一対の把持パッド２２ａのみ示し、エンドエフェクタ１９Ａ（図１２参照）は、第１平板部３１及び第２平板部３２のみ示している。具体的には、制御装置１４は、図１３（Ａ）に示すように、食品４０を保持した一対の把持パッド２２ａ，２２ａの一方を左方向に移動させることにより、各食品４０が解放される。このとき、第１平板部３１及び第２平板部３２のシュート面（３１ａ，３２ａ）により、解放された一列目の食品４０の落下方向が容器４１の底面４１ａ方向に案内される。

次に、制御装置１４は、図１３（Ｂ）に示すように、左のアーム１３の動作を制御して、対向する主面（３１ａ，３２ａ）同士の間隔を、１列目の食品４０の幅が通過可能な第１間隔に維持したまま、第１平板部３１のシュート面とは反対側の主面３１ｂを、容器４１内に落下した食品４０に接触させる。

次に、制御装置１４は、図１３（Ｃ）に示すように、左のアーム１３の動作を制御して、対向する主面（３１ａ，３２ａ）同士の間隔を、１列目の食品４０が通過可能な第１間隔に維持したまま、第１平板部３１のシュート面とは反対側の主面３１ｂを、容器内に落下した食品に接触させた状態で、第１方向（ここでは右方向）に移動させる。１列目の食品４０が容器４１内の所定の箱詰め位置に整列する。これにより、容器４１の側面４１ｂと１列目の食品４０との間のデッドスペースを減少させることができるので、食品の収容効率が向上する。尚、食品４０の第１方向への移動動作は、第２平板部３２のシュート面とは反対側の主面３２ｂを、容器内に落下した食品に接触させた状態で行ってもよい。

次に、制御装置１４は、図１３（Ｄ）に示すように、右のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１８により保持された２列目の食品４０を所定の高さから解放する。このとき、シュート面により、解放された２列目の食品４０の落下方向が容器４１の底面４１ａ方向に案内される。

尚、第１平板部３１及び第２平板部３２は、食品４０を載置する度に、容器４１の底から容器４１の上方に退避しなければならないが、平板形状を有するので、退避時に容器４１の側面４１ｂや食品４０の側面４０ａ、４０ｂに接触することはない。

以上のような動作を繰り返し行う。箱詰め作業の最終段階では、容器４１内に配置された食品４０と容器４１の側面４１ｂとの間のスペースが狭くなる場合がある。図１４（Ａ）に示すように、容器４１内の左右方向に配置された９列の食品４０の９列目の食品４０と容器４１の側面４１ｂとの間のスペースが狭くなり、食品４０を配置するには不十分なスペースである。

この場合は、制御装置１４は、図１４（Ｂ）に示すように、第１平板部３１及び第２平板部３２の対向する主面同士の間隔を縮め、この状態で当該第１平板部３１及び第２平板部３２を容器４１内のスペースに挿入する。第１平板部３１及び第２平板部３２は、主面が対向して配置された２枚の平板形状を有するので、狭いスペースに挿入し易い。

次に、制御装置１４は、図１４（Ｃ）に示すように、第１平板部３１及び第２平板部３２の対向する主面同士の間隔を第１間隔まで拡げることによりシュート面を形成する。これにより、容器４１内において最終列（１０列）の食品４０の占めるスペースが確保される。ここでは第２平板部３２の外側の主面３２ａを容器４１の側面に接触させた状態で第１平板部３１を第１方向（ここでは右方向）に移動させる。

最後に、図１４（Ｄ）に示すように、容器４１内に最終列の食品４０のスペースが確保されているので、制御装置１４は、右のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１８Ａにより保持された最終列（１０列）目の食品４０を所定の高さから解放する。これにより、最後の食品まで確実に箱詰めすることができる。

その後、制御装置１４は、第１実施形態（図９参照）と同様に、左のアーム１３の動作を制御して、第１平板部３１のシュート面とは反対側の第２主面３１ｂを、隣の容器４１の側面４１ｂに接触させた状態で、ベース１２の方向に引き寄せ、次の容器４１に対する食品の詰め込み作業を開始する。

尚、隣の容器４１のベース１２方向への移動は、第２平板部３２のシュート面とは反対側の主面３２ｂを、容器４１の側面４１ｂに接触させた状態で行ってもよい。

（変形例）
次に、本実施形態のロボット１１のエンドエフェクタ１９Ａの変形例について説明する。図１５は、エンドエフェクタ１９Ａの変形例の構成を示す図である。本変形例のエンドエフェクタ１９Ｂは、第２実施形態のエンドエフェクタ１９Ａ（図１２）と比較すると、付勢部材３８を有し、この付勢部材３８の付勢力によって、第１平板部３１及び第２平板部３２の主面同士が互いに接近又は離反可能に構成されている点が異なる。

具体的には、図１５に示すように、エンドエフェクタ１９Ｂが、回動部１７ｂを含む基部３０と、基部３０に取り付けられた第１平板部３１、および、第１平板部３１に対向して配置された第２平板部３２と、支持部材３７と、付勢部材３８と、を備える。

第１平板部３１は取付部材３９を介して基部３０に取り付けられている。第２平板部３２は付勢部材３８を介して基部３０に取り付けられている。第１平板部３１と第２平板部３２は、取付部材３９及び付勢部材３８を介して接続されている。また、第２平板部３２の内側の主面３２ａは支持部材３７の先端に取り付けられている。支持部材３７は円柱形状を有し、円筒形状の取付部材３９の内部に配置されているので、取付部材３９は支持部材３７の中心軸（Ｌ４）に沿って前後方向に移動可能に構成されている。これにより、取付部材３９に取り付けられた第１平板部３１の主面３１ａが、付勢部材３８の付勢力によって、第２平板部３２の主面３２ａ方向に接近又は離反する。

次に、本変形例に係る最終段階の食品４０の詰め込み動作について図１６を参照して説明する。箱詰め作業の最終段階では、図１６（Ａ）に示すように、容器４１内の左右方向に配置された９列の食品４０の９列目の食品４０と容器４１の側面４１ｂとの間のスペースが狭くなり、食品４０を配置するには不十分なスペースである。

この場合は、制御装置１４は、図１６（Ａ）に示すように、左のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１９Ｂにより、第２平板部３２のシュート面とは反対側の主面３２ｂを容器４１の側面４１ｂに接触した状態で、第１平板部３１を側面４１ｂの方向（ここでは左側）に移動させることにより、対向する主面同士の間隔を縮める。

次に、制御装置１４は、図１６（Ｂ）に示すように、左のアーム１３の動作を制御して、この状態で当該第１平板部３１及び第２平板部３２を容器４１内のスペースに挿入する。

次に、制御装置１４は、図１６（Ｃ）に示すように、第１平板部３１を食品４０の方向（ここでは右側）に移動させることにより、対向する主面同士の間隔を第１間隔まで拡げることによりシュート面を形成する。これにより、容器４１内において最終列（１０列）の食品４０の占めるスペースが確保される。

最後に、図１６（Ｄ）に示すように、容器４１内に最終列の食品４０のスペースが確保されているので、制御装置１４は、右のアーム１３の動作を制御して、最終列（１０列）目の食品４０を所定の高さから解放する。これにより、最後の食品まで確実に箱詰めすることができる。

（その他の実施形態）
尚、上記各実施形態の食品の箱詰め装置は、水平多関節型の双腕ロボットで構成されたが、垂直多関節型の双腕ロボットを採用してもよい。

尚、上記各実施形態では、容器４１は番重であったが、上方が開口した容器であれば、その他の容器であってもよい。また容器４１は５０個の食品４０が収納可能であったが、収納容積はこれに限られない。

尚、上記各実施形態では、エンドエフェクタ１８は、所定の方向に並べられた５つの食品４０を保持又は解放可能に構成されたが、容器４１の収納容積に応じて食品４０の保持数は異なってもよい。例えば、１個乃至３個の食品４０を保持してもよいし、６個以上の食品４０を保持してもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明は、食品の箱詰め装置として有用である。

１１ ロボット（箱詰め装置）
１２ ベース
１３ アーム
１７ リスト部
１８，１８Ａ エンドエフェクタ
１９，１９Ａ，１９Ｂ エンドエフェクタ
２０ 基部
２１ 保持部
２２ 把持部材
２２ａ 把持パッド
３０ 基部
３１ 第１平板部
３１ａ 第１主面
３１ｂ 第２主面
３２ 第２平板部
３２ａ 第１主面
３２ｂ 第２主面
４０ 食品（おにぎり）
４１ 容器（番重）
５１ 第１コンベア
５２ 第２コンベア
５３ 第３コンベア

Claims (6)

1. 自立可能であって、互いに平行な第１側面及び第２側面を有する食品であって、複数の食品を搬送するための食品搬送機構であって、
   所定方向に延在して設けられ、食品を搬送する第１コンベアと、
   前記所定方向に交差する方向に延在し、且つ、前記第１コンベアよりも低い位置に設けられ、食品を搬送する第２コンベアと、
   前記第１コンベアの末端と前記第２コンベアとの間に設けられた傾斜面と、
   前記第２コンベア上に設けられ、所定の間隔を空けて配置された一対の規制部材と、
   を備え、
   前記第１コンベアによって搬送された食品が、当該第１コンベアの末端から前記第２コンベアに移動するように構成され、
   前記食品は前記傾斜面を通過した後、前記第２コンベア上に前記第１側面及び前記第２側面が鉛直方向に沿った起立状態で供給され、前記複数の食品が前記一対の規制部材によって所定方向に整列するように構成される、食品搬送機構。
2. 前記傾斜面により、前記第１コンベアによって搬送された食品が前記第２コンベア上に滑り落ちるように構成される、請求項１に記載の食品搬送機構。
3. 前記傾斜面が、前記第１コンベアの末端と前記第２コンベアの始端との間に設けられ、
   当該傾斜面により、前記食品が前記第１コンベアの末端から前記第２コンベアの始端に滑り落ちるように構成される、請求項２に記載の食品搬送機構。
4. 前記第１コンベアの末端に設けられた案内部材を更に備え、
   前記案内部材により、前記第１コンベアによって搬送された食品が前記第２コンベア上に案内される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の食品搬送機構。
5. 前記第２コンベアによって搬送される食品の前記第１側面及び前記第２側面が、前記一対の規制部材の間に位置決めされる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の食品搬送機構。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の食品搬送機構によって搬送された複数の食品を、前記第２コンベア上の所定位置において保持するように構成されたエンドエフェクタと、
   前記エンドエフェクタにより保持された前記複数の食品を所定の容器内の所定の位置に搬送するように構成されたロボットアームと、
   を備える、ロボット。

Images