JP7153537B2 - 食品袋詰め装置 - Google Patents

Description

本発明は、食品袋詰め装置に関するものである。

例えば、食品袋詰め装置として、包装袋の開口部を横向きに開け、把持具で把持したサンドイッチなどの食品を包装袋に開口部から水平方向に入れて袋詰めするものが知られている。具体的には、ステージに載置された包装袋の開口部が横向きに開口された状態において、多関節ロボットの把持具で食品を挟むことにより把持し、把持部を横向きの開口部から包装袋に入れて食品を袋詰めする。
食品を袋詰めした包装袋を、プッシャ装置で搬出コンベアに押し出すことにより、食品を把持具から離す。食品が離された把持具は包装袋の内部から抜け出すように離れる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－９４７７５号公報

しかし、特許文献１の食品袋詰め装置は、包装袋の開口部を横向きに開けて、食品を把持具で開口部から包装袋に水平方向に入れて袋詰めする。このため、包装袋に食品が入りきらずに、把持具を戻す際に把持具にくっついて持ち帰ることが考えられる。
また、食品を袋詰めした後、プッシャ装置で搬出コンベアに押し出すことにより、食品の姿勢が崩れてしまうことや、食品のカット面が包装袋に強く接触して食品の商品としての外観性を損ねることが考えられる。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、食品の姿勢を崩すことや、外観性を損なうことなく食品を包装袋に袋詰めができる食品袋詰め装置を提供することである。

（１）本発明の一態様に係る食品袋詰め装置は、側面視多角形に形成され、多角形の一辺が開口された包装袋の開口部から該包装袋内に食品を詰める食品袋詰め装置において、前記開口部を上方に向けて前記包装袋を保持する包装袋開きユニットを備え、前記包装袋開きユニットは、複数の平坦面を有する角状搬送部を備え、前記平坦面に沿って前記包装袋を吸着する第１吸着部が設けられ、前記平坦面がセット位置、開き位置、排出位置に配置されるように前記角状搬送部が回転自在に支持される包装袋搬送機構と、前記開き位置に配置された平坦面側に配置され、前記平坦面に保持された前記包装袋を吸着する第２吸着部が設けられ、前記第２吸着部で前記包装袋を吸着して前記平坦面から離れる方向に移動することにより、前記包装袋の前記開口部を上方に向けて開く包装袋開き機構と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、開口部を上方に向けて包装袋を保持することにより、食品を包装袋に上方から入れることができる。よって、食品を包装袋に無理に押し込むことなく、食品を自重で包装袋の袋詰め位置まで好適に入れることができる。これにより、食品の姿勢を崩すことや、外観性を損なうことなく食品を包装袋に詰めることができる。
さらに、包装袋搬送機構の角状搬送部の平坦面に第１吸着部を設け、平坦面をセット位置、開き位置、排出位置に配置するように角状搬送部を回転自在に支持した。よって、平坦面の第１吸着部で包装袋を吸着することにより、平坦面に包装袋を着脱自在に支え、包装袋をセット位置、開き位置、排出位置に配置できる。
また、開き位置の平坦面側に包装袋開き機構を配置し、包装袋開き機構に第２吸着部を設けた。さらに、開き位置の平坦面に保持した包装袋を第２吸着部で吸着して、第２吸着部を平坦面から離れる方向に移動して包装袋の開口部を上方に向けて開くようにした。これにより、包装袋搬送機構の角状搬送部を回転して包装袋開き機構を操作することにより、包装袋の開口部を上方に向けて連続して効率よく開口できる。

（２）前記包装袋は、前記食品が前記開口部から袋詰めされた状態において、前記食品が切断されたカット面に対向するカット対向面を有し、前記カット対向面は、前記包装袋に袋詰めされた前記食品の自重で前記カット面が離れるように鉛直に対して傾いていても良い。

例えば、カット面に対向するカット対向面は商品を陳列する際に表側（消費者が購入する際に見て取れる側）になる面である。包装袋は透明な素材で形成されている場合が多く、消費者がこれらの商品を購入する際には、例えばカット対向面を介して商品のカット面を見ることになる。このため、商品の外観性を考慮して、カット面をカット対向面から離してカット対向面をきれいに保つことが好ましい。そこで、包装袋のカット対向面を、食品のカット面が自重で離れるように鉛直に対して傾けた。これにより、食品を包装袋の上方の開口部から袋詰めされた状態において、カット面をカット対向面から離した状態に保つことが可能になり、商品の外観性を良好に保つことができる。

（３）前記食品を把持する把持具と、前記把持具が設けられ、前記把持具で把持した前記食品を前記包装袋に前記開口部から袋詰めする多関節ロボットと、を備えても良い。

この場合には、多関節ロボットに把持具を設け、把持具で把持した食品を、多関節ロボットを用いて包装袋に袋詰めするようにした。これにより、包装袋の開口部が上方へ向けて配置された状態において、食品を開口部から包装袋に良好に袋詰めすることができる。

（４）前記把持具は、前記食品を把持する一対のハンドと、前記一対のハンド間に移動自在に設けられ、前記包装袋に前記食品を袋詰めした前記一対のハンドが前記包装袋から離れる際に、前記一対のハンドとともに前記食品が移動することを抑えるように前記一対のハンドに対して相対的に移動するプレートと、を備えても良い。

この場合には、一対のハンドが包装袋から離れる際に、一対のハンドに対してプレートを相対的に移動することにより、一対のハンドとともに食品が移動することを抑えるようにした。これにより、一対のハンドが包装袋から離れる際に、一対のハンドから食品を確実に離して包装袋の袋詰め位置まで好適に入れることができる。
また、食品が包装袋の袋詰め位置まで入らなかった場合においても、食品をプレートで包装袋の袋詰め位置まで好適に入れることができる。

本発明の一態様の食品袋詰め装置によれば、開口部を上方に向けて包装袋を保持することにより、食品の姿勢を崩すことや、外観性を損なうことなく食品を包装袋に詰めることができる。

本発明に係る一実施形態の袋詰め装置（食品袋詰め装置）を備えた自動袋詰め装置を示す斜視図である。 図１に示す第２多関節ロボットを袋詰め装置側に作動させた状態における自動袋詰め装置の斜視図である。 図２に示す天板プレートを外した状態における自動袋詰め装置の上面図である。 図１に示す自動袋詰め装置によって、食品ワーク（食品）が袋詰めされるまでの過程を示した簡略図である。 図１に示す袋詰め装置におけるシート開きユニット（包装袋開きユニット）周辺の斜視図である。 図５に示すシート開きユニットにおいて、（ａ）は揺動部が吸着位置に位置している状態の斜視図であり、（ｂ）は揺動部が開口位置に位置している状態の斜視図である。 切断した食品ワークを把持具で把持したまま包装シート内に挿入している状態を示す斜視図である。 図７に示す把持具の拡大斜視図であって、ハンドプレートがプレート待機位置に位置している状態を示す図である。 図８に示す状態から、ハンドプレートがプレート押出位置に位置している状態を示す斜視図である。 図５に示すシート開きユニットにより包装シートに袋詰めされた食品ワークを第２搬送路上に排出している状態を示す側面図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、食品を途中で半分に切断した後、切断後の食品を袋詰めする自動袋詰め装置を例に挙げて説明する。なお、本実施形態では、食品を、食品ワークと称して説明している。

図１～図３に示すように、自動袋詰め装置１０は、装置筐体（本体フレーム）１１と、切断前の食品ワーク６０を搬送する第１搬送路１２と、第１搬送路１２で搬送されてきた食品ワーク６０を第１搬送路１２から受け部２４に移送する移送装置１３と、受け部２４上で食品ワーク６０を半分に切断する切断装置２０と、切断された食品ワーク６０を包装するための包装シート８０を取出すシート取出装置３０と、包装シート８０内に切断された食品ワーク６０を袋詰めする袋詰め装置４０（本発明に係る食品袋詰め装置）と、袋詰めされた食品ワーク６０を搬送する第２搬送路１５と、を備えている。

なお本実施形態では、食品ワーク６０として、図４に示すように矩形状のパンの間に肉や野菜等の具材が挟まれたサンドイッチを例に挙げて説明する。なお、図４では、サンドイッチを簡略化して図示している。
自動袋詰め装置１０は、この食品ワーク６０を切断装置２０によって半分に切断すると共に、半分に切断した各食品ワーク６０を、予め袋状に成形加工された袋体である包装シート８０（本発明に係る包装袋）内にそれぞれ挿入することで、袋詰めを行う装置とされている。

図１～図３に示すように、装置筐体１１は、床上に設置されるベース部５１と、４つの支柱（第１支柱５２、第２支柱５３、第３支柱５４、第４支柱５５）と、天板プレート５６と、を備え、全体として、第１搬送路１２及び第２搬送路１５の搬送方向Ｌに長い直方体状に形成されている。
なお、本実施形態において、ベース部５１から４つの支柱に沿って天板プレート５６側に向かう方向を上方、その反対側を下方とする。

ベース部５１は、搬送方向Ｌに長い平面視矩形状に形成されたベースプレート５７を備えている。天板プレート５６は、ベースプレート５７と同様に、搬送方向Ｌに長い平面視矩形状に形成され、ベースプレート５７の上方に対向配置されている。４つの支柱（第１支柱５２、第２支柱５３、第３支柱５４、第４支柱５５）は、ベース部５１の四隅部から上方に向けて立ち上がるように形成されている。

ベースプレート５７上には、第１搬送路１２及び第２搬送路１５が搬送方向Ｌに間隔をあけて一列に並ぶように配置されている。なお、本実施形態において、搬送方向Ｌに沿う第１搬送路１２側を上流側といい、第２搬送路１５側を下流側という。

第１搬送路１２は、切断前の食品ワーク６０を下流側に搬送するものであり、例えばベルトコンベア等が挙げられる。ただし、第１搬送路１２はベルトコンベアに限定されるものではなく、食品ワーク６０を搬送できれば、その他の搬送手段を採用して構わない。第１搬送路１２の下流側に移送装置１３が配置されている。

移送装置１３は、把持ハンド６３を有する第１多関節ロボット６２を主に備えている。第１多関節ロボット６２は、基部６４が装置筐体１１の天板プレート５６に支持されることにより天板プレート５６から吊設されている。把持ハンド６３は、第１多関節ロボット６２の先端部に取り付けられており、第１搬送路１２で搬送されてきた食品ワーク６０を両側から把持可能に構成されている。

移送装置１３は、第１搬送路１２の下流側まで食品ワーク６０が搬送されてきたときに、第１多関節ロボット６２を動作させて把持ハンド６３を食品ワーク６０の上方に配置させる。次いで移送装置１３は、食品ワーク６０まで把持ハンド６３を下降させた後、把持ハンド６３を利用して食品ワーク６０を把持する。次いで移送装置１３は、第１多関節ロボット６２を動作させて、食品ワーク６０を把持した把持ハンド６３を受け部２４の上方まで移動させた後、受け部２４上に食品ワーク６０を載置する。

このように、移送装置１３は、第１搬送路１２で搬送されてきた食品ワーク６０を第１搬送路１２から受け部２４に受け渡して、移送することが可能とされている。

切断装置２０は、把持具２２を有する第２多関節ロボット２１と、受け部２４と、カッタ装置２６と、を主に備え、移送装置１３の下流側に配置されている。なお、図３では、カッタ装置２６の図示を省略している。

第２多関節ロボット２１は、搬送方向Ｌに対して直交する方向に向かい合うように一対配置されている。第２多関節ロボット２１は、基部７１が装置筐体１１の天板プレート５６に支持されることにより天板プレート５６から吊設されている。把持具２２は、第２多関節ロボット２１の先端部に取り付けられ、受け部２４に載置された食品ワーク６０を把持可能に構成されている。

受け部２４は、第１搬送路１２と第２搬送路１５との間において、搬送機構２５によって搬送方向Ｌに往復移動可能且つ上下移動可能とされている。この受け部２４は、移送装置１３によって食品ワーク６０が載せられた後、搬送機構２５によってカッタ装置２６の下方まで移動する。そして、切断された食品ワーク６０が受け部２４上から搬送された後、受け部２４は第１搬送路１２の下流側まで戻るように移動する。

なお、図示の例では、受け部２４は２つ設けられ、食品ワーク６０を第１搬送路１２側からカッタ装置２６の下方まで交互に繰り返し搬送することが可能とされている。ただし、受け部２４の数は２つに限定されるものではなく、１つでも構わない。

カッタ装置２６は、カッタ作動部７３と、超音波カッタ７４と、を主に備えている。
カッタ作動部７３は、装置筐体１１の天板プレート５６に支持されることにより天板プレート５６から吊設されている。カッタ作動部７３の下端部には、超音波カッタ７４が取り付けられている。超音波カッタ７４は、カッタ作動部７３の作動により、受け部２４に載せられた食品ワーク６０の上方に配置される。そして超音波カッタ７４は、カッタ作動部７３の作動によって下降し、受け部２４に載せられた食品ワーク６０を２分割するように切断することが可能とされている。

一対の第２多関節ロボット２１は、それぞれの把持具２２を利用して、カッタ装置２６による切断前から食品ワーク６０を把持すると共に、切断中であっても把持した状態を維持する。さらに一対の第２多関節ロボット２１は、食品ワーク６０の切断後、半分に切断された各食品ワーク６０を把持した状態をそれぞれ維持しながら、袋詰め装置４０まで搬送する。

シート取出装置３０は、複数枚の包装シート８０を積み重ね可能に収容するストッカ３１と、ストッカ３１内の包装シート８０を吸着によって把持する図示しない吸着部と、ストッカ３１に対して吸着部を相対移動させる移動部と、を主に備え、カッタ装置２６よりも下流側に配置されている。
吸着部は、ストッカ３１の下方に配置され、ストッカ３１内に収容された複数の包装シート８０のうち最下層の包装シート８０を把持することが可能とされている。そして、移動部を利用して吸着部を移動させることにより、最下層の包装シート８０を残りの包装シート８０から分離しながら１枚だけストッカ３１から取り出すことが可能とされている。

ストッカ３１から取り出された包装シート８０は、袋詰め装置４０の第３多関節ロボット４１で袋詰め装置４０に搬送される。

袋詰め装置４０は、第３吸着部４２を有する第３多関節ロボット４１と、シート開きユニット４３（本発明に係る包装袋開きユニット）と、把持具２２を有する一対の第２多関節ロボット２１と、を備え、カッタ装置２６の下流側であって、且つシート取出装置３０の上流側に配置されている。
なお、一対の第２多関節ロボット２１は、切断装置２０と兼用の部材とされている。
なお、袋詰め装置４０については、後に詳細に説明する。

第３多関節ロボット４１は、基部８２が装置筐体１１の天板プレート５６に支持されることにより天板プレート５６から吊設されている。第３吸着部４２は、第３多関節ロボット４１の先端部に取り付けられ、シート取出装置３０で取り出した包装シート８０を上方から吸着可能とされている。そして、第３多関節ロボット４１は、第３吸着部４２で吸着した包装シート８０をシート開きユニット４３に搬送する。

シート開きユニット４３は、包装シート８０を袋状に開くことが可能とされている。そして、シート開きユニット４３で袋状に開いた包装シート８０内に、一対の第２多関節ロボット２１の把持具２２に把持された切断後の食品ワーク６０が挿入される。これにより、袋状に開かれた包装シート８０内に、食品ワーク６０を詰めることが可能とされる。

包装シート８０内に詰められた食品ワーク６０は、第２搬送路１５上に受け渡され、該第２搬送路１５によって、自動袋詰め装置１０から次工程に搬出される。
なお、第２搬送路１５としては、例えばベルトコンベア等が挙げられる。ただし、第２搬送路１５はベルトコンベアに限定されるものではなく、食品ワーク６０を搬送できれば、その他の搬送手段を採用して構わない。

本実施形態の自動袋詰め装置１０は、先に述べたように、装置筐体１１内に複数の多関節ロボット（第１多関節ロボット６２、一対の第２多関節ロボット２１及び第３多関節ロボット４１）を具備している。特に第１多関節ロボット６２、一対の第２多関節ロボット２１及び第３多関節ロボット４１は、天板プレート５６から吊設されている。さらに複数の多関節ロボットのうち、少なくとも第３多関節ロボット４１は、第２搬送路１５の上方に位置している。

自動袋詰め装置１０において、食品ワーク６０を搬送、切断加工する場合、衛生面に特に留意する必要があるため、装置筐体１１内の清掃性を確保することが重要とされている。加えて、自動袋詰め装置１０は、複数の多関節ロボットや複雑な機構（例えば、シート開きユニット４３）を多数具備しているため、各構成部品の間等に、使用者の身体を入れる隙間を確保することが難しい。従って、自動袋詰め装置１０のメンテナンス性や清掃性を確保することが困難な傾向にある。
この対策として、例えば複数の多関節ロボット間の隙間を大きく確保して、メンテナンス性や清掃性を向上させることが考えられる。しかしながら、複数の多関節ロボット間の隙間を大きくした場合には、自動袋詰め装置１０自体の搬送方向Ｌにおいての大型化を招いてしまうので、好ましくない。

この点、本実施形態では、第１多関節ロボット６２、一対の第２多関節ロボット２１及び第３多関節ロボット４１を、天板プレート５６から吊設させている。これにより、ベースプレート５７から、第１多関節ロボット６２、一対の第２多関節ロボット２１及び第３多関節ロボット４１を天板プレート５６側に移動させることができる。そのため、各ロボットの基部がベースプレート５７に存在しないため、例えば塵埃等を取り除き易い。従って、自動袋詰め装置１０の衛生状態を容易に保つことができる。

さらに、第１多関節ロボット６２、一対の第２多関節ロボット２１及び第３多関節ロボット４１を、例えばメンテナンス時に天板プレート５６側に袋詰め作業時よりも上昇させることにより、メンテナンスや清掃の作業性を高めることができる。
加えて、第１多関節ロボット６２を第１搬送路１２の上方に、また第３多関節ロボット４１を第２搬送路１５の上方に配置しているので、装置筐体１１内において第１搬送路１２及び第２搬送路１５を間に挟んだ両側の空間部分を有効活用することができ、自動袋詰め装置１０全体のコンパクト化に繋げることができる。

さらに、第３多関節ロボット４１に隣接する第２多関節ロボット２１は、搬送方向Ｌに対して直交する方向に向かい合うように一対配置されている。これにより、搬送方向Ｌ側へのスペースを削減することができ、自動袋詰め装置１０の全体が搬送方向Ｌに大型化することを抑制することができる。

次に、袋詰め装置４０について、図５～図１０を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図５に示すように、袋詰め装置４０は、先に述べたように第３多関節ロボット４１と、第３吸着部４２と、シート開きユニット４３と、一対の第２多関節ロボット２１と、一対の把持具２２と、を備えている。
なお、第２多関節ロボット２１及び把持具２２は、切断装置２０を構成する部材でもある。

第３多関節ロボット４１は、基部８２が筐体１１の天板プレート５６に支持されることにより天板プレート５６から吊設されている。第３多関節ロボット４１は、例えば６軸ロボットが使用され、様々な姿勢を取ることにより障害物を回り込んで回避することにより任意の位置へのアクセス動作が可能に構成されている。第３多関節ロボット４１の先端部４１ａに第３吸着部４２が取り付けられている。

第３吸着部４２は、シート取出装置３０で取り出された一対の包装シート８０を上方から吸着する。第３吸着部４２は、一対の吸着プレート９２と、複数の吸着パッド９３と、を備えている。一対の吸着プレート９２は、平面視矩形状に形成され、シート取出装置３０で取り出された一対の包装シート８０に沿って配置可能に所定間隔をおいて並列に配置されている。

吸着プレート９２のうち、第３多関節ロボット４１の先端部４１ａの反対側の面の四隅に吸着パッド９３が取り付けられている。吸着プレート９２に取り付けられた複数の吸着パッド９３で包装シート８０の四隅を真空吸着する。よって、吸着プレート９２の吸着パッド９３で包装シート８０を平坦に保持した状態に真空吸着できる。第３吸着部４２で吸着した包装シート８０を第３多関節ロボット４１でシート開きユニット４３に搬送する。

シート開きユニット４３は、第３多関節ロボット４１の基部８２の下方に配置され、包装シート８０を袋状に開くように構成されている。シート開きユニット４３は、シート搬送機構９５（本発明に係る包装袋搬送機構）と、シート開き機構９６（本発明に係る包装袋開き機構）と、を備えている。

図５及び図６に示すように、シート搬送機構９５は、角状搬送部９８と、駆動部（図示せず）と、を備えている。角状搬送部９８は、側面視四角形状に形成され、複数の平坦面１０２と、複数の第１吸着部１０３と、を備えている。平坦面１０２は、平面視矩形状に形成された平坦な面である。本実施形態においては、複数の平坦面１０２は、角状搬送部９８を駆動部で反時計回り方向に回転することにより、セット位置Ｐ１、開き位置Ｐ２、排出位置Ｐ３に配置される。

平坦面１０２は、セット位置Ｐ１に配置されることにより、例えば上面となる位置に配置される。この状態から、角状搬送部９８が反時計回り方向に矢印Ａの如く９０°回転されることにより、セット位置Ｐ１の平坦面１０２が開き位置Ｐ２に配置される。平坦面１０２は、開き位置Ｐ２に配置されることにより、例えば鉛直面となる位置に配置される。開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２は、鉛直に対して所定角θ１（図７参照）だけ下向きに傾くように配置される。
開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２を所定角θ１だけ傾くように配置した理由については後で詳しく説明する。

平坦面１０２が開き位置Ｐ２に配置された状態から、角状搬送部９８が反時計回り方向に矢印Ａの如く９０°回転されることにより、開き位置Ｐ２の平坦面１０２が排出位置Ｐ３に配置される。
平坦面１０２は、排出位置Ｐ３に配置されることにより、例えば下面となる位置に配置される。複数の平坦面１０２に複数の第１吸着部１０３が設けられている。

第１吸着部１０３は、例えば包装シート８０を真空吸着する吸着パッドである。複数の第１吸着部１０３は、包装シート８０の四隅を真空吸着するように配置されている。つまり、複数の第１吸着部１０３は、包装シート８０の開口部８０ａと、開口部８０ａの反対側のシート端部８０ｂを真空吸着するように配置されている。
以下、開口部８０ａを上端部８０ａ、開口部８０ａの反対側のシート端部８０ｂを下シート端部８０ｂとして説明する場合がある。

セット位置Ｐ１に配置された平坦面１０２の上方に、吸着プレート９２が第３多関節ロボット４１で搬送される。この状態において、吸着プレート９２の吸着パッド９３に吸着された包装シート８０の開口部８０ａと、開口部８０ａの反対側のシート端部８０ｂとが複数の第１吸着部１０３で真空吸着される。これにより、セット位置Ｐ１に配置された平坦面１０２に一対の包装シート８０が間隔をおいて並列に吸着される。

平坦面１０２が開き位置Ｐ２に配置された状態において、複数の第１吸着部１０３に真空吸着された一対の包装シート８０が鉛直に対してθ１だけ下向きに傾いて配置される。この状態において、包装シート８０の開口部８０ａが上方に配置される。
角状搬送部９８は、駆動部に回転自在に支持されている。駆動部は、例えば角状搬送部９８に対して同軸上に設けられている。駆動部を作動することにより、角状搬送部９８を反時計回り方向に矢印Ａの如く９０°回転する。
開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２側にシート開き機構９６が配置されている。

シート開き機構９６は、揺動部１０５と、複数の第２吸着部１０６と、開き作動部１０７と、を備えている。
揺動部１０５は、例えば、一対のアーム１１２と、吸着バー１１３と、を備えている。一対のアーム１１２は、角状搬送部９８の両端部側に配置され、開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２の下端部近傍に一対のアーム１１２の下端部が支持軸１１５を介して回動自在に支持されている。一対のアーム１１２の上端部が吸着バー１１３で連結されている。吸着バー１１３に複数の第２吸着部１０６が設けられている。

なお、本実施形態では、一対のアーム１１２で吸着バー１１３を両端支持する例について説明するが、これに限らない。その他の例として、例えば一対のアーム１１２を一本のアームに代えて、吸着バー１１３を片持支持とすることも可能である。

一対のアーム１１２のうち一方のアームに開き作動部１０７が連結されている。開き作動部１０７は、例えば揺動部１０５を開口位置Ｐ４と吸着位置Ｐ５とに支持軸１１５を軸にして配置可能に作動する電動シリンダが使用される。
図６に示すように、開口位置Ｐ４は、開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２に対して揺動部１０５を所定角だけ離れるように傾斜した位置である。吸着位置Ｐ５は、開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２に対して揺動部１０５を並列に配置した位置である。

第２吸着部１０６は、平坦面１０２に保持された一対の包装シート８０を真空吸着する吸着パッドである。複数の第２吸着部１０６は、揺動部１０５が吸着位置Ｐ５に配置された状態において、平坦面１０２に保持された一対の包装シート８０の上端部８０ａに対応する位置に配置されている。食品ワーク６０を詰める包装シート８０の開口部８０ａは、包装シート８０の上端部８０ａである。

本実施形態におけるシート開き機構９６において、図６（ａ）に示すように、揺動部１０５が矢印Ｂの如く移動することにより、揺動部１０５が吸着位置Ｐ５に配置される。これにより、揺動部１０５が吸着位置Ｐ５に配置された状態において、開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２に保持された一対の包装シート８０の開口部８０ａを複数の第２吸着部１０６で吸着することができる。

また、図６（ｂ）に示すように、一対の包装シート８０の開口部８０ａを複数の第２吸着部１０６で吸着した状態において、揺動部１０５が開口位置Ｐ４まで平坦面１０２から離れる方向へ矢印Ｃの如く移動する。揺動部１０５が開口位置Ｐ４まで移動することにより、一対の包装シート８０の開口部８０ａを上方に向けて開くことができる。

図５に示すように、シート搬送機構９５は、角状搬送部９８の複数の平坦面１０２に複数の第１吸着部１０３が設けられている。角状搬送部９８は、平坦面１０２をセット位置Ｐ１、開き位置Ｐ２、排出位置Ｐ３に配置するように回転自在に支持されている。また、開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２側にシート開き機構９６が配置され、シート開き機構９６に複数の第２吸着部１０６が設けられている。
平坦面１０２の第１吸着部１０３で包装シート８０を吸着することにより、平坦面１０２に包装シート８０を着脱自在に支えることができる。さらに、回転する平坦面１０２を開き位置Ｐ２に配置することにより、平坦面１０２に支えられた包装シート８０を鉛直に対して所定角θ１（図７参照）だけ下向きに傾くように配置される。

ここで、開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２側にシート開き機構９６が配置され、シート開き機構９６に複数の第２吸着部１０６が設けられている。よって、開き位置Ｐ２の平坦面１０２に配置された包装シート８０を複数の第２吸着部１０６で吸着して、平坦面１０２から離れる方向に移動して包装シート８０の開口部８０ａを上方に向けて開くようにした。これにより、シート搬送機構９５の角状搬送部９８を回転してシート開き機構９６を操作することにより、包装シート８０の開口部８０ａを上方に向けて連続して効率よく開口できる。

すなわち、シート開きユニット４３は、包装シート８０の開口部８０ａを上方に向けて開いた状態に包装シート８０を保持することができる。シート開きユニット４３で開口部８０ａを上方に向けて開いた状態に包装シート８０を保持する理由については後で詳しく説明する。

包装シート８０は、開口部８０ａが開かれた状態において、側面視多角形のうち、例えば三角形に形成され、三角形の一辺が開口された開口部８０ａを有する。開口部８０ａから食品ワーク６０が包装シート８０に袋詰めされる。食品ワーク６０は、例えば、切断装置２０において超音波カッタ７４で切断されることにより三角形に２分割されている。
つぎに、包装シート８０の開口部８０ａから食品ワーク６０を袋詰めする第２多関節ロボット２１および把持具２２について説明する。

図７に示すように、一対の包装シート８０の開口部８０ａから食品ワーク６０を一対の第２多関節ロボット２１で一対の包装シート８０内に袋詰めする。第２多関節ロボット２１は、例えば６軸ロボットが使用され、様々な姿勢を取ることにより障害物を回り込んで回避することにより任意の位置へのアクセス動作が可能に構成されている。第２多関節ロボット２１の先端部２１ａに把持具２２が取り付けられている。

図８及び図９に示すように、把持具２２は、食品ワーク６０を把持可能に構成されている。食品ワーク６０は、切断装置２０において超音波カッタ７４で切断されることにより三角形に２分割されたものである。把持具２２は、ハンドベース１２１と、一対のハンド１２２，１２３と、ハンド作動部１２４と、ハンドプレート（本発明に係るプレート）１２５と、プレート作動部１２６と、を備えている。

ハンドベース１２１は、第２多関節ロボット２１の先端部２１ａに取り付けられている。ハンドベース１２１に一対のハンド１２２，１２３が設けられている。一対のハンド１２２，１２３は、食品ワーク６０を把持する第１ハンド１２２と、第２ハンド１２３とにより構成されている。
第１ハンド１２２は、ハンドベース１２１から第２多関節ロボット２１の反対側に延びている。第２ハンド１２３は、ハンド作動部１２４を介してハンドベース１２１に移動自在に支持され、第１ハンド１２２に対して並行に配置されている。

ハンド作動部１２４は、例えばハンドベース１２１に取り付けられた電動シリンダである。ハンド作動部１２４を伸縮作動することにより、第２ハンド１２３が第１ハンド１２２に近づく方向と、第１ハンド１２２から離れる方向とに移動する。
第１ハンド１２２および第２ハンド１２３は、例えば複数の突出片により各外枠が、三角形の食品ワーク６０の両側面全体を把持可能に形成されている。第２ハンド１２３をハンド作動部１２４で作動することにより、第２ハンド１２３および第１ハンド１２２で食品ワーク６０を挟み込むことにより安定的に把持できる。

ハンドプレート１２５は、第１ハンド１２２と第２ハンド１２３との間に、第１ハンド１２２および第２ハンド１２３に対して直交（交差）する方向を向いて配置されている。ハンドプレート１２５は、ハンドベース１２１にプレート作動部１２６を介して移動自在に支持されている。プレート作動部１２６は、例えばハンドベース１２１に取り付けられた電動シリンダである。プレート作動部１２６を伸縮作動することにより、ハンドプレート１２５がプレート待機位置Ｐ６と、プレート押出位置Ｐ７とに移動する。

プレート待機位置Ｐ６は、第１、第２のハンド１２２，１２３で把持した食品ワーク６０からハンドプレート１２５を回避させるように、第１、第２のハンド１２２，１２３の基端部１２２ａ，１２３ａ側にハンドプレート１２５を配置する位置である。
プレート押出位置Ｐ７は、第１、第２のハンド１２２，１２３で把持した食品ワーク６０を包装シート８０に袋詰めした状態に保持するように、各ハンド１２２，１２３の先端部１２２ｂ，１２３ｂ側にハンドプレート１２５を配置する位置である。

このように、ハンドプレート１２５は、第１ハンド１２２および第２ハンド１２３間に移動自在に設けられている。また、ハンドプレート１２５は、包装シート８０に食品ワーク６０を袋詰めした第１ハンド１２２および第２ハンド１２３が包装シート８０から離れる際に、食品ワーク６０を包装シート８０の内部に保持する。
すなわち、ハンドプレート１２５は、第１ハンド１２２および第２ハンド１２３が包装シート８０から離れる際に、第１、第２のハンド１２２，１２３に対して相対的にプレート押出位置Ｐ７まで移動する。これにより、第１、第２のハンド１２２，１２３とともに食品ワーク６０が移動する（戻る）ことを、ハンドプレート１２５で抑えることができる。

本実施形態における袋詰め装置４０において、図７に示すように、第２多関節ロボット２１の先端部２１ａに把持具２２を設け、把持具２２で把持した食品ワーク６０を、第２多関節ロボット２１を用いて包装シート８０内に袋詰めするようにした。これにより、包装シート８０の開口部８０ａを上方に向けて配置した状態において、開口部８０ａから食品ワーク６０を包装シート８０内に良好に袋詰めすることができる。

また、第２多関節ロボット２１で第１ハンド１２２および第２ハンド１２３を包装シート８０の内部から離す際に、第１、第２のハンド１２２，１２３に対してハンドプレート１２５を相対的に移動することができる。よって、第１ハンド１２２および第２ハンド１２３とともに食品ワーク６０が包装シート８０の内部から離れる方向に移動することを抑えることができる。これにより、第１ハンド１２２および第２ハンド１２３が包装シート８０から離れる際に、第１、第２のハンド１２２，１２３から食品ワーク６０を確実に離して包装シート８０の袋詰め位置まで好適に入れることができる。
また、食品ワーク６０が包装シート８０の袋詰め位置まで入らなかった場合においても、食品ワーク６０をハンドプレート１２５で包装シート８０の袋詰め位置まで好適に入れることができる。

次に、シート開きユニット４３で包装シート８０の開口部８０ａを上方に向けて保持し、開き位置Ｐ２に配置された平坦面１０２を鉛直に対して所定角θ１だけ下向きに傾くように配置する理由を説明する。
図７に示すように、包装シート８０の開口部８０ａを上方に向けて保持することにより、食品ワーク６０を包装シート８０内に上方から入れることができる。よって、食品ワーク６０を包装シート８０内に無理に押し込むことなく、食品ワーク６０を自重で包装シート８０内の袋詰め位置まで好適に入れることができる。これにより、食品ワーク６０の姿勢を崩すことや、外観性を損なうことなく食品ワーク６０を包装シート８０内に袋詰めできる。

ここで、食品ワーク６０は、超音波カッタ７４（図１参照）で切断されることにより三角形に２分割され、超音波カッタ７４で切断されたカット面６０ａが傾斜状に形成されている。切断された食品ワーク６０は、例えば三角形のパンの間に肉や野菜などの具材が挟まれている。よって、食品ワーク６０のカット面６０ａには肉や野菜などの具材が露出されている。

また、包装シート８０は、食品ワーク６０が開口部８０ａから袋詰めされた状態において、食品ワーク６０が切断されたカット面６０ａに対向するカット対向面８０ｃを有する。カット面６０ａに対向するカット対向面８０ｃは商品の表側になる面である。このため、商品の外観性を考慮して、カット面６０ａをカット対向面８０ｃから離してカット対向面８０ｃをきれいに保つことが好ましい。
よって、食品ワーク６０を包装シート８０のカット対向面８０ｃに袋詰めする際に、食品ワーク６０のカット面６０ａを包装シート８０のカット対向面８０ｃに接触させないようにして、カット対向面８０ｃをきれいに保つことが望まれる。

そこで、カット対向面８０ｃを、食品ワーク６０のカット面６０ａが自重で離れるように、鉛直に対してθ１だけ下向きに傾くように配置した。これにより、包装シート８０の開口部８０ａから包装シート８０内に袋詰めする際に、食品ワーク６０の自重でカット面６０ａがカット対向面８０ｃから離れるように袋詰めすることができる。
なお、傾斜角θ１は鉛直に対して３０°以内に設定することが好ましい。

このように袋詰めすることにより、食品ワーク６０を包装シート８０の上方の開口部８０ａから袋詰めされた状態において、カット面６０ａをカット対向面８０ｃから離した状態に保つことが可能になり、商品の外観性を良好に保つことができる。

つぎに、袋詰め装置４０により包装シート８０に食品ワーク６０を袋詰めする例を説明する。
図５に示すように、シート取出装置３０で取り出された一対の包装シート８０を、第３多関節ロボット４１の第３吸着部４２で吸着する。吸着した一対の包装シート８０を、角状搬送部９８の複数の平坦面１０２のうち、セット位置Ｐ１に配置された平坦面１０２に吸着する。
つぎに、角状搬送部９８を反時計回り方向に矢印Ａの如く９０°回転することにより、セット位置Ｐ１に配置された平坦面１０２が開き位置Ｐ２に配置される。平坦面１０２には、複数の第１吸着部１０３で吸着された一対の包装シート８０が鉛直に対して傾斜角θ１だけ下向きに傾くように配置される。一対の包装シート８０は、開口部８０ａが上方に形成されている。

図６（ａ）に示すように、シート開き機構９６の揺動部１０５が吸着位置Ｐ５まで矢印Ｂの如く移動する。揺動部１０５が吸着位置Ｐ５に配置された状態において、揺動部１０５の複数の第２吸着部１０６により、開き位置Ｐ２の平坦面１０２から一対の包装シート８０の開口部８０ａを吸着する。

図６（ｂ）に示すように、揺動部１０５の第２吸着部１０６に一対の包装シート８０の開口部８０ａを吸着した状態において、揺動部１０５を開口位置Ｐ４まで平坦面１０２から離れる方向へ矢印Ｃの如く移動する。これにより、一対の包装シート８０が開口部８０ａを上方に向けて袋状に開かれる。
この状態において、一対の包装シート８０のカット対向面８０ｃが、鉛直に対して傾斜角θ１（図７参照）だけ下向きに傾くように配置されている。

図７に示すように、把持具２２に把持した食品ワーク６０を第２多関節ロボット２１で、一対の包装シート８０の開口部８０ａから一対の包装シート８０に袋詰めする。
ここで、一対の包装シート８０の開口部８０ａは上方に配置されている。よって、食品ワーク６０を包装シート８０内に第２多関節ロボット２１で無理に押し込むことなく、食品ワーク６０を自重で包装シート８０内の袋詰め位置まで好適に入れることができる。
また、一対の包装シート８０のカット対向面８０ｃが、鉛直に対して傾斜角θだけ下向きに傾くように配置されている。よって、包装シート８０の開口部８０ａから第２多関節ロボット２１で包装シート８０内に袋詰めする際に、食品ワーク６０の自重でカット面６０ａがカット対向面８０ｃから離れるように袋詰めできる。

次いで、袋状に開かれた包装シート８０内に食品ワーク６０を袋詰めした状態において、揺動部１０５の複数の第２吸着部１０６による一対の包装シート８０の開口部８０ａの吸着を解除する。さらに、開き位置Ｐ２の平坦面１０２に複数の第１吸着部１０３で吸着されている一対の包装シート８０の下シート端部８０ｂの吸着を解除する。すなわち、一対の包装シート８０は、開き位置Ｐ２の平坦面１０２に複数の第１吸着部１０３で上端部（すなわち、開口部）８０ａのみが吸着された状態に保たれる。

この状態において、角状搬送部９８を反時計回り方向に矢印Ａの如く９０°回転する。これにより、図１０に示すように、開き位置Ｐ２の平坦面１０２が排出位置Ｐ３に配置される。この際に、複数の第２吸着部１０６により吸着が解除された一対の包装シート８０の開口部８０ａや、複数の第１吸着部１０３による吸着が解除された一対の包装シート８０の下シート端部８０ｂが、ガイドプレート１２８に沿って矢印Ｄの如く下降する。

平坦面１０２が排出位置Ｐ３に配置されることにより、一対の包装シート８０のシート下面８０ｄが第２搬送路１５に載置される。この状態において、複数の第１吸着部１０３で吸着されている一対の包装シート８０の上端部（すなわち、開口部）８０ａの吸着が解除される。これにより、一対の包装シート８０が排出位置Ｐ３の平坦面１０２から離され、第２搬送路１５で自動袋詰め装置１０から次工程に矢印Ｅの如く搬出される。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。

例えば、上記実施形態では、包装シート８０を側面視三角形に形成した例について説明したが、この場合に限定されるものではなく、包装シート８０をその他の多角形に形成することも可能である。

２１…第２多関節ロボット（多関節ロボット）
２２…把持具
４０…袋詰め装置（食品袋詰め装置）
４３…シート開きユニット（包装袋開きユニット）
６０…食品ワーク（食品）
６０ａ…カット面
８０…包装シート（包装袋）
８０ａ…開口部
８０ｃ…カット対向面
９５…シート搬送機構（包装袋搬送機構）
９６…シート開き機構（包装袋開き機構）
９８…角状搬送部
１０２…平坦面
１０３…第１吸着部
１０５…揺動部
１０６…第２吸着部
１２２…第１ハンド（ハンド）
１２３…第２ハンド（ハンド）
１２５…ハンドプレート（プレート）
Ｐ１…セット位置
Ｐ２…開き位置
Ｐ３…排出位置

Claims (4)

1. 側面視多角形に形成され、多角形の一辺が開口された包装袋の開口部から該包装袋内に食品を詰める食品袋詰め装置において、
   前記開口部を上方に向けて前記包装袋を保持する包装袋開きユニットを備え、
   前記包装袋開きユニットは、
   複数の平坦面を有する角状搬送部を備え、前記平坦面に沿って前記包装袋を吸着する第１吸着部が設けられ、前記平坦面がセット位置、開き位置、排出位置に配置されるように前記角状搬送部が回転自在に支持される包装袋搬送機構と、
   前記開き位置に配置された平坦面側に配置され、前記平坦面に保持された前記包装袋を吸着する第２吸着部が設けられ、前記第２吸着部で前記包装袋を吸着して前記平坦面から離れる方向に移動することにより、前記包装袋の前記開口部を上方に向けて開く包装袋開き機構と、を備えたことを特徴とする食品袋詰め装置。
2. 請求項１に記載の食品袋詰め装置において、
   前記包装袋は、前記食品が前記開口部から袋詰めされた状態において、前記食品が切断されたカット面に対向するカット対向面を有し、
   前記カット対向面は、前記包装袋に袋詰めされた前記食品の自重で前記カット面が離れるように鉛直に対して傾いている、ことを特徴とする食品袋詰め装置。
3. 請求項１又は２に記載の食品袋詰め装置において
   前記食品を把持する把持具と、
   前記把持具が設けられ、前記把持具で把持した前記食品を前記包装袋に前記開口部から袋詰めする多関節ロボットと、を備えることを特徴とする食品袋詰め装置。
4. 請求項３に記載の食品袋詰め装置において
   前記把持具は、
   前記食品を把持する一対のハンドと、
   前記一対のハンド間に移動自在に設けられ、前記包装袋に前記食品を袋詰めした前記一対のハンドが前記包装袋から離れる際に、前記一対のハンドとともに前記食品が移動することを抑えるように前記一対のハンドに対して相対的に移動するプレートと、を備えることを特徴とする食品袋詰め装置。

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