JP7307756B2 - 食器反転装置、トレー搬送反転システム及びトレーバックシステム - Google Patents

Description

本発明は、食器の上下を反転させる食器反転装置、その食器反転装置を備えたトレー搬送反転システム及びそのトレー搬送反転システムを備えたトレーバックシステムに関する。

社員食堂などの施設においては、大量の食器類を一度に効率よく洗浄するために食器の洗浄装置が利用されている。

上記の洗浄装置は、例えば特許文献１に示すような食後の食器が載せられたトレーをコンベアの上に回収搬送し、トレーを傾倒させることによりトレーから食器を分離させて落下させるトレーバックシステムを有するものがある。

特開２０００－１１６５８６号公報

上記のようなトレーバックシステムによってトレーから分離した食器は、例えば水槽に漬け込まれて下洗いされてからコンベアにて搬送され、その後本格的に洗浄される。ここで、食器の本格的な洗浄を行う前にベルトコンベアの上に載置されている食器の向きを合わせる必要があるが、従来からこの作業を作業者等が手動で行っており、このことが手間となっていた。
従って、トレーバックシステムにはベルトコンベア上の食器の向きを手動で合わせる手間を省くという課題がある。

本発明は、洗浄対象の食器が載置されたトレーの上下を反転させて前記食器の上下を反転させる食器反転装置であって、該トレーが載置されるトレー載置板と、該トレー載置板との間で該トレーを保持するトレー保持板と、水平方向の軸を中心とした回転によって選択的に上側と下側とのいずれかに位置しうるガイドシュートと、を備え、該ガイドシュートには、内側底面と外側底面とを表裏に有する板状の底部を備え、該ガイドシュートが該上側に位置する状態では、該内側底面が、該トレーに載置された食器を上から押さえ、該ガイドシュートが回転して下側に位置すると、該トレーが該トレー載置板と該トレー保持板とに挟まれたまま反転し、該トレー載置板に載置されていた該トレー上の食器が反転して該トレーから離れて該ガイドシュートの底部の内側底面に接触し、該内側底面の一端が、該水平方向の軸に対して水平方向に直交する方向の軸を中心として降下して該食器が該内側底面を滑走する食器反転装置である。
上記の食器反転装置は、該下側に位置づけられているガイドシュートの上に流体を噴射することにより該内側底面の上において該食器が滑走するのを補助する滑走補助ノズルを備えることが望ましい。
上記の食器反転装置は、該下側に位置づけられた該ガイドシュートの内側底面に、該食器が滑走するのを補助する滑走補助コンベアを備えてもよい。
上記の食器反転装置は、該食器が滑降した後のトレーのみが該トレー載置板と該トレー保持板とに挟まれて回転により該上側に位置づけられることが望ましい。
上記の食器反転装置においては、該回転によって選択的に上側と下側とにそれぞれ位置しうる該ガイドシュートを２つ備えるとともに、該２つのガイドシュートの該底部と接続された側部間を連結するリンクシャフトを備え、
該２つのガイドシュートの上下を反転させる際に該リンクシャフトによって該２つのガイドシュートを一体的に回転させ、該トレーに載置された食器が散乱するのを防止することが望ましい。
本発明は、上記の食器反転装置と、該食器が載置されたトレーを前記食器反転装置に搬入する搬入機構と、該食器が離間した後のトレーを搬出する搬出機構とを備えるトレー搬送反転システムであって、該搬入機構は、該トレーが載置され、該トレーを該反転装置に搬送する搬入コンベアと、該搬入コンベアを駆動する搬入コンベア駆動機構と、を備える。
上記のトレー搬送反転システムは、該搬入コンベアによって搬入されるトレーをせき止めるストッパを備え、該ストッパによってトレーをせき止めながら該トレーを一枚ずつ該食器反転装置に搬送することが望ましい。
上記のトレー搬送反転システムにおいては、該食器反転装置に保持されたトレーを該搬入機構によって搬入される次のトレーで該搬出機構側に押し出して、該次のトレーを該反転装置に保持させることが望ましい。
上記のトレー搬送反転システムは、該食器が離間したトレーが該反転装置から搬出されたことを検知するセンサを備え、該センサによって該反転装置から該トレーが搬出されたことが検知されたら該搬入コンベア上に載置されたトレーを該反転装置に搬入することが望ましい。
本発明は、上記のトレー搬送反転システムと、該搬出機構によって搬出された該トレーを洗浄するトレー洗浄機構と、該食器反転装置において該トレーから離間した該食器を洗浄する食器洗浄機構と、を備えるトレーバックシステムである。
上記のトレーバックシステムは、トレーを起立させるトレー起立機構を備え、該反転装置から搬出されたトレーを該トレー起立機構によって起立させた状態で、該トレー洗浄機構を用いて該トレーを洗浄することが望ましい。

本発明の食器反転装置を用いることによって、食器を洗浄できるように反転させることができる。
食器反転装置が選択的に上側と下側とに位置しうる２つのガイドシュートを備えることにより、上側のガイドシュートに抑えられた食器が下側に移動することで食器をトレーから離間させることができる。
食器反転装置では、下側に位置づけられているガイドシュートの一端が降下してガイドシュートが水平方向に対して傾斜し、そのガイドシュートを食器が滑走することにより、複雑な機構を用いることなく食器を次の工程に搬送することが可能となる。
食器反転装置に食器の滑走を補助する滑走補助ノズル又は滑走補助コンベアを備えることにより、食器の滑走を円滑にすることができる。
食器反転装置が回転したときにトレー及び食器を保持する２枚のガイドシュートがリンクシャフトによって連動して回転することにより、２枚のガイドシュートが遠心作用によって過剰に離れるのを防ぐことができる。これにより、トレー及び食器がトレー収容空間の外部に散乱するのを防止できる。
加えて、トレー収容空間の内部にトレーを収容した際にトレー載置板とトレー保持板とによってトレー及びトレーに載置された食器を上下から挟んで保持することができる。これにより、反転装置を回転させた際にトレー収容空間の内部において食器が散乱するのを防ぐことができる。
したがって、作業者により食器の向きを合わせる作業の手間を省くことができ、好適である。
本発明のトレーバックシステムでは、トレー起立機構を備えたため、トレーを洗浄しやすくなる。

トレー搬送反転システムの全体を表す斜視図である。 トレー搬送反転システムを側方からみた断面図である。 トレー搬送反転システムを側方からみた断面図である。 搬入コンベアを上方から見下ろした際のコンベアの部分拡大図である。 トレー搬送反転システムの部分拡大図である。 食器反転装置の一部を破断して示す斜視図である。 回転機構の部分拡大図である。 トレーバックシステムの要部を側方からみた断面図である。 回転機構のピストンロッドが反転シリンダに収容されている様子を表す断面図である。 回転機構のピストンロッドが反転シリンダから突出している様子を表す断面図である。

１ トレーバックシステムの構成
図１に示すトレー搬送反転システム１は食器１０１が載置されたトレー１００から食器１０１を分離するものである。以下、トレー搬送反転システム１の構成について説明する。

トレー搬送反転システム１はトレー搬送反転システム１の諸々の部品を支持するフレーム９を備えている。フレーム９の上における－Ｘ方向側には食器１０１が載置されたトレー１００を搬送する搬入機構７が配設されており、搬入機構７の＋Ｘ方向側には、トレー１００を反転させる食器反転装置２が配設されている。食器反転装置２はトレー１００を収容するトレー収容空間２７０を有している。

搬入機構７は、トレー１００が載置される搬入コンベア７０を備えている。搬入コンベア７０は例えばフリーフローコンベアである。
搬入コンベア７０は、Ｙ軸方向に延設された２つのコンベアチェーン７００を備えている。２つのコンベアチェーン７００はＸ軸方向に平行に配設されており、各々のコンベアチェーン７００のＸ軸方向における両端部はプーリ７０２に巻回されている。各々のコンベアチェーン７００が巻回されている２つのプーリ７０２同士はそれぞれ対になって向かい合うようにして配置されており、向かい合う２つのプーリ７０２はＹ軸方向に延設された連結シャフト７０１に貫通されている。連結シャフト７０１はコンベアチェーン７００の－Ｘ方向側の部分と＋Ｘ方向側の部分との２箇所に配設されており、２つのコンベアチェーン７００は２本の連結シャフト７０１によって連結されている。
また、連結シャフト７０１の両端には側壁７０３が配設されており、連結シャフト７０１は側壁７０３に回転可能に支持されている。
搬入機構７は、搬入コンベア７０を駆動する図示しない搬入コンベア駆動機構を備えている。各々のコンベアチェーン７００は該搬入コンベア駆動機構によって駆動されて、互いに連動しながら回転する構成となっている。

図２には、トレー搬送反転システム１を－Ｙ方向側から見た断面図が示されている。搬入コンベア７０の上には、図２に示すようにトレー１００の待機位置である第１待機位置８１、第２待機位置８２及び第３待機位置８３がＸ軸方向に並べられて設けられている。
また、第１待機位置８１の＋Ｘ方向側の端部には第１センサ３１が配設されており、第２待機位置８２の＋Ｘ方向側の端部には第２センサ３２が配設されており、第３待機位置８３の＋Ｘ方向側の端部には第３センサ３３が配設されている。第１センサ３１、第２センサ３２及び第３センサ３３は、例えば２つのコンベアチェーン７００の間に配設されている。第１センサ３１、第２センサ３２及び第３センサ３３は、コンベアチェーン７００の上面から＋Ｚ方向に突出している。
例えば、第１待機位置８１の＋Ｘ方向側の端部までトレー１００が進入したときには、トレー１００の下面の＋Ｘ方向側の部分によって第１センサ３１が－Ｚ方向に押し込まれ、これによって第１待機位置８１にトレー１００が進入したことが検知される。第２センサ３２及び第３センサ３３についても、同様の機序で第２待機位置８２にトレー１００が進入したこと及び第３待機位置８３にトレー１００が進入したことを検知する構成となっている。

搬入機構７は、第１ストッパ７１、第２ストッパ７２及び第３ストッパ７３を備えている。第２ストッパ７２は第１ストッパ７１の＋Ｘ方向側に設けられており、第３ストッパ７３は第２ストッパ７２の＋Ｘ方向側に設けられている。
第１ストッパ７１はストッパシリンダ７１０とストッパシリンダ７１０に収容されたピストンロッド７１２とを備えており、ストッパシリンダ７１０は図示しないエア供給源に接続されている。該エア供給源からストッパシリンダ７１０にエアを供給することにより、ピストンロッド７１２をストッパシリンダ７１０から＋Ｚ方向に突出させることができる。
また、ピストンロッド７１２の上にはピン７１４が立設されている。ストッパシリンダ７１０からピストンロッド７１２が＋Ｚ方向に突出すると、これに伴ってピン７１４が＋Ｚ方向に上昇してコンベアチェーン７００の上方に突出し、トレー１００が搬入コンベア７０の上において停止させられる構成となっている。
第２ストッパ７２、第３ストッパ７３についても同様の構成を有しており、同様の符号を付してその説明を省略する。

例えば、トレー収容空間２７０の内部に食器１０１が載置されたトレー１００が収容されているときに、次のトレー１００が第３待機位置８３に進入すると、第３ストッパ７３のストッパシリンダ７１０にエアが供給されてピン７１４が＋Ｚ方向に上昇しコンベアチェーン７００の上方に突出する。これにより、トレー１００の＋Ｘ方向側の端部がピン７１４に接触してトレー１００がせき止められて第３待機位置８３にて待機させられることとなる。

同様に、第３待機位置８３にてトレー１００が待機している状態で、次のトレー１００が第２待機位置８２に進入すると第２ストッパ７２が作動してそのピン７１４にトレー１００がせき止められて第２待機位置８２にて待機させられることとなる。

また、第２待機位置８２にてトレー１００が待機している状態で、次のトレー１００が第１待機位置８１に進入した際にも、第１ストッパ７１が作動してそのピン７１４にトレー１００がせき止められて第１待機位置８１にて待機させられることとなる。

搬入機構７は、第３待機位置８３にて待機しているトレー１００を＋Ｘ方向側に押し込む押し込み機構７４を備えている。押し込み機構７４は、Ｘ軸方向に延設された押し込みシリンダ７４０と押し込みシリンダ７４０に収容されたピストンロッド７４２とを備えており、押し込みシリンダ７４０には図示しないエア供給源が接続されている。該エア供給源を用いて押し込みシリンダ７４０の内部にエアを供給することによって、図３に示すようにピストンロッド７４２を押し込みシリンダ７４０から＋Ｘ方向に突出させることができる。
また、ピストンロッド７４２の＋Ｘ方向側の端部にはスライダー７８が配設されている。

図４には、搬入コンベア７０を略＋Ｚ方向から見下ろした際の搬入コンベア７０の部分拡大図が描かれており、特に押し込み機構７４とスライダー７８との詳細について描かれている。スライダー７８は、Ｙ軸方向に延設された２枚のスライド板７８０を備えている。２枚のスライド板７８０のうちの＋Ｘ方向側に配設されているスライド板７８０の－Ｘ方向側の端部にはピストンロッド７４２が連結されている。
また、スライダー７８はＸ軸方向に延設された２枚の側板７８１を備えており、２枚のスライド板７８０は２枚の側板７８１によって連結されている。そして、２枚の側板７８１の各々には２つのホイール７８２が連結されている。ホイール７８２はコンベアチェーン７００に対して平行に配設されたガイドレール７８４に沿って回転しながらＸ軸方向に移動可能となっている。
さらに、側板７８１の＋Ｘ方向側にはフック７９が連結されている。フック７９は、コンベアチェーン７００から＋Ｚ方向に突出するように配設されている。
押し込みシリンダ７４０にエアを供給してピストンロッド７４２を＋Ｘ方向に突出させることにより、スライド板７８０、側板７８１、ホイール７８２が一体的にＸ軸方向に水平移動することとなる。
例えば、図２に示した第３待機位置８３にてトレー１００が停止している状態で、押し込み機構７４を用いてスライダー７８を＋Ｘ方向に移動させることにより、スライダー７８の側板７８１に連結されたフック７９によってトレー１００を＋Ｘ方向に押し込むことができる。

図２に戻って食器反転装置２について説明する。食器反転装置２は、図２に示すようにＺ軸方向において向かい合わせで配設された第１ガイドシュート２１及び第２ガイドシュート２２を備えている。第１ガイドシュート２１は、板状の底部２１０と底部２１０の±Ｙ方向側の両端から－Ｚ方向に延びるように形成された側部２１１とを有している。また、第２ガイドシュート２２は底部２２０と底部２２０の±Ｙ方向側の両端から＋Ｚ方向に形成された側部２２１とを有している。

図２においては、第１ガイドシュート２１の底部２１０の外側底面２１２は＋Ｚ方向側に向いており、底部２１０の内側底面２１３は－Ｚ方向側に向いている。底部２１０の内側底面２１３には、Ｙ軸方向に延びる複数のローラーコンベア２１４がＸ軸方向に並べられて配設されている。同様に第２ガイドシュート２２の底部２２０の内側底面２２３には、Ｙ軸方向に延びる複数のローラーコンベア２２４がＸ軸方向に並べられて配設されている。

図５に示すように、第１ガイドシュート２１の底部２１０の－Ｘ方向側にはＹ軸方向に延設された連結板２８０が配設されており、底部２１０と連結板２８０との間には両者を連結するヒンジ２９が配設されている。第１ガイドシュート２１は、その底部２１０の－Ｘ方向側がヒンジ２９に固定された状態でヒンジ２９を支点にしてＹ軸方向の回転軸のまわりに回転可能である。

同様に第２ガイドシュート２２の底部２２０はその－Ｘ方向側に配設された図示しないヒンジによって図示しない連結板に連結されている。第２ガイドシュート２２は、その－Ｘ方向側が該ヒンジに固定された状態で該ヒンジを支点にしてＹ軸方向の回転軸のまわりに回転可能となっている。

図６に示すように、食器反転装置２は、第１ガイドシュート２１の－Ｙ方向側の側部２１１と第２ガイドシュート２２の－Ｙ方向側の側部２２１とに固定されたリンクシャフト２３と、第１ガイドシュート２１の＋Ｙ方向側の側部２１１と第２ガイドシュート２２の＋Ｙ方向側の側部２２１とに固定された図示しないリンクシャフトとを備えている。２本のリンクシャフト２３は、第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２とを連結する役割を担っている。図５においては、第２ガイドシュート２２の底部２２０が該ヒンジに支持されつつその両側部２２１がリンクシャフト２３に支持された状態で、第２ガイドシュート２２の＋Ｘ方向側が自重によって水平方向に対して下側に傾斜している。ここで、第２ガイドシュート２２の水平方向に対する傾斜角度は例えば２０度である。

第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２との間にはＸ軸方向において互いに向かい合う２枚のＸ側板２４が配設されており、各々のＸ側板２４の略中央には円形の貫通孔２４０が形成されている。また、第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２との間にはＹ軸方向において互いに向かい合う２枚のＹ側板２５が配設されており、Ｙ側板２５には例えば略長方形状の窓２５０が形成されている。以下、－Ｙ方向側に配設されたＹ側板を第１Ｙ側板２５１とし、＋Ｙ方向側に配設されたＹ側板を第２Ｙ側板２５２とする。第１Ｙ側板２５１及び第２Ｙ側板２５２の－Ｘ方向側の部分は連結板２８０に連結されている。また、第１Ｙ側板２５１及び第２Ｙ側板２５２は２つのＸ側板２４に連結されている。

第１ガイドシュート２１の底部２１０は第１Ｙ側板２５１及び第２Ｙ側板２５２に支持されている。
食器反転装置２においては、２枚のＸ側板２４、２枚のＹ側板２５、第１ガイドシュート２１及び第２ガイドシュート２２によって略直方体状の被回転体２７が構成されており、被回転体２７の内部には箱状のトレー収容空間２７０が形成されている。

図６に示すように、トレー収容空間２７０の内部には第１Ｙ側板２５１の－Ｙ方向側の面に支持された第１トレー載置板２１６がＸ軸方向に延設されており、また、第２Ｙ側板２５２の＋Ｙ方向側の面に支持された第１トレー載置板２１６がＸ軸方向に延設されている。
そして、一方の第１トレー載置板２１６の上方には第１Ｙ側板２５１の－Ｙ方向側の面に支持された第１トレー保持板２１７が設けられており、他方の第１トレー載置板２１６の上方には第２Ｙ側板２５２の－Ｙ方向側の面に支持された第１トレー保持板２１７が設けられている。
２枚の第１トレー載置板２１６の上には、１枚のトレー１００を載置することができる。例えば、第１トレー載置板２１６の上にトレー１００が載置されている状態で被回転体２７が回転するときには、第１トレー載置板２１６と第１トレー保持板２１７との間においてトレー１００が保持されるため、トレー１００がトレー収容空間２７０の外部に飛び出すのが防止される。

第１トレー保持板２１７の下方には第１Ｙ側板２５１の－Ｙ方向側の面に支持された第２トレー載置板２２６が設けられており、また第２Ｙ側板２５２の＋Ｙ方向側の面に支持された第２トレー載置板２２６が設けられている。そして、第２トレー載置板２２６の下方には第１Ｙ側板２５１の－Ｙ方向側の面に支持された第２トレー保持板２２７が設けられており、第２トレー載置板２２６の下方には第２Ｙ側板２５２の＋Ｙ方向側の面に支持された第２トレー保持板２２７が設けられている。

図５に戻って食器反転装置２について説明する。食器反転装置２は、第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２との上下関係を反転させる回転機構５を備えている。回転機構５は例えば倍回転機構である。

回転機構５は、トレー収容空間２７０の内部を貫通するようにＸ軸方向（水平方向）に延設された回転軸である回転シャフト５２を備えている。回転シャフト５２はＸ側板２４の貫通孔２４０を貫通しており、Ｘ側板２４を回転可能に支持している。Ｘ側板２４の貫通孔２４０と回転シャフト５２との間にはベアリング５３が設けられている。
また、回転機構５は回転シャフト５２の＋Ｘ方向側の端部に連結され、回転シャフト５２を回転可能に支持する支持部材５４を備えている。
例えば、回転シャフト５２がＸ軸に平行な回転軸５２５のまわりに１８０度だけ回転すると、Ｘ側板２４が回転軸５２５のまわりに１８０度だけ回転し、これに伴って被回転体２７が回転軸５２５のまわりに１８０度だけ回転して、第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２との上下関係が反転する構成となっている。
被回転体２７が回転して第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２との上下が反転すると、図６に示した第１トレー載置板２１６及び第１トレー保持板２１７と第２トレー載置板２２６及び第２トレー保持板２２７との位置が入れ替わって、第２トレー載置板２２６の上にトレー１００を載置することができる状態になる。第２トレー載置板２２６の上にトレー１００が載置されている状態で被回転体２７が回転すると、第２トレー載置板２２６と第２トレー保持板２２７との間においてトレー１００が保持されるため、トレー１００がトレー収容空間２７０の外部に飛び出すのが防止される。一方、第１トレー載置板２１６及び第２トレー載置板２２６の上下が反転することによって、第１トレー載置板２１６又は第２トレー載置板２２６の上のトレー１００に載置されていた食器１０１の上下も反転し、食器１０１がトレー１００から離間し、保持はされず、第１ガイドシュート２１の内側底面２１３又は第２ガイドシュート２２の内側底面２２３によって受け止められる。

図７は、図５において被回転体２７の－Ｘ方向側に隠れている回転機構５の部分について明らかにした図である。図７に示すように回転機構５はプーリ機構５１を備えており、プーリ機構５１は駆動プーリ５１０と、駆動プーリ５１０の上方に配設された従動プーリ５１１と、駆動プーリ５１０と従動プーリ５１１とに巻回するように設けられた伝動ベルト５１２とを有している。ここで、駆動プーリ５１０は従動プーリ５１１に対して２倍の半径を有している。また、従動プーリ５１１の中央には図５に示した回転シャフト５２の－Ｘ方向側の端部が連結されている。

回転機構５は、駆動プーリ５１０を回転させる反転ピストン機構５０を備えている。反転ピストン機構５０は、反転シリンダ５００とピストンロッド５０１とを備えている。反転シリンダ５００及びピストンロッド５０１は、例えばＺ軸方向とＹ軸方向との間の方向に延びており、ピストンロッド５０１はその一部が反転シリンダ５００から突出している状態で反転シリンダ５００に収容されている。
ピストンロッド５０１の反転シリンダ５００に収容されていない側の端部には駆動部材５０２が連結されており、駆動部材５０２のピストンロッド５０１に連結されていない側の端部には駆動プーリ５１０が連結されている。また、反転シリンダ５００には例えば図示しないエア供給源が接続されている。

該エア供給源から反転シリンダ５００の内部にエアを供給すると、ピストンロッド５０１が反転シリンダ５００から＋Ｚ方向と－Ｙ方向との間の方向に突出することとなる。ピストンロッド５０１が＋Ｚ方向と－Ｙ方向との間の方向に突出すると、駆動部材５０２の駆動プーリ５１０に連結されている側を回転中心として駆動部材５０２が回転し、これに伴って駆動プーリ５１０がその中心を通るＸ軸方向の回転軸５１５を軸にして時計回りに回転する。そして、駆動プーリ５１０の回転力が伝動ベルト５１２によって従動プーリ５１１に伝達され、従動プーリ５１１がその中心を通るＸ軸方向の回転軸５２５を軸にして時計回りに回転することとなる。さらに、従動プーリ５１１が回転することにより従動プーリ５１１に連結された回転シャフト５２が回転し、回転シャフト５２に支持された被回転体２７が回転する構成となっている。

ここで、駆動プーリ５１０は従動プーリ５１１に対して２倍の半径を有しているため、駆動プーリ５１０が９０度だけ回転すると従動プーリ５１１は１８０度回転することとなる。従って、駆動プーリ５１０を９０度だけ回転させることにより、被回転体２７を１８０度だけ回転させることができ、第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２との上下関係を反転させることができる。

図８は、トレーバックシステム１０を－Ｙ方向側から見たの断面図である。トレーバックシステム１０は、トレー搬送反転装置１に加え、図示していないが、トレー１００を起立させるトレー起立機構と、トレーを洗浄するトレー洗浄機構と、食器洗浄機構とを備えている。このうち、トレー洗浄機構及び食器洗浄機構は、公知の構成でよい。被回転体２７と回転機構５との間には、ノズル４が配設されている。ノズル４の噴射口は、例えば水平方向からの俯角が２０度となるように＋Ｘ方向と－Ｚ方向との間に向けられており、ノズル４から＋Ｘ方向と－Ｚ方向との間の方向に向けて水を噴射することができる。例えば、第２ガイドシュート２２が下側に位置づけられているときにはノズル４から噴射された水は第２ガイドシュート２２の内側底面２１３に供給されることとなる。

第２ガイドシュート２２の＋Ｘ方向側には受取りシューター６０が配設されており、受取りシューター６０の＋Ｘ方向側には食器を搬送する食器搬送コンベア６１が配設されている。トレー１００から離間した食器１０１は第１ガイドシュート２１の内側底面２１３または第２ガイドシュート２２の内側底面２２３を＋Ｘ方向に滑走して受取りシューター６０に受け取られ、さらに受取りシューター６０の上を滑走して食器搬送コンベア６１に載置される構成となっている。そして、食器１０１は食器搬送コンベア６１の上を－Ｘ方向に移動していき、例えば図示しない食器洗浄機構において洗浄されることとなる。

食器反転装置２の＋Ｘ方向側には、食器１０１から離間したトレー１００を食器反転装置２から搬出する搬出機構６３が配設されている。搬出機構６３は、搬出されたトレー１００を起立させるトレー起立機構を備えている。トレー起立機構は、例えば、トレーが載置されたコンベアを、コンベアの進行方向の軸を中心として９０度回転させることにより、トレーを起立させるとともに、起立したトレーの上端及び下端を支持する構成とする。トレー起立機構を用いて起立されたトレー１００は、図示しないトレー洗浄機構において洗浄されることとなる。トレー洗浄機構としては、例えば起立したトレーの表面及び裏面に対し、トレーの面に対して傾斜する方向に水を噴射するノズルを複数備えた構成のものがある。トレーが起立していることにより、洗浄を行いやすくなる。

２ トレーバックシステムの動作
トレーバックシステム１０を用いて食器１０１が載置されたトレー１００から食器１０１を分離する際のトレーバックシステム１０の動作について説明する。

まず、予め図示しないコンベア駆動源を用いて図１に示したトレーバックシステム１０の搬入機構７のコンベアチェーン７００を回転させておく。そして、コンベアチェーン７００が回転している状態で、コンベアチェーン７００の上に食器１０１が載せられたトレー１００を載置する。
また、予めノズル４から水を図２に示した第２ガイドシュート２２のローラーコンベア２２４の上に向けて噴射する。

コンベアチェーン７００の上にトレー１００が載置されると、回転するコンベアチェーン７００の上をトレー１００が＋Ｘ方向に移動していき、第３待機位置８３に到達する。

そして、第３待機位置８３にトレー１００が載置されている状態で押し込み機構７４を用いてトレー１００をコンベアチェーン７００の上から＋Ｘ方向側に押し込む。これにより、図５に示した食器反転装置２のトレー収容空間２７０の内部にトレー１００が進入して第１トレー載置板２１６の上にトレー１００が載置される。
このとき、トレー１００は第１トレー載置板２１６と第１トレー保持板２１７とによって上下から挟まれて保持される。

第１トレー載置板２１６の上にトレー１００が載置されている状態で、回転機構５を用いて被回転体２７を１８０度だけ回転させて第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２との上下関係を反転させる。
具体的には、図９に示すように反転ピストン機構５０のピストンロッド５０１が反転シリンダ５００に収容されている状態で反転シリンダ５００にエアを供給する。これにより、図１０に示すように反転シリンダ５００からピストンロッド５０１が＋Ｚ方向と－Ｙ方向の間の方向に突出し、駆動部材５０２によって駆動されて駆動プーリ５１０が＋Ｘ方向側から見て時計回りに９０度だけ回転する。

すると、伝動ベルト５１２によって駆動プーリ５１０の回転力が従動プーリ５１１に伝達され、従動プーリ５１１が時計回りに１８０度だけ回転して、従動プーリ５１１に連結された回転シャフト５２が時計回りに１８０回転する。これに伴って、図５に示した回転シャフト５２に連結された被回転体２７が時計回りに１８０度回転して、第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２との上下関係が反転する。

第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２との上下の関係が反転すると、図８に示すようにトレー１００の上下が反転する。そして、トレー１００に載置されていた食器１０１の上下が反転してトレー１００と食器１０１とが分離するとともに、食器１０１が第１ガイドシュート２１の底部２１０の内側底面２１３に接触する。さらに、第１ガイドシュート２１の＋Ｘ方向側が自重によって降下し、第１ガイドシュート２１が水平方向に対して傾斜する。

そして、食器１０１が第１ガイドシュート２１の内側底面２１３のローラーコンベア２１４の上を＋Ｘ方向と－Ｚ方向との間の方向に滑降していき、第１ガイドシュート２１から受取りシューター６０に放出される。このとき、ノズル４からローラーコンベア２１４の上に水が噴射されており、食器１０１がローラーコンベア２１４の上において円滑に滑走する。このように、ノズル４は、食器１０１の滑走を補助する滑走補助ノズルとして機能し、ローラーコンベア２１４は、食器１０１の滑走を補助する滑走補助コンベアとして機能する。ローラーコンベア２２４も同様である。なお、水に替えて高圧エアなどを用いてもよい。

その後、食器１０１は受取りシューター６０の上を滑走して食器搬送コンベア６１の上に移動する。そして、図示しない食器洗浄機構等によって洗浄される。

ここで、被回転体２７が回転する際にはトレー１００は第１トレー載置板２１６と第１トレー保持板２１７との間において保持され、トレー１００がトレー収容空間２７０の外部に飛び出るのを防止される。
食器１０１から分離したトレー１００は、次いでトレー起立機構において起立させられて図示しないトレー洗浄機構において洗浄される。

トレー１００から食器１０１が分離した後、被回転体２７が１８０度回転し、第１ガイドシュート２１が元の上側の位置に戻る。そうすると、食器１０１が分離したトレー１００も、第１トレー載置板２１６と第１トレー保持板２１７との間において保持された状態で上側の位置に戻る。

食器反転装置２では、トレー１００の上下を反転させることにより、トレー１００と食器１０１とを分離することができる。
また、被回転体２７が回転したときに第１ガイドシュート２１と第２ガイドシュート２２とがリンクシャフト２３によって連動して回転するため、第１ガイドシュート２１及び第２ガイドシュート２２が遠心作用によって過剰に離れるのを防ぐことができる。これにより、トレー１００及び食器１０１がトレー収容空間２７０の外部に散乱するのを防止できる。
加えて、トレー収容空間２７０の内部にトレー１００を収容した際に第１トレー載置板２１６と第１トレー保持板２１７とによってトレー１００及びトレー１００に載置された食器１０１を上下から挟んで保持することができる。これにより、被回転体２７を回転させた際にトレー収容空間２７０の内部において食器１０１が散乱するのを防ぐことができる。
そして、トレー１００及び食器１０１がトレー収容空間２７０の外部に散乱するのを防止することにより、その後に作業者等が食器１０１の向きをそろえる手間を省くことができ好適である。

食器反転装置２においては、被回転体２７がＸ軸方向の回転軸である回転シャフト５２を中心として回転する一方、第１トレー載置板２１６及び第２トレー載置板２２６は、Ｙ軸方向の回転軸であるヒンジ２９を中心として回転し、両回転軸の方向が異なる。したがって、被回転体２７が回転する途中において、第１トレー載置板２１６及び第２トレー載置板２２６が回転して食器１０１が落下して散乱するのを防ぐことができる。

トレーバックシステム１０では、食器１０１が載置された複数のトレー１００が搬入機構７のコンベアチェーン７００の上に載置されていく。そして、コンベアチェーン７００の上に載置された複数のトレー１００は、食器反転装置２のトレー収容空間２７０の内部に１枚ずつ搬送され、食器１０１とトレー１００とに分離されていく。以下、複数のトレー１００を連続して食器反転装置２に送り、トレー１００と食器１０１とを分離する際のトレーバックシステム１０の動作について説明する。

例えば、第１トレー載置板２１６の上にトレー１００が載置されており、かつ、まだそのトレー１００と食器１０１とが分離していないときには、図２に示した第３待機位置８３にて次のトレー１００が待機する。また、第３待機位置８３にてトレー１００が待機しているときには次のトレー１００は第２待機位置８２にて待機する。さらに、第２待機位置８２にてトレー１００が待機しているときには、第１待機位置８１にてその次のトレー１００が待機する。

この状態で食器反転装置２を用いてトレー１００の上下を反転させる。これにより、トレー１００と食器１０１とが分離され、第１トレー載置板２１６と第２トレー載置板２２６との上下が反転し、第２トレー載置板２２６が上側に位置づけられる。

次いで、第３ストッパ７３を解除するとともに押し込み機構７４を用いて第３待機位置８３にて待機しているトレー１００をトレー収容空間２７０の内部に押し込む。これにより、第２トレー載置板２２６の上に次のトレー１００が載置される。なお、第２トレー載置板２２６が上側に位置づけられた際に、食器１０１が分離された後のトレー１００が第２トレー載置板２２６の上に残っている場合は、次に押し込まれたトレー１００によって、残っていたトレー１００が搬出機構６３に向けて押し出される。
なお、例えば搬出機構にトレー１００を検知するセンサを設けておき、そのセンサがトレー１００を検知すると、搬入機構７が次のトレー１００を食器反転装置２に搬入するようにしてもよい。

このとき、第３待機位置８３にトレー１００がなくなるため第３センサ３３にトレー１００が検知されていない状態となり、第２ストッパ７２が解除されて第２待機位置８２に待機しているトレー１００が第３待機位置８３に移動する。
さらに、第２待機位置８２にトレー１００がなくなるため第２センサ３２にトレー１００が検知されていない状態となり、第１ストッパ７１が解除されて第１待機位置８１に待機しているトレー１００が第２待機位置８２に移動する。

この状態で、食器反転装置２を用いてトレー１００の上下を反転させる。これにより、トレー１００と食器１０１とが分離されるとともに、再び第２トレー載置板２２６が下側に位置づけられる。また、再び第１トレー載置板２１６が上側に位置づけられて第１トレー載置板２１６の上にトレー１００が載置された状態となる。

次に、押し込み機構７４を用いて第３待機位置８３にて待機しているトレー１００をトレー収容空間２７０に押し込む。これにより、第１トレー載置板２１６の上に載置されているトレー１００がトレー収容空間２７０から＋Ｘ方向に押し出されて、次のトレー１００が第１トレー載置板２１６の上に載置された状態となる。

以下、同様にして食器反転装置２を用いてトレー１００を反転させてトレー１００と食器１０１とを分離した後、押し込み機構７４を用いて第３待機位置８３にて待機しているトレー１００をトレー収容空間２７０に押し込むという動作を繰り返すことにより、次々にトレー１００と食器１０１とを分離することができる。

なお、上記実施形態の食器反転装置２は、上下に２つのガイドシュートを備えているが、ガイドシュートは１つでもよい。この場合は、被回転体２７が１８０度回転して食器１０１をトレー１００から離間させた後、被回転体２７を再度１８０度回転させて元の位置に戻すことにより、次のトレーの搬入が可能となる。

１：トレー搬送反転システム １００：トレー １０１：食器
１０：トレーバックシステム
２：食器反転装置 ２１：第１ガイドシュート ２１０：底部 ２１１：側部
２１２：外側底面 ２１３：内側底面 ２１４：ローラーコンベア
２１６：第１トレー載置板 ２１７：第１トレー保持板
２２：第２ガイドシュート ２２０：底部 ２２１：側部
２２３：内側底面 ２２４：ローラーコンベア ２２６：第２トレー載置板
２２７：第２トレー保持板 ２３：リンクシャフト
２４：Ｘ側板 ２４０：貫通孔
２５：Ｙ側板 ２５０：窓 ２５１：第１Ｙ側板 ２５２：第２Ｙ側板
２７：被回転体 ２７０：トレー収容空間
２８０：連結板 ２９：ヒンジ
３１：第１センサ ３２：第２センサ ３３：第３センサ
４：ノズル
５：回転機構５０：反転ピストン機構 ５１：プーリ機構
５２：回転シャフト ５３：ベアリング ５４：支持部材
５００：反転シリンダ ５０１：ピストンロッド ５０２：駆動部材
５１０：駆動プーリ ５１１：従動プーリ ５１２：伝動ベルト ５１５：回転軸
５２５：回転軸
７：搬入機構 ９：フレーム
６０：受取りシューター ６１：食器搬送コンベア ６３：搬送機構
７０：搬入コンベア ７００：コンベアチェーン ７０１：連結シャフト
７０２：プーリ ７０３：側壁
７１：第１ストッパ ７２：第２ストッパ ７３：第３ストッパ
７１０：ストッパシリンダ ７１２：ピストンロッド ７１４：ピン
７４：押し込み機構 ７４０：押し込みシリンダ ７４２：ピストンロッド
７８：スライダー ７８０：スライド板 ７８１：側板
７８２：ホイール ７８４：ガイドレール
７９：フック ８１：第１待機位置 ８２：第２待機位置 ８３：第３待機位置

Claims (11)

1. 洗浄対象の食器が載置されたトレーの上下を反転させて前記食器の上下を反転させる食器反転装置であって、
   該トレーが載置されるトレー載置板と、
   該トレー載置板との間で該トレーを保持するトレー保持板と、
   水平方向の軸を中心とした回転によって選択的に上側と下側とのいずれかに位置しうるガイドシュートと、
   を備え、
   該ガイドシュートには、内側底面と外側底面とを表裏に有する板状の底部を備え、
   該ガイドシュートが該上側に位置する状態では、該内側底面が、該トレーに載置された食器を上から押さえ、
   該ガイドシュートが回転して下側に位置すると、該トレーが該トレー載置板と該トレー保持板とに挟まれたまま反転し、該トレー載置板に載置されていた該トレー上の食器が反転して該トレーから離れて該ガイドシュートの該底部の該内側底面に接触し、該内側底面の一端が、該水平方向の軸に対して水平方向に直交する方向の軸を中心として降下して該食器が該内側底面を滑走する
   食器反転装置。
2. 請求項１記載の食器反転装置において、
   該下側に位置づけられているガイドシュートの上に流体を噴射することにより該内側底面の上において該食器が滑走するのを補助する滑走補助ノズルを備えた
   食器反転装置。
3. 請求項１記載の食器反転装置において、
   該下側に位置づけられた該ガイドシュートの内側底面に、該食器が滑走するのを補助する滑走補助コンベアを備える
   食器反転装置。
4. 請求項１記載の食器反転装置において、
   該食器が滑降した後のトレーのみが該トレー載置板と該トレー保持板とに挟まれて回転により該上側に位置づけられる
   食器反転装置。
5. 請求項１記載の食器反転装置において、
   該回転によって選択的に上側と下側とにそれぞれ位置しうる該ガイドシュートを２つ備えるとともに、該２つのガイドシュートの該底部と接続された側部間を連結するリンクシャフトを備え、
   該２つのガイドシュートの上下を反転させる際に該リンクシャフトによって該２つのガイドシュートを一体的に回転させ、該トレーに載置された食器が散乱するのを防止する
   食器反転装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の食器反転装置と、該食器が載置されたトレーを前記食器反転装置に搬入する搬入機構と、該食器が離間した後のトレーを搬出する搬出機構とを備えるトレー搬送反転システムであって、
   該搬入機構は、
   該トレーが載置され、該トレーを該反転装置に搬送する搬入コンベアと、
   該搬入コンベアを駆動する搬入コンベア駆動機構と、
   を備えるトレー搬送反転システム。
7. 請求項６記載のトレー搬送反転システムにおいて、
   該搬入コンベアによって搬入されるトレーをせき止めるストッパを備え、該ストッパによってトレーをせき止めながら該トレーを一枚ずつ該食器反転装置に搬送するトレー搬送反転システム。
8. 請求項６記載のトレー搬送反転システムにおいて、
   該食器反転装置に保持されたトレーを該搬入機構によって搬入される次のトレーで該搬出機構側に押し出して、該次のトレーを該食器反転装置に保持させるトレー搬送反転システム。
9. 請求項６記載のトレー搬送反転システムにおいて、
   該食器が離間したトレーが該食器反転装置から搬出されたことを検知するセンサを備え、
   該センサによって該食器反転装置から該トレーが搬出されたことが検知されたら該搬入コンベア上に載置されたトレーを該食器反転装置に搬入するトレー搬送反転システム。
10. 請求項６ないし９のいずれか１項記載のトレー搬送反転システムと、
    該搬出機構によって搬出された該トレーを洗浄するトレー洗浄機構と、
    該食器反転装置において該トレーから離間した該食器を洗浄する食器洗浄機構と、
    を備えるトレーバックシステム。
11. 請求項１０記載のトレーバックシステムにおいて、
    トレーを起立させるトレー起立機構を備え、
    該食器反転装置から搬出されたトレーを該トレー起立機構によって起立させた状態で、該トレー洗浄機構を用いて該トレーを洗浄するトレーバックシステム。

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