JP7485349B2 - トレイ及び供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、トレイ及び供給装置に関する。

サイズ、形状等が異なる様々な廃棄用製品（被供給物）の選別作業を完全に自動化することは、容易ではない。現状では、作業者が目視によって、廃棄用製品を一台づつ選り分けている。完全自動化が難しい主要因の一つは、廃棄用製品を個別に滞りなく一定間隔で整列させて搬送コンベヤ等に自動供給する供給装置が存在しないからである。

従来の供給装置としては、振動トレイ式の自動供給装置（振動フィーダ）が最も頻繁に用いられる。通常の形状のトレイを用いて、互いに形状が異なる不定形物体（被供給物）を供給すると、以下の問題がある。第１の問題は、不定形物体によるトレイの閉塞が容易に発生することである。第２の問題は、不定形物体を個別に一定速度で排出することが難しいことである。

製造業では、ねじ、ビス、ボルト等の丸物と称される部品の整列供給に、パーツフィーダ（供給装置）が用いられている。パーツフィーダでは、ある特定の部品の寸法や形状に特化した搬送路や誘導軌道を備えることで、整列供給を可能としている。

特許文献１のパーツフィーダは、搬送路を利用している。このパーツフィーダでは、山形に形成された中心部が偏芯して回転する。この中心部に、複数の部品が投入される。複数の部品は、螺旋状の搬送路に移送される。搬送路寸法を複数の部品に応じて定めることで、複数の部品が一度に供給されることなく一つずつ整列した状態で供給される。
特許文献２のパーツフィーダでは、誘導軌道が利用されている。このパーツフィーダでは、複数の部品は、誘導軌道上部に設置したホッパに投入される。誘導軌道は、部品の寸法に合わせて設定される。誘導軌道は、底部に配置されたコンベアを通じて、複数の部品を一つずつ整列した状態で供給する。

これら従来のパーツフィーダは、特定部品、即ち、一品一様の物体に限定して使用される装置である。したがって、被供給物が一品一様でなければ、整列した状態で供給ですることは困難という問題がある。

近年、物品の自動供給にロボットピッキングが利用されている。ロボットピッキングは、パーツフィーダとは異なる。ロボットピッキングでは、カメラで取得した画像を解析し、空間中の対象物（被供給物）を個別に認識する。そして、マニピュレータで対象物を把持し、搬送コンベヤに配置する。特許文献３及び４に記載のロボットピッキングを、不定形物体の単品供給へ応用することも検討されている。

しかし、現状において実際に利用されているロボットピッキングでは、殆ど以下の方式が用いられている。ロボットピッキングでは、単一種類の物体を対象として、そのＣＡＤデータ（３次元形状モデル）を予め計算機に登録しておく。そして、入力データと照合（パターンマッチング）して物体の位置・姿勢を判断し、物体の把持計画を策定する。この方式を用いる理由は、ＣＡＤデータを入手できない大量の不定形物体群を対象にすると、位置・姿勢の推定精度が低下する。このため、形状の多様性や複雑さが増すにつれて把持の正確性が低下するという問題が避けられない。また、物体認識処理を経た上で物体搬送に移行するため、単一の装置では、作業者の速度以上の供給は困難という問題がある。

特開２０００－２６４４２０号公報 特開平０６－０６４７３１号公報 特開２０１６－２０３３５０号公報 特開２０１９－１１７０６８号公報

以上のように、従来のトレイでは、互いに形状が異なる複数の被供給物が内部で閉塞すること無く、複数の被供給物を一つずつ整列した状態で供給することは、困難である。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、互いに形状が異なる複数の被供給物が内部で閉塞すること無く、複数の被供給物を一つずつ整列した状態で供給するトレイ、及びこのトレイを備える供給装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の一態様に係るトレイは、互いに形状が異なる複数の被供給物を供給するトレイであって、底板と、前記底板における、前記底板に沿う第１方向の端部から、前記底板の厚さ方向の第１側にそれぞれ立ち上がる一対の側板と、前記底板における、前記底板に沿うとともに前記第１方向に直交する第２方向の第１側の端部に配置され、前記第２方向の第２側に向かうに従い漸次、前記厚さ方向の前記第１側に向かうように傾斜した傾斜板と、前記底板における、前記傾斜板よりも前記第２方向の前記第２側に配置され、前記底板よりも前記厚さ方向の前記第１側に突出した突部と、を備え、前記一対の側板は、前記第１方向に直交する基準面に対して非対称であり、前記一対の側板における前記第２方向の前記第２側の端の幅は、前記一対の側板における前記第２方向の前記第１側の端の幅よりも短い。

（２）前記態様に係るトレイにおいて、前記一対の側板の少なくとも一方は、複数の板片を前記第２方向に互いに連ならせて波状に形成されていてもよい。
（３）前記態様に係るトレイにおいて、前記一対の側板の少なくとも一方は、前記複数の板片のうち、前記第２方向に隣り合う一対の前記板片が互いに接続された部分に形成された角部を１以上５以下有し、前記１以上５以下の角部のそれぞれを構成する前記一対の板片が前記一対の側板の間側になす角度は、１６５度以上１７９度以下であってもよい。

（４）前記態様に係るトレイにおいて、前記突部は、前記第２方向に沿って延び、前記一対の側板の間であって、前記一対の側板からそれぞれ離間した位置に配置されていてもよい。
（５）前記態様に係るトレイにおいて、前記突部は、半円柱状に形成されて、前記底板における前記第２方向の前記第２側の端から、前記第２方向の前記第１側に延び、前記突部の径は、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、前記突部の前記第２方向の長さは、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であってもよい。
（６）前記態様に係るトレイにおいて、前記第１方向に直交する断面において、前記底板と前記傾斜板とがなす角度は、５度以上１０度以下であってもよい。

（７）また、本発明の一態様に係る供給装置は、前記のいずれかに記載のトレイと、前記トレイを、前記底板が水平面に沿うように支持しつつ、前記厚さ方向及び前記第２方向にそれぞれ交差する方向に振動させる振動部と、を備える。
（８）前記態様に係る供給装置において、前記振動部の振幅は、１．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であり、前記振動部の周波数は、２０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下であってもよい。

本発明のトレイ及び供給装置によれば、互いに形状が異なる複数の被供給物が内部で閉塞すること無く、複数の被供給物を一つずつ整列した状態で供給することができる。

本発明の第１実施形態の供給装置の側面図である。 同供給装置におけるトレイの平面図である。 図２中の切断線Ａ１－Ａ１の断面図である。 同トレイの正面図である。 同供給装置の動作を説明する、トレイの一部を破断した斜視図である。 ケース２のトレイの要部における平面図である。 ケース２のトレイの内部で複数の被供給物が閉塞した状態を示す平面図である。 本発明の第２実施形態のトレイの要部における平面図である。 同トレイの正面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る供給装置の第１実施形態を、図１から図７を参照しながら説明する。
図１及び図２に示すように、供給装置１は、本実施形態のトレイ１０と、振動部５０と、を備えている。
トレイ１０は、互いに形状が異なる複数の被供給物Ｗ（図５参照）を供給するための容器である。図２から図４に示すように、トレイ１０は、底板１１と、第１側板（側板）１６と、第２側板（側板）２１と、背板２６と、フランジ３１と、傾斜板３６と、棒状突起（突部）４１と、を備えている。なお、図３は、後述する第１方向Ｘに直交する断面図である。

底板１１は、板状に形成されている。底板１１は、底板１１の厚さ方向Ｚに見た平面視において、第１方向Ｘの長さよりも第２方向Ｙの長さが長い（図２参照）。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、それぞれ底板１１に沿うとともに、互いに直交する方向である。
底板１１は、等幅部１２と、先細り部１３と、を備えている。等幅部１２は、平面視で第２方向Ｙに長い矩形状を呈している。等幅部１２は、先細り部１３よりも第２方向Ｙの第１側Ｙ１（以下では、単に第１側Ｙ１とも言う）に配置されている。先細り部１３では、第１側Ｙ１の端における第１方向Ｘの長さよりも、第１側Ｙ１とは反対の第２方向Ｙの第２側Ｙ２（以下では、単に第２側Ｙ２とも言う）における第１方向Ｘの長さが短い。先細り部１３の第１方向Ｘの各端縁は、第１側板１６及び第２側板２１に対応して折れ線状に形成されている。
先細り部１３の第１側Ｙ１の端における第１方向Ｘの長さは、等幅部１２の第１方向Ｘの長さに等しい。先細り部１３の第１側Ｙ１の端における第１方向Ｘの中心と、等幅部１２の第２側Ｙ２の端における第１方向Ｘの中心とは、互いに一致している。
等幅部１２及び先細り部１３は同一平面上に配置され、互いに連なっている。
例えば、底板１１の第１方向Ｘの長さＬ１は、１０００ｍｍである。

第１側板１６は、底板１１における、底板１１に沿う第１方向Ｘの第１側Ｘ１（以下では、単に第１側Ｘ１とも言う）の端部から厚さ方向Ｚの第１側Ｚ１（以下では、単に第１側Ｚ１とも言う）に立ち上がっている。ここで言う第１側Ｚ１に立ち上がるとは、第１側Ｚ１に並行に延びるだけでなく、例えば第１側Ｚ１に対して６０度以下の角度をなして傾いて延びることも意味する。この例では、第１側板１６は、底板１１の端部から第１側Ｚ１に並行に延びている。ここで、第１側Ｘ１とは反対の側を、第１方向Ｘの第２側Ｘ２（以下では、単に第２側Ｘ２とも言う）と言う。第１側Ｚ１とは反対の側を、厚さ方向Ｚの第２側Ｚ２（以下では、単に第２側Ｚ２とも言う）と言う。
第１側板１６は、複数の板片１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ（以下、板片１７ａ～１７ｅと略して示す）を第２方向Ｙに互いに連ならせて波状に形成されている。ここで言う波状とは、所定の方向の第１側に向かうに従い、所定の方向に直交する第１側、第１側とは反対の第２側に、少なくとも１回ずつ変位する形状のことを意味する。

板片１７ａ～１７ｅは、それぞれ板状に形成され、厚さ方向Ｚに延びている。
板片１７ａは、底板１１における第１側Ｙ１の端から第２側Ｙ２に並行に延びている。板片１７ｂは、板片１７ａにおける第２側Ｙ２の端から、第２側Ｘ２と第２側Ｙ２との間の向きに延びている。板片１７ｃは、板片１７ｂにおける第２側Ｙ２の端から、第１側Ｘ１と第２側Ｙ２との間の向きに延びている。板片１７ｄは、板片１７ｃにおける第２側Ｙ２の端から、第２側Ｘ２と第２側Ｙ２との間の向きに延びている。板片１７ｅは、板片１７ｄにおける第２側Ｙ２の端から、第２側Ｙ２に並行に延びている。

ここで、以下の２つの条件を満たす構成を、角部と言う。
・複数の板片１７ａ～１７ｅのうち、第２方向Ｙに隣り合う一対の板片が互いに接続された部分に形成された構成。
・角部を構成する一対の板片が側板１６，２１の間側になす角度が、１６５度以上１７９度以下（１８０度未満）。
ここで言う一対の板片がなす角度とは、各板片にそれぞれ直交する第１基準面を規定したときに、第１基準面による断面において一対の板片がなす角度のことを意味する。

図２に示すように、第１側板１６は、板片１７ａ及び板片１７ｂが互いに接続された部分に、角部１８ａを有する。角部１８ａを構成する板片１７ａ，１７ｂが側板１６，２１の間側になす角度θ１は、１６５度以上１７９度以下である。第１側板１６は、板片１７ｃ及び板片１７ｄが互いに接続された部分に、角部１８ｂを有する。角部１８ｂを構成する板片１７ｃ，１７ｄが側板１６，２１の間側になす角度θ２は、１６５度以上１７９度以下である。
すなわち、第１側板１６は、２つの角部１８ａ，１８ｂを有する。
この例では、角度θ１及び角度θ２は互いに等しい。板片１７ｂ及び板片１７ｃが側板１６，２１の外側になす角度θ３は、３６０度から角度θ１を引いた値に等しい。すなわち、板片１７ｂ及び板片１７ｄは、互いに平行である。

図２及び図４に示すように、第２側板２１は、底板１１における第２側Ｘ２の端部から第１側Ｚ１に立ち上がっている。この例では、第２側板２１は、底板１１の端部から第１側Ｚ１に並行に延びている。第２側板２１は、複数の板片２２ａ，２２ｂ，２２ｃ（以下、板片２２ａ～２２ｃと略して示す）を第２方向Ｙに互いに連ならせて波状に形成されている。
すなわち、本実施形態では、側板１６，２１の両方が波状に形成されている。なお、側板１６，２１の一方が波状に形成されていてもよい。
板片２２ａ～２２ｃは、それぞれ板状に形成され、厚さ方向Ｚに延びている。板片２２ａの第２側Ｙ２の端は、第２方向Ｙにおいて、板片１７ｂにおける第２方向Ｙの中間部に対応する位置に配置されている。
板片２２ａは、底板１１における第１側Ｙ１の端から第２側Ｙ２に並行に延びている。板片２２ｂは、板片２２ａにおける第２側Ｙ２の端から、第１側Ｘ１と第２側Ｙ２との間の向きに延びている。板片２２ｃは、板片２２ｂにおける第２側Ｙ２の端から、第２側Ｙ２に並行に延びている。
第２側板２１は、板片２２ａ及び板片２２ｂが互いに接続された部分に、角部２３ａを有する。角部２３ａを構成する板片２２ａ，２２ｂが側板１６，２１の間側になす角度θ６は、１６５度以上１７９度以下である。すなわち、第２側板２１は、１つの角部２３ａを有する。

本実施形態では、側板１６，２１のそれぞれが、１以上５以下の角部を有する。なお、側板１６，２１の少なくとも一方が、１以上５以下の角部を有するように構成してもよい。
図２に示すように、板片１７ａの第１側Ｙ１の端、及び板片２２ａの第１側Ｙ１の端の第２方向Ｙにおける位置は、互いに一致している。板片１７ｅの第２側Ｙ２の端、及び板片２２ｃの第２側Ｙ２の端の第２方向Ｙにおける位置は、互いに一致している。

ここで、図２及び図４に示すように、第１側板１６と第２側板２１との間に配置され、第１方向Ｘに直交する面を、第２基準面（基準面）Ｓ１と規定する。第２基準面Ｓ１は、底板１１における第１方向Ｘの中心線を含む面であってもよい。
このとき、側板１６，２１は、第２基準面Ｓ１に対して非対称である。言い換えれば、側板１６，２１は、第２基準面Ｓ１に対して、少なくとも一部が対称ではない。例えば、第１側板１６の板片１７ｂ及び第２側板２１の板片２２ｂは、第２基準面Ｓ１に対して対称ではない。
図２に示すように、側板１６，２１における第２側Ｙ２の端の幅（距離）Ｌ２は、側板１６，２１における第１側Ｙ１の端の幅Ｌ３よりも短い。例えば、幅Ｌ２は１００ｍｍであり、幅Ｌ３は２６０ｍｍである。
側板１６，２１及び底板１１における第１側Ｙ１の端部は、投入口４６を構成する。側板１６，２１及び底板１１における第２側Ｙ２の端部は、排出口４７を構成する。前記幅Ｌ２，Ｌ３の関係を言い換えると、排出口４７の幅は投入口４６の幅よりも狭い。

図２及び図３に示すように、背板２６は、底板１１の第１側Ｙ１の端から第１側Ｚ１に立ち上がっている。背板２６は、第１側板１６と第２側板２１との間を封止している。
図２から図４に示すように、フランジ３１は、一対の第１フランジ片３２と、第２フランジ片３３と、を備えている。各第１フランジ片３２は、側板１６，２１における第１側Ｚ１の端から第１方向Ｘに並行に、側板１６，２１の外側に延びている。第２フランジ片３３は、背板２６における第１側Ｚ１の端から第１側Ｙ１に並行に延びている。一対の第１フランジ片３２及び第２フランジ片３３は、互いに連なっている。

図２及び図３に示すように、傾斜板３６は、底板１１における第１側Ｙ１の端部に配置されている。傾斜板３６は、第２側Ｙ２に向かうに従い漸次、第１側Ｚ１に向かうように傾斜している。図３に示す第１方向Ｘに直交する断面において、底板１１と傾斜板３６とがなす角度（以下では、傾斜板角度とも言う）θ８は、鋭角であって、５度以上１０度以下である。本実施形態では、傾斜板３６の第２側Ｙ２の端は、底板１１よりも第１側Ｚ１に配置されている。すなわち、傾斜板３６の第２側Ｙ２の端と底板１１との間には、厚さ方向Ｚに段差が形成されている。
なお、傾斜板３６の第２側Ｙ２の端が、底板１１に連なっていてもよい。この場合、前記傾斜板角度は、底板１１の第２側Ｙ２の延長線と、傾斜板３６とがなす角度を意味する。

図２から図４に示すように、棒状突起４１は、半円柱状に形成されている。ここで言う半円柱状とは、円柱を、円柱の軸線を含む平面で切断した形状のことを意味する。棒状突起４１の径は、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。棒状突起４１の（第２方向Ｙの）長さは、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。
棒状突起４１は、側板１６，２１の間であって、側板１６，２１からそれぞれ離間した位置に配置されている。棒状突起４１は、底板１１よりも第１側Ｚ１に（向かって）突出している。棒状突起４１は、底板１１における、傾斜板３６よりも第２側Ｙ２に配置されている。棒状突起４１は、底板１１における第２側Ｙ２の端から、第２方向Ｙに沿って第１側Ｙ１に延びている。棒状突起４１は、等幅部１２と先細り部１３との境界近くまで延びている。
棒状突起４１の第１側Ｙ１の端面は、第１側Ｚ１に向かうに従い漸次、第２側Ｙ２に向かうように傾斜していることが好ましい（図３参照）。

以上のように構成されたトレイ１０は、例えば、鋼板及び鋼材を曲げ加工すること等により形成される。

図１に示すように、振動部５０は、本体５１と、制御部５２と、ケーブル５３と、を備えている。ここで、厚さ方向Ｚ及び第２方向Ｙをそれぞれ含む平面を、ＹＺ平面と言う。
本体５１は、公知の構成である。例えば、本体５１は、図示しなモータと、ギアボックスと、を備えている。モータは、ギアボックスを駆動する。ギアボックスは、トレイ１０を、底板１１が水平面に沿い、第１側Ｚ１が上方を向くように支持している。本体５１は、トレイ１０をＹＺ平面上で、厚さ方向Ｚ及び第２方向Ｙにそれぞれ交差する方向に振動させる。
ここで、図３に示すように、ＹＺ平面上で、第２方向Ｙに対して、第２側Ｙ２に向かうに従い第１側Ｚ１に角度θ１０傾いた振動方向Ｄを規定する。振動方向Ｄは、第１側Ｚ１と第２側Ｙ２との間の第１向き、及び第２側Ｚ２と第１側Ｙ１との間の第２向きを含む方向である。本体５１は、トレイ１０を振動方向Ｄに振動させる。
角度θ１０は、２５度であることが好ましい。

なお、振動部５０による振動の振幅（以下では、単に振幅とも言う）は、１．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であることが好ましい。振動部５０による振動の周波数（以下では、単に周波数とも言う）は、２０Ｈｚ（ヘルツ）以上５０Ｈｚ以下であることが好ましい。なお、周波数は、２０Ｈｚ以上６０Ｈｚ以下であってもよい。

制御部５２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力部と、を備えている。メモリには、ＣＰＵを制御するための制御プログラム、振幅及び周波数を含む定数等が記憶されている。入出力部は、キーボード、ディスプレイ等を備えている。操作者は、キーボードを操作することで、ＣＰＵに指示を与える。ＣＰＵが処理した結果は、ディスプレイに表示される。
ケーブル５３は、本体５１と制御部５２とを接続している。

次に、以上のように構成された供給装置１の動作について説明する。
操作者が入出力部を操作して制御部５２に指示を与えると、制御部５２は振動部５０を駆動して、トレイ１０を所定の振幅及び周波数で振動方向Ｄに振動させる。
例えば図示しないホッパにより投入口４６に供給された複数の被供給物Ｗは、トレイ１０が振動することで、傾斜板３６上を第２側Ｙ２に向かって移動しながら傾斜板３６を登る。この際に、複数の被供給物Ｗの形状が互いに異なるため、複数の被供給物Ｗが傾斜板３６を登るのに要する時間が互いに異なる。各被供給物Ｗは、傾斜板３６を超えると、前記段差を落ちて底板１１上に配置される。
これにより、傾斜板３６よりも第２側Ｙ２に配置された底板１１上に、複数の被供給物Ｗが一つずつ整列した状態で供給され、トレイ１０の内部で複数の被供給物Ｗが閉塞することが抑えられる。

側板１６，２１が第２基準面Ｓ１に対して非対称であるため、底板１１上で複数の被供給物Ｗが第２側Ｙ２に向かって搬送される際に側板１６，２１に接触したときに、側板１６，２１から受ける力が第１方向Ｘで非対称になる。従って、複数の被供給物Ｗが第２側Ｙ２に向かって第１方向Ｘで対称に搬送されることが抑制される。これにより、後述するブリッジ等が第１方向Ｘに対称に形成されて、トレイ１０の内部で複数の被供給物Ｗが閉塞することが抑えられる。

底板１１に棒状突起４１が設けられているため、図５に示すように、複数の被供給物Ｗが棒状突起４１に乗り上げ、複数の被供給物Ｗの姿勢が変化する。各被供給物Ｗがトレイ１０の底板１１に対して傾斜した姿勢に配置され、複数の被供給物Ｗにより後述するブリッジが形成され難くなる。従って、トレイ１０の内部で複数の被供給物Ｗが閉塞することが抑えられる。側板１６，２１における第２側Ｙ２の端の幅Ｌ２は第１側Ｙ１の端の幅Ｌ３よりも短いため、複数の被供給物Ｗが一つずつ整列した状態でトレイ１０の排出口４７から外部に排出される。
トレイ１０から排出された被供給物Ｗは、例えば図示しないコンベヤで搬送される。そして、被供給物Ｗから金、銀等の各種金属が取り出されてリサイクルされる。

次に、以上のように構成された実施例のトレイ１０、及び比較例のトレイを用いた実験結果について説明する。
複数の被供給物として、廃棄用の小型電気製品を用いた。より具体的には、複数の被供給物として、スマートフォン１０台、携帯電話１０台、及びデジタルカメラ１０台を用いた。複数の被供給物全体としての台数は、３０台である。ここで言うと携帯電話は、携帯型の電話機のうちスマートフォン以外の電話機のことを意味する。
各被供給物は、直方体状であるが、形状及びサイズは多様である。各被供給物の表面には、突起物等により凹凸が形成されている。複数の被供給物の長辺、短辺、及び厚さは、以下のようである。
・長辺：５４．０～９１．９ｍｍ（平均６８．７ｍｍ）
・短辺：２３．６～４８．５ｍｍ（平均３５．５ｍｍ）
・厚さ：３．８～２２．３ｍｍ（平均１２．２ｍｍ）
なお、一般的な小型電気製品において、短辺に対する長辺の比は、２～５程度である。

表１に示す実験Ｎｏ．１から実験Ｎｏ．７の実験条件で、実験を行った。

表１において、実験条件の各項目に該当する場合は「○」、該当しない場合は「×」で示した。
ケース１及びケース２のトレイは、傾斜板及び棒状突起を備えていない。
ケース１のトレイでは、一対の側板は、第２基準面に対して対称である。排出口の幅及び投入口の幅は互いに等しく、各幅は２３６ｍｍとした。排出口の幅は、複数の被供給物の長辺よりも充分に広い。
ケース２のトレイを、図６に示す。ケース２のトレイ１００では、側板１０１，１０２は第２基準面Ｓ１に対して対称である。トレイ１００は、排出口の幅が投入口の幅よりも狭い、いわゆるテーパー状である。排出口の幅は１００ｍｍである。排出口の幅は、複数の被供給物の長辺とほぼ同等である。被供給物の姿勢等により、閉塞を起こし得る条件である。
ケース３のトレイは、本実施形態のトレイに対して傾斜板及び棒状突起を備えていないことのみが異なる。

ケース４のトレイは、本実施形態のトレイに対して傾斜板を備えていないことのみが異なる。
ケース５のトレイでは、本実施形態のトレイにおいて、傾斜板角度を５度にした。
ケース６のトレイでは、本実施形態のトレイにおいて、傾斜板角度を１０度にした。
なお、ケース４からケース６のトレイでは、本実施形態のトレイにおいて、第１側板が有する各角部の角度は、１６２度とした。第２側板が有する角部の角度は、１１８度とした。棒状突起の径は２０ｍｍとし、棒状突起の長さは４５０ｍｍとした。

複数の被供給物を無作為に混合して、トレイの投入口に山積みに配置した。その後で、トレイに振動方向に振動を加えた。
振動を加えてから全ての被供給物が排出されるまでに要する時間（以下、排出時間と言う）を測定した。トレイの内部で被供給物が閉塞すること等により、振動を加えてから６０秒経過しても全ての被供給物が排出されない場合には、以下のように処理した。振動を加えてから６０秒経過した時点で、実験を終了した。トレイに残った被供給物の台数を記録した。
複数の被供給物の混合状態、投入口での配置状態を変えて、各実験Ｎｏ．の実験条件で実験を１０回行った。

実験Ｎｏ．１から実験Ｎｏ４では、振幅を１．５ｍｍ、周波数を６０Ｈｚとした。
実験Ｎｏ．１では、ケース１のトレイを使用した。１０回の実験全てにおいて、トレイの内部で複数の被供給物が閉塞しなく、全ての被供給物が排出された。しかし、大多数の被供給物が同時に折り重なって排出され、複数の被供給物を一つずつ整列した状態で供給することはできなかった。平均排出時間は、９秒であった。
表１の「被供給物の閉塞防止」の欄において、全実験において被供給物がトレイの内部で閉塞しない場合は、評価を「○」で示した。全実験中に１回でも被供給物がトレイの内部で閉塞する場合は、評価を「×」で示した。
表１の「被供給物の整列供給」の欄において、全実験において複数の被供給物を一つずつ整列した状態で供給できる場合は、評価を「○」で示した。全実験中に１回でも複数の被供給物を一つずつ整列した状態で供給できない場合は、評価を「×」で示した。
実験Ｎｏ．１では、被供給物の閉塞防止の評価は「○」、被供給物の整列供給の評価は「×」であった。

実験Ｎｏ．２では、ケース２のトレイを使用した。表２に示すように、１０回の実験のうち８回で被供給物が閉塞した。

例えば、１回目の実験では、全数の被供給物が排出され、排出時間は、１９．４秒であった。２回目の実験では、複数の被供給物のうち、一部の被供給物が排出され、スマートフォン３台、携帯電話３台、及びデジタルカメラ１台が排出されずトレイに残った。
振動を加えると、複数の被供給物は、排出口に向かって一様に移動し始める。排出口に近づくに従い複数の被供給物が密集することで、被供給物の姿勢による閉塞や、複数の被供給物がブリッジを形成して閉塞することが確認された。
図６に、トレイ１００の内部で１つの被供給物Ｗが、その姿勢により閉塞した状態を示す。図７に、トレイ１００の内部で複数の被供給物Ｗがブリッジ（アーチ状の橋）を形成して閉塞した状態を示す。複数の被供給物Ｗは、トレイ１００の底板に沿うように配置されている。
なお、全ての被供給物が排出された２回の実験における排出時間は、１９秒、２９秒であった。閉塞が発生しなければ、毎秒１台に近い速度で被供給物を供給可能であった。
実験Ｎｏ．２では、トレイの内部で被供給物が８回閉塞したため、被供給物の閉塞防止の評価が「×」であった。被供給物の整列供給の評価は、「×」であった。

実験Ｎｏ．３では、ケース３のトレイを使用した。表３に示すように、実験Ｎｏ．２に比べてはるかにスムーズに（閉塞すること無く）、複数の被供給物を排出することができた。

なお、表３において、全数排出率は、全ての被供給物が排出された回数を、実験回数で割った値を意味する。この例では、全数排出率は、（５／１０）の式から５０％となる。
排出台数割合は、排出された台数を、３００台である投入台数で割った値を意味する。この例では、排出台数割合は、（２８０／３００）の式から９３％となる。
平均排出時間は、全数排出された実験の平均搬送時間を意味する。この例では、平均搬送時間は、全数排出された５回の実験の平均排出時間である。
実験Ｎｏ．３では、被供給物がトレイの内部で５回閉塞したため、被供給物の閉塞防止の評価が「×」であった。被供給物の整列供給の評価は、「×」であった。

実験Ｎｏ．４では、ケース４のトレイを使用した。表４に示すように、１０回の実験全てに対して、全ての被供給物が排出された。被供給物がトレイの内部に残留することは無かった。

平均排出時間は２７秒であったが、排出時間の最小値が１５秒、排出時間の最大値が５７秒と、実験ごとのばらつきが大きかった。
実験Ｎｏ．４では、被供給物の閉塞防止の評価は、「○」であった。被供給物の整列供給の評価は、「×」であった。

実験Ｎｏ．５では、ケース４のトレイを使用した。実験Ｎｏ．５及び実験Ｎｏ．７では、振幅を６．０ｍｍとした。実験Ｎｏ．５から実験Ｎｏ７では、周波数を２４．８Ｈｚとした。
実験Ｎｏ．５では、実験Ｎｏ．４に対して振幅を大きくするとともに、周波数を小さくしている。実験Ｎｏ．５では、表５に示すように、１０回の実験全てに対して、全ての被供給物が排出された。

実験Ｎｏ．５では、被供給物がトレイの内部に残留することは無かった。平均排出時間は１７．４秒であった。

実験Ｎｏ．６では、ケース５のトレイを使用し、振幅を４．０ｍｍとした。表６に示すように、１０回の実験のうち４回で、被供給物がトレイの内部に残留した。

しかし、被供給物が残留した理由は、被供給物が傾斜板を登り切れずに傾斜板上で残留したためである。被供給物は、トレイの内部で閉塞したのではない。複数の被供給物を再び投入口に供給することで、傾斜板上で残留した被供給物は傾斜板を登りやすくなるため、被供給物の残留は問題無い。
なお、表６において、搬送時間は、１台目の被供給物がトレイから排出されてから３０台目の被供給物がトレイから排出されるまでの時間を意味する。平均搬送時間は、全数排出された実験において、搬送時間の平均値を意味する。トレイに振動を加えてから１台目の被供給物がトレイから排出されるまでには、タイムラグがある。排出時間からこのタイムラグを引いた値が、搬送時間になる。
実験Ｎｏ．６では、被供給物の閉塞防止の評価は「○」、被供給物の整列供給の評価は「○」であった。

実験Ｎｏ．７では、ケース６のトレイを使用した。表７に示すように、１０回の実験のうち全てで、被供給物がトレイの内部に残留した。

しかし、被供給物が残留した理由は、被供給物が傾斜板を登り切れずに傾斜板上で残留したためである。被供給物は、トレイの内部で閉塞したのではない。
実験Ｎｏ．７では、被供給物の閉塞防止の評価は「○」、被供給物の整列供給の評価は「○」であった。

被供給物の閉塞防止の評価及び被供給物の整列供給の評価がそれぞれ「○」の実験に用いられたトレイが、実施例になる。被供給物の閉塞防止の評価及び被供給物の整列供給の評価の少なくとも一方が「×」の実験に用いられたトレイが、実施例になる。
実験Ｎｏ．１から実験Ｎｏ．５に用いられたケース１からケース４のトレイが、比較例のトレイである。実験Ｎｏ．６及び実験Ｎｏ．７に用いられたケース５及びケース６のトレイが、実施例のトレイである。

以上説明したように、本実施形態のトレイ１０を用いることで、複数の被供給物Ｗが内部で閉塞すること無く、複数の被供給物Ｗを一つずつ整列した状態で供給することができる。
第１側板１６は、板片１７ａ～１７ｅを第２方向Ｙに互いに連ならせて波状に形成されている。このため、板片１７ａ～１７ｅにより、波状に形成される第１側板１６を簡単に構成することができる。

第１側板１６は、角部１８ａ，１８ｂを１以上５以下有し、各角部１８ａ，１８ｂを構成する一対の板片が側板１６，２１の間側になす角度は、１６５度以上１７９度以下である。第１側板１６が角部１８ａ，１８ｂを有しないと、第１側板１６に接触する被供給物Ｗに第１側板１６から力を与え難くなる。一方で、第１側板１６が６以上の角部を有すると、角部で被供給物Ｗが係止されて、トレイ１０の内部で被供給物Ｗが閉塞する虞がある。
一対の板片がなす角度が１６５度未満であると、角部で被供給物Ｗが係止されて、トレイ１０の内部で被供給物Ｗが閉塞する虞がある。一方で、一対の板片がなす角度が１７９度を超える（１８０度以上になる）と、第１側板１６に接触する被供給物Ｗに第１側板１６から力を与え難くなる。
第１側板１６が有する角部１８ａ，１８ｂの数、及び各角部１８ａ，１８ｂの角度が前記のように設定されていることで、複数の被供給物Ｗがトレイ１０の内部で閉塞することを、より確実に抑えることができる。

棒状突起４１は、第２方向Ｙに沿って延び、側板１６，２１の間であって、側板１６，２１からそれぞれ離間した位置に配置されている。トレイ１０の振動により複数の被供給物Ｗが移動する方向に、棒状突起４１が延びている。棒状突起４１が側板１６，２１に接触している場合に比べて、複数の被供給物Ｗが棒状突起４１に乗り上げて、棒状突起４１の姿勢が変化しやすくなる。従って、移動する複数の被供給物Ｗの姿勢が第２方向Ｙのより広範囲にわたって、より大きく変化し、トレイ１０の内部で複数の被供給物Ｗが閉塞することを、より確実に抑えることができる。
棒状突起４１は、半円柱状に形成されて、底板１１における第２側Ｙ２の端から第１側Ｙ１に延びている。そして、棒状突起４１の径は５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、棒状突起４１の第１方向Ｘの長さは１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。これにより、複数の被供給物Ｗが棒状突起４１に乗り上げた姿勢を維持しやすくなるとともに、棒状突起４１に乗り上げた複数の被供給物Ｗの姿勢を、より確実に変化させることができる。

底板１１と傾斜板３６とがなす傾斜板角度θ８は、５度以上１０度以下である。従って、トレイ１０の内部で複数の被供給物Ｗが閉塞することが無い状態で、傾斜板３６から第２側Ｙ２に配置された底板１１上に、複数の被供給物Ｗを一つずつ整列した状態で供給することを、より確実に行うことができる。

また、本実施形態の供給装置１は、トレイ１０と、振動部５０と、を備えている。振動部５０によりトレイ１０を振動させることで、複数の被供給物Ｗを傾斜板３６に登らせ、側板１６，２１間を通して第２側Ｙ２に一つずつ整列した状態で供給することができる。
振動部５０の振幅は、１．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であり、振動部５０の周波数は、２０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下である。従って、複数の被供給物Ｗを、約１秒おきに一つずつ整列した状態で供給することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８及び図９を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図８及び図９に示すように、本実施形態のトレイ６０は、第１実施形態のトレイ１０の第２側板２１に代えて、第２側板６１を備えている。
第２側板６１は、底板１１における第２側Ｘ２の端部から第１側Ｚ１に立ち上がっている。第２側板６１は、第２側板２１の板片２２ｃに代えて、板片６２及び接続片６３を備えている。

板片６２は、板片本体６６と、湾曲片６７と、を備えている。
板片本体６６は、板状に形成されている。板片本体６６は、第１側Ｚ１に向かうに従い漸次、第２側Ｘ２に向かうように傾斜している。
湾曲片６７は、第２側Ｘ２と第２側Ｚ２との間の向きに向かって凸となるように湾曲している。湾曲片６７の第２側Ｚ２の端部は、底板１１に連なっている。湾曲片６７の第１側Ｚ１の端部は、板片本体６６の第２側Ｚ２の端部に連なっている。板片本体６６の第１側Ｚ１の端部は、フランジ３１の第１フランジ片３２に連なっている。
接続片６３は、第２方向Ｙが厚さ方向となる板状に形成されている。接続片６３は、板片２２ｂと板片６２との間を封止している。
なお、図９中に、被供給物Ｗを二点鎖線で示している。湾曲片６７及び板片本体６６に沿って移動する被供給物Ｗは、姿勢を変化させやすい。

本実施形態のトレイ６０によれば、互いに形状が異なる複数の被供給物Ｗが内部で閉塞すること無く、複数の被供給物Ｗを一つずつ整列した状態で供給することができる。
さらに、トレイ６０の第２側Ｙ２の端部に配置された被供給物Ｗが、湾曲片６７及び板片本体６６に沿って移動することで、被供給物Ｗが姿勢を容易に変化させることができる。
なお、トレイ６０は、湾曲片６７を備えず、底板１１に板片本体６６が直接連なっていてもよい。

以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記第１実施形態及び第２実施形態では、第１側板１６は、鋼材を曲げ加工すること等により、正弦波のような波状に形成されていてもよい。この場合、第１側板は角部を有さない。

第１側板及び第２側板は、第２基準面Ｓ１に対して非対称に形成されていれば、波状に形成されていなくてもよい。
棒状突起４１は、第２方向Ｙに沿って延びた形状でなく、例えば半球状であってもよい。棒状突起４１は、第１側板１６又は第２側板２１に接触する位置に配置されてもよい。
傾斜板角度は、５度未満でもよいし、１０度を超えてもよい。

（産業上の利用可能性）
本発明のトレイ及び供給装置は、スマートフォン、デジタルカメラ等の複数の被供給物に含まれる各種金属のリサイクル工程を自動化（高効率化）する際に、利用可能である。より詳しく説明すると、本発明のトレイ及び供給装置は、金属資源価値、取り扱い危険性、解体難易度、製造メーカの違い等に基づいて、様々な被供給物の混合物から特定の品目や機種を画像処理等で自動認識して選別する際に利用可能である。

１ 供給装置
１０，６０ トレイ
１１ 底板
１６ 第１側板（側板）
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，２２ａ，２２ｂ，６２ 板片
１８ａ，１８ｂ，２３ａ 角部
２１，６１ 第２側板（側板）
３６ 傾斜板
４１ 棒状突起（突部）
５０ 振動部
Ｌ２，Ｌ３ 幅
Ｓ１ 第２基準面（基準面）
Ｗ 被供給物
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｙ１，Ｚ１ 第１側
Ｙ２ 第２側
Ｚ 厚さ方向
θ１，θ２，θ６，θ１０ 角度

Claims (8)

1. 互いに形状が異なる複数の被供給物を供給するトレイであって、
   底板と、
   前記底板における、前記底板に沿う第１方向の端部から、前記底板の厚さ方向の第１側にそれぞれ立ち上がる一対の側板と、
   前記底板における、前記底板に沿うとともに前記第１方向に直交する第２方向の第１側の端部に配置され、前記第２方向の第２側に向かうに従い漸次、前記厚さ方向の前記第１側に向かうように傾斜した傾斜板と、
   前記底板における、前記傾斜板よりも前記第２方向の前記第２側に配置され、前記底板よりも前記厚さ方向の前記第１側に突出した突部と、
   を備え、
   前記一対の側板は、前記第１方向に直交する基準面に対して非対称であり、
   前記一対の側板における前記第２方向の前記第２側の端の幅は、前記一対の側板における前記第２方向の前記第１側の端の幅よりも短いトレイ。
2. 前記一対の側板の少なくとも一方は、複数の板片を前記第２方向に互いに連ならせて波状に形成されている請求項１に記載のトレイ。
3. 前記一対の側板の少なくとも一方は、前記複数の板片のうち、前記第２方向に隣り合う一対の前記板片が互いに接続された部分に形成された角部を１以上５以下有し、
   前記１以上５以下の角部のそれぞれを構成する前記一対の板片が前記一対の側板の間側になす角度は、１６５度以上１７９度以下である請求項２に記載のトレイ。
4. 前記突部は、前記第２方向に沿って延び、
   前記突部は、前記一対の側板の間であって、前記一対の側板からそれぞれ離間した位置に配置されている請求項１から３のいずれか一項に記載のトレイ。
5. 前記突部は、半円柱状に形成されて、前記底板における前記第２方向の前記第２側の端から、前記第２方向の前記第１側に延び、
   前記突部の径は、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、
   前記突部の前記第２方向の長さは、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下である請求項４に記載のトレイ。
6. 前記第１方向に直交する断面において、前記底板と前記傾斜板とがなす角度は、５度以上１０度以下である請求項１から５のいずれか一項に記載のトレイ。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のトレイと、
   前記トレイを、前記底板が水平面に沿うように支持しつつ、前記厚さ方向及び前記第２方向にそれぞれ交差する方向に振動させる振動部と、
   を備える供給装置。
8. 前記振動の振幅は、１．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であり、
   前記振動の周波数は、２０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下である請求項７に記載の供給装置。

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