JP2017043402A - 冷凍品の取出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収容ケースに固着した冷凍品を前記収容ケースから容易に取り出す冷凍品の取出装置を提供する。【解決手段】上面が開放された収容ケース３から冷凍品４を取り出す冷凍品の取出装置であって、装置フレーム１に対して上下反転自在に支持された反転フレーム２に上面を上方に向けた収容ケース３を保持する保持機構と、前記収容ケース３を保持したまま反転フレーム２を上下反転させる上下反転機構と、反転フレーム２を上下反転させた後、上面を下方に向けた収容ケース３に衝撃を加える衝撃印加機構とを設けたことを特徴とする。【選択図】図８

Description

本発明は、収容ケースから冷凍品を取り出す取出装置に関する。

冷凍された原料又は材料（以下、冷凍品）は、収容ケースに収納されて運搬又は保管される。ここで、運搬用収容ケースと保管用収容ケースとが異なる場合、冷凍品を運搬用収容ケースから取り出し、保管用収容ケースに移し替える必要が生ずる。運搬用収容ケースから冷凍品を取り出す作業は、作業者にさせてもよい。しかし、冷凍品を運搬用収容ケースから取り出す作業は、重労働であり、また冷凍品が溶けることを防ぐために冷凍室内で行われることもあって、作業者への負担が大きい。このことから、運搬用収容ケースから冷凍品を取り出す作業の自動化が検討する必要がある。

特許文献１が開示する取出装置（収容箱反転装置）は、収容ケース（収容箱）を上下に挟む一対の搬送コンベアに、収容ケースの開口部をいずれかの搬送コンベアで塞いだ状態で収容ケース及び搬送コンベアを一体に反転させる機構を設け、反転後の収容ケースをそのまま搬出することにより、下側に開いた開口部から内容物を取り出す構成である（特許文献１・特許請求の範囲ほか）。特許文献１は、内容物として果実等を想定している。

特開昭54-111997号公報

冷凍品が自然とばらけたり、変形又は拡散するような物の場合、特許文献１が開示する取出装置を用いれば、冷凍品の取出し作業の自動化も容易である。しかし、冷凍品は収容ケースに固着しており、特許文献１のように収容ケースを反転させるだけでは冷凍品をうまく取り出せない。そこで、冷凍されて収容ケースに固着した冷凍品を前記収容ケースから取り出す取出装置について検討した。

検討の結果開発したものが、上面が開放された収容ケースから冷凍品を取り出す取出装置であって、装置フレームに対して上下反転自在に支持された反転フレームに上面を上方に向けた姿勢で収容ケースを保持する保持機構と、前記収容ケースを保持したまま反転フレームを上下反転させる上下反転機構と、反転フレームを上下反転させた後、上面を下方に向けた収容ケースに衝撃を加える衝撃印加機構とを設けたことを特徴とする冷凍品の取出装置である。収容ケースから取り出された冷凍品は、反転フレーム外に放出される。取り出された冷凍品は、分離装置により冷凍品単位にばらして、別の収容ケースに詰め替えて再冷凍されたり、そのまま解凍されて調理等に利用されたりする。

反転フレームは、収容ケースを搬入及び搬出でき、上下反転させることができれば、構造又は構成に限定がない。収容ケースは、反転フレームに設けられた積載面に載せられて前記反転フレームへと搬入及び搬出される。具体的な反転フレームは、回転による上下反転の回転中心軸を有する円形フレームを設け、装置フレームに設けられた複数の支持ローラに前記円形フレームを載せることにより、前記装置フレームに対して上下反転自在に支持される構成を例示できる。

保持機構は、反転フレームの上下反転中に収容ケースが動かないように保持できれば、構造又は構成に限定がない。具体的な保持機構は、収容ケースに対して反転フレームから進退自在な保持爪を有する。保持爪は、収容ケースを保持できれば１基のみでも構わないが、好ましくは対向関係で一対設ける。保持爪は、収容ケースの上面を囲むケース上縁に掛合させ、例えば収容ケースを載せた積載面と挟んで前記収容ケースを保持する。保持爪の進退手段は、進退方向にロッドを伸縮させるシリンダを例示できる。

上下反転機構は、収容ケースと一体に反転フレームの姿勢を変化させ、前記収容ケースの上面が上方に向く正姿勢と前記上面が下方に向く反転姿勢とが選択できれば、構造又は構成に限定がない。具体的な上下反転機構は、反転用モータの回転軸に接続した回転駆動部と反転フレームに設けられた反転用円形フレームの周縁とに紐状体を掛け回し、紐状体が反転用円形フレームに対して位置固定して構成される。この上下反転機構は、回転駆動部を回転させると紐状体が周回し、円形フレームの中心を回転中心軸として、反転フレームを上下反転させる。

紐状体として両端のあるものを用いた場合、前記両端をそれぞれ反転用円形フレームの周縁に固定する。回転駆動部が正転して紐状体の一端を引き寄せると、反転フレームは反転用円形フレームの中心を回転中心軸として正転し、前記一端及び他端がそれぞれ180度移動すれば、上下反転する。逆に回転駆動部が逆転して他端を引き寄せると、反転フレームは円形フレームの中心を回転中心軸として逆転し、前記一端及び他端がそれぞれ原位置に復帰すれば、上下反転する。

上下反転機構は、上記構成に代えて、紐状体として無端のものを用いた場合、反転用円形フレーム及び回転駆動部に無端の紐状体を掛け回し、前記回転駆動部の回転に応じて反転用円形フレームを一方向に回転させ、反転フレームを上下反転させる構成にもできる。また、上下反転機構は、例えば上記反転用円形フレームと支持ローラをギアとの噛み合いにし、前記支持ローラを回転駆動して上下反転させる構成にもできる。

衝撃印加機構は、上面を下方に向けた収容ケースに衝撃を印加できれば、構造又は構成に限定がない。例えば、収容ケースに外部からの打撃や振動のほか、収容ケース自体を落下又は振動させて、収容ケースに衝撃を与える。具体的な衝撃印加機構は、収容ケースに対して反転フレームから進退自在な保持爪と、前進した前記保持爪上方の位置に突出するストッパ爪とを有し、上面を上方に向けた収容ケースに前進させた保持爪を掛合して反転フレームを上下反転させ、上面を下方に向けた収容ケースから保持爪を後退させて、ストッパ爪に掛止されるまで収容ケースを落下させることにより、上面を下方に向けた収容ケースに衝撃を与える。

衝撃印加機構の保持爪は、保持機構が保持爪を有している場合、前記保持爪を利用できる。ストッパ爪は、反転フレームが上下反転した後、積載面から落下して離れた収容ケースの上面を囲むケース上縁に掛合させる。

本発明の取出装置は、装置フレームに対して上下反転自在に支持された反転フレームに、保持機構、上下反転機構及び衝撃印加機構を設けている。これにより、冷凍品が収容ケースに固着している場合でも、前記収容ケースから冷凍品を確実に取り出せる。

上下反転機構は、装置フレームに設けられた回転駆動部と、反転フレームに設けられた反転用円形フレームの周縁それぞれに紐状体を掛け回して構成すれば、反転フレームの構成又は構造を限定しない。ここで、反転フレームに搬入側円形フレーム又は搬出側円形フレームを設けた場合、装置フレームに設けた支持ローラに前記搬入側円形フレーム又は搬出側円形フレームを支持させて反転フレームを上下反転させるようにすれば、円滑な反転フレームの上下反転を実現できる。

進退自在保持爪を有す保持機構と、前記保持爪及びストッパ爪を有する衝撃印加機構とは、簡素な構成ながら、収容ケースの保持と前記収容ケースへの衝撃印加とを実現する。保持爪は、反転フレームの上下反転中、収容ケースががたつかないように保持する。また、ストッパ爪は、最も頑丈なケース上縁に当てて収容ケースに衝撃を印加するため、収容ケースを壊す虞を低減しつつ、収容ケースに固着した冷凍品を分離できる。

本発明を適用した取出装置の一例を表す平面図である。 本例の取出装置の図１中Ａ−Ａ断面図である。 本例の取出装置の図１中Ｂ−Ｂ断面図である。 本例の取出装置の図１中Ｃ−Ｃ断面図である。 ２個の収容ケースを搬入し終えた状態を表す図２相当断面図である。 搬入した収容ケースに保持爪を掛合させた状態を表す図４相当断面図である。 反転フレームを上下反転させて収容ケースの上面を下方に向けた状態を表す図３相当断面図である。 逆さにした収容ケースを落下させ、冷凍品を回収する状態を表す図４相当断面図である。 反転フレームを上下反転させて収容ケースの上面を上方に向けた状態を表す図３相当断面図である。 空になった収容ケースを搬出する状態を表す図２相当断図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図を参照しながら説明する。説明の便宜上、図１において装置フレーム1の天井や天井側の搬入側支持ローラ11及び搬出側支持ローラ12を省略している。図３では、反転用モータ14を載せるモータ台142を仮想線表示にしている。また、図４、図６及び図８では、反転用モータ14及び反転用チェーン13や搬入側円形フレーム22及び反転用円形フレーム23を省略している。

本発明の取出装置は、例えば図１〜図４に見られるように、反転フレーム２を装置フレーム１に対して上下反転自在に支持させて構成される。本例の取出装置は、２個の収容ケース３を上下反転させ、装置フレーム１外に冷凍品４を落下させ、回収する（後掲図８参照）。一度に上下反転させる収容ケース３の数は、１個又は３個以上でもよい。落下させた冷凍品４は、例えば取出装置外に設置した回収コンベア（図示略）で回収する。

本例の反転フレーム２は、図１又は図2に見られるように、搬入側円形フレーム22、反転用円形フレーム23及び搬出側円形フレーム24を平行に揃えている。これらは、それぞれの面に直交する左右一対のコンベアローラ支持フレーム211及びシリンダ支持フレーム252や、左右一対の壁面である上段ガイド27により相互に結ばれ、枠体構造の反転フレーム２を構成する。枠体構造の反転フレーム２は、内部にローラコンベア21を備える。ローラコンベア21は、反転フレーム２に搬入した収容ケース３の積載面となる。本例の搬入側円形フレーム22及び搬出側円形フレーム24は、図１、図２又は図４に見られるように、取出装置の搬入側及び搬出側に設けられた金属製円板であるが、円形リングで構成してもよい。

装置フレーム１は、反転フレーム２を上下反転自在に支持する直方体形状の枠体で、搬入側円形フレーム22及び搬出側円形フレーム24を搬入側支持ローラ11及び搬出側支持ローラ12により支持している。搬入側支持ローラ11及び搬出側支持ローラ12は、装置フレーム１に設けられた円筒ローラである。搬入側支持ローラ11及び搬出側支持ローラ12は、周面に周回溝を設け、搬入側円形フレーム22及び搬出側円形フレーム24の周縁を前記周回溝に嵌め込んでいる。これにより、搬入側円形フレーム22及び搬出側円形フレーム24は、回転中の姿勢が拘束され、ふらつきのない安定した回転が確保される。

搬入側円形フレーム22及び搬出側円形フレーム24は、仮想的に設定される回転中心軸Ｏを含む位置に搬入用開口221及び搬出用開口241をそれぞれ設けている。収容ケース３は、前記搬入用開口221を通って反転フレーム２のローラコンベア21に搬入され、前記搬出用開口241を通って反転フレーム２のローラコンベア21から搬出される。

本例の上下反転機構は、反転用チェーン13、反転用モータ14、駆動スプロケット（回転駆動部）141及び反転用円形フレーム23により構成され、収容ケース３を保持したまま反転フレーム２を上下反転させる。反転用円形フレーム23は、図１に見られるように、隙間を空けて平行に揃えた２枚の金属製円板をボルト（図示略）により一体化して構成される。

反転用円形フレーム23の奥側には装置フレーム１にモータ台142を設けて、反転フレーム２を上下反転させる駆動源である反転用モータ14を設置している。図１又は図３に見られるように、反転用モータ14の回転軸に接続した２個一組の駆動スプロケット（回転駆動部）141には、紐状体である反転用チェーン13をそれぞれ掛け回している。各チェーン13の一端131は、搬入側から見て、上方に開いた状態の落下用開口231の右側で反転用円形フレーム23の周縁に掛け回して固定している。また、各チェーン13の他端132は、前記反転用円形フレーム23に下側から掛け回した前記落下用開口231の左側で反転用円形フレーム23の周縁に掛け回して固定している。これにより、反転用円形フレーム23は、駆動スプロケット141を回転させると反転用チェーン13により引っ張られる範囲で反転用円形フレーム23の中心を回転中心軸Oとして正逆に回転する。

本例の紐状体は、反転用チェーン13である。しかし、紐状体は、可撓性のある長尺部材、例えば樹脂製又は金属製のベルトでもよい。紐状体に回転動力を伝達する回転駆動部は、紐状体がチェーンであれば駆動スプロケットとなり、紐状体がベルトであれば駆動プーリとなる。

反転用円形フレーム23は、仮想的に設定される回転中心軸Ｏを含む位置に、収容ケース３が通過する幅で、周縁に達する開いた開口の落下用開口231を設けている。搬入側円形フレーム22、反転用円形フレーム23及び搬出側円形フレーム24それぞれに設定される回転中心軸Ｏは、一致している。落下用開口231により、反転フレーム２を上下反転させた際に収容ケース３から取り出された冷凍品を、反転用円形フレーム23に干渉せずに落下させることができる。

コンベアローラ支持フレーム211は、図２に見られるように、ローラコンベア21を構成する駆動ローラを架設し、壁面である下段ガイド26を設けている。また、ローラコンベア21の下部には、ストッパ板昇降用シリンダ291を支持するシリンダ支持ブラケット292を設けている。ストッパ板昇降用シリンダ291は、ローラコンベア21の隙間からストッパ板29を昇降させる。搬入されてきた収容ケース３は、ローラコンベア21より上に突出するストッパ板29に掛止され、搬入位置が特定される。

本例の保持機構は、保持爪25及び保持爪用進退シリンダ251により構成され、装置フレーム１に対して上下反転自在に支持された反転フレーム２に上面を上方に向けた姿勢で収容ケース３を保持する。本例の保持爪25は、図１又は図２に見られるようにシリンダ支持フレーム252に設けられた保持爪進退用シリンダ251により、上段ガイド27の保持爪進退用開口271を通じて収容ケース３に向けて前進して、収容ケース３の上縁に掛合する。収容ケース３は、左右一対の保持爪25とローラコンベア21とに挟まれて保持される。

図１又は図４に見られるように、保持爪は、Ｌ字に折れ曲った金属部材であり、対向関係で左右一対ずつ、計４基配置される。収容ケースを保持できれば１基のみでも構わないが、好ましくは対向関係で一対設ける。また、保持爪は、収容ケースのケース側面にある突起、突条又は開口に掛合させてもよい。この場合、対向関係で一対設けた保持爪のみで収容ケースを挟んで保持できる。保持爪進退用シリンダ251は、油圧又は空気圧シリンダを用いる。

本例の衝撃印加機構は、保持機構を構成する保持爪25及び保持爪用進退シリンダ251と、ストッパ爪28とから構成され、反転フレーム２を上下反転させた後、上面を下方に向けた収容ケース３に衝撃を加える。本例のストッパ爪28は、金属板であり、図４に見られるように、前進した保持爪25の上方、つまり上段ガイド27の上縁から張り出すように構成される。

ストッパ爪28は、図１に見られるように、収容ケース３の搬送方向に長尺に設けられ、反転フレーム２を上下反転させて落下してくる収容ケース３を確実に受け止める。また、長尺なストッパ爪28は、収容ケース３の上縁に掛合する面積が広くなるため、与えられる衝撃を広く分散させて収容ケース３を壊れにくくする。ストッパ爪は、落下してくる収容ケースを掛止できれば１基のみでも構わないが、好ましくは対向関係で一対設ける。ストッパ爪は、反転フレーム２の一部を折り曲げて形成してもよい。

本例の取出装置により収容ケース３から冷凍品４を取り出す手順を説明する。まず、図５に見られるように、ローラコンベア21からストッパ板29を突出させた状態で、前記ローラコンベア21上に収容ケース３を搬入する（白抜き矢印）。本例の取出装置は、搬入側端に連続する搬入コンベア５を設置し、前記搬入コンベア５から収容ケース３をローラコンベア21へと搬送してくる。搬入コンベア５は、本例のベルトコンベアのほか、ローラコンベアやその他従来公知の搬送手段を利用できる。

先にローラコンベア21に載せられた収容ケース３は、左右の下段ガイド26の範囲で搬出側へと進み、ストッパ板29に突き当たって止まる。また、次にローラコンベア21に載せられた2つ目の収容ケース３は、同様に進んで先に送られた収容ケース３に当たって止まる。こうして、本例の取出装置は、２個の収容ケース３を密着させてローラコンベア21に載せる。

２個の収容ケース３の搬入を終えたら、ローラコンベア21を停止させ、図6に見られるように、保持爪25を収容ケース３に向けて前進させて（左右向き黒太矢印）前記収容ケース３の上縁に掛合させると共に、ストッパ板29を下降させて（下向き黒太矢印）ローラコンベア21より下側に待避させる。収容ケース３は、保持爪25とローラコンベア21とに挟まれて位置固定されるため、反転フレーム２を回転させて上下反転させると、一体に上下反転される。

本例の取出装置は、収容ケース３の重心が反転フレーム２の反転用円形フレーム23に設定される仮想的な回転中心軸Ｏに一致又は近接するように、搬入側円形フレーム22、反転用円形フレーム23及び搬出側円形フレーム24に対するローラコンベア21の位置を設定している。このことにより、反転フレーム２の回転に必要な回転力が小さくて済み、また反転フレーム２と一体に回転する収容ケース３による遠心力も抑えられ、容易かつ安定した反転フレーム２の回転が実現される。

反転フレーム２は、図７に見られるように、反転用モータ14が正転して（黒細矢印）反転用チェーン13の他端132を引っ張る（黒太矢印）ことにより、反転用円形フレーム23を搬入側から見て左回転させ（白抜き矢印）、上下反転させることができる。上下反転を終えた直後の反転フレーム２は、保持爪25とローラコンベア21とで収容ケース３を挟んで保持したままである。収容ケース３に収容された冷凍品４は、収容ケース３に固着して落下しないことが多い。

上下反転された収容ケース３は、図８に見られるように、保持爪25が後退して（左右向き黒太矢印）収容ケース３の上縁から外れることにより重力に従って落下する（白抜き矢印）と、収容ケース３の上縁がストッパ爪28に衝突する。このストッパ爪28との衝突により、収容ケース３に衝撃が印加され（斜め上向き黒太矢印）、固着した冷凍品４が分離する。そして、収容ケース３の上縁に衝突するストッパ爪28は、収容ケース３の落下を防止するが、収容ケース３に収容された冷凍品４の落下を妨げないので、収容ケース３から分離した冷凍品４のみが取出装置外に落下していく。

収容ケース３から冷凍品４を分離、落下させた後、反転フレーム２は、図９に見られるように、今度は反転用モータ14を逆転させて（黒細矢印）反転用チェーン13の一端131を引っ張る（黒太矢印）。反転用円形フレーム23は、搬入側から見て右回転させて（白抜き矢印）上下反転させ、初期状態に復帰する。このとき、積載面に収容ケース３が落ちて衝撃を加えるため、積載面は前記衝撃に耐えるローラコンベア21が好適である。

空になった収容ケース３は、図10に見られるように、ストッパ板29をローラコンベア21より下側に下げ、保持爪25を後退させた状態で、２つの収容ケース３がローラコンベア21から搬出コンベア６へと搬出される（白抜き矢印）。そして、ストッパ板29をローラコンベア21から突出させた後、図５に見られるように、次の収容ケース３を搬入する。この一連の手順を繰り返すことにより、多数の収容ケース３から冷凍品４を順次取り出していく。

１ 装置フレーム
11 搬入側支持ローラ
12 搬出側支持ローラ
13 反転用チェーン
131 一端
132 他端
14 反転用モータ
141 駆動スプロケット
２ 反転フレーム
21 ローラコンベア
22 搬入側円形フレーム
23 反転用円形フレーム
24 搬出側円形フレーム
25 保持爪
28 ストッパ爪
３ 収容ケース
４ 冷凍品

Claims (4)

1. 上面が開放された収容ケースから冷凍品を取り出す取出装置であって、
   装置フレームに対して上下反転自在に支持された反転フレームに上面を上方に向けた姿勢で収容ケースを保持する保持機構と、
   前記収容ケースを保持したまま反転フレームを上下反転させる上下反転機構と、
   反転フレームを上下反転させた後、上面を下方に向けた収容ケースに衝撃を加える衝撃印加機構とを設けたことを特徴とする冷凍品の取出装置。
2. 保持機構は、収容ケースに対して反転フレームから進退自在な保持爪を有する請求項１記載の冷凍品の取出装置。
3. 上下反転機構は、反転用モータの回転軸に接続した回転駆動部と反転フレームに設けられた反転用円形フレームの周縁とに紐状体を掛け回し、紐状体が反転用円形フレームに対して位置固定して構成され、回転駆動部を回転させると紐状体が周回し、反転用円形フレームの中心を回転中心軸として、反転フレームを上下反転させる請求項１記載の冷凍品の取出装置。
4. 衝撃印加機構は、収容ケースに対して反転フレームから進退自在な保持爪と、前進した前記保持爪上方に位置するストッパ爪とを有し、
   上面を上方に向けた収容ケースに前進させた保持爪を掛合して反転フレームを上下反転させ、上面を下方に向けた収容ケースから保持爪を後退させて、ストッパ爪に掛止されるまで収容ケースを落下させることにより、上面を下方に向けた収容ケースに衝撃を与える請求項１記載の冷凍品の取出装置。

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