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JP4907572B2 - 容器内への物品収容方法および物品収容装置 - Google Patents

容器内への物品収容方法および物品収容装置 Download PDF

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JP4907572B2 JP2008050967A JP2008050967A JP4907572B2 JP 4907572 B2 JP4907572 B2 JP 4907572B2 JP 2008050967 A JP2008050967 A JP 2008050967A JP 2008050967 A JP2008050967 A JP 2008050967A JP 4907572 B2 JP4907572 B2 JP 4907572B2
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Description

本発明は、複数の物品を搬送して所定の矩形形状の開口面を有する容器内に収容する方法、およびシート部材上に載置される複数の物品を搬送して所定の矩形形状の開口面を有する容器内に収容する物品収容装置に係り、特に、前記複数の物品として、冷凍のコロッケ等のように脆弱性をもち塊状形状に成形されてなる複数の脆弱性食品を容器内に収容する上で好適な容器内への物品収容方法および物品収容装置に関する。
物品を搬送し、さらにはその梱包等を行う物流業務では、業務の効率化のために、種々の作業機械等による自動化、あるいは自動化の提案がなされている(例えば特許文献1ないし2参照)。
例えば特許文献1には、物品としてロール製品を箱詰めするためのロール製品箱詰め機が開示されている。
このロール製品箱詰め機は、複数のロール製品を整列させるための四角形状の領域をもつガイド装置を台板上に備えている。このガイド装置は、その四角形状の領域のうちの一辺が開口しており、この開口する一辺の側に、押し出し装置であるプッシャーが対向して配置されている。このプッシャーは、搬送コンベア上のロール製品をガイド装置の四角形状の領域内に一列ずつ押し出し可能に構成されている。
このロール製品箱詰め機によれば、そのプッシャーで搬送コンベア上のロール製品を四角形状の領域内に順次押し出すとともに他の付帯装置との協働によって、複数のロール製品を四角形状の領域(所定の矩形形状の範囲)に倣わせて、その領域内の所期の整列位置に整列させることを可能としている。
さらに、このロール製品箱詰め機は、所望の四角形状の範囲内に整列させた複数のロール製品を、その側面方向から押圧することで把持可能とした把持装置を含む搬送機構を備えている。これにより、このロール製品箱詰め機によれば、上記所期の整列位置に整列させた複数のロール製品を把持装置で把持しつつ搬送機構によって箱詰めに必要な位置への搬送が可能になっている。
また、例えば特許文献2には、物品として果実を箱詰めするための果実の箱詰装置が開示されている。
この箱詰装置は、所定の矩形形状の開口面を有する箱に対し、所期の整列位置への整列に所要の個数の果実が予め整列装置で整列されて仕切材の上に並べられるようになっている。そして、その並べられている仕切材上の各果実を個別に真空吸着する果実用の吸着体と、その仕切材をも同時に真空吸着する仕切材用の吸着体と、を備えている。これにより、この箱詰装置によれば、所要の個数の果実を仕切材とともに一体として吸着して他の付帯装置との協働によって搬送し、所期の整列位置を保持したままで箱詰めを可能としている。
実用新案登録第2556481号公報 特公平8−5457号公報
しかしながら、搬送あるいは梱包する物品が、例えば冷凍のコロッケなどのように塊状形状に成形されており、変形しやすく、また脆いという脆弱性を有する食品(以下、「脆弱性食品」という)は、これを搬送や梱包する際の押圧力等が、比較的弱い力であっても脆弱性食品に変形や損傷が生じ易い。そのため、このような損傷等が脆弱性食品に生じればその商品価値が低下することになる。
ここで、例えば上記例示した特許文献1に記載の技術を、この種の脆弱性食品に適用する場合を考えると、例えば上記プッシャーで搬送コンベア上から所定の矩形形状の範囲となる四角形状の領域内に脆弱性食品を押し出すときに押し出す方向に力が加わるので、その押出しの力によって変形が生じてしまい、順次押し出すような操作は困難である。特に、複数の脆弱性食品を四角形状の領域に倣わせて、これを搬送するときに、隣接する脆弱性食品同士は、押し出す方向に圧縮される力を互いに受けるので、この種の脆弱性食品を四角形状の領域内に整列させつつ搬送することはなおさら困難である。
さらに、上記ロール製品箱詰め機の例は、所定の四角形状の領域で所期の整列位置に整列させた複数のロール製品を、その側面方向から押圧する把持装置を含む搬送機構で箱詰めに必要な位置へ搬送しているので、搬送される物品自身には、搬送時にも押圧力に耐えうる強度が要求される。そのため、特許文献1に記載の技術を脆弱性食品に適用することをより難しいものとしている。
また、例えば上記例示した特許文献2に記載の技術では、搬送・梱包をする物品が果実なので、各果実を個別に真空吸着する吸着体での直接の搬送が可能であるものの、コロッケ等の脆弱性食品は、その表層面の凹凸が大きく、また形状も不規則であり、さらに、コロッケは、その表面にパン粉の表層部を有しており、この表層部は剥離しやすいので、真空吸着によって搬送することは一層難しい。
このように、この種の脆弱性食品は、上記各文献に記載の技術での取り扱いが困難である。そのため、この種の脆弱性食品、例えば、コロッケの搬送工程や梱包工程(包装工程)はいずれも自動化が難しく、人が手で所期の整列作業を行うとともに、段ボール箱等の容器内に梱包(包装)していた。特に、コロッケを収容する容器として、例えば平面視が所定の矩形形状の開口面を有する段ボール箱を用い、この段ボール箱内に、例えば10個程度の所要の個数のコロッケを箱内に矩形形状に並べ、これを一つの層として、さらに同様にコロッケを層状に重ねて梱包する場合がある。このように複数のコロッケを層状に詰める梱包工程は、なおさら手間が多く、作業の容易化および効率の向上が一層望まれている。
すなわち、コロッケは、その表面にパン粉の表層部を有しており、この表層部は、隣接する他層のコロッケと互いにすれあうことによって剥離しやすい。そこで、通常、コロッケを積層する上記のような梱包工程では、隣接する他層のコロッケとの間に、相互を離隔するために離隔用シートを介装して相互の干渉を防止している。そのため、このように層状に詰める梱包工程は、なおさら多くの手間を要し、またコロッケに損傷や表層部の剥離等が生じないように気を遣う作業であり、作業の容易化および効率の向上が望まれるのである。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、物品が、例えば冷凍のコロッケ等のように脆弱性を有する脆弱性食品であっても、その搬送および梱包を容易とし、その作業の効率を向上させ得る容器内への物品収容方法および物品収容装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明のうち第一の発明は、複数の物品を搬送して所定の矩形形状の開口面を有する容器内に収容する方法であって、前記容器の開口面よりも周囲に張り出す広さを有する可撓性のシート部材と、前記開口面よりも小さい外形形状をもつ押さえ部材とを用い、前記シート部材上に載置された複数の物品の上方に前記押さえ部材を対向させる押さえ部材対向工程と、前記シート部材の周縁部を複数箇所で把持する把持工程と、その把持工程で把持されたシート部材の周縁部を前記シート部材および前記押さえ部材との間で前記複数の物品を保持するように移動させる周縁部移動工程と、その周縁部移動工程後に、前記複数の物品を保持したままの状態で前記容器の上方の所定の位置に移送させる移送工程と、その移送工程後に、把持しているシート部材の周縁部を開放するとともに前記押さえ部材を離脱させて、前記複数の物品を前記シート部材と共に前記容器内に収容する収容工程と、を含むことを特徴としている。
第一の発明に係る容器内への物品収容方法は、シート部材および押さえ部材を用い、例えば人が手で、シート部材および押さえ部材相互間に複数の物品を配置し(押さえ部材対向工程)、シート部材を手で把持して(把持工程)、押さえ部材の側に把持されたシート部材の周縁部をシート部材および押さえ部材との間で複数の物品を保持するように移動させることで(周縁部移動工程)、複数の物品を、シート部材および押さえ部材相互間に配置した状態で保持することができる。
その後、この第一の発明に係る容器内への物品収容方法によれば、複数の物品を保持したままの状態で容器の上方の所定の位置に移送させ(移送工程)、その後に、把持しているシート部材の周縁部を開放するとともに押さえ部材を上方に離脱させて、複数の物品をシート部材と共に容器内に収容することができる(収容工程)。
そして、この容器内への物品収容方法は、シート部材を引っ張ることによって物品を移動させることが可能であり、このシート部材は可撓性を有しているので、物品が例えば上述のような脆弱性食品の場合であっても、脆弱性食品を、いわば柔らかく囲繞しつつ移動させることができる。また、物品を移動させて、所定の梱包用の容器内に収容する際にも、物品をシート部材で保持しつつ移動させることができる。そのため、物品が仮に脆弱性食品であっても、これを変形させるほどの大きな負荷や、部分的に集中する荷重が作用せず、これにより、物品が仮に脆弱性食品であっても、その変形や損傷が防止される。
つまり、この第一の発明に係る容器内への物品収容方法での物品の移動は、可撓性のシート部材の周縁部を把持し且つ上方に引き上げることで生じるシート部材の傾斜による作用等を利用して物品を移動するものである。そのため、物品が例えば上述のような脆弱性食品であっても、脆弱性食品を変形させるほどの大きな負荷や、部分的に集中する荷重が脆弱性食品に作用せず、これにより、脆弱性食品の変形や損傷が防止される。また、この際の操作も、シート部材の周縁部を把持し且つ上方に引き上げるだけで物品を移動可能なので、物品を所期の矩形形状内の位置に移動させることが容易であり、その作業効率もよい。
したがって、この第一の発明に係る容器内への物品収容方法によれば、物品が、仮に冷凍のコロッケ等の脆弱性を有する脆弱性食品であっても、その搬送および梱包を容易とし、その作業の効率を向上させることができる。特に、物品として脆弱性食品の整列、あるいは梱包等の物流業務に採用すれば、その作業を容易とし、効率を向上させるとともに、脆弱性食品の変形や損傷を防止する上で好適である。
特に、この第一の発明に係る容器内への物品収容方法によれば、例えば物品として、上述の脆弱性食品に適用し、さらに、その脆弱性食品がコロッケのようにその表面にパン粉の表層部を有するものである場合に好適である。つまり、この表層部は、隣接する他層の脆弱性食品と互いにすれあうことによって剥離しやすいので、通常、この種の表層部を有する脆弱性食品の梱包では、隣接する他層の脆弱性食品との間に、例えば相互を離隔するために離隔用シートを介装して相互の干渉を防止している。
したがって、この第一の発明に係る容器内への物品収容方法によれば、上述のように層状に詰める際の離隔用シートとして、上記シート部材で兼ねさせることができる。そのため、容器内に収容する際の離隔用シートを介装する手間が軽減され、さらに、シート部材を包装材として用いることで、梱包工程(包装工程)等での包装する手間についても軽減することが可能である。また、脆弱性食品に損傷や表層部の剥離等が生じないようにする気遣いも軽減されるので、容器内に収容する作業が容易であり、その効率も向上する。
ここで、第一の発明に係る容器内への物品収容方法において、前記周縁部移動工程は、前記把持工程で把持されたシート部材の周縁部を、前記物品の上方且つ前記押さえ部材の周囲に沿わせつつ移動させることは好ましい。また、前記周縁部移動工程は、前記把持工程で把持されたシート部材の周縁部を、前記複数の物品の上方を覆うように且つ当該シート部材の周縁部に近い複数の物品の端部を包むように移動させることは好ましい。このような構成であれば、物品に、例えば押圧力などの力を強く作用させないで、物品が例えば上述のような脆弱性食品であっても、脆弱性食品の変形や損傷を防止しつつこれを保持する上で好適である。
ところで、第一の発明に係る容器内への物品収容方法において、可撓性のシート部材での物品の移動は、上述したように、その周縁部を把持し且つ上方に引き上げることで生じるシート部材の傾斜による作用等を利用して物品を移動する。そのため、シート部材の周縁部を移動させる際に、その移動させるタイミングや、その傾斜の程度、シート部材に掛ける張力、シート部材を把持する位置、その把持する位置と押さえ部材との対向距離等を適宜調節することによって、物品が例えば上述のような脆弱性食品であっても、その変形や損傷を防止しつつも、物品の姿勢を意図的に動かし、整列姿勢を所期の状態に整え、またその状態を維持することが可能となる。
すなわち、第一の発明に係る容器内への物品収容方法において、前記周縁部移動工程は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、物品に対して前記シート部材の張力の作用タイミングを前後させることは好ましい。ここで、矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、シート部材の周縁部の移動開始時を異ならせる、またはシート部材の周縁部を把持する位置を異ならせれば、物品に対してシート部材の張力の作用タイミングを前後させる上で好適である。
このような構成であれば、物品に対してシート部材の張力の作用タイミングに差を生じることができ、物品の姿勢を意図的に動かし、整列状態(整列方向)を整える上で好適である。なお、整列方向を整えるとは、例えば楕円形状のコロッケであれば、相互の長軸および短軸それぞれの方向を同じ方向に揃える意味である。
また、前記周縁部移動工程、移送工程および収容工程の少なくとも一つの工程は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記シート部材に掛かる張力を異ならせる張力調整工程を含むことは好ましい。このような構成であれば、物品の姿勢を意図的に動かして整列状態になっている物品の整列姿勢を維持する上で好適である。
さらに、前記周縁部移動工程が前記張力調整工程を含み、当該張力調整工程は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記把持工程で把持されたシート部材の周縁部の停止位置を異ならせることは好ましい。このような構成であれば、周縁部移動工程において、把持されたシート部材の周縁部の停止位置(ストローク終点位置)に差を与えることができるので、姿勢を意図的に動かして整列状態になっている物品の整列姿勢を維持する上で好適である。
なお、本発明において「停止位置」とは、把持されたシート部材の周縁部が、押え部材の外形または複数の物品を整列させるべき所定の形状Rの外形を基準とし、そこからの水平方向への進入距離である。なお、基準は、押え部材の外形が複数の物品を整列させるべき所定の形状Rの外形より大きいときは押え部材の外形であり、小さいときは複数の物品を整列させるべき所定の形状Rの外形である。
また、前記把持工程が前記張力調整工程を含み、当該張力調整工程は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記押さえ部材に対して前記シート部材の周縁部を把持する位置を異ならせることは好ましい。このような構成であれば、把持工程において、シート部材を把持する位置を異ならせ、これにより、シート部材の折り代に差を与えることができるので、姿勢を意図的に動かして整列状態になっている物品の整列姿勢を維持する上で好適である。
なお、本発明においてシート部材の「折り代」とは、複数の物品を整列させるべき所定の形状Rの外形からシート部材の把持部までの距離のことである。
次に、シート部材の周縁部を移動する際の移動開始タイミングとストロークが同一の場合に、シート部材の折り代に差を与えることは物品の姿勢を意図的に動かし、整列状態(整列方向)を整える上で、および整列状態になっている物品の整列姿勢を維持する上で好適である。
シート部材の折り代に差を与えることで、前記周縁部移動工程において物品に対してシート部材の張力の作用タイミングを前後させて物品の姿勢を意図的に動かし整列状態(整列方向)を整える上で好適である。シート部材の移動開始タイミングを前後させずに同時に移動させる場合であっても、シート部材の折り代に差を与えることで、物品に対してシート部材の張力の作用タイミングを前後させることができると考えられる。また、折り代が短い辺の方が長い辺よりも物品に対して張力の作用タイミングが早くなると考えられる。
さらに、前記周縁部移動工程、移送工程および収容工程においてシート部材の周縁部を移動した後の停止位置(ストローク終点位置)に差を与えることができるので、姿勢を意図的に動かして整列状態になっている物品の整列姿勢を維持する上で好適である。折り代が短い辺の方が長い辺よりもストローク終点位置が内側に移動するためシート部材に掛かる張力が強くなる。
さらに、上記課題を解決するために、本発明のうち第二の発明は、シート部材上に載置される複数の物品を搬送して所定の矩形形状の開口面を有する容器内に収容する物品収容装置であって、前記容器の開口面よりも小さい外形形状をもつ押さえ部材と、前記容器の開口面よりも周囲に張り出す広さを有する可撓性のシート部材の周縁部に対してその把持および開放が可能な複数の把持部と、前記シート部材の周縁部を把持した複数の把持部を、前記シート部材および前記押さえ部材との間で前記複数の物品を保持させるように移動する把持部移動手段と、前記容器の上方の所定の位置に、および前記シート部材上に載置される複数の物品の上方に前記押さえ部材を対向させる押さえ部材対向位置に、前記押さえ部材、複数の把持部および把持部移動手段を一体で移動させる一体移動手段と、を備えていることを特徴としている。
この第二の発明に係る物品収容装置によれば、上記第一の発明に係る容器内への物品収容方法を用いて、シート部材上に載置される複数の物品を搬送して所定の矩形形状の開口面を有する容器内に収容することができるので、上記第一の発明同様の作用および効果を奏する。
ここで、第二の発明に係る物品収容装置において、前記把持部移動手段は、前記シート部材を把持した前記複数の把持部を、前記物品の上方に且つその把持したシート部材が前記押さえ部材の周囲に沿うように移動させるようになっていることは好ましい。また、前記把持部移動手段は、前記シート部材を把持した前記複数の把持部を、その把持したシート部材が前記複数の物品の上方を覆うように且つ当該シート部材の周縁部に近い複数の物品の端部を包むように移動させるようになっていることは好ましい。このような構成であれば、上記第一の発明同様、物品に、例えば押圧力などの力を強く作用させないで、物品が例えば上述のような脆弱性食品であっても、脆弱性食品の変形や損傷を防止しつつこれを保持する上で好適である。
また、前記把持部移動手段は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、物品に対して前記シート部材の張力の作用タイミングを前後させるようになっていることは好ましい。ここで、矩形形状の一の辺に沿った方向の把持部とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向の把持部とで、把持されたシート部材の周縁部の移動開始時を異ならせる、またはシート部材の周縁部を把持する位置を異ならせれば、物品に対してシート部材の張力の作用タイミングを前後させる上で好適である。
このような構成であれば、上記第一の発明同様、物品に対してシート部材の張力の作用タイミングに差を与えることができるので、物品の姿勢を意図的に動かし、整列状態(整列方向)を整える上で好適である。
また、前記複数の把持部、把持部移動手段および一体移動手段の少なくとも一つの手段は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記シート部材に掛かる張力を異ならせる張力調整手段を有することは好ましい。このような構成であれば、上記第一の発明同様、姿勢を意図的に動かして整列状態になっている物品の整列姿勢を維持する上で好適である。
さらに、前記把持部移動手段が前記張力調整手段を有し、当該張力調整手段は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記複数の把持部で把持されたシート部材の周縁部の停止位置を異ならせていることは好ましい。このような構成であれば、上記第一の発明同様、把持部移動手段で移動する際に、把持されたシート部材の周縁部の停止位置(ストローク終点位置)に差を与えることができるので、物品の姿勢を意図的に動かして整列状態になっている物品の整列姿勢を維持する上で好適である。
また、前記複数の把持部が前記張力調整手段を有し、当該張力調整手段は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記押さえ部材に対して前記シート部材の周縁部を把持する位置を異ならせていることは好ましい。このような構成であれば、上記第一の発明同様、複数の把持部で把持する際に、把持する位置を異ならせることで、シート部材の折り代に差を与えることができるので、整列姿勢を所期の状態に整え、またその状態を維持する上で好適である。
上述のように、本発明によれば、物品が、例えば冷凍のコロッケ等のように脆弱性を有する脆弱性食品であっても、その搬送および梱包を容易とし、その作業の効率を向上させ得る容器内への物品収容方法および物品収容装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。この第一の実施形態では、本発明に用いるシート部材、および押さえ部材を使用した容器内への物品収容方法について説明する。なお、本実施形態の例は、複数の物品として、上述のような脆弱性食品を対象とし、さらに、その脆弱性食品として冷凍のコロッケに適用した例である(以下同じ)。ここで、このコロッケは、予め調理した挽肉、野菜などを、ゆでてつぶしたジャガイモやソース等と混ぜ合せて小判形(楕円形)の扁平形状とした所定の塊状形状にまとめ、さらにその表層部として表面にパン粉の衣をつけ、これを冷凍した状態のものである。
以下、本発明に係る整列具を用いた容器内への物品収容方法の一実施形態について図1および図2のうち、図1(b)および図2(b)を適宜参照しつつ説明する。
図1(b)および図2(b)に示すように、この整列具1は、シート部材2、および押さえ部材3から構成され、複数のコロッケKを所定の矩形形状の範囲内で所期の整列位置に整列させつつ保持するためのものである。ここで、複数のコロッケKを整列させるべき所定の矩形形状の範囲は、図1(b)に示す矩形形状Rの範囲内であり、本実施形態では、その矩形形状Rの範囲内に、包装する規格にあわせて、縦に5個、横に二列の計10個のコロッケKを所要の個数とし、その所要の個数のコロッケKを所期の整列位置に整列させる例である。なお、この例では、図1(b)に示すように、矩形形状Rは長方形であり、その長手方向を前後とし、短手方向を左右として配置される。そして、この矩形形状Rに対し、各コロッケKは、小判形(楕円形)の長軸方向を矩形形状Rの短手方向に向け、また、小判形(楕円形)の短軸方向を矩形形状Rの長手方向に向けた位置を所期の整列位置として配置(整列)する例である。
詳しくは、この整列具1は、可撓性のシート部材2との協働によって複数のコロッケKを所期の整列位置に案内するための押さえ部材3を備えて構成されている。
シート部材2は、フィルムと類似した形態の材料からなる可撓性を有する部材であり、その表面は平滑である。また、シート部材2は、物品を載置する面の摩擦する抵抗が、物品同士の摩擦抵抗よりも小さいものを用いることは好ましい。
そして、このシート部材2は、複数のコロッケKを整列させるべき矩形形状Rの範囲よりも周囲に張り出す広さを有するものを用いる。そのため、シート部材2の周縁部2aは、矩形形状Rの範囲よりも外側に位置している。なお、図1(b)に示すように、本実施形態では、その周縁部2aのつくる形状が、矩形形状Rとは相似形状に形成されている例を示しているが、シート部材2は、矩形形状Rの範囲よりも周囲に張り出す広さであれば、周縁部2aの形状については任意の形状としてもよい。
そして、押さえ部材3は、その使用時にシート部材2に対向して配置される。そして、複数のコロッケKを整列させる際に、所期の整列位置に案内するとともに、上記シート部材2との間で複数のコロッケKを保持するためのものである。
詳しくは、押さえ部材3は、複数のコロッケKを整列させるべき矩形形状Rの範囲とは相似形状且つ所期の整列位置に案内するために必要な大きさに形成された板部材である。この例では、上記矩形形状Rと一致する大きさであり、その周縁部3aは上記矩形形状Rと一致している。なお、より詳細には、後述するシート部材2に対向する所定の位置との関係に基づいて(図6参照)その寸法を定めている。なお、この押さえ部材3には、その押さえ部材3の上面に中実円筒形状の支持軸9が二箇所に立設している。各支持軸9は、上記矩形形状Rの長手方向に沿って適宜離間した位置それぞれに配置されている。
そして、上述の構成を有するこの整列具1は、人が手で使用して、複数のコロッケKをシート部材2および押さえ部材3相互間に配置し、シート部材2を押さえ部材3の側に引っ張って、これら相互間に配置されている複数のコロッケKを押さえ部材3のもつ形状に倣わせて所定の矩形形状Rの範囲内に整列させつつ、保持することが可能になっている。さらに、この整列具1は、複数のコロッケKをシート部材2および押さえ部材3相互間に配置した状態のままで一体として移動させて、所定の梱包用の容器内に収容させることが可能になっている。
以下、この整列具1を使用した複数のコロッケKの整列方法、およびコロッケKの段ボール箱100内への収容方法、並びにその作用・効果について説明する。
まず、複数のコロッケKを矩形形状Rの範囲内に整列させる方法について図1ないし図2を適宜参照して説明する。
この整列方法は、上記整列具1を人が手で使用して複数のコロッケKを矩形形状Rの範囲内に整列させる方法であり、所期の矩形形状Rに整列させるための工程として、押さえ部材対向工程と、把持工程と、周縁部移動工程とを含むものである。
詳しくは、まず、図1(a)ないし図2(a)に示すように、上述したシート部材2を、例えば台板(ステージ)上に広げて準備する。そして、このシート部材2の上に、整列させるべき矩形形状Rにするために所要の個数(この例では10個)のコロッケKを適宜離間して載置(配置)した予備整列状態とする。この予備整列状態での各コロッケKは、小判形(楕円形)の長軸方向を矩形形状Rの略短手方向に向け、また、小判形(楕円形)の短軸方向を矩形形状Rの略長手方向に向けた位置に配置されていれば、相互の対向方向の距離や傾きの程度はそれほど制限されない。例えばこの予備整列状態での各コロッケKの位置の許容範囲としては、矩形形状Rの短手方向に対する長軸方向の向きの範囲は、例えば30°以内であればよいし、また、隣接するコロッケK同士の対向方向での距離としては、例えば、0〜50mm程度の範囲内に配置可能である。
そして、押さえ部材対向工程は、図1(b)ないし図2(b)に示すように、予備整列状態のコロッケKの上方に支持軸9を手で支持して押さえ部材3を配置する。ここで、押さえ部材3は、上述の押さえ部材3をシート部材2に対し所定の距離を隔てて対向させる。
そして、把持工程は、図1(c)ないし図2(b)に示すように、シート部材2の周縁部2aを複数箇所で把持し、次いで、周縁部移動工程は、図2(c)ないし(d)に示すように、複数箇所で把持したシート部材2の周縁部2aを上方に引き上げる。これにより、図1(b)に示す状態のコロッケKは、その上方に引き上げられたシート部材2の傾斜等に倣ってコロッケKがシート部材2の平滑な表面を滑ることで移動し、図1(c)に示すように、その傾斜するシート部材2とコロッケKとの境界部分2b(図2(c)及び(d)参照)によって押さえ部材3側に寄せられる。なお、図1および図2において、シート部材2の周縁部2aに示す三角形状は、シート部材2の周縁部2aを複数の箇所で把持しているイメージを示している。
ここで、シート部材2でのコロッケKの移動は、上述のように、その周縁部2aを複数箇所で把持し且つ上方に引き上げることで、次第にシート部材2のテンションが増し、これにつれて生じるシート部材2の傾斜等による作用を利用して物品を移動する。そのため、シート部材2の周縁部2aを移動させる際に、その移動させるタイミングや、その傾斜の程度(変化率)、シート部材2に掛ける張力の大きさ、シート部材2を把持する位置、その把持する位置と押さえ部材3との対向距離等を適宜調節することによって、コロッケKの姿勢を意図的に動かし、整列姿勢を所期の状態により確実に整えることが可能となる。
詳しくは、上記周縁部移動工程は、シート部材2の周縁部2aを移動させる際に、まず、把持している周縁部2aを、コロッケKの上部よりも僅かに高い位置まで移動させ、次いで、把持している周縁部2aを押さえ部材3の中心方向(支持軸9の側)に移動させる。このとき、押さえ部材3の矩形形状の周縁部3aに対し、その一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、物品に対してシート部材2の張力の作用タイミングを前後させている。
より具体的には、本実施形態の例では、周縁部移動工程は、まず、押さえ部材3の短辺側に位置するシート部材2の周縁部2aを先に上記のように、つまり、把持している周縁部2aを、コロッケKの上部よりも僅かに高い位置まで移動させ、次いで、把持している周縁部2aを押さえ部材3の中心方向(支持軸9の側)に移動させ、次いで、押さえ部材3の長辺側に位置するシート部材2の周縁部2aを上記のように移動させている。
これにより、シート部材2の周縁部2aの移動開始時を異ならせ、押さえ部材3側に寄せられたコロッケKを、上述の押さえ部材対向工程でシート部材2に対向配置されている押さえ部材3との協働によって、その押さえ部材3でコロッケKの上方への移動を拘束しつつ、移動のタイミングを前後させたシート部材2の傾斜等による作用によって、所期の矩形形状Rに整列させている(整列方向を整えている)。さらに、周縁部2aを把持しているシート部材2を、図2(d)に示すように、前記押さえ部材対向工程で配置されている押さえ部材3に対し、その押さえ部材3の矩形状の周縁部3aに、シート部材2を沿わせつつ引っ張って、周縁部2aを把持したシート部材2および押さえ部材3との間に複数のコロッケKを保持している。
上述のように、この整列具1を使用した整列に際しては、コロッケKを、シート部材2を上方かつ押さえ部材3側に引っ張ることによって移動させており、このシート部材2は、可撓性を有しているので、コロッケKを、いわば柔らかく囲繞しつつ移動させることができる。そのため、コロッケKに対し、大きな負荷や、変形させるほどの部分的に集中する荷重が作用せず、これにより、コロッケKの変形や損傷が防止される。したがって、コロッケKの整列を容易とし、その作業の効率を向上させることができる。
特に、この整列具1を使用した複数のコロッケKの整列方法によれば、予備整列状態では、その配置位置に高い精度が要求されない。そのため、この予備整列の作業は容易であり、作業の効率もよい。また、配置位置に高い精度が要求されないので、予備整列の際に、例えば厳密な位置に修正するための押圧力などの力を掛けることも不要である。そのため、コロッケKの変形や損傷が防止されている。そして、押さえ部材対向工程では、押さえ部材3をシート部材2に対向させるだけなので、同工程においてもコロッケKには、例えば押圧力などの力が掛からない。
さらに、周縁部移動工程では、把持工程でシート部材2の周縁部2aを複数箇所で把持した後に上方に引き上げるだけであり、その上方に引き上げられたシート部材2に倣わせてコロッケKを移動させることで、所期の整列を可能としているので、同工程においてもコロッケKの変形や損傷が防止される。
つまり、この周縁部移動工程では、押さえ部材3でコロッケKの上方への移動が拘束されるので、水平面でのコロッケKの姿勢は安定している。さらに、この周縁部移動工程では、押さえ部材3の矩形形状の周縁部4aに対し、その一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、物品に対してシート部材2の張力の作用タイミングを前後させているので、コロッケKの姿勢を意図的に動かし、所期の矩形形状R内で所期の整列位置に整列させることができる。
そして、この整列の際に要する力は、可撓性のシート部材2の周縁部2aを複数箇所で把持し且つ上方に引き上げることで生じるシート部材2の傾斜による重力の作用等を利用するものであり、さらに、シート部材2は可撓性を有しているので、コロッケKを、いわば柔らかく囲繞する。そのため、変形させるほどの大きな負荷や、部分的に集中する荷重がコロッケKに作用せず、これにより、コロッケKの変形や損傷が防止される。また、作業者の操作も、単にシート部材2の周縁部を把持し且つ上方に引き上げる(例えばつまみ上げる)だけで所期の整列が可能なので、整列させることが容易であり、その作業効率もよい。
次に、複数のコロッケKを、所定の矩形形状の開口面を有する容器内に収容する方法について説明する。なお、この例では、所定の矩形形状の開口面を有する容器として段ボール箱を用いている。そして、この段ボール箱内に複数のコロッケKを層状に詰めるものであり、各層それぞれに対し、上記所要の個数(10個)のコロッケKを矩形形状に並べる例である。
この物品収容方法は、上記整列具1を引き続いて使用する。そして、上述した整列方法による整列工程に加え、移送工程および収容工程をさらに含むものである。
つまり、上述の整列工程では、上述した、押さえ部材対向工程と、把持工程と、周縁部移動工程と含む整列方法によって、コロッケKを所期の矩形形状Rの範囲内に整列させるとともに、周縁部2aを複数箇所で把持したシート部材2および押さえ部材3との間に複数のコロッケKが保持されている。
次いで、この物品収容方法は、移送工程では、図2(e)に示すように、前記周縁部移動工程後の状態、つまり、整列具1によって複数のコロッケKを保持した保持状態のままで段ボール箱100の上方の所定の位置に全体を臨ませる。
ここで、この移送工程は張力調整工程を含み、この張力調整工程は、シート部材2の周縁部2aを移動させる際に、停止位置に差を与えることや、シート部材2を把持する位置を適宜調整することによって、コロッケKの姿勢を意図的に動かして整列状態になっているコロッケKの整列姿勢を確実に維持することができる。したがって、例えば整列工程後に、移送工程でのコロッケKの位置や姿勢を安定させて、コロッケKの位置や姿勢を保持することができる。
次いで、収容工程は、図2(f)〜(g)に示すように、移送工程後に、把持しているシート部材2の周縁部2aを開放するとともに押さえ部材3を上方に離脱させて、すでに所期の矩形形状Rに整列されている複数個のコロッケKをシート部材2と共に段ボール箱100内に収容する。なお、段ボール箱100の上方での、把持しているシート部材2の周縁部2aを開放する位置は、段ボール箱100内に収容されているコロッケKの層の高さに合わせて高さ方向の位置を調整する。つまり、コロッケKが収容されていない状態のときは、段ボール箱100の底面を基準に高さを合わせるが、すでにコロッケKが収容されていれば、その最上部のコロッケK上面を基準として高さ方向の位置を合わせる(以下、他の例において同様)。
上述のように、この整列具1を使用した複数のコロッケKの段ボール箱100への収容方法によれば、複数個のコロッケKをシート部材2および押さえ部材3と共に一体として移動させて、段ボール箱100内に収容させる際にも、コロッケKをシート部材2で保持しつつ移動させることができる。そのため、コロッケKに対し、変形させるほどの大きな負荷や、部分的に集中する荷重が作用せず、これにより、コロッケKの変形や損傷が防止される。したがって、コロッケKの梱包についてもその作業を容易とし、その作業の効率を向上させることができる。
特に、上記周縁部移動工程では、整列工程後に、整列工程で周縁部2aを把持しているシート部材2を、押さえ部材対向工程で配置されている押さえ部材3に対し、その押さえ部材3の矩形状の周縁部3aに沿わせつつ引っ張って、周縁部2aを把持したシート部材2および押さえ部材3との間に複数のコロッケKを保持するので、上記所期の整列状態を維持したまま、コロッケKを保持することができる。そして、この保持状態は、可撓性を有するシート部材2によって、いわば柔らかくコロッケKを囲繞しつつ保持するので、変形させるほどの大きな負荷がコロッケKに作用せず、これにより、コロッケKの変形や損傷も防止される。
さらに、続く移送工程では、前記周縁部移動工程で保持したままの状態で段ボール箱100の上方の所定の位置に臨ませるので、前記周縁部移動工程同様に、この搬送の作業においてもコロッケKへの大きな負荷は作用せず、コロッケKの変形や損傷が防止されている。
そして、収容工程では、移送工程後に、把持しているシート部材2の周縁部2aを開放するとともに押さえ部材3を上方に離脱させて、すでに所期の矩形形状Rに整列されている複数個のコロッケKをシート部材2と共に段ボール箱100内に収容するので、収容するコロッケKをシート部材2によって保護しつつ収容可能である。そのため、この収容工程においても、コロッケKに対し、変形させるほどの大きな負荷は作用せず、コロッケKの変形や損傷が防止されている。
ここで、この収容工程では、シート部材2はコロッケKと共に段ボール箱100内に収容されることになる。しかし、コロッケは、その表面にパン粉の表層部を有しており、この表層部は、隣接する他層のコロッケと互いにすれあうことによって剥離しやすいので、通常、コロッケの包装工程では、上述したように、隣接する他層のコロッケとの間に、相互を離隔するために離隔用シートを介装して相互の干渉を防止している。
すなわち、この整列具1を使用した複数のコロッケKの段ボール箱100への収容方法によれば、このように層状に詰める際の離隔用シートとして、シート部材2で兼ねさせることができる。そのため、容器内に収容する際の離隔用シートを介装する手間が軽減され、さらに、整列、搬送の際に用いたシート部材2を包装材としてそのまま用いることで、包装する手間についても軽減することが可能である。また、コロッケKに損傷や表層部の剥離等が生じないようにする気遣いも軽減されるので、容器内に収容する作業が一層容易であり、その効率も向上する。なお、この場合、次の層のコロッケを整列および容器内に収容する際には、すでに離隔用に介装したシート部材2以外の、他のシート部材2を用いる。
以上説明したように、この整列具1を使用した複数のコロッケKの整列方法、並びにコロッケKの段ボール箱100内への収容方法によれば、コロッケ等の脆弱性食品であっても、その整列、容器内への収容あるいは梱包、包装等を容易とし、その作業の効率を向上させることができる。
なお、上記整列作業ないし容器内収容作業を行う作業者の人数は特に限定されないが、例えば4名で上記作業を行う場合、一名が、シート部材2の上にコロッケKを適宜離間して載置(配置)した予備整列状態とする工程等を担当し、他の一名が、支持軸9を手で支持して押さえ部材3を配置する工程等を担当し、さらに他の二名が、シート部材2の周縁部2aを把持して所期の矩形形状Rに整列させる工程等を担当するなど、分担して整列作業等を行えば一層効率良く作業することができる。
また、上記実施形態では、その矩形形状Rの範囲内に、縦に5個、横に二列の計10個のコロッケKを所要の個数とし、その所要の個数のコロッケKを所期の整列位置に整列させる例で説明したが、矩形形状Rの範囲内に整列させるコロッケK等の脆弱性食品の全個数、および縦横それぞれの配置の数はこれに限定されず、例えば、縦に5個、横に三列の計15個のコロッケKを所要の個数としてよいし、また、例えば、縦に6個、横に二列の計12個のコロッケKを所要の個数とし、これらを整列並びに収容する場合に本発明は適用可能である。
また、上記実施形態では、押さえ部材3は、矩形形状Rをもつ板部材である例で説明したが、これに限定されず、例えば、押さえ部材3が、コロッケKに対向させる側の面に、対向方向でのコロッケKとのクリアランスを決めるためのクリアランス確保部材として、ピン(例えば二本のピン)や板部材(例えばコロッケKの短軸方向よりも短い長さの板部材)を、コロッケKに干渉しない位置に立設してもよい。このような構成であれば、対向させる位置(高さ)を容易に決めることができる。また、このような対向方向でのクリアランスを決めるためのピンや板部材を着脱可能とすることは好ましい。このような構成とすれば、ピンや板部材を容易に交換することができる。したがって、汎用性を向上させるとともに、適宜の条件にあわせた押さえ部材3として使用する上で一層好適である。
また、上記実施形態では、押さえ部材対向工程の後、周縁部移動工程でのシート部材2の周縁部を把持する例で説明したが、これに限らず、上記の周縁部移動工程でのシート部材2の周縁部を把持するタイミングは、必ずしも押さえ部材対向工程の後である必要はなく、予め把持した状態で待機させておいてもよい。例えばシート部材2の上にコロッケKを予備整列状態とする時点ですでに把持させておくことができる。
また、例えば、上記周縁部移動工程でのシート部材2の周縁部2aを移動する方法についても上記実施形態に限定されず、種々の方法が適用可能であり、例えばシート部材2の周縁部2aを、コロッケKの上方且つ押さえ部材3の周囲に沿わせつつ移動させたり、また、例えば複数のコロッケKの上方を覆うように且つシート部材2の周縁部2aに近い複数のコロッケKの端部を包むように移動させるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態では、周縁部移動工程は、押さえ部材3の矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、シート部材の周縁部の移動開始時を異ならせ、シート部材2の周縁部2aを移動させるタイミングを前後させる例で説明したが、これに限らず、シート部材の周縁部を同時に移動させる場合であっても、矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、シート部材を把持する位置を異ならせ、これにより、物品に対してシート部材の張力の作用タイミングを前後させるようにしてもよい。
さらに、把持工程、周縁部移動工程、移送工程および収容工程の少なくとも一つの工程が張力調整工程を含む工程としてもよい。例えば、把持工程が前記張力調整工程を含む構成とする場合には、当該張力調整工程は、押さえ部材3の矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、押さえ部材3に対してシート部材2の周縁部2aを把持する位置を異ならせるようにしてもよい。
さらにまた、周縁部移動工程が前記張力調整工程を含む構成とする場合には、当該張力調整工程は、押さえ部材3の矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、把持工程で把持されたシート部材2の周縁部2aの停止位置を異ならせるようにしてもよい。
なおさらに、張力調整工程を含まない構成とすることもできる。特に、対象となる物品が円盤状などの場合には省略可能である。しかし、上記例示したような楕円形状の物品等の場合には、張力調整工程を含む工程によって姿勢を意図的に動かして整列状態になっている物品の整列姿勢を維持することが好ましい。
ここで、上記第一の実施形態では、整列具1を人が手で使用して、コロッケKを整列する方法および容器内へ収容する方法について説明したが、本発明に係る整列方法および容器内への物品収容方法は、人手によるものに限定されず、機械による自動化が可能である。また、整列具1についても、上記整列具1の構成を含む整列装置ないし物品収容装置とすることができる。
そこで、機械により自動化した実施形態として、本発明に係る整列装置および物品収容装置を第二の実施形態として以下に説明する。なお、以下説明する第二の実施形態は、上述した整列具1と同様の構成を備え、さらに、上記整列具1を人が手で使用している工程を機械化した例であるので、上述した第一の実施形態での構成および工程に対し、これと同様の構成および対応する工程については、同一の符号および工程の名称を用いて説明し、重複する説明についてはその詳しい説明を適宜省略する。
図3は、本発明の第二の実施形態に係る整列装置を備える物品収容装置を説明する図である。
同図に示すように、この物品収容装置10は、多関節ロボット12と、カメラ14と、整列装置20とを備え、これら多関節ロボット12、カメラ14および整列装置20は、いずれも不図示のコントローラに対し必要な信号を授受可能に接続されている。
詳しくは、カメラ14は、ステージ5の上方に対向して設置されている。ここで、このステージ5は、上記台板に対応しており、このステージ5上でシート部材2を広げ、所要の個数のコロッケKを適宜離間して載置(配置)した予備整列状態とするための領域になっている。そして、カメラ14は、ステージ5上の画像を撮像し、その撮像された画像情報がコントローラに送られるようになっている。
コントローラでは、所定のプログラムによって画像が処理され、これにより、ステージ5上の整列装置20の座標を検出可能であり、また、コロッケKの載置された個数の過不足を検出可能であり、さらには、ステージ5上に広げられるシート部材2の配置された位置の適否を検出可能になっている。つまり、この物品収容装置10は、ステージ5上の整列装置20の座標を検出する座標検出手段と、ステージ5上でのコロッケKの載置された個数の過不足を検出する載置数量検出手段と、ステージ5上に広げられるシート部材2の配置された位置の適否を検出するシート部材配置位置検出手段とを備えて構成されている。
上記多関節ロボット12は、6軸の垂直多関節ロボットであり、サーボモータを駆動源とし、そのサーボモータに組み込まれたエンコーダによるフィードバック制御によって個々のアームの向きを制御し、ティーチング作業で予め指定された所定の動作が可能になっている。そして、その所定の動作を含めたプログラムは、多関節ロボット12に接続されたコントローラで実行され、上記座標検出手段での整列装置20の座標、上記載置数量検出手段でのコロッケKの載置個数、および上記シート部材配置位置検出手段でのシート部材2の配置位置等の情報をも含め、これらの情報等に基づいて、コロッケKの整列および容器への収容に必要な動作が可能になっている。そして、この多関節ロボット12のアームのエンドエフェクタ12aに、上記整列装置20が装着されており、整列装置20全体が多関節ロボット12によって移動可能になっている。つまり、この多関節ロボット12が、上記一体移動手段に対応している。
次に、図4ないし図5を適宜参照しつつ整列装置20について説明する。なお、図4(a)は整列装置20の平面図、図4(b)はその正面図、図4(c)はその右側面図である。また、図5(a)は、図4(b)の正面図でのハンドユニット(短辺側)を省略して示す図であり、図5(b)は図5(a)でのA部断面を平面視方向から見たハンドユニットのレイアウトのイメージを図示しており、また、図5(c)は図5(a)でのB部断面を平面視方向から見たハンドユニットを図示しており、さらに、図5(d)は図5(a)でのC部断面を平面視方向から見た押さえ部材3およびシート部材2等を図示している。
この整列装置20は、図4ないし図5に示すように、上部に矩形状の板部材からなる支持筐体22が設けられている。そして、この支持筐体22に対し上記多関節ロボット12のアームのエンドエフェクタ12aが装着されるようになっている。さらに、この支持筐体22に対し、その中央部分に押さえ部材支持ユニット50が設けられ、また、支持筐体22の周囲にはハンドユニット24が設けられている。
押さえ部材支持ユニット50は、押さえ部材昇降案内装置54と、押さえ部材昇降ナット52と、押さえ部材昇降モータ56とを備えて構成されている。押さえ部材昇降案内装置54は、ボールねじ軸53aと、そのボールねじ軸53aに沿って両側に設けられた一対の案内レール54bとを一体に有している。そして、その一対の案内レール54bの一端が支持筐体22の中央部下面に固定され、他端が下方向に向けて垂下されている。また、ボールねじ軸53aの一端の側は支持筐体22を貫通しており、この一端の側が支持筐体22の上部に装着された押さえ部材昇降モータ56の出力軸に接続されている。
さらに、押さえ部材昇降案内装置54の垂下されている端部側には、押さえ部材昇降ナット52が装備されている。この押さえ部材昇降ナット52は、ボールねじ軸53aに対しては、多数のボールを介して螺合するとともに一対の案内レール54bに形成されている軌道面に沿って移動可能に支持されている。そして、この押さえ部材昇降ナット52には、ステージ5上に広げられるシート部材2に対向可能なように、上述した押さえ部材3が4本の支持軸9を介して装着されている。
そして、押さえ部材支持ユニット50は、押さえ部材3をシート部材2の上方からそのシート部材2に対向する所定の位置に移動させるための押さえ部材移動手段であって、その押さえ部材昇降モータ56が駆動されて、これに応じてボールねじ軸53aが正転ないし逆転すると、これにより、押さえ部材昇降ナット52が、一対の案内レール54bに沿って正転ないし逆転に応じた方向にスライド移動することで、押さえ部材3をシート部材2の上方からそのシート部材2に対向する所定の位置に配置および離脱させることが可能になっている。
ここで、この押さえ部材支持ユニット50での押さえ部材3をシート部材2の上方からそのシート部材2に対向する所定の位置について図6を参照して詳しく説明する。
詳しくは、同図に示すように、コロッケKの長軸方向での寸法をW(単位:mm、以下同じ)、その高さをHとし、これに適用する押さえ部材3については、押さえ部材3の中央から端部までの一方の幅をC、押さえ部材3とシート部材2との対向距離(対向方向での停止位置)をA、段ボール箱の内寸をDとするとき、これら相互の値は、同図(b)に示す表に基づいて選定されている。
例えば、同図(b)に示す表において、対向距離Aが、同表での下限を下回るとコロッケKが押しつぶされてしまう。また、対向距離Aが、同表での上限を超えると整列精度が低下する。また、押さえ部材3の一方の幅Cが、同表での下限を下回ると整列精度が低下し、また、コロッケKがこの一方の幅Cの端部と干渉して損傷するおそれが高くなる。また、押さえ部材3の一方の幅Cが、同表での上限を超えると、段ボール箱への挿入ができなくなる。そこで、上記所定の位置は、同表に基づいて、整列対象であるコロッケKの寸法、および押さえ部材3の寸法との相関を考慮し、コロッケKを所期の整列位置に案内する上で好適な範囲に設定されている。
なお、上述は、コロッケKの長軸方向で、コロッケKが2個の場合である。一般式にすると、押え部材3の一方の幅Cの最適サイズは(n/2+0.1)×W、下限は((n−1)/2)×W(但し、n=1のときは、(1/4)×W)、上限はD×0.5である。ここで、nは物品の数である。よって、押え部材3の一方の幅は、((n−1)/2)×W(但し、n=1のときは、(1/4)×WからD×0.5の範囲であり、より好ましくは、(n/2)×Wより大きくD×0.5より小さく、さらに好ましくは、(n/2+0.1)×Wである。例えば、コロッケK(長軸方向の寸法が100mm、短軸方向の寸法が60mm)が2×5の場合は、押え部材3の一方の長軸方向の幅は、50mmからD×0.5の範囲であり、より好ましくは、100mmより大きくD×0.5より小さく、さらに好ましくは、110mmであり、押え部材3の一方の短軸方向の幅は、150mmからD×0.5の範囲であり、より好ましくは、120mmより大きくD×0.5より小さく、さらに好ましくは156mmである。
一方、ハンドユニット24は、支持筐体22の周囲の4箇所に配置されている。なお、各ハンドユニット24は、装備するハンド30の個数が異なる点を除き同様の構成なので、以下、ハンドユニット24の構成については、異なる点を除き図中の一箇所(主に各図での右側に位置するハンドユニット24)を参照して説明する。
図4ないし図5に示すように、支持筐体22には、その下面に、各ハンドユニット24それぞれを支持する一対の支持ブロック46が設けられている(図5(b)参照)。一対の支持ブロック46は、矩形状の支持筐体22の各辺それぞれに対し、各辺に直角な方向に適宜離間して対をなして配置されており、各ハンドユニット24を支持可能になっている。そして、この対をなす支持ブロック46によって、各辺に直角な方向に沿って延びる4つのハンド横行案内装置42がその両側をそれぞれ支持されている(図5(c)参照)。
このハンド横行案内装置42は、ボールねじ軸42aと、そのボールねじ軸42aに沿って両側に設けられた一対の案内レール42bとを一体に有している。そして、その一対の案内レール42bの一端が一方の支持ブロック46の内側面に固定され、他端が他方の支持ブロック46の内側面に固定されており、中央の側(一端側)の支持ブロック46にはハンド横行モータ44が取り付けられている。そして、ボールねじ軸42aの一端の側はその支持ブロック46を貫通しており、その一端がハンド横行モータ44の出力軸に接続されている。そして、このハンド横行案内装置42に対しハンド横行ナット40がスライド移動可能に支持されている。そして、このハンド横行ナット40は、ボールねじ軸42aに対しては、多数のボールを介して螺合するとともに一対の案内レール42bに対してはこれに形成されている軌道面に沿って移動可能に支持されている。なお、ハンドユニット24のうち、長辺方向に沿って配置される左右のハンドユニット24には、長尺のハンド横行ナット40Aが装着され、短辺方向に沿って配置される上下(前後)のハンドユニット24には、短尺のハンド横行ナット40Bが装着されている。
そして、各ハンドユニット24は、ハンド横行モータ44が駆動されて、これに応じてボールねじ軸42aが正転ないし逆転すると、これにより、ハンド横行ナット40が、一対の案内レール42bに沿って正転ないし逆転に応じた方向にスライド移動することで、ハンド横行ナット40を各辺に直角な方向の一方の側から他方の側までの所定の位置に移動させることが可能になっている。
さらに、そのハンド横行ナット40には、その下面にハンド昇降案内装置36が設けられている。
このハンド昇降案内装置36は、ボールねじ軸36aと、そのボールねじ軸36aに沿って両側に設けられた一対の案内レール36bとを一体に有している。そして、その一対の案内レール36bの一端が上記ハンド横行ナット40の下面に固定され、他端が下方向に向けて垂下されており、その端部にはモータ固定板37が取り付けられている。そして、ボールねじ軸36aの一端の側はそのモータ固定板37を貫通しており、この一端の側がモータ固定板37の下面に装着されたハンド昇降モータ38の出力軸に接続されている。さらに、このハンド昇降案内装置36には、ハンド昇降ナット34が装備されている。このハンド昇降ナット34は、ボールねじ軸36aに対しては、多数のボールを介して螺合するとともに一対の案内レール36bに対してはこれに形成されている軌道面に沿って移動可能に支持されている。
そして、各ハンドユニット24は、ハンド昇降モータ38が駆動されて、これに応じてボールねじ軸36aが正転ないし逆転すると、これにより、ハンド昇降ナット34が、一対の案内レール36bに沿って正転ないし逆転に応じた方向にスライド移動することで、ハンド昇降ナット34を上下方向の一方の側から他方の側までの所定の位置に移動させることが可能になっている。
さらに、各ハンドユニット24は、そのハンド昇降ナット34に、上下に延びるハンド支軸32の基端部分が固定されており、その先端部分には、一または複数のハンド30がそれぞれ装着されている。
つまり、図5(c)に示すように、ハンドユニット24のうち、長辺方向に沿って配置される左右のハンドユニット24のハンド横行ナット40Aには、長手方向で等間隔に三つのハンド30が装着されており、短辺方向に沿って配置される上下(前後)のハンドユニット24のハンド横行ナット40Bには、ハンド30が一つ装着されている。
各ハンド30は、対向する一対の爪部を有し、この一対の爪部が、圧力流体の作用によって対向方向に移動することで、シート部材2の周縁部2aの把持および開放が可能になっている。
このように、各ハンドユニット24に装備されるハンド30は、上述したハンド昇降案内装置36およびハンド横行案内装置42によって、押さえ部材支持ユニット50で所定の位置に配置された状態の押さえ部材3に対し、シート部材2の周縁部2aを把持した状態のハンド30を、所定の位置に対応した位置に移動可能に構成されている。ここで、上記把持部にはこのハンド30が対応する。そして、各ハンド30を固定する所期位置は、各ハンドそれぞれを個別に調整することができる。したがって、各ハンド30は、各把持位置の位置調整が可能である。
そして、これらハンド昇降案内装置36およびハンド横行案内装置42での所定の位置に対応した位置への移動は、押さえ部材3の外形形状に、シート部材2を沿わせつつ引っ張れるとともに、所期の矩形形状Rに整列させるように移動可能に制御される。
また、ハンド横行案内装置42は、各ハンドユニット24の位置調整ができるので、これにより、上記張力調整手段を兼ね備えるものであって、シート部材2の周縁部2aを把持する位置を異ならせて、上述した周縁部移動工程での張力調整工程を実施することができる。さらに、ハンド昇降案内装置36は、各ハンドユニット24の位置調整ができるので、これにより、上記張力調整手段を兼ね備えるものであって、シート部材2の周縁部2aを把持する高さを異ならせて、上述した周縁部移動工程での張力調整工程を実施することができる。さらにまた、各ハンド30は、上記張力調整手段を兼ね備えるものであって、各ハンド30の把持する高さや距離の所期位置の調整により、押さえ部材3に対してシート部材2の周縁部2aを把持する位置を異ならせて、上述した把持工程での張力調整工程を実施することができる。
なお、この整列装置20は、上記ステージ5の周囲に、周縁部押上板60を有している。この周縁部押上板60は、矩形形状Rの各辺のハンド30に対向する位置に、矩形形状Rの各辺それぞれの4箇所に配置されている。そして、各周縁部押上板60は、不図示のエアシリンダによって、上下方向への移動がそれぞれ可能になっており、各周縁部押上板60でシート部材2の周縁部2aを上方に持ち上げて、ハンドユニット24でのシート部材2の周縁部2aの把持を補助するための把持補助手段になっている。つまり、この周縁部押上板60を適宜のタイミングで上方に向けて突出させることによって、シート部材2の周縁部2aを上方に約45度程度持ち上げて上記ハンドユニット24での把持を容易にしている。
なお、上記把持補助手段としては、上記例示した、周縁部押上板60およびエアシリンダを備えた構成に限定されず、例えば、真空吸着可能な装置によって補助的に把持させたり、あるいは、静電気による吸着が可能な装置によって補助的に把持させたり、また、フック(鉤)部材等によって引っ掛けることで補助的に把持させたりするなど、補助的に把持させることが可能な構成であれば、種々の構成を採用することができる。
次に、上記第二の実施形態に係る整列装置20および物品収容装置10の作用・効果について図3、図7および図8を適宜参照しつつ説明する。なお、図3では、作業の工程に対応した状態のイメージを符号ST1〜ST4で図示している。
この物品収容装置10では、まず、その整列装置20によって、複数のコロッケKを所期の矩形形状Rの範囲内に整列させる(図3での符号ST1)。すなわち、7図(a)に示すように、ステージ5の上にシート部材2を広げて準備する。コロッケKは、適宜離間して載置(配置)した予備整列状態とする(予備整列工程)。
次いで、図7(b)に示すように、ステージ5の周囲に設けられている周縁部押上板60を上方に向けて突出させることによって、シート部材2の周縁部2aを上方に約45度程度持ち上げて把持し易い状態にする。
次いで、図7(c)に示すように、整列装置20のハンドユニット24および押さえ部材支持ユニット50を予備整列状態のコロッケKの上方から多関節ロボット12によって対向させて押さえ部材対向位置に位置させる(図3での符号ST2)。
次いで、図7(d)に示すように、整列装置20のハンドユニット24および押さえ部材支持ユニット50を予備整列状態のコロッケKの上方からシート部材2の対向方向に所定の高さまで降下させる(押さえ部材対向工程)。
次いで、ハンドユニット24のハンド30によってシート部材2の周縁部2aを複数箇所で把持し(把持工程)、さらに、ハンド昇降案内装置36およびハンド横行案内装置42を駆動し、図7(e)に示すように、ハンドユニット24を押さえ部材3の外形形状には、シート部材2を沿わせつつ引っ張るとともに、所期の矩形形状Rに整列させるように移動させる(周縁部移動工程)。
ここで、この周縁部移動工程は、前記把持工程で把持されたシート部材の周縁部を、前記物品の上方且つ前記押さえ部材の周囲に沿わせつつ移動させる。また、この周縁部移動工程は、矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、上述した第一の実施形態同様に、物品に対するシート部材2の張力の作用タイミングを前後させている。これにより、複数のコロッケKは、所期の矩形形状Rに整列させるように移動し、図7(e)に示すように、複数のコロッケKは、押さえ部材3とシート部材2との間に保持されつつ整列し、姿勢を意図的に動かし、整列姿勢を所期の状態に整えることが可能である。
このように、この物品収容装置10の備える整列装置20によれば、上記整列具1の構成を全て備え、さらに、押さえ部材支持ユニット50、ハンド30、ハンド昇降案内装置36およびハンド横行案内装置42を備えており、この押さえ部材支持ユニット50は、上記説明した整列方法での押さえ部材対向工程に対応した動作が可能であり、また、ハンド30は、把持工程に対応した動作が可能であり、さらに、ハンド昇降案内装置36およびハンド横行案内装置42は、上記周縁部移動工程に対応した動作が可能になっているので、上述のように、所要の個数のコロッケKを適宜離間して載置した予備整列状態としておけば、上記整列具1を使用した整列方法による作用・効果を奏することができる。
次いで、この物品収容装置10では、移送工程に移行する際に、図8(a)に示すように、さらにハンド昇降案内装置36およびハンド横行案内装置42を駆動して、シート部材2に対し適当な張力を与えて確実な保持状態とする(周縁部移動工程)。そして、この際にも、シート部材2の周縁部2aを移動させる際に、上述した第一の実施形態同様に、その移動させるタイミングや、その傾斜の程度、シート部材2に掛ける張力、シート部材2を把持する位置、その把持する位置と押さえ部材3との対向距離等を適宜調節することによって、前記整列工程での所期の整列位置を確実に維持または修正することができる。したがって、例えば整列工程から移送工程に移行するとき、もしくは移送工程でのコロッケKの位置や姿勢が安定しない場合でも、コロッケKの位置や姿勢を保持することができる。
次いで、図8(b)に示すように、整列装置20のハンド30、シート部材2および押さえ部材3並びに複数のコロッケKを、多関節ロボット12(図8では不図示、以下同じ)によって一体で上方に移動させる(図3での符号ST3)。次いで、図8(c)に示すように、多関節ロボット12によって段ボール箱100の上方の所定の位置に臨ませ(移送工程)、さらには、段ボール箱100内まで挿入する。このとき、幅方向両側のハンド30同士の位置は、段ボール箱100に干渉しない位置に位置するように設定されており、干渉が防止されている。
次いで、図8(d)に示すように、各ハンド30を開放し、押さえ部材3を上方に離脱させる(図3での符号ST4)。これにより、整列されている複数のコロッケKをシート部材2とともに段ボール箱100内に収容する(収容工程)。
最後に、図8(e)に示すように、多関節ロボット12によって整列装置20(シート部材2を除く)を上方に待避させ、さらに、次の整列、搬送、収容に備えて押さえ部材3を所定の位置に位置させるための押さえ部材対向位置に復帰させる。
このように、この物品収容装置10によれば、整列装置20を備え、さらに、その整列装置20のハンド30、シート部材2および押さえ部材3並びに複数のコロッケKを、段ボール箱100の上方の所定の位置におよび押さえ部材対向位置に、一体で移動させる多関節ロボット12を備えており、この多関節ロボット12は、上記容器内への物品収容方法での周縁部移動工程、移送工程および収容工程に対応した動作が可能になっているので、上述した、容器内への物品収容方法による作用・効果を奏することができる。
以上説明したように、この第二の実施形態の物品収容装置10によれば、その備える整列装置20によって、複数のコロッケKの整列が可能であり、さらに、この物品収容装置10によれば、段ボール箱100内への収容が可能であり、この物品収容装置10による整列および所定の容器内への収容に際し、上述の第一の実施形態と同様の作用・効果を奏する。
なお、本発明に係る容器内への物品収容方法および物品収容装置は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、複数の物品として、脆弱性食品を対象とし、さらに、その脆弱性食品として冷凍のコロッケに適用した例で説明したが、本発明が適用可能な物品は、脆弱性食品に限定されず、例えば食品以外の物品であっても適用可能であることは勿論である。なお、物品が食品以外の物品の場合に、当該物品が、塊状をなし脆弱性をもつ脆弱性物品であれば、これの整列や容器に収容する上において好適に適用可能である。
また、上記各実施形態では、脆弱性食品として冷凍のコロッケに適用した例で説明したが、脆弱性食品についてもこれに限定されず、コロッケ以外でも、例えば、メンチカツ、ハンバーガパティ、おにぎり等のように脆弱性をもち塊状形状に成形されてなる食品であれば、好適に適用可能である。特に、コロッケ、メンチカツ等のように、その表面にパン粉等の剥離し易い表層部を有する脆弱性食品に対しより好適に適用することができる。
また、例えば上記第二の実施形態のうち整列装置20では、把持部移動手段や押さえ部材移動手段は、ボールねじと案内レールとを備え、ナットがスライド移動する構成を採用した例で説明したが、これに限定されず、例えば、リンクやエアシリンダ等によって、把持部移動手段や押さえ部材移動手段等の移動手段を構成してもよい。また、多関節ロボット12のZ軸の動作を用いて押さえ部材移動手段を兼ねることもできる。
そこで、以下、把持部移動手段や押さえ部材移動手段を、リンクやエアシリンダ等を用いて構成した例を第三の実施形態とし、図9〜図12を適宜参照して説明する。なお、図9(a)は整列装置20Bの平面図、図9(b)はその正面図、図9(c)はその右側面図である。また、図10(a)は、図9(b)の正面図でのハンドユニット(短辺側)を省略して示す図であり、図10(b)は図10(a)でのF部断面を平面視方向から見たハンドユニットを図示しており、また、図10(c)は図10(a)でのE部断面を平面視方向から見たハンドユニットを図示しており、さらに、図10(d)は図10(a)でのD部断面を平面視方向から見た押さえ部材3およびシート部材2等を図示している。
この第三の実施形態の収容装置では、その整列装置は上記同様に整列具1を備え、その一体移動手段については、上記第二の実施形態の物品収容装置10同様に、多関節ロボット12を用いている。そのため、以下の説明は、これらと同様の構成等についてはその説明を適宜省略し、異なる構成について説明する。
図9に示すように、この第三の実施形態の収容装置の備える整列装置20Bでは、各ハンドユニット24Bは、4節の平行リンク機構を有して構成されており、また、押さえ部材支持ユニット50は、エアシリンダによってシート部材2との対向方向に移動可能に構成されている。
詳しくは、押さえ部材支持ユニット50は、図10(a)に示すように、この整列装置20Bの支持筐体22中央上部に、エアシリンダ58を有して構成されている。そして、このエアシリンダ58のロッド58aは、支持筐体22を貫通して下方に延びており、その先端が連結部材58b(図9(c)参照)を介して押さえ部材3上部の支持軸9に連結されている。これにより、押さえ部材支持ユニット50は、そのエアシリンダ58を作動させることで、そのロッド58a先端に取り付けられた押さえ部材3をシート部材2との対向方向に移動可能になっている。
一方、ハンドユニット24Bについても、上記第一の実施形態でのハンド昇降案内装置36およびハンド横行案内装置42に対応する構成を異なる構成によって有している。
各ハンドユニット24Bのうち、長辺側に配置されるハンドユニット24Bは、上記ハンド横行案内装置に対応する構成(以下、ハンド横行案内装置42Bという)として、図10(b)に示すように、支持筐体22の側面から張り出してその辺の延びる方向に適宜離間して設けられた複数の案内レール42を有して構成されている。そして、この案内レール42の上部には、各案内レール42に対してスライド移動可能に複数のハンド横行ブロック76が載置されており、これら複数のハンド横行ブロック76相互は、横行ブロック連結板77によって相互に連結されている。そして、複数のハンド横行ブロック76のうちの一つ(この例では同図手前側から二つ目)には、内部にボールねじ装置のナットが組み込まれている。そして、支持筐体22には、図10(c)に示すように、当該ハンド横行ブロック76に対向する位置にハンド横行モータ44が取り付けられており、このハンド横行モータ44の出力軸には、ハンドユニット24Bを横行させるためのボールねじ装置のねじ軸であるハンド横行ねじ軸71が連結されている。そして、このハンド横行ねじ軸71が、上記の、ナットが組み込まれているハンド横行ブロック76に対し多数のボールを介して螺合しており、これにより、ハンド横行モータ44を駆動することで、各案内レール42のスライド移動方向に沿って各ハンド横行ブロック76を一体に支持筐体22の側面方向で移動可能になっている。そのため、本実施形態でのハンド横行案内装置42Bは、上記第二の実施形態でのハンド横行案内装置の機能に加え、「型替え」機能、つまり、異なるパターンの整列および容器への収容作業に、より柔軟に対応可能となっている。
すなわち、このハンド横行案内装置42Bは、例えば矩形形状Rの範囲内に整列させるコロッケK等の脆弱性食品の全個数、および縦横それぞれの配置の数の変更に応じ、これに対応する他の押さえ部材3に交換したときに、その交換した新たな押さえ部材3の形状等に対応して、そのハンド横行モータ44を駆動することで、各案内レール42のスライド移動方向に沿って各ハンド横行ブロック76を一体に支持筐体22の側面方向に移動可能なので、これにより以下に説明するハンド昇降案内装置36Bの位置を適宜調整し、ハンド30を揚げ降ろす位置を、交換した新たな押さえ部材3に最適な位置に調整でき、また、上記張力調整手段を兼ね備える構成としてもより好適である。
なお、各ハンドユニット24Bのうち、短辺側に配置されるハンドユニット24Bについては、上記長辺側に配置されるハンドユニット24B同様に構成されるが、ハンドユニット24Bを一つのみで構成している点が異なっている。
さらに、このハンドユニット24Bでのハンド昇降案内装置に対応する構成(以下、ハンド昇降案内装置36Bという)は、ハンド横行ブロック76に対し、その上下に離間した位置のそれぞれに、ハンド昇降支軸75がその辺の延びる方向に貫通して取り付けられており、上下のハンド昇降支軸75それぞれには、ハンド昇降リンク74の一端側が連結されている。ここで、各ハンド横行ブロック76は、ハンド昇降リンク74を装着する部分がシート部材2との対向方向に沿った位置にそれぞれ形成され、また、上下のハンド昇降リンク74は共に同じ長さを有している。そして、上下のハンド昇降リンク74の他端側は、相互のハンド昇降リンク74をその辺の延びる方向に連通するハンド支軸連結軸73によって上下がそれぞれに連結され、さらに、上下それぞれのハンド支軸連結軸73に対し、ハンド支軸72が回動可能に軸支されている。これにより、各ハンドユニット24Bのハンド昇降案内装置36Bは、4節の平行リンク機構を有してなり、このハンド支軸72の先端にハンド30が装着されている。
さらに、この4節の平行リンク機構を構成する各ハンド昇降支軸75には、ハンド昇降ギヤ78がその端部に連結されており、このハンド昇降ギヤ78は、ハンド昇降ギヤ軸79の対応するギヤに歯合しており、さらに、ハンド昇降ギヤ軸79同軸に固定されているギヤの一つが、ハンド昇降モータ38の出力軸に装着されたギヤに対して歯合している。ここで、上記上下のハンド昇降支軸75それぞれに一端側が連結されているハンド昇降リンク74のうち、駆動力を伝達する側のハンド昇降支軸75とハンド昇降リンク74とは互いが一体に固定されており、それ以外の連結部分は、回動可能に軸支されている。
上記構成を有する各ハンドユニット24Bは、ハンド昇降モータ38を駆動すると、その出力軸に装着されたギヤからこれに歯合するギヤを介してハンド昇降ギヤ軸79に駆動力が伝達され、さらに、ハンド昇降ギヤ軸79に固定されている複数にギヤに対応して歯合している各ハンド昇降支軸75のギヤに駆動力が伝わることで各ハンド昇降支軸75が回転し、これにより、上記4節の平行リンク機構によって、ハンド支軸72がシート部材2との対向方向に移動可能になっている。
すなわち、このような構成を備える整列装置20Bであっても、図11および図12に示すように、シート部材2の上に脆弱性食品を載置し、その上方に押さえ部材3を対向させ、シート部材2および押さえ部材3相互の間に脆弱性食品を整列させつつ保持して、さらに搬送し、容器内に収容することが可能であり、上記第二の実施形態での整列装置20同様の作用・効果を奏することができる。
具体的には、この第三実施形態の収容装置は、まず、その整列装置20Bによって、複数のコロッケKを所期の矩形形状Rの範囲内に整列させる(図3での符号ST1に対応)。すなわち、図11(a)に示すように、ステージ5の上にシート部材2を広げ、コロッケKを適宜離間して載置(配置)した予備整列状態とする。
次いで、図11(b)に示すように、ステージ5の周囲に設けられている周縁部押上板60を上方に向けて突出させることによって、シート部材2の周縁部2aを上方に約45度程度持ち上げて把持し易い状態にする。
次いで、図11(c)に示すように、整列装置20Bのハンドユニット24Bおよび押さえ部材支持ユニット50Bを予備整列状態のコロッケKの上方から対向させる。この際のZ軸方向(シート部材2との対向方向)の移動は、多関節ロボット12によって行うこともできる(図3での符号ST2に対応)。そして、同図に示すように、整列装置20Bのハンドユニット24Bおよび押さえ部材支持ユニット50Bを予備整列状態のコロッケKの上方からシート部材2の対向方向に所定の高さまで降下させる(押さえ部材対向工程)。
次いで、図11(d)に示すように、ハンドユニット24Bのハンド30によってシート部材2の周縁部2aを複数箇所で把持する(把持工程)。
さらに、図11(e)に示すように、上記説明した各ハンドユニット24Bのハンド昇降案内装置36Bおよびハンド横行案内装置42Bを駆動して、ハンドユニット24Bを押さえ部材3の外形形状には、シート部材2を沿わせつつ引っ張るとともに、所期の矩形形状Rに整列させるように移動させる(周縁部移動工程)。これにより、複数のコロッケKは、押さえ部材3とシート部材2との間に保持されつつ整列する。
このように、この第三の実施形態の収容装置の備える整列装置20Bによっても、上記整列具1の構成を全て備えており、さらに、押さえ部材支持ユニット50B、ハンド30、ハンド昇降案内装置36Bおよびハンド横行案内装置42Bを備えており、上記第二の実施形態同様に、この押さえ部材支持ユニット50Bは、上記説明した整列方法での押さえ部材対向工程に対応した動作が可能であり、また、ハンド30は、上記把持工程に対応した動作が可能であり、また、ハンド昇降案内装置36Bおよびハンド横行案内装置42Bは、上記周縁部移動工程に対応した動作が可能になっているので、上述のように、シート部材2の上に整列させるべき矩形形状Rにするために所要の個数のコロッケKを適宜離間して載置した予備整列状態としておけば、上記整列具1を使用した整列方法による作用・効果を奏する。
さらに、この第三の実施形態の収容装置では、図11(e)に示すように、各ハンドユニット24Bのハンド昇降案内装置36Bおよびハンド横行案内装置42Bを駆動して、シート部材2に対し適当な張力を与えて確実な保持状態とする(周縁部移動工程)。このときも、上述同様に、シート部材2の周縁部2aを移動させる際に、その移動させるタイミングや、その傾斜の程度、シート部材2に掛ける張力、シート部材2を把持する位置、その把持する位置と押さえ部材との対向距離等を適宜調節して、物品の姿勢を意図的に動かし、整列姿勢を所期の状態に整え、またその状態を維持する。
次いで、図12(a)に示すように、整列装置20Bのハンド30、シート部材2および押さえ部材3並びに複数のコロッケKを、多関節ロボット12によって一体で上方に移動させる(図3での符号ST3に対応)。次いで、図12(b)に示すように、多関節ロボット12によって段ボール箱100の上方の所定の位置に臨ませ、さらには、段ボール箱100内まで挿入する(移送工程)。このとき、幅方向両側のハンド30同士の位置は、段ボール箱100に干渉しない位置に位置するように設定されており、干渉が防止されている。
次いで、図12(c)に示すように、各ハンド30を開放し、押さえ部材3を上方に離脱させる(図3での符号ST4に対応)。これにより、整列されている複数のコロッケKをシート部材2とともに段ボール箱100内に収容することができる(収容工程)。
最後に、図12(d)に示すように、多関節ロボット12によって整列装置20(シート部材2を除く)を上方に待避させ、さらに、次の整列、搬送、収容に備えて押さえ部材対向位置に復帰させる。
このように、この第三の実施形態のような構成であっても、整列装置20Bのハンド30、シート部材2および押さえ部材3並びに複数のコロッケKを、段ボール箱100の上方の所定の位置に臨ませるように一体で移動させ、上記容器内への物品収容方法での周縁部移動工程、移送工程および収容工程に対応した動作が可能であり、上記第一ないし第二の実施形態の容器内への物品収容方法による作用・効果を奏する。
なお、可撓性のシート部材2を、これに対向する押さえ部材3の側に引っ張る際に、コロッケK同士の間でシート部材2に皺が生じてしまうと、張力をシート部材2に掛けることでこの皺が成長して、コロッケKの移動を阻害する可能性がある。そこで、このような皺の発生を防止または抑制する上では、ハンドユニットのハンドを矩形状の各辺に沿って各辺全長に亘って把持をさせるようにしたりすること等により均一に張力を付与可能に構成することは好ましい。
また、上記第二ないし第三実施形態では、多関節ロボット12を用いて一体移動手段を構成する例で説明したが、一体移動手段の構成についても、多関節ロボットに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
本発明の一実施形態を説明するための図である。 本発明に係る容器内への物品収容方法の一実施形態を説明するための図である。 本発明の第二の実施形態に係る物品収容装置を説明する図である。 本発明の第二の実施形態に係る物品収容装置を説明する図である。 本発明の第二の実施形態に係る物品収容装置を説明する図である。 本発明の第二の実施形態に係る物品収容装置を説明する図であり、同図(a)は要部の模式図であり、また、同図(b)の表は同図(a)の模式に示す各部の関係を示している。 本発明の第二の実施形態に係る物品収容装置の作用を説明する図(a)〜(e)である。 本発明の第二の実施形態に係る物品収容装置の作用を説明する図(a)〜(e)である。 本発明の第三の実施形態に係る物品収容装置を説明する図である。 本発明の第三の実施形態に係る物品収容装置を説明する図である。 本発明の第三の実施形態に係る物品収容装置の作用を説明する図(a)〜(e)である。 本発明の第三の実施形態に係る物品収容装置の作用を説明する図(a)〜(d)である。
符号の説明
1 整列具
2 シート部材
3 押さえ部材
5 ステージ
9 支持軸
10 収容装置
12 多関節ロボット(一体移動手段)
14 カメラ(座標検出手段)
20 整列装置
22 支持筐体
24 ハンドユニット
30 ハンド(把持部)
32 ハンド支軸
34 ハンド昇降ナット
36 ハンド昇降案内装置(把持部移動手段)
37 モータ固定板
38 ハンド昇降モータ
40 ハンド横行ナット
42 ハンド横行案内装置(把持部移動手段)
44 ハンド横行モータ
46 支持ブロック
50 押さえ部材支持ユニット(押さえ部材移動手段)
52 押さえ部材昇降ナット
54 押さえ部材昇降案内装置
56 押さえ部材昇降モータ
58 押さえ部材昇降シリンダ
60 周縁部押上板(把持補助手段)
71 ハンド横行ねじ軸
72 ハンド支軸
73 ハンド支軸連結軸
74 ハンド昇降リンク
75 ハンド昇降支軸
76 ハンド横行ブロック
77 横行ブロック連結板
78 ハンド昇降ギヤ
79 ハンド昇降ギヤ軸
100 段ボール箱(容器)
K コロッケ(脆弱性食品、物品)

Claims (16)

  1. 複数の物品を搬送して所定の矩形形状の開口面を有する容器内に収容する方法であって、
    前記容器の開口面よりも周囲に張り出す広さを有する可撓性のシート部材と、前記開口面よりも小さい外形形状をもつ押さえ部材とを用い、
    前記シート部材上に載置された複数の物品の上方に前記押さえ部材を対向させる押さえ部材対向工程と、前記シート部材の周縁部を複数箇所で把持する把持工程と、その把持工程で把持されたシート部材の周縁部を前記シート部材および前記押さえ部材との間で前記複数の物品を保持するように移動させる周縁部移動工程と、その周縁部移動工程後に、前記複数の物品を保持したままの状態で前記容器の上方の所定の位置に移送させる移送工程と、その移送工程後に、把持しているシート部材の周縁部を開放するとともに前記押さえ部材を離脱させて、前記複数の物品を前記シート部材と共に前記容器内に収容する収容工程と、を含むことを特徴とする容器内への物品収容方法。
  2. 請求項1において、
    前記周縁部移動工程は、前記把持工程で把持されたシート部材の周縁部を、前記物品の上方且つ前記押さえ部材の周囲に沿わせつつ移動させることを特徴とする容器内への物品収容方法。
  3. 請求項1において、
    前記周縁部移動工程は、前記把持工程で把持されたシート部材の周縁部を、前記複数の物品の上方を覆うように且つ当該シート部材の周縁部に近い複数の物品の端部を包むように移動させることを特徴とする容器内への物品収容方法。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項において、
    前記周縁部移動工程は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、物品に対して前記シート部材の張力の作用タイミングを前後させることを特徴とする容器内への物品収容方法。
  5. 請求項4において、
    前記周縁部移動工程は、矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、シート部材の周縁部の移動開始時を異ならせる、またはシート部材の周縁部を把持する位置を異ならせることによって、前記シート部材の張力の作用タイミングを前後させることを特徴とする容器内への物品収容方法。
  6. 請求項1〜3のいずれか一項において、
    前記把持工程、周縁部移動工程、移送工程および収容工程の少なくとも一つの工程は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記シート部材に掛かる張力を異ならせる張力調整工程を含むことを特徴とする容器内への物品収容方法。
  7. 請求項6において、
    前記周縁部移動工程が前記張力調整工程を含み、当該張力調整工程は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記把持工程で把持されたシート部材の周縁部の停止位置を異ならせることを特徴とする容器内への物品収容方法。
  8. 請求項6において、
    前記把持工程が前記張力調整工程を含み、当該張力調整工程は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記押さえ部材に対して前記シート部材の周縁部を把持する位置を異ならせることを特徴とする容器内への物品収容方法。
  9. シート部材上に載置される複数の物品を搬送して所定の矩形形状の開口面を有する容器内に収容する物品収容装置であって、
    前記容器の開口面よりも小さい外形形状をもつ押さえ部材と、前記容器の開口面よりも周囲に張り出す広さを有する可撓性のシート部材の周縁部に対してその把持および開放が可能な複数の把持部と、前記シート部材の周縁部を把持した複数の把持部を、前記シート部材および前記押さえ部材との間で前記複数の物品を保持させるように移動する把持部移動手段と、前記容器の上方の所定の位置に、および前記シート部材上に載置される複数の物品の上方に前記押さえ部材を対向させるための押さえ部材対向位置に、前記押さえ部材、複数の把持部および把持部移動手段を一体で移動させる一体移動手段と、を備えていることを特徴とする物品収容装置。
  10. 請求項9において、
    前記把持部移動手段は、前記シート部材を把持した前記複数の把持部を、前記物品の上方に且つその把持したシート部材が前記押さえ部材の周囲に沿うように移動させるようになっていることを特徴とする物品収容装置。
  11. 請求項9において、
    前記把持部移動手段は、前記シート部材を把持した前記複数の把持部を、その把持したシート部材が前記複数の物品の上方を覆うように且つ当該シート部材の周縁部に近い複数の物品の端部を包むように移動させるようになっていることを特徴とする物品収容装置。
  12. 請求項9〜11のいずれか一項において、
    前記把持部移動手段は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、物品に対して前記シート部材の張力の作用タイミングを前後させるようになっていることを特徴とする物品収容装置。
  13. 請求項12において、
    前記把持部移動手段は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向の把持部とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向の把持部とで、把持されたシート部材の周縁部の移動を開始するタイミングに差を与える、またはシート部材の周縁部を把持する位置を異ならせることによって、物品に対してシート部材の張力の作用タイミングを前後させることを特徴とする物品収容装置。
  14. 請求項9〜11のいずれか一項において、
    前記複数の把持部、把持部移動手段および一体移動手段の少なくとも一つの手段は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記シート部材に掛かる張力を異ならせる張力調整手段を有することを特徴とする物品収容装置。
  15. 請求項14において、
    前記把持部移動手段が前記張力調整手段を有し、当該張力調整手段は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記複数の把持部で把持されたシート部材の周縁部の停止位置を異ならせていることを特徴とする物品収容装置。
  16. 請求項14において、
    前記複数の把持部が前記張力調整手段を有し、当該張力調整手段は、前記矩形形状の一の辺に沿った方向とその一の辺に交差する他の辺に沿った方向とで、前記押さえ部材に対して前記シート部材の周縁部を把持する位置を異ならせていることを特徴とする物品収容装置。
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