特許 6993631 トレー検知機能を有する食品トレー搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-14

(45)【発行日】2022-01-13

(54)【発明の名称】トレー検知機能を有する食品トレー搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B65H 7/12 20060101AFI20220105BHJP

   G01B 17/02 20060101ALI20220105BHJP

   B65G 43/08 20060101ALI20220105BHJP

【ＦＩ】

B65H7/12

G01B17/02 Z

B65G43/08 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017084507

(22)【出願日】2017-04-21

(65)【公開番号】P2018177516

(43)【公開日】2018-11-15

【審査請求日】2020-04-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000152815

【氏名又は名称】株式会社日本キャリア工業

(72)【発明者】

【氏名】牧野 伸司

【審査官】山▲崎▼ 歩美

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２９８３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１５９３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１６１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１－２７６０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－８３２４５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ７／１２

Ｇ０１Ｂ １７／０２

Ｂ６５Ｇ ４３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一部または全部が平面である底部の全周に上方向の斜面をもち、上方から見て斜面上端の全周が底部の全周より外側にある皿状で、０．２～５ｍｍの厚みをもち、斜面上端を上方向かつ斜面上端の周形状が揃う方向で２枚を自重にて重ねたときの高さ寸法が１枚の高さ寸法の２倍未満となる食品トレーを搬送する装置において、積層状態より分離されたトレーの表面側または裏面側から信号を発信し、トレーを透過した信号を反対面側で受信するように透過型光センサまたは透過型超音波センサを配設してトレーが１枚であることを検知位置にて検知する機能を有し、前記透過型光センサまたは透過型超音波センサの信号軸線を垂直方向に対して傾斜させて配設するとともに、トレーより下側に配設されたセンサヘッドの上方に、垂直上方から見て少なくともこのセンサヘッドの信号発信部または信号受信部を覆う面積をもつカバー体を設けたことを特徴とする食品トレー搬送装置。

【請求項2】

前記検知位置に１枚のトレーがある状態で受信量と判定との関係を設定する調整手段を有する請求項１に記載の食品トレー搬送装置。

【請求項3】

前記調整手段を、食品トレー搬送装置に設けられたタッチパネルにて操作する構成とした請求項２に記載の食品トレー搬送装置。

【請求項4】

トレーが積層状態より分離された直後から食品がトレー内に供給される直前までの間の搬送経路に透過型センサを配設した請求項３に記載の食品トレー搬送装置。

【請求項5】

トレーを把持して空中搬送するロボットを備え、この空中搬送経路の途中の位置に前記検知位置を設定した請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の食品トレー搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層状態より分離された食品トレーにセンサ信号を透過させて、トレーが１枚であるかを検知する機能を有する食品トレー搬送装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一部または全部が平面である底部の全周に上方向の斜面をもち、上方から見て斜面上端の全周が底部の全周より外側にある皿状の食品トレーは、ＰＥＴ樹脂製の透明トレーや、発泡樹脂製で白色もしくは色柄のある発泡トレーが代表的なもので、強度や断熱性などの機能とコストとのバランスから透明トレーにおいては０．２～１ｍｍ、発泡トレーにおいては１～５ｍｍの厚みをもつものが多い。また、保管時の省スペース性の向上や輸送費低減などの目的から、斜面上端を上方向かつ斜面上端の周形状が揃う方向で２枚を自重にて重ねたときの高さ寸法が１枚の高さ寸法の２倍未満となるように、より具体的には１．５倍以下になるようにしているものが多く、このようなトレーは一般的に２０～１００枚程度を重ねた積層状態として袋に入れた荷姿で納入される。

【0003】

この積層状態のトレーを袋から取り出す際には、その積層体の上部を手で持ちあげても下方に連なっているトレーが落下しないほどトレー同士が密着している場合があるため、装置で１枚ずつ正確に分離することは難しい。それゆえ分離に失敗してトレーが次工程に供給されなかったり、２枚以上が密着したまま分離されて次工程に供給されたりすることがあるため、分離されたトレーが正しく１枚であるかを確認することが欠かせない。

【0004】

従来は略水平面上に分離搬送されたトレーに対し、横方向（例えば右から左方向に搬送されるトレーにおいて手前から奥方向）に透過型もしくは反射型の光センサを配設してトレーを検知する方法が一般的であった。この方法ではトレーの有無は確実に検知できるが、トレーが１枚であるのか、２枚以上が重なっているのかを検知することは難しい。難しい要因として、（１）多様な高さ寸法のトレーを切り替えながら生産する場合ではＡというトレー１枚の高さ寸法とＢというトレー２枚が密着したときの高さ寸法が略同等な場合にその違いを検知できないこと、（２）トレーはその大きさに比して数グラム程度とごく軽量であるため分離後のトレー受け台への着地時に揺れ動いたり搬送時にトレー受け台から浮き気味になったりして高さ方向の上端位置が安定しないこと、などが挙げられる。

【0005】

これらを解決するためには、画像処理を用いた検知が考えられるが、解決は見込めるものの高価でかつ大きな設置スペースを必要とし、水や油がかかってはいけないなど装置の使用環境も限定されるために手軽に用いられているわけではなく、トレーが１枚であるかは作業者の目視により確認される事例が多いのが実情である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００４－０２４１６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

解決しようとする問題点は、積層状態より分離された食品トレーの搬送装置において、多様な高さ寸法のトレーを切り替えながら生産する場合や、トレーが揺れ動くなどして姿勢が安定していないときに、トレーが１枚であることが安定して検知できない点である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

食品トレー搬送装置において、積層状態より分離されたトレーの表面側または裏面側から信号を発信し、トレーを透過した信号を反対面側で受信するように透過型光センサまたは透過型超音波センサを配設してトレーが１枚であることを検知位置にて検知する機能を有し、前記透過型光センサまたは透過型超音波センサの信号軸線を垂直方向に対して傾斜させて配設するとともに、トレーより下側に配設されたセンサヘッドの上方に、垂直上方から見て少なくともこのセンサヘッドの信号発信部または信号受信部を覆う面積をもつカバー体を設けたことを最も主要な特徴とする。

【0009】

前記検知位置に１枚のトレーがある状態で受信量と判定との関係を設定する調整手段を有することが好ましく、この調整手段を、食品トレー搬送装置に設けられたタッチパネルにて操作する構成とすることが好ましい。

【0010】

トレーが積層状態より分離された直後から食品がトレー内に供給される直前までの間の搬送経路に透過型センサを配設することが好ましい。

【0011】

トレーを把持して空中搬送するロボットを備え、この空中搬送経路の途中の位置に前記検知位置を設定することが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明の食品トレー搬送装置は、トレーの重なり方向に透過型センサを配設するため、トレーの高さをはじめとする各部寸法の違いや揺れ動きなどの乱れに影響されることなく、トレーが１枚であることを安定して検知できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の食品トレー搬送装置の正面図である。

【図2】図１の上面図である。

【図3】図２よりも小さいトレーを使用したときの上面図である。

【図4】センサの受信量と検知の判定との関係を表す図である。

【図5】積層状態のトレーの一例を表す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

食品トレー搬送装置において、トレーの高さをはじめとする各部寸法や、検知時のトレーの揺れ動きなどの乱れに影響されることなく、トレーが１枚であることを検知するという目的を、トレーの重なり方向に透過型センサを配設することで安価かつ省スペースに実現した。

【実施例1】

【0015】

図１は本発明の食品トレー搬送装置の正面図であって、具体的にはトレー２の上方に配設された図示しないベルトコンベアで送られる連続したミンチ肉を定寸にカットしてトレー２内に供給するミンチ肉盛付装置におけるトレー搬送装置である。トレー２は上方から見て四隅に丸みをもつ略長方形で、大部分が平面である底部の全周に斜面をもつ皿状となっていて、斜面の上端は底部と平行な略同一平面上にある。図示しないトレー分離装置にて積層状態より分離されたトレー２は図２の細い二点鎖線で示される検知位置に搬送され停止する。このトレー２の上方にあたる表面側と、下方にあたる裏面側とのそれぞれに透過型光センサ１のセンサヘッドが配設されている。本実施例では入手容易性やコスト面、また信号軸線の調節のしやすさなどを総合的に判断して可視光線の光センサを用い、細い一点鎖線で示されるセンサ１の信号軸線はトレー２の底部の略中央部を垂直方向に対して傾斜させて透過するよう配設した。

【0016】

トレー２はトレー受け台３、４に載って搬送されるため、受け台３、４には図２に示すようにセンサ１の信号軸線を遮らないよう開口部７を設ける。本実施例では受け台３が垂直上方から見て下側センサヘッドを覆うカバー体を兼ねて、下側センサヘッドとセンサヘッド付近の信号軸線とを食品をはじめとした落下物から保護するように設けてあり、センサヘッドの破損および落下物が信号軸線を遮ることによる誤検知を回避するうえで好ましい。

【0017】

また、本実施例ではトレー２の各部寸法が異なっていても、上面から見たトレー２の中央部が常に同じ位置になるようにトレー側辺ガイド５や図示しないトレー分離装置の側辺ガイドが構成されているため、多様な寸法のトレー２を用いる場合でもセンサ１は固定位置でよく便利である。トレー２が図２よりも小さい寸法のときの上面図を図３に示す。

【0018】

検知位置にトレー２が搬送され停止すると、図示しない制御手段によってセンサ１の受信量よりトレー２の枚数が判定される。図４はセンサ１の受信量に対する判定の領域を３つに分けたうえで、センサ１の受信量と判定との関係を示している。トレー２が２枚以上重なっている場合はセンサ１の受信量は大幅に減衰し、検知位置にトレー２がない場合はセンサ１の受信量は減衰しない。これらの受信量とトレー２が１枚のときの受信量には明確な隔たりがあり、例えばトレー２が毎分２０～１５０回のサイクルで搬送され、停止後も揺れ動きなどの乱れが継続していて受信量がばらついてもその隔たりを超えることはないため、トレー２が１枚であることを安定して検知できる。

【0019】

受信量のばらつきの要因としては、トレーのメーカーや品種による差も考えられるが、本実施例では発泡率が約１０倍のＰＳＰ（ポリスチレンペーパー）より成型加工されたミンチ肉向け発泡トレーを用いており、競合製品に対して同等の強度や断熱性などの性能を持たせる目的やコストの都合から、同一用途となるミンチ肉向け発泡トレーの厚みはメーカーや品種が異なっても大差はない。発泡率と厚みが近似であるのでセンサ１の信号の減衰量も品種によらず近似しており、センサ１の受信量に対する判定の領域の分け方を工夫することで、メーカーや品種が異なってもトレーが１枚であることを安定して検知できる。

【0020】

本実施例で用いた可視光線の光センサは、トレーが白色や木目調など淡色のときと黒色など濃色のときとでは、減衰量が大きく異なる。この場合は、制御手段によってトレーの品種ごとに受信量と判定との関係を変更することが好ましいので、本実施例では検知位置に１枚のトレーがある状態で装置に設けられたタッチパネルのスイッチを押すことによって受信量と判定との関係を設定する調整手段を設けた。なお、コストや設置スペースなどの条件を満足する場合には、制御手段によらずとも、色の影響を低減するために不可視光線の光センサを用いたり、色の影響をなくすために超音波センサを用いたりするのもよい。また、透明トレーのときに光センサを用いると減衰量が少ないため検知の安定性に欠ける場合があるが、このようなときは超音波センサを用いるのが有効である。

【0021】

本実施例の装置では、各部寸法が異なるトレーに対応するため、トレーが積層状態より分離された直後から食品がトレー内に供給される直前までの間であってトレーが停止状態となる位置を検知位置とし、トレー底部の略中央部を信号軸線が透過するようセンサを配設したが、使用するトレーの寸法が略一定である装置においては、信号軸線がトレー底部のみならず周囲の斜面部も含め表面側または裏面側から反対面側へ透過するようセンサを配設すればよく、多様な寸法のトレーを使用する装置においても、トレー側辺ガイドにセンサを取着するなどしてガイドとセンサを共に移動させ、トレー側辺を基準とした一定の位置を信号軸線が透過するようセンサを配設するのもよい。これらの場合において、トレー内に供給物が供給された後に検知するのもよい。

【0022】

本実施例ではトレーが停止状態のときに検知するようにしたが、本発明の利点はトレーが揺れ動く状態でも安定して検知できることであるので、例えばトレーが毎秒１００～８０００ｍｍの速度にて搬送される移動状態のときに検知するのもよい。トレーの搬送手段として、本実施例ではトレー受け台３、４に載ったトレーをトレー送りツメ６にて押すようにしたが、例えば垂直多関節ロボットや水平多関節ロボットなどの各種ロボットにトレーを把持させてトレー受け台のない空中を搬送させ、その途中にトレー検知位置を設けて検知することもできる。また、本実施例ではトレーへの供給物がミンチ肉の場合を示したが、他にもスライス肉や角切り肉などの食肉や、鮮魚や惣菜などトレーを包装形態とする他の食品を供給物とすることもできる。

【符号の説明】

【0023】

１ 透過型光センサ
２ トレー
３ 下側センサ上方カバー体を兼ねるトレー受け台
４ トレー受け台
５ トレー側辺ガイド
６ トレー送りツメ
７ トレー受け台のセンサ信号透過用開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】