(57)【要約】【課題】  トレイ堆積部に堆積されたトレイの中の最下段に位置するトレイを１枚ずつ確実に分離できるトレイ供給装置を提供する。【解決手段】  トレイ堆積部１２の下方で鉛直方向に昇降可能に設けられ、その上端にトレイ１１の底面形状に対応した開口部２１を有する吸引部１３と、トレイ堆積部１２の下部で水平方向に開閉可能で、閉じたときにトレイ１１のフランジ部１４を載置可能なトレイ保持爪１５とを備え、最上端まで上昇した吸引部１３の上端とトレイ保持爪１５の上面との鉛直距離がトレイのフランジ部の厚さ以上で、スタッキングピッチ以下の範囲に設定され、吸引部が最上端まで上昇したときにトレイ保持爪１５が開いて最下段のトレイを吸引部に吸引させた後、トレイ保持爪１５を閉じて最下段の１枚上のトレイのフランジ部を載置可能な状態としてから、トレイを吸引した吸引部を下降させて最下段のトレイを分離する。【選択図】  図１
2006298387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部を有するトレイを堆積したトレイ堆積部の最下段に位置するトレイを１枚ずつ分離して次工程へ供給するトレイ供給装置において、前記トレイ堆積部の下方で鉛直方向に昇降可能に設けられ、その上端に前記トレイの底面形状に対応した形状の開口部を有する吸引部と、前記トレイ堆積部の下部で水平方向に開閉可能で、閉じたときにトレイのフランジ部を載置可能な少なくとも一対のトレイ保持爪とを備え、前記吸引部と前記トレイ保持爪とは、吸引部が最上端まで上昇したときに、該吸引部の上端とトレイ保持爪の上面との鉛直距離が、前記フランジ部の厚さ以上で、かつ、堆積したトレイのスタッキングピッチ以下の範囲に配置され、トレイ保持爪は、吸引部が最上端まで上昇した後に開いて最下段のトレイのフランジ部を非載置状態とし、吸引部が最下段のトレイを吸引した後に閉じて最下段のトレイのフランジ部と最下段の１枚上のトレイのフランジ部との間に進入して該最下段の１枚上のトレイのフランジ部を載置可能な状態とし、最下段のトレイを吸引した吸引部は、トレイ保持爪が最下段の１枚上のトレイのフランジ部を載置可能な状態とした後に下降して最下段のトレイを分離することを特徴とするトレイ供給装置。
【請求項２】
前記吸引部の開口部は、前記トレイのフランジ部下面を載置する外周部と、該外周部の内側で、トレイの底面に形成された凹凸形状に対応してトレイ底面を支持するための支持部材とを備えていることを特徴とする請求項１記載のトレイ供給装置。
【請求項３】
前記吸引部は、上端に前記開口部を有する箱状に形成され、該箱状の吸引部の壁部には、水平方向に設けられたトレイ搬送用の複数本の丸ベルトコンベアが吸引部を横切って通過可能な鉛直方向の複数の切欠溝が吸引部の上端から下方に向かって互いに平行に形成され、前記丸ベルトコンベアは、吸引部が上昇したときには前記切欠溝を通過した状態となり、吸引部が最下端まで下降したときには前記切欠溝の上端開口から吸引部の上端より上方に露出した状態となり、該露出した丸ベルトコンベアが吸引部の開口部からトレイを離間させ、トレイを丸ベルトコンベア上に移載して搬送可能な状態となることを特徴とする請求項１又は２記載のトレイ供給装置。
【請求項４】
前記丸ベルトコンベアの近傍に、トレイの有無及び枚数の少なくともいずれかを検知する少なくとも１個のトレイセンサを設け、該トレイセンサは、下降する吸引部から丸ベルトコンベアにトレイが移載されるときにトレイの有無及び枚数の少なくともいずれかを検知し、検知したトレイの有無及び枚数の少なくともいずれかの状態に応じて前記丸ベルトコンベアを正転又は逆転又は静止させることを特徴とする請求項３記載のトレイ供給装置。
【請求項５】
前記丸ベルトコンベアの近傍に、トレイの枚数を検知する少なくとも１個のトレイセンサを設け、該トレイセンサは、下降する吸引部から丸ベルトコンベアにトレイが移載されるときにトレイの枚数を検知し、検知したトレイの枚数が１枚のときには丸ベルトコンベアを正転させてトレイを後工程に搬送し、検知したトレイの枚数が２枚以上のときには丸ベルトコンベアを逆転させて後工程とは反対方向にトレイを排出し、検知したトレイの枚数が０枚の場合は、丸ベルトコンベアを静止させた状態で吸引部を上昇作動させることを特徴とする請求項３記載のトレイ供給装置。
【請求項６】
前記トレイセンサが検知したトレイの枚数が０枚の場合は、上昇作動した前記吸引部を最上端位置よりも下方で停止させた状態で前記トレイ保持爪を開閉させ、前記トレイ堆積部から複数枚のトレイを吸引部に移載し、該複数枚のトレイを吸引した吸引部を最下端に下降させて丸ベルトコンベアに移載し、丸ベルトコンベアを逆転させて前記複数枚のトレイを排出することを特徴とする請求項５記載のトレイ供給装置。
【請求項７】
前記丸ベルトコンベアと、後工程のトレイ搬送先までとの間に、１枚のトレイを載置する大きさの複数のベルトコンベアを設けるとともに、各ベルトコンベア上のトレイの有無をそれぞれ検知するセンサを備え、前記複数のベルトコンベアは、丸ベルトコンベアから移載したトレイをトレイ搬送先に向かって順次移載しながら搬送する動作を行い、最も丸ベルトコンベア側に位置するベルトコンベア上にトレイが存在しないことを前記センサが検知したときに、トレイ堆積部から分離されて吸引部から丸ベルトコンベア上に移載され、トレイの枚数が前記トレイセンサによって１枚と判定されたトレイが丸ベルトコンベア上から最も丸ベルトコンベア側に位置するベルトコンベア上に移載され、最も後工程側のベルトコンベアは、後工程へトレイを搬送するタイミングを指示する信号に応じて作動してトレイを後工程に供給し、中間のベルトコンベアは、該ベルトコンベアに対して後工程側に隣接するベルトコンベア上にトレイが存在しないことを前記センサが検知したときに、該ベルトコンベアから後工程側に隣接するベルトコンベアにトレイを移載し、前記吸引部は、丸ベルトコンベア上にトレイが存在しないことを前記トレイセンサが検知したときに、上昇作動して前記信号の発生間隔よりも短い時間でトレイをトレイ堆積部から分離して丸ベルトコンベア上に移載することを特徴とする請求項５又は６項記載のトレイ供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレイ供給装置に関し、詳しくは、合成樹脂等からなる食品包装用のトレイを後工程に自動的に一枚ずつ供給するためのトレイ供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
惣菜、菓子等の食品を包装するトレイは、厚さの薄い合成樹脂等で製造されている。これらのトレイに自動的に食品を入れる自動化ラインの中には、トレイを多数枚積み重ねた状態から一枚一枚分離して所定の位置に供給するトレイ自動供給装置が設けられている。
【０００３】
従来から使用されているトレイ自動供給装置として、例えば、堆積したトレイの最下段に位置するトレイのフランジ部の四隅に、螺旋形の溝を持つスクリューをそれぞれ配置し、各スクリューを回転させてフランジ部をスクリューの溝に噛み合わせ、この噛み合いによってトレイを下方に移送して分離する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。なお、スクリューの溝が螺旋形ではなく、螺旋形の羽根になっているものもあるが機能は同様である。
【０００４】
また、最下段に位置するトレイのフランジ部と、その１段上に位置するトレイのフランジ部とを支える可動爪を配置し、これらの爪が互い違いに開閉作動してトレイを順次落下させる装置もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
さらに、堆積したトレイのフランジ部を板バネで支え、トレイの内面を吸着パッドで吸着して１枚ずつ分離する装置（例えば、特許文献３参照。）や、堆積したトレイのフランジ部をブラシ等の可撓性あるもので支持し、トレイの内面を吸着パッドで吸着して１枚ずつ分離する装置も知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００６】
また、支持具によりフランジ部を支持させて積み重ねたトレイの最下段のトレイの側面を押すことにより、一時的にトレイを変形させて支持具からフランジ部を外すことによってトレイを１枚ずつ分離する装置も知られている（特許文献５参照。）。
【特許文献１】特開平８−２１７２４９号公報
【特許文献２】実開昭５８−４５２３０号公報
【特許文献３】特開平６−９０５０号公報
【特許文献４】特開２００１−３０１９７０号公報
【特許文献５】特開平１１−７９４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、トレイが１枚ずつ分離しにくい性状になってきている例が多く見受けられる。例えば、原料費の低減や環境負荷の低減のため、トレイの厚さはますます薄くなってきている。厚さが薄いとトレイの剛性はより低下する傾向になり、トレイを１枚ずつ分離するために作用させる力によって、トレイが湾曲したり、変形したりししやすくなる。
【０００８】
また、トレイを積み重ねた場合のトレイ同士の間隔（スタッキングピッチ）をなるべく小さくすることにより、輸送時にトレイを箱内になるべく多く入れられるようにし、輸送費用の低減を図ろうとしている。このため、トレイ同士が半真空状態になって密着し、分離しにくくなっており、人手によって分離するのも困難な場合さえある。
【０００９】
また、複数の食品を縦横に配置して入れられるように複数の窪みが並ぶ形態のトレイでは、トレイが窪み１列毎に、あるいは、食品が入る窪み１個毎に、消費者が手で容易に切り分けられるようにミシン目を入れた小分けトレイと呼ばれるトレイもある。この小分けトレイは、ミシン目の部分で曲がりやすく、トレイを分離する力が有効に作用せず、トレイを１枚ずつ分離しにくくなっている。
【００１０】
このように、トレイが１枚ずつ分離しにくい性状になってきている例が多く見受けられるが、それはいずれも、環境負荷の低減やコストダウンにより消費者と製造者の利益を拡大すること、あるいは、使い勝手の良い小分けトレイによって消費者の簡便性を向上することなどが目的であり、今後ますますその傾向は強まると思われる。トレイ自動供給装置には、このように、従来に比べて分離しにくいトレイを、１枚ずつ確実に分離して後工程に供給することが望まれている。
【００１１】
一方、トレイ自動供給装置から後工程にトレイが２枚以上重なって供給された場合、後工程で食品がうまくトレイに載せられなかったり、包装機のトラブルを引き起こしたり、不良品として消費者に不快な思いをさせたりすることにつながる。また、トレイを供給できなかった場合には、後工程で食品がトレイ外に供給され、装置やその周辺を汚してしまうこともある。トレイの供給の失敗を検出して後工程を自動的に停止させることは可能であるが、その場合、人手によって後工程を復帰させる必要があり、生産性の低下につながる。
【００１２】
以上のような状況において、前記特許文献１に記載された装置では、トレイが薄く、スタッキングピッチが小さい場合、最下段のトレイのフランジ部がうまく螺旋形の溝に食い込まなかったり、一度に２枚食い込んだりして確実に分離することが困難である。また、小分けトレイの場合は、トレイの四隅を下方に押し下げただけでは、その部分や周辺だけが下方に曲がり、トレイ全体の半真空状態を解除できず、確実に分離することが極めて困難である。
【００１３】
特許文献２に記載された装置では、機構上、上下の爪同士の配置間隔に限界があるため、トレイが薄く、スタッキングピッチが小さい場合には適用が困難である。
【００１４】
特許文献３，４に記載された装置では、トレイの内面に平面部分が多い場合はよいが、焼売や餃子のような小型の食品を多数入れるトレイの場合は、吸着に適した部分に制限がある。また、小分けトレイの場合は、ミシン目で曲がりやすいため、一部分を吸着しただけではトレイ全体を吸引できず、うまく分離することができない。
【００１５】
特許文献５に記載されて装置では、ミシン目で曲がりやすい小分けトレイの場合は、側面を押してもトレイがうまく変形せず、結果として半真空状態を解除できず、分離することができない。
【００１６】
また、前述したように、近年のトレイの性状は、１枚ずつ分離することが困難になってきているが、前記各特許文献を含めた従来技術を見ても、いかにしてトレイを１枚ずつ上手に分離するかにばかり注目が集まっており、トレイの分離に失敗する可能性を考慮し、失敗した場合でも後工程へのトレイの供給が途切れないようにする取り組みは見受けられない。
【００１７】
そこで本発明は、厚みが薄いトレイ、小分けトレイ、スタッキングピッチが小さいトレイ等の分離が困難なトレイを、堆積した状態から１枚ずつ分離し、速やかに後工程へ送ることが可能で、さらに、トレイの分離に失敗した場合でも、後工程へのトレイの供給を途切れさせることがなく、後工程に影響を与えることがないトレイ供給装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明のトレイ供給装置は、フランジ部を有するトレイを堆積したトレイ堆積部の最下段に位置するトレイを１枚ずつ分離して次工程へ供給するトレイ供給装置において、前記トレイ堆積部の下方で鉛直方向に昇降可能に設けられ、その上端に前記トレイの底面形状に対応した形状の開口部を有する吸引部と、前記トレイ堆積部の下部で水平方向に開閉可能で、閉じたときにトレイのフランジ部を載置可能な少なくとも一対のトレイ保持爪とを備え、前記吸引部と前記トレイ保持爪とは、吸引部が最上端まで上昇したときに、該吸引部の上端とトレイ保持爪の上面との鉛直距離が、前記フランジ部の厚さ以上で、かつ、堆積したトレイのスタッキングピッチ以下の範囲に配置され、トレイ保持爪は、吸引部が最上端まで上昇した後に開いて最下段のトレイのフランジ部を非載置状態とし、吸引部が最下段のトレイを吸引した後に閉じて最下段のトレイのフランジ部と最下段の１枚上のトレイのフランジ部との間に進入して該最下段の１枚上のトレイのフランジ部を載置可能な状態とし、最下段のトレイを吸引した吸引部は、トレイ保持爪が最下段の１枚上のトレイのフランジ部を載置可能な状態とした後に下降して最下段のトレイを分離することを特徴としている。
【００１９】
さらに、本発明のトレイ供給装置は、前記吸引部の開口部が、前記トレイのフランジ部下面を載置する外周部と、該外周部の内側で、トレイの底面に形成された凹凸形状に対応してトレイ底面を支持するための支持部材とを備えていることを特徴としている。
【００２０】
また、前記吸引部は、上端に前記開口部を有する箱状に形成され、該箱状の吸引部の壁部には、水平方向に設けられたトレイ搬送用の複数本の丸ベルトコンベアが吸引部を横切って通過可能な鉛直方向の複数の切欠溝が吸引部の上端から下方に向かって互いに平行に形成され、前記丸ベルトコンベアは、吸引部が上昇したときには前記切欠溝を通過した状態となり、吸引部が最下端まで下降したときには前記切欠溝の上端開口から吸引部の上端より上方に露出した状態となり、該露出した丸ベルトコンベアが吸引部の開口部からトレイを離間させ、トレイを丸ベルトコンベア上に移載して搬送可能な状態となることを特徴としている。
【００２１】
そして、前記丸ベルトコンベアの近傍に、トレイの有無及び枚数の少なくともいずれかを検知する少なくとも１個のトレイセンサを設け、該トレイセンサは、下降する吸引部から丸ベルトコンベアにトレイが移載されるときにトレイの有無及び枚数の少なくともいずれかを検知し、検知したトレイの有無及び枚数の少なくともいずれかの状態に応じて前記丸ベルトコンベアを正転又は逆転又は静止させることを特徴としている。
【００２２】
また、前記丸ベルトコンベアの近傍に、トレイの枚数を検知する少なくとも１個のトレイセンサを設け、該トレイセンサは、下降する吸引部から丸ベルトコンベアにトレイが移載されるときにトレイの枚数を検知し、検知したトレイの枚数が１枚のときには丸ベルトコンベアを正転させてトレイを後工程に搬送し、検知したトレイの枚数が２枚以上のときには丸ベルトコンベアを逆転させて後工程とは反対方向にトレイを排出し、検知したトレイの枚数が０枚の場合は、丸ベルトコンベアを静止させた状態で吸引部を上昇作動させることを特徴とし、特に、前記トレイセンサが検知したトレイの枚数が０枚の場合は、上昇作動した前記吸引部を最上端位置よりも下方で停止させた状態で前記トレイ保持爪を開閉させ、前記トレイ堆積部から複数枚のトレイを吸引部に移載し、該複数枚のトレイを吸引した吸引部を最下端に下降させて丸ベルトコンベアに移載し、丸ベルトコンベアを逆転させて前記複数枚のトレイを排出することを特徴としている。
【００２３】
さらに、前記丸ベルトコンベアと、後工程のトレイ搬送先までとの間に、１枚のトレイを載置する大きさの複数のベルトコンベアを設けるとともに、各ベルトコンベア上のトレイの有無をそれぞれ検知するセンサを備え、前記複数のベルトコンベアは、丸ベルトコンベアから移載したトレイをトレイ搬送先に向かって順次移載しながら搬送する動作を行い、最も丸ベルトコンベア側に位置するベルトコンベア上にトレイが存在しないことを前記センサが検知したときに、トレイ堆積部から分離されて吸引部から丸ベルトコンベア上に移載され、トレイの枚数が前記トレイセンサによって１枚と判定されたトレイが丸ベルトコンベア上から最も丸ベルトコンベア側に位置するベルトコンベア上に移載され、最も後工程側のベルトコンベアは、後工程へトレイを搬送するタイミングを指示する信号に応じて作動してトレイを後工程に供給し、中間のベルトコンベアは、該ベルトコンベアに対して後工程側に隣接するベルトコンベア上にトレイが存在しないことを前記センサが検知したときに、該ベルトコンベアから後工程側に隣接するベルトコンベアにトレイを移載し、前記吸引部は、丸ベルトコンベア上にトレイが存在しないことを前記トレイセンサが検知したときに、上昇作動して前記信号の発生間隔よりも短い時間でトレイをトレイ堆積部から分離して丸ベルトコンベア上に移載することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のトレイ供給装置によれば、吸引部の昇降とトレイ保持爪の開閉とを所定のタイミングで行うことにより、トレイ堆積部に堆積されたトレイの中の最下段に位置するトレイを１枚ずつ分離することができる。また、最上端に上昇した吸引部の上端とトレイ保持爪の上面との鉛直距離を、分離するトレイのフランジ部の厚さ以上、スタッキングピッチ以下の範囲にしておくことにより、最下段のトレイを吸引部で吸引した状態でトレイ保持爪を閉じることにより、トレイ保持爪を、吸引部に吸引された最下段のトレイのフランジ部上面と、その上のトレイ堆積部に堆積した状態のトレイのフランジ部下面との間に正確に挿入させることができる。トレイ保持爪が再び閉じた後に吸引部を下降させると、吸引部は、トレイの底面形状に対応した形状の開口部でトレイ全体を吸引した状態になっているので、トレイを歪ませることなく分離することができる。したがって、薄いトレイや、スタッキングピッチが小さいトレイでも、１枚ずつ分離することができる。
【００２５】
さらに、フランジ部下面を載置する外周部の内側に、トレイの底面に形成された凹凸形状に対応してトレイ底面を支持するための支持部材を設けておくことにより、例えば、小分けトレイのミシン目の下部を直接支えることが可能となる。これにより、薄いトレイや小分けトレイをはじめとした変形しやすいトレイでも、変形させずに吸引部に吸引することができ、１枚ずつ分離することができる。
【００２６】
また、吸引部に設けた切欠溝を通過させて丸ベルトコンベアを配置することにより、トレイ堆積部から吸引部で分離してきたトレイを吸引部を最下端まで下降させるだけで丸ベルトコンベア上に移載でき、丸ベルトコンベアによって後工程へトレイを搬送できる。しかも、吸引部からトレイを落下させてベルトコンベア上に移載しなくてもよいため、トレイの分離から後工程への搬送までの移動速度を確実にコントロールすることができる。
【００２７】
さらに、吸引部から丸ベルトコンベアにトレイが移載されるときにトレイの有無や枚数を検知し、検知結果に応じて丸ベルトコンベアを正転、逆転又は静止させることにより、分離に失敗した２枚以上のトレイが後工程に搬送されたり、トレイが存在しない状態で搬送状態になることを防止でき、後工程への悪影響を回避できる。
【００２８】
特に、吸引部から丸ベルトコンベアにトレイが移載されるときにトレイの枚数を検知し、１枚ならば後工程へ搬送し、２枚以上ならば排出し、０枚の場合には直ちに吸引部を上昇作動させることにより、トレイを１枚ずつ確実に後工程に搬送でき、トレイの供給間隔が拡がることも低減できる。
【００２９】
さらに、吸引部から丸ベルトコンベアにトレイが移載されなかったとき、すなわち０枚の場合には、トレイ堆積部の最下段部分で上下のトレイが通常以上に固く嵌り込んでいることが考えられるので、吸引部を最上端位置よりも下方で停止させてトレイ保持爪を開閉させることにより、固く嵌り込んだ複数のトレイをトレイ堆積部から排除することができ、次回のトレイの分離を正常に行うことができるようになるので、トレイの供給が途切れることを低減できる。
【００３０】
また、複数のベルトコンベアを配設し、各ベルトコンベア上にトレイが常に載置されている状態になるようにトレイを搬送するとともに、最も後工程側のベルトコンベアは後工程のタイミングに応じた信号により作動してトレイを後工程に供給するように設定し、このトレイ搬送タイミングよりも短い時間で吸引部がトレイを分離するように設定しておくことにより、吸引部がトレイの分離に失敗したとしても、複数のベルトコンベア上のトレイが全てなくなるまではトレイの供給が途切れることはないので、信号の間隔と吸引部の動作時間に応じてベルトコンベアの設置数や動作速度等を設定することにより、トレイの分離に失敗することがあっても、後工程に全く影響を与えず、トレイを確実に連続供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１乃至図５は本発明のトレイ供給装置の第１形態例を示すもので、図１は作動状態の説明図、図２は正面図、図３は側面図、図４は平面図、図５は要部の拡大正面図である。
【００３２】
トレイ供給装置は、スタッキング状態の複数のトレイ１１を堆積保持するトレイ堆積部１２と、トレイ堆積部１２から最下段のトレイ１１を吸引する吸引部１３と、トレイ堆積部１３の下部でトレイ１１のフランジ部１４を保持する一対のトレイ保持爪１５とを備えている。本形態例に示すトレイ１１は、平面視が長方形状の収納凹部１６の開口縁から水平方向に前記フランジ部１４を突設したものであって、収納凹部１６の内部に上方に積み重ねられたトレイの底部が入り込んだ状態で堆積している。
【００３３】
トレイ堆積部１２は、トレイ１１の外側形状に対応した開口１７を有する水平方向の支持板１８と、該支持板１８の上方に鉛直方向に立設した複数のガイド棒１９とを備えたものであって、この複数のガイド棒１９によってトレイ１１を堆積状態で下方に向かって移動可能に保持している。
【００３４】
前記トレイ保持爪１５は、トレイ１１の長手方向を両側から保持するように、前記支持板１８の下部に前記開口１７を挟んで対向配置されている。このトレイ保持爪１５は、その基部が支持板１８の下面に取り付けられた爪駆動部２０に水平方向に移動可能に支持されており、爪駆動部２０に設けられたエアーシリンダー等の駆動手段によって往復動し、トレイ保持爪１５の上面にトレイ１１のフランジ部１４を載置状態とする閉じ位置と、フランジ部１４を非載置状態としてトレイ１１をトレイ堆積部１２から落下可能な状態とする開き位置とに開閉するように形成されている。
【００３５】
トレイ保持爪１５の形状は、堆積したトレイ１１の下部トレイ側フランジ部上面と上部トレイ側フランジ部下面との間に容易に挿入できるように先端が先鋭化した状態で、かつ、先端でトレイ１１を傷付けたり、爪先端が破損したりすることがないように、適度な丸み及び厚さを設けておくことが好ましい。
【００３６】
なお、トレイ保持爪１５は、フランジ部１４を載置してトレイ１１を保持できる強度及び形状を有していればよく、小さな爪状部材を櫛状に並べた形状であってもよく、トレイ１１のフランジ部１４全周を保持するように配置することもできる。また、トレイ保持爪１５の開閉作動は、エアーシリンダー等で直線状に往復動させるもの限らず、水平方向に回転して開閉するように形成することもできる。
【００３７】
前記吸引部１３は、トレイ１１の底面形状に対応した開口部２１を上端に有する直方体の箱状に形成されており、吸引部１３の下部に設けられたフレキシブル配管２２を介して図示しないブロワー等の吸気口に接続されている。前記開口部２１の形状は、開口部２１の内側に前記収納凹部１６が嵌合し、開口部２１の外周部上面にフランジ部１４が載置した状態になるように形成されている。この吸引部１３は、図示しないリニアモーションガイド等によって鉛直方向に昇降可能に設けられており、ステッピングモーターとボールねじ又はタイミングベルト等とを組み合わせた昇降手段によって所定範囲を昇降するように形成されている。
【００３８】
このように形成した吸引部１３は、ブロワー等を作動させると開口部２１に吸引方向の気流が発生し、開口部２１の外周部上面にフランジ部１４を載置した状態でトレイ１１の底部全体を均一に吸引することができる。また、吸引部１３を、ステッピングモーターのような位置決めに適した駆動手段を用いて昇降させることにより、吸引部１３の上昇位置、下降位置、昇降速度を確実に制御することができる。
【００３９】
図５に示すように、前記吸引部１３と前記トレイ保持爪１５とは、吸引部１３が最上端まで上昇したときに、該吸引部１３の上端とトレイ保持爪１５の上面との鉛直距離Ａが、前記フランジ部１４の厚さＢ以上で、かつ、堆積したトレイ１１のスタッキングピッチＣ以下の範囲に配置されている。
【００４０】
なお、吸引部１３の開口部２１の形状は、トレイ１１の底部形状やフランジ部１４の形状に対応した形状に形成されるものであって、例えば、平面視が円形のトレイの場合には開口部の形状も円形とし、トレイが楕円形ならば開口部も楕円形とする。また、吸引部１３を昇降させる手段には、エアーシリンダーや一般のモーター等の駆動手段を採用することも可能である。
【００４１】
吸引部１３の昇降、トレイ保持爪１５の開閉、ブロワー等の吸引手段の動作は、図示しないシーケンサー等の制御部により、図１に示す所定の順序で作動するように制御され、トレイ堆積部１２の最下段に位置するトレイ１１を１枚ずつ分離する分離動作を行う。
【００４２】
まず、図１（Ａ）に示すように、トレイ供給装置の動作開始時は、トレイ堆積部１２に堆積した複数のトレイ１１は、閉じ位置にあるトレイ保持爪１５によって最下段のトレイ１１のフランジ部１４が保持された状態になっており、吸引部１３は最下端に下降した状態となっている。
【００４３】
分離動作の開始により、吸引部１３が上昇を開始し、図１（Ｂ）に示すように、トレイ１１と一定間隔離れた最上端まで上昇する。この状態で、図１（Ｃ）に示すように、トレイ保持爪１５が開いて最下段のトレイ１１のフランジ部１４を非載置状態とする。これにより、堆積した複数のトレイ１１は、下方に落下可能な状態となり、最下段のトレイ１１のフランジ部１４が開口部２１の外周部上面に載置され、収納凹部１６が開口部２１の内側に嵌合した状態となる。
【００４４】
この状態でブロワー等により開口部２１に吸引方向の気流を発生させると、最下段のトレイ１１が吸引部１３に吸引され、フランジ部１４が開口部２１の外周部上面に密着して保持された状態となる。このように最下段のトレイ１１を吸引部１３で吸引して保持することにより、トレイ１１を確実に保持できるとともに、トレイ１１のフランジ部１４が歪んでいたとしても、トレイ１１を正常な形状に修正することが可能である。
【００４５】
最下段のトレイ１１を吸引部１３が吸引した状態では、吸引部１３とトレイ保持爪１５とが、前述の図５に示したような位置関係になることから、この状態でトレイ保持爪１５を閉じることにより、トレイ保持爪１５が、最下段のトレイのフランジ部上面とその一つ上のトレイのフランジ部下面との間に進入する。
【００４６】
トレイ保持爪１５を閉じた後、図１（Ｄ）に示すように、吸引状態の吸引部１３を下降させると、最下段の１枚上のトレイ１１ａのフランジ部１４ａをトレイ保持爪１５が載置した状態で保持し、最下段のトレイ１１が吸引部１３に吸引された状態で吸引部１３と共に下降するので、最下段のトレイ１１を１枚上のトレイ１１ａから分離することができる。吸引部１３がある程度下降して最下段のトレイ１１が分離した後は、ブロワー等による吸引を停止しても１枚のトレイ１１が吸引部１３に載置された状態で所定位置まで下降する。
【００４７】
最下端まで下降した吸引部１３からのトレイ１１の搬出は任意の手段で行うことができ、例えば、トレイ１１を吸着パッドで吸着して搬出してもよく、吸引部１３の内部に、吸引部１３に対して昇降可能な状態で適当な排出手段を設け、最下端に下降した吸引部１３から排出手段を突出させてトレイ１１を排出又は搬送するようにしてもよい。トレイ１１を後工程側に搬出した吸引部１３は、図１（Ａ）に示す状態に戻るので、図１（Ａ）〜図１（Ｄ）の各工程を順番に繰り返すことにより、トレイ堆積部１２に堆積した複数のトレイ１１を１枚ずつ分離して後工程に供給することができる。
【００４８】
図６は本発明のトレイ供給装置における吸引部の第２形態例を示す一部断面正面図である。なお、以下の説明において、前記第１形態例で示したトレイ供給装置における構成要素と同一の構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４９】
本形態例に示す吸引部１３は、トレイ１１のフランジ部１４下面を載置する外周部２３の内側に、トレイ１１の底面を支える複数の支持部材２４を備えている。この支持部材２４は、開口部２１の外周部上面にフランジ部１４が載置された状態で吸引部１３に吸引されるトレイ１１の底部形状が吸引力によって変形するのを防止するためのものであって、トレイ１１の大きさや強度等の条件に応じて適宜設置することにより、トレイ１１の底面を支持部材２４で支持してトレイ１１が変形したり、吸引部１３内へ落ち込むことを確実に防止できる。なお、底面が平らなトレイ１１を支持する支持部材２４は、吸引力を発生する空気の流れを遮断しなければ、網状、井桁状、格子状等の任意の形状で形成することができる。
【００５０】
図７及び図８は本発明のトレイ供給装置における吸引部の第３形態例を示すもので、図７は本形態例の対象となるトレイの形状例を示す平面図、図８は吸引部の一部断面正面図である。
【００５１】
本形態例の対象となるトレイ３１は、複数の小分け用収納凹部３２を有するとともに、該収納凹部間に切り取り用の複数のミシン目３３をトレイ短辺側と平行に設けた小分けトレイであって、ミシン目３３で折れ曲がりやすいという性質を有している。このようなミシン目３３を有するトレイ３１を吸引する吸引部１３には、外周部２３の内側にトレイ３１のミシン目３３の部分を下方から支持する鉛直方向のミシン目支持部３４と、収納凹部３２の底面部を支持する水平方向の底面支持部３５とを備えた支持部材３６を設けておく。
【００５２】
このように、トレイ３１のミシン目３３の状態や底面に形成された凹凸形状に対応した形状の支持部材３６を設けることにより、吸引部１３でトレイ３１を吸引したときにトレイ３１がミシン目３３から変形することを確実に防止できる。
【００５３】
図９及び図１０は本発明のトレイ供給装置における第４形態例の作動状態を示すもので、図９は正面図、図１０は側面図である。また、図１１は第４形態例の吸引部の他の形状例を示す斜視図、図１２は第４形態例の吸引部の更に他の形状例を示す一部断面正面図である。
【００５４】
本形態例は、直方体の箱状に形成した吸引部４１の対向する一組の壁部４２に、水平方向に設けられたトレイ搬送用の複数本、例えば４本の丸ベルトコンベア４３が吸引部４１を横切って通過可能な４箇所の切欠溝４４を設けている。この切欠溝４４は、吸引部４１の上端から下方に向かって鉛直方向に互いに平行に、丸ベルトコンベア４３の幅寸法よりも若干幅広に形成されており、所定の高さ位置に設けられた丸ベルトコンベア４３に干渉されずに吸引部４１が昇降可能な状態に形成されている。
【００５５】
吸引部４１と丸ベルトコンベア４３との相対的な位置関係は、吸引部４１が最上端に上昇したときには丸ベルトコンベア４３が切欠溝４４の底部を通過した状態となり、吸引部４１が最下端まで下降したときには丸ベルトコンベア４３の少なくとも上面が切欠溝４４の上端開口から吸引部４１の上端より上方に露出してトレイを搬送可能な状態となるように設定されている。
【００５６】
なお、丸ベルトコンベア４３は、安定した状態でトレイ１１を載置して搬送できるように、２本以上の丸ベルトを平行に配置したものであって、丸ベルトの本数や間隔は、トレイ１１の底面形状に応じて設定することができる。また、丸ベルトコンベア４３は、図示しない駆動手段、例えばステッピングモーターによって正転あるいは逆転できるように駆動される状態が好ましいが、一般のモーターによって一方向のみにトレイ１１を搬送するものであってもよい。
【００５７】
本形態例でのトレイ１１の供給は、次のようにして行われる。まず、図９（Ａ）及び図１０（Ａ）に示すように、吸引部４１が最下端に下降した状態では、丸ベルトコンベア４３が吸引部４１の上方で、トレイ保持爪１５よりも下方に位置した状態となっている。このとき、トレイ保持爪１５は閉じている。
【００５８】
吸引部４１を上昇させると、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示すように、丸ベルトコンベア４３が切欠溝４４内に進入して通過する状態となり、吸引部４１は所定の最上端まで上昇することができる。吸引部４１を最上端まで上昇させた状態で、前述のようにトレイ保持爪１５を開閉することにより、最下段のトレイ１１が吸引部４１に吸引されて１枚だけ分離された状態となる。
【００５９】
トレイ１１を載置して吸引した状態の吸引部４１を下降させると、その下降途中で吸引部４１に載置された状態のトレイ１１の底面が丸ベルトコンベア４３上に位置したときに、トレイ１１が吸引部４１から離間して丸ベルトコンベア４３上に移載され、図９（Ｃ）及び図１０（Ｃ）に示すように、吸引部４１が最下端に下降したときには、丸ベルトコンベア４３によってトレイ１１を搬送可能な状態となる。
【００６０】
なお、切欠溝４４を設けることによって吸引部４１のトレイ吸引力が前記第１形態例の吸引部１３に比べて低下するが、例えば、丸ベルトの径が４ｍｍ程度、溝の幅が８ｍｍ程度であれば、通常の大きさのトレイを分離する場合は特に問題になることはない。このとき、吸引力の低下によってトレイ１１の分離が困難になった場合は、切欠溝４４（丸ベルト）の本数や形状を見直したり、ブロワー等の能力を向上させるなどの手段を講じればよい。
【００６１】
また、図１１に示すように、対向する切欠溝４４の両側に仕切板４５をそれぞれ設けることにより、切欠溝４４から吸引部４１内への空気の流入を抑えて吸引力を向上させることができる。さらに、この仕切板４５の上端をトレイ１１の底面形状に対応させることにより、前記第２形態例で示した支持部材２４と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
さらに、図１２に示すように、切欠溝４４を設けた吸引部４１で複数の小分け用収納凹部３２及びミシン目３３を有する小分けトレイ３１を分離供給する場合は、丸ベルトコンベア４３を、少なくとも２列の収納凹部３２の底面を支持するように配置し、各丸ベルトコンベア４３に対応させて切欠溝４４をそれぞれ形成するとともに、吸引部４１内にミシン目支持部３４と底面支持部３５とを備えた支持部材３６を設けておくことにより、小分けトレイ３１の分離供給も安定した状態で確実に行うことができる。
【００６３】
図１３及び図１４は、本発明のトレイ供給装置における第５形態例を示すもので、図１３は側面図、図１４は正面図である。なお、吸引部は、前記第４形態例の吸引部と同様に形成できるので、第４形態例と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６４】
本形態例は、丸ベルトコンベア４３の近傍に、丸ベルトコンベア４３上のトレイ１１の有無や枚数を検知するトレイセンサ５１を設け、吸引部４１から丸ベルトコンベア４３上にトレイ１１が移載されたか否かを検知するようにしている。トレイセンサ５１の位置は、トレイセンサ５１によって丸ベルトコンベア４３上のトレイ１１の有無や枚数を検知できれば任意に設定することができるが、通常は、鉛直方向は丸ベルトコンベア４３よりも上方で、丸ベルトコンベア４３に載置されたトレイ１１の高さ以下に設定され、水平方向は、吸引部４１の昇降や丸ベルトコンベア４３によるトレイ１１の搬送に干渉しない位置に設定される。
【００６５】
トレイセンサ５１には、トレイ１１の有無や枚数を検知できれば各種方式のセンサを任意に使用することが可能であり、通常は、精度及びコストに優れた透過型光電センサが好適である。また、センサやアンプ等の性能にも影響されるが、トレイセンサ５１でトレイ１１の有無のみを検知すればよいときには、一般的な透過型光電センサで、受光量に対するしきい値を１点設定できるものを１個だけ使用すれば十分である。トレイ１１の枚数を検知するときには、この透過型光電センサを２個使用してしきい値を２点設定することにより、丸ベルトコンベア４３上のトレイ１１の枚数が、０枚（無し）、１枚、２枚以上の３種類の判定を行うことができる。
【００６６】
トレイセンサ５１でトレイ１１の有無のみを検知する場合、吸引部４１が下降して開口部２１の上端が丸ベルトコンベア４３の上端を通過した後にトレイセンサ５１がトレイ１１の有無を判定し、トレイ１１の存在を検知したときは、丸ベルトコンベア４３を作動させてトレイ１１を搬送し、丸ベルトコンベア４３上からトレイ１１が後工程方向に搬送された後、吸引部４１を上昇作動させて次のトレイ１１を分離する工程を行うようにする。一方、吸引部４１が下降した後に丸ベルトコンベア４３上にトレイ１１の存在が検知されないときには、丸ベルトコンベア４３を作動させることなく吸引部４１を直ちに作動させてトレイ１１を分離する工程を再度行うようにする。
【００６７】
これにより、吸引部４１がトレイ堆積部１２からのトレイ１１の分離に失敗したとき、丸ベルトコンベア４３の無駄な搬送作動がなくなり、吸引部４１による分離工程を直ちに実行するので、トレイ１１の供給間隔が大きく開くことを解消することができる。
【００６８】
また、トレイセンサ５１でトレイ１１の枚数を検知するように設定したときには、トレイセンサ５１で検知したトレイ１１の枚数に応じて吸引部４１や丸ベルトコンベア４３を作動させることにより、後工程へのトレイ１１の供給をより円滑かつ確実に行うことができる。
【００６９】
例えば、検知したトレイ枚数が１枚のときには、正常な分離動作が行われたことになるので、トレイ１１を後工程方向に供給するように丸ベルトコンベア４３を正転させて後工程に搬送する。また、トレイ１１の枚数が０枚のとき、すなわち、トレイ１１の分離に失敗したときには、前記同様に、丸ベルトコンベア４３を静止させたまま、吸引部４１を直ちに上昇作動させてトレイ１１を分離する工程を再度行うようにする。さらに、２枚以上のトレイ１１が検知されたときには、丸ベルトコンベア４３を逆転させ、２枚以上重なった状態のトレイが後工程に送られないようにする。
【００７０】
このとき、丸ベルトコンベア４３の逆転方向に２枚以上重なった状態のトレイを一時貯留する容器を設けておくことにより、重なったトレイを容器から取り出し、必要に応じて人手で分離した後、トレイ堆積部１２に戻すことができるので、２枚以上重なった状態のトレイが装置周辺に散乱することが無く、トレイ１１を有効に再利用することができる。
【００７１】
検知したトレイ枚数が１枚又は２枚以上のときには、丸ベルトコンベア４３が所定時間作動して丸ベルトコンベア４３上にトレイ１１が無くなってから吸引部４１を上昇作動させる。このように、検知したトレイ枚数に応じて吸引部４１や丸ベルトコンベア４３を作動させることにより、１枚ずつ分離したトレイのみを確実に後工程に供給することができる。
【００７２】
一方、検知したトレイ枚数が０枚の場合には、トレイ堆積部１２に堆積した最下段のトレイと、その上のトレイが１枚以上、非常に固く嵌り込んでいることが考えられる。このようなときには、トレイ保持爪１５が正常な位置に進入したとしても、吸引部４１で吸引して最下段のトレイを１枚だけ分離することが不可能な場合が多い。あるいは、何らかの原因でトレイ１１のフランジ部１４が大きく変形し、トレイ保持爪１５が正常な位置に進入できず、トレイ保持爪１５が最下段のトレイのフランジ部に当たっているため、吸引部４１で吸引できない状態になっていることも考えられる。
【００７３】
このように、検知したトレイ枚数が０枚の場合には、吸引部４１を再度上昇させてトレイの分離を試みても、最下段付近のトレイの状態が改善されなければ、最下段のトレイの分離に再び失敗する可能性が高く、いたずらに分離工程を繰り返すだけとなり、後工程へのトレイの供給ができなくなることがある。
【００７４】
図１５は、例えば、トレイ堆積部１２の最下段のトレイ１１とその上のトレイ１１ａとが固く嵌り込んで分離困難な状態になっており、トレイセンサ５１で検知したトレイ枚数が０枚の場合に、トレイ堆積部１２の下部から複数枚のトレイを取り除いて最下段付近のトレイの状態を正常な状態に戻すための作動工程を示す正面図である。
【００７５】
まず、丸ベルトコンベア４３上のトレイ枚数が０枚と検知された場合には、丸ベルトコンベア４３を静止させたまま吸引部４１を上昇させ、図１５（Ａ）に示すように、吸引部４１を通常運転時の最上端位置よりも下方で停止させ、吸引部１３の上端とトレイ保持爪１５の上面との間隔を図５に示した鉛直距離Ａよりも大きく、例えば、鉛直距離ＡにスタッキングピッチＣを加えた間隔とする。
【００７６】
この状態でトレイ保持爪１５を開くと、最下段付近のトレイとトレイ保持爪１５との位置に関係なく、図１５（Ｂ）に示すように、吸引部１３とトレイ保持爪１５との間隔に応じた複数枚、例えば２枚のトレイ１１，１１ａがトレイ堆積部１２の下部から吸引部４１上に落下する。そして、トレイ保持爪１５を閉じると、通常は最下段から１枚目と２枚目のトレイ１１，１１ａのフランジ部間に進入するトレイ保持爪１５が最下段から２枚目と３枚目のトレイ１１ａ，１１ｂのフランジ部間に進入した状態になり、トレイを吸引した吸引部４１を下降させると、最下段から２枚目のトレイと３枚目のトレイとが分離し、図１５（Ｃ）に示すように、２枚のトレイが吸引部４１と共に下降して丸ベルトコンベア４３上に移載される。このとき、トレイセンサ５１が２枚以上のトレイを検知するので、丸ベルトコンベア４３は逆転し、後工程方向とは逆方向に２枚のトレイを排出する。
【００７７】
これにより、分離困難な２枚のトレイ１１，１１ａをトレイ堆積部１２の下部から取り除いてトレイ堆積部１２の最下段付近のトレイの異常状態を解消することができるので、この後、再び吸引部４１を上昇作動させて分離工程を行うことにより、最下段のトレイを１枚だけ分離することが可能となり、吸引部４１によるトレイの正常な分離供給動作を回復することができる。
【００７８】
図１６は本発明のトレイ供給装置の第６形態例を示す説明図である。なお、吸引部を含む主要部は前記第５形態例と同様に形成しているので、本形態例では第５形態例と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７９】
トレイ供給装置の筐体６１には、前記トレイ堆積部１２、トレイ保持爪１５、丸ベルトコンベア４３、吸引部４１及びトレイセンサ５１と、吸引部４１の昇降手段（図示せず）とが配置され、フレキシブル配管２２はブロワー等に接続されている。なお、トレイセンサ５１には、トレイ枚数を検知可能なセンサとしている。
【００８０】
また、筐体６１と後工程のトレイ搬送先６２との間には、複数のベルトコンベア６３ａ〜６３ｃを備えた送りコンベア部６４が設けられている。各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃは、トレイ１個分の大きさを有する小型のコンベアが用いられており、各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃの近傍には、各ベルトコンベア上のトレイの有無をそれぞれ検知するセンサ６５ａ〜６５ｃがそれぞれ設けられている。なお、最後段のベルトコンベア６３ｃとトレイ搬送先６２との間には、トレイの移載を補助するガイド板６６を設けておくこともできる。また、筐体６１の反後工程側には、２枚以上重なったトレイを一時貯留する容器６７が設けられている。
【００８１】
トレイ保持爪１５、丸ベルトコンベア４３、吸引部４１、ブロワー等の吸引手段、各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃは、トレイセンサ５１及び各センサ６５ａ〜６５ｃの検知結果に基づいて作動する制御部からの電気や空気等の伝達手段によって所定の動作を行うように制御されている。なお、以下の説明において、筐体６１部分からトレイ搬送先６２へトレイが移動する方向を前方とし、トレイを前方に送るときの各コンベアの動きを正転とする。
【００８２】
まず、送りコンベア部６４の各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃにおいて、最も後工程側のトレイ搬送先６２に近いベルトコンベア６３ａは、後工程へトレイを搬送するタイミングを指示する信号、例えば、後工程からトレイ要求信号が入力された場合に正転し、該ベルトコンベア６３ａ上に載置したトレイをトレイ搬送先６２に供給する。中間のベルトコンベア６３ｂ，６３ｃは、基本的に一つ前方のベルトコンベア上にトレイが存在しないことをセンサ６５ａ，６５ｂが検知したときに正転し、一つ前方のベルトコンベア上にトレイが存在しているときには静止している。また、各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃは、後方のベルトコンベア又は丸ベルトコンベア４３からトレイが移載されるときには後方のベルトコンベアと連動して正転し、トレイの移載が完了したら停止する。
【００８３】
吸引部４１及びトレイ保持爪１５は、前述のように、吸引部４１の最上端への上昇、トレイ保持爪１５の開閉、最下段のトレイを吸引した吸引部４１の下降、吸引部４１から丸ベルトコンベア４３へのトレイ１１の移載という各工程を繰り返してトレイを１枚ずつ分離する。ブロワー等の吸引手段は、吸引部４１の下降前後に作動し、それ以外は停止又は低回転での待機状態となる。
【００８４】
吸引部４１から丸ベルトコンベア４３にトレイ１１が移載されるタイミングでトレイセンサ５１によりトレイの枚数が検知され、トレイの検知枚数が１枚の場合には、吸引部４１は最下端で一時待機した状態となり、丸ベルトコンベア４３は、前方のベルトコンベア６３ｃの状態に応じて正転又は静止状態となる。すなわち、ベルトコンベア６３ｃ上にトレイ１１が存在しない場合には、丸ベルトコンベア４３は直ちに正転し、載置しているトレイ１１をベルトコンベア６３ｃに移載する。
【００８５】
また、ベルトコンベア６３ｃ上にトレイ１１が存在している場合は、丸ベルトコンベア４３は静止状態で待機し、ベルトコンベア６３ｃ上のトレイが前方のベルトコンベア６３ｂに移載されてベルトコンベア６３ｃ上からトレイ１１が無くなったときに丸ベルトコンベア４３が正転を開始し、トレイを丸ベルトコンベア４３からベルトコンベア６３ｃに移載する。吸引部４１は、丸ベルトコンベア４３上のトレイがベルトコンベア６３ｃに移載された後、上昇作動してトレイの分離工程を開始する。
【００８６】
トレイセンサ５１によるトレイの検知枚数が０枚のときには、丸ベルトコンベア４３は静止したまま、吸引部４１が直ちに上昇作動し、前記図１５で説明したように、トレイ堆積部１２の下部から２枚以上のトレイを吸引分離する工程を行い、分離困難な２枚以上のトレイをトレイ堆積部１２の下部から取り除いてトレイ堆積部１２の最下段付近の異常状態を解消する。
【００８７】
トレイの検知枚数が２枚以上の場合は、丸ベルトコンベア４３が直ちに逆転し、重なり合ったトレイ１１ｃを容器６７内に排出するとともに、吸引部４１が速やかに上昇作動してトレイの分離工程を行う。容器６７内に排出されたトレイは、例えば、装置のオペレーター等が任意のタイミングで取り出し、手で１枚ずつ分離してトレイ堆積部１２に戻すことができる。
【００８８】
正常な運転状態では、ベルトコンベア６３ａからトレイ搬送先６２へのトレイの供給、後方のベルトコンベア６３ｂ，６３ｃから前方のベルトコンベア６３ａ，６３ｂへのトレイの移載、丸ベルトコンベア４３から最後方のベルトコンベア６３ｃへのトレイの移載、吸引部４１の昇降及びトレイ保持爪１５の開閉によるトレイの分離が順次繰り返され、トレイ堆積部１２に堆積したトレイが１枚ずつ分離されて後工程に供給される。
【００８９】
このような各動作、工程を行うにあたり、吸引部４１の昇降、トレイ保持爪１５の開閉によるトレイの分離及び丸ベルトコンベア４３へのトレイの移載に要する時間が、後工程でトレイ要求信号が発生する時間間隔よりも短くなるように、各部分の動作速度、ベルトコンベアの設置数、制御プログラムの動作タイミング等を設定することにより、トレイ堆積部１２からのトレイの分離に失敗し、ベルトコンベア６３ａ，６３ｂ，６３ｃ上のトレイ数が減少した場合でも、後工程へのトレイの供給よりもトレイ堆積部１２からのトレイの分離が短時間で行われるので、ベルトコンベア６３ａ，６３ｂ，６３ｃ上にトレイを順次補給することができ、速やかに正常な運転状態に戻すことができる。したがって、後工程でのトレイへの食品の充填等の工程に悪影響を及ぼす可能性を減少させることができる。
【実施例】
【００９０】
図１７は、本発明のトレイ供給装置を焼売成型機にトレイを供給する装置として適用した実施例を示す説明図であって、トレイ供給装置７１は、前述の図１６に示した第６形態例と同様に、筐体６１部分にトレイ堆積部１２、トレイ保持爪１５、丸ベルトコンベア４３、支持部材３６（図８参照）を有する吸引部４１、トレイセンサ５１、吸引部４１の昇降手段（図示せず）がそれぞれ配置され、フレキシブル配管２２はブロワー等に接続されている。なお、トレイセンサ５１には、トレイ枚数を検知可能なセンサとしている。筐体６１に対して後工程側である焼売成型機７２側には、センサ６５ａ〜６５ｃをそれぞれ備えた複数のベルトコンベア６３ａ〜６３ｃを配置した送りコンベア部６４とガイド板６６とが設けられ、送りコンベア部６４の反対側には排出されたトレイを貯留する容器６７が設けられている。
【００９１】
焼売成型機７２には、一定の速度及びタイミングで動作する空トレイ搬送部７３が設けられている。この空トレイ搬送部７３には、トレイ１枚分の間隔で仕切部材７４が設けられており、トレイを一定間隔で焼売成型機７２の本体部に搬送できるように形成されている。また、空トレイ搬送部７３には、仕切部材７４を検知する近接センサ７５が設けられており、運転中に近接センサ７５が仕切部材７４を検知したときに、前述のトレイ要求信号を発生させ、ベルトコンベア６３ａから空トレイ搬送部７３にトレイを供給するように形成されている。なお、トレイ供給装置７１に含まれる各センサや駆動部は、全て図示しないシーケンサーに接続され、予め登録されたプログラムに従って動作が制御されている。
【００９２】
ここで使用するトレイは、前記図７に示したように、縦３列、横５列、合計１５個の焼売を入れる収納凹部３２を有するとともに、ミシン目３３によって分割が可能な小分けトレイ３１を用いている。このトレイ３１の外形は、縦１２０ｍｍ、横１９０ｍｍ、焼売が入る円筒状の収納凹部３２は、直径３２ｍｍ、底面からフランジ部上面までの高さは１８ｍｍ、スタッキングピッチは２．５ｍｍである。トレイ３１の材質はポリプロピレン、厚みは０．３ｍｍである。
【００９３】
トレイ保持爪１５は、図１８に示すように、小分けトレイ３１の底面形状に合わせ、強度の弱いミシン目３３の部分をより確実に支えるため、フランジ部下面を載置する板状部１５ａからミシン目３３部分を載置する平面視三角形状の突起１５ｂを収納凹部３２間に突出させ、トレイの分離をより確実に行えるようにしている。また、突起１５ｂの突出量に合わせて爪駆動部２０によるトレイ保持爪１５の開閉量を調節している。なお、図１８において、図示左側のトレイ保持爪１５は閉じた状態、図示右側のトレイ保持爪１５は開いた状態を示している。
【００９４】
トレイ保持爪１５、丸ベルトコンベア４３、吸引部４１、ブロワー等の吸引手段、各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃは、前述の第６形態例と同様に作動するように設定した。すなわち、吸引部４１が最上端に上昇してトレイ保持爪１５が開閉し、吸引部４１がトレイを吸引しながら下降することで最下段のトレイ３１を分離し、次いで、吸引部４１から丸ベルトコンベア４３にトレイ３１が移載される。
【００９５】
さらに、トレイセンサ５１によるトレイ枚数の検知結果により、０枚の場合は速やかに吸引部４１を通常よりも１ピッチ分下の位置まで上昇させてトレイ分離動作を再び行い、検知枚数が１枚の場合は前方のベルトコンベア６３ｃ上にトレイが無ければ丸ベルトコンベア４３を正転、ベルトコンベア６３ｃ上にトレイが載っていれば静止、検知枚数が２枚以上の場合は丸ベルトコンベア４３を逆転し、複数枚が強く嵌り合って分離困難なトレイを容器６７に排出するという動作を行う。
【００９６】
焼売成型機７２の空トレイ搬送部７３におけるトレイの搬送は３秒サイクルのピッチ駆動、トレイ供給装置７１における吸引部４１やトレイ保持爪１５等によるトレイの分離供給は１．５秒サイクルにそれぞれ設定した。
【００９７】
まず、トレイ堆積部１２のガイド棒１９間に所要量のトレイ３１を挿入し、最下段のトレイのフランジ部を閉じているトレイ保持爪１５に保持させた。次にトレイ供給装置７１を起動し、トレイ保持爪１５、丸ベルトコンベア４３、吸引部４１、ブロワー等の吸引手段、各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃを作動させた。トレイ堆積部１２に堆積したトレイ３１は、吸引部４１やトレイ保持爪１５等の動きによって１枚ずつ分離され、丸ベルトコンベア４３からベルトコンベア６３ａ〜６３ｃに順次移載されていき、センサ６５ａ〜６５ｃ及びトレイセンサ５１の検知結果に基づいて、ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃ及び丸ベルトコンベア４３にそれぞれ１枚のトレイが載置された状態で停止し、トレイ供給装置７１は待機状態となった。
【００９８】
この後、焼売成型機７２を起動した。空トレイ搬送部７３が３秒サイクルでの搬送動作を開始し、近接センサ７５が仕切部材７４を検知すると、トレイ要求信号が発生してベルトコンベア６３ａが正転し、ベルトコンベア６３ａ上のトレイ３１がガイド板６６上を滑り落ちて空トレイ搬送部７３の一組の仕切部材７４間に所定の姿勢で着地した。
【００９９】
ベルトコンベア６３ａ上のトレイ３１が空トレイ搬送部７３に送り出されたことをセンサ６５ａが検知すると、ベルトコンベア６３ｂが正転し、ベルトコンベア６３ｂ上のトレイ３１が前進してベルトコンベア６３ａ上に移載され、トレイ３１がベルトコンベア６３ａ上の所定位置に進んだときに両ベルトコンベア６３ａ，６３ｂは停止した。続いて、ベルトコンベア６３ｃが正転してトレイ３１をベルトコンベア６３ｂに移載し、さらに、丸ベルトコンベア４３が正転してトレイ３１をベルトコンベア６３ｃに移載して停止した。
【０１００】
丸ベルトコンベア４３上のトレイがベルトコンベア６３ｃに送り出され、丸ベルトコンベア４３上にトレイが存在しない状態になったことをトレイセンサ５１が検知すると、吸引部４１が最上端まで上昇作動し、トレイ保持爪１５等が所定の動作を行ってトレイ堆積部１２に堆積したトレイの最下段のトレイを１枚分離し、吸引部４１から丸ベルトコンベア４３上にトレイ３１が移載された状態で再び停止して待機状態となった。
【０１０１】
これ以降、空トレイ搬送部７３の３秒サイクルの搬送動作に伴って各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃ、丸ベルトコンベア４３及び吸引部４１やトレイ保持爪１５等が上述の動作を繰り返し、トレイ堆積部１２に堆積したトレイを１枚ずつ分離して焼売成型機７２に供給する状態となった。
【０１０２】
この状態で、２枚のトレイを故意に強く嵌め合わせて分離困難にしたものを、トレイ堆積部１２に堆積したトレイの中に置いた。しばらくの間は、前述のようにしてトレイを１枚ずつ分離して焼売成型機７２へ供給することができたが、分離困難な２枚のトレイがトレイ堆積部１２の最下段に移動すると、吸引部４１が上昇してトレイ保持爪１５が開閉したときに、トレイ保持爪１５がフランジ部間に正常な状態で進入できず、最下段から２枚目のトレイのフランジ部に当たり、フランジ部を歪ませながら押さえる状況になった。このため、吸引部４１が空気を吸引しながら下降を開始しても、最下段から２枚分のトレイは、トレイ保持爪１５間に挟まれた状態のままとなり、吸引部４１によるトレイの分離に失敗した。
【０１０３】
吸引部４１が下降して開口部２１の上端が丸ベルトコンベア４３の上端を通過したタイミングでトレイセンサ５１がトレイの枚数を検知した結果が０枚となったため、前方のベルトコンベア６３ｃにトレイが存在していない状態であっても丸ベルトコンベア４３は静止状態を保ち、吸引部４１が再び上昇作動した。このとき、吸引部４１が通常動作の最上端位置よりもスタッキングピッチ１個分だけ下方で停止するとともにトレイ保持爪１５が開閉した。これにより、トレイ堆積部１２の最下部のトレイが吸引部４１上に落下し、トレイ保持爪１５は最下段から２枚目のトレイと３枚目のトレイの両フランジ部間に進入した。
【０１０４】
その後、吸引部４１が吸引しながら下降すると、分離困難な２枚のトレイが最下段から３枚目のトレイから分離してトレイ吸引部４１に吸引されて下降し、丸ベルトコンベア４３上に移載された。移載されたトレイの枚数が２枚であることをトレイセンサ５１が検知すると、丸ベルトコンベア４３は逆転動作を開始し、丸ベルトコンベア４３上の２枚のトレイを容器６７内に落下させてトレイ供給装置７１から排出した。
【０１０５】
さらに、分離困難な２枚のトレイが排出されて丸ベルトコンベア４３上のトレイが無くなったことをトレイセンサ５１が検知すると、吸引部４１が通常の最上端位置まで上昇して通常のトレイ分離工程が行われ、分離された１枚のトレイが丸ベルトコンベア４３上に移載された。
【０１０６】
上述のトレイの分離失敗から分離困難な２枚のトレイの排出まで、トレイ供給装置７１では２サイクル分の３秒間、トレイの分離供給が行われず、一方で焼売成型機７２は通常の運転を継続しており、各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃ上のトレイが順次前方の空トレイ搬送部７３やベルトコンベア６３ａ，６３ｂに搬送されているため、最後部のベルトコンベア６３ｃ上にはトレイが存在しない状態となり、トレイ１個分の隙間が生じた。
【０１０７】
しかし、分離困難な２枚のトレイを排出してトレイ供給装置７１が正常運転を再開すると、焼売成型機７２の３秒サイクルに対してトレイ供給装置７１が１．５秒サイクルでトレイの分離供給を行うため、各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃ上にトレイが速やかに補給されて隙間が無くなり、各ベルトコンベア６３ａ〜６３ｃ及び丸ベルトコンベア４３上にトレイ３１が載置された正常の待機状態に短時間で復帰した
このように、焼売成型機７２におけるトレイ搬送サイクルに比べてトレイ供給装置７１の分離供給サイクルを短い時間に設定することにより、トレイ供給装置７１でトレイの分離供給に失敗する場合が何回か連続して発生しても、焼売成型機７２へのトレイの供給間隔が拡がって供給が途絶えることはなく、焼売成型機７２を安定した状態で連続運転できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明のトレイ供給装置の第１形態例を示す作動状態の説明図である。
【図２】同じくトレイ供給装置の正面図である。
【図３】同じくトレイ供給装置の側面図である。
【図４】同じくトレイ供給装置の平面図である。
【図５】同じくトレイ供給装置の要部の拡大正面図である。
【図６】本発明のトレイ供給装置における吸引部の第２形態例を示す一部断面正面図である。
【図７】本発明のトレイ供給装置における吸引部の第３形態例の対象となるトレイの形状例を示す平面図である。
【図８】吸引部の第３形態例を示す一部断面正面図である。
【図９】本発明のトレイ供給装置における第４形態例の作動状態を示す正面図である。
【図１０】同じく側面図である。
【図１１】第４形態例の吸引部の他の形状例を示す斜視図である。
【図１２】第４形態例の吸引部の更に他の形状例を示す一部断面正面図である。
【図１３】本発明のトレイ供給装置における第５形態例を示す側面図である。
【図１４】同じく正面図である。
【図１５】第５形態例において、最下段付近のトレイの状態を正常な状態に戻すための作動工程を示す正面図である。
【図１６】本発明のトレイ供給装置の第６形態例を示す説明図である。
【図１７】本発明のトレイ供給装置を焼売成型機にトレイを供給する装置として適用した実施例を示す説明図である。
【図１８】実施例で使用したトレイ及びトレイ保持爪を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１１…トレイ、１２…トレイ堆積部、１３…吸引部、１４…フランジ部、１５…トレイ保持爪、１６…収納凹部、１７…開口、１８…支持板、１９…ガイド棒、２０…爪駆動部、２１…開口部、２２…フレキシブル配管、２３…外周部、２４…支持部材、３１…小分けトレイ、３２…収納凹部、３３…ミシン目、３４…ミシン目支持部、３５…底面支持部、３６…支持部材、４１…吸引部、４２…壁部、４３…丸ベルトコンベア、４４…切欠溝、４５…仕切板、５１…トレイセンサ、６１…筐体、６２…トレイ搬送先、６３ａ〜６３ｃ…ベルトコンベア、６４…送りコンベア部、６５ａ〜６５ｃ…センサ、６６…ガイド板、６７…容器、７１…トレイ供給装置、７２…焼売成型機、７３…空トレイ搬送部、７４…仕切部材、７５…近接センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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