(57)【要約】【課題】積層カップからの２枚のカップの切り出しをなくし、不良返品およびコストの低減を図ることのできるカップ切り出し方法およびその方法を用いたカップ供給装置を提供する。【解決手段】積層カップの最下部のカップの内部に、上部と周面に複数の吸引口を設けたメイン吸着ノズル７を上昇させて最下部のカップの底部内面を吸引するとともに同カップの周縁部内部を均等に吸引して同周縁部を内側に絞り込んで小径とし、同時に、下から２つ目のカップの周縁部を側面吸着ブロック５からの空気吸引により外側に吸引して、最下部のカップの周縁部が絞り込まれたときに２つ目のカップの周縁部が一緒に絞り込まれないようにし、メイン吸着ノズル７を下降させて、外周縁部が２つ目のカップの内周縁部から剥離された最下部のカップのみを積層カップの最下部より切り出すようにする。【選択図】図１
2008007194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部とヒダ状の周縁部とを有するカップを、底部が上になるように多数積層し、その積層カップの最下部のカップを一枚ずつ取り出す積層カップの切り出し方法において、
前記積層カップの最下部のカップの内部に、上部と周面に複数の吸引口を設けた吸着ノズルを上昇させて前記最下部のカップの底部内面を吸引するとともに同カップの周縁部内部を均等に吸引して同周縁部を内側に絞り込んで小径とし、同時に、下から２つ目のカップの周縁部を空気吸引により外側に吸引して、最下部のカップの周縁部が絞り込まれたときに前記２つ目のカップの周縁部が一緒に絞り込まれないようにし、前記吸着ノズルを下降させて、外周縁部が２つ目のカップの内周縁部から剥離された最下部のカップのみを前記積層カップの最下部より切り出すことを特徴とする積層カップの切り出し方法。
【請求項２】
底部とヒダ状の周縁部とを有するカップを、底部が上になるように多数積層し、その積層カップの最下部からカップを一枚ずつ取り出してトレーの所定の位置に載置するカップ供給装置であって、
架台の上部に設置した天板と、
前記天板に開口したカップ通過穴の周囲に取り付けられ、前記積層カップを垂直に保持する積層カップガイドと、
前記天板の下部に位置して前記積層カップの最下部のカップの周端縁を受けるカップ取り出し穴を設けたカップ受け板と、
前記カップ受け板のカップ取り出し穴の近傍に取り付けられて前記積層カップの下から２つ目のカップの周縁部を外側に吸引するための側面吸着ノズルを有する側面吸着手段と、
前記カップ受け板のカップ取り出し穴の下方に設置され、昇降および上下反転駆動される吸引用ケーシングと、
前記吸引用ケーシングに取り付けられ、上部と周面に複数の吸引口を設けた逆カップ状のメイン吸着ノズルと、
前記メイン吸着ノズルの下端部に設けられ、前記カップの周縁部の波状のヒダの面に接するエア漏れ防止蓋板と、
前記側面吸着ノズルおよび前記メイン吸着ノズルからエアをそれぞれ吸引するエア吸引手段と、
を備えたことを特徴とするカップ供給装置。
【請求項３】
前記積層カップガイドは、前記カップ通過穴の周囲に等間隔で取り付けた複数の丸棒または角棒からなることを特徴とする請求項２記載のカップ供給装置。
【請求項４】
前記エア漏れ防止蓋板の外周に、外気取り込みのための切欠部を設けたことを特徴とする請求項２または３記載のカップ供給装置。
【請求項５】
前記側面吸着ノズルと前記メイン吸着ノズルとは、共通のエア吸引手段に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のカップ供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム箔、紙、複合材シートをカップ状に加圧成形して積層したものを、一枚一枚剥離して、コンベア上で移送されるトレー上の所定の位置に落としていくための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弁当箱や菓子箱等の容器内で、おかずや菓子類を小分けするために、従来より、アルミニウム箔、紙、複合材シートをカップ状に成形したものが使用されている。これらのカップは、生産性を上げるため、５枚、あるいは１０枚のシートを重ねて同時に加圧成形して製造するのが通常である。
【０００３】
このように同時成形されたカップを、弁当箱や菓子箱やトレーの所定の位置に、一個ずつ置いていくのであるが、同時成形されたカップ同士は、密着性が高く、さらにカップの周囲には多数のヒダが形成されているため、指で一個ずつ剥がそうとしてもなかなか剥がれないことがあり、手間と時間がかかって非能率的である。無理に剥がそうとすると、ヒダが変形したり破れたりして使用できなくなる。
【０００４】
近年では、省人化のため、カップを自動的に弁当箱や菓子箱やトレーにセットするカップ供給装置が開発され、使用されている。この場合、同時成形された複数（５〜１０個）のカップをさらに多数（１００〜２００個程度）積層してセットし、それから１個ずつ取り出す装置が用いられるが、複数のカップが同時に取り出されないような機構とすることに、苦心をしている。
【０００５】
特許文献１には、積層カップの周縁の重なった部分に気体を吹き付けて、各カップ間の空隙を広げて剥離するようにした積層カップの剥離装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、積層カップをその積層方向に移動可能とする移動通路と、移動通路上において積層カップの各カップを上流側から下流側に向けて進行させる複数の移動手段と、積層カップの各カップを進行方向に分離させる第１のエアーノズルと、第１のエアーノズルの後段に位置して分離された各カップを回転させる第２のエアーノズルとを備え、複数の移動手段の各速度を、上流側から下流側に向けて高速になるように制御しながら、第１のエアーノズルにより各カップ間を分離させ、第２のエアーノズルにより各カップのヒダの山と谷が重ならないように回転させた状態で再度積み重ねるようにした積層カップの剥離装置が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１９７３２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９６４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された剥離装置では、積層カップから各カップを剥離する際に、エアーノズルからエアーをカップ周縁の積層部に噴出させ、カップの分離と回転とを同時に行う構成であるので、一枚ごとのカップを確実に分離および回転させることが難しく、なかには各カップが剥離せず例えば２枚、３枚が一緒になったものや、分離はしたが回転できずにその後、再度密着してしまうなど、積層カップの剥離が不完全になるというおそれがあった（特許文献２、段落０００６参照）。
【０００９】
特許文献２は、特許文献１の剥離装置の欠点を解消することを課題としており、第２のエアーノズルから噴出するエアーによりカップを強制的に回転させて、各カップのヒダの山と谷が重ならないようにしている。しかしながら、積層カップの積層方向の分離と各カップの回転を、積層カップをその積層方向に移動させながら行うようにしているために、剥離工程を完了するには相当距離、積層カップを移送させなければならず、そのために装置が大がかりとなり、装置の設置スペースも広くとる必要がある。
【００１０】
さらに、特許文献１および２の両方とも、エアーノズルを用いてカップにエアーを吹き付けるようにしているため、食品を入れるカップに塵埃や菌が付着しないように、エアフィルタを設置することが衛生上要求され、またその交換やメンテナンスも必要となる。
【００１１】
特許文献１または２に記載されたような剥離装置により、積層カップを一旦、１枚ずつ剥離させた状態でカップ供給装置の積層カップガイドに多数積層して装着し、真空ポンプにより一番下のカップから１枚ずつ切り出す装置も使用されているが、時々、２枚の切り出しが発生する。すなわち、５枚を同時成形したときの４枚目、あるいは、１０枚を同時成形したときの９枚目を切り出すときに、５枚目、１０枚目も密着してくるため、２枚の切り出しとなり、不良返品、もしくは原価アップとなる。また、真空ポンプはエアーがリークすればカップの吸着ミスが発生し、切り出しが不可能となる。
【００１２】
そこで本発明は、積層カップからの２枚のカップの切り出しをなくし、不良返品およびコストの低減を図ることのできるカップ切り出し方法およびその方法を用いたカップ供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明の第１の構成は、底部とヒダ状の周縁部とを有するカップを、底部が上になるように多数積層し、その積層カップの最下部のカップを一枚ずつ取り出す積層カップの切り出し方法において、前記積層カップの最下部のカップの内部に、上部と周面に複数の吸引口を設けた吸着ノズルを上昇させて前記最下部のカップの底部内面を吸引するとともに同カップの周縁部内部を均等に吸引して同周縁部を内側に絞り込んで小径とし、同時に、下から２つ目のカップの周縁部を空気吸引により外側に吸引して、最下部のカップの周縁部が絞り込まれたときに前記２つ目のカップの周縁部が一緒に絞り込まれないようにし、前記吸着ノズルを下降させて、外周縁部が２つ目のカップの内周縁部から剥離された最下部のカップのみを前記積層カップの最下部より切り出すことを特徴とする。
【００１４】
この第１の構成においては、積層カップの最下部のカップの周縁部内部を均等に吸引して絞り込み、小径にするとともに、２つ目のカップの周縁部を外側から吸引して最下部のカップと一緒に絞り込まれないようにすることで、２つのカップを確実に分離することができる。
【００１５】
本発明の第２の構成は、底部とヒダ状の周縁部とを有するカップを、底部が上になるように多数積層し、その積層カップの最下部からカップを一枚ずつ取り出してトレーの所定の位置に載置するカップ供給装置であって、架台の上部に設置した天板と、前記天板に開口したカップ通過穴の周囲に取り付けられ、前記積層カップを垂直に保持する積層カップガイドと、前記天板の下部に位置して前記積層カップの最下部のカップの周端縁を受けるカップ取り出し穴を設けたカップ受け板と、前記カップ受け板のカップ取り出し穴の近傍に取り付けられて前記積層カップの下から２つ目のカップの周縁部を外側に吸引するための側面吸着ノズルを有する側面吸着手段と、前記カップ受け板のカップ取り出し穴の下方に設置され、昇降および上下反転駆動される吸引用ケーシングと、前記吸引用ケーシングに取り付けられ、上部と周面に複数の吸引口を設けた逆カップ状のメイン吸着ノズルと、前記メイン吸着ノズルの下端部に設けられ、前記カップの周縁部の波状のヒダの面に接するエア漏れ防止蓋板と、前記側面吸着ノズルおよび前記メイン吸着ノズルからエアをそれぞれ吸引するエア吸引手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この第２の構成においては、積層カップの最下部のカップの底部内面と周縁部内部をメイン吸着ノズルで吸着することで周縁部を小径にし、２つ目のカップの周縁部を外側から吸引することで小径になることを阻止し、カップ取り出し穴から最下部のカップのみを取り出す。取り出されたカップは、吸引用ケーシングを反転させて空気吸引を停止することで、トレーの所定の位置に載置される。
【００１７】
積層カップガイドを、カップ通過穴の周囲に等間隔で取り付けた複数の丸棒または角棒により構成することで、それぞれの棒が積層カップのヒダの谷の部分に入り込むため、積層カップの中心軸がカップ通過穴やカップ取り出し穴と同軸になり、カップの位置が偏心することを抑制できる。
【００１８】
エア漏れ防止蓋板の外周に、外気取り込みのための切欠部を設けることにより、メイン吸着ノズルの外周面に吸着している最下部のカップの外周部の外側に位置する切欠部から側面吸着ノズルに向けてエアが取り込まれ、その空気圧により最下部のカップの外周縁と２つ目のカップの外周縁との重なりの部分が剥がされ、２つ目のカップの外周縁がさらに外側に吸引されることになる。
【００１９】
側面吸着ノズルとメイン吸着ノズルとを、共通のエア吸引手段に接続することにより、メイン吸着ノズルの吸引口が最下部のカップの底部と周縁部とで塞がった後は、側面吸着ノズルの吸引力が大きくなるので、２つ目のカップの外周縁の外方向への吸引力はさらに増大し、このため、２つ目のカップの剥離作用が確実になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、積層カップの最下部のカップの内部に、上部と周面に複数の吸引口を設けた吸着ノズルを上昇させて最下部のカップの底部内面を吸引するとともに同カップの周縁部内部を均等に吸引して同周縁部を内側に絞り込んで小径とし、同時に、下から２つ目のカップの周縁部を空気吸引により外側に吸引して、最下部のカップの周縁部が絞り込まれたときに２つ目のカップの周縁部が一緒に絞り込まれないようにし、吸着ノズルを下降させて、外周縁部が２つ目のカップの内周縁部から剥離された最下部のカップのみを積層カップの最下部より切り出すようにしたので、積層カップの最下部と２つ目のカップが確実に分離され、２枚の切り出しがなくなるため、不良返品がなくなり、また原価低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図６を用いて説明する。
図１は本実施の形態に係るカップ供給装置の全体構成を示す斜視図、図２はメイン吸着ノズル上昇前の状態を示す要部拡大正面図、図３はカップ端部受け蓋板の平面図、図４はメイン吸着ノズル上昇後の状態を示す要部拡大正面図、図５はメイン吸着ノズルと側面吸着ノズルによる最下部のカップの吸着の状態を示す拡大断面図、図６は最下部のカップを吸着した状態で下降する状態を示す拡大断面図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、本実施の形態のカップ供給装置は、架台１の上部に設置した天板２と、この天板２に開口したカップ通過穴２ａの周囲に等間隔で取り付けた複数の丸棒または角棒からなる積層カップガイド３と、天板２の下部に位置してカップ通過穴２ａから降下したカップの周端縁を一旦受けるカップ取り出し穴４ａを設けたカップ受け板４と、カップ受け板４のカップ取り出し穴４ａの近傍に取り付けられて積層カップの最下部のカップの周縁部を吸引する側面吸着ノズルを設けた側面吸着ブロック５と、カップ受け板４のカップ取り出し穴４ａの下方に設置され、図示しない機構により昇降および上下反転駆動される吸引用ケーシング６と、吸引用ケーシング６に取り付けられ、上部に１つの吸引口７ａと周囲に複数個の吸引口７ｂを設けた逆カップ状のメイン吸着ノズル７と、メイン吸着ノズル７の下端部に設けられ、最下部のカップの周縁部の波状のヒダの面に接してエア漏れを抑制するエア漏れ防止蓋板８と、エアの吸引を行うリングブロア９と、リングブロア９と側面吸着ブロック５およびメイン吸着ノズル７とを切り替えバルブ１０を介して接続するフレキシブルホース１１，１２とを備えている。
【００２３】
架台１の下部には、トレー搬送コンベア１３が設けられ、トレー搬送コンベア１３上に搬送されるトレー１４上にカップＣを供給する構成となっている。
【００２４】
天板２に開口したカップ通過穴２ａの径は、自然状態の積層カップの径よりも大きくする。
【００２５】
積層カップガイド３を構成する複数の棒（丸棒または角棒）の本数は、積層カップのヒダの数の整数分の１とし、円周上に均等に配置する。例えば、積層カップのヒダの数が３６であれば、棒の本数を４本または６本とすれば、それぞれの棒が積層カップのヒダの谷の部分に入り込むため、積層カップの通し軸（中心軸）がカップ通過穴２ａやカップ取り出し穴４ａと同軸になり、カップの位置が偏心することを抑制できる。
【００２６】
カップ受け板４のカップ取り出し穴４ａの径は、自然状態のカップの周縁部のヒダの山部の外接円の径よりも小さく、メイン吸着ノズル７により内周部が絞り込まれたときのヒダの山部の外接円の径よりも大きくする。
【００２７】
メイン吸着ノズル７の周囲の吸引口７ｂは、円周上に複数設けるが、個数が少ないとカップの内周縁を全体的にすぼめることができない。例えば３個であると吸引によりカップの内周縁は三角形状になり、４個であると四角形状になる。カップの内周縁をほぼ円形状にすぼめるために、吸引口７ｂを６個以上、好ましくは８個程度とする。
【００２８】
エア漏れ防止蓋板８は、カップの周端縁の波状のヒダの端面が密着するように、例えばシリコン樹脂などの柔軟な素材で作られ、図３に示すように、外気取り込みのための切欠部８ａが数箇所、本例では４箇所設けられている。
【００２９】
リングブロア９は内部にファンを備え、大量の空気を吸気口９ａから吸引し、排気口９ｂから排気するもので、真空ポンプのように、密閉された容器の内部を真空にするものとは異なる。工程制御装置により切り替えバルブ１０を制御することにより、吸引を行ったり止めたりすることができる。
【００３０】
以下、本実施の形態の動作について説明する。
図２に示したメイン吸着ノズル７を、下降位置から、メイン吸着ノズル７の上部が積層カップの最下部のカップの底部に接触させるまで上昇させると、図４に示す状態となる。まだこの状態では、最下部のカップは、周端縁がカップ受け板４に載った状態である。
次いで切り替えバルブ１０を開いてメイン吸着ノズル７と側面吸着ブロック５の側面吸着ノズルから空気を吸引すると、図５に示すように、メイン吸着ノズル７の上部の吸引口７ａに密着しているカップの底部が吸着され、また周囲の吸引口７ｂの空気吸引により、カップの周縁部が均等に吸引され、エア漏れ防止蓋板８がカップ周端縁のヒダの波状の端面に密接して外気の侵入を抑制するので、カップの周縁はメイン吸着ノズル７の外周面に密着する。
【００３１】
一方、積層カップの最下部から２つ目のカップの周縁部が、最下部のカップと密着している場合、最下部のカップの周縁が吸着される際に、２つ目のカップの周縁も一緒に吸着されようとするが、２つ目のカップの周縁部は側面吸着ブロック５の側面吸着ノズルの吸引力により外方向に吸引される。
【００３２】
また、エア漏れ防止蓋板８の外周には切欠部８ａが形成されているので、メイン吸着ノズル７の外周面に吸着している最下部のカップの外周部の外側に位置する切欠部８ａから側面吸着ブロック５の吸引口に向けてエアが取り込まれ、その空気圧により最下部のカップの外周縁と２つ目のカップの外周縁との重なりの部分が剥がされ、２つ目のカップの外周縁がさらに外側に吸引されることになる。
【００３３】
さらに、共通のリングブロア９を、メイン吸着ノズル７と側面吸着ブロック５に接続しているので、メイン吸着ノズル７の吸引口７ａと７ｂが最下部のカップの底部と周縁部とで塞がった後は、メイン吸着ノズル７からのエアの吸引はほとんどなくなり、側面吸着ブロック５の吸引力が大きくなるので、２つ目のカップの外周縁の外方向への吸引力はさらに増大する。このため、２つ目のカップの剥離作用が確実になる。
【００３４】
メイン吸着ノズル７で最下部のカップを吸着した状態のまま、吸引用ケーシング６を下降させると、周縁部が小径に絞られた最下部のカップのみが、カップ受け板４のカップ取り出し穴４ａを通過し、カップ取り出し穴４ａの内径よりも小径となっていない２つ目のカップはカップ取り出し穴４ａを通過できない。これにより、図６に示すように、最下部のカップＣのみが切り出されることになる。
【００３５】
定位置まで吸引用ケーシング６が下降したら、吸引用ケーシング６を反転させ、図１に示すようにトレー搬送コンベア１３上に待機しているトレー１４上で、切り替えバルブ１０を切り替えてメイン吸着ノズル７による吸引を停止すると、カップＣは自重によりトレー１４内に落下する。
【００３６】
なお、参考例として、側面吸着ブロック５に側面吸着ノズルが設けられていない場合の動作を、図７および図８を参照して説明する。
【００３７】
図７に示すように、メイン吸着ノズル７から空気を吸引すると、メイン吸着ノズル７の上部の吸引口７ａに密着しているカップの底部が吸着され、また周囲の吸引口７ｂの空気吸引により、カップの周縁部が均等に吸引される。このとき、最下部のカップＣ１と下から２つ目のカップＣ２の密着性が高い場合、例えば、５枚を同時成形したときの４枚目と５枚目、あるいは、１０枚を同時成形したときの９枚目と１０枚目は、その上に積層されている別の同時成形のカップの組との密着性がないため、４枚目または９枚目を切り出すときに、５枚目、１０枚目も密着してくる可能性が高い。そのため、カップＣ１とＣ２の２枚の切り出しとなり、図８に示すようにメイン吸着ノズル７を下降させたときにもカップＣ１とＣ２の２枚が重なって切り出され、トレー上に供給されることになって、不良返品、もしくは原価アップとなる。
【００３８】
これを解消するため、本実施の形態の側面吸着ブロック５の側面吸着ノズルにより２つ目のカップＣ２の外周縁を外側に吸引し、最下部のカップＣ１と剥離することにより、２枚の切り出しを防止している。
【００３９】
なお、以上の実施の形態においては、トレー１４に１個のカップＣを供給する装置の例であるが、１つのトレーに複数個のカップを同時に供給する装置の場合には、その複数個分の積層カップガイド３を架台１上に設け、吸引用ケーシング６に複数のメイン吸着ノズル７を取り付け、吸引用ケーシング６の上昇、下降、反転により、複数個同時に各積層カップガイド３から切り出したカップを、トレー１４に供給する構成とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、積層カップからの２枚のカップの切り出しをなくし、不良返品およびコストの低減を図ることのできるカップ切り出し方法およびその方法を用いたカップ供給装置として、食品産業等において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態に係るカップ供給装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態のメイン吸着ノズル上昇前の状態を示す要部拡大正面図である。
【図３】本実施の形態のカップ端部受け蓋板の平面図である。
【図４】本実施の形態のメイン吸着ノズル上昇後の状態を示す要部拡大正面図である。
【図５】本実施の形態において、メイン吸着ノズルと側面吸着ノズルによる最下部のカップの吸着の状態を示す拡大断面図である。
【図６】本実施の形態において、最下部のカップを吸着した状態で下降する状態を示す拡大断面図である。
【図７】参考例として、メイン吸着ノズルのみによるカップの２枚切り出しの状態を示す拡大断面図である。
【図８】参考例として、カップを２枚切り出した状態で下降する状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  架台
２  天板
２ａ  カップ通過穴
３  積層カップガイド
４  カップ受け板
４ａ  カップ取り出し穴
５  側面吸着ブロック
６  吸引用ケーシング
７  メイン吸着ノズル
７ａ，７ｂ  吸引口
８  エア漏れ防止蓋板
８ａ  切欠部
９  リングブロア
９ａ  吸気口
９ｂ  排気口
１０  切り替えバルブ
１１，１２  フレキシブルホース
１３  トレー搬送コンベア
１４  トレー
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２  カップ
【図１】
2008007194.tif 000003
【図２】
2008007194.tif 000004
【図３】
2008007194.tif 000005
【図４】
2008007194.tif 000006
【図５】
2008007194.tif 000007
【図６】
2008007194.tif 000008
【図７】
2008007194.tif 000009
【図８】
2008007194.tif 000010