(57)【要約】【課題】積層された複数の収容容器を最先端側から吸着して取り出す際に確実に１つの収容容器を取り出し得るようにする。【解決手段】この容器取り出し装置は、底壁部１１とこれと一体の側壁部１２とを有する断面カップ状の積層された状態の収容容器を最先端側から１つずつ取り出すために使用される。取り出しヘッド１７には収容容器の底壁部１１を吸着する底壁吸着具２１が設けられるとともに、底壁吸着具２１が底壁部１１に接近する際に側壁部１２を開閉方向に変位させる側壁変形具２２が設けられている。最先端側の収容容器の底壁部１１に対する底壁吸着具２１による吸着動作と側壁部１２に対する側壁変形具２２による開閉動作とにより最先端側の収容容器は、他の収容容器から分離される。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁部とこれと一体の側壁部とを有する断面カップ状の積層された状態の収容容器を、最先端側から１つずつ取り出す容器取り出し装置であって、
前記収容容器の前記底壁部を吸着する底壁吸着具が設けられた取り出しヘッドと、
前記取り出しヘッドに設けられ、前記底壁吸着具が前記底壁部に接近する際に前記側壁部を開閉方向に変位させる側壁変形具とを有し、
最先端側の前記収容容器の前記底壁部に対する前記底壁吸着具による吸着動作と前記側壁部に対する前記側壁変形具による開閉動作とにより最先端側の前記収容容器を他の収容容器から分離させることを特徴とする容器取り出し装置。
【請求項２】
請求項１記載の容器取り出し装置において、前記側壁変形具を最先端側の前記側壁部を押し広げる方向に変位させる円板としたことを特徴とする容器取り出し装置。
【請求項３】
請求項２記載の容器取り出し装置において、前記円板の外周にゴムなどの高摩擦部材を設け、前記取り出しヘッドが前記底壁部に向けて移動する際に前記側壁部に他の収容容器に対してずらす方向の移動力を付与することを特徴とする容器取り出し装置。
【請求項４】
請求項１記載の容器取り出し装置において、前記側壁変形具を最先端側の前記側壁部をすぼめる方向に変位させる側壁吸着具としたことを特徴とする容器取り出し装置。
【請求項５】
請求項４記載の容器取り出し装置において、前記側壁吸着具を前記取り出しヘッドに複数設けたことを特徴とする容器取り出し装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の容器取り出し装置において、前記底壁吸着具および前記側壁吸着具を、前記取り出しヘッドに設けられた気体吐出口に連通して前記取り出しヘッドに形成された凹面状の気体案内面と、前記取り出しヘッドに設けられ前記気体吐出口から吐出する気体を前記気体案内面に向けて供給する頭部とにより形成し、前記気体案内面に沿って流れる気体により前記収容容器を吸着することを特徴とする容器取り出し装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の容器取り出し装置において、前記底壁吸着具および前記側壁吸着具を、前記取り出しヘッドに設けられた負圧流路に連通する吸着パッドにより形成し、前記吸着パッド内に流入する気体により前記収容容器を吸着することを特徴とする容器取り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はグラシン紙などのシート材からなる収納容器を複数枚積層された状態から１つずつ取り出す容器取り出し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カップケーキなどの菓子類を収容するために、グラシン紙などのシート材からなる収容容器が使用される。カップケーキなどを収容する収容容器は、円形または角形の底壁部と、これと一体になり上向きに広げられて形成された側壁部とを有し、上部が開口されて断面カップ形状となっている。特に、カップケーキを収容するための収容容器としては、側壁部にギザやウエーブが形成されたものがある。
【０００３】
上述したグラシン紙は亜硫酸パルプを原料として表面に光沢を付けたシート材であり、菓子類などを収容するための収容容器としては、グラシン紙以外にも合成紙、和紙、アルミ箔などが使用されている。カップケーキなどの菓子類を製造する場合には、グラシン紙などからなる収容容器にケーキ生地を供給し、それをオーブンなどにより加熱処理している。カップケーキを量産する場合には、多数枚の収容容器を積層した状態で貯留しておく貯留部から１つずつ収容容器を取り出してケーキ生地の供給部にまで搬送する必要がある。また、菓子類の製造が終了した後に収容容器に菓子類を供給することもあり、その場合にも貯留部から１つずつ収容容器を取り出す必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、貯留部から収容容器を１つずつ取り出す場合には、真空吸着パッドを有する搬送装置を用いて、貯留部の最先端側の収容容器の底壁部を真空吸着パッドにより吸着するようにしているが、真空吸着パッドにより収容容器を吸着する際に収容容器が複数個吸着されて搬送されることがある。特に、側壁部にギザやウエーブが形成された収容容器の場合には、複数の収容容器を吸着してしまうことが多かった。
【０００５】
この原因は収容容器の上端縁部に容器製造時に発生したバリにより積層された状態で隣り合う収容容器が相互に食い付いてしまい、最先端側の収容容器を吸着パッドで真空吸着しても、その収容容器の下側の容器もバリの部分で一緒に持ち上げられてしまうからであると考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、積層された複数の収容容器を最先端側から吸着して取り出す際に確実に１つの収容容器を取り出し得るようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の容器取り出し装置は、底壁部とこれと一体の側壁部とを有する断面カップ状の積層された状態の収容容器を、最先端側から１つずつ取り出す容器取り出し装置であって、前記収容容器の前記底壁部を吸着する底壁吸着具が設けられた取り出しヘッドと、前記取り出しヘッドに設けられ、前記底壁吸着具が前記底壁部に接近する際に前記側壁部を開閉方向に変位させる側壁変形具とを有し、最先端側の前記収容容器の前記底壁部に対する前記底壁吸着具による吸着動作と前記側壁部に対する前記側壁変形具による開閉動作とにより最先端側の前記収容容器を他の収容容器から分離させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の容器取り出し装置は、前記側壁変形具を最先端側の前記側壁部を押し広げる方向に変位させる円板としたことを特徴とする。また、前記円板の外周にゴムなどの高摩擦部材を設け、前記取り出しヘッドが前記底壁部に向けて移動する際に前記側壁部に他の収容容器に対してずらす方向の移動力を付与することを特徴とする。
【０００９】
本発明の容器取り出し装置は、前記側壁変形具を最先端側の前記側壁部をすぼめる方向に変位させる側壁吸着具としたことを特徴とする。また、前記側壁吸着具を前記取り出しヘッドに複数設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の容器取り出し装置は、前記底壁吸着具および前記側壁吸着具を、前記取り出しヘッドに設けられた気体吐出口に連通して前記取り出しヘッドに形成された凹面状の気体案内面と、前記取り出しヘッドに設けられ前記気体吐出口から吐出する気体を前記気体案内面に向けて供給する頭部とにより形成し、前記気体案内面に沿って流れる気体により前記収容容器を吸着することを特徴とする。
【００１１】
本発明の容器取り出し装置は、前記底壁吸着具および前記側壁吸着具を、前記取り出しヘッドに設けられた負圧流路に連通する吸着パッドにより形成し、前記吸着パッド内に流入する気体により前記収容容器を吸着することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（Ａ），（Ｂ）はそれぞれカップケーキを収容するための収容容器を示す斜視図であり、それぞれの収容容器はグラシン紙により形成されており、単にグラシンとも言われる。図１（Ａ）に示される収容容器Ｇａは角形グラシンとも言われ、四角形の底壁部１１と四角錐形状に傾斜した側壁部１２とを有している。一方、図１（Ｂ）に示される収容容器Ｇｂは円形グラシンとも言われ、円形の底壁部１１と、円錐形状に傾斜した側壁部１２とを有している。それぞれの収容容器Ｇａ，Ｇｂは断面がカップ状となっており、側壁部１２にはギザやウエーブが形成されている。
【００１３】
図２は角形の収容容器Ｇａを多数枚積層した貯留部１３から収容容器Ｇａを取り出している状態を示す断面図であり、貯留部１３内の最先端側の収容容器Ｇａ１は容器取り出し装置によってその下側の収容容器Ｇａ２から分離されて矢印１４で示すように取り出され、所定の搬出位置１５にまで搬送される。丸形の収容容器Ｇｂについても同様に貯留部１３の最先端側から順次取り出されることになる。なお、貯留部１３に筒体を配置し、その中に収容容器Ｇａ，Ｇｂを積層して収容するようにしても良い。
【００１４】
図３は本発明の一実施の形態である容器取り出し装置を示す斜視図であり、図４は図３に示した容器取り出し装置により角形の収容容器Ｇａを取り出している状態を示す断面図である。
【００１５】
図３および図４に示すように、この容器取り出し装置はロボットアーム１６などの移動部材に取り付けられる取り出しヘッド１７を有し、取り出しヘッド１７はロボットアーム１６によって所定の軌跡で移動するようになっている。取り出しヘッド１７は先端面１８とこれに対してそれぞれ直角となった４つの側面１９ａ〜１９ｄが形成された本体ブロック２０を有しており、本体ブロック２０は収容容器Ｇａの内面形状に対応させて全体的にほぼ直方体となっている。
【００１６】
取り出しヘッド１７の先端面１８には収容容器Ｇａの底壁部１１を吸着する底壁吸着具２１が設けられ、４つの側面１９ａ〜１９ｄにはそれぞれ側壁変形具２２が設けられている。本体ブロック２０の先端面１８には凹面状の気体案内面２３が形成され、その外側部は平坦な容器保持面２４となっている。気体案内面２３はその中央部分が最も深くなっており、容器保持面２４に流線形となって緩やかに連なっている。気体案内面２３の中央部分には先端面の前方に向けて頭部２５が突出しており、頭部２５は気体案内面２３に対向する対向面２６を有し、この対向面２６に対向させて取り出しヘッド１７に形成された複数の気体吐出口２７に連通する気体供給孔２８が取り出しヘッド１７に形成されている。このように、本体ブロック２０の先端面１８に形成された気体案内面２３と先端面１８に取り付けられた頭部２５とにより底壁部吸着具２１が形成されている。
【００１７】
対向面２６には環状にポケット部２９が形成されており、気体供給孔２８に給気ホース２８ａから圧縮空気を供給すると、気体吐出口２７から吐出される空気は、頭部２５の対向面２６に形成されたポケット部２９内に流入した後に気体案内面２３に向けて姿勢が変更されて気体案内面２３に沿って吹き付けられる。気体案内面２３に沿って放射状に流れる空気は、容器保持面２４に沿って流れることになる。気体吐出口２７から吐出した空気はポケット部２９内に入り込むので、頭部２５と対向面２６との間の隙間からは円周方向に均一の流速となって気体案内面２３に吹き付けられることになる。
【００１８】
したがって、気体吐出口２７から流出した気体により気体案内面２３と容器保持面２４に沿ってこれらの面に付着して流れる空気層が形成され、ベルヌーイの定理により気体案内面２３は負圧状態になり、取り出しヘッド１７の先端面１８には空気層の流れに引き寄せられるようにこれに向かう流れが形成される。
【００１９】
このように先端面１８に設けられた底壁吸着具２１により、気体案内面２３と容器保持面２４に形成される空気層を介して先端面１８の前方が負圧状態となるので、取り出しヘッド１７を収容容器Ｇａ１の底壁部１１に接近させると、底壁部１１は空気層を介して先端面１８には直接接触することなく、先端面１８に向けて吸着されることになる。収容容器Ｇａは先端面１８には直接接触することなく、先端面１８との間には空気層が形成されるので、底壁吸着具２１は非接触式の吸着具となっている。
【００２０】
取り出しヘッド１７の４つの側面１９ａ〜１９ｄにそれぞれ設けられた側壁変形具２２は、それぞれ先端面１８と同様の構造の非接触式の吸着具により形成されている。図３および図４においては、それぞれの側壁変形具２２を構成する部材のうち底壁吸着具２１を形成する部材と共通の機能を有する部材には同一の番号に符号ａ〜ｄが付されて示されている。なお、図３には４つの側面のうち２つの側面１９ａ，１９ｃが示されているが、他の側面１９ｂ，１９ｄも同様の構造となっている。
【００２１】
図示するように、側壁変形具２２を非接触式の吸着具とすることにより、貯留部１３の中に積層されて収容された多数の収容容器Ｇａのうち最先端側の収容容器Ｇａ１の内部に取り出しヘッド１７を入り込ませると、その収容容器Ｇａ１の底壁部１１が底壁吸着具２１に向けて変形し、その下側の収容容器Ｇａ２の底壁部１１から離れることになる。これと共に４つの側壁変形具２２により収容容器Ｇａ１の側壁部１２はすぼめられる方向に変位することになり、下側の収容容器Ｇａ２の側壁部１２と先端側の収容容器Ｇａ１の側壁部１２とがバリにより相互に食い付いた状態となっていても、最先端側の収容容器Ｇａ１の側壁部１２が下側の収容容器Ｇａ２の側壁部１２から離れることになる。これにより、最先端側の収容容器Ｇａ１はその下側の収容容器Ｇａ２から確実に分離され、取り出しヘッド１７に吸着保持された状態となり、ロボットアーム１６により所定の搬出位置１５まで搬送される。
【００２２】
特に、気体吐出口２７から圧縮空気を吐出すると、その空気は収容容器Ｇａ１の内部を底壁部１１および側壁部１２の内面に沿って流れた後に収容容器Ｇａ１の外部に排出されるので、収容容器Ｇａ１内に異物が存在していても、それを確実に外部に排出することができる。なお、図３および図４に示す側壁変形具２２においては、取り出しヘッド１７の４つの側面１９ａ〜１９ｄにそれぞれ設けられているが、相互に平行となる２つの側面にのみ側壁変形具２２を設けるようにしても良く、相互に１２０度の位相をずらして３つ設けるようにしても良い。
【００２３】
図５は本発明の他の実施の形態である容器取り出し装置を示す斜視図であり、図６は図５に示した容器取り出し装置により円形の収容容器Ｇｂを取り出している状態を示す断面図である。
【００２４】
図５および図６に示すように、この容器取り出し装置は図３に示したものと同様にロボットアームなどの移動部材に取り付けられる取り出しヘッド１７を有している。取り出しヘッド１７は円柱形状の底壁吸着具２１が設けられた本体ヘッド２０とこの先端にボルトにより取り付けられ円板形状の側壁変形具２２とを有している。なお、加工若しくは接着により本体ヘッド２０に側壁変形具２２を取り付けることができる。底壁吸着具２１は図３および図４に示された底壁吸着具２１と同様に非接触式の吸着具となっており、図５および図６においては、図３および図４に示された底壁吸着具２１を構成する部材と共通する機能を有する部材には同一の符号が付されている。
【００２５】
したがって、気体吐出口２７から流出した空気により気体案内面２３と容器保持面２４に沿ってこれらの面に付着して流れる空気層が形成され、取り出しヘッド１７の先端面１８には空気層の流れに引き寄せられるようにこれに向かう流れが形成されるので、先端面１８の前方は負圧状態となる。
【００２６】
図５および図６に示す取り出しヘッド１７に設けられた側壁変形具２２は円板３２とこの外周に装着されるゴム製のＯリング３３とにより形成されており、Ｏリング３３は円板３２の外周面に形成された環状凹部に組み付けられている。したがって、貯留部１３の中に積層されて収容された多数の収容容器Ｇｂのうち最先端側の収容容器Ｇｂ１の内部に取り出しヘッド１７を入り込ませると、その収容容器Ｇｂ１の底壁部１１が底壁吸着具２１に向けて変形し、その下側の収容容器Ｇｂ２の底壁部１１から離れることになる。これと共に、側壁変形具２２のＯリング３３により収容容器Ｇｂ１の側壁部１２は押し広げられる方向に変位することになる。
【００２７】
したがって、多数の収容容器Ｇｂが積層されて最先端側の収容容器Ｇｂ１の側壁部１２の先端に形成されたバリにより側壁部１２が下側の収容容器Ｇｂ２に食い付いた状態となっていても、収容容器Ｇｂ１の側壁部１２の先端が収容容器Ｇｂ２の側壁部先端から離れることになる。これにより、最先端側の収容容器Ｇｂ１はその下側の収容容器Ｇｂ２から確実に分離され、取り出しヘッド１７に吸着保持された状態となってロボットアーム１６により所定の搬出位置１５まで搬送される。なお、円板３２には空気を外部に排出するための空気孔３２ａが形成されている。
【００２８】
特に、円板３２に組み付けられたゴム製のＯリング３３は摩擦係数が金属などに比して大きく高摩擦部材となっており、Ｏリング３３は収容容器Ｇｂ１の側壁部１２を押し広げられる方向に変位する際に、側壁部１２を下側の収容容器Ｇｂ２の側壁部１２に対してずらす方向に移動力を付与することになるので、最先端側の収容容器Ｇｂ１はその下側の収容容器Ｇｂ２から確実に分離される。高摩擦部材としては、ゴムに限られることなく、樹脂などを用いるようにしても良い。
【００２９】
図７は本発明のさらに他の実施の形態である容器取り出し装置を示す断面図であり、この容器取り出し装置は、図５および図６に示した場合と同様に円形の収容容器Ｇｂを取り出すために適用されている。
【００３０】
この容器取り出し装置は、側壁変形具２２が図５および図６に示した場合と同様に円板３２とＯリング３３とにより形成されているのに対して、底壁吸着具２１が真空吸着式となっている。この底壁吸着具２１は本体ブロック２０に設けられる吸着ノズル３４を有し、この吸着ノズル３４の先端にはゴムなどの弾性部材からなる吸着パッド３５が取り付けられている。この吸着パッド３５に連通させて本体ブロック２０には負圧流路３６が形成されており、この負圧流路３６には図示しない負圧ホースにより真空供給源に接続されている。したがって、この容器取り出し装置においては、収容容器Ｇｂの底壁部１１は吸着パッド３５により真空吸着されることになる。
【００３１】
側壁変形具２２の構造は図５および図６に示す場合と同様であり、円板３２とこの外周に装着されたＯリング３３とにより形成されている。
【００３２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図７に示すように真空吸着式の底壁吸着具２１を図３および図４に示すタイプの底壁吸着具２１に適用するようにしても良く、側壁変形具２２としても適用することができる。底壁吸着具に弾性体を取り付けて搬送時のズレ防止を図っても良い。さらに、図示する場合には取り出しヘッド１７をロボットアーム１６によって移動させるようにしているが、水平方向および上下方向に移動する移動部材に取り出しヘッド１７を取り付けるようにしても良い。また、図３〜図６に示すように、気体吐出口２７から吐出される気体としては、圧縮空気が使用されているが、圧縮空気に限られず、窒素ガスなどの他の気体を使用するようにしても良い。図示する収容容器はカップケーキなどを収容するグラシンとも言われる容器であるが、断面カップ状の容器であって、紙、アルミホイルなどのような薄材により形成されるものであれば、どのような収容容器の取り出しにも本発明を適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、積層された状態の断面カップ状の収容容器を最先端側から１つずつ取り出す際に、収容容器の底壁部を底壁吸着具により吸着し、側壁部を側壁変形具により開閉方向に変位させるようにしたので、最先端側の収容容器の底壁部がこれに隣り合う他の収容容器の底壁部に食い付き、さらに最先端側の収容容器の側壁部がこれに隣り合う他の収容容器の側壁部に食い付いていた状態となって積層されていても、確実に収容容器を分離して取り出すことができる。
【００３４】
側壁変形具として円版を用いると、円板が収容容器の側壁部を押し広げることになり、この押し広げによって収容容器を分離することができる。円板にＯリングなどのゴム製の高摩擦部材を設けると、摩擦力により側壁部をずらす方向に移動させることができ、ずらし移動により収容容器を分離することができる。
【００３５】
側壁変形具として底壁吸着具と同様の吸着具を使用すると、側壁部は内側にすぼめる方向に変位することになり、この変位によって収容容器を分離することができる。吸着具としては非接触式の吸着具を用いることができ、さらには吸着パッドを用いた接触式の吸着具を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれカップケーキを収容するための収容容器を示す斜視図である。
【図２】収容容器を多数枚積層した貯留部から収容容器を取り出している状態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である容器取り出し装置を示す斜視図である。
【図４】図３に示した容器取り出し装置により収容容器を取り出している状態を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である容器取り出し装置を示す斜視図である。
【図６】図５に示した容器取り出し装置により収容容器を取り出している状態を示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態である容器取り出し装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１１      底壁部
１２      側壁部
１３      貯留部
１５      搬出位置
１６      ロボットアーム
１７      取り出しヘッド
１８      先端面
１９ａ〜１９ｄ  側面
２０      本体ブロック
２１      底壁吸着具
２２      側壁変形具
２３      気体案内面
２４      容器保持面
２５      頭部
２６      対向面
２７      気体吐出口
２８      気体供給孔
２９      ポケット部
３２      円板
３２ａ        空気孔
３３      Ｏリング
３４      吸着ノズル
３５      吸着パッド
３６      負圧流路
【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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