ワーク供給装置
【課題】ワークホルダー内に縦横に配置されたフリーズドライ処理したブロック状のワークを搬送コンベアなどに効率良く自動供給できる新規なワーク供給装置の提供。
【解決手段】ブロック状のワークＷが縦横に配置されたワークホルダーＨ内の各ワークＷをそれぞれ保持する複数のワーク保持手段33と、これら複数のワーク保持手段33を前記ワークホルダーＨと前記搬送コンベアＶ間で往復移動させる往復移動手段Ｂと、前記複数のワーク保持手段33による各ワークＷの保持動作と離反動作を前記往復移動手段Ｂの往復動作に基づいて制御する制御手段Ｃと、前記往復移動手段Ｂの往復動作に基づいて前記ワークホルダーＨを前記ワーク保持手段33の取り出し位置側に順次移動させるワークホルダー移動手段Ａとを備える。これによって、ワークホルダーＨ内に縦横に配置されたブロック状のワークＷを搬送コンベアＶなどに効率良く自動供給できる。
【解決手段】ブロック状のワークＷが縦横に配置されたワークホルダーＨ内の各ワークＷをそれぞれ保持する複数のワーク保持手段33と、これら複数のワーク保持手段33を前記ワークホルダーＨと前記搬送コンベアＶ間で往復移動させる往復移動手段Ｂと、前記複数のワーク保持手段33による各ワークＷの保持動作と離反動作を前記往復移動手段Ｂの往復動作に基づいて制御する制御手段Ｃと、前記往復移動手段Ｂの往復動作に基づいて前記ワークホルダーＨを前記ワーク保持手段33の取り出し位置側に順次移動させるワークホルダー移動手段Ａとを備える。これによって、ワークホルダーＨ内に縦横に配置されたブロック状のワークＷを搬送コンベアＶなどに効率良く自動供給できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、甘酒や野菜スープなどの液状食品をフリーズドライ処理したブロック状のワークをワークホルダーから取り出して搬送コンベアなどに自動供給するようにしたワーク供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、甘酒や野菜スープなどの液状食品をフリーズドライ処理した乾燥食品は、保存食として利用価値が高いだけでなくお湯を注ぐだけで簡単に食すことができることから近年その需要が益々増大してきている。
そして、このような乾燥食品は、例えば、内部が縦横に区切られたトレイ状の容器（以下、適宜これを「ワークホルダー」という）の各マス目に液状の原料を流し込み、これをワークホルダーごとフリーズドライ処理（真空凍結乾燥処理）してブロック状に固め（以下、適宜これを「ワーク」という）た後、これら各ワークをそのワークホルダーから取り出してからそれぞれ個別に包装あるいは真空パック処理することで得られるようになっている。
【０００３】
一方、以下の特許文献１には、フリーズドライ処理した製品のように壊れ易いものを選別しながら包装ラインに供給する供給装置が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１４４５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなブロック状のワークをそれぞれ包装あるいは真空パック処理するためには、ワークホルダーから取り出した各ワークを搬送コンベアによって順次専用の包装あるいは真空パック処理装置側に供給する必要があるが、従来この供給作業は作業員による手作業によって行われていたため、効率が悪いといった問題がある。
すなわち、このワークホルダー内のワークを１つずつ一定の間隔を隔てて搬送コンベア上に供給するためには、作業員が一旦このワークホルダー内のワークを全て纏めて取り出し、これを手作業によって１つずつ所定の方向に並べながら搬送コンベアに供給するようになっているが、このような手作業による供給方法では、一般に効率が低い上に、作業員ごとの差が大きいといった問題があり、さらなる供給効率の向上化のためにはその供給作業の自動化（機械化）が切望されている。
【０００５】
なお、前記特許文献１には、フリーズドライ処理した製品などを振動選別しながら包装ラインに供給する技術は開示されているが、ブロック状のワークをワークホルダーから取り出してこれを搬送コンベアに供給するような技術は開示されていない。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的はワークホルダーＨ内に縦横に配置されたブロック状のワークを取り出しこれを搬送コンベアなどに効率良く自動供給することができる新規なワーク供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために請求項１に記載のワーク供給装置は、
ワークホルダー内に縦横に配置されたフリーズドライ処理したブロック状のワークを纏めて取り出して搬送コンベア上に供給するワーク供給装置であって、前記ワークホルダー内の各ワークをそれぞれ保持する複数のワーク保持手段と、当該複数のワーク保持手段を前記ワークホルダーと前記搬送コンベア間で往復移動させる往復移動手段と、前記複数のワーク保持手段による各ワークの保持動作と離反動作を前記往復移動手段の往復動作に基づいて制御する制御手段と、前記往復移動手段の往復動作に基づいて前記ワークホルダーを前記ワーク保持手段の取り出し位置側に順次移動させるワークホルダー移動手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載のワークの供給装置は、
請求項１に記載のワークの供給装置において、前記ワークホルダーはトレイ状になっていると共に、前記往復移動手段は、当該ワークホルダー内のワークを保持してから上方に取り出して前記搬送コンベア上に載置すべく、前記複数のワーク保持手段を逆Ｕ字状に往復移動するようになっていることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載のワークの供給装置は、
請求項１または２に記載のワークの供給装置において、前記各ワーク保持手段は、前記各ワークの上面側をその上方から真空吸着して保持するようになっていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項４に記載のワークの供給装置は、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワークの供給装置において、前記各ワーク保持手段を互いに近接離間自在にレール上に係合すると共に、当該レールに、前記各ワーク保持手段同士の距離を調節する近接離間手段を備え、当該近接離間手段を前記制御手段で制御するようになっていることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載のワークの供給装置は、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワークの供給装置において、前記ワークホルダー内に密着したワークを当該ワークホルダー底部から突き上げて当該ワークホルダーから剥離すべくワーク剥離手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、制御手段が先ずワークホルダー移動手段を制御してワークホルダーをそのワーク取り出し位置側に順次移動させた後、複数のワーク保持手段によってそのワークホルダー内の各ワークをそれぞれ保持し、次にこの制御手段が往復移動手段を制御して各ワークを保持した各ワーク保持手段を搬送コンベア側に移動させた後、その搬送コンベアに載せる、といった動作を順次繰り返し行うことになる。
これによって、従来人手によって行われていたブロック状のワークの供給作業の自動化（機械化）が可能となるため、そのワークを効率良く搬送コンベア上に自動供給することができる。
【００１０】
また、請求項２の発明によれば、前記ワークホルダーをトレイ状に形成すると共に、前記複数のワーク保持手段を逆Ｕ字状に往復移動するようになっているため、トレイ状のワークホルダーに縦横に配列されたワークを各ワーク保持手段によってそのまま纏めて上方に取り上げた後、それらワークを逆Ｕ字状に移動することで各ワークを前記搬送コンベア上に確実に載置することができる。
【００１１】
また、請求項３の発明によれば、前記各ワーク保持手段は、前記各ワークの上面側をその上方から真空吸着して保持するようになっているため、ワークホルダー内のワークがその内部に密に配列された状態であっても容易かつ確実に所定のワークを保持することができる。また、真空吸着によって保持することで比較的脆いワークであっても確実に保持することができる。
【００１２】
また、請求項４の発明によれば、前記各ワーク保持手段を互いに近接離間自在にレール上に係合すると共に、これら各ワーク保持手段同士の距離を調節するようにしたため、ワークホルダー内の各ワーク間距離（間隔）と、搬送コンベア上に載置するワーク間距離（間隔）とが異なっていても容易かつ確実に対応することができる。
また、請求項５の発明によれば、前記ワークホルダー内のワークを当該ワークホルダー底部から突き上げて当該ワークホルダーから剥離するようにしたため、各ワークがワークホルダー（の壁面など）に密着した状態であっても、これを確実にワークホルダーから剥離して取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１は本発明に係るワーク供給装置１００の実施の一形態を示す全体正面図であり、図２は同じくそのワーク供給装置１００の全体平面図、図３は同じくそのワーク供給装置１００の全体側面図である。
図示するように、このワーク供給装置１００は、複数のワークＷが縦横に配列されたトレイ状のワークホルダーＨを搬送コンベアＶ方向に移送するホルダー移送部Ａと、このホルダー移送部Ａによって移送されたきたワークホルダーＨ内のワークＷを一列ずつ纏めて取り出して搬送コンベアＶ側に載置するワーク載置部Ｂと、これらを制御する制御部Ｃとから主に構成されている。
【００１４】
以下、これら各部Ａ、Ｂ、Ｃの構成および作用などについて詳しく説明する。
＜ホルダー移送部Ａ＞
先ず、このホルダー移送部Ａは、テーブル状に組み立てられたフレーム１０の上面側にホルダー移送機構１１を備えた構成となっており、このホルダー移送機構１１によってワークホルダーＨをその長手方向に位置する搬送コンベアＶ方向に移送するようになっている。
すなわち、このホルダー移送機構１１は、図２および図３に示すようにそのフレーム１０の両端にそれぞれ一対の支持プレート１２，１２を介して回転軸１３，１３を軸支すると共に、これら各回転軸１３，１３にそれぞれ３つずつ設けられたスプロケットホイール１４、１４、１４、１４、１４、１４間に無端状の搬送ベルト１５，１５，１５をそれぞれ架け渡した構造となっている。
【００１５】
そして、図４および図５に示すように、これら各搬送ベルト１５，１５，１５にその上方に突出する断面Ｌ字形の係合片１６を所定の間隔を隔てて複数取り付けると共に、図１〜図３に示すようにその一方の回転軸１３をホルダー移送モータ１７によって回転駆動することで、ワークホルダーＨをこの搬送ベルト１５，１５，１５上に水平状態に載置すると共にその係合片１６がワークホルダーＨの端部あるいは底面凹部などに係合することによってその状態（水平状態）を保ったままワークホルダーＨを搬送コンベアＶ側に移送するようになっている。
【００１６】
図５の例では、ワークホルダーＨの移送方向後端側とその前方から４つめの底面溝部１６ａにそれぞれ搬送ベルト１５上の断面Ｌ字形の係合片１６、１６が係合することでワークホルダーＨを水平に移送するようになっている。なお、図３に示すように、この搬送ベルト１５，１５，１５の搬出端側まで搬送されたワークホルダーＨは、その後その搬出端側から順次落下して排出されるようになっている。
【００１７】
ここで、このワークホルダーＨは、図２および図４〜図６などに示すようにその内部がマス目状に縦横に区画（本実施の形態では図２に示すように横７マス×縦９マスの合計６３マス）されており、各マス目１８ａ内にはそれぞれブロック状のワークＷが収容されるようになっている。なお、このワークホルダーＨは、ポリエチレンなどのプラスチック薄板などをプレス成形して形成されたものであり、適度な強度と可撓性とを発揮できるようになっている。そして特にその底部は可撓性に富み、後述するように容易に変形可能となっている。
【００１８】
また、図１〜図３に示すように、このホルダー移送機構１１の途中であって搬送コンベアＶの近傍には、ワーク剥離機構１８が設けられており、このワーク剥離機構１８によって各マス１８内に密着したワークＷの取り出しが容易になるように各マス１８から機械的に剥離する機能を提供するようになっている。
このワーク剥離機構１８は、図４〜図６に示すように搬送途中のワークホルダーＨの下面側に、櫛歯状をした一対の剥離部材１９、１９を移送方向に１マスおいて平行に位置させると共に、その剥離部材１９、１９の両端部をそれぞれ剥離部材昇降シリンダ２０、２０（一方は図示省略）によって昇降自在に支持した構造となっている。なお、この剥離部材昇降シリンダ２０、２０は、支持プレート１２、１２側にそれぞれ固定されたＬ字状のブラケット２１、２１（一方は図示省略）の下面に締結ボルトなどによって一体的に取り付けられている。
【００１９】
そして、図５および図６に示すように、この剥離部材昇降シリンダ２０、２０によってこの剥離部材１９、１９を同時に上昇させてその櫛歯部分に相当する剥離棒１９ａ…の先端をワークホルダーＨの各マス目１８ａの底部に押し当てることで図示するように各マス目１８ａ内に密着したワークＷを浮かすように持ち上げてその壁面から強制的に剥離するように作用するようになっている。なお、この剥離部材１９の各剥離棒１９ａ…は、それぞれその先端が各列のマス目１８ａのほぼ中央に位置するようにワークホルダーＨの各マス目１８ａと同じ数、すなわち本実施の形態では７本ずつ、それぞれ等間隔で設けられている。
【００２０】
また、この剥離部材１９、１９の上面側には、図７に示すように樋状に形成された押さえ板２３がこのワークホルダーＨを跨ぐように設けられており、この押さえ板２３の両端がそれぞれ前記Ｌ字状のブラケット２１、２１の上面側にそれぞれ設けられた押さえ板昇降シリンダ２２、２２（一方は図示省略）によって昇降自在に支持されている。
【００２１】
そして、図６に示すように前記一対の剥離部材１９、１９を突出させると同時にこの押さえ板昇降シリンダ２２、２２によって押さえ板２３を降下させてその底面側をワークホルダーＨの上面側に押し付けてワークホルダーＨ全体が浮き上がってしまうのを防止することで前記剥離部材１９、１９によるワークＷの剥離動作を確実ならしめるように機能するようになっている。
また、図１、図２および図５、図６に示すようにこのワーク剥離機構１８の近傍には、トレイ検出センサＳ１が設けられており、移送されてきたワークホルダーＨを検出してその検出信号を後述する制御部Ｃに入力するようになっている。
【００２２】
＜ワーク載置部Ｂ＞
次に、ワーク載置部Ｂは、図１〜図３に示すようにこのホルダー移送部Ａを跨ぐように位置するフレーム３０にワーク載置機構３１を備えた構成となっており、このワーク載置機構３１によってワークホルダーＨ内のワークＷを一列ずつ取り出して搬送コンベアＶ側に連続的に載置するようになっている。
すなわち、このワーク載置機構３１は、このホルダー移送部Ａ上のワークホルダーＨの上方に臨むように位置するレール３２に、ワークＷを吸着して保持する吸着器３３を複数（つまりワークホルダーＨの一列分のワークＷと同じ数である７個）、スライド自在に係合すると共に、これら各吸着器３３をそのレール３２ごと搬送コンベアＶ側に移動可能としたものである。
【００２３】
図８および図９は、このようなレール３２を中心としたワーク載置部Ｂの一連の動きを示したものであり、それぞれの図示方向は図３および図１に対応するものである。また、図１０は、このレール３２に係合した吸着器３３の詳細な構造を示したものであり、さらに図１１は、このレール３２に係合した各吸着器３３、３３…相互の位置関係を示したものである。
【００２４】
先ず、図１０および図１１に示すように、このレール３２の一側面には、上下一対の係合溝３４，３４がその長手方向に沿って連続して形成されており、この係合溝３４，３４にスライドブロック３５と一体となった上下一対のベアリング３６，３６が嵌合することでそのスライドブロック３５と共に吸着器３３がスライド移動自在に係合した状態で取り付けられている。なお、このレール３２にはそれぞれ吸着器３３を備えた７つのスライドブロック３５、３５、３５、３５、３５、３５、３５が係合されており、後述するように、これら各スライドブロック３５、３５、３５、３５、３５、３５、３５のうち、中央に位置するスライドブロック３５のみは、そのレール３２に固定された状態となっている。
【００２５】
そして、このレール３２の両端部には、それぞれ回転軸３７、３７が突出されて設けられており、この回転軸３７、３７がコマ３８に回転自在に軸支されると共に、このコマ３８が移動用のチェーン３９、３９に取り付けられた状態となっている。
この移動用のチェーン３９、３９は、図２および図８、図９などに示すようにこのワーク載置部Ｂのフレーム３０側に軸支された第１のスプロケットホイール４０、４０と、その下部に同じく軸支された下部スプロケットホイール４２、４２との間にそれぞれ架け渡されるようになっており、この下部スプロケットホイール４２、４２側を吸着器往復動モータ４１によって駆動することで、この移動用のチェーン３９、３９が第１のスプロケットホイール４０、４０と下部スプロケットホイール４２、４２の間を走行するようになっている。
【００２６】
そして、この吸着器往復動モータ４１によってスプロケットホイール４２、４２を一定の回転角度で正逆方向に交互に回転させることで、図８および図９に示すようにこのレール３２をこれに係合している全ての吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３と共にその姿勢を保ったままワークホルダーＨ側と搬送コンベアＶ間で断面逆Ｕ字状に往復移動するようになっている。なお、図８中４３は、テンションホイールであり、この移動用のチェーン３９、３９の張り具合を調整すべくこのフレーム３０側に回転自在に軸支されている。
【００２７】
また、このレール３２の端部には姿勢制御用のロッド４５が立設されており、このレール３２の位置に拘わらず、このレール３２およびこれに係合している全ての吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３の姿勢を維持するようになっている。
すなわち、このロッド４５の先端は、レール３２と平行に延びる連結部材４６の挿入孔４６ａに挿入されていると共に、この連結部材４６の端部は、レール３２と同様にそれぞれ断面Ｌ字形の軸支部材４７、４７に軸支された状態となっている。
【００２８】
そして、この軸支部材４７、４７が、姿勢制御用のチェーン４８に取り付けられていると共に、この姿勢制御用のチェーン４８が前記第１のスプロケットホイール４０、４０と同軸上に設けられた第２のスプロケットホイール４９、４９と、その上部に同じく軸支された上部スプロケットホイール５０、５０との間にそれぞれ架け渡されるようになっており、この第２のスプロケットホイール４９、４９を吸着器往復動モータ４１によって第１のスプロケットホイール４０、４０と共に駆動することで、この姿勢制御用のチェーン４８、４８が前記第１のスプロケットホイール４０、４０とリンクして第２のスプロケットホイール４９、４９と上部スプロケットホイール５０、５０との間を正逆いずれに方向に対しても走行可能となっている。
【００２９】
従って、図８および図９に示すように、このレール３２を第１スプロケットホイール４０の周囲の沿って逆Ｕ字形に往復移動するに伴ってこのロッド４５の先端も同時に上部スプロケットホイール５０の周囲に沿って逆Ｕ字形に往復移動することによってそのレール３２の位置に拘わらずその姿勢（特に上下方向の位置関係）を一定に保つことができるようになっている。
一方、このレール３２に係合している各吸着器３３は、図１０に示すようにスライドブロック３５側に取り付けられたＬ字形のブラケット５１と、このブラケット５１を垂直に貫通するように取り付けられた吸引管５２と、この吸引管５２の下端側にコイルバネ５３を介して取り付けられた吸盤体５４とから主に構成されている。
【００３０】
そして、この吸引管５２の上端側に連結される図示しない吸引パイプを介してその吸盤体５３内の空気を吸引してその内部を負圧状態にすることでワークホルダーＨ内のワークＷの上面側を吸着してこれを一時的に保持できるようになっている。従って、これら各吸着器３３は、このようにしてワークＷを吸着した状態で吸盤体５３の吸引を停止するか、その吸盤体５３内に積極的に空気を送り込むことで保持した状態のワークＷを任意のタイミングで確実に離す（離反）ことができるようになっている。また、コイルバネ５３はブラケット５１に対して固定された状態の吸引管５２に対する吸盤体５３の相対移動を許容するものであり、吸盤体５３をワークＷに接触させたときなどにそのワークＷに過大な荷重がかかるのを防止するようになっている。
【００３１】
また、図１１に示すように、このレール３２には、左右一対の距離調整用のシリンダ６０、６０が設けられており、そのレール３２の中央部を中心として互いに反対方向に伸縮することで、このレール３２上をスライド移動する７つの吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３の間隔を少なくとも２段階に調整できるようになっている。
すなわち、同図に示すように、これら一対の距離調整用のシリンダ６０、６０は、その一端部がこれら７つの吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３のうち、レール３２の中央に固定された吸着器３３のスライドブロック３５（ｄ）側に取り付けられて固定されていると共に、その他端部がそれぞれ伸縮部材６１、６１（一方は図示省略）を介して両端のシリンダブロック３５（ａ），３５（ａ）にそれぞれ連結された状態となっている。
【００３２】
そして、同図（Ａ）および（Ｂ）に示すようにこの伸縮部材６１，６１の他端側は、長孔６２となっており、連結ピン６３を介してその隣りのスライドブロック３５（ｂ）に連結された状態となっている。また、同図（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、そのスライドブロック３５（ｂ）とその隣りに位置するスライドブロック（ｃ）とは、同じく一方に長孔６４が形成された連結部材６５によってスライドブロック３５（ｂ）と近接離間自在に連結されており、さらに、このスライドブロック（ｃ）は、レール３２側に形成された長孔６６の長さでスライド移動自在となっている。
【００３３】
従って、同図（Ｂ）から（Ｃ）の矢印に示すように、この一対の距離調整用のシリンダ６０、６０を伸縮することで中央のスライドブロック３５（ｄ）を中心として各スライドブロック３５がそれぞれ一定の距離、すなわちそれぞれの長孔６２、６４の長さ分だけ、スライド移動することによって各７つの吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３が互いに一定の間隔（距離）を保って近接離間移動するようになっている。なお、同図（Ａ）は、同図（Ｂ）の図示右側部分に対応する平面図である。
【００３４】
＜制御部Ｃ＞
次に、制御部Ｃは、図１２に示すようにＣＰＵ７０、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７４、入出力インタフェース７６，７８などからなるコンピュータシステムと専用の制御プログラムなどから構成されており、作業員による操作信号や各種センサからの信号に応じて前述したホルダー移送部Ａとワーク載置部Ｂとを互いにリンクさせながら制御する機能を提供するようになっている。
【００３５】
すなわち、同図に示すようにこの制御部Ｃの入力用インタフェース７６には、前述したホルダー移送部Ａのトレイ検出センサＳ１の他に、運転開始スイッチＳ２と、運転停止スイッチＳ３と、前記ワーク載置部Ｂのレール３２の位置など検出する回転角センサＳ４と、そのレール３２に係合された吸着器３３の位置を検出する吸着器位置検出センサＳ５とが接続されており、それぞれの信号が適宜入力されるようになっている。
【００３６】
一方、この制御部Ｃの出力用インタフェース７８には、前述したホルダー移送部Ａのホルダー移送モータ１７と、押さえ板作動シリンダ２２と、剥離部材作動シリンダ２０と、前述したワーク載置部Ｂの吸着器往復動モータ４１と、吸着用アクチュエータ８０と、間隔調整用シリンダ６０などの各種デバイスが接続されており、前記入力用インタフェース７６から入力された信号と制御用プログラムに基づいてこれら各デバイスを制御するようになっている。
【００３７】
＜作用＞
次に、このような構成をした本発明のワーク供給装置１００の作用を、主に図１３および図１４のフローチャート図などを参照しながら説明する。
先ず、この制御部Ｃは、電源投入後、所定の初期検査が終了したならば、運転開始スイッチＳ３からの信号を監視し、運転開始の信号が入力されたならば、図１３のフローの最初のステップＳ１００に示すように、ホルダー移送モータ１７を制御してそのワークホルダーＨをワーク取り出し位置まで移動させる。
そして、トレイ検出センサＳ１によってそのワークホルダーＨが所定の位置に到達したことが検出されたならば、次のステップＳ１０２に移行して押さえ板作動シリンダ２２を作動させて図５および図６に示すように押さえ板２３を降下させてそのワークホルダーＨが浮き上がらないようにその上面を軽く押さえ付けた後、次のステップＳ１０４に移行する。
【００３８】
ステップＳ１０４では、図５および図６に示すように剥離部材作動シリンダ２０を作動させてその剥離部材１９を所定距離上昇させてそのワークホルダーＨの下面から突き上げた後、元の位置に戻す。これによって、そのワークホルダーＨの各マス目１８ａに密着して収容されているワークＷがその壁面から完全に剥離した状態となるため、その後の取り出し作業を容易にすることができる。
【００３９】
次に、このようにして剥離部材１９を出没させてワークホルダーＨ内のワークＷを剥離したならば、図１４の最初のステップＳ２００に移行し、吸着器往復動モータ４１を作動させてレール３２をワーク取り出し位置側に移動させる。
そして、次の判断ステップＳ２０２に移行してそのレール３２がワーク取り出し位置、すなわち、図８の右側に示すようにワークホルダーＨの上部に位置したか否かを回転角検出センサＳ４や吸着器位置検出センサＳ５などからの検出信号に基づいて判断する。
【００４０】
そして、ワーク取り出し位置に到達した（Ｙｅｓ）と判断したならば、次のステップＳ２０４に移行し、吸着用アクチュエータ８０を作動させてその７つの吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３によってワークホルダーＨ内で剥離した状態のワークＷを１列（７個）纏めて吸着保持してワークホルダーＨ側から取り出す。
そして、このようにしてワークホルダーＨ内のワークＷを取り出したならば、次のステップＳ２０６に移行し、吸着器往復動モータ４１を反対方向に作動させてその吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３を逆Ｕ字状の軌跡を辿るように搬送コンベアＶ側に移動させる。
【００４１】
このようにその吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３を逆Ｕ字状の軌跡を辿るように移動させることで、取り出し直後においてこれら吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３はそのまましばらく垂直上方に移動するようになるため、保持したワークＷがワークホルダーＨの縁部や各マス目１８ａの仕切り壁などにぶつかったり干渉したりすることなく、容易かつ確実にワークホルダーＨ内から取り出して搬送コンベアＶ側に搬送することができる。
【００４２】
そして、引き続き次のステップＳ２０８に移行してそのワークＷを保持した状態の吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３が図８に示すように搬送コンベアＶ上に到達したか否かを同じく回転角検出センサＳ４や吸着器位置検出センサＳ５などからの検出信号に基づいて判断し、到達したと判断したとき（Ｙｅｓ）は、最後のステップＳ２１０に移行し、吸着用アクチュエータ８０を作動してその全てのワークＷを同時に搬送コンベアＶ上に載置する。
【００４３】
これによって、多数のワークＷを纏めて搬送コンベアＶ側に供給することが可能となり、従来作業員の手作業によって行われていたワークＷの供給作業の自動化を達成できると共に、その供給効率も大幅に向上することが可能となる。
また、ステップＳ２０６に示すように、これら各吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３によってワークＷを保持した状態で搬送コンベアＶに移動するに際しては、前述したように間隔調整用シリンダ６０を伸張するように作動させることになる。
【００４４】
これによって、ワークホルダーＨ内のワークＷの収容間隔に比べて搬送コンベアＶのワークＷの搬送間隔が長い場合であっても的確に対応することができる。
そして、このようにして搬送コンベアＶ側へのワークＷの供給が終了したならば、間隔調整用シリンダ６０、吸着器往復動モータ４１などを反対方向に作動させてワークホルダーＨに移動させ、同様にして次の列のワークＷの取り出しを順次繰り返すことになる。
【００４５】
一方、図１３のステップＳ１０６においては、このようにしてワークホルダーＨ内の最初の列のワークＷの取り出しが終了したか否かを同じく回転角検出センサＳ４や吸着器位置検出センサＳ５などからの検出信号に基づいて判断し、取り出し作業が終了したと判断したとき（Ｙｅｓ）は、最後のステップＳ１０８に移行して押さえ板作動シリンダ２２を作動させてワークホルダーＨを押さえ付けていた押さえ板２３を上昇させて解除した後、最初のステップＳ１００に戻って同様な処理を繰り返すことになる。
【００４６】
このように本発明は、従来人手によって行われていたブロック状のワークＷの供給作業の自動化（機械化）が可能となるため、そのワークＷを効率良く搬送コンベアＶ上に自動供給することができる。
なお、本実施の形態では、ワークホルダーＨ内のワークＷを吸着器３３によって吸着することでこれを把持するようにしたが、吸着による保持の代わりにワークＷ自体を直接機械的に掴み取ることで保持するような構成であっても良い。
また、本実施の形態では１本のレール３２に多数の吸着器３３を備えてワークホルダーＨ内のワークＷを一列ずつ取り出して供給するようにしたが、このレール３２を複数設け、ワークホルダーＨ内のワークＷを２列以上ずつ纏めて取り出すようにすることも可能である。
【００４７】
また、前記課題を解決するための手段の欄の請求項１に記載した「ワーク保持手段」は、本実施の形態の「吸着器３３」に対応し、「往復移動手段」は、「ワーク載置部Ｂ」の「吸着器往復動モータ４１」、「チェーン３９」、「スプロケットホイール４０」などに対応し、「制御手段」は、これらを制御する「制御部Ｃ」に対応し、また、「ワークホルダー移動手段」は、「ホルダー移送部Ａ」などに対応するものである。
また、前記課題を解決するための手段の欄の請求項４に記載した「近接離間手段」は、本実施の形態の「間隔調整用シリンダ６０」に対応し、また、請求項５に記載した「ワーク剥離手段」は、本実施の形態の「ワーク剥離機構１８」にそれぞれ対応するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るワーク供給装置１００の実施の一形態を示す全体正面図である。
【図２】本発明に係るワーク供給装置１００の全体平面図である。
【図３】本発明に係るワーク供給装置１００の全体側面図である。
【図４】ホルダー移送部Ａのワーク剥離機構１８近傍の構造を示す部分平面図である。
【図５】ホルダー移送部Ａのワーク剥離機構１８近傍の構造を示す部分側面図である。
【図６】ホルダー移送部Ａのワーク剥離機構１８近傍の構造を示す部分正面図である。
【図７】ワーク剥離機構１８の一部を構成する押さえ板２３の構造を示す部分斜視図である。
【図８】吸着器３３とその移動状態を示す側面図である。
【図９】吸着器３３とその移動状態を示す正面図である。
【図１０】吸着器３３の構造とその係合状態を示す側面図である。
【図１１】レール３２にスライド移動可能に係合された吸着器３３の相互の位置関係を示す説明図である。
【図１２】制御部の構成を示す説明図である。
【図１３】ホルダー移送部Ａの動作の流れを示すフローチャート図である。
【図１４】ワーク載置部Ｂの動作の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００…ワーク供給装置
１８…ワーク剥離機構（ワーク剥離手段）
３３…吸着器（ワーク保持手段）
６０…間隔調整用シリンダ（近接離間手段）
Ａ…ホルダー移送部（ワークホルダー移動手段）
Ｂ…ワーク載置部（往復移動手段）
Ｃ…制御部（制御手段）
Ｈ…ワークホルダー
Ｗ…ワーク
Ｖ…搬送コンベア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、甘酒や野菜スープなどの液状食品をフリーズドライ処理したブロック状のワークをワークホルダーから取り出して搬送コンベアなどに自動供給するようにしたワーク供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、甘酒や野菜スープなどの液状食品をフリーズドライ処理した乾燥食品は、保存食として利用価値が高いだけでなくお湯を注ぐだけで簡単に食すことができることから近年その需要が益々増大してきている。
そして、このような乾燥食品は、例えば、内部が縦横に区切られたトレイ状の容器（以下、適宜これを「ワークホルダー」という）の各マス目に液状の原料を流し込み、これをワークホルダーごとフリーズドライ処理（真空凍結乾燥処理）してブロック状に固め（以下、適宜これを「ワーク」という）た後、これら各ワークをそのワークホルダーから取り出してからそれぞれ個別に包装あるいは真空パック処理することで得られるようになっている。
【０００３】
一方、以下の特許文献１には、フリーズドライ処理した製品のように壊れ易いものを選別しながら包装ラインに供給する供給装置が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１４４５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなブロック状のワークをそれぞれ包装あるいは真空パック処理するためには、ワークホルダーから取り出した各ワークを搬送コンベアによって順次専用の包装あるいは真空パック処理装置側に供給する必要があるが、従来この供給作業は作業員による手作業によって行われていたため、効率が悪いといった問題がある。
すなわち、このワークホルダー内のワークを１つずつ一定の間隔を隔てて搬送コンベア上に供給するためには、作業員が一旦このワークホルダー内のワークを全て纏めて取り出し、これを手作業によって１つずつ所定の方向に並べながら搬送コンベアに供給するようになっているが、このような手作業による供給方法では、一般に効率が低い上に、作業員ごとの差が大きいといった問題があり、さらなる供給効率の向上化のためにはその供給作業の自動化（機械化）が切望されている。
【０００５】
なお、前記特許文献１には、フリーズドライ処理した製品などを振動選別しながら包装ラインに供給する技術は開示されているが、ブロック状のワークをワークホルダーから取り出してこれを搬送コンベアに供給するような技術は開示されていない。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的はワークホルダーＨ内に縦横に配置されたブロック状のワークを取り出しこれを搬送コンベアなどに効率良く自動供給することができる新規なワーク供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために請求項１に記載のワーク供給装置は、
ワークホルダー内に縦横に配置されたフリーズドライ処理したブロック状のワークを纏めて取り出して搬送コンベア上に供給するワーク供給装置であって、前記ワークホルダー内の各ワークをそれぞれ保持する複数のワーク保持手段と、当該複数のワーク保持手段を前記ワークホルダーと前記搬送コンベア間で往復移動させる往復移動手段と、前記複数のワーク保持手段による各ワークの保持動作と離反動作を前記往復移動手段の往復動作に基づいて制御する制御手段と、前記往復移動手段の往復動作に基づいて前記ワークホルダーを前記ワーク保持手段の取り出し位置側に順次移動させるワークホルダー移動手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載のワークの供給装置は、
請求項１に記載のワークの供給装置において、前記ワークホルダーはトレイ状になっていると共に、前記往復移動手段は、当該ワークホルダー内のワークを保持してから上方に取り出して前記搬送コンベア上に載置すべく、前記複数のワーク保持手段を逆Ｕ字状に往復移動するようになっていることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載のワークの供給装置は、
請求項１または２に記載のワークの供給装置において、前記各ワーク保持手段は、前記各ワークの上面側をその上方から真空吸着して保持するようになっていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項４に記載のワークの供給装置は、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワークの供給装置において、前記各ワーク保持手段を互いに近接離間自在にレール上に係合すると共に、当該レールに、前記各ワーク保持手段同士の距離を調節する近接離間手段を備え、当該近接離間手段を前記制御手段で制御するようになっていることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載のワークの供給装置は、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワークの供給装置において、前記ワークホルダー内に密着したワークを当該ワークホルダー底部から突き上げて当該ワークホルダーから剥離すべくワーク剥離手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、制御手段が先ずワークホルダー移動手段を制御してワークホルダーをそのワーク取り出し位置側に順次移動させた後、複数のワーク保持手段によってそのワークホルダー内の各ワークをそれぞれ保持し、次にこの制御手段が往復移動手段を制御して各ワークを保持した各ワーク保持手段を搬送コンベア側に移動させた後、その搬送コンベアに載せる、といった動作を順次繰り返し行うことになる。
これによって、従来人手によって行われていたブロック状のワークの供給作業の自動化（機械化）が可能となるため、そのワークを効率良く搬送コンベア上に自動供給することができる。
【００１０】
また、請求項２の発明によれば、前記ワークホルダーをトレイ状に形成すると共に、前記複数のワーク保持手段を逆Ｕ字状に往復移動するようになっているため、トレイ状のワークホルダーに縦横に配列されたワークを各ワーク保持手段によってそのまま纏めて上方に取り上げた後、それらワークを逆Ｕ字状に移動することで各ワークを前記搬送コンベア上に確実に載置することができる。
【００１１】
また、請求項３の発明によれば、前記各ワーク保持手段は、前記各ワークの上面側をその上方から真空吸着して保持するようになっているため、ワークホルダー内のワークがその内部に密に配列された状態であっても容易かつ確実に所定のワークを保持することができる。また、真空吸着によって保持することで比較的脆いワークであっても確実に保持することができる。
【００１２】
また、請求項４の発明によれば、前記各ワーク保持手段を互いに近接離間自在にレール上に係合すると共に、これら各ワーク保持手段同士の距離を調節するようにしたため、ワークホルダー内の各ワーク間距離（間隔）と、搬送コンベア上に載置するワーク間距離（間隔）とが異なっていても容易かつ確実に対応することができる。
また、請求項５の発明によれば、前記ワークホルダー内のワークを当該ワークホルダー底部から突き上げて当該ワークホルダーから剥離するようにしたため、各ワークがワークホルダー（の壁面など）に密着した状態であっても、これを確実にワークホルダーから剥離して取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１は本発明に係るワーク供給装置１００の実施の一形態を示す全体正面図であり、図２は同じくそのワーク供給装置１００の全体平面図、図３は同じくそのワーク供給装置１００の全体側面図である。
図示するように、このワーク供給装置１００は、複数のワークＷが縦横に配列されたトレイ状のワークホルダーＨを搬送コンベアＶ方向に移送するホルダー移送部Ａと、このホルダー移送部Ａによって移送されたきたワークホルダーＨ内のワークＷを一列ずつ纏めて取り出して搬送コンベアＶ側に載置するワーク載置部Ｂと、これらを制御する制御部Ｃとから主に構成されている。
【００１４】
以下、これら各部Ａ、Ｂ、Ｃの構成および作用などについて詳しく説明する。
＜ホルダー移送部Ａ＞
先ず、このホルダー移送部Ａは、テーブル状に組み立てられたフレーム１０の上面側にホルダー移送機構１１を備えた構成となっており、このホルダー移送機構１１によってワークホルダーＨをその長手方向に位置する搬送コンベアＶ方向に移送するようになっている。
すなわち、このホルダー移送機構１１は、図２および図３に示すようにそのフレーム１０の両端にそれぞれ一対の支持プレート１２，１２を介して回転軸１３，１３を軸支すると共に、これら各回転軸１３，１３にそれぞれ３つずつ設けられたスプロケットホイール１４、１４、１４、１４、１４、１４間に無端状の搬送ベルト１５，１５，１５をそれぞれ架け渡した構造となっている。
【００１５】
そして、図４および図５に示すように、これら各搬送ベルト１５，１５，１５にその上方に突出する断面Ｌ字形の係合片１６を所定の間隔を隔てて複数取り付けると共に、図１〜図３に示すようにその一方の回転軸１３をホルダー移送モータ１７によって回転駆動することで、ワークホルダーＨをこの搬送ベルト１５，１５，１５上に水平状態に載置すると共にその係合片１６がワークホルダーＨの端部あるいは底面凹部などに係合することによってその状態（水平状態）を保ったままワークホルダーＨを搬送コンベアＶ側に移送するようになっている。
【００１６】
図５の例では、ワークホルダーＨの移送方向後端側とその前方から４つめの底面溝部１６ａにそれぞれ搬送ベルト１５上の断面Ｌ字形の係合片１６、１６が係合することでワークホルダーＨを水平に移送するようになっている。なお、図３に示すように、この搬送ベルト１５，１５，１５の搬出端側まで搬送されたワークホルダーＨは、その後その搬出端側から順次落下して排出されるようになっている。
【００１７】
ここで、このワークホルダーＨは、図２および図４〜図６などに示すようにその内部がマス目状に縦横に区画（本実施の形態では図２に示すように横７マス×縦９マスの合計６３マス）されており、各マス目１８ａ内にはそれぞれブロック状のワークＷが収容されるようになっている。なお、このワークホルダーＨは、ポリエチレンなどのプラスチック薄板などをプレス成形して形成されたものであり、適度な強度と可撓性とを発揮できるようになっている。そして特にその底部は可撓性に富み、後述するように容易に変形可能となっている。
【００１８】
また、図１〜図３に示すように、このホルダー移送機構１１の途中であって搬送コンベアＶの近傍には、ワーク剥離機構１８が設けられており、このワーク剥離機構１８によって各マス１８内に密着したワークＷの取り出しが容易になるように各マス１８から機械的に剥離する機能を提供するようになっている。
このワーク剥離機構１８は、図４〜図６に示すように搬送途中のワークホルダーＨの下面側に、櫛歯状をした一対の剥離部材１９、１９を移送方向に１マスおいて平行に位置させると共に、その剥離部材１９、１９の両端部をそれぞれ剥離部材昇降シリンダ２０、２０（一方は図示省略）によって昇降自在に支持した構造となっている。なお、この剥離部材昇降シリンダ２０、２０は、支持プレート１２、１２側にそれぞれ固定されたＬ字状のブラケット２１、２１（一方は図示省略）の下面に締結ボルトなどによって一体的に取り付けられている。
【００１９】
そして、図５および図６に示すように、この剥離部材昇降シリンダ２０、２０によってこの剥離部材１９、１９を同時に上昇させてその櫛歯部分に相当する剥離棒１９ａ…の先端をワークホルダーＨの各マス目１８ａの底部に押し当てることで図示するように各マス目１８ａ内に密着したワークＷを浮かすように持ち上げてその壁面から強制的に剥離するように作用するようになっている。なお、この剥離部材１９の各剥離棒１９ａ…は、それぞれその先端が各列のマス目１８ａのほぼ中央に位置するようにワークホルダーＨの各マス目１８ａと同じ数、すなわち本実施の形態では７本ずつ、それぞれ等間隔で設けられている。
【００２０】
また、この剥離部材１９、１９の上面側には、図７に示すように樋状に形成された押さえ板２３がこのワークホルダーＨを跨ぐように設けられており、この押さえ板２３の両端がそれぞれ前記Ｌ字状のブラケット２１、２１の上面側にそれぞれ設けられた押さえ板昇降シリンダ２２、２２（一方は図示省略）によって昇降自在に支持されている。
【００２１】
そして、図６に示すように前記一対の剥離部材１９、１９を突出させると同時にこの押さえ板昇降シリンダ２２、２２によって押さえ板２３を降下させてその底面側をワークホルダーＨの上面側に押し付けてワークホルダーＨ全体が浮き上がってしまうのを防止することで前記剥離部材１９、１９によるワークＷの剥離動作を確実ならしめるように機能するようになっている。
また、図１、図２および図５、図６に示すようにこのワーク剥離機構１８の近傍には、トレイ検出センサＳ１が設けられており、移送されてきたワークホルダーＨを検出してその検出信号を後述する制御部Ｃに入力するようになっている。
【００２２】
＜ワーク載置部Ｂ＞
次に、ワーク載置部Ｂは、図１〜図３に示すようにこのホルダー移送部Ａを跨ぐように位置するフレーム３０にワーク載置機構３１を備えた構成となっており、このワーク載置機構３１によってワークホルダーＨ内のワークＷを一列ずつ取り出して搬送コンベアＶ側に連続的に載置するようになっている。
すなわち、このワーク載置機構３１は、このホルダー移送部Ａ上のワークホルダーＨの上方に臨むように位置するレール３２に、ワークＷを吸着して保持する吸着器３３を複数（つまりワークホルダーＨの一列分のワークＷと同じ数である７個）、スライド自在に係合すると共に、これら各吸着器３３をそのレール３２ごと搬送コンベアＶ側に移動可能としたものである。
【００２３】
図８および図９は、このようなレール３２を中心としたワーク載置部Ｂの一連の動きを示したものであり、それぞれの図示方向は図３および図１に対応するものである。また、図１０は、このレール３２に係合した吸着器３３の詳細な構造を示したものであり、さらに図１１は、このレール３２に係合した各吸着器３３、３３…相互の位置関係を示したものである。
【００２４】
先ず、図１０および図１１に示すように、このレール３２の一側面には、上下一対の係合溝３４，３４がその長手方向に沿って連続して形成されており、この係合溝３４，３４にスライドブロック３５と一体となった上下一対のベアリング３６，３６が嵌合することでそのスライドブロック３５と共に吸着器３３がスライド移動自在に係合した状態で取り付けられている。なお、このレール３２にはそれぞれ吸着器３３を備えた７つのスライドブロック３５、３５、３５、３５、３５、３５、３５が係合されており、後述するように、これら各スライドブロック３５、３５、３５、３５、３５、３５、３５のうち、中央に位置するスライドブロック３５のみは、そのレール３２に固定された状態となっている。
【００２５】
そして、このレール３２の両端部には、それぞれ回転軸３７、３７が突出されて設けられており、この回転軸３７、３７がコマ３８に回転自在に軸支されると共に、このコマ３８が移動用のチェーン３９、３９に取り付けられた状態となっている。
この移動用のチェーン３９、３９は、図２および図８、図９などに示すようにこのワーク載置部Ｂのフレーム３０側に軸支された第１のスプロケットホイール４０、４０と、その下部に同じく軸支された下部スプロケットホイール４２、４２との間にそれぞれ架け渡されるようになっており、この下部スプロケットホイール４２、４２側を吸着器往復動モータ４１によって駆動することで、この移動用のチェーン３９、３９が第１のスプロケットホイール４０、４０と下部スプロケットホイール４２、４２の間を走行するようになっている。
【００２６】
そして、この吸着器往復動モータ４１によってスプロケットホイール４２、４２を一定の回転角度で正逆方向に交互に回転させることで、図８および図９に示すようにこのレール３２をこれに係合している全ての吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３と共にその姿勢を保ったままワークホルダーＨ側と搬送コンベアＶ間で断面逆Ｕ字状に往復移動するようになっている。なお、図８中４３は、テンションホイールであり、この移動用のチェーン３９、３９の張り具合を調整すべくこのフレーム３０側に回転自在に軸支されている。
【００２７】
また、このレール３２の端部には姿勢制御用のロッド４５が立設されており、このレール３２の位置に拘わらず、このレール３２およびこれに係合している全ての吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３の姿勢を維持するようになっている。
すなわち、このロッド４５の先端は、レール３２と平行に延びる連結部材４６の挿入孔４６ａに挿入されていると共に、この連結部材４６の端部は、レール３２と同様にそれぞれ断面Ｌ字形の軸支部材４７、４７に軸支された状態となっている。
【００２８】
そして、この軸支部材４７、４７が、姿勢制御用のチェーン４８に取り付けられていると共に、この姿勢制御用のチェーン４８が前記第１のスプロケットホイール４０、４０と同軸上に設けられた第２のスプロケットホイール４９、４９と、その上部に同じく軸支された上部スプロケットホイール５０、５０との間にそれぞれ架け渡されるようになっており、この第２のスプロケットホイール４９、４９を吸着器往復動モータ４１によって第１のスプロケットホイール４０、４０と共に駆動することで、この姿勢制御用のチェーン４８、４８が前記第１のスプロケットホイール４０、４０とリンクして第２のスプロケットホイール４９、４９と上部スプロケットホイール５０、５０との間を正逆いずれに方向に対しても走行可能となっている。
【００２９】
従って、図８および図９に示すように、このレール３２を第１スプロケットホイール４０の周囲の沿って逆Ｕ字形に往復移動するに伴ってこのロッド４５の先端も同時に上部スプロケットホイール５０の周囲に沿って逆Ｕ字形に往復移動することによってそのレール３２の位置に拘わらずその姿勢（特に上下方向の位置関係）を一定に保つことができるようになっている。
一方、このレール３２に係合している各吸着器３３は、図１０に示すようにスライドブロック３５側に取り付けられたＬ字形のブラケット５１と、このブラケット５１を垂直に貫通するように取り付けられた吸引管５２と、この吸引管５２の下端側にコイルバネ５３を介して取り付けられた吸盤体５４とから主に構成されている。
【００３０】
そして、この吸引管５２の上端側に連結される図示しない吸引パイプを介してその吸盤体５３内の空気を吸引してその内部を負圧状態にすることでワークホルダーＨ内のワークＷの上面側を吸着してこれを一時的に保持できるようになっている。従って、これら各吸着器３３は、このようにしてワークＷを吸着した状態で吸盤体５３の吸引を停止するか、その吸盤体５３内に積極的に空気を送り込むことで保持した状態のワークＷを任意のタイミングで確実に離す（離反）ことができるようになっている。また、コイルバネ５３はブラケット５１に対して固定された状態の吸引管５２に対する吸盤体５３の相対移動を許容するものであり、吸盤体５３をワークＷに接触させたときなどにそのワークＷに過大な荷重がかかるのを防止するようになっている。
【００３１】
また、図１１に示すように、このレール３２には、左右一対の距離調整用のシリンダ６０、６０が設けられており、そのレール３２の中央部を中心として互いに反対方向に伸縮することで、このレール３２上をスライド移動する７つの吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３の間隔を少なくとも２段階に調整できるようになっている。
すなわち、同図に示すように、これら一対の距離調整用のシリンダ６０、６０は、その一端部がこれら７つの吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３のうち、レール３２の中央に固定された吸着器３３のスライドブロック３５（ｄ）側に取り付けられて固定されていると共に、その他端部がそれぞれ伸縮部材６１、６１（一方は図示省略）を介して両端のシリンダブロック３５（ａ），３５（ａ）にそれぞれ連結された状態となっている。
【００３２】
そして、同図（Ａ）および（Ｂ）に示すようにこの伸縮部材６１，６１の他端側は、長孔６２となっており、連結ピン６３を介してその隣りのスライドブロック３５（ｂ）に連結された状態となっている。また、同図（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、そのスライドブロック３５（ｂ）とその隣りに位置するスライドブロック（ｃ）とは、同じく一方に長孔６４が形成された連結部材６５によってスライドブロック３５（ｂ）と近接離間自在に連結されており、さらに、このスライドブロック（ｃ）は、レール３２側に形成された長孔６６の長さでスライド移動自在となっている。
【００３３】
従って、同図（Ｂ）から（Ｃ）の矢印に示すように、この一対の距離調整用のシリンダ６０、６０を伸縮することで中央のスライドブロック３５（ｄ）を中心として各スライドブロック３５がそれぞれ一定の距離、すなわちそれぞれの長孔６２、６４の長さ分だけ、スライド移動することによって各７つの吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３が互いに一定の間隔（距離）を保って近接離間移動するようになっている。なお、同図（Ａ）は、同図（Ｂ）の図示右側部分に対応する平面図である。
【００３４】
＜制御部Ｃ＞
次に、制御部Ｃは、図１２に示すようにＣＰＵ７０、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７４、入出力インタフェース７６，７８などからなるコンピュータシステムと専用の制御プログラムなどから構成されており、作業員による操作信号や各種センサからの信号に応じて前述したホルダー移送部Ａとワーク載置部Ｂとを互いにリンクさせながら制御する機能を提供するようになっている。
【００３５】
すなわち、同図に示すようにこの制御部Ｃの入力用インタフェース７６には、前述したホルダー移送部Ａのトレイ検出センサＳ１の他に、運転開始スイッチＳ２と、運転停止スイッチＳ３と、前記ワーク載置部Ｂのレール３２の位置など検出する回転角センサＳ４と、そのレール３２に係合された吸着器３３の位置を検出する吸着器位置検出センサＳ５とが接続されており、それぞれの信号が適宜入力されるようになっている。
【００３６】
一方、この制御部Ｃの出力用インタフェース７８には、前述したホルダー移送部Ａのホルダー移送モータ１７と、押さえ板作動シリンダ２２と、剥離部材作動シリンダ２０と、前述したワーク載置部Ｂの吸着器往復動モータ４１と、吸着用アクチュエータ８０と、間隔調整用シリンダ６０などの各種デバイスが接続されており、前記入力用インタフェース７６から入力された信号と制御用プログラムに基づいてこれら各デバイスを制御するようになっている。
【００３７】
＜作用＞
次に、このような構成をした本発明のワーク供給装置１００の作用を、主に図１３および図１４のフローチャート図などを参照しながら説明する。
先ず、この制御部Ｃは、電源投入後、所定の初期検査が終了したならば、運転開始スイッチＳ３からの信号を監視し、運転開始の信号が入力されたならば、図１３のフローの最初のステップＳ１００に示すように、ホルダー移送モータ１７を制御してそのワークホルダーＨをワーク取り出し位置まで移動させる。
そして、トレイ検出センサＳ１によってそのワークホルダーＨが所定の位置に到達したことが検出されたならば、次のステップＳ１０２に移行して押さえ板作動シリンダ２２を作動させて図５および図６に示すように押さえ板２３を降下させてそのワークホルダーＨが浮き上がらないようにその上面を軽く押さえ付けた後、次のステップＳ１０４に移行する。
【００３８】
ステップＳ１０４では、図５および図６に示すように剥離部材作動シリンダ２０を作動させてその剥離部材１９を所定距離上昇させてそのワークホルダーＨの下面から突き上げた後、元の位置に戻す。これによって、そのワークホルダーＨの各マス目１８ａに密着して収容されているワークＷがその壁面から完全に剥離した状態となるため、その後の取り出し作業を容易にすることができる。
【００３９】
次に、このようにして剥離部材１９を出没させてワークホルダーＨ内のワークＷを剥離したならば、図１４の最初のステップＳ２００に移行し、吸着器往復動モータ４１を作動させてレール３２をワーク取り出し位置側に移動させる。
そして、次の判断ステップＳ２０２に移行してそのレール３２がワーク取り出し位置、すなわち、図８の右側に示すようにワークホルダーＨの上部に位置したか否かを回転角検出センサＳ４や吸着器位置検出センサＳ５などからの検出信号に基づいて判断する。
【００４０】
そして、ワーク取り出し位置に到達した（Ｙｅｓ）と判断したならば、次のステップＳ２０４に移行し、吸着用アクチュエータ８０を作動させてその７つの吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３によってワークホルダーＨ内で剥離した状態のワークＷを１列（７個）纏めて吸着保持してワークホルダーＨ側から取り出す。
そして、このようにしてワークホルダーＨ内のワークＷを取り出したならば、次のステップＳ２０６に移行し、吸着器往復動モータ４１を反対方向に作動させてその吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３を逆Ｕ字状の軌跡を辿るように搬送コンベアＶ側に移動させる。
【００４１】
このようにその吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３を逆Ｕ字状の軌跡を辿るように移動させることで、取り出し直後においてこれら吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３はそのまましばらく垂直上方に移動するようになるため、保持したワークＷがワークホルダーＨの縁部や各マス目１８ａの仕切り壁などにぶつかったり干渉したりすることなく、容易かつ確実にワークホルダーＨ内から取り出して搬送コンベアＶ側に搬送することができる。
【００４２】
そして、引き続き次のステップＳ２０８に移行してそのワークＷを保持した状態の吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３が図８に示すように搬送コンベアＶ上に到達したか否かを同じく回転角検出センサＳ４や吸着器位置検出センサＳ５などからの検出信号に基づいて判断し、到達したと判断したとき（Ｙｅｓ）は、最後のステップＳ２１０に移行し、吸着用アクチュエータ８０を作動してその全てのワークＷを同時に搬送コンベアＶ上に載置する。
【００４３】
これによって、多数のワークＷを纏めて搬送コンベアＶ側に供給することが可能となり、従来作業員の手作業によって行われていたワークＷの供給作業の自動化を達成できると共に、その供給効率も大幅に向上することが可能となる。
また、ステップＳ２０６に示すように、これら各吸着器３３、３３、３３、３３、３３、３３、３３によってワークＷを保持した状態で搬送コンベアＶに移動するに際しては、前述したように間隔調整用シリンダ６０を伸張するように作動させることになる。
【００４４】
これによって、ワークホルダーＨ内のワークＷの収容間隔に比べて搬送コンベアＶのワークＷの搬送間隔が長い場合であっても的確に対応することができる。
そして、このようにして搬送コンベアＶ側へのワークＷの供給が終了したならば、間隔調整用シリンダ６０、吸着器往復動モータ４１などを反対方向に作動させてワークホルダーＨに移動させ、同様にして次の列のワークＷの取り出しを順次繰り返すことになる。
【００４５】
一方、図１３のステップＳ１０６においては、このようにしてワークホルダーＨ内の最初の列のワークＷの取り出しが終了したか否かを同じく回転角検出センサＳ４や吸着器位置検出センサＳ５などからの検出信号に基づいて判断し、取り出し作業が終了したと判断したとき（Ｙｅｓ）は、最後のステップＳ１０８に移行して押さえ板作動シリンダ２２を作動させてワークホルダーＨを押さえ付けていた押さえ板２３を上昇させて解除した後、最初のステップＳ１００に戻って同様な処理を繰り返すことになる。
【００４６】
このように本発明は、従来人手によって行われていたブロック状のワークＷの供給作業の自動化（機械化）が可能となるため、そのワークＷを効率良く搬送コンベアＶ上に自動供給することができる。
なお、本実施の形態では、ワークホルダーＨ内のワークＷを吸着器３３によって吸着することでこれを把持するようにしたが、吸着による保持の代わりにワークＷ自体を直接機械的に掴み取ることで保持するような構成であっても良い。
また、本実施の形態では１本のレール３２に多数の吸着器３３を備えてワークホルダーＨ内のワークＷを一列ずつ取り出して供給するようにしたが、このレール３２を複数設け、ワークホルダーＨ内のワークＷを２列以上ずつ纏めて取り出すようにすることも可能である。
【００４７】
また、前記課題を解決するための手段の欄の請求項１に記載した「ワーク保持手段」は、本実施の形態の「吸着器３３」に対応し、「往復移動手段」は、「ワーク載置部Ｂ」の「吸着器往復動モータ４１」、「チェーン３９」、「スプロケットホイール４０」などに対応し、「制御手段」は、これらを制御する「制御部Ｃ」に対応し、また、「ワークホルダー移動手段」は、「ホルダー移送部Ａ」などに対応するものである。
また、前記課題を解決するための手段の欄の請求項４に記載した「近接離間手段」は、本実施の形態の「間隔調整用シリンダ６０」に対応し、また、請求項５に記載した「ワーク剥離手段」は、本実施の形態の「ワーク剥離機構１８」にそれぞれ対応するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るワーク供給装置１００の実施の一形態を示す全体正面図である。
【図２】本発明に係るワーク供給装置１００の全体平面図である。
【図３】本発明に係るワーク供給装置１００の全体側面図である。
【図４】ホルダー移送部Ａのワーク剥離機構１８近傍の構造を示す部分平面図である。
【図５】ホルダー移送部Ａのワーク剥離機構１８近傍の構造を示す部分側面図である。
【図６】ホルダー移送部Ａのワーク剥離機構１８近傍の構造を示す部分正面図である。
【図７】ワーク剥離機構１８の一部を構成する押さえ板２３の構造を示す部分斜視図である。
【図８】吸着器３３とその移動状態を示す側面図である。
【図９】吸着器３３とその移動状態を示す正面図である。
【図１０】吸着器３３の構造とその係合状態を示す側面図である。
【図１１】レール３２にスライド移動可能に係合された吸着器３３の相互の位置関係を示す説明図である。
【図１２】制御部の構成を示す説明図である。
【図１３】ホルダー移送部Ａの動作の流れを示すフローチャート図である。
【図１４】ワーク載置部Ｂの動作の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００…ワーク供給装置
１８…ワーク剥離機構（ワーク剥離手段）
３３…吸着器（ワーク保持手段）
６０…間隔調整用シリンダ（近接離間手段）
Ａ…ホルダー移送部（ワークホルダー移動手段）
Ｂ…ワーク載置部（往復移動手段）
Ｃ…制御部（制御手段）
Ｈ…ワークホルダー
Ｗ…ワーク
Ｖ…搬送コンベア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークホルダー内に縦横に配置されたフリーズドライ処理したブロック状のワークを纏めて取り出して搬送コンベア上に供給するワーク供給装置であって、
前記ワークホルダー内の各ワークをそれぞれ保持する複数のワーク保持手段と、
当該複数のワーク保持手段を前記ワークホルダーと前記搬送コンベア間で往復移動させる往復移動手段と、
前記複数のワーク保持手段による各ワークの保持動作と離反動作を前記往復移動手段の往復動作に基づいて制御する制御手段と、
前記往復移動手段の往復動作に基づいて前記ワークホルダーを前記ワーク保持手段の取り出し位置側に順次移動させるワークホルダー移動手段とを備えたことを特徴とするワーク供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワークの供給装置において、
前記ワークホルダーはトレイ状になっていると共に、
前記往復移動手段は、当該ワークホルダー内のワークを保持してから上方に取り出して前記搬送コンベア上に載置すべく、前記複数のワーク保持手段を逆Ｕ字状に往復移動するようになっていることを特徴とするワーク供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のワークの供給装置において、
前記各ワーク保持手段は、前記各ワークの上面側をその上方から真空吸着して保持するようになっていることを特徴とするワーク供給装置
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワークの供給装置において、
前記各ワーク保持手段を互いに近接離間自在にレール上に係合すると共に、
当該レールに、前記各ワーク保持手段同士の距離を調節する近接離間手段を備え、
当該近接離間手段を前記制御手段で制御するようになっていることを特徴とするワーク供給装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワークの供給装置において、
前記ワークホルダー内に密着したワークを当該ワークホルダー底部から突き上げて当該ワークホルダーから剥離すべくワーク剥離手段を備えたことを特徴とするワーク供給装置。
【請求項１】
ワークホルダー内に縦横に配置されたフリーズドライ処理したブロック状のワークを纏めて取り出して搬送コンベア上に供給するワーク供給装置であって、
前記ワークホルダー内の各ワークをそれぞれ保持する複数のワーク保持手段と、
当該複数のワーク保持手段を前記ワークホルダーと前記搬送コンベア間で往復移動させる往復移動手段と、
前記複数のワーク保持手段による各ワークの保持動作と離反動作を前記往復移動手段の往復動作に基づいて制御する制御手段と、
前記往復移動手段の往復動作に基づいて前記ワークホルダーを前記ワーク保持手段の取り出し位置側に順次移動させるワークホルダー移動手段とを備えたことを特徴とするワーク供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワークの供給装置において、
前記ワークホルダーはトレイ状になっていると共に、
前記往復移動手段は、当該ワークホルダー内のワークを保持してから上方に取り出して前記搬送コンベア上に載置すべく、前記複数のワーク保持手段を逆Ｕ字状に往復移動するようになっていることを特徴とするワーク供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のワークの供給装置において、
前記各ワーク保持手段は、前記各ワークの上面側をその上方から真空吸着して保持するようになっていることを特徴とするワーク供給装置
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワークの供給装置において、
前記各ワーク保持手段を互いに近接離間自在にレール上に係合すると共に、
当該レールに、前記各ワーク保持手段同士の距離を調節する近接離間手段を備え、
当該近接離間手段を前記制御手段で制御するようになっていることを特徴とするワーク供給装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワークの供給装置において、
前記ワークホルダー内に密着したワークを当該ワークホルダー底部から突き上げて当該ワークホルダーから剥離すべくワーク剥離手段を備えたことを特徴とするワーク供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−３０８２３９（Ｐ２００７−３０８２３９Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３７７１６（Ｐ２００６−１３７７１６）
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（３９００２６６３１）株式会社冨士製作所 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（３９００２６６３１）株式会社冨士製作所 (25)
【Ｆターム（参考）】
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