JP6496285B2 - 食品の保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、食品の保持装置に関する。

従来、食品をトレイ等の容器に詰め込む装置が知られている（特許文献１〜特許文献３を参照）。特許文献１に示す食品のコンテナ詰め装置では、搬送コンベアから食品を所定の姿勢で搬送部に落下させ、食品の起立姿勢を保持した状態でコンテナ内に順次重ね入れする。この食品のコンテナ詰め装置で、おにぎりおよびサンドイッチなどの食品をコンテナに詰め込むことが考えられる。このような食品は、変形し易く、外力により一度変形すると、外力を除いても元の形には戻らない。よって、食品が落下した際に食品が外力を受けて変形すると、食品の変形により商品価値が損なわれる。この結果、不適合品の割合が増え、作業効率が低下してしまうおそれがある。

これに対し、特許文献２及び特許文献３には、複数の食品を保持した状態で食品を箱詰めする箱詰め装置が開示されている。特許文献２に示す箱詰め装置は、二つの各整列トレイに載置された前列側及び後列側の各食品（胡瓜）を各吸着パッドで吸着保持すると共に、同各食品（胡瓜）の後端部を若干下方に傾斜した姿勢に支持する。その後、各吸着パッドで吸着保持した前列側の各食品（胡瓜）と後列側の各食品（胡瓜）との長手側端部を互いに重合して箱詰めする。また、特許文献３に示す箱詰め装置は、吸着ユニットを介して複数の食品（おにぎり）を上方へ吊上げ、該吊上げた食品を所定の箱詰め位置に移動して下降させ、吸着を解除して箱に箱詰めを行う。

特開平６−２４４０８号公報 実開平６−７１４０４号公報 特開２０１１−２５１７０２号公報

しかし、特許文献２の箱詰め装置は、一度に二つの食品（胡瓜）しか保持できない。このため、この箱詰め装置で、おにぎりおよびサンドイッチなどの食品をコンテナに詰め込むことを想定した場合、生産性が低下してしまうおそれがある。

また、特許文献３の箱詰め装置は、一度に二つ以上（６個）の食品（おにぎり）を保持することができるが、食品を横に並べた状態で保持するため、食品の詰め込み作業を行うために広い作業スペースが必要になるという問題がある。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、限られた作業スペースにおいて、食品の詰め込み作業の効率化を図ることを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある形態に係る食品の保持装置は、自立可能であって、且つ、前面と当該前面に平行な後面を有する食品を保持する食品の保持装置であって、前記前面が第１方向を向いた起立状態で当該第１方向に並べられた複数の前記食品を保持する第１保持部を備え、前記第１保持部は、前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側と最後尾に位置する食品の後面側のうちの一方から当該食品を支える第１支持部材と、前記第１方向において複数の前記食品をその両側から挟む一対の保持部材と、を有する。

上記構成によれば、第１保持部が、前面が第１方向を向いた起立状態で第１方向に並べられた複数の食品を、先頭に位置する食品の前面側又は最後尾に位置する食品の後面側から当該食品を支えつつ、複数の食品をその両側から挟むことにより、複数の食品をまとめて保持することができる。これにより、限られた作業スペースであっても、詰め込み作業の効率化を図ることができる。なお、ここで自立可能とは、互いに平行な前面及び後面が鉛直方向を向いた状態で食品が安定して静止可能であることを意味する。また、食品の前面及び後面が鉛直方向を向く又は互いに平行とは、厳密な鉛直方向又は平行に限定されず、食品の表面又は包装等に起因して生じ得る僅かな傾きを許容するものである。

上記食品の保持装置は、ベースと、前記ベースに対して移動可能に構成され、前記第１保持部を先端に有する第１ロボットアームと、前記第１ロボットアームを制御する第１制御部と、を更に備え、前記第１制御部は、前記第１支持部材により、前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側と最後尾に位置する食品の後面側のうちの一方から当該食品を支え、前記一対の保持部材により、複数の食品の両側を前記第１方向に整列させるように前記一対の保持部材を当該方向に移動させ、前記一対の保持部材により、前記第１方向に整列した複数の前記食品をその両側から挟むように前記第１ロボットアームを制御してもよい。

上記構成によれば、第１ロボットアームを制御することにより、第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側又は最後尾に位置する食品の後面側から当該食品が第１支持部材により支えられる。この状態で一対の保持部材が第１方向に移動する。これにより、複数の食品の両側を当該方向に整列させることができる。よって、複数の食品をまとめて保持し易くなる。

上記食品の保持装置は、前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側と最後尾に位置する食品の後面側のうちの一方に設けられた第２支持部材を更に備え、前記第１制御部は、前記第１支持部材により、前記第１方向から見て最後尾に位置する食品の後面側と先頭に位置する食品の前面側のうちの一方から当該食品を支え、前記一対の保持部材により、複数の食品の両側を前記第１方向に整列させるように前記一対の保持部材を前記第２支持部材に向かって当該方向に移動させ、前記第２支持部材により、前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側と最後尾に位置する食品の後面側のうちの一方から当該食品を支え、前記一対の保持部材により、前記第１方向に整列した複数の前記食品をその両側から挟むように前記第１ロボットアームを制御してもよい。

上記構成によれば、第１ロボットアームを制御することにより、第１方向から見て最後尾に位置する食品の後面側から当該食品が第１支持部材により支えられる。この状態で、一対の保持部材が第２支持部材に向かって第１方向に移動する。第１方向から見て先頭に位置する食品の前方に設けられた第２支持部材により、先頭に位置する食品の前面側から当該食品が支えられる。これにより、複数の食品の両側を当該方向に整列させながら保持される食品同士の隙間を無くすことができる。これにより、複数の食品を確実に保持することができる。

上記食品の保持装置は、前面が第１方向を向いた起立状態の食品を保持する第２保持部と、前記ベースに対して移動可能に構成され、前記第２保持部を先端に有する第２ロボットアームと、前記第２ロボットアームを制御する第２制御部と、を更に備え、前記第２制御部は、前記第２保持部により、前面が第１方向を向いた起立状態の食品を保持し、食品の前面が第１方向を向いた起立状態で当該第１方向に並べられるように保持された食品の位置を変更するように前記第２ロボットアームを制御してもよい。

上記構成によれば、第２ロボットアームを制御することにより、前面が第１方向を向いた起立状態の食品が保持される。保持された食品はその前面が第１方向を向いた起立状態で当該第１方向に並べられる。これにより、第１保持部により複数の食品を保持し易くなる。

上記食品の保持装置は、前記ベースに対して移動可能に構成され、前記第１保持部を先端に有する第２ロボットアームと、前記第２ロボットアームを制御する第２制御部と、を更に備え、前記第１及び第２制御部は、前記第１ロボットアームの第１支持部材により、前記第１方向から見て最後尾に位置する食品の後面側から当該食品を支え、前記第２ロボットアームの第１支持部材により、前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側から当該食品を支え、前記第１ロボットアームの一対の保持部材により、複数の食品の両側を前記第１方向に整列させるように当該一対の保持部材を前記第２ロボットアームの第１支持部材に向かって当該方向に移動させ、前記第２ロボットアームの一対の保持部材により、複数の食品の両側を前記第１方向に整列させるように当該一対の保持部材を前記第１ロボットアームの第１支持部材に向かって当該方向に移動させ、前記第１及び第２ロボットアームの一対の保持部材により、前記第１方向に整列した複数の食品をその両側から挟むように前記第１及び第２ロボットアームを制御してもよい。

上記構成によれば、第１ロボットアームの第１支持部材により、第１方向から見て最後尾に位置する食品の後面側から当該食品が支えられる。一方で、第２ロボットアームの第１支持部材により、第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側から当該食品が支えられる。そして、第１ロボットアームの一対の保持部材が第２ロボットアームの第１支持部材に向かって当該方向に移動することにより、複数の食品の両側が第１方向に整列する。一方で、第２ロボットアームの一対の保持部材が第１ロボットアームの第１支持部材に向かって当該方向に移動することにより、複数の食品の両側が第１方向に整列する。そして、第１及び第２ロボットアームの一対の保持部材により、第１方向に整列した複数の前記食品がその両側から保持される。これにより、例えば双腕ロボットの左右のロボットアームの先端において、複数の食品の両端を支持しながら複数の食品の両側を第１方向に整列させることができるので、より多くの食品をまとめて保持し易くなる。

前記保持部材は、前記食品の側面の傾斜に応じた形状を有し、且つ、当該食品に当接する当接面を有し、前記当接面は、弾性変形可能に構成されてもよい。

上記構成によれば、食品に当接する当接面が弾性変形するので、食品を保持しやすくなる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、限られた作業スペースにおいて、食品の詰め込み作業の効率化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る食品の保持装置の全体の構成を概略的に示す平面図である。 図２は、図１の食品を概略的に示す斜視図である。 図３は、図１のロボットの一例の全体的な構成を概略的に示す正面図である。 図４は、図３の右ハンド部（第２保持部）の構成を示した図である。 図５は、図３の左ハンド部（第１保持部）の構成を示した図である。 図６は、図３のロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図７は、図４の右ハンド部の動作を説明するための正面図である。 図８は、図５の左ハンド部の動作を説明するための正面図である。 図９は、複数の食品をその両側から保持した状態を概略的に示す斜視図である。 図１０は、保持された食品をトレイに詰め込んでいる状態を概略的に示す斜視図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係る右ハンド部（第２保持部）及び左ハンド部（第１保持部）の構成を示した正面図である。 図１２は、図１１の右ハンド部及び左ハンド部の動作を説明するための図である。 図１３は、複数の食品をその両側から保持した状態を概略的に示す斜視図である。 図１４は、保持された食品をトレイに詰め込んでいる状態を概略的に示す斜視図である。 図１５は、保持部材の変形例を示す側面図である。

以下、好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したものである。さらに、一対のアームを広げた方向を左右方向と称し、基軸の軸心に平行な方向を上下方向と称し、左右方向および上下方向に直交する方向を前後方向と称する。また、第１方向は左方向と一致し、第２方向は後方向と一致する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る食品４０の保持装置１０の全体の構成を概略的に示す平面図である。図１に示すように、食品４０の保持装置１０は、複数の食品４０のトレイ４１への詰め込み作業に使用される。本実施形態では一対のロボットアーム１３，１３を備えたロボット１１により本発明に係る食品４０の保持装置１０を構成した場合について説明する。ただし、食品４０の保持装置１０はロボット１１により構成される場合に限定されない。なお、このロボット１１について、水平多関節型の双腕ロボットを説明するが、水平多関節型・垂直多関節型などのロボットを採用することができる。ロボット１１は、人一人分に相当する限られたスペース（例えば６１０ｍｍ×６２０ｍｍ）に設置することができる。

ロボット１１の右前方には第１ベルトコンベア５１が配置され、ロボット１１の正面には第２ベルトコンベア５２が配置され、ロボット１１の左側方には第３ベルトコンベア５３が配置されている。第１ベルトコンベア５１は食品４０をロボット１１の右側前方から正面右（第２方向）まで移送するための装置であり、前後方向に延びている。第２ベルトコンベア５２は食品４０をロボット１１の正面右から正面左（第１方向）まで移送するための装置であり、左右方向に延びている。第３ベルトコンベア５３はトレイ４１をロボット１１の左側方から左後方まで移送するための装置であり、前後方向に延びている。本例ではトレイ４１は４０個（８行×５列）の食品４０を収納可能な容器であるが、トレイ４１の収納容積はこれに限られない。また、上方が開口した容器であれば、その他の容器であってもよい。

また、食品４０は、一定の形状を有する食料品であって、たとえば、おにぎりおよびサンドイッチが例示される。図２は、図１の食品４０を概略的に示す斜視図である。図２に示すように、食品４０は、自立可能であって、且つ、前面４０ａと前面４０ａに平行な後面４０ｂを有する。なお、自立可能とは、互いに平行な前面４０ａ及び後面４０ｂが鉛直方向を向いた状態で食品４０が安定して静止可能であることを意味する。また、食品４０の前面４０ａ及び後面４０ｂが鉛直方向を向く又は互いに平行とは、厳密な鉛直方向又は平行に限定されず、食品４０の表面又は包装等に起因して生じ得る僅かな傾きを許容するものである。本実施形態では食品４０として、フィルムで包装された三角形状のおにぎりを用いる。通常、フィルムで包装されたおにぎりは、開封し易いように上部にフィルムを突出させているが、ここでは上部のフィルムは図示していない。食品４０の外表面は、２つの三角形状平面（前面４０ａ及び後面４０ｂ）、及び、３つの四角形状平面（両側の側面４０ｃ，４０ｃ及び底面４０ｄ）を有している。この実施形態では、食品４０は、第１ベルトコンベア５１によって、前面４０ａが第１方向を向いた起立状態で当該第１方向と垂直な第２方向に並べられた状態で搬送され、第２ベルトコンベア５２によって、前面４０ａが第１方向を向いた起立状態で当該第１方向に並べられた状態で搬送される。

図３は、ロボット１１の一例の全体的な構成を概略的に示す平面図である。図３に示すように、ロボット１１は、台車に固定されたベース１２と、ベース１２に支持された一対のロボットアーム（以下、単に「アーム」と記載する場合がある）１３、１３と、ベース１２内に収納された制御装置１４とを備えている。各アーム１３は、ベースに対して移動可能に構成された水平多関節型ロボットアームであって、アーム部１５とリスト部１７とハンド部１８、１９とを備えている。なお、右のアーム１３および左のアーム１３は、ハンド部１８、１９を除いて実質的に同じ構造であってもよい。また、右のアーム１３および左のアーム１３は、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができる。

アーム部１５は、本例では、第１リンク１５ａおよび第２リンク１５ｂとで構成されている。第１リンク１５ａは、ベース１２の上面に固定された基軸１６と回転関節Ｊ１により連結され、基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１まわりに回動可能である。第２リンク１５ｂは、第１リンク１５ａの先端と回転関節Ｊ２により連結され、第１リンク１５ａの先端に規定された回転軸線Ｌ２まわりに回動可能である。

リスト部１７は、昇降部１７ａおよび回動部１７ｂにより構成されている。昇降部１７ａは、第２リンク１５ｂの先端と直動関節Ｊ３により連結され、第２リンク１５ｂに対し昇降移動可能である。回動部１７ｂは、昇降部１７ａの下端と回転関節Ｊ４により連結され、昇降部１７ａの下端に規定された回転軸線Ｌ３まわりに回動可能である。

右ハンド部１８および左ハンド部１９は、リスト部１７の回動部１７ｂにそれぞれ連結されている。尚、左ハンド部１９が本発明の「第１保持部」に相当し、右ハンド部１８が本発明の「第２保持部」に相当する。右ハンド部１８は右のアーム１３の先端に設けられ、左ハンド部１９は左のアーム１３の先端に設けられている。

上記構成の各アーム１３は、各関節Ｊ１〜Ｊ４を有する。そして、アーム１３には、各関節Ｊ１〜Ｊ４に対応付けられるように、駆動用のサーボモータ（図示せず）、および、そのサーボモータの回転角を検出するエンコーダ（図示せず）等が設けられている。また、２本のアーム１３、１３の第１リンク１５ａ、１５ａの回転軸線Ｌ１は同一直線上にあり、一方のアーム１３の第１リンク１５ａと他方のアーム１３の第１リンク１５ａとは上下に高低差を設けて配置されている。

図４は、図３の右ハンド部１８（第２保持部）の構成を示した正面図及び側面図である。図４（Ａ）では紙面に向かう方向が第１方向である。図４（Ｂ）では紙面の左から右に向かう方向が第１方向である。図４に示すように、右ハンド部１８は、前面４０ａが第１方向を向いた起立状態の２つの食品４０を保持可能に構成される。右ハンド部１８は、二組の一対の保持部材２１を有している。リスト部１７の回動部１７ｂは、正面視で回転軸線Ｌ３と垂直な水平方向に伸延している。一対の保持部材２１は、回動部１７ｂの水平方向において一方の側と他方の側に設けられている。

各一対の保持部材２１は、前面４０ａが第１方向を向いた起立状態で食品４０をその両側から挟むように構成される。保持部材２１は、食品４０の側面４０ｃの傾斜に応じた形状を有し、且つ、食品４０に当接する当接面２１ａを有する。保持部材２１は、例えば矩形の平板形状であって、対向する二つの平らな主面を有し、これらの主面が保持部材２１により保持された食品４０に当接する当接面２１ａである。保持部材２１の材料には例えば樹脂板又は金属板が使用される。この実施形態では、食品４０に三角形状のおにぎりが用いられているため、一対の保持部材２１は、その互いの間隔が上端部分に向かって狭くなるように配置され、下方に拡がる山形形状（逆Ｖ字形状）に形成される。

一対の保持部材２１は、調整部材２２を介してリスト部１７の回動部１７ｂに接続されている。調整部材２２は、アクチュエータ（図示せず）等に接続されており、直線的に移動し、一対の保持部材２１の互いの間隔が変化するように、一対の保持部材２１の上端側に接続されている。この調整部材２２により、一対の保持部材２１は互いの間隔を縮めて一つの食品４０を挟んで保持する。本実施形態では、保持部材２１の当接面２１ａと食品４０の側面４０ｃとの接触の際に発生する摩擦力により、食品４０が保持されるが、当接面２１ａに吸着口が設けられ、吸引力により食品４０が保持されてもよい。

尚、本実施形態では、食品４０の保持状態において、左右の保持部材２１の上部にすきまを設けるような構成にしている。これにより、おにぎり（４０）上部のフィルムに触れることがない。通常、フィルムで包装されたおにぎりでは、上部のフィルムは開封し易いようにミシン目等により破れやすくできているので、上記構成により、食品４０を誤って開封することや食品４０を傷つけることがない。

図５は、図３の左ハンド部１９（第１保持部）の構成を示した正面図及び側面図である。図５（Ａ）では紙面の左から右に向かう方向が第１方向である。図５（Ｂ）では紙面に向かう方向が第１方向である。図５に示すように、左ハンド部１９は、前面４０ａが第１方向を向いた起立状態で当該第１方向に並べられた複数の食品４０を保持するように構成される。左ハンド部１９は、第１支持部材３１と、一対の保持部材３２とを有する。リスト部１７の回動部１７ｂは、正面視で回転軸線Ｌ３と垂直な方向に伸延している。第１支持部材３１は、リスト部１７の回動部１７ｂの水平方向の一端に設けられ、複数の食品４０を側方から支持する部分である。第１支持部材３１は、第１方向から見て最後尾に位置する食品４０の後面４０ｂ側から当該食品４０を支える。尚、第１支持部材３１は、第１方向から見て先頭に位置する食品４０の前面４０ａ側から当該食品４０を支えるようにリスト部１７の回動部１７ｂの水平方向の他端に設けられてもよい。

一対の保持部材３２は、第１方向において複数の食品４０をその両側から挟むように構成される。保持部材３２は、第１方向において複数の食品４０の側面４０ｃに亘って延びる。つまり、保持部材３２は、並べられた複数の食品４０の先頭に位置する食品４０と、最後尾に位置する食品４０との間の範囲に及ぶ寸法である。本実施形態では４つの食品４０の幅に相当する寸法であるが、５つ以上の幅に相当する寸法でもよい。

保持部材３２は、食品４０の側面４０ｃの傾斜に応じた形状を有し、且つ、食品４０に当接する当接面３２ａを有する。保持部材３２は、例えば矩形の平板形状であって、対向する二つの平らな主面を有し、これらの主面が保持部材３２により保持された食品４０に当接する当接面３２ａである。一対の保持部材３２は、右ハンド部１８の保持部材２１と同様に、その互いの間隔が接続部分に向かって狭くなるように、ハの字形状に配置され、下方に拡がる山形形状（逆Ｖ字形状）に形成される。また、ここでも一対の保持部材３２の基端側に接続された調整部材３３により、一対の保持部材３２は互いの間隔を縮めて一つの食品４０を挟んで保持する。

図６は、図３のロボット１１の制御装置１４の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図６に示すように、制御装置１４は、ＣＰＵ等の演算部１４ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１４ｂと、サーボ制御部１４ｃと、を備える。制御装置１４は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置１４によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１４によって構成されていてもよい。

記憶部１４ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１４ａは、記憶部１４ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット１１の各種動作を制御する。すなわち、演算部１４ａは、ロボット１１の制御指令を生成し、これをサーボ制御部１４ｃに出力する。サーボ制御部１４ｃは、演算部１４ａにより生成された制御指令に基づいて、ロボット１１の各アーム１３の関節Ｊ１〜Ｊ４に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。制御装置１４は本発明の「第１制御部」及び／又は「第２制御部」に相当する。

次に、本実施形態の食品４０の詰め込み動作について図７〜図１０を参照して説明する。まず、右ハンド部１８（第２保持部）の動作について図７の正面図を用いて説明する。図７では紙面に向かう方向が第１方向であり、紙面の右から左に向かう方向が第２方向である。図７に示すように、制御装置１４は、右のアーム１３の動作を制御して、リスト部１７の回動部１７ｂの回転軸線Ｌ３の位置を、第１ベルトコンベア５１及び第２ベルトコンベア５２の境界付近に合わせる。そして、リスト部１７の昇降部１７ａを下降させ、回動部１７ｂの一方側の保持部材２１の当接面２１ａを第１ベルトコンベア５１上の食品４０の側面４０ｃに当接させる。その後、回動部１７ｂの一方側に設けられた一対の保持部材２１により、前面４０ａが第１方向を向いた起立状態の食品４０を保持する。

次に、回動部１７ｂの一方側の保持部材２１により食品４０を保持した状態で、リスト部１７の昇降部１７ａを所定の位置まで上昇させた後、回動部１７ｂを、昇降部１７ａの下端に規定された回転軸線Ｌ３まわりに回動させる。そして、再びリスト部１７の昇降部１７ａを下降させ、回動部１７ｂの一方側の保持部材２１により、保持された食品４０をその前面４０ａが第１方向を向いた起立状態で当該第１方向に並べるように第２ベルトコンベア５２上に載置する。第２ベルトコンベア５２は食品４０がベルト上に載置される毎に食品４０一個分の幅に応じた周期移動する。つまり、第２ベルトコンベア５２はロボット１１の動作に連動して動作するように設定される。このようにして、右ハンド部１８を動作させることにより、第１ベルトコンベア５１によって第２方向に並べられた状態で搬送された食品４０が、第２ベルトコンベア５２によって第１方向に並べられた状態で搬送される。

また、回動部１７ｂの一方側の保持部材２１により、第１ベルトコンベア５１上の一の食品４０が保持されると同時に、回動部１７ｂの他方の側の保持部材２１により保持された他の食品４０が第２ベルトコンベア５２上に載置される。そして、再び、空になった回動部１７ｂの他方側の保持部材２１により、第１ベルトコンベア５１上の一の食品４０が保持される。このように右のアーム１３において、食品４０の保持動作と載置動作を同時に行うことにより、第１ベルトコンベア５１上の食品４０を第２ベルトコンベア５２上に効率的に載せ替えることができる。

次に、左ハンド部１９（第１保持部）の動作について図８の正面図を用いて説明する。図８では紙面の左から右に向かう方向が第１方向である。図８（Ａ）に示すように、まず、制御装置１４は、左のアーム１３の動作を制御して、リスト部１７の位置を第２ベルトコンベア５２上に合わせ、第２ベルトコンベア５２上の複数の食品４０に対してリスト部１７（昇降部１７ａ）を下降させる。そして、第１支持部材３１により、第１方向から見て最後尾に位置する食品４０の後面４０ｂ側から当該食品４０が支えられる。

次に、図８（Ｂ）に示すように、制御装置１４は、左のアーム１３の動作を制御して、一対の保持部材３２を、第２ベルトコンベア５２の下流端に設けられた第２支持部材５２ａに向かって第１方向に移動させる。第２支持部材５２ａは第１方向から見て先頭に位置する食品４０の前面４０ａ側に位置する。ここで、図５に示すように、保持部材３２の当接面３２ａは、食品４０の側面４０ｃの傾斜に応じた形状をしているので、一対の保持部材３２が第２支持部材５２ａに向かって第１方向に移動することにより、食品４０の側面４０ｃは当接面３２ａに沿って第１方向に整列する。さらに、第２支持部材５２ａにより、第１方向から見て先頭に位置する食品４０の前面４０ａ側から当該食品４０が支えられる。これにより、４つの食品４０の両側面４０ｃを第１方向に整列させながら食品４０同士の隙間を無くすことができる。

その結果、図９に示すように、ロボット１１は、右のアーム１３の先端に設けられた右ハンド部１８により食品４０の搬送方向を変更する一方で、左のアーム１３の先端に設けられた左ハンド部１９により、４つの食品４０をその両側から確実に保持することができる。そして、図１０に示すように、ロボット１１は、左ハンド部１９により保持された４つの食品４０を同時にトレイ４１に詰め込むことができる。

従って、本実施形態によれば、左ハンド部１９（第１保持部）が設けられた左のアーム１３を制御することにより、第１方向から見て最後尾に位置する食品４０の後面４０ｂ側から当該食品４０が第１支持部材３１により支えられる（図８（Ａ）参照）。この状態で、一対の保持部材３２が第２支持部材５２ａに向かって第１方向に移動することにより、第２支持部材５２ａにより、先頭に位置する食品４０の前面４０ａ側から当該食品４０が支えられる（図８（Ｂ）参照）。これにより、４つの食品４０の両側を第１方向に整列させながら保持される食品４０同士の隙間が無くなるので、４つの食品４０を確実に保持することができる。その結果、限られた作業スペースにおいて、食品４０の詰め込み作業の効率化を図ることができる。

また、右ハンド部１８（第２保持部）が設けられた右のアーム１３を制御することにより、第１ベルトコンベア５１において、前面４０ａが第１方向を向いた起立状態で第２方向に並べられた食品４０の起立状態を維持したままその食品４０が保持される（図７参照）。保持された食品４０はその前面４０ａが第１方向を向いた起立状態で第２ベルトコンベア５２において当該第１方向に並べられる。これにより、左ハンド部１９（第１保持部）により、第２ベルトコンベア５２上の複数の食品４０を保持し易くなる。

尚、第２支持部材５２ａは、第２ベルトコンベア５２のベルトを囲む壁面の一部として形成されてもよい（図９参照）。また、第１ベルトコンベア５１上に一対の支持部材５１ａが、食品４０の幅に相当する間隔を空けて搬送方向（第２方向）に沿って設けてもよい（図９参照）。これにより、食品４０の前面が第１方向を向いた起立状態で第２方向に並べられた状態で複数の食品４０を搬送することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。本実施形態の食品４０の保持装置１０の基本的な構成は、第１実施形態と同様である。以下では、第１実施形態と共通する構成の説明は省略し、相違する構成についてのみ説明する。

図１１は、本発明の第２実施形態に係る右ハンド部（第２保持部）及び左ハンド部（第１保持部）の構成を示した正面図である。図１１では紙面の下から上に向かう方向が第１方向である。図１１に示すように、本実施形態の右ハンド部１８Ａと左ハンド部１９Ａは、第１実施形態と比較すると、左右対称な構成を備える点が異なる。右ハンド部１８Ａ及び左ハンド部１９Ａは、前面４０ａが第１方向を向いた起立状態で当該第１方向に並べられた複数の食品４０を保持するように構成される。

右ハンド部１８Ａは、第１支持部材３１と、一対の保持部材３２とを有する。第１支持部材３１は、リスト部１７の回動部１７ｂの水平方向の一端に設けられ、複数の食品４０を側方から支持する部分である。第１支持部材３１は、第１方向から見て最後尾に位置する食品４０の後面４０ｂ側から当該食品４０を支えるように構成される。

左ハンド部１９Ａは、第１支持部材３１と、一対の保持部材３２とを有する。第１支持部材３１は、リスト部１７の回動部１７ｂの水平方向の一端に設けられ、複数の食品４０を側方から支持する部分である。第１支持部材３１は、第１方向から見て先頭に位置する食品４０の前面４０ａ側から当該食品４０を支えるように構成される。

右ハンド部１８Ａ及び左ハンド部１９Ａにおいて、各一対の保持部材３２は、第１方向において複数の食品４０をその両側から挟むように構成される。保持部材３２は、第１方向において複数の食品４０の側面４０ｃに亘って延びる。つまり、保持部材３２は、並べられた複数の食品４０の先頭に位置する食品４０と、最後尾に位置する食品４０との間の範囲に及ぶ寸法である。本実施形態では４つの食品４０の幅に相当する寸法であるが、５つ以上の幅に相当する寸法でもよい。

尚、本実施形態の右ハンド部１８Ａと左ハンド部１９Ａの側面の形状は、図５（Ｂ）の側面図で示した形状と同様であるので、ここでは説明を省略する。

次に、本実施形態の食品４０の詰め込み動作について図１２〜図１４を参照して説明する。制御装置１４は、右ハンド部１８Ａ（第１保持部）及び左ハンド部１９Ａ（第１保持部）の動作を制御する。

図１２では紙面の左から右に向かう方向が第１方向である。図１２（Ａ）に示すように、まず、制御装置１４は、左右のアーム１３の動作を制御して、左右のリスト部１７の位置を第２ベルトコンベア５２上に合わせ、第２ベルトコンベア５２上の８つの食品４０に対して左右のリスト部１７の昇降部１７ａを下降させる。そして、右ハンド部１８Ａの第１支持部材３１により、第１方向から見て最後尾に位置する食品４０の後面４０ｂ側から当該食品４０が支えられ、左ハンド部１９Ａの第１支持部材３１により、第１方向から見て先頭に位置する食品４０の前面４０ａ側から当該食品４０が支えられる。

次に、図１２（Ｂ）に示すように、右ハンド部１８Ａの一対の保持部材３２を左ハンド部１９Ａの第１支持部材３１に向かって第１方向に移動させ、左ハンド部１９Ａの一対の保持部材３２を右ハンド部１８Ａの第１支持部材３１に向かって当該方向に移動させる。

本実施形態の右ハンド部１８Ａと左ハンド部１９Ａの側面の形状は、図５（Ｂ）の左ハンド部１９の側面形状と同様である。つまり、保持部材３２の当接面３２ａは、食品４０の側面４０ｃの傾斜に応じた形状をしているので、右ハンド部１８Ａ及び左ハンド部１９Ａの一対の保持部材３２が第１方向に沿って平行に移動することにより、８つの食品４０の側面４０ｃが当接面３２ａに沿って第１方向に整列する。

その結果、図１３に示すように、ロボット１１は、左右のアーム１３，１３の先端に設けられた右ハンド部１８Ａ及び左ハンド部１９Ａにより、第１方向（第２ベルトコンベア５２の搬送方向）に整列された８個の食品４０をその両側から保持することができる。このように８つの食品４０の両端を支持しながらこれらの食品４０の両側を第１方向に整列させることができるので、第１実施形態と比べて、より多くの食品４０をまとめて保持し易くなる。そして、図１４に示すように、ロボット１１は、右ハンド部１８Ａ及び左ハンド部１９Ａにより保持された８個の食品４０を同時にトレイ４１に詰め込むことができる。これにより、食品４０の詰め込み作業の効率化が実現する。

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、左ハンド部１９又は左右のハンド部１８Ａ，１９Ａは４つの食品４０を一括して保持するような構成であったが、保持部材２１，３２の第１方向の長さを変更することにより、２個又は３個の食品４０を保持してもよいし、５つ以上の食品４０を保持するようにしてもよい。

尚、上記実施形態では、食品４０の保持装置１０は、複数の食品４０のトレイ４１への詰め込み作業で使用されたが、複数の食品４０を保持することが必要な作業であればその他の作業であってもよい。

（変形例）
上記実施形態の保持部材２１（例えば図７参照）は、食品４０を保持した際に、食品４０と保持部材２１の相対的な高さ関係がずれることがある。食品４０に対して保持部材２１の位置が上にずれた場合は、左右の保持部材２１を閉じたときに食品４０と保持部材２１の間に隙間ができてしまう。また、食品４０に対して保持部材２１の位置が下にずれた場合は、食品４０と保持部材２１の間隔が狭くなりすぎて保持部材２１によって食品４０を潰してしまうことがある。これに対し、保持部材２１の駆動源（図４の調整部材２２に相当）と、保持部材２１の当接面２１ａとの間に弾性を持たせることで、ずれによる上記のような影響が吸収されるが、図１５（Ａ）のように、左右の保持部材２１の先端側（下側）が開いてしまい、食品４０の上部のみを局所的に挟んでしまうという課題がある。

そこで、保持部材２１の当接面２１ａが、弾性変形可能に構成されてもよい。これにより、食品４０に当接する当接面２１ａが弾性変形するので、食品４０を保持しやすくなる。以下、図１５（Ｂ）〜図１５（Ｉ）は保持部材の変形例を示している。

図１５（Ｂ）の保持部材２１Ａは、当接面２１ｂをスポンジ等の吸収剤により構成した場合を示している。スポンジが弾性を有するので、保持部材２１Ａ自体は変形し難くてもよい。スポンジが全体として食品４０の外形に倣うので、図１５（Ａ）の課題も解決される。

図１５（Ｃ）の保持部材２１Ｂは、スポンジ等の吸収材（２１ｂ）の表面に、吸収材（２１ｂ）よりも耐摩耗性（砂摩耗法）が高いシート材を当接面２１ｃとして設ける。これにより、食品４０へのスポンジ片の付着を防止できる。

また、図１５（Ｄ）の保持部材２１Ｃは、弾性体２１ｄ（ゴム、コイルバネ、板バネ等）を介して当接面２１ｅとしての保持板を設けている。

図１５（Ｅ）の保持部材２１Ｄは、図１５（Ａ）の課題に対応するため、上部より下部が狭くなっている。すると、図１５（Ａ）のように変形しても、おにぎりの高さ方向中央付近でおにぎりを保持できる。

図１５（Ｆ）の保持部材２１Ｅは、図１５（Ｅ）と発想は同じである。保持部材２１Ｅの当接面２１ｇを曲線状（円弧状）にする。当接面２１ｇの接線が垂直寄りになり、保持部材２１Ｅの摩擦力がおにぎり持ち上げ力に寄与する割合が大きくなる。また、保持部材２１Ｅの下端部がおにぎりから離れるように構成されているので、保持部材２１Ｅの端部がおにぎりに刺さるようなトラブルを回避できる。

図１５（Ｇ）の保持部材２１Ｆは、調整部材（保持部駆動源）２２と、保持部材２１Ｆの当接面２１ａとの間に弾性体２１ｈを設ける別の例を示している。

図１５（Ｈ）の保持部材２１Ｇは、図１５（Ａ）のように変形することを想定し、おにぎりを保持していない状態ではおにぎり頂部の角度よりも左右の保持部材２１Ｇのなす角度が小さくなるようにしている。おにぎりを保持すると、おにぎりからの反力で左右の保持部材２１Ｇがおにぎりの外形に倣う。保持部材の下端部がおにぎりに刺さらないように、保持部材の下端部がおにぎりから離れるように形成されていることが望ましい。図１５（Ｈ）の右図は保持部材２１Ｇでおにぎりを保持した状態を示している。

図１５（Ｉ）の保持部材２１Ｈは、おにぎりの保持状態において、左右の保持部材２１Ｈの上部にすきまが無い。保持部材２１Ｈ上部でおにぎり上部のフィルムを挟むことでより確実におにぎりを保持できる。

上記実施形態において、ロボット１１の右前方に第１ベルトコンベア５１が配置され、ロボット１１の左側方に第３ベルトコンベア５３が配置されたが、左右逆のレイアウトでもよい。例えば、ロボット１１の左前方に第１ベルトコンベア５１が配置され、ロボット１１の右側方に第３ベルトコンベア５３が配置され、第２ベルトコンベア５２が食品４０をロボット１１の正面左から正面右まで移送するような構成でもよい。尚、この場合は、第１実施形態のロボット１１の左右のハンド部１８，１９は左右逆の構成になる。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明は、食品をトレイに詰め込む際の食品の保持装置として有用である。

１０ 保持装置
１１ ロボット
１３ アーム
１７ リスト部
１８ 右ハンド部（第２保持部）
１９ 左ハンド部（第１保持部）
３１ 第１支持部材
２１，３２ 保持部材
２２ 調整部材
４０ 食品
４１ トレイ
５１ 第１ベルトコンベア
５２ 第２ベルトコンベア
５２ａ 第２支持部材
５３ 第３ベルトコンベア

Claims (6)

1. 自立可能であって、且つ、前面と当該前面に平行な後面を有する食品を保持する食品の保持装置であって、
   前記前面が第１方向を向いた起立状態で当該第１方向に並べられた複数の前記食品を保持する第１保持部を備え、
   前記第１保持部は、前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側と最後尾に位置する食品の後面側のうちの一方から当該食品を支える第１支持部材と、前記第１方向に並べられた複数の前記食品を、前記第１方向と直交する第２方向における両側から挟む一対の保持部材と、を有し、
   前記一対の保持部材により、前記複数の食品の前記第２方向における両側が挟まれた状態では、当該複数の食品の底面が開放される、食品の保持装置。
2. ベースと、
   前記ベースに対して移動可能に構成され、前記第１保持部を先端に有する第１ロボットアームと、
   前記第１ロボットアームを制御する第１制御部と、を更に備え、
   前記第１制御部は、
   前記第１支持部材により、前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側と最後尾に位置する食品の後面側のうちの一方から当該食品を支え、
   前記一対の保持部材により、複数の食品の前記第２方向における両側を前記第１方向に整列させるように前記一対の保持部材を当該方向に移動させ、
   前記一対の保持部材により、前記第１方向に整列した複数の前記食品を前記第２方向における両側から挟むように前記第１ロボットアームを制御する、請求項１に記載の食品の保持装置。
3. 前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側と最後尾に位置する食品の後面側のうちの一方に設けられた第２支持部材を更に備え、
   前記第１制御部は、
   前記第１支持部材により、前記第１方向から見て最後尾に位置する食品の後面側と先頭に位置する食品の前面側のうちの一方から当該食品を支え、
   前記一対の保持部材により、複数の食品の前記第２方向における両側を前記第１方向に整列させるように前記一対の保持部材を前記第２支持部材に向かって当該方向に移動させ、
   前記第２支持部材により、前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側と最後尾に位置する食品の後面側のうちの一方から当該食品を支え、
   前記一対の保持部材により、前記第１方向に整列した複数の前記食品を前記第２方向における両側から挟むように前記第１ロボットアームを制御する、請求項２に記載の食品の保持装置。
4. 前面が第１方向を向いた起立状態で当該第１方向と垂直な第２方向に並べられた食品を保持する第２保持部と、
   前記ベースに対して移動可能に構成され、前記第２保持部を先端に有する第２ロボットアームと、
   前記第２ロボットアームを制御する第２制御部と、を更に備え、
   前記第２制御部は、
   前記第２保持部により、前面が第１方向を向いた起立状態の食品を保持し、食品の前面が第１方向を向いた起立状態で当該第１方向に並べられるように保持された食品の位置を変更するように前記第２ロボットアームを制御する、請求項３に記載の食品の保持装置。
5. 前記ベースに対して移動可能に構成され、前記第１保持部を先端に有する第２ロボットアームと、
   前記第２ロボットアームを制御する第２制御部と、を更に備え、
   前記第１及び第２制御部は、
   前記第１ロボットアームの第１支持部材により、前記第１方向から見て最後尾に位置する食品の後面側から当該食品を支え、
   前記第２ロボットアームの第１支持部材により、前記第１方向から見て先頭に位置する食品の前面側から当該食品を支え、
   前記第１ロボットアームの一対の保持部材により、複数の食品の前記第２方向における両側を前記第１方向に整列させるように当該一対の保持部材を前記第２ロボットアームの第１支持部材に向かって当該方向に移動させ、
   前記第２ロボットアームの一対の保持部材により、複数の食品の両側を前記第１方向に整列させるように当該一対の保持部材を前記第１ロボットアームの第１支持部材に向かって当該方向に移動させ、
   前記第１及び第２ロボットアームの一対の保持部材により、前記第１方向に整列した複数の前記食品を前記第２方向における両側から挟むように前記第１及び第２ロボットアームを制御する、請求項２に記載の食品の保持装置。
6. 前記保持部材は、前記食品の前記第２方向における両側の側面の傾斜に応じた形状を有し、且つ、当該食品に当接する当接面を有し、
   前記当接面は、弾性変形可能に構成される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の食品の保持装置。

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