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原料の定量を容器に充填する半自動システム
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- 【要約】
【課題】 従来の手作業は上腕と肘、前腕と手を１日に数千回も伸び縮みさせて作業をしているために、腱鞘炎になったり、疲労して処理速度を落とす要因になっていて問題があった。他方、機械による自動化は高価な設備費の割には処理できる原料が限られており、人手作業の効率性を加味した半自動充填システムを提供する。
【解決手段】 トレー自動供給機から取り出された容器を間欠移動式コンベアで間欠的に移送しながら、その容器に一切手を触れることなく、間欠移動式コンベアに隣接して置いたコンテナー内の原料の適量を両手を使って粗充填した容器を計量器の上に移送して計量器で計量し、あらかじめ設定しておいた上限値と下限値の間の目的の重量から外れた場合にのみ手作業で補正する充填作業において、上腕と肘をほぼ体側部に固定した状態で前腕と手の動きのみで作業の動きを最小限にして作業者の疲れを軽減し、効率を上げるようにする。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレー自動供給機から取り出された容器を間欠移動式コンベアで間欠的に移送しながら、その容器に一切手を触れることなく、間欠移動式コンベアに隣接して置いたコンテナー内の原料の適量を両手を使って粗充填した容器を計量器の上に移送して計量器で計量し、あらかじめ設定しておいた上限値と下限値の間の目的の重量から外れた場合にのみ手作業で補正する全ての工程を作業者が定位置で動くことなく、上腕と肘をほぼ体側部に固定した状態で前腕と手の動きのみの範囲内で作業ができるようにしたことを特徴とする原料の定量を容器に充填する半自動システム
【請求項２】
上記計量器は定量とする重量範囲である上限値と下限値を設定しておき、その範囲内に入ると間欠移動式コンベアは自動的に間欠移動し、外れると一次停止するようにしたり、あるいは別途押しボタンスイッチやセンサーを備えておき、作業者の判断でそれを手で押したり、遮ぎったりして強制的に容器を計量器から払い出し移送できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の原料の定量を容器に充填する半自動システム。
- 【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総菜などの食品原料の定量を容器に効率良く充填する半自動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
総菜のような食品原料は、構成する素材が均一に分布しておらず、また素材どうしが紐状に絡み合ったりしているために機械で自動的に定量を取り出すことは困難であった。そのために、容器を手に持って手作業で充填して計量器に載せて計量している。
【０００３】
図４に示すように、手作業では、作業テーブル８を前にして作業者が立つ。その前に原料を入れたコンテナー５（多くはプラスチックス製で、寸法が縦６００ｍｍ、横４００ｍｍ、深さ１６０ｍｍ程度の大きさ、惣菜では約１５ｋｇ程度が入っている。）を置き、コンテナー５の向こう側に計量器６を置く。さらに、その隣にあらかじめ生産したい個数を数えておいた容器３を置く。そして、作業者４が左手で容器３を１枚ずつ取り上げ、これにコンテナー５の中の原料から定量に近い大体の分量を右手でつかんで盛り付ける。これを計量器６の上に載せて重量表示盤の数値を見て定量（通常は値付ラベルに表示する重量の＋５％以内程度の重量）にあるか否かを判断する。範囲外であれば補正し、範囲内であれば容器を計量器６から取り上げて隣接するベルトコンベア１０に移し変える。この一連の作業は全て手作業で行われている。
【０００４】
この作業を自動化しようとした本発明者による実施例がある。その一つの実施例は、スクリュー式充填装置を使用して各原料ごとのスクリューの回転数に対応した排出量をあらかじめ知っておいて、目的の重量を排出する間だけスクリューを回転して、その間だけシャッターを開き、スクリューの回転が停止すると同時に、シャッターを閉じて自動充填する装置がある。（非特許文献１参照）
【０００５】
あるいは、上記スクリュー式充填装置を使用して定量を少し下回る大部分の重量を粗充填機で粗充填した後、残りの少量の不足分を補正充填機で補正充填しようとしたり、スクリューの回転と連動してシャッターを開閉して定量を自動充填しようとする実施例もある。（非特許文献２参照）
その他には、他の発明者らによるコンピュータスケールを利用した実施例もある。
【０００６】
それらの技術はすでに実施されている。
【０００７】
【非特許文献１】 特願平２００１−１２３５６７号
【非特許文献２】 特願平２００１−１２３５６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、広く実施されている手作業では生産性が悪く、作業者を多く必要とするため人件費が高く付き利益率を著しく低下させていた。これを解決するためになされた自動充填装置では原料が多品種になると原料が入れ替わるたびに装置を洗浄しなければならないから、原料の切り替えによる時間ロスが大きくて自動充填の恩恵が損なわれるばかりか、自動充填をできる原料も限られ、高額の設備費を必要とする割には投資効果が小さい結果に終わっていた。
【０００９】
ところが、本発明者らによる作業分析の結果、手作業による方法には機械による自動化にない利点が数々あることが判明した。
すなわち、手作業では計量器で計量する前の粗充填の段階では視覚と触覚を働かせてそれに近い重量を判断して容器に充填しているが、経験を積むとかなり正確に粗充填している。
【００１０】
また、上記の作業分析結果により手作業の大部分が運搬作業であることが判明した。すなわち、▲１▼処理したい個数の容器を数えて準備し、それを１枚ずつ左手で取り出す運搬、▲２▼この容器を左手で持ち、右手で原料をつかんで盛り付ける運搬、▲３▼盛り付けた容器を計量器の上に置く運搬、▲４▼重量が定量の範囲から外れていたときに容器から原料の一部を取り除いたり、あるいは足し増ししたりする補正充填の運搬、そして▲５▼定量になれば容器を計量器から取り除いて隣接するベルトコンベアに移し変える運搬で構成されていることがわかる。
しかしながら、これらの全ての作業は手作業であるために手間がかかるだけでなく、１日に数千回も腕を上下させたり伸び縮みさせたりしていると腱鞘炎になったり、疲労して処理速度を落とす要因になっている。その結果、作業者１人当たりにつき１分間に４〜５個程度しか処理することができないから人海戦術に頼らざるを得ず、それだけ人件費の負担が増して採算割れの事態を招くこともある。この作業を省力化することが業界に残された最大の課題であった。
【００１１】
本発明は、上記のような従来の問題を解決しようとするものであり、本発明者は従来の手作業の利点と機械化による利点とを組み合わせることによって作業の効率化をはかり、生産性を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために、トレー自動供給機から取り出された容器を間欠移動式コンベアで間欠的に移送しながら、その容器に一切手を触れることなく、前方に置いたコンテナー内の原料の適量を両手を使って容器に粗充填する。その容器は間欠移動式コンベアで計量器の上に移送される。計量器ではあらかじめ設定しておいた上限値と下限値の間の目的の重量から外れた場合にのみ手作業で補正する。間欠移動式コンベアの幅はほぼ容器の寸法に近く、その前に置かれたコンテナーは作業者のほぼ前腕と手の届く範囲内にある。すなわち、作業者が定位置で動くことなく、上腕と肘をほぼ体側部に固定した状態で前腕と手の動きのみの範囲内で作業ができるようにして、作業者の無駄な動きをなくして疲れを軽減する。
【００１３】
また、上記計量器は定量とする重量範囲である上限値と下限値を設定しておき、その範囲内に入ると間欠移動式コンベアは自動的に間欠移動し、外れると一次停止するようにしたり、あるいは別途押しボタンスイッチやセンサーを備えておき、作業者の判断でそれを手で押したり、遮ぎったりして強制的に計量を終了させて容器を計量器から払い出して移送できるようにする。
【００１４】
上記構成によれば、前記した▲１▼の運搬では容器の取り出しをトレー自動供給機で自動化し、手作業から解放する。そして、▲２▼の運搬では間欠移動式コンベアの前に置かれたコンテナーの中の原料を両手を使って容器に定量に近い適量を充填する。容器を一方の手（左手）で持つ必要がなくなったので、両手を使って原料を容器に充填することができる。上記の適量とは、作業者が慣れるとほぼ定量に近い重量を指す。そして、▲３▼から▲５▼の運搬では充填された容器は自動的に間欠移動されて末尾に取り付けた計量器上に載り（あらかじめ定量とする重量の上限値と下限値が入力設定されている）、計量器で計量する。この重量範囲に入ると間欠移動式コンベアは移送するが、外れると一次停止するように制御する。この時、作業者は上限値よりも多ければ原料の一部を取り除き、下限値よりも少なければ足し増しをして補正する。あるいは、処理速度を速くするために計量器による信号を待たずに、作業者の判断で押しボタンスイッチを押したり、あるいはセンサーを手で遮ったりして強制的に移送させる機能も持たせておくと、計量器からの応答時間による時間待ちを短縮することができる。
【００１５】
上記トレー自動供給機にカウンターを取り付けておくことによって、処理したい枚数になるとトレー自動供給機を停止するようにしておけば、上記▲１▼の運搬の一部が省力化され、あらかじめ処理したい容器の枚数をいちいち数えて前準備する必要がない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上記のように構成されるので、作業の中に取り込まれた運搬の距離を最短にして作業者の手の届く範囲内の定位置で全ての作業を実施することができるから、作業効率を上げることが出来た。
従来のように、作業者は上腕と前腕を激しく上下させたり、伸縮させたりする必要がなく、上腕と肘を体側部にほぼ固定して前腕と手だけの最小限の動きで作業を進めることができるから、疲れも少なく効率を上げることができるとともに腱鞘炎になる恐れもなくなった。
【００１７】
また、作業者は容器に一切触れる必要がなくなり、充填作業にのみに専念することができるのみならず、両手を使って充填することができるようになったから処理速度が速くなった。
【００１８】
計量器で自動的に定量を判断させる機能と、押しボタンスイッチやセンサーを併設して強制処理もできる機能を持たせたから、計量器による自動計量処理だけに頼らず、作業者の判断で処理を完了することもできるので一層処理速度が速くなった。
【００１９】
原料の切り替えが頻繁であっても、原料別に準備されたコンテナーを入れ替えるだけですむから、原料が頻繁に代わってもそのたびに洗浄する必要がなく、洗浄による時間ロスがなくなり生産性が向上した。
【００２０】
従来は作業者１人で１分間に４〜５個程度しか処理する能力がなかったが、本発明によれば、その約２倍近くも処理速度を上げることができるようになった。
【発明の実施するための最良の形態】
本発明の実施例の形態を図１ないし図３にもとづいて説明する。
【００２１】
間欠移動式コンベア（バーコンベア）１の先頭にトレー自動供給機２を配置し、これで容器３を１枚ずつ取り出しては間欠移動させる。そして、この間欠移動式コンベア１の前に作業者４が立ち、これを挟んで向かい側に原料を入れたコンテナー５を置く。
他方、上記間欠移動式コンベア１の末尾に上限値、および下限値を設定できる計量器６を配置する。この計量器６の重量表示盤は計量台とは分離して間欠移動式コンベアの上方の作業者の見やすい位置に設置しておく。作業者は、トレー自動供給機２から取り出され、間欠移動式コンベアで間欠移送される容器３内に、コンテナー５から両手で原料の適量をつかみ、充填する。その容器３は間欠移送されて計量器６上に載る。その時の重量が上限値と下限値の範囲内に入ればそのまま移送され、範囲から外れると一次停止する。上限値から外れた重量の原料を容器３から取り除くかあるいは足し増しする。その重量範囲内に入れば移送される。あるいは、計量器６からの信号よりも速く作業者の判断で重量範囲に入っていることが確認できれば、押しボタンスイッチを押すかセンサーを手で遮ることによって強制的に払い出してしまうこともできる。このようにして、次々に容器３内に定量の原料が充填されて移送される。
【００２２】
図３に示すように、間欠移動式コンベア１の両側にＬ字型のガイド板７を取り付けておくと、容器３内に充填するときに容器３が動かないので充填しやすくなる。
このガイド板７に蝶板を取り付けて前後に倒せるようにしておけば、容器３を簡単に取り出すことができて便利である。
- 【公開番号】特開２００７−３０９７９（Ｐ２００７−３０９７９Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【発明の名称】原料の定量を容器に充填する半自動システム
- 【出願番号】特願２００５−２３７９９３（Ｐ２００５−２３７９９３）
【出願日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【出願人】
【識別番号】５９２１０４００３
【氏名又は名称】株式会社産業機器研究所
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