JP2007008475A - 自動首掛装着装置、ボトル箱詰装置及び首掛装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 首付きのボトルを首掛付きの外装箱に詰める際に自動的に首掛をボトル首に掛けることができる自動首掛装着装置等を提供する。
【解決手段】 本発明に係る自動首掛装着装置２０は、首掛折り機構３１、首掛ガイド機構６１、首掛押し込み機構８１の三主要機構を備えている。首掛折り機構３１の鉤部材３３の円運動によって首掛２を折り曲げるときに、首掛ガイド機構６１のガイド板６３によって首掛２の首掛片４の首開口４ａがボトル首１０ａに確実に合う。そして、ガイドされてボトル首１０ａの外側に嵌り込んだ首掛２が、首掛押し込み機構８１の押し込み部材８３によってボトル首１０ａの根元へと押し込まれる。このようにして、箱１の首掛２のボトル首１０ａへの装着を自動的に確実に行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、飲料や化粧品等を封入する首付きのボトルを、首掛付きの外装箱に詰める際に自動的に首掛をボトル首に掛ける装置に関する。また、そのような自動首掛装着装置を有するボトル箱詰装置に関する。さらに、首掛付きの箱に入っている首付きのボトルに首掛を掛ける方法に関する。

特許文献１（実公昭６３−４４３２７号公報）を例に採って背景技術を説明する。
この特許文献１には、薬剤や食品等が充填された瓶をカートン（箱）内に詰める『箱詰機』が開示されている。この箱詰機によれば、カートン内に瓶を押し込むと同時に、カートン内の瓶上端と上蓋との間（瓶取り出し口側）に説明書を挿入することができる。このため、箱詰後に瓶を取り出すために上蓋を開いた際には、説明書が必ず目に留まることとなり、説明書に記載された重要な情報が購入者の目に留まらないという事態を防ぐことができる。

この箱詰機は、カートン準備手段や瓶押し込み手段、説明書供給手段等を備えている。
カートン準備手段は、瓶の押し込み方向奥側に設けられている。このカートン準備手段上において、カートンは、上蓋側が瓶の押し込み方向奥側に、底蓋側が瓶の押し込み方向手前側に向いて配置される。
瓶押し込み手段は、瓶の押し込み方向手前側に設けられている。この押し込み手段は、瓶の底に当接する当接部材や、当接部材を瓶の押し込み方向に沿って往復移動させるエアシリンダ、当接部材から瓶の頭部に向けて延びるプレート等を備えている。
説明書供給手段は、カートン準備手段と押し込み手段との間に設けられており、説明書を垂直に立てた状態で支持する押え板等を備えている。

実公昭６３−４４３２７号公報

ところで、首付きのボトルを収納する箱には、以下で説明する図１１に示すような首掛付きのものがある。
図１１は、首付きのボトルを収納する首掛付きの箱を示す図である。（Ａ）は左側面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は右側面図であり、（Ｄ）は全体斜視図であり、（Ｅ）は箱のボトル取り出し口を封止した状態の側面断面図である。
この図に示す箱１は、厚紙製の直方体であって、内部には首１０ａの付いたボトル１０が収納される。このボトル１０のボトル首１０ａには、キャップ１１が締め付けられている。ボトル内には、例えば飲料や化粧液等が封入されている。

箱１の本体上端縁には、それぞれ首掛２、側蓋６、７、上蓋８が形成されている。
首掛２は、箱１の本体上端縁に繋がった垂下部３（ボトル詰完了状態で箱１内に垂下する）と、この垂下部３の先の首掛片４とを有している。垂下部３と首掛片４との境界には、折り線２ａが形成されている。首掛片４の中央には、円形の首開口４ａが形成されている。

図１１（Ｅ）に示す箱１の取り出し口の封止状態において、首掛２はボトル首１０ａ（キャップ１１）へと装着され、側蓋６、７及び上蓋８の下側（箱本体内側）に位置する。この図１１（Ｅ）の状態において、垂下部３は箱本体の上端縁から箱本体内に垂下し、首掛片４は垂下部３の下端（折り線２ａ）で折れ曲がって横に延びる。このとき、首掛片４の首開口４ａはボトル１０のキャップ１１の外側に合い、首開口４ａの内縁がキャップ１１の周りを囲む。このような首掛２により、ボトル１０のボトル首１０ａが箱１内で安定化する。そのため、箱１内にボトル１０を収納した後にこれを運搬する際等に、箱１内でのボトル１０の揺れが抑制される。

側蓋６、７は、首掛２の両側の対向する上端縁にそれぞれ形成されている。図１１（Ｅ）に示す箱１の取り出し口の封止状態において、両側蓋６、７は、それぞれ箱本体の上端縁から内側に約９０°折れ曲がって、上蓋８の下側（箱本体内側）に位置する。
上蓋８は、首掛２に対向しており、先側に差込み片８ａを有している。図１１（Ｅ）に示す箱１の取り出し口の封止状態において、上蓋８は、箱本体の上端縁から内側に約９０°折れ曲がって両側蓋６、７の上側を覆うように位置し、差込み片８ａは、首掛２の垂下部３と両側蓋６、７との間の隙間に差し込まれる。

図１１に示す箱１内にボトル１０を詰める際には、まず箱本体内にボトル１０を収納し、次いで首掛２の垂下部３を箱本体内に折り込みつつ、首掛片４の首開口４ａをボトル１０のキャップ１１に合わせる。そして、両側蓋６、７を折り畳んでから上蓋８を折り畳み、差込み片８ａを首掛２の垂下部３と両側蓋６、７との間の隙間に差し込む。この一連の作業のうち、首掛２を折り込みつつボトル１０のキャップ１１に合わせる作業は比較的複雑であり、この種の箱１への箱詰作業は現状ではオートメーション化が進んでおらず、人手で行われているケースがほとんどである。

本発明は、このような要求に応えるためになされたものであって、首付きのボトルを首掛付きの外装箱に詰める際に自動的に首掛をボトル首に掛けることができる自動首掛装着装置を提供することを目的とする。また、そのような自動首掛装着装置を有するボトル箱詰装置を提供することを目的とする。さらに、首掛付きの箱に入っている首付きのボトルに首掛を掛ける首掛装着方法を提供することを目的とする。

本発明の自動首掛装着装置は、首掛付きの箱に入っている首付きのボトルに首掛を自動的に掛ける自動首掛装着装置であって、 首掛と箱本体との間を折る首掛折り手段、折り中に首掛の開口がボトル首に合うように首掛をガイドする首掛ガイド手段、及び、ガイドされた首掛をボトル首の根元へ押し込む首掛押し込み手段、を有することを特徴とする。

本発明のボトル箱詰装置は、首付きのボトルを首掛付きの箱に詰める装置であって、 ボトル投入部から首掛装着部に箱を送る箱送り機構と、 前記請求項１〜６いずれか１項記載の自動首掛装着装置と、を具備することを特徴とする。
なお、ボトル投入部における投入は、人手で行ってもよいし、機械で行ってもよい。

これらの装置によれば、首掛折り手段で首掛と箱本体との間を折るときに、首掛ガイド手段によるガイドで首掛の開口がボトル首に確実に合い、この首掛が首掛押し込み手段によりボトル首の根元へと押し込まれる。このようにして、箱の首掛のボトル首への装着を自動的に確実に行うことができる。

本発明の自動首掛装着装置又はボトル箱詰装置においては、前記首掛が、ボトル首への装着時において、箱本体の上端縁から箱本体内に垂下する垂下部、及び、該垂下部の下端から横に延びる、開口の形成された首掛片を有し、 前記首掛折り手段が、前記首掛を箱本体内方向及び下方に倒した後に、さらに前記首掛の垂下部を箱本体内面に引き寄せるように構成されているものとすることができる。
この場合、首掛折り手段は、まず首掛を箱本体内方向に倒すとともに下方に向けて折り込む。首掛折り手段がさらに下方に進むとともに、首掛の垂下部が箱本体内面に引き寄せられる方向に動くと、垂下部が箱本体上端縁から直下に向くように垂れ下がる。そして、首掛片がボトル首方向に延びて、開口がボトル首に合う。

本発明の自動首掛装着装置又はボトル箱詰装置においては、前記首掛折り手段の先側に、実質的に円運動する鉤状の部材（鉤部材）が設けられており、 前記円運動の初期段階では、前記鉤部材の先端部の表側で前記首掛を箱本体内方向に倒し、 前記円運動の途中段階では、前記鉤部材の先端部の下端で前記首掛を箱本体下方に向けて折り込み、 前記円運動の最終段階では、前記鉤部材の先端部の裏側で前記首掛の垂下部を箱本体内面に引き寄せるものとすることができる。
この場合、鉤部材のシンプルな動作で、首掛を所望の形状に折り曲げてボトル首に掛けることができる。

本発明の自動首掛装着装置又はボトル箱詰装置においては、前記首掛ガイド手段が、上下に延びる板状体（ガイド板）、及び、その昇降機構を有し、 前記昇降機構が下降すると、前記ガイド板の下端がボトル首の側部と折る前の前記首掛との間に配置されて、折り中の前記首掛の首掛片を、その先端が上方を向いたまま下に進むようにガイドし、 前記昇降機構が上昇して前記ガイド板が上方に逃げると、前記首掛片が下に倒れて前記開口がボトル首の外周に嵌り込むものとすることができる。
この場合、ガイド板によって、折り中の首掛片の先端が上方を向いたまま下に進むようにガイドされるので、首掛片の開口をボトル首に確実に且つスムーズに合わせることができる。

本発明の自動首掛装着装置又はボトル箱詰装置においては、前記首掛ガイド手段のガイド板が、可撓性を有する板とすることができる。
この場合、首掛を倒して垂下部を下に折り込む際に、垂下部の先の首掛片に押されたガイド板がしなるので、首掛が無理なくガイドされるとともに、間違いなく首開口をボトル首に導くことができる。

本発明の自動首掛装着装置又はボトル箱詰装置においては、前記首掛押し込み手段が、押し込み部材、及び、その昇降機構を有し、 前記首掛片の開口がボトル首の外周に嵌り込んだ後、前記昇降機構が下降して前記押し込み部材が前記首掛片をボトル首の根元方向に押し込むものとすることができる。
この場合、押し込み部材によって、首掛の首掛片の開口をボトル首に確実に装着することができる。このとき、首掛片と箱本体内面とが突っ張るような状態となる場合でも、正規の位置に首掛片を位置させることができる。

本発明の首掛装着方法は、首掛付きの箱に入っている首付きのボトルに首掛を掛ける方法であって、首掛と箱本体との間を折る最中に、首掛の開口がボトル首に合うように首掛をガイドし、首掛の開口がボトル首に合った後、首掛をボトル首の根元へ押し込むことを特徴とする。

本発明によれば、首掛のボトル首への装着を自動的に確実に行うことができる自動首掛装着装置を提供することができる。また、そのような自動首掛装着装置を有し、省力化の進んだボトル箱詰装置を提供することができる。さらに、首掛のボトル首への装着をよりスムーズに行うことができる首掛装着方法を提供することができる。

発明を実施するための形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態では、図１１に示すような首掛２付きの箱１を対象とする。
図１は、本実施の形態に係るカートニングマシン及び自動首掛装着装置の全体構成を示す側面図である。
図２は、本実施の形態に係る自動首掛装着装置の全体構成を示す正面図（図１のＡ−Ａ線断面図）である。
図３は、図１及び図２の自動首掛装着装置の首掛押し込み機構の正面図である。
図４は、図１及び図２の自動首掛装着装置の首掛折り機構の駆動機構を示す斜視図である。
図５は、図４の首掛折り機構の駆動機構の平行クランク動作を説明するための図である。
なお、以下の説明における上下、左右とは、特に断らない限り、各図における上下、左右方向を指すものとする。

図１及び図２には、本実施の形態に係る自動首掛装着装置２０の全体構成が示されている。この自動首掛装着装置２０の図１の左側部分には、カートニングマシン１００が仮想線で描かれている。このカートニングマシン１００は、カートンストッカー１０１やカートン取り出し機構１０２、箱起こし機構１０３、ターレット１０４等を備えている。カートンストッカー１０１は、折り畳まれた状態のカートン（平カートン）が重ねて収容される。カートン取り出し機構１０２は、カートンストッカー１０１から平カートンを一枚ずつ取り出して箱起こし機構１０３へと送る。箱起こし機構１０３では、平カートンが起こされた後に逆折りされる。ターレット１０４は、回動可能な円盤状体であって、その外周部には、起きた状態のカートン（起カートン）を立てて１つずつ受け入れるポケットが設けられている。なお、ターレット１０４の上方には、起カートン内にボトルを投入するボトル投入装置を設けることができるが、この装置を設けずに人手でボトルを投入してもよい。
このようなカートニングマシン１００は、本出願人による特開２００４−２３８０４０号公報、特開２００４−２５００７２号公報と同様のものを用いることができる。

カートニングマシン１００の図１の右側部分に示す自動首掛装着装置２０は、装置の支持構造体であるメインフレーム２１を備えている。図１及び図２に示すように、このメインフレーム２１は、その下部をベース２３に支持されている。このベース２３は、装置２０全体の脚部であって、床プレート部２５と、この床プレート部２５から立ち上がった支持ブラケット部２７を有する。ベース２３の床プレート部２５とメインフレーム２１との間には、ジャッキ２９（図２参照）が設けられている。このジャッキ２９は、装置２０で箱詰されるボトルの大きさ（ボトル１０を収納する箱１の高さ）に応じて、ベース２３に対するメインフレーム２１の上下方向の位置を調整するためのものである。図２の下部に示すハンドル２８を緩め、ジャッキ２９を作動すると、ベース２３に対してメインフレーム２１を上下にスライドさせて位置合わせすることができる。位置合わせが完了した後は、ハンドル２８を締め付けて、ベース２３にメインフレーム２１をスライド不能に固定する。

自動首掛装着装置２０のメインフレーム２１には、以下に述べる（１）〜（３）の三主要機構が取り付けられている。
（１）箱１の首掛２と箱本体との間を折る首掛折り機構３１。
（２）折り中に首掛２の首開口４ａをボトル首１０ａ（キャップ１１）に合うようにガイドする首掛ガイド機構６１。
（３）ガイドされた首掛２をボトル首１０ａ（キャップ１１）の根元へ押し込む首掛押し込み機構８１。
以下、これら三主要機構（１）〜（３）のそれぞれについて詳細に説明する。

（１）首掛折り機構３１
図１及び図２に示すように、首掛折り機構３１は、メインフレーム２１の縦フレーム２１Ａに取り付けられている。図４にわかり易く示すように、首掛折り機構３１は、図の左側に示す鉤部材３３を備えている。この鉤部材３３は、水平面で帯状に延びる水平部３６と、その先端（図１の左端部、箱方向先端）から下側に向けてＬ字状に折れ曲がった先端部３４を有する。水平部３６の長手方向側辺の一方（図の右側）には、上方に折れ曲がった取付片３５が形成されている。この取付片３５は、その右端部において、ボルト３３Ｂでバー３７の長手方向ほぼ中心部に固定されている。

バー３７は、上下に延びる帯状の部材であって、その両端には上下一対の回転部材５１がそれぞれ連結されている。各回転部材５１は、長方形の箱状体であり、表面側（図４の左面側）に溝５３が形成されている。各回転部材５１は、ラックピニオン機構４０の作動に伴い垂直面内で同期回転するようになっており、よってバー３７に取り付けられた鉤部材３３が実質的に円運動するようになっている（詳しくは後述する）。

図４に示すラックピニオン機構４０は、エアシリンダ４１で進退運動するラック４５と、このラック４５と噛み合う上下２つのピニオン４７を備える。各ピニオン４７は、縦フレーム２１Ａに固定された２つのケーシング４３内に回転可能に内蔵されている。ピニオン４７の各回転軸４７ａは、ケーシング４３の端面から突き出ており、各回転部材５１の裏閉塞面（図４の右側面）の各々同じ位置に回転不能に固定されている。したがって、各回転部材５１の回転軸Ａ２と、ピニオン４７の回転軸４７ａの軸芯とは一致する。ラック４５がエアシリンダ４１で駆動されて上下方向に進退運動すると、このラック４５に噛み合うピニオン４７が正逆方向に回転し、同時に回転部材５１が回転軸Ａ２を中心にして垂直面内で回転する。各回転部材５１の回転範囲は、ラック４５の移動距離で決められる。ラック４５の上方には、ストッパ４９が設けられている。ラック４５の上端がストッパ４９に当たると、ラック４５の上方移動が規制される。

図４中上側の回転部材５１の溝５３内には、ネジ５５が回転可能に配置されている。このネジ５５は、溝５３の上下両端の回転部材５１側壁に軸受け（図示されず）を介して取り付けられている。ネジ５５の上端には、ハンドル５５ａが設けられている。このハンドル５５ａを回転させると、溝５３内でネジ５５を回転させることができる。溝５３内において、ネジ５５には四角いコマ５７が螺合している。ハンドル５５ａを回し、ネジ５５が回転すると、コマ５７が溝５３に沿って上下に移動する。コマ５７とバー３７の上端とは、ロックナット５８で連結されている。このロックナット５８は、コマ５７に固定されているとともに、バー３７の上端側に軸受け５９を介して回転可能に取り付けられている。この軸受け５９の回転軸と、バー３７の上端側の回転軸Ａ１とは一致する。ハンドル５５ａを回してネジ５５を回転させ、溝５３内におけるコマ５７の位置を変えることで、バー３７の回転軸Ａ１の位置を変えることができる。

一方、図４中下側の回転部材５１の溝５３内には、図４中上側の回転部材５１とは異なりネジ５５が設けられておらず、コマ５７が直接嵌め込まれている。このコマ５７は、溝５３に沿って上下に移動可能である。このコマ５７とバー３７の下端とは、前述と同様にロックナット５８で連結されている。このロックナット５８は、コマ５７に固定されているとともに、バー３７の下端側に軸受け５９を介して回転可能に取り付けられている。この軸受け５９の回転軸と、バー３７の下端側の回転軸Ａ１とは一致する。

ここで、図５にわかり易く示すように、バー３７両端の回転中心Ａ１間の距離Ｄ１と、各回転部材５１の回転中心Ａ２間の距離Ｄ２は等しい。また、バー３７の各回転中心Ａ１と各回転部材５１の回転中心Ａ２間の距離Ｄ３は等しい。すなわち、バー３７及び両回転部材５１は、Ａ１とＡ２を回転中心とする平行クランク機構を構成している。図４に示すエアシリンダ４１が退避してラック４５が下側に駆動されると、このラック４５に噛み合ったピニオン４７が正方向（図４の反時計回り）に回転する。そして、各ピニオン４７の回転軸４７ａに固定されている上下一対の回転部材５１が、回転軸Ａ２を中心としてピニオン４７と同方向に同期回転する。

回転部材５１が回転すると、図５に示すように、両回転部材５１に連結されているバー３７が、回転軸Ａ１を中心として、両回転部材５１の回転中心Ａ２を通る線Ｌ１と平行に円運動する。この円運動の半径は、バー３７の回転中心Ａ１と回転部材５１の回転中心Ａ２間の距離Ｄ３である。逆に、エアシリンダ４１が進出してラック４５が上側に駆動されると、両回転部材５１が前述とは逆回りに同期回転し、バー３７が前述とは逆回りに円運動する。そして、このようなバー３７の円運動に伴い、バー３７に固定されている鉤部材３３は、先端部３４の下端が図１に示す軌跡Ｃの内側に沿って円運動する。この軌跡Ｃの半径ｒは、バー３７の円運動の半径（距離Ｄ３）と等しい。

（２）首掛ガイド機構６１
図１及び図２に示すように、首掛ガイド機構６１は、メインフレーム２１上端の横フレーム２１Ｂに設けられている。首掛ガイド機構６１は、上下に延びる板状体（ガイド板）６３を有する（後述する図６〜図１０参照）。このガイド板６３は、可撓性を有するバネ鋼板製である。図１に示すように、ガイド板６３の上端６３ａは、直角に折り曲げられている。ガイド板６３の上端６３ａは、ガイド板固定部材７５を介して、エアシリンダ７１に繋がれている。エアシリンダ７１のシリンダ本体７１ａは、プレート７３に固定されている（図２参照）。エアシリンダ７１のロッド７１ｂ端部は、ガイド板固定部材７５に繋がれている（図１参照）。このガイド板固定部材７５の両端には、一対のガイドロッド７１ｃが連結されている。この首掛ガイド機構６１では、ガイドロッド７１ｃを２つ備えることで、ガイド板６３が横ぶれせず、上下方向に真っ直ぐに昇降する。

プレート７３は、横フレーム２１Ｂのサポート７７にクランプ固定されている。プレート７３は、サポート７７に付設されたクランプハンドル７８（図１参照）を緩めると、上下にスライド移動可能である。このようなプレート７３及びこれに固定されているエアシリンダ７１のスライド構造により、装置２０で箱詰されるボトルの大きさ（ボトル１０を収納する箱１の高さ）に応じて、ガイド板６３の上下昇降限界位置を調整することができる。位置合わせが完了した後は、クランプハンドル７８を締め付けて、プレート７３・エアシリンダ７１をサポート７７・横フレーム２１Ｂにスライド不能に固定する。

詳しくは図６〜図１０を参照しつつ後述するが、首掛ガイド機構６１のエアシリンダ７１のロッド７１ｂが下方に向けて進出すると、ガイド板６３の下端はボトル首１０ａの側部と折る前の首掛２との間に配置され、折り中の首掛２の首掛片４を下方にガイドする（図６〜図８）。エアシリンダ７１のロッド７１ｂが上方に向けて退避すると、ガイド板６３が上方に逃げ、首掛片４が倒れて首開口４ａがボトル首１０ａに合う（図９、図１０）。首掛ガイド機構６１のガイド板６３は、首掛２の首掛片４の首開口４ａをボトル首１０ａに確実且つスムーズに合わせる役割を果たす。

（３）首掛押し込み機構８１
図１及び図３に示すように、首掛押し込み機構８１は、首掛ガイド機構６１の図１の左側において、メインフレーム２１上端の横フレーム２１Ｂに設けられている。首掛押し込み機構８１は、側面が長靴型をした押し込み部材８３を有する。図３に示すように、押し込み部材８３は計２つ設けられており、両者の間隔は箱１の幅より狭い。両押し込み部材８３の上端は、連結部材８５で繋がれている。この連結部材８５は、ガイド板固定部材９５を介して、エアシリンダ９１に繋がれている。エアシリンダ９１のシリンダ本体９１ａは、プレート９３に固定されている。エアシリンダ９１のロッド９１ｂ端部は、ガイド板固定部材９５に繋がれている。このガイド板固定部材９５の両端には、一対のガイドロッド９１ｃが連結されている。この首掛押し込み機構８１では、ガイドロッド９１ｃを２つ備えることで、押し込み部材８３が横ぶれせず、上下方向に真っ直ぐに昇降する。

プレート９３は、横フレーム２１Ｂのサポート９７にクランプ固定されている。プレート９３は、サポート９７に付設されたクランプハンドル９８（図１参照）を緩めると、上下にスライド移動可能である。このようなプレート９３及びこれに固定されているエアシリンダ９１のスライド構造により、装置２０で箱詰されるボトルの大きさ（ボトル１０を収納する箱１の高さ）に応じて、押し込み部材８３の上下昇降限界位置を調整することができる。位置合わせが完了した後は、クランプハンドル９８を締め付けて、プレート９３・エアシリンダ９１をサポート９７・横フレーム２１Ｂにスライド不能に固定する。

詳しくは図６〜図１０を参照しつつ後述するが、首掛押し込み機構８１は、首掛２の首掛片４の首開口４ａがボトル首１０ａに嵌り込んだ後、エアシリンダ９１のロッド９１ｂが下方に進出して押し込み部材８３が首掛片４の上面に当り、首掛片４を箱１本体内下方に押し込む（図１０）。首掛押し込み機構８１の押し込み部材８３は、首掛２の首掛片４の首開口４ａをボトル首１０ａに確実に装着する役割を果たす。

次に、主に図６〜図１０を参照しつつ、前述の構成を有する自動首掛装着装置２０の作用について説明する。
図６は本実施の形態に係る自動首掛装着装置の首掛折り機構、首掛ガイド機構及び首掛押し込み機構の作動プロセスを説明するための図であり、首掛ガイド機構のガイド板が下降した状態を示す図である。
図７は同作動プロセス説明図であり、首掛折り機構の鉤部材の円運動開始段階の状態を示す図である。
図８は同作動プロセス説明図であり、首掛折り機構の鉤部材の円運動途中段階の状態を示す図である。
図９は同作動プロセス説明図であり、首掛ガイド機構のガイド板が上昇した状態、及び、首掛折り機構の鉤部材の円運動最終段階の状態を示す図である。
図１０は同作動プロセス説明図であり、首掛押し込み機構の押し込み部材が下降した状態を示す図である。

まず、首掛装着時においては、箱１は、自動首掛装着装置２０の横（首掛装着部：首掛折り機構３１の横側であって、且つ、首掛ガイド機構６１及び首掛押し込み機構８１の下側）に配置される（図１参照）。このとき、首掛２は、箱１の上に直立しており、首掛折り機構３１の鉤部材３３の先端部表面３４ａ（図６〜図１０の左側面）に対向している。この状態で、図６に示すように、箱１の上方に配置されている首掛ガイド機構６１のエアシリンダ７１が駆動されて、ガイド板６３が下降する（矢印Ｐ１）。このとき、ガイド板６３の下端は、ボトル首１０ａ（キャップ１１）の側方にまで達している。

次いで、図４及び図５を参照しつつ前述した首掛折り機構３１のラックピニオン機構４０が作動し、図７に示すように、鉤部材３３が図７の左側に円運動しつつ進む（矢印Ｐ２）。すると、鉤部材３３の先端部表面３４ａが当たった首掛２が、箱１の本体内方向に向けて倒され、箱１上端縁と垂下部３との間が折れ曲がり始める。このとき、首掛片４の先端部は、ガイド板６３に当たって、上向きの姿勢が保たれる。この後、図５を用いて前述した首掛折り機構３１の円運動（平行クランク動作）に伴い、鉤部材３３の先端部下端３４ｂは、軌跡Ｃに沿って円運動していく。

次いで、図８に示すように、首掛折り機構３１の鉤部材３３の円運動がさらに進み（矢印Ｐ３）、鉤部材３３の先端部３４が箱１本体内方向及び下方にさらに進む。すると、首掛２が先端部３４の表側３４ａで箱１本体内方向にさらに倒された後、同先端部３４の下端３４ｂで垂下部３が箱１本体下方に押し込まれる。このとき、ガイド板６３は、鉤部材３３の先端部表面３４ａで押されている首掛片４と、ボトル１０のキャップ１１（ボトル首１０ａ）側部との間に介装されており、同ガイド板６３は若干しなるように撓みつつ、首掛片４を上向きの姿勢を保つようにガイドする。さらに、鉤部材３３は円運動を続け、その先端部３４が矢印Ｐ４方向に戻るように動いて、首掛片４の垂下部３が箱１本体の内面に付くところまで折れ曲がる（次に述べる図９参照）。このような動作中に、首掛片４の首開口４ａの端がキャップ１１のエッジ部分を通過し、同キャップ１１の一部が首開口４ａに入る。

次いで、図９に示すように、首掛ガイド機構６１のエアシリンダ７１が駆動されて、ガイド板６３が上昇する（矢印Ｐ５）。すると、首掛片４は、その倒れを防止するように支えていたガイド板６３がいなくなったため、図の左下方向へパタッと倒れる。これにより、首掛片４の首開口４ａがボトル１０のキャップ１１の外側に嵌め込まれる。一方、首掛折り機構３１の鉤部材３３の円運動はさらに進み（矢印Ｐ６）、鉤部材３３の先端部裏面３４ｃ（図６〜図１０の右側面）で押された首掛２の垂下部３が、箱１本体内面側に引き寄せられる。このとき、首掛片４の首開口４ａがボトル１０のキャップ１１にほぼ完全に嵌り込み、首掛２の垂下部３は箱１本体上端縁から直下に向くように垂れ下がる。以上、図７→図８→図９と進む鉤部材３３のシンプルな円運動及びガイド板６３の作用により、首掛２が所望の形状に折れ曲がり、首掛片４の首開口４ａがボトル１０のキャップ１１の外周に嵌め込まれる。
なお、鉤部材３３の動作の進行と、ガイド板６３が上に退避するタイミングとの調整は、本実施例では、各々のエアシリンダの動作スピード及び動作開始タイミングを調整することにより行なっている。

次いで、図１０に示すように、首掛押し込み機構８１のエアシリンダ９１が駆動されて、押し込み部材８３が下降する（矢印Ｐ７）。すると、押し込み部材８３の下端が首掛片４の上面に当り、この首掛片４を箱１本体内下方（ボトル首１０ａの根元方向）に押し込む。これで、首掛片４の首開口４ａがキャップ１１（ボトル首１０ａ）に完全に装着され、首掛片４が垂下部３の下端から横に延びた状態となる。このようにして、首掛２は、キャップ１１に自動的に装着される。なお、首掛片４の周縁と箱１本体の内面がやや接するような寸法設定となっているような場合でも、この押し込み機構８１によって首掛片４が正規の位置にセットされる。

この後、首掛押し込み機構８１のエアシリンダ９１が駆動されて、押し込み部材８３が退避する。その後、前述した図１１（Ｅ）に示すように、両側蓋６、７を折り畳んでから上蓋８を折り畳み、差込み片８ａを首掛垂下部３の手前に差し込むと、箱詰が完了する。この側蓋６、７及び上蓋８の折り畳みは、自動首掛装着装置２０のライン下流側に設置した機構で行なうか、あるいは人手で行ってもよい。

なお、鉤部材３３の先端部３４の下端は、前述したように、半径ｒの軌跡Ｃ（図５の距離Ｄ３）に沿って円運動するが、この円運動の半径ｒを調整するには、図４及び図５に示すバー３７の回転中心Ａ１の位置を変える。すなわち、上側の回転部材５１のネジ５５を、ハンドル５５ａを回して回転させ、溝５３内のコマ５７を所定量移動させる。すると、コマ５７の移動がバー３７を介して下側の回転部材５１のコマ５７に伝わり、このコマ５７も下側の回転部材５１の溝５３内を移動する。両コマ５７は、移動距離が等しく、よってバー３７の両端の回転中心Ａ１の位置も等しく変わる。この後、ロックナット５８を締めて、両コマ５７の位置を決める。

本実施の形態に係るカートニングマシン及び自動首掛装着装置の全体構成を示す側面図である。 本実施の形態に係る自動首掛装着装置の全体構成を示す正面図（図１のＡ−Ａ線断面図）である。 図１及び図２の自動首掛装着装置の首掛押し込み機構の正面図である。 図１及び図２の自動首掛装着装置の首掛折り機構の駆動機構を示す斜視図である。 図４の首掛折り機構の駆動機構の平行クランク動作を説明するための図である。 本実施の形態に係る自動首掛装着装置の首掛折り機構、首掛ガイド機構及び首掛押し込み機構の作動プロセスを説明するための図であり、首掛ガイド機構のガイド板が下降した状態を示す図である。 同作動プロセス説明図であり、首掛折り機構の鉤部材の円運動開始段階の状態を示す図である。 同作動プロセス説明図であり、首掛折り機構の鉤部材の円運動途中段階の状態を示す図である。 同作動プロセス説明図であり、首掛ガイド機構のガイド板が上昇した状態、及び、首掛折り機構の鉤部材の円運動最終段階の状態を示す図である。 同作動プロセス説明図であり、首掛押し込み機構の押し込み部材が下降した状態を示す図である。 首付きのボトルを収納する首掛付きの箱を示す図である。（Ａ）は左側面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は右側面図であり、（Ｄ）は全体斜視図であり、（Ｅ）は箱のボトル取り出し口を封止した状態の側面断面図である。

符号の説明

１ 箱
２ 首掛 ２ａ 折り線
３ 垂下部 ４ 首掛片
４ａ 首開口 ６、７ 側蓋
８ 上蓋 ８ａ 差込み片
１０ ボトル
１０ａ ボトル首 １１ キャップ
２０ 自動首掛装着装置 ２１ メインフレーム
２３ ベース ２９ ジャッキ
３１ 首掛折り機構
３３ 鉤部材 ３４ 先端部
３４ａ 表面 ３４ｂ 下端
３４ｃ 裏面 ３５ 取付片
３６ 水平部 ３７ バー
４０ ラックピニオン機構 ４１ エアシリンダ
４５ ラック ４７ ピニオン
４７ａ 回転軸 ５１ 回転部材
５５ ネジ ５７ コマ
５８ ロックナット ５９ 軸受け
６１ 首掛ガイド機構
６３ ガイド板 ７１ エアシリンダ
７１ａ シリンダ本体 ７１ｂ シリンダロッド
７１ｃ ガイドロッド ７３ プレート
７５ ガイド板固定部材 ７７ サポート
７８ クランプハンドル
８１ 首掛押し込み機構
８３ 押し込み部材 ８５ 連結部材
９１ エアシリンダ ９１ａ シリンダ本体
９１ｂ シリンダロッド ９１ｃ ガイドロッド
９３ プレート ９５ ガイド板固定部材
９７ サポート ９８ クランプハンドル
１００ カートニングマシン
１０１ カートンストッカー １０２ カートン取り出し機構
１０３ 箱起こし機構 １０４ ターレット

Claims (8)

1. 首掛付きの箱に入っている首付きのボトルに首掛を自動的に掛ける自動首掛装着装置であって、
   首掛と箱本体との間を折る首掛折り手段、折り中に首掛の開口がボトル首に合うように首掛をガイドする首掛ガイド手段、及び、ガイドされた首掛をボトル首の根元へ押し込む首掛押し込み手段、を有することを特徴とする自動首掛装着装置。
2. 前記首掛が、ボトル首への装着時において、箱本体の上端縁から箱本体内に垂下する垂下部、及び、該垂下部の下端から横に延びる、開口の形成された首掛片を有し、
   前記首掛折り手段が、前記首掛を箱本体内方向及び下方に倒した後に、さらに前記首掛の垂下部を箱本体内面に引き寄せるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の自動首掛装着装置。
3. 前記首掛折り手段の先側に、実質的に円運動する鉤状の部材（鉤部材）が設けられており、
   前記円運動の初期段階では、前記鉤部材の先端部の表側で前記首掛を箱本体内方向に倒し、
   前記円運動の途中段階では、前記鉤部材の先端部の下端で前記首掛を箱本体下方に向けて折り込み、
   前記円運動の最終段階では、前記鉤部材の先端部の裏側で前記首掛の垂下部を箱本体内面に引き寄せることを特徴とする請求項２記載の自動首掛装着装置。
4. 前記首掛ガイド手段が、上下に延びる板状体（ガイド板）、及び、その昇降機構を有し、
   前記昇降機構が下降すると、前記ガイド板の下端がボトル首の側部と折る前の前記首掛との間に配置されて、折り中の前記首掛の首掛片を、その先端が上方を向いたまま下に進むようにガイドし、
   前記昇降機構が上昇して前記ガイド板が上方に逃げると、前記首掛片が下に倒れて前記開口がボトル首の外周に嵌り込むことを特徴とする請求項２又は３記載の自動首掛装着装置。
5. 前記首掛ガイド手段のガイド板が、可撓性を有する板であることを特徴とする請求項４記載の自動首掛装着装置。
6. 前記首掛押し込み手段が、押し込み部材、及び、その昇降機構を有し、
   前記首掛片の開口がボトル首の外周に嵌り込んだ後、前記昇降機構が下降して前記押し込み部材が前記首掛片をボトル首の根元方向に押し込むことを特徴とする請求項２〜５いずれか１項記載の自動首掛装着装置。
7. 首付きのボトルを首掛付きの箱に詰める装置であって、
   ボトル投入部から首掛装着部に箱を送る箱送り機構と、
   前記請求項１〜６いずれか１項記載の自動首掛装着装置と、
   を具備することを特徴とするボトル箱詰装置。
8. 首掛付きの箱に入っている首付きのボトルに首掛を掛ける方法であって、
   首掛と箱本体との間を折る最中に、首掛の開口がボトル首に合うように首掛をガイドし、首掛の開口がボトル首に合った後、首掛をボトル首の根元へ押し込むことを特徴とする首掛装着方法。

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