JP4613192B2 - 開箱装置 - Google Patents
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第1の壁部に対し少なくとも第4の壁部が密接しかつ第2の壁部に対し少なくとも第3の壁部が密接して折り畳まれたプラスチック製の箱体を開いて、前記第1の壁部と前記第2の壁部とが対向して離間配置した四角筒状の開箱された箱体にする開箱装置において、
折り畳まれた前記箱体の前記第1の壁部に吸着する第1の吸着パッドと、
前記第2の壁部に吸着する第2の吸着パッドと、
前記第1の吸着パッドを前記第2の吸着パッドに対して相対的に移動する移動機構と、
前記第1の壁部と前記第4の壁部とを接続する第1の角部に接触する第1の押棒と、
を有し、
前記移動機構は、折り畳み状態の前記箱体の前記第1の壁部を前記第4の壁部から離間移動し、さらに前記第1の壁部が少なくとも前記第3の壁部に密着するまで前記第1の吸着パッドを移動し、
前記第1の押棒は、前記移動機構によって前記第1の壁部が前記第3の壁部に密着する際に、前記第1の角部を前記第2の壁部側に押し付ける。
前記移動機構によって前記第1の壁部が前記第3の壁部に密着する際に、前記第1の壁部と前記第3の壁部とを接続する第2の角部を屈曲方向に押し付ける第2の押棒を有することができる。
前記移動機構は、前記第1の吸着パッドを回転移動する回転機構と、前記回転機構へ駆動力を与える直線移動機構と、を有し、
前記回転機構は、ピニオンと、該ピニオンを挟んで対向しかつ該ピニオンに噛合する第1のラック及び第2のラックと、を有するラックアンドピニオン機構であって、
前記第1のラック及び前記第2のラックは、固定部材によって前記直線移動機構と連結可能な被連結部を有することができる。
前記被連結部は、前記第1のラック及び前記第2のラックに形成された穴部であり、
前記固定部材は、前記直線移動機構を貫通して一方の前記穴部に挿入されるピンであることができる。
図1は、開箱された四角筒状のプラスチック製の箱体30を示す斜視図である。図2は、折り畳まれた状態のプラスチック製の箱体30の平面図である。図3は、開箱装置1の概略正面図である。図4は、開箱装置1の開箱部5の概略正面図である。図5は、開箱装置1の開箱部5を箱体装填部3側から見た概略側面図である。図6は、開箱部5の回転機構51の構造を模式的に示す正面図である。図7は、開箱部5の概略背面図である。図8及び図9は、箱体30の開箱工程を示す模式図である。
図1に示すように、開箱された状態の箱体30は、対向配置された幅広の第1の壁部31と第2の壁部32と、第1の壁部31と第2の壁部32とをその端部で接続しかつ対向配置された第3の壁部33と第4の壁部34と、を有し、開箱された状態で四角筒状となる。また、四角筒状の箱体30は4つの壁部31、32、33、34を直角に接続する4つの角部311、312、313、314を有し、第1の角部311は第1の壁部31と第4の壁部34とを接続し、第2の角部312は第1の壁部31と第3の壁部33とを接続し、第3の角部313は第2の壁部32と第4の壁部34とを接続し、第4の角部314は第2の壁部32と第3の壁部33とを接続する。箱体30の両開口端側には、開口端内に折り畳まれる内側フラップ39A、39Bと、外側フラップ35、37と、を有し、外側フラップ35、37の端部には差込み片36、38を有する。
図3に示すように、開箱装置1は、機台2上に、折り畳まれた多数のプラスチック製の箱体30を縦方向に積み重ねた箱体装填部3及びその下方の供給部4と、箱体30を開箱する開箱部5と、開箱装置1の正面側にある内側フラップ39A,39Aを内側に折りこむ内側フラップ折り曲げ部6と、差込み片36を上方へ折り曲げる差込み片折り曲げ部7と、外側フラップ35を折り曲げながら差込み片36を第1の壁部31の内側へ差し込む差込み部8と、開箱された箱体30の一方の端部のみが開口した箱体30を開箱装置1から排出する排出部9と、が箱体30の搬送方向Aに沿って配置されている。機台2内には、点線で示したサーボモータ10と、サーボモータ10の駆動力を伝える回転軸11と、が配置されている。機台2の搬送方向Aの両端部に配置されたスプロケット14とスプロケット16とにベルト18が架けわたされ、このベルト18によって供給部4から排出部9にかけて箱体30を間欠搬送する。スプロケット14は、機台2内の回転軸11に連結されたスプロケット12に従動する。また、各動作部4,5,6,7,8,9の下方の機台2内には、回転軸11によって回転する図示せぬ複数のカム機構を有する。したがって、サーボモータ10によって回転軸11が回転すると、回転軸11に固定された図示せぬ複数のカム機構によって各動作部4,5,6,7,8,9が同期して動作し、スプロケット14が回転してさらにベルト18も同期して動作する。
図3に示すように、箱体装填部3は、折り畳まれた多数のプラスチック製の箱体30を縦方向に積み重ねて上から装填し、箱体装填部3の下端の供給部4において箱体30を1個ずつベルト18上へ供給する。供給部4は、機台2から箱体装填部3に向けて昇降する図示せぬ吸着パッドを有しており、該吸着パッドは上昇して箱体装填部3の下端にある箱体30の第2の壁部32に吸着し、箱体30を1個ずつ確実にベルト18上へ下降させた後、吸着を解除する。
図4〜図7に示すように、開箱装置1の開箱部5は、第1の吸着パッド固定部材60と、第2の昇降部材82と、を有する。第1の吸着パッド固定部材60は、折り畳まれた箱体30の上方に第1の壁部31に吸着する第1の吸着パッド64と、第1の角部311に接触する2本の第1の押棒66Aと、第2の角部に接触する2本の第2の押棒66Bと、が垂下して固定される。第2の昇降部材82は、折り畳まれた箱体30の下方に第2の壁部32に吸着する第2の吸着パッド84と、第2の壁部32の四隅に接触する4本の第3の押棒86と、が直立して固定される。なお、図7においては、判り易くするために箱体30を平行四辺形状にして多少開口して描いたが、通常の箱体30は第1の壁部31と第2の壁部32とはほとんど密着する程度にわずかな隙間しかなく、1枚の板状に折り畳まれている。
図3に示すように、開箱部5で開箱された箱体30は、四角筒状の形態を維持したままベルト18上に支持されて、搬送方向Aに沿って各動作部6,7,8,9へと順次間欠搬送される。このとき、箱体30は、開箱部5で折り畳み癖を取り除いて四角筒状に維持されているので、搬送されている間、箱体30の形態が断面平行四辺形にならないように保持するための保持具は必要ない。
内側フラップ折り曲げ部6は、箱体30の一方の開口端にある内側フラップ39A,39Aを箱の内側に折りこむ。この内側フラップ39A,39Aの折り込みの際には、箱体30の第1の壁部31と第2の壁部32とを上下から図示せぬ吸着パッドによって吸着して位置決め固定し、内側フラップ39A,39Aを第3の壁部33及び第4の壁部34の内側面に接触するか近接するまで折り曲げて癖付けを行なうことが好ましい。
差込み片折り曲げ部7は、内側フラップ39A,39Aがほぼ直角に折り曲げられた箱体30の差込み片36を上方へほぼ直角に折り曲げる。
差込み部8は、差込み片36が上方に折り曲げられた外側フラップ35を、折り曲げつつ差込み片36を箱体30の開口内へ差し込む。当然、差込み片36が第1の壁部31の内側まで入り込んで外側フラップ35を折り曲げるので、外側フラップ35が容易に外へ広がることはなく箱体30の開口を確実に塞ぐことができる。なお、差込み片折り曲げ部7及び差込み部8も内側フラップ折り曲げ部6と同様に、箱体30の第1の壁部31と第2の壁部32とを上下から図示せぬ吸着パッドによって吸着して位置決め固定した状態で折り曲げ動作が行なわれる。
排出部9は、箱体30の一方の端部を外側フラップ35などで塞いだ箱体30を開箱装置1の背面側へ押し出すように排出する。なお、各動作部6,7,8,9に対応する機台2内にもサーボモータ10によって回転する図示せぬカム機構が設けられ、他の動作部と同期して動作する。
図8及び図9は、開箱部5における開箱動作を(A)〜(F)の順に説明する模式図である。各動作を(A)〜(F)の順に説明する。
図8(A)
供給部4から折り畳まれた箱体30がベルト18上に載置されて開箱部5へと1個ずつ搬送される。ベルト18の間には、ベルト18の下方から円柱状のストッパー80が上昇し、ベルト18の突起19との間で箱体30の搬送方向Aの前後端を所定位置に設定する。このとき、第1の吸着パッド固定部材60は図8(C)と同じ初期位置に待機し、第2の昇降部材82は第2の吸着パッド84及び第3の押棒86の先端がベルト18上で搬送される箱体30に接触しない下方位置で待機している。
図8(B)
回転部材59が図の左回転し、第1の吸着パッド固定部材60は複数例えば4本の第1の吸着パッド64の先端の水平を維持したまま回転移動し、第1の吸着パッド64及び第1、第2の押棒66A,66Bを箱体30の上方位置で待機させる。そして、箱体30の下方から第2の吸着パッド84及び第3の押棒86が上昇し、第2の吸着パッド84は第2の壁部32に吸着しかつ第3の押棒86は第3の角部313と第4の角部314に各2本ずつ接触するように第2の壁部32を下方から支持して箱体30を開箱作業位置へと持ち上げられる。開箱作業位置では、第1の壁部31に第1の吸着パッド64が吸着し、第1、第2の押棒66A,66Bの下端が接触する。したがって、箱体30は、開箱作業位置において、複数例えば4本の第1の吸着パッド64及び複数例えば4本の第1、第2の押棒66と、複数例えば4本の第2の吸着パッド84及び複数例えば4本の第3の押棒86と、によって箱体30の上下からしっかりと保持している。
図8(C)
回転部材59が図の右回りに回転し、箱体30の第1の壁部31に第1の吸着パッド64が吸着したまま図の右回りに回転すると、折り畳み状態の第1の壁部31は第4の壁部34から離間移動し、箱体30を四角筒状に開箱(起函)する。このまま第1の吸着パッド64を第1の壁部31から離すと箱体30は折り畳まれた状態に戻ろうとして開口部が略平行四辺形に変形してしまう。そのため、回転部材59はさらに右回りに回転して、箱体30の折り畳み癖を取り除く。
回転部材59はさらに右回りに回転し、箱体30の第1の壁部31が第3の壁部33に密着するまで第1の吸着パッド64を移動して図8(B)とは逆の状態に折り畳む。第1の壁部31が第3の壁部33に密着する際に、搬送方向Aの前方にある第1の押棒66Aは第1の角部311を第2の壁部32側に押し付け、搬送方向Aの後方にある第2の押棒66Bは第2の角部312を屈曲方向に押し付ける。したがって、図8(B)の箱体30では、第1の角部311は屈曲して第1の壁部31と第4の壁部34とが接触しかつ第2の角部312は延びきって第1の壁部31と第3の壁部33とが単一の平面状であったが、図9(D)の箱体30では、第1の角部311は第1の押棒66Aに押されて延びきって第1の壁部31と第4の壁部34とが略単一の平面状となり、第2の角部312は第2の押棒66Bに押されて屈曲して第1の壁部31と第3の壁部33とが少なくとも一部で接触している。
図9(E)
回転部材59は左回りに回転し、図8(C)の開箱(起函)された箱体30の状態に戻る。
図9(F)
第1の吸着パッド64は吸引を停止して第1の壁部31との吸着状態を解除し、第2の吸着パッド84は吸引を維持したまま第2の昇降部材82を下降させて開箱された箱体30をベルト18上に載せ、さらに第2の昇降部材82を下降させて第2の吸着パッド84の吸引を停止して第2の壁部32との吸着状態を解除する。そして、ベルト18を駆動して開箱された箱体30を搬送方向Aへ搬送すると共に、次の折り畳まれた箱体30を供給部4から開箱部5へ搬送する。
2 機台
5 開箱部
18 ベルト
30 箱体
31 第1の壁部
32 第2の壁部
40 直線移動機構
50 第1の移動機構
60 第1の吸着パッド固定板
64 第1の吸着パッド
81 第2の移動機構
82 第2の昇降部材
84 第2の吸着パッド
A 搬送方向
Claims (4)
- 第1の壁部に対し少なくとも第4の壁部が密接しかつ第2の壁部に対し少なくとも第3の壁部が密接して折り畳まれたプラスチック製の箱体を開いて、前記第1の壁部と前記第2の壁部とが対向して離間配置した四角筒状の開箱された箱体にする開箱装置において、
折り畳まれた前記箱体の前記第1の壁部に吸着する第1の吸着パッドと、
前記第2の壁部に吸着する第2の吸着パッドと、
前記第1の吸着パッドを前記第2の吸着パッドに対して相対的に移動する移動機構と、
前記第1の壁部と前記第4の壁部とを接続する第1の角部に接触する第1の押棒と、
を有し、
前記移動機構は、折り畳み状態の前記箱体の前記第1の壁部を前記第4の壁部から離間移動し、さらに前記第1の壁部が少なくとも前記第3の壁部に密着するまで前記第1の吸着パッドを移動し、
前記第1の押棒は、前記移動機構によって前記第1の壁部が前記第3の壁部に密着する際に、前記第1の角部を前記第2の壁部側に押し付ける、開箱装置。 - 請求項1において、
前記移動機構によって前記第1の壁部が前記第3の壁部に密着する際に、前記第1の壁部と前記第3の壁部とを接続する第2の角部を屈曲方向に押し付ける第2の押棒をさらに有する、開箱装置。 - 請求項1または2において、
前記移動機構は、前記第1の吸着パッドを回転移動する回転機構と、前記回転機構へ駆動力を与える直線移動機構と、を有し、
前記回転機構は、ピニオンと、該ピニオンを挟んで対向しかつ該ピニオンに噛合する第1のラック及び第2のラックと、を有するラックアンドピニオン機構であって、
前記第1のラック及び前記第2のラックは、固定部材によって前記直線移動機構と連結可能な被連結部を有する、開箱装置。 - 請求項3において、
前記被連結部は、前記第1のラック及び前記第2のラックに形成された穴部であり、
前記固定部材は、前記直線移動機構を貫通して一方の前記穴部に挿入されるピンである、開箱装置。
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