JP6356701B2 - 製函装置 - Google Patents

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Description

本発明は、製函装置に関する。
一般的に、物品の搬送に繰り返し用いられる梱包手段として、ダンボール箱が採用されている。ダンボール箱は、製函前、平面状に折り畳まれた折り畳みダンボール箱となって集積されている。折り畳みダンボール箱は、製函装置によって二つの開口部を有する角筒状へと変形された後、一つの開口部が閉じられて、物品が箱詰めされる。例えば、特許文献1(WO2011/119563)には、上下方向に積層された複数の折り畳みダンボール箱から一の折り畳みダンボール箱を取り出して、当該折り畳みダンボール箱を角筒状のダンボール箱へと展開する製函装置が提案されている。
ところで、折り畳みダンボール箱は、四つの側面と四つの側面のそれぞれから連なる四つの蓋とを有する。上記特許文献1(WO2011/119563)に係る製函装置では、折り畳みダンボール箱の展開動作中、四つの側面および四つの蓋のそれぞれが所定の姿勢となるように保持される。ここで、折り畳みダンボール箱の展開時に四つの側面および四つの蓋の全てを保持する構成は、製函装置において多様なサイズの折り畳みダンボール箱を扱う場合に適していない。
そこで、本発明の課題は、多様なサイズの折り畳みダンボール箱を、角筒状のダンボール箱へと展開することを可能にする製函装置を提供することにある。
本発明に係る製函装置は、折り畳みダンボール箱を展開して角筒状のダンボール箱を形成する製函装置である。折り畳みダンボール箱は、平面状に折り畳まれたダンボール箱である。製函装置は、保持機構と、移動機構と、制御装置とを備える。保持機構は、第1側面および第2側面を保持する保持部を有する。第1側面および第2側面は、折り畳みダンボール箱が有する四つの側面のうち二つの隣接する側面である。移動機構は、保持部を移動させる。制御装置は、第1折り目部分に沿って、第1側面および第2側面のうち少なくともいずれか一方を折り曲げて、第1側面および第2側面によって形成される角度を、0°或いは180°から、90°に近い角度へと変化させるように、移動機構を制御する。第1折り目部分は、第1側面および第2側面の境界に設けられる。保持機構は、位置調整部をさらに有する。位置調整部は、第1蓋および対向蓋の少なくとも一方の位置調整を行う。第1蓋は、第1側面に連なる折り畳みダンボール箱の部分である。対向蓋は、第1側面と対向する対向側面に連なる折り畳みダンボール箱の部分であり、第1蓋と対向する。位置調整部は、第1蓋の位置調整を行う場合には、保持部が第1側面および第2側面を保持する時に第1蓋に当接し、折り畳みダンボール箱の展開動作終了時まで第1蓋に当接し続け、移動機構によって保持部が移動されて折り畳みダンボール箱が展開される際、第1蓋を折り畳みダンボール箱の展開時における内側に折れた状態にするように、第1蓋の位置調整を行う。位置調整部は、対向蓋の位置調整を行う場合には、保持部が第1側面および第2側面を保持する時に対向蓋に当接し、折り畳みダンボール箱の展開動作開始時から展開動作終了時まで対向蓋に当接し続け、対向蓋を折り畳みダンボール箱の展開時における内側に折れた状態にするように、対向蓋の位置調整を行う。
本発明に係る製函装置では、折り畳みダンボール箱が展開される際に、位置調整部は、第1蓋を展開時の内側に折れた状態にし、および/又は、対向蓋を展開時の内側に折れた状態にする。これにより、全ての蓋を保持する構成がなくても、折り畳みダンボール箱の展開動作終了後に、第1蓋および/又は対向蓋と、第1蓋および対向蓋に隣接する蓋を所定の姿勢に留めることができる。その結果、多様なサイズの折り畳みダンボール箱を、角筒状のダンボール箱へと展開することができる。
また、保持機構は、第1保持部と第2保持部とを有することが好ましい。第1保持部は、第1側面を保持する保持部である。第2保持部は、第2側面を保持する保持部である。第1保持部は、折り畳みダンボール箱の展開動作終了前、第1側面が水平に対して角度を持つように、第1側面を保持する。第2保持部は、折り畳みダンボール箱の展開動作終了前、第2側面が水平に対して角度を持つように、第2側面を保持する。また、第1保持部は、折り畳みダンボール箱の展開動作終了後、第1側面を水平に対して平行または平行に近い傾きに保持するように、移動機構によって移動される。また、第2保持部は、折り畳みダンボール箱の展開動作終了後、第2側面を水平に対して垂直または垂直に近い傾きに保持するように、移動機構によって移動される。これにより、折り畳みダンボール箱を高速で角筒状のダンボール箱へと展開することができる。
また、位置調整部は、第1蓋および/又は対向蓋に当接することで、当接する第1蓋および/又は対向蓋の位置調整を行うことが好ましい。これにより、比較的簡易な構成で、第1蓋および/又は対向蓋の位置調整を行うことができる。
また、位置調整部は、少なくとも第1蓋の位置調整を行うことが好ましい。第1蓋は、折り畳みダンボール箱の展開動作終了後、水平に対して平行または平行に近い傾きを有し、位置調整部は、第1蓋に対して下方から当接することが好ましい。これにより、折り畳みダンボール箱を高速で展開した場合に、第1蓋が折り曲げ方向の逆方向に折れ曲がることを防止することができる。
また、折り畳みダンボール箱は、第2蓋および第3蓋をさらに有し、折り畳みダンボール箱の展開動作中、第2蓋および第3蓋は解放された状態であることが好ましい。第2蓋および第3蓋は、第1蓋に隣接する位置にある。位置調整部は、第2蓋および第3蓋には当接しないので、当接跡が付く箇所を最小にすることができる。
さらに、保持機構は、第1保持部、第2保持部、および位置調整部を支持する支持フレームを有することが好ましい。また、第1蓋に当接する位置調整部の先端は、折り畳みダンボール箱の展開動作終了後、第1保持部が第1側面に接触する接触面の高さ位置よりも上方に突出した位置にあることが好ましい。これにより、第2蓋および第3蓋が折り曲げ方向に大きく折れ曲がることを防止することができる。
また、位置調整部は、第1蓋に当接することにより、第1蓋を、第2折り目部分に沿って、上方に0〜30°傾けることが好ましい。第2折り目部分は、第1側面および第1蓋の境界に設けられる。これにより、第2蓋および第3蓋が折り曲げ方向に大きく折れ曲がることを確実に防止することができる。
また、折り畳みダンボール箱の展開動作中、第2蓋および第3蓋は、重力方向に傾き、位置調整部によって当接された第1蓋は、第2蓋または第3蓋の重力方向への傾きを抑制することが好ましい。これにより、第1蓋が第2蓋または第3蓋の折り曲げ方向への折れ曲がりを抑制させる。
また、位置調整部は、第1蓋および/又は対向蓋に空気を吹き付けることで、空気を吹き付ける第1蓋および/又は対向蓋の位置調整を行うことが好ましい。これによりダンボール箱に傷や窪みを生じさせることなく第1蓋や対向蓋の位置調整を行うことができる。
本発明に係る製函装置は、多様なサイズの折り畳みダンボール箱を、角筒状のダンボール箱へと展開することを可能にする。
本発明の一実施形態に係る製函箱詰めシステムの概略正面図である。 製函装置の概略斜視図である。 積層部の概略平面図である。 階段部の平面図である。 階段部に積層される折り畳みダンボール箱を示す図である。 図2に示す領域Rの拡大図である。 搬送方向上流側から見た製函装置の概略図である。 展開機構の概略図である。 展開動作の開始時および終了時における前面上方保持部および前面下方保持部の配置と、折り畳みダンボール箱が展開される様子とを示す図である。 展開動作終了時の前面上方保持部、前面下方保持部、および当接部の態様を示す図である。 展開動作終了時の前面下方保持部および当接部によって保持される、第1側面およびフラップの姿勢を示す図である。 底蓋形成機構の概略構成図である。 製函箱詰めシステムの制御ブロック図である。 ダンボール箱の斜視図である。 ダンボール箱の底面図である。 角筒状のダンボール箱の斜視図である。 折り畳みダンボール箱の正面図である。 図16Aに示す折り畳みダンボール箱のI−I断面図である。 変形例Eに係る製函装置の展開機構の展開動作終了時の態様を示す図である。 変形例Eに係る製函装置の展開動作終了時の前面下方保持部およびエア吹付部によって保持される、第1側面およびフラップの姿勢を示す図である。
本発明の一実施形態に係る製函装置10について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
(1)全体構成
図1は、本発明の一実施形態に係る製函装置10を含む製函箱詰めシステム100の概略側面図である。図2は、製函装置10の概略斜視図である。以下の説明において、上下方向、左右方向、および前後方向は、特に断りの無い限り、それぞれ図1および図2に示す方向を意味する。また、搬送方向とは、製函箱詰めシステム100において折り畳みダンボール箱FBまたはダンボール箱Bが移送される方向を意味し、上流/下流とは、搬送方向における上流/下流を意味する。
製函箱詰めシステム100は、ダンボール箱Bを形成し、形成したダンボール箱Bに物品を詰めるシステムである。製函箱詰めシステム100は、図1または図13に示すように、主として、製函装置10と、箱詰め装置90と、搬送装置91と、制御装置92とを含む。
製函装置10は、折り畳みダンボール箱FB(図16Aおよび図16B参照)を展開して、ダンボール箱B(図14Aおよび図14B参照)を形成する。製函装置10は、未使用の折り畳みダンボール箱FBおよび使用済みの折り畳みダンボール箱FBのいずれについても製函することが可能である。製函装置10によって実行される処理を製函処理とよぶ。箱詰め装置90は、ダンボール箱Bに、複数の物品を詰め込む。箱詰め装置90によって実行される処理を箱詰め処理とよぶ。搬送装置91は、物品が詰められたダンボール箱Bを下流に搬送する。制御装置92は、製函装置10、箱詰め装置90、および搬送装置91を制御する。
製函箱詰めシステム100は、折り畳みダンボール箱FBおよびダンボール箱Bを移動させながら、製函処理および箱詰め処理を実行する(図1の矢印D1〜D6参照)。折り畳みダンボール箱FBは、製函装置10を経由して、その後、箱詰め装置90へと搬送される。詳細に、製函装置10は、主として、積層機構12、移送機構13、展開機構14、および底蓋形成機構16からなる。製函箱詰めシステム100では、積層機構12に積層された折り畳みダンボール箱FBが、移送機構13によって、積層機構12の斜め上方に位置する展開機構14へと一枚ずつ移動される(矢印D1参照)。折り畳みダンボール箱FBは、展開機構14で展開されて角筒状のダンボール箱TBへと変形される。このとき、折り畳みダンボール箱FBは、展開されながら、展開開始位置の斜め下方に位置する底蓋形成機構16に移動する(矢印D2参照)。その後、角筒状のダンボール箱TBは、底蓋形成機構16によって、底蓋BCが形成される。底蓋BCが形成された角筒状のダンボール箱TB(ダンボール箱B)は、その後、下降開始位置に向かって、ほぼ水平方向に移動される(矢印D3参照)。ここで、下降開始位置とは、ダンボール箱Bを下方へ搬送する場所である。ダンボール箱Bは、その後、下降開始位置より下方に位置する箱詰め装置90に落下して移動する(矢印D4参照)。箱詰め装置90によってダンボール箱Bに物品が詰められた後、当該ダンボール箱Bは、製函箱詰めシステム100の最も低い位置にある搬送装置91に移動される(矢印D5参照)。その後、搬送装置91によって、当該ダンボール箱Bが後工程へとさらに移動される(矢印D6参照)。
なお、本実施形態において、ダンボール箱B、角筒状のダンボール箱TB、および折り畳みダンボール箱FBは、以下のような構成を有する。
(1−1)ダンボール箱
ダンボール箱Bは、物品の詰め込みが可能な形態である。図14Aおよび図14Bに、ダンボール箱Bを示す。図14Aは、ダンボール箱Bの斜視図であり、図14Bは、ダンボール箱Bの底面図である。ダンボール箱Bは、角筒部TPと、底蓋BCと、フラップC21〜C24とによって構成されている。
角筒部TPは、ダンボール箱Bの側面を構成する部分である。側面には、第1側面C11、第2側面C12、第3側面C13、および第4側面C14が含まれる。すなわち、角筒部TPは、4つの側面によって構成されている。角筒部TPは、4つの折り目部分FP1〜FP4を有する。折り目部分FP1〜FP4は、隣接する二つの側面の境界に設けられる。具体的に、折り目部分FP1は、第1側面C11および第2側面C12の境界に設けられる。折り目部分FP2は、第2側面C12および第3側面C13の境界に設けられる。折り目部分FP3は、第3側面C13および第4側面C14の境界に設けられる。折り目部分FP4は、第4側面C14および第1側面C11の境界に設けられる。折り目部分FP1〜FP4を挟んで隣接する二つの側面によって形成される角度は90°である。
底蓋BCは、ダンボール箱Bの底となる部分である。底蓋BCは、フラップC31〜C34によって構成される。フラップC31〜C34は、隣接するフラップと重なるように折り込まれることにより、ダンボール箱Bの底蓋BCを形成する(図14B参照)。底蓋BCは、卍形状を有する。フラップC31〜C34は、角筒部TPの高さh方向下側に位置する(図15参照)。具体的に、第1側面C11の下側には、フラップ(第1蓋)C31が連なる。第2側面C12の下側には、フラップ(第2蓋)C32が連なる。第3側面C13の下側には、フラップ(第4蓋)C33が連なる。第4側面C14の下側には、フラップ(第3蓋)C34が連なる。フラップC32およびフラップC34は、フラップC31に隣接する位置にある。フラップC33は、フラップC31に対向する位置にある。
フラップC21〜C24は、製函箱詰めシステム100の後工程において、フラップC31〜C34と同様に、隣接するフラップと重なるように折り込まれて、ダンボール箱Bの上蓋となる。フラップC21〜C24は、角筒部TPの高さh方向上側に位置する(図14Aおよび図15参照)。具体的に、フラップC21〜C24は、第1側面C11〜第4側面C14の上側に、それぞれ連なる。
側面C11〜C14とフラップC21〜C24との境界、および、側面C11〜C14とフラップC31〜C34との境界にもまた、それぞれ折り目部分FP11〜FP14,FP21〜FP24が形成されている。具体的に、図15に示すように、第1側面C11と、フラップC21およびフラップC31との境界には、それぞれ、折り目部分FP11,FP21が形成される。第2側面C12と、フラップC22およびフラップC32との境界には、それぞれ、折り目部分FP12,FP22が形成される。第3側面C13と、フラップC23およびフラップC33との境界には、それぞれ、折り目部分FP13,FP23が形成される。第4側面C14と、フラップC24およびフラップC34との境界には、それぞれ、折り目部分FP14,FP24が形成される。
(1−2)角筒状のダンボール箱
角筒状のダンボール箱TBは、ダンボール箱Bの底蓋BCが開放された形態である。言い換えると、角筒状のダンボール箱TBは、製函処理において、底蓋BCが形成される前のダンボール箱Bの形態である。図15に、角筒状のダンボール箱TBを示す。本実施形態において、角筒状のダンボール箱TBとは、上述した角筒部TPと、フラップC21〜C24と、フラップC31〜C34とを有する状態であるものとする。
(1−3)折り畳みダンボール箱
折り畳みダンボール箱FBは、角筒状のダンボール箱TBが、平面状に折り畳まれたものである。すなわち、折り畳みダンボール箱FBは、製函処理において、展開動作が行われる前の形態である。図16Aおよび図16Bに、折り畳みダンボール箱FBを示す。図16Aは、折り畳みダンボール箱FBの正面図である。図16Bは、図16Aに示す折り畳みダンボール箱FBのI−I断面図である。
折り畳みダンボール箱FBは、対向する2つの折り目部分FP2,FP4に沿って、角筒部TPが大きく折り曲げられた状態を指す。このとき、折り目部分FP2,FP4を挟んで隣接する2つの側面によって形成される角度が、90°より小さい(図16B参照)。具体的に、第2側面C12および第3側面C13は、第2側面C12の内壁と第3側面C13の内壁とが近接するように折り目部分FP2に沿って折り曲げられており、第2側面C12の内壁から第3側面C13の内壁までの角度が0°〜30°である。第4側面C14および第1側面C11もまた、第4側面C14の内壁と第1側面C11の内壁とが近接するように折り目部分FP4に沿って折り曲げられており、第4側面C14の内壁から第1側面C11の内壁までの角度が0°〜30°である。
一方、残りの折り目部分FP1,FP3を挟んで隣接する2つの側面よって形成される角度は、90°より大きい(図16B参照)。具体的に、第1側面C11および第2側面C12は、第1側面C11の内壁と第2側面C12の内壁とが離反するように、折り目部分FP1を中心に広げられており、第1側面C11の内壁から第2側面C12の内壁までの角度が150°〜180°である。第3側面C13および第4側面C14もまた、第3側面C13の内壁と第4側面C14の内壁とが離反するように、折り目部分FP3を中心に広げられており、第3側面C13の内壁から第4側面C14の内壁までの角度が150°〜180°である。
本実施形態に係る製函箱詰めシステム100では、折り目部分FP2,FP4が、折り畳みダンボール箱FBの上下方向端部となるような姿勢で、折り畳みダンボール箱FBが積層される。具体的に、第1側面C11および第1側面C11に連続するフラップC21,C31と、第2側面C12および第2側面C12に連続するフラップC22,C32とが搬送方向下流側に向いて載置される(図16Aおよび図16B参照)。また、第3側面C13および第3側面C13に連続するフラップC23,C33と、第4側面C14および第4側面C14に連続するフラップC24,C34とが搬送方向上流側に向いて載置される。以下、搬送方向下流側に位置する面(側面およびフラップ)を、前面FFと呼び、搬送方向上流側に位置する面(側面およびフラップ)を、後面RFと呼ぶ。
以下、製函装置10、箱詰め装置90、搬送装置91、および制御装置92の構成について詳細に説明する。
(2)製函装置
製函装置10は、平面状の折り畳みダンボール箱FBを展開して、ダンボール箱Bを形成する。製函装置10は、図1に示すように、搬送方向において最も上流に配置されている。また、製函装置10は、上述したように、主として、積層機構12と、移送機構13と、展開機構14と、底蓋形成機構16とからなる。以下、各部の構成について詳細に説明する。
(2−1)積層機構
積層機構12は、多数の折り畳みダンボール箱FBを搬送方向に沿って積層させる(図1参照)。また、積層機構12は、積層させた多数の折り畳みダンボール箱FBを搬送方向下流に移動させる。積層機構12に積層された多数の折り畳みダンボール箱FBは、後述する移送機構13によって、下流側から一枚ずつ順番に抜き取られ、上方位置に設けられた展開機構14に移動される。
具体的に、積層機構12は、図2に示すように、主として、積層部21と、前方プレート22と、後方プレート23と、差込機構24とを含む。
(2−1−1)積層部
積層部21は、多数の折り畳みダンボール箱FBを、左右方向の位置決めをした状態で、搬送方向に沿って積層させる。また、積層部21は、多数の折り畳みダンボール箱FBを搬送方向下流側(前方)に搬送するコンベアでもある。積層部21は、図3に示すように、主として、床部211と階段部214とからなる。
床部211は、複数の板状部材によって構成される。複数の板状部材は、それぞれ前後方向に延び、互いに所定幅の隙間を空けて配置される。折り畳みダンボール箱FBの搬送方向において、床部211の上流側および下流側のそれぞれには、ローラ212が配置される。ローラ212には、無端のベルト213が渡しかけられる。ベルト213は、床部211に形成された所定幅の隙間を覆う位置に配置される。ベルト213は、床部211に載置された折り畳みダンボール箱FBの下端に接触し、ローラ212の回転駆動に伴って回転する。ベルト213の回転により、折り畳みダンボール箱FBは前方(搬送方向下流)に移動する。なお、ローラ212は、ローラ回転機構212aにより、適宜回転駆動される(図13参照)。例えば、ローラ回転機構212aは、図示しないセンサによって、床部211の下流側端部における折り畳みダンボール箱FBが検出されなくなった場合に、ローラ212を回転駆動する。
階段部214は、積層部21から搬送された複数の折り畳みダンボール箱FBを受け取り、移送機構13に対して折り畳みダンボール箱FBを一枚ずつ供給する場所である。階段部214は、積層部21の下流側端部に配置される(図2および図3参照)。階段部214は、複数の接触面214aによって構成されている(図4および図5参照)。複数の接触面214aは、水平面に対して異なる高さ位置に配置されている。また、複数の接触面214aは、折り畳みダンボール箱FBが搬送方向に対して前傾するように、それぞれ、水平面に対してわずかに傾けられている(図5参照)。複数の折り畳みダンボール箱FBは、高い位置にある接触面214aから低い位置にある接触面214aへと移動しながら搬送方向下流に送られる。複数の接触面214aのうち、階段の最下段を構成する接触面214aには、図4に示すように、左右方向に三つの切り欠き部214bが形成されている。切り欠き部214bは、後述する載置部321の爪部321aの上下移動を可能にする。
(2−1−2)前方プレート
前方プレート22は、階段部214に積層された折り畳みダンボール箱FBの前方への移動を規制する。前方プレート22は、前傾姿勢で上下方向に延びる。前方プレート22は、最下段の接触面214aの前端側に設けられている(図2および図6参照)。前方プレート22は、階段部214に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBの前面FFの幅方向二箇所に対し、上下方向に延びて接触する。
(2−1−3)後方プレート
後方プレート23は、積層部21に積層されている多数の折り畳みダンボール箱FBを後方から押さえる部材である。具体的に、後方プレート23は、積層された多数の折り畳みダンボール箱FBのうち最後尾に位置する折り畳みダンボール箱FBの後面RFに対して、搬送方向に一定の力を加える構成となっている(図2参照)。後方プレート23は、最後尾に位置する折り畳みダンボール箱FBの、前方(搬送方向下流)への移動に伴って、最後尾に位置する折り畳みダンボール箱FBの後面RFを押さえながら前方へ移動する。
(2−1−4)差込機構
差込機構24は、階段部214に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBと、先頭の折り畳みダンボール箱FBの後に続く複数の折り畳みダンボール箱FB(後続の折り畳み段ボール箱)とを分離する。差込機構24は、図2に示すように、階段部214の上方に配置される。また、差込機構24は、図7に示すように、主として、固定プレート241と、可動部242とからなる。
固定プレート241は、階段部214に載置された複数の折り畳みダンボール箱FBの上端に接触して上端の位置を揃える。固定プレート241は、階段部214の傾きに合わせて傾斜する。固定プレート241は、折り畳みダンボール箱FBの上端位置を揃えることにより、折り畳みダンボール箱FBの下端を階段部214に接触させる。固定プレート241は、幅方向中央に可動部242が配置可能な形状を有する。
可動部242は、固定プレート241に対して可動する。可動部242は、固定プレート241と同様の傾きを有する傾斜面と、上下方向に延びる差込部242aとを有する。可動部242は、上流側の一端を回動軸として回動して、差込部242aを上下方向に移動させる。可動部242は、可動機構243によって駆動される(図13参照)。差込部242aは、下方に移動したとき、先頭の折り畳みダンボール箱FBと、隣接する折り畳みダンボール箱FBとの間に一時的に差し込まれる。このとき、可動部242は、複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、後続の折り畳みダンボール箱FBの上端を、傾斜面によって強制的に上方から押さえつける。
(2−2)移送機構
移送機構13は、階段部214に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBから先頭の折り畳みダンボール箱FBを順次抜き取って後工程に移送する。移送機構13は、図1および図2に示すように、積層機構12の下流に配置されている。移送機構13は、図7に示すように、主として、引き離し部31と、引き渡し部32とを備える。
(2−2−1)引き離し部
引き離し部31は、階段部214に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBを、後続の折り畳みダンボール箱FBから引き離す。具体的に、引き離し部31は、引き離し吸盤311によって、先頭の折り畳みダンボール箱FBの前面FFを吸着する。引き離し吸盤311は、引き離し吸盤移動部312によって、先頭の折り畳みダンボール箱FBの前面FFに対して近接および離反する。引き離し吸盤移動部312は、引き離し吸盤311が先頭の折り畳みダンボール箱FBの前面FFを吸着している状態で、引き離し吸盤311を先頭の折り畳みダンボール箱FBの前面FFから遠ざかる方向に移動させる。その結果、先頭の折り畳みダンボール箱FBの上端部が撓む。このように、引き離し部31は、先頭の折り畳みダンボール箱FBの上端部と、隣接する折り畳みダンボール箱FBの上端部との間に隙間を形成する。
(2−2−2)引き渡し部
引き渡し部32は、階段部214に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBを上方へ移送して展開機構14に引き渡す。引き渡し部32は、主として、載置部321と、引き上げ吸盤322と、リフト機構323とによって構成されている(図6または図7参照)。載置部321は、下端部先端に爪部321aを有し、上下方向に延びる。爪部321aは、上述した階段部214の切り欠き部214bに対応する位置に配置される。爪部321aは、切り欠き部214bの位置で露出している先頭の折り畳みダンボール箱FBの下端に下方から接触し、先頭の折り畳みダンボール箱FBを爪部321aの上面に載せる。引き上げ吸盤322は、折り畳みダンボール箱FBの下端部近傍を前面FF側から吸着する。載置部321および引き上げ吸盤322は、リフト機構323によって上下方向に移動される。載置部321および引き上げ吸盤322は、上方位置で、先頭の折り畳みダンボール箱FBを展開機構14に引き渡す。
(2−3)展開機構
展開機構14は、折り畳みダンボール箱FBを展開して角筒状のダンボール箱TBを形成する。言い換えると、展開機構14は、移送機構13から受け渡された折り畳みダンボール箱FBを、平面状から筒状に変形する(図9参照)。展開機構14は、図1および図2に示すように、移送機構13の上方に設けられる。展開機構14は、図8に示すように、主として、保持機構40および複数の移動機構43,44,45によって構成されている。以下、保持機構40および複数の移動機構43,44,45を詳細に説明する。
(2−3−1)保持機構
保持機構40は、折り畳みダンボール箱FBを保持する機構である。保持機構40は、複数の保持部41a,41b,42a,42bおよび当接部50を含む。図8から図11を用いて、保持機構40に含まれる各部の構成を説明する。なお、図8および図9では、理解を容易にするため、当接部50を省略している。
(a)保持部
複数の保持部41a,41b,42a,42bは、吸着器である。複数の保持部41a,41b,42a,42bには、後面上方保持部41a、後面下方保持部41b、前面上方保持部(第2保持部)42aおよび前面下方保持部(第1保持部)42bが含まれる。後面上方保持部41aおよび後面下方保持部41bは、折り畳みダンボール箱FBの後面RF側に位置する側面C13,C14を保持する(図16B参照)。前面上方保持部42aおよび前面下方保持部42bは、前面FF側の側面C11,C12を保持する。複数の保持部41a,41b,42a,42bは、展開動作の開始時に吸引を開始し、その後、展開動作の終了時まで吸引を継続する。ここで、展開動作の開始時とは、展開動作を開始するために保持部41a,41b,42a,42bが折り畳みダンボール箱FBに接触するとき、あるいは、接触するために移動を開始するときを意味する。また、展開動作の終了時とは、折り畳みダンボール箱FBから角筒状のダンボール箱TBへの変形が完了した時を意味する。
(a−1)後面上方保持部
後面上方保持部41aは、折り畳みダンボール箱FBの後面RF側に配置され、第3側面C13を保持する。後面上方保持部41aは、第3側面C13の折り目部分FP3の近傍を吸着する。後面上方保持部41aは、第1移動機構43に連結されている。第1移動機構43の駆動によって、後面上方保持部41aは前後方向に移動する。
具体的に、後面上方保持部41aは、展開動作の開始前、第3側面C13から最も離れた位置にある。後面上方保持部41aは、展開動作の開始時に、移送機構13によって移送された折り畳みダンボール箱FBを受け取るために前進位置に移動され、第3側面C13に接触して吸着する。さらに、展開動作中、後面上方保持部41aは、第3側面C13を吸着した状態で、僅かに後退位置に移動される。
(a−2)後面下方保持部
後面下方保持部41bは、折り畳みダンボール箱FBの後面RF側に配置され、第4側面C14を保持する。後面下方保持部41bは、第4側面C14の折り目部分FP3の近傍を吸着する。後面下方保持部41bは、第2移動機構44に連結されている。後面下方保持部41bは、第2移動機構44が駆動されることにより、前後方向および上下方向に移動する。
具体的に、後面下方保持部41bは、展開動作の開始前、第4側面C14から最も離れた位置にある。後面下方保持部41bは、展開動作の開始時に、移送機構13によって移送された折り畳みダンボール箱FBを受け取るために前進位置に移動され、第4側面C14に接触して吸着する。さらに、展開動作中、後面下方保持部41bは、第4側面C14を吸着した状態で後退位置に移動される。後面下方保持部41bは、移動を開始すると、折り畳みダンボール箱FBの吸着を終了し、折り畳みダンボール箱FBを解放する。後面下方保持部41bは、吸着終了後に残ったわずかな吸着力によって、折り畳みダンボール箱FBに追従して移動し、展開動作の開始前の位置よりも少し上方および/または前方で、折り畳みダンボール箱FBの第4側面C14から離れる。
(a−3)前面上方保持部
前面上方保持部42aは、折り畳みダンボール箱FBの前面FF側に配置され、第2側面C12を保持する。前面上方保持部42aは、第2側面C12の折り目部分FP1の近傍を吸着する。前面上方保持部42aは、後述する第3移動機構45の支持フレーム45aに取り付けられる。具体的に、前面上方保持部42aは、支持フレーム45aの先端部に取り付けられる。本実施形態では、2つの前面上方保持部42aが、支持フレーム45aの延びる方向に沿って取り付けられている(図8から図10参照)。前面上方保持部42aは、第3移動機構45の駆動により、上下方向および前後方向に移動する。
(a−4)前面下方保持部
前面下方保持部42bは、折り畳みダンボール箱FBの前面FF側に配置され、側面C11を保持する。前面下方保持部42bは、第1側面C11の折り目部分FP1の近傍を吸着する。前面下方保持部42bもまた、後述する第3移動機構45の支持フレーム45aに取り付けられている。具体的に、前面下方保持部42bは、支持フレーム45aの主部に取り付けられる。本実施形態では、5つの前面下方保持部42bが、支持フレーム45aの延びる方向に沿って取り付けられている(図8から図10参照)。前面下方保持部42bは、第3移動機構45が揺動することにより、弧を描くように移動する(図9参照)。
(b)当接部
当接部50は、位置調整部の一例である。当接部50は、折り畳みダンボール箱FBの前面FFに位置するフラップ(第1蓋)C31の位置調整を行う。当接部50は、折り畳みダンボール箱FBの前面FFに位置するフラップ(第1蓋)C31に接触する。具体的に、当接部50は、折り畳みダンボール箱FBの第1側面C11に連なる部分であるフラップ(第1蓋)C31に当接する。当接部50は、フラップ(第1蓋)C31に当接することで、当接するフラップ(第1蓋)C31の位置調整を行う。より具体的に、当接部50は、後述する底蓋形成機構16によって底蓋BCへと形成されるフラップC31〜C34のうち、展開動作終了時に下方位置に来る側面(第1側面C11)に連なるフラップC31を保持する。当接部50は、フラップC31に対して、重力方向と反対側に力を加える。
当接部50は、棒状部材である(図10および図11参照)。当接部50は、第3移動機構45の支持フレーム45aに取り付けられている。具体的に、当接部50は、支持フレーム45aの主部に取り付けられる。より具体的に、当接部50は、主部の長手方向において、中心位置より先端部側の位置に取り付けられる。
図10および図11に示すように、当接部50は、第1部分51および第2部分52からなる。第1部分51は、支持フレーム45aに連結される。第1部分51は、展開動作終了時の第1側面C11の下方に位置し、第1側面C11の延びる方向(高さh方向)に沿って、第1側面C11の近傍からフラップC31に向かって延びる。第2部分52は、当接部50の先端部を構成し、第1部分51に対して交差する方向に延びる。すなわち、当接部50は、先端部分(第2部分52)が、上方に向かって折れ曲がっている。当接部50は、第2部分52の先端で、フラップC31に接触する。第2部分52の先端の高さ位置は、前面下方保持部42bが第1側面C11を吸着する面の高さ位置よりも高い位置にある(図11参照)。なお、第2部分52の先端は、フラップC31に傷がつきにくいように弾性部材で構成されていることが好ましい。
当接部50は、第3移動機構45の駆動により、上下方向および前後方向に移動する。当接部50は、折り畳みダンボール箱FBの展開動作開始時から展開動作終了時まで、フラップC31に当接し続ける。当接部50の先端が、フラップC31に当接することにより、当接部50は、フラップC31を、第1側面C11およびフラップC31の境界に設けられる折り目部分(第2折り目部分)FP21に沿って、僅かに内側に折れた状態にする。言い換えると、当接部50は、フラップC31を、折り目部分FP21に沿って展開動作終了時の内側(上方)に所定の角度θ°傾ける(図11参照)。すなわち、当接部50は、フラップC31を、折り目部分FP21に沿って、折り曲げ方向に所定の角度θ°傾ける。ここで、折り曲げ方向とは、底蓋BCを形成するためにフラップC31が折り曲げられる方向である。また、ここで、所定の角度θ°とは、例えば、0°〜30°であり、好ましくは、5°〜15°である。
(2−3−2)移動機構
複数の移動機構43,44,45は、保持機構40を移動させる機構である。複数の移動機構43,44,45には、図8に示すように、第1移動機構43と、第2移動機構44と、第3移動機構45とが含まれる。第1移動機構43、第2移動機構44、および第3移動機構45が、後面上方保持部41a、後面下方保持部41b、前面上方保持部42a、および前面下方保持部42bをそれぞれ移動させることにより、折り畳みダンボール箱FBは、角筒状のダンボール箱TBへと展開される(図9参照)。
(a)第1移動機構
第1移動機構43は、後面上方保持部41aを前後方向移動可能に支持する。第1移動機構43は、主として、上方支持部43aと、第1駆動部43bとを有する(図2、図8、または図13参照)。上方支持部43aは、後面上方保持部41aの吸着面が、移送機構13から送られた折り畳みダンボール箱FBの第3側面C13と平行になるように、後面上方保持部41aを支持する。上方支持部43aは、製函箱詰めシステム100の骨組みとなる枠体99のうち、最も高い位置に取り付けられる(図2および図8参照)。上方支持部43aは、第1駆動部43bによって駆動されることで、後面上方保持部41aを、第3側面C13に対して近接および離反させる。
(b)第2移動機構
第2移動機構44は、後面下方保持部41bを前後方向および上下方向移動可能に支持する。第2移動機構44は、主として、下方支持部44aと、第2駆動部44bとを有する(図8または図13参照)。下方支持部44aは、上方支持部43aよりも低い位置で、後面下方保持部41bを支持する。下方支持部44aは、後面下方保持部41bの吸着面が、移送機構13から送られた折り畳みダンボール箱FBの第4側面C14と平行になるように、後面上方保持部41aを支持する。下方支持部44aは、第2駆動部44bによって駆動されることで、後面下方保持部41bを前後方向および上下方向に移動させる。これにより、下方支持部44aは、後面下方保持部41bを、第4側面C14に対して近接および離反させる。
(c)第3移動機構
第3移動機構45は、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50を揺動させて、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50の高さ位置および平面位置を変化させる。
第3移動機構45は、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50を上下方向および前後方向に移動可能に支持する支持フレーム45aを有する。支持フレーム45aは、第3駆動部45bによって駆動されることにより、揺動軸45cを中心に、上下方向に揺動する。揺動軸45cは、図8に示すように、前後方向に延びる支持フレーム45aの後方側の端部近傍に設けられている。
支持フレーム45aは、長手方向において、主として、先端部と主部とを有する。支持フレーム45aが水平面に対してほぼ平行に延びた姿勢を有するとき、先端部は、前方側に位置する部分である。先端部が、揺動端になる。主部は、先端部以外の部分である。
先端部には、上述したように、前面上方保持部42aが取り付けられる。主部には、前面下方保持部42bおよび当接部50が取り付けられる。先端部は、主部に対して、リンク機構で接続されている。リンク機構は、エアシリンダーによって駆動される。先端部は、リンク機構の駆動によって、主部に対する傾きを変化させる(図8および図9参照)。具体的に、先端部は、展開動作待機中および展開動作の開始前、主部と同様、水平面に対してほぼ平行の傾きを有する(図8参照)。リンク機構は、展開動作の開始後、主部に対する先端部の傾きを徐々に変化させる。また、リンク機構は、展開動作の終了時に、主部に対して90°傾きを有するように先端部の傾きを変化させる(図9および図10参照)。
支持フレーム45aは、揺動軸45cを中心に揺動することにより、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50の高さ位置および平面位置を変化させる。具体的に、支持フレーム45aの揺動により、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50は、揺動軸45cを中心に弧を描くように展開動作待機位置(展開動作終了位置)と展開動作開始位置との間で移動する(図8および図9参照)。支持フレーム45aが、揺動軸45cを中心に揺動して、展開動作開始位置から展開動作終了位置に、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50を移動させることにより、折り畳みダンボール箱FBは、図9の矢印ARが示す方向に移動しながら展開され、角筒状のダンボール箱TBへと変形される。
(2−4)底蓋形成機構
底蓋形成機構16は、角筒状のダンボール箱TBに底蓋BCを形成する。言い換えると、底蓋形成機構16は、角筒部TPの下側に連なるフラップC31〜C34を底蓋BCに成形する。底蓋形成機構16によって、卍形状の底蓋BCが形成される(図14B参照)。底蓋形成機構16は、折り畳みダンボール箱FBの展開動作が完了した位置で、角筒状のダンボール箱TBに底蓋BCを形成する。
底蓋形成機構16は、図12に示すように、フラップ保持部61とフラップ押し曲げ部62とを有する。フラップ保持部61およびフラップ押し曲げ部62は、各フラップC31〜C34に対して、それぞれ一つずつ設けられている。
フラップ保持部61は、フラップC31〜C34の幅方向第1端部を保持する。フラップ保持部61は、フラップC31〜C34が内側に折れ曲がらないように、フラップC31〜C34の第1端部に内側から接触する(図12参照)。
詳細に、フラップ保持部61は、各フラップC31〜C34に接触する保持接触面を有する。フラップ保持部61は、角筒状のダンボール箱TBに対して近接および離反可能な構成となっている。具体的に、フラップ保持部61は、前進により、保持接触面を各フラップC31〜C34の第1端部に対向する位置に移動させ、後退により、保持接触面が各フラップC31〜C34の第1端部から遠ざかる位置に移動させるように構成されている。保持接触面は、水平方向あるいは垂直方向に対して、角筒部TPを構成する各側面と同一の傾きを有する。また、保持接触面は、角筒部TPが延びる方向に沿って延びる。
フラップ保持部61は、角筒状のダンボール箱TBに対して近接したとき、保持接触面が、各フラップC31〜C34の第1端部に接触するように位置調整される。但し、このとき、各フラップC31〜C34は、水平方向あるいは垂直方向に対して、角筒部TPを構成する各側面とほぼ同一の傾きあるいは所定の傾きを有するものとする。すなわち、フラップ保持部61は、角筒状のダンボール箱TBに対して近接したとき、保持接触面が、水平面あるいは垂直面に対して所定の傾きを有する各フラップC31〜C34の第1端部に接触するように位置調整される。
フラップ押し曲げ部62は、第1端部とは反対側に位置するフラップC31〜C34の端部(第2端部)を、角筒部TPの内側に向かって押し曲げる。フラップ押し曲げ部62は、フラップC31〜C34を内側に折れ曲げるように、フラップC31〜C34の第2端部に外側から接触する(図12参照)。
詳細に、フラップ押し曲げ部62は、フラップC31〜C34に接触する押し曲げ接触面を有する。また、フラップ押し曲げ部62は、フラップC31〜C34に対して、押し曲げ接触面を近接および離反させることが可能な構成を有する。また、フラップ押し曲げ部62は、側面C11〜C14とフラップC31〜C34との境界線に略平行な回転軸周りに略90°回転する構成を有する。各フラップ押し曲げ部62は、各フラップC31〜C34に近接した後、それぞれに対応するフラップC31〜C34に対して、フラップC31〜C34を閉じる方向(図12矢印D11〜D14)に力を加える。すなわち、各フラップ押し曲げ部62は、各フラップC31〜C34に近接した後、それぞれに対応するフラップC31〜C34を折り曲げ方向に折り曲げる。
フラップ保持部61によって各フラップC31〜C34の第1端部が保持された状態で、フラップ押し曲げ部62によって第2端部がそれぞれ内側に折り曲げられることにより、各フラップC31〜C34の第1端部が、隣接するフラップC31〜C34の第2端部に重なるように折り曲げられて、ダンボール箱Bの底蓋BCが形成される。フラップ押し曲げ部62は、その後、押し曲げ接触面をフラップC31〜C34から遠ざける。
底蓋形成機構16によって底蓋BCが形成された角筒状のダンボール箱TB(ダンボール箱B)は、その後、図1の矢印D3で示すように、水平方向に移動された後、下方へ続く落下経路を通って、箱詰め装置90へと移動する。
(3)箱詰め装置
箱詰め装置90は、ダンボール箱Bに複数の物品を詰める。複数の物品は積層された状態でダンボール箱Bに詰められる。箱詰め装置90は、ダンボール箱Bに所定数量の物品を詰めると、その後、ダンボール箱Bの底蓋BCの長辺近傍を回転軸として回転する。これにより、ダンボール箱Bは、開口を上に向けた状態で、搬送装置91に引き渡される。
(4)搬送装置
搬送装置91は、物品が詰められたダンボール箱Bを後工程(製函箱詰めシステム100外の工程)へ搬出する装置である。搬送装置91は、箱詰め装置90の下方に配置されている。
(5)制御装置
制御装置92は、上述したように、製函装置10、箱詰め装置90、および搬送装置91を制御する装置である。図13に、製函箱詰めシステムに関する制御ブロックを示す。図13に示すように、制御装置92は、製函箱詰めシステム100に含まれる各構成と接続され、各構成との間で信号の送受信を行う。具体的に、制御装置92は、製函装置10、箱詰め装置90、および搬送装置91と電気的に接続されている。また、制御装置92は、製函装置10に含まれる、ローラ回転機構212a、可動機構243、引き離し吸盤移動部312、リフト機構323、第1駆動部43b、第2駆動部44b、第3駆動部45b、および底蓋形成機構16と電気的に接続されている。
制御装置92は、主として、CPU92a、ROM92b、RAM92c、ハードディスク92dから構成されている。また、制御装置92は、図示しない、タッチパネルディスプレイやキーボード等を備える。
(6)展開動作
以下、折り畳みダンボール箱FBの展開動作に係る第3移動機構45の態様と、第3移動機構45によって移動される各部の配置および動作とを説明する。具体的に、支持フレーム45aの揺動に伴って移動される前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50の配置および動作について、展開動作待機時、展開動作開始時、および展開動作終了後に分けて詳細に説明する。
なお、展開動作中、フラップC31以外のフラップC32〜34,C21〜C24は、開放されているものとする。すなわち、展開動作中、フラップC31〜34,C21〜C24のうち、第1側面C11に連なるフラップC31のみが当接部50によって保持されている。
(6−1)展開動作待機時
支持フレーム45aは、水平面に対してほぼ平行に延びた姿勢を有する(図8参照)。支持フレーム45aには、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50が、支持フレーム45aの延びる方向に沿って取り付けられる。前面上方保持部42aおよび前面下方保持部42bは、吸着面が上方を向くような態様で、支持フレーム45aに取り付けられる。また、支持フレーム45aは、当接部50の第2部分52が上方に向いて延びる態様で当接部50を支持する。当接部50の第2部分52の先端の高さ位置は、上述したように、前面上方保持部42aの吸着面の高さ位置よりも高い。展開動作の待機時、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50は、展開動作の開始時よりも、低い位置、かつ、前方の位置にある。
(6−2)展開動作開始時
支持フレーム45aは、前面上方保持部42aおよび前面下方保持部42bの吸着面が、展開機構14に移送された折り畳みダンボール箱FBの前面FFと略平行になるように前面上方保持部42aおよび前面下方保持部42bを支持する。また、支持フレーム45aは、当接部50の第2部分52が後側に向いて延びる態様で当接部50を支持する。前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50は、展開動作の開始時に、最も高い位置、かつ、最も後方の位置にある。
展開動作開始時(展開動作終了前)に、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50は、それぞれ、次のような態様で、折り畳みダンボール箱FBの前面FFの各部を保持する。なお、このとき、折り畳みダンボール箱FBの後面RFは、後面上方保持部41aおよび後面下方保持部41bによって保持されている。
前面上方保持部42aは、第2側面C12が水平に対して角度を持つように、第2側面C12を保持する。すなわち、前面上方保持部42aは、展開動作開始時、第2側面C12が水平面に対して交差するように、第2側面C12を保持する(図9参照)。支持フレーム45aの先端部は、展開動作開始後、上述したように、リンク機構の駆動により主部に対して徐々に起き上がる。その結果、第1側面C11に対する第2側面C12の傾きも変化する。すなわち、前面上方保持部42aは、第1側面C11に対する第2側面C12の傾きを徐々に変えながら、第2側面C12を保持する。
前面下方保持部42bは、第1側面C11が水平に対して角度を持つように、第1側面C11を保持する。すなわち、前面下方保持部42bは、展開動作開始時、第1側面C11が水平面に対して交差するように、第1側面C11を保持する(図9参照)。
当接部50は、フラップC31が、内側(折り曲げ方向)に僅かに倒れた状態になるように、フラップC31に当接する。すなわち、当接部50は、展開動作開始時、フラップC31に対して前方側から後方側に向けて突出し、フラップC31に接触する。
(6−3)展開動作終了時
支持フレーム45aは、前面下方保持部42bの吸着面が、上方を向き、前面上方保持部42aの吸着面が、後方を向くように、前面上方保持部42aおよび前面下方保持部42bのそれぞれを支持する。また、支持フレーム45aは、当接部50の第2部分52が上方に向いて延びる態様で当接部50を支持する。前面下方保持部42bおよび当接部50は、展開動作待機時と同じ高さ位置および平面位置にある。
また、前面上方保持部42a、前面下方保持部42b、および当接部50は、それぞれ、折り畳みダンボール箱FBの展開動作終了時(展開動作終了後)に、次のような態様で、折り畳みダンボール箱FBの前面FFの各部を保持する。
前面上方保持部42aは、第2側面C12を水平面に対して垂直または垂直に近い傾きに保持する。言い換えると、前面上方保持部42aは、折り畳みダンボール箱FBから角筒状のダンボール箱TBへの変形完了時、第2側面C12を水平面に対して垂直または垂直に近い傾きに保持する(図9参照)。具体的に、支持フレーム45aの先端部は、展開動作開始後、主部に対する傾きを徐々に変化させ、展開動作終了時、先端部は、主部に対して90°の角度を有する。すなわち、先端部は、水平面に対して起立した姿勢を有する。先端部は、後述する底蓋形成機構16によって角筒状のダンボール箱TBに底蓋BCが形成された後、姿勢を倒す。すなわち、先端部は、ダンボール箱Bが形成された後、姿勢を変え、主部の延びる方向に沿って延びる(図8参照)。
前面下方保持部42bは、第1側面C11を水平面に対して平行または平行に近い傾きに保持する(図9参照)。
当接部50は、フラップC31が、内側(折り曲げ方向)に僅かに折れ曲がった状態になるように、フラップC31に当接する(図10および図13参照)。当接部50は、折り畳みダンボール箱FB(角筒状のダンボール箱TB)のフラップC31に対して下方から当接する。具体的に、当接部50の第1部分51は、第1側面C11が延びる方向に沿って延びる。第2部分52は、第1側面C11が延びる方向に対して交差する方向に延びる。言い換えると、折り畳みダンボール箱FBの展開動作終了時、当接部50の先端は、前面下方保持部42bが第1側面C11に接触する接触面の高さ位置よりも上方に突出した位置にくる。すなわち、当接部50の第2部分52の先端の高さ位置は、前面上方保持部42aおよび前面下方保持部42bの吸着面の高さ位置よりも高い。
(7)特徴
(7−1)
上記実施形態に係る製函装置10は、保持機構40と、移動機構(第3移動機構)45と、制御装置92とを備える。保持機構40は、前面下方保持部(第1保持部)42bおよび前面上方保持部(第2保持部)42aを有する。前面下方保持部42bは、第1側面C11を保持し、前面上方保持部42aは、第2側面C12を保持する。第3移動機構45は、前面下方保持部42bおよび前面上方保持部42aを移動させる。より具体的には、第3移動機構45は、前面下方保持部42bおよび前面上方保持部42aを上方位置から下方位置に移動させる。制御装置92は、折り目部分(第1折り目部分)FP1に沿って、第1側面C11および第2側面C12のうち少なくともいずれか一方を折り曲げて、第1側面C11および第2側面C12によって形成される角度を、0°或いは180°から、90°に近い角度へと変化させるように、第3移動機構45を制御する。保持機構40は、当接部50をさらに有する(図10参照)。当接部50は、第1側面C11に連なる折り畳みダンボール箱FBの部分であるフラップ(第1蓋)C31の位置調整を行う。また、当接部50は、第3移動機構45によって前面下方保持部42bおよび前面上方保持部42aが移動されて折り畳みダンボール箱が展開される際、フラップC31が、折り畳みダンボール箱FBの展開時における内側に折れた状態にするように、フラップC31の位置調整を行う。
上記実施形態に係る製函装置10は、折り畳みダンボール箱FBが展開されて、角筒状のダンボール箱TBに形成された後、隣接するフラップC31〜C34をそれぞれ折り重ねて卍形状の底蓋BCを形成する。また、底蓋BCは、フラップC31〜C34は、所定の位置に設けられた底蓋形成機構16によって形成される。底蓋形成機構16では、複数のフラップ保持部61によって、各フラップC31〜C34の第1端部が保持され、複数のフラップ押し曲げ部62によって、各フラップC31〜34の第2端部が角筒部TPの内側に向かって押し倒される。フラップ保持部61は、各フラップC31〜C34に接触する保持接触面を有する。接触保持面は、水平面あるいは垂直面に対して、角筒部TPを構成する各側面と同様の傾きを有する。したがって、底蓋形成機構16に送られた角筒状のダンボール箱TBについて、各フラップC31〜C34は、水平面あるいは垂直面に対して所定の範囲の傾きであることが求められる。具体的に、角筒状のダンボール箱TBが底蓋形成機構16に送られたとき、各フラップC31〜C34は、水平面あるいは垂直面に対して、各側面と同様の傾きを有する必要がある。
ここで、上記実施形態に係る製函装置10では、展開動作中、折り畳みダンボール箱FBの第1側面C11および第2側面C12が下方に引っ張られながら、角筒状のダンボール箱TBが形成される。すなわち、折り畳みダンボール箱FBは、上方位置から下方位置に移動しながら角筒状のダンボール箱TBになる。このとき、フラップC31〜C34のそれぞれに対し重力方向に大きな力が加わる。その結果、水平面あるいは垂直面に対するフラップC31〜C34の傾きを所定の範囲に留めることが困難である。特に、展開動作終了時に下方位置にくるフラップC31は、重力により、折り目部分FP21に沿って下向きに折れ曲がりやすい。すなわち、フラップC31は、折り曲げ方向と逆の方向に折れ曲がる。特に、製函対象となる折り畳みダンボール箱が繰り返し利用された使用済みの折り畳みダンボール箱である場合、フラップC31が下向きに折れ曲がる程度は、顕著である。この場合、フラップ保持部61およびフラップ押し曲げ部62を角筒状のダンボール箱TBに近接させたとしても、フラップC31が保持接触部および押し曲げ接触部のいずれからも遠い位置にあり、フラップC31を好適に折り曲げることは困難である。すなわち、底蓋BCを形成することができない。
各フラップC31〜C34の傾きを所定の範囲に留めるために、展開動作中、フラップC31〜C34のそれぞれを保持し続けるような構成が考えられる。しかし、展開動作中のフラップC31〜C34のそれぞれを保持する保持部を設ける場合、製函装置の構成が複雑になる。また、取り扱うダンボール箱の大きさを変更する度に、全ての保持部の配置を変更する必要が生じ、作業が煩雑になる。
上記実施形態に係る製函装置10では、底蓋BCの形成時に下方位置にあるフラップC31が、折り畳みダンボール箱FBの展開時における内側に僅かに倒れた状態になるように、当接部50によりフラップC31の位置調整が行われる。具体的には、当接部50がフラップC31に当接することで、フラップC31の位置調整が行われる。すなわち、当接部50は、フラップC31が折り目部分FP21に沿って下向きに折れ曲がらないように、水平面に対するフラップC31の傾きを保持する。それにより、展開動作終了後、フラップC31に隣接するフラップC32,C34の垂直面に対する傾きも所定の範囲に維持することができる。具体的に、折り目部分FP21に沿って内側に僅かに折り曲げられたフラップC31が、折り曲げ方向へのフラップC32,C34の折れ曲がりを規制する。その結果、フラップ保持部61およびフラップ押し曲げ部62が角筒状のダンボール箱TBに近接するよう移動した際、フラップC31〜C34は、保持接触面および押し曲げ接触面に接触可能な位置にくる。これにより、底蓋形成機構16において、適切に底蓋BCを形成することができる。
(7−2)
上記実施形態に係る製函装置10では、保持機構40は、前面下方保持部(第1保持部)42bおよび前面上方保持部(第2保持部)42aを有する。前面下方保持部42bは、折り畳みダンボール箱FBの展開動作終了前、第1側面C11が水平に対して角度を持つように、第1側面C11を保持する。前面上方保持部42aは、折り畳みダンボール箱FBの展開動作終了前、第2側面C12が水平に対して角度を持つように、第2側面C12を保持する。また、前面下方保持部42bは、折り畳みダンボール箱FBの展開動作終了後、第1側面C11を水平に対して平行または平行に近い傾きに保持するように、第3移動機構(移動機構)45によって移動される。また、前面上方保持部42aは、折り畳みダンボール箱FBの展開動作終了後、第2側面C12を水平方向に対して垂直または垂直に近い傾きに保持するように、第3移動機構45によって移動される。これにより、折り畳みダンボール箱FBを高速で角筒状のダンボール箱TBへと展開することができる。
(7−3)
上記実施形態に係る製函装置10では、当接部50は、フラップ(第1蓋)C31に当接することで、当接するフラップC31の位置調整を行う。これにより、比較的簡易な構成で、フラップC31を折り畳みダンボール箱FBの展開時における内側に折れた状態にするように、フラップC31の位置調整を行うことができる。
(7−4)
上記実施形態に係る製函装置10では、フラップ(第1蓋)C31は、折り畳みダンボール箱FBの展開動作終了後、水平面に対して平行または平行に近い傾きを有し、当接部50は、フラップC31に対して下方から当接する。これにより、折り畳みダンボール箱FBを高速で展開した場合にも、簡易な構成で、フラップC31が角筒部TPの外側へ折れ曲がることを防止することができる。
(7−5)
また、上記実施形態に係る製函装置10では、折り畳みダンボール箱FBは、フラップ(第2蓋)C32と、フラップ(第3蓋)C34と、フラップ(第4蓋)C33と有する。折り畳みダンボール箱FBの展開動作中、フラップC32、フラップC33、およびフラップC34は解放された状態である。フラップC32およびフラップC34は、フラップC31に隣接する位置にある。フラップC33は、フラップC31に対向する位置にある。当接部50は、フラップC31の一部分のみに接触する。その結果、当接部50による当接跡が付く箇所を最小にすることができる。
(7−6)
さらに、上記実施形態に係る保持機構40は、前面下方保持部(第1保持部)42b、前面上方保持部(第2保持部)42a、および当接部50を支持する支持フレーム45aを有する。当接部50の先端は、折り畳みダンボール箱FBの展開動作終了後、前面下方保持部42bが第1側面C11に接触する接触面の高さ位置よりも上方に突出した位置にある(図11参照)。その結果、フラップC31が折り目部分FP21に沿って折り曲げ方向に僅かに折り曲げられる。当該フラップC31が、フラップC32およびフラップC34の折り曲げ方向への折れ曲がりを妨げる。これにより、フラップC31に隣接するフラップC32およびフラップC34の角筒部TPの内側への折れ曲がりを防止することができる。
(7−7)
また、上記実施形態に係る当接部50は、フラップ(第1蓋)C31に当接することにより、フラップC31を、第1側面C11およびフラップC31の境界に設けられる折り目部分(第2折り目部分)FP21に沿って、上方に所定の角度θ°傾ける。所定の角度は、0°〜30°である。好ましくは、所定の角度θ°が、5°〜15°である。これにより、フラップC32およびフラップC34の内側への大きな折れ曲がりを確実に防止することができる。
(7−8)
また、上記実施形態に係る製函装置10では、折り畳みダンボール箱FBの展開動作中、フラップ(第2蓋)C32およびフラップ(第3蓋)C34は、重力方向に傾く。当接部50によって当接されたフラップC31は、フラップC32またはフラップC34の重力方向への傾きを抑制する。これにより、フラップC31がフラップC32および/またはフラップC34の内側への折れ曲がりを抑制する。その結果、フラップC33の内側への大きな折れ曲がりも抑制することができる。
(8)変形例
上記実施形態の変形例を以下に示す。なお、下記の変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わされてもよい。
(8−1)変形例A
上記実施形態では、当接部50の先端は、フラップC31に傷がつきにくいように弾性部材で構成する。
ここで、上記構成に代え、当接部50は、当接部50の先端位置がバネによって調整されるような構成を有していてもよい。これによっても、フラップC31に傷がつきにくい構成にすることができる。
さらに、上記実施形態では、当接部50が棒状部材であり、フラップC31に接触する当接部50の先端の面積は小さい。ここで、当接部50の先端の面積を広くしてもよい。例えば、当接部50は、フラップC31の幅方向に延びる先端を有していてもよい。これにより、当接部50からフラップC31に加えられる力が分散されるため、フラップC31に傷がつきにくくなる。
(8−2)変形例B
上記実施形態では、フラップC31が折り曲げ方向に僅かに折れ曲がるように、当接部50がフラップC31に当接する例を図11に示した。当接部50は、上述したように、フラップC31が折り目部分FP21に沿って、折り曲げ方向に所定の角度θ°(0°〜30°)傾くようにフラップC31に接触する。すなわち、当接部50は、フラップC31が、第1側面C11の延びる方向に沿って延びた状態にするように、フラップC31に当接してもよい。すなわち、当接部50は、フラップC31が、水平面に対して平行になるようにフラップC31に当接してもよい。
(8−3)変形例C
上記実施形態では、第3移動機構45は、第1側面C11と第2側面C22とを保持する保持部(第1保持部としての前面下方保持部42bおよび第2保持部としての前面上方保持部42a)を上方位置から下方位置に移動させるが、これに限定されるものではない。
例えば、移送機構13が、第1側面C11および第2側面C22を上方に向けた状態で折り畳みダンボール箱FBを展開機構14に受け渡し、展開機構14が、第1側面C11および第2側面C22を保持する保持部を移動機構により移動させることで折り畳みダンボール箱FBを開くよう構成されている場合、移動機構は、保持部を下方位置から上方位置に移動させるものであってもよい。この場合、当接部50は、折り畳みダンボール箱FBの展開動作終了時に上方に位置する第1側面C11と連なる、第1蓋の一例としてのフラップC31に上方から当接することで、フラップC31が折り畳みダンボール箱FBの展開時における内側に折れた状態になるように位置調整を行うことが好ましい。
(8−4)変形例D
上記実施形態では、当接部50は、前面下方保持部42bにより保持される第1側面C11に連なるフラップC31(第1蓋)に当接し、フラップC31の位置を調整するが、これに限定されるものではない。
例えば、当接部は、フラップC31(第1蓋)の位置を調整することに代え、或いは、フラップC31(第1蓋)の位置を調整することに加え、フラップC33(対向蓋)の位置を調整するように構成されてもよい。フラップC33(対向蓋)は、前面下方保持部42bにより保持される第1側面C11と対向する第3側面C13(対向側面)に連なる折り畳みダンボール箱FBの部分であり、フラップC31(第1蓋)と対向する。例えば、当接部は、フラップC33(対向蓋)に上方から当接することで、フラップC33を第3側面C13(対向側面)の延びる方向に沿って延びた状態、或いは、折り畳みダンボール箱FBの展開時における内側に折れた状態にするように構成される。このように構成されことで、フラップC31の位置を調整した場合と同様に、折り目部分FP23に沿って内側に僅かに折り曲げられたフラップC33により、フラップC32,C34の折り曲げ方向への折れ曲がりを規制することができる。
(8−5)変形例E
上記実施形態では、位置調整部の一例としての当接部50は、フラップC31に当接することで、当接するフラップC31の位置を調整するが、位置調整部はこのような構成に限定されるものではない。
例えば、位置調整部は、空気(圧縮空気)を噴射するエア吹付部150であってもよい(図17および図18参照)。エア吹付部150は、フラップC31(第1蓋)に空気を吹き付けることで、空気を吹き付けるフラップC31の位置調整を行う。具体的に説明する。
エア吹付部150は、支持フレーム45aの主部(支持フレーム45aの前面下方保持部42bが取り付けられた部分)に取り付けられている。エア吹付部150は、支持フレーム45aの主部に取り付けられた前面下方保持部42bが折り畳みダンボール箱FBの第1側面C11を吸着した状態で、空気の吹出口が第1側面C11に連なるフラップC31(第1蓋)に対向するように支持フレーム45aに取り付けられている。エア吹付部150は、支持フレーム45aの主部に取り付けられた、第1側面C11を外側から吸着する前面下方保持部42bの吸着方向に対し、反対方向に空気を噴射するよう構成されている。そのため、前面下方保持部42bが第1側面C11を保持(吸着)した状態で、エア吹付部150が第1側面C11に連なるフラップC31(第1蓋)に空気を吹き付けると、フラップC31は折り畳みダンボール箱FBの展開時における内側に折れた状態に位置調整される。
エア吹付部150は、展開動作開始後であって、展開動作終了前の所定のタイミングで空気の噴射を開始する。例えば、エア吹付部150は、支持フレーム45aの主部が、展開動作開始位置から、第3駆動部45bによって揺動軸45c周りに20度回転されられた時に、空気の噴射を開始し、フラップC31が外側に折れた(下方に傾いた)状態になることを防止する。このように、展開動作終了前から空気をフラップC31に吹きつけることで、展開動作終了時に、確実にフラップC31が外側に折れた状態(下方に傾いた状態)を防止することが容易である。そのため、エア吹付部150を用いて、フラップC32,C34が折り畳みダンボール箱FBの展開時において内側に入り込む状態を防止できる。
10 製函装置
12 積層機構
13 移送機構
14 展開機構
16 底蓋形成機構
40 保持機構
41a 後面上方保持部
41b 後面下方保持部
42a 前面上方保持部(第2保持部)
42b 前面下方保持部(第1保持部)
43 第1移動機構
44 第2移動機構
45 第3移動機構(移動機構)
45a 支持フレーム
50 当接部(位置調整部)
90 箱詰め装置
91 搬送装置
92 制御装置
100 製函箱詰めシステム
150 エア吹付部(位置調整部)
FB 折り畳みダンボール箱
TB 角筒状のダンボール箱
B ダンボール箱
C11 第1側面
C12 第2側面
C13 第3側面(対向側面)
C31 フラップ(第1蓋)
C32 フラップ(第2蓋)
C33 フラップ(第4蓋、対向蓋)
C34 フラップ(第3蓋)
WO2011/119563

Claims (8)

  1. 平面状に折り畳まれたダンボール箱である折り畳みダンボール箱を展開して角筒状のダンボール箱を形成する製函装置であって、
    前記折り畳みダンボール箱が有する四つの側面のうち二つの隣接する側面である第1側面および第2側面を保持する保持部を有する保持機構と、
    前記保持部を移動させる移動機構と、
    前記第1側面および前記第2側面の境界に設けられる第1折り目部分に沿って、前記第1側面および前記第2側面のうち少なくともいずれか一方を折り曲げて、前記第1側面および前記第2側面によって形成される角度を、0°或いは180°から、90°に近い角度へと変化させるように、前記移動機構を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記保持機構は、前記第1側面に連なる前記折り畳みダンボール箱の部分である第1蓋、および、前記第1側面と対向する対向側面に連なる前記折り畳みダンボール箱の部分であり、前記第1蓋と対向する対向蓋、の少なくとも一方の位置調整を行う位置調整部をさらに有し、
    前記位置調整部は、
    前記第1蓋の位置調整を行う場合には、前記保持部が前記第1側面および前記第2側面を保持する時に前記第1蓋に当接し、前記折り畳みダンボール箱の展開動作終了時まで前記第1蓋に当接し続け、前記移動機構によって前記保持部が移動されて前記折り畳みダンボール箱が展開される際、前記第1蓋を前記折り畳みダンボール箱の展開時における内側に折れた状態にするように、前記第1蓋の位置調整を行い、
    前記対向蓋の位置調整を行う場合には、前記保持部が前記第1側面および前記第2側面を保持する時に前記対向蓋に当接し、前記折り畳みダンボール箱の展開動作開始時から展開動作終了時まで前記対向蓋に当接し続け、前記移動機構によって前記保持部が移動されて前記折り畳みダンボール箱が展開される際、前記対向蓋を前記折り畳みダンボール箱の展開時における内側に折れた状態にするように、前記対向蓋の位置調整を行う、
    製函装置。
  2. 前記保持機構は、
    前記第1側面を保持する前記保持部である第1保持部と、
    前記第2側面を保持する前記保持部である第2保持部と
    を有し、
    前記第1保持部は、前記折り畳みダンボール箱の展開動作終了前、前記第1側面が水平に対して角度を持つように、前記第1側面を保持し、
    前記第2保持部は、前記折り畳みダンボール箱の展開動作終了前、前記第2側面が水平に対して角度を持つように、前記第2側面を保持し、
    前記第1保持部は、前記折り畳みダンボール箱の展開動作終了後、前記第1側面を水平に対して平行または平行に近い傾きに保持するように、前記移動機構によって移動され、
    前記第2保持部は、前記折り畳みダンボール箱の展開動作終了後、前記第2側面を水平に対して垂直または垂直に近い傾きに保持するように、前記移動機構によって移動される、
    請求項1に記載の製函装置。
  3. 前記位置調整部は、少なくとも前記第1蓋の位置調整を行い、
    前記第1蓋は、前記折り畳みダンボール箱の展開動作終了後、水平に対して平行または平行に近い傾きを有し、
    前記位置調整部は、前記第1蓋に対して下方から当接する、
    請求項に記載の製函装置。
  4. 前記折り畳みダンボール箱は、前記第1蓋に隣接する位置にある第2蓋および第3蓋をさらに有し、
    前記折り畳みダンボール箱の展開動作中、前記第2蓋および前記第3蓋は解放された状態である、
    請求項に記載の製函装置。
  5. 前記保持機構は、前記第1保持部、前記第2保持部、および前記位置調整部を支持する支持フレームをさらに有し、
    前記第1蓋に当接する前記位置調整部の先端は、前記折り畳みダンボール箱の展開動作終了後、前記第1保持部が前記第1側面に接触する接触面の高さ位置よりも上方に突出した位置にある、
    請求項に記載の製函装置。
  6. 前記位置調整部は、前記第1蓋に当接することにより、前記第1蓋を、前記第1側面および前記第1蓋の境界に設けられる第2折り目部分に沿って、上方に0〜30°傾ける、
    請求項からのいずれか1項に記載の製函装置。
  7. 前記折り畳みダンボール箱の展開動作中、前記第2蓋および前記第3蓋は、重力方向に傾き、
    前記位置調整部によって当接された前記第1蓋は、前記第2蓋または前記第3蓋の前記重力方向への傾きを抑制する、
    請求項又はに記載の製函装置。
  8. 前記第1蓋および前記対向蓋を含む蓋を、卍形状の底蓋に形成する底蓋形成機構を更に備える、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の製函装置。
JP2015557733A 2014-01-20 2014-12-08 製函装置 Active JP6356701B2 (ja)

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