JP6967781B2 - 箱詰め装置 - Google Patents

Description

本発明は、箱の中に物品を詰め込むための箱詰め装置に関する。

従来、特許文献１（特開２００４−１５５４２８号公報）に開示されているように、箱の中に物品を詰め込むための箱詰め装置が知られている。この箱詰め装置は、開口が横に向いている状態で運ばれてきた箱の中に物品を押し込んだ後、箱を下降させ、先ほど押し込んだ物品より上方においてさらに物品を箱の中に押し込む。すなわち、この箱詰め装置は、物品を箱の中に押し込む動作と、箱を下降させる動作とを繰り返し行うことで、箱の中に物品を詰め込む。

しかし、物品が密閉された袋である場合、物品が箱の中に押し込まれる際に、物品が箱から飛び出さないようにストッパによって物品が圧縮されることがある。この場合、箱を下降させる際において、ストッパから解放された物品が膨張して箱から少し飛び出すことがある。そして、箱から飛び出した部分が引っかかって箱の中で物品が回転してしまうおそれがある。その結果、物品が正常に箱詰めされず、物品が破損してしまう可能性がある。

本発明の目的は、箱の中に物品を詰め込む際に、箱の中で物品が回転してしまう不具合の発生を抑制する、信頼性の高い箱詰め装置を提供することである。

本発明に係る箱詰め装置は、押し込み機構と、保持機構と、ガイドと、制御部とを備える。押し込み機構は、開口が横に向いている状態の箱に物品を開口から押し込む。保持機構は、開口が横に向いている状態の箱を保持し、押し込み機構によって物品が押し込まれた後に箱を下降させる。ガイドは、開口と対向し、保持機構によって下降させられた箱の開口から物品が落下することを防ぐための部材である。制御部は、押し込み機構によって物品が押し込まれた後に、箱とガイドとの間の距離を一時的に大きくする。

本発明に係る箱詰め装置は、開口が横に向いている状態の箱に物品を押し込んだ後、箱をガイドから一時的に離すことで、箱の中で物品が膨らんだ場合に物品がガイドに引っかかり回転することを抑制する。従って、本発明に係る箱詰め装置は、信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る箱詰め装置では、制御部は、開口が上を向くように箱を一時的に傾けることが好ましい。

この場合、箱詰め装置は、箱を傾けるだけで、箱をガイドから一時的に離すことができる。

また、本発明に係る箱詰め装置は、シャッタをさらに備えることが好ましい。シャッタは、押し込み機構が物品を箱に押し込んでいる間に、箱の内部に一時的に挿入される部材である。押し込み機構は、シャッタの上に載っている物品を箱に押し込む。

この場合、箱詰め装置は、シャッタを用いることで、箱に物品をスムーズに押し込むことができる。

また、本発明に係る箱詰め装置では、制御部は、箱とガイドとの間の距離を一時的に大きくする前にシャッタを箱から出し、箱とガイドとの間の距離を一時的に大きくした後に保持機構を制御して箱を下降させ、箱とガイドとの間の距離を戻した後にシャッタを箱の内部に挿入することが好ましい。

この場合、箱詰め装置は、シャッタを適切なタイミングで出し入れすることで、箱とガイドとの間の距離を適切に制御することができる。

また、本発明に係る箱詰め装置では、制御部は、箱とガイドとの間の距離を戻した後にシャッタを箱の内部に挿入した後、箱に押し込まれた物品がシャッタと接触する位置まで箱を上昇させることが好ましい。

この場合、箱詰め装置は、箱の中に物品を効率的に詰め込むことができる。

また、本発明に係る箱詰め装置は、回転機構をさらに備えることが好ましい。回転機構は、開口が横に向いている状態と、開口が上に向いている状態との間を切り替えるために箱を回転させる。制御部は、回転機構を制御して、箱とガイドとの間の距離を一時的に大きくする。

この場合、箱詰め装置は、回転機構を用いて、箱とガイドとの間の距離を容易に制御することができる。

また、本発明に係る箱詰め装置では、回転機構は、箱の回転速度を制御するためのサーボモータを有することが好ましい。

この場合、箱詰め装置は、回転機構のサーボモータを用いて、箱とガイドとの間の距離を容易に制御することができる。

また、本発明に係る箱詰め装置では、ガイドは、上方に行くほど箱から離れている形状を有していることが好ましい。

この場合、箱詰め装置は、箱の中で物品が膨らんだ場合に物品がガイドに引っかかり回転することを抑制することができる。

本発明に係る箱詰め装置は、箱の中に物品を詰め込む際に、箱の中で物品が回転してしまう不具合の発生を抑制することで、信頼性の向上を期待することができる。

本発明の一実施形態に係る箱詰め装置１０の模式的な正面図である。 箱詰め装置１０で使用されるダンボール箱Ｃを、閉じられた底蓋Ｂ側から見た図である。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。落下機構２０によってダンボール箱Ｃの高さ位置が変更された状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃの中に１段目の物品Ａが投入される直前の状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃの中に１段目の物品Ａが投入された直後の状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃの中に２段目の物品Ａが投入される直前の状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃの中に２段目の物品Ａが投入された直後の状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃの中に３段目の物品Ａが投入される直前の状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃの中に３段目の物品Ａが投入された直後の状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。箱搬送機構９０によって、物品Ａが箱詰めされたダンボール箱Ｃが搬送される状態を表す。 箱詰めユニット２のブロック図である。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃの中に１段目の物品Ａが投入された直後の状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃの中からシャッタが取り出された状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃが傾けられた状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。傾けられた状態のダンボール箱Ｃが下方に移動された状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。傾けられた状態のダンボール箱Ｃの姿勢が元に戻された状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃの中にシャッタが再び挿入された状態を表す。 箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。ダンボール箱Ｃが上方にわずかに移動された状態を表す。 ダンボール箱Ｃの内部で膨らんだ物品Ａがガイド７０に引っかかって回転している状態を表す図である。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明される実施形態は、本発明の具体例の一つであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）箱詰め装置の構成及び動作
図１は、本発明の一実施形態に係る箱詰め装置１０の概略図である。箱詰め装置１０は、例えば、食品工場のラインに設置され、食品工場のラインで生産された物品Ａを箱詰めして梱包するための装置である。箱詰め装置１０は、梱包対象物である物品Ａが次々と送られてくる場所に置かれたダンボール箱Ｃの中に、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐから、複数の物品Ａを投入して箱詰めする。物品Ａは、例えば、ポテトチップス等の食品が包材によって包装された袋である。

箱詰め装置１０は、主として、製箱ユニット１と、箱詰めユニット２と、閉箱ユニット３とを備える。図１は、箱詰め装置１０の模式的な正面図である。

以下の説明では、方向及び位置を説明するために、上、下、左、右、前（正面）、後（背面）等の用語が用いられる。これらの用語は、特に断りの無い場合、図面中に矢印で示された上、下、左、右、前、後を意味する。なお、「右」は、前側から箱詰め装置１０を見た場合の右側であり、「左」は、前側から箱詰め装置１０を見た場合の左側である。

（１−１）製箱ユニット
製箱ユニット１は、折りたたまれた状態のダンボール箱ＣであるダンボールシートＳを開き、ダンボール箱Ｃの底蓋Ｂを閉じてテープＴで止め、一方の側のみが開口するダンボール箱Ｃを製造する。図２は、ダンボール箱Ｃを、閉じられた底蓋Ｂの側から見た図である。底蓋Ｂと対向する上蓋側のフラップＣ２１〜Ｃ２４は、外側に開かれた状態にある。ダンボール箱Ｃの開かれた上蓋側は、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐに相当する。

製箱ユニット１によって製造されたダンボール箱Ｃは、コンベア（図示せず）によって箱詰めユニット２まで搬送される。製箱ユニット１は、製造したダンボール箱Ｃを箱詰めユニット２に次々に送る。

（１−２）箱詰めユニット
箱詰めユニット２は、ダンボール箱Ｃの中に複数の物品Ａを投入して箱詰めする。図３Ａ〜図３Ｈは、箱詰めユニット２の動作について説明するための図である。図３Ａ〜図３Ｈは、図１に示される箱詰め装置１０の箱詰めユニット２の近傍を右側から見た模式図である。図３Ａ〜図３Ｈにおいて、箱詰めユニット２によって、ダンボール箱Ｃの中には、物品Ａが１列ずつ６回投入される。ダンボール箱Ｃの中に一度に投入される１列の物品Ａは、１個の物品Ａ、または、左右方向に並べられた複数個の物品Ａからなる。１列当たりの物品Ａの数が複数であっても、図３Ｂ〜図３Ｈでは、一番右側に位置している物品Ａのみが示されている。図３Ｇに示されるように、全部で６列の物品Ａが投入された直後のダンボール箱Ｃの中には、１段当たり２列の物品Ａが上下方向に３段重なった状態で箱詰めされている。なお、ダンボール箱Ｃの中に投入される物品Ａの総数、１列当たりの物品Ａの数、及び、１段当たりの物品Ａの列数は、ダンボール箱Ｃ及び物品Ａの寸法に基づいて適宜に決定される。

箱詰めユニット２には、開口Ｏｐが横を向いた状態のダンボール箱Ｃが、製箱ユニット１のコンベアによって供給される。具体的には、箱詰めユニット２には、箱詰め装置１０の正面側に底蓋Ｂが形成され、かつ、箱詰め装置１０の背面側に開口Ｏｐが形成されたダンボール箱Ｃが供給される。

箱詰め装置１０で使用されるダンボール箱Ｃは、図２に示されるように、環状に連結された４つの側面Ｃ１１〜Ｃ１４と、４つの側面Ｃ１１〜Ｃ１４から前後にそれぞれ延びている８つの平板状のフラップＣ２１〜Ｃ２８とを有する。フラップＣ２１及びフラップＣ２５は、それぞれ、側面Ｃ１１の背面側及び正面側から延びている。フラップＣ２２及びフラップＣ２６は、それぞれ、側面Ｃ１２の背面側及び正面側から延びている。フラップＣ２３及びフラップＣ２７は、それぞれ、側面Ｃ１３の背面側及び正面側から延びている。フラップＣ２４及びフラップＣ２８は、それぞれ、側面Ｃ１４の背面側及び正面側から延びている。

箱詰めユニット２に供給される時点で、箱詰め装置１０の正面側のフラップＣ２５〜Ｃ２８は、製箱ユニット１によって閉じられてテープＴで止められており、底蓋Ｂが形成されている。一方、箱詰めユニット２に供給される時点で、箱詰め装置１０の背面側のフラップＣ２１〜Ｃ２４は、外側に開いている。すなわち、箱詰めユニット２に供給されるダンボール箱Ｃは、開口Ｏｐを後方（背面側）に向けている。ダンボール箱Ｃは、箱詰めユニット２に、図３Ａ〜図３Ｈに示されるように側面Ｃ１４を下側に向けた状態で供給される。

箱詰めユニット２は、主として、落下機構２０と、保持機構３０と、回転機構４０と、押し込み機構５０と、シャッタ６０と、ガイド７０と、物品搬送機構８０と、箱搬送機構９０とを有する。

落下機構２０は、製箱ユニット１から次々と供給されるダンボール箱Ｃを落下させる。落下機構２０によって、ダンボール箱Ｃは、側面部Ｃ１４を下に向け、かつ、開口Ｏｐを後方に向けた状態で落下する。

保持機構３０は、物品Ａがダンボール箱Ｃの中に箱詰めされる場所において、落下機構２０によって落下させられたダンボール箱Ｃを保持する。また、保持機構３０は、物品Ａが箱詰めされたダンボール箱Ｃを、物品Ａが箱詰めされた場所から、箱搬送機構９０のコンベアベルト上に移動させる。保持機構３０は、ダンボール箱Ｃを所定の軸周りに回転させる機構を有する。

回転機構４０は、図３Ａ〜図３Ｇに示されるように開口Ｏｐが横（後方）に向いている状態と、図３Ｈに示されるように開口Ｏｐが上に向いている状態との間を切り替えるために、ダンボール箱Ｃを回転させる。ダンボール箱Ｃを回転させるための回転軸は、前後方向に沿っている。

押し込み機構５０は、保持機構３０によって保持されているダンボール箱Ｃに、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐから、物品搬送機構８０によって搬送された物品Ａを投入する。押し込み機構５０は、押し出し板を用いて物品Ａを前方に押し出すことで、ダンボール箱Ｃの中に物品Ａを投入する。

シャッタ６０は、ダンボール箱Ｃに物品Ａが投入される際に、既にダンボール箱Ｃの中に投入されている物品Ａが、物品Ａの投入の妨げとなることを抑制するための板状部材である。シャッタ６０は、エアシリンダ等によって前後方向に駆動することで、ダンボール箱Ｃの中に挿入されたり、ダンボール箱Ｃの中から取り出されたりする。

ガイド７０は、開口Ｏｐが横に向いた状態のダンボール箱Ｃから、既にダンボール箱Ｃの中に投入された物品Ａがこぼれて落下することを防止する。図３Ａ〜図３Ｈに示されるように、ガイド７０は、前面の上端部に傾斜部を有する。傾斜部は、上方に行くほど後方に向かう形状を有している。すなわち、傾斜部は、上方に行くほど、ダンボール箱Ｃから離れる形状を有している。

物品搬送機構８０は、ダンボール箱Ｃに投入される前の物品Ａを搬送する。物品搬送機構８０は、押し込み機構５０の押し出し板の前方に物品Ａが搬送されるように、所定のタイミングでコンベアベルトによって物品Ａを搬送する。

箱搬送機構９０は、保持機構３０によって移動させられたダンボール箱Ｃであって、開口Ｏｐが上方を向いた状態のダンボール箱Ｃを、コンベアベルトによって水平方向に搬送して、閉箱ユニット３に供給する。

（１−３）閉箱ユニット
閉箱ユニット３は、箱詰めユニット２の箱搬送機構９０から供給され、開口Ｏｐが上方を向いたダンボール箱ＣのフラップＣ２１〜Ｃ２４を閉じ、テープ等で止めて、上蓋を形成する。閉箱ユニット３によって上蓋が形成されたダンボール箱Ｃは、箱詰め装置１０から搬出される。

（２）箱詰めユニットの構成及び動作
箱詰めユニット２の詳細な構成について説明する。図４は、箱詰めユニット２のブロック図である。箱詰めユニット２は、制御部１００を有する。制御部１００は、落下機構２０、保持機構３０、回転機構４０、押し込み機構５０、シャッタ６０、物品搬送機構８０及び箱搬送機構９０等の、箱詰めユニット２の各要素に接続されている。また、制御部１００は、製箱ユニット１及び閉箱ユニット３にも接続されている。制御部１００は、主として、箱詰めユニット２の各要素の制御を行うと共に、箱詰めユニット２の各要素と各種情報の授受を行う。制御部１００は、例えば、マイクロコンピュータである。制御部１００は、図４に示されるように、記憶部１０１及び演算部１０２を含む。記憶部１０１は、主として、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等によって構成されている。演算１０２は、主としてＣＰＵによって構成されている。

制御部１００は、回転機構４０を制御して、ダンボール箱Ｃの姿勢を調節する。具体的には、制御部１００は、開口Ｏｐが横に向いている状態と、開口Ｏｐが上に向いている状態との間の任意の姿勢になるように、ダンボール箱Ｃの角度を制御する。回転機構４０は、サーボモータ４１を有している。制御部１００は、サーボモータ４１を制御して、ダンボール箱Ｃの角度を変更する際に、ダンボール箱Ｃの回転速度を制御する。

図３Ａ〜図３Ｈを参照しながら、箱詰めユニット２の詳細な動作について説明する。最初に、図３Ａに示されるように、開口Ｏｐが横を向いている状態のダンボール箱Ｃが落下機構２０によって落下され、ダンボール箱Ｃの高さ位置が変更される。具体的には、ダンボール箱Ｃは、右側のフラップＣ２１及び左側のフラップＣ２３が支持されながら、所定の高さ位置まで落下する。

次に、図３Ｂに示されるように、保持機構３０が、ダンボール箱Ｃの側面Ｃ１４と接触する位置まで移動する。このとき、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐは横を向いており、ダンボール箱Ｃの側面Ｃ１４は下側に位置している。保持機構３０は、ダンボール箱Ｃの側面Ｃ１４に吸着し、ダンボール箱Ｃを保持した状態で、ダンボール箱Ｃを上下方向に移動させることができる。また、後述するように、保持機構３０は、ダンボール箱Ｃを保持した状態で、ダンボール箱Ｃを所定の軸周りに回転させることができる。制御部１００は、保持機構３０を制御してダンボール箱Ｃを上下方向に移動させて、図３Ｂに示されるように、ダンボール箱Ｃの中に１段目の２列の物品Ａを１列ずつ押し込むことができる位置までダンボール箱Ｃを移動させる。また、制御部１００は、シャッタ６０を制御して、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐからシャッタ６０を挿入して、ダンボール箱Ｃの底蓋Ｂの近傍までシャッタ６０を押し込む。また、制御部１００は、押し込み機構５０を制御して、押し込み機構５０の押し出し板を後方に移動させる。そして、物品搬送機構８０によって、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐの後方、かつ、押し込み機構５０の押し出し板の前方に、ダンボール箱Ｃに押し込まれる物品Ａが１列分ずつ搬送される。

次に、図３Ｂの矢印で示されるように、制御部１００は、押し込み機構５０を制御して、押し込み機構５０の押し出し板を前方に移動させて、物品搬送機構８０によって搬送された１列目の物品Ａを前方に押し出す。その後、制御部１００は、同じ制御を繰り返して、物品搬送機構８０によって搬送された２列目の物品Ａを前方に押し出す。これにより、２列分の物品Ａが、図３Ｃに示されるように、シャッタ６０の上に載せられながら、ダンボール箱Ｃの中に押し込まれる。その結果、ダンボール箱Ｃの中に、１段目の２列の物品Ａが投入される。

次に、保持機構３０が、ダンボール箱Ｃを下方に移動させる。具体的には、制御部１００は、保持機構３０を制御してダンボール箱Ｃを下方に移動させることで、図３Ｄに示されるように、ダンボール箱Ｃに２段目の２列の物品Ａを１列ずつ押し込むことができる位置までダンボール箱Ｃを移動させる。保持機構３０がダンボール箱Ｃを下方に移動させる前に、制御部１００は、シャッタ６０を制御して、シャッタ６０をダンボール箱Ｃの中から取り出す。保持機構３０がダンボール箱Ｃを下方に移動させた後は、制御部１００は、シャッタ６０を制御して、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐからシャッタ６０を再び挿入する。また、制御部１００は、押し込み機構５０を制御して、押し込み機構５０の押し出し板を後方に移動させる。そして、物品搬送機構８０によって、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐの後方、かつ、押し込み機構５０の押し出し板の前方に、ダンボール箱Ｃに押し込まれる物品Ａが１列分ずつ再び搬送される。なお、ダンボール箱Ｃを下方に移動させる動作の詳細については後述する。

次に、図３Ｄの矢印で示されるように、制御部１００は、押し込み機構５０を制御して、押し込み機構５０の押し出し板を前方に移動させて、物品搬送機構８０によって搬送された１列目の物品Ａを前方に押し出す。その後、制御部１００は、同じ制御を繰り返して、物品搬送機構８０によって搬送された２列目の物品Ａを前方に押し出す。これにより、２列分の物品Ａが、図３Ｅに示されるように、シャッタ６０の上に載せられながら、ダンボール箱Ｃの中に押し込まれる。その結果、ダンボール箱Ｃの中に、２段目の２列の物品Ａが投入される。２段目の２列の物品Ａは、１段目の２列の物品Ａの上方に位置している。

次に、保持機構３０が、ダンボール箱Ｃを下方に移動させる。具体的には、制御部１００は、保持機構３０を制御してダンボール箱Ｃを下方に移動させることで、図３Ｆに示されるように、ダンボール箱Ｃに３段目の２列の物品Ａを１列ずつ押し込むことができる位置までダンボール箱Ｃを移動させる。保持機構３０がダンボール箱Ｃを下方に移動させる前に、制御部１００は、シャッタ６０を制御して、シャッタ６０をダンボール箱Ｃの中から取り出す。保持機構３０がダンボール箱Ｃを下方に移動させた後は、制御部１００は、シャッタ６０を制御して、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐからシャッタ６０を再び挿入する。また、制御部１００は、押し込み機構５０を制御して、押し込み機構５０の押し出し板を後方に移動させる。そして、物品搬送機構８０によって、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐの後方、かつ、押し込み機構５０の押し出し板の前方に、ダンボール箱Ｃに押し込まれる物品Ａが１列分ずつ再び搬送される。

次に、図３Ｆの矢印で示されるように、制御部１００は、押し込み機構５０を制御して、押し込み機構５０の押し出し板を前方に移動させて、物品搬送機構８０によって搬送された１列目の物品Ａを前方に押し出す。その後、制御部１００は、同じ制御を繰り返して、物品搬送機構８０によって搬送された２列目の物品Ａを前方に押し出す。これにより、２列分の物品Ａが、図３Ｇに示されるように、シャッタ６０の上に載せられながら、ダンボール箱Ｃの中に押し込まれる。その結果、ダンボール箱Ｃの中に、３段目の２列の物品Ａが投入される。３段目の２列の物品Ａは、２段目の２列の物品Ａの上方に位置している。このとき、ダンボール箱Ｃの中には、全部で６列の物品Ａが３段に箱詰めされている。

次に、制御部１００は、シャッタ６０を制御して、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐからシャッタ６０を取り出す。次に、制御部１００は、保持機構３０を制御して、ダンボール箱Ｃを下方に移動させながら、回転機構４０を制御して、ダンボール箱Ｃを９０°回転させる。これにより、ダンボール箱Ｃは、開口Ｏｐが横を向いている状態から、開口Ｏｐが上を向いている状態に移行する。次に、制御部１００は、保持機構３０を制御して、ダンボール箱Ｃを移動させ、図３Ｈに示されるように、ダンボール箱Ｃを箱搬送機構９０のコンベアベルトの上に載せる。次に、制御部１００は、保持機構３０によるダンボール箱Ｃの保持を解除する。次に、ダンボール箱Ｃは、箱搬送機構９０によって搬送される。これにより、６列の物品Ａが収容されたダンボール箱Ｃは、箱詰めユニット２から閉箱ユニット３に搬送される。

このように、箱詰めユニット２は、ダンボール箱Ｃの内部に、物品Ａを多段に投入する。具体的には、箱詰めユニット２は、ダンボール箱Ｃを上下方向に移動させながら、ダンボール箱Ｃの内部に、物品Ａを１列ずつ６回押し込む。また、箱詰めユニット２は、ダンボール箱Ｃの内部に、１段当たり物品Ａを２回押し込む。そのため、ダンボール箱Ｃを上下方向に移動させて物品Ａが投入される位置（段）を変更する動作は、ダンボール箱Ｃの中に箱詰めされた物品Ａの段数（３段）と同じ数だけ行われる。

次に、１段目又は２段目の物品Ａをダンボール箱Ｃの中に押し込んだ後に、次の段の物品Ａを押し込むために、保持機構３０が、ダンボール箱Ｃを下方に移動させる動作の詳細について説明する。図５Ａ〜図５Ｇは、保持機構３０が、１段目の２列の物品Ａが収容されたダンボール箱Ｃを下方に移動させる動作を説明するための図である。図５Ａ〜図５Ｇは、図３Ｃと図３Ｄとの間の状態を表す。

図５Ａは、図３Ｃと同じ状態を表し、ダンボール箱Ｃの中に１段目の２列の物品Ａが投入された直後の状態を表す。次に、図５Ｂに示されるように、ダンボール箱Ｃを下方に移動させるために、ダンボール箱Ｃの中からシャッタ６０が一旦取り出される。このとき、制御部１００は、シャッタ６０を制御して、シャッタ６０を後方に移動させて、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐからシャッタ６０を取り出す。

次に、図５Ｃに示されるように、ダンボール箱Ｃが所定の角度だけ回転して傾斜した状態になる。このとき、制御部１００は、回転機構４０及びサーボモータ４１を制御して、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐが上方を向くように、ダンボール箱Ｃを所定の角度だけ回転させる。図５Ａ〜図５Ｇにおいて、ダンボール箱Ｃは、回転軸３２を中心に回転する。図５Ａ〜図５Ｇに示されるように、ダンボール箱Ｃは、右側から見た場合に反時計回りに回転する。ダンボール箱Ｃの回転角度は、例えば、５°〜３０°である。回転して傾斜した状態のダンボール箱Ｃでは、上方のフラップＣ２２が、下方のフラップＣ２４よりも、前方に位置している。ダンボール箱Ｃをこのように傾斜させる目的は、ダンボール箱Ｃとガイド７０との間の距離を一時的に大きくするためである。これにより、ダンボール箱Ｃの中に既に収容されている物品Ａが、ガイド７０の前面から離れるので、後述するように、ダンボール箱Ｃの中の物品Ａがガイド７０と接触することが抑制される。

次に、図５Ｄに示されるように、ダンボール箱Ｃが下方に移動する。このとき、制御部１００は、保持機構３０を制御して、傾斜した状態のまま、ダンボール箱Ｃを上下方向に沿って下方に移動させる。ダンボール箱Ｃの上下方向の移動量は、ダンボール箱Ｃの中に収容される物品Ａの上下方向の寸法と同じか、ほぼ同じである。

次に、図５Ｅに示されるように、ダンボール箱Ｃが所定の角度だけ回転して、ダンボール箱Ｃの姿勢が元に戻される。このとき、制御部１００は、回転機構４０及びサーボモータ４１を制御して、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐが横（後方）を向くように、ダンボール箱Ｃを所定の角度だけ回転させる。図５Ａ〜図５Ｇに示されるように、ダンボール箱Ｃは、右側から見た場合に時計回りに回転する。ダンボール箱Ｃの回転角度は、ダンボール箱Ｃを傾斜させた時の回転角度と同じになる。そのため、この回転動作により、ダンボール箱Ｃは、傾斜していない状態に戻る。図５Ｂに示される傾斜する前のダンボール箱Ｃと、図５Ｅに示される下方に移動したダンボール箱Ｃとは、上下方向の位置のみが異なる。すなわち、ダンボール箱Ｃの前後方向の位置は、図５Ｂと図５Ｅにおいて同じである。

次に、図５Ｆに示されるように、ダンボール箱Ｃの中にシャッタ６０が挿入される。このとき、制御部１００は、シャッタ６０を制御して、シャッタ６０を前方に移動させて、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐからシャッタ６０を挿入する。このとき、シャッタ６０の高さ位置は、ダンボール箱Ｃに収容されている１段目の物品Ａよりも上方に位置している。すなわち、ダンボール箱Ｃの中において、１段目の物品Ａとシャッタ６０との間には隙間が存在する。

次に、図５Ｇに示されるように、ダンボール箱Ｃが上昇する。このとき、制御部１００は、保持機構３０を制御して、ダンボール箱Ｃを上下方向に沿って上方に移動させる。ダンボール箱Ｃの上下方向の移動量は、ダンボール箱Ｃの中の１段目の物品Ａとシャッタ６０との間の隙間の上下方向の寸法と同じか、ほぼ同じである。この動作によって、ダンボール箱Ｃの中の１段目の物品Ａとシャッタ６０の間の隙間がゼロになる。すなわち、ダンボール箱Ｃの中において、１段目の物品Ａとシャッタ６０とが互いに接触している状態になる。

次に、制御部１００は、押し込み機構５０を制御して、押し込み機構５０の押し出し板を後方に移動させる。そして、物品搬送機構８０によって、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐの後方、かつ、押し込み機構５０の押し出し板の前方に、次にダンボール箱Ｃに押し込まれる１列分の物品Ａが搬送される。これにより、図３Ｄに示される状態になる。

なお、図５Ａ〜図５Ｇを参照しながら説明した以上の動作は、保持機構３０が、１段目の２列の物品Ａが収容されたダンボール箱Ｃを下方に移動させて、２段目の２列の物品Ａをダンボール箱Ｃの中に収容する準備のための動作である。しかし、図５Ａ〜図５Ｇに示される動作は、２段目の２列の物品Ａが収容されたダンボール箱Ｃを下方に移動させて、３段目の２列の物品Ａをダンボール箱Ｃの中に収容する準備のための動作にも適用することができる。

（３）特徴
（３−１）
箱詰め装置１０は、図５Ｂ及び図５Ｃに示されるように、開口Ｏｐが横に向いている状態のダンボール箱Ｃに物品Ａを押し込んだ後、ダンボール箱Ｃを下方に移動させている間に、ダンボール箱Ｃをガイド７０から一時的に離す動作を行う。具体的には、箱詰め装置１０は、図５Ｃに示されるようにダンボール箱Ｃがガイド７０から離れている状態のまま、図５Ｄに示されるようにダンボール箱Ｃを上下方向に沿って下方に移動させ、その後、図５Ｅに示されるようにダンボール箱Ｃをガイド７０に近付ける。

箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃをガイド７０から一時的に離す動作によって、ダンボール箱Ｃを下方に移動させている間にダンボール箱Ｃの中で物品Ａが膨らんだ場合に、物品Ａがガイド７０等に引っかかって回転することを抑制する。例えば、ダンボール箱Ｃの同じ段に投入された２列の物品Ａの前後方向の寸法の合計が、ダンボール箱Ｃの前後方向の寸法よりも長い場合、押し込み機構５０によってダンボール箱Ｃの同じ段に投入された直後の２列の物品Ａは、前後方向に圧縮された状態になる。その状態で、ダンボール箱Ｃを下方に移動すると、図６に示されるように圧縮された物品Ａが押し込み機構５０から解放される。これにより、圧縮された物品Ａが前後方向に膨らむことがある。図６は、ダンボール箱Ｃの内部で膨らんだ物品Ａがガイド７０に引っかかって回転している状態を表す図である。図６に示される状態になると、ダンボール箱Ｃ及びシャッタ６０等に挟まれて物品Ａが圧縮されるおそれがある。物品Ａが、ポテトチップス等の食品が包材によって包装された袋である場合、物品Ａが圧縮されると、包材の中の食品が破損するおそれがある。

箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃをガイド７０から一時的に離す動作によって、ダンボール箱Ｃの中で物品Ａが膨らんでも、物品Ａがガイド７０と接触しないようにする。従って、箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃの中に物品Ａを詰め込む際に、ダンボール箱Ｃの中で物品Ａが回転してしまう不具合の発生を抑制することで、信頼性を向上させることができる。また、これにより、箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃの中に物品Ａが正常に箱詰めされない状態の発生を抑制することができる。

（３−２）
箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃを下方に移動させている間に、ダンボール箱Ｃをガイド７０から一時的に離す動作を行うために、ダンボール箱Ｃの開口Ｏｐが上を向くようにダンボール箱Ｃを一時的に傾ける。具体的には、箱詰め装置１０は、回転機構４０を用いてダンボール箱Ｃを傾けることで、ダンボール箱Ｃをガイド７０から一時的に離すことができる。回転機構４０は、図３Ｈに示されるように、物品Ａが詰め込まれたダンボール箱Ｃを箱搬送機構９０のコンベアベルトの上に載せるためにも用いられる。従って、箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃを箱搬送機構９０のコンベアベルトの上に載せるための回転機構４０を用いて、ダンボール箱Ｃを傾けるだけで、ダンボール箱Ｃをガイド７０から一時的に離す動作を容易に実行することができる。また、箱詰め装置１０は、回転機構４０のサーボモータ４１を用いて、ダンボール箱Ｃの回転角度を細かく設定及び制御することで、ダンボール箱Ｃとガイド７０との間の距離を適切なタイミングで容易に制御することができる。

（３−３）
箱詰め装置１０は、図５Ｆに示されるように、ダンボール箱Ｃとガイド７０との間の距離を元に戻してシャッタ６０をダンボール箱Ｃの内部に再び挿入した後、図５Ｇに示されるように、ダンボール箱Ｃに押し込まれた物品Ａがシャッタ６０と接触する位置までダンボール箱Ｃを上昇させる。図５Ｆに示される状態では、ダンボール箱Ｃに押し込まれた物品Ａとシャッタ６０との間には隙間が形成されている。この状態で、隙間の寸法だけダンボール箱Ｃを上昇させることで、図５Ｇに示されるように、ダンボール箱Ｃに押し込まれた物品Ａがシャッタ６０と接触するようになる。これにより、図３Ｆに示されるようにダンボール箱Ｃの中に３段目の物品Ａを投入する際に、ダンボール箱Ｃの上側の側面Ｃ１２に物品Ａが当たって、物品Ａがスムーズにダンボール箱Ｃの中に投入されない事態の発生が抑制される。従って、箱詰め装置１０は、上記の動作によって、ダンボール箱Ｃの中に物品Ａを効率的に詰め込むことができる。

（３−４）
箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃの中に既に投入された物品Ａがこぼれて落下することを防止するためのガイド７０を備える。図３Ａ〜図３Ｈに示されるように、ガイド７０は、前面の上端部に傾斜部を有する。傾斜部は、上方に行くほど、ダンボール箱Ｃから離れる形状を有している。ガイド７０の傾斜部によって、ダンボール箱Ｃの中で物品Ａが膨らんだ場合に物品Ａがガイド７０に引っかかって回転することがある程度抑制される。ガイド７０の傾斜部がない場合、ダンボール箱Ｃが下方に移動する際に、膨らんだ物品Ａの角部が、例えば、押し込み機構５０の押し出し板とガイド７０との間の隙間に引っかかるおそれがある。ガイド７０の傾斜部がある場合、ダンボール箱Ｃが下方に移動する際に、物品Ａのこのような引っかかりの発生が抑制される。

（４）変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

箱詰め装置１０の変形例について説明する。実施形態の箱詰め装置１０は、図５Ｃに示されるように、ダンボール箱Ｃを所定の角度だけ回転させて傾斜した状態にし、その後、図５Ｄに示されるように、ダンボール箱Ｃを上下方向に沿って下方に移動させ、その後、図５Ｅに示されるように、ダンボール箱Ｃを所定の角度だけ再び回転させてダンボール箱Ｃの姿勢を元に戻す。しかし、箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃを下方に移動させる際に、ダンボール箱Ｃを一時的に傾斜させる動作の他に、ダンボール箱Ｃに対して他の動作をさらに行ってもよい。

例えば、箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃを所定の角度だけ回転させて傾斜した状態にした後、ダンボール箱Ｃを所定の距離だけ前方に移動させてガイド７０から離す動作を行ってもよい。この場合、箱詰め装置１０は、次に、ダンボール箱Ｃを上下方向に沿って下方に移動させ、その後、ダンボール箱Ｃを所定の距離だけ後方に移動させてガイド７０に近付け、その後、ダンボール箱Ｃを所定の角度だけ再び回転させてダンボール箱Ｃの姿勢を元に戻す。すなわち、箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃを回転させてダンボール箱Ｃをガイド７０から一時的に離す動作の他に、ダンボール箱Ｃを前後方向に移動させてダンボール箱Ｃをガイド７０から一時的に離す動作をさらに行う。これらの動作によって、箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃを下方に移動させる際に、ダンボール箱Ｃをガイド７０から十分に離すことができる。

なお、本変形例では、箱詰め装置１０は、ダンボール箱Ｃを所定の距離だけ前方に移動させてガイド７０から離す動作を行った後、ダンボール箱Ｃを所定の角度だけ回転させて傾斜した状態にしてもよい。この場合、箱詰め装置１０は、次に、ダンボール箱Ｃを上下方向に沿って下方に移動させ、その後、ダンボール箱Ｃを所定の角度だけ再び回転させてダンボール箱Ｃの姿勢を元に戻し、その後、ダンボール箱Ｃを所定の距離だけ後方に移動させてガイド７０に近付ける。

１０ 箱詰め装置
３０ 保持機構
４０ 回転機構
４１ サーボモータ
５０ 押し込み機構
６０ シャッタ
７０ ガイド
１００ 制御部
Ｏｐ 開口
Ｃ ダンボール箱（箱）
Ａ 物品

特開２００４−１５５４２８号公報

Claims (8)

1. 開口が横に向いている状態の箱に物品を前記開口から押し込む押し込み機構と、
   前記開口が横に向いている状態の前記箱を保持し、前記押し込み機構によって前記物品が押し込まれた後に前記箱を下降させる保持機構と、
   前記開口と対向し、前記保持機構によって下降させられた前記箱の前記開口から前記物品が落下することを防ぐためのガイドと、
   前記押し込み機構によって一段分の前記物品が押し込まれた後に、前記箱と前記ガイドとの間の距離を一時的に大きくし、その後、前記押し込み機構によって次の一段分の前記物品が押し込まれる前に、前記距離を戻す制御部と、
   を備える、箱詰め装置。
2. 前記制御部は、前記開口が上を向くように前記箱を一時的に傾ける、
   請求項１に記載の箱詰め装置。
3. 前記押し込み機構が前記物品を前記箱に押し込んでいる間に、前記箱の内部に一時的に挿入されるシャッタをさらに備え、
   前記押し込み機構は、前記シャッタの上に載っている前記物品を前記箱に押し込む、
   請求項１又は２に記載の箱詰め装置。
4. 前記制御部は、前記距離を一時的に大きくする前に前記シャッタを前記箱から出し、前記距離を一時的に大きくした後に前記保持機構を制御して前記箱を下降させ、前記距離を戻した後に前記シャッタを前記箱の内部に挿入する、
   請求項３に記載の箱詰め装置。
5. 前記制御部は、前記距離を戻した後に前記シャッタを前記箱の内部に挿入した後、前記箱に押し込まれた前記物品が前記シャッタと接触する位置まで前記箱を上昇させる、
   請求項４に記載の箱詰め装置。
6. 前記開口が横に向いている状態と、前記開口が上に向いている状態との間を切り替えるために前記箱を回転させる回転機構をさらに備え、
   前記制御部は、前記回転機構を制御して前記距離を一時的に大きくする、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の箱詰め装置。
7. 前記回転機構は、前記箱の回転速度を制御するためのサーボモータを有する、
   請求項６に記載の箱詰め装置。
8. 前記ガイドは、上方に行くほど前記箱から離れている形状を有している、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の箱詰め装置。

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