JP7199682B2 - 封函装置 - Google Patents

Description

本発明は、封函装置に関する。

近年、ダンボール箱を搬送しながら自動的にフラップを閉じてテープ貼りをする装置が広く普及している。例えば、特許文献１（特開２０１６－１３５６８２号公報）に記載の箱詰め装置では、先に進行してくる前側のフラップが所定位置に設けられた折り込み部材に当って折り込まれ、後側のフラップは後方からの回動部材によって折り込まれ、当該前後のフラップが折り込まれた後に、左右のフラップが棒状部材によって折り込まれる。

しかしながら、ダンボール箱の中身が軽量な場合は、前側フラップが当該折り込み部材に当たったときに、ダンボール箱の前方上端部が抵抗となる上に後方からも押されるため、ダンボール箱の後方端が浮き上がる、或いは前方端が折り込み部材に沿って浮き上がるという事態が発生することがある。

本発明の課題は、搬送中のダンボール箱の前側フラップの折り込みの際に、ダンボール箱が浮き上がることを防止した封函装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係る封函装置は、ダンボール箱を搬送しながらダンボール箱の開口の縁に設けられたフラップを閉じる封函装置であって、フラップ折り込み部と、側面押し部とを備えている。フラップ折り込み部は、ダンボール箱の搬送方向前側のフラップである第１フラップに当たって第１フラップを折り込む。側面押し部は、フラップ折り込み部が第１フラップを折り込む際に、搬送中のダンボール箱の側面に押し当たる。フラップ折り込み部が、第１フラップに前方から当接する直前に側面押し部がダンボール箱の側面へ押し当たる。第１フラップが後方へ折られるときには、側面押し部はダンボール箱の側面から離れる。

この封函装置では、側面押し部がダンボール箱の側面を押えるので、ダンボールの浮き上がりを防止することができる。

また、この封函装置では、ダンボール箱の浮き上がりは、フラップ折り込み部が第１フラップに当たるときに発生するので、フラップ折り込み部が第１フラップに当たる前に、側面押し部がダンボール箱の側面に押し当たるだけで十分であり、その後は離れることによってダンボール箱に余計な負荷を与えることを回避する。

本発明の第２観点に係る封函装置は、第１観点に係る封函装置であって、側面押し部がダンボール箱の側面に摩擦抵抗を与える。

この封函装置では、側面押し部がダンボール箱の側面に摩擦抵抗を与えるので、ダンボールの浮き上がりが抑制される。

本発明の第３観点に係る封函装置は、第１観点または第２観点に係る封函装置であって、側面押し部がダンボール箱の側面と面接触により擦れ合う。

この封函装置では、ダンボール箱の側面に面接触で擦れ合うことで、ダンボール箱の搬送を妨げずに、ダンボール箱の浮き上がりを抑制することができる。

本発明の第４観点に係る封函装置は、第１観点または第２観点に係る封函装置であって、側面押し部がダンボール箱の側面と回転接触する回転部材を有する。

この封函装置では、回転部材がダンボール箱の側面と回転接触することによって、搬送中のダンボール箱の側面に擦り跡が付くことを抑制することができる。

本発明の第５観点に係る封函装置は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係る封函装置であって、側面押し部が、ダンボール箱の側面と接触したまま、所定距離だけダンボール箱の搬送に追随する。

この封函装置では、側面押し部が、ダンボール箱の側面と接触したまま、所定距離だけダンボール箱の搬送に追随することによって、搬送中のダンボール箱の側面に擦り跡が付くことを抑制することができる。

本発明に係る封函装置では、側面押し部がダンボール箱の側面を押えるので、ダンボールの浮き上がりを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る封函装置を搭載した箱詰システムのブロック図。 箱詰システムの構成を示す斜視図。 箱詰システムにおけるダンボール箱及び商品の流れを示す斜視図。 ダンボール箱が搬送されていないときのフラップ閉塞機構周辺の正面図。 ダンボール箱が搬送されてきたときのフラップ閉塞機構周辺の正面図。 後フラップが折り込まれる途中のフラップ閉塞機構周辺の正面図。 折り込みバーが最下点まで降下したときのフラップ閉塞機構周辺の正面図。 ダンボール箱の前フラップが前フラップ折り込み部材に接触する直前のフラップ閉塞機構周辺の斜視図。 ダンボール箱の前フラップが前フラップ折り込み部材によって折り込まれているときのフラップ閉塞機構周辺の斜視図。 側面押し機構の周辺の斜視図。 側面押し機構の斜視図。 ダンボール箱の左フラップが折り込みバーに接触しているときのフラップ閉塞機構周辺の正面図。 折り込みバーが最下点まで降下したときの左右フラップ折り込み機構の斜視図。 案内部材の斜視図。 センサ異常時の制御フローチャート（ステップＳ１～ステップＳ６までのフロー）。 センサ異常時の制御フローチャート（ステップＳ１１～ステップＳ１５までのフロー）。 図７に示すステッピングモータ３９５の制御ブロック図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）箱詰システム１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る封函装置を搭載した箱詰システム１のブロック図である。また、図２Ａは箱詰システムの構成を示す斜視図であり、図２Ｂは箱詰システム１におけるダンボール箱Ｂ及び商品Ｇの流れを示す斜視図である。

図１及び図２Ａにおいて、箱詰システム１は、例えば、スナック菓子等の袋入商品（商品Ｇ）をダンボール箱Ｂに、一定個数、整列状態で多層詰めするものである。

図１及び図２Ａに示すように、箱詰システム１は、ダンボール取り扱い領域ＤＨＡと商品取り扱い領域ＧＨＡとが、互いに独立して分離可能な状態で接続されている。ダンボール取り扱い領域ＤＨＡには、製函工程Ｐ１と箱詰工程Ｐ３という２つの工程が含まれている。そして、商品取り扱い領域ＧＨＡには、商品整列工程Ｐ２が含まれている。

つまり、箱詰システム１では、ダンボール取り扱い領域ＤＨＡと商品取り扱い領域ＧＨＡとが接続されることによって、製函工程Ｐ１、商品整列工程Ｐ２、箱詰工程Ｐ３という３つの工程が連携する。

製函工程Ｐ１は、シート状のダンボール箱材Ｚをダンボール箱Ｂへ組み立てて箱詰位置まで搬送する工程であり、箱材収容部１１、製函部１２、第１姿勢変換部１３及び箱下方搬送部１４で構成されている。

商品整列工程Ｐ２は、上流側工程から供給される商品Ｇを所定位置に搬入し、一定数の商品Ｇを隣接するもの同士がお互いに一部重なるように整列させて、箱詰位置まで搬送する工程であり、商品搬入部２１、商品整列部２２及び商品挿入部２３で構成されている。

箱詰工程Ｐ３は、製函工程Ｐ１から搬送されてきたダンボール箱Ｂに商品整列工程Ｐ２において整列が完了した一定数量の商品Ｇを箱詰し、箱を閉じて箱排出位置まで搬送する工程であり、商品受入部３１、第２姿勢変換部３２及び封函部３３で構成されている。

箱詰システム１は、ダンボール箱Ｂに商品Ｇの多層詰めを行っており、箱Ｂ内における商品Ｇの姿勢は「立ち姿勢」である。つまり、箱Ｂの開口を上に向けたとき、商品Ｇのオモテ面及びウラ面が側方を向き、商品Ｇの上下の端部が上下を向き、左右の側部が側方を向く姿勢である。

また、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ダンボール箱取り扱い領域ＤＨＡは２階構造となっており、製函工程Ｐ１と箱詰工程Ｐ３とを共通の枠１０で支持しており、２階部分が製函工程Ｐ１であり、１階部分が箱詰工程Ｐ３である。

この２階構造を実現するために、製函部１２でのダンボール箱Ｂの組立てから箱下方搬送部１４に至るまでのダンボール箱Ｂの搬送方向と、商品Ｇが詰められたダンボール箱Ｂの開口が封函部３３で封止されるまでのダンボール箱Ｂの搬送方向とが、互いに反対方向となっている。

（２）製函工程Ｐ１の詳細構成
図２Ｂに示すように、製函工程Ｐ１は、ダンボール箱材Ｚを箱詰システム１に導入する箱材収容部１１と、ダンボール箱Ｂを組み立てる製函部１２と、ダンボール箱Ｂをその搬送方向と直交する水平軸周りに９０°回転させる第１姿勢変換部１３と、第１姿勢となったダンボール箱Ｂを下方へ搬送する箱下方搬送部１４とで構成されている。

（２－１）箱材収容部１１
箱材収容部１１では、図２Ｂに示すように、供給位置に積み重ねられたダンボール箱材Ｚのうちの一番先頭のダンボール箱材Ｚを１枚ずつ挟んで上方へ送出し、送出されたダンボール箱材Ｚを鉛直軸周りに９０°回転させて筒状に広げる。

ダンボール箱材Ｚは、作業者によって供給位置に載置される。ダンボール箱材Ｚは、フラップＺｆが開いた状態で折り畳まれ、そのフラップＺｆが鉛直方向に位置する姿勢で水平方向に積み重ねられている。なお、説明の便宜上、天面側のフラップＺｆを天フラップＺｆａ、底面側のフラップＺｆを底フラップＺｆｂという。

ダンボール箱材Ｚの上方への送出は、昇降機構１１１によって行われ、供給位置の全てのダンボール箱材Ｚがなくなると、検知センサ（図示せず）の検知信号をコントローラ４０（図１参照）へ送信する。

また、ダンボール箱材Ｚの鉛直軸周りの回転は、吸着回転機構１１２によってダンボール箱材Ｚの側面を吸盤で吸着して保持し、吸着回転機構１１２を鉛直軸回りに９０°回転することによって実現される。

（２－２）製函部１２
製函部１２は、筒状に広がったダンボール箱材Ｚを水平方向に搬送させながらダンボール箱材Ｚの底フラップＺｆｂを折り込んでテープ張りを行い、天フラップＺｆａが開いた状態のダンボール箱Ｂを組み立てる。

（２－３）第１姿勢変換部１３
第１姿勢変換部１３は、ダンボール箱Ｂを搬送方向に９０°回転させる。より具体的に説明すると、第１姿勢変換部１３は、ダンボール箱Ｂをその搬送方向と直交する水平軸周りに９０°回転させ、ダンボール箱Ｂの開口と天フラップＺｆａとが同一鉛直面上になる姿勢（以下、第１姿勢という。）となるように、ダンボール箱Ｂの姿勢を変換する。ダンボール箱Ｂが第１姿勢のとき、開口は商品取り扱い領域ＧＨＡを向いている。

（２－４）箱下方搬送部１４
箱下方搬送部１４は、第１姿勢となったダンボール箱Ｂを下方へ搬送する。つまり、ダンボール箱Ｂの開口を商品取り扱い領域ＧＨＡに向けた状態のまま下方に移動させる。

（３）商品整列工程Ｐ２の詳細構成
箱詰システム１の商品Ｇの流れにおける商品整列工程Ｐ２の上流側には、図示しない計量装置、及び製袋包装機等が配置されている。そして、箱詰システム１には、上流側工程で重量、シール性、異物混入検査等に合格した商品Ｇだけが商品整列工程Ｐ２に供給される。

商品整列工程Ｐ２は、商品Ｇを受け取り所定位置まで搬送する商品搬入部２１と、商品搬入部２１から供給される商品Ｇを整列させる商品整列部２２と、整列した商品Ｇを集積して押し出す商品挿入部２３とで構成されている。

（３－１）商品搬入部２１
商品搬入部２１は、商品導入コンベア２１１、及び搬入コンベア２１２を有している。商品導入コンベア２１１は、重量、シール性、異物混入検査等を行う工程の下流側で、検査に合格した商品Ｇの供給を受けて、それを搬入コンベア２１２へ導く。

搬入コンベア２１２は、商品導入コンベア２１１から搬送されてくる商品Ｇを商品整列部２２へ搬送する。

（３－２）商品整列部２２
商品整列部２２は、第１整列コンベア２２１、第２整列コンベア２２２、及び第３整列コンベア２２３を有している。商品整列部２２は、商品Ｇに対して集積動作を行いながら所定位置まで搬送するものであり、特に、袋状の包装物の集積に適しているので、包装物集積装置として独立して使用することもできる。

第１整列コンベア２２１は、搬入コンベア２１２から落下する商品Ｇを受けるために、その一端は搬入コンベア２１２の先端部の高さより低い位置に設定され、他端は第２整列コンベア２２２の高さ位置に設定されている。

列の最後尾の商品Ｇが第１整列コンベア２２１に着地した後、第１整列コンベア２２１、第２整列コンベア２２２、及び第３整列コンベア２２３が、同時に、同一方向に搬送動作を行う。それゆえ、第１整列コンベア２２１及び第２整列コンベア２２２上で一列に整列したＮ個の商品Ｇが、一斉に第３整列コンベア２２３に向かって移動し、その第３整列コンベア２２３上を進行する。

第３整列コンベア２２３は、第１整列コンベア２２１及び第２整列コンベア２２２で整列した商品Ｇの一群を待機しているダンボール箱Ｂの開口の手前まで搬送する。第３整列コンベア２２３は、以下に説明する商品挿入部２３の一要素を兼ねている。

（３－３）商品挿入部２３
商品挿入部２３は、第３整列コンベア２２３で一列に整列した一群の商品Ｇの先頭と最後尾とを挟んで一群の商品Ｇを丸ごとダンボール箱Ｂ内に挿入する。図２Ｂに示すように、商品挿入部２３は、整列した一群の商品Ｇを挟むために、起立コンベア２３１と、押寄板２３３と、挿入板２３５とを有している。

（３－３－１）起立コンベア２３１
起立コンベア２３１は、第３整列コンベア２２３の下流端上に設けられ、列を成して搬送されて来る商品Ｇの進行を阻止する。起立コンベア２３１は、その搬送面が常に商品Ｇの搬送方向と直交するように配置されている。

起立コンベア２３１は、商品Ｇが起立コンベア２３１の搬送面に接触する少し前から、その搬送面が鉛直上方へ移動している。そして、先頭の商品Ｇの先端が起立コンベア２３１の搬送面に接触したとき、商品Ｇには先端に上向きの力が作用し、さらに第３整列コンベア２２３による水平移動も継続しているので、先頭の商品Ｇは確実に起き上がることができる。

（３－３－２）押寄板２３３
押寄板２３３は、一列に整列したＮ個の商品Ｇの最後尾を押して、起立コンベア２３１とで挟んで起立させる。

押寄板２３３は、第３整列コンベア２２３の上流端側に設けられているが、商品Ｇの列が第２整列コンベア２２２から第３整列コンベア２２３へ移動している間は、平面部が商品Ｇの搬送方向と平行になるように第３整列コンベア２２３の脇に収容されている。また、押寄板２３３は、列の最後尾の商品Ｇが第２整列コンベア２２２から第３整列コンベア２２３へ完全に移った際に、平面部が商品Ｇの搬送方向と直交するように回動する。さらに、押寄板２３３は、列の最後尾の商品Ｇを押して列全体を起立コンベア２３１側へ寄せる。

このとき、起立コンベア２３１の搬送面は鉛直上方に移動しているので、列の先頭の商品Ｇは起立コンベア２３１の搬送面に沿って起立し、次の商品Ｇは起立した先頭の商品Ｇに沿って起立する。後続の商品Ｇも同様の動作で連鎖して起立するので、Ｎ個の商品Ｇは起立状態で整列する。

また、商品挿入部２３は、挿入板２３５を介して、起立状態のＮ個の商品Ｇを一括してダンボール箱Ｂ内に押し込む。挿入板２３５は、第３整列コンベア２２３を挟んでダンボール箱Ｂの位置と反対側に位置している。第２整列コンベア２２２側から視たととき、第３整列コンベア２２３の右側にダンボール箱Ｂの開口面が位置し、第３整列コンベア２２３の左側に位置する。

（３－３－３）挿入板２３５
挿入板２３５は、平面部をダンボール箱Ｂの開口に対向させて待機しており、Ｎ個の商品Ｇは起立状態になった後、それらをダンボール箱Ｂに開口面に向かって押し、Ｎ個の商品Ｇをダンボール箱Ｂに開口から底に向かって一挙に挿入する。挿入板２３５は、起立コンベア２３１と押寄板２３３との間を横切ってダンボール箱Ｂに開口面まで進行する。

（４）箱詰工程Ｐ３の詳細構成
箱詰工程Ｐ３は、商品Ｇをダンボール箱Ｂに受け入れる商品受入部３１と、ダンボール箱の開口が上を向くように姿勢を変換する第２姿勢変換部３２と、商品Ｇの箱詰が完了したダンボール箱Ｂを搬送しながらダンボール箱Ｂの開口を閉じる封函部３３とを有している。

（４－１）商品受入部３１
商品受入部３１は、ダンボール箱Ｂを第１姿勢に維持し、ダンボール箱Ｂの開口を、商品挿入部２３の挿入板２３５に対向させて待機させる。商品挿入部２３において起立状態になったＮ個の商品Ｇは、挿入板２３５によってダンボール箱Ｂに開口面に向かって押しだされるので、商品受入部３１はそのＮ個の商品Ｇがダンボール箱Ｂに開口から底に向かって完全に挿入されるまで、その位置に待機する。

第１層目のＮ個の商品Ｇがダンボール箱Ｂに挿入されると、所定距離だけ降下する。そして、第２層目のＮ個の商品Ｇを受け入れるために、ダンボール箱Ｂの開口のうち第１層目より上の空間の開口を挿入板２３５に対向させて待機させる。

上記のような動作を繰り返して、第ｉ層目のＮ個の商品Ｇがダンボール箱Ｂに挿入されて、ダンボール箱Ｂへの商品の受け入れが完了する。

（４－２）第２姿勢変換部３２
図２Ｂに示すように、第２姿勢変換部３２は、商品Ｇの詰められたダンボール箱Ｂの姿勢を、開口を上に向けた姿勢へ変換する姿勢変換機構３２１を有している。

姿勢変換機構３２１は、それまで鉛直にしていた開口面を水平にして、すなわち、開口面が上を向くようにダンボール箱Ｂを回転させる。姿勢変換機構３２１は、ダンボール箱Ｂの側面及び底面を同時に吸着する吸着盤付きのＬ字状部材で保持し、Ｌ字状部材が９０°回転することで、ダンボール箱Ｂが回転する。

（４－３）封函部３３
図２Ｂに示すように、封函部３３は、ダンボール箱Ｂを搬送する排出コンベア３３０と、ダンボール箱Ｂの開口を囲むフラップを閉じるフラップ閉塞機構３４０（図３Ａ参照）と、ダンボール箱の側面を押す側面押し機構３５５（図４Ａ参照）と、フラップで閉じられた開口を封止するテープ貼付機３８０とを有している。

（４－３－１）排出コンベア３３０
ダンボール箱Ｂは、姿勢変換機構３２１によって９０°回転させられた際に、開口を上に向けた状態で排出コンベア３３０に載せられる。排出コンベア３３０は、ダンボール箱Ｂを排出位置まで搬送する。

（４－３－２）フラップ閉塞機構３４０
図３Ａは、ダンボール箱Ｂが搬送されていないときのフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。また、図３Ｂは、ダンボール箱Ｂが搬送されてきたときのフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。

また、図３Ｃは、後フラップＺｆａｂが折り込まれる途中のフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。さらに、図３Ｄは、折り込みバー３７０ａが最下点まで降下したときのフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。

図３Ａ～図３Ｃにおいて、フラップ閉塞機構３４０は、前フラップ折り込み部材３５０と、後フラップ折り込み部材３６０と、左右フラップ折り込み部材３７０を有している。ダンボール箱Ｂは、長手方向が搬送方向と平行となるように排出コンベア３３０に載せられており、先ず、前フラップ折り込み部材３５０が搬送方向側から視て開口の前辺に位置する前フラップＺｆａａを閉じる。次に、後フラップ折り込み部材３６０が搬送方向側から視て開口の後辺に位置する後フラップＺｆａｂを閉じる。次に、左右フラップ折り込み部材３７０が搬送方向側から視て開口の左辺及び右辺に位置する左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒを閉じる。

なお、フラップ閉塞機構３４０は、前フラップＺｆａａの折り込み前に、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前縁を左右フラップ起し部材３４５に当てて、外側に開いた左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒが内側に傾斜させる。

（４－３－２－１）左右フラップ起し部材３４５
左右フラップ起し部材３４５は、固定された一対の延伸部材であり、先端に向うほど互いに外側下方へ離れる構成である。左右フラップ起し部材３４５は、２つの先端部で搬送されてくるダンボール箱Ｂの左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒを待ち受け、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前端が先端部に接触したのちは、前端が左右フラップ起し部材３４５に沿って進むので、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒはすくい上げられ、互いに近づくように内側に傾斜する。

（４－３－２－２）前フラップ折り込み部材３５０
図３Ａにおいて、前フラップ折り込み部材３５０は、第１傾斜面３５１と、第２傾斜面３５２と、水平面３５３とを有している。

第１傾斜面３５１は、水平面に対して約５０°上向きの傾斜面である。第２傾斜面３５２は、水平面に対して約１５°上向きの傾斜面である。第１傾斜面３５１の下端は第２傾斜面３５２の上端と繋がり、第２傾斜面３５２の下端は水平面３５３の一端と繋がっている。

図３Ｂにおいて、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａの前縁が前フラップ折り込み部材３５０の第１傾斜面３５１に当たり、前フラップＺｆａａの前縁が後方（図３Ｂの白抜矢印の方向）へ倒される。

ダンボール箱Ｂがさらに搬送されることによって、倒れた前フラップＺｆａａの上面が第２傾斜面３５２によってさらに倒される。その後、ダンボール箱Ｂがさらに搬送されることによって、前フラップＺｆａａの上面が水平面３５３によって略水平になるまで倒され、前フラップＺｆａａの折り込みが完了する。

（４－３－２－３）側面押し機構３５５
図４Ａは、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが前フラップ折り込み部材３５０に接触する直前のフラップ閉塞機構３４０周辺である。図４Ｂは、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが前フラップ折り込み部材３５０によって折り込まれているときのフラップ閉塞機構３４０周辺である。

図４Ａ及び図４Ｂにおいて、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａの前端が前フラップ折り込み部材３５０の第１傾斜面３５１の当たったときに、その反動でダンボール箱Ｂの前方が浮き上がる虞がある。

また、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａの前端が前フラップ折り込み部材３５０の第１傾斜面３５１の当たったときに、ダンボール箱Ｂの搬送に制動がかかるため、ダンボール箱Ｂの後方が浮き上がる虞もある。

そこで、本実施形態では、ダンボール箱Ｂの浮き上がりを防止するため、図４Ａ及び図４Ｂにおいてダンボール箱Ｂの不可視側の側面を押すことができる側面押し機構を設けている。

図４Ｃは、側面押し機構３５５の周辺の斜視図である。また、図４Ｄは、側面押し機構の斜視図である。

図４Ｃ及び図４Ｄにおいて、排出コンベア３３０の側方には、排出コンベア３３０上を流れるダンボール箱Ｂの下部側面を排出コンベア３３０に沿って案内するガイド板３３１が設けられているが、搬送方向におけるガイド板３３１の上流側に、側面押し機構３５５が設けられている。

側面押し機構３５５は、側面押し部材３５６と、側面押し用エアシリンダ３５７と、支持軸ガイド３５８とを含んでいる。側面押し部材３５６は、摩擦面３５６ａを有している。摩擦面３５６ａは、通常、ガイド板３３１と同一平面上に位置する。

側面押し用エアシリンダ３５７は、空気圧で往復移動するピストン３５７ａを有している。ピストン３５７ａは、側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａを排出コンベア３３０の搬送面上へ押し出せるように、側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａの反対側に連結されている。

支持軸ガイド３５８は、支持軸３５８ａと軸受３５８ｂとを有している。支持軸３５８ａは、側面押し部材３５６を摩擦面３５６ａの反対側から支持する。軸受３５８ｂは、側面押し用エアシリンダ３５７のピストン３５７ａの移動方向に沿って支持軸３５８ａを案内する。本実施形態では、側面押し用エアシリンダ３５７の左右に一個ずつ、計２つの支持軸ガイド３５８が配置されている。

側面押し用エアシリンダ３５７のピストン３５７ａだけでは、側面押し部材３５６の姿勢を安定させることが困難であるので、ピストン３５７ａの両側から支持軸ガイド３５８の支持軸３５８ａが側面押し部材３５６を支持することによって、側面押し部材３５６は安定した姿勢で往復移動することができる。

また、側面押し機構３５５の機能は、ダンボール箱Ｂの浮き上がりを防止する役目も負っているだけでなく、後フラップ折り込み時にダンボール箱Ｂが前方に滑ることを防止する機能も果たしている。

上記のような構成において、コントローラ４０は、ダンボール箱Ｂが側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａを通過する際に、側面押し用エアシリンダ３５７に対して所定の力が作用するように、側面押し用エアシリンダ３５７のピストン３５７ａをダンボール箱Ｂの側面の方向へ前進させている。

その所定の力は、ダンボール箱Ｂの搬送を阻害しない程度であって、且つ、ダンボール箱Ｂの前方又は後方が浮き上がらない程度に設定されており、約２０Ｎが好ましい。

ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが第１傾斜面３５１で後方へ折られるときには、ダンボール箱Ｂの側面は側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａから離れるので、コントローラ４０は側面押し用エアシリンダ３５７への圧力供給を停止する。

なお、図４Ａ～図４Ｄにおいて、排出コンベア３３０の側方で、側面押し機構３５５よりも上流側には、側面押し機構３５５と同様の機構を有する姿勢調整押し機構３３６が配置されている。

姿勢調整押し機構３３６は、姿勢変換機構３２１によって９０°回転させられて排出コンベア３３０に載せられたダンボール箱Ｂの姿勢を、その側面を押すことによって、排出コンベア３３０の搬送方向に沿う姿勢に強制するものである。

（４－３－２－４）後フラップ折り込み部材３６０
図３Ｃにおいて、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが前フラップ折り込み部材３５０の水平面３５３の下方に進入するタイミングで、後フラップ折り込み部材３６０が後フラップＺｆａｂを折り込む。

後フラップ折り込み部材３６０は、エアシリンダ３６５によって回動する部材であり、三角形に曲げ加工された押え板３６０ａと、押え板３６０ａにエアシリンダ３６５のピストンの変位を伝える伝達棒３６０ｂとを有している。

コントローラ４０は、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが前フラップ折り込み部材３５０の水平面３５３の下方に進入したと判断したときにエアシリンダ３６５を駆動させ、押え板３６０ａを図３Ｃ正面視で時計方向に回動させる。

図４Ｂに示すように、押え板３６０ａは後フラップＺｆａｂの上面を押えながら回動し、押え板３６０ａが９０°回動したとき後フラップＺｆａｂは略水平に折り込まれた状態となる。

（４－３－２－５）左右フラップ折り込み部材３７０
図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、左右フラップ折り込み部材３７０は、折り込みバー３７０ａと、２つのアーム３７０ｂとを有している。折り込みバー３７０ａは、前フラップ折り込み部材３５０の水平面３５３よりも高い位置で待機している。

アーム３７０ｂの一端は折り込みバー３７０ａに連結されている。また、アーム３７０ｂは、折り込みバー３７０ａの長手方向と交差するように且つ折り込みバー３７０ａよりも高い位置まで延び、もう一方の端が折り込み用エアシリンダ３７５で動作するクランクシャフト３７７に接続されている。

実際には、左右フラップ折り込み部材３７０は図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃの正面視手前側と奥側に配置されており、各折り込みバー３７０ａの先端を上向き、且つ後端より外側に向けて待機している。つまり、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒそれぞれに一つの折り込みバー３７０ａが対応する。

また、図５は、ダンボール箱Ｂの左フラップＺｆａｌが折り込みバー３７０ａに接触しているときのフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。図５において、折り込みバー３７０ａの長手方向はダンボール箱Ｂの搬送方向に対して傾いているので、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前側前縁が他のどの部分よりも先に折り込みバー３７０ａに当たる。なお、搬送方向に対する折り込みバー３７０ａの長手方向の傾斜角度は、３°～６０°の範囲内であるが、３０°が好ましい。

コントローラ４０は、ダンボール箱Ｂの左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前縁が左右フラップ折り込み部材３７０に接触するときと略同時期に、折り込み用エアシリンダ３７５を動作させ、折り込みバー３７０ａを旋回させながら降下させる。折り込みバー３７０ａは、旋回しながら降下しているときも搬送方向に対して傾斜している。

図３Ｄにおいて、折り込みバー３７０ａが最下点まで降下したとき、折り込みバー３７０ａは図３Ｄの正面視において略水平となるので、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒを確実に折り込むことができる。

図６は、折り込みバー３７０ａが最下点まで降下したときの左右フラップ折り込み部材３７０の斜視図であって、図５の正面視とは反対の方向から視た左右フラップ折り込み部材３７０を示している。図６において、折り込み用エアシリンダ３７５のピストン３７６の先端は、クランクシャフト３７７の端部と連結されている。

折り込みバー３７０ａは、アーム３７０ｂを介してクランクシャフト３７７に連結されているので、ピストン３７６が全行程を往復移動すると、クランクシャフト３７７が回動し、折り込みバー３７０ａが旋回動作する。

折り込み用エアシリンダ３７５には、ピストン３７６の位置を検出する第１センサ３７５ａおよび第２センサ３７５ｂが取り付けられている。第１センサ３７５ａは、折り込み用エアシリンダ３７５の両端部のうちのピストン３７６の往路側に取り付けられ、第２センサ３７５ｂは、ピストン３７６の復路側に取り付けられている。

第１センサ３７５ａおよび第２センサ３７５ｂは、予めピストン３７６に装着されているマグネットに反応してオンし、コントローラ４０に対してＬｏ信号を出力し、マグネットに反応しなくなるとオフし、コントローラ４０に対してＨｉ信号を出力する。

したがって、コントローラ４０は、第１センサ３７５ａがオンしたとき、ピストン３７６が往路工程の終端に到達したと判断し、第２センサ３７５ｂがオンしたとき、ピストン３７６が復路工程の終端に到達したと判断することができる。図６は、ピストン３７６が往路工程の終端に到達した状態であり、折り込みバー３７０ａは最下点まで降下しており、正に図３Ｄの状態である。

この左右フラップ折り込み部材３７０によれば、折り込みバー３７０ａが搬送方向における左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前側前縁から後側に向かって徐々に折り込んでいくことができるので、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒは、予めその付け根に設けられている「折り目」に沿って確実に折り込まれる。

（４－３－３）テープ貼付機３８０
ダンボール箱Ｂの開口は、前フラップＺｆａａ、後フラップＺｆａｂ、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒが折り込まれることによって塞がれ、テープ貼付機３８０によって封止される。テープ貼付機３８０は、ダンボール箱Ｂの搬送経路の排出位置寄りに設置されており、ダンボール箱Ｂが排出位置に到達する前にテープ貼りが行われる。

テープ貼付機３８０は、ダンボール箱Ｂにテープを貼付けている間、ダンボール箱Ｂの横幅方向の両側面上部を搬送方向に沿って案内する。

（４－３－３－１）案内部材３９０
図７は案内部材３９０の斜視図であり、図５のテープ貼付機３８０を下方から見上げる方向から視たものである。図７において、案内部材３９０は、テープ貼付機の底部にあって、案内部材３９０は、間隔を変更することができる一対の案内プレート（３９１、３９２）を有している。

一対の案内プレートの一方を第１案内プレート３９１、他方の案内プレートを第２案内プレート３９２という。第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２は、搬送方向と平行な鉛直面に対して対称であり、搬送されてくるダンボール箱Ｂの受入側端部は端に近づくほど外側に広がる傾斜面であるが、それ以外はダンボール箱Ｂの搬送方向に平行な平面である。

（４－３－３－２）案内部材３９０の間隔調整
第１案内プレート３９１は第１ブロック３９１ａを介してボールねじ３９３と繋がっている。同様に、第２案内プレート３９２は第２ブロック３９２ａを介してボールねじ３９３と繋がっている。第１ブロック３９１ａおよび第２ブロック３９２ａは、ともにボールねじ３９３と螺合している。

ボールねじ３９３では、第１ブロック３９１ａと螺合する部分３９３ａと第２ブロック３９２ａと螺合する部分３９３ｂとは、ねじ切り方向が逆向きとなっている。したがって、ボールねじ３９３が一方向に回転すると第１ブロック３９１ａおよび第２ブロック３９２ａは互いに近づく方向に平行移動し、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が狭まる。そして、ボールねじ３９３が反対方向に回転すると第１ブロック３９１ａおよび第２ブロック３９２ａは互いに離れる方向に平行移動し、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が広がる。

ボールねじ３９３の一端は、ステッピングモータ３９５に接続されている。本実施形態では、ボールねじ３９３がステッピングモータ３９５から視て時計方向に回転したときは、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が狭まり、反時計方向に回転したときは、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が広がる。

コントローラ４０は、生産開始時、又は商品切替時におけるダンボール箱サイズの入力データからダンボール箱Ｂの幅寸法を読み取り、ステッピングモータ３９５を回転させて自動的に第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔を調整している。

（５）制御
以上、箱詰システムの各部の構成をその動作とともに説明してきたが、ここでは、その中でも特殊な動作を行なう、エアシリンダにおけるセンサ異常時の制御と、ステッピングモータの原点位置センサの異常時の制御について説明する。

（５－１）エアシリンダ３７５におけるセンサ異常時の制御
箱詰システム１では、アクチュエータとして複数のエアシリンダを備えており、各エアにはピストンの位置検出用のセンサが取り付けられている。複数あるエアシリンダのいずれか１つのエアシリンダの位置検出用のセンサが故障した場合、箱詰システム１全体を停止してセンサの交換が行われる。

したがって、センサの交換が完了するまで生産が停止され、万が一、センサの在庫を切らしていた場合には、箱詰システム１の停止時間が長引き、生産性が著しく低下する。このような事態を回避するため、本実施形態では、各エアシリンダの必要動作時間を予め記憶し、センサが故障した場合でも動作時間をタイマで制御して、箱詰システムの運転を一定期間継続することができる。

以下、位置検出用のセンサ異常時の制御について、フローチャートを参照しながら説明する。ここでは、「（４－３－２－５）左右フラップ折り込み部材３７０」の欄で記載した折り込み用エアシリンダ３７５の第１センサ３７５ａ及び第２センサ３７５ｂのいずれかが故障した場合について説明する。

図８Ａ及び図８Ｂは、センサ異常時の制御フローチャートである、図８ＡはステップＳ１～ステップＳ６までのフローを示し、図８ＢはステップＳ１１～ステップＳ１５までのフローを示している。

（５－１－１）図８Ａのフロー説明
（ステップＳ１）
図８Ａにおいて、コントローラ４０は、ステップＳ１で折り込み用エアシリンダ３７５の動作指令の有無を判定し、動作指令があるときはステップＳ２へ進む。

（ステップＳ２）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ２において、折り込み用エアシリンダ３７５を動作させ、ステップＳ３へ進む。

（ステップＳ３）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ３において、折り込み用エアシリンダ３７５の動作時間ｔを計時し、ステップＳ４へ進む。

（ステップＳ４）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ４において、第１センサ３７５ａ又は第２センサ３７５ｂからの検出信号が有るか否かを判定する。「（４－３－２－５）左右フラップ折り込み部材３７０」の欄で記載した通り、第１センサ３７５ａがオンしたときは、エアシリンダ３７５のピストン３７６が往路工程の終端に到達したと判断し、第２センサ３７５ｂがオンしたときは、ピストン３７６が復路工程の終端に到達したと判断することができる。

したがって、第１センサ３７５ａ又は第２センサ３７５ｂからの検出信号が有ったときはステップＳ５へ進む。

（ステップＳ５）
コントローラ４０は、ステップＳ５において、エアシリンダの動作を停止する。

（ステップＳ６）
一方、コントローラ４０は、先のステップＳ４において第１センサ３７５ａ又は第２センサ３７５ｂからの検出信号がないときはステップＳ６へ進み、動作時間ｔが所定時間ｔａに達したか否かを判定する。

ここで、所定時間ｔａとは、折り込み用エアシリンダ３７５の動作時間の設計値に誤差を加えた必要動作時間であり、コントローラ４０に内蔵のメモリ４０１（図１３参照）に記憶されている。折り込み用エアシリンダの動作時間の設計値に誤差を加えた必要動作時間は、往路工程ではｔａ＝ｔ１であり、復路工程ではｔａ＝ｔ２である。

したがって、折り込み用エアシリンダ３７５が往路工程の動作であった場合においてはｔ≧ｔ１のとき、又は、折り込み用エアシリンダ３７５が復路工程の動作であった場合においてはｔ≧ｔ２のとき、ステップＳ１１へ進む。

（５－１－２）図８Ｂのフロー説明
（ステップＳ１１）
図８Ｂにおいて、コントローラ４０は、ステップＳ１１において、箱詰システム１の運転を一時停止させる。なぜなら、先にステップＳ６で動作時間ｔが所定時間ｔａに到達しているにもかかわらず、第１センサ３７５ａまたは第２センサ３７５ｂから検出信号を受けなかったため、センサ異常と判断したからである。

（ステップＳ１２）
コントローラ４０は、センサ異常表示を行い、箱詰システム１のオペレータに異常を告知する。表示用のディスプレイが有る場合は、その画面に表示する。警報、音声メッセージなどで告知してもよい。

（ステップＳ１３）
次に、コントローラ４０は、タイマ制御への切替確認を行なう。具体的には、箱詰システム１のオペレータに対して、表示用のディスプレイ４００（図９参照）を介してタイマ制御への切替を行なうか否かを問う。

（ステップＳ１４）
次に、コントローラ４０は、タイマ制御への切替確定の有無を判定し、切替確定が有ったときはステップＳ１５へ進み、切替確定がない場合は判定を継続する。切替確定は、例えば、表示用のディスプレイ４００の画面に表示された確定ボタンにタッチする構成でもよい。

（ステップＳ１５）
コントローラ４０は、ステップＳ１５において、第１センサ３７５ａまたは第２センサ３７５ｂから検出信号に頼らず、予め記憶している必要動作時間に基づいて、折り込み用エアシリンダ３７５の往路工程および復路工程の動作を制御する。

上記の制御によれば、タイマによってエアシリンダの動作を制御することができ、位置検出用のセンサの信号を無視して、箱詰システム１の運転を継続することができる。

（５－２）ステッピングモータの原点位置センサの異常時制御
折り込み用エアシリンダ３７５のようなアクチュエータは、予め記憶している必要動作時間で運転・停止の制御を行なうことができるが、モータのような機械的破壊力の大きいアクチュエータを動作時間で制御するのは危険である。

例えば、位置等がセンサ検知によって決定されるステッピングモータの場合、所定のパルスが入力されることによって必要な回転量を出力することができ、原点位置センサと組み合わせることによって、原点位置センサの位置検知信号を検知してから入力するパルス数を制御すれば、ステッピングモータに連結された可動部材を狙いの位置まで移動させることができる。

しかしながら、ステッピングモータで駆動する機構において、原点位置センサが故障した場合には、故障した原点位置センサを正常な原点位置センサへ交換するまでの間、箱詰システム１は運転停止状態となるので生産性が著しく低下する。

一方、ステッピングモータ駆動機構では、一度位置設定すれば、次の商品切替までは位置設定をし直す必要のないので、オペレータが手動で位置設定を行ってもよい、という事情もある。

そこで、本実施形態では、応急的な措置として、ステッピングモータの原点位置センサの異常時制御について、図面を参照しながら、具体的に説明する。

図９は、図７に示すステッピングモータ３９５等のアクチュエータの制御ブロック図である。図９において、コントローラ４０には、ステッピングモータ３９５によって駆動されるボールねじ３９３の原点位置センサ３９５ａ等の各種センサが接続される。

既に説明した「（４－３－３－２）案内部材３９０の間隔調整」に記載の通り、ボールねじ３９３がステッピングモータ３９５から視て時計方向に回転したときは、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が狭まり、反時計方向に回転したときは、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が広がる。

メモリ４０１には、原点位置からのステッピングモータ３９５の回転量（入力パルス数）に対する、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔との関係が記憶されており、コントローラ４０は、生産開始時、又は商品切替時におけるダンボール箱サイズの入力データからダンボール箱Ｂの幅寸法を読み取り、ステッピングモータ３９５を回転させて自動的に第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔を調整している。

判定部４０２が原点位置センサ３９５ａを異常と判定したとき、モード切替部４０３が、表示部としてのディスプレイ４００に、原点位置センサ３９５ａの異常を表示し、好ましくは「第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整の自動モードが不可能である」旨を表示し、「第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整を手動で行なうか否か」を問う表示を行なう。

なお、判定部４０２が原点位置センサ３９５ａを異常と判定する具体例として、ステッピングモータ３９５に十分なパルスが入力されているにもかかわらず、検知するべき位置信号が原点位置センサ３９５ａから出力されない場合に、判定部４０２が原点位置センサ３９５ａを異常と判定する。

オペレータは、原点位置センサ３９５ａの交換をすぐに行える場合は、手動モードへの切替を確定せずに、正常な原点位置センサ３９５ａへ交換し、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整を自動モードで行なえばよい。

一方、原点位置センサ３９５ａの在庫がなく、取り寄せに時間がかかる場合には、それまでの応急措置として、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整を手動で行なう手動モードを選択した上でディスプレイ４００の画面上に表示される確定ボタンを押して、手動モードへの切替を確定する。

これによって、ボールねじ３９３の原点位置センサ３９５ａが故障しても、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整を手動モードへ切り替えることによって、原点位置センサ３９５ａの信号を無視して、箱詰システム１の運転を継続することができる。

（６）変形例
ここでは、上記実施形態に記載することができなかった、一部の構成のみを変更した変形例について説明する。

上記「（４－３－２－３）側面押し機構３５５」の欄では、側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａがダンボール箱Ｂの側面を押すことによって、摩擦面３５６ａとダンボール箱Ｂの側面とが擦れ合う構成を採用している旨を説明した。

しかしながら、側面押し機構３５５の機能としては、ダンボール箱Ｂの前方または後方の浮き上がりを防止することであるので、他の構成でその機能を実現してもよい。

（６－１）
例えば、摩擦面３５６ａに替えて回転可能なローラでダンボール箱Ｂの側面で押してもよい。

ローラの回転軸を鉛直にすれば、ダンボール箱Ｂの側面と擦れ合うことによってローラは回転するので、搬送中のダンボール箱Ｂの側面に擦り跡が付くことを抑制することができる。

（６－２）
また、摩擦面３５６ａをダンボール箱Ｂの搬送方向に移動する構成とすることによって、摩擦面３５６ａがダンボール箱Ｂの側面を押えながら一緒に移動するので、摩擦面３５６ａがダンボール箱Ｂの側面との擦れが抑制され、搬送中のダンボール箱Ｂの側面に擦り跡が付くことを抑制することができる。

（７）本実施形態の特徴
（７－１）
箱詰システム１の封函部３３では、側面押し機構３５５の側面押し部材３５６がダンボール箱Ｂの側面を押えるので、ダンボール箱Ｂの浮き上がりを防止することができる。

（７－２）
ダンボール箱Ｂの浮き上がりは、前フラップ折り込み部材３５０と前フラップＺｆａａとが当たるときに発生するので、前フラップ折り込み部材３５０と前フラップＺｆａａとが当たる前に、側面押し部材３５６がダンボール箱Ｂの側面に押し当たるだけで十分であり、その後は離れることによってダンボール箱Ｂに余計な負荷を与えることを回避する。

（７－３）
側面押し部材３５６は、ダンボール箱Ｂの側面に摩擦抵抗を与えるので、ダンボール箱Ｂの浮き上がりが抑制される。すなわち、ダンボール箱Ｂの側面に面接触で擦れ合うことで、ダンボール箱Ｂの搬送を妨げずに、ダンボール箱の浮き上がりを抑制することができる。

３３ 封函部（封函装置）
３５０ 前フラップ折り込み部材（フラップ折り込み部）
３５１ 第１傾斜面（フラップ折り込み部）
３５２ 第２傾斜面（フラップ折り込み部）
３５３ 水平面（フラップ折り込み部）
３５５ 側面押し機構（側面押し部）
３５６ 側面押し部材（側面押し部）
３５６ａ 摩擦面（側面押し部）
３５７ 側面押し用エアシリンダ（側面押し部）
Ｂ ダンボール箱
Ｇ 商品
Ｚ ダンボール箱材（製函用シート）
Ｚｆａａ 前フラップ（第１フラップ）

特開２０１６－１３５６８２号公報

Claims (5)

1. ダンボール箱を搬送しながら前記ダンボール箱の開口の縁に設けられたフラップを閉じる封函装置であって、
   前記ダンボール箱の搬送方向前側のフラップである第１フラップに当たって前記第１フラップを折り込む、フラップ折り込み部と、
   前記フラップ折り込み部が前記第１フラップを折り込む際に、搬送中の前記ダンボール箱の側面に押し当たる側面押し部と、
   を備え、
   前記フラップ折り込み部が前記第１フラップに前方から当接する直前に、前記側面押し部が前記ダンボール箱の側面へ押し当たり、
   前記第１フラップが後方へ折られるときには、前記側面押し部は前記ダンボール箱の側面から離れる、
   封函装置。
2. 前記側面押し部は、前記ダンボール箱の側面に摩擦抵抗を与える、
   請求項１に記載の封函装置。
3. 前記側面押し部は、前記ダンボール箱の側面と面接触により擦れ合う、
   請求項１または請求項２に記載の封函装置。
4. 前記側面押し部は、前記ダンボール箱の側面と回転接触する回転部材を有する、
   請求項１または請求項２に記載の封函装置。
5. 前記側面押し部は、前記ダンボール箱の側面と接触したまま、所定距離だけ前記ダンボール箱の搬送に追随する、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の封函装置。

Images