JP2003081228A - 箱切断方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内容物を収容した段ボール箱等の箱を、作業環
境や内容物の品質を悪化することなく、迅速かつ確実
に、自動的に切断し得るようにした箱切断方法及び装置
を提供する。 【解決手段】水平に支持した箱４の外周面に、薄い円板
状の丸刃の回転刃２０を、進行方向の前縁が箱４の外周
面に向かうように水平回転させつつ、回転刃２０の半径
より小さい所要の切り込み深さＨ１まで押し入れ、かつ
切り込み深さＨ１をほぼ一定として、箱４の外周面に沿
って１周させることにより、箱４の上部を切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、箱内に収容された
内容物を取り出す際等において、箱の上部を切断する箱
切断方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば粉粒体状の工業用原料や食材等の
原料は、原料メーカーより出荷される際において、大き
目のビニール袋等に充填された後、段ボール箱等に箱詰
めされて梱包体として、加工工場等に出荷される。加工
工場等では、この梱包体内の原料を加工装置や小袋等に
詰め替えるための自動化装置などに供給するために、開
箱及び開袋して、内容物を一旦ホッパー等に払い出して
貯留することが行われている。

【０００３】従来、上記内容物の払い出し作業は、手作
業によることが殆どであったが、手作業では、作業能率
が悪く、かつ重量のある袋を多数取扱うため、かなりの
重労働となる。

【０００４】そのため、これらの開箱及び開袋を自動化
することが種々試みられている。従来の自動開箱装置に
は、例えば特開平８−７１９８６号公報に開示されてい
るように、段ボール箱の底部を、鋸歯状の切断刃により
切断するようにしたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来の箱切断装置によると、切断時に段ボール等の切り
くずが発生し、それらが塵埃となって、室内環境を悪化
したり、内容物内に異物として混入したりするおそれが
あり、品質及び衛生管理上好ましくない。

【０００６】また、段ボールを、その中の内容物ととも
に、上下方向に回走する帯鋸等により切断するようにし
たものにおいては、段ボール等の切りくずと内容物とが
周囲に飛散し、作業環境を悪化するおそれがある。

【０００７】さらに、水平回転するようにした回転刃を
横方向に直線状に移動させることにより、段ボール箱の
一側面を切断し、次いで、段ボール箱を垂直軸線回りに
９０度ずつ回転させる毎に、回転刃を上記逆方向に直線
状に移動させて、他の側面を順次切断する方法がある
が、それによると、作業工程が多くなり、作業時間が長
くかかるだけでなく、箱の傾きや、箱の回転時の位置ず
れ等により、箱の各面の切断線の端部同士が一致せず、
完全に切り離せなくなるおそれがある。特に、内容物を
ビニール袋等に封入して、それを箱の中に収容し、ビニ
ール袋等を箱とともに切断する場合には、この方法では
ビニール袋を完全に切断するのが困難である。

【０００８】本発明は、従来の技術が有する上記のよう
な問題点に鑑み、内容物を収容した段ボール箱等の箱
を、作業環境や内容物の品質を悪化することなく、迅速
かつ確実に、自動的に切断し得るようにした箱切断方法
及び装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (１) 箱切断方法において、水平に支持した箱の外周面
に、薄い円板状の丸刃の回転刃を、進行方向の前縁が箱
の外周面に向かうように水平回転させつつ、回転刃の半
径より小さい所要の切り込み深さまで押し入れ、かつ切
り込み深さをほぼ一定として、箱の外周面に沿って１周
させることにより、箱の上部を切断する。

【００１０】(２) 上記(１)項において、箱内に、内容
物を封入した袋を収容し、回転刃により、箱と同時に袋
の上部を切断する。

【００１１】(３) 上記(１)または(２)項において、水
平に支持したほぼ直方体の箱の前後及び左右から１対ず
つのプッシャを押圧して、そのプッシャの移動ストロー
クから箱の前後左右の寸法と位置とを検出し、その検出
情報に基づいて、回転刃の回転軸を、箱の外周面とほぼ
平行に移動させる。

【００１２】(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、箱のコーナー部において、回転刃の回転軸を、４分
の１円弧状に移動させる。

【００１３】(５) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、箱のコーナー部において、回転刃の回転軸を、コー
ナー部を頂角とする二等辺三角形の底辺の方向に移動さ
せる。

【００１４】(６) 箱切断装置において、箱を支持する
支持台と、円板状の回転刃と、前記支持台の上方におい
て、回転刃を垂直軸線回りに回転させるとともに、回転
刃の回転軸を、前後方向及び左右方向に移動させる駆動
手段とを備えるものとする。

【００１５】(７) 上記(６)項において、支持台上に、
箱を挟んで左右に対向するように設けられ、かつ少なく
ともいずれか一方を左右方向に進退し得るようにした左
右１対のプッシャと、支持台上に、箱を挟んで前後に対
向するように設けられ、かつ少なくともいずれか一方を
前後方向に進退し得るようにした前後１対のプッシャ
と、各プッシャの移動ストロークを検出することによ
り、箱の前後左右の寸法と位置とを検出する検出手段
と、この検出手段の検出情報に基づいて、回転刃を回転
させつつ、その回転軸を、箱への切り込み深さをほぼ一
定として、箱の外周面とほぼ平行に移動させるように駆
動手段を数値制御する制御手段とをさらに備えるものと
する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の箱切断装置の
一実施形態を備える梱包体内容物の自動払い出し装置の
一例を示す概略斜視図である。

【００１７】梱包体(１)は、この例では、インスタント
コーヒーの粉末とした内容物(２)を、ビニール製の袋
(３)に封入して、段ボール製の箱(４)内に収容したもの
としてある。内容物(２)は、他の食材や工業用原料等の
粉体、粒体、豆類、茶葉等であってもよく、袋(３)は、
合成樹脂製、布製、または紙製等あってもよく、箱(４)
は、段ボール以外の紙製または合成樹脂製等であっても
よい。

【００１８】支持台(５)は、後述する各ステーションに
おいて、梱包体(１)を載置するためのもので、この例で
は、固定式のローラーコンベヤ(６)の前方(図１の右方)
に、可動式のローラーコンベヤ(７)と、固定式のローラ
ーコンベヤ(８)とが前方に向かって一直線に並ぶように
配設したものよりなっている。ローラーコンベヤ(６)
(７)(８)は、いずれも、モータ(図示略)駆動により、前
後両方向に載置物を搬送可能な公知のものを用いてい
る。なお、これらのローラーコンベヤ(６)(７)(８)に代
えて、ベルトコンベヤまたはその他の搬送手段を用いて
もよい。

【００１９】これらのローラーコンベヤ(６)(７)(８)に
沿って、箱切断ステーション(Ａ)、蓋部除去ステーショ
ン(Ｂ)(いずれもローラーコンベヤ(６)において)、内容
物払い出しステーション(Ｃ)(ローラーコンベヤ(７)に
おいて)、及び空箱処理ステーション(Ｄ)(ローラーコン
ベヤ(８)において)が、順次形成されている。

【００２０】次に、各ステーション(Ａ)〜(Ｄ)毎に、そ
の装置の構成と作業内容、すなわち、本発明の方法の実
施要領について分説する。

【００２１】箱切断ステーション(Ａ) 箱切断ステーション(Ａ)には、本発明の箱切断装置(９)
が設けられている。図１〜図５に示すように、箱切断装
置(９)は、ローラーコンベヤ(６)の両側方に２本ずつ立
設した支柱(10)(10)の上端同士を、前後方向を向く２本
の水平杆(11)(11)と、左右方向を向く２本の水平杆(12)
(12)とにより互いに連結してなる架台(13)を備えてい
る。

【００２２】架台(13)における左右の水平杆(11)(11)に
は、左右方向に長い平面視方形枠状をなす前後移動体(1
4)が、Ｘ軸駆動手段(15)により、前後方向に移動させら
れるようにして装架されており、前後移動体(14)には、
左右移動体(16)が、Ｙ軸駆動手段(17)により、左右方向
に移動させられるようにして装架されている。

【００２３】Ｘ軸駆動手段(15)及びＹ軸駆動手段(17)
は、それぞれが数値制御されるようにしたステッピング
モータ(15a)(17a)と、それらによって前後方向及び左右
方向に無端回走させられるようにしたタイミングベルト
またはチェーン等(図示略)を備えている。その構造は、
工作機械における移動テーブルを、互いに直交するＸ軸
とＹ軸との方向に移動させるのに用いられている周知の
ものと同様のものでよいので、その詳細な説明は省略す
る。

【００２４】左右移動体(16)には、昇降筒(18)が、ジャ
ッキ式の昇降手段(19)により昇降させられるようにして
上下方向に貫通しており、昇降筒(18)には、下端部に薄
い円板状の丸刃の回転刃(20)が着脱自在に装着された回
転軸(21)が回転自在に貫設されている。昇降筒(18)より
上方に突出する回転軸(21)の上端部に固嵌されたプーリ
(22)と、昇降筒(18)と一体的に取り付けられたモータ(2
3)の回転軸に固嵌されたプーリ(24)とには、ベルト(25)
が掛け回され、モータ(23)の作動により、回転軸(21)と
回転刃(20)とが、予め定めた方向に回転させられるよう
になっている。

【００２５】箱切断ステーション(Ａ)におけるローラー
コンベヤ(６)の上面両側部には、互いに内方に向かって
同期して進退する左右１対のプッシャ(26)(26)が設けら
れている。また、その前方の左側部には、エアシリンダ
(27)の作動により、ローラーコンベヤ(６)の上面の中央
まで進出して、搬送されてくる梱包体(１)に当接し、梱
包体(１)を停止させる停止板としてのプッシャ(28)が設
けられ、それより所要距離だけ後方に離れた左側部に
は、前後移動手段(29)に設けられた左右方向を向くエア
シリンダ(30)の作動により、ローラーコンベヤ(６)の上
面の中央まで進出し、前後移動手段(29)の作動により、
前進させられることにより、前方のプッシャ(28)に当接
して停止している梱包体(１)を、プッシャ(28)とともに
前後から挟むようにしたプッシャ(31)が設けられてい
る。

【００２６】左右のプッシャ(26)(26)は、エアシリンダ
にリニアエンコーダを組み込んで、エアシリンダの進退
量を検出しうるようにしたものとし、前後移動手段(29)
は、同様に前後方向を向くエアシリンダ(29a)(図５参
照)にリニアエンコーダ(図示略)を組み込んだものによ
り形成してあるが、モータにより前後方向に無端回走さ
せられるようにしたタイミングベルトまたはチェーン等
(図示略)を備え、タイミングベルト等の移動量をリニア
エンコーダまたはロータリーエンコーダ等により検出し
うるようにしたものとしてもよい。

【００２７】なお、左右のプッシャ(26)(26)のうち、い
ずれか一方を固定式のストッパとしてもよい。また、各
プッシャ(26)(28)(31)の駆動手段は、その移動量を検出
しうるものであればどのような構造のものでもよい。

【００２８】箱切断ステーション(Ａ)においては、ロー
ラーコンベヤ(６)上を搬送されてきた梱包体(１)は、エ
アシリンダ(27)の作動により、ローラーコンベヤ(６)の
上面の中央まで進出させられたプッシャ(28)に当接して
停止させられ、次いで、左右のプッシャ(26)(26)のエア
シリンダが互いに同期して進出させられることにより、
ローラーコンベヤ(６)の中央において、左右のプッシャ
(26)(26)により挾まれ、その後、後方のプッシャ(31)
が、エアシリンダ(30)の作動により、ローラーコンベヤ
(６)の上面の中央まで進出させられた後、前後移動手段
(29)の作動により、前進させられることにより、前後の
プッシャ(28)(31)により前後から挟まれる。なお、ロー
ラーコンベヤ(６)の作動は、梱包体(１)がプッシャ(28)
に当接して停止させられた後の適宜のタイミングに停止
させられるようにしておくのがよい。

【００２９】このときの左右のプッシャ(26)(26)の内方
への進出量がリニアエンコーダにより検出され、その情
報が制御手段(図示略)に送られて、そこでその情報に基
づいて、梱包体(１)の左右方向の幅と位置とが検出され
る。また、前後移動手段(29)の前方への移動量がリニア
エンコーダ等により検出され、その情報が上記制御手段
に送られて、そこでその情報に基づいて、梱包体(１)の
前後方向の奥行きと位置とが検出される。

【００３０】このようにして検出された梱包体(１)の幅
及び奥行き、並びに位置に基づいて、回転刃(20)が次の
ように移動するように、Ｘ軸駆動手段(15)及びＹ軸駆動
手段(17)が制御手段により制御される。なお、回転刃(2
0)の高さは、梱包体(１)の重心(Ｇ)より高く、かつ箱
(４)内の上部に形成されることがある袋(３)より上方の
空隙(32)及び袋(３)の上端の折り重ね部等より低い位置
に、昇降手段(19)によって予め調節しておく。

【００３１】丸刃の回転刃(20)は、図６に示す退避位置
(P1)において、モータ(23)の作動により、図６における
時計回りに回転を開始させられ、そこから、Ｘ軸駆動手
段(15)及びＹ軸駆動手段(17)の作動により、まず刃先の
前端が梱包体(１)の後面より予め定めた切り込み深さ(H
1)だけ前方に出たスタート位置(P2)まで前進させられ、
次いで梱包体(１)の後面と平行に右方に移動させられ、
梱包体(１)の後面、より詳しくは箱(４)の後面と袋(３)
の後面とが水平に切断される。このとき、袋(３)は、内
容物(２)の分圧により、箱(４)の内面に押圧され、密接
しているので、未切断部が生じることなく、確実に、か
つ美麗に切断される。(Ｔ)は、回転刃(20)の中心、すな
わち回転軸(21)の移動軌跡を示す。

【００３２】回転刃(20)の中心が、梱包体(１)の右側面
を越えて右方に移動し、かつ回転刃(20)の左側端が梱包
体(１)の右側面より上記と同じ切り込み深さ(H1)だけ左
方に寄った位置(P3)に達すると、回転刃(20)は、梱包体
(１)の右側面と平行に前方に移動させられ、梱包体(１)
の右側面、すなわち箱(４)及び袋(３)の右側面が水平に
切断される。

【００３３】その後、同様にして、回転刃(20)の中心
が、梱包体(１)の前面を越えて前方に移動し、かつ回転
刃(20)の後端が梱包体(１)の前面より上記と同じ切り込
み深さ(H1)だけ後方に寄った位置(P4)に達すると、回転
刃(20)は、梱包体(１)の前面と平行に左方に移動させら
れ、箱(４)及び袋(３)の前面が水平に切断され、回転刃
(20)の中心が、梱包体(１)の左側面を越えて左方に移動
し、かつ回転刃(20)の右側端が梱包体(１)の左側面より
上記と同じ切り込み深さ(H1)だけ右方に寄った位置(P5)
に達すると、回転刃(20)は、梱包体(１)の左側面と平行
に後方に移動させられ、箱(４)及び袋(３)の左側面が水
平に切断される。

【００３４】回転刃(20)の中心が、梱包体(１)の後面を
越えて後方に移動した位置(P6)に達っした後、回転刃(2
0)は、元の退避位置(P1)に復帰させられ、そこでモータ
(23)の作動が停止させられ、回転刃(20)の回転が停止さ
せられる。

【００３５】回転刃(20)が梱包体(１)の各側面に沿って
進行する際、回転刃(20)は、梱包体(１)のコーナー部の
片側の部分を除いて、常に引き切りの態様で、すなわち
進行方向に対して逆向きに切り込むようにして、梱包体
(１)の表面に進入するので、切り屑が出ることはほとん
どなく、しかも、回転刃(20)が、梱包体(１)の外周面か
ら離れることなく、箱(４)及び袋(３)を連続して水平に
切断するので、そのことも、切り屑発生の防止に寄与し
ている。

【００３６】また、回転刃(20)を、薄い円板状の丸刃と
してあるので、鋸歯等のように、切り屑が出にくいだけ
でなく、内容物(２)が飛散するのも防止することができ
る。

【００３７】回転刃(20)の半径に比して、梱包体(１)へ
の切り込み深さ(H1)を小さくすると、上述の切断方法の
ように、梱包体(１)のコーナー部で、回転刃(20)の移動
方向を直角に変更したのでは、回転刃(20)が梱包体(１)
から完全に一旦離れ、再度進入することになり、その際
に、切り屑が発生するおそれがある。

【００３８】図７は、そのようなおそれを回避するため
の切断方法の変形例を示す。この例では、梱包体(１)の
各コーナー部(右後部のコーナー部しか図示していない
が、他のコーナー部においても同様とする)において、
回転刃(20)の回転軸(21)が、そのコーナー部を挾む梱包
体(１)の各側面より切り込み深さ(H2)だけ内方に離して
描いた線(Ｌ)(Ｌ)の交点(０)を中心とする４分の１円弧
の移動軌跡(T1)を描くように、回転刃(20)を移動させて
いる。

【００３９】また、図８に示す切断方法の変形例におい
ては、梱包体(１)の各コーナー部(右後部のコーナー部
しか図示していないが、他のコーナー部においても同様
とする)において、回転刃(20)の回転軸(21)が、コーナ
ー部を頂角とする二等辺三角形の底辺と平行な直線状の
移動軌跡(T2)を描くように移動させている。移動軌跡(T
2)から上述の線(Ｌ)(Ｌ)の交点(０)までの最短距離は、
回転刃(20)の半径(Ｒ)と一致させてある。

【００４０】これらの変形例のようにして、梱包体(１)
を切断すると、回転刃(20)が梱包体(１)の側面から離れ
ることがなく、梱包体(１)を、切り屑が発生することな
く、円滑に切断することができる。

【００４１】蓋部除去ステーション(Ｂ) 図１及び図９に示すように、蓋部除去ステーション(Ｂ)
には、切断された梱包体(１)の箱(４)及び袋(３)の上片
(4a)(3a)を、ローラーコンベヤ(６)の上方から側方に移
送する蓋部除去手段(33)が設けられている。

【００４２】この蓋部除去手段(33)は、蓋部除去ステー
ション(Ｂ)の上方から袋(３)の上片(3a)を集積する第１
分別位置(34)を通って、箱(４)の上片(4a)を集積する第
２分別位置(35)に至るレール(36)を備えている。レール
(36)には、走行体(37)が、レール(36)に沿って走行しう
るように装架されており、走行体(37)には、ほぼ水平板
状とした支持体(38)を昇降させる、エアシリンダ等より
なる昇降手段(39)が装着されている。

【００４３】支持体(38)の下面における１対の対角部に
は、箱(４)の上片(4a)を吸着しうる２個の吸盤(40)(40)
が設けられ、また支持体(38)の下面における中央の前後
部には、前後１対の針(41)(41)を、吸盤(40)(40)により
吸着された箱(４)の上片(4a)の上面より、その下の袋
(３)の上片(3a)に至るまで、互いに求心する斜め下方に
向かって突き刺すように進退させる１対のエアシリンダ
からなる進退手段(42)(42)が設けられている。

【００４４】なお、吸盤(40)は、支持体(38)の下面中央
に１個だけ設けたり、支持体(38)の下面四隅にそれぞれ
設けたり、または任意の個数を所望の配置で設けたりし
てもよい。また、針(41)及び進退手段(42)の個数、配置
及び向き等も、例えば３個以上を支持体(38)の下面にお
ける同一円周上に等間隔で配設し、かつ各針(41)が外下
方に向かって進退するようにするなど、適宜変更するこ
ともできる。

【００４５】レール(36)及び走行体(37)等により、支持
体(38)を第１分別位置(34)を経て、第２分別位置(35)ま
で移動させる搬送手段が形成されており、この搬送手段
や、昇降手段(39)、吸盤(40)、及び進退手段(42)等は、
ローラーコンベヤ(６)やレール(36)等の各所に設けられ
た種々のセンサ等(いずれも図示略)からの情報と、予め
設定しておいたプログラム等に基づいて、制御手段によ
り、次のように作動するように制御される。

【００４６】すなわち、箱切断ステーション(Ａ)におい
て上部が切断された梱包体(１)が、蓋部除去ステーショ
ン(Ｂ)に送られてきて、ローラーコンベヤ(６)の作動が
停止させられると、蓋部除去ステーション(Ｂ)の上方に
待機していた支持体(38)が、昇降手段(39)により下降さ
せられて、吸盤(40)(40)が箱(４)の上片(4a)の上面に当
接して、それを吸着し、次いで進退手段(42)が作動させ
られて、１対の針(41)(41)が、互いに内下方に向かって
進出させられ、箱(４)の上片(4a)と袋(３)の上片(3a)と
に突き刺さる。

【００４７】次に、昇降手段(39)により支持体(38)が上
昇させられると、吸盤(40)(40)により吸着された箱(４)
の上片(4a)と、それとともに針(41)(41)により突き刺さ
れて保持された袋(３)の上片(3a)とが一体となって持ち
上げられる。このとき、内容物(２)がこぼれ落ちるおそ
れがあるので、ローラーコンベヤ(６)の下方、特に箱切
断ステーション(Ａ)と蓋部除去ステーション(Ｂ)との下
方に、図１に示す後述するホッパ(80)と同様のホッパ
(図示略)を設けておくのがよい。

【００４８】その状態で、走行体(37)が蓋部除去ステー
ション(Ｂ)の上方から第１分別位置(34)まで移動させら
れた後、支持体(38)が昇降手段(39)により下降させら
れ、次いで、進退手段(42)の退避作動により、針(41)(4
1)が箱(４)の上片(4a)と袋(３)の上片(3a)とから抜き出
され、袋(３)の上片(3a)のみが落下し、第１分別位置(3
4)に堆積される。

【００４９】その後、必要に応じて支持体(38)が昇降手
段(39)により上昇させられた後、走行体(37)が第１分別
位置(34)から第２分別位置(35)まで移動させられ、そこ
で必要に応じて支持体(38)が昇降手段(39)により下降さ
せられた後、吸盤(40)(40)の吸着作動が停止させられ
て、箱(４)の上片(4a)が落下し、第２分別位置(35)に堆
積される。

【００５０】このようにして分別作業が終了した後、支
持体(38)が昇降手段(39)により上昇させられ、かつ走行
体(37)が蓋部除去ステーション(Ｂ)の上方の位置まで戻
されて、次の梱包体(１)が、蓋部除去ステーション(Ｂ)
に送られてくるまで待機する。

【００５１】内容物払い出しステーション(Ｃ) 図１、及び図１０〜図１５に示すように、内容物払い出
しステーション(Ｃ)には、可動式のローラーコンベヤ
(７)を支持する回転フレーム(43)と、この回転フレーム
(43)を、ローラーコンベヤ(７)の荷搬送方向と直交する
水平軸線回りに回転させる回転手段(44)とが設けられて
いる。

【００５２】回転手段(44)は、床に設置した固定ボック
ス(45)と、固定ボックス(45)の両側板(46)(46)に回転自
在に装着した左右１対の回転円板(47)(47)と、両回転円
板(47)(47)の中心間を連結するとともに、左方の回転円
板(47)を貫通してその左端面に開口する角筒状の左右方
向を向く回転筒(48)と、両回転円板(47)(47)の内側面に
設けられた内歯歯車(49)(49)と、固定ボックス(45)内に
回転筒(48)と平行として回転可能に支持され、かつ両端
に、内歯歯車(49)(49)と噛合する外歯歯車(50)(50)が固
嵌された駆動軸(51)と、固定ボックス(45)内に配設され
た正逆回転可能のモータ(52)と、モータ(52)の回転軸(5
3)に固嵌したスプロケット(54)と、駆動軸(51)の中間部
に固嵌したスプロケット(55)と、両スプロケット(54)(5
5)に掛け回されたチェーン(56)とを備えている。

【００５３】回転フレーム(43)は、左方の回転円板(47)
の下部より左方に水平に延出する支持フレーム(57)と、
その遊端部より起立する支杆(58)とを備えている。ロー
ラーコンベヤ(７)は、長寸のベース部(7a)の後端に、短
寸のはね上げ部(7b)が、左右方向を向く軸線回りにほぼ
９０度回動可能として枢着されたものよりなり、ベース
部(7a)が支持フレーム(57)のほぼ中央部上面に前後方向
を向くようにして固定され、かつはね上げ部(7b)が、支
持フレーム(57)に設けられたギヤードモータ等よりなる
回動手段(59)により、図１２に実線で示すように、後方
を向いてローラーコンベヤ(６)と連続する水平位置か
ら、同じく想像線で示す真上を向く起立位置までの間を
回動させられるようになっている。

【００５４】なお、回転筒(48)とローラーコンベヤ(７)
との関係は、回転筒(48)の中心線が、ローラーコンベヤ
(７)上に載置された梱包体(１)の重心に近い位置を通る
ように定めておくのがよい。

【００５５】支杆(58)の上端部には、右方を向く角筒(6
0)が、回転筒(48)の延長線上に位置するようにして固着
されている。角筒(60)の右端には、垂直板状の当接板(6
1)が、ローラーコンベヤ(７)の搬送面の側縁に一致する
ようにして固着されている。

【００５６】角筒(60)内には、移動駒(62)が左右方向に
移動しうるようにしたロッドレスシリンダ(63)が設けら
れており、移動駒(62)から角筒(60)の前後面及び下面に
設けられた左右方向を向く長孔(64)(65)を通って前後及
び下方に向かって延出する支持片(66)(67)により、前後
方向を向く針支持杆(68)が支持されている。

【００５７】針支持杆(68)には、複数（ここでは３本）
の中空尖先状の針(69)が、前後方向に等間隔をもって、
かつ右方に水平に延出するようにして取付けられてい
る。

【００５８】各針(69)の先端部下面には、中空部に連通
する下向きのエア噴出孔(70)(図１０及び図１５参照)が
穿設されており、また針(69)の基端部において、中空部
は、エア供給ホース(71)に接続されている。エア供給ホ
ース(71)は、開閉弁（図示略）を介して、圧縮空気源
（図示略）に接続されている。

【００５９】ロッドレスシリンダ(63)の作動により、移
動駒(62)と支持片(66)(67)、針支持杆(68)、針(69)等が
一体となって右方に進出し、針(69)が、当接板(61)の下
部に穿設した適数個の窓孔(72)を通って、ローラーコン
ベヤ(７)上に進出して、そこに載置された梱包体(１)の
下部に突き刺さるようになっている。

【００６０】回転筒(48)内には、角筒(73)が、左右方向
に摺動自在に嵌挿されており、回転筒(48)より左方に突
出した角筒(73)の左端には、当接板(61)と対向するよう
に、垂直板状の押圧板(74)が固着されている。

【００６１】回転筒(48)より左方に突出した角筒(73)の
上面に固着したブラケット(75)と、固定ボックス(45)内
における回転筒(48)の中間部上面に固着したブラケット
(76)とには、左方の側板(47)を貫通して左右方向を向く
エアシリンダ(77)の各端部が止着され、エアシリンダ(7
7)の伸縮作動により、角筒(73)と押圧板(74)とが一体と
なって左方に進退し、押圧板(74)と当接板(61)とによ
り、ローラーコンベヤ(７)上の梱包体(１)を、左右から
挟圧把持しうるようになっている。

【００６２】角筒(73)内の左部には、移動駒(78)が、角
筒(73)内の右部に設けたエアシリンダ(79)の作動によ
り、左右方向に摺動させられるように設けられてい。

【００６３】この移動駒(78)には、左方の移動駒(62)に
おけるのと同様の支持片(66)(67)、針支持杆(68)、３本
の針(69)等が左右対称として設けられ、同様に角筒(73)
の前後面と下面とには、支持片(66)(67)が通る長孔(64)
(65)が、また、各針(69)には、エア噴出孔(70)がそれぞ
れ設けられ、各針(69)はエア供給ホース(71)に接続され
ている。

【００６４】ロッドレスシリンダ(63)とエアシリンダ(7
9)とは、互いに同期して作動し、左右の移動駒(62)(78)
が互いに内方に移動させられることにより、右方の３本
の針(69)は、左方の３本の針(69)と同期して、かつ押圧
板(74)の下部に穿設した適数個の窓孔(72)を通って、梱
包体(１)の下部に突き刺さる。回転フレーム(43)及びロ
ーラコンベヤ(７)の下方には、内容物(２)を受けるホッ
パ(80)(図１及び図１２等参照)が設けられている。

【００６５】ローラコンベヤ(７)、回転フレーム(43)、
固定ボックス(45)等には、梱包体(１)が予め定めた位置
に到達したことを検出するセンサ、はね上げ部(7b)が水
平位置に位置していること、及び起立位置に位置してい
ることを検出するセンサ、押圧板(74)、左右の針(69)等
が進出及び後退したことを検出するセンサ、回転円板(4
7)の回転角度を検出するセンサ等（いずれも図示略）が
設けられ、それらの情報と、予め設定しておいたプログ
ラム等に基づいて、モータ(52)、回動手段(59)、ロッド
レスシリンダ(63)、エアシリンダ(77)(79)等が、制御手
段により、次のように作動するように制御される。

【００６６】すなわち、図１２に実線で示すように、ロ
ーラーコンベヤ(７)におけるベース部(7a)とはね上げ部
(7b)とが、ほぼ水平となって、ローラーコンベヤ(６)及
びローラーコンベヤ(８)と連続している状態で、蓋部除
去ステーション(Ｂ)から上部が除去された梱包体(１)の
残部が、予め定めた位置まで送られてくると、ローラー
コンベヤ(６)の送りが停止させられた後、回動手段(59)
により、ローラーコンベヤ(７)のはね上げ部(7b)が、図
１２に想像線で示すように、起立位置まで回動させられ
る。

【００６７】次いで、ローラーコンベヤ(７)のベース部
(7a)が逆転作動させられて、梱包体(１)が後方へ移動さ
せられ、起立しているはね上げ部(7b)に当接すると、ベ
ース部(7a)の逆転作動が停止させられる。次に、エアシ
リンダ(77)が伸出して、押圧板(74)が梱包体(１)を当接
板(61)に向けて押動し、当接板(61)と押圧板(74)とによ
り、梱包体(１)を左右から挟圧把持する。

【００６８】続いて、ロッドレスシリンダ(63)とエアシ
リンダ(79)とが同時に作動させられて、左右の針(69)
が、窓孔(72)を通って、梱包体(１)の下部に左右から突
き指される。このとき、針(69)は、梱包体(１)の箱(４)
と袋(３)とを貫通して、袋(３)内の底よりやや上方に位
置する。この状態を、図１３に示す。

【００６９】次に、モータ(52)の作動により、回転円板
(47)、回転筒(48)、角筒(60)(73)、回転フレーム(43)、
ローラーコンベヤ(７)、梱包体(１)等が、回転筒(48)を
中心として、一体となって、図１２の反時計方向に回動
させられる。

【００７０】その回動角度は、最終的に１８０°である
が、図１４に実線で示すように、その途中の箱(４)の後
面が内容物(２)の安息角に近い角度をなす位置、例えば
内容物(２)がインスタントコーヒーの粉体である場合
は、回動開始からほぼ１３５°の位置で一時的に停止
し、梱包体(１)内の内容物(２)がほぼすべてホッパ(80)
に落下する適宜の遅延時間後に、図１４に想像線で示す
ように、真下を向く１８０°の位置まで回動させるのが
よい。そうすることによって、内容物が静かに、かつ円
滑に落下し、飛散したりホッパ(80)内において飛びはね
たりすることがない。

【００７１】梱包体(１)が真下を向いた後、図１５に示
すように、各針(69)の先端部のエア噴出孔(70)から、圧
縮空気が、反転させられて上方に位置する袋(３)の底部
に向かって噴出し、袋のしわや重合部内に残留している
内容物(２)を吹き飛ばして、ホッパ(80)に落下させる。

【００７２】これによって、袋(３)内の内容物は完全に
落下する。その後、上述と逆の作動で、回転円板(47)等
が時計回り方向に１８０°回動させられ、梱包体(１)が
元の上向きの状態に戻された後、ロッドレスシリンダ(6
3)及びエアシリンダ(79)が収縮させられて左右の針(69)
が後退させられ、かつエアシリンダ(77)が収縮させられ
て、押圧板(74)が元の位置まで退避させられ、さらに、
回動手段(59)により、ローラーコンベヤ(７)のはね上げ
部(7b)が水平位置まで戻された後、ローラーコンベヤ
(７)の搬送作動が開始させられて、梱包体(１)が空箱処
理ステーション(Ｄ)に搬送される。

【００７３】空箱処理ステーション(Ｄ) 図１及び図１６に示すように、空箱処理ステーション
(Ｄ)には、梱包体(１)における箱(４)及び袋(３)の残部
(4b)(3b)を、ローラーコンベヤ(８)の上方から側方に移
送する空箱等除去手段(81)が設けられている。

【００７４】この空箱等除去手段(81)は、蓋部除去ステ
ーション(Ｂ)における蓋部除去手段(33)と同様に、空箱
処理ステーション(Ｄ)の上方から、袋(３)の残部(3b)を
集積する第１分別位置(82)を通って、箱(４)の残部(4b)
を集積する第２分別位置(83)に至るレール(84)と、この
レール(84)に沿って走行しうるように装架された走行体
(85)とを備えている。

【００７５】走行体(85)には、昇降手段(39)と同様の昇
降手段(86)と、その昇降手段(86)により昇降させられる
ようにしたギャードモータ等からなる回転手段(87)と、
その回転手段(87)により水平軸回りに回転させられるよ
うにした垂直板状の支持体(88)と、その支持体(88)に支
持された上下１対の吸盤(89)(89)とを備えている。

【００７６】レール(84)及び走行体(85)等により、支持
体(88)を第１分別位置(82)を経て、第２分別位置(83)ま
で移動させる搬送手段が形成されており、この搬送手段
や、昇降手段(86)、回転手段(87)、吸盤(89)等は、ロー
ラーコンベヤ(８)やレール(84)等の各所に設けられた種
々のセンサ等(いずれも図示略)からの情報と、予め設定
しておいたプログラム等に基づいて、制御手段により、
次のように作動するように制御される。

【００７７】すなわち、内容物払い出しステーション
(Ｃ)において内容物(２)が払い出された空の梱包体(１)
の残部が、空箱処理ステーション(Ｄ)に送られてくる
と、その梱包体(１)における箱(４)の残部(4b)の前面
が、下降位置に待機していた吸盤(89)に当接して吸着さ
れ、次いで、ローラーコンベヤ(８)の作動が停止させら
れた後、昇降手段(86)により支持体(88)が上昇させられ
ると、吸盤(89)(89)により吸着された箱(４)の残部(4b)
と、その中に収容された袋(３)の残部(3b)とが一体とな
って持ち上げられる。

【００７８】その状態で、走行体(85)が空箱処理ステー
ション(Ｄ)の上方から第１分別位置(82)まで移動させら
れた後、回転手段(87)により、支持体(88)が１８０度回
転させられると、箱(４)の残部(4b)が上下反転させられ
て、その中に収容されていた袋(３)の残部(3b)が落下
し、第１分別位置(82)に堆積される。

【００７９】その後、走行体(85)が第１分別位置(82)か
ら第２分別位置(83)まで移動させられ、そこで吸盤(89)
(89)の吸着作動が停止させられて、箱(４)の残部(4b)が
落下し、第２分別位置(83)に堆積される。

【００８０】このようにして分別作業が終了した後、走
行体(85)が空箱処理ステーション(Ｄ)の上方の位置まで
戻され、かつ支持体(88)が昇降手段(86)により下降させ
られて、次の梱包体(１)が、空箱処理ステーション(Ｄ)
に送られてくるまで待機する。

【００８１】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、上記実施形態では、梱包体(１)を、
内容物(２)を袋(３)に封入して、箱(４)内に収容したも
のとしたが、内容物(２)を袋(３)に封入することなく、
直接箱(４)内に収容した場合にも適用でき、その場合に
も、上記と同様の効果を奏することができる。

【００８２】また、上記実施形態では、本発明の箱の切
断方法及び装置を、梱包体(１)を切断した後、その内容
物を払い出す梱包体内容物の自動払い出し方法及び装置
において用いているが、本発明の箱の切断方法及び装置
は、その他の用途にも広く用いることができる。

【００８３】

【発明の効果】請求項１及び６記載の発明によると、薄
い回転刃が、いわゆる引き切り状態で、箱の外周に沿っ
て、その外周から一度も離れることなく、連続して切断
するので、切り屑がほとんど発生することがなく、ま
た、箱内に収容した内容物が外部に飛散することがな
く、作業環境や内容物の品質を悪化することなく、段ボ
ール箱等の箱を、迅速かつ確実に、自動的に切断するこ
とができる。

【００８４】請求項２記載の発明によると、箱と同時
に、箱内に収容した袋の上部を切断するので、開箱と開
袋とが同時に行われ、作業能率が大幅に向上し、しか
も、袋の切り屑もほとんど発生しないので、作業環境や
内容物の品質を悪化することがない。また、袋を箱から
取り出すことなく切断するので、袋の取り出し時に発生
するような静電気が発生することがなく、そのような静
電気による内容物の袋への付着等の問題を解消すること
ができる。

【００８５】請求項３及び７記載の発明によると、簡単
な構成で、箱の前後左右の寸法と位置とを検出できると
ともに、その検出情報に基づいて、回転刃の回転軸を、
箱の外周面に沿って、それとほぼ平行をなすように正確
に移動させることができる。

【００８６】請求項４及び５記載の発明によると、切り
込み深さを浅くしても、回転刃が、箱の外周面から離れ
ることがなく、箱の外周面を連続して美麗に切断するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一実施形態を備え梱包体内容物
の自動払い出し装置の一例を示す概略斜視図である。

【図２】同じく、箱切断ステーション(Ａ)における箱切
断装置の一部切欠正面図である。

【図３】同じく、平面図である。

【図４】同じく、図２のIV−IV線に沿う横断平面図であ
る。

【図５】同じく、箱切断装置の側面図である。

【図６】同じく、箱切断装置による梱包体の切断方法を
示す概略平面図である。

【図７】同じく、箱切断装置による梱包体の切断方法の
変形例を示す概略平面図である。

【図８】同じく、箱切断装置による梱包体の切断方法の
別の変形例を示す概略平面図である。

【図９】同じく、蓋部除去ステーション(Ｂ)における蓋
部除去手段の一部切欠正面図である。

【図１０】同じく、内容物払い出しステーション(Ｃ)に
おける装置の一部切欠正面図である。

【図１１】同じく、一部切欠平面図である。

【図１２】同じく、図１０のXII−XII線に沿う縦断側面
図である。

【図１３】同じく、梱包体を当接板と押圧板とにより挾
み、かつ針を突き刺した状態を示す、図１０と同様の部
分の一部切欠正面図である。

【図１４】図１３図示の状態から、梱包体を所要角度回
転させた状態を示す、図１２と同様の部分の縦断側面図
である。

【図１５】図１４図示の状態から、梱包体を真下を向く
位置まで回転させ、かつ針の先端から圧縮空気を噴出さ
せた状態を示す、図１３と同様の部分の拡大縦断側面図
である。

【図１６】空箱処理ステーション(Ｄ)における空箱等除
去手段の側面図である。

【符号の説明】

(１)梱包体 (２)内容物 (３)袋 (3a)上片 (3b)残部 (４)箱 (4a)上片 (4b)残部 (５)支持台 (６)(７)(８)ローラーコンベヤ (7a)ベース部 (7b)はね上げ部 (９)箱切断装置 (10)支柱 (11)(12)水平杆 (13)架台 (14)前後移動体 (15)Ｘ軸駆動手段 (15a)ステッピングモータ (16)左右移動体 (17)Ｙ軸駆動手段 (17a)ステッピングモータ (18)昇降筒 (19)昇降手段 (20)回転刃 (21)回転軸 (22)プーリ (23)モータ (24)プーリ (25)ベルト (26)プッシャ (27)エアシリンダ (28)プッシャ (29)前後移動手段 (29a)エアシリンダ (30)エアシリンダ (31)プッシャ (32)空隙 (33)蓋部除去手段 (34)第１分別位置 (35)第２分別位置 (36)レール (37)走行体 (38)支持体 (39)昇降手段 (40)吸盤 (41)針 (42)進退手段 (43)回転フレーム (44)回転手段 (45)固定ボックス (46)側板 (47)回転円板 (48)回転筒 (49)内歯歯車 (50)外歯歯車 (51)駆動軸 (52)モータ (53)回転軸 (54)(55)スプロケット (56)チェーン (57)支持フレーム (58)支杆 (59)回動手段 (60)角筒 (61)当接板 (62)移動駒 (63)ロッドレスシリンダ (64)(65)長孔 (66)(67)支持片 (68)針支持杆 (69)針 (70)エア噴出孔 (71)エア供給ホース (72)窓孔 (73)角筒 (74)押圧板 (75)(76)ブラケット (77)エアシリンダ (78)移動駒 (79)エアシリンダ (80)ホッパ (81)空箱等除去手段 (82)第１分別位置 (83)第２分別位置 (84)レール (85)走行体 (86)昇降手段 (87)回転手段 (88)支持体 (89)吸盤 (Ａ)箱切断ステーション (Ｂ)蓋部除去ステーション (Ｃ)内容物払い出しステーション (Ｄ)空箱処理ステーション (H1)(H2)(H3)切り込み深さ (Ｌ)線 (０)交点 (P1)退避位置 (P2)スタート位置 (P3)(P4)(P5)(P6)位置 (Ｒ)回転刃の半径 (Ｔ)(T1)(T2)移動軌跡

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C027 RR03 RR07 3E058 AA02 AA04 BA03 CA02 CB06 DA01 DA04 EA07 FA05 GA02 GA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に支持した箱の外周面に、薄い円板
   状の丸刃の回転刃を、進行方向の前縁が箱の外周面に向
   かうように水平回転させつつ、回転刃の半径より小さい
   所要の切り込み深さまで押し入れ、かつ切り込み深さを
   ほぼ一定として、箱の外周面に沿って１周させることに
   より、箱の上部を切断することを特徴とする箱切断方
   法。
2. 【請求項２】 箱内に、内容物を封入した袋を収容し、
   回転刃により、箱と同時に袋の上部を切断することを特
   徴とする請求項１記載の箱切断方法。
3. 【請求項３】 水平に支持したほぼ直方体の箱の前後及
   び左右から１対ずつのプッシャを押圧して、そのプッシ
   ャの移動ストロークから箱の前後左右の寸法と位置とを
   検出し、その検出情報に基づいて、回転刃の回転軸を、
   箱の外周面とほぼ平行に移動させることを特徴とする請
   求項１または２記載の箱切断方法。
4. 【請求項４】 箱のコーナー部において、回転刃の回転
   軸を、４分の１円弧状に移動させることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載の箱切断方法。
5. 【請求項５】 箱のコーナー部において、回転刃の回転
   軸を、コーナー部を頂角とする二等辺三角形の底辺の方
   向に移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の箱切断方法。
6. 【請求項６】 箱を支持する支持台と、 円板状の回転刃と、 前記支持台の上方において、回転刃を垂直軸線回りに回
   転させるとともに、回転刃の回転軸を、前後方向及び左
   右方向に移動させる駆動手段とを備えることを特徴とす
   る箱切断装置。
7. 【請求項７】 支持台上に、箱を挟んで左右に対向する
   ように設けられ、かつ少なくともいずれか一方を左右方
   向に進退し得るようにした左右１対のプッシャと、 支持台上に、箱を挟んで前後に対向するように設けら
   れ、かつ少なくともいずれか一方を前後方向に進退し得
   るようにした前後１対のプッシャと、 各プッシャの移動ストロークを検出することにより、箱
   の前後左右の寸法と位置とを検出する検出手段と、 この検出手段の検出情報に基づいて、回転刃を回転させ
   つつ、その回転軸を、箱への切り込み深さをほぼ一定と
   して、箱の外周面とほぼ平行に移動させるように駆動手
   段を数値制御する制御手段とをさらに備えることを特徴
   とする請求項６記載の箱切断装置。