JP2003160115A - カートン自動開封システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カートン内に収容された内袋をカートンから
分離し、内袋から包装物を取り出して、要求される製造
ラインに供給することを、自動的に且つ可及的に省スペ
ースで簡単な構造で実現可能とするカートン開封システ
ムを提供する。 【解決手段】 カートン開封システム１では、キャップ
Ｃを内袋Ｂに包装し且つ少なくとも底部フラップがシー
ルされたカートン１０が搬入ステーション３から底部開
封ステーション４に移送される。底部開封ステーション
４において、カートン１０の底部フラップ１２が開封さ
れる。底部が開封されたカートン１０は分離ステーショ
ン５に移送され、既に開封されている底部を通じて内袋
Ｂがカートン１０から分離される。内袋Ｂを把持した仮
ホッパ７０を反転させることで、内袋Ｂからのキャップ
Ｃは包装物受取りステーション６に受け取られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、容器の口部を閉
鎖する多数のキャップのような多数の小物品を包装物と
して収容した内袋が収容されたカートンを開封して、更
に内袋から包装物を取り出すカートン自動開封システム
に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、ボトル型容器に飲料等の内容物を充
填して包装する充填ラインを備えた工場では、容器の口
部を封鎖するため、充填されて搬送されてくる容器の数
に合わせてキャップを順次供給することが行われてい
る。そうしたキャップの供給のため、充填ラインに数万
個の収容能力があるキャップフィーダを用意しておき、
キャップフィーダから順次、充填ラインにキャップを供
給している。個々のキャップの重さは非常に軽いけれど
も、キャップフィーダの底部ではキャップに作用する圧
力が相当に高くなり、キャップが変形する可能性があ
る。従って、キャップフィーダの収容能力を増強するの
にも限界がある。

【０００３】また、最近では充填ラインの高速化が進
み、１分間に６００個以上（６００ｂｐｍ以上）のボト
ルに内容物を充填し・キャップ締めすることができるラ
インが増えてきている。この処理速度では、キャップフ
ィーダに満杯状態にまで収容したキャップもあっても、
数十分で使用し尽くされる。従って、１充填ラインに付
き、ライン稼働時間によっても変化するが、毎日、十〜
数百個のカートンを開封してキャップフィーダに投入す
る作業を行う必要がある。しかしながら、このカートン
の開封から内袋の取出し、キャップの取出し及び使用済
みの内袋と空きカートンの処分までの一連の作業を自動
的に行う機械は未だ開発されておらず、依然として人手
によってカートンの定期的な解梱作業が行われており、
カートンの開封から始まる一連の作業がオペレータの負
担になっているのが現状である。

【０００４】また、一般に、ボトル封鎖用のキャップに
限らず、プラスチック部品のように、比較的軽量である
が大量に使用される物品（以下、この説明では小物品と
称する）も、小物品を袋詰めした内袋をカートンに収容
し、カートンをパレタイズして流通される。カートンを
解梱して小物品を製造ライン等に供給するときにも、同
様の定期的な解梱作業が強いられるという問題が生じて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、人手の作業に
頼ることなく、可能な限り、省スペースで簡単な構造を
有し、且つカートン内に収容された内袋をカートンから
分離し、内袋から包装物を効果的に取り出して、要求さ
れる製造ラインに供給することを可能にするカートン開
封システムが望まれている。

【０００６】この発明の目的は、カートン内に収容され
た内袋内に包装された包装物を、可能な限り、省スペー
スで簡単な構造を有する装置によって自動的に開封し、
オペレータの解梱作業負担を軽減することができるカー
トン開封システムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明によるカートン開封システムは、包装物を
内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップがシールされ
たカートンが搬入される搬入ステーション、前記搬入ス
テーションから移送された前記カートンの前記底部フラ
ップを開封する底部開封ステーション、前記底部開封ス
テーションから移送された前記カートンの開封された前
記底部を通じて前記内袋を前記カートンから分離する分
離ステーション、及び前記分離ステーションで前記カー
トンから分離された前記内袋から前記包装物を受け取る
包装物受取りステーションを備えていることから成って
いる。

【０００８】このカートン開封システムによれば、包装
物を内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップがシール
されたカートンが搬入ステーションに搬入されると、カ
ートンは、搬入ステーションから底部開封ステーション
に移送され、底部開封ステーションにおいてカートンの
底部フラップが開封される。次に、底部が開封されたカ
ートンは底部開封ステーションから分離ステーションに
移送され、分離ステーションにおいて、内袋は既に開封
されている底部を通じてカートンから分離される。分離
ステーションでカートンから分離された内袋からは、包
装物受取りステーションに包装物が受け取られる。この
ように、カートンの搬入から包装物の受取りまで、各ス
テーションにてカートンの解梱作業が、人手によること
なく順次進行する。

【０００９】このカートン開封システムにおいて、前記
カートンの前記底部フラップは、一方の対を構成する内
側フラップと、他方の対を構成し前記両内側フラップに
重ねられてシールが施された外側フラップとから成り、
前記底部開封ステーションは、前記シールを開封する底
部シールオープナーを備えることができる。カートンの
底部フラップは、通常と同様、一方の対を構成する内側
フラップと、他方の対を構成し両内側フラップに重ねら
れてシールが施された外側フラップとから成っている。
底部開封ステーションに備わる底部シールオープナー
は、外側フラップとの内側フラップとのシールを開封し
て、外側フラップを内側フラップから分離させることが
可能である。

【００１０】このカートン自動開封システムにおいて、
前記底部開封ステーションは、前記カートンの前記外側
フラップの外面に吸着して前記外側フラップを前記内側
フラップから離す方向に付勢可能な付勢具を備えてお
り、前記底部シールオープナーは、前記両外側フラップ
の前記シールを開封するため、前記外側フラップが前記
付勢具によって付勢された状態にあるときに、前記外側
フラップと前記内側フラップとの間に侵入するという構
成とすることができる。付勢具は、外側フラップの外面
に吸着して外側フラップを拡げる方向に付勢された吸引
具とすることができる。吸引具が外側フラップの外面に
吸着し、その吸引具を外側フラップを内側フラップから
離して拡げる方向に付勢することによって、カートンの
外側フラップを内側フラップから浮き離すことが可能と
なる。カートンの外側フラップが付勢具によって内側フ
ラップから離れる方向に付勢されて内側フラップから浮
き離れたところで、底部シールオープナーが外側フラッ
プと内側フラップとの間に侵入し、底部シールオープナ
ーが相対的に更に進むことによって、両外側フラップ
は、シールが開封されて内側フラップから分離する。

【００１１】このカートン自動開封システムにおいて、
前記シールは、前記外側フラップと前記内側フラップと
の対向面に適用されたホットメルト等の接着剤によるシ
ールとすることができる。外側フラップを閉じるときに
内側フラップとの対向面にホットメルト等の接着剤を適
用することで、両フラップのシールが得られる。

【００１２】このカートン自動開封システムにおいて、
前記シールは、前記両外側フラップの合わせ目に跨がっ
て貼着されるとともに、両端部が前記カートンの側板部
に跨がって貼着されたテープによるシールとすることが
できる。このシールの態様は、両外側フラップの合わせ
目に跨がってテープを貼着することによって両外側フラ
ップの拡開が防止される。

【００１３】両外側フラップをテープでシールしたカー
トンの自動開封システムにおいて、前記底部シールオー
プナーは、前記両外側フラップの合わせ目に跨がって貼
着された前記テープによる前記シールの開封に先行し
て、前記両外側フラップと前記カートンの前記側板部と
に跨がって貼着された前記テープを前記両外側フラップ
の側縁と前記側板部との境界に対応する部分において切
断するカッタを備えていることが好ましい。外側フラッ
プ同士をその合わせ目に跨がってテープによってシール
した場合、通常、テープの端部はカートンの側板部にも
跨がって貼着される。従って、この場合には、両外側フ
ラップの合わせ目に跨がって貼着されたテープで行われ
ているシールの開封に先行して、側板部にも跨がって貼
着されたテープを両外側フラップの側縁と前記側板部と
の境界に対応する部分においてカッタで切断すること
が、以後の外側フラップ同士の合わせ目に跨がって施さ
れたテープを切断する上で望ましい。

【００１４】この底部シールオープナーを備えたカート
ンの自動開封システムにおいて、前記底部シールオープ
ナーは、前記カートンの前記内側フラップと前記外側フ
ラップとの間に侵入し且つ前記接着剤による前記シール
を開封する内外フラップ分離爪、及び／又は前記フラッ
プ分離爪に交差し且つ前記両外側フラップの合わせ目に
侵入する左右フラップ分離爪を備えていることが好まし
い。内側フラップと外側フラップとのシールが接着剤に
よって行われている場合、底部シールオープナーがカー
トンに対して相対移動するとき、内外フラップ分離爪が
カートンの内側フラップと外側フラップとの間に侵入し
て、そのシールを開封する。このとき、左右フラップ分
離爪は両外側フラップの合わせ目に侵入して、底部シー
ルオープナーのカートンに対する相対移動を案内する。

【００１５】両外側フラップがテープでシールされてい
るカートンの場合、底部シールオープナーがカートンに
対して相対移動するとき、左右フラップ分離爪がカート
ンの両外側フラップの合わせ目に侵入して、テープを切
断してテープによるシールを開封する。このとき、内外
フラップ分離爪は内側フラップと外側フラップとの間に
侵入して、底部シールオープナーのカートンに対する相
対移動を案内する。

【００１６】上記の底部シールオープナーにおいて、前
記内外フラップ分離爪はその侵入端縁部が中央側から末
端側に向かうに従って後方に傾斜していると共に前記侵
入端縁部から後方に向かうに従って次第に厚くなる肉厚
を有しており、前記左右フラップ分離爪はその侵入端縁
部が前記内外フラップ分離爪との交差部分から末端側に
向かうに従って後方に傾斜している構造とすることがで
きる。内外フラップ分離爪を、その侵入端縁部が中央側
から末端側に向かうに従って後方に傾斜させると共に侵
入端縁部から後方に向かうに従って次第に厚くなる肉厚
を有するラッセル構造とすることで、接着剤によるシー
ルの開封が低抵抗となり安定した開封が可能であり、上
記の肉厚を持たせることで内外フラップ間に内外フラッ
プを分離させる方向の剥がし力を作用させることができ
る。同様に、左右フラップ分離爪を、その侵入端縁部が
前記内外フラップ分離爪との交差部分から末端側に向か
うに従って後方に傾斜させることで、テープの切断が低
抵抗となる。

【００１７】上記の底部シールオープナーを有するカー
トン自動開封システムにおいて、前記底部シールオープ
ナーを１個設け、前記カートンをその姿勢の反転前後に
おいて前記カートンの各端部から分担して前記シールを
開封することができる。内外フラップ分離爪は、内側フ
ラップと外側フラップとの間においては、各側で内側フ
ラップが側板部から連続的に延びているので、外側から
は侵入しやすいが、内側からは内外フラップ分離爪の先
端が内側フラップの端縁に衝突し易い。従って、内外フ
ラップ分離爪をカートンの一方の側から他方の側へと通
り抜けるように通過させるのは困難である。そこで、底
部シールオープナーを１個設ける場合には、カートンを
その姿勢の反転前後において、カートンの各端部から、
例えば、半分ずつ分担してシールを開封することが好ま
しい。

【００１８】上記の底部シールオープナーを有するカー
トン自動開封システムにおいて、前記底部シールオープ
ナーを前記カートンの移動方向に隔置して２個設け、前
記カートンを姿勢変更することなく前記移動方向を反転
して、前記カートンの各端部から分担して前記シールを
開封することができる。上記のとおり、内外フラップ分
離爪をカートンの一方の側から他方の側へと通り抜ける
ように通過させるのは困難であるので、底部シールオー
プナーを２個設ける場合には、カートンをその姿勢を変
えることなく、移動方向を変えることにより、カートン
の各端部から、例えば、半分ずつ分担してシールを開封
することができる。

【００１９】このカートン自動開封システムにおいて、
前記底部開封ステーションには、前記底部フラップを開
封するときに生じるダストを吸引して排出する吸引ダク
トを配設することができる。包装物を例えばキャップの
ような小物品とする場合には、底部フラップを開封する
ときに生じる紙粉、切り屑等のダストは、包装物に付着
したままキャップが装着されるボトル等の容器に混入す
るおそれがある。従って、ダスト発生の可能性がある底
部フラップの開封の際には、吸引ダクトによってダスト
を吸引して排出することが好ましい。

【００２０】このカートン自動開封システムにおいて、
前記底部開封ステーションと前記分離ステーションとの
間には、前記底部フラップが開封された前記カートンの
底部を支持する支持台を、前記分離ステーションに向か
ってスライド可能に設けることができる。底部開封ステ
ーションにおいて底部フラップが開封されたカートン
は、底部フラップを支えなければ、その時点で底部フラ
ップが開放されて内袋が底部を通してカートンの外に出
ようとする。従って、カートンを支持する支持台を分離
ステーションに向かってスライド可能に設けることによ
り、カートンを底部フラップを開放することなく分離ス
テーションまで移送することができる。

【００２１】このカートン自動開封システムにおいて、
前記分離ステーションにおいて、前記底部フラップが開
封された前記カートンからの前記内袋の分離は、前記底
部フラップが開封された前記カートンの底部を通じて前
記内袋がその自重によって落下することにより行うこと
ができる。カートンの底部の支持がなくなると、内袋は
底部フラップが開放されたカートンから自重によって自
ら降下するので、カートンからの内袋の取出しのために
特別の駆動源を要しない。従って、内袋の分離のための
機構が簡単化され、カートンの底部を通してカートンか
ら内袋を容易に分離させることが可能になる。

【００２２】このカートン自動開封システムにおいて、
前記分離ステーションは、落下した前記内袋を支持する
仮ホッパを備えることができる。分離ステーションで
は、カートンから分離された内袋は仮ホッパで受け止め
て支持される。仮ホッパでは、包装物を収容したままの
内袋が受け止められるのみであり、包装物はこの段階で
は取り出されない。

【００２３】このカートン自動開封システムにおいて、
前記仮ホッパは、閉じ状態で前記カートンから分離され
た前記内袋を支持し、開き状態で前記包装物が前記内袋
から前記包装物受取りステーションに取り出された後の
空袋を前記仮ホッパから排出可能とする開閉可能な底板
を備えることができる。分離ステーションに移送された
カートンは、底部フラップのシールが開封されているの
で、支えが無くなると直ちに底部が開放される。カート
ンから底部を通じて分離された内袋は、仮ホッパにおい
て閉じ状態にある底板に小さい衝撃にて移し替ることが
でき、カートンから分離された内袋は、閉じ状態にある
底板によって受け止められてその状態で支持される。そ
の後、内袋から包装物が取り出された後の空袋は、開き
状態にある底板を通して仮ホッパから排出可能となる。
また、このカートン自動開封システムにおいて、前記仮
ホッパは、前記閉じ状態にある前記底板によって支持さ
れた前記内袋を把持する袋把持具を備えることができ
る。カートンから分離された内袋を袋把持具によって仮
ホッパに把持することにより、内袋の操作を袋把持具に
よって内袋を把持する仮ホッパと共に行うことで、内袋
内の包装物の取出し等の取扱いが容易になる。

【００２４】このカートン自動開封システムにおいて、
前記包装物は、前記内袋が前記袋把持具で把持された状
態で前記仮ホッパを前記包装物受取りステーションに向
かって反転駆動することによって前記内袋から前記包装
物受取りステーションに取り出すことができる。袋は包
装物を収容していても剛性が低いので一般には取り扱い
が難しいが、仮ホッパで内袋を把持した状態で仮ホッパ
ごと反転駆動することで、包装物を内袋から容易に包装
物受取りステーションに取り出すことが可能になる。

【００２５】このカートン自動開封システムにおいて、
前記分離ステーションで分離され且つ前記内容物が取り
出された空袋を回収するため、前記分離ステーションか
らバキュームダクトを通じて前記空袋を吸引して回収す
る空袋回収ステーションを配設することができる。内容
物が取り出された後に残る空袋の取り扱いも一般には面
倒であるが、分離ステーションからバキュームダクトを
通じて空袋を吸引して回収することにより、空袋の回収
が容易になる。

【００２６】このカートン自動開封システムにおいて、
前記分離ステーションで前記内袋と分離された空きカー
トンの天部フラップを開封する天部開封ステーション、
及び前記天部フラップが開封された後平坦に潰された前
記空きカートンを回収する空きカートン回収ステーショ
ンを配設することが好ましい。分離ステーションで内袋
と分離された空きカートンは、そのままでは嵩張るの
で、天部開封ステーションにおいて空きカートンの天部
フラップを開封し、天部フラップが開封されて筒状にな
った空きカートンを平坦に潰し、平坦になった空きカー
トンを空きカートン回収ステーションにおいて回収する
ことが好ましい。

【００２７】このカートン自動開封システムにおいて、
前記各ステーションを作業ロボットの周りに配置し、前
記作業ロボットが、前記カートンを把持して前記各ステ
ーション内及び前記各ステーション間での前記カートン
の移動を行わせるのが好ましい。各ステーションを作業
ロボットの周りに配置することによって、カートン自動
開封システム全体は、作業ロボットを中心としたコンパ
クトな配置に組み立てられる。作業ロボットと各ステー
ションとの間の距離は殆ど等距離であるので、各ステー
ション内及び前記各ステーション間でのカートンの必要
な移動は、すべて作業ロボットが行うことができる。

【００２８】このカートン自動開封システムにおいて、
前記底部開封ステーション、分離ステーション及び前記
包装物受取りステーションを、この順に前記作業ロボッ
トの周りに配置することが好ましい。作業ロボットの周
りにおけるこれらステーションの配置をそれらの作業順
とすることにより、各ステーションでの作業ロボットの
作業と隣接するステーション間でのカートンの移動を最
小限にすることができる。その結果、カートンを移動さ
せる距離と時間が短くて済み、作業ロボットの作業能率
が向上する。

【００２９】このカートン自動開封システムにおいて、
前記作業ロボットは、前記カートンの天部フラップを吸
着する吸着体を備えたカートン把持ハンド、或いは前記
吸着体と前記カートンの側板部を挟むクランプとを備え
たカートン把持ハンドを装着可能なアームを備えてい
る。作業ロボットのアームにカートン把持ハンドを装着
することにより、カートン把持ハンドの吸着体でカート
ンの天部フラップを吸着し且つクランプでカートンの側
板部を挟むことができ、カートンのアームへの保持と位
置決めとを確実に行うことができる。

【００３０】このカートン自動開封システムにおいて、
前記作業ロボットの前記アームには、前記内袋が取り出
された後の空きカートンを把持する空きカートン回収ハ
ンドが前記カートン把持ハンドと交換する態様で装着可
能である。作業ロボットのアームに装着するハンドを、
カートン把持ハンドから空きカートン回収ハンドに変え
ることで、空きカートンの移動と平坦に潰し変形をさせ
ることが可能である。

【００３１】  このカートン自動開封システ
ムにおいて、前記包装物は、容器の口部を閉鎖するのに
用いられる多数のキャップ等のバラ状物品とすることが
できる。このカートン自動開封システムは、キャップの
ような個々の物品がプラスチックやアルミニウム製で軽
量であるが、多数個をまとめて包装されているものの自
動的な取り出しに好適である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
によるカートン自動開封システムの実施例を説明する。
図１はこの発明によるカートン自動開封システムの一実
施例を示す平面概略図、図２はこの発明によるカートン
自動開封システムにおいて開封の対象となるカートンの
斜視図、図３は図１に示すカートン自動開封システムに
用いられる作業ロボットの側面図、図４は図１に示すカ
ートン自動開封システムに用いられるカートン把持ハン
ドの一例を示す図であって、（ａ）はカートン把持ハン
ドの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図
である。また、図５は図１に示すカートン自動開封シス
テムに用いられる空きカートン回収ハンドの一例を示す
図であって、（ａ）はカートン把持ハンドの平面図、
（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。

【００３３】図１に示すように、カートン自動開封シス
テム１は、中心位置に作業ロボット２を配置し、作業ロ
ボット２の周囲にカートン１０を開封するために必要な
作業を行う複数のステーションを配置して構成されてい
る。カートン１０は、包装物として、ボトルのキャップ
Ｃのような軽量な小物品を内袋にバラ状に包装した箱で
ある。作業スペース全体は、外部と遮断され且つ空調が
管理されたクリーンルーム内にセットするのが好ましい
が、周囲の環境はキャップＣに異物が混入しない程度に
清浄であればよく、クリーンルーム内には限らない。

【００３４】カートン自動開封システムの詳細を説明す
る前に、カートンの構造の一例を図２に基づいて説明す
る。図２は、この発明によるカートン自動開封システム
において開封の対象となるカートンを斜め下方から見た
斜視図である。カートン１０は、四角筒状の胴状の側板
部１１と、側板部１１の下端に沿って形成された折り目
に従って折曲げ可能に形成された底部フラップ１２と、
側板部１１の上端に沿って形成された折り目に従って折
曲げ可能に形成された天部フラップ１３とから構成され
ており、構造自体は従来の構造のものと変わるところが
ない。底部フラップ１２は、一方の対を構成しカートン
１０の内側に先に折り曲げられた内側フラップ１４，１
４と、他方の対を構成し両内側フラップ１４，１４に重
ねられてシールが施された外側フラップ１５，１５とか
ら成っている。内側フラップ１４，１４と外側フラップ
１５，１５とのシールは、図示の例ではテープ１８によ
って行われている。テープ１８による底部フラップ１２
のシールだけでは包装物の荷重によって底部フラップ１
２のシールが破られる虞がある場合には、各外側フラッ
プ１５の側端部１５ａと側板部１１とに渡ってテープ１
８ａを貼って、テープ１８とテープ１８ａとを合わせて
全体としてＨ型にシールを施すことにより、カートン１
０の底部フラップ１２のシール力が補強されている。内
外両フラップのシールは、テープ１８，１８ａに代えて
ホットメルト等の接着剤１９による接着によって形成し
てもよい。天部フラップ１３も、底部フラップ１２の構
造と同様、内側フラップ１６，１６と、内側フラップ１
６，１６に重ねられてテープ８８によってシールが施さ
れる外側フラップ１７，１７とから成っている。天部フ
ラップ１３のシール性を向上するため、各外側フラップ
１７の側端部１７ａと側板部１１とに渡ってテープ８８
ａを貼って、テープ８８とテープ８８ａとを合わせて全
体としてＨ型にシールが施されている。

【００３５】図１に示すカートン自動開封システム１で
は、カートン１０は、複数個がパレットに積み重ねられ
てパレタイズされた状態で搬入ステーション３に搬入さ
れる。搬入ステーション３に搬入されたカートン１０
は、作業ロボット２によって搬入ステーション３から予
備開封ステーション４ａ又は直接に底部開封ステーショ
ン４に移送され、カートン１０の底部フラップ１２シー
ルが開封される。底部フラップ１２のシールが開封され
たカートン１０は、次に、分離ステーション５に移送さ
れ、分離ステーション５において、既に開封されている
底部フラップ１２を通じて内袋Ｂ（図１１参照）がカー
トン１０から分離される。分離ステーション５でカート
ン１０から分離された内袋Ｂからは、包装物受取りステ
ーション６に包装物であるキャップＣが受け取られる。
底部開封ステーション４、分離ステーション５及び包装
物受取りステーション６は、作業ロボット２の周りにお
いて作業順に並べて配置されている。こうした作業順の
配置により、各ステーション４〜６での作業ロボット２
の各作業とステーション４，５間、及びステーション
５，６間でのカートン１０の移動量を最小限にすること
ができる。その結果、カートン１０の移動距離及び移動
時間が短くて済み、作業ロボット２の作業能率が向上す
る。

【００３６】カートン自動開封システム１において、分
離ステーション５で分離され且つ内容物が取り出された
空袋Ｂ’（図１１参照）を回収するため、分離ステーシ
ョン５からバキュームダクト７９を通じて空袋Ｂ’を吸
引して回収する空袋回収ステーション７を配設すること
ができる。分離ステーション５からバキュームダクト７
９を通じて空袋Ｂ’を吸引して回収することにより、空
袋Ｂ’の回収を容易に行うことができる。また、カート
ン自動開封システム１には、分離ステーション５で内袋
Ｂと分離された空きカートン１０’の天部フラップ１３
のシールを開封する天部開封ステーション８、天部開封
ステーション８で天部フラップ１３のシールが開封され
且つ平坦に潰された空きカートン１０’を回収する空き
カートン回収ステーション９が配設されている。分離ス
テーション５で内袋Ｂと分離された空きカートン１０’
は、そのままでは嵩張るので、天部開封ステーション８
において空きカートン１０’の天部フラップ１３のシー
ルを開封し、天部フラップ１３のシールが開封されて筒
状になった空きカートン１０’を平坦に潰して減容し、
減容された空きカートン１０’を空きカートン回収ステ
ーション９において回収することが好ましい。安全のた
め作業ロボット２の作業範囲２ａ内には、作業員の立ち
入りが禁止されている。従って、パレット３ａは、フォ
ークリフト等の搬送手段によって作業範囲２ａの外に一
旦荷下ろしされ、その後レール３ｂ上を移動させること
によって搬入ステーション３へ搬入される。搬入後、空
きパレット３ａは作業範囲２ａの外に出される。同様
に、空きカートン回収ステーション９は、車輪付きの小
型搬送車９ａをレール９ｂ上に載せた状態で出入り可能
に構成されており、例えば、作業ロボット２が小型搬送
車９ａを押し出すことにより、作業員は作業範囲２ａ外
で空きカートン１０’を回収することができる。更に、
空袋回収ステーション７は、作業員が直接に空袋Ｂ’を
取り出すことができるように、作業範囲２ａの外におい
てパレット３ａや小型搬送車９ａと並んで作業員がアク
セス可能な方向に配置されている。なお、空袋回収ステ
ーション７の位置は、作業範囲２ａ外に配置されればよ
く、図１に示す位置に限らない。

【００３７】カートン自動開封システム１における作業
ロボット２の概要を、図３に示す作業ロボットの側面図
に基づいて説明する。作業ロボット２は、設置台２０、
設置台２０上に旋回可能に置かれたロボット本体２１、
及びロボット本体２１から延び且つ先端部２５の位置を
制御可能なアーム２２とを備えている。アーム２２は、
関節２４ａ、２４ｂ，２４ｃによって連結された第１ア
ーム２３ａ，第２アーム２３ｂ，第３アーム２３ｃから
構成されており、第１アーム２３ａ，第２アーム２３
ｂ，第３アーム２３ｃは、それぞれ隣合うアームとの相
対回動量が制御可能である。また、ロボット本体２１は
設置台２０の上で縦軸回りに回動量が制御可能である。
アーム２２の先端部２５には、作業内容に応じてハンド
２６，２７が交換可能に装着される。アーム２２の先端
部２５の位置は、作業ロボット２の全周囲において届く
範囲で３次元的に制御可能である。従って、アーム２２
の先端部２５に取り付けられる後述するハンド２６，２
７の細かな制御も可能である。図３においては、側面図
においてハンド２６，２７の届く範囲の輪郭がループ２
８で示されている。

【００３８】作業ロボット２において、アーム２２の先
端部２５に装着することができるハンドの一つは、カー
トン把持ハンド２６である。カートン把持ハンド２６の
一例が、図４に示されている。図４（ａ）はカートン把
持ハンドの平面図、同（ｂ）はその正面図、同（ｃ）は
その側面図である。カートン把持ハンド２６は、第３ア
ーム２３ｃの先端部２５にチャックによって装着可能な
ハンド本体３０と、ハンド本体３０の下方に向かって取
り付けられ且つカートン１０の天部フラップ１３を吸着
可能な吸着体３１と、カートン１０の側板部１１を挟む
ことができるクランプ３２とを有している。吸着体３１
は、天部フラップ１３を均等に吸着可能になるように四
つ吸着パッド３３を備えている。各吸着パッド３３は、
天部フラップ１３を略均等に分散した位置で吸着し、こ
の吸着によってカートン１０を把持することができる。
クランプ３２は、揺動軸３４の回りに揺動可能であっ
て、側板部１１の互いに反対側に位置する面に対して挟
み込むことができる一対のクランプ板３５，３５と、ク
ランプ板３５，３５を駆動するためアーム本体３０に設
けられたエアアクチュエータ及びリンク機構から成る駆
動機構３６，３６とから構成されている。アーム２２に
装着したカートン把持ハンド２６によって、吸着体３１
でカートン１０を吸着しクランプ３２で挟み込むことに
より、カートン１０のアーム２２への保持と位置決めと
を確実に行うことができる。なお、クランプ３２は、側
板部１１の上側部分を挟み込むが、クランプ３２による
挟み付けは、カートン１０の位置規制又は補助的な把持
に止まるものである。

【００３９】アーム２２の先端部２５に装着することが
できる他のハンドは、空きカートン回収ハンド２７であ
る。空きカートン回収ハンド２７の一例が、図５に示さ
れている。図５（ａ）は空きカートン回収ハンドの平面
図、同（ｂ）はその正面図、同（ｃ）はその側面図であ
る。図５に示す空きカートン回収ハンド２７は、第３ア
ーム２３ｃの先端部２５にチャックによって装着可能な
ハンド本体４０と、空きカートン１０’の側板部１１の
互いに隣合う部分１１ａ，１１ｂをそれぞれ吸着可能な
一対の吸着体４１，４１と、吸着体４１，４１をそれぞ
れ開閉させる対を構成する駆動機構４２，４２とを備え
ている。各吸着体４１は、四つの吸着パッド４３と、吸
着パッド４３を支持する支持板４４とから成っており、
各吸着パッド４３は、側板部１１ａ，１１ｂを分散した
位置で吸着し、この吸着によって空きカートン１０’を
把持することができる。各駆動機構４２は、ハンド本体
４０に設けられたエアアクチュエータ４５、及びその出
力側と支持板４４とを連結するリンク機構４６から成っ
ている。両支持板４４は駆動機構４２，４２によって９
０°に開いた状態と閉じた状態との間で駆動され、空き
カートン回収ハンド２７は、両支持板４４が９０°に開
いたとき吸着体４１，４１によって空きカートン１０’
の側板部１１の互いに隣合う部分１１ａ，１１ｂをそれ
ぞれ吸着することで空きカートン１０’を把持し、吸着
体４１，４１が閉じることにより、空きカートン１０’
を平坦に潰して減容させることができる。

【００４０】空きカートン回収ハンド２７は、内袋Ｂが
分離された後の空きカートン１０’を把持した状態で平
たく閉じてカートン１０’を減容し、減容したカートン
１０’を空きカートン回収ステーション９に運ぶための
ハンドである。カートン把持ハンド２６と空きカートン
回収ハンド２７との交換・装着は、カートン自動開封シ
ステム１の作業ロボット２のアーム２２が届くハンド仮
置き台２９（図１参照）において行われる。一時的に使
用しない一方又は両方のハンド２６，２７は、ハンド仮
置き台２９に置かれる。

【００４１】カートン自動開封システム１では、図１に
示すように、各ステーション３〜９及びハンド仮置き台
２９は、作業ロボット２の周りに殆ど同じ距離のところ
に集中配置されている。その結果、作業ロボット２は、
アーム２２の操作によって、各ハンド２６，２７の装着
・交換やカートン開封作業のための各ステーション内及
び各ステーション間でのカートン１０の必要なすべての
移動を行うことができる。また、こうした作業ロボット
２の周りに配置することによって、カートン自動開封シ
ステム１の全体は、作業ロボット２を中心とした矩形又
は円形等のコンパクトな配置に組み立てられており、必
要なスペースが最小限に抑えられて省スペースに構成さ
れている。なお、各ステーション３〜９配置は、図１に
示す順序に限ることはなく、ステーション４〜６をこの
順に配置すること及び作業ロボット２を中心としてその
周囲に集中配置する以外は、適宜変更可能である。

【００４２】底部開封ステーション４には、図６及び図
７に示すような、底部シールオープナー５０が備わって
いる。図６は、カートン自動開封システムの底部開封ス
テーションの概略を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は底部開封ステーションの別の
形態を示す平面概略図である。また、図７は、底部シー
ルオープナー５０に用いられるラッセルガイド５５に関
する図であり、（ａ）はその拡大斜視図、（ｂ）はラッ
セルガイドによるカートンの開封の様子を示す斜めから
見上げた斜視図である。カートン１０は、図６（ｂ）に
示すように作業ロボット２によって、カートン把持ハン
ド２６で把持された状態で底部開封ステーション４に搬
入される。底部開封ステーション４の作業台５４上に
は、底部シールオープナー５０が配設されており、底部
シールオープナー５０は、底部フラップ１２のシールの
開封に先立って、カートン１０の底部フラップ１２を構
成する外側フラップ１５を内側フラップ１４から離れる
方向に付勢する付勢具５１と、隙間の開いた外側フラッ
プ１５と内側フラップ１４との間に侵入可能なラッセル
ガイド５５とを備えている。付勢具５１は、吸引具とし
ての吸着パッド５２と、負圧源（図示せず）からの負圧
を吸着パッド５２に供給する吸引ダクト５３とを備えて
いる。吸引ダクト５３を通じて供給された負圧を吸着パ
ッド５２によって底部フラップ１２に作用させて、外側
フラップ１５の下面に吸着して外側フラップ１５を下方
に拡げる方向に引き込み、内側フラップ１４から離れる
方向に付勢することによって、外側フラップ１５と内側
フラップ１４との間にラッセルガイド５５が侵入するの
を支援している。付勢具５１は、シールが接着剤１９に
よって得られている場合に特に有効である。

【００４３】底部シールオープナー５０に用いられるラ
ッセルガイド５５は、図７（ａ）に示すように、カート
ン１０の内側フラップ１４と外側フラップ１５との間に
侵入し且つ接着剤１９によるシールを開封する内外フラ
ップ分離爪５６，５６と、両フラップ分離爪５６，５６
に交差し且つ両外側フラップ１５，１５の合わせ目１５
ｂに侵入する左右フラップ分離爪５７とを有している。
内外フラップ分離爪５６，５６については、その侵入端
縁部５６ａ，５６ａが中央側から末端側に向かうに従っ
て後方に傾斜しており、先端５８ａは内外フラップ間に
侵入し易いように楔状に尖った構造とされている。ラッ
セルガイド５５の側端縁部５６ｂ，５６ｂは、進行方向
にストレートに延びている。左右フラップ分離爪５７の
侵入端縁部５７ａは、テープ１８を切断可能なカッタ刃
となっており、内外フラップ分離爪５６，５６との交差
部分５８ｂから末端側に向かうに従って後方に傾斜して
いる。また、内外フラップ分離爪５６，５６は、上下の
面が滑らかな表面となっており、断面で見ても、侵入端
縁部５６ａから後方に向かうに従って次第に厚くなる肉
厚ｔ１を有しているが、充分後方では中央側から側端縁
部５６ｂまで同じ肉厚ｔ２となっている。

【００４４】上記の構造を有するラッセルガイド５５
は、図６に示すように、カートン１０の移動経路におい
て開封ステーション４に固定して設けられている。実線
の位置もたらされたカートン１０の底部フラップ１２の
外側フラップ１５が付勢具５１によって下方に付勢され
て、内側フラップ１４との間に隙間が形成される。隙間
が形成された状態のカートン１０がカートン把持ハンド
２６によってラッセルガイド５５に向かって移動される
ことにより、ラッセルガイド５５は、外側フラップ１５
と内側フラップ１４との間に侵入し、更に相対的に進む
ことによって底部フラップ１２のシールを開封し、内外
両側のフラップ１４，１５の相互の拘束を解いて両外側
フラップ１５を内側フラップ１４から分離することが可
能となる。

【００４５】底部フラップ１２のシールを、外側フラッ
プ１５と内側フラップ１４との対向面に適用されたホッ
トメルト等の接着剤１９によるシールとした場合、次の
ようにして、そのシールが開封される。ラッセルガイド
５５がカートン１０に対して相対移動するとき、内外フ
ラップ分離爪５６，５６がカートン１０の内側フラップ
１４と外側フラップ１５との間に侵入する。内外フラッ
プ分離爪５６，５６の侵入端縁部５６ａ，５６ａは、先
端５８ａが楔状に尖っていて且つ中央側から末端側に向
かうに従って後方に傾斜しているので、先端５８ａから
侵入端縁部５６ａ，５６ａへと次第に横方向に広がりな
がら、内側フラップ１４と外側フラップ１５との間に侵
入していく。内外フラップ分離爪５６，５６の肉厚は前
縁側となる侵入端縁部５６ａ，５６ａ側が薄くなってお
り、上下の面も滑らかな表面を持っているので、侵入時
及びその後の開封時の抵抗が少なくなり、開封がスムー
ズに進行する。

【００４６】内外フラップ分離爪５６，５６の肉厚は後
方に至るほど厚くなっているので、内側フラップ１４と
外側フラップ１５との接着は、ラッセルガイド５５の進
行に伴って、肉厚が増大する内外フラップ分離爪５６，
５６によって順次強制的に剥がされ、接着剤１９による
シールが開封される。このとき、左右フラップ分離爪５
７は両外側フラップ１５，１５の合わせ目１５ｂに侵入
して、ラッセルガイド５５のカートン１０に対する相対
移動を案内する。左右フラップ分離爪５７の侵入端縁部
５７ａは、内外フラップ分離爪５６，５６との交差部分
５８ｂから垂直に伸び、また末端側に向かうに従って後
方に傾斜してもいるので、内外フラップ分離爪５６，５
６と協働して、最も弱い部分である両外側フラップ１
５，１５の合わせ目１５ｂへ侵入することが容易にな
る。

【００４７】カートン１０の底部フラップ１２のシール
を、Ｈ形に貼られたテープによるシール、即ち、図２に
示すように両外側フラップ１５，１５の合わせ目１５ｂ
に跨がって貼着されるとともに、両端部がカートン１０
の側板部１１，１１に跨がって貼着されたテープ１８
と、両外側フラップ１５，１５の側端部１５ａ，１５ａ
とカートン１０の側板部１１，１１とに跨がって貼着さ
れたテープ１８ａとによるシールとした場合のシールの
開封について説明する。この場合、カートン自動開封シ
ステム１においては、底部開封ステーション４は、ラッ
セルガイド５５によるテープ１８の開封に先行してテー
プ１８，１８ａを切断するサイドカッタ６０を備えた、
図８に示すような予備開封ステーション４ａを含むこと
ができる。図８は、サイドカッタ６０を備えた予備開封
ステーション４ａを概略図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）はその正面図である。予備開封ステーション
４ａでは、サイドカッタ６０，６０は、カートン１０を
搬送する両側の固定ガイド６１，６１の中央において回
転軸を傾斜させて配置され、エアリュータで丸刃６２を
回転させる形式のものである。作業ロボット２のカート
ン把持ハンド２６でカートン１０を把持して、カートン
１０を開封予備ステーション４ａに搬入し、作業ロボッ
ト２がカートン１０を把持したまま固定ガイド６１，６
１上を搬送させるとき、各サイドカッタ６０は、各外側
フラップ１５の側板部１１との境界に対応する側端部１
５ａにおいて、テープ１８ａについてはその長手方向に
沿って、テープ１８については対応する端部を横断方向
に切断する。両サイドカッタ６１，６１及び下面には、
紙粉対策として、生じた紙粉等のダストを吸引排除する
バキュームダクト６３，６３，６４が取り付けられてい
る。

【００４８】各側端部１５ａにおいてテープ１８，１８
ａが切断されたカートン１０は、以後、底部開封ステー
ション４において、既に図７（ｂ）に示した底部シール
オープナー５０のラッセルガイド５５によって、外側フ
ラップ１５，１５の合わせ目１５ｂに貼着されたテープ
１８が切断されて、シールが開封される。即ち、ラッセ
ルガイド５５の内外フラップ分離爪５６，５６は、カー
トン１０の内側フラップ１４と外側フラップ１５との間
に内袋Ｂの重みによって既に形成されている隙間に侵入
する。また、左右フラップ分離爪５７は、両外側フラッ
プ１５，１５の合わせ目１５ｂに侵入してテープ１８を
切断可能である。従って、カートン把持ハンド２６によ
ってカートン１０を把持してラッセルガイド５５に対し
て相対移動させるとき、内外フラップ分離爪５６，５６
は内側フラップ１４と外側フラップ１５との間に侵入
し、左右フラップ分離爪５７は、内外フラップ分離爪５
６，５６とＴ字状に繋がっている形状によって、カート
ン１０の両外側フラップ１５，１５の最も脆弱な合わせ
目１５ｂに侵入し、その後の引き続く進行により、カッ
タ刃となっている侵入端縁部５７ａが、合わせ目１５ｂ
に沿ってテープ１８を切断してテープ１８によるシール
を開封する。左右フラップ分離爪５７の侵入端縁部５７
ａは末端側に向かうに従って後方に傾斜させることで、
テープ１８の切断時に生じる抵抗が低抵抗となり、テー
プ１８の切断をスムーズに行うことができる。

【００４９】底部開封ステーション４には、図１の実線
で示すように、また図６（ａ）（ｂ）に示すように、底
部シールオープナー５０を１個だけ設け、カートン１０
をカートン把持ハンド２６によって姿勢を反転し、その
前後においてカートン１０の各端部から底部シールオー
プナー５０を通すことによって、分担してシールを開封
することができる。カートン１０において、各内側フラ
ップ１４は側板部１１から折り曲げられて連続的に延び
ているので、内外フラップ分離爪５６，５６は、カート
ン１０の外側からは内側フラップ１４と外側フラップ１
５との間へと侵入しやすいが、カートン１０の内側から
はラッセルガイド５５の先端５８ａが内側フラップ１４
の端縁に衝突し易い。従って、内外フラップ分離爪５
６，５６をカートン１０の一方の側から他方の側へと通
り抜けるように通過させるのは困難である。そこで、底
部シールオープナー５０を１個設ける場合には、カート
ン把持ハンド２６によってカートン１０の姿勢を反転さ
せることにより、その前後において、カートン１０の各
端部から、例えば、半分ずつ分担してシールを開封する
ことが好ましい。

【００５０】カートン自動開封システム１において、上
記のとおり、内外フラップ分離爪５６，５６をカートン
１０の一方の側から他方の側へと通り抜けるように通過
させるのは困難である。図１の底部開封ステーション４
で想像線で示す部分を含む底部開封ステーションの場
合、即ち図６（ｃ）に示す形態の底部開封ステーション
においては、底部シールオープナー５０と同じ構造の底
部シールオープナーが、付勢具５１ａ，５１ｂと共にカ
ートン１０を間に置いて移動方向に隔置して２個（５０
ａ，５０ｂ）配設されている。二つの底部シールオープ
ナー５０ａ，５０ｂ間に置いたカートン１０をカートン
把持ハンド２６で把持しつつ移動させるとき、カートン
１０の姿勢を変更することなくその移動方向のみを反転
することで、カートン１０の各端部から例えば、テープ
１８による底部フラップ１２のシールを半分ずつ分担し
て開封することができる。

【００５１】カートン自動開封システム１において、底
部開封ステーション４には、底部フラップ１２のシール
を開封するときに生じるダストを吸引して排出する吸引
ダクト５９を配設することができる。底部フラップ１２
のシールを開封するときに生じるテープ１８や接着剤１
９の粉、或いは紙粉、切り屑等のダストは、包装物であ
るキャップに付着したままボトル等の容器に混入する虞
がある。従って、ダスト発生の可能性がある底部フラッ
プ１２のシールの開封の際には、切断や剥離による開封
作業に近いところでダストを集塵する受け皿５９ａを設
け、集塵したダストを受け皿５９ａに開口する吸引ダク
ト５９によって吸引して排出することが好ましい。

【００５２】図９には、底部開封ステーションからのカ
ートンの搬送機構と分離ステーションとが示されてい
る。図９（ａ）はその平面図、図９（ｂ）は側面図であ
る。カートン自動開封システム１において、底部開封ス
テーション４と分離ステーション５との間には、底部フ
ラップ１２のシールが開封されたカートン１０の底部を
支持する支持台６５が、分離ステーション５に向かって
スライド可能に設けられている。即ち、底部開封ステー
ション４から分離ステーション５に向かって滑らかに伸
縮可能な入れ子式のスライド段６７ａ〜６７ｃから成る
搬送機構６６が設けられており、基端側のスライド段６
７ａは底部開封ステーション４に支持されており、中間
のスライド段６７ｂを介して、最先端のスライド段６７
ｃに載置されている支持台６５が底部開封ステーション
４から分離ステーション５まで往復動可能である。カー
トン把持ハンド２６（図９では省略、図６（ｂ）参照）
は、底部開封ステーション４においてカートン１０を把
持していた状態のまま継続して、カートン１０を支持台
６５に載置し、更にカートン１０を僅かに支持台６５に
押し付ける状態で、カートン把持ハンド２６を分離ステ
ーション５に向けて移動させる。各スライド段６７ａ〜
６７ｃはカートン把持ハンド２６からの搬送力によって
伸びる方向にスライドし、搬送機構６６は開封された底
部フラップ１２を閉じたままの状態でカートン１０を分
離ステーション５まで移送することができる。伸びきっ
た搬送機構６６を底部開封ステーション４にまで戻すた
め、スライド段６７ａとスライド段６６ｃとの間には復
帰手段６８が配設されている。復帰手段６８は、搬送時
のカートン把持ハンド２６の移動に合わせて自ら駆動す
るアクチュエータとすることもできる。

【００５３】図９に加えて、図１０にも分離ステーショ
ン５の概略が示されている。図１０（ａ）は分離ステー
ション５の平面図、同（ｂ）はその側面図である。カー
トン自動開封システム１の分離ステーション５において
は、底部フラップ１２のシールが開封されたカートン１
０からの内袋Ｂの分離を、包装物を収容した内袋Ｂの自
重で行うことができる。搬送機構６６によって分離ステ
ーション５の上方まで搬送されたカートン１０はカート
ン把持ハンド２６で把持された状態のままであるが、復
帰手段６８の作動によって底部フラップ１２の支える支
持台６５が搬送機構６６と共に後退するので、カートン
１０の底部フラップ１２が内袋Ｂの荷重によって直ちに
開放され、内袋Ｂは開放された底部フラップ１２を通し
て落下し、カートン１０から分離ステーション５に設け
られている仮ホッパ７０内に投入される。内袋Ｂの自重
を利用することで、内袋Ｂの分離ステーション５への投
入には特別の駆動源が必要とされない。その結果、内袋
Ｂの分離のための機構が簡単化され、容易にカートン１
０の底側から内袋Ｂを分離させることができる。

【００５４】分離ステーション５には、底部開封ステー
ション４の作業台５４に並んで作業台７４が配置されて
おり、仮ホッパ７０は吸引ボックス７３を間に挟んで作
業台７４上に設けられている。仮ホッパ７０の底部には
アクチュエータ７２によって開閉可能な底板７１が設け
られており、仮ホッパ７０に投入された内袋Ｂは、仮ホ
ッパ７０において閉じ状態の底板７１上に支持される。
後述するように、仮ホッパ７０の反転時に内袋Ｂが仮ホ
ッパ７０から落下しないように、仮ホッパ７０には、径
方向に対向した位置に、内袋Ｂを把持するための袋把持
具７５と吸引具７６とが設けられている。吸引具７６は
底板７１上に支持された内袋Ｂの両底耳部を吸引し、吸
引具７６で引っ張られた状態の内袋Ｂの側部が袋把持具
７５によって挟まれた状態に把持される。

【００５５】作業ロボット２は、カートン把持ハンド２
６で空きカートン１０’を把持した状態のまま、空きカ
ートン１０’を後述する天部開封ステーション８に移載
投入する。その後、作業ロボット２は、カートン把持ハ
ンド２６を、既に置かれている空きカートン回収ハンド
２７と共にハンド仮置き台２９に置き、アーム２２に何
らのハンドを装着することなくアーム２２のみの状態で
分離ステーション５に戻り、仮ホッパ７０に接近する。
キャップＣを内袋Ｂから取り出すために、仮ホッパ７０
には、仮ホッパ７０を把持してそのまま内袋Ｂと共に仮
ホッパ７０の反転駆動を行うための把持チャック７７が
予め装着されている。作業ロボット２は、仮ホッパ７０
用の把持チャック７７をアーム２２に装着し、その状態
で把持チャック７７を介して仮ホッパ７０を反転操作す
ることができる。

【００５６】図１１は、分離ステーションにおいて、仮
ホッパを反転作動させることによる包装物を取出し操作
を説明する側面図である。作業ロボット２は、図１１に
示すように、アーム２２を把持チャック７７に係合させ
て、内袋Ｂが袋把持具７５で把持された状態のまま、仮
ホッパ７０を包装物受取りステーション６に向かって反
転駆動する。キャップＣは、内袋Ｂ内から包装物受取り
ステーション６に取り出される。この際、内袋Ｂは袋把
持具７５によって仮ホッパ７０に拘束されているので、
内袋Ｂは仮ホッパ７０から落下することがない。内袋Ｂ
はキャップＣを収容していても剛性が低いので一般には
取り扱いが難しいが、仮ホッパ７０で内袋Ｂを袋把持具
７５によって把持した状態で、仮ホッパ７０ごと反転駆
動することで、キャップＣを内袋Ｂから容易に包装物受
取りステーション６に取り出すことができる。キャップ
Ｃの取出し完了後、作業ロボット２の復帰作動によっ
て、仮ホッパ７０は、キャップＣが取り出された空袋
Ｂ’と共に分離ステーション５に戻る。

【００５７】仮ホッパ７０が分離ステーション５に戻る
と、仮ホッパ７０に把持されている袋把持具７５による
空袋Ｂ’の把持が解放され、アクチュエータ７２を作動
させることにより底板７１が開き状態となり、仮ホッパ
７０からその下方の吸引ボックス７３に通じる孔７８が
開放される。吸引ボックス７３には、空袋回収ステーシ
ョン７（図１参照）に通じているバキュームダクト７９
が接続されているので、空袋Ｂ’は、孔７８から吸引ボ
ックス７３、及びバキュームダクト７９を通じて空袋回
収ステーション７に回収することができる。

【００５８】図１２は、天部開封ステーション８の概略
を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側
面図、（ｃ）はその開封の様子を示す斜視図である。空
袋Ｂ’が除去された空きカートン１０’は、嵩張るの
で、平坦に潰して減容処理することが好ましい。天部開
封ステーション８には、作業台８１の上に自走走行ユニ
ット８２を備えており、自走走行ユニット８２には、角
錐台状の頂部８３ａを有し底部フラップ１２が開いた状
態の空きカートン１０’が被すことができる規制ガイド
８３が立設されている。分離ステーション５において内
袋Ｂを分離したカートン１０’は、作業ロボット２のカ
ートン把持ハンド２６で把持されたまま天部開封ステー
ション８において、規制ガイド８３に被せるようにして
移載投入される。作業ロボット２は、その後、カートン
把持ハンド２６をハンド仮置き台２９に置き、上記した
ように、アーム２２にどのハンドも装着することなく分
離ステーション５に戻って仮ホッパ７０の反転動作を行
い、更にその後、ハンド仮置き台２９に戻ってアーム２
２に空きカートン回収ハンド２７を装着し、更に天部開
封ステーション８に戻る。

【００５９】規制ガイド８３に被された空きカートン１
０’は、自走走行ユニット８２によって前進位置（図１
２（ａ）及び（ｂ）において左側位置）と後退位置とを
往復するとき、予備開封ステーション４ａの場合と同様
に、天部シールオープナー８０によってシールが開封さ
れる。即ち、先ず、自走走行ユニット８２が後退位置か
ら前進位置へと進むときに、天部フラップ１３の外側フ
ラップ１７の合わせ目１７ｂに沿って施され且つ外側フ
ラップ１７と側板部１１とに跨がって貼られたテープ８
８及び外側フラップ１７の側端部１７ａに沿って側板部
１１とに跨がって貼られたテープ８８ａが一対のサイド
カッタ８４，８４によってカットされる。前進位置にお
いて、空きカートン１０’が９０°水平回転され、切断
すべきテープ８８の向きがラッセルガイド８５に合わせ
られる。吸着パッド８６が下降して、天部フラップ１３
の外側フラップ１７を吸着して引き上げ、内側フラップ
１６との間に隙間が形成される。次に、自走走行ユニッ
ト８２が前進位置から後退位置へと戻るとき、ラッセル
ガイド８５は、外側フラップ１７，１７に施されていた
テープ８８を合わせ目１７ｂに沿って切断する。

【００６０】天部開封ステーション８に戻った作業ロボ
ット２は、アーム２２に空きカートン回収ハンド２７を
装着しているので、後退位置において、空きカートン回
収ハンド２７によって空きカートン１０’の側板部１１
を吸着把持し、その状態で空きカートン回収ハンド２７
と規制ガイド８３とが上下方向に相対移動することで、
天部フラップ１３のフラップが４５°程度開かれる。空
きカートン１０’は、更に、空きカートン回収ハンド２
７によって吸着把持されたまま規制ガイド８３から垂直
上方に引き上げられる。空きカートン１０’は、規制ガ
イド８３から引き上げられたとき、空きカートン回収ハ
ンド２７の支持板４４，４４の閉じ動作によって平坦に
畳まれ、空きカートン回収ステーション９において回収
される。サイドカッタ８４及びラッセルガイド８５は、
それぞれ、基本的に、底部開封ステーション４における
サイドカッタ６０、ラッセルガイド５５と同じ構造を有
し、且つ機能的にも同等であるので、再度の詳細な説明
を省略する。

【００６１】図１３は、ホッパから客先ホッパへの包装
物の搬送を説明する概略図である。即ち、図１３（ａ）
は、包装物の搬送機構の平面図、図１３（ｂ）はその側
面図である。包装物受取りステーション６は、作業台９
６の上にホッパ９０と振動作動型のメッシュベルトコン
ベヤ９１とを備えた構造となっている。包装物受取りス
テーション６に受け取られた包装物としての多数のキャ
ップＣは、包装物受取りステーション６のホッパ９０か
ら、傾斜板９３に案内されて、メッシュベルトコンベヤ
９１に落とされ、振動によって既設の客先ホッパやボト
ル製造ラインに至るコンベヤ９２に搬送される。メッシ
ュベルトコンベヤ９１の下方には集塵受け皿９４が配設
されており、キャップＣと共に搬送されるダストは、メ
ッシュベルトコンベヤ９１のメッシュから篩い落され
て、集塵受け皿９４に落下し、更にダクト９５を通じて
集塵装置に回収される。なお、このカートン自動開封シ
ステム１においては、包装物はキャップＣとしたが、ホ
コリを嫌う小物品であれば、どのようなものでも適用可
能である。

【００６２】

【発明の効果】この発明によるカートン開封システム
は、包装物を内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップ
がシールされたカートンが搬入される搬入ステーショ
ン、前記搬入ステーションから移送された前記カートン
の前記底部フラップを開封する底部開封ステーション、
前記底部開封ステーションから移送された前記カートン
の開封された前記底部を通じて前記内袋を前記カートン
から分離する分離ステーション、及び前記分離ステーシ
ョンで前記カートンから分離された前記内袋から前記包
装物を受け取る包装物受取りステーションを備えている
ので、搬入ステーションから移送されたカートンは、底
部開封ステーションにおいてカートンの底部フラップが
開封され、次に、分離ステーションにおいて、既に開封
されている底部を通じて内袋がカートンから分離され、
カートンから分離された内袋からの包装物を包装物受取
りステーションに自動的に受け取ることができる。従っ
て、可及的に省スペースで簡単な構造を有する開封シス
テムによって、カートン内に収容された内袋をカートン
から分離し、カートン内に収容された内袋内に包装され
ている包装物を要求される製造ラインや客先に自動的に
供給することができ、オペレータの解梱作業負担を軽減
することができる。包装物を、ボトル封鎖用のキャップ
としたときには、カートンの開封から内袋の取出し、キ
ャップの取出し及び使用済みの内袋と空きカートンの処
分までの一連の作業を自動的に行うことができ、作業員
の負担を軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるカートン自動開封システムの一
実施例の概略を示す平面図である。

【図２】この発明によるカートン自動開封システムにお
いて開封の対象となるカートンの斜視図である。

【図３】図１に示すカートン自動開封システムに用いら
れる作業ロボットの側面図である。

【図４】図１に示すカートン自動開封システムに用いら
れるカートン把持ハンドの一例を示す図であって、
（ａ）はカートン把持ハンドの平面図、（ｂ）はその正
面図、（ｃ）はその側面図である。

【図５】図１に示すカートン自動開封システムに用いら
れる空きカートン回収ハンドの一例を示す図であって、
（ａ）は空きカートン回収ハンドの平面図、（ｂ）はそ
の正面図、（ｃ）はその側面図である。

【図６】図１に示すカートン自動開封システムに設けら
れる底部開封ステーションの概略を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は別の形態の
底部開封ステーションの概要を示す平面概略図である。

【図７】図６に示す底部開封ステーションにおける底部
シールオープナーに関する図であり、（ａ）は底部シー
ルオープナーに用いられるラッセルガイドの一例を示す
斜視図、（ｂ）は底部シールオープナーによる開封の様
子を示す斜視図である。

【図８】図１に示すカートン自動開封システムに設けら
れるサイドカッタを備えた予備開封ステーションの概略
を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正
面図である。

【図９】図１に示すカートン自動開封システムに設けら
れる底部開封ステーションと分離ステーションとを示す
図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図で
ある。

【図１０】図１に示すカートン自動開封システムに設け
られる分離ステーションを示す図であり、（ａ）はその
平面図、同（ｂ）はその側面図である。

【図１１】分離ステーションにおいて、仮ホッパを反転
作動させることによる包装物を取出し操作を説明する側
面図である。

【図１２】図１に示すカートン自動開封システムに設け
られる天部開封ステーションの概略を示す図であり、
（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はそ
の開封の様子を示す斜視図である。

【図１３】図１に示すカートン自動開封システムにおい
て、ホッパから客先ホッパへの包装物の投入を説明する
概略図である。

【符号の説明】

１ カートン自動開封システム ２ 作業ロボ
ット ３ 搬入ステーション ４ 底部開封
ステーション ４ａ 予備開封ステーション ５ 分離ステ
ーション ６ 包装物受取りステーション ７ 空袋回収
ステーション ８ 天部開封ステーション ９ 空きカー
トン回収ステーション １０ カートン １０’ 空き
カートン １１ 側板部 １２ 底部フ
ラップ １３ 天部フラップ １４ 内側フ
ラップ １５ 外側フラップ １６ 内側フ
ラップ １７ 外側フラップ １８，１８ａ，８８，８８ａ テープ １９ 接着剤 ２１ ロボット本体 ２２ アーム ２５ 先端部 ２６ カートン把持ハンド ２７ 空きカ
ートン回収ハンド ２９ ハンド仮置き台 ３０ ハンド本体 ３１ 吸着体 ３２ クランプ ３３ 吸着パ
ッド ４０ ハンド本体 ４１ 吸着体 ４３ 吸着パッド ４４ 支持板 ５０ 底部シールオープナー ５１ 付勢具 ５２ 吸着パッド ５３ 吸引ダ
クト ５５ ラッセルガイド ６０ サイドカッタ ６２ 丸刃 ６５ 支持台 ６６ スライ
ド機構 ７０ 仮ホッパ ７１ 底板 ７３ 吸引ボックス ７５ 袋把持
具 ７６ 吸引具 ７７ 把持チ
ャック ７８ 孔 ７９ バキュ
ームダクト ８０ 天部シールオープナー ８２ 自走走
行ユニット ８３ 規制ガイド ８５ ラッセ
ルガイド ８４ サイドカッタ ８８ テープ ９０ ホッパ ９１ メッシ
ュベルトコンベヤ Ｂ 内袋 Ｂ’ 空袋 Ｃ キャップ（包装物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 茂 神奈川県平塚市長瀞２番12号 日本クラウ ンコルク株式会社平塚工場内 (72)発明者 鈴木 昇 神奈川県平塚市長瀞２番12号 日本クラウ ンコルク株式会社平塚工場内 (72)発明者 藤野 雅春 東京都千代田区内幸町１丁目３番１号 日 本クラウンコルク株式会社内 (72)発明者 野崎 幸仁 神奈川県平塚市長瀞２番12号 日本クラウ ンコルク株式会社平塚工場内 Ｆターム(参考） 3E058 AA02 AA04 BA12 CA01 CA02 CB08 DA04 DA05 EA01 EA07 FA05 FA11

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 包装物を内袋に包装し且つ少なくとも底
   部フラップがシールされたカートンが搬入される搬入ス
   テーション、前記搬入ステーションから移送された前記
   カートンの前記底部フラップを開封する底部開封ステー
   ション、前記底部開封ステーションから移送された前記
   カートンの開封された前記底部を通じて前記内袋を前記
   カートンから分離する分離ステーション、及び前記分離
   ステーションで前記カートンから分離された前記内袋か
   ら前記包装物を受け取る包装物受取りステーションを備
   えていることから成るカートン自動開封システム。
2. 【請求項２】 前記カートンの前記底部フラップは、一
   方の対を構成する内側フラップと、他方の対を構成し前
   記両内側フラップに重ねられてシールが施された外側フ
   ラップとから成り、前記底部開封ステーションは、前記
   シールを開封する底部シールオープナーを備えているこ
   とから成る請求項１に記載のカートン自動開封システ
   ム。
3. 【請求項３】 前記底部開封ステーションは、前記カー
   トンの前記外側フラップの外面に吸着して前記外側フラ
   ップを前記内側フラップから離す方向に付勢可能な付勢
   具を備えており、前記底部シールオープナーは、前記両
   外側フラップの前記シールを開封するため、前記外側フ
   ラップが前記付勢具によって付勢された状態にあるとき
   に、前記外側フラップと前記内側フラップとの間に侵入
   することから成る請求項２に記載のカートン自動開封シ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記シールは、前記外側フラップと前記
   内側フラップとの対向面に適用されたホットメルト等の
   接着剤によるシールであることから成る請求項２又は３
   に記載のカートン自動開封システム。
5. 【請求項５】 前記シールは、前記両外側フラップの合
   わせ目に跨がって貼着されるとともに、両端部が前記カ
   ートンの側板部に跨がって貼着されたテープによるシー
   ルであることから成る請求項２又は３に記載のカートン
   自動開封システム。
6. 【請求項６】 前記底部シールオープナーは、前記両外
   側フラップの合わせ目に跨がって貼着された前記テープ
   による前記シールの開封に先行して、前記両外側フラッ
   プと前記カートンの前記側板部とに跨がって貼着された
   前記テープを前記両外側フラップの側縁と前記側板部と
   の境界に対応する部分において切断するカッタを備えて
   いることから成る請求項５に記載のカートン自動開封シ
   ステム。
7. 【請求項７】 前記底部シールオープナーは、前記カー
   トンの前記内側フラップと前記外側フラップとの間に侵
   入し且つ前記接着剤による前記シールを開封する内外フ
   ラップ分離爪、及び／又は前記フラップ分離爪に交差し
   且つ前記両外側フラップの合わせ目に侵入する左右フラ
   ップ分離爪を備えていることから成る請求項４〜６のい
   ずれか１項に記載のカートン自動開封システム。
8. 【請求項８】 前記内外フラップ分離爪はその侵入端縁
   部が中央側から末端側に向かうに従って後方に傾斜して
   いると共に前記侵入端縁部から後方に向かうに従って次
   第に厚くなる肉厚を有しており、前記左右フラップ分離
   爪はその侵入端縁部が前記内外フラップ分離爪との交差
   部分から末端側に向かうに従って後方に傾斜しているこ
   とから成る請求項７に記載のカートン自動開封システ
   ム。
9. 【請求項９】 前記底部シールオープナーは１個設けら
   れており、前記カートンをその姿勢の反転前後において
   前記カートンの各端部から分担して前記シールを開封す
   ることから成る請求項２〜８のいずれか１項に記載のカ
   ートン自動開封システム。
10. 【請求項１０】 前記底部シールオープナーは前記カー
    トンの移動方向に隔置して２個設けられており、前記カ
    ートンを姿勢変更することなく前記移動方向を反転し
    て、前記カートンの各端部から分担して前記シールを開
    封することから成る請求項２〜８のいずれか１項に記載
    のカートン自動開封システム。
11. 【請求項１１】 前記底部開封ステーションには、前記
    底部フラップを開封するときに生じるダストを吸引して
    排出する吸引ダクトが配設されていることから成る請求
    項１に記載のカートン自動開封システム。
12. 【請求項１２】 前記底部開封ステーションと前記分離
    ステーションとの間には、前記底部フラップが開封され
    た前記カートンの底部を支持する支持台が、前記分離ス
    テーションに向かってスライド可能に設けられているこ
    とから成る請求項１に記載のカートン自動開封システ
    ム。
13. 【請求項１３】 前記分離ステーションにおいて、前記
    底部フラップが開封された前記カートンからの前記内袋
    の分離は、前記底部フラップが開封された前記カートン
    の底部を通じて前記内袋がその自重によって落下するこ
    とにより行われることから成る請求項１に記載のカート
    ン自動開封システム。
14. 【請求項１４】 前記分離ステーションは、落下した前
    記内袋を支持する仮ホッパを備えていることから成る請
    求項１に記載のカートン自動開封システム。
15. 【請求項１５】 前記仮ホッパは、閉じ状態で前記カー
    トンから分離された前記内袋を支持し、開き状態で前記
    包装物が前記内袋から前記包装物受取りステーションに
    取り出された後の空袋を前記仮ホッパから排出可能とす
    る開閉可能な底板を備えていることから成る請求項１４
    に記載のカートン自動開封システム。
16. 【請求項１６】 前記仮ホッパは、前記閉じ状態にある
    前記底板によって支持された前記内袋を把持する袋把持
    具を備えていることから成る請求項１５に記載のカート
    ン自動開封システム。
17. 【請求項１７】 前記包装物は、前記内袋が前記袋把持
    具で把持された状態で前記仮ホッパを前記包装物受取り
    ステーションに向かって反転駆動することにより、前記
    内袋から前記包装物受取りステーションに取り出される
    ことから成る請求項１６に記載のカートン自動開封シス
    テム。
18. 【請求項１８】 前記分離ステーションで分離され且つ
    前記内容物が取り出された空袋を回収するため、前記分
    離ステーションからバキュームダクトを通じて前記空袋
    を吸引して回収する空袋回収ステーションが配設されて
    いることから成る請求項１に記載のカートン自動開封シ
    ステム。
19. 【請求項１９】 前記分離ステーションで前記内袋と分
    離された空きカートンの天部フラップを開封する天部開
    封ステーション、及び前記天部フラップが開封された
    後、平坦に潰された前記空きカートンを回収する空きカ
    ートン回収ステーションが配設されていることから成る
    請求項１に記載のカートン自動開封システム。
20. 【請求項２０】 前記各ステーションは、作業ロボット
    の周りに配置されており、前記作業ロボットは、前記カ
    ートンを把持して前記各ステーション内及び前記各ステ
    ーション間での前記カートンの移動を行うことから成る
    請求項１に記載のカートン自動開封システム。
21. 【請求項２１】 前記底部開封ステーション、分離ステ
    ーション、及び前記包装物受取りステーションは、この
    順に前記作業ロボットの周りに配置されていることから
    成る請求項２０に記載のカートン自動開封システム。
22. 【請求項２２】 前記作業ロボットは、前記カートンの
    天部フラップを吸着する吸着体を備えたカートン把持ハ
    ンド、或いは前記吸着体と前記カートンの側板部を挟む
    クランプとを備えたカートン把持ハンドを装着可能なア
    ームを備えていることから成る請求項２０又は２１に記
    載のカートン自動開封システム。
23. 【請求項２３】 前記作業ロボットの前記アームには、
    前記内袋が取り出された後の空きカートンを把持する空
    きカートン回収ハンドが前記カートン把持ハンドと交換
    する態様で装着可能であることから成る請求項２２に記
    載のカートン自動開封システム。
24. 【請求項２４】 前記包装物は、容器の口部を閉鎖する
    多数のキャップ等のバラ状物品であることから成る請求
    項１に記載のカートン自動開封システム。