JP2004067239A

JP2004067239A - カートン開口装置

Info

Publication number: JP2004067239A
Application number: JP2002233175A
Authority: JP
Inventors: Junichi Okano; 岡野　順一; Yu Kamata; 鎌田　祐
Original assignee: OM Ltd
Current assignee: OM Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】角筒状に開口される前の扁平に折り畳まれたカートン（２１）の表面を吸着保持する吸着ヘッド（１５）を具備し、前記吸着ヘッド（１５）に吸着保持された前記カートン（２１）の一方の折り返し縁を成形ガイド（２４）に押し付けることにより、該カートン（２１）を角筒状に開口するカートン開口装置に於いて、開口時のカートン（２１）が確実に開口できるようにする。
【解決手段】前記折り畳まれたカートン（２１）の両端折り返し縁を相互に結ぶ直線に対して前記吸着ヘッドと反対側に凸となる形状に該カートン（２１）を湾曲させる強制変形手段（５２）（２６）を設け、前記湾曲させた状態にある前記カートン（２１）の前記一方の折り返し縁を前記成形ガイド（２４）に押し付けることにより該カートン（２１）を前記角筒状に開口すること。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、扁平に折り畳まれたカートンを角筒状に開口するカートン開口装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来のカートン開口装置の一例を示す説明図である。
扁平に折り畳まれた多数のカートン（２１）を積層状態でストックするカートンマガジン（１１）のカートン取出口（１０）に対向する位置には、ターンテーブル（１３）が設けられていると共に、該ターンテーブル（１３）の外周部にはカートン（２１）を吸着保持するカートン取出しアーム（１７）が軸支部（１８）で回転自在に取り付けられている。又、このカートン取出しアーム（１７）は、ターンテーブル（１３）の回転に伴ってこれの中央ドライブ軸（１２）の周囲を公転しながら、図示しない駆動部で軸支部（１８）を中心に自転せしめられるようになっている。
【０００３】
又、ターンテーブル（１３）の下方には、第１，第２コンベヤ（３２）（４２）から成るカートンコンベヤ（４）が配設されていると共に、前記第１，第２コンベヤ（３２）（４２）には前爪（３１）と後ろ爪（４１）が各別に設けられている。
【０００４】
又、ターンテーブル（１３）の下方で且つ第２コンベヤ（４２）の上流端近傍に対応する位置には成形ガイド（２４）が配設されている。
【０００５】
このものでは、図９に於いてターンテーブル（１３）が反時計方向に回転すると、これに伴ってカートン取出しアーム（１７）が軸支部（１８）の回りに時計方向に自転しながら前記ターンテーブル（１３）と共に回転移動する。そして、該移動途中においては、カートンマガジン（１１）内の最下層のカートン（２１）にカートン取出しアーム（１７）の吸着ヘッド（１５）が押圧される。そして、上記吸着ヘッド（１５）がカートン（２１）に押圧されたときに、図示しないバキュウム装置が作動して吸着ヘッド（１５）内が負圧状態に維持され、これにより、カートン（２１）がカートン取出しアーム（１７）に保持されてカートンマガジン（１１）から取り出される。そして、該カートン（２１）は、軸支部（１８）の回りに自転しながら中央ドライブ軸（１２）の回りを公転するカートン取出しアーム（１７）に吸着保持された状態で振り回されるように動きながら、カートンコンベヤ（４）の上流端のカートン受容部（４０）の上方まで移送される。
【０００６】
カートン（２１）がカートン受容部（４０）の上方まで移送されると、折り畳み状態にあるカートン（２１）の下端が成形ガイド（２４）の前縁に衝突して押し付けられ、これにより、該カートン（２１）が平行四辺形の矩形筒状に開口される。
その後、第１，第２コンベヤ（３２）（４２）の前後爪（３１）（４１）でカートン（２１）が前後から挟まれた状態で搬送され、その下流側でカートン（２１）内に被包装物が箱詰めされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のカートン開口装置では、図１０に示すように、開口前の折り畳み状態にあるカートン（２１）の一方の折り返し縁（図９では下端）が成形ガイド（２４）に衝突した際に、該カートン（２１）が開口せずに「へ」字形に反り返って成形不良が生じる場合があるという問題があった。
【０００８】
これは、折畳み状態にあるカートン（２１）に対して開口方向に強制的な付勢力を作用させることなく、これを単純に成形ガイド（２４）へ押し付けているに過ぎないからである。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みて成されたもので、
『角筒状に開口される前の扁平に折り畳まれたカートン（２１）の表面を吸着保持する吸着ヘッドを具備し、
前記吸着ヘッドに吸着保持された前記カートン（２１）の一方の折り返し縁を成形ガイド（２４）に押し付けることにより、該カートン（２１）を角筒状に開口するカートン開口装置』に於いて、開口時のカートン（２１）が前記「へ」字形に反り返って開口しない不都合を防止することをその課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
［１項］
上記課題を解決するための本発明の技術的手段は、
『前記折り畳まれたカートン（２１）の両端折り返し縁を相互に結ぶ直線に対して前記吸着ヘッドと反対側に凸となる形状に該カートン（２１）を湾曲させる強制変形手段を設け、
前記湾曲させた状態にある前記カートン（２１）の前記一方の折り返し縁を前記成形ガイド（２４）に押し付けることにより該カートン（２１）を前記角筒状に開口する』ことである。
【００１１】
上記技術的手段によれば、カートン（２１）の両端折り返し縁を相互に結ぶ直線に対して前記吸着ヘッドと反対側に凸となる形状、即ち、既述「く」字形の反り返り方向と逆方向にカートン（２１）が湾曲された状態で、その一方の折り返し縁が成形ガイド（２４）に押し付けられる。従って、該押し付けときに於いては、カートン（２１）の表裏に重なった一対の側面板のうちの一方の側面板が吸着ヘッド（１５）で吸着され、他方の側面板が前記一方の側面板から離反する方向に付勢されるような形状で、該カートン（２１）が成形ガイド（２４）に押し付けられる。即ち、カートン（２１）が開口方向に強制的に付勢された状態で成形ガイド（２４）に押し付けられて開口される。
【００１２】
［２項］
前記１項に於いて、
『前記強制変形手段は、
前記カートン（２１）の前記表面に対して前記吸着ヘッド（１５）と同時又はそれ以後に吸着する補助吸着ヘッドと、
前記吸着ヘッド（１５）と前記補助吸着ヘンッドの相互間に位置し且つこれら両吸着ヘッドの先端の各吸着口部を相互に繋ぐ直線より前方に突出した状態となるカートン支持部材を具備する』ものでは、吸着ヘッド（１５）と補助吸着ヘッド間に位置するカートン（２１）の表面部がカートン支持部材で前方に押され、これにより、該カートン（２１）が既述１項で説明した形状に湾曲される。
【００１３】
［３項］
前記２項に於いて、
『前記カートン支持部材は前記吸着ヘッド（１５）の前記吸着口部より後方に位置し且つ前記吸着ヘッド（１５）に対して相対移動不能状態に連結されており、
前記補助吸着ヘッドの吸着口部は、前記カートン（２１）の前記表面を吸着した状態で前記後方に向けて移動する』ものでは、補助吸着ヘッドがカートン（２１）に吸着した状態で後方に向かって移動する。すると、その移動中には、吸着ヘッド（１５）と補助吸着ヘッドの間に位置するカートン支持部材の先端がカートン（２１）の表面に当接する。その後、補助吸着ヘッドが最終位置まで更に後退すると、該補助吸着ヘッドと両吸着ヘッドの吸着口を繋ぐ直線よりもカートン支持部材が前方に突出した状態になり。これにより、カートン（２１）が既述の形状に湾曲される。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は次の特有の効果を有する。
カートン（２１）が開口方向に強制的に付勢された状態で成形ガイド（２４）に押し付けられるから、既述従来のようにカートン（２１）が「へ」字形に反り返って開口しない心配が少なくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、上記した本発明の実施の形態を図面に従って詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係るカートン開口装置の模式的立面図であり、図４はその縦断面図である。
【００１６】
図１，図４に於いて、ターンテーブル（３）の背後には、固定プーリ（１）と、これを包囲するように１２０度ピッチで配設された三個の遊星プーリ（５）（５）（５）が設けられている。
【００１７】
上記各遊星プーリ（５）（５）（５）と固定プーリ（１）との間にはタイミングベルト（７）（７）（７）が各別に巻回されており、これにより、遊星プーリ（５）（５）（５）が固定プーリ（１）の外周を公転しながら自転し得るようになっている。
【００１８】
遊星プーリ（５）（５）（５）に対して回り止め状態に結合された遊星軸（５０）（５０）（５０）は、図４に示すように、ターンテーブル（３）に設けられた軸受（３３）で回転自在に支持されている。
【００１９】
従って、固定プーリ（１）を中心とした遊星軸（５０）（５０）（５０）の公転は、ターンテーブル（３）を回転させることによって行われる。尚、本実施の形態では、ターンテーブル（３）は図１に於いて反時計方向に回転する。
【００２０】
ターンテーブル（３）の手前側に突出した遊星軸（５０）（５０）（５０）の夫々には、先端に吸着ヘッド（１５）を備えたカートン取出しアーム（１７）が固定されており、各吸着ヘッド（１５）内は、図示しないバキューム装置で負圧状態に吸引されるようになっている。
【００２１】
図１，図３に示すように、上記各カートン取出しアーム（１７）の側面には、吸着ヘッド（１５）に吸着保持されたカートン（２１）を湾曲させる際に該カートン（２１）の表面に当接する板状のカートン支持部材（５２）が固定されていると共に、該カートン支持部材（５２）の隣接部には、上記吸着ヘッド（１５）の先端と基端部を繋ぐ方向に往復移動する蛇腹状の補助吸着ヘッド（２６）が配設されている。
【００２２】
ターンテーブル（３）の外周近傍には、扁平に折り畳まれたカートン（２１）（２１）を積層状態でストックするカートンマガジン（１１）が配設されていると共に、該カートンマガジン（１１）のカートン取出口（１０）のカートン（２１）が吸着ヘッド（１５）に吸着されるようになっている。
【００２３】
上記カートン（２１）は、図２に示す構成を有し、角筒状に開口される中央胴部（２１０）と、その外周縁から延長するフラップ（２１１）（２１１）を有している。又、扁平に折り畳まれた中央胴部（２１０）の折り返し縁（２１２）（２１３）の相互間には、これらと平行な折り目（２３）（２３）が形成されている。この折り目（２３）（２３）は、例えば、カートン（２１）を構成する厚紙を、前記折り目（２３）となる直線に沿って表裏に押し潰して形成することができる。
そして、図１に示すように、上記折り目（２３）（２３）が重なるように積層されたカートン（２１）（２１）がカートンマガジン（１１）内にストックされている。
【００２４】
既述従来のものと同様、図１に示すように、ターンテーブル（３）の下方には第１，第２コンベヤ（３２）（４２）を具備するカートンコンベヤ（４）が配設されていると共に、前記第１，第２コンベヤ（３２）（４２）には前爪（３１）と後ろ爪（４１）が各別に設けられている。
又、ターンテーブル（１３）の下方で且つ第２コンベヤ（４２）の上流端近傍に対応する位置には成形ガイド（２４）が配設されている。
【００２５】
図４に示すように、タイミングベルト（７）（７）（７）は、固定プーリ（１）に対して軸方向にずらせた態様で掛けられていると共に、遊星軸（５０）の軸線方向に間隔を於いて配設されたカートン取出しアーム（１７）（１７）の吸着ヘッド（１５）（１５）の各吸着口（１５０）（図３参照）は、エアチューブ（４５）（４５）を介して図示しないバキューム装置に繋がっている。又、補助吸着ヘッド（２６）の吸着口（２６０）（図３参照）もエアチューブ（４６）を介して上記バキューム装置に繋がっている。これにより、上記バキューム装置により、吸着ヘッド（１５）や補助吸着ヘッド（２６）の吸着口（１５０）（２６０）内を必要に応じて負圧状態に維持することができるようになっている。
【００２６】
ターンテーブル（３）に取り付けられた軸受（３３）で回転自在に支持された遊星軸（５０）の基端部近傍には、図４，図５に示すように、軸保持ブロック（８１）が回り止め状態に取り付けられていると共に、該軸保持ブロック（８１）に貫設された軸孔（８２）（８２）には、遊星軸（５０）に対して垂直な方向にスライドするスライド軸（８３）（８３）が挿通されている。そして、該スライド軸（８３）（８３）の一端には補助吸着ヘッド（２６）を取り付ける為の吸盤固定腕（２７）が固定されていると共に、前記スライド軸（８３）（８３）の他端相互に架設された連結腕（２８）には、カム従動子（２９）が配設されている。
【００２７】
上記カム従動子（２９）は、ターンテーブル（３）の表面に固定されたカム（２５）に形成されたカム溝（２５０）に挿入されており、該カム溝（２５０）の中心は遊星軸（５０）の中心から一方に偏心している。
【００２８】
上記ターンテーブル（３）の中心部に回り止め状態に貫通する中央ドライブ軸（６１）は固定プーリ（１）に対して軸受（１９）（１９）を介して回転自在に挿通されていると共に、該固定プーリ（１）は固定の起立板（６２）に対してボルト（６３）（６３）で取り付け固定されている。又、上記中央ドライブ軸（６１）の入力端は、カップリング（６４）を介してサーボモータ（６５）の回転軸に連結されていると共に、該サーボモータ（６５）は、前記起立板（６２）に立設されたモータ設置台（６６）に固定されている。
【００２９】
次に、上記実施の形態に係るカートン開口装置の動作を説明する。
固定プーリ（１）の中心部を回転自在に貫通する中央ドライブ軸（６１）がサーボモータ（６５）によって回転されると、該中央ドライブ軸（６１）とターンテーブル（３）が一体的に回転すると共に、上記固定プーリ（１）に対してタイミングベルト（７）で動力伝達状態に結合された遊星軸（５０）（５０）（５０）は、前記ターンテーブル（３）と一体回動しながら、自らの軸周りに自転する。即ち、遊星軸（５０）（５０）（５０）は、これに取り付けられたカートン取出しアーム（１７）（１７）と共に自転しながら中央ドライブ軸（６１）の外周を公転するのである。又、上記遊星軸（５０）が自転すると、これに取り付けられた軸保持ブロック（８１）（図５参照）に対して摺動自在に貫通するスライド軸（８３）（８３）の一端の連結腕（２８）に取り付けられたカム従動子（２９）は、カム（２５）のカム溝（２５０）に沿って移動し、これにより、スライド軸（８３）（８３）が軸保持ブロック（８１）に対して摺動し、補助吸着ヘッド（２６）がカートン取出しアーム（１７）の長さ方向に往復移動する。
【００３０】
さて、カートンマガジン（１１）のカートン取出口（１０）部分まで吸着ヘッド（１５）（１５）が移動して来ると、該吸着ヘッド（１５）（１５）の吸着口（１５０）（１５０）がカートン取出口（１０）のカートン（２１）に当接すると共に、該吸着口（１５０）（１５０）内が図示しないバキューム装置で負圧状態に維持される。
【００３１】
すると、上記カートン取出口（１０）のカートン（２１）が負圧状態になった前記吸着ヘッド（１５）（１５）に吸着保持される。尚、吸着ヘッド（１５）（１５）がカートン（２１）を吸着する時には、図５に示すように、補助吸着ヘッド（２６）は吸着ヘッド（１５）から後方に後退した位置にある。カートン（２１）を吸着保持した吸着ヘッド（１５）（１５）を具備するカートン取出しアーム（１７）がカートンマガジン（１１）のカートン取出口（１０）部分から、時計方向に自転しながら中央ドライブ軸（６１）の回りを反時計方向に公転すると、カートン（２１）が振り回されるように回転しながら中間点（Ｄ）に向けて移送される。この移送中には、既述カム（２５）のカム溝（２５０）内をカム従動子（２９）が半周し、これにより、補助吸着ヘッド（２６）がカートン（２１）の表面に当接すると共に図示しないバキューム装置が働き、補助吸着ヘッド（２６）がカートン（２１）の表面を吸着する。
【００３２】
その後、ターンテーブル（３）が更に回転してカートン（２１）がカートン受容部（４０）に接近すると、カートン（２１）を吸着した補助吸着ヘッド（２６）が前記カム（２５）の機能によって再び後退し、これにより、図３に示す如く、カートン（２１）の表面にカートン支持部材（５２）の先端が当接して該カートン（２１）が全体的に湾曲する。即ち、カートン（２１）の両端の折り返し縁（２１２）（２１３）を結ぶ直線Ｌに対して、吸着ヘッド（１５）と反対側に凸となるようにカートン（２１）が全体的に湾曲する。即ち、カートン（２１）が既述従来例で説明した「く」字状に反り返る方向とは逆の方向に湾曲する。尚、この状態では、吸着ヘッド（１５）の吸着口（１５０）と補助吸着ヘッド（２６）の吸着口（２６０）を繋ぐ直線よりも、支持手段（５２）の先端が前方に突出した状態にある。
【００３３】
上記湾曲したカートン（２１）の折り返し縁（２１２）が成形ガイド（２４）に押し付けられると（図１の実線参照）、前記反り返る方向とは逆方向に湾曲された状態（カートン（２１）の側面板（２１５）（２１６）が離反する開口方向に強制的に付勢された状態）で、該カートン（２１）が成形ガイド（２４）に押圧され、これにより、図１の想像線で示すようにカートン（２１）が角筒状に開口すると共に、第２コンベヤ（４２）の後ろ爪（４１）と第２コンベヤ（４２）の前爪（３１）でカートン（２１）の対角線上のコーナ部が支持された状態で下流側に搬送される。
【００３４】
尚、本実施の形態では、補助吸着ヘッド（２６）と支持手段（５２）の組合せが、既述発明特定事項たる強制変形手段に対応している。
【００３５】
又、カートン（２１）に対して補助吸着ヘッド（２６）と吸着ヘッド（１５）を同時に吸着させることにより、カートン（２１）を既述の形状に湾曲させるものも本願発明に含まれる。
【００３６】
［変形例］
カートン（２１）を開口方向に付勢する手段の変形例として、次のものが考えられる。
【００３７】
▲１▼図６に示すように、軸支部（５８）で回動自在となった揺動爪（５９）をカートン取出しアーム（１７）に取り付け、成形ガイド（２４）に押圧される直前のカートン（２１）の折り返し縁（２１３）部に揺動爪（５９）を係合させることにより、カートン（２１）全体を既述と同様に湾曲させてもよい。
【００３８】
▲２▼図７のように、カートン取出しアーム（１７）に固定された一対の吸着ヘッド（１５）と補助吸着ヘッド（２６）間に位置してカートン（２１）の表面を押す方向に進退する押圧部材（５７）を設け、吸着ヘッド（１５）と補助吸着ヘッド（２６）でカートン（２１）を同時に吸着保持すると共に成形ガイド（２４）に押圧される直前のカートン（２１）の表面をカートン支持部材（５７）で前方に押し出すことにより、該カートン（２１）を図７の実線の状態から想像線の状態に湾曲させるようにしてもよい。このものでは、カートン（２１）の表面と直角な方向に進退移動する支持部材（５７）と補助吸着ヘッド（２６）が既述発明特定事項たる強制変形手段に対応する。
【００３９】
▲３▼図８に示すように、吸着ヘッド（１５）と同一方向に突出する支持腕（５３）をカートン取出しアーム（１７）に突設させる一方、カートンコンベヤ（４）のカートン受容部（４０）近傍に固定ガイド（５４）を配設してもよい。そして、吸着ヘッド（１５）でカートン（２１）を吸着保持すると共に成形ガイド（２４）に押圧される直前のカートン（２１）の折り返し縁（２１３）近傍に固定ガイド（５４）が当接するように構成し、この当接状態でカートン取出しアーム（１７）を同図に於いて時計方向に回転させることにより、カートン（２１）を開口方向に付勢できるように湾曲させる。このものでは、支持腕（５３）と固定ガイド（５４）の組み合わせが既述発明特定事項たる強制変形手段に対応する。
【００４０】
▲４▼上記実施の形態では、ターンテーブル（３）でカートン取り出しアーム（１７）をカートンマガジン（１１）部分からカートン受容部（４０）に移動させるようにしたが、リンク機構やロボットアームによってカートン取り出しアーム（１７）をカートンマガジン（１１）部分からカートン受容部（４０）に移動させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るカートン開口装置の要部の一部切り欠きの正面図
【図２】カートン（２１）の一部切り欠き斜視図
【図３】カートン取出しアーム（１７）部分の拡大図
【図４】本発明の実施の形態に係るカートン開口装置の縦断面図
【図５】カム（２５）とカム従動子（２９）との関係を示す図
【図６】カートン（２１）を開口方向に湾曲・付勢させる機構部の第１変形例の説明図
【図７】カートン（２１）を開口方向に湾曲・付勢させる機構部の第２変形例の説明図
【図８】カートン（２１）を開口方向に湾曲・付勢させる機構部の第３変形例の説明図
【図９】従来例の説明図
【図１０】従来例に於ける成形ガイド（２４）近傍の説明図
【符号の説明】
（２１）・・・カートン
（２４）・・・成形ガイド
（１５）・・・吸着ヘッド
（２６）・・・補助吸着ヘッド
（５２）・・・カートン支持部材

Claims

角筒状に開口される前の扁平に折り畳まれたカートン（２１）の表面を吸着保持する吸着ヘッドを具備し、
前記吸着ヘッドに吸着保持された前記カートン（２１）の一方の折り返し縁を成形ガイド（２４）に押し付けることにより、該カートン（２１）を角筒状に開口するカートン開口装置に於いて、
前記折り畳まれたカートン（２１）の両端折り返し縁を相互に結ぶ直線に対して前記吸着ヘッドと反対側に凸となる形状に該カートン（２１）を湾曲させる強制変形手段を設け、
前記湾曲させた状態にある前記カートン（２１）の前記一方の折り返し縁を前記成形ガイド（２４）に押し付けることにより該カートン（２１）を前記角筒状に開口する、カートン開口装置。
請求項１に記載のカートン開口装置に於いて、
前記強制変形手段は、
前記カートン（２１）の前記表面に対して前記吸着ヘッド（１５）と同時又はそれ以後に吸着する補助吸着ヘッドと、
前記吸着ヘッド（１５）と前記補助吸着ヘンッドの相互間に位置し且つこれら両吸着ヘッドの先端の各吸着口部を相互に繋ぐ直線より前方に突出した状態となるカートン支持部材を具備する、カートン開口装置。
請求項２に記載のカートン開口装置に於いて、
前記カートン支持部材は前記吸着ヘッド（１５）の前記吸着口部より後方に位置し且つ前記吸着ヘッド（１５）に対して相対移動不能状態に連結されており、
前記補助吸着ヘッドの吸着口部は、前記カートン（２１）の前記表面を吸着した状態で前記後方に向けて移動する、カートン開口装置。