JP2012218805A - カートニングマシン及び被収容物入りカートンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被収容物が収容されていないカートンが流通してしまうことを阻止する。
【解決手段】カートニングマシンは、カートンＣを搬送するカートンコンベア３１と、カートンコンベア３１に沿って被収容物Ｒを搬送する被収容物コンベア２１と、被収容物ＲをカートンＣに挿入する挿入装置４１と、被収容物ＲのカートンＣへの挿入完了地点ＥＰよりも上流側に設けられてカートンＣ及び被収容物Ｒの検知を同時に行う相互検査センサ５１と、仮想直交線ＶＳＬから挿入完了地点ＥＰまでのカートンＣの有無を検知するエリアセンサ５５と、一旦停止した後はエリアセンサ５５でカートンＣが無いことが検知されるまではカートンコンベア３１及び被収容物コンベア２１の再起動を許可しない制御をする制御装置とを備える。而して、カートンＣに対応する被収容物Ｒが被収容物コンベア２１に存在しない状態でラインが稼働することを確実に回避できる。
【選択図】図２

Description

本発明はカートニングマシン及び被収容物入りカートンの製造方法に関し、特に被収容物が収容されていないカートンが流通してしまうことを阻止するカートニングマシン及び被収容物入りカートンの製造方法に関する。

食品包装等に用いられる合成樹脂製のラップフィルムやアルミホイル等の長尺物は、巻回されたうえで紙製の直方体形状のカートンに収容されて販売されている。長尺物の巻回体を収容するカートンとして、長方形の底板と、底板の４辺に立設された前板、後板及び２枚の脇板とを有し、一面が開口された箱本体と、後板に回動可能に連接されて箱本体の開口を塞ぐ蓋板と、蓋板に対して直角に折り曲げられた掩蓋片及び掩蓋片の先端に連続して設けられて使用時に除去される切取片であって販売時は箱本体の前板を覆っている掩蓋片及び切取片とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２８００７６号公報（段落００１３−００２３等）

上述の巻回体が収容されたカートンは、カートニングマシンによって、脇板が開口したカートンに対して巻回体を開口から挿入した後に脇板を閉じて製造することができる。カートニングマシンでは、脇板が開口した筒状のカートンをカートンコンベアによって適宜間隔を空けて複数連続して搬送すると共に、カートンに収容される巻回体をカートンコンベアに並走する被収容物コンベアによって適宜間隔を空けて複数連続して搬送し、被収容物コンベアで搬送されている巻回体を挿入装置によってカートンに挿入した後、脇板を閉じることで、製品とすることができる。

上述のカートニングマシンによって巻回体が収容されたカートンを製造する際、コンベアに搬送されているカートンに対応する巻回体が存在しないままラインが流れてしまうと、巻回体が収容されていないカートンが市場に流通してしまうおそれがある。このような不都合を回避するため、巻回体のカートンへの挿入を開始する前に、搬送されているカートンに対応する巻回体が存在することを相互検査センサで検知することが考えられる。しかしながら、何らかの不都合が生じてラインが停止した際に、相互検査センサの下流側で巻回体がコンベアから取り除かれてしまい、そのまま再起動された際には、カートンに対応する巻回体が存在しないままラインが再開されることとなり、巻回体が収容されていないカートンが市場に流通してしまうこととなる。

本発明は上述の課題に鑑み、被収容物が収容されていないカートンが流通してしまうことを阻止するカートニングマシン及び被収容物入りカートンの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るカートニングマシンは、例えば図２に示すように、カートンＣに、カートンＣの開口面から被収容物Ｒを挿入するカートニングマシン１（例えば図１参照）であって；カートンＣを、開口面が搬送方向Ｄに対して側面となる状態で搬送するカートンコンベア３１と；開口面側のカートンコンベア３１に沿って配置され、カートンコンベア３１の搬送方向Ｄと同じ方向に被収容物Ｒを搬送する被収容物コンベア２１と；移動している被収容物コンベア２１上の被収容物Ｒを、移動しているカートンコンベア３１上のカートンＣに挿入する挿入装置４１と；挿入装置４１による被収容物ＲのカートンＣへの挿入が完了する挿入完了地点ＥＰよりも搬送方向Ｄ上流側に設けられた相互検査センサ５１であって、カートンＣの存在を検知するカートンセンサ５３と、搬送方向Ｄにおけるカートンセンサ５３からの乖離が被収容物Ｒの搬送方向Ｄにおける長さＲａ未満の範囲に配置された、被収容物Ｒの存在を検知する被収容物センサ５２と、を有する相互検査センサ５１と；カートンセンサ５３及び被収容物センサ５２のうち搬送方向Ｄ下流側に配設された方のセンサを通り搬送方向Ｄに直交する仮想直交線ＶＳＬから挿入完了地点ＥＰまでのカートンコンベア３１上のカートンＣの有無を検知するエリアセンサ５５と；カートンセンサ５３によるカートンＣの検知と被収容物センサ５２による被収容物Ｒの検知とが連続しなかったときにカートンコンベア３１及び被収容物コンベア２１を停止すると共に、エリアセンサ５５によりカートンＣが無いことが検知されるまではカートンコンベア３１及び被収容物コンベア２１の再起動を許可しないように制御する制御装置６０（例えば図１参照）とを備える。

ここで、カートンセンサによるカートンの検知と被収容物センサによる被収容物の検知とが連続しないとは、カートン及び被収容物のどちらか一方の存在の検知が行われた後、当該一方の存在が無くなることを検知するまでの間に他方の存在を検知できない場合をいう。逆にいえば、カートン及び被収容物の一方の存在を検知している間に他方の存在を検知することができたときは、カートンセンサによるカートンの検知と被収容物センサによる被収容物の検知とが連続していることとなる。典型的には、カートンセンサ及び被収容物センサの両方が仮想直交線上に配置され、この場合は、搬送方向におけるカートンセンサと被収容物センサとの乖離が０（ゼロ）となる。

このように構成すると、仮想直交線から挿入完了地点までにカートンが残存しているときはカートンコンベア及び被収容物コンベアの再起動がなされないこととなるため、カートンに対応する被収容物が被収容物コンベアに存在しない状態でラインが稼働することを確実に回避することができ、被収容物が収容されていないカートンが流通してしまうことを阻止することができる。

上記目的を達成するために、本発明の第２の態様に係るカートニングマシンは、例えば図２に示すように、カートンＣに、カートンＣの開口面から被収容物Ｒを挿入するカートニングマシン１（例えば図１参照）であって；カートンＣを、開口面が搬送方向Ｄに対して側面となる状態で搬送するカートンコンベア３１と；開口面側のカートンコンベア３１に沿って配置され、カートンコンベア３１の搬送方向Ｄと同じ方向に被収容物Ｒを搬送する被収容物コンベア２１と；移動している被収容物コンベア２１上の被収容物Ｒを、移動しているカートンコンベア３１上のカートンＣに挿入する挿入装置４１と；挿入装置４１による被収容物ＲのカートンＣへの挿入が完了する挿入完了地点ＥＰよりも搬送方向Ｄ上流側に設けられた相互検査センサ５１であって、搬送方向Ｄに直交する仮想直交線ＶＳＬ上に配置され、カートンＣの存在を検知するカートンセンサ５３と、仮想直交線ＶＳＬ上に配置され、被収容物Ｒの存在を検知する被収容物センサ５２と、を有する相互検査センサ５１と；仮想直交線ＶＳＬから挿入完了地点ＥＰまでのカートンコンベア３１上のカートンＣの有無を検知するエリアセンサ５５と；相互検査センサ５１によるカートンＣの検知及び被収容物Ｒの検知が同時に行われないときにカートンコンベア３１及び被収容物コンベア２１を停止すると共に、エリアセンサ５５によりカートンＣが無いことが検知されるまではカートンコンベア３１及び被収容物コンベア２１の再起動を許可しないように制御する制御装置６０（例えば図１参照）とを備える。

このように構成すると、仮想直交線から挿入完了地点までにカートンが残存しているときはカートンコンベア及び被収容物コンベアの再起動がなされないこととなるため、カートンに対応する被収容物が被収容物コンベアに存在しない状態でラインが稼働することを確実に回避することができ、被収容物が収容されていないカートンが流通してしまうことを阻止することができる。

また、本発明の第３の態様に係るカートニングマシンは、例えば図２に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係るカートニングマシンにおいて、相互検査センサ５１が、挿入装置４１による被収容物ＲのカートンＣへの挿入が開始される挿入開始地点ＳＰ又は挿入開始地点ＳＰの近傍に配置されている。

このように構成すると、相互検査センサを通過した後に相互対応の不都合が生じること、及び対応する被収容物が被収容物コンベアに存在しない状態でカートンが挿入完了地点に近づいてしまうことを回避することができる。

上記目的を達成するために、本発明の第４の態様に係る被収容物入りカートンの製造方法は、例えば図２及び図４を参照して示すと、所定の搬送方向Ｄに搬送されているカートンＣの存在をカートン検知点５３で検知するカートン有無検知工程（Ｓｔ１）と；搬送されているカートンＣに並走して搬送方向Ｄに搬送されている被収容物Ｒの存在を、搬送方向Ｄにおけるカートン検知点５３からの乖離が被収容物Ｒの搬送方向Ｄにおける長さＲａ未満の範囲にある被収容物検知点５２で検知する被収容物有無検知工程（Ｓｔ２、Ｓｔ３）と；カートンＣの存在を検知している間に被収容物Ｒの存在を検知することができなかったとき又は被収容物Ｒの存在を検知している間にカートンＣの存在を検知することができなかったときにカートンＣの搬送及び被収容物Ｒの搬送を停止する搬送停止工程（Ｓｔ４）と；カートン検知点５３及び被収容物検知点５２のうち搬送方向Ｄ下流側にある検知点を通り搬送方向Ｄに直交する仮想直交線ＶＳＬから、仮想直交線ＶＳＬよりも搬送方向Ｄ下流側にあるカートンＣへの被収容物Ｒの挿入が完了する挿入完了地点ＥＰまでのエリアのカートンＣの有無を検知するエリア検知工程（Ｓｔ６）と；搬送停止工程（Ｓｔ４）後、エリア検知工程（Ｓｔ６）でカートンＣが無いことが検知されるまではカートンＣの搬送及び被収容物Ｒの搬送の再開を許可しない再起動不許可工程とを備える。

このように構成すると、仮想直交線から挿入完了地点までにカートンが残存しているときはカートン及び被収容物の搬送が再開されないこととなるため、カートンに対応する被収容物が搬送路上に存在しない状態でラインが稼働することを確実に回避することができ、被収容物が収容されていないカートンが流通してしまうことを阻止することができる。

本発明によれば、カートンに対応する被収容物が被収容物の搬送路上（被収容物コンベア）に存在しない状態でラインが稼働することを確実に回避することができ、被収容物が収容されていないカートンが流通してしまうことを阻止することができる。

本発明の実施の形態に係るカートニングマシンの概略構成を示す概念図である。 ロールがカートンに挿入されるエリアまわりのカートンコンベア、ロールコンベア、及び挿入装置の部分平面図である。 （Ａ）はカートンコンベアの部分側面図、（Ｂ）はロールコンベアの部分側面図である。 本発明の実施の形態に係るカートニングマシンの制御の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係るカートニングマシン１の概略構成を説明する。図１は、カートニングマシン１の概略構成を示す概念図である。カートニングマシン１は、扁平に折り畳まれたカートン（以下「扁平カートンＣｆ」という。）を所定の場所に搬送する搬送コンベア１３と、扁平カートンＣｆが広げられて形成されたカートンＣを搬送するカートンコンベア３１と、カートンＣに挿入される被収容物としてのロールＲを搬送する被収容物コンベアとしてのロールコンベア２１と、ロールＲをカートンＣに挿入する挿入装置４１と、制御装置６０とを備えている。

搬送コンベア１３は、扁平カートンＣｆを筒状に広げる場所の近傍まで搬送する装置である。搬送コンベア１３は、２つのプーリ１３ｐに張架された無端ベルト１３ｖを有している。本実施の形態では、プーリ１３ｐとしてスプロケットが、無端ベルト１３ｖとしてローラーチェーンが、それぞれ用いられている。無端ベルト１３ｖには、突起としての爪１３ｃが、無端ベルト１３ｖの外側に突き出る態様で、所定の間隔ごとに複数設けられている。本実施の形態では、扁平カートンＣｆが搬送される方向（以下「搬送方向Ｄ」という。）に直交する方向に間を空けて無端ベルト１３ｖが２つ対になって設けられており、一対の無端ベルト１３ｖの爪１３ｃを結んだ仮想線が、搬送方向Ｄに直交するように調節されている。無端ベルト１３ｖは、プーリ１３ｐが駆動源（不図示）に回転させられることにより、扁平カートンＣｆが載置される面が搬送方向Ｄに移動するように構成されている。

搬送コンベア１３の、搬送方向Ｄ上流側の端部の上方には、扁平カートンＣｆを上下に重ねて収容するカートンマガジン１１が配設されている。カートンマガジン１１は、鉛直線に対して搬送方向Ｄ上流側に傾いて設置されている。カートンマガジン１１の下方には、カートンマガジン１１の底部から扁平カートンＣｆを取り出して搬送コンベア１３に載置するサクションカップ１２が配設されている。サクションカップ１２は、上下に揺動運動をすることで、カートンマガジン１１内に収容されている最下部の扁平カートンＣｆを取り出して搬送コンベア１３に載置するように構成されている。

搬送コンベア１３に対して搬送方向Ｄ下流には、位置決めガイド１４が設けられている。位置決めガイド１４は、搬送コンベア１３によって直線運動させられてきた扁平カートンＣｆの移動を止めて、扁平カートンＣｆを筒状に広げる位置を決定する部品である。位置決めガイド１４は、断面が矩形（長方形又は正方形）の四角柱状に形成された柱部１４ｂと、梁状に形成された突部１４ｐとを有している。位置決めガイド１４は、２つの柱部１４ｂが搬送方向Ｄに直交する水平方向に間隔を空けてそれぞれ鉛直に延びるように設けられており、突部１４ｐが２つの柱部１４ｂの下端をつなぐように水平に延びている。突部１４ｐは、柱部１４ｂよりも搬送コンベア１３側に突き出る態様で取り付けられている。突部１４ｐは、柱部１４ｂよりも搬送コンベア１３側に突き出た部分の上側が、面取りされている。位置決めガイド１４は、搬送方向Ｄ下流側の搬送コンベア１３の末端（搬送方向末端）から、扁平カートンＣｆの幅以上搬送方向Ｄに離れて設けられている。このように設けられることにより、搬送コンベア１３により搬送されてきた扁平カートンＣｆが、搬送コンベア１３と位置決めガイド１４とに挟まれて詰まりを起こすことが回避される。また、扁平カートンＣｆが位置決めガイド１４に衝突した位置における扁平カートンＣｆの下方には、扁平カートンＣｆを吸着可能で上下に往復動する吸引棒（不図示）が配設されている。扁平カートンＣｆは、位置決めガイド１４に衝突したときに上昇した吸引棒（不図示）に吸着され、吸引棒（不図示）の下降に伴って下方に引かれる際に、位置決めガイド１４の突部１４ｐに引っかかった部分が残ろうとすることにより、箱形（筒状）に開くこととなる。

カートンコンベア３１は、扁平カートンＣｆが箱形に開かれたカートンＣを搬送する装置であり、扁平カートンＣｆが位置決めガイド１４に衝突する位置の下方から、搬送方向Ｄに水平に延びている。カートンコンベア３１は、搬送コンベア１３よりも低い位置で、吸引棒（不図示）を跨ぐように配設されている。カートンコンベア３１は、カートンＣの搬送速度（コンベアの移動速度）が可変に構成されており、あらかじめ定められた範囲内で任意の搬送速度に設定することができるように構成されている。カートンコンベア３１に搬送されるカートンＣは、筒状の両端面が開口している。カートンコンベア３１は、カートンＣの開口面が搬送方向Ｄに対して側面となる状態でカートンＣを搬送するように、カートン抑え３２が設けられている。カートン抑え３２は、カートンＣの幅（長手方向に直交する方向の距離）よりも少し広い所定のピッチで設けられている。図１では、便宜上、搬送方向Ｄに隣接するカートン抑え３２の間に形成される空間ごとにカートンＣが入るように示されているが、本実施の形態では、搬送方向Ｄに隣接するカートン抑え３２の間に形成される空間の１つ置きにカートンＣが入ることを前提にしている（図２参照）。

ロールコンベア２１は、ロールＲが前工程で準備される場所（不図示）からカートンコンベア３１の側近までロールＲを搬送する装置である。ロールコンベア２１は、少なくとも位置決めガイド１４の下方の位置から所定の距離は、カートンコンベア３１と並走するように設けられている。ここでの所定の距離は、ロールＲをカートンＣに挿入するのに必要な距離である。ロールコンベア２１は、カートンコンベア３１と並走する部分はカートンコンベア３１と同じ高さに設けられている。ロールコンベア２１には、ロールＲが落ち込むことによりロールＲの揺れを防ぐ支持窪み２２ｄが形成されている。支持窪み２２ｄは、カートンコンベア３１に載置されるカートンＣのピッチと同じピッチで形成されている。ロールコンベア２１の表面（ロールＲが載置される面）には、ロールＲの損傷を防ぎつつロールＲの意図しない軸回りの回転を抑制するために、モケットが貼付されている。ロールコンベア２１は、ロールＲの搬送速度（コンベアの移動速度）が可変に構成されており、あらかじめ定められた範囲内で任意の搬送速度に設定することができるように構成されている。本実施の形態では、ロールコンベア２１とカートンコンベア３１とが、同一の駆動軸（不図示）にそれぞれ取り付けられた同一規格かつ同一歯数のスプロケット（不図示）でそれぞれ駆動されるように構成されていることにより、同じ搬送速度でかつ同期するようになっている。

挿入装置４１は、ロールコンベア２１に搬送されているロールＲを、カートンコンベア３１に搬送されているカートンＣに挿入する装置である。挿入装置４１は、ロールＲをカートンＣに向けて押す挿入棒４２を有している。図１では、挿入棒４２が、二次元の紙面に表している都合上、上下に延びるように示されているが、実際には、ロールＲ及びカートンＣの長手方向に対して平行で、水平に延びるように配設されている。挿入棒４２は、環状に周回する周回チェーン（不図示）に、支持窪み２２ｄのピッチと同じピッチで取り付けられている。挿入棒４２は、カートンコンベア３１との間にロールコンベア２１を挟むように配設されている。挿入棒４２は、ロールコンベア２１とカートンコンベア３１とが並走する部分では、ロールコンベア２１に並走する軌跡を描くように設けられている。挿入装置４１は、周回チェーン（不図示）の移動速度が、あらかじめ定められた範囲内で任意に設定することができるように可変に構成されており、本実施の形態では、ロールコンベア２１及びカートンコンベア３１の搬送速度と同じ移動速度でかつ同期するように設定されている。

ここで図２及び図３を参照して、カートンコンベア３１、ロールコンベア２１、挿入装置４１の構成をより詳細に説明する。図２は、ロールＲがカートンＣに挿入されるエリアまわりのカートンコンベア３１、ロールコンベア２１、及び挿入装置４１の部分平面図である。図３（Ａ）は、カートンコンベア３１の部分側面図、図３（Ｂ）はロールコンベア２１の部分側面図である。カートンコンベア３１のカートン抑え３２は、長方形の板状部材が直交して側面視Ｌ字型に形成されている。カートン抑え３２は、搬送方向Ｄに直交する方向に、カートンＣの長さよりも短い間隔で２つ設けられており、この２つ１組のカートン抑え３２が搬送方向Ｄに所定のピッチで設けられている。側面視Ｌ字型のカートン抑え３２は、一方の面が底面３２ｂとして水平になるように、かつ、底面３２ｂに直交する背面３２ｒが搬送方向Ｄ上流側で直立するように、接続部材３２ｊを介してチェーン３３に取り付けられている。底面３２ｂの中央にはボルト孔が形成されており、このボルト孔に上方からボルトを挿通して底面３２ｂより下方の接続部材３２ｊに締結することによりカートン抑え３２がチェーン３３に取り付けられている。カートン抑え３２の取り付け態様は、ボルトの上端が底面３２ｂの上端より引っ込んだ状態と、ボルトの上端が底面３２ｂの上端より出っ張った状態とが、搬送方向Ｄで交互に現れるようになっている。カートンＣは、ボルトの上端が引っ込んだ底面３２ｂに載置され、隣接する背面３２ｒに挟まれることにより、移動するチェーン３３に対して搬送方向Ｄへの移動が規制されることとなる。

ロールコンベア２１の支持窪み２２ｄは、支持部材２２に形成されている。支持部材２２は、ロールＲの長さの概ね１／３〜１／２の幅（搬送方向Ｄに直交する方向の水平長さ）に形成されている。支持部材２２は、長方形の板状部材が折り曲げられて形成されており、底板２２ｂ、前板２２ｆ、後板２２ｒ、前傾斜板２２ｓ、後傾斜板２２ｔを有している。底板２２ｂは、長方形の短辺が搬送方向Ｄに平行になるように水平に設けられている。前板２２ｆは底板２２ｂの搬送方向Ｄ下流側の辺から、後板２２ｒは底板２２ｂの搬送方向Ｄ上流側の辺から、それぞれ垂直上方に延びるように立設されている。前傾斜板２２ｓは、前板２２ｆの上端から搬送方向Ｄ下流側斜め上方に向けて延びている。後傾斜板２２ｔは、後板２２ｒの上端から搬送方向Ｄ上流側斜め上方に向けて延びている。前傾斜板２２ｓの上端と後傾斜板２２ｔの上端とは同じ高さになっている。

支持部材２２は、搬送方向Ｄに直交する方向に、ロールＲの中央に相当する位置に隙間を空けるように２つ設けられており、この２つ１組の支持部材２２が、搬送方向Ｄにおけるカートンコンベア３１に載置されるカートンＣのピッチと同じピッチで設けられている。支持部材２２が配設されるピッチは、支持窪み２２ｄの中心間の距離を基準にしている。このように支持部材２２が配設されたとき、搬送方向Ｄに隣接する支持部材２２の後傾斜板２２ｔと前傾斜板２２ｓとは近接しており、少なくともロールＲの直径以上の隙間とならないようにして、支持部材２２の隙間からロールＲが落下しないようになっている。支持部材２２は、前板２２ｆ及び後板２２ｒの下方にそれぞれ設けられた接続部材２２ｊを介してチェーン２３に取り付けられている。

図２に示すように、挿入装置４１は、周回チェーン（不図示）が動いて挿入棒４２がロールコンベア２１と並走する際に、挿入棒４２が搬送方向Ｄに移動するに連れてカートンコンベア３１に近づくように構成されている。これにより、搬送方向Ｄに移動するに連れて、ロールＲが挿入棒４２に押されてカートンＣに挿入されることとなる。搬送方向Ｄにおいて、挿入棒４２がロールＲを押す方向に動き出す位置、すなわちカートンＣへのロールＲの挿入が開始される位置を「挿入開始地点ＳＰ」といい、ロールＲがカートンＣに完全に入った位置、すなわちカートンＣへのロールＲの挿入が完了する位置を「挿入完了地点ＥＰ」ということとする。挿入棒４２は、挿入開始地点ＳＰから挿入完了地点ＥＰまで搬送方向Ｄに移動する間に、ロールＲをカートンＣに挿入することとなる。挿入棒４２は、搬送方向Ｄに挿入完了地点ＥＰを超えると、カートンコンベア３１から離れる方向に動くように構成されている。

挿入開始地点ＳＰよりも搬送方向Ｄにわずかに下流側（本実施の形態では前述した「所定のピッチ」程度）には、カートンコンベア３１に搬送されているカートンＣの存在を検知するカートンセンサ５３が設けられている。カートンセンサ５３は、典型的には光電型のセンサであり、図３（Ａ）に示すように、赤外線を投光するカートン投光部５３ｆと、カートン投光部５３ｆから投光された赤外線を受光するカートン受光部５３ｒとを有している。カートン投光部５３ｆは、平面視においては搬送方向Ｄに直交する方向に離れた２つのカートン抑え３２の間に、側面視においてはカートンコンベア３１に搬送されているカートンＣの上端よりも上方に配設されている。カートン受光部５３ｒは、カートン投光部５３ｆの鉛直下方、かつ、カートン抑え３２の下端よりも下方に配設されている。カートンセンサ５３は、カートン投光部５３ｆとカートン受光部５３ｒとの間に、カートンＣが存在しないときはカートン受光部５３ｒが赤外線を受光し、カートンＣが存在するときは赤外線が遮られてカートン受光部５３ｒが赤外線を受光しないことで、カートンＣの有無を検知することができるように構成されている。

平面視（図２参照）において、カートンセンサ５３を通り、搬送方向Ｄに直交する仮想線である仮想直交線ＶＳＬ上には、ロールコンベア２１に搬送されているロールＲの存在を検知する被収容物センサとしてのロールセンサ５２が設けられている。ロールセンサ５２は、典型的には光電型のセンサであり、図３（Ｂ）に示すように、赤外線を投光するロール投光部５２ｆと、ロール投光部５２ｆから投光された赤外線を受光するロール受光部５２ｒとを有している。ロール投光部５２ｆは、平面視においては搬送方向Ｄに直交する方向に離れた２つの支持部材２２の間に、側面視においてはロールコンベア２１に搬送されているロールＲの上端よりも上方に配設されている。ロール受光部５２ｒは、ロール投光部５２ｆの鉛直下方、かつ、支持部材２２の下端よりも下方に配設されている。ロールセンサ５２は、カートンセンサ５３と同様、ロール投光部５２ｆとロール受光部５２ｒとの間に、ロールＲが存在しないときはロール受光部５２ｒが赤外線を受光し、ロールＲが存在するときは赤外線が遮られてロール受光部５２ｒが赤外線を受光しないことで、ロールＲの有無を検知することができるように構成されている。

上述のカートンセンサ５３とロールセンサ５２とで相互検査センサ５１を構成している。上述のように、カートンセンサ５３及びロールセンサ５２は、平面視において、共に仮想直交線ＶＳＬ上に配置されているので、相互検査センサ５１は仮想直交線ＶＳＬ上に配置されていることとなる。このように構成されていることにより、相互検査センサ５１は、カートンＣに収容されるロールＲが存在するか否かを検知することができるように構成されている。つまり、カートンコンベア３１及びロールコンベア２１が同じ搬送速度で同期して動いている状況において、カートンセンサ５３によるカートンＣの検知とロールセンサ５２によるロールＲの検知が同時に行われない場合は、製品を構成するカートンＣ及びロールＲのうち一方が存在しないこととなり、相互対応の不都合が生じることとなる。

カートンコンベア３１の上下には、仮想直交線ＶＳＬから挿入完了地点ＥＰにわたって、カートンコンベア３１上のカートンＣの存在を検知するエリアセンサ５５が設けられている。エリアセンサ５５は、典型的には細長い棒状の外観を呈した光電型のセンサであり、赤外線を投光するエリア投光部５５ｆと、エリア投光部５５ｆから投光された赤外線を受光するエリア受光部５５ｒとを有している。エリア投光部５５ｆ及びエリア受光部５５ｒは、それぞれ、平面視においては搬送方向Ｄに直交する方向に離れた２つのカートン抑え３２の間に配設されている。側面視においては、エリア投光部５５ｆはカートンコンベア３１上のカートンＣの上端よりも上方に、エリア受光部５５ｒはカートン抑え３２の下端よりも下方に、それぞれ配設されている。エリアセンサ５５は、エリア投光部５５ｆとエリア受光部５５ｒとの間に、カートンＣが存在しないときはエリア受光部５５ｒが赤外線を受光し、カートンＣが存在するときは赤外線が遮られてエリア受光部５５ｒが赤外線を受光しないことで、カートンＣの有無を検知することができるように構成されている。

制御装置６０（図１参照）は、カートニングマシン１の作動を制御する装置であり、搬送コンベア１３、カートンコンベア３１、ロールコンベア２１、挿入装置４１の発停及び移動速度を制御することができるように構成されている。また、制御装置６０は、カートンセンサ５３、ロールセンサ５２、エリアセンサ５５とそれぞれ信号ケーブルで接続されており、各センサの検知範囲におけるカートンＣ又はロールＲの有無の検知結果を受信することができるように構成されている。また、制御装置６０は、カートンコンベア３１及びロールコンベア２１が停止しているときに、エリアセンサ５５がカートンＣを検知している間はカートンコンベア３１及びロールコンベア２１を起動させないインターロックが設けられている。

引き続き図１乃至図３を参照してカートニングマシン１の作用を説明する。カートニングマシン１を作動させるに際し、カートンマガジン１１に扁平カートンＣｆを充填しておく。搬送コンベア１３が搬送方向Ｄに動いている状態で、サクションカップ１２が上下に揺動することにより、カートンマガジン１１の最下部にある扁平カートンＣｆが、カートンマガジン１１から取り出され、搬送コンベア１３に載置される。このとき、扁平カートンＣｆが、搬送方向Ｄに所定の間隔で設けられている爪１３ｃの間に順次載置されるように、サクションカップ１２の揺動の周期及びタイミングが調節されている。搬送コンベア１３に載置された扁平カートンＣｆは、爪１３ｃによって搬送方向Ｄに押される。

扁平カートンＣｆが搬送コンベア１３の末端に至ると、扁平カートンＣｆから爪１３ｃが外れ、位置決めガイド１４へ向けて慣性で送り出される。扁平カートンＣｆは、位置決めガイド１４の柱部１４ｂに当接すると、下方から上昇してきた吸引棒（不図示）に吸着されて下方に引き寄せられる。そして、吸引棒（不図示）によって下方へ引かれた扁平カートンＣｆは、搬送方向Ｄ下流側の端部が突部１４ｐに当たることで下降を阻害されるため、搬送方向Ｄ上流側の端部片側が下方に移動することで、箱形に開かれてカートンＣとなる。カートンＣは、カートンコンベア３１に載置され、搬送方向Ｄに搬送される。

カートンコンベア３１に搬送されるカートンＣの横には、ロールＲがロールコンベア２１に搬送されて来ている。搬送されているロールＲ及びカートンＣは、挿入装置４１の位置まで来ると、挿入棒４２によってロールＲがカートンＣの方向に押され、カートンＣの側面の開口からロールＲが挿入される。ロールＲが挿入されたカートンＣは、さらに搬送方向Ｄ下流側に搬送される際に、側面の開口が糊付けされて閉じられて（不図示）、製品となる。

ところで、カートンコンベア３１で搬送されているカートンＣに、ロールコンベア２１で搬送されているロールＲが挿入される工程において、仮に、カートンＣに対応するロールＲが存在しないにもかかわらずラインが流れてしまうと、ロールＲが挿入されていないカートンＣが生じ得る。カートンＣの側面の開口が閉じられてしまうと、外観からはロールＲの有無を判断することができず、そのまま出荷されてしまうと、ロールＲの入っていないカートンＣが店頭に陳列されてしまう可能性も否定できなくなる。カートニングマシン１では、このような不都合を回避するために、相互検査センサ５１及びエリアセンサ５５が設けられており、以下のような制御が行われる。

図４は、カートニングマシン１の制御の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明においてカートニングマシン１の構成に言及しているときは、適宜図１乃至図３を参照することとする。カートニングマシン１では、上述のように、同様の構成のカートンセンサ５３及びロールセンサ５２が共に仮想直交線ＶＳＬ上に配設されている。カートニングマシン１が稼働しているとき、制御装置６０は、カートンセンサ５３がカートンＣの存在を検知したか否かを判断する（Ｓｔ１）。カートンＣの存在を検知したか否かを判断したら、カートンＣの存在を検知した場合もしない場合も、次にロールセンサ５２がロールＲの存在を検知したか否かを判断するのであるが（Ｓｔ２、Ｓｔ３）、カートンＣの存在を検知した場合の後は工程（Ｓｔ２）に進み、カートンＣの存在を検知しなかった場合の後は工程（Ｓｔ３）に進む。

カートンＣの存在を検知（Ｓｔ１でＹｅｓ）した後のロールＲの存在を検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ２）において、ロールセンサ５２がロールＲの存在を検知した場合は、カートンＣに対応するロールＲが存在することから異常は生じていないと判断し、次の組のカートンＣとロールＲとの対応を確認する準備のため、再びカートンセンサ５３がカートンＣの存在を検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ１）に戻る。他方、カートンＣの存在が不検知（Ｓｔ１でＮｏ）だった後のロールＲの存在を検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ３）において、ロールセンサ５２がロールＲの存在を検知しなかった場合は、カートンＣ及びロールＲがまだ相互検査センサ５１に到達していないと判断し、来るべきカートンＣ及びロールＲに備えて、再びカートンセンサ５３がカートンＣの存在を検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ１）に戻る。

カートンＣの存在を検知（Ｓｔ１でＹｅｓ）した後のロールＲの存在を検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ２）においてロールセンサ５２がロールＲの存在を検知しなかった場合、及びカートンＣの存在が不検知（Ｓｔ１でＮｏ）だった後のロールＲの存在を検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ３）において、ロールセンサ５２がロールＲの存在を検知した場合は、制御装置６０は、カートンＣとロールＲとが対応して存在しないために、カートンＣに収容されていないロールＲあるいは空のカートンＣが下流に流れると推定して、カートンコンベア３１及びロールコンベア２１を停止する（Ｓｔ４）と同時にカートンコンベア３１及びロールコンベア２１の再起動を許可しない状態とする（Ｓｔ５）。制御装置６０は、その後、エリアセンサ５５の検知範囲のカートンＣがすべて取り除かれたことを確認するために、エリアセンサ５５がカートンＣが無いことを検知したか否かを判断する（Ｓｔ６）。エリアセンサ５５がカートンＣが無いことを検知しないときは、再びエリアセンサ５５がカートンＣが無いことを検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ６）に戻る。他方、エリアセンサ５５がカートンＣが無いことを検知したときは、制御装置６０は、カートンコンベア３１及びロールコンベア２１の再起動不許可状態を解除する（Ｓｔ７）。なお、再起動を許可しない状態としてから（Ｓｔ５）再起動不許可状態の解除（Ｓｔ７）の直前までが、再起動不許可工程に相当する。

再起動不許可状態の解除（Ｓｔ７）が行われたら、制御装置６０は、カートンコンベア３１及びロールコンベア２１の再起動が行われたか否かを判断する（Ｓｔ８）。カートンコンベア３１及びロールコンベア２１の再起動が行われないときは、再びカートンコンベア３１及びロールコンベア２１の再起動が行われたか否かを判断する工程（Ｓｔ８）に戻る。他方、カートンコンベア３１及びロールコンベア２１の再起動が行われたときは、カートンセンサ５３がカートンＣの存在を検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ１）に戻り、以降、上述のフローを繰り返す。

以上の制御フローを、以下に要約する。つまり、カートニングマシン１では、カートンセンサ５３によるカートンＣの検知と、ロールセンサ５２によるロールＲの検知とが同時に行われなかったときに、制御装置６０が、カートンコンベア３１及びロールコンベア２１を含むカートニングマシン１の作動を停止する。カートニングマシン１が一旦停止すると、典型的には、保守担当者が異常の有無を点検して異常の原因を取り除く。このとき、仮に、相互検査センサ５１よりも搬送方向Ｄ下流側で、カートンＣに対応するロールＲが存在しない状態でカートニングマシン１の再起動を許容すると、ロールＲが挿入されていないカートンＣがラインの下流側に流れてしまい、前述の不都合が生じるおそれがある。

そこで、カートニングマシン１では、エリアセンサ５５を設け、カートニングマシン１が一旦停止した後は、エリアセンサ５５がカートンＣを検知しなくなるまで、カートンコンベア３１及びロールコンベア２１を含むカートニングマシン１の再起動を許可しないようになっている。換言すれば、カートニングマシン１が一旦停止したら、エリアセンサ５５の検知範囲のカートンコンベア３１上のカートンＣを取り除かないと、カートニングマシン１を再起動することができない。エリアセンサ５５は、仮想直交線ＶＳＬから挿入完了地点ＥＰまでを検知するので、カートンＣとロールＲとの対応の不備が、仮想直交線ＶＳＬよりも搬送方向Ｄ上流側で生じた場合は相互検査センサ５１で検知することができ、挿入完了地点ＥＰよりも搬送方向Ｄ下流側では既にカートンＣへのロールＲの挿入が完了しているので空の（ロールＲが挿入されていない）カートンＣが生じることはない。したがって、カートニングマシン１では、空のカートンＣが流通してしまうことを確実に阻止することができる。

エリアセンサ５５の検知範囲のカートンコンベア３１上のカートンＣを取り除き、カートニングマシン１を再起動すると、上述したカートニングマシン１の作用が再開される。なお、通常、保守担当者は、エリアセンサ５５の検知範囲のカートンコンベア３１上のカートンＣを取り除く際に、これに対応するロールコンベア２１上のロールＲも取り除く。本実施の形態では、カートニングマシン１の構成の簡素化の観点から、エリアセンサ５５に対応するロールコンベア２１上のロールＲを検知するセンサを設けていない。しかしながら、仮に、エリアセンサ５５の検知範囲のカートンコンベア３１上のカートンＣが存在せずに、これに対応するロールコンベア２１上のロールＲが存在する場合は、カートンＣに覆われていないむき出しのロールＲが挿入完了地点ＥＰよりも下流側に流れる場合があり得るが、むき出しのロールＲは、異常であることが一目瞭然であるため、この状態で店頭に陳列されることはない。しかしながら、装置構成上許容できる場合は、エリアセンサ５５に対応するロールコンベア２１上のロールＲを検知するセンサを設けてもよい。

以上で説明したように、本実施の形態に係るカートニングマシン１によれば、相互検査センサ５１の設置位置である仮想直交線ＶＳＬから挿入完了地点ＥＰまでを検知範囲とするエリアセンサ５５を備え、制御装置６０が、カートニングマシン１が一旦停止した後は、エリアセンサ５５の検知範囲のカートンコンベア３１上にカートンＣが存在しなくなるまではカートンコンベア３１及びロールコンベア２１を含むカートニングマシン１の再起動を許可しないように制御するので、ロールＲが収容されていないカートンＣが流通してしまうことを確実に回避することができる。

以上の説明では、相互検査センサ５１が、挿入開始地点ＳＰよりも搬送方向Ｄにわずかに下流側に配設されているとしたが、挿入完了地点ＥＰよりも搬送方向Ｄ上流側に配設されていればよい。しかしながら、相互の対応が取れなかった場合にロールＲの無いカートンＣが挿入完了地点ＥＰよりも搬送方向Ｄ下流側に流れてしまうことを回避する確率を上昇させる観点からは、挿入完了地点ＥＰよりも搬送方向Ｄ上流側に離れていることが好ましく、エリアセンサ５５の小型化を図る観点からは、挿入完了地点ＥＰに近い方がよいところ、挿入開始地点ＳＰ又は挿入開始地点ＳＰの近傍に相互検査センサ５１が配設されていることがより好ましい。ここで、挿入開始地点ＳＰの近傍とは、典型的には、相互検査センサ５１を通過した後に相互対応の不都合が生じることを回避でき、対応するロールＲがロールコンベア２１に存在しない状態でカートンＣが挿入完了地点ＥＰに近づくことを許容できる範囲である。また、エリアセンサ５５は、少なくとも仮想直交線ＶＳＬと挿入完了地点ＥＰとの間のカートンＣの有無を検知することができればよく、この範囲に加えて仮想直交線ＶＳＬよりも搬送方向Ｄ上流側に延びていてもよい。

以上の説明では、カートンセンサ５３及びロールセンサ５２が共に仮想直交線ＶＳＬ上に配設されていることとしたが、搬送方向ＤにおけるロールＲの長さＲａ（すなわちロールＲの直径）未満の範囲であればカートンセンサ５３とロールセンサ５２とが搬送方向Ｄに離れていてもよい。カートンセンサ５３とロールセンサ５２との搬送方向Ｄのずれが、搬送方向Ｄにおける長さがカートンＣよりも短いロールＲの範囲内であれば、カートンＣとロールＲとが対応して存在する場合にカートンセンサ５３によるカートンＣの検知とロールセンサ５２によるロールＲの検知とが同時に行われる瞬間があることとなり、逆にカートンＣの検知とロールセンサ５２によるロールＲの検知とが同時に行われる瞬間がない場合はカートンＣとロールＲとが対応して存在していないことを検知できることとなり、相互検査センサ５１の機能を担保することができる。

以上の説明では、カートンセンサ５３、ロールセンサ５２、エリアセンサ５５が、それぞれ、投光部側の下方に受光部側が配設されているとしたが、各センサ個別に、投光部側と受光部側とが上下逆に配設されていてもよい。

以上の説明では、カートンセンサ５３がカートンＣの存在を検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ１）の後に、ロールセンサ５２がロールＲの存在を検知したか否かを判断する工程（Ｓｔ２、Ｓｔ３）に進むこととしたが、これらの順番を入れ替えて、最初にロールセンサ５２がロールＲの存在を検知したか否かを判断する工程を行い、次いでカートンセンサ５３がカートンＣの存在を検知したか否かを判断する工程を行うこととしてもよい。この場合も、ロールセンサ５２がロールＲの存在を検知したか否かを判断する工程からカートンセンサ５３がカートンＣの存在を検知したか否かを判断する工程まで行った結果、ロールＲ及びカートンＣの両方の存在を検知した場合あるいは両方とも存在を検知しなかった場合に、再びロールセンサ５２がロールＲの存在を検知したか否かを判断する工程に戻り、他方、ロールＲ及びカートンＣのいずれか一方の存在のみを検知した場合は、カートンＣとロールＲとが対応して存在していないと判断して、カートンコンベア３１及びロールコンベア２１を停止する工程（Ｓｔ４）に進むこととなる。

以上の説明では言及していないが、相互検査センサ５１よりも搬送方向Ｄ上流側に、相互検査センサ５１と同様の構成の予備相互センサを設け、カートンＣとロールＲとの対応を、重畳して確認することとしてもよい。また、カートンコンベア３１まわりの構成として、カートンＣを上方から押さえるトップガイド、あるいは埃の侵入等を防ぐ扉等を設け、トップガイドや扉等を開けないとカートンコンベア３１からカートンＣを取り出すことができないように設置したうえで、さらなる安全装置として、トップガイドや扉等を開閉させないと再起動不許可状態の解除（Ｓｔ７）を行うことができないように構成してもよい。

１ カートニングマシン
２１ ロールコンベア
３１ カートンコンベア
４１ 挿入装置
５１ 相互検査センサ
５２ ロールセンサ
５３ カートンセンサ
５５ エリアセンサ
６０ 制御装置
Ｃ カートン
Ｒ ロール
Ｄ 搬送方向
ＥＰ 挿入完了地点
ＳＰ 挿入開始地点
ＶＳＬ 仮想直交線

Claims (4)

1. カートンに、前記カートンの開口面から被収容物を挿入するカートニングマシンであって；
   前記カートンを、前記開口面が搬送方向に対して側面となる状態で搬送するカートンコンベアと；
   前記開口面側の前記カートンコンベアに沿って配置され、前記カートンコンベアの搬送方向と同じ方向に前記被収容物を搬送する被収容物コンベアと；
   移動している前記被収容物コンベア上の前記被収容物を、移動している前記カートンコンベア上の前記カートンに挿入する挿入装置と；
   前記挿入装置による前記被収容物の前記カートンへの挿入が完了する挿入完了地点よりも前記搬送方向上流側に設けられた相互検査センサであって、前記カートンの存在を検知するカートンセンサと、前記搬送方向における前記カートンセンサからの乖離が前記被収容物の前記搬送方向における長さ未満の範囲に配置された、前記被収容物の存在を検知する被収容物センサと、を有する相互検査センサと；
   前記カートンセンサ及び前記被収容物センサのうち前記搬送方向下流側に配設された方のセンサを通り前記搬送方向に直交する仮想直交線から前記挿入完了地点までの前記カートンコンベア上の前記カートンの有無を検知するエリアセンサと；
   前記カートンセンサによる前記カートンの検知と前記被収容物センサによる前記被収容物の検知とが連続しなかったときに前記カートンコンベア及び前記被収容物コンベアを停止すると共に、前記エリアセンサにより前記カートンが無いことが検知されるまでは前記カートンコンベア及び前記被収容物コンベアの再起動を許可しないように制御する制御装置とを備える；
   カートニングマシン。
2. カートンに、前記カートンの開口面から被収容物を挿入するカートニングマシンであって；
   前記カートンを、前記開口面が搬送方向に対して側面となる状態で搬送するカートンコンベアと；
   前記開口面側の前記カートンコンベアに沿って配置され、前記カートンコンベアの搬送方向と同じ方向に前記被収容物を搬送する被収容物コンベアと；
   移動している前記被収容物コンベア上の前記被収容物を、移動している前記カートンコンベア上の前記カートンに挿入する挿入装置と；
   前記挿入装置による前記被収容物の前記カートンへの挿入が完了する挿入完了地点よりも前記搬送方向上流側に設けられた相互検査センサであって、前記搬送方向に直交する仮想直交線上に配置され、前記カートンの存在を検知するカートンセンサと、前記仮想直交線上に配置され、前記被収容物の存在を検知する被収容物センサと、を有する相互検査センサと；
   前記仮想直交線から前記挿入完了地点までの前記カートンコンベア上の前記カートンの有無を検知するエリアセンサと；
   前記相互検査センサによる前記カートンの検知及び前記被収容物の検知が同時に行われないときに前記カートンコンベア及び前記被収容物コンベアを停止すると共に、前記エリアセンサにより前記カートンが無いことが検知されるまでは前記カートンコンベア及び前記被収容物コンベアの再起動を許可しないように制御する制御装置とを備える；
   カートニングマシン。
3. 前記相互検査センサが、前記挿入装置による前記被収容物の前記カートンへの挿入が開始される挿入開始地点又は前記挿入開始地点の近傍に配置された；
   請求項１又は請求項２に記載のカートニングマシン。
4. 所定の搬送方向に搬送されているカートンの存在をカートン検知点で検知するカートン有無検知工程と；
   前記搬送されているカートンに並走して前記搬送方向に搬送されている被収容物の存在を、前記搬送方向における前記カートン検知点からの乖離が前記被収容物の前記搬送方向における長さ未満の範囲にある被収容物検知点で検知する被収容物有無検知工程と；
   前記カートンの存在を検知している間に前記被収容物の存在を検知することができなかったとき又は前記被収容物の存在を検知している間に前記カートンの存在を検知することができなかったときに前記カートンの搬送及び前記被収容物の搬送を停止する搬送停止工程と；
   前記カートン検知点及び前記被収容物検知点のうち前記搬送方向下流側にある検知点を通り前記搬送方向に直交する仮想直交線から、前記仮想直交線よりも搬送方向下流側にある前記カートンへの前記被収容物の挿入が完了する挿入完了地点までのエリアの前記カートンの有無を検知するエリア検知工程と；
   前記搬送停止工程後、前記エリア検知工程で前記カートンが無いことが検知されるまでは前記カートンの搬送及び前記被収容物の搬送の再開を許可しない再起動不許可工程とを備える；
   被収容物入りカートンの製造方法。

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