JP2014061902A - 製函装置 - Google Patents

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Tsutomu Nobushige
労 信重
Yoshinobu Shitamae
好伸 下前
Yuki Tai
佑樹 鯛
Hideshi Miyamoto
秀史 宮本
Norio Kawanishi
紀男 川西
Motomare Takayama
元希 高山
Tatsuya Arimatsu
辰也 有松
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Abstract

【課題】箱の蓋部を卍状に整然と折り込み、蓋をすることのできる製函装置を提供することにある。
【解決手段】製函装置は、環状の側面部の4つの側面それぞれから延びる4つのフラップを卍状に折り込んで、側面部の開口を閉じる蓋部折り込み機構を備える。蓋部折り込み機構は、パドル部材21と、パドル部材を駆動するパドル駆動部とを有する。パドル駆動部は、パドル部材をフラップに押し当て、フラップが側面部と90°の角度をなして折り込まれるようにパドル部材を駆動する。パドル部材は、フラップの第1先端角部と当接する第1当接部21aと、第1当接部より、パドル部材が駆動される折り込み時駆動方向に対して後方に配置され、フラップの先端角部とは異なる部分と当接する第2当接部21bと、を有する。
【選択図】図6

Description

本発明は、製函装置に関する。
製函装置において、特許文献1(特開2010−155650号公報)のような、梱包用箱の蓋部の折り込み機構を有するものが知られている。特許文献1には、梱包用箱の開口周りに設けられた4つの蓋部それぞれを、一端は移動を規制しながら、他端は開口を閉じるように平板を用いて折り込むことで、梱包用箱の蓋部を卍状に折り込み、梱包用箱に蓋をする構成が開示されている。
しかし、特許文献1のような構成で、梱包用箱の蓋部の折り込みを行う場合には、蓋部を平板で押し倒す際に、折り込まれる蓋部の端部と、隣接する蓋部とが擦れ合って変形し、整然と梱包用箱の蓋部の折り込みを行うことが困難な場合がある。特に、再利用される梱包用箱の蓋部の折り込みを行う場合には、梱包用箱の蓋部が折り込み前から変形している場合があるため、整然と梱包用箱の蓋部の折り込みを行うことが困難になりやすい。
本発明の課題は、箱の蓋部を卍状に整然と折り込み、蓋をすることのできる製函装置を提供することにある。
本発明に係る製函装置は、環状の側面部の四面それぞれから延びる4つの蓋部を卍状に折り込んで、側面部の開口を閉じる蓋部折り込み機構を備える。蓋部折り込み機構は、パドル部材と、パドル部材を駆動するパドル駆動部とを有する。パドル駆動部は、パドル部材を蓋部に押し当て、蓋部が側面部と90°の角度をなして折り込まれるようにパドル部材を駆動する。パドル部材は、蓋部の第1先端角部と当接する第1当接部と、第1当接部より、パドル部材が駆動される駆動方向に対して後方に配置され、蓋部の第1先端角部とは異なる部分と当接する第2当接部と、を有する。
ここでは、パドル部材が、蓋部の第1先端角部に当接する第1当接部と、パドル部材の進行方向後方に配置され、蓋部の第1先端角部以外と当接する第2当接部と、を有しているため、蓋部の第1先端角部が隣接する蓋部と接触しないように蓋部を折り込むことができる。その結果、箱の蓋を整然と形成することが可能である。
また、本発明に係る製函装置では、パドル部材は、第1当接部が第2当接部から駆動方向に突出するように形成されることが望ましい。第1当接部は、第2当接部が蓋部に当接するより前に、第1先端角部と当接することが望ましい。
これにより、蓋部の第1先端角部が隣接する蓋部と接触しないように蓋部が折り込まれ、箱の蓋を整然と形成することができる。
また、本発明に係る製函装置では、パドル駆動部は、側面部とパドル部材が押し当てられる蓋部との境界線に平行な回転軸周りに、パドル部材を回転駆動させることが望ましい。
これによりパドル部材に複雑な動きをさせること無く(単に回転させるだけで)、蓋部を折り込み、箱の蓋を形成することが可能である。
また、本発明に係る製函装置では、蓋部折り込み機構は、4つの蓋部にそれぞれ対応する、4つのパドル部材を有することが望ましい。パドル駆動部は、4つのパドル部材の第1当接部が、同一タイミングで対応する蓋部に押し当てられるようパドル部材を駆動することが望ましい。
これにより、短時間に蓋部を整然と折り込むことが可能である。
また、本発明に係る製函装置では、蓋部折り込み機構は、押さえ部材を更に有することが望ましい。押さえ部材は、パドル部材により蓋部が折り込まれる際に、第1先端角部に対して他端に位置する蓋部の第2先端角部近傍で、蓋部の移動を規制し、所定のタイミングで規制を解除することが望ましい。
ここでは、パドル部材と押さえ部材とを組み合わせることで、容易に蓋部の卍折りを実現できる。
さらに、本発明に係る製函装置が製函する箱は、側面部が、開口方向からの平面視において長辺側と短辺側とを有する長方形状であることが望ましい。蓋部は、側面部の長辺側から延びる一対の長辺側蓋部と、側面部の短辺側から延びる一対の短辺側蓋部と、からなることが望ましい。本発明に係る製函装置では、押さえ部材は、長辺側蓋部において長辺側蓋部の移動を規制する一対の長辺側押さえ部材と、短辺側蓋部において短辺側蓋部の移動を規制する一対の短辺側押さえ部材と、を含むことが望ましい。短辺側押さえ部材による短辺側蓋部の移動の規制は、長辺側押さえ部材による長辺側蓋部の移動の規制よりも早く解除されることが望ましい。
これにより、蓋部の変形を抑えながら、蓋部を整然と卍折りすることが可能である。
また、本発明に係る製函装置では、パドル部材は、板金加工により成形されることが望ましい。
これにより、安価にパドル部材を製造でき、製造コストを抑制しながら、蓋部を整然と折り込むことが可能な製函装置を実現できる。
本発明の製函装置は、パドル部材が、蓋部の第1先端角部に当接する第1当接部と、パドル部材の進行方向後方に配置され、蓋部の第1先端角部以外と当接する第2当接部と、を有しているため、蓋部の第1先端角部が隣接する蓋部と接触しないように蓋部を折り込むことができる。その結果、箱の蓋を整然と折り込むことが可能である。
本発明の一実施形態に係る製函装置を含む製函/箱詰めシステムの概略正面図である。 図1の製函装置で製函される箱の斜視図である。 図1の製函装置のブロック図である。 図1の製函装置の蓋部折り込み機構の斜視図である。蓋部折り込み機構を図1の正面側左上方から見た図である。 図4の蓋部折り込み機構のパドル部材及び押さえ部材の配置を説明するための概略斜視図である。 図4の蓋部折り込み機構に用いられるパドル部材の斜視図である。 図4の蓋部折り込み機構のパドル駆動部によるパドル部材の駆動について説明するための図である。上方のフラップに対応するパドル部材を図5(図1)の正面側から見た図である。図7(a)は、折り込み動作開始前の(待機状態の)パドル部材を示した図である。図7(b)は、フラップに当接する直前(フラップの折り込み開始直前)のパドル部材を示した図である。図7(c)は、フラップの折り込み終了時点のパドル部材を示した図である。言い換えれば、図7(c)は、図7(b)のパドル部材が、折り込み時駆動方向に略90°回転した状態を示した図である。図7(d)は、図7(c)のパドル部材(フラップの間に挟まれたパドル部材)が図5(図1)における前後方向に向かって延びる回転軸周りに略90°回転され、フラップの間から抜き出された状態を示した図である。 図4の蓋部折り込み機構の押さえ駆動部による押さえ部材の駆動について説明するための図である。上方のフラップに対応する押さえ部材を図5(図1)の右側から見た図である。図8(a)は、押さえ部材駆動部により、上方のフラップに当接するように駆動される前の(待機状態の)押さえ部材を示した図である。図8(b)は、上方のフラップに当接している(上方のフラップの移動を規制している)押さえ部材を示した図である。 図4の蓋部折り込み機構の動作を説明するためのフローチャートである。 図4の蓋部折り込み機構において、フラップの第2先端角部が押さえ部材で移動を規制され、第1先端角部にパドル部材が押し付けられた結果、フラップが変形している状態を示した図である。
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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
(1)全体概要
図1は、本発明の一実施形態に係る製函装置10を含む製函/箱詰めシステム1の概略正面図である。
製函/箱詰めシステム1は、製函装置10と、箱詰め装置2とを含む。製函装置10は、ダンボールシートE(折りたたまれた状態のダンボール箱C)を開き(開函し)、底蓋を閉じ、一方のみ開口したダンボール箱Cを形成して箱詰め装置2に供給する。箱詰め装置2は、製函装置10から供給されたダンボール箱Cに、箱詰め装置2の梱包対象である物品を箱詰めする。
なお、ダンボール箱Cは、図2のように、4つの側面C11〜C14を有する環状の側面部C1と、4つの側面C11〜C14から上下それぞれに延びる計8つのフラップC2とを有する。図2は、ダンボール箱Cの底蓋側を上方に、上蓋側を下方に図示している。図2では、上蓋側のフラップC2は図示していない。側面部C1は、開口方向からの平面視において、長さL1の長辺と、長さL2の短辺(L1>L2)とを有する略長方形状に形成されている。側面C11及び側面C13は短辺側の側面であり、側面C12及び側面C14は長辺側の側面である。
以下に、製函/箱詰めシステム1について概略を説明する。なお、ここでは、方向を説明するため、上下、左右、及び前後(正面/背面)の語を用いるが、特に断りの無い場合、図1における上下、左右、及び前後(正面/背面)を意味する。なお、図1における上下及び左右は、図1に矢印で示したとおりであり、図1で見えている側が前側(正面側)である。
まず、製函/箱詰めシステム1の製函装置10について概説する。
製函装置10において、図1の位置P1に、ダンボールシートEが貯留されている。ダンボールシートEは、ダンボールシートEをその場で開いた時にダンボール箱Cの側面部C1の開口が前後に配される向き、言い換えれば側面部C1に対しフラップC2が前後に配される向きに置かれて貯留されている。
位置P1に貯留されたダンボールシートEは、移送機構11により、姿勢(向き)を変えることなく、右斜め上方の位置P2へと1枚ずつ搬送される。
位置P2に搬送されたダンボールシートEは、開函機構12により、側面部C1が略矩形状に開口するように開函される(開かれる)。更に、位置P2では、側面部C1の前側の開口が、フラップC21〜C24により形成される底蓋により閉じられる。より具体的には、位置P2において、蓋部折り込み機構20(図4及び図5参照)により側面部C1から前方に延びるフラップC21〜C24が卍折りされることでダンボール箱Cの底蓋が形成され、側面部C1の正面側の開口が閉じられる。
なお、卍折りとは、ダンボール箱Cの蓋を形成するためのフラップC2の折り込み方である。例えば、図2のようなダンボール箱Cにおいて卍折りを行う場合には、フラップC22の上方にフラップC21が配され、フラップC21のフラップC22とは反対側の端部の上方にはフラップC24が配され、フラップC24のフラップC21とは反対側の端部の上方にはフラップC23が配され、フラップC23のフラップC24とは反対側の端部の上方にはフラップC22が配されるように、フラップC21〜C24が折り込まれる。なお、フラップC21〜C24の位置関係は本実施形態における具体例であり、フラップC21〜C24の上下関係が上記と反対であってもダンボール箱Cの蓋を卍折りすることが可能である。
このようにして形成されたダンボール箱Cは、底蓋を正面側に、開口(上蓋のフラップC2)を背面側に向けた状態で、図示しないコンベアにより箱詰め装置2まで(位置P3まで)搬送される。
次に、製函/箱詰めシステム1の箱詰め装置2について概略を説明する。
箱詰め装置2では、位置P3のダンボール箱Cは、姿勢を保ったまま(底蓋を正面に、上蓋側の開口を背面に向けた状態で)下方の位置P4まで搬送される。位置P4では、背面側からダンボール箱Cの開口に所定の数量の物品が押し込まれる。所定の数量の物品が収納され、開口を背面側に向けたダンボール箱Cは、位置P4において開口が上方を向くように起こされる。その後、開口を上方に向けたダンボール箱Cは、図示しないコンベアにより左方向に搬送され、最終的に製函/箱詰めシステム1から搬出される。
製函装置10は、前述の移送機構11、開函機構12、及び蓋部折り込み機構20と、移送機構11、開函機構12、及び蓋部折り込み機構20等を制御する制御機器50とを備える。以下に、蓋部折り込み機構20及び制御機器50について詳述する。
(2)詳細構成
以下に、蓋部折り込み機構20及び制御機器50について説明する。以下では、方向を説明するため、上下、左右、及び前後(正面/背面)の語を用いるが、特に断りの無い場合、図5における上下、左右、及び前後(正面/背面)を意味する。なお、図5の上下、左右、及び前後は、図1の上下、左右、及び前後と一致している。
(2−1)蓋部折り込み機構20
蓋部折り込み機構20は、ダンボール箱Cの環状の側面部C1の4つの側面C11〜C14それぞれから延びる4つの蓋部としてのフラップC21〜C24を卍状に折り込んで、側面部C1の開口を閉じるための機構である。
蓋部折り込み機構20は、主に、パドル部材21(図4及び図5参照)と、押さえ部材22,23(図4及び図5参照)と、パドル部材21を駆動するパドル駆動部24(図3参照)と、押さえ部材22,23を駆動する押さえ駆動部25(図3参照)と、を有する。
(2−1−1)パドル部材
パドル部材21は、ダンボール箱Cの正面側のフラップC21〜C24の外側の面を、フラップC21〜C24を閉じる方向に押すための部材である。パドル部材21が、パドル駆動部24により駆動されることで、側面部C1の正面側に配されるフラップC21~C24が卍状に折り込まれ、側面部C1の正面側の開口(ダンボール箱Cの底蓋側の開口)が閉じられる。なお、フラップC21〜C24の外側の面とは、フラップC21〜C24を折り込んで底蓋を形成した時に外側に配される面をいう。
パドル部材21は、図5のように、フラップC21〜C24に対してそれぞれ1つ設けられている。より具体的には、パドル部材21は、フラップC21の下端付近、フラップC22の右端付近、フラップC23の上端付近、及びフラップC24の左端付近にそれぞれ配される。
パドル部材21は、図6に示すように、第1当接部21a、第2当接部21b及びガイド部21cを有する。
4つのパドル部材21の第1当接部21aは、それぞれ、フラップC21の前方下端角、フラップC22の前方右端角、フラップC23の前方上端角、及びフラップC24の前方左端角に配される、各フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4と当接する。なお、第1先端角部A1〜A4には、それぞれ、フラップC21の前方下端角、フラップC22の前方右端角、フラップC23の前方上端角、及びフラップC24の前方左端角そのものだけではなくその近傍も含まれる。
第2当接部21bは、第1当接部21aより、後述するパドル部材21の折り込み時駆動方向D1〜D4に対して後方に配置され、第1当接部21aが当接する第1先端角部A1〜A4とは異なる部分と当接する。より具体的には、第2当接部21bは、主に、第1先端角部A1〜A4よりも側面部C1側(後側)であって、かつ、第1先端角部A1〜A4よりもフラップC21〜C24の中央側で、フラップC21〜C24と当接する。
ガイド部21cは、第2当接部21bの、第1当接部21aとは反対側から延びるように形成されている。ガイド部21cは、第2当接部21bより、折り込み時駆動方向D1〜D4に対して後方に配置される。ガイド部21cは、後述するように、フラップC21〜C24が折り込まれた後、フラップC21〜C24の間に挟まれたパドル部材21をフラップC21〜C24の間から抜き出す際に、パドル部材21の容易に抜き出すことを可能にするために形成されている。
パドル部材21は、板材から、板金加工により加工されて成形されており、第1当接部21aは、第2当接部21bから、折り込み時駆動方向D1〜D4に対して突出するように形成されている。
より具体的には、第1当接部21aは、第1当接部21aと第2当接部21bとの境界線21aaを一辺とする略三角形状に形成されており、境界線21aaと対向する頂角部21abが折り込み時駆動方向D1〜D4に最も突出するように形成されている(図6参照)。頂角部21abは、第1先端角部A1〜A4の角と、もしくは角のごく近傍と当接する。
また、第1当接部21aは、フラップC21〜C24の外面と当接する当接面21acが、パドル部材21がフラップC21〜C24に押し当てられ、折り込み時駆動方向D1〜D4に駆動される時に、第1当接部21aの折り込み時駆動方向D1〜D4に対し、若干、パドル部材21が当接するフラップC21~C24の中央側を向くように形成されている。
第1当接部21aは、第2当接部21bから、折り込み時駆動方向D1〜D4に対して突出するように形成されているため、第1パドル部材21が折り込み時駆動方向D1〜D4に対して駆動されると、第2当接部21bがフラップC21〜C24に当接するより前に、第1当接部21aがフラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4と当接する。
ガイド部21cは、第2当接部21bから、折り込み時駆動方向D1〜D4に対して後方に突出するように形成されている。
(2−1−2)押さえ部材
押さえ部材22,23は、パドル部材21によりフラップC21〜C24が折り込まれる際に、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4に対して他端に位置する第2先端角部B1〜B4でフラップC21〜C24の内側の面に当接し、フラップC21〜C24の移動を規制する部材である。なお、第2先端角部B1〜B4は、それぞれ、フラップC21の前方上端角、フラップC22の前方左端角、フラップC23の前方下端角、及びフラップC24の前方右端角に配される。第2先端角部B1〜B4には、それぞれ、フラップC21の前方上端角、フラップC22の前方左端角、フラップC23の前方下端角、及びフラップC24の前方右端角そのものだけではなくその近傍も含まれる。
押さえ部材22,23は、後述する押さえ駆動部25により駆動される。押さえ部材22,23は、パドル部材21がフラップC21〜C24を折り込み始める時点(パドル部材21がフラップC21〜C24に当接し始める時点)においては、押さえ駆動部25に駆動され、(フラップC21〜C24の移動を規制するように)フラップC21〜C24の第2先端角部B1〜B4と当接する位置に配置される。また、押さえ部材22,23は、パドル部材21がフラップC21〜C24の折り込みを終了するまでの所定のタイミングで、押さえ駆動部25により駆動され、(フラップC21〜C24の移動の規制を解除するように)フラップC21〜C24と当接しない位置に移動される。押さえ部材22,23が、フラップC21〜C24と当接しない位置に、押さえ駆動部25により駆動されるタイミングについては後述する。
なお、押さえ部材22は、短辺側の側面である側面C11及びC13(図2参照)から延びるフラップC21及びC23において、フラップC21及びC23の移動を規制する部材である。押さえ部材22は、図4のような略L字形状の板状部材であり、図4において背面側に配された平面がフラップC22及びC24の内面と当接する。
押さえ部材23は、長辺側の側面である側面C12及びC14(図2参照)から延びるフラップC22及びC24において、フラップC22及びC24の移動を規制する部材である。押さえ部材22は、図4のような平板状の部材であり、図4において背面側に配された平面がフラップC22及びC24の内面と当接する。
(2−1−3)パドル駆動部
パドル駆動部24は、パドル部材21を駆動するエアシリンダである。パドル駆動部24は、パドル部材21をフラップC21〜C24の外面に押し当て、フラップC21〜C24が側面部C1と(フラップC21〜C24と連続する側面C11〜C14と)90°の角度をなして折り込まれるように、パドル部材21を駆動する。
パドル駆動部24は、フラップC21〜C24に対応する4つのパドル部材21の第1当接部21aが、同じタイミングで対応するフラップC21〜C24に押し当てられるよう、パドル部材21を駆動する。バドル駆動部24がパドル部材21を駆動するタイミングは、後述する制御機器50のパドル制御部52aの指令により制御される。
パドル駆動部24によるパドル部材21の駆動について、フラップC22に対応する(フラップC22に押し当てられる)パドル部材21を例に、図7を用いて説明する。なお、他のフラップC21,C23,C24に対応するパドル部材21については、フラップC22に対応するパドル部材21と同様に駆動されるため、一部を除いて説明は省略する。
フラップC22に対応するパドル部材21は、フラップC22の折り込み開始前は、図7(a)のように、フラップC22の外面に押し当てられる面をフラップC22の外面と略垂直な方向に向けた状態で待機している。より具体的には、フラップC22の外面に押し当てられる面は、図7(a)のように左に向けられている。
パドル制御部52aからフラップC22を折り込む指示があると、パドル駆動部24は、フラップC22に対応するパドル部材21を、前後方向に延びる回転軸周りに90°回転させる。図7(a)を用いて説明すれば、パドル駆動部24は、フラップC22に対応するパドル部材21を、正面から見て反時計周りに(図7(a)中の矢印の方向に)略90°回転させる。その結果、パドル部材21のフラップC22に押し当てられる面は、図7(b)のようにフラップC22側(下方)を向き、フラップC22の外面と対向する。特に第2当接部21bは、フラップC22の外面と、略平行な状態で対向する。
次に、パドル駆動部24は、フラップC22を折り込むため、フラップC22に対応するパドル部材21を折り込み時駆動方向D2に駆動する。具体的には、パドル駆動部24は、パドル部材21のフラップC22に押し当てられる面を後方側に進行させるように、フラップC22に対応するパドル部材21を、左右方向に延びる回転軸周りに90°回転させる。図5を用いて説明すれば、パドル駆動部24は、フラップC22に対応するパドル部材21を、側面部C1(側面C12)とフラップC22との境界線に略平行な回転軸周りに略90°回転させる。フラップC22に対応するパドル部材21が、折り込み時駆動方向D2に(側面部C1とフラップC22との境界線に略平行な回転軸周りに)、略90°回転駆動されると、フラップC22は、側面部C1と略90°の角度をなして折り込まれる。
なお、パドル駆動部24は、フラップC22に対応するパドル部材21を、側面部C1とフラップC22との境界線に略平行な回転軸周りに2段階で回転駆動させる。第1段階では、パドル駆動部24は、フラップC22に対応するパドル部材21を、側面部C1とフラップC22との境界線に略平行な回転軸周りに略30°回転させ、一旦停止させる。第2段階では、パドル駆動部24は、フラップC22に対応するパドル部材21を、側面部C1とフラップC22との境界線に略平行な回転軸周りに略30°から略90°まで回転させる。このように、フラップC22に対応するパドル部材21を2段階で回転させることで、フラップC22が意図しない方向に変形することを抑制できる。その結果、フラップC22を整然と折り込むことが容易になる。
フラップC22が折り込まれるタイミングでは、パドル駆動部24は、フラップC21,C23及びC24に対応するパドル部材21を、折り込み時駆動方向D1,D3,D4にそれぞれ駆動する(図5参照)。つまり、パドル駆動部24は、フラップC21,C23,C24に対応するパドル部材21を、側面部C1(側面C11,C13,C14)とフラップC21,C23,C24との境界線に略平行な回転軸周りに略90°回転させる。その結果、フラップC21,C23及びC24も折り込まれる。そのため、図7(c)の状態(フラップC22に対応するパドル部材21が、折り込み時駆動方向D2に略90°回転駆動され、フラップC22の折り込みが終了した時点)では、フラップC22に対応するパドル部材21は、背面側に配されるフラップC22と、正面側に配されるフラップC21との間に挟まれた状態にある。
そこで、パドル駆動部24は、フラップC22に対応するパドル部材21を、フラップC21及びフラップC22の間から抜き出すため、フラップC22に対応するパドル部材21を、前後方向に延びる回転軸周りに略90°時計回りに回転させる。図7(c)を用いて説明すれば、パドル駆動部24は、フラップC22に対応するパドル部材21を、正面から見て略90°時計回りに回転させる(矢印参照)。パドル部材21はガイド部21cを有するため、パドル部材21をフラップC22及びフラップC21の間から抜き出す際に、パドル部材21がフラップC22及びフラップC21に引っ掛かりにくく、パドル部材21をスムーズに抜き出すことができる。
さらに、パドル駆動部24は、図7(d)の状態にあるフラップC22に対応するパドル部材21を、上下方向に延びる回転軸周りに、手前側に略90°回転させる。その結果、フラップC22に対応するパドル部材21は、図7(a)の状態に戻る。
(2−1−4)押さえ部材駆動部
押さえ駆動部25は、押さえ部材22,23を駆動するエアシリンダである。押さえ駆動部25は、押さえ部材22,23を駆動してフラップC21〜C24の内面に押し当て(当接させ)、フラップC21〜C24の移動を規制する。また、押さえ駆動部25は、所定のタイミングで押さえ部材22,23を駆動して、押さえ部材22,23をフラップC21〜C24と当接しない位置に移動させる。押さえ駆動部25が押さえ部材22,23を駆動するタイミングは、後述する制御機器50の押さえ制御部52bの指令により制御される。
押さえ駆動部25による押さえ部材22,23の駆動について、フラップC22に押し当てられる(フラップC22に対応する)押さえ部材23を例に、図8を用いて説明する。フラップC24に対応する押さえ部材23については、フラップC22に対応する押さえ部材23と同様に駆動されるため、説明は省略する。また、フラップC21,C23に対応する押さえ部材22についても、押さえ部材22が駆動されるタイミングを除き、押さえ部材22と同様に駆動されるため、説明は省略する。押さえ部材22,23の駆動のタイミングについては後述する。
フラップC22に対応する押さえ部材23は、フラップC22の折り込み開始前は、図8(a)のように、フラップC22とは当接しない位置に配置されている。
押さえ駆動部25は、押さえ制御部52bから押さえ部材23をフラップC22の内面に押し当てるように駆動する指令を受けると、押さえ部材23を、下方に移動させると共に、左右方向に延びる回転軸(側面部C1とフラップC22との境界線に略平行な回転軸)周りで回転させる。図8(a)で説明すれば、パドル駆動部24は、フラップC22に対応する押さえ部材23を下方に移動させると共に、図8(a)の前後方向に向かって延びる回転軸周りで反時計回りに回転させる(矢印参照)。言い換えれば、パドル駆動部24は、フラップC22に対応する押さえ部材23を、フラップC22を外側に押し広げる向きに駆動する。パドル駆動部24は、フラップC22に対応する押さえ部材23の、フラップC22と当接する面が略水平になると(図8(b)参照)、押さえ部材23の駆動を停止する。
その後、押さえ駆動部25が、押さえ制御部52bから、フラップC22に押し当てられた押さえ部材23を、フラップC22に当接しない位置に駆動するよう指令を受けると、押さえ部材22を前方に移動させると共に、左右方向に延びる回転軸(側面部C1とフラップC22との境界線に略平行な回転軸)周りで回転させる。図8(b)で説明すれば、パドル駆動部24は、フラップC22に対応する押さえ部材23を左方に移動させると共に、図8(b)の前後方向に向かって延びる回転軸周りで押さえ部材23を時計回りに回転させる(矢印参照)。最終的には、パドル駆動部24は、フラップC22に対応する押さえ部材23を、図8(a)の状態に戻す。
(2−2)制御機器
制御機器50は、図3のように、移送機構11、開函機構12、蓋部折り込み機構20を含む製函装置10の各部に接続されている。また、制御機器50は、製函装置10の後段に配置される箱詰め装置2とも接続されている。制御機器50は、主に、製函装置10の各部の制御を行うと共に、製函装置10の各部と各種情報の授受を行う。
制御機器50は、図3に示すように、記憶部51及び制御部52を含む。記憶部51は、主として、ROM、RAM、及びHDD(ハードディスク)等によって構成されている。制御部52は、主としてCPUによって構成されている。
(2−2−1)記憶部
記憶部51には、制御部52に実行させる各種プログラムが記憶されている。また、記憶部51には、制御部52が製函装置10の制御を行うために必要な各種運転パラメータが記憶されている。
(2−2−2)制御部
制御部52は、記憶部51に記憶された各種プログラムを呼び出して実行し、製函装置10の各部の制御を行う。例えば、制御部52は、適切なタイミングで移送機構11を駆動させ、図1の位置P1に貯留されたダンボールシートEを開函機構12へと供給させる。また、制御部52は、開函機構12を適切なタイミングで駆動させ、ダンボールシートEを開函する。
また、制御部52は、記憶部51に記憶された各種プログラムを呼び出して実行することで、パドル駆動部24を制御するパドル制御部52a、及び、押さえ駆動部25を制御する押さえ制御部52bとして機能する。
以下にパドル制御部52a及び押さえ制御部52bについて説明する。
(2−2−2−1)パドル制御部
パドル制御部52aは、全てのパドル部材21のパドル駆動部24に対し、同一のタイミングでパドル部材21の駆動を指示する。
具体的には、パドル制御部52aは、開函機構12によるダンボールシートEが開函されると、全てのパドル部材21に一連の動作を実施させるよう、パドル駆動部24に対し駆動を指示する。
(2−2−2−2)押さえ制御部
押さえ制御部52bは、押さえ部材22,23を駆動する押さえ駆動部25に押さえ部材22,23の駆動を指示する。
押さえ制御部52bは、短辺側の側面C11及びC13(図2参照)から延びるフラップC21及びC23の移動を規制する押さえ部材22と、長辺側の側面C12及びC14(図2参照)から延びるフラップC22及びC24の移動を規制する押さえ部材23とを、それぞれ所定のタイミングで駆動させるように押さえ駆動部25に指示する。
具体的には、押さえ制御部52bは、押さえ部材22がフラップC21,C23の移動を規制しなくなるタイミングと、押さえ部材23がフラップC22,C24の移動を規制しなくなるタイミングとが異なるように、押さえ駆動部25に押さえ部材22,23の駆動を指示する。言い換えれば、押さえ制御部52bは、押さえ部材22をフラップC21,C23と当接しない位置に移動させるタイミングと、押さえ部材23をフラップC22,C24と当接しない位置に移動させるタイミングとが異なるように、押さえ駆動部25に押さえ部材22,23の駆動を指示する。
一方、押さえ制御部52bは、フラップC21〜C24の折り込み時に、押さえ部材22がフラップC21,C23の移動を規制し始めるタイミングと、押さえ部材23がフラップC22,C24の移動を規制し始めるタイミングとが同一になるように、押さえ駆動部25に押さえ部材22,23の駆動を指示する。
押さえ制御部52bによる押さえ駆動部25の制御のタイミング(押さえ駆動部25による、押さえ部材22,23の駆動のタイミング)については、後述する。
(3)蓋部折り込み機構の動作
図9のフローチャートを用いて、蓋部折り込み機構20の動作について説明する。
蓋部折り込み機構20は、開函機構12から開函されたダンボール箱Cの供給を受けたタイミングで、フラップC21〜C24の折り込みを開始する。
ステップS1では、パドル制御部52aの指示により、パドル駆動部24が、待機位置(フラップC22に対応するパドル部材21であれば図7(a)の位置)に配されたフラップC21〜C24に対応する4つのパドル部材21を、折り込み開始位置(フラップC22に対応するパドル部材21であれば図7(b)の位置)に移動させる。つまり、パドル駆動部24は、パドル部材21のフラップC21〜C24と当接する面が、フラップC21〜C24の外面と対向するように、パドル部材21を、前後方向に延びる回転軸周りに回転駆動する。
また、ステップS1では、同時に、押さえ制御部52bの指示により、押さえ駆動部25が、待機位置(フラップC22に対応する押さえ部材23であれば図8(a)の位置)に配されたフラップC21〜C24に対応する押さえ部材22,23を、フラップC21〜C24の移動を規制する位置(フラップC22に対応する押さえ部材23であれば図8(b)の位置)に移動させる。つまり、押さえ駆動部25は、押さえ部材22,23のフラップC21〜C24と当接する面が、フラップC21〜C24の内面と対向するように、押さえ部材22,23を駆動する。
ステップS2では、パドル制御部52aの指示により、パドル駆動部24が、フラップC21〜C24に対応する4つのパドル部材21を、それぞれ折り込み時駆動方向D1〜D4(図5参照)に駆動し始める。つまり、フラップC21〜C24の折り込みが開始される。
パドル駆動部24がパドル部材21を折り込み時駆動方向D1〜D4に駆動すると、まず各パドル部材21の第1当接部21aが、フラップC21〜C24に当接する。より具体的には、各第1当接部21aは、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4と当接し、フラップC21〜C24を折り込み時駆動方向D1〜D4に押す。そのため、第1先端角部A1〜A4が、フラップC21〜C24の他の部分より先に、折り込み時駆動方向D1〜D4に動かされる。特に、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4に対して他端に位置する第2先端角部B1〜B4の移動が、押さえ部材22,23により規制されているので、フラップC21〜C24は全体として折り込み時駆動方向D1〜D4に回転することはできず、フラップC21〜C24が変形し、第1先端角部A1〜A4だけが折り込み時駆動方向D1〜D4に移動する。
さらに、パドル駆動部24がパドル部材21を折り込み時駆動方向D1〜D4に駆動すると、変形したフラップC21〜C24が、パドル部材21の第2当接部21bとも当接する。
この時のフラップC21〜C24の状態について詳しく説明すると、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4は、例えば図10に示すように、折り込み時駆動方向D1〜D4に対しダンボール箱Cの中央側に入り込むように(第1先端角部A1〜A4に隣接する他のフラップC21〜C24から離れるように)変形する。その結果、第1先端角部A1〜A4を、第1先端角部A1〜A4に隣接する他のフラップC21〜C24と接触させることなく、他のフラップC21〜C24よりも側面部C1の開口側(図5における後方側)に配置させることができる。
ステップS3では、パドル駆動部24が、パドル部材21を、折り込み時駆動方向D1〜D4(図5参照)に略30°回転させた時点で、パドル部材21の動きを一旦停止する。
その後、ステップS4では、パドル駆動部24が、パドル部材21を、折り込み時駆動方向D1〜D4(図5参照)に再度駆動し始める。
このように、ステップS3を設けることで、フラップC21〜C24にパドル部材21から無理な力が作用して塑性変形することを防止し、フラップC21〜C24を整然と折り込むことができる。
ステップS5では、押さえ制御部52bの指示により、押さえ駆動部25が、短辺側のフラップC21及びC23と当接し、フラップC21及びC23の移動を規制していた押さえ部材22を駆動し、フラップC21及びC23に当接しない位置へと押さえ部材22を移動させる。これによりフラップC21及びC23の移動の規制が解除される。その結果、フラップC21の第2先端角部B1は、フラップC22を折り込んでいるパドル部材21に重なるように(正面側からフラップC22を折り込んでいるパドル部材21に当接するように)移動する。フラップC23の第2先端角部B3は、フラップC24を折り込んでいるパドル部材21に重なるように(正面側からフラップC24を折り込んでいるパドル部材21に当接するように)移動する。
ステップS6では、押さえ制御部52bの指示により、押さえ駆動部25が、長辺側のフラップC22及びC24と当接し、フラップC22及びC24の移動を規制していた押さえ部材23を駆動し、フラップC22及びC24に当接しない位置へと押さえ部材23を移動させる。これによりフラップC22及びC24の移動の規制が解除される。その結果、フラップC22の第2先端角部B2は、フラップC23を折り込んでいるパドル部材21に重なるように(正面側からフラップC23を折り込んでいるパドル部材21に当接するように)移動する。フラップC24の第2先端角部B4は、フラップC21を折り込んでいるパドル部材21に重なるように(正面側からフラップC21を折り込んでいるパドル部材21に当接するように)移動する。
ステップS5及びS6のように、短辺側のフラップC21及びC23の移動を規制する押さえ部材22と、長辺側のフラップC22及びC24の移動を規制する押さえ部材23とは、異なるタイミングでフラップC21〜C24と当接しない位置に移動される。この理由は、パドル部材21は同じ動きをしているため、ある時点での第1先端角部A1〜A4の折り込み時駆動方向D1〜D4に対する変形量は同一であるのに対し、辺の長さL1,L2(図2参照)に対する変形量(ひずみ)は短辺側の方が大きくなるためである。つまり、短辺側のフラップC21及びC23の方が、長辺側のフラップC22及びC24よりも大きくひずんで塑性変形しやすいため、短辺側のフラップC21及びC23の移動の規制は早くに解除される。一方、塑性変形しにくい長辺側のフラップC22,C24は、短辺側のフラップC21,C23より長く保持されるため、フラップC23,C21に重ねて配置する(フラップC23,C21より前方に配置する)ことがより容易になる。
なお、ステップS5及びステップS6は、いずれもパドル部材21が折り込み時駆動方向D1〜D4に45°駆動されるまでに実行される。
4つのパドル部材21が折り込み時駆動方向D1〜D4に略90°駆動されると、パドル駆動部24はパドル部材21の駆動を停止する(ステップS7)。この時点でフラップC21〜C24の折り込みは完了している。ただし、重なり合うフラップC21〜C24の間にパドル部材21が挟まれた状態にある。
そこで、ステップS8では、パドル制御部52aの指示により、パドル駆動部24は、パドル部材21を、図5における前後方向に延びる回転軸周りに回転駆動して、重なり合うフラップC21〜C24の間からパドル部材21を抜き出す(フラップC22に対応するパドル部材21であれば図7(c)の状態から図7(d)の状態になるようにパドル部材21を回転させる。)。さらに、パドル部材21は、パドル駆動部24により待機位置(フラップC22に対応するパドル部材21であれば図7(a)の位置)まで駆動される。
(4)特徴
(4−1)
本実施形態に係る製函装置10は、環状の側面部C1の4つの側面C11〜C14それぞれから延びる4つの蓋部としてのフラップC21〜C24を卍状に折り込んで、側面部C1の開口を閉じる蓋部折り込み機構20を備える。蓋部折り込み機構20は、パドル部材21と、パドル部材21を駆動するパドル駆動部24とを有する。パドル駆動部24は、パドル部材21をフラップC21〜C24に押し当て、フラップC21〜C24が側面部C1と90°の角度をなして折り込まれるようにパドル部材21を駆動する。パドル部材21は、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4と当接する第1当接部21aと、第1当接部21aより、パドル部材21が駆動される折り込み時駆動方向D1〜D4に対して後方に配置され、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4とは異なる部分と当接する第2当接部21bと、を有する。
これにより、パドル部材21は、フラップC21〜C24を折り込む際に、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4を、内側に入れ込むように(第1先端角部A1〜A4に隣接する他のフラップC21〜C24から離すように)移動させることができる。そのため、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4が、第1先端角部A1〜A4に隣接する他のフラップC21〜C24と接触することなく、フラップC21〜C24が折り込まれる。その結果、ダンボール箱Cの蓋を整然と形成することが可能である。
(4−2)
本実施形態に係る製函装置10では、パドル部材21は、第1当接部21aが第2当接部21bから折り込み時駆動方向D1〜D4に突出するように形成される。第1当接部21aは、第2当接部21bがフラップC21〜C24に当接するより前に、第1先端角部A1〜A4と当接する。
これにより、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4が、第1先端角部A1〜A4に隣接する他のフラップC21〜C24と接触しないようにフラップC21〜C24を折り込むことができる。その結果、ダンボール箱CのフラップC21〜C24を整然と折り込むことができる。
特に、本実施形態に係る製函装置10では、第1当接部21aは、折り込み時駆動方向D1〜D4より、当接するフラップC21〜C24の中央側を向くように形成された当接面21acを有するため、フラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4を、第1先端角部A1〜A4に隣接する他のフラップC21〜C24から離すことが容易である。その結果、ダンボール箱CのフラップC21〜C24を整然と折り込むことができる。
(4−3)
本実施形態に係る製函装置10では、パドル駆動部24は、側面部C1とパドル部材21が押し当てられるフラップC21〜C24との境界線に平行な回転軸周りに、パドル部材21が回転駆動させる。
これによりパドル部材21に複雑な動きをさせること無く(単に回転させるだけで)、フラップC21〜C24を折り込み、ダンボール箱Cの蓋を形成することが可能である。
(4−4)
本実施形態に係る製函装置10では、蓋部折り込み機構20は、4つのフラップC21〜C24にそれぞれ対応する、4つのパドル部材21を有する。パドル駆動部24は、4つのパドル部材21の第1当接部21aが、同一タイミングで対応するフラップC21〜C24に押し当てられるようパドル部材21を駆動する。
これにより、短時間でフラップC21〜C24を整然と折り込むことが可能である。
(4−5)
本実施形態に係る製函装置10では、蓋部折り込み機構20は、押さえ部材22,23を更に有する。押さえ部材22,23は、パドル部材21によりフラップC21〜C24が折り込まれる際に、第1先端角部A1〜A4に対して他端に位置するフラップC21〜C24の第2先端角部B1〜B4で、フラップC21〜C24の移動を規制し、所定のタイミングで規制を解除する。
ここでは、フラップC21〜C24の第2先端角部B1〜B4が押さえ部材22,23で押さえられた状態で、パドル部材21がフラップC21〜C24の第1先端角部A1〜A4を折り込むので、フラップC21,C22,C23及びC24に対し、それぞれ、フラップC24,C21,C22及びC21が重なる(側面部C1と反対側に配される)ように、ダンボール箱Cの底蓋を形成することが容易である。つまり、パドル部材21と押さえ部材22,23とを組み合わせることで、容易にフラップC21〜C24の卍折りを実現できる。
(4−6)
本発明に係る製函装置10が製函するダンボール箱Cは、側面部C1が、開口方向からの平面視において長辺側と短辺側とを有する長方形状である。フラップC21〜C24は、側面部C1の長辺側から延びる一対の長辺側のフラップC22,C24と、側面部C1の短辺側から延びる一対の短辺側のフラップC21,C23と、からなる。
そして、本発明に係る製函装置10では、押さえ部材22,23は、長辺側のフラップC22,C24において長辺側のフラップC22,C24の移動を規制する一対の長辺側の押さえ部材23と、短辺側のフラップC21,C23において短辺側のフラップC22,C24の移動を規制する一対の短辺側の押さえ部材22と、を含む。短辺側の押さえ部材22による短辺側のフラップC22,C24の移動の規制は、長辺側の押さえ部材23による長辺側のフラップC21,C23の移動の規制よりも早く解除される。
これにより、押さえ部材22により短辺側のフラップC21,C23の移動が規制された状態で、パドル部材21により第1先端角部A1,A3が押されすぎ、フラップC21,C23が塑性変形することを防止できる。一方、長辺側のフラップC22,C24においては、パドル部材21による第1先端角部A2,A4の変形量が、パドル部材21による第1先端角部A1,A3の変形量と同一であっても、フラップC21,C23の長さあたりの変位量(ひずみ)は小さい。つまり、長辺側のフラップC22,C24は、短辺側のフラップC21,C23よりも塑性変形しにくい。そこで、長辺側のフラップC21,C23よりも、長い期間、長辺側のフラップC22,C24の移動を規制でき、フラップC21及びC23に、それぞれ、フラップC24及びC22を重ねることが容易になる。
その結果、フラップC21〜C24の変形を抑え、フラップC21〜C24を整然と卍折りすることが可能である。
(4−7)
本発明に係る製函装置10では、パドル部材21は、板金加工により成形される
これにより、安価にパドル部材21を製造でき、製造コストを抑制しながら、ダンボール箱Cの蓋を整然と折り込むことが可能な製函装置10を実現できる。
(5)変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。
(5−1)変形例A
上記実施形態では、蓋部折り込み機構20は、ダンボール箱Cの底蓋のフラップC21〜C24を折り込むが、これに限定されるものではなく、ダンボール箱Cの上蓋のフラップC2を折り込むものであってもよい。
また、蓋部折り込み機構20は、側面部C1が横向きに開口した状態でフラップC2を折り込む必要はなく、側面部C1が縦向きに開口した状態でフラップC2を折り込むものであってもよい。
(5−2)変形例B
上記実施形態では、蓋部折り込み機構20は、側面部C1が、長さL1の長辺と長さL2の短辺とからなる長方形状の開口を有するダンボール箱CのフラップC21〜C24を折り込むものであるが、これに限定されるものではない。
蓋部折り込み機構20は、側面部C1が、正方形状の開口を有するダンボール箱CのフラップC21〜C24を折り込むものであってもよい。この場合には、押さえ駆動部25は、押さえ制御部52bの指示で、フラップC21〜C24の移動を規制している押さえ部材22,23を、同一のタイミングでフラップC21〜C24と当接しない位置に移動させてもよい。
(5−3)変形例C
上記実施形態では、平板を板金加工で成形することで、第1当接部21a及び第2当接部21bが一体に形成されたパドル部材21が製造されるが、これに限定されるものではない。例えば、第1当接部21aを構成する部材と、パドル部材21が駆動される折り込み時駆動方向D1〜D4に対して後方に配置される第2当接部21bを構成する別部材とを組み合わせて、パドル部材21を形成してもよい。
ただし、前記パドル部材21は、平板を板金加工で成形することで、第1当接部21a及び第2当接部21bが一体に形成されることが望ましい。
(5−4)変形例D
上記実施形態では、押さえ部材22と、押さえ部材23とで、異なる形状の部材が使用されるが、これに限定されるものではなく、押さえ部材22及び押さえ部材23に、同一形状の押さえ部材が使用されてもよい。
以上のように、本発明に係る製函装置は、箱の蓋部を卍状に整然と折り込み、蓋をすることのできる製函装置として有用である。
10 製函装置
20 蓋部折り込み機構
21 パドル部材
21a 第1当接部
21b 第2当接部
22 押さえ部材(短辺側押さえ部材)
23 押さえ部材(長辺側押さえ部材)
24 パドル駆動部
A1〜A4 第1先端角部
B1〜B4 第2先端角部
C1 側面部
C11〜C14 側面
C2 フラップ(蓋部)
C21,C23 フラップ(短辺側蓋部)
C22,C24 フラップ(長辺側蓋部)
D1〜D4 折り込み時駆動方向(駆動方向)
特開2010−155650号公報

Claims (7)

  1. 環状の側面部の四面それぞれから延びる4つの蓋部を卍状に折り込んで、前記側面部の開口を閉じる蓋部折り込み機構を備える製函装置であって、
    前記蓋部折り込み機構は、パドル部材と、前記パドル部材を駆動するパドル駆動部とを有し、
    前記パドル駆動部は、前記パドル部材を前記蓋部に押し当て、前記蓋部が前記側面部と90°の角度をなして折り込まれるように前記パドル部材を駆動し、
    前記パドル部材は、前記蓋部の第1先端角部と当接する第1当接部と、前記第1当接部より、前記パドル部材が駆動される駆動方向に対して後方に配置され、前記蓋部の前記第1先端角部とは異なる部分と当接する第2当接部と、を有する、
    製函装置。
  2. 前記パドル部材は、前記第1当接部が前記第2当接部から前記駆動方向に突出するように形成され、
    前記第1当接部は、前記第2当接部が前記蓋部に当接するより前に、前記第1先端角部と当接する、
    請求項1に記載の製函装置。
  3. 前記パドル駆動部は、前記側面部と前記パドル部材が押し当てられる前記蓋部との境界線に平行な回転軸周りに、前記パドル部材を回転駆動させる、
    請求項1又は2に記載の製函装置。
  4. 前記蓋部折り込み機構は、4つの前記蓋部にそれぞれ対応する、4つの前記パドル部材を有し、
    前記パドル駆動部は、4つの前記パドル部材の前記第1当接部が、同一タイミングで対応する前記蓋部に押し当てられるよう前記パドル部材を駆動する、
    請求項1から3のいずれかに記載の製函装置。
  5. 前記蓋部折り込み機構は、押さえ部材を更に有し、
    前記押さえ部材は、前記パドル部材により前記蓋部が折り込まれる際に、前記第1先端角部に対して他端に位置する前記蓋部の第2先端角部で、前記蓋部の移動を規制し、所定のタイミングで前記規制を解除する
    請求項1から4のいずれかに記載の製函装置。
  6. 前記側面部は、前記開口方向からの平面視において長辺側と短辺側とを有する長方形状であって、
    前記蓋部は、前記側面部の前記長辺側から延びる一対の長辺側蓋部と、前記側面部の前記短辺側から延びる一対の短辺側蓋部と、からなり、
    前記押さえ部材は、前記長辺側蓋部において前記長辺側蓋部の移動を規制する一対の長辺側押さえ部材と、前記短辺側蓋部において前記短辺側蓋部の移動を規制する一対の短辺側押さえ部材と、を含み、
    前記短辺側押さえ部材による前記短辺側蓋部の移動の前記規制は、前記長辺側押さえ部材による前記長辺側蓋部の移動の前記規制よりも早く解除される、
    請求項5に記載の製函装置。
  7. 前記パドル部材は、板金加工により成形される、
    請求項1から6のいずれかに記載の製函装置。
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