JP2014162216A

JP2014162216A - 箱詰機における製函装置

Info

Publication number: JP2014162216A
Application number: JP2013038209A
Authority: JP
Inventors: Atsuya Yogo; 篤也余吾; Emi Tomita; 恵美冨田
Original assignee: Fuji Machinery Co Ltd
Current assignee: Fuji Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2014-09-08
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: JP5841086B2

Abstract

【課題】箱体の形状を崩すことなく製函する。
【解決手段】製函装置は、第１折込手段３６により内フラップＦａを折り込む際に、箱胴部１２の内側に進入して、箱胴部１２の第１側壁１２ａを内側から夫々保持すると共に、折り込まれた内フラップＦａを箱胴部１２の内側から夫々保持しつつ箱体１０を搬送するロボットハンド１６と、ロボットハンド１６によって第１側壁１２ａおよび内フラップＦａを内側から保持しつつ、夫々折り込まれた両外フラップＦｂ,Ｆｂの合わせ目および該側壁１２ａ外面に、テープを貼り付けるテープ貼付手段４４とを備えている。
【選択図】図２

Description

この発明は、段ボール紙などからなるシートを製函する箱詰機における製函装置に関するものである。

胴貼りされた段ボール紙などからなる折り畳みシートを角筒状に引き起こして、箱体の底面または上面になるフラップを折り込んでテープを貼り付けることで、底面または上面の一方を開口した箱体とする種々の製函装置が知られている。例えば特許文献１の装置は、折り畳みシートを角筒状に引き起こして箱体を成形した後に、箱体の箱胴部になる環状に繋がった４枚のサイドパネルを爪部材で外側から支持しながら、箱胴部における一方の開口から延出した内側および外側のフラップを対毎に夫々折り込むと共に、折り込んだ両外フラップの先端同士の合わせ目を覆うように、一方の内フラップに連なるサイドパネルから対向位置にあるサイドパネルに向けてテープを貼り付けて、物品を収納可能な状態に製函している。

特許第４２１６７０８号公報

特許文献１に開示の装置は、爪部材によって箱胴部を外側から支持する構成であるから、内フラップの折り込みに伴って、内フラップに連なる箱胴部のサイドパネルが内側に引っ張られて箱胴部が変形したり、箱胴部とフラップとの間の折込ラインでフラップがうまく折れないことがある。また、折り込んだ両外フラップの先端同士の合わせ目を覆うようにサイドパネルおよび外フラップに対してテープ貼付装置によってテープを貼り付ける際に、テープを押し当てる力やテープが箱体を引っ張る力などにより箱胴部が変形して、箱胴部が歪んだ状態でテープが貼り付けられることもあり、このような場合には製函された箱体は形が崩れている。すなわち、特許文献１の装置のように、箱胴部を外側から支持する構成では、フラップの折り込みおよびテープの貼り付け時に箱体が変形してしまう。

すなわち本発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、箱体の形状を崩すことなく製函し得る箱詰機における製函装置を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の箱詰機における製函装置は、
筒状にした箱胴部から延出して該箱胴部における一方の開口を挟んで対向する一対の内フラップを、該開口に向けて夫々折り込むと共に、前記箱胴部から延出して前記一方の開口を挟んで対向する一対の外フラップを、両内フラップに重なるように夫々折り込む折込手段を備えた箱詰機における製函装置において、
前記折込手段により前記一対の内フラップを折り込む際に、前記箱胴部における他方の開口から該箱胴部の内側に進入して、箱胴部における夫々の内フラップに連なる側壁を内側から夫々保持すると共に、折り込まれた両内フラップを箱胴部の内側から夫々保持しつつ箱体を搬送するロボットハンドと、
前記側壁および折り込まれた両内フラップを前記箱胴部の内側から前記ロボットハンドによって保持しつつ、夫々折り込まれた両外フラップの合わせ目および該側壁外面に、テープを貼り付けるテープ貼付手段とを備えたことを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、内フラップを折り込む際に、内フラップに連なる箱胴部の側壁を箱胴部の内側からロボットハンドで保持しているので、内フラップを箱胴部の縁に沿って折り込むことができると共に、内フラップの折り込みによる箱体の変形を防止することができる。また、折り込んだ外フラップの合わせ目にテープを貼る際に、折り込んだ内フラップおよび該フラップに連なる側壁を箱胴部の内側から保持しているので、テープの貼り付けに伴う箱体の変形を防止することができる。

請求項２に係る発明では、前記ロボットハンドは、夫々の前記内フラップに連なる一対の側壁の間隔に合わせて互いの離間間隔を調節可能に構成され、該側壁を前記箱胴部の内側から夫々吸着保持する側壁吸着部を、前記側壁の夫々に対応して備えると共に、前記内フラップを箱胴部の内側から夫々吸着保持するフラップ吸着部を、前記内フラップの夫々に対応して備えたことを特徴とする。
請求項２に係る発明によれば、側壁吸着部の位置を箱体のサイズに合わせて調節可能であるから、様々なサイズの箱体を形状を崩すことなくテープを貼って製函することができる。

請求項３に係る発明では、前記ロボットハンドは、シートマガジンからシート状に折り畳まれた箱体を取り出す際に該箱体を吸着保持する取出吸着部を備えたことを特徴とする。
請求項３に係る発明によれば、ロボットハンドによってシートマガジンからシート状の箱体を取り出すことができる。

本発明に係る箱詰機における製函装置によれば、箱体の形状を崩すことなく製函し得る。

本発明の実施例に係る製函装置を示す概略平面図である。箱体を保持する実施例のロボットハンドを示す概略正面図である。実施例のロボットハンドの作動機構を平面視で概略的に示す説明図である。

次に、本発明に係る箱詰機における製函装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。

図１に示すように、実施例の製函装置は、胴貼りされた段ボール紙などのシート状に折り畳まれた箱体１０を、立体空間を自由に移動可能なロボットアーム１４に支持されたロボットハンド１６によってシートマガジンＨから取り出し、成形部Ｓ１においてシート状の箱体１０を上下が開口した角筒状に成形する。その後に製函装置は、第１折込部Ｓ１および第２折込部Ｓ２において、角筒状の箱体１０の箱胴部１２を構成する環状に繋がった４つのサイドパネルから上下の夫々に延出すると共に対をなすように箱胴部１２の開口を挟んで対向した内フラップＦａ,Ｆａおよび外フラップＦｂ,Ｆｂのうち、下方に延出した一対の内フラップＦａ,Ｆａおよび一対の外フラップＦｂ,Ｆｂを夫々折り込み、テープ貼付部Ｓ４において折り込んだ外フラップＦｂ,Ｆｂにテープを貼り付ける。２基のシートマガジンＨ,Ｈには、サイズが異なるシート状の箱体１０が収容されており、物品の並び数や物品のサイズ等の包装品種の切り替えに応じたサイズの箱体１０が、シートマガジンＨの最前列からロボットハンド１６によって取り出される。ここで、箱体１０の箱胴部１２を構成する４つのサイドパネルのうち、内フラップＦａに連なるサイドパネルを第１側壁１２ａといい、外フラップＦｂに連なるサイドパネルを第２側壁１２ｂと指称する。

図２に示すように、前記ロボットハンド１６は、ロボットアーム１４に支持された支持部１８と、この支持部１８の下方に配設されたレール２０と、このレール２０を介して互いに近接・離間移動可能に配設され、支持部１８から下方へ延出した一対の挿入部２２,２２を備えている。各挿入部２２は、両挿入部２２,２２の近接離間方向に沿って延在した支持面２２ａと、この支持面２２ａの外側端縁から支持面２２ａに対して垂直に延出した外側面２２ｂと、支持面２２ａおよび外側面２２ｂの各下端縁から支持面２２ａおよび外側面２２ｂに対して垂直に延出した下面２２ｃとを備えている。各支持面２２ａには、シートマガジンＨからシート状の箱体１０を取り出す際に該箱体１０を吸着保持する２つの取出吸着部２４が上下に整列するよう配設されている。各外側面２２ｂには、対応する側の第１側壁１２ａの内面を該箱胴部１２の内側から吸着保持する４つの側壁吸着部２５が、２行２列で整列するよう配設されている。また、各下面２２ｃに、箱胴部１２の下部開口に折り込まれた一対の内フラップＦａ,Ｆａを箱胴部１２の内側から吸着保持する１つのフラップ吸着部２６が配設されている。なお、各挿入部２２には、製函する箱体１０のサイズや形状に応じて適宜数の吸着部２４,２５,２６が設けられる。

図３に示すように、前記ロボットハンド１６の支持部１８には、駆動手段としてのサーボモータＭと、このサーボモータＭの出力軸に装着されたギヤＧと噛み合う外周歯２８ａを有し、サーボモータＭによって支持部１８に対して回動する回動板２８と、一端が回動板２８の一端部に回動可能に連結されると共に他端が一方の挿入部２２に回動可能に連結された第１リンク２９と、一端が回動板２８の他端部に回動可能に連結されると共に他端が他方の挿入部２２に回動可能に連結された第２リンク３０からなる作動機構が配設されており、回動板２８が回動されると一対の挿入部２２,２２がレール２０を介して互いに近接・離間移動するようになっている。ロボットハンド１６は、箱胴部１２の内側への挿脱時または包装品種の切り替えに応じた箱体１０のサイズの変更に合わせて、一対の挿入部２２,２２の離間間隔を作動機構によって変更して、第２側壁１２ｂの幅方向に離間した取出吸着部２４,２４同士の間隔、一対の第１側壁１２ａ,１２ａの夫々に対応した側壁吸着部２５,２５の離間間隔および一対の内フラップＦａ,Ｆａの夫々に対応したフラップ吸着部２６,２６の離間間隔を、保持対象部位に合わせて調節する。なお、各吸着部２４,２５,２６には、図示しない真空発生器等の負圧発生手段によって、保持対象部位を保持し得る吸引力が付与される。

このように構成されたロボットハンド１６は、取出吸着部２４によって、シートマガジンＭの最前列にあるシート状の箱体１０の第２側壁１２ｂを吸着保持して、該箱体１０を成形部Ｓ１に搬送する。成形部Ｓ１では、該成形部Ｓ１に配設された成形吸着部３２によって、前記４つの取出吸着部２４で保持している一方の第２側壁１２ｂに対向する他方の第２側壁１２ｂの外面が吸着保持される。そして、ロボットハンド１６は、一方の第２側壁１２ｂを、成形吸着部３２で吸着保持された他方の第２側壁１２ｂとこの第２側壁１２ｂに連なる第１側壁１２ａとの折り曲げ角部(罫線)を軸として、他方の第２側壁１２ｂから離すように回動変位させて、箱胴部１２を上下に開口する角筒状に成形する。また、成形部Ｓ１には、上下方向に向いた軸周りに回動可能な規制板３４が成形吸着部３２に隣接して配設され、シート状の箱体１０に沿うように退避した姿勢から角筒状に成形された箱胴部１２の第１側壁１２ａに当接するように回動した規制姿勢をとる規制板３４によって、ロボットハンド１６の取出吸着部２４による吸着保持を解除した後も箱胴部１２が角筒状に開かれた状態で保持される。そして、成形吸着部３２と規制板３４とによって角筒状に保持された箱体１０の開口内に、ロボットハンド１６の一対の挿入部２２,２２が上方から設定位置まで進入した後に、一対の挿入部２２,２２の間隔を広げて(図３(ｂ)参照)、各側壁吸着部２５によって、両第１側壁１２ａ,１２ａの内面を吸着保持すると、成形吸着部３２の吸着が解除される。

成形吸着部３２の吸着が解除された箱体１０は、上下に開口が向く姿勢を維持したままロボットハンド１６によって成形部Ｓ１から第１折込部Ｓ２に搬送される。第１折込部Ｓ２には、エアシリンダ等の作動手段３７によって互いに近接・離間するように水平方向に進退移動する一対の第１折込体３８,３８が配設されており、箱胴部１２の第１側壁１２ａの夫々が側壁吸着部２５によって箱胴部１２の内側から吸着保持された状態で、各折込体３８によって一対の内フラップＦａ,Ｆａが箱胴部１２の下縁に沿って夫々折り込まれる。なお、各第１折込体３８は、上面が水平に形成されている。また、ロボットハンド１６の挿入部２２は、下部開口に向けて折り込まれた内フラップＦａをフラップ吸着部２６で水平に吸着保持し得る位置である設定位置まで進入しており、第１折込体３８によって下部開口に折り込まれた内フラップＦａをフラップ吸着部２６によって吸着保持して、内フラップＦａの折り込み状態を保つようになっている。

前記ロボットハンド１６は、両側の側壁吸着部２５,２５で対向する第１側壁１２ａ,１２ａを吸着保持すると共に、両側のフラップ吸着部２６,２６で折り込まれた両内フラップＦａ,Ｆａを箱胴部１２の内側から保持した状態を保ったまま、箱体１０を鉛直軸周りに９０°回転させつつ第１折込部Ｓ２から第２折込部Ｓ３に搬送する。第２折込部Ｓ３には、エアシリンダ等の作動手段４１によって互いに近接・離間するように水平方向に進退移動する一対の第２折込体４２,４２が配設されており、各第１側壁１２ａおよび各内フラップＦａが、側壁吸着部２５およびフラップ吸着部２６によって箱胴部１２の内側から吸着保持された状態で、各第２折込体４２によって一対の外フラップＦｂ,Ｆｂが箱胴部１２の下縁に沿って内フラップＦａに向けて夫々折り込まれる。なお、各第２折込体４２は、外フラップＦｂ,Ｆｂの折込ラインと平行に延在する棒状に形成されている。

前記ロボットハンド１６は、両側の側壁吸着部２５,２５で対向する第１側壁１２ａ,１２ａの内面を吸着保持すると共に、両側のフラップ吸着部２６,２６で折り込まれた両内フラップＦａ,Ｆａを箱胴部１２の内側から吸着保持した状態を保ったまま、第２折込部Ｓ３からテープ貼付部Ｓ４に箱体１０を搬送する。なお、箱体１０を第２折込部Ｓ３からテープ貼付部Ｓ４に搬送する際に、一対の内フラップＦａ,Ｆａに当接するよう折り込まれた一対の外フラップＦｂ,Ｆｂは、棒状に形成された第２折込体４２によって下側から支持されることにより折り込み状態が維持される。テープ貼付部Ｓ４には、箱胴部１２における一方の第１側壁１２ａの外面中央下部から、折り込まれた一対の外フラップＦｂ,Ｆｂの先端同士の合わせ目を覆うように通って他方の第１側壁１２ａの外面中央下部までに亘って、テープを貼り付けるテープ貼付手段４４が配設されている。ロボットハンド１６は、テープ貼付手段４４でテープを貼り付ける際に、両側の側壁吸着部２５,２５で対向する第１側壁１２ａ,１２ａの内面を吸着保持すると共に、両側のフラップ吸着部２６,２６で折り込まれた両内フラップＦａ,Ｆａを箱胴部１２の内側から吸着保持している。

シールを貼り付けて製函された箱体１０は、両側の側壁吸着部２５,２５で対向する第１側壁１２ａ,１２ａを吸着保持すると共に、両側のフラップ吸着部２６,２６で折り込まれた両内フラップＦａ,Ｆａを箱胴部１２の内側から保持した状態を保ったまま、移送コンベヤ４６における包装品種に対応した物品を供給する物品供給コンベヤ４８の下流位置にロボットハンド１６によって搬送される。側壁吸着部２５およびフラップ吸着部２６による吸着を解除して箱体１０からロボットハンド１６を抜き出した後に、移送コンベヤ４６に載置された箱体１０の内部に物品供給コンベヤ４８から物品が供給される。そして、箱体１０は、移送コンベヤ４６によって搬送され、図示しない折込手段によって箱胴部１２の上縁から上方へ延出する内フラップＦａおよび外フラップＦｂが折り込まれ、上側の外フラップＦｂ,Ｆｂの先端同士の合わせ目にテープが貼り付けられて、上部開口が封止される。

〔実施例の作用効果〕
次に、実施例に係る製函装置の作用効果について説明する。製函装置は、内フラップＦａを折り込む際に、該内フラップＦａに連なる箱胴部１２の第１側壁１２ａを側壁吸着部２５によって該箱胴部１２の内側から吸着保持しているので、内フラップＦａを箱胴部１２の縁に沿ってきれいに折り曲げるとができる。また、第１折込体３８によって内フラップＦａを外側方から箱胴部１２の開口に向けて押すことにより、この内フラップＦａに連なる第１側壁１２ａに対して内側へ向けて力がかかるが、側壁吸着部２５によって第１側壁１２ａが吸着保持されているので、内フラップＦａを折り込む際に第１側壁１２ａが変形することを防止できる。箱胴部１２の開口に折り込まれた一対の内フラップＦａ,Ｆａがフラップ吸着部２６によって水平な姿勢で夫々吸着保持されると共に、対応の側壁吸着部２５,２５によって対向する第１側壁１２ａ,１２ａが吸着保持された状態で、一対の外フラップＦｂを,Ｆｂを折り込むので、外フラップＦｂを箱胴部１２の縁に沿ってきれいに折り曲げるとができ、外フラップＦｂの折り込みに伴う箱胴部１２の変形も防止できる。ここで、内フラップＦａおよび外フラップＦｂの折り込み時に、折り込んだ内フラップＦａをフラップ吸着部２６で吸着保持し得る設定位置まで挿入部２２を進入させて、箱胴部１２の下縁近傍を内側から吸着保持しているから、フラップＦａ,Ｆｂを箱胴部１２の下縁に沿ってよりきれいに折り込むことができる。そして、製函装置は、テープを貼り付ける際にも、対応の側壁吸着部２５,２５で対向する第１側壁１２ａ,１２ａの内面を吸着保持すると共に、対応のフラップ吸着部２６,２６で折り込まれた両内フラップＦａ,Ｆａを箱胴部１２の内側から吸着保持しているから、テープの貼り付けに伴う箱胴部１２の変形や両外フラップＦｂ,Ｆｂの位置ズレを防止することができ、テープを外フラップＦｂ,Ｆｂの先端同士の合わせ目にきれいに貼り付けることができる。更に、製函装置は、第１折込部Ｓ２から第２折込部Ｓ３へ搬送する際、第２折込部Ｓ３からテープ貼付部Ｓ４へ搬送する際およびテープ貼付部Ｓ４から移送コンベヤ４６に搬送する際に、ロボットハンド１６によって箱胴部１２を内側から保持しているので、搬送時に箱胴部１２が変形することを防止できる。このように、実施例の製函装置によれば、箱体１０の形状を崩すことなく製函し得る。

前記製函装置は、前記作動機構によって一対の挿入部２２,２２の離間間隔を変更することで一対の第１側壁１２ａ,１２ａの夫々に対応した側壁吸着部２５,２５の位置を箱体１０のサイズに合わせて調節可能であるから、様々なサイズの箱体１０を形状を崩すことなくテープを貼って製函することができる。また、製函装置は、側壁吸着部２５,２５の離間間隔の調節に合わせて、一対の第１内フラップＦａ,Ｆａの夫々に対応したフラップ吸着部２６,２６の位置を箱体１０のサイズに合わせて調節可能であり、様々なサイズの箱体１０をより好適に製函することができる。製函装置は、各折込部Ｓ２,Ｓ３においてロボットハンド１６で箱体を静止状態で保持して、折込手段３６,４０の折込体３８,４２を作動させることでフラップＦａ,Ｆｂを折り込む構成であるから、例えば箱体１０を搬送して一対の折込ガイドの間をフラップを通して折り込む構成と比べて、省スペース化を図ることができる。

(変更例)
本願発明は実施例の構成に限定されるものではなく、例えば、以下のようにも変更実施可能である。また、以下の変更例に限らず、実施例に記載した構成については、本発明の主旨の範囲内において種々の実施形態を採用し得る。
(１)実施例では、箱胴部の開口を上下に向けた姿勢で下側のフラップを折り込んだが、本発明に係る製函装置は、箱胴部の開口を横に向けた姿勢でフラップの折り込みやテープの貼り付けを行ってもよい。
(２)折込手段の折込体を移動することでフラップを折り込む構成に限られず、箱体を搬送することで、搬送方向前側へ向かうにつれて互いに近接すると共に上方変位する折込手段のガイドでフラップを案内して該フラップを折り込む構成であってもよい。
(３)テープ貼付手段は、箱体を搬送することで、テープ供給源から引き出されたテープの先端が箱胴部の一方の側壁に貼り付き、箱体の搬送に伴って外フラップの合わせ目にテープが貼り付けられる構成であっても、テープ貼付手段自体を移動することで、箱体を静止したまま外フラップの合わせ目にテープを貼り付けてもよい。
(４)ロボットハンドは、取出吸着部、側壁吸着部およびフラップ吸着部の夫々を、互いに別体の挿入部に配設してもよい。また、取出吸着部と、側壁吸着部およびフラップ吸着部とを、互いに別体の挿入部に配設してもよい。
(５)内フラップと外フラップの折り込み、テープの貼り付けまでを同じ位置で行ってもよい。また、外フラップの折り込みとテープの貼り付けを同じ位置で行ってもよい。
(６)ロボットハンドにおいて吸着部の間隔を調節する作動機構は、駆動手段によって回転するボールネジを用いた機構など、その他の機構を採用し得る。

１２箱胴部，１２ａ第１側壁(側壁)，１６ロボットハンド，２４取出吸着部，
２５側壁吸着部，２６フラップ吸着部，３６第１折込手段(折込手段)，
４０第２折込手段(折込手段)，４４テープ貼付手段，Ｆａ内フラップ，
Ｆｂ外フラップ，Ｈシートマガジン

Claims

筒状にした箱胴部(12)から延出して該箱胴部(12)における一方の開口を挟んで対向する一対の内フラップ(Fa,Fa)を、該開口に向けて夫々折り込むと共に、前記箱胴部(12)から延出して前記一方の開口を挟んで対向する一対の外フラップ(Fb,Fb)を、両内フラップ(Fa,Fa)に重なるように夫々折り込む折込手段(36,40)を備えた箱詰機における製函装置において、
前記折込手段(36)により前記一対の内フラップ(Fa,Fa)を折り込む際に、前記箱胴部(12)における他方の開口から該箱胴部(12)の内側に進入して、箱胴部(12)における夫々の内フラップ(Fa)に連なる側壁(12a)を内側から夫々保持すると共に、折り込まれた両内フラップ(Fa,Fa)を箱胴部(12)の内側から夫々保持しつつ箱体(10)を搬送するロボットハンド(16)と、
前記側壁(12a)および折り込まれた両内フラップ(Fa,Fa)を前記箱胴部(12)の内側から前記ロボットハンド(16)によって保持しつつ、夫々折り込まれた両外フラップ(Fb,Fb)の合わせ目および該側壁(12a)外面に、テープを貼り付けるテープ貼付手段(44)とを備えた
ことを特徴とする箱詰機における製函装置。
前記ロボットハンド(16)は、夫々の前記内フラップ(Fa)に連なる一対の側壁(12a,12a)の間隔に合わせて互いの離間間隔を調節可能に構成され、該側壁(12a)を前記箱胴部(12)の内側から夫々吸着保持する側壁吸着部(25,25)を、前記側壁(12a)の夫々に対応して備えると共に、前記内フラップ(Fa)を箱胴部(12)の内側から夫々吸着保持するフラップ吸着部(26,26)を、前記内フラップ(Fa)の夫々に対応して備えたことを特徴とする請求項１記載の箱詰機における製函装置。
前記ロボットハンド(16)は、シートマガジン(H)からシート状に折り畳まれた箱体(10)を取り出す際に該箱体(10)を吸着保持する取出吸着部(24)を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の箱詰機における製函装置。