JP2019147582A - 製函・箱詰め・封函装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造ラインのレイアウト編成の自由度を拡げつつ、設置面積の増大を抑制することができる製函・箱詰め・封函装置を提供する。【解決手段】箱詰システムでは、平面状に折り畳んだ製函用シートを一方向に開口した箱に組み立て、商品を受け入れた後、開口を閉じて封函するダンボール箱取り扱い領域ＤＨＡと、複数の商品を整列させ所定数量の商品を集積した状態で開口から箱内へ押し込む商品取り扱い領域ＧＨＡと、を完全に分けることができるので、レイアウト編成が容易となり、生産実体に合わせてレイアウト変更ができ、箱詰システム全体の設置面積の増大の抑制にも貢献する。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、製函・箱詰め・封函装置に関する。

近年、折り畳まれたダンボール・シートを開いて製函し、商品を箱詰め後、封函して排出する自動の製函・箱詰め・封函装置が広く普及するようになった。例えば、特許文献１（特開２００５−１４５５５８号公報）に記載の箱詰装置は、折り畳まれた製函用シートを水平状態で積み重ねて収容する収容部と、製函用シートを搬送する搬送部と、搬送部により搬送された製函用シートを箱状に組み立てる製函部と、製函部で組み立てられた箱をその開口部を横方向として下方へ搬送する下方搬送部と、下方搬送部により搬送される箱に商品を横方向から挿入する挿入部とを備えている。

しかしながら、上記箱詰装置では、折り畳まれた製函用シートを水平状態で複数積み重ねて収容させる構成であるので、一番上に積み重ねられている製函用シートを１枚ずつ取り出すため、積み重ねられる製函用シートの数量は制限される。したがって、許容数量を超えた分の製函シートは後方に収容されることになり、収容部の設置面積が増大する。

一方、特許文献２（特開２０１５−１５７６５０号公報）に記載の箱詰装置では、製函用シートの開口予定部分を横に向けて立て掛けているので、箱の組み立て工程の方向と、商品の箱詰方向とが直交するので、一方向の製造ラインを構築できない等、レイアウト編成の自由度が狭かった。

本発明の課題は、製造ラインのレイアウト編成の自由度を拡げつつ、設置面積の増大を抑制することができる製函・箱詰め・封函装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係る製函・箱詰め・封函装置は、ダンボール箱取り扱い領域と、商品取り扱い領域とを含んでいる。ダンボール箱取り扱い領域は、ダンボール箱を平面状に折り畳んだ製函用シートを一方向に開口した箱に組み立て、商品を受け入れた後、開口を閉じて封函する。商品取り扱い領域は、複数の商品を整列させ、所定数量の商品を集積した状態で開口から箱内へ押し込む。ダンボール箱取り扱い領域と商品取り扱い領域とは、互いに独立して分離可能な状態で接続されている。

この製函・箱詰め・封函装置では、ダンボール箱取り扱い領域と商品取り扱い領域とを完全に分けることができるので、レイアウト編成が容易となり、生産実体に合わせてレイアウト変更ができ、装置全体の設置面積の増大の抑制にも貢献する。

本発明の第２観点に係る製函・箱詰め・封函装置は、第１観点に係る製函・箱詰め・封函装置であって、ダンボール箱取り扱い領域が、収容部と、製函部と、第１姿勢変換部と、商品受入部と、第２姿勢変換部と、封函部とを有している。収容部は、製函用シートを、拡げられたときに開口が上を向くように配置して収容する。製函部は、一枚ずつ製函用シートを上に移動させ、角筒上に展開した後、底側を閉じて、上向きに開口する箱を形成する。第１姿勢変換部は、商品取り扱い領域側に箱の開口を向けた第１姿勢となるように箱の姿勢を変換する。商品受入部は、第１姿勢の箱を下降させて商品を箱内に受け入れる。第２姿勢変換部は、第１姿勢の箱の開口が上を向くように箱の姿勢を変換する。封函部は、箱の開口を閉じて封止する。

例えば、製函用シートを水平状態で収容する構成では、許容数量を超えた分の製函シートは、たとえ一枚であっても後方に収容されることになり、製函シートの面積分の設置面積をさらに確保しなければならい。

これに対し、この製函・箱詰め・封函装置では、製函用シートを、拡げられたときに開口が上を向くように配置して収容することによって、収容部にストックされる製函用シートの高さは一定であるので、基本的に収容する数量を制限する必要がなく、製函シートを補充しても［製函用シートの厚み寸法×補充数量］の長さ分、後方に延びるに過ぎない。

本発明の第３観点に係る製函・箱詰め・封函装置は、第２観点に係る製函・箱詰め・封函装置であって、第１姿勢変換部が箱を搬送方向に９０°回転させる。

この製函・箱詰め・封函装置では、ダンボール箱が搬送方向に向かって開口した姿勢となるので、箱の開口に向かって商品を供給することによって商品の横入れをすることができる。

本発明の第４観点に係る製函・箱詰め・封函装置は、第２観点に係る製函・箱詰め・封函装置であって、製函部が箱を形成する際の搬送方向と、封函部が箱の開口を封止する際の搬送方向とが、互いに反対方向である。

この製函・箱詰め・封函装置では、例えば、製函部が２階、封函部が１階となるような階層型ライン構成にすることによって、ダンボール箱取り扱い領域の設置面積を小さくすることができる。

本発明の第５観点に係る製函・箱詰め・封函装置は、第２観点に係る製函・箱詰め・封函装置であって、商品取り扱い領域が、商品整列部と、商品挿入部とを有している。商品整列部は、商品それぞれの一部が隣接する商品の一部と厚み方向に重なるように整列させる集積動作を行いながら、第１姿勢で下降した箱の手前まで搬送する。商品挿入部は、集積された商品を第１姿勢の箱内に押し入れる。

本発明の第６観点に係る製函・箱詰め・封函装置は、第２観点に係る製函・箱詰め・封函装置であって、製函部、第１姿勢変換部、商品受入部、第２姿勢変換部および封函部は、共通の枠によって支持されている。

この製函・箱詰め・封函装置では、１つの纏まった機体となり、省スペースで見栄えもよい。

本発明に係る製函・箱詰め・封函装置では、ダンボール箱取り扱い領域と商品取り扱い領域とを完全に分けることができるので、レイアウト編成が容易となり、生産実体に合わせてレイアウト変更ができ、装置全体の設置面積の増大の抑制にも貢献する。

本発明の一実施形態に係る製函・箱詰め・封函装置を搭載した箱詰システムのブロック図。 箱詰システムの構成を示す斜視図。 箱詰システムにおけるダンボール箱及び商品の流れを示す斜視図。 搬入コンベア、第１整列コンベア及び第２整列コンベアの配置状態を示す斜視図。 第１整列コンベア上に整列途中の一群の商品の搬送方向と直交する水平方向から視た商品整列部の正面図。 整列した一群の商品の先頭が第２整列コンベアに載ったときの商品整列部の正面図。 整列した一群の商品が完全に第２整列コンベアに移った後の商品整列部の正面図。 第２整列コンベアが第２状態であるときの商品整列部の正面図。 第２整列コンベアが第２状態であるときの商品整列部の正面図。 第２整列コンベアが第２状態であるときの商品整列部の正面図。 整列した一群の商品が第３整列コンベア上で起立状態に入ったときの商品整列部の正面図。 整列した一群の商品を起立させる直前の第３整列コンベア周辺の正面図。 図５Ａの整列した一群の商品を起立させた状態の第３整列コンベア周辺の正面図。 ダンボール箱が搬送されていないときのフラップ閉塞機構周辺の正面図。 ダンボール箱が搬送されてきたときのフラップ閉塞機構周辺の正面図。 後フラップが折り込まれる途中のフラップ閉塞機構周辺の正面図。 折り込みバーが最下点まで降下したときのフラップ閉塞機構周辺の正面図。 ダンボール箱の前フラップが前フラップ折り込み部材に接触する直前のフラップ閉塞機構周辺の斜視図。 ダンボール箱の前フラップが前フラップ折り込み部材によって折り込まれているときのフラップ閉塞機構周辺の斜視図。 側面押し機構の周辺の斜視図。 側面押し機構の斜視図。 ダンボール箱の左フラップが折り込みバーに接触しているときのフラップ閉塞機構周辺の正面図。 折り込みバーが最下点まで降下したときの左右フラップ折り込み機構の斜視図。 案内部材の斜視図。 第１整列コンベア、第２整列コンベア、第３整列コンベアの動作を示すタイミングチャート。 センサ異常時の制御フローチャート（ステップＳ１〜ステップＳ６までのフロー）。 センサ異常時の制御フローチャート（ステップＳ１１〜ステップＳ１５までのフロー）。 図１０に示すステッピングモータ３９５の制御ブロック図。

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、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）箱詰システム１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る製函・箱詰め・封函装置を搭載した箱詰システム１のブロック図である。また、図２Ａは箱詰システムの構成を示す斜視図であり、図２Ｂは箱詰システム１におけるダンボール箱Ｂ及び商品Ｇの流れを示す斜視図である。

図１及び図２Ａにおいて、箱詰システム１は、例えば、スナック菓子等の袋入商品（商品Ｇ）をダンボール箱Ｂに、一定個数、整列状態で多層詰めするものである。

図１及び図２Ａに示すように、箱詰システム１は、ダンボール取り扱い領域ＤＨＡと商品取り扱い領域ＧＨＡとが、互いに独立して分離可能な状態で接続されている。ダンボール取り扱い領域ＤＨＡには、製函工程Ｐ１と箱詰工程Ｐ３という２つの工程が含まれている。そして、商品取り扱い領域ＧＨＡには、商品整列工程Ｐ２が含まれている。

つまり、箱詰システム１では、ダンボール取り扱い領域ＤＨＡと商品取り扱い領域ＧＨＡとが接続されることによって、製函工程Ｐ１、商品整列工程Ｐ２、箱詰工程Ｐ３という３つの工程が連携する。

製函工程Ｐ１は、シート状のダンボール箱材Ｚをダンボール箱Ｂへ組み立てて箱詰位置まで搬送する工程であり、箱材収容部１１、製函部１２、第１姿勢変換部１３及び箱下方搬送部１４で構成されている。

商品整列工程Ｐ２は、上流側工程から供給される商品Ｇを所定位置に搬入し、一定数の商品Ｇを隣接するもの同士がお互いに一部重なるように整列させて、箱詰位置まで搬送する工程であり、商品搬入部２１、商品整列部２２及び商品挿入部２３で構成されている。

箱詰工程Ｐ３は、製函工程Ｐ１から搬送されてきたダンボール箱Ｂに商品整列工程Ｐ２において整列が完了した一定数量の商品Ｇを箱詰し、箱を閉じて箱排出位置まで搬送する工程であり、商品受入部３１、第２姿勢変換部３２及び封函部３３で構成されている。

箱詰システム１は、ダンボール箱Ｂに商品Ｇの多層詰めを行っており、箱Ｂ内における商品Ｇの姿勢は「立ち姿勢」である。つまり、箱Ｂの開口を上に向けたとき、商品Ｇのオモテ面及びウラ面が側方を向き、商品Ｇの上下の端部が上下を向き、左右の側部が側方を向く姿勢である。

また、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ダンボール箱取り扱い領域ＤＨＡは２階構造となっており、製函工程Ｐ１と箱詰工程Ｐ３とを共通の枠１０で支持しており、２階部分が製函工程Ｐ１であり、１階部分が箱詰工程Ｐ３である。

この２階構造を実現するために、製函部１２でのダンボール箱Ｂの組立てから箱下方搬送部１４に至るまでのダンボール箱Ｂの搬送方向と、商品Ｇが詰められたダンボール箱Ｂの開口が封函部３３で封止されるまでのダンボール箱Ｂの搬送方向とが、互いに反対方向となっている。

（２）製函工程Ｐ１の詳細構成
図２Ｂに示すように、製函工程Ｐ１は、ダンボール箱材Ｚを箱詰システム１に導入する箱材収容部１１と、ダンボール箱Ｂを組み立てる製函部１２と、ダンボール箱Ｂをその搬送方向と直交する水平軸周りに９０°回転させる第１姿勢変換部１３と、第１姿勢となったダンボール箱Ｂを下方へ搬送する箱下方搬送部１４とで構成されている。

（２−１）箱材収容部１１
箱材収容部１１では、図２Ｂに示すように、供給位置に積み重ねられたダンボール箱材Ｚのうちの一番先頭のダンボール箱材Ｚを１枚ずつ挟んで上方へ送出し、送出されたダンボール箱材Ｚを鉛直軸周りに９０°回転させて筒状に広げる。

ダンボール箱材Ｚは、作業者によって供給位置に載置される。ダンボール箱材Ｚは、フラップＺｆが開いた状態で折り畳まれ、そのフラップＺｆが鉛直方向に位置する姿勢で水平方向に積み重ねられている。なお、説明の便宜上、天面側のフラップＺｆを天フラップＺｆａ、底面側のフラップＺｆを底フラップＺｆｂという。

ダンボール箱材Ｚの上方への送出は、昇降機構１１１によって行われ、供給位置の全てのダンボール箱材Ｚがなくなると、検知センサ（図示せず）の検知信号をコントローラ４０（図１参照）へ送信する。

また、ダンボール箱材Ｚの鉛直軸周りの回転は、吸着回転機構１１２によってダンボール箱材Ｚの側面を吸盤で吸着して保持し、吸着回転機構１１２を鉛直軸回りに９０°回転することによって実現される。

（２−２）製函部１２
製函部１２は、筒状に広がったダンボール箱材Ｚを水平方向に搬送させながらダンボール箱材Ｚの底フラップＺｆｂを折り込んでテープ張りを行い、天フラップＺｆａが開いた状態のダンボール箱Ｂを組み立てる。

（２−３）第１姿勢変換部１３
第１姿勢変換部１３は、ダンボール箱Ｂを搬送方向に９０°回転させる。より具体的に説明すると、第１姿勢変換部１３は、ダンボール箱Ｂをその搬送方向と直交する水平軸周りに９０°回転させ、ダンボール箱Ｂの開口と天フラップＺｆａとが同一鉛直面上になる姿勢（以下、第１姿勢という。）となるように、ダンボール箱Ｂの姿勢を変換する。ダンボール箱Ｂが第１姿勢のとき、開口は商品取り扱い領域ＧＨＡを向いている。

（２−４）箱下方搬送部１４
箱下方搬送部１４は、第１姿勢となったダンボール箱Ｂを下方へ搬送する。つまり、ダンボール箱Ｂの開口を商品取り扱い領域ＧＨＡに向けた状態のまま下方に移動させる。

（３）商品整列工程Ｐ２の詳細構成
箱詰システム１の商品Ｇの流れにおける商品整列工程Ｐ２の上流側には、図示しない計量装置、及び製袋包装機等が配置されている。そして、箱詰システム１には、上流側工程で重量、シール性、異物混入検査等に合格した商品Ｇだけが商品整列工程Ｐ２に供給される。

商品整列工程Ｐ２は、商品Ｇを受け取り所定位置まで搬送する商品搬入部２１と、商品搬入部２１から供給される商品Ｇを整列させる商品整列部２２と、整列した商品Ｇを集積して押し出す商品挿入部２３とで構成されている。

（３−１）商品搬入部２１
商品搬入部２１は、商品導入コンベア２１１、及び搬入コンベア２１２を有している。商品導入コンベア２１１は、重量、シール性、異物混入検査等を行う工程の下流側で、検査に合格した商品Ｇの供給を受けて、それを搬入コンベア２１２へ導く。

搬入コンベア２１２は、商品導入コンベア２１１から搬送されてくる商品Ｇを商品整列部２２へ搬送する。

図３は、搬入コンベア２１２、第１整列コンベア２２１及び第２整列コンベア２２２の配置状態を示す斜視図である。図３において、搬入コンベア２１２の搬送面は水平面に対して傾斜しており、搬送面の傾斜方向下側端には、商品Ｇを支えて脱落を防止し、且つ、商品Ｇを搬送方向に案内する支持壁２１３が設けられている。搬送面の傾斜方向上側を移動する商品Ｇは、傾斜方向に沿った重力の分力を受けるので、移動しながら支持壁２１３側へ滑り降下し、その後は支持壁２１３に沿って移動する。

（３−２）商品整列部２２
商品整列部２２は、第１整列コンベア２２１、第２整列コンベア２２２、及び第３整列コンベア２２３を有している。商品整列部２２は、商品Ｇに対して集積動作を行いながら所定位置まで搬送するものであり、特に、袋状の包装物の集積に適しているので、包装物集積装置として独立して使用することもできる。

（３−２−１）第１整列コンベア２２１
第１整列コンベア２２１は、搬入コンベア２１２から落下する商品Ｇを受けるために、その一端は搬入コンベア２１２の先端部の高さより低い位置に設定され、他端は第２整列コンベア２２２の高さ位置に設定されている。

なお、搬入コンベア２１２の先端部は、第１整列コンベア２２１の商品載置面の直上空間に位置することが好ましい。ここで、商品載置面とは、第１整列コンベア２２１の搬送面のうち、落下してくる商品Ｇを待ち受ける面である。

そして、第１整列コンベア２２１は、一つの商品Ｇを受けとめる毎に一定距離（ピッチＬ）だけ当該商品Ｇを第２整列コンベア２２２に向けて搬送する。なぜなら、第１整列コンベア２２１が商品Ｇを受け止める位置は同じであるため、次の商品Ｇが落下してくる前に着地位置を空けておく必要があるからである。それゆえ、商品Ｇは落下した位置から一定距離（ピッチＬ）だけ第２整列コンベア２２２に近づく。

一方、後に落下してくる商品Ｇの一部分は第１整列コンベア２２１に着地し、残り部分は先の商品Ｇに寄り掛って傾斜する。このような、複数の商品Ｇを、商品Ｇそれぞれの一部が隣接する商品Ｇの一部と厚み方向に重なるように整列させる動作を集積動作という。

図４Ａは、商品整列部２２の正面図である。図４Ａにおいて、第１整列コンベア２２１上では最初に投下された先頭の商品Ｇに、後続の商品Ｇが部分的に重なっており、この後、さらに後続の商品Ｇが重なって列を成していく。

例えば、Ｎ＝５個の商品Ｇを一群として整列させる場合、先頭の商品Ｇは、最後尾の商品Ｇが着地する位置から４Ｌの長さ分も進んでいるので、本実施形態では、少なくとも列の先頭の商品Ｇが第２整列コンベア２２２上に到達する。

（３−２−２）第２整列コンベア２２２
図４Ｂは、整列した一群の商品Ｇの先頭が第２整列コンベア２２２に載ったときの商品整列部２２の正面図である。図４Ｂにおいて、列の最後尾の商品Ｇが第１整列コンベア２２１に着地した後、第１整列コンベア２２１、第２整列コンベア２２２、及び第３整列コンベア２２３が、同時に、同一方向に搬送動作を行う。それゆえ、第１整列コンベア２２１及び第２整列コンベア２２２上で一列に整列したＮ個の商品Ｇが、一斉に第３整列コンベア２２３に向かって移動し、その第３整列コンベア２２３上を進行する。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１整列コンベア２２１の搬送方向の下流端２２１ｂと第２整列コンベア２２２の搬送方向の上流端２２２ａとが相対している。

（３−２−２−１）第２整列コンベア２２２の第１状態
ここで、第１整列コンベア２２１の下流端２２１ｂと第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａとが相対している状態とは、第１整列コンベア２２１の搬送面と第２整列コンベア２２２の搬送面とが実質的に連続する搬送面を形成する程に第１整列コンベア２２１下流端２２１ｂと第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａとが近接している状態であり、この状態を第１状態とする。

この第１状態では、第１整列コンベア２２１の下流端２２１ｂと第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａとの隙間は１０ｍｍ以内が好ましい。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１整列コンベア２２１は、一つの商品Ｇを受けとめる毎に一定距離（ピッチＬ）だけ当該商品Ｇを第２整列コンベア２２２に向けて搬送する動作を繰り返し、最後の商品Ｇが第１整列コンベア２２１に載ると、すなわち、一列分の商品群に達すると、商品Ｇの群を第１整列コンベア２２１から排出しなければならないので、そのときだけ一定距離（ピッチＬ）より長めのピッチ送り動作を行なう。同時に、第２整列コンベア２２２及び第３整列コンベア２２３も同じ速度で搬送動作を行なう。

図４Ｃは、整列した一群の商品Ｇが完全に第２整列コンベア２２２に移った後の商品整列部２２の正面図である。図４Ｃにおいて、第１整列コンベア２２１だけは長めのピッチ送り動作を終えると減速して止まり、次の群の商品Ｇの受け止め体制に入る。このとき、第２整列コンベア２２２及び第３整列コンベア２２３は、第１整列コンベア２２１から引き継いだ一群の商品Ｇを搬送している。

商品Ｇが小袋商品で第１整列コンベア２２１に多く載せることができる場合、或いは搬送速度が遅い場合には、第２整列コンベア２２２の姿勢として、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示す第１状態が採られる。

（３−２−２−２）第２整列コンベア２２２の第２状態
しかしながら、商品Ｇが大きい袋商品であって、生産能力を上げるため、搬送速度が速く、第２整列コンベア２２２および第３整列コンベア２２３が商品挿入時以外は搬送動作を行っている場合、第２整列コンベア２２２が先行の商品群を搬送しているときに、後続の商品群の先頭が第２整列コンベア２２２に接触し、第２整列コンベア２２２側に引き込まれる虞がある。

そこで、コントローラ４０は、第２整列コンベア２２２が搬送動作をしている間は、第１整列コンベア２２１の下流端２２１ｂに対して第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａの位置が第１状態のときよりも下がった状態である第２状態へ切り替えている。

図４Ｄ、図４Ｅ及び図４Ｆは、第２整列コンベア２２２が第２状態であるときの商品整列部２２の正面図であり、図４Ｄ、図４Ｅ及び図４Ｆそれぞれにおいて、第１整列コンベア２２１の搬送面上の商品Ｇが第２整列コンベア２２２に接近している様子を示している。

図４Ｄ、図４Ｅ及び図４Ｆにおいて、第２状態では、第２整列コンベア２２２の搬送面が第１整列コンベア２２１の下流端２２１ｂより下方となるまで第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａが矢印方向に降下している。

制御的には、コントローラ４０が、商品Ｇの群の最後の商品Ｇが第１整列コンベア２２１の搬送面から第２整列コンベア２２２の搬送面に載った後、第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａを下げている。

図４Ｄ〜図４Ｆに示すように、第２整列コンベア２２２が先行する一群の商品Ｇを搬送している間、或いは、第３整列コンベア２２３上の一群の商品Ｇが未だ起立していない状態のときであっても、後続の商品群の先頭の商品Ｇが第２整列コンベア２２２に接近している。

しかし、第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａが降下しているので、後続の商品群の先頭は第２整列コンベア２２２に接触することはなく、第２整列コンベア２２２側に引き込まれず、商品群の集積の列が乱れることも抑制される。

図４Ｇは、整列した一群の商品Ｇが第３整列コンベア２２３上で起立状態に入ったときの商品整列部２２の正面図である。図４Ｇにおいて、第３整列コンベア２２３の搬送方向終端部には、搬送面が鉛直方向に移動する起立コンベア２３１が配置されている。なお、図４Ａ〜図４Ｆでは、説明の便宜上、起立コンベア２３１の記載を省略している。

一群の商品Ｇは、第２整列コンベア２２２から第３整列コンベア２２３上に載った後は、鉛直方向に移動する起立コンベア２３１の搬送面によって先頭の商品Ｇが立ち上がり、続いて後続の商品Ｇも立ち上がる。

第３整列コンベア２２３で一群の商品Ｇが起立状態にあるとき、第２整列コンベア２２２の搬送面には商品Ｇは存在せず、第１整列コンベア２２１から商品Ｇを受け入れることができる。さらに、第１整列コンベア２２１上には次の一群の商品Ｇの先頭が第２整列コンベア２２２に接近し落下しそうなタイミングになっている。それゆえ、第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａが上昇し、第２整列コンベア２２２は第２状態となり、一群の商品Ｇの先頭を支えることができる。

この第２整列コンベア２２２の昇降動作のタイミングは、後半の「（５）制御」の欄で説明する。

なお、本実施形態では、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｇに示すように、第１状態では、第１整列コンベア２２１および第２整列コンベア２２２の搬送面は共に傾斜している。そして、図４Ｄ、図４Ｅ及び図４Ｆに示すように、第２状態では、第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａのみが降下し、第２状態における第２整列コンベア２２２の搬送面は略水平である。

また、コントローラ４０は、商品Ｇのサイズ（例えば、袋サイズ）によって第２状態への切替えを実行するか否かを決定してもよいし、要求される生産能力によって第２状態への切替えを実行するか否かを決定してもよい。

（３−２−３）第３整列コンベア２２３
第３整列コンベア２２３は、第１整列コンベア２２１及び第２整列コンベア２２２で整列した商品Ｇの一群を待機しているダンボール箱Ｂの開口の手前まで搬送する。第３整列コンベア２２３は、以下に説明する商品挿入部２３の一要素を兼ねている。

（３−３）商品挿入部２３
商品挿入部２３は、第３整列コンベア２２３で一列に整列した一群の商品Ｇの先頭と最後尾とを挟んで一群の商品Ｇを丸ごとダンボール箱Ｂ内に挿入する。図２Ｂに示すように、商品挿入部２３は、整列した一群の商品Ｇを挟むために、起立コンベア２３１と、押寄板２３３と、挿入板２３５とを有している。

（３−３−１）起立コンベア２３１
起立コンベア２３１は、第３整列コンベア２２３の下流端上に設けられ、列を成して搬送されて来る商品Ｇの進行を阻止する。起立コンベア２３１は、その搬送面が常に商品Ｇの搬送方向と直交するように配置されている。

図５Ａは、整列した一群の商品Ｇを起立させる直前の第３整列コンベア２２３周辺の正面図である。また、図５Ｂは、図５Ａの整列した一群の商品Ｇを起立させた状態の第３整列コンベア２２３周辺の正面図である。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、起立コンベア２３１は、商品Ｇが起立コンベア２３１の搬送面に接触する少し前から、その搬送面が鉛直上方へ移動している。そして、先頭の商品Ｇの先端が起立コンベア２３１の搬送面に接触したとき、商品Ｇには先端に上向きの力が作用し、さらに第３整列コンベア２２３による水平移動も継続しているので、先頭の商品Ｇは確実に起き上がることができる。

（３−３−２）押寄板２３３
押寄板２３３は、一列に整列したＮ個の商品Ｇの最後尾を押して、起立コンベア２３１とで挟んで起立させる。

押寄板２３３は、第３整列コンベア２２３の上流端側に設けられているが、商品Ｇの列が第２整列コンベア２２２から第３整列コンベア２２３へ移動している間は、平面部が商品Ｇの搬送方向と平行になるように第３整列コンベア２２３の脇に収容されている。また、押寄板２３３は、列の最後尾の商品Ｇが第２整列コンベア２２２から第３整列コンベア２２３へ完全に移った際に、平面部が商品Ｇの搬送方向と直交するように回動する。さらに、押寄板２３３は、列の最後尾の商品Ｇを押して列全体を起立コンベア２３１側へ寄せる。

このとき、起立コンベア２３１の搬送面は鉛直上方に移動しているので、列の先頭の商品Ｇは起立コンベア２３１の搬送面に沿って起立し、次の商品Ｇは起立した先頭の商品Ｇに沿って起立する。後続の商品Ｇも同様の動作で連鎖して起立するので、Ｎ個の商品Ｇは起立状態で整列する。

また、商品挿入部２３は、挿入板２３５を介して、起立状態のＮ個の商品Ｇを一括してダンボール箱Ｂ内に押し込む。挿入板２３５は、第３整列コンベア２２３を挟んでダンボール箱Ｂの位置と反対側に位置している。第２整列コンベア２２２側から視たととき、第３整列コンベア２２３の右側にダンボール箱Ｂの開口面が位置し、第３整列コンベア２２３の左側に位置する。

（３−３−３）挿入板２３５
挿入板２３５は、平面部をダンボール箱Ｂの開口に対向させて待機しており、Ｎ個の商品Ｇは起立状態になった後、それらをダンボール箱Ｂに開口面に向かって押し、Ｎ個の商品Ｇをダンボール箱Ｂに開口から底に向かって一挙に挿入する。挿入板２３５は、起立コンベア２３１と押寄板２３３との間を横切ってダンボール箱Ｂに開口面まで進行する。

（４）箱詰工程Ｐ３の詳細構成
箱詰工程Ｐ３は、商品Ｇをダンボール箱Ｂに受け入れる商品受入部３１と、ダンボール箱の開口が上を向くように姿勢を変換する第２姿勢変換部３２と、商品Ｇの箱詰が完了したダンボール箱Ｂを搬送しながらダンボール箱Ｂの開口を閉じる封函部３３とを有している。

（４−１）商品受入部３１
商品受入部３１は、ダンボール箱Ｂを第１姿勢に維持し、ダンボール箱Ｂの開口を、商品挿入部２３の挿入板２３５に対向させて待機させる。商品挿入部２３において起立状態になったＮ個の商品Ｇは、挿入板２３５によってダンボール箱Ｂに開口面に向かって押しだされるので、商品受入部３１はそのＮ個の商品Ｇがダンボール箱Ｂに開口から底に向かって完全に挿入されるまで、その位置に待機する。

第１層目のＮ個の商品Ｇがダンボール箱Ｂに挿入されると、所定距離だけ降下する。そして、第２層目のＮ個の商品Ｇを受け入れるために、ダンボール箱Ｂの開口のうち第１層目より上の空間の開口を挿入板２３５に対向させて待機させる。

上記のような動作を繰り返して、第ｉ層目のＮ個の商品Ｇがダンボール箱Ｂに挿入されて、ダンボール箱Ｂへの商品の受け入れが完了する。

（４−２）第２姿勢変換部３２
図２Ｂに示すように、第２姿勢変換部３２は、商品Ｇの詰められたダンボール箱Ｂの姿勢を、開口を上に向けた姿勢へ変換する姿勢変換機構３２１を有している。

姿勢変換機構３２１は、それまで鉛直にしていた開口面を水平にして、すなわち、開口面が上を向くようにダンボール箱Ｂを回転させる。姿勢変換機構３２１は、ダンボール箱Ｂの側面及び底面を同時に吸着する吸着盤付きのＬ字状部材で保持し、Ｌ字状部材が９０°回転することで、ダンボール箱Ｂが回転する。

（４−３）封函部３３
図２Ｂに示すように、封函部３３は、ダンボール箱Ｂを搬送する排出コンベア３３０と、ダンボール箱Ｂの開口を囲むフラップを閉じるフラップ閉塞機構３４０（図６Ａ参照）と、ダンボール箱の側面を押す側面押し機構３５５（図７Ｄ参照）と、フラップで閉じられた開口を封止するテープ貼付機３８０とを有している。

（４−３−１）排出コンベア３３０
ダンボール箱Ｂは、姿勢変換機構３２１によって９０°回転させられた際に、開口を上に向けた状態で排出コンベア３３０に載せられる。排出コンベア３３０は、ダンボール箱Ｂを排出位置まで搬送する。

（４−３−２）フラップ閉塞機構３４０
図６Ａは、ダンボール箱Ｂが搬送されていないときのフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。また、図６Ｂは、ダンボール箱Ｂが搬送されてきたときのフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。

また、図６Ｃは、後フラップＺｆａｂが折り込まれる途中のフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。さらに、図６Ｄは、折り込みバー３７０ａが最下点まで降下したときのフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。

図６Ａ〜図６Ｃにおいて、フラップ閉塞機構３４０は、前フラップ折り込み部材３５０と、後フラップ折り込み部材３６０と、左右フラップ折り込み部材３７０を有している。ダンボール箱Ｂは、長手方向が搬送方向と平行となるように排出コンベア３３０に載せられており、先ず、前フラップ折り込み部材３５０が搬送方向側から視て開口の前辺に位置する前フラップＺｆａａを閉じる。次に、後フラップ折り込み部材３６０が搬送方向側から視て開口の後辺に位置する後フラップＺｆａｂを閉じる。次に、左右フラップ折り込み部材３７０が搬送方向側から視て開口の左辺及び右辺に位置する左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒを閉じる。

なお、フラップ閉塞機構３４０は、前フラップＺｆａａの折り込み前に、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前縁を左右フラップ起し部材３４５に当てて、外側に開いた左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒが内側に傾斜させる。

（４−３−２−１）左右フラップ起し部材３４５
左右フラップ起し部材３４５は、固定された一対の延伸部材であり、先端に向うほど互いに外側下方へ離れる構成である。左右フラップ起し部材３４５は、２つの先端部で搬送されてくるダンボール箱Ｂの左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒを待ち受け、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前端が先端部に接触したのちは、前端が左右フラップ起し部材３４５に沿って進むので、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒはすくい上げられ、互いに近づくように内側に傾斜する。

（４−３−２−２）前フラップ折り込み部材３５０
図６Ａにおいて、前フラップ折り込み部材３５０は、第１傾斜面３５１と、第２傾斜面３５２と、水平面３５３とを有している。

第１傾斜面３５１は、水平面に対して約５０°上向きの傾斜面である。第２傾斜面３５２は、水平面に対して約１５°上向きの傾斜面である。第１傾斜面３５１の下端は第２傾斜面３５２の上端と繋がり、第２傾斜面３５２の下端は水平面３５３の一端と繋がっている。

図６Ｂにおいて、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａの前縁が前フラップ折り込み部材３５０の第１傾斜面３５１に当たり、前フラップＺｆａａの前縁が後方（図６Ｂの白抜矢印の方向）へ倒される。

ダンボール箱Ｂがさらに搬送されることによって、倒れた前フラップＺｆａａの上面が第２傾斜面３５２によってさらに倒される。その後、ダンボール箱Ｂがさらに搬送されることによって、前フラップＺｆａａの上面が水平面３５３によって略水平になるまで倒され、前フラップＺｆａａの折り込みが完了する。

（４−３−２−３）側面押し機構３５５
図７Ａは、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが前フラップ折り込み部材３５０に接触する直前のフラップ閉塞機構３４０周辺である。図７Ｂは、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが前フラップ折り込み部材３５０によって折り込まれているときのフラップ閉塞機構３４０周辺である。

図７Ａ及び図７Ｂにおいて、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａの前端が前フラップ折り込み部材３５０の第１傾斜面３５１の当たったときに、その反動でダンボール箱Ｂの前方が浮き上がる虞がある。

また、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａの前端が前フラップ折り込み部材３５０の第１傾斜面３５１の当たったときに、ダンボール箱Ｂの搬送に制動がかかるため、ダンボール箱Ｂの後方が浮き上がる虞もある。

そこで、本実施形態では、ダンボール箱Ｂの浮き上がりを防止するため、図７Ａ及び図７Ｂにおいてダンボール箱Ｂの不可視側の側面を押すことができる側面押し機構を設けている。

図７Ｃは、側面押し機構３５５の周辺の斜視図である。また、図７Ｄは、側面押し機構の斜視図である。

図７Ｃ及び図７Ｄにおいて、排出コンベア３３０の側方には、排出コンベア３３０上を流れるダンボール箱Ｂの下部側面を排出コンベア３３０に沿って案内するガイド板３３１が設けられているが、搬送方向におけるガイド板３３１の上流側に、側面押し機構３５５が設けられている。

側面押し機構３５５は、側面押し部材３５６と、側面押し用エアシリンダ３５７と、支持軸ガイド３５８とを含んでいる。側面押し部材３５６は、摩擦面３５６ａを有している。摩擦面３５６ａは、通常、ガイド板３３１と同一平面上に位置する。

側面押し用エアシリンダ３５７は、空気圧で往復移動するピストン３５７ａを有している。ピストン３５７ａは、側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａを排出コンベア３３０の搬送面上へ押し出せるように、側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａの反対側に連結されている。

支持軸ガイド３５８は、支持軸３５８ａと軸受３５８ｂとを有している。支持軸３５８ａは、側面押し部材３５６を摩擦面３５６ａの反対側から支持する。軸受３５８ｂは、側面押し用エアシリンダ３５７のピストン３５７ａの移動方向に沿って支持軸３５８ａを案内する。本実施形態では、側面押し用エアシリンダ３５７の左右に一個ずつ、計２つの支持軸ガイド３５８が配置されている。

側面押し用エアシリンダ３５７のピストン３５７ａだけでは、側面押し部材３５６の姿勢を安定させることが困難であるので、ピストン３５７ａの両側から支持軸ガイド３５８の支持軸３５８ａが側面押し部材３５６を支持することによって、側面押し部材３５６は安定した姿勢で往復移動することができる。

また、側面押し機構３５５の機能は、ダンボール箱Ｂの浮き上がりを防止する役目も負っているだけでなく、後フラップ折り込み時にダンボール箱Ｂが前方に滑ることを防止する機能も果たしている。

上記のような構成において、コントローラ４０は、ダンボール箱Ｂが側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａを通過する際に、側面押し用エアシリンダ３５７に対して所定の力が作用するように、側面押し用エアシリンダ３５７のピストン３５７ａをダンボール箱Ｂの側面の方向へ前進させている。

その所定の力は、ダンボール箱Ｂの搬送を阻害しない程度であって、且つ、ダンボール箱Ｂの前方又は後方が浮き上がらない程度に設定されており、約２０Ｎが好ましい。

ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが第１傾斜面３５１で後方へ折られるときには、ダンボール箱Ｂの側面は側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａから離れるので、コントローラ４０は側面押し用エアシリンダ３５７への圧力供給を停止する。

なお、図７Ａ〜図７Ｄにおいて、排出コンベア３３０の側方で、側面押し機構３５５よりも上流側には、側面押し機構３５５と同様の機構を有する姿勢調整押し機構３３６が配置されている。

姿勢調整押し機構３３６は、姿勢変換機構３２１によって９０°回転させられて排出コンベア３３０に載せられたダンボール箱Ｂの姿勢を、その側面を押すことによって、排出コンベア３３０の搬送方向に沿う姿勢に強制するものである。

（４−３−２−４）後フラップ折り込み部材３６０
図６Ｃにおいて、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが前フラップ折り込み部材３５０の水平面３５３の下方に進入するタイミングで、後フラップ折り込み部材３６０が後フラップＺｆａｂを折り込む。

後フラップ折り込み部材３６０は、エアシリンダ３６５によって回動する部材であり、三角形に曲げ加工された押え板３６０ａと、押え板３６０ａにエアシリンダ３６５のピストンの変位を伝える伝達棒３６０ｂとを有している。

コントローラ４０は、ダンボール箱Ｂの前フラップＺｆａａが前フラップ折り込み部材３５０の水平面３５３の下方に進入したと判断したときにエアシリンダ３６５を駆動させ、押え板３６０ａを図６Ｃ正面視で時計方向に回動させる。

図７Ｂに示すように、押え板３６０ａは後フラップＺｆａｂの上面を押えながら回動し、押え板３６０ａが９０°回動したとき後フラップＺｆａｂは略水平に折り込まれた状態となる。

（４−３−２−５）左右フラップ折り込み部材３７０
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、左右フラップ折り込み部材３７０は、折り込みバー３７０ａと、２つのアーム３７０ｂとを有している。折り込みバー３７０ａは、前フラップ折り込み部材３５０の水平面３５３よりも高い位置で待機している。

アーム３７０ｂの一端は折り込みバー３７０ａに連結されている。また、アーム３７０ｂは、折り込みバー３７０ａの長手方向と交差するように且つ折り込みバー３７０ａよりも高い位置まで延び、もう一方の端が折り込み用エアシリンダ３７５で動作するクランクシャフト３７７に接続されている。

実際には、左右フラップ折り込み部材３７０は図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃの正面視手前側と奥側に配置されており、各折り込みバー３７０ａの先端を上向き、且つ後端より外側に向けて待機している。つまり、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒそれぞれに一つの折り込みバー３７０ａが対応する。

また、図８は、ダンボール箱Ｂの左フラップＺｆａｌが折り込みバー３７０ａに接触しているときのフラップ閉塞機構３４０周辺の正面図である。図８において、折り込みバー３７０ａの長手方向はダンボール箱Ｂの搬送方向に対して傾いているので、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前側前縁が他のどの部分よりも先に折り込みバー３７０ａに当たる。なお、搬送方向に対する折り込みバー３７０ａの長手方向の傾斜角度は、３°〜６０°の範囲内であるが、３０°が好ましい。

コントローラ４０は、ダンボール箱Ｂの左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前縁が左右フラップ折り込み部材３７０に接触するときと略同時期に、折り込み用エアシリンダ３７５を動作させ、折り込みバー３７０ａを旋回させながら降下させる。折り込みバー３７０ａは、旋回しながら降下しているときも搬送方向に対して傾斜している。

図６Ｄにおいて、折り込みバー３７０ａが最下点まで降下したとき、折り込みバー３７０ａは図６Ｄの正面視において略水平となるので、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒを確実に折り込むことができる。

図９は、折り込みバー３７０ａが最下点まで降下したときの左右フラップ折り込み部材３７０の斜視図であって、図８の正面視とは反対の方向から視た左右フラップ折り込み部材３７０を示している。図９において、折り込み用エアシリンダ３７５のピストン３７６の先端は、クランクシャフト３７７の端部と連結されている。

折り込みバー３７０ａは、アーム３７０ｂを介してクランクシャフト３７７に連結されているので、ピストン３７６が全行程を往復移動すると、クランクシャフト３７７が回動し、折り込みバー３７０ａが旋回動作する。

折り込み用エアシリンダ３７５には、ピストン３７６の位置を検出する第１センサ３７５ａおよび第２センサ３７５ｂが取り付けられている。第１センサ３７５ａは、折り込み用エアシリンダ３７５の両端部のうちのピストン３７６の往路側に取り付けられ、第２センサ３７５ｂは、ピストン３７６の復路側に取り付けられている。

第１センサ３７５ａおよび第２センサ３７５ｂは、予めピストン３７６に装着されているマグネットに反応してオンし、コントローラ４０に対してＬｏ信号を出力し、マグネットに反応しなくなるとオフし、コントローラ４０に対してＨｉ信号を出力する。

したがって、コントローラ４０は、第１センサ３７５ａがオンしたとき、ピストン３７６が往路工程の終端に到達したと判断し、第２センサ３７５ｂがオンしたとき、ピストン３７６が復路工程の終端に到達したと判断することができる。図９は、ピストン３７６が往路工程の終端に到達した状態であり、折り込みバー３７０ａは最下点まで降下しており、正に図６Ｄの状態である。

この左右フラップ折り込み部材３７０によれば、折り込みバー３７０ａが搬送方向における左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒの前側前縁から後側に向かって徐々に折り込んでいくことができるので、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒは、予めその付け根に設けられている「折り目」に沿って確実に折り込まれる。

（４−３−３）テープ貼付機３８０
ダンボール箱Ｂの開口は、前フラップＺｆａａ、後フラップＺｆａｂ、左フラップＺｆａｌ及び右フラップＺｆａｒが折り込まれることによって塞がれ、テープ貼付機３８０によって封止される。テープ貼付機３８０は、ダンボール箱Ｂの搬送経路の排出位置寄りに設置されており、ダンボール箱Ｂが排出位置に到達する前にテープ貼りが行われる。

テープ貼付機３８０は、ダンボール箱Ｂにテープを貼付けている間、ダンボール箱Ｂの横幅方向の両側面上部を搬送方向に沿って案内する。

（４−３−３−１）案内部材３９０
図１０は案内部材３９０の斜視図であり、図８のテープ貼付機３８０を下方から見上げる方向から視たものである。図１０において、案内部材３９０は、テープ貼付機の底部にあって、案内部材３９０は、間隔を変更することができる一対の案内プレート（３９１、３９２）を有している。

一対の案内プレートの一方を第１案内プレート３９１、他方の案内プレートを第２案内プレート３９２という。第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２は、搬送方向と平行な鉛直面に対して対称であり、搬送されてくるダンボール箱Ｂの受入側端部は端に近づくほど外側に広がる傾斜面であるが、それ以外はダンボール箱Ｂの搬送方向に平行な平面である。

（４−３−３−２）案内部材３９０の間隔調整
第１案内プレート３９１は第１ブロック３９１ａを介してボールねじ３９３と繋がっている。同様に、第２案内プレート３９２は第２ブロック３９２ａを介してボールねじ３９３と繋がっている。第１ブロック３９１ａおよび第２ブロック３９２ａは、ともにボールねじ３９３と螺合している。

ボールねじ３９３では、第１ブロック３９１ａと螺合する部分３９３ａと第２ブロック３９２ａと螺合する部分３９３ｂとは、ねじ切り方向が逆向きとなっている。したがって、ボールねじ３９３が一方向に回転すると第１ブロック３９１ａおよび第２ブロック３９２ａは互いに近づく方向に平行移動し、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が狭まる。そして、ボールねじ３９３が反対方向に回転すると第１ブロック３９１ａおよび第２ブロック３９２ａは互いに離れる方向に平行移動し、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が広がる。

ボールねじ３９３の一端は、ステッピングモータ３９５に接続されている。本実施形態では、ボールねじ３９３がステッピングモータ３９５から視て時計方向に回転したときは、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が狭まり、反時計方向に回転したときは、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が広がる。

コントローラ４０は、生産開始時、又は商品切替時におけるダンボール箱サイズの入力データからダンボール箱Ｂの幅寸法を読み取り、ステッピングモータ３９５を回転させて自動的に第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔を調整している。

（５）制御
以上、箱詰システムの各部の構成をその動作とともに説明してきたが、ここでは、その中でも特殊な動作を行なう第２整列コンベア２２２の昇降制御と、エアシリンダにおけるセンサ異常時の制御と、サーボモータの原点位置センサの異常時の制御について説明する。

（５−１）第２整列コンベア２２２の昇降制御
図１１は、第１整列コンベア２２１、第２整列コンベア２２２、第３整列コンベア２２３の動作を示すタイミングチャートである。以下、図４Ａ〜図４Ｇ、及び図１１を参照しながら、第２整列コンベア２２２の昇降のタイミングについて説明する。

先ず、図４Ａ〜図４Ｃ及び図１１において、第１群の商品群のうちの１個〜４個の商品Ｇそれぞれが第１整列コンベア２２１に着地するごとに第１整列コンベア２２１はピッチＬで間欠搬送を行なう。

また、第２整列コンベア２２２は、第１整列コンベア２２１に３個目の商品Ｇが着地して第１整列コンベア２２１による３回目の間欠搬送と同時に、第２整列コンベア２２２が間欠動作を開始する。

これは、図４Ａに示すように、第１整列コンベア２２１に最初に着地した商品Ｇが第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａに載りかかり始めているからであり、第２整列コンベア２２２も同時にピッチＬで間欠搬送させることによって、商品Ｇを第２整列コンベア２２２へ受け入れる。

したがって、第１整列コンベア２２１に４個目の商品Ｇが着地し、第１整列コンベア２２１による４回目の間欠搬送と、第２整列コンベア２２２による２回目の間欠搬送があった時点で、少なくとも先頭の商品Ｇは第２整列コンベア２２２上に載っており、３番目と４番目の商品Ｇは第１整列コンベア２２１上に載っている。

そして、５個目の商品Ｇが第１整列コンベア２２１に着地した後はピッチＬよりも大きいピッチＬａで搬送する。これは、第１整列コンベア２２１に既に着地している３番目、４番目の商品Ｇと、直前に着地した５個目の商品Ｇを第２整列コンベア２２２に移すために必要な搬送量である。

第１整列コンベア２２１は、ピッチＬａの間欠搬送を終了した後は、第２群の商品Ｇを受け入れ、ピッチＬの間欠搬送を開始する。

一方、第２整列コンベア２２２は、第１整列コンベア２２１によるピッチＬａの間欠搬送の開始と同時に長ピッチＬｂの間欠搬送動作を開始する。また、第２整列コンベア２２２は、この長ピッチＬｂの間欠動作の途中で、且つ第１整列コンベア２２１がピッチＬａの間欠搬送を終了したと同時に第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａを降下させる（図４Ｄ参照）。

このように、第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａを降下させる理由は、既に第１整列コンベア２２１上に着地している第２群の１番目の商品Ｇが第２整列コンベア２２２の上流端２２２ａに接近しており、そのままでは、第１群の商品Ｇを搬送中の第２整列コンベア２２２に引き込まれるからである。

そして、第１整列コンベア２２１上に第２群の２番目の商品Ｇが着地しピッチＬの間欠搬送が完了した時点では、第１群の商品Ｇは第２整列コンベア２２２から第３整列コンベア２２３に載り移り、第１群の商品Ｇは第３整列コンベア２２３上の起立コンベア２３１によって起立状態に入っているので、第２整列コンベア２２２上には商品Ｇは存在せず、第１整列コンベア２２１からの第２群の商品Ｇを受け入れることができる状態になっている。それゆえ、第２整列コンベア２２２は、その上流端２２２ａを上昇させ、元の位置に戻す（図４Ｇ参照）。

なお、第２整列コンベア２２２の長ピッチＬｂの間欠搬送は、第１整列コンベア２２１上に第２群の２番目の商品Ｇが着地しピッチＬの間欠搬送が完了し、且つ３番目の商品Ｇが着地する前に完了する。

第３整列コンベア２２３は、第１整列コンベア２２１がピッチＬａの間欠搬送を開始すると同時に長ピッチＬｃの間欠搬送動作を開始する。そして、第１整列コンベア２２１に第２群の３個目の商品Ｇが着地しピッチＬの間欠搬送が完了し、且つ４番目の商品Ｇが着地する前に長ピッチＬｃの間欠搬送を完了する。

長ピッチＬｃの間欠搬送の期間に、第１群の１番目から５番目までの商品Ｇが第３整列コンベア２２３の搬送面上に整列を完了し、ダンボール箱Ｂへの挿入が完了する。

（５−２）エアシリンダ３７５におけるセンサ異常時の制御
箱詰システム１では、アクチュエータとして複数のエアシリンダを備えており、各エアにはピストンの位置検出用のセンサが取り付けられている。複数あるエアシリンダのいずれか１つのエアシリンダの位置検出用のセンサが故障した場合、箱詰システム１全体を停止してセンサの交換が行われる。

したがって、センサの交換が完了するまで生産が停止され、万が一、センサの在庫を切らしていた場合には、箱詰システム１の停止時間が長引き、生産性が著しく低下する。このような事態を回避するため、本実施形態では、各エアシリンダの必要動作時間を予め記憶し、センサが故障した場合でも動作時間をタイマで制御して、箱詰システムの運転を一定期間継続することができる。

以下、位置検出用のセンサ異常時の制御について、フローチャートを参照しながら説明する。ここでは、「（４−３−２−５）左右フラップ折り込み部材３７０」の欄で記載した折り込み用エアシリンダ３７５の第１センサ３７５ａ及び第２センサ３７５ｂのいずれかが故障した場合について説明する。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、センサ異常時の制御フローチャートである、図１２ＡはステップＳ１〜ステップＳ６までのフローを示し、図１２ＢはステップＳ１１〜ステップＳ１５までのフローを示している。

（５−２−１）図１２Ａのフロー説明
（ステップＳ１）
図１２Ａにおいて、コントローラ４０は、ステップＳ１で折り込み用エアシリンダ３７５の動作指令の有無を判定し、動作指令があるときはステップＳ２へ進む。

（ステップＳ２）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ２において、折り込み用エアシリンダ３７５を動作させ、ステップＳ３へ進む。

（ステップＳ３）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ３において、折り込み用エアシリンダ３７５の動作時間ｔを計時し、ステップＳ４へ進む。

（ステップＳ４）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ４において、第１センサ３７５ａ又は第２センサ３７５ｂからの検出信号が有るか否かを判定する。「（４−３−２−５）左右フラップ折り込み部材３７０」の欄で記載した通り、第１センサ３７５ａがオンしたときは、エアシリンダ３７５のピストン３７６が往路工程の終端に到達したと判断し、第２センサ３７５ｂがオンしたときは、ピストン３７６が復路工程の終端に到達したと判断することができる。

したがって、第１センサ３７５ａ又は第２センサ３７５ｂからの検出信号が有ったときはステップＳ５へ進む。

（ステップＳ５）
コントローラ４０は、ステップＳ５において、エアシリンダの動作を停止する。

（ステップＳ６）
一方、コントローラ４０は、先のステップＳ４において第１センサ３７５ａ又は第２センサ３７５ｂからの検出信号がないときはステップＳ６へ進み、動作時間ｔが所定時間ｔａに達したか否かを判定する。

ここで、所定時間ｔａとは、折り込み用エアシリンダ３７５の動作時間の設計値に誤差を加えた必要動作時間であり、コントローラ４０に内蔵のメモリ４０１（図１３参照）に記憶されている。折り込み用エアシリンダの動作時間の設計値に誤差を加えた必要動作時間は、往路工程ではｔａ＝ｔ１であり、復路工程ではｔａ＝ｔ２である。

したがって、折り込み用エアシリンダ３７５が往路工程の動作であった場合においてはｔ≧ｔ１のとき、又は、折り込み用エアシリンダ３７５が復路工程の動作であった場合においてはｔ≧ｔ２のとき、ステップＳ１１へ進む。

（５−２−２）図１２Ｂのフロー説明
（ステップＳ１１）
図１２Ｂにおいて、コントローラ４０は、ステップＳ１１において、箱詰システム１の運転を一時停止させる。なぜなら、先にステップＳ６で動作時間ｔが所定時間ｔａに到達しているにもかかわらず、第１センサ３７５ａまたは第２センサ３７５ｂから検出信号を受けなかったため、センサ異常と判断したからである。

（ステップＳ１２）
コントローラ４０は、センサ異常表示を行い、箱詰システム１のオペレータに異常を告知する。表示用のディスプレイが有る場合は、その画面に表示する。警報、音声メッセージなどで告知してもよい。

（ステップＳ１３）
次に、コントローラ４０は、タイマ制御への切替確認を行なう。具体的には、箱詰システム１のオペレータに対して、表示用のディスプレイ４００（図１３参照）を介してタイマ制御への切替を行なうか否かを問う。

（ステップＳ１４）
次に、コントローラ４０は、タイマ制御への切替確定の有無を判定し、切替確定が有ったときはステップＳ１５へ進み、切替確定がない場合は判定を継続する。切替確定は、例えば、表示用のディスプレイ４００の画面に表示された確定ボタンにタッチする構成でもよい。

（ステップＳ１５）
コントローラ４０は、ステップＳ１５において、第１センサ３７５ａまたは第２センサ３７５ｂから検出信号に頼らず、予め記憶している必要動作時間に基づいて、折り込み用エアシリンダ３７５の往路工程および復路工程の動作を制御する。

上記の制御によれば、タイマによってエアシリンダの動作を制御することができ、位置検出用のセンサの信号を無視して、箱詰システム１の運転を継続することができる。

（５−３）ステッピングモータの原点位置センサの異常時制御
折り込み用エアシリンダ３７５のようなアクチュエータは、予め記憶している必要動作時間で運転・停止の制御を行なうことができるが、モータのような機械的破壊力の大きいアクチュエータを動作時間で制御するのは危険である。

例えば、位置等がセンサ検知によって決定されるステッピングモータの場合、所定のパルスが入力されることによって必要な回転量を出力することができ、原点位置センサと組み合わせることによって、原点位置センサの位置検知信号を検知してから入力するパルス数を制御すれば、ステッピングモータに連結された可動部材を狙いの位置まで移動させることができる。

しかしながら、ステッピングモータで駆動する機構において、原点位置センサが故障した場合には、故障した原点位置センサを正常な原点位置センサへ交換するまでの間、箱詰システム１は運転停止状態となるので生産性が著しく低下する。

一方、ステッピングモータ駆動機構では、一度位置設定すれば、次の商品切替までは位置設定をし直す必要のないので、オペレータが手動で位置設定を行ってもよい、という事情もある。

そこで、本実施形態では、応急的な措置として、ステッピングモータの原点位置センサの異常時制御について、図面を参照しながら、具体的に説明する。

図１３は、図１０に示すステッピングモータ３９５等のアクチュエータの制御ブロック図である。図１３において、コントローラ４０には、ステッピングモータ３９５によって駆動されるボールねじ３９３の原点位置センサ３９５ａ等の各種センサが接続される。

既に説明した「（４−３−３−２）案内部材３９０の間隔調整」に記載の通り、ボールねじ３９３がステッピングモータ３９５から視て時計方向に回転したときは、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が狭まり、反時計方向に回転したときは、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔が広がる。

メモリ４０１には、原点位置からのステッピングモータ３９５の回転量（入力パルス数）に対する、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔との関係が記憶されており、コントローラ４０は、生産開始時、又は商品切替時におけるダンボール箱サイズの入力データからダンボール箱Ｂの幅寸法を読み取り、ステッピングモータ３９５を回転させて自動的に第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔を調整している。

判定部４０２が原点位置センサ３９５ａを異常と判定したとき、モード切替部４０３が、表示部としてのディスプレイ４００に、原点位置センサ３９５ａの異常を表示し、好ましくは「第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整の自動モードが不可能である」旨を表示し、「第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整を手動で行なうか否か」を問う表示を行なう。

なお、判定部４０２が原点位置センサ３９５ａを異常と判定する具体例として、ステッピングモータ３９５に十分なパルスが入力されているにもかかわらず、検知するべき位置信号が原点位置センサ３９５ａから出力されない場合に、判定部４０２が原点位置センサ３９５ａを異常と判定する。

オペレータは、原点位置センサ３９５ａの交換をすぐに行える場合は、手動モードへの切替を確定せずに、正常な原点位置センサ３９５ａへ交換し、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整を自動モードで行なえばよい。

一方、原点位置センサ３９５ａの在庫がなく、取り寄せに時間がかかる場合には、それまでの応急措置として、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整を手動で行なう手動モードを選択した上でディスプレイ４００の画面上に表示される確定ボタンを押して、手動モードへの切替を確定する。

これによって、ボールねじ３９３の原点位置センサ３９５ａが故障しても、第１案内プレート３９１と第２案内プレート３９２との間隔調整を手動モードへ切り替えることによって、原点位置センサ３９５ａの信号を無視して、箱詰システム１の運転を継続することができる。

（６）変形例
ここでは、上記実施形態に記載することができなかった、一部の構成のみを変更した変形例について説明する。

上記「（４−３−２−３）側面押し機構３５５」の欄では、側面押し部材３５６の摩擦面３５６ａがダンボール箱Ｂの側面を押すことによって、摩擦面３５６ａとダンボール箱Ｂの側面とが擦れ合う構成を採用している旨を説明した。

しかしながら、側面押し機構３５５の機能としては、ダンボール箱Ｂの前方または後方の浮き上がりを防止することであるので、他の構成でその機能を実現してもよい。

（６−１）
例えば、摩擦面３５６ａに替えて回転可能なローラでダンボール箱Ｂの側面で押してもよい。

ローラの回転軸を鉛直にすれば、ダンボール箱Ｂの側面と擦れ合うことによってローラは回転するので、搬送中のダンボール箱Ｂの側面に擦り跡が付くことを抑制することができる。

（６−２）
また、摩擦面３５６ａをダンボール箱Ｂの搬送方向に移動する構成とすることによって、摩擦面３５６ａがダンボール箱Ｂの側面を押えながら一緒に移動するので、摩擦面３５６ａがダンボール箱Ｂの側面との擦れが抑制され、搬送中のダンボール箱Ｂの側面に擦り跡が付くことを抑制することができる。

（７）本実施形態の特徴
（７−１）
箱詰システム１では、ダンボール箱取り扱い領域ＤＨＡと商品取り扱い領域ＧＨＡとを完全に分けることができるので、レイアウト編成が容易となり、生産実体に合わせてレイアウト変更ができ、箱詰システム１全体の設置面積の増大の抑制にも貢献する。

（７−２）
箱詰システム１では、製函用シートであるダンボール箱材Ｚを、拡げられたときに開口が上を向くように配置して収容することによって、箱材収容部１１にストックされるダンボール箱材Ｚの高さはストック量に関係なく一定であるので、基本的に収容する数量を制限する必要がなく、ダンボール箱材Ｚを補充しても［ダンボール箱材Ｚの厚み寸法×補充数量］の長さ分、後方に延びるに過ぎない。

（７−３）
箱詰システム１では、ダンボール箱Ｂが搬送方向に向かって開口した姿勢となるので、ダンボール箱Ｂの開口に向かって商品を供給することによって商品Ｇの横入れをすることができる。

（７−４）
箱詰システム１では、例えば、製函部１２が２階、封函部３３が１階となるような階層型ライン構成にすることによって、ダンボール箱取り扱い領域ＤＨＡの設置面積を小さくすることができる。

（７−５）
箱詰システム１では、製函部１２、第１姿勢変換部１３、商品受入部３１、第２姿勢変換部３２および封函部３３が、共通の枠１０によって支持されており、１つの纏まった機体となり、省スペースで見栄えもよい。

１ 箱詰システム（製函・箱詰め・封函装置）
１０ 枠
１１ 箱材収容部（収容部）
１２ 製函部
１３ 第１姿勢変換部
２２ 商品整列部
２３ 商品挿入部
３３ 封函部
ＤＨＡ ダンボール箱取り扱い領域
ＧＨＡ 商品取り扱い領域
Ｇ 商品
Ｚ ダンボール箱材（製函用シート）

特開２００５−１４５５５８号公報 特開２０１５−１５７６５０号公報

Claims (6)

1. ダンボール箱を平面状に折り畳んだ製函用シートを一方向に開口した箱に組み立て、商品を受け入れた後、前記開口を閉じて封函する、ダンボール箱取り扱い領域と、
   複数の商品を整列させ、所定数量の前記商品を集積した状態で前記開口から前記箱内へ押し込む、商品取り扱い領域と、
   を含み、
   前記ダンボール箱取り扱い領域と前記商品取り扱い領域とが、互いに独立して分離可能な状態で接続されている、
   製函・箱詰め・封函装置。
2. 前記ダンボール箱取り扱い領域は、
   前記製函用シートを、拡げられたときに開口が上を向くように配置して収容する収容部と、
   一枚ずつ前記製函用シートを上に移動させ、角筒上に展開した後、底側を閉じて、上向きに開口する箱を形成する製函部と、
   前記商品取り扱い領域側に前記箱の開口を向けた第１姿勢となるように前記箱の姿勢を変換する第１姿勢変換部と、
   前記第１姿勢の前記箱を下降させて前記商品を前記箱内に受け入れる商品受入部と、
   前記第１姿勢の前記箱の開口が上を向くように前記箱の姿勢を変換する第２姿勢変換部と、
   前記箱の開口を閉じて封止する封函部と、
   を有する、
   請求項１に記載の製函・箱詰め・封函装置。
3. 前記第１姿勢変換部は、前記箱を搬送方向に９０°回転させる、
   請求項２に記載の製函・箱詰め・封函装置。
4. 前記製函部が前記箱を形成する際の搬送方向と、前記封函部が前記箱の開口を封止する際の搬送方向とが、互いに反対方向である、
   請求項２に記載の製函・箱詰め・封函装置。
5. 前記商品取り扱い領域は、
   前記商品それぞれの一部が隣接する前記商品の一部と厚み方向に重なるように整列させる集積動作を行いながら、前記第１姿勢で下降した前記箱の手前まで搬送する商品整列部と、
   集積された前記商品を前記第１姿勢の前記箱内に押し入れる商品挿入部と、
   を有する、
   請求項２に記載の製函・箱詰め・封函装置。
6. 前記製函部、前記第１姿勢変換部、前記商品受入部、前記第２姿勢変換部および前記封函部は、共通の枠によって支持されている、
   請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の製函・箱詰め・封函装置。

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