JP2020132271A - 蓋形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、ダンボール箱のフラップのスリットに他のフラップの一部が挿入され易い構成の蓋形成装置を提供することにある。【解決手段】蓋形成装置３４０では、折り曲げられた第２大フラップＺｆａ２が伸ばされることによって第２大フラップＺｆａ２の先端が第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラッＰＺｆａ４のスリットＳｌｔ４に進入するので、第２大フラップＺｆａ２に余計な負荷がかからず、第２大フラップＺｆａ２が座屈することもなく、その先端が第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラッＰＺｆａ４のスリットＳｌｔ４に挿入され易くなる。【選択図】図７Ｂ

Description

本発明は、蓋形成装置に関し、特に、ダンボール箱の蓋形成装置に関する。

従来、ダンボール箱の蓋を形成する装置として、ダンボールの開口の縁に設けられたフラップ群のうち先に折り込まれるフラップに予めスリット等を形成しておき、後に折り込まれるフラップの先端をそのスリットに挿入する装置が知られている。例えば、特許文献１（特公昭５８−３８８１号公報）に記載の自動封函装置では、先に折り込まれる第１フラップに予め長孔を形成しておき、後に折り込まれる第２フラップを折り曲げてから第２フラップの先端を第１フラップの上面に沿わせ、その折り曲げ部を押し込むことによって第２フラップの先端がその長孔に挿入される、という仕組みである。

しかしながら、ダンボール箱の中には再利用されるものもあり、フラップ自体が当初の硬さや強度を維持していない場合がある。かかる状態の第２フラップを折り曲げてその折り曲げ部を押し込むと、強度の弱い先端で第２フラップが座屈して、第２フラップの先端が第１フラップの長孔に挿入されない虞がある。

本発明の課題は、ダンボール箱のフラップのスリットに他のフラップの一部が挿入され易い構成の蓋形成装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係る蓋形成装置は、ダンボール箱の開口の縁に片持梁状に設けられたフラップ群のうち、スリットが形成された第１フラップと、山状に折り曲げられた後に伸ばされる第２フラップとによってダンボール箱の蓋を形成する蓋形成装置であって、第１折り込み機構と、第２折り込み機構とを備えている。第１折り込み機構は、第１フラップを、開口を閉じる方向に折り込む。第２折り込み機構は、第２フラップを山状に折り曲げて伸ばし、第２フラップを伸ばす過程で第２フラップの一部を第１フラップのスリットに挿入する。第２折り込み機構は、第１保持部と、第２保持部とを含んでいる。第１保持部は、第２フラップに予め設定されている折り曲げラインよりも自由端寄りの第１面を保持する。第２保持部は、折り曲げラインよりも固定端寄りの第２面を保持する。

この蓋形成装置では、第２フラップの折り曲げ部が伸ばされることによって第２フラップの先端が第１フラップのスリットに進入するので、第２フラップに余計な負荷がかからず、第２フラップが座屈することもなく、その先端がスリットに挿入され易くなる。

本発明の第２観点に係る蓋形成装置は、第１観点に係る蓋形成装置であって、第２折り込み機構が、第１保持部および第２保持部によって第２フラップを保持し、第２フラップの第１面と第２面との相対角度が所定角度に縮まるまで第１保持部および第２保持部それぞれを個別に移動させて、第２フラップを折り曲げる。

この蓋形成装置では、第２フラップの第１面と第２面とを個別に移動させるので、双方の面に等しく負荷をかけることができ、折り曲げ不良が低減される。

本発明の第３観点に係る蓋形成装置は、第１観点又は第２観点に係る蓋形成装置であって、第２折り込み機構が、折り曲げられた第２フラップの先端を第１フラップの上面に沿わせながら、第２フラップの第１面と第２面との相対角度が広がる方向に第１保持部および第２保持部それぞれを個別に移動させ、第２フラップの自由端を第１フラップのスリットへ導く。

この蓋形成装置では、第２フラップの先端を第１フラップの上面に沿わせながら、第２フラップの第１面と第２面との相対角度が広がる方向に伸ばすので、第２フラップには余計な負荷がかかっておらず、第２フラップの先端は変形することもなく、滑らかに第１フラップのスリットに挿入される。

本発明の第４観点に係る蓋形成装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る蓋形成装置であって、第１保持部が第１面を吸着する第１吸着器を有している。また、第２保持部が第２面を吸着する第２吸着器を有している。

この蓋形成装置では、吸着方式であるので、機械的につかむ場合に比べてフラップへの応力集中が緩和され、変形等を抑制することができる。

本発明の第５観点に係る蓋形成装置は、第４観点に係る蓋形成装置であって、第１保持部が第１吸着器の周囲の一部を囲む第１カバーを有している。また、第２保持部が第２吸着器の周囲の一部を囲む第２カバーを有している。
請求項４に記載の蓋形成装置。

この蓋形成装置では、第２フラップを折り曲げる際、第１吸着器は第１面を、第２吸着器は第２面を吸着するだけで、折り曲げ時の第１面への力伝達は第１カバーが、第２面への力伝達は第２カバーが担うので、第１吸着器および第２吸着器が摩擦により損傷することが抑制される。

本発明の第６観点に係る蓋形成装置は、第４観点に係る蓋形成装置であって、第１吸着器が、第１面を吸着した後の第１面を開放する時機を選択的に切り換える。また、第２吸着器が、第２面を吸着した後の第２面を開放する時機を選択的に切り替える。

本発明の第７観点に係る蓋形成装置は、第１観点に係る蓋形成装置であって、第２折り込み機構が第１動作と第２動作とを行う。第１動作は、山状に折り曲げられた第２フラップの第１面の所定部分をスリットに挿入する動作である。第２動作は、第１動作の後に第２フラップを伸ばして、スリットに挿入された所定部分をスリットの奥側に向けてさらに挿入する動作である。

この蓋形成装置では、ダンボール箱の再利用などによって第１フラップのスリットに歪が生じていても、第２フラップの第１面の所定部分がスリットに挿入された状態から第２フラップが伸びることによって、第１面の所定部分が確実にスリットからさらに奥側へ挿入される。

本発明の第８観点に係る蓋形成装置は、第７観点に係る蓋形成装置であって、第２折り込み機構が、第１動作の際に、第１挿入状態を形成した後、第２挿入状態を形成する。第１挿入状態は、所定部分のうち第１面の自由端から第１寸法離れた第１範囲までがスリットに挿入される状態である。第２挿入状態は、所定部分のうち第１面の自由端から第１寸法よりも小さい第２寸法離れた第２範囲までがスリットに挿入される状態である。

この蓋形成装置では、ダンボール箱の袋の充填率が高い場合でも、第２フラップがスリットに深く挿入される第１挿入状態を形成することによって、第２フラップが滑り込む空間を確保することができる。

本発明の第９観点に係る蓋形成装置は、第１観点に係る蓋形成装置であって、第２折り込み機構が駆動部をさらに備えている。駆動部は、第１保持部および第２保持部を、第２フラップの第１面と第２面との相対角度が所定角度になるまで駆動する。

この蓋形成装置では、第２フラップを山状に折り曲げる際、第２フラップをスリットに挿入するために適した角度となるように第２フラップを折り曲げることができる。

本発明の第１０観点に係る蓋形成装置は、第９観点に係る蓋形成装置であって、所定角度が９０〜１２０度の範囲内に設定される。

本発明の第１１観点に係る蓋形成装置は、第１観点に係る蓋形成装置であって、第２折り込み機構を制御する制御部をさらに備えている。第２折り込み機構は、第１駆動部と、第２駆動部と、第３駆動部と、計測部とをさらに含んでいる。第１駆動部は、第２フラップを第２面の固定端まわりに回動させる。第２駆動部は、第１保持部および第２保持部による第２フラップの第１面および第２面の保持および開放を行う。第３駆動部は、第１保持部および第２保持部を、第２フラップの第１面と第２面との相対角度が所定角度になるまで駆動する。計測部は、少なくとも第３駆動部の動作時間を計測して制御部に出力する。制御部は、第３駆動部の動作時間に基づき第１駆動部の動作および／または第２駆動部の動作を調整する。

この蓋形成装置では、第３駆動部の動作が不安定で第２フラップの第１面と第２面とが所定角度になるまでの時間が安定していないときでも、第１駆動部および第２駆動部が第３駆動部の動作時間に適した動作を行うことによって、第２折り込み機構の一連の動作が安定する。

本発明の第１２観点に係る蓋形成装置は、第１１観点に係る蓋形成装置であって、第１駆動部がサーボモータであり、第３駆動部がエアシリンダである。

本発明の第１３観点に係る蓋形成装置は、第１観点に係る蓋形成装置であって、制御部と、検知部とをさらに備えている。制御部は、第２折り込み機構を制御する。検知部は、第２折り込み機構により折り込まれた第２フラップの、所定基準面からの高さ位置を検知して制御部に出力する。制御部は、高さ位置が所定範囲内にないと判断したとき、第２折り込み機構に再び第２フラップの折り込みを行わせる。

この蓋形成装置では、折り込み不良が発生しても、自動的にリトライするので、オペレータが装置を停止させる必要がなく、装置の稼働率の低下を抑制することができる。

本発明に係る蓋形成装置では、第２フラップの折り曲げ部が伸ばされることによって第２フラップの先端が第１フラップのスリットに進入するので、第２フラップに余計な負荷がかからず、第２フラップが座屈することもなく、その先端がスリットに挿入され易くなる。

本発明の第１実施形態に係る蓋形成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。 天フラップを折り込む前のダンボール箱の斜視図。 図３Ａにおける天フラップを折り込んでいく過程を３段階で表示した斜視図。 蓋形成装置の要部の斜視図。 第２大フラップ折り込み機構の斜視図。 第１面保持部および第２面保持部を背面側から視たときの斜視図。 第１面保持部および第２面保持部が折り込み前の第２大フラップを吸着したときの第２大フラップ折り込み機構の側面図。 第１面保持部および第２面保持部が第２大フラップを吸着して折り込みを開始したときの第２大フラップ折り込み機構の側面図。 第１面保持部および第２面保持部が第２大フラップを山状に折り曲げたときの第２大フラップ折り込み機構の側面図。 第１面保持部および第２面保持部が第２大フラップを伸ばしたときの第２大フラップ折り込み機構の側面図。 ラック・ピニオン機構によって動作するフック状部材の斜視図。 第１面の長さと第２面の長さと所定角度との関係を示す表。 コントローラ、第１吸着盤、第２吸着盤、クランク用エアシリンダのピストン、および駆動モータの電気的繋がりを示すブロック図。 第２大フラップの折り込み動作のフローチャート。 第２大フラップの通常の挿入動作を示す概略図。 ダンボール箱の中に入る袋（商品）の充填率が高い場合の、第２大フラップの挿入動作を示す概略図。 第２実施形態における第２大フラップの挿入動作を示す概略図。 第２大フラップの挿し込み動作が正常に完了しなかったときの、第２大フラップ折り込み機構の一連の動作を示す概略図。 第４実施形態における第２大フラップ折り込み機構の概略側面図。

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。

＜第１実施形態＞
（１）箱詰システム１の構成
図１は、本発明の第１実施形態に係るダンボール箱組立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１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、ダンボール箱Ｂ内における商品Ｇの姿勢は「立ち姿勢」である。つまり、ダンボール箱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
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を折り込んで底を形成し、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
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。

（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。

（３−３）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。

（４）箱詰工程Ｐ３
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て蓋をする蓋形成装置３４０とを有している。

以下、この蓋形成装置３４０について、詳細を説明する。

（５）蓋形成装置３４０
ここでは、ダンボール箱Ｂの天フラップＺｆａを折り込む動作を中心に説明する。

（５−１）ダンボール箱Ｂの天フラップＺｆａ
先ず、動作説明の前に、箱詰システム１で扱うダンボール箱Ｂについて説明する。図３Ａは、天フラップＺｆａを折り込む前のダンボール箱Ｂの斜視図である。また、図３Ｂは、図３Ａにおける天フラップＺｆａを折り込んでいく過程を３段階で表示した斜視図である。

図３Ａおよび図３Ｂにおいて、天フラップＺｆａは、互いに向かい合う一対の大フラップである第１大フラップＺｆａ１および第２大フラップＺｆａ２と、互いに向かい合う一対の小フラップである第１小フラップＺｆａ３および第２小フラップＺｆａ４を含んでいる。

第２大フラップＺｆａ２には、山状に折り曲げた際に山の頂上となる部分に予め折り曲げラインＢＬが設けられている。第２大フラップＺｆａ２のうち折り曲げラインＢＬよりも自由端寄りの面を第１面Ｆ１、折り曲げラインＢＬよりも固定端寄りの面を第２面Ｆ２という。

第１小フラップＺｆａ３および第２小フラップＺｆａ４には、第２大フラップＺｆａ２が挿入されるスリットが形成されており、第１小フラップＺｆａ３側をスリットＳｌｔ３、第２小フラップＺｆａ４側をスリットＳｌｔ４とする。

スリットＳｌｔ３，Ｓｌｔ４は、Ｌ字形状であり、第１のスリット部分をフラップの自由端側に向け且つその自由端と平行であり、第２のスリット部分を第２大フラップＺｆａ２側の側端に向け且つその側端と平行である。

図３Ｂは、天フラップＺｆａの折り込み順序を示しており、最初に第１大フラップＺｆａ１が折り込まれ、次に第１小フラップＺｆａ３および第２小フラップＺｆａ４が折り込まれ、最後に第２大フラップＺｆａ２が折り込まれる。

第２大フラップＺｆａ２を折り込むときは、折り曲げラインＢＬが頂上となるように山状に折り曲げ、スリットＳｌｔ３，Ｓｌｔ４の第２のスリット部分に第２大フラップＺｆａ２の先端を挿入してから伸ばすことによって、第２大フラップＺｆａ２がスリットＳｌｔ３，Ｓｌｔ４から第１大フラップＺｆａ１の下面に滑り込み、蓋が完成する。これによって、４つの天フラップＺｆａが互いに干渉しあってロックされる。

蓋形成装置３４０は、この天フラップＺｆａの折り込みを自動で行っている。以下、天フラップＺｆａの折り込み動作について説明する。

（５−２）蓋形成装置３４０の構成
図４は、蓋形成装置３４０の要部の斜視図である。図４において、蓋形成装置３４０は、第１大フラップ折り込み機構７１と、第１小フラップ折り込み機構７２と、第２小フラップ折り込み機構７３と、第２大フラップ折り込み機構７４とを含んでいる。

各機構の配置は、ダンボール箱Ｂの搬送方向に向かって、排出コンベア３３０の左側に第１大フラップ折り込み機構７１が配置され、排出コンベア３３０の右側に第２大フラップ折り込み機構７４が配置されている。また、ダンボール箱Ｂの搬送方向の上流側に第１小フラップ折り込み機構７２が配置され、ダンボール箱Ｂの搬送方向の下流側に第２小フラップ折り込み機構７３が配置されている。

以下、動作する順番に沿って説明する。

（５−２−１）第１大フラップ折り込み機構７１
第１大フラップ折り込み機構７１は、第１大フラップＺｆａ１を折り込む機構であって、第１折り込み板７１１、第１連結部材７１３、及び第１エアシリンダ７１５を含んでいる。

（５−２−１−１）第１折り込み板７１１
第１折り込み板７１１は、長方形の平坦な面である押さえ面７１１ａを有する板金部材である。第１折り込み板７１１は、第１大フラップＺｆａ１を折り込むための板である。

（５−２−１−２）第１連結部材７１３と第１エアシリンダ７１５
第１連結部材７１３は、第１折り込み板７１１に第１エアシリンダ７１５のピストン変位を伝達する部材である。

第１連結部材７１３の一端は、第１折り込み板７１１の一端に連結されている。第１連結部材７１３は回転軸７１３ａを有している。回転軸７１３ａは第１折り込み板７１１との連結部近傍に設けられている。

（５−２−１−３）動作
第１連結部材７１３の他端は、第１エアシリンダ７１５のピストン７１５ａの先端に接続されている。ピストン７１５ａが往復することによって、第１連結部材７１３が回転軸７１３ａを中心に回動するので、それに伴って第１折り込み板７１１がスイングする。

図４に示す第１折り込み板７１１は、第１大フラップＺｆａ１を折り込む前の待機姿勢を示している。第１エアシリンダ７１５がピストン７１５ａを引き込むと、第１連結部材７１３が第１折り込み板７１１と共に矢印Ｄ１方向に回動し、第１大フラップＺｆａ１を折り込む。

（５−２−２）第１小フラップ折り込み機構７２
第１小フラップ折り込み機構７２は、第２折り込み板７２１と、第２連結部材７２３と、第２エアシリンダ７２５とを含んでいる。

（５−２−２−１）第２折り込み板７２１
第２折り込み板７２１は、１／４円弧７２１ａを有する板金部材である。その１／４円弧７２１ａから所定距離はなれた位置に、第２連結部材７２３との接続部が設けられている。第２折り込み板７２１は、第１小フラップＺｆａ３を折り込むための板である。

（５−２−２−２）第２連結部材７２３と第２エアシリンダ７２５
第２連結部材７２３は、第２折り込み板７２１に第２エアシリンダ７２５のピストン変位を伝達する部材である。

第２連結部材７２３の一端は、第２折り込み板７２１の一端側に設けられた接続部に連結されている。第２連結部材７２３は回転軸７２３ａを有している。回転軸７２３ａは第２連結部材７２３の中央部近傍に設けられている。

（５−２−２−３）動作
第２連結部材７２３の他端は、第２エアシリンダ７２５のピストン７２５ａの先端に接続されている。ピストン７２５ａが往復することによって、第２連結部材７２３が回転軸７２３ａを中心に回動するので、それに伴って第２折り込み板７２１がスイングする。

折り込み動作前の第２折り込み板７２１は、先端が水平方向を向く位置で待機しており、図４に示す第２折り込み板７２１は、待機位置から矢印Ｄ２方向に回動し、１／４円弧７２１ａが第１小フラップＺｆａ３を折り込んだ位置で描かれている。

（５−２−３）第２小フラップ折り込み機構７３
第２小フラップ折り込み機構７３は、第３折り込み板７３１と、第３連結部材７３３と、第３エアシリンダ７３５とを含んでいる。

（５−２−３−１）第３折り込み板７３１
第３折り込み板７３１は、帯状の板金部材である。第３折り込み板７３１は、第２小フラップＺｆａ４を折り込むための板である。

（５−２−３−２）第３連結部材７３３と第３エアシリンダ７３５
第３連結部材７３３は、第３エアシリンダ７３５のピストン変位を伝達する部材である。第３連結部材７３３は板状の板金部材であって、その一端面が第３折り込み板７３１の裏面に溶接されている。それゆえ、第３連結部材７３３の主平面と第３折り込み板７３１の主平面とは垂直である。なお、第３折り込み板７３１の裏面とは、第２小フラップＺｆａ４に当たる面を表面としたとき、その反対側の面である。

第３連結部材７３３は、回転軸７３３ａを有している。回転軸７３３ａは第３連結部材７３３の端部に設けられている。そして、その回転軸７３３ａの近傍には、第３エアシリンダ７３５のピストン７３５ａを接続するための接続部材７３３ｂが連結されている。

（５−２−３−３）動作
ピストン７３５ａが往復することによって、第３連結部材７３３が回転軸７３３ａを中心に回動するので、それに伴って第３折り込み板７３１がスイングする。

図４に示す第３折り込み板７３１は、第２小フラップＺｆａ４を折り込む前の待機姿勢を示している。第３エアシリンダ７３５がピストン７３５ａを押し出すと、第３連結部材７３３が第３折り込み板７３１と共に矢印Ｄ３方向に回動し、第２小フラップＺｆａ４を折り込む。

（５−２−４）第２大フラップ折り込み機構７４
図５は、第２大フラップ折り込み機構７４の斜視図である。図５において、第２大フラップ折り込み機構７４は、第２大フラップＺｆａ２を折り込む機構であって、第１面保持部７４１、第２面保持部７４２、平行クランク７４３、クランク用エアシリンダ７４４（図６参照）及び駆動モータ７４５を含んでいる。

（５−２−４−１）第１面保持部７４１
第１面保持部７４１は、第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１（図３Ａ参照）を保持する。第１面Ｆ１は、図３Ａに示すように、第２大フラップＺｆａ２のうち折り曲げラインＢＬよりも自由端寄りの面である。

第１面保持部７４１は、第１吸着盤７４１ａと、第１カバー７４１ｂとを含む。第１吸着盤７４１ａは、中央に吸引用の孔７４１ｃが形成された円形の吸着面を有している。孔７４１ｃは、吸引チューブ（図示せず）と繋がっている。第１カバー７４１ｂは、第１吸着盤７４１ａの周囲を囲む部材である。

（５−２−４−２）第２面保持部７４２
第２面保持部７４２は、第２大フラップＺｆａ２の第２面Ｆ２（図３Ａ参照）を保持する。第２面Ｆ２は、図３Ａに示すように、第２大フラップＺｆａ２のうち折り曲げラインＢＬよりも固定端寄りの面である。

第２面保持部７４２は、第２吸着盤７４２ａと、第２カバー７４２ｂとを含む。第２吸着盤７４２ａは、中央に吸引用の孔７４２ｃが形成された円形の吸着面を有している。孔７４２ｃは、吸引チューブ（図示せず）と繋がっている。第２カバー７４２ｂは、第２吸着盤７４２ａの周囲を囲む部材である。

なお、図４，図５に示すように、搬送方向に沿って、上流側と下流側それぞれに一組の第１面保持部７４１および第２面保持部７４２が配置されている。待機状態の第１面保持部７４１および第２面保持部７４２は、第１面保持部７４１の下方に第２面保持部７４２が位置するように並び、第１吸着盤７４１ａおよび第２吸着盤７４２ａそれぞれの吸着面が同一の鉛直平面上に位置する。

なお、第２大フラップＺｆａ２を折り曲げる際、第１吸着盤７４１ａは第１面Ｆ１を、第２吸着盤７４２ａは第２面Ｆ２を吸着するだけで、折り曲げ時の第１面Ｆ１への力伝達は第１カバー７４１ｂが、第２面Ｆ２への力伝達は第２カバー７４２ｂが担う。

（５−２−４−３）平行クランク７４３とクランク用エアシリンダ７４４
図６は、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２を背面側から視たときの斜視図である。図６において、平行クランク７４３は、第１面保持部７４１の背面に配置されている。平行クランク７４３は、クランク用エアシリンダ７４４のピストン７４４ａの往復動作によって、第１面保持部７４１が第２面保持部７４２に対して所定角度だけ傾斜するように第１面保持部７４１を回動させる。

本実施形態では、ピストン７４４ａを押し出すことによって、第１面保持部７４１が第２面保持部７４２に対して９０°の角度を成すように第１面保持部７４１を回動させている。

なお、実運転時、搬送方向の上流側および下流側の第１面保持部７４１は同期して回動するが、図４〜図６では、回動前後の姿勢の差を表現するため、下流側の第１面保持部７４１は回動前の姿勢を、上流側の第１面保持部７４１は回動後の姿勢を描いている。

（５−２−４−４）駆動モータ７４５
図５に示すように、駆動モータ７４５は、蓋形成装置３４０の下流側上方に配置されている。駆動モータ７４５は、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２を支持するフレーム７４ａとリンク機構７４ｂ（図７Ｄ参照）によって繋がっており、駆動モータ７４５が回転すると、フレーム７４ａが回動するので、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２は一体的に回動する。

（６）第２大フラップ折り込み機構７４の動作
第１大フラップ折り込み機構７１によって第１大フラップＺｆａ１が折り込まれ、第１小フラップ折り込み機構７２によって第１小フラップＺｆａ３が折り込まれ、第２小フラップ折り込み機構７３によって第２小フラップＺｆａ４が折り込まれた後、第２大フラップ折り込み機構７４が第２大フラップＺｆａ２を折り込む。

図７Ａ〜図７Ｄは、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２による第２大フラップＺｆａ２の折り込み動作を描いた側面図であり、以下、これらの図面を参照しながら、第２大フラップ折り込み機構７４の動作の動作について説明する。

（６−１）吸着動作
先ず、図７Ａは、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２が折り込み前の第２大フラップＺｆａ２を吸着したときの第２大フラップ折り込み機構７４の側面図である。図７Ａにおいて、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２は、第１面保持部７４１の下方に第２面保持部７４２が位置するように並び、第１吸着盤７４１ａおよび第２吸着盤７４２ａそれぞれの吸着面が同一の鉛直平面上に位置している。このときの第１面保持部７４１と第２面保持部７４２との相対角度は１８０°とする。

第１面保持部７４１および第２面保持部７４２の前方に到達したダンボール箱Ｂの第２大フラップＺｆａ２は、図示しない他の機構によって第１面保持部７４１および第２面保持部７４２に引き寄せられる。

第１吸着盤７４１ａおよび第２吸着盤７４２ａは吸引しているので、自己の前方に接近した第２大フラップＺｆａ２の表面を吸着する。このとき、第１吸着盤７４１ａは第１面Ｆ１を吸着し、第２吸着盤７４２ａは第２面Ｆ２を吸着する。

（６−２）折り込み動作
次に、図７Ｂは、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２が第２大フラップＺｆａ２を吸着して折り込みを開始したときの第２大フラップ折り込み機構７４の側面図である。

図７Ｂにおいて、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２は第２大フラップＺｆａ２の表面を吸着したまま、ダンボール箱Ｂの内側方向に傾斜する。具体的には、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２を固定するフレーム７４ａが駆動モータ７４５によって所定角度θａ回動することによって、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２が一体的にダンボール箱Ｂの内側方向に向かって所定角度θａだけ傾斜する。

なお、所定角度θａは、ダンボール箱Ｂの箱仕様によって異なる。例えば、図９は、第１面Ｆ１の長さＡと第２面Ｆ２の長さＸと所定角度θａとの関係を示す表である。図９において、表の上欄にある図形は、第２大フラップＺｆａ２を折り曲げラインＢＬで山折りした後の第１面Ｆ１および第２面Ｆ２の側面を示している。

また、ダンボール箱Ｂの箱仕様についても、図９に示すものが全てではなく、第２大フラップＺｆａ２の長さが１９０ｍｍであるものを例示しているにすぎない。

図９に示すように、第１面Ｆ１の長さＡと第２面Ｆ２の長さＸの組合せが異なれば、それに伴って所定角度θａも変化する。

なぜなら、次に説明する山折り動作によって第２大フラップＺｆａ２は折り曲げラインＢＬに沿って折り曲げられるので、折り曲げラインＢＬの位置が変われば、第１面Ｆ１の長さＡと第２面Ｆ２の長さＸの組合せが異なるので、所定角度θａも変えて、折り曲げ後の第１面Ｆ１の先端が適切な着地点に到達するように調整する必要があるからである。

折り曲げ後の第１面Ｆ１の先端の着地点は、第２大フラップＺｆａ２の根元から距離Ｄの位置となるように、折り曲げ角度θｂが、第１面Ｆ１の長さＡ、第２面Ｆ２の長さＸ、所定角度θａおよび距離Ｄから算出される。

（６−３）山折り動作
次に、図７Ｃは、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２が第２大フラップを山状に折り曲げたときの第２大フラップ折り込み機構７４の側面図である。図７Ｃにおいて、第１面保持部７４１は、第２面保持部７４２との相対角度を上記算出された折り曲げ角度θｂとなるように回動する。

具体的には、第１面保持部７４１の背面に連結されている平行クランク７４３が、クランク用エアシリンダ７４４のピストン７４４ａの押し出し動作によって、第１面Ｆ１の先端が、先に折り込まれている第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラップＺｆａ４のスリットＳｌｔ４のうちの第１面Ｆ１の先端と平行なスリット部分の上に、又はその手前に着地するように第１面保持部７４１が回動する。

このとき、第１吸着盤７４１ａは第１面Ｆ１を吸着し、第２吸着盤７４２ａは第２面Ｆ２を吸着した状態であり、第１面保持部７４１が回動した結果、第１面Ｆ１の先端が上記スリット部分の上に、又はその手前に着地する。

なお、本実施形態では、第２大フラップＺｆａ２が鉛直面に対して所定角度θａ傾斜した後に折り曲げ角度θｂの山折り動作が行われているが、これに限定されるものではない。例えば、一旦、第２大フラップＺｆａ２の内側面が第１小フラップＺｆａ３および第２小フラップＺｆａ４の表面に接触するまで折り込んだ後、今度は逆方向に回動させながら、第１面保持部７４１と第２面保持部７４２との相対角度が折り曲げ角度θｂとなるように第１面保持部７４１を回動させてもよい。

これによって、第１面Ｆ１の先端が後退し、第１面Ｆ１の先端が上記スリット部分の上に、又はその手前に到達する。

（６−４）挿入動作
そして、図７Ｄは、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２が第２大フラップＺｆａ２を伸ばしたときの第２大フラップ折り込み機構７４の側面図である。第１面保持部７４１および第２面保持部７４２は、山状に折り曲げられていた第２大フラップＺｆａ２を平坦な平面状に伸ばす。具体的には、第１面保持部７４１と第２面保持部７４２との相対角度が１８０°となるように第１面保持部７４１が回動する。なぜなら、第１面保持部７４１の背面に連結されている平行クランク７４３が、クランク用エアシリンダ７４４のピストン７４４ａの引き込み動作によって、山折り動作とは逆の方向に９０°回動するからである。

このとき、第１吸着盤７４１ａは第１面Ｆ１を吸着し、第２吸着盤７４２ａは第２面Ｆ２を吸着した状態であり、第１面保持部７４１が第２面保持部７４２との相対角度が１８０°となるように回動した結果、第１吸着盤７４１ａが第１面Ｆ１を第２面Ｆ２から遠ざける方向に広げる。

このとき、第１面Ｆ１の先端が、第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラップＺｆａ４のスリットＳｌｔ４のうちの第１面Ｆ１の先端と平行なスリット部分から第１小フラップＺｆａ３および第２小フラップＺｆａ４の下側に進入する。

第１面Ｆ１の先端が第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラップＺｆａ４のスリットＳｌｔ４に進入する際、第１吸着盤７４１ａが吸着していた第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１を開放する第１面開放動作、および第２吸着盤７４２ａが吸着していた第２大フラップＺｆａ２の第２面Ｆ２を開放する第２面開放動作の少なくとも１つの開放動作が行われる。

なお、これらの開放動作は、第２大フラップＺｆａ２の任意の回動角度で行うことができる。第２大フラップＺｆａ２が任意の位置で開放されて第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラップＺｆａ４に進入することによって、第２大フラップＺｆａ２が自然に水平状態へ移行する。

それゆえ、第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラップＺｆａ４のスリットＳｌｔ４に第２大フラップＺｆａ２の先端が進入するタイミングが厳格でなくなる。

そして、第１面Ｆ１の先端が第１小フラップＺｆａ３および第２小フラップＺｆａ４の下側に進入した結果、第１大フラップＺｆａ１が第１小フラップＺｆａ３と第２小フラップＺｆａ４とによって両側から押さえ込まれ、その第１小フラップＺｆａ３と第２小フラップＺｆａ４が第２大フラップＺｆａ２によって上から押さえ込まれ、その第２大フラップＺｆａ２が第１大フラップＺｆａ１によって上から押さえ込まれたロック状態が完成する。これによって、封函の安定性が向上する。

（７）特徴
（７−１）
蓋形成装置３４０では、折り曲げられた第２大フラップＺｆａ２が伸ばされることによって第２大フラップＺｆａ２の先端が第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラッＰＺｆａ４のスリットＳｌｔ４に進入するので、第２大フラップＺｆａ２に余計な負荷がかからず、第２大フラップＺｆａ２が座屈することもなく、その先端が第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラッＰＺｆａ４のスリットＳｌｔ４に挿入され易くなる。

（７−２）
蓋形成装置３４０の第２大フラップ折り込み機構７４が、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２によって第２大フラップＺｆａ２を保持し、第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１と第２面Ｆ２との相対角度が所定角度（９０°）に縮まるまで第１面保持部７４１および第２面保持部７４２それぞれを個別に移動させて、第２大フラップＺｆａ２を折り曲げる。それゆえ、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２に等しく負荷をかけることができ、折り曲げ不良が低減される。

（７−３）
蓋形成装置３４０の第２大フラップ折り込み機構７４が、山状に折り曲げられた第２大フラップＺｆａ２の先端を、第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラップＺｆａ４のスリットＳｌｔ４のうちの第１面Ｆ１の先端と平行なスリット部分の上に、又はその手前の上面に沿わせながら、第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１と第２面Ｆ２との相対角度が広がる方向に第１面保持部７４１および第２面保持部７４２それぞれを個別に移動させ、第２大フラップＺｆａ２の先端を第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラップＺｆａ４のスリットＳｌｔ４へ導く。それゆえ、第２フラップには余計な負荷がかかっておらず、第２フラップの先端は変形することもなく、滑らかに第１フラップのスリットに挿入される。

（７−４）
第１面保持部７４１が第１面Ｆ１を吸着する第１吸着盤７４１ａを有し、第２面保持部７４２が第２面Ｆ２を吸着する第２吸着盤７４２ａを有しており、機械的につかむ場合に比べて第２大フラップＺｆａ２への応力集中が緩和され、変形等を抑制することができる。

（７−５）
第１面保持部７４１が第１吸着盤７４１ａの周囲の一部を囲む第１カバー７４１ｂを有し、第２面保持部７４２が第２吸着盤７４２ａの周囲の一部を囲む第２カバー７４２ｂを有している。その結果、第２大フラップＺｆａ２を折り曲げる際、第１吸着盤７４１ａは第１面Ｆ１を、第２吸着盤７４２ａは第２面Ｆ２を吸着するだけで、折り曲げ時の第１面Ｆ１への力伝達は第１カバー７４１ｂが、第２面Ｆ２への力伝達は第２カバー７４２ｂが担うので、第１吸着盤７４１ａおよび第２吸着盤７４２ａが摩擦により損傷することが抑制される。

（７−６）
第１面Ｆ１の先端が第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラップＺｆａ４のスリットＳｌｔ４に進入する際、第１吸着盤７４１ａが吸着していた第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１を開放する第１面開放動作、および第２吸着盤７４２ａが吸着していた第２大フラップＺｆａ２の第２面Ｆ２を開放する第２面開放動作の少なくとも１つの開放動作が行われる。

その結果、第２大フラップＺｆａ２が開放されて、第１面Ｆ１の先端が第１小フラップＺｆａ３のスリットＳｌｔ３および第２小フラップＺｆａ４に進入し、第２大フラップＺｆａ２が自然に水平状態へ移行する。それゆえ、スリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４に第２大フラップＺｆａ２の先端が進入するタイミングが厳格でなくなる。

（８）その他
上記実施形態に係る蓋形成装置による封函方法は、一般にスライドロックと呼ばれており、４枚の天フラップＺｆａを正規の順序で内側に折り畳まなければならない。

しかしながら、繰り返し再利用されるダンボール箱では、フラップの折り目が弱くなっており、最初に内側に折り込む第１大フラップＺｆａ１以外のフラップが先に内側に倒れていることがある。かかる場合、そのフラップを外側に引き上げて保持する機構が必要である。

単純な回転機構でフック状の部材を回転させ、内側に倒れているフラップを引っ掛けて外側に引き上げた場合、箱の長さが短いとき、対向するフラップにフックが当たって、逆にフラップを内側に倒してしまう。

それを解決するために、従来、直動エアシリンダの先端にロータリーエアシリンダを取り付け、ロータリーエアシリンダにフック状の部材を取り付けていた。直動エアシリンダが上方からフラップ先端に向かって伸びながらロータリーエアシリンダが回転し、内側に倒れたフラップを引っ掛けたところで直動シリンダが縮むことによって、フラップを外側へ引き上げて保持する仕組みである。

それによって、対向するフラップに当たることなく、内側に倒れたフラップを外側に引き上げることができる。

しかしながら、この機構では、２つのエアシリンダが必要となり、組立時にエア配管の取り回しが煩雑となる。また、フックの旋回軌道を最適にするには、２つのエアシリンダの動作速度を微調整しなければならず、エアシリンダの動作速度はエア流量の微調整によって変化するため、安定性を確保し難い。

上記課題を解決するため、水平方向に固定された１つの直動エアシリンダの先端に回転自由なピニオンギアが取り付けられる。ピニオンギアは水平方向に固定されたラックギアと噛み合い、ラック・ピニオン機構を成す。

図８は、ラック・ピニオン機構７５３によって動作するフック状部材７５１の斜視図である。図８において、ピニオンギア７５３ａが固定されているシャフト７５１ａにフック状部材７５１が取り付けられ、フック用エアシリンダ７５５のピストン７５５ａが直動することによって、フック状部材７５１がラック７５３ｂに沿って水平方向に移動しながら回動する。

フック用エアシリンダ７５５のストロークとピニオンギア７５３ａの直径を最適化することにより、フック状部材７５１の先端の旋回軌道が決定され、フック状部材７５１は対向するフラップ（第１小フラップＺｆａ３）に当たることがなく、内側に倒れたフラップ（第２小フラップＺｆａ４）を引き上げる軌道上を移動する。

上記の通り、１つのフック用エアシリンダ７５５でフック状部材７５１を動作させるので、エア配管は煩雑ではない。また、動作速度にかかわらず、フック状部材７５１の旋回軌道は常に一定であるので、エア流量に関係なく安定してフラップ（第２小フラップＺｆａ４）を引き上げることができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、第１吸着盤７４１ａ、第２吸着盤７４２ａ、クランク用エアシリンダ７４４、および駆動モータ７４５（サーボモータ）を組み合わせて、第２大フラップＺｆａ２の折り込み動作を行っている。

しかしながら、エアシリンダは経年劣化や調整不足などの要因により、所望の動作を実現しない虞がある。それゆえ、クランク用エアシリンダ７４４の状態（例えば、動作時間）を確認しながら、第１吸着盤７４１ａ、第２吸着盤７４２ａ、および駆動モータ７４５を制御する必要がある。

クランク用エアシリンダ７４４は、ピストン７４４ａの動作の始点と終点を検知するセンサを有しているだけであり、ピストン７４４ａの動作時間をリアルタイムで実測することができない。

そこで、第２実施形態では、コントローラ４０が直近のピストン７４４ａの動作における始点と終点との時間間隔をピストン７４４ａの動作時間として記憶し、その動作時間に応じて駆動モータ７４５の動作パターン（速度、加速度、減速度）、第１吸着盤７４１ａ、第２吸着盤７４２ａの解除タイミングを最適な状態に変化させている。

図１０は、コントローラ４０、第１吸着盤７４１ａ、第２吸着盤７４２ａ、クランク用エアシリンダ７４４のピストン７４４ａ、および駆動モータ７４５の電気的繋がりを示すブロック図である。また、図１１は、第２大フラップＺｆａ２の折り込み動作のフローチャートである。

先ず、図１０において、コントローラ４０には、第１吸着弁７４１ｖ、第２吸着弁７４２ｖ、方向切換弁７４４ｖ、第１位置センサ７４４ｓｓ、第２位置センサ７４４ｓｆおよび駆動モータ７４５が接続されている。

第１吸着弁７４１ｖは、第１吸着盤７４１ａを吸着または解除させる弁である。第１吸着弁７４１ｖが開のとき第１吸着盤７４１ａは吸着動作を行い、第１吸着弁７４１ｖが閉のとき第１吸着盤７４１ａは吸着を解除する。

第２吸着弁７４２ｖは、第２吸着盤７４２ａを吸着または解除させる弁である。第２吸着弁７４２ｖが開のとき第２吸着盤７４２ａは吸着動作を行い、第２吸着弁７４２ｖが閉のとき第２吸着盤７４２ａは吸着を解除する。

方向切換弁７４４ｖは、クランク用エアシリンダ７４４のピストン７４４ａを往復動作させる弁である。方向切換弁７４４ｖが往路モードのときピストン７４４ａは往路を進行し、方向切換弁７４４ｖが復路モードのときピストン７４４ａは復路を進行する。

第１位置センサ７４４ｓｓは、ピストン７４４ａが原点位置にあることを検知するセンサである。また、第２位置センサ７４４ｓｆは、ピストン７４４ａが往路の終点に位置することを検知するセンサである。

駆動モータ７４５はサーボモータである。駆動モータ７４５が回転すると、フレーム７４ａが回動するので、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２は一体的に回動する。

（１）第２大フラップＺｆａ２の折り込み動作
以下、第２大フラップＺｆａ２の折り込み動作のフローチャート（図１１）を参照しながら、第１吸着盤７４１ａ、第２吸着盤７４２ａ、クランク用エアシリンダ７４４、および駆動モータ７４５の連携動作を説明する。

（ステップＳ１）
コントローラ４０は、ステップＳ１において、吸着指令の有無を判定し、「吸着指令有り」と判定したときはステップＳ２へ進み、「吸着指令有り」と判定しないときは判定動作を継続する。

（ステップＳ２）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ２において、第１吸着弁７４１ｖおよび第２吸着弁７４２ｖを開状態にし、第１吸着盤７４１ａに第１面Ｆ１を吸着させ、第２吸着盤７４２ａに第２面Ｆ２を吸着させる。

（ステップＳ３）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ３において、方向切換弁７４４ｖを、ピストン７４４ａが往路方向に進行する往路モードに切り換える。これによって、ピストン７４４ａが動作し、第２大フラップＺｆａ２の山折り動作が開始される。

（ステップＳ４）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ４において、タイマ４０５を起動させ、第１位置センサ７４４ｓｓを介してピストン７４４ａが原点位置から離れたことを検知した時点からの経過時間ｔをカウントする。

（ステップＳ５）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ５において、駆動モータ７４５を動作させ、第２大フラップＺｆａ２を鉛直面に対して角度θａだけ傾斜させる。第２実施形態では、駆動モータ４５は、ピストン７４４ａの動作よりも遅れて動作する。

また、コントローラ４０は、前回記憶した往路動作時間に基づいてピストン７４４ａの位置を推定し、その推定位置に基づいて駆動モータ７４５の加速度、速度、減速度を調整している。

（ステップＳ６）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ６において、第２位置センサ７４４ｓｆを介してピストン７４４ａが往路方向の終点位置に到達したか否かを判定する。コントローラ４０は、「ピストン７４４ａが終点位置に到達した」と判定したときはステップＳ７に進み、「ピストン７４４ａが終点位置に到達した」と判定しないときは、判定を継続する。

（ステップＳ７）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ７において、ピストン７４４ａが原点位置から離れたことを検知した時点から、ピストン７４４ａが終点位置に到達したことを検知した時点までの経過時間ｔを、ピストン７４４ａの往路動作時間ｔＡ（ｎ）としてメモリ４０３に記憶し、タイマ４０５をリセットするする。

なお、コントローラ４０は、前回記憶した往路動作時間ｔＡ（ｎ−１）に基づいてピストン７４４ａの位置を推定し、その推定位置に基づいて駆動モータ７４５の加速度、速度、減速度を調整する。

それゆえ、ここで記憶された往路動作時間ｔＡ（ｎ）は、次の（ｎ＋１）回目のピストン７４４ａの往路動作時の位置推定に利用される。

（ステップＳ８）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ８において、方向切換弁７４４ｖを、ピストン７４４ａが復路方向に進行する復路モードに切り換える。

（ステップＳ９）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ９において、タイマ４０５を起動させ、第２位置センサ７４４ｓｆを介してピストン７４４ａが終点位置から離れたことを検知した時点からの経過時間ｔをカウントする。

（ステップＳ１０）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ１０において、前回記憶した復路動作時間に基づいてピストン７４４ａの位置を推定し、その推定位置に基づいて第１吸着盤７４１ａによる第１面Ｆ１の吸着、および第２吸着盤７４２ａによる第２面Ｆ２の吸着を解除する。具体的には、第１吸着弁７４１ｖおよび第２吸着弁７４２ｖを閉状態にし、第１吸着盤７４１ａによる第１面Ｆ１の吸着を解除させ、第２吸着盤７４２ａによる第２面Ｆ２の吸着を解除させる。

（ステップＳ１１）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ１１において、第１位置センサ７４４ｓｓを介してピストン７４４ａが原点位置に到達したか否かを判定する。コントローラ４０は、「ピストン７４４ａが原点位置に到達した」と判定したときはステップＳ１２に進み、「ピストン７４４ａが原点位置に到達した」と判定しないときは、そのまま判定を継続する。

（ステップＳ１２）
次に、コントローラ４０は、ステップＳ１２において、ピストン７４４ａが終点位置から離れたことを検知した時点から、ピストン７４４ａが原点位置に到達したことを検知した時点までの経過時間ｔを、ピストン７４４ａの復路動作時間ｔＢ（ｎ）としてメモリ４０３に記憶し、タイマ４０５をリセットする。

なお、コントローラ４０は、前回記憶した復路動作時間ｔＢ（ｎ−１）に基づいてピストン７４４ａの位置を推定し、その推定位置に基づいて第１吸着盤７４１ａによる第１面Ｆ１の吸着を解除するタイミング、および第２吸着盤７４２ａによる第２面Ｆ２の吸着を解除するタイミングを調整する。

それゆえ、ここで記憶された復路動作時間ｔＢ（ｎ）は、次の（ｎ＋１）回目のピストン７４４ａの復路動作時の位置推定に利用される。

（ステップＳ１３）
そして、コントローラ４０は、ステップＳ１３において、駆動モータ７４５を逆回転させ、第１吸着盤７４１ａおよび第２吸着盤７４２ａが鉛直面に対して平行となるように角度θａだけ回動させる。

以上にように、コントローラ４０は、ピストン７４４ａの前回の往路動作時間および復路動作時間に基づいて、駆動モータ７４５の加速度、速度、減速度、第１吸着盤７４１ａによる第１面Ｆ１の吸着を解除するタイミング、および第２吸着盤７４２ａによる第２面Ｆ２の吸着を解除するタイミングを調整している。

（２）第２実施形態の特徴
例えば、経年劣化によりピストン７４４ａの往路動作時間が長くなっている場合に、駆動モータ７４５は第２大フラップＺｆａ２を角度θａ回動させたにもかかわらず、山折り動作が完了しておらず、第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１の先端部が、スリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４の狙いの位置に到達しない虞がある。

しかしながら、コントローラ４０が、ピストン７４４ａの前回の往路動作時間に基づいて、駆動モータ７４５の加速度、速度、減速度調整することによって、第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１の先端部が、スリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４の狙いの位置に到達することができる。

また、経年劣化によりピストン７４４ａの復路動作時間が長くなっている場合に、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２が第２大フラップＺｆａ２を伸ばしきっていないときに、第１吸着盤７４１ａによる第１面Ｆ１の吸着、および第２吸着盤７４２ａによる第２面Ｆ２の吸着が解除される虞がある。

しかしながら、コントローラ４０が、ピストン７４４ａの前回の復路動作時間に基づいて、第１吸着盤７４１ａによる第１面Ｆ１の吸着を解除するタイミング、および第２吸着盤７４２ａによる第２面Ｆ２の吸着を解除するタイミングを調整することによって、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２が第２大フラップＺｆａ２を伸ばしきってから、第１吸着盤７４１ａによる第１面Ｆ１の吸着、および第２吸着盤７４２ａによる第２面Ｆ２の吸着が解除される。

したがって、クランク用エアシリンダ７４４のピストン７４４ａの動作が不安定でであっても、第１吸着盤７４１ａ、第２吸着盤７４２ａ、および駆動モータ７４５がピストン７４４ａの動作時間に適した動作を行うことによって、第２大フラップ折り込み機構７４の一連の動作が安定する。

＜第３実施形態＞
第２実施形態の構造は第１実施形態および第２実施形態と同じであるが、第２大フラップＺｆａ２のスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４への挿入動作が第１実施形態および第２実施形態と異なる。

（１）挿入動作
図１２Ａは、第２大フラップＺｆａ２の通常の挿入動作を示す概略図である。図１２Ｂは、ダンボール箱Ｂの中に入る袋（商品Ｇ）の充填率が高い場合の、第２大フラップＺｆａ２の挿入動作を示す概略図である。

図１２Ａに示すように、通常なら、山状に折り曲げられていた第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１の先端部コーナーがスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４に進入した後、第２大フラップＺｆａ２が平坦な平面状に伸ばされ、第１面Ｆ１の先端部コーナーがスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４から第１小フラップＺｆａ３および第２小フラップＺｆａ４の下側に進入する。

ところが、図１２Ｂに示すように、ダンボール箱Ｂの中に入る袋の充填率が高い場合、差し込まれる第１面Ｆ１の先端部と袋が干渉し、上手くフラップを挿し込むことが出来ない場合がある。

また、スリットに蓋がついているようなだダンボール箱のような場合、蓋が邪魔をして、スリットに第１面Ｆ１をうまく挿し込めないという状況が発生する。

そこで、第２実施形態では、第２大フラップ折り込み機構７４は、第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１の先端部コーナーをスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４から内側に向かって深く挿し込んだ後、第２大フラップＺｆａ２を第１面Ｆ１の先端部コーナーがスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４から抜けない程度に持ち上げてから、第１面Ｆ１の先端部を再び挿し込んでいる。

図１２Ｃは、第２実施形態における第２大フラップＺｆａ２の挿入動作を示す概略図である。図１２Ｃにおいて、第２大フラップ折り込み機構７４は、第１動作として、山状に折り曲げられた第２大フラップＺｆａ２の第１面Ｆ１の先端部コーナーをスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４に挿入する。その際、当該先端部コーナーのうち第１面Ｆ１の自由端から第１寸法Ｌ１離れた第１範囲までがスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４に挿入される。この状態を第１挿入状態という。

第１挿入状態が形成された後、当該先端部コーナーのうち第１面Ｆ１の自由端から第１寸法Ｌ１よりも小さい第２寸法Ｌ２離れた第２範囲までがスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４に挿入される。この状態を第２挿入状態という。

第２大フラップ折り込み機構７４は、第２挿入状態を形成した後、第２動作として、第２大フラップＺｆａ２を伸ばして、スリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４に挿入された先端部コーナーをスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４の奥側に向けてさらに挿入する。

（２）第３実施形態の特徴
上記の通り、ダンボール箱Ｂの袋の充填率が高い場合でも、上記第１動作の第１挿入状態の形成によって、袋が第２大フラップＺｆａ２に押し込まれるため、その後に行われる第２動作の際に、第２大フラップＺｆａ２と袋との干渉を抑制することができる。

また、スリットに蓋がついている場合でも、第１挿入状態によって蓋を開けることが出来るので、蓋の存在によって第２大フラップＺｆａ２の挿し込みが失敗することは回避される。

なお、第３実施形態における第２大フラップＺｆａ２のスリットＳｌｔ３およびスリットＳｌｔ４への挿入動作は、第１実施形態にも適用可能である。

（３）第３実施形態の変形例
第２大フラップＺｆａ２の挿し込み動作が完了したタイミングで、センサを用いて挿し込み動作が正常に完了したか否かを判定してもよい。

図１３は、第２大フラップＺｆａ２の挿し込み動作が正常に完了しなかったときの、第２大フラップ折り込み機構７４の一連の動作を示す概略図である。

図１３において、センサ７４６は、光電センサである。センサ７４６は、投光器７４６ａと受光器７４６ｂとを有している。投光器７４６ａと受光器７４６ｂとは、所定の高さ位置に所定の間隔を保って配置され、投光器７４６ａから光（例えば、赤外線）が照射される。コントローラ４０は、光が遮断されずに受光器７４６ｂに検出されれば、投光器７４６ａと受光器７４６ｂとの間に検出される物体がないと判断する。

当該所定の高さ位置は、ダンボール箱Ｂの上端から上方に所定距離だけ離れた位置に設定されている。

図１３に示すように、第２大フラップＺｆａ２の挿し込み動作が正常に完了しなかったため、折り曲げラインＢＬ部分が平坦にならずに浮き上がっている場合、投光器７４６ａから照射された光が、浮き上がった折り曲げラインＢＬ部分によって遮断され、受光器７４６ｂに検出されない。

かかる場合、コントローラ４０は、第２大フラップＺｆａ２の挿し込み動作が正常に完了しなかった判断する。そして、コントローラ４０は、図１３に示すように、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２をダンボール箱Ｂの方向に倒して、第２大フラップＺｆａ２を押し込む。

或いは、コントローラ４０が、第１面保持部７４１および第２面保持部７４２を介して第２大フラップＺｆａ２を吸着させ、再度の折り込み動作を行ってもよい。

本変形例では、折り込み不良が発生しても、オペレータが装置を停止させる必要がなく、装置の稼働率の低下を抑制することができる。

なお、本変形例は、第３実施形態に限らず、第１実施形態および第２実施形態にも適用が可能である。

＜第４実施形態＞
第４実施形態の構造は、第１実施形態との対比において、第２大フラップＺｆａ２を折り曲げラインＢＬに沿って折り曲げる山折り動作を、クランク用エアシリンダ７４４に替えてサーボモータ７４７によって行っている点で異なる。

第１実施形態では、図９に示すように、山折り動作によって第２大フラップＺｆａ２は折り曲げラインＢＬに沿って折り曲げられるので、折り曲げラインＢＬの位置が変われば、第１面Ｆ１の長さＡと第２面Ｆ２の長さＸの組合せが異なり、所定角度θａも変えて、折り曲げ後の第１面Ｆ１の先端が適切な着地点に到達するように調整している。

折り曲げ後の第１面Ｆ１の先端の着地点は、第２大フラップＺｆａ２の根元から距離Ｄの位置となるように、折り曲げ角度θｂが、第１面Ｆ１の長さＡ、第２面Ｆ２の長さＸ、所定角度θａおよび距離Ｄから算出されるが、第１実施形態では折り曲げ角度θｂ＝９０°に固定されている。

これは、第１面保持部７４１の回動が、平行クランク７４３に設けられたピストン７４４ａを駆動源としており、その回動角度の変更調整が容易ではないことに起因している。

そこで、第４実施形態では、図１４（第２大フラップ折り込み機構の概略側面図）に示すように、第１面保持部７４１と第２面保持部７４２との相対角度を容易に所望の折り曲げ角度θｂとするために、サーボモータ７４７によって第１面保持部７４１を回動させる構成としている。第４実施形態では、折り曲げ角度θｂが９０〜１２０度の範囲内に設定される。

４０ コントローラ（制御部）
７２ 第１小フラップ折り込み機構（第１折り込み機構）
７３ 第２小フラップ折り込み機構（第１折り込み機構）
７４ 第２大フラップ折り込み機構（第２折り込み機構）
４０５ タイマ（計測部）
７４１ 第１面保持部（第２駆動部）
７４１ａ 第１吸着盤
７４１ｂ 第１カバー
７４１ｖ 第１吸着弁
７４２ 第２面保持部（第２駆動部）
７４２ａ 第２吸着盤
７４２ｂ 第２カバー
７４２ｖ 第２吸着弁
７４４ クランク用エアシリンダ（第３駆動部）
７４４ａ ピストン
７４４ｖ 方向切換弁
７４４ｓｓ 第１位置センサ
７４４ｓｆ 第２位置センサ
７４５ 駆動モータ（第１駆動部）
７４６ 光電センサ（検知部）
７４７ サーボモータ
３４０ 蓋形成装置
Ｂ ダンボール箱
ＢＬ 折り曲げライン
Ｆ１ 第１面
Ｆ２ 第２面
Ｓｌｔ３ スリット
Ｓｌｔ４ スリット
Ｚｆｂ２ 第２大フラップ（第２フラップ）
Ｚｆｂ３ 第１小フラップ（第１フラップ）
Ｚｆｂ４ 第２小フラップ（第１フラップ）

特公昭５８−３８８１号公報

Claims (13)

1. ダンボール箱の開口の縁に片持梁状に設けられたフラップ群のうち、スリットが形成された第１フラップと、山状に折り曲げられた後に伸ばされる第２フラップとによって前記ダンボール箱の蓋を形成する蓋形成装置であって、
   前記第１フラップを、前記開口を閉じる方向に折り込む第１折り込み機構と、
   前記第２フラップを山状に折り曲げて伸ばし、前記第２フラップを伸ばす過程で前記第２フラップの一部を前記第１フラップの前記スリットに挿入する第２折り込み機構と、
   を備え、
   前記第２折り込み機構は、
   前記第２フラップに予め設定されている折り曲げラインよりも自由端寄りの第１面を保持する第１保持部と、
   前記折り曲げラインよりも固定端寄りの第２面を保持する第２保持部と、
   を含む、
   蓋形成装置。
2. 前記第２折り込み機構は、前記第１保持部および前記第２保持部によって前記第２フラップを保持し、前記第２フラップの前記第１面と前記第２面との相対角度が所定角度に縮まるまで前記第１保持部および前記第２保持部それぞれを個別に移動させて、前記第２フラップを折り曲げる、
   請求項１に記載の蓋形成装置。
3. 前記第２折り込み機構は、折り曲げられた前記第２フラップの先端を前記第１フラップの上面に沿わせながら、前記第２フラップの前記第１面と前記第２面との相対角度が広がる方向に前記第１保持部および前記第２保持部それぞれを個別に移動させ、前記第２フラップの自由端を前記第１フラップの前記スリットへ導く、
   請求項１又は請求項２に記載の蓋形成装置。
4. 前記第１保持部は前記第１面を吸着する第１吸着器を有し、
   前記第２保持部は前記第２面を吸着する第２吸着器を有する、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓋形成装置。
5. 前記第１保持部は前記第１吸着器の周囲の一部を囲む第１カバーをさらに有し、
   前記第２保持部は前記第２吸着器の周囲の一部を囲む第２カバーをさらに有する、
   請求項４に記載の蓋形成装置。
6. 前記第１吸着器は、前記第１面を吸着した後の前記第１面を開放する時機を選択的に切り換え、
   前記第２吸着器は、前記第２面を吸着した後の前記第２面を開放する時機を選択的に切り替える、
   請求項４に記載の蓋形成装置。
7. 前記第２折り込み機構は、
   山状に折り曲げられた前記第２フラップの前記第１面の所定部分を前記スリットに挿入する第１動作と、
   前記第１動作の後に前記第２フラップを伸ばして、前記スリットに挿入された前記所定部分を前記スリットの奥側に向けてさらに挿入する第２動作と、
   を行う、
   請求項１に記載の蓋形成装置。
8. 前記第２折り込み機構は、前記第１動作の際に、
   前記所定部分のうち前記第１面の自由端から第１寸法はなれた第１範囲までが前記スリットに挿入される第１挿入状態、
   を形成した後
   前記所定部分のうち前記第１面の自由端から第１寸法よりも小さい第２寸法はなれた第２範囲までが前記スリットに挿入される第２挿入状態、
   を形成する、
   請求項７に記載の蓋形成装置。
9. 前記第２折り込み機構は、前記第１保持部および前記第２保持部を、前記第２フラップの前記第１面と前記第２面との相対角度が所定角度になるまで駆動する駆動部をさらに備える、
   請求項１に記載の蓋形成装置。
10. 前記所定角度は、９０〜１２０度の範囲内に設定される、
    請求項９に記載の蓋形成装置。
11. 前記第２折り込み機構を制御する制御部をさらに備え、
    前記第２折り込み機構は、
    前記第２フラップを前記第２面の前記固定端まわりに回動させる第１駆動部と、
    前記第１保持部および前記第２保持部による前記第２フラップの前記第１面および前記第２面の保持および開放を行う第２駆動部と、
    前記第１保持部および前記第２保持部を、前記第２フラップの前記第１面と前記第２面との相対角度が所定角度になるまで駆動する第３駆動部と、
    少なくとも前記第３駆動部の動作時間を計測して前記制御部に出力する計測部と、
    をさらに含み、
    前記制御部は、前記第３駆動部の動作時間に基づき前記第１駆動部の動作および／または前記第２駆動部の動作を調整する、
    請求項１に記載の蓋形成装置。
12. 前記第１駆動部がサーボモータであり、前記第３駆動部がエアシリンダである、
    請求項１１に記載の蓋形成装置。
13. 前記第２折り込み機構を制御する制御部と、
    前記第２折り込み機構により折り込まれた前記第２フラップの、所定基準面からの高さ位置を検知して前記制御部に出力する検知部と、
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記高さ位置が所定範囲内にないと判断したとき、前記第２折り込み機構に再び前記第２フラップの折り込みを行わせる、
    請求項１に記載の蓋形成装置。

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