JP2021050023A - 吸着ヘッド及びそれを用いた箱詰装置 - Google Patents

Abstract

【課題】包装体の両端のエンドシール部を折り曲げて安定して包装箱に収容する。【解決手段】吸着面３１ｃを有する吸着部３１と、吸着部３１を保持する保持部２１と、吸気孔３１ａから気体を吸引する吸気手段５１ｃと、保持部２１において、吸着面３１ｃに平行なＸ方向における吸着面３１ｃの両側に対向して配され、Ｘ方向に少なくとも一部分が接近又は離間可能に構成された一対のガイド部材４１と、吸着面４１ａに垂直なＺ向における、吸着面３１ｃ及びガイド部材４１の相対的位置を変更する、昇降手段（２２、２３、３２、５１ｂ）とを備え、吸着面３１ｃに包装体Ｌが吸着された状態において、昇降手段が、Ｚ方向において、吸着面３１ｃとガイド部材４１とを接近させるとともに、一対のガイド部材４１が包装体Ｌの両端のエンドシール部Ｌ２に当設することにより、エンドシール部Ｌ２を屈曲させる。【選択図】図２

Description

本開示は、吸着ヘッド及びそれを用いた箱詰装置に関し、特に、吸着面にピロー包装体を吸着して保持する吸着ヘッドと、ピロー包装体を保持、搬送して箱詰めする箱詰装置に関する。

近年、加工食品、菓子、日用品等の製造工程では、被包装物である商品を袋詰して個々の包装体を形成したのち、複数個の包装体をボール紙等からなる包装箱に箱詰して出荷される。この包装体には、長尺筒状の包装部材に被包装物を気体と共に封入し、各被包装物の前後をシールして所定長さに切断したピロー包装体が広く用いられている。このピロー包装体は気体を含み形状が変化するため取り扱いが難しく、ピロー包装体の箱詰めを自動的に行う箱詰装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平６−１９９３０５号公報

しかしながら、ピロー包装体は、被包装物の前後の両端部分にエンドシール部を有するために、複数個を包装箱内に並べた状態で収容すると、包装の空間容積率が低く、エンドシール部に対応する包装容積の縮小が求められていた。

本開示は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、包装体の両端のエンドシール部を折り曲げて、効率的かつ安定して包装箱に収容することができる吸着ヘッド及びそれを用いた箱詰装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様である吸着ヘッドは、吸着面に包装体を吸着して保持する吸着ヘッドであって、吸気孔が開設された吸着面を有する吸着部と、前記吸着部を保持する保持部と、前記吸気孔から気体を吸引する吸気手段と、前記保持部において、前記吸着面に平行な第１の方向における前記吸着面の両側に対向して配され、前記第１方向に少なくとも一部分が接近又は離間可能に構成された一対のガイド部材と、前記吸着面に垂直な第２の方向における、前記吸着面及び前記ガイド部材の相対的位置を変更する、昇降手段とを備え、前記吸着面に包装体が吸着された状態において、前記昇降手段が、前記第２の方向において、前記吸着面と前記ガイド部材とを接近させるとともに、一対の前記ガイド部材が前記第１方向に互いに接近して、前記包装体の両端のエンドシール部に当設することにより、前記エンドシール部を屈曲させることを特徴とする。また、本開示の一態様である吸着ヘッドは、上記吸着ヘッドと前記着ヘッドの位置を変更させるヘッド移動手段とを備えたことを特徴とする。

本開示の一態様に係る吸着ヘッド及びそれを用いた箱詰装置によれば、包装体の両端のエンドシール部を折り曲げて、効率的かつ安定して包装箱に収容することができる。

実施の形態１に係る箱詰装置１の構成を示す正面図である。 実施の形態１に係る吸着ヘッド１０の構成を示す正面図である。 保持ユニット２０を断面図として示した吸着ヘッド１０の正面図である。 吸着ヘッド１０の構成を示す底面図である。 吸着ヘッド１０の構成を示す上面図である。 保持ユニット２０を断面図として示した吸着ヘッド１０の左側面図である。 吸着ユニット３０、保持ユニット２０を断面図として示した吸着ヘッド１０の正断面図である。 制御部５２及び駆動５１部の構成を示す機能ブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は吸着ヘッド１０の動作説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は吸着ヘッド１０の動作説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は吸着ヘッド１０の動作説明図である。 実施の形態２に係る吸着ヘッド１０Ａの構成を示す、保持ユニット２０Ａを断面図として示した正面図である。 実施の形態３に係る吸着ヘッド１０Ｂの構成を示す正面図である。 吸着ヘッド１０Ｂの動作説明図である。 吸着ヘッド１０Ｂの動作説明図である。

≪本発明を実施するための形態の概要≫
本開示における実施の形態１に係る吸着ヘッドは、吸着面に包装体を吸着して保持する吸着ヘッドであって、吸気孔が開設された吸着面を有する吸着部と、前記吸着部を保持する保持部と、前記吸気孔から気体を吸引する吸気手段と、前記保持部において、前記吸着面に平行な第１の方向における前記吸着面の両側に対向して配され、前記第１方向に少なくとも一部分が接近又は離間可能に構成された一対のガイド部材と、前記吸着面に垂直な第２の方向における、前記吸着面及び前記ガイド部材の相対的位置を変更する、前記吸気手段と異なる昇降手段とを備え、前記吸着面に包装体が吸着された状態において、前記昇降手段が、前記第２の方向において、前記吸着面と前記ガイド部材とを接近させるとともに、一対の前記ガイド部材が前記第１方向に互いに接近して、前記包装体の両端のエンドシール部に当設することにより、前記エンドシール部を屈曲させることを特徴とする。

係る構成により、吸着ヘッドでは、上述のとおり、取り付け面である保持部に対して吸着部の位置が相対的に接近／離間する動作において、この接近／離間動作は、包装体を吸引保持するための負圧とは異なる経路の負圧によって行われる。これより、包装体の吸着動作のための負圧の影響を排除して、昇降動作の開始や終了時点で吸引保持された包装体Ｌへの衝撃を軽減することができるとともに、包装体の吸引保持／開放と吸着部と保持部との接近動作のタイミングを別個に制御することができ、包装体Ｌの両端のエンドシール部を折り曲げて、効率的かつ安定して包装箱に収容することができる。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、記吸着部と前記保持部とは、前記第２の方向における相対的位置を変更可能に構成されており、前記昇降手段は、前記吸着面に包装体が吸着された状態において、前記第２の方向における前記保持部及び前記吸着部の位置を接近させる構成としてもよい。また、前記第２の方向における前記保持部に対する前記ガイド部材の位置は変化しない構成としてもよい。

係る構成により、保持部に対して吸着部の吸着面の位置を相対的に接近／離間させる動作が、包装体を吸引保持するための負圧とは異なる駆動源によって行われる吸着ヘッドの構成を実現することができる。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、前記吸気手段を第１の吸気手段とするとき、前記昇降手段は、前記吸着部及び前記保持部にそれぞれ連結され、前記第２の方向に気室を介して相対移動可能に係合された一対の筒体と、前記気室内の気体を吸引することにより、前記吸着部及び前記保持部の相対的位置を接近させる第２の吸気手段を含む構成としてもよい。

係る構成により、保持部に対して吸着部の吸着面の位置が相対的に接近／離間させる動作が、包装体の吸着動作のための負圧の影響を排除して、包装体を吸引保持するための負圧とは異なる経路の負圧で行われる吸着ヘッドの構成を実現することができる。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、前記昇降手段は、前記第２の方向において、前記吸着部及び前記保持部の相対的位置を変更する吸着部の電磁的昇降機構を含む構成としてもよい。

係る構成により、保持部に対して吸着部の吸着面の位置を相対的に接近／離間させる動作が、包装体を吸引保持するための負圧とは異なる電磁的昇降機構によって行われる吸着ヘッドの構成を実現することができる。これにより、昇降動作の開始や終了時点での急激な速度変化を抑制して滑らかな加減速を行うことが可能となる。これより、吸引保持された包装体への衝撃を軽減して、吸着面と包装体との位置ずれをさらに抑制し、箱詰動作をさらに安定して行うことができる。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、前記昇降手段は、前記保持部に対する前記ガイド部材の前記第２の方向の位置を変更する前記ガイド部材の電磁的昇降機構を含み、前記昇降手段は、前記吸着面に包装体が吸着された状態において、前記第２の方向における前記吸着部の吸着面に対する前記ガイド部材の位置を接近させる構成としてもよい。また、前記吸着部及び前記保持部の相対的位置は変化しない構成としてもよい。

係る構成により、吸着部を第２の方向に移動させることなく、吸着面にガイド部材を接近させることができる。そのため、吸着部に動きが生じないために、吸着面に保持された包装体に速度変化に伴う力や移動に伴う振動が付勢されない。これより、実施の形態１、２に係る吸着ヘッド１０、１０Ａに比べて、包装体を吸着面により一層安定して保持することができ、箱詰動作をより一層安定して行うことができる。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、前記ガイド部材を第１のガイド部材とするとき、前記保持部において、前記吸着面に平行であって前記第１の方向と垂直な第３の方向における前記吸着面の両側に対向して配され、前記第３方向に可動可能に構成された一対の第２のガイド部材を備え、前記吸着面に包装体が吸着された状態において、前記昇降手段が、前記吸着面及び前記ガイド部材を接近させるとともに、一対の前記第２のガイド部材が互いに前記第２の方向に近付いて、前記包装体の前記エンドシール部と前記エンドシール部とを間の包装体胴部を保持する構成としてもよい。

係る構成により、一対のガイド部材が包装体の胴部を保持することができ、包装体に対するガイド部材の保持の確実性を向上することができる。

また、別の態様では、上記何れかに記載の吸着ヘッドと、吸前記着ヘッドの位置を変更させるヘッド移動手段とを備えた構成としてもよい。

係る構成により、包装体の両端のエンドシール部を折り曲げた状態で、効率的かつ安定して包装箱に収容することができる。

≪実施の形態１≫
実施の形態１に係る箱詰装置１の構成について図面を用いて説明する。ここで、本明細書では、各図におけるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を、それぞれ、幅方向、奥行方向、高さ方向とする場合があり、Ｚ方向の正方向を「上」方向、負方向を「下」方向とする場合がある。また、各図面における部材の縮尺は必ずしも実際のものと同じであるとは限らない。また、本明細書において、数値範囲を示す際に用いる符号「〜」は、その両端の数値を含む。また、本実施形態で記載している、材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。また、本開示の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。また、他の実施形態との構成の一部同士の組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。

＜箱詰装置１の構成について＞
次に、箱詰装置１の構成について図面を用いて説明する。

図１は、実施の形態１に係る箱詰装置１の構成を示す正面図である。図１に示すように、箱詰装置１は、包装体Ｌを吸着して保持する吸着ヘッド１０、装置本体部５０、吸着ヘッド１０を移動させてその位置を変更するヘッド移動手段６０を有する。

吸着ヘッド１０は、吸着ユニット３０、保持ユニット２０、ガイド手段４０を有する機構である。装置本体部５０は、各駆動部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄと、駆動部を制御する制御部５２を有する装置である。

ヘッド移動手段６０は、アーム部６１、６２、６３、回動関節部６４、６５、６６を有するアクチュエータである。

箱詰装置１では、吸着ヘッド１０が包装体Ｌを吸着して保持した状態で、ヘッド移動手段６０が吸着ヘッド１０を移動させて包装体Ｌを梱包箱の上方に移送し、吸着ヘッド１０が包装体Ｌの吸着を解除することにより、包装体Ｌを梱包箱に収容する。吸着ヘッド１０の各要素及びヘッド移動手段６０は、制御部５２の指示に基づき、駆動部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄにより動作する。

＜吸着ヘッド１０の構成について＞
以下、吸着ヘッド１０の構成について説明する。

吸着ヘッド１０は、包装体Ｌを吸着しする吸着ユニット３０、吸着ユニット３０を保持する保持ユニット２０、保持ユニット２０に配設されたガイド手段４０を有する。

以下、各部の構成について説明する。図２は、吸着ヘッド１０の構成を示す正面図である。図３は、保持ユニット２０を断面図として示した吸着ヘッド１０の正面図である。図４は底面図、図５は上面図、図６は、保持ユニット２０を断面図として示した吸着ヘッド１０の左側面図、図７は吸着ユニット３０及び保持ユニット２０を断面図として示した吸着ヘッド１０の正断面図である。図８は、制御部５２及び駆動部５１の構成を示す機能ブロック図である。

（包装体Ｌ）
箱詰装置１に用いる包装体Ｌの構成について説明する。被包装物である内容物は、例えば、加工食品、菓子、日用品等、一般に流通する商品である。ピロー包装体Ｌは、筒状の包装部材に被包装物を気体が封入された包装体胴部Ｌ１とその両端のエンドシール部Ｌ２を有するピロー包装体を用いることができる。ピロー包装体は、例えば、樹脂フィルムからなる長尺筒状の包装部材に被包装物を気体と共に封入し、被包装物の前後を、例えば、ヒートシール等により封止した後、シール部分を含む範囲を所定長さに切断することにより形成される。封入気体により適度なクッション性を有し、内容物を振動、衝撃等から保護することができる。製造工程では、被包装物を袋詰して個々の包装体Ｌを形成したのち、複数個の包装体Ｌをボール紙等からなる包装箱に箱詰して収容する。

（吸着ユニット３０、保持ユニット２０、吸着手段、昇降手段）
吸着ユニット３０は、包装体Ｌを吸着する機構ユニットである。吸着ユニット３０は、包装体Ｌを吸着する吸着部３１、吸着部３１を支持する筒体３２を備える。

吸着部３１は、吸着ヘッド１０の最下端に位置し、複数の吸気孔３１ａが開設された吸着面３１ｃを下方に向けた状態で、上方から筒体３２に固定されている。吸着部３１の複数の吸気孔３１ａは、吸気路３１ｂによって互いに連通しており、吸気路３２ｂ、吸着用配管２４を介して吸気駆動部である吸着用ポンプ５１ｃに接続されている。吸着用ポンプ５１ｃを動作させて吸気孔３１ａから気体を吸引することにより、吸着面３１ｃに包装体Ｌを吸着させて保持すことができる。

このように、吸着ヘッド１０では、吸着用ポンプ５１ｃが、吸着面３１ｃに包装体Ｌを吸着させる吸着手段を構成する。

保持ユニット２０は、吸着ユニット３０を保持する機構ユニットである。保持ユニット２０は、保持ユニット２０の外郭を構成する保持部２１と、保持部２１内に配設された有底筒状の筒体３２、昇降用配管２３、吸着用配管２４を備える。

筒体３２の外周部分３２ａは、筒体２２の内周面２２ｂに緩挿されており、筒体３２は筒体２２に対してＺ方向に相対移動可能に係合されている。筒体３２と筒体２２との間には、筒体３２、２２の相対移動に伴いＺ方向に拡縮可能な気室２２ａが形成されており、気室２２ａは昇降用配管２３を通して昇降駆動部である昇降用ポンプ５１ｂに接続されている。昇降用ポンプ５１ｂを動作させて気室２２ａ内の気体を吸引し、又は気室２２ａ内に気体を送気することにより、筒体３２及び吸着部３１を筒体２２及び保持部２１に対して昇降させる。

このように、吸着ヘッド１０では、筒体３２、筒体２２、昇降用配管２３及び昇降用ポンプ５１ｂが、吸着部３１をＺ方向に昇降させる昇降手段を構成する。

これより、吸着ヘッド１０は、吸着用ポンプ５１ｃ（第１の吸気手段）とは異なる、吸着部３１と保持部２１とのＺ方向の相対的位置を変更する昇降用ポンプ５１ｂ（第２の吸気手段）を含む昇降手段を備える構成となる。

そのため、吸着ヘッド１０では、昇降手段が、吸着面３１ｃに包装体Ｌが吸着された状態において、昇降手段がＺ方向において吸着部３１を保持部２１に接近させる動作をする際に、吸着部３１を上昇させる動作と、吸着面３１ｃに包装体Ｌを吸着する動作とを、異なる吸着手段により独立に行うことができる。

（ガイド手段４０）
保持ユニット２０の保持部２１の側壁部分には、図２〜５に示すように、Ｘ方向に対向する一対のガイド手段４０が配設されている。ガイド手段４０は、Ｘ方向における吸着面３１ｃの両側に対向して配され、図２、３に示すように、支点４１ａを中心に揺動することにより、Ｘ方向に少なくとも先端部分が接近又は離間可能に構成された一対のガイド部材４１、ガイド部材４１を揺動させるガイド開閉機構４２を備える。

さらに、図４〜６に示すように、Ｙ方向に対向する一対のガイド手段４５が配されていてもよい。ガイド手段４５は、Ｙ方向における吸着面３１ｃの両側に対向して配され、支点４６ａを中心に揺動することにより、Ｙ方向に少なくとも先端部分が接近又は離間可能に構成された一対のガイド部材４６、ガイド部材４６を揺動させるガイド開閉機構４７を備える。

すなわち、一対のガイド部材４１、４５は、揺動することにより、少なくとも先端部が、それぞれＸ方向、Ｙ方向に互いに接近するように構成されている。

吸着ヘッド１０では、吸着面３１ｃに包装体Ｌが吸着された状態において、ガイド開閉駆動部５１ｄがガイド開閉機構４２を動作させて、一対のガイド部材４１を揺動させ、Ｘ方向においてガイド部材４１の先端部を互いに接近又は離間させる。本明細書では、ガイド部材４１が互いに離間し包装体Ｌと当接しない状態を開状態とし、ガイド部材４１が互いに接近し包装体Ｌと当接した状態を閉状態とする。開状態にした一対のガイド部材４１の隙間に包装体Ｌを配置し、ガイド部材４１を閉状態とすることにより、ガイド部材４１を包装体Ｌのエンドシール部Ｌ２に斜め上方から当設させて、エンドシール部Ｌ２を下方に屈曲させることができる。

また、同様に、吸着面３１ｃに包装体Ｌが吸着された状態において、ガイド開閉駆動部５１ｄがガイド開閉機構４７を動作させて、一対のガイド部材４６を揺動させ、Ｙ方向においてガイド部材４６の先端部を互いに接近させる。これより、一対のガイド部材４６が包装体Ｌの胴部Ｌ１を側方（Ｙ方向）から保持することができ、包装体Ｌに対する保持の確実性を向上できる。

（駆動部５１）
駆動部５１は、図８に示すように、アーム駆動部５１ａ、昇降駆動部５１ｂ、吸着駆動部５１ｃ、ガイド開閉駆動部５１ｄを含む。

アーム駆動部５１ａは、制御部５２の指示に基づき、ヘッド移動手段６０の回動関節部６４、６５、６６を、それぞれ回動させる回転駆動部であり、例えば、アーム駆動用モータ１、２、３を用いることができる。

吸着駆動部５１ｃは、吸着面３１ｃの吸気孔３１ａから気体を吸引する第１の吸気手段であり、例えば、吸着用ポンプを用いることができる。さらに、吸着を解除するために送気用ポンプを用いてもよい。

昇降駆動部５１ｂは、吸着面３１ｃに垂直なＺ方向における、吸着面３１ｃとガイド部材４１との相対的位置を変更する昇降駆動部であり、本例では筒体２２、２３から構成されるエアシリンダ機構を動作させる第２の吸気手段である。吸着ヘッド１０では、昇降駆動部５１ｂは、気室２２ａ内の気体を吸引する吸気あるいは吸排気する手段であり、例えば、昇降用ポンプを用いることができる。

ガイド開閉駆動部５１ｄは、吸着面３１ｃの両側に対向して配された一対のガイド部材４１、４５をそれぞれ揺動させるための回転駆動手段であり、例えば、ガイド駆動用モータ１、２を用いることができる。

（制御部５２）
制御部５２は、図８に示すように、アーム駆動部５１ａ、昇降駆動部５１ｂ、吸着駆動部５１ｃ、ガイド開閉駆動部５１ｄに接続され、制御信号を出力してこれらを制御する。

以上の構成を有する箱詰装置１を用い、包装体Ｌの包装箱への箱詰め動作を行う。

＜箱詰装置１の動作＞
次に、本実施形態の箱詰装置１において行われる、包装体Ｌの包装箱Ｂｘへの箱詰め動作について説明する。図９（ａ）〜（ｃ）、図１０（ａ）〜（ｃ）、図１１（ａ）〜（ｃ）は吸着ヘッド１０の動作説明図である。

包装体Ｌの包装箱Ｂｘへの箱詰工程では、先ず、ガイド開閉駆動部５１ｄを駆動しガイド部材４１を開状態とし、アーム駆動部５１ａはヘッド移動手段６０を動作させて吸着ヘッド１０を包装体Ｌの上方に移送する（図９（ａ））。

次に、昇降駆動部５１ｂに排気動作を行わせて吸着部３１を下降させて（Ｍ１）、吸着部３１を包装体Ｌの上面に接触させる。そして、その状態で、吸着駆動部５１ｃに吸気動作を行わせて、吸着部３１の吸着面３１ｃに包装体Ｌを吸着保持させる（図９（ｂ））。

次に、昇降駆動部５１ｂに吸気動作を行わせて吸着部３１を上昇させて（Ｍ２）、吸着保持した包装体Ｌを開状態にある一対のガイド部材４１の隙間の空間に移送する（図９（ｃ））。

次に、ガイド開閉駆動部５１ｄを駆動してガイド部材４１を開状態から閉状態に移行することにより（Ｍ３）、ガイド部材４１が包装体Ｌの両端のエンドシール部Ｌ２に斜め上方から当設し、エンドシール部Ｌ２を下方に屈曲させる（図１０（ａ））。

次に、アーム駆動部５１ａはヘッド移動手段６０を動作させ、包装体Ｌを包装箱Ｂｘの上方に移送する（Ｍ４）（図１０（ｂ））。

次に、アーム駆動部５１ａはヘッド移動手段６０を動作させて、吸着ヘッド１０を下降させて（Ｍ５）、ガイド部材４１がエンドシール部Ｌ２に当設した状態で、包装体Ｌを包装箱Ｂｘの底面に載置して、包装箱Ｂｘ内に収容する（図１０（ｃ））。
次に、昇降駆動部５１ｂに排気動作をさせて筒体３２及び吸着部３１を下降させると同時に（Ｍ６）、アーム駆動部５１ａはヘッド移動手段６０を動作させて、吸着ヘッド１０を上昇させて（Ｍ７）、ガイド部材４１を包装箱Ｂｘから抜き出す（図１１（ａ））。

次に、吸着駆動部５１ｃに吸気動作を停止させて包装体Ｌの吸着を解除した後、昇降駆動部５１ｂに吸気動作をさせて筒体３２及び吸着部３１を上昇させる（Ｍ８）（図１１（ａｂ）。

最後に、ガイド開閉駆動部５１ｄを駆動しガイド部材４１を開状態として（Ｍ９）、図９（ａ）の初期状態に戻る（図１１（ｃ））。

以上の工程により、箱詰装置１による包装体Ｌの包装箱Ｂｘへの箱詰め動作が完了する。

＜まとめ＞
以上、説明したように、実施の形態１に係る吸着ヘッド１０は、吸着面３１ｃに包装体Ｌを吸着して保持する吸着ヘッド１０であって、吸気孔３１ａが開設された吸着面３１ｃを有する吸着部３１と、吸着部３１を保持する保持部２１と、吸気孔３１ａから気体を吸引する吸気手段５１ｃと、保持部２１において、吸着面５１ａに平行なＸ方向における吸着面３１ｃの両側に対向して配され、Ｘ方向に少なくとも一部分が接近又は離間可能に構成された一対のガイド部材４１と、Ｚ向における、吸着面３１ｃ及びガイド部材４１の相対的位置を変更する、吸気手段５１ｃと異なる昇降手段（２２、２３、３２、５１ｂ）とを備え、吸着面３１ｃに包装体Ｌが吸着された状態において、昇降手段（２２、２３、３２、５１ｂ）が、Ｚ方向において、吸着部３１の吸着面３１ｃとガイド部材４１は配設された保持部２１とを接近させるとともに、一対のガイド部材４１がＸ方向に互いに接近して、包装体Ｌの両端のエンドシール部Ｌ２に当設することにより、エンドシール部Ｌ２を屈曲させることを特徴とする。

係る構成の吸着ヘッド１０においては、吸着部３１と保持部２１とを接近させる動作のための昇降駆動部である昇降用ポンプ５１ｂと、吸着面３１ｃに包装体Ｌを吸着する動作のための吸気駆動部である吸着用ポンプ５１ｃとは、別々の、異なるものとして設けられている。より具体的には、取り付け面である保持部２１に対して吸着部３１の吸着面３１ｃの位置が相対的に接近／離間するが、この接近／離間動作は、包装体Ｌを吸着面３１ｃに吸引保持するための負圧とは独立して発生する負圧により行われる。

以上の構成によれば、包装体Ｌの吸着と、吸着部３１との昇降動作とを、互いに独立して制御することが可能となる、という効果が得られる。

すなわち、箱詰装置が、吸着部３１と保持部２１との接近動作に、包装体Ｌを吸引保持に係る負圧を利用する構成である場合には、吸着部３１と保持部２１との接近動作の開始タイミングが包装体Ｌの吸引保持に対して、接近動作に必要な圧力まで昇圧する時間だけ遅延し、工程の必要時間が増加する。また、包装体Ｌの吸引保保持するための負圧を駆動源として、吸着部３１と保持部２１との接近動作が行われるために、接近動作に最適な速度制御を行うことが難しい。そのため、例えば、接近動作の開始や終了時点で急激な速度変化が生じることがあり、吸引保持された包装体Ｌに対し衝撃が加わり、吸着面３１ｃと包装体Ｌとの間に位置ずれが生じ、その後の箱詰動作に支障が出るという課題が想定された。

これに対し、吸着ヘッド１０では、上述のとおり、取り付け面である保持部２１に対して吸着部３１の位置が相対的に接近／離間する動作において、この接近／離間動作が、包装体Ｌを吸引保持するための負圧とは異なる経路の負圧によって行われる。これより、包装体Ｌの吸引保持／開放と、吸着部３１と保持部２１との接近動作のタイミングを別個に制御することができ、包装体Ｌの両端のエンドシール部Ｌ２を折り曲げて安定して包装箱に収容することができる。

具体的には、昇降手段を、吸着部３１と保持部２１との接近動作に適した圧力によって動作させることが可能となる。そのため、包装体Ｌの吸着動作のための負圧の影響を排除して、昇降動作の開始や終了時点での速度変化を低減し、吸引保持された包装体Ｌへの衝撃を軽減することができる。これより、吸着面３１ｃと包装体Ｌとの位置ずれを抑制し、箱詰動作をより一層精度よく行うことができる。

また、包装体Ｌの吸引保持動作が行われた直後に、吸着部３１と保持部２１との接近動作と開始することができるので、箱詰動作に必要な時間を短縮することができる。

そのため、吸着ヘッド１０を用いた箱詰装置によれば、包装体の両端のエンドシール部を折り曲げた状態で、効率的かつ安定して包装箱に収容することができる。

また、吸着部３１と保持部２１とは、Ｚ方向における相対的位置を変更可能に構成されており、昇降手段（２２、２３、３２、５１ｂ）は、吸着面３１ｃに包装体Ｌが吸着された状態において、Ｚ方向における保持部２１及び吸着部３１の位置を接近させ、Ｚ方向における保持部２１に対するガイド部材４１の位置は変化しない構成としてもよい。

係る構成により、保持部２１に対して吸着部３１の吸着面３１ｃの位置を相対的に接近／離間させる動作が、包装体Ｌを吸引保持するための負圧とは異なる駆動源によって行われる吸着ヘッドの構成を実現することができる。

また、吸気手段５１ｃを第１の吸気手段とするとき、昇降手段（２２、２３、３２、５１ｂ）は、吸着部３１及び保持部２１にそれぞれ連結され、Ｚ方向に気室２２ａを介して相対移動可能に係合された一対の筒体２２、３２と、気室２２ａ内の気体を吸引することにより、吸着部３１及び保持部２１の相対的位置を変更する第２の吸気手段５１ｂを含む構成としてもよい。

係る構成により、保持部２１に対して吸着部３１の吸着面３１ｃを相対的に接近／離間させる動作が、包装体Ｌの吸着動作のための負圧の影響を排除して、包装体Ｌを吸引保持するための負圧とは異なる経路の負圧によって行われる吸着ヘッドの構成を実現することができる。

≪実施の形態２≫
実施の形態１に係る吸着ヘッド１０では、Ｚ向における、吸着面３１ｃ及びガイド部材４１の相対的位置を変更する昇降手段として、吸着部３１及び保持部２１にそれぞれ連結された一対の筒体２２、３２と、気室２２ａ内の気体を吸引・送気する昇降駆動部である昇降用ポンプ５１ｂと、を含む構成とした、しかしながら、吸着部３１を昇降させるための駆動源は空気圧に限定されるものではない。

以下、実施の形態２に係る吸着ヘッド１０Ａについて、図面を参照しながら説明する。

図１２は、吸着ヘッド１０Ａの構成を示す、保持ユニット２０Ａを断面図として示した正面図である。吸着ヘッド１０Ａでは、昇降手段に、吸着部３１の昇降機構（２３Ａ、２５Ａ、３２Ａ、６１Ａｂ）を備えた点で実施の形態１と相違し、他の構成については図２〜８に示した吸着ヘッド１０と同じ構成を採る。

以下、吸着ヘッド１０Ａの昇降機構（２３Ａ、２５Ａ、３２Ａ、６１Ａｂ）の構成について説明し、他の構成要素については吸着ヘッド１０と同じ番号を付し説明を省略する。

吸着ヘッド１０Ａでは、吸着部３１は、上方から筒体３２Ａに固定されている。筒体３２Ａは周面にラック３２ＡａがＺ方向に延伸して形成されており、ガイドレール２５Ａに沿ってＺ方向に昇降可能に構成されている。

保持ユニット２０Ａは、保持ユニット２０の外郭を構成する保持部２１、吸着用配管２４を備える。さらに、筒体３２Ａを昇降させる駆動力を付勢するギア２３Ａ、筒体３２Ａの昇降を案内するガイドレール２５Ａを備える。

ガイドレール２５Ａは、筒体３２Ａに開設された対向部材に対しＺ方向に相対移動可能に係合されており、筒体３２Ａは保持部２１に対してＺ方向に相対移動可能に構成されている。

ギア２３Ａは、保持部２１内に配設され筒体３２Ａのラック３２Ａａと契合し、昇降駆動部である昇降用モータ５１Ａｂからの回転力をラック３２Ａａに伝達して、筒体３２Ａに昇降動作の駆動力を付勢する。昇降用モータ５１Ａｂを動作させることにより、筒体３２Ａ及び吸着部３１を保持部２１に対して昇降させることができる（Ｍ１０）。

このように、吸着ヘッド１０Ａでは、ラック３２Ａａを備えた筒体３２Ａ、ギア２３Ａ、ガイドレール２５Ａ及び昇降用モータ５１Ａｂが、吸着部３１をＺ方向に昇降させる昇降手段を構成する。

これより、吸着ヘッド１０Ａでは、吸着部３１と保持部２１との相対的位置を変更するための昇降手段として、吸着用ポンプ５１ｃとは異なる電磁的昇降機構（２３Ａ、２５Ａ、３２Ａ、６１Ａｂ）を備えた構成となる。そのため、吸着ヘッド１０Ａでは、実施の形態１と同様に、包装体Ｌの吸着動作と、保持ユニット２０に対する吸着ユニット３０の昇降動作とを、異なる駆動手段によって独立に制御することができる。

＜まとめ＞
以上のとおり、実施の形態２に係る吸着ヘッド１０Ａは、昇降手段は、Ｚ方向において、吸着部３１及び保持部２１の相対的位置を変更する電磁的昇降機構（２３Ａ、２５Ａ、３２Ａ、６１Ａｂ）を含む構成を採る。

係る構成により、保持部２１に対して吸着部３１の吸着面３１ｃの位置を相対的に接近／離間させる動作が、包装体Ｌを吸引保持するための負圧とは異なる電磁的昇降機構によって行われる吸着ヘッドの構成を実現することができる。

これによればさらに、実施の形態１で説明した構成である、吸着部３１を昇降させるための駆動源として、気室２２ａ内の気体を昇降駆動部である昇降用ポンプ５１ｂにより吸引・送気することでの空気圧とした構成に比べ、吸着部３１の昇降動作の際の速度を、より緻密に制御可能となる。すなわち、空気圧による場合に比べ、接近動作の開始や終了時点での急激な速度変化を抑制して滑らかな加減速が可能となる。その結果、実施の形態１に係る吸着ヘッド１０の効果を奏し、かつ、吸引保持された包装体Ｌへの衝撃を軽減して吸着面３１ｃと包装体Ｌとの位置ずれをより一層抑制し、箱詰動作をさらに安定して行うことができる。

≪実施の形態３≫
実施の形態１、２に係る吸着ヘッド１０、１０Ａでは、Ｚ向における、吸着面３１ｃ及びガイド部材４１の相対的位置を変更する昇降手段として、吸着面３１ｃに包装体Ｌを吸着させた状態において、Ｚ方向において保持部２１と吸着部３１とを接近させ、保持部２１に対するガイド部材４１の位置は変化しない構成とした。しかしながら、昇降手段は、吸着面３１ｃ及びガイド部材４１の相対的位置を変更するものであれよく、昇降させる対象は保持部２１又は吸着部３１に限定されるものではない。実施の形態３に係る吸着ヘッド１０Ｂでは、昇降手段として、保持部２１に対するガイド部材４１のＺ方向の位置を変更する電磁的昇降機構を備えた点で実施の形態１と相違する。

以下、実施の形態３に係る吸着ヘッド１０Ｂについて、図面を参照しながら説明する。

図１３は、実施の形態３に係る吸着ヘッド１０Ｂの構成を示す正面図、図１４、１５は、吸着ヘッド１０Ｂの動作説明図である。

吸着ヘッド１０Ｂでは、昇降手段に、ガイド部材４１の昇降機構（２６Ｂ、４３Ｂ、５１ｅ）を備えた点で実施の形態１と相違し、他の構成については図２〜８に示した吸着ヘッド１０と同じ構成を採る。

以下、ガイド部材４１の昇降機構（２６Ｂ、４３Ｂ、５１ｅ）の構成について説明し、他の構成要素については吸着ヘッド１０と同じ番号を付し説明を省略する。

吸着ヘッド１０Ｂでは、吸着ユニット３０Ｂにおいて、包装体Ｌを吸着する吸着部３１が、保持ユニット２０Ｂの外郭を構成する保持部２１の下面に直に固定された構成と採る。さらに、保持ユニット２０Ｂは、ガイド手段４０Ｂの昇降を案内するＺ方向に延伸したリニア搬送機構２６Ｂを備える。

ガイド手段４０Ｂは、一対のガイド部材４１、ガイド開閉機構４２に加えて、ガイド昇降駆動部５１ｅに接続されたリニア搬送機構４３Ｂを備え、ガイド手段４０ＢをＺ方向に移動させることができるように構成されている。リニア搬送機構２６Ｂ、４３Ｂには、例えば、ボールねじ及びナット、ラック及びピニオン、あるいは、リニアモータ等の周知の直線運動機構を用いることができる。

すなわち、吸着ヘッド１０Ｂでは、リニア搬送機構２６Ｂ、４３Ｂ、及びガイド昇降駆動部５１ｅが、ガイド部材４１を吸着部３１に対してＺ方向に昇降させる昇降手段を構成する。

このような、吸着ヘッド１０Ｂを用いた箱詰装置１では、図１３に示すように、ガイド開閉駆動部５１ｄを駆動しガイド部材４１を開状態とし、吸着駆動部５１ｃに吸気動作をさせて吸着部３１の吸着面３１ｃに包装体Ｌを吸着させて保持する。

そして、図１４に示すように、ガイド昇降駆動部５１ｅが、リニア搬送機構２６Ｂ、４３Ｂを動作させてガイド手段４０Ｂを保持部２１に対して下降させて（Ｍ１２）、開状態の一対のガイド部材４１が、吸着保持した包装体Ｌに覆いかぶさるように移動し、一対のガイド部材４１の隙間の空間に包装体Ｌを配置する。

さらに、図１５に示すように、ガイド開閉駆動部５１ｄを駆動しガイド部材４１を開状態から閉状態に移行することにより（Ｍ１３）、ガイド部材４１が装体Ｌの両端のエンドシール部Ｌ２に上方から当設し、エンドシール部Ｌ２を下方に屈曲させる。

これより、吸着ヘッド１０Ｂでは、吸着部３１とガイド部材４１との相対的位置を変更するための昇降手段として、吸着用ポンプ５１ｃとは異なる昇降機構（２６Ｂ、４３Ｂ、５１ｅ）を備えた構成となる。そのため、吸着ヘッド１０Ｂでは、実施の形態１、２と同様に、包装体Ｌの吸着動作と、ガイド部材４１の吸着面３１ｃに対する昇降動作とを、異なる駆動手段によって独立に制御することができる。

＜まとめ＞
以上のとおり、実施の形態３に係る吸着ヘッド１０Ｂでは、昇降手段は、保持部２１に対するガイド部材のＺ方向の位置を変更する電磁的昇降機構（２６Ｂ、４３Ｂ、５１ｅ）を含み、昇降手段は、吸着面３１ｃに包装体Ｌが吸着された状態において、Ｚ方向における吸着面３１ｃにガイド部材４１を接近させる構成を採る。

係る構成により、吸着部３１をＺ方向に移動させることなく、吸着面３１ｃにガイド部材４１を接近させることができる。そのため、吸着部３１に動きが生じないために、吸着面３１ｃに保持された包装体Ｌに速度変化に伴う力や移動に伴う振動が付勢されない。これより、実施の形態１、２に係る吸着ヘッド１０、１０Ａの効果を奏し、かつ、包装体Ｌを吸着面３１ｃにより一層安定して保持することができ、箱詰動作をより一層安定して行うことができる。

≪変形例≫
実施の形態１、２、３に係る吸着ヘッド１０、１０Ａ、１０Ｂを説明したが、本開示は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の実施の形態１に何ら限定を受けるものではない。例えば、実施の形態１に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態１における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。以下では、そのような形態の一例として、吸着ヘッドの変形例を説明する。

（１）上記実施の形態では、取り扱う包装体Ｌとして、長尺筒状の包装部材に被包装物を気体と共に封入し、各被包装物の前後をシールして所定長さに切断したピロー包装体を用いた構成を示した。しかしながら、包装体Ｌは、箱詰めの再に、折り曲げることが可能なエンドシール部を有する形態のものであればよく、本発明に用いる包装体は、ピロー包装体に限定されないことは言うまでもない。

（２）上記実施の形態では、一対のガイド部材４１、４５は、揺動することにより、少なくとも先端部が、それぞれＸ方向、Ｙ方向に互いに接近するように構成とした。しかしながら、ガイド部材４１、４５は、吸着面３１ｃと平行な方向において少なくとも一部分が互いに接近又は離間可能に構成されていればよく、接近又は離間させるための構成は揺動に限定されるものではない。例えば、ガイド部材４１、４５が吸着面３１ｃと平行な方向に平行移動する構成や、リンク機構等により吸着面３１ｃに対し傾斜を有した状態で互いに接近又は離間する構成としてもよい。

（３）上記実施の形態に係る吸着ヘッド１０Ａでは、ラック３２Ａａを備えた筒体３２Ａ、ギア２３Ａ、ガイドレール２５Ａ及び昇降用モータ５１Ａｂが、吸着部３１をＺ方向に昇降させる昇降手段を構成した。しかしながら、昇降手段は、吸着部３１と保持部２１との相対的位置を変更する手段であって、吸着用ポンプ５１ｃとは異なる電磁的昇降機構であればよく、機構構成は、ラック３２Ａａとギア２３Ａによる上記構成に限定されるものではない。例えば、例えば、ボールねじ及びナット、リニアモータ等の周知の直線運動機構を用いることができる。

≪補足≫
以上で説明した実施の形態１は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態１で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態１における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていないものについては、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。

また、上記の方法が実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記方法の一部が、他の方法と同時（並列）に実行されてもよい。

また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態１で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態１の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

また、各実施の形態及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。

本開示の一態様に係る吸着ヘッド及びそれを用いた箱詰装置は、包装体の箱詰め装置に利用可能である。また、包装体により包装された、例えば、飲料、食品、調味料、化粧品、洗剤等を箱詰するための包装装置として好適に利用可能である。

１ 箱詰装置
１０ 吸着ヘッド
２０、２０Ａ 保持ユニット
２１ 保持部
２２ 筒体（昇降手段）
２３ 昇降用配管（昇降手段）
２３Ａ 吸着部昇降機構（昇降手段）
２４ 吸着用配管
２５Ａ ガイドレール（昇降手段）
２６Ｂ リニア搬送機構（昇降手段）
３０、３０Ｂ 吸着ユニット
３１ 吸着部
３２ 筒体（昇降手段）
３２Ａ 電磁的昇降機構（昇降手段）
４０ ガイド手段
４１ ガイド部材
４２ ガイド開閉機構
４３Ｂ リニア搬送機構（昇降手段）
５０ 装置本体
５１ 駆動部
５１ａ アーム駆動部
５１ｂ 昇降駆動部（昇降手段）
５１ｃ 吸着駆動部（吸着手段）
５１ｄ ガイド開閉駆動部
５１ｅ ガイド昇降駆動部（昇降手段）
５２ 制御部
６０ ヘッド移動手段
６１、６２、６３ アーム部
６４、６５、６６ 関節部
Ｌ 包装体
Ｌ１ 胴部
Ｌ２ エンドシール部

Claims (7)

1. 吸着面に包装体を吸着して保持する吸着ヘッドであって、
   吸気孔が開設された吸着面を有する吸着部と、
   前記吸着部を保持する保持部と、
   前記吸気孔から気体を吸引する吸気手段と、
   前記保持部において、前記吸着面に平行な第１の方向における前記吸着面の両側に対向して配され、前記第１方向に少なくとも一部分が接近又は離間可能に構成された一対のガイド部材と、
   前記吸着面に垂直な第２の方向における、前記吸着面及び前記ガイド部材の相対的位置を変更する、昇降手段とを備え、
   前記吸着面に包装体が吸着された状態において、
   前記昇降手段が、前記第２の方向において、前記吸着面と前記ガイド部材とを接近させるとともに、
   一対の前記ガイド部材が、前記第１方向に互いに接近して、前記包装体の両端のエンドシール部に当設することにより、前記エンドシール部を屈曲させる
   吸着ヘッド。
2. 前記吸着部と前記保持部とは、前記第２の方向における相対的位置を変更可能に構成されており、
   前記昇降手段は、前記吸着面に包装体が吸着された状態において、
   前記第２の方向における前記保持部及び前記吸着部の位置を接近させる
   請求項１に記載の吸着ヘッド。
3. 前記吸気手段を第１の吸気手段とするとき、
   前記昇降手段は、前記吸着部及び前記保持部にそれぞれ連結され、前記第２の方向に気室を介して相対移動可能に係合された一対の筒体と、
   前記気室内の気体を吸引することにより、前記吸着部及び前記保持部の相対的位置を接近させる第２の吸気手段を含む
   請求項２に記載の吸着ヘッド。
4. 前記昇降手段は、前記第２の方向において、前記吸着部及び前記保持部の相対的位置を変更する電磁的昇降機構を含む
   請求項２に記載の吸着ヘッド。
5. 前記昇降手段は、前記ガイド部材の前記保持部に対する前記第２の方向の位置を変更する電磁的昇降機構を含み、
   前記昇降手段は、前記吸着面に包装体が吸着された状態において、
   前記第２の方向における前記吸着部の吸着面に対する前記ガイド部材の位置を接近させる
   請求項１に記載の吸着ヘッド。
6. 前記ガイド部材を第１のガイド部材とするとき、
   前記保持部において、前記吸着面に平行であって前記第１の方向と垂直な第３の方向における前記吸着面の両側に対向して配され、前記第３方向に可動可能に構成された一対の第２のガイド部材を備え、
   前記吸着面に包装体が吸着された状態において、
   前記昇降手段が、前記吸着面及び前記ガイド部材を接近させるとともに、
   一対の前記第２のガイド部材が互いに前記第方向に近付いて、前記包装体の前記エンドシール部と前記エンドシール部とを間の包装体胴部を保持する
   請求項１から５の何れか１項に記載の吸着ヘッド。
7. 請求項１から６に記載の吸着ヘッドと、
   前記吸着ヘッドの位置を変更させるヘッド移動手段とを備えた
   箱詰装置。

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