JP4064389B2 - 封函装置 - Google Patents

Description

本発明は、段ボール紙材などで形成された箱体の開口部を封函する封函装置に関する。

図９に示すように、段ボール紙材などで形成された箱体１は、箱枠を構成する矩形筒状の側部１ａと、側部１ａの両端開口部１ｂの周縁に折り曲げ自在に設けられた相対向する一対のフラップ１ｃ１と、相対向する他の一対のフラップ１ｃ２とで構成されている。なお、図示例では、開口部の一端は既に封函された状態を示している。

この箱体１の封函は、開口状態の開口部１ｂから箱体１内に被箱詰物が箱詰された後、図１０に示すように、例えばフラップ１ｃ１を内フラップ、フラップ１ｃ２を外フラップとし、内フラップ１ｃ１、及び外フラップ１ｃ２がそれぞれ開口部１ｂの内側へと順次折り込まれ、その後、外フラップ１ｃ２の突合せ部分に粘着テープＴを貼着して、外フラップ１ｃ２間を封着することによって行われる。

上記のような粘着テープによる封函作業を自動で行う封函装置としては、例えば単一のテーピングヘッドを備え、このテーピングヘッドが、粘着テープのテープ巻体が装着されるテープ装着部と、このテープ巻体から引き出された粘着テープを箱体の外フラップ間に貼着する貼着ローラと、粘着テープを切断するカッター刃とを備え、箱体を所定方向に搬送しながら、箱体の開口部を貼着ローラにより封着するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この種の封函装置は、箱体の封函作業を繰り返し行って、テーピングヘッドに装着されたテープ巻体の残量がなくなると、テープ巻体を新しいものに交換する際
に装置を停止させる必要があった。また、テーピングユニットに何らかのトラブルが発生した場合も同様に装置を停止させる必要があった。そのため、装置が停止状態にある間、封函作業が滞り、封函作業の効率化や高速化に限界があった。

そこで、この問題を解決する封函装置として、テーピングユニットを箱体の搬送方向に沿って複数配設し、それぞれが、封函作業を行う作業位置と、作業位置から所定方向に退避した退避位置との間を進退移動可能に配設され、複数のテーピングユニットのうち、一つが作業位置に在るとき、他は退避位置に退避するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。これによれば、作業位置に在るテーピングユニットのテープ残量が無くなると、このテーピングユニットは作業位置から退避位置に退避すると共に、新しいテープ巻体が装着されている別のテーピングユニットが退避位置から作業位置へと進出される。そのため、作業位置に在るテーピングユニットのテープ残量が無くなった場合であっても、別のテーピングユニットによって箱体の封函作業を継続して行うことができる。
特許第２６６９９９９号公報 特開２００３−３１２６１５号公報

ところで、この種の封函装置における箱体の封函作業は、箱体をコンベヤで移送しながら、粘着テープを前端面→フラップ間の突合せ部分→後端面に順次貼着することにより行われる。このうち、後端面への貼着は、一旦粘着テープを切断してその切断端部を貼着ローラで箱体の後端面に押え付けることで行われる。この際、貼着ローラによる粘着テープの押え方向と箱体の移動方向とが一致しているため、箱体の移動速度が速すぎると貼着ローラが追従することができず、後端面への粘着テープの貼着が不十分となる。そこで、封函装置内で箱体の搬送速度を減速して、確実な封函作業を行うようにしている。

しかしながら、上記のように箱体の搬送方向に複数のテーピングユニットを配設した封函装置では、各テーピングユニットで封函作業を行う作業位置が箱体の搬送方向に複数存在するため、箱体の減速領域の長さが作業位置の数に応じて長くなる。そのため、サイクルタイムが長くなり、これが箱体の封函作業の効率化や高速化を図る上で障害となっている。

そこで、本発明の目的とするところは、封函作業の一層の効率化や高速化を図り得る封函装置を提供することにある。

上記課題を解決するために創案された本発明は、粘着テープのテープ巻体が装着されるテープ装着部と、所定方向に搬送された箱体の前端面と当接する位置で待機し、前記テープ巻体から引き出された粘着テープを箱体のフラップ間に押圧して貼着する貼着ローラと、前記粘着テープを所定長さで切断するカッター刃とを有するテーピングユニットを２つ備え、箱体を所定方向に搬送しながら、箱体のフラップ間を前記貼着ローラによって粘着テープで封着する封函装置において、各テーピングユニットが箱体の封函作業を行う作業位置は、共通の位置に設けられ、一方のテーピングユニットは、前記作業位置と、該作業位置から待機状態の前記貼着ローラが箱体と非干渉となるまで箱体の封着面の鉛直方向に離間した離間位置から更に箱体の搬送方向と直交した方向の一方側に変位した第１退避位置との間を、前記離間位置を経由して進退移動可能であり、他方のテーピングユニットは、前記作業位置と、前記離間位置から箱体の搬送方向と直交した方向の他方側に変位した第２退避位置との間を、前記離間位置を経由して進退移動可能であり、前記第１退避位置と前記離間位置および前記第２退避位置と前記離間位置との間は、前記一方と他方のテーピングユニットが連動して移動し、前記離間位置と前記作業位置との間は、前記一方と他方のテーピングユニットがそれぞれ独立して移動することに特徴づけられる。

このように各テーピングユニットの作業位置の少なくとも一部を搬送方向で重複させることにより、複数のテーピングユニットを箱体の搬送方向に沿って並べたものに比して、箱体の減速領域の長さを短縮することができる。作業位置は搬送方向でその一部が重複していれば足りるが、減速領域の短縮化の観点からは完全に重複させるのが望ましい。

本発明は前述の如く、箱体の搬送速度を減速する減速領域の長さを短縮することができるので、サイクルタイムを短縮化して、封函作業の一層の効率化や高速化を図ることができる。また、装置の搬送方向の長さも短縮化されるので、装置の設置スペースの確保が容易となる。

以下、本発明に係る封函装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は、本実施形態に係る封函装置の全体構成を概念的に示している。段ボール紙材などで形成された箱体１は、上流側のステージＡにおいて、開口部１ｂを上側にすると共に、内フラップ１ｃ１及び外フラップ１ｃ２が開口部１ｂの内側へと順次折込まれた状態で下流域の封函装置Ｂに搬送される。そして、封函装置Ｂにて外フラップ１ｃ２間が封着された後、下流域のステージＣに排出される。

封函装置Ｂは、箱体１を下流域に搬送する搬送手段、例えばベルトコンベア２と、ベルトコンベア２による箱体の搬送方向に直交する方向に並べられた複数、例えば２つのテーピングユニット３、４と、を主要な構成要素としている。

図２に示すように、２つのテーピングユニット３、４は、箱体１の封函作業を行う作業位置Ｓ１と、作業位置Ｓ１から離れた退避位置Ｓ２、Ｓ３との間でそれぞれ移動可能に配設されている。２つのテーピングユニット３、４の作業位置Ｓ１は完全に重複していて、２つの外フラップ１ｃ２の突合せ部分の直上にある。一方、退避位置Ｓ２、Ｓ３は、作業位置Ｓ１よりも上方でかつ作業位置Ｓ１を挟んで搬送方向と直交する方向に設けられる。一方のテーピングユニット３が作業位置Ｓ１と退避位置Ｓ２との間を、作業位置Ｓ１の直上方に位置する離間位置Ｓ４を経由して進退移動し、他方のテーピングユニット４が作業位置Ｓ１と退避位置Ｓ３との間を、離間位置Ｓ４を経由して進退移動する。この際、２つのテーピングユニット３、４は水平方向（退避位置Ｓ２と離間位置Ｓ４の間および退避位置Ｓ３と離間位置Ｓ４の間）では連動して移動させ、これにより２つのテーピングユニット３、４のうち、何れか一方が作業位置Ｓ１に在るときは、他方は退避位置Ｓ２またはＳ３に退避させる。２つのテーピングユニット３、４の上下方向（作業位置Ｓ１と離間位置Ｓ４の間）の移動は独立して行う。これによれば、退避位置Ｓ２（Ｓ３）に在るテーピングユニット３（４）が箱体１に干渉して粘着テープを箱体に貼着することはないので、箱体１の大きさに関係なく、作業位置Ｓ１と退避位置Ｓ２（Ｓ３）を近接して配置することができる。

図３は、テーピングユニット３を模式的に示している。テーピングユニット３は、所定の間隔で相対向する第１プレート１０と第２プレート１１に、以下に説明する構成要素を組み付けてユニット化したものである。なお、テーピングユニット４はテーピングユニット３と同一構成であり、テーピングユニット３に関する事項はテーピングユニット４にも該当する。

第１プレート１０と第２プレート１１には支点ピン１２が両持ち的に固定され、支点ピン１２に一方のローラアーム１３が回動自在に枢着されている。このローラアーム１３は略Ｌ字形状を成し、その先端部には、貼着ローラ１４が回転自在に軸支されている。同様に、第１プレート１０と第２プレート１１に支点ピン１５が両持ち的に固定され、支点ピン１５に他方のローラアーム１６が回動自在に枢着されている。このローラアーム１６は略Ｌ字形状を成し、その先端部には、貼着ローラ１７が回転自在に軸支されている。ローラアーム１３の後端部とローラアーム１６の後端部はリンク部材１８によって相互に連結され、両ローラアーム１３、１６は互いに連動して相反する向きに回動可能である。また、ローラアーム１６の後端部はスプリング１９を介して係止ピン２０に連結され、箱体１が接触していない状態では、同図に示すように、両ローラアーム１３、１６の先端部及び貼着ローラ１４、１７は、第１プレート１０及び第２プレート１１の下端面よりも下側（ベルトコンベア２の側）に突出している。なお、図３に示す状態では、ローラアーム１３の時計方向の回動がストッパ２１によって規制され、これにより他方のローラアーム１６の反時計方向の回動も規制されている。

第２プレート１１に支点ピン２２が片持ち的に固定され、支点ピン２２にカッターアーム２３が回動自在に枢着される。カッターアーム２３の先端部には、取付ブラケット２４が装着され、取付ブラケット２４にカッター刃２５が装着されている。また、カッターアーム２３の後端部はスプリング２６を介して係止ピン２７に連結され、箱体１が接触していない状態では、同図に示すように、カッターアーム２３の先端部及びカッター刃２５は、第１プレート１０及び第２プレート１１の端面よりも下側（ベルトコンベア２の側）に突出している。なお、カッター刃２５は、カッターアーム２３に対して紙面手前側に突出した状態で取付けられている。また、取付ブラケット２４は、カッターアーム２３の長手方向に位置調整が可能な構成となっている。また、カッターアーム２３の同図で時計方向の回動はストッパ２８によって規制されている。

両ローラアーム１３、１６、及びカッターアーム２３は、第１プレート１０と第２プレート１１との間に収容され、ローラアーム１３とカッターアーム２３の位置関係は、ローラアーム１３が第１プレート１０側に位置し、カッターアーム２３が第２プレート１１側に位置している。

第１プレート１０にガイドローラ２９とガイドローラ３０が片持ち的に回転自在に軸支され、ローラアーム１３にガイドローラ３１が片持ち的に回転自在に軸支さている。また、ローラアーム１３にガイドプレート３２が装着されている。

第１プレート１０にテープ取付板３３が固定され、テープ取付板３３の先端部に回転ボス３４が設けられている。一面に貼着面を有する粘着テープＴをロール状に巻回して構成されるテープ巻体３５は、その中心穴を回転ボス３４に着脱自在に装着されている。回転ボス３４は、粘着テープＴがテープ巻体３５から引き出される際の引出し力によって従動回転するようになっている。

テープ巻体３５から引き出された粘着テープＴは、ガイドローラ２９、３０の一部に巻回された後、ガイドローラ３１、ガイドプレート３２へと案内される。次いで、貼着ローラ１４に粘着テープＴの先端部を位置させ、箱体１の搬送方向に先行する前端面に対向するように、粘着テープＴの粘着面を配置している。

次に、本実施形態に係る封函装置の動作を図１〜図８に基づいて以下に説明する。なお、図４〜図８は、封函装置の要部作動状態を概念的に示すものである。

図２に示すように、例えばテーピングユニット３が作業位置Ｓ１に在るとき、テーピングユニット４は退避位置Ｓ３に保持される。上流側のステージＡで開口部１ｂの内側へとフラップが折り曲げられた箱体１は、外フラップ１ｃ２間の突合せ部分がテーピングユニット３の側に向いた状態でベルトコンベア２上に移送され、ベルトコンベア２によって下流側に搬送される。その際、箱体１の外フラップがテーピングユニット３の第１プレート１０及び第２プレート１１の端面に接触して案内される。

図４において、箱体１の前端面部が貼着ローラ１４に当接すると、貼着ローラ１４にあてがわれた粘着テープＴの先端部が箱体１の前端面部に貼着されると共に、箱体１の進行方向への移動に伴い、ローラアーム１３がスプリング１９の弾性力に抗して同図で反時計方向に回動して、貼着ローラ１４が外フラップ１ｃ２間の突合せ部分に乗り移る。なお、ローラアーム１６は、リンク部材１８の作用により、ローラアーム１３の回動に連動して同図で時計方向に回動する。

外フラップ１ｃ２間の突合せ部分に乗り移った貼着ローラ１４は、粘着テープＴを突合せ部分に押圧し、箱体１の進行方向への移動に伴い、粘着テープＴを突合せ部分に沿って貼着する。同時に、カッターアーム２３が外フラップ１ｃ２の上面に接触し、スプリング２６に抗して回動し、その先端部が外フラップ１ｃ２の上面に乗る。

一方、ローラアーム１３の回動に連動して同図で時計方向に回動したローラアーム１６の貼着ローラ１７も、箱体１の進行方向への移動に伴い、図５に示すように外フラップ１ｃ２間の突合せ部分に貼着された粘着テープＴを押圧して、粘着テープＴのフラップ間への貼着を確実に行う。貼着ローラ１７が外フラップ１ｃ２間の突合せ部分に接触している間は、図６に示すように、箱体１の進行方向への移動に伴って貼着ローラ１４が箱体１の後端から外れても、ローラアーム１３は回動せず、貼着ローラ１４はそのままの位置を維持する。

このようにして、箱体１がテーピングユニット３の下方で移動する動作に伴って、粘着テープＴがテープ巻体３５から従動的に引き出され、貼着ローラ１４と２０によって外フラップ１ｃ２間の突合せ部分に貼着される。そして、図７に示すように、カッターアーム２３の先端部が箱体１の後端から外れると、その瞬間にカッターアーム２３がスプリング２６の弾性復元力によって同図で時計方向に回動し、貼着ローラ１４と貼着ローラ１７の間に緊張されている粘着テープＴにカッター刃２５が当たり、粘着テープＴが瞬時に切断される。したがって、カッターアーム２３の先端とカッター刃２５との間の寸法だけ、粘着テープＴの切断端部が箱体１の後端から突出した状態になる。この切断端部の突出寸法は、カッター刃２５を取付ける取付ブラケット２４の位置を調整することによって、所望の寸法に調整することができる。

そして、図８に示すように、箱体１の進行方向への移動に伴い、貼着ローラ１７が箱体１の後端から外れると、スプリング１９の弾性復元力により、ローラアーム１６が同図で反時計方向に回動し、これに連動してローラアーム１３が同図で時計方向に回動して、貼着ローラ１４が粘着テープＴの切断端部を箱体１の後端面に押圧して貼着する。

図２に示すように、箱体１の封函作業時、例えばテーピングユニット３は作業位置Ｓ１に保持され、テーピングユニット４は退避位置Ｓ３に保持される。この状態で、テーピングユニット３により、上述した態様で箱体１の開口部１ｂの封函作業が連続して行われる。そして、テーピングユニット３のテープ巻体３５の残量（粘着テープＴの残量）が無くなると（又は少なくなると）、その状態が光センサ等の適宜の検知手段により検知される。この検知信号に基づいて、テープ巻体３５の残量が無くなった（又は少なくなった）テーピングユニット３は、作業位置Ｓ１から退避位置Ｓ２に退避する共に、新しいテープ巻体３５が装着されたテーピングユニット４が退避位置Ｓ３から作業位置Ｓ１に進出し、テーピングユニット４により、上述した態様で箱体１の開口部１ｂの封函作業を続行させる。テーピングユニット４による封函作業が行われている間に、テーピングユニット３のテープ巻体３５を新しいものに交換する。そして、テーピングユニット４のテープ巻体３５の残量が無くなると（又は少なくなると）、検知手段の検知信号に基づいて、テーピングユニット４が退避位置Ｓ３に退避し、テーピングユニット３が作業位置Ｓ１に進出して、テーピングユニット３による封函作業が続行される。以後、この操作が繰り返される。従って、テープ巻体３５を新しいものに交換するに際して、装置を停止させる必要がない。

本実施形態では、２つのテーピングユニット３、４の作業位置Ｓ１を重複させているので、複数のテーピングユニットを箱体の搬送方向に沿って並べたものに比して、箱体の減速領域の長さを短縮することができる。そのため、一つの箱体を封函するサイクルタイムを向上することができ、封函作用の一層の効率化・高速化を図ることができる。また、減速領域の長さを短縮することができるので、装置の搬送方向の長さも短縮化され、装置の設置スペースの確保が容易となる。なお、箱体１の減速領域は、図１に示す箱体１の搬送経路のうち、コンベアベルト２の範囲に設定され、その搬送速度は貼着ローラ１７が粘着テープＴを箱体１後端面に押圧できる程度に設定されている。

以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の形態に適用が可能であって、例えば開口部が上側を向いた箱体を左右いずれかに９０度回転させて搬送し、側方から箱体の開口部の一端または両端を封着するようにテーピングユニットを配設しても良い。さらに、必要であれば、テーピングユニットは３つ以上配設するようにしても良い。

また、テープ巻体をテーピングユニットから着脱自在に構成したものに限らず、テーピングユニット自体を封函装置から着脱自在に構成するものであっても良い。

実施形態に係る封函装置の全体構成を概念的に示す正面図である。 封函装置の全体構成を概念的に示す斜視図である。 テーピングユニットを模式的に示す正面図である。 封函装置の要部作動状態を概念的に示す正面図である。 封函装置の要部作動状態を概念的に示す正面図である。 封函装置の要部作動状態を概念的に示す正面図である。 封函装置の要部作動状態を概念的に示す正面図である。 封函装置の要部作動状態を概念的に示す正面図である。 封函される前の箱体を示す斜視図である。 封函された後の箱体を示す斜視図である。

符号の説明

１ 箱体
１ｃ２ 外フラップ
３、４ テーピングユニット
１４、１７ 貼着ローラ
２５ カッター刃
３５ テープ巻体
Ｓ１ 作業位置
Ｓ２、Ｓ３ 退避位置
Ｔ 粘着テープ

Claims (1)

1. 粘着テープのテープ巻体が装着されるテープ装着部と、所定方向に搬送された箱体の前端面と当接する位置で待機し、前記テープ巻体から引き出された粘着テープを箱体のフラップ間に押圧して貼着する貼着ローラと、前記粘着テープを所定長さで切断するカッター刃とを有するテーピングユニットを２つ備え、箱体を所定方向に搬送しながら、箱体のフラップ間を前記貼着ローラによって粘着テープで封着する封函装置において、
   各テーピングユニットが箱体の封函作業を行う作業位置は、共通の位置に設けられ、
   一方のテーピングユニットは、前記作業位置と、該作業位置から待機状態の前記貼着ローラが箱体と非干渉となるまで箱体の封着面の鉛直方向に離間した離間位置から更に箱体の搬送方向と直交した方向の一方側に変位した第１退避位置との間を、前記離間位置を経由して進退移動可能であり、
   他方のテーピングユニットは、前記作業位置と、前記離間位置から箱体の搬送方向と直交した方向の他方側に変位した第２退避位置との間を、前記離間位置を経由して進退移動可能であり、
   前記第１退避位置と前記離間位置および前記第２退避位置と前記離間位置との間は、前記一方と他方のテーピングユニットが連動して移動し、
   前記作業位置と前記離間位置との間は、前記一方と他方のテーピングユニットがそれぞれ独立して移動することを特徴とする封函装置。