JP4214313B2 - カートン成形装置 - Google Patents

Description

本発明はカートン成形装置に係り、特に偏平に折り畳まれたカートンを起函して、角筒状に成形し搬送するカートン成形装置に関するものである。

折り畳んで偏平な状態にした角筒状のカートンを、ホッパ内に多数枚重ね合わせて収容し、バキュームパッド等の吸着手段によって吸着して一枚ずつ取り出し、カートンコンベヤに引き渡して搬送している間に、起函手段によって角筒状に起立させるカートン成形装置は従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献１に記載されたカートン成形装置（この特許文献ではキャリアスリーブを組み立てる装置と呼んでいる）は、この文献の図４および図５に示す構成を有している。すなわち、折り畳みスリーブを積み重ねた山を保持するホッパ３４から、一番下のスリーブを振動吸引カップ４０によって取り出し、カートンコンベヤ（複数組の突起６２を支持する連続チェーン６６）に引き渡す。このカートンコンベヤの突起６２をスリーブの後端に係合させて搬送する。コンベヤによる搬送中にコンベヤと別のエンドレスチェーン７６に間隔を置いて取り付けた複数のフィンガー１００を有するキャリア組立装置によって起函する。起函されたキャリアスリーブは、前記コンベヤの上方に配置されているチェーン１１０に取り付けた前後の突起１１２、１０８によって正方形の状態に保持されて搬送される。
特表平９−５０６８４７号公報（第１０−１４頁、図４および図５）

前記特許文献１に記載された発明では、ホッパから取り出したカートンをシート状のままカートンコンベヤ上に引き渡し、その後、カートンコンベヤで搬送している間に起函するようになっているので、ホッパから取り出してカートンコンベヤに送る途中で起函する場合や、カートンコンベヤに載せる際に起函する場合に比べて、供給、起函等の動作が安定している。しかしながらこの特許文献１の構成では、ホッパから取り出したカートンを供給するカートンコンベヤの他に、カートンを起函するための組立装置や、起函したカートンを搬送するために上方へ設けたコンベヤ等の動作機構を必要とし、構成が複雑でコスト高であるという問題があった。

本発明は、偏平に折り畳まれたカートンをホッパから一枚ずつ取り出す取り出し手段と、カートンを搬送するカートンコンベヤと、偏平なカートンを起函して筒状に成形する起函手段とを備え、ホッパから取り出したカートンを成形して搬送するカートン成形装置において、前記カートンコンベヤの上方に、取り出された偏平なカートンを載せる載置レールをカートンコンベヤの搬送方向へ向かって下降するように傾斜させて設け、かつ、前記起函手段を、カートンコンベヤに取付けられて、カートンの後端に当接する後方フィンガーと、そのカートンの前端に当接可能な前方フィンガーとから構成し、後方フィンガーを、前記傾斜した載置レールの上方に突出させて載置レール上に載ったカートンの後方から当接させ、この後方フィンガーの前進により扁平なカートンを搬送させるとともに、前傾した状態の前方フィンガーを、前進により載置レール上に突出させて搬送されている扁平なカートンの前端に係合させ、さらに前進するにつれてカートンの前方側から立ち上げて後方フィンガーに接近させることによりカートンを起立させることを特徴とするものである。

本発明は、起函されたカートンを搬送するカートンコンベヤに、わずかな構成を付加するだけで、カートンのカートンコンベヤへの供給と起函動作を、別々に安定して行うことができる。

起函手段を、カートンコンベヤに設けた後方フィンガと前方フィンガとから構成し、カートンコンベヤの上方に設けた載置レール上に載せたカートンの後端に後方フィンガーを当接させ、前方フィンガーは前方側から立ち上げて後方フィンガーに接近させていくという簡単な構成で、カートンをカートンコンベヤに引き渡した後、安定した起函を行うという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例にかかるカートン成形装置の全体の構成を示す側面図、図２はそのカートン取り出し部の断面図である。この実施例では、偏平に折り畳まれてシート状になった角筒状のカートン２が、多数枚重ね合わせてホッパ４内に収容されており、このホッパ４の取り出し口４ａの前方に設けられたカートン取り出し手段６によって一枚ずつ取り出される。カートン取り出し手段６によって取り出されたカートン２は、その下方に傾斜して配置されたバキュームレール８に引き渡され、カートンコンベヤ１０の起函手段１２によって後方から押されて前進している間に起函された後、その姿勢を維持したままカートンコンベヤ１０によって搬送される。

カートン取り出し手段６は、水平な軸線を中心に回転する回転体１４の前面側に取り付けられた３組の吸着手段１６（この実施例では各吸着手段１６がそれぞれ２個のバキュームパッド１６Ａ、１６Ａを有している）を備えており、回転体１４の回転に伴って各吸着手段１６がホッパ４からカートン２を一枚ずつ取り出すようになっている。

吸着手段１６が取り付けられた回転軸１８は、回転体１４の内部に設けられた遊星ギヤ２０に固定されている。これら遊星ギヤ２０は、回転体１４内部の中央部に配置された太陽ギヤ２２に、アイドルギヤ２４を介して噛み合っており、回転体１４が回転すると、太陽ギヤ２２に噛み合うアイドルギヤ２４の回転を介して遊星ギヤ２０が回転され、吸着手段１６を所定の軌跡で移動させる。この実施例では、回転体１４が図１の反時計回り方向に回転すると（矢印Ｒ１参照）、アイドルギヤ２４も反時計回り方向に回転し（矢印Ｒ２参照）、このアイドルギヤ２４に噛み合う遊星ギヤ２０は時計回り方向に回転する（矢印Ｒ３参照）。すると、吸着手段１６のバキュームパッド１６Ａ、１６Ａは、ホッパ４からの取り出し位置Ａでは、ホッパ４の取り出し口４ａ側を向き、バキュームレール８への引き渡し位置Ｂでは、ほぼ真下方向を向くようになっている。この構成では、回転体１４に３組の吸着手段１６が設けられており、回転体１４が１回転（公転）する間に、吸着手段１６は３回の自転を行う。

バキュームレール８は、平行した２本のレール８Ａ、８Ａからなり、下流側へ向かって次第に下降する傾斜で配置された傾斜部８ａと、この傾斜部８ａの先端に連続する水平部８ｂとを有している。このバキュームレール８の、前記カートン取り出し手段６からのカートン引き渡し位置Ｂ付近には、図示しないバキューム源に接続された複数の吸引孔８ｃが設けられており、吸着手段１６からカートン２を受け取る際に確実に保持できるようになっている。

バキュームレール８の傾斜部８ａの下流寄りの上方に、前記扁平なカートン２を起函する際に、カートン２の上下に密着している面が同方向に一緒に折れてしまわないように、上下の面の接触状態を解除する解除手段２６が設けられている。この解除手段２６は、回転体２８に設けた２個所の吸着手段３０を備えている。これら吸着手段３０の回転軸も、前記取り出し手段６と同様に遊星ギヤ３２に取り付けられており、この遊星ギヤ３２がアイドルギヤ３４を介して中央の太陽ギヤ３６に噛み合っている。従って、回転体２８が図１の反時計回り方向に回転すると（矢印Ｒ４参照）、太陽ギヤ３６に噛み合うアイドルギヤ３４も同様に反時計回り方向に回転し（矢印Ｒ５参照）、このアイドルギヤ３４に噛み合う遊星ギヤ３２が時計回り方向に回転する（矢印Ｒ６参照）。この実施例では、回転体２８が一回転（公転）する間に、吸着手段３０が一回の自転を行うことにより、吸着手段３０が常にほぼ下方を向くようになっており、この密着解除位置Ｃでも吸着手段３０がほぼ下方を向く（正確には、バキュームレール８の傾斜部８ａとほぼ一致する傾斜をした状態になる）ようになっている。

前記バキュームレール８は、カートン２の密着解除位置Ｃのやや上流側から水平部８ｂに移行する位置付近までの間に、バキューム源に接続された多数の吸引孔８ｄが設けられている。この部分に設けられた吸引孔８ｄは、前記カートン受け渡し位置Ｂ付近に設けられている吸引孔８ｃよりも密な状態で形成されており、カートン２の下面側を強力に吸着できるようになっている。

バキュームレール８の下方にカートン２を搬送するカートンコンベヤ１０が配置されている。このカートンコンベヤ１０は、４本の平行したエンドレスチェーン３８（３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ）と、これらチェーン３８のうち外側の２本のチェーン３８Ａ、３８Ｄに一定の間隔で取り付けられた後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄと、内側の２本のチェーン３８Ｂ、３８Ｃに一定の間隔で取り付けられた前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃとを備えている。これら前後のフィンガー４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ａ、４０Ｄは、前記バキュームレール８に干渉しないように、後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄが２本のレール８Ａ、８Ｂの外側を、そして、前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃが２本のレール８Ａ、８Ｂの内側を移動するようになっている。

後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄは、走行するチェーン３８Ａ、３８Ｄに直角の状態で取り付けられており、カートン２の搬送部（カートンコンベヤ１０の上面側）では常に直立した状態で前進する。後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄは、カートン取り出し手段６からバキュームレール８にカートン２が引き渡される引き渡し位置Ｂでは、上端がバキュームレール８の上方に突出してカートン２の後端に係合する高さを有している。なお、引き渡し位置Ｂで後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄによりカートン２が押された際に、カートン２が持ち上がってしまう場合があるが、このような場合には、引き渡し位置Ｂと密着解除位置Ｃとの間のカートンコンベヤ１０の上方に、カートン２に上方から当接してカートン２が持ち上がることを防止するガイドプレートを設ければよい。

また、前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃは、進行方向の前後に向かって回動可能になっており、通常は板バネ４２に押されて前傾した状態になっている。カートンコンベヤ１０のカートン搬送部（上面側）の下方には、前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃを立ち上げるカム４４が配置されている。前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃの下端部がこのカムに係合して移動すると、カム４４の形状に応じて次第に後方に向かって立ち上がるようになっている。この実施例では、バキュームレール８へのカートン２の引き渡し位置Ｂでは、前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃは前傾した状態で先端がバキュームレール８上に出ないようになっているが、カートン２の密着を解除する位置Ｃでは、傾斜しているバキュームレール８の高さが低くなっているので、先端がバキュームレール８上に突出して、扁平な状態のカートン２の前端に係合する。その後、前進するにつれて、カム４４の形状により後方へ向かって回動して次第に立ち上がり、バキュームレール８の傾斜部８ａから水平部８ｂに移行する付近ではほぼ直立した状態になる。このように前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃが直立した状態になった時には、前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃの後面と後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄの前面との距離が、起函されて角筒状になったカートン２の水平状態の壁面の前後の長さとほぼ一致する。なお、カートン２が前後のフィンガー４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ａ、４０Ｄで挟み込まれた際に浮き上がる場合があるが、このような場合には、徐々に起函されるカートン２に上方から当接して、浮き上がりを防止するガイドプレートを設ければよい。

以上の構成に係るカートン成形装置の作動について説明する。カートン取り出し手段６の回転体１４が回転（公転）するとともに、吸着手段１６が自転して、ホッパ４からのカートン取り出し位置Ａに到達したときには、バキュームパッド１６Ａ、１６Ａの前面がホッパ４の取り出し口４ａと向かい合い、ホッパ４内の先頭のカートン２を吸着する。そのまま回転体１４の回転および吸着手段１６の回転により、カートン２をホッパ４から取り出し、バキュームレール８への引き渡し位置Ｂへ移動する。

引き渡し位置Ｂでは吸着手段１６のバキュームパッド１６Ａ、１６Ａが下向きの状態になり、カートン２をバキュームレール８上に載せる。バキュームレール８のこの引き渡し位置Ｂ付近には、吸引孔８ｃが設けられており、上面を取り出し手段６のバキュームパッド１６Ａ、１６Ａに吸着されているカートン２の下面側を吸着する。その後、取り出し手段６のバキュームが解除されて、カートン２はバキュームレール８に完全に引き渡される。

取り出し手段６からバキュームレール８へのカートン２の引き渡しが行われる時点で、バキュームレール８の下方に配置されているカートンコンベヤ１０の起函手段１２を構成する後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄが後方から移動してきて、直立した状態でカートン２の後端に係合する。このときには、前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃは板ばね４２により前傾した状態でバキュームレール８の上方に突出していないので、カートン２に干渉することはない。

その後、カートンコンベヤ１０の走行に伴って後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄが前進し、偏平な状態のままカートン２を搬送する。なお、吸引孔８ｃの吸引力は、搬送に支障がない程度に設定されている。後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄによって搬送されたカートン２が、上下の密着を解除する解除位置Ｃに接近すると、この位置Ｃ付近にはカートンレール８の吸引孔８ｄが密な状態で設けられており、カートン２がバキュームレール８によって強く吸着されるとともに、その上方に設けられている解除手段２６の回転体２８の回転に伴ってバキュームパッド３０が、解除位置Ｃに移動してほぼ下向きの状態になり、カートン２の上面側を吸着する。

バキュームレール８上のカートン２が解除手段２６のバキュームパッド３０に上面側を吸着された時点で、カートンコンベヤ１０の前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃの上端が、傾斜しているバキュームレール８上に突出してカートン２の前端に係合する。この状態から解除手段２６の回転体２８の回転に伴ってバキュームパッド３０が移動することによって、このバキュームパッド３０が吸着しているカートン２の上面側を持ち上げ、バキュームレール８に吸着されている下面側との密着状態を解除して、カートン２の上下の面の間に隙間を開ける。前述のように解除位置Ｃ付近には、吸引孔８ｄが密な状態で設けられており、カートン２の下面側を強く吸引しているので、バキュームパッド３０が上昇するときに、カートン２が一体的に持ち上げられることがなく、確実に上下の密着を解除することができる。

カートンコンベヤ１０は前進を続けており、上下の面の間に隙間を開けられたカートン２を後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄが後方から押すとともに、前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃがカム４４によって後方へ向けて回動を開始して次第に立ち上がる。カートン２の後端に係合している後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄと、前端に係合している前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃとの距離が次第に接近し、カートン２が次第に起函される。なお、解除位置Ｃ付近では、吸引孔８ｄが密に設けられており、吸引力が強くなるが、吸引孔８ｄが増加するに伴い、カートン２は前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃによって起函され、吸引される底面の面積が次第に小さくなるので、搬送に支障が生ずることはない。

バキュームレール８の傾斜部８ａから水平部８ｂへと移行する位置付近で、起函手段１２の前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃがほぼ直立した状態に立ち上がり、カートン２を角筒状に起函する。その後、前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃと後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄが直立した状態のまま前進し、カートン２を、その前後の壁面が直立するとともに、上下の壁面が水平な状態を維持して搬送する。このようにホッパ４からカートン２を取り出す取り出し手段６とカートン２を搬送するカートンコンベヤ１０との間に傾斜したバキュームレール８を設け、このバキュームレール８上のカートン２の後端に後方フィンガー４０Ａ、４０Ｄを係合させて前進させつつ、前方フィンガー４０Ｂ、４０Ｃをカートン２の前端に係合させて次第に立ち上げるようにしたことにより、安定してカートン２を起函し、搬送することができる。

カートン成形装置の側面図である。（実施例１） 前記カートン成形装置のカートン取り出し部の縦断面図である。

符号の説明

２ カートン
４ ホッパ
６ 取り出し手段
８ 載置レール（バキュームレール）
８ｃ 吸引孔
８ｄ 吸引孔
１０ カートンコンベヤ
１２ 起函手段
２６ 解除手段
４０Ａ 後方フィンガー
４０Ｂ 前方フィンガー
４０Ｃ 前方フィンガー
４０Ｄ 後方フィンガー

Claims (4)

1. 偏平に折り畳まれたカートンをホッパから一枚ずつ取り出す取り出し手段と、カートンを搬送するカートンコンベヤと、偏平なカートンを起函して筒状に成形する起函手段とを備え、ホッパから取り出したカートンを成形して搬送するカートン成形装置において、
   前記カートンコンベヤの上方に、取り出された偏平なカートンを載せる載置レールをカートンコンベヤの搬送方向へ向かって下降するように傾斜させて設け、かつ、前記起函手段を、カートンコンベヤに取付けられて、カートンの後端に当接する後方フィンガーと、そのカートンの前端に当接可能な前方フィンガーとから構成し、後方フィンガーを、前記傾斜した載置レールの上方に突出させて載置レール上に載ったカートンの後方から当接させ、この後方フィンガーの前進により扁平なカートンを搬送させるとともに、前傾した状態の前方フィンガーを、前進により載置レール上に突出させて搬送されている扁平なカートンの前端に係合させ、さらに前進するにつれてカートンの前方側から立ち上げて後方フィンガーに接近させることによりカートンを起立させることを特徴とするカートン成形装置。
2. 前記前方フィンガーは、カートンコンベヤの搬送方向へ前傾した状態から、搬送方向と逆方向に回動して立ち上がり、載置レールの上方に突出することを特徴とする請求項１に記載のカートン成形装置。
3. 前記載置レールは、カートンの載置面に吸引孔を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカートン成形装置。
4. 前方フィンガーが立ち上がってカートンを起函する直前に、折り畳まれて偏平なカートンの上面側と下面側との密着状態を解除する解除手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のカートン成形装置。

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