JP6101300B2 - 箱詰めシステム - Google Patents

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Description

本発明は、箱詰めシステムに関する。
一般的に、物品の搬送に繰り返し用いられる梱包手段として、ダンボール箱が採用されている。ダンボール箱は、使用前、平面状に折り畳まれた折り畳みダンボール箱となって集積されている。折り畳みダンボール箱は、展開されて二つの開口部を有する角筒状へと変形された後、一つの開口部が閉じられて、物品が箱詰めされる。例えば、特許文献1(特開平10−7108号公報)には、複数の折り畳みダンボール箱を搬送方向に沿って積層させる製函装置が提案されている。特許文献1に係る製函装置では、積層された複数の折り畳みダンボール箱のうち、搬送方向において先頭に位置する折り畳みダンボール箱(先頭の折り畳みダンボール箱)から順番に取り出されて、角筒状へと変形されていく。
本発明の第1観点に係る箱詰めシステムは、スタック部と、移送部と、製函部と、箱詰め部と、箱供給部と、を備える。スタック部は、折り畳みダンボール箱を立てた状態で保持する。折り畳みダンボール箱は、平面状に折り畳まれたダンボール箱である。移送部は、スタック部から折り畳みダンボール箱を移送する。製函部は、移送部により移送された折り畳みダンボール箱を展開して角筒状のダンボール箱に変形させ、底蓋を形成し、上蓋側が開口しているダンボール箱を作る。箱詰め部は、底蓋の形成されたダンボール箱に物品を詰める。箱供給部は、製函部により作られたダンボール箱を、下方に位置する箱詰め部に供給する。当該箱詰めシステムは、上部空間と、上部空間の下方に配置される下部空間とに区画されている。製函部は上部空間に配置される。スタック部及び箱詰め部は下部空間に配置される。移送部は、スタック部から折り畳みダンボール箱を1枚ずつ抜き取って、上方に位置する製函部へと搬送する。
本発明の第2観点に係る箱詰めシステムは、第1観点の箱詰めシステムであって、箱供給部は、ダンボール箱を横方向に開口した状態で箱詰め部に供給する。
本発明の一実施形態に係る製函箱詰めシステムの概略正面図である。 製函装置の概略斜視図である。 スタック部の概略平面図である。 第2積層部の平面図である。 図4AのI−I断面図である。 第2積層部に積層される折り畳みダンボール箱を示す図である。 図2に示す領域Rの拡大図である。 搬送方向上流側から見た製函装置の概略図である。 展開部の概略図である。 前面把持機構の動きと折り畳みダンボール箱が展開される様子とを示す図である。 製函箱詰めシステムの制御ブロック図である。 ダンボール箱の斜視図である。 ダンボール箱の底面図である。 折り畳みダンボール箱の正面図である。 折り畳みダンボール箱の側面図である。
本発明の一実施形態に係る製函装置10について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
また、以下の説明において、上下方向、左右方向、および前後方向とは、特に断りの無い限り、それぞれ図1および図2に示す方向を意味する。また、搬送方向とは、製函箱詰めシステム100において折り畳みダンボール箱FBまたはダンボール箱Bが移送される方向を意味し、上流/下流とは、搬送方向における上流/下流を意味する。
(1)全体構成
図1は、本発明の一実施形態に係る製函装置10を含む製函箱詰めシステム100の概略側面図である。図2は、製函装置10の概略斜視図である。
製函箱詰めシステム100は、物品を詰めるためのダンボール箱Bを形成し、形成したダンボール箱Bに物品を詰めるためのシステムである。具体的に、製函箱詰めシステム100は、図12Aおよび図12Bに示すような平面状の折り畳みダンボール箱FBを展開して、角筒状のダンボール箱TBを形成する。その後、製函箱詰めシステム100は、角筒状のダンボール箱TBに底蓋BCを形成して、図11Aに示すようなダンボール箱Bを形成する。その後、製函箱詰めシステム100は、ダンボール箱Bに物品を詰める。ここで、平面状の折り畳みダンボール箱FBとは、ダンボール箱Bの上蓋および底蓋が開放された角筒状のダンボール箱TBを折り畳んで平面状にしたものである。詳細は、追って説明する。
製函箱詰めシステム100は、図1または図10に示すように、主として、製函装置10と、箱詰め装置90と、搬送装置91と、制御装置92とを含む。製函装置10は、折り畳みダンボール箱FBを展開して、物品を箱詰めするためのダンボール箱Bを形成する装置である。製函装置10によって実行される処理を製函処理とよぶ。箱詰め装置90は、ダンボール箱Bに、複数の物品を詰め込むための装置である。箱詰め装置90によって実行される処理を箱詰め処理とよぶ。搬送装置91は、物品が箱詰めされたダンボール箱Bを下流に搬送するための装置である。制御装置92は、製函装置10、箱詰め装置90、および搬送装置91を制御する装置である。
製函箱詰めシステム100は、折り畳みダンボール箱FBおよびダンボール箱Bを移動させながら、製函処理および箱詰め処理を実行する。図1の矢印D1〜D6は、製函箱詰めシステム100における折り畳みダンボール箱FBまたはダンボール箱Bの移動方向を示す。図1の矢印D1〜D6で示すように、折り畳みダンボール箱FBは、製函装置10に含まれるスタック部12、展開部14、および底蓋形成部15を経由して、その後、箱詰め装置90へと搬送される。
具体的に、製函箱詰めシステム100は、スタック部12に積層された折り畳みダンボール箱FBから1枚ずつ折り畳みダンボール箱FBを抜き取って、スタック部12の斜め上方に位置する展開部14へと折り畳みダンボール箱FBを移動させる(矢印D1参照)。折り畳みダンボール箱FBは、展開部14で展開されて角筒状のダンボール箱TBへと変形される。このとき、折り畳みダンボール箱FBは、展開されながら、展開開始位置の斜め下方に位置する底蓋形成部15に移動する(矢印D2参照)。その後、角筒状のダンボール箱TBは、底蓋形成部15によって、底蓋BCが形成される。底蓋が形成された角筒状のダンボール箱TB(ダンボール箱B)は、その後、下降開始位置に向かって、ほぼ水平方向に移動される(矢印D3参照)。ここで、下降開始位置とは、底蓋BCが形成された角筒状のダンボール箱TB(ダンボール箱B)を下方へ搬送する場所である。ダンボール箱Bは、その後、下降開始位置より下方に位置する箱詰め装置90に落下して移動する(矢印D4参照)。製函箱詰めシステム100は、箱詰め装置90によってダンボール箱Bに物品を詰めた後、当該ダンボール箱Bを、製函箱詰めシステム100の最も低い位置にある搬送装置91に移動させる(矢印D5参照)。その後、製函箱詰めシステム100は、搬送装置91によって、当該ダンボール箱Bを後工程へとさらに移動させる(矢印D6参照)。
以下、製函箱詰めシステム100で用いられるダンボール箱Bおよび折り畳みダンボール箱FBと、製函箱詰めシステム100に含まれる各装置10,90,91,92の構成を説明する。
(2)ダンボール箱および折り畳みダンボール箱
まず、図11A、図11B、図12A、および図12Bを用いて、本実施形態で用いるダンボール箱Bおよび折り畳みダンボール箱FBの形状を説明する。図11Aおよび図11Bは、物品が詰め込まれるダンボール箱Bを示す。図12Aおよび図12Bは、平面状に折り畳まれたダンボール箱Bである折り畳みダンボール箱FBを示す。
(2−1)ダンボール箱
ダンボール箱Bは、図11Aまたは図11Bに示すように、角筒部TPとフラップC21〜C24,C31〜C34とによって構成されている。角筒部TPは、ダンボール箱Bの側面を構成する部分(側面部)である。角筒部TPは、図11Aに示すように、正面C11、左側面C12、背面C13、および右側面C14によって構成されている。すなわち、角筒部TPは、4つの側面部によって構成されている。
角筒部TPは、4つの折り目部分FP1〜FP4を有する(図11A、図12Aおよび図12B参照)。折り目部分FP1〜FP4は、正面C11、左側面C12、背面C13、および右側面C14のうち、隣接する二つの面の境界に設けられる。具体的に、図11Aおよび図12Bに示すように、折り目部分FP1は、正面C11および左側面C12の境界に設けられる。折り目部分FP2は、左側面C12および背面C13の境界に設けられる。折り目部分FP3は、背面C13および右側面C14の境界に設けられる。折り目部分FP4は、右側面C14および正面C11の境界に設けられる。角筒部TPは、折り目部分FP1〜FP4を挟んで隣接する二つの面によって形成される角度が90°となっている。
フラップC21〜C24,C31〜C34は、それぞれ、ダンボール箱Bの上蓋および下蓋BCを構成する部分である。フラップC21〜C24,C31〜C34は、それぞれ、角筒部TPの高さh方向上下に位置する(図11Aおよび図12A参照)。具体的に、正面C11の高さh方向において、上側にはフラップC21が隣接し、下側にはフラップC31が隣接する。左側面C12の高さh方向において、上側にはフラップC22が隣接し、下側にはフラップC32が隣接する。同様に、背面C13の高さh方向において、上側にはフラップC23が隣接し、下側にはフラップC33が隣接する。右側面C14の高さh方向において、上側にはフラップC24が隣接し、下端にはフラップC34が隣接する。
角筒部TPの下側に設けられたフラップC31〜C34は、図11Bに示すように、隣接するフラップと重なるように折り込まれてダンボール箱Bの底蓋BCとなる。角筒部TPの上側に設けられたフラップC21〜C24は、本実施形態に係る製函箱詰めシステム100の後工程において、フラップC31〜C34と同様に、隣接するフラップと重なるように折り込まれてダンボール箱Bの上蓋となる。
本実施形態において、ダンボール箱Bとは、上蓋が形成される前の状態を指す。すなわち、ダンボール箱Bとは、角筒部TPと、底蓋BCと、フラップC21〜C24とを有する状態であるものとする。
(2−2)折り畳みダンボール箱
折り畳みダンボール箱FBは、角筒状のダンボール箱TBが、平面状に折り畳まれたものである(図12Aおよび図12B参照)。角筒状のダンボール箱TBとは、ダンボール箱Bの上蓋および底蓋BCが開放されて二つの開口を有する状態を指す。
折り畳みダンボール箱FBは、図12Aおよび図12Bに示すように、対向する2つの折り目部分FP2,FP4に沿って、角筒部TPが大きく折り曲げられた状態を指す。このとき、折り目部分FP2,FP4を挟んで隣接する2つの面によって形成される角度が、90°より小さい角度になるように折り曲げられている(図12B参照)。具体的に、2つの面によって形成される角度は、0°〜30°である。より具体的に、左側面C12および背面C13は、左側面C12の内壁と背面C13の内壁とが近接するように折り目部分FP2に沿って折り曲げられており、左側面C12の内壁から背面C13の内壁までの角度が0°〜30°である。右側面C14および正面C11もまた、右側面C14の内壁と正面C11の内壁とが近接するように折り目部分FP4に沿って折り曲げられており、右側面C14の内壁から正面C11の内壁までの角度が0°〜30°である。
一方、残りの折り目部分FP1,FP3を挟んで隣接する2つの面よって形成される角度は、90°より大きい角度になるような位置にある(図12B参照)。具体的に、2つの面によって形成される角度は、150°〜180°である。より具体的に、正面C11および左側面C12は、正面C11の内壁と左側面C12の内壁とが離反するように、折り目部分FP1を中心に広げられており、正面C11の内壁から左側面C12の内壁までの角度が150°〜180°である。背面C13および右側面C14もまた、背面C13の内壁と右側面C14の内壁とが離反するように、折り目部分FP3を中心に広げられており、背面C13の内壁から右側面C14の内壁までの角度が100°〜180°である。
本実施形態において、角筒部TPの高さ方向hに連続して延びる3つの面C11〜C14,C21〜C24,C31〜C34を、連続面S1〜S4とよぶ(図12Aおよび図12B参照)。具体的に、図12Aに示す、正面C11、フラップC21、およびフラップC31を第1連続面S1とよぶ。また、左側面C12、フラップC22、およびフラップC32を第2連続面S2とよぶ。同様に、背面C13、フラップC23、およびフラップC33を第3連続面S3とよぶ。さらに、右側面C14、フラップC24、およびフラップC34を第4連続面S4とよぶ。折り畳みダンボール箱FBは、図12Bに示すように、片側の面(第2面)FFに、第1連続面S1および第2連続面S2を含み、第2面FFとは反対の面(第1面)RFに、第3連続面S3および第4連続面S4を含む。
本実施形態に係る製函箱詰めシステム100では、折り目部分FP2,FP4が、折り畳みダンボール箱FBの上下方向端部となるような姿勢で、折り畳みダンボール箱FBが積層される。また、折り畳みダンボール箱FBの第1面部RFが搬送方向上流側を向き、第2面FFが搬送方向下流側を向いて積層される。言い換えると、第1面RFは、後方側に位置する面(後面)であり、第2面FFは、前方側に位置する面(前面)となる。
(3)製函装置
製函装置10は、上述したように、平面状の折り畳みダンボール箱FBを展開して、ダンボール箱Bを形成する装置である。製函装置10は、図1に示すように、搬送方向において最も上流に配置されている。また、図1に示すように、製函装置10は、主として、スタック部12と、移送部13と、展開部14と、底蓋形成部15とからなる。以下、各部の構成について詳細に説明する。
(3−1)スタック部
スタック部12は、平面状の多数の折り畳みダンボール箱FBを積層させるユニットである。また、スタック部12は、積層させた多数の折り畳みダンボール箱FBを搬送方向下流に移動させるユニットでもある。多数の折り畳みダンボール箱FBは、図1に示すように、折り畳みダンボール箱FBの搬送方向に沿って積層される。上述したように、折り畳みダンボール箱FBは、折り目部分FP2,FP4が、折り畳みダンボール箱FBの上下方向端部となるような姿勢で積層される。すなわち、図12Bに示すように、折り畳みダンボール箱FBの上端が折り目部分FP2となり、折り畳みダンボール箱FBの下端が折り目部分FP4となるような姿勢で各折り畳みダンボール箱FBはスタック部12に載置される。
スタック部12は、製函装置10において、最も上流に位置する。また、スタック部12は、製函装置10において、最も低い位置に設けられている。すなわち、多数の折り畳みダンボール箱FBは、製函装置10において最も低い位置で積層される。スタック部12に積層された多数の折り畳みダンボール箱FBは、後述する移送部13によって、一枚ずつ順番に、上方位置に設けられた展開部14に移動される。
スタック部12は、図2に示すように、主として、第1積層部21と、第2積層部(階段部)22と、前方プレート23と、後方プレート24と、差込機構25とを含む。
(3−1−1)第1積層部
第1積層部21は、多数の折り畳みダンボール箱FBを搬送方向に沿って積層させるユニットである。また、第1積層部21は、多数の折り畳みダンボール箱FBを搬送方向下流側に搬送するコンベアである。第1積層部21は、図示しない幅方向規定部材によって、折り畳みダンボール箱FBの左右方向を位置決めしながら、折り畳みダンボール箱FBを前方に送る。幅方向規定部材は、具体的に、載置された折り畳みダンボール箱FBの角筒部TPとフラップC31〜C34との境界部分を基準に、折り畳みダンボール箱FBの幅方向を規定する。第1積層部21は、図3に示すように、主として、床部211と、ローラ212と、ベルト213とを含む。
床部211は、折り畳みダンボール箱FBを載置させるための部分である。床部211は、複数の板状部材によって構成される。複数の板状部材は、所定幅の隙間を空けて並列される。複数の板状部材は、それぞれ前後方向に延びる。折り畳みダンボール箱FBは、板状部材が延びる方向に沿って積層される。
ローラ212は、後述するベルト213を床部211の長手方向に沿って回転させるための部材である。ローラ212は、床部211の幅方向(左右方向)に延びる回転軸を有する。ローラ212は、搬送方向において、床部211の上流側および下流側にそれぞれ配置されている。ローラ212は、ローラ回転機構214により、適宜回転駆動される(図10参照)。
ベルト213は、ローラ212に渡しかけられる無端ベルトである。具体的に、ベルト213は、床部211の上流側および下流側にそれぞれ配置されたローラ212に渡しかけられる。ベルト213は、床部211に形成された所定幅の隙間を覆う位置に配置される。本実施形態では、図3に示すように、ベルト213は、床部211の幅方向三箇所に配置される。すなわち、3つのベルト213は、床部211の長手方向に沿って渡しかけられ、床部211に形成された隙間を覆う。また、3つのベルト213は、隙間に隣接して延びる床部211の部分を長手方向に沿って覆う。
ベルト213は、床部211に載置された折り畳みダンボール箱FBの下端に接触する。また、ベルト213は、ローラ212の回転駆動に伴って回転する。その結果、ベルト213は、接触した折り畳みダンボール箱FBを前方(搬送方向下流)に移動させる。
なお、第1積層部21には、図示しないセンサが設けられている。センサは、第1積層部21の所定の箇所における折り畳みダンボール箱FBの有無を判定する。ここで、所定の箇所とは、例えば、床部211の下流側端部である。センサによって、所定の箇所に折り畳みダンボール箱FBがないと判定された場合に、上述したローラ212は回転駆動される。
(3−1−2)第2積層部
第2積層部22は、後工程に移送される前の複数の折り畳みダンボール箱FBを積層させる場所である。図2および図3に示すように、第2積層部22は、第1積層部21の下流に配置されており、第2積層部22には、第1積層部21から搬送される折り畳みダンボール箱FBが積層される。言い換えると、第2積層部22は、スタック部12に載置される多数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭側に位置する複数の折り畳みダンボール箱FBを載置する。すなわち、第2積層部22は、スタック部12に載置される多数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭側に位置する複数の折り畳みダンボール箱FBの下端に接触する。
図4Aおよび図4Bに、第2積層部22を示す。図4Aは、第2積層部の平面図であり、図4Bは、図4AのI―I断面図である。第2積層部22は、複数の接触面22aによって構成されている。各接触面22aは、スタック部12の幅方向(左右方向)に延び、搬送方向に所定の長さLを有する(図4B参照)。ここで、所定の長さLは、1枚分の折り畳みダンボール箱FBの厚み寸法tよりも大きく、3枚分の折り畳みダンボール箱FBの厚み寸法tの合計よりも小さいことが好ましい。本実施形態に係る接触面22aは、1枚分の折り畳みダンボール箱FBの厚み寸法tより大きく、2枚分の折り畳みダンボール箱FBの厚み寸法tの合計よりも小さい所定の長さLを有する(図5参照)。複数の接触面22aは、図4Bに示すように、第2積層部22において階段状に配置されている。すなわち、複数の接触面22aは、水平面に対して異なる高さ位置に配置されている。第2積層部22は、複数の接触面22aによって4段以上の階段を構成することが好ましい。本実施形態では、第2積層部22は、8つの接触面22aを有し、8つの接触面22aによって8段の階段を構成する。
第2積層部22において、階段状に配置された接触面22aは、水平面に対して第1の傾き(勾配)θ1を有する。ここで、第1の傾きθ1は、45°〜60°である。また、複数の接触面22aは、折り畳みダンボール箱FBが搬送方向に対して前傾するように、それぞれ、水平面に対してわずかに傾けられている(図5参照)。言い換えると、各接触面22aは、水平面に対してわずかに傾いた姿勢で設けられる。例えば、複数の接触面22aは、水平面に対して1°〜85°傾くように設けられる。本実施形態では、具体的に、複数の接触面22aのそれぞれが、上述の勾配に対して第2の傾きθ2を有するように配置される。ここで、第2の傾きθ2は、試作段階において試験を繰り返し、15°〜25°に決められている。
複数の接触面22aのうち、階段の最下段を構成する接触面22aには、図4Aに示すように、左右方向に三つの切り欠き部22bが形成されている。切り欠き部22bは、後述するリフト321の爪部321aが上下移動可能な部分である。
第2積層部22はまた、積層されている複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、隣接する複数の折り畳みダンボール箱FBの間に隙間を形成する機能を有する。第2積層部22の階段は、階段を落下する複数の折り畳みダンボール箱FBに対して、下端側から衝撃または振動を与える。また、階段は、隣接する複数の折り畳みダンボール箱FBを異なる高さ位置に移動させる。これにより、隣接する複数の折り畳みダンボール箱FBの間に、隙間が形成される。
(3−1−3)前方プレート
前方プレート23は、第2積層部22に積層された折り畳みダンボール箱FBの前方への移動を規制する部材である。前方プレート23は、第2積層部22が有する最下段の接触面22aの前端側に設けられている(図2および図6参照)。具体的に、前方プレート23は、最下段の接触面22aの前端側であって、第2積層部22の幅方向中央に所定の隙間を空けて幅方向両側にそれぞれ配置されている。
前方プレート23は、上下方向に延びる板状部材である。前方プレート23は、第2積層部22に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBの前面FFの幅方向二箇所で上下方向に延びて接触する。ここで、先頭の折り畳みダンボール箱FBとは、第2積層部に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、一番前(最前列)に位置する折り畳みダンボール箱FBである。
なお、前方プレート23は、前傾姿勢で上下方向に延びる。ここで、前傾姿勢とは、第2積層部22で積層されている折り畳みダンボール箱FBの前傾姿勢と同程度の傾きを有する姿勢である。すなわち、前方プレート23は、第2積層部22に載置された折り畳みダンボール箱FBの傾きを維持しながら、上下方向に沿って折り畳みダンボール箱FBを前方から支持する。
(3−1−4)後方プレート
後方プレート24は、第1積層部21に積層されている多数の折り畳みダンボール箱FBを後方から押さえる部材である。具体的に、後方プレート24は、積層された多数の折り畳みダンボール箱FBのうち最後尾に位置する折り畳みダンボール箱FBの後面RFに対して、搬送方向に一定の力を加える構成となっている。後方プレート24は、最後尾に位置する折り畳みダンボール箱FBの、前方(搬送方向下流)への移動に伴って、最後尾に位置する折り畳みダンボール箱FBの後面RFを押さえながら前方へ移動する。
(3−1−5)差込機構
差込機構25は、図2に示すように、第2積層部22の上方に配置される機構である。差込機構25は、第2積層部22に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBと、先頭の折り畳みダンボール箱FBの後に続く複数の折り畳みダンボール箱FB(後続の折り畳み段ボール箱)とを分離するための機構である。より具体的には、差込機構25は、先頭の折り畳みダンボール箱FBと、後続の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBに隣接して接触する折り畳みダンボール箱(隣接折り畳みダンボール箱)FBとの間に隙間を形成するための機構である。
差込機構25は、図7に示すように、主として、上方プレート251および上下移動プレート(上端押さえ部)252を有する。
(a)上方プレート
上方プレート251は、第2積層部22において搬送方向に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBの上端に接触するプレートである。上方プレート251は、第2積層部22の傾きに合わせて傾斜した傾斜面を有する。言い換えると、上方プレート251は、搬送方向上流側の一端と比較して、搬送方向下流側の一端が、水平面に対して下側に傾いている。
上方プレート251の傾斜面は、折り畳みダンボール箱FBの上端の位置を規制する。具体的に、上方プレート251の傾斜面は、複数の積層された折り畳みダンボール箱FBのうち、他の折り畳みダンボール箱FBの上端よりも大きく突出している折り畳みダンボール箱FBの上端に接触して、折り畳みダンボール箱FBを下方に押し込む。すなわち、上方プレート251は、折り畳みダンボール箱FBの下端の高さ位置を修正する。
(b)上下移動プレート
上下移動プレート252は、先頭の折り畳みダンボール箱FBと、隣接折り畳みダンボール箱FBとの間に、隙間を形成するためのユニットである。上下移動プレート252は、上方プレート251の一部を構成する。具体的に、上下移動プレート252は、上方プレート251の幅方向中央に設けられる。上下移動プレート252は、第2積層部22に載置された折り畳みダンボール箱FBの角筒部TPの上方位置にくる。また、上下移動プレート252は、上方プレート251の傾斜面に対して同じ傾きを有する傾斜面を有する。すなわち、上下移動プレート252は、搬送方向上流側の一端と比較して、搬送方向下流側の一端が、水平面に対して下側に傾いている。
上下移動プレート252は、上流側の一端に図示しない可動軸を有する。可動軸は、上方プレート251の幅方向に沿って延びる。上下移動プレート252は、図10に示す可動機構253によって、可動軸を基準に下方に移動する。具体的に、上下移動プレート252は、可動軸を基準に下方に移動することにより、差込待機位置と差込位置とを移動する。ここで、差込待機位置とは、上方プレート251の傾斜面と上下移動プレート252の傾斜面とが同一の高さ位置にある状態を指す。差込位置とは、上下移動プレート252が可動軸を基準に下方に移動し、上方プレート251の傾斜面に対して上下移動プレート252の傾斜面が低い位置にある状態を指す。
上下移動プレート252は、下流側の一端に差込部252aを有する。差込部252aは、上下移動プレート252が差込位置に移動したとき、先頭の折り畳みダンボール箱FBと、隣接折り畳みダンボール箱FBとの間に一時的に差し込まれる部分である。上下移動プレート252は、差込位置で、複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、後続のダンボール箱FBの上端を、傾斜面によって強制的に上方から押さえつける。
(3−2)移送部
移送部13は、第2積層部22に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBから先頭の折り畳みダンボール箱FBを順次抜き取って後工程に移送するユニットである。移送部13は、図1および図2に示すように、スタック部12の下流に配置されている。具体的に、移送部13は、第2積層部22の先頭の折り畳みダンボール箱FBの前面FF側に配置されている。移送部13は、図7に示すように、主として、離反機構31と、上方移送機構32とを備える。
(3−2−1)離反機構
離反機構31は、第2積層部22に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBを、後続の折り畳みダンボール箱FBから引き離す機構である。具体的に、離反機構31は、先頭の折り畳みダンボール箱FBの上端部を、隣接折り畳みダンボール箱FBの上端部から引き離す。図7に示すように、離反機構31は、主として、前後動吸盤311および前後方向移動機構312によって構成されている。
(a)前後動吸盤
前後動吸盤311は、折り畳みダンボール箱FBの上端部を前面FF側から吸着する。具体的に、前後動吸盤311は、左側面C12の一部分を吸着する。すなわち、前後動吸盤311は、折り畳みダンボール箱FBの前面FF側であって、折り畳みダンボール箱FBの上端部近傍の高さ位置に配置される。前後動吸盤311は、上述した二つの前方プレート23の間に配置される(図2および図7参照)。前後動吸盤311は、二つの前方プレート23の間から、先頭の折り畳みダンボール箱FSの前面FFを吸着して、先頭の折り畳みダンボール箱FSの上端部を撓ませる。これにより、前後動吸盤311は、先頭の折り畳みダンボール箱FSの上端部と、隣接折り畳みダンボール箱FSの上端部との間に隙間を形成する。
(b)前後方向移動機構
前後方向移動機構312は、前後動吸盤311を、前後方向に移動可能に支持する。具体的に、前後方向移動機構312は、前後動吸盤311を、吸着待機位置、吸着開始位置、および引き離し完了位置の間で移動させる。
ここで、吸着待機位置とは、吸着動作を開始する前の前後動吸盤311を待機させる位置である。吸着待機位置で、前後動吸盤311は、折り畳みダンボール箱FBの前面FFから最も離れた位置にある。
吸着開始位置とは、前後動吸盤311が吸着動作を開始する位置である。吸着開始位置で、前後動吸盤311は、第2積層部22に載置された先頭の折り畳みダンボール箱FBの前面FFに接触し、折り畳みダンボール箱FBの上端部に吸着する。すなわち、前後方向移動機構312は前後動吸盤311を前進させて、吸着待機位置から吸着開始位置に移動させる。
引き離し完了位置は、引き離し動作が完了する位置である。ここで、引き離し動作とは、第2積層部22に載置された先頭の折り畳みダンボール箱FBの上端部を、隣接折り畳みダンボール箱FBの上端部から引き離すための動作である。引き離し完了位置は、吸着開始位置よりも後退した位置にある。すなわち、前後方向移動機構312は、前後動吸盤311を後退させることにより、前後動吸盤311を吸着開始位置から引き離し完了位置に移動させる。前後動吸盤311は、折り畳みダンボール箱FBの上端部を吸着した状態で、前後方向移動機構312によって引き離し完了位置に向けて移動される。これにより、前後動吸盤311は、折り畳みダンボール箱FBの上端部のうち吸着している部分を、吸着していない部分(前方プレート23に接触している部分)よりも前方に引き寄せる。言い換えると、前後動吸盤311は、先頭の折り畳みダンボール箱FBの上端部のうち、幅方向中央部分を、幅方向両側部分よりも前方に引っ張る。引き離し完了位置で、前後動吸盤311は、折り畳みダンボール箱FBの吸着を終了し、折り畳みダンボール箱FBを解放する。その後、前後動吸盤311は、さらに後退して吸着待機位置に戻る。
なお、前後方向移動機構312は、引き離し完了位置で、折り畳みダンボール箱FBの搬送方向に沿って前後動吸盤311を移動させてもよい。具体的に、前後方向移動機構312は、前後動吸盤311によって折り畳みダンボール箱FBを吸着させた状態で、折り畳みダンボール箱FBが上方に移動される速度に合わせて、前後動吸盤311を所定距離上方に移動させる。すなわち、前後方向移動機構312は、前後動吸盤311をわずかに上下動させることも可能である。
(3−2−2)上方移送機構
上方移送機構32は、第2積層部22に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBを上方へ移送させる機構である。具体的に、上方移送機構32は、先頭の折り畳みダンボール箱FBを、展開部14に引き渡す機構である。上方移送機構32は、図6または図7に示すように、主として、リフト321と、上下動吸盤322と、上下方向移動機構323とを含む。
(a)リフト
リフト321は、先頭の折り畳みダンボール箱FBの下端に接触して、先頭の折り畳みダンボール箱FBを上方へ引き上げる部材である。リフト321は、上述した第2積層部22の最下段の接触面22aに形成された切り欠き部22bに対応する位置に配置される。すなわち、最下段の接触面22aが延びる方向(第2積層部22の幅方向)に沿って、3つのリフト321が配置される。
リフト321は、上下方向に延びる板状部材である。3つのリフト321のうち両側に配置された2つのリフト(両側のリフト)321の上下方向の長さは、上述した前方プレート23の上下方向の長さの半分程度もしくは2/3程度である。すなわち、両側のリフト321は、先頭の折り畳みダンボール箱FBの前面FFに対して、上下方向に沿って接触する。両側のリフト321は、先頭の折り畳みダンボール箱FBの下端から折り畳みダンボール箱FBの高さ方向中央近傍まで延びるような長さを有する。また、3つのリフト321のうち、幅方向真ん中に配置されるリフト321(真ん中のリフト)の上下方向の長さは、両側のリフト321と比較して短い。例えば、真ん中のリフト321の長さは、両側のリフト321の1/3程度である。
リフト321は、前傾姿勢で上下方向に延びる。ここで、前傾姿勢とは、第2積層部22で積層されている折り畳みダンボール箱FBの前傾姿勢と同程度の傾きを有する姿勢である(図5参照)。すなわち、リフト321は、第2積層部22に載置された折り畳みダンボール箱FBの傾きを維持しながら、上下方向に沿って折り畳みダンボール箱FBを支持する。
リフト321の下端部先端には、爪部321aが形成されている(図6および図7参照)。爪部321aは、折り畳みダンボール箱FB一枚分の厚み寸法と同程度の長さ寸法を有する。すなわち、リフト321は、切り欠き部22bの位置で露出している先頭の折り畳みダンボール箱FBの下端に対して、下方から爪部321aで接触する。言い換えると、先頭の折り畳みダンボール箱FBの下端は、爪部321aの上面に載せられている。
(b)上下動吸盤
上下動吸盤322は、折り畳みダンボール箱FBの下端部近傍を前面FF側から吸着する。具体的に、上下動吸盤322は、正面C11の一部分を吸着する。すなわち、前後動吸盤311は、折り畳みダンボール箱FBの前面FF側であって、折り畳みダンボール箱FBの下端部近傍の高さ位置に配置される。すなわち、上下動吸盤322は、折り畳みダンボール箱FBの下端部近傍を吸着する。上下動吸盤322は、リフト321が延びる方向に沿って、真ん中のリフト321の上端に設けられている。具体的に、真ん中のリフト321の上端には、2つの上下動吸盤322が設けられている。
(c)上下方向移動機構
上下方向移動機構323は、リフト321および上下動吸盤322を上下方向に移動させる機構である。具体的に、上下方向移動機構323は、リフト321を移送待機位置から移送終了位置の間で上下移動させる。リフト321の移送待機位置から移送終了位置への移動に伴って、上下動吸盤322もまた、上下に移動する。ここで、移送待機位置とは、先頭の折り畳みダンボール箱FBの移送を開始する前のリフト321を待機させる位置である。具体的に、移送待機位置で、リフト321の下端部は、可動領域において最も低い位置にある。このとき、上述した爪部321aは、第2積層部22に載置されている先頭の折り畳みダンボール箱FBの下端に切り欠き部22bから接触する。移送終了位置とは、リフト321が先頭の折り畳みダンボール箱FBの移送を完了する位置である。言い換えると、リフト321が、後述する展開部14に対して先頭の折り畳みダンボール箱FBを引き渡す位置である。具体的に、移送終了位置で、リフト321の下端部は、可動領域において最も高い位置(上限位置)にある。
なお、上下方向移動機構323は、移送する折り畳みダンボール箱FBのサイズに応じて可動領域の上限位置を変化させる。具体的に、上下方向移動機構323は、移送する折り畳みダンボール箱FBの後面RFにある折り目部分FP3が、展開部14で所定の高さ位置にくるように、リフト321および上下動吸盤322を上方に移動させる。ここで、所定の高さ位置とは、後述する展開開始位置における後面上方吸盤41aおよび後面下方吸盤41bが、折り目部分FP3の上下にそれぞれ接触しうる高さ位置である。上下方向移動機構323は、例えば、予め制御装置92に入力されたダンボール箱B(折り畳みダンボール箱FB)のサイズに応じて、可動領域の上限位置を変化させる。
(3−3)展開部
展開部14は、折り畳みダンボール箱FBを展開して筒状のダンボール箱TBを形成するユニットである。言い換えると、展開部14は、移送部13から受け渡された折り畳みダンボール箱FBを、平面状から筒状に変形するユニットである(図9参照)。展開部14は、図1および図2に示すように、移送部13の上方に設けられる。すなわち、展開部14は、図9の矢印D11で示すように、下方から移送されてきた折り畳みダンボール箱FBを受け取って、折り畳みダンボールFBの展開処理を行う。
展開部14は、図8に示すように、主として、複数の把持機構41a,41b,42a,42bと、複数の移動機構43,44,45と、複数の補助ユニット47,48とによって構成されている。複数の把持機構41a,41b,42a,42bには、後面RF側の側面部C13,C14を把持する後面把持機構41a,41bと、前面FF側の側面部C11,C12を把持する前面把持機構42a,42bとが含まれる。複数の移動機構43,44,45には、第1移動機構43と、第2移動機構44と、第3移動機構45とが含まれる。
後面把持機構41a,41bは、第1移動機構43および第2移動機構44によって移動可能に支持されている。また、前面把持機構42a,42bは、第3移動機構45によって移動可能に支持されている。後面把持機構41a,41bおよび前面把持機構42a,42bが、第1移動機構43、第2移動機構44、および第3移動機構45によってそれぞれ移動されることにより、図9に示すように、折り畳みダンボール箱FBは、筒状のダンボール箱TBへと変形される。
(3−3−1)後面把持機構、第1移動機構、および第2移動機構
(a)後面把持機構
後面把持機構41a,41bは、吸着器であり、後面上方吸盤41aおよび後面下方吸盤41bを含む。後面上方吸盤41aおよび後面下方吸盤41bは、折り畳みダンボール箱FBの後面RF側に配置され、折り畳みダンボール箱FBの後面RFに含まれる側面部C13,C14を把持する。後面上方吸盤41aは、後面下方吸盤41bの上方に配置されている。
後面把持機構41a,41bは、折り畳みダンボール箱FBの後面RFのうち、第1の所定の位置の上下両側を吸着する。本実施形態で第1の所定の位置とは、後面RFに含まれる背面C13および右側面C14の境界である折り目部分FP3である。
具体的に、後面上方吸盤41aは、折り目部分FP3よりも上方に位置する折り畳みダンボール箱FBの側面部C13を吸着する。より具体的に、後面上方吸盤41aは、背面C13のうち、折り目部分FP3の近傍を吸着する。また、後面下方吸盤41bは、折り目部分FP3よりも下方に位置する折り畳みダンボール箱FBの側面部C14を吸着する。より具体的に、後面下方吸盤41bは、右側面C14のうち、折り目部分FP3の近傍を吸着する。
なお、後面上方吸盤41aは、後述する展開開始位置で吸引動作を開始し、その後、後述する展開待機位置に戻るまで吸引動作を継続する。一方、後面下方吸盤41bは、後述する展開開始位置で吸引動作を開始し、その後、後述する展開待機位置に戻り、かつ、後述する主制御が実行されるまで吸引動作を継続する。
(b)第1移動機構
第1移動機構43は、後面上方吸盤41aを前後方向移動可能に支持する機構である。第1移動機構43は、主として、上方支持部43aと、第1駆動部43bとを有する(図2、図8、または図10参照)。
上方支持部43aは、図2および図8に示すように、製函箱詰めシステム100の枠体99の一部分に取り付けられる。枠体99の一部分とは、製函箱詰めシステム100の骨組みとなる部分のうち、最も高い位置に設けられた枠部分である。上方支持部43aは、後面上方吸盤41aの吸着面が、移送部13から送られた折り畳みダンボール箱FBの背面C13と平行になるように後面上方吸盤41aを支持する。
上方支持部43aは、後面上方吸盤41aを前後方向に移動可能に支持する。具体的に、上方支持部43aは、第1駆動部43bによって駆動されることで、後面上方吸盤41aを前後方向に移動させる。ここで、後面上方吸盤41aが移動する前後方向とは、図1および図2に示す製函箱詰めシステム100の前後方向と同じ方向である。
具体的に、上方支持部43aは、展開待機位置と、展開開始位置との間で後面上方吸盤41aを移動可能に支持する。
展開待機位置は、展開開始位置よりも後方に位置する。展開待機位置は、展開動作を開始する前に後面上方吸盤41aを待機させる位置である。後面上方吸盤41aは、展開待機位置で、折り畳みダンボール箱FBの背面C13から最も離れた位置にある。展開開始位置は、移送部13によって移送された折り畳みダンボール箱FBを受け取る位置である。展開開始位置で、後面上方吸盤41aは、折り畳みダンボール箱FBの背面C13に接触して吸着する。すなわち、上方支持部43aは、後面上方吸盤41aを前進させることにより、後面上方吸盤41aを、展開待機位置から展開開始位置に移動させる。また、上方支持部43aは、後面上方吸盤41aを後退させることにより、後面上方吸盤41aを、展開開始位置から展開待機位置に移動させる。
なお、上方支持部43aは、後面上方吸盤41aを、折り畳みダンボール箱FBの背面C13に吸着させた状態で、展開開始位置から展開待機位置に移動させる。その後、後面上方吸盤41aは、折り畳みダンボール箱FBの吸着を終了し、折り畳みダンボール箱FBを解放する。
(c)第2移動機構
第2移動機構44は、後面下方吸盤41bを前後方向移動可能に支持する機構である。第2移動機構44は、主として、下方支持部44aと、第2駆動部44bとを有する(図8または図10参照)。
下方支持部44aは、上方支持部43aよりも低い位置で、後面下方吸盤41bを支持する。下方支持部44aは、後面下方吸盤41bの吸着面が、移送部13から送られた折り畳みダンボール箱FBの右側面C14と平行になるように、後面上方吸盤41aを支持する。
下方支持部44aは、後面下方吸盤41bを前後方向および上下方向に移動可能に支持する。なお、下方支持部44aは、第2駆動部44bによって駆動されることで、後面下方吸盤41bを前後方向に移動させる。ここで、後面下方吸盤41bが移動する前後方向は、図1および図2に示す製函箱詰めシステム100の前後方向と同じ方向である。
具体的に、下方支持部44aは、展開待機位置と、展開開始位置と、解放位置との間で後面下方吸盤41bを移動可能に支持する。
展開待機位置は、展開開始位置よりも後方に位置する。展開待機位置は、展開動作を開始する前に後面下方吸盤41bを待機させる位置である。展開待機位置で、後面下方吸盤41bは、折り畳みダンボール箱FBの右側面C14から最も離れた位置にある。展開開始位置は、移送部13によって移送された折り畳みダンボール箱FBを受け取る位置である。展開開始位置で、後面下方吸盤41bは、折り畳みダンボール箱FBの右側面C14に接触して吸着する。すなわち、下方支持部44aは、後面下方吸盤41bを前進させることにより、後面下方吸盤41bを、展開待機位置から展開開始位置に移動させる。また、下方支持部44aは、後面下方吸盤41bを後退させることにより、後面下方吸盤41bを、展開開始位置から展開待機位置に移動させる。
なお、下方支持部44aは、後面下方吸盤41bを、折り畳みダンボール箱FBの右側面C14に吸着させた状態で、展開開始位置から展開待機位置に移動させる。その後、後面下方吸盤41bは、折り畳みダンボール箱FBの吸着を終了し、折り畳みダンボール箱FBを解放する。解放位置とは、後面下方吸盤41bが折り畳みダンボール箱FBの右側面C14から離れる位置である。具体的に、解放位置は、展開待機位置よりも少し上方および/または前方に位置する。解放位置は、後面下方吸盤41bが、吸着終了後に残ったわずかな吸着力によって、折り畳みダンボール箱FBに追従して移動した位置である。その後、下方支持部44aによって、後面下方吸盤41bは、展開待機位置に戻される。
(3−3−2)前面把持機構および第3移動機構
(a)前面把持機構
前面把持機構42a,42bもまた、吸着器であり、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bを含む。前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bは、折り畳みダンボール箱FBの前面FF側に配置され、折り畳みダンボール箱FBの前面FFに含まれる側面部C11,C12を把持する。前面上方吸盤42aは、後述する展開開始位置で、前面下方吸盤42bの上方に位置し、後述する展開待機位置で、前面下方吸盤42bの前方に位置する。
前面上方吸盤42aは、展開開始位置において、折り畳みダンボール箱FBの前面FFのうち、第2の所定の位置の下側を吸着する。本実施形態で第2の所定の位置とは、前面FFに含まれる正面C11および左側面C12の境界である折り目部分FP1である。具体的に、前面上方吸盤42aは、折り目部分FP1よりも下方に位置する折り畳みダンボール箱FBの側面部C11を吸着する。より具体的に、前面上方吸盤42aは正面C11のうち、折り目部分FP1の近傍を吸着する。
前面下方吸盤42bもまた、展開開始位置において、折り畳みダンボール箱FBの前面FFのうち、第2の所定の位置の下側を吸着する。具体的に、前面下方吸盤42bは、折り目部分FP1よりも下方であって、前面上方吸盤42aによって吸着される側面部C11の部分よりも下側を吸着する。言い換えると、前面下方吸盤42bは、正面C11のうち、前面上方吸盤42aによって吸着される部分よりも下側を吸着する。
なお、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bは、後述する展開開始位置で吸引動作を開始し、その後、後述する展開待機位置に戻るまで吸引動作を継続し続ける。
(b)第3移動機構
第3移動機構45は、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bを上下方向および前後方向に移動可能に支持する。具体的に、第3移動機構45は、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bを揺動させて、上下方向および前後方向の位置を変化させる。
第3移動機構45は、主として、揺動支持部45aと、第3駆動部45bと、揺動軸45cとを有する(図8または図10参照)。揺動支持部45aは、展開待機位置で、前後方向に延びる部材である。前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および後述する補助ユニット47,48は、揺動支持部45aの延びる方向に沿って取り付けられている(図8参照)。このとき、揺動支持部45aは、前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48の吸着面が、上方を向くように前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48を支持する。また、揺動支持部45aは、後述する展開開始位置で、前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48の吸着面が、展開部14に移送された折り畳みダンボール箱FBの正面C11および左側面C12と略平行になるように前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48を支持する。
揺動支持部45aは、長手方向において、主として、主部と先端部とを含む。主部は、揺動軸45c側に位置する部分であり、先端部は、揺動端側に位置する部分である。先端部には、後述する2つの補助ユニット47が取り付けられ、主部には、前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット48が取り付けられる。主部に取り付けられた補助ユニット48は、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bに隣接する位置に取り付けられる。先端部は、主部に対して、リンク機構で接続されている。リンク機構は、エアシリンダーによって駆動される。先端部は、リンク機構の駆動によって、主部に対する傾きを変化させる(図9参照)。具体的に、先端部は、主部に対して90°傾きを変化させる。
揺動軸45cは、揺動支持部45aを上下方向に揺動させるための軸である。揺動軸45cは、図8に示すように、後面下方吸盤41bよりも低い位置に設けられている。揺動軸45cは、揺動支持部45aの後方側の端部近傍に設けられている。第3駆動部45bは、揺動軸45cを基準に、揺動支持部45aを上下に揺動させる。すなわち、揺動支持部45aは、第3駆動部45bによって駆動されることで、後方側の端部近傍を基準に、前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48を上下方向に揺動する。
第3移動機構45は、揺動軸45cを中心に弧を描くように、揺動支持部45aを揺動させる。第3移動機構45は、揺動支持部45aを揺動させることにより、前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48を、展開待機位置と展開開始位置との間で移動させる。
ここで、展開待機位置とは、展開動作を開始する前に、揺動支持部45aが前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48を待機させる位置である。展開待機位置で、前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48は、折り畳みダンボール箱FBの正面C11および左側面C12から最も離れた位置にある。具体的に、展開待機位置において、揺動支持部45aは、揺動軸45cとほぼ同じ高さ位置で前後方向に延びる。言い換えると、揺動支持部45aは、水平面に対してほぼ平行に延びた姿勢で前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48を支持する。展開待機位置における前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット47,48は、上述の展開開始位置における後面上方吸盤41aおよび後面下方吸盤41bよりも低い位置にある。展開開始位置は、展開動作を開始する位置である。展開開始位置で、主部に取り付けられた前面上方吸盤42a、前面下方吸盤42b、および補助ユニット48は、折り畳みダンボール箱FBの正面C11に接触して吸着する。また、展開開始位置で、先端部に取り付けられた補助ユニット47は、左側面C12に接触して吸着する。
前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bが正面C11に接触する際、折り畳みダンボール箱FBの後面RFは、後面上方吸盤41aおよび後面下方吸盤41bによって把持されている。具体的に、展開開始位置において、揺動支持部45aは、揺動軸45cを基準に上方に延びた姿勢を有する。すなわち、展開開始位置にある前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bは、展開待機位置にある前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bよりも、高い位置にある。展開開始位置において、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bは、異なる高さ位置に並んで配置される。言い換えると、揺動支持部45aが揺動して前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bを上方へ移動させることにより、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bは、揺動軸45cを中心に弧を描くように展開待機位置から展開開始位置に移動する(図9参照)。
なお、揺動支持部45aが、揺動軸45cを中心に揺動して、展開開始位置から展開待機位置に前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bを移動させることにより、折り畳みダンボール箱FBは、図9の矢印ARが示す方向に移動しながら展開される。
具体的に、揺動支持部45aは、折り畳みダンボール箱FBの下方への移動に伴って、主部に対する先端部の姿勢(傾き)を変化させる。展開待機位置から展開開始位置に移動する際は、主部と先端部とは直線状に延びる。その後、展開開始位置から展開待機位置へと移動する際に、リンク機構がエアシリンダーにより駆動され、主部に対する先端部の傾きが、徐々に変化される。詳細には、先端部は、下方位置への移動に伴ってリンク機構によって姿勢が徐々に起こされていく。先端部の姿勢の変化に伴い、折り畳みダンボール箱FBの外形(正面C11と左側面C12との角度)は変化する。揺動支持部45aが展開開始位置から展開待機位置に戻ったとき、先端部は、主部に対して90°の角度を有するように姿勢を起こす。すなわち、先端部は、展開処理終了時、水平面に対して起立した状態で角筒状のダンボール箱TBの左側面C12を吸着する。
なお、先端部は、後述する底蓋形成部15によって角筒状のダンボール箱TBに底蓋BCが形成された後、姿勢を倒す。すなわち、先端部は、ダンボール箱Bが形成された後、主部の延びる方向に延びる。
(3−3−3)補助ユニット
補助ユニット47,48は、前面把持機構42a,42bによる折り畳みダンボール箱FBの前面FFの把持を補助するためのユニットである。補助ユニット47,48もまた、吸着器である。補助ユニット47,48は、上述したように揺動支持部45aに取り付けられている。補助ユニット47,48は、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bが折り畳みダンボール箱FBの前面FFを部分的に吸着している間、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bで吸着されていない前面FFの部分を吸着する。複数の補助ユニット47,48のうち、揺動支持部45aの先端部に取り付けられた2つの補助ユニット47は、左側面C12を吸着する。また、揺動支持部45aの主部に取り付けられた3つの補助ユニット48は、前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bによって吸着されている部分の近傍を吸着する。
(3−4)底蓋形成部
底蓋形成部15は、角筒状のダンボール箱TBに底蓋BCを形成する機構である。言い換えると、底蓋形成部15は、角筒部TPの下側に設けられたフラップC31〜C34を底蓋BCに変形するユニットである。底蓋形成部15は、展開待機位置にある前面上方吸盤42aおよび前面下方吸盤42bの近傍に配置される。底蓋形成部15は、折り畳みダンボール箱FBの展開動作が完了した位置で、角筒状のダンボール箱TBに底蓋BCを形成する。
底蓋形成部15は、図示しないフラップ保持部とフラップ押し曲げ部とを有する。フラップ保持部は、フラップC31〜C34の幅方向第1端部を保持する。フラップ押し曲げ部は、第1端部とは反対側に位置するフラップC31〜C34の端部(第2端部)を、角筒部TPの内側に向かって押し曲げる。その結果、各フラップC31〜C34の第1端部が、隣接するフラップC31〜C34の第2端部に重なるように折り込まれて、ダンボール箱Bの底蓋BCが形成される。
底蓋形成部15によって底蓋BCが形成された角筒状のダンボール箱TB(ダンボール箱B)は、その後、図1の矢印D3で示すように、水平方向に移動された後、下方へ続く落下経路を通って、箱詰め装置90へと移動する。
(4)箱詰め装置
箱詰め装置90は、ダンボール箱Bに複数の物品を詰める装置である。複数の物品は積層された状態でダンボール箱Bに詰められる。箱詰め装置90は、ダンボール箱Bに所定数量の物品を詰めると、その後、ダンボール箱Bの底蓋BCの長辺近傍を回転軸として回転する。これにより、ダンボール箱Bは、開口を上に向けた状態で、搬送装置91に引き渡される。
(5)搬送装置
搬送装置91は、物品が詰められたダンボール箱Bを後工程(製函箱詰めシステム100外の工程)へ搬出する装置である。搬送装置91は、箱詰め装置90の下方に配置されている。
(6)制御装置
制御装置92は、上述したように、製函装置10、箱詰め装置90、および搬送装置91を制御する装置である。図10に示すように、制御装置92は、製函箱詰めシステム100に含まれる各構成と接続され、各構成との間で信号の送受信を行う。
制御装置92は、主として、CPU92a、ROM92b、RAM92c、ハードディスク92dから構成されている。また、制御装置92は、図示しない、タッチパネルディスプレイやキーボード等を備える。
(7)特徴
(7−1)
上記実施形態に係る製函装置10は、スタック部12および移送部13を備える。スタック部12は、第1積層部21および第2積層部22を有する。第1積層部21は、多数の折り畳みダンボール箱FBを搬送方向に積層させる。第2積層部22は、第1積層部21の下流で複数の折り畳みダンボール箱FBを積層させる。移送部13は、第2積層部22に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBのうち先頭の折り畳みダンボール箱FBを抜き取り、後工程に移送する。ここで、第2積層部22は、階段状に配置された複数の接触面22aを有する。複数の折り畳みダンボール箱FBは、第2積層部22を移動することで、隣接する折り畳みダンボール箱FBとの間に隙間を作る。これにより、移送部13は、複数の折り畳みダンボール箱FBの中から先頭の折り畳みダンボール箱FBを確実に抜き取って後工程に移送することができる。
上記実施形態に係る製函装置10のように、多数の折り畳みダンボール箱FBを搬送方向に沿って積層させる場合、搬送方向において先頭の折り畳みダンボール箱FBには、後続の折り畳みダンボール箱FBの重さによって大きな圧力がかかる。そのため、多数の折り畳みダンボール箱FBの中から先頭の折り畳みダンボール箱FBのみを抜き取ることは困難である。具体的に、先頭の折り畳みダンボール箱FBを抜き取ろうとすると、先頭の折り畳みダンボール箱FBに隣接する後続の折り畳みダンボール箱FBも、先頭の折り畳みダンボール箱FBに引きずられて移動する。その結果、後続の折り畳みダンボール箱FBの抜き取り処理に悪影響を及ぼす。
上記実施形態に係る製函装置10は、スタック部12の前後方向に渡って多数の折り畳みダンボール箱FBが積層されている。ここで、スタック部12は、第1積層部21と第2積層部22とからなる。第1積層部21で積層された多数の折り畳みダンボール箱FBは、その後、第2積層部22に移動する。第2積層部22に積層された複数の折り畳みダンボール箱FBは、第2積層部22の先頭の折り畳みダンボール箱FBが移送部13によって抜き取られ、さらに、第2積層部22の最後尾の折り畳みダンボール箱FBが、第1積層部21から送られた折り畳みダンボール箱FBによって押されることにより、前方へ移動する。第2積層部22は、階段状に配置された接触面22aによって構成されている。第2積層部22に載置された複数の折り畳みダンボール箱FBは、複数の接触面22aによって構成される階段を下りながら前方へ移動する。すなわち、複数の折り畳みダンボール箱FBは、一の接触面22aに接触した後、当該接触面22aよりも下方且つ前方に位置する接触面22aに落下する。このとき、落下した一の折り畳みダンボール箱FBと、落下する手前の折り畳みダンボール箱FB(落下した折り畳みダンボール箱FBに隣接する折り畳みダンボール箱FB)との間には隙間が形成される。すなわち、第2積層部22を移動する折り畳みダンボール箱FBは、階段を移動する際に、隣接する折り畳みダンボール箱FBとの間に隙間を形成する。これにより、移送部13によって、第2積層部22に積層されている複数の折り畳みダンボール箱FBから先頭の折り畳みダンボール箱FBが抜き取とられる場合であっても、先頭の折り畳みダンボール箱FBのみを確実に抜き取ることができる。
(7−2)
また、上記実施形態に係る製函装置10では、第2積層部22が有する複数の接触面22aのそれぞれが、多数の折り畳みダンボール箱FBが搬送方向に前傾するように、水平面に対してわずかに傾いて設けられる。すなわち、第2積層部22に積層された複数の折り畳みダンボールFBは、前傾姿勢で前方へ移動する。これにより、第2積層部22において折り畳みダンボール箱FBをスムーズに移動させることができる。その結果、スタック部12に積層された全ての折り畳みダンボール箱FBの移動もスムーズにすることができる。
(7−3)
上記実施形態に係る製函装置10では、複数の接触面22aのうち少なくとも一つの接触面22aの搬送方向に対応する長さ寸法Lが、多数の折り畳みダンボール箱FBそれぞれの厚み寸法tよりも大きく、複数枚分の厚み寸法tより小さい。具体的に、長さ寸法Lは、3枚分の厚み寸法tより小さいことが好ましく、図5では、2枚分の厚み寸法tより小さい。これにより、積層された複数の折り畳みダンボール箱FBに対してより多くの振動を与えて隙間を形成しやすくすることができる。
積層された多数の折り畳みダンボール箱FBは、第1積層部21の床部211およびベルト213に接触しながら前方に送られる。ここで、多数の折り畳みダンボール箱FBの中には、床部211およびベルト213に接触せずに搬送面から浮いた状態で前方に送られるものもある。すなわち、積層された多数の折り畳みダンボール箱FBには、他の折り畳みダンボール箱FBと下端の高さ位置が異なる状態の折り畳みダンボール箱FBが含まれる場合がある。この折り畳みダンボール箱FBは、前後方向両側に隣接する折り畳みダンボール箱FBに挟まれて、床部211およびベルト213から浮いた状態になっている。この状態で、当該折り畳みダンボール箱FBが前方に送られて先頭に位置した場合、移送部13が先頭の折り畳みダンボール箱FBの下端に対して確実に接触できない可能性がある。その結果、移送部13によって先頭の折り畳みダンボール箱FBが適切に移送できない。
しかし、上記実施形態に係る製函装置10では、折り畳みダンボール箱FBの下端側から折り畳みダンボール箱FBに対して振動を与えやすい構成となっている。折り畳みダンボール箱FBの下端側から与えられる振動は、隣接する折り畳みダンボール箱FBの間に隙間を形成しやすくする。これにより、積層された複数の折り畳みダンボール箱FBの中に、下端が接触面22aから浮いた状態の折り畳みダンボール箱FBが含まれていた場合であっても、当該折り畳みダンボール箱FBを、下方に移動させて下端を接触面22aに接触させることができる。その結果、移送部13が先頭の折り畳みダンボール箱FBの下端に対して確実に接触することができる。
(7−4)
また、上記実施形態に係る製函装置10では、第2積層部22が、複数の接触面22aによって構成された4段以上の階段を有する。上記実施形態では、図4Bに示すように、第2積層部22には、複数の接触面22aによって8段の階段が構成されている。複数段の階段は、階段を移動する折り畳みダンボール箱FBに対して、折り畳みダンボール箱FBの下端側から複数回の振動を与える。これにより、折り畳みダンボール箱FBの下端が接触面22aに接触するように、折り畳みダンボール箱FBの下端位置を確実に移動させることができる。
(7−5)
さらに、上記実施形態に係るスタック部12は、第2積層部22の上方に上方プレート251および上下移動プレート252が配置されている。上方プレート251および上下移動プレート252の傾斜面は、複数の折り畳みダンボール箱FBの中に、上端の高さ位置が突出した折り畳みダンボール箱FBが含まれていた場合に、当該折り畳みダンボール箱FBに接触するように配置されている。これにより、複数の折り畳みダンボールFBの中で突出した上端を有する折り畳みダンボールFBについて、高さ位置を調整することができる。また、上下移動プレート252の傾斜面は、差込位置において、複数の折り畳みダンボール箱FBのうち、先頭の折り畳みダンボール箱FBの後に続く複数の折り畳みダンボール箱(後続のダンボール箱)FBの上端を強制的に上方から押さえつける。これにより、先頭の折り畳みダンボール箱FBの上方への移動に伴って上方へ移動しようとする後続の折り畳みダンボール箱FBの動きを抑制することができる。また、複数の折り畳みダンボール箱FBのそれぞれの下端位置が接触面22aに沿うように、複数の折り畳みダンボール箱FBのそれぞれの高さ位置をさらに調整することができる。
なお、製函箱詰めシステム100で利用する折り畳みダンボール箱FBが、新しい折り畳みダンボール箱FBである場合には、スタック部12に積層される折り畳みダンボール箱FBの上下端の位置は揃っているものと考えられる。しかし、使用済みのダンボール箱Bを折り畳みダンボールFBに変形して再度利用する場合には、スタック部12に積層される折り畳みダンボール箱FBの上下端の位置が揃っていないことも多いと考えられる。
上記実施形態に係る製函装置10は、上下端の位置が揃っていない折り畳みダンボール箱FBであっても、下端が接触面22aに接触するように移動させることができる。これにより、使用済みのダンボール箱Bを再度利用する場合にも有用である。
(7−6)
さらに、上記実施形態に係る第1積層部21は、ローラ212およびベルト213からなるコンベアを有する。コンベアは、ローラ212が回転駆動することにより、ベルト213が床部211の長手方向に沿って回転する。これにより、第1積層部21に積層された多数の折り畳みダンボール箱FBを搬送方向に沿って移動させる。第2積層部22は、第1積層部21から送られた多数の折り畳みダンボール箱FBのうち、搬送方向において先頭側に位置する複数の折り畳みダンボール箱FBの下端に接触する。これにより、第1積層部21に多数の折り畳みダンボール箱FBを積層させることができる。また、第1積層部21に積層された多数の折り畳みダンボール箱FBを順番に第2積層部22に移動させることができる。
(8)変形例
(8−1)変形例A
上記実施形態に係る製函装置10では、複数の接触面22aは、スタック部12の幅方向(左右方向)に延び、搬送方向に所定の長さLを有する。また、各接触面22aの搬送方向の長さLは、1枚分の折り畳みダンボール箱FBの厚み寸法よりも大きく、3枚分の折り畳みダンボール箱FBの厚み寸法の合計よりも小さい。ここで、所定の長さLを有する接触面22aは、複数の接触面22aのうち少なくとも一つであってもよい。すなわち、複数の接触面22aの全てが所定の長さLを有していなくてもよい。また、複数の接触面22aそれぞれの搬送方向の長さ寸法が、異なる長さ寸法であってもよい。
10 製函装置
12 スタック部
13 移送部
14 展開部
15 底蓋形成部
21 第1積層部
22 第2積層部
22a 接触面
23 前方プレート
24 後方プレート
25 差込機構
31 離反機構
32 上方移送機構
41a 後面上方吸盤(後面把持部,把持機構)
41b 後面下方吸盤(後面把持部,把持機構)
42a 前面上方吸盤(前面把持部,把持機構)
42b 前面下方吸盤(前面把持部,把持機構)
43 第1移動機構
43a 上方支持部
43b 第1駆動部
44 第2移動機構
44a 下方支持部
44b 第2駆動部
45 第3移動機構
45a 揺動支持部
45b 第3駆動部
45c 揺動軸
211 床部
212 ローラ(コンベア)
213 ベルト(コンベア)
251 上方プレート
252 上下移動プレート(上端押さえ部)
252a 差込部
311 前後動吸盤
312 前後方向移動機構
321 リフト
321a 爪部
322 上下動吸盤
322 上下動吸盤
90 箱詰め装置
91 搬送装置
92 制御装置
100 製函箱詰めシステム
FB 折り畳みダンボール箱
TB 角筒状のダンボール箱
B ダンボール箱
特開平10−7108号公報

Claims (2)

  1. 平面状に折り畳まれたダンボール箱である折り畳みダンボール箱を立てた状態で保持するスタック部と、
    前記スタック部から前記折り畳みダンボール箱を移送する移送部と、
    前記移送部により移送された前記折り畳みダンボール箱を展開して角筒状のダンボール箱に変形させ、底蓋を形成し、上蓋側が開口しているダンボール箱を作る製函部と、
    底蓋の形成された前記ダンボール箱に物品を詰める箱詰め部と、
    前記製函部により作られた前記ダンボール箱を、下方に位置する前記箱詰め部に供給する箱供給部と、
    を備え
    当該箱詰めシステムは、上部空間と、前記上部空間の下方に配置される下部空間とに区画され、
    前記製函部は前記上部空間に配置され、
    前記スタック部及び前記箱詰め部は前記下部空間に配置され、
    前記移送部は、前記スタック部から前記折り畳みダンボール箱を1枚ずつ抜き取って、上方に位置する前記製函部へと搬送する、
    箱詰めシステム。
  2. 前記箱供給部は、前記ダンボール箱を横方向に開口した状態で前記箱詰め部に供給する、
    請求項1に記載の箱詰めシステム。
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