JP6101300B2 - 箱詰めシステム - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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)。
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)。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
(8−1)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。
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
Claims (2)
- 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。 - 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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