JP6196139B2

JP6196139B2 - 製箱装置

Info

Publication number: JP6196139B2
Application number: JP2013250717A
Authority: JP
Inventors: 哲也植田; 裕治山田; 強高真
Original assignee: OM MFG CO., LTD.
Current assignee: OM MFG CO., LTD.
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2017-09-13
Anticipated expiration: 2033-12-04
Also published as: JP2015107810A

Description

本発明は、上面、底面および両側面の四面が折り線であるそれぞれの長辺にて平行に連接した包装箱用のブランクシートを製箱する製箱装置に関し、特に、吸着機能を有する中子体を利用して工程数を少なく製箱を可能とする製箱装置に関する。

直方体形の箱を製箱する製箱装置は様々な種類が知られているが、その中に、打ち抜きによる一枚物のブランクシートを折り上げて製箱する製箱装置が存在する。ブランクシートは角筒状のタイプの箱より安価に製造でき、また、あめ玉などの個別包装がされた不定型な内容物を上から封入するトップオープン箱に多く採用されている。

このブランクシートは、従来、図６に示したように、１）シートマガジンからブランクシートを取り出し、２）底面に中子を押し当てて側面を折り上げ、３）中子を入れたままスライドさせ移送コンベアに載置する製箱方法が採用されている。

しかしながら、この製箱方法では、中子体の三次元的な移動が必要となり、また、スライド機構、場合によりスライド中にフラップの折込（糊付）機構も要し、工程の複雑化、装置の複雑化・大型化を招来するという問題点があった。

特開平９−３２７８６８号公報特開平８−１９７６５４号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、構成が簡素かつ省スペースでであって、少ない工程でブランクシートを製箱する製箱装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の製箱装置は、上面、底面および両側面の四面が折り線であるそれぞれの長辺にて平行に連接した包装箱用のブランクシートを製箱する製箱装置であって、箱を載置して移送する移送コンベアと、移送コンベア直上に配置され、移送方向に直交かつ移送面に平行な回動軸を有する取出載置ヘッドと、前記長辺を移送方向に直交かつ移送面に平行に配向してブランクシートをスタックするスタッカと、を有し、取出載置ヘッドが、ブランクシート底面と略同型の底当て面と底当て面の両側の長辺からそれぞれ起立する横当て面とを有する中子体と、中子体がスタッカ側から移送コンベア側へ回動しつつ下降移動し再びスタッカ側へ戻る運動を繰り返すように中子体を軸支する前記回動軸を駆動する駆動部であって、スタッカ側では、中子体の前記下降移動時の回動方向前方に位置する側の横当て面を、スタッカ上のブランクシートの側面のうち中子体の前記下降移動時の進行方向前側にある側面に、位置を揃えて当接させ、移送コンベア側では、中子体の底当て面を移送コンベアに向けて当接させる駆動をおこなう駆動部と、中子体が下降移動する際の回動方向前方側に位置する横当て面または当該面と同一平面上からブランクシートを吸着し、中子体の底当て面を移送コンベアに向けて当接させた際に吸着解除をおこなう吸着ヘッドと、を備え、中子体の底当て面の移送コンベアに向けた当接動作によりブランクシートの前記進行方向前側にある側面の折り上げをおこなうことを特徴とする。

すなわち、請求項１に係る発明は、実質的に二次元面上の中子体の運動によりブランクシートを折り上げる構成により、構成が簡素かつ省スペースであって、少ない工程でブランクシートを製箱する製箱装置を提供することができる。

なお、回動しつつ下降移動し再びスタッカ側に戻る態様には、再び反対向きに回動して上昇する態様（引き戻り）のほか、同方向に回動して上昇する態様（回転）も含まれるものとする。下降時の回動方向は、移送コンベアの進行方向と合わせるのが自然であるが、使用の態様により進行方向反対側に回動してもよい。位置を揃えるとは、当接時に底当て面の両長辺が、底面の両長辺に揃う位置関係であることをいう。底当て面および横当て面は、必ずしも中実面である必要はなく、ブランクシートを折り上げるのであれば特に限定されない。移送コンベアは、ベルト式を挙げることができるが、チェーンによる移送でもよく、箱ないし半成形箱を移送できれば特に限定されない。またその移送制御は特に限定されず、間欠移送であっても連続移送（等速移送）であってもよい。

請求項２に記載の製箱装置は、請求項１に記載の製箱装置において、移送コンベア上の底当て面の当接位置へ向かう折上片であって、中子体の前記下降移動時の回動方向後方に位置する底当て面の長辺の軌跡に沿った折上片を設けたことを特徴とする。（当接位置にあえばよい。必ずしも上はね部分が同一軌跡でなくてもよい。）

すなわち、請求項２に係る発明は、ブランクシートの移送コンベアへの載置運動のみによって好適に両側面が折り上げられる。

なお、軌跡に沿った、とは必ずしも底当て面の長辺の軌跡と合致する必要はなく、回動方向後方のブランクシート側面が、底当て面の当接位置にて十全に折り上がれば特に限定されない。例えば、当接位置の後方長辺位置から緩やかなカーブを描きせり上がる板体を挙げることができる。折上片は、移動せず固定的に設けることが可能である。

請求項３に記載の製箱装置は、請求項１または２に記載の製箱装置において、ブランクシート底面の略短辺間隔に立設された間仕切体を設け、前記駆動部は、中子体の底当て面を間仕切体間へ向けて当接させることを特徴とする。

すなわち、請求項３に係る発明は、間仕切体により両側面の折り上げおよび搬送姿勢の安定化を図ることができる。折上片と協働した折り上げも可能である。

なお、間仕切体の高さは、中子体と干渉しない程度とする。折上片も設けるときは、相互に干渉しない構成とすることはいうまでもない。

請求項４に記載の製箱装置は、請求項１、２または３に記載の製箱装置において、ブランクシートが、両側面からそれぞれ前記直交方向に延伸するフラップを備えており、移送コンベアの移送方向両側に当該フラップを折り曲げるフラップ折曲機構を具備し、前記駆動部が、フラップ折曲機構によるフラップ折曲動作が完了した後に中子体を再びスタッカ側へ戻すことを特徴とする。

すなわち、請求項４に係る発明は、移送コンベアに沿った汎用の簡便な折曲機構を採用することができ、従来のような移送コンベアに直交する方向からの中子体の移動時に折り曲げる機構のような専有面積の増大を招来せず、省スペースで両側面のフラップ折り込みを実現でき、かつ、設計自由度も高めることができる。中子体があることにより、安定的な折り込みも実現される。

フラップ折曲機構は、特に限定されず、移送方向の前方および後方から突き棒が動作してフラップを折り込む例を挙げることができる。移送前方のフラップは固定的な折曲片により折り曲げられるようにしてもよい。また、底面の折り曲げもおこなってもよい。なお、適宜糊打ちをおこなう。

本発明（請求項１）によれば、構成が簡素かつ省スペースであって、少ない工程でブランクシートを製箱する製箱装置を提供することができる。また、本発明（請求項２）によれば、ブランクシートの移送コンベアへの載置運動のみによって好適に両側面が折り上げられる。また、本発明（請求項３）によれば、間仕切体により両側面の折り上げおよび搬送姿勢の安定化を図ることができる。また、本発明（請求項４）によれば、汎用の簡便な折曲機構により、省スペースで両側面のフラップ折り込みを実現でき、かつ、設計自由度も高めることができる。

本発明の製箱装置の駆動概略図である。移送コンベアの折曲機構は省略してある。スタッカにおけるブランクシートのスタック概念図である。取出載置ヘッドの概略斜視図である。移送コンベアの概略斜視図である。本発明の製箱装置の移送コンベアを中心とした製箱の様子を示した概略平面図である。従来のブランクシートの製箱の様子を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の製箱装置の駆動概略図である。図２は、スタッカにおけるブランクシートのスタック概念図である。図３は、取出載置ヘッドの概略斜視図である。図４は、移送コンベアの概略斜視図である。図５は、本発明の製箱装置の移送コンベアを中心とした製箱の様子を示した概略平面図である。図６は従来のブランクシートの製箱の様子を示した説明図である。なお、各図において、説明または表示の便宜上、構成を省略しまた縮尺を異ならせて適宜描画している。

製箱装置１は、取出載置ヘッド１００と、スタッカ２００と、移送コンベア３００と、を主要な構成としてブランクシートＢを折り上げる。

ブランクシートＢは、開封フラップｏｆ、上面ｔ、第一側面ｓ１、底面ｂ、第二側面ｓ２が、折り線であるそれぞれの長辺にて一方向に平行に連接した平面シートである。また、上面ｔ、第一側面ｓ１、底面ｂ、第二側面ｓ２の両側には、それぞれフラップｔｆ、フラップｓ１ｆ、フラップｂｆ、フラップｓ２ｆが形成され、これらが折り込まれることにより筒を塞ぐ側面が形成される。なお、底面ｂと第一側面ｓ１との間の長辺をｌ１、底面ｂと第二側面ｓ２との間の長辺をｌ２と適宜表記することとする。

このブランクシートＢは、トップオープン箱を形成し、小袋に小分けされた菓子など、上から内容物を投入して蓋をする用途に適している（水平方向に開口した箱筒の軸方向から押し入れにくい内容物である場合に適している）。

ブランクシートＢは、打ち抜きにより簡便かつ安価に製造できる。スタッカ２００は、移送コンベア３００の直上に設けられ、多数枚のブランクシートＢをスタックしている。なお、ブランクシートＢは、その長辺を、移送コンベア３００の移送面３０１に平行であって移送方向に直交する方向となるように配向されている。なお、ブランクシートＢは、爪２０１により保持され、後述の吸着ヘッドにより、一枚ずつ取り出される。

取出載置ヘッド１００は、中子体１０１と、駆動部１０２と、吸着ヘッド１０３と、を有する。取出載置ヘッド１００は、移送コンベア３００の直上に配置され、ブランクシートＢをスタッカ２００から取り出し、移送コンベア３００に載置する運動を繰り返す。

中子体１０１は、ブランクシートＢの底面ｂと略同形の底当面１１０ｂを有し、その長辺から起立する第一横当面１１０ｓ１と、第二横当面１１０ｓ２と、短辺から起立する短辺横当面１１０ｃ、１１０ｄと、を有する中子である。上部には駆動部１０２により中子体１０１全体を軸回動させる回動軸１１１を有する。なお、底当面１１０ｂと第一横当面１１０ｓ１との接合辺をｂｓ１、底当面１１０ｂと第二横当面１１０ｓ２との接合辺をｂｓ２と適宜表記することとする。

回動軸１１１は、移送コンベア３００の移送面３０１に平行であって移送方向に直交する向きに配向されている。回動軸がこのように配向されているため、中子体１０１は、移送コンベア３００の延伸方向の上空を回動する。換言すれば、従来の中子のように３次元的な移動を要さず、一定面上を回動ないし移動するだけで足り、駆動安定性が向上し、また、構成を簡素化可能となる。

吸着ヘッド１０３は、第一横当面１１０ｓ１の長辺ｂｓ１寄りに二箇所設けられた吸盤１３１を備え、空気圧による吸引機構（図示せず）によりブランクシートＢの吸引および吸引解除をおこなう。

具体的には、駆動部１０２と協働し、中子体１０１の長辺ｂｓ１をブランクシートＢの長辺ｌ１に一致する位置関係として第一横当面１１０ｓ１を第一側面ｓ１に当接させ、吸着ヘッド１０３が第一側面ｓ１を吸着してスタッカ２００からブランクシートＢを一枚取り出す。また、中子体１０１の底当面１１０ｂが移送コンベア３００の移送面３０１に当接する際、底面ｂが押しつけられ第一側面ｓ１が折り上がる（長辺ｂｓ１が折れ曲がる）。あり上がり後、ブランクシートＢの吸引を解除する。

駆動部１０２は、回動軸１１１を介し、中子体１０１をスタッカ２００側から移送コンベア３００側へ回動しつつ下降移動させ、再びスタッカ２００側へ戻す運動を繰り返すように駆動する。このとき、前述したように、中子体１０１の第一横当面１１０ｓ１（下降移動時の回動方向前方に位置する側）を、スタッカ２００上のブランクシートＢの第一側面ｓ１（中子体１０１の下降移動時の進行方向前側にある側面）に、位置が揃って当接する駆動軌跡とする。また、移送コンベア３００側では、中子体１０１の底当面１１０ｂが移送面３０１に当接する駆動軌跡とする。

駆動部１０２は、センサ等で位置合わせをしなくとも、所定の軌跡を描くようにして、吸着ヘッド１０３の吸着または解除をおこなえば、ブランクシートＢの折り上げ（製箱）が実現する。なお、図示したように、本実施の形態では、中子体１０１の下降時の回動方向は移送コンベア３００の移送方向と同じ向きとしている。

移送コンベア３００は、移送面３０１と、移送駆動部（図示せず）と、を有する。移送面３０１には、ブランクシートＢの底面ｂの短辺長さ（長辺ｌ１と長辺ｌ２との間隔）と略同じ間隔とした間仕切３１１および３１２が設けられている。

また、移送コンベア３００とは独立して、すなわち、移動しない、底当面１１０ｂの移送面３０１上の当接位置へ向かう折上片３０２が設けられている。この折上片３０２は、中子体の１０１の長辺ｂｓ２の当接位置直近から上方へ延伸し、中子体１０１の下降移動時の長辺ｂｓ２の回動軌跡に近接した曲面を有する。

これにより、中子体１０１の下降および回動に伴ってブランクシートＢが折上片３０２に当たり長辺ｌ１および長辺ｌ２に折りグセがつく。そして、移送面３０１への中子体１０１の底当面１１０ｂの押し当てにより、第一側面ｓ１および第二側面ｓ２が十全に折り上がる。

なお、このとき、底当面１１０ｂが間仕切３１１間に位置するように移送面３０１が駆動される。移送駆動部は、移送面３０１を間欠駆動するが、使用の態様によっては連続駆動（等速移動）するようにしてもよい。この場合は、回動軸１１１が水平移動するように駆動部１０２が軌跡を規定する。

間仕切３１１の存在により、折り上げられたブランクシートＢの姿勢安定性が高まる。なお、折上片３０２と間仕切３１１とは干渉しないように、折上片３０２には中空き部３２１が設けられている。

以上の構成により、ブランクシートＢは、中子体１０１の単純駆動により、両側面（ｓ１，ｓ２）の折り上げがなされる。製箱装置１は、中子体１０１の短辺横当面１１０ｃ（１１０ｄ）を利用して、フラップの折り上げも良好に実現する。

製箱装置１は、移送面３０１の当接面近傍の両サイドにフラップｓ１ｆおよびフラップｓ２ｆの折曲機構３０３を有する。折曲機構３０３は、前方折曲板３３１と、後方折曲アーム３３２と、それぞれの駆動部（図示せず）から構成される。

後方折曲アーム３３２は、中子体１０１の底当面１１０ｂの移送面３０１への当接直後、フラップｓ２ｆを移送方向上流から振り抜くように回転する。これによりフラップｓ２ｆが移送方向下流側に折り曲げられる。

前方折曲板３３１は、タイミングを取り、移送方向上流側に延伸し、フラップｓ１ｆを移送方向上流に折り曲げると共にフラップｓ２ｆも抱え込む。この抱え込みが終わると、間欠駆動により停止していた移送面３０１は再び移送を開始し、また、中子体１０１は上昇しスタッカ２００側に回動しながら引き戻る。

なお、下流では糊ガンによる糊打ちおよび底面ｂのフラップｂｆの折り上げがなされ、内容物が投下される前の製箱が完了する。

以上説明したように、製箱装置１は、構成が簡素かつ省スペースでであって、少ない工程でブランクシートＢを製箱することができる。特に、取出載置ヘッド１００を介したブランクシートＢの移送コンベア３００への載置運動および折上片３０２のみによって好適に両側面（ｓ１，ｓ２）が折り上げられ、間仕切３１１により搬送姿勢の安定化を図ることができる。また、中子体１０１により内側からアテがおこなわれるので側面（ｓ１，ｓ２）やフラップ（ｓ１ｆ，ｓ２ｆ）の折り曲げが極めて良好になされる。

なお、製箱装置１は以上の態様に限定されない。回動軸１１１の回動方向は逆回りとすることもでき、また、中子体１０１は、引き戻らず、一方向に回転して初期位置に戻る態様とすることもできる。また、ブランクシートＢの上面ｔは、第二側面ｓ２側に設けられていてもよい。

中子体１０１は、使用の態様により、各辺近傍が面ないし板として形成され中心部分は窓として孔空きに構成されていてもよい。また、吸盤１３１は、第一横当面１１０ｓ１内でなく、これと同一面状にあって、第一側面ｓ１またはその延長上の面（例えば上面ｔや、開封フラップｏｆ）を吸着するようにしても良い。

同様に、折曲機構３０３も前方折曲板３３１は、固定板として移送面３０１の移送に伴ってフラップｓ１ｆを折り曲げるようにしてもよい。このほか、フラップｓ１ｆ、ｓ２ｆ、さらにはフラップｂｆは、中子体１０１の下降移動中に折り曲げるようにしてもよい。

本発明によれば、ブランクシートを用いたトップオープン箱その他の箱を省スペースかつ、高速に製箱することができる。

１製箱装置
１００取出載置ヘッド
１０１中子体
１０２駆動部
１０３吸着ヘッド
１１０ｂ底当面
１１０ｓ１第一横当面
１１０ｓ２第二横当面
１１０ｃ，１１０ｄ短辺横当面
１１１回動軸
１３１吸盤
２００スタッカ
２０１爪
３００移送コンベア
３０１移送面
３０２折上片
３０３折曲機構
３１１間仕切
３２１中空き部
３３１前方折曲板
３３２後方折曲アーム
ｂｓ１底当面と第一横当面との接合辺
ｂｓ２底当面と第二横当面との接合辺
Ｂブランクシート
ｏｆ開封フラップ
ｔブランクシート上面
ｂブランクシート底面
ｓ１ブランクシート第一側面
ｓ２ブランクシート第二側面
ｔｆシート上面に繋がるフラップ
ｂｆシート底面に繋がるフラップ
ｓ１ｆ第一側面に繋がるフラップ
ｓ２ｆ第二側面に繋がるフラップ
ｌ１底面ｂと第一側面ｓ１との間の長辺
ｌ２底面ｂと第二側面ｓ２との間の長辺

Claims

上面、底面および両側面の四面が折り線であるそれぞれの長辺にて平行に連接した包装箱用のブランクシートを製箱する製箱装置であって、
箱を載置して移送する移送コンベアと、
移送コンベア直上に配置され、移送方向に直交かつ移送面に平行な回動軸を有する取出載置ヘッドと、前記長辺を移送方向に直交かつ移送面に平行に配向してブランクシートをスタックするスタッカと、
を有し、
取出載置ヘッドは、
ブランクシート底面と略同型の底当て面と底当て面の両側の長辺からそれぞれ起立する横当て面とを有する中子体と、
中子体がスタッカ側から移送コンベア側へ回動しつつ下降移動し再びスタッカ側へ戻る運動を繰り返すように中子体を軸支する前記回動軸を駆動する駆動部であって、スタッカ側では、中子体の前記下降移動時の回動方向前方に位置する側の横当て面を、スタッカ上のブランクシートの側面のうち中子体の前記下降移動時の進行方向前側にある側面に、位置を揃えて当接させ、移送コンベア側では、中子体の底当て面を移送コンベアに向けて当接させる駆動をおこなう駆動部と、
中子体が下降移動する際の回動方向前方側に位置する横当て面または当該面と同一平面上からブランクシートを吸着し、中子体の底当て面を移送コンベアに向けて当接させた際に吸着解除をおこなう吸着ヘッドと、
を備え、中子体の底当て面の移送コンベアに向けた当接動作によりブランクシートの前記進行方向前側にある側面の折り上げをおこなうことを特徴とする製箱装置。
移送コンベア上の底当て面の当接位置へ向かう折上片であって、中子体の前記下降移動時の回動方向後方に位置する底当て面の長辺の軌跡に沿った折上片を設けたことを特徴とする請求項１に記載の製箱装置。
ブランクシート底面の略短辺間隔に立設された間仕切体を設け、前記駆動部は、中子体の底当て面を間仕切体間へ向けて当接させることを特徴とする請求項１または２に記載の製箱装置。
ブランクシートは、両側面からそれぞれ前記直交方向に延伸するフラップを備えており、
移送コンベアの移送方向両側に当該フラップを折り曲げるフラップ折曲機構を具備し、
前記駆動部は、フラップ折曲機構によるフラップ折曲動作が完了した後に中子体を再びスタッカ側へ戻すことを特徴とする請求項１、２または３に記載の製箱装置。