JP6463147B2 - 箱詰め装置 - Google Patents

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Description

本発明は、箱詰め装置に関する。
従来、特許文献1(特開2014−61904号公報)のように、梱包対象物の装填場所において開口を横に向けた状態の箱を支持し、かつ、梱包対象物の装填済みの箱を梱包対象物の装填場所から移動させる支持部、を備えた箱詰め装置が知られている。
一般に、箱詰め装置には、梱包対象物が装填される箱の時間あたりの数を増やし、処理効率を向上させることが求められている。
ところが、特許文献1(特開2014−61904号公報)の箱詰め装置では、支持部が梱包対象物の装填済みの箱を移動させている時には、次の箱(次に梱包対象物を装填する箱)を梱包対象物の装填場所で支持し、その内部に梱包対象物を装填することができない。そのため、箱詰め装置の処理効率の十分な向上を図ることが難しい。
本発明の課題は、梱包対象物の装填場所において開口を横に向けた状態の箱を支持し、かつ、梱包対象物の装填済みの箱を装填場所から移動させる支持部、を備えた箱詰め装置であって、処理効率の高い箱詰め装置を提供することにある。
本発明の第1観点に係る箱詰め装置は、梱包対象物の装填場所に次々と送られてくる箱に、箱の開口から複数の梱包対象物を投入して装填する箱詰め装置である。箱詰め装置は、第1支持部と、第2支持部と、投入機構と、を備える。第1支持部は、梱包対象物の装填場所において箱を開口が横に向いた状態で支持し、かつ、梱包対象物の装填済みの箱を装填場所から移動させる。第2支持部は、第1支持部が梱包対象物の装填済みの箱を移動させている時に、梱包対象物の装填場所に送られてくる箱を開口が横に向いた状態で一時的に支持する。投入機構は、少なくとも第2支持部に支持されている箱に、開口から梱包対象物を投入する。
本発明の第1観点に係る箱詰め装置では、第1支持部が梱包対象物の装填済みの箱を装填場所から移動させている間に、梱包対象物の装填場所で次の箱(第1支持部が梱包対象物の装填場所から移動させている箱に続いて装填場所に送られてくる箱)が第2支持部により支持され、第2支持部に支持されている箱に梱包対象物が投入される。そのため、処理効率の高い箱詰め装置を実現できる。
本発明の第2観点に係る箱詰め装置は、第1観点に係る箱詰め装置であって、第1支持部は、梱包対象物の装填済みの箱を梱包対象物の装填場所から移動させた後、第2支持部が梱包対象物の装填場所において支持している箱を支持するよう構成される。第2支持部は、支持していた箱が第1支持部により支持されると、箱を支持する支持位置から、箱を支持しない退避位置へと移動する。
本発明の第2観点に係る箱詰め装置では、第1支持部が、梱包対象物の装填済みの箱の移動を終えると、第2支持部が支持していた箱を第2支持部に代わって支持するため、箱を梱包対象物の装填場所から移動させる機構は1つでよい。そのため、装置の製作コスト増および装置の大型化は抑制しつつ、梱包対象物の装填済みの箱を移動させている間に、次の箱に梱包対象物を投入可能な、処理効率の高い箱詰め装置を実現できる。
本発明の第3観点に係る箱詰め装置は、第2観点に係る箱詰め装置であって、第2支持部は、支持位置と退避位置との間を水平移動する。
本発明の第3観点に係る箱詰め装置では、第2支持部が水平移動することで、第2支持部による箱の支持と、第2支持部による箱の支持の解除とが切り換えられるため、比較的簡単な機構で第2支持部を実現できる。
本発明の第4観点に係る箱詰め装置は、第1観点から第3観点のいずれかに係る箱詰め装置であって、第2支持部は、箱を支持する高さ位置が調整可能に構成されている。
本発明の第4観点に係る箱詰め装置では、第2支持部が箱を支持する高さ位置が調整可能であるため、例えば、梱包対象物の(投入機構による投入時の姿勢における)高さ方向の厚みに応じて箱の位置を調整し、梱包対象物を箱内にきれいに収容することができる。
本発明の第5観点に係る箱詰め装置は、第1観点から第4観点のいずれかに係る箱詰め装置であって、箱詰め装置は、1つの箱に対して投入機構が梱包対象物を複数回投入することで、開口が横に向いた状態の箱の内部に梱包対象物を複数段積み重ねて装填する。投入機構は、第1支持部に支持されている箱にも、開口から梱包対象物を投入する。第1支持部は、箱の位置が、投入機構による梱包対象物の投入高さに対して変化するように、支持している箱を上下方向に移動させる。
ここでは、開口が横に向いた状態の箱の内部に梱包対象物を複数段積み重ねて装填する箱詰め装置において、第1支持部により箱の位置が梱包対象物の投入高さに対して上下方向に変化させられる。そのため、梱包対象物を複数段積み重ねて装填する時に、梱包対象物を整然と箱内に装填することができ、装填率(箱の体積に対し、梱包対象物が占める体積の割合)を高くすることが可能である。
本発明の第6観点に係る箱詰め装置は、第5観点に係る箱詰め装置であって、箱詰め装置は、開口が横に向いた状態の箱の内部に梱包対象物を3段以上積み重ねて装填する。第2支持部は、投入機構が箱の内部に2段目の梱包対象物の投入を終えるまで、箱を支持する。
本発明の第6観点に係る箱詰め装置では、箱に梱包対象物が2段目まで投入されるまでの間、第2支持部が箱を支持するので、第1支持部が梱包対象物の装填済みの箱を移動させ、次の箱を支持するまでの時間を比較的長く確保することが容易である。
本発明の第7観点に係る箱詰め装置は、第6観点に係る箱詰め装置であって、箱詰め装置は、水平方向に広がる板状のシャッタを更に備える。シャッタは、装填される梱包対象物のうちの一部が内部に装填された、第1支持部により支持される箱に、箱の内部に装填された梱包対象物の上方を覆うように開口から挿入される。第1支持部は、開口からシャッタが挿入された状態で、箱を上方に移動させる。
本発明の第7観点に係る箱詰め装置では、箱内の梱包対象物をシャッタで覆った状態で、第1支持部により箱が上方に移動されるため、シャッタと、(開口を横に向けた状態の箱における)箱の下面との間に梱包対象物を挟みこんで、梱包対象物同士の間、あるいは、梱包対象物と箱との間に生じる隙間を減らすことができる。その結果、箱内に梱包対象物を整然と装填し、箱の装填率を高くすることが可能である。
本発明の第8観点に係る箱詰め装置は、第7観点に係る箱詰め装置であって、投入機構は、第1支持部により支持される箱の内部であって、開口から挿入されたシャッタの上に梱包対象物を投入する。シャッタが梱包対象物の投入後に引き抜かれることで、梱包対象物が箱の内部に装填される。
本発明の第8観点に係る箱詰め装置では、梱包対象物の投入時にシャッタが用いられることで、箱の内部に既に装填された梱包対象物に邪魔されることなく、梱包対象物を箱内に投入することができ、梱包対象物が箱に入らない等の不具合の発生を防止できる。
本発明に係る箱詰め装置では、第1支持部が梱包対象物の装填済みの箱を装填場所から移動させている間に、梱包対象物の装填場所で次の箱(第1支持部が梱包対象物の装填場所から移動させている箱に続いて装填場所に送られてくる箱)が第2支持部により支持され、第2支持部に支持されている箱に梱包対象物が投入される。そのため、処理効率の高い箱詰め装置を実現できる。
本発明の一実施形態に係る箱詰め装置の概略正面図である。 図1の箱詰め装置で商品の梱包に使用されるダンボール箱を、閉じられた底蓋側から見た図である。上蓋側(開口側)のフラップは、外側に開かれた状態にある。 図1の箱詰め装置のブロック図である。 図1の箱詰め装置の落下機構について説明するための概略斜視図である。 図1の箱詰め装置の物品の装填場所付近を描画した概略斜視図である。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。物品を装填済みのダンボール箱が箱搬送機構のコンベアベルト上に戴置され、次のダンボール箱(次に物品が装填されるダンボール箱)が上方から落下してくる前の状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。物品を装填済みのダンボール箱が箱搬送機構のコンベアベルト上に戴置され、上方から落下してきたダンボール箱がアームにより支持されている状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。物品を装填済みのダンボール箱が箱搬送機構のコンベアベルト上に戴置され、アームに支持されているダンボール箱が第3ガイド部材に押されて物品の装填場所に移動した後の状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。アームに支持されているダンボール箱の内部に、1段目の物品が投入された後の状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。1段目の物品が内部に装填されたダンボール箱がアームにより支持され、支持移動部の保持部が、支持面を上方に向けた状態でアームに支持されたダンボール箱の下方に配置された状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。アームに支持されているダンボール箱の内部に、2段目の物品が投入された後の状態を示している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。物品の装填場所のダンボール箱が支持移動部により支持され、アームが支持位置から退避位置に移動した状態を描画している。また、ダンボール箱に、開口からシャッタが挿入されている状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。ダンボール箱にシャッタが挿入されている状態で、ダンボール箱が支持移動部により上方に移動させられた後の状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。物品の装填場所において、ダンボール箱に挿入されたシャッタの上に物品が投入された(戴置された)状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。物品の装填場所において支持移動部に支持されているダンボール箱から、シャッタが引き抜かれ、ダンボール箱への物品の装填が終了した状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。支持移動部に支持されているダンボール箱が、支持移動部により下方に(ダンボール箱の姿勢変更が行われる位置まで)移動させられた後の状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作について説明するための図である。支持移動部の保持部が、支持面が前方を向くように回転させられ、物品を装填済みのダンボール箱が箱搬送機構のコンベアベルト上に戴置された状態を描画している。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットの動作を説明するためのフローチャートである。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットにおいて、アームのダンボール箱を支持する高さ位置が調整できない場合の、ダンボール箱への物品の投入について説明する図である。 図1の箱詰め装置の箱詰めユニットにおいて、アームのダンボール箱を支持する高さ位置が調整可能である場合の、ダンボール箱への物品の投入について説明する図である(変形例G)。
図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る箱詰め装置10について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
以下の説明では、方向や位置を説明するために上、下、左、右、前(正面)、後(背面)等の語を用いる場合があるが、特に断りの無い場合、図面中に矢印で示した上、下、左、右、前、後に従うものとする。また、以下の説明では、方向や位置関係等を説明するために、平行、直交、垂直、水平等の表現を用いる場合があるが、ここでは、厳密に平行、直交、垂直、水平等の場合だけではなく、実質的に平行、直交、垂直、水平等の場合を含む。
(1)全体概要
箱詰め装置10について概説する。箱詰め装置10は、梱包対象物としての物品Aの装填場所に次々と送られてくる箱の一例としてのダンボール箱Cに、ダンボール箱Cの開口Opから複数の物品Aを投入して装填する装置である。物品Aは、例えば、ポテトチップス等の菓子が内部に収容された袋である、ただし、物品Aはこれに限定されるものではない。
箱詰め装置10は、製箱ユニット1と、箱詰めユニット2と、閉箱ユニット3と、制御ユニット4と、を主に含む(図1および図3参照)。
製箱ユニット1は、ダンボールシートE(折りたたまれた状態のダンボール箱C)を開き(開箱し)、ダンボール箱Cの底蓋Bを閉じてテープ止めし、一方のみ(上蓋側のみ)開口したダンボール箱Cを製箱する(図1参照)。製箱ユニット1に製箱されたダンボール箱Cは、図示しないコンベアにより箱詰めユニット2まで搬送される(図1参照)。製箱ユニット1は、箱詰めユニット2に次々と製箱したダンボール箱Cを送る。
箱詰めユニット2には、開口Op(図6B参照)が横を向いた状態のダンボール箱Cが製箱ユニット1の図示しないコンベアにより供給される。より具体的には、箱詰めユニット2には、箱詰め装置10の正面側に底蓋Bが配置され、背面側に開口Opが配置されたダンボール箱C、つまり開口Opを後方に向けたダンボール箱Cが供給される。
なお、箱詰め装置10で使用されるダンボール箱Cは、図2のように、4つの側面部C11〜C14を有する環状に形成された側面部C1と、4つの側面部C11〜C14から前後にそれぞれ延びる計8つの平板状のフラップC2と、を有する。
箱詰めユニット2に供給される時点で、箱詰め装置10の正面側のフラップC2は製箱ユニット1により閉じられており、図1のように底蓋Bが形成されている。一方、箱詰めユニット2に供給される際、箱詰め装置10の背面側のフラップC21〜C24(C2)は、外向きに開いた状態である。言い換えれば、箱詰めユニット2に供給される際、箱詰め装置10は開口Opを後方に向けた状態である。ダンボール箱Cは、箱詰めユニット2に、図2のように側面部C14を下に向けた状態で供給される。
箱詰めユニット2は、主に、落下機構20、支持移動部30、アーム40、投入機構50、シャッタ機構60、こぼれ防止機構70,物品搬送機構80、および箱搬送機構90を有する(図6A参照)。
落下機構20は、製箱ユニット1から次々と供給される、側面部C14を下に向け、開口Opを後方に向けたダンボール箱Cを、下方に落下させる。落下機構20が落下させるダンボール箱Cは、アーム40の上に落下する。アーム40上に落下したダンボール箱Cは、後述する落下機構20の第3ガイド部材23により物品Aの装填場所まで移動させられる。アーム40は、ダンボール箱Cが支持移動部30により支持されるまでの間、一時的にダンボール箱Cを支持する。
支持移動部30は、物品Aの装填場所においてダンボール箱Cを支持する。また、支持移動部30は、物品Aが装填済みのダンボール箱Cを、物品Aの装填場所から、後述する箱搬送機構90のコンベアベルト91上に移動させる。
投入機構50は、支持移動部30又はアーム40により支持されているダンボール箱Cに、ダンボール箱Cの開口Opから、物品搬送機構80により搬送されてくる物品Aを投入する。
こぼれ防止機構70は、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cから、ダンボール箱C内に装填された物品Aがこぼれることを防止する。
箱搬送機構90は、支持移動部30により戴置された開口Opが上方を向いた状態のダンボール箱Cを、水平方向に搬送し、閉箱ユニット3へと供給する。
閉箱ユニット3は、箱搬送機構90から供給された、開口Opを上方に向けたダンボール箱CのフラップC2(フラップC21〜C24)を閉じて上蓋を形成し、テープ止めする。閉箱ユニット3により上蓋が閉じられたダンボール箱Cは、箱詰め装置10から搬出される。
制御ユニット4は、図3のように製箱ユニット1、箱詰めユニット2、および閉箱ユニット3と電気的に接続され、製箱ユニット1、箱詰めユニット2、および閉箱ユニット3の動作を制御する。
(2)詳細構成
以下に、箱詰めユニット2および制御ユニット4について詳細を説明する。
(2−1)箱詰めユニット
(2−1−1)落下機構
落下機構20は、製箱ユニット1から供給された、開口Opを後方に向けたダンボール箱Cを、開口Opに隣接するフラップC2が外側に開かれ、側面部C14が下に向けられた状態で、アーム40の上に落下させる。また、落下機構20は、アーム40の上に落下したダンボール箱Cを、物品Aの装填場所まで、後方に水平移動させる。さらに、落下機構20は、ダンボール箱Cへの物品Aの投入時に、ダンボール箱Cの水平方向の移動を規制する。
落下機構20は、主に、1対の第1ガイド部材21と、1対の第2ガイド部材22と、1対の第3ガイド部材23と、第1駆動部24と、第2駆動部25と、を有する(図3、図4、および図6A参照)。
第1ガイド部材21は、上下方向および左右方向に広がるガイド面21aを正面側に有する(図4参照)。第1ガイド部材21は、ダンボール箱Cが落下させられる際に、落下するダンボール箱Cの外側に開かれたフラップC2をガイドする。言い換えれば、第1ガイド部材21は、ダンボール箱Cが落下させられる際に、落下するダンボール箱Cの外側に開かれたフラップC2の水平方向の移動を規制する。
第1ガイド部材21の一方(左側に配置される第1ガイド部材21)は、ガイド面21aが落下してくるダンボール箱CのフラップC23と対向するように、落下してくるダンボール箱CのフラップC23の後方に配置される(図4参照)。第1ガイド部材21の他方(右側に配置される第1ガイド部材21)は、ガイド面21aが落下してくるダンボール箱CのフラップC21と対向するように、落下してくるダンボール箱CのフラップC21の後方に配置される(図4参照)。フラップC21と対向する第1ガイド部材21のガイド面21aは、落下してくるダンボール箱CのフラップC22の一部とも対向する。
第2ガイド部材22は、ダンボール箱Cが落下させられる際に、落下するダンボール箱Cの側面部C1と、外側に開かれたフラップC2と、をガイドする。言い換えれば、第2ガイド部材22は、ダンボール箱Cが落下させられる際に、落下するダンボール箱Cの側面部C1および外側に開かれたフラップC2の水平方向の移動を規制する。
第2ガイド部材22の一方は、落下してくるダンボール箱Cに対して左側に配置される。落下してくるダンボール箱Cに対して左側に配置される第2ガイド部材22は、落下するダンボール箱Cの側面部C13と対向するガイド面22aを右側に有し、落下するダンボール箱CのフラップC23と対向するガイド面22bを背面側に有する(図4参照)。第2ガイド部材22の他方は、落下してくるダンボール箱Cに対して右側に配置される。落下してくるダンボール箱Cに対して右側に配置される第2ガイド部材22は、落下するダンボール箱Cの側面部C11と対向するガイド面22aを左側に有し、落下するダンボール箱CのフラップC21と対向するガイド面22bを背面側に有する(図4参照)。
第3ガイド部材23は、各第2ガイド部材22の下方に、第1ガイド部材21の下端から下方に延びるように設けられている。第3ガイド部材23は、ダンボール箱Cが落下させられる際に、落下するダンボール箱Cの側面部C1と、外側に開かれたフラップC2と、をガイドする。言い換えれば、第3ガイド部材23は、ダンボール箱Cが落下させられる際に、落下するダンボール箱Cの側面部C1および外側に開かれたフラップC2の水平方向の移動を規制する。
落下してくるダンボール箱Cに対して左側に配置される第3ガイド部材23は、落下するダンボール箱Cの側面部C13と対向するガイド面23aを右側に有し、落下するダンボール箱CのフラップC23と対向するガイド面23bを背面側に有する(図4参照)。落下してくるダンボール箱Cに対して右側に配置される第3ガイド部材23は、落下するダンボール箱Cの側面部C11と対向するガイド面23aを左側に有し、落下するダンボール箱CのフラップC21と対向するガイド面23bを背面側に有する(図4参照)。
なお、各第3ガイド部材23のガイド面23aは、その第3ガイド部材23の上方に配置される第2ガイド部材22のガイド面22aと連続的に延びる。言い換えれば、各第3ガイド部材23のガイド面23aと、その第3ガイド部材23の上方に配置される第2ガイド部材22のガイド面22aとは、(仮想の)同一平面上に配置される。また、第3ガイド部材23のガイド面23bは、その第3ガイド部材23の上方に配置される第2ガイド部材22のガイド面22bと連続的に延びる。言い換えれば、各第3ガイド部材23のガイド面23bと、その第3ガイド部材23の上方に配置される第2ガイド部材22のガイド面22bとは、(仮想の)同一平面上に配置される。
落下機構20は、ダンボール箱Cの本体(側面部C1と底蓋Bとにより囲まれる物品Aを収容する部分)が、1対の第2ガイド部材22のガイド面22aの間、および、1対の第3ガイド部材23のガイド面23aの間を通過するように、ダンボール箱Cを落下させる。また、落下機構20は、ダンボール箱CのフラップC21,C23が、第1ガイド部材21のガイド面21aと、これに対向する第2ガイド部材22のガイド面22bおよび第3ガイド部材23のガイド面23bと、の間を通過するように、ダンボール箱Cを落下させる。このように構成されることで、ダンボール箱Cの側面部C11,C13がガイド面22aおよびガイド面23aによりガイドされ、ダンボール箱CのフラップC21,C23がガイド面21a,ガイド面22bおよびガイド面23bによりガイドされる。また、ダンボール箱CのフラップC22は、ガイド面21aにより外側に開いた状態に保持される。その結果、ダンボール箱Cは、所定の姿勢で、アーム40上の所定の位置に落下する。また、ダンボール箱Cの開口Op側(上蓋側)のフラップC2は、開いた状態に保持される。
第3ガイド部材23は、ダンボール箱Cがアーム40上に落下した後、ダンボール箱Cを物品Aの装填場所まで移動させる機能を有する。具体的に説明する。
第2ガイド部材22および第3ガイド部材23は、第1駆動部24により前後方向に駆動されるよう構成されている。第1駆動部24は、第2ガイド部材22および第3ガイド部材23を前後方向に駆動するエアシリンダである。ただし、エアシリンダは例示であって、これに限定されるものではない。
ダンボール箱Cの落下中には、第1ガイド部材21と、第2ガイド部材22および第3ガイド部材23との間に、落下するダンボール箱CのフラップC2が引っ掛かることが無いよう、第1ガイド部材21のガイド面21aと、第2ガイド部材22のガイド面22bおよび第3ガイド部材23のガイド面23bと、は、比較的距離が離れた状態に配置される。そして、ダンボール箱Cの落下後には、第2ガイド部材22および第3ガイド部材23は、第1駆動部24により、第1ガイド部材21に近づくように後方に移動させられる。この時、第3ガイド部材23のガイド面23bが、アーム40上のダンボール箱CのフラップC21,C23の前方側の面を押し、物品搬送機構80と隣接する物品Aの装填場所まで、ダンボール箱Cを後方に移動させる(図6Bおよび図6C参照)。
そして、第3ガイド部材23がダンボール箱Cを物品Aの装填場所に移動させた後、ダンボール箱Cへの物品Aの装填が完了するまで、フラップC21およびフラップC23は、第1ガイド部材21のガイド面21aと第3ガイド部材23のガイド面23bとの間に挟まれた状態となる(図6C参照)。そのため、ダンボール箱Cへの物品Aの投入時には、フラップC21およびフラップC23の水平方向(主に前後方向)の移動が規制され、ダンボール箱Cが水平方向に移動することが防止される。
なお、後述するように、物品Aの装填場所において、ダンボール箱Cは支持移動部30により上下方向に移動させられるため、第1ガイド部材21のガイド面21aと第3ガイド部材23のガイド面23bとの間の距離は、ダンボール箱Cが垂直方向に自由に移動可能な程度の距離に設定される。
なお、第3ガイド部材23は、正面側から見て、時計方向又は反時計方向に、回動可能に構成されている。より具体的には、第3ガイド部材23は、第2駆動部25により駆動されて、第2ガイド部材22の下端近傍に配置された前後方向に延びる回転軸周りに、時計方向又は反時計方向に、回動可能に構成されている。第2駆動部25は、例えば、エアシリンダである。
第3ガイド部材23は、第2駆動部25により回動させられることで、第3ガイド部材23のガイド面23aと第2ガイド部材22のガイド面22aとが概ね同一平面上に配置される第1状態と、第3ガイド部材23のガイド面23aの法線方向と第2ガイド部材22のガイド面22aの法線方向とが交差する(より具体的には直交する)第2状態と、が切り換え可能に構成されている。第2状態において、左側(ダンボール箱Cの側面部C13側)の第3ガイド部材23は、同じく左側の第2ガイド部材22の下端近傍から左側に延びるように配置される。また、第2状態において、右側(ダンボール箱Cの側面部C11側)の第3ガイド部材23は、同じく右側の第2ガイド部材22の下端近傍から右側に延びるように配置される。
第1状態の第3ガイド部材23は、上述したように、ダンボール箱Cの落下中には側面部C1およびフラップC2をガイドし、ダンボール箱Cがアーム40上に落下した状態ではフラップC2を押してダンボール箱Cを移動させ、ダンボール箱Cを物品Aの装填場所まで移動させた状態では、ダンボール箱CのフラップC2の移動を規制することでダンボール箱Cを支持する。
一方、第2状態の第3ガイド部材23は、ダンボール箱Cとは接触せず、ダンボール箱Cの側面部C1およびフラップC2のガイドや支持を行わない。
第3ガイド部材23の第1状態と第2状態との切り換えられるタイミングについては、後述する。
(2−1−2)支持移動部
支持移動部30は、第1支持部の一例である。支持移動部30は、物品Aの装填場所において、ダンボール箱Cを開口Opが横に向いた状態で支持する。支持移動部30は、支持しているダンボール箱Cの位置が、投入機構50による物品Aの投入高さに対して変化するように、支持しているダンボール箱Cを上下方向に移動させる。支持移動部30は、物品Aの装填済みのダンボール箱Cを、物品Aの装填場所から、後述する箱搬送機構90のコンベアベルト91の上に移動させる。
支持移動部30は、図3および図5のように、保持部31と、保持部31を上下に駆動する上下位置調整部33と、保持部31を回転させ、保持部31の姿勢を変化させる回転部34と、を主に有する。
保持部31は、物品Aの装填場所においてダンボール箱Cの底面となる、ダンボール箱Cの側面部C14に下方から吸い付き、ダンボール箱Cを保持する。
保持部31は、ダンボール箱Cの側面部C14と対向し、側面部C14を支持する支持面31aを有する(図5参照)。保持部31は、支持面31aが上方を向いた状態において、支持面31aの後方側の端部から下方に延びる押付板35を有する(図6E参照)。押付板35は、後述するこぼれ防止機構70の回動板72を押して、回動板72を回転させる部材である。また、保持部31は、吸盤32および吸引駆動部32aを含む(図3および図5参照)。吸引駆動部32aは、例えば真空ポンプである。吸引駆動部32aが駆動されると、吸盤32は、ダンボール箱Cの側面部C14の所定の位置に吸い付く。吸盤32が側面部C14に吸い付くことで、ダンボール箱Cの側面部C14が支持面31aに押し付けられ、保持部31によりダンボール箱Cが保持される。
上下位置調整部33は、保持部31を下方から支持する。言い換えれば、上下位置調整部33は、保持部31が保持するダンボール箱Cを支持する。また、上下位置調整部33は、支持面31aを上に向けた状態の保持部31を上下に移動させて、保持部31の上下位置調整を行う。言い換えれば、上下位置調整部33は、支持面31a上で支持されるダンボール箱Cを上下に移動させて、ダンボール箱Cの上下位置を調整する。上下位置調整部33は、ダンボール箱Cの位置が、投入機構50による物品Aの投入高さ(言い換えれば、後述する投入機構50の押し出し板51により押し出される物品Aが戴置されている、物品搬送機構80のコンベアベルト81の搬送面の高さ)に対して変化するように、支持しているダンボール箱Cを上下方向に移動させる。
上下位置調整部33は、具体的には、上下駆動部33a(図3参照)により駆動されるボールねじ機構である。上下駆動部33aは、例えばモータである。上下位置調整部33は、上下駆動部33aにより駆動されて、支持面31aを上方に向けた状態の保持部31を上下方向に移動させる。なお、上下位置調整部33は、ボールねじ機構に限定される必要はなく、保持部31を支持し、上下に移動させるための各種構成を適用可能である。
回転部34は、左右方向に延びる図示しない回転軸周りで、保持部31を回転させ、保持部31の姿勢を変化させる。回転部34は、例えば、図示しないエアシリンダを含む。回転部34は、支持面31aを上に向け、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cの下部に配置される側面部C14を保持している保持部31を、図示しないエアシリンダを駆動することで、支持面31aが前方を向くように図示しない回転軸周りに90度回転させ、ダンボール箱Cを開口Opが上を向いた状態になるように回転させる。また、回転部34は、ダンボール箱Cを回転させることで、ダンボール箱Cを箱搬送機構90のコンベアベルト91上に移動させる。
(2−1−3)アーム
アーム40は、第2支持部の一例である。アーム40は、物品Aの装填場所において、ダンボール箱Cを開口Opが横に向いた状態で支持する(図6C参照)。具体的には、アーム40は、支持移動部30が、物品Aを装填済みのダンボール箱Cを、物品Aの装填場所から移動させている時に、物品Aの装填場所に送られてくるダンボール箱Cを一時的に支持する。
アーム40は、ダンボール箱Cを下方から支持する、前後方向に延びる支持面40aを上部に有する部材である(図5参照)。支持面40aは水平な面である。アーム40は、特にダンボール箱CのフラップC2を、支持面40aにより下方から支持する。
アーム40は、落下してくるダンボール箱Cの本体(側面部C1と底蓋Bとにより囲まれる物品Aを収容する部分)に対して左側と右側とに、それぞれ1つ設けられる。1対のアーム40の一方は、落下機構20がダンボール箱Cを落下させる際に、フラップC23が落下してくる位置に配置される。フラップC23が落下してくる位置に配置されるアーム40は、フラップC23側に配置される第2ガイド部材22よりも左側に配置される。アーム40の他方は、落下機構20がダンボール箱Cを落下させる際に、フラップC21が落下してくる位置に配置される。フラップC21が落下してくる位置に配置されるアーム40は、フラップC21側に配置される第2ガイド部材22よりも右側に配置される。
なお、後述するように、アーム40に支持されるダンボール箱Cには、投入機構50により物品Aが2回投入される(図6F参照)。また、後述するように、ダンボール箱Cには、アーム40が支持する高さ位置において、開口Opから、ダンボール箱Cに収容されている2段分の物品Aの上方を覆うようにシャッタ61が挿入される(図6G参照)。そのため、アーム40がダンボール箱Cを支持する高さ位置において、投入機構50がダンボール箱Cに物品Aを2回投入し、ダンボール箱Cに収容された2段分の物品Aの上方を覆うようにシャッタ61が挿入可能となるように、アーム40の高さ位置は决定される。
アーム40は、アーム駆動部41(図3参照)により、支持位置と退避位置との間で移動可能に構成されている。アーム駆動部41は、例えばエアシリンダである。アーム駆動部41は、アーム40を水平移動させることで、アーム40を支持位置と退避位置との間で移動させる。
なお、アーム40の支持位置とは、上記のように、アーム40が落下してくるダンボール箱CのフラップC21又はフラップC23を受け止め、落下した後のダンボール箱CのフラップC21又はフラップC23を支持することが可能な位置である(図6Bおよび図6C参照)。アーム40の退避位置とは、落下してくるダンボール箱CのフラップC21又はフラップC23を受け止め、落下した後のダンボール箱CのフラップC21又はフラップC23を支持することができない位置である(図6L参照)。言い換えれば、アーム40の退避位置とは、アーム40がダンボール箱Cを支持しない位置である。
具体的には、退避位置に配置されるアーム40では、アーム40の前方側の端部が、ダンボール箱CのフラップC21,C23をガイドする落下機構20の第1ガイド部材21のガイド面21aより後方側に位置する(図6L参照)。そのため、退避位置に配置されたアーム40は、支持面40aがダンボール箱CのフラップC21,C23と接触しない。これに対し、アーム40の支持位置は、アーム40の退避位置より前方側にあり、支持位置に置かれたアーム40の前方側の端部は、落下機構20の第1ガイド部材21のガイド面21aより前方側に位置する(図6B参照)。つまり、支持位置に配置されたアーム40は、その支持面40aがダンボール箱CのフラップC21又はフラップC23と接触する位置にある。
(2−1−4)投入機構
投入機構50は、アーム40に支持されている開口Opが横に向いたダンボール箱Cに、開口Opから物品Aを投入する。また、投入機構50は、支持移動部30に支持されている開口Opが横に向いたダンボール箱Cに、開口Opから物品Aを投入する。
なお、本実施形態では、箱詰め装置10は、1つのダンボール箱Cに対して、投入機構50が物品Aを複数回投入することで、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cの内部に物品Aを複数段積み重ねて装填する。より具体的には、本実施形態では、箱詰め装置10は、1つのダンボール箱Cに対して、投入機構50が物品Aを3回投入することで、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cの内部に物品Aを3段積み重ねて装填する。つまり、ここでは、あるダンボール箱Cに対して、投入機構50が物品Aを初めて(1回目に)投入することで、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cに1段目(最下段)の物品Aが投入される。その後、そのダンボール箱Cに対して、投入機構50が物品Aを2回目に投入することで開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cに2段目の物品Aが投入され、投入機構50が物品Aを3回目に投入することで開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cに3段目(最上段)の物品Aが投入される。ここでは、投入機構50の投入動作1回につき、4個の物品Aが投入されるが、1回に投入される物品Aの個数はこれに限定されるものではない。
投入機構50は、押し出し板51と、押し出し駆動部52と、を主に有する(図3および図5参照)。
押し出し板51は、物品Aの装填場所に配置されたダンボール箱Cの開口Opに対向するように配置される板状部材である(図6C参照)。押し出し板51は、押し出し駆動部52により前後方向に駆動される。押し出し駆動部52は、例えばエアシリンダである。
押し出し板51は、投入機構50が物品Aの投入を開始する直前には、物品搬送機構80により、ダンボール箱Cの開口Opの後方まで搬送された物品Aの、後方に配置されている(図6C参照)。投入機構50がダンボール箱Cに物品Aを投入する際には、押し出し板51は、押し出し駆動部52により、ダンボール箱Cの開口Opの近傍まで駆動される(図6D参照)。この時、押し出し板51は、物品搬送機構80のコンベアベルト81上に戴置された物品Aに当接し、物品Aをダンボール箱Cの開口Opから内部に投入する。押し出し板51は、ダンボール箱Cへの物品Aの投入を終えると、押し出し駆動部52により物品搬送機構80のコンベアベルト81の後方まで移動させられる。押し出し板51は、物品搬送機構80により押し出し板51の前方に物品Aが搬送され、物品Aの投入タイミングがくるまでコンベアベルト81の後方で待機する。
(2−1−5)シャッタ機構
シャッタ機構60は、ダンボール箱Cに物品Aが投入される際に、既にダンボール箱C内に投入されている物品Aが、物品Aの投入の妨げとなることを抑制する部材である。
シャッタ機構60は、主に、シャッタ61と、シャッタ駆動部62と、を有する(図3および図6A参照)。
シャッタ61は、開口Opが横(後方)を向いた状態のダンボール箱Cに開口Opから挿入される、板状の部材である。シャッタ61は、水平方向に広がる板状の部材である。言い換えれば、シャッタ61は、水平面を有する板状の部材である。シャッタ61は、シャッタ駆動部62により前後方向に駆動される。シャッタ61は、物品搬送機構80のコンベアベルト81の下方に配置される。
シャッタ61は、後述するように、投入機構50によりダンボール箱Cに物品Aが2回投入されるまでは、ダンボール箱Cの開口Opより後方側で待機する(図6C参照)。シャッタ61は、装填される物品Aの一部が内部に装填された状態(2段目までの物品Aが装填された状態)で、シャッタ駆動部62により前方に移動させられ、ダンボール箱Cの開口Opから、ダンボール箱Cの底蓋B付近まで挿入される(図6H参照)。シャッタ61は、物品Aの装填場所で支持されるダンボール箱Cに、ダンボール箱Cの内部に装填された物品Aの上方を覆うように、ダンボール箱Cの開口Opから挿入される。支持移動部30は、後述するように、シャッタ61がダンボール箱Cに挿入された状態で、ダンボール箱Cを上方に移動させるよう構成されている。そのため、シャッタ61と開口Opを横に向けた状態のダンボール箱Cの底面(側面部C14)との間に物品Aが挟まれ、物品A間や、物品Aとダンボール箱Cの側面部C11、C13、C14との間に生じた隙間が小さくなる。
また、後述するように、投入機構50は、ダンボール箱Cに3回目に(3段目の)物品Aを投入する際には、シャッタ61が開口Opから挿入されたままの、支持移動部30により支持されるダンボール箱Cの内部に、物品Aを投入する。そのため、投入機構50は、ダンボール箱Cに3回目に物品Aを投入する際には、シャッタ61の上に物品Aを投入する。シャッタ61が、物品Aの投入後に、シャッタ駆動部62により駆動されてダンボール箱Cから引き抜かれることで、物品Aがダンボール箱Cの内部に装填される。シャッタ61の上に物品Aを投入し、その後にシャッタ61を引き抜かれることで、ダンボール箱Cの内部に既に入っている物品Aにより、物品Aの投入が邪魔されることがない。
(2−1−6)こぼれ防止機構
こぼれ防止機構70は、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cから、ダンボール箱C内に装填された物品Aがこぼれることを防止するための部材である。
こぼれ防止機構70は、垂直板71と、垂直板71の下端から延びる回動板72と、を主に有する(図6A参照)。垂直板71は上下方向に延びる部材である。垂直板71は不動の部材である。回動板72は、垂直板71の下端近傍に設けられた左右方向に延びる回転軸(図示せず)周りに回動可能な部材である。回動板72は、右方向から見たときに、図6Kのように鉛直方向に延びた状態から、図6Lのように水平方向に伸びた状態になるように、垂直板71の下端近傍の回転軸周りに、反時計方向に90度回動可能である。
垂直板71は、支持移動部30又はアーム40により支持されるダンボール箱Cの開口Opと対向する第1こぼれ防止面71aを、正面側に有する(図6E参照)。回動板72は、垂直板71の下端から垂直に延びた状態で、支持移動部30又はアーム40により支持されるダンボール箱Cの開口Opと対向する第2こぼれ防止面72aを、正面側に有する(図6E参照)。第1こぼれ防止面71aは、左右方向および上下方向に広がる平面である。つまり、第1こぼれ防止面71aは、垂直面である。支持移動部30の保持部31の支持面31aが上方を向いた状態では、第1こぼれ防止面71aと,第2こぼれ防止面72aとは(仮想の)同一平面状に配される。つまり、支持移動部30の保持部31の支持面31aが上方を向いた状態では、第2こぼれ防止面72aは、左右方向および上下方向に広がる平面である。左右方向および上下方向に広がる第1こぼれ防止面71aおよび第2こぼれ防止面72aは、ダンボール箱Cへの物品Aの投入時や、支持移動部30により物品Aが収容されたダンボール箱Cが上下方向に駆動される時に、ダンボール箱Cの開口Opの一部を塞ぎ、物品Aがダンボール箱Cからこぼれることを防止する。
回動板72の第2こぼれ防止面72aは、支持移動部30の回転部34が、支持面31aが上方を向いた状態から前方を向いた状態になるように保持部31を回転させる際に、保持部31の押付板35により、ダンボール箱Cから遠ざかる方向(後方)に押される(図6A参照)。第2こぼれ防止面72aは、押付板35に直接押されるのではなく、ダンボール箱CのフラップC24を介して押付板35に押される(図6A参照)。
垂直板71の下端に回動板72が設けられているため、こぼれ防止機構70は、保持部31の回転を妨げることなく、保持部31が回転される寸前まで(ダンボール箱Cが支持移動部30により回転させられる寸前まで)、ダンボール箱Cの開口Opから物品Aがこぼれることを防止できる。
(2−1−7)物品搬送機構
物品搬送機構80は、ダンボール箱Cに梱包される物品Aを搬送する(図5および図6A参照)。
物品搬送機構80は、コンベアベルト81と、コンベアベルト81を駆動する搬送駆動部82と、を主に有する(図3、図5、および図6A参照)。コンベアベルト81は、搬送駆動部82により、所定の速度およびタイミングで物品Aを搬送するよう駆動される。搬送駆動部82は、例えばモータである。搬送駆動部82は、所定のタイミングで投入機構50の押し出し板51の前方に物品Aが搬送されるように、コンベアベルト81を駆動する。
(2−1−8)箱搬送機構
箱搬送機構90(図6A参照)は、物品Aを装填済みのダンボール箱Cを搬送する。
箱搬送機構90は、コンベアベルト91と、コンベアベルト91を駆動する搬送駆動部92と、を主に有する(図3および図6A参照)。搬送駆動部92は、例えばモータである。
箱搬送機構90では、搬送駆動部92がコンベアベルト91を駆動することで、所定の速度およびタイミングで、支持移動部30が物品Aの装填場所からコンベアベルト91上に移動させた、物品Aを装填済みのダンボール箱Cを搬送し、閉箱ユニット3に供給する。箱搬送機構90は、開口Opを上方に向けた状態のダンボール箱Cを、閉箱ユニット3まで搬送する。
(2−2)制御ユニット
制御ユニット4は、製箱ユニット1、箱詰めユニット2、および閉箱ユニット3と電気的に接続され、製箱ユニット1、箱詰めユニット2、および閉箱ユニット3の動作を制御する。制御ユニット4は、例えば、箱詰めユニット2の、落下機構20、支持移動部30、アーム40(アーム駆動部41)、投入機構50、シャッタ機構60、物品搬送機構80、箱搬送機構90の動作を制御する。
制御ユニット4は、CPU(Central Processing Unit)を主として有する制御部4aや、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびHDD(Hard Disk Drive)等を有する記憶部4bによって構成されている。
制御部4aは、記憶部4bに記憶された各種プログラムを呼び出して実行し、落下機構20、支持移動部30、アーム40(アーム駆動部41)、投入機構50、シャッタ機構60、物品搬送機構80、箱搬送機構90等、箱詰めユニット2の各部の動作を制御する。また、制御部4aは、記憶部4bに記憶された各種プログラムを呼び出して実行し、製箱ユニット1および閉箱ユニット3の各部の制御も行う。
(3)箱詰めユニットの動作
図6A〜図6Lおよび図7を参照しながら、箱詰め装置10の箱詰めユニット2の動作について説明する。なお、箱詰めユニット2の動作は、上述のように制御ユニット4により制御される。
初めに、箱詰めユニット2が、あるダンボール箱Cに対する箱詰め動作を開始する時点(落下機構20がダンボール箱Cをアーム40上に落下させる直前)における、箱詰めユニット2の各構成の状態について、図6Aを参照して説明する。
落下機構20において、第3ガイド部材23は、ダンボール箱Cの落下中に側面部C1およびフラップC2をガイドすることの可能な第1状態にある。また、落下機構20において、第2ガイド部材22および第3ガイド部材23は、第1駆動部24により前方側に動かされた状態にある。そのため、第1ガイド部材21のガイド面21aと、第2ガイド部材22のガイド面22bおよび第3ガイド部材23のガイド面23bとが、比較的離れた状態に配置されている。支持移動部30は、物品Aを充填済みのダンボール箱C(これから落下してくるダンボール箱Cの前に、箱詰めユニット2により物品Aが充填されたダンボール箱C)を、箱搬送機構90のコンベアベルト91上に戴置した状態にある。なお、この時、支持移動部30は、物品Aを充填済みのダンボール箱Cを、既に箱搬送機構90のコンベアベルト91上に戴置している必要はなく、物品Aを充填済みのダンボール箱Cを物品Aの装填場所から、コンベアベルト91上へと移動させている途中であってもよい。アーム40は、アーム40を第1ガイド部材21のガイド面21aよりも前方に付き出した状態にある。つまり、アーム40は、落下してくるダンボール箱Cを受け止め、支持することが可能な支持位置に位置している。投入機構50は、物品Aをダンボール箱Cに投入可能な状態で待機している。言い換えれば、投入機構50の押し出し板51は、物品搬送機構80により搬送されてきた物品Aの後方に配置された状態にある。シャッタ機構60では、シャッタ61が第1ガイド部材21のガイド面21aより後方に配置されている。こぼれ防止機構70では、支持移動部30の保持部31の押付板35により押された回動板72が、第2こぼれ防止面72aを下方に向けた状態にある。物品搬送機構80は、投入機構50の押し出し板51の前に物品Aを搬送し終わった状態にある。箱搬送機構90のコンベアベルト91には、支持移動部30が移動させてきた、物品Aを充填済みのダンボール箱Cが戴置されている。
箱詰めユニット2の各構成がこのような状態にある時に、ステップS1において、落下機構20が、ダンボール箱Cをアーム40上に落下させる(図6B参照)。ダンボール箱Cは、第1ガイド部材21、第2ガイド部材22および第3ガイド部材23にガイドされて、アーム40上の所定の位置に、所定の姿勢で落下する。
次に、第1駆動部24が、第2ガイド部材22および第3ガイド部材23を後方に駆動する(図6Bの矢印D1参照)。この時、第3ガイド部材23は、ダンボール箱CのフラップC21およびフラップC23の背面にガイド面23bを当接させて、ダンボール箱Cを物品Aの装填場所(図6C参照)まで移動させる(ステップS2)。
次に、ステップS3では、投入機構50が、アーム40により支持されているダンボール箱Cに、開口Opから物品Aを2回投入する。具体的には、箱詰めユニット2の各部が以下のように動作することで、投入機構50が、アーム40により支持されているダンボール箱Cに、開口Opから物品Aを2回投入する。
まず、ステップS2でダンボール箱Cが物品Aの装填場所まで移動させられると、押し出し駆動部52が押し出し板51を前方に駆動し(図6Cの矢印D2参照)、アーム40により支持されているダンボール箱Cに1回目の(1段目の)物品Aを投入する(図6D参照)。次に、押し出し駆動部52は、押し出し板51を後方(図6Cの矢印D2とは反対方向)に駆動し、物品搬送機構80のコンベアベルト81の後方に移動させる。押し出し板51がコンベアベルト81の後方に移動した後、又は、押し出し板51の移動中に、搬送駆動部82が駆動され、コンベアベルト81により押し出し板51の前方に物品Aが搬送されてくる(図6E参照)。そして、押し出し駆動部52が押し出し板51を図6Eの矢印D2の方向に再び駆動し、アーム40により支持されているダンボール箱Cに2回目の(2段目の)物品Aを投入する(図6F参照)。
次に、ステップS4では、アーム40が物品Aの装填場所において支持しているダンボール箱Cを、支持移動部30が支持する。アーム40が支持していたダンボール箱Cが支持移動部30により支持されると、アーム40は、ダンボール箱Cを支持する支持位置から、ダンボール箱Cを支持しない退避位置へと移動する。具体的に説明する。
支持移動部30は、箱搬送機構90のコンベアベルト91上へと移動させた物品Aを装填したダンボール箱Cが、箱搬送機構90により保持部31が接触しない位置まで搬送されると、回転部34を駆動し、保持部31を回転させる。具体的には、回転部34は、保持部31の支持面31aが前方を向いた状態(図6D参照)から上方に向いた状態(図6E参照)になるように、保持部31を回転させ、保持部31の姿勢を変更する。右側から見ると、回転部34は、保持部31を時計方向に回転させる(図6Dの矢印R1参照)。支持移動部30の保持部31は、支持面31aを上方に向けた状態で、アーム40により支持されているダンボール箱Cの下方で待機している(図6E参照)。ステップS4では、上下駆動部33aが駆動され、上下位置調整部33が支持面31aを上方に向けた状態の保持部31を上昇させる(図6Fの矢印D3参照)。そして、保持部31の支持面31aがダンボール箱Cの側面部C14と接触すると、吸引駆動部32aが駆動され、吸盤32がダンボール箱Cの側面部C14に吸い付く。このようにして、保持部31がダンボール箱Cを保持し、上下位置調整部33がダンボール箱Cを支持する。
また、ステップS4では、ダンボール箱Cが支持移動部30により支持されると、アーム駆動部41が駆動され、ダンボール箱Cの側面部C14を支持していたアーム40が退避位置に移動する。具体的には、アーム40は、その前方側の端部が、第1ガイド部材21のガイド面21aより後方側に配置されるよう、水平方向に(図6Fの矢印D4参照)移動させられる(図6G参照)。
次に、ステップS5では、シャッタ機構60のシャッタ駆動部62が駆動され、支持移動部30により支持されるダンボール箱Cに、開口Opからシャッタ61が挿入される(図6Fの矢印D5参照)。シャッタ61は、ダンボール箱Cの内部に装填された2段分の物品Aの上方を覆う(図6G参照)。
なお、ここでは、支持移動部30が支持した後にシャッタ61がダンボール箱C内に挿入されるが、これに限定されるものではなく、アーム40がダンボール箱Cを支持している間にシャッタ61がダンボール箱C内に挿入されてもよい。
次に、ステップS6では、支持移動部30の上下駆動部33aが駆動され、保持部31が上下位置調整部33により上昇させられる(図6G中の矢印D6参照)。その結果、支持移動部30により、開口Opからシャッタ61が挿入されている状態のダンボール箱Cが上方に移動させられる。これにより、ダンボール箱C内の物品Aが、シャッタ61と、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cの底面(側面部C14)とに挟まれ、物品A同士の間や、物品Aとダンボール箱Cの側面部C11、C13、C14との間に生じている隙間が減少する。
次に、ステップS7では、投入機構50が、支持移動部30により支持されているダンボール箱Cに、開口Opから物品Aを投入する。投入機構50は、支持移動部30により支持されているダンボール箱Cの内部であって、ダンボール箱Cの開口Opから挿入されたシャッタ61上に物品Aを投入する。具体的には、箱詰めユニット2の各部が次のように動作することで、投入機構50が、支持移動部30により支持されているダンボール箱C内のシャッタ61上に、物品Aを投入する。
2回目の投入機構50による物品Aの投入後、押し出し駆動部52は、押し出し板51を後方(図6Eの矢印D2とは反対方向)に駆動し、物品搬送機構80のコンベアベルト81の後方に移動させる。押し出し板51がコンベアベルト81の後方に移動した後、又は、押し出し板51の移動中に、搬送駆動部82が駆動され、コンベアベルト81により押し出し板51の前方に物品Aが搬送されてくる(図6H参照)。そして、押し出し駆動部52が押し出し板51を図6Hの矢印D2の方向に駆動し、支持移動部30により支持されているダンボール箱C内のシャッタ61上に、物品Aを投入する(図6I参照)。
次に、ステップS8では、シャッタ駆動部62が駆動され、支持移動部30により支持されるダンボール箱Cの開口Opから、上方に物品Aが戴置されたシャッタ61が引き抜かれる(図6Iの矢印D7参照)。この結果、ダンボール箱Cの内部に3段目の物品Aが装填され、ダンボール箱Cへの物品Aの装填が完了する(図6J参照)。
次に、ステップS9では、支持移動部30の上下駆動部33aが駆動され、保持部31が上下位置調整部33により下降させられる(図6J中の矢印D8参照)。具体的には、上下位置調整部33は、保持部31を、回転部34が保持部31を回転させる位置まで下降させる。なお、保持部31が上下位置調整部33により下降させられる際、落下機構20の第3ガイド部材23は、第2状態に切り換えられる。つまり、保持部31が上下位置調整部33により下降させられる際、第3ガイド部材23は、第2駆動部25により駆動されて、支持移動部30が支持するダンボール箱Cとは接触しない位置に移動させられる(図6Kでは、第2状態の第3ガイド部材23を省略して描画している)。
ステップS10では、支持移動部30の回転部34が保持部31を回転させる。具体的には、回転部34は、保持部31の支持面31aが、上方を向いた状態から前方を向いた状態になるように、保持部31を回転させ、保持部31の姿勢を変更する。箱詰め装置10を右側から見ると、回転部34は、保持部31を反時計方向に回転させる(図6Kの矢印R2参照)。この結果、ダンボール箱Cの底蓋Bが下を向き、底蓋Bを下に向けたダンボール箱Cが箱搬送機構90のコンベアベルト91上に戴置される(図6L参照)。なお、保持部31が回転部34により回転させられると、保持部31の押付板35がこぼれ防止機構70の回動板72を押し、箱詰め装置10を右側から見た時に、回動板72が、垂直板71の下端から下方に延びる状態から、後方に延びる状態になる(図6Kおよび図6L参照)。
なお、ステップS10の実施後、落下機構20の第2ガイド部材22および第3ガイド部材23は、次のダンボール箱Cの落下に備えて、第1駆動部24により、図6Kの矢印D9のように前方に移動させられる(図6L参照)。また、第2状態にある第3ガイド部材23は、第2駆動部25により駆動され、ダンボール箱Cの側面部C1およびフラップC2のガイド等が可能な第1状態に切り換えられる(図6L参照)。
ステップS11では、支持移動部30の吸引駆動部32aの駆動が中止され、吸盤32がコンベアベルト91上のダンボール箱Cの側面部C14から離れる。つまり、コンベアベルト91上の物品Aを装填済みのダンボール箱Cは、支持移動部30の保持部31により保持されなくなる。その後、箱搬送機構90の搬送駆動部92が駆動され、コンベアベルト91上の物品Aを装填済みのダンボール箱Cが、閉箱ユニット3へと搬送される。
箱詰めユニット2によるステップS1からステップS11までの一連の動作は、1のダンボール箱Cについて全ての動作が完了するのを待って、次のダンボール箱Cについて動作が開始されるものではない。ここでは、ステップS10の実施後、落下機構20によりダンボール箱Cを落下させる準備が整うと、ステップS11の終了を待たず、次のダンボール箱Cについて一連の動作が開始される。なお、本実施形態では、ステップS10の実施後に、次のダンボール箱Cについて一連の動作が開始されるが、これに限定されるものではない。ダンボール箱Cの落下が、支持移動部30が支持するダンボール箱Cにより阻害されなければ、ステップS9終了後であってステップS10の開始前や、ステップS10の途中で、次のダンボール箱Cについて一連の動作が開始されてもよい。
なお、図6A〜図6Lに描画された箱詰めユニット2の動作や、ここで説明された箱詰めユニット2の動作は一例であって、これに限定されるものではない。
(4)特徴
(4−1)
本実施形態に係る箱詰め装置10は、梱包対象物である物品Aの装填場所に次々と送られてくるダンボール箱Cに、ダンボール箱Cの開口Opから複数の物品Aを投入して装填する。ダンボール箱Cは、箱の一例である。箱詰め装置10は、第1支持部の一例としての支持移動部30と、第2支持部の一例としてのアーム40と、投入機構50と、を備える。支持移動部30は、物品Aの装填場所においてダンボール箱Cを開口Opが横に向いた状態で支持し、かつ、物品Aの装填済みのダンボール箱Cを物品Aの装填場所から移動させる。アーム40は、支持移動部30が物品Aの装填済みのダンボール箱Cを移動させている時に、物品Aの装填場所に送られてくるダンボール箱Cを開口Opが横に向いた状態で一時的に支持する。投入機構50は、アーム40に支持されているダンボール箱Cに、開口Opから物品Aを投入する。
ここでは、支持移動部30が物品Aの装填済みのダンボール箱Cを装填場所から移動させている間に、物品Aの装填場所で次のダンボール箱C(支持移動部30が物品Aの装填場所から移動させているダンボール箱Cに続いて装填場所に送られてくるダンボール箱C)がアーム40により支持され、アーム40に支持されているダンボール箱Cに物品Aが投入される。そのため、処理効率の高い箱詰め装置10を実現できる。
(4−2)
本実施形態に係る箱詰め装置10では、支持移動部30は、物品Aの装填済みのダンボール箱Cを物品Aの装填場所から移動させた後、アーム40が物品Aの装填場所において支持しているダンボール箱Cを支持するよう構成される。アーム40は、支持していたダンボール箱Cが支持移動部30により支持される時、ダンボール箱Cを支持する支持位置から、ダンボール箱Cを支持しない退避位置へと移動する。
ここでは、支持移動部30が、物品Aの装填済みのダンボール箱Cの移動を終えると、アーム40が支持していたダンボール箱Cをアーム40に代わって支持するため、ダンボール箱Cを物品Aの装填場所から移動させる機構は1つでよい。そのため、装置の製作コスト増および装置の大型化は抑制しつつ、物品Aの装填済みのダンボール箱Cを移動させている間に、次のダンボール箱Cに物品Aを投入可能な、処理効率の高い箱詰め装置10を実現できる。
(4−3)
本実施形態に係る箱詰め装置10では、アーム40は、支持位置と退避位置との間を水平移動する。
ここでは、アーム40が水平移動することで、アーム40によるダンボール箱Cの支持と、アーム40によるダンボール箱Cの支持の解除とが切り換えられるため、比較的簡単な機構でアーム40を実現できる。
(4−4)
本実施形態に係る箱詰め装置10では、箱詰め装置10は、1つのダンボール箱Cに対して投入機構50が物品Aを複数回投入することで、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cの内部に物品Aを複数段積み重ねて装填する。投入機構50は、支持移動部30に支持されているダンボール箱Cにも、開口Opから物品Aを投入する。支持移動部30は、ダンボール箱Cの位置が、投入機構50による物品Aの投入高さに対して変化するように、支持しているダンボール箱Cを上下方向に移動させる。
ここでは、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cの内部に物品Aを複数段積み重ねて装填する箱詰め装置において、支持移動部30によりダンボール箱Cの位置が物品Aの投入高さに対して上下方向に変化させられる。そのため、物品Aを複数段積み重ねて装填する時に、物品Aを整然とダンボール箱C内に装填することができ、装填率(ダンボール箱Cの体積に対し、物品Aが占める体積の割合)を高くすることが可能である。
(4−5)
本実施形態に係る箱詰め装置10では、箱詰め装置10は、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cの内部に物品Aを3段積み重ねて装填する。アーム40は、投入機構50がダンボール箱Cの内部に2段目の物品Aの投入を終えるまで、ダンボール箱Cを支持する。
ここでは、ダンボール箱Cに物品Aが2段目まで投入されるまでの間、アーム40がダンボール箱Cを支持するので、支持移動部30が物品Aを装填済みのダンボール箱Cを移動させ、次のダンボール箱Cを支持するまでの時間を比較的長く確保することが容易である。
(4−6)
本実施形態に係る箱詰め装置10は、水平方向に広がる板状のシャッタ61を備える。シャッタ61は、装填される物品Aのうちの一部が内部に装填された、支持移動部30により支持されるダンボール箱Cに、ダンボール箱Cの内部に装填された物品Aの上方を覆うように開口Opから挿入される。支持移動部30は、開口Opからシャッタ61が挿入された状態で、ダンボール箱Cを上方に移動させる。
ここでは、ダンボール箱C内の物品Aをシャッタ61で覆った状態で、支持移動部30によりダンボール箱Cが上方に移動されるため、シャッタ61と、(開口Opを横に向けた状態のダンボール箱Cにおける)ダンボール箱Cの下面(側面部C14)との間に物品Aを挟みこんで、物品A同士の間、あるいは、物品Aとダンボール箱Cとの間に生じる隙間を減らすことができる。その結果、ダンボール箱C内に物品Aを整然と装填し、ダンボール箱Cの装填率を高くすることが可能である。
(4−7)
本実施形態に係る箱詰め装置10では、投入機構50は、支持移動部30により支持されるダンボール箱Cの内部であって、開口Opから挿入されたシャッタ61の上に物品Aを投入する。シャッタ61が物品Aの投入後に引き抜かれることで、物品Aがダンボール箱Cの内部に装填される。
ここでは、物品Aの投入時にシャッタ61が用いられることで、ダンボール箱Cの内部に既に装填された物品Aに邪魔されることなく、物品Aをダンボール箱C内に投入することができ、物品Aがダンボール箱Cに入らない等の不具合の発生を防止できる。
(5)変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。互いに矛盾しない範囲で、複数の変形例が適宜組み合わされてもよい。
(5−1)変形例A
上記実施形態では、箱詰め装置10は、箱詰めユニット2の他、製箱ユニット1および閉箱ユニット3を備えるが、これに限定されるものではない。箱詰め装置10は、製箱ユニット1および/又は閉箱ユニット3を有していなくてもよい。
(5−2)変形例B
上記実施形態では、開口Opを横に向けた状態のダンボール箱Cに、物品Aを3段積み重ねて装填するが、これに限定されるものではない。
例えば、箱詰め装置10は、開口Opを横に向けた状態のダンボール箱Cに、物品Aを4段以上積み重ねて装填するものであってもよい。
この場合、例えば、アーム40は投入機構50がダンボール箱Cの内部に2段目の物品Aの投入を終えるまでダンボール箱Cを支持し、その後、支持移動部30が物品Aの装填場所でダンボール箱Cを支持する。投入機構50がダンボール箱Cの内部に3段目以降の物品Aの投入を行う際には、支持移動部30は、ダンボール箱Cの位置が、投入機構50による物品Aの投入高さに対して変化するように、毎回、ダンボール箱Cの高さ位置を調整することが好ましい。また、ダンボール箱Cの内部に3段目以降の物品Aの投入を行う際には、毎回、図7のフローチャートのステップS5からステップS8が実行されることが好ましい。
また、アーム40は、投入機構50がダンボール箱Cの内部に3段目以降の物品Aの投入を終えるまで、ダンボール箱Cを支持するよう構成されてもよい。ただし、ダンボール箱Cの装填率を高くするためには、投入機構50がダンボール箱Cの内部に3段目以降の物品Aを投入する前に、支持移動部30によりダンボール箱Cを支持し、ダンボール箱Cにシャッタ61を挿入した状態でダンボール箱Cを上方に移動させることが好ましい。
(5−3)変形例C
上記実施形態では、投入機構50は、支持移動部30が支持するダンボール箱Cにも物品Aを投入するが、これに限定されるものではない。アーム40は、全ての物品Aが投入されるまでダンボール箱Cを保持し、その後、第1支持部がダンボール箱Cを保持するよう構成されてもよい。
ただし、開口Opを横に向けた状態のダンボール箱Cに、物品Aを複数段積み重ねて装填する場合に、開口Opに物品Aがうまく入らない、ダンボール箱Cの装填率が低くなる等の問題の発生を防止するためには、途中から、ダンボール箱Cの位置を、投入機構50による物品Aの投入高さに対して変化させることが可能な支持移動部30によりダンボール箱Cが支持され、支持移動部30が支持するダンボール箱Cに投入機構50が物品Aを投入するよう構成されることが好ましい。
(5−4)変形例D
上記実施形態では、アーム40は、支持位置と退避位置との間を水平移動するが、これに限定されるものではない。例えば、アーム40は、支持位置と退避位置との間を垂直移動するよう構成されてもよい。また、アーム40は、所定の軸周りに回転させられることで、支持位置と退避位置との間を移動するよう構成されてもよい。
(5−5)変形例E
上記実施形態では、支持移動部30は、ダンボール箱Cを下方に移動させ、更に、開口Opの向きが変わるようにダンボール箱Cを回転させて、ダンボール箱Cを、物品Aの装填場所から移動させるが、これに限定されるものではない。例えば、支持移動部30は、ダンボール箱Cを水平方向に移動させることで、ダンボール箱Cを、物品Aの装填場所から移動させるものであってもよい。また、支持移動部30は、ダンボール箱Cを下方に移動させることなく、開口Opの向きが変わるようにダンボール箱Cを回転させるだけで(回転部34により保持部31を回転させるだけで)、ダンボール箱Cを、物品Aの装填場所から移動させるものであってもよい。
(5−6)変形例F
上記実施形態では、アーム40は投入機構50がダンボール箱Cの内部に2段目の物品Aの投入を終えるまでダンボール箱Cを支持するが、これに限定されるものではない。アーム40は、投入機構50がダンボール箱Cの内部に1段目の物品Aの投入を終えるまでダンボール箱Cを支持するものであってもよい。
(5−7)変形例G
上記実施形態の箱詰め装置10において、アーム40は、箱を支持する高さ位置が調整可能に構成されることが好ましい。以下に、図8Aおよび図8Bを参照して説明する。
例えば、ダンボール箱Cに加え、開口Opを横に向けた状態における高さが、ダンボール箱Cよりも低いダンボール箱C'(図8A参照)が、箱詰め装置10において用いられる場合を仮定する。また、投入機構50による投入時の姿勢における高さ方向の厚みが、上記実施形態における物品Aよりも薄い物品A'(図8A参照)が、開口Opを横に向けた状態のダンボール箱C'の内部に3段積み重ねて装填される場合を仮定する。上記実施形態と同様に、ダンボール箱C'には、アーム40により支持された状態で、2段目までの物品A'が投入されると仮定する。
この時、アーム40の箱を支持する高さ位置が調整できなければ、図8Aのように、ダンボール箱C’の開口Opの上端の位置(開口Opを横に向けた状態のダンボール箱C'の上面の位置)が、物品搬送機構80のコンベアベルト81上の物品A’の上端の位置よりも低くなり、物品A'を投入機構50によりダンボール箱C'内に投入できない可能性がある。また、物品A'をダンボール箱C'内に投入することは可能であったとしても、コンベアベルト81の搬送面と、開口Opを横に向けた状態のダンボール箱C'の底面との高低差が、2段分の物品A'の厚みに比べて大きくなり(図8A参照)、例えば、2段目の物品A'の投入時に、投入した物品A'が、同時に投入した物品A'に乗り上げた状態になるなど、物品A'をダンボール箱C'にきれいに装填できない事態が生じうる。
これに対しアーム40の箱を支持する高さ位置を調整可能とし、例えば、開口Opを横に向けた状態のダンボール箱C'を、開口Opからダンボール箱C'内に物品A'を投入可能で、かつ、ダンボール箱C'の底面とコンベアベルト81の搬送面との高低差を2段分の物品A'の厚みと概ね一致させるよう配置することで(図8B参照)、物品A'の投入エラーを防止し、かつ、ダンボール箱C'に物品A'をきれいに装填することが可能となる。
アーム40の箱を支持する高さ位置が調整可能に構成される場合、アーム40およびアーム40を駆動するアーム駆動部41は、例えば、ボールねじ機構およびモータを用いて、上下方向に位置調整されるよう構成されればよい。
本発明に係る箱詰め装置は、処理効率の高い箱詰め装置として有用である。
10 箱詰め装置
30 支持移動部(第1支持部)
40 アーム(第2支持部)
50 投入機構
61 シャッタ
A 物品(梱包対象物)
C ダンボール箱(箱)
Op 開口
特開2014−61904号公報

Claims (8)

  1. 梱包対象物の装填場所に次々と送られてくる箱に、前記箱の開口から複数の前記梱包対象物を投入して装填する箱詰め装置であって、
    前記装填場所において前記箱を前記開口が横に向いた状態で支持し、かつ、前記梱包対象物の装填済みの前記箱を前記装填場所から移動させる、第1支持部と、
    前記第1支持部が前記梱包対象物の装填済みの前記箱を移動させている時に、前記装填場所に送られてくる前記箱を前記開口が横に向いた状態で一時的に支持する第2支持部と、
    少なくとも前記第2支持部に支持されている前記箱に、前記開口から前記梱包対象物を投入する投入機構と、
    を備えた箱詰め装置。
  2. 前記第1支持部は、前記梱包対象物の装填済みの前記箱を前記装填場所から移動させた後、前記第2支持部が前記装填場所において支持している前記箱を支持するよう構成され、
    前記第2支持部は、支持していた前記箱が前記第1支持部により支持されると、前記箱を支持する支持位置から、前記箱を支持しない退避位置へと移動する、
    請求項1に記載の箱詰め装置。
  3. 前記第2支持部は、前記支持位置と前記退避位置との間を水平移動する、
    請求項2に記載の箱詰め装置。
  4. 前記第2支持部は、前記箱を支持する高さ位置が調整可能に構成されている、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の箱詰め装置。
  5. 当該箱詰め装置は、1つの前記箱に対して前記投入機構が前記梱包対象物を複数回投入することで、前記開口が横に向いた状態の前記箱の内部に前記梱包対象物を複数段積み重ねて装填するものであって、
    前記投入機構は、前記第1支持部に支持されている前記箱にも、前記開口から前記梱包対象物を投入し、
    前記第1支持部は、前記箱の位置が、前記投入機構による前記梱包対象物の投入高さに対して変化するように、支持している前記箱を上下方向に移動させる、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の箱詰め装置。
  6. 当該箱詰め装置は、前記開口が横に向いた状態の前記箱の内部に前記梱包対象物を3段以上積み重ねて装填するものであって、
    前記第2支持部は、前記投入機構が前記箱の内部に2段目の前記梱包対象物の投入を終えるまで、前記箱を支持する、
    請求項5に記載の箱詰め装置。
  7. 装填される前記梱包対象物のうちの一部が内部に装填された、前記第1支持部により支持される前記箱に、前記箱の内部に装填された前記梱包対象物の上方を覆うように前記開口から挿入される、水平方向に広がる板状のシャッタ、を更に備え、
    前記第1支持部は、前記開口から前記シャッタが挿入された状態で、前記箱を上方に移動させる、
    請求項6に記載の箱詰め装置。
  8. 前記投入機構は、前記第1支持部により支持される前記箱の内部であって、前記開口から挿入された前記シャッタの上に前記梱包対象物を投入し、
    前記シャッタが前記梱包対象物の投入後に引き抜かれることで、前記梱包対象物が前記箱の内部に装填される、
    請求項7に記載の箱詰め装置。
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