JP6609656B2 - 箱体組立装置及び箱体組立方法 - Google Patents

箱体組立装置及び箱体組立方法 Download PDF

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Description

本発明は、箱体を組み立てる箱体組立装置及び箱体組立方法に関する。
近年、商品の梱包用ケースとして用いられるプラスチック製の箱体は、四角筒状の箱体を空箱のままで保管・輸送せず、折り畳んだ状態で保管・輸送し、商品を箱体に詰める際に開いて(開箱して)四角筒状の箱体にしている。この開箱作業を自動化した開箱装置(カートニングマシーンとも呼ばれる)が提案されている(例えば特許文献1〜3)。
また、図1〜図3に示すような箱体10がある。箱体10は、四角筒状を成す上壁11と底壁12と側壁14,14とを有する。箱体10は、開口を閉じるために外フラップ16と内フラップ18,18とを有し、外フラップ16が開くのを防止するための係合フラップ13とその係合フラップ13を挿入するスリット19(図2)をさらに有する。スリット19(図2)は外フラップ16の折れ目17aの途中に設けられるスリット形成部15によって形成される。
特許第4613192号公報 特開2004−238040号公報 特開平10−324311号公報
しかしながら、従来の開箱装置では図1に示すように折り畳まれた状態の箱体10を開くことができても、係合フラップ13をスリット19に挿入することができない。そのため、係合フラップ13をスリット19に挿入するという作業は人手により行われている。特に箱体10がプラスチック製である場合には弾性による復元力が強いため、この作業は容易ではない。
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
[1]本発明に係る箱体組立装置の一態様は、
箱体の底壁から延びる外フラップの先端にある差込フラップに形成されたスリットに前記底壁に対向する上壁の端部から延びる係合フラップを挿入する操作を行う組込部を有する箱体組立装置であって、
前記組込部は、
前記上壁と前記底壁との間の第1間隔を第2間隔に広げる拡張機構と、
前記外フラップを摺動案内する第1案内面と前記係合フラップを摺動案内する第2案内面とを含む案内部と、
前記案内部を前記箱体に向かって前進させる第1駆動機構と、
前記底壁に向かって前記上壁を押す押棒と、
前記押棒を前記上壁に向かって前進させる第2駆動機構と、
を含み、
前記拡張機構は、前記上壁に吸着する吸着パッドを有し、前記上壁に吸着した前記吸着パッドを前記底壁から離れるように移動することで前記第1間隔を前記第2間隔に広げることが可能であり、
前記箱体は、前記第1駆動機構の前進により前記差込フラップが前記上壁と前記底壁との間に挿入された状態で、前記スリットを形成するスリット形成部が前記差込フラップより前記上壁側に突出し、
前記第2案内面は、前記スリット形成部に隣接して設けられ、前記第1案内面から前記第1駆動機構の前進する方向に第1距離離れた位置にあり、
前記外フラップの厚さと前記スリットの幅との合計から前記係合フラップの厚さを除く長さを第2距離としたとき、前記第1距離は前記外フラップの厚さ以上でありかつ前記第2距離以下であり、
前記第2駆動機構により前記押棒が前記吸着パッドの吸着力を超えて前記上壁を押すことで、前記第2案内面及び前記スリット形成部で前記係合フラップを摺動案内して前記スリットに前記係合フラップを挿入するように構成されることを特徴とする。
[2]前記箱体組立装置の一態様において、
前記組込部は、前記差込フラップと前記上壁との間に挿入される差込板をさらに含み、
前記差込板は、前記上壁側への前記差込フラップの移動を制限することができる。
[3]前記箱体組立装置の一態様において、
前記組込部より前記箱体の搬送方向の上流側に差込フラップ折曲部及び外フラップ折曲部をさらに含み、
前記差込フラップ折曲部は、前記差込フラップを前記係合フラップ側へ折り曲げる第1折曲機構を含み、
前記外フラップ折曲部は、前記外フラップを前記係合フラップ側に折り曲げる第2折曲機構を含み、
前記第1折曲機構及び前記第2折曲機構の少なくとも一方は、前記係合フラップを前記外フラップ側へ折り曲げる機構を含むことができる。
[4]前記箱体組立装置の一態様において、
前記組込部は、前記上壁の前記端部とは反対側の端部の後方に設けられるストッパーをさらに含み、
前記ストッパーは、前記案内部に押された前記箱体が後方に移動することを制限することができる。
[5]本発明に係る箱体組立方法の一態様は、
箱体の底壁から延びる外フラップの先端にある差込フラップに形成されたスリットに前記底壁に対向する上壁の端部から延びる係合フラップを挿入する箱体組立方法であって、
前記上壁と前記底壁との間の第1間隔を第2間隔に広げる拡張工程と、
前記上壁と前記底壁との間に差込板を挿入する挿入工程と、
前記拡張工程後、第1案内面及び第2案内面を前記箱体に向けて前進する前進工程と、
前記前進工程後、前記係合フラップ側の前記上壁における前記第2間隔を前記第1間隔に狭める縮減工程と、
を含み、
前記拡張工程は、前記上壁に吸着した前記吸着パッドを前記底壁から離れるように移動することで前記第1間隔を前記第2間隔に広げ、
前記前進工程は、前記外フラップを第1案内面で摺動案内すると共に前記挿入工程により前記上壁と前記底壁との間に挿入された差込板で前記差込フラップを摺動案内して前記差込フラップを前記上壁と前記底壁との間に挿入し前記スリットを形成するスリット形成部を前記差込フラップより前記上壁側に突出させ、
前記縮減工程は、前記係合フラップを前記第2案内面及び前記スリット形成部で摺動案内して前記スリットに前記係合フラップを挿入することを特徴とする。
[6]前記箱体組立方法において、
前記外フラップ及び前記差込フラップは前記底壁から前記上壁側に折れ曲り、かつ、前記係合フラップは、前記上壁から前記底壁側に折れ曲っている状態で前記拡張工程を行うことができる。
本発明に係る箱体組立装置によれば、箱体の係合フラップをスリットに挿入して箱体を組み立てることができる。また、本発明に係る箱体組立方法によれば、箱体の係合フラップをスリット19に挿入して箱体を組み立てることができる。
折り畳まれた状態の箱体の平面図である。 開箱されて組み立てられた状態の箱体の平面図である。 開箱されて組み立てられた状態の箱体の正面図である。 本実施形態に係る箱体組立装置の正面図である。 箱体の開箱動作を説明する図である。 箱体の内フラップを折り曲げる動作を説明する図である。 箱体の差込フラップを折り曲げる動作を説明する図である。 箱体の外フラップを折り曲げる動作を説明する図である。 本実施形態に係る箱体組立装置の組込部の側面図である。 本実施形態に係る箱体組立装置の組込部の正面図である。 箱体の外フラップの形態を説明するための斜視図である。 箱体の係合フラップをスリットに挿入する動作を説明する図である。 本実施形態に係る箱体組立装置の組込部の概略側面図である。 箱体の係合フラップをスリットに挿入する動作を説明する図である。 箱体の係合フラップをスリットに挿入する動作を説明する図である。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
本実施形態に係る箱体組立装置は、箱体の底壁から延びる外フラップの先端にある差込フラップに形成されたスリットに前記底壁に対向する上壁の端部から延びる係合フラップを挿入する操作を行う組込部を有する箱体組立装置であって、前記組込部は、前記上壁と前記底壁との間の第1間隔を第2間隔に広げる拡張機構と、前記外フラップを摺動案内する第1案内面と前記係合フラップを摺動案内する第2案内面とを含む案内部と、前記案内部を前記箱体に向かって前進させる第1駆動機構と、前記底壁に向かって前記上壁を押す押棒と、前記押棒を前記上壁に向かって前進させる第2駆動機構と、を含み、前記拡張機構は、前記上壁に吸着する吸着パッドを有し、前記上壁に吸着した前記吸着パッドを前記底壁から離れるように移動することで前記第1間隔を前記第2間隔に広げることが可能であり、前記箱体は、前記第1駆動機構の前進により前記差込フラップが前記上壁と前記底壁との間に挿入された状態で、前記スリットを形成するスリット形成部が前記差込フラップより前記上壁側に突出し、前記第2案内面は、前記スリット形成部に隣接して設けられ、前記第1案内面から前記第1駆動機構の前進する方向に第1距離離れた位置にあり、前記外フラップの厚さと前記スリットの幅との合計から前記係合フラップの厚さを除く長さを第2距離としたとき、前記第1距離は前記外フラップの厚さ以上でありかつ前記第2距離以下であり、前記第2駆動機構により前記押棒が前記吸着パッドの吸着力を超えて前記上壁を押すことで、前記第2案内面及び前記スリット形成部で前記係合フラップを摺動案内して前記スリットに前記係合フラップを挿入するように構成されることを特徴とする。
本実施形態に係る箱体組立方法は、箱体の底壁から延びる外フラップの先端にある差込フラップに形成されたスリットに前記底壁に対向する上壁の端部から延びる係合フラップを挿入する箱体組立方法であって、前記上壁と前記底壁との間の第1間隔を第2間隔に広げる拡張工程と、前記上壁と前記底壁との間に差込板を挿入する挿入工程と、前記拡張工程後、第1案内面及び第2案内面を前記箱体に向けて前進する前進工程と、前記前進工程後、前記係合フラップ側の前記上壁における前記第2間隔を前記第1間隔に狭める縮減工程と、を含み、前記拡張工程は、前記上壁に吸着した前記吸着パッドを前記底壁から離れるように移動することで前記第1間隔を前記第2間隔に広げ、前記前進工程は、前記外フラップを第1案内面で摺動案内すると共に前記挿入工程により前記上壁と前記底壁との間に挿入された差込板で前記差込フラップを摺動案内して前記差込フラップを前記上壁と前記底壁との間に挿入し前記スリットを形成するスリット形成部を前記差込フラップより前記上壁側に突出させ、前記縮減工程は、前記係合フラップを前記第2案内面及び前記スリット形成部で摺動案内して前記スリットに前記係合フラップを挿入することを特徴とする。
1.箱体
図1を用いて本実施形態に係る箱体組立装置及び箱体組立方法に用いる箱体10の一例について詳細に説明する。図1は折り畳まれた状態の箱体10の平面図であり、図2は開
箱されて組み立てられた状態の箱体10の平面図であり、図3は開箱されて組み立てられた状態の箱体10の正面図である。なお、本明細書において、「上」、「下」、「底」は箱体組立装置20(図2)において搬送される箱体10の状態を用いて便宜的に表すものであって、箱体10や装置構成の向きを限定するものではない。
図1〜図3に示すように、箱体10は、上壁11と、上壁11に対向する底壁12と、上壁11と底壁12とを接続する側壁14,14と、を有する。また、箱体10は、開口が形成される一端に、底壁12から延びる外フラップ16と、側壁14,14の端部から延びる内フラップ18,18と、上壁11の端部から延びる係合フラップ13と、を有する。そして、係合フラップ13が外フラップ16の先端にある差込フラップ17に形成されたスリット19に挿入されて箱体10の開口が塞がれる。
図1に示す折り畳まれた状態の箱体10は、上壁11と底壁12(図1では上壁11の裏側)とが密着するかわずかな間隔を開けて対向している。箱体10は、プラスチック製であるが、紙製であってもよい。
外フラップ16は、底壁12と同じ面上で底壁12から延在し、箱体10が開かれることで形成される開口を塞ぐことができる。外フラップ16は、その先端に差込フラップ17を有し、箱体10の開口を外フラップ16で塞ぐときに箱体10の中に差し込まれる。
差込フラップ17は、外フラップ16の折れ目17a(図1で破線で示す)から外フラップ16の先端の範囲で形成される。折れ目17aは外フラップ16よりも薄く形成される。図示しないが、折れ目17aと同様に、上壁11と側壁14,14との間、底壁12と側壁14,14との間、側壁14,14と内フラップ18,18との間、底壁12と外フラップ16との間にも薄い直線状の折れ目線が形成されている。差込フラップ17は折り畳まれた状態では外フラップ16と同一面上にある。差込フラップ17は、折れ目17aの中間に折れ目17aから外フラップ16の先端側に延びる切断されたスリット形成部15を有する。
図2及び図3に示すように、箱体10を組み立てた状態では、内フラップ18,18が箱体10の中に折り込まれ、外フラップ16が底壁12に対して直角に折曲げられて箱体10の開口を塞ぎ、差込フラップ17が箱体10の中に差し込まれる。差込フラップ17は、外フラップ16を折れ目17aで上方に折り曲げられて形成される。外フラップ16が折れ目17aで折り曲げられることで、外フラップ16と同一面に形成されたスリット形成部15が差込フラップ17から抜け出してスリット19が形成される。スリット形成部15の高さがスリット19の幅W1(図14)に相当する。
スリット19の長さL1は、係合フラップ13の先端の長さL2より長くかつ係合フラップ13の最も広い部分(ロック部分)の長さL3より短い。スリット19の幅W1(図14)は、係合フラップ13厚さT2よりも広い。スリット19に係合フラップ13が挿入されると、差込フラップ17とスリット19が係合して差込フラップ17が箱体10から抜け出るのを防止する。
2.箱体組立装置
2−1.全体構成
図4を用いて、本実施形態に係る箱体組立装置20の概要について説明する。図4は本実施形態に係る箱体組立装置20の正面図である。
図4に示すように、箱体組立装置20は、機台21と、機台21の上部に設けられた操作盤21aと、機台21に設けられた1組のスプロケット22,22と、スプロケット2
2,22に掛け回されたベルト24と、ベルト24から所定間隔で突出する搬送ピン25と、搬送ピン25に押されて搬送される箱体10の搬送方向Fwに沿って配置された複数の処理部と、箱体10を各処理部で支持する支持台23(図9及び図10に示す)を含む。スプロケット22は、機台21内に設けられた図示しない電動モータにより回転駆動される。スプロケット22が回転するとベルト24が回転し、搬送ピン25に押されて箱体10が支持台23上を搬送方向Fwに沿って搬送される。電動モータの駆動及び各処理部における処理動作は、操作盤21a内に設けられた図示しない制御部によって制御される。
複数の処理部は、搬送方向Fwの上流側から、供給部26、開箱部28、内フラップ折曲部30、差込フラップ折曲部40、外フラップ折曲部50、組込部60及び排出部80である。供給部26からベルト24上に1箱ずつ供給された折り畳まれた状態の箱体10は、搬送方向Fwに沿って間欠搬送され、各処理部で停止している間に各処理例えば開箱処理等が実行されて排出部80から箱体10が箱体組立装置20の外へ排出される。
本実施形態に係る箱体組立装置20においては各処理部における停止時間の短縮化や処理部の構造の簡素化を目的として処理部毎に異なる処理を実行しているが、1つの処理部で複数の処理を実行するようにしてもよい。例えば、開箱部28において開箱処理を行うと共に内フラップ18,18の折曲処理を行ってもよい。また、本実施形態に係る箱体組立装置20においては箱体10の搬送方向Fwを直線的に設けたが、曲線的であったり水平方向以外の搬送方向であったりしてもよい。その場合にはその搬送方向に合わせて各処理部を配置すればよく、例えば箱体10を鉛直面に沿って回転搬送してもよい。また、各処理部は箱体10の搬送に合わせて構成されるため、底壁12を下にした箱体10に対して処理を行っているが、箱体10の搬送方向によっては底壁12を鉛直方向に立ててもよいし上下を反転させて各処理を行ってもよい。「上壁11」の「上」や「底壁12」の「底」等は説明上の便宜的なものであるので、必ずしも箱体10の上壁11が上で底壁12が下でなくてもよい。
2−2.開箱部
図5を用いて、開箱部28について説明する。図5は箱体10の開箱動作を説明する図である。図5は、箱体10の正面図で開箱動作の段階を(a−1)〜(a−4)の順に示している。
図5の(a−1)〜(a−4)に示すように、開箱部28は、折り畳まれた状態(図1)でベルト24上に供給された箱体10を開いて四角筒状の開箱された箱体10にする。開箱部28は、箱体10の上下に空気を吸引する図示しない吸着パッドが複数設けられる。開箱部28の構成についての詳細は、先行技術文献1と基本的な構成が同様であるので省略する。
図5の(a−1)において、ベルト24(図4)上に配置された折り畳まれた箱体10の上壁11と底壁12に吸着パッドが吸着する。図5の(a−2)において、吸着パッドを移動して、上壁11を底壁12に対して相対的に持ち上げる。図5の(a−3)において、吸着パッドを移動して、側壁14が折り畳まれた状態とは反対になるまで図5における右回りに回転させる。図5の(a−4)において、吸着パッドを移動して、側壁14が底壁12に対して直角になるまで左回りに回転させ、吸着パッドが吸引を停止して上壁11及び底壁12から離れる。図5の(a−4)で箱体10の開箱処理が完了すると、ベルト24が駆動して、図4に示すように搬送ピン25に押された箱体10が搬送方向Fwに搬送され、箱体10は内フラップ折曲部30に配置される。
2−3.内フラップ折曲部
図6を用いて、内フラップ折曲部30について説明する。図6は箱体10の内フラップ18,18を折り曲げる動作を説明する図である。図6は内フラップ折曲部30を上方から見た平面図で折り曲げる動作の段階を(b−1)〜(b−3)の順に示している。
内フラップ折曲部30は、箱体10に対して進退可能な1組の折曲ロッド32,32を有する。折曲ロッド32,32の図示しない駆動機構は公知の機構を採用でき、例えば電動モータやエアシリンダ等を用いることができる。図6の(b−1)〜(b−3)で示すように、内フラップ折曲部30は、四角筒状に開箱された箱体10の内フラップ18,18を内側に折り曲げる。
図6の(b−1)において、折曲ロッド32,32を内フラップ18,18の外側に配置する。図6の(b−2)において、折曲ロッド32,32の間隔を狭めて内フラップ18,18を内側に折り曲げる。図6の(b−3)において、折曲ロッド32,32を箱体10の中へ挿入し、内フラップ18,18を箱体10の中まで折り曲げる。図6の(b−3)の後、折曲ロッド32,32は箱体10の搬送方向Fwの搬送に干渉しない位置まで後退する。折曲ロッド32,32が後退すると内フラップ18,18は側壁14,14に対して直角に近い位置まで戻る。内フラップ折曲部30で内フラップ18,18を折り曲げておくことで、後述の外フラップ16を折り曲げる際に内フラップ18,18が外フラップ16の移動に干渉することを防止できる。
2−4.差込フラップ折曲部
図7を用いて差込フラップ折曲部40について説明する。図9は箱体10の差込フラップ17を折り曲げる動作を説明する図である。図9は、差込フラップ折曲部40を側面から見た概略構成図で折り曲げる動作の段階を(c−1)〜(c−4)の順に示している。
差込フラップ折曲部40は、組込部60より箱体10の搬送方向Fwの上流側に配置され、差込フラップ17を係合フラップ13側へ折り曲げる第1折曲機構を含む。差込フラップ17を組込部60よりも上流側で折り曲げることにより、組込部60における差込フラップ17の箱体10への差し込み動作を容易にすることができる。また、差込フラップ17を組込部60よりも上流側で折り曲げることにより、組込部60における案内部72の前進動作により差込フラップ17を確実に箱体10の開口側へ案内することができる。さらに、差込フラップ折曲部40を設けることで組込部60の装置構成の簡素化及び組込部60おけるサイクルタイムを短縮化できる。
第1折曲機構は、係合フラップ13を外フラップ16側へ折り曲げる機構を含む。係合フラップ13を組込部60よりも上流側で折り曲げることにより、組込部60における係合フラップ13をスリット19に挿入する動作を容易にすることができる。また、係合フラップ13を組込部60よりも上流側で折り曲げることにより、組込部60における案内部72の前進動作により係合フラップ13を確実にスリット19へ案内することができる。係合フラップ13を折り曲げる機構は第1折曲機構及び後述する第2折曲機構の少なくとも一方だけでもよいが、係合フラップ13に折り曲げた状態をより確実に癖付けするためには第1折曲機構と第2折曲機構の両方で係合フラップ13を折り曲げることが望ましい。
第1折曲機構は、箱体10の上方に板状の第1折曲部42と、箱体10の下方に回転自在の第1ローラ44とを備える。第1折曲部42は係合フラップ13に対して約45度の角度で傾斜している。第1折曲部42の幅は差込フラップ17の幅とほぼ同じであり、第1折曲部42の厚さは差込フラップ17を折り曲げる際に支障が無い厚さ(例えば1mm)に設定される。第1折曲部42の材質は金属製、例えばステンレス製である。第1ローラ44は、約45度の角度で上昇及び下降することができ、第1折曲部42が下降した位
置において第1折曲部42の傾斜に沿って移動できる。第1ローラ44の表面はプラスチック製で差込フラップ17に押し付けられて転がるため差込フラップ17に傷をつけることはない。第1折曲部42及び第1ローラ44の図示しない駆動機構は公知の機構を採用でき、例えば電動モータやエアシリンダ等を用いることができる。図7の(c−1)〜(c−4)に示すように、差込フラップ折曲部40は、内フラップ18が折り曲げられた箱体10の差込フラップ17を上方に折り曲げる。
図7の(c−1)〜(c−4)の動作について説明する。図7の(c−1)において、差込フラップ折曲部40に搬送されてきた箱体10の係合フラップ13の上方に第1折曲部42が配置され、差込フラップ17の右斜め下に第1ローラ44が配置される。図7の(c−2)において、第1折曲部42の下端が差込フラップ17の上面に当接するまで(または上面のわずかに上方まで)下降し、第1折曲部42の下面は係合フラップ13に接触して係合フラップ13を上壁11に対して下方に折り曲げる。図7の(c−3)において、第1ローラ44を左斜め上に移動して第1折曲部42の下端を折れ目17aに押し付け、差込フラップ17を折れ目17aで上方に折り曲げる。さらに、第1ローラ44を第1折曲部42に沿って移動して第1折曲部42の上面に差込フラップ17を押し付けるように第1ローラ44を転動させる。図7の(c−4)において、第1折曲部42及び第1ローラ44を箱体10の搬送に干渉しない位置まで後退させる。図7の(c−4)の後、係合フラップ13は上壁11に対して下方に屈曲し、差込フラップ17は折れ目17aで外フラップ16に対して上方に屈曲した状態となる。
2−5.外フラップ折曲部
図8を用いて外フラップ折曲部50について説明する。図10は箱体10の外フラップ16を折り曲げる動作を説明する図である。図10は、外フラップ折曲部50を側面から見た概略構成図で折り曲げる動作を(d−1)〜(d−4)の順に示している。
外フラップ折曲部50は、組込部60より箱体10の搬送方向Fwの上流側に配置され、外フラップ16を係合フラップ13側に折り曲げる第2折曲機構を含む。外フラップ16を組込部60よりも上流側で折り曲げることにより、組込部60における外フラップ16の箱体10の開口への折り曲げ動作を容易にすることができる。また、外フラップ16を組込部60よりも上流側で折り曲げることにより、組込部60における案内部72の前進動作により外フラップ16を確実に箱体10の開口側へ案内することができる。
第2折曲機構は、係合フラップ13を外フラップ16側へ折り曲げる機構を含む。係合フラップ13を折り曲げる機構は前述した第1折曲機構及び第2折曲機構の少なくとも一方だけでもよいが、係合フラップ13に折り曲げた状態をより確実に癖付けするためには第1折曲部と第2折曲機構の両方で係合フラップ13を折り曲げることが望ましい。
第2折曲機構は、箱体10の上方に板状の第2折曲部52と、箱体10の下方に回転自在の第2ローラ54とを備える。第2折曲部52は上壁11の端部の鉛直方向上方に配置され、上壁11に対して90度の角度の平坦な面を有する。第2折曲部52の幅は外フラップ16の幅とほぼ同じであり、第2折曲部52の厚さは外フラップ16を折り曲げる際に支障が無い厚さ(例えば1mm)に設定される。第2折曲部52の材質は金属製、例えばステンレス製である。第2ローラ54は、鉛直方向に上昇及び下降することができ、第2折曲部52が下降した位置において第2折曲部52に沿って移動できる。第2ローラ54の表面はプラスチック製で外フラップ16に押し付けられて転がるため外フラップ16に傷をつけることはない。第2折曲部52及び第2ローラ54の図示しない駆動機構は公知の機構を採用でき、例えば電動モータやエアシリンダ等を用いることができる。図8の(d−1)〜(d−4)に示すように、外フラップ折曲部50は、係合フラップ13及び差込フラップ17が折り曲げられた箱体10の外フラップ16を折り曲げる。
図8の(d−1)において、外フラップ折曲部50に搬送されてきた箱体10の上壁11の端部の上方に第2折曲部52が配置され、外フラップ16の鉛直下方に第2ローラ54が配置される。図8の(d−2)において、第2折曲部52の下端が底壁12と外フラップ16との境界である折曲線(図示せず)に当接するまで(または折曲線のわずかに上方まで)下降する。このとき、第2折曲部52の左側の平坦面は係合フラップ13に接触して係合フラップ13を上壁11に対して鉛直下方に折り曲げる。図8の(d−3)において、第2ローラ54を鉛直上方に移動して第2折曲部52の右側の平坦面に外フラップ16を押し付け、外フラップ16を底壁12に対して鉛直上方に折り曲げながら第2ローラ54を転動させる。図8の(d−4)において、第2折曲部52及び第2ローラ54を箱体10の搬送に干渉しない位置まで後退させる。図8の(d−4)の後、係合フラップ13及び外フラップ16は弾性変形の回復力により戻されて、係合フラップ13は上壁11に対して図7の(c−4)の後よりもさらに下方に屈曲し、外フラップ16は底壁12に対して上方に屈曲した状態となる。特に、係合フラップ13は上壁11に対して鉛直下方よりも外側すなわち箱体10内に入り込まない状態が好ましく、外フラップ16も底壁12に対して鉛直上方よりも外側すなわち箱体10内に入り込まない状態が好ましい。組込部60における案内部72の移動により係合フラップ13及び外フラップ16を摺動案内させるためである。
2−6.組込部
図9〜図12を用いて組込部60について詳細に説明する。図9は本実施形態に係る箱体組立装置20の組込部60の側面図であり、図10は本実施形態に係る箱体組立装置20の組込部60の正面図であり、図11は箱体10の外フラップ16の形態を説明するための斜視図であり、図12は箱体10の係合フラップ13をスリット19に挿入する動作を説明する図であり、図13は本実施形態に係る箱体組立装置20の組込部60の概略側面図である。
図9及び図10に示すように、組込部60は、拡張機構と、案内部72と、第1駆動機構と、押棒74と、第2駆動機構と、を含む。組込部60は、差込板70をさらに含む。組込部60は、箱体10の底壁12から延びる外フラップ16の先端にある差込フラップ17に形成されたスリット19に底壁12に対向する上壁11の端部から延びる係合フラップ13を挿入する操作を行う。
拡張機構は、上壁11と底壁12との間の第1間隔H1を第2間隔H2に広げる。拡張機構は、複数の吸着パッド62と吸着パッド62を昇降させる図示しない昇降機構とを含む。吸着パッド62は、組込部60に搬送される箱体10の上壁11及び底壁12に吸着する。箱体10の上壁11と底壁12との間隔は開箱された状態の第1間隔H1すなわち側壁14の高さである。図示しない昇降機構で上壁11に吸着した吸着パッド62を上昇させると、上壁11と底壁12との間の第1間隔H1を第2間隔H2に広げることができる。第2間隔H2は、係合フラップ13をスリット19よりも高い位置に設定される。例えば、第2間隔H2は、上壁11から下方に垂直に折り曲げられたときの係合フラップ13の下端が、差込フラップ17が箱体10に完全に差し込まれたときの差込フラップ17の上面の高さと同じかそれより高い位置である。
案内部72は、外フラップ16を摺動案内する第1案内面72aと係合フラップ13を摺動案内する第2案内面72bとを含む。案内部72は、第1案内面72aを形成する平坦な金属製の板体と、その板体に密着するように固定され第2案内面72bを形成する平坦な金属製の板体とを含む。したがって、第1案内面72aと第2案内面72bとは第2案内面72bを形成する板体の厚さだけ離れている。
第1案内面72a及び第2案内面72bは、組込部60に搬送された箱体10の正面に正対して配置される。したがって、平面視では上壁11の端部と第1案内面72a及び第2案内面72bとは平行に配置される。
第1駆動機構は、案内部72を箱体10に向かって前進させることができる。案内部72を前進させることで、第1案内面72a及び第2案内面72bを同時に前進させることができるため、1つの前進動作により外フラップ16及び係合フラップ13の両方を摺動案内することができる。第1駆動機構は、進退用カムフォロア64と、該進退用カムフォロア64に従って進退する進退板67と、を含む。第1駆動機構の他の詳細構造は図示しないが、例えば進退用カムフォロア64は機台21内に配置された電動モータで回転するカムに従って駆動するアームの先端に回転自在に取り付けられる。電動モータの回転によりアームが前後に移動することで進退用カムフォロア64を介して進退板67が箱体10に対して進退する。進退板67は下面にリニアガイド66を有し、機台21上に固定されたレール65にリニアガイド66を摺動案内させて箱体10に対して進退することができる。なお、第1駆動機構は案内部72を箱体10に対して進退させることができれば他の公知の構成を採用してもよい。
押棒74は、底壁12に向かって上壁11を押すことができる。押棒74は、上壁11を押す面が係合フラップ13の幅よりも長い幅を有する長方形である。押棒74は、吸着パッド62の吸着力を超えて上壁11を押し下げることができる強度を有する金属製である。
第2駆動機構は、押棒74を上壁11に向かって前進させることができる。押棒74の前進動作により係合フラップ13をスリット19に確実に挿入することができる。押棒74の前進動作は、係合フラップ13の最も広い部分(ロック部分)がスリット19の下方まで挿入されるように行われる。第2駆動機構は、押棒74の上方に配置されたエアシリンダからなる押棒シリンダ63であり、例えば押棒74を昇降駆動しかつ上壁11を押し下げることができる駆動力を発生させることができる公知の他の駆動機構を採用することができる。
差込板70は、差込フラップ17と上壁11との間に挿入される。差込板70は、第1駆動機構により案内部72と共に箱体10に対して進退可能である。また、差込板70は、昇降板68を図示しない昇降機構により昇降することにより、進退板67に対して昇降可能である。差込板70が箱体10に対して前進して差込フラップ17と上壁11との間に挿入されると、差込板70が側壁14の高さと同じ高さに配置される。案内部72により外フラップ16と差込フラップ17とが箱体10内に移動してくると、差込板70は上壁11側への差込フラップ17の移動を制限することができる。差込板70により差込フラップ17が上方への移動を制限されることにより、組立後の箱体10の所定の位置に配置することができる。
次に、図11を用いて箱体10の外フラップ16の形態を説明する。図11では箱体10の背面側の斜め上方から見て外フラップ16以外を破線で示している。外フラップ16は箱体10の中に入る直前の位置にある。押棒74及び案内部72は省略しているが、差込フラップ17は案内部72により箱体10の中に途中まで差し込まれている。図11の状態における差込フラップ17の上面は差込板70に接触しているため、上方への移動が制限され、図示しない案内部72の前進により差込板70の下面に沿って差込フラップ17が所定の位置に摺動案内される。
外フラップ16の差込フラップ17が折り曲げられることで、スリット形成部15は差込フラップ17より上に突出し、スリット形成部15が差込フラップ17から抜き出るこ
とで細長いスリット19が形成される。上壁11は図示しない吸着パッド62により上方へ湾曲して持ち上げられ、上壁11の端部から突出する係合フラップ13は差込フラップ17より上にあって、下方に折り曲げられている。
次に、図12を用いて第1案内面72a及び第2案内面72bについて詳細に説明する。図12では箱体10を側面からみた縦断面図であり、箱体10と案内部72との関係がわかる。
案内部72は2枚の金属板を重ね合わせて固定されてなる。案内部72の第2案内面72bは、第1案内面72aから第1駆動機構により前進する方向に第1距離D1離れた位置にある。したがって、第1距離D1は、第2案内面72bを形成する金属板の厚さに相当する。
係合フラップ13の厚さT2は、スリット19の幅W1よりも小さい。係合フラップ13の厚さT2と外フラップ16及び差込フラップ17の厚さは同じである。
第1距離D1は外フラップ16の厚さT1以上である(T1≦D2)。第1距離D1が外フラップ16の厚さT1と同じかそれより大きければ、第2案内面72bで摺動案内された係合フラップ13の先端がスリット形成部15の先端にぶつかって下方への移動を制限されることが無い。箱体10の厚さにバラツキがある場合を考慮すると、第1距離D1は外フラップ16の厚さT1を超えるように設定されることが望ましい。
外フラップ16の厚さT1とスリット19の幅W1との合計から係合フラップ13の厚さT2を除く長さを第2距離D2(D2=T1+W1−T2)としたとき、第1距離D1は第2距離D2以下である(D1≦D2)。第1距離D1が第2距離D2以下であれば、係合フラップ13が第2案内面72bに案内されて下降すればスリット19に係合フラップ13を挿入できる。したがって、組込部60を有する箱体組立装置20によれば、箱体10の係合フラップ13をスリット19に挿入して箱体10を組み立てることができる。
図13に示すように組込部60は第1ストッパー92及び第2ストッパー94をさらに含む。第1ストッパー92は吸着パッド昇降板90に固定され、第2ストッパー94は図示しない機台21(図4)に固定される。吸着パッド昇降板90は、箱体10の上方にあってその下面側に吸着パッド62及び第1ストッパー92を垂下して固定し、図示しない昇降機構により箱体10に対し昇降する。第1ストッパー92は、上壁11の前端部11aとは反対側の後端部11bの後方に設けられる。前端部11aは係合フラップ13が設けられた側の端部である。後方とは、箱体10を挟んで案内部72とは反対側である。
第1ストッパー92は、案内部72に押された箱体10が後方に移動することを制限する。第1ストッパー92は後端部11bの後方に僅かな距離(例えば1mm〜2mm)を隔てて配置され、箱体10の搬送方向Fw(図4)への移動に干渉せず、かつ、箱体10が案内部72に押されて後方へ僅かに移動したときに後端部11bに接触する。係合フラップ13をスリット19に挿入するために吸着パッド昇降板90の上昇により上壁11を持ち上げた状態でも第1ストッパー92は箱体10の後方への移動を制限できる高さに設定されている。第1ストッパー92は吸着パッド昇降板90に固定されているため箱体10の後方への移動を制限できる。第1ストッパー92により箱体10の後方への移動を制限することによって、係合フラップ13及びスリット19の位置が安定し、係合フラップ13をスリット19により確実に挿入することできる。
第2ストッパー94は、機台21(図4)側から上方に延びるように配置される。第2ストッパー94は、箱体10の外フラップ16aの後方に僅かな距離(例えば1mm〜2
mm)を隔てて配置される。外フラップ16aは底壁12から箱体10の後方へ延びる。第2ストッパー94は、案内部72に押された箱体10が僅かに後方に移動すると外フラップ16aに当接し、箱体10が後方に移動することを制限し、係合フラップ13をスリット19により確実に挿入することできる。組込部60における動作については、下記箱体組立方法で説明する。
3.箱体組立方法
図13及び図14を用いて本実施形態に係る箱体組立方法について説明する。図13は箱体10の係合フラップ13をスリット19に挿入する動作を説明する図であり、図14は箱体の係合フラップ13をスリット19に挿入する動作を説明する図である。図13及び図14は、組込部60を側面から見た概略構成図で組み込み動作を(e−1)〜(e−6)の順に示している。
箱体組立方法は、箱体10の底壁12から延びる外フラップ16の先端にある差込フラップ17に形成されたスリット19に底壁12に対向する上壁11の端部から延びる係合フラップ13を挿入する。箱体組立方法は、拡張工程と、挿入工程と、前進工程と、縮減工程と、を含む。箱体組立方法はこれらの各工程を実行するために、例えば組込部60において図13及び図14の(e−1)〜(e−6)に示す動作を行う。組込部60に搬送された箱体10の外フラップ16及び差込フラップ17は、底壁12から上壁11側に折れ曲り、かつ、係合フラップ13は、上壁11から底壁12側に折れ曲っている状態で拡張工程を行うことができる。「上壁11側」及び「底壁12側」とは本実施形態における箱体10の向きからすれば「上側」及び「下側」という程度の意味である。係合フラップ13、外フラップ16及び差込フラップ17を折り曲げる処理は、組込部60の構成の簡易化及びサイクルタイムの短縮化のためにも以下に説明する組込部60における図13の(e−1)の状態になる前に行われていることが好ましい。また、組込部60に係合フラップ13、外フラップ16及び差込フラップ17を折り曲げる機構を備えていれば組込部60でこれらを折り曲げる処理を行ってもよい。
図13の(e−1)及び(e−2)に示すように拡張工程は行われる。図13の(e−1)において、組込部60に搬送された箱体10に対して上壁11及び底壁12に吸着パッド62が吸着する。第1間隔H1は開箱された状態の側壁14の高さと同じである。図13の(e−2)において、上壁11に吸着した吸着パッド62を図示しない昇降機構で上昇させることで、上壁11と底壁12との間の第1間隔H1を第2間隔H2に広げる。上壁11から下方に垂直に折り曲げられた係合フラップ13の下端が、差込フラップ17が箱体10に完全に差し込まれたときの差込フラップ17の上面の高さと同じかそれより高い位置になるように第2間隔H2が設定されている。第2間隔H2により係合フラップ13をスリット19よりも高い位置に設定するためである。
図13の(e−2)〜(e−4)に示すように挿入工程は行われる。図13の(e−2)及び(e−3)において、差込板70は案内部72の前進と共に箱体10に向けて前進する。上方に折り曲げられている外フラップ16に差込板70で水平方向から押さないように差込フラップ17の上方まで差込板70が前進した後、差込板70を側壁14の上端まで下降する。差込板70を差込フラップ17と上壁11との間に確実に挿入するためである。差込板70の下降は、昇降板68を下降させることで行う。図13の(e−3)及び(e−4)において、上壁11と底壁12との間に差込板70を挿入する。差込板70と底壁12との間隔は、第2間隔H2に設定される。差込板70が所定の高さに挿入されているため、差込板70の下面に沿って案内される差込フラップ17を所定の高さに設定することができる。
図13の(e−2)〜(e−4)に示すように前進工程は行われる。前進工程は、拡張
工程後、第1案内面72a及び第2案内面72bを箱体10に向けて前進する工程である。第1案内面72a及び第2案内面72bは図9を用いて説明した進退用カムフォロア64の移動により進退板67を前進させることで行う。図13の(e−3)に示すように、前進工程は、外フラップ16を第1案内面72aで摺動案内すると共に差込板70で差込フラップ17を摺動案内して差込フラップ17を上壁11と底壁12との間に挿入する。差込板70は上述した挿入工程により上壁11と底壁12との間に挿入される。図13の(e−4)に示すように、差込工程及び前進工程により差込フラップ17が上壁11と底壁12との間の所定の位置に配置することができる。図13の(e−4)における差込フラップ17の位置は、組み立てられた箱体10における差込フラップ17の位置とほぼ同じである。
図13の(e−4)〜図14の(e−6)に示すように縮減工程は行われる。縮減工程は、前進工程後、係合フラップ13側の上壁11における第2間隔H2を第1間隔H1に狭める工程である。縮減工程は、係合フラップ13を第2案内面72bで摺動案内してスリット19に係合フラップ13を挿入する。減縮工程により、係合フラップ13をスリット19に確実に挿入することができる。
縮減工程は、図13の(e−4)のように上壁11の上方に配置された押棒74を図14の(e−5)のように下降させ、係合フラップ13が形成された上壁11の端部付近を底壁12側に押し下げる。上壁11の端部側の吸着パッド62は上壁11から外れ、上壁11の端部側における上壁11と底壁12との間隔は第2間隔H2となる。押棒74によって押し下げられた係合フラップ13は第2案内面72bで摺動案内されてスリット19内に挿入される。第2案内面72bは、外フラップ16のスリット形成部15よりも上壁11の端部側にあるため、係合フラップ13がスリット形成部15に引っ掛かることなくスリット19に案内される。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能であり、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
10…箱体、11…上壁、12…底壁、13…係合フラップ、14…側壁、15…スリット形成部、16…外フラップ、17…差込フラップ、17a…折れ目、18…内フラップ、19…スリット、20…箱体組立装置、21…機台、21a…操作盤、22…スプロケット、23…支持台、24…ベルト、25…搬送ピン、26…供給部、28…開箱部、30…内フラップ折曲部、32…折曲ロッド、40…差込フラップ折曲部、42…第1折曲部、44…第1ローラ、50…外フラップ折曲部、52…第2折曲部、54…第2ローラ、60…組込部、62…吸着パッド、63…押棒シリンダ、64…進退用カムフォロア、65…レール、66…リニアガイド、67…進退板、68…昇降板、70…差込板、72…案内部、72a…第1案内面、72b…第2案内面、74…押棒、80…排出部、D1…第1距離、Fw…搬送方向、H1…第1間隔、H2…第2間隔、L1〜L3…長さ、T1…厚さ、T2…厚さ、W1…幅

Claims (6)

  1. 箱体の底壁から延びる外フラップの先端にある差込フラップに形成されたスリットに前記底壁に対向する上壁の端部から延びる係合フラップを挿入する操作を行う組込部を有する箱体組立装置であって、
    前記組込部は、
    前記上壁と前記底壁との間の第1間隔を第2間隔に広げる拡張機構と、
    前記外フラップを摺動案内する第1案内面と前記係合フラップを摺動案内する第2案内面とを含む案内部と、
    前記案内部を前記箱体に向かって前進させる第1駆動機構と、
    前記底壁に向かって前記上壁を押す押棒と、
    前記押棒を前記上壁に向かって前進させる第2駆動機構と、
    を含み、
    前記拡張機構は、前記上壁に吸着する吸着パッドを有し、前記上壁に吸着した前記吸着パッドを前記底壁から離れるように移動することで前記第1間隔を前記第2間隔に広げることが可能であり、
    前記箱体は、前記第1駆動機構の前進により前記差込フラップが前記上壁と前記底壁との間に挿入された状態で、前記スリットを形成するスリット形成部が前記差込フラップより前記上壁側に突出し、
    前記第2案内面は、前記スリット形成部に隣接して設けられ、前記第1案内面から前記第1駆動機構の前進する方向に第1距離離れた位置にあり、
    前記外フラップの厚さと前記スリットの幅との合計から前記係合フラップの厚さを除く長さを第2距離としたとき、前記第1距離は前記外フラップの厚さ以上でありかつ前記第2距離以下であり、
    前記第2駆動機構により前記押棒が前記吸着パッドの吸着力を超えて前記上壁を押すことで、前記第2案内面及び前記スリット形成部で前記係合フラップを摺動案内して前記スリットに前記係合フラップを挿入するように構成されることを特徴とする、箱体組立装置
  2. 請求項1において、
    前記組込部は、前記差込フラップと前記上壁との間に挿入される差込板をさらに含み、
    前記差込板は、前記上壁側への前記差込フラップの移動を制限することを特徴とする、箱体組立装置。
  3. 請求項1または請求項2において、
    前記組込部より前記箱体の搬送方向の上流側に差込フラップ折曲部及び外フラップ折曲部をさらに含み、
    前記差込フラップ折曲部は、前記差込フラップを前記係合フラップ側へ折り曲げる第1折曲機構を含み、
    前記外フラップ折曲部は、前記外フラップを前記係合フラップ側に折り曲げる第2折曲機構を含み、
    前記第1折曲機構及び前記第2折曲機構の少なくとも一方は、前記係合フラップを前記外フラップ側へ折り曲げる機構を含むことを特徴とする、箱体組立装置。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか1項において、
    前記組込部は、前記上壁の前記端部とは反対側の端部の後方に設けられるストッパーをさらに含み、
    前記ストッパーは、前記案内部に押された前記箱体が後方に移動することを制限することを特徴とする、箱体組立装置。
  5. 箱体の底壁から延びる外フラップの先端にある差込フラップに形成されたスリットに前記底壁に対向する上壁の端部から延びる係合フラップを挿入する箱体組立方法であって、
    前記上壁と前記底壁との間の第1間隔を第2間隔に広げる拡張工程と、
    前記上壁と前記底壁との間に差込板を挿入する挿入工程と、
    前記拡張工程後、第1案内面及び第2案内面を前記箱体に向けて前進する前進工程と、
    前記前進工程後、前記係合フラップ側の前記上壁における前記第2間隔を前記第1間隔に狭める縮減工程と、
    を含み、
    前記拡張工程は、前記上壁に吸着した前記吸着パッドを前記底壁から離れるように移動することで前記第1間隔を前記第2間隔に広げ、
    前記前進工程は、前記外フラップを第1案内面で摺動案内すると共に前記挿入工程により前記上壁と前記底壁との間に挿入された差込板で前記差込フラップを摺動案内して前記差込フラップを前記上壁と前記底壁との間に挿入し前記スリットを形成するスリット形成部を前記差込フラップより前記上壁側に突出させ、
    前記縮減工程は、前記係合フラップを前記第2案内面及び前記スリット形成部で摺動案内して前記スリットに前記係合フラップを挿入することを特徴とする、箱体組立方法。
  6. 請求項5において、
    前記外フラップ及び前記差込フラップは前記底壁から前記上壁側に折れ曲り、かつ、前記係合フラップは、前記上壁から前記底壁側に折れ曲っている状態で前記拡張工程を行うことを特徴とする、箱体組立方法。
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