JP6847449B2

JP6847449B2 - 包装装置

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Publication number: JP6847449B2
Application number: JP2017050668A
Authority: JP
Inventors: 洋平水谷
Original assignee: アルトリスト株式会社
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2037-03-15
Also published as: JP2018154345A

Description

本願発明は、カートンを用いて被包装物を包装する場合における包装装置に関するものである。

カートンを用いて被包装物を包装する場合の手法の一つとして、被包装物に対してその上側からカートンを被せて包装する手法が知られている（特許文献１〜４参照）。

特許文献１には、積層された記録用紙等の被包装体Ｐを箱体Ｂに収納して梱包する装置であって、偏平状に折り畳まれた箱体Ｂをロボットアーム６４に設けられた開函部６９で吸着保持して開函し、移送ラインに設けられた長片部材１０３，１１０上に載置された被包装体Ｐに上方から被せ、長片部材１０３，１１０の前後に設けられた折り畳み部材１００，１０１によって、箱体Ｂ下面の後側の内フラップＦ１、次いで前側の内フラップＦ２を内方へ折り曲げて閉じた後、箱受け９３上に移送して、箱体Ｂ下面の右側と左側の外フラップＦ３，Ｆ４をそれぞれ外フラップ折込バー１０２に当接させて移送とともに内方へ折り曲げて閉じるように構成した装置が記載されている。

特許文献２には、飲食品の瓶、缶、ＰＥＴボトル等の被包装物に、起函して４枚の底部フラップ２ａ〜２ｄを外方へ折り曲げたダンボールケースＤを上方から被せ、このダンボールケースＤと被包装物とを移送ライン上を移送させながら、移送ラインに設けられた第１折曲げ板５によって下面の前側の内フラップ２ａを内方へ折り曲げて閉じ、次いで第２折曲げ板１０によって後側の内フラップ２ｂを内方へ折り曲げて閉じた後、右側と左側の外フラップ２ｃ，２ｄを、移送ラインに設けられた折畳みガイド２７に当接させて移送とともに内方へ折り曲げて閉じるように構成した包装装置が記載されている。

特許文献３には、２枚の旋回板６，６の天板部６ｃ，６ｃ上に載置した内容物（被包装物）１２に、起函したダンボール１を上方から被せ、２枚の折り畳み板１０ａ，１０ａによってダンボール１の下面の２枚の内フラップ１ｂ，１ｂを内方へ折り曲げて閉じた後、旋回板６，６を９０°以上旋回して天板部６ｃ，６ｃを内フラップ１ｂ，１ｂの外側に引き抜き、次いで、折り畳み板１０ａ，１０ａと直交する方向に配置された２枚の折り畳み板１０ｂ，１０ｂによってダンボール１の下面の２枚の外フラップ１ｃ，１ｃを内方へ折り曲げて閉じ、その後、旋回板６を９０°以上旋回して天板部６ｃ，６ｃを外フラップ１ｃ，１ｃの外側に引き抜くように構成したダンボールケーサーが記載されている。

特許文献４には、偏平状に折り畳まれた箱体１０をロボットハンド１６で保持して起函し、載置位置Ｓ２に載置された物品（被包装体）Ｇに上方から被せ、箱体１０下面の２枚の内フラップＦａ，Ｆａを、ロボットハンド１６に設けられた内フラップ折込手段２２，２２によって内方へ折り曲げて閉じた後、箱体１０と物品Ｇとをロボットハンド１６で保持して折込位置Ｓ３上に移送し、箱体１０下面の２枚の外フラップＦｂ，Ｆｂを、折込位置Ｓ３に設けられた外フラップ折込手段５０，５０に当接させて内方へ折り曲げて閉じるように構成した箱詰装置が記載されている。

特開２０００−６９０９号公報特開２００５−７５４４２号公報特開２００８−２１３９２７号公報特開２０１４−１８９２８９号公報

ところが、上掲の各特許文献に示される梱包装置等においては、それぞれ以下のような問題があった。

特許文献１に記載の梱包装置
この梱包装置においては、箱体Ｂの内フラップＦ１，Ｆ２を閉じた後、外フラップＦ３，Ｆ４を開けたままの状態で棒状の箱受け９３上を移送させるため、被包装体Ｐが底面積の小さな物品（例えば、飲食品の瓶、缶、ＰＥＴボトル）である場合には、箱体Ｂ下面の閉じられた内フラップＦ１とＦ２との隙間から箱体Ｂ外に落下するおそれがある。

また、内フラップＦ１，Ｆ２を閉じる位置（長片部材１０３，１１０上）と、外フラップＦ３，Ｆ４を閉じる位置（箱受け９３上）が異なるため、箱体Ｂのサイズ変更（いわゆる「型替え」）時に、装置における位置調節や取り替えを要する部材が多くなり手間を要することになる。

特許文献２に記載の包装装置
この梱包装置では、被包装物にダンボールケースＤを被せる際に、４枚の下面フラップ２ａ〜２ｄを外方へ折り曲げるための構造を設ける必要があり、装置のコスト上昇の原因となる。

また、前側の内フラップ２ａ、後側の内フラップ２ｂ及び右側と左側の外フラップ２ｃ，２ｄを閉じる位置が全て異なるため、ダンボールケースＤのサイズ変更（型替え）時に、装置における位置調節や取り替えを要する部材が多くなり手間を要する。

特許文献３に記載のダンボールケーサー
このダンボールケーサーでは、内容物１２を載置する旋回板６の天板部６ｃの面積は、ダンボール下面の面積に比べて極めて小さいため、内容物１２が底面積の小さな物品（例えば、飲食品の瓶、缶、ＰＥＴボトル）である場合や、内容物１２が柔軟で変形し易い物品である場合には、内容物が天板部６ｃから落下するおそれがある。

特許文献４に記載の箱詰装置では、箱体１０と物品Ｇを、箱体１０下面の内フラップＦａ，Ｆａを閉じた後に、外フラップＦｂ，Ｆｂを開けた状態のままロボットハンド１６で保持して折込位置Ｓ３上に移送するため、物品Ｇが底面積の小さな物品（例えば、飲食品の瓶、缶、ＰＥＴボトル）である場合には、閉じられた内フラップＦａ，Ｆａの隙間から箱体Ｂ外に落下するおそれがある。

また、内フラップＦａ，Ｆａを閉じる位置（載置位置Ｓ２）と、外フラップＦｂ，Ｆｂを閉じる位置（折込位置Ｓ３）が異なるため、箱体１０のサイズ変更（型替え）時に、装置における位置調節や取り替えを要する部材が多くなり手間を要する。

そこで本願発明は、被包装物が底面積の小さな物品であるとか、柔軟で変形し易い物品であっても該被包装物を落下させることなく確実に包装することができる包装装置を提案することを目的としてなされたものである。

本願発明では、かかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。

本願の第１の発明に係る包装装置は、被包装物を起函したカートン内に収容して封止する包装装置であって、上記カートンの下面内側と略相似の矩形であり該カートンの下面内側よりも面積がやや小さい平板体で構成され、被包装物が載置されるステージテーブルと、被包装物を集積させてこれを上記ステージテーブル上に載置する被包装物載置手段と、扁平状に折り畳まれたカートンを起函しこれを保持して上記ステージテーブル上に載置された被包装物に上側から被せてその内部に収容するとともに、被包装物が収容された上記カートンを保持してこれを前後左右及び上下方向に移動させるロボットと、上記ステージテーブルの前後の何れか一方側に配置されて上記ロボットによる上記カートンの前後方向への移動に伴って該カートンの前後一対の内フラップの何れか一方を該カートンの内方へ折り曲げてこれを閉蓋するとともに該カートンの端部の上下方向への移動によって上記内フラップを上記ステージテーブルの上面側に進入させる第１の内フラップ閉蓋手段と、上記ステージテーブルの前後の何れか他方側に配置されて上記ロボットによる上記カートンの前後方向への移動に伴って該カートンの前後一対の内フラップの何れか他方を該カートンの内方へ折り曲げてこれを閉蓋するとともに該カートンの端部の上下方向への移動によって上記内フラップを上記ステージテーブルの上面側に進入させる第２の内フラップ閉蓋手段と、上記ステージテーブルの左右両側にそれぞれ配置され、上記ステージテーブル上において上記内フラップが閉蓋された上記カートンの左右の外フラップを該カートンの内方へ折り曲げてこれを閉蓋する第１及び第２の外フラップ閉蓋手段と、上記ロボットによって上記カートンを前後方向に移動させることで、既に閉蓋されている上記一Ｖ対の内フラップと上記一対の外フラップの間から上記ステージテーブルを引き抜くステージテーブル引抜手段と、上記カートン上面側の上記内フラップと外フラップをそれぞれ閉じて封止するとともに、既に閉蓋されている下面側の外フラップを封止する封止手段と、を備え、さらに、上記ステージテーブルの下面略中央には、平板状の支持板がその平板面を上記ステージテーブルの左右方向に向けた姿勢で垂設されるとともに、該支持板の下部には床面側に設置された固定材に着脱可能に取り付けられる支持脚が備えられていることを特徴としている。

本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る包装装置において、上記ステージテーブルとして、使用されるカートンの大きさに対応して平面寸法が異なる複数種類のステージテーブルを用意して選択的に使用するとともに、これら各ステージテーブルの設置状態においては該各ステージテーブル上に設定した基準点が平面上の同一位置に略合致するように構成したことを特徴としている。

本願発明では次のような効果が得られる。

（ａ）本願の第１の発明
本願の第１の発明に係る包装装置によれば、第１の内フラップ閉蓋手段と第２の内フラップ閉蓋手段、及び第１及び第２の外フラップ閉蓋手段が上記ステージテーブルの前後位置及び左右位置にそれぞれ配置され、該ステージテーブル上において各内フラップの閉蓋作業及び各外フラップの閉蓋作業が行われることから、内フラップあるいは外フラップが開いた状態でカートンがステージテーブルから他の場所へ移送されることがなく、該カートン内に収容される被包装物がその底面積の小さな物品（例えば、飲食品の瓶、缶、ＰＥＴボトル）であるとか、被包装物が柔軟で変形し易い物品であっても、この被包装物が上記カートンの一対の内フラップ間の隙間とか、一対の外フラップ間の隙間から下方へ落下するということが防止され、包装作業が安全且つ的確に行われる。

また、前後一対の内フラップは、それぞれ閉じられた後、上記ステージテーブルの上面側へ進入されるので、次工程の外フラップ閉蓋作業までの間は上記一対の内フラップ間の隙間空間は上記ステージテーブルで覆蓋された状態となることから、例え上記被包装物がその底面積の小さな物品であったとしても、該被包装物が内フラップ閉蓋作業から外フラップ閉蓋作業の間において該一対の内フラップ間の隙間空間から落下することはない。

これら両者の相乗効果として、包装作業における被包装物の保護という面における信頼性が高く、より的確な包装作業が担保される。

さらに、上記ステージテーブルの前後にそれぞれ設置された第１及び第２の内フラップ閉蓋手段と、該ステージテーブルの左右にそれぞれ設置された第１及び第２の外フラップ閉蓋手段により、該ステージテーブル上において内フラップと外フラップの閉蓋作業が順次実行されることから、例えば、内フラップ閉蓋作業と外フラップ閉蓋作業が別位置で行われる構成である場合に比して、包装装置がよりコンパクトになり、狭い場所での設置が可能であって、工場スペースの有効利用が促進されるとともに、外フラップ閉蓋作業を行うために上記カートンを内フラップ閉蓋作業位置から外フラップ閉蓋作業位置へ移送する必要が無い分だけ包装時間が短縮され、包装作業の高速化が促進され、延いては包装作業の自動化が容易となる。

また、本願の第１の発明に係る包装装置は、上記ステージテーブルを、上記カートンの下面内側と略相似の矩形であって該カートンの下面内側よりも面積がやや小さい平板体で構成し、その下面略中央には平板状の支持板をその平板面を上記ステージテーブルの左右方向に向けた姿勢で垂設させるとともに、該支持板の下部には床面側に設置された固定材に着脱可能に取り付けられる支持脚を備えている。したがって、上記支持板は、上記一対の外フラップ間の隙間内に、該隙間の延出方向に沿って移動可能に存在し、上記一対の外フラップの閉蓋後、上記カートンを前後方向（即ち、上記外フラップ間の隙間の延出方向）に移動させることで、上記ステージテーブルを上記カートンから容易に引き抜くことができ、包装作業の的確性、信頼性が担保される。

また、上記ステージテーブルは、これに備えられた上記支持脚を床面側に設置された固定材に着脱可能に取り付けるようになっているので、上記ステージテーブルを取り替える必要が生じた場合、その交換作業が容易であり、交換作業の効率化が図れるとともに、装置の自動化にも対応し得ることになる。

（ｂ）本願の第２の発明
本願の第２の発明に係る包装装置によれば、上記（ａ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる、即ち、この包装装置では、上記ステージテーブルとして、使用されるカートンの大きさに対応して平面寸法が異なる複数種類のステージテーブルを用意して選択的に使用するとともに、これら各ステージテーブルの設置状態においては該各ステージテーブル上に設定した基準点が平面上の同一位置に略合致するように構成したので、ステージテーブルを交換する型替え時には、少なくとも上記ロボットの動作位置の調整と、上記一対の内フラップ閉蓋手段の内の何れか一方と、上記一対の外フラップ閉蓋手段の内の何れか一方の位置調整をすれば足り、例えば、上記一対の内フラップ閉蓋手段の双方と上記一対の内フラップ閉蓋手段の双方のそれぞれについて位置調整を必要とする場合に比して、型替作業を容易且つ迅速に行うことができる。

本願発明の実施形態に係る包装装置の全体システム図である。図１のＸ部の拡大図である。図２のＡ−Ａ矢視図である。図２のＢ−Ｂ矢視図である。図４のＣ−Ｃ矢視図である。被包装物の集積工程及びカートンの被せ工程の説明図である。カートンのフラップ閉蓋工程の説明図である。

図１には、本願発明の実施形態に係る包装装置Ｚの全体システムを示している。ここでは、先ず、このシステム図を参照して包装装置Ｚの概略を説明し、しかる後、該包装装置Ｚの主要な構成部分を具体的に説明する。
「包装装置Ｚの概略説明」
図１において、符号１はアーム１ａの先端にハンドリングユニット１ｂを備えたロボットであって、後述するようにカートンＱを吸着保持し、これを所定方向に移動させて所要の包装動作を行わせるとともに、ステージテーブル２１の交換作業をも行うものである。

また、符号２は被包装物の供給ライン２、符号３は排出ライン３であって、これら供給ライン２と排出ライン３は、所定寸法だけ左右方向（供給ライン２及び排出ライン３の流れ方向に直交する方向）にオフセットされており、該供給ライン２の下流端と上記排出ライン３の上流端の間のスペースには、長矩形の平面形体をもつステージテーブル２１を備えたテーブル支持部４が、該ステージテーブル２１の長辺方向を上記排出ライン３の流れ方向に略合致させるとともに、短辺方向を上記供給ライン２の流れ方向に略直交させた状態で配置されている。

なお、以下においては、説明の便宜上、上記ステージテーブル２１の長辺方向を「前後方向」、短辺方向を「左右方向」という。そして、上記ステージテーブル２１から上記排出ライン３に向かう方向を「前方」、該排出ライン３から遠ざかる方向を「後方」という。さらに、上記ステージテーブル２１から上記排出ライン３に向かって左側（上記供給ライン２が位置する側）を「左方向」、該排出ライン３に向かって右側を「右方向」という。

上記テーブル支持部４の後方には、上記カートンＱの後側の内フラップを折り畳んで閉じるための第１内フラップ折曲部５（特許請求の範囲中の「第１の内フラップ閉蓋手段」に該当する）が配置されている。また、上記ステージテーブル２１の前側には、上記カートンＱの前方側の内フラップを折り畳んで閉じるための第２内フラップ折曲部６（特許請求の範囲中の「第２の内フラップ閉蓋手段」に該当する）が配置されている。

上記ステージテーブル２１の右側には、上記カートンＱの右側の外フラップを折り畳んで閉じるための第１外フラップ折曲部７（特許請求の範囲中の「第１の外フラップ閉蓋手段」に該当する）が配置されている。

また、平面上において、上記ステージテーブル２１の左側で、且つ該ステージテーブル２１及び上記供給ライン２を挟んで上記第１外フラップ折曲部７に対向する位置には、上記カートンＱの左側の外フラップを折り畳んで閉じるための第２外フラップ折曲部８（特許請求の範囲中の「第２の外フラップ閉蓋手段」に該当する）と、上記供給ライン２によって送給される被包装物Ｒを該供給ライン２の下流端部分において所定個数ずつ集積させ、これを上記ステージテーブル２１側に押し込んで該ステージテーブル２１上に載置させるための押込み部９（特許請求の範囲中の「被包装物載置手段」に該当する）が、上下方向に重なった状態で配置されている（図４参照）。

上記供給ライン２の下流端には、該供給ライン２を通って順次送給される被包装物を所定位置で並べて集積させるための位置決め部１０が配置されるとともに、該供給ライン２の上記押込み部９の設置位置よりも上流側位置には、上記供給ライン２によって順次送給される被包装物を該供給ライン２の下流端近くにおいて一時的に停止させ、必要に応じて所定数だけ順次切出すための切出し部１１が配置されている。さらに、上記供給ライン２の上流側には、該供給ライン２を通って送給される被包装物を検査し、不良品をラインアウトする検査部１３が配置されている。

上記排出ライン３の下流側には、上記カートンＱの上面側の内フラップと外フラップをそれぞれ閉じて封止するとともに、既に閉蓋されている下面側の外フラップを封止する封止部１２（特許請求の範囲中の「封止手段」に該当する）が配置されている。

上記ロボット１の右側方には、扁平状に折り畳まれたカートンＱをストックするカートンマガジン１５と、該カートンマガジン１５から順次一枚ずつカートンＱを切出して保持し、上記ロボット１によってこれを起函させるためのカートン切出・起函部１４が配置されている。

上記ロボット１の左側方には、複数種類のステージテーブル２１を保管し、必要に応じて所定のステージテーブル２１を上記ロボット１によって取り出させるためのテーブル保管部１６が配置されている。

以上が上記包装装置Ｚの全体構成の概略である。続いて、上記各構成部のうち主要な構成要素分を詳説し、しかる後、上記包装装置Ｚにおける作業の流れを説明する。

「包装装置Ｚの主要構成要素の説明」
上記包装装置Ｚの主要な構成要素としては、図２に示すように、上記テーブル支持部４を中心としてその周りに配置されており、上記第１内フラップ折曲部５と上記第２内フラップ折曲部６と上記第１外フラップ折曲部７と上記第２外フラップ折曲部８と上記押込み部９と上記位置決め部１０及び上記切出し部１１が該当する。以下、これら各要素のそれぞれについてより具体的に説明する。

「テーブル支持部４」
上記テーブル支持部４は、図２及び図４、図５に示すように、上記カートンＱの下面内側と略相似の矩形で、且つ該カートンＱの下面内側よりも面積がやや小さい平板体でなるステージテーブル２１を備えている。このステージテーブル２１は、その裏面中央部から下方に垂設された板状の支持板２２と、該支持板２２の下端に固定された左右一対の支持脚２３と一体化され、一体的に取り扱われる。なお、上記支持板２２は、その面方向が上記ステージテーブル２１の長辺方向と略平行となるように、その取付方向が設定されている。なお、上記ステージテーブル２１を支持する上記支持板２２と上記カートンＱを保持して移動させる上記ロボット１によって、特許請求の範囲中の「ステージテーブル引抜手段」が構成される。

上記ステージテーブル２１は、床面側に立設された支持フレーム２６に対してガイドロッド３２とブッシュ３３によって上下方向に移動可能に取付けられたベース材３１に、上下一対の固定材２５を介して着脱可能に支持される。なお、この固定材２５には上記一対の支持脚２３が嵌挿可能な支持孔が備えられており、これら各支持孔にそれぞれ上記支持脚２３を上方から嵌挿し、且つ該支持脚２３に取り付けたセットカラー２４を上記固定材２５の上面に当接させることで、上記ステージテーブル２１は、上記ベース材３１側に着脱可能に取付けられる。また、上下一対の上記固定材２５のうち、下側の固定材２５にはストップボルト３０が垂設されている。

一方、上記ベース材３１の下方側の載置台２７には、ロードセル２９が載置されている。また、このロードセル２９の上面側に配置された可動材２８には、上記ストップボルト３０の下端が当接され、上記ステージテーブル２１上に載置された被包装物の重量は上記ストップボルト３０を介して上記ロードセル２９に負荷され、その重量が計測されるようになっている。なお、この重量計測で合格とされた場合にのみ、次工程の包装作業に移行するようになっている。

なお、上記ステージテーブル２１の平面寸法は、使用されるカートンＱの内側形状より僅かに小さい寸法（面積）とされ、これによってその上側からカートンＱを被せることが可能となっている。しかし、使用されるカートンの種類（内側寸法）は一定ではなく、被包装物の形状、大きさを考慮して複数種類（この実施形態では３種）が用いられる。したがって、このカートンの種類に応じて上記ステージテーブル２１も平面寸法が異なるものを複数種類用意する必要がある。

このため、この実施形態では、図５に示すように、三種類のステージテーブル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを用意している。そして、この場合、上記各ステージテーブル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの何れを設置しても、該各ステージテーブル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃのそれぞれに設定した基準点Ｐ（この実施形態ではステージテーブル２１の一つの角を基準点Ｐとしている）が、平面上の一点に略合致するように、上記各ステージテーブル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに対する上記支持板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの取り付け位置を設定している。係る構成とすることで、上記ステージテーブル２１の交換時（型替え時）には、この基準点Ｐに基づいて上記ロボット１の動作範囲の調整とか、上記第１内フラップ折曲部５等の位置調整を行えばよく、型替え作業が容易となる。ここで、図５においては、説明の便宜上、上記ステージテーブル２１を、ステージテーブル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃと表記し、また支持板２２を、支持板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと表記している。

なお、上記カートンＱは、上記ロボット１によって上記ステージテーブル２１に載置された被包装物の上方から被せられ且つ保持されるが、この被せ状態においては、該カートンＱの本体部Ｑ１の下端位置は上記ステージテーブル２１の上面の高さ位置に略合致される。したがって、この場合、上記カートンＱの前後一対の内フラップＱ２及び左右一対の外フラップＱ３は、上記ステージテーブル２１から下方に延出した状態とされる。このステージテーブル２１から下方へ延出した上記各内フラップＱ２は後述の第１、第２内フラップ折曲部５、６によって、上記各外フラップＱ３は後述の第１、第２外フラップ折曲部７、８によって、それぞれ上記カートンＱの内方側へ折り畳まれて閉蓋される。

「第１内フラップ折曲部５」
上記第１内フラップ折曲部５は、図２及び図３に示すように、上記ステージテーブル２１の後方側において、該ステージテーブル２１の短辺に略平行な方向に回転軸心をもつ折曲用ローラ４０を備える。この折曲用ローラ４０は、支持フレーム４４を介して上下方向に伸縮するエアシリンダ４３に取り付けられる。さらに、このエアシリンダ４３は基台４２を介して上記ステージテーブル２１の前後方向に進退する電気シリンダ４１に連結されている。したがって、上記折曲用ローラ４０は、上記エアシリンダ４３の伸縮動によって上下方向に移動可能であるとともに、上記電気シリンダ４１の進退動に伴って前後方向に移動可能とされる。

そして、上記折曲用ローラ４０は、上記カートンＱの後側の内フラップＱ２の閉蓋動作時には、上記ステージテーブル２１より所定寸法だけ降下した位置で固定される。この固定状態において、上記カートンＱが上記ロボット１に吸着保持されて上記ステージテーブル２１上をその後方側へ移動されるとき、該折曲用ローラ４０が該カートンＱの後側の内フラップＱ２に当接し、これを該カートンＱの内方へ折り畳んで閉蓋する。

また、上記折曲用ローラ４０は、図３に示すように、上記ステージテーブル２１の上面よりも上方へ延出し且つ前方へ移動できるが、この移動位置では、後述する押込み部９によって押し込まれて上記ステージテーブル２１上に載置される被包装物Ｒを上記ステージテーブル２１の後方側から支持してその整列状態を維持し、後工程での上記カートンＱの被せ作業を容易とする。なお、この折曲用ローラ４０は、上記被包装物Ｒに対する整列作用の終了後は、初期位置に復帰し、上記内フラップＱ２の閉蓋作業に備える。さらに、上記ステージテーブル２１上に載置される被包装物Ｒの前方側からの支持は、後述するように次述の第２内フラップ折曲部６の折曲用ローラ５０によって行われる。即ち、上記ステージテーブル２１上に載置される被包装物Ｒは、上記折曲用ローラ４０と後述の折曲用ローラ５０によって前後両側から支持されることになる。

なお、上記上記電気シリンダ４１による上記折曲用ローラ４０の前後方向への移動は、上述のように上記ステージテーブル２１上に載置される被包装物Ｒを上記ステージテーブル２１の後方側から支持する場合と、上記カートンＱの型替えに際して上記折曲用ローラ４０の前後方向の位置調整を行う場合にのみ行われる。

「第２内フラップ折曲部６」
上記第２内フラップ折曲部６は、図２及び図３に示すように、上記ステージテーブル２１の前方側において、該ステージテーブル２１の短辺に略平行な方向に回転軸をもち、且つ同一高さにおいて前後方向に所定間隔で平行配置された複数個（この実施形態では４個）の折曲用ローラ５０を備える。これら各折曲用ローラ５０は、略Ｌ型の支持フレーム５４を介して略水平方向に配置された電気シリンダ５３に取り付けられ、該電気シリンダ５３の進退動によって前後方向(即ち、上記ステージテーブル２１に接離する方向)に移動可能とされる。さらに、上記電気シリンダ５３は、基台５１に立設したエアシリンダ５２に連結されており、該エアシリンダ５２の進退動によって、上記折曲用ローラ５０は上下方向に移動可能とされる。即ち、上記折曲用ローラ５０は、上記電気シリンダ５３の進退動によって前後方向に移動可能であるとともに、上記エアシリンダ５２の進退動に伴って上下方向に移動可能とされる。

そして、上記折曲用ローラ５０は、上記カートンＱの前側の内フラップＱ２の閉蓋動作時には、上記ステージテーブル２１より所定寸法だけ降下した位置で固定される。この固定状態において、上記カートンＱが上記ロボット１に吸着保持されて上記ステージテーブル２１上をその前方側へ移動されるとき、該折曲用ローラ５０が該カートンＱの前側の内フラップＱ２に当接し、これを該カートンＱの内方へ折り畳んで閉蓋する。

また、上記折曲用ローラ５０は、図３に示すように、上記ステージテーブル２１の上面よりも上方へ延出し且つ前方（上記ステージテーブル２１側）へ移動できるが、この移動位置では、後述する押込み部９によって押し込まれて上記ステージテーブル２１上に載置される被包装物Ｒを上記ステージテーブル２１の前方側から支持してその整列状態を維持し、後工程での上記カートンＱの被せ作業を容易とする。この折曲用ローラ５０は、上記被包装物Ｒに対する整列作用の終了後は、初期位置に復帰し、上記内フラップＱ２の閉蓋作業に備える。

なお、上記電気シリンダ５３による上記折曲用ローラ５０の前後方向への移動は、上述のように上記ステージテーブル２１上に載置される被包装物Ｒを上記ステージテーブル２１の前方側から支持する場合と、上記カートンＱの型替えに際して上記折曲用ローラ５０の前後方向の位置調整を行う場合にのみ行われる。

「第１外フラップ折曲部７」
上記第１外フラップ折曲部７は、図２、図３及び図４に示すように、上記ステージテーブル２１の右側方に配置され、該ステージテーブル２１の前後方向に軸線をもつ折曲用バー６１を備えている。この折曲用バー６１は、上記ステージテーブル２１の左右方向に進退するエアシリンダ６２に取付けられている。また、このエアシリンダ６２は、ブラケット６６に対して、上下方向における回動角度（俯仰角）が調整可能に取付けられている。さらに、このブラケット６６は、支持フレーム６４に対して略鉛直方向に取り付けられたエアシリンダ６３に連結されている。また、上記支持フレーム６４は、上記ステージテーブル２１の左右方向に進退する電気シリンダ６５に固定されている。

したがって、上記折曲用バー６１は、上記エアシリンダ６２の進退動によって所定の俯仰角をもって進退できるとともに、上記エアシリンダ６３の上下動によって上記俯仰角を維持したまま上下方向に移動でき、さらに上記電気シリンダ６５の進退動によって上記俯仰角及び高さを維持したまま上記ステージテーブル２１に接離する方向に移動可能となっている。そして、上記折曲用バー６１は、上記エアシリンダ６３によりその高さが設定され、且つ上記電気シリンダ６５によって上記ステージテーブル２１からの距離が設定された状態で、上記エアシリンダ６２が伸長動することで、上記カートンＱの右側の外フラップＱ３に当接してこれを該カートンＱの内方側へ折り畳んで閉蓋する。

「第２外フラップ折曲部８」
上記第２外フラップ折曲部８は、図２及び図４に示すように、上記ステージテーブル２１の左側方で且つ上記供給ライン２の下側位置に配置されており、該ステージテーブル２１の前後方向に軸線をもつ折曲用バー７１を備える。この折曲用バー７１は、エアシリンダ７２のロッド先端に固定されるとともに、該エアシリンダ７２は床面側に立設された支持フレーム２６に固定されたブラケット７３に対して、俯仰角が調整可能に取付けられている。

したがって、上記折曲用バー７１は、上記エアシリンダ７２の進退動によって所定の俯仰角をもって進退することで、上記カートンＱの左側の外フラップＱ３に当接し、これを上記カートンＱの内方側へ折り畳んで閉蓋する。

「押込み部９」
上記押込み部９は、図２及び図４に示すように、平面上において、上記ステージテーブル２１の左側で、且つ該ステージテーブル２１及び上記供給ライン２を挟んで上記第１外フラップ折曲部７に対向する位置に配置されており、該ステージテーブル２１の長辺側に略直交してこれに接離する方向に進退する電気シリンダ８２を備えている。この電気シリンダ８２のロッド先端には、上記ステージテーブル２１の前後幅より若干大き目の長さをもつ矩形平板状の押圧板８１が、その面方向を略鉛直面に沿うように起立させた状態で取付けられている。

そして、上記電気シリンダ８２は、図４に示す後退位置から前方へ進出動することで、上記供給ライン２上に４個ずつ集積された被包装物Ｒを前方へ押し出してこれらを上記ステージテーブル２１上に、その前後方向に４個１列状態で載置させるものであり、この実施形態では係る載置動作を３回繰り返して、合計１２個の被包装物Ｒを上記ステージテーブル２１に４個３列状態で載置するようになっている。

この場合、上記押込み部９の押込み動作に連動して、上記第１外フラップ折曲部７の折曲用バー６１が上昇及び前進して上記ステージテーブル２１の縁部近傍で待機し（図４の鎖線図示参照）、上記押込み部９によって上記ステージテーブル２１側に押し出されて載置される被包装物Ｒを受け止めてこれを整列させるようになっている。

なお、図２及び図４において、符号８５は、上記供給ライン２上から上記ステージテーブル２１側へ押し出される被包装物Ｒを橋渡しする渡り板８５である。

「位置決め部１０」
上記位置決め部１０は、図２に示すように、上記供給ライン２上に４個ずつ集積される被包装物Ｒを、上記ステージテーブル２１の前端位置に略合致するように位置決めするものであって、電気シリンダ９２によって上記供給ライン２の流れ方向に進退される当板９１を備えている。そして、この当板９１は、被包装物Ｒの位置決め時には鎖線図示するように前進して上記押込み部９の押圧板８１と一部重合するが、上記押込み部９の作動時（押込み動作時）には実線図示する初期位置まで後退して上記押圧板８１との干渉を回避するようになっている。

なお、図２及び図４に鎖線図示するように、上記供給ライン２の上記ステージテーブル２１側の縁部近傍には、平板状の整列板８６が、該縁部に沿って昇降可能に配置されている。そして、この整列板８６は、上記位置決め部１０の当板９１による被包装物Ｒの位置決め動作時には、これに連動して上記供給ライン２の縁部近くまで降下し、上記当板９１によって受け止められた４個の被包装物Ｒを、該供給ライン２の右側（上記ステージテーブル２１側）から支持する。

この結果、上記供給ライン２上にその流れ方向に沿って並んだ４個の被包装物Ｒは、上記整列板８６による右側からの支持作用と、該供給ライン２の左側に位置している上記押込み部９の押圧板８１による左側からの支持作用を受けて、その直線的な整列状態が維持され、延いては、次工程での上記押圧板８１による上記被包装物Ｒの円滑な押込み作業が担保される。

「切出し部１１」
上記切出し部１１は、図２に示すように、上記供給ライン２をその幅方向に挟んで対向配置された一対のエアシリンダ９５を備えて構成され、該供給ライン２上を流れてくる被包装物Ｒを順次４個ずつ切出すものであって、先に切出された４個の被包装物Ｒに対する上記押込み部９での押込み動作、即ち、上記ステージテーブル２１への載置動作が終了するまで、上記供給ライン２側にある被包装物Ｒの移動を阻止する。

「包装装置Ｚにおける包装作業」
続いて、上記包装装置Ｚにおける包装作業を、被包装物Ｒの集積作業からカートンＱの被せ作業までの「前期作業」と、被包装物Ｒが収容されたカートンＱに対する閉蓋作業から該カートンＱの排出作業までの「後期作業」に分けてそれぞれ説明する。

「前期作業」
被包装物Ｒの集積作業からカートンの被せ作業までの前期作業は、図６に示す手順で行われる。

先ず、同図（イ）に示すように、上記供給ライン２の下流端部分に載置単位個数として被包装物Ｒを１列に４個集積させる。この場合、先頭の被包装物Ｒが上記当板９１に当接することで流れ方向の位置決めがなされるとともに、上記押込み部９の押圧板８１と上記整列板８６によって被包装物Ｒの整列状態が保持される。なお、上記当板８６は、被包装物Ｒの整列後、上昇退避される。また、この際、上記供給ライン２の両側に位置する上記切出し部１１の一対の当板９６によって後続する被包装物Ｒの移送が阻止され、上記押圧板８１による上記被包装物Ｒの押込み動作が許容される。

次に、同図（ロ）に示すように、上記供給ライン２上において整列状態で集積された４個の被包装物Ｒを、上記押圧板８１の前進動によって上記ステージテーブル２１側に押し出し、該ステージテーブル２１の奥部、即ち、上記ステージテーブル２１の右側の端部寄り位置に載置する。この場合、上記第１外フラップ折曲部７の折曲用バー６１の規制作用によって、上記被包装物Ｒは上記ステージテーブル２１から大きく右側（即ち、押し出し方向前方側）へ迫り出すことなく、設定位置に整列状態で載置される。

以上のような被包装物Ｒの押込み動作（上記ステージテーブル２１への載置動作）がこの後２回繰り返されることで、同図（ハ）に示すように、上記ステージテーブル２１上に１２個の被包装物Ｒが、該ステージテーブル２１の前後方向に４個３列状態で載置される。なお、この被包装物Ｒの載置完了後、上記折曲用バー６１は初期位置（図４に実線図示する位置）に復帰する。

次に、同図（ニ）に示すように、扁平状に折り畳まれたカートンＱが、同図（ホ）に示すように上記ロボット１によって起函され、同図（ヘ）に示すように上記ステージテーブル２１上に載置された被包装物Ｒに対してその上方から被せられる。以上で、被包装物Ｒの集積作業からカートンＱの被せ作業までの前期作業が完了する。

「後期作業」
上述のようにして被包装物Ｒが収容されたカートンＱに対する閉蓋作業から該カートンＱの排出作業までの「後期作業」は図７に示す手順で行われる。

図７（イ）は、図６（ヘ）と同様に、上記ステージテーブル２１上に載置された被包装物Ｒに対してその上方からカートンＱが被せられた状態を示している。この状態では、該カートンＱは、上記ロボット１のハンドリングユニット１ｂに保持されて、その本体部Ｑ１の下端が上記ステージテーブル２１と略同一高さとなるようにその高さが設定されている。また、下面側の各内フラップＱ２及び外フラップＱ３は、ともに上記ステージテーブル２１よりも下方へ延出している。

この状態から、先ず、後側の内フラップＱ２の閉蓋作業が行われる。即ち、図７（ロ）に示すように、上記第１内フラップ折曲部５の上記折曲用ローラ４０を上記ステージテーブル２１より僅かに低位側に位置設定した状態で、上記ロボット１によって上記カートンＱを後方側（上記折曲用ローラ４０側）へ移動させ、上記後側の内フラップＱ２を上記ステージテーブル２１の後端部よりもさらに後方側へはみ出させる。この際、上記カートンＱの移動に伴って、上記折曲用ローラ４０は上記後側の内フラップＱ２に当接し、これを次第にカートンＱの内方側へ折り畳んでこれを閉蓋する。

上記内フラップＱ２が上記折曲用ローラ４０によって閉蓋された時点で該カートンＱの移動を停止させ、しかる後、同図（ハ）に示すように、上記カートンＱの後端部を所定高さに持ち上げて、既に折り畳まれている後側の内フラップＱ２の先端縁を上記ステージテーブル２１の上面よりも上位側に位置させる。

しかる後、停止状態にある上記カートンＱを上記ステージテーブル２１の前方側へ向けて移動させると、上記後側の内フラップＱ２は上記ステージテーブル２１の上面側に進入する。そして、上記カートンＱが初期位置（同図（イ）に示す位置）まで復帰した時点で、その後端部を上記ステージテーブル２１の上面側に降下させると、同図（ニ）に示すように、上記後側の内フラップＱ２は上記カートンＱの本体部Ｑ１の下端面と上記ステージテーブル２１の間に敷き込まれた状態となる。以上で後側の内フラップＱ２の閉蓋作業が完了する。

次に、上記カートンＱの前側の内フラップＱ２の閉蓋作業に移行する。即ち、同図（ホ）に示すように、上記第２内フラップ折曲部６側の上記折曲用ローラ５０を上記ステージテーブル２１よりも所定寸法だけ低位側に位置設定した状態で、上記カートンＱを上記ステージテーブル２１の前方側へ移動させ、上記前側の内フラップＱ２を上記ステージテーブル２１の前方端部よりもさらに前方側へはみ出させる。このとき、上記カートンＱの移動に伴って、上記折曲用ローラ５０は上記前側の内フラップＱ２に当接し、これを次第にカートンＱの内方側へ折り畳んでこれを閉蓋する。

上記前側の内フラップＱ２が上記折曲用ローラ５０によって閉蓋された時点で該カートンＱの移動を停止させ、しかる後、同図（ヘ）に示すように、上記カートンＱの前端部を所定高さに持ち上げて、既に折り畳まれている前側の内フラップＱ２の先端縁を上記ステージテーブル２１の上面よりも上位側に位置させる。

しかる後、停止状態にある上記カートンＱを上記ステージテーブル２１の後方側へ向けて移動させると、上記前側の内フラップＱ２は上記ステージテーブル２１の上面側に進入する。そして、上記カートンＱが初期位置（同図（イ）に示す位置）まで復帰した時点で、その前端部を上記ステージテーブル２１の上面側に降下させると、同図（ト）に示すように、上記前側の内フラップＱ２は上記カートンＱの本体部Ｑ１の下端面と上記ステージテーブル２１の間に敷き込まれた状態とされる。以上で前側の内フラップＱ２の閉蓋作業が完了する。

次に、左右の外フラップＱ３の閉蓋作業に移行する。即ち、同図（チ）に示すように、上記第１外フラップ折曲部７の折曲用バー６１と上記第２外フラップ折曲部８の折曲用バー７１をそれぞれ前進させ、右側の外フラップＱ３を上記折曲用バー６１によって、左側の外フラップＱ３を上記折曲用バー７１によって、それぞれ上記カートンＱの内方側へ折り畳んでこれを閉蓋する。

これら各外フラップＱ３の閉蓋完了時点では、上記ステージテーブル２１は、上記各内フラップＱ２と上記各外フラップＱ３の間に挟まれた状態で存在している。このとき、上記ステージテーブル２１の下面から垂設された上記支持板２２は、その面方向を上記左右一対の外フラップＱ３間の隙間の延出方向に略合致させた状態で該隙間から下方へ延出しているので、上記ロボット１によって上記カートンＱを前方側、即ち、上記封止部１２側へ移動させることで、該支持板２２は上記隙間を通って上記カートンＱの後方側へ抜き出され、これに伴って、上記ステージテーブル２１は上記各内フラップＱ２と各外フラップＱ３の間からカートンＱの後方側へ抜き出される。

以上で、上記カートンＱは、上記ステージテーブル２１から離脱して自由状態とされ、上記排出ライン３を通って上記封止部１２側に送給される。そして、この封止部１２で上面側の各内フラップＱ２及び各外フラップＱ３の閉蓋作業及び粘着テープ等を用いた封止作業が行われ、併せて、既に閉蓋されている下面側の外フラップＱ３を粘着テープ等を用いて封止し、上記カートンＱに対する包装作業の全てが完了する。なお、上記封止部１２における上記内フラップＱ２の閉蓋機構及び上記外フラップＱ３の閉蓋機構及び封止機構は従来周知の機構で構成されるので、ここでの説明は省略する。

本願発明に係る包装装置は、飲食物の瓶、缶、ＰＥＴボトル等の載置状態における底面積の小さい被包装物の包装分野において広く利用されるものである。

１・・ロボット
２・・供給ライン
３・・排出ライン
４・・テーブル支持部
５・・第1内フラップ折曲部
６・・第２内フラップ折曲部
７・・第１外フラップ折曲部
８・・第２外フラップ折曲部
９・・押込み部
１０・・位置決め部
１１・・切出し部
１２・・封止部
１３・・検査部
１４・・カートン切出・起函部
１６・・テーブル保管部
２１・・ステージテーブル
２２・・支持板
２３・・支持脚
２５・・固定材
２９・・ロードセル
４０・・折曲用ローラ
４１・・電気シリンダ
４３・・エアシリンダ
５０・・折曲用ローラ
５２・・エアシリンダ
５３・・電気シリンダ
６１・・折曲用バー
６２・・エアシリンダ
６３・・エアシリンダ
６５・・電気シリンダ
７１・・折曲用バー
７２・・エアシリンダ
Ｑ・・カートン
Ｒ・・被包装物
Ｚ・・包装装置

Claims

被包装物を起函したカートン内に収容して封止する包装装置であって、
上記カートンの下面内側と略相似の矩形であり該カートンの下面内側よりも面積がやや小さい平板体で構成され、被包装物が載置されるステージテーブルと、
被包装物を集積させてこれを上記ステージテーブル上に載置する被包装物載置手段と、
扁平状に折り畳まれたカートンを起函しこれを保持して上記ステージテーブル上に載置された被包装物に上側から被せてその内部に収容するとともに、被包装物が収容された上記カートンを保持してこれを前後左右及び上下方向に移動させるロボットと、
上記ステージテーブルの前後の何れか一方側に配置されて上記ロボットによる上記カートンの前後方向への移動に伴って該カートンの前後一対の内フラップの何れか一方を該カートンの内方へ折り曲げてこれを閉蓋するとともに該カートンの端部の上下方向への移動によって上記内フラップを上記ステージテーブルの上面側に進入させる第１の内フラップ閉蓋手段と、
上記ステージテーブルの前後の何れか他方側に配置されて上記ロボットによる上記カートンの前後方向への移動に伴って該カートンの前後一対の内フラップの何れか他方を該カートンの内方へ折り曲げてこれを閉蓋するとともに該カートンの端部の上下方向への移動によって上記内フラップを上記ステージテーブルの上面側に進入させる第２の内フラップ閉蓋手段と、
上記ステージテーブルの左右両側にそれぞれ配置され、上記ステージテーブル上において上記内フラップが閉蓋された上記カートンの左右の外フラップを該カートンの内方へ折り曲げてこれを閉蓋する第１及び第２の外フラップ閉蓋手段と、
上記ロボットによって上記カートンを前後方向に移動させることで、既に閉蓋されている上記一Ｖ対の内フラップと上記一対の外フラップの間から上記ステージテーブルを引き抜くステージテーブル引抜手段と、
上記カートン上面側の上記内フラップと外フラップをそれぞれ閉じて封止するとともに、既に閉蓋されている下面側の外フラップを封止する封止手段と、
を備え、
さらに、上記ステージテーブルの下面略中央には、平板状の支持板がその平板面を上記ステージテーブルの左右方向に向けた姿勢で垂設されるとともに、該支持板の下部には床面側に設置された固定材に着脱可能に取り付けられる支持脚が備えられていることを特徴とする包装装置。
請求項１において、
上記ステージテーブルとして、使用されるカートンの大きさに対応して平面寸法が異なる複数種類のステージテーブルが用意され選択的に使用されるとともに、これら各ステージテーブルの設置状態においては該各ステージテーブル上に設定した基準点が平面上の同一位置に略合致するように構成されていることを特徴とする包装装置。