JP6871613B2 - 枠体の起函装置及び枠体 - Google Patents

Description

本発明は、枠体の起函装置及び枠体に関し、特に、シート状に折り畳まれている胴貼りされた枠体を起函し、製品を充填可能な状態にする技術に関する。

シート状に折り畳まれて胴貼りされた枠体等を開いて起函する装置としては、例えば特許文献１に開示された小箱の取り出し成形装置がある。この特許文献１に開示された装置は、マガジン内に積層状態で収納された多数の折り畳んだ素材（枠体）のうち、先頭の下端の素材を吸盤で吸着保持するとともにマガジンから取り出し、その取り出した素材を下方に向け、下方のカートンコンベアに移し替える。カートンコンベアに上から素材をセットすることから、吸盤は、小箱における天面の部分を吸着保持する。そして、吸盤が天面の部分を吸着保持した状態のまま、素材をカートンコンベアに移し替える際に、天面に隣接する側面を外部から所定方向に押すことで起函するようにしている。

実公平３−３３４５７号公報 特開平９−２５２５号公報

起函対象物が、例えば特許文献２に開示された支持体（仕切枠）のように箱体の中に収納する複数のバイアルなどのガラス瓶の商品を保持するものの場合、以下に示す問題がある。ガラス瓶の商品はある程度重量もあり、また、隣接する商品同士が接触するのを抑制する必要から、組み立てられた仕切枠は、ある程度の強度が要求される。そのため折り畳まれた状態で納入された仕切枠は剛性があり、それを開くためにある程度の力を作用させる必要がある。

そして、仕切枠の天面には、ガラス瓶の商品を挿入し、保持するための穴が複数設けられているため、天面単独では吸着ノズルで吸着することができない。そのため、特許文献１に開示された装置のように、起函する際に天面のみを吸着ノズルで吸着保持した状態を維持する装置は適用できない。

また、折り畳まれた状態において天面と重なり合う側面を押し上げて起函しようとすると、穴が複数開いるため剛性が低い天面が変形し、うまく起函できない。また折り畳まれた状態において底面と重なり合う側面を吸着して立ち上げる方法で起函するには、仕切枠の高さが低いため側面の面積が小さく、しっかりとノズルで吸着することが難しいとともに、開くために必要な吸盤の移動ストロークも十分な長さを確保できない。

その結果、箱体内に収納する仕切枠を装置で自動的に起函することができず、人手により一つずつ開くようにしており、作業が煩雑で高速化に対応できない。

上述した課題を解決するために、本発明に係る枠体の起函装置は、（１）シート状に折り畳まれている胴貼りされた枠体を起函する起函装置であって、前記枠体は、底面の一部に開口部を有し、折り畳まれた状態では前記底面に重なっている側面の内側が、前記開口部から露出するようになり、前記開口部を介して前記側面に対して前記枠体の内側から接触可能なガイドと、前記ガイドと前記枠体を相対的に上下方向に移動させる移動手段とを備え、前記移動手段により前記ガイドが相対移動した状態で、そのガイドが前記開口部を介して露出する前記側面の部位を押し上げて前記側面を前記底面に対して直交するように立ち上げることで起函するようにした。ガイドは、実施形態では移動ガイド３５に対応する。

本発明によれば、ガイドが底面に設けた開口部を介して露出する側面に接触し、これを押し上げることで、接触した当該側面を直接立ち上げることができ、それに伴い他の側面も間接的に立ち上がる。これにより、折り畳まれた枠体は、両側面が立ち上がり起函される。底面側から挿入したガイドを用い、側面を外に向けて押すだけで良いので、例えば天面に穴が形成されて天面の強度が弱かったり、枠体の高さが低く側面を吸着等しづらかったりしても、関係なく側面を押して起函させることができる。よって、天面に穴が開いた仕切枠や、背の低い枠体であっても起函処理の自動化が可能となる。

（２）前記移動手段は、前記ガイドを昇降移動させる機能を備えるとよい。ガイドが昇降すると、上昇により起函させた後、下降移動することで起函させた枠体の高さ位置を変えることなくそのまま搬出することができるので良い。

（３）前記移動手段は、前記底面を吸着保持した状態で前記枠体を下降移動させる機能を備えるとよい。底面を吸着保持することで、例えば天面に穴が開いた仕切枠などで天面の強度が弱い枠体であってもしっかり下降させて、ガイドにより側面を立ち上げることができるので良い。特に（２）の機能と同時に実装すると相乗的に機能するので良い。

（４）前記下降移動する前記枠体の外側に配置され、前記ガイドにより立ち上げられる前記枠体の側面をガイドする固定ガイドを備えるとよい。このようにすると、側面を綺麗に立ち上げることができ、その立ち上げられた状態を保持できるのでよい。

（５）前記開口部は、凹状切欠部であるとよい。このようにすると、ガイドが開口部からはみ出るような寸法でも対応でき、側面の端部を押し上げることができるのでよい。

（６）本発明に係る枠体は、シート状に折り畳まれている胴貼りされた枠体であり、底面の一部に開口部を有し、折り畳まれた状態では前記底面に重なっている側面の内側が、前記開口部から露出するようになり、前記開口部から露出する前記側面の内側を付勢することで前記側面が前記底面に対して直交するように立ち上げられるようにした。この枠体は、上述した（１）から（５）のいずれかに記載する枠体の起函装置における起函対象に適して使用される。

本発明に係る起函装置は、例えば高さが低く、天面に穴が開いているような枠体であっても、確実に起函することができる。また枠体は装置を用いて自動的に起函するのに適したものとなる。

（ａ）は本発明に係る枠体の一実施形態である仕切枠の使用状況の一例を示す斜視図であり、（ｂ）はその仕切枠の展開図であり、（ｃ）は折り畳んだ状態を示す図である。 本発明に係る起函装置の好適な一実施形態の要部を示す斜視図である。 その側面図である。 本発明に係る起函装置の好適な一実施形態を示す平面図である。 その正面図である。 その左側面図である。 その右側面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

図１（ａ）は、本発明に係る枠体の一例である仕切枠１０の使用状況の一実施形態を示し、図１（ｂ）, （ｃ）はその仕切枠１０の一例を示している。仕切枠１０は、天面１１と、底面１２と第一側面１３と第二側面１４の４つの面を有し、長手方向両端には側面を設けず開口する。天面１１には、複数の穴部１５を有する。穴部１５は、本形態では１０個を、２×５で配列している。この仕切枠１０は、使用に際し、図示するように各穴部１５にバイアル瓶などの小型の瓶製品１を収納・保持した状態で、図省略の外箱内に実装される。

さらに本実施形態では、底面１２の所定位置に開口部１７を設ける。本実施形態では、開口部１７は、細長な略矩形状となり、底面１２の両短辺にそれぞれ沿うように形成する。そして開口部１７の一辺は底面１２の短辺に一致する。よって、短辺側に凹状切欠部を設けた形態となる。さらに開口部１７の別の一辺は第二側面１４との境界線に一致するように形成する。

この仕切枠１０は、例えば図１（ｂ）に示すような展開状態の一枚のシートから構成する。すなわち、この例では、天面１１と底面１２の間に第一側面１３が配置され、底面１２の第一側面１３との非接続側の長辺に第二側面１４が配置され、天面１１の第一側面１３との非接続側の長辺に糊代片１６を配置するレイアウトを採る。そして、隣接する各面との接続部分を折り曲げるとともに、糊代片１６を第二側面１４の裏面に接着することで、図１（ｃ）に示すように、シート状に折り畳まれた仕切枠１０が形成される。

図２以降は、本発明に係る枠体の起函装置の好適な一実施形態を示している。折り畳まれたシート状の仕切枠１０は、図外の上方所定定位置に設定されたマガジンに積層状態でストックされている。そして、吸着ノズルを備えたロボットアームにて、マガジン内の先頭の仕切枠１０を一枚ずつ取り出し、受け渡し位置に移動するまでの間に図２に示すように天面１１が上に位置して水平な姿勢にし、その水平な姿勢を維持しながらそのまま下降移動する。吸着ノズルは、穴部１５を有する天面１１側に接触するが、仕切枠１０は折り畳まれた状態であるため、吸着ノズルは、天面１１とともに天面１１の奥側に位置する底面１２も吸引して保持する。また、仕切枠１０は、底面１２に設けた開口部１７の上に、第一側面１３が覆い重なるように折り畳まれる。

上記のロボットアームにて水平姿勢の仕切枠１０を下降移動する移動先には、引き下ろし用の吸着パッド２０を所定数配置する。この吸着パッド２０は、底面１２の一対の長辺に沿って３個ずつ配置される。吸着パッド２０は、昇降移動する配管部２１の上端に連結され、配管部２１とともに昇降する。図示する下降位置と、この下降位置から所定距離・例えば第一側面１３，第二側面１４の高さよりも長い上昇位置との間を往復移動する。この往復移動は、例えば駆動源としてシリンダ２２を用いると良い。そして、吸着パッド２０の上昇位置にて、ロボットアームで移動してきた取り出された仕切枠１０の受け渡しを行う。

吸着パッド２０の昇降するエリアの長辺側の両外側には、それぞれ第一固定ガイド２６と第二固定ガイド２７を配置する。仕切枠１０は、開口部１７，第二側面１４が、第一固定ガイド２６側に位置するようにする。第一固定ガイド２６と第二固定ガイド２７は、互いに接近離反方向に移動可能に構成され、両者間の距離は、仕切枠１０の底面１２の短辺の長さに対応した長さにしている。そして、両ガイドは、装置の稼働中はその位置を固定している。これら第一固定ガイド２６と第二固定ガイド２７は、折り畳まれた仕切枠１０を開いて起函する際に、第一側面１３並びに第二側面１４を起立させるガイド面を構成する。

第一固定ガイド２６の対向側の上端縁２６ａはＲ取りされた湾曲面としている。同様に、第二固定ガイド２７の対向側の上端縁２７ａもＲ取りされた湾曲面としている。そして、第一固定ガイド２６は、仕切枠１０の長手方向に渡って全長に形成し、第二固定ガイド２７は、その上面の２箇所に凹状切欠部２７ｂを設けている。

第二固定ガイド２７の上方には、移動抑え部材３０を配置する。移動抑え部材３０は、シリンダ３１により斜め方向に昇降移動し、移動抑え部材３０が下方位置にあるとき、当該移動抑え部材３０が第二固定ガイド２７の凹状切欠部２７ｂ内に入り込む。移動抑え部材３０は、矩形状の本体３０ａの先端面の上方に、前方に突出する庇部３０ｂを備えている。この庇部３０ｂが、仕切枠１０の天面１１と第二側面１４の接続部分を斜め上から抑え、持ち上がるのを抑制する。

開口部１７に対向する位置には、移動ガイド３５を昇降移動可能に配置する。移動ガイド３５は、Ｌ字プレートからなり、上端部３５ａは第一側面１３側がＲ取りされた湾曲面となる。移動ガイド３５は、シリンダ３６その他の駆動源により昇降する。

上述した構成の起函装置１９は、以下のように動作する。６つの吸着パッド２０は、シリンダ２２の駆動を受けて、受け取り位置において天面１１側から吸着ノズルで吸着保持された折り畳まれたシート状の仕切枠１０に向けて、上昇移動する。そして、吸着パッド２０が底面１２に接触して吸着保持すると、吸着ノズルの吸引を解除して受け渡しを完了する。この状態では、底面１２と第一側面１３との境界線部分が、第一固定ガイド２６の内側ガイド面の上方に位置し、底面１２と第二側面１４との境界線部分が、第二固定ガイド２７の内側ガイド面の上方に位置し、第二側面１４は第二固定ガイド２７の上方に重なる状態にある。この状態のまま吸着パッド２０が下降移動すると、それに伴い仕切枠１０は、水平姿勢を維持したまま下降移動する。そして、仕切枠１０が第一固定ガイド２６、第二固定ガイド２７の上端面の位置に至ると、第二側面１４は第二固定ガイド２７の上端縁２７ａに接触する。また、第一側面１３は、底面１２に設けた開口部１７の上を覆った状態を維持し、折り曲げられた第一側面１３と底面１２との境界線部分は第一固定ガイド２６の内側ガイド面の上方に位置する。

この状態からさらに仕切枠１０が下降移動すると、第一側面１３と底面１２との境界線部分は、第一固定ガイド２６の内側ガイド面に沿って下降移動する。このとき、移動ガイド３５が上昇移動し、移動ガイド３５の上端部３５ａが仕切枠１０の底面１２に設けた開口部１７内を進入し、折り畳まれた第一側面１３に内側から接触する。そして、この状態からさらに仕切枠１０が下降移動すると、移動ガイド３５の上昇移動と相まって、第一側面１３が徐々に立ち上がる。このとき、第一側面１３に接触する上端部３５ａが湾曲面となっているため、第一側面１３はスムーズに案内され起立する。また、第一固定ガイド２６の上端縁２６ａを湾曲面としているので、第一側面１３と底面１２との境界線部分が多少上端縁２６ａの上方に重なっていても、当該湾曲面に案内され第一固定ガイド２６の内側ガイド面に至る。

一方、仕切枠１０が第一固定ガイド２６、第二固定ガイド２７の上端面の位置に至った状態でさらに下降移動すると、第二側面１４は第二固定ガイド２７の上端縁２７ａの湾曲面に案内されて徐々に立ち上がり、最終的に第二固定ガイド２７のガイド面に沿って垂直方向に起立した状態となる。

この下降移動にあわせて、移動抑え部材３０が斜め下方に向けて移動し、庇部３０ｂが天面１１と第二側面１４の境界部分に接触し、当該境界部分が持ち上がるのを抑制する。また、庇部３０ｂの奥部すなわち本体３０ａとの境界部分で天面１１と第二側面１４の境界部分を移動抑え部材３０の移動方向に向けて押すことで、第二側面１４が立ち上がるのを補助する。これにより、第一側面１３と第二側面１４は、いずれも起立し、起函する。

図４等に示すように、第一固定ガイド２６と第二固定ガイド２７の間の所定位置には、搬送ベルトコンベア４０が配置されており、起函された仕切枠１０は、搬送ベルトコンベア４０により搬出される。また、この搬出方向の左右上方には、固定抑えガイド４１が配置されており、搬出される仕切枠１０の天面１１の両長辺部分に接触し、起函された姿勢を維持しながら搬出されるようにしている。

上述した実施形態では、移動ガイド３５の上端部３５ａを湾曲面にしたが、本発明はこれに限ることはなく、直線状のテーパ面としたり、下側の部分に比べて段差を設けて細幅にしたりする等、各種の形態をとることができる。また、全体的に均一にしても良いが、実施形態や例示した変形例のように、上端部は、下方部位よりも仕切枠１０の第一側面から離れた位置に位置する形態とすると良い。そのようにすると、側面を徐々に立ち上げることができるので良い。

上述した実施形態では、開口部１７は、底面１２の長手方向両端にそれぞれ設け、両側から第一側面１３を起こすようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、設置数並びに設置位置は任意である。例えば、起函対象の枠体が小さい場合には、開口部を１つとし、一つの移動ガイドにより起函するようにしてもよいし、長い場合には開口部を３つ以上も受け、各開口部内に移動ガイドを挿入して側面を起こすようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、開口部は、仕切枠の一面に接して凹状切欠部としたが、中間部分の適宜の位置に設けた穴部としても良い。３つ以上設ける場合には、少なくとも１つは穴部となる。

また、上述した実施形態では、仕切枠１０の下降移動にあわせて移動ガイド３５を上昇移動するようにしたが、本発明は必ずしも両方を同期して昇降させる必要は無く、少なくとも一方の移動を行うようにすれば良い。例えば、移動ガイド３５は昇降せず静止しているガイドに対して仕切枠１０のみを下降移動させたり、静止した仕切枠１０に対して移動ガイド３５が上昇させたりするようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、移動ガイド３５が昇降移動するようにしたが、本発明は必ずしも昇降移動する移動ガイド３５とする必要は無く、枠体（仕切枠１０）とガイド（移動ガイド３５）が相対移動し、当該ガイドが開口部内に入り込んで側面を付勢可能となっていれば良い。また、上述した実施形態では、２つの移動ガイド３５をともに昇降移動するようにしたが、例えば、搬出方向において上流側（搬出方向と反対側）の移動ガイド３５は、仕切枠１０の搬出の邪魔にならないので昇降せずに固定設置しても良い。

なおまた、上述した実施形態では、枠体は仕切枠１０のように外箱の内部に実装されるものとしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば上方開口したトレイを出し入れ可能に収納する外枠等、各種のものを用いることができる。

以上、本発明の様々な側面を実施形態並びに変形例を用いて説明してきたが、これらの実施形態や説明は、本発明の範囲を制限する目的でなされたものではなく、本発明の理解に資するために提供されたものであることを付言しておく。本発明の範囲は、明細書に明示的に説明された構成や製法に限定されるものではなく、本明細書に開示される本発明の様々な側面の組み合わせをも、その範囲に含むものである。本発明のうち、特許を受けようとする構成を、添付の特許請求の範囲に特定したが、現在の処は特許請求の範囲に特定されていない構成であっても、本明細書に開示される構成を、将来的に特許請求する可能性があることを、念のために申し述べる。

１０ ：仕切枠
１１ ：天面
１２ ：底面
１３ ：第一側面
１４ ：第二側面
１７ ：開口部
１９ ：起函装置
２０ ：吸着パッド
２６ ：第一固定ガイド
２７ ：第二固定ガイド
３０ ：移動抑え部材
３０ａ ：本体
３０ｂ ：庇部
３５ ：移動ガイド
３５ａ ：上端部

Claims (6)

1. シート状に折り畳まれている胴貼りされた枠体を起函する起函装置であって、
   前記枠体は、底面の一部に開口部を有し、折り畳まれた状態では前記底面に重なっている側面の内側が、前記開口部から露出するようになり、
   前記開口部を介して前記側面に対して前記枠体の内側から接触可能なガイドと、
   前記ガイドと前記枠体を相対的に上下方向に移動させる移動手段とを備え、
   前記移動手段により前記ガイドが相対移動した状態で、そのガイドが前記開口部を介して露出する前記側面の部位を押し上げて前記側面を前記底面に対して直交するように立ち上げることで起函するようにしたことを特徴とする枠体の起函装置。
2. 前記移動手段は、前記ガイドを昇降移動させる機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の枠体の起函装置。
3. 前記移動手段は、前記底面を吸着保持した状態で前記枠体を下降移動させる機能を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の。
4. 前記下降移動する前記枠体の外側に配置され、前記ガイドにより立ち上げられる前記枠体の側面をガイドする固定ガイドを備えることを特徴とする請求項３に記載の枠体の起函装置。
5. 前記開口部は、凹状切欠部であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の枠体の起函装置。
6. シート状に折り畳まれている胴貼りされた枠体であり、
   底面の一部に開口部を有し、折り畳まれた状態では前記底面に重なっている側面の内側が、前記開口部から露出するようになり、
   前記開口部から露出する前記側面の内側を付勢することで前記側面が前記底面に対して直交するように立ち上げられるようにしたことを特徴とする枠体。

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