JP7240351B2 - 製函機 - Google Patents

Description

本発明は、製函機に関し、より詳細には、箱用シート部材を箱状に変形させる製函機に関する。

特許文献１には、従来の製函機が記載されている。特許文献１記載の製函装置は、段ボールの側面に吸着するバキュームパットと、バキュームパットを移動させる引張側スライド軸と、を備える。引っ張り側スライド軸は、軸方向に引っ張りながら軸に直交する方向に移動する。これによって、バキュームパットは、シート状の段ボールを開くことができる。

実開昭５５－６０３２７号公報

ところで、一般に、シート状の段ボールでは、文字等の印刷が施されていることが多く、この場合、上下方向の向きが決まる。この場合、例えば、シート状の段ボールに直交する方向にみて、右側の端部を引き起こす右起こしの段ボールと、左側の端部を引き起こす左起こしの段ボールが存在することになる。

しかし、特許文献１に記載の製函装置では、バキュームパットは、右起こしの段ボールを引き起こすための位置にしか移動せず、左起こしの段ボールを製函することができない。すなわち、従来の製函装置では、右起こしの段ボールと左起こしの段ボールとの二種類以上のシート状の段ボールを製函するには、別々の装置が必要となる。

本発明の目的は、例えば、右起こしの箱用シート部材と左起こしの箱用シート部材といった二種類以上の箱用シート部材を製函することができる製函機を提供することである。

本発明に係る一態様の製函装置として以下の製函装置を提供する。

項１．第一側板の下端に内フラップが接続された第一部分と、第二側板の下端に外フラップが接続された第二部分と、が左右方向に接続された一対の板体が、当該板体の左右方向の両端同士で接続され、かつ厚み方向に重なった箱用シート部材を、箱状に変形させる製函機であって、
前記板体が第一方向に交差した状態で前記箱用シート部材が載るフィーダと、
前記フィーダに載った前記箱用シート部材を開いて平面視矩形状に変形させた後、前記内フラップ及び前記外フラップを折る製函装置と、
を備え、
前記製函装置は、
前記一対の板体のうちの一方の板体の前記第二部分を保持する保持部と、
前記保持部を移動させる駆動部と、
を有し、
前記駆動部は、前記保持部を、
前記フィーダに載った前記箱用シート部材の前記第二部分を保持するときの前記保持部の位置である第一位置と、前記箱用シート部材を開いたときの前記保持部の位置である第二位置との間、及び
前記第一位置に対して前記第一方向に直交する第二方向に離れた位置である第三位置と、前記第二位置との間
から選択的に移動させる、製函機。

項２．前記駆動部は、
前記第一方向に延びた第一ガイドに沿って移動する第一スライダと、
前記第一スライダに設けられかつ前記第二方向に延びた第二ガイドに沿って移動し、前記保持部が設けられた第二スライダと、
を有する、項１記載の製函機。

項３．前記駆動部を制御する制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記フィーダに載った前記箱用シート部材の前記第二部分を前記保持部が保持した後、前記保持部を前記第一方向に沿って移動させる初期開放動作を実行する、項１又は項２に記載の製函機。

項４．前記制御装置は、前記保持部を前記第三位置から前記第二位置まで移動させる際、前記保持部を、前記初期開放動作を実行した後に前記第二位置に向かって移動させる、項３記載の製函機。

項５．前記製函装置に隣接する搬送装置を更に備え、
前記製函装置は、前記箱用シート部材を開いて平面視矩形状に変形させた後、前記内フラップ及び前記外フラップを折って形成された箱体を、前記第二方向のうち前記第三位置から前記第一位置に向かう方向に移動させて、前記搬送装置に送る移動機構を有する、項１～４のいずれか一項に記載の製函機。

項６．前記保持部は、前記第二方向に離れた一対の保持体を有し、
前記一対の保持体の間の距離が可変である、項１～５のいずれか一項に記載の製函機。

本発明に係る上記態様の製函機は、例えば、右起こしの箱用シート部材と左起こしの箱用シート部材といった二種類以上の箱用シート部材を製函することができる、という利点がある。

図１は、本発明の一実施形態に係る製函機の平面図である。 図２（Ａ）は、同上の製函機に用いられる箱用シート部材であるＬ形シート部材の斜視図である。図２（Ｂ）は、同上の製函機に用いられる箱用シート部材であるＲ形シート部材の斜視図である。 図３は、同上の製函機のフィーダの側面図である。 図４は、同上の製函機の製函装置の平面図である。 図５は、同上の製函機の製函装置において成形部の動作を示す平面図である。 図６は、同上の製函機のカバーを省略した正面図である。 図７（Ａ）は、同上の押当て板、第二駆動装置及び第二押上げ板の正面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＸ１－Ｘ１断面図である。 図８は、同上の製函機の製函装置の第三折り機構の平面図である。 図９は、図８のＸ２－Ｘ２断面図である。 図１０は、同上の製函機のブロック図である。 図１１（Ａ）は、同上の製函機がＲ形シート部材を製函する際において、保持部が第三位置にあるときの平面図である。図１１（Ｂ）は、同上の製函機がＲ形シート部材を製函する際において、初期開放動作を実行した後の平面図である。 図１２（Ａ）は、同上の製函機がＲ形シート部材を製函する際において、保持部が第二位置にあるときの平面図である。図１２（Ｂ）は、同上の製函機がＲ形シート部材を製函する際において、移動機構が動作した際の平面図である。 図１３（Ａ）は、同上の製函機がＬ形シート部材を製函する際において、保持部が第一位置にあるときの平面図である。図１３（Ｂ）は、同上の製函機がＬ形シート部材を製函する際において、初期開放動作を実行した後の平面図である。 図１４（Ａ）は、同上の製函機がＬ形シート部材を製函する際において、保持部が第二位置にあるときの平面図である。図１４（Ｂ）は、同上の製函機がＬ形シート部材を製函する際において、移動機構が動作した際の平面図である。

（１）実施形態
（１．１）全体構成
本実施形態に係る製函機１は、箱用シート部材９を変形させて、自動で箱体を形成する装置である。製函機１は、図１に示すように、フィーダ２と、製函装置３と、搬送装置７と、制御装置８（図１０）と、を備える。以下では、説明の便宜上、図１に示すように、フィーダ２と製函装置３とが並ぶ方向でかつ水平面に沿う方向を「第一方向Ｄ１」として定義し、第一方向Ｄ１に直交しかつ水平面に沿う方向を「第二方向Ｄ２」として定義する。また、第二方向Ｄ２のうち、図１に示すように、「前」「後」を定義する。

箱用シート部材９は、図２に示すように、溝切り形の箱体を形成する前段階の部材であり、ボックスブランクを二つに折って継ぎしろで接着したシート状の部材である。箱用シート部材９としては、例えば、厚紙、紙製段ボール、プラスチック段ボール等で構成されるが、本実施形態では、紙製の段ボールを一例として説明する。

箱用シート部材９は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、一対の板体９１が、板体９１の左右方向の両端同士で接続され、かつ厚み方向に重なっている。各板体９１は、第一部分９１Ａと、第二部分９１Ｂと、を備える。第一部分９１Ａは、第一側板９２と、一対の内フラップ９４と、を備える。第二部分９１Ｂは、第二側板９３と、一対の外フラップ９５と、を備える。以下では、段ボールシートの段に平行な幅方向を「上下方向」といい、段に直交する長さ方向（流れ方向）を「左右方向」という場合がある。一対の板体９１はいずれも同じ構造であるため、一方の板体９１について主に説明する。

第一部分９１Ａは、第一側板９２の上下方向の端に、スコア９６を介して内フラップ９４が接続された部分である。第一部分９１Ａは、略矩形状に形成されている。第二部分９１Ｂは、第二側板９３の上下方向の端に、スコア９６を介して外フラップ９５が接続された部分である。第二部分９１Ｂは、略矩形状に形成されている。第二側板９３は、第一側板９２に対して、クリーズ９７を介して、左右方向の一方に接続されており、すなわち、第一部分９１Ａと第二部分９１Ｂとは左右方向に接続されている。ここでいう「外フラップ９５」は、箱体に変形した際、内フラップ９４よりも外側に位置するフラップである。箱体に変形する前の箱用シート部材９のときには、各板体９１において、内フラップ９４と外フラップ９５とは、スロットを介して隣り合っている。なお、本明細書では、箱用シート部材９の内フラップ９４及び外フラップ９５を折った態様を「箱体」と称し、それ以外の態様を「箱用シート部材」と称する。

本実施形態に係る箱用シート部材９は、第二側板９３に対し、例えば、印刷、エンボス加工等によって、文字、図形、記号及び模様のうちの少なくとも一つ（以下、「文字等」という）が施されている。これによって、箱用シート部材９は、上下方向の下側と上側とが決まる。なお、本発明では、当該文字等は、第一側板９２に施されてもよいし、第二側板９３と第一側板９２の両方に施されてもよい。

ここで、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、文字等を付すことにより、箱用シート部材９として、複数種類（ここでは二種類）の箱用シート部材９が存在し得る。すなわち、箱用シート部材９の板体９１に直交する方向にみて、第二側板９３の左側に第一側板９２がある、左起こしの箱用シート部材９である「Ｌ形シート部材９Ｌ」（図２（Ａ））と、第二側板９３の右側に第一側板９２がある、右起こしの箱用シート部材９である「Ｒ形シート部材９Ｒ」（図２（Ｂ））と、が存在する。

本実施形態に係る製函機１は、一つの装置で二種類の箱用シート、すなわち、Ｌ形シート部材９ＬとＲ形シート部材９Ｒとの両方を製函することができる。以下、製函機１の各部につき、詳細に説明する。

（１．２）フィーダ
フィーダ２は、図１に示すように、箱用シート部材９を載せる部分である載置面２１１を有し、製函装置３に対して一つずつ箱用シート部材９を供給する装置である。フィーダ２は、製函装置３に対して第一方向Ｄ１に隣接している。フィーダ２は、図３に示すように、載置面２１１を有する台部２１と、ストッパ部２２と、を備える。

台部２１は、複数の箱用シート部材９が載る部分である。台部２１は平板によって構成されており、製函装置３に取り付けられている。台部２１の上面は、平面からなる載置面２１１を構成する。載置面２１１は、水平面に対して傾斜しており、第一方向Ｄ１のうち、フィーダ２から製函装置３に向かう方向に下り傾斜している。台部２１には、箱用シート部材９の倒れ止め装置２５が設けられている。倒れ止め装置２５は、台部２１に対し、載置面２１１に沿いかつ平面視で第一方向Ｄ１に平行な方向に移動可能に取り付けられている。

台部２１の製函装置３への取付けは、例えば、ねじ止め、ボルト止め、溶接、差し込み、リベット止め等が挙げられる。ただし、台部２１は、製函装置３に取り付けられていなくてもよい。台部２１は、例えば、製函装置３とは独立した機器であってもよく、複数の脚によって設置面Ｇ１に設置されてもよい。

ストッパ部２２は、箱用シート部材９を所定の位置に位置させる。ここでいう「所定の位置」とは、後述の製函装置３の保持部４１が、箱用シート部材９の第二側板９３を保持し得る位置を意味する。本実施形態では、「所定の位置」にある箱用シート部材９を、図３において符号９Ｘで示す。ストッパ部２２は、図３に示すように、取付け枠２３と、一対のストッパ２４と、を備える。

取付け枠２３は、ストッパ２４を箱用シート部材９の上端に対応する位置に配置する枠である。取付け枠２３は、台部２１又は製函装置３に取り付けられている。取付け枠２３は、鉛直方向に延びた縦材（不図示）と、縦材に対して上下方向に移動可能に取り付けられた横材２３１と、を備える。横材２３１は、第二方向Ｄ２に延びており、所定位置にある箱用シート部材９Ｘの上端よりも上方に配置されている。

ストッパ２４は、箱用シート部材９の上端部に当たり、当該箱用シート部材９を所定位置に位置させる。一対のストッパ２４は、図１に示すように、第二方向Ｄ２に離れた状態で、横材２３１に取り付けられている。各ストッパ２４は、図３に示すように、横材２３１に固定された固定端２４１と、固定端２４１に対して可動な移動端２４２とを有しており、弾性変形し得る材料で構成されている。ストッパ２４としては、例えば、ゴム板、ばね、ブラシ等で構成されるが、本実施形態では、ブラシによって構成されている。

所定位置にある箱用シート部材９Ｘは、ストッパ２４の移動端２４２によって位置決めされ、鉛直面に略平行になる。また、所定位置にある箱用シート部材９Ｘに重なる他の箱用シート部材９も、所定位置にある箱用シート部材９Ｘに沿って鉛直面に略平行になる。すなわち、フィーダ２の載置面２１１に載った箱用シート部材９は、板体９１が第一方向Ｄ１に交差する（ここでは、略直交する）。このとき、載置面２１１は、第一方向Ｄ１においてフィーダ２から製函装置３に向かう方向に下り傾斜しているため、複数の箱用シート部材９は、板体９１が第一方向Ｄ１に交差する状態を保ちながら、第一方向Ｄ１における製函装置３側に向かって移動する。

所定位置にある箱用シート部材９Ｘは、一対の板体９１のうちの製函装置３側の板体９１が、後述の製函装置３の保持部４１によって、第一方向Ｄ１の製函装置３側に引き込まれる。板体９１の上端部は、移動に伴い、ストッパ２４の移動端２４２を押す。当該板体９１に押されたストッパ２４は、弾性変形するため、当該板体９１の移動を許容するが、他方の板体９１は復元したストッパ２４に当たり、移動が制限される。これによって、箱用シート部材９は、保持部４１による引き込みによって、閉じた状態から、やや開いた状態に変形する。

（１．３）製函装置
製函装置３は、フィーダ２に載った箱用シート部材９を開いて平面視矩形状に変形させた後、内フラップ９４及び外フラップ９５を折る装置である。製函装置３は、図１に示すように、筐体３１と、開函機構４と、フラップ折り機構５と、移動機構６（図５）と、を備える。

（１．３．１）筐体
筐体３１は、開函機構４、フラップ折り機構５及び移動機構６を収める箱である。筐体３１は、図４に示すように、フレーム３１１と、フレーム３１１に対して取外し可能に取り付けられたカバー３１２と、を備える。フレーム３１１は、製函装置３の骨組みであり、開函機構４、フラップ折り機構５及び移動機構６を設置面Ｇ１上で支える。

筐体３１は、設置面Ｇ１に設置される。ここでいう設置面Ｇ１とは、製函装置３が設置される面を意味する。設置面Ｇ１とは、例えば、床面、地面、カーペットの上面、コンクリート上面、アスファルト面等が挙げられる。設置面Ｇ１は、水平な平面であることが好ましいが、凹凸面であってもよいし、勾配を有してもよい。本明細書では、設置面Ｇ１は水平面であるとして説明する。

（１．３．２）開函機構
開函機構４は、箱用シート部材９を開いて、平面視矩形状に変形させる機構である。ここでいう「平面視」とは、対象物を上下方向に沿って見ることを意味する。開函機構４は、図１に示すように、保持部４１と、駆動部４２と、成形部４３と、を備える。

（１．３．２．１）保持部
保持部４１は、図４に示すように、箱用シート部材９の一対の板体９１のうちの一方の板体９１（第一方向Ｄ１の製函装置３側の板体９１）の第二部分９１Ｂを保持する。本実施形態では、保持部４１は、第二側板９３を保持することで、第二部分９１Ｂを保持する。保持部４１による第二部分９１Ｂの保持は、例えば、引っ掛け、挟持、把持、吸着、易接着等により実現される。本実施形態では、保持部４１は、第二部分９１Ｂを吸着により保持する一対の保持体４１１によって構成されている。

ここで、保持部４１は、第二部分９１Ｂであれば、どの部分を保持してもよい。例えば、保持部４１は、第二側板９３を保持してもよいし、上下いずれかの外フラップ９５を保持してもよい。以下では、保持部４１の保持対象の一例を、第二側板９３として説明する。

各保持体４１１は、真空パッドを有している。真空パッドの形状としては、特に制限はなく、例えば、平形、平形リブ付き、深形、平形溝付き、ベロウ形、長円形等が挙げられる。保持体４１１は、第二側板９３に接触した状態で、真空パッドの内部の空気を排出して真空にすることで、第二側板９３に吸着する。これによって、保持体４１１は、第二側板９３を吸着により保持する。

本実施形態に係る保持部４１は、一対の保持体４１１で構成されたが、一つの保持体４１１で構成されてもよいし、三つ以上の保持体４１１で構成されてもよい。

（１．３．２．２）駆動部
駆動部４２は、保持部４１を動かす機構である。ここで、図１１（Ａ）に示すように、Ｒ形シート部材９Ｒがフィーダ２の所定位置に載った状態で、第二部分９１Ｂ（ここでは、第二側板９３）を保持するときの保持部４１の位置を「第三位置」とする。また、図１３（Ａ）に示すように、Ｌ形シート部材９Ｌがフィーダ２の所定位置に載った状態で、第二部分９１Ｂ（ここでは、第二側板９３）を保持するときの保持部４１の位置を「第一位置」とする。したがって、第三位置は、第一位置に対して第二方向Ｄ２に離れた位置である。また、図１２（Ａ）及び図１４（Ａ）に示すように、Ｒ形シート部材９Ｒ及びＬ形シートを開いたときの保持部４１の位置を「第二位置」とする。第二位置は、第一位置に対して第一方向Ｄ１に離れた位置である。

駆動部４２は、第一位置と第二位置との間（このときの保持部４１の移動経路を「第一経路」とする）、及び第三位置と第二位置との間（このときの保持部４１の移動経路を「第二経路」とする）から、保持部４１を選択的に移動させることができる。駆動部４２は、図４に示すように、第一ガイド４２１と、第一スライダ４２２と、第二ガイド４２３と、第二スライダ４２４と、を備える。駆動部４２は、第一スライダ４２２と第二スライダ４２４との協働によって、第一経路又は第二経路に沿って、保持部４１を移動させることができる。

第一ガイド４２１は、図４に示すように、筐体３１に対して固定されており、第一方向Ｄ１に延びている。すなわち、第一ガイド４２１の長手方向は第一方向Ｄ１に略平行である。第一ガイド４２１は、例えば、長手方向の両端が支持されたシャフトであってもよいし、フレーム３１１に形成された突条であってもよい。第一スライダ４２２は、第一ガイド４２１に沿って移動し得る。第一スライダ４２２は、例えば、空圧、電動、油圧、水圧、磁界等を駆動源とする。第一スライダ４２２の移動は、後述の制御装置８によって制御される。

第一ガイド４２１及び第一スライダ４２２の具体例としては、例えば、リニアブッシュを用いたリニアアクチュエータ、リニアガイド、ボールねじ、ラックアンドピニオン、複数のプーリとタイミングベルト、複数の歯車とドライブチェーン、シリンダ、テレスコピック構造等が挙げられる。

第二ガイド４２３は、図４に示すように、第二方向Ｄ２に延びている。すなわち、第二ガイド４２３の長手方向は第二方向Ｄ２に略平行である。第二ガイド４２３は、第一スライダ４２２に設けられており、すなわち、第一スライダ４２２に対して固定されている。第二ガイド４２３は、第一スライダ４２２に対して、例えば、ねじ止め、ボルト止め、溶接、嵌め合い、リベット止め等で取り付けられてもよいし、削り出しや曲げ加工等により一体に形成されてもよい。

第二スライダ４２４は、第二ガイド４２３に沿って移動し得る。第二スライダ４２４は、例えば、空圧、電動、油圧、水圧、磁界等を駆動源とする。第二スライダ４２４の移動は、後述の制御装置８によって制御される。

第二ガイド４２３及び第二スライダ４２４の具体例としては、例えば、リニアブッシュを用いたリニアアクチュエータ、リニアガイド、ボールねじ、ラックアンドピニオン、複数のプーリとタイミングベルト、複数の歯車とドライブチェーン、シリンダ、テレスコピック構造等が挙げられる。

第二スライダ４２４は、スライダ本体４２５と、可動部材４２７と、を備える。スライダ本体４２５は、第二スライダ４２４の主体を構成する部分である。スライダ本体４２５は、第二方向Ｄ２に沿って延びたスライドレール４２６を備える。可動部材４２７は、スライドレール４２６に取り付けられており、スライダ本体４２５に対して第二方向Ｄ２に沿って移動可能に取り付けられている。可動部材４２７は、スライドレール４２６の長手方向の任意の位置で、スライドレール４２６に対して固定し得る。可動部材４２７には、一対の保持体４１１のうちの一方の保持体４１１が取り付けられている。

このように、本実施形態では、一対の保持体４１１の間の距離が可変となるように構成されている。これによって、様々なサイズの第二側板９３に対し、左右方向の中央から等しい寸法の位置に、一対の保持体４１１を位置させることができる。この結果、保持部４１は、サイズの異なる第二側板９３に対して、適切な力を加えることができる。

（１．３．２．３）成形部
成形部４３は、図５に示すように、保持部４１が第二位置に移動した際に、箱用シート部材９を平面視矩形状に整える。成形部４３は、位置決め部４３１と、押当て板４３２と、シリンダ装置４３３と、を備える。

位置決め部４３１は、箱用シート部材９の前側のフラップ（ここでは内フラップ９４）が当たる部分である。位置決め部４３１は、第一方向Ｄ１に延びた鉛直な板で構成されている。位置決め部４３１は、フレーム３１１に対して固定されている。位置決め部４３１は、特に図示はないが、第一側板９２よりも下方に配置されている。このため、内フラップ９４及び外フラップ９５が折られると、位置決め部４３１は箱体の移動を制限しない。

押当て板４３２は、箱用シート部材９の後側の第一側板９２に当たり、箱用シート部材９を平面視矩形状に整える。押当て板４３２は、フレーム３１１に対して回転可能に取り付けられている。押当て板４３２の回転軸は、鉛直面に沿っており、第二側板９３の後側の端部に対応する位置に配置される。押当て板４３２の回転軸は、鉛直方向に延びたシャフト４３４により実現される。

押当て板４３２、シャフト４３４及びシリンダ装置４３３は、後述のスライド機構６１に接続されており、スライド機構６１と共に移動機構６を構成する。移動機構６については、後述の「（１．３．４）移動機構」で詳述する。

シリンダ装置４３３は、押当て板４３２を、待機位置と成形位置との間で移動させる。シリンダ装置４３３は、シリンダチューブ４３３１に対し、シリンダロッド４３３２が引き込み方向に移動し、下死点に位置すると、押当て板４３２を待機位置に切り替える。一方、シリンダチューブ４３３１に対し、シリンダロッド４３３２が飛び出し方向に移動し、上死点に位置すると、押当て板４３２を成形位置に切り替える。シリンダ装置４３３は、例えば、空圧、油圧、電動、磁界等を駆動源とする。

ここで、例えば、図１３（Ａ）に示すように、フィーダ２の所定位置にある箱用シート部材９に対し、保持部４１が第二側板９３を保持し、この状態で駆動部４２が保持部４１を第二位置に向かって移動させると、図１３（Ｂ）に示すように、箱用シート部材９がやや開きながら、保持部４１が第二位置に向かって移動する。このとき、箱用シート部材９は、平面視平行四辺形状を呈している。保持部４１が第二位置に位置する状態で、シリンダ装置４３３を駆動し、押当て板４３２を成形位置に切り替える。すると、図１４（Ａ）に示すように、箱用シート部材９は、押当て板４３２によって形が整えられ、平面視矩形状に形成される。このように、箱用シート部材９は平面視矩形状に形が整えられているため、次の、フラップ折り機構５によるフラップを折る工程で、適切にフラップを折ることができる。

（１．３．３）フラップ折り機構
フラップ折り機構５は、内フラップ９４及び外フラップ９５を折る機構である。ここで、「フラップを折る」とは、第一側板９２に対して内フラップ９４を略直角に曲げること、又は第二側板９３に対して外フラップ９５を略直角に曲げることを意味する。フラップ折り機構５は、図６に示すように、前側の内フラップ９４を折る第一折り機構５１と、後側の内フラップ９４を折る第二折り機構５２と、外フラップ９５を折る第三折り機構５３と、を備える。

（１．３．３．１）第一折り機構
第一折り機構５１は、前側の内フラップ９４を折る機構である。第一折り機構５１は、図５に示すように、第一駆動装置５１１と、第一押上げ板５１２と、を備える。

第一駆動装置５１１は、第一押上げ板５１２を回転させる。第一駆動装置５１１の出力軸の回転軸は、第一方向Ｄ１に略平行である。第一駆動装置５１１の出力軸には、第一押上げ板５１２が取り付けられている。第一駆動装置５１１としては、例えば、空圧又は油圧を駆動源とするロータリアクチュエータ、モータ等が挙げられるが、本実施形態では、空圧を駆動源とするロータリアクチュエータで構成されている。

第一押上げ板５１２は、前側の内フラップ９４を下から上に押し上げ、内フラップ９４を折る。第一押上げ板５１２は、第一駆動装置５１１の出力軸に取り付けられており、第一方向Ｄ１に沿って延びた回転軸を中心に回転し得る。第一押上げ板５１２は、板状に形成されており、図５に示すように、厚み方向が第一方向Ｄ１に略平行である。

第一押上げ板５１２は、平面視略矩形状の箱用シート部材９における第一側板９２の第一方向Ｄ１の中央に位置する。これによって、第一押上げ板５１２は、先端が上方向に移動するように一方向に回転した際に、内フラップ９４を折ることができるうえに、外フラップ９５を折った後に、他方向に回転することで、対向する外フラップ９５の先端間から退避することができる。したがって、本実施形態に係る第一折り機構５１によれば、内フラップ９４を押さえた状態で外フラップ９５を折ることができるため、成形不良を抑えることができる。

（１．３．３．２）第二折り機構
第二折り機構５２は、後側の内フラップ９４を折る機構である。第二折り機構５２は、第二駆動装置５２１と、第二押上げ板５２２と、を備える。

第二駆動装置５２１は、第二押上げ板５２２を回転させる。第二駆動装置５２１の出力軸の回転軸は、第一方向Ｄ１に略平行である。第二駆動装置５２１は、図５に示すように、押当て板４３２に取り付けられている。第二駆動装置５２１としては、第一駆動装置５１１と同様、例えば、空圧又は油圧を駆動源とするロータリアクチュエータ、モータ等が挙げられるが、本実施形態では、空圧を駆動源とするロータリアクチュエータで構成されている。

ここで、図７（Ａ）には、押当て板４３２、第二駆動装置５２１及び第二押上げ板５２２のみを示した拡大図を示す。図７（Ａ）に示すように、第二駆動装置５２１は、押当て板４３２の厚み方向の後側の面に取り付けられている。第二駆動装置５２１の出力軸には、第二押上げ板５２２が取り付けられている。

第二押上げ板５２２は、後側の内フラップ９４を下から上に押し上げ、内フラップ９４を折る。第二押上げ板５２２は、第二駆動装置５２１の出力軸に取り付けられており、第一方向Ｄ１に沿って延びた回転軸を中心に回転し得る。第二押上げ板５２２は、図７（Ｂ）に示すように、基端から先端に向かう方向（長手方向）が鉛直面に略平行な「待機位置」と、長手方向が水平面に沿いかつ基端から先端に向かう方向が前に向かう「折り位置」との間で回転する。折り位置にある第二押上げ板５２２は、厚み方向が鉛直方向に略平行である。

第二折り機構５２は、第二押上げ板５２２が折り位置に移動し、後側の内フラップ９４を折る。後述の第三折り機構５３は、外フラップ９５を折ることができるが、第二押上げ板５２２の厚み方向が鉛直方向に略平行であるため、第二押上げ板５２２が内フラップ９４を押さえた状態で、外フラップ９５を折ることができる。なお、第二押上げ板５２２は、内フラップ９４と外フラップ９５との間に配置されるが、後述の移動機構６によって、箱体は第二方向Ｄ２に移動するため、箱体の移動に伴って、第二押上げ板５２２は内フラップ９４と外フラップ９５との間から離脱する。

（１．３．３．３）第三折り機構
第三折り機構５３は、一対の外フラップ９５を折る機構である。第三折り機構５３は、図８に示すように、一対の第三押上げ板５３１と、リンク機構５３２と、第三駆動装置５３７（図９）と、を備える。

リンク機構５３２は、第三駆動装置５３７からの動力を一対の第三押上げ板５３１に伝える機構である。リンク機構５３２は、図９に示すように、上下方向に移動可能なスライド体５３３と、スライド体５３３に対して水平方向に移動可能であるが上下方向の移動は制限された一対のローラ５３４と、一対のローラ５３４が回転可能に取り付けられた一対のアーム５３５と、を備える。各アーム５３５の長手方向の下側の端部は、シャフト５３６に取り付けられており、他方の端部には、第三押上げ板５３１が取り付けられている。

スライド体５３３が、例えば、上方向に移動すると、一対のローラ５３４は、スライド体５３３の端部に向かって移動する。すると、ローラ５３４に取り付けられたアーム５３５は、シャフト５３６を中心として鉛直面に近付く方向に回転する（図中の矢印参照）。アーム５３５の回転に伴い、一対の第三押上げ板５３１が上昇し、一対の第三押上げ板５３１は、一対の外フラップ９５を同時に折ることができる。

第三駆動装置５３７は、スライド体５３３を上下方向に移動させる。第三駆動装置５３７は、例えば、空圧、油圧、電動、水圧、磁界等を駆動源とし、例えば、シリンダ装置、リニアアクチュエータ、ソレノイドアクチュエータ等により構成される。

（１．３．４）移動機構
移動機構６は、内フラップ９４と外フラップ９５とを折って成形された箱体を、第二方向Ｄ２の後から前に向かう方向に移動させて、搬送装置７に送る機構である。移動機構６は、図５に示すように、押当て板４３２、シャフト４３４及びシリンダ装置４３３に加え、これらを第二方向Ｄ２の後から前に向かう方向に移動させるスライド機構６１を備える。

スライド機構６１は、複数のガイドシャフト６１１と、移動体６１２と、を備える。ガイドシャフト６１１は、第二方向Ｄ２に延びており、その長手方向が第二方向Ｄ２に略平行である。移動体６１２は、ガイドシャフト６１１の長手方向に沿って移動可能にガイドシャフト６１１に取り付けられている。すなわち、移動体６１２は、第二方向Ｄ２に沿って移動し得る。移動体６１２の駆動源は、例えば、空圧、電動、油圧、水圧、磁界等が挙げられる。

スライド機構６１の具体例としては、リニアブッシュを用いたリニアアクチュエータ、リニアガイド、ボールねじ、ラックアンドピニオン、複数のプーリとタイミングベルト、複数の歯車とドライブチェーン、シリンダ、テレスコピック構造等が挙げられる。

シャフト４３４は、移動体６１２に対して取り付けられている。このため、移動体６１２が移動すると、その移動に伴って、押当て板４３２も移動する。移動体６１２は、内フラップ９４と外フラップ９５とが折られた後、第二方向Ｄ２の後から前に向かう方向に移動する。これによって、移動体６１２は、箱体を搬送装置７に向かって移動させる。

（１．４）搬送装置
搬送装置７は、移動機構６によって送られた箱体を受け取り、その後の各種装置に箱体を受け渡す。各種装置としては、例えば、箱体の外フラップ９５の間にテープを貼るテーピング装置、ベルトコンベア又はローラコンベア等が挙げられる。搬送装置７は、図１に示すように、一対の無端状のベルト７１と、ベルト７１を駆動するプーリ７２と、を備える。

ベルト７１は、複数のプーリ７２に掛けられる。ベルト７１には、箱体の第二側板９３が接触する。搬送装置７は、プーリ７２が回転することでベルト７１を駆動し、ベルト７１に接触する箱体を搬送することができる。

なお、搬送装置７としては、本実施形態の構造に限らず、搬送面が水平面に平行なベルトコンベアであってもよいし、ローラコンベアであってもよい。また、搬送装置７は、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）や、台車、フォークリフト等であってもよい。

（１．５）制御装置
制御装置８は、図１０に示すように、第一スライダ４２２、第二スライダ４２４、シリンダ装置４３３、第一駆動装置５１１、第二駆動装置５２１、第三駆動装置５３７及び移動体６１２を制御する。すなわち、制御装置８は、駆動部４２、成形部４３、フラップ折り機構５及び移動機構６を制御することができる。

制御装置８は、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成とする制御回路により構成されている。マイクロコントローラのメモリに記録されたプログラムを、マイクロコントローラのプロセッサが実行することにより、制御装置の機能が実現される。プログラムはメモリに予め記録されていてもよいし、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

制御装置８は、入力部８１の操作に応じて入力された電気信号に応じて、各種機能を実行する。入力部８１は、例えば、タッチパネル、キーボード、マウス、マイク、スイッチ等が挙げられる。入力部８１によって、例えば、フィーダ２に対し、Ｒ形シート部材がいくつ載せられるか、又はＬ形シート部材がいくつ載せられるかを設定することができる。

（１．６）動作
次に、本実施形態に係る製函機１の動作を説明する。

（１．６．１）Ｒ形シート部材
まずは、Ｒ形シート部材を製函する際の製函機１の動作について説明する。作業者は、図１１（Ａ）に示すように、フィーダ２にＲ形シート部材９Ｒを載せ、Ｒ形シート部材９Ｒを所定の位置に位置させる。制御装置８は、駆動部４２を制御し、保持部４１を第三位置に位置させる。そして、保持部４１によって、Ｒ形シート部材の第二側板９３を保持させる。

次いで、制御装置８は、初期開放動作を実行する。初期開放動作とは、フィーダ２に載った箱用シート部材９の第二側板９３を保持部４１が保持した後、保持部４１を第一方向Ｄ１に沿って移動させる動作を意味する。初期開放動作を実行することで、保持部４１から第二側板９３が脱落することを抑えることができる。

制御装置８は、初期開放動作を実行すると、図１１（Ｂ）に示すように、Ｒ形シート部材は、やや開いた状態となり、平面視略平行四辺形状を呈する。そのまま、制御装置８は、保持部４１を第二位置に向かって移動させる。なお、初期開放動作を実行した後、第二位置に向かう保持部４１の経路は、第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に対して傾斜している。

保持部４１が第二位置に移動すると、Ｒ形シート部材９Ｒの一対の第二側板９３のうちのフィーダ２側の第二側板９３の前側の端が位置決め部４３１に当たる。この状態で、制御装置８は、図１２（Ａ）に示すように、シリンダ装置４３３を制御して、押当て板４３２を成形位置に移動させる。これによって、Ｒ形シート部材９Ｒは、第一側板９２と第二側板９３とが直交する状態、すなわち、平面視矩形状に変形した状態となる。

次いで、制御装置８は、フラップ折り機構５を動作させ、内フラップ９４を折った後、外フラップ９５を折る。これにより、箱体が形成される。

フラップ９４，９５を折った後、制御装置８は、保持部４１による保持を解除し、図１２（Ｂ）に示すように、スライド機構６１の移動体６１２を前方向に移動させる。これによって、Ｒ形シート部材９Ｒから形成された箱体は、搬送装置７に移動する。

（１．６．２）Ｌ形シート部材
次に、Ｌ形シート部材９Ｌを製函する際の製函機１の動作について説明する。作業者は、図１３（Ａ）に示すように、フィーダ２にＬ形シート部材９Ｌを載せ、Ｌ形シート部材９Ｌを所定の位置に位置させる。制御装置８は、駆動部４２を制御し、保持部４１を第一位置に位置させる。そして、保持部４１によって、Ｌ形シート部材９Ｌの第二側板９３を保持させる。

次いで、制御装置８は、初期開放動作を実行する。制御装置８は、初期開放動作を実行すると、Ｌ形シート部材９Ｌは、やや開いた状態となり、図１３（Ｂ）に示すように、平面視略平行四辺形状を呈する。そのまま、制御装置８は、保持部４１を、第一方向Ｄ１に沿って移動させ、第二位置に位置させる。

保持部４１が第二位置に位置すると、図１４（Ａ）に示すように、制御装置８は、シリンダ装置４３３を制御して、押当て板４３２を成形位置に移動させる。すると、Ｌ形シート部材９Ｌの前側の第一側板９２は位置決め部４３１に当たり、Ｌ形シート部材９Ｌは、第一側板９２と第二側板９３とが直交する状態、すなわち、平面視矩形状に変形した状態となる。

次いで、制御装置８は、フラップ折り機構５を動作させ、内フラップ９４を折った後、外フラップ９５を折る。これにより、箱体が形成される。

フラップ９４，９５を折った後、制御装置８は、保持部４１による保持を解除し、図１４（Ｂ）に示すように、スライド機構６１の移動体６１２を前方向に移動させる。これによって、Ｌ形シート部材９Ｌから形成された箱体は、搬送装置７に移動する。

（２）変形例
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

上記実施形態に係る箱用シート部材９は、第一側板９２の上下方向の両端に内フラップ９４が接続され、第二側板９３の上下方向の両端に外フラップ９５が接続されたが、本発明では、第一側板９２の下端にのみ内フラップ９４が接続され、第二側板９３の下端にのみ外フラップ９５が接続されてもよい。すなわち、本発明では、第一側板９２の少なくとも下端に内フラップ９４が接続され、第二側板９３の少なくとも下端に外フラップ９５が接続されればよい。

上記実施形態に係る箱用シート部材９では、板体９１同士の接続は、一方の板体９１の第一側板９２と、他方の側板の第二側板９３とが、クリーズ９７で折り曲がることでつながっているが、例えば、継ぎしろと第二側板９３との間のクリーズ９７でつながっていてもよい。また、上記実施形態に係る箱用シート部材９では、第二側板９３の左右方向の長さは、第一側板９２の左右方向の長さよりも長いが、第一側板９２の左右方向の長さと同等であってもよい。

上記実施形態に係る製函機１は、搬送装置７及び移動機構６を有していたが、本発明では、搬送装置７及び移動機構６はなくてもよい。

上記実施形態では、第一ガイド４２１及び第二ガイド４２３は、直線状であったが、曲線状に形成されてもよい。

上記実施形態では、入力部８１によって、Ｌ形シート部材９Ｌを処理するか、Ｒ形シート部材９Ｒを処理するかを設定したが、例えば、内フラップ９４と外フラップ９５との間のスロットの位置をセンサによって検知し、フィーダ２の所定位置にある箱用シート部材９が、Ｌ形シート部材９Ｌであるか、Ｒ形シート部材９Ｒであるかを判定し、これに基づいて制御してもよい。

上記実施形態では、移動機構６は、押当て板４３２を成形部４３と共用したが、成形部４３の押当て板４３２とは別の押当て板を用いてもよい。その場合、移動機構６には、シャフト４３４及びシリンダ装置４３３はなくてもよい。

本明細書にて、「略平行」、又は「略直交」のように「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、「略平行」とは、実質的に「平行」であることを意味し、厳密に「平行」な状態だけでなく、数度程度の誤差を含む意味である。他の「略」を伴った表現についても同様である。

また、本明細書において「端部」及び「端」等のように、「…部」の有無で区別した表現が用いられている。例えば、「端部」とは、「端」を含む一定の範囲を持つ部分を意味する。他の「…部」を伴った表現についても同様である。

（３）まとめ
以上説明したように、第１の態様に係る製函機１は、第一側板９２の下端に内フラップ９４が接続された第一部分９１Ａと、第二側板９３の下端に外フラップ９５が接続された第二部分９１Ｂと、が左右方向に接続された一対の板体９１が、当該板体９１の左右方向の両端同士で接続され、かつ厚み方向に重なった箱用シート部材９を、箱状に変形させる製函機１である。製函機１は、板体９１が第一方向Ｄ１に交差した状態で箱用シート部材９が載るフィーダ２と、フィーダ２に載った箱用シート部材９を開いて平面視矩形状に変形させた後、内フラップ９４及び外フラップ９５を折る製函装置３と、を備える。製函装置３は、一対の板体９１のうちの一方の板体９１の第二部分９１Ｂを保持する保持部４１と、保持部４１を移動させる駆動部４２と、を有する。駆動部４２は、保持部４１を、第一位置と第二位置との間、及び第三位置と第二位置との間から選択的に移動させる。ここで第一位置は、フィーダ２に載った箱用シート部材９の第二側板９３を保持するときの保持部４１の位置である。第二位置は、箱用シート部材９を開いたときの保持部４１の位置である。第三位置は、第一位置に対して第一方向Ｄ１に直交する第二方向Ｄ２に離れた位置である。

この態様によれば、第二部分９１Ｂの位置が異なる多種類の箱用シート部材９を製函することができる。このため、従前のように、例えば、Ｒ形シート部材の専用の製函機１と、Ｌ形シート部材の専用の製函機１と、を設置する必要がなく、省コスト及び省スペースを図ることができる。

第２の態様に係る製函機１では、第１の態様において、駆動部４２は、第一方向Ｄ１に延びた第一ガイド４２１に沿って移動する第一スライダ４２２と、第一スライダ４２２に設けられかつ第二方向Ｄ２に延びた第二ガイド４２３に沿って移動し、保持部４１が設けられた第二スライダ４２４と、を有する。

この態様によれば、シンプルな構成で、多種類の箱用シート部材９を製函できる製函機１を実現することができる。

第３の態様に係る製函機１では、第１又は第２の態様において、駆動部４２を制御する制御装置８を更に備える。制御装置８は、フィーダ２に載った箱用シート部材９の第二部分９１Ｂを保持部４１が保持した後、保持部４１を第一方向Ｄ１に沿って移動させる初期開放動作を実行する。

この態様によれば、保持部４１による第二側板９３の保持が解けて、第二側板９３が脱落するのを抑制することができる。

第４の態様に係る製函機１では、第３の態様において、制御装置８は、保持部４１を第三位置から第二位置まで移動させる際、保持部４１を、初期開放動作を実行した後に第二位置に向かって移動させる。

この態様によれば、保持部４１による第二側板９３の保持が解けて、第二側板９３が脱落するのを抑制することができる。

第５の態様に係る製函機１では、第１～４のいずれか１つの態様において、製函装置３に隣接する搬送装置７を更に備える。製函装置３は、移動機構６を有する。移動機構６は、箱用シート部材９を開いて平面視矩形状に変形させた後、内フラップ９４及び外フラップ９５を折って形成された箱体を、第二方向Ｄ２のうち第三位置から第一位置に向かう方向に移動させて、搬送装置７に送る。

この態様によれば、例えば、Ｒ形シート部材９Ｒを製函する場合も、Ｌ形シート部材９Ｌを製函する場合も、同じ方向に移動させることができる。すなわち、工場内において、製函機１の配置のレイアウトが設計しやすいという利点がある。

第６の態様に係る製函機１では、第１～５のいずれか１つの態様において、保持部４１は、第二方向Ｄ２に離れた一対の保持体４１１を有する。一対の保持体４１１の間の距離が可変である。

この態様によれば、同じ種類の箱用シート部材９について、サイズ違いのものについても、製函することができる。

第２～第６の態様に係る構成については、製函機１に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ 製函機
２ フィーダ
３ 製函装置
４１ 保持部
４１１ 保持体
４２ 駆動部
４２１ 第一ガイド
４２２ 第一スライダ
４２３ 第二ガイド
４２４ 第二スライダ
６ 移動機構
７ 搬送装置
８ 制御装置
９ 箱用シート部材
９１ 板体
９１Ａ 第一部分
９１Ｂ 第二部分
９２ 第一側板
９３ 第二側板
９４ 内フラップ
９５ 外フラップ
Ｄ１ 第一方向
Ｄ２ 第二方向

Claims (6)

1. 第一側板の下端に内フラップが接続された第一部分と、第二側板の下端に外フラップが接続された第二部分と、が左右方向に接続された一対の板体が、当該板体の左右方向の両端同士で接続され、かつ厚み方向に重なった箱用シート部材を、箱状に変形させる製函機であって、
   前記板体が第一方向に直交した状態で前記箱用シート部材を所定の位置に位置させるストッパ部を有するフィーダと、
   前記フィーダに載った前記箱用シート部材を開いて平面視矩形状に変形させた後、前記内フラップ及び前記外フラップを折る製函装置と、
   を備え、
   前記製函装置は、
   前記一対の板体のうちの一方の板体の前記第二部分を保持する保持部と、
   前記保持部を移動させる駆動部と、
   を有し、
   前記駆動部は、前記保持部を、
   前記所定の位置にある前記箱用シート部材の前記第二部分を保持するときの前記保持部の位置である第一位置と、前記箱用シート部材を開いたときの前記保持部の位置である第二位置との間、及び
   前記第一位置に対して前記第一方向に直交する第二方向に離れた位置である第三位置と、前記第二位置との間
   から選択的に移動させる、
   製函機。
2. 前記駆動部は、
   前記第一方向に延びた第一ガイドに沿って移動する第一スライダと、
   前記第一スライダに設けられかつ前記第二方向に延びた第二ガイドに沿って移動し、前記保持部が設けられた第二スライダと、
   を有する、
   請求項１記載の製函機。
3. 前記駆動部を制御する制御装置を更に備え、
   前記制御装置は、前記フィーダに載った前記箱用シート部材の前記第二部分を前記保持部が保持した後、前記保持部を前記第一方向に沿って移動させる初期開放動作を実行する、
   請求項１又は請求項２に記載の製函機。
4. 前記制御装置は、前記保持部を前記第三位置から前記第二位置まで移動させる際、前記保持部を、前記初期開放動作を実行した後に前記第二位置に向かって移動させる、
   請求項３に記載の製函機。
5. 前記製函装置に隣接する搬送装置を更に備え、
   前記製函装置は、前記箱用シート部材を開いて平面視矩形状に変形させた後、前記内フラップ及び前記外フラップを折って形成された箱体を、前記第二方向のうち前記第三位置から前記第一位置に向かう方向に移動させて、前記搬送装置に送る移動機構を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の製函機。
6. 前記保持部は、前記第二方向に離れた一対の保持体を有し、
   前記一対の保持体の間の距離が可変である、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の製函機。

Images