JPH11263327A - ダンボール箱の切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は，二つの切断刃によって粉塵の発生
量を抑えつつ確実且つ高速でダンボール箱を切断する切
断装置を提供する。 【解決手段】 本発明の切断装置１において，揺動体９
の揺動アーム１７には大長孔１６が形成されており，大
長孔１６に係合するクランクピン１５が駆動軸芯Ａを中
心に連続回転すると，揺動体９は支持軸芯Ｂを中心にし
て揺動する。揺動体９の揺動に連動してロッド２１，２
２が交互に上下往復運動を繰り返す。ロッド２１の下降
時にその先端に設けた切断刃１２がダンボール箱に切込
みを形成し，次いで，ロッド２２の下降時にその先端に
設けた切断刃１３が切断刃１２による切込みに添ってそ
の切込みよりも深い切込み量でダンボール箱を切り進む
ので，粉塵が大量に発生することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，ダンボール箱の
中に収納されている物品を取り出すピッキング作業のた
め，ダンボール箱の一部を切断する切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に，工場等の生産現場で生産された
物品，特に商品は，小売店で陳列し販売される荷姿であ
る缶，瓶，ボトル，箱，又はカートン単位で数１０ケ単
位がダンボール箱に箱詰めされて，生産者から，大卸
商，中小卸商と順次に流通する。流通段階におけるそれ
ぞれの部署が流通在庫をもつことで，物品の流れのバッ
ファとなっており，最終消費又は使用段階で品切れ無く
入手することができる。商品等の物品は，物流部門にお
ける物流センタあるいは配送センタ等を通じて，小売店
等に配送される。これらのセンタでは，ケース（ダンボ
ール箱）単位のまま小売店等に配送することはまれであ
り，通常は，センタにてダンボール箱を開梱し，箱詰め
された物品を個々の単位で分配，仕分けして小売店等に
配送される。このような物流センタあるいは配送センタ
における前記の物品のダンボール箱からの取出し作業
は，個別ピッキング作業とよばれている。

【０００３】上記のような物流センタあるいは配送セン
タでは，小売店等の最終流通段階からの配送要求に対し
て，人手作業によってピッキング作業を行っていた。即
ち，作業者は，ナイフ等を用いてダンボール箱のフラッ
プを開梱し，箱詰めされていた商品を個別に取り出して
いた。具体的には，ダンボール箱をナイフを用いて開梱
するときには，ダンボール箱の上面に対してナイフの刃
面が斜めになるように突き立て，次ぎに定規に添ってナ
イフを手前側に引きつけることでダンボール箱を切断し
ていたが，ダンボール紙が薄い場合はよいとしても，厚
紙で作られたダンボール箱の場合は一気に切断するには
無理があり，手前側に引きつける作業を何回か繰り返す
必要がある。その時，最も注意せねばならぬことは手元
が滑り，定規を押さえ付けている指を怪我することであ
る。それに比べ，手前側に引きつける代わりに，突き立
てと引抜きとの工程を繰り返す動作を，その位置を変え
ながら実施すれば，労力は軽くて済むが，切断に要する
時間が長くなってしまうだけでなく，慎重に作業をしな
いと，ナイフをダンボール箱に突き立てた時に収容物を
破損してしまうおそれがある。また，定規を用いない場
合には，切断した形成線が乱れてしまうという問題もあ
る。その後，自動化されたピッキングシステムが開発さ
れるに至り，ダンボール箱の開梱作業は，コンベヤ上を
流れて来るダンボール箱を，回転するカッタによって自
動的に切断する切断装置を用いることによって行われる
ようになってきた。

【０００４】回転するカッタによって自動的にダンボー
ル箱を切断する切断装置としては，特許第２５５３３８
１号公報又は特許第２５５３３８２号公報に開示された
ものがある。上記各特許公報に開示されているダンボー
ル箱の切断装置は，箱体の上縁部を切断し箱体の天面を
開封するのに好適であり，箱体保持装置をダンボール箱
の側面に当接させ，ダンボール箱の天面の縁部に一対の
押さえローラを押し当てて，ダンボール箱を位置決め保
持し，一対の押さえローラ間においてカッタフレームを
昇降させてカッタフレームに設けた回転刃によってダン
ボール箱の縁部を切断するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記各特許公報に開示
されているようなダンボール箱の切断装置によれば，人
手によってナイフで開梱するのに比べ開梱時間も短く，
ダンボール箱を切断位置にセッティングした後は，無人
で且つ確実な切断作業を行うことができ，しかも収納さ
れている商品を傷つける事なく開梱作業を行えることが
できる等，大きな利点があるが，次のような課題が残さ
れている。

【０００６】上記ダンボール箱の切断装置における回転
刃は，高速回転すると共に鋸刃状の刃先を有している。
そのため，切断装置の切断の確実性は高いものの，ダン
ボール箱を切断する時に発生する紙くずが粉塵となって
室内に飛散し，作業環境の悪化を招いている。更に，飛
散した粉塵が切断装置やピッキング装置の周辺に堆積
し，光学式センサの誤動作を招く虞があり，またメンテ
ナンス時には，堆積した粉塵の取除き作業をしなければ
ならないという煩わしさがある。上記の解決策の一つと
して，回転刃の刃先を鋭利に形成することが考えられ
る。しかし，この解決策では粉塵の発生を減少させるこ
とはできるものの，回転刃の刃先の鈍化が早く現れると
いう新たな問題点が生じる。従って，粉塵の発生量を抑
えつつ，ダンボール箱を確実に高速で切断することが課
題となっている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の課題を解決することであり，ダンボール箱に対して，
最初に第一の切断刃で切込みを付け，その切込みの跡に
続いて第二の切断刃によって大きく切断するという切断
作業を繰り返すことによって，ダンボール箱からの粉塵
の発生を抑制しつつ，確実に切断するダンボール箱の切
断装置を提供することである。

【０００８】この発明は，上記目的を達成するため，次
のように構成されている。即ち，この発明は，フレーム
に揺動自在に支持された揺動体，前記揺動体を揺動させ
る駆動機構，及び前記揺動体に対して相対移動するダン
ボール箱を切断するために前記揺動体に連動する第一刃
具ホルダと第二刃具ホルダを具備し，前記第一刃具ホル
ダには前記ダンボール箱に切込みを形成する第一切断刃
を着脱自在に固定し，前記第一刃具ホルダから後部位置
に隔置して設けた前記第二刃具ホルダには前記第一切断
刃が形成した前記切込みに続けて前記第一切断刃による
切込み量よりも深い切込みを形成する第二切断刃を着脱
自在に固定したダンボール箱の切断装置に関する。

【０００９】このダンボール箱の切断装置によれば，ダ
ンボール箱の一部を第一刃具ホルダに固定された第一切
断刃によって切込みを形成し，その後に，第一刃具ホル
ダから後部位置に隔置して成る第二刃具ホルダに固定さ
れた第二切断刃によって，第一切断刃によって形成した
切込みに続けてダンボール箱を切断する。第二切断刃は
第一切断刃による切込み量よりも深い切込み量になるよ
うに固定されているので，第一切断刃による切込みに続
けてダンボール箱を大きく切り進むことになる。ダンボ
ール箱と第一切断刃及び第二切断刃との相対移動中に，
第一切断刃と第二切断刃とによる交互の切断動作を繰り
返してダンボール箱を必要な長さに渡って切断し開梱す
る。

【００１０】上記ダンボール箱の切断装置において，前
記第一刃具ホルダ及び前記第二刃具ホルダは，前記揺動
体の揺動運動に連動して上下に往復運動を繰り返すもの
が好ましい。この発明によるダンボール箱の切断装置
は，ナイフに相当する切断刃を二基設け，それぞれの切
断刃の刃面をダンボール面に対して斜めになるように対
向させ，突き立てと引抜きとの順次の一連の動作を繰り
返し実施し，先行する切断刃が形成した切断跡を後部に
配置した切断刃が更に切断するように二基の切断刃を交
互に高速で稼働させ，ダンボール箱と切断刃とを相対移
動させることでナイフを手前側に引きつける作業と同じ
結果となるようにして，ダンボール箱を切断するもので
ある。

【００１１】前記切断装置は切断刃とダンボール箱とが
相対移動すればダンボール箱の切断を行うことができる
が，前記ダンボール箱を水平方向に搬送し，前記フレー
ムをダンボール箱の高さや切断深さ等に応じて昇降可能
とするのが，切断作業効率上好ましい。ダンボール箱の
切断刃に対する相対移動方向は，ダンボール面に対向す
る第一切断刃及び第二切断刃の刃面とでつくる角度の開
口側からで，ダンボール箱が第一切断刃側から第二切断
刃に接近する方向である。ダンボール箱は，第一切断刃
側から接近し，まず，ダンボール箱には第一切断刃で切
込みが形成され，その後，ダンボール箱は第二切断刃側
へ移動し，前記切込みの上からもう一度第二切断刃で大
きく切り進められることになる。

【００１２】また，ダンボール箱の相対移動速度と第一
切断刃及び第二切断刃がダンボール箱に作用する作動速
度は，それぞれが単独に調整可能であり，しかも両者が
比例するように調整することも可能であり，任意に選択
できる。比例設定された場合，相対移動速度が速ければ
第一切断刃及び第二切断刃がダンボール箱を切込む速度
も速くなるし，単独設定の場合，例えばダンボール箱に
切断刃が始めて作用する切込みスタート時などは相対移
動速度のみ極端に遅くすることも可能である。また，相
対移動距離をセンサ等により測定し，前記信号に基づき
比例設定に自動的に変更することも可能である。

【００１３】上記ダンボール箱の切断装置において，前
記揺動体を揺動運動させる場合，前記駆動機構は，連続
回転する駆動軸，駆動軸に一体的に設けられたクラン
ク，及びクランクに駆動軸の軸線から偏心して設けられ
たクランクピンを備え，揺動体には実質的に径方向に延
び且つクランクピンが嵌入する長孔が形成されており，
且つ駆動軸の回転に伴ってクランクピンが長孔内を往復
動することにより駆動軸の連続回転が揺動体の支持軸芯
を中心とした揺動運動に変換される。このような駆動機
構によれば，クランク機構を利用して，揺動運動を容易
に得ることができる。尚，前記長孔の内周面はクランク
運動によって前記クランクピンが転動接触するので表面
の硬化処理を施しておくとよい。

【００１４】上記ダンボール箱の切断装置において，ダ
ンボール箱に切込みを形成する前記第一切断刃は鋸刃，
波打ち刃又はナイフエッジであり，前記第二切断刃はナ
イフエッジ，波打ち刃又は鋸刃で成している。前記第一
切断刃が鋸刃，又は波打ち刃であってもダンボール紙面
に対して略垂直に切込みを形成するので，ダンボール紙
の粉塵を大量に発生させることはない。前記第二切断刃
はナイフエッジが多く用いられるが，既に前記第一切断
刃がダンボール箱に切込みを形成した後であり，それに
続いてダンボール箱を大きく切り進むので，ダンボール
紙の粉塵を大量に発生させることはない。

【００１５】一般的には，前記第一切断刃は鋸刃，前記
第二切断刃はナイフエッジの組合せが多く採用される
が，これに限るものではない，ダンボール箱を構成する
ダンボール紙材質によっては，それぞれの切断刃の形状
を変えた組合せであってもよい。また，前記第一切断刃
と前記第二切断刃とを同時に用いるのではなく，いずれ
か一方の切断刃を取り外し，一刃のみでダンボール箱を
切断してもよく，ダンボール箱の強度に対応した自由な
選択が可能である。

【００１６】上記切断装置によって長時間にわたってダ
ンボール箱の切断を続けると，切断刃が摩耗して切れ味
が低下してくる。これに対処するため，第一切断刃と第
二切断刃とに，熱処理，チタンコーティング又は超硬溶
射等の硬化処理を施しておくと，切断刃としての寿命を
長期化することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照しながら，この
発明によるダンボール箱の切断装置の実施例を説明す
る。図１はこの発明によるダンボール箱の切断装置の一
実施例を示す側面図であって切断装置の全体構造を示し
たものである。図２は図１のダンボール箱の切断装置の
正面図であって切断装置の一部分を示したものである。

【００１８】図１に示す実施例では，ダンボール箱の切
断装置１は，図示しない固定フレームに対して上下位置
が調節可能な切断ユニットとして構成されている。切断
装置１は，全体として逆Ｌ字状の形状を有している可動
フレーム２に，後述する各種の機構を搭載している。可
動フレーム２の縦方向に延びる本体３の両側面には，固
定フレームとの間に直動ローラウェイ５が配設されてい
る。切断装置１は，直動ローラウェイ５によって，固定
フレームに設けられているレール（図示せず）に対して
縦方向に直線移動可能，即ち，昇降可能となるように摺
動案内されている。直動ローラウェイ５は可動フレーム
２の上下左右に合計４個設けられており，可動フレーム
２の昇降を安定させる働きがある。なお，可動フレーム
２を縦方向に移動させるため，固定フレームと可動フレ
ーム２との間にはアクチュエータが設けられているが，
図示を省略している。また，可動フレーム２には軽量化
する目的でぬすみ部８９が形成されている。さらに，可
動フレーム２には，後述する揺動体９を揺動させるため
の駆動機構を構成する駆動モータ６が，可動フレーム２
の本体３から横方向に延びるモータ支持部４に取り付け
られている。

【００１９】ダンボール箱の切断装置１は，図１及び図
２に示すように，可動フレーム２に揺動自在に支持され
た揺動体９，揺動体９を揺動させる駆動モータ６，及び
揺動体９に対して相対移動するダンボール箱を切断する
ために揺動体９に連動する刃具ホルダ１０（第一刃具ホ
ルダ）と刃具ホルダ１１（第二刃具ホルダ）を具備し，
刃具ホルダ１０にはダンボール箱に切込みを形成する切
断刃１２（第一切断刃）を着脱自在に固定し，刃具ホル
ダ１０から後部位置に隔置して設けた刃具ホルダ１１に
は，切断刃１２が形成した切込みに続けて切断刃１２に
よる切込み量よりも深い切込みを形成する切断刃１３
（第二切断刃）を着脱自在に固定したものである。

【００２０】また，駆動機構は，駆動モータ６に駆動さ
れて連続回転する駆動軸７，駆動軸７に一体的に設けら
れたクランク１４，クランク１４に駆動軸７の軸線Ａか
ら偏心して設けられたクランクピン１５などからなり，
揺動体９には実質的に径方向に延び且つクランクピン１
５が嵌入する大長孔１６が形成されており，且つ駆動軸
７の回転に伴ってクランクピン１５が大長孔１６内を往
復動することにより駆動軸７の連続回転が揺動体９の支
持軸芯Ｂを中心とした揺動運動に変換される。そして，
刃具ホルダ１０及刃具ホルダ１１は，揺動体９の揺動運
動に連動して上下に往復運動を繰り返すものである。

【００２１】ダンボール箱の切断装置１の全体的な構成
は，概ね以上のとおりであるが，以下に，切断装置１の
細部について詳しく説明することにする。まず最初に，
図２を参照しながら，揺動体９と切断刃１２の関連部材
及び切断刃１３の関連部材との関連構造について説明す
る。図２は図１に示したダンボール箱の切断装置１の正
面図であって，揺動体９と切断刃１２の関連部材及び切
断刃１３の関連部材との関連構造を示したものである。
揺動体９は，全体的に略Ｔ字状に一体成形されたもの
で，揺動アーム１７，アーム１８（第一アーム），アー
ム１９（第二アーム）の三つの部分からなる。揺動体９
は，各アーム１７，１８，１９の接続部分に挿通された
支持軸８によって可動フレーム２に対して揺動自在に取
り付けられ，支持軸８を中心に揺動運動をする。揺動ア
ーム１７には比較的大きな大長孔１６が形成され，大長
孔１６内にクランクピン１５が挿通され係合している。
アーム１８には比較的小さな小長孔２０が形成され，ロ
ッド２１（第一ロッド）の上端部に取り付けられたロッ
ド駆動ピン２３（第一ロッド駆動ピン）が小長孔２０に
挿通され係合しており，アーム１９（第二アーム）にも
同様の小長孔２５が形成され，ロッド２２（第二ロッ
ド）の上端部に取り付けられたロッド駆動ピン２４（第
二ロッド駆動ピン）が小長孔２５に挿入され係合されて
いる。なお，ロッド２１及びロッド２２の上端部には，
外側から内側に向かって下がる傾斜面２６が形成されて
いるが，これは，ロッド２１，２２が上昇した時にアー
ム１８，１９が接触するのを防ぐためのアーム逃げ２６
である。

【００２２】ロッド２１は，ロッド握持部２８（第一ロ
ッド握持部，構造については後で図６及び図７に基づい
て詳しく説明する）によって上下に摺動可能に支持され
ており，ロッド２１の下端には刃具ホルダ１０が取り付
けられ，刃具ホルダ１０には鋸刃１２である切断刃１２
が取り付けられている（取付構造については後で図３に
基づいて詳しく説明する）。また，ロッド２２は，ロッ
ド２１と同様に，ロッド握持部２９（第二ロッド握持
部）によって上下に摺動可能に支持されており，ロッド
２２の下端には刃具ホルダ１１が取り付けられ，刃具ホ
ルダ１１にはナイフエッジ１３である切断刃１３が取り
付けられている。鋸刃１２の刃先は，図２に示すよう
に，緩やかに傾斜しており，ダンボール箱への切込みの
形成を容易にしている。また，ナイフエッジ１３の刃先
も，同様に緩やかに傾斜しており，ダンボール箱への切
込みの形成を容易にしている。また，切断刃１２，１３
の刃先は，耐摩耗性の向上のために，熱処理，チタンコ
ーティング又は超硬熔射等の硬化処理が施されている。

【００２３】揺動アーム１７に形成された大長孔１６
は，長さＬがクランクピン１５の直径Ｄと回転直径Ｄ₁
との総和よりも大きく設定され，幅Ｗはクランクピン１
５の直径Ｄよりも僅かに大きく設定されている。従っ
て，クランクピン１５は大長孔１６内に遊嵌されている
ことになり，クランクピン１５は，大長孔１６の中をそ
の長手方向には移動する自由が与えられるが，左右方
向，即ち，周方向には相対的な自由が殆ど拘束されてい
る。駆動軸７の回転に伴って，クランクピン１５は大長
孔１６内をその長手方向に滑らかに往復動することが許
容される。また，クランクピン１５自体も，クランクピ
ン軸２７に対して回転自在に支持されているので，クラ
ンクピン１５は，大長孔１６内を転がりながら，移動可
能である。

【００２４】クランクピン１５は，後で詳しく説明する
駆動軸７（構造については後で図８に基づいて詳しく説
明する）の回転に伴って，駆動軸７の軸芯Ａを中心に
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの順に円を描くように逐次回転
移動する。駆動軸７の回転方向は時計方向でも反時計方
向でもどちらでもよいが，ここでは説明を統一するた
め，駆動軸７は時計方向に回転するものとして説明す
る。クランクピン１５が上死点ａ及び下死点ｄに位置す
るときには，アーム１８及びアーム１９は水平状態にな
っている，即ち中間位置Ｙにある。図２の右側には，中
間位置Ｙにある切断刃１２の関連部材（切断刃１２，刃
具ホルダ１０，ロッド２１等）を実線で示し，上昇位置
Ｘにある切断刃１２の関連部材を仮想線で示している。
また，図２の左側には，下降位置Ｚにある切断刃１３の
関連部材（切断刃１３，刃具ホルダ１１，ロッド２２
等）を実線で示している。

【００２５】クランクピン１５が上死点ａからｂに移動
すると，揺動体９が回転軸芯Ｂを中心として右に揺動回
転し，切断刃関連部材１０，１２，２１は中間位置から
下降し，同時に切断刃関連部材１１，１３，２２は中間
位置から上昇する。クランクピン１５がｃの位置に移動
した時，切断刃関連部材１０，１２，２１は下降位置Ｚ
に達し，その後は上昇に転じる。同時に，切断刃関連部
材１１，１３，２２は上昇位置Ｘに達して下降に転じ
る。クランクピン１５が下死点ｄに移動すると，切断刃
関連部材１０，１２，２１及び切断刃関連部材１１，１
３，２２は共に再び中間位置Ｙに戻る。続いて，クラン
クピン１５が下死点ｄからｅに移動すると，今度は切断
刃関連部材１０，１２，２１が中間位置Ｙから上昇し，
切断刃関連部材１１，１３，２２は中間位置Ｙから下降
する。クランクピン１５がｅの位置に達した時，切断刃
関連部材１０，１２，２１は上昇位置Ｘに達し，その後
は下降に転じる。同時に，切断刃関連部材１１，１３，
２２は下降位置Ｚに達して上昇に転じる。そして，クラ
ンクピン１５が再び上死点ａの位置に戻ったときには，
切断刃関連部材１０，１２，２１及び切断刃関連部材１
１，１３，２２は共に中間位置Ｙに戻る。このように，
クランクピン１５が一周する間に，即ち上死点ａから
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを経由して再び上死点ａに戻るまで
の間に，揺動体９が揺動することによって，切断刃関連
部材１０，１２，２１及び切断刃関連部材１１，１３，
２２は，どちらも一回ずつ下降位置Ｚに達するので，揺
動体９の揺動を繰り返すことにより，ダンボール箱は切
断されていく。

【００２６】なお，切断刃関連部材１０，１２，２１は
クランクピン１５が上死点ａからｃに至る間に中間位置
Ｙから下降位置Ｚまで移動するのに対して，切断刃関連
部材１１，１３，２２はクランクピン１５が下死点ｄか
らｅに至る間に中間位置Ｙから下降位置Ｚまで移動す
る。言い換えれば，クランクピン１５の移動角度は，
（ａからｃ＞ｄからｅ）の関係にある。つまり，クラン
クピン１５は一定速度で回転しているので，切断関連部
材１１，１３，２２は切断関連部材１０，１２，２１に
比べてかなり高速で下降運動をすることがわかる。即
ち，切断刃１２はダンボール箱を低速で切断し，切断刃
１３は高速で切断することになる。

【００２７】次に，図３，図４及び図５を参照して，切
断刃１２の関連部材及び切断刃１３の関連部材の構造を
説明する。図３，図４及び図５は，図２に示した切断装
置１を右側から見たときの側面図，図３はロッド２１が
中間位置Ｙにある時の状態，図４はロッド２１が上昇位
置Ｘにある時の状態，図５はロッド２１が下降位置Ｚに
ある時の状態を示している。ここでは，切断刃１３の関
連部材１１，１３，２２も切断刃１２の関連部材１０，
１２，２１と同様の構成を備えているので，両者の相違
点について説明しない限り，両者は同一の構成を有す
る。

【００２８】ロッド２１の上端部には外側から内側に向
かって深くなる凹溝３０が形成されている。凹溝３０に
は揺動体９のアーム１８と二枚の摺動ワッシャ３１が遊
嵌されるので，凹溝３０の幅は，アーム１８の厚さと摺
動ワッシャ３１二枚分の厚さの合計厚さよりも若干大き
く形成されている。また，ロッド２１の上端部には，凹
溝３０と直交する孔３２が穿孔されており，孔３２にロ
ッド駆動ピン２３が挿入され，上方から固定ねじ３３で
固定されている。ロッド駆動ピン２３は，摺動ワッシャ
３１の内径及びアーム１８の小長孔２０に対して遊嵌状
態にある。摺動ワッシャ３１を設ける目的は，凹溝３０
にゆとりがあるとはいえ，鉄で作られたアーム１８とロ
ッド２１とが直接接触することは好ましいことではない
ので，直接接触を防止するために設けられたものであ
る。摺動ワッシャ３１の材質は銅や真鍮などの非鉄金属
が望ましい。摺動ワッシャ３１は摩耗しても取り替えが
比較的簡単である。

【００２９】ロッド２１は外周が４面で形成され，各面
は直角に交わり，平行度も平坦度も保たれた四角柱のも
のである。ロッド２１の下端部には，正面側に刃具ホル
ダ１０を取り付けるための欠落部３４が形成され，刃具
ホルダ１０との当接面にはセレーション３５加工が施さ
れている。また，ロッド２１の下端部には，ロッド２１
に対する刃具ホルダ１０の上下位置を調節可能にするた
めに，締付ねじ３６が上下方向に移動できるような長孔
３７が穿孔されており，長孔３７に締付ねじ３６が遊嵌
される。また，刃具ホルダ１０にも締付ねじ３６を挿通
するための孔３８が穿孔され，刃具ホルダ１０のロッド
２１への当接面にはセレーション３９加工が施されてい
る。また，刃具ホルダ１０の先端部には，切断刃１２の
厚さよりも広い幅の凹溝即ちセット溝４０がアーム１８
と平行方向に形成されている。セット溝４０の底面は切
断刃１２のための基準底４１となっているので，切断刃
１２をセット溝４０に差し込み，切断刃１２の端面を基
準底４１に当接させた状態で複数個のセットねじ４２で
クランプすることにより，切断刃１２は刃具ホルダ１０
に取り付けられる。図２に示すように，刃具ホルダ１０
の基準底４１は，刃具ホルダ１１の基準底４３よりも深
く形成されているので，切断刃１３の方が切断刃１２よ
りもダンボール箱に対して深い切り込みを与えることが
できる。

【００３０】セレーション３５，３９加工を施す理由
は，お互いに山と谷とが噛み合うことで，刃具ホルダ１
０，１１とロッド２１，２２との取付を強固なものに
し，ダンボール箱を切断するときの反力で刃具ホルダ１
０，１１が上方へ逃げるのを防止するためである。ま
た，刃具ホルダ１０，１１はロッド２１，２２に対して
上下方向に調整代Ｃを有している。この調整代Ｃは，切
込み量を調整するために設けられたもので，切断刃１
２，１３の研磨や交換の時に切込み量を調整したり，ダ
ンボール紙の厚さに応じて切込み量を調整したりすると
きに必要となるものである。ただし，調整量の単位はセ
レーションの１ピッチ単位になる。

【００３１】この実施例では，ロッド２１，２２の形状
は四角柱としたが，これに限るものではなく，例えば円
柱などであってもよい。但し，円柱とした場合には，ロ
ッド握持部２８，２９も円形断面である必要があり，ま
た，後ほど述べるようなロッド２１，２２の垂直調整が
簡単にはできないし，切断刃１２，１３の方向を調整す
るのも簡単にはできなくなるという問題が出てくること
を勘案すれば，ロッド２１，２２の形状は角柱であるこ
とが好ましい。

【００３２】また，ロッド駆動ピン２３，２４，ロッド
２１，２２の外周面，セレーション３５，３９は摩耗に
耐えるようにするために，表面に熱処理やチタンコーテ
ィングや硬質クロームメッキ等の硬化処理を施しておく
ことが好ましい。

【００３３】次に，図６及び図７を参照しながら，ロッ
ド２１の握持部２８，２９について詳細に説明する。図
６及び図７はロッド２１の握持部２８の詳細図であっ
て，図６は上方から見た平図面，図７は図１の右側から
見た側面図である。ただし，図６及び図７では，後に説
明する防塵カバー４４の取付状態の図示を省略してい
る。また，ロッド２２の握持部はロッド握持部２８，２
９と同じ構造であるから，その説明は省略する。

【００３４】図６に示すように，ロッド握持部２８は，
可動フレーム２の一部をＬ字状に成型したＬ字状部分４
５と，Ｌ字状に成型したガイドホルダ４６とから構成さ
れている。Ｌ字状部分４５には，その内側にガイド部材
４７を緩嵌する凹溝４８が二ヶ所に形成され，更に，組
付ねじ４９用の孔５２と押付ねじ５０用の孔５３が螺刻
され，係止ねじ５１用の孔５４が穿設されている。ロッ
ド握持部２８の４つの外面にはそれぞれ押付ねじ５０が
上下に二カ所ずつ，係止ねじ５１が中央部に一カ所ずつ
設けられている。Ｌ字状に成型したガイドホルダ４６
は，可動フレーム２のＬ字状部分４５に施した加工と同
じ方法で加工され，両者４５，４６を二ヶ所の当接面５
５，５６で当接させ，組付ねじ４９で固着することで十
字形状をした貫通する空間部５７が形成される。

【００３５】ロッド２１外周面に摺接するガイド部材４
７は長方形の断面を成し，押付ねじ５０先端が当接する
面の略中央部には係止ねじ５１用の穴５８が螺刻され
る。ガイド部材４７のそれ以外の面は，少なくとも仕上
加工が施され平坦度を保っている。十字形状をした空間
部５７に下方より挿通されたロッド２１は，図２に示す
ように，ロッド駆動ピン２３にてアーム１８の小長孔２
０に吊設される。凹溝４８に緩嵌されたガイド部材４７
は，螺刻された係止ねじ５１用の穴５８と可動フレーム
２及びガイドホルダ４６に穿孔された係止ねじ５１用の
孔５９とを係合させ，係止ねじ５１で螺着される。更
に，押付ねじ５０先端がガイド部材４７に当接される。
係止ねじ５１は，凹溝４８に緩嵌されたガイド部材４７
の落下を防止する働きと，ガイド部材４７に水平方向に
自由度を与える働きがある。

【００３６】ロッド２１の垂直度調整方法について説明
する。凹溝４８内に配置されたガイド部材４７の背面側
には隙間９０があるので，係止ねじ５１を締めればガイ
ド部材４７はロッド２１外周面から離れる方向に微動す
る。逆に，係止ねじ５１を緩めればガイド部材４７はロ
ッド２１外周面へ接近する方向に微動する。係止ねじ５
１は可動フレーム２及びガイドホルダ４６に遊嵌してお
り，係止ねじ５１を中心に上下，略同寸法に配置された
押付ねじ５０の一方を多く締め込めば，ガイド部材４７
の垂直度は変化する。このように，各面に係止ねじ５１
が１本，押付ねじ５０が２本設けられ，それらのねじ５
０，５１が４面に設けられているので，各ねじ５０，５
１の操作でロッド２１の垂直度は調整される。

【００３７】ロッド２１には，切断刃１２がダンボール
箱を切り込むときに相対移動方向から水平方向の外力が
僅かに作用するのみで，他方向からの外力は無視しても
かまわない。従って，ガイド部材４７は，一般の工作機
械が採用しているような，ガタの無いガイドである必要
はない。むしろ多少のガタを持たせる方がガイド部材４
７の摩耗を防ぐことになる。

【００３８】ガイド部材４７は摩耗も少ないので，ロッ
ド２１の材質とは異なる材質，例えば鋳物や真鍮などの
軟らかな材質で作る方が良い。ガイド部材４７の摺接面
には大量の潤滑油を給油する必要はない。なぜなら，潤
滑油が滴下してダンボールや内容物を汚しかねないから
である。しかし，少量の極圧グリスを塗布するとか，少
量の潤滑油を適時給油する程度のことは構わない。ま
た，図６には防塵カバー４４について図示を省略した
が，実際にはロッド握持部２８の上下面にはロッド断面
に相似する形状にくり抜かれたゴム板など可撓性物質で
作られた防塵カバー４４が取り付けてあり，ロッド握持
部２８の内部にゴミが侵入するのを防いでいる。なお，
潤滑のために，防塵カバー４４を取り付ると同時に，潤
滑油を含ませたフエルト等を挟み込むとよい。

【００３９】次に，図８を参照しながら，切断装置１の
駆動機構について説明する。可動フレーム２の本体３の
下方には，駆動軸７と支持軸８とが回転自在に支持され
ている。可動フレーム２の本体３の下方には，貫通孔６
０，６１が上下方向に隔置して並行に形成されている。
上方の貫通孔６０は，スペーサ６２によって軸方向に隔
置して配置された一対の軸受６３を介して駆動軸７を回
転自在に支持している。また，下方の貫通孔６１は，ス
ペーサ６４によって軸方向に隔置して配置された一対の
軸受６５を介して支持軸８を回転自在に支持している。
従って，駆動軸７と支持軸８とは平行に配置されている
ことになる。

【００４０】駆動軸７の前端部６６には，クランク１４
が駆動軸７と一体構造に形成されている。クランク１４
の外側端面には，駆動軸７の軸線Ａ−Ａから偏心した位
置において，クランクピン１５がクランク１４に対して
回転自在に軸支されている。即ち，クランクピン軸２７
の一端は，クランク１４に没入状態にあって片持ち支持
されており，クランクピン１５はクランク１４から突出
したクランクピン軸２７に対して回転自在に支持されて
いる。クランクピン１５の回転部分はクランク１４とは
接触しないよう，最小限の隙間が形成されている。な
お，駆動軸７の雄ねじ部６７にナット６８を螺合して，
軸受６３，６３（特に，その内輪）とスペーサ６２を締
め付けることにより，駆動軸７の可動フレーム２に対す
る軸方向移動が規制される。また，駆動軸７の雄ねじ部
６７とナット６８の外周面に形成された歯６９との間に
係合する弛み止め７０によって，ナット６８と駆動軸７
との間のねじの弛みが防止されている。

【００４１】可動フレーム２のモータ支持部４に支持さ
れた駆動モータ６の出力軸には駆動プーリ７１が固着さ
れており，駆動プーリ７１と駆動軸７に固着された従動
プーリ７２との間に伝動ベルト７３が巻き掛けられてい
る。従って，駆動モータ６を運転すると，駆動プーリ７
１，伝動ベルト７３，従動プーリ７２を経て，駆動軸７
が回転し，駆動軸７の回転と一体にクランク１４が回転
する。なお，駆動モータ６はモータ支持部４に天井吊の
状態に取り付けられているが，駆動モータ６の可動フレ
ーム２への取付状態はこれに限るものではない。駆動モ
ータ６を，モータ支持部４の上に載置した状態にするこ
とができる。このようにした場合には，可動フレーム２
の一部に形成した切欠部に伝動ベルト７３を通して，伝
動ベルト７３が可動フレーム２と接触しないように配置
される。

【００４２】支持軸８は，軸受６５に対して直接に支持
され且つ孔７４を有する中空軸７５と，中空孔７４に挿
通されて，揺動体９を支持軸８に固定する取付ボルト７
６とから成っている。中空軸７５は，中央部寄りに形成
されている肩部７７と，他側の周面に形成された雄ねじ
部７８に螺合されるナット７９とで軸受６５，６５（特
に，その内輪）及びスペーサ６４を挟み付けることによ
って，可動フレーム２に対して軸方向の位置を規制され
つつ回転自在（この実施例の場合，回転範囲は限られて
おり，回動できればよい）に支持されている。中空軸７
５の一側先端には，揺動体９が嵌合可能な段部８０が形
成されている。なお，雄ねじ部７８とナット７９の外周
面に形成された歯８１とに係合する弛み止め８２は，中
空軸７５とナット７９とのねじ係合の弛みを防止してい
る。

【００４３】中空軸７５に挿通される取付ボルト７６
は，ボルト頭部８３と他側周面に形成した雄ねじ部８４
を備えている。雄ねじ部８４にナット８５を螺合して締
め付けていくと，ナット８５はワッシャ８６を介して中
空軸７５の他側端面に当接し，その反作用によって，ボ
ルト頭部８３は押さえ板８７を中空軸７５の端面８８に
押し付ける。揺動体９は，中空軸７５の端面８８と押さ
え板８７との間で挟持されて，支持軸８と一体化され
る。

【００４４】次に，この発明によるダンボール箱の切断
装置の実施例の作動を説明する。まず，開梱しようとす
るダンボール箱の高さや切断深さ等に応じて，可動フレ
ーム２を昇降させて切断刃１２，１３が適切な高さとな
るように調節する。切断装置１の可動フレーム２は，切
断されるダンボール箱の高さと使用されているダンボー
ル紙の厚さに対応した位置にまで下降してきて停止す
る。可動フレーム２の停止位置は予め設定しておく。切
断刃１２，１３を取り付けた刃具ホルダ１０，１１のロ
ッド２１，２２に対する高さ位置の調節は，ダンボール
箱の種類に応じて適切な切込み量となるように，締付ね
じ３６で調節する。

【００４５】ダンボール箱は切断装置１の下方をコンベ
ヤ装置（図示せず）によって水平方向に搬送される。ダ
ンボール箱は，図２において右から左へ移動する，即
ち，切断刃１２側から切断刃１３に向けて搬送されてく
るものとする。切断装置１の駆動モータ６から伝動ベル
ト７３を介して，駆動軸７に回転運動が与えられる。駆
動軸７の回転方向については説明を簡単にするため，図
２で右回転，即ち，時計方向に回転するものとする。

【００４６】クランクピン１５は，駆動軸７の中心軸線
Ａ−Ａから偏心した位置に配置され，クランク１４上に
設けられたクランクピン軸２７に回転自在に軸支されて
いる。クランク１４とクランクピン１５とは，連続回転
運動を揺動回転に変換するクランク機構を構成してい
る。クランクピン１５は，揺動体９の揺動アーム１７に
形成された大長孔１６に遊嵌されている。

【００４７】駆動軸７に時計方向の回転が与えられる
と，クランクピン１５も時計方向に移動する。位置ａの
上死点を０°とすれば，駆動軸７が１８０°回転したと
ころで，クランクピン１５は上死点ａから位置ｂ，ｃを
経て下死点ｄに至る。大長孔１６にはクランクピン１５
が遊嵌されており，この間，クランク１４の回転に伴っ
てクランクピン１５が大長孔１６内を回転中心Ｂに向か
って移動しながら大長孔１６の右縁部を押し，揺動体９
を回転中心Ｂの回りに回転させる。クランクピン１５が
ｃに位置しているときに，大長孔１６とクランクピン１
５との幾何学的位置関係によって揺動体９は最も時計方
向に振れ，その後，クランクピン１５がｄに向けて移動
すると，大長孔１６の左縁部を押し揺動体９を反時計方
向に回転させることになる。クランクピン１５の移動に
対応して，揺動体９のアーム１８も揺動回転して，当初
は時計方向に揺動回転し，途中から反転して反時計方向
に揺動回転する。これに伴って，アーム１８に連動する
ロッド２１は下降し，途中から反転して上昇する。その
際に，切断刃１２に近づいてきたダンボール箱に対し
て，切断刃１２である鋸刃１２が切込みを形成する。

【００４８】クランクピン１５が下死点ｄから更に時計
方向に回転すると，クランクピン１５は，大長孔１６の
左縁部を押して揺動体９を引き続き反時計方向へ回転さ
せる。揺動体９は，位置ｅで，大長孔１６とクランクピ
ン１５との幾何学的位置関係によって最も反時計方向に
振れ，その後反転して時計方向に揺動回転する。これに
対応して，揺動体９のアーム１９と連動するロッド２２
は下降し，途中から反転して上昇する。その際に，切断
刃１３に近づいてきたダンボール箱に対して，切断刃１
３であるナイフエッジ１３は，切断刃１２である鋸刃１
２が形成した切込みに続いてダンボール箱を大きく切断
する。即ち，切断刃１３は切断刃１２による切込み量よ
りも深い切込み量になるように固定されているので，第
一切断刃１２による切込みに続けてダンボール箱を大き
く切り進ことになる。クランク１４が１回転してクラン
クピン１５が再び上死点ａに戻ると，揺動体９を含む装
置全体が当初の状態，即ち中間位置Ｙに戻る。このよう
にして，ダンボール箱と切断刃１２及び切断刃１３との
相対移動中に，切断刃１２と切断刃１３の交互の切断動
作を繰り返してダンボール箱を必要な長さに渡って切断
し開梱する。

【００４９】なお，切断刃１２はクランクピン１５が上
死点ａからｃに至る間に中間位置Ｙから下降位置Ｚまで
移動するのに対して，切断刃１３はクランクピン１５が
下死点ｄからｅに至る間に中間位置Ｙから下降位置Ｚま
で移動する。クランクピン１５は一定速度で回転してい
るので，切断刃１３は切断刃１２に比べてかなり高速で
下降運動をすることがわかる。即ち，切断刃１２はダン
ボール箱を低速で切断し，切断刃１３は高速で切断する
ことになる。このことは，切断刃１２は切込み量が少な
く，切断刃１３は切込み量が大きいことと対応してい
る。

【００５０】このように，切断装置１においては，揺動
体９は駆動軸７の回転に伴い，回転軸線Ｂ−Ｂを基準に
して時計方向と反時計方向に交互に揺動して，揺動体９
に連動する二種類の切断刃１２，１３である鋸刃１２と
ナイフエッジ１３とがあたかもシーソー運動のように上
下運動を行ってダンボール箱を切断する。この動作は作
業者がナイフをもって突き立てと引く抜きとの動作を繰
り返していたのと同じ動作であり，これらの動作を繰り
返すことによって，切断装置１はダンボール箱を切断す
る。従って，切断装置１は，切断刃１２である鋸刃１２
がダンボール紙面に対して略垂直に切り込みを形成する
ので，ダンボール箱の粉塵を大量に発生させることはな
く，また，切断刃１３であるナイフエッジ１３は，切断
刃１２が既にダンボール箱に切り込みを形成した後で，
それに続いてダンボール箱をダンボール紙面に略垂直に
大きく切り進むので，ダンボール紙の粉塵を大量に発生
させることはない。

【００５１】このダンボール箱の切断装置は，例えば，
ダンボール箱を搬送するコンベヤ等の搬送手段に沿って
設置することができる。即ち，この切断装置１を一対対
向して配置した切断ステーション（図示せず）をダンボ
ール箱の搬送手段に沿って２個所設置し，２つの切断ス
テーションの間にはダンボール箱の搬送姿勢の変換ステ
ーション（図示せず）を設ける。各切断ステーションで
は，切断刃１２，１３の刃面をダンボール箱の搬送方向
に沿うように，即ち，駆動軸７を搬送方向と直交する面
内に置くように配置する。各切断刃１２，１３の間隔
は，ダンボール箱の幅に対応させて設定される。搬送手
段によって搬送されるダンボール箱は，最初の切断ステ
ーションにおいて，ダンボール箱の天板の搬送方向に沿
う２辺が切断される。その後，姿勢転換ステーションに
おいてダンボール箱の姿勢を垂直線回りに９０°回転
し，更に同じ搬送方向に搬送する。後の切断ステーショ
ンにて，ダンボール箱の天板のまだ切断されていない対
向する２辺が切断される。このようにして，ダンボール
箱の天板が完全にダンボール箱の本体から切り離される
ので，開梱作業の効率が格段に向上する。

【００５２】ダンボール箱の両端を同時に切断するに
は，切断装置１が二基必要である。即ち，図示した切断
装置１の勝手違いを用意する必要がある。図２にあって
は，先ずは刃具ホルダ１０と刃具ホルダ１１とをそれぞ
れ交換して，左側を刃具関連部材１０，１２，２１と成
し右側を刃具関連部材１１，１３，２２に置き換える。
次にそれぞれの切断刃１２，１３を裏返しにして目的の
刃具ホルダ１０，１１に取り付ければ良い。即ちダンボ
ール箱が図２の左側から移動してくるように切断刃１
２，１３の刃先とダンボール面とでつくる角度の開口を
左とすれば良いことになる。

【００５３】

【発明の効果】この発明によるダンボール箱の切断装置
は，上記のように構成されているので，次のような効果
を奏する。即ち，この発明によるダンボール箱の切断装
置は，揺動体の揺動運動に連動して上下に往復運動する
第一切断刃によってダンボール箱の一部に切込みを形成
し，第一切断刃から後部位置に隔置して設けた第二切断
刃によって，第一切断刃が形成した切込みに続けてダン
ボール箱を切断する。第二切断刃は，第一切断刃による
切込み量よりも深い切込み量を有するので，第一切断刃
が形成した切込みに続けてダンボール箱を大きく切り進
むことになる。このような，第一切断刃と第二切断刃と
による交互の切断動作を一回又は複数回実行して，必要
な範囲に亘ってダンボール箱を切断し，開梱する。従っ
て，従来のダンボール箱の切断装置ではダンボール紙の
粉塵が多量に発生していたが，この発明によるダンボー
ル箱の切断装置は，この粉塵の発生を抑えつつ，且つダ
ンボール箱を確実に高速で切断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるダンボール箱の切断装置の一実
施例を示す概略側面図である。

【図２】図１のダンボール箱の切断装置の一部を示す正
面図であって，切断装置における揺動体と第一切断刃関
連部材及び第二切断刃関連部材との関連構造を示したも
のである。

【図３】図２に示した切断装置を右側から見たときの側
面図であって，第一ロッドが中間位置にある時の状態を
示したものである。

【図４】図２に示した切断装置を右側から見たときの側
面図であって，第一ロッドが上昇位置にある時の状態を
示したものである。

【図５】図２に示した切断装置を右側から見たときの側
面図であって，第一ロッドが下降位置にある時の状態を
示したものである。

【図６】第一ロッド握持部を示す平面図である。

【図７】第一ロッド握持部を示す側面図である。

【図８】図１に示した切断装置の駆動機構を示す部分断
面図である。

【符号の説明】

１ 切断装置 ２ 可動フレーム ６ 駆動モータ（駆動機構） ７ 駆動軸（駆動機構） ８ 支持軸 ９ 揺動体 １０，１１ 刃具ホルダ １２，１３ 切断刃 １４ クランク（駆動機構） １５ クランクピン（駆動機構） １６ 大長孔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームに揺動自在に支持された揺動
   体，前記揺動体を揺動させる駆動機構，及び前記揺動体
   に対して相対移動するダンボール箱を切断するために前
   記揺動体に連動する第一刃具ホルダと第二刃具ホルダを
   具備し，前記第一刃具ホルダには前記ダンボール箱に切
   込みを形成する第一切断刃を着脱自在に固定し，前記第
   一刃具ホルダから後部位置に隔置して設けた前記第二刃
   具ホルダには前記第一切断刃が形成した前記切込みに続
   けて前記第一切断刃による切込み量よりも深い切込みを
   形成する第二切断刃を着脱自在に固定したことから成る
   ダンボール箱の切断装置。
2. 【請求項２】 前記駆動機構は，連続回転する駆動軸，
   前記駆動軸に一体的に設けられたクランク，及び前記ク
   ランクに前記駆動軸の軸線から偏心して設けられたクラ
   ンクピンを備え，前記揺動体には実質的に径方向に延び
   且つ前記クランクピンが嵌入する長孔が形成されてお
   り，且つ前記駆動軸の回転に伴って前記クランクピンが
   前記長孔内を往復動することにより前記駆動軸の連続回
   転が前記揺動体の支持軸を基準とした揺動運動に変換さ
   れることから成る請求項１に記載のダンボール箱の切断
   装置。
3. 【請求項３】 前記第一刃具ホルダ及び前記第二刃具ホ
   ルダは，前記揺動体の揺動運動に連動して上下に往復運
   動を繰り返すことから成る請求項１又は２に記載のダン
   ボール箱の切断装置。
4. 【請求項４】 前記ダンボール箱は水平方向に搬送さ
   れ，且つ前記フレームは昇降可能に設けられていること
   から成る請求項１〜３のいずれか１項に記載のダンボー
   ル箱の切断装置。
5. 【請求項５】 前記第一切断刃及び前記第二切断刃に対
   する前記ダンボール箱の相対移動方向は，前記ダンボー
   ル箱が前記第一切断刃側から前記第二切断刃に接近する
   方向であることから成る請求項４に記載のダンボール箱
   の切断装置。
6. 【請求項６】 前記第一切断刃は鋸刃，波打ち刃又はナ
   イフエッジであり，前記第二切断刃はナイフエッジであ
   ることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載のダ
   ンボール箱の切断装置。
7. 【請求項７】 前記第一切断刃及び前記第二切断刃に
   は，熱処理，チタンコーティング又は超硬溶射等の硬化
   処理が施されていることから成る請求項１〜６のいずれ
   か１項に記載のダンボール箱の切断装置。