JPH11301621A

JPH11301621A - 箱成形装置

Info

Publication number: JPH11301621A
Application number: JP10883398A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Doigawa; 範幸土居川; Junichi Iifushi; 順一飯伏
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 1999-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、カートンの倒れやたわみの発生を
抑え、製品の充填及びシームの差し込みを確実に行うこ
とが可能な箱成形装置を提供することにある。【解決手段】本発明では、開口状態の箱状カートン３
を設置する搬送レール９に関連して上部フォーク２０及
び下部フォーク２５を配設し、これら上部フォーク２０
及び下部フォーク２５によって箱状カートン３の４面を
完全に規制した状態で保持すると共に、上部フォーク２
０及び下部フォーク２５の間欠作動で箱状カートン３を
搬送する搬送手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、包装機械における
カートニングマシンの箱成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は箱詰め包装ラインの従来例を示し
ている。この箱詰め包装ラインでは、マガジン１と呼ば
れるカートンホルダにセットされている板状カートン２
を１枚ずつ取り出し、開口状態の箱状カートン３にセッ
トする。次いで、この開口部３ａから被包装品５の集積
品６を箱状カートン３内に充填し、２Ｄコードを検知し
ながらホットメルト糊付（ビードディテクタ）を行うと
共に、機械トラブルや２Ｄコードに異常のある不良品を
破線矢印Ｆ₁，Ｆ₂の如く排出する。しかる後、箱状カ
ートン３にテープ７を貼り付けて開口部３ａを閉じるテ
ープ貼りを行い、箱体４のテープ貼りを検知し、テープ
貼りに異常のある不良品や、過量異常及び軽量異常のあ
る不良品を破線矢印Ｆ₃，Ｆ₄，Ｆ₅の如く排出し、所
定寸法（Ｌ×Ｗ×Ｈ）に形成された箱詰めの作業工程を
完了している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような工程をもつ
従来の包装機械においては、板状カートン２から開口状
態の箱状カートン３へセットした後の集積品６の充填お
よび開口部３ａの箱成形が問題となっている。図８は取
り扱う箱状カートン３の従来の開口セット寸法例（Ｌ＝
１７０ｍｍ、Ｗ＝１１４ｍｍ、Ｈ＝１０６ｍｍ）を示し
ている。この箱状カートン３の材質は厚紙（０．７ｍｍ
厚さ）であり、しかも、図示のようにＬ寸法、Ｈ寸法が
比較的大きいため、剛性が弱いという欠点がある。

【０００４】そのために生じる欠点１の例を図９
（ａ），（ｂ）に示す。このような箱状カートン３を従
来機のカートン搬送フォーク１９にセットすると、カー
トン高さ（Ｈ）に対し、フォーク１９の高さｈが４０ｍ
ｍ程度と低く、しかも下部側のみに設けられているた
め、図９（ａ）に示すように倒れて△Ｌの倒れ量が発生
する。この量はカートン材形状や寸法、フォーク１９の
形状により若干異なるが、図９（ｂ）で示す３種類のカ
ートン材Ａ，Ｂ，Ｃのように、ほぼ△Ｌ＝２〜４ｍｍの
範囲の倒れ量となっている。この倒れが発生すると集積
品６の箱状カートン３内への充填が不可能となってしま
う。ここで図９のデータは次の方法により試験したもの
である。（１）カートン搬送フォーク１９内に試験カートン材
Ａ，Ｂ，Ｃを挿入する。この挿入はマガジン１内の板状
カートン２をバキュームカップでフォーク１９内に引き
抜くことにより行った。（２）カートン寸法とフォーク間寸法とを比べると、フ
ォーク間寸法の方がカートン寸法よりも２ｍｍ程度大き
い。（３）カートン寸法は図８が基準であって、この寸法に
５０ｍｍ程度加減して設定する。（４）倒れ量の測定は、直角定規とスケールで行った。

【０００５】上記欠点２の例を図１０（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示す。図１０（ａ），（ｂ）に示す如く、箱状
カートン３の上方胴部３ｂが凹変形してたわみδが発生
する。このたわみδ値は図１０（ｃ）に示す如く、３種
類の試験カートン材Ａ，Ｂ，Ｃのように概略δ＝２〜６
ｍｍ（最大値）となっている。このように、上方胴部３
ｂにたわみδが発生すると、箱成形時にフラップ（ふ
た）部１０のシーム１１が箱状カートン３の内部に差し
込むことが不可能となってしまう。

【０００６】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、上記した欠点を解消し、カ
ートンの倒れやたわみの発生を抑え、製品の充填及びシ
ームの差し込みを確実に行うことが可能な箱成形装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するため、本発明においては、開口状態の箱状
カートンを設置する支持部材に関連して上部フォーク及
び下部フォークを配設し、これら上部フォーク及び下部
フォークによって前記箱状カートンの４面を完全に規制
した状態で保持すると共に、前記上部フォーク及び下部
フォークの間欠作動で前記箱状カートンを搬送する搬送
手段を備えている。また、本発明は、開口状態の箱状カ
ートンの上方にバキュームカップを設け、前記箱状カー
トンの凹変形した上方胴部を前記バキュームカップで吸
着しながら上昇させることにより強制的に凸変形させ、
この状態を保持しながら前記箱状カートン内に製品を充
填する充填手段を備えている。さらに、本発明は、開口
状態の箱状カートンの付近に前後移動可能なガイドフォ
ーク及びタッカーを設け、前記箱状カートンの上方胴部
の内側に前記ガイドフォークを挿入して強制的にフラッ
ト部を形成すると同時に、前記ガイドフォークを前記箱
状カートンのシームの案内ガイドとし、前記タッカーに
より前記シームを前記箱状カートン内に挿入して箱成形
する成形手段を備えている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【０００９】図１〜図６は本発明に係る箱成形装置の実
施の形態を示しており、図１は箱状カートンの倒れ防止
を行う搬送手段を示している。この搬送手段は、開口状
態の箱状カートン３を設置する左右一対の搬送レール
（支持部材）９と、該搬送レール９を間に置いて上下に
配設される上部フォーク２０及び下部フォーク２５とか
ら構成されている。

【００１０】上部フォーク２０及び下部フォーク２５
は、図１（ａ），（ｃ）に示す如く、開口部分が互いに
対向する断面略コ字状に形成されており、箱状カートン
３を間に挟んだ上下位置に配置されている。また、上部
フォーク２０及び下部フォーク２５の大きさは、外周壁
部２０ａ，２５ａの端面を突き合わせた状態で、内部に
収納された箱状カートン３の４面を完全に規制しながら
保持し得るように形成されている。一方、上部フォーク
２０及び下部フォーク２５の側面は、図１（ｂ），
（ｄ）に示す如く、互いに嵌合する凸凹形状に形成さ
れ、これによって昇降時の精度を保つスライド方式の機
構となっている。また、上部フォーク２０及び下部フォ
ーク２５は間欠作動し、箱状カートン３を搬送すべく構
成されている。このため、上部フォーク２０の上面に
は、後述するシリンダ１００の作動ロッド１００ａが連
結され、該シリンダ１００の作用で昇降するようになっ
ている。そして、下部フォーク２５は、図示しないリン
ク機構等で昇降し、かつスライド作動を行うようになっ
ている。

【００１１】本発明の実施の形態では、まず、図１
（ａ），（ｂ）で示すように箱状カートン３を搬送レー
ル９上に開口状態でセットする。そして、上部フォーク
２０及び下部フォーク２５を作動させ、図１（ｃ），
（ｄ）で示すように上下方向から上下部フォーク２０，
２５で完全に規制して箱状カートン３を四角形に保持す
る。しかる後、上部フォーク２０及び下部フォーク２５
の間欠作動を行い、四角形に保持された箱状カートン３
を搬送している。このように、上下方向から上下部フォ
ーク２０，２５で箱状カートン３を四角形に保持するこ
とにより、箱状カートン３が完全に規制された状態とな
り、倒れの発生を確実に防止できる。図２（ａ），
（ｂ）は、図１に示す構成の上部フォーク２０及び下部
フォーク２５によって保持された試験カートン材Ａ，
Ｂ，Ｃにおけるカートン倒れ量△Ｌの調査結果を示して
いる。この結果から△Ｌ＝１ｍｍ以下となっており、正
確な箱セットができていることが判る。ここで、フォー
ク間寸法はカ一トン寸法よりも２ｍｍ程度大きい。な
お、倒れ量の測定はスケールで行った。

【００１２】図３は箱状カートンの上方胴部のたわみを
防止し、箱状カートン内に製品（集積品）を充填する充
填手段を示している。この充填手段は、箱状カートン３
の上方胴部３ｂの凹変形を改良するものであり、開口状
態の箱状カートン３及び上部フォーク２０の上方にはバ
キュームカップ３０が設けられている。すなわち、本実
施形態の充填手段では、箱状カートン３の上方胴部３ｂ
の凹変形を上方からバキュームカップ３０で吸着し、強
制的に凹変形を凸変形に改良するものである。

【００１３】バキュームカップ３０は、上部フォーク２
０の上面に設けられた切欠き部３２と対応する位置で、
図示しない駆動装置によって昇降自在に配設されてお
り、同切欠き部３２を介して箱状カートン３の上方胴部
３ｂまで下降し得るようになっている。また、バキュー
ムカップ３０には、パイプ３０ａの一端が接続され、該
パイプ３０ａの他端は図示しない真空ポンプ等に接続さ
れている。なお、箱状カートン３には、開口部３ａを閉
塞するフラップ１０及び差込シーム１１が一体成形され
ており、同フラップ１０は、上方胴部３ｂの吸着時など
において上方へ持ち上がらないように、フラップガイド
バー３１により抑止されている。

【００１４】本発明の実施の形態では、図３（ａ），
（ｂ）に示すように、開口状態の箱状カートン３が上下
部フォーク２０，２５にセットされた状態で、箱状カー
トン３の上方胴部３ｂに凹変形のたわみが発生している
場合、図３（ｃ），（ｄ）に示すようにバキュームカッ
プ３０を下降させ、切欠き部３２を介して箱状カートン
３の上方胴部３ｂを吸着する。その後、図３（ｅ），
（ｆ）に示すようにバキュームカップ３０を上昇させる
と、箱状カートン３の上方胴部３ｂは強制的に凸変形さ
せられることになる。そして、この状態を保持しながら
箱状カートン３内に製品を充填する。このように、バキ
ュームカップ３０で強制的に箱状カートン３の上方胴部
３ｂを吸着し、凸変形させることにより、製品の充填作
業を確実に、かつ容易に行うことができる。

【００１５】図４は箱状カートン内へシームを差し込む
箱成形手段で、図３の工程の続きを示しており、ここで
は製品が箱状カートン３内に挿入されている。この箱成
形手段は、箱状カートン３の開口部３ａ側付近に設けら
れるガイドフォーク４０及びタッカー４５から構成さ
れ、同ガイドフォーク４０及びタッカー４５は、図外の
駆動装置により水平方向へ前後移動可能な構造となって
いる。

【００１６】ガイドフォーク４０は、図４（ａ）に示す
如く、先端部が台形の一対の差込対向片４０ａを有する
平面略コ字状に形成されており、これを箱状カートン３
の上方胴部３ｂの下方に挿入（差し込み）することによ
って同上方胴部３ｂにフラット部が形成され、それと同
時に箱状カートン３のシーム１１の案内ガイドとして兼
用されている。また、タッカー４５は、ガイドフォーク
４０の下方に配置されており、フラップ閉ガイドバー３
３によって所定位置まで閉じられたシーム１１を前進さ
せて完全に箱状カートン３内に挿入するものである。

【００１７】本発明の実施の形態では、図４（ａ），
（ｂ）に示すように、バキュームカップ３０で箱状カー
トン３の凹変形した上方胴部３ｂを吸着し、強制的に凸
変形させた状態で、ガイドフォーク４０の差込対向片４
０ａを箱状カートン３の上方胴部３ｂの下方内側に挿入
し、同箱状カートン３の上方胴部３ｂにフラット部を形
成する。次いで、フラップ閉ガイドバー３３を上昇させ
て、フラップ１０を図４（ｂ）に示すように閉じて行
く。このとき、シーム１１はガイドフォーク４０の下面
に沿って閉じて行く。そして、シーム１１の一部が箱状
カートン３内に挿入されたら、この状態でタッカー４５
が図４（ｃ）に示すように前進し、シーム１１を完全に
箱状カートン３内に挿入する。シーム１１の挿入が終了
したら、図７で示したように、テープ７を貼り付ける
と、箱成形が完了する。その後、ガイドフォーク４０を
後退させ、バキュームカップ３０を開放した後にタッカ
ー４５を後退させれば、箱体は次工程へ搬送されて行
く。本実施形態によれば、凹変形している箱状カートン
３でも容易に、かつ確実に製品を充填でき、しかもふた
となるフラップ１０のシーム１１の挿入も確実となる。
これによりトラブルが発生せず、安定した操業を行うこ
とができる。

【００１８】図５及び図６は、以上説明した本発明の実
施の形態を総合した例を示しているが、ここで実際の組
立図では煩雑であり、図面が複雑となるため、本実施形
態では側面状態を示すモデル図で説明する。まず、上下
部フォーク２０，２５の構成と作動工程を説明する。上
下部フォーク２０，２５は図５（ａ）〜（ｅ）の工程順
序で作動して箱状カートン３を搬送する。同図では４カ
ートンの搬送例を示しており、箱状カートン３は搬送レ
ール９上にセットされ、上下部フォーク２０，２５は図
５（ｆ）で示すように、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）及び（Ｅ）の順に間欠作動するようになってい
る。

【００１９】図５（ａ）に示す如く、新しい箱状カート
ン３が搬送レール９上の左端にセットされると、下部フ
ォーク２５が下方の矢印（Ａ）方向へ移動し、上部フォ
ーク２０は上方に移動する。そして、図５（ｂ）に示す
如く、下部フォーク２５が新しい箱状カートン３を受け
取るために、矢印（Ｂ）方向へ移動する。この状況で
は、上部フォーク２０および箱状カートン３は移動して
いない。次いで、図５（ｃ）に示す如く、下部フォーク
２５が矢印（Ｃ）方向へ上昇して、新しい箱状カートン
３を受け取る。この状況では、新しい箱状カートン３は
押えガイド８で保持されている。そして、図５（ｄ）に
示す如く、新しい箱状カートン３を受け取った下部フォ
ーク２５が矢印（Ｄ）方向へに移動すると、右端の箱状
カートン３は下部フォーク２５から外れて、次の工程へ
搬送される。これで１ピッチ、１個の箱状カートン３が
搬送されることになる。その後、上部フォーク２０が矢
印（Ｅ）方向へ下降し、全ての箱状カートン３を上下部
フォーク２０，２５で挟み込み、同箱状カートン３の変
形を防止する。以下この工程を繰り返し、間欠搬送を行
う。

【００２０】図１で示したカートンセット方法は、この
ような上下部フオーク２０，２５の構成で作動する。こ
のように間欠搬送しながら箱状カートン３を搬送して行
くが、図５（ｅ）で示すように、二工程目と三工程目に
バキュームカップ３０が配置されている。この部分は図
６の平面図で示している。ここで、二工程目のバキュー
ムカップ３０は、図３で示したように、箱状カートン３
の凹変形防止用であり、この位置で箱状カートン３を強
制的に凸変形させた状態で、図示しない集積品を充填プ
ッシャ５０で箱状カートン３内に充填する。そして、フ
ラップ１０はフラップガイドバー３１で保持されてい
る。また、三工程目のバキュームカップ３０は、図４に
おけるフラップ１０及びシーム１１の差込工程部を示し
ている。バキュームカップ３０で箱状カートン３の上方
胴部３ｂを吸着しており、これを強制的に凸変形させた
状態で、ガイドフォーク４０を箱状カートン３内に挿入
する。次いで、フラップ閉ガイドバー３３でフラップ１
０を上方に持ち上げながら閉じて行く。その後、タッカ
ー４５でシーム１１を箱状カートン３内に完全に挿入す
れば、作業完了となる。上部フォーク２０はシリンダ１
００等で昇降し、下部フォーク２５は図示しないリンク
機構等で昇降し、スライド作動を行うものである。

【００２１】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変
形及び変更を加え得るものであり、例えば、カートン数
は設備規模などに応じて適宜選択することができる。

【００２２】

【発明の効果】上述の如く、本発明に係る箱成形装置
は、開口状態の箱状カートンを設置する支持部材に関連
して上部フォーク及び下部フォークを配設し、これら上
部フォーク及び下部フォークによって前記箱状カートン
の４面を完全に規制した状態で保持すると共に、前記上
部フォーク及び下部フォークの間欠作動で前記箱状カー
トンを搬送する搬送手段を備えているので、箱状カート
ンの倒れを抑えることができ、製品を箱状カートン内に
確実に充填でき、箱詰め作業の向上を図ることができ
る。また、本発明に係る箱成形装置は、開口状態の箱状
カートンの上方にバキュームカップを設け、前記箱状カ
ートンの凹変形した上方胴部を前記バキュームカップで
吸着しながら上昇させることにより強制的に凸変形さ
せ、この状態を保持しながら前記箱状カートン内に製品
を充填する充填手段を備えているので、箱状カートンの
たわみの発生を抑えることができ、箱状カートン内への
シームの差し込みを確実に行うことができる。さらに、
本発明に係る箱成形装置は、開口状態の箱状カートンの
付近に前後移動可能なガイドフォーク及びタッカーを設
け、前記箱状カートンの上方胴部の内側に前記ガイドフ
ォークを挿入して強制的にフラット部を形成すると同時
に、前記ガイドフォークを前記箱状カートンのシームの
案内ガイドとし、前記タッカーにより前記シームを前記
箱状カートン内に挿入して箱成形する成形手段を備えて
いるので、シームの差し込みを箱状カートン内に更に確
実にかつ円滑に行うことができ、箱成形が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る箱成形装置のうち、
箱状カートンの倒れ防止の搬送手段の一部であって、
（ａ）は上部フォークの降下前の状態を示す正面図、
（ｂ）は（ａ）の側面断面図、（ｃ）は箱状カートンを
下部フォークおよび上部フォークで完全に規制した状態
を示す正面図、（ｄ）は（ｃ）の側面断面図である。

【図２】図１における搬送手段を用いたカートン倒れ量
の調査結果であって、（ａ）は上部フォーク及び下部フ
ォークによって保持した状態を示す概念図、（ｂ）は各
種試験カートン材と倒れ量の関係を示す線図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る箱成形装置のうち、
カートンの上方胴部のたわみ防止の製品充填手段の一部
であって、（ａ）はバキュームカップの作動前の状態を
示す正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）はバキュ
ームカップが作動して箱状カートンの上方胴部を吸着し
始めた状態を示す正面図、（ｄ）は（ｃ）の側面図、
（ｅ）はバキュームカップが作動して箱状カートンの上
方胴部を吸着しながら上昇した状態を示す正面図、
（ｆ）は（ｅ）の側面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る箱成形装置のうち、
カートン内へシームを差し込む箱成形手段の一部であっ
て、（ａ）はガイドフォークを箱状カートン上方胴部の
内側に挿入した状態を示す平面図、（ｂ）はシームをガ
イドフォークの下面に沿って閉じていく状態を示す側面
図、（ｃ）はシームを箱状カートン内に挿入する状態を
示す側面図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る箱成形装置を用いて
箱組立を行うモデル図であり、（ａ）〜（ｅ）は上部フ
ォーク及び下部フォークの作動工程を示す側面図、
（ｆ）は上部フォーク及び下部フォークの間欠作動順序
を示す概念図である。

【図６】図５（ｅ）の作動工程を示す平面図である。

【図７】箱詰め包装ラインを概念的に示す斜視図であ
る。

【図８】従来における開口状態の箱状カートンの寸法例
を示す斜視図である。

【図９】図８におけるカートン倒れ量の調査結果であっ
て、（ａ）は箱状カートンを搬送フォークにセットした
状態を示す概念図、（ｂ）は各種試験カートン材と倒れ
量の関係を示す線図である。

【図１０】従来の箱状カートンの上方胴部に凹変形のた
わみが発生した場合を示し、（ａ）はその斜視図、
（ｂ）はその側面図、（ｃ）は各種試験カートン材とた
わみ量の関係を示す線図である。

【符号の説明】

３箱状カートン３ａ上方胴部８押えガイド９搬送レール１０フラップ１１差込シーム２０上部フォーク２５下部フォーク３０バキュームカップ３１フラップガイドバー３２切欠き部３３フラップ閉ガイドバー４０ガイドフォーク４５タッカー５０充填プッシャ１００シリンダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開口状態の箱状カートンを設置する支持
部材に関連して上部フォーク及び下部フォークを配設
し、これら上部フォーク及び下部フォークによって前記
箱状カートンの４面を完全に規制した状態で保持すると
共に、前記上部フォーク及び下部フォークの間欠作動で
前記箱状カートンを搬送する搬送手段を備えたことを特
徴とする箱成形装置。
【請求項２】開口状態の箱状カートンの上方にバキュ
ームカップを設け、前記箱状カートンの凹変形した上方
胴部を前記バキュームカップで吸着しながら上昇させる
ことにより強制的に凸変形させ、この状態を保持しなが
ら前記箱状カートン内に製品を充填する充填手段を備え
たことを特徴とする箱成形装置。
【請求項３】開口状態の箱状カートンの付近に前後移
動可能なガイドフォーク及びタッカーを設け、前記箱状
カートンの上方胴部の内側に前記ガイドフォークを挿入
して強制的にフラット部を形成すると同時に、前記ガイ
ドフォークを前記箱状カートンのシームの案内ガイドと
し、前記タッカーにより前記シームを前記箱状カートン
内に挿入して箱成形する成形手段を備えたことを特徴と
する箱成形装置。
【請求項４】開口状態の箱状カートンを設置する支持
部材に関連して上部フォーク及び下部フォークを配設
し、これら上部フォーク及び下部フォークによって前記
箱状カートンを四角形に保持した状態で、前記箱状カー
トンの凹変形した上方胴部を前記バキュームカップで吸
着することにより強制的に凸変形させ、前記箱状カート
ン内に製品を充填するようにしたことを特徴とする請求
項２に記載の箱成形装置。
【請求項５】開口状態の箱状カートンを設置する支持
部材に関連して上部フォーク及び下部フォークを配設
し、これら上部フォーク及び下部フォークによって前記
箱状カートンを四角形に保持した状態で、前記箱状カー
トンの上方胴部の内側に前記ガイドフォークを挿入して
強制的にフラット部を形成すると同時に、前記タッカー
により前記シームを前記箱状カートン内に挿入して箱成
形するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の箱
成形装置。