JP4491642B2

JP4491642B2 - 箱もの内容物の処理方法および処理装置

Info

Publication number: JP4491642B2
Application number: JP2003281713A
Authority: JP
Inventors: 秀雄庄司
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP2005047555A

Description

本発明は、段ボール箱のような箱もの内に収容した内容物の処理方法および処理装置に関し、特に、段ボール箱を自動的に開梱し、段ボール箱内に収容した袋体から内容物を自動的に排出することを可能とする箱もの内容物の処理方法と装置に関するものである。

食品、医薬品、化学品等の産業分野では各種の材料が製品原料として使用されている。
通常、内容物は、メーカーにおいて紙袋やポリ袋等の袋体に充填して袋口を結束し、更に、段ボール箱に入れ、梱包した状態で出荷している。食品、医薬品等の製品メーカーでは段ボール箱を開梱し、袋体を取り出して内容物を製品生産ラインに供給している。

段ボール箱Ａは、例として図１３に示すように、開口部を覆うように折り曲げた２枚の内側フラップａの上方に交差する状態で外側フラップｂを折り曲げて被せ、外側フラップｂの中央合わせ目を粘着テープｃで閉じるとともにこのテープｃと直交する外側フラップｂの両端部と箱体側面とを粘着テープｄで閉じ、全体として中央閉じテープｃと両端の閉じテープｄとで形成したＨ型の閉じテープで箱体を密封している。これは、段ボール箱の上下面ともに同じである。

上記のように上下面を密封した段ボール箱Ａを開梱するには、通常は片面のＨ型テープをカッターナイフで切断したり、剥がして外側フラップおよび内側フラップを開き、内部に収容した袋体を取り出し、袋体の開口部を結束している紐を切断するか、ナイフで袋体の一部を切り開いて内容物をホッパーやサイロその他の容器に移し替えていた。

しかし、このような作業を手作業で行うことは能率が悪く、全体の重量が重い場合には作業者の負担が大きいものであった。そして、内容物を移し替える時に発生する粉塵により作業者の健康を損ねていた。

また、段ボール箱Ａを運搬している時や保管している時に段ボール箱Ａの表面に塵埃が付着し、開梱した時にこの塵埃が袋体に付くことがあり、内容物の投入時又は排出時に塵埃が混ざり合うことがあった。異物が混入した内容物は製品原料として使用することができないので廃棄する必要があり、経済的な損失となっていた。

更には、食品や医薬品業界では、内容物への異物混入防止対策として、段ボール箱Ａを製品の生産ラインに持ち込まず、倉庫内で袋体を段ボール箱Ａから取り出す作業を行っており、その際に袋体を識別するためにラベルやバーコード等を貼り付ける作業が必要であった。
特公昭５７−２５７８号特許第２８１０９４９号

上記の問題点を解決するために特公昭５７−２５７８号や特許第２８１０９４９号に示す技術が提供されている。これらの技術は、段ボール箱を自動的に開梱し、内部に収容した物を取り出すことができるが、全体として機構が複雑で構造が大掛かりなものであり、保守、管理および故障の際の修理に手間を要するものであった。

本発明は、上記する従来技術に鑑み、密閉した段ボール箱を移送する過程で自動的に開梱し、袋体を取り出して内容物を排出する作業を簡単な機構で連続的に行い、内容物の処理を能率よく、また、異物混入のない処理を行うことのできる箱もの内容物の処理方法と処理装置を提供するものである。また、本発明は、袋体を取り出した後の段ボール箱全体を開いて後処理工程に送ることのできる箱もの内容物の処理方法と処理装置を提供するものである。

上記する目的を達成するために本発明箱もの内容物の処理方法は、内容物を充填した袋体を収容して梱包した段ボール箱の移動中に外側フラップの両端閉じテープを切断する工程と、段ボール箱の送り過程で中央閉じテープを切断しつつ、先端から両側へ広がりつつ上方への傾斜部を有し、傾斜部の頂部からは下向きの傾斜部を介して後方へ延びる水平部を有し、前記水平部が段ボール箱の上端より低い位置にある開放ガイドを用いて外側フラップを押し広げて箱体の両側に折り畳む工程と、回動具とシリンダとを連結板により連結するとともに回動具の回転に従ってシリンダにより定置状態の段ボール箱の内側フラップの自由端部側を押し広げて箱体の両側に折り畳む工程と、前記段ボール箱に収容された袋体を取り出す工程からなる。

また、本発明箱もの内容物の処理装置は、内容物を充填した袋体を収容して梱包した段ボール箱を押し出しつつ外側フラップの両端閉じテープを切断する切断部と、段ボール箱を移送中に外側フラップの中央閉じテープを切断しつつ外側フラップを両側に押し広げる先端から両側へ広がりつつ上方への傾斜部を有し、傾斜部の頂部からは下向きの傾斜部を介して後方へ延びる水平部を有し、前記水平部が段ボール箱の上端より低い位置にある外側フラップ開放部と、回動具とシリンダとを連結板により連結するとともに回動具の回転に従ってシリンダにより定置状態の段ボール箱の内側フラップの自由端部側を押し広げて箱体の両側に折り畳む内側フラップ開放部と、段ボール箱に収容された袋体を取り出す手段からなる。

前記外側フラップ開放部には、中央閉じテープを切断するカッターナイフと、カッターナイフから袋体を保護するプレートとを有し、また、前記内側フラップ開放部には、内側フラップを上方に引き上げるバキュームパッドが設けられ、前記バキュームパッドが、前記段ボール箱に収容された袋体を取り出す手段を兼ねている。

本発明によれば、段ボール箱１の移動途中において外側フラップ９の両端閉じテープ１０を切断し、更に、中央の閉じテープ１６を切断しつつ外側フラップ９を開くことができ、カッターナイフ１３、１７や開放ガイド１９を使用して簡単な機構で自動的に開梱作業を行なうことができる。中央テープ１６を切断する際には保護プレート１８がカッターナイフ１７と袋体３６とを遮断しているので、袋体３６が切開されることはない。

外側フラップ９を開放後、開放部材２４を使用して内側フラップ２３を連続して開放することができ、開放した段ボール箱１から袋体３６を取り出し、内容物の排出工程に送ることで内容物の自動排出が可能であり、内容物の処理作業を効率よく行なうことができる。特に、内容物の排出前に袋体３６の表面に付着している塵埃を取り除くので、内容物に異物が混入することがない。

更に、袋体３６を取り出した後の段ボール箱１は、上下を反転させ、下側に位置していた閉じ状態の外側フラップ９および内側フラップ２３を順に開くことで袋体３６全体を偏平状態にすることができ、その後の保管が可能で、処分がし易いものである。

以下、図面に従って本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の処理装置の全体図であり、この装置は、段ボール箱１の一次開梱部２、粉体処理部（内容物処理部）３および段ボール箱１の二次開梱部４から構成されている。

上記の構成において、本発明の一実施形態は、一次開梱部２において段ボール箱１上面の外側フラップおよび内側フラップを順に自動的に開き、粉体処理部３においては、開梱した段ボール箱１から取り出した袋体に充填された粉体を自動的に排出可能とするものである。

図２は一次開梱部２を示し、段ボール箱１片面の外側フラップ両端を閉じているテープおよび中央合わせ目を閉じているテープを順に切断して外側フラップを開放し、更に、内側フラップを開放して内部に収容している袋体を取り出し可能とするものである。

このために一次開梱部２は、外側フラップの両端を閉じているテープの切断部５、外側フラップの開放部６および内側フラップの開放部７とからなっている。倉庫や集積所等に保管してある段ボール箱１は、ベルトコンベアあるいはローラコンベア等の搬送装置８を使用して複数個が一次開梱部２方向に搬送され、一個ずつ間欠的に一次開梱部２に送り込まれる。

搬送装置８から送り込まれる段ボール箱１は、外側フラップ９の両端閉じテープ１０が進行方向と平行となっており、先頭に位置する段ボール箱１ａは、搬送装置８の進行方向先端部で側面に直交状に設置したシリンダのような押し部材１１により一個ずつ横方向に押し出される。

段ボール箱１の押し出し停止位置に面して搬送装置８と平行するシリンダのような押し部材１２が設置してあり、段ボール箱１はこの押し部材１２により両端テープ切断部５を通して外側フラップ開放部６まで押し出される。段ボール箱１を所定の場所まで押し出した押し部材１２は元の位置に復帰し、押し部材１１により新たな段ボール箱１ａが押し出される。

両端テープ切断部５は、図３に示すように、段ボール箱１の進行方向にそって両側に水平に設置した一対のカッターナイフ１３からなり、このナイフ１３は、外側フラップ９の両端を閉じるテープ１０と同じ高さ位置に面するとともにナイフ１３の先端は外側フラップ９と図面には表れない内側フラップとの間に挿し込むようになっている。

従って、段ボール箱１は押し部材１２によって押し出すことによりナイフ１３の先端がテープ１０の端部に突き刺さり、段ボール箱１が通過することでテープ１０は長さ方向にそって切断されることになる。尚、段ボール箱１の移動を安定させるため、図２に示すように、両側に押え具１４を設置しておく。あるいは、図３に示すように、板体を直角状に形成した押え具１５を段ボール箱１の両側角部に押し当て、段ボール箱１が上下、左右にずれるのを防止するようにしてもよい。

ナイフ１３および押え具１５は、図示しないシリンダにより段ボール箱１に対する相対位置を変えることができるようにするとともに他のシリンダで上下位置を変えることができるようにしておけば、大きさを異にする段ボール箱１に対応することができる。

前記のようにして両端テープ１０を切断した段ボール箱１は、押し部材１２により外側フラップ開放部６に面する位置まで押し出され、チェーンコンベアあるいはベルトコンベアのような移送装置の所定の位置に定置される。

外側フラップ開放部６は、段ボール箱１を移動させつつ外側フラップ９の中央合わせ目を閉じるテープ１６を切断するとともに外側フラップ９を押し広げ、外側フラップ９を箱体の外側面に折り畳む機能を有している。

このため外側フラップ開放部６は、図４、図５に示すように、段ボール箱１の高さに対応して垂直状に設置したカッターナイフ１７、このカッターナイフ１７の下方に位置する保護プレート１８、カッターナイフ１７の後方に設けた外側フラップ９の開放ガイド１９およびバキュームパッド２０とで構成されている。

前記のように段ボール箱１を定置した移送装置２１は、段ボール箱１を一次開梱部２から二次開梱部４まで移送するものである。移送装置２１には、所定の間隔毎に押し具２２が取り付けてあり、移送装置２１上に載った段ボール箱１は押し具２２に押され、強制的に外側フラップ開放部６方向に送られることになる。尚、中央の閉じテープ１６は、段ボール箱１の移送方向と平行となっている。

移送装置２１上に段ボール箱１を定置させた状態で外側フラップ開放部６に面する側の外側フラップ９端部上にバキュームパッド２０を当てがい、真空吸引して外側フラップ９の端部を上方に持ち上げて隙間を形成する。この状態で段ボール箱１を図４のＸ矢印方向に送ると保護プレート１８の先端が中央テープ１６の下面に入り、同時にカッターナイフ１７の先端が外側フラップ９の合わせ目に入り、段ボール箱１が前進することで中央テープ１６を長さ方向にそって切断することになる。

段ボール箱１内には内容物の一例として粉体を充填した袋体が収容してあるが、カッターナイフ１７の下方に保護プレート１８が位置しているので、カッターナイフ１７が袋体に接することがなく、袋体が切られることはない。

カッターナイフ１７の後方には外側フラップ開放ガイド１９が設置してある。
この開放ガイド１９は、外側フラップ９をテープ１６の切断端部側から上方へ押し上げるとともに両側へ開く機能を有している。このため、線材からなる開放ガイド１９は、先端から両側へ広がりつつ上方への傾斜部１９ａを有し、傾斜部１９ａの頂部からは下向きの傾斜部１９ｂを介して後方へ延びる水平部１９ｃを有している。尚、先端部から拡開した広さ間隔は、段ボール箱１の横幅間隔よりも広くなっている。

従って、図６に示すように、カッターナイフ１７で切断された外側フラップ９の下側に開放ガイド１９の先端が入り、段ボール箱１の移動とともに両側の外側フラップ９は拡開傾斜部１９ａにそって上方へ押し広げられ、更に、下方傾斜部１９ｂおよび水平部１９ｃにおいて外側フラップ９は箱体の両側へ押し下げられることになる。

保護プレート１８が外側フラップ９の下面に入った時点でバキュームパッド２０は外側フラップ９から離れるが、真空吸引装置と接続する配管はある程度引っ張られるので、配管の一部は伸縮可能なフレキシブル管としておくことが望ましい。尚、カッターナイフ１７、保護プレート１８および開放ガイド１９等は高さを調節可能としておくことにより、大きさが異なる段ボール箱１に対応することができる。

外側フラップ９が箱体の両側に折り畳んだ状態で開かれると、段ボール箱１は内側フラップ開放部７位置で停止する。
内側フラップ開放部７は、外側フラップ９を開いて表面に表れた内側フラップ２３を押し上げるとともに箱体の外側へ回すようにして折り畳む機能を有している。図７に示すように、内側フラップ２３の自由端部両側に面してそれぞれ一対の開放部材２４が設置してあり、また、図７、図８に示すように停止した段ボール箱１の上方には内側フラップ２３を吸引するバキュームパッド２５が設けてある。

開放部材２４は、逆転可能なモータあるいはロータリーアクチュエーターのような回動具２６と、シリンダ２７とをＬ型の連結板２８によって連結したものである。連結板２８の基部に回動具２６を取り付け、連結板２８の長形部先端にシリンダ２７を取り付けてあるので、図７においてシリンダ２７は回動具２６を中心にして外側方向へ回動することになる。

外側フラップ９を開いた段ボール箱１を定置した状態でバキュームパッド２５を内側フラップ２３の上面に押し当て、真空吸引して上方に引き上げ、内側フラップ２３の自由端部側に隙間を形成する（図７参照）。この状態で各シリンダ２７のロッド２９を前進させて隙間に入れ、内側フラップ２３の下面に位置させる。その後、回動具２６により連結板２８を矢印外側方向に回動させれば、内側フラップ２３はシリンダロッド２９で回動押し上げられ、更に、箱体の外側へ下向き傾斜状に折り畳まれることになる。

シリンダロッド２９が内側フラップ２３の下面に入った時、バキュームパッド２５は内側フラップ２３から離して所定の位置に復帰させておく。尚、段ボール箱１を安定させるために、図２に示すように、段ボール箱１の両側にシリンダのような押え具３０を設けてもよい。

上記のように一次開梱部２で段ボール箱１の上面フラップ９、２３が箱体の外側に開かれると、内部に収容していた袋体が取り出され、粉体処理部３に送られる。前記の複数のバキュームパッド２５は、内側フラップ２３を引き上げるだけではなく、袋体を持ち上げ、所定の位置まで移送する機能を有している。

このため、図８に示すように、バキュームパッド２５はシリンダ３１により昇降可能であるとともにレール３２に載って粉体処理部３の方向に往復移動することができるようになっている。往復移動にはシリンダを使用することができ、あるいは、循環するチェーンコンベアにシリンダ３１を連結して粉体処理部３間に往復移動するようにしてもよい。

粉体処理部３は、袋体に開口部を形成し、この開口部から粉体を排出するものであり、図１および図９に示すように、袋体の開袋送り込み部３３、袋体の開袋部３４および粉体排出部（内容物排出部）３５とから構成されている。

前記のようにバキュームパッド２５で持ち上げられた袋体３６は、所定の位置、即ち、粉体処理部３の前方位置においてベルトコンベアやチェーンコンベア等の移送装置３７上に設置され、この位置で袋体３６の全面にエアーシャワーを吹き付けて、表面に付着している塵埃を取り除く。袋体３６を定置するとバキュームパッド２５は所定の位置まで戻る。塵埃を取り除いた後、袋体３６は開袋送り込み部３３を経由して開袋部３４に送られるが、少なくともエアーシャワー部Ｅと開袋送り込み部３３との間にシャッターＳを開閉可能に設けておけば、塵埃が開袋部３４側に侵入することがない。

開袋送り込み部３３で袋体３６の上部は、図１０に示すように矩形状の枠体３８で囲まれ、袋体３６の両側上部はバキュームパッド３９で掴まれる。このバキューパッド３９は、枠体３８に設置したシリンダ４０により出し入れ可能であり、かつ、図示しない真空吸引装置に配管で接続してある。

枠体３８は、レール４１に載って粉体排出部３５間に往復移動可能となっており、例えば、シリンダ４２を使用することで往復移動させればよい。あるいは、枠体３８の上方に循環するチェーンコンベアを設置しておき、チェーンコンベアと枠体３８とを連結することで往復移動可能である。

開袋部３４には、図１１に示すように、垂直上方を向いたカッターナイフ４３が設けてあるので、袋体３６はそのまま前進させることで袋体３６の下面は切断され、粉体排出用の開口部が直線状に形成される。

袋体３６を更に前進させて粉体排出部３５に送れば、図１２に示すように、粉体排出部３５の下部には排出ゲート４４が設けてあり、排出ゲート４３を開くことで開口部４５から粉体の排出が可能となる。袋体３６自体はバキュームパッド３９で掴まれているので落ちることはない。尚、排出した粉体は適当な容器に受け入れて保管したり製品生産ラインに運べばよい。

尚、枠体３８の上部に押圧部材４６を設けておき、シリンダ４７で押圧部材４６を袋体３６の上面に押し当て、下方への圧力を加えることで排出を促進させることができる。あるいは、押圧部材４６に変え、枠体３８に振動発生体を設けておき、袋体３６に振動を与えることで排出を効率よく行い、かつ、袋体３６の内面に付着する粉体を振るい落すことができる。
袋体３６から全ての粉体を排出した後、袋体３６を前進させてバキュームパッド３９を離せば袋体３６は自重で落下するので、まとめておいて廃棄処分とすればよい。

上記の実施形態により段ボール箱１の上面は開放され、袋体３６を取り出して粉体を自動排出することができる。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態においては袋体３６を取り出した後の段ボール箱１下面の閉じテープを取り去り、折り畳み可能としたことに特徴を有している。

袋体３６を取り出した段ボール箱１は、移送装置２１を使用して二次開梱部４に送られるが、その前処理として段ボール箱１は上下が反転される。図１おいて符号４８は反転装置である。

この反転装置４８は、移送途中の段ボール箱１の両側面を保持することのできる一対のシリンダのような保持部材４９、５０を有している。一方の保持部材４９は、モータ５１によって回動可能となっており、他方の保持部材５０は軸受５２により回動可能に支持されている。また、この反転装置４８は、図８に示すように、シリンダのような昇降装置５３によって上下動可能となっている。

両保持部材４９，５０のロッド先端には平板状の圧接板５４が設けてあり、送られてきた段ボール箱１の両側面に圧接板５４を押し当てて保持する。この状態で昇降装置５３により段ボール箱１および保持部材４９，５０を上昇させ、ある程度の高さ位置で停止させた後、昇降装置５３を下降させ、モータ５１を駆動して保持部材４９を回動させれば、従動側の保持部材５０も同時回動するので、段ボール箱１は上下反転する。ここで昇降装置５３を再び上昇させ、反転した段ボール箱１を保持部材４９，５０とともに下降させて移送装置２１上に載せ、圧接板５４を離して段ボール箱１を二次開梱部４に送る。

二次開梱部４は、前記した一次開梱部２と同じ構成となっている。即ち、上面に位置する両端テープ１０を両端テープ切断部５で切断し、次に、外側フラップ開放部６で中央閉じテープ１６を切断しつつ開放ガイド１９を使用して外側フラップ９を押し広げ、箱体の外側に折り畳む。

その後、内側フラップ開放部７で内側フラップ２３を開き、段ボール箱１の上下面を開放する。この段ボール箱１は、偏平に折り畳んで保管すればよく、その後の使用目的は自由に選択することができる。

以上、説明した本発明の各実施形態における各処理工程において、処理時間を管理、制御することにより、段ボール箱の移送、テープの切断、開梱、取り出した袋体からの粉体の排出等を連続して行なうことが出来る。

尚、各実施形態においては段ボール箱１を開梱し、内部に収容した袋体３６を取り出して粉体を排出する場合について説明したが、本発明は粉体の処理に限定されるものではない。例えば、粒体、液体および固形物等からなる内容物の処理方法および装置に使用しても最適なものである。また、内容物としては原料に限らず、製品やその他の種類のものでもよい。

本発明は、段ボール箱を連続して自動的に開梱し、内容物を自動的に排出できるので、食品、医薬品、化学品等の広い産業分野において各種の内容物を製品原料として取り扱うに際し、異物が混入することなく、能率よく開梱や排出等の処理作業を行なうことができる。

本発明装置の全体を示す平面図である。本発明の一次開梱部を示す平面図である。段ボール箱両側の閉じテープを切断する状態の斜視図である。外側フラップ開放部の側面図である。外側フラップ開放部の平面図である。外側フラップを押し広げる状態の斜視図である。内側フラップを開放する状態の斜視図である。一次開梱部の側面図である。粉体排出の流れを示す側面図である。粉体処理部において袋体を保持した状態の正面図である。粉体処理部における開袋部の正面図である。粉体処理部におけ内容物体排出の状態を示す正面図である。従来の袋体梱包に使用した段ボール箱の斜視図である。

１段ボール箱
２段ボール箱の一次開梱部
３粉体処理部（内容物処理部）
４段ボール箱の二次開梱部
５両端テープ切断部
６外側フラップ開放部
７内側フラップ開放部
８搬送装置
９外側フラップ
１０両端閉じテープ
１１押し部材
１２押し部材
１３カッターナイフ
１４押え具
１５押え具
１６中央閉じテープ
１７カッターナイフ
１８保護プレート
１９外側フラップ開放ガイド
２０バキュームパッド
２１移送装置
２２押し具
２３内側フラップ
２４開放部材
２５バキュームパッド
２６回動具
２７シリンダ
２８連結板
２９ロッド
３０押え具
３１シリンダ
３２レール
３３袋体の開袋送り込み部
３４袋体の開袋部
３５粉体排出部（内容物排出部）
３６袋体
３７移送装置
３８矩形状枠体
３９バキュームパッド
４０シリンダ
４１レール
４２シリンダ
４３カッターナイフ
４４排出ゲート
４５開口部
４６押圧部材
４７シリンダ
４８段ボール箱反転装置
４９保持部材
５０保持部材
５１モータ
５２軸受
５３昇降装置
５４圧接板
Ｓシャッター
Ｅエアークリーニング部

Claims

内容物を充填した袋体を収容して梱包した段ボール箱の移動中に外側フラップの両端閉じテープを切断する工程と、段ボール箱の送り過程で中央閉じテープを切断しつつ、先端から両側へ広がりつつ上方への傾斜部を有し、傾斜部の頂部からは下向きの傾斜部を介して後方へ延びる水平部を有し、前記水平部が段ボール箱の上端より低い位置にある開放ガイドを用いて外側フラップを押し広げて箱体の両側に折り畳む工程と、回動具とシリンダとを連結板により連結するとともに回動具の回転に従ってシリンダにより定置状態の段ボール箱の内側フラップの自由端部側を押し広げて箱体の両側に折り畳む工程と、前記段ボール箱に収容された袋体を取り出す工程とからなることを特徴とする箱もの内容物の処理方法。
内容物を充填した袋体を収容して梱包した段ボール箱を押し出しつつ外側フラップの両端閉じテープを切断する切断部と、段ボール箱を移送中に外側フラップの中央閉じテープを切断しつつ外側フラップを両側に押し広げる先端から両側へ広がりつつ上方への傾斜部を有し、傾斜部の頂部からは下向きの傾斜部を介して後方へ延びる水平部を有し、前記水平部が段ボール箱の上端より低い位置にある外側フラップ開放部と、回動具とシリンダとを連結板により連結するとともに回動具の回転に従ってシリンダにより定置状態の段ボール箱の内側フラップの自由端部側を押し広げて箱体の両側に折り畳む内側フラップ開放部と、段ボール箱に収容された袋体を取り出す手段からなることを特徴とする箱もの内容物の処理装置。
前記外側フラップ開放部には、中央閉じテープを切断するカッターナイフと、カッターナイフから袋体を保護するプレートとを有することを特徴とする請求項２記載の箱もの内容物の処理装置。
前記内側フラップ開放部には、内側フラップを上方に引き上げるバキュームパッドが設けられ、前記バキュームパッドが、前記段ボール箱に収容された袋体を取り出す手段を兼ねることを特徴とする請求項２記載の箱もの内容物の処理装置。