JP6043509B2 - 箱詰め装置 - Google Patents

Description

本発明は物品の箱詰め装置に関する。

物品の箱詰め装置としては、物品を吸着ヘッドで真空吸着して梱包箱に上方より挿入するタイプのものが良く知られている。このタイプの箱詰め装置の例を特許文献１に見ることができる。

しかしながら物品の中には、真空吸着に適さないものがある。そのような場合、物品を外側からつかむ把持部材が用いられることがある。把持部材を用いる箱詰め装置の例を特許文献２に見ることができる。

真空吸着可能な物品であっても、形状が薄いために何段も積み重ねて箱詰めされることとされた場合には、１段ずつ吸着ヘッドで梱包箱に入れていたので時間がかかり過ぎる。そのような場合、梱包箱の外で所定段数に積み重ねられた物品を把持部材で一括把持して梱包箱に挿入するという手法が採用されることもある。このような箱詰め装置の例を特許文献３に見ることができる。

真空吸着に適さない物品の箱詰め装置の他の例としては、特許文献４に記載されたものがある。この装置では、複数の物品を基台の所定範囲内に配置し、開口部を下面とした梱包箱を基台に被せ、その状態で基台を反転して物品を基台から梱包箱に移すこととしている。

特開２００４−３１４９８０号公報 特開２００４−３１５０４２号公報 特開２０１１−２０７５２９号公報 特開２００９−２３４６４１号公報

特許文献２、３に記載された箱詰め装置のように、把持部材で物品を把持して梱包箱に挿入するタイプの装置では、把持部材を抜き出すための隙間を物品の外側と梱包箱の内面との間に設けておく必要がある。そのため梱包箱を大きめにせざるを得ず、輸送時や倉庫保管時のスペース効率が悪くなる。梱包箱の内部で物品ががたつくという問題もある。

特許文献４に記載された箱詰め装置であれば、把持部材を抜き出すための隙間を考慮する必要はない。しかしながら基台と梱包箱を反転する仕掛けが大がかりとなり、装置が大型化する他、物品の天地が逆転してしまうという問題もある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、真空吸着して梱包箱に上方から挿入するといったやり方に適さない物品を効率良く箱詰めできる上、比較的コンパクトな構造とすることが可能な箱詰め装置を提供することを目的とする。

本発明に係る箱詰め装置は、下面開口部に互いに向き合う１対のフラップを有する梱包箱を、前記１対のフラップが開いた状態で保持する保持装置と、接近すると交叉状態となり、その状態で上面に物品を載置することが可能な１対のフォークと、前記１対のフォークを支持するリフト装置と、前記リフト装置上で前記１対のフォークに、互いに接近する動きまたは互いに離間する動きを与えるアクチュエータと、前記梱包箱の下面開口部を閉じる方向に前記１対のフラップを折り込むものであって、前記１対のフォークの移動範囲に干渉しない位置に配置されている折り込み装置と、交叉状態にある前記１対のフォークに物品を載置するローダと、全体を制御する制御部を備え、前記制御部は次の制御ステップを順次遂行することを特徴としている：
前記アクチュエータにより前記１対のフォークを接近させ交叉状態とするステップ、
交叉状態となった前記１対のフォークの上に前記ローダで物品を載置するステップ、
前記リフト装置を上昇させ、前記梱包箱にその下面開口部より前記物品を挿入するステップ、
前記折り込み装置により前記１対のフラップを折り込むステップ、
前記アクチュエータにより前記１対のフォークを離間させ、前記物品と前記フラップの間から前記フォークを脱出させるステップ、
前記１対のフォークの前記梱包箱外への脱出完了後、前記リフト装置を降下させるステップ。

上記構成の箱詰め装置において、前記１対のフォークが支持する前記物品を前記梱包箱の内部へと誘導するガイドが配置されていることが好ましい。

上記構成の箱詰め装置において、前記物品と共に前記梱包箱内に残留する底板を前記物品の載置に先立ち前記フォーク上に載置する底板供給装置が付設されていることが好ましい。

本発明によると、互いに接近させ交叉状態とした１対のフォークの上に物品を載置し、そのフォークを上昇させ梱包箱に下から物品を挿入しておいて、梱包箱の下面開口部の１対のフラップを折り込み装置で閉じ、次いでフォークを離間させて物品とフラップの間から梱包箱外に脱出させるものであるから、真空吸着して梱包箱に上方から挿入するといったやり方に適さない物品であっても効率良く箱詰めすることができる。物品の外側と梱包箱の内面の間に隙間を設けておかなくて良いので梱包箱を大きめにする必要がなく、輸送時や倉庫保管時のスペース効率が向上する。梱包箱の内部で物品ががたつくこともない。大がかりな反転装置は必要ないので装置をコンパクト化することができる。また物品の天地関係を正しく保ったまま箱詰めすることができる。

本発明に係る箱詰め装置を含む箱詰めシステムの概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る箱詰め装置の正面図である。 本発明の実施形態に係る箱詰め装置の上面図である。 本発明の実施形態に係る箱詰め装置の正面図で、異なる状態を示すものである。 本発明の実施形態に係る箱詰め装置の正面図で、さらに異なる状態を示すものである。 本発明の実施形態に係る箱詰め装置の上面図で、異なる状態を示すものである。 本発明の実施形態に係る箱詰め装置の正面図で、さらに異なる状態を示すものである。 発明の実施形態に係る箱詰め装置の上面図で、さらに異なる状態を示すものである。 本発明の実施形態に係る箱詰め装置の正面図で、さらに異なる状態を示すものである。 本発明の実施形態に係る箱詰め装置の制御ブロック図である。 梱包される物品の一例を示す斜視図である。 梱包される物品の他例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。図１に示す箱詰めシステム１は袋入りの貼付薬のような平らで薄い物品Ａを積み重ね状態で段ボール製の梱包箱Ｂに箱詰めするものであり、その概略構成は次の通りである。

物品Ａは物品搬入コンベア１０の上に互いに所定間隔を保って１列に並べられ、順次送られてくる。物品搬入コンベア１０は２本設けられている。物品搬入コンベア１０の端には回転テーブル１１が配置され、物品Ａは回転テーブル１１の上に置かれた積み重ねガイド筒１２の中に１枚ずつ落とし込まれ、所定枚数が積み重ねられる。所定枚数の物品Ａが積み重ねガイド筒１２に落とし込まれた時点で、回転テーブル１１は１８０°回転し、空の積み重ねガイド筒１２が物品Ａの受け止めを開始する。満杯の積み重ねガイド筒１２は回転テーブル１１から中継コンベア１３に引き渡される。中継コンベア１３は２個の回転テーブル１１から受け取った満杯の積み重ねガイド筒１２を集積部１４まで運ぶ。

集積部１４では満杯の積み重ねガイド筒１２が２本並び、そこから積み重ねられた物品Ａの柱が押し上げられる。２本並んでいる積み重ねられた物品Ａの柱の間に、仕切供給部１５から供給される段ボール製の仕切Ｃが挿入される。その後２本の物品Ａの柱は仕切Ｃと共に箱詰め装置３０のリフト装置３１の上に、これも箱詰め装置３０の一環をなすローダ３２によって載置される。リフト装置３１は梱包箱Ｂに物品Ａを挿入する作業位置から離れた位置でローダ３２より物品Ａを受け取り、挿入作業位置に移動する。

箱詰め装置３０には底板供給装置１６が付設されている。底板供給装置１６は、ローダ３２がリフト装置３１に物品Ａを載置するのに先だって、段ボール製の底板Ｄをリフト装置３１の上に載置する。図１の実施形態では、底板Ｄの上に物品Ａの柱が４列載置されたところでリフト装置３１は挿入作業位置に移動する。

梱包箱Ｂは梱包箱供給装置１７より１個ずつ箱詰め装置３０に供給される。梱包箱Ｂは通常の直方体形状のものであり、胴部の上面開口部と下面開口部に２対ずつのフラップを備える。梱包箱Ｂは平らに畳まれた状態で梱包箱供給装置１７に保持されているが、箱詰め装置３０への供給途中で起函され、上面と下面が開いた箱形状となる。梱包箱Ｂはその形状で後述する保持装置により保持される。この梱包箱Ｂの中に下面よりリフト装置３１が物品Ａを挿入する。

物品Ａが梱包箱Ｂに挿入された後、後述する折り込み装置が梱包箱Ｂの下面開口部の２対のフラップのうち１対を折り込み、物品Ａが抜け落ちないようにする。その後梱包箱Ｂは中継コンベア１８により文書投入装置１９のところまで運ばれる。その過程で、梱包箱Ｂの下面開口部の残り１対のフラップが折り込まれ、梱包箱Ｂの下面開口部は閉鎖状態となる。

文書投入装置１９に到着した梱包箱Ｂには、この時まだ開いたままである上面開口部より物品Ａの説明書等の文書Ｅが投入される。その後梱包箱Ｂは封緘装置２０のところまで運ばれる。その過程で、梱包箱Ｂの上面開口部の２対のフラップは１対ずつ順に折り込まれ、梱包箱Ｂの上面開口部は閉鎖状態となる。

封緘装置２０では、梱包箱Ｂの下面のフラップの合わせ目と上面のフラップの合わせ目にそれぞれ粘着テープＦが貼り付けられ、梱包箱Ｂは封緘状態となる。中継コンベア１８は封緘状態の梱包箱Ｂを搬出コンベア２１まで運び、搬出コンベア２１は梱包箱Ｂを次工程へと送り出す。

続いて図２に基づき箱詰め装置３０の構造を説明する。箱詰め装置３０は、前述のリフト装置３１及びローダ３２の他、次の構成要素を備える。すなわち、梱包箱Ｂを保持する保持装置３３、リフト装置３１に載置された物品Ａを梱包箱Ｂの内部へと誘導するガイド３４、及び梱包箱Ｂの下面開口部のフラップを折り込む折り込み装置３５である。

前述の通り、梱包箱Ｂは直方体形状の胴部Ｂａの上面開口部Ｂｂと下面開口部Ｂｃに２対ずつのフラップを備える。上面開口部Ｂｂに設けられた２対のフラップの内、１対は長辺側フラップＢｄであり、他の１対は短辺側フラップＢｅである。下面開口部Ｂｃに設けられた２対のフラップの内、１対は長辺側フラップＢｆであり、他の１対は短辺側フラップＢｇである。

短辺側フラップＢｅは長辺側フラップＢｄに先だって折り込まれるものであり、短辺側フラップＢｇは長辺側フラップＢｆに先だって折り込まれるものである。折り込まれた場合、１対の短辺側フラップＢｅの先端同士の間には隙間が生じ、１対の短辺側フラップＢｇの先端同士の間にも隙間が生じる。これに対し、１対の長辺側フラップＢｄは折り込まれたとき先端同士が接触し、１対の長辺側フラップＢｆも折り込まれたとき先端同士が接触する。

起函工程を経た梱包箱Ｂは、上面の長辺側フラップＢｄと短辺側フラップＢｅ、下面の長辺側フラップＢｆと短辺側フラップＢｇがいずれも開いた状態で、胴部Ｂａを保持装置３３により保持される。そこへガイド３４が上昇してくる。

ガイド３４は４個の部材からなり、図３に示す通り、各部材は上から見るとＬ次形をしている。４個の部材は長辺側フラップＢｆと短辺側フラップＢｇがなす４個のコーナー部に位置する。４個の部材の外面はそれぞれ四角錐の一部を切り取った形状となっており、４個が集合することでガイド３４の外面側に四角錐形状の仮想平面が形成される。このため、図示しないアクチュエータでガイド３４が押し上げられると、ガイド３４はその外面で１対の長辺側フラップＢｆと１対の短辺側フラップＢｇを下拡がりのテーパ状に押し拡げることになる。このように長辺側フラップＢｆと短辺側フラップＢｇを開いた状態に保持することから、ガイド３４は保持装置３３の一部を構成するものでもある。

ガイド３４の４個の部材は板金製であり、内面側も四角錐の一部を切り取った形状になっている。この内面は、物品Ａを梱包箱Ｂの胴部Ｂａの内部に誘導するガイド面となる。

リフト装置３１は上面に１対のフォーク３６を支持している。フォーク３６は板金製であって、側面から見ると、垂直部分の上端から水平部分が延び出す逆Ｌ字形状となっている。水平部分には３本の爪３６ａが形成されている。１対のフォーク３６は、一方のフォーク３６の爪３６ａと他方のフォーク３６の爪３６ａが互い違いに組み合わさるように、互いに向かい合う形で配置される。

１対のフォーク３６は水平方向に、図２で言えば左右方向に、直線的に移動可能であるように支持される。リフト装置３１の上面には１個のフォーク３６に対して１個のアクチュエータ３７が配置される。計２個のアクチュエータ３７は、１対のフォーク３６に、互いに接近する動きまたは互いに離間する動きを与える。アクチュエータ３７としてはエアシリンダやモータを使用することができる。

図２と図３は、アクチュエータ３７が１対のフォーク３６に対し、互いに接近する動きを与えた状態を示している。図３に示す通り、一方のフォーク３６の爪３６ａは他方のフォーク３６の爪３６ａの間から突き出している。この状態のことを本明細書では「交叉状態」と称する。フォーク３６が交叉状態にあるとき、その上面に物品を載置することが可能である。

図７と図８は、アクチュエータ３７が１対のフォーク３６に対し、互いに離間する動きを与えた状態を示している。図８に示す通り、一方のフォーク３６の爪３６ａと他方のフォーク３６の爪３６ａは先端同士が浅く組み合わさっているのみである。この状態のことを本明細書では「離間状態」と称する。

折り込み装置３５は、短辺側フラップＢｇの外側に位置するように配置された１対の水平回転軸３５ａと、水平回転軸３５ａに固定された爪３５ｂにより構成される。爪３５ｂはフォーク３６の爪３６ａと同様に３本ずつ設けられ、フォーク３６の爪３６ａの移動範囲に干渉しない位置に配置されている。

爪３５ｂは、図示しないアクチュエータが水平回転軸３５ａを回動させることにより、図２に示す角度から、図５に示す角度へ、またその逆へと回動せしめられる。アクチュエータとしてはロータリー型のエアシリンダやモータを用いることができる。

箱詰め装置３０とその付属設備は、より正確に言えばそれらを動作させるためのアクチュエータは、図１０に示す制御部４０によって制御される。図１０には制御部の制御対象としてリフト装置３１、ローダ３２、保持装置３３、ガイド３４、折り込み装置３５、フォーク３６のアクチュエータ３７、及び底板供給装置１６が記載されているのみであるが、箱詰めシステム１の他の構成要素も制御部４０の制御対象とすることができる。

続いて箱詰め装置３０の動作を図２から図９までの図に基づき説明する。図２は保持装置３３で保持された梱包箱Ｂの下に、１対のフォーク３６で物品Ａを支持したリフト装置３１が到着した状態を示している。この前に制御部４０は、アクチュエータ３７により１対のフォーク３６を接近させ交叉状態にするステップと、交叉状態にあるフォーク３６の上に底板供給装置１６より供給された底板Ｄを載置するステップと、フォーク３６で支持された底板Ｄの上にローダ３２で物品Ａを載置するステップとを遂行済みである。

この時の物品Ａは、図１１に示す通り、底板Ｄの上に物品Ａの柱を４本並べた形になっている。なお図１１に記載された文書Ｅはこの時点では存在していない。図１２に示すように、底板Ｄの上に物品Ａの柱を２本並べるという構成も可能である。

次いで制御装置４０は、図４に示す通り、リフト装置３１を上昇させる。すると物品Ａは梱包箱Ｂの下面開口部Ｂｃを通って胴部Ｂａの中に挿入される。ガイド３４は物品Ａが胴部Ｂａにスムーズに挿入されるのを助ける。

次いで制御装置４０は、折り込み装置３５の爪３５ｂを図５の矢印方向に回動させる。これにより短辺側フラップＢｇは胴部Ｂａに対し直角をなすように、言い方を変えれば梱包箱Ｂの下面開口部Ｂｃを閉ざすように、折り込まれる。このように折り込まれた短辺側フラップＢｇの上面が、フォーク３６の爪３６ａの下面に接するように、リフト装置３１の上昇量が設定されている。折り込み装置３５の爪３５ｂはこの時、図６に示す通り、フォーク３６の爪３６ａの下方に、短辺側フラップＢｇを隔てて重なっている。

前述の通り、１対の短辺側フラップＢｇは先端同士が隙間を置いて向き合うものであり、この隙間からフォーク３６の爪３６ａが梱包箱Ｂの中に入り込む形になっている。爪３６ａは、梱包箱Ｂの内部で底板Ｄと短辺側フラップＢｇに挟まれている。

次いで制御装置４０はアクチュエータ３７を動作させ、図７の示す通り１対のフォーク３６を離間状態に置く。すると、底板Ｄと短辺側フラップＢｇに挟まれていたフォーク３６の爪３６ａが、短辺側フラップＢｇの先端同士間の隙間を通って梱包箱Ｂの外に脱出する。爪３６ａは底板Ｄには接触するものの物品Ａには接触していないので、爪３６ａのこのような動きで物品Ａに傷が付くことはない。図８に示す通り、爪３６ａの移動範囲に干渉しない位置に折り込み装置３５の爪３５ｂは配置されており、フォーク３６の動きが折り込み装置３５によって妨げられることはない。

フォーク３６の爪３６ａが梱包箱Ｂの外に脱出すると、フォーク３６は短辺側フラップＢｇを介して梱包箱Ｂを支持することになり、梱包箱Ｂは少し持ち上げられる。保持装置３３はこのような梱包箱Ｂの持ち上げが可能な構造とされている。

次いで制御装置４０は、図９に示す通りリフト装置３１を降下させる。すると梱包箱Ｂは折り込み装置３５の爪３５ｂによって支持される形になる。その後梱包箱Ｂは箱詰め装置３０から搬出され、文書投入装置１９へと向かう。

以上本発明の実施形態を説明したが、この他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、物品の箱詰め装置に利用可能である。

１ 箱詰めシステム
１６ 底板供給装置
３０ 箱詰め装置
３１ リフト装置
３２ ローダ
３３ 保持装置
３４ ガイド
３５ 折り込み装置
３６ フォーク
３７ アクチュエータ
Ａ 物品
Ｂ 梱包箱
Ｂｇ 短辺側フラップ

Claims (3)

1. 下面開口部に向き合う方向が直交する２対のフラップを有する梱包箱を、対をなすフラップ同士が向き合って開いた状態で保持する保持装置と、
   接近すると交叉状態となり、その状態で上面に物品を載置することが可能な１対のフォークと、
   前記１対のフォークを支持するリフト装置と、
   前記リフト装置上で前記１対のフォークに、互いに接近する動きまたは互いに離間する動きを与えるアクチュエータと、
   前記梱包箱の下面開口部を閉じる方向に前記２対のフラップのうち一方の一対のフラップを折り込むものであって、前記１対のフォークの移動範囲に干渉しない位置に配置されている折り込み装置と、
   交叉状態にある前記１対のフォークに物品を載置するローダと、
   全体を制御する制御部を備え、
   前記制御部は次の制御ステップを順次遂行することを特徴とする箱詰め装置：
   前記アクチュエータにより前記１対のフォークを接近させ交叉状態とするステップ、
   交叉状態となった前記１対のフォークの上に前記ローダで物品を載置するステップ、
   前記リフト装置を上昇させ、前記保持装置に対をなすフラップ同士が向き合って開いた状態の前記梱包箱にその下面開口部より前記物品を挿入するステップ、
   前記折り込み装置により２対のフラップのうち一方の１対のフラップを他方の１対のフラップに先だって折り込むステップ、
   前記アクチュエータにより前記１対のフォークを前記一方の１対のフラップが対向していた方向に離間させ、前記物品と前記フラップの間から前記フォークを脱出させるステップ、
   前記１対のフォークの前記梱包箱外への脱出完了後、前記リフト装置を降下させるステップ。
2. 前記１対のフォークが支持する前記物品を前記梱包箱の内部へと誘導するガイドが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の箱詰め装置。
3. 前記物品と共に前記梱包箱内に残留する底板を前記物品の載置に先立ち前記フォーク上に載置する底板供給装置が付設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の箱詰め装置。

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