(57)【要約】【課題】フラップの重なり部分の接合状態の良否を直接判別して、フラップの重なり部分に接合不良のあるカートンを確実に検出する。【解決手段】折り重ねられたフラップ１１ａ〜１１ｄの重なり部分を接合して底部１３が形成されるカートン１の前記重なり部分の接合状態を検査する方法であって、折り重ねられた外側のフラップ１１ｂ，１１ｄに対してカートン１の内側より予め設定された大きさの押圧力Ｐを作用させたときの外側のフラップ１１ｂ，１１ｄの押圧方向の変位からフラップの重なり部分の接合状態の良否を判別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り重ねられたフラップの重なり部分を接合して底部が形成されるカートンの前記重なり部分の接合状態を検査する方法であって、折り重ねられた外側のフラップに対してカートンの内側より予め設定された大きさの押圧力を作用させたときの前記外側のフラップの押圧方向の変位からフラップの重なり部分の接合状態の良否を判別することを特徴とするカートン検査方法。
【請求項２】
前記押圧力は、前記外側のフラップに対して一定時間継続して作用させる請求項１に記載のカートン検査方法。
【請求項３】
前記押圧力は、前記フラップの重なり部分の接合状態が良好なカートンに作用させたときに前記外側のフラップが押し開かれない大きさに設定されるものであり、前記フラップの重なり部分の接合状態が良好なカートンを対象として予め行った実験によって大きさが決定される請求項１または２に記載のカートン検査方法。
【請求項４】
前記押圧力は、弾性体を弾性変形させたときに生ずる復元力である請求項１〜３のいずれかに記載のカートン検査方法。
【請求項５】
前記フラップの重なり部分は、接着剤を塗布して接合されている請求項１に記載のカートン検査方法。
【請求項６】
前記フラップの重なり部分は、２種類の接着剤を塗布して接合されており、第１の接着剤は第２の接着剤より硬化速度が速く、第２の接着剤は第１の接着剤より硬化時の接着力が優れており、第１の接着剤が硬化した後、第２の接着剤が硬化する前に前記フラップの重なり部分の接合状態を検査する請求項１または５に記載のカートン検査方法。
【請求項７】
折り重ねられたフラップの重なり部分を接合して底部が形成されるカートンの前記重なり部分の接合状態を検査する方法であって、底部を下にしてカートンを検査位置に搬入するカートン搬入工程と、折り重ねられた外側のフラップに対してカートンの内側より予め設定された大きさの押圧力を作用させる押圧工程と、前記押圧力による前記外側のフラップの押圧方向の変位を検出し、その検出値が良否判定の基準値を超えたか否かにより前記フラップの重なり部分の接合状態の良否を判別する判別工程とを順次実施することを特徴とするカートン検査方法。
【請求項８】
請求項７に記載されるカートン検査方法であって、前記外側のフラップに作用させる押圧力の大きさを決定する準備工程をさらに含み、前記準備工程では、前記フラップの重なり部分の接合状態が良好なカートンを対象として実験を行い、前記押圧力を当該カートンに作用させたときに外側のフラップが押し開かれない大きさに設定するカートン検査方法。
【請求項９】
折り重ねられたフラップの重なり部分を接合して底部が形成されるカートンの前記重なり部分の接合状態を検査する装置であって、検査対象のカートンを検査位置に搬入してカートンの底部を支持するカートン搬入機構と、検査位置の上方に配置され外側のフラップに対してカートンの内側より予め設定された大きさの押圧力を作用させる押圧機構と、前記押圧力による前記外側のフラップの押圧方向の変位を検出する検出器を含み前記検出器による検出値が良否判定の基準値を超えたか否かにより前記フラップの重なり部分の接合状態の良否を判別する判別装置とを備えるカートン検査装置。
【請求項１０】
前記検出器は、変位センサである請求項９に記載のカートン検査装置。
【請求項１１】
前記検出器は、光電センサである請求項９に記載のカートン検査装置。
【請求項１２】
前記カートン搬入機構は、検査対象のカートンの底部の両側端部を支持してカートンを検査位置に搬入する左右の搬送ベルトを含んでおり、前記各搬送ベルトは、外側に対して内側が低くなるように傾斜する状態でプーリ間に掛け渡されている請求項９に記載のカートン検査装置。
【請求項１３】
前記搬送ベルトは、複数個の板状片が無端状に連ねられたものである請求項１２に記載のカートン検査装置。
【請求項１４】
前記押圧機構は、検査位置の上方に位置しロッドを昇降動作させる昇降機構と、前記昇降機構のロッドの下端に設けられる押付機構と、前記昇降機構のロッドの昇降動作を制御する制御装置とを含み、前記押付機構は、前記ロッドの下降によって前記外側のフラップの内面に押し付けられる押付部材と、前記押付部材を弾性体を介して支持する支持機構とを備える請求項９に記載のカートン検査装置。
【請求項１５】
前記押付部材は、下端に外側のフラップの内面に線接触の状態で当接する形状の押圧子を備える請求項１４に記載のカートン検査装置。
【請求項１６】
前記弾性体は、圧縮変形させたときに生じる復元力を前記押圧力として生じさせて前記押付部材に伝えるばねである請求項１４に記載のカートン検査装置。
【請求項１７】
前記制御装置は、ロッドが下死点で一定時間定位するように前記昇降機構の動作を制御する請求項１４に記載のカートン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、折り重ねられたフラップの重なり部分を接合して底部が形成されるカートンを検査対象とするカートン検査方法およびカートン検査装置に関する。本願発明は特に、折り重ねられたフラップの重なり部分の接合状態を検査するのに用いられるカートン検査方法と、その方法を実施するためのカートン検査装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
段ボール箱などのカートンは、図１２に示すように、箱形を呈する本体部１０と、本体部１０の一端の開口縁に一体に設けられるフラップ１１ａ〜１１ｄと、本体部１０の他端の開口縁に一体に設けられるフラップ１２ａ〜１２ｄとからなる。本体部１０の一端の開口縁に連なるフラップ１１ａ〜１１ｄのうち、対をなす一方のフラップ１１ａ，１１ｃは内側に折り込まれ、対をなす他方のフラップ１１ｂ，１１ｄはフラップ１１ａ，１１ｃの外側に折り重ねられ、先端縁が突き合わされて底部１３が形成される。折り重ねられた内外のフラップの重なり部分には適量の接着剤が塗布され、折り重ねられた内外のフラップを押し付けることで重なり部分が接合される。
【０００３】
この種の接着剤として硬化速度が速いホットメルト接着剤が広く用いられている。内側のフラップ１１ａ，１１ｃの外面にホットメルト接着剤を塗布し、その上に外側のフラップ１１ｂ，１１ｄを折り重ねることによりフラップの重なり部分を接合したとき、ホットメルト接着剤の塗布量が十分でないなど、塗布状態に異常があると、内外のフラップ間の接合強度が不足し、カートン１内に荷を詰めたとき、底部１３が抜けるおそれがある。
【０００４】
この問題に対処するため、カートンの組立ラインに接着剤の塗布状態を検査する検査装置が設置されている。従来のこの種の検査装置として、ホットメルト接着剤が塗布された部分の温度を検出し、その検出温度に基づいて、ホットメルト接着剤の塗布状態が適正であるか否かを検査している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４５３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の検査は、ホットメルト接着剤の塗布状態が適正であれば、フラップの重なり部分の接合状態は適正であるとの前提に立って行われる検査であり、内外のフラップの重なり部分の接合状態を直接検査しているわけではない。しかし、ホットメルト接着剤の塗布状態が適正であっても、フラップの重なり部分の接合状態が適正でない場合がある。接合不良のカートンが良品として検査を通過したとき、そのカートンに荷を積めると、フラップの重なり部分が解体し、底部１３が抜けるおそれがある。
【０００７】
この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、フラップの重なり部分の接合状態の良否を判別して、フラップの重なり部分に接合不良のあるカートンを確実に検出できるカートン検査方法およびカートン検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のカートン検査方法は、折り重ねられたフラップの重なり部分を接合して底部が形成されるカートンの前記重なり部分の接合状態を検査する方法であって、折り重ねられた外側のフラップに対してカートンの内側より予め設定された大きさの押圧力を作用させたときの外側のフラップの押圧方向の変位からフラップの重なり部分の接合状態の良否を判別するものである。
【０００９】
上記のカートン検査方法によると、フラップの重なり部分に接合不良のあるカートンの場合、折り重ねられた外側のフラップに対してカートンの内側より予め設定された大きさの押圧力を作用させると、外側のフラップが押圧方向へ押し開かれて大きく変位するので、フラップの重なり部分の接合状態は適正でない、と判断される。フラップの重なり部分に接合不良のないカートンの場合、折り重ねられた外側のフラップに対してカートンの内側より予め設定された大きさの押圧力を作用させても、外側のフラップは押圧力に耐え、押圧方向の変位はわずかであるので、フラップの重なり部分の接合状態は適正である、と判断される。  
【００１０】
前記押圧力は、外側のフラップに対して一定時間継続して作用させるのが望ましい。この時間は、外側のフラップの変形に要する十分な時間、例えば２秒程度に設定される。
【００１１】
前記押圧力は、フラップの重なり部分の接合状態が良好なカートンに作用させたときに外側のフラップが押し開かれない大きさに設定されるものであり、フラップの重なり部分の接合状態が良好なカートンを対象として予め行った実験によって大きさが決定される。
【００１２】
前記押圧力は、望ましくは弾性体を弾性変形させたときに生ずる復元力である。弾性体として、コイルばね、板ばね、ゴムのような弾性材などがある。
【００１３】
前記フラップの重なり部分は、好ましくは、接着剤により接合されるが、止め金、粘着テープなどにより接合されるものであってもよい。また、接着剤により接合される場合、１種類の接着剤（例えばホットメルト接着剤）を用いて接着されていてもよく、２種類以上の接着剤を用いて接着されていてもよい。
好ましい実施形態においては、前記フラップの重なり部分は、２種類の接着剤を塗布して接合されている。第１の接着剤は例えばホットメルト接着剤であり、第２の接着剤より硬化速度が速いものである。第２の接着剤は例えばコールドクルー接着剤であり、第１の接着剤より硬化時の接着力が優れている。第１の接着剤が硬化した後、第２の接着剤が硬化する前にフラップの重なり部分の接合状態を検査する。
【００１４】
この発明によるカートン検査方法は、折り重ねられたフラップの重なり部分を接合して底部が形成されるカートンの前記重なり部分の接合状態を検査する方法であって、底部を下にしてカートンを検査位置に搬入するカートン搬入工程と、折り重ねられた外側のフラップに対してカートンの内側より予め設定された大きさの押圧力を作用させる押圧工程と、押圧力による外側のフラップの押圧方向の変位を検出し、その検出値が良否判定の基準値を超えたか否かによりフラップの重なり部分の接合状態の良否を判別する判別工程とを順次実施するものである。
【００１５】
好ましい実施形態においては、外側のフラップに作用させる押圧力の大きさを決定する準備工程をさらに含んでいる。準備工程では、フラップの重なり部分の接合状態が良好なカートンを対象として実験を行い、押圧力を当該カートンに作用させたときに外側のフラップが押し開かれない大きさに設定する。
【００１６】
この発明によるカートン検査装置は、折り重ねられたフラップの重なり部分を接合して底部が形成されるカートンの前記重なり部分の接合状態を検査するものであって、検査対象のカートンを検査位置に搬入してカートンの底部を支持するカートン搬入機構と、検査位置の上方に配置され外側のフラップに対してカートンの内側より予め設定された大きさの押圧力を作用させる押圧機構と、押圧力による外側のフラップの押圧方向の変位を検出する検出器を含み検出器による検出値が良否判定の基準値を超えたか否かによりフラップの重なり部分の接合状態の良否を判別する判別装置とを備える。
【００１７】
上記のカートン検査装置によって、フラップの重なり部分の接合状態を検査するには、カートン搬入機構により検査対象のカートンを検査位置に搬入してカートンの底部を支持する。押圧機構は、外側のフラップに対してカートンの内側より予め設定された大きさの押圧力を上方より作用させる。検出器は、押圧力による外側のフラップの押圧方向の変位、例えば、フラップが変位した距離やフラップの検出器からの距離を検出し、検出器による検出値が良否判定の基準値を超えたとき、判別装置はフラップの重なり部分の接合状態は適正でない、と判断し、一方、良否判定の基準値を超えないとき、判別装置はフラップの重なり部分の接合状態は適正である、と判断する。
【００１８】
検出器として種々のものが考えられるが、好ましくは、変位センサであり、その他、光電センサなどを用いることもできる。変位センサとして、レーザなどを用いる光学式の他、接触式もあるが、これらに限定されない。
【００１９】
好ましい実施形態においては、前記カートン搬入機構は、検査対象のカートンの底部の両側端部を支持してカートンを検査位置に搬入する左右の搬送ベルトを含んでおり、各搬送ベルトは、外側に対して内側が低くなるように傾斜する状態でプーリ間に掛け渡されている。
【００２０】
この実施形態によると、各搬送ベルトは外側に対して内側が低くなるように傾斜するので、検査対象のカートンは、底部の外側のフラップが下方へ押し開かれることが可能な状態で底部の両側端部が各搬送ベルト上に支持される。
【００２１】
搬送ベルトとして、例えば、複数個の板状片が無端状に連ねられたものが用いられるが、そのような形態のものに限定されない。
【００２２】
好ましい実施形態においては、前記押圧機構は、検査位置の上方に位置しロッドを昇降動作させる昇降機構と、昇降機構のロッドの下端に設けられる押付機構と、昇降機構のロッドの昇降動作を制御する制御装置とを含む。押付機構は、ロッドの下降によって外側のフラップの内面に押し付けられる押付部材と、押付部材を弾性体を介して支持する支持機構とを備える。
【００２３】
この実施形態によると、昇降機構のロッドが下降して押付部材が外側のフラップの内面に押し付けられると、弾性体が弾性変形し、その変形量に応じた大きさの復元力が押付部材の先端に作用する。
【００２４】
前記押付部材は、好ましくは、下端にフラップの内面に線接触の状態で当接する形状の押圧子を備えたものである。押圧子として例えば丸軸状のものが用いられるが、これに限定されない。
【００２５】
前記弾性体は、望ましくは、圧縮変形によって生じる復元力を前記押付部材に伝えるばねであるが、引っ張りにより変形して復元力を生じさせるばねを用いることも可能である。また、ばねはコイルばねの他、板ばねであってもよく、さらに、ばねに代えてゴムのような弾性材を用いることもできる。
【００２６】
前記制御装置は、外側のフラップに対して押圧力を一定時間継続して作用させるために、ロッドが下死点で一定時間定位するように前記昇降機構の動作を制御する。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、フラップの重なり部分の接合状態の良否を直接判別でき、フラップの重なり部分に接合不良のあるカートンを確実に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】カートン検査方法の原理説明図である。
【図２】カートンの底部の接合位置と押圧位置を示す底面図である。
【図３】検出器の他の実施形態を示す側面図である。
【図４】カートン検査装置の全体構成を示す側面図である。
【図５】カートン検査装置の全体構成を示す平面図である。
【図６】カートン検査装置に正面図である。
【図７】押圧機構の主要部を拡大して示す正面図である。
【図８】カートンへの押圧動作を示す説明図である。
【図９】カートン検査装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１０】カートンの組立から検査に至る作業の流れを示すフローチャートである。
【図１１】制御装置による制御の手順を示すフローチャートである。
【図１２】カートンを底部の側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、この発明のカートン検査方法の原理を示している。図示のカートン１は、例えば包装用、運送用の段ボール箱であり、その材質は、図示していないが、波状の中芯紙の両面に平らな表板紙が貼り合わされたものである。箱形を呈する本体部１０の下端の開口縁に底部１３を形成するためのフラップ１１ａ〜１１ｄが、本体部１０の上端の開口縁に蓋部１４を形成するためのフラップ１２ａ〜１２ｄが、それぞれ一体に設けられている。なお、フラップ１１ｃ，１２ｃは図示されていない。
【００３０】
底部１３は、図２に示すように、対向位置の対をなす一方のフラップ１１ａ，１１ｃが内側に折り込まれ、対向位置の対をなす他方のフラップ１１ｂ，１１ｄがフラップ１１ａ，１１ｃの外側に折り重ねられて形成されている。フラップ１１ｂ，１１ｄは同一の形状、同一の大きさであり、先端縁が底部１３の中心線ｃ上で互いに突き合わされている。なお、図１および図２、後述する図３において、矢印Ｘはカートン１の幅方向、矢印Ｙはカートン１の長さ方向を示す。
【００３１】
折り重ねられた内外のフラップの重なり部分に２種類の接着剤が塗布され、これにより重なり部分が接合される。図２において、斜線の部分は内外のフラップの重なり部分を示す。また、一点鎖線Ｈは第１の接着剤が塗布された部分、一点鎖線Ｃは第２の接着剤が塗布された部分であり、第１、第２の各接着剤の塗布された部分は中心線ｃに対して対称な位置である。
【００３２】
第１の接着剤は仮接着のために用いるホットメルト接着剤であり、第２の接着剤は本接着のために用いるコールドグルー接着剤である。第１の接着剤は第２の接着剤より硬化速度が速く、第２の接着剤は第１の接着剤より硬化時の最終的な接着力に優れている。この実施形態は、カートン組立直後にフラップの接合状態を検査するので、第１の接着剤が硬化した後、第２の接着剤が硬化する前にフラップの重なり部分の第１の接着剤による接合状態を検査することになる。なお、第２の接着剤が硬化した後にフラップの重なり部分の接合状態を検査することもできる。
【００３３】
図１に示す検査では、内側の両フラップ１１ａ，１１ｃ上に折り重ねられた外側の各フラップ１１ｂ，１１ｄに対して、同じ位置ｘ１，ｘ２（ｘ１＝ｘ２）にカートン１の内側より予め設定された大きさの押圧力Ｐを下向きに作用させており、この状態での外側の各フラップ１１ｂ，１１ｄの押圧方向への変位からフラップの重なり部分の接合状態の良否を判別する。押圧力Ｐは、外側の各フラップ１１ｂ，１１ｄに一定時間ｔ（例えばｔ＝２秒間）継続して作用させるのが望ましい。この実施形態では、押圧力Ｐを作用させる位置と変位を検出する位置とは、同じ位置ｘ１，ｘ２（ｘ１＝ｘ２）になっているが、異なる位置であってもよい。
【００３４】
押圧力Ｐは、フラップの重なり部分の接合状態が良好なカートン（以下「良品」という。）に作用させたときに外側の各フラップ１１ｂ，１１ｄが押し開かれない大きさに設定されるもので、良品を対象として予め行った実験によって押圧力Ｐの大きさが決定される。
【００３５】
押圧力Ｐとして、コイルばねを圧縮変形したときに生じる復元力を用いるが、押圧力Ｐを生じさせる手段は、コイルばねに限らず、板ばねであってもよく、また、ばねに代えてゴムのような弾性材を用いてもよい。
【００３６】
検査対象のカートン１は、底部１３の両側端部が左右の搬送ベルト３０，３０に支持されて検査位置に搬入された後、折り重ねられた外側の各フラップ１１ｂ、１１ｄの内面にカートン１の内側より押付部材４０Ａ，４０Ｂを当接し、各フラップ１１ｂ、１１ｄに対して予め設定された大きさの押圧力Ｐを下向きに作用させる。フラップの重なり部分の接合状態が良好でないカートン（以下「不良品」という。）の外側の各フラップ１１ｂ，１１ｄにそれぞれ押圧力Ｐを作用させたとき、フラップ１１ｂ，１１ｄの少なくとも一方が押し開かれて変形し、下方へ変位する。
【００３７】
各フラップ１１ｂ、１１ｄの下方への変位は、カートン１の真下に設置された検出器５Ａ，５Ｂにより検出される。検出器５Ａ，５Ｂとしてレーザを光源とする光学式の変位センサ５０を用いるのが望ましいが、それに限られるものではなく、例えば、図３に示すように、投光器５２および受光器５３よりなる光電センサ５１を用いることもできる。さらに、これらの非接触の検出器に代えて、接触式の検出器を用いることも可能である。検出器５Ａ，５Ｂによる検出値は判別装置６０に取り込まれる。なお、判別装置６０の機能は後述する制御装置６が備えており、ここでは制御装置６が判別装置６０を兼ねている。
変位センサ５０は、対象物の変位を、対象物が変位した距離（以下、「変位量」という。）や対象物の変位センサ５０からの距離として計測するもので、この実施形態では、フラップ１１ｂ、１１ｄの接合状態を判別するのに、フラップ１１ｂ，１１ｄの変位センサ５０からの距離を検出しているが、これに代えて、フラップ１１ｂ，１１ｄの変位量を検出してもよい。
【００３８】
各検出器５Ａ，５Ｂとして変位センサ５０を用いたこの実施形態では、判別装置６０は変位センサ５０によるフラップ１１ｂ，１１ｄまでの距離の検出値を良否判定の基準値（以下、単に「基準値」という。）と比較することによりフラップ１１ｂ，１１ｄの重なり部分の接合状態の良否を判別する。
また、各検出器５Ａ，５Ｂとして光電センサ５１を用いた図３の実施形態では、判別装置６０は光電センサ５１の投光器５２と受光器５３との光路Ｌが外側のフラップ１１ｂ，１１ｄにより遮られたかどうか、すなわち、外側のフラップ１１ｂ，１１ｄが基準値を超える量を変位したか否かによりフラップ１１ｂ，１１ｄの重なり部分の接合状態の良否を判別する。
【００３９】
なお、検査対象のカートン１を導入する検査位置は、カートン１の搬送経路上に設定するのが望ましいが、これに限らず、カートン１の搬送経路から離れた位置に設定することもできる。この場合、検査対象のカートン１は、カートン１の待機位置から人手またはロボットハンドにより検査位置まで運ばれて位置決めされる。
【００４０】
図４〜図６は、この発明のカートン検査方法を実施するためのカートン検査装置２の一実施形態を示す。
カートン検査装置２は、検査対象のカートン１を検査位置Ｓに導入するためのカートン搬入機構３と、検査位置Ｓの上方に配置され検査位置Ｓに導入されたカートン１の底部１３にカートン１の内側より押圧力を作用させるための押圧機構４とを含む。
【００４１】
カートン搬入機構３は、カートン反転機構２０の下流位置に配置される搬入コンベヤ３１と、搬入コンベヤ３１の下流側に位置し検査対象のカートン１を検査位置Ｓに導入する左右の搬送ベルト３０，３０と、カートン１を検査位置Ｓに定位させるストッパ機構７とを含む。搬送ベルト３０の下流側には、検査位置Ｓより送り出された検査済のカートン１を搬出する搬出コンベヤ３２が配置されている。搬入コンベヤ３１および搬出コンベヤ３２はローラコンベヤにより構成されているが、ベルトコンベヤであってもよい。
【００４２】
カートン反転機構２０は、底部１３が上になっているカートン１を上下反転させてカートン１の姿勢を整えるものである。搬入コンベヤ３１上に送り出されたカートン１は、底部１３が下になり、底部１３の外側のフラップ１１ｂ、１１ｄの基端部が下流位置の左右の搬送ベルト３０，３０上に乗り移るように、長さ方向Ｙが搬送方向を向いている。カートン１は、後述する案内ガイド３６，３７により幅方向の位置が整えられつつ搬入コンベヤ３１より搬送ベルト３０，３０上へ乗り移る。
【００４３】
各搬送ベルト３０は、複数個の合成樹脂製の板状片が無端状に連ねられたものであるが、これに限られるものではなく、例えば、帯状に伸びるゴムベルトなどであってもよい。各搬送ベルト３０の上面、すなわち、各板状片の上面は、図６に示されるように、外側に対して内側が低くなるように傾斜している。各搬送ベルト３０は駆動プーリ３３と従動プーリ３４との間に掛け渡される。駆動プーリ３３はモータ３５により駆動され、モータ３５は後述する制御装置６により駆動が制御される。左右の各搬送ベルト３０，３０は、カートン１の底部１３に下向きの押圧力が作用したとき、接合不良の外側の各フラップ１１ｂ，１１ｄが下方へ押し開かれることが可能なようにカートン１の底部１３の両側端部を支持する。
【００４４】
搬送ベルト３０上の両側方には、搬送ベルト３０に沿って延びる案内ガイド３６，３７が設けられている。下流側に向かって左側の案内ガイド３６は、図５に示されており、合成樹脂製の帯板材をもって構成される。下流側に向かって右側の案内ガイド３７は、図４に示されており、２本の金属製の線材をもって構成される。なお、図５は案内ガイド３７の図示を省略している。案内ガイド３６，３７間の間隔はカートン１の幅にほぼ合わせてあり、案内ガイド３６，３７による挟まれる搬送ベルト３０上の空間はカートン１の搬送経路を構成する。
【００４５】
ストッパ機構７は、図５に示されるように、搬送ベルト３０上のカートン１の搬送経路沿いに配置されており、先端部を屈曲して形成された鉤状部７０ａを有する帯板状のストッパ７０と、ストッパ７０の基端部を支える支え軸７１と、支え軸７１を支点としてストッパ７０を揺動させるエアシリンダ７２とを含んでいる。エアシリンダ７２のロッド７２ａの先端はストッパ７０の長さ中央部に連結されている。
【００４６】
エアシリンダ７２が駆動してロッド７２ａが伸長すると、ストッパ７０が支え軸７１を支点として揺動し、鉤状部７０ａがカートン１の搬送経路上に突出する。搬送ベルト３０によりカートン１が搬送されてくると、ストッパ７０の鉤状部７０ａはカートン１の本体部１０を引っ掛け、カートン１を検査位置Ｓに強制停止させる。ストッパ７０がカートン１を停止させたタイミングでモータ３５の駆動が停止して搬送ベルト３０の走行が止まり、カートン１が検査位置Ｓに定位する。
【００４７】
ロッド７２ａが後退すると、ストッパ７０が支え軸７１を支点として逆方向へ揺動し、鉤状部７０ａがカートン１の搬送経路上から後退し、カートン１を解放する。カートン１が解放されたタイミングでモータ３５が駆動し、搬送ベルト３０の走行が再開されるので、カートン１は検査位置Ｓから搬出コンベヤ３２上に搬出される。後述する図１１のフローチャートにおいて、ロッド７２ａの伸長時を「ストッパ機構７がオンの状態」とし、ロッド７２ａの後退時を「ストッパ機構７がオフの状態」としている。
【００４８】
ストッパ機構７の上流側に、検査済のカートン１が検査位置Ｓより搬出される際、後続のカートン１を一時的に拘束して検査済のカートン１に追随するのを規制するカートン拘束機構７３が配置されている。カートン拘束機構７３は、先端部の内側の面に押さえ部７４ａを有する帯板状の係止片７４と、係止片７４の基端部を支える支え軸７５と、支え軸７５を支点として係止片７４を揺動させるエアシリンダ７６とを含んでいる。エアシリンダ７６のロッド７６ａの先端は係止片７４の長さ中央部に連結されている。
【００４９】
検査済のカートン１が搬出されるタイミングでエアシリンダ７６が駆動してロッド７６ａが伸長すると、係止片７４が支え軸７５を支点として揺動し、係止片７４の押さえ部７４ａが後続のカートン１の本体部１０に向けて突出し、押さえ部７４ａと案内ガイド３６との間でカートン１を一時的に挟持する。これにより、カートン１は検査位置Ｓの手前位置で一時拘束され、検査済のカートン１に追随して移動するのが阻止される。検査済のカートン１が検査位置より搬出されると、ロッド７６ａが後退し、係止片７４が支え軸７５を支点として逆方向へ揺動し、押さえ部７４ａは搬送経路上から後退することで後続のカートン１が解放され、検査位置Ｓへ送られる。後述する図１１のフローチャートにおいて、ロッド７６ａの伸長時を「カートン拘束機構７３がオンの状態」とし、ロッド７６ａの後退時を「カートン拘束機構７３がオフの状態」としている。
【００５０】
検査位置Ｓの上方には押圧機構４が配置されている。押圧機構４は、検査位置Ｓに定位したカートン１の底部１３の外側のフラップ１１ｂ、１１ｄに対し、カートン１の内側より予め設定された大きさの押圧力を一定時間作用させるものであり、図４および図６に示されるように、エアシリンダ８０を駆動源とする昇降機構８と、エアシリンダ８０のロッド８ａと２本の昇降軸８３ｂ，８３ｃの下端に接続される押付機構４１とを備えている。なお、昇降機構８の駆動源はエアシリンダ８０に限らず、ボールネジ機構などを用いることもできる。昇降機構８の動作は後述する制御装置６により制御される。エアシリンダ８０は昇降ガイド８２によって支持され、昇降ガイド８２は固定フレーム８１に固定されている。各昇降軸８３ｂ，８３ｃはロッド８ａと一体に上下各方向へ伸長動作するもので、昇降ガイド８２に形成されたガイド孔（図示せず）に摺動自由に支持されている。固定フレーム８１は搬送ベルト３０を跨ぐように縦設されている。ロッド８ａは、上方へ伸長したとき、昇降ガイド８２上に縦設されたガイド筒８４内を摺動する。  
【００５１】
押付機構４１は、図７に示されるように、ロッド８ａおよび昇降軸８３ｂ，８３ｃの下端に接続される支持機構４２を備えている。支持機構４２は高さを揃えて縦向きに支持した一対の筒状ケーシング４３を有する。各筒状ケーシング４３は摺動軸４４を昇降自由に支持しており、各摺動軸４４の下端には棒状の押付部材４０Ａ，４０Ｂがそれぞれ連結されている。各押付部材４０Ａ，４０Ｂと筒状ケーシング４３との間には、カートン１へ作用させる押圧力を発生させるコイルばね４５がそれぞれ介装されている。各押付部材４０Ａ，４０Ｂの下端には、各フラップ１１ｂ，１１ｄの内面に線接触の状態で当接する丸軸状の押圧子４６，４６が水平かつ互いに平行に取り付けられている。
【００５２】
図８（１）〜（４）は、押圧機構４の動作を示している。
図８（１）は、昇降機構８が待機している状態であり、昇降機構８のロッド８ａは後退している。Ｙ１は待機状態でのロッド８ａの下端の高さであり、このとき押付部材４０Ａ，４０Ｂの押圧子４６はカートン１のフラップ１１ｂ，１１ｄの上方に位置する。
【００５３】
図８（２）は、昇降機構８のロッド８ａが所定のストロークＳ１だけ下方へ伸長した状態を示している。Ｙ２はこのときのロッド８ａの下端の高さであり、押圧子４６はフラップ１１ｂ，１１ｄに当接している。
【００５４】
図８（３）（４）は、昇降機構８のロッド８ａがさらに一定のストロークＳ２（例えばＳ２＝１２ｍｍ）だけ下方へ伸長した状態を示している。Ｙ３はこのときのロッド８ａの下端の高さ（以下、「下死点」という。）であり、フラップ１１ｂ，１１ｄが押圧子４６の下降を阻止しているので、ロッド８ａの下降に応じてコイルばね４５が圧縮変形し、下死点Ｙ３ではコイルばね４５のばね力が一定の押圧力（例えば５．４ｋｇ）としてフラップ１１ｂ，１１ｄに作用する。フラップ１１ｂ、１１ｄの接合状態が適正であれば、図８（３）に示されるように、ばね力を受けても、フラップ１１ｂ、１１ｄは押圧方向へ変位しないか、変位してもわずかな変位量Δｄである。
フラップ１１ｂ、１１ｄの接合状態が適正でなければ、図８（４）に示されるように、ばね力を受けてフラップ１１ｂ、１１ｄが押圧方向へ大きく変位し、その変位量ｄは基準値を超える。
【００５５】
昇降機構８のロッド８ａは、下死点Ｙ３において一定時間静止するように制御装置６により制御される。これにより押圧子４６はフラップ１１ｂ、１１ｄに一定の押圧力を一定時間作用させる。
【００５６】
検査位置Ｓの搬送ベルト３０の下方には一対の検出器５Ａ，５Ｂが搬送経路の幅方向の中心に対して左右対称位置に配置されている。各検出器５Ａ，５Ｂは光学式の変位センサ５０により構成されており、カートン１の底部１３に向けて光（例えばレーザ光）が照射されるようにヘッド部を上に向けて位置決め固定されている。一方の検出器５Ａは、一方の押付部材４０Ａにより押圧された一方のフラップ１１ｂの変位をフラップ１１ｂまでの距離により検出する。他方の検出器５Ｂは、他方の押付部材４０Ｂにより押圧された他方のフラップ１１ｄの変位をフラップ１１ｄまでの距離により検出する。
【００５７】
各検出器５Ａ，５Ｂによる距離の検出値は判別装置６０に取り込まれて後述する記憶部６２に記憶される。この実施形態では、押圧力を作用させる時間が経過する時点（タイムアップ時）のタイミングで各検出器５Ａ，５Ｂより距離の検出値を取り込むが、これに限らず、各検出器５Ａ，５Ｂの検出出力を継続的に取り込んでその最大値を距離の検出値としてもよい。判別装置６０は、各検出値を基準値と比較し、各検出値が基準値を超えたか否かによりフラップの重なり部分の接合状態の良否を判別する。検出器５Ａ，５Ｂにより取得された距離の検出値の少なくとも一方が基準値を超えたとき、そのカートン１にフラップの接合不良があると判断し、そのカートン１は不良品であると判断する。
【００５８】
図９は、カートン検査装置２の電気的な構成の概要を示している。
制御装置６は、マイクロプロセッサなどで構成され、制御、演算の主体である制御部６１と、プログラムや各種のデータが記憶される記憶部６２とを含んでいる。制御部６１は、プログラムを解読実行し、記憶部６２に対する各種のデータの読み書きを行いつつ入出力各部の動作を一連に制御する。
【００５９】
制御装置６には、入出力各部として、左右の搬送ベルト３０，３０を駆動するモータ３５、搬入コンベヤ３１を駆動するモータ、昇降機構８を構成するエアシリンダを駆動する弁機構、ストッパ機構７のエアシリンダ７２を駆動する弁機構、カートン拘束機構７３のエアシリンダ７６を駆動する弁機構の他，警報器９０、光電センサ５４、距離センサ９、検出器５Ａ，５Ｂ、タイマ４７などが接続されている。
【００６０】
光電センサ５４は、検査位置Ｓにカートン１が導入されたことを検出するもので、カートン１の搬送経路を挟む対向位置に配置される投光器および受光器を含む。カートン１が投光器と受光器との間の光路を遮ることで、カートン１の検査位置Ｓへの導入が検出される。
距離センサ９は、カートン１の反転不良を検出するためのものであり、カートン１の搬送経路の上方に検出ヘッドを下方に向けて配置される。カートン１の底部１３との距離の計測値が記憶部６２に記憶された所定のしきい値より小さいとき、カートン１は反転不良であると判断される。
タイマ４７は、押圧子４６がカートン１のフラップ１１ｂ、１１ｄを押圧する時間の長さを計測する。警報器９０は、警報ブザー、ディスプレイなどであり、フラップの重なり部分の接合不良やカートン１の反転不良などがあったときに動作して作業員に知らせる。
【００６１】
図１０は、カートン１の組立から検査に至るまでの工場内の作業の流れを示している。図中、「ＳＴ」（ステップの略）は作業の各手順を示す。ＳＴ１でカートン１が組立ラインに供給されると、ＳＴ２〜ＳＴ５において、カートン１の本体部１０の底部１３が組み立てられる。まず、対をなす内側のフラップ１１ａ，１１ｃを折り込み（ＳＴ２）、各フラップ１１ａ，１１ｃの外面に第１、第２の各接着剤を塗布する（ＳＴ３）。次に、対をなす外側のフラップ１１ｂ，１１ｄをフラップ１１ａ，１１ｃ上に折り重ね（ＳＴ４）、接着剤の塗布部分に圧力を加えて圧着する（ＳＴ５）。ＳＴ１〜ＳＴ５は組立ラインに沿って流れ作業により行われる。次のＳＴ６では底部１３が上になっているカートン１をカートン反転機構２０により上下反転する。カートン１は搬入コンベヤ３１から搬送ベルト３０上の検査位置Ｓに搬送され、カートン１の重なり部分の接合状態が検査される（ＳＴ７）。
【００６２】
図１１は、図１０のＳＴ７で実行される検査の各工程と、各工程での制御装置６による制御の手順をＳＴ１〜ＳＴ２２で示している。
図１１に示すカートン検査方法は、カートン１の底部１３の重なり部分の接合状態を検査するもので、底部１３を下にしたカートン１を検査位置Ｓに搬入するカートン搬入工程（ＳＴ１〜ＳＴ７）と、折り重ねられた外側のフラップ１１ｂ，１１ｄに対してカートン１の内側より予め設定された大きさの押圧力を作用させる押圧工程（ＳＴ８〜ＳＴ１２）と、押圧力による外側のフラップ１１ｂ、１１ｄの押圧方向の変位を検出し、その検出値が基準値を超えたか否かによりフラップの重なり部分の接合状態の良否を判別する判別工程（ＳＴ１３〜ＳＴ１６）と、検査済のカートン１を検査位置Ｓから搬出するカートン搬出工程（ＳＴ１７〜ＳＴ２０）とを含む。
【００６３】
図１１に示す検査のスタートに先立ち、図示していないが、外側のフラップ１１ｂ，１１ｄに作用させる押圧力の大きさを決定する準備工程が実行される。準備工程では、フラップの重なり部分の接合状態が良好なカートンを対象として実験を行い、押圧力を当該カートンに作用させたときに外側のフラップ１１ｂ，１１ｄが押し開かれない大きさに設定する。この押圧力の大きさは、押圧機構４の昇降機構８のロッド８ａの下死点Ｙ３（図８参照）およびコイルばね４５の特性によって決まり、この下死点Ｙ３を規定するデータは制御装置６の記憶部６２にあらかじめ記憶させておく。
【００６４】
図１１のＳＴ１において、制御装置６の制御部６１はカートン搬入機構３の搬入コンベヤ３１および左右の搬送ベルト３０を駆動させ、さらに、ストッパ機構７をオンさせるとともに、カートン拘束機構７３をオフする（ＳＴ２）。カートン反転機構２０から搬入コンベヤ３１へ送り込まれたカートン１が搬入コンベヤ３１から搬送ベルト３０に乗り移り、検査位置Ｓに導入されると、光電センサ５４がこれを検知し、ＳＴ３の判定が「ＹＥＳ」となる。このとき、カートン１はストッパ機構７により係止され、後続のカートン１も先行のカートンに当たって搬送が止まる。そして、制御部６１は搬送ベルト３０の走行を停止させる（ＳＴ４）。次に、距離センサ９により後続のカートン１の底部１３までの距離が測定され（ＳＴ５）、その測定値が制御部６１に取り込まれてカートン１の反転不良がないかどうかが判断される（ＳＴ６）。もし、反転不良があれば、ＳＴ６の判定が「ＮＯ」であり、制御部６１は警報器９０を作動させ（ＳＴ７）、カートン検査装置２の作動を止めて作業員による異常解除処置に待機する。以上によりカートン搬入工程が完了する。
【００６５】
次に制御部６１は、押圧機構４の昇降機構８を駆動し、記憶部６２に記憶された下死点Ｙ３を規定するデータを参照して、ロッド８ａを下方へ伸長させて下死点Ｙ３まで下降させる（ＳＴ８）。ロッド８ａが図８のＹ２の高さ位置まで下降したとき、押付部材４０の押圧子４６は検査対象のカートン１の外側のフラップ１１ｂ，１１ｄに当接し、引き続き下降することでコイルばね４５が圧縮し変形され、下死点Ｙ３においては圧縮量に応じたコイルばね４５の復元力に相当する押圧力が各フラップ１１ｂ、１１ｄに掛かる。下死点Ｙ３に達すると、ＳＴ９の判定が「ＹＥＳ」となり、制御部６１は、ロッド８ａの下降を停止させ（ＳＴ１０）、タイマ４７による計時を開始させる（ＳＴ１１）。決められた一定時間が経過してタイマ４７がタイムアップすると、ＳＴ１２の判定が「ＹＥＳ」となり、制御部６１は、各検出器５Ａ，５Ｂより取り込んだ各フラップ１１ｂ，１１ｄの変位（この実施例では、フラップ１１ｂ、１１ｄまでの距離）の検出値を基準値と比較する（ＳＴ１３）。ＳＴ１２で押圧工程が完了し、ＳＴ１３以降の判別工程へ移行する。
【００６６】
検出値が基準値を超えていると、ＳＴ１４の「正常か？」の判定は「ＮＯ」となり、制御部６１は警報器９０を作動させ（ＳＴ１５）、カートン検査装置２の作動を止めて作業員による異常解除処置に待機する。検出値が基準値を超えていなければ、ＳＴ１４からＳＴ１６へ移行し、制御部６１は、昇降機構８を駆動してロッド８ａを上昇させ、押付部材４０の押圧子４６を上昇させる。これをもって、判別工程が完了してカートン搬出工程へ移行し、制御部６１は、ストッパ機構７をオフし、カートン拘束機構７３をオンするとともに、搬送ベルト３０の走行を開始させる（ＳＴ１７，１８）。これにより検査済のカートン１は検査位置Ｓより搬出されてＳＴ１９の判定が「ＹＥＳ」となり、制御部６１はストッパ機構７をオンするとともに、カートン拘束機構７３をオフする（ＳＴ２０）。
【００６７】
検査をさらに継続させる場合は、次のＳＴ２１の判定は「ＮＯ」であり、ＳＴ３に戻って、次のカートン１の到着に待機する。検査を終了させる場合は、ＳＴ２１からＳＴ２２へ移行し、制御部６１はカートン搬入機構３の搬入コンベヤ３１および左右の搬送ベルト３０の駆動を停止させる。
【符号の説明】
【００６８】
１    カートン
２    カートン検査装置
３    カートン搬入機構
４    押圧機構
５Ａ，５Ｂ  検出器
６    制御装置
８    昇降機構
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  フラップ
１３  底部
３０  搬送ベルト
４０  押付部材
４１  押付機構
４２  支持機構
４６  押圧子
５０  変位センサ
６０  判別装置
【図１】
2019172323.tif 000003
【図２】
2019172323.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019172323.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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