(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流のコンベアから折り畳まれたワンタッチカートンを１個ずつ受取り、カートンストッカ内に落とした前記ワンタッチカートンの第１側面を吸引して引出しながら、前記第１側面に隣接する第２側面を起函用固定ガイドの曲面上に当接させつつスライドさせて起函させると共に、前記ワンタッチカートンの底面に構成された底面ロック部を係合させてロックして前記ワンタッチカートンを起函させて、下流へのコンベアに移載する起函装置において、
ａ）前記ワンタッチカートンの移動に対して水平方向に開閉するゲート部材が備えられ、前記ゲート部材を閉方向に動かし、前記カートンストッカに落下したワンタッチカートンが倒れないようするゲート開閉機構と、
ｂ）前記カートンストッカ内に落下した前記ワンタッチカートンの前記第１側面を吸引または吸引解除する起函用バキュームパットと、
ｃ）前記カートンストッカに落下した前記ワンタッチカートンの第１側面を前記起函用バキュームパットにより吸引して水平方向に移動させると共に、前記第２側面を起函用固定ガイドの曲面に当接させて前記ワンタッチカートンの底面を四角形状に起函させるパット移動機構と、
ｄ）前記第１側面が前記バキュームパットで吸引された状態で、底部起函用ガイドを旋回させて起函した第２側面と連続した底部を押し込む底部起函機構と、
ｅ）前記第２側面と連続した底部が押し込まれた直後に、上部起函用ガイドを旋回させて起函した第２側面と連続した上部を押し込む上部起函機構と、
ｆ）前記ワンタッチカートンの現在位置をセンサーにより感知し、前記ゲート開閉機構、前記起函用バキュームパット、前記パット移動機構、前記底部起函機構、前記上部起函機構の作動を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするワンタッチカートン起函装置。
【請求項２】
前記制御部は、
ａ）前記ワンタッチカートンが前記カートンストッカに落下したことがセンサーを介して感知されたとき、前記カートンストッカ内の前記ワンタッチカートンが倒れないように前記ゲート部材を閉方向に動かす制御信号を前記ゲート開閉機構に送り、
ｂ）前記カートンストッカ内に落下した前記ワンタッチカートンの前記第１側面に接触したとき、前記第１側面を吸引する制御信号を、そして前記ワンタッチカートンの第２側面と連続した底部および上部の押し込みが完了したとき、吸引を解除する制御信号を、それぞれ前記起函用バキュームパットに送り、
ｃ）前記第１側面が前記起函用バキュームパットにより吸引されたとき、前記ワンタッチカートンを水平方向に移動させる制御信号を前記パット移動機構に送り、
ｄ）前記ワンタッチカートンが水平方向に移動して前記ワンタッチカートンの底面が四角形状に起函したとき、前記底部起函用ガイドを旋回させて起函した第２側面と連続した底部を押し込む制御信号を前記底部起函機構に送り、
ｅ）前記第２側面と連続した底部が押し込まれた直後に、前記上部起函用ガイドを旋回させて第２側面と連続した上部を押し込む制御信号を前記上部起函機構に送る、
ことを特徴とする請求項１記載のワンタッチカートン起函装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折り畳まれたワンタッチカートン〔以降、単に「カートン」と記す。〕を上流側コンベアから１個ずつ引出し起函用固定ガイドの曲面により起函させ、カートンの底面に構成されたロック形状構造が自動的に組合さってロックするカートン起函装置に関する。特に、そのロックの信頼度が高く実行され、その起函のロック不良により下流側コンベアへのカートンの移載が停止する確率が少なく、効率的に内容物が充填されるシステム構成ができるカートン起函装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上流側コンベアからカートンを引出して起函させる構成に関しては、以下のようになっていた。すなわち、カートンを引出す手段はカートンマガジン内のカートンを一枚ずつ取出しカートンの一つの面の一方側面を吸引して取出し、他方の側面に起函用固定ガイドの曲面を接触させながら起函するか、更に、前記カートンの表、裏両側の側面から引離すように吸引して開函するかであった。
【０００３】
しかし、以上の手段は、カートンの起函ミス、ロック不良が多く発生していた。この不良により下流側コンベアのカートン移載システムが停止し、停止時間が長くなることにより作業性を悪くしていた。
【０００４】
そこで、特許文献１では、以上のシステムに加えて、さらに起函の良否を検出するセンサーを備えるシステムとし、起函不良カートンを下流のコンベアへ流さない考え方である。更にこのシステムにロボットハンドで吸盤により前後から吸引して引離すことにより、起函したカートンが弾性により元の状態に戻るのを防止するための起函補助手段を設け、それによってその側面を押し込み確実に起函させていた。（特許文献１段落００１５、図１１）
【０００５】
特許文献２には、以上の問題点も配慮して、さらに、逆折れを起こさないように確実に起函する装置が開示されている。
【０００６】
ここで、カートンにおける起函の詳細を以下に述べる。カートンが表、裏二面のシート形状の平面に折り畳まれた一方の平面の第１側面をバキュームパットなどで吸引し、隣接する同じ方向の平面の第２側面を起函用固定ガイドの曲面に当接させながら次第に第１側面を引出すと、第１側面と第２側面のなす角度は１８０度から９０度に近づき、カートンは起函し、底面は、図３（ａ）に示すように四角形状となる。
【０００７】
カートンの底面が四角形状になったとき、カートンの底面は、底部がロック形状構造に組み合さっている。
【０００８】
しかしながら、図３（ａ）に示すようなカートン底部のロック形状がカギ型の場合は、ロックすれば解除し難い安定した構造であるが、ロックするに難い構造である。
【０００９】
従って、ロックし難いカギ型構造のカートンを用いた起函装置では、発生するロック不良により、下流側コンベアへの流れが止まり、多くの時間を費やすこととなっていた。このため、ロックが外れ難いカギ型底部のカートンに対応しロックを確実にする、信頼度の高い起函装置が望まれていた。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１１４３０号公報（第２、３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００２−９６４０４号公報（第２、３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、カギ型底部構造のカートンであっても、前述の問題を解決する起函装置を提供することを課題とする。
【００１２】
すなわち、折り畳まれたカートンの一方の表面側の第１側面をバキュームパットで吸引して引出し、第１側面を吸引したまま同一表面側の隣接する第２側面は起函用固定ガイドの曲面上を当接させながら、カートン底面を四角形状にして、カギ状ロック形状を組合せ、さらに、そのロックを確実にするため、第２側面の底部を押し込む力を与え、その直後にさらに第２側面の上部を押し込む力を与え、カギ型ロックでも信頼度が高くロック不良がない起函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】
【００１３】
前記課題を解決するためになされた本発明は、上流のコンベアから折り畳まれたカートンを１個ずつ受取り、カートンストッカ内に落としたカートンの第１側面を吸引して引出しながら、第１側面に隣接する第２側面を起函用固定ガイドの曲面上に当接させつつスライドさせて起函させると共に、カートンの底面に構成された底面ロック部を係合させてロックしてカートンを起函させて、下流へのコンベアに移載する起函装置であって、
ａ）カートンの移動に対して水平方向に開閉するゲート部材が備えられ、このゲート部材を閉方向に動かし、カートンストッカに落下したカートンが倒れないようするゲート開閉機構と、
ｂ）カートンストッカ内に落下したカートンの第１側面を吸引または吸引解除する起函用バキュームパットと、
ｃ）カートンストッカに落下したカートンの第１側面を起函用バキュームパットにより吸引して水平方向に移動させると共に、第２側面を起函用固定ガイドの曲面に当接させてカートンの底面を四角形状に起函させるパット移動機構と、
ｄ）第１側面がバキュームパットで吸引された状態で、底部起函用ガイドを旋回させて起函した第２側面と連続した底部を押し込む底部起函機構と、
ｅ）第２側面と連続した底部が押し込まれた直後に、上部起函用ガイドを旋回させて起函した第２側面と連続した上部を押し込む上部起函機構と、
ｆ）カートンの現在位置をセンサーにより感知し、ゲート開閉機構、起函用バキュームパット、パット移動機構、底部起函機構、上部起函機構の作動を制御する制御部と、を備えて構成されている。
【００１４】
また、制御部は、ａ）カートンがカートンストッカに落下したことがセンサーを介して感知されたとき、カートンストッカ内のカートンが倒れないようにゲート部材を閉方向に動かす制御信号をゲート開閉機構に送り、ｂ）カートンストッカ内に落下したカートンの第１側面に接触したとき第１側面を吸引する制御信号を、そしてカートンの第２側面と連続した底部および上部の押し込みが完了したとき吸引を解除する制御信号を、それぞれ前記起函用バキュームパットに送り、ｃ）第１側面が前記起函用バキュームパットにより吸引されたとき、カートンを水平方向に移動させる制御信号をパット移動機構に送り、ｄ）カートンが水平方向に移動してカートンの底面が四角形状に起函したとき、底部起函用ガイドを旋回させて起函した第２側面と連続した底部を押し込む制御信号を底部起函機構に送り、ｅ）第２側面と連続した底部が押し込まれた直後に、上部起函用ガイドを旋回させて第２側面と連続した上部を押し込む制御信号を上部起函機構に送る、ことでなっている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以下の効果を奏する。すなわち、カートン底部のロック形状がカギ型のロックし難い形状のカートンであっても、ロック不良がない起函装置となる。
【００１６】
従って、その起函装置を用いたカートンに内容物を充填するシステム構成は、ロック不良により自動化作業が中断してしまう問題を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のカートン起函装置の実施の形態を以下に図を用いて詳細に説明する。
図１は、カートン起函装置の平面図、図２はその側面図である。図３はカートンの構造を示し、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は折り畳まれた状態を示す図である。
【００１８】
図１、図２において、カートン１は、この段階では、図３（ｃ）に示すように４方向側面が２つずつ表裏に分かれて折り畳まれている。図３（ａ）、（ｂ）には、この折り畳まれたカートン１が開かれて底面が四角形状となった起函されたカートン１を示している。図３（ｂ）に示すように、起函されたカートン１は、起函状態では相対する２対の側面、すなわち第１側面５と第２側面６で囲んで四角形を作り、上にカートン上面８、下にカートン底面７ができる。カートン底面７では、図３（ａ）に示すように、第１側面と連続した底部と第２側面と連続した底部が組合わさるが、第２側面と連続した底部が底面ロック部３となって、その２つが互いに係合してロックされている。
【００１９】
図３（ｃ）に示す折り畳まれたカートン１では、第１側面５と連続した底部と第２側面６と連続した底部はそれぞれ内側に折り込まれ、一方の第１側面５と連続した蓋４のみ、第１側面５の外に出ている。
【００２０】
図１、図２において、図の左側には折り畳まれたカートン１を載せた上流側コンベア１００があり、カートン１は所定間隔で配置されて上流側コンベア１００と共に動くセパレータ部材９の間に所定個ずつ載せられている。
【００２１】
カートン取出用バキュームパット９０ｃは、制御部６０からカートン取出しの制御信号を受け、折り畳まれたカートン１の一方の面を吸引して１つずつ取出し、カートン取出用エアシリンダ９０ａは、カートン１を上昇させ、スライド部材９０ｂはそのカートン１をカートンストッカ２５の真上に移動させ、次いで、カートン取出し用バキュームパット９０ｃの吸引を止めてカートン１をカートンストッカ２５に落下させる。（図２参照）
【００２２】
ゲート開閉機構３０には、ゲート開閉用エアシリンダ３０ａへの制御信号によりカートン１の移動に対して水平方向に開閉するゲート部材３０ｂがあり、このゲート部材３０ｂを閉方向に移動させることで、カートンストッカ２５に落下したカートン１がカートンストッカ２５開口側から倒れないようする（図１参照）。
【００２３】
パット移動機構２０は、起函のためにカートン１を移動させるものであり、その先端に、起函用バキュームパット２０ｃが取付けられている。図１は、起函用バキュームパット２０ｃ（複数、この実施の形態では２組がセットになり同時に作用している）がカートン１を吸引している状態を示している。尚、図１では、パット移動機構２０がゲート開閉機構３０に近く（図の左方向にあり、点線で示している）にあって未だ折り畳まれた状態のカートン１を吸引している状態、およびカートン１を移動させて（図の右方向に移動、実線で示している）起函が完了した状態を同時に図示している。
【００２４】
カートン１がどのように開くかを以下に説明する。
折り畳まれたカートン１の一方の面には２つの側面、すなわち、第１側面５と第２側面６とがある。起函用バキュームパット２０ｃは、このうち第１側面５を吸引しパット移動機構２０によりカートン１をゲート開閉機構３０から離れる方向（図の右方向）に移動する。このとき第２側面６は、第１側面５と共に移動するが、起函用バキュームパット２０ｃにより吸引されておらず、起函用固定ガイド１５に沿って移動する。つまり第１側面５と第２側面６とのなす角度が１８０度から次第に９０度に近づき、図１及び図２に図示された起函されたカートン１となる。
【００２５】
パット移動機構２０は、アクチュエーター固定部２０ａとアクチュエーター移動部２０ｂでなるアクチュエーターを、制御部６０により制御している。
【００２６】
以上のように、カートン１が所定の位置で起函しても、カートン底面にある底面ロック部３が不完全の場合がある。特に、底面ロック部３のロック構造がカギ型の場合は不完全になる確率が高くなる。
【００２７】
カートン１が不完全ロックの状態で下流側コンベア２００に載せられた場合は、そのカートンはロックが外れるか或いは内容物が外に出てしまうなどの不具合が生じ、センサーに検出されシステム停止となる。
【００２８】
そこで、本発明は、図１、図２に示すように底部起函機構４０及び上部起函機構５０を備える。
【００２９】
底部起函機構４０は、底部起函用エアシリンダ４０ａとその底部起函用エアシリンダ４０ａに取付けられた底部起函用ガイド４０ｂからなる。
【００３０】
制御部６０から送られてくる制御信号により底部起函用エアシリンダ４０ａのシリンダは、底部起函用ガイド４０ｂを、支点４０ｄを中心に旋回させて、起函したカートン１の第２側面６の底部を押し込んでいる。これによって、底面ロック部３の係合が不完全な場合には、これを正すことができる。
【００３１】
一方、上部起函機構５０は、上部起函用エアシリンダ５０ａとその上部起函用エアシリンダ５０ａに取付けられた上部起函用ガイド５０ｂからなる。
【００３２】
制御部からの制御信号が底部起函用エアシリンダ４０ａに送られてくるに引き続き、上部起函用エアシリンダ５０ａにも制御信号が送られてくる。その制御信号により上部起函用エアシリンダ５０ａのシリンダは、上部起函用ガイド５０ｂを、支点５０ｄを中心に旋回させて、第２側面６の上部を押し込む力を与える。これによってカギ型不完全形成を正すこととなる。この動作によりロック不良がなくなり、作業ライン停止の確率をより少なくすることができる。
【００３３】
以上のように、完全にカギ型により底部が形成されたカートン１は下流側コンベア２００に落下され、次の工程の内容物挿入コンベアに載せられる。
【００３４】
図１、図２において、制御部６０は、上流側コンベア１００、パット移動機構２０、ゲート開閉機構３０、底部起函機構４０、および上部起函機構５０におけるカートン１の位置を検出する各種センサーからの受信信号を入力し、Ｉ／Ｆを介してＣＰＵに送る外部情報入力端子６０ａ、その外部情報をＣＰＵで判断して予め定められたプログラムに従ってパット移動機構２０、ゲート開閉機構３０、底部起函機構４０、および上部起函機構５０へ制御信号をＩ／Ｆを介して送信出力する制御信号出力端子６０ｂを備えている。図１０にその制御部６０の一例を示す。
【００３５】
図４〜図９は、起函装置の動作順序の説明図である。それぞれ動作順序（１）〜（６）の各段階を示す。図１０は、カートン起函装置の制御部を示す図である。
ここで動作を開始する直前の制御部６０は、少なくとも以下のように初期設定されている。図１０に示した制御部６０において、初期状態では、ゲート開閉機構３０のゲート部材３０ｂが閉められるゲート制御信号が、ゲート開閉用エアシリンダ３０ａに送られている。
【００３６】
また、パット移動機構２０の先端に取付けられた起函用バキュームパット２０ｃには、パット解放信号が送られており、そのパット移動機構２０は所定位置で待ち状態となるように制御信号が送られている。すなわち、図１に示すように、折り畳まれたカートン１が起函用バキュームパット２０ｃにより吸引されて引出され、カートン１の底面７が四角形状になるまでのストローク長となる位置で待機する。
【００３７】
この時点迄は、底部起函機構４０、上部起函機構５０にはそれぞれ底部起函用エアシリンダ４０ａ、上部起函用エアシリンダ５０ａをＯＦＦとなる制御信号が送られている。
【００３８】
以上の初期状態にあって、ＣＰＵは、カートンストッカ２５にカートン１が落下して収容されるのを待つ状態となる。カートンストッカ２５にカートン１が落下してくると、ＣＰＵは、それを検出したセンサー信号を外部情報入力端子６０ａより入力して、Ｉ／Ｆを介してその入力信号を判定する。その判定結果と予め定められて記憶装置６０ｃに書込まれている各種手段のプログラムを読み出し、ＣＰＵはＩ／Ｆを介して制御信号出力端子６０ｂからパット移動機構２０への制御信号を出力し、起函用バキュームパット２０ｃを、カートンストッカ２５内のカートン１に押付ける。さらに、ＣＰＵより吸引制御信号が送られて起函用バキュームパット２０ｃによりカートン１を吸引する。図４には、この状態である第１動作順序（１）に示している。
【００３９】
図５は、ゲート部材３０ｂを開き、起函用バキュームパット２０ｃを引いて起函させる第２動作順序（２）を示す。
【００４０】
図４の第１動作順序（１）に続き、ＣＰＵは、制御信号出力端子６０ｂからパット移動機構２０へ起函用バキュームパット２０ｃを図の右方向に動かす制御信号を送ると共に、ゲート部材３０ｂに対してゲートを開く制御信号を送る。
【００４１】
図５の第２動作順序（２）では、カートン１が折り畳まれた状態からやや起函した途中の状態を示している。すなわち、この図では第１側面５と第２側面６とのなす角度は１８０度と９０度の間にある。
【００４２】
尚、この状態では、第１側面５は起函用バキュームパット２０ｃに吸引され、第２側面６は起函用固定ガイド１５の曲面に接して水平方向に傾いている。
【００４３】
図６の第３動作順序（３）では、起函されたカートン１が四角形状（長方形）になり、起函用バキュームパット２０ｃが停止した状態を示す。
【００４４】
ここでは、カートン１の第１側面５と第２側面６のなす角度が９０度となって停止している。この時点でカートン１の底面７は不完全ロック状態、すなわち未だ底面がロック状態でないとする。
【００４５】
図７の第４動作順序（４）では、底部起函用ガイド４０ｂが旋回してカートン１の第２側面６と連続した底部を押し込み完全ロックさせる状態を示す。
【００４６】
すなわち、底部起函用ガイド４０ｂは、支点４０ｄを中心にして旋回してカートン１の第２側面６と連続した底部を押し込み、底面ロック部３を押し込んで未ロック或いは不完全ロックを完全ロック状態にする。
【００４７】
図８の第５動作順序（５）では、上部起函用ガイド５０ｂが旋回してカートン１の第２側面６と連続した上部を押し込める。
【００４８】
上部起函用ガイド５０ｂは、支点５０ｄを中心にして旋回して、カートン１の第２側面６と連続した上部を押し込める。なお、上部起函用ガイド５０ｂの押し込むタイミングは、底部起函用ガイド４０ｂが底部を押し込んだ直後とすることにより、底面ロックがより完全になる。
【００４９】
図９の第６動作順序（６）では、底部起函用ガイド４０ｂ、上部起函用ガイド５０ｂを戻し、起函用バキュームパット２０ｃの吸引を解除し、起函され底面が完全ロックされたカートン１を下流側コンベア２００へ落下させる。
【００５０】
すなわち、制御部６０が、底部起函用ガイド４０ｂ、上部起函用ガイド５０ｂを動作させて、カートン１の第２側面６と連続した底部および上部の押し込みが済んだと判定すれば、直ちに底部起函用エアシリンダ４０ａと上部起函用エアシリンダ５０ａに制御信号を送り、それぞれのエアシリンダを後方に引込んで、底部起函用ガイド４０ｂ、上部起函用ガイド５０ｂを第２側面６から引離し、さらに起函用バキュームパット２０ｃの吸引を解除し、カートン１を下方にある下流側コンベア２００の上に落下させる。
【００５１】
落下したカートン１は、内容物を入れるコンベアに運ばれる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】カートン起函装置の平面図である。
【図２】カートン起函装置の側面図である。
【図３】カートンの構造を示し、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は折り畳まれた状態を示す図である。
【図４】起函装置の動作順序（１）
【図５】起函装置の動作順序（２）
【図６】起函装置の動作順序（３）
【図７】起函装置の動作順序（４）
【図８】起函装置の動作順序（５）
【図９】起函装置の動作順序（６）
【図１０】カートン起函装置の制御部を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１；ワンタッチカートン（カートン）
３；底面ロック部（起函された状態）
４；蓋
５；第１側面
６；第２側面
７；カートン底面
８；カートン上面
９；セパレータ部材
１５；起函用固定ガイド（曲面部材）
２０；パット移動機構２０ａと
２０ａ；アクチュエーター固定部
２０ｂ；アクチュエーター移動部
２０ｃ；起函用バキュームパット（複数のバキュームパット）
２５；カートンストッカ
３０；ゲート開閉機構
３０ａ；ゲート開閉用エアシリンダ
３０ｂ；ゲート部材
３０ｄ；ストッカ幅調整ネジ
４０；底部起函機構
４０ａ；底部起函用エアシリンダ
４０ｂ；底部起函用ガイド
４０ｄ；（底部起函用ガイドの旋回）支点
５０；上部起函機構
５０ａ；上部起函用エアシリンダ
５０ｂ；上部起函用ガイド
５０ｄ；（上部起函用ガイドの旋回）支点
６０；制御部
６０ａ；外部情報入力端子
６０ｂ；制御信号出力端子
６０ｃ；記憶装置
６０ｄ；表示装置
６０ｅ；入力装置
９０；カートン取出機構
９０ａ；カートン取出用エアシリンダ
９０ｂ；（カートン取出用）スライド部材
９０ｃ；カートン取出用バキュームパット
１００；上流側コンベア
１００ｄ；回転ベルト端部
２００；下流側コンベア
２００ｄ；回転ベルト端部
【図１】
0005228198.tif 000002
【図２】
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【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】
0005228198.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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