(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の内フラップと一対の外フラップとがそれぞれ相対するように箱体の底部に設けられるとともに、前記箱体を構成する４つの側板のうち、一方の対向する一対の側板を他方の対向する一対の側板に対して立ち上げることで、前記箱体を平らに折り畳まれた状態から筒状体とし、前記一対の内フラップを前記箱体の底部を閉塞する方向に折り曲げて、なお且つ、一方の内フラップを前記箱体の底部よりも内側に折り返し、該一方の内フラップが前記側板の間で係止されることによって前記箱体を保形し、更に、前記一対の外フラップを前記箱体の底部を閉塞する方向に折り曲げて、上部が開放するように組上げられた箱体を搬送する搬送手段と、
該搬送手段により搬送された箱体の底部において前記一対の内フラップを前記一対の外フラップに糊付けする糊付け手段と、
該糊付け手段による前記一対の内フラップの前記一対の外フラップに対する糊付けが不良か否かを検出する糊付け状態検出手段と、
該糊付け状態検出手段による糊付けの検出結果が良である場合には、前記箱体への粉粒体の充填を実施する充填手段とを備えた粉粒体充填システムにおいて、
前記糊付け状態検出手段は、前記箱体の底部において糊付けされた前記一対の内フラップまでの距離を同時に測定する２つのレーザセンサと、
該２つのレーザセンサによる各測定結果の偏差が設定公差を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記充填手段の動作を停止制御する充填制御部とを具備することを特徴とする粉粒体充填システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、箱体が粉粒体の充填に適するものかどうかの判断結果に従って、上記充填または空箱排出を実施する粉粒体充填システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の粉粒体充填システムでは、例えば図６に示す各手段にて粉粒体の充填および梱包が行われている。すなわち、まず、箱取出し工程１では、予め平らにつぶすように折り畳まれてコンテナ等に詰められて納入された箱体を、そのコンテナ等から取出し、この取出した箱体を容器状に組立て、搬送手段２に載せて糊付け手段３へ搬送する。
【０００３】
糊付け手段３では、箱体の折り返された少なくとも２つの内フラップを底部（例えば２つの外フラップ）に対し糊付けし、これら各内フラップを底部に平らに固定させた後、その固定が十分になされていることをレーザセンサ４および充填制御部５からなる糊付け状態検出手段６にて確認した上で、箱体の開口上部からその箱体内に充填手段７によって定量の粉粒体を充填する。
【０００４】
そして、この充填が終了した後は、箱体の開口上部のフラップを閉じて梱包手段８により梱包し、商品管理部へ送出する。一方、上記レーザセンサ４によってて内フラップの底部に対する固定が不完全であることが検出された場合には、上記充填を停止し、箱体を空箱排出手段９によって送出し、再組立したり廃棄したりする。
【０００５】
ところで、洗剤などを収納するのに利用される上記箱体は、箱体メーカ側において、ダンボール板などを設計寸法に従って裁断することによって平らに展開された箱構成板を作り、これの一部を糊付けし、平らに畳んで出荷する。従って、洗剤メーカでは、その折り畳んだ箱構成板の対向する一対の側板を他の側板に対し立上げることで筒状体とする。さらに、この筒状体は、図７に示すように対向する少なくとも２つの内フラップ１１，１２を、底部として対向する一対の外フラップ（ここでは、一方のみが示されている）１３に当接する方向に折り曲げ、さらに、対向する上部のフラップ（内フラップおよび外フラップ）１４を図示のように開放しておく。
【０００６】
図７のように組上げられた箱体Ｈは、洗剤メーカの入荷時まで平らに折り畳まれていたため、その折り畳み方向に変形しようとする力が働く。箱体の形状が変形すると続く糊付け作業や粉粒体の充填作業が妨げられる。このため、上記の組上げられた箱体Ｈを搬送手段２に載せて糊付け手段３および充填手段７の下部位置へ搬送する際には、内フラップ１２を例えば破線で示された内フラップ１２′のように４５°の傾きに立上げて、この内フラップ１２′により箱体としての保形効果が得られるようにする必要がある。
【０００７】
そして、上記の状態にて搬送された箱体Ｈは、上記糊付け手段３により、各内フラップ１１，１２と外フラップ１３との糊付けが行われ、続く箱体上方からの送風圧によりその糊付け状態を維持可能にし、さらに、充填手段７の下部に送られて、上記のように、粉粒体の充填が行われる。
【０００８】
しかしながら、上記充填手段による計量，充填時間が短い場合などには、上記糊付けが行われた後も、箱体Ｈの保形のために立上げて使用されていた内フラップ１２が糊付け工程の前後で自身の反発力にて立上がり方向に戻り、これにより糊付け不良になったり、糊のはみ出しが生じ、従ってこれが不良品発生の原因となり、粉粒体の充填工程の効率低下を招くこととなる。
【０００９】
このため、上記内フラップ１２の外フラップ１３に対する糊付けが、十分になされているか否かを、つまり、内フラップ１２が異常に立上がっているのか否かを、糊付け状態検出手段６を構成する１つのレーザセンサ４によって検出する。なお、内フラップ１１は保形に使われないので、自ら立上がることがなく、糊付けがほぼ確実に行われている。
【００１０】
上記レーザセンサ４は、所定速度で移動中の箱体Ｈの底部に向けて一定時間、すなわち、内フラップ１１，１２に掛かる所定領域（例えば７０ｍｍ）内にレーザ光を照射してから、各内フラップ１１，１２からの反射光を受光するまでの時間を検出することで、内フラップ１１，１２までの距離を光学的に測定し、上記領域内で得られた測定値の最大値および最小値間の誤差が予め設定した設定公差を超えたか否かを充填制御部５内で判定させる。
【００１１】
箱体Ｈはベルトコンベア等によって図７中矢印が付された方向に移動しており、フォトセンサＰＨ１，ＰＨ２によって箱体Ｈの到来が検知される。フォトセンサＰＨ１，ＰＨ２はレーザセンサ４が設けられた位置に応じた位置に設けられている。フォトセンサＰＨ１，ＰＨ２の検出信号は同期信号として出力され、この同期信号が測定開始時点やサンプリング値をホールドする時点を決定する。
【００１２】
図８は従来のレーザセンサ４による内フラップ１１，１２までの距離測定結果を示す図である。レーザセンサ４は内フラップ１１，１２までの距離の長短を電圧の強弱として出力する。図中符号Ｄ１が付された曲線がレーザセンサから出力される電圧値である。この電圧値は充填制御部５に入力されてサンプリングが行われる。サンプリングされた電圧値は図８中符号Ｓ１が付された同期信号の立ち上がり時に最大値がホールドされる。例えば、サンプリング期間Ｔ２においては電圧値の最大値は図中符号ＰＶが付された箇所であり、その最大値がサンプリング期間Ｔ２が終了した時点（フォトセンサＰＨ２から同期信号が出力された時点）からサンプリング期間Ｔ３が終了するまでホールドされる（以下、ホールドされた値をホールド値と称する）。ホールド値は図中Ｐ１が付された階段状の変化を示す曲線となる。
【００１３】
ホールド値から得られる最大値と最小値との差を算出して、この算出値が設定公差内である場合には、上記糊付けが良好と判断して、充填手段７による箱体Ｈ内への粉粒体の充填を行わせ、充填終了後は上部のフラップ１４を閉じた後、糊付けなどを行って梱包手段８へ送り、ここで梱包を行って、商品として搬出する。一方、上記糊付けが不良と判断された場合には、充填手段７による粉粒体の箱体Ｈへの充填は阻止され、空箱排出手段９によって外部へ、例えば排出されて、再組立または廃棄されることとなる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の粉粒体充填システムでの糊付け不良検出方法においては、１つのレーザセンサ４により上記領域内を走査して測定値の最大値および最小値を測定する必要があるため、糊付け不良の判定に長時間を要し、糊付け作業の効率が悪いという課題があった。また、上記搬送中の箱体Ｈが、レーザセンサ４による測定領域内で振動または揺動することによって、距離の測定結果が誤ったものとなり、糊付けが正常になされている箱体Ｈを、粉粒体の充填を行うことなしに、空箱排出してしまうという課題があった。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、２つのレーザセンサの使用によって、内フラップの糊付けの良否判定を正確に行うことができ、この判定結果に従って続く粉粒体の箱体内への充填作業および不良となった空箱排出を効率的に実施できる粉粒体充填システムを得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、一対の内フラップと一対の外フラップとがそれぞれ相対するように箱体の底部に設けられるとともに、前記箱体を構成する４つの側板のうち、一方の対向する一対の側板を他方の対向する一対の側板に対して立ち上げることで、前記箱体を平らに折り畳まれた状態から筒状体とし、前記一対の内フラップを前記箱体の底部を閉塞する方向に折り曲げて、なお且つ、一方の内フラップを前記箱体の底部よりも内側に折り返し、該一方の内フラップが前記側板の間で係止されることによって前記箱体を保形し、更に、前記一対の外フラップを前記箱体の底部を閉塞する方向に折り曲げて、上部が開放するように組上げられた箱体を搬送する搬送手段と、
該搬送手段により搬送された箱体の底部において前記一対の内フラップを前記一対の外フラップに糊付けする糊付け手段と、
該糊付け手段による前記一対の内フラップの前記一対の外フラップに対する糊付けが不良か否かを検出する糊付け状態検出手段と、
該糊付け状態検出手段による糊付けの検出結果が良である場合には、前記箱体への粉粒体の充填を実施する充填手段とを備えた粉粒体充填システムにおいて、
前記糊付け状態検出手段は、前記箱体の底部において糊付けされた前記一対の内フラップまでの距離を同時に測定する２つのレーザセンサと、
該２つのレーザセンサによる各測定結果の偏差が設定公差を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記充填手段の動作を停止制御する充填制御部とを具備することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態による粉粒体充填システムの構成を示すブロック図であり、基本構成は図６に示した従来の粉粒体充填システムと同様である。しかし、本実施形態では、２つのレーザセンサ４Ａ，４Ｂを糊付け状態検出手段６内に設けており、２つのセンサ出力にもとづく充填制御部５Ａでの演算処理結果に従って、上記内フラップ１１，１２までの距離および糊付け状態の判定を高速に、しかも誤判定なく実施しようとするものである。
【００１８】
すなわち、本発明では、図２に示すように、所定速度で図中矢印方向に搬送される箱体Ｈに対し、上部に配置した２つのレーザセンサ４Ａ，４Ｂから対向する内フラップ１１，１２にレーザ光を照射する。なお、これらのレーザセンサ４Ａ，４Ｂは上記内フラップ１１，１２上にレーザ光スポットを同時に照射できるように一定の間隔（例えば７０ｍｍ）をおいて配置されている。そして、これらの内フラップ１１，１２からの各反射光をレーザセンサ４Ａ，４Ｂにて受光し、充填制御部５Ａでは上記照射から受光までの時間計測値から各内フラップ１１，１２までの距離を測定する。
【００１９】
図３は本発明の一実施形態による粉粒体充填システムに用いられるレーザセンサ４Ａ，４Ｂを用いた場合の内フラップ１１，１２までの距離測定結果を示す図である。図中Ｄ２が付された曲線はレーザセンサ４Ａ又はレーザセンサ４Ｂから出力される電圧値の一例を示す図である。レーザセンサ４Ａ又はレーザセンサ４Ｂから出力される信号は充填制御部５Ａにおいてピーク値が検出され、ピーク値が検出された場合、図に示されたピーク検出出力信号を出力する。ピーク値が検出されると充填制御部５Ａはピーク値をホールドする。
【００２０】
また、図においてタイミング入力信号はフォトセンサＰＨ２から出力される信号であり、充填制御部５Ａはこのタイミング入力信号が入力された時点においてフォトセンサ５Ａ，５Ｂから入力される電圧値をホールドする。レーザセンサ４Ａ，４Ｂから出力される電圧値がホールドされると、充填制御部５Ａはホールドされたレーザセンサ４Ｂの電圧値からホールドされたレーザセンサ４Ａの電圧値の減算を行って（誤差を求めて）、その減算結果が予め定められた設定公差を超えるか否かを判定する。尚、上記タイミング入力信号が入力されてから所定時間経過すると、図３に示されたようにホールドリセット入力信号が入力されホールド処理が解除される。
【００２１】
上記減算結果が設定公差を超えていない場合には、上記充填手段７の動作を継続させて、箱体Ｈ内への粉粒体の充填を可能にし、充填を終了した箱体Ｈは上フラップ１４を閉じさせた後、梱包手段に送り込ませる。
一方、上記演算結果が設定公差を超える場合には、上記充填手段７の動作を直ちに停止させて、箱体Ｈ内への粉粒体の充填を中止し、箱体を空箱排出手段９へ送って外部へ排出処理させるようにする。なお、上記減算処理では底部に対する糊付けが常に確実となる内フラップ１１までの測定距離が測定基準値となる。
【００２２】
また、上記のようなレーザセンサ４Ａ，４Ｂによる内フラップ１１，１２までの距離測定は、タイミング入力信号が入力された時点においてなされるので、仮に、上記距離測定中に、搬送中の箱体Ｈが揺動したり振動するようなことがあっても、その揺動および振動に伴う誤差がレーザセンサ４Ａ，４Ｂの測定値に同レベルで影響することとなるため、上記減算によってそれらの影響は相殺される。従って、内フラップ１２の戻りの有無状態である糊付け状態の判定結果に上記揺動等を原因とする誤差を伴うことはない。つまり、内フラップ１２の戻り検出を高速かつ高精度に実現できることとなる。この結果、充填制御部５Ａによる充填手段７や空箱排出手段９の誤動作を防止でき、粉粒体の充填作業を効率化できる。
【００２３】
【実施例】
発明者は以上説明した本発明の一実施形態による粉粒体充填システムを用いて内フラップの戻り検出測定の試験を行った。図４及び図５はそれぞれ試験結果を示す図表及び試験結果をグラフ形式に示した図である。この試験においては、７時間２５分内に１３３６９個の箱体Ｈについて試験を行い、前述した設定公差を±５ｍｍに設定した。
【００２４】
図４に示されたようにレーザセンサ４Ｂから内フラップ１２までの距離から、レーザセンサ４Ａから内フラップ１１までの距離を減算した値が設定公差５ｍｍを超えた箱体の数はゼロであり、設定公差−５ｍｍを超えた箱体の数は５であった。また、レーザセンサ４Ｂから内フラップ１２までの距離から、レーザセンサ４Ａから内フラップ１１までの距離を減算した値の平均値は０．６ｍｍであり、最小値は−１１．５ｍｍ、最大値が４．９ｍｍであり、最大値と最小値の間の幅、つまりレンジは１６．４ｍｍであった。また、箱体全数の標準偏差は１．２であった。
【００２５】
箱体全数をヒストグラムの表形式に表示すると図５に示されたようになる。この図に示されたように多数の箱体について、レーザセンサ４Ｂから内フラップ１２までの距離から、レーザセンサ４Ａから内フラップ１１までの距離を減算した値が−２．０ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲にある。
試験に要した時間は７時間２５分内であり、この時間内に１３３６９個の箱体Ｈについて試験を行っているので、２秒当たり１個の割合で試験を行っていることとなり、極めて高速に且つ正確に試験ができることが明らかになった。
【００２６】
箱体Ｈを高速に移動させた場合には、搬送中の箱体Ｈが揺動したり振動するようなことが多々生じるが、本実施形態によれば、レーザセンサ４Ａ，４Ｂによる内フラップ１１，１２までの距離測定は、タイミング入力信号が入力された時点のみにおいてなされるので、上記揺動が判定結果に及ぼす影響を無くすことができ、高速かつ高精度な測定が実現できることとなる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、搬送手段により搬送された箱体の底部において一対の内フラップを一対の外フラップに対して糊付け手段により糊付けし、該糊付け手段による一対の内フラップの一対の外フラップに対する糊付けが不良か否かを検出する糊付け状態検出手段を、箱体の底部において糊付けされた一対の内フラップまでの距離を同時に測定する２つのレーザセンサと、該２つのレーザセンサによる各測定結果の偏差が設定公差を超えるか否かに応じて、上記充填手段の動作を制御する充填制御部とから構成したので、２つのレーザセンサの使用によって、箱体の底部における一対の内フラップの糊付けの良否判定を正確かつ迅速に行うことができ、この判定結果に従って続く粉粒体の箱体内への充填作業および不良となった空箱排出を効率的に実施できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による粉粒体充填システムの構成を示すブロック図である。
【図２】  図１におけるレーザセンサと箱体との関係を示す説明図である。
【図３】  同実施形態による粉粒体充填システムに用いられるレーザセンサ４Ａ，４Ｂを用いた場合の内フラップ１１，１２までの距離測定結果を示す図である。
【図４】  試験結果を示す図表である。
【図５】  試験結果をグラフ形式に示した図である。
【図６】  従来の粉粒体充填システムを示すブロック図である。
【図７】  図６におけるレーザセンサと箱体との関係を示す説明図である。
【図８】  従来のレーザセンサ４による内フラップ１１，１２までの距離測定結果を示す図である。
【符号の説明】
２            搬送手段
３            糊付け手段
４Ａ，４Ｂ    レーザセンサ
５Ａ          充填制御部
６            糊付け状態検出手段
７            充填手段
Ｈ            箱体
１１，１２    内フラップ
１３          外フラップ（底部）
【図１】
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【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】
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