JP5237100B2

JP5237100B2 - 箱詰装置

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Publication number: JP5237100B2
Application number: JP2008536360A
Authority: JP
Inventors: 元希高山; 清作岩佐
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: EP2072403A1; WO2008038598A1; EP2072403A4; AU2007301209A1; JPWO2008038598A1; CN101516731A; US20100115886A1

Description

本発明は、複数の物品を集積して一群となし、それらを一つの箱に箱詰めする箱詰装置に関する。

所定重量もしくは所定個数に集積された物品を一つの箱に箱詰めする箱詰装置としては、各個別の物品の重量値を上流側で計量し、その重量値をもとに目標重量となる物品の組合せを選択して、箱詰めする技術が下記特許文献１で提案されている。

また、集積された物品が箱詰めされる前の搬送途上で抜けたり、崩れ落ちたりして、所定重量あるいは所定個数の物品にならないことがある。そうした事態を避けるために、下記特許文献２では、下流側に重量計を設けて、集積された物品の過不足をチェックするようにしている。
特開平２−１０９８２６号公報特開２０００−２６６５８８号公報

しかしながら、箱詰め完了後に全体重量をチェックして、箱詰重量（個数）が適正でないと判明した場合には、物品が詰められた箱全体を生産ラインから排除する必要があり、生産効率の低下を招いていた。また、一箱に詰められる物品の合計個数が多く、各物品の重量値のバラツキが多重加算される場合には、箱全体の重量変動が物品の過不足によって生じたものか、物品の個別重量値のバラツキによって生じたものかを区別することができないから、そのような箱はすべて不良品扱いで生産ラインから排除するしかなかった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、複数の物品を集積して一群となし、それらを一つの箱に箱詰めする箱詰装置において、生産効率の低下を防止することを目的とする。

さらに、箱詰めに使用される箱がダンボール製容器やリサイクル容器である場合には、湿度や経年変化その他の事情によって箱の重量が大きく変動することがあり、その重量変動幅が各個別物品の重量よりも大きくなることがある。そのような場合は、例えば、箱詰めされるべき複数物品の一部が箱詰めされる前に脱落した場合でも、箱の重量変動によって、箱詰めされた物品の重量は適正であると誤判定されることがあった。すなわち、箱詰め完了後に箱を含む全体重量をチェックしても、箱詰めされた物品自体の重量（個数）の適正を確認することはできなかった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、複数の物品を集積して一群となし、それらを一つの箱に箱詰めする箱詰装置において、箱詰めされた物品の重量（個数）の適正を確認できるようにすることを目的とする

第１発明に係る箱詰装置は、個別重量チェッカと、集積部と、グループ重量チェッカと、判断部と、箱詰部とを備え、所定重量もしくは所定個数に集積された物品を箱詰めする。個別重量チェッカは、上流から搬送されてくる個々の物品を搬送しながら計量して各物品の重量値Ｗｎを取得する。集積部は、個別重量チェッカから搬送されてくる物品を集積して一群とする。グループ重量チェッカは、一群の物品を計量してその重量値Ｗｇを取得する。判断部は、一群の物品に属する各物品の重量値の加算値とグループ重量チェッカで取得された重量値Ｗｇに基づき、一群の物品を箱詰めすることの適否を判断する。箱詰部は、判断部により箱詰めすることが適正であると判断された一群の物品を箱詰めする。

第２発明に係る箱詰装置は、第１発明に係る箱詰装置において、さらに物品振分部を備える。物品振分部は、個別重量チェッカとグループ重量チェッカとの間に設けられ、個別重量チェッカで取得された重量値Ｗｎが所定の重量範囲に収まらない物品である場合に、その物品を搬送ラインから排除する。

第３発明に係る箱詰装置は、第１発明又は第２発明に係る箱詰装置において、全体重量チェッカと、風袋重量取得部とをさらに備える。全体重量チェッカは、箱詰部の下流に設けられて、箱詰めされた箱全体の全体重量Ｗｈを取得する。風袋重量取得部は、箱詰部に供給される箱の風袋重量Ｗｐを取得する。判断部は、グループ重量チェッカで取得された一群の物品の重量値Ｗｇと、風袋重量取得部で取得された風袋重量Ｗｐとに基づいて、全体重量Ｗｈが適正であるか否かを判断する。

第４発明に係る箱詰装置は、第３発明に係る箱詰装置において、箱振分部をさらに備える。箱振分部は、全体重量チェッカの下流に設けられて、全体重量値Ｗｈが適正でないと判断された場合に、対応する箱を搬送ラインから排除する。

第１発明によれば、集積される前の各物品重量の加算値と、集積後の一群の物品の重量値とに基づいて、箱詰めされる一群の物品の重量の適正を判断するため、箱詰め前に欠品等を検出して、適切な措置を講ずることができる。その結果、箱詰め完了後に重量（個数）の過不足を検出して、不都合の見つかった箱全体を生産ラインから排除していた従来の箱詰装置よりも、箱詰めの無駄を無くすことができる。また、箱の重量値や各物品の重量値に大きなバラツキがあっても、集積前の個々の物品重量と集積後の一群の物品重量とに基づいて一群の物品の適正を判断するため、箱の重量や個々の物品重量に大きなバラツキがあっても、所定重量または所定個数に集積された物品を確実に箱に詰めることができる。

第２発明によれば、第１発明が奏する効果に加えて、個々の物品重量が適正でない物品は、それが集積される前に搬送ラインから排除されるので、集積された一群の物品をより適正な重量のものにすることができる。

第３発明によれば、第１発明又は第２発明が奏する効果に加えて、箱の重量が湿度・経年変化その他の事情によって大きく変動しても、箱の風袋重量を取得してから、箱詰め完了後に箱を含む全体重量をチェックするので、箱詰めされた物品の重量（個数）の適正を確認することができる。特に、箱が吸湿性の高いダンボール製（紙製）であって、湿度の影響で重量が変動し易い場合や、リサイクル容器であって、長年の使用による重量変動が懸念される場合でも、箱詰めされた物品の重量あるいは個数の適正を保証することができる。

第４発明によれば、第３発明の効果に加えて、箱詰め工程で物品の欠落等があっても、そうした箱は、箱の全体重量が適正でないとして、搬送ラインから排除することができるので、完成品のみを出荷することができる効果がある。

箱詰装置の正面図。箱詰装置の平面図。箱詰装置の機能ブロック図。箱詰装置によって製造される箱詰商品を示す斜視図。シールチェッカの厚み検出部の拡大図。ストック部の動作を説明する図。集積部の側面図。箱詰め・封かん部の動作を説明する図。物品の厚みに基づく判断処理フロー。物品の重量値に基づく判断処理フロー。物品の厚みに基づく判断処理フローの変形例。

１個別重量チェッカ
２シールチェッカ
３不良物品振分部
４ストック部
５集積部
６グループ重量チェッカ
７箱詰め・封かん部
８全体重量チェッカ
９不良箱振分部
７３計量搬送コンベア（風袋重量取得部）

以下、本発明の実施形態に係る箱詰装置１００について図面を参照しながら説明する。図１は箱詰装置１００の正面図、図２は平面図、図３は機能ブロック図を示す。図４は、箱詰装置１００によって製造される箱詰商品を示す斜視図である。

〔本実施形態に係る箱詰装置の概要〕
本実施形態に係る箱詰装置１００は、上流工程に設けられる製袋包装機（図示なし）から順次供給される個別の袋（物品）Ｂを複数個（６個）集積して一群とし、その一群の袋Ｇを規定サイズの箱Ｃに複数群（２群）繰り返し詰める装置である。この装置によって、図４に示されるように、所定個数（６個×２列の計１２個）の個別袋Ｂが箱Ｃに箱詰めされ、箱Ｃの開口を閉じる蓋がテープ等で封かんされる。封かんされる箱Ｃは、ダンボール製容器、あるいは、出荷先で回収して再利用されるリサイクル容器である。

箱詰装置１００は、図１及び図２に示されるように、上流側（図中の左側）から順に、個別重量チェッカ１、シールチェッカ２、不良物品振分部３、ストック部４、集積部５、グループ重量チェッカ６、箱詰め・封かん部７、全体重量チェッカ８、不良箱振分部９が配置されてなり、これらを図３に示される制御部１０で制御する。制御部１０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０３を備えてなり、ＣＰＵ１０１が、箱詰装置１００の各部へ制御信号を送信するとともに箱詰装置１００の各部から受信する情報信号に基づいて演算・判断・選択処理を行うプログラムをＲＡＭ１０３上で実行する。なお、制御部１０には、装置の稼働状況等を表示する表示部あるいは各種設定値の設定その他操作入力を行わせるための操作入力部となる、タッチパネルディスプレイ２０及びキーボード３０が接続されている。

〔個別重量チェッカ１〕
個別重量チェッカ１は、上流工程から連続的に供給される個別袋Ｂを、下流へ向けて所定速度で順次搬送しながら計量して、各個別袋Ｂの重量値ｗ_nを取得する。具体的には、供給される個別袋Ｂを受け入れて下流へ搬送する搬送コンベア１１と、搬送コンベア１１から排出される個別袋Ｂを下流へ搬送するとともに、ロードセル１２ａで重量計量する計量搬送コンベア１２とが直列配置されてなる。制御部１０は、ロードセル１２ａから受信する計量情報信号に基づいて、個別袋Ｂの重量値ｗ_nが所定の重量範囲（上限重量値ｗ_U，下限重量値ｗ_L）内に収まるか否かを判断し、所定の重量範囲外となった場合には、後述する不良物品振分部３で不良品として搬送ライン外へ排出する。また、制御部１０は、下流工程のグループ重量チェッカ６で計量される一群の袋Ｇの重量値Ｗｇに基づいて、当該一群の袋Ｇの重量又は個数の適正（一群の袋Ｇから脱落等した個別袋がないこと）を判断するために、複数の個別袋Ｂについての個々の重量値ｗ_nを加算することによって、その一群の袋Ｇの一群重量値Ｗ２を予め算出する。

〔シールチェッカ２〕
シールチェッカ２は、個別重量チェッカ１から連続的に供給される個別袋Ｂを、下流へ向けて所定速度で順次搬送しながら、各個別袋Ｂをその厚み方向で加圧して、加圧時における個別袋Ｂの厚みｄ_nを検出する厚み検出手段であり、その厚みに基づいて個別袋Ｂのシールの適正を判断するために用いられる。具体的には、上流工程の個別重量チェッカ１から連続的に供給される個別袋Ｂを下流へ向けて搬送する搬送コンベア２１と、搬送コンベア２１上を搬送される個別袋Ｂを押圧部材２２１で加圧して、個別袋全体を一定の厚みに整える袋ならし部２２と、袋ならし部２２で厚みが整えられた個別袋Ｂをサーボモーター２３３で駆動される押圧部材２３１で加圧するとともに、サーボモーター２３３の角度変位で個別袋の厚みｄ_nを検出して厚み情報信号を送信する厚み検出部２３と、を備えてなる。

厚み検出部２３は、図５に示されるように、搬送コンベア２１の搬送面を上方から覆うように設けられる押圧部材２３１と、搬送コンベア２１の側面に回動支持され、押圧部材２３１を搬送コンベア２１に対して接近及び離間可能に支持するＬ字形の平行リンク２３２と、平行リンク２３２を回転駆動することにより押圧部材２３１を搬送コンベア２１に対して接近・離間させるサーボモーター２３３と、を備えてなる。個別袋Ｂが押圧部材２３１の下方を通過するタイミングに合わせて、サーボモーター２３３を図５中の矢印で示される方向に駆動して、押圧部材２３１の下降が止まったところの位置により、個別袋Ｂの厚みを検出することができる。なお、加圧する個別袋Ｂを通過させ易くするため、押圧部材２３１の下面には多数のローラー２３１ａが備えられている。袋ならし部２２は、厚み検出部２３と同様に、下面に多数のローラーを備えた押圧部材２２１が平行リンク２２２で支持されている（図２）。平行リンク２２２を所定トルクで回動させることによって、押圧部材２２１の下方を通過する個別袋Ｂを平らにならし、袋全体の厚みを一定に整える。

こで、制御部１０は、厚み検出部２３から受信する厚み情報信号に基づいて、各個別袋Ｂの厚みｄ_nが所定の厚み範囲（上限値ｄ_U，下限値ｄ_L）内に収まるか否かを判断し、所定の厚み範囲外となった場合には、シール不良によるエア洩れ、又はエア充填量の過不足と考えられるため、下流工程の不良物品振分部３に、当該個別袋Ｂを不良品として搬送ライン外へ排出させる制御信号を送信する。また、制御部１０は、下流工程の集積部５で一群の袋Ｇとして集積される複数の個別袋Ｂの厚みｄ_nを加算して一群の袋Ｇの厚みｄを求め、その加算結果に基づき、当該一群の袋Ｇを上記規定サイズの箱Ｃに詰めることの適否を事前に判断する。

〔不良物品振分部３〕
不良物品振分部３は、個別重量チェッカ１で取得された個別袋Ｂの重量値ｗ_nが、制御部１０によって上記所定の重量範囲から外れると判断された場合、又は、シールチェッカ２で検出された個別袋Ｂの厚みｄ_nが、制御部１０によって上記所定の厚み範囲から外れると判断された場合に、制御部１０からの制御信号に基づいて、当該個別袋Ｂを搬送ライン外に排出する。具体的には、搬送コンベア３１の側部にエアジェットノズル（図示なし）が設けられており、これによって、搬送コンベア３１上を通過する不良袋を搬送方向と直交する方向へ吹き飛ばすものである。なお、個別袋Ｂの重量が大きく、エアジェットによる排出が難しい場合には、伸縮シリンダ等で側方へ押し出すようにしても良い。

〔ストック部４〕
図２及び図６に示されるように、コンベアによる個別袋Ｂの搬送方向と直交する方向（横方向）に延びる複数組（２組）のスライドレール４１，４２と、スライドレール４１，４２に各々支持されて横方向に並ぶ複数列（３列）の搬送コンベア４３・・４３，４４・・４４と、搬送コンベア４３・・４３，４４・・４４をスライドレール４１，４２に沿って移動させる駆動部（図示なし）と、を備えてなり、図６（ａ）に示されるように、各複数列の搬送コンベア４３・・４３，４４・・４４には、上流工程と下流工程を接続するための通路となる各一列を除いて、予備の個別袋Ｂ_S1〜_S4がストックされている。予備の個別袋Ｂ_S1〜_S4は、他の個別袋Ｂと同様に、個別重量チェッカ１及びシールチェッカ２を通過して、重量値や厚みが既知となっているものであって、その既知データは各個別袋と関連付けられた状態で制御部１０によって記憶されている。

ストック部４は、集積部５で集積される一群の袋Ｇの厚み（＝一群を構成する複数の個別袋Ｂ_G1〜_G6の厚みの加算値）が大きすぎて（又は小さすぎて）、上記規定サイズの段ボール箱Ｃに詰めるには不適であると事前に判断される場合において、一群の袋Ｇから交換すべき個別袋Ｂ_Gnを選択して排出する一方、それより厚みが小さく（又は大きく）、一群の袋Ｇの厚みを所定の範囲内に収まるように修正することができる個別袋を、予備の袋Ｂ_S1〜_S4の中から一群の袋Ｇに追加する個別袋として選択し挿入する。制御部１０は、選択手段として、交換すべき個別袋Ｂ_Gn及びこれに代えて一群の袋Ｇに追加する袋Ｂ_snを選択する。ただし、この箱詰装置１００において、一群の袋Ｇの厚みの合計値は、一群の袋Ｇを構成する複数の個別袋Ｂ_G1〜_G6のうち最後の個別袋Ｂ_G6がシールチェッカ２を通過した後、すなわち、図６（ａ）に示される状態となった時点で判明するため、一群の袋Ｇのうち個別袋Ｂ_G1〜_G5のいずれかを取り出し、その代わりに予備の個別袋Ｂ_S1〜_S4のいずれかを選択して挿入することは実質的に難しい。そのため、交換する個別袋Ｂとしては、一群の袋Ｇのうち最後の個別袋Ｂ_G6が常に選択されることになる。

ここで、例えば交換する個別袋Ｂ_G6に代えて追加する個別袋Ｂとして、予備の個別袋Ｂ_S1〜_S4のうち、個別袋Ｂ_S1が選択される場合には、まず、図６（ｂ）に示されるように、交換する個別袋Ｂ_G6を搬送コンベア４３に取り込んだ後、図６（ｃ）に示されるように、複数列の搬送コンベア４３を横方向にスライドさせて、コンベア位置を切り替えることにより、選択された個別袋Ｂ_S1を下流へ供給し、一群の袋Ｇに追加する。交換された個別袋Ｂ_G6は、追加された個別袋Ｂ_S1に代わって搬送コンベア４３にストックされ、個別重量チェッカ１及びシールチェッカ２で検出された重量値や厚みのデータが、制御部１０によって個別袋Ｂ_G6を載せたコンベアと関連付けられた状態で記憶される。なお、交換する個別袋Ｂ_G6に代えて、予備の個別袋Ｂ_S1〜_S4のいずれを追加挿入しても、一群の袋Ｇの厚みが箱Ｃに詰めるには不適と判断される場合には、制御部１０は、個別袋の交換・追加をさせることなく、箱詰めに不適である旨の警告を表示させる制御信号をタッチパネルディスプレイ２０に送信し、当該一群の袋Ｇがグループ重量チェッカ６に到達したときに搬送ライン外へ排出させる制御信号を後述する排出部材に送信する。なお、警告、一群の袋の排出に代えて、又はこれらに併せて装置を停止させる制御信号を送信しても良い。

ここでは、ストック部４の設置スペースやコンベア位置の切替え時間との兼ね合いから、搬送コンベアを２組×３列に設定したが、１組×５列、４組×２列でも同じ個数（４個）の予備袋を確保することができる。さらにスライドレールやコンベアを増設して、予備の個別袋Ｂ_snを増やすようにしても良い。これによって、上記のように一群の袋Ｇを排出しなければならない事態が低減され、処理効率を高めることができる。また、シールチェッカ２とストック部４の間に搬送コンベア３１のようなコンベアを増設すれば、ストック部４の手前に個別袋Ｂをより多く待機させることができるので、Ｂ_G6だけでなく、Ｂ_G1〜_G5も交換の対象とすることができる。

〔集積部５〕
集積部５は、上流工程から順次供給される個別袋を受け入れ、一群の袋Ｇとして箱詰め可能な状態に集積する装置であって、図７に示されるように、上流工程からの個別袋Ｂを受け入れる受入部５１と、受入部５１に受け入れた個別袋Ｂを厚み方向に集積した状態で保持する保持部５２と、を備えてなる。受入部５１は、駆動源（図示なし）で水平方向に延びる回転軸５１１ａを中心に回転させられる回転体５１１と、回転体５１１の周方向に所定間隔をおいて回転軸５１２ａで回転支持される複数（４個）の受入トレイ５１２と、を備えてなり、受入トレイ５１２は、回転体５１１の回転に伴って一点鎖線で示されるような回転軌跡を描きながら移動するように構成されている。これにより、受入トレイ５１２は、図７中のＰ１位置において寝かされた状態で供給される袋Ｂを受け取り、Ｐ２位置において袋Ｂを立てた状態で保持部５２に供給する。

保持部５２は、搬送コンベア５２１の搬送面上に、一群の袋Ｇを厚み方向に集積した状態で両側から挟持する複数組の挟持体５２２を備えてなり、各挟持体５２２は、一群の袋Ｇの厚みに相応する間隔をおいて設けられて、搬送方向に進行する二枚の挟持片５２２ａ，５２２ｂを備えてなる。挟持片５２２ａが、受入部５１から立てられた状態で順次供給される袋Ｂを支えながら進行し、一群の袋Ｇが集積された後で、挟持片５２２ｂがその一群の袋Ｇを後方から挟持し、そのままの状態を維持しつつ、下流工程のグループ重量チェッカ６への袋受け渡し位置（図７中のＰ３位置）まで移動する。一群の袋Ｇは、この袋受け渡し位置まで移動すると、Ｐ３位置に対応する位置に配設される押出部材（図示なし）で前方に押し出されて、グループ重量チェッカ６のトレイ６１上に供給される。

〔グループ重量チェッカ６〕
グループ重量チェッカ６は、上流工程の集積部５から供給される一群の袋Ｇを受け入れて、その重量値Ｗｇをトレイ６１の下部に設けられるロードセル６１ａで計量して取得する手段であって、一群の袋Ｇを下流工程の箱詰め・封かん部７にセットされる箱Ｃに向けて水平方向に押し込む箱詰部材（図示なし）と、搬送ライン外へ押し出すように排出する排出部材（図示なし）とを備えている。上述したように、一群の袋Ｇに含まれる個別袋Ｂの重量値ｗ_nを加算して、その加算合計となる一群重量値Ｗ２を予め算出しており、これと重量値Ｗｇに基づいて当該一群の袋Ｇの重量又は個数の適正を判断する。

そして、一群重量値Ｗ２と計量した重量値Ｗｇが一致する場合、制御部１０は、当該一群の袋Ｇの重量又は個数が適正であると判断するとともに、上記箱詰部材に制御信号を送信して箱Ｃへの箱詰めを行わせる。また、一群重量値Ｗ２と計量した重量値Ｗｇが一致しない場合には、制御部１０は、当該一群の袋Ｇの重量又は個数が適正でない、すなわち、当該一群の袋Ｇから個別袋の全部又は一部が工程途中で脱落する等の事故が発生した、と判断するとともに、上記排出部材に制御信号を送信して、一群の袋Ｇをすべて搬送ライン外へ排出させる。

〔箱詰め・封かん部７〕
箱詰め・封かん部７は、空の箱Ｃをグループ重量チェッカ６に向けて開口させた状態で
セットし、グループ重量チェッカ６から押し込まれる一群の袋Ｇの列数（段数）に応じて
高さを切替える箱詰め台７１と、箱詰め台７１で一群の袋Ｇが所定段数、箱詰めされた箱Ｃを封かんする封かん装置７２と、を備えてなる。箱詰め台７１は、押し込まれる一群の袋Ｇの段数に応じて高さを切替えるため、基台７１１と、基台７１１に対して上下動可能にされた昇降台７１２が設けられている。昇降台７１２は、一段目の袋Ｇが箱詰めされる際には、図８（ａ）で示されるように、セットされた箱Ｃの下面をグループ重量チェッカ６のトレイ６１と同じ高さに調整し、二段目以降の袋Ｇが箱詰めされる際には、図８（ｂ）で示されるように、一群の袋Ｇの高さ分ずつ下降して、二段目以降の袋Ｇを受入可能な位置まで箱Ｃを下方移動させる。

したがって、所定段数の袋Ｇは、グループ重量チェッカ６の箱詰部材で水平方向に押し込まれるだけで、図８（ｃ）に示されるように箱詰めされる。箱詰めが完了した箱Ｃは封かん装置７２へ移動させられ、封かん装置７２によって、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、箱Ｃの開口が蓋で閉じられて、搬送コンベア７２１で次工程の全体重量チェッカ８へ移動させられる。なお、箱Ｃは、ロードセルを備える計量搬送コンベア７３（図２）によって箱詰め台７１へセットされるが、その際、計量搬送コンベア７３は、風袋重量取得部として、空状態の箱Ｃの重量値（風袋重量値）Ｗ_pを計量して取得し、その計量情報信号を制御部１０に送信する。

〔全体重量チェッカ８〕
全体重量チェッカ８は、ロードセル８ａを備えてなる計量搬送コンベアであって、搬送手段として、箱詰め・封かん部７から供給される箱Ｃを下流工程へ搬送するとともに、全体重量取得手段として、所定個数の個別袋Ｂが箱詰めされた全体の重量値Ｗ_hを計量して取得し、その計量情報信号を制御部１０へ送信する。制御部１０は、グループ重量チェッカ６で計量された重量値Ｗｇから得られる所定段数の袋Ｇの全体重量値Ｗ１と、計量搬送コンベア７３で計量された風袋重量値Ｗ_pを加算してなる合計値を算出し、この合計値を箱詰めされた複数の個別袋Ｂの重量チェックの基準値とする。すなわち、既知の全体重量値Ｗ１と風袋重量値Ｗ_pの合計値が、全体重量チェッカ８で計量される重量値Ｗ_hと一致する場合には、すべての個別袋Ｂが箱Ｃで適正に包装されたと判断し、一致しない場合には、個別袋Ｂの一部が脱落等して適正に包装されなかったと判断するものであり、その判断結果に基づいて、不良箱振分部９へ制御信号を送信する。

〔不良箱振分部９〕
不良箱振分部９は、搬送コンベアであって、制御部１０からの制御信号に基づき、個別袋Ｂが適正に包装された箱Ｃを次工程へ向けて搬送する一方、個別袋Ｂが適正に包装されなかった箱Ｃについては、搬送コンベアの側方に備えられる伸縮シリンダ（図示なし）を作動させて搬送ライン外に排出する。

〔制御部１０による判断処理フロー〕
次に、上記のように構成される箱詰装置１００における制御部１０の判断処理フローについて説明する。制御部１０では、個別袋Ｂの厚み、及びその合計値として求められる一群の袋Ｇの厚みに関する判断処理と、個別袋Ｂの重量値、一群の袋Ｇの重量値、及び所定段数の袋Ｇが箱詰めされた箱Ｃの重量値に関する判断処理とが、本来は一体的に行われるが、説明の便宜上、これらの判断処理フローを相互に分割して説明する。

〔袋の厚みに基づく判断処理フロー〕
図９に、袋の厚みに基づいて行われる判断処理フローを示す。箱詰装置１００を稼動させる前に、制御部１０での判断処理に必要なデータとして、使用される箱Ｃのサイズ（幅寸法Ｄ）、一段（群）に含まれる個別袋Ｂの個数Ｎ、個別袋Ｂの厚み寸法の上限値ｄ_U及び下限値ｄ_Lの設定入力が求められる（ステップＡ１〜Ａ３）。箱詰装置１００が作動を開始すると、まず、一群の袋Ｇに加えられた個別袋Ｂの個数ｎ、及びそれらの厚み合計ｄの初期値を０にリセットする（ステップＡ４，Ａ５）。次に、シールチェッカ２で個別袋Ｂの厚みｄ_nを検出し（ステップＡ６）、所定の厚み範囲内に収まるか否かを判定する（ステップＡ７）。個別袋Ｂの厚みｄ_nが所定の厚み範囲内に収まる場合には、それを一群の厚み合計ｄに加算して（ステップＡ８）、加算された個別袋Ｂの個数ｎをカウント（ステップＡ９）し、これをステップＡ２で設定したＮ個に達するまで繰り返す（ステップＡ１０）。なお、個別袋Ｂの厚みｄ_nが所定の厚み範囲内に収まらない場合には、厚み合計ｄへの加算をすることなく、当該個別袋Ｂを搬送ライン外へ排出して（ステップＡ１１）、次の個別袋Ｂの厚みｄ_nを検出する（ステップＡ７）。

厚みを加算された個別袋Ｂの個数がＮ個に達すると、一群の袋Ｇを箱Ｃに詰めることの適否、具体的には、一群の袋Ｇの厚み合計ｄが、箱Ｃの幅寸法Ｄよりも小さすぎないか（ステップＡ１２）、あるいは大きくないか（ステップＡ１３）を判断する。ステップＡ１２におけるδは、箱Ｃの幅寸法Ｄや一群の袋Ｇの個数Ｎ等に基づいて選択されるものであって、幅寸法Ｄと袋の厚み合計ｄの差（箱Ｃと一群の袋Ｇの隙間）がδより大きい場合に、袋の傷付きやピンホールの発生が懸念される経験的数値である。一群の袋Ｇの厚みが箱Ｃに詰めるのに適すると判断される場合には、当該一段の袋Ｇが箱詰めされ（ステップ１４）、不適と判断される場合には、ストック部４にストックされる複数の予備袋Ｂの中に、一群の袋Ｇの厚みを所定の範囲内に収まるように修正可能な厚みの個別袋Ｂが有るか否かを判断する（ステップＡ１５）。

ステップＡ１５において、「有る」と判断された場合には、一群の袋Ｇから交換する袋Ｂをストック部４へ排出させるとともに、ストック部４から追加する個別袋Ｂを選択し、一群の袋Ｇに挿入する。一方、「無い」と判断された場合には、当該一群の袋Ｇが箱詰めに不適である旨の警告をタッチパネルディスプレイ２０に表示させ（ステップＡ１７）、当該一群の袋がグループ重量チェッカ６に到達したときに搬送ライン外へ排出させる（ステップＡ１８）。以降、箱詰装置１００が停止されるまで、ステップＡ４以降の判断処理が繰り返される。

〔袋の重量値に基づく判断処理フロー〕
図１０に、袋の重量値に基づいて行われる判断処理フローを示す。箱詰装置１００を稼動させる前に、制御部１０での判断処理に必要なデータとして、箱Ｃに詰められる一群の袋Ｇの段（列）数Ｋ、一段（群）に含まれる個別袋Ｂの個数Ｎ、個別袋Ｂの重量値の上限値ｗ_U及び下限値ｗ_Lの設定入力が求められる（ステップＢ１〜Ｂ３）。箱詰装置１００が作動を開始すると、まず、全体重量値Ｗ１、段数カウンタｋ、一群重量値Ｗ２、袋数カウンタｎの初期値を０にリセットする（ステップＢ４〜Ｂ７）。次に、個別重量チェッカ１で個別袋Ｂの重量値ｗ_nを検出し（ステップＢ８）、所定の重量範囲内に収まるか否かを判定する（ステップＢ９）。個別袋Ｂの重量値ｗ_nが所定の重量範囲内に収まる場合には、それを一群重量値Ｗ２に加算して（ステップＢ１０）、加算された個別袋Ｂの個数ｎをカウント（ステップＢ１１）し、ステップＡ２で設定したＮ個に達するまで繰り返す（ステップＢ１２）。なお、個別袋Ｂの重量値ｗ_nが所定の重量範囲内に収まらない場合には、一群重量値Ｗ２への加算をすることなく、当該個別袋Ｂを排出して（ステップＢ１３）、次の個別袋Ｂの重量値ｗ_nを検出する（ステップＢ８）。

重量値ｗ_nを加算された個別袋Ｂの個数がＮ個に達すると、その一群の袋Ｇの重量値Ｗｇをグループ重量チェッカ６で検出し（ステップＢ１４）、その重量値Ｗｇと一群重量値Ｗ２が一致するか否かを判断する（ステップＢ１６）。一致する場合には、当該一群の袋を箱詰めし（ステップＢ１７）、箱詰め段数ｋをカウントし（ステップＢ１８）、その重量値Ｗｇを全体重量値Ｗ１に加算し（ステップＢ１９）、ステップＢ１で設定した段数Ｋに達するまで繰り返す（ステップＢ２０）。なお、一群重量値Ｗ２が重量値Ｗｇと一致しない場合には、当該一群の袋Ｇを搬送ライン外に排出して（ステップＢ１３）、新たな一群の袋Ｇの処理を開始する（ステップＢ６）。

箱詰め段数が設定されたＫに達すると、その箱全体の重量値Ｗ_hを全体重量チェッカ８で検出し（ステップＢ２２）、その重量値Ｗ_hが全体重量値Ｗ１と風袋重量値Ｗ_pの合計値に一致するか否かを判断する（ステップＢ２３）。一致すると判断される場合には、当該箱Ｃを次工程に搬送し（ステップＢ２４）、一致しないと判断される場合には、当該箱Ｃを不良品として搬送ライン外に排出する（ステップＢ２５）。以降、箱詰装置１００が停止されるまで、ステップＢ４以降の判断処理が繰り返される。

〔本実施形態に係る箱詰装置の特徴〕
本実施形態に係る箱詰装置１００は、上記のように構成される結果として、下記のような特徴点を有する。

第一に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、個別袋Ｂの厚みｄ_nを検出する厚み検出手段（シールチェッカ２）と、規定サイズの箱Ｃに詰めるために複数の個別袋Ｂを集積してなる一群の袋Ｇについて、箱詰め前に、厚み検出手段で検出される各個別袋Ｂの厚みｄ_nを加算する演算手段（制御部１０）と、を備えるという特徴を有するため、箱詰め時における破袋や箱詰め後の搬送途中におけるピンホール等の不都合を発生し得るか否かを事前に検出することができる。

第二に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、演算手段による加算の結果に基づいて、一群の袋Ｇを規定サイズの箱Ｃに詰めることの適否を判断する判断手段（制御部１０）を備えるという特徴を有するため、その判断結果をもとに箱詰め時における破袋や箱詰め後の搬送途中におけるピンホール等を防止するための適切な措置を講ずることができる。

第三に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、判断手段によって一群の袋Ｇを規定サイズの箱Ｃに詰めることが不適と判断される場合に、当該一群の袋Ｇのうち交換すべき袋を選択する選択手段（制御部１０）を備えるという特徴を有するため、破袋やピンホール等を防止する措置を容易に講ずることができる。

第四に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、予備の個別袋Ｂをストックするストック部４と、予備の個別袋Ｂの中から交換する袋に代えて一群の袋Ｇに追加する個別袋Ｂを選択する選択手段（制御部１０）を備えるという特徴を有するため、破袋やピンホール等を防止する措置を一層容易に講ずることができる。

第五に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、一群の袋Ｇから交換する袋を自動的にストック部４へ排出し、その代わりに追加する袋を自動的にストック部４から挿入するという特徴を有するため、装置を停止させたり、オペレーターを煩わせたりすることなく、破袋やピンホール等の発生が確実に防止される。

第六に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、予備の個別袋Ｂでは、箱Ｃに詰めることが不適とされる一群の袋Ｃに対して適切な措置を講ずることができない場合に、当該一群の袋Ｇを排出して、タッチパネルディスプレイ２０で警告するという特徴を有するため、ストック部４に適当な個別袋Ｂがなくても破袋やピンホール等の発生が確実に防止される。なお、一群の袋Ｇの排出に代えて、警告表示とともに装置を停止させることとしても良い。

第七に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、厚み検出手段として、各個別袋Ｂをその厚み方向で加圧して、加圧時における袋の厚みｄ_nを検出し、その厚みｄ_nに基づいて袋のシールの適正を判断するシールチェッカ２を利用するという特徴を有するため、別個に厚み検出手段を設ける場合よりも、装置を安価に構成することができる。

第八に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、個別袋Ｂの重量値ｗ_nを取得する個別重量チェッカ１と、箱詰めのために複数の個別袋Ｂを集積してなる一群の袋Ｇの重量値Ｗｇを計量するグループ重量チェッカ６と、重量値Ｗｇに基づき、箱詰めされる物品の重量又は個数の適正を判断する判断手段（制御部１０）と、を備えるという特徴を有するため、箱詰め前に不都合を検出して適切な措置を講ずることができる。

第九に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、個別重量チェッカ１が、グループ重量チェッカ６の上流に設けられるため、各個別袋Ｂの重量を実際に計量して、一群の袋Ｇの重量についてより正確な判断をすることができる。

第十に、本実施形態に係る箱詰装置１００は、風袋となる箱Ｃの重量値Ｗ_pを計量する風袋重量取得部（計量搬送コンベア７３）を備えてなり、既知の全体重量値Ｗ１と風袋重量取得部で計量された重量値Ｗ_pの合計値を、箱Ｃに箱詰めされた複数の個別袋Ｂの重量チェックの基準値とするという特徴を有するため、ダンボール製のリサイクル容器である箱Ｃの風袋重量が湿度・経年変化その他の事情で大きく変動することがあっても、包装完了後に風袋重量値Ｗ_pを含む実際の全体重量値Ｗ_hをチェックすることで、包装された個別袋Ｂの重量又は個数の適正を確認することができる。その結果、複数の個別袋Ｂの一部が包装時に脱落等していた場合、それを確実に検出することができる。すなわち、複数の個別袋（物品）が風袋で適正に包装されたか否かを判断することができる。

〔上記実施形態の変形例〕
上記実施形態では、一群の袋Ｇについて、厚み検出手段より検出される各個別袋Ｂの厚みｄ_nを加算し、その結果と箱Ｃの幅寸法Ｄに基づいて、箱Ｃに詰めることの適否を判断することとしたが、これに代えて、図１１に示されるように、各個別袋Ｂの厚みｄ_nを所定値（箱Ｃの幅寸法Ｄ）から減算していき、その結果（箱Ｃに生じる残り隙間ｄ１）に基づいて、箱Ｃに詰めることの適否を判断することとしても良い。具体的には、残り隙間ｄ１が大きすぎないか（ステップＡ１２）、小さすぎないか（ステップＡ１３）によって、ピンホールの発生や破袋の可能性を事前に判断する。

上記実施形態及び上記変形例では、一群の袋Ｇを構成するすべての個別袋Ｂについて、加算又は所定値から減算が終了した時点で、一群の袋を規定サイズの箱Ｃに詰めることの適否を判断することとしたが、一群の袋Ｇに含まれる個別袋Ｂの個数Ｎが多い場合において、個別袋Ｂの厚みｄ_nが所定の厚み範囲の上限値あるいは下限値近くのいずれかに偏っている場合には、すべての個別袋Ｂについて加算又は減算が終了する前に、箱Ｃに詰めることが不適であると判断できることがある。例えば、上限値付近の厚みを有する個別袋Ｂが連続した場合には、一群の袋Ｇを構成する残りの個別袋Ｂをすべて下限値品で揃えたとしても、箱Ｃの残り隙間ｄ１に収まらず箱詰めできないことがある。

かかる場合には、ストック部４にストックされている予備の個別袋をもってしても対応できないため、当該一群の袋Ｇをすべて排出させることになり処理効率が悪化する。そこで、すべての個別袋Ｂについて加算又は減算が終了する前から、残りの個別袋Ｂがすべて下限品であっても残り隙間が不足し、あるいは、残りの個別袋Ｂがすべて上限品であっても残り隙間が大きくなりすぎるか否かをチェックして、一群の袋Ｇを箱Ｃに詰めることの適否を判断させることとしても良い。このようにすれば、早い段階で適切な措置を講ずることができて処理効率の悪化が防止されるものである。

上記実施形態および上記変形例では、一群重量値Ｗ１と、グループ重量チェッカ６によって計量された重量値Ｗｇが一致しない場合には、当該一群の袋Ｇを搬送ライン外に排出することとしたが、不一致の原因が、一部の個別袋が脱落することによる個数不足と判断される場合には、ストック部４から不足分を補充することとしても良い。物品の個数不足と判断された場合に、不足量を自動的に補充することで、生産性を良好に維持することができる。

上記実施形態および上記変形例では、個別袋Ｂの重量値ｗ_nをグループ重量チェッカ６の上流に設けられる重量チェッカ１で計量したが、個別袋Ｂの規定重量値（例えば規定重量範囲内の中央値）を重量値ｗ_nとして採用することとしても良い。なお、ここで、一箱に詰められる個別袋Ｂが多数に及ぶ場合には、各個別袋Ｂの重量値の規定重量範囲内におけるバラツキが多重加算されることによって、箱全体の重量値Ｗ_hが個別袋Ｂの一袋相当の重量値よりも大きく変動することがあり、欠品が生じたと誤判定されることが考えられる。しかしながら、本発明では、箱詰めされる個別袋Ｂを複数群に分けて少ない袋数で重量チェックするため、個別袋Ｂの重量値のバラツキを欠品と誤判定することは確実に防止される。

上記実施形態および上記変形例では、使用される箱はダンボール製のリサイクル容器である規定サイズの箱Ｃとしたが、これに限らず、ダンボール以外の素材で形成されたものでもよく、例えばプラスチック製の容器であってもよいし、リサイクル容器でなくとも良い。また、袋等、箱以外の形態を有するものであっても良い。

上記実施形態および上記変形例において、箱Ｃに箱Ｃの重量値Ｗ_pを記憶した記憶媒体が取り付けられており、計量搬送コンベア７３の代わりに当該記憶媒体から風袋重量値Ｗ_pを読み取る機能を有する搬送コンベアが設けられていてもよい。例えば、箱Ｃに箱Ｃの重量値Ｗ_pを記憶したＩＣタグが貼られ、計量搬送コンベア７３の代わりに用意された搬送コンベアにＩＣタグリーダが設けられてもよいし、箱Ｃに箱Ｃの重量値Ｗ_pを記憶したバーコード（ＱＲコードを含む）が貼られ、計量搬送コンベア７３の代わりに用意された搬送コンベアにバーコードリーダが設けられてもよい。なお、計量搬送コンベア７３の代わりとなる搬送コンベアは、風袋重量値Ｗ_pの読み取り作業をスムーズに実行することができるような態様で、箱詰装置１００の箱詰め処理ラインに組み込まれていることが好ましい。また、読み取られた風袋重量値Ｗ_pは、制御部１０に送信され、以後、上記実施形態と同様に処理される。

その他、本発明の箱詰装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

Claims

所定重量もしくは所定個数に集積された物品を箱詰めする箱詰装置であって、
上流から搬送されてくる個々の物品を搬送しながら計量して各物品の重量値Ｗｎを取得する個別重量チェッカと、
前記個別重量チェッカから搬送されてくる物品を集積して一群とする集積部と、
集積された前記一群の物品を計量してその重量値Ｗｇを取得するグループ重量チェッカと、
前記一群の物品に属する各物品の重量値Ｗｎの加算値と、前記グループ重量チェッカで取得された重量値Ｗｇに基づき、前記一群の物品を箱詰めすることの適否を判断する判断部と、
前記判断部により箱詰めすることが適正であると判断された前記一群の物品を箱に詰める箱詰部と、
を備える、箱詰装置。
前記個別重量チェッカと前記グループ重量チェッカとの間に設けられ、前記個別重量チェッカで取得された重量値Ｗｎが所定の重量範囲に収まらない物品を搬送ラインから排除する物品振分部、
をさらに備える、
請求項１に記載の箱詰装置。
前記箱詰部の下流に設けられて、箱詰めされた箱の全体重量Ｗｈを取得する全体重量チェッカと、
前記箱詰部に供給される箱の風袋重量Ｗｐを取得する風袋重量取得部と、
をさらに備え、
前記判断部は、前記グループ重量チェッカで取得された一群の物品の重量値Ｗｇと、前記風袋重量取得部で取得された風袋重量Ｗｐとに基づいて、前記全体重量Ｗｈが適正であるか否かをさらに判断する、
請求項１又は２に記載の箱詰装置。
前記全体重量チェッカの下流に設けられて、前記全体重量値Ｗｈが適正でないと判断された場合に、対応する箱を搬送ラインから排除する箱振分部、
をさらに備える、
請求項３に記載の箱詰装置。