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Title:
COUNTER EJECTOR AND BOX-MAKING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/025152
Kind Code:
A1
Abstract:
A counter ejector (10) has a ledge (30) that can, when the number of boxes (S) stacked in a hopper (20) reaches a predetermined level, move to the inside of the hopper (20) to receive the boxes (S) in the hopper (20), a pressing bar (40) that is installed so as to be vertically movable relative to the ledge (30) and can move vertically downward relative to the ledge (30) to press a batch on an elevator (50), and a relative-movement servomotor (38) that vertically moves the pressing bar (40) relative to the ledge (30). The pressing bar (40) is driven by the relative-movement servomotor (38) to be vertically moved relative to the ledge (30).

Inventors:
TAKETSUGU MASAHIRO
TANCHI MASAYOSHI
IORI SHINYA
Application Number:
PCT/JP2008/063523
Publication Date:
February 26, 2009
Filing Date:
July 28, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI HEAVY IND LTD (JP)
TAKETSUGU MASAHIRO
TANCHI MASAYOSHI
IORI SHINYA
International Classes:
B65H31/30; B31B50/62; B31B50/98; B65G57/11
Foreign References:
JP2000127262A2000-05-09
JPH09208112A1997-08-12
JP2007062923A2007-03-15
JPH10212038A1998-08-11
JP2000127262A2000-05-09
Other References:
See also references of EP 2181952A4
Attorney, Agent or Firm:
SAKAI, Hiroaki (Kasumigaseki Building2-5, Kasumigaseki 3-chom, Chiyoda-ku Tokyo 20, JP)
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Claims:
 折畳まれた状態の箱を計数し、箱を所定枚数のバッチにして後工程に送出するカウンタエゼクタであって、
 箱の供給を受けて、箱を集積可能なホッパと、
 ホッパの下側に設けられ、水平方向にベルトを移動させてバッチを後工程に搬送可能な下部コンベアと、
 ホッパ内に集積された箱が所定枚数に達したときに、ホッパ内側に移動して、ホッパ内の箱を受けることが可能なレッジと、
 ホッパの下側において昇降可能に設けられ、上昇してホッパ内に集積された箱を受けると共に、下降して箱のバッチを下部コンベア上に置くことが可能なエレベータと、
 レッジに対して上下方向に相対移動可能に設けられ、レッジに対して上下方向下側に相対移動することでエレベータ上のバッチを押圧可能なプレスバーと、
 プレスバーをレッジに対して上下方向に相対移動させる相対移動用サーボモータと、
 を有することを特徴とするカウンタエゼクタ。
 請求項1に記載のカウンタエゼクタにおいて、
 相対移動用サーボモータを制御する制御手段を備え、
 制御手段は、
 プレスバーが所定の力でバッチを押圧するよう相対移動用サーボモータの出力トルクを制御する出力トルク制御手段と、
 プレスバーが所定の力でバッチを押圧した時のプレスバーの昇降位置である下降完了位置を検出する下降完了位置検出手段と、
 検出されたプレスバーの下降完了位置に基づいて、プレスバーが次回のバッチを押圧する時の昇降位置を決定する昇降位置決定手段と、
 決定された昇降位置となるよう相対移動用サーボモータを回転位置で制御する回転位置制御手段と、
 を有することを特徴とするカウンタエゼクタ。
 請求項1又は2に記載のカウンタエゼクタにおいて、
 レッジ及びプレスバーのうち一方には、ラックが設けられ、他方には、ラックと噛み合うピニオンが設けられており、相対移動用サーボモータは、当該ピニオンを回転駆動するものであることを特徴とするカウンタエゼクタ。
 請求項1~3のいずれか1項に記載のカウンタエゼクタにおいて、
 レッジは、水平移動用サーボモータにより駆動されて水平方向に移動するものであり、
 下部コンベアは、ベルト駆動用サーボモータにより駆動されてベルトが水平方向に移動するものであり、
 制御手段は、
 プレスバーが下部コンベア上に置かれたバッチを押圧した状態において、
 下部コンベアのベルトとプレスバーが同期して水平方向に移動するよう、水平駆動用モータとベルト駆動用サーボモータを制御する同期制御手段
 を有することを特徴とするカウンタエゼクタ。
 積み重ねられた段ボールシートを1枚ずつ送り出す給紙部と、
 段ボールシートに印刷を施す印刷部と、
 段ボールシートに罫線を入れ、溝を切り、継ぎしろを形成するスロッタクリーザと、
 継ぎしろに糊を供給し、罫線に沿って折り曲げ、接合するフォルディング部と、
 折り畳まれた状態の箱を計数し、折り畳まれた状態の箱を所定枚数のバッチにして送り出すカウンタエゼクタと、を含み、
 カウンタエゼクタは、
 箱の供給を受けて、箱を集積可能なホッパと、
 ホッパの下側に設けられ、水平方向にベルトを移動させてバッチを後工程に搬送可能な下部コンベアと、
 ホッパ内に集積された箱が所定枚数に達したときに、ホッパ内側に移動して、ホッパ内の箱を受けることが可能なレッジと、
 ホッパの下側において昇降可能に設けられ、上昇してホッパ内に集積された箱を受けると共に、下降して箱のバッチを下部コンベア上に置くことが可能なエレベータと、
 レッジに対して上下方向に相対移動可能に設けられ、レッジに対して上下方向下側に相対移動することでエレベータ上のバッチを押圧可能なプレスバーと、
 プレスバーをレッジに対して上下方向に相対移動させる相対移動用サーボモータと、
 を有することを特徴とする製函機。
Description:
カウンタエゼクタ及び製函機

 本発明は、折り畳まれた状態の箱を計数 、所定枚数の束にして後工程に送出するカ ンタエゼクタに関し、特に、段ボール箱を 造する製函機に用いられるカウンタエゼク に関する。

 段ボールシートを段ボール箱に加工する 函機には、所定の形状にシートを打ち抜く レキソ・ロータリダイカッタや、段ボール ートを折り曲げて糊付けを行う装置である レキソ・フォルダグルア等がある。フレキ ・フォルダグルアは、一般的に、段ボール ートを供給する給紙部と、段ボールシート 表面に印刷を施す印刷部と、箱の形成に必 な罫線を入れ、溝を切り、継ぎしろの加工 行うスロッタクリーザと、シートを罫線に って折り曲げ、継ぎしろを接合するフォル ィング部に加えて、シートを計数して所定 数の束にするカウンタエゼクタが設けられ いる。

 カウンタエゼクタは、一般的に、フォル ィング部からの供給された折畳まれた状態 箱の供給を受けるホッパと、ホッパ内に集 された箱が、予め設定された枚数の束(以下 、バッチと記す)となったときに作動して、 のバッチとなる箱を受けるレッジと、ホッ から排出されたバッチを加圧するプレスバ と、を有している。カウンタエゼクタは、 ォルディング部からの箱の枚数を計測し、 定枚数のバッチにして、後工程(例えば、結 機)に送り出す。

 このような製函機においては、近年、バ チあたりの枚数を少なくしつつ、バッチ数 多くして生産する場合があり、カウンタエ クタには、バッチあたりの処理に要する時 (以下、サイクル時間と記す)を短縮するこ が求められている。

 なお、このようなカウンタエゼクタには 例えば、下記の特許文献1に記載のものがあ る。特許文献1には、エレベータの上方に、 ッチに向けて空気を吹き付けるブロワを設 ており、フロアからの空気圧によりバッチ 押さえつけるカウンタエゼクタが開示され いる。

特開2000-127262号公報

 このようなカウンタエゼクタにおいては バッチあたりの処理に要する時間(以下、サ イクル時間と記す)を短縮するため、カウン エゼクタを構成する可動部品、例えば、エ ベータ、レッジ、プレスバーの動作を高速 し、応答性を向上させることが求められて る。また、可動部品の動作の高速化に伴い カウンタエゼクタの高速運転時における、 動部品の動作を安定させる必要が生じる。

 本発明は、上記に鑑みてなされたもので って、可動部品が高速且つ安定的に動作可 なカウンタエゼクタ及び製函機を提供する とを目的とする。

 上記の目的を達成するために、本発明に るカウンタエゼクタは、折畳まれた状態の を計数し、箱を所定枚数のバッチにして後 程に送出するカウンタエゼクタであって、 の供給を受けて、箱を集積可能なホッパと ホッパの下側に設けられ、水平方向にベル を移動させてバッチを後工程に搬送可能な 部コンベアと、ホッパ内に集積された箱が 定枚数に達したときに、ホッパ内側に移動 て、ホッパ内の箱を受けることが可能なレ ジと、ホッパの下側において昇降可能に設 られ、上昇してホッパ内に集積された箱を けると共に、下降して箱のバッチを下部コ ベア上に置くことが可能なエレベータと、 ッジに対して上下方向に相対移動可能に設 られ、レッジに対して上下方向下側に相対 動することでエレベータ上のバッチを押圧 能なプレスバーと、プレスバーをレッジに して上下方向に相対移動させる相対移動用 ーボモータと、を有することを特徴とする

 本発明に係るカウンタエゼクタにおいて 相対移動用サーボモータを制御する制御手 を備え、当該制御手段は、プレスバーが所 の力でバッチを押圧するよう相対移動用サ ボモータの出力トルクを制御する出力トル 制御手段と、プレスバーが所定の力でバッ を押圧した時のプレスバーの昇降位置であ 下降完了位置を検出する下降完了位置検出 段と、検出されたプレスバーの下降完了位 に基づいて、プレスバーが次回のバッチを 圧する時の昇降位置を決定する昇降位置決 手段と、決定された昇降位置となるよう相 移動用サーボモータを回転位置で制御する 転位置制御手段と、を有するものとするこ ができる。

 本発明に係るカウンタエゼクタにおいて レッジ及びプレスバーのうち一方には、ラ クが設けられ、他方には、ラックと噛み合 ピニオンが設けられており、相対移動用サ ボモータは、当該ピニオンを回転駆動する のであるものとすることができる。

 本発明に係るカウンタエゼクタにおいて レッジは、水平移動用サーボモータにより 動されて水平方向に移動するものであり、 部コンベアは、ベルト駆動用サーボモータ より駆動されてベルトが水平方向に移動す ものであり、制御手段は、プレスバーが下 コンベア上に置かれたバッチを押圧した状 において、下部コンベアのベルトとプレス ーが同期して水平方向に移動するよう、水 駆動用モータとベルト駆動用サーボモータ 制御する同期制御手段を有するものとする とができる。

 本発明に係る製函機は、積み重ねられた ボールシートを1枚ずつ送り出す給紙部と、 段ボールシートに印刷を施す印刷部と、段ボ ールシートに罫線を入れ、溝を切り、継ぎし ろを形成するスロッタクリーザと、継ぎしろ に糊を供給し、罫線に沿って折り曲げ、接合 するフォルディング部と、折り畳まれた状態 の箱を計数し、折り畳まれた状態の箱を所定 枚数のバッチにして送り出すカウンタエゼク タと、を含み、カウンタエゼクタは、箱の供 給を受けて、箱を集積可能なホッパと、ホッ パの下側に設けられ、水平方向にベルトを移 動させてバッチを後工程に搬送可能な下部コ ンベアと、ホッパ内に集積された箱が所定枚 数に達したときに、ホッパ内側に移動して、 ホッパ内の箱を受けることが可能なレッジと 、ホッパの下側において昇降可能に設けられ 、上昇してホッパ内に集積された箱を受ける と共に、下降して箱のバッチを下部コンベア 上に置くことが可能なエレベータと、レッジ に対して上下方向に相対移動可能に設けられ 、レッジに対して上下方向下側に相対移動す ることでエレベータ上のバッチを押圧可能な プレスバーと、プレスバーをレッジに対して 上下方向に相対移動させる相対移動用サーボ モータと、を有することを特徴とする。

 本発明に係るカウンタエゼクタによれば プレスバーは、相対移動用サーボモータに り駆動されて、レッジに対して上下方向に 対移動するものとしたので、空気圧アクチ エータ等を用いてプレスバーを駆動する場 に比べて、高速且つ安定的に動作させるこ ができる。これにより、バッチあたりの処 に要するサイクル時間を短縮することが可 となる。

 本発明に係るカウンタエゼクタにおいて 相対移動用サーボモータを制御する制御手 は、バッチを押圧するプレスバーの昇降位 を、相対移動用サーボモータの回転位置で 御するため、相対移動用サーボモータをト ク制御する場合に比べて、バッチからプレ バーに作用する反力の変化に関係なく、バ チが所定の厚さとなるよう急速に押圧する とが可能となる。これにより、バッチの押 にかかる時間を短縮することができ、バッ あたりの処理に要するサイクル時間を短縮 ることができる。

 本発明に係るカウンタエゼクタにおいて レッジ及びプレスバーのうち一方には、ラ クが設けられ、他方には、ラックと噛み合 ピニオンが設けられており、相対移動用サ ボモータは、当該ピニオンを回転駆動する のとしたので、レッジに対するプレスバー 動作の応答性を、空気圧式アクチュエータ を用いる場合に比べて高いものにすること できる。

 本発明に係るカウンタエゼクタにおいて 制御手段は、プレスバーが下部コンベア上 置かれたバッチを押圧した状態において、 部コンベアのベルトとプレスバーが同期し 水平方向に移動するよう、水平駆動用モー とベルト駆動用サーボモータを制御するも としたので、下部コンベアとプレスバーで み込んだ状態で、バッチを水平方向に後行 に向けて搬送することができる。バッチを 成する箱が荷崩れを起こすことを防止しつ 、下部コンベアからバッチを排出すること できる。従来技術のように、バッチを水平 向に向けて押し出すプッシャを設けること く、バッチを下部コンベアから排出するこ ができる。

図1は、実施例に係るカウンタエゼクタ の断面図である。 図2は、実施例に係る製函機の加工工程 を示す断面図である。 図3は、実施例に係るレッジ、補助レッ ジ、エレベータ、プレスバーの動作を説明す るタイミングチャートである。 図4-1は、実施例に係るカウンタエゼ タの動作を説明する図であり、ホッパ内に いてバッチを仕切るため、レッジが下降を 始する時点を示す図である。 図4-2は、実施例に係るカウンタエゼ タの動作を説明する図であり、レッジの下 が完了して、プレスバーの下降を開始する 点を示す図である。 図4-3は、実施例に係るカウンタエゼ タの動作を説明する図であり、プレスバー 下降が完了した時点を示す図である。 図4-4は、実施例に係るカウンタエゼ タの動作を説明する図であり、エレベータ 下降が完了し、バッチの排出コンベアに向 ての搬送を開始する時点を示す図である。 図4-5は、実施例に係るカウンタエゼ タの動作を説明する図であり、下降してバ チを圧縮していたプレスバーが上昇を開始 る時点を示す図である。 図4-6は、実施例に係るカウンタエゼ タの動作を説明する図であり、下部コンベ のベルトまで下降していたエレベータが上 を開始する時点を説明する図である。 図4-7は、実施例に係るカウンタエゼ タの動作を説明する図であり、レッジ及び レスバーの上昇が完了し補助レッジがホッ 外側へ移動開始する時点を示す図である。

符号の説明

 1 製函機
 10 カウンタエゼクタ
 12 計数センサ
 20 ホッパ
 24 補助レッジ
 30 レッジ
 40 プレスバー
 50 エレベータ
 60 下部コンベア
 70 上部コンベア
 80 排出コンベア
 100 電子制御装置(制御手段、出力トルク制 手段、下降完了位置検出手段、昇降位置決 手段、回転位置検出手段)
 110 給紙部
 120 印刷部
 130 スロッタクリーザ
 140 フォルディング部
 148 出口ロール

 以下、この発明につき図面を参照しつつ 細に説明する。なお、この実施の形態によ この発明が限定されるものではない。また 下記実施の形態における構成要素には、当 者が容易に想定できるもの、あるいは実質 に同一のものが含まれる。

 まず、本実施例に係る製函機及びカウン エゼクタの構成について、図1及び図2を用 て説明する。図1は、カウンタエゼクタの断 図である。図2は、製函機の加工工程を示す 断面図である。

 図2に示すように、製函機1は、段ボール ートを加工して、シート状に折畳まれた状 の段ボール箱(以下、単に「箱」と記す)を製 造するものである。なお、段ボールシートは 、波形に成形した中芯の片面又は両面に、平 らなライナを貼り合わせたものであり、図示 しないコルゲーティングマシン等により製造 される。本実施例に係る製函機1は、供給さ た段ボールシートを折り曲げて糊付けを行 、所定枚数の束にする装置、いわゆるフォ ダグルアである。

 製函機1は、積み重ねられた段ボールシー トを1枚ずつ送り出す給紙部110と、段ボール ートに印刷を施す印刷部120と、段ボールシ トに罫線を入れ、溝を切り、継ぎしろを形 するスロッタクリーザ130と、継ぎしろに糊 供給し、罫線に沿って折り曲げ、接合する ォルディング部140と、折り畳まれた状態の を計数し、折り畳まれた状態の箱Sを所定枚 の束にして送り出すカウンタエゼクタ10と 有している。

 給紙部110において、テーブル111上には、 ルゲーティングマシン等により製造された 数の段ボールシートが積み重ねられている 給紙部110は、クランクレバー機構112により 復運動するキッカ113が、多数の段ボールシ トのうち最も下側にある段ボールシートを り出すことで、段ボールシートを一枚ずつ 刷部120に供給する。

 印刷部120は、複数の印刷ユニット122,124が 設けられており、各印刷ユニット122,124には それぞれ異なる色のインキングロール(図示 ず)が設けられている。印刷部120は、これら 印刷ユニット122,124により、段ボールシート 2色の印刷を施して、スロッタクリーザ130に 給する。

 スロッタクリーザ130は、罫線加工を施す 線ロール132と、溝切り加工を施すスロッタ1 36が設けられており、印刷部120からの段ボー シートは、罫線ロール132により罫線が形成 れ、スロッタ136により溝切りが行われる。 れにより、スロッタクリーザ130は、罫線及 継ぎしろが形成された段ボールシートを、 ォルディング部140に供給する。

 フォルディング部140は、段ボールシート 移動させながら、継ぎしろに糊を供給し、 線等に沿って折り曲げて接着するものであ 。フォルディング部140には、段ボールシー の搬送方向に沿ってガイドレール141が配設 れており、ガイドレール141の上方には、環 の搬送ベルト142が回転可能に設けられてい 。これらガイドレール141及び搬送ベルト142 沿って、糊付け装置143、折り畳みバー144、 び折り畳みベルト145が配設されている。

 フォルディング部140は、罫線及び継ぎし が形成された段ボールシートを、ガイドレ ル141及び搬送ベルト142で支持すると共に移 させながら、糊付け装置143により継ぎしろ 糊を塗布し、折り畳みバー144で折り畳む。 らに、フォルディング部140は、折り曲げら た段ボールシートを、折り畳みベルト145で く折り畳み、段ボールシートの継ぎしろを 着することで、折り畳まれた状態の箱Sを製 作する。フォルディング部140は、一対の出口 ロール148から、折り畳まれた状態の箱Sを、 ウンタエゼクタ10に供給する。

 カウンタエゼクタ10は、図1に示すように 供給された折り畳まれた状態の箱を計数し 箱を所定枚数の束B(以下、バッチと記す)に て、図示しない結束機の後工程に送り出す 置である。カウンタエゼクタ10には、各種 ンサからの信号を検出し、各種アクチュエ タ及びモータの動作を制御する制御手段と て、電子制御装置100(以下、単に「制御装置 と記す)が設けられている。

 カウンタエゼクタ10は、箱Sの供給を受け 、箱Sを上下に重ね揃えて集積可能にするホ ッパ20と、ホッパ20の底23において、ホッパ内 側(図に符号INで示す)に突き出るよう移動し 、ホッパ20内に集積される箱Sを受けること 可能な補助レッジ24と、を有している。

 ホッパ20は、フォルディング部140の出口 ール148から供給された箱Sが当接する前当板2 1と、前当板21と共に、ホッパ20内に積み重ね れる箱Sを揃える整角板22とを有している。 ッパ20において、前当板21は、出口ロール148 からの箱Sの水平方向の移動を停止させて、 下方向の下側、すなわちホッパ20の底23に向 て落下させる。整角板22は、上下に積み重 られた各箱Sの端を、前当板21共に揃える。 れにより、ホッパ20は、折り畳まれた状態の 箱Sを上下に重ね揃えて、補助レッジ24、レッ ジ30、又はエレベータ50上に積み重ねること 可能となっている。

 補助レッジ24は、ホッパ20の底23に設けら 、水平方向に移動可能な板状部材で構成さ ている。補助レッジ24は、水平方向をホッ 内側に移動し、前当板21及び整角板22よりホ パ内側に突出することで、前工程からホッ 20内に供給された箱Sを受けることが可能と っている。これにより、カウンタエゼクタ1 0は、ホッパ20内に、箱Sを集積してバッチBを 成することが可能となる。

 一方、補助レッジ24は、水平方向をホッ 外側に移動し、前当板21及び整角板22よりホ パ外側に引き込むことで、ホッパ20の底23を 完全に開放し、ホッパ20内に供給された箱S( ッチB)を、ホッパ20の底23から後述するエレ ータ50に向けて排出することが可能となって いる。これにより、カウンタエゼクタ10は、 ッパ20内に形成されたバッチBを、後述する レベータ50に受け渡すことができる。なお 補助レッジ24は、空気圧式のアクチュエータ 26により駆動されて水平方向に移動する。ア チュエータ26の駆動、すなわち補助レッジ24 の水平方向の移動は、制御装置100により制御 される。

 また、カウンタエゼクタ10には、ホッパ20 内に供給された箱Sの枚数を数える手段とし 、光学式の計数センサ12が設けられている。 計数センサ12は、出口ロール148の間を通過し 、ホッパ20内に供給される箱Sの枚数を数え 箱Sの枚数に係る信号を、電子制御装置100に 送出している。

 また、カウンタエゼクタ10は、ホッパ20の 下側に設けられ、ベルト62に置かれたバッチB を後工程に向けて送出可能な下部コンベア60 、ホッパ20の下側において上下方向に昇降 能に設けられ、ホッパ20側に上昇して、ホッ パ20の底から排出されるバッチBを受けると共 に、下部コンベア60側に下降して、当該バッ Bを下部コンベア60上に置くことが可能なエ ベータ50とを有している。

 下部コンベア60は、ベルトコンベアであ 、ホッパ20の底23の下側に設けられている。 部コンベア60は、ホッパ20の底23から排出さ 、エレベータ50によりベルト62上に置かれた バッチBを、排出コンベア80に向けて水平方向 に搬送することが可能に構成されている。下 部コンベア60には、ベルト62を駆動する駆動 としてベルト駆動用サーボモータ66が設けら れている。ベルト駆動用サーボモータ66は、 力トルクや回転速度、回転位置等を制御装 100により数値制御可能に構成されている。 まり、下部コンベア60のベルト62の水平方向 の移動は、制御装置100により制御可能となっ ている。

 なお、本明細書において、「サーボモー 」とは、出力軸の回転速度や回転位置等を 標値としたフィードバック(クローズド・ル ープ)制御が可能な電動機を意味しており、 体的には、永久磁石式交流同期モータ(ブラ レスDCモータ)が用いられる。

 エレベータ50は、ホッパ20の下側において 、ホッパ20の底23と下部コンベア60のベルト62 の間を、上下方向に昇降可能に構成されて る。エレベータ50は、上下方向をホッパ20側 に移動する、すなわち上昇することで、ホッ パ20内に集積された箱SのバッチBを受けるこ が可能となっている。一方、エレベータ50は 、上下方向を下部コンベア60側に移動する、 なわち下降することで、ホッパ20からのバ チBを、下部コンベア60のベルト62上に置くこ とが可能となっている。エレベータ50の上下 向の移動つまり昇降動作は、制御装置100に り制御される。

 また、カウンタエゼクタ10は、下部コン ア60と所定間隔をあけて設けられた上部コン ベア70と、下部コンベア60と水平方向に隣り って設けられ、且つ上部コンベア70と上下方 向に所定間隔をあけて設けられた排出コンベ ア80とを有している。

 排出コンベア80は、ベルトコンベアであ 、下部コンベア60と水平方向に隣り合い、且 つ上部コンベア70と上下方向に所定間隔をあ て設けられている。排出コンベア80は、ベ ト82を、水平方向のホッパ外側に移動させる ことで、下部コンベア60から搬送されたバッ Bを、カウンタエゼクタ10の後工程に向けて 送することが可能となっている。

 上部コンベア70は、複数のローラ72の両端 がフレームに回転可能に支持された、いわゆ るローラコンベアである。上部コンベア70の ち、ホッパ内側の部分は下部コンベア60に 向し、且つホッパ外側の部分は排出コンベ 80に対向するよう、配設されている。上部コ ンベア70が、下部コンベア60又は排出コンベ 80により搬送されるバッチBを、これら下部 ンベア60又は排出コンベア80との間に挟みこ ことで、カウンタエゼクタ10は、バッチBを 定の厚さに保ったまま、結束機(図示せず) の後工程に搬送することが可能となってい 。

 上部コンベア70は、図示しないアクチュ ータにより上下方向に移動可能に構成され おり、このアクチュエータは、制御装置100 より制御される。上部コンベア70の昇降位置 、すなわち上部コンベア70のローラ72と、下 コンベア60のベルト62との上下方向における 隔と、排出コンベア80のベルト82との上下方 向における間隔は、制御装置100により調整可 能となっている。

 また、カウンタエゼクタ10には、ホッパ20 内に集積された箱が所定枚数に達したときに ホッパ内側に移動して、出口ロール148からの 箱Sを受けることで、ホッパ20内の箱Sを所定 数のバッチBに仕切ることが可能なレッジ30 、レッジ30の下側に設けられ、レッジ30と共 水平方向に移動すると共に、レッジ30に対 て上下方向に移動可能に設けられ、エレベ タ50上のバッチBを押圧することが可能なプ スバー40とを有している。

 レッジ30は、水平方向に延びている仕切 31と、仕切部31から上方向に延設されている テー部32とを有している。レッジ30の下側に は、プレスバー40が設けられている。レッジ3 0及びプレスバー40は、ラックアンドピニオン 機構と、ピニオン35を回転駆動するモータ34 より、ホッパ20に対して水平方向に移動可能 に構成されている。

 詳細には、レッジ30のうちステー部32の上 端部33には、レッジ30を水平方向に移動させ ためのモータ34(以下、水平移動用サーボモ タと記す)が装着されている。この水平移動 サーボモータ34の出力軸には、ピニオン35が 結合されており、ピニオン35は、水平方向に びているラック15と噛み合っている。ラッ 15は、ホッパ20を含む装置本体に対して、水 方向には移動しないように設けられている

 水平移動用サーボモータ34は、出力トル や回転速度、回転角等を数値制御により調 可能なものである。加えて、水平移動用サ ボモータ34には、ピニオン35の回転角を検出 るロータリエンコーダ(図示せず)が設けら ており、回転角に係る信号を制御装置100に 出している。水平移動用サーボモータ34がピ ニオン35を回転駆動することで、レッジ30及 プレスバー40は、ホッパ20を含む装置本体に して水平方向に移動可能となっている。つ り、ピニオン35の回転、すなわちレッジ30及 びプレスバー40の水平方向の移動は、制御装 100により制御される。

 また、ラック15は、ホッパ20を含む装置本 体に対して、図示しないアクチュエータによ り、上下方向には移動可能に構成されている 。つまり、レッジ30は、プレスバー40と共に ホッパ20を含む装置本体に対して、上下方向 に移動可能に構成されている。ラック15のホ パ20に対する上下方向の移動、すなわちレ ジ30の上下方向の移動は、制御装置100により 制御される。

 レッジ30は、制御装置100により制御され 、水平方向をホッパ内側に移動し、仕切部31 を前当板21よりホッパ内側に突出させること 、出口ロール148からホッパ20内に供給され 箱Sを受けることとなる。つまり、レッジ30 、ホッパ20内に集積された箱Sが所定枚数に したときに、水平方向のホッパ内側に移動 ることで、ホッパ20内の箱Sを所定枚数のバ チBに仕切ることが可能となっている。

 一方、プレスバー40は、水平方向に延び おり、バッチBを押圧する押圧部41と、押圧 41から上方向に延設されており、ホッパ外側 にギアが形成されているラック44とを有して る。プレスバー40は、ラックアンドピニオ 機構と、ピニオン39を回転駆動するモータ38( 以下、相対移動用サーボモータと記す)によ 、レッジ30に対して上下方向に相対移動可能 に構成されている。

 レッジ30には、ステー部32のうちホッパ外 側の部位36には、レッジ30に対してプレスバ 40を上下方向に相対移動させるための相対移 動用サーボモータ38が装着されている。この 対移動用サーボモータ38の出力軸には、ピ オン39が結合されており、ピニオン39は、プ スバー40のラック44と噛み合っている。

 相対移動用サーボモータ38は、出力トル や回転速度、回転角等を数値制御により調 可能な電動機であり、具体的には、永久磁 式交流同期モータ(ブラシレスDCモータ)が用 られる。相対移動用サーボモータ38には、 ニオン39の回転角を検出するロータリエンコ ーダ(図示せず)が設けられており、回転角に る信号を制御装置100に送出している。相対 動用サーボモータ38がピニオン39を回転駆動 することで、プレスバー40は、レッジ30に対 て上下方向に相対的に移動可能となってい 。つまり、ピニオン39の回転、すなわちレッ ジ30に対するプレスバー40の上下方向の相対 動は、制御装置100により制御される。

 プレスバー40は、制御装置100により制御 れて、レッジ30に対して上下方向下側に移動 (以下、単に「下降」と記す)することで、エ ベータ50上のバッチBを押圧することが可能 なっている。これにより、プレスバー40は 上下方向において所定の厚さにバッチBを圧 することが可能となっている。このように 相対移動用サーボモータ38は、プレスバー40 をレッジ30に対して上下方向に相対移動させ ことが可能となっている。

 次に、本実施例に係るカウンタエゼクタ 制御装置が実行する制御と、カウンタエゼ タの各構成部品の動作について、図3、及び 図4-1~図4-7を用いて説明する。カウンタエゼ タの制御手段としての制御装置は、ホッパ 供給される箱を計数し、箱を所定枚数のバ チにして排出コンベアに送出するため、以 のバッチ処理制御を実行する。図3は、レッ 、補助レッジ、エレベータ、プレスバーの 作を説明するタイミングチャートである。

 図4-1は、カウンタエゼクタの動作を説明 る図であり、ホッパ内においてバッチを仕 るため、レッジが下降を開始する時点を示 図である。図4-2は、カウンタエゼクタの動 を説明する図であり、レッジの下降が完了 て、プレスバーの下降を開始する時点を示 図である。図4-3は、カウンタエゼクタの動 を説明する図であり、プレスバーの下降が 了した時点を示す図である。図4-4は、カウ タエゼクタの動作を説明する図であり、エ ベータの下降が完了し、バッチの排出コン アに向けての搬送を開始する時点を示す図 ある。図4-5は、カウンタエゼクタの動作を 明する図であり、下降してバッチを圧縮し いたプレスバーが上昇を開始する時点を示 図である。図4-6は、カウンタエゼクタの動 を説明する図であり、下部コンベアのベル まで下降していたエレベータが上昇を開始 る時点を説明する図である。図4-7は、カウ タエゼクタの動作を説明する図であり、レ ジ及びプレスバーの上昇が完了し、補助レ ジがホッパ外側へ移動開始する時点を示す である。なお、図4-1~図4-7の各図において、 説明を容易にするために、制御装置等の図示 を省略している。

 なお、本実施例において、1つのバッチB 構成する箱Sの枚数は、10枚に設定されてお 、バッチBあたりの処理に要する時間である イクル時間は、約1.7秒である。

 図3及び図4-1に示すように、時点T1におい 、カウンタエゼクタ10には、出口ロール148 通過して、ホッパ20内に箱Sが供給され、計 センサ12は、出口ロール148を通過した箱Sの 数を数えて、箱Sの枚数に係る信号を制御装 100に送出している。このとき、制御装置100 、補助レッジ24をホッパ外側に移動させる 共に、且つエレベータ50を上昇させており、 さらに、レッジ30をホッパ内側に移動させて る。制御装置100は、レッジ30の仕切部31及び プレスバー40の押圧部41は、前当板21よりホッ パ内側に突出させているものの、仕切部31及 押圧部41は、出口ロール148より上下方向上 に待機させている。これにより、ホッパ20内 において、エレベータ50上には、箱Sが積み重 ねられる。

 時点T1(0秒)は、ホッパ20内に積み重ねられ た箱Sの枚数が所定枚数(10枚)に達する直前の 点となっており、制御装置100は、時点T1か 、レッジ30が出口ロール148より上下方向下側 に位置するよう、レッジ30をプレスバー40と に下降させはじめる。

 そして、図4-2に示すように、時点T2(0.3秒 )において、制御装置100は、レッジ30及びプ スバー40の下降動作を完了させる。レッジ30 の仕切部31は、出口ロール148より下側に位置 ており、レッジ30は、ホッパ20内において、 次のバッチを構成する箱S2を受ける。エレベ タ50上には、10枚の箱Sが積み重ねられてお 、これら箱SがバッチBを構成している。この ようにして、レッジ30は、ホッパ20内におい 、箱Sを、所定枚数(10枚)のバッチBに仕切る

 制御装置100は、時点T2からT3において、相 対移動用サーボモータ38を制御して、プレス ー40を、レッジ30に対して下降させはじめる 。詳細には、制御装置100は、相対移動用サー ボモータ38の出力トルクをゼロにして、プレ バー40を自重により下降させ、さらに、相 移動用サーボモータ38の出力トルクを調整し て、プレスバー40が所定の力でバッチBを押圧 するよう制御する。

 例えば、プレスバー40に10kg重の力でバッ Bを押圧させる場合、プレスバー40の重量が5 0kgであるなら、制御装置100は、40kg重の力で レスバー40を上昇させる方向のトルクを相対 移動用サーボモータ38に発生させる。これに り、プレスバー40を上昇させようとする力 、プレスバー40に作用する重力が打ち勝って 、プレスバー40により10kg重の力をバッチBに けることができる。

 そして、図4-3に示すように、時点T3(0.4秒 )においてプレスバー40の下降が完了した直 において、制御装置100は、エレベータ50の 降位置、及びプレスバー40の昇降位置を検出 する。なお、この時のレッジ30及びプレスバ 40の昇降位置を、以下の説明において「下 完了位置」と記す。下降完了位置は、相対 動用サーボモータ38のロータリエンコーダの 回転位置から算出することができる。これに より、制御装置100は、プレスバー40の押圧部4 1とエレベータ50との距離、すなわちプレスバ ー40により押圧されて上下方向に圧縮された ッチBの厚さを検出することができる。

 検出されたレッジ30及びプレスバー40の下 降完了位置に係る情報、又はバッチBの厚さ 情報は、制御装置100に記憶される。制御装 100は、検出されたバッチBの厚さに基づいて 上部コンベア70と、下部コンベア60及び排出 コンベア80との間隔を設定し、上部コンベア7 0の昇降位置を調整することができる。

 そして、時点T3aにおいて、制御装置100は エレベータ50の下降を開始し、バッチBがホ パ20の底23から排出された後の時点T3cにおい て、補助レッジ24をホッパ内側に移動させは める。

 そして、図4-4に示すように、時点T4(0.85秒 後)において、エレベータ50の下降が完了し、 バッチBが下部コンベア60の静止しているベル ト62上に置かれる。そして、制御装置100は、 ッチBの後工程への排出を開始する。

 具体的には、制御装置100は、バッチBを排 出コンベア80に向けて搬送するため、下部コ ベア60のベルト62がホッパ外側に移動するよ うベルト駆動用サーボモータを制御すると共 に、水平移動用サーボモータ34を制御して、 ッジ30及びプレスバー40をホッパ外側に移動 させる。このとき、制御装置100は、下部コン ベア60のベルト62の移動速度、すなわちバッ Bの搬送速度と、プレスバー40の押圧部41のホ ッパ外側への移動速度が同じになるよう、下 部コンベア60用のベルト駆動用サーボモータ6 6と水平移動用サーボモータ34を同期させて制 御する。

 そして、図4-5に示すように、時点T5(1.15秒 後)において、バッチBは、下部コンベア60の ルト62とプレスバー40の押圧部41との間に挟 れた状態で、上部コンベア70と排出コンベア 80との間に差し込まれる。時点T4まで、レッ 30の仕切部31が受けていた「次回のバッチ」 構成する箱S2は、ホッパ20内において補助レ ッジ24に受け渡される。この後、補助レッジ2 4には、次回のバッチを構成する箱S2は、補助 レッジ24上に積み上げられる。一方、バッチB は、排出コンベア80によりカウンタエゼクタ1 0の後工程に送り出される。

 このようにして、カウンタエゼクタ10は 下部コンベア60とプレスバー40で挟み込んだ 態で、バッチBを水平方向に排出コンベア80 向けて搬送することができる。バッチBを構 成する箱Sが荷崩れを起こすことを防止しつ 、下部コンベア60からバッチBを排出するこ ができる。従来技術のように、バッチBを水 方向ホッパ外側に向けて押し出すプッシャ 設けることなく、バッチBを下部コンベア60 ら排出することができる。カウンタエゼク 10は、レッジ30及びプレスバー40をホッパ外 において待機させるための動作と、バッチB を排出するための動作を、同じ動作で実現し ている。

 時点T5から、制御装置100は、レッジ30の上 昇を開始すると共に、プレスバー40の押圧部4 1がレッジ30の仕切部31と重なるよう、相対移 用サーボモータ38を制御して、プレスバー40 をレッジ30に向けて上昇させる。

 そして、図4-6に示すように、時点T6(1.4秒 )において、制御装置100は、エレベータ50の 昇を開始すると共に、レッジ30を次回の仕 り動作に備えて待機させるため、ホッパ内 への移動を開始する。このとき、ホッパ20内 においては、補助レッジ24上に、次回のバッ を構成する箱S2が積み上げられている。

 そして、図4-7に示すように、時点T7(1.55秒 後)において、レッジ30及びプレスバー40の上 が完了して待機状態となる。このとき、エ ベータ50は、ホッパ20の底23の近くまで上昇 ており、この時点T7から、制御装置100は、 助レッジ24のホッパ外側への移動を開始させ る。補助レッジ24がホッパ外側に引き込み、 ッパ20の底23が開放されると、箱S2で構成さ る「次回のバッチ」は、エレベータ50上に み上げられることとなる。

 そして、再び時点T1(図4-1参照)に戻り、箱 S2で構成される次回のバッチ処理のサイクル 入る。上述のバッチ処理とは、プレスバー4 0の下降させるときの相対移動用サーボモー 38の制御が異なる(時点T2~時点T3参照)。

 制御装置100には、前述の時点T3直後にお て、レッジ30及びプレスバー40の下降完了位 の情報、又はバッチBの厚さの情報が記憶さ れており、これら情報に基づいて、箱S2によ 構成される「次回のバッチ」をプレスバー4 0で押圧する時の昇降位置を決定する。この 降位置は、前回のバッチBの昇降位置である 降完了位置と同一としても良いし、若干、 降完了位置よりも上下方向にずらした昇降 置に設定しても良い。制御装置100は、決定 れた昇降位置に基づいて、相対移動用サー モータ38を、出力トルクで制御するのでは く、回転位置で制御してプレスバー40を下降 させる。

 このように本実施例において、プレスバ 40は、相対移動用サーボモータ38により駆動 されて、レッジ30に対して上下方向に相対移 する。このため、カウンタエゼクタ10は、 ッジ30に対するプレスバー40の駆動に、空気 アクチュエータを用いた場合に比べて、高 且つ安定的に動作することができる。これ より、空気圧アクチュエータを用いた場合 比べて、バッチBあたりの処理に要するサイ クル時間を短縮することが可能となる。

 また、本実施例において、相対移動用サ ボモータ38を制御する制御装置100が、バッ Bを押圧するプレスバー40の昇降位置を、相 移動用サーボモータ38の回転位置で制御する ため、相対移動用サーボモータ38をトルク制 する場合に比べて、バッチからプレスバー4 0に作用する反力の変化に関係なく、バッチ 所定の厚さとなるよう急速に押圧すること 可能となる。これにより、バッチの押圧に かる時間(時点T2~時点T3の時間に相当)を短縮 ることができ、バッチあたりの処理に要す サイクル時間を短縮することができる。

 また、本実施例において、レッジ30及び レスバー40のうち一方には、ラック44が設け れ、他方には、ラックと噛み合うピニオン3 9が設けられており、相対移動用サーボモー 38は、当該ピニオン39を回転駆動するものと たので、レッジ30に対するプレスバー40の動 作の応答性を、空気圧式アクチュエータ等を 用いる場合に比べて高いものにすることがで きる。

 また、本実施例において、制御手段とし の制御装置100は、プレスバー40が下部コン ア60上に置かれたバッチBを押圧した状態に いて、下部コンベア60のベルト62とプレスバ 40が同期して水平方向に移動するよう、水 駆動用モータ34とベルト駆動用サーボモータ 66を制御するものとしたので、下部コンベア6 0とプレスバー40で挟み込んだ状態で、バッチ Bを水平方向に後行程に向けて搬送すること できる。バッチBを構成する箱Sが荷崩れを起 こすことを防止しつつ、下部コンベア60から ッチBを排出することができる。従来技術の ように、バッチBを水平方向に向けて押し出 プッシャを設けることなく、バッチBを下部 ンベア60から排出することができる。

 以上のように、本実施例に係るカウンタ ゼクタは、段ボールシートから箱を製造す 製函機に有用である。