JP2006527141A - パッケージング装置用の供給機構 - Google Patents

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Abstract

対向配置された面接触パネルを有する折り畳まれたカートンを、ホッパーの供給ポイントから順次操作すると共に、カートンをパッケージング装置の送込み端へと移送するための装置。本装置は、面接触パネルの一方と順次係合すると共に折り畳まれたカートンをホッパーから引き出すためのカートンピックアップ手段(１２)を具備してなる。このカートンピックアップ手段(１２)はフレーム(１９)によって支持され、フレーム(１９)は、カートンの流れに対して交差する第１の方向(Ｘ)にブランクを移動させるため、ロッド(２４)によってカラー構造体(２２)に対してスライド可能に連結されている。カラー構造体(２２)はシャフト(２６,２８)を中心として旋回可能であり、以後の処理のためにブランクを移送するため、第１の方向と交差する第２の方向に、回転可能な移送機構に対してブランクを移動させる。

Description

本発明は、カートン内の缶またはビンなどのような一次物品のパッケージングに関するものであり、さらに詳しくは、カートンを折り畳まれた状態でホッパーから供給し、そしてそれをパッケージング装置の送込み端へ移送することに関する。
Boschに対する英国特許第2 053 133号(特許文献１参照)は、固定マガジンから折り畳み式の箱のブランクを取り出し、このブランクを組立て、そして移送するための装置に関する。このものは、四点リンクに取り付けられかつカムによって制御される回転キャリア上に配置された移送吸引部材を具備してなる。回転中、ブランクの離脱を容易にするため、吸引部材の静止状態が生じる。組み立てられたブランクを移送機構へと移送する間、吸引部材はこの移送機構と同期的に移動させられる。
Le Brasに対する米国特許第4 625 575号(特許文献２参照)は、フィーダ機構用のカムアセンブリに関し、このものではカムプレートが連続カム路およびシャロワー(shallower)カム路のために形成される。カム路従動アームが第１および第２のカム路内での相対運動のために使用される。ピックアップ手段が外側に突出したポジションおよび内側に引っ込められたポジションへと移動するために、このピックアップ手段は偏心アームおよびカム路によってカムアームに連結される。
Ｉ.Ｍ.Ａに対する独国特許第3 525 448号(特許文献３参照)は、垂直線に対して斜めに設置されたホッパーから折り畳まれたカートンを供給し、組み立てるための装置に関する。この装置は、リンクを介して真空カップが取り付けられる回転可能なフレームを具備してなる。このフレームが回転するとき、吸引カップはホッパーから折り畳まれたカートンを取り出し、続いて、カートンの壁を分離させる間に折り畳まれたカートンを同時移送するように引っ込む。この引っ込みを可能にするリンクは複雑であり、それゆえ製造および保守にコストがかかる。
特許文献４には、傾斜したホッパーからブランクを供給するための回転式供給機構が開示されている。
上で強調した従来技術はカートンピックアップ手段に言及しており、このピックアップ手段は連続回転して、カートンを引き出し、そして装置の処理速度に合致するようそれを加速させる。カートンの移送に関連する一つの問題は、回転供給機によって引き出されるカートンは回転動作によって限定されるために、引き出し機能と加速機能とを組み合わせると装置の速度が制限されるということである。
英国特許第2 053 133号明細書 米国特許第4 625 575号明細書 独国特許第3 525 448号明細書 国際公開第98/52825号パンフレット
本発明およびその好ましい実施形態は、従来技術に関連する問題を克服するか、あるいは少なくともそれを軽減することを目的とする。
本発明の一態様は、対向配置された面接触パネルを有する折り畳まれたカートンを、ホッパーの供給ポイントから順次操作すると共にカートンをパッケージング装置の送込み端へ移送するための装置であり、この装置は、上記面接触パネルの一方と順次係合すると共に折り畳まれたカートンをホッパーから引き出すためのカートンピックアップ手段を具備している。このカートンピックアップ手段は、フレームによってシャフトに対して連結されてなると共に、カートンの流れに対して交差する面内でブランクを移動させるために可動となっており、上記フレームは、以後の処理のためにカートンを移送するため、回転可能な移送機構に対して直線動作で上記フレームを移動させるようカラー構造体にスライド可能に取り付けられている。
カートンは加速手段へと移送され、パッケージング装置の速度に合致するよう加速されてもよい。
ある実施形態では、カートンピックアップ手段の直線運動は、ホッパーからのカートンの引き出しの直前およびその間、カム制御式カムバーの動作によって短時間抑止され、カムバーはこの短時間の間、半径方向に可動であり、かつカムバーはカートンピックアップ手段と連動可能に連結されている。
他の実施形態では、上記カートンピックアップ手段は、真空源および吸引カップを具備してなる。
上記交差および直線動作の速度ならびに(必要に応じて)加速手段を制御するために制御器を設けることも可能である。
本発明の第２の態様は、ホッパーの供給ポイントから、対向配置された面接触パネルを有する折り畳まれたカートンを順次操作しかつパッケージング装置の送込み端へカートンを移送するための方法を提供し、この方法は、カートンの流れに対して交差する方向にカートンを引き出すステップと、カートンを加速手段へと降下させるステップと、カートンをパッケージング装置の送込み部において移送装置の速度に合致するよう加速させるステップと、を具備する。
ここで、本発明の代表的実施形態について、添付図面を参照して、例証としてのみ説明する。
いま、図１、図２および図３を参照すると、カートンブランクを加工するための装置の供給機構１０が示されている。パッケージング装置の上流端にはホッパーＨが備わり、このホッパーＨ内には、平坦に折り畳まれた状態の多数のカートンが直ぐ加工できるように保持されている。図３に示すように、このカートンは、供給機構１０によってホッパーＨから順次取り出され、そして以後の加工のためにブランク移送機構６０すなわちコンベヤへ移し替えられる。
供給機構１０は、ホッパーから、最も下にある折り畳まれたカートンを引き出すためのカートンピックアップ手段１２を具備してなる。本実施形態では、このカートンピックアップ手段は、複数の吸引カップ１４,１６,１８,２０、たとえば四つの吸引カップを具備してなり、これらはそれぞれカップホルダーおよびフレーム１９で支持される。カップホルダーフレームは、長尺な支持ロッド２４のそれぞれに固定的に取り付けられている。実施形態の一つの種類では、ロッド２４はそれぞれカラー構造体２２にスライド可能に取り付けられ、このカラー構造体２２はシャフト２６,２８に対して回動可能に取り付けられている。シャフト２６,２８は概して、その端部において適当な支持構造体によって支持されているが、この支持構造体は従来型のものであり、かつそれはサイドフレームに取り付けられている。適当な駆動機構、たとえばサーボモーターが、以下でさらに詳しく説明する交差方式Ｙ‐Ｙ'(図４、図５および図７)でシャフト２６を回転させるために設けられている。
カラー構造体２２を通って往復直線動作でスライドロッド２４を移動させるため、このスライドロッドは、上記駆動手段による直線動作を伝達するための図２に示す支持フレーム４０に連結されている。
供給機は、一対の割出し機４４,５０に駆動力を伝達する駆動ベルトＤを駆動する適当な駆動手段、たとえばサーボモーターＳによって作動させられる。割出し機４４,５０は連続的な駆動入力を往復的な、(そして任意に間欠的な)駆動出力へと変換する。
ピックアップ手段に直線動作を付与するため、互いに回動可能に連結されたリンク４３および４２が駆動出力部を支持フレーム４０に連結している。ゆえにリンク４３が往復様式で前後に回動するとき、リンク４２は、直線動作で方向Ｘ‐Ｘ'(図１、図５、図６、図７および図８)に移動させられ、同じ方向へのフレーム１９の直線動作を引き起こす。
同様に、ピックアップ手段に交差動作を付与するため、互いに回動可能に連結されたリンク４８および４６は、駆動出力部をカラー構造体に連結している。ゆえに、リンク４８が往復様式で前後に回動するとき、リンク４６は、直線動作でＹ‐Ｙ'方向に移動させられ、同じ方向へのフレーム１９の(シャフト２６,２８回りの)交差旋回動作を引き起こす。
本実施形態では、真空遮断器が供給機構１０に設けられており、これは真空接続時点および遮断時点を設定するために真空源と共に使用され、これによってカートンが供給機構１０により保持される時間が決定される、ということが分かる。
カートンをコンベヤに供給するには真空カップの使用が好ましいが、本発明は、その範囲から逸脱することなく、他のタイプのピックアップ手段、たとえばグリッパーと共に使用可能であり、あるいはそれと共に使用されるよう構成できる、ということが分かる。
ひとたびホッパーＨから引き出されたカートンを加速するため、加速ホイール３４,３６が設けられる。本実施形態では、互いに隣接状態で配置された２対の加速ホイールが設けられ、カートンの前縁を受けるためのニップ送込みポイントＮを提供すると共に、カートンブランクがそこを通過することを可能にする。この加速ホイール３４,３６は駆動シャフト３２,３８に取り付けられており、この駆動シャフトは適当な駆動手段Ｄ１によって駆動される。
加速ホイール３４,３６は供給機フレーム３０に取り付けられており、この供給機フレーム３０はパッケージング装置に設置することができ、あるいは別体モジュールとして設けることができる。供給機構は新規な機械装置に設置することができ、あるいは改装ベースの現存する機械装置に設置することができる、ということが分かる。
ホッパーＨは好ましくは「重力供給」型のものであり、能動供給をもたらすためにカートンブランクがその中で傾斜状態で保持される。これによってカートンの連続供給が持続される。
ここで、移送プロセスについて図４ないし図９を参照して説明する。ブランクを傾斜姿勢から移送するため、供給機構１０は連続的かつ順次的に、カートンをホッパーから送込み移送機構へと供給する。この送込み移送機構は連続的に図３の矢印で指し示す方向Ｖに回転している。
図４に示す第１のステップでは、ピックアップ手段１２を、ホッパーＨに向かって交差方向Ｙに移動させる。吸引カップ２０が移動し、それはカートンの側壁と接触状態となる。続いて、真空源によって一揃いの吸引カップに真空を作用させる。こうして、ピックアップ手段を交差方向Ｙ'に移動させることによってカートンを引き出す。カートンを交差方向に移動させるとすぐに、吸引カップ２０は下向き直線動作Ｘで移動し、図５に示すようにカートンを加速ホイール３４,３６に向けて移動させる。その後、図６に示すように、カートンを上記ホイールのニップ送込み部で受けると共にそれを加速させる。上記移送段階の間は真空状態を維持し、吸引カップがカートンの側壁を保持するようにする。
いったんカートンが上記ホイールに預けられると、真空遮断器が吸引カップから真空源を切り離し、図７に示すように、交差および直線動作Ｘ',Ｙ'で吸引カップを移動させることによってカートンを解放する。
加速ホイール３４,３６はブランクを加速させ、このブランクは続いて、図８に概略的に示すコンベヤセットの先導突起と当接状態で配列される。突起はカートンの位置を保持し、そして組立てステーションへと下流側へカートンを移動させる。これと同時に、吸引カップ２０は図９に示す開始ポジションへと復帰する。
図４ないし図９から、供給機がカートンを引き出しそして操作するとき、それらはまた移送機構の回転動作の経路に関して平行移動させられる、ということが分かるであろう。
供給機構１０、移送機構は、制御器によって制御され、カートンの処理速度が調整される。
装置の調整は、この調整を自動化することを可能にするコンピュータープログラムによって制御され、これによって装置の休止時間が最小限に抑えられることが分かる。たとえば、供給機の速度は、もし必要とあれば増加あるいは低減させることができ、また、動作角が変化するよう加速度ベクトルを増大あるいは縮小させることができる。
引き出し機能とカートンの加速とを二つの別個の機能へと分離することにより、カートンが損傷するリスクが低減されるので、処理速度を高めることができるということが確かめられた。
本発明による装置は、多くの様態の物品群を収容するカートンを加工できるようにするため多くの点で調整可能であり、装置調整に費やされる過剰な休止時間を要さずに、カートンの寸法および形状の範囲(たとえば、４ボトルないし８ボトル)を創出する。確かに、本装置は、多くの物品群様態を有する広範囲なカートンを製造するためにカートンを処理するよう容易に適合させることができる。
本発明の一態様によるパッケージング装置のカートンブランク供給機構の斜視図である。 本発明の一態様によるパッケージング装置のカートンブランク供給機構の斜視図である。 供給機とブランク移送機構を示す概略図である。 ホッパーから移送機構へとブランクを供給する手順を示す図である。 ホッパーから移送機構へとブランクを供給する手順を示す図である。 ホッパーから移送機構へとブランクを供給する手順を示す図である。 ホッパーから移送機構へとブランクを供給する手順を示す図である。 ホッパーから移送機構へとブランクを供給する手順を示す図である。 ホッパーから移送機構へとブランクを供給する手順を示す図である。
符号の説明
１０ 供給機構
１２ カートンピックアップ手段
１４,１６,１８,２０ 吸引カップ
１９ フレーム
２２ カラー構造体
２４ 支持ロッド
２６,２８ シャフト
３０ 供給機フレーム
３２,３８ 駆動シャフト
３４,３６ 加速ホイール
４０ 支持フレーム
４２,４３ リンク
４４,５０ 割出し機
４６,４８ リンク
６０ 移送機構
Ｄ 駆動ベルト
Ｄ１ 駆動手段
Ｈ ホッパー
Ｎ ニップ送込みポイント
Ｓ サーボモーター

Claims (8)

  1. 対向配置された面接触パネルを有する折り畳まれたカートンを、ホッパーの供給ポイントから順次操作すると共に、前記カートンをパッケージング装置の送込み端へ移送するための装置であって、前記面接触パネルの一方と順次係合すると共に折り畳まれたカートンを前記ホッパーから引き出すためのカートンピックアップ手段を具備してなり、前記カートンピックアップ手段は、フレームによってシャフトに対して連結されてなると共に、カートンの流れに対して交差する面内で前記ブランクを移動させるために可動となっており、前記フレームは、以後の処理のために前記ブランクを移送するため、回転可能な移送機構に対して直線動作で前記フレームを移動させるようカラー構造体にスライド可能に取り付けられていることを特徴とする装置。
  2. 前記カートンは加速手段へと移送され、前記パッケージング装置の速度に合致するよう加速されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 前記カートンピックアップ手段の直線運動は、前記ホッパーからのカートンの引き出しの直前およびその間、カム制御式カムバーの動作によって短時間抑止され、前記カムバーはこの短時間の間、半径方向に可動であり、かつ前記カムバーは前記カートンピックアップ手段と連動可能に連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
  4. 前記カートンピックアップ手段は、真空源および吸引カップを具備してなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の装置。
  5. 前記面接触パネルは、前記カートンの対向する側壁からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の装置。
  6. サーボモーターによって駆動されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の装置。
  7. 制御器が、交差および直線動作の速度、ならびに必要に応じて前記加速手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の装置。
  8. ホッパーの供給ポイントから、対向配置された面接触パネルを有する折り畳まれたカートンを順次操作すると共に、パッケージング装置の送込み端へ前記カートンを移送するための方法であって、
    前記カートンの流れに対して交差する方向にカートンを引き出すステップと、
    前記カートンを加速手段へと降下させるステップと、
    前記カートンを前記パッケージング装置の前記送込み部において移送装置の速度に合致するよう加速させるステップと、を具備することを特徴とするカートン移送方法。
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