JP2009023733A - 繊維材の巻きコイル箱詰用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器内に繊維材の巻きコイルを包装する方法及び装置を提供する。
【解決手段】繊維材の巻きコイルの箱詰め機器と、末端加工部と、折り畳み可能なマンドレルとを装備し、第一ステーションは繊維材が末端加工部上で巻き取られ、第二ステーションはタレット機構と、可動式の背板、底板、及び傾斜部とを有し、マンドレルから巻きコイルを受け入れるために、第二ステーションに移動可能な箱詰ステーションであって、箱の背板が折り畳まれた状態で、底板上に配置される展開された箱を受け入れ、箱の二つの対向する側板を折り畳むための手段を含み、箱のフラップを折り畳み、接着し密閉する手段をも含む、その箱詰ステーションと、払出管を、箱の上板の払出穴を通って巻きコイルの払出孔に挿入するための払出管挿入手段であって、巻きコイルの自由端を握持し払出管から引き出す手段を含む、その払出管挿入手段。
【選択図】なし

Description

本発明は繊維材（filamentary material；繊維状材料）の巻きコイル（wound coil）を巻き、収容するための方法と装置に関するものであり、特に、自動的に、払出管（payout tube；排出管）を繊維材の巻きコイル内にある放射状開口部に挿入し、払出管を通過した繊維材の巻きコイルの終端部をねじ切り、容器にその巻きコイルを挿入し、容器内に回収された繊維材の端部を固定し、容器のフラップを閉じ、容器を密閉し、該機器から容器を移動させるための方法と装置に関するものである。

以下の特許は、各々、容器外部での巻きコイル内の放射状開口部を通過した繰り出しのために、繊維材の巻きコイルを保持する容器構造を開示している。

ゲルビヒ（Gerwig）の米国特許第３，６７７，４９１号は、巻取りの軸方向開口部に垂直な軸周りで蝶番式に動く末端加工式フラップ（end-forming flap；末端形成式フラップ）を有する可撓材の巻取り用包装を開示している。
角錐台（truncated pyramid）は、コイルの巻き戻しを制御するために、端壁から内側に突出し、その角錐台を所定位置に保持するために、箱の末端フラップに交互に配置された延長したフラップを有するボール紙のブランク材を折り曲げることにより成形される。

ニューマン（Newman）の米国特許第３，７４８，８１７号は、実質的に包装の長さ軸に対して垂直な端壁を有する圧縮された巻取り包装を開示する。

ニューマンらの米国特許第３，９２３，２７０号は、回収される時に、材料の各々のコイルを案内する軸方向開口部内にテーパ状部材を備える包装を開示し、錐状部と内壁との間の空間には、その包装の内側にあるコイルを押さえ付ける移動可能な固体材料が配置される。

米国特許第３，９８５，３１５号は、放射状開口部に位置する軸を有する漏斗状部、及び実質的に包装の中央平面にあるその口部を有する巻きコイルを含む包装を開示している。

ワイズ（Wise）の米国特許第４，０１９，６３６号は、コイルの周辺部を形成する一連の連結された壁を有する紙箱（carton）を開示し、各々の壁は対面する蝶番式のフラップを有する。
蝶番式の連結部に対面する各々のフラップの末端部に位置するつまみと、コイルの両側にあるつまみは、対面するボス部から離れているが面しているコイルの開口した中央部に延びるテーパ状のボス部を形成するように連結する。

コーツァー（Kotzur）らの米国特許第４，１６０，５３３号は、八角形の挿入部及び払出角部（corner payout）を有する容器を開示しており、巻取りの放射状孔に挿入される繰り出し管を含む。
挿入部の反対側は、容器の内面に係合する。
容器の上下面は、巻かれた繊維材の内側の巻取り部を支持するための交差する錐状部を含む。

上記の従来技術の考察から明らかであるように、巻きコイルの包装を自動化するための改良された方法と装置のニーズがある。

本発明の主な目的は、自動的に、コイル内の放射状の開口部と、払出管を保持する容器内の位置合わせをした開口部を通って、巻きコイルを払い出す払出管とを含む容器内に繊維材の巻きコイルを巻いて、包装するための方法及び装置を提供することである。

繊維材の巻きコイルが、払出管を受け入れるための放射状開口部を有する巻きコイル内に自動的に収納され、その開口部を通って、巻かれた繊維材が容器内の位置合わせをした開口部から回収されることが、本発明の主な特徴及び効果である。

更に、本発明の別の目的は、繊維材が巻かれるタレット・ステーション（turret station）からの、最外側の巻取り部からコイルを経由して最内側の巻取り部へ延びる払出孔を有する繊維材の巻きコイルを装填するため、及び、巻きコイルの箱詰ステーション（boxing station）への移動用の巻きコイルを配置するための方法及び装置を提供することである。

払出孔を有する巻きコイルが、払出孔内への払出管の受け入れのために配置され、巻きコイルの自由端が、実質的に握持され、巻きコイル及び容器の外側に払出管を経由して引き出されることが、本発明の特徴及び効果である。

更に本発明の別の目的、機能及び効果は、繊維材のコイルを巻き取り包装するための方法及び装置において、回転式タレット機構（rotating turret mechanism）が採用されていることであり、この回転式タレット機構では、コイルが巻かれ、その後、実質的に巻きコイルが、箱詰ステーション内の巻きコイルが配置される位置に向かって回転し、そこで、容器のフラップが、巻きコイル周りで折り返され、払出管が、自動的に、容器内の開口部を通って放射状開口部内に、コイルの自由端が握持され、払出管及び開口部を通って容器外に動かされるように、挿入される。

また、本発明の別の目的は、自動的に、巻きコイルの周りで容器のフラップを折り畳み、容器を形成するために接着剤を塗布するための方法及び装置を提供することである。

更に、本発明の別の特徴及び効果は、繊維材の巻きコイルを含む容器のフラップが、自動的に接着され折り畳まれることである。

尚も、更に本発明の別の目的は、自動的に、巻かれた繊維材の包装された容器を包装用装置から移動させるための方法及び装置を提供することである。

巻かれた繊維材の容器が自動的に包装用装置から動かされることが、本方法及び装置の更に別の機能及び効果である。

本発明の箱詰用機器は、回転式タレット・ステーションを含み、そこで、繊維材のコイルが巻かれ、その後、回転されかつ払出管挿入部及び箱詰ステーションに配置され、容器の多様なフラップが、巻きコイル周りで折り込まれる。
このタレット・ステーションは、払出管を、容器のフラップを通って挿入される位置に及び巻きコイル内の放射状開口部に配置する手段を含み、それにより、巻きコイルの露出した端部は握持され、払出管を通って、容器外に動かされる。
この操作の間、別のコイルは、その後の払出管挿入部及び箱詰ステーションへの回転のために、タレットの反対側で巻かれている。
多様なセンサーが、コイルの巻取り、タレットの作動、払出管挿入操作、及び、巻きコイルを梱包する箱を形成するために容器の多様なフラップを接着し折り込むこと、を制御するために、プログラム装置に信号を送信する。

上記目的、特徴及び効果は、以下の図面を参照しながら、本発明実施の最良の形態を示す以下の好適な実施例の詳細な説明から直ちに明らかになるだろう。

本発明の箱詰用機器は、折り畳み可能なマンドレル（mandrel；主軸）３３を含む末端加工部３２が、折り畳み可能なマンドレル（図示せず）を含む第二末端加工部３４と反対の操作をするような関係で配置される繊維材巻取りステーション３０を有し、回転式タレット部材３６に装備され、第三末端加工部３８及び関連する折り畳み可能なマンドレル３９をも含む。
巻きコイル４０は、当業者にとって周知の巻取り機構によって、折り畳み可能なマンドレル３３，３５、末端加工部３２，３４構造上で巻かれている状態で示されている。
コイル巻取りプロセス及び装置の例は、ワインディングス（Windings）の米国特許第４，７４１，４９５号、第５，４１３，２６４号及び第５，６７８，７７８号で見られる。

図１に示されるタレット部材は、巻きコイル４０が末端加工部３８及び折り畳み可能なマンドレル３９の位置を占めるように、１８０度回転でき、巻きコイルの装填ステーション（図示せず、下述）に面している。
タレットを回転させる機構に加えて、タレット部材は、折り畳み可能なマンドレルの折り畳み及び展開の制御機構、並びに、コイルを巻くために繊維材の自由端を握持し固定する機構をも含む。
本発明の目的のために、このような全ての機構は、巻取り技術分野の当業者に知られていると理解される。

一旦コイルが巻かれると、コイルの端部が、巻取り技術分野の当業者に周知である機構及び技術により、握持及び固定され、コイルの自由端は、図２に示される固定機構（clamping mechanism；クランプ機構）の開口顎板（open jaw）の近くまで動かされ、図２に示される折り畳み可能なマンドレル４４の一端に配置される。
図３に示すように、コイルの自由端は、固定機構の顎板の間で固定され、繊維材は、末端加工部及び図５，６に図示される繊維材握持機構（filamentary material grabber mechanism）４９に押し込まれる。

以下により詳細に説明するように、一旦巻きコイルが箱詰ステーション及び部分的に形成された容器内に配置されると、払出管は、繊維材がコイルの内側から巻き戻されるように繊維材の自由端が放射状孔及び払出管を通って引き出されるように、適切な払出管孔を有する容器の上板を通って、巻きコイル内に形成される放射状孔に挿入される（ワインディングス社の上述の特許で表されるＲＥＥＬＥＸ法）。

図７は、本発明に利用されるプラスチック製の払出管供給源を示しており、この払出管供給源は、傾斜部５２上に位置しゲート機構５４により保持される多数の積み重ねられた払出管５０からなり、ゲート機構５４は、一本のプラスチック製払出管が払出管保持部に向かって下方に滑降するために解放され得るように適切に作動し、それにより、各々のプラスチック製払出管は、保持部５４上と、下方に延びるプラスチック製払出管の入口に位置するそのフランジ５６に保持される。

保持部５４内の各々のプラスチック製払出管は払出管挿入機構により係合され、この払出管挿入機構は払出管保持機構上に位置し、プラスチック製払出管５０内に摺動して移動し、図８に示されるように、払出管５０の下側に延び払出管挿入機構の固定部のすぐ隣に位置する可動式ロッド６０を含む。

図９は、払出管挿入機構及び延びた状態のマンドレルの説明図であるが、払出管挿入機構５８がプラスチック製払出管を蓄積できるように協働し、同時に、巻かれた繊維材の内側の自由端を係合できるような態様を図示するために、巻きコイルを除いてある。
払出管挿入装置の、繊維材の巻きコイル内の放射状払出孔を通過する挿入により、可動式ロッド６０は、巻きコイルの放射状払出孔と係合した払出管を通って、巻きコイルから取り出されるように、コイルの端部を絞ることができる。

展開された容器が、図１０に図示されるような箱保存庫に保存される。
個々の箱は、多くの減圧吸着カップ（vacuum suction cup）（図示せず）を経由して、保存庫領域から箱詰ステーション（詳細は下述する）に輸送されるが、それらの減圧吸着カップは、各々の容器を係合して箱詰ステーションに持っていき、箱詰ステーション上の折り畳まれる所定の位置でそれを放し、巻きコイルを受け入れる。

箱詰ステーション６９は図１１に示され、床部材７０、背部材７２、折り畳み可能なマンドレルに面する垂直可動式傾斜部７４を含み、通常の操作時には箱詰めされるべき巻きコイルをも含む。
展開された容器が先述した減圧カップによって箱詰ステーションに配置される時に、背板は、床部材７０上に位置する容器の底板に対し垂直の位置をとるように、背部材７２と係合することにより持ち上げられる。
巻きコイルが部分的に組立てられた容器（図示せず）に挿入された後、可動式前部フラップ７４が容器の前側のフラップを折り込むのに役立つ。

箱詰ステーション６９が図１２に示され、タレット３６並びに関連する末端加工部及びマンドレル（図１、図１１のマンドレル７６を参照）の回転により、部分的に形成された容器７８内に配置され、箱詰ステーション、特に傾斜部７４と対面する状態になっている巻きコイルも示されている。
巻きコイルが図１２に図示するように容器の側板７９，８０を上げた状態で、部分的に形成された容器内に挿入されるように、マンドレル７６が下に下げられ、箱詰ステーションが前方に動かされる。
側板８０を係合するための部材の一つが図示される。
対応する部材が、側板７９を持ち上げるために、容器の反対側に存在する。

図１３において、部材８２は、容器の払出管開口部８４を含む上板８３を閉じる。
背板７２は、部材８５が側板８０に係合し支持できるように下方に下げられる。
容器の反対側で同様の部材が、側板７９を支持する。

図１４は、容器の上板８３にある払出管開口部９３及び巻きコイルの放射状開口部内に払出管９２を挿入する払出管挿入機構９０を図示する。
典型的なプラスチック製の払出管は、図１４Ａに示される。

図１５，１６は、巻きコイルの端部１００が、上板８３から引き出される時に、払出管の指状部１０２及び挿入機構によって握持される態様を図示する。
図１６に示すように、部材８２は、払出管挿入機構９０が持ち上がった時に、上板８３が持ち上がるのを防止する。

図１７において、払出管挿入機構は、指状部１０２で握持された巻きコイルの端部１００と共に、上板８３の払出孔から離れている。
図１８において、更に上板が、払出管を固定するために、（部材８２の引き出しと共に）部材によって曲げられている。
その後、自動的に操作される接着機構が、側板の適切な部分を接着し、図１９に示される完成した容器から突出する巻きコイルの端部１００により、繊維材が放射状開口部及び払出管を通って引き出される。

本発明はここで特に記載されている実施例に限定されず、当業者にとって明らかである修正及び変更の全てを含むものである。
本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載した多様な用語及び構造の全ての均等物によって決定されるべきである。

本発明の好ましい実施例において、コイル巻取りステーション並びに払出管挿入及び包装ステーションを含むタレットの主な構成要素の斜視図である。 折り畳み可能なマンドレル及び末端加工部が繊維材に向かって移動する際に、そのマンドレルの末端で開口したクランプの顎板に入る繊維材を示す図である。 閉じられたクランプの顎板によって握持される繊維材を示す図である。 対面するマンドレル及び末端加工部上の折り畳み可能なマンドレルの挿入状態を示す図である。 図４の状態から、マンドレルと末端加工部とが交互に配置された状態に動いた後の状態を示し、第二の折り畳み可能なマンドレルが、第一の記述された折り畳み可能なマンドレルと、しっかりとラッチに係合される繊維材とに係合した状態に押し込まれる際に、折り畳み可能なマンドレルが更に係合された状態で、繊維材が、第一の記述された末端加工部上のラッチ機構に向かって押し込まれていることを示す図である。 図４の状態から、マンドレルと末端加工部とが交互に配置された状態に動いた後の状態を示し、第二の折り畳み可能なマンドレルが、第一の記述された折り畳み可能なマンドレルと、しっかりとラッチに係合される繊維材とに係合した状態に押し込まれる際に、繊維材が折り畳み可能なマンドレルに十分に係合された状態で、繊維材が、第一の記述された末端加工部上のラッチ機構に向かって押し込まれていることを示す図である。 払出管の供給源の斜視図である。 繊維状握持部品を含む挿入払出管保持構造を示す図である。 見易さのために巻きコイルを省略した、マンドレルに関連する払出管挿入部及び繊維材握持機構を示す図である。 本発明の箱詰装置の容器保存庫を示す図である。 箱詰のための各々の容器及び各々の巻きコイルを受け入れ、容器のフラップを回転するための必要な可動部材、及び、完成した容器に巻きコイルを梱包するための接着機構を含む箱詰ステーションを示す図である。 末端加工部の回転により部分的に形成された容器に配置される巻きコイルと、繊維材（図示せず）を巻いたマンドレルを示す図である。 コイルの上に位置する払出管開口部を含む容器の上板（屋根板）を示す図である。 容器の上板にある払出管開口部内に、繊維材の巻きコイルの払出管が挿入される払出管挿入機構を示す図である。 払出管の詳細図である。 上板が移動を制限されるように、巻きコイルの端部が、払出管挿入機構によって握持され、巻きコイル及び容器から回収される態様を示す図である。 上板が移動を制限されるように、巻きコイルの端部が、払出管挿入機構によって握持され、巻きコイル及び容器から回収される態様を示す図である。 巻きコイルの自由端を握持する間の、巻きコイル及び容器からの払出管挿入機構の完全な回収を示す図である。 容器の上側で形成されるように配置される容器の閉じた上板を示す図である。 完全に密封された容器を示す図である。

符号の説明

３０ 繊維材巻取りステーション ３２ 末端加工部
３３ マンドレル ３４ 第二末端加工部
３５ マンドレル ３６ 回転式タレット部材
３８ 第三末端加工部 ３９ マンドレル
４０ 巻きコイル ４４ マンドレル
４９ 繊維材握持機構 ５０ 払出管
５２ 傾斜部 ５４ ゲート機構
５６ フランジ ５８ 払出管挿入機構
６０ 可動式ロッド ６９ 箱詰ステーション
７０ 床部材 ７２ 背部材
７４ 垂直可動式傾斜部 ７６ マンドレル
７８ 容器 ７９ 側板
８０ 側板 ８２ 部材
８３ 上板 ８４ 払出管開口部
８５ 部材 ９０ 払出管挿入機構
９２ 払出管 ９３ 払出管開口部
１００ 巻きコイルの端部 １０２ 払出管の指状部

Claims (1)

1. 巻いたコイルの外側から内側へ延びる払出管を有する、繊維材の巻きコイルを巻きかつ箱詰めする為の機器であって、
   二つの対向して配置される末端加工部と、対応する折り畳み可能なマンドレルとを装備し、第一ステーションと第二ステーションとの間で操作するタレット機構であって、前記第一ステーションは繊維材が前記マンドレルの一つと関連する末端加工部上で巻き取られることを可能とし、前記第二ステーションではマンドレルと巻きコイルを含む末端加工部が箱詰ステーションに対面するように回転させられ、
   可動式の背板、底板、及び前記第二ステーションに対面する傾斜部とを有し、前記折り畳み可能なマンドレルから前記巻きコイルを受け入れるために、前記第二ステーションに向かうようにかつそこから離れるように移動可能である箱詰ステーションであって、
   箱の背板が前記箱詰ステーションの背板に対して折り畳まれた状態で、前記底板上に配置される展開された箱を受け入れ、部分的に組み立てられた箱内の前記巻きコイルの受け入れを可能とするために、箱の二つの対向する側板を折り畳むための手段を含み、
   払出管を、前記箱の上板の払出穴を通って前記巻きコイルの払出孔に挿入し、前記巻きコイルの自由端を握持し払出管から引き出す手段を含む払出管挿入手段と、
   箱のフラップを折り畳み、接着し及び密閉する手段をも含む、その箱詰ステーションを有する、
   巻きコイルを巻きかつ箱詰めする為の機器。

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