JP2013527825A - 複数のピックアップヘッドを利用することによって複数のカートンをコンベアトラックに同時に供給するためのカートン供給システム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、複数のカートン（２）をコンベアトラック（２０，１２０）に供給するためのカートン供給システムであって、複数の供給装置（１，１００）を備えているカートン供給システムにおいて、供給装置それぞれが、複数の真空カップ（９）を具備したピックアップヘッド（８）と、ピックアップヘッドにおいて回動可能に懸架されている直立フィンガ（１２）と、を備えており、ピックアップヘッドが、ピックアップヘッド（８）の保持面が折り畳まれている持ち上げるべきカートンブランク（２）に対して平行に位置決めされている、ピックアップ位置（Ｐ１）と、直立フィンガ（１２）がカートンを開くようにピックアップヘッド（８）の保持面に対して回動する、挿入位置（Ｐ２）と、を有しており、少なくとも２つのカートン（２）がコンベアトラック内に同時に挿入されるカートン供給システムに関する。本発明の利点は、歯が並行に配置されたコンベアトラック内に幾つかのカートンを同時に挿入可能な、小型のカートン供給システムを提供することである。

Description

本発明は、複数のピックアップヘッドを利用することによって複数のカートンをコンベアトラックに同時に供給するためのカートン供給システム及び方法に関する。

例えばチューブ、ボトル、これらに類する物のような比較的小さな物品をカートンボックス内に梱包することに関連する産業では、梱包装置の処理能力を高めるための一定の要求が存在する。梱包装置の一の性能（aspect）は、梱包装置が特定の時間間隔内に取り扱い可能なユニットの数量である。このような梱包装置において、より高い処理能力を実現するための方法が複数存在する。一の方法は、物品それぞれについてのサイクル時間を低減すること、すなわち、より多くの物品が同一の時間間隔内に梱包装置を通過可能とすることである。このような解決方法は、ある時点において梱包装置の再設計を必要とするので、実現困難な場合がある。この場合には、特定の作業についてのサイクル時間を低減することができない。生産ラインにおける処理能力を向上させるための他の方法は、少なくとも幾つかの作業のために幾つかの並列配置された装置を利用することである。このような解決方法は、より大きなスペースを必要とし、対費用効果が良好でないが、旧式の生産ラインを改善することができる場合には実施可能かもしれない。

改善する必要があるかもしれない一のタイプの梱包装置は、事前に接着された上で折り畳まれた紙カートンを持ち上げ、当該紙カートンを直立させ、当該紙カートンをコンベアトラックに供給する装置である。コンベアトラックでは、使用説明書の有無に関わらず、カートンが、チューブ又はこれに類似する物をカートン内に挿入するための次のステーションに至るまで連なっている。その後に、カートンの側面フラップは折り畳まれ、当該カートンが閉じられ、最終的には、比較的大型の出荷ユニット内で密封及び梱包される。

特許文献１は、事前に接着された上で折り畳まれたカートンをホッパーから持ち上げるように構成されている、カートンを処置及び供給するための装置を開示している。カートンは、正方形状の形態となるように直立され、コンベアトラックの送り込み端部において挿入される。カートンは、コンベアトラックに取り付けられた脚部同士の間に挿入される。ここで、脚部同士の間の距離は、挿入すべきカートンの幅に対応している。カートンは、カートンをコンベアトラックに供給可能とするために、コンベアチェインを方向変換させると共にホイール上で送られる、コンベアトラックの送り込み端部において挿入される。コンベアトラックの送り込み端部の領域では、脚部がコンベアホイールに起因して離れて傾斜しているので、直立されたカートンを脚部同士の間に挿入することができる。カートンが挿入され、チェインが若干移動した場合に、再び、脚部はコンベアチェインに対して垂直となり、カートンを所定位置に保持する。

特許文献２は、折り畳まれたカートンをホッパーから移送し、カートンを開き、カートンをコンベアに移送するように構成されている他のカートン輸送アセンブリを開示している。カートンは、伸縮式ロッドによって開かれる。開かれたカートンは、チェインラグ同士の間に設けられているカートンポケット内に挿入される。カートンポケットはカートン自体より長いので、回転式フィーダを回転させている際に、開かれたカートンをカートンポケットに挿入することができる。

特許文献３は、箱状体を直立させ、コンベア上に載置するための装置を開示している。当該装置は、マガジンから折り畳まれた箱状体を持ち上げ、箱状体を直立させ、箱状体をコンベアトラック上のコンベアセルに挿入する。カートンは、直立要素によって正方形状の形態になるように直立され、コンベアトラックの送り込み端部において挿入される。カートンは、コンベアトラックに取り付けられている脚部同士の間に挿入される。ここで、脚部同士の間の距離は、挿入すべきカートンの幅に対応している。カートンをコンベアトラックに供給可能とするために、カートンは、コンベアチェインを方向変換させると共にホイール上で送られる、コンベアトラックの送り込み端部において挿入される。コンベアトラックの送り込み端部の領域では、脚部がコンベアホイールに起因して離れて傾斜しているので、直立されたカートンを脚部同士の間に挿入することができる。カートンが挿入され、チェインが若干移動した場合に、再び、脚部はコンベアチェインに対して垂直となり、カートンを所定位置に保持する。後方の脚部は、箱状体を容易に挿入可能とするために、前方の脚部より実質的に低い。このために、箱状体それぞれについて２つの脚部が必要となる。

特許文献４は、折り畳み式箱状体を直立させ、折り畳み式箱状体がコンベア装置内に移送される前に、折り畳み式箱状体の閉塞タブを折り畳むための装置を開示している。当該特許文献には、直立された箱状体をコンベア装置に挿入することは開示されていない。

特許文献５は、事前に形成されたブランクから箱状体を直立させ、逆に折り畳むための装置を開示している。その後に、直立された箱状体は、箱状体を保持するように構成されている仕分けディバイダを有している、コンベアベルトに移送される。箱状体は、コンベアチェインを方向変換させると共にホイール上で送られる、コンベアベルトの送り込み端部に入る。コンベアトラックの送り込み端部の領域では、仕分けディバイダがコンベアホイールに起因して離れて傾斜しているので、直立された箱状体を仕分けディバイダ同士の間に入れることができる。

これら解決手段は、幾つかの用途について良好に機能するが、特にシステムの処理能力を高めたい場合に柔軟に対応することができない。従って、改善の余地がある。

欧州特許第１５９４７４５号明細書 欧州特許第０８００４５０号明細書 米国特許第７３２８５６１号明細書 米国特許第５５７３４９０号明細書 米国特許第４３３１４３６号明細書

従って、本発明の目的は、平行なコンベアの歯同士の間にカートンを挿入可能な複数のピックアップヘッドを備えている、カートン供給システムを提供することである。本発明のさらなる目的は、複数のカートンをコンベアトラック内に同時に挿入可能なカートン供給システムを提供することである。本発明のさらなる目的は、複数のカートンをコンベアトラックに同時に供給するための方法を提供することである。

本発明における課題の解決手段は請求項１の特徴部分に記載されている。請求項１３は優位な方法を含んでいる。他の請求項は、カートン供給システム及び方法の優位な実施例及びさらなる発展形態を含んでいる。

複数のカートンをコンベアトラックに供給するためのカートン供給システムであって、複数の供給装置を備えているカートン供給システムでは、供給装置それぞれが、複数の真空カップを具備したピックアップヘッドと、ピックアップヘッドにおいて回動可能に懸架されている直立フィンガと、を備えており、ピックアップヘッドが、ピックアップヘッドの保持面が折り畳まれている持ち上げるべきカートンブランクに対して平行に位置決めされている、ピックアップ位置と、直立フィンガがカートンを開くようにピックアップヘッドの保持面に対して回動する、挿入位置とを有しており、少なくとも２つのカートンがコンベアトラック内に同時に挿入される。

本発明におけるカートン供給システムの第１の実施例では、カートン供給システムが、平行な歯を有している連続的に可動なコンベアトラックにカートンを同時に挿入可能なことが実現される。このことは、カートンが挿入の際に菱形状の形態で保持されること且つ歯同士の距離が直立されたカートンに対応すること、又は、カートンが矩形状の形態で挿入されること且つ歯が弾性要素を備えていることによって実現される。菱形状の形態をしたカートンは、挿入の際にカートンの水平方向寸法（horizontal extension）を低減し、カートンと歯との間に空間を形成する。この空間は、カートンをカートンの幅自体と同一幅寸法を具備する保持空間内に挿入可能とするために必要な余裕を生み出す。また、挿入するための余裕は、矩形状の形態をしたカートンをコンベアトラック内に挿入可能とする弾性手段によっても得られる。

歯が平行な場合にカートンを挿入可能なことの一の利点は、カートンが送り込み領域のみならずコンベアトラックの端部において直線状のコンベアトラックに挿入可能なことである。これによって、幾つかの取付装置をコンベアトラックに沿って互いに隣接するように取り付けることができる。その後に、取付装置は、カートンを同時に挿入可能とされるので、カートン供給システムの挿入速度を高めることができる。

菱形状の形態をしたカートンでは、好ましくは、カートンの上部壁と側壁のうち一の側壁とが成す角度である角度αが、５０°〜８０°の範囲であり、より好ましくは６０°〜７０°の範囲である。好ましくは、カートンは挿入前に逆方向に折り畳まれる。すなわち、カートンは、９０°より大きな角度で、好ましくは１００°〜１４０°の範囲で開かれる。カートンには、初期状態である平坦に折り畳まれた形態ではなく、矩形状の形態となるようにプリテンションが作用しているので、このことは利点である。従って、これにより、直立されたカートンをコンベアトラック内で容易に保持することができる。保持突出部分が、カートンを所定位置に保持するために歯のうち一の歯に設けられている場合がある。カートンがコンベアトラック内に挿入された場合には、押さえ要素が、カートンがコンベアトラックから脱離することを防止するために利用される場合がある。

カートンが矩形状の形態で挿入された場合には、挿入前にカートンを逆方向に折り畳むことも優位である。このことは、後の段階において物品をカートン内に挿入する際に矩形状の形態を保持するために、カートンを補助する。

本発明について、添付図面に表わす実施例を参照しつつ以下に詳述する。

カートンを持ち上げる前の位置における、本発明におけるシステムで利用されるカートン供給装置の第１の実施例を表わす。 ピックアップ位置における、本発明におけるシステムで利用されるカートン供給装置の第１の実施例を表わす。 第１の中間位置における、本発明におけるシステムで利用されるカートン供給装置の第１の実施例を表わす。 第２の中間位置における、本発明におけるシステムで利用されるカートン供給装置の第１の実施例を表わす。 挿入位置における、本発明におけるシステムで利用されるカートン供給装置の第１の実施例を表わす。 カートンを挿入した後の位置における、本発明におけるシステムで利用されるカートン供給装置の第１の実施例を表わす。 ピックアップヘッドの移動経路の一例を表わす。 オプションのカートンオープンヘッドを備えた、本発明におけるシステムで利用されるカートン供給装置の第１の実施例を表わす。 ピックアップ位置における、本発明におけるシステムで利用されるカートン供給装置の第２の実施例を表わす。 挿入位置における、本発明におけるシステムで利用されるカートン供給装置の第２の実施例を表わす。 本発明の第１の実施例における４つのカートン供給装置を備えている挿入システムを表わす。 本発明の第２の実施例における４つのカートン供給装置を備えている挿入システムを表わす。

以下に説明するさらなる特徴を具備している本発明の実施例は、単なる例示にすぎないと考えるべきであり、特許請求の範囲によって定義される本発明の保護範囲を限定することを意図する訳ではない。当該実施例では、矩形状のカートンが利用される。また、言うまでもなく、正方形のカートンが供給装置によって供給される場合もある。

図１〜図６は、カートンブランク２をマガジンから持ち上げ、カートンブランク２を開いた後に、カートンブランク２をコンベアトラックに供給するように構成されているカートン供給装置１の第１の実施例を表わす。カートンブランク２は、平坦に折り畳まれていると共に事前に接着されているカートンである。当該カートンは、４つの側面を備えており、当該側面の端部領域それぞれには閉塞フラップが形成されている。カートンブランクが直立しているか、又は開いている場合には、矩形状の箱状体を形成することができ、当該箱状体を閉塞又は封止する前に、例えばチューブやボトルのような物品を当該箱状体に挿入することができる。本明細書では、カートンの側面について、上部壁３、下部壁４、前部壁５、及び後部壁６と呼称する。これら呼称は、コンベアトラックの動作方向を基準とした、コンベアトラック内に運搬されるカートンの側面の向きを示している。カートンブランク２はマガジン７から供給される。マガジン７が垂直方向に配置されているので、カートンブランク２はマガジン７から下方に取り出し可能とされる。また、図１はマガジン７も表わす。図示の実施例では、マガジン７が垂直方向に配置されているので、カートンがマガジンの下方から取り出し可能とされる。垂直方向マガジンを備えていることの一の利点は、重力によってカートンブランクがマガジンの開口部に供給されるので、いかなる種類の供給装置も必要としないことである。また、これにより、マガジンの補充前に補充の障害となる部品を取り外す必要が無くなるので、マガジンの補充が容易になる。垂直方向マガジンを備えていることの他の利点は、複数のカートン供給装置が互いに干渉することなく互いに隣接して利用可能となることである。ピックアップヘッドによる持ち上げを容易にするために、マガジン７又はマガジン７内のカートンが若干傾斜している場合がある。

図１は、カートンブランク２がカートン供給装置１によって持ち上げられる直前の姿勢になっている、カートン供給装置１を表わす。カートン供給装置１は、複数の吸引カップ９を、例えば図示の如く４つの吸引カップ９を具備したベース部分１０を有している、ピックアップヘッド８を備えている。吸引カップ９の前方部分がピックアップヘッド８の保持面を形成している。直立シャフト１１がベース部分１０に回動可能に設けられている。直立シャフト１１は１つ以上の直立フィンガ１２を備えており、直立フィンガ１２それぞれが支持面１３を有している。支持面１３が、直立フィンガ１２全体又は直立フィンガ１２の前方部分に設けられている。支持面１３は、カートンを直立させる際に当該カートンの側面に当接している。ピックアップヘッド８は、直線方向に支承された２つのスレッジ（図示しない）に、すなわち、水平方向に可動な一方のスレッジ、及び、水平方向のスレッジに取り付けられていると共に垂直方向に可動な他方のスレッジに回転可能に取り付けられている。２つのスレッジは、カートンが持ち上げられるピックアップ位置Ｐ１と、直立されたカートンが開放され、コンベアトラック内に挿入される挿入位置Ｐ２との間において、ピックアップヘッド８を移動させることができる。図示の実施例では、ピックアップヘッド８が、連続的な略滴状の経路に沿って移動する。図７は、このような経路の一例を表わす。独立制御可能な２つのスレッジによって、カートンの種類及び／又は大きさとコンベアトラックの速度とに基づいて、移動経路を容易に調整又は適応させることができる。カートンを吸引しているピックアップヘッド８を連続的な経路に沿って移動させることによって、カートンを滑らかに且つ急速に移動させることができる。図示の実施例では、ピックアップヘッド８がピックアップ位置から解放位置に至るまで移動した場合に、ピックアップヘッド８の保持面が同時に約１５０°回転される。同時に、直立シャフト１１がピックアップヘッド８に対して同時に所定の角度で回転されるので、ピックアップ位置から挿入位置に移送される間に、カートンが直立される。

ピックアップヘッド８が、主に垂直方向において、ピックアップ位置から概略的にピックアップ位置の下方に位置している挿入位置にカートンを供給するので、水平方向におけるピックアップヘッド８の寸法は比較的小さい。これによって、複数のピックアップヘッド８をコンベアトラックに沿って互いに近接するように位置決めすることができる。ピックアップヘッド８が同時に同一の経路に沿って移動する場合には、間隔が２つのカートンに相当するように、すなわち、ピックアップヘッドによってカートンがコンベアトラックの１つおきの保持空間に挿入可能となるように、ピックアップヘッド８を取り付けることができる。ピックアップヘッド８から成る２つのグループによって、コンベアトラックのすべての保持空間を充填することができる。

また、図１は、コンベアトラック２０の表面から延在している突出歯部を有しているコンベアトラック２０を表わす。当該実施例では、コンベアトラックは、２つのコンベアチェイン、すなわち、当該実施例では互いに対して固定された状態で送られる２つのチェインから成る外側チェイン１６と、外側チェイン１６と共に送られる内側チェイン１７とを備えている。図示の実施例では、内側チェイン１７は一のチェインによって形成されているが、２つのチェインから形成されていても良い。外側チェイン１６は、カートン２の後部壁６を支持する後方歯部１９を備えている。内側チェイン１７は、カートン２の前部壁５を支持する前方歯部１８を備えている。２つの平行な後方歯部１９と前方歯部１８との間の距離ｗが、すなわち、外側チェインと内側チェインとの関係が、様々な大きさのカートンを挿入するために変更可能とされる。カートンのための保持空間２１が、後方歯部１９と前方歯部１８との間に形成されており、カートン２は保持空間２１内に挿入され、さらに運搬される。距離ｗは、直立されたカートン２の幅に、すなわち上部壁３の幅に対応している。カートンの幅と同一である歯部同士の間の距離を利用することによって、物品をカートン内に逐次的に挿入している際に、カートン２が当該歯部によって所定位置に確実に保持される。押さえ要素２４は、挿入されたカートン２が保持空間２１から上方に脱離することを防止するように配置されている。矢印２３は、コンベアトラック２０の動作方向を示す。コンベアトラック２０では、２つの長手方向レール２５が、コンベアトラック２０の長手方向において歯部同士の間に配置されている。長手方向レール２５の高さは、コンベアトラック２０を様々な大きさのカートンに適合させるために調整可能とされる。カートン２は、コンベアトラック２０内に挿入された場合に長手方向レール２５に支持される。

図２は、ピックアップ位置Ｐ１に位置しているカートン供給装置１を表わす。ピックアップ位置Ｐ１では、ピックアップヘッド８の保持面すなわち真空カップ９が、マガジン７内において最下方のカートンブランク２の上部壁３に当接している。負圧は、真空カップ９を負圧源に接続している適切な導管を通じて、真空カップ９に作用する。負圧はバルブによって制御され、当該バルブはカートン供給装置１の制御システムによって制御される。真空カップ９に作用する負圧は、ピックアップヘッド８が移動し続ける場合にカートンブランク２をマガジン７から引っ張り出す。同時に、直立フィンガ１２の支持面１３はカートンブランク２の後部壁６を支持している。また、支持面１３は、このような姿勢において後部壁６に近接して位置決めされている場合がある。当該実施例では、真空カップ９と直立フィンガ１２の支持面１３とが、マガジン７内に配置されているカートンブランク２と平行な略同一平面内において、互いに位置合わせされている。

カートンブランク２がマガジン７から取り出された場合に、ピックアップヘッド８は、挿入位置Ｐ２に向かって移動し続ける。このような移動の際に、直立フィンガ１２はピックアップヘッド８に対して回転するので、真空カップ９の保持面と直立フィンガ１２の支持面１３とが成す角度が小さくなる。真空カップ９の保持面と直立フィンガ１２の支持面１３とが成す角度を、角度αと呼称する。図３は、カートンが部分的に開いている第１の中間位置を表わす。第１の中間位置では、角度αは約１５０°である。ピックアップヘッド８は、移動経路の第１の部分に位置している際に、コンベアトラック２０の動作方向２３の反対方向に、且つ、図４に表わすピックアップヘッド８の第２の中間位置に向かって概略的に下方に移動する。第２の中間位置では、ピックアップヘッド８は、コンベアトラック２０の動作方向と同一方向に移動開始すると共に、若干下方に移動し続ける。カートンが完全に開いて、さらに当該実施例では、角度αが９０°より小さくなるように、且つ、カートンが菱形状の形態を呈するように逆方向に折り畳まれている。

図７は、直立シャフト１１の中心軸線に対するピックアップヘッド８の移動経路の一例を表わす。位置は、図１〜図６及び図８〜図１０に表わす位置に対応する。ピックアップヘッド８は、矢印Ａによって示される向きに移動する。

ピックアップヘッド８は、図４に表わす位置から図５に表わす挿入位置に連続的に移動する。同時に、カートンが若干逆方向に折り畳まれるので、角度αが５０°〜８０°の範囲、好ましくは約６０°となる。このようにカートンを逆方向に折り畳むことによって、カートンの前部壁５と後部壁６との間の距離が小さくなる。好ましくは、挿入位置において、前部壁５及び後部壁６は略垂直とされる。これによって、カートンがコンベアトラック２０の保持空間内に挿入可能とされる。同時に、ピックアップヘッド８は、ピックアップヘッド８の保持面がコンベアトラック２０の平面に対して角度βを形成した状態で保持されている。図示の実施例では、挿入位置において、この角度βは約３０°であるが、好ましくは１０°〜４０°の範囲内とされる。ピックアップヘッド８の運動は、滑らかで信頼に足る方法でカートンを挿入可能とするために、コンベアトラック２０の運動と同期している。コンベアトラック２０は一定速度で連続的に移動する。このことが高い処理量を保証する。また、これにより、ピックアップヘッド８がコンベアトラック２０の平面に対して角度βで保持面に向いている位置に、ピックアップヘッド８を回転させることができる。

図５は、コンベアトラック２０の保持空間２１内に挿入されているカートンを吸引しているピックアップヘッド８を表わす。挿入は、図４に表わす位置で開始される。図４では、ピックアップヘッド８が、コンベアトラック２０に沿って移動開始する。同時に、折り畳まれたカートンの下側部分が歯部同士の間に到達する。ピックアップヘッド８は、図５に表わす最下方の位置に到達するまで下方に移動し続ける。この挿入位置Ｐ２では、カートンがピックアップヘッドによって保持空間内に挿入され、長手方向レール２５に当接する。真空カップ９からの負圧を解除することによって、最終的に、カートンはピックアップヘッド８から解放される。カートンをピックアップヘッド８から解放することを補助するために、且つ、カートンがコンベアトラック２０の上方に脱離することを防止するために、押さえ要素２４がコンベアトラック２０の上方に配置されている。押さえ要素２４は、ピックアップヘッド８の水平方向スレッジに取り付けられており、ピックアップヘッド８と共に水平方向に移動するので、カートンの挿入を補助することができる。また、必要に応じて、押さえ要素２４がコンベアトラック内においてカートンを下方に押さえている場合がある。

ピックアップヘッド８は、図４に表わす位置と図６に表わす位置との間でコンベアトラック２０の動作方向において、コンベアトラック２０と略同一の速度で移動する。この移動の最初に小さな加速が存在する場合があるが、カートンが菱形状の形態に保持されているので、歯部とカートンとの間には、このような小さな加速を許容するのに十分な余裕寸法が存在し、カートンを損傷させることはない。速度は、図４に表わす位置から、少なくともカートンがピックアップヘッド８及び直立フィンガ１２から解放される位置に至るまで、略一定である。

図示の実施例では、カートンが３０°で逆方向に折り畳まれているが、逆方向の折り畳みについての適切な範囲は、例えばコンベアトラック２０の速度に依存するが、１０°〜４０°である。従って、カートンには、カートンを矩形状の形態に強制的に戻す内部張力が作用している。従って、カートンは、カートンがピックアップヘッド８及び直立フィンガ１２から解放された場合に、単独で又は押さえ要素２４に補助されて、矩形状の形態に戻ることができる。歯部同士の間の距離ｗが矩形状の形態をしたカートンの大きさに対応しているので、カートンはコンベアトラック２０によって安全な位置で保持される。また、前方歯部１８それぞれが、当該前方歯部の上部に突出部分２２を備えている場合があり、この場合には、突出部分２２が、カートンを所定位置に保持することを補助する。図示の実施例では、カートンが逆方向に折り畳まれており、突出部分２２がコンベアトラック２０の保持空間に向かって方向づけられている。このようにして、カートンが、内部張力に起因して跳ね返ることはない。カートンを直立及び挿入する方法に依存するが、突出部分２２が、コンベアトラック２０の後方歯部１９に設けられている場合もある。

本発明におけるカートン供給装置の他の実施例では、直立フィンガが、９０°より小さな角度でカートンブランク２を直立させる。当該実施例では、カートンがコンベアトラックの保持空間内に挿入される前には、当該カートンは完全には開いていない。ピックアップヘッドの保持空間と直立フィンガの支持面とが成す角度αは、当該実施例では１００°〜１４０°であり、好ましくは約１２０°である。当該実施例では、押さえ要素２４が必要不可欠である。カートンに作用するプリテンションが、部分的に開いているカートンをカートンブランクの状態に戻す方向に、すなわち折り畳む方向に作用しているからである。

カートンがピックアップヘッドから解放された場合には、カートンがコンベアトラックと共に移動し続け、ピックアップヘッドは図７に表わす経路に沿って移動し続ける。図６は、カートンが開放された位置におけるピックアップヘッドを表わす。図６では、ピックアップヘッドはピックアップ位置に戻る途中である。

図示のカートン供給装置は、１分当たり最大１５０回の挿入をする挿入速度に到達可能である。より速い挿入速度が望ましい場合には、本発明におけるカートン供給装置は、幾つかのカートン供給装置から成るグループとして組み合わせ可能なように十分に適合しているので、挿入速度を高めることができる。カートン供給装置は、長さ方向すなわちコンベアトラックの送り方向において比較的小さくすることができる。従って、幾つかのカートン供給装置を互いに隣接させて取り付けることができる。幾つかのカートン供給装置が互いに隣接して取り付けられている場合には、カートンそれぞれが１つおきの保持空間内に同時に挿入される。カートン供給装置から成る２つのグループを互いに隣接させて取り付けることによって、カートンがコンベアトラックのすべての保持空間内に挿入される。

カートンの挿入を幾つかの挿入装置に分担させることの他の利点は、マガジンからカートンを供給可能となることである。従来技術に基づくカートン供給装置では単一のピックアップヘッドを利用するにすぎないので、コンベアトラック内に挿入すべきカートンの数量が増加した場合には、例えば、マガジンからピックアップヘッドに至るカートンの供給が問題となる。すべてのカートンを単一のマガジンから供給する場合には、カートンを一定に供給することが困難である。積み重ねられたカートンに作用する圧力は、カートンの数量に従って変化するので、カートンを供給位置に供給することに悪影響を及ぼす。カートンの持ち上げについてのリードタイムが小さくなるので、吸引ヘッドの速度調整（timing）が一層センシティブとなり、これによりカートンを正確に持ち上げることが一層困難になる。持ち上げ時間を短縮するためには、マガジン内でカートンを保持するための力を一層小さくする必要があるが、当該保持力を一層小さくすることは、カートン供給の再現性に悪影響を与える。従って、カートンの供給を幾つかのマガジンに分担することが有効である。これによって、適切且つ正確で高い再現性を有するカートンの持ち上げを実現することができる。

図９及び図１０は、カートン供給装置１００の第２の実施例を表わす。当該実施例では、ピックアップヘッドは、上述のピックアップヘッド８と同一である。図９は、ピックアップ位置Ｐ１０を表わす。このピックアップ位置Ｐ１０は、上述のピックアップ位置Ｐ１と同一である。

また、図９は、コンベアトラック１２０の表面から延在している突出歯部を有しているコンベアトラック１２０を表わす。当該実施例では、コンベアトラック１２０は、２つのコンベアチェインを、すなわち、互いに対して固定された状態で送られる２つのチェインから成る外側チェイン１１６と、外側チェイン１１６と共に送られる内側チェイン１１７とを備えている。外側チェイン１１６は、弾性要素１２５を介してカートンの後部壁を支持する後方歯部１１９を備えている。弾性要素１２５は後方歯部１１９の前面から突出しているが、様々な態様で構成されている場合もある。図示の実施例では、板バネが弾性要素１２５を構成している。例えば弾性材料や後方歯部内に弾力的に懸架されている高剛性部分のような、他のタイプのバネであっても利用可能である。弾性要素１２５は、完全に直立したカートンが挿入可能となるように撓むことができる必要がある。弾性要素１２５の目的は、カートンを挿入するために必要な余裕を提供することである。従って、カートンの上部壁の、すなわち完全に直立したカートンの幅の少なくとも５％〜１０％の撓みが、弾性要素１２５それぞれにとって必要とされる。

板バネの形状は、完全に直立したカートンを挿入可能なように構成されている。弾性要素１２５の上側部分が入口領域１２７を構成している。入口領域１２７は、カートンを損傷させることなく保持空間に侵入可能なように形成されているので、カートンが挿入された場合には撓む。弾性要素１２５の下側部分が保持領域１２８を構成しており、カートンを挿入した後に当該カートンをピックアップヘッド８から解放した場合に、カートンを所定位置に保持する。

内側チェイン１１７は、弾性要素１２６を介してカートンの前部壁を支持する前方歯部１１８を備えている。弾性要素１２６は、前方歯部１１８の後面から突出しているが、様々な態様で構成されていても良い。図示の実施例では、弾性要素１２６は弾性要素１２５に類似している。また、弾性要素１２６は、入口領域１２７及び保持領域１２８を備えている。さらに、弾性要素１２６は、入口領域１２７と保持領域１２８との間に形成された保持突出部分１２２を備えている。保持突出部分１２２は、カートンを所定位置に保持することを補助しており、カートンに作用しているプリテンションに起因して当該カートンが跳ね返ることを防止する。また、弾性要素１２５には、保持突出部分が形成されていても良い。

カートンのための保持空間１２１が、後方歯部１１９と前方歯部１１８との間に形成されており、カートンが保持空間１２１内に挿入され、輸送される。当該実施例では、歯部同士の距離が直立されたカートンの幅より大きく、無負荷状態の弾性要素１２５，１２６の表面同士の距離は直立されたカートンの幅より小さい。物品をカートン内に逐次的に挿入している間、カートンは、弾性要素１２５，１２６によって、所定位置に確実に保持される。また、当該実施例では、押さえ要素１２４は、挿入されたカートンが保持空間１２１から上方に脱離することを防止するように配置されている。矢印１２３はコンベアトラックの動作方向を示す。長手方向レール１２９は、上述の長手方向レール２５と同様に、コンベアトラック１２０の長手方向において歯部同士の間に配置されている。

図１０は、挿入位置Ｐ２０を表わす。当該実施例では、カートンが完全に直立されている。すなわち、カートンは、挿入の際に矩形状の形態をしている。カートンを直立させる際に、直立フィンガによってカートンを逆方向に折り畳んだ後に、カートンを矩形状の形態に戻すことができる。これにより、カートンが挿入後に矩形状の形態を維持し易くなる。カートンに作用しているプリテンションが弾性要素を撓ませるからである。挿入を開始する前に、ピックアップヘッド８は、角度βが略０°の状態で保持面がコンベアトラック１２０に対して平行となるように回転され、直立フィンガ１２が、カートンが完全に直立されるように回動される。ピックアップヘッド８は、コンベアトラック１２０に沿って移動開始すると同時に、カートンの下側部分が歯部の弾性要素同士の間に到達するように下方に降下する。図１０では、ピックアップヘッド８の最も下側の部分が歯部の弾性要素同士の間に到達している。カートンはピックアップヘッド８から解放され、押さえ要素１２４がカートンを保持空間１２１内に押し込むので、カートンが弾性要素１２５，１２６の保持領域１２８によって保持される。

ピックアップヘッド８は、カートンを挿入する際に、コンベアトラック１２０と略同一の速度で移動する。弾性要素が歯部とカートンとの間に余裕を提供するので、例えば挿入開始時における加速に起因する小さな速度差を許容することができる。

カートンがピックアップヘッド８から解放された場合には、当該カートンは、コンベアトラック１２０を介して移送され続け、ピックアップヘッド８は、図７に表わす移動経路に類似する移動経路に沿って移動し続ける。

また、幾つかの場合では、カートンを接着する接着剤がカートンブランクを固着させるので、カートンの直立が困難となる場合がある。従って、直立フィンガが、カートンの外面を損傷させることなく当該カートンを直立させることができない場合がある。このために、図８に表わすように、カートン供給装置が、カートンを事前に開かせるためのオープンヘッド１４を備えている場合がある。当該実施例では、オープンヘッド１４は、定位置に位置決めされており、負圧を作用させることによってカートンを事前に開くための複数の真空カップ１５を備えている。当該実施例では、ピックアップヘッド８の移動経路は、カートンブランク２の下部壁４が真空カップ１５と接触するように構成されている。負圧は、真空カップ１５に同時に作用する。ピックアップヘッド８が若干下方に移動した場合に、真空カップ１５が下部壁４を定位置に保持する。上部壁３がピックアップヘッド８の真空カップ９によって保持されるので、たとえカートンブランク２の内面同士の間に接着剤が残留している場合であっても、カートンを展開することができる。その後に、真空カップ１５の負圧が解除され、直立フィンガが後部壁６に対して作業開始する。図７は、ピックアップヘッド８の適合された移動経路を破線で表わす。また、カートンを開く際に、オープンヘッド１４がカートンの移動にある程度追従することができるように、オープンヘッド１４を可動式ブラケットに取り付けることができる。

本発明におけるシステムでは、幾つかのカートン供給装置が、コンベアトラックに沿って並列に取り付けられている。図１１は、本発明におけるシステムの第１の実施例を表わす。当該実施例では、カートンが保持空間内に挿入された場合に、カートンが逆方向に折り畳まれ、菱形状の形態とされる。図示の実施例では、当該システムは、上述のカートン供給装置１から成る２つのグループから構成されている。各グループは、２つのカートン供給装置から成る。第１のグループ５０は、第１のカートン供給装置５１と第２のカートン供給装置５２とを備えている。第２のグループ５３は、第３のカートン供給装置５４と第４のカートン供給装置５５とを備えている。第１のグループ５０のカートン供給装置５１，５２は、ピックアップヘッドがコンベアトラックの一方の１つおきの保持空間内にカートンを挿入するように、水平方向において離隔配置されている。第２のグループ５３のカートン供給装置５４，５５は、第１のグループ５０のカートン供給装置５１，５２と同様に離隔配置されている。第２のグループ５３は、水平方向において第１グループ５０から離隔配置されている。第２のグループ５３のピックアップヘッドは、コンベアトラックの空の保持空間内に、すなわち他方の１つおきの保持空間内にカートンを挿入する。従って、カートン供給装置から成る第１のグループ及び第２のグループは、コンベアトラックのすべての保持空間にカートンを挿入することができる。

図１２は、本発明におけるシステムの第２の実施例を表わす。当該実施例では、カートンが保持空間内に挿入された場合に、当該カートンは完全に直立される。図示の実施例では、当該システムは、上述のカートン供給装置１０１から成る２つのグループから構成されている。各グループは、２つのカートン供給装置から成る。第１のグループ５６は、第１のカートン供給装置５７と第２のカートン供給装置５８とを備えている。第２のグループ５９は、第３のカートン供給装置６０と第４のカートン供給装置６１とを備えている。第１のグループ５６のカートン供給装置５７，５８は、ピックアップヘッドがコンベアトラックの一方の１つおきの保持空間内にカートンを挿入するように、水平方向において離隔配置されている。第２のグループ５９のカートン供給装置６０，６１は、第１のグループ５６のカートン供給装置５７，５８と同様に離隔配置されている。第２のグループ５９は、水平方向において第１グループ５６から離隔配置されている。第２のグループ５９のピックアップヘッドは、コンベアトラックの空の保持空間内に、すなわち他方の１つおきの保持空間内にカートンを挿入する。従って、カートン供給装置から成る第１のグループ及び第２のグループは、コンベアトラックのすべての保持空間にカートンを挿入することができる。

本発明におけるシステムでは、複数のカートンを同時に挿入することができる。従って、利用すべきカートン供給装置の数量を変更することによって、挿入すべきカートンの数量に容易に適応することができる。また、カートン供給装置から成る２つのグループを利用することによって、コンベアトラックの保持空間それぞれにカートンを挿入することができる。このことは、より多くのカートンを同時に処理することができるので、当該システムの効率を高める。供給システムにおいて様々な数量のカートン供給装置を利用すること、及び、異なるグループ数でカートン供給装置をグループ化することができる。

本発明における解決策によって、高い挿入速度を有するシステムを実現することができる。一の好ましい実施例では、２つのグループにグループ化された８台のカートン供給装置が利用されている。各カートン供給装置は、１分当たり最大１５０個のカートンを挿入することができるので、その結果として、１分当たり最大１２００個のカートンを挿入可能とされる完全な挿入システムを形成することができる。第１のグループは、カートンを一方の１つおきの保持空間内に挿入する一方、第２のグループが、カートンを他方の１つおきの保持空間内に挿入する。このようにして、小型且つ高速で信頼性が高い挿入ステーションを得ることができる。さらに処理能力を高めるために、例えば、カートン供給装置から成る３つのグループを利用することもできる。この場合には、各グループが、２つのカートン分だけ離隔しており、４台のカートン供給装置を備えている。各グループが２つおきのカートンを挿入する場合には、１分当たり１８００個のカートンを処理することができる。システムの要件に従って、他の数量のカートン供給装置から成る他の数量のグループを利用することもできる。

本発明は、上述の実施例に限定される訳ではなく、多数の付加的な変形例や改良例も本発明の技術的範囲に属するものである。例えば３つ以上のグループでピックアップヘッドを配置すること、及び、任意の数量のピックアップヘッドを一のグループで利用することも可能である。また、直立フィンガをピックアップヘッドの他の側面に配置すること、すなわち、ピックアップヘッドを鏡像反転することもできる。

１ カートン供給装置
２ カートンブランク
３ 上部壁
４ 下部壁
５ 前部壁
６ 後部壁
７ マガジン
８ ピックアップヘッド
９ 吸引カップ
１０ ベース部分
１１ 直立シャフト
１２ 直立フィンガ
１３ 支持面
１４ オープンヘッド
１５ 真空カップ
１６ 外側チェイン
１７ 内側チェイン
１８ 前方歯部
１９ 後方歯部
２０ コンベアトラック
２１ 保持空間
２２ 突出部分
２３ 矢印
２４ 押さえ要素
２５ 長手方向レール
５０ 第１のグループ
５１ 第１のカートン供給装置
５２ 第２のカートン供給装置
５３ 第２のグループ
５４ 第３のカートン供給装置
５５ 第４のカートン供給装置
５６ 第１のグループ
５７ 第１のカートン供給装置
５８ 第２のカートン供給装置
５９ 第２のグループ
６０ 第３のカートン供給装置
６１ 第４のカートン供給装置
１００ カートン供給装置
１０１ カートン供給装置
１１６ 外側チェイン
１１７ 内側チェイン
１１８ 前方歯部
１１９ 後方歯部
１２０ コンベアトラック
１２１ 保持空間
１２２ 保持突出部分
１２４ 押さえ要素
１２５ 弾性要素
１２６ 弾性要素
１２７ 入口領域
１２８ 保持領域
１２９ 長手方向レール
Ｐ１ ピックアップ位置
Ｐ２ 挿入位置
Ｐ１０ ピックアップ位置

Claims (16)

1. 複数のカートン（２）をコンベアトラック（２０，１２０）に供給するためのカートン供給システムであって、複数の供給装置（１，１００）を備えている前記カートン供給システムにおいて、
   前記供給装置それぞれが、複数の真空カップ（９）を具備したピックアップヘッド（８）と、前記ピックアップヘッド（８）において回動可能に懸架されている直立フィンガ（１２）と、を備えており、
   前記ピックアップヘッド（８）が、前記ピックアップヘッド（８）の保持面が折り畳まれたカートンブランク（２）すなわち持ち上げるべきカートンブランク（２）に対して平行に位置決めされている、ピックアップ位置（Ｐ１）と、前記直立フィンガ（１２）が前記カートンを開くように前記ピックアップヘッド（８）の前記保持面に対して回動される、挿入位置（Ｐ２）とを有しており、
   少なくとも２つの前記カートン（２）が、前記コンベアトラック（２０，１２０）内に同時に挿入されることを特徴とするカートン供給システム。
2. 前記供給装置（１，１００）が、２つのグループ（５０，５５；６０，６５）にグループ化されており、
   前記グループ（５０，５５；６０，６５）それぞれが、１つおきの挿入すべき前記カートン（２）を挿入することを特徴とする請求項１に記載のカートン供給システム。
3. 前記ピックアップヘッド（８）の前記保持面が、前記カートンが前記挿入位置（Ｐ２）に挿入された場合に角度βで傾斜し、
   前記角度βが、前記ピックアップヘッド（８）の前記保持面と前記コンベアトラック（２０，１２０）に対して平行な平面とが成す角度であり、
   前記角度βが、１０°〜４０°であることを特徴とする請求項１又は２に記載のカートン供給システム。
4. 前記カートン（２）が、前記カートン（２）が前記コンベアトラック（２０）内に挿入された場合に、前記カートン（２）の上部壁（３）と前部壁（５）又は後部壁（６）とが角度αを成す状態において、菱形状に形成されており、
   前記角度αが、５０°〜８０°であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカートン供給システム。
5. 前記コンベアトラック（２０）の前方歯部（１８）と後方歯部（１９）との距離が、前記カートン（２）の上部壁（３）の幅ｗと略同一であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカートン供給システム。
6. 前記ピックアップヘッド（８）の前記保持面が、前記カートン（２）が前記挿入位置（Ｐ２０）に挿入された場合に、前記コンベアトラック（１２０）に対して平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載のカートン供給システム。
7. 前記カートン（２）が、前記カートン（２）が前記コンベアトラック（１２０）内に挿入された場合に、矩形状の形態とされることを特徴とする請求項６に記載のカートン供給システム。
8. 前記コンベアトラック（１２０）の前方歯部（１１８）と後方歯部（１１９）との距離が、前記カートンの上部壁（３）の幅ｗより大きく、
   前記前方歯部（１１８）及び前記後方歯部（１１９）が、前記カートンが前記前方歯部（１１８）と前記後方歯部（１１９）との間に挿入された場合に前記カートンを支持するための、弾性手段（１２５，１２６）を備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載のカートン供給システム。
9. 前記供給装置（１；１００）それぞれが、水平方向において前記ピックアップヘッド（８）と共に動作する前記コンベアトラック（２０；１２０）の上方に、押さえ要素（２４；１２４）を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のカートン供給システム。
10. 前記供給装置（１；１００）それぞれが、真空カップ（１５）を具備したオープンヘッド（１４）を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のカートン供給システム。
11. 前記前方歯部（１８）及び前記後方歯部（１９）のうち少なくとも１つの歯部が、又は一の弾性手段（１２５，１２６）が、前記カートン（２）が前記コンベアトラック内に挿入された場合に前記カートン（２）の一の縁部を支持するように構成されている、保持突出部分（２２；１２２）を備えていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載のカートン供給システム。
12. 前記カートン供給システムが、８つの前記供給装置（１；１００）を備えており、
    前記供給装置（１；１００）が、２つのグループ（５０，５３；５６；５９）にグループ化されており、前記グループそれぞれが、４つの前記供給装置（１；１００）を含んでいることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のカートン供給システム。
13. 複数のピックアップヘッドを利用することによって複数のカートンをコンベアトラックに同時に供給するための方法において、
    前記ピックアップヘッドによってカートンブランクを別々のマガジンから同時に持ち上げるステップと、
    前記ピックアップヘッドそれぞれを所定の角度で同時に回転させるステップと、
    これと同時に、直立された前記カートンの形状が菱形状又は矩形状となるように、別々の直立フィンガによって前記カートンそれぞれを同時に開くステップと、
    前記ピックアップヘッドが前記コンベアトラックと同一の速度で移動する状態において、前記コンベアトラックの保持歯同士の間に前記カートンそれぞれを同時に挿入するステップと、
    前記カートンそれぞれを前記ピックアップヘッドから同時に解放するステップと、
    を備えていることを特徴とする方法。
14. 前記ピックアップヘッドが、２つのグループにグループ化されており、
    前記グループそれぞれが、請求項１３に記載のステップを非同時に実行することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記直立フィンガそれぞれによって前記カートンそれぞれを開く前に、別々のオープンヘッドによって前記カートンそれぞれを開くステップを備えていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
16. 前記ピックアップヘッドそれぞれの所定の回転角度が、最大１８０°であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。

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