JP3712734B2 - 回転フィーダ用の最適なカートン押さえ要素 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、一般的に、真空要素の如き保持手段によって品物が解放される際に、その品物を押さえるための要素に関する。本発明は、カートン（紙箱）を梱包機械に供給する、回転型のカートンフィーダの如き装置に使用するのに特に適している。より詳細に言えば、本発明は、カートンがコンベア装置の上に置かれる際に、そのカートンを直立した状態に保持するための押さえ要素に関する。
発明の背景
従来技術の構造を示す図１及び図２を参照すると、回転フィーダ（図示せず）は、折り畳まれた板紙のカートン８を真空カップ１０で拾い上げ、遠心力を用いてカートン８を少なくとも部分的に直立させ、カートン８をフライト１２の間に入れて該カートンを完全に直立させる。フライト１２は、開いたカートン８を矢印で示す下流側の方向に動かし、そこで、缶、瓶又は他のタイプの製品がカートン８に装填される。真空カップ１０がカートンを解放した後に、回転フィーダから若干下流側に位置するレール又はスキー１４が、カートン８を直立した状態に保持する。その後、カートンは、スキー１４の下で梱包装置のカートン装填アセンブリまで移動する。スキー１４は、カートンが真空カップ１０から解放された後に、カートン８が直立するのを阻害せずに、且つ、該カートンを押さえつけるのに十分なように接近するように、注意深く位置決めしなければならない。スキー１４がカートン８から離れ過ぎると、カートン８は、スキー１４に到達する前に、部分的に折り畳まれ、一連の突出部すなわちフライト１２の間に形成されるポケットから出てしまう。一方、スキー１４がカートン８に接近し過ぎると、カートン８は、スキー１４に当たるので、直立しなくなる。従って、当業界においては、スキー１４をその最適な位置に置くことが困難であった。
図３及び図４も、上述の如き従来技術の構造を示している。図３は、代表的なオーバーヘッド型の回転フィーダヘッド２０を示しており、固定された中央の太陽歯車２２と、遊び歯車２４と、外側の遊星歯車２６とを備えている。回転ヘッド２０は、中央軸線３０の周囲で反時計方向に回転し、一方、外側の遊星歯車２６によって駆動される要素（図示せず）に取り付けられた真空カップ１０は、外側の遊星歯車２６と共に時計方向に回転する。外側の遊星歯車２６には、Ｊ−フック２８も取り付けられており、このＪ−フックは、真空カップ１０がカートン８を解放する際に、各々のカートン８の上面に瞬間的に接触する。図４は、サイクロイド形状のグラフであって、Ｊ−フック２８からカートン８までの距離の変動を時間経過と共に示している。図４に示すように、Ｊ−フック２８は、外側の遊星歯車２６が回転する度毎に、カートン８に単に瞬間的に接触する。真空カップ１０がカートン８を解放する間に、Ｊ−フック２８がカートン８を押さえつけるので、レールすなわちスキー１４は、下流側に若干離して設けられていてもよい。従って、スキー１４の位置は、Ｊ−フック２８を用いる場合にはそれほど重要ではない。
Ｊ−フック２８は、真空カップ１０の上方で真空ステム９に取り付けられており、従来技術においては、カートン８に単に瞬間的に接触させるために、真空ステム９上で正確に位置決めしなければならない。Ｊ−フック２８は、真空ステム９の上の高い位置に設けられた場合には、Ｊ−フック２８は、カートンに接触せず、カートン８は、自由に折り畳まれることになる。反対に、Ｊ−フック２８が、真空ステム９の上の低い位置に設けられた場合には、Ｊ−フック２８はカートン８の頂面の下方に伸長し、カートン８の上面に力を与えてしまう。適正に調節することの困難性に加えて、Ｊ−フック２８は、回転ヘッド２０が作動している間に、適所から逸脱してしまうことが多い。Ｊ−フック２８が適所から逸脱すると、Ｊ−フックは、梱包機械の周囲の部品に接触し、これにより、そのような部品に損傷を与えることが多い。
従って、当業界においては、そのような機械においてカートン８を直立させ、カートンが下流側の方向に移動する際に、該カートンをその直立した状態に維持することが困難である。また、従来技術においては、種々の形態の真空カップ１０に関して、カートン８を押さえることも困難である。従来においては、回転フィーダを種々の形状のカートンに対して調節する場合には、真空カップをカートンの上の異なる位置に置くことになり、従って、Ｊ−フックも再位置決めしなければならない。Ｊ−フック２８の位置決めは困難であるので、種々のカートンを受け入れるように回転フィーダを調節するプロセスも困難である。また、スキー１４又はＪ−フック２８をそれぞれの適正な位置に定置する際に時間を浪費するので、回転フィーダは非効率的になる。
発明の概要
本発明は、回転フィーダと共に使用される改善された押さえ要素を含む。この押さえ要素は、該回転フィーダに取り付けられており、また、湾曲した外側面を有する細長い部材を備えている。該外側面の曲率は、該外側面から該回転フィーダの中心軸線までの距離が該細長い部材の一端部から他端部まで増大するように、画成されている。この距離は、連続的に増大するのが好ましく、従って、該押さえ要素の該外側面には、滑らかな弧が形成される。該細長い部材は、前記回転フィーダが回転する間に、該品物に常に接触し、結果として、該回転フィーダが回転する間に、該品物を長時間にわたって押さえつける。
該押さえ要素は、この押さえ要素にキー溝を形成し、このキー溝を該回転フィーダの真空シャフトに形成されたキーに嵌合させることにより、該真空シャフトに取り付けられるのが好ましい。そのような態様で押さえ要素を取り付けた場合には、該押さえ要素は、整合した状態から逸脱するように回転することはできないが、該真空シャフトの軸線に沿って摺動することができ、種々の形状の品物を受け入れることができる。また、該押さえ要素は、長時間にわたって接触を維持するために、該回転ヘッドの少なくとも２０°の回転にわたって、該品物に接触するのが好ましい。本発明の押さえ要素は、回転ヘッドと、品物を拾い上げて品物を解放するための１又はそれ以上のサクションカップ（吸引カップ）とを備える、従来のオーバーヘッド型の回転フィーダに使用することができる。また、該押さえ要素の外側面は、該上記真空シャフトの横で且つその上方に位置する中心点の周囲に、円弧を形成することもできる。
本発明の別の特徴は、１つの位置から第２の位置まで品物を供給するための方法に関する。この方法は、第１の位置において回転フィーダで品物を拾い上げる工程と、該品物を第２の位置まで移動させる工程と、該第２の位置において該品物を解放する工程とを備える。本方法は更に、該品物が該回転フィーダから解放されている間に、該回転ヘッドに接続された細長い部材を該品物の表面を横断して移動させる工程も備える。本方法の結果として、該回転フィーダが回転している間に、該品物は、長時間にわたって押さえつけられる。
該細長い部材は、該品物が可能な限り長時間にわたって押さえつけられるように、該回転ヘッドの少なくとも２０°の回転にわたって該品物の上で移動するのが好ましい。また、該押さえ要素は、該品物が解放される前に、該品物に最初に接触し、該品物に連続的に接触し続けるのが好ましい。該品物が、カートン（紙箱）である場合には、本発明の方法は、該カートンが該サクションカップから解放された時点から、該カートンが押さえレールすなわちスキーの下を移動するようになる時点まで、該カートンを押さえつける。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の回転ヘッドによって直立される過程にあるカートンの側面図である。
図２は、完全に直立した状態にあるカートンの側面図である。
図３は、従来のＪ−フック押さえ要素を備える回転ヘッドの側面図である。
図４は、回転ヘッドが作動している間のＪ−フックからカートンまでの距離を示すサイクロイド形状のグラフである。
図５は、本発明の第１の実施例による回転フィーダ用押さえ要素の側面図である。
図６（Ａ）乃至図６（Ｅ）は、真空シャフトの種々の角度に関する押さえ要素の側面図である。
図７は、１２インチ直径の回転フィーダ用の押さえ要素の例である。
図８は、１４インチ直径の回転フィーダ用の押さえ要素の例である。
好ましい実施例の詳細な説明
図５は、カートンフィーダアセンブリの回転ヘッド２０を示しており、この回転ヘッドは、本発明の一実施例による押さえ要素４０を備えている。図示の例においては、押さえ要素４０は、反時計方向に回転する４位置停止型の回転ヘッド２０の上に設けられている。一般的に、回転ヘッド２０の横向きの中心線すなわち回転軸線３０から外側の遊星歯車２６の中心までの距離をＲとすると、真空カップ１０を有する真空システム９の長さは、Ｒのほぼ半分にするのが好ましい。作動中には、真空システム９及び押さえ要素４０は、回転ヘッド２０の速度の約３倍の速度で、時計方向に回転する。
押さえ要素４０は、回転ヘッド２０に設けられた横向きの真空シャフト４８に取り付けられており、一般的には、構造部分４６と、細長い部分４４とを備えている。構造部分４６は一端部で真空シャフト４８に接続されており、細長い部分４４に接続されている他端部を有している。構造部分４６は、回転ヘッド２０の特定の作動段階の間には、細長い部分４４の湾曲した外側面４５がカートン８に連続的に接触し続けるような位置に、細長い部分４４を配置する。
押さえ要素４０が作動している間には、細長い部分４４の該外側面は、回転ヘッド２０の少なくとも２０°の回転にわたって、カートン８に接触し続けるのが好ましい。最初に、図６（Ａ）を参照すると、回転ヘッド２０が、０°の回転角度にある時には、真空カップ１０は、カートン８を直立させて、該カートン８をフライト１２の間に置いているが、依然としてカートン８に接続されている。回転ヘッド２０が、図６（Ｂ）に示すように、５°の回転角度まで回転すると、真空カップ１０の真空が排気され、これにより、カートン８を解放する。この時点においては、外側面４５に沿う細長い部分４４の第１の端部５０が、カートン８に接触している。細長い部分４４がカートン８に接触している間には、この接触を行っている部分４４の特定の部分は、外側面４５である。細長い部分４４の第１の端部５０は、真空カップ１０からカートン８が解放される前にカートン８に最初に接触し、これにより、カートン８が自由に折り畳まれる時間を与えないようにするのが好ましい。
回転ヘッド２０が引き続き回転する際に、押さえ要素４０の外側面４５は、カートン８に常に接触し続けて、カートン８が折り畳まれるのを防止する。従って、図６（Ｃ）及び図６（Ｄ）に示すように、回転ヘッド２０の１５°及び２５°のそれぞれの回転角度においては、押さえ要素４０は依然としてカートン８に接触している。回転ヘッド２０が、図６（Ｅ）に示すように、ほぼ３０°の回転角度まで回転すると、押さえ要素４０は、カートン８から離れて該カートンとの接触から解放される。この時点において、カートン８は、レール１４の下に供給されており、すなわち、カートンは、他の何等かの構造体すなわちアセンブリによって係合されている。
図６（Ａ）乃至図６（Ｅ）に示すように、押さえ要素４０は、カートン８が下流側の位置へ動く際に、カートン８をある時間にわたってその直立した状態に維持する。従って、押さえ要素４０は、真空カップ１０がカートン８を解放する時点からカートン８がレールすなわちスキー１４の下に位置する時点まで、カートン８をその直立した状態に保持することができる。押さえ要素４０の外側面４５は、この時間にわたってカートン８に接触し続け、単に瞬間的にカートン８に接触するわけではないので、スキー１４は、回転ヘッド２０に対して相対的なその適正な位置に容易に配置される。
押さえ要素４０も、真空カップ１０に関して適正な位置に保持することが容易である。キー４１を真空シャフト４８にハンダ付けし、また、キー溝４３を押さえ要素４０に形成することができる。次に、真空シャフト４８のキー４１を押さえ要素４０のキー溝４３に嵌合させることにより、押さえ要素４０を真空シャフト４８に取り付ける。キー４１及びキー溝４３は、回転フィーダが作動している間に、押さえ要素４０が回転して整合状態から逸脱しないようにする。
別の実施例においては、押さえ要素４０は、真空ステム９が取り付けられている六角シャフト４７に直接取り付けられる。この実施例においては、押さえ要素４０は、六角形状のシャフト４７に嵌合するための六角形状の開口を有している。従って、押さえ要素４０は、六角シャフト４７の軸線に沿って動くことができるが、六角シャフト４７の周囲で回転して整合した状態から逸脱することはできない。回転フィーダは、押さえ要素４０を六角シャフト４７の外側面に沿って単に摺動させることにより、異なる形状のカートンに対して容易に調節することができる。
図７は、直径が１２インチの回転フィーダ用の押さえ要素４０の例を示している。この回転フィーダの方向は、太陽歯車の軸線から最外方の遊星歯車の軸線までの直線距離によって決定される。図面から明らかなように、細長い要素４４の第１の端部５０は、細長い部分４４の第２の端部または他端部５２よりも、真空シャフト４８に近い距離にある。細長い部分４４の外側面４５は、真空シャフト４８の周囲で円弧を形成するのではなく、中心点５４の周囲で円弧を形成している。中心点５４は、真空シャフト４８の軸線の約２．５６７インチ上方で、且つ、真空シャフト４８の軸線の約０．４５７インチ左側に位置している。中心点５４は、回転ヘッド２０の特定の回転段階の間に、細長い部分４４、より詳細に言えば押さえ要素４０の外側面４５がカートン８に連続的に接触した状態を維持するような位置である。図７に示す例においては、細長い部分４４の外側面４５は、中心点５４から約８．５２１インチの距離にある。押さえ要素４０の他の寸法は、押さえ要素４０の作用にとって重要ではなく、従って、詳細に議論しない。
直径が１４インチの回転フィーダ用の押さえ要素４０’の例が図８に示されている。図７に示す例と同様に、細長い部分４４’の外側面４５’は、第２の端部５２’よりも真空シャフトに接近して位置する第１の端部５０’を有している。細長い部分４４’の外側面は、中心点５４’の周囲で円弧を形成しており、上記中心点は、真空シャフト４８の軸線から約２．０９２インチ上方で、且つ、真空シャフト４８の軸線の約０．２１３インチ左側に位置している。中心点５４’から細長い部材の外側面までの距離は、約９．８２９インチである。
押さえ要素４０は、４位置停止型の回転ヘッドに取り付けられているが、押さえ要素４０は、３位置停止型の回転ヘッドの如き他のタイプの回転ヘッドに取り付けてもよい。また、押さえ要素４０の寸法は、１２インチの回転ヘッド又は１４インチの回転ヘッドにだけ限定されるものではなく、どのような寸法の回転ヘッドにも適合するように変えることができる。他の回転ヘッド又は、他の用途のための押さえ要素４０の寸法は、当業者には明らかであろう。細長い部分４４の外側面４５の形状は、連続的な曲線を形成しているが、カートン８に接触する実質的に連続的な湾曲した外側面が存在する限り、この形状は絶対的なものではない。さらに、押さえつけられる品物は、カートンとして説明したが、本発明の押さえ要素４０は、クーポンすなわち札の如き他のタイプの品物を押さえつけるために使用することができる。
更に、本発明を説明する目的で選択された上述の実施例に多くの変形を加えることができること、また、添付の請求の範囲によって画定される本発明の範囲から逸脱することなく、総ての結果に対して均等論が適用されるべきことは、当業者には明らかであろう。

Claims (18)

1. 中心軸線を中心として回転する回転フィーダと共に使用される押さえ要素であって、
   前記回転フィーダは、広がることのできる物品を、フライトコンベヤの上方の第１位置から第２位置へ回転させて、フライトコンベヤ上の直立ラグの間に完全に広がった状態に広げ、
   前記回転フィーダ及び前記フライトコンベヤは、互いに反対の方向に移動し、
   前記押さえ要素は、広げられた物品が第２位置において前記回転フィーダによって解放された後に、広げられた物品を、直立ラグの間でフライトコンベヤに対して押さえつけ且つ固定し、
   前記押さえ要素が、
   第２位置における広げられた物品との接触を維持すべく構成されている細長い部材と、
   前記細長い部材を前記回転フィーダから離隔させるための構造部材であって、前記細長い部材に取着されているものと、
   を具備しており、
   前記回転フィーダは、前記構造部材と前記細長い部材とに回転運動を与え、
   前記細長い部材は、湾曲した外面を有しており、ここで、前記細長い部材の前記湾曲した外面と前記回転フィーダの前記中心軸線との間の距離は、前記細長い部材の一方の端部から前記細長い部材の反対側の端部にかけて連続的に増大しており、
   これにより、物品の表面が、前記押さえ要素の前記細長い部材の前記湾曲した外面に接したままであるようにして、且つ、前記弯曲した外面が、前記回転フィーダの回転の間、物品を押さえつけるようにして、前記押さえ要素の前記細長い部材の前記湾曲した外面が、前記回転フィーダの前記回転の間、物品の表面との不断の接触を維持し、これにより、前記回転フィーダは、物品をフライトコンベヤから落とすことなく、物品の表面との係合を解く、
   押さえ要素。
2. 前記構造部材が、前記回転フィーダにおける真空シャフトへ前記細長い部材を取着している請求項１に記載の押さえ要素。
3. 前記細長い部材の前記湾曲した外面が、前記真空シャフトの上方且つ側方に位置させられている中心点を中心とする円弧を形成すべく湾曲させられている請求項２に記載の押さえ要素。
4. 前記真空シャフトに設けられているキーと、前記構造部材に設けられているキー溝とを更に具備しており、これにより、前記キー及び前記キー溝は、前記細長い部材が前記真空シャフトの周りで回転するのを防止する請求項２に記載の押さえ要素。
5. 前記構造部材が、前記細長い部材を前記真空シャフトへ取着しており、これにより、前記真空シャフトの縦軸に沿う、前記細長い部材の移動が、可能になる請求項２に記載の押さえ要素。
6. 前記細長い部材の前記湾曲した外面が、前記回転フィーダの２０°超の回転の間、物品と絶えず接触している請求項１に記載の押さえ要素。
7. 前記第２位置において物品が解放される前に前記細長い部材が物品と接触するように、前記細長い部材の前記湾曲した外面が、湾曲させられている請求項１に記載の押さえ要素。
8. 回転フィーダであって、広がることのできる物品を第１位置において受容し、物品を広げ、そして、フライトコンベヤ上の直立ラグの間の、このフライトコンベヤ上の第２位置に広げられた物品を置くべく構成されており、前記回転フィーダ及び前記フライトコンベヤは、互いに反対の方向に移動し、
   前記回転フィーダが、
   中心軸線を中心として回転する回転ヘッドと、
   前記回転ヘッドに接続されている吸引カップであって、物品の表面と係合し、物品を第１位置から第２位置へ移動させ、そして、広がった状態にある物品を第２位置において解放するものと、
   前記回転ヘッドに接続されている押さえ要素と、
   を具備しており、
   前記押さえ要素は、細長い部材と、構造部材とを備えており、
   前記構造部材は、前記回転ヘッドに接続されている一方の端部と、前記細長い部材に接続されている反対側の端部とを有しており、
   前記細長い部材は、連続的に湾曲した外面を有しており、ここで、前記細長い部材の前記湾曲した外面と前記回転フィーダの前記中心軸線との間の距離は、前記細長い部材の一方の端部から前記細長い部材の反対側の端部にかけて増大しており、
   これにより、物品の表面が、前記押さえ要素の前記細長い部材の前記湾曲した外面に接したままであるようにして、この結果、前記湾曲した外面が、前記回転フィーダの回転の間、物品を押さえつけるようにして、前記押さえ要素の前記細長い部材の前記湾曲した外面が、前記回転フィーダの前記回転の間、物品の表面上を移動して、物品の表面との不断の接触を維持し、これにより、前記吸引カップは、物品をフライトコンベヤから落とすことなく、物品の表面との係合を解く、
   回転フィーダ。
9. 前記構造部材の前記一方の端部が、前記回転ヘッドにおける真空シャフトに接続されている請求項８に記載の回転フィーダ。
10. 前記細長い部材の前記湾曲した外面が、前記真空シャフトの上方且つ側方に位置させられている中心点を中心とする円弧を形成すべく湾曲させられている請求項９に記載の回転フィーダ。
11. 前記真空シャフトに設けられているキーと、前記構造部材に設けられているキー溝とを更に具備しており、これにより、前記キー及び前記キー溝は、前記構造部材が前記真空シャフトの周りで回転するのを防止する請求項９に記載の回転フィーダ。
12. 前記構造部材が、前記細長い部材を前記真空シャフトへ取着しており、これにより、前記真空シャフトの縦軸に沿う、前記構造部材及び前記細長い部材の移動が、可能になる請求項９に記載の回転フィーダ。
13. 前記第２位置において物品が解放される前に前記細長い部材が物品と接触するように、前記細長い部材の前記湾曲した外面が、湾曲させられている請求項９に記載の回転フィーダ。
14. 前記細長い部材の前記湾曲した外面が、前記回転フィーダの２０°超の回転の間、物品と絶えず接触している請求項８に記載の回転フィーダ。
15. 広がることのできる物品が回転フィーダによって逐次的に供給され且つ広げられつつある際に、物品を直立ラグの間でフライトコンベヤ上に押さえつける方法であって、前記回転フィーダは、中心軸線を中心として回転し、前記回転フィーダ及び前記フライトコンベヤは、互いに反対の方向に移動し、
    前記方法が、
    (ａ)第１位置において物品を前記回転フィーダで拾い上げる工程と、
    (ｂ)前記回転フィーダで物品を第２位置へ移動させる工程と、
    (ｃ)第２位置において物品を解放する工程と、
    (ｄ)前記回転フィーダに接続されている細長い部材であって、連続的に湾曲した外面を有しているものを、物品の表面が前記湾曲した外面に接したままであるようにして、物品が解放されつつある間、物品の表面を横切る方向に移動させ、これにより、前記回転フィーダの回転の間、物品をフライトコンベヤから落とすことなく、物品を前記直立ラグの間で前記フライトコンベヤ上に押し付ける工程と、
    を具備しており、
    ここで、前記細長い部材の前記湾曲した外面と前記回転フィーダの前記中心軸線との間の距離は、前記細長い部材の一方の端部から前記細長い部材の反対側の端部にかけて連続的に増大している、
    方法。
16. 前記細長い部材を物品の表面を横切る方向に移動させる前記工程が、前記細長い部材と前記物品との間の接触を、前記回転フィーダの２０°超の回転の間、維持する工程を具備している請求項１５に記載の方法。
17. 前記回転フィーダの回転軸に平行な方向に前記細長い部材を移動させることにより、前記細長い部材を、異なる形状の物品に対して調節する工程を更に具備している請求項１５に記載の方法。
18. 前記細長い部材を移動させる前記工程が、前記物品を解放する前記工程の前に起こる請求項１５に記載の方法。

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