JP3786693B2 - コンベア上の傾いた包装物品を真直ぐに立てる機構 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、一般的にはコンベアに沿った包装物品の運搬に関する。さらに詳細には、本発明は包装機械の運搬ラインに沿って輸送している間に包装物品がひっくり返るのを防止する機構に関する。
背景
コンベアラインは様々の産業において使用され、物品をコンベアライン上の作業の行われる場所から他の場所へと動かすようにする。実例として、包装形成充填機械は充填された包装物品すなわち容器を、これら容器を分配装置に移送する何メートルものコンベアラインに放出する。
コンベアラインに沿った特定個所では容器は急激な速度の変化を受け、容器はコンベアベルトの間を移送され、或いは作業部署からコンベアベルトへと移送されるにつれて衝突し又は下方に向って傾斜する。このため容器はライン上でひっくり返り又は隣接する容器に向って倒れるようになる。コンベア上の容器の傾倒は製品の損失、装置の損傷及び生産中の高価な作業中止時間をひき起こす。これらの損失の全ては生産コストを増大させることになる。
コンベアライン装置の製造者は、コンベアベルト上で回転により不整列となる包装物品の問題を解決するよう意図してきた。１つのこのようなコンベア整列機構が米国特許第5,113,994号に記載されている。他の整列機構は米国特許第4,838,408号に記載されている。これらの装置は回転により不整列となる包装物品に関しては効果的であるが、包装物品がひっくり返るという問題を解決するものではない。これらの装置は移動する包装物品の下側前端部分に係合し、包装物品の重心を高くしてひっくり返すので、包装物品が倒れる可能性を増大させることさえある。
倒れた包装物品を検知する装置が現に存在する。しかし包装物品を真直ぐに立てることを意図するものではなく、包装物品はコンベアラインから放出される。この型の装置は無駄が多く非能率である。包装物品がひっくり返らないようにする機構は、これまで開示されていない。
発明の概要
本発明は、従来技術の上記の欠点を、包装物品がコンベアライン上を移動するとき前方へ倒れないようにすることにより解決する機構を提供する。
この機構は、動くコンベアの経路に取付けた上方ゲートと、コンベア上を移動して来る包装物品に対して上方ゲートよりも前方に配置した下方ゲートを具備している。これら上方ゲートと下方ゲートは、例えばカム機構によって関連作動するよう連結され、傾いた包装物品の上方部分を上方ゲートで抑えて、下方ゲートが移動する包装物品の下方部分と係合して上方ゲートと上下整合する位置へ回転されるまで上方ゲートを動かさないことによって、倒れかかった包装物品を立て直すものである。
別の態様では、この機構は、傾いた包装物品の上方部分を抑える少なくとも１つのゲート（出入り口）と、上方部分を抑えた状態で包装物品の下方部分を移動し続けることによって立て直された包装物品を検知する検知機構と、起こされた包装物品を検知機構が検知するまでゲートを閉じた位置に保持する保持機構手段とを用いている。
【図面の簡単な説明】
図１は、それぞれが傾倒防止機構を備えた一対の単一縦列コンベアを含む包装形成充填機械の搬出部分の斜面図である。
図２は図１の包装形成充填機械の搬出部分の頂面図である。
図３は図１の機械の搬出部分の他の斜面図である。
図４は傾倒防止機構の１つの実施態様の分解図である。
図５は図４の傾倒防止機構の下側カムの斜面図である。
図６は図４の傾倒防止機構の上側カムの斜面図である。
図７は、それぞれが図４の傾倒防止機構を備えた一対の単一列コンベアを含む包装形成充填機械の搬出部分のさらに他の斜面図である。
図８は傾いた包装物品と係合している図４の傾倒防止機構の頂面図である。
図９は傾いた包装物品と係合している図４の傾倒防止機構の側面図である。
図10は、傾倒防止機構が図９に示した位置にある時の上側カムとカムストッパとの間の関係を示す、部分的に組立てた状態にある図４の傾倒防止機構の斜面図である。
図11は直立した包装物品と係合している図４の傾倒防止機構の頂面図である。
図12は直立した包装物品と係合している図４の傾倒防止機構の側面図である。
図13は部分的に組立てた状態の図４の傾倒防止機構の斜面図で、傾倒防止機構が図12に示した位置にある時の上側カムとカムストッパとの間の関係を示している。
図14は、直立した包装物品が傾倒防止機構を通過するときこの包装物品と係合している図４の傾倒防止機構の頂面図である。
図15は、直立した包装物品が傾倒防止機構を通過するにしたがってこの包装物品と係合している図４の傾倒防止機構の側面図である。
図16は部分的に組立てた状態の図４の傾倒防止機構の斜面図で、傾倒防止機構が図15に示した位置にある時の上側カムとカムストッパとの間の関係を示す図である。
図17は傾いた包装物品と係合している傾倒防止機構のさらに他の実施態様の側面図である。
図18は包装物品と係合している図17の傾倒防止機構の側面図である。
好適な実施態様の詳細な説明
図１は包装形成充填機械の搬出機構20を示す斜面図である。搬出機構は、「移動コンベアに容器を移送する装置」と題する米国特許出願08／315,409号（Atty. Dkt. No. 10594US01；Corporate Dkt. No. TRX-0113）と、本出願と同日に出願した「移動コンベアに容器を移送する装置」と題する米国特許出願08／315,404号（Atty. Dkt. No. 10610US01；Corporate Dkt. No. TRX-0118）とに記載されているように構成することができる。充填し密封した包装物品すなわち容器22，23，24，25，26，27，28，29が、一対の押圧プレート32と33（１つだけを図示している）により一対の単一列コンベアライン34と36上に放出されるように準備して、キャッチャープレート30と31の上に載っている。コンベアライン34，36と押圧プレート32，33との運動方向は、それぞれ矢印38と40によって示している。左側の傾倒防止機構42が搬出コンベアライン34に取付けられ、右側の傾倒防止機構44がコンベアライン36に取付けられている。右側の傾倒防止機構44は、例えばUMHW（超高分子量ポリエチレン）で作った上方ゲート46と下方ゲート47とを有している。
図２と３は、傾倒防止機構42，44と各コンベア34，36との間の関係位置を示している。図示のように、右側の傾倒防止機構44はコンベア36の外側に配置され、左側の傾倒防止機構42はコンベア34の外側に配置されている。レール45がコンベア34と36の各々に並んで配置され、好ましくない包装の横の運動及び／又は傾倒を防止するようにしている。傾倒防止機構42と44は、他のコンベア装置に用いても妥当なものである。
傾倒防止機構42と44の各々は、蝶番48プレートによりコンベアの各側に連結されている。各蝶番プレート48は各コンベアに近接した側部プレート51に固定している。
上方及び下方ゲート46と47が蝶番プレート48に取り付けられて軸線53と55の周りに回転運動するようになっており、図２，３では閉じた位置で示されている。その閉じた位置では、傾倒防止機構42と44の各々の下方ゲート47は各コンベア34と36の上に延び、各コンベア34と36の運動方向38と40に対して或る角度を成している。傾倒防止機構42と44の各々の上方ゲート46は、その閉じた位置にある時、同様に各コンベア34と36の上に位置しているものの、コンベア34と36の運動方向に対してはほぼ直角に配置されている。
図４は、全体を44で示す右側の傾倒防止機構の分解図である。前に述べたように、傾倒防止機構44は、蝶番プレート48によりコンベアライン（図示しない）に取付けられている。カムストッパ49が、例えばボルトにより蝶番プレート48に固定される。軸方向スプリング50、回転スプリング52、ワッシャ54、上方ゲート46、上側カム58、下方ゲート47、及び回転スプリング64が蝶番プレート48の開口67と68を通って延びる蝶番ピン66の周りに配置され、蝶番ピン66とナット69とにより蝶番プレート48の内部に回転可能に取り付けられる。カムストッパ49は上側カム58と下側カム60との間に配置される。全体を70と72で示す上側カム58と下側カム60の各カム面をそれぞれ図５と６にさらに詳細に示している。
上方ゲート46と上側カム58は蝶番ピン66の周りに共に回転するよう相互に係合されている。同様に、下方ゲート47と下側カム60は蝶番ピン66の周りに共に回転するよう相互に係合されている。上側カム58と下側カム60は例えばステンレス鋼で作られる。回転スプリング52は上方ゲート46と蝶番プレート48との間に配置され、上方ゲート46と上側カム58を蝶番ピン66の周りに反時計方向に付勢している。下側カム60と下方ゲート47は、回転スプリング64により同じように蝶番ピン66の周りに反時計方向に付勢されている。
上方ゲート46は、上側カム58に連結したストッパ部材90（図６に示す）によって、図１から３に示している閉じた位置を越えて反時計方向に回転するのを阻止される。ストッパ部材90（図６に示す）は、上方ゲート46がその閉じた位置に回転された時に蝶番プレート48に接触する。下方ゲート47は、下側カム60とカムストッパ49との係合によってその閉じた位置を越えて反時計方向に回転するのを阻止される。
上方ゲート46と上側カム58は、蝶番ピン66の周りに回転できるのに加えて、蝶番ピン66に沿って軸方向に摺動することができる。軸方向スプリング50は、ワッシャ54と蝶番プレート48の第１の端部との間で蝶番ピン66の周りに取付けられる。これは上方ゲート46を矢印73の方向に付勢し、上側カム58のカム面70をカムストッパ49と下側カム60のカム面72とに押しつける。
ゲート46と47が図１から３に示す閉じた位置に在ると、カム58と60のカム面70と72が係合し、それにより上側カム58と上方ゲート46が開放位置に向って時計方向に回転するのを阻止する。下方ゲート47および下側カム60の蝶番ピン66周りの時計方向の回転は、上側カム58とカムストッパ49との分離をもたらし、それにより上方ゲート46と上側カム58を蝶番ピン66周りに時計方向に回転可能にする。
図５では、下側カム60を、カム面72を露出させて頂部斜めの眺めで示している。カム面72は、約220度の円弧にわたる平坦部分74と、約140度の円弧にわたる延長部分76とを有している。延長部分76は傾斜面78と垂直の隆起80とを含んでいる。
図６には、上側カム58を、カム面70を露出させて底部斜めの眺めで示している。カム面70は、約240度の円弧にわたる平坦部分82と、約120度の円弧にわたる延長部分84とを有している。延長部分84は第１の垂直の隆起86と第２の垂直の隆起88とを含んでいる。
図５と図６を参照することによって、上側カム58のカム面70と下側カム60のカム面72とカムストッパ49との間の相互作用を理解することができる。下側カムの垂直隆起80は、下方ゲート47が閉じた位置にある時にカムストッパ49と係合する。
上方ゲート46が閉じた位置にある時、上方カム58の第２の垂直隆起88がカムストッパ49と係合し、ストッパ部材90が蝶番プレート48（図４に示す）と係合し、平坦部分82はその一部がカムストッパ49の上に載りまた一部が下側カム60の延長部分76の上に載り、そして上側カム58の延長部分84が下側カム60の平坦部分74の上に載る。またこの位置において、上側カム58の第１の垂直隆起86が下側カム60の傾斜面78の底部に接触している。そして、下側カム60が時計方向に回転されると、上側カムの第１の垂直隆起86は傾斜面78に沿って上昇し、これによって上側カム58を上方に動かする。この時、第２の垂直隆起88が上方に動いてカムストッパ49との係合が外れると、上側カム58は自由となり、閉じた位置から外れて時計方向に回転する。
図７も、全体を番号20によって示す包装形成充填機械の搬出部を示している。充填し密封した容器22，23，24，25，26，27，28，29が、キャッチャープレート30と31から単一列コンベアライン34と36の上に放出されている。容器26，27，28と、特にコンベアライン36に取付けた右側の傾倒防止機構44に接近して示されている前方の容器29は、これら容器が放出されるにつれて前方に倒れる傾向がある。この図に続く図面は、傾倒防止機構44がどのようにして傾倒した容器を真直ぐに立てるかを示している。
図８から10は、移動する容器29が倒れかけて上方ゲート46にもたれかかった時の傾倒防止機構44の様々な部分の状態を示している。図８と９は、傾倒防止機構44に到着したときの容器26，27，28，29を示している。前方の容器29が前方に傾れて、上方ゲート46によって部分的に支持されている。
図８は、下方ゲート47と上方ゲート46がそれぞれの閉じた位置にある時に下方ゲート47が上方ゲート46に対してずれている状態を示している。上方ゲート46は矢印40によって示す容器26，27，28，29の移動方向にほぼ直角である。
図９は、傾いた容器29の上方部分が上方ゲート46に接触し、傾いた容器29の下方部分が未だ下方ゲート47に接触していない状態を示している。この位置では、上方ゲート46と上側カム58はその下降位置すなわちロックされた位置にあるため自由に回転することができない。上側カム58の第１の垂直隆起86が下側カム60の傾斜面78の底部と接触している。
図10は、下側カム60と下方ゲート47と蝶番ピン66を取り除いてカムストッパ49に対する上側カム58のカム面70の位置が見える状態で、傾倒防止機構44を示している。ここでは上方ゲート46と上側カム58がその下降位置すなわちロック位置にある。上側カム58の第２の垂直隆起88とカムストッパ49との係合は、上方ゲート46が開くのを阻止する。上側カム58の平坦部分82はカムストッパ49の上に一部が載っている。
図11から13は、前方の容器29が真直ぐに立てられて上方ゲート46と下方ゲート47とに接触している時の傾倒防止機構44の種々の部分の状態を示している。
図11では、下方ゲート47は上方ゲート46にほぼ平行の位置に回転されていて見ることができない。上方ゲート46は、容器26，27，28，29の移動方向40に直角な閉じた位置に依然としてある。
図12は、傾いた容器29の上方部分が上方ゲート46と接触しつつ倒れた容器29の下方部分が下方ゲート47と係合して傾きを矯正された状態を示している。この位置では、下方ゲート47と下側カム60が容器29に押されて時計方向に回転している。これに伴って、上側カム58の第１の垂直隆起86が下側カム60の傾斜面78に沿って上昇する。その結果、上方ゲート46と上側カム58は、下側カムから離れた位置すなわちロックされない位置になり、自由に回転できる。
図13は、下側カム60と下方ゲート47と蝶番ピン66とを取り除いてカムストッパ49に対する上側カム58のカム面70の位置が見えるようにした傾倒防止機構44を示している。ここでは上方ゲート46と上側カム58が、上昇位置すなわちロックされていない位置にある。上側カム58の第２の垂直隆起88がカムストッパ49と係合していない為、上方ゲート46は自由に開くことができる。上側カム58の平坦部分82はカムストッパ49に載っていない。
図14から16は、真直ぐに立てられた前方の容器29が上方ゲート46と下方ゲート47とを押し通って動き始めた時の傾倒防止機構44の各部分の状態を示している。ゲート46と47は容器26，27，28，29が通過するまで開いたままである。
図16は、下側カム60と下方ゲート47と蝶番ピン66とを取り除いてカムストッパ49に対する上側カム58のカム面70の位置が見えるようにした傾倒防止機構44を示している。ここでは上方ゲート46と上側58がその上昇位置すなわちロックされていない位置にあって回転され、カム面70の延長部分84がカムストッパ49上で回転する。
図17と18は、全体を100で示す傾倒防止機構の他の実施態様の頂面図と側面図である。この実施態様でも、前述の実施態様のように、傾倒防止機構100が蝶番プレート102によりコンベアの側面（図１から３を参照）に連結されている。各蝶番プレート102はコンベアに近接する側部プレート（図２と３を参照）に固定されている。
単一のゲート104が回転運動するよう蝶番ピン106によって蝶番プレート102に取り付けられ、その閉じた位置で図示されている。この閉じた位置では、傾倒防止機構100のゲート104がコンベアの上にあって、コンベアと容器26，27，28，29の移動方向108に対してほぼ直角に配置されている。
図17では、蝶番プレート102の上方部分がゲート104の蝶番部分110を見せるために取り除かれている。溝112が、ゲート104の蝶番部分110に、その長さに沿って形成されている。ゲート104が閉じた位置にある間、リニアアクチュエータ116からのロッド114が溝112と係合し、それによりゲート104が倒れた容器29に押されて開くのを阻止している。
リニアアクチュエータ116のロッド114は、矢印118によって示す方向への直線運動により溝112から離れる。この係合解除は、容器29の下方部分の検出を示す信号が例えば非論理ゲート120又はPLCからリニアアクチュエータ116に送られた時に起こる。容器29の下方部分の検知は、蝶番プレート102とは反対側のコンベアラインの側面に取付けた赤外線発射器122と、蝶番プレート102に連結して非論理ゲート120に電気的に接続した受信器124とによって行われる。赤外線は発射器122から受信器124へコンベアの移動方向108にほぼ直角の方向に導かれる。赤外線はゲート104から移動方向108へ向けて且つコンベアラインの上方を通るように配置し、それによって容器29が真直ぐに立てられた時にその容器を検知するようにする。
容器26，27，28，29がゲート104を通過した時、ゲート104は例えば付勢スプリング（図示しない）によって閉じた位置に戻るようになる。この閉じた位置では、リニアアクチュエータ116からのロッド114がゲート104の蝶番部分110の溝112に再び係合する。
特定の実施態様を参照して本発明を説明したが、当業者であれば多くの変更が添付の請求の範囲に記載された本発明の範囲と精神から逸脱することなく行われることを認めるであろう。

Claims (10)

1. コンベアライン上で移送方向の前方に傾いた包装物品を立て直す機構であって、
   コンベア上を横切る閉じた位置とコンベアから外れる開いた位置との間を第１の軸線の周りに回転運動するよう配設した第１のゲートと、
   コンベア上の接近する包装物品に関して第１のゲートの前でコンベア上を横切る閉じた位置とコンベアから外れる開いた位置との間を第２の軸線の周りに回転運動するように第１のゲートの下方に配設した第２のゲートと、
   第１のゲートと第２のゲートを相互に連結して双方を閉じた位置に保ち、第２のゲートが傾いた包装物品の下部に係合して第１のゲートと上下に整合する位置へ回転されるまで第１のゲートの開いた位置への回転を阻止する相互連結手段とを具備している、傾いた包装物品を立て直す機構。
2. 請求項１に記載の機構において、第１及び第２の軸線が単一の蝶番軸である、傾いた包装物品を立て直す機構。
3. コンベアライン上で移送方向の前方に傾いた包装物品を立て直す機構であって、
   コンベアの平面と実質的に直角の軸線に沿って配設した蝶番ピンと、
   蝶番ピンに回転可能かつ摺動可能に取付けた上方ゲートと、
   上方ゲートの下側で蝶番ピンに回転可能に取付けた下方ゲートと、
   上方ゲートを、コンベア上を横切る閉じた位置に回転するよう付勢する第１の付勢手段と、
   下方ゲートを、コンベア上の接近する包装物品に関して上方ゲートの前でコンベア上を横切る閉じた位置に回転するよう付勢する第２の付勢手段と、
   上方ゲートを下方ゲートに連結して、下方ゲートが傾いた包装物品の下部に係合して上方ゲートと上下に整合する位置へ回転されるまで上方ゲートの回転を阻止するカム機構とを具備している、傾いた包装物品を立て直す機構。
4. 請求項３に記載の機構において、蝶番ピンが蝶番プレートに連結されている、傾いた包装物品を立て直す機構。
5. 請求項４に記載の機構において、第１の付勢手段が蝶番プレートと上方ゲートとの間に連結したスプリングを具備している、傾いた包装物品を立て直す機構。
6. 請求項４に記載の機構において、第２のスプリング手段が蝶番プレートと下方ゲートとの間に連結したスプリングを具備している、傾いた包装物品を立て直す機構。
7. 請求項３に記載の機構において、カム機構が、
   第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間で蝶番ピンに沿って摺動するようになっている上方ゲートに連結した上側カムであって、第１のカム面を有している、上側カムと、
   蝶番ピン上の固定軸線方向位置で下方ゲートに連結した下側カムであって、第１のカム面と接触する第２のカム面を有している下側カムと、
   第１及び第２のカム面が第１及び第２のカム面の相対回転時に第１のカムを第２の軸方向位置に摺動させるような相対形状を有していることと、
   第１及び第２のカム面に近接して取付けて上側カムが第１の軸方向位置にある時第１のカム面と係合するようになっているカムストッパとを具備している、傾いた包装物品を立て直す機構。
8. 請求項７に記載の機構において、上側カムを第１の軸方向位置に軸方向に付勢する第３の付勢手段をさらに具備している、傾いた包装物品を立て直す機構。
9. 請求項８に記載の機構において、第３の付勢手段が蝶番プレートと上方ゲートとの間で蝶番ピンの周りに軸方向に配設されたスプリングを具備している、傾いた包装物品を立て直す機構。
10. コンベアライン上で移送方向の前方に傾いた包装物品を立て直す機構であって、
    コンベア上を横切って、傾いた包装物品の上部に係合する閉じた位置とコンベアから外れる開いた位置との間を回転可能なゲートと
    包装物品の上部をゲートに阻止された状態で包装物品の下部を移送し続けることによって真直ぐに立てられた包装物品を検知する検知手段と、
    検知手段が真直ぐに立てられた包装物品を検知するまでゲートを閉じた位置に保持する保持手段とを具備している、傾いた包装物品を立て直す機構。

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