JP3868490B2 - 多数個パックの包装装置 - Google Patents

Description

本発明は、飲料容器等の物品の多数個のパック（multipaks）を、ブランク形態から、物品が装填されたカートンに加工するのに好適な包装装置に関する。この装置は、様々なサイズのカートンに適用できるよう容易に調整することができ、しかもその際、或るサイズのカートンから別のサイズのカートンへ短時間で対応できるものである。
本発明の一態様において、飲料容器等の物品をカートンとして包装するための包装装置は、両端が開口したカートンを搬送するカートンコンベヤと、前記物品を供給路に沿って前記カートンコンベヤに向けて送り出す物品送り込み手段と、前記複数の物品を所定の形態に組み分けするために前記供給路と交差するように前記コンベヤに沿って動く互いに離間した複数の分配バーを備えた物品組形成コンベヤと、を有し、前記物品組形成コンベヤの第一の端部における前記各分配バーは、前記カートンコンベヤ上のカートンから離れて配設され、前記組形成コンベヤに沿って移動する際に横方向に動いて、隣接した前記カートン間の少なくとも一部に延出するものとなっている。
以下、本発明の一実施形態について以下の添付図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る包装装置のレイアウトを示した概略図；
図２は端部装填カートン用の周知の物品分配システムを示す概略平面図；
図３は図１に概略で示した装置を詳細に示した概略斜視図；
図４は図３に示した装置の側立面図；
図５は図３に示した装置の上面図；
図６は図３に示した装置を受け入れ端から見た立面図；
図７は本発明に係る装置の分配／装填部を示した概略斜視図；
図８は図７に示した部分の平面図；
図９及び図１０はそれぞれ、該装置の分配／装填部に組み込まれた分配バー及びキャリヤを示す第一及び第二の斜視図；
図１１は本発明に係る装置の主ラグチェーンアッセンブリの一つを示した概略斜視図；
図１２は図１１に示したアッセンブリの駆動／調整手段の斜視図；
図１３は幅広のカートンを加工するよう調節された主ラグチェーンアッセンブリの概略端面図；
図１４は、幅狭のパッケージ用に調節された主ラグチェーンアッセンブリの概略端面図；
図１５は、作動位置にある主ラグチェーンアッセンブリを一つのみ示した本装置の概略端面図である。
図面を参照すると図１は、カートンを立ち上げて該カートンに飲料用缶、ボトル等の物品を装填する本発明に係る装置の概略を示している。該装置は、その受け入れ端近傍に、該装置と直列配置されたホッパ１０を備えている。該装置を通って加工される各カートンブランクはこのホッパに溜められ、該装置の受け入れ端に位置した供給／立ち上げ部１２，１２ａに送られる。
この装置の主カートン搬送充填ライン１４は、対をなして離間状態に平行に並設された主ラグチェーンアッセンブリ１６，１８を備えている。これら各アッセンブリはそれぞれ一対の無端ラグチェーン１６ａ，１６ｂ及び１８ａ，１８ｂを有しており、これら各無端ラグチェーンは、間隔をおいて配された一連のカートン搬送用ラグＬを支持している。一方のチェーンに設けられた一連のラグは他方のチェーンに設けられた一連のラグに対して調節することができ、これにより、これら対を成す両チェーンのラグ間の寸法を、搬送されるカートンのサイズ（幅）に応じて調節することが可能である。この調整については図１１及び図１２を参照して詳細に説明する。
物品送り込みアッセンブリ２０が、前記一方のラグチェーンアッセンブリ１６の上流の側方に沿って設けられている。この物品送り込みアッセンブリは、前記搬送／充填ライン１４に向かって収束する一連のガイド２２と、一連の送り込みコンベヤ２４，２６と、物品組形成用コンベヤ２８とを備えている。カートンは前記ラグチェーンアッセンブリによって搬送／充填ライン１４に沿って搬送され、これらカートン内に装填させる缶（物品）は、この物品組形成用コンベヤによって各カートンの開口端に向けられる。本装置における特定の分配装置及びその作用についての説明はここでは省略するが、一般に、飲料用缶が前記送り込みコンベヤを横切る際に、それら飲料用缶を収束する前記ガイド内で組分けしあるいは分配する特定の技術は欧州特許EP 0 017 333により周知のものである。
分配機能あるいは組分け機能は、無端チェーンに取り付けられた一連の分配バーｍにより発揮される。この分配バーは、後に図７ないし図１０を参照して詳述するが、近接したラグチェーンアッセンブリ１６に沿った前記収束ガイド内の物品供給路を遮って前記物品を組分けし、最終的に、前記ライン１４に沿って移動する前記カートン内にそれら物品をカートン開口端から装填するものである。包装装置のカートン搬送／充填ラインの全幅にわたって延在した分配バー（metering bars）が備えられた包装装置は上述した欧州特許EP 0 017 333により周知である。ただし、かかる分配バーの分配機能を理解するため図２に実例を示した。図２は、一連のカートン内に缶ｃの組をカートン端部より装填する分配バーの作用を概略的に示している。各カートンｃｔは、支持台ｐ上を順次連続的に移動する分配バーｂによりこれら各バー間に保持される。各缶ｃは収束ガイドｇによってカートン搬送路ｆに向かって搬送される。前記各分配バーｂは楔状端部ｗを有しており、この楔状端部は、装填する所定数（この場合六個）の缶の組を構成するように缶送り込みライン１に漸次入り込んでいる。最終的に、これら分配バーが前記送り方向ｆに移動すると、収束ガイドと共働して缶を所定数に組み分けし、それら組み分けされた缶を、隣接したカートンｃｔの開口端からカートン内に装填する。以上の構成と同様の構成が中心線ｘ−ｘを中心とした反対側にも構成されており、複数の分配バーが搬送路を横切って延在している。ただし、本装置では、各カートンは、分配バーによって搬送されるものではなく、分配バーを有した複数のラグチェーンアッセンブリ、又はそれらアッセンブリの少なくとも一つによって搬送されるものとなっている。この一連の分配バーは、後述する如く、前記ラグチェーンアッセンブリの一方あるいは両方に沿って作動する。
この装置は装填部の下流側に端部フラップ閉じ部３０を備えている。この端部フラップ閉じ部は、回転可能な閉塞ホイール３２と、固定された端部フラップ閉塞ガイド３４とを備えている。この端部フラップ閉じ部の下流端近傍には糊付け部３６が設けられ、さらにその下流側には、糊付け部３６で糊付けされる端部フラップどうしを保持する端部フラップ側方押圧ベルト３８が設けられている。
本発明に係る装置は、４缶カートン（２×２）から３０缶カートン（６×５）までの異なるサイズのカートンを製造すべく種々の缶組形態を持ったカートンの加工ができるように多くの部分が調節可能となっている。また、このような調節にかかる停止時間も多くを要しない。実際この装置は、多数の缶組形状を持った種々のカートンを製造するためのカートン加工に容易に適合できる。
次に、該装置の主たる構成要素について詳細に説明する。
まず、図３、図４、図５、図６を参照する。該装置の受け入れ端において前記供給アッセンブリ１２は回転式供給装置４０を備えている。この回転式供給装置４０には、該装置により加工されるカートンの搬送路ｆｐの真下に位置した一連の環状真空カップ４０ａが設けられている。この供給装置４０は、対をなして平行に並設されたカートンブランク移送ベルトアッセンブリ４２，４４に近接配置されている。この供給装置４０は、前記ホッパ供給部１０から順次一枚ずつカートンを取り出して、それらを水平位置に移動させる。この水平位置では、それらカートンは前記移送ベルトアッセンブリ間に挟まれて、前記カートン立ち上げアッセンブリ１２ａに向けて搬送方向下流に移動される。前記各移送ベルトアッセンブリの下側のベルト４２ａ，４４ａは真空吸着ベルトとして構成されており、カートンが上部ベルト４２ｂ，４４ｂと下部ベルト４２ａ，４４ａとの間のニップから離れた際に、これら下部真空ベルトの面に平に折り畳まれた状態に保持される。カートンは、上方に二台配設された回転式カートン立ち上げ装置４６、及び上方に垂直に配設されたラグチェーン４８の作動路の下方を通って、一対のラグチェーン送り込みアッセンブリ５０，５２の各作動路間に送り込まれる。
前記一対の回転式カートン立ち上げ装置は、一連の真空カップ４６ａを有している。これら真空カップ４６ａは、近接して露出したカートン（頂部）パネルの方向に向けられてそのパネルと係合し、負圧が付与された際に、その露出した上部パネルを、前記下部真空ベルト４２ａ，４４ａに保持されていた反対側のパネルから離して上方に移動させる。このパネルは、上方に垂直に配設された前記ラグチェーン４８及び前記一対の送り込み側方ラグチェーン５０，５２の双方の移動路内へ送り込まれる。これら側方ラグチェーンは、間に前記垂直ラグチェーン４８が配されたカートン移送用真空ベルトアッセンブリ４２，４４の各々に沿ってほぼ水平面内で移動する。
前記側方ラグチェーン５０，５２、前記上方ラグチェーン、及び前記上方回転立ち上げ装置４６の各作動は同調しており、このため、立ち上げ装置４６が最初に前記真空ベルトの抵抗に抗してカートンを立ち上げた際に、該カートンは、カートン前面（該装置の送り方向前方を向いた面）が上部ラグチェーンアッセンブリ４８の複数のラグ４８ｌの一つに支持され、かつカートン後面が前記側方ラグチェーンアッセンブリ５０，５２のラグ５０ｌ，５２ｌに当接する位置に来るようになっている。この回転式カートン立ち上げ装置４６によるカートンの初期立ち上げは、カートンの前面及び後面が送り方向へ回動するよう、つまり下端を中心に上流方向へ回動するようになされる。上部ラグチェーンアッセンブリ４８の速度は側方ラグアッセンブリよりも幾分遅めに設定される。これは、上方ラグアッセンブリ及び側方ラグアッセンブリの双方によって搬送される該カートンへの「挟み」効果が生じて、カートンが装填に備えた完全なる方形に立ち上げられるようにするためである。
カートンは、上方ラグアッセンブリ及び側方ラグアッセンブリの下流端を通過すると、移動中の主カートン搬送ラグチェーンアッセンブリ１６，１８の双方のラグＬ（あるいは、加工されるカートンのサイズによってはそれらアッセンブリの少なくとも一つ）がカートン後面に当接する。ここでは説明の都合上、この端部開口カートンが双方の主ラグチェーンアッセンブリによって搬送されるようなサイズを有するものとする。各カートンへの端部からの装填は、前記缶送り込みコンベヤ２４，２６、前記組形成コンベヤ２８、前記収束ガイド２２、及び前記分配バーｍが共働することによりなされる。
図７及び図８は、カートンの開口端からの缶の装填状態を概略で示している。図２を参照して説明したように、この技術は、原理的には周知のものである。つまり、この装填技術は、カートン搬送路に向かって収束するガイド間を移動する缶を送り込むラインに徐々に干渉してそれを横切る一連の分配バーを利用したものである。図７及び図８から分かるように、各分配バーｍの先端によって、隣接するバー間に缶の組が徐々に形成され、これら各缶の組は、ガイドが収束していることによって、隣り合う分配バーの間に配されたカートンの開口端より装填される。本発明に係るこの実施形態において、この分配機能は装置の一方側のみから実施され、従って、分配バーは、物品送り込み部２４，２６の収束ガイド部２２を横切るように移動する必要がある。
隣接する分配バー間の間隔は、各組を構成する缶のサイズ及び数に応じたものとされる。異なった種類及び／又はサイズのカートンの装填ができるようにするための調節が容易になされるよう、分配バーは後述する如く取外し可能となっている。従って、分配バーｍは取り外したり異なったサイズのバーに変換することができるようになっており、異なる缶及び／又はカートンの包装にも対応できるものとされる。
そのため、前記組形成コンベヤ２８は、取外し及び退去可能とされた無端状に配された一連の分配バーｍを備えている。これらの分配バーは、対をなした二組のチェーン／スプロケット機構５４，５６により搬送される。装填用カートンは主ラグチェーンアッセンブリに沿って搬送される。前記分配バーアッセンブリの上流側端部ＥＵにおいて、これらバーはスプロケット５４を回って、各カートンの端部フラップにおける近接した端部に対して僅かだけ離間した作動位置に至る。ただし、缶ｃが隣接するカートンｃｔに正しく装填されるように、それら分配バーの内端は隣接したカートン間に位置するようにすべきである。これにより側壁端部フラップが適正に支持され、缶が正しくガイドされることになる。これを実現するために、分配バーｍがカートンｃｔと共に下流に移動する際には、これら分配バーの内端は、装填工程が該アッセンブリの下流側端部ＤＥにおいて完全に終了するまで、カム／フォロワ機構６８，６９によって隣接カートン間で内方に移動するものとなっている。その後これら分配バーは、上流側に回帰すべく、該分配バーアッセンブリの復帰路における初期位置に徐々に戻る。この実施形態における装置で使用される着脱／退去可能なフライトバーの詳細は図９及び図１０に示してある。
図９及び図１０には退去／取外し可能な分配バーの詳細を示してある。各分配バーｍはバー部材５８を有しており、該バー部材は楔状外端５８ａと、略Ｔ字状断面とされた垂下キー６０とを備えている。垂下キー６０は、キャリヤ６４に設けられた対応するキー溝６２に係合する。一連のキャリヤ６４は、前記二重構成のチェーン／スプロケット機構５４，５６に組み込まれたキャリヤチェーン駆動体に沿って取り付けられている。このキャリヤはバネ付勢された複数の軸６６を備えており、これにより該キャリヤは、前記キャリヤチェーン駆動体の移動方向と交差する方向に弾性的に動くものとなっている。キャリヤの基部にはカムフォロワ６８（図８に概略で図示）が設けられている。このカムフォロワは、キャリヤチェーン駆動体に沿って所定形状とされたカムトラック６９に係合し、これによって、キャリヤ及び分配バー自身を備えたこの分配バーユニットを、分配／装填工程中に、加工される隣接する一対のカートン間の内方に動かし、その後、分配バーが分配バーチェーンアッセンブリの復路に沿って復帰できるように同ユニットを退去させる。分配バーは、前記キーをキャリヤの前記キー溝を滑らせることによりキャリヤから容易に取り外すことができる。このように分配バーとキャリヤとを取り外すことは、加工するカートンのサイズ（幅）に応じて隣接するバー間隔を調整する際に必要となる。装置のピッチを調整するには、適宜選択された分配バーを除去又は付加する。一方、隣り合う分配バーどうしの間隔を変えるには、異なったサイズの分配バーを取り付ける。
カートン自体は前記ラグチェーン搬送アッセンブリ１６，１８によって該装置上を搬送される。これらアッセンブリの各々が、互いに調整可能とされた一対のラグチェーンを備えている。かかるアッセンブリの一方のアッセンブリである主ラグチェーンアッセンブリ１６を図１１及び図１２に詳細に示してある。他方のアッセンブリ１８も同様な構成である。
同一のアッセンブリ中において、符号Ｌ１で示す複数のラグはラグチェーン１６ａにより、符号Ｌ２で示すラグはラグチェーン１６ｂにより駆動される。ラグチェーン１６ａはサーボモータＭ１（図１２）によって、またラグチェーン１６ｂはサボモータＭ２によって駆動される。モータＭ１は軸１及びスプロケットＳ１を駆動し、モータＭ２は、スプロケットＳ２の変速機として機能する軸２を駆動する。二つの駆動スプロケットＳ１，Ｓ２は共通軸に配設されている。スプロケットＳ１は軸１に堅くキー留めされている。他方、スプロケットＳ２は軸１に支持されてはいるものの、軸２によって該軸１に対する回転が可能とされている。スプロケットＳ１がラグチェーン１６ａを駆動し、スプロケットＳ２がラグチェーン１６ｂを駆動する。図１１に示す如く、両ラグチェーンは、隣り合ったラグＬ１，Ｌ２どうしの間隔が等しくなるように調節される。これは、カートンが比較的小さい場合の通常の形態である。大きいサイズのカートンは、隣り合ったラグどうしの間隔を狭めることにより適応することができる。従って、チェーン１６ａにおけるラグがチェーン１６ｂにおけるラグに当接するまで近接した状態のときにラグのペア間どうしの間隔が最大となり、最も幅の大きいカートンに対処できるものとなる。この調整は、双方のサーボモータを異なる速度で動かして双方のチェーン１６ａ，１６ｂを相対的に動かすことによりなされる。一方、通常の作動では、これらチェーン１６ａ，１６ｂがこれらサーボモータにより同期駆動される。この作動が実行されるよう前記両モータを制御するために、プログラム可能な制御器を備えた制御回路（図示せず）が設けられている。当業者であれば、上述した如き作動のために必要な制御及びプログラムの構築手法は理解できるであろう。
上述した各ユニットにおける近接したラグ間の調節とは別に、主ラグチェーンアッセンブリ１６，１８間を調節できるように、該装置の物品分配／装填側から離れた一方のラグチェーンアッセンブリ１８は、物品供給アッセンブリ２０に対し固定された物品供給部に沿った他方のアッセンブリ１６に対して、交差方向に接近又は離間するように調節可能となっている。
すなわち、図１３及び図１４を参照すると、ラグチェーンアッセンブリ１６，１８は、図１３においては、大きいサイズのカートンを支持／搬送するために最大間隔とされている。ラグチェーンアッセンブリ１８は、ネジ駆動式スライドガイド（図示は略すがそれ自体周知である）により、ラグチェーンアッセンブリ１６に対して交差方向に近接又は離間するように移動される。図１３に示す配置において、双方のラグチェーンアッセンブリ１６，１８間においてカートンｃｔの下側をさらに支持できるように、引き込み可能とされた支持プラットホーム７０，７２が設けられている。これら支持プラットホームは、円弧状ロッド７４，７６に支持されている。これら円弧状ロッドはそれぞれガイド７８，８０内を動くもので、ネジ付調節軸８２，８４と噛合する一連の歯を有している。従って、この調節軸を回転させれば、前記ガイドロッドが延びて前記支持プラットホーム７０，７２を、ラグチェーンアッセンブリ１６，１８により搬送されるカートンｃｔの下に押し当てることができ、あるいはまたラグチェーンアッセンブリに設けられた前記ガイド７８，８０に沿って退去させることができる。通常、支持プラットホームが図１４に示す如く退去位置にあるときには、ラグチェーンアッセンブリ１８は、固定ラグチェーンアッセンブリ１６に近接するよう内方に移動するように調節されている。この構成において、両ラグチェーンアッセンブリは、図１４に示す如く中間サイズのカートンを加工する形態とされる。例えば２×２缶形態の小さいサイズのカートンを加工するのに必要な別の構成では、カートンがラグチェーン１６のみによって支持／搬送されるように、ラグチェーンアッセンブリ１８は非作動位置に移動させることができる。この構成は図１５に概略で示してある。ここでは、ラグチェーンアッセンブリ１８は下方の非作動位置にある。ラグチェーンアッセンブリ１８の昇降は当技術分野において周知のクランク／ガイド機構により簡単に行うことができる。
このように、主ラグチェーンアッセンブリ１８は、加工するパッケージのサイズに応じて、ラグチェーンアッセンブリ１６と交差する方向にも、また垂直方向にも調節することが可能である。同様に、上述した如く、連続した分配バーｍ間の間隔は、前記分配バーチェーン／スプロケットアッセンブリ５４，５６に無端状に設けられた一連のキャリヤに対して分配バーを外したり付加したりすることにより調節できる。
各主ラグチェーンアッセンブリにおける隣り合ったラグどうしの間隔も調節可能であることは既に説明したとおりである。
さらに、この装置の送り込み端には、サイズの異なるカートンブランクに対応するよう装置の種々の部分を調整するための調整手段が設けられている。よって、前記移送ベルトアッセンブリ４２，４４は、通常アッセンブリ４４をアッセンブリ４２に対して移動させることによって、交差方向に互いに調整可能である。カートンサイズが適当であれば、一方のベルトアッセンブリ４２のみを作動させることもできる。同様に、前記側方ラグアッセンブリ５０，５２も、通常は一方のアッセンブリ５２を他方のアッセンブリ５０に対して移動させることにより、その同一端で交差方向に調節可能である。回転式上方カートン立ち上げ装置４６の二つのユニットについても、互いに交差方向に調節可能であり、かつ、カートンサイズが異なった場合の高さの変化を考慮して垂直方向にも調節可能となっている。同じ理由で、上方ラグチェーンアッセンブリ４８の高さも調節できる。このような調整のための機構は本発明において特に重要なものではなく、当業者であれば実現できるものである。

Claims (14)

1. 飲料容器等の複数の物品をカートン内に包装するための包装装置であって、
   両端が開口したカートンを搬送するカートンコンベヤと、
   前記物品を供給路に沿って前記カートンコンベヤに向けて送り出す物品送り込み手段と、
   前記カートンコンベヤと前記供給路との間に配置され、前記複数の物品を所定の形態に組み分けするために前記供給路と交差するように前記カートンコンベヤに沿って動く互いに離間した複数の分配バーを備えた物品組形成コンベヤと、を有し、
   前記物品組形成コンベヤの第一の端部における前記各分配バーは、前記カートンコンベヤ上のカートンから離れて配設され、前記組形成コンベヤに沿って移動する際に横方向に動いて、隣接した前記カートン間の少なくとも一部に延出することを特徴とする包装装置。
2. 請求項１記載の包装装置において、前記各分配バーは、前記組形成コンベヤに沿ってさらに動くことにより、前記組形成コンベヤの第二の端部においてカートンから遠ざかるよう横方向に動くことを特徴とする包装装置。
3. 請求項２記載の包装装置において、前記各分配バーは、前記コンベヤに沿って横方向の動きができるように前記組形成コンベヤに取り付けられるための取付け手段を備えていることを特徴とする包装装置。
4. 請求項３記載の包装装置において、前記分配バーのための前記取付け手段がカムフォロワを備えており、かつ、前記カムフォロワと共働して前記分配バーに前記カートンに向かう横方向の動きを生じせしめるカムトラック手段が取り付けられていることを特徴とする包装装置。
5. 請求項４記載の包装装置において、前記取付け手段はさらに、前記分配バーが前記カートンから離れる横方向の動きを生じるように前記分配バーを付勢するバネ手段を備えていることを特徴とする包装装置。
6. 請求項１記載の包装装置において、前記分配バーにおける前記カートンから離れた方の端部は楔状に形成されていることを特徴とする包装装置。
7. 請求項１記載の包装装置において、前記物品組形成コンベヤはさらに、該コンベヤに沿って移動する一連のキャリヤを備え、前記分配バーは前記キャリヤのうち選択されたものに、所定のパターンで取外し可能に取り付けられていることを特徴とする包装装置。
8. 請求項７記載の包装装置において、前記分配バーが、自身を前記キャリヤに取外し可能に取り付けるための取付け手段を備えていることを特徴とする包装装置。
9. 請求項８記載の包装装置において、前記取付け手段が該取付け手段に形成されたキーを備えており、かつ、前記各キャリヤは自身に形成されたキー溝を有し、前記各分配バーを前記各キャリヤに取り付けるためにこれらキー及びキー溝が摺動するように係合していることを特徴とする包装装置。
10. 請求項９記載の包装装置において、前記キー及びキー溝は、前記分配バーを前記物品組形成コンベヤの動きに対する側方への摺動によって取り付けるよう構成されていることを特徴とする包装装置。
11. 請求項１０記載の包装装置において、前記キャリヤ、及び前記物品組形成コンベヤの第一の端部における前記分配バーは、前記カートンコンベヤ上のカートンから離れて配設されており、前記物品組形成コンベヤに沿って移動中に側方に移動することにより、前記分配バーが、隣接するカートン間の少なくとも一部に延出することを特徴とする包装装置。
12. 請求項１１記載の包装装置において、前記キャリヤ及び前記分配バーは、前記組形成コンベヤに沿ってさらに移動する間に側方に移動し、これにより前記分配バーが、前記組形成コンベヤの第二の端部におけるカートンから離れて配置されることを特徴とする包装装置。
13. 請求項１２記載の包装装置において、前記キャリヤがカムフォロワを備えており、かつ、前記カムフォロワと共働して前記キャリヤに前記カートンに向かう横方向の動きを生じせしめるカムトラック手段が取り付けられていることを特徴とする包装装置。
14. 請求項１３記載の包装装置において、前記キャリヤがさらに、前記分配バーを前記カートンから離れる側方に動かすように該キャリヤを付勢するバネ手段を備えていることを特徴とする包装装置。

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