JP5080016B2 - 製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置 - Google Patents

Description

本発明は、製品の梱包に好適な箱を取り出して立体化するための装置に関する。

様々な様式や大きさの製品を、実質的に平行六面体形状をなして例えばボール紙やその他類似する素材からなる箱の中に自動的に挿入して梱包するのに適した装置が知られている。この箱は、占有空間が最小限となるようにほぼ平坦な形状、即ち縦方向の縁に沿って折り畳まれた状態で供給される形式のものが一般的である。
公知である形式のいくつかの装置は、一連の基本的な製造工程を備えている。具体的には、それらは適切に設置されたマガジンからそれぞれの箱を取り出し、箱を立体化して平行六面体の形状とし、最後に実質的には重力によってベルト又はチェーンタイプなどの水平コンベヤなどの上に載置する。

そしてコンベヤは、梱包される製品（例えば大小の瓶、筒、或いは空洞のある容器など）を詰めるためのステーションを主として備えた次の製造ステーションに向け、それらの箱を順番に搬送する。このような装置は、本件と同じ出願人による特許文献１に述べられている。
イタリア国特許第１，２９８，３６７号明細書

通常、これらの装置は、例えば曲線部によって連結された少なくとも２つの直線部を有するほぼ環状の経路に沿う、閉じた巡回路内を移動する水平コンベヤを備えている。このため、製品が詰め込まれる箱が供給されたコンベヤの、上述した経路に沿う連続的な動きは、市場の実際の要求に対して装置の生産速度を過度に制限するような加速及び動的な作用の発生を必然的に伴うものとなる。

本発明の意図するものは、製品梱包用の箱を取り出して立体化するための装置として、公知の従来装置よりも著しく速い生産速度で運転可能な装置を提供することにより、上述した欠点をなくすことにある。このような意図のもとで、本発明の目的は、製品梱包用の箱を取り出して立体化するための装置として、高精度で信頼性の高い作業を行う装置を提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、製品梱包用の箱を取り出して立体化するための装置として、極めて柔軟且つ多様な方法により異なる形態の箱を加工処理できるようにした装置を提供することにある。
本発明の更なる目的は、簡素で比較的容易に実現でき、使用上安全であり、効率的に運転され、且つ比較的低コストな構成によって上記目的を達成することにある。

このような意図及び目的並びに以下において明らかになる更なる目的を達成するため、本発明による製品梱包用の箱を取り出して立体化するための装置は、平坦な状態にある実質的に平行六面体の箱のためのマガジンと、上記マガジンから１つずつ上記箱を取り出す取り出し機構と上記箱を立体化する立体化手段とが周縁部分に設けられた少なくとも１つの回転ドラムと、上記回転ドラムから製品梱包工程における次の製造ステーションに向けて上記箱を立体化された状態で搬送する少なくとも１つのコンベヤとを備え、上記取り出し機構及び上記立体化手段はカム手段によって駆動され、上記取り出し機構は関節によって連結された形態をなしており、上記回転ドラムの固定点に一端である第１端部がそれぞれ関節により連結された第１揺動部及び第２揺動部と、上記マガジンにて上記箱を把持して上記コンベヤにて上記箱を解放する把持・解放手段が設けられたリンクとを備え、上記第１揺動部及び第２揺動部が、上記第１端部に対して他端となる第２端部にて、一端を互いに関節により連結された上記リンク及びロッドの他端に関節より連結されることにより、上記取り出し機構が上記回転ドラムの回転軸にほぼ直角な平面上に位置する関節結合された五角形を形成し、上記コンベヤは、上記把持・解放手段によって載置された上記箱を立体化された状態で収容することにより、順に上記次の製造ステーションに向けて上記箱を搬送する複数の外周台座を形成する、製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置において、上記コンベヤは、上記回転ドラムの回転軸と平行な回転軸を有した少なくとも１つの回転コンベヤを備え、上記カム手段は、上記回転ドラムの回転軸と同心状に上記装置の基盤に強固に結合された少なくとも１つのリングと、上記取り出し機構の上記第１揺動部の上記第１端部及び上記第２揺動部の第１端部にそれぞれ回動可能に連結された少なくとも１つの第１ローラ及び少なくとも１つの第２ローラとを備え、上記リングは、上記回転ドラムの回転軸廻りで閉じた所定の形状を有する複数のトラックがその表面に設けられており、上記第１ローラ及び上記第２ローラは、上記リングの上記トラックのうちの第１トラック及び第２トラックに沿ってそれぞれガイドされ、上記第１トラック及び第２トラックは、上記取り出し機構の作動において、上記把持・解放手段が上記箱を取り出し可能となるように上記リンクがその周速を適合させながら上記マガジンに向けて移動する少なくとも１つの第１ステップと、上記立体化手段が上記箱の壁のうちの１つの壁を引っ張って上記箱を立体化した状態に移行させる少なくとも１つの第２ステップと、上記リンクがほぼ径方向に移動し、上記回転コンベヤの速度に対してその周速を適合させると共に上記回転コンベヤの接線に対してその傾斜を適合させながら、上記把持・解放手段が上記回転コンベヤの上記外周台座内に上記箱を載置可能とする少なくとも１つの第３ステップとを連続的に行うのに適合した形状を有することを特徴とする。

本発明の更なる特徴及び利点は、限定されない実施例により添付図面に示された、本発明による製品梱包用の箱を取り出して立体化するための装置の好ましいがこれに限定されるものではない実施形態についての以下の詳細な説明によって、より一層明らかとなる。
以下の典型的な実施形態において特定の例に対して与えられる個々の特性は、別の典型的な実施形態における別の特性と実際に置き換えても良いものである。

更に、特許手続の間に公知であることが判明したいかなるものも、権利請求されるものではなく、権利放棄の対象となることは言うまでもない。
図を参照すると、全般的に符号１は本発明による製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置を示している。
説明している装置は、あらゆる種類の製品を箱の中に梱包するのに特に適したものであり、箱は例えばボール紙やその他の軽量材からなり、様々な大きさの平行六面体状に形成される。それぞれの箱は全般的に符号２で示され、少なくとも１つずつの上部壁及び下部壁、並びに４つの側壁２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄからなり、箱２が立体化された状態にあるとき、これらは相互にほほ直角となる（例えば図３及びその後の図を参照）。

簡略化のために図示しない基盤上に支持された装置１は、全般的に符号３で示され、平坦な状態で装填された箱２のための少なくとも１つのマガジンと、全般的に符号４で示され、水平回転軸を有しており、箱２を１つずつ取り出す機構５及び箱２を平坦な状態から製品を挿入するための状態へと立体化するための機構６が周縁部分に設けられる少なくとも１つの回転ドラムとを備えている。

また装置１は、全般的に符号７で示され、箱２を立体化された状態で回転ドラム４から製品梱包工程における次の製造ステーションへと搬送する少なくとも１つのコンベヤを備えている。次の製造ステーションは、単なる限定されない例として、梱包される製品を箱２に詰めるためのステーションや、他の必要なステーション（例えばラベルの貼り付けなど）によって構成される。

具体的には、箱の取り出し機構５及び立体化機構６は、簡略化及び明確化のために図示しない実質的に公知の形式のカム手段によって適切に駆動され、このようなカム手段は同一出願人による上記特許文献１に詳細に述べられているものである。取り出し機構５は適切に関節で連結された形式のものであって、マガジン３から箱２を把持してコンベヤ内に解放するための手段８が設けられている。マガジン３は、図示しないが従来からある形式の手段により箱２が引っ張られて、回転ドラム４へと順番に進む傾斜ガイド９を備えた形式のものである（図１）。

本発明によりコンベヤ７は、回転ドラム４の回転軸に平行な水平回転軸を有し複数の外周台座１１を形成する少なくとも１つの回転コンベヤ（rotating carousel）１０からなるのが都合がよい。この外周台座１１は、把持・解放手段８によって載置された箱２を立体化された状態で収容することにより、箱２を次の製造ステーションへと順番に搬送するようになっている。

装置の基盤に支持された駆動手段が設けられており、この駆動手段は公知のものであって実質的に従来の形式のものであることから図示していない。この駆動手段は、回転コンベヤ１０に対して逆方向に適正な所定の周速で回転ドラム４を回転させることにより、把持・解放手段８から回転コンベヤ１０の外周台座１１への立体化された箱２の連続的な載置を可能とする。

それぞれの取り出し機構５は上記特許文献１に既に記載されており、それぞれの一端部が回転ドラム４の固定点１４，１５に関節で連結された第１揺動部１２と第２揺動部１３とを備え、第１揺動部１２及び第２揺動部１３の他端部は、一端が互いに関節で連結されたリンク１６及びロッド１７の互いに反対側となる他端に関節で連結されることにより、回転ドラム４の回転軸に対してほぼ直角な平面上に位置する、関節で連結された五角形を形成している。箱２のための把持・解放手段８は、リンク１６に強固に連結されているのが有効である。

各取り出し機構５の把持・解放手段８は少なくとも１つの吸引器１８を備えており、吸引器１８は、図示はしないが公知の吸引手段に接続されている。この吸引手段は、マガジン３から箱２を取り出した後に箱２を平坦な状態で保持し、立体化された状態になった箱２を外周台座１１のうちの１つの中に載置するよう、吸引器１８を選択的に制御する。
上記特許文献１に述べられているように、カム手段は、回転ドラム４の回転軸と同心状に装置の基盤に強固に結合され、予め定められた形状を有してドラムの回転軸の周囲で閉じた複数のトラックによって表面上に影響を受ける少なくとも１つのリングと、各取り出し機構５の第１揺動部１２及び第２揺動部１３の自由端にそれぞれ回動可能に連結された少なくとも１つの第１ローラ及び少なくとも１つの第２ローラを備え、具体的には、第１及び第２ローラはリングのトラックのうちの第１トラック及び第２トラックに沿ってそれぞれガイドされるようになっている。

カム手段の第１トラック及び第２トラックは、各取り出し機構５の動作において、把持手段８が箱２を取り出し可能となるように、リンク１６がその周速を適合させながらマガジン３に向けて移動する少なくとも１つの第１ステップ又は駆動と、立体化手段６が箱２の壁２ａを引っ張り、箱２を立体化した状態にする少なくとも１つの第２ステップ又は駆動と、リンク１６が回転ドラム４に対してほぼ径方向への移動動作を行って、回転コンベヤ１０の速度に対してその周速を適合させると共に回転コンベヤの接線に対してその傾きを適用しながら、解放手段８が回転コンベヤ１０の外周台座１１内に箱２を載置するのを可能とする少なくとも１つの第３ステップ又は駆動とを連続的に行うような形状を有している。

各取り出し機構５の立体化手段６は、回転ドラム４に関節で連結され、カム手段のリング上に設けられたトラックのうちの第３トラックに沿ってガイドされるホイールを有した歯付セクタ１９と、回転ドラム４内に回転可能に支持され、その一端に各箱２の壁２ａに吸着可能な少なくとも１つの立体化吸引器２１が設けられると共に、その他端にセクタ１９と噛合する歯付ピニオン２２が設けられた副シャフト２０とを備えている（図２ａを参照）。

第３トラックは、２つの終端角度位置の間で副シャフト２０の軸線廻りの回動を定めるように形成されており、終端角度位置の一方は箱２の壁２ａへの立体化吸引器２１の吸着のための位置であり、他方は箱２を完全に立体化するための位置である。立体化吸引器２１は、図示しないが公知の吸引手段に接続されており、この吸引手段は平坦な状態にある各箱２の壁２ａに吸着し、箱２が一旦立体化されると壁２ａを解放するように吸引器２１を選択的に作動させる。

回転コンベヤ１０の外周台座１１はそれぞれ、箱２を立体化された状態で保持する能動把持機構２３を備える。各外周台座１１の能動把持機構２３は、ほぼ放射状に配置された固定部材２４と、回転コンベヤ１０に直角に強固に連結された軸２６廻りに、箱２を立体化された状態で保持する角度位置から、箱２を解放する角度位置まで、及びその逆方向に回動するように駆動される可動部材２５とによって構成されたクランプを備える。

このような回動を行うため、回転コンベアは、回転コンベアと同心状に設けられ、クランプの可動部材２５と連結されたカムフォロワがガイドされる環状カム２７を備え、可動部材２５を上記保持角度位置から上記解放角度位置及びその逆方向に回動するのに適合した段差２８が環状カム２７に設けられている。反対側には、箱２を次の製造ステーションに搬送するため可動部材２５の再度の開放を定める補助ステップ２９が設けられている。

本発明による装置の作動は以上の記載により明らかである。第１ステップ（図１）において、カム手段によって駆動された取り出し機構５がマガジン３から箱２を把持する。これは、回転ドラム４、具体的にはリンク１６の周速を適合させることにより容易に行うことができる。
次のステップ（図２）では、ドラム４が所定角度を回動した後、箱２が立体化される。詳細には、カム手段が（箱２を有する）リンク１６を立体化手段６の方に移動させ、同時に行われる副シャフト２０のその軸線廻りの回動が立体化吸引器２１の壁２ａへの吸着を可能とする。副シャフト２０の逆回転は、壁２ａを引っ張ることにより箱２の完全な立体化をもたらす（図３）。

続いてカム手段は、回転コンベヤ１０に向けてのリンク１６の径方向移動を生じさせ、回転ドラム４の周速と回転コンベヤ１０の周速との適正な同期とリンク１６の傾動とにより、それぞれの外周台座１１内への立体化された箱２の挿入が行われる（図４）。
立体化された箱２は、可動部材２５と環状カム２７との相互作用によって固定部材２４と可動部材２５との間に把持される（図５）。その後、箱は別の製造ステーション、例えば梱包される製品を箱に詰めるステーションに搬送される。

以上のように、本発明が前述した意図及び目的を達成することが示された。装置は極めて柔軟性があると共に多様であり、大部分の異なる形態の箱（例えば図５に破線で示す小さな箱まで）を取り扱うことが可能である。実際の作動において、この装置は上述の欠点を解消するのに適することが証明されている。
このようになされた本発明は、添付された請求項に示される範囲内において、多くの修正や変更が可能である。

詳細の全ては、別の技術的均等物と更に置き換えても良い。
本発明の実施形態は、特に安全性、環境汚染、及び健康に関する規則について、本発明及び本発明に関係した製品に関する最も厳正な法律上及び規則上の規定の遵守のもとで実行され、対応する公的機関のいかなる必要な認許にも従うものである。
形状や大きさのほか、使用される材料については、添付された請求項に示される保護範囲を放棄することのない要求に従うことができる。

マガジンから箱を取り出した状態の、本発明による装置の詳細正面図である。 箱を立体化している際の、本発明による装置の詳細正面図である。 図２の装置の別の詳細図である。 箱が完全に立体化された後の、本発明による装置の詳細正面図である。 箱を立体化された状態で回転コンベヤの各外周台座内に挿入する際の、本発明による装置の詳細正面図である。 箱が回転コンベヤの各台座内に完全に収容された状態の、本発明による装置の詳細正面図である。

符号の説明

１ 製品梱包用の箱を取り出して立体化するための装置
２ 箱
３ マガジン
４ 回転ドラム
５ 取り出し機構
６ 立体化手段
７ コンベヤ
８ 把持・解放手段
１０ 回転コンベヤ
１１ 外周台座
１２ 第１揺動部
１３ 第２揺動部
１６ リンク
１７ ロッド
１８ 吸引器
１９ 歯付セクタ
２０ 副シャフト
２１ 立体化吸引器
２２ 歯付ピニオン
２３ 能動把持機構
２４ 固定部材
２５ 可動部材

Claims (9)

1. 平坦な状態にある実質的に平行六面体の箱（２）のためのマガジン（３）と、
   上記マガジン（３）から１つずつ上記箱（２）を取り出す取り出し機構（５）と上記箱を立体化する立体化手段（６）とが周縁部分に設けられた少なくとも１つの回転ドラム（４）と、
   上記回転ドラム（４）から製品梱包工程における次の製造ステーションに向けて上記箱（２）を立体化された状態で搬送する少なくとも１つのコンベヤ（７）とを備え、
   上記取り出し機構（５）及び上記立体化手段（６）はカム手段によって駆動され、
   上記取り出し機構（５）は関節によって連結された形態をなしており、上記回転ドラム（４）の固定点（１４，１５）に一端である第１端部がそれぞれ関節により連結された第１揺動部（１２）及び第２揺動部（１３）と、上記マガジン（３）にて上記箱（２）を把持して上記コンベヤ（７）にて上記箱（２）を解放する把持・解放手段（８）が設けられたリンク（１６）とを備え、上記第１揺動部（１２）及び第２揺動部（１３）が、上記第１端部に対して他端となる第２端部にて、一端を互いに関節により連結された上記リンク（１６）及びロッド（１７）の他端に関節より連結されることにより、上記取り出し機構（５）が上記回転ドラム（４）の回転軸にほぼ直角な平面上に位置する関節結合された五角形を形成し、
   上記コンベヤ（７）は、上記把持・解放手段（８）によって載置された上記箱（２）を立体化された状態で収容することにより、順に上記次の製造ステーションに向けて上記箱（２）を搬送する複数の外周台座（１１）を形成する、
   製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置において、
   上記コンベヤ（７）は、上記回転ドラム（４）の回転軸と平行な回転軸を有した少なくとも１つの回転コンベヤ（１０）を備え、
   上記カム手段は、
   上記回転ドラム（４）の回転軸と同心状に上記装置の基盤に強固に結合された少なくとも１つのリングと、
   上記取り出し機構（５）の上記第１揺動部（１２）の上記第１端部及び上記第２揺動部（１３）の第１端部にそれぞれ回動可能に連結された少なくとも１つの第１ローラ及び少なくとも１つの第２ローラとを備え、
   上記リングは、上記回転ドラム（４）の回転軸廻りで閉じた所定の形状を有する複数のトラックがその表面に設けられており、
   上記第１ローラ及び上記第２ローラは、上記リングの上記トラックのうちの第１トラック及び第２トラックに沿ってそれぞれガイドされ、
   上記第１トラック及び第２トラックは、
   上記取り出し機構（５）の作動において、上記把持・解放手段（８）が上記箱（２）を取り出し可能となるように上記リンク（１６）がその周速を適合させながら上記マガジン（３）に向けて移動する少なくとも１つの第１ステップと、
   上記立体化手段（６）が上記箱（２）の壁のうちの１つの壁（２ａ）を引っ張って上記箱（２）を立体化した状態に移行させる少なくとも１つの第２ステップと、
   上記リンク（１６）がほぼ径方向に移動し、上記回転コンベヤ（１０）の速度に対してその周速を適合させると共に上記回転コンベヤ（１０）の接線に対してその傾斜を適合させながら、上記把持・解放手段（８）が上記回転コンベヤ（１０）の上記外周台座（１１）内に上記箱（２）を載置可能とする少なくとも１つの第３ステップとを連続的に行うのに適合した形状を有する
   ことを特徴とする製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置。
2. 上記把持・解放手段（８）によって立体化された上記箱（２）の上記外周台座（１１）内への載置が可能となるように、上記回転ドラム（４）を上記回転コンベヤ（１０）の回転方向とは反対方向に適正な所定の周速で回動させる駆動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置。
3. 上記回転コンベヤ（１０）の上記外周台座（１１）のそれぞれは、上記箱（２）を立体化された状態で保持するのに適した能動把持機構（２３）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置。
4. 上記能動把持機構（２３）は、ほぼ放射状に配置された固定部材（２４）と、上記回転コンベヤ（１０）に直角に強固に連結された軸（２６）廻りに、上記箱（２）を立体化された状態で保持する角度位置から上記箱（２）を解放する角度位置まで及びその逆に回動するように駆動される可動部材（２５）とにより構成されたクランプを備えることを特徴とする請求項３に記載の製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置。
5. 上記回転コンベヤ（１０）は、上記回転コンベヤ（１０）と同心状に設けられてカムフォロワがガイドされる環状カムを備え、上記カムフォロワは、上記クランプの上記可動部材（２５）と連結されることにより、上記可動部材（２５）を、上記保持角度位置から上記解放角度位置及びその逆に回動させることを特徴とする請求項４に記載の製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置。
6. それぞれの上記取り出し機構（５）の上記把持・解放手段（８）は、吸引手段に接続された少なくとも１つの吸引器（１８）を備え、上記吸引手段は、平坦な状態にある上記箱（２）を上記マガジン（３）から取り出した後に保持し、上記外周台座（１１）の１つの中に上記箱（２）を立体化された状態で載置するように上記吸引器（１８）を選択的に制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置。
7. それぞれの上記取り出し機構（５）の上記立体化手段（６）は、上記回転ドラム（４）に関節で連結された歯付セクタ（１９）であって上記リングの上記トラックのうちの第３トラックに沿ってガイドされるホイールが設けられた歯付セクタ（１９）と、上記回転ドラム（４）内で回動可能に支持され、その一端に各箱（２）の壁のうちの１つの壁（２ａ）に吸着する立体化吸引器（２１）を有すると共に、その他端に上記歯付セクタ（１９）と噛合する歯付ピニオン（２２）を有する副シャフト（２０）とを備え、上記第３トラックは、上記副シャフト（２０）をその軸線廻りに２つの角度終端位置間で回動させる形状を有し、上記角度終端位置の一方は上記箱（２）の上記壁（２ａ）に上記吸引器（１８）を吸着させる位置であり、他方は上記箱（２）の立体化を完了する位置であることを特徴とする請求項６に記載の製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置。
8. 上記立体化吸引器（２１）は、平坦な状態にある上記各箱（２）の壁のうちの１つの壁（２ａ）に吸着すると共に、上記箱（２）が一旦立体化されたら上記壁（２ａ）を解放するように上記立体化吸引器（２１）を選択的に制御する吸引手段に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置。
9. 上記製造ステーションは、梱包される製品を上記箱（２）に詰める少なくとも１つの自動製造ステーションを備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の製品梱包用の箱を取り出して立体化する装置。

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