JP5855365B2 - 包装ユニットを積み重ねる装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、添付の請求項１および１０の導入部分に記載のように、例えばトレイといった実質的に長方形の包装ユニットを積み重ね、実質的に垂直なスタックを形成する装置および方法に関する。

上述のような装置は、ＥＰ３８６３４７に開示されている。例えば当該文献の図２には、スタッカーの環状運搬システムの一部を構成するピックアップシステムのピックアップ部材によってどのように卵のトレイが供給され、ピックアップシステムによってトレイがどのようにピックアップされて積み重ねられ、そしてどのように積み重ねられたスタックが搬出されるか、が明確に示されている。とくに、このような運搬システムは、環状経路に配置された２つのピックアップシステムを備え、これらのピックアップシステムは、供給されたトレイを連続して順番にピックアップし、その後、運搬システムの下流において下降中に、トレイをキャリア上に直接、あるいはキャリア上にすでに部分的に形成されたスタック上に載置する。トレイを載置するたびに、部分的に形成されたスタックは、トレイの周知の従来の形状を考慮して安定したスタックを形成するために、４分の１回転ずつ回転する必要がある。上記文献に記載の装置によると、ピックアップシステムが形成されたスタックを通過した後、回転動作が行われる。上記文献の図５には、トレイを載置する状態、および載置直後の状態であってピックアップ部材が自由に回転可能でその経路のさらに下方において部分的に形成されたスタックに沿ってわずかに引っぱられる場合の、ピックアップ部材の詳細が示されている。

当業者には明らかなように、上述したような積み重ね方法では、運搬システムのサイズによるが、限られた数のピックアップシステムしか備えることができない。したがって、処理能力も制限される。

とくに上述した処理能力を向上させるために、本発明による装置においては、ピックアップ部材はそれぞれ駆動され、少なくとも形成されたスタックの所定の高さから、包装ユニットを載置した後、スタッキング場所のスタックから離れるように移動されることを特徴とする。

これにより、ピックアップ部材が部分的に形成されたスタックを通過するときに、適切な方法で回転させることができる。上記構成の利点は、ＥＰ３８６３４７に記載の２つよりも多くのピックアップシステムを配置できる点である。これにより、処理能力を増大させることが可能となる。なお、ピックアップシステムの数を多くしたとしても、スタッカーの高さを大きくする必要はない。さらに、複数のピックアップシステムを配置してもピックアップシステムの速度は以前より低いという組み合わせがわかった。これは、包装ユニットを一層慎重に取り扱うことが可能となり、破損しやすい製品の包装および運搬において製品を破損させてしまう可能性を低くできるということを意味している。

本発明の特徴的な構成は、次のようにも定義できる。ピックアップ部材駆動装置または制御装置が、ピックアップ部材をスタックから遠ざけるように、少なくとも、形成されるスタックを受けるキャリアの上方に延在するスタッキング領域から遠ざけるように、ピックアップ部材を移動するよう構成されている。ピックアップ部材は、（包装ユニットを支持する）初期位置から、ピックアップ部材がスタッキング領域から離れた位置まで移動可能に、より具体的には、スタックが載置されたキャリアが、スタッキング領域に沿って（下方に）移動するピックアップ部材によって阻害されることなく回転できるように、駆動可能に構成されていることが望ましい。

本発明による装置のさらなる実施の形態においては、以下の１つ以上の構成を備える。
・ピックアップ部材は、ステアリング軌道に案内されるカムを有し、カムによってピックアップ部材はスタックから離れるように移動される。
・ステアリング軌道は、カムを案内する際に、ピックアップ部材を下流方向のスタックから離すようにピックアップ部材軸回りに上方に回動し、ステアリング軌道は鉛直方向下方にキャリアを越えて延在する。
・ピックアップ部材は付勢されたばねに接続され、包装ユニットを載置すると、ピックアップ部材はピックアップ部材軸回りに押し上げられ、ばねによって上方下流に回動される。

さらに詳細には、積み重ね順において偶数番目に積み重ねられた包装ユニットと奇数番目に積み重ねられた包装ユニットは、互いに４分の１回転ずつ回転されてもよい。さらに、次の包装ユニットを載置した後、包装ユニットを載せたキャリアを４分の１回転で回転させるように回転装置を構成してもよい。さらに、例えば、部分スタックはそれぞれの包装ユニットを回転させることなく形成してもよい。

さらに、本発明による方法は、包装ユニットを載置した後、少なくとも部分的に形成されたスタックの少なくとも所定の高さで、各ピックアップ部材はスタックから離れるように移動されることを特徴とする。

上述したような供給および積み重ね手法によって、以前よりも多くのピックアップシステムを配置することができ、処理能力が向上する。

本発明の有利な実施の形態は従属する請求項に記載されている。

本発明による装置および方法の詳細を、以下に図面を参照して説明する。

図１は、スタッカーの概略正面図であり、運ばれてきた包装ユニットが部分的に形成されたスタックに上方から接近している状態を示している。 図２は同様の図面であり、運ばれてきた包装ユニットが部分的に形成されたスタックにちょうど到着した状態を示している。 図３は同様の図面であり、スタックが垂直軸周りに４分の１回転する直前の状態を示している。 図４は、カムとステアリング軌道を有するピックアップ部材の一実施の形態を示す概略等角図である。 図５は、図４のピックアップ部材の側面図である。

各図面において、同一の部材および対象には同一の数字または符号を付している。

図１には、例えば卵Ｅのトレイ等の包装ユニットＰを積み重ねるためのスタッカー１の正面図を概略的に示している。なお、このようなトレイＰは、積み重ねられたスタックにおいてトレイＰがそれぞれ１つ前の（下のまたは上の）トレイに対して４分の１回転（すなわち９０度）ずつ回転している場合にのみ、安定したスタックを形成することができる。さらに、スタッカー１の後方からの充填されたトレイＰの一般的な供給方向、およびスタッカー１によって形成されたスタックの搬出方向として、紙面に直交する輸送方向Ｔが示されている。

スタッカー１は、スタッキング領域において、形成されるスタックを運ぶキャリアすなわちプラットフォーム２を備える。上述したように、このキャリア２は、キャリア２および包装ユニットＰを矢印Ｒで示すように回転させる回転軸３に設置されている。このような回転動作Ｒは、矢印Ｒで表すように往復動作としているが、連続する回転運動でも、あるいはこれらの組み合わせでもよい。スタックが形成され、これにより通常６個のトレイの高さまで積み上げられるとすぐに、スタックは搬出コンベヤに載置され、方向Ｔに沿ってさらに運搬される。

従来と同様に、キャリア２は、鉛直方向下方に移動してスタックを搬出コンベヤ上に移送し、その後、再び次のスタックを形成するための正常位置をとるように上方に戻る。この上下方向の往復運動を矢印Ｈで概略的に示す。この搬出コンベヤは、多くの場合無限コンベヤベルトとして実現されるが、ここでは図示していない。

より具体的には、スタッカー１は、供給と搬出の両方側に、それぞれ２つの壁外形（wall profile）１０ａ，ｂを備えており、これらは、ランダムに配置されたリンク１１ａ，ｂによって概略的に表される無限チェーンコンベヤを循環させるチェーンガードとして機能する。この循環運動の間、卵Ｅが載ったそれぞれのトレイＰは、取り上げられ、上方に運ばれ、そこで実質的に方向Ｔに沿って移動され、その後、図１，２，３に示すように、再び下方に運ばれてキャリア１またはすでに積み重ねられた包装ユニットＰの上に載置される。このような運搬と転送の後、次のトレイＰに対してこの動作が繰り返される。このような運搬と転送動作は、以下に詳細を説明するピックアップシステムによって実行される。このような循環運動においては、複数のピックアップシステム、とくに本実施の形態においては６つのシステムが設けられている。当業者には明らかなように、このような環状経路に設けられるピックアップシステムの数は、例えばスタッカー１の寸法に依存する。

図示の実施の形態においては、ピックアップシステムは両側に、連結部品１２ａ，ｂを介してリンク１１ａ，ｂに連結されるピックアップ部材１３ａ，ｂを備えている。ピックアップ部材１３ａ，ｂの端部は、図１，２，３に示すように、トレイＰを下方から持ってくるときに、トレイを取り上げ、保持し、キャリア２またはキャリア上に部分的に形成されたスタックに到達するまで運ぶピックアップフィンガー１４ａ，ｂである。ピックアップフィンガー１４ａ，ｂは、フォーク形状としたり、または既知の方法によりエッジを形成してもよい。図面からわかるように、各ピックアップシステムのピックアップ部材１３ａ，１３ｂは、第１の位置において、少なくとも部分的にスタッキング領域の上方に延在し、スタッキング領域の上方に包装ユニットＰを保持することができる。

トレイＰを移送して、キャリア２またはキャリア上に部分的に形成されたスタックに移すために、以下の方法が採用されている。ピックアップ部材１３ａ、ｂは、水平なピックアップすなわちキャリア位置から上方（すなわち図２に示す第１の位置から、図３に示す離間した第２の位置）に、ピックアップ部材軸１５ａ，ｂ回りに自由に回転できる。これにより、トレイＰが（スタッキング領域において）キャリア２または部分的に形成されたスタック、すなわち部分スタックに載置されるとすぐに、ピックアップシステムの下方への移動により、ピックアップ部材１３ａ，ｂが自動的に押し上げられる。この動作の間、ピックアップ部材１３ａ，ｂはキャリア２または部分スタックに沿って引っぱられる。この引っぱりを完全にまたは部分的に回避するために、ピックアップ部材の下方経路において、キャリア２に隣接して両側に、ステアリングブロック２０ａ，ｂが配置されている。ピックアップ部材１３ａ，ｂはそれ自体がカムとして機能し、あるいは底部または側部にカムが設けられており、これによって、スロット内に案内され、全体としてまたは部分的に上方に回動されて、キャリア２または部分スタックから離れる。これによって空いたステアリングブロック２０ａ，ｂとキャリア２との間の空間は、次のピックアップシステムによって次のトレイＰを速やかに載置することができるように、（ピックアップ部材１３ａ，１３ｂがまだスタッキング領域付近にあり、下方に移動している間に）キャリア２を回転するために利用することができる。

図４および５には、ピックアップ部材１３の一実施の形態が概略的に示されており、図４は等角図、図５は図４の側面図である。ピックアップフィンガー１４が設けられたピックアップ部材１３は、リンク接続部１１１を介してチェーン１１０に接続されている。また、ピックアップ部材１３用のピックアップ部材軸１５も図示されており、ピックアップ部材１３はこの軸を中心として上方に回動可能である。水平位置から上方へのこのような回動または傾動は、カム２１をステアリング軌道２００に案内することによって実現される。より具体的には、本実施の形態においては、３つのステアリング軌道２００ａ，ｂ，ｃが用いられており、これらによって上記ステアリングブロック２０ａが構成される。これらのステアリング軌道２００ａ、ｂ、ｃは、壁外形１０に接続される取り付けブラケット２０２に設置されている。図示の３つのステアリング軌道２００ａ、ｂ、ｃは、それぞれ対応する長さのカム２１を有する３つのピックアップ部材１３にそれぞれ対応している。これらのピックアップ部材は、６つのトレイＰからなるスタックを形成する際に３つのアッパートレイＰを載置するために用いられる。ここでは、アッパートレイＰ用の最も長いカム２１が図示されている。

これは、スタックのうちの最初の３つのトレイＰを載置するためのピックアップ部材１３にはステアリング軌道が使われないことを意味しており、この場合、ピックアップ部材は部分スタックに沿って引っぱられるだけで、積極的に移動されず、すなわちこの場合は回動されない。これは、１つ、２つ、または３つのトレイＰからなる部分スタックは、このサイクルにおける第１、第２、および第３のピックアップ部材１３の引っぱり経路の後にのみ、回転されることを意味する。第６のピックアップ部材１３の図示した状態においては、ステアリング軌道２００ａに、上方への回動または傾動を実現するための屈曲部（bend）２０１が設けられている。より具体的には、最初のトレイＰを載置する場合に、ピックアップ部材を引っぱれるほどの量だけキャリア２を突出させてもよい。

当業者には明らかなように、さらなる、または他の選択および組み合わせによっても同様の作用を得ることができる。例えば、キャリア２または単一のステアリング軌道２０を適切なタイミングで上下動し、または、例えばトレイＰの移送を固定位置において実行できるようにチェーン１１１の循環速度を設定してもよい。

さらに、当業者には明らかなように、ピックアップ部材１３ａ，ｂを特定の駆動方法によって移動させる種々の手法も可能である。例えば、わずかな上方への押上げによってピックアップ部材１３ａ，ｂを上方内側に引っ張るばねシステムを利用してもよい。また、カムシステム、電磁石、または駆動モータによって駆動されるスライドイン／スライドアウトシステムを配置してもよい。また、実質的に水平方向に回動し、回転させるシステムも考えられる。

上述した処理において、スタックを形成するサイクルタイムおよびそのサブピリオドの両方を設定することはもちろん可能である。

当業者には明らかなように、若干の変形および変更も可能であり、これらは添付の特許請求の範囲内に属すると理解される。

１ スタッカー
２ キャリア
３ 回転軸
１０ａ，ｂ それぞれチェーンガードとして機能する壁外形
１１ａ，ｂ リンク
１１０ チェーン
１１１ リンクアタッチメント
１２ａ，ｂ 連結部品
１３ａ，ｂ ピックアップ部材
１４ａ，ｂ ピックアップフィンガー
１５ａ，ｂ ピックアップ部材軸
２０ａ，ｂ ステアリングブロック
２１ カム
２００ａ，ｂ，ｃ ステアリング軌道
２０１ ステアリングベンド
２０２ 取付ブラケット
Ｐ 包装ユニット、トレイ
Ｅ 卵
Ｔ Ｐの供給および搬出の運搬方向
Ｒ キャリアの回転運動
Ｈ キャリアの昇降運動

Claims (15)

1. 実質的に長方形の包装ユニットを積み重ね、実質的に垂直なスタックを形成する装置であって、
   包装ユニットを供給する供給コンベヤと、
   一連の連続する少なくとも２つのピックアップシステムとを備え、各ピックアップシステムは、両側に２つのピックアップ部材（１３ａ，１３ｂ）を有し、それぞれ対応する両側で１つずつ順番に包装ユニット（Ｐ）を取り上げ、当該包装ユニットをキャリア（２）まで運び、
   スタッキング場所としての前記キャリア（２）は前記実質的に垂直なスタックを運び、
   前記包装ユニットを載せた前記キャリア（２）を４分の１回転で回転させる回転装置と、
   前記スタックの最後の包装ユニットを載置した後、当該スタックを搬出する搬出コンベヤとを備える装置において、
   前記ピックアップ部材（１３ａ，１３ｂ）はそれぞれ駆動され、少なくとも前記形成されたスタックの所定の高さから、包装ユニットを載置した後、前記スタッキング場所の前記スタックから離れるように移動され、
   前記ピックアップ部材は、スタッキング領域に延在する前記キャリアおよび前記キャリアに載置されたスタックの回転中、前記スタッキング領域に沿って移動可能であることを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   前記ピックアップ部材は、ステアリング軌道に案内されるカムを有し、前記カムによって前記ピックアップ部材は前記スタックから離れるように移動されることを特徴とする装置。
3. 請求項２に記載の装置において、
   前記ステアリング軌道は、前記カムを案内する際に、前記ピックアップ部材を下流方向の前記スタックから離すようにピックアップ部材軸回りに上方に回動し、前記ステアリング軌道は鉛直方向下方に前記キャリアを越えて延在することを特徴とする装置。
4. 請求項１に記載の装置において、
   前記ピックアップ部材は付勢されたばねに接続され、前記包装ユニットを載置すると、前記ピックアップ部材はピックアップ部材軸回りに押し上げられ、前記ばねによって上方下流に回動されることを特徴とする装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置において、
   前記ピックアップシステムの各ピックアップ部材（１３ａ，１３ｂ）は、ピックアップ部材軸（１５ａ，ｂ）回りに回転可能であり、循環ピックアップ部材コンベヤ（１１ａ，１１ｂ）に連結されていることを特徴とする装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の装置において、
   前記ピックアップシステムの各ピックアップ部材（１３ａ，１３ｂ）は、第１の位置において、少なくとも部分的にスタッキング領域の上方に、前記包装ユニット（Ｐ）を前記スタッキング領域の上方に保持するように延在し、
   前記ピックアップ部材（１３ａ，１３ｂ）は、前記第１の位置から上方に、前記ピックアップ部材（１３ａ，１３ｂ）が前記スタッキング領域に沿って移動可能な第２の位置まで回転可能であることを特徴とする装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の装置において、
   前記ピックアップシステムの各ピックアップ部材（１３ａ，１３ｂ）は、水平ピックアップまたはキャリア位置からピックアップ部材駆動装置によって上方に押上げ可能であることを特徴とする装置。
8. 請求項７に記載の装置において、
   前記ピックアップ部材駆動装置は、前記スタックの最後の包装ユニットを含む上段の包装ユニットを載置した後、前記ピックアップ部材を前記スタックから離すように上方に押し上げ、前記スタックの最初の包装ユニットを含む下段の包装ユニットを載置した後は、前記ピックアップ部材を上方に押し上げないことを特徴とする装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の装置において、
   前記ピックアップ部材は、前記ピックアップ部材が包装ユニットを載置した後は、スタッキング領域から離れて保持されることを特徴とする装置。
10. 実質的に長方形の包装ユニットを積み重ね、実質的に垂直なスタックを形成する方法であって、
    供給コンベヤによって包装ユニットを供給し、
    少なくとも１つのピックアップシステムによって前記供給コンベヤから包装ユニットを取り上げ、前記ピックアップシステムは、両側に２つのピックアップ部材を有し,それぞれ対応する両側で包装ユニットを取り上げ、
    前記包装ユニットをキャリアまで運び、スタッキング場所としての前記キャリア上に前記スタックが形成され、
    つぎの包装ユニットが載置された後、少なくとも部分的に形成された前記スタックが載置された前記キャリアを４分の１回転で回転させ、
    その後すぐに、前記完成したスタックを搬出コンベヤまで運ぶ方法において、
    包装ユニットを載置した後、少なくとも前記少なくとも部分的に形成されたスタックの所定の高さで、各ピックアップ部材は前記スタックから離れるように移動され、
    前記ピックアップシステムの前記ピックアップ部材が前記スタックに沿って移動するとき、前記少なくとも部分的に形成されたスタックを載置した前記キャリアが回転されることを特徴とする方法。
11. 請求項１０に記載の方法において、
    前記スタックに沿って移動している間、前記ピックアップ部材は前記スタックから離間していることを特徴とする方法。
12. 請求項１０または請求項１１に記載の方法において、
    前記ピックアップ部材は、水平ピックアップまたはキャリア位置から、前記少なくとも部分的に形成されたスタックに沿って移動するように上方に回動されることを特徴とする方法。
13. 請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の方法において、
    前記少なくとも部分的に形成されたスタックにおいて、偶数番目の包装ユニットと奇数番目の包装ユニットは、互いに４分の１回転ずつ回転されていることを特徴とする方法。
14. 請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の方法において、
    ピックアップ部材によって複数の包装ユニットが前記キャリアに載置されて部分スタックを形成し、
    前記ピックアップ部材は、前記部分スタックが載置された前記キャリアを回転させることなく、前記部分スタックを通過することを特徴とする方法。
15. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の装置において、
    前記スタックに沿って移動している間、前記ピックアップ部材は前記スタックから離間していることを特徴とする装置。

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