JP6067017B2 - カートン形成装置及び方法 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１１年８月１９日付けで出願された米国仮特許出願第６１／５７５，３５４号の利益を主張する。

［参照による援用］
２０１１年８月１１日付けで出願された米国仮特許出願第６１／５７５，３５４号は、その全体が本明細書に提示されているかのように、全ての目的で本明細書に引用される。

本開示は、包括的には、物品パッケージ装置、マシン及び方法に関連する。より詳細には、本開示は、飲料容器等の物品のグループを収容するカートンを形成する装置及び方法に関する。

包括的に、本開示の一態様は、物品のグループを収容するカートンを形成する装置に関する。該装置は、物品を複数の物品のグループに配置し、処理経路に沿って前記物品のグループを移動させる物品配置システムを備える。ブランク取扱装置が、複数のカートンブランクを前記複数の物品のグループに向けて運搬するものである。前記ブランク取扱装置は、前記各カートンブランクが前記物品の上部に係合するように、前記複数のカートンブランクの各カートンブランクを、前記複数の物品のグループの各物品のグループの物品の前記上部に押し付けるプレスアセンブリを備える。前記ブランク取扱装置の下流の折曲機構が、各カートンブランクそれぞれの端部の一部を前記各物品のグループの周りで下に折り曲げ、前記カートンブランクの先行端部を前記各物品のグループに対して折り曲げる少なくとも１つの先行ラグと、前記カートンブランクの後続端部を前記各物品のグループに対して折り曲げる少なくとも１つの後続ラグを有する。

別の態様では、本開示は、包括的に、物品のグループを収容するカートンの形成方法に関する。該方法は、複数の物品を複数の物品のグループに配置し、前記物品のグループを処理経路に沿って移動させることを含む。該方法は、複数のカートンブランクを前記複数の物品のグループに向けて移動させ、前記複数のカートンブランクの各カートンブランクを前記複数の物品のグループの各物品のグループの物品の上部に押し付けて、前記各カートンブランクを前記物品の前記上部に係合させることを含む。該方法は、前記各物品のグループの周りで各カートンブランクを折り曲げることを含む。前記折り曲げることは、前記カートンブランクの先行端部を各物品のグループに対して下向きに折り曲げ、前記カートンブランクの後続端部を前記各物品のグループに対して下向きに折り曲げる、前記折り曲げることを含む。

他の態様では、本開示は、包括的に、本書に開示及び／又は記載されるようなカートンを形成する装置の種々の他の特徴に関する。

他の態様では、本開示は、包括的に、本書に開示及び／又は記載されるようなカートンを形成する方法の種々の他の特徴に関する。

当業者は、以下に列挙された図面を参照して実施形態の以下の詳細な説明を読むことによって、上記の利点、並びに種々の更なる実施形態の他の利点及び利益を理解するであろう。個々に、また様々な組合せで与えられる上述の態様が本開示の範囲内にある。

慣例によれば、以下で説明する図面の種々の特徴は、必ずしも一定の縮尺比で描かれているとは限らない。図面における種々の特徴及び要素の寸法は、本開示の実施形態をより明確に示すために拡大又は縮小されている場合がある。

本開示の一実施形態によるカートン形成装置の側面図である。 本開示の一実施形態のブランク取扱装置の一部を示す、図１の装置の一部の側面図である。 本開示の装置での使用に適するカートンブランクの一実施形態の詳細平面図である。 本開示の一実施形態のブランク取扱装置の一部を示す、図１の装置の一部の概略図である。 カートンブランクに係合するブランク取扱装置の一部の詳細を示す、ブランク取扱装置から取り除かれたカートンブランクの詳細斜視図である。 本開示の一実施形態の物品配置システムの一部を示す、図１の装置の一部の概略図である。 物品配置システムの詳細を示すためにいくつかのボトルが取り除かれた物品配置システムの一部の概略図である。 ブランク取扱装置の一部の概略図である。 カートンブランクが物品のグループの上部に押し付けられたブランク取扱装置の一部及び折曲機構の一部の概略図である。 図６と同様であるが、折曲機構の詳細を示す概略図である。 折曲機構の更なる詳細を示す概略図である。 物品のグループがカートン形成装置中を前進するときの折曲機構の更なる詳細を示す概略図である。 図９と同様の図である。 物品のグループの移動経路の上にある折曲機構の上部の概略図である。 図９と同様の概略図である。 装置から取り除かれ、図９、図１０及び図１２に示すように構成された部分的に形成されたカートンの詳細図である。 物品のグループがカートン形成装置中を前進するときの折曲機構の追加的な特徴を示す概略図である。 図１３に示す折曲機構から取り除かれた部分的に形成されたカートンの詳細図である。 図１３Ａの図から更に形成された、部分的に形成されたカートンの詳細図である。 図１３Ａの図から更に形成された、部分的に形成されたカートンの詳細図である。 図１３Ｃの図から更に形成された、形成されたカートンの詳細図である。 図１３Ｃの図から更に形成された、形成されたカートンの詳細図である。 １つの図示された実施形態の上部にある折曲機構の先行ラグの拡大詳細図である。 １つの図示された実施形態によるブランク取扱装置のプレスアセンブリの拡大詳細図である。 折曲機構の一部の一端を示す部分分解斜視図である。 図１６の折曲機構の一部の第２の端の詳細斜視図である。 本開示の一実施形態の後続ラグを含む、図１６の折曲機構の一部の詳細斜視図である。 図１８と同様の詳細斜視図である。

対応する部分は、図面を通して対応する参照符号によって示されている。

本開示は、包括的には、容器、瓶、缶等のような物品を収容するカートンを形成する装置及び方法に関する。物品は、例えば、食品及び飲料製品を包装するのに用いられ得る。物品は、特定の食料品又は飲料品を包装するのに適した組成の材料から作ることができ、材料には、アルミニウム及び／又は他の金属、ガラス、ＰＥＴ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＶＣ、ＥＶＯＨ、及びナイロン等のプラスチック等、又はそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。

本開示による装置又は方法によって形成されるカートンは、任意の形状の物品を収容することができる。本開示の範囲を限定するためではなく説明のために、以下の詳細な説明では、カートンの実施形態に入れられるような飲料容器（例えば、プラスチック飲料ボトル）について記載する。本明細書において、「下」、「ボトム」、「上」、及び「トップ」という用語は、完全に製函されて直立したカートンに関して定められる向きを示す。

ここで、いくつかの図面を通して同様の番号が同様の部分を示す各図（the drawing figures）をより詳細に参照すると、図１は、カートンブランク５（図２Ａ）からカートン３（図１３Ｅ）を形成する装置１１を示す。カートン及び／又はブランクは、本開示から逸脱することなく、他の形状、配列、構成等を有し得るため、図示の実施形態に示すカートン３及びブランク５は、本開示の装置１１で使用され得る例示的なタイプのカートン又はブランクである。装置１１は、パッケージマシンと称することができ、飲料容器Ｃ（図１３Ｅ）等の物品のグループの回りにカートン３を形成するのに使用される。図示の実施形態では、パッケージマシン１１は、物品又は容器Ｃのグループにブランク５を取り付け、ブランクの部分を物品の周りで折り曲げて容器に取り付けられたカートンを形成する構成（feature）を有する。

一実施形態では、パッケージマシン１１は、マシンの構成要素を取り囲んで支持するように構成されたフレーム１２を有する。マシン１１は、上流端１３及び下流端１４を有し、処理経路Ｐが上流端から下流端に延びている。装置１１は、上流端１３に配置されたブランク取扱装置１６と、物品Ｃを複数の物品のグループに配置し、物品のグループを正確な速度で処理経路Ｐに沿ってマシンの上流端１３からマシンの下流端１４に運搬する物品配置システム２０を有する。ブランク取扱装置１６は、各ブランク５を物品配置システム２０により形成された物品Ｃの各グループに取り付けるように構成され、取り付けられたブランク及び物品のグループは、カートン３を更に形成するようにマシン１１の中を更に運搬される。図示の実施形態では、物品配置システム２０は、容器Ｃを２×２の配列に配置された４つの容器のグループにグループ化するが、物品配置システムは、本開示から逸脱することなく、容器を２×２の配列以外（例えば、２×３、２×４、１×３、１×４、３×３、３×４等）に配置するように構成され得る。装置１１は、物品Ｃのグループに取り付けられたブランク５を折り曲げてカートン３を形成するブランク取扱装置１６から下流に、折曲機構４５を含む。接着剤又は糊が、折曲機構４５又は他の適切な機構による折り曲げの間にブランク５の１つ若しくは複数のフラップ又はパネルに塗布され得る。装置１１内でカートン３が形成された後、カートンは、処理経路Ｐの出口端２６で更なる取り扱いに向けて排出される。

図２Ａは、本開示の装置１１で取り扱われ得る例示的なブランク５を示す。ブランク５は、全ての目的のためにその全体の開示が本明細書に引用される、２０１０年１２月１７日に出願された米国特許出願第１２／９７１２９７号に更に詳細に示されている。

一実施形態では、ブランク５は、縦軸Ｌ１及び横軸Ｌ２を有する。ブランク３は、横折曲線１１４で第１の端パネル１１３に折り曲げ可能につながっている上パネル１１１と、横折曲線１１６で上パネルに折り曲げ可能につながっている第２の端パネル１１５を有する。第１の側パネル１１７は、縦折曲線１１９で上パネル１１１に折り曲げ可能につながっており、第２の側パネル１２１は、縦折曲線１２３で上パネル１０に折り曲げ可能につながっている。一実施形態では、ブランク５は、側パネル１１７、１２１、端パネル１１３、１１５及び上パネル１１１を少なくとも部分的に画定する４つの開口１２５を有する。一実施形態では、本開示の装置１１は、物品Ｃのグループを収容するカートン３の内部を少なくとも部分的に形成するように上パネル１１１に対して端パネル１１３、１１５及び側パネル１１７、１２１を折り曲げるのに使用される。

図示の実施形態では、上パネル１１１は、カートン３に収容される容器のグループの各容器Ｃの各上部を受け止める４つのレセプタクル１２７を有する。一実施形態では、各レセプタクル１２７の構成は、ブランク５の上パネル１１に各開口１５１を形作る４つの保持フラップ１４１、１４３、１４５、１４７を有する。各保持フラップ１４１、１４３、１４５、１４７は、ブランク５又はカートン３から取り除かれないように容器を抑えるように各容器Ｃに係合する自由エッジを有する。保持フラップ１４１、１４３、１４５、１４７は、本開示から逸脱することなく、他の形状、配列又は構成を有し得る。

一実施形態では、ブランク５は、側パネル１１７、１２１の各１つを端パネル１１３、１１５の各１つに連結する４つのガセット１３９を有する。各ガセット１３９は、斜めの折曲線１４４で各端パネル１１３、１１５に折り曲げ可能につながっており、斜めの切断線１４６で更に画定される第１のガセットパネル１４２を有する。各ガセット１３９は、縦折曲線１５４で第１のガセットパネル１４２に折り曲げ可能につながっている第２のガセットパネル１５２を有する。第２のガセットパネル１５２は、各開口１２５のエッジから延びる切断線１５６により少なくとも部分的に画定される。第２のガセットパネル１５２は、切断線１５６の端部に隣接するブランク５の部分により各側パネル１１７、１２１に折り曲げ可能につながっている。切断線１５６は、各側パネル１１７、１２１の各端部に接着部を少なくとも部分的に画定する。

一実施形態では、ブランク５は、端パネル１１３、１１５の自由エッジに対応するブランクの縦方向端部に最外エッジ１９１、１９３を有し、最外エッジ１９１、１９３は、ブランクの横に延びる中央線ＣＬから、ブランクの縦方向端部における側パネル１１７、１２１のエッジ１９５、１９７よりもより長い距離だけ離間している。一実施形態では、端パネル１１３、１１５の最外エッジ１９１、１９３は、側パネル１７、２１のエッジ１９５、１９７から距離Ｄ１だけ離間している。一例示的実施形態では、距離Ｄ１は、少なくとも約５／８インチ（約１６ｍｍ）であるが、本開示から逸脱することなく、距離Ｄ１は増減し得る。図３、図３Ａ及び図５に示され、また、以下に詳細に説明するように、ブランク取扱装置１６は、端パネル１３、１５に係合してブランクをパッケージマシン１１内の下流方向に移動させるスペーサピン３１を有し得る。エッジ１９５、１９７からエッジ１９１、１９３の間隔は、パッケージマシン１１内でブランクを運搬するために、ブランク５とピン３１との係合を容易化させる。

図示の実施形態では、ブランク取扱装置１６は、カートンブランクのスタック２７を収容するカートンマガジン１７（図２）からカートンブランク５を抜き取るように構成された抜取アセンブリ１８を有する。抜取アセンブリ１８は、カートンブランク５を、一度に１つ、マガジン１７のスタック２７から抜取アセンブリの下で抜取アセンブリの下流に位置するカートンシュート１９（図３）へ移送する。図１に示すように、カートンシュート１９は、物品運搬アセンブリ２０に沿って移動するボトルのグループＣの移動経路Ｐに向かって下方向に傾斜する。カートンシュート１９は、ブランク５を、下方向に傾斜し、物品Ｃの各グループにブランク５を取り付ける構成を有するプレスアセンブリ２１に移送する。

図２に示すように、抜取アセンブリ１８は、カートンマガジン２７と、ブランクのスタック２７から１つのカートンブランク５を抜き取って、カートンブランクをカートンシュート１９に配置するように、矢印２８で示すようにブランクを回転させて下方に移動させる関節アーム３０に取り付けられた真空キャップ２９を有する。図３は、抜取アセンブリ１８によりカートンブランク５が配置されたカートンシュート１９を示す。カートンシュート１９は、側壁２５と、チェーンの動きにより矢印３２で示す下流方向に移動されるスペーサピン３１が取り付けられた一対の無端チェーン２７を有する。図３では、側壁２５のうちの１つのみ及び無端チェーン２７が見える。スペーサピン３１は、カートンブランク５の端パネル１１３、１１５に係合し、これにより、（ピンの間隔により決まる）所定の間隔を空けた関係で、カートンシュート１９に沿ってカートンシュート１９の下方にブランクを移動させる。図３では、カートンブランク５は、間隔を空けた一列縦隊の配置で示されているが、これは必ずしも当てはまらない場合がある。スペーサピン３１は、必要に応じて、変化するサイズ又は代替的な構成のブランクに適合（accommodate）するように、他の様に配置されることができ、その場合、隣接するブランクが十分に重なり得る。スペーサピン３１及びチェーン２７の配置は、多種の構成のより大きい並びにより小さい物品及び物品のグループが、同一の装置又は軽微な改変及び／又はブランク取扱装置への調整をもって取り扱われ得るように、ブランク取扱装置１６の汎用性を提供する。図３Ａは、ブランク取扱装置１６から取り除かれたブランク５の詳細図を示すが、カートンシュート１９のスペーサピン３１の端パネル１１３、１１５との係合を示す。エッジ１９１、１９３がエッジ１９５、１９７から距離Ｄ１だけ間隔を空けたブランク５の端パネル１１３、１１５の配置は、ブランクのピン３１との係合を容易化する。スペーサピン３１は、矢印３５で示される移動方向にブランクを移動させるようにブランク５と係合する。

図４は、マシン１１の下流方向に処理経路Ｐに沿って飲料ボトルを運搬する物品配置システム２０の第１の部分４３を示す。物品運搬アセンブリ２０は、その上で飲料ボトルＣが支持される無端運搬ベルト（不図示）と、ベルト上でボトルを抑制して整列させる直立ガイドプレート３７とを有する。運搬ベルトは、ボトルＣが処理経路Ｐの各側のスターホイールアセンブリ３４に到達する（encounter）まで下流にボトルＣを移動させる。図４に示すように、スターホイールアセンブリ３４は、適切な駆動機構（不図示）により反対方向に回転する（近位のホイールは、方向３６に回転し、遠位のホイールは方向４０に回転する）。スターホイールアセンブリ３４の上部４２は、容器を捕獲して容器の運搬速度を測定するのに容器Ｃの形状に合致するように成形された物品受止め面４４を有する。容器Ｃは、物品配置システム２０の第１の部分４３から下流に運搬され、そこで、把持アセンブリ５０（図４Ａ）により以下により詳細に説明するようにグループ化される。スターホイールアセンブリ３４が口板を通してボトルを把持アセンブリ５０へ押すように、口板（不図示）がスターホイールと把持アセンブリ５０との間に配置される。

図４Ａは、物品配置システム２０の把持アセンブリ５０を示し、無端ベルト６７を有するものとして把持アセンブリ５０を示しており、ボトルＣは、無端ベルト６７の上に載置されて運ばれる。ベルト６７は、下の無端ベルトと同期して移動する移動把持ベルト６８の側面に配置される。把持ベルト６８は、飲料ボトルＣに軽く接触し、隣接するボトルのグループに対して正確に飲料ボトルＣを配置するサイズの物品受止め凹部６９が形成されている。スターホイールアセンブリ３４は、間隔を空けて分離されたボトルのグループが把持アセンブリにより捕獲されて処理経路Ｐに沿って移動するように、ボトルＣを計って把持アセンブリ５０へ移動する。スターホイールアセンブリ３４は、２×２、２×４；２×６又は必要に応じて他の任意数のボトルのグループを生成するように制御され得る。把持アセンブリ５０は、ボトルＣの各グループが、上のカートンシュートを下に移動する対応するカートンブランク５と正確に垂直に整列し且つ正確に同期して移動するように、上のカートンシュート１９のチェーン又はベルト２７と同期する。一実施形態では、把持ベルト６８及び底ベルト６７は、把持アセンブリ５０から送出された容器のグループの移動速度が、物品配置システム２０の第１の部分４３から送出された容器のグループの移動速度よりも大きくなるように、容器Ｃの移動を加速するように構成される。上記のように、カートンシュート１９は移動経路Ｐに沿って下向きに傾斜しているため、カートンブランク５は、下の整列されたボトルのグループに漸進的に接近する。物品配置システム２０は、本開示から逸脱することなく、他の形状、配列及び／又は構成を有し得る。

図５は、カートンシュート１９の一部を示し、カートンブランク５が無端チェーン２７に取り付けられたスペーサピン３１によりカートンシュートを下に移動する。カートンブランク５は、シュート１９を下に移動するにつれ、シュートから送出され、カートンシュートに隣接するプレスアセンブリ２１に受け止められる。カートンプレスアセンブリ２１は、下の隣接するカートンブランクと同期して移動する下部フライトを有する離間した無端ベルト３８の配列を有する。さらに、無端プレスベルト３８は、プレスアセンブリ２１の下で各カートンブランク５と同期して運搬される物品のグループの飲料ボトルＣの各列をひろげるように、離間している。このように、カートンブランク５は対応する下の飲料ボトルＣのグループと同期して運搬され、ボトルのグループに近づくと、プレスアセンブリ２１の無端プレスベルト３８により押さえ付けられる。プレスアセンブリ２１は、各カートンブランク５を容器Ｃの上部に押し付け、各ブランクのレセプタクル１２７を容器のグループの容器の上部に係合させる。図６に示すように、各レセプタクルのフラップ１４１、１４３、１４５、１４７がブランク５の上パネル１１１を通して挿入された容器のリムＲに係合するように、レセプタクル１２７を通して容器の上部を延出させるように、プレスアセンブリ２１は、容器Ｃの上部の下に排出する。カートンブランク５は、このように、容器ＣのリムＲに係合するフラップ１４１、１４３、１４５、１４７の機械的係止動作によりボトルＣのグループの上部に固定される。この時点で物品Ｃのグループに取り付けられたカートンブランク５がプレスアセンブリ２１を通過して移動すると、取り付けられたカートンブランクは、ブランクのパネル及びフラップを更に折り曲げる折曲機構４５に到達する。

図７及び図８は、上部ラグアセンブリ４６を有する折曲機構４５の上流端を示す。ラグアセンブリ４６は、一対の無端チェーン５８（図８）を担持する支持フレーム５０を有する。先行ラグ４７の配列が、無端チェーン５８の１つに間隔を空けて固定され、後続ラグ６１の配列が、無端チェーン５８の他の１つに間隔を開けて固定されている。先行ラグ４７及び後続ラグ６１は、取り付けられたブランク及び物品のグループが処理経路Ｐに沿って移動するに従い、物品Ｃの各グループ及び取り付けられたカートンブランク５の前後で順次移動する。先行ラグ４７は、各先行ラグが取り付けられたブランク５の各側パネル１１７を下に折り曲げるように、取り付けられたブランク５の先行端部（例えば、側パネル１１７）を折り曲げるものである。後続ラグ６１は、各後続ラグが取り付けられたブランクの各側パネル１２１を下に折り曲げるように、取り付けられたブランク５の後続端部（例えば、側パネル１２１）を折り曲げるものである。以下により詳細に説明するように、先行ラグ４７及び後続ラグ６１は、先行ラグ４７及び後続ラグ６１が効率的及び効果的な態様でブランク５の各部を折り曲げるようにチェーンの動きの方向に対して回転又は旋回できるように、それらのそれぞれのチェーン５８に旋回的に取り付けられている。

このラグ４７、６１の回転的又は旋回的移動を容易化及び制御するように、ラグは、カムプレート４９に形成されて十分に配慮して（strategically）構成された外側カムトラック５６及び内側カムトラック５７（図８）に乗り入れる（ride in）外側カムフォロア（外側フォロア５１は図７及び１４で見える）及び内側カムフォロア（内側カムフォロア８２は図７及び１４で見える）を有する。このようにして、ラグ４７、６１は、グループの前後で各端部スプロケット上のチェーン５８の動きに対応して円弧状に回転するのではなく、ボトルＣのグループの前後で殆ど直接下向きに移動するように旋回され得る。ラグ４７、６１の下向きの移動は、ボトルのグループＣのより小さい間隔、したがって、装置１１のより高い処理量を可能する。このプロセスは図７に示されており、先行ラグ４７が、そのスプロケットの回りのその無端チェーン５８の動きの方向に実質的に平行に向くまで、各外側カムトラック５６及び内側カムトラック５７を移動するそのカムフォロア５１、８２によって下向きに旋回されているのが見える。このように、スプロケットの回りの大きい円弧で回るのではなく、先行ラグ４７が移動するボトルＣのグループに取り付けられたカートンブランク５の先行フラップ１１７に係合するまで、先行ラグ４７は、矢印５２で示すように実質的に真っ直ぐ下に移動する。先行ラグ４７は、このように、ボトルＣのグループの前で先行フラップ１１７を下向きに押し付け又は折り曲げる。先行ラグ４７がそのスプロケットを回るときに、隣接するカムトラック５６、５７と再度協働するカムフォロア５１、８２は、ラグをボトルのグループの前面と係合した状態に保ち、ボトルＣに対して先行フラップ１１７を適所に固定するようにラグを漸進的に回転又は旋回させる。

図８は、ラグアセンブリ４６の端部の周りで回転し、先行フラップ１１７に係合する先行ラグ４７の上記特徴を更に示す。先行ラグ４７は、矢印６０で示す方向に駆動される一対の無端チェーン５８の１つに旋回可能に取り付けられる。延長プレート５９は、先行ラグ４７から突起し、外側カムフォロア５１及び内側カムフォロア８２を担持する。外側カムフォロア５１は、外側カムトラック５６に乗り入れ、内側カムフォロア８２は、内側カムトラック５７に乗り入れる。２つのカムトラック５６、５７及び２つのカムフォロア５１、８２は、先行ラグ４７を、その無端チェーン５８の方向に対して極端な角度で回転させるのに使用される。この回転の最初の部分は、外側トラック５６に乗り入れる外側カムフォロア５１により制御される。回転角度が外側カムフォロア５１の構成により制御できる限界（例えば、チェーン５８の方向に対して急過ぎる角度）に近づくと、内側カムトラック５７に乗り入れる内側カムフォロア８２が、先行ラグが先行フラップ１１７に向けて矢印５２の方向に下に駆動されるように、必要な角度の残りの分だけ先行ラグ４７を更に回転させる。外側カムフォロア５１及び外側カムトラック５６が先行ラグ４７の回転を制御している場所では、内側カムトラック５７は、内側カムフォロア８２が機能しないように広げられている。同様に、内側カムフォロア８２及び内側カムトラック５７が先行ラグ４７の回転を制御している場所では、外側カムトラック５６は、外側カムフォロア５１が機能しないように広げられている。このようにして、先行ラグ４７の断続的な移動を生じさせ得る拘束又は干渉を避けるように、カムフォロア５１、８２及びカムトラック５６、５７の一方だけが任意の時点で機能している。図示の構成では、先行ラグ４７は、チェーンがそのスプロケットを回るにつれて、先行ラグ４７が、チェーン５８の動きの方向に実質的に沿う方向に向くまで回転される。このように、先行ラグ４７は、先行ラグがその無端チェーンに対して直角に向けて保持された場合に行うような大きな円弧を通る揺動ではなく、矢印５２で示すような下向き方向に移動する。先行ラグ４７は、このように、カートンブランク５の先行フラップ１１７を物品のグループの先行面に対して下に折り曲げるように、接近してくる物品Ｃのグループの前で適切な向きで下に滑動する。先行ラグ４７のこのような下向き移動は、先行ラグをチェーン５８に対して回転させるカムフォロア５１、８２及びカムトラック５６、５７の構成により生じる。

先行ラグ４７が物品Ｃのグループの前で回転すると、カートンブランク５の後続フラップ（例えば、側パネル１２１）を物品Ｃのグループの後端に対して下に折り曲げるように、後続ラグ６１が、（カムトラック５６、５７及び内側カムフォロア及び外側カムフォロアによってガイドされて）物品のグループの後ろで同様にして下向きに回転する。図９及び図１０は、後続フラップ１２１を下に折り曲げた後の位置にあり、グループに対して後続フラップを保持する物品のグループの後ろに配置された後続ラグ６１を示す。先行フラップ１１７もまた、上記のように、先行ラグ４７により物品のグループの先行端に対して保持された状態で示されている。ラグ４７及び６１並びに物品のグループは、一緒に処理経路Ｐに沿って移動する。重要なことに、先行ラグ及び後続ラグを移動させ、カムフォロアと相互作用するカムトラック又はカム表面を用いて物品のグループ及びカートンのフラップとしっかり係合するように、先行ラグ及び後続ラグのカムフォロアが処理のこの段階で使用され得ることがわかっている。図９で僅かに見え、図１８でより明らかであるが、後続ラグ６１は、後続ラグがボトルと係合するときにボトルのグループを僅かに囲む、前に湾曲した端部９７を形成された面９６を有する。これにより、図示のように、カートンの後続ガセット１３９がグループの側部をラッピングし始める。静止レール６６は、以下に述べるように、先行ガセット及び後続ガセット１３９がボトルＣのグループの側部に対して内側に完全に折り曲げられることを可能にするように、カートンブランク５の各端フラップ１１３、１１５と係合してこれを持ち上げて上に保持するように配置される。端フラップ１１３と係合する静止レール６６が１つだけ示されるが、端フラップ１１５を同態様で配置するように、取り付けられたカートンブランク５の反対側に第２の静止レールが設けられ得ることが理解される。図１０に示すように、次の引き続く先行ラグ４７は、次の取り付けられたブランク５の先行フラップ１１７及びボトルのグループと接触してプロセスを反復するように、上記のように下方に移動している。このようにして、ボトルＣのグループは、処理経路Ｐに沿って移動するに従って連続的に順次パッケージされる。

他のカートンブランクの構成及び／又は他のボトルのグループの形成に適合するように、折曲機構４５の上部ラグアセンブリ４６全体は、上昇及び下降させることができ、無端チェーン５８は、互いに対して別々に、及び、一緒に、及び、同調して移動させることができる。このようにして、同じパッケージマシン１１が、種々の構成のボトルのグループにカートンを適用するように変形される。上部ラグアセンブリの適切な調整、及び、多分、ラグをパッケージされるボトルのグループの特定のサイズ及び構成に対してサイズ調整されたラグに置換することにより、例えば、異なるサイズのボトルのグループと同様、２×４のボトルのグループ及び２×６のボトルのグループにも対応し得る。図１２は、上記の先行ラグ４７及び後続ラグ６１で物品Ｃのグループに対して保持されるカートンブランク５の先行フラップ１１７及び後続フラップ１２１を示す別の図である。図１２Ａは、先行側パネル１１７及び後続側パネル１２１が、下に折り曲げられて、先行ラグ４７及び後続ラグ６１により図１２の位置に保持された、図１２の装置から取り除かれた取り付けられたカートンブランク５及びボトルＣを示す。取り付けられたカートンブランク５の端パネル１１３、１１５は、図１２の折曲機構４５において静止レール６６に係合する直前に配置されているものとして示されている。

上記のようにラグ４７、６１の間に捕獲された後、取り付けられたカートンブランク５及びボトルＣのグループは、取り付けられたカートンブランク５の先行ガセット及び後続ガセット１３９をボトルＣのグループの側部に対して内側に折り曲げ又は押し込む図１３に示すタッキングホイール７１に向けて下流側に移動する。より詳細には、タッキングホイール７１は、ベルト７３及びスリーブ７２により図１３において矢印７４で示す方向に回転される略円形の比較的薄いプレートである。タッキングホイール７１は、その外周面が、隣接する処理経路Ｐに沿って移動する取り付けられたカートンブランク５を伴う物品Ｂのグループの速度よりも早く動くような速度で回転する。タッキングホイール７１は、その外周周りの所定位置にギャップ７０が形成され、ガセットをボトルのグループの側部に対して内側に折り曲げるように、取り付けられたブランク及び物品がタッキングホイールに隣接して移動するときに、ギャップ７０が物品Ｃのグループに取り付けられたカートンブランク５の後続ガセット１３９に係合するように、タッキングホイールの回転のタイミングが調整されている。取り付けられたブランク５を伴うボトルのグループがタッキングホイール７１に到達すると、先行ガセット１３９は、ホイールのエッジに当接（encounter）する。ホイールは、回転はするが、前進する取り付けられたブランク５がタッキングホイールと接触したときに、先行ガセットをグループの側部に対して折り返す静止プラウ又はストッパーとして作用する。後続ガセット１３９がタッキングホイール７１に到達するときに、ガセットがギャップに入るように、ギャップ７０が後続ガセット１３９と整列する。図示の方向７４へのタッキングホイール７１の更なる回転が、後続ガセット１３９をボトルのグループの側部に対して下流方向に内側に付勢する。これにより、端フラップが下に折り曲げられて折り曲げられたガセットに糊付けされたときに、フラップがガセットと正確に整列するように、端フラップ１１３、１１５及び側フラップ１１７、１２１に対する改善されたガセット１３９の位置決め及び配置がもたらされる。これは、これらの配置が摩擦で斜めになり、形成されたカートン３の端フラップ１１３、１１５、側フラップ１１７、１２１、側フラップ及びガセットの満足度の小さい整列を生じ得る静止レール又はプラウを用いたガセット１３９の単純な折り曲げと対照をなす。取り付けられたブランク５の反対側のガセット１３９を同態様で折り曲げるように、タッキングホイール７１と同様のタッキングホイール（不図示）が処理経路Ｐの反対側に設けられる。図１３Ａ〜図１３Ｅは、折曲装置４５から取り除かれて、ガセット１３９をタッキングホイール７１で内側に折り曲げ、端パネル１１３、１１５を下に折り曲げることによりカートン３に形成される取り付けられたブランク５を示す。

ガセット１３９が内側に折り曲げられた後、接着剤が塗布され、物品Ｃのグループの上部のカートン５のラッピングを完了するために、折り曲げられたガセット１３９と係合するように端パネル１１３、１１５が静止レール又はプラウ（不図示）により下及び内側に付勢される。ラッピングされた物品Ｃのグループは、その後、上部ラグアセンブリ４６を越えて、そして、接着剤が硬化するまで側フラップをガセットに対して保持する移動圧縮ベルト２４（図１）の間で移動する。パッケージされたボトルＣのグループは、その後、パッケージマシン１１を越えて更なる取り扱いに向けて下流位置に移動する。

図１４は、先行ラグ４７上のカムフォロアの配置を示すように後側から見た本開示に従う先行ラグ４７の１つの可能な実施形態を示す。先行ラグ４７は、先行ラグと連携する無端チェーン５８に固定され得るチェーン取付部７６を含む。ラグのアーム７７は、チェーン取付部及びチェーンに対して回転できるように、旋回ピン７９によってチェーン取付部に旋回可能に取り付けられている。アーム７７は、実質的に平坦な面を有するパドル状ヘッド７８で終端する。延長プレート８１は、ラグ４７の基部から突起し、上記のようにラグを回転させるように各内側及び外側カムトラック５７、５６に乗り入れる内側カムフォロア８２及び外側カムフォロア５１を担持する。ラグ４７は、プラスチック、ナイロン、アルミニウム等の任意の適切な材料から作ることができ、異なるサイズ及び構成のラグがパッケージされる物品の形状、構成及びサイズに従って代替できることが理解される。

図１５は、記述したようにボトルグループＣの上部にカートンブランク５を押し付けるプレスアセンブリ２１の一実施形態を示す。プレスアセンブリ２１は、無端ベルト３８を処理経路Ｐに向けて下流方向及び下方に動かす一組の綱車８７を駆動する駆動シャフト８６を含む。無端ベルト３８は、ボトルＣのグループにカートンブランク５を押し付ける適切な位置に保持するベルトガイド８８に掛けられ(ride on)ている。ベルト３８は、各ボトルのグループの各列のボトルＣの上部の間又はグループの側部のボトルの外側で移動するように間隔が空けられており、これにより、上記のようにカートンブランクを当該上部に押し付けるようにベルト３８が当該上部の下に動き得る。プレスアセンブリ２１は、本開示から逸脱することなく、他の形状、配列及び／又は構成を有し得る。

図１６は、上部ラグアセンブリ４６の上流端を示し、内側カムトラック５７及び外側カムトラック５６を有するカムプレート４９を示す。上記のように、外側カムトラック５６は、内側カムトラック５７及び内側カムフォロア８２が引き継ぐまで、先行ラグ４７の回転の一部の間、外部カムフォロア５１に作用する。図１６において、先行ラグ４７のそのチェーン５８に対する回転の間のどの時点でも１つのカムフォロア５１、８２だけが機能するように、内部カムトラック５７が回転を制御している場所では、外側カムトラック５６が広げられていることが判る。

図１７は、別のサイクルに向けて上流端に戻されるアセンブリの戻りフライト上に回転して戻って上がってくる一対のラグ４７、６１を示す上部ラグアセンブリ４６の下流端を示す。先行ラグ４７は、カムトラック９３により直立の姿勢で保持される。後続ラグ６１は、上記のような後続ガセット１３９の折り曲げを開始するために、前に湾曲した端部を有する面を有するのが見える。

図１８は、本開示の一実施形態による後続ラグ６１の一実施形態の詳細図である。後続ラグ６１は、ラグをその無端チェーン５８に取り付けるために、チェーン取付部９９が取り付けられたアーム９８を有する。ラグ６１は、ラグ６１が無端チェーン５８の動きの方向に対して回転又は旋回できるように、旋回ピン１０１でチェーン取付部９９に旋回可能に接続されている。アーム９８上のカムフォロア（図１８では見えない）は、ラグが取り付けられるチェーンに対してラグの向きを制御するようにカムトラック１０４内に突起している。後続ラグ６１には、前述のような後続ガセットの折り曲げを開始するために、前に湾曲した端部９７を有する面９６を有するヘッドが形成されている。後続ラグ６１は、プラスチック、ナイロン、金属等の任意の適切な材料で作ることができ、パッケージされるボトルのグループの構成及びサイズに応じて異なる構成のラグが代替し得る。図１９は、ラグ面の前に湾曲した端部９７を示す異なる視点からの後続ラグ６１の図である。代替的に、後続ラグ６１は、先行ラグ４７について上記したカムフォロアと同様又は同一の内側カムフォロア８２及び外側カムフォロア５１を有し得る。

本開示によるブランクは、例えば、コート紙の厚紙及び同様の材料から形成することができる。例えば、ブランクの内面及び／又は外面をクレーコートでコーティングすることができる。次に、クレーコート上に製品、広告、価格コード、及び他の情報又は画像を印刷してもよい。次に、ブランクに印刷されているあらゆる情報を保護するように、ブランクをワニスでコーティングすることができる。ブランクの片面又は両面を、例えば防湿層でコーティングすることもできる。上述の実施形態に応じて、ブランクは、通常の紙よりも重く硬質であるような厚さの厚紙で作成してもよい。ブランクは、ボール紙、硬化紙等の他の材料、又はカートンが少なくとも概して本明細書で上述したように機能できるように適した特性を有する任意の他の材料で作成することもできる。ブランクは、選択されたパネル又はパネルセクションに１つ又は複数のシート状材料を積層又はコーティングすることもできる。

本開示の上述の実施形態によれば、折曲線は、それに沿った折り曲げを容易にする、必ずしも直線状ではないが実質的に線状の任意の弱化形態とすることができる。本開示の範囲を狭めるためではないが、より詳細には、折曲線は、所望の弱化線に沿って材料に圧潰部分を作る鈍いスコアリングナイフ等で形成される線等のスコア線、所望の弱化線に沿って材料に部分的に入れ込んだ切れ目、及び／又は所望の弱化線に沿って材料を部分的に貫通する一連の切れ目及び／又は材料を完全に貫通する一連の切れ目、並びにこれらの構成の種々の組み合わせを含む。

一例として、引き裂き線は、所望の弱化線に沿って材料に部分的に入れ込んだスリット、及び／又は所望の弱化線に沿って材料に部分的に入れ込むか、及び／又は完全に貫通する一連の離間したスリット、又はこれらの構成の種々の組み合わせを含むことができる。より具体的な例としては、１つのタイプの引き裂き線は、材料を完全に貫通する一連の離間したスリットの形態であり、隣接するスリットは、引き裂き線を挟んで材料を通常は一時的に連結するために、ニック（例えば、ブリッジにやや似た材料の小片）が隣接するスリットの間に画成されるように僅かに離間する。ニックは、引き裂き時に引き裂き線に沿って破断される。ニックは通常、引き裂き線において比較的僅かな割合を占めるものであり、代替的に、引き裂き線が連続した切れ目線であるように、ニックを引き裂き線から省くことができるか、又は引き裂き線上で破っておくことができる。すなわち、引き裂き線のそれぞれを連続したスリット等で置き換えることは、本開示の範囲内にある。例えば、本開示から逸脱することなく、切れ目線は、連続したスリットとすることができるか、又はスリットよりも幅広とすることができるであろう。

上記実施形態は、カートンの実施形態を組み立てる間に糊によって互いに接着される１つ又は複数のパネルを有するものとして説明されることができる。「糊」という用語は、カートンパネルを適所に固定するのに一般的に用いられる全ての態様の接着剤を包含することが意図される。

本開示の前述の説明は、種々の実施形態を例示及び説明する。本開示の範囲から逸脱することなく、種々の変更を上記構成内でなし得るので、上記説明に含まれるか又は添付図面に示されている全ての事項が、限定的な意味ではなく例示として解釈されることが意図される。さらに、本開示の範囲は、特許請求の範囲の範囲内にある上述の実施形態の種々の変更形態、組み合わせ、変形形態等をカバーする。加えて、本開示は、本開示の選択された実施形態のみを図示及び説明しているが、本開示は、種々の他の組み合わせ、変更形態、及び環境で用いることが可能であり、本明細書で述べられているような発明概念の範囲内の変形若しくは変更、上記教示と同等の変形若しくは変更、及び／又は関連技術分野の技術若しくは知識内にある変形若しくは変更を行うことが可能である。さらに、各実施形態の或る特定の構成及び特徴を、選択的に入れ替えて、本開示の他の説明された実施形態及び説明されていない実施形態に適用することができる。

Claims (23)

1. 物品のグループを収容するカートンを形成する装置であって、
   物品を複数の物品のグループに配置し、処理経路に沿って前記物品のグループを移動させる物品配置システムと、
   複数のカートンブランクを前記複数の物品のグループに向けて運搬するブランク取扱装置であって、それぞれ先行端部を有する前記各カートンブランクが前記物品の上部に係合するように、前記複数のカートンブランクの各カートンブランクを、前記複数の物品のグループの各物品のグループの物品の前記上部に押し付けるプレスアセンブリを含む、ブランク取扱装置と、
   各カートンブランクの端部の一部を前記各物品のグループの周りで下に折り曲げる、前記ブランク取扱装置の下流の折曲機構であって、前記カートンブランクの前記先行端部を前記各物品のグループに対して折り曲げる少なくとも１つの先行ラグと、前記カートンブランクの後続端部を前記各物品のグループに対して折り曲げる少なくとも１つの後続ラグと、少なくとも１つのスプロケットに作動的に接続される一対のチェーンを備えるラグ駆動機構と、外側カムトラック及び内側カムトラックとを有する、前記折曲機構とを備え、
   前記少なくとも１つの先行ラグは、前記一対のチェーンの一方に旋回可能に接続されると共に、外側カムフォロアと、内側カムフォロアと、前記先行端部と接触するヘッドを有するアームとを備え、
   前記少なくとも１つの先行ラグが前記チェーンによって前記スプロケットの回りを移動するときに、前記外側カムトラック内の前記外側カムフォロアの移動及び前記内側カムトラック内の前記内側カムフォロアの移動は、前記少なくとも１つの先行ラグが前記ラグ駆動機構によって前記カートンブランクと接触するように配置されるときに前記ヘッドが下方向に移動するように、前記アームが前記スプロケットの回りの前記チェーンの動きの方向に実質的に平行に向くまで前記アームを連続して旋回させる、装置。
2. 前記少なくとも１つの後続ラグが、前記カートンブランクと係合して前記物品の周りでの前記カートンブランクの形成を容易化する湾曲した表面を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つの先行ラグが、前記カートンブランクと係合する平坦な表面を有する、請求項２に記載の装置。
4. プレスアセンブリが、前記ブランクの取付構成を作動させることで各カートンブランクを各物品のグループに取り付けるように構成されている、請求項１の装置。
5. 前記プレスアセンブリが、複数の離間したベルトを有し、前記ベルトが、各物品のグループと同期して各ブランクを移動させる、請求項４に記載の装置。
6. 前記ブランク取扱装置が、前記プレスアセンブリの上流にカートンシュートを有し、前記離間したベルトが、前記物品のグループの上に位置し、前記ブランクを前記カートンシュートから物品のグループに移送する、請求項５に記載の装置。
7. 前記複数の離間したベルトが、前記カートンシュートから各物品のグループに向けて下向きに傾斜している、請求項６に記載の装置。
8. 前記ブランク取扱装置が、前記プレスアセンブリの上流にカートンシュートを有し、前記カートンシュートが、作動的に接続された少なくとも１つのスペーサピンを有する前記駆動機構を有し、前記少なくとも１つのスペーサピンが、前記複数のカートンブランクの各カートンの横に延びる端部と係合するように配置されており、前記装置において前記各カートンブランクを移動させる、請求項１に記載の装置。
9. 前記ブランク取扱装置が、前記カートンシュートの上流の抜取アセンブリを有し、前記抜取アセンブリは、カートンブランクのスタックから各カートンブランクを抜き取って、前記駆動機構により前記各ブランクを次々に運搬するように、前記カートンシュートに各カートンブランクをそれぞれ移送する、請求項８に記載の装置。
10. 前記物品配置システムが、離間した把持ベルトを有する把持アセンブリを有し、前記把持ベルトが、前記物品の形状に合致するように形付けられている、請求項１に記載の装置。
11. 前記把持ベルトが物品のグループの各物品を受け止める物品受止め凹部を有する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記把持アセンブリが、前記物品の底部を支持する底ベルトを有し、前記把持ベルトが、前記物品の側部を支持する、請求項１０に記載の装置。
13. 前記把持ベルト及び前記底ベルトが、前記ブランク取扱装置内を移動する各カートンブランクと同期して前記物品のグループが前記処理経路に沿って移動するように、前記物品の移動を加速するよう構成されている、請求項１２に記載の装置。
14. 物品のグループを収容するカートンの形成方法であって、
    複数の物品を複数の物品のグループに配置し、前記物品のグループを処理経路に沿って移動させることと、
    複数のカートンブランクを前記複数の物品のグループに向けて移動させ、前記複数のカートンブランクの各カートンブランクを前記複数の物品のグループの各物品のグループの物品の上部に押し付けて、それぞれ先行端部を有する前記各カートンブランクを前記物品の前記上部に係合させることと、
    前記各物品のグループの周りで各カートンブランクを折り曲げることであって、前記カートンブランクの前記先行端部を前記各物品のグループに対して下向きに折り曲げ、前記カートンブランクの後続端部を前記各物品のグループに対して下向きに折り曲げることとを有し、
    前記先行端部を折り曲げることは、折曲機構の先行ラグを旋回させることを含み、前記折曲機構は、少なくとも１つのスプロケットに作動的に接続される一対のチェーンを備えるラグ駆動機構と、外側カムトラック及び内側カムトラックとを備え、前記先行ラグは、外側カムフォロアと、内側カムフォロアと、前記先行端部と接触するヘッドを有するアームとを備え、前記先行ラグは、前記一対のチェーンの一方に旋回可能に接続されると共に、前記チェーンによって前記少なくとも１つのスプロケットの回りを移動し、
    前記先行ラグが前記スプロケットの回りを移動するときに、前記外側カムトラック内の前記外側カムフォロアの移動及び前記内側カムトラック内の前記内側カムフォロアの移動は、前記先行ラグが前記ラグ駆動機構によって前記カートンブランクと接触するように配置されるときに前記ヘッドが下方向に移動するように、前記アームが前記スプロケットの回りの前記チェーンの動きの方向に実質的に平行に向くまで前記アームを連続して旋回させる、方法。
15. 前記物品のグループを少なくとも部分的に囲むカートンを形成するように、前記カートンブランクの横端部を前記各物品のグループに対して折り曲げることにより、前記カートンブランクの前記各横端部を折り曲げることを更に有し、前記横端部は、前記カートンブランクの前記各先行端部及び前記各後続端部に隣接して、前記各先行端部及び前記各後続端部の間に延びる、請求項１４に記載の方法。
16. 前記先行端部を前記横端部に接着すること及び前記後続端部を前記横端部に接着することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記カートンブランクを押し付けることは、前記カートンブランクを前記物品のグループに取り付ける前記カートンブランクの取付構成を作動させることを有する、請求項１４に記載の方法。
18. 前記複数のカートンブランクを移動させることは、第１の位置から第２の位置に前記カートンブランクを移動させることを有し、前記第２の位置が前記第１の位置よりも低い、請求項１４に記載の方法。
19. 前記複数のカートンブランクを移動させることは、第１の位置から第２の位置に傾斜した移動経路に沿って前記複数のカートンブランクを移動させることを有し、前記第２の位置で、前記各カートンブランクが各物品のグループに取り付けられる、請求項１８に記載の方法。
20. 前記複数のカートンブランクを移動させることは、各カートンブランクの横に延びる端部をスペーサピンに係合させることを有する、請求項１９に記載の方法。
21. 前記複数の物品を複数の物品のグループに配置することは、前記物品のグループが各カートンブランクと同期して前記処理経路に沿って移動するように、前記物品の移動を加速することを有する、請求項１４に記載の方法。
22. 前記折曲機構が、少なくとも１つの後続ラグを備え、前記カートンブランクの前記後続端部を折り曲げることは、前記後続ラグを下向きに移動させて前記カートンブランクの前記後続端部と接触させ、前記後続端部を前記物品のグループに対して押し付けることを有する、請求項１４に記載の方法。
23. 前記先行端部を折り曲げること及び前記後続端部を折り曲げることは、前記先行ラグ及び前記後続ラグを各物品のグループと順次移動させることを有する、請求項２２に記載の方法。

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