JP6742242B2 - 平板物体を搬送するための方法及び装置 - Google Patents

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Description

本発明は、平板物体の搬送と、その所与の方向の連続搬送中における平板物体の旋回とを可能にする方法及び装置に関する。
包装業界では、従来、一般にフォルダーグルアとして知られている機械を用いてブランクを折り曲げて接着することにより、段ボール紙などの箱の製造がラインで行われている。通常、このような加工機械は、箱の生産に必要な複数の基本動作を行う役割を担う機能的装置を含む一連のモジュールの形をとる。各モジュールは、独自のブランク搬送システム、すなわちローラ又はベルトコンベアを有するが、このアセンブリは、フォルダーグルアの全長を通じて搬送全体が連続的に行われるように構成される。
複雑な箱の生産には、ブランクの四辺を折り曲げて接着する作業が必要である。フォルダーグルアに1回通しただけでこれらの作業を行うには、箱の製造工程中にブランクの向きを変えることが不可欠であると分かっている。このため、搬送中に通過する全てのブランクを水平に旋回させることができる、フォルダーグルア内に一体化するように意図された旋回装置が開発された。
最新の技術
先行技術によって知られている旋回装置の中では、ブランクの搬送方向と平行に横並びに配置された2つのコンベアを使用する旋回装置が有名である。これらのコンベアは、このように配置されて、各ブランクをその搬送中に協働して支持することができる。これらのコンベアは、異なる速度でも駆動されるので、各ブランクを回転させることによって自然に平行移動させる傾向にある。一般に、このアセンブリは、水平旋回が90°にわたって行われるように構成される。
しかしながら、この種の旋回装置には、主に小型のボール紙、すなわち小型及び中型のブランクに適しているという欠点がある。実際に、段ボール紙によく見られるような大型寸法のブランクの場合、その効率は大幅に低下する。この理由は、寸法の少なくとも1つが旋回装置の幅よりも大幅に大きなブランクでは、旋回が進むにつれ、必然的にブランクのいくつかの端部が、両側の2つの互いに隣接するコンベア上に突き出るからである。その後、2つのコンベアは、ブランクの最も中心部のみに作用することによって強制的に旋回を生じさせ、この時、端部は、この動きに従うにすぎない。実際に、このような慣性をこのような弱いレバーで克服することは特に困難であることが分かっている。さらに、ブランクの中央部には、直ぐに有意な滑りが生じる。これらの全ての現象の結果、旋回を正確に制御し、結果的にブランクの最終的な位置を保証することはほとんど不可能になる。
欧州特許出願公開第0881173号には、このような物品の向きを変化させる機械の例が示されている。
欧州特許出願公開第13001526号には、物体を旋回させる装置を用いて平板物体を搬送するシステムの別の例が示されている。この先行出願の概念は、各平板物体を協働的に支持しながら搬送するために互いに平行に配置され、各物体をその搬送中に水平旋回させるために異なる速度で駆動できるコンベアを提案することであり、この旋回装置は、大型寸法の平板物体、特に段ボール製の平板物体に完全に適応しながら先行技術の問題点を回避するとともに、コンパクトなボール紙製の標準サイズ又は縮小サイズの物体にも十分に使用可能な状態を保っている。この先行出願で提示されている課題の解決手段は、各コンベアが、その横方向位置を個別に調整できるように取り付けられたことを特徴とする。
上述したような平板物体搬送機械の文脈では、これらの物体が機械内での加工中に90°にわたって旋回した場合、旋回動作によって物体間の間隔が変化することに関連して、しばしば機械の生産性のロスが生じる。
通常、長方形の、すなわち長辺として知られている一方の辺が短辺として知られている他方の辺よりも長いブランクは、加工機内にその長さ方向に、すなわちブランクの長辺がその移動方向と平行に、かつ横向きの辺(「幅方向」)がブランクの移動方向に対して垂直に導入される。
上述したように、ブランクは、90°にわたる旋回後には、幅方向が移動方向と平行であり、長さ方向がブランクの移動方向に対して垂直である新たな配置になる。
欧州特許出願公開第0881173号明細書 欧州特許出願公開第13001526号明細書
ブランクの長方形形状、機械への入口におけるその配置、及びブランクの旋回中における回転中心Cの位置を考慮すると、連続するブランク間の間隔は、「旋回前」と「旋回後」の間に必然的に増加し、この連続するブランク間の間隔の増加によって連続するブランク間のデッドスペースが増加するため、機械の生産性のロスが生じる。
ブランクの横方向の辺の寸法と、長手方向の辺の寸法との間に大きな差分が存在する場合、これによって間隔が増加し、従って生産性のロスはますます大きくなる。
従って、本発明の目的の1つは、このようなブランクから箱を生産する機械の動作を改善し、特に生産性のロスを低下させることである。
この目的は、特に本発明による方法及び装置によって達成され、本発明によれば、ブランクが90°にわたって旋回する旋回区域と、機械の後続区域との間で、ブランクの長手方向搬送速度が異なる。
従って、この速度差は、ブランクが90°にわたって旋回した結果生じるブランクの位置の変化を考慮するように、連続するブランク間の間隔を減少(又は増加)させることができる。
実際には、旋回の効果として、連続するブランクが搬送方向における長手方向の配置から横方向の配置に変化した場合には、旋回後にブランク間の間隔を減少させる必要があり、従って機械の後続区域における搬送速度は、旋回区域における搬送速度よりも低くなる。
反対に、旋回の効果として、連続するブランクが搬送方向における横方向の配置から長手方向の配置に変化した場合には、旋回区域においてブランク間の間隔を増加させる必要があり、従って旋回区域における搬送速度は、旋回区域よりも前の区域における搬送速度よりも高くなる。この動作は、連続するブランクを搬送方向における長手方向の配置で旋回後に重なり合うことなく次々に搬送できるほど連続するブランク間の間隔が十分でない場合に、特に重要かつ必要である。
本出願全体を通じ、平板物体の概念は、その外形、形式又は原材料に関わらず、厚みの小さいあらゆる平らな物体にまで及ぶと理解されたい。具体的には、平板物体は、完全なシート、予め切断されたシート、複数の地点で互いに取り付けられた一連の切り抜き又はブランク、個々の切り抜き又はブランク、折り畳んだ箱などとすることができる。また、このような平板物体は、あらゆる材料で、特に、紙、小型のボール紙、段ボール紙、可塑性材料などで作製することができる。
同様に、「コンベア」という用語は、一般に平板物体を搬送できるあらゆる装置を意味する。具体的には、コンベアは、ローラコンベア、ベルトコンベア、並置された搬送ベルト、搬送バンド、又はこれらの異なるタイプのコンベアのいずれかの組み合わせとすることができる。
本発明は、本発明による方法の実装を可能にする装置にも関する。
以下の説明から明らかになる特徴は、単独で、又は全ての考えられる技術的組み合わせで考慮すべきである。非限定的な例として提供する本説明は、本発明、特に実施方法の理解を促すためのものである。以下、添付図面も参照しながら説明を行う。
上述した欧州特許出願公開第13001526号に記載されている、2つの旋回装置を実装する一体型旋回ユニットを備えたフォルダーグルアを示す図である。 図1に示す旋回ユニットの上方からの斜視図である。 旋回装置の1つの長手方向断面図である。 長さ方向に提供された細長い物体を加工できる第1の動作構成にある旋回ユニットを示す図である。 幅方向に提供された細長い物体を加工できる第2の動作構成にある旋回ユニットを示す図である。 本発明の文脈において提示した技術課題による、生産性のロスにつながる90°にわたる旋回動作に起因する連続するブランク間の間隔の変化を図式的に示す図である。 本発明によって実現される結果を図式的に示す図である。 ブランク加工機における図6の原理を図式的に示す図である。 ブランク加工機における図7の原理、すなわち本発明の適用を図式的に示す図である。
図1に、折り畳み段ボール箱の生産を目的として、ブランクの形の一連の平板物体101を折り曲げて接着する機能を有するフォルダーグルア100を示す。このフォルダーグルア100はモジュール構造を有し、従来、フィーダ110、位置合わせモジュール120、第1の折り曲げモジュール130、事前折り曲げモジュール140、接着モジュール150、第2の折り曲げモジュール160、転送モジュール170及び受け取りモジュール180で構成される。これらの様々な要素は先行技術において完全に周知であるため、ここでは構造的にも機能的にも詳細に説明しない。
図1には、フォルダーグルア100が、第1の折り曲げモジュール130と事前折り曲げモジュール140の間に取り付けられた旋回ユニット1を有することも示している。この旋回ユニット1は、ここに配置されて、各ブランク101が第1の折り曲げモジュール130から事前折り曲げモジュール140に搬送されている間に、これらのブランク101を水平に回転させることができる。
図2でさらによく分かるように、旋回ユニット1は、搬送方向に交互に配置された2つの旋回装置10、20で構成される。
旋回装置10、20は、実質的に隣接して配置されることが好ましい。この特徴は、旋回装置10、20が直接交互に配置され、従って直ちに連続して作動することを意味する。このことは、これらの2つの装置間に中間装置又は空間が存在せず、2つの連続する旋回装置10、20の累積動作の最適化が可能になることも意味する。
旋回ユニット1は、連続する旋回装置10、20の直ぐ上流に配置された、各ブランク101を下方のみから支持することによって搬送できる入口コンベアを含むこともできる。
このような入口コンベアが存在することにより、一般に下側コンベアと、その上部の上側コンベアとを組み合わせる従来のフォルダーグルアのコンベアとは対照的に、各ブランク101を強く保持せずに搬送することができる。ここでは、入口コンベアが、各ブランク101が載置される単一の下側コンベアで実質的に構成される。上側コンベアが存在しないことで、ブランク101には、その平面内おける一定の移動性が保証される。そして、この移動の自由により、ブランク101の旋回を非常に素早く、すなわちブランク101が第1のコンベア11、12に到着すると直ぐに開始できるという利点が得られる。
このほんの一例として選択した特定の実施形態では、旋回ユニットを構成する2つの旋回装置10、20が、実質的に同一である。実際には、各旋回装置は、各ブランク101を協働的に支持することによって搬送するために互いに平行に配置され、搬送中に各ブランク101を水平に旋回させるために異なる速度で駆動できる2つのコンベア11、12、及び21、22を含む。
各コンベア11、12、及び21、22は、横方向位置を個別に調整できるように取り付けることができる。
各コンベア11、12、及び21、22は、横方向に変位できるように取り付けることができる。従って、本例では、各コンベア11、12、及び21、22は、いくつかの動作位置間で移動できるように単純に取り付けられるのではなく、素早く変位して無限の動作位置にアクセスできるように移動自在に取り付けられる。
コンベア11、12、及び21、22の横方向の移動性は、例えば線形の平行移動に従って実現される。この種の移動の利点は、誘導及び発生が特に容易な点である。これにより、各旋回装置10、20の構造的単純化が可能になり、従ってその原価が削減されると同時に信頼性が向上する。
各旋回装置10、20は、各コンベア11、12、及び21、22の横方向変位を誘導できる誘導手段30を備える。
誘導手段30は、コンベア11、12、及び21、22毎に、例えば少なくとも1つの横方向ガイドレール31、32、及び33、34を有し、コンベア11、12、及び21、22は、これらのガイドレールと摺動によって協働することができる。
この例示的な実施形態では、図2及び図3によれば、各旋回装置10、20が、基本的に2つの水平横材16、17、及び26、27によって互いに接続された2つの垂直側壁14、15、及び24、25で構成されたフレーム13、23に載置される。各コンベア11、12、及び21、22は、2つの横材16、17、及び26、27にそれぞれ固定された2つの横方向ガイドレール31、32、及び33、34を介してフレーム13、23に対して横方向に摺動するように取り付けられた、長手方向に延びるローラコンベアの形をとる。単純化という明らかな理由のために、各旋回装置10、20の2つのコンベア11、12、及び21、22は、同じガイドレールの対31、32、及び33、34と協働する。
各旋回装置10、20は、各コンベア11、12、及び21、22の横方向の移動性を妨げるロック手段を備えることが有利である。言うまでもなく、ロック手段は、例えば単純な閉鎖ねじなどのいずれかの既知のタイプのものとすることができる。
各旋回装置10、20は、デフォルト設定では、各コンベア11、12、及び21、22を横方向に変位するように駆動できる駆動手段40を有することができる。これらの駆動手段40は、主に各コンベア11、12、及び21、22の移動を正確に制御するためのものである。しかしながら、ここでは、駆動手段40が、上述したようなロック手段としても機能することが有利である。駆動手段40は、旋回装置10、20の所望の洗練度に応じて電動とすることも、又は手動とすることもできる。
この例示的な実施形態では、各コンベア11、12、及び21、22のための駆動手段40が、従来のウォームねじとナットのタイプの動力伝達システム41、42の形をとる。動力伝達システム41、42は、先行技術によって完全に知られているので、本明細書では詳細に説明しない。なお、図3には、旋回装置10の2つのコンベア11、12に関連付けられた2つの動力伝達システム41、42を示している。
旋回装置は、コンベア11、12、及び21、22によって支持されていない各ブランク101の少なくとも一部を滑らせながら支持することができる支持手段50を含む。
支持手段50は、コンベア11、12、及び21、22のうちの1つのコンベアの片側に沿って移動自在に取り付けられ、コンベア11、12、及び21、22の平面内で実質的に長手方向に延びる少なくとも1つのスライドレール51、52、53を含む。
なお、この例示的な実施形態では、旋回装置20のみがこのようなスライドレール51、52、53を備える。図では、コンベア21、22の外縁部に2つの側方スライドレール51、53がそれぞれ配置され、コンベア21の内縁部に沿って中央スライドレール52が位置付けられている。
ブランク101は、低比質量の平板物体であるため、各旋回装置10、20は、各コンベア11、12、及び21、22に対して各ブランク101を平坦化するための平坦化手段60を備える。
各コンベア11、12、及び21、22は、独自の平坦化手段60と協働することが特に有利である。この特徴は、とりわけ、各コンベア11、12、及び21、22の横方向移動性が妨げられるのを避けるためのものである。一方で、この特徴は、異なるコンベア11、12、及び21、22にそれぞれ関連付けられた異なる平坦化手段60の選択的適用及び/又は差別化機能も可能にする。
平坦化手段60は、コンベア11、12、及び21、22毎に、コンベアを通じた吸引力を生じることができる少なくとも1つの吸引要素61を備える。
図3には、この例示的な実施形態において、各コンベア11、12、及び21、22が3つの実質的に同じ吸引要素に関連付けられていることを示す。各吸引要素61は、コンベア11のローラ11aの真下に位置する、接続管64を介して吸引ポンプ63に接続されたチャンバ62で構成される。
図6に、先行技術で用いられている方法に関連する生産性のロスを示す。ブランク101は、この図の右から左に移動し、区域Z1、旋回区域である区域ZR、及び区域Z2を連続して通過する。
区域Z1において、連続するブランク(この例には2つのブランクしか示していない)は、各ブランク101の回転中心Cを分離する距離D1で互いに続く。距離D1は、全ての区域Z1、ZR及びZ2において同じであり、ここでは全てのブランクが右から左に同じ長手方向速度で搬送される。
区域Z1において、ブランクは長手方向に搬送され、2つの連続するブランク間の間隔はE1である。ブランクは、旋回区域ZRに入ると、先行技術で知られているように、また上記でも説明したように、90°にわたって旋回し、この旋回が行われると、次の作業のために機械内の経路を進み続けるが、今度は区域Z2から横向きに配置される。搬送速度は変化しないので、旋回区域ZRから離れた各ブランクの間の間隔E2は変化し、値E1から、値E1よりも大きな値E2に移行する。E1とE2の値、及びこれらの関係は、以下のように容易に計算することができる。
ブランクの長さをLとし、
ブランクの幅をlとした場合、
E1=D1−2(L/2)=D1−L (1)
E2=D1−2(l/2)=D1−l (2)
L=N×lと仮定した場合、
(1)より、D1=E1+L=E1+N×lであり、
(2)より、E2=E1+N×l−l=E1+(N−1)×lである。
視覚的にもこれらの式によっても確認できるように、区域Z2ではブランク間の間隔が増し、これによって機械の下流で生産性のロスが生じる。
従って、本発明による発想は、旋回区域ZRから離れたブランク101間の間隔を減少させるために、ブランク101の搬送方向における先行する区域内の速度に対して区域Z2における搬送速度を低減することである。
図7に、本発明の原理を示す。図6と同様に、ブランク101は、区域Z1から旋回区域ZR内に搬送された後で区域Z2内に搬送され、同じ向きの変化を経験する。
本発明では、区域Z2における搬送速度を機械の最適効率で作動するように最適化しようと努めることによって工程を修正する。
1つの実施形態によれば、この区域Z2における最適速度は、旋回区域ZRにおける搬送速度よりも低く、その効果は、ブランク間の一定距離D1が維持されず、この距離が区域Z2においてD2に減少することであり、これには、区域Z2におけるブランク110間の距離E3が比例的に減少するという効果がある。この結果、図6に示す状況が回避され、連続するブランク110間のデッドスペースが減少する。
E3のために選択される、搬送速度の差分から得られる値は、E1より大きくE2より小さくすることも、E1に等しくすることも、或いはE1より小さくすることもでき、この選択は、例えば機械内の旋回区域ZRの下流で行われる作業の関数である。従って、この速度差は、所望の結果に適合することができる。
実際には、図6及び図7の例を、上記で考慮した方向とは逆方向で使用し、ブランクが旋回区域ZRを左から右に、すなわち区域Z2から区域Z1に通過して搬送されることもある。このような場合、図6の構成の動作では、3つの区域Z2、ZR及びZ1を通じた一定の搬送速度の問題は生じないが、2つのブランク101間の間隔E3が重なり合わずに横方向配置(区域Z2)から長手方向配置(区域Z1)に変化できるほど十分でない限り、図7の構成に同じことは当てはまらない。このような場合、このブランク101の重なり合いを避けるために、区域Z2と、区域ZR及びZ1との間に速度差を与え、すなわち区域ZRにおける搬送速度を区域Z2における搬送速度に比べて増加させる必要があることは言うまでもない。
図8に、例えば図1に示す、ブランク101を加工する機械における図6の原理を示す。
ブランク101は、連続するブランク101間の間隔E1だけ長手方向にずれて区域Z1に到着する。
次に、ブランク101は旋回区域ZRに移動し、ここで90°にわたって旋回する。上述したように、この旋回区域は、例えば旋回ユニット1を含み、本明細書が参照される。
ブランク101は、旋回区域ZRから離れると、長手方向搬送速度が区域ZR及びZ1の長手方向搬送速度と等しい次の区域Z2に進入することにより、図6に示して上述したようにブランク間の間隔が増すようになる。
図9では、同様の方法ではあるが本発明の原理を適用することにより、旋回区域から離れたブランク101は、本発明の一実施形態による、ブランク101の搬送速度が低い区域Z2に進入することにより、連続的するブランク間の間隔が、E2(図8)よりも小さな値E3に減少するようになる。
この区域ZRとZ2の間における減速を可能にするには、区域Z2に進入するブランクをベルトなどで固定して把持し、これらのベルト間にブランクを掴んで保持し、区域Z2の搬送速度で搬送することが好ましい。例えば、先行技術によって周知のように、下側コンベアと、その上部の上側コンベアとを設けてもよい。
それにも関わらず、同時に、依然として旋回区域ZR内で駆動されているブランクの後部は、ブランク101の変形を避けるようにコンベア21、22上で滑り、ブランクの前部は低速で搬送される。
通常、先行技術では、ブランク101が吸引によってコンベア11、12、21、22上に平坦化される。その後、コンベア21、22を工程の最後で滑らせて、区域ZRから離れると同時に区域Z2に進入するブランク101を損傷するのを避けるために、区域ZRの最終部分にわたって吸引力を低下させることができる。
ブランク101は、区域Z2に完全に進入して新たな低速になると、先行技術の通常の手段によって搬送することができる。
一般に、本出願で説明したような平板物体の加工機では、機械全体を通じた搬送、従って一定の搬送速度における既知の動作及び結果として生じる生産性のロスを確保するために単一のモータが使用される。
本発明による、連続する区域における異なる搬送速度での機能を可能にするには、第1のモータとは異なる低速などの速度で機能する第2の駆動モータなどを設ける必要がある。
或いは、1つの区域(例えば区域Z2)の搬送速度に作用して最適速度での動作を可能にする逆増速ギア又は減速ギアなどの変速装置を設けることもできる。このような変速装置は、一定の逆増速比、又はより細かな速度差調整を可能にする連続変化を用いて段階的に動作することができる。言うまでもなく、この選択は、状況に従って行うことができる。
ブランク101が、区域Z2及びこの区域の「下流」区域において最適な機械速度で移動し出すと、この「新たな」速度からは、ブランクが最高速度(通常はV1)で移動している場合には必ずしも可能又は容易でない特定の作業をブランクに行うことが有利である。
より一般的には、本発明は、例えば、本出願で説明した搬送方法及び搬送装置を使用する折り曲げ接着機100などの、ブランクなどの平板物体を加工するあらゆる機械に関する。

Claims (7)

  1. フォルダーグルア内で一連の平板物体(101)を長手方向に搬送する方法であって、各平板物体(101)は、旋回区域(ZR)における旋回段階中に、第1の長手方向搬送速度(V1)で搬送されながら水平に旋回し、各平板物体(101)は、前記旋回区域(ZR)に隣接する第2の区域において、前記第1の速度(V1)とは異なる第2の長手方向搬送速度(V2)で搬送され、
    前記第2の区域(Z2)が前記平板物体(101)の搬送方向において前記旋回区域(ZR)の後に存在するとき、前記第2の速度(V2)は、前記第1の速度(V1)よりも低く、連続する平板物体(101)は前記平板物体(101)の前記搬送方向に対して長手方向位置から横方向位置に変わるとともに前記平板物体(101)間の距離は旋回後に減少し、
    前記第2の区域が前記平板物体(101)の搬送方向において前記旋回区域(ZR)の前に存在するとき、前記第1の速度(V1)は、前記第2の速度(V2)よりも高く、連続する平板物体(101)は、前記平板物体(101)の搬送方向に対して横方向位置から長手方向位置に変わるとともに前記平板物体(101)間の距離は旋回後に増加し、
    前記第1の速度(V1)と前記第2の速度(V2)の間の速度差は、前記旋回区域(ZR)の下流側に適用されるフォルダーグルアの作業速度の関数であり、
    前記第2の区域で既に駆動されている前記平板物体(101)の前部は、前記第1の速度(V1)よりも低速で搬送され前記旋回区域(ZR)内でまだ駆動されている各前記平板物体(101)の後部は、前記前部の動きに追従するように前記旋回区域(ZR)のコンベア上で滑る、
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記旋回は、90°にわたって行われる、
    請求項1に記載の方法。
  3. 請求項1に記載の方法を実行するための、平板物体(101)の加工及び搬送を行う装置であって、
    フォルダーグルア(100)内で、前記平板物体(101)が第1の搬送手段(11、12、21、22)によって第1の長手方向搬送速度(V1)で搬送される、前記平板物体のための少なくとも1つの水平旋回区域(ZR)と、
    前記平板物体(101)が第2の搬送手段によって前記第1の長手方向変位速度(V1)とは異なる第2の長手方向搬送速度(V2)で搬送される、前記旋回区域(ZR)に隣接する第2の区域と、を備える、ことを特徴とする装置。
  4. 前記旋回区域(ZR)における前記平板物体(101)の前記旋回は、90°にわたる回転である、
    請求項3に記載の装置。
  5. 前記第1の搬送手段の駆動は、第1のモータによってもたらされ、前記第2の搬送手段の駆動は、第2のモータによってもたらされる、
    請求項3または請求項4に記載の装置。
  6. 前記平板物体(101)はボール紙、段ボール紙、紙又は合成材料で形成される、
    請求項3から請求項5のいずれかに記載の装置。
  7. ブランク(101)などの平板物体を加工するための機械であって、請求項3から請求項6のいずれかに記載の少なくとも1つの装置を備える、
    ことを特徴とする機械。
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