JPH0790971B2 - 積重ね方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、積重ね方法と積重ね装置に関するものであ
り、詳しくは、紙タオルなどのような比較的柔軟な製品
の積重ね方法と積重ね装置に関するものである。

（従来の技術） 加工された紙製品（及び同様な他の製品）の生産では、
しばしば製品を積重ね状態（スタック）に包装すること
が望まれる。例えば、Ｃ型に折られた紙タオルは、200
組のタオル（スタック）を包装して販売される。これ
は、25年前に用いられていた頃よりも、やや高い数（本
出願人が所有する米国特許第3,254,889号明細書参照）
であるが、問題は同じである。この問題は、常に高速で
正確な数の矩形状のスタックを取り扱って展開させなけ
ればならないということである。

例えば、タオルは、広いウェブを５個または６個のウェ
ブの狭い細長い片（ストリップ）に切り、それから各ス
トリップを折り板の上を通して長手方向に折ることによ
り、連続的に形成される。これらの折り畳まれたストリ
ップは、その後、一定の順路にしたがって送られ、多数
のストリップが積重ねられて一つのリボンに組み合わさ
れる。このリボンはタオルの長さ（約254mm−10イン
チ）に切断される。これらのタオルのサブスタックはク
リップと呼ばれる。その一般的の配置を示す装置は本出
願人の所有に係る英国特許第2,028,774号に見られる。

最終的に販売可能なスタックは、タオルの包装量となる
ように一定数のクリップを積み重ねることによって形成
される。最後の積重ね作業は、生産工程でしばしば生産
速度を制限する部分で、ある生産速度で稼働させるため
には複雑な機械的アッセンブリを必要とする。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、生産ラインの潜在的速度を維持あるい
は増加しながら最終的積重ね作業を簡易化することにあ
る。

本発明の他の課題は、スタックの積重ねの総数の変更を
容易にし、選択仕様の製品のための柔軟性を得ることに
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明の図示された実施例では、スロット（溝）入りの
車輪手段が本出願人の前の米国特許第4,736,936号の中
に見られる一般的な配置構成の無端コンベアと関連する
ようにして用いられている。本発明の図示された実施例
では、複数の無端コンベアが突進指を備え、一方のコン
ベアの指が他方のコンベアの指から軌道方向に間隔を置
かれ、交互の積重ねを行うようになっている。

（実施例） 以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳説する。

先ず、第１図において図中符号10は機械のフレームを示
している。紙製品を加工するための機械の通常の例にな
らい、フレーム10は、第２図の下方右手部分に明瞭に見
られるように一対の間隔を置かれたサイドフレームを有
している。これらのサイドフレームは、適当に連結さ
れ、種々の可動構成要素に対して強固な支持を与えてい
る。それらの要素の構造と機能は、本発明装置の一般的
な動き考慮することにより最も容易に理解することがで
きる。

一般的な作動 個々の製品のクリップ11は、ベルトコンベア12によって
運ばれ、製品の走行方向に回転しているスロット入り車
輪13の個々のスロットに差し込まれる。この車輪により
製品の速度は、進入速度の1/3から1/5だけ遅くされる。
米国特許第4,736,936号に示されているような他の手段
によって、製品を進行させ、またスロット入り車輪のス
ロットに差し込むようにしても良い。

スロット入りの車輪13は、製品11がフレーム10に固定さ
れている取除き指14に衝突するまで、製品11を車輪の周
りを回るように運ぶ。こうした手段により、製品11は、
スロット入りの車輪13から取り除かれ、相互に重なり合
うようにして連続的に積重ねられる。

連続的に形成されるサブスタックもしくはクリップ11を
完成されたスタック15（部分的なスタックは第１図の上
部右手部分に15Aの符号が付けられている）から分離さ
せるために、複数の組を成す計数指組立体（符号16と17
の組及び符号18と19の組）が、複式の平行な連続的鎖コ
ンベア20,21にそれぞれ取り付けられている。第２図の
右手部分を参照すれば解るように、図中符号20のコンベ
アの鎖は外方に位置する２本の鎖で、一方、内方に位置
する２本の鎖が図中符号21の鎖コンベアを構成してい
る。

これらの鎖は、上部スプロケット30,31と下部スプロケ
ット32,33に架け渡され、ほぼ垂直方向に走行する。共
働する計数指組立体16と17及び18と19を有する鎖セット
の各コンベア20,21は、個々に駆動される。例えば、鎖
コンベア20は、符号22の位置（第１図の上部中央部分に
明示されている）で駆動され、下部の符号23の位置で無
負荷回転する。他方、鎖コンベア21は、下部の符号23の
位置で駆動され、上部の符号22の位置で無負荷回転す
る。

上部スプロケットのサイズと位置並びに計数指組立体の
指の形状はそれらが、組合わされることによって、指の
頂部（鎖線により示され、16′の符号を付けられてい
る）が、隣合うクリップ11の間を通る差し込み経路24
（第１図の上部右手部分を参照）を形成し、こうして、
製品を個々のスタック15,15Aに分離するように設定され
る。

分離が成し遂げられると（指16′が完全に差し込まれた
とき）、鎖コンベア20は、特定の製品のかさのスタック
を形成するために、より低い速度に減速される。他方、
鎖コンベア21は、完成直後のスタックを支持した作動的
な指18をスタック取去り手段25と整列する位置へと下方
に加速し、スタック取去りプラットホーム26にスタック
15を下ろし、減速して指19をスタック間に差し込ませる
よう速度調節する。この過程は、以後、指組立体（19、
次いで17、次いで18、戻って16）の連続的な差し込みを
行うことによって繰り返される。

各完成されたスタック15がプラットホーム26に到着する
とすぐに、取去り手段25の一部であるコンベアパドル27
がそのスタックを包装のために取り去る。

鎖コンベアの詳細な説明 鎖コンベア20は、無端鎖28,29を備えている（第２図の
上中央部参照）。これらの鎖28,29は、軸22の周りを回
転する上部スプロケット30、31に架け渡され、また、軸
23の周りを回転する下部の無負荷回転スプロケット32、
33にも架け渡される。更にこれらの鎖28,29は緊張スプ
ロケット34の周りにも架け渡されている（第１図の中央
右手部分参照）。

鎖28,29には、指組立体16,17が第１図の上部中央部分指
16に見られるバー35を介して取り付けられている。鎖2
8,29は、直角歯車減速機37（略図で示されている）ある
いは減速機37の位置に設けられるカム箱を介して運転す
るプログラム可能なサーボモータ36により軸22の周りで
駆動される。

鎖コンベア21は、同様に配置され、かつ作動されるが、
鎖コンベア20と位相が180°ずれている点で相違してい
る。これは、２個の鎖コンベア20、21が用いられている
からである。レイアウトと構成を容易にするために、鎖
コンベア21は、プログラム可能なモータ、あるいはカム
箱38と直角歯車減速機39（第１図の下方部分参照）によ
り軸22の周りで駆動され、また、軸22の周りで、無負荷
回転される。

作動プログラムの詳細な説明 第３図を参照するに、図には４本の段付きの線16,18,1
8,19が示されているが、これらは、積重ねを進展してゆ
く５サイクルを通しての指組立体16〜19の位置を表して
いる。表示を簡単にするため、各曲線は、30の数のスタ
ックに対応させてある。

線16を見るに、第３図の上部の最も左部分の点40は、第
１図に符号16′で示されている突進作用の開始点を表し
ている。これは、また、第４図では40の符号を付けられ
ているが、これは、時間の関数としての指16の速度を示
している。軸22の周りを走行する時の指組立体16′は、
突進作用のために比較的に高速で動くことが、望まし
い。これについての追加の詳細は、本出願人の米国特許
第4,285,621号明細書の中に見られる。

依然として第４図を参照するが、同図では符号41の箇所
で急速な減速が行われており、この箇所は第３図中で線
分41により示されている。指16にの動作の次のモード
は、積重ね機能であるが、この時には指16は、第３図に
線分42で表されているように次第に降下される。これ
は、第４図にまた符号42で示すように一定のより低速の
状態で生じる。

積重ねが完成された後、指16は、第３及び４図に線分43
で示すように急速に加速する。この線分43は、第３図で
はほぼ符号43の地点である。第４図に符号44で示すより
高速のところに達するときは、指16は、第３図でも符号
44で示すように下方に引続き移動する。

この下降運動の間に指組立体16は、プラットホーム26を
通過する。この結果、一つのコンベアパドル27による取
去りによって、スタック15は指組立体16からプラットホ
ーム26に移動する。コンベアパドル27は、積重ね取去り
手段25の一部であり、第２図の下方の最も左手部分に見
られるモータ手段45により駆動される。スタックを取去
るには、スタックが既に完成し、かつ鎖コンベアの制御
から自由となっているので、多くの変形例を採ることが
できる。

指組立体17の速度分布は、時間あるいは製品数の関数と
して、指組立体16と同一である。他方、指組立体18と19
は、第４図の内容をシフトした第５図に示す速度分布を
有する。

指組立体16の考案にもどり、スタックが完成されたる
と、指組立体16は、その軌道中の積重ねが行われない部
分を上方に移動する（第１図の左手部分に示すよう
に）。そこでは、指組立体16は緊張スプロケット34の周
りを走行する。この時間の間に、他の指組立体19,17,18
は製品の積重ねを進展して同じシーケンスに従う。言い
換えると、スタック製作の各サイクルは、ある与えられ
たコンベア鎖の軌道の半分を表す。そして、第二のコン
ベア鎖が、第一のコンベア鎖と180°の位相差にある。
また、第４図から、指組立体16は、製品の作業をしてい
ない間も、依然として同一の減速−加速シーケンスに従
う。なぜなら、これを支持する鎖は被駆動スプロケット
30,31にその動きを委ねられ、これらの被駆動スプロケ
ット30,31はこの時には指組立体17を積重ねモードを通
過して駆動しつつあるからである。

作用の概略 図示した実施例の装置を利用している本発明の実施にあ
たっては、間隔を置かれた製品11が、ベルトコンベア12
により形成される第一の経路に沿って前進される。以後
の説明はＣ形に折り畳まれたタオルの生産に向けられて
のものであるが、本発明装置及び方法は、種々の製品の
ために利用することが可能である。例えば、スロット入
りの車輪や鎖の輪郭をプログラム可能なサーボ駆動装置
（または、カム箱）のタイミングの変更に合わせて変更
することにより、多くの他の製品を本発明によって積重
ねることがきる。

製品11が前進されると、製品11は、次々に、フレーム10
に回転自在に取り付けられているスロットを入りの車輪
13と出会う。このようにして、スロット入りの車輪13
は、有効に第一の経路内にあり、自身走行路であるほぼ
弓形の第二の経路の頂点に近づいた製品を受け取る。第
１図の上方部分を考察することにより、スロット入りの
車輪13が反時計方向に回転し、ある経路に沿って製品を
約１時の位置から、約５時の位置へと、順次輸送するこ
とが見られる。

弓形の第二の経路の最下点に隣接している５時の位置
で、製品は順次取り除き部材14に出会う。この取り除き
部材14は、製品15を順次取り外し、一対の鎖コンベア2
0,21による垂直下降路である第三の経路に供給する。

互いに関連する鎖コンベア20,21の配置は、第２図の右
手部分に最も良く見ることができるが、そこでは、符号
21は２本の内側の鎖を表している。

依然として第２図を参照するに、外側の鎖20は、スプロ
ケット30,31の周りの上部に巻回されており、これらの
スプロケット30,31が、図示の場合には、サーボモータ3
6と直角歯車箱37によって駆動される。コンベア20を成
す各鎖の下方の域には、スプロケット32及び33が設けら
れている。これらのスプロケット32,33は、無負荷回転
あるいは自由回転する。構造を簡単にするために、内側
のコンベア21を作っている鎖は、底部で駆動され、頂部
で無負荷回転される。駆動手段38,39は、第２図の下部
右手部分に置かれている。

各コンベアの各鎖は、少なくとも１個の外方に突出する
指を備える。図示の実施例では、コンベア20の鎖は、第
１図の右手中央部分に見られるように、指16及び17を備
える。各指は支持バー35の一部を成し（指16を参照し
て）、このバー35は鎖に強固に取付けられている。

コンベア21の鎖もまた外方に突出する指18及び19を備え
ており、第１図から、これらの指18,19がコンベア20の
指に対して長手方向に間隔を於いて配置されているのが
見られる。

一つのコンベアが製品を集積しつつある間に、他のコン
ベアは、前に完成されたスタックを、プラットホーム26
の上に置くために、積重ねを進展させる通路の外へと急
速に動かしつつある。このスタックは、ほぼ偏平で、か
つ平行する側壁と半円筒状の上下壁を有する第三の経路
の底部近くに置かれる。プラットホーム26にはスロット
が開けられており、このスロットを通過して４対の指が
スタック形成位置に戻るようになっている。このことか
ら、同じような鎖の経路を有する一対のコンベア20,21
によって、スタックの迅速な形成と取去りが行われる。
要するに、一つのコンベアの指は、取去り機能のための
位置決めと、突進と、支持とを遂行し、他の鎖コンベア
の指は、機能について同一のシーケンスを遂行するが18
0°位相をずらしてある。

本発明の一つの有益な特徴は、偏平で、かつ、平行な側
壁と半円筒状の上下壁とを有する第三の経路を渡りきる
間の指の動きと速度のプログラミングにある。各指は、
第一に、先行するスタックの終わりとこれから積重ねが
進展されるスタックの開始を区切るために、突進する指
としての役を果たす（第１図の上右手部分に、符号16′
を付けて示した鎖線参照）。これは、指16については、
第３図と第４図中で点40で図式的に示されている。上部
スプロケットの周りを通る指の位置16′のために、第三
の経路の直線状走行路における指の動きに比較して、突
っ込むような動き（突進）は非常に迅速に達成される。
一旦、指16が直線状の下方に走行する位置に達すると、
指16は急速に減速される。このことは、第３図と第４図
の符号41の部分から理解される。そこで指16は集積モー
ドに入る。これは、第３図と第４図中では、符号42を付
けられている。これらの図から、指16は、速度が一定
で、完全な積重ねが達成されるまでゆっくりと下方へ動
くことが見られる。表示を容易とするために、第３図か
ら第５図の線図は、不当に長い横軸を持たないように総
数30の積重ねで表されている。

一旦、スタックが、第３図で点43により表されているよ
うに形成されると、そのモードにある支持指と共働する
鎖は、第４図の曲線部分43から解るように急速に加速さ
れる。その上で、加速が停止し、搬送鎖によって定速で
下降するようになる。このことは図中では符号44を付し
た曲線部分を与えることを意味する。スタックが第３図
中でスタック降下点として表されているプラットホーム
26に出会うのは、この定速度で下降している間である。
その後、スタック取去り手段25のパドル27がスタックを
プラットホーム26から取り除く。このとき、他のコンベ
ア21に設けられた後続の指組立体18は積重ね集積モード
にあり、上記取去り作業となんらの干渉もしないことが
見られる。

更に第３図の考察から見られるように、指組立体18は、
スタックが完成されてこのスタックが指16によって支持
されたとき、即ち符号43の位置にあるとき、第二と第三
の経路中に実質的に差し込まれる。

このようにして、一対の鎖コンベアは同じ鎖経路を通っ
て走行する。しかしながら、これらのコンベアは、一方
のコンベアがスタックを作成するよう進展しつつあると
きに他方のコンベアが先行するスタックを近傍、終局的
にはスタック進展経路から迅速に取去りつつあるよう
に、予め決められたプログラムによって決定された可変
速度で並んで走行する。

前述したように、種々の製品が本発明を実施することに
より積重ねられる。それぞれの製品に対して車輪の輪郭
と指の輪郭の関数である指（位置16′における）の突進
速度を展開させると有益である。また、積重ね速度は製
品の厚さとコンベヤベルトによるような製品の前進速度
の関数であることも発見された。更に、下降速度は、後
続のスタックの形成速度及び先行のスタックの取去り時
間の関数である。これらの変数は、プログラム可能なサ
ーボモータによって、一つのスタックが他のスタックの
積重ねと干渉する可能性なしに最高速度を達成するのに
有利なように制御される。

以上の説明では、本発明の一実施例の詳細な説明が例示
の目的でなされたが、ここに記載された詳細の多くの変
形が本発明の要旨から離れることなしに当業者により成
されるものである。

（発明の効果） 本発明は、上記したような構成を有しているので、紙タ
オルのような比較的にたわみやすい製品のスタックを生
産性高く生産することができる装置と方法とを提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の部分側面図、第
２図は第１図の装置の正面図、第３図は指の位置と時
間、すなわち製品の総数との関係を示すグラフ、第４及
び５図は指組立体の速度と製品の総数との関係を表すグ
ラフである。 12……ベルトコンベア 13……スロット入りの車輪 15……スタック 16、17、18、19……指組立体 20、21……鎖コンベア 26……プラットホーム 27……パドル 28、29……鎖

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製品をスタックになるように積重ねるため
   の方法であって、 長手方向に間隔を置かれた製品の一組を第一の経路に沿
   って前進させ、 上記製品を、この第一の経路に回転自在に取り付けられ
   ると共に当該製品をほぼ弧状をなす第二の経路に沿って
   送るスロット入りの車輪のスロット内に移送し、 この車輪のスロットから製品を取り除き、ほぼ垂直に配
   置された第三の経路に受け渡し、 この第三の経路内の製品を複数の無端コンベアに設けら
   れた一対の指の上に集積させるようにして成り、 上記指の動きがプログラミング制御され、 このプログラミングは、上記各無端コンベアに設けられ
   た指が、最初は、先行するスタックの積重ねの終わりと
   これから積重ねが進展されるスタックの始まりとを区切
   るために前記第二の経路に突進する指となり、次いで、
   他の無端コンベアからの指が移動して上記突進する指と
   しての位置にくる間、上記したこれから積重ねが進展さ
   れるスタックのための下降するプラットホームの役を果
   たし、そして、スタックが完成されたときに、初めの指
   がスタック取去り位置に急速に下降し、上記した他の無
   端コンベアの指が上記スタックの完成とほぼ同時に、前
   記した第二の経路の中に突進するように、指の動きを制
   御するものである、 ことを特徴とする積重ね方法。
2. 【請求項２】前記指の突進速度がスロット入り車輪及び
   指の幾何学的図形と関数の関係にあり、 前記経路が前記指がスプロケットの周りを走行する間に
   前記第二の経路と交差するように配置されており、 製品の積重ね速度が製品の厚さと前記第一の経路中の製
   品の前進速度の関数になるように前記コンベアがプログ
   ラミングされ、 またこのプログラミングが、積重ねを続けてスタックを
   形成する速度と先行するスタックの取去り時間の関数と
   してより低い速度を上記コンベアに与えるように取り決
   められている、 特許請求の範囲第１項記載の積重ね方法。
3. 【請求項３】製品を積重ねてスタックとするための積重
   ね装置であって、 フレームと、 このフレーム上にあって、長手方向に間隔を置かれた製
   品の一組を第一の経路に沿って前進させるための手段
   と、 上記第一の経路に回転自在に取付けられ、上記製品をほ
   ぼ弓形の第二の経路に沿って輸送するために当該製品を
   順次受け取るスロット入りの車輪と、 上記第二の経路中の前記フレームに取付けられ、上記ス
   ロット入りの車輪から上記製品を取り除く取除き手段と 上記フレームに取付けられた一対の無端コンベアで、そ
   れぞれが少なくとも一つの外方に突出する指を備え、こ
   の指が上記スロット入りの車輪から取り除かれた製品を
   受け取るために上記第二の経路と交差する第三の経路を
   通過するように当該指を動作させる、一対の無端コンベ
   アとから成り、 一方のコンベアの指が、第三の経路中で、他方のコンベ
   アの指に対して長手方向に間隔を置いて位置し、 また、上記コンベアに作動的に共働して前記コンベアの
   相対的速度を変えるための手段を備え、この相対的速度
   変化は、各指が、最初は、先行するスタックの積重ねの
   終わりとこれから積重ねが進展されるスタックの始まり
   とを区切るために前記第二の経路に突進する指となり、
   次いで、他の無端コンベアからの指が移動して上記突進
   する指としての位置にくる間、上記したこれから積重ね
   が進展されるスタックのための下降するプラットホーム
   の役を果たし、また、スタックが完成されたときに、初
   めの指がスタック取去り位置に急速に下降し、上記した
   他の無端コンベアの指が上記スタックの完成とほぼ同時
   に前記した第二の経路の中に差し込まれるようにするも
   のである、 ことを特徴とする積重ね装置。
4. 【請求項４】前記速度を変えるための手段がプログラム
   可能なサーボモータ手段を備えている、 特許請求の範囲第３項に記載の積重ね装置。
5. 【請求項５】前記速度を変えるための手段がカム箱手段
   を備えている、 特許請求の範囲第３項記載の積重ね装置。
6. 【請求項６】前記第三の経路がほぼ偏平で、平行な側壁
   及び上下部に半円筒状の端部を有している円筒形状であ
   る、 特許請求の範囲第３項に記載の積重ね装置。
7. 【請求項７】前記第三の経路が鎖緊張手段を備えてい
   る、 特許請求の範囲第６項に記載の積重ね装置。
8. 【請求項８】各コンベアが上部及び下部のスプロケット
   に架け渡された間隔を置かれた一対の鎖を備え、一方の
   コンベアは上部スプロケットが駆動され、他方のコンベ
   アは下部スプロケットが駆動される、 特許請求の範囲第３項に記載の積重ね装置。
9. 【請求項９】各コンベアは間隔を置いて設けられた複数
   の鎖を備え、 各コンベアには複数の指本体から成る指が二対設けら
   れ、 各対の複数の指本体はそれぞれ上記各鎖に固定されて水
   平に整列され、 前記速度変更手段と各コンベアの上の指の位置が、一方
   のコンベアの指が他方のコンベアの指に対して180°位
   相がずれるように配設されている、 特許請求の範囲第３項に記載の積重ね装置。
10. 【請求項１０】前記フレームがプラットホームを備え、 前記指がこのプラットホームを通過するときに、完成さ
    れたスタックをプラットホームの上に順次置き、 また、上記フレームは、上記プラットホームと作動的に
    共働するスタック運び去り手段を備えている、 特許請求の範囲第９項に記載の積重ね装置。
11. 【請求項１１】各コンベアが軌道的に間隔を置かれた少
    なくとも２つの指組立体を備え、 一つのコンベアのある指組立体が、当該コンベアの外の
    指組立体であって他の経路にある指組立体と、前記第三
    の経路において長手方向にすれ違いの関係におかれてい
    る請求項３記載の装置。