JP4545316B2 - 製品搬送・計数・装填用装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続動作式パッケージ装置に関するものであり、より詳しくは、複数の平行コンベヤ上に、該コンベヤの搬送方向に対して傾斜して配置された平行搬送路を備えた、製品搬送・計数・装填用装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続動作式カートン梱包装置は、飲料缶のような多数の製品をカートンまたはその他のパッケージに装填するために有用である。連続動作式カートン梱包装置の一例は、Ziegler等に付与された米国特許第5,241,806号明細書に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
パッケージ装置において重要な機能は、第１の装置位置から、最終的に製品をカートンに詰め込む、またはカートン内に置く第２の装置位置へと、装置の経路に沿って製品を搬送する機能である。製品の搬送及び装填は、できる限り迅速かつ信頼性高く行われることが重要である。製品を迅速かつ信頼性高く搬送するための手段をもつことは有益であることを理解されたい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は一つの特徴として、一対の平行コンベヤの鉛直上方に設けられ前記コンベヤの搬送方向に対して角度を有して配置されかつ選択的に使用可能とされた複数の製品用平行通路、を備えた製品搬送・計数用装置を提供する。一対の平行コンベヤは、第１並進速度で作動する製品供給第１コンベヤと、製品に合った間隔で配置された複数の横断計数ラグを有しかつ可変第２並進速度で作動する計数用第２コンベヤと、を含む。製品は、製品供給第１コンベヤから計数用コンベヤに近接した位置へと、計数用第２コンベヤによって所定数ずつ列状配置されながら押し出される。当社の実施している条件においては、平行コンベヤと製品用平行通路との角度は、約１８．７°であることが好ましい。
【０００５】
本発明のさらなる特徴によれば、所定のグループ間隔で配置された横断グループ化ラグを有しかつ第３並進速度で作動するグループ化第３コンベヤを含む製品装填装置をさらに備えていてもよい。製品供給第１コンベヤから、各横断グループ化ラグ間を通る製品配列部へと搬送される際に計数用第２コンベヤによって製品の計数が行われ、次いで製品は、グループ化第３コンベヤの配列部から押し出されてカートンへと装填される。第１並進速度は第３並進速度より高速であり、第２並進速度は第１並進速度より低速であることが好ましい。
【０００６】
本発明の他の特徴によれば、第２並進速度は、第３並進速度に略等しく設定してもよい。
【０００７】
本発明の他の特徴によれば、第２並進速度は、第３並進速度より低速に設定してもよい。
【０００８】
本発明のさらなる他の特徴によれば、複数の製品用平行通路は、選択的に使用可能としてもよい。
【０００９】
本発明のさらなる特徴によれば、第２並進速度を可変としてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るその他の利点及び課題は、添付図面を参照して行う以下の説明と請求項とから明らかになる。
【００１１】
各図において、本発明に係る同一または類似の部材には同一の符号を付して示す。
【００１２】
始めに図１を参照すると、ここには、本発明に関係する連続動作式カートン梱包装置Ｍ、及び本発明の好ましい実施形態による製品搬送・計数・装填装置４０，５０を示している。本装置において、カートンホッパ１０は、図示のように、ほぼ鉛直に積み上げられた多数の折り畳みカートンＣを受け取る。カートンＣは、調節可能カートンフィーダ２０によってカートンホッパ１０から引き出され、カートン用コンベヤ３０の始端部に略組立状態で供給される。カートンが装置Ｍに保持されて連続的に搬送される際に、カートンＣに梱包される製品もカートンと同期して装置内を移動する。製品コンベヤ４０及び製品搬送通路５０が、製品をカートンＣに詰め込む製品搬送・計数・装填用装置を構成している。製品係合ホイール６０が、製品をカートンＣ内に詰める作業を行う。側部フラップ折り曲げホイール７０（図１では一部隠れている）が側部フラップを有するカートンの側部フラップに係合し、これを内側に折り曲げる。糊付けステーション８０では、カートンＣに糊が付与される。封止ステーション９０では、カートンＣの端部フラップが、既に付与された糊に接触するように押付け保持される。梱包が完了し、封止されたカートンは、排出ステーション１００において装置から排出される。
【００１３】
次に図２を参照すると、ここには、本発明の好ましい実施形態による製品搬送・計数・装填装置４００のレイアウトを平面図で示している。平行搬送通路５０は、通常はコンベヤとして知られる複数の無端チェーンの上に設けられ、かつ角度をもって、または斜めに配置されている。図示の好ましい実施形態では、３つのコンベヤ４１０，４３０，４５０が設けられている。図２には、コンベヤ４１０，４３０，４５０のためのフレーム及びモータを示している。
【００１４】
本発明の装置の構造及び作動について、概略図３，４，５を参照してさらに説明する。始めに図３を参照すると、ここにはカートン用コンベヤ３００を備えた本発明の装置を示している。図の明瞭化のために、カートン用コンベヤ３００によって搬送されるカートンＣの底板も示している。４つのコンベヤ４１０，４３０，４５０，３００は、方向矢印４０１で示す方向に向けて、互いに同期して移動する。
【００１５】
第１のコンベヤは製品供給コンベヤ４１０である。製品供給コンベヤ４１０は、飲料缶のような製品Ａをパッケージ梱包装置へ供給する。装置の始端部、すなわち装置の上流区画では、搬送通路５０は製品供給コンベヤ４１０と平行に配置され、製品Ａは搬送通路５０に沿って搬送されるようになっている。搬送通路は、下流に向かうに従って、製品コンベヤ４１０及び２つの隣接コンベヤ４３０，４５０に対して斜めに延在するようになる。下流方向４０１に向かうコンベヤ４１０の動きによって、製品は下流に向かうに従って斜めに搬送され、隣接する計数用コンベヤ４３０との交点に到達する。
【００１６】
計数用コンベヤ４３０は、便宜上、第２コンベヤと称してもよい。計数用コンベヤ４３０は、複数の横断計数ラグ４３２により形成された横断製品通路を有している。複数の計数ラグ４３２は、製品が通路内を支障なく移動できるように十分な間隔を有していることが望ましい。好ましい実施形態における最適な通路幅は、搬送される製品の直径よりわずかに大きい。例えば、典型的な飲料用金属缶の直径は３インチよりわずかに小さく、一般的では６５mm、すなわち約２．６インチである。適切な計数ラグの間隔は３インチである。
【００１７】
下流方向４０１に向かう計数用コンベヤ４３０の動きによって、下流へと搬送される製品Ａと、計数ラグ４３２と、搬送通路５０の各通路との間で相互作用が生み出される。すなわち、製品Ａが計数ラグ４３２に接触すると、製品は、計数ラグ４３２によって形成された通路を通って横断方向に移動すると共に、搬送通路の各通路を通って下流側へ斜めに移動する。計数用コンベヤ４３０は、製品Ａをグループ化コンベヤ４５０との交点に向けて搬送する。供給コンベヤ４１０の並進速度は、計数用コンベヤ４３０の並進速度より速く、従って、干渉なく隣接するコンベヤへ供給するのに適した製品Ａに対する一定付勢力が保持される。
【００１８】
グループ化コンベヤ４５０は、グループ化コンベヤ４５０を横断するように延在するグループ化ラグ４５２を備えている。グループ化ラグ４５２は、計数ラグ４３２の間隔より大きい間隔を有して延在する通路を形成するように間隔を置いて配置されている。計数ラグ４３２が製品Ａを１列だけ収容するように間隔配置されているのに対して、グループ化ラグ４５２は“グループ”または複数列の製品Ａを収容するように間隔配置されている。図示する好ましい実施形態では、グループ化ラグ４５２は、計数ラグ４３２の間隔の複数倍の間隔を有するように配置されている。グループ化ラグ４５２の間の空間をより小さい空間に仕切るための付加的な、または補助的なグループ化ラグ４５４（追って詳細に説明する）を取付けるための手段が設けられている。多くの取外し可能取付け手段が考えられるが、好ましい実施形態では鍵穴状開口部４５３が用いられている。
【００１９】
好ましい実施形態においては、各グループ化ラグ４５２が、カートン用コンベヤ３００の後部ラグ３２０に整列配置されていることにも留意されたい。グループ化コンベヤ４５０とカートン用コンベヤ３００は、同一の並進速度で移動する。こうして、製品Ａの列は、製品列の後側に位置するグループ化ラグ４５２に接しながらグループ化ラグの間を移動し、かつ、搬送通路の各通路を通って下流側へと移動する。グループ化ラグ４５２間の各間隙を通って移動する製品Ａの数、及び製品間の間隔は、供給コンベヤ４１０の並進速度及びグループ化コンベヤ４５０の並進速度と、計数用コンベヤ４３０の並進速度との間の関係によって決定される。計数用コンベヤ４３０の速度がより高ければ、より多くの製品Ａがグループ化ラグ４５２間の各間隙を通過する。
【００２０】
図３，４を同時に参照すると、これらは本発明による装置の構成と作動とを詳細に示している。図３，４，５において、計数用コンベヤ４３０及びグループ化コンベヤ４５０は、各グループ化ラグ４５２が計数ラグ４３２の１つに整列した状態で示されている点に留意されたい。しかしながら、このような配置は主として説明上の便宜のためである。計数用コンベヤ４３０がグループ化コンベヤ４５０とは異なる並進速度で移動する場合、グループ化ラグ４５２と計数ラグ４３２との位置関係は常に変化する。
【００２１】
カートン用ラグ３２０と３３０との間の空間、グループ化ラグ４５２間の空間、及び計数ラグ４３２間の空間の間には、特定の関係が成り立つ。図３に示す好ましい実施形態では、カートン用ラグ３２０と３３０との間の空間は、２４本の製品Ａを４列状態で、すなわち各列が６本の製品Ａを含む形で梱包するカートンＣを収容するように形成されている。図示のように、各列に含まれる製品の数は、この場合は６である搬送通路における通路数に対応している。前述したように、各カートンＣは、カートンＣの内部が見えるように頂板を省いた状態で図示している。
【００２２】
グループ化ラグ４５２は、カートン用後部ラグ３２０間の空間に対応する空間を有するように配置されている。追ってさらに説明するように、好ましい実施形態では、ある特定のサイズであるカートンＣへの装填の際に継続的に使用される“基本”空間である。この基本空間は、サイズの異なるカートンＫへの装填の際には変更される。符号Ｐで示す後部ラグ３２０間の距離は、装置の“ピッチ”、すなわち、基本間隔またはカートン用空間と考えることができる。前述したように、典型的な飲料缶の直径は約６５mm、すなわち約２．６インチであり、これは３インチよりわずかに小さい。好ましい実施形態では、製品Ａのサイズ（すなわち３インチよりわずかに小さい缶の直径）に対応して、空間またはピッチＰは３インチの複数倍、例えば１８インチに設定される。２４本の製品用カートンは、４列×６本の形態で製品を収容するように構成される。４列を収容するカートンＣの幅は、最大可能ピッチである１８インチより小さい。前部ラグ３３０は、符号Ｗで示す距離だけ離隔して配置される。製品Ａの寸法に応じて適当な寸法Ｗは１２インチである。このように。図示の実施形態におけるカートン用ラグ３２０と３３０との間の空間、グループ化ラグ４５２間の空間、及び計数ラグ４３２間の空間の間に成り立つべき関係は次のようになる。すなわち、製品Ａを収容するための計数ラグ４３２間の間隔をＳ、カートン用後部ラグ３２０間の空間及びグループ化ラグ４５２間の空間に対応した間隔すなわちピッチをＰ、特定のサイズ及び形状のカートンに対応して設定されるカートン用後部ラグ３２０とカートン用前部ラグ３３０との間の間隔をＷ、梱包されるべきグループの列数をｎとした場合、
Ｐ＝ｎの最大値×Ｓ
Ｗ＝ｎ×Ｓ となる。
【００２３】
好ましい実施形態の場合、梱包されるべき列の最大数は６であるのでｎを６として、ピッチＰは１８インチとなる。カートンＣに収容される列数は４であるので、カートンＣにおいては、Ｗ＝４×Ｓ＝１２インチ となる。
【００２４】
図３に示す形態は、装置の全ピッチに満たない梱包形態なので、グループ化ラグ４５２間に最大数以下の製品Ａを収容するために、計数用コンベヤ４３０の並進速度は、グループ化コンベヤ４５０及びカートン用コンベヤ３００の並進速度より低く設定される。各コンベヤの並進速度間の数学的関係は、製品供給コンベヤ４１０の並進速度をＶ１、計数用コンベヤ４３０の並進速度をＶ２、グループ化コンベヤ４５０の並進速度をＶ３、カートン用コンベヤ３００の並進速度をＶ４とすると、
Ｖ３＝Ｖ４
Ｖ１＞Ｖ２
Ｖ１＞Ｖ３ となる。
【００２５】
図３に示す梱包形態、すなわち計数用コンベヤ４３０がグループ化コンベヤ４５０より低速で走行する場合、
Ｖ１＞Ｖ３＞Ｖ２ となる。
【００２６】
本発明が提供する多様性は図４に示している。図４は、図３におけるカートンとは異なるサイズのカートンＫに装填を行うようにグループ化ラグの配置を変更した形態を示している。本発明の装置は、必ずしもカートン用コンベヤ３００と共に用いられるわけではないが、そのような構成が好ましいという点に留意されたい。
【００２７】
図４において用いられるカートンは、３列×６本で１８本の製品を収容する形態である。各カートンＫは図３に示すカートンＣより小さいサイズであるが、全ピッチすなわち最大ピッチＰに適合して運転されなければならない。従って、計数用コンベヤ４３０の並進速度Ｖ２は、グループ化コンベヤ４５０の並進速度Ｖ３にまで高められる。すなわち、Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４とされる。この形態では、各後部ラグ３２０及び各前部ラグ３３０は共に、前部ラグ、後部ラグ双方の機能を果たす。小さめのカートンＫは９インチ（３列収容）、すなわちピッチＰの半分のサイズである。カートン用コンベヤにおける間隔Ｗ２に対応する間隔をグループ化コンベヤ４５０上に形成するために、補助的グループ化ラグ４５４がグループ化コンベヤに取付けられている。図示する好ましい実施形態では、補助的グループ化ラグを取付けるための手段として鍵穴状開口部４５３（図３に示す）が設けられている。
【００２８】
図５は、３列×４本の形態がカートン用コンベヤ３００に受け入れられ、カートンＫ２に梱包されるよう、本発明の構成をわずかに変更した本発明に係るさらなる変更形態を示している。１列に含まれる製品Ａの数と搬送通路５０における通路数との間には１対１の対応関係が成り立つので、１列に含まれる製品Ａの数は、使用する通路数を減少させることによって減らされる。図５に示す本発明の好ましい実施形態では、４本の製品からなる列を形成するために、最も内側の２つの通路が封鎖されている。少ない製品からなる列を形成するためには、どのような組合せで通路を封鎖してもよい。しかし、最も外側の通路における製品が装置における次のステーションに最も近い位置で梱包されるという理由で、最も外側の通路を使用状態にすることが梱包工程の安定性につながる。次のステーションに近接しているということは、封止が行われるまでカートンが全備重量で搬送される時間が短いということを意味し、カートン内における製品Ａの不安定さを減少させることになる。通路の封鎖は、着脱可能に取付けられた遮蔽部材５１を使用するというように、いかなる適切な手段を用いてもよい。クランプのような簡単な手段を用いてもよい。
【００２９】
再び、図３，４，５のいずれかを参照する。通路がコンベヤ４１０，４３０，４５０に対して斜めに延在する状態を表す角度Ｚは変更可能であることに留意されたい。しかしながら、図示し、説明してきた好ましい実施形態において、ここに説明した同期状態の製品搬送、計数、装填を実現するために最適な角度Ｚは当社の実施している条件においては約２０°であり、さらに好ましくは約１８．７°である。
【００３０】
請求項に記載する本発明の思想及び範囲を逸脱することなく、上記実施形態に変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施形態による製品搬送・計数・装填用装置を組込んだ連続動作式カートン梱包装置を示す斜視図である。
【図２】 本発明の好ましい実施形態による製品搬送・計数・装填用装置を示す平面図である。
【図３】 図２に示す本発明の装置における第１状態を説明する平面図である。
【図４】 図２に示す本発明の装置における第２状態を説明する平面図である。
【図５】 図２に示す本発明の装置における第３状態を説明する平面図である。
【符号の説明】
５０ 搬送通路（製品用平行通路）
３００ カートン用コンベヤ
４１０ 製品供給コンベヤ
４３０ 計数用コンベヤ
４３２ 横断計数ラグ
４５０ グループ化コンベヤ
４５２ グループ化ラグ（横断グループ化ラグ）
４５４ 補助的グループ化ラグ（横断グループ化ラグ）
Ａ 製品
Ｖ１ 製品供給コンベヤの並進速度（第１並進速度）
Ｖ２ 計数用コンベヤの並進速度（第２並進速度）
Ｖ３ グループ化コンベヤの並進速度（第３並進速度）
Ｖ４ カートン用コンベヤの並進速度
Ｚ 搬送方向に対する角度

Claims (4)

1. 複数の平行コンベヤの鉛直上方に設けられかつ前記コンベヤの搬送方向に対して角度を有して配置された複数の製品用平行通路、を備えた製品搬送・計数・装填用装置であって、前記複数の平行コンベヤは、
   第１並進速度で作動する製品供給第１コンベヤと、
   製品に合った間隔で配置された複数の横断計数ラグを有しかつ第２並進速度で作動する計数用第２コンベヤと、
   所定のグループ間隔で配置された横断グループ化ラグを有しかつ第３並進速度で作動するグループ化第３コンベヤと、を含み、
   前記第１並進速度は前記第３並進速度より高速に、前記第２並進速度は前記第１並進速度より低速に設定され、
   前記第２並進速度は前記第３並進速度と関連して選択的に変化可能に設定され、
   前記計数ラグによって、前記製品供給第１コンベヤから、前記各横断グループ化ラグ間を通る製品配列部へと搬送される際に前記計数用第２コンベヤによって製品の計数が行われ、次いで前記製品は、前記グループ化第３コンベヤの前記配列部から押し出されることを特徴とする製品搬送・計数・装填用装置。
2. 前記第２並進速度は、前記第３並進速度より低速であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記第２並進速度は、前記第３並進速度に略等しいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記複数の製品用平行通路は、選択的に使用可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。

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