JPH11506078A - カートンを開いて物品グループ上へと下げるための頭上組立体を有する包装機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 包装機械は、カートンのパネルをほぼ水平としカートンの壁をほぼ垂直配置で互いにつぶされた状態で、カートンをカートンコンベヤ上に逆Ｔ形状に置く。頭上組立体は、カートンを受け取り、カートンを開き、カートンを物品グループ上へと下ろす為のキャリヤ組立体を有する。各キャリヤ組立体は、カートン内に形成される切り抜き部内に挿入される為の突出フィンガーを有する一対の開き部材を有する。あるキャリヤ組立体が逆Ｔ形状のカートンと係合すると、そのキャリヤ組立体の開き部材の一方が他方の開き部材から離れて移動し、それによってカートンを開く。各キャリヤ組立体は、三つのカムプレート内を移動するカムフォロアを有し、その一つはキャリヤ組立体の配向を制御し、もう一つはキャリヤ組立体を支持し、そしてもう一つは開き部材を開閉する為のものである。頭上組立体は物品及びカートンの実質的に一方の側にのみ配置されるので、修理やメンテナンスや物品又はカートンの詰まりの除去の為簡単にアクセスできる。包装機械は各種サイズ及び形状の物品を各種のカートン内に包装することができる。通常、包装機械は、係合して物品グループ上へと下げられる、互いに対向するパネルを有するいかなる種類のカートン内にも物品を包装することができる。カートンは開き部材の移動によって積極的且つ高速に開かれるので、包装機械は又非常に高速で作動することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 カートンを開いて物品グループ上へと下げるための頭上組立体を有する包装機械 発明の分野 本発明は一般に、カートンを開き、次にカートンを物品グループ上へと下げる 組立体を有する包装機械に関し、より詳細には、所定の形状のカートンを受け取 り、カートンを開き、物品グループ上へと下げるための頭上組立体を有する包装 機械に関する。 発明の背景 ボトルや缶等の物品のグループを個々のカートン内へと載置するための代表的 な包装機械において、カートンは、包装機械の一端にある供給ホッパ内に折りた たんだ形状で積載される。カートンブランクとしても知られる折りたたみカート ンはカートン選択機構あるいはロータリフィーダ等のフィーダにより一枚ずつ取 り出され、物品の流れに平行な方向に移行するラグ（突起）などの一つ以上のカ ートンキャリヤ上に置かれる。一つのタイプの包装機械では、カートンは隣接す るカートンキャリヤ対間に置かれる。カートン選択機構は積み重ねの中の先頭の カートンブランクを取り出し、カートンがカートンキャリヤ間に配置されるとカ ートンを解放する真空カップ組立体を有している。カートンブランクは、カート ンを静止ガイドに対し移動することにより、真空組立体が積み重ねから離れキャ リヤ方向へと回転する際の遠心力により又は移行するキャリヤとカートンの接触 により開かれる。 隣接するラグ対間など、一以上のキャリヤ上にカートンを置くように、一以上 のチェーン又はベルトがフィーダの動作に同期してキャリヤを下流方向へと移動 する。カートンは、各カートンの二つの側壁がキャリヤの長さ方向と平行になり 、前及び後壁が物品の流れの方向に平行になり、且つ二つの底パネルがそれぞれ 前及び後壁から垂れ下がるようにキャリヤによって支持されている。カートンが 下流方向へと移動するにつれ、カム機構は底パネルをカートンの前及び後壁に対 し約９０度の角度になるまで互いから離れる方向に曲げる。 カートンの各種壁又はパネルの名称はカートンのサイズ、形状、及び形態と共 に変わることを理解されたい。上記のカートンにおいては、カートンの壁及びパ ネルは、カートンが物品を保持する組立状態にある時、カートンの前及び後壁が 垂直方向に配向され且つ物品グループの長さに沿って延在し、側壁が垂直方向に 配向され且つ物品グループの幅に沿って延び、そして底パネルが水平方向に配向 され物品グループの底で延在するように定義されている。 底パネルがカム機構によって水平配向で配置されると、第二のキャリヤ組がカ ートンを一組のレールに沿って物品上へと下げる。第二キャリヤ組は主として、 カートンが頂部から引かれるようカートンの頂部に係合するための少なくとも一 つのラグと、カートンが底から引かれるよう底パネルの両方内の切り抜き部を貫 通するための一以上の付加ラグを有している。カートンが第二キャリヤ組によっ てレールに沿って引かれる際にカートンの壁はほぼ垂直配向に留まる。 第二キャリヤ組はカートンを物品グループ上へと下げ、底パネルが垂直配向へ と落下した時カートンを放す。カートンが物品グループとともに下流方向へと移 行している際に、第二カム機構が物品の下でカートンの底パネルを曲げ上げ、底 パネルは、たとえば接着剤又は底パネル上の連結手段によって、互いに締結され る。 上述した包装機械はいくつかの欠点及び／又は制限を有している。たとえば、 代表的な包装機械は「四折り目」カートンなどのカートンに限られている。一つ の「四折り目」カートンは四つの縦方向折り目すなわち曲げを有するのみであり 、 各曲げはカートンの四つのコーナーの一つに配置される。一つの「四折り目」カ ートンがカートンブランクへと平らにされると、前壁と一つの側壁が一つの平坦 部分を形成し，後壁と他方の側壁が第一平坦部に平行でそれに連結された第二平 坦部を形成する。又、カートンブランクでは、底壁が前及び後壁から垂れ下がり 互いに対しオフセットしている。カートンが遠心力又はカートンを静止ガイドま たはラグと接触させることにより開かれるので、包装機械は「四折り目」カート ンに限られている。二つの側壁の中央から下がる付加縦方向曲げを有する「六折 り目」カートンなどの他のカートンは、供給ホッパから移動キャリヤへとカート ンを回転する時十分には開かない可能性がある。包装機械が「四折り目」カート ンに限られているので、包装機械は、物品を包装するのに使用することのできる カートンの種類においてどちらかと言えば制限されている。たとえば、上述の包 装機械は、たとえばクリップ、ラップ（包装紙）、タンパーエビデントカートン （中身へのアクセスを明白にするカートン）又はネックスルーカートン（首部が 貫通するカートン）などの、互いに対向する前及び後壁を有するカートンブラン クから形成されるいかなるタイプのカートン内にも物品を置くことができない。 従って、産業界には、より広範囲の種類のカートン内への物品の包装を可能とす ることに対する要望がある。 カートンブランクを供給ホッパ内に置くことにより代表的包装機械には他の難 点がある。カートンブランクはほぼ平坦であり、底パネルの一つが供給ホッパの 底部上へと置かれて供給ホッパ内にほぼ位置決めされる。底パネルは一般に長さ が等しくないので、前及び後壁と二つの側壁の重さがすべて二つの底パネルの内 のただ一つの上にかかる。しかしながら、底パネルはどちらかと言うと構造的に 弱く、マガジンによりフィーダ内へと供給される際カートンブランクの重さによ り簡単に崩れたり又は損傷される。損傷した又は崩れたカートンは包装プロセス を中断し妨害する。 代表的包装機械は、フィーダがカートンブランクを選び、開くことのできる速 さでのみ動作することができるので、比較的高速での運転はできない。遠心力に よりカートンを開く包装機械にとってフィーダはその遠心力の作用により又は静 止ガイドあるいはラグにより制限されている。たとえば、フィーダが高すぎる速 度で回転されると、真空組立体の回転により発生する遠心力は高速でカートンを 開き、そして、それらがキャリヤに到達する前にカートンを閉じてしまいもする 。カートンは移行するキャリヤに到達する際に少なくとも一部が閉じられてしま うので、キャリヤはカートンを真空組立体から受け取ることができない。従って 、包装機械はかなりの高速での運転はできない。 代表的包装機械はカートンを積極的に開くことができない。ある代表的包装機 械が動作する開き方法はカートンが開くことを保証するものではなく、それどこ ろか、しばしばカートンが内側へ折られたり崩れることによりカートンの供給ミ スを引き起こす。これら開き方法の有効性は部分的には、カートンの剛性、剛性 、年齢、及び折れ目強さなどのあるカートン特性に依存している。従って、多く のカートンにとって、これら特性の一以上により包装機械が物品をこれらカート ン内へ包装できることが妨げられている。これら開き方法の信頼性はまた、部分 的にはカートンの品質に依存している。壁の間に接着剤が散在したり、不完全な 切りくちを有するなどの低品質のカートンはこれら開き方法では開かない。従っ て、カートンを積極的に開くことのできる包装機械への要望がある。 もう一つの欠点として、移動するカートンや物品や関連する機械はアクセスが 非常に難しい。上に述べたように、カートンは二組の移行キャリヤによって下流 方向へと移動される。第一組の移行キャリヤがカートンをカートンフィーダから 受け取り各カートンの二つの側壁と接触する一方で、第二組の移行キャリヤは各 カートンの頂部及び各カートンの両側の底パネルと係合する。キャリヤを移動す るチェーンや他の要素と同様、二組のキャリヤはカートンの両側とその上方で位 置決めされ、従ってカートンや物品や関連する機械へのアクセス量が制限される 。カートンは又、下流方向へと移動する際二つの異なるカム機構と出会う。これ らカム機構のそれぞれは包装機械を複雑にし又カートンへのアクセス量を更に制 限する。このカートンやボトルへの限られたアクセス量は包装機械の動作に非常 に有害なものである。たとえば、カートンのつまりや物品のつまりによって包装 機械の動作が中断されると、カートンや物品やキャリヤや関連する要素への限ら れたアクセス量により除去作業が複雑になり、休止時間量を著しく増大する。関 連する機械への限られたアクセス量は又必要なメンテナンスを実行したり又は修 理を実行したりするのに必要な時間を複雑にし且つ増大させる。 従って、産業界には、各種サイズの物品を広範囲のカートン種類やサイズへと 包装することができる包装機械及び積極的にカートンを開くことのできる機械に 対する要望がある。又、カートンや物品や関連する機械がより簡単にアクセスで きる包装機械への要望もある。更に、カートンのフィーダへの制御を改良するよ うにカートンブランクを積載する包装機械への要望もある。更に又、より高速で 動作することのできる包装機械への要望がある。 発明の概要 本発明は、一態様において、カートンが中央部とその中央部の両側に置かれた パネルとを有する所定の形状でカートンを受け取るキャリヤ組立体よりなる。キ ャリヤ組立体は一対の開き部材を有し、キャリヤ組立体はパネルを開き部材と係 合させることによってカートンと係合する。好適には、各開き部材は、カートン のパネル内に形成された切り抜き部分内への挿入の為フィンガ等の一以上の部品 を有する。キャリヤ組立体はカートンと共に下流方向へと移動し、カートンをカ ートンコンベヤから離し物品グループ上へと下げる。カートンが物品グループ上 へと載置される前に、キャリヤ組立体は、一方の開き部材を他方の開き部材から 離す方向に移動することによってカートンを開く。 包装機械は、頭上組立体回りに回転する複数のキャリヤ組立体を備えると好ま しい。各キャリヤ組立体はキャリヤシャフト回りに旋回でき、チェーン駆動によ り頭上組立体回りに回転される。頭上組立体は一組の三つのカムプレートを有し 、各キャリヤ組立体は、キャリヤ組立体の姿勢や開き部材間の間隔をそれぞれ制 御し且つキャリヤ組立体を頭上組立体上に支持する為の三つのカムフォロア組を 有する。カートンが一つのキャリヤ組立体と係合する時からカートンが物品グル ープ上に置かれ開き部材から開放される時まで開き部材を縦配向にあるようにキ ャリヤ組立体の姿勢を維持する。開き部材の間隔は、開き部材がカートンの両側 において下げられる段階における約一インチの間隔から、開き部材がカートンに 係合している間の非常に近い間隔へと下げられ、更にカートンを物品グループ上 に置くに先立ち係合後にカートンを開いた間隔へと変えられる。 頭上組立体とキャリヤ組立体を有する本発明による包装機械は各種サイズ及び 形状の物品をさまざまな種類のカートン内へと包装することができる。包装機械 は積極的にカートンを開き、互いに対向するパネルを有し且つ本発明の包装機械 により係合されて物品上に下げられることのできるいかなるカートンをも事実上 開くことができる。カートンの開きが遠心力の性質や他の要素との接触によって 制限されないので、包装機械は又非常に高速で動作可能である。更に、本発明に よる頭上組立体は片持ち梁設計形状を有し、それにおいて、頭上組立体の部品の 実質的にほとんどは物品の一方の側に配置される。頭上組立体はカートンや物品 へのアクセスを妨害しないので、必要な修理や計画的メンテナンスやカートン又 は物品のつまりの除去をより簡単に且つ素早く実行でき、それにより休止時間量 を低減しそして包装機械の効率を増加することができる。 図面の簡単な説明 図１は本発明の一好適実施例による包装機械の部分側面図である； 図２はカートンを開閉するための頭上組立体の拡大部分側面図である； 図３は図１及び２におけるキャリヤ組立体の部分斜視図である； 図４はカートンと係合するキャリヤ組立体の側面図である； 図５は図１及び２の頭上組立体の部分切り取り斜視図である； 図６はキャリヤ組立体が物品グループの上方で完全に閉じられた位置にある、 図１の頭上組立体の正面図である； 図７はカートンの切り抜き内に開き部材を挿入した状態を示す拡大部分図であ る； 図８は図２の頭上組立体の頂部切り取り図である； 図９はキャリヤ組立体が物品グループの上方において完全に開かれた位置にあ る、図１の頭上組立体の正面図である； 図１０はキャリヤ組立体が完全に開かれ物品グループ上へと下げられた状態を 示す図１の頭上組立体の正面図である。 好適実施例の詳細な説明 図１において、本発明の一好適実施例による包装機械１０は、矢印Ａにより示 される下流方向へと移動するボトルや缶等の物品１５を有している。一般に、物 品１５はコンベヤ１１上で搬送され、個別の物品グループに分けられ、、カート ン１３が各物品グループ上へと下げられる。カートン１３は、包装機械１０の上 流端に位置する供給ホッパ１２内に積載され、選択装置１４が供給ホッパ１２か ら各カートン１３を順次取り出し、カートン１３をカートンコンベヤ１７上へと 置く。カートン搬送組立体１６はカートンコンベヤ１７からカートン１３を受け 取り、カートン１３を所定の形状で、即ち本実施例では逆Ｔ形状で、カートン１ ３の壁が実質的に上下方向に配向され且つ共に圧縮され、カートン１３の底パネ ルが実質的に水平方向に配向され直立壁の両側で組立体１６上に乗っているよう に置く。頭上組立体２０は複数のカートンキャリヤ２２を有し、このカートンキ ャリヤ２２は組立体１６上のカートン１３と係合し、カートン１３を完全に開き 、個別の物品グループ上にカートン１３を下げる為のものである。頭上組立体２ ０から下流のある位置において、閉じ組立体１９は、物品１５の各グループがカ ートン１３の内の一つに確実に保持されるよう底パネルを互いに結合する。 供給ホッパ１２は、カートン１３の頂部を包装機械の一方の側に配置する一方 で底部を包装機械１０の他方の側に配置するよう、カートン１３をその側面上に まとめて積載している。言い換えるなら、各カートンは単一の底パネル上に乗っ ているというよりは、一以上の折り目上に乗っている。供給ホッパ１２はカート ン１３の層の移動を制限する為のタブ又は他の種類の突起を有しており、さらに カートン１３が選択装置１４により取り出される際にカートン１３をタブの方へ と進める機構又は組立体を有してもよい。カートン１３はその底パネル上に乗っ ていないので、カートン１３は供給ホッパ１２内で崩壊する事はない。供給ホッ パ１２は好ましくはカートン１３をその側面上に位置決めするが、供給ホッパ１ ２は本発明の一部を構成するものではなく、カートン１３を積載するに適当な如 何なる組立体を使用してもよい。 選択装置１４、カートン搬送組立体１６、カートンコンベヤ１７、及び閉じ組 立体１９も本発明の一部を構成するものではない。選択装置１４は、カートン１ ３に接触しカートン１３を供給ホッパ１２から取り出し、カートン１３をコンベ ヤ１７上に置く為の真空組立体を有するロータリフィーダより構成してよい。カ ートン搬送組立体１６とコンベヤ１７は、壁部を垂直方向に置き、底パネルを水 平方向に維持し且つ次に底パネルの一方を１８０度旋回して底パネルが壁部の両 側において水平方向に配置されるように逆Ｔ形状にカートン１３を置くと好まし い。カートン搬送組立体１６はこの逆Ｔ配向でカートン１３を頭上組立体２０へ と提供する。本発明は如何なる適正な選択装置、搬送組立体、又は閉じ組立体と 共に動作できる事を理解されたい。 図２によりよく示されるように、頭上組立体２０は一組のスプロケット２４及 び２６の回りに部分的に巻回される無端チェーン２８を有し、スプロケット２４ は駆動スプロケットでありスプロケット２６はチェーン２８に張力を与えている 。頭上組立体２０を構成しているキャリヤ組立体２２のそれぞれはチェーン２８ に取り付けられ、図２の観測角度からは頭上組立体２０の回りに反時計方向に移 動する。 図３及び４において、各キャリヤ組立体２２は、一つのカートン１３と係合し 且つそのカートン１３を物品グループ上へと下げる一対の開き部材３０₁及び３ ０₂を有している。第１開き部材３０₁は所定位置に固定され、第２開き部材３０₂ は軸Ｂに沿って可動である。固定開き部材３０₁は固定キャリヤバー３４に取り 付けられ、そこから垂れ下がっており、一方可動開き部材３０₂は可動キャリヤ バー３６に取り付けられそこから垂れ下がっている。従って、両開き部材３０₁ 及び３０₂間の距離は軸Ｂに沿う固定キャリヤバー３４に沿って可動キャリヤバ ー３６を移動する事により調整可能である。 各キャリヤ組立体２２は又、キャリヤバー３６と開き部材３０₂の軸Ｂに沿う 移動を制御するヨーク組立体５０を有している。ヨーク組立体５０は二つの直立 部材５２₁及び５２₂を有し、それらはその頂部において水平部材５４により結合 され、その底部において可動キャリヤバー３６に連結され、且つキャリヤバー３ ４が通過するスロットを有している。第１及び第２直立部材５２₁及び５２₂はキ ャリヤバー３４に取り付けられていないので、ヨーク組立体５０と可動キャリヤ バー３６は軸Ｂに沿う固定キャリヤバー３４に沿って滑動可能である。開きカム フォロア５６が水平部材５４に取り付けられ、開きカムプレート６６内に形成さ れた溝６７内に挿入されている。キャリヤ組立体２２の要素を明瞭に示す為、 開きカムプレート６６は部分視で示されている。しかしながら、開きカムフォロ ア５６は開きカムプレート６６により両側で束縛され、溝６７の経路に沿って移 動するよう閉じ込められている事を理解されたい。従って、カムフォロア５６が 溝６７の形状の為軸Ｂに沿って移動するにつれ、ヨーク組立体５０と開き部材３ ０₂は軸Ｂに沿って移動し、それによって開き部材３０₁と３０₂間の距離を調整 する。 一対の支持部材４０がカムプレート６２の外側に配置され、チェーン２８に取 り付けられている。各支持部材４０は、図２に示されるように、カムプレート６ ２の一方内のカム溝６３内に収容される為の一対の支持フォロア４１を有してい る。支持部材の対４０は各キャリヤ組立体２２を、その組立体２２が頭上組立体 ２０上でスプロケット２４及び２６回りに回転されるよう支持している。支持部 材４０は（図示なき）適当なブラケットによりチェーン２８に取り付けられ、従 って頭上組立体２０回りにキャリヤ組立体２２を回転する為の駆動力を受け取る 。低速で動作する包装機械やより軽いキャリヤ組立体２２を有するもの等のよう に、本発明の包装機械は支持フォロア４１、カムプレート６２及びカム溝６３と 共に動作する必要はない事を理解されたい。 各キャリヤ組立体２２は又キャリヤシャフト４４を有し、そのキャリヤ組立体 ２２はキャリヤシャフト４４回りに回動できる。キャリヤシャフト４４は二つの 支持部材４０間に延在し、ヨーク組立体５０を貫通している。各支持部材４０は 、支持フォロア４１が取り付けられている上側部材４０_aと、チェーン２８に取 り付けられている下側部材４０_bとよりなっている。キャリヤシャフト４４は支 持部材４０の上側及び下側部材４０_aと４０_bの両者を通って延び、部材４３内の 軸受内に収容される。部材４３は支持部材４０に対し回動でき、それにより、固 定キャリヤバー３４、可動キャリヤバー３６、開き部材３０₁及び３０₂、及びヨ ーク組立体５０はすべて一つのユニットとしてキャリヤシャフト４４回りに回 動する事が出来る。 キャリヤシャフト４４回りのキャリヤ組立体２２の回動は姿勢部材３８により 制御され、その姿勢部材３８は固定キャリヤバー３４の一端に固定して取り付け られ且つそのキャリヤバー３４から離れるようある角度で突出している。カムフ ォロア３９は姿勢部材３８の端部に取り付けられ、図２に示すように、カムプレ ート６０のカム溝６１内に挿入されている。キャリヤ組立体２２が頭上組立体２ ０の回りに回転するにつれ、姿勢部材３８とカムフォロア４１の間の距離はカム 溝６１及び６３の位置によって変わり、その結果姿勢部材３８のカムフォロア４ １に対する配置が変わる。カム溝６１及び６３間の距離の変化によりキャリヤ組 立体２２はキャリヤシャフト４４回りに回動する。以下の説明によってより明ら かとなるが、キャリヤ組立体２２の回動はカートン１３の適切な取り扱いの為に は重要なものである。 図２、５、及び８を参照して、モータ７０又は他の適当なタイプの駆動機構は 、頭上組立体２０の下流端を横切って延びる駆動シャフト７４に取り付けられて いる。モータ７０はシャフト７４に直接連結されている必要はなく、歯車箱のよ うな一つ又はそれ以上の中間要素を介してシャフト７４を駆動してもよい。駆動 スプロケット２４は駆動シャフト７４に取り付けられ、他方のスプロケット２６ は、頭上組立体２０の上流端で頭上組立体２０を横切って延びるアイドラシャフ ト７２に取り付けられている。スプロケット２４とシャフト７４が回転する時、 チェーン２８、従ってキャリヤ組立体２２の全てが、図２の観測角では頭上組立 体２２回りに反時計方向に回転する。 これらの図に示されるように、キャリヤ組立体２２が頭上組立体２０回りに回 転する際の支持や、組立体２２のキャリヤシャフト４４回りの回動や、部材３０₁ 及び３０₂の開きはカムフォロアとカム溝の三つの個別のセットによって制御さ れる。支持部材４０上の支持フォロア４１はカムプレート６２のカム溝６ ３内に収容され、頭上組立体２０上のキャリヤ組立体２２を支持し、且つキャリ ヤ組立体２２を頭上組立体２０回りに回転させるチェーン２８に取り付けられて いる。 姿勢部材３８はカムプレート６０のカム溝６１内に収容され、且つキャリヤ組立 体２２のキャリヤシャフト４４に対する配向即ち回動を制御する。キャリヤ組立 体２２のそれぞれのヨーク組立体５０上の開きカムフォロア５６は開きカムプレ ート６６内のカム溝６７の経路に従い、部材３０₁及び３０₂の開閉を制御してい る。 図２を参照して、動作の第１区間Ｉにおいて、一つのキャリヤ組立体２２内の 開き部材３０₁及び３０₂はカートン１３とは接触する事はなく、従って事実上ど んな距離ででも互いに離間して配置できる。しかしながら、動作の第１区間Ｉの 端において、開き部材３０₁及び３０₂がカートン１３の両側において旋回して降 りる際にそれらが傷つき又はさもなければカートン１３に接触する事がないよう 約１インチの距離だけ離間されている事が好ましい。キャリヤ組立体２２が動作 の第２区間IIに入ると、開き部材３０₁及び３０₂は一つのカートン１３の両側に おいて下げられ、約１インチの間隔からカートン１３に極近接するよう閉じられ る。 動作の第３区間IIIにおいて、開き部材３０₁及び３０₂は姿勢部材３８の配置 の為垂直方向に配向されカートン１３と係合するよう下げられる。図６及び７に 最もよく示されるように、開き部材３０₁及び３０₂は部品３２を有し、それらの 部品３２は、カートン１３の底パネル内に形成される切り抜き１３ａ内に挿入さ れるフィンガであると好ましい。従って、動作の第２区間IIにおける開き部材３ ０₁及び３０₂の間隔は、フィンガ３２が切り抜き１３ａの位置と一致するよう選 択するとよい。開き部材３０₁及び３０₂のフィンガ３２は、好ましくは、切り抜 き１３ａ付近のカートン１３の上面が開き部材３０₁及び３０₂上の平面 ３５と接触するよう形状づけられている。平面３５はカートン１３と接触し、カ ートン１３を一群の物品１５上へと降ろす際にカートン１３が開き部材３０₁及 び３０₂上を滑り上がることがないようにしている。フィンガ３２の楔形や他の 保持形状は又、カートン１３が搬送され、開かれ、一群の物品１５上へと下げら れる間にカートン１３がフィンガ３２から脱落し、開放されるのを防止している 。 キャリヤ組立体２２が動作の第４区間IV内を移動する際、図８に最もよく示さ れるように、カム溝６７は、開きカムフォロア５６が軸Ｂに沿って移動されて可 動開き部材３０₂を固定開き部材３０₁から物品１５の外径のほぼ２倍の距離だけ 引き離されるように形状づけられている。カートンが開かれる量は軸Ｂに沿う方 向におけるグループ内の物品１５の幅に依存している事を理解されたい。従って 、物品直径が２インチであるならば、開き部材３０₁及び３０₂は２レーン構成を 稼動する場合約４インチだけ離される。 動作の第４区間IVにおいてカートン１３が完全に開かれた後、カートン１３は 動作の第５区間Ｖにおいてカートン搬送組立体１６から離れて搬送され、キャリ ヤ組立体２２によって一群の物品１５上へと降ろされる。図９に示されるように 、開き部材３０₁及び３０₂のフィンガ３２がカートン１３と係合した後そしてカ ートン１３がカートン搬送組立体１６を離れた後でさえカートン１３の底パネル は水平配向に止まる事が出来る。 図２及び８により最もよく示されるように、物品１５のグループは１２．５イ ンチのようにある固定のピッチであり、キャリヤ組立体２２は平坦なカートン長 さに適応するために始めは１５インチのようにより大きなピッチとしている。キ ャリヤ組立体２２が動作の第５区間Ｖに入ると、キャリヤ組立体２２は、キャリ ヤ組立体のピッチを物品１５のピッチ、即ち、１２．５インチの縮小ピッチに等 しくなるよう調整する角度で物品１５方向へと下降する。ピッチの減少は、キャ リヤ組立体２２が下降する角度とカムフォロア３８による垂直姿勢の維持によっ て達成される。キャリヤ組立体２２の下降によりカートン１３の直線速さが第５ 区間Ｖにおける物品グループの直線速さに合致する際に、速さ合致の追加量は、 第６区間VIにより近似される領域内において、開き部材３０₁及び３０₂と物品グ ループ間に発生しなければならない。この速さ合致の追加量はスプロケット２４ 回りのチェーン２８の移行のため必要となる。キャリヤ組立体２２のピッチを物 品グループのピッチに合致させる事により、機械１０は製品サイズに依存する最 小ピッチで動作するので包装機械１０のスループットは従って最大となる。従っ て、図８から明らかなように、カートン１３は動作の第５区間Ｖにおいて物品１ ５に対し適正に位置決めされる。 動作の第６区間VIにおいてカートン１３は物品１５の一群上へと完全に降ろさ れる。図１０に示されるように、カートン１３は物品１５上に置かれ、カートン １３のベースは物品１５のベースと同一平面内へと下げられる。開き部材３０₁ 及び３０₂とキャリヤ組立体２２の上方への移行により第６区間VIにおいてカー トン１３はフィンガ３２から解放される。動作の第４IV、第５Ｖ、第６VI区間を 通して及び第３III区間の殆どを通してと同様に、カートン１３の解放の間に、 開き部材３０₁及び３０₂は姿勢部材３８の制御のもとに垂直配位に維持される。 開き部材３０₁及び３０₂が物品１５から離れて引き上げられる際にも姿勢部材３ ８は更に開き部材３０₁及び３０₂を垂直配位に維持する。カム溝６１及び６３の 経路によってフィンガ３２が切り抜き１３ａへと入り且つそこから真っ直ぐ引き 上げられ且つ部材３０₁及び３０₂が頭上組立体２０回りに回転の間にそれらによ ってフィンガはカートン１３を離れるので、カム溝６１及び６３の経路は頭上組 立体２０のこの部分において重要なものである。 開き部材３０₁及び３０₂が物品コンベヤ１１から上方へと離れる方向に回転す ると、キャリヤ組立体２２は動作の第７区間VIIへと入る。好適な実施例におい て、開き部材３０₁及び３０₂は動作の第８区間VIIIにおいて約１インチに互いに 対し閉じられている。しかしながら、当業者には明らかであるように、開き部材 ３０₁及び３０₂がカートン１３を開放した後の第７区間VII及び第８区間VIIIに おいては、開き部材３０₁及び３０₂の間隔は重要なものではなく、それは例示し た距離から変えてもよい。 本発明による包装機械１０は、物品１５をカートン１３内へと包装する際に三 つの基準線Ｌ₁〜Ｌ₃を利用している。これら三つの基準線Ｌ₁〜Ｌ₃のそれぞれは 、一つの物品グループの位置と一つのカートン１３の位置を決定する際に包装機 械１０によって使用される。図８に示す第１基準線Ｌ₁は、物品１５が個別の物 品グループへと分けられた後、物品コンベヤ１１の長さに沿って規則的に離間さ れている。物品１５は、各グループ内の物品１５の後端が基準線Ｌ₁と一致する ように物品コンベヤ１１上に配置されている。又、キャリヤ組立体２２は、開き 部材３０₁及び３０₂が基準線Ｌ₁、従って、物品グループの後端からある固定距 離離れてばらつきなく配置されるよう基準線Ｌ₁に対して位置決めされている。 従って、一物品グループの長さや一カートン１３の長さとは無関係に、包装機械 １０は一物品グループの後端を一カートン１３の後端とばらつきなく一致させる 事が出来る。 図６及び７を参照して、カートン１３の全てのサイズ及び形状と物品１５のサ イズ又は形状に対し一致している第２基準線Ｌ₂はベースラインである。第２基 準線Ｌ₂、即ちベースラインは、一カートン１３のベースに位置しており、それ は又物品１５のベースでもあり且つ物品コンベヤ１１の上面でもある。この第２ 基準線Ｌ₂は又キャリヤ組立体２２の動作にも関係している。より具体的には、 開き部材３０₁及び３０₂は、キャリヤ組立体２２が頭上組立体２０回りに回転す る際最低位置にある時部材３０₁及び３０₂の平面３５が物品コンベヤ１１とほぼ 同一水準となるよう選択された長さを持っている必要がある。カートン１３及び 物品１５のベースを第２基準線Ｌ₂として選択することによって、包装機械 １０は各種高さの物品１５を各種高さのカートン１３内へと包装することが出来 る。物品１５のベースとカートン１３のパネルの両者と一致している第２基準線 Ｌ₂を図面に示しているが、本発明の他の応用例ではカートンパネルを物品１５ のベースに対し変位させてもよい。 図６及び９において、全てのカートン１３に対し一致している第３基準線Ｌ₃ は物品１５の経路に平行して延びる直線である。第３基準線Ｌ₃は物品グループ の内側端部及び開いたカートン１３の内側端部の両者と一致している。従って、 コンベヤ１１上の物品１５の配置とコンベヤ上のカートン１３の配置とは、物品 １５とカートン１３の両者の内側端部が第３基準線Ｌ₃と一致するよう調整され ている。 上記三つの基準を使って、本発明による包装機械１０は各種サイズ及び形状の 物品１５を異なる幅、長さ、又は高さのカートン１３へと包装する事が出来る。 例えば、開き部材３０₁及び３０₂は、各種長さのカートンを下げる事が出来、又 降下してカートンのパネル内に形成された付加的切り抜きと係合する事の出来る 一組のフィンガと嵌合させると有効である。開き部材３０₁及び３０₂の移動する 深さは、モータ駆動されるねじジャッキ上に全頭上組立体２０を載置して調整出 来るようにするとよい。又、開き部材３０₁及び３０₂が離される距離は、調整可 能な開きカム６６を有する事によって可変とするとよい。調整可能な開きカム６ ６は旋回部を有して開き距離のばらつきを吸収するよう設計するとよい。当業者 には明らかなように、包装機械１０は色々な他の方法でも調整可能である。 本発明による包装機械１０は従来の包装機械より高速で動作可能である。包装 機械１０内の頭上組立体２０は剛性、折り目強度、又はカートン１３を開く真空 位置等に依存せず、むしろ開き部材３０₁及び３０₂の移動によってカートン１３ を積極的且つ物理的に開く。カートン１３は積極的に開かれるので、包装機械１ ０は各種特性を持つカートン１３や各種品質レベルのカートン１３をよりよく 開く事が出来る。例えば、包装機械１０は比較的壊れやすいか古いカートンや、 接着剤の染みや不完全な切り抜き等の欠陥を有するカートンを開く事が出来る。 従って、本発明による包装機械１０は、カートンの供給ミスの頻度を下げ、従っ て包装プロセスの効率を上げる。 本発明を物品グループ上へと下げられるカートン１３に関して説明してきたが 、包装機械１０は、物品１５の高さに沿う各種位置において又は物品１５の上又 は下の位置において配置されるカートンと動作可能である。一般に、包装機械１ ０は、クリップ、ラップ、タンパーエビデントカートン、及びネックスルーカー トン等、物品グループ上へと下げる事の出来る二つの対向するパネルを有する如 何なるタイプのカートン内にも物品を包装する事が出来る。従って、仮にカート ンがクリップである場合に、開き部材３０₁及び３０₂はカートンを物品１５の頂 部に非常に近くに置く。言うまでもなく、カートンの中央部分はカートンの壁で ある必要はなく、又他の面を含んでいてもよい。例えば、上に述べたように、カ ートンの中央部分はクリップの一部よりなり、その表面の一部を物品の首部が通 過するものでも良く、また、その中央部分はパネルの一つ又は双方と一体であっ てもよい。 本発明の包装機械１０は又容易にアクセスする事が出来る。図６に最もよく示 されるように、頭上組立体２０は殆ど全てが物品１５の一方の側に配置されてお り、物品１５へのアクセスや下流方向へと移動するカートン１３へのアクセスを 妨害することはない。従って、仮にカートン１３又は物品１５の詰まりが発生し た場合に、オペレータは詰まったカートン１３や物品１５を簡単に取り除き、包 装機械１０を素早くその運転状態へと戻す事が出来る。同様に、包装機械１０に おける計画的メンテナンスや必要な修理をより簡単に且つ素早く実行する事が可 能である。従って、包装機械１０の休止時間量は実質的に減少する。 本発明を説明する目的の為にここに選ばれた上記実施例において多くの変更を 加える事が出来、添付の請求の範囲によって定められる本発明の範囲から逸脱す ることなしに均等の原則に対し全ての成果を含むものである事は当業者に自明で あろう。 例えば、包装機械１０は物品グループの端部に固定された一つの開き部材３０₁ を有し次に他方の開き部材３０₂を移動してカートン１３を開くが、包装機械１ ０は又物品グループ上方に中央に寄せられた開き部材３０₁及び３０₂を有しそし て開き部材３０₁及び３０₂の両方を移動してカートン１３を開く事も出来る。従 って、第３基準線Ｌ₃は物品グループの中央線と一致させる。又、開き部材３０₁ 及び３０₂の長さは、開き部材３０₁及び３０₂を他の一組の部材と置換するか、 一部を加えるか又は取り除くか、又は部材３０₁及び３０₂を伸縮自在に形成する 事によって調整する事が出来る。更に、開き部材３０₁及び３０₂はキャリヤ組立 体２２を引き上げる事によりカートンから解放されるが、開き部材３０₁及び３ ０₂は、カートンのパネルを開き部材３０₁及び３０₂から下へ離す方向に曲げる プラウ（すき）によってカートン１３から解放されてもよい。用語開き「部材」 は、ブレード等の構造体や、カートンに係合し、それを積極的に開き、それを下 げ、且つそれを物品グループ上へと放出する事の出来る組立体等、広い範囲のも のを包含するものである事を理解されたい。 又、本発明は図示の２×２グループへの物品の包装に限定されるものではなく 、各種形状の物品を包装する事も出来る。従って、本発明による包装機械１０は 、物品を１×２形状や、２×３形状や、３×３形状などへと包装する事が出来る 。実際に、本発明による包装機械はカートンをただ一つの物品よりなる物品グル ープ上へと配置するのに使用する事も出来る。当業者には自明であるように、開 き部材３０₁及び３０₂が引き離される距離は特定の物品形状に依存しており、よ り具体的には、軸Ｂに沿って測定した物品グループの幅に依存している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オルソン，アレン エル. アメリカ合衆国．56441 ミネソタ，クロ スビイ，ハイウェイ 11，ルーラル ルー ト ３ (72)発明者 エマーソン，ジェームズ ダヴリュ. アメリカ合衆国．30188 ジョージア，ウ ッドストック，ローズ クリーク トレイ ル 908 【要約の続き】 係合して物品グループ上へと下げられる、互いに対向す るパネルを有するいかなる種類のカートン内にも物品を 包装することができる。カートンは開き部材の移動によ って積極的且つ高速に開かれるので、包装機械は又非常 に高速で作動することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．物品グループを下流方向へと移動し且つカートンを、一対のパネルがカー トンの中央部の両側に配置されている所定の形状に置く包装機械において使用さ れる頭上組立体であって、 一対の開き部材を有するキャリヤ組立体と、 該キャリヤ組立体を該下流方向へと駆動し且つキャリヤ組立体をカートン 上へと下げる手段と、ここで前記開き部材はカートンのパネルと係合している、 前記開き部材を互いから分離しカートンを開く手段と、 キャリヤ組立体を該物品グループ方向へと下げ且つ該開き部材を物品グル ープ方向へと下げる手段と、ここで該下げる手段は、カートンが物品グループ上 へと置かれるようキャリヤ組立体の開き部材を位置決めする、 カートンが該下げる手段により物品グループ上へと載置された後キャリア 組立体を物品グループから離して引き上げる手段と、該開き部材は該キャリヤ組 立体の引き上げ中にカートンを離す、 よりなる頭上組立体。 ２．前記開き部材は、カートンのパネル内に形成された切り抜き部内へと挿入 される部品を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の頭上組立体 。 ３．前記駆動手段がキャリヤ組立体をカートン上へと下げる間、前記下げる手 段が開き部材を物品グループの両側において下げる間、且つ前記引き上げる手段 が前記開き部材をカートンから離す間、前記開き部材を縦配向に維持する姿勢制 御手段を更に有する請求の範囲第１項に記載の頭上組立体。 ４．前記姿勢制御手段が姿勢カムプレートを有し、前記キャリヤ組立体が、該 姿勢カムプレート内のカム溝内で移動する姿勢カムフォロアを有し、該姿勢 カムプレートと該姿勢カムフォロアは該キャリヤ組立体における前記開き部材の 回動シャフト回りの回動を制御していることを特徴とする請求の範囲第３項に記 載の頭上組立体。 ５．前記分離手段はカム溝を有する開きカムプレートを有し、 キャリヤ組立体は更に、該カム溝内を移動する開きカムフォロアと、前記 開き部材の一つが垂れ下がる固定キャリヤバーと、該開き部材の他方が垂れ下が る可動キャリヤバーと、該開きカムフォロアを該可動キャリヤバーに連結するヨ ーク組立体とを含み、 該カム溝が該下流方向に対し横切る方向に延びる時、該開きカムフォロア と該ヨーク組立体と該可動キャリヤバーにより他方の開き部材を該下流方向に対 し横切る方向において移動させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の頭 上組立体。 ６．前記駆動手段は、キャリヤ組立体に連結されるチェーンと、該チェーンが 巻回される一対の離間スプロケットと、該スプロケットの一方を回転するモータ とよりなることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の頭上組立体。 ７．前記駆動手段、下げる手段、及び引き上げる手段はカム溝を有するカムプ レートを含み、前記キャリヤ組立体は該カム溝内を移行するカムフォロアを含み 、該カム溝の経路が、該キャリヤ組立体と該物品の間での且つ該キャリヤ組立体 と該カートンの間での姿勢と位置を決定することを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の頭上組立体。 ８．前記下げる手段は、前記開き部材がパネルを前記物品のベースに置くよう に、前記キャリヤ組立体を下げることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の頭 上組立体。 ９．前記頭上組立体はカートンを複数の物品グループ上へと下げるための複数 のキャリヤ組立体を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 頭上組立体。 １０．前記下げ手段は前記キャリヤ組立体のピッチを前記物品グループのピッチ に等しくするように変えることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の頭上組立 体。 １１．前記分離手段は前記カートンを前記物品の外径の約２倍へと開くことを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の頭上組立体。 １２．前記開き部材は、前記カートンが前記所定形状にある時、実質的に水平配 置される前記パネル内へと挿入されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の頭上組立体。 １３．前記開き部材は、前記カートンの前記中央部分が実質的に垂直配置される 時、該カートンの前記パネルと係合することを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の頭上組立体。 １４．前記分離手段は、カートンが完全に開かれるよう開き部材を分離すること を特徴とする請求の範囲第１項に記載の頭上組立体。 １５．物品グループを下流方向へと移動し且つカートンを、一対のパネルがカー トンの中央部の両側に配置されるようカートンコンベヤ上に所定の形状で置く包 装機械を使って物品を包装する方法であって、 一対の開き部材を有するキャリヤ組立体を該下流方向へと駆動し、キャリ ヤ組立体をカートン上へと下げ、該キャリヤ組立体からの開き部材をパネルと係 合させ、 開き部材を互いから分離しカートンを開き、 該キャリヤ組立体を該物品方向へと移動し且つ該開き部材を物品のグルー プの両側に位置決めすることによってカートンを物品のグループ上に配置し、そ して カートンが物品グループ上へと配置された後、該キャリヤ組立体を物品グ ループから引き離して引き上げ、開き部材をカートンから引き離す、 工程よりなる方法。 １６．更に、前記配置し、引き上げ、及び引き離す工程中に、前記開き部材を垂 直配置して維持する工程を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１５項に記 載の方法。 １７．前記維持する工程は、姿勢カムプレートのカム溝内におけるキャリヤ組立 体上の姿勢カムフォロア位置に基づきキャリヤ組立体の姿勢を制御する工程を含 んでいることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の方法。 １８．前記分離する工程は前記開き部材の一方を開き部材の他方から離れる方向 に移動する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。 １９．前記係合させる工程は、前記開き部材上の部品を、カートンのパネル内に 形成された切り抜き部内へと挿入する工程を含んでいることを特徴とする請求の 範囲第１５項に記載の方法。 ２０．前記駆動工程は、カムプレートのカム溝内でのキャリヤ組立体上のカムフ ォロアの位置に基づき、キャリヤ組立体とカートンの間での姿勢及び位置を調整 する工程を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。 ２１．前記分離する工程は、開きカムプレートのカム溝内におけるキャリヤ組立 体上の開きカムフォロアの位置に基づき、開き部材間の距離を調整する工程を含 んでいることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。 ２２．前記配置及び位置決め工程は、カートンのパネルが物品のベースへと下げ られるよう前記開き部材を下げる工程を含んでいることを特徴とする請求の範囲 第１５項に記載の方法。 ２３．更に、複数のキャリヤ組立体を前記下流方向へと駆動する工程と、カート ンをキャリヤ組立体の各一つと係合させる工程と、及びカートンを物品グル ープ上へと下げる工程とを含んでいることを特徴とする請求の範囲第１５項に記 載の方法。 ２４．前記移動及び位置決め工程は、前記キャリヤ組立体のピッチを前記物品グ ループのピッチに等しくするよう調整する工程を含んでいることを特徴とする請 求の範囲第２３項に記載の方法。 ２５．前記開き部材を前記パネルと係合させる工程は、該開き部材を実質的に水 平方向に配置されたパネルと係合させる工程を含んでいることを特徴とする請求 の範囲第１５項に記載の方法。 ２６．前記開き部材を前記パネルと係合させる工程は、前記中央部分が実質的に 垂直方向に配置される時、該開き部材をパネルと係合させる工程を含んでいるこ とを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。 ２７．前記分離する工程は、前記開き部材を前記物品の外径のほぼ２倍に等しい 距離だけ分離する工程を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載 の方法。 ２８．前記分離する工程は、カートンが完全に開かれるまで前記開き部材を分離 する工程を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。 ２９．物品グループを下流方向へと移動し且つカートンを、カートンの一対のパ ネルがそのカートンの中央部分の両側において配置されるようカートンコンベヤ 上で所定の形状に載置する包装機械において使用される頭上組立体であって、 第一カム溝を有する第一カムプレートと、 複数のキャリヤ組立体であって、それぞれが一対の開き部材と、該第一カ ム溝内で移動する第一カムフォロアと、を有するキャリヤ組立体と、 キャリヤ組立体のそれぞれに取り付けられ、一対の離間したスプロケット 回りに部分的に巻回されるチェーンと、 該スプロケットの一方を回転し、チェーンとキャリヤ組立体を該頭上組立 体回りに回転させる手段と、よりなり、 キャリヤ組立体における開き部材は、該頭上組立体回りの該キャリヤ組立 体の回転の間にカートン上のパネルと係合するようになり、 該第一カムプレートと該第一カム溝と該第一カムフォロアは開き部材を互 いに離れる方向へ移動してカートンを開き、そして、 該チェーンの該頭上組立体回りの回転により、更に、キャリヤ組立体は、 開き部材により保持されるカートンが物品グループ上へと配置されるように、物 品グループの方へと下げられる、 ことを特徴とする頭上組立体。 ３０．前記頭上組立体は更に第二カムプレート及び第二カム溝を有し、各キャリ ヤ組立体は更に該第二カム溝内を移動する第二カムフォロアと回動シャフトを備 え、該第二カムプレートと該第二カム溝と該第二カムフォロアは、該開き部材の 該キャリヤシャフト回りの回動を制御していることを特徴とする請求の範囲第２ ９項に記載の頭上組立体。 ３１．前記第二カムプレートと前記第二カム溝と前記第二カムフォロアは、前記 キャリヤ組立体がカートンと係合するよう下げられる際に、前記開き部材を縦配 置に維持することを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の頭上組立体。 ３２．前記第二カムプレートと前記第二カム溝と前記第二カムフォロアは、前記 キャリヤ組立体がカートンを物品グループ上に置く際に、前記開き部材を縦配置 に維持することを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の頭上組立体。 ３３．カートンが物品グループ上に配置された後、前記回転させる手段と前記チ ェーンと前記スプロケットの一方はキャリヤ組立体を物品グループから引き離す よう引き上げることを特徴とする請求の範囲第２９項に記載の頭上組立体。 ３４．前記キャリヤ組立体が物品グループから離れて引き上げられる際、前記開 き部材を縦配置に維持する為、該キャリヤ組立体上に第二カムプレートと第二カ ム溝と第二カムフォロアを更に備えていることを特徴とする請求の範囲第３３項 に記載の頭上組立体。 ３５．前記開き部材は前記物品のベースにカートンのパネルを載置するサイズで あることを特徴とする請求の範囲第２９項に記載の頭上組立体。 ３６．前記第一カムプレートと前記第一カム溝と前記第一カムフォロアは、カー トンが完全に開かれるよう前記開き部材を分離することを特徴とする請求の範囲 第２９項に記載の頭上組立体。