(57)【要約】【課題】製品２０を継続的に包装する。【解決手段】包装装置１０は、レーンサイズが変更可能であり、製品を製品セットとし、プロダクトセットを所定の制御方法によってレーンチェーン速度に加速させるデュアルサーボグループ化機構１１０を有するグループ化機構１４を有する。グループ化機構１４は、レーンに設けられたカム面６４によってレーンに回転するタイミング突起６０をさらに有する。タイミング突起６０が製品セットをレーンの下流側へ押し進めたときに、カム面の上昇した表面に製品が乗る。このため、製品セットの製品の間に間隔が開くことが抑制される。【選択図】図１
2011063317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を搬送するレーンと、
前記レーンにおいて駆動されるチェーンと、
前記レーンに取り付けられ、前記チェーンが前記レーンを移動することにより搬送される突起と、
前記レーンに配置されるカム面と、を備え、
前記突起が前記カム面上を進行したとき、前記突起は、前記レーンに搬送される製品に係合すべく前記レーンに向かって回動することを特徴とする包装装置。
【請求項２】
前記チェーンは閉じたチェーン路を周回し、前記突起は、前記カム面と係合する前に、製品の下方且つ前記チェーン路内に搬送されることを特徴とする請求項１に記載の包装装置。
【請求項３】
前記カム面は、製品から前記突起を分離するノーズ部を有し、
前記突起の頂部は、前記チェーンの駆動速度に関連する一定の速度で前記ノーズ部を周回することを特徴とする請求項１に記載の包装装置。
【請求項４】
前記突起は、前記突起を回動可能に前記チェーンおよび円弧状長孔に取り付ける回動軸孔を有し、
前記チェーンに取り付けられたピンが前記円弧状長孔に挿通し、
前記円弧状長孔は、前記チェーンに対して前記突起が回動する経路を与えることを特徴とする請求項１に記載の包装装置。
【請求項５】
前記カム面は、前記チェーンおよびレーンの下方の非係合位置から前記チェーンの上方且つ前記レーン内の係合位置に前記突起を回動させる突起係合端部を有し、
前記カム面は、前記レーン内に配置され、前記チェーンに製品が接触することを抑制する持ち上げ面をさらに含み、
製品は、前記突起によって前記持ち上げ面に沿って押し進められることを特徴とする請求項１に記載の包装装置。
【請求項６】
複数のレーンガイドと、
各々が一対のレーンガイドに近接して設けられ、各々がチェーンを有する複数のレーンと、をさらに備え、
前記チェーンは、突起およびカム面を有することを特徴とする請求項１に記載の包装装置。
【請求項７】
前記複数のレーンの各々のチェーンに長さ方向において一定の間隔で設けられた複数の突起をさらに備え、
前記複数の突起の各々は、製品セットに含まれる製品の間の不要な空間の少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項６に記載の包装装置。
【請求項８】
各々のレーンに設けられた一組のチェーンと、
各々のレーンに設けられ、各々がチェーンとレーンガイドとの間に配置される一組のカム面と、をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の包装装置。
【請求項９】
ケース搬送部のレーンを移動する製品を製品セットに分離するデュアルサーボグループ化機構を備え、
前記デュアルサーボグループ化機構は、
第１チェーンと、
前記第１チェーンに設けられた第１バーと、
前記第１バーに設けられた第１ピンと、
第２チェーンと、
前記第２チェーンに設けられた第２バーと、
前記第２バーに設けられた第２ピンと、
前記第１チェーンを駆動する第１ドライブシャフトを有する第１サーボモータと、
前記第２チェーンを駆動する第２ドライブシャフトを有する第２サーボモータと、
搬送速度で移動する搬送チェーンと、を有し、
前記第１チェーンおよび前記第２チェーンは、包装装置中のレーンにおいて異なる速度で移動し前記第１ピンおよび前記第２ピンを移動させるよう、少なくともいずれかが加速されまたは減速し、
搬送チェーンに近接して挿入された下流ピンは、搬送チェーン上の製品を、製品が搬送速度に達するまで加速させることを特徴とする包装装置。
【請求項１０】
第１チェーンに設けられた一対のバー、および第２チェーンに設けられた一対のバーをさらに備え、各々のバーは、均等なサイズの製品セットに分離するように包装装置のレーンに進入するピンを有することを特徴とする請求項９に記載の包装装置。
【請求項１１】
包装装置に設けられた複数のレーンと、各々のバーに配置される複数のピンと、をさら備え、
前記複数のピンのうち少なくとも一つのピンは、製品セットに分離する間に各々のレーンに進入することを特徴とする請求項１０に記載の包装装置。
【請求項１２】
製品を搬送するレーンをさらに備え、前記レーンは、グループ化機構において製品を搬送する搬送チェーンを有し、前記搬送チェーンは搬送速度で移動し、
前記第１ピンを移動させる前記第１チェーンによって前記第１ピンが前記レーンに進入した場合、前記第１ピンは、第１製品セットが搬送速度で前記搬送チェーンを移動することを抑制し、前記第１ピンが前記第１製品セットを搬送スピードとするために加速している間、前記第２ピンを移動させる前記第２チェーンによって前記第２ピンが前記レーンに進入した場合、前記第２ピンは、第２製品セットが搬送速度で前記搬送チェーンを移動することを抑制することを特徴とする請求項９に記載の包装装置。
【請求項１３】
複数のレーンガイドと、
近接する一組の前記レーンガイドの間に設けられ製品を移動させるレーンと、
前記レーンに設けられ、前記複数のレーンガイドの一つに取り付けられるチェーンと、を備え、
前記複数のレーンガイドは、レーンの幅を変更するよう移動可能であることを特徴とする包装装置。
【請求項１４】
長手方向に中心軸を有し、前記レーンにおいて前記チェーンを駆動するドライブシャフトと、
前記チェーンに対応して設けられる駆動スプロケットと、をさらに備え、
前記駆動スプロケットは、前記複数のレーンガイドが移動するときに前記チェーンと共に作動するよう前記ドライブシャフトの中心軸を中心に摺動することを特徴とする請求項１３に記載の包装装置。
【請求項１５】
前記ドライブシャフトは、摺動可能な幾何的形状を有するドライブシャフトであり、前記駆動スプロケットは、前記ドライブシャフト上を摺動するよう補完的に形成された開口部を有することを特徴とする請求項１４に記載の包装装置。
【請求項１６】
前記チェーンは、各レーンに設けられた第１チェーンまたは第２チェーンであり、
前記第１チェーンは前記複数のレーンガイドのうちの１つに取り付けられ、前記第２チェーンは前記複数のレーンガイドのうちの他の１つに取り付けられることを特徴とする請求項１３に記載の包装装置。
【請求項１７】
前記レーンガイドに取り付けられるチェーン引張り部材を有するチェーンテンショナをさらに備え、
前記チェーンテンショナは、前記レーンガイドが移動すると共に移動することを特徴とする請求項１３に記載の包装装置。
【請求項１８】
前記複数のレーンガイドに取り付けられるチェーン搬送部材をさらに備え、
包装装置の動作中にチェーンが前記チェーン搬送部材上に置かれ、当該チェ−ンは前記レーンガイドが移動するときに前記チェーン搬送部材と共に移動することを特徴とする請求項１３に記載の包装装置。
【請求項１９】
前記複数のレーンガイドは、レーンの幅が変更するよう手動で移動可能とされていることを特徴とする請求項１３に記載の包装装置。
【請求項２０】
包装装置が継続的に動作しているときに、包装される製品とケースとの間にグリッド部を製品に接する前に配置することを特徴とする製品包装方法。
【請求項２１】
包装される製品とケースとの間に製品に接する前に配置されるグリッド部を備えることを特徴とする包装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動包装技術に関し、特にグループ化機構、グリッパ・グリッド機構、ケース搬送部を改善した自動包装技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の販売、出荷の準備を行う大きな生産施設において自動包装機構が多く使用されている。一般的な自動包装機構としては、製品を分けて箱やケースに搬入する包装装置が使用されている。このような包装装置は、製品搬送部、ケース搬送部、リフトテーブル部、グリッドテーブル部、およびオペレータインタフェース部の５つのセクションによって通常構成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
包装装置の製品搬送部は、搬送ベルトを備える。搬送ベルトは、充填やラベリングといった処理を行う上流側から、装置のグリッド部へ製品を搬送する。複数の列に製品を整列配置するグリッドレーンに、搬送ベルトは製品を圧接する。グリッドレーンの間にある製品の搬送は、この搬送ベルトの搬送力を利用して行われる。この搬送力は、固定されたステンレス鋼のレーンガイドの間に製品を搬送させるために個々の製品アイテムの間に与えられる。製品がレーンガイドの間を通過するとき、搬送ベルトは、製品の下方に配置される支持ストリップ上に休止している。各々のグリッドレーンの端部には、先頭の製品がグリッドレーンに進入することを抑制する分離バーが設けられている。製品は、電子センサを使ってグリッドレーンに搬送されるときにモニタされる。グリッドレーンが所定の数の製品で満たされると、搬送ベルトに沿った製品の一連の流れをブレーキが止め、レーンガイドにさらに製品が進入することを抑止する。
【０００４】
搬送部は、グリッドに製品を供給する。ケース搬送部は、コンベヤによって空の箱やケースをリフトテーブル上へ搬送する。リフトテーブルは、ケースをグリッドレーンの下方の所定高さまで上昇させ、下降する前に製品がケースに搬入されるのを待機する。リフトテーブルセクションは、テーブルを上下動させるエアまたは油圧リフトテーブルを備えている。グリッド領域が製品で満たされるにしたがって、リフトテーブルが上昇する。製品の配置が完了すると、この場合ではリフトテーブルは下降する。ケース搬送部は、製品が配置されたケースを放出し、別の空のケースをリフトテーブルに進入させる。オペレータは、搬送部の製品の数に応じてこれらの処理を繰り返す。
【０００５】
グリッド部は、リフトテーブル上の空のケースに向かって製品を解放する。グリッド部は、グリッド領域に進入した製品を乗せる支持ストリップ、および製品をケースに案内するグリッドバスケットの２つの主要な構成要素を用いて製品を解放する。グリッドレーンへの製品の充填が完了すると、製品がケースまたは箱に落下することができるよう支持ストリップは側方に移動される。次に、支持ストリップは元の位置に戻り、製品搬送部からグリッドへと次の製品が移動されるようリンクブレーキが解除される。
【０００６】
オペレータインタフェース部は、オペレータがシステムを制御して装置の動作を管理することを可能とする。このようなインタフェースは、処理を容易に確認するためどちらの側からも装置を制御することを可能とする揺動ブームに通常設置される。インタフェースは一連の押しボタンを有する。このインタフェースは、オペレータがスタート、ストップ、またはその他の動作を装置に実行させることを可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある態様において、製品を継続的に包装する包装装置は、ケースに製品を導入するフィンガーを有するグリッドアセンブリと、製品が包装されるケースを搬送するケース搬送部と、を備える。包装される製品は、装置が継続して動作しているときに、グリッドアセンブリを単一の方向に通過する。
【０００８】
別の態様において、製品を包装する包装装置は、製品を搬送するレーンと、レーンにおいて駆動されるチェーンと、レーンに取り付けられ、チェーンがレーンを移動することにより搬送される突起と、レーンに配置されるカム面と、を備える。突起がカム面上を進行したとき、突起はレーンに搬送される製品に係合すべくレーンに向かって回動する。
【０００９】
別の態様において、製品を包装する包装装置は、製品が包装されるケースを搬送するケース搬送部と、グリッパヘッドアセンブリカム機構と、ケース搬送部またはグリッパヘッドアセンブリカム機構の垂直位置を調節可能な調整機構と、を備える。
【００１０】
別の態様において、包装装置のグリッパヘッドアセンブリは、カム支持部および把持部を有するグリッパを有する。カム支持部は内部にカム面を有し、把持部は、第１端部と、第２端部と、第１端部と第２端部との間に設けられるカム係合面と、第２端部と近接する製品係合面と、を有する。カム支持部が把持部の第２端部から移動するとき、把持部はグリッパヘッドアセンブリの第１位置に対応する開位置へ移動し、カム支持部が把持部の第２端部へ移動するとき、把持部はグリッパヘッドアセンブリの第２位置に対応する閉位置へ移動する。
【００１１】
別の態様において、製品を包装する包装装置は、ケース搬送部のレーンを移動する製品を製品セットに分離するデュアルサーボグループ化機構を備える。デュアルサーボグループ化機構は、第１チェーンと、第１チェーンに設けられた第１バーと、第１バーに設けられた第１ピンと、第２チェーンと、第２チェーンに設けられた第２バーと、第２バーに設けられた第２ピンと、第１チェーンを駆動する第１ドライブシャフトを有する第１サーボモータと、第２チェーンを駆動する第２ドライブシャフトを有する第２サーボモータと、搬送速度で移動する搬送チェーンと、を有する。第１チェーンおよび第２チェーンは、包装装置中のレーンにおいて異なる速度で移動し第１ピンおよび第２ピンを移動させるよう、少なくともいずれかが加速されまたは減速し、コンベアチェーンに近接して挿入された下流ピンは、コンベアチェーン上の製品を、製品が搬送速度に達するまで加速させる。
【００１２】
別の態様において、製品を包装する包装装置は、複数のレーンガイドと、近接する一組のレーンガイドの間に設けられ製品を移動させるレーンと、レーンに設けられ、複数のレーンガイドの一つに取り付けられるチェーンと、を備える。複数のレーンガイドは、レーンの幅を変更するよう移動可能である。
【００１３】
別の態様において、製品を継続的に包装する包装方法は、包装装置が継続的に動作しているときに、包装される製品とケースとの間にグリッド部を製品に接する前に配置するステップを備える。
【００１４】
別の態様において、製品を継続的に包装する包装装置は、包装される製品とケースとの間に配置されるグリッド部を備える。
【００１５】
別の態様において、製品を継続的に包装する包装装置では、包装される製品および製品を包装するケースは製品およびケースが下流側に搬送される間に一体化される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ある態様の包装装置の正面図である。
【図２】図１に示す包装装置の、ある態様のグループ化機構の断面正面図である。
【図３】図２に示すグループ化機構の上面図である。
【図４】グループ化機構における、ある態様のレーン、ドライブシャフト、および駆動スプロケットの図２の４−４断面側面図である。
【図５】グループ化機構における、ある形態のレーンガイドおよびアイドラスプロケットの図２の５−５断面側面図である。
【図６】ある態様のレーンガイドおよびチェーンテンショナの図２の６−６断面側面図である。
【図７】ある態様のレーン、製品、およびカムの図２の７−７断面側面図である。
【図８】図２に示すグループ化機構における、ある態様のデュアルサーボグループ化機構の断面正面図である。
【図９】図８に示すデュアルサーボグループ化機構における、ある態様のレーンの上面図である。
【図１０】図２に示すグループ化機構のチェーンに取り付けられる、ある態様のグループ化機構の突起の正面図である。
【図１１】図２に示すグループ化機構のレーンに用いられる、ある態様のカム面の正面図である。
【図１２】図２に示すグループ化機構のレーンに用いられる、ある態様のノーズ部品の正面図である。
【図１３】図１に示す包装装置における、ある態様のカム機構およびグリッパ・グリッド機構の調整機構の部分的な断面図である。
【図１４】図１に示す包装装置に用いられるグリッパヘッドアセンブリのカム機構における、ある態様の第１カム部の正面図である。
【図１５】図１４に示す第１カム部に回動可能に取り付けられる、ある態様の下降カム部の正面図である。
【図１６】図１に示す包装装置のグリッパヘッドアセンブリにおける、ある態様のグリッパの断面図であり、開状態におけるグリッパの把持部を示すものである。
【図１７】図１６に示すグリッパの断面図であり、閉状態における把持部を示すものである。
【図１８】図１に示す包装装置のグリッパヘッドアセンブリにおける、別の態様のグリッパの断面図であり、開状態におけるグリッパの把持部を示すものである。
【図１９】図１８に示すグリッパの断面図であり、閉状態における把持部を示すものである。
【図２０】図１９に示すグリッパの端部を示す図である。
【図２１】図１８に示すグリッパの端部を示す図である。
【図２２】図１８−１９に示すグリッパのカムおよびカム支持部の端部を示す図である。
【図２３】図１８−１９のグリッパを採用する、ある態様のグリッパヘッドアセンブリの部分的に断面を示す側面図であり、開状態におけるグリッパ、グリッパヘッドアセンブリフレーム、および図１に示す包装装置のグリッパヘッドアセンブリの第１カム部を示すものである。
【図２４】グリッパヘッドアセンブリ、グリッパヘッドアセンブリフレーム、およびグリッパヘッドアセンブリの第１カム部を部分的に断面を示す側面図であり、閉状態におけるグリッパを示すものである。
【図２５】図２３に示すグリッパヘッドアセンブリおよびグリッパヘッドアセンブリフレームの開状態における正面図である。
【図２６】図２３に示すグリッパヘッドアセンブリおよびグリッパヘッドアセンブリフレームの閉状態における正面図である。
【図２７】図２１に示すグリッパヘッドアセンブリ、グリッパヘッドアセンブリフレームおよび第１カム部の断面上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
原料から有用な製品となるまでには、一つの製品に対して多くのステップを経ることが必要とされる。これらのステップは膨大であり、製造を作成するために原料の混合および処理、容器への製品の充填、および最終的な製品とするための容器へのラベル貼付などを含む。通常、顧客に対する出荷の前の最後のステップの１つが、最終的な製品（以下、「製品」という）を、適切に大きさが設定され搬送時に製品を保護するケースまたは箱へ包装することである。高い収容性を有する工場では、ケースに製品を充填する工程は、通常製造費用を減らすために自動化される。
【００１８】
図１は、左から右へと製品が搬送されている状態における、たとえば継続動作包装装置など自動化された包装装置１０の全体構成図である。図１は左から右へと製品が搬送している状態が示されているが、右から左へ製品が搬送される態様も可能であることは勿論である。したがって、矢印２２が表した搬送方向は、製品２０が他の方向に搬送されるものを含まないものとして包装装置１０を限定して解釈してはならない。図１では、製品２０がボトルである例を示す。なお、他のタイプの製品が包装装置１０の適用範囲内であることは勿論である。包装装置１０は送り込み部（図示せず）を有する。送り込み部は、製品２０を集め、製品２０を搬送方向２２に沿って移動させる。送り込み部は、製品２０をグループ化機構１４に押し出す。グループ化機構１４は、各々のレーンに製品２０を仕分け、グリッパ・グリッド機構１６へ搬送される場合に備え製品を分離する。その後、製品２０はグリッパ・グリッド機構１６へ移動し、製品２０は把持され、ケース搬送部１８にあるケース内部に下降させられる。製品２０がグループ化機構１４およびグリッパ・グリッド機構１６で移動している間、ケース１２はケース搬送部１８を経由して矢印２２の方向に移動する。ライトタワー８は、例えばオン、オフ、ステータスのチェックなど動作状況のシグナルを発信するよう用いられてもよい。包装装置１０は、包装装置１０の全体にわたって様々な位置に配置されるセンサからセンサ信号の形式で送られる検出入力を利用するコントローラよって稼働される。オペレータは、コントローラに接続されるオペレータインタフェースを用いて、製品に関連する様々なデータを入力することができる。なお、コントローラには、包装装置が自動的に作動することを可能にするソフトウェアが組み込まれている。例えばオペレータが特定の製品に関するデータを入力する場合、グリッパ・グリッド機構およびケース搬送部において、グリッパアセンブリからグリッドアセンブリを通過してケース内部へと製品を包装することが装置を分解する必要なく可能となるよう、コントローラは自動的に包装装置を調整する。検出入力はまた、コントローラがジャムを検知し、ケース搬送部およびグリッパアセンブリの少なくともいずれかをジャムが除去可能となるよう自動的に作動させることを可能とする。ジャム除去動作は自動的であるため、ジャムが除去された後は、装置はコントローラによって容易にその包装モードに再設定されることが可能となる。
【００１９】
図２および３は、グループ化機構１４の構成を示す。グループ化機構１４は複数のレーンを有し、例えば２つから８つのレーンが併設されてもよい。また、必要に応じてさらにレーンが追加されてもよいことは勿論である。本実施形態では、レーン２３、２４、２６、および２８の４つのレーンが設けられ、各々のレーンはレーンガイド３０、３２、３４、および３８によって形成される。本実施形態において、レーン２３、２４、２６、および２８は、選択された搬送速度において、縦方向に延在する軸５１を有するドライブシャフト５０によってチェーン路４３に沿って駆動される２つの連続したチェーン４０、４２を有する。ドライブシャフト５０については図４に関連して詳述する。
【００２０】
チェーン４０、４２が進行するチェーン路４３は、送り込み部に隣接する第１端部１０２から延びる連続的な経路である。左から右へ製品を導入するものとして矢印２２の方向が示されていることから、本実施形態において、チェーン４０、４２は時計回り方向に移動するものとして記載される。なお、包装装置１０は逆方向に作動してもよいことは前述の通りである。チェーン４０、４２は、スプロケット１０４を周回すると、製品２０がグループ化機構１４に進入するにしたがってセクション１０６にある製品２０の下に直接移動する。図８および９に関連して以下に詳述するように、チェーン路４３のセクション１０８は、チェーン４０、４２がデュアルサーボグループ化機構１１０上を移動する領域を画定する。これにより、限られた数の製品２０に分離されたグループを、後に進行する製品から分離し、分離された製品を所定の制御方法を用いて加速させることが可能となる。チェーン路４３のセクション１０６および１０８において製品２０がチェーン４０、４２上に直接乗っているとき、チェーン４０、４２は矢印２２の示す搬送方向への製品２０の搬送を担う。
【００２１】
チェーン路４３のセクション１１２は、（図１０から１２に関連してさらに詳述する）タイミング突起６０の位置を画定する。タイミング突起６０は、チェーン４０、４２の選択された箇所に回動可能に取り付けられる。タイミング突起６０は、矢印２２の方向に製品２０を押し進めるため、カム面６４によって製品２０の搬送経路に回動される。すなわち、タイミング突起６０は、チェーン路４３の内部領域１００からチェーン路４３の外部領域１０１へ押し出される。チェーン路４３のセクション１１４は、チェーン路４３の領域を画定する。チェーン路４３において、製品はチェーン４０、４２上ではなくカム面６４の持ち上げ部６８上に乗る。チェーン４０、４２は、セクション１１４において製品２０の下方で移動を継続する。但し、図７において更に示すように、製品２０はチェーン４０、４２によって直接搬送されているというよりもチェーンに取り付けられたタイミング突起６０によって押されている。図７に示すように、カム面６４の持ち上げ部６８の上面は、チェーン４０、４２の上部より僅かに高くなっている。チェーン４０、４２が第２端部１１６へ進むよう、第２端部カムは製品２０から間隔をおいて回動可能にチェーン４０、チェーン４２に設けられる。
【００２２】
チェーン路４３のセクション１１８は、チェーンの周回移動の第１部分を画定する。図５において更に詳述するように、以下に詳述するグリッドアセンブリ３００にグループ化機構１４の下方にクリアランスを与えるため、セクション１１８の下流側において、チェーン路４３は通路セクション１２２のアイドラスプロケット１２０周辺を覆うよう設けられる。また、アイドラスプロケット１２０は、駆動スプロケット５２を最大限に覆い、グリッドアセンブリ３００が周回する狭い輪郭を与える。チェーン路４３は、アイドラスプロケット１２０がない状態で、第２端部１１６から駆動スプロケット５２に直接延在すると考えることができる。駆動スプロケット５２は包装装置１０においてチェーン路４３に大きなスペースを与えるため、内部領域１００はより大きくなる。これによってチェーン４０、４２と駆動スプロケット５２との間の係合はより堅固に噛み合う。アイドラスプロケット１２０は、レーンガイド３０−３８に対して回転可能であり、チェーン搬送外周部１３２を有する。さらにチェーン路４３の通路セクション１２４は図４に示され、後述するように、チェーン４０、４２が駆動スプロケット５２によって駆動される領域を画定する。
【００２３】
セクション１２６は、デュアルサーボグループ化機構１１０の下方においてチェーン４０、４２が通過するチェーン路４３の一部を画定する。セクション１２６は、チェーンテンショナ１３０上を通過するチェーン４０、４２の経路を画定するセクション１２８に繋がる。さらに図６に示されるように、チェーンテンショナ１３０は、各々のレーンにおいてすべてのチェーン４０、４２が適度なテンションを持つ状態を維持する。チェーンに張力を与えること自体は、周知のチェーンテンション部材１３４により行うことができる。しかし、包装装置１０のチェーンテンショナ１３０では、レーン２３、２４、２６、および２８のサイズを変更したときに、チェーンテンショナ１３０がチェーン４０、４２に適度なテンションを持たせる機能に影響を与えないよう、レーンガイド３０−３８に直接に接続するチェーンテンション部材１３４を有する。すなわち、レーンサイズがレーンガイド３０−３８の操作によって変化するにしたがって、チェーンテンショナ１３０のチェーンテンション部材１３４は、自動的にチェーン４０、４２との接触を維持するよう調整される。
【００２４】
レーンサイズの変化に対応するため、駆動スプロケット５２はドライブシャフト５０周辺に摺動可能に配置される。スリップチェーンなどのチェーン４０、４２は、チェーン搬送部材４５によりレーンガイド３０−３８に取り付けられる。また、各々のレーンガイドには、摺動可能なスプロケット５２が設けられる。スプロケット５２は、レーン２３に示すように、チェーン４０、４２を搬送するチェーン搬送外周部４７を有する。チェーン４０、４２は、レーンガイド３０、３２、３４、３６および３８に取り付けられている。チェーン４０、４２はチェーン搬送部材４５上に乗っているため、レーン２３、２４、２６、および２８の幅を変えるためレーンガイド３０−３８が移動するとき、チェーン４０、４２はレーンガイド３０−３８と共に移動する。レーン２３、２４、２６、および２８の幅は、異なるサイズの製品２０を載置することができるよう変更可能となっている。レーンガイド３０、３２、３４および３６の幅を調整すると、チェーン４０、４２、およびチェーン搬送部材４５を有するシステム全体は、レーンガイドと共にすべて所定の距離移動する。スプロケット５２は、レーンガイド３０−３８に直接接続されず、一対ずつ一つのレーンガイドに保持される。スプロケット５２は、チェーン４０、４２がレーンガイドおよびチェーン搬送部材４５の移動によって移動させられるとき、適切なチェーン駆動位置に達するようドライブシャフト５０に自然に摺動する。レーンガイド３８などの外側のレーンは移動可能であるが、包装装置１０において、レーンガイド３８を固定し、残りのレーンガイド３０−３６がレーンガイド３８に対して移動可能としてもよいことは勿論である。レーンサイズがレーンガイド３０−３６の操作によって変化する場合、レーンの幅はグループ化機構１４の全体にわたって変化する。レーンガイド３０−３６の操作は、選択されたレーンガイドの上部を手動でつかみ、レーンの幅を狭めるか広げるか所望の方向にそれを移動させることによって行うことができる。
【００２５】
ドライブシャフト５０は、包装装置１０のメインシャフトによって駆動される。本実施形態では、ドライブシャフト５０は図２で示すように六角軸とされている。ドライブシャフト５０に取り付けられた駆動スプロケット５２は、駆動スプロケット５２がドライブシャフト５０上に適切に配置されるよう対応して六角形に形成された内部孔を有する。六角形に形成されたドライブシャフト５０が、対応する駆動スプロケット５２と共に示されているが、包装装置１０において他の断面形状のドライブシャフト５０が採用されてもよいことは勿論である。このときのドライブシャフト５０の断面形状は、駆動スプロケット５２を駆動することができ、駆動スプロケット５２がドライブシャフト５０に摺動可能となるいかなる形状であってもよい。断面が円形のドライブシャフト５０が採用された場合、駆動スプロケット５２の駆動性を確保するためにベアリングが追加して用いられてもよい。駆動スプロケット５２がレーンの中でチェーン４０、４２を駆動するためにはドライブシャフト５０と共に回転する必要があるため、駆動スプロケット５２はレーンガイド３０−３８に固定されておらず、むしろレーンガイド３０−３８の各々にフローティングされている。すなわち、スプロケット５２はレーンガイドに対して回転する。移動するチェーン４０、４２上で、スプロケット５２は、チェーン４０と４２との間でドライブシャフト５０に沿ってニュートラルポジションへと常に摺動する。スプロケットが摺動されチェーン４０および４２をさらに駆動するように、スプロケット５２はブローチ加工されたハブを、クリアランスを隔てて備える。
【００２６】
図８−９において、デュアルサーボグループ化機構１１０の構成をより詳細に示す。デュアルサーボグループ化機構１１０は、第１のチェーン１５０および第２のチェーン１５２の２つのチェーンを有する。各々がドライブシャフト１５３、１５５によって駆動され、チェーン１５０、１５２の転換ポイントとなる２つのスプロケットが設けられる。チェーン１５２はドライブシャフト１５５によって駆動され、チェーン１５０はドライブシャフト１５３によって駆動される。但し、他の構成が採用されてもよいことは勿論である。チェーン１５０を駆動するアイドラスプロケットはドライブシャフト１５５に配置され、ドライブシャフト１５３上のスプロケット１５４はチェーン１５０を駆動する。アイドラスプロケットはドライブシャフト１５５に単に自由に回転可能とされているが、ドライブシャフト１５３とスプロケット１５４との間で駆動が連結されてもよいことは理解されるところである。この場合、ドライブシャフト１５５上のアイドラスプロケットはドライブシャフト１５５によって駆動されない。同様に、チェーン１５２を駆動するアイドラスプロケットはドライブシャフト１５３に配置され、ドライブシャフト１５５上のスプロケット１５６はチェーン１５２を駆動する。ドライブシャフト１５５とスプロケット１５６との間で駆動が連結されているが、チェーン１５２を駆動するアイドラスプロケットは、ドライブシャフト１５３に自由に回転可能であることからドライブシャフト１５３によって駆動されない。チェーン１５０、１５２の速度の独立制御を可能とするため、駆動スプロケット１５４、１５６を駆動するドライブシャフト１５３、１５５の各々は、包装装置１０の背面または他の好適な位置に配置される、異なるサーボモータによって制御される。すなわち、チェーン１５０はチェーン１５２と異なる速度で移動することができ、例えば、チェーン１５０、１５２の一方が停止中に、チェーン１５０、１５２の他方が移動することができる。
【００２７】
チェーン１５０、１５２から延在し、各々のレーン２３、２４、２６、および２８の下を通過する所定数のバーが、チェーン１５０、１５２の各々に取り付けられる。図８−９に示される例では、各々のチェーン１５０、１５２には２本のバーが取り付けられている。チェーン１５０はバー１５８、１６０を有し、チェーン１５２はバー１６２、１６４を有する。このように本実施形態に記載される包装装置１０では４本のバーが採用されているが、異なるシステムでは、異なる長さのチェーンを使用することができることから様々な数のバーを備え得る。バー１５８、１６０、１６２、および１６４は、それらがチェーン路４３のセクション１０８の下に現れるよう、一つ一つチェーン１５０、１５２に取り付けられる。図８に示される搬送方向において、チェーン１５２のバー１６２は、セクション１０８の下方に最初に現れ、次にチェーン１５０のバー１５８、さらにチェーン１５２のバー１６４がセクション１０８の下方に現れ、最後にチェーン１５０のバー１６０がセクション１０８の下方に現れ、チェーン１５２のバー１６２が戻る。
【００２８】
バー１５８、１６０、１６２、１６４は、レーン２３、２４、２６、および２８に対して実質的に垂直に延在し、各々はピンを有する。各々のレーンに対するバーの各々には少なくとも１本のピンが設けられる。図９に示すように、各々のレーン２３、２４、２６、および２８に対して、バー１５８、１６０、１６２、１６４の各々に一組のピン１６６、１６８が設けられている。チェーン１５２に取り付けられたバー１６２、１６４に配置されるピン１６６と、チェーン１５０に取り付けられたバー１５８、１６０に配置されるピン１６８とを区別するために、ピン１６６、１６８には異なる部品番号が与えられる。しかし、ピン１６６、１６８は同一形状に形成されてもよい。チェーン１５０、１５２がデュアルサーボグループ化機構カム（以下、単に「カム」という）１７２の周りを周回するときに、各々のピンに対応するカム接続部１７０は、製品２０を倒すまたはジャムを引き起こす角度より、むしろピン１６６、１６８が矢印２２と垂直な方向にレーンに進入することができるよう、ピン１６６、１６８の各々はカム接続部１７０上に設けられる。レーンの入り口に先立って、レーンに対してピン１６６、１６８が実質的に垂直な位置まで回転するように、カム１７２は平坦化されたセクション１７３によって形成される。製品セットを分離するためレーンにピンが垂直に進入することは、ポートランド、コネティカットのスタンダードナップ社から市販されている製品ナンバー２９６の連続作動包装装置によって市場においても公知の形態である。
【００２９】
レーンにおいてチェーン４０、４２は、例えば毎秒３６インチといった、レーンチェーンの速度や搬送速度など特定の速度で移動することができる。送り込み部からグループ化機構へ進入する製品２０が同様に移動しない場合、製品２０が転倒するおそれがある。これを防止するため、ボトルは、デュアルサーボグループ化機構１１０によって、制御された割合でチェーン４０、４２上の速度を増加させることができる。製品２０を製品セットに分ける間、デュアルサーボグループ化機構１１０は、チェーン４０、４２上の製品２０がチェーン４０、４２の速度まで加速することを可能にする。バー１６２からのピン１６６のような一連のピンは、一連の製品をまず停止させる。ピン１６６にセットされた製品は、チェーン４０、４２の速度ではなく、チェーン１５２の速度よりも遅い速度で搬送される。チェーン１５２を減速し、または完全に止めることにより、ピン１６６の後側に位置する製品がチェーン４０、４２の同じ速度でレーンに沿って移動することが抑制される。但し、チェーン４０、４２は製品２０の下方を通過して引き続き摺動しする。デュアルサーボグループ化機構に位置するセンサによって決められるポイントにおいて、例えばバー１５８からピン１６８が、例えば各々のレーンにおいて６つのボトルなど所定数の製品の後方に現れる。また、例えばピン１６６など最初のピンがそのポイントで増速し、それらが姿を消すまで継続して加速するようにピン１６６がレーンに沿って移動する。このようにしてチェーン１５２はピン１６６を加速し、ピン１６６とピン１６８との間に製品を配置させる。ピン１６６は、レーン表面の下方を通過するようにチェーン１５２のスプロケット１５６を周回しているため、適切な速度で加速している製品２０に影響を与えない。このように加速することによって、製品２０は突然大きく加速することなく、適切な速度であるチェーン４０、４２の速度まで一定の比率で増速するため、製品２０の転倒が抑制される。第３列のピンは、たとえばチェーン１５２に取り付けられるバー１６４から延在するピン１６６のように、第２列のピンによって製品が保持されている間、次の製品セットを保持するためレーンに進入する。チェーン１５０、１５２は、下流方向から搬送される製品ラインから製品セットが分離されるときに加速し、ピンが製品レーンから退出してからピンがプロダクトレーンに進入する前まで減速するプロセスを繰り返し継続する。一方のチェーンが加速モードにあるとき、他方のチェーンを追い越して移動する。その逆の場合も同様である。勿論、デュアルサーボグループ化機構に停止、移動開始、加速、減速、および一定速度での移動の割り振りを含む、チェーン１５０、１５２の他の速度パターンが採用されてもよい。チェーン１５０、１５２の各々における他の速度パターンは、デュアルサーボグループ化機構１１０に配置されるセンサ１６９などのセンサからの情報、サーボモータからの情報、またはこれらの情報の組み合わせなどの製品情報を利用して決定される。このため、包装装置１０のコントローラはコンピュータシステムを備える。包装装置１０を稼働させるコンピュータシステムは、チェーン１５０、１５２に取り付けられるサーボモータから、およびデュアルサーボグループ化機構１１０とともに提供されるさまざまなセンサからピン１６６、１６８の位置を示す情報を取得する。チェーン４０、４２上で製品を所定の制御方法で加速させるため、このシステムはサーボドライブを使用する。チェーン４０、４２は、自身が移動すべき所定の速度において一定の速度で移動する。
【００３０】
製品セットに分けられデュアルサーボグループ化機構１１０を使用して加速された後、または図１０に拡大表示されるグループ化機構突起（以下、「タイミング突起」という）６０は、グリッパ・グリッド機構１６において適切に受け入れられるよう製品セットの製品同士を確実に相互に近接して配置させるために使用される。製品は、送り込み部からグループ化機構１４へ移動し、製品２０は次々に積み重ねられ、摩擦力によりチェーン４０、４２と共に移動する。指定された位置で、タイミング突起６０は、タイミング突起６０を起立させるカム面６４と接触する。タイミング突起６０は、単にチェーン４０、４２に載置されている製品を押し進めるというより、むしろチェーン４０、４２と共に移動する製品２０を、グリッパ・グリッド機構１６に押し進める。タイミング突起６０の正面図を図１、２、および８に示す。またタイミング突起６０の各側面図は図３−７および９に示す。カム面６４の拡大図を図１１に示す。カム面６４の正面図を、図１および２に示す。ドライブシャフト５０は、包装装置１０またはグリッパ・グリッド機構１６の休止と共にタイミング突起６０が停留するよう、包装装置１０のメインシャフトによって駆動される。チェーン４０、４２の各々は、複数のタイミング突起６０を有する。複数のタイミング突起６０は、ピッチと呼ばれる所定の間隔が置かれて順次配置される。このピッチは、たとえば２４インチ、２７インチ、または３６インチなどでもよい。タイミング突起６０は、タイミング突起６０の回動軸孔６１に回動ピン６２が挿通されることによりチェーン４０、４２に取り付けられる。これによってタイミング突起６０が下方から上方へ揺動することが可能となっている。すなわち、タイミング突起６０は、チェーン路４３の内側の位置、すなわち内部領域１００から、チェーン路４３の外側の位置、すなわち外部領域１０１へ回動する。タイミング突起６０が内部領域１００にあるとき、タイミング突起６０はチェーン４０、４２の下方に折りたたまれた状態でチェーンによって移動する。タイミング突起６０の表面７６に隣接するカムがカム面６４に接すると、タイミング突起６０は回動ピン６２を中心に回動し、チェーン路４３の外部領域１０１に押し出される。タイミング突起６０は、円弧状長孔７２およびピン７４を有する。図８に示すように、チェーン４０、４２に取り付けられたピン７４は円弧状長孔７２に係合する。ピン７４および円弧状長孔７２によって、タイミング突起６０の移動が制御および規制される。すなわち、円弧状長孔７２は、タイミング突起６０が回動ピン６２を周回することを抑制する。
【００３１】
製品２０の間に間隔が開くことを抑制しながらタイミング突起６０の押接面７８によって製品２０が規制されるよう、製品２０は、図７に示すようにチェーン４０、４２に隣接して設けられる持ち上げ部６８と接触する。持ち上げ部６８はチェーン４０、４２より僅かに高い位置に配置される。これによって、製品２０が減速されタイミング突起６０に当接される。タイミング突起６０は、グリッパ・グリッド機構１６に向かって引き続き製品を押し進める。タイミング突起６０によって製品２０が押し進められるため、製品２０はチェーン４０、４２と同様のスピードで移動する。このため、グリッパ・グリッド機構１６に達するときには、製品２０は適切なタイミング且つ適切なピッチにセットされる。チェーン４０、４２上にタイミング突起６０が配置されることによって、チェーン４０、４２はスリップ搬送チェーンおよびタイミングチェーンの双方として機能することが可能となる。
【００３２】
各々のタイミング突起６０が、図１２に示すノーズ部７０に到達するまで、カム面６４はタイミング突起６０を上方の位置に保持する。ノーズ部７０は、タイミング突起６０がチェーン４０、４２を経てノーズ部７０を周回する速度と同様の一定の速度でタイミング突起６０の頂部８４が移動するよう、ノーズ部カム面８０が形成されている。換言すれば、タイミング突起６０がチェーン路４３の底部の下方にあるとき、タイミング突起６０は加速しない。但し、ノーズ部カム面８０の形状によって、タイミング突起６０の頂部８４の速度はグループ化機構１４において一定の速度で移動する。タイミング突起６０を同じ速度で移動させ続けることによって、ノーズ部７０の周辺であっても、製品２０は、グリッパが頂部８４によってグリッパ・グリッド機構１６の製品２０を把持するときに製品２０は押し進められない。頂部８４の加速を抑制するノーズ部７０がない場合、タイミング突起６０の形状のために頂部８４が折り返し部周辺で加速するが、タイミング突起６０はチェーン４０、４２と同様の速度で移動させられることは理解されるところである。
【００３３】
図１０−１２は、タイミング突起６０、カム面６４、およびノーズ部７０のみを示すが、各々がチェーン路４３に位置する一組のタイミング突起６０があり、それぞれがチェーン４０、４２の各々に配置されることは理解されるところである。図４−７に示すように、各々のタイミング突起６０がチェーンとレーンガイドとの間に位置するよう、タイミング突起６０は回動ピン６２によってチェーン４０、４２に取り付けられる。したがって、突起配置箇所には、一対のタイミング突起６０が設けられるタイミング突起６０と係合する箇所に配置される一組のカム面６４およびノーズ部７０を各々のレーンがさらに有することもまた理解されるところである。
【００３４】
図１に戻る。チェーン４０、４２がノーズ部７０に沿って移動しているとき、製品セットはグループ化機構１４の外部に搬送され、グリッパ・グリッド機構１６に搬送される。グリッパ・グリッド機構１６は、複数のグリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００を有する。グリッドアセンブリ３００のカム機構３０２は、調節可能とされていない。なお、カム機構３０２は、カム面、またはカム路ということもできる。グリッパヘッドアセンブリ２００は、グリッパヘッドアセンブリカム機構（以下、単に「カム機構」という）２０２の案内面に沿って移動する。カム機構２０２は、カム面またはカム路ということもできる。例えば、製品２０の様々な高さのために適応するよう調整するため、またはグリッパヘッドアセンブリ２００のジャムを除去するために、図１３に示すジャッキネジ５０２によって、移動可能なカム機構２０２の表面が調整される。包装装置１０のオペレータは、オペレータインタフェースでカム機構２０２の案内面の高さを調整することができる。これによってグリッパヘッドアセンブリ２００の高さが移動される。オペレータは、たとえば所定のサイズに関連する新たな製品データを入力することができる。このような製品データの入力は、オペレータインタフェースで製品のバーコードを読み取るのと同様に簡易なものであってよい。また、製品に関するより詳細なデータの入力であってもよい。オペレータインタフェースと関連するコントローラは、入力されたデータを処理してグリッパヘッドアセンブリをセットすべき適当な高さを決定し、グリッパヘッドアセンブリの高さを自動的に調整する。カム機構２０２を上下させるジャッキネジが開示されているが、包装装置１０においてカム機構２０２を交互に上下させる他の方法が採用されてもよいことは理解されるところである。さらに、グリッパヘッドアセンブリ２００の高さ調整がコントローラによって自動制御されると記載されているが、自動制御に代わってオペレータが高さ調整に関する所定の指示をオペレータインタフェースを使って入力してもよく、またグリッパヘッドアセンブリ２００の調整機構を手動で制御してもよいことは理解されるところである。グリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００は、ケース搬送部１８において製品２０がグループ化機構１４からケース１２に移動している間に、固定されたカム機構３０２および移動可能なカム機構２０２の案内面上に乗る。
【００３５】
グリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００は、コンベア４００の周辺に一組配置される。コンベア４００は、ドライブシャフト４０２の第１端および第２端に配置されるに駆動スプロケット４０４、４０６を回転させるドライブシャフト４０２を作動するモータによって駆動される。同様に、アイドラスプロケット４０８、４１０は、シャフト４１２の第１端および第２端に配置される。部分的に示される第１搬送チェーン４１４は、スプロケット４０４、４０８に噛合し、部分的に示される第２搬送チェーン４１６は、スプロケット４０６、４１０に噛合する。モータがドライブシャフト４０２を回転させるとき、チェーン４１４、４１６はコンベア４００の周りを回転する。グリッパヘッドアセンブリ２００とグリッドアセンブリ３００のペアの各々は、チェーン噛合連結部４１８を経由してコンベア４００の周りを回転する。チェーン噛合連結部４１８は、たとえばグリッパヘッドアセンブリ２００およびレーンガイド３０が支持される一対のスライドバー４２０を各々支持する。グリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００がスライドバー４２０に支持されている間、それらがスライドバー４２０に沿って垂直な上下方向に移動可能であることは理解されるところである。但し、グリッパヘッドアセンブリ２００はグリッドアセンブリ３００より通常上方に位置する。換言すれば、グリッパヘッドアセンブリ２００から第１搬送チェーン４１４への距離は、グリッドアセンブリ３００から第１搬送チェーン４１４への距離より通常短い。スライドバー４２０に対するグリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００の位置は、グリッパ・グリッド機構１６のカム機構４２２に対するコンベア４００周辺のチェーン噛合連結部４１８の位置に依存する。
【００３６】
カム機構４２２は超高分子量ポリエチレンによって形成されてもよい。但し、カム機構４２２に他の材料が採用されてもよいことは勿論である。包装装置１０は、グリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００のいくつかのペアを有する。本実施形態では、製品を連続的に包装するために６対のグリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００が利用されるが、このシステムに様々なサイズの包装装置１０が採用されてもよいことは勿論である。したがって、さまざまの数のグリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００のペアが利用され得る。グリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００が上下方向に移動可能となるよう、包装装置１０は少なくとも１本の（本実施形態では２本の）垂直方向に延在するスライドバー４２０を各ペアに対応して備える。あるグリッパヘッドアセンブリ２００に注目すると、グリッパヘッドアセンブリ２００は、垂直方向に延在するスライドバー４２０上のグリッパヘッドアセンブリフレーム２０４によって保持されている。グリッパヘッドアセンブリ２００の下方において、１つのグリッドアセンブリ３００が垂直方向に延在する同じペアのスライドバー４２０に保持されている。グリッパヘッドアセンブリ２００は、カム機構４２２に対するスライドバー４２０の位置に応じて、グリッドアセンブリ３００に対する様々な距離をもって配置される。垂直方向に延在するスライドバー４２０は、コンベア４００の上部および下部に配置され、全てのスライドバー４２０は、カム機構４２２を内包するスペースを画定するチェーン４１４、４１６によってその上部および下部を囲われる。
【００３７】
グリッパヘッドアセンブリ２００を保持するグリッパヘッドアセンブリフレーム２０４は、グリッパヘッドアセンブリ２００を受け止める溝を有する。これにより、包装装置１０からグリッパヘッドアセンブリ２００を単に取り外し、検査および／または修理のため都合のよい場所にそれを持っていくことで、グリッパヘッドアセンブリ２００のいかなる修理も容易に行うことができる。容易に取り外し可能なグリッパヘッドアセンブリ２００を有する他のメリットは、製品サイズが変化する場合、または異なる包装セットアップが要求される場合に、他の大きさのグリッパヘッドアセンブリ２００を既存のグリッパヘッドアセンブリ２００に代えて採用することができることである。このような溝が開示されているが、包装装置１０にグリッパヘッドアセンブリフレーム２０４上のグリッパヘッドアセンブリ保持装置の他の変形例が採用されてもよい。グリッパヘッドアセンブリフレーム２０４もまた、カムローラ２０８を有する。カムローラ２０８は、カム機構２０２の様々な表面に転動し、カム機構２０２のカム面に従ってグリッパヘッドアセンブリ２００を上下に移動させる。
【００３８】
包装装置は、収束サイド４２４を備えたカム機構４２２を有する。グリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００は共に移動させられ、分離サイド４２６においてグリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００は各々分離される。グリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００は、カム機構４２２の周囲を継続的に移動する。これらは、製品２０をケース１２に梱包するため収束サイド４２４において収束し、さらに製品２０を包装すべく収束サイド４２４に戻るため、分離サイド４２６上で分離する。
【００３９】
包装装置１０の動作が中断している間、ジャム除去または異なるサイズの製品２０やケースを収容するため、グリッパヘッドアセンブリ２００のカム機構２０２は垂直方向に移動することができる。図１３は、グリッパヘッドアセンブリ２００用の調整機構５００を示す図である。調整機構５００は、図１４に関連して後述する第１カム部２１０を移動させる。これによって、第１カム部２１０や、図１５に関連して後述する下降カム部２６８のようないずれかの取り付けられたカム部の高さの調整が可能となる。なお、例えば調整機構５００はエアモータ５０４を有してもよい。エアモータ５０４は、共通のドライブシャフト５０６を通じてカム機構２０２を支持する一組のジャッキに接続される。エアモータ５０４は、入力および出力のため、第１ジャッキ５０１に挿通されるスピンドルによって第１ジャッキ５０１に連結する。ドライブシャフト５０６またはチューブは、第１ジャッキ５０１を第２ジャッキ５０３に接続し、ウォームギヤは第１ジャッキ５０１および第２ジャッキ５０３の双方を上下に移動させるためにジャッキネジ５０２を回転させる。両方のジャッキは共に同等の距離を移動する。ドライブシャフト５０６は、いつジャッキが最高位に移動したかを判定するため、近接センサの近傍を通過する金属突出部を有する。カム機構２０２が最上位に到達すると、ロケーション５１１に示すように、その最高位は第１カム部にとってホームポジションまたはゼロポジションとなる。カム機構２０２を適切な高さに戻すため、通常は回転数が計測される。すなわち、エアモータ５０４がドライブシャフト５０６を回転させるにしたがって、一組のジャッキは、その回転に応じてカム機構２０２を上下方向に移動させる。第１センサ５１０は、第１カム部２１０がその最上位にあるか否か、またはロケーション５１１に示すように高さカウンタがゼロか否かを検出する。第２センサ５１２は、ドライブシャフト５０６の回転を検出する。これによってオペレータは、オペレータインタフェースにおけるタッチスクリーン上に新たな製品データを入力することにより、カム機構２０２の高さを設定することができる。第１カム部２１０は、高さカウンタ「ゼロ」であるロケーション５１１に移動して下降する。すなわち、正しい高さへと自動的にカウントダウンする。あるいは、オペレータがアクセス可能なスイッチまたは他の調整機器は、グリッドアセンブリ３００のカム機構３０２から離間または近接するようカム機構２０２を調整するため、カム機構２０２の近傍に設けられる。第１カム部２１０の高さが調整されると、分離サイド４２６上のリターンカム２９０を有する残りのカム機構２０２は、第１カム部２１０と共に調整される。なお、ここでは２つのジャッキネジ５０２が示されているが、選択された高さへのカム機構２０２の移動を補助するため、追加的なジャッキネジが用いられてもよい。ジャッキネジ５０２は、例えばある態様では、エアモータ５０４によってドライブシャフト５０６が一回転する度に、第１カム部２１０は０．０２５インチ高さが変化するジャッキネジであり、この場合ジャッキネジのピッチは０．１２５となる。勿論、他のドライブシャフト５０６およびジャッキネジ５０２の構成が調整機構５００に採用されてもよい。ロケーション「ゼロ」はホームロケーションとして記載したが、例えばカム機構２０２の移動スパンの中で選択されたいずれかのロケーションがホームロケーションとして用いられてもよく、システムは選択されたホームロケーションからカウントアップしてもよくカウントダウンしてもよい。包装装置１０のコントローラは、オペレータが操作することなく自動的に高さ調整機構５００を制御するために、選択された情報を格納し、同様にセンサから入力を受信する。
【００４０】
加えて、搬送サイクル中にジャムが検出された場合、カム機構２０２の移動もまた利用される。カム５２０は、カム機構２０２のカム面の上方に位置し、カム機構２０２のカム面上にカムローラ２０８が転動するようカム機構２０２から充分な間隔を隔てて配置される。グリッパヘッドアセンブリジャム検出用近接センサ５０８、またはカム５２０と関連して配置されるセンサの作動上、グリッパヘッドアセンブリ２００のカムローラ２０８は、たとえばカム５２０などのグリッパヘッドアセンブリジャム検出カムを移動させる。オペレータがグリッパヘッドアセンブリ２００に属するグリッパヘッドと製品２０との間のズレを調整することができるよう、スライドバー４２０上のカム機構２０２およびグリッパヘッドアセンブリ２００に所定のカウント数が送信される。加えて、ジャム除去のためカム機構２０２が上昇させられたときに製品がグリッドアセンブリ３００外まで上昇しないよう、ジャム除去時の上方への移動長さは短いものとされている。
【００４１】
図１４に戻る。カム機構２０２は、包装装置１０の収束サイド４２４上に第１カム部２１０を有する。第１カム部２１０は、初期レベリング領域２０６を有する。グリッパヘッドアセンブリ２００は、分離サイド４２６からコーナーを回った後に初期レベリング領域２０６を移動する。初期レベリング領域２０６のすぐ後には、製品把持斜面２１２が設けられている。グリッパヘッドアセンブリ２００のグリッパヘッドアセンブリフレーム２０４上のカムローラ２０８が、下方に傾斜する製品把持斜面２１２を転動しながら下降するにしたがって、グループ化機構１４からグリッパヘッドアセンブリ２００の下方において製品セットが整列する。後述するように、カムローラ２０８がグリッパヘッドアセンブリフレーム２０４から製品把持斜面２１２に到達したときに、グリッパヘッドアセンブリ２００の各々におけるグリッパのコレットアセンブリは、製品の先端の情報に配置される。
【００４２】
グリッパヘッドアセンブリ２００のカム機構２０２は、製品把持斜面２１２のすぐ後にプレート分離突部２１４を有する。プレート分離突部２１４は、カム機構２０２の第１カム部２１０から垂直方向に、第１カム部２１０の概ね平坦な表面２１６から突出する。プレート分離突部２１４は、カムローラが転動するカム機構上に配置されない。このため、グリッパヘッドアセンブリ２００のグリッパヘッドアセンブリフレーム２０４に取り付けられるカムローラ２０８は、プレート分離突部２１４上を転動しない。その代わりに、グリッパヘッドアセンブリフレーム２０４は、グリッパヘッドアセンブリ２００の第２プレート２５４を第１プレート２３６から分離するプレート分離突部２１４の上を転動するプレート分離ローラ２１８（図２３−２４参照）を備える。第２プレート２５４が第１プレート２３６から分離するとき、グリッパヘッドアセンブリ２００におけるコレットアセンブリの顎部が閉じる。これにより、グリッパ内の製品のヘッド部は以下の通りとなる。グリッパヘッドアセンブリフレーム２０４がカム機構２０２上のプレート分離突部２１４の上方を移動するとき、製品２０はグリッパヘッドアセンブリ２００に把持される。このようにプレート分離突部２１４が記載されているが、グリッパにおいて把持部を閉鎖させるようグリッパ支持部を分離させるために、他のプレート分離係合機構がグリッパヘッドアセンブリとの係合に用いられてもよい。
【００４３】
第１カム部２１０の概ねロケーション２６０において製品が把持された直後、グリッドアセンブリ３００に収束すべくグリッパヘッドアセンブリ２００が降下し始める前に第１カム部２１０上に上昇緩斜面２６２が設けられる。製品２０の底部がグリッパヘッドアセンブリ２００によってレール（グリッパ・グリッド機構１６のこの箇所において製品２０が支持される）に沿って引っ張られないよう上昇緩斜面２６２が設けられているが、これにより製品２０にダメージが与えられ、または製品の転倒やジャムが発生する可能性がある。なお、たとえチェーン４０、４２が製品把持領域の手前で途切れていても、製品セットの後方に位置する製品２０は、まだ製品把持領域を通過する必要があることは理解されるところである。グリッパヘッドアセンブリ２００によって把持された後、上昇緩斜面２６２は、製品把持領域の下流側においてすべての製品２０を安全に搬送を完了させる。グリッパヘッドアセンブリ２００がレベリング領域２６４を進んでいるとき、把持された製品は、製品支持レール上に引きずられないよう、製品支持レールのわずかに上方に搬送される。
【００４４】
製品セットのすべての製品２０が第１カム部２１０のレベリング領域２６４に沿って移動し製品把持領域を通過したとき、グリッパヘッドアセンブリ２００はカム機構２０２の第１カム部２１０上において下降傾斜部２６６に沿って下方に移動し、グリッドアセンブリ３００と収束し始める。
【００４５】
図１３に関連して前述したように、ジャム除去や、製品の高さの変化に関連する調整のため、グリッパヘッドアセンブリ２００のカム機構２０２は、グリッドアセンブリ３００の固定されたカム機構３０２からの距離を変化させるよう垂直方向に調整可能となっている。グリッドアセンブリ３００のカム機構３０２が調節可能でないため、包装装置１０の収束サイド４２４の下降カム部２６８は、グリッパヘッドアセンブリ２００とグリッドアセンブリ３００の収束を補償することなくグリッドアセンブリ３００から垂直方向に調整されるべきでないことは理解されるところである。すなわち、グリッパヘッドアセンブリ２００が下降カム部２６８においてグリッドアセンブリ３００上に下降する場合、それらの接触はできる限り滑らかであることが好ましい。下降カム部２６８が、ボトルの高さ調整のため固定されたカム機構３０２から遠くへ移動させられた場合、グリッパヘッドアセンブリ２００はグリッドアセンブリ３００への距離が長いため容易に下降することはできない。このため、移動可能なカム機構２０２は下降カム部２６８を有する。下降カム部２６８は、グリッパヘッドアセンブリ２００が下降カム部２６８の第２端部２７２から落下したときにグリッパヘッドアセンブリ２００がグリッドアセンブリ３００上に可能な限り滑らかに落下するために、相互の接触点の間に大きな径の経路を有する。下降カム部２６８には、下降カム部の第１端部２７０に近接する枢軸点２７４が形成されている。下降カム部２６８は、下降カム部２６８の枢軸点２７４および第１カム部２１０の枢軸点２７６において、第１カム部２１０に取り付けられている。下降カム部２６８には、下降カム部２６８内の第２端部２７２に近接する部分にさらに長孔２７８が設けられる。長孔２７８は、図に示すように直線的に延在するよう設けられる。長孔２７８に挿通されコンベア４００の固定部２８２に挿入される図１に示されるピン２８０は、移動可能なカム機構２０２がジャム除去または新たなボトルのサイズを収容するために垂直方向に調整されるときに、下降カム部２６８が枢軸点２７４を中心に回転することを可能とする。また、下降カム部２６８は、ピン２８６が挿通され調整時に下降カム部２６８の動きを規制する曲長孔２８４を有する。このように、下降カム部２６８は、グリッドアセンブリ３００上へグリッパヘッドアセンブリ２００が滑らかに落下するよう自ら自然に調整する。このため、移動可能なカム機構２０２の高さが変化したときでも、グリッパヘッドアセンブリ２００は、グリッドアセンブリ３００の上に常に滑らかに落下することができる。
【００４６】
図１に示すように製品がグリッパヘッドアセンブリ２００に把持されているとき、グリッパヘッドアセンブリ２００は、最終的に製品セットをケース１２に導入するためグリッパヘッドアセンブリ２００の真下に配置される。グリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００は、同一のスライドバー４２０に配置されるため、常に整然と整列配置される。ケース搬送部１８は、グリッドアセンブリ３００の下方に位置するようケース１２を供給する。グリッパヘッドアセンブリ２００がグリッドアセンブリ３００上に収束するにしたがって、フィンガー３１０はケース１２への進入を開始する。フィンガー３１０の間に製品がない場合、フィンガー３１０は閉じた状態でケース１２に設けられたスリーブの間に容易に挿入することができる。このようなスリーブはボール紙で作られた仕切り板など、包装ケースで周知なものが用いられてもよい。グリッパヘッドアセンブリ２００に把持された製品がフィンガー３１０の上端の開口部に挿通されたとき、フィンガー３１０は、製品がフィンガー３１０を通過してケース１２内の適切な位置に配置されるよう分離する。グリッパヘッドアセンブリ２００が下降カム部２６８において落下すると、グリッパヘッドアセンブリ２００はグリッドアセンブリ３００上において完全に休止する。グリッパヘッドアセンブリ２００がこのようにグリッドアセンブリ３００に係合する場合、図２５−２６に示す、グリッパヘッドアセンブリ２００の第２プレート２５４に対応するプレート閉鎖ノブ３１２は、グリッドアセンブリ３００のフレーム上で休止し、第１プレート２３６に向かって第２プレート２５４を押し戻す。図２３−２７にさらに関連して記載されるように、第２プレート２５４が第１プレート２３６に向かって押し戻される場合、第１ローラ２４８および第２ローラ２５０はラッチバー２３４におけるノッチ２４０の外部に押し出される。バネ、すなわちスプリングリテーナ３１６によってラッチバー２３４と係合されるバネ３１４の付勢力によって、ラッチバー２３４はグリッパヘッドアセンブリフレーム２０４のディスク２２８に向かって第１プレート２３６の上面２４６に沿う方向に移動される。ラッチバー２３４がこの方向に移動する場合、第１ローラ２４８および第２ローラ２５０は、ノッチ２４０内ではなくラッチバー２３４の上部に再び配置される。ラッチバー２３４がバネ３１４によってこの方向に付勢されることから、ローラ２４８、２５０はこの位置に停留し、グリッパヘッドアセンブリ２００は、コンベア４００の収束サイド４２４の始点部分において再びプレート分離突部２１４の近傍を通過する。上述のように、第２プレート２５４が第１プレート２３６に向かって押し進められる場合、グリッパヘッドアセンブリ２００上のグリッパの顎部は、すでにケース１２にパッケージされ収容される製品のヘッド部を解放すべく、また、収束サイド４２４を次のものが通過する間に包装すべき新しい製品セットを係合すべく開口する。
【００４７】
グリッパヘッドアセンブリ２００用のカム機構２０２は、さらにリターンカム２９０を有する。リターンカム２９０は、コンベア４００の分離サイド４２６上に設けられる。セットされる製品がケース１２に包装され、その上にグリッパヘッドアセンブリ２００を担持するグリッドアセンブリ３００がケース搬送部１８から離間して進行すると、グリッパヘッドアセンブリ２００のカムローラ２０８はリターンカム２９０に係合する。これによって、グリッドアセンブリの移動可能なカム面の選択された高さに対応するためにカム機構２０２におけるの最高位にリターンカム２９０が達するまで、グリッパヘッドアセンブリ２００がグリッドアセンブリ３００からさらに離間するようスライドバー４２０に沿って導かれ、グリッパヘッドアセンブリ２００がグリッドアセンブリ３００から離間する。グリッパヘッドアセンブリ２００は、その後、リターンカム２９０に沿って第１カム部２１０に達するまでアイドラスプロケット４０８の周りを周回し、前述のように、包装すべき製品セットの上に下降し、グリッドアセンブリ３００上に落下する。
【００４８】
カム機構４２２の収束サイド４２４上において固定されたグリッドアセンブリ３００のカム機構３０２は、第１上り斜面３２６、下り斜面３３０、包装領域３３２、および第２上り斜面３３４を有する。第１上り斜面３２６は、グリッドアセンブリ３００が包装されるべき製品セットの下に位置するときにグリッドアセンブリ３００が位置するレベリング面３２８に達する。下り斜面３３０において、グリッパヘッドアセンブリ２００のグリッパがグリッドアセンブリ３００のフィンガー３１０によって搬送される。包装領域３３２において、グリッパヘッドアセンブリ２００、グリッドアセンブリ３００およびケース１２が完全に収束する。第２上り斜面３３４において、グリッドアセンブリ３００はグリッパヘッドアセンブリ２００を上方に担持し、ケース１２からグリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００を離間させるためスライドバー４２０に沿って移動する。これによって、ケース１２はケース搬送部１８によって搬送されることができる。カム機構４２２の分離サイド４２６にグリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００を移動させるためにドライブシャフト４０２を周回するにしたがって、カム機構３０２はセクション３３６において水平となる。
【００４９】
コンベア４００のカム機構４２２の分離サイド４２６上において、移動可能なカム機構２０２のリターンカム２９０は、グリッドアセンブリ３００からグリッパヘッドアセンブリ２００を離間させるためのその上昇勾配が始まる。分離サイド４２６上において固定されたカム機構３０２は、帰還下り斜面３３８を有する。帰還下り斜面３３８は、シャフト４１２に近接するレベリングセクション３４０において固定されたカム機構３０２が水平となるまで、グリッドアセンブリ３００をカム機構４２２の収束サイド４２４に戻す。
【００５０】
包装装置１０は、製品２０およびグリッパヘッドアセンブリの下方から移動するグリッドアセンブリ３００を利用してもよく、これによっても製品２０はグリッドフィンガーによって一方向に搬送されることは理解されるところである。これは、グリッドシステムがまず製品上に移動し、製品がピックアップされケースに向かって搬送され、ケースまたは箱の上まで搬送したときにグリッドシステムを通じて製品を落下させる、従前の包装方法における改善点である。この種のシステムでは、製品はグリッドシステムにより往復して搬送される必要があり、このため、ジャムや故障に対応するための大きなスペースを要する。なお、グリッドフィンガーによる一方向への搬送は、通常動作中において製品の搬送を停止しなければならない断続的動作装置と異なり、連続動作包装装置においてグリッドアセンブリが継続的に下流に移動している間行われる。
【００５１】
再び図１に戻る。ケース搬送部１８は、ケース搬送機構８０２の調整機構８００を有する。第１端部から第２端部までケース搬送機構８０２をケース１２が滑らかに移動するが、ケース搬送機構８０２は、いくつかのセクションによって構成される。ケース搬送機構８０２においてホームロケーションまたはゼロロケーションに到達するため、ケース搬送機構８０２の調整機構８００はケース搬送機構８０２をカム機構３０２に向かって上昇させるのではなく、カム機構３０２から離間するよう下降させること以外は、調整機構８００は、カム機構２０２の高さ調整機構５００と同様の方法で動作する。調整機構８００は、ケース搬送機構８０２が最下位となるまでケース搬送機構８０２を下降させる。この最下位がホームロケーションまたはゼロロケーションとなる。ゼロロケーションが認識されると、オペレータまたはコントローラによって決定された適切な高さとなるまで、ケース搬送機構８０２を移動させるための所定の周回数が決定される。なお、ホームロケーションがゼロロケーションの代わりに採用されてもよいことは勿論である。ケースコントローラは、適切な設定値までカウントアップまたはカウントダウンすべきかを自動的に判定する。
【００５２】
ケース搬送機構８０２は、ジャッキネジ８０６に伝達機構を介して接続されるエアモータ８０４を使って調整される。本実施形態では、ケース搬送機構８０２を上昇または下降させるための４本のジャッキネジが設けられている。２本のジャッキネジ８０６からなるペアの各々は、ドライブシャフト（図示せず）によって結合される。なお、このドライブシャフトは、図１３に示される高さ調整機構５００のドライブシャフト５０６と同様である。エアモータ８０４がドライブシャフトを回転させると、ジャッキネジ８０６はケース搬送機構８０２をドライブシャフトの回転数に応じて、カム機構３０２に向かってまたはカム機構３０２と離間するように上昇または下降する。センサ８１０は、ケース搬送機構８０２が最下位に位置しているか、または高さカウントがゼロであるかを検知するために用いられる。第２センサ８１２は、ドライブシャフトの回転数を検出する。これによりオペレータは、オペレータインタフェースとしてのタッチスクリーン、またはキーパッド、キーボード、スキャナなどに限られない他のオペレータインタフェースに新たなケースサイズを入力することによってケース搬送機構８０２の高さを設定することが可能となる。ケース搬送機構８０２は、ケース搬送機構８０２に設けられるセンサからの入力、またはオペレータインタフェースを介したオペレータからの入力を利用してゼロポジションまで下降させられ、適切な高さとなるまでコントローラを用いてカウントアップする。あるいはオペレータは、調整機構８００を使用するケース搬送機構８０２の高さを直接調整するために、ノブ、スイッチ、その他などの調整機構コントローラを利用することもできる。走行サイクル中にジャムが検出された場合、ケース搬送機構８０２の移動も利用される。ケース搬送機構８０２は、ジャム除去のためケース搬送部１８において最下位またはゼロロケーションまで下降する。
【００５３】
グリッパヘッドアセンブリ２００は、複数のグリッパを有する。複数のグリッパの各々は、製品２０のヘッド部に係合する。図１６−１７に示すように、本実施形態に係るグリッパは、グリッパはカム機構としても機能し、グリッパヘッドアセンブリ２００としての下降ヘッド機構の一部も構成する。以下、このグリッパをグリッパ６００という。グリッパヘッドアセンブリ２００は、第１支持部、および第２支持部を有する。第１支持部は、本実施形態では動作中は上方のプレートとなる第１プレート２３６を有する。第２支持部は、本実施形態では動作中は下方のプレートとなる第２プレート２５４を有する。第２プレート２５４は、グリッパヘッドアセンブリフレーム２０４のプレート分離ローラ２１８が、プレート分離突部２１４上に移動したとき、または他のタイプのグリッパ支持分離機構と係合したときに、第１プレート２３６から分離することができる。第２プレート２５４はグリッドアセンブリフレームに係合するプレート閉鎖ノブ３１２使って、第１プレート２３６に向かって引き戻される。
【００５４】
第１プレート２３６および第２プレート２５４には、複数のグリッパ６００が取り付けられている。グリッパ６００の数は、製品セット中の製品の数と一致する。包装装置１０は、必要な数より多くのグリッパを６００に設けることは可能であるが、必要な数よりグリッパ６００の数が少なければ、製品を適切に包装することは困難である。また、少なくとも必要とされる数のグリッパ６００が所定の方法でグリッパ・グリッド機構１６に導入する製品の配置と一致するよう配置される必要がある。本実施形態では、製品セットの各々は、グループ化機構１４からグリッパ・グリッド機構１６へ進行する６本のボトルを４レーン分有する。したがって、グリッパヘッドアセンブリ２００は、４つの列および６つの段に配置される２４個のグリッパ６００を有する。勿論、包装装置１０のグリッパヘッドアセンブリ２００においてグリッパ６００の他の配置が採用されてもよい。
【００５５】
各々のグリッパ６００は、外側カム支持部６０２を有する。本実施形態では、外側カム支持部６０２は、例えばプラスチックにより形成されるチューブとして設けられる。外側カム支持部６０２は、第１端部６０４および第２端部６０６を有する。第１端部６０４は、第２プレート２５４の開口部６１０に嵌挿されるスレッド６０８を有する。第１端部６０４は、外側カム支持部６０２のメインセクション６１２の外径より小さい外径を有する。当接部６１４は、第１端部６０４およびメインセクション６１２の間で形成される。第２プレート２５４が第１プレート２３６から分離し、図１７に示されるＸ方向に、第２プレート２５４が外側カム支持部６０２を押し進めると、当接部６１４は第２プレート２５４の表面２５５に当接する。外側カム支持部６０２は、さらに第１内部孔６１６を有する。第１内部孔６１６は、外側カム支持部６０２の第１端部６０４から、第１内部孔６１６よりも径が大きい第２内部孔６１８まで延在する。外側カム支持部６０２の第２端部６０６の近傍であって第２内部孔６１８の内部に、コレットアセンブリ６２４の顎部６２２を把持するカム面として機能する内周突部６２０が設けられる。なお、内周突部６２０における外側カム支持部６０２の内径は、第２内部孔６１８の残りの部分の内径よりも小さい。
【００５６】
コレットアセンブリ６２４は第１端部６２６を有する。第１端部６２６は、第２内部孔６１８に嵌挿できるようその大きさが決定される。このようにコレットアセンブリ６２４の第１端部６２６の最も外側の直径は第２内部孔６１８の直径より小さい。コレットアセンブリ６２４は第２端部６２８を有する。第２端部６２８は外側カム支持部６０２から外側に向かって拡開する。コレットアセンブリ６２４の第２端部６２８は、外側カム支持部６０２のメインセクション６１２の外径と実質的に同一、またはそれより微小に大きい外径を有する。コレットアセンブリ６２４は一般に円形の外周面を有するが、この外周面には、把持する顎部６２２を受けるために形成された溝部６３０が設けられている。図１６−１７の断面図に示されるように本実施形態では２つの顎部６２２が設けられているが、２つより多い顎部が設けられてもよいことは理解されるところである。同等の数の溝部６３０が、コレットアセンブリ６２４の外部に形成される。本実施形態は、一対の顎部６２２を有する。一対の顎部６２２の各々は、コレットアセンブリ６２４の第１端部６２６の一部、顎部６２２、およびコレットアセンブリ６２４の第１端部６２６の別の一部に挿通される合わせピンである回動ピン６３２によって、コレットアセンブリ６２４の第１端部６２６に回転可能に取り付けられている。
【００５７】
コレットアセンブリ６２４の第１端部６２６は第１面６３４を有する。第１面６３４は、外側カム支持部６０２の第１内部孔６１６と外側カム支持部６０２の第２内部孔６１８との間に形成されるインナーレッジ６３６と実質的に平行に設けられる。コレットアセンブリ６２４の第１面６３４を通過したところに、コレットロックネジ６４０と噛合する雌ネジ部が形成された中央内部孔６３８が設けられる。なお、コレットロックネジ６４０はコレットアセンブリ分離ネジということもできる。コレットロックネジ６４０は、第２端部６４４がロッド６４２に固定され、第１端部６４６が第１プレート２３６に固定されるロッド６４２を固定する。ロッド６４２は、別のネジ６４８によって第１プレート２３６に固定される。コレットアセンブリ６２４は、第２内部孔６５０および第３内部孔６５２を有する。第２内部孔６５０は、コレットロックネジ６４０を収容し、第３内部孔６５２は、王冠プロテクタ６５４を収容する。第３内部孔６５２に導入する製品２０のヘッド部を保護するため、王冠プロテクタ６５４は、ゴム、その他これに類似する材料によって形成されている。また、王冠プロテクタ６５４はコレットロックネジ６４０の下方への移動を規制し、コレットロックネジ６４０の落下を抑制する。コレットアセンブリ６２４はさらに第４内部孔６５６有する。第４内部孔６５６は製品２０のヘッド部を収容する。コレットアセンブリ６２４の第２端部６２８と、第４内部孔６５６との接合部には面取りが施されている。すなわちコレットアセンブリ６２４は、円錐台形部６５８を有する。円錐台形部６５８は、第４内部孔６５６に収容される製品２０のヘッド部を第４内部孔６５６内部へと案内する。
【００５８】
コレットアセンブリ６２４の各々の顎部６２２は第１端部６６０を有する。第１端部６６０は、回動ピン６３２、および突部係合カム６６２を有する。突部係合カム６６２は、凹面６６４および顎部６２２を有する。凹面６６４は、顎部６２２の第１端部６６０から顎部６２２の第２端部６６８へと延在する。顎部６２２の第２端部６６８は製品係合面６７０を有する。製品係合面６７０は、製品２０の内向き湾曲部に適合する内向き湾曲部を有する。顎部６２２が開状態にあるとき、第１端部６２６の第４内部孔６５６の内面は、顎部６２２の製品係合面６７０の内向き湾曲部と連続的となる。顎部６２２が閉鎖状態にあるとき、製品係合面６７０は、製品２０と係合するために第４内部孔６５６内部に向かって進行する。
【００５９】
グリッパヘッドアセンブリ２００において第２プレート２５４が第１プレート２３６と近接する場合、図１６に示すように、グリッパ６００の外側カム支持部６０２は上方に引き上げられる。この位置において、外側カム支持部６０２の内周突部６２０は、顎部６２２の突部係合カム６６２の上部に係合する。内周突部６２０は、顎部６２２の第１端部６６０が内向きに移動し、顎部６２２の第２端部６６８が外向きに移動するよう、第１端部６６０を回動させる。顎部６２２の第２端部６６８が外向きに移動するのに伴い、第１端部６２６の第４内部孔６５６に収容されていた製品２０のヘッド部は、グリッパ６００の外部に自由に移動することが可能となる。図１７に示すように、第２プレート２５４が第１プレート２３６から離間された場合、外側カム支持部６０２は第１端部６２６に押接される。これによって、内周突部６２０は顎部６２２の第２端部６６８に向かう方向に押し進められ、その結果、顎部６２２の第２端部６６８は回動ピン６３２を中心に内向きに回転する。顎部６２２の第２端部６６８が内向きに回転した場合、顎部６２２の製品係合面６７０は第４内部孔６５６内部に向かって進行し、顎部６２２の製品係合面６７０間の距離よりも大きい径となる製品のヘッド部のボトルキャップなどのいずかの部分が、顎部６２２によって第４内部孔６５６から抜け出ることのないよう係合される。包装すべきボトルまたは他の関連する製品２０がグリッパヘッドアセンブリ２００に係合する場合、グリッパヘッドアセンブリ２００の第２プレート２５４は第１プレート２３６に近接することは理解されるところである。図１７に示すように、ボトルがグリッパヘッドアセンブリ２００によって把持されることが可能な状態となった場合、第２プレート２５４は、第１プレート２３６から外側カム支持部６０２へと移動させられる。これにより、製品のヘッド部を固定すべく顎部６２２が閉じる。回動する顎部６２２を除いて、コレットアセンブリ６２４は第１プレート２３６に対し固定された状態とされている。第２プレート２５４が第１プレート２３６に向かっておよび第１プレート２３６から離間する方向に滑らかに移動するために、全てのグリッパ６００は実質的に同時に開放および閉鎖する顎部６２２を有する。以上、バネから解放され、機械的にカム面を用いて開放および閉鎖するグリッパについて説明した。
【００６０】
図１８−１９に、グリッパヘッドアセンブリ２００に用いられるグリッパの別の実施形態を示す。グリッパ６００と同様に、グリッパ７００はカム支持部７０２を有する。カム支持部７０２は、外側支持部または円形リングということもできる。カム支持部７０２は、本実施形態ではチューブとして記載される。カム支持部７０２は、第２プレート２５４に取り付けられる第１端部７０４、および第２端部７０６を有する。内側保持バー７０７は、カム支持部７０２の第２プレート２５４への固定を補助する。グリッパ６００の内周突部６２０の代わりに、カム支持部７０２に固定されカム支持部７０２の第２端部７０６に近接するカムリング７２０が設けられる。カムリング７２０は、使用によりカムリング７２０が摩耗した場合を考慮して交換可能となっており、入れ替えることが可能となっている。カムリング７２０は、製造時の耐久性を考慮して、所定の位置にあるときカム支持部７０２内においてわずかにフローティングされている。カムリング７２０はツールを必要とすることなくカム支持部７０２から着脱することが可能となっている。このため「ツールレス」の手続きを用いて着脱することが可能である。図２２に示すように、カムリング７２０は、第２端部７０６上に係止部が形成されたカム支持部７０２に対する係止部を有する。これらの係止部は、平坦な部分を有してもよく、また鉤状の部分を有してもよい。係止部同士が適合する場合、カムリング７２０は、カム支持部７０２に対して挿入および取り外しすることができる。カムリング７２０が第２端部７０６に挿入されると、カムリング７２０の係止部と第２端部７０６の係止部とがずれるように、カムリング７２０はカム支持部７０２内部において回転することができる。したがって、使用中においてカムリング７２０はカム支持部７０２内に係止されたままの状態となる。勿論、カムリング７２０は交換を必要とするが、カム支持部７０２内においておよそ９０°、または４分の１周回転させ、カムリング７２０の係止部と第２端部７０６の係止部とを位置合わせすることによりカムリング７２０をカム支持部７０２から取り外すなどの、「ツールレス」の手続きを用いて簡易に交換することができる。
【００６１】
グリッパ７００は、グリッパポスト７２２を有する。グリッパポスト７２２は、第１端部７２４において第１プレート２３６に取り付けられる。グリッパポスト７２２の第２端部７２６は、クッショングロメット７２８を有する。ポストスタッド７３０は、グリッパポスト７２２を第１プレート２３６に保持させるため、グリッパポスト７２２の中央内部孔を通過する。グリッパの一組の顎部７３２は、顎部バネ７３４においてグリッパポスト７２２に取り付けられ、枢軸点７３５を中心にグリッパポスト７２２に対して回動可能となっている。製品を包装している間、カムリング７２０が使用により摩耗している場合であっても、グリッパ７００がその保持部の内部に製品のヘッド部を確実に保持するため、ばね７３４は閉鎖位置の顎部７３２に付勢する。顎部７３２の各々は、カム端部７３６および製品係合端部７３８を有する。カム端部７３６は顎部７３２の第１端部７４０に近接し、製品係合端部７３８は顎部７３２の第２端部７４２に近接する。カム端部７３６は、顎部７３２を開放し閉鎖させる機能を有するカムリング係合面を備える。カム端部７３６におけるカムリング係合面は、拡開カム面７４４を有する。拡開カム面７４４は、顎部７３２の第１端部７４０に近接して設けられる。拡開カム面７４４に近接して、拡開カム面７４４から閉鎖カム面７４８に延在するカム結合部７４６が設けられる。カム支持部７０２の内部において、拡開カム面７４４と閉鎖カム面７４８がカム支持部７０２の内壁に向く角度となるようカム端部７３６が形成される。図１８−１９の断面図に示すように、カム端部７３６は砂時計状に形成されている。図２５−２６に示すように、製品係合端部７３８において、顎部は広い部分が第２端部７４２に近接する台形形状に形成されている。顎部７３２の各々は、窓部７６４を有する。窓部７６４によって、オペレータは、たとえば図２６に示すようにグリッパが閉鎖状態にあるときグリッパに製品のヘッド部が挿入されるのを視認することができる。窓部７６４によって、グリッパ７００内において適切な係合を確実なものとすべくグリッパヘッドアセンブリ２００によって把持されたときの製品２０を視認することが可能となる。
【００６２】
各々の顎部７３２の製品係合端部７３８は、ペアアングル面７５０を有する。図２０−２１に詳細に示すように、ペアアングル面７５０は製品２０と係合する。図２０に示すように、製品全体が、閉鎖状態にあるその顎部によって顎部７３２内に保持された場合、製品のヘッド部は、ペアアングル面７５０の各々のペアの間に配置され対向する中央領域７５１の間の中央に配置される理想的には、グリッパ７００の各々は把持すべき製品２０の長手方向の軸と同じ縦方向の軸を有する。しかし、実際は製品２０の各々は把持の前に完全に整列されない可能性がある。このため、顎部７３２が開位置から閉位置に移動するにしたがって、ペアアングル面７５０はペアアングル面７５０の端部７６０によって長手方向中心位置７４９に自然な態様で製品を案内し、製品のヘッド部に製品係合案内面７６２が滑らかに当接し、長手方向中心位置７４９に位置するよう製品２０を案内する。なお、この方法により、製品の頂部で把持部材をぴしゃりと閉めるスラム法よりも滑らかに、製品を適切な位置に配置することができる。このようなスラム法では、製品を適切な位置に配置するために、たとえばグリッパ６００の円錐台形部６５８などが用いられる。ペアアングル面７５０がヘッド部の代わりに製品２０の側部に係合するので、配置処理において、たとえばボトルキャップなどによる製品の封止を阻害しない。
【００６３】
第２プレート２５４が第１プレート２３６に近接する位置にある場合、顎部の拡開カム面７４４は、製品係合端部７３８が相互に離間するように顎部７３２を回動させるためにカムリング７２０に当接する。第２プレート２５４が第１プレート２３６から離間された場合、カム支持部７０２は顎部７３２の第２端部７４２に向かってＸ方向に移動し、カムリング７２０は拡開カム面７４４から離れ、閉鎖カム面７４８に達するようにスライドする。カムリング７２０が閉鎖カム面７４８を押圧すると、顎部７３２上の製品係合端部７３８は、その間に製品のヘッド部を保持するよう閉鎖される。
【００６４】
以上、図示したようなチューブ、またはカムを支持することができる他の支持部材であって、同様に作動するよう把持部の端部に向かってまたは離間する方向に移動可能な他の支持部材を利用するグリッパを説明した。チューブとして示したカム支持部は、上述したものと同様に機能するよう、例えば４本のバーからなるリンクと、スライダクランク機構、ベルクランクなどのリンクシステムに置換されてもよい。チューブが把持部の端部に向かって移動するにしたがって把持部は閉じ、これによって把持部は製品の少なくとも一部を取り囲むことができる。チューブが把持部の端部から離間する方向に移動するにしたがって把持部は開き、これによって把持部は保持していた製品を解放することができる。把持部の開動作および閉動作は、チューブ内部に配置されたカム面を使うことにより行われる。把持部は、グリッパ６００および７００の顎部が用いられるものを特に記載したが、グリッパヘッドアセンブリのグリッパに、変形可能な物質により形成された把持部、顎部の一方が回転可能であり他方が固定された把持部、単一のコレットによる把持部、膨張可能な把持部のいずれかが採用されてもよく、また、これらにも限定されないことは理解されるところである。
【００６５】
図２３−２７に戻る。グリッパヘッドアセンブリ２００に示されるグリッパは図１８−１９に示されるグリッパ７００であるが、例えばグリッパ６００またはこれに限られない他の適切なグリッパが、グリッパヘッドアセンブリ２００のグリッパと共に用いられてもよいことは理解されるところである。グリッパは、修理、交換、または再構成のために、交換可能にグリッパヘッドアセンブリ２００に取り付けられていてもよい。
【００６６】
グリッパヘッドアセンブリ２００のカム機構２０２の第１カム部２１０上のプレート分離突部２１４に関して前述したように、グリッパヘッドアセンブリフレーム２０４は、プレート分離突部２１４を転動する、図２３−２４に示すプレート分離ローラ２１８を備える。プレート分離ローラ２１８は揺動部材２２４上に設けられ、回動軸２２２は回動するが、プレート分離ローラ２１８の回動軸２２０は、カムローラ２０８の回動軸２２２と略垂直となっている。プレート分離ローラ２１８は、グリッパヘッドアセンブリ２００が摺動して上昇または下降するスライドバー４２０の間の位置においてグリッパヘッドアセンブリフレーム２０４から延在する。プレート分離ローラ２１８がプレート分離突部２１４上を転動すると、プレート分離ローラ２１８が取り付けられる揺動部材２２４は、プッシュロッド２２６の第１端部に向かって、およびその第１端部に対して移動する。プッシュロッド２２６の第２端部はディスク２２８に取り付けられる。ディスク２２８は、グリッパヘッドアセンブリフレーム２０４に垂れ下がるように取り付けられる。すなわちプッシュロッド２２６は、グリッパヘッドアセンブリフレーム２０４のディスク２３０であるフランジを通過して、グリッパヘッドアセンブリ２００に向かってまたは離間する方向に移動し、カム機構２０２に向かってまたは離間する方向に移動する。プレート分離ローラ２１８がプレート分離突部２１４上を転動するとき、ディスク２３０は、グリッパヘッドアセンブリフレーム２０４に垂れ下がるように取り付けられるグリッパヘッドアセンブリ２００に向かって移動する。ディスク２３０がグリッパヘッドアセンブリ２００に向かって進行するにしたがって、ディスク２３０に設けられるプッシュノブ２３２は、ラッチバー２３４を押す。
【００６７】
図２５−２７に示すラッチバー２３４は、グリッパヘッドアセンブリ２００上において、グリッパヘッドアセンブリ２００の第１プレート２３６に対して配置され、ラッチバー２３４の長手側に配置されるガイド２３８において摺動可能に設けられる。ノッチ２４０は、ラッチバー２３４の第１端部２４２、および第２端部２４４に近接して設けられる。プッシュノブ２３２がラッチバー２３４の第１端部２４２を押すと、ラッチバー２３４は第１プレート２３６の上面２４６を摺動し、ラッチバー２３４に配置される第１ローラ２４８および第２ローラ２５０はラッチバー２３４に形成されるノッチ２４０へ下降する。第１ローラ２４８および第２ローラ２５０は、各々が一つのブロックカムローラマウンティング２５２を介して第２プレート２５４に結合される。このため、第１ローラ２４８および第２ローラ２５０がノッチ２４０へ下降するにしたがって、第２プレート２５４は第１プレート２３６から離間する。バネ３１３は第２プレート２５４が第１プレート２３６から離間したときに伸長され、第２プレート２５４が第１プレート２３６に押し戻されたときに再び収縮する。裾部３１５は第１プレート２３６に設けられ、図２４に示すように第１プレート２３６および第２プレート２５４が離間したとき、第１プレート２３６と第２プレート２５４の間の領域を隠すと共に保護する。第２プレート２５４は第１プレート２３６と分離するとき、グリッパヘッドアセンブリ２００のグリッパにおいてコレットアセンブリの顎部が閉じ、グリッパ内の製品のヘッド部を保持する。このように、グリッパヘッドアセンブリフレーム２０４がカム機構２０２上のプレート分離突部２１４上を移動するにしたがって、製品２０はグリッパヘッドアセンブリ２００の内で把持される。グリッパヘッドアセンブリフレームがプレート分離突部２１４を通過したあとは、プレート分離ローラ２１８は、次にコンベア４００を周回して再び第１カム部に戻りプレート分離突部２１４に再び係合するまで必要とされない。
【００６８】
分離した第１プレート２３６と第２プレート２５４、および再び係合した第１プレート２３６と第２プレート２５４について、ある特定の形態について記載したが、グリッパヘッドアセンブリに別の分離係合態様が採用されてもよいことは理解されるところである。第１プレート２３６、および第２プレート２５４は、カムチューブおよび把持部の位置を保ったまま開位置および閉位置にするものとして説明したが、グリッパの位置を保ったまま、把持部を移動させて開位置および閉位置にする支持態様、またはこれに限られない他の支持態様がグリッパヘッドアセンブリに採用されてもよい。このような支持態様は、ウェブ、リンク、磁力による支持などであってもよい。
【００６９】
以上、包装装置１０は、製品２０およびグリッパヘッドアセンブリ２００の下に適宜配置されるグリッドアセンブリ３００を有するものとして説明した。製品２０は、グループ化機構１４、製品２０を受け止めることに備え周回するグリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００を通り抜ける。グリッパヘッドアセンブリ２００は、製品２０の上方を周回し、グリッドアセンブリ３００は製品２０の下方で周回する。グリッパヘッドアセンブリ２００のカム機構２０２によって、グリッパヘッドアセンブリ２００は下降して製品２０を把持し、グループ化機構１４の表面から製品２０を微小に持ち上げる。製品２０の下部がグリッドアセンブリ３００のフィンガー３１０に案内されるよう、グリッドアセンブリ３００のグリッドリブの先端部がレーンガイドの底部に移動する。グリッドアセンブリ３００は下方から移動し、グリッパヘッドアセンブリ２００は製品を下降させてグリッドアセンブリ３００に挿通する。グリッパヘッドアセンブリ２００およびグリッドアセンブリ３００はユニットをケース１２に下降させ、グリッパ６００およびグリッパ７００は製品２０をケース１２に向かって解放する。ケース１２は引き続きケース搬送部１８を搬送される。
【００７０】
カム機構２０２およびケース搬送部１８を自動的に調整する高さ調整機構５００および調整機構８００によって、オペレータが気づきにくい変化に迅速に対応することができる。これによって、２つのアセンブリは繰り返し正確に移動することが可能となる。ジャム領域は上に開き、オペレータは問題を解消することができる。製品サイズの変更にも迅速に対応することができる。包装装置のコントローラは、ジャム除去や製品の高さ又はケースの高さに対応するための、グリッパヘッドアセンブリやケース搬送機構の自動調整を可能とする。
【００７１】
本発明の好ましい実施形態に関して説明したが、本発明の範囲外となることなく、これにさまざまな変形がなされ得ること、または均等物がその要素に置換され得ることは当業者によって理解されるところである。加えて、特定の状況または材料を本発明が示すことに適応させるために様々な変形例が本発明の基本的範囲から逸脱することなく実施されてもよい。したがって、本発明を実施するために意図される最良の形態として開示される特定の実施形態に本発明は限定されず、本発明は添付した請求の範囲の範囲内となっている全ての実施形態を含む。さらに、第１、第２などの事項の使用は、いかなる順序や重要性を意味せず、第１、第２などの事項は、むしろある要素を別の要素と区別するために用いられる。
【符号の説明】
【００７２】
１０  包装装置、  １２  ケース、  １４  グループ化機構、  １６  グリッパ・グリッド機構、  １８  ケース搬送部、  ２０  製品、  １１０  デュアルサーボグループ化機構、  ２００  グリッパヘッドアセンブリ、  ３００  グリッドアセンブリ、  ５００  高さ調整機構、  ８００  調整機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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