(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートン給紙機であって、
カートンのスタックを提供するマガジンと、
１次セグメントホイールであって、該１次セグメントホイールに沿って画定される少なくとも１つのカートン係合部を有する１次セグメントホイールと、
引出しローラーであって、前記マガジンに近接するとともに、前記１次セグメントホイールから或る距離を離間しており、前記カートンのスタックから選択されたカートンを、該引出しローラーと、前記１次セグメントホイールの前記少なくとも１つのカートン係合部との間に係合させることを可能にし、前記マガジン内の前記カートンのスタックから前記選択されたカートンを引き出すとともに、前記選択されたカートンを第１の移動経路に沿って移動させるように構成されている、引出しローラーと、
２次セグメントホイールであって、前記第１の移動経路に沿って前記引出しローラーの下流で位置決めされるとともに、前記１次セグメントホイールと位置が整合されており、該２次セグメントホイールは、前記１次セグメントホイールの前記カートン係合部と位置合わせするように回転可能なカートン係合面を有し、前記選択されたカートンを、前記カートン係合面と前記カートン係合部との間に係合させる、２次セグメントホイールと、
を備え、
前記選択されたカートンが前記２次セグメントホイールの前記カートン係合面と前記１次セグメントホイールの前記カートン係合部との間に係合されると、前記選択されたカートンは、該選択されたカートンの前記第１の移動経路とは異なる第２の移動経路に沿って方向を変えられる、カートン給紙機。
【請求項２】
前記２次セグメントホイールは、前記カートン係合面に対向して、前縁部及び後縁部によって画定される凹部と、前記カートン係合面に隣接する前記凹部の前端部に画定された取出し縁部と、を更に有し、前記取出し縁部は、前記選択されたカートンの前部に係合して、該前部を、前記１次セグメントホイールの前記カートン係合部と前記２次セグメントホイールの前記カートン係合面との間の挟持点に向けて進めるように構成されている、請求項１に記載のカートン給紙機。
【請求項３】
前記１次セグメントホイールは、第１の回転速度で駆動され、前記２次セグメントホイールは、第２の回転速度で駆動され、それにより、前記選択されたカートンを、前記１次セグメントホイールの前記少なくとも１つのカートン係合部と前記２次セグメントホイールの前記カートン係合面との間に係合させる、請求項１に記載のカートン給紙機。
【請求項４】
前記２次セグメントホイールの前記カートン係合面は、実質的に非滑性の把持面を含む、請求項１に記載のカートン給紙機。
【請求項５】
前記把持面は、ウレタン、ポリウレタン又はゴムの層を有する、請求項４に記載のカートン給紙機。
【請求項６】
前記マガジン内の前記カートンのスタックに係合するように移動可能な吸引装置であって、前記マガジンからカートンを取り出して移動させる、吸引装置を更に備える、請求項１に記載のカートン給紙機。
【請求項７】
前記第２の移動経路に沿って配置される１対のピンチローラーであって、前記選択されたカートンを受け取って、前記第２の移動経路に沿って下流カートンコンベアに移動させる、１対のピンチローラーを更に備える、請求項１に記載のカートン給紙機。
【請求項８】
該カートン給紙機は、前記選択されたカートンが前記引出しローラーと前記１次セグメントホイールとの間に係合される第１の接点と、前記選択されたカートンが前記１次セグメントホイールと前記２次セグメントホイールとの間に係合される第２の接点との間に規定される掛渡し長さを更に有し、該掛渡し長さは、該カートン給紙機を通って給紙される前記カートンの長さよりも短い、請求項１に記載のカートン給紙機。
【請求項９】
前記２次セグメントホイールを支持する移動可能支持フレームと、該支持フレームを移動させて、前記２次セグメントホイールの前記カートン係合面と前記１次セグメントホイールの前記少なくとも１つの係合部との間隔を調整するアクチュエーターとを更に備える、請求項１に記載のカートン給紙機。
【請求項１０】
巻付け式カートンを、マガジン内のカートンのスタックから下流カートンコンベアに給紙する方法であって、
前記マガジンから選択されたカートンを取り出すこと及び移動させることと、
前記選択されたカートンの前部を、１次セグメントホイールのカートン係合部と引出しローラーとの間に係合させるとともに、前記選択されたカートンを、第１の移動経路に沿って方向付けることと、
前記選択されたカートンを、該選択されたカートンの前記第１の移動経路に沿って、前記引出しローラーと前記１次セグメントホイールのカートン係合部との間に引き出すことと、
前記選択されたカートンの前記前部を、２次セグメントホイールに沿って形成されるカートン係合面に係合させることと、
前記第１の移動経路から逸れた前記選択されたカートンの前記前部を、前記第１の移動経路に対して接線方向に延びる第２の移動経路に沿って、前記２次セグメントホイールの前記カートン係合面と前記１次セグメントホイールの前記カートン係合部との間に係合させるために向け直すことと、
前記選択されたカートンが前記第２の移動経路に沿って移動するように、前記選択されたカートンを引き出すことと、前記選択されたカートンを前記下流カートンコンベアに送ることと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記選択されたカートンを、前記下流カートンコンベアに沿って移動する給紙チェーンに係合させるために、前記選択されたカートンを、前記第２の移動経路に沿って搬送することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記マガジンから前記選択されたカートンを移動させることは、吸引装置を前記選択されたカートンに係合させるために移動させることと、吸引力を前記選択されたカートンにかけることと、前記引出しローラーと前記１次セグメントホイールの前記カートン係合部との間に係合させるために、前記選択されたカートンの一部分を引き出すこととを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記選択されたカートンの前記前部の方向を変えることは、前記選択されたカートンの前記前部を、前記カートン係合面に隣接する、前記２次セグメントホイールの取出し縁部に係合させることと、前記カートンの前記前部を、前記第１の移動経路から逸らして前記第２の移動経路に向けて進めることとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記選択されたカートンを前記下流カートンコンベアに送ることは、前記選択されたカートンの前記前部を、前記選択されたカートンの前記第２の移動経路に沿って、１対のピンチローラーに係合させるように送り込むことと、前記選択されたカートンを、該選択されたカートンの前記第２の移動経路に沿って前記ピンチローラーの間に引き出すことと、前記選択されたカートンを、前記下流カートンコンベアに沿って移動する給紙チェーンに係合させるために移動することとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
カートンを、カートンのスタックから、梱包機のカートンコンベアに給紙するシステムであって、
前記カートンのスタックを内部に収納するマガジンと、
前記カートンのスタックに係合するように可動なカートン取出し装置であって、前記カートンのスタックから選択されたカートンを引き出す、カートン取出し装置と、
前記マガジンの下流で或る位置にあり、前記選択されたカートンが前記カートンのスタックから前記カートン取出し装置によって引き出されるのに伴って、第１の挟持点において前記選択されたカートンに係合し、前記選択されたカートンを第１の移動経路に沿って給紙する、少なくとも１つの１次セグメントホイールと、
少なくとも１つの２次セグメントホイールであって、前記第１の移動経路に沿って前記第１の挟持点の下流で位置決めされ、前記選択されたカートンに係合して、該選択されたカートンの方向を第２の移動経路に沿って変えるように構成されており、前記第２の移動経路は、前記第１の移動経路から逸れて第２の挟持点を通って接線方向に延び、前記第２の挟持点は、前記少なくとも１つのセグメントホイールと少なくとも１つの２次セグメントホイールとの間に画定され、前記選択されたカートンを前記カートンコンベアに給紙する、少なくとも１つの２次セグメントホイールと、
を備える、システム。
【請求項１６】
前記２次セグメントホイールは、前記少なくとも１つの２次セグメントホイールの外周部の一部分の周りに画定されるカートン係合面と、前記少なくとも１つのカートン係合面に対向して、前縁部及び後縁部によって画定される凹部と、前記カートン係合面に隣接する前記凹部の前端部に画定された取出し縁部と、を有し、前記取出し縁部は、前記選択されたカートンの前部に係合して、前記少なくとも１つの１次セグメントホイールの少なくとも１つのカートン係合部と前記少なくとも１つの２次セグメントホイールの前記カートン係合面との間の挟持点に向けて進めるように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの２次セグメントホイールの前記カートン係合面は、実質的に非滑性の把持面を有する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの１次セグメントホイールは、第１の回転速度で駆動され、前記少なくとも１つの２次セグメントホイールは、第２の回転速度で駆動され、それにより、前記選択されたカートンを、前記少なくとも１つの１次セグメントホイールの少なくとも１つのカートン係合部と前記少なくとも１つの２次セグメントホイールの前記カートン係合面との間に係合させる、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの２次セグメントホイールの前記カートン係合面は、実質的に非滑性の把持面を有する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１の挟持点において前記少なくとも１つの１次セグメントホイールに近接する引出しローラーを更に備え、前記少なくとも１つの１次セグメントホイールは、少なくとも１つのカートン係合部を有し、該少なくとも１つのカートン係合部は、前記少なくとも１つの１次セグメントホイールの周りに画定されるとともに、前記選択されたカートンに係合するように回転可能であり、前記選択されたカートンは、前記第１の挟持点において前記引出しローラーと少なくとも１つのカートン係合部との間に係合して引き出される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記選択されたカートンが前記引出しローラーと前記１次セグメントホイールとの間に係合される前記第１の挟持点と、前記選択されたカートンが前記１次セグメントホイールと前記２次セグメントホイールとの間に係合される前記第２の挟持点との間に規定される掛渡し長さを更に有し、該掛渡し長さは、カートン給紙機を通って給紙される前記カートンの長さよりも短い、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記カートン取出し装置はバキュームカップを備え、該バキュームカップは往復アームに取り付けられ、該往復アームは、前記選択されたカートンに係合するような前記少なくとも１つの１次セグメントホイールの回転と調時されて、非係合位置と係合位置との間で可動である、請求項１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、カートン給紙システムに関する。本発明は、詳細には、マガジンに積み重ねられる一連の平らなカートンブランクを、梱包機又は同様のシステムの下流カートンコンベアのラグに給紙するカートン給紙システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
平らなカートンブランク又はカートンスリーブを給紙する通常のカートン給紙システムでは、カートンのスタックは重ねてマガジン内に積まれ、その後、マガジンから別個に取り出されて下流カートンコンベアに給紙される。平らな巻付け式（wrap style）カートンが、２、４、６、１２等の群になって構成された瓶、缶、又は他の同様の物品等の、物品群の周りで折り曲げられるように設計及び／又は構成されている。特にこのようなカートンに関して、カートンは通常、略平らに横たわった状態で、或る位置に給紙される。それにより、カートンは一連のラグに係合して、下流カートンコンベアに沿って移動する。下流カートンコンベアのラグは、梱包機内へ給紙するため又は物品群の周りにカートンを包装するような類似なシステムのために、巻付け式フラットブランクカートンをカートンコンベアに沿って搬送する。
【０００３】
多くの従来のカートン給紙機では、カートンは、バキュームカップ又は同様の吸引装置によってマガジンの中から外、そして前方へ引き出され、１対の給紙ローラー間に給紙される。給紙ローラーは、カートンをマガジンの中から外、そして前方へ引き出し、カートンを移動経路に沿って給紙する。しかし、そのような従来のカートン給紙機では、カートンを通常、給紙ローラー間の取出し点すなわち係合点を通って下流カートンコンベアの投入端部まで延びる、略真っ直ぐな移動経路においてしか給紙することができない。したがって、カートン給紙機に対する下流カートンコンベアの場所は制限されることが多い。その理由は、カートンが通常、給紙ホイールと引出しローラーとの間の取出し点に対して略垂直に延びる、略真っ直ぐな方向すなわち移動経路において給紙されなければならないためである。結果として、そのようなカートン給紙システムは、通常、制限された配置で位置付けられる又は位置決めされる。このことは、カートンをカートンの移動経路全体に沿って給紙して、平らな巻付け式カートンを下流カートンコンベアにむらなく（consistently）給紙するのに、かなりの空間又は領域を要求することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、当該技術分野においては、前述の問題並びに他の関連する問題及び無関連の問題に対処するカートン給紙システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
簡潔に述べると、本発明は、包括的には、カートン給紙システムに関する。このカートン給紙システムは、カートンを下流カートンコンベアに給紙し、その後、カートンを梱包機へ給紙するか又はカートンを物品又は物品群へ利用するような他の同様のシステムに給紙する。１つの実施形態において、カートン給紙システムは、包括的には、巻付け式フラットブランクカートンを給紙するようになっている。巻付け式フラットブランクカートンは、例えば瓶、缶等のような物品の周りに折り曲げられて又は巻き付けられて、例えば６本詰めパック、１２本詰めパック等のような巻付け式製品パッケージを形成するように構成されている。しかし、本発明の原理は、必要又は所望に応じて、種々の他のタイプのカートンを給紙することに応用できることが、当業者には理解される。
【０００６】
カートン給紙システムは、通常、フレームを備え、マガジンが、カートン給紙システムの上流端部に配置される。マガジンは、カートン給紙システムを通って給紙されるカートンのスタックを受取り及び提供する。少なくとも１つの１次セグメントホイールが、通常、取出し面又はマガジンの前部に近接して取り付けられ、通常、自身の外周部の周りに画定される１つ又は複数のカートン係合部を有する。１次セグメントホイールは、所望の速度及び方向で駆動又は回転され、選択されたカートンに係合して引き出し、マガジンから離す。カートン取出し装置は、通常、旋回アームに取り付けられる少なくとも１つのサクションカップを備える。カートン取出し装置は、マガジン内のカートンのスタックの前方にある（leading）カートンに係合するように可動である。サクションカップは、１次セグメントホイールのカートン係合部の数と回転とで調時されて、自身の係合位置に至るように、また自身の係合位置から離れるように移動され、カートンに係合する。例えば、２つのカートン係合部が１次セグメントホイールの周りに構成又は形成されている場合、サクションカップは、１次セグメントホイールの１回転につき約２回、カートンのスタックに係合するように移動される。
【０００７】
カートン取出し装置のサクションカップは、マガジン内のカートンのスタックの前方で、そして、前方にある／選択されたカートンの一部分に係合し、その後、カートン取出し装置のアームが後退するのに伴って、選択されたカートンを前方へ引き出す。それにより、選択されたカートンの前部が、１次セグメントホイールのカートン係合部のうちの１つの前縁部に係合する。結果として、選択されたカートンの前部は、１次セグメントホイールのカートン係合部と、マガジンに近接する引出しローラーとの間の取出し点に引き入れられる。１次セグメントホイールのカートン係合部と、１次セグメントホイールと連動する引出しローラーとの間にカートンが係合することにより、この選択されたカートンは、マガジンから引き出されて第１の移動経路に沿って方向付けられる。第１の移動経路は、引出しローラーと１次セグメントホイールのカートン係合部との間の取出し点に対して略垂直な方向に延びる。
【０００８】
２次セグメントホイールは、通常、引出しローラーの下流に位置付けられ、選択されたカートンの第１の移動経路と整合されている。２次セグメントホイールはカートン係合面を有し、カートン係合面は、前端部及び後端部を有するとともに、２次セグメントホイールの周りに形成される空隙部又は凹部を画定する。カートン係合面は、通常、ウレタン、ゴム、又は他の好適な合成材料若しくは複合材料等の軟質の非粘着性材料から形成されるか、又はこれらの材料によって被覆される。これらの材料は、通常、カートンを損傷する又は引っ掻くことなく、カートンに係合してカートンを引き出す。取出し縁部が、カートン係合面に隣接する空隙部又は凹部の前端部に画定される。取出し縁部は、カートンが、カートンの第１の移動経路に沿って１次セグメントホイールのカートン係合部と引出しローラーとの間に給紙されると、カートンの前部に係合する。２次セグメントホイールの取出し縁部がカートンに係合することにより、カートンの前部の方向が第２の移動経路に向けて変えられる。第２の移動経路は、第１の移動経路から逸れる角度において延びる。その後、１次セグメントホイールが回転を続けるのに伴って、カートンが、１次セグメントホイールのカートン係合部と２次セグメントホイールのカートン係合面との間に係合される。それにより、カートンは、方向を変えられて、自身の第２の移動経路に沿って前方へ引き出される。
【０００９】
選択されたカートンは、１次セグメントホイール及び２次セグメントホイールによって、１対の下流ピンチローラー間のローラー間隙、すなわち挟持点（pinch point）に給紙される。１対の下流ピンチローラーは、選択されたカートンを、このカートンの第２の移動経路に沿って更に前方へ引っぱり、すなわち引き出し、選択されたカートンを、下流カートンコンベアのペーパー給紙チェーンに給紙する。カートンがカートンコンベアに給紙されると、カートンはペーパー給紙チェーンのカートン給紙ラグに係合し、その後、カートン給紙ラグは、カートンをカートンコンベアに沿ってカートン給紙システムから離れるように進めて移送する。したがって、本発明のカートン給紙システムは、短い空間内で追加部品を最小限にして、カートンマガジンから給紙されるカートンの方向を変えることが可能である。結果として、カートン給紙システムの長さを著しく減少させることができ、カートン給紙システムが、カートンが給紙される下流の梱包機に対してより近くの、より小さい空間に位置付けることが可能になる。そして、カートンコンベアに対するカートンの給紙を、より効率的に達成することができる。
【００１０】
本発明の種々の目的、特徴及び利点は、添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明を検討すると、当業者には明らかである。
【００１１】
さらに、慣例によって、以下で論じられる図面の種々の特徴は、必ずしも縮尺どおりに描かれていない。図面における種々の特徴部及び部材の寸法は、本開示の実施形態をより明瞭に例示するように拡大又は縮小されている場合があり、したがって、説明及び例示にのみ用いられているものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の原理による、下流カートンコンベアにカートンを給紙するカートン給紙システムの１つの実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のカートン給紙システムの実施形態の、明瞭であるようにいくつかの部品を取り除いてある斜視図である。
【図３】図１及び図２によるカートン給紙システムの実施形態の、図２の３−３の線に沿った断面図である。
【図４Ａ】マガジンから選択されたカートンを取り出し、その後、第２の移動経路に沿ってその選択されたカートンの方向を変えて、下流カートンコンベアに給紙するカートン給紙システムの動作を示す、部分断面側面図である。
【図４Ｂ】マガジンから選択されたカートンを取り出し、その後、第２の移動経路に沿ってその選択されたカートンの方向を変えて、下流カートンコンベアに給紙するカートン給紙システムの動作を示す、部分断面側面図である。
【図４Ｃ】マガジンから選択されたカートンを取り出し、その後、第２の移動経路に沿ってその選択されたカートンの方向を変えて、下流カートンコンベアに給紙するカートン給紙システムの動作を示す、部分断面側面図である。
【図４Ｄ】マガジンから選択されたカートンを取り出し、その後、第２の移動経路に沿ってその選択されたカートンの方向を変えて、下流カートンコンベアに給紙するカートン給紙システムの動作を示す、部分断面側面図である。
【図４Ｅ】マガジンから選択されたカートンを取り出し、その後、第２の移動経路に沿ってその選択されたカートンの方向を変えて、下流カートンコンベアに給紙するカートン給紙システムの動作を示す、部分断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、いくつかの図を通して同様の参照符号が同様の部分を指す図面を参照すると、図１〜図４Ｅは、本発明の原理によるカートン給紙システム１０の１つの実施形態を示している。カートン給紙システム１０は、セグメントホイール式カートン給紙機として示されている。カートン給紙システム１０は、カートン給紙システム１０のマガジン１１内に収容されているカートンのスタックＳから選択された又は取り出された巻付け式フラットブランクカートンを、下流カートンコンベア１２に別個に給紙し、そのカートンを、下流の製品梱包機又は同様の装置に給紙する。本発明のカートン給紙システム１０は、カートンがマガジンから下流カートンコンベアに別個に給紙される際に、カートンの方向を変更することを更に可能にする。このとき、かなり減少された空間又は領域内で、また、カートン給紙システムの動作に対して要求される複雑性及び／又は操作システムの追加は最小限である。
【００１４】
図１及び図２に示されているように、カートン給紙システム１０は、フレーム１３を備え、フレーム１３は、上流端部１４及び下流端部１６と、側方フレーム部材１７とを有し、側方フレーム部材１７は、側方フレーム部材１７間でカートン給紙システムの動作部材を支持する。マガジン１１は、フレーム１３の上流端部１４に位置し、通常、マガジン支持フレーム２１を含む。マガジン支持フレーム２１は、カートン給紙システムのフレーム１３に連結されるガイドロッド又はガイドレール２２に調整可能に取り付けられる。このことにより、マガジン支持フレームを垂直方向に調整して、様々なサイズのカートンに対応することが可能になる。マガジンは、一連の支持体すなわちスキッド２３を更に含む。カートンのスタックＳがスキッド２３上に受け止められるが、このとき、カートンは、マガジンの取出し面２６を画定する前方ガイドプレート２４に当接し、前方に向かって傾斜した状態で方向付けられる。図３に示されているように、前方ガイドプレートは、通常、マガジンフレーム２１に調整可能に取り付けられて、カートンのスタックの高さに対して垂直に移動可能である。前方ガイドプレートは、前方へ斜めになった又は傾いた上端部２７を更に有する。上端部２７は、図４Ａ〜図４Ｄに示されているように、カートンのスタックからカートンを取り出すのに、カートンが上端部２７上で湾曲する又は撓むことを可能にするように構成されている。少なくとも１つの横方向ガイドプレート２８（図１及び図３）をマガジンフレームへ調整可能に更に取り付けることができる。横方向ガイドプレート２８は、マガジンフレームにわたって横方向に移動可能であり、様々なカートンの長さに対応するとともに、カートンのむらのない積重ね及びマガジンからの給紙を確実にするのを助ける。
【００１５】
さらに、マガジン支持フレームは、調整機構２９（図１及び図２）によって横方向に調整することができる。ここで、調整機構２９は、ハンドホイールすなわちクランク３１を含んで示されている。クランク３１は駆動ギア３２を回転させ、マガジン支持フレームが取り付けられている駆動ベルト３３を横方向に往復運動させる。このことにより、カートン給紙システムの動作部材に対するマガジンの、ひいては、マガジン内のカートンのスタックの、横方向位置の調整が可能になる。１つ又は複数の駆動チェーン３４を、マガジンの上流に更に設けることができる。１つ又は複数の駆動チェーン３４は、カートンのスタックＳの下端部に係合して、カートンのスタックを前方へ前方ガイドプレート２４に対して進め、スタックから各選択されたカートンＣを別個に取り出して移動させる際のむらのなさを確実にすることができる。
【００１６】
述べたように、カートン給紙システム１０は、１つの実施形態において、セグメントホイール式カートン給紙機を構成するように示されている。セグメントホイール式カートン給紙機は、通常、１つ又は複数の１次セグメントホイール４０を備える。１次セグメントホイール４０は、中央駆動シャフト４１に沿って、離間して列になって取り付けられる。１対の１次セグメントホイール４０が概して図に示されているが、必要に応じて、より多い又は少ない数の１次セグメントホイールを使用して、種々のサイズのカートンを給紙することもできることが当業者には理解される。図２に更に示されているように、１次セグメントホイールが取り付けられる駆動シャフト４１は、中央駆動ギア４２に連結することができ、中央駆動ギア４２は、駆動ベルト４５によって駆動モーター４４の駆動ギア４３に順にリンク又は連結され、１次セグメントホイールの回転を所望の速度で駆動する。
【００１７】
１次セグメントホイール４０のそれぞれ（図３〜図４Ｅ）は、通常、１つ又は複数のカートン係合部４６を更に備える。１つ又は複数のカートン係合部４６は、中央駆動シャフト４１が貫通する中央ハブ４７の周りに、離間して連なって形成される。図に示されているように、通常、少なくとも２つのカートン係合部が、１次セグメントホイールのそれぞれの周りに形成されている。しかし、より多い又は少ないカートン係合部を用いることもできる。カートン係合部４６のそれぞれは、通常、円弧状の前縁部４８を有する略弧状の形状を有し、前縁部４８は、選択されたカートンをマガジンから取り出して移動させる際に、選択されたカートンＣの前部Ｌに係合して前部Ｌを進めるように構成されている。これは図４Ａ〜図４Ｅに示されている。各カートン係合部は、通常、研磨した金属表面、合成金属表面若しくは他の同様の表面、又は表面に施されたコート等の、略平滑な非粘着性かつ非滑性の外面を更に備える。外面４９は、損傷を与えるか又はカートンの仕上げ処理を損なうことなく、カートンに係合するように構成されている。各カートン係合部４６の後端部５１は、通常、略平坦であるとともに後続のカートン係合部４６の前縁部４８から離間し、カートン係合部４６のそれぞれの間に凹部すなわち空間部５２を画定する。
【００１８】
図３〜図４Ｂに示されているように、カートン取出し装置５５が設けられる。カートン取出し装置５５は、マガジン１１内に収容されているカートンのスタックＳから、選択されたカートンＣを取り出して移動させる。通常、カートン取出し装置５５は、真空供給源（図示していない）に接続されるとともに旋回アーム５７に取り付けられるバキュームカップ、すなわちサクションカップ５６を備えることができる。図２に示されているように、複数のカートン取出し装置５５は、カートン給紙システム１０の幅にわたって、離間して列になって取り付けることができ、１次セグメントホイール４０のそれぞれに近接して位置決めされる。バキュームカップ５６は、自身の支持アーム５７の下端部５８に取り付けられ、支持アームの上端部５９は、カートン給紙システムの幅にわたって延びる駆動シャフト６１に固定取り付けされる。これは図２に示されている。駆動シャフト６１は、１次セグメントホイール４０の駆動シャフト４１に、偏心取付け具、すなわちリンク機構６２（図２）によって連結することができ、このことにより、カートン取出し装置５５のアーム５７に往復運動が提供される。結果として、図４Ａ及び図４Ｂに示されているように、カートン取出し装置のサクションカップ、すなわちバキュームカップ５６は、往復、揺動されて、カートンのスタックの選択されたカートンに係合及び係合解除される。
【００１９】
バキュームカップが選択されたカートンに係合すると、カートンに真空がかけられ、その後、バキュームカップが後退し、図４Ａに示されているように選択されたカートンの前部Ｌをマガジンから引き出す。通常、選択されたカートンに対する近づいたり離れたりするようなバキュームカップの往復運動は、図４Ａの矢印６３／６３’によって示されている。この往復運動は、１次セグメントホイールのカートン係合部の運動と調時される。それにより、カートンの前部が、１次セグメントホイールが回転してカートンの前部に係合するのに伴って、１次セグメントホイール４０のそれぞれのカートン係合部４６の前縁部４８の前方に前方へ引き出される。さらに、バキュームカップは、通常、１次セグメントホイールの周りに形成されるカートン係合部の数に基づく比で、更に往復運動する。例えば、自身の周りに２つのカートン係合部が形成されている１次セグメントホイールの場合、カートン取出し装置のバキュームカップは、１次セグメントホイールの１回の回転につき２回、カートンへの、近づいたり離れたりするような往復運動する。
【００２０】
図３〜図４Ｅに更に示されているように、少なくとも１つの引出しローラー６６が、マガジン１１の前方ガイドプレート２４の傾斜上端部２６の終縁部６７に隣接して取り付けられる。各引出しローラー６６は、通常、アイドラーシャフト６８に取り付けられて、マガジンの前方ガイドプレートの終縁部６７に形成されるスロット、すなわちノッチ６９（図３）に整合される。引出しローラー６６のそれぞれは、通常、ウレタン、ゴム、若しくは他の同様の材料等の、軟質の粘着性材料又は把持性材料から作製されるか、又はこれらの材料で被覆される。これらの材料は、カートンを損傷することなく、カートンをこれらの材料に係合させることが可能である。さらに、引出しローラーはそれぞれ、自身と連動する１次セグメントホイール４０の下方へ離間した位置に位置付けられる。それにより、選択されたカートンが、第１の挟持点すなわち引出し点７１において、１次セグメントホイール４０のカートン係合部４６と、１次セグメントホイールと連動する引出しローラー６６との間に係合して引き出される。引出し点７１は、カートン係合部４６及び引出しローラー６６の表面間の接点に規定される。１次セグメントホイールのカートン係合部が引出しローラーに対して回転されると、それに応じて、引出しローラーがカートン係合部とともに回転する。したがって、各選択されたカートンがマガジンから引き出され、第１の移動経路７５に沿って方向付けられる。この第１の移動経路７５は、１次セグメントホイールのカートン係合面と、１次セグメントホイールと連動する引出しローラーとの間で、或る角度で下方へ概ね延びる。この第１の移動経路７５は、１次セグメントホイールのカートン係合面と、引出しローラーとの間に規定される第１の挟持点、すなわち引出し点７１を通って、引出し点７１に対して略垂直に延びる。
【００２１】
図２に示されているように、一連の２次セグメントホイール８０が、１次セグメントホイールの下方で駆動シャフト８１に沿って取り付けられる。２次セグメントホイールのそれぞれは、カートンの第１の移動経路７５に沿って位置合わせされる。また、カートンが第２の移動経路８２に沿うようにカートンの向きを変えるために（図４Ｃ〜図４Ｅ）、２次セグメントホイールのそれぞれは、カートンと係合する位置に配置される。この第２の移動経路８２は、第１の移動経路７５に対して或る角度の接線方向であって、第１の移動経路７５とは異なる方向に延びる。そして、第２の移動経路８２は、接点又は接点領域に規定される第２の挟持点８３を通って延びている。２次セグメントホイールのカートン係合面は、回転して、自身の連動する１次セグメントホイールのカートン係合部と位置合わせ及び／又は整合され、カートンの方向を、下流カートンコンベア（図１）に向けて変える。図３及び図４Ｄに示されているように、第１の挟持点７１が、引出しローラーと１次セグメントホイールのカートン係合部との間に規定され、第２の挟持点８３が、２次セグメントホイールのカートン係合面と１次セグメントホイールのカートン係合部との間に規定される。第１の挟持点７１及び第２の挟持点８３は、掛渡し長さ「ＣＬ（cord length）」によって隔てられている。この掛渡し長さは、カートン給紙システムを通って給紙されるカートンの長さよりも短い。
【００２２】
図４Ａ〜図４Ｅに示されているように、各２次セグメントホイール８０は、カートン係合面８５を有し、カートン係合面８５は、２次セグメントホイールの外周部の周りに少なくとも部分的に形成されているか又は取り付けられている。このカートン係合面８５は、比較的軟質の、非滑性、粘着性又は把持性を有する表面から形成されるコート又は被覆材を含み、コート又は被覆材は、カートンを損傷することなくカートンを把持する又はカートンに係合することを可能にする。例えば、各２次セグメントホイールのカートン係合面は、通常、ウレタン、ポリウレタン、ゴム又は他の同様の複合材料若しくは合成材料又はコートから形成することができる。図３に更に示されているように、この被覆材料８６は、実質的に２次セグメントホイールの外周部の周りに施され、後縁部８７から、凹部すなわち切欠き部８９の前縁部、すなわち取出し縁部８８に近接する点まで延びる。切欠き部８９は、図４Ａ〜図４Ｅに示されているように、２次セグメントホイールのそれぞれの周りに画定されている。さらに、被覆材料８６は、自身の２次セグメントホイールの取出し縁部８８まで延在することができるが、取出し縁部８８を覆わない。またさらに、取出し縁部８８は、駆動シャフト８１の中心から取出し縁部までの半径Ｒ１（図４Ｃ及び図４Ｄ）が、駆動シャフト８１の中心と被覆材料８６の外面との間に延びる半径Ｒ２よりも僅かに短いように、僅かに凹んでいる。また、各２次セグメントホイールの取出し縁部８８は、実質的に湾曲した又は円弧状の突出部（９１において示されている）として形成することができ、鋭い角部又は縁部を有するのではない。それにより、取出し縁部は、選択されたカートンの前部に係合して、選択されたカートンの前部を上方へ押し上げ始める際に、カートンの仕上げ処理を損傷する又は擦ることなく、カートンの表面にわたって摺動又は移動することができる。
【００２３】
２次セグメントホイール８０の駆動シャフト８１は、通常、１次セグメントホイール４０を駆動する同じ駆動モーター４３（図２）によって駆動することができる。２次セグメントホイールの駆動シャフト８１は、駆動シャフト４１の駆動スプロケットすなわち駆動ギア４２に、駆動ギア４２の周りに延びる駆動ベルト４５によって連結される。結果として、２次セグメントホイールは、１次セグメントホイールの回転と調時されて回転する。それにより、２次セグメントホイールのカートン係合面８５は、図４Ｂ〜図４Ｅに示されているように、１次セグメントホイールのカートン係合部の回転に実質的に追従する。そのため、カートンの前部が、２次セグメントホイールの前縁部すなわち取出し縁部８８に係合して上方へ押し上げられると、カートンは、２次セグメントホイールと１次セグメントホイールとの間の第２の取出し点、すなわち挟持点８３において、２次セグメントホイールのカートン係合面と１次セグメントホイールのカートン係合部との間に係合する。これは図４Ｃ及び図４Ｄに示されている。したがって、選択されたカートンは、自身の第２の移動経路８２に沿って、１対の下流ピンチローラー９６及び９７に向けて方向を変えられる。
【００２４】
図４Ａ〜図４Ｅに更に示されているように、２次セグメントホイールの半径は、通常、１次セグメントホイールのカートン係合部の数に基づき、１次セグメントホイールのカートン係合部の半径に対して整数比になっている。例えば、ここで示されている実施形態では、２次セグメントホイールのカートン係合面の半径は、１次セグメントホイールの半径の約半分として示されている。１次セグメントホイールは、自身の周りに形成されている２つの離間したカートン係合部を有する。結果として、２次セグメントホイールは、１次セグメントホイールの１回転につき約２回、回転する。それにより、２次セグメントホイールのカートン係合面が回転して係合位置に至り、カートンを、自身と連動する１次セグメントホイールのカートン係合部のそれぞれに対して係合させることが確実になる。
【００２５】
図３及び図４Ｂに更に示されているように、２次セグメントホイールが取り付けられる駆動シャフト８１は、可動支持体９８によって更に支持することができる。可動支持体９８は、カートン給紙システムのフレームの側方フレーム部材１７に沿って取り付けられる。空気圧シリンダー若しくは油圧シリンダー、モーター、又は他の同様のアクチュエーター等のアクチュエーター９９が、通常、支持プレート９８のうちの少なくとも１つに連結される。アクチュエーター９９は、１次セグメントホイールに対する２次セグメントホイールの位置又は場所の調整を可能にするように選択的に制御することができる。結果として、挟持点８３が規定される１次セグメントホイールと２次セグメントホイールとの間の空間すなわち空隙は、挟持点８３を通って給紙されるカートンの厚さに依存するスペースを拡大又は縮小するように調整される。引出しローラー６６の駆動シャフトを、調整可能な支持プレート９８に更に取り付けることができる。調整可能な支持プレート９８は、１次セグメントホイールに対する駆動ローラーの位置の同様の調整、ひいては、１次セグメントホイールと駆動ローラーとの間に規定される挟持点７１の調整をして、給紙されるカートンの厚さ、薄さに対応する。
【００２６】
図２及び図３並びに図４Ｅに示されているように、下流ピンチローラー９６／９７は、シャフト１０４に取り付けられ、カートンの第２の移動経路８２に沿って或る位置に配置され、自身の間に規定される挟持点１０５においてカートンを受け取る。下流ピンチローラーのうちの少なくとも一方は、通常、駆動ギア１０６によって通常は駆動される。駆動ギア１０６は、下流ピンチローラーのシャフト１０４の端部に取り付けられ、１次セグメントホイールの主駆動ギアに、主駆動ギアの周りに延びる駆動ベルト４５（図２）によって連結される。また、ピンチローラーのそれぞれは、通常、ウレタンコート又は他の同様の表面材料／コート等の、軟質の柔軟な粘着性把持性面から形成されるか又はその面で被覆される。それにより、ピンチローラー９６及び９７は、ピンチローラー９６及びピンチローラー９７の間にカートンを係合して引き出すことが可能になる。下側ピンチローラーに対する上側ピンチローラーの位置は、アクチュエーター１０７によって更に調整することができる。アクチュエーター１０７は、図２において、空気圧シリンダー又は油圧シリンダーを含むものとして示されているが、サーボモーター及び／又は他の同様の駆動機構等の、他のタイプのアクチュエーターを用いることもできる。アクチュエーターは、下側の組のピンチローラーに対する上側の組のピンチローラーの位置を調整して、下側の組のピンチローラーと上側の組のピンチローラーとの間に引き出されるカートンの異なる又は種々の厚さに対応するように機能することができる。
【００２７】
図１及び図４Ｅに示されているように、ピンチローラー９６及び９７は、その間を通してカートンを別個に引き出して、カートンを給紙して、下流カートンコンベア１２の給紙チェーン１１０及び１１１（図１）に係合させる。カートンのそれぞれは、通常、給紙チェーンに取り付けられる１つ又は複数のカートンラグ又は同様のグリップ機構／押しやり機構に係合され、カートンは、離間して列になってカートン給紙システム１０から離れて、下流の梱包機又は他の同様の装置に移動される。
【００２８】
本発明の原理によるカートン給紙システムの動作が、図４Ａ〜図４Ｅに示されている。この動作において、カートンのスタックＳは、通常、最初はマガジン１１に積まれている。その後、カートン取出し装置５５のバキュームカップ５６は、矢印６３によって示されているように、前方へ移動する。また、マガジンの取出し面２６において、カートンのスタックの前方に位置する、選択されたカートンＣの前部Ｌに接触する係合位置の方向に、移動する。バキュームカップがカートンの前部に真空をかけると、カートンはバキュームカップに概ね係合して実質的に吸着される。それにより、バキュームカップが矢印６３’の方向に後方へ移動するのに伴って、選択されたカートンが取り出されて、マガジン内のカートンのスタックの前方から引き出され始める。選択されたカートンは、通常、前方ガイドプレート２４の傾斜上部すなわち傾斜上端部２７上を曲げられて通過する。
【００２９】
図４Ｂに示されているように、選択されたカートンの前部がバキュームカップの後退によって前方へ引き出されると、選択されたカートンの前部は、１次セグメントホイール４０のそれぞれのカートン係合部４６の前縁部４８に係合する。１次セグメントホイールの回転は、通常、選択されたカートンの前部を、カートン係合部と、連動する引出しローラー６６との間の第１の挟持点７１に向けて下方へ進める。カートン係合部が、カートンの前部を挟持点７１に向けて下方へ進めると、真空が解除又は遮断されて、それにより、バキュームカップが、選択されたカートンとの係合を解除される。このとき、バキュームカップは、更に後方へ移動して、カートンと係合しない非係合後退位置に至る。その後、選択されたカートンは、カートンの係合によって、マガジンから、引出しローラーと１次セグメントホイールのカートン係合部との間に引き出される。これは図４Ｂ及び図４Ｃに示されている。選択されたカートンは、７５において示されている自身の第１の移動経路に沿って給紙される。この第１の移動経路は、実質的に下方へ向けられている経路又は角度に沿って延びているように示されており、挟持点７１に対して垂直に又は挟持点７１に対する接線において延びる。
【００３０】
図４Ｄ及び図４Ｅに示されているように、選択されたカートンが、自身の第１の移動経路７５に沿って移動されるのに伴って、選択されたカートンの前部は、２次セグメントホイール８０のそれぞれの前縁部８８において形成されている突出部９１に係合する。結果として、選択されたカートンの前部の方向は、第１の移動経路７５から逸れて、第２の挟持点８３を通って延びる第２の移動経路８２に向けて上方へ変えられる。その後、カートンは、２次セグメントホイールのカートン係合面８５と１次セグメントホイールのカートン係合部４６との間に係合され、カートン係合面８５及びカートン係合部４６は、回転されるのに伴って、カートンを上方へ、第２の挟持点８３を通って延びる第２の移動経路に沿って引き出す。次に、選択されたカートンは、自身の第２の移動経路８２に沿って給紙されてピンチローラー９６及び９７に係合する。ピンチローラー９６及び９７は、選択されたカートンをピンチローラー９６及び９７間で引っぱる、すなわち引き出す。ピンチローラー９６及び９７は、選択されたカートンを、下流カートンコンベア１２の給紙チェーン１１０／１１１（図１）に提供する。カートンは、下流カートンコンベアに係合して、離間して列になってカートン給紙機から離れるように移動され、連動する製品梱包機又は他の同様の装置に給紙される。
【００３１】
したがって、本発明が、実質的に減少された空間又は領域内で、カートンマガジン内のカートンのスタックから選択されたカートンを給紙して、カートンの方向を変えることを可能にするものであることが理解できる。このように、本発明は、より短い空間内でカートンの給紙方向を変えることを可能にする。このことは、給紙機のサイズ又は長さの減少を可能にする。本システムの設計は、カートン給紙システムの動作部材のアクセス性を更に増大する。これは、２次セグメントホイールを含めることによって、追加の必要部品の量を最小限にすることに依拠する。結果として、カートン給紙システムの構成及び動作コストの著しい増大を必然的に伴うことなく、カートン給紙システムの全体効率を向上及び改善することができる。
【００３２】
本開示の以上の記載は、種々の実施形態を例示及び説明している。種々の変形を、上記構成に対して、本明細書に開示されている本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく行うことができる。そのため、上記説明に含まれている又は添付図面に示されている全ての事項は、限定的な意味ではなく、例示として解釈されるべきである。さらに、本開示の範囲は、本願の特許請求の範囲の範囲内にある上述の実施形態の、種々の変更、組合せ、代替等をカバーするように解釈されるべきである。
【００３３】
さらに、本開示は、本発明の選択された実施形態を図示及び説明している。しかし、本発明は、種々の他の組合せ、変更、及び環境において用いることが可能であり、上記教示に相応して、及び／又は当該技術分野の技術又は知識内で、本明細書に提示されている発明的概念の範囲を超える多様な変形又は変更を行うことが可能である。さらに、各実施形態の機能部及び特徴は、選択的に入れ換えて、本開示の他の示された実施形態及び示されていない実施形態に適用することができる。
【図１】
0005766359.tif 000002
【図２】
0005766359.tif 000003
【図３】
0005766359.tif 000004
【図４Ａ】
0005766359.tif 000005
【図４Ｂ】
0005766359.tif 000006
【図４Ｃ】
0005766359.tif 000007
【図４Ｄ】
0005766359.tif 000008
【図４Ｅ】
0005766359.tif 000009