(57)【要約】一連の物品が包装されている製品カートン内に形成されている一連の物品保護特徴部を機能させるシステム及び方法が、カートンの進行路に沿って取り付けられる作動アセンブリを備える。作動アセンブリは、カートンの物品保護特徴部に係合するよう選択的に移動する一連の作動要素を含む。物品保護特徴部は、カートン内の物品間に、また物品に係合して物品を支持する位置になるよう付勢される。【選択図】図７Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートン内の一連の物品を安定化させるように前記カートンの一連の物品保護特徴部に係合するシステムであって、
前記カートンを進行路に沿って移動させるコンベヤーシステムと、
前記カートンの前記進行路に沿って位置決めされる作動アセンブリと、
を備え、前記作動アセンブリは、前記カートンの前記進行路に沿って位置付けられるとともに第１の位置から、前記カートンの前記物品保護特徴部と係合する第２の位置まで可動である一連の作動要素を含み、
前記作動要素は、前記カートンが該作動要素の近くを移動するときに前記カートンの前記物品保護特徴部に係合し、前記作動要素のうちの異なる作動要素が、前記カートンの前記物品保護特徴部のうちの異なる物品保護特徴部にオフセットした間隔をおいて係合して、該物品保護特徴部が前記カートン内へ突出する、システム。
【請求項２】
前記作動アセンブリは、前記カートンの前記進行路に沿って離間した間隔をおいて配置される一連のホイールを更に含み、該ホイールのそれぞれは、該ホイールの回りに離間した連にして配置される複数の作動要素を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ホイールのうちの少なくとも１つは、該ホイールの作動要素が可動式に取り付けられる回転キャリア部分と、前記ホイールの回りに形成されるカムトラックを有するカム部分とを含み、前記作動要素は、前記回転キャリア部分の回転によって前記カムトラックに沿って移動して、前記作動要素が、前記カートンの対応する物品保護特徴部と係合するように向き付けられて移動する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ホイールのうちの少なくとも１つは、ハブと、該ハブを包囲する本体部分とを含み、前記ホイールの前記複数の作動要素は、前記本体部分の周縁の回りに離間した間隔をおいて配置される群にして固定式に取り付けられる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記作動アセンブリは、その上で前記カートンが受け取られて移動する上面を有するガイドと、一連のスロットであって、板を貫通して形成され、前記板を通して前記ホイールの前記作動要素を受け取るように前記ホイールと位置合わせされる、一連のスロットとを更に含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記ホイールのそれぞれは、各ホイールの前記作動要素を、該作動要素の近くを通過する前記カートンに対する所望の位置に位置付けるように駆動軸上に摺動可能に取り付けるようになっているハブと、前記駆動軸に沿って形成される係止溝と係合するよう付勢される受け部を有する解放可能な係止機構とを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記作動アセンブリは、前記作動要素の少なくとも一部分を支持するとともに、前記作動要素が前記カートンに係合するときに所定の抵抗を受けると、前記作動要素を前記カートンの前記進行路から離すことを可能にするようになっている、過負荷防止機構を更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記作動アセンブリは、それぞれが駆動軸上に取り付けられるとともに前記カートンの進行路に沿った前記カートンの移動と調時関係で回転する一連のホイールを更に含み、該ホイールはそれぞれが、該ホイールの回りに離間した連にして配置される前記作動要素の群を含み、過移動防止機構は、各ホイールの前記駆動軸に連結されるシリンダーを含み、各シリンダーは、前記作動アセンブリのホイールを第１の動作位置に向かって付勢し、その一方で、前記ホイールの作動要素が前記カートンから係脱する第２の位置まで前記ホイールを移動させることを可能にする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記作動アセンブリは、前記コンベヤーシステムに沿って可動であるキャリアであって、該キャリアは上面を有し、該上面上で前記カートンが受け取られ、一連の開口部が前記上面内に形成され、前記作動要素が前記一連の開口部を通過する、キャリアと、その上を前記キャリアが移動する一連のガイドトラックと含み、該ガイドトラックは、前記作動要素が前記キャリアの前記開口部を通過して前記カートンの前記物品保護特徴部に係合して該物品保護特徴部を機能させるように、前記作動要素に連結されるカムによって係合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記作動アセンブリは、少なくとも１つのカセットであって、前記コンベヤーシステムに沿って取り付けられ、前記カートンの前記進行路に対して実質的に平行な経路に沿って前記作動要素を搬送する駆動部材を有する、少なくとも１つのカセットと、該カセットに沿って延びるカムトラックとを含み、前記作動要素は、前記カートンの前記物品保護特徴部と係合するよう前記作動要素をガイドする前記カムトラックに沿って移動する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
物品を包装する方法であって、
一連の物品を詰め込み位置に向かって移動させるステップと、
前記カートン内に前記物品を詰め込むステップと、
内部に前記物品が詰め込まれた前記カートンを進行路に沿って作動アセンブリに向かって移動させるステップと、
前記カートンが前記作動アセンブリの近くを通過するとき、前記カートン内に形成された少なくとも１つの物品保護特徴部に係合するよう少なくとも１つの作動部材を移動させるステップと、
前記カートン内で隣接した物品を安定化させるように前記カートン内の物品と係合する位置まで前記少なくとも１つの物品保護特徴部を延ばすステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記カートンが、該カートンの前記物品保護特徴部と前記作動部材との位置合わせを維持するのに十分な力によって前記作動部材によって係合されるときに前記カートンの側部に係合し、その一方では、前記作動部材が前記物品保護特徴部に係合するときに前記カートン内での前記物品の移動を更に可能にするステップとを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記カートンを前記作動アセンブリに向かって移動させるステップは、前記カートンをガイドに沿って移動させるステップと、前記カートンが前記ガイドの上を通過するときに複数の作動部材を、前記ガイドを貫通して形成された一連の対応するスロットを通るよう回転させるステップとを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の作動部材の少なくとも一部分は、回転ホイール上に取り付けられてカムトラックの回りで移動し、前記作動部材が前記カートンの前記物品保護特徴部との係合位置に向かって回転するように前記作動部材を再び向き付ける、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記カートンを進行路に沿って移動させるステップは、前記カートンをキャリア上に位置付けるステップと、少なくとも１つのカムトラックがそれに沿って延びるガイド経路に沿って前記キャリアを移動させるステップと、前記少なくとも１つの作動部材に連結されたカムを前記少なくとも１つのカムトラックに沿って移動させるステップであって、前記少なくとも１つの作動部材が前記カートンと係合するように延びる、移動させるステップとを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
一連のホイールを前記カートンの前記進行路に沿って離間した間隔をおいて解放可能に取り付けるステップであって、前記ホイールのそれぞれは、該ホイールの回りに配置される一連の作動部材を有する、取り付けるステップと、前記作動部材上を通過する前記カートンの前記物品保護特徴部のうちの選択された物品保護特徴部と係合するよう前記ホイールの作動部材を搬送するように前記ホイールを回転させるステップとを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの物品保護特徴部に係合するよう少なくとも１つの作動部材を移動させるステップは、第１の列の物品保護特徴部を第１の連の作動部材と係合させるステップと、第２の列の物品保護特徴部を第２の連の作動部材と係合させるステップとを含み、前記第１の列の物品保護特徴部及び前記第２の列の物品保護特徴部は、前記カートン間に挿入されるときに、前記カートン内での前記物品の移動を可能にするように離間した間隔をおいて係合される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
一連の物品を一連のカートン内に包装する包装機であって、
前記物品が前記カートンに詰み込まれる詰め込み区画と、
前記詰め込み区画から下流にある作動アセンブリであって、前記物品が内部に詰め込まれた前記カートンは、物品保護特徴部を機能させるように該作動アセンブリを通過する、作動アセンブリと、
を備え、前記作動アセンブリは、前記カートンが前記作動アセンブリを通過して、前記カートンと係合する動作位置になるよう前記物品保護特徴部の移動を引き起こすと、前記カートンの前記物品保護特徴部のうちの対応する物品保護特徴部と係合するよう可動である一連の作動要素を含む、包装機。
【請求項１９】
前記作動アセンブリは、前記カートンの進行路に沿って離間した間隔をおいて配置される一連の回転部材を更に含み、ホイールのそれぞれは、該ホイールの回りに離間した連にして配置される複数の作動要素を有する、請求項１８に記載の包装機。
【請求項２０】
前記回転部材のうちの少なくとも１つは、該回転部材の作動要素が可動式に取り付けられる回転キャリア部分と、前記回転部材の回りに形成されるカムトラックを有するカム部分とを含み、前記作動要素は、前記キャリア部分の回転によって前記カムトラックに沿って移動して、前記作動要素が、前記カートンの対応する物品保護特徴部と係合するように向き付けられて移動し、前記回転部材のうちの少なくとも１つは、ハブと、該ハブを包囲する本体部分とを含み、前記回転部材の前記複数の作動要素は、前記本体部分の周縁の回りに離間した間隔をおいて配置される群にして固定式に取り付けられる、請求項１８に記載の包装機。
【請求項２１】
前記作動アセンブリは、前記作動要素の少なくとも一部分を支持するとともに、前記作動要素が前記カートンに係合するときに所定の抵抗を受けると、前記作動要素を前記カートンの進行路から離すことを可能にするようになっている、過負荷防止機構を更に含む、請求項１８に記載の包装機。
【請求項２２】
前記作動アセンブリは、コンベヤーシステムに沿って可動であるキャリアであって、該キャリアは上面を有し、該上面上で前記カートンが受け取られ、一連の開口部が前記上面内に形成され、前記作動要素が前記一連の開口部を通過する、キャリアと、その上を前記キャリアが移動する一連のガイドトラックと含み、該ガイドトラックは、前記作動要素が前記キャリアの前記開口部を通過して前記カートンの前記物品保護特徴部に係合して該物品保護特徴部を機能させるように、前記作動要素に連結されるカムによって係合される、請求項１８に記載の包装機。
【請求項２３】
前記作動アセンブリは、その回りに複数の作動要素が離間した群になって配置される一連のホイールを更に含み、前記ホイールのそれぞれは、各ホイールの前記作動要素を、該作動要素の近くを通過する前記カートンに対する所望の位置に位置付けるように駆動軸上に摺動可能に取り付けるようになっているハブと、前記駆動軸に沿って形成される係止溝と係合するよう付勢される受け部を有する解放可能な係止機構とを含む、請求項１８に記載の包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、物品を包装するシステム及び方法に関し、詳細には、壊れやすい物品を収容するカートンの保護特徴部に係合してそのような壊れやすい物品に対する保護を提供するシステム及び方法に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本特許出願は、本出願において名前が挙げられている本発明者らによって既に出願済みで同時係属中の、２０１１年１０月１９日付けで出願された米国仮特許出願第６１／５４８７７９号、及び、２０１１年１２月１３日付けで出願された米国仮特許出願第６１／５７００４４号の正式な特許出願である。本特許出願は、仮特許出願を律則する法令及び規則、特に米国特許法第１１９条（ａ）（ｉ）項並びに米国特許法施行規則第１．７８条（ａ）（４）項及び（ａ）（５）項に従って、引用されるこれらの仮特許出願の出願日の利益を主張する。上記の仮特許出願の明細書及び図面は、詳細には、本明細書に引用することにより、完全に記載されているかのように、本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００３】
ガラス製の飲料用ビン等の壊れやすい物品又は他の同様な容易に破損する若しくは損傷する容器が内部に収容されているカートンの輸送及び取扱い中の、その壊れやすいビンの破損は、ビン詰め業者又は他の製造業者にとって長いこと大きな問題であり、製品が損傷又は損壊すること及び製品が返品されることのいずれにおいても損失をもたらす。従来、そのような破損に対して製品を守るには、ビン及び／又は他の種類の壊れやすい物品は概して、厚手で重量のある厚紙又はプラスチックのカートン又は輸送箱内に包装され、運搬又は移送されている。例えば、飲料用ビンは、大きくて重量のある厚紙又は板紙のケース内に１２本、１８本、又は２４本のビンの群にして販売されることが多く、このとき、ビンは互いに接触しないように個々に区切られている。そのような重量のある板紙ケース又はカートンは、ビンを互いに対する接触及び破損からの有意な保護をもたらすが、通常は非常に高価である。代替的には、例えば１２本入りパックのビンを収容するより薄い板紙のカートンも導入及び販売されている。しかしながら、そのようなカートンはさほど高価ではないが、ビンの破損に対する保護が弱い。
【０００４】
したがって、前述の問題並びに当該分野における他の関連問題及び非関連問題に対処する、内部に収納されている破損しやすい物品を保護する保護特徴部を有するカートン又は容器と、そのような物品保護特徴部を機能させるシステム及び方法とに対する必要性が存在していることを理解することができる。
【発明の概要】
【０００５】
簡潔に述べると、本発明は概して、カートン内に収納されている物品と係合するようカートン内の物品保護特徴部を作動させる又は機能させるシステム及び方法を含む。このシステムは、カートン内に位置付けられる更なる仕切り又は他の要素を必要とすることなく、及び／又はカートンが、個々のビン又は他の壊れやすい物品を詰み込むように画定された区画を伴って形成されることなく、カートン又は他の容器内でずれるか又は移動する傾向がある可能性があるガラスビン又は他の同様の物品等の壊れやすい物品の保護において用いられる特定の適用性を有する。カートンの物品保護特徴部を機能させるシステム及び方法は、自動操作可能なシステムとして及び手動操作可能なシステムとしてのいずれであっても物品保護特徴部を機能させるように内部で充填済みのカートンを受け取る、包装機から離れて位置付けることができる別個のシステム又はアセンブリとすることができる。代替的には、このシステムは、カートンの進行路に沿って、カートンの物品保護特徴部を機能させるようにカートンに物品が詰み込まれる包装機のエリアから下流に取り外し可能に取り付けられる既存の製品包装機に組み込むことができる。
【０００６】
加えて、このシステムは、第１の非係合位置すなわち非動作位置と、作動アセンブリの近くを通過するカートンの物品保護特徴部に係合して物品保護特徴部を機能させる第２の動作位置すなわち係合位置との間で移動する複数の作動要素すなわち作動部材を有する作動アセンブリを備える。種々の実施形態の作動アセンブリはさらに、交換部品式システムとして、すなわち、異なるサイズ及び／又は構成のカートンの物品保護特徴部を機能させるように必要に応じて作動アセンブリを適合又は変更するように作動アセンブリの取り外し及び取り替えを可能にする取り替え可能な部品とともに形成することができる。異なるサイズ及び／又は構成のカートンは、カートン内で様々な向き及び離間した構成に配置される１列、２列、又は３列以上の物品保護特徴部を含むことができる。
【０００７】
１つの実施形態では、本発明のシステムは入口コンベヤーを備えることができる。カートンが、入口コンベヤー上で受け取られてこのシステムの作動アセンブリに向かって搬送される。作動アセンブリは搬送機構を含むことができる。一連のスレッド又はキャリアが、搬送機構に沿って取り付けられて実質的に楕円形の進行路の回りに搬送される。スレッドのそれぞれは概して、スレッドに係合してスレッドを搬送機構に取り付けるガイド又はブラケットを側縁に沿って有する本体と、その上でカートンが受け取られる実質的に平坦な上面とを含む。一連の開口部が概して、各スレッドの上面に形成され、これらの開口部は概して、スレッド上に積まれたカートンの物品保護特徴部の位置と実質的に位置合わせされる。パンチ、フィンガー、ラグ、又は他の同様の作動部材等の作動要素は、各スレッドの上面に形成された開口部を通って可動であり、カートンの物品保護特徴部に係合して物品保護特徴部を機能させる。スレッドは、カムトラックアレイすなわちカムトラック区画に沿って移動し、カムトラックアレイすなわちカムトラック区画は、作動要素のそれぞれに連結されるカムローラーによって係合される一連のカムトラックを含む。作動要素のカムローラーがそれぞれのカムトラックに沿って移動するとき、作動要素は、カムトラック上に積まれたカートンの、位置合わせされる物品保護特徴部すなわち対応する物品保護特徴部に対して係合及び係脱するよう選択的に移動する。結果として、物品保護特徴部は、カートンの内部内へ付勢され、概して、物品を安定化させて支持するようにカートン内の物品間の所定位置に移動する及び／又は物品間の部分に係合する。
【０００８】
代替的な実施形態では、このシステムは、包装機のフレームに取り外し可能に取り付けることができる１つのカセット若しくは一連のカセット又は同様の機構を含むことができる作動アセンブリを備えることができる。カセットは、様々なサイズの構成のカートン及び／又は様々な構成及び間隔のカートン内の物品保護特徴部に対応するように必要に応じて、取り外す及び／又は交換することができる交換部品として形成することができる。カセットのそれぞれは、カセットの本体の回りで搬送機構によって移動されるパンチ、フィンガー、ラグ、又は他の作動部材等の一連の作動要素を含むことができる。作動要素は、作動ラグが上昇位置と下降位置との間で移動して、カートンが作動要素の上を通過するときカートンの物品保護特徴部に係合して物品保護特徴部を作動させるように、カムトラックに係合し、カムトラックに沿って転動する。
【０００９】
本発明の原理によるカートンの物品保護特徴部を機能させるシステム及び方法の別の実施形態では、システムは、包装機の詰め込みエリアから下流に取り付けられる作動アセンブリを備えることができる。作動アセンブリは、一連のスターホイールを含むことができる。一連のスターホイールはそれぞれが、その周縁の回りに離間した連にして取り付けられるパンチ、ラグ、フィンガー、又は他の同様の作動部材等の複数の間接運動要素を有する。スターホイールは、作動要素が枢動式に取り付けられる回転キャリアと、回転キャリアに隣接して位置決めされるカムホイールとを含む１つ又は複数のカム操作ホイールを更に含むことができる。回転キャリアが作動要素を回転経路の回りで移動させると、作動要素に取り付けられたカムは、カムホイールに形成されたカムトラックに沿って移動し、作動要素が、係合位置と非係合位置との間を枢動又は移動して作動要素上を通過するカートンに係合する。残りのスターホイールは、１つ又は複数の固定要素ホイールすなわち静止要素ホイールを含むことができる。この場合、作動要素すなわち作動部材は、スターホイールの本体の周縁の回りの所望の位置にある適所に実質的に固定される。作動アセンブリは、少なくとも１つの、通常は２個ないし３個の回転スターホイールを含むことができるが、より多くのスターホイールを必要に応じて設けることができる。スターホイールはそれぞれが、解放可能なカップリングによって駆動軸上に取り付けられ、概して、互いに対して調時関係で、またスターホイールの上に位置付けられる口板又はガイドに沿ったカートンの移動に合わせて駆動される。
【００１０】
カートンがカートンの物品保護特徴部を機能させる本システムのエリア内に受け取られると、カートンは一対の側部ベルトによって係合される。一対の側部ベルトは、物品保護特徴部が口板内の離間したスロットと概ね位置合わせされる状態でカートンをセンタリングして向き付ける。スターホイールの作動要素は、物品保護特徴部に係合して物品保護特徴部を機能させるように、スロットを通って突出する。一対の側部ベルトは、概して、カートンの物品保護特徴部が作動要素によって係合されてカートン内へ延びるときにカートン内でのビン又は他の物品のいくらかのずれ又は側方移動を依然として可能にしながら、必要に応じてカートンの側方位置を維持するように内方に付勢される。スターホイールを支持するブラケットに取り付けられる一連のシリンダー又は同様の要素を概して含む過移動防止システムが更に提供される。過移動防止シリンダーは、カートン内への作動要素の挿入に抵抗する及び／又はカートンに対して背圧を加えるビン、又は物品保護特徴部以外の要素に係合すると、スターホイールがカートンに対して係脱するよう移動又は別様に下降してカートン内の物品に対する損傷を防ぐことを可能にする。同時に、過移動防止システムを作動させたスターホイールが遭遇する問題状態を操作者に警告する信号を送信することができる、及び／又は包装機の動作を自動的に休止させてそのような問題を修正することができる。
【００１１】
本発明の原理によるカートンの物品保護特徴部を作動させるシステム及び方法において用いられる作動アセンブリの更なる代替的な実施形態は、内部カムトラックを有する細長いシリンダーを含むことができる。一連の作動要素に取り付けられた一連のカムローラーが、作動要素を係合位置と非係合位置との間で枢動又は移動させるように細長いシリンダー上を移動する。またさらには、スターホイール及び／又は可動パンチアセンブリの種々の組合せは、必要に応じてカートンの物品保護特徴部に選択的に係合するのに用いることもできる。
【００１２】
本発明の種々の目的、特徴、及び利点は、添付の図面とともに考慮される場合、以下の詳細な説明を検討すると、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の原理によるシステム及び方法の操作によって作動する、すなわち係合するようになっている物品保護特徴部を組み込む一例のカートンブランクである。
【図１Ｂ】本発明の原理によるシステム及び方法の操作によって作動する、すなわち係合するようになっている物品保護特徴部を組み込む一例のカートンである。
【図１Ｃ】本発明の原理によるシステム及び方法の操作によって作動する、すなわち係合するようになっている物品保護特徴部を組み込む一例のカートンブランクである。
【図１Ｄ】本発明の原理によるシステム及び方法の操作によって作動する、すなわち係合するようになっている物品保護特徴部を組み込む一例のカートンブランクである。
【図１Ｅ】本発明の原理によるシステム及び方法の操作によって作動する、すなわち係合するようになっている物品保護特徴部を組み込む一例のカートンブランクである。
【図１Ｆ】本発明の原理によるシステム及び方法の操作によって作動する、すなわち係合するようになっている物品保護特徴部を組み込む一例のカートンブランクである。
【図１Ｇ】本発明の原理によるシステム及び方法の操作によって作動する、すなわち係合するようになっている物品保護特徴部を組み込む一例のカートンブランクである。
【図１Ｈ】本発明の原理によるシステム及び方法の操作によって作動する、すなわち係合するようになっている物品保護特徴部を組み込む一例のカートンブランクである。
【図１Ｉ】本発明の原理によるシステム及び方法の操作によって作動する、すなわち係合するようになっている物品保護特徴部を組み込む一例のカートンである。
【図２】図１Ａ乃至図１Ｉに示されているような物品保護特徴部を組み込む充填済みのカートンを受け取り、カートンの物品保護特徴部を作動させる、すなわち物品保護特徴部に係合するシステムの一例の実施形態の斜視図である。
【図３】図２のシステムのスレッド及びカムトラックのアセンブリの斜視図である。
【図４】図２及び図３に示されているスレッドの作動要素用のカムトラック及び内部カムシステムの更に詳細な斜視図である。
【図５Ａ】本発明の原理によるカートンの物品保護特徴部を機能させるシステム及び方法の更なる実施形態を概略的に示す、包装機の一部分の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示されているような外側保護特徴部を機能させるシステム及び方法において用いられる、選択的に作動可能な作動ラグを搬送するコンベヤーを有するカセットの斜視図である。
【図６Ａ】本発明の原理によるカートンの物品保護特徴部を機能させるシステム及び方法の別の例の実施形態を組み込む包装機の一部分の斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示されているようなカートンの物品保護特徴部に係合するとともに物品保護特徴部を機能させる作動アセンブリのスターホイールの分解斜視図である。
【図７Ａ】図６Ａ及び図６Ｂの作動アセンブリのスターホイールを示す側部立面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのスターホイール、及びこのスターホイールに対する過移動防止要素の取付け機構を概略的に示す斜視図である。
【図７Ｃ】図６Ａ乃至図７Ａの作動アセンブリの代替的な実施形態の斜視図である。
【図８】図６Ａ乃至図７Ｂのスターホイールの作動要素の通過に用いられる口板、及び口板のスロット付き開口部を示す平面図である。
【図９】本発明の原理によるカートンの物品保護特徴部を機能させるシステム及び方法の更に他の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の種々の特徴、利点、及び態様は、添付の図面とともに考慮される場合、以下の詳細な説明を検討することによって記載することができる、すなわち明らかにすることができる。さらに、本開示の更なる理解をもたらすように含まれている添付の図面は、本明細書に組み込まれるとともに本明細書の一部をなし、本開示の種々の態様、利点、及び利益を示し、また、詳細な説明とともに本開示の原理を説明する役割を果たすことが理解されるであろう。加えて、当業者は、慣行に従って、以下で論じられる図面の種々の特徴部が必ずしも一定の縮尺で描かれていないことと、図面の種々の特徴部及び要素の寸法は、本開示の実施形態をより明確に示すように拡大又は縮小することができることとを理解するであろう。
【００１５】
本発明は、概して、種々のタイプ、サイズ、及び／又は構成のカートンブランクＣＢ及びカートンＣの物品保護特徴部２に係合する、すなわち物品保護特徴部２を作動させるシステム及び方法に関する。例えば、図１Ａ乃至図１Ｉは、嵌合凹部４（図１Ｂ）及び／又は安定化部材５（図１Ｉ）を画定する、直立したタブ又は突起３を有する種々の設計のカートン保護特徴部２を備える一連のカートンブランク及び／又はカートンを示している。嵌合凹部４及び／又は安定化部材５は、カートンブランクＣＢ（図１Ａ、図１Ｃ乃至図１Ｈ）又はカートンＣ（図１Ｂ、図１Ｉ）の１つ又は複数のパネルＰ内に形成されるとともに、係合して図１Ｃの矢印６によって示されるような上方係止位置まで付勢されるようになっている。すなわち、嵌合凹部４及び／又は安定化部材５は、ガラスビンＢ又は他の同様の物品等の破損しやすい物品をカートン内の適所に安定化させて保持するように、概して、図１Ｂに示されているような物品の底部／側部間に挿入される、及び／又は底部／側部に係合して、そのようなカートンが被る破損の程度を実質的に低減する。本発明の原理によるシステム及び方法によって係合及び作動するようになっているタイプの物品保護特徴部を組み込むカートン及び／又はカートンブランクの更なる例を、共同所有されている係属中の米国特許出願第１３／４１９７４０号において見出すことができ、この米国特許出願の開示は、本明細書に引用することにより、完全に記載されているかのように、本明細書の一部をなす。カートン自体は更には、概して板紙材料から形成されるラップ型又はスリーブ型のカートンとすることができる。このカートンは、一連のビン又は他の破損しやすい物品を包み込む、すなわちこのカートンには一連のビン又は他の破損しやすい物品が詰め込まれており、このカートンは、内部での物品保護特徴部と物品との係合前にシールされる。図２乃至図９は、製品をカートン内で包装するとともに、包装された物品をカートン内で安定化させて保持するように物品保護特徴部に係合させるシステム及び方法の種々の実施形態を示している。
【００１６】
図２に示されているように、カートンＣの物品保護特徴部２を作動させるシステム及び方法の一例の実施形態では、充填済みのカートンＣは概して、入口コンベヤー１０を介して、カートンの物品保護特徴部に係合する及び／又は物品保護特徴部を作動させるシステム１２の第１の端部すなわち入口端部１１内へ給送される。この実施形態では、カートンは概して、充填済みであるとして、またカートンの端部が閉鎖及びシールされているものとして示されているが、このシステムは、カートンに物品を詰め込んだ後であるがカートンの端部フラップは折り曲げられておらず、かつシールされていない状態で、カートンを受け取ってカートンの物品保護特徴部に係合することもできることが、当業者によって理解されるべきである。カートンの物品保護特徴部に係合する及び／又は物品保護特徴部を作動させるシステム１２の入口コンベヤー１０は、製品包装ラインの一部としての製品包装操作における最終ステップとして動作するように、包装機又は、包装機の出口コンベヤーすなわち送出コンベヤーと一列になって位置決めされ、充填済みのカートンを出口コンベヤーすなわち送出コンベヤーから直接受け取ることができる。代替的には、システム１２は、別個のスタンドアロン型システムとして提供することができ、このとき、カートンＣは、手動ローディング又は自動ローディング（不図示）によってシステム１２上に位置付けられて、カートンの物品保護特徴部に係合する、すなわち物品保護特徴部を作動させるシステム内に給送される。
【００１７】
図２が示しているように、カートンは、長手方向に延びる一対の側部ベルト１３によって最初に係合される。側部ベルト１３は、カートンに係合し、カートンがシステム１２に入るにつれてカートンをセンタリングする。側部ベルト１３はさらに、カートンの物品保護特徴部を機能させるようにカートンが作動アセンブリ１５へと流される載置位置１４に給送されると、カートンの背圧を計測及び制御するのを助ける。この実施形態では、作動アセンブリ１５は概して、カートンが上に載置される少なくとも１つのキャリアすなわちスレッド１６を含むことができる。少なくとも１つのキャリアすなわちスレッド１６は、コンベヤー機構１７（図３及び図４）の操作によって上方へ回転されてカートンを受け取る位置になる。コンベヤー機構１７は概して、キャリッジを駆動する、側方に離間した一対のチェーン、コンベヤーベルト２０Ａ／２０Ｂ又は他の同様の機構を含むことができる。一対のチェーン又はコンベヤーベルト２０Ａ／２０Ｂは、駆動スプロケット１８（図２）の回りで実質的に楕円形の経路に沿って延びており、このとき、一連のスレッド１６が実質的に楕円形の経路に沿って取り付けられる。明確にするために、１つのキャリアすなわちスレッドのみが本開示において示されている。しかしながら、それぞれがほぼ１２インチ乃至１５インチの間隔をおいて調節された一連のスレッド１６は概して、コンベヤー機構に沿って離間した位置に挿入され、コンベヤー機構によって搬送されることが、当業者によって理解されるであろう。コンベヤー機構上に配置されるスレッドの間隔及びスレッドの数は、所望の生産率を達成するように必要又は所望に応じて、カートンがシステム１２内へ給送される際の速度、カートンのサイズ、及び／又はシステムのコンベヤー機構の長さに応じて更に変更することができる。
【００１８】
作動アセンブリ１５のスレッド１６のそれぞれは概して、一対の直立ブラケット１９（図３）に取り付けられる。一対の直立ブラケット１９は、コンベヤー機構１７の駆動チェーン又は駆動ベルト２０Ａ／２０Ｂに取り付けられ、作動アセンブリ１５のスレッド１６のそれぞれは、コンベヤー機構の駆動チェーン又は駆動ベルトの操作によって、矢印２１によって示されるような進行路に沿って引っ張られる。カムトラックアレイすなわちカムトラック区画２５が概して、コンベヤー機構１７上に、スレッド１６の進行路２１の一部分に沿って取り付けられ、また、カートンがスレッド１６の上に載置される又は受け取られる載置位置１４から下流に位置付けられる。カムトラックアレイすなわちカムトラック区画２５は、さらに通常は、側部ベルト１３の遠位端部２６のすぐ隣りに位置決めされる。カムトラックアレイ２５は概して、一連のカムトラック２８が間に取り付けられている一連の離間したレール２７を含む。周縁のガイドレール２９は通常、カムトラックアレイ２５の各側部３１Ａ／３１Ｂ上に位置決めされ、周縁ガイドレール２９は概して、Ｃ字型クランプ、シュー、又は、スレッドのブラケット１９のそれぞれの内向き側縁部３３に沿って取り付けられる同様の摺動連結部材３２によって係合される。スレッドのブラケット１９のクランプすなわちシュー３２とカムトラックアレイ２５の周縁ガイドレール２９との係合は、スレッド上で受け取られて移送されるカートンの物品保護特徴部に係合して、物品保護特徴部を作動させるカムトラック２８に沿ってスレッドが移動するとき、スレッドを安定化させてスレッドの不必要な動きを低減させるのに役立つ。
【００１９】
図３及び図４が示しているように、作動アセンブリ１５のスレッド１６のそれぞれは概して、実質的に矩形の形状の本体４０を備えることができる。本体４０は、直立した後壁４１と、内部には一連の離間したスロット４３が画定されている上側支持プレート４２とを有する。図４が示しているように、各スレッド内には、一連の作動フィンガー、パンチ、又は他の要素４５がある。一連の作動フィンガー、パンチ、又は他の要素４５は通常、スレッド１６の幅にわたって側方に延びる支持ロッド４６に枢動式に取り付けられる。作動フィンガー４５のそれぞれの下側カム部分４７が、対応するカムトラック２８のそれぞれの谷部４８及び先端部すなわち山部４９に係合し、その谷部４８及び先端部すなわち山部４９に沿って移動すると、作動フィンガーは、上方に付勢されるか、又は、スレッド１６の上側支持プレート４２に形成されているスロット４３（図３）を通って下方に移動することが可能になる。上方の係合位置への作動フィンガーの移動は概して、所望のサイズのカートンごとの物品保護特徴部の数及び位置に基づいて調時される。結果として、より多くの作動フィンガー又はより少ない作動フィンガーを準備することができる、及び／又はカムトラックは、物品保護特徴部を有しない位置では作動フィンガーによるカートンの係合を回避するように、及び／又は異なるサイズ／構成のカートンに係合するように、必要に応じて作動フィンガーの選択的作動をもたらすように調整又は交換することができる。
【００２０】
スレッドが、スレッドのカートンをスレッドの進行路２１に沿って、かつ作動アセンブリ１５のカムトラックアレイ２５すなわちカムトラック区画に沿って移動するとき、作動フィンガーは、上方の係合位置まで移動又は枢動して、物品を損傷させることなく、カートン内の物品のいくらかのずれ又は移動に対応するために、様々な間隔すなわち異なる間隔をおいてカートンの物品保護特徴部に係合する。結果として、スレッド／カートンがカムトラックアレイの端部に達すると、各スレッド上に収容されている各カートンの物品保護特徴部のそれぞれは、破損しやすい物品をカートン内の安全で守られた位置に固定するように機能するべきである。
【００２１】
図５Ａ乃至図９は、本発明の原理によるカートンの物品保護特徴部を機能させるシステム及び方法の更なる実施形態を示している。図５Ａ乃至図９に示されている実施形態では、カートンの物品保護特徴部を機能させるシステムは、包装機の送出端部に連結される追加機能部又は別個のシステムとして機能する、カートンの物品保護特徴部を機能させるシステムを提供することに加えて又はその代わりとして、カートンの進行路に沿ってかつ包装機の送出端部から上流に包装機に組み込むことができる。これらの実施形態では、システムは、例えば、Ｑｕｉｋｆｌｅｘ（商標）物品包装機等の包装機内に容易に取り付けて包装機から取り外すことができるモジュール又は交換部品を含む作動アセンブリを備えることができる。この物品包装機において、ビン、カン、又は他の同様の製品等の一連の物品は、物品を６本入りのパック、１２本入りのパック等のような群にして包装するように一連のカートンに詰み込まれる。これらのシステムは、さらに通常は、ビン又はカン等の物品がカートンに詰み込まれる詰め込み位置すなわち詰め込みエリアから下流に位置付けられる。図５Ａ乃至図９に示されている実施形態のシステムはさらに、カートンの進行路に沿って、カートンの端部を折り曲げて閉鎖する前又は後の位置に配置することができる。
【００２２】
図５Ａ及び図５Ｂは、作動アセンブリ５１を備えるカートンＣの物品保護特徴部２を機能させるシステム５０の１つの実施形態を示している。作動アセンブリ５１は、この実施形態では、包装機Ｍを通るカートンＣの進行路５３（図５Ａ）に沿って取り付けることができる１つ又は複数のカセット５２（明確にするためにカセットのうちの１つしか示していない）を含むことができる。上述したように、カセット５２は概して、包装機Ｍの詰め込み区画すなわち詰め込みエリア５５Ａから下流に、すなわち包装機Ｍの送出端部５５Ｂに取り付けられ、包装機の交換部品又は同様の取り替え可能なモジュラー部品として、包装機のフレームＦに取り外し可能に取り付けることができる。結果として、カセットは、種々のサイズのカートンの種々の構成及び／又は間隔の物品保護特徴部２の係合と、カセットの修理及び取り替えの容易さとをもたらすように必要に応じて取り外して取り替えることができる。
【００２３】
図５Ｂに示されているように、各カセット５２は概して、細長い本体５４を備えることができる。また、本体５４は、一対の本体部分５４Ａ及び５４Ｂを含むことができる。このとき、搬送機構５６が、図５Ｂに示されているような本体部分５４Ａ／５４Ｂ間に、本体に沿ってかつその本体の回りの実質的に楕円形の経路に沿って延びている。搬送機構５６は、通常は駆動機構５８によって駆動されるチェーン又はベルトコンベヤー若しくは他の同様のコンベヤー５７を含むことができる。駆動機構５８は、包装機Ｍを通るカートンの進行路５３（図５Ａ）に沿った詰め込み済みのカートンＣの移動に合わせて調時的に動いてチェーンを駆動する。
【００２４】
フィンガー、パンチ、フィン、ラグ、又は他の要素６０（図５Ｂ）等の一連の作動部材が、搬送機構５６のチェーン又はベルト５７の長さに沿って離間した間隔をおいて取り付けられる。作動フィンガーのそれぞれは概して、カートンがカセットの上をかつカセットに沿って移動するとき、下降した非係合位置すなわち休止位置から、カートンＣの物品保護特徴部２に係合して物品保護特徴部２を機能させる上方に延びた係合位置すなわち作動位置まで枢動可能であるように、６１において示されているようなチェーンに枢動式に取り付けられる。カムトラック６２を各カセットの本体の内部に沿って更に画定することができる。したがって、作動フィンガーのそれぞれは、カム６３を含むことができる。カム６３はカムトラック６２に係合してカムトラック６２に沿って移動して、図５Ｂに示されているように、カートンの物品保護特徴部に選択的に係合するように非係合位置と係合位置との間での作動フィンガー６０の移動及び枢動を制御する。
【００２５】
通常は、複数のカセットを、包装機を通るカートンの進行路の幅にわたって連続して配置することができ、係合されるカートンの物品保護特徴部の列ごとに１つのカセットが存在している。例えば、図５Ｂに示されているように、３列の物品保護特徴部が存在する場合、３つのカセットが存在することができる。カセットはさらに、互い違いにされた間隔をおいて配置することもでき、又は、異なる間隔をおいて（すなわち、カセットのカムトラックの形状又は構成を変更することによって）係合される及び／又は移動する異なるカセットの作動フィンガーに対して実質的に平行に配置されて、物品間に物品保護特徴部を挿入するように、必要に応じてカートン内での物品の移動を依然として可能にしながら、物品保護特徴部の係合及び作動時にカートン内の物品の損傷又は過度のずれを回避するように必要に応じて、様々な間隔すなわち異なる間隔をおいて物品保護特徴部に選択的に係合することもできる。代替的には、単一のカセットには、係合される物品保護特徴部の列の数に従って、複数のカムトラック及び複数の搬送機構を設けることができる。このとき、そのカセットの作動フィンガーの選択的な係合を可能にするように、そのような単一のカセットの搬送機構のそれぞれに対応する複数の異なるカムトラックが更に存在する。
【００２６】
更に述べられるように、カセットを包装機の交換部品又はモジュラー付属品として使用することによって、様々なサイズのカートン又は異なるサイズのカートンの、異なるサイズ及び／又は構成の物品保護特徴部の作動に対応するように、必要に応じてカセットの効率的で容易な取り替えが可能になる。したがって、包装機が、異なるサイズのカートン、例えば、１２本入りパック若しくは２４本入りパックのビン又はカンの包装に合わせて再構成されるとき、カートンの物品保護特徴部のより多くの列又はより少ない列に係合するように、必要に応じて、及び／又は物品保護特徴部のサイズ及び位置の変更に対応するように、カートンＣの進行路５３（図５Ａ）と一列になっている包装機のフレーム構造内に更なるカセット又は代わりのカセットを取り付けることができる。
【００２７】
図６Ａ乃至図８は、カートンＣの物品保護特徴部２を機能させる作動アセンブリ又はシステム７０の更に別の実施形態を示している。図５Ａ及び図５Ｂに示されているカートンの物品保護特徴部を機能させるシステム５０の実施形態と同様に、本システム７０は概して、包装機Ｍを通るカートンＣの進行路７１に沿って、包装機の送出端部すなわち下流端部５５Ｂから上流にある位置に、かつ製品がカートンに詰め込まれる包装機の詰め込みエリア５５Ａの後ろに取り付けることもでき、又は、スタンドアロン型システムとして作ることもできる。例えば、このシステムは、カートンの端部フラップが閉鎖位置において折り曲げられてシールされる包装機のエリア５５Ｃと概ね位置合わせされる位置から上流の位置に配置することができる。
【００２８】
図６Ａ及び図６Ｂに示されているように、本発明の原理によるカートンの物品保護特徴部２を機能させるシステム及び方法のこの実施形態７０では、システム７０は概して、切換点として、包装機を通るカートンの進行路７１に沿って取り付け可能とすることができる作動アセンブリ７５を備える。作動アセンブリ７５は、１つ又は複数の歯付きスターホイール若しくはフィン付きディスク７７又は他の回転部材を支持するフレーム７６を含むことができる。歯付きスターホイール若しくはフィン付きディスク７７又は他の回転部材は、カートンがそれらの上を移動するとき、カートンの物品保護特徴部に係合して物品保護特徴部を機能させる。スターホイール７７はそれぞれが概して、フィン、パンチ、関節運動可能なラグ又は作動フィンガーとして形成することができる一連の作動部材すなわち作動要素７８を含む。これらの作動要素はさらに、スターホイールのそれぞれの外周又は周縁８１の回りに離間した群又はセット７９にして配置することができる。例えば、作動要素は、２個乃至４個以上の要素の群にして配置することができるが、これらの要素は取り外し可能とすることができ、スターホイールは、より少ない物品保護特徴部又はより小さな構造体を有するカートンの場合、必要に応じて構成可能とすることができる一方で、更なる要素は概して、適所に残すことができ、作動要素の各群のうちの前部の作動要素又は最前部の作動要素は単にカートンの前を通ることを可能にされている一方で、残りの作動要素がカートンに係合する。
【００２９】
図６Ａ及び図６Ｂに示されているように、通常は複数のスターホイール７７が存在することができ、このとき、係合される物品保護特徴部の列又はセットごとに少なくとも１つのスターホイールが設けられる。例えば、カートン内の物品保護特徴部が３列ある場合、３つのスターホイールが存在することができるが、より少ない列の物品保護特徴部を有するより短い構成又は他の構成のカートンも、必要に応じてカートンと接触しない状態を保つスターホイールのうちの少なくとも１つのスターホイールの作動要素７８によって機能させることができる。加えて、スターホイールは、様々な間隔すなわち異なる間隔をおいて物品保護特徴部を選択的に機能させるように、互い違いにされた配置に位置決めすることができる。そのような互い違いの係合によって、物品保護特徴部が、物品と作動要素との拘束すなわち過度の接触／係合を伴わずに物品間に挿入されるため、カートン内での物品のずれ又は他の移動が可能になる。
【００３０】
代替的には、スターホイール７７はさらに、物品保護特徴部を作動させるように、必要又は所望に応じて、実質的に一列の配置又は平行配置に配置することができる。そのような配置では、スターホイールのそれぞれの作動フィンガー若しくはパンチの群又はセットは、必要又は所望に応じて異なる間隔をおいてカートンの物品保護特徴部に選択的に係合するように異なる間隔をおいて位置付けることができるが、カートンの物品保護特徴部の列のそれぞれが、実質的に同時に係合して機能することも可能である。スターホイールはさらに、包装機を通るカートンの移動によって調時的に動いて駆動することもでき、作動フィンガー若しくはパンチが、カートンの物品保護特徴部に係合して物品保護特徴部を機能させると、ホイール上でのカートンの移動によって回転及び移動される静的ホイールとすることもできる。
【００３１】
図６Ａ乃至図７Ｂにおいて全体的に示されているように、スターホイール７７は概して、少なくとも１つのカム操作ホイール７７Ａと、１つ又は複数の固定要素ホイール／静止要素ホイール７７Ｂ／７７Ｃとを含む。しかしながら、種々の構成における静止要素ホイールのみ又はカム操作ホイールのみの使用を含め、静止要素ホイール及びカム操作ホイールの種々の組合せを必要に応じて用いることができることが、当業者によって理解されるであろう。図６Ｂに示されているように、カム操作ホイール７７Ａは概して、そのほぼ中心にハブ８３を有する回転キャリア区画すなわち本体部分８２を含む。作動要素７８Ａは、本体部分８２の周縁８１の回りに離間した群７９Ａにして本体部分８２に取り付けられる。カムホイール区画すなわちカムホイール部分８４は、回転キャリア８２に対して対向した離間関係で作動アセンブリ７５のフレーム７６に取り付けられる。カムホイール８４は概して、回転しないように固定することができ、通常は、カムホイール８４の前面に沿って画定されるカムトラック８５を有する。作動要素７８Ａに取り付けられているカムローラー８６が概して、カムトラック８５に沿って転動し、図７Ａに示されているように、作動要素が、作動要素上を通過するカートンＣの物品保護特徴部２に係合するよう枢動する。
【００３２】
図６Ｂ及び図７Ａにおいて更に示されているように、静止要素ホイール７７Ｂ／７７Ｃのそれぞれは概して、中央ハブ８８を包囲する本体８７を含み、図７Ａにおいて全体的に示されているような締結具によって静止要素ホイール７７Ｂ／７７Ｃの周縁８１の回りで概ね固定した位置／向きに取り付けられる、一連のフィンガー、パンチ、フィン、又は他の作動要素７８Ｂ／７８Ｃを有する。スターホイールのそれぞれはさらに、概して、他のスターホイールに対して離間した位置及び／又は互い違いにされた位置に取り付けられ、図６Ａ乃至図７Ａに示されているように、カートンＣがその上を移動する口板／滑り止め板又はガイド９２に形成されたスロット９３と概ね位置合わせされる。スターホイール７７Ａ乃至７７Ｃが回転すると、それらの作動部材すなわち作動要素７８Ａ乃至７８Ｃが、上方に回転して、口板９２に形成されたスロット９３（図６Ｂ）を貫通して、そのスロットと位置合わせされるすなわち対応する物品保護特徴部２に係合し、カートン内に延びる位置になるようかつカートン内に収容されている物品と係合するよう物品保護特徴部を機能させる及び／又は付勢する。図６Ｂ及び図８に更に示されているように、口板又はガイド９２に形成されたスロット９３は概して、カートンの物品保護特徴部の種々の列が、異なる選択間隔すなわち様々な選択間隔をおいて係合する位置に概して従って、口板又はガイド９２の長さに沿って互い違いにされた間隔をおいて配置することができる。
【００３３】
図７Ｃは、カートンの物品保護特徴部を機能させる本作動アセンブリのカム操作ホイールの代替的な実施形態を更に示している。この実施形態では、カム操作ホイールは、口板／滑り止め板又はガイド９２の下に取り付けられる細長い円筒形のドラムすなわちホイール９１として形成することができる。口板／滑り止め板又はガイド９２の上をカートンＣが移動し、口板／滑り止め板又はガイド９２は、その上を通過するカートンの物品保護特徴部と位置合わせされる一連のスロット又は溝を有することができる。スターホイール７７（図６Ｂ乃至図７Ａ）のうちの１つ又は全ての代わりに用いることができるこのドラムすなわちホイール９１はさらに、概して、一連の作動フィンガー又は作動ラグ９４（図７Ｃ）を含む。一連の作動フィンガー又は作動ラグ９４は、カートンがその上を通過するときに必要又は所望に応じて、様々な間隔をおいて物品保護特徴部の種々の列に係合するように、ドラムの外周の回りでかつその外周の長さに沿って実質的に固定した位置に取り付けることができる。代替的には、作動フィンガー又は作動ラグはさらに、下降した非係合位置と上昇した係合位置との間で関節運動可能であるようにドラムに枢動式に取り付けることができる。カムトラック９５をドラム内部に設けることができ、カムトラック９５は、作動ラグ又は作動フィンガー９４のそれぞれの遠位端部９７に取り付けられたカムローラー９６によって係合することができる。カムローラーがカムトラックに沿って移動すると、作動フィンガーは、非係合位置と係合位置との間を移動又は枢動して、ドラムが、その上にある口板又はガイドの上を通過するカートンの下で回転すると、物品保護特徴部を機能させることができる。
【００３４】
図７Ａにおいて更に全体的に示されているように、カム操作ホイール７７Ａの枢動式作動要素７８Ａは、カム操作ホイールのこれらの作動要素とカートンの物品保護特徴部との係合を促進するように、必要に応じて、静止要素ホイール７７Ｂ／７７Ｃの取り付けられている固定要素又は静止要素７８Ｂ／７８Ｃとは異なる構造又は構成を有して形成することができる。したがって、これらの作動要素は通常は、カートンに係合する第１の作動要素とすることができる。例えば、図７Ａに示されているように、カム操作ホイール７７Ａの作動要素７８Ａは、作動要素７８Ａが矢印１０１によって示されているように上方に枢動すると、作動要素７８ＡがカートンＣ内へ入るのを促進するテーパー状の及び／又は湾曲した前部又は前方部の係合縁又は係合面１００を有する、より細身の構成を有することができる。同様に図７Ａに示されているように、静止要素すなわち固定要素７８Ｂ／７８Ｃは概して、実質的に直線状の前部又は前方部の係合面又は係合縁１０２を有することができる。作動要素７８Ａ乃至７８Ｃのそれぞれの前方縁すなわち係合縁はさらに、物品保護特徴部が機能する及び／又はカートン内に挿入されると、作動要素と物品保護特徴部との係合及び係脱を促進するように面取りする、又は丸みを付けることができる。
【００３５】
図７Ａ及び図７Ｂに更に示されているように、スターホイール７７のそれぞれは概して、駆動システム１０６によって駆動される駆動軸１０５に解放可能に取り付けられる。図８が全体的に示しているように、駆動システム１０６は、駆動軸のそれぞれに結合されるとともに概してモーター又は他の同様の駆動機構１０９によって駆動される、一連のベルト１０７及び／又は歯車１０８を含むことができる。したがって、駆動ベルト１０７は、調時関係にあるスターホイール７７を駆動する駆動軸のそれぞれを連結する。代替的には、１つ又は複数のサーボモーターを用いて、駆動軸のそれぞれを駆動することができ、したがって必要に応じてスターホイールのそれぞれを駆動することができる。
【００３６】
図６Ｂ乃至図７Ａが示しているように、スターホイールはさらに、解放可能なカップリング１１１によってスターホイールの駆動軸上に解放可能に取り付けることができる。カップリング１１１は概して、スターホイールをこれらのスターホイールの駆動軸上の適所に係止するように、スターホイール７７のそれぞれのハブ部分８３／８８内に取り付けられる。カップリングのそれぞれは、内部に中央開口部１１３が画定された本体部分１１２を含み、そのカップリングの対応する駆動軸１０５の遠位端部１１４が、中央開口部１１３を通って受け取られる。各駆動軸はさらに、概して、図７Ｂに示されているように、駆動軸の遠位端部１１４に隣接して形成されているスロット又は凹部１１６を有することができる。摺動係止板１１７が概して、各カップリングの本体１１２上に受け取られて、回りに外周縁１１９が画定された対応する中央開口部１１８を有する。各係止板はさらに、概して、閉鎖位置すなわち係合位置に向かって付勢され、それによって、係止板の中央開口部１１８の周縁１１９は、係止板が取り付けられる駆動軸１０５の遠位端部に形成されている凹部又はスロット１１６内に受け取られて係合する。図６Ｂに更に示されているように、静止要素ホイールすなわち固定要素ホイール７７Ｂ／７７Ｃのそれぞれはまた、後部ハブすなわちベアリング板１２１を含むことができる。後部ハブすなわちベアリング板１２１は、固定要素ホイールがこれらの固定要素ホイールの駆動軸によって回転するときに係合及び保持される際に当接するベアリング面を提供するように、要素ホイールの駆動軸に固定することができる。
【００３７】
図７Ｂに更に示されているように、本実施形態の作動アセンブリ７５は、過負荷防止システム１２５を更に設けることができる。過負荷防止システム１２５によって、スターホイールは個別に又はユニットとして、スターホイールの作動要素の１つ又は複数が、予めプログラムされた大きさの背圧又は抵抗を受けると、カートンとの係合から外れるように離すことができる。例えば、スターホイールの作動要素がカートンの物品保護特徴部に係合するときに、ビンがずれるか又は落下し、したがってスターホイール内の作動要素の進入を塞ぐ場合、又は他の何らかの閉塞に遭遇した場合、そのような作動要素が取り付けられているスターホイールは、カートン内を押し進むのではなく、カートン内の物品を破損又は損傷させる可能性を回避するように下方に付勢することができる。
【００３８】
図７Ｂに示されている、そのような過負荷防止システム１２５の一例の実施形態では、スターホイールの駆動軸１０５はベアリング部材すなわち支持部１２６に取り付けることができる。ベアリング部材すなわち支持部１２６は、枢動ロッド又はピン１２８上に取り付けられるベアリング部１２７によって、作動アセンブリ７５のフレーム７６に枢動式に取り付けられる。スターホイールの駆動軸を支持するベアリング部材１２６のそれぞれは、過負荷シリンダー１２９に更に連結又は結合され、過負荷シリンダー１２９は、空気圧シリンダー又は油圧シリンダー、及び／又は、種々のばね付勢機構等を含む他の同様の緩衝機構又は付勢機構を含むことができる。例えば、図７Ｂに示されているように、過負荷シリンダー１２９は、駆動軸に対するベアリング部材１２６に直接連結されるシリンダーロッド１３１を含むことができる。これらの過負荷シリンダーは、スターホイールをシステム７０の運転中に所望の高さの上昇した動作位置に維持するように所望の圧力又は力に設定することができる。スターホイールのうちの１つのスターホイールの作動要素が、物品のうちの１つにぶつかるか、又はそのスターホイールに対する過負荷シリンダーの上方の付勢力を克服するのに十分な力又は背圧を別様に受けると、そのスターホイールに対するベアリング部すなわち支持部は、カートンがスターホイールの上を通過するまでシリンダーロッドが過負荷シリンダー内に引き戻されるように下降させることができる。
【００３９】
図７Ｂに更に示されているように、一連のセンサー１３５もフレーム７６に沿って、過負荷シリンダー１２９に隣接した位置にかつ過負荷シリンダー１２９と通信状態で設けることができる。センサー１３５は、種々のタイプの接触センサー若しくは近接センサー、又は、過負荷シリンダーが係合される及び／又は過負荷シリンダーに取り付けられるスターホイールが下降した非係合位置になるときに検出するようになっている他のセンサーを含むことができる。したがって、これらのセンサーは操作者にシグナリングして過負荷防止システムが稼働していることを通知して、障害状態を有するカートンが検出されたことを操作者に知らせることができる。この場合、操作者は、そのカートンを、手動で又は稼働している自動排除システムによって包装ラインから取り除くことができる。代替的には、過負荷防止システムが稼働すると、包装機全体は、検出された障害が修復される及び／又はカートンが包装ラインから取り除かれるまで停止することができる。
【００４０】
図６Ａ及び図６Ｂに更に示されているように、カートンＣは概して、通常はカートンの進行路の両側に位置決めされる離間したコンベヤー１４０によって、カートンの進行路７１に沿って、システム７０の実施形態の作動アセンブリ７５を通って搬送される。コンベヤー１４０は概して、通常は一連の搬送ラグ、又は搬送ラグ上に取り付けられたプッシャーを有する、チェーン又はベルトコンベヤーを含むことができる。コンベヤーはさらに、包装機Ｍ自体のカートンコンベヤーの延長部を含むことができるか、又は、カートンを作動アセンブリ７５に通過させるために、閉鎖したカートンを包装機の詰め込みエリア５５Ａから受け取る別個のコンベヤーとすることができる。
【００４１】
図６Ａ及び図６Ｂに更に示されているように、１つ又は複数の側部ガイド板１４２を、作動アセンブリに沿ってその上流端部に隣接して取り付けることができる。そのような側部ガイド板は、カートンＣの進行路７１の片側又は両側の固定位置に取り付けることができる。側部ガイド板１４２は、カートンに係合し、カートンを、口板又はガイド９２のスロット付き開口部と調整及び／又は位置合わせされるカートンの物品保護特徴部の列と正確に位置合わせさせる。スターホイールのそれぞれの作動要素はスロット付き開口部を通って突出する。
【００４２】
またさらには、一対の側部ガイドベルト１４５（図６Ａ）が概して、カートンＣの進行路７１に沿って、スターホイールがカートンに係合する際に沿う地点又はエリアに隣接して取り付けられる。側部ガイドベルトのそれぞれは概して、一対の駆動軸又はホイール１４６の回りで延びる細長い楕円形に延びるベルトを含む。一対の駆動軸又はホイール１４６の少なくとも一方を駆動して、カートンＣを作動アセンブリ７５に通して搬送するのを助けるように必要に応じて側部ベルトを駆動することができる。加えて、一連のベアリング板１４７が概して、側部ベルトのそれぞれの内面１４８に隣接して、離間した連になって取り付けられる。ベアリング板のそれぞれは概して、カートンが側部ベルト間を通過するときに側部ベルトをカートンの側面と接触させた状態に維持するように、例えばばね又は他の付勢機構によって、カートンに向かって内方に付勢される。スターホイールの作動要素がカートン内の物品保護特徴部に係合して物品保護特徴部を機能させると、カートン内の物品はずれるか又は移動するため、これらのベアリング板とカートンとの付勢係合によって、ベルト及びベアリング板は、カートン及びカートンの側部部分のいくらかの所望の拡大又は側方移動を可能にするように必要に応じてずれるか又は側方に移動し、したがって、そのような物品の損傷又は破損の可能性を最小限に抑えた状態で、スターホイールの作動要素による物品保護特徴部を連続的に係合及び機能させる所望の位置合わせ状態にカートンを維持することを可能にする。
【００４３】
図６Ａも示しているように、ばね付勢される頂部ベアリング板１５０が概して、物品が作動アセンブリ７５のスターホイールの作動要素によって係合されるエリア１５１の上に取り付けることができる。頂部ベアリング板は概して、実質的に平坦で平滑な下面１５１を有する細長い板を含むことができる。カートンの上面は、下面１５１に沿って通過することができ、通常は、研磨鋼、アルミニウム、若しくは他の金属等の実質的に摩擦が低減した材料、又は摩擦が低減した種々の複合材料若しくは合成材料から作られる。頂部ベアリング板は概して、頂部ベアリング板の後方端部すなわち遠位端部１５３に隣接した支持部１５２に枢動式に取り付けられる。頂部ベアリング板はさらに、頂部ベアリング板をカートンの頂部に向かって付勢する、頂部ベアリング板の前方端部すなわち近位端部１５６に隣接したばね又は他の同様の要素等の少なくとも１つの付勢要素１５４を含むことができる。したがって、頂部ベアリング板は、作動要素がカートンの物品保護特徴部に係合して、物品保護特徴部をカートンの内部内へかつカートン内に収容されている物品間に内方に付勢するときに、当接してカートンを付勢及び／又は保持することができる表面を提供する。
【００４４】
動作時、カートンＣの物品保護特徴部２を作動させるシステム７０（図６Ａ）の本実施形態の作動アセンブリ７５には、一連のスターホイール７７を設けることができる。一連のスターホイール７７は、その回りに離間した群又は連にして取り付けられるフィン、パンチ、フィンガー、ラグ等のような所望の数の作動要素を有する。カートンが包装機Ｍの詰め込みエリア５５Ａから受け取られると、カートンの側方位置は概して、カートンが作動アセンブリ７５を通る進行路７１と正確に位置合わせされるように調整することができる。したがって、カートンが作動アセンブリを通過するとき、カートンの両側部が側部ガイドベルト１４５によって係合され、側部ガイドベルト１４５は、カートンがガイド板９２に沿って移動するときにカートンの側方位置を維持するように、カートンの両側部に対する支持力を加える。
【００４５】
したがって、カートンがガイド板に沿って移動するにつれて、物品保護特徴部２の第１の群は概して、カム操作ホイール７７Ａの一連の枢動式作動要素すなわち作動部材７８Ａによって係合される。通常は、図６Ａに示されているように、中間のすなわち中央の列の物品保護特徴部２は概して、本実施形態例におけるカム操作ホイールの作動要素によって係合される。カム操作ホイールの回転キャリア部分８２がその作動要素７８Ａをカムホイール８４の回りで回転させると、作動要素は、上方に枢動して図７Ａの矢印１０１によって示されているように物品保護特徴部２に係合して、そのような物品保護特徴部をカートン内へ挿入及び／又は伸張させて隣接した物品と係合させる。したがって、カートンの残りの列の物品保護特徴部の物品保護特徴部２は、下流の静止要素ホイール又は固定要素ホイール７７Ｂ及び７７Ｃによって、様々な間隔すなわち異なる間隔をおいて選択的に係合される。上述したように、物品保護特徴部のそれぞれは概して、物品保護特徴部がカートン間に挿入されると、必要に応じてカートン内の物品のずれ又は他の移動を可能にするように互い違いにされた間隔又は離間した間隔をおいて係合して、作動要素が物品保護特徴部に対して係合及び係脱するよう移動することによって、物品に対する拘束又は損傷の可能性を回避するか又は最小限に抑えることができる。したがって、カートンの物品保護特徴部が完全に係合されると、カートンは、保管及び／又は移送のために移動させることができる。
【００４６】
代替的には、ビン又は他の障害物がスターホイールのうちの１つのスターホイールの作動要素のうちの１つによって係合される場合、したがって過負荷防止システムが稼動され、スターホイールを、その上を通過するカートンから係脱させて、ユニットとして又は個々に移動させて、カートン内の物品に対する損傷を防ぐことができる。信号を送信して、操作者又は機械制御部にカートン内の障害状態の存在を警告することもできる。この障害状態は、監視することができ、また、障害状態の位置又は進行時間の長さに基づいて排除ラインに手動で又は自動で送信することができる。代替的には、包装機全体は、過負荷防止システムの単一若しくは複数の係合又は作動に応じて停止することができる。
【００４７】
図９は、本発明の原理によるカートンＣの物品保護特徴部２を機能させるシステム２００のまた別の更なる実施形態を示す。この実施形態では、システム２００は、１つ又は複数の静的ホイールすなわちスターホイール２０１／２０１’を備えることができる。１つ又は複数の静的ホイールすなわちスターホイール２０１／２０１’は、図９に示されているような離間して互い違いにされた配置にして取り付けることができる。スターホイールのそれぞれは、図６Ａ及び図６Ｂに関して上述したように構成することができ、スターホイールの回りに離間した群又はセット２０３にして配置されるフィンガー、ラグ、パンチ、又はフィン等の一連の作動要素すなわち作動部材２０２を含む。加えて、回転可能な係合機構２０５を、スターホイール２０１／２０１’のうちの１つ又は複数とともに、又は代替的にはスターホイールのうちの１つ又は複数の代わりに利用することもできる。そのようなスターホイール２０１／２０１’は概して、固定したセット又は群の作動要素２０２を有するものとして示されている。しかしながら、一連の可動な作動要素すなわちカム操作作動要素を有するホイールを含め、代替的な構成のホイールを用いることもできることも理解されるであろう。例えば、回転可能な係合機構２０５のうちの複数の係合機構を、係合機構によって係合されるカートンの物品保護特徴部の列ごとに設けることができるか、又は、単一の回転可能な係合機構をスターホイールに隣接させて、例えば、図９に示されているように上流スターホイール２０１と下流スターホイール２０１’との間に設けることができる。
【００４８】
図９に示されているように、回転可能な係合機構２０５は概して、駆動軸２０７に回転可能に取り付けられる本体２０６を含み、モーター又は同様の駆動機構（不図示）によって回転することができる。又は代替的には、回転可能な係合機構２０５は、係合機構の上を通過するとともに矢印２０８によって示されるような係合機構の本体に回転運動を与えるカートンの係合によって回転させるようにすることができる。本体２０６は概して、１つ又は複数のアーム２０９又は延在部を含むことができる。アーム２０９又は延在部はそれぞれが、その遠位端部２１２に取り付けられる係合具すなわち係合部材２１１を有する。係合部材すなわち係合具２１１のそれぞれは、さらに通常は、係合具の上面２１４に沿って離間した間隔をおいて配置されるフィンガー、パンチ、タブ、又はラグ２１３等の一連の直立した作動部材すなわち作動要素を含む。これらの作動フィンガー又は作動ラグ２１３は、それらの係合具に沿って又は係合具にわたって固定配置若しくは可変配置及び／又は固定構成若しくは可変構成にして取り付けることができる。これらの作動フィンガー又は作動ラグ２１３は、例えばソレノイド又は他の駆動機構によって選択的に機能させて、作動フィンガー又は作動ラグとカートンの物品保護特徴部との係合を更に制御することもできる。
【００４９】
係合具は概して、図９に示されているような回転可能な係合機構の本体の回りに様々な間隔をおいて配置されており、実質的に同時に、又は必要若しくは所望に応じて様々な間隔をおいて、カートンの物品保護特徴部に係合するよう回転することができる。加えて、回転係合機構２０５の本体２０６に対する３つのアーム２０９がそうであるように、一連の４つの作動フィンガー又は作動ラグ２１３が示されているが、更なる作動フィンガー又はより少ない作動フィンガーを係合具ごとに設けることもできることと、種々のサイズのカートンに対する種々の構成及び配置の物品保護特徴部に係合して物品保護特徴部を機能させるように必要に応じて、より多くの係合具又はより少ない係合具を、回転可能な係合機構の一部として設けることもできることとが当業者によって理解されるであろう。
【００５０】
係合機構２０５が係合機構の係合具すなわち係合部材２１１のうちの１つを移動させて、カートンの進行路２１６に沿って移動するとともに係合機構の上を通過するカートンＣの物品保護特徴部２の列に係合するように回転すると、係合具の作動フィンガー又は作動ラグ２１３は、図９に示されているようなカートンの物品保護特徴部と係合するよう上昇される。作動フィンガー又は作動ラグがカートンの物品保護特徴部と係合してカートン内を上方に移動すると、カートンの物品保護特徴部は機能して、物品保護特徴部が係合動作位置まで移動する。図８に示されているように、係合具に沿った作動フィンガーの間隔及び向き／位置合わせはさらに、カートンの単一の列の保護特徴部の物品保護特徴部のうちの選択された物品保護特徴部又は全ての物品保護特徴部が実質的に同時に係合することもでき、又はカートン内の物品のずれ又は移動を最小限に抑えるように必要に応じて、連続してカートンに係合するように構成することもできるように提供することができる。さらに、作動フィンガーの間隔及び／又は構成は、小さいサイズのカートン及び／又は内部にある物品保護特徴部の数が少ないカートンが、カートンの物品保護特徴部の数に対応する数の、係合具のそれぞれの作動フィンガーのみによって係合されるように選択することができ、このとき、任意の更なる作動フィンガー又は作動ラグは、同様に図９に示されているように、カートン壁から係脱する間隔をおいて維持される。
【００５１】
本発明の前述の説明は、本発明の種々の実施形態を説明及び記載する。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更を上記の構造に対して加えることができるため、上記の説明に含まれるか又は添付の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的なものとして解釈されるものであることが意図される。さらに、本開示の範囲は、上述の実施形態の種々の変更形態、組合せ、代替等を網羅する。さらに、本開示は、本発明の選択された実施形態を示して説明するが、種々の他の組合せ、変更形態、及び環境が、本明細書で明示されているように本開示の範囲内にある、上記の教示と同等である、及び／又は関連技術の技能又は知識内にあることが理解されるであろう。したがって、各実施形態の或る特定の特徴及び特性を選択的に置き換えて、本発明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ことが理解されるであろう。
【００５２】
したがって、本発明の上記の詳細な説明を鑑みて、本発明は広範な有用性及び適用が可能なものであることが当業者によって容易に理解されるであろう。本明細書において説明された改変以外の本発明の多くの改変、並びに多くの変形、変更、及び均等な構成が、本発明の本質又は範囲から逸脱することなく、本発明及び本発明の上記の詳細な説明から明らかになる、すなわち本発明及び本発明の上記の詳細な説明によって合理的に示されるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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