(57)【要約】マガジン内のブランクのスタックの端部からカートンブランクを選出し又は取り出すためのカートン供給器アセンブリーが開示されている。アセンブリーは、マガジン及びカートン供給器アセンブリーへカートンブランクのスタックを移動させるコンベアを備える。支持軸アセンブリーが、マガジンの下流の端部に配置され、カートンブランクのスタックを支持するため、スタック内の最前のカートンブランクにもたれかかる支持軸を有する。支持軸は、支持軸が回転される際に素早い振動をするように、偏心的に回転可能に取り付けられモーターにより駆動される。サポート軸のこの動きにより、殆どの時間の間、最前のブランクが支持軸から僅かに離間され支持軸と非接触状態を維持し、従って、最前のブランクと支持軸間の平均摩擦をかなり減らす。このように、最前のブランクは供給器アセンブリーの吸引カップにより確実に捕らえられ、次いで、供給器アセンブリーは、とても小さな摩擦抵抗のみで、最前のブランクを支持軸から下方へ滑らせ、そしてブランクのスタックから滑り出させる。従って、吸引カップは、ブランクへの吸着を続け、摩擦抵抗を克服して生じるせん断力によって滑り落ちることは無い。
2010540375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を梱包する装置のためのカートン供給器であって、該カートン供給器は、
下流の端部を有し、且つカートンブランクのスタックを支持し、該スタックを該下流の端部へ向けて搬送するように構成されたマガジンと、
該スタックの最前の端部から個々のカートンブランクを選出し、該スタックから該選出されたカートンブランクを移動するように構成された、該マガジンの該下流の端部に隣接する選出器と、
該マガジンの該下流の端部を横切って延在しており、該スタックの最前のカートンブランクが該選出器による選出のための位置にあるようにしてカートンブランクの該スタックを支持するように配置されている支持軸とを備え、
該支持軸は回転可能とされていて且つ、該支持軸が回転する際、該スタックへ向かう方向及び該スタックから離れる方向へ振動する表面を有する、物品を梱包する装置のためのカートン供給器。
【請求項２】
該支持軸は、支持軸の軸線を中心にほぼ円筒状であり且つ端部を有する、請求項１に記載の物品を梱包する装置のためのカートン供給器。
【請求項３】
該支持軸が、該支持軸の軸線からオフセットされた軸線を中心として偏心的に回転可能である、請求項２に記載の物品を梱包する装置のためのカートン供給器。
【請求項４】
該支持軸の各端部から突き出ている円筒状のボスを更に備え、各円筒状のボスは軸受により軸支され且つ該支持軸の軸線からオフセットされた軸線を有する、請求項３に記載の物品を梱包する装置のためのカートン供給器。
【請求項５】
該円筒状のボスの該軸線が互いに整合している、請求項４に記載の物品を梱包する装置のためのカートン供給器。
【請求項６】
該円筒状のボスの少なくとも１つが駆動されて該支持軸を回転させる、請求項５に記載の物品を梱包する装置のためのカートン供給器。
【請求項７】
該支持軸が回転する際に該支持軸の釣り合いを図るために、該支持軸が該支持軸の長さ方向に沿って機械加工されている、請求項６に記載の物品を梱包する装置のためのカートン供給器。
【請求項８】
該支持軸に取り付けられた少なくとも１つのローラーを更に備える、請求項１に記載の物品を梱包する装置のためのカートン供給器。
【請求項９】
予め決められた時間の間、カートンブランクの該スタックの最前のカートンブランクが該支持軸と非接触であることを維持する速度で、該支持軸が回転可能とされている、請求項１に記載の物品を梱包する装置のためのカートン供給器。
【請求項１０】
物品を梱包する装置のためのカートン供給器であって、該カートン供給器は、
下流の端部を有し、且つカートンブランクのスタックを支持し、該スタックを該下流の端部へ向けて搬送するように構成されたマガジンと、
該スタックの最前の端部から個々のカートンブランクを選出し、該スタックから該選出されたカートンブランクを移動するように構成された、該マガジンの該下流の端部に隣接している選出器と、
該マガジンの該下流の端部に配置され、該スタックの最前のカートンブランクが該選出器による選出のための位置にあるカートンブランクの該スタックを支持するように位置付けられた支持構造体とを備え、
該支持構造体は、回転可能な部分を含み且つ、該回転可能な部分が回転する際、該スタックの最前のブランクと該支持構造体の間の摩擦を低減するため、該スタックへ向かう方向及び該スタックから離れる方向へ振動する表面を有する、カートン供給器。
【請求項１１】
該支持構造体の該回転可能部分が端部を有する軸を備える、請求項１０に記載のカートン供給器。
【請求項１２】
該軸が、その軸線を中心にほぼ円筒状である、請求項１１に記載のカートン供給器。
【請求項１３】
該軸が、該軸線からオフセットされた軸線を中心に回転するように取り付けられている、請求項１２に記載のカートン供給器。
【請求項１４】
該軸の各端部から突き出ている円筒状のボスを更に備え、各円筒状のボスが軸受で回転可能に軸支されている、請求項１３に記載のカートン供給器。
【請求項１５】
各円筒状のボスが軸線を有し、該円筒状のボスの該軸線が同一に伸張していて、且つ該軸の軸線から所定の距離でオフセットされている、請求項１４に記載のカートン供給器。
【請求項１６】
該支持構造体の該回転可能部分を回転させるために、該円筒状のボスの１つと連結されたモーターを更に備える、請求項１５に記載のカートン供給器。
【請求項１７】
該支持構造体が、該回転可能部に取り付けられたローラーを更に備える、請求項１０に記載のカートン供給器。
【請求項１８】
マガジンの下流端部において物品のスタックを支持する方法であって、該方法は、
（ａ）該物品のスタックと係合するために位置付けられた該マガジンの該下流の端部において、支持構造体を配置する工程と、
（ｂ）該支持構造体の一部を回転させる工程と、
（ｃ）工程（ｂ）の結果として、該支持構造体の一部を該物品のスタックへ向かう方向及び該スタックから離れる方向へ振動させる工程と、
を備える、方法。
【請求項１９】
工程（ａ）において該支持構造体が軸を含み、工程（ｂ）は該軸の回転を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
該軸が軸線を有し、工程（ｃ）は、該軸の軸線から所定の距離でオフセットされている軸線を中心に該軸が回転することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
物品のスタックから移されるワークステーションに、ほぼ平坦な物品を物品のスタックの端部から連続的に供給するための供給器であって、該供給器は、
下流の端部を有し、且つ物品のスタックを支持し該スタックを該下流の端部へ向けて搬送するように構成されたマガジンと、
該物品のスタックの最前の端部から個々の物品を選出し、該選出された物品を該スタックから該ワークステーションへ搬送するために移動するように構成された、該マガジンの該下流の端部に隣接している選出器と、
該マガジンの該下流の端部に配置されて、該スタックの該最前の物品が該選出器による選出のための位置にある物品の該スタックを支持するように位置付けられた、支持構造体とを備え、
該支持構造体は、回転可能な部分と、該回転可能な部分が回転する際、物品の該スタックへ向かう方向及び物品の該スタックから離れる方向へ振動する表面とを備え、
該表面は、該スタックの該最前の物品に断続的に接触して、断続的な接触の間に該最前の物品が該表面と非接触になることを維持する、供給器。
【請求項２２】
該物品がカートンブランクである、請求項２１に記載の供給器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示内容は、包括的には、ビンや缶等の物品を厚紙やボール紙のカートンに梱包するための、連続的に動作する梱包装置に関する。より具体的には、本開示内容は、ブランクのスタック（積み重ね）から個々の厚紙又はボール紙のブランクを選び取り、そして当該ブランクが物品で満たされ又は物品の周囲で組立てられるために梱包装置の下流のワークステーションへ順次当該ブランクを供給する、連続的に動作する梱包装置のための供給器アセンブリーに関する。
【０００２】
２００７年９月２７日付申請の米国仮特許出願６０／９９５，６９４号に対する優先権をここに主張し、本仮特許出願における全ての開示内容は、ここに参照されることで緩用される。
【背景技術】
【０００３】
製造の作業において、物品を選出しワークゾーンへ送る供給器は良く知られている。例えば、梱包業界においては、ビンや缶等の食品又は飲料の容器をカートンに梱包するには、コンベアにカートンを順次送る高速の供給器が必要とされ、そして当該コンベアはブランクを次のワークステーションへ搬送する。カートンブランクは、ほぼ平坦であり、堅い厚紙やボール紙の物品であり、当該物品は、ストックからのブランクの切断、及び折り曲げラインやスコアライン等の機能をブランクに刻むことにより、事前にロール状のストックから製作される。出版業等の多くの他の産業において同様な供給器が使用されており、そこにおいては、スタックや列をなした状態から、比較的平坦である物品の継続的で連続的な供給が必要とされている。本発明の出願の譲り受け人により所有されている特許文献１においては、梱包装置のためのカートンの供給システムが開示されており、当該カートンの供給システムは上記で述べられた多くの特徴を例示している。本特許内容の全ては、ここに参照されることで緩用される。
【０００４】
「カートン供給器」という用語は、高速で連続的な梱包の作業において、カートンブランクを選出し、そしてワークゾーンへ送る供給器に関して一般に使用されている。多くの異なるタイプのカートン供給器が梱包業界で使用されており、そして特定の使用や用途の条件に応じて異なる機能を有している。しかしながら、カートン供給器がいくつかの共通の構造上並びに作業上の特徴を含むことは一般的である。例えば、梱包業界で使用される殆どのカートン供給器は、カートン供給システムの一部であり、カートン供給システムはカートンブランクのスタックをカートンマガジンへ送る装置を含むことができる。カートンマガジンはかなり多くの数のカートンブランクを蓄えており、そしてブランクを供給器へ搬送するためのコンベアシステムを備えている。供給器では、個々のカートンブランクが、連続的にスタックの最前の端部から抜き出され又は取り出され、そして梱包装置の下流のワークステーションへ送られる。
【０００５】
カートンマガジンは、典型的には、数百又は数千のブランクの水平スタックにおいて、カートンブランクを縁部で支持しており、ブランクの一面が供給器に向かって下流方向に面するようにして各カートンブランクが縁部上に載置される。マガジンは移動するチェーンフライト等のコンベアを含むことができ、コンベアにはブランクのスタックが載置されており、そして供給器がスタックの最前の端部からカートンブランクを連続的に抜き取る際、当該コンベアが供給器へ向かってカートンブランクを連続的に移動させる。コンベアのどちらか一方の側のレールは、ブランクのスタックをコンベアの中心に又はそれ以外の適切な位置に維持することができる。カートンブランクのスタックは、概して、少なくとも供給器の近傍で僅かに供給器に向かって傾けられ、ブランクがブランクのまっすぐに立った状態の向きを維持することを確実にしている。
【０００６】
マガジンの最も下流側の端部又は位置へ配置されたカートン供給器の選出ゾーンにおいては、スタック内の第１の露呈されたカートンはトップ縁部に沿って、例えば、バーやローラーを有する軸、又は機械式のクリップやタブと接触し支持される。このトップ縁部は、使用される要素に依存して、軸のローラーに対して、又はバーやクリップに対してもたれ掛かり、ブランクのスタックの上側縁部の部分を支持している。マガジン内の最前のブランクのボトム縁部はまた、直立しているクリップ又はタブ等の機械式要素に接触しそして保持される。従って、スタック内の露呈した最前のブランク、及びスタックのその物自体は、供給器によって最前のブランクが選出されるように、適切な位置において支持される。この位置においては、スタック内の最前のカートンブランクは、ブランクのスタックの重量やスタックを前方に動かすコンベアの力のどちらか一方、又はその両方による主要な力により、ローラー、バー、又はクリップに押し付けられる。
【０００７】
１つの供給器システムにおいは、水平に向けられたマガジンの長いセクションが、マガジンの下向きに向けられた短いシュート（落とし込み）セクションにて終端しており、当該水平に向けられたセクションは数千のカートンブランクを支持しそして搬送することができ、当該短いシュートセクションは時には滝（ウォーターフォール）と呼ばれている。カートンブランクの少量のスタックは、マガジンの水平に向けられた部分からシュートへ搬送され、当該シュートでは、ブランクがスタックから選出されるために、最前のブランクの露呈された面が常に露呈されるようにして、ブランクのスタックが、前記の軸、クリップ、及び／又はタブに対してもたれかかってくる。
【０００８】
カートン供給器の共通の選出メカニズムは吸引システムである。このシステムは、ピックアームアセンブリーにおいて離間されている一群の吸引カップを含み、当該ピックアームアセンブリーは、マガジン内の最前のブランクの露呈された面と係合するように移動するよう制御され、吸引シールを有し、スタックから最前のブランクを引いて、そして梱包装置の下流セクションへ送るためにスタックから離してブランクを滑り出させる。吸引システムは、時間的な関係により操作される吸引ライン、バルブ、及びポンプを含み、これにより、所望された時にブランクの面上に吸引が行われ、そして吸引システムによりカートンブランクが開放されるまで保持される。一旦最前のカートンブランクが吸引カップにより接触されると、カートンブランクの１つの縁部が引かれ、そして適切な位置で縁部を保持しているクリップやタブとの接触から離れるまで、ピックアームアセンブリーはマガジンから僅かな距離だけ前方にカートンブランクを引く。その後、ピックアームアセンブリーは回転し又は移動し、ブランクの他方の縁部において、選出されたブランクを軸、クリップ、及び／又はタブから下方へ滑らし、そして選出されたブランクをスタックの端部から離す。その後、選出されたブランクは、通常、コンベアアセンブリーにより次のワークステーションへ移動させられる。この位置においては、カートンブランクは吸引システムにより開放され、そして当該カートンはコンベアにより次のエリアへ移動させられ、当該次のエリアでは、使用されるカートンのタイプに依存して、カートンが一群の容器の周囲で折り曲げられ、又は組み立てられ、もしくは一群の容器の上に位置付けられる。ピックアームアセンブリーは、矢継ぎ早にスタックからカートンブランクを選ぶ複数の吸引カップアセンブリーを含むこともできる。
【０００９】
マガジンから単一の最前の又は第１のカートンブランクを選び且つ取り出すには、カートンブランクを手前に引き、その後カートンブランクをクリップから下方へ滑らし、そしてスタックから滑り出させるような吸引カップの吸着及び力が、マガジン内でカートンブランクを保持している機械的な力に対し十分に打ち勝つことが必要となる。通常これらの力には摩擦が含まれており、当該摩擦はカートンスタックの重量、及び／又はマガジンのチェーンコンベアがローラー及び／又はクリップに対して最前のカートンを押し込むことにより引き起こされる。吸引がこの摩擦に対し打ち勝つことが不十分又は引き抜き力が不十分である場合には、カートンブランクは正しく選出されないであろう。吸引カップを最前のカートンの面に吸着している吸引力は、ブランクの面に対して垂直な方向が最も強く、当該方向は吸引カップの軸線に沿っている。反対に、ブランクの面に対し平行な方向、又は吸引カップの軸線に対し横の方向の力が最も弱い。結果的に、最前のブランクの１つの縁部は、大抵、マガジンの端部の適所にてブランクを保持しているクリップから簡単に引かれ、そして離される。しかし、ピックアームアセンブリーが、吸引カップが回転してスタックからブランクを滑り離す際に、ブランクとブランクの反対側の縁部の部分を保持しているバー及び／又はクリップとの間の摩擦が、吸引力に打ち勝つほど十分に大きいこともある。これは、特に供給器の高速な作業中に、吸引カップがブランクの面を滑り又は滑り出る要因となる。この結果、カートンブランクがマガジンから引き抜かれず、又は選出されず、もしくはマガジンからカートンブランクが部分的にのみ分離され、システムの詰まりや運転の停止が引き起こされる。
【００１０】
それゆえ、供給器システムのこれらのタイプでは、マガジン内で最前のカートンブランクに及ぼされている摩擦力を減らすことが有利であり、このように摩擦力を減らすことにより、第１のカートンを確実に選出するために必要とされる吸引カップの捕捉力が低減され及び／又は制御される。従来の供給システムでは、マガジンの端部において、最前のカートンブランクをその縁部で保持するために、バーに代えて、離間された小さなクリップを用いてカートン縁部と機械要素との間の接触面積を減らし、上記した問題を解決していた。マガジンの端部において、カートンブランクを適所に保持する機械的構造体とカートンブランクとの間の摩擦力を低減するために使用されている他の方法や要素は、クリップやバーに代えて、支持軸に沿って配置されたフリーホイールローラーを含む。時に、第１のカートンを選出するために必要な力を更に低減するため、ローラーその物自体が軸により駆動される。他の従来の供給器システムでは、ピックアーム及び吸込みカップと同期する可動支持バーを含み、ブランクがマガジンの端部にてスタックから滑り出される寸前に、当該支持バーがブランクのスタックの方向に及び再び戻るようにして短い距離を素早く動き、スタックは短時間で短い間隔だけ後方に再び軽く上げられる。その後、スタックが支持バーへ戻る際、最前のブランクは支持バーから下方へ滑らされ、この時点では、摩擦は低減されていると言われている。
【００１１】
特に梱包装置の高速での作業中に、マガジン内のスタックの最前のカートンブランクが、スタックから確実に選出され、そして取り出されることを確保する改良されたシステムが必要とされている。本発明は、そのようなシステムの提供に主として係るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許公報第６，５５０，６０８号
【００１３】
簡潔に述べると、本発明は、一実施例においては、カートン供給器と、マガジンの下流の端部において支持軸アセンブリーを有するカートンマガジン・アセンブリーを含む。支持軸アセンブリーは、カートンブランクのスタックの最前のブランクにもたれかかってスタックを支持する偏心的な回転運動をする支持軸を含む。幾つかのフリーホイールのブッシュやローラーが、好適に支持軸に沿って一定に離間された間隔で取り付けられている。カートンスタックの最前のブランクに対し、支持軸は比較的速く回転し、且つ同時に振動する。支持軸のこの動きは、支持軸の各回転の大部分において、最前のカートンブランクが支持軸のローラーと僅かに離間して非接触を維持する。この間、最前のブランクと支持軸のローラーとの間には、実質的に摩擦が無くなる。ゆえに、ブランクと支持軸のローラーとの間の平均摩擦力は著しく低減される。最前のブランクに対する支持軸の偏心回転運動はまた、ブランクのスタックを振動させて「振り落し」を行い、スタック内の連続するブランク間の摩擦を低減し、そして整列されたブランクの保持に貢献する。結果として、最前のカートンブランクを支持軸から下方へ滑らせ、そしてスタックから滑り出させるために、ピックアームアセンブリーの吸引カップに必要とされるのは非常に小さな力である。従って、カートンブランクの取り出し不良や結果的な機械詰まり、並びに休止時間が事実上なくなる。
【００１４】
支持軸アセンブリーは、これまで述べた様に、離間されたフリーホイールローラーを有する、概して円筒状の支持軸本体を含み、当該支持軸は、カートンのスタックが支持されるために、カートンマガジンの下流端部を横切って延在している。支持軸本体よりも小さな直径である円筒状のボスは、支持軸本体の各端部から軸方向に突き出ている。円筒状のボスは互いに軸方向に整合しており、但し、当該円筒状ボスの軸線は支持軸本体の軸線から少しの距離だけオフセットされている。円筒状のボスは、カートンマガジンのフレームにより支持される軸受アセンブリーにより、回転可能に軸支される。装置コントローラーにより制御される電気誘導モーターにより、円筒状のボスの一方が駆動される。ゆえに、モーターの起動により、支持軸本体とそのローラーが円筒状のボスの軸線周りに、同心的ではなく、偏心的に回転し、そしてゆえに、支持軸がその回転に従って振動することが確認できる。支持軸本体は、その「ハイサイド」に沿って種々の位置において加工されたバランス溝を有し、支持軸が偏心的に回転する際に支持軸のバランスを図り、かつ回転の偏心の特性により、軸受内で揺れ動くことはない。
【００１５】
支持軸とそのローラーの偏心回転及び結果としての振動は、カートンブランクのスタックを後方に移動せしめ、この後方への動きとは、各偏心回転の間、支持軸のハイサイドとフリーホイールローラーがスタックへ向かって動く際に、カートンブランクのスタックがカートン供給器から僅かな距離離れることである。支持軸のハイサイドがスタックから離れるように回転し始めると、ローラーは最前のカートンブランクとの接触から離れ、そしてスタックはスタックの自重により支持軸の方に戻る。しかしながら、支持軸が例えば１５００回転毎分程度のかなり高速に回転する場合、スタックが支持軸ローラーによって再び後方へ付勢される次の回転サイクルの前に、スタックが支持軸のローラーとの接触に戻るための時間は無い。結果として、この時間の殆どの間、支持軸のローラーとスタックの最前のカートンブランクは非接触であり、この時間の殆どとは、全時間の９０又は９５パーセント程度になることもある。唯一、支持軸の「ハイサイド」がスタックの方に回転する際に、そのローラーは、短い時間の間最前のブランクに接触してスタックを後方へ再度少し押す。
【００１６】
供給器アセンブリーの吸引カップが、スタックの最前のカートンをしっかりと捕らえ、当該カートンのボトム縁部を直立している支持タブから引き抜きを行い、ブランクを支持軸から下方へ滑らしてスタックから離すようにすることを始める際、ブランクの面と支持軸間の平均摩擦、並びにスタック内の連続するブランク間の摩擦は、従来技術の支持クリップやバーの摩擦との比較において、著しく低減される。ゆえに、スタックの最前のブランクは容易に支持軸から下方に滑りそしてスタックから離れ、更に吸引カップは、以前は一般的であった、摩擦を克服して発生するせん断力によりブランクの表面から滑り落ちてしまうことはない。１つの実施例においては、カートンブランクがスタックから滑り出るのと同方向に支持軸は回転され、これにより、最前のカートンに対し僅かな力が当該方向へ伝えられる。この僅かな力が、ピックアームアセンブリーの吸引カップがスタックの端部からブランクを滑らすことを助長し、ゆえに、装置の詰りや休止時間がないようにすることを確保している。
【００１７】
このように、従来技術の問題を解決する、カートン供給器及びマガジンアセンブリーが提供される。アセンブリーは、以下に簡潔に記述される関連する図面と共に以下の詳細な記述により、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】好適な一実施例における本発明の態様を示している、供給アセンブリーに向けて下流方向に見たカートンマガジンの端部の斜視図
【図２】本発明の態様を示している、上流側に見たカートンマガジンの端部の斜視図
【図３】本発明の態様による、支持軸アセンブリーの支持軸、ローラー、及び円筒状のボスを示す側面図及び端面投影図
【図４ａ】本発明により採用された、システムにおけるブランクのスタックの端部からカートンブランクが連続的に引き出され又は選び出される図
【図４ｂ】本発明により採用された、システムにおけるブランクのスタックの端部からカートンブランクが連続的に引き出され又は選び出される図
【図４ｃ】本発明により採用された、システムにおけるブランクのスタックの端部からカートンブランクが連続的に引き出され又は選び出される図
【図４ｄ】本発明により採用された、システムにおけるブランクのスタックの端部からカートンブランクが連続的に引き出され又は選び出される図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面に関してより詳細に言及する。尚、幾つかの図を通じて同様な参照番号は同様な部品を示しており、図１は、本発明においてカートンマガジンから供給器アセンブリーに向かって下流方向を見た、カートン供給器とマガジンのシステムの斜視図である。概して、１１にて示される供給器アセンブリーは、本発明の譲り受け人により所持されている特許文献１の開示内容と同様な構造及び作動となる。従って、供給器アセンブリーその物自体に関する詳細については、ここで記述する必要性はない。しかし、概して、供給器アセンブリー１１は、カートンマガジン１２の端部１６に位置される。供給器アセンブリーは、飲料缶やビン等の一連の又は一群の物品に重なるような関係で、マガジン１２により支持されるブランクのスタックの端部からカートンブランクを供給するように配置され、作動され、そして当該カートンブランクは物品梱包装置内を通過し、当該物品梱包装置では物品がカートンへ梱包される。供給器アセンブリー１１は、一連のカートン係合アセンブリーを有する回転式カートン供給器であり、各回転式カートン供給器は、真空又は吸引システムに接続される複数の離間した吸引カップ２２を搭載した吸引カップバー２１を含んでいる。
【００２０】
カートンマガジン１２は、レール及びコンベアチェーンフライトを有する水平セクション１３を有し、当該水平セクションはマガジンの縁部で静止している数百又は数千のカートンブランクのスタックを支持している。チェーンフライトは、マガジンのカートンのスタックがカートン供給器アセンブリーへ向かって搬送されるように、下流方向へ向かって動く。下流側への角度付けされたマガジンのシュートセクション（落とし込みセクション）は、滝とも言われるが、供給器アセンブリー１１に近接するマガジンの下流端部に配置される。マガジンのシュートセクションは、供給器アセンブリーに近接する包括的に１６にて示されている排出端部を有し、当該シュートセクションでは、マガジン内のブランクのストックの最前のカートンブランクが、選択のためにその面を供給器アセンブリーに曝すようにして適切な位置で保持されている。
【００２１】
直立しているタブ又はクリップ１７の配列が、マガジンの排出端部１６のボトム縁部に沿って配置されており、本発明に従って構成され作動する支持軸１８が排出端部の上方域近くで排出端部を横切って延在している。カートンブランクのスタックがマガジンの排出端部１６に向けて漸次搬送される際、スタックの最前のブランクのボトム縁部は直立しているタブ１７により係合されており、そしてスタックの最前の上部部分は支持軸１８にもたれかかり、そして支持軸１８によって支持される。このように、ブランクのスタックの重量は、直立しているタブ１７及び支持軸１８によって支持され、スタックの最前のカートンブランクはその面がカートン供給器１１に面しそして曝されて配置されている。
【００２２】
カートン供給器１１は、曝された又は露呈された最前のカートンブランクをマガジンのスタック端部から連続的に選出し又は抜き取り、そして素早い連続的な動作によりこれらを梱包装置の下流のワークステーションへ送る。より詳細には、バー２１の吸引カップ２２が最前のブランクの曝された面とブランクのボトム縁部近くで係合するまで、供給器アセンブリーの吸引カップバー２１は、スタック内の最前のブランクに方に向けて回転する。真空システムにより吸引カップ２２へ真空が施され、吸引カップを最前のブランクの表面へ吸着させている。その後、吸引カップ２２は、概して、ブランクの面に対して垂直方向へ短い距離だけ後進し、直立しているクリップ１７の背後から最前のブランクのボトム縁部を引き、ブランクのボトム縁部を自由にする。最前のブランクのボトム縁部がスタックから自由にされると、供給器アセンブリー１１は吸引バー２１及びその吸引カップ２２を下方向へ回転させ、これにより、最前のブランクを支持軸１８から下方に滑らせ、そしてスタックから滑り出させるように最前のブランクは下方に引かれ、スタックから離されて梱包装置の下流のワークステーションへ送られる。本プロセスは、梱包装置の作動中に比較的高速で繰り返され、マガジン内のスタックからカートンブランクが選出され、続けざまに下流のワークステーションに送り込まれ、当該下流のワークステーションにおいては、飲料缶やビン等の物品の周囲にカートンブランクが組立てられ、もしくは当該物品が梱包される。
【００２３】
本発明によれば、スタックの最前のブランクがもたれかかっている支持軸１８は、細長く、ほぼ円筒状の本体２６を備え、当該円筒状の本体２６はマガジン１２の排出端部１６を横切って延在し、そして軸線を有する。一連のブッシュ又はローラーが、本体２６の長さに沿って離間された間隔で取り付けられており、そして各ローラーは本体周りに自由に回転可能であり、ゆえにフリーホイールと呼ぶこともできる。円筒状のボス２７が本体２６の各端部から突き出ており、そして各ボス２７は支持２９に取り付けられた軸受２８で回転可能に軸支されている。図１の支持軸１８の右手側のボスは、誘導モーター３１に接続され、モーターが起動されると、モーターはボスを回転させ、ゆえに支持軸１８を回転させる。
【００２４】
支持軸本体２６の端部における各円筒状のボス２７は、支持軸本体２６よりも直径が小さく、そして軸線を有し、当該軸線は、支持軸本体の軸線から比較的小さい所定の距離だけオフセットされるが、支持軸本体の他方の端部における円筒状のボスの軸線とは整合している。従って、支持軸１８が誘導モーター３１により回転される場合、支持軸はその軸周りで同心的には回転せず、正確には、円筒状のボスの軸線周りで偏心的に回転する。ゆえに、支持軸の回転の結果として、支持軸本体２６の表面とフリーホイールローラー２０の表面は、マガジンのカートンブランクのスタックへ向かう方向及び離れる方向に振動をすることになる。
【００２５】
サポートシャフトが偏心的に回転する際、サポートシャフトのバランスを図るような量の材料を取り除くために、一連の加工されたバランス溝３２が、支持軸本体２６の長さ方向に沿って、支持軸本体２６の「ハイサイド」上に形成されている。軸本体２６から取り除かれる材料の量や重さの決定は、当業者に周知の、商業的に利用可能な多数のコンピューター援用設計（ＣＡＤ）のソフトウェアプログラムにより行うことができる。運転においては、支持軸は、例えば１５００回転毎分の如く高速で回転するため、支持軸のバランス取りは重要である。適切なバランスを取ることを欠いている場合には、支持軸１８は軸受２８内で激しく振れたり振動してしまう。
【００２６】
図２は、供給アセンブリーから上流側を見た、カートンマガジンの排出端部１６を示している。明確化のため、図２では供給アセンブリーとその種々の構成要素は省略されている。カートンブランク４０のスタックは、マガジンの端部１６において露出している面を有する最前のカートンブランク４１が供給アセンブリーの吸引カップにより選出される配置で、カートンマガジン１２（図１）に配置されている。図面においては、わかり易くするために、単純な長方形ブランクとしてカートンブランクが示されているが、ほとんどの実用上においては、ブランクは、飲料缶やビン等の物品を梱包するのに適した種々のフラップ、パネル、タブ等を形成するために切断され、切り込まれていることが当業者によって理解されるであろう。典型的にカートンブランクは厚紙で作られるが、ボール紙やその他のカートンの材料から形成することもできる。
【００２７】
マガジンの排出端部のボトム部において、最前のカートンブランク４１のボトム縁部４２は、直立しているタブ１７の背後に位置され且つ適所に保持される。タブ１７は、例えば、図２に例示されるようなバーに形成された直立しているタブ、又はマガジンの端部へ向かって上方へ僅かに突き出ている別個にされた鉛直のバー等の種々の構造をとることもでき、最前のカートンブランクのボトム縁部４２と係合しボトム縁部を捕捉する。いかなる場合においても、直立しているタブ１７は最前のカートンブランク４１のボトム縁部４２と係合しその前方への移動を止め、これによって、スタック４０のボトム縁部がマガジンベッド上で保持される。マガジンのチェーンフライトが下流方向へ動く際、カートンブランクの底部は直立しているタブ１７に対して一緒に付勢されて、しっかりと束ねられた積層ブランクとして保持される。
【００２８】
本発明の原理を具現化している支持軸１８は、カートンマガジン１２の排出端部１６を横切って、スタック４０のカートンブランクのトップ縁部から所定の間隔だけ下の場所に延在している。最前のカートンブランク４１の露出した面がサポートシャフト１８に寄りかかるように、カートンのスタックはマガジンの滝状部分において前方へ傾いている。このように、スタック４０の上側部分は支持軸に支持されて、供給器アセンブリーの方に露出する最前のカートンブランクの面がスタックの端部から選択されるように位置している。
【００２９】
支持軸の本体２６の端部において軸方向に位置している円筒状のボス２７（図１）は、マガジンの支持構造体２９内に装着されている各軸受２８により回転可能に軸支されている。図２の右手側にある円筒状のボスはその軸受２８を通じて延在し、そして結合器スリーブ３３により誘導モーター３１で作動可能に連結されている。フリーホイールローラー又はブッシュ２０は、離間された間隔で支持軸の本体２６上に回転可能に取り付けられている。以下で詳細を述べるように、フリーホイールローラーは、ローラーの端部において本体２６へ固定される適切なクリップにより、適所に保持されている。これらのクリップは、本体２６の環状の溝内で固定されるスプリングクリップとすることができ、又は、本体２６に沿ってローラーを適所に維持してかつローラーを支持軸本体周りに自由に回転させることが可能な他のいかなるタイプのクリップであってもよい。ボス２７の軸線が支持軸本体の軸線からオフセットされている方向と反対の側である「ハイサイド(high side)」において、バランス溝３２が、支持軸本体に沿って離間された間隔で加工されている。バランス溝の深さと大きさは、支持軸が円筒状のボスの軸線周りに偏心して回転する際に、支持軸１８を釣り合わせて振動やその他起こりうる揺れを防ぐために、予め決められている。
【００３０】
梱包作業の間、誘導モーター３１は作動されて好適に比較的高速で、但し必須ではないが、支持軸が回転され矢印３５の方向に回転する。幅広く種々の回転速度を選択することができるが、１０００から２０００回転毎分（ｒｐｍ）の回転速度、及び好ましくは約１５００ｒｐｍで良好に機能し、本発明を実施する最良のモードとなることが分かった。モーター３１による支持軸の回転が、支持軸の本体、従ってフリーホイールローラーを偏心的に動かし、換言すれば、スタックの最前のカートンブランクへ向かい及び離れるような前後へす早い振動をさせる。この支持軸の回転が生じる際、フリーホイールローラー２０のハイサイドは、最前のブランク４１の面と繰返し係合する。これは、ブランク４０のスタックの上側の縁部を上流方向に僅かに押す効果を有する。ローラーのハイサイドが回転して最前のブランクを通過する際、スタックは重力の影響下で支持軸の方に戻り始める。しかしながら、スタックが支持軸と係合するように戻っていく前に、ハイサイドは再度回転してスタックと係合しそしてスタックをもう一度上流方向へ僅かに押す。この動作の結果、最前のブランク４１の面は、殆どの時間をフリーホイールとの係合から外れ、そしてこれらのハイサイドが回転しスタックと係合し僅か後方に押す際に、最前のブランク４１の面は唯一ローラーと若干接触する。９０パーセント（９０％）程度もしくはそれ以上の時間において、最前のブランク４１の面はローラーと非接触であると概算されているが、この数値は支持軸の回転速度やスタックの重量等の多数の要因に多少なりとも依存するものである。
【００３１】
上記の支持軸の動作の結果、従来技術によるタブ、クリップ、もしくはバーによって引き起こされる摩擦と比較して、最前のブランク４１の面と支持軸１８との間の平均摩擦は著しく減る。更に、フリーホイールローラー２０は最前のブランク４１と衝突する際、下向きに回転するため、ローラーその物自体の運動量及び回転抵抗により、フリーホイールローラー２０は僅かな下方向の力を最前のブランクに与える。これは、ブランクが選出される前に、最前のブランクのボトム縁部を直立しているタブ１７に対し適切に整合させ位置させることを維持するのに貢献する。更に、下記で述べるように、最前のブランクが選び出される際、最前のブランクへ与えられる僅かな下向き力は、吸引カップが最前のブランクを支持軸から下方に下流方向へ滑らせ、そしてスタック４０から離すことを助長する。最終的に、偏心回転する支持軸１８によってスタック４０へ伝えられる振動が、スタックを「振り落し」、ブランク間の空気を除去し、ブランクの適切な整合を維持し、そして、包括的には、選出作業の効率の改善に貢献することが分かった。
【００３２】
図３は、支持軸の好適な構造をより詳細に示す。図３にて例示される構成要素においては、分かり易くするため、相対的なサイズが誇張されているものもある。例えば、円筒状のボスの軸線と支持軸本体の軸線と間のオフセットがあるように、円筒状のボス２７の直径は支持軸本体２６の直径に比較して誇張されている。実際には、支持軸本体と円筒状のボスの直径は近似しており、そして軸線同士のオフセットは小さく、好適な実施例では１／３２インチであるが、本発明の利点を達成するには十分なものである。
【００３３】
支持軸１８は、軸線４７と端部２４を有し細長くほぼ円筒状の本体２６を有し、図３に一側を例示する。円筒状のボス２７は本体２６の端部２５から突き出ており、そして軸線４６を有する。同様な円筒状のボスが本体２６の反対側の端部から突き出ており、そして軸線も有することが理解されるであろう。円筒状のボス２７の軸線４６は、支持軸本体２６の軸線４７から半径方向にオフセットされている。例示された実施態様においては、オフセットは比較的小さく、１／３２インチである、しかし、この特定のオフセットは本発明を制限されるものではなく、他のオフセットも当業者により選択されることもできる。更に、本体２６の反対側の端部の円筒状のボスも本体２６の軸線４７に対して同じ半径の方向において同じ距離でオフセットされている。言い換えると、支持軸本体２６の各端部における円筒状のボスの軸線は、等しくオフセットされており、互いに同一に伸張している。
【００３４】
構成に関し、以上で述べたように、円筒状のボスがこれらの軸受内で軸支され、一方が誘導モーター３１にて回転されると、本体２６は、円筒状のボスの共伸張軸線周りに偏心回転する。ゆえに、本体２６の回転の結果として、本体の表面が揺動し、又は揺動軌道をたどる。バランス溝３２は、支持軸本体２６のハイサイドに沿って離間された間隔で加工され、支持軸本体２６のハイサイドに沿うとは、円筒状のボスの軸線が本体２６の軸線からオフセットされている方向とは半径方向に反対の側に沿うことである。偏心的に回転する支持軸が比較的高速で回転する際に支持軸が釣り合いを保ち揺れてしまうことが無いように、バランス溝体において本体から取り除かれる材料量は予め定められる。フリーホイールローラー２０は、一定に離間された間隔で、好適にはバランス溝間で、支持軸本体２６に回転可能に取り付けられている。金属又はブラスチックのブッシュであるローラーは、図示された実施例においてはリングクリップ１５等の適当な保持クリップにより本体の適所に保持される。
【００３５】
図４ａ乃至図４ｄは、梱包装置の下流のステーションへ搬送するために、供給器アセンブリーにより最前のカートンブランクがスタックから選出され、そして取り出される、本発明の支持軸１８の動作を連続的に示している。図４ａは、スタックの最前のブランク４１が選出のために露呈していてカートンブランクのボトム縁部に沿って、直立しているタブ１７により支持されている、マガジン１２の端部におけるカートンブランクのスタック４０を示している。フリーホイールローラー２０を担持している支持バー１８は、最前のカートンブランク４１のトップ縁部から下に所定の間隔で離間されて、マガジンの端部を横切って延在している。支持軸１８はモーター３１（不図示）により方向３５において偏心回転を行い、その回転の結果、支持軸の本体周りへ配置されたローラー２０は前後に素早く振動し、スタック４０の最前のブランク４１に向かう方向そして離れる方向に素早い振動をする。上記で述べた様に、これにより、殆どの時間、最前のブランクの表面はローラー２０と非接触状態となる。最前のブランクを選出し、そしてそれをスタックの前部から取り出すため、供給器の吸引カップ２２がブランク４１へ近づいていることが示されている。
【００３６】
図４ｂにおいては、吸引カップが回動して、この場合にはブランクのボトム縁部部分付近で最前のブランク４１の面と係合しており、そして梱包装置のコントローラーにより適切な真空が印加され、吸込みカップが最前のブランクの面に張り付き又は吸着している。支持軸１８は、既に述べたように、最前のブランクの面と支持軸間の摩擦が著しく低減されるようにして、偏心的な回転を続けている。
【００３７】
図４ｃにおいては、供給器アセンブリーが、次いて、最前のブランクの面とほぼ垂直に吸引カップの軸線に沿って矢印５０の向きへ、少しの間隔だけ吸引カップを引き下げている。次に、供給器アセンブリーは、予めボトム縁部を適所に保持していた直立しているタブ１７の背後から最前のブランクのボトム縁部４２を引く。スタックの次のブランクが、クリップ１７の背後へ落ち込んでくる。支持軸は、最前のブランク４１の表面と支持軸と間の摩擦が継続して最小になるように、回転を続ける。
【００３８】
図４ｄにおいては、供給器アセンブリーは、吸引カップを下方向へ回動させ、吸引システムにより吸引カップに引き続き真空が印加されている。従来のシステムでは、ブランクとブランクの上部を支持している支持構造体（クリップ、タブ、もしくはバー）との間の摩擦を克服することによって生じるカップ上のせん断力により、吸引カップが最前のブランクの面からしばしば滑り落ちてしまうことが問題であった。しかしながら、本発明によれば、支持軸１８と最前のブランク４１の表面間の摩擦は最小化されている。実際、支持軸とそのローラーが方向３５に回転することにより、ブランクの面に衝突するローラーが、ブランクに対し下向きの小さな力を与えることが分かった。従って、本発明の支持軸は、吸引カップが支持軸の下から最前のブランクをスタックから滑り出すのを助長している。その結果として、梱包作動中に、ブランクから吸引カップが滑り落ちて装置の詰まりが生じてしまう例は著しく減り、又は除去された。
【００３９】
図４ａ乃至図４ｄに示される手順は素早く連続的に繰り返されて、特許文献１に詳細に述べられているように、スタックからカートンブランクが選出され、ブランクが梱包装置の下流のワークステーションへ供給され又は搬送される。
【００４０】
本発明を実施する最良のモードを提示すると発明者が考える好適な実施例及び方法をもとに本願発明がここに記載されている。しかしながら、本発明の範囲内で例示された実施例に対し多くの変更を行うことが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、偏心回転をしている円筒型本体がここでは例示され述べられているが、例えば、若干の卵形状や楕円形状の断面を有する同心の回転をする本体によっても同等の結果を得ることもできる。但し、そのような形態においてはフリーホイールを良好に実施することは困難であると思われる。その他の例としては、本体が回転する際、同心回転をする円筒型本体には、最前のブランクの表面と係合する一側に沿って、隆起部、凸部、もしくはローラーを設けることができるであろう。ゆえに、偏心的な回転は、本発明の必要条件ではなく、要求条件である。更に、支持軸アセンブリー及び方法は、特定のタイプの回転供給器アセンブリーとともに用いられる状況でここに例示されている。本発明は、当然のこととして、回転供給器や、他のタイプの供給器、もしくはカートンブランクを選出するために使用される吸引カップを有する供給器に限定されるものではないことが理解されるべきである。例えば、本発明の支持軸及び方法は、セグメントホイールタイプの供給器アセンブリーや、端部においてカートンブランクのスタックからブランクが選出され又は取り出される、カートンブランクを支持する他の供給器アセンブリーに対しても等しく適用可能である。より広範には、本発明は、実質的に平坦なもののスタックが、その支持とそのものとの間で低減された摩擦で支持される必要がある、梱包業界以外の他の産業に対しても適用する。最後に、押し込みアセンブリーを駆動するための好適な手段として電気的誘導モーターが記載されているが、例えば、空気圧または油圧駆動、もしくは他の軸とリンクする機構等の適切な駆動により、同様の結果として代替可能であることが理解されるであろう。特許請求の範囲において規定されている本発明の範囲並びに精神を逸脱することなしに、これらの、また他の追加、削除、並びに変更をここで示された実施例に対し行うこともできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【国際調査報告】
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