(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２種類のカートンを収容し組立てられるべきカートンを選択し移送するための装置であって、
第１タイプのカートンを収容するための第１ホッパーと、
第２タイプのカートンを収容するための第２ホッパーと、
カートン把持手段と、
前記カートンをそれぞれ前記第１ホッパーまたは前記第２ホッパーから梱包装置の送り込み端へと移送するための移送手段と、を備えた装置において、
前記カートン把持手段及び前記移送手段は、固定軸回りに所定の軌道経路を通って回転可能であり、かつ、前記カートン把持手段には、前記第１ホッパーからカートンを把持するための第１位置と前記第２ホッパーからカートンを把持するための第２位置とを規定する手段が組み込まれ、前記第１取出し位置及び前記第２取出し位置は、前記軌道経路における異なる点に配置され、
前記複数のホッパーの一方を操作位置に配置する手段と、前記操作位置に選択配置されたホッパーに応じて前記カートン把持手段の位置を選択する制御手段と、をさらに備えていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記複数のホッパーの一方を操作位置に配置する前記手段は、第２固定軸に取付けられたフレームを備え、該フレームには、前記第１ホッパー及び前記第２ホッパーが前記第２固定軸に関して互いに対向するように取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記操作位置にある前記ホッパーは、前記カートン取出し手段及び前記移送手段の前記軌道経路に近接配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数のホッパーを操作位置及び非操作位置に配置する制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１ホッパー及び第２ホッパーは隣接位置にあり、
各々のホッパーはフレームに取り付けられ、
前記フレームは固定軸線の回りで回転し得る主軸に取り付けられ、
これにより、前記第１ホッパー及び第２ホッパーを取り付けた前記フレームは、
前記第１ホッパー及び第２ホッパーのうちの一方を操作位置に配置する前記第１位置と、
前記第１ホッパー及び第２ホッパーのうちの他方を操作位置に配置する前記第２位置との間で回動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の装置の第１ホッパーまたは第２ホッパーに保持されたカートンを選択し、該カートンを梱包装置の送り込み端へと移送するための方法であって、
前記ホッパーのうちの一方を選択して操作状態にする段階と、
前記ホッパーの一方を操作位置に配置する段階と、
選択された前記ホッパーを前記操作位置に配置した後で、前記操作位置に応じてカートン把持手段を移動させて前記ホッパーの一方に保持された前記カートンを把持する段階と、
把持された前記カートンを前記梱包装置の送り込み端へと移送する段階と、を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カートンに複数収容される缶及び瓶といった一次製品の梱包に係り、より詳しくは、上記カートンを折り畳み状態でホッパーから供給し、組立てを開始し、続いてカートンを完成させる装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
公知の梱包装置の大部分は、１種類１サイズのカートンのみを扱うものである。従って、現代の瓶梱包工場では、異なるタイプのカートンを扱うために複数の梱包装置を使用する必要があり、各梱包装置がかなりのフロアスペースを占めるだけでなく、購入及び使用のコストも高額になる。
【０００３】
限られた種類の梱包装置のみが、例えば６本詰め、８本詰め、１２本詰めなど、異なるサイズの包装カートンを扱うことができる。このような装置の全ては、あるサイズから他のサイズへ、または、あるタイプから他のタイプへと切換える際に調整を必要とする。この調整作業は、梱包装置に取り込まれた全てのカートンを除去する手作業、及び場合によっては、装置が有する構成要素の機械的調整を含む。３０分またはそれ以上に及ぶこの変更の最中、装置は使用不可となり（“休止時間”と呼ばれる）、瓶梱包工場における高コストの遅延原因になる。変更の最中にもし問題が発生すると、こうした遅延は梱包装置のみの停止にとどまらず、全梱包ラインの停止にもつながる。
【０００４】
本発明は、１種類以上のカートンを組立てることのできるフィーダ機構を提供することによって、公知の梱包装置が有する営利的欠点を解決しようとするものである。さらに本発明による装置は、あるカートンから他のカートンへの切換え、または、あるサイズから他のサイズへの切換えが、わずかな休止時間で可能である。本発明が有するモジュラー特性は、“完全フレキシブル”な装置を構成することを可能にし、公知の装置が有する問題を解消、あるいは少なくとも軽減することができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本願の関連出願（出願人の整理番号D-7725）に記載の梱包装置と共に使用することができる。本発明は、その他多くの種類の梱包装置に対して応用できる。また変更形態として、本発明による組立機構を独立のモジュールとして販売し、新規の装置あるいは既存の装置を改修する方式で装着することもできる。
【０００６】
本発明に係る特徴の１つによれば、異なる２種類のカートンを収容し、組立てられるべきカートンを選択して移送するための装置が提供される。この装置は、第１タイプのカートンを収容するための第１ホッパーと、第２タイプのカートンを収容するための第２ホッパーと、カートン把持手段と、前記カートンをそれぞれ前記第１ホッパーまたは前記第２ホッパーから梱包装置の送り込み端へと移送するための移送手段と、を備え、さらに、前記カートン把持手段及び前記移送手段は、固定軸回りに所定の軌道経路を通って回転可能であり、かつ、前記カートン把持手段には、前記第１ホッパーからカートンを把持するための第１位置と前記第２ホッパーからカートンを把持するための第２位置とを規定する手段が組み込まれ、前記第１取出し位置及び前記第２取出し位置は、前記軌道経路における異なる点に配置されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の特徴によれば、前記装置は、前記複数のホッパーの一方を操作位置に配置する手段と、前記操作位置に選択配置されたホッパーに応じて前記カートン把持手段の位置を選択する制御手段とをさらに備えていてもよい。
【０００８】
本発明のさらなる特徴によれば、前記複数のホッパーの一方を操作位置に配置する前記手段は、第２固定軸に取付けられたフレームを備え、該フレームには、前記第１ホッパー及び前記第２ホッパーが前記第２固定軸に関して互いに対向するように取付けられていてもよい。
【０００９】
本発明の他の特徴によれば、前記操作位置にある前記ホッパーは、前記カートン取出し手段及び前記移送手段の前記軌道経路に近接配置されていてもよい。
【００１０】
本発明のさらなる特徴によれば、前記制御装置が、前記複数のホッパーを操作位置及び非操作位置に配置する制御を行うように構成してもよい。
【００１１】
本発明の第２の特徴によれば、第１ホッパーまたは第２ホッパーに保持されたカートンを選択し、該カートンを梱包装置の送り込み端へと移送するための方法が提供される。この方法は、操作状態にするために前記ホッパーのうちの一方を選択する段階と、選択された前記ホッパーを操作位置に配置する段階と、操作状態の前記ホッパーに収容されたカートンを把持するための把持手段を位置決めする段階と、把持された前記カートンを前記梱包装置の送り込み端へと移送する段階と、を含むものである。
【００１２】
本発明の第３の特徴によれば、異なる２種類のカートンを収容するための装置が提供される。この装置は、固定軸に関して対向するように配置された第１ホッパーと第２ホッパーとを備え、該第１ホッパー及び第２ホッパーは、該第１ホッパー及び第２ホッパーのうちの一方を操作位置に配置する第１位置と該第１ホッパー及び第２ホッパーのうちの他方を操作位置に配置する第２位置との間で回動可能であることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明による機構は、例えば巻き付けタイプ、完全梱包タイプ、バスケットタイプといった種々のタイプのカートンを収容・供給可能である。本明細書においてカートンタイプと言う場合には、異なるサイズの全てのカートンタイプを含むものとする。一例として、例えば８本または１２本の製品を収容する完全梱包タイプのカートンが含まれる。
【００１５】
ここで図１ａ，１ｂを参照すると、図１ｂに示すカートン１０は、組立てて製品に向けて下降させようとしているバスケットタイプの携行器である。カートン１０は、対向する側壁パネル１２，１４、及び対向する端部パネル１６，１８を備え、各パネルは隣接パネルと折り曲げ可能に接続されている。このカートンは、さらにハンドル構造部２０を備えている。ハンドル構造部２０は、端部パネル１６，１８を相互連結しており、さらに各側壁パネル１２，１４を相互連結する横断仕切りパネル２２を有している。底部パネル２４，２６は、各側壁パネル１２，１４に折り曲げ可能に接続されている。
【００１６】
図２ａ，２ｂを参照すると、カートン３０は完全梱包タイプのカートンであり、図２ｂには平坦に折り畳まれた状態で示している。このカートンブランクは、対向する側壁パネル３２，３４、及び対向する端部パネル３６，３８を備え、各パネルは隣接パネルと折り曲げ可能に接続されている。このカートンはさらに、それぞれ側壁パネル３２，３４に折り曲げ可能に接続された頂部パネル４０，４２、及び底部パネル４４，４６を備えている。製品は、上方から、場合によっては下方からカートンに挿入され、次いで頂部パネル及び底部パネルが封じられ、完全梱包カートンになる。
【００１７】
カートンは梱包製品の形状及び数量によって異なったものとなり、本発明による装置がそれに応じて種々に調整可能であり、そのようにして多種類のカートンを処理することが可能である点を理解されたい。カートンの基本形態を図１ａ，図２ａに示すが、ここで“Ｈ”は、組立てられたカートンの側壁パネルの上端から底部パネルまでの距離すなわち全高であり、“Ｌ”は、底部パネルを封じた際のカートンの全長である。
【００１８】
図３，図４を参照すると、ここには上記に概略説明したタイプのカートンを処理するための装置５０を示している。この装置の上流側端部にはデュアルホッパー５２が設けられている。デュアルホッパー５２の内部には、バスケットタイプのカートン１０と完全梱包タイプのカートン３０とが、折り畳まれた状態で収容され、これから処理されようとしている。関連出願（出願人の整理番号D-7723）に記載のタイプのバックフィーダ５４、及び回転式負圧フィーダ５５が、デュアルホッパ５２に隣接して配置されている。下流の装填ステーション５７へカートンを移送するために給紙チェーン５６が設けられている。
【００１９】
図３〜図６を参照してさらに詳しく述べると、ホッパーユニット５２は、２つ以上の独立ホッパー５８，６０を隣接状態で備えている。図３に示すように、各ホッパー５８，６０はフレーム６２に取付けられている。図５に示すように、フレーム６２は、Ｘ−Ｘ軸回りに回転可能とされた主軸６４に取付けられている。各ホッパー５８，６０は、重力供給タイプであり、カートンブランクは各ホッパーに所定の傾斜角を有して保持され、供給される。ホッパーユニットは、異なるタイプまたは異なるサイズのカートンに適合化されたさらに多くのホッパーを備えることができることを理解されたい。これらのホッパーは、追って説明する回転式フィーダの周りに配置されることが好ましい。
【００２０】
ブランクを、傾斜ポジションから鉛直平面へと移動させるためには、図３、図４に示すように、回転式フィーダ５５の回転軸を鉛直平面からオフセットさせる必要がある。
【００２１】
本実施形態では、フレーム６２を２つの位置間で回動させるためにエアシリンダ（図示せず）が用いられている。図５に示す第１位置では、第１ホッパー５８が操作位置において梱包装置に供給される完全梱包タイプのカートン３０を保持している。図６は、フレーム６２が第２位置にあり、バスケットタイプのカートン１０を収容している第２ホッパー６０が操作位置にある状態を示している。
【００２２】
各ホッパー５８，６０は、それぞれ、間隔を空けて配置され平坦に折り畳まれたカートンを保持するための支持部材６１，６３を有している。支持部材６１，６３は、異なるサイズ、異なるタイプのカートンを保持するために、幅広く調節可能とされている。
【００２３】
ホッパーの位置は、関連出願（出願人の整理番号D-7725）に記載の制御システムによって制御される。
【００２４】
図７，図８は、回転式フィーダ５５の構造を示している。本発明によるフィーダ機構５５は、固定軸回りに回転可能な主軸７０を備えている。軸７０は、概してその端部を適切なベアリング体７１，７３によって支持される従来方式ものであり、サイドフレーム７２に取付けられている。軸を回転させるために、サーボモータ７４のような適切な駆動機構が設けられている。
【００２５】
ホッパーユニットの最下端に位置する折り畳まれた状態のカートンを取り出すために、カートン把持手段を備えた取出し装置６８が設けられている。カートン把持手段は、それぞれ、例えばカップホルダ及びフレーム８２，８４に支持された吸引カップ８０である。好ましくは、複数のカップホルダフレーム８４は、それぞれ、延伸支持ロッド８６上に堅固に取付けられている。延伸支持ロッド８６はそれぞれ、カラー構造体８８にスライド可能状態で取付けられている。カラー構造体８８は、回転主軸７０に固定されていることが好ましい。フレーム８４は、サイドフレーム７２内部へと延びるカムロッド７６に取付けられている。サイドフレーム７２は、追って説明するカム軌道７８を備えている。図７に示すように、本実施形態では、回転主軸７０に３セットのカートン取出し装置６７，６８，６９が取付けられている。これら装置のうち、例えば符号６８で示す１セットのみについて詳細説明を行う。なぜなら、３セットの取出し装置は全て、同様に作動する同一構造を有しているからである。
【００２６】
図８は、回転式負圧フィーダのサイドフレーム７２が有する内部部材を分解図で示すものである。本実施形態では、開口部７９を有する固定カムプレート７７がサイドフレーム７２の内面に取付けられている。開口部７９を通って駆動軸７０が延在している。固定カムプレート７７にはカム軌道７８が形成され、カム軌道７８内にはカム従動子（図示せず）が配置されている。カム軌道７８は、カムロッド７６を主軸７０から延出させ、そのようにして、吸引カップをカートンに接触させ、この接触によって操作ホッパー５８から１枚のカートンを取出し、カートンを一様経路内で回転させて供紙チェーン５６に持って行くために設けられている。
【００２７】
フィーダ機構５５内に設けられている負圧遮断器９０は、負圧接続点及び負圧遮断点を構成するために負圧供給装置と共に用いられるものである。詳細は以下に説明する。
【００２８】
装置の使用に際しては、ホッパーユニットの１つ、例えば第１ホッパー５８が操作位置に配置される。次いで、主軸７０により取出し装置６８を図５の矢印方向に回転させることによって、ホッパー５２からカートンが連続的に順次、給紙チェーン５６へと供給される。取出し装置６７，６８，６９が回転すると、吸引カップ８２がカム軌道に従いながら移動し、カートン３０の側壁部３２に接触する。ここで、吸引カップのセット８０は負圧作用状態とされる。こうしてカートン３０が取出され、給紙チェーン５６へと移送される。この移送段階においては負圧が保持され、従って吸引カップ８０はカートン３０を保持し続ける。カートンを給紙チェーン５６に渡す際には、負圧遮断器９０が吸引カップへの負圧作用を遮断してカートンを解放する。
【００２９】
異なるタイプのカートン、例えば第２ホッパーに収容されているバスケットタイプのカートン１０を組立てたい場合には、装置に対して種々の調整を行う。第２ホッパー６０をエアシリンダによって軸６４回りに回動させ、もう一方のホッパー５８を非操作位置へと移動させる。回転式フィーダ５５に対する第２ホッパー６０の位置は、第１ホッパー５８の場合とは異なるので、図８に示す吸引カップの取出し点（またはカートン把持点）９１を移動させ、かつ負圧供給装置の“オン”“オフ”位置を変更する必要がある。これらの変更は、カム軌道７８及び／または第２位置への負圧供給を制御する負圧遮断器９０を移動させることにより行われる。例えば、制御システムによって制御されたサーボモータ９０のような適切な駆動手段が、これらサブ組立体を２つの位置間で移動させる。負圧供給のための第３位置を設けると好ましい。この位置は、“デフォルトセッティング”と呼ばれ、吸引カップ８０の回転全域にわたって負圧が遮断される。デフォルト位置は、カートンの交換の際、または装置の故障の際に用いられる。
【００３０】
本発明によれば、カートンが折り畳まれた状態から完成状態へと移動する際の、装置効率、耐久性と共に装置の処理速度が向上する。もちろん、最終組立ては、部分的にはバックフィーダとカートンコーナー部との係合及び給紙チェーンの突出部の作用によってなされ、吸引カップによる保持作用のもとに完全組立状態が完成される。
【００３１】
好ましい実施形態として瓶を収容するカートンについて説明してきたが、本発明が瓶用のカートンに限定されないことを理解されたい。本発明は、缶、厚紙製“ブリック”、その他の種類の容器を梱包するカートン用の装置に応用可能である。
【００３２】
さらに、好ましい実施形態として、鉛直方向の装填方式を用いるスリーブタイプカートンを処理する装置の一部を示しているが、本発明はこのタイプのカートンに限定されるものではない。本発明が、巻き付けタイプのカートン、あるいは端部保持タイプのカートンの処理にも応用可能であることは当業者であれば理解できる。
【００３３】
本発明によるホッパー‐フィーダ機構に関して特定の実施形態を用いて説明したが、本発明の範囲内において種々の変更を加えることができることを理解されたい。このホッパー‐フィーダ機構は、装置の調整に過大な時間を費やすことなく、例えば４本、６本、８本、１２本の瓶を収容するためのサイズと形状とを有する種々の形態のカートンを処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  １ａは、本発明の装置に適合したバスケットタイプのカートンを折り畳み状態で示す側面図、１ｂは、本発明の装置に適合したバスケットタイプのカートンを示す斜視図である。
【図２】  ２ａは、本発明の装置に適合し完全に折り畳まれたカートンブランクを示す斜視図、２ｂは、２ａのカートンを組立てられ瓶収容状態で示す斜視図である。
【図３】  梱包装置の送り込み装置の斜視図であり、本発明の好ましい実施形態に係るホッパーユニット及び供給機構を示している。
【図４】  図３に示す梱包装置を反対側から見た斜視図である。
【図５】  本発明の装置の斜視図であり、第１位置にあるホッパーユニットを示している。
【図６】  本発明の装置の斜視図であり、第２位置にあるホッパーユニットを示している。
【図７】  図３に示すフィーダ組立体の斜視図である。
【図８】  図７に示すフィーダ組立体の分解斜視図である。
【符号の説明】
１０，３０  カートン
５５  回転式負圧フィーダ
５６  給紙チェーン
５７  装填ステーション（梱包装置）
５８  第１ホッパー
６０  第２ホッパー
６２  フレーム
６４  主軸（第２固定軸）
７０  主軸（固定軸）
８０  吸引カップ（カートン把持手段）
【図１ａ】
0004005309.tif 000002
【図１ｂ】
0004005309.tif 000003
【図２ａ】
0004005309.tif 000004
【図２ｂ】
0004005309.tif 000005
【図３】
0004005309.tif 000006
【図４】
0004005309.tif 000007
【図５】
0004005309.tif 000008
【図６】
0004005309.tif 000009
【図７】
0004005309.tif 000010
【図８】
0004005309.tif 000011