(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形、充填および密閉を行う包装機械に使用され、蓋収容領域から蓋取り付け装置へ蓋を給送し、１つずつ分離する蓋給送システムであって、
収容領域から取り付け装置へ蓋を運ぶ搬送路を形成するシュートと、
上位および下位部材を含む分離装置にして、両部材は搬送路へ侵入および退出する往復運動を交互に行うようになされ、上位部材が分離部材を含み、前記上位部材が搬送路内へ侵入するにつれて前記シュートを搬送される蓋の隣接するもの同士が互いに分離されるように、前記分離部材の上面および下面の一方が他方に対して傾けて形成されて、これにより蓋を１つずつ分離する分離装置と
を含む蓋給送システムにおいて
前記分離部材が、先端に湾曲した凹部を有する楔であって、その楔が隣接する蓋の間に該先端から挿入され、前記上面および下面が隣接する蓋に接触し、これらを完全に分離するようになっている蓋給送システム。
【請求項２】
楔が、互いに或る角度をなして形成された上面および下面を有している請求項１に記載された蓋給送システム。
【請求項３】
上位および下位の部材が往復プランジャーとして構成された請求項１に記載された蓋給送システム。
【請求項４】
上位および下位の部材が搬送路の同じ側に取り付けられた請求項１に記載された蓋給送システム。
【請求項５】
上位および下位部材のそれぞれを往復運動させる第１および第２の空気圧作動式シリンダが設けられている請求項４に記載された蓋給送システム。
【請求項６】
上面が下面に対して傾けて形成されている請求項１に記載された蓋給送システム。
【請求項７】
下面が上面に対して傾けて形成されている請求項１に記載された蓋給送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蓋給送システムにおける蓋を１つずつ分離するための分離装置に関する。さらに詳しくは、本発明は蓋がパッケージに取り付けられる成形、充填および密閉式包装機械に使用される蓋給送システム用の蓋を１つずつ分離する分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カートンのような現在使用されている容器の多くは注ぎ口を取り付けられて形成されている、すなわち製造されている。例えば、現在使用されている山形頂部を有するカートンの多くは、カートンから内容物を配給し易くするために山形パネルの一方に取り付けられ、使用後にはカートンを再密封することのできる再密封式注ぎ口を含んでいる。
【０００３】
包装機械の成形、充填および密閉作動において、注ぎ口は機械の作業全体と関連してカートンに取り付けられねばならない。そのために、これらの機械は取り付けステーションを含み、取り付けステーションにおいて注ぎ口は取り付け装置に配給され、カートンに接触するように移動される。取り付け装置は、例えば超音波シールまたは溶着ヘッドのような或る形態の密封装置を典型的に含んでおり、この密封装置は、カートンに接触するように移動されるアンビル上に蓋が係止されている間にカートンに接触するように移動される。その後、注ぎ口をカートン材料に密着させるために、密封ヘッドから注ぎ口上のカートン材料にエネルギーが伝達される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
多くの最新式の包装機械は高速度で作動することから（或る機械は約１４，０００個／時間に及ぶ速度で作動する）、注ぎ口または蓋を包装機械の全体的な運転速度と釣り合う速度で配給しなければならないと同時に、取り付け装置内に適正に位置決めするためにそれらの蓋を正確に精度よく配給しなければならないということが１つの関心事となる。注ぎ口は周知の配給装置で引っかかりを生じたり不具合要因（隘路）となり、このために機械を減速させたり、配給位置で注ぎ口の取り除きを行うために機械を停止させる必要のあることが見い出されている。蓋の薄いフランジが互いに重なって蓋を傾斜（skewing） させるような重なり（shingling） として知られる特別な現象が生じる。これはさらに給送システム内での詰まりを生じることになる。
【０００５】
典型的には、蓋給送システムにおいて注ぎ口は重力によりシュートを通って取り付けシステムの往復作動するアンビル上へ落下する。１つ以上の蓋がアンビル上の受け止め位置へ落下した場合にシングリングを生じ、シュートに引っかかってそれらのシステムを詰まらせるということが見い出されている。
【０００６】
従って、蓋給送システムには、そのシステム内に生じ得る不具合要因（隘路）を防止する必要性がある。そのような蓋給送システムは、１度に１つの蓋がアンビルに受け取られるように配給することが望ましい。そのようなシステムは、蓋や注ぎ口を１つずつ分離して給送し、取り付け装置のアンビル上に受け取られるようにすることが一層望ましい。そのようなシステムは、蓋を１つずつ分離し、下位の蓋をその隣接する上位の蓋から押圧して取り付け装置のアンビルへ給送することが最も望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
成形、充填および密閉の組み合わされた包装機械に使用される蓋給送システムは、蓋収容領域から蓋取り付け装置へ蓋を給送し、１つずつ分離する。この給送システムは、蓋が互いに押圧し合うことで生じる蓋の重なりに関する周知の問題を解消し、蓋を個々に蓋取り付け装置へ押圧するために重力よりも大きい力を与える。
【０００８】
この給送システムは、収容領域から取り付け装置へ蓋を運ぶシュートを含む。このシュートは、搬送路を形成する。この給送システムは、上位および下位の往復作動部材を有して蓋を１つずつ分離するための分離装置（singulator）をさらに含む。好ましい実施例では、往復部材は上位および下位のプランジャーとして形成される。これらのプランジャーは、搬送路へ侵入および退出する往復作動を交互に行うように構成される。
【０００９】
下位部材は上面および下面を有する分離部材を含む。分離部材は楔としてけせされることが好ましい。楔の下面は、その楔が搬送路内へ移動するにつれて上面および下面の間の距離が増大するように、上面に対して傾けて、すなわち或る角度をなして形成される。
【００１０】
好ましい実施例では、楔の上面および下面のなす角度は約１０゜〜約３０゜である。この角度は約２０゜であることが最も好ましい。楔は、隣接するそれぞれの蓋の間で楔作用を容易に果たせるようにするために、湾曲ヘッド部分を含むことができ、またそのヘッドに凹部を形成されることができる。
【００１１】
往復作動するプランジャーは上位および下位の往復部材を往復駆動する第１および第２の空気圧作動式シリンダとすることができる。これらのシリンダおよびプランジャーは、空気圧の配管および（または）チューブ連結を容易にするために、搬送路の同じ側に取り付けることができる。
【００１２】
本発明のこれらの、およびその他の特徴および利点は、特許請求の範囲の記載に関連させて以下の詳細な説明により明白となるであろう。
【００１３】
本発明の恩恵および利点は、以下の詳細な説明および添付図面を精査した後に当業者に容易に明白となるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明はさまざまな形態の実施例が可能であり、現在好ましいとされる実施例を図面に示し、以下に説明するが、この開示は本発明の例示であり、本発明を図示する特定の実施例に限定することを意図してはいない。本出願における「発明の詳細な説明」は、本明細書で開示する主題の限定を意味するものでなく、そのように推測されるべきものでもない。
【００１５】
図面を参照し、特に図１を参照すれば、典型的な成形、充填および密閉式包装機械１０が示されている。包装機械１０は、全体を符号１２で示される蓋給送システムを含み、これが本発明の基本を具現している。典型的な成形、充填および密閉式包装機械１０は、直立されるまで平たく折り畳まれているカートンを収容するカートン・マガジン１４を含む。包装機械１０はさらにカートン直立ステーション１６と、底部フラップ密閉ステーション１８と、蓋取り付けステーション２０とを含む。蓋の取り付けの後、カートンは殺菌され、充填され、その後頂部パネル密封ステーション２２で密封されて周知の、よく認識されているカートン山形頂部が形成される。その後カートンは包装機械１０から取り出される。例示的な機械の構造および設計は本発明の譲受人に譲渡されたカツマタ氏の米国特許第６０１２２６７号に開示されており、その特許によるそのような機械の開示を目的として本明細書で援用される。
【００１６】
ここで図１を参照すれば、蓋２４はビンのような蓋収容ユニット２６から蓋給送システム１２へ給送される。図２ａおよび図２ｂに見られるように、蓋給送システム１２は複数のレール２８，３０，３２，３４を含み、これらのレールは蓋２４のためのシュート３６を形成している。図６に示されるように、典型的な蓋２４は注ぎ口３８を含み、注ぎ口３８はフランジ４２の片方の面４０から上方へ延在している。フランジ４２は、注ぎ口３８の直径ｄsよりもかなり大きい直径ｄfを有する。
【００１７】
図２〜図３を参照すれば、シュート３６においてレール２８〜３４はフランジ４２の両面に境界を設け、フランジ４２の上面および下面の外側部分に位置し、これにより蓋２４の搬送路Ｐを形成している。蓋２４は、注ぎ口３８を符号４４で示すようにレール２８とレール３０との間の開口すなわち間隙を通して突出させて、シュート３６を通って移動する。
【００１８】
１つずつ分離する分離装置４６は、上位プランジャー４８および下位プランジャー５０として示されている一対の往復作動するロッドまたはプランジャーを含む。プランジャー４８，５０は互いに互いに反対方向へ往復作動する。すなわち、図２ｂに示されるように、上位プランジャー４８が収縮位置にあるとき、下位プランジャー５０は伸長位置にある。逆に、図２ｂに示されるように、下位プランジャー５０が収縮位置にあるとき、上位プランジャー４８は伸長位置にある。プランジャー４８，５０はシュート３６で定められた蓋の搬送路Ｐへ侵入および退出する。
【００１９】
上位プランジャー４８は、シュート３６内に位置する一列に並んだ蓋のストッパである。上位プランジャー４８はプランジャー楔５２を取り付けられている。図５ａ〜図５ｄに見られるように、プランジャー楔５２は第１の一般に水平な上面５４と、下側の角度をなす、すなわち傾いた面５６とを含む。傾いた面５６は上面５４に対して約１０゜〜約３０゜の角度αであることが好ましい。この実施例では、角度αは約１９゜である。一列に並んだ蓋２４は上面５４上に係止される。
【００２０】
プランジャー楔５２は収縮位置（図２ｂ）から伸長位置（図２ａ）、すなわち搬送路Ｐ内へ移動するにつれて、上面５４および下面５６の間の距離が増大するように形成されている。このようにして、以下に説明するように、プランジャー楔５２が上位の蓋２４ｂおよび下位の蓋２４ａの内側すなわち間隔内へ移動するにつれて、蓋２４ｂおよび蓋２４ａの間隔は増大し、これにより蓋が分離されてフランジ４２ｂ，４２ａを互いに「重なり状態から解放させる」。この説明のために、上位の蓋２４ｂはシュート３６内の一列に並んだ蓋の中に保持される蓋であり、下位の蓋２４ａは取り付け浴び（図示せず）へ配給される蓋である。
【００２１】
プランジャー楔５２は丸められたヘッド部分５８をさらに含むことができる。この実施例では、ヘッド５８は約３ミリメートル（ｍｍ）の曲率半径を有する。ヘッド５８はその端部に凹部すなわち凹んだ領域６０をさらに含むことができる。丸いヘッド部分５８および凹部６０は、それぞれ隣接する上位の蓋２４ｂおよび下位の蓋２４ａの間に楔５２が押圧されるときに、蓋２４ａ，２４ｂが潰れる可能性を容易に減少または排除できるようにする。楔５２は、その本体に形成された開口６４を通して挿入されるピン６２でプランジャー４８に固定でき。
【００２２】
上述したように、一般に知られている蓋給送システムに生じる問題の１つは、蓋がシュート内でレール間に位置するときにフランジが重なり合う傾向を見せることである。このために本発明の分離装置４６は、シュート３６を通る蓋２４の移動を補助するために重力よりも大きい付加的な力を与えることでそれらの問題を解消する。
【００２３】
図２ａおよび図２ｂを参照すれば、作動においてプランジャー４８，５０は互いに反対方向へ往復作動する。すなわち、図２ｂに見られるように、下位プランジャー５０は伸長状態にある間、プランジャー楔５２を有する上位プランジャー４８は収縮状態にある。このようにして、蓋２４ａ，２４ｂは下位プランジャー５０によりシュート３６を通って落下することを防止される。ここで図２ａを参照すれば、プランジャー位置はその後逆転し、上位プランジャー４８はそれぞれ隣接する上位および下位の蓋２４ｂ，２４ａの間の伸長位置へ移動する。上位プランジャー４８が伸長位置へ移動するに連れて、下位プランジャー５０は収縮する。これは下位の蓋２４ａがシュート３６を通って落下できるようにする。楔５２の上面５４は上位の蓋２４ｂの下部に接触し、その上位蓋２４ｂ（およびそれよりも上方の蓋）がシュート３６を通って落下することを防止するストッパをなす。
【００２４】
同時に、楔５２の下側の傾いた、すなわち角度をなす面５６は下位の蓋２４ａの上部に接触する。上位および下位の蓋２４ｂ，２４ａのフランジ４２ｂ，４２ａが互いに重なり合っていると、この重なり合いは下位の蓋２４ａがシュート３６を通って落下することを妨害する。上位プランジャー４８の引き続く伸長によりプランジャー楔５２が内方へ向かって押圧され、これにより下位蓋２４ａを押圧して蓋フランジ４２ｂ，４２ａを「重なり状態から解除」することで、上位および下位の蓋２４ａ，２４ｂを互いに分離する。これは、図面から理解されるように、シュート３６を通して下位蓋２４ａを下方へ押圧して蓋２４を分離する。
【００２５】
作動サイクルにおけるこの時点において、上位の蓋２４ｂは上位プランジャー楔５２の上面５４上に係止され、下位の蓋２４ａはシュート３６を通って取り付け装置のアンビルへ向かって落下する。下位プランジャー５０が蓋２４を支持する、すなわち蓋２４の通過を防止するように伸長し、上位プランジャー４８が収縮することで、プランジャー４８，５０の位置はその後逆転される。その後プランジャー４８，５０は再びサイクル作動し、下位プランジャー５０は収縮し、楔５２を有する上位プランジャー４８は次の連続する２つの隣接した蓋２４を分離するように伸長する。
【００２６】
この実施例では、プランジャーすなわちロッド４８，５０は空気圧作動式シリンダ６６，６８で駆動される。シリンダ６６，６８は共通の空気源（図示せず）に連結される、すなわち配管される。しかしながら、シリンダ６６，６８は互いに逆に空気源に連結されることが認識されるであろう。すなわち、上位のプランジャー・シリンダ６６の片側に至る給送ラインは下位のプランジャー・シリンダ６８の反対側に給送する。このようにして、プランジャー４８，５０は互いに逆の関係でサイクル作動するように構成される。これは、シリンダ６６，６８の空気圧作動と向き合うプランジャー４８，５０の反応時間の結果としてプランジャー４８，５０の作動に「遅れ」を生じることになる。蓋給送システム１２が成形、充填および密閉式包装機械１０の全体としての機能および作動と適正なタイミングを得ることを保証するために、他のタイミング手段および（または）連動手段を採用できる。当業者は、蓋給送システム１２に使用でき、本発明の範囲および精神に含まれる他のさまざまな駆動装置を認識するであろう。
【００２７】
図４を参照すれば、プランジャー４８，５０、およびシリンダ６６，６８は、当業者が容易に認識できる取り付け組立体７０によって蓋給送システム１２に取り付けられる。この組立体７０は上位および下位の支持プレート７４，７６に取り付けられる第１のブラケット７２を含むことができる。支持プレート７４，７６は開口７８，８０を有し、その中を蓋２４が通過する。アングル・ブラケット８２はシリンダ６６，６８を支持するのに使用でき、またシリンダ６６，６８従ってプランジャー４８，５０の位置の調整を容易にしてシュート３６内にプランジャー４８，５０を正確に位置決めできるようにするように構成できる。他の取り付け構造は、当業者が容易に認識できるであろう。シリンダ６６，６８はシュート３６の共通の側に取り付けられて示されているが、これもまた望まれる機械構造および設計のために変更できるということもまた認識できるであろう。
【００２８】
図７は代替実施例の分離装置１４６を示しており、上位プランジャー１４８は図２〜図４に示したプランジャーと逆の関係に取り付けられた楔１５２を含んでいる。すなわち、楔１５２は上面を下にして取り付けられ、傾斜面１５６が下方ではなく上方へ向けられている。この配向では、傾斜面１５６は上位の蓋２４ｂを上方へ押圧して下位の蓋２４ｂから重なり解除を行う。
【００２９】
本発明の開示において、「装置」や「手段」などの表現は単数の場合も複数の場合も含んでいる。逆に、複数として記載されるものはいずれも、適当ならば単数の場合を含む。
【００３０】
前述から、本発明の新規な概念の精神および範囲から逸脱することなく多くの変更および変形を成し得ることが理解されるであろう。特定の図示実施例に対して限定するものではなく、そのように予想されるべきものではない。この開示は特許請求の範囲に記載した範囲に含まれるそれらの変更の全てを請求項で包含ことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓋取り付けシステム、および本発明の基本を具現した蓋給送システムを有する例示的な成形、充填および密閉式包装機械の斜視図である。
【図２】図２ａおよび図２ｂは本発明の基本を具現した蓋の分離装置を有する蓋給送システムの斜視図であり、その分離装置は給送システム・シュート内に蓋が配置されて示されており、図２ａは隣接するそれぞれの蓋の間に楔を位置させた伸長位置の上位プランジャー、および収縮位置の下位プランジャーを示し、図２ｂは隣接するそれぞれの蓋の間から取り出された収縮位置の上位プランジャー、および蓋を支持する伸長位置の下位プランジャーを示している。
【図３】図２ａおよび図２ｂに示したシステムと同様の分離システムの図であり、分離装置は明瞭に図解するために内部に蓋が位置していない状態で示されている。
【図４】図３の分離システムの分解図である。
【図５】図５ａ〜図５ｄは本発明の蓋分離システムの楔部材の前部斜視図、後部斜視図、頂面図および横断面図であり、図５ｄは図５ｃの線５ｄ−５ｄに沿う断面図である。
【図６】本発明の蓋給送システムを使用して給送できる例示的な蓋を示している。
【図７】図２〜図４に示した楔と逆に楔が取り付けられた蓋分離システムの代替実施例を示している。
【符号の説明】
１０  成形、充填および密閉式包装機械
１２  蓋給送システム
１４  カートン・マガジン
１６  カートン直立ステーション
１８  底部フラップ密閉ステーション
２０  蓋取り付けステーション
２２  頂部パネル密封ステーション
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  蓋
２６  蓋収容ユニット
２８，３０，３２，３４  レール
３６  シュート
３８  注ぎ口
４０  面
４２  フランジ
４４  開口
４６  分離装置
４８，５０  プランジャー
５２  プランジャー楔
５４，５６  面
５８  ヘッド部分
６０  凹部
６２  ピン
６４  開口
６６，６８  シリンダ
７０  取り付け組立体
７２  ブラケット
７４，７６  支持プレート
７８，８０  開口
８２  アングル・ブラケット
１４６  分離装置
１４８  プランジャー
１５２  楔
１５６  傾斜面
【図１】
0003895981.tif 000002
【図２】
0003895981.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003895981.tif 000005
【図５】
0003895981.tif 000006
【図６】
0003895981.tif 000007
【図７】
0003895981.tif 000008