(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）物品群を、互いに高さが異なる少なくとも２つの流れに分けて供給する工程と、
（ｂ）供給された物品群を小分け・移送するための機構を介して、前記互いに異なる高さのうちの第１の高さにおいて、物品群の一部からなる第１の物品サブグループを複数個形成し、これら第１の物品サブグループを所定の方向に移送する工程と、
（ｃ）前記各第１の物品サブグループの頂面に、物品サブグループの支持台を配置する工程と、
（ｄ）前記物品群を小分け・移送するための機構を介して、前記互いに異なる高さのうちの第２の高さに相当する、前記支持台の高さにおいて、前記物品群の他の一部からなる第２の物品サブグループを複数個形成するとともに、この第２の物品サブグループを、前記第１の物品サブグループの移送方向を横断する方向において、前記支持台上へスライドさせて、第１の物品サブグループの上に第２の物品サブグループを積み重ねる工程とを含み、
前記物品サブグループを小分け・移送するための機構は、前記物品群の少なくとも２つの流れのいずれとも交差しつつ移動する、前記第１の物品サブグループの移送方向を横断する方向を向く複数のフライトバー手段を具備し、このフライトバー手段の移動によって、（１）前記（ｂ）工程における第１の物品サブグループの所定方向への移送と、（２）第２の物品サブグループが積み重ねられた第１の物品サブグループの所定方向への移送とを行うようになっている物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項２】
前記第１の物品サブグループを形成するための物品群の第１の流れを供給する第１の位置と、前記第２の物品サブグループを形成するための物品群の第２の流れを供給する第２の位置との間において、前記支持台を配置することを特徴とする請求項１記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項３】
前記支持台は、概ね平らで、方形をなし、かつこの支持台を配置しても、前記第１の物品サブグループの頂面の高さが概ね同一にとどまる程度に薄いものであることを特徴とする請求項２記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項４】
前記支持台には、この支持台の１つの縁部に沿って延びる折り曲げ線によってフラップ部が区画されており、このフラップ部は、前記折り曲げ線に沿って、前記第１の物品サブグループの頂面の１つの縁部に覆い被さるように折り曲げうることを特徴とする請求項３記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項５】
前記支持台は板紙から形成されていることを特徴とする請求項３記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項６】
前記各第１の物品サブグループの頂面に配置されている支持台の位置がずれないようにする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項７】
前記物品群の少なくとも２つの流れを、それぞれ、少なくとも２つの直線的な物品の列に分岐することを特徴とする請求項１記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項８】
前記各列を、前記第１の物品サブグループの移送方向と所定の角度で交差させ、この列から物品を受け取って、前記第１および第２の物品サブグループを形成することを特徴とする請求項７記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項９】
前記物品の積み重ねグループを、カートンに収容する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項１０】
前記カートンを、物品の積み重ねグループと対向する側を開放せた状態で、前記第１の物品サブグループの移送方向と平行に、かつ物品の積み重ねグループと同期させて供給することを特徴とする請求項９記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項１１】
前記物品の積み重ねグループを、前記カートンの開放している側を介して、このカートンの供給方向を横断する方向において、カートンに収容することを特徴とする請求項１０記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項１２】
前記カートンは、四方を包囲する板紙製の壁体を有し、前記開放している側は、前記壁体のフラップ部によって区画されており、前記物品は飲料缶であることを特徴とする請求項１１記載の物品の積み重ねグループを形成する方法。
【請求項１３】
下方の物品サブグループおよび上方の物品サブグループからなる物品の積み重ねグループを、カートンに連続的に収容する方法であって、
（ａ）物品群の第１の流れを第１の位置に供給する工程と、
（ｂ）前記第１の位置において、フライトバー手段を用いて、前記物品群の第１の流れから物品を小分けし、下方の物品サブグループを形成する工程と、
（ｃ）前記下方の物品サブグループを、直線的に第２の位置へ移送する工程と、
（ｄ）前記下方の物品サブグループが前記第２の位置に到着する前に、下方の物品サブグループの上に支持台を配置する工程と、
（ｅ）物品群の第２の流れを、前記第２の位置に供給する工程と、
（ｆ）前記第２の位置において、前記フライトバー手段を用いて、前記物品群の第２の流れから物品を小分けし、上方の物品サブグループを形成するとともに、この上方の物品サブグループを、前記支持台上へ、この支持台の移動方向を横切るようにスライドさせて、下方の物品サブグループおよび上方の物品サブグループからなる物品の積み重ねグループを形成する工程と、
（ｇ）前記物品の積み重ねグループを所定の方向へ移送する工程と、
（ｈ）前記物品の積み重ねグループの移送方向と平行に、これら物品の積み重ねグループと同期させてカートンを供給する工程と、
（ｉ）前記物品の積み重ねグループを、前記カートンの中へ、このカートンの供給方向を横断する方向において収容する工程とを含む方法。
【請求項１４】
（ａ）物品群を、互いに高さが異なる少なくとも２つの流れに分けて供給する工程と、
（ｂ）前記互いに異なる高さのうちの第１の高さにおいて、供給された物品群の一部からなる第１の物品サブグループを形成し、これら第１の物品サブグループを所定の方向に移送する工程と、
（ｃ）前記第１の物品サブグループの頂面に、概ね平らで、方形をなし、配置しても、前記第１の物品サブグループの頂面の高さが概ね同一にとどまる程度に薄い支持台であって、かつこの支持台の１つの縁部には、この縁部に沿って延びる折り曲げ線に沿って、第１の物品サブグループの頂面の１つの縁部に覆い被さるように折り曲げうるフラップ部が形成されている支持台を配置する工程と、
（ｄ）前記所定の方向に移送中の第１の物品サブグループの頂面に配置され、かつ前記互いに異なる高さのうちの第２の高さに位置する支持台上に、前記物品群の他の一部からなる第２の物品サブグループを形成する工程とを含む物品の積み重ねグループを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、包装方法に関する。特に本発明は、特に積み重ねられた、多層状の物品を連続的に形成するための方法に関する。本発明の包装方法は、異なるタイプ、スタイルおよびサイズの物品を広範な積み重ねられた物品グループとし、更に種々の包装媒体内やカートン内に、高速かつ信頼性高く包装するのに適用できる。
従来、種々の包装装置および方法が提案されており、選択された物品群をパッケージ内に包装するのに使用されている。しかし、従来の装置および方法は、物品グループを特別の要領で包装し、かつ特定の装置を利用するものであった。更に従来のカートン詰め装置は調節能力が限られており、出力容量も限られ、かつそれぞれのデザインに起因のために、製造および維持管理が困難であった。更に公知の方法および装置は、積み重ねた、層状の製品群を連続運動で包装するものではない。
従来の包装手段として、コンベア上を移動している物品グループの上にカートンを載せ、カートンを組み立てる垂直カートン詰め方式がある。本願出願人に譲渡された米国特許第4,802,324号がそれである。
また、本願出願人に譲渡された米国特許第5,036,644号明細書は、所定の物品グループに対して直接に平らな包装スリーブを移送し、その後、ラップしてカートンを閉じる、包装スリーバーアセンブリを開示している。
従来技術として、種々のエンド装填包装装置も提案されている。例えば、ランゲン（LANGEN）外に付与された米国特許第3,778,959号明細書は、所定の数のコンテナを送りコンテナスリップからかき寄せ、すなわち捕捉するよう、コンベアに取り付けられた複数の横方向に延びる隔置されたフェンス、すなわちフライトを利用するエンド装填機を開示している。
カルバート（CALVERT）外に付与された米国特許第4,237,673号明細書は、開放された端部を通して、コンテナスリーブを装填する装置を開示している。ランゲン（LANGEN）外に付与された米国特許第4,936.077号明細書は、カートン内への移送中に、隣接する製品グループの列を揺らせるよう、スプリング負荷されたプッシャーヘッドを備えたプッシャー機構を利用するカートン装填装置を開示している。
従来の方法および装置における限界および欠点に鑑み、本発明の目的は、高速で、積み重ねられた製品グループを、高速で連続して、かつ信頼性高く形成するための方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、種々のパッケージタイプ、物品および積み重ねられた各種の物品グループと共に使用可能な包装方法を提供することにある。
本発明の特定の目的は、下方の物品サブグループと、上方の物品グループサブグループとの間に配置されたベース部材を介して、積み重ねられた多層状の物品グループを形成する方法を提供することにある。
発明の概要
本発明は、垂直方向の別個の高さにおいて、物品の少なくとも２つの流れを供給する工程と、第１の高さにおいて、少なくとも１つの物品を有する第１物品グループの流れを形成し、長手方向に輸送する工程と、各第１物品グループの頂部表面に支持ベースを載せる工程と、前記各長手方向に移動する第１物品グループの前記支持ベースの頂部において、第２高さに少なくとも１つの物品を有する第２物品グループを形成し、もって、積み重ねられた物品グループを形成する工程とを備えた、積み重ねられた物品グループを形成するための方法を提供するものである。
支持ベースは、板紙で製造され、薄く、ほぼ平らな直線状の形状を有し、第１物品グループの頂部表面とほぼ同一平面上の表面領域を備えることが好ましい。この支持ベースは、１つのベースエッジに沿って配置され、スコアラインによって構成されたフラップ部材を有することができる。このフラップ部材は、第１物品グループの頂部表面の１つのエッジ上に折り畳むことができる。
本発明の好ましい実施例においては、長手方向に配列された軸線に沿う第１の所定位置、および第１の垂直高さにおいて、物品の少なくとも１つの流れを供給する工程と、第１位置において、下方物品サブグループの流れを形成し、長手方向に輸送する工程と、第１位置の下流側の軸線に沿う第２の所定位置において、内側分割構造体を載せる工程と、第２位置よりも下流の第３位置、かつ第１垂直高さよりも高い第２垂直高さにおいて、物品の少なくとも１つの流れを供給する工程と、各下方物品サブグループの各分割構造体上に、第３位置において上方物品グループを摺動自在に形成し、もって積み重ねられた物品グループを形成する工程と、長手方向軸線に沿って積み重ねられた物品グループを輸送する工程と、物品グループに隣接し、平行な積み重ねられた物品グループと同期した状態で、これら物品グループに開放端が向いたカートンの長手方向の流れを提供する工程と、同期したカートン内へ積み重ねられた物品グループを側方に移動させる工程とを備えた、外側構造および内側分割構造を有するタイプのパッケージ、すなわちカートン内に、積み重ねられた物品グループを装填するための連続カートン詰め方法を提供している。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明におけるカートン詰めアセンブリの側面図である。
図２は、カートン詰めアセンブリの頂部の平面図である。
図３は、カートン詰めアセンブリによって組み立てられたカートンの斜視図である。
図４は、図３のライン４−４に沿ったカートンの断面図である。
図５は、カートン詰めアセンブリの詳細側面図である。
図６は、カートン詰めアセンブリの詳細頂部平面図である。
図７は、カートン詰めアセンブリの一部の頂部平面図である。
図８は、物品グループ選択輸送機構の所定部分の側面図である。
図９は、カートン供給輸送機構の一部の平面図である。
図１０は、カートン供給輸送機構の一部の側面図である。
図１１は、カートン供給輸送機構の排出端の平面図である。
図１２は、カートン供給および輸送機構の排出端の側面図である。
図１３は、物品供給機構の移送ガイドの側面図である。
図１４は、カートン供給輸送機構のカートン支持アセンブリの側面図である。
図１５は、図１４のカートン支持アセンブリの平面図である。
図１６は、図１４のカートン支持アセンブリの左端面図である。
図１７は、図１４のカートン支持アセンブリの右端面図である。
図１８は、クロス装填機構の平面図である。
図１９は、図５のライン１９−１９にほぼ沿ったカートン詰め装置の断面図である。
図２０は、図５のライン２０−２０にほぼ沿ったカートン詰め装置の断面図である。
図２１は、物品グループ選択輸送機構の詳細を示すカートン詰め装置の断面図である。
図２２は、図７のライン２２−２２に沿ったカートン詰め装置の断面図である。
図２３は、図５のライン２３−２３にほぼ沿ったカートン詰め装置の断面図である。
図２４は、図５のライン２４−２４にほぼ沿ったカートン詰め装置の断面図である。
図２５は、図５のライン２５−２５にほぼ沿ったカートン詰め装置の断面図である。
図２６は、装填アームアセンブリの平面図である。
図２７は、プッシュフェースの側面図および端面図である。
図２８は、図２６のライン２８−２８に沿った装填アームアセンブリの端面図である。
図２９は、装填アームガイドの端面図である。
図３０は、物品グループ選択および輸送機構を横断して作動的に伸長した装填アームアセンブリの断面図である。
図３１は、物品グループ選択輸送機構のフライトバー構造の詳細側面図である。
図３２は、本発明の別の実施例の装填ゾーンの平面図である。
図３３は、図３２に示された実施例の側面図である。
好ましい実施例の説明
本発明の方法および装置は、積み重ねられた物品グループを、連続高速プロセスで形成するためのものである。
図面に示すように、本発明の方法は、連続運動高速包装装置１０により実行される。この装置１０は、異なるタイプ、サイズおよび量の物品または製品を、異なるタイプおよびサイズのパッケージ内に、信頼性の高い、連続および高速包装をしうるように、調節自在である。
例えばこの装置１０は、標準的な約３３６ｇ（１２オンス）の飲料用缶を２４個（１２／１２）、３０個（１５／１５）および３６個（１８／１８）詰めの積み重ね体となるように装填するよう使用できる。更に、飲料用コンテナを例えば板紙のカートンに装填することは、コンテナおよびカートン構造体の双方の代表的な工業的公差で、迅速かつ高い信頼性で達成される。
装置１０によって実行されるこの方法により充填されたカートンは、保管上の質および輸送性を高めるよう、最大の直角度および緊縮性を有し、高品質で、かつ一貫性のあるものとなる。ここに開示した実施例は、積み重ねられた物品グループを板紙カートンに装填するものであるが、本発明の範囲内では、物品グループ形成後、側方装填、シュリンクラッッピング、バンド締め、物品グループのまわりに板紙その他材料を形成することを含む種々の方法で、積み重ね物品グループを処理することができる。
図１〜図２に示すように、連続運動カートン詰め包装装置１０は、カートン供給および輸送機構、すなわちストリーム１１と、物品グループ選択および輸送機構、すなわちストリーム１２と、１対の物品供給機構、すなわちストリーム１３および１４と、分割設置機構１５と、物品グループ移送、すなわちクロス装填機構１６とを備えている。これら機構は、一体的フレーム構造体１７によって支持された状態に示されているが、正しく直線状に配置されている場合には、本発明の要旨の範囲内で、別個の支持構造体を利用することもできる。
カートン供給機構１１は、装置１０の入力端１８の近くに配置された状態で示されている。その後、カートンスリーブ、すなわちブランク２５が、装置１０の出力端２１まで直線状に輸送される。装置１０の入力端２０には、物品供給機構１３および１４も配置された状態に示されている。
各物品供給機構１３および１４の第１部分は、物品グループ選択および輸送機構１２に対して空間的に平行に配置されており、第２部分は、所定の角度で物品グループ選択輸送機構１２に合流し、物品グループ選択および輸送機構１２に沿う２つの異なる位置に、製品すなわち物品２０のストリームを供給するようになっている。これら合流機構１２−１４は、固定されたフライトバー装置により、個々の物品２０を計量して、機構１２上の所定の積み重ね物品グループ２１および２２とするように構成され、配置されている。
装置１０の積み重ね機能は、第１グループ２１を低い高さに形成し、分割シート設置機構１５によりセパレータすなわち分割シート２４をそれよりも低いグループ２１に載せ、次により高い高さに、第２グループ２２を下流側に形成すると同時に、物品グループ選択機構１２のうちのフライトバーの作用により、分割シート２４を横断するように、上方グループ２２をスライドできるようにすることにより行われる。
別の実施例では、上方のデッドプレート上に第２グループを形成し、これを分割シート上に落下または他の方法で載せる。
物品グループ選択および輸送機構１２は、カートン供給および輸送機構１１に隣接し、かつこれと平行に配置され、直線状に下流側に延びている。合流、すなわち組み合わされた物品グループ２３は、この機構上を離間した状態、かつ計量されながら下流側に輸送され、各グループ２３は、カートン供給輸送機構１１上を移動するカートン２５と整合された状態にある。
物品グループ供給輸送機構１２に隣接して、かつ平行に、クロス装填機構１６が配置されており、装置１０に対し長手方向に延び、移動するようになっている。このクロス装填機構１６は、複数の装填アームを有し、これらアームは、物品グループ選択輸送機構１２上の製品グループ２３を、カートン輸送機構１２上を移動する整合されたカートン２５へ移動させ、これらカートン２５に製品グループ２３を装填するよう、輸送機構１１、１３および１４に対して横方向すなわち垂直に延びている。
上記機構１１−１４および１６の各々は、回転自在なドライブおよびアイドラーエンド手段の回りに張られ、装置１０の入力（上流）端１８および出力（下流）端１９に対して長手方向に移動するエンドレスチェーンまたはベルトを備えるコンベアタイプの構造であることが好ましい。各機構の移動は、例えば共通ドライブ手段またはギア手段により、互いに同期化されている。
図３および図４に示すように、本発明の方法は、頂部に互いに重ねられた、すなわち積み重ねられた缶２０またはその他の物品を含むキャリア、すなわちカートン２６を製造するのに使用できる。板紙キャリアブランク、すなわちスリーブ２６は、頂部パネル４２および底部パネル４３に折り畳み自在に接続された前方側方パネル４０および後方側方パネル４１を備えている。エンドパネル４４は頂部、底部および側方パネル４０−４３を接続している。
図示のように、キャリア２６は、飲料用缶２０として示すため図示された物品の底部層すなわちサブグループ２１と、缶の上部層すなわちサブグループ２２を積み重ねられた状態で含んでいる。上方缶２２の下方端部は、底部缶２１が底部パネル４３に載った状態で、薄い板紙分割シート２４（ベースまたは支持シートとも称される）上に支持されている。
分割シート２４の安定化を助けるよう、シート２４の中間エッジに位置し、孔すなわちスコアラインを介して下方に折られた延長タブを設けることが好ましい。この延長タブは、缶２２の上部層が分離シート２４に押される間、シート２４を安定に保持するための手段となる。缶２３がすべて正しく位置決めされると、装置１０上のガイドにより、シート２４は所定位置に保持される。頂部パネル４２は、缶２０とキャリア２５との間に密に嵌合できるよう、缶の上部レベル２２の頂部チャイム４３に近接するか、またはこれに接触することが好ましい。
図面に示した装置１０は、板紙のキャリアスリーブによる飲料用缶のカートン詰め作業に利用されるが、その他の種々の積み重ねられたコンテナまたは物品を包装するのに、本発明の要旨内において変更することもできる。例えば、種々のキャリア構造に包装したり、シュリンクラッピング、バンド締め等による物品グループの包装をしたりする変形例も可能である。
図５、６、２０および２２を参照する。
カートン供給輸送機構１１は、本願出願人に所有されている米国特許第4,530,686号明細書に開示されているようなロータリータイプのカートン設置機であることが好ましい。垂直に調節自在なフレーム構造体５０により、カートン輸送機構１１の入力端の上方にカートン直立装置４９が支持されて入る。この直立装置は、基本的にはパワーマガジン５１から機構１１の輸送表面に平らなカートンブランク、すなわちスリーブ２５を移送すると同時に、少なくとも１つのフラップ４４により境界が定められた、対向する端部が開放された４面構造となるように、ブランク２５を開放する。重要なことは、部分的に直立状態になったカートン２４を横向きに置き、装填のため、カートン輸送機構１１の側面に対してカートンの端部を開放状態にすることである。
カートン輸送コンベア５２は、カートン供給設置機４９からのカートンまたは他のキャリア２５を受け、これらを、装置１０の全体に対して下流に直線状に輸送する。カートン２５の下流側への輸送は、カートン２５の装填を行うよう、更に後に説明するように、物品グループ選択輸送機構１２およびクロス装填機構１６と同期化されている。重要なことは、カートン輸送コンベア５２は、種々のタイプおよびサイズのカートン２５を収容するように調節できることである。
特に図９、１０および２２−２５に示す様に、カートン輸送コンベア５２は、基本的には、１対のフライトチェーン１８１および１８２に接続された複数のフライトラグ５６を備え、フライトチェーン１８１および１８２は、ドライブ端５３およびアイドラー端５４に接続され、これらを中心に回転するようになっている。１対のラグ５６が示されているが、別のカートン構造に対しては、カートン２５当たりのラグ５６の数を変えることができる。
ラグ５６は、２つの目的を果たすように示されている。すなわち、特定のカートン２５の前方に配置されたラグは、制御および安定化のためのものであり、カートンの後方に配置された対になったラグは、コンベア機構５２上でカートン２５を前方に押圧するようになっている。これらラグ５６は、ナイロンまたは同様な材料から製造することが好ましい。ラグ５６は、ラグベースを介して、フライトチェーン１８１および１８２に取り付けられている。フライトチェーン１８１および１８２は、チェーンガイド１８３により、コンベア５２の頂部すなわち前進走行部に支持されている。
チェーンガイド１８３は、ガイド支持体１８４を介して主要フレーム１７に接続されている。コンベア５２の底部走行部に沿って細長い長手方向に延びるリターンガイド１８５が配置されて入る。このガイドは、高速作動中の復帰を安定化するため、各ラグ５６内のノッチに嵌合している。更に、フライトチェーン１８１と１８２との間にて、チェーンガイド１８３の水平平面と同じ高さに低摩擦頂部表面がコンベア５２上の各カートン２５の底部を支持するように、長手方向に配列されたサイドレール（図示せず）を配置できる。平行に並置されたチェーン上のラグ５６の間の幅方向、すなわち横方向間隔は、横方向ラグ調節機構により可変であることが好ましい。
１対のフライトラグ５６しか示されていないが、当業者に公知のように、移送調節可能な前方および後方フライトラグを備えた別の構造に製造することも可能である。この移送調節は、カートンの間隔をセンター装置上で、例えば１５〜３０cm（６〜１２インチ）の間に調節し、装置１０を６個詰めから３６個詰めの処理に変えるよう、装置１０を種々のカートンの構造と共に使用できるようにすることが好ましい。
図５、１０および１４−１７に示す様に、この装置は、特に装填段階の間にカートン供給輸送機構１１上を移動する比較的高い２つの高さのカートン２５の頂部を支持するカートン安定化構造２８を含むことが好ましい。このカートン安定化構造２８は、基本的には１対のオーバーヘッドレール１９１および１９２を含み、これらレールは、ポスト１９６により支持された調節機構１９５によりリンクされた垂直支持部材１９３および水平支持部材１９４に接続されている。カートンスリーブ組み立てガイドアセンブリ１９７も、カートン安定器２８の前方で、かつ設置機４９によりコンベア５２上にスリーブを最初に設置する点のすぐ下流側に配置することが好ましい。
図５、６および１３を参照する。
第１すなわち低物品供給機構１３は、物品グループ選択輸送機構１２上の第１の所定レベルすなわち高さで、かつ所定の点で、装置１０に対し複数の入力された個々の物品２０を供給する。機構１３は、コンベア６０を備えており、このコンベアは、ドライブスプロケット／シャフトアセンブリ６１、およびアイドラースプロケット／シャフトアセンブリ６２の回りに張られている。このコンベア６０は、一体的なベルトから成ることが好ましい。
コンベア６０の頂部の前進走行部上に輸送される物品２０は、レーンセパレータ６３により複数のファイル通路に分離される。各レーンセパレータ６３は、直立したプレートとして示されて入る。この直立プレートは、コンベア６０上の１つ以上のコンテナ２０の流れをガイドするのに十分高く、更にコンベア６０の上方に吊り下げられている。これらレーンセパレータ６３は、物品グループ選択輸送機構１２に対して、角度をなす製品輸送レーンを形成している。機構１２の長手方向軸線に対して接近角が約２０〜２５度であると、製品グループ選択の結果が最適となることが判っている。
コンベア６０は、物品の移動を可能にするように、物品グループ選択輸送コンベア１２に接近し、かつ平行に配置されている。コンベア６０と輸送機構１２との間の境界部には、レーンセパレータに対応する角度のついたレーン溝を有する低摩擦のデッドプレートが介在されることが好ましい。各レーンセパレータ６３は、所定の長さのターミナル部分６４を有し、この部分が機構１２の輸送通路の幅の３分の１にほぼ等しい長さだけ、物品グループ選択輸送機構１２の通路内に延びている。
各ターミナル部分６４は、物品グループ選択輸送機構１２の長手方向に輸送されたフライト構造（これについては更に後述する）が角度のついた輸送レーンを通過できるようになっている。フライトバー２４がレーンセパレータの端部６４に係合し、これを通過する際、これらフライトバーはレーン内に配置されていた物品２０と係合し、これらを機構１２の長手方向輸送通路上の隣接するフライトバー７４の間にかき寄せる。
フライトバー７４、レーン端部６４およびコンベア６０および１２によって生じる力の組み合わせにより、個々の物品２０を所定の物品グループ２１とするように選択し、計量し、物品グループ２１は、物品グループ選択輸送機構１２上で完全に合流される。この結果生じる製品グループ２１のサイズ、配列および大きさは、送りレーンの数、製品の大きさおよびフライトバー７４の構造および間隔に応じて決まる。
例えば本実施例では、製品用の６本のレーンがアクティブであり、３列（各列は６個の缶を有する）の１８個の物品のうちの製品グループ２１が選択されるよう、フライトバー７４が離間されている。レーンは製品グループ２１のサイズおよび／または配列を変えるよう、閉鎖手段６７によってブロックできる。これらレーンセパレータ６３およびフライトバー７４は、製品グループのパラメータをフルに変えることができるよう調節自在となっている。
低物品供給機構１３は、相補的外部装置、例えば別の送りコンベアと嵌合する送り端１８として終わるようになっている。これとは別に、送りコンベアは装置１０と一体的でもよい。更に、装置１０の他の機素と平行に配列され、その後、物品グループ選択輸送機構１２に傾斜したコンベアレーンを使用しているが、上記のように全体が傾斜した送りコンベアを設けることも可能である。
物品グループ選択輸送機構１２は、上記のような第１すなわち低物品供給機構１３、および下記の第２すなわち高物品供給機構１９からの物品グループ２１および２２を選択し、これらを装置１０全体に対して下流側に直線状に輸送する。物品グループ２１および２２の下流への輸送は、カートン供給輸送機構１１および下記のクロス装填機構１６と同期し、カートン２５の装填を実施するようになっている。
更に図７、２１および２２をも参照する。物品グループ選択輸送機構１２は、コンベア７３と、コンベア７３に固定され、この上で長手方向に輸送される複数のフライトバーアセンブリ７４と、複数のスライドプレート７５とから成り、スライドプレート７５は、離間されたフライトバー７４の間でコンベア７３上に配置されている。
コンベア７３は所定のスピードで走行する。このコンベアは、ドライブスプロケット／シャフトアセンブリ７６と、アイドラースプロケット／シャフトアセンブリ７７と、１対の並行なエンドレスコンベアチェーン７８を含み、これらチェーンは、スプロケット／シャフトアセンブリ７６および７７に接続され、これらの回りを回転し、長手方向に延びる前方すなわち頂部走行部７９およびリターンすなわち低走行部８０を形成している。第１すなわち低物品供給機構１３が物品グループ選択輸送機構１２と合流している領域の直前に、アイドラーアセンブリ７７が配置され、コンベア７３の開始点をマークしている。
クロス装填機構１６の端部に、ドライブスプロケット／シャフトアセンブリ７６が隣接し、コンベア７３の端部をマークしている。
クロス装填機構１６の端部にドライブスプロケット／シャフトアセンブリ７６が配置され、コンベア７７３の端部をマークしている。各コンベアチェーン７８のは、頂部および底部の長手方向に延びるチェーンガイド８１によって支持されており、これらガイドは、次に直立コンベア支持体８２を介して主フレーム１７に接続されている。
図３１をも参照する。各フライトバーアセンブリ７４は、頂部レール部材８３を底部レール部材８４とを含み、これらレール部材は、垂直スペーサ８５により互いに接続されている。頂部部材８３と底部部材８４は、互いに並行に配置され、スペーサ８５によって空間的に分離されるようになっている。各底部部材８３および底部部材８４は、傾斜のついた前方端１５０と、平らな後方端として終わっている細長い直線状の本体１５１とを有する。前方端１５０は前方エッジから後方エッジまで内側に傾斜し、物品送りレーン内に配置された物品３０をフライトバー７４が選択し、これら物品を、密に離間した最も近い上流側の物品２０から分離できるようにしている。
図７に最良に示すように、１対の固定スライドプレート１５２および１５３が、各フライトバー７４アセンブリに接続されている。フライトバー７４およびスライドプレート１５２および１５３は、接続ブラケット８６を介して、フライトチェーン７８に接続されている。スライドプレート１５２および１５３は、下方物品グループ２１を支持し、更にこれらを表面上で摺動できる低摩擦頂部表面を備えた薄い平らな構造体となっている。隣接するフライトバーアセンブリ７４の間に、スロット付きスライドプレート１５４が配置されており、各プレート１５４は側方に向いたスロット１５５を含む。
フライトバー７４の高さ（すなわち、頂部部材８３と底部部材８４との間の分離距離は、コンテナおよびコンテナ群のサイズおよび形状に応じて決まる。例えば長い缶（３４０ｇ（１２オンス））は正しく選択し輸送するためにショート缶（２８０ｇ（１０オンス））よりもより高い高さのフライトバー７４を必要とする。頂部部材８３および底部部材８４の幅は、形成される製品グループ２１および２２の所望の大きさによって決まる。
本発明の範囲内で、種々のコンテナおよびコンテナ群のパラメータに合うように、フライトバー７４の高さおよび幅をフルに調節できるようにすることができる。
図７、８および２１に最も良く示すように１対の長手方向に向いた上方ガイドレール１６２および下方ガイドレール１６３、および横方向の調節構造１６３を含む群安定化構造１６１が、物品グループ選択輸送機構１２の外側、すなわち側面に配置されている。機構１２の上流側端部から上方部分２２が形成される機構１２上の点の前方の位置まで、下方ガイドレール１５２が延びている。
上方群２２が形成されている物品グループ選択および輸送機構１２上の領域にわたって、上部ガイドレール１６２が延びて入る。ベース物品サブグループ１２および上方物品サブグループ２２にそれぞれ接触するよう、フライトバー７４の上方部材８３と下方部材８４との間の所定の高さに、上方レール１６２および下方レール１６３が配置されている。レール１６２および１６３の横方向の長さは、物品グループ２３のサイズを変えるための横方向調節構造体１６４によって調節可能である。
図５および図９を参照すると、分割設置機構１５は、分割シート２４を物品グループ選択輸送機構１２上に形成され、この上で走行する下方すなわちベース物品グループ２１の頂面に当切させる。分割設置機構１５は、まずベース物品グループ２１が形成される所定の点で、物品グループ選択輸送機構１２上に位置するように示されている。この分割設置機構１５は、真空制御部材９４を備えた１対の頂点位置を有する、本願出願人により製造販売されているタイプのロータリー設置機構９２から成ることが好ましい。
設置機９２には、パワーマガジン９３が連動し、この設置機９２に、分割シート２４を連続供給するようになっている。分割シートを設置するには、ロータリータイプの設置機が好ましいが、本発明の基本的方法を実施するため、別の設置手段と置換することも可能である。
再度、図７、８および２１を参照する。
物品グループ選択輸送機構１２の一部の上方に、１対の中間レール１６９および側方レール１７０と調節構造１７１を含む、分割ホールドダウンアセンブリ１６８が配置されており、設置機９２による分割シート２４の設置点の直後の点から下流側に延びている。
中間レール１６９は上方に曲げられた前方リップ１７４を備えた頂部部材１６９と、すき形状の側方部材１７３を含む前方部分と、レール形状の後方部分１７５を有する。この形状は、孔またはスコアラインによて形成された分割シート２４上の中間フラップに係合し、これを折り曲げ、フラップを下方物品サブグループ２１の中間エッジ上に保持し、分割シート２４の頂部表面を横断する上方物品サブグループ２２の下流への輸送および側方移動中の分割シートの位置を安定化するようになっている。側方レール１７０は、所定の距離だけ下流側に延び、分割シート２４を通る上方群２２の側方への合流前の分割シート２４の側方エッジ領域を安定化するようになっている。
分割ホールドダウンアセンブリ１６８の構造は、特に不安定になった時平らにならないような性質のリサイクル材料によって製造された板紙分割シート２４において、これを横断して行われる物品グループ２４の合流の性質を改善するよう、ほぼ平らな分割シート２４とするように示されている。
再度、図５、６および１３を参照する。
第２すなわち高物品供給機構１４は、低物品供給機構１３から下流側の所定の点にて、第２所定高さで装置１０に複数の個々の入力物品２０を与える。この機構１６も、１対のコンベア１００および１０１から成っている。各コンベアは、ドライプスプロケット／シャフトアセンブリおよびアイドラースプロケット／シャフトアセンブリの回りに張られている。
コンベア１００および１０１は、複数のトラックまたは通路から構成するか、これとは異なり、一体のより広い通路またはベルトから構成することもできる。コンベア１００および１０１の頂部前進走行部上を輸送される物品２０は、レーンセパレータ１０２により複数のファイル通路に分離される。各レーンセパレータ１０２は、直立壁からなり、この直立壁は、コンベア１００および１０１上の１つ以上のコンテナ２０の流れをガイドするのに十分な高さであり、コンベア１００および１０１の上方に吊り下げられている。
レーンセパレータ１０２は、機構１２の長手方向軸線に対して、約２０−２５度の接近角で物品グループ選択輸送機構１２に向かって傾斜した製品輸送レーンを形成している。コンベア１００および１０１は、物品グループ選択輸送コンべア１２と平行に配置されており、コンベア１０１は物品グループ選択輸送コンベア１２に隣接し、コンベア１２との間で物品２０を移動できるようにしている。デッドプレート領域も利用することが好ましい。
各レーンセパレータ１０２は、物品グループ選択輸送機構１２の通路内に所定距離だけ進入するよう、所定の長さのターミナル部分１０３を有する。各ターミナル部分１０３は物品グループ選択輸送機構１２の長手方向に輸送されるフライト構造体７４が傾斜輸送レーンを通過できるように製造されている。フライト構造体７４がレーンセパレータの端部部分１０３に係合し、これを通過する際、レーン内の物品２０に係合し、これらを機構１２の長手方向輸送通路内にかき寄せる。
フライトバー７４、レーン端部１０３およびコンベア１００、１０１および７３２によって生じる力の組み合わせにより、各物品２０を、所定の上方物品グループ２２とするように選択し、計量するように働き、物品グループ２２は物品グループ選択輸送機構１２上で走行する下方すなわちベース物品グループ２１の頂部にある分割シート２４と合流する。この結果生じる製品グループ２２のサイズ、配列および周辺の大きさは、送りレーンの数、製品の大きさおよびフライトバー７４の構造および間隔に応じて決まる。分割シート２４は、低摩擦ベース表面を提供し、この上で上方群２２が横方向に摺動自在に移動され、積み重ねられた群２３を形成する。レーンは製品グループ２２のサイズまたは配列を変えるよう、閉鎖手段１０４によってブロックできる。これらレーンセパレータ１０３およびフライトバー７４は、製品グループのパラメータをフルに変えることができるよう調節自在となっている。
図３２および図３３には、積み重ねられた物品のカートン詰め装置２０５の別の実施例が示されている。この実施例では、下方物品サブグループ２０２上の分割シート２０７の頂部表面に上方物品サブグループ２０６が載せられ、物品サブグループの上に物品サブグループ２０６の上方ストリーム２１０が載せられ、これと長手方向に整合された状態となる。上方ストリーム２１０は、デッドプレート２１２を含んでおり、上方プッシャーバー２１３の作用により、このデッドプレート２１２を横断するように、上方物品サブグループ２０６が移動させられる。下方ストリーム２１１は、コンベア２１４およびフライトバー２１５を含んでいる。
図示のように、上方物品サブグループ２０６がデッドプレートのターミナルエッジ２１６上を移動する際に、分割シート２０７の頂部に垂直に、上方物品サブグループ２０６が落下される。上方物品サブグループ２０６と下方物品サブグループ２０８の長手方向の移動は同期化されている。
物品グループ横方向移送機構すなわちクロス装填機構１６は、上記装置１０の部品と同期化されており、物品グループ選択および輸送コンベア１２上で走行中の完成した積み重ねられた状態の物品グループ２３を、カートン供給および輸送コンベア１１上で走行中の整合したカートン２５に進入させる。
図７、１８、２２および２６−３０を参照すると、クロス装填機構１６は、基本的には複数の装填アームアセンブリ１１０と、装填アームアセンブリ１１０が所定インターバルで取り付けられ、これらアセンブリに長手方向の運動成分を与えるフライトチェーン−ガイドチューブアセンブリ１１１と、所定の横方向運動成分を装填アームアセンブリ１１０へ与える制御カムアセンブリ１１２とから、基本的に構成されている。
フライトチェーン−ガイドチューブアセンブリ１１０は、前進すなわち頂部走行部１１３と、リターンすなわち底部走行部１１４を有し、ドライブスプロケット／シャフトアセンブリ１１５およびアイドラースプロケット／シャフトアセンブリ１１６と、１対の平行なフライトチェーン１１７および１１８とを備え、これらフライトチェーンは、スプロケット／シャフトアセンブリ１１５および１１６に接続され、その回りを回転する。フライトチェーン１１７および１１８は、チェーンガイド１１９および１２０によって、頂部走行部１１３および底部走行部１１４の双方の上で直線状に維持されている。
フライトチェーン１１７および１１８に沿って、所定インターバルで細長いガイドチューブ１２２の対が配置され、各ガイドチューブ１２２の一端は、直接外側フライトチェーン１１８に接続され、他端は、内側フライトチェーン１１７に接続され、よってこれらガイドチューブは、装置１０の軸線およびクロス装填機１６６の下流側、すなわち前進走行部に対して横方向に配列されている。
ガイドチューブ１２２は、装填アームアセンブリ１１０のスライド可能な支持体となるように、低摩擦外側表面を有している。
密に離間した１対のガイドチューブ１２２は、アームアセンブリ１１０の横方向運動の安定性を高めており、更に支持体１２５を介して、フレーム１７にリンクされている、長手方向に配列されたガイドレール１２４内で走行するガイドブロック１２３（これらブロックは、固定ネジによりガイドチューブ１２２の内端に接続されている。）によって、更に安定性が向上されている。
図２９に最も良くに示すように、横方向に移動するアームアセンブリ１１０をガイドするように、各ガイドブロック１２３の頂部に横方向リテーナ１２６が取り付けられて入る。チューブ１２２の連続するセット（対）の間の間隔は、物品グループ選択輸送コンベア１２のフライトバー７４と、カートン輸送コンベア１１のフライトラグ５６との間の間隔に対応しているので、アームアセンブリ１１０は、フライトバー７４の間からカートン２５内へ製品グループ２３を押し込むように整合している。
装填アームアセンブリ１１０は、ガイドチューブ１２２に移動自在に取り付けられており、装置１０の軸線に対して横方向に配列されている。アームアセンブリ１１０は、下流の長手方向に輸送されながら、これと同時に、下記のカム機構１１２の制御により、横方向に往復移動する。各装填アームアセンブリ１１０は、基本的には細長い直線状のベースプレート１２７と、ベースプレート１２７の一端に位置する装填ヘッド１２８とから成っている。
ベースプレート１２７は、水平に配列された剛性の平らな細長い構造体を有し、垂直に配列されたベースプレート１２７の頂部表面に剛性強化バー１２９が接続され、アームアセンブリ１１０の剛性および強度を高めている。強化バー１２９には、その重量を減少するように、複数の孔を設けることが好ましい。ベースプレート１２７の内側に配置された端部は、ガイドブロック１２３の側方リテーナ１２６によって摺動可能に維持されている。
ベースプレート１２７の底部の他端には、第１すなわち外側ブッシングブロック１３０が接続されている。この第１ブッシングブロック１３０は、ブッシングを含む１対の孔を有し、この孔をガイドチューブ１２２が摺動自在に貫通している。同様に、ベースプレート１２７には、第２すなわち内側ブッシングブロック１３１が接続されており、第１ブッシングブロック１３０から短距離にわたってガイドチューブ１２２と協働する。
これらブッシングブロック１３０および１３１は、更にスプレッダーバー１３２によって接続され、スプレッダーバー１３２はガイドチューブ１２２の間の空間に配列されている。スプレッダーバー１３２の底部には、回転自在なカムフォロワー１３３が接続されている。長手方向に相当するカムフォロワー１３３は、カムガイドアセンブリ１１２と協働し、ガイドチューブ１２２上で、ガイドブロック１２３の側方リテーナ１２６を通過するように、アームアセンブリ１１０の部品を横方向に往復動させる。
装填ヘッド１２８は、２つの固定された平らなフェース部材１３４および１３５を有しているように示されている。アームアセンブリ１１０が前方に移動すると、フェース部材１３４および１３５は、物品グループ選択輸送コンベア１２からカートン２５内へ物品グループを押し込む。ヘッド１２８が、物品グループ選択および輸送機構１２を横断するように伸長する際、支持体となるようにヘッド１２８の底部に支持ローラ１４４が配置されている。更にスライドプレート１５４内のスロット１５５と嵌合し、高速作動中にアーム部材１１０の側方に安定化させるよう、ベースプレート１２７の底部に、ｔ字状のガイドピン１４５が配置されている。広範な製品グループ２３の形状に合致するように、装填ヘッド１２８の形状を変えることができる。
本実施例では、ヘッド１２８は、積み重ねられた形状と共に使用できるように構成されているが、ヘッド１２８は、積み重ねられていない構造を含む他の種々の製品および製品グループをカートン詰めできるように変えることができる。このようなヘッド１２８の変更は、フェース部材１３４および１３５の形状を変えることによって行う。
クロス装填機構１６とカートン輸送機構１２との間には、図２および図２２に示す移行用コンベア２９が配置されており、物品グループ２３を長手方向に輸送されるカートン２５内へ進入させるための移動ベースを提供している。これとは異なり、固定されたデッドプレートを使用することもできる。フライトバー７４の底部部材８４は、移行用コンベア２９の頂部走行部を横断するように細長くなっており、コンベア２９を横断する物品グループ２３を、カートン端部パネル４４の間のカートン２５内へガイドするようになっている。
装填機制御カムアセンブリ１１２は、アームアセンブリ１１０の横方向の往復運動を制御する。この装填機制御カムアセンブリ１１２は、クロス装填機構１６全体に対して長手方向に配列され、回転アームアセンブリ１１０に対応する頂部すなわち前進走行部１３０、および底部すなわちリターン走行部１３７を有する。
頂部走行部１３６は基本的には、内側に傾斜したアプローチ部分１３７と、頂点１３８と、外側に傾斜したリターン部分１３９とから成っている。アプローチ部分１３７ではカムフォロワー１３３が内側に押圧され、カムフォロワーは、製品グループ２３がカートン２５に装填されるまで、製品グループ２３に移動しながら係合するよう、各アームアセンブリ１１０を駆動する。
装填ヘッド１２８は、まず物品グループ２３に接触し、最初の接触点で緩やかな均一圧力を加える所定の点に、大きな傾きの胴板部分１４６が配置されている。復帰部分１３９では、カートンがカムアセンブリ１１２の復帰走行部１３７にリセットされる前に、カートン２５からフェース１２８が後退させられる。カムアセンブリ１１２の前進走行部１３６は、外側レール１４０と内側レール１４１を備え、内側レール１４１配置カムフォロワー１３３の径に等しい長さだけ外側レール１４０から離間している。
カムアセンブリ１１２に対する横方向の内側運動を行うように、外側レール１４０と内側レール１４１との間に形成されたカム通路内にカムフォロワー１３３が配置されている。外側レール１４０の一端は枢着点１４２に接続され、他端の近くは、解放機構、例えば圧力解放シリンダおよびピストン１４３に接続することが好ましい。
この解放機構１４３は、検出機構、例えばフォトアイまたは容量性近接センサによって制御されるようになっている。例えば外側レール１４０に、アームアセンブリ１１０のジャミングにより過剰な力が加わると、解放機構１４３は作動させられ、枢着点１４２を中心に枢動する外側レール１４０を解放する。カムアセンブリ１１２の底部、すなわちリターン走行部１３６は、円形ガイドプレート１４８および１４９と底部カムレール１４７を含み、カムレールは、カムフォロワー１３３と接触し、更に装填サイクルを実行するため装填アーム１１０を後退させて、リセットする。
装填アーム１１０がスプロケット／シャフトアセンブリ１１５を中心に回転すると、装填アームは実質的に伸長するので、高速作動中、スライドプレート１５４の溝１５５内のガイドピン１４５によって、アームを安定化することが重要である。
図２、６、７、９および２３に示すように、カートン輸送機構１１の各側面に隣接して、側方の中間フラップタッカー３０および３１が配置されている。方のタッカーは、装填済みコンテナが入れ子状に配置できる閉鎖されたカートンの背面となる装填領域の前方にあり、他方は、空いた糊の付いていないエンドフラップ４４を通して物品グループ２３をカートン２５に進入させることができる装填領域の後方に位置する。
図１および図１２に示すように、糊付けステーション３３のすぐ下流側で、カートン供給および輸送機構１２のすぐ上方に、下流側に所定の長手方向長さにわたって延びたオーバーヘッドカートン直方化ステーション３３が配置された状態で示されている。このオーバーヘッドステーション３３は、装填されたカートンの直方度を維持するのを助ける。このオーバーヘッド圧縮ステーションは、複数の垂直ラグ２０２を備えたエンドレスチェーン２０１を備えることが好ましく、垂直ラグは所定の長手方向長さの底部下流走行部を有し、物品輸送コンベア１２より上方に所定の垂直長さにわたって配置されている。これらの垂直に配置されたラグ２０２は、カートン２６の直方度を維持するのを助けるような所定の形状となっている。包装を制御するための、更に１つ以上の圧縮ベルト（図示せず）を追加してもよい。
図１、６、２４および２５に示すように、カートンフラップ固定プロセスを完了するように、カートン供給輸送機構１１に隣接し、この下流側に、逐次糊付け機構３２、側面圧縮機構３７、排出機構３４および３５が配置される。
本発明の要旨に基づく本発明の実施例に対して、多くの変更が可能であり、上記説明および添付図面は、単に説明のためのものであって、限定的なものでないと解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１１】
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【図１２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２３】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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