JP4191245B2 - カートン移送機構 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、一般的にカートンスタックからカートンを選択し、搬送コンベヤへ搬送するための機構に関する。特に本発明は、カートンスタックからあるカートンを取り出すために、選択したカートンと係合し、そのカートンに対して吸引力を作用させる一連のセレクタを有するカートン搬送機構に関する。選択されたカートンが搬送コンベヤに向けて移動する際、そのカートンに作用する吸引力が減少し、それに応じて伸長し得る接触部材がカートンの壁と係合し、カートンを開き、搬送コンベヤ上に載せ、その後、カートンが搬送コンベヤにより移動する時に、吸引力が再び作用し、接触部材をカートンとの係合から後退させる。
発明の背景
商品の製造および生産の自動化が進むにつれて、商品製造の他の面、特に商品の包装、を自動化することがますます望まれている。特に重要な分野の一つは、清涼飲料の缶またはびん、等の、「１２本入りパック」の様な厚紙カートンへの包装の様な、商品のカートン包装である。自動化された包装作業の一部として、カートンは一般的に、カートンを実質的に平らにして積み重ねたカートンスタックから選択する。カートンはスタックから引き出され、搬送コンベヤに送られる。途中で、搬送コンベヤのカートンポケットの中に配置する前に、カートンを開いた位置に広げなければならない。搬送コンベヤは開いたカートンを包装区域に運び、そこで開いたカートンに清涼飲料の缶などの製品を詰める。
平らに積み重ねた配置からコンベヤのカートンポケットにカートンを移送する際に直面する主な問題点は、選択、開き、および装填の工程をできるだけ適切に、効率的に行なうことにある。過去においては、従来のカートン移送機構は、回転フレーム上に取り付けた一連の真空カップを使用している。真空カップは回転し、実質的に垂直に置いたカートンスタックと係合し、カートンの隣接するパネルに対して吸引力または真空を作用させ、カートンをスタックから引きつける。これらの先行技術のカートン移送機構はさらに、移送工程中にカートンの後方パネルと係合する「スティンガー」と呼ばれる安定化部材を一般的に含む。スティンガーはカートンの後方パネルをカートンの前方パネルから引き離し、カートンを開いた配置に引き離して広げる。
例えば、Lashyroの米国特許第５，１０５，９３１号およびCalvertの第５，０１９，０２９号はどちらも、折りたたんだスリーブ型カートンと係合し、カートンの平らなスタックから取り出す吸引または真空カップを含むカートンの移送または制御機構を開示している。真空カップはカートンを搬送コンベヤに移送し、そこでカートンは開いた、広げられた形状で積載される。Lashyroはさらに、カートンの前パネル中の切取り部を通して受け入れ、カートンと係合し、カートンのパネルを引き離して広げ、カートンを開く安定化部材またはスティンガーの使用を記載している。
しかし、移送作業中にカートンを広げ、開くための従来のスティンガーの使用には問題がある。Lashyroの米国特許第５，１０５，９３１号に例示されている様に、最も一般的なスティンガーは、機構の真空カップに隣接して取り付けたスプリングで変位させるロッドまたはピンを含んでなる。スプリングがスティンガーを変位させ、カートンの後パネルと係合し、カートンのパネルを広げ、カートンを開く。従来の製品移送機構では一般的に、真空カップが移動してカートンと係合する時に、スティンガーが、カートンスタックの重量により、それらのスプリングの力に抗して後退した位置に移動する。その後、カートンのパネルに対して真空カップを通して引っ張られる真空の力がスプリングの力に抗して引っ張る様に使用され、スティンガーをそれらの後退した、奥まった位置に保持する。
しかし、カートンスタックからカートンが除去されてカートンの積み重ねが次第に少なくなり、カートンスタックの重量が低下する時に問題が生じる。カートンスタックの重量が減少すると、スティンガーのスプリングの変位力がスタックの重量に負けなくなり、代わりに積み重ねたカートンが伸びたスティンガーにより押されて真空カップから離れる様になる。その結果、真空カップはカートンをつかみ損なう、または係合しなくなる、または部分的にしかカートンと係合しなくなるので、移送および積載作業が中断される、および／またはカートンが損傷を受ける。さらに、最も一般的なスティンガーは、スタックからカートンを取り、開いたカートンをコンベヤのカートンポケット中に降ろす際に、カートンのパネルと係合するのを避けるために、その長さが限られている。その様な係合により、カートンのパネルが裂ける、および／または損傷することがある。その結果、カートンを捨てざるを得ない。
これらの問題は、カートン移送機構の速度が増加するにつれて倍加される。したがって、カートンを平らに積み重ねた配置から搬送コンベヤのカートンポケット内に位置する開いた形状に移送する速度は、従来の移送機構では一般的に限られており、その様な機構は一般的に、正しく効率的に機能する様に常に注意深く監視する必要がある。
そのため、カートンのパネルがスティンガーと係合し、スティンガーにより損傷を受ける危険性を最少に抑え、真空係合カップによるつかみ損ないを避け、カートンをより速く、より効率的に移送できる様にするために、カートンを平らに積み重ねた配置から搬送コンベヤに移送するためのカートン移送機構であって、カートンのパネルと係合し、押し広げてカートンを開くためのスティンガーを含み、カートンを取り上げ、搬送コンベヤのカートンポケット中に積載する時にスティンガーが自動的に後退する機構が必要とされている。
発明の概要
大まかに説明すると、本発明は、厚紙、紙または類似の材料から形成されたカートンを、平らに積み重ねた配置から搬送コンベヤに移送するが、その際、カートンを搬送コンベヤ上に間隔をおいて開いた形状で配置する、カートン移送機構に関する。カートン移送機構は、周囲に間隔をおいて配置された一連のセレクタを有する回転供給装置を含む。セレクタは、個々のカートンをカートンのスタックから吸引し、セレクタが回転供給装置により回転する時に、カートンを移送経路に沿って搬送コンベヤに向けて運ぶ。
回転供給装置は一般的に、基礎に取り付けた第一および第二の固定サイドプレートを含んでなるサポートフレームを含む。メインシャフトがサイドプレート同士の間に伸び、第一のサイドプレートに回転できる様に取り付けた第一末端、および第二サイドプレートを通して伸び、駆動モーターに駆動される様に接続された第二末端を含む。駆動モーターはメインシャフトを回転させ、回転供給装置をその移送経路の周りに回転させる。一連の回転プレートがメインシャフトに取り付けてあり、メインシャフトと共に回転する。回転プレートは実質的に正方形であり、一般的に金属または類似の材料から形成されている。カートンセレクタは、回転プレートの外側縁部に沿って一列に間隔をおき、回転できる様に取り付けてあり、したがってメインシャフトの回転と共に移送経路の周りを回転する。
一次および二次真空バルブ機構がメインシャフト上の、その両端の近くに取り付けてある。一次および二次真空バルブ機構はそれぞれ、メインシャフトに回転できる様に取り付けられ、サイドプレートに固定され、メインシャフトが回転する時に静止位置に保持される固定バルブプレートを含む。回転バルブプレートは、メインシャフトの各末端の近くの、各固定バルブプレートの近くに取り付けてあり、回転プレートと共に回転する。各固定バルブプレートは、そこを通して真空を供給するための真空ポンプに接続されている。さらに固定バルブプレートおよび回転バルブプレートはそれぞれ、それらの向き合った表面を通して形成された一連のポートを有する。回転バルブプレートが回転すると、回転および固定バルブプレートのポートが整列し、そこを通して真空を吸引することができる。回転する真空プレートはそれぞれセレクタに接続され、セレクタに真空または吸引力を供給する。
回転供給装置の回転から独立して回転させる駆動手段が駆動シャフトの第二末端近くに取り付けてある。駆動手段は、固定歯車サポートに取り付けた、メインシャフトと共に回転しない様に固定された大型の固定中央歯車を含む。中央歯車の周りには、遊び歯車が中央歯車と係合して回転できる様に取り付けてある。遊び歯車は固定中央歯車の周囲に一列に配置され、セレクタと整列し、遊び歯車の歯は固定中央歯車の歯と係合している。
セレクタシャフト歯車はセレクタに取り付けてあり、遊び歯車の上に位置し、それと係合している。回転供給装置が回転すると、遊び歯車が固定中央歯車の周りを回転する。一方、遊び歯車はセレクタシャフト歯車を反対方向に回転させる。その結果、回転供給装置がその移送経路の周りを回転する時、セレクタシャフト歯車はカートンセレクタを回転供給装置の回転方向と反対の方向に回転させる。
一般的に、回転供給装置の回転プレートには、その四隅に４基のカートンセレクタが取り付けてあるが、所望により追加の、またはそれより少ないカートンセレクタを使用することもできる。各セレクタは、一般的に対になって互いに隣接して配置される一次真空カップおよび二次真空カップを含む、一連の真空係合部材を含む。一次および二次真空カップは、それぞれ細長い真空シャフトの末端に取り付けた吸引カップを含む。回転真空ポートは一次および二次真空機構の回転バルブプレートに接続され、一次および二次真空カップに真空または吸引力を供給するためにセレクタと連絡している。一次および二次真空カップがカートンの隣接するパネルと係合するために回転し、二次真空カップが選択されたカートンの第一パネルまたは一部と係合し、一次カップがカートンの第二パネルまたは一部と係合する。一次および二次真空カップは、カートンのパネルに対して真空または吸引力を作用させ、カートンスタックから選択されたカートンを取り出す。
さらに、一次および二次真空カップの各対を備えたセレクタシャフトに、一次真空カップに隣接し、それと整列した位置に、接触部材またはスティンガーが取り付けてある。各スティンガーは、ロッドまたはピン、およびそのロッドを取り付けたベローズを含む。ベローズは一般的に、対向する関係で取り付けた、上側吸引カップおよび下側吸引カップを含む一対の吸引カップから形成されている。下側吸引カップはスティンガーロッドに取り付けてあり、上側吸引カップはスティンガーブラケットに取り付けてあり、真空バルブと連絡している。真空バルブは、二次真空カップと同じセレクタシャフトの真空ポートに接続されている。
二次真空カップを通して真空が吸引されると、ベローズが折りたたまれ、スティンガーロッドを後退した非係合位置に引き込む。真空力が減少する、または二次カップから離脱すると、ベローズを通して作用していた真空力も遮断される。二次真空カップおよびスティンガーに作用していた真空が減少または遮断されることにより、ベローズは膨張し、スティンガーをその伸長した、係合位置に移動させ、カートンの後パネルまたは壁と係合する。スティンガーロッドは後パネルを一次真空カップにより保持されているカートンの前パネルから引き離す。こうして搬送コンベヤに向けてカートンが回転する時に、カートンのパネルが広がり、カートンが開く。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のカートン移送機構がカートンの平らなスタックからカートンを取り出し、搬送コンベヤ上に載せる様子を示す図である。
図２は、図１のカートン移送機構の回転供給装置を示す、分かり易くするために一部を取り去った全体図である。
図３Ａは、静止真空プレートの部品を示す、第二真空機構の断面図である。
図３Ｂは、回転バルブプレートの部品を示す、第二バルブ機構の断面図である。
図４Ａは、スティンガーのロッドが伸びている、スティンガー機構の断面図である。
図４Ｂは、ベローズが圧縮され、スティンガーロッドが後退している、スティンガー機構の断面図である。
図５Ａ〜５Ｃは、カートンを平らに圧縮して配置したカートンスタックからカートンを取り出し、開き、搬送コンベヤ上に載せる過程を示す図である。
図面の詳細な説明
幾つかの図を通して同じ部品は同じ番号で示す図面の細部に関して、図１は、カートン１１をカートンスタック１２から矢印１３で示す移送経路に沿って搬送コンベヤ１４に移送するためのカートン移送機構１０を示す。図１に示す様に、カートンは、搬送コンベヤ１４の上に配置した、実質的に垂直に置いたカートン供給装置１６の中で積み重ねられている。各カートンは、一般的に実質上長方形であり、前パネル１７、後パネル１８およびサイドパネル１９および２１を含み、カートン１１のサイドパネル１９および２１および前および後パネル１７、１８の間に形成された、角のある切取り部２２（図２）を含む。カートンは、カートン移送機構１０により、図１に示す様なそれらの平らに積み重ねられた、圧縮された配置から、それらの移送経路１３を通って移送される際に開かれる。開かれたカートンは、チェーンラグ２４と係合し、搬送コンベヤ１４のカートンポケット２３の中に置かれる。
図１および２が示す様に、カートン移送機構１０は、外縁部の周囲に間隔をおいて配置された一連のセレクタ２７を有する回転供給装置２６を含む。回転供給装置は一般的に、図１に示す様に、実質的に正方形であり、一般的にそこに取り付けた４基のセレクタを含む。回転供給装置は矢印Ａの方向に回転し、セレクタを円弧状移送経路１３に沿って運ぶ。セレクタはさらに、回転供給装置から独立して、矢印Ｂの方向に回転する。セレクタは回転してカートンスタック１２と係合し、カートン１１’の様な選択したカートンをカートンスタックから取り出し、移送経路１３の周りを運び、カートンを搬送コンベヤ１４のカートンポケット２３の中に置く。
回転供給装置は、図２に示す様に、サポートフレーム３０に回転できる様に取り付けてある。サポートフレーム３０は、第一および第二固定サイドプレート３１、３２を含み、その間に回転供給装置が配置されて回転し、サイドプレート３１および３２は基礎３３に取り付けてある。サポートフレームは回転供給装置を搬送コンベヤ１４の上に間隔をおいた位置に支持している。
図２に示す様に、回転供給装置２６は一般的にサイドプレートのほぼ中央を通って伸びるメインシャフト３６を含む。メインシャフトは、第一サイドプレート３１を通って伸び、そこにブッシングまたはハブ３８により回転可能に取り付けられた第一末端３７、および第二サイドプレート３２から突き出し、ブッシングまたはハブ４１により第二サイドプレートに取り付けられた第二末端３９を含む（図１）。メインシャフト３６の第二末端３９には、駆動モーター４２が駆動できる様に連結されている。駆動モーターはメインシャフトを実質的に反時計方向に、矢印Ａの方向に回転させ、図１に示す様に、回転供給装置をその移送経路の周りに回転させる。
一連の回転プレート４３、４４および４６が、サイドプレート３１および３２に隣接してメインシャフト３６に固定されている。図２に示す様に、回転プレート４３は、第一サイドプレート３１に隣接して、そこから内側に間隔をおいて取り付けてあり、回転プレート４４および４６は、第二サイドプレート３２の近くに取り付けてあり、回転プレート４４および４６は互いに間隔をおいて配置されている。図１が示す様に、回転プレートは一般的に実質的に正方形の板であるが、当業者には明らかな様に、これらのプレートは様々な形状に形成し、それらの間の角部にセレクタを取り付け、メインシャフトの回転により矢印Ａの方向に回転させることができる。
第一サイドプレート３１（図２）および回転プレート４３の間に、一次真空機構５０が、メインシャフト３６上、その第一末端の近くに配置されている。一次真空機構５０は、メインシャフトが回転する時に所定の位置に止まる様にメインシャフトに回転できる様に取り付けられた、円形の固定バルブプレート５１を含む。第一サイドプレートにはブラケット５２が取り付けてあり、固定バルブプレートの上端部に取り付けてある。ブラケット５２は、メインシャフトが回転する時に、メインシャフトの周りの固定位置に固定バルブプレートを支持する。固定バルブプレートに真空を供給するための真空ホースまたは導管５３が、固定バルブプレートの下端および真空ポンプ（図には示していない）に接続している。さらに、固定バルブプレート５１の内側を向いた表面５４には、一連のダクトまたはポート（図には示していない）が形成されている。
固定バルブプレート５１および回転プレート４３の間に回転バルブプレート５６が配置され、メインシャフトと共に回転する様にメインシャフトに固定されている。固定バルブプレート５１と同様に、回転バルブプレート５６は実質的に円形であり、固定バルブプレートの方を向いた、外を向いた表面に形成された一連の真空ポート５７（図１に破線で示す）を含む。回転バルブプレートがメインシャフトと共に回転すると、そのポートが、固定バルブプレートに形成されたポートと整列し、回転バルブプレートに真空を供給する。回転バルブプレートの側方表面には、一連の真空ホースまたは導管５９が取り付けてあり、回転バルブプレートを各セレクタ２７用の一次回転ポート６１に接続している。
第一サイドプレート３１にはスプリング保持具６２が取り付けてあり、固定バルブプレート５１に向けて内側に伸びている。スプリング保持具は、固定バルブプレートと係合し、これを回転バルブプレートと緊密に滑り接触させる圧縮スプリング６３を含む。さらに、固定バルブプレートと回転バルブプレートの間には摩耗プレート６６が取り付けてある。摩耗プレートは、摩擦を減少させ、その上の回転バルブプレートの滑り回転を容易にし、回転供給装置が回転する際に固定バルブプレートと回転バルブプレートの間の実質的な気密性を維持することができる、ナイロンまたは類似の材料から形成する。
図２に示す様に、メインシャフト３６の上に二次真空機構７０を第二サイドプレート３２に隣接して取り付ける。二次真空機構は、一次真空機構５０の構造と実質的に類似した構造を有し、軸受によりメインシャフトに回転できる様に取り付けた固定バルブプレート７１を含み、その軸受により、固定プレートを回転させずにメインシャフトを回転させることができる。サポートブラケット７２が第二サイドプレート３２および固定バルブプレート７１に取り付けてある。サポートブラケット７２は固定プレートを静止位置に固定し、固定バルブプレートがメインシャフトと共に回転するのを阻止している。真空ホースまたは導管７３（図２および３Ａ）が固定バルブプレートの側方表面に取り付けてあり、固定バルブプレートを真空ポンプ（図には示していない）に接続している。固定バルブプレートはさらに、内側を向いた表面７５に形成された一連のポート７４を含み、そこを通して真空力が供給される。
二次真空機構はさらに、固定バルブプレート７１の内側を向いた表面７４に隣接してメインシャフト３６に取り付けた回転バルブプレート７６（図３Ｂ）を含む。回転バルブプレートは、メインシャフトに固定されてメインシャフトと共に回転し、固定バルブプレートに面した表面７８に形成された一連のポート７７を含む。ポート７７は、回転バルブプレートの周辺部に間隔をおいて形成された、一般的に小さな、実質的に円形の開口部である。回転バルブプレートが矢印Ａの方向に回転すると、その真空ポート７７は固定バルブプレート７１の真空ポート７４（図３Ａ）と整列し、真空または吸引力が固定バルブプレートを通って供給され、回転バルブプレートを通る。真空導管７９（図２）は回転バルブプレートを一連の二次ポート８１と接続している。一般的に、現在の移送機構の各セレクタ２７には二次回転ポート８１がある。固定バルブプレートを通して回転バルブプレートに供給される真空または吸引力は、真空導管により二次回転ポートと、したがってセレクタと連絡している。
第二サイドプレート３２には、第二サイドプレートと固定バルブプレートの間に位置するスプリング保持具８２が取り付けてある。スプリング保持具は、スプリング保持具から突き出し、固定バルブプレート７１と係合し、固定バルブプレートを内側に、回転バルブプレート７６の方に圧迫する、または変位させる圧縮スプリング８３を含む。固定バルブプレートおよび回転バルブプレート７１および７６の間には、摩耗プレート８４が配置され、固定バルブプレートと回転バルブプレートが磨耗プレートと係合している。摩耗プレートは、摩擦の少ない表面を有するナイロンまたは類似の材料から形成されているので、回転バルブプレートがメインシャフトと共に回転する時、回転バルブプレートの表面７８が摩耗プレートの上を滑り、その間に実質的な気密性を維持し、固定バルブプレートおよび回転バルブプレートを通して吸引される真空力の低下を避けることができる。
メインシャフト３６の周囲に駆動手段８７が取り付けてあり、図２に示す様に、回転プレート４４と４６の間に配置されている。駆動手段は、中央にある大型の固定歯車８８を含むが、この歯車は機械のフレームに固定して取り付けてあるので、メインシャフトが矢印Ａの方向に回転する時にメインシャフトに対して静止したままである。回転プレート４４および４６の間に一連の遊び歯車８９が、固定中央歯車８８と係合して回転できる様に取り付けてある（図２）。図１および２に示す様に、一般的に機構の各セレクタに１個ずつ、４個の遊び歯車がある。遊び歯車は、回転プレート４４および４６に取り付けた遊び歯車シャフト９１に回転できる様に取り付けてある（図２）。メインシャフトが回転すると、回転プレートを矢印Ａの方向に回転させ、遊び歯車が中央歯車の周りを実質的に円形の経路に沿って矢印Ａの方向に移動し、遊び歯車の歯が中央歯車の歯と係合しているので、遊び歯車が回転する。
遊び歯車８９の上には、一連のセレクタ歯車９２が遊び歯車と係合する様に取り付けてある。セレクタ歯車は回転プレート４４と４６の間に回転できる様に取り付けてあり、それぞれカートン移送機構１０のセレクタ２７に接続している。回転供給装置が回転すると、遊び歯車が固定された中央歯車の周りを回転し、矢印Ａの方向に回転し、それによってセレクタ歯車が反対方向に回転し、セレクタを矢印Ｂの方向に回転させる（図１および２）。
図１および２に示す様に、各セレクタ２７は、セレクタシャフト９６に沿って間隔をおいた位置に取り付けた一連の真空係合部材９５を含む。真空係合部材は一般的に一次真空カップまたは部材９７および二次真空カップまたは部材９８を含む。一般的に、一次および二次真空カップは、図１に示す様に対になって配置され、二次真空カップは一次真空カップの向きから僅かに傾いている。一次および二次真空カップは一般的に、一次および二次真空カップをセレクタシャフト９６に接続しているサポートベース９９に取り付けてあり、そこから伸びる細長い真空シャフト１０１、および真空シャフト１０１の末端に取り付けた吸引カップ１０２を含む。吸引カップ１０２は一般的に、吸引カップとカートンパネルの間を密封できるゴムまたは類似の材料から形成されている。
一次および二次真空カップは、一次および二次真空カップの吸引カップを通して真空または吸引力を供給する一次および二次真空機構５０および７０（図２）にそれぞれ接続されている。一般的に、セレクタが矢印Ｂの方向に回転すると、先ず二次真空カップがカートン１１（図１）と係合し、サイドパネル１９と係合し、カートン供給装置１６からサイドパネルを引き出しながら、一次カップが回転して前パネル１７と係合し、カートン供給装置中のカートン１１のスタック１２から前パネル１７を引き出す。
図２に示す様に、真空係合部材９５が取り付けてあるセレクタシャフト９６は、回転プレート４３、４４および４６の間に伸び、回転できる様に取り付けてあり、メインシャフト３６による回転プレートの矢印Ａの方向における回転から独立して矢印Ｂの方向に回転する。セレクタシャフトは、真空シャフトの末端１０４および１０６に形成され、真空シャフトの長さに沿って部分的に伸びている真空ダクト１０３および１０３’（破線で示す）を含む。真空ダクト１０３および１０３’は、そこに真空を供給する一次および二次回転ポート６１および８１と連絡している。真空ホースまたは導管１０７がセレクタシャフトの真空ダクト１０３および１０３’を一次および二次真空カップ９７および９８の真空シャフト１０１に接続している。一次真空カップは、一次回転ポートと連絡している真空ダクト１０３と接続し、二次真空カップは二次回転ポートに接続している真空ダクト１０３’に接続している。したがって、セレクタの各一次真空カップは一次真空機構５０に接続し、セレクタの各二次カップ９８は二次真空機構７０に接続している。
図１に示す様に、セレクタ２７のそれぞれはさらに、一次真空カップ９７の近くでセレクタに調節できる様に取り付けたスティンガーまたは接触部材１１０を含む。スティンガーは、一次真空カップに対して平行に取り付けた調節可能なサポートブラケット１１１の中に収容されている。図４Ａおよび４Ｂに示す様に、各スティンガーはそれぞれ、各サポートブラケット１１１の下端でその中に形成された通路１１３を通って伸びることができるスティンガーロッドまたはシャフト１１２、および通路１１３を通してスティンガーを後退および前進させるベローズ機構１１４を含む。ベローズ機構１１４は一般的に一対の吸引カップ１１６および１１７を含む。吸引カップはゴムまたは類似の材料から形成され、向き合う関係に取り付けてある。上側吸引カップ１１６は、サポートブラケットの上端に位置する真空部品１１８に取り付けてあり、その中に形成された真空通路１１９を含む。下側吸引カップ１１７は、上側吸引カップ１１６の方を向いており、その下端でスティンガーロッド１１２に接続されている。図１に図式的に示す様に、上側吸引カップ用の真空バルブは、二次真空カップ９８が取り付けられ、したがって二次真空機構７０に接続されている真空ダクト１０３’（図２）に接続されている。その結果、二次真空カップを通して真空または吸引力が引かれると、同様にスティンガーの真空部品１１８および真空通路１１９を通して吸引力が作用する。この吸引力により上側および下側吸引カップが、図４Ｂに示す様に、互いに引きつけられ、圧縮され、スティンガーロッド１１２を、矢印Ｄの方向で、図１および４Ａに示す伸長した係合位置から、図１および４Ｂに示す後退した、非作動位置に引き戻す。
回転供給装置の回転が進行し、二次真空機構を通して吸引される吸引力または真空が遮断されると、ベローズの本来の弾性によりベローズは膨張し、矢印Ｄ’（図４Ａ）の方向に下方に移動する。その結果、スティンガーロッドはその伸長した作動位置に動かされ、スティンガーが、セレクタにより保持されているカートン１１の切取り部２２を通して後パネル１８（図２）と係合する。スティンガーロッドがカートンに対して伸長することにより、カートンの後パネルを前パネルから離し、カートンが搬送コンベヤ１４（図１）に近付くにつれてカートンが広がって開いた形状にする。
さらに図２に示す様に、各セレクタシャフト上には、セレクタシャフトの長さの中間部分に沿ってスケール１２５が印刷されている。このスケールは一般的にメートル尺度であり、各セレクタの真空係合部材の位置をセレクタシャフトの長さに沿って正確に合わせ、カートンが適切に係合し、搬送される様に所望の間隔をとるための手段を与える。各スティンガーに対して調節ハンドル１２６（図１）がサポートブラケットに、サポートブラケットとセレクタシャフトの接続部で取り付けてある。この調節ハンドルにより、スティンガーブラケットを横方向で調節し、スティンガーの方向および位置を調節し、スティンガーをカートンの切取り部でカートンと適切に、確実に係合することができる。
運転
カートン移送機構１０（図１および２）の運転では、回転供給装置２６を矢印Ａの方向に回転させることにより、一連のセレクタ２７が移送経路１３（図１）に沿って、カートン１１のスタック１２と搬送コンベヤ１４の間を移動する。回転供給装置が矢印Ａの方向に回転すると、遊び歯車８９が固定中央歯車８８と係合し、その周りを移動するため、遊び歯車が矢印Ａの方向に回転する。一方、遊び歯車の回転により、各セレクタ２７に接続されたセレクタ歯車９２が矢印Ｂの方向に回転する。その結果、セレクタは図１に示す様に回転供給装置の回転と反対の方向に回転する。そのため、各セレクタの二次真空カップ９８が先ず回転してカートンスタックの選択されたカートンと係合し、各セレクタ２７の一次真空カップ９７が二次真空カップの後に選択されたカートンと係合する。
各セレクタが回転してカートンのスタックと係合する時、一次および二次真空機構５０および７０の回転バルブプレート５６および７６（図２）のポートがそれぞれ回転し、一次および二次真空機構の固定バルブプレート５１（図２）および７１の表面を通して形成されたポートと整列する。図１に示す様に、一次および二次真空機構の固定および回転バルブプレートのポートが整列すると、真空または吸引力が各セレクタの一次および二次真空カップと連絡し、それらのカップを通して作用する。こうして、図１および４Ａに示す様に、一次および二次真空カップが回転して、選択されたカートン１１’の前パネル１７および第一サイドパネル１９と係合すると、吸引力がカートンパネルに作用し、カートン供給装置１６からカートンパネルを引き出す、または取り出す。
二次真空カップを通して真空または吸引力が作用し、カートンスタックから選択されたカートン１１’の第一サイドパネル１９と係合し、これを引き出すと同時に、各セレクタのスティンガー１１０にも吸引力が作用する。図４Ｂに示す様に、スティンガーのベローズ１１４を通して真空が吸引されると、上側および下側吸引カップ１１６および１１７が一つに吸引され、圧縮された小型の配置になる。ベローズの圧縮により、スティンガーロッド１１２は、スティンガーサポートブラケット１１１の通路１１３を通って後退する。その結果、スティンガーロッドは、図１に示す、後退した、非係合位置に保持される。スティンガーの後退により、カートンのパネルが一次および二次真空カップと係合し、カートン供給装置から引き出される時に、スティンガーロッドとカートンの接触が回避される。これによって、一次および二次真空カップとカートンパネルの係合が妨害されない、あるいはセレクタによりカートンスタックからカートンが誤って供給される、または誤って取り出されることが回避される。
図１および５Ｂに示す様に、選択されたカートン１１’がカートンスタックから取り出された後、カートンは回転供給装置の回転継続により矢印Ａの方向における移送経路に沿って移動する。同時に、カートンはセレクタにより矢印Ｂの方向に回転する。その後、選択されたカートンがその移送経路に沿って移動する時に、二次真空機構７０の回転バルブプレート７６（図２）の真空ポートは、二次真空機構の固定真空プレート中に形成された真空ポートとの整列から外れる。固定および回転バルブプレートのポートの整列が外れることにより、二次真空機構を通して吸引されている真空または吸引力が遮断される。その結果、二次真空カップ９８により第一サイドパネル１９（図５Ｂ）に作用する吸引力が無くなるので、選択されたカートン１１’の第一サイドパネル１９は二次真空カップとの係合から解放される。同時に、二次真空カップを通して作用する真空力の遮断により、セレクタのスティンガー１１０のベローズ１１４に作用する真空力も遮断される。作用していた真空または吸引力が無くなると、ベローズの上側および下側カップ１１６および１１７の本来の弾性により、吸引カップが膨張し、スティンガーサポートブラケット１１１の中に形成されたスティンガーロッドを、その係合位置に動かす（図４Ａおよび５Ｂに示す）。
スティンガーロッドが伸長すると、スティンガーロッドは選択されたカートン１１’の後パネル１８と係合し、これを後方に、前パネルから離し、図５Ｂに示す様に前および後パネルを分離する。前および後パネルが分離することにより、カートンは開いた形状に広がる。さらに、カートンの後パネルが前パネルから離れる様に動かされ、カートンが回転し、搬送コンベヤ１４の開カートンポケット２３に向かって移動する間、前パネルは一次真空カップにより保持されたままである。
図１および５Ｃに示す様に、こうして開いたカートンが搬送コンベヤ１４の開カートンポケット２３に近付くにつれて、二次真空機構の回転バルブプレートの真空ポート７７は回転し、二次真空機構の固定バルブプレート中に形成された別の真空ポートと整列する。この真空ポートとの新たな整列により、二次真空機構の真空または吸引力が再び作用する。二次真空機構を通して真空が再び作用することにより、スティンガーのベローズ１１４を通して真空が再度作用する。したがって、ベローズは圧縮され、図１および５Ｃに示す様に、スティンガーのスティンガーロッドを内側に、後退した非係合位置に引っ込める。こうして、開いたカートンが搬送コンベヤの開カートンポケット内に置かれる時に、スティンガーロッドは後退し、カートンパネルとの係合が外れたままになる。これによって、カートンがスティンガーロッドと係合し、損傷を受ける、または搬送コンベヤから外されるのが防止される。
さらに、カートンが搬送コンベヤ内に置かれてスティンガーロッドが再度後退した時点で、二次真空カップの吸引カップ１０２はカートンから離脱し、大気に対して開かれる。しかし、吸引カップ中に形成されたポート開口部のサイズはその中を通って作用する真空力に対して小さいので、スティンガーを通した真空の吸引力が二次真空カップの吸引カップが大気中に開くことにより中断される、または阻止されることはない。
こうして開いたカートンが搬送コンベヤの開カートンポケットに近付くと、カートン１１’のサイドパネル１９が搬送コンベヤのチェーンラグ２４と係合する。カートンが搬送コンベヤの方に回転し、搬送コンベヤが前進する時に、押し板がカートンのサイドパネルと係合し、これを前方に、矢印Ｃの方向に押す。カートンがコンベヤの開カートンポケット内に置かれる時、サイドパネルとチェーンラグが係合することにより、カートンはさらに広がり、カートンの開きが完了する。続いて、一次真空機構５０の回転バルブプレート５６の真空ポート５７（図１）と一次真空機構の固定バルブプレート５１の真空ポートの整列が外れるので、一次真空カップ９７を通して吸引される真空または吸引力が中断される。こうしてカートンの前パネル１７は一次真空カップとの係合から解放され、カートンは搬送コンベヤと共に矢印Ｃの方向に、清涼飲料の間などを詰める別の処理区域に進行する。回転供給装置のセレクタは、それらの移送経路の周りを回転し、カートンスタックからカートンを選択し、開き、搬送コンベヤのカートンポケット内に置く作業を続行する。
この様に、本発明が、カートンを搬送コンベヤ内に置く前にカートンを開くためのスティンガーまたは接触部材が、カートンをカートンスタックから選択し、搬送コンベヤ内に置く際に自動的に後退する有利なカートン移送機構を提供することが分かる。その様なスティンガーの自動後退は、スティンガーを後退させるのにカートンの重量に頼ることなく、カートンを取り出し、移送するのに使用されるのと同じ真空または吸引力を利用して達成される。この様に、本発明のカートン移送機構は、より速い速度で運転し、製品の包装およびしたがって製造を増加させ、カートン移送および開き作業の誤供給または中断の危険性を最少に抑えることができる。さらに、本発明は、既存のカートン移送機構に後から設置する、または増強することができ、したがって導入および使用が簡単で、経済的である。
本発明を好ましい実施態様に関して説明したが、当業者には明らかな様に、下記の請求項に規定する本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な追加、削除、および変形を行なうことができる。

Claims (26)

1. カートンを、積み重ねた、実質的に平らな配置からコンベヤに移送し、コンベヤ上に、広げた、開いた配置で載せるためのカートン移送機構であって、
   中央軸を中心に回転可能な回転供給装置と、
   カートンと係合しカートンのスタックからカートンを取り出す係合手段と、
   該係合手段に接続され、該係合手段に吸引力を供給し、カートンをそのスタックから取り出し、移送中にカートンを保持する様に選択的に運転し得る真空手段と、
   該真空手段に接続された、カートンを開く手段と
   を含み、
   該係合手段は、該回転供給装置の回転に伴いカートンのスタックからカートンを取り出してコンベヤに運ぶように、該回転供給装置に取り付けられ、該回転供給装置と共に回転可能であり、
   該カートンを開く手段は、該回転供給装置及び該係合手段とともに回転できるように、該係合手段に隣接して設置され、
   該係合手段は一次真空係合手段と二次真空係合手段を含み、
   （ａ）該真空手段が該二次真空係合手段に吸引力を供給している時は、該カートンを開く手段は、該係合手段により保持されたカートンと係合しない、後退位置であるところの非作動位置にあり、
   （ｂ）該二次真空係合手段に対して該真空手段が作動せず、且つ、該カートンを開く手段が該カートンを開くための伸長した作動位置に移動しながら、該一次真空係合手段が該カートンの一部を保持するように、該真空手段が該一次真空係合手段に吸引力を供給する時、該一次真空係合手段に隣接した該カートンを開く手段は、カートンと係合しカートンを開くための伸長した作動位置に移動する、ことを特徴とするカートン移送機構。
2. 前記一次真空係合手段が、前記回転供給装置に回転できる様に取り付けられ、前記真空手段に接続され、および前記二次真空係合手段は、該一次真空係合手段に隣接して該回転供給装置に回転できる様に取り付けられ、該真空手段に接続されている、請求項１のカートン移送機構。
3. 前記一次真空係合手段および前記二次真空係合手段が、前記真空手段からオーバーラップする間隔で吸引力を供給される、請求項２のカートン移送機構。
4. 前記カートンを開く手段が、前記係合手段に隣接するサポートブラケット、前記サポートブラケットに取り付けてあり、後退した非作動位置から、前記サポートブラケットから伸長した作動し得る係合位置に伸長し得るロッド、および前記ロッドをその伸長した作動位置に動かす手段を含む、請求項１のカートン移送機構。
5. 前記ロッドを動かす前記手段が、前記真空手段に接続された弾性ベローズを含み、該真空手段が前記係合手段に吸引力を供給する時に、該ベローズが圧縮されて該ロッドを後退させる、請求項４のカートン移送機構。
6. 前記回転供給装置が、前記回転供給装置に回転できる様に取り付けた一連のセレクタを含み、前記セレクタに前記係合手段および前記カートンを開く手段が取り付けてある、請求項１のカートン移送機構。
7. 前記真空手段が、真空ポンプ、一連の真空ポートを有する固定真空バルブ、および前記係合手段に接続され、該真空ポートと選択的に接続する様に設計された真空導管を含んでなる、請求項１のカートン移送機構。
8. 前記一次真空係合手段が、一対で配置された平行な一次真空カップを含み、前記二次真空係合手段が、一対で配置された平行な二次真空カップを含む、請求項２のカートン移送機構。
9. カートンのスタックからカートンを搬送コンベヤに移送する方法であって、該方法は、
   カートンの第一部分を二次真空部材と係合させ、該二次真空部材により該カートンの該第一部分に第一の真空を作用させ、カートンの該第一部分をスタックから移動させる工程と、
   カートンの該第一部分がスタックから移動した時に、該カートンの第二部分を一次真空部材と係合させ、該第一真空部材によりカートンの該第二部分に第二の真空を作用させ、カートンの該第二部分をスタックから移動させる工程と、
   カートンが移送経路に沿って移動する時に、カートンの該第一部分に作用する該第一の真空を解除する工程と、
   カートンの該第一部分から該第一の真空が解除された時に、該一次真空部材と該二次真空部材に隣接して設置されている接触部材をカートンに係合し、カートンを開いた形状にする工程であって、該第一真空部材により、該第二の真空を該カートンの該第二部分に作用させ、該カートンを該輸送経路に沿って移動しながら、該カートンに該接触部材を係合し該カートンを開いた形状にする工程が行われるように、該接触部材が位置決めされている、工程と、
   カートンが搬送コンベヤに近付いた時に、カートンの該第一部分に向けられた該第一の真空を再度作用させ、該接触部材を後退させる工程と、
   カートンを該搬送コンベヤ上に載せる工程と、
   を含む方法。
10. カートンの第一部分に真空を作用させる前記工程が、カートンの該第一部分に真空が作用している間、前記接触部材をカートンと係合しない後退位置に動かし、保持することを含む、請求項９の方法。
11. カートンを移送経路に沿って移動させる前記工程が、カートンセレクタを回転させてカートンと係合し、回転供給装置の回転と共にセレクタを実質的に円形の移送経路の周りに移動させる、請求項９の方法。
12. さらに、一次および二次真空部材に接続された真空導管を移動させて真空ポートと連絡させ、および真空ポートとの連絡を断ち、一次および二次真空部材に作用する真空を選択的に接続および解除する工程を含む、請求項９の方法。
13. カートンを接触部材と係合する前記工程が、真空が解除された時に該接触部材を後退した非係合位置から開放し、該接触部材をカートンに向けて動かすことを含む、請求項９の方法。
14. さらに、カートンが搬送コンベヤ上に載せられる時に、カートンの第二部分から真空を解除する工程を含む、請求項９の方法。
15. カートンを搬送コンベヤ上に載せる前記工程が、さらにカートンの第二部分から真空を解除する工程を含む、請求項９の方法。
16. カートンを搬送コンベヤ上に載せる前記工程が、カートンを回転させて搬送コンベヤのカートンポケット中に入れ、搬送コンベヤの前進に伴いカートンを係合して前進させ、カートンの前記第二部分から真空を解除することを含む、請求項９の方法。
17. カートンのスタックからカートンを搬送コンベヤに移送する方法であって、該方法は、
    該カートンのスタックから該カートンを選択する工程と、
    複数の真空部材によって該カートンに吸引力を作用させ該カートンをスタックから移送経路に沿って移動させる工程と、
    該吸引力の一部であって、一部の該真空部材によって作用する吸引力、を遮断し、該カートンの一部を押して該カートンを開く工程と、
    該カートンを搬送コンベヤ上に載せる工程と、
    を含み、
    該カートンの一部を押す工程は、接触部材を後退した非係合位置から移動させて該カートンと係合させる工程を含み、
    該接触部材を後退した非係合位置から移動させて該カートンと係合させる工程は、該一部の真空部材によって作用する吸引力を遮断すること、に応答して行われ、
    該接触部材は、（１）該カートンを該輸送経路に沿って移送しながら、該接触部材を後退した非係合位置から移動させて該カートンと係合させる工程が行われ、（２）該接触部材を後退した非係合位置から移動させ該カートンと係合させる工程の間、該一部の真空部材によって作用する吸引力は遮断される、ように該複数の真空部材に隣接して位置決めされている
    ことを特徴とする方法。
18. 複数の真空部材によってカートンに吸引力を作用させる前記工程が、該カートンの第一部分に真空を作用させること、該カートンの第二部分に真空を作用させること、および該カートンをスタックから離れる様に移動させることを含む、請求項１７の方法。
19. 前記複数の真空部材は一次真空部材と二次真空部材からなり、カートンの第一および第二部分に真空を作用させる前記工程が、該カートンの該第一部分を該二次真空部材と係合し、該カートンの該第二部分を該一次真空部材と係合することを含む、請求項１８の方法。
20. 一部の真空部材によって作用する吸引力を遮断する前記工程は、前記カートンの第一部分から該吸引力を遮断することを含み、
    カートンを搬送コンベヤ上に載せる前記工程が、該カートンを回転させて前記搬送コンベヤのカートンポケット中に入れること、該搬送コンベヤの前進に伴い該カートンと係合して前進させること、および該カートンの第二部分から吸引力を解除することを含む、
    請求項１８の方法。
21. さらに、前記カートンが前記カートンのスタックから前記搬送コンベヤに移送される時に、該カートンを回転させる工程を含む、請求項１７の方法。
22. 前記接触部材を動かす工程は、ベローズに作用する吸引力を遮断して該ベローズを伸長する工程を含み、該ベローズの伸長は、少なくとも部分的に、該接触部材を前記後退した非係合位置から前記カートンとの係合位置へ動かす要因となる、請求項１７の方法。
23. カートンをカートンのスタックから搬送コンベヤに移動させるための、一次および二次真空係合部材を有し、それらの部材を通して吸引力を作用させ、カートンを選択的に係合し、カートンスタックから引き出し、カートンが搬送コンベヤに向かって移動する時にカートンを保持するカートン移送機構であって、
    該カートン移送機構は、真空係合部材に隣接して取り付けた、二次真空係合部材用の真空供給手段と連絡する接触部材を含み、該二次真空係合部材を通しての該カートンへの吸引力の作用が終了した時に、該接触部材が伸長した作動位置に移動し、該カートンと係合し、該カートンを広げ開いた状態にし、
    該一次真空係合部材が該カートンを該輸送コンベヤに向けて移動する間に、該接触部材が該カートンと係合し該カートンを広げ開いた状態にするよう、該接触部材は位置決めされている、
    カートン移送機構。
24. 前記接触部材が細長いロッドを含む、請求項２３のカートン移送機構。
25. さらに、前記接触部材と前記二次真空係合部材用の前記真空供給手段との間に配置されたベローズを含み、該接触部材を後退位置と伸長位置の間で移動させる、請求項２３のカートン移送機構。
26. さらにサポートブラケットを含み、その中に前記接触部材が滑り移動できる様に取り付けてある、請求項２３のカートン移送機構。

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