ストック供給アセンブリ及びダンネージ転換機に充填する方法

発明の詳細な説明

[発明の分野] 本発明は、シートストック材料をダンネージ包装製品に転換するための機械に関し、より具体的には、ストック供給アセンブリ、及びダンネージ転換機に使用されるために新たに供給するシートストック材料の充填を容易にする方法に関する。

[背景] 一般に、コンバータとも呼ばれるダンネージ転換機は、出荷中の物品を保護する包装として有用である比較的低密度なダンネージ製品に、シートストック材料を転換する。コンバータの中には、出荷中に内容物が変位することを回避するために、梱包容器内の空隙を充填することが本来の目的とされるダンネージ製品を製造するものもある。一方、コンバータの中には、衝突や振動に対してより高い緩衝性を付与するダンネージ製品を製造するものもある。

シートストック材料は、通常、ロール若しくは扇状に折り畳まれた積層体の形状で供給され、これにより、シートストック材料は、上述の機械によってダンネージ製品にうまく転換される。供給中のシートストック材料のロール若しくは積層体が使用されてしまうと、その使用されてしまったロール若しくは積層体に代わって、新しいロール若しくは積層体が充填され、その新しいロール若しくは積層体の先端がコンバータに挿入される。例示的なコンバータは、参照により本願に援用される、共同所有された米国特許第7,186,208号に開示されている。

[概要] 本発明は、具体的には、コンベヤの上側若しくは向こう側など、限られた若しくはふさがれた空間で、改良されたストック供給アセンブリ及びダンネージ転換機に充填する方法を提供する。より具体的には、本発明は、比較的低い充填位置と比較的高い動作位置との間でストック供給棚を動かすためのリンク機構を有するストック供給アセンブリを提供する。リンク機構は、ストック供給棚のダンネージ転換機に対する位置を維持する構造で、ダンネージ転換機を支持する枠に取り付けられる。枠は、当該枠を支持部材から離間する支持アームに取り付け可能であり、垂直軸周りを回転可能であり、且つ支持部材から離間している。

より具体的には、本発明は、ダンネージ転換機のためのストック供給アセンブリを提供する。比較的低い充填位置と充填位置に対して垂直に変位した比較的高い動作位置との間で移動可能な支持構造を有するストック供給アセンブリストック材料支持部。支持構造は、当該支持構造が充填位置と動作位置との間を移動するときに一貫した向きを維持する。

支持構造は、扇状に折り畳まれたシートストック材料の積層体を支持するための水平棚など、扇状に折り畳まれたシートストック材料の積層体を支持するための棚を含んでもよい。

例示的なストック材料支持部は、充填位置と動作位置との間で支持構造を動かすためのリンク機構を含む。リンク機構は、連動して作用する横方向に離間した位置で支持構造に接続される一対のリンクを含んでもよい。リンク機構は、動作位置で支持構造を係合し且つ保持するラッチ機構を含んでもよい。ラッチ機構は重力ラッチを含んでよい。ラッチ機構は、連動して動作するように棒で接続された一対の離間した重力ラッチを含んでもよい。リンク機構は、充填位置と動作位置との間でのストック支持部の移動を容易にするハンドル部材も含んでもよい。

ストック材料支持部は、垂直軸周りを回転可能な枠に取り付けられてもよい。 ストック供給アセンブリは、ダンネージ転換機と組み合わせて提供されてもよい。ダンネージ転換機はまた、ストック材料支持部と共に枠に取り付けられてもよい。ダンネージ転換機は、シートストック材料を比較的厚く低密度のダンネージ製品に転換する。シートストック材料は、クラフト紙など、リサイクル可能であり、且つ、再生可能な資源から構成される紙であってもよい。

リンク機構は、ダンネージ転換機に接続される1つ若しくはそれ以上のセグメントを含み、支持構造が充填位置に移動するときに、ダンネージ転換機の上流側端部を下方に向けて回転させて、新たに供給されるシートストック材料の先端が転換機へ充填されることを容易にしてもよい。

本発明はまた、比較的低密度のダンネージ製品に転換するためのダンネージ転換機にシートストック材料を充填する方法を提供する。その方法は、(a)ストック材料支持構造を高められた動作位置から比較的低い充填位置まで降下させる工程と、(b)供給するシートストック材料を充填位置にある支持構造上に充填する工程と、(c)支持構造を充填位置から動作位置へ上昇させる工程と、(d)シートストック材料の供給からシートストック材料をダンネージ転換機に送り出し、供給するシートストック材料から1つ若しくはそれ以上のダンネージ製品を製造するために、ダンネージ転換機を作動させる工程とを備える。

この方法は、(e)ストック材料支持構造を含むストック供給アセンブリを垂直軸周りで回転させる工程を更に備えていてもよく、その回転させる工程は、ダンネージ転換機を回転させることを含んでもよい。

本発明の先の及び他の特徴事項は、以下に詳しく記載され、特に、請求項、並びに詳細な複数の例示的な本発明の実施形態を記載する以下の説明及び添付の図面において指摘される。該実施形態は示唆的ではあるが、本発明の原理は、いくつかの様々な方法によって実施されてもよい。

本発明に係るダンネージ転換機及びストック供給アセンブリの模式図である。

内部部品を図示するために透視されたコンバータハウジングを有する例示的なダンネージ転換機の後方斜視図であり、共同所有された米国特許第7,186,208号の図8に相当する。

本発明に係るダンネージ転換機及びストック供給アセンブリの側面立面図である。

図3のダンネージ転換機及びストック供給アセンブリの後方立面図である。

図4のストック供給アセンブリの拡大後方立面図である。

図3のストック供給アセンブリの拡大側面立面図である。

高い動作位置にあるストック供給アセンブリの一部の拡大側面立面図である。

低い充填位置にある図7のストック供給アセンブリの拡大側面立面図である。

高い動作位置にある本発明に係るダンネージ転換機及びストック供給アセンブリの他の実施形態の側面立面図である。

図9のダンネージ転換機及びストック供給アセンブリの後方立面図である。

低い充填位置にある図9のダンネージ転換機及びストック供給アセンブリの側面立面図である。

図11のダンネージ転換機及びストック供給アセンブリの後方立面図である。

[詳細な説明] 詳しくは図面、まずは図1を参照すると、模式的なダンネージ転換機は参照符号30で全体的に示される。以下に更に記載されるように、転換機30は、その供給34からのシートストック材料32を、適当に皺くちゃにされた紙製ダンネージ製品など、比較的低密度のダンネージ製品36に転換する。

シートストック材料の供給34は、棚37などのストック支持構造と、(破線で示された)低い充填位置と比較的高い動作位置との間で棚37若しくは他のストック支持構造を動かすための手段とを備えるストック供給アセンブリ34である。例示的ストック供給アセンブリの更なる詳細は以下に記載される。

ダンネージ転換機30は、転換機30の上流側端部42から転換機30を通過させて、供給34からシートストック材料32を下流方向40に引っ張る。転換機30は、ストック材料32を比較的低密度のダンネージ製品36に転換し、上流側端部42の反対側の下流側端部44の出口から分配する。

ストック材料の供給34は、一般的に、コンパクトな構成で供給され、例えば、ストック材料のロール(図示なし)、若しくは図示された扇状に折り畳まれたストック材料で全体的に長方形の積層体などである。シートストック材料32は、1つ若しくはそれ以上のシート材料の層を含む。例示的なシートストック材料は、例えば連量が30ポンドのクラフト紙のようなクラフト紙などの紙から作られる。紙は、生物分解性であり、リサイクル可能であり、且つ、再生可能な資源から構成されている。このことは、紙を、環境に責任をもって使用できるものにしている。しかし、本発明は、紙の使用に限定されるものではない。1つ若しくはそれ以上の層は、プラスチックシートなど、他の種類のシート材料や、印刷物、漂白紙、50ポンドクラフト紙、若しくは他のシート材料など、他の種類の紙や、又はこれらの組み合わせから作られてもよい。紙は、再利用可能、リサイクル可能、且つ再生可能な資源から構成されているので、ダンネージ製品に転換するためのストック材料として環境的に責任をもって使用できる。

例示的なダンネージ転換機30が図2に図示され、更なる詳細を以下に記載する。しかしながら、本発明は、図示されたダンネージ転換機に限定されるものではない。 図3及び図4に図示される包装ステーション200は、梱包テーブル202、若しくはコンベヤなど他の梱包面を有し、容器がその上に梱包のために置かれる。包装容器は、例えば段ボール箱であってもよい。ダンネージ転換機30及びストック供給アセンブリ34は、 梱包面の上側の位置で支持部材204に備え付けられる。

図3、図4、及び図5に図示するように、ダンネージ転換機30及びストック供給アセンブリ34は、スイングアーム206を介して支持部材204に連結される枠216に備え付けられる。スイングアーム206により、転換機30が包装容器に対してダンネージを分配するのに最適な位置まで、包装面202に対して転換機30を動かし易くなる。スイングアーム206は、2つのセグメント208及び210を含む。第一セグメント208は、第一軸周りを回転するように支持部材204に枢着される。第二セグメント210は、第一セグメント208と第二セグメント210との連結端部で第二軸周りを回転するように第一セグメント208に対して枢着される。図示された実施形態においては、第一軸及び第二軸の両方ともが垂直である。

枠216は、コンバータ30及びストック供給アセンブリ34を支持し、一方で、スイングアーム206の先端部、特に、スイングアーム206の第二セグメント210の先端部で支持される。より具体的には、枠216は、通常、スイングアーム206の先端部、特に第二セグメント210に取り付けられ、コンバータ30及びストック供給アセンブリ34は、枠216に取り付けられる。よって、枠216は、スイングアーム206及び支持部材204の接合部、第一セグメント208及び第二セグメント210の接合部、並びに、スイングアーム206が枠216に接続される第二セグメント210の先端部にて、3つの略平行な垂直軸周りを回転可能である。

ストック供給アセンブリ34及びコンバータ30の両方が枠216に取り付けられるので、ストック供給アセンブリ34はコンバータ30に位置合わせされ、枠216は、シートストック材料32がコンバータ30に投入されるようにシートストック材料32の適切な配置を確保することに役に立つ。枠216を回転させることによって、コンバータ30のストック供給アセンブリ34に対する配置を変えることなく、コンバータ30及びストック供給アセンブリ34両方ともを回転させることができる。

ストック供給アセンブリ34は、この場合はストック供給棚若しくはトレイ37という支持構造、又は扇状に折り畳まれたシートストック材料の積層体を支持するための他の手段を含む。或いは、支持構造は、ストック材料32がコンバータ30に繰り出されるとシートストック材料のロールが軸周りを回転するようにシートストック材料のロールを支持する軸を受け止めて支えるための一対の離間した支持部を含んでもよい。

限られた空間という状況の中では、作業者にとって、扇状に折り畳まれた紙の積層体などの、新たに供給するストック材料を充填するために、供給トレイ37に手を伸ばして到達することが難しいことがある。作業者がコンベヤの向こう側又はコンベヤの上側に到達しなければならないときなどに、ストック供給アセンブリ34及び可動供給トレイ37により、限られた空間内で新しい紙の積層体を充填することが容易となる。とは言うものの、動作位置にある供給トレイ37の位置は、供給トレイ37の下方においてコンベヤ若しくは他の梱包面上で運ばれている箱に干渉しないよう十分に高い位置でなければならない。これにより、支持部材204上のスイングアーム206の所望の搭載高さ条件が決まるであろう。しかしながら、この搭載高さでの供給トレイ37の高さは、多くの作業者にとっては再充填するのに高すぎることがよくある。

上述の通り、ストック供給トレイ37は、枠216を介してスイングアーム206に取り付けられ、コンバータ30の上流側端部の入口に対する供給トレイ37の配置が、すべての作業位置において一定に保たれる。より具体的には、ストック供給アセンブリ34は、ストック供給トレイ37の向きと配置を変えることなく、枠216に対するストック供給トレイ37若しくは他の支持部の動きを変えるための手段を提供するリンク220を具備する。図示されたリンク220は、枠216の直立部及びストック供給トレイ37の間に接続された平行セグメント223及び224を含む。リンク220は、ストック供給トレイ37を回転させることなく、支持構造37を同時に水平且つ垂直に移動させながら、転換機30に対するトレイ37若しくは他の支持構造の配置を維持する。このように、リンク220は、支持トレイ37を略水平な向きに維持することを可能とする一方で、高い動作位置(図7)と低い充填位置(図8)との間でのストック供給トレイ37の移動を可能とする。

図3から図8を参照して、ストック供給アセンブリ34は、ストック供給トレイ37を上げたり下げたりする、リンク220に接続されたリフトバー222を更に含む。図示する実施形態によると、リフトバー222は、ストック供給トレイ37の各側面に接続された離間した平行リンクセグメント224の先端部を接続する。リンクセグメント223及び224は、高められた動作位置(図7)と比較的低い充填位置(図8)の間でのトレイ37の動き全体で水平の向きにトレイ37を維持するように設計される。例えば、トレイ37は、18インチ(約46センチメートル)上下に動いてもよいが、それぞれの高さ調整は、リンクセグメント223及び224の長さ及び取付け点を修正することで実現され得る。トレイ37が一番上の動作位置に到達すると、ラッチシステムを用いてトレイを固定してもよい。

図7及び図8で最もよく示されているように、リンク220によって提供されるラッチシステムは、トレイ37の各側面でリンクセグメント223及び224と一体化した一対の重力ラッチ226を有し、所望の位置、特に高い動作位置でトレイ37を保持する。ラッチ226は、連結バー228によって繋ぎ合わされているので、トレイ37が動作位置まで十分に上昇すると、ラッチ226両方が同時且つ連動して固定位置に係合される。図示される重力ラッチ226は、上方リンクセグメント223に枢着されたリンクセグメント若しくはラッチ部材230と、ラッチ部材230を横断して延在したピン232とを有する。ピン232は、下方リンクセグメント224の外側から突出する。ラッチ部材230は、長手方向に延在するスロットを有し、スロットの先端部にはスロットを横断して延在するラッチノッチを有する。ピン232は、常に、スロット内で受け止められ、好ましくはスロット内で保持される。トレイ27が動作位置(図7)に上昇すると、ピン232がスロットに沿って移動し、ラッチ部材230のラッチノッチに受け入れられる。これにより、トレイ37をその動作位置に保持できる。ノッチは、典型的には、ピン232の半径よりも長い長さを有する。その結果、不慮の衝突若しくは振動、又は他の事象が起こったとしても、ピン232はノッチから脱却せず、ラッチシステムもロック位置から外れない。ピン232がノッチから抜けるまでトレイ37を持ち上げたりラッチ部材230を上方へ動かしたりすると、ラッチシステムが非係合となり、トレイを充填位置(図8)まで降下させることができる。リンクセグメント223における中心点と反対側のラッチ部材230の先端部にあるノブ234は、ラッチ部材230の上昇を容易にする。

重力ラッチ226が動作位置で係合されたのち、安全ピン236を使用してリンクセグメント223及び224を固定してもよい。安全ピン234は、トレイ37が動作位置に十分に上昇し正しくラッチされた場合に挿入される。安全ピン236は、トレイが充填のために降下された際に安全ピン26が邪魔にならないように、トレイ37の下側に引っかけられるひもに恒久的に取り付けられてもよい。若しくは、安全ピン236は、ラッチ部材230に恒久的に固定されるバネ負荷式のピンとして提供されてもよい。いずれの方法においても、安全ピン236は、トレイ37が動作位置にあるときに、ラッチ部材230及びリンク220、特に図示する実施形態によるリンクセグメント223の位置合わせがされた開口に挿通され、若しくは、トレイ37の側面に挿通される。

トレイ37を降下させるには、作業者がリフトバー222を使って支持トレイ37を下げてトレイ37及びコンバータ30にアクセスする前に、安全ピン236を外してラッチシステムを非係合にしなければならない。

別のリンク機構300は、図9から図12にて、転換機30及びストック供給アセンブリ34と組み合わされて図示されている。リンク機構300は、トレイ37を含むストック支持構造を枠216に接続する、上述したリンク220を含む。しかしながら、本実施形態では、リンク300は、リンクセグメント302及び304を更に含む。リンクセグメント302及び304は、ダンネージ転換機30をトレイ37若しくは他のストック支持構造に接続し、トレイ37が充填位置に動く際に転換機30の上流側端部306を下方に向けて回転させる。その結果、新たに供給するシートストック材料の先端が転換機30に充填されやすくなる。これにより、紙が転換機30に入る転換機30の上流側端部306の入口の高さが下げられ、より低い支持トレイ37の上にある新たに供給するストック材料を持ち上げることが容易になるだけでなく、ダンネージ転換機30が自動的に回転し、新たに供給するシートストック材料の先端を転換機30に送り出すことが容易になる。

動作位置(図9及び図10)にて、転換機30は、転換機30の下流側端部310の出口から抜けようとしているダンネージ製品が、下方向の包装ステーション側へ向くように方向づけられる。その結果、下流側端部310の反対に位置する上流側端部306の入口が上昇するため、転換機30を再充填するのに到達しにくくなる。先の実施形態においては、作業者は、上流側端部306の入口に到達するために、別の工程で転換機30を手動で回転させなければならなかった。リンク300は、トレイ37若しくは他のストック支持部が動作位置(図9及び図10)から比較的低い充填位置(図11及び図12)まで動くときに、図9及び図10の下流側端部310が下を向いた方向から図11及び図12の上流側端部306が上を向いた方向まで転換機30を自動で回転する。

先の実施形態で記載したように、ダンネージ転換機30及びストック供給アセンブリ34は、枠216に取り付けられ、ストック材料がトレイ37から転換機30へ容易に送り出されるように配置される。リンク機構300は、ダンネージ転換機30に取り付けられた枢軸ブラケット312を含む。枢軸ブラケット312は、リンクセグメント302及び304によって、リンクセグメント232及びトレイ37に接続される。図示されるリンク300は均衡がとれるので安全ピンを使用しなくてもよい。

例示的なダンネージ転換機が図2に示され、これは、共同所有された米国特許第7,186,208号の図8に相当する。コンバータ30は、ストック供給アセンブリ46(図1)から供給されたストック材料を帯形状のダンネージに転換するための転換アセンブリ51を含む。図示される転換アセンブリ51は、一般に、ストック供給アセンブリ46の下流側に形成アセンブリ52と、形成アセンブリ52の下流側に送りアセンブリ54とを有する。送りアセンブリ54は、ストック材料をストック供給アセンブリから形成アセンブリを通して引き出す。形成アセンブリ52は、ストック材料32を内部へ集めてランダムにくしゃくしゃにし、略丸型の帯形状に形成する。送りアセンブリ54の操作は、離れた個所に配置されているか、若しくは図示するようにハウジング内に取り付けられるコントローラ60によって制御される。

図示された実施形態では、ハウジングの上流側端部に取り付けられた定進入部材若しくはガイド110は、送りアセンブリ54が転換アセンブリを通してストック材料をけん引するにつれて形成アセンブリ52に進入するストック材料32の略定進入点を定める。ストック材料32は、定進入部材110から、形成アセンブリ52の一部を形成する集合シュート116を通って流れる。図示する実施形態によると漏斗形状の集合シュートは、ストック材料が集合シュートを介して引っ張られるときにストック材料32を内側に集めてくしゃくしゃにする。集合シュートの転換ガイド面は徐々に小さくなる断面積を有する特徴があるので、ストック材料は自然と内側にたたみ込まれてくしゃくしゃになり、全体的に長手方向に延在する揉み紙を有する帯形状のダンネージが形成される。

くしゃくしゃになった帯形状のストック材料32は、集合シュート116から、集合シュート116の狭端部の延長部を形成し得る入口ガイドシュート120を流れる。入口ガイドシュートは、ストック材料32を送りアセンブリ54まで案内する。図示する実施形態によると、ガイドシュート120は、通常、筒状であり、ガイドシュート120の上流側端部の直径は、集合シュート116の下流側端部付近の直径に略等しい。ガイドシュート120のこの部分は、この部分を通るストック材料を周方向に抑圧する。入口ガイドシュート120は、送りアセンブリ54の上流側端部の形状に相応する1つ若しくはそれ以上のフランジ若しくは指部122を入口ガイドシュート120下流側端部に有する。よって、入口ガイドシュート120は、集合シュート116から送りアセンブリ54までのシートストック材料32の連続的な流れの流路を定める。

図示された送りアセンブリ54は、把持具136を備える一対の対向する送り部材134を有する。把持具136は、帯形状のダンネージ34を略向き合う両側で係合し、ストック供給アセンブリ34(図1)から形成アセンブリ52を介してストック材料32を引っ張る。図示する実施形態によると、送り部材134は、一対の外輪に似た構造を有する。これら外輪134は、例えば、ロータリ電動モータ140及びギヤトレインの対応するギヤ141、142など、モータ140によって駆動される。コントローラ60は、モータ140の作動を制御し、同様に送りアセンブリ54の動作も制御し、正逆両方向にストック材料を移動させる。

下流側若しくは出口ガイドシュート160が、コンバータ30からの帯形状のダンネージ36(図1)を送りアセンブリ54から案内する。シートストック材料は、扇状に折り畳まれたシートストック材料の折目のように、長手方向に離間した位置においてシート材料の幅方向に亘って延在する切り取り線若しくは他の弱まった領域を有することがある。これら弱まった領域により、帯形状をダンネージの長さに分離することが容易になる。

本発明はまた、シートストック材料を比較的低密度のダンネージ製品に転換するためのダンネージ転換機にシートストック材料を充填する方法を提供する。その方法は、(a)ストック材料支持構造を高い動作位置から比較的低い充填位置まで降下させる工程と、(b)供給するシートストック材料を充填位置にある支持構造上に充填する工程と、(c)支持構造を充填位置から動作位置へ上昇させる工程と、(d)シートストック材料の供給からシートストック材料をダンネージ転換機に送り出し、供給するシートストック材料から1つ若しくはそれ以上のダンネージ製品を製造するために、ダンネージ転換機を作動させる工程とを備える。

この方法は、(e)ストック材料支持構造を含むストック供給アセンブリを垂直軸周りで回転させる工程、つまり枠を回転させる工程を更に備えていてもよい。その回転させる工程は、ダンネージ転換機を回転することを含んでもよい。その回転させる工程は、ダンネージ転換機の作動前に行われてもよい。

ストック材料支持構造を降下させる工程(a)は、転換機の上流側端部を降下させるために、ダンネージ転換機を水平軸周りで回転させることを含んでもよい。供給するシートストック材料を充填する工程(b)は、シートストック材料の先端をダンネージ転換機の中に充填することを含んでもよい。工程(c)は、転換機の上流側端部の反対側の下流側端部を降下させるために、転換機を水平軸周りで回転させることを含んでもよく、これにより、ダンネージ製品が包装ステーション側に向く。

この降下させる工程は、支持構造が降下する前に安全ピンを外すことを含んでもよく、この上昇させる工程は、支持構造が上昇した後に安全ピンを挿入することを含んでもよい。供給するシートストック材料を充填することは、棚やトレイなどの支持構造上に扇状に折り畳まれたストック材料の積層体を置くことを含んでもよく、送り出し工程は、シートストック材料の先端をダンネージ転換機の中に送り出すことを含んでもよい。

要約すると、本発明は、扇状に折り畳まれたストック材料の積層体のための棚37などの支持構造を有するストック材料支持部を含む、ダンネージ転換機30のためのストック供給アセンブリ34を提供する。棚37は、比較的低い充填位置と該充填位置に対して垂直方向に変位された比較的高い動作位置との間で移動可能である。この工程において、支持構造は、充填位置と動作位置との間を移動するときに一貫した向きを維持する。

本発明は、或る実施形態に関して図示及び記載されるが、当業者は、本明細書及び添付の図面を読んで理解することで、同等の変更及び修正を想像できる。特に、上述した整数(構成部品、アセンブリ、装置、構成等)によって実施された様々な機能に関して、それら整数を記載するために使用した用語(「手段」への言及を含む)は、特に断りのない限り、本発明の図示された例示的な実施形態による機能を実施する開示された構成に構成的に同等でなくても、記載された整数の特定の機能を実施するいかなる整数(例えば、機能的に同等な整数)にも対応すると解釈される。更に、本発明の特定の特徴事項が、幾つかの図示された実施形態の1つだけに関して上述されているが、これら特徴事項は、他の実施形態の1つ若しくはそれ以上の特徴事項と組み合わされてもよい。これは、定められた若しくは特定の出願にとっては望ましく、且つ有利であるかもしれない。