ホーム > 特許ランキング > Ｇ．Ｄ Ｓ．ｐ．Ａ．
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-02
(54)【発明の名称】包装機用に特化した転送装置
(51)【国際特許分類】
B65B 5/06 20060101AFI20230726BHJP
B65B 35/38 20060101ALI20230726BHJP
B25J 11/00 20060101ALI20230726BHJP
B25J 15/00 20060101ALI20230726BHJP
【ＦＩ】
B65B5/06
B65B35/38
B25J11/00 D
B25J15/00 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022569045
(86)(22)【出願日】2021-07-05
(85)【翻訳文提出日】2022-12-05
(86)【国際出願番号】 IB2021055998
(87)【国際公開番号】W WO2022009063
(87)【国際公開日】2022-01-13
(31)【優先権主張番号】102020000016648
(32)【優先日】2020-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】592033493
【氏名又は名称】ジ・ディ・ソシエタ・ペル・アチオニ
【氏名又は名称原語表記】Ｇ．Ｄ Ｓ．ｐ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヴィターリ，アントニオ
(72)【発明者】
【氏名】カルボーニ，サルヴァトーレ
【テーマコード（参考）】
3C707
3E003
3E054
【Ｆターム（参考）】
3C707AS02
3C707BS24
3C707DS01
3C707DS07
3C707DS10
3C707FS01
3C707FT02
3C707HT12
3E003AA01
3E003AA07
3E003AB02
3E003BA04
3E003BB03
3E003BB05
3E003BC06
3E003BD04
3E003BE01
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3E003DA04
3E003DA05
3E003DA07
3E054AA05
3E054AA16
3E054CA04
3E054DC03
3E054DC12
3E054DD01
3E054EA01
3E054FA05
3E054FA07
3E054HA04
3E054HA07
3E054JA02
(57)【要約】
複数の物品（１）を分離領域から分離して排出領域に載置するように設けられた転送装置（２００）に関する。転送装置は、複数の保持要素（２０３）が設けられた把持ヘッド（２０２）を備え、各保持要素（２０３）は、対応する物品（１）を保持するように設けられている。転送装置は、移動機構（２０４）をさらに備え、移動機構（２０４）は、前記保持要素（２０３）が互いに離間した第１の構成と、第１の構成と異なっており保持要素（２０３）が互いに近接する第２の構成との間で、把持ヘッド（２０２）上において少なくとも１つの保持要素（２０３）を移動させるように設けられている。移動機構（２０４）は、少なくとも１つの保持要素（２０３）がそれぞれの回転軸（Ｘ）を中心に回転することによって、少なくとも１つの保持要素が前記第１の構成と前記第２の構成との間を移動されるように構成されている。
【選択図】図５
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の物品（１）を分離領域から分離して排出領域に載置するように設けられた転送装置（２００）であって、前記転送装置は、前記分離領域と前記排出領域との間を移動可能な把持ヘッド（２０２）を備え、前記把持ヘッド（２０２）には、前記複数の物品のうちの対応する物品（１）を保持するようにそれぞれ設けられた複数の保持要素（２０３）が設けられ、前記転送装置は、移動機構（２０４）を備え、前記移動機構（２０４）は、前記保持要素（２０３）が互いに離間した第１の構成と、前記第１の構成と異なっており前記保持要素（２０３）が互いに近接する第２の構成との間で、前記把持ヘッド（２０２）上において少なくとも１つの前記保持要素（２０３）を移動させるように設けられ、前記移動機構（２０４）は、前記少なくとも１つの保持要素（２０３）がそれぞれの回転軸（Ｘ）を中心に回転することによって、前記少なくとも１つの保持要素が前記第１の構成と前記第２の構成との間を移動されるように構成されている、転送装置。
【請求項2】
前記複数の保持要素（２０３）において、前記第１の構成と前記第２の構成の間を移動される前記保持要素によって形成される第１の保持要素グループと、前記第１の構成と前記第２の構成との間を移動されない保持要素によって形成される第２の保持要素グループと、が定義されている、請求項１に記載の転送装置。
【請求項3】
前記第１の保持要素グループの全ての前記保持要素（２０３）がそれぞれの前記回転軸（Ｘ）を中心に回転することによって、前記第１の構成と前記第２の構成との間を移動する、請求項２に記載の転送装置。
【請求項4】
前記排出領域において、前記複数の物品（１）が載置された支持平面が画成され、前記回転軸（Ｘ）は前記支持平面に対してほぼ垂直である、請求項１～３のいずれか１項に記載の転送装置。
【請求項5】
前記第１の保持要素グループの前記保持要素（２０３）は、前記第２の構成に向かって回転する際に、全てが中央グループ化軸（Ｙ）に向かって移動する、請求項３または４に記載の転送装置。
【請求項6】
前記中央グループ化軸（Ｙ）は、前記第２の保持要素グループのうちの１つの前記保持要素を通過する、請求項５に記載の転送装置。
【請求項7】
それぞれの前記回転軸（Ｘ）からの各前記保持要素（２０３）の間隔は、前記中央グループ化軸（Ｙ）からの前記回転軸（Ｘ）の間隔の関数である、請求項５または６に記載の転送装置。
【請求項8】
前記第１の構成と前記第２の構成との間の回転の際に、前記保持要素（２０３）は約１８０度回転する、請求項１～７のいずれか１項に記載の転送装置。
【請求項9】
前記移動機構（２０４）は、回転する前記保持要素（２０３）ごとに、前記回転軸（Ｘ）に対して垂直に伸長するアーム（２０９）を備え、前記アーム（２０９）は、前記回転軸からの前記保持要素の間隔を定義する、請求項１～８のいずれか１項に記載の転送装置。
【請求項10】
前記第１の構成と前記第２の構成とにおいて、前記アーム（２０９）は、前記中央グループ化軸（Ｙ）を通過する方向に伸長する、請求項９に記載の転送装置。
【請求項11】
前記保持要素（２０３）は、吸引によって前記物品（１）を保持するために、減圧回路（２１５）に接続されている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の転送装置。
【請求項12】
物品のための包装機（１００）であって、複数の前記物品（１）を分離領域から分離して排出領域に載置するように設けられた少なくとも１つの転送装置（２００）を備え、前記転送装置は、請求項１～１１のいずれか１項にしたがって実現される、包装機。
【請求項13】
前記分離領域は、前記物品が搬送される第１のコンベヤベルト（１１５）上に画成される、請求項１２に記載の包装機。
【請求項14】
前記保持要素（２０３）は、前記第１の構成に移動されて前記分離領域から前記物品を分離する、請求項１２または１３に記載の包装機。
【請求項15】
前記複数の物品が載置される前記排出領域は、第２のコンベヤベルト（１０７）上に位置決めされる容器（３０）上に画成される、請求項１２～１４のいずれか１項に記載の包装機。
【請求項16】
前記保持要素（２０３）は、前記第２の構成に移動されて、前記容器（３０）にグループ化配置で前記物品（１）を載置する、請求項１５に記載の包装機。
【請求項17】
前記少なくとも１つの転送装置（２００）は、前記第１のコンベヤベルト（１１５）と前記第２のコンベヤベルト（１０７）との間に位置決めされて、前記第１のコンベヤベルトの部分と前記第２のコンベヤベルトの部分とを備える領域において動作可能であり、少なくとも前記転送装置が動作可能な前記領域において、前記第１のコンベヤベルトと前記第２のコンベヤベルトとが、互いにほぼ平行であって反対方向であるそれぞれの進行方向（Ｆ１、Ｆ２）に移動する、請求項１５または１６に記載の包装機。
【請求項18】
複数の物品（１）を分離領域から排出領域に転送する方法であって、複数の保持要素（２０３）が設けられた移動可能な把持ヘッド（２０２）を備える転送装置（２００）を設けるステップと、
前記保持要素（２０３）によって前記分離領域から前記複数の物品（１）を分離するステップと、
前記保持要素（２０３）が互いに離間した第１の構成と、前記第１の構成と異なっており前記保持要素（２０３）が互いに近接する第２の構成との間で前記保持要素が移動するように、それぞれの回転軸（Ｘ）を中心に前記保持要素（２０３）を回転するステップと、
前記物品（１）を前記排出領域に載置するステップと、
を含む方法。
【請求項19】
前記分離領域が移動している間、前記複数の物品（１）は前記保持要素（２０３）によって分離される、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記排出領域が移動している間、前記複数の物品（１）は前記保持要素（２０３）によって前記排出領域に載置される、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項21】
複数の物品（１）を容器（３０）に梱包する方法であって、前記物品は、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の転送方法にしたがって、分離領域から容器（３０）に画成された排出領域へ転送される、方法。
【請求項22】
移動可能な把持ヘッド（２０２）と、前記把持ヘッドに載置された複数の保持要素（２０３）とを備えた、物品（１）のための転送装置（２００）の構成を修正する方法であって、前記保持要素（２０３）が互いに離間した第１の構成と、前記第１の構成と異なっており前記保持要素（２０３）が互いに近接する第２の構成との間で、前記把持ヘッド上において前記保持要素が移動するように、前記保持要素（２０３）がそれぞれの回転軸（Ｘ）を中心に回転する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物品の包装機での使用に特化した転送装置に関する。
【0002】
また、本発明は、かかる転送装置を備える包装機と物品包装方法とに関する。
【背景技術】
【0003】
本発明は、例えばコーヒーカプセルなどの浸出（infusion）式カプセル製品のような束ねられていない物品を箱に包装するための分野で好ましく適用されるが、これに限定されるものではない。この分野への参照は、以下本明細書では一般性を損なうことなくなされ得る。
【0004】
この分野においては、包装対象の物品を分離領域から分離して排出領域に置くことにより転送するように好適に構成された転送装置を備える包装機が知られており、かかる転送装置は、物品を入れる対象とされた容器に設置することができる。
【0005】
既知の実施形態においては、かかる転送装置は、可動アームに載置された把持ヘッドを備えることができる。把持ヘッドには、１つまたは複数の保持要素が設けられる。保持要素は、分離領域から排出領域へ転送すべき物品を係合して保持することが可能である。
【0006】
また、物品を排出する前であってかつ分離が完了した後に、物品を詰め込む対象とされた容器への物品の挿入を促進するように複数の物品を互いに近接させることが可能な転送装置も知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
添付の特許請求の範囲および本明細書においては、いくつかの用語および表現は、別途明示されている場合を除き、以下に記載の定義で表現される意味を有するとみなす。
【0008】
用語「物品」は、転送装置によって分離、移動および載置することが工業生産ライン内で可能な固体製品全般を意味する。
【0009】
特に、転送装置は、これらの製品の１つまたは複数を供給ラインから分離して、かつ製品の転送または包装のために設けられた容器に製品を載置するように構成されてもよい。
【0010】
物品は互いに全く同一のものであってもよく、また例えば、構造、組成、色または向きなどの何らかの特性が互いに異なるものであってもよい。
【0011】
例えば、物品は個別の容器または包装紙に包装済みの食品および菓子製品であってよく、これらの容器は、コーヒーカプセルまたは他の浸出式飲料、飲料のボトルおよびカートン、ヨーグルトの容器、（個包装された、またはされていない）個別のチョコレート片、キャンディ、小箱、および固体、液体または半固体の食品を含む小袋であり得る。また物品は、セラミック産業の製品、吸収性衛生用品、タバコ産業の製品、化粧産業の製品、製薬産業の製品、およびパーソナルケアとホームケア産業の製品であってよい。
【0012】
物品を形容する用語「束ねられていない」は、互いに分かれていて結びついていない複数の物品を意味している。すなわち、物品の各々を他のものから独立して移動したり処理したりすることができる。
【0013】
複数の物品は、その全てが同一の時間間隔で、換言すれば同時に移動、分離、載置または処理される場合に、「１グループとして」移動、分離、載置または処理される。
【0014】
例えば物品は、その全てがほぼ同時に回転運動を開始したり終了したりする場合に、「グループごとに」回転される。
【0015】
用語「容器」は、物品を内包するのに好適な入れ物全般、特には、転送装置が分離した物品を載置している入れ物全般を意味する。好ましくは、容器は、物品のグループを包装するのに好適な入れ物である。さらに好ましくは、容器は例えば、箱、トレイ、木枠、または引き出しであって、これらはいずれも物品のグループをうまく分別するように内包するよう意図されている。
【0016】
なお、表現「第１の位置と第２の位置との間でオブジェクトを移動する」は、第１の位置から第２の位置への移動と第２の位置から第１の位置への移動の双方を意味する。
【0017】
この定義は、例えば、汎用オブジェクトを２つの位置の間で、または２つの領域の間で、さらにまたは２つの異なる動作構成の間で転送したり移動したりする動きを表現する複数の同様な表現に等しくあてはまる。
【0018】
例えば、点、または軸、または表面などの所定の位置に「向けて」オブジェクトを移動するという表現は、そのような移動が直線に沿って導かれることを必ずしも求めずに、または所定の位置とオブジェクトの初期位置とをつなぐ直線上にオブジェクトの最終位置が位置することを必ずしも求めずに、上述した所定の位置にオブジェクトを近づけることを意味する。
【0019】
生産ラインの能力と効率を向上したいという変わらぬ要求の潮流に沿って、本出願人は次の点についてまず注目した。すなわち、物品の梱包ラインにおいては、転送装置の動作周期内での移動速度、つまり転送装置が物品を分離するための区域と物品を排出するための区域との間を移動するときの移動速度は、該ライン自体の生産能力を制限する重要な要素を構成するであろうことに注目した。
【0020】
このような制限は、動作周期を実施するために転送装置が異なる軌道で様々に移動をしなければならない場合、より重大なものとなる。
【課題を解決するための手段】
【0021】
そのため本出願人は、転送装置に設けられて上述した軌道を移動するようになされた把持ヘッドの慣性重量を減少させることによって、転送装置の移動速度を上昇させることができるという知見を得た。
【0022】
この最初の洞察に照らして、本出願人は次の点に注目した。すなわち、既知の転送装置のいくつかにおいては、把持ヘッドが分離領域と排出領域との間を移動する際に、転送された物品が、把持ヘッド上に設けられた単一の保持要素をそれぞれ適宜移動することによって、互いに近接することに注目した。
【0023】
特には、本出願人は次の点に着目した。すなわち、一般的には、相互に垂直な方向によって定義されるそれぞれの直線軌道上での保持要素の移動を制御する特殊な単一直線アクチュエーターを設けることにより、その直線軌道において保持要素が把持ヘッド上を移動することに着目した。
【0024】
本出願人は、把持ヘッドの慣性重量は、保持要素の移動の種類を適宜修正することによって減少させることができるという知見をさらに得た。
【0025】
最終的に、本出願人は次の点を見出した。すなわち、複数の直線移動を組み合わせることよりはむしろ単一の回転運動によって保持要素が互いに近接するように把持ヘッドを構成することによって、より数が少なく全体的により軽量な部品を有する移動機構を使用することが可能であることを見出した。
【0026】
これらの特徴によって、把持ヘッドは簡素化された構造を有し、かつ転送装置に把持ヘッドをより高速に移動させるように相当な軽量化を実現しており、これにより梱包ラインの生産能力と効率を向上させる。
【0027】
そのため、本発明の第１の態様においては、本発明は、複数の物品を分離領域から分離して排出領域に載置するように設けられた転送装置に関する。
【0028】
好ましくは、転送装置は、把持ヘッドを備える。
【0029】
好ましくは、把持ヘッドは、分離領域と排出領域との間を移動可能である。
【0030】
好ましくは、把持ヘッドには、複数の保持要素が設けられる。
【0031】
好ましくは、各保持要素は、複数の物品のうちの対応する物品を保持するように設けられる。
【0032】
好ましくは、転送装置は、移動機構を備える。移動機構は、保持要素が互いに離間した第１の構成と、第１の構成と異なっており保持要素が互いに近接する第２の構成との間で把持ヘッド上において少なくとも１つの保持要素を移動させるように設けられる。
【0033】
好ましくは、移動機構は、少なくとも１つの保持要素がそれぞれの回転軸を中心に回転することによって、少なくとも１つの保持要素が第１の構成と第２の構成との間を移動されるように構成されている。
【0034】
これらの特徴によって、物品の転送装置はより軽量になり、かつ分離領域と排出領域との間をより高速度で有利に移動することができ、これによりその動作の潜在能力を、移動および生産に関するコストなどにほぼ影響を及ぼすことなく向上させる。このようにして、本発明の転送装置は、高い生産能力と高い効率が求められる産業ラインに効率的に使用することができる。
【0035】
また、本出願人は、上述した２つの構成の間の保持要素の同一の移動がより速くなることにも注目している。
【0036】
本発明の第２の態様においては、本発明は、物品のための包装機に関する。包装機は、第１の態様にしたがって実現された少なくとも１つの転送装置を備える。転送装置は、複数の物品を分離領域から分離して排出領域に載置するように設けられる。
【0037】
本発明による包装機は、全体の設置面積と寸法を小さくかつコストを低く維持しつつ、非常に高い生産能力を有利に有することができる。
【0038】
本発明の第３の態様においては、本発明は、複数の物品を分離領域から排出領域に転送する方法に関する。
【0039】
好ましくは、該方法は、複数の保持要素が設けられた移動可能な把持ヘッドを備える転送装置を設けるステップを含む。
【0040】
好ましくは、該方法は、保持要素によって分離領域から複数の物品を分離するステップを含む。
【0041】
好ましくは、該方法は、保持要素が互いに離間した第１の構成と、保持要素が互いに近接する第２の構成との間で保持要素が移動するように、それぞれの回転軸を中心に保持要素を回転するステップを含む。
【0042】
好ましくは、該方法は、物品を排出領域に載置するステップを含む。
【0043】
本発明の第４の態様においては、本発明は、複数の物品を容器に梱包する方法に関する。ここで、物品は、第３の態様の転送方法にしたがって容器に転送される。
【0044】
本発明の第５の態様においては、本発明は、移動可能な把持ヘッドと、把持ヘッドに載置された複数の保持要素とを備えた、物品のための転送装置の構成を修正する方法に関する。ここで、保持要素が互いに離間した第１の構成と、第１の構成と異なっており保持要素が互いに近接する第２の構成との間で保持要素が移動するように、保持要素がそれぞれの回転軸を中心に回転する。
【0045】
このようにして、移動する把持ヘッド上での保持要素の移動をより高速かつ効率的に管理することを可能にする方法が提供される。
【0046】
上述した態様のうちの少なくとも１つにおいて、本発明は、以下に記載のさらに好ましい特徴のうちの少なくとも１つを有してよい。
【0047】
好適な実施形態においては、把持ヘッドは、保持要素が第１の構成にあるときに物品を分離領域から移動し、保持要素が第２の構成にあるときに物品を排出領域に載置する。
【0048】
このようにして、物品が相対的に互いに離間しているときに分離することができ、物品を箱に梱包するにあたってより密で有利なグループ化配置をされて載置することができる。
【0049】
別の実施形態においては、把持ヘッドは、保持要素が第２の構成にあるときに物品を分離領域から移動し、保持要素が第１の構成にあるときに物品を排出領域に載置する。
【0050】
この場合には、物品はグループ化配置をされて移動され、次に、載置される前に互いに離間される。
【0051】
好ましくは、複数の保持要素において、第１の構成と第２の構成との間を移動される保持要素によって形成される第１の保持要素グループと、第１の構成と第２の構成との間を移動されない保持要素によって形成される第２の保持要素グループと、が定義されている。
【0052】
好ましくは、第１の保持要素グループの全ての保持要素がそれぞれの回転軸を中心に回転することによって、第１の構成と第２の構成との間を移動する。
【0053】
このようにして、移動機構の部品の簡略化が、第１の保持要素グループの全ての保持要素に対して及ぼされる。
【0054】
好ましくは、第２の保持要素グループの保持要素が、把持ヘッドに対して固定される。
【0055】
これにより、更なる把持ヘッドの軽量化を伴いつつ、保持要素に対して移動部品を有利に省くことが可能になる。
【0056】
一実施形態においては、第２の保持要素グループは、１つまたは複数の保持要素によって形成されてよい。
【0057】
この場合には、第１のグループの保持要素が第２の構成に移動するときに、第２の保持要素グループの要素に近接する。
【0058】
このようにして、保持要素は、様々に異なる梱包ニーズを満たすために、多くの異なる方法で把持ヘッド上に配置して構成することができる。特には、別々のグループの配置にしたがって、容器に物品を載置することが可能である。
【0059】
別の実施形態においては、第２の保持要素グループは、保持要素を１つも備えない。
【0060】
この場合には、全ての保持要素が第１の構成と第２の構成との間を移動する。
【0061】
好ましくは、物品は束ねられておらず、したがって、把持ヘッドの保持要素によって、互いに独立して分離領域から分離され、転送または移動されて、排出領域に載置される。
【0062】
好ましくは、物品は分離領域から排出領域へ複数のグループで移動され、また、排出領域にグループで載置される。
【0063】
一実施形態においては、物品は、さらに複数のグループに分離される。
【0064】
別の実施形態においては、物品は、連続するステップにおいて分離領域から分離することができる。
【0065】
このようにして、物品は、分離領域の構成とは異なる構成において把持ヘッド上に配置することができ、それによって、包装機の運用の柔軟性が大いに向上することができる。
【0066】
好ましくは、移動機構は、保持要素を第１の構成と第２の構成との間で同時に移動するように構成されている。
【0067】
一実施形態においては、回転軸は互いにほぼ平行である。
【0068】
好ましくは、排出領域において、複数の物品が載置された支持平面が画成され、回転軸は支持平面に対してほぼ垂直である。
【0069】
このようにして、第２の構成における保持要素の回転の結果として物品がグループ化配置に移動すると、物品が載置される支持面によって画成される領域に対して物品の載置面積が減少する。換言すれば、支持平面上での物品の直交方向の突出は、保持要素が第１の構成にあるときよりも第２の構成にあるときの方がより小さい。
【0070】
この特性によって、物品はより密になるように支持平面上に載置される。これは、一方では、（製造、保管および市場での流通のコストからみて明らかな利点を伴う）より小さな容器の使用を可能にし、また他方では、容器の好適な形態である開放された箱の内部への物品の挿入を含む載置作業自体を容易にする。
【0071】
一実施形態においては、回転軸は連続する列に整列されている。
【0072】
好ましくは、各列において、回転軸は等距離に配置されている。
【0073】
好ましくは、回転軸の列は相互間で等距離に配置されている。
【0074】
このようにして、回転軸は正しく並べられた行列配置を有し、保持要素の移動機構をより容易に実現することができる。
【0075】
一実施形態においては、第１の保持要素グループは、第２の構成に向かって回転する際に、全てが中央グループ化軸に向かって移動する。
【0076】
このように設けることによって、物品の特に密なグループ化配置を得ることが可能になる。
【0077】
好ましくは、中央グループ化軸は固有のものであって、把持ヘッドに対して固定される。
【0078】
好ましくは、保持要素が第１の構成と第２の構成とにそれぞれ移動するときに、各保持要素の位置を結合する直線が中央グループ化軸を通過する。
【0079】
好適な実施形態においては、中央グループ化軸は、第２の保持要素グループのうちの１つの保持要素を通過する。
【0080】
この場合には、この保持要素の位置が第１の構成と第２の構成との間で変化せず、保持要素は固定されたままであると推測される。この場合には、この保持要素は、上述した第２の保持要素グループを形成する。
【0081】
好ましくは、それぞれの回転軸からの各保持要素の間隔は、中央グループ化軸からの回転軸の間隔の関数である。
【0082】
好ましくは、第１の構成と第２の構成との間の回転の際に、保持要素は約１８０度回転する。
【0083】
このようにして、回転運動をもって可能な最大の間隔が所定の半径を有する限り、保持要素が移動する。
【0084】
好適な実施形態においては、保持要素の各々は支持ロッドの端部に載置される。
【0085】
好ましくは、支持ロッドは、回転軸と平行である。
【0086】
好ましくは、移動機構は、回転する保持要素ごとに、回転軸に対して垂直に伸長するアームを備える。
【0087】
好ましくは、アームは、回転軸からの保持要素の間隔を定義する。
【0088】
好ましくは、第１の構成と第２の構成とにおいて、アームは、中央グループ化軸を通過する方向に伸長する。
【0089】
好ましくは、移動機構は、回転する保持要素ごとに、回転軸に同軸状に載置されたピニオンを備える。
【0090】
好ましくは、ピニオンは、把持ヘッドのフレーム上に回転可能に載置されたシャフト上に同軸状に固定される。
【0091】
より好ましくは、シャフトは、アームによって保持要素に接続されている。
【0092】
さらに好ましくは、アームは、シャフトと、保持要素が載置された支持ロッドとの間を伸長する。
【0093】
好適な実施形態においては、移動機構は、それぞれの回転軸を中心としたピニオンの回転を制御するように、ピニオンに噛合することで係合される複数のラックを備える。
【0094】
好ましくは、ピニオンは連続する列に整列されており、各列のピニオンはそれぞれのラックに係合されている。
【0095】
換言すれば、単一のラックは、単一の列における全てのピニオンに噛合され、それにより、全てのピニオンを移動するために求められるラックの数は、ピニオンの連続する列の数と等しくなる。
【0096】
好ましくは、移動機構は、伝達軸によって複数のラックに接続されたモーター部材を備える。
【0097】
好ましくは、伝達軸は固有のものである。
【0098】
これらの特徴の各々によって、部品点数が削減されてさらに軽量化された、効果的で正確で、かつ同時に特に簡便な移動機構が実現される。
【0099】
好適な実施形態においては、転送装置は、その端部に把持ヘッドが固定された複数の多関節アームを含むデルタ型ロボットを備える。
【0100】
好適な実施形態においては、把持ヘッドは、３つの直線移動軸により画成される軌道において多関節アームによって移動される。
【0101】
好適な実施形態においては、保持要素の各々は、他の保持要素から独立した係合状態で物品の各々を保持または保持解除するために、選択的に作動および停止することができる。
【0102】
このようにして、物品が転送装置に供給される列の数よりも多い数の列が設けられる構成などの、把持ヘッド上の物品の様々に異なる構成を構成したり、または不完全なまたは部分的な構成を構成したりすることが可能である。
【0103】
好ましくは、保持要素は減圧回路に接続されている。
【0104】
好ましくは、各保持要素は、それぞれの導管によって減圧回路に接続されており、それぞれの遮断弁の開口部によって減圧回路に選択的に連通することができる。
【0105】
このようにして、物品は、吸引されて保持要素によって保持される。
【0106】
好ましくは、物品は、ほぼ切り詰められた円錐形の形態を有する。
【0107】
好ましくは、物品は、より小さな断面の底部とより大きな断面の頭部とを有する。
【0108】
好適な実施形態においては、物品は、例えばコーヒーカプセルなどの浸出式カプセル製品である。
【0109】
好ましくは、保持要素は、第１の面を有する第１の保持要素と、第１の面よりも大きい第２の面を有する第２の保持要素とを備える。
【0110】
好ましくは、第１の保持要素は、底部において物品を保持するように構成され、第２の保持要素は、頭部において物品を保持するように構成されている。
【0111】
好ましくは、第１の保持要素の各々は、第２の保持要素の１つと互い違いにされ、第２の保持要素の各々は、第１の保持要素の１つと互い違いにされる。
【0112】
好ましくは、第１の保持要素は５つ目型パターンに配置され、第２の保持要素は、第１の保持要素に相補的な方法で５つ目型パターンに配置される。
【0113】
これにより、物品は頭部から底部へおよび底部から頭部への互い違いの向きで移動することが可能になり、これによって、物品がグループ化配置で移動されるときに、物品を効果的に密集させることが可能になる。
【0114】
好適な実施形態においては、分離領域は、物品が搬送される第１のコンベヤベルト上に画成される。
【0115】
他の実施形態においては、分離領域は、載置棚上、一時蓄積要素（バッファ）上、または容器上に画成することができる。
【0116】
好ましくは、保持要素は、第１の構成に移動されて分離領域から物品を分離する。
【0117】
このようにして、物品は、互いに相対的に離間するように第１のコンベヤベルト上に配置され、これによって、転送装置による物品の移動と分離が容易になる。
【0118】
好ましくは、複数の物品が載置される排出領域は、容器上に画成される。
【0119】
好ましくは、容器は、第２のコンベヤベルト上に位置決めされる。
【0120】
他の実施形態においては、排出領域は、載置棚上、一時蓄積要素（バッファ）上、またはコンベヤベルト上に画成することができる。
【0121】
好ましくは、保持要素は、第２の構成に移動されて容器にグループ化配置で物品を載置する。
【0122】
好ましくは、少なくとも１つの転送装置は、第１のコンベヤベルトと第２のコンベヤベルトとの間で位置決めされる。
【0123】
好ましくは、少なくとも１つの転送装置は、第１のコンベヤベルトの部分と第２のコンベヤベルトの部分とを備える領域において動作可能である。
【0124】
このコンベヤベルトと転送装置との配置により、特に密なレイアウトの包装機を得ることが可能になる。
【0125】
好ましくは、少なくとも転送装置が動作可能な領域において、第１のコンベヤベルトと第２のコンベヤベルトとが、互いにほぼ平行であるそれぞれの進行方向に移動する。
【0126】
好ましくは、第１のコンベヤベルトと第２のコンベヤベルトとの進行方向は、互いに反対方向である。
【0127】
好適な実施形態においては、複数の転送装置は、第１のコンベヤベルトと第２のコンベヤベルトとの間に設けられる。
【0128】
好ましくは、転送装置は、全て進行方向と平行に整列されている。
【0129】
これにより、結果として密な機械レイアウトが得られ、転送装置の動作が最適化される。
【0130】
好適な実施形態においては、分離領域が移動している間、複数の物品は保持要素によって分離される。
【0131】
好適な実施形態においては、支持平面が移動している間、複数の物品は保持要素によって排出領域に載置される。
【0132】
これにより、ほぼ連続して動作する包装機を作成することが可能になり、特に物品が載置されて続いて梱包される容器に排出領域が画成されるときに、求められる転送装置の数または中間バッファの必要性を減じることと、包装機そのものの生産能力を向上することとの双方にとって最適な条件が創出される。
【図面の簡単な説明】
【0133】
本発明の特徴および利点は、添付の図面を参照して非限定的に例示された実施形態に関する以下の詳細な説明からより明確になるであろう。
【図1】本発明にしたがって作成された転送装置を備えた、束ねられていない物品用の包装機を上から見た概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0134】
添付の図面を参照すると、参照符号１００は、本発明にしたがって作成された転送装置２００を複数含む包装機の全体を示す。
【0135】
包装機１００は、最終的な梱包とそれに続く出荷に備えて完成した梱包を用意するように、本実施例では箱３０によって構成される容器内に束ねられていない複数の物品１を梱包するために設けられる。
【0136】
好適な本実施例では、物品１は、特にはコーヒーなどの浸出式飲料を製造するためのカプセルである。
【0137】
各物品１は、カップ状のおおむね硬質なケーシングにより形成される。ケーシングは、切り詰められた円錐形の形態を有し、ここで、面積が小さい方の基部における底部２と、面積が大きい方の基部において、底部２の反対側の頭部４に向けてわずかに広がりながら伸長する側壁３とが画成される。ケーシングは、例えば、その縁部に除去可能に固定されたアルミホイルなどの蓋によって閉塞された口を有する。
【0138】
最も一般的な構成として、包装機１００は、箱３０の成形ライン１０１と、物品１の選別ライン１１０と、梱包ライン１５０とを備えており、選別ライン１１０からの物品１は、成形ライン１０１からの箱３０に載置される。
【0139】
選別ライン１１０には、第１のコンベヤ１１１によって物品１が供給される。第１のコンベヤ１１１は、正立姿勢で、すなわち底部２を下にして頭部４を上向きにした物品１を２列で搬送する。
【0140】
第１のコンベヤ１１１は、例えば１対のスクリューコンベヤ１１２ａを備える第１の仕分け場１１２に接続されており、スクリューコンベヤ１１２ａにおいては、２列の物品１が互いに正確に離間しており、かつ２列のうちの１列の物品１は上下反転姿勢に反転、すなわち頭部４を下にして底部２を上向きにした姿勢になるように反転されている。
【0141】
第１の仕分け場１１２を出た物品１は、次に中間コンベヤ１１３に供給される。中間コンベヤ１１３上には、物品１の平行かつ隣接した２つの列が載置されており、その１列には物品１が正立姿勢で載置され、もう１列には物品１が上下反転姿勢で載置されている。
【0142】
物品１の選別ライン１１０は、中間コンベヤ１１３からの物品１の分離および所定の分離パターンでの第１のコンベヤベルト１１５への物品１の載置を担う第２の仕分け場１１４をさらに備える。
【0143】
本実施例においては、第１のコンベヤベルト１１５においても物品１は２列に配列されており、かつ所定の分離パターンは格子型である。このような分離パターンにおいては、正立姿勢の各物品１は、上下反転姿勢の物品１に３つの側方で隣接しており（その逆も同様である）、同一の列の物品１の間では一定の間隔を維持する。
【0144】
かかる分離パターンを形成するために、第２の仕分け場１１４は、第１のコンベヤ１１３と第１のコンベヤベルト１１５との間で直線状に配置された１対の仕分けロボット１１６を備える。
【0145】
各仕分けロボット１１６は、把持ハンドを備える。把持ハンドは、それぞれの保持要素によって、中間コンベヤ１１３の単一の列上において全てが正立姿勢かまたは全てが上下反転姿勢にある複数の物品１を分離して、第１のコンベヤベルト１１５上に転送するように設けられる。
【0146】
第１のコンベヤベルト１１５に向けて転送されている間には、初期状態で中間コンベヤ１１３の単一の列から物品１を分離するように整列されていた保持要素は、連続的に交互な位置で第１のコンベヤベルト１１５の一方の列と他方の列とに物品１を載置するように、交互に互い違いに配置されている。
【0147】
２つの仕分けロボット１１６は、このようにして第１のコンベヤベルト１１５上に物品１の列を２列形成する。各列においては、物品１は交互に正立姿勢と上下反転姿勢となり、一方の列において正立姿勢の各物品は、他方の列において上下反転姿勢の物品と隣接しており、これにより所望の格子パターンを全体として形成している。
【0148】
物品１が載置された箱３０は、対応する半加工品３１から成形ライン１０１において形成される。各半加工品３１は、例えば段ボールなどの折りたたみ可能で半硬質な材料から形成された平坦な半完成品からなる。このような段ボールなどは適切にカットされ、折れ線部分が設けられる。
【0149】
成形ライン１０１は、供給場１０３を備える。供給場１０３においては、導入口１０２において供給される半加工品の束から、それぞれ単一の半加工品３１が引き出される。成形ライン１０１は、供給場１０３の下流側に位置する折りたたみ場１０４をさらに備える。折りたたみ場１０４においては、半加工品３１は、半加工品コンベヤ１０５上に転送される前に、その折りしろのうちの数か所が予備的に折りたたまれる。
【0150】
半加工品コンベヤ１０５は接着場１０６を横断する。接着場１０６においては、複数の熱接着剤投与ガンまたはノズルが、半加工品３１上に適切な接着箇所を布設する。
【0151】
成形ライン１０１は、複数の成形装置１２１が設けられた半加工品コンベヤ１０５により供給される回転式成形コンベヤ１２０をさらに備える。回転式成形コンベヤ１２０の曲路の部分を進行している間、半加工品３１が成形装置１２１内において適切に折りたたまれて、接着剤が付された部分同士が密着し、開放姿勢で上部閉塞パネルをそれぞれ有する箱３０が形成される。
【0152】
回転式成形コンベヤ１２０の曲路の終点においては、箱３０は、開口部を上向きにした状態で、第２のコンベヤベルト１０７上に供給される。第２のコンベヤベルト１０７の始まりの部分には、物品１で箱３０を正しく詰め込むことを促すために、開放姿勢になるように箱３０の閉塞パネルを折る役を担う折りたたみ場１０８が設けられる。換言すれば、閉塞パネルの開放姿勢は、後段で物品１を箱３０に詰めることを阻まないようになっていなければならない。
【0153】
上述したように、梱包ライン１５０においては、選別ライン１１０、特には第１のコンベヤベルト１１５からの物品１が、成形ライン１０１、特には第２のコンベヤベルト１０７からの箱３０に載置される。
【0154】
有利には、梱包ライン１５０において、第１のコンベヤベルト１１５と第２のコンベヤベルト１０７は隣接しており、直線的かつほぼ平行に、また、図１において参照符号Ｆ１とＦ２によりそれぞれ示されるように、互いに反対の進行方向に移動する。
【0155】
第１のコンベヤベルト１１５と第２のコンベヤベルト１０７との間には、複数の転送装置２００が介在しており、転送装置２００は全て、上述した進行方向と平行に整列されている。
【0156】
転送装置２００の数は、単一の箱３０に載置される物品１の数と、コンベヤベルト１０７および１１５の速度との関数である。
【0157】
各転送装置２００は、複数の物品１を、それぞれの分離領域から分離してそれぞれの排出領域に載置するように設けられる。
【0158】
特に、各転送装置２００は、それぞれの分離領域を横断したときに第１のコンベヤベルト１１５から複数の物品１を分離し、それぞれの排出領域を横断しながら、第２のコンベヤベルト１０７上に搬送される箱３０に複数の物品１を載置する。
【0159】
各転送装置２００は、支持フレーム（図示せず）に上から固定されるデルタ型ロボットを備える。デルタ型ロボットは、デルタ型ロボットにとって典型的な構成の通りに、複数の多関節アーム２０１と、多関節アーム２０１の端部に固定された把持ヘッド２０２とを備える。
【0160】
把持ヘッド２０２は、（例えば、回転運動なく）その向きを固定空間に維持しながら、３つの直線移動軸により画成される軌道において多関節アーム２０１によって移動される。
【0161】
把持ヘッド２０２は、物品１をそれぞれ保持するように設けられた複数の保持要素２０３と、全体が参照符号２０４により示されている移動機構とを備える。移動機構２０４は、保持要素２０３が互いに離間した第１の構成（図３と図５を参照）と、保持要素２０３が互いに近接する第２の構成（図６と図７を参照）との間で把持ヘッド２０２上において保持要素２０３を移動させるように設けられる。
【0162】
このようにして、把持ヘッド２０２は、保持要素２０３が第１の構成にあるときに第１のコンベヤベルト１１５から物品１を分離することができ、保持要素２０３を第２の構成へ移動することにより得られるグループ化されたより密な配置にして箱３０に物品１を載置することができる。
【0163】
各保持要素２０３は吸引カップのように形成され、それぞれの支持ロッド２０６の自由端２０６ａに固定される。支持ロッド２０６は、その縦方向に反対の端部２０６ｂにおいて移動機構２０４に接続されている。
【0164】
特には、保持要素２０３は、第１の保持要素２０３ａと第２の保持要素２０３ｂとに分けられる。第１の保持要素２０３ａは、それぞれの底部２に物品１を保持するように（それにより上下反転姿勢で上から物品１を保持するように）構成されている。第２の保持要素２０３ｂは、それぞれの頭部４に物品１を保持するように（それにより正立姿勢で上から物品１を保持するように）構成されている。
【0165】
特には、第１の保持要素２０３ａは、第１の面を有する吸引カップ形態を有し、第２の保持要素２０３ｂは、第１の面よりも小さな第２の面を有する吸引カップ形態を有する。
【0166】
図４に明示されているように、第１の保持要素２０３ａと第２の保持要素２０３ｂは、把持ヘッド２０２上に互い違いに配置されている。
【0167】
以下により詳細に説明するように、移動機構２０４は、それぞれの回転軸Ｘを中心とした回転運動によって、各保持要素２０３を第１の構成と第２の構成との間を同時に移動するように構成されている。
【0168】
特には、各保持要素２０３の回転軸Ｘは、それぞれのシャフト２０７の縦軸によって定義される。シャフト２０７は把持ヘッド２０２のフレーム２０８に回転可能に支持され、かつ支持ロッド２０６と平行に伸長している。
【0169】
把持ヘッド２０２上において、シャフト２０７は互いに等距離の連続する列に整列配置されている。さらには、各列を形成するシャフト２０７も、添付の図面に示される構造を形成するように等距離に配置されている。図において、各列４本の支持シャフトを有する３つの列にシャフト２０７が配置されている特定の場合が示されている。言うまでもなく、列の数と各列に設けられるシャフトの数は、具体的な梱包ニーズにしたがって変わり得る。特には、好ましくは、把持ヘッド２０２上に形成されたシャフト２０７（したがって保持要素２０３）の列への整列配置は、特定の箱３０内で単一の層を形成するように意図された物品１の配置に対応する。
【0170】
言うまでもなく、各梱包の容量を増加するように、２つまたはそれ以上の層を箱３０に設けることも、さらには積層することもできる。この場合、物品１の単一の層をそれぞれ連続作業することで箱３０が満たされる。
【0171】
シャフト２０７、したがって定義される回転軸Ｘは、互いに平行であって、特には、排出領域において画成される支持平面に対してほぼ垂直である。さらには、支持平面は、物品１が載置される第２のコンベヤベルト１０７によって搬送される箱３０の底部にほぼ一致する。同様に、シャフト２０７は、物品１の分離領域において第１のコンベヤベルト１１５上に画成された支持平面に対してもほぼ垂直である。
【0172】
回転軸Ｘを中心とした各保持要素２０３の回転運動は、アーム２０９を設けることによって実現される。アーム２０９は、シャフト２０７と支持ロッド２０６の端部２０６ｂとの間で回転軸Ｘに対して垂直に伸長している。
【0173】
本明細書に記載の好適な実施形態においては、第１の構成から第２の構成への回転の際に、保持要素２０３は、回転軸Ｘと平行な中央グループ化軸Ｙに向けて全て移動するようになっている。
【0174】
各アーム２０９の動作範囲は、中央グループ化軸Ｙからのそれぞれの回転軸Ｘの間隔の関数であって、特に、中央グループ化軸Ｙからの間隔が大きいほど、アーム２０９の動作範囲が大きい。
【0175】
中央グループ化軸Ｙは、図５において参照符号２０７’として示されるシャフト２０７のうちの１本の縦軸に一致している。そのため、このシャフトは、それ自体のアーム２０９を必要とすることなく、それぞれの支持ロッド２０６に同軸状に接続されている。
【0176】
移動機構２０４は、例えば空気圧で制御されるモーター部材２１０を備える。モーター部材２１０は、把持ヘッド２０２のフレーム２０８上で回転する能力によって支持された伝達軸２１１を回転するように設けられる。
【0177】
伝達軸２１１には、それぞれのラック２１３に噛合することにより係合される冠歯車２１２が設けられる。ラック２１３は、シャフト２０７の各列と平行に伸長しており、また、回転されるシャフト２０７上に同軸状に固定されたそれぞれのピニオン２１４に噛合することにより係合される。
【0178】
好ましくは、ラック２１３とピニオン２１４は、第１の構成から第２の構成への移動によってピニオン２１４が約１８０度回転するように寸法が決められている。加えて、各アーム２０９は、第１の構成と第２の構成の両方において中央グループ化軸Ｙを通過する方向に伸長する（図５において点線で示された状況）。
【0179】
分離領域から排出領域への転送の際に物品１を保持するために、各保持要素２０３は、それぞれの遮断弁２１６によって、把持ヘッド２０２に関連する減圧回路２１５に選択的に接続されている。
【0180】
特には、遮断弁２１６は、それぞれの支持ロッド２０６、アーム２０９、およびシャフト２０７に対して内部に形成された導管によって、減圧回路とそれぞれの支持ロッド２０６とを連通させることが可能である。
【0181】
転送される物品１の底部２または頭部４に保持要素２０３が配置されると、減圧回路により実施される吸引動作によって、それぞれの保持要素２０３上に物品１が保持される。
【0182】
各遮断弁２１６は、互いに独立して動作可能である。したがって、各保持要素２０３は、他の保持要素２０３から独立した係合状態で物品１を保持または保持解除するために、選択的に作動および停止することができる。
【0183】
包装機１の各転送装置２００は、以下に記載のように動作する。
【0184】
把持ヘッド２０２は、分離される物品１が格子パターンで配置される第１のコンベヤベルト１１５の上部において、アーム２０１によって分離領域で動かされる。
【0185】
この位置において、保持要素２０３は、第１の位置に移動される。したがって、保持要素２０３間の間隔は、第１のコンベヤベルト１１５上に配置された物品間の間隔に対応する。把持ヘッド２０２は、次に、その移動を一定に維持する第１のコンベヤベルト１１５の速度を均一にしながら、分離される物品１の保持要素２０３に当接するまで、物品１上に下降する。第１の保持要素２０３ａおよび第２の保持要素２０３ｂは、物品１の格子配置を反映して、交互に互い違いにされている。したがって、各第１の保持要素２０３ａは、上下反転姿勢で物品１上に下降し、各第２の保持要素２０３ｂは、正立姿勢で物品１上に下降する。
【0186】
作動する保持要素２０３の全ての遮断弁２１６は開放されて、減圧回路２１５と連通し、分離する物品１が吸引される。
【0187】
必要に応じて、把持ヘッド２０２は、まだ使用されていない保持要素２０３によって別の物品１を分離して、箱３０に載置する物品１の層の構成を完成させるように、第１のコンベヤベルト１１５によって分離領域内に持ち込まれた物品１の他のグループ上に移動されてよい。言うまでもなく、把持ヘッド２０２上の物品１の層を完成させる操作は、層を完成させる関数として（したがって、より一般的には、満たされる箱３０のサイズの関数として）、１つまたは複数の分離ステップを必要とする場合がある。
【0188】
載置する物品１の分離が終了すると、第２のコンベヤベルト１０７上に持ち込まれた箱３０において、把持ヘッド２０２が排出領域に向けて移動する。
【0189】
把持ヘッド２０２が排出領域に向けて移動する際には、第１の保持要素２０３は、物品１を互いに近接させて（図７に明示したように）グループ化配置にして密接するように、同時に第２の構成に向けて回転される。グループ化配置は、物品１を箱３０に迅速に挿入するのに好適である。
【0190】
それぞれの回転軸Ｘを中心とした保持要素２０３の回転は、モーター部材２１０の回転を制御することにより得られる。モーター部材２１０は、伝達軸２１１によってラック２１３を直線的に移動させ、かつ、ピニオン２１４との係合により、シャフト２０７を回転させ、それにより保持要素２０３を回転させる。
【0191】
第２の構成に移動された保持要素２０３によって排出領域に到達すると、把持ヘッド２０２は箱３０に向けて移動し、かつ第２のコンベヤベルト１０７の速度を均一にすることにより、箱内部に物品１をグループとして載置し、遮断弁２１６を閉塞することにより保持要素２０３を停止させる。
【0192】
物品１は、箱３０の底部に載置されるか、または既に以前から箱３０に載置されていた物品１の層の上に載置される。
【0193】
好ましくは、２層以上が箱３０に載置されている場合には、１つの層の物品１は、これらの物品１が載置されている層よりも下方の層の物品１に対して上下反転配置で配置される。このようにして、上層の正立姿勢の各物品は、下層の上下反転姿勢の物品上に載置され、かつ上層の上下反転姿勢の物品は、下層の正立姿勢の物品上に載置される。
【0194】
物品１が載置されると、把持ヘッドが上昇して物品を新たに分離するために第１のコンベヤベルト１１５に向けて移動し、保持要素２０３は、互いに離間するために、第１の構成に回転する。
【0195】
別の動作モードにおいては、本発明による転送装置２００は、箱３０、特には未完成または損傷を受けた箱から物品１を分離し、これら物品１を例えば補助棚に載置するために用いられてよい。補助棚からは、例えば物品１が続いて分離されて次の箱３０の内部に挿入されてよい。この場合には、分離領域が箱３０に画成されて、排出領域が補助棚に画成される。補助棚の代わりに、別の入れ物内やコンベヤベルト上に物品は載置されてよいと理解されている。
【0196】
言うまでもなく、具体的かつ偶発的な適用要件を満たすために、当業者は、添付の特許請求の範囲によって定義される保護の範囲内において、上述した発明の更なる変更や変形を実施してもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】