(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】2016510715
(43)【公表日】20160411
(54)【発明の名称】自動回転移送装置および方法
(51)【国際特許分類】
   B65G 47/86 20060101AFI20160314BHJP
   B29C 49/42 20060101ALI20160314BHJP
【FI】
   !B65G47/86 H
   !B29C49/42
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】29
(21)【出願番号】2015559229
(86)(22)【出願日】20131122
(85)【翻訳文提出日】20151023
(86)【国際出願番号】US2013071395
(87)【国際公開番号】WO2014133610
(87)【国際公開日】20140904
(31)【優先権主張番号】13/778,815
(32)【優先日】20130227
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】502326130
【氏名又は名称】グラハム パッケージング カンパニー,エル ピー
【住所又は居所】アメリカ合衆国,ペンシルバニア 17402,ヨーク, プレザント バリー ロード 2401
(74)【代理人】
【識別番号】100104411
【弁理士】
【氏名又は名称】矢口 太郎
(72)【発明者】
【氏名】ヴォインスキ、グジェゴシ
【住所又は居所】ポーランド共和国、ピーエル−03−580 ワルシャワ、ユーエル.アスケナゼゴ 4 エム43
(72)【発明者】
【氏名】ストラピンスキ、スラヴォミア
【住所又は居所】ポーランド共和国、ピーエル−02−732 マゾビエツキ ワルシャワ、ポドビピエンティー 27 エム. 101
【テーマコード(参考)】
3F072
4F208
【Fターム(参考)】
3F072AA07
3F072AA08
3F072GA10
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3F072KE18
4F208AG07
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4F208LD10
4F208LJ11
4F208LJ23
4F208LW22
4F208LW39
(57)【要約】
【解決手段】 空ボトルなどの複数の軽量物品を高速で搬送するための自動回転移送装置および方法であって、選択的に、回転移送装置の単回転の間に、バリ取り、トリミング、または検査などの少なくとも1つの追加機能を提供する。装置は、外周に沿って離間した複数の空洞部を画定する外周を有する、搬送用環状部を含む。各空洞部は、単一の物品を受け入れるようになっている。駆動アセンブリは、回転中心軸の周りで搬送用環状部を位置合わせおよび回転させ、ブロー成形などの上流作業からの複数の物品の連続的な流れと同期させられる。装置はさらに、バリ取り機またはトリマなどの修正装置、および損傷または不完全物品を排出するためのセンサを備える検査ステーションを含んでもよく、これは搬送用環状部の単回転の間にその機能を実行する。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高速で複数の軽量物品を搬送する自動回転移送装置であって、
外周を有し、所定の回転速度で回転するようになっている搬送用環状部であって、当該外周に沿って複数の空洞部が離間して画定され、各空洞部は単一の軽量物品を受け入れるようになっているものである、前記搬送用環状部は、前記搬送用環状部と、
各前記空洞部内に前記単一の軽量物品を保持するようになっている真空装置と、
前記空洞部が前記単一の軽量物品によって占有されているか開放されているかを決定する少なくとも1つのセンサと、
上流作業からの前記複数の物品の連続的な流れと同期して、回転中心軸の周りで前記搬送用環状部を位置合わせ(index)および回転させ、前記複数の物品の連続的な流れ、前記搬送用環状部上で特定された開放空洞部、および出力コンベヤ上の空き空間に基づいて、前記搬送用環状部の回転速度を調整する駆動アセンブリと、
を有し、
前記搬送用環状部は、第一の位置において第一の配向で第一の方向に移動する各物品を受け入れ、第二の位置において第二の配向で前記第一の方向とは異なる第二の方向に移動する各物品を排出するようになっているものである
自動回転移送装置。
【請求項2】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は、約160サイクル毎分〜約200サイクル毎分の速度で安定している、装置。
【請求項3】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は、毎秒2〜3の物品を前記第一の位置から前記第二の位置まで搬送するものである装置。
【請求項4】
請求項1記載の装置において、前記複数の物品は空ボトルである装置。
【請求項5】
請求項4記載の装置において、前記空ボトルは約8グラム〜約35グラムの重量を有するものである装置。
【請求項6】
請求項1記載の装置において、前記複数の物品の連続的な流れは、上流のブロー成形作業により形成されるものである装置。
【請求項7】
請求項1記載の装置において、前記複数の物品は、相互間の直接接触を回避するために、互いに一定距離だけ離れて載置されているものである装置。
【請求項8】
請求項1記載の装置において、さらに
前記搬送用環状部の単回転の間に、バリ取り機、トリマ、検査機、分離器、フッククローザ、およびこれらの組み合わせから成る群より選択される少なくとも1つの追加機能を実行するための装置を有するものである装置。
【請求項9】
請求項1記載の装置において、前記第二の方向は、前記第一の方向に対して約90°に配向されるものである装置。
【請求項10】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は、12もしくはそれ以上の、等間隔の実質的にU字型の空洞部を有するものである装置。
【請求項11】
請求項1記載の装置において、前記物品は、前記搬送用環状部に導入される前は長さ方向に配列され、前記搬送用環状部を離れた後は幅方向に隣り合うように配列されるものである装置。
【請求項12】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は垂直方向に配向されており、前記第一の配向および前記第二の配向は水平方向である装置。
【請求項13】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は水平方向に対して約30°〜60°の角度で配向されており、前記第一の配向は水平方向であって前記第二の配向は垂直方向である装置。
【請求項14】
請求項1記載の装置において、さらに
前記複数の物品を前記第一の方向に搬送するコンベヤと、各物品を各空洞部内に案内する1もしくはそれ以上の空気ジェットとを有するものである装置。
【請求項15】
高速で複数の軽量物品を搬送し、単回転の間に少なくとも1つの追加機能を実行する、自動回転移送装置であって、
第一の方向に進行して複数の物品を上流作業から第一の配向で連続的な流れとして移動させるコンベヤと、
外周を有し、所定の回転速度で回転するようになっている搬送用環状部であって、当該外周に沿って複数の空洞部が離間して画定され、各空洞部は前記コンベヤから単一の軽量物品を受け入れるようになっているものである、前記搬送用環状部と、
前記上流作業からの前記複数の物品の連続的な流れと同期して、回転中心軸の周りで前記搬送用環状部を位置合わせおよび回転させ、前記複数の物品の連続的な流れ、前記搬送用環状部上で特定された開放空洞部、および出力コンベヤ上の空き空間に基づいて、前記搬送用環状部の回転速度を調整する駆動アセンブリと、
前記複数の物品を検査するセンサ、および前記搬送用環状部の単回転の間に損傷または不完全物品を排出する排出領域を含む検査ステーションと、
前記搬送用環状部の単回転の間に前記複数の物品を修正する修正装置と、
前記搬送用環状部から各物品を取り出すための除荷場所(unloading location)であって、前記搬送用環状部は、第二の配向で前記第一の方向とは異なる第二の方向に移動する各物品を排出するようになっているものである、前記除荷場所と
を有する自動回転移送装置。
【請求項16】
請求項15記載の装置において、前記修正装置は、鋸歯状金属切断ディスクを有するトリマを含むものである装置。
【請求項17】
請求項15記載の装置において、前記修正装置はフック閉鎖ステーションを含むものである装置。
【請求項18】
請求項15記載の装置において、前記排出領域は、前記損傷または不完全物品のために開放するようになっている可動ゲートを含むものである装置。
【請求項19】
請求項15記載の装置において、さらに
前記複数の物品を前記除荷場所から前記第二の方向に搬送するための第二のコンベヤを有するものである装置。
【請求項20】
高速で複数の軽量物品を搬送する方法であって、
上流作業から第一の方向に第一の配向で連続的な流れをなす複数の物品を搬送する工程と、
搬送用環状部の周長に沿った第一の位置において複数の空洞部のうちの1つに各前記複数の物品を導入し、前記搬送用環状部内の各空洞部内に各物品を保持する工程と、
前記上流作業からの複数の物品の連続的な流れと同期して、回転中心軸の周りで前記搬送用環状部を回転および位置合わせする工程であって、前記搬送用環状部は、前記空洞部が前記第一の位置において前記物品によって占有されているとセンサが決定した場合にのみ、回転および位置合わせを行うものであり、それにより、各回転において前記空洞部の100%が占有されるものである、前記回転および位置合わせする工程と、
前記搬送用環状部の前記周長に沿った第二の位置において前記搬送用環状部から第二の配向で各前記複数の物品を取り出す工程であって、前記複数の物品は、前記第一の方向とは異なる第二の方向に移動しているものである、前記取り出す工程と、
を有する方法。
【請求項21】
請求項20記載の方法において、前記搬送用環状部が時計回りに回転するとき、各前記複数の物品は、前記第一の位置において約12時の位置で前記空洞部に導入され、前記第二の位置において約6時の位置で前記空洞部から排出されるものである方法。
【請求項22】
請求項20記載の方法において、前記搬送用環状部が時計回りに回転するとき、各前記複数の物品は、前記第一の位置において約9時の位置で前記空洞部に導入され、前記第二の位置においてほぼ6時の位置の後且つ9時の位置の手前で空洞部から排出されるものである方法。
【請求項23】
請求項20記載の方法において、さらに
前記複数の物品の連続的な流れ、前記搬送用環状部上で特定された開放空洞部、および出力コンベヤ上の空き空間に基づいて、前記搬送用環状部の回転速度を調整する工程を有するものである方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は、2013年2月27日付で出願された、「Automatic Rotary Transfer Apparatus and Method」と題する米国特許出願第13/778,815号に対して優先権を主張するものであり、当該特許出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、容器、ボトル、および類似の物体を移送および処理する、回転移送装置および方法に関する。
【背景技術】
【0003】
ボトルなどの物品を製造する際、物品に対して、成形、トリミング、仕上げ、包装など、多くのまたは一連の処理工程を行う必要がある。このため、たとえばコンベヤを用いて、作業の間に物品を移送する必要がある。このような搬送装置およびシステムは、広い床面積または占有面積を占め、所望の方向または配向で物品を搬送することができない場合もある。
【0004】
より具体的には、1つの移動方向から別の移動方向に物品の方向を変更する必要があるときに問題が発生する。典型的なボトル搬送システムでは、一方向に移動しているコンベヤが、異なる方向に移動しているバケットコンベヤ上に(たとえばドロップボックスを通じて)ボトルを落下させる。しかしながら、このような移行時において誤りが起きる確率は高い。誤りの中でもとりわけ、ボトルが所望の場所に落下されず、正確に整列しない可能性がある。
【0005】
車輪状システムを用いる搬送システムでは、特に約12〜35グラムもしくはそれ以上であって高速で移動する軽量(または未充填の)ボトルについて、ボトルの取り扱いおよび位置決めの問題があった。たとえば、軽量ボトルは、搬送システムから「飛び出」したりまたは不規則に移動し、機器を詰まらせ、高速での停止を引き起こす可能性がある。このため、典型的な搬送システムは、充填済みボトルなどのより重量の大きい物品を取り扱うことしかできないか、またはより低速で動作しなければならない。一部の搬送システムではまた、チャンバが偶発的に物品で満たされる場合もある。言い換えると、搬送システム上のチャンバは、制御され、信頼性のある態様では満たされていない。加えて、新たに形成されたボトルが互いにまたは別の表面と直接接触した場合、移送および取り扱いの間にボトルが損傷したり互いに付着したりする可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、正確で一貫したやり方でボトルの移動方向を変更することを含む、多数の異なる機能を実行することが可能な、空間制限のある領域に適した高効率機械の必要性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
これを含め様々な必要性を満たすため、およびその目的を鑑みて、本発明は、追加機能性に容易に適合することが可能な、省スペースで高効率の自動回転移送装置を提供する。回転移送装置は、たとえば、(たとえば充填済みボトルまたはより重量が大きい物品と比較して)空で軽量のボトルの場合でも、高速で移動している物品を取り扱い、正確に位置決めすることができる。加えて、回転移送装置は、追加の下流作業を必ずしも必要とすることなく、単回転で多数の機能を実行することが可能である。たとえば装置は、以下の機能のうちのいくつかまたはすべてを実現する。(1)(たとえば予備成形ボトルなど)物品の移動方向を変更することによって、物品の流れを最適化すること、(2)詰まりを回避しながら、物品移送および取り扱いの速度および効率を向上すること、(3)物品を分離させ、ボトル間およびボトルとその他の物体との間の物理的接触を回避すること、(4)個々のチャンバの中の所定の場所に物品を嵌合および位置決めすること、(5)物品の配向を(たとえば水平方向の配向から垂直方向の配向に)変更すること、(6)物品から廃棄物を切断、分離、または除去すること(たとえば、テールまたはドームをトリミング)、(7)物品の品質を監視および検査すること(たとえば、成形品質およびトリミングプロセスを監視)、(8)品質基準を満たさない物品(たとえば、損傷したまたは不完全な物品)を排除すること、(9)下流作業での最適な位置決めのため、特有の信頼できるやり方で物品を降ろすこと(たとえば所望の配向および移動方向に物品を位置決めする)、および(10)フック閉鎖の追加または類似の後仕上げ機能など、その他の機能。
【0008】
一実施形態において、本発明は、高速で複数の軽量物品を搬送する自動回転移送装置を提供する、装置は、外周を有する搬送用環状部を含み、当該外周に沿って複数の空洞部が離間して画定される。各空洞部は単一の物品を受け入れるようになっている。回転移送装置はさらに、そのそれぞれの空洞部の中に各物品を位置決めおよび保持するのを支援するための真空装置と、各空洞部が単一の物品によって占有されているか否かを判断するための少なくとも1つのセンサとを含む。このため、自動回転移送装置の効率は、各回転の間に空洞部の100%が占有されるように最適化されることが可能である。回転移送装置はまた、回転中心軸の周りで搬送用環状部を位置合わせおよび回転させるために、高速での高精度および繰り返し性を確保するのに役立つ駆動アセンブリも含み、上流作業からの複数の物品の連続的な流れと同期する。搬送用環状部は第一の配向で第一の方向に移動する各物品を受け入れ、第二の配向で第二の方向に移動する各物品を排出するようになっている。第一の配向は第二の配向と異なってもよく、第一の方向は第二の方向と異なっている。
【0009】
より重量が大きい物品(たとえば、充填済みボトル)が取り扱われ、位置決めされ、搬送され、および再配向される容易さとは異なり、軽量物品はこれらを行うことが困難である。しかしながら本発明は、上流のブロー成形作業から形成された軽量物品(たとえば中空または空のボトルまたは容器など)の搬送を可能にする。軽量の空ボトルは、たとえば約8グラム〜約35グラムの重さであってもよい。加えて、軽量物品は、信頼できて一貫したやり方で、高速で搬送される。たとえば、自動回転装置の速度は、ブロー成形作業または下流作業からの出力に適応するなど、上流作業と同期するようなタイミングである。本発明は、搬送用環状部が、約160サイクル毎分〜約200サイクル毎分の速度で安定して動作できるようにする。たとえば、搬送用環状部は、単回転で搬送用環状部の第一の位置から第二の位置まで(たとえば入口から出口まで)、毎秒2〜3のボトルを搬送する。たとえば、ドラムへの前入口は空チャンバを有し、その一方で回転しているチャンバの残りはボトルで満たされている。新たなボトルが導入されると、別のボトルが出口チャンバから取り出しコンベヤ上に落とされる。
【0010】
加えて、物品の搬送は、物品が互いの直接接触を回避するように、タイミング設定および制御されることが可能である。ボトル間の直接接触は有害である。たとえば、ブロー成形作業を通じて製造されたボトルは、完全に凝固または硬化されていない可能性があり、移送中に光沢表面を有しているかも知れない;隣接するボトルとの接触は、ボトル同士をくっつけて、ボトルの損傷を招く可能性がある。このため、回転移送装置は、回転中、および搬送用環状部から一旦排出されると、複数の物品が互いに一定距離だけ分離されるようなタイミングになっていてもよい。
【0011】
一例において、物品は、搬送用環状部に導入される前は長さ方向に配列され、搬送用環状部から排出された後は物品は幅方向に隣り合うように配列される。上流作業に応じて、物品は、搬送用環状部に導入されるときに水平方向に配向されてもよい。物品は、搬送用環状部から排出されるときは、水平または垂直方向に配向されていてもよい。搬送用環状部を出る移動方向は、搬送用環状部に導入される物品の移動方向に対して約90°の配向であってもよい。物品が第一のおよび第二の移動方向の両方で水平方向に配向されている場合は、搬送用環状部は実質的に垂直方向に配向されてもよい。第一の移動方向では水平方向に、そして第二の移動方向では垂直方向に配向されている物品では、搬送用環状部は水平方向に対して約30°から60°の角度で配向されてもよい(たとえば、回転中心軸がこの角度で提供される)。
【0012】
物品は、たとえばクリートコンベヤ、平ベルトコンベヤ、ファン・ベルト・コンベヤ、バケットコンベヤ、または類似の搬送装置などのコンベヤを用いて、回転移送装置へ、およびそこから搬送されてもよい。通常、ユニットから出るボトルは、任意の適用可能な配向で配置されてもよい。本発明の好適な実施形態によれば、ユニットに導入されるボトルは、ボトルの軸がチャンバの軸と実質的に揃うように水平方向に搬送される。物品は、搬送装置によって搬送用環状部内の空洞部の中に案内されてもよい。加えて、回転移送装置は、各物品を各空洞部内に案内するための1もしくはそれ以上の空気ジェットを含んでもよい。それぞれの空洞部内に各物品を保持および固定するために、真空装置が提供されてもよい。空洞部が物品によって全く完全に占有されているか否かを判断するために、1もしくはそれ以上のセンサが設けられてもよい。たとえば、搬送用環状部は、空洞部が物品によって完全に占有されている場合にのみ、回転および位置合わせしてもよい。
【0013】
搬送用環状部は、実質的にU字型の、複数の空洞部を画定してもよい。好ましくは、各空洞部は、単一のボトルなど、個々の物品を受け入れるような構成およびサイズになっている。各空洞部は、ボトルの全体寸法(たとえば、外半径)および形状に基づくサイズおよび寸法であってもよい。一実施形態において、搬送用環状部は外周の周りに12もしくはそれ以上の等間隔の空洞部を有する。
【0014】
回転移送装置は、搬送用環状部の単回転の間に多数の異なる機能を提供するように設計されてもよい。たとえば、回転移送装置はさらに、バリ取り、トリミング、検査、分離、フック閉鎖、およびこのような作業の組み合わせなど、搬送用環状部の単回転の間に少なくとも1つの追加機能を実施する装置を有してもよい。このため、回転移送装置は、単一段階作業の間に多数の異なる機能を実行することができる。バリ取りおよびトリミングなどの下流作業の必要性は時代遅れとされ、これにより作業全体の性能効率および省コストを提供する。複数の機能を1つの装置に適応させることにより、各機能に特化された複数の単一装置と比較して、損失を最小化して最終効率を向上するが、これはその各々における損失額を生じる可能性がある。
【0015】
一実施形態において、回転移送装置は、複数の物品の修正、検査、およびその移動方向または配向の変更に適している。回転移送装置は、第一の方向に進行して複数の物品を第一の配向に移動させるコンベヤと、外周を有する搬送用環状部であって、当該外周に沿って複数の空洞部が離間して画定され、各空洞部は前記コンベヤから単一の物品を受け入れるようになっているものである、前記搬送用環状部と、中心軸の周りで前記搬送用環状部を位置合わせおよび回転させる駆動アセンブリと、前記搬送用環状部から各物品を取り出すための除荷場所とを含む。搬送用環状部は、第二の配向で第一の方向とは異なる第二の方向に移動する各物品を排出するようになっている。物品は、シュート、第二の方向に動作する第二のコンベヤなどを通じて、搬送用環状部から移動される。
【0016】
加えて、装置は、複数の物品を検査するための1もしくはそれ以上のセンサ、および損傷した物品を排出するための排出領域を含む、検査ステーションを含んでもよい。排出領域は、損傷した物品のために開放するようになっている可動ゲート(たとえば、スライドゲート)を含んでもよい。装置はまた、複数の物品を修正するための修正装置も含んでよい。修正装置は、たとえば、物品から廃棄またはスクラップ材料を分離または切断するための鋸歯状金属切断ディスクを有するトリマ、物品上のフックをトリミングおよび湾曲するためのフック閉鎖ステーション、およびその他類似作業を含んでもよい。
【0017】
本発明の別の実施形態において、高速で複数の軽量物品を搬送する方法は、上流作業から第一の方向に第一の配向で連続的な流れをなす複数の物品を搬送する工程と、搬送用環状部の周長に沿った第一の位置において複数の空洞部のうちの1つに各前記複数の物品を導入し、前記搬送用環状部内の各空洞部内に各物品を保持する工程と、前記上流作業からの複数の物品の連続的な流れと同期して回転中心軸の周りで前記搬送用環状部を回転および位置合わせする工程であって、前記搬送用環状部は、前記空洞部が前記第一の位置において前記物品によって完全に占有されているとセンサが決定した場合にのみ、回転および位置合わせを行うものであり、それにより、前記空洞部の100%が占有されるものである、前記回転および位置合わせをする工程と、前記搬送用環状部の前記周長に沿った第二の位置において前記搬送用環状部から第二の配向で各前記複数の物品を取り出す工程と、を含む。前記複数の物品は、第一の方向とは異なる第二の方向を移動する。
【0018】
水平方向の配向から垂直方向の配向に変化する物品について、搬送用環状部が時計回りに回転するとき、複数の物品の各々は、第一の位置において約12時の位置で空洞部に導入され、第二の位置において約6時の位置で空洞部から排出される。第一の方向から第二の方向に向かって水平方向の配向を維持するが長さ方向から幅方向に隣り合う構成に変化する物品では、搬送用環状部が時計回りに回転するとき、複数の物品の各々は、第一の位置において約9時の位置で空洞部に導入され、第二の位置において約6時の位置の後且つ9時の位置の手前で空洞部から排出される。
【0019】
上記の一般的な説明および以下の詳細な説明は例示的であって、本発明を限定するものではないことは、理解されるべきである。
【0020】
本発明は、添付図面と併せて読まれると、以下の詳細な説明から最もよく理解される。慣行によれば、図面の様々な特徴は縮尺通りではないことが、強調される。反対に、様々な特徴の寸法は、わかりやすさのため任意に拡大または縮小される。図面には、以下の図が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】図1は、垂直方向の配向の、本発明の一実施形態による自動回転移送の斜視図を示す。
【図2】ボトルは第一の方向で装置に導入され、ボトルは第一の方向に対して90°の第二の方向で装置から出る、自動回転移送装置の上面図を示す。
【図3】図1に示される自動回転移送装置とともに使用するのに適している、移動式ユニットおよびドッキングステーションの斜視図を示す。
【図4】図3に示される移動式ユニットおよびドッキングステーションの背面図を示す。
【図5】自動回転移送装置とともに使用するための搬送用環状部の一実施形態の前面図を示す。
【図6】図1に示される自動回転移送装置の前面図を示す。
【図7】本発明の異なる実施形態による、別の自動回転移送装置の斜視図を示す。
【図8】図7に示される自動回転移送装置の前面図を示す。
【図9】図7に示される自動回転移送装置の側面図を示す。
【図10】図7に示される自動回転移送装置の上面図を示す。
【図11A】本発明の自動回転移送装置とともに使用するのに適しているタイプのボトルの前面図を示す。
【図11B】本発明の自動回転移送装置とともに使用するのに適している、別のタイプのボトルの前面図を示す。
【図12】図11Bに示されるボトルの底面図を示す。
【図13】図11Bに示されるボトルの底部の折り畳み式フックの側面図を示す。
【図14】本発明とともに使用するのに適しているアルゴリズムを実演するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明は、省スペース設計を有する高効率自動回転移送装置を提供する。回転移送装置は高速で移動する物品を取り扱うことができ(たとえば、その物品が充填済みボトルまたはより重量が大きい物品と比較して、空で軽量なボトルの場合であっても)、且つ当該物品を正確に位置決めすることができる。自動回転移送装置は、物品の移送方向を変更、および選択的に物品を再配向するのに狭い占有面積しか必要としないため空間を節約する。装置はまた、正確で一貫したやり方で、装置の単回転の間に多数の異なる機能を実行することもできる。自動回転移送装置は、装置の単回転の間に、たとえばバリ取り、品質検査、トリミングまたは切断作業、ならびに折り畳みまたは折り曲げ作業などの、追加機能性を組み込んでもよい。本発明はまた、同じ機能を実行する関連方法も提供する。
【0023】
本明細書において使用される際に、「軽量」とは、比較的重量が小さい物品を、より重量が大きい物品と対比させて示すように意図される。主に、この区別は、空であって充填されていないボトルまたは容器に関連してなされる。このため、空のボトルは、(たとえば液体などで)充填された類似のボトルと比較して軽量である。しかしながら、ボトルの重量は、ボトルを作製するために使用される材料の性質(たとえば、プラスチック対ガラス)、ボトルの形状および設計、ボトルのサイズまたは容量、ボトルに付着したスクラップまたは廃棄材料などに応じて異なってもよいことは、当業者によって理解されるだろう。例示的実施形態において、物品は軽量ボトルまたは容器であり、これらは中空または空である。たとえば、中空または空のボトルは、上流のフロー成形作業で形成された、プラスチックボトルであってもよい。軽量の空ボトルは、たとえば最大で約35グラム、約8グラム〜約35グラム、約10グラム〜約30グラム、または約12〜約18グラムであってもよい。
【0024】
本発明は、安定性および信頼性があり、一貫したやり方で、高速での軽量物品の搬送を可能にする。たとえば、自動回転装置の速度は、ブロー成形作業中の出力に適応するなど、上流作業に合わせたタイミング設定で同期されてもよい。本明細書において使用される際に、「高速」とは、通常の回転搬送システムよりも著しく速く動作する搬送を意味することを意図する。しかしながら、移送速度は、ボトルのサイズ、形状、設計、および性質、搬送用環状部の能力および直径、回転速度、取り込みおよび吐き出しの速度および能力などに応じて異なってもよいことは、当業者によって理解されるだろう。
【0025】
加えて、速度の上昇が望ましいものの、回転移送装置は安定したやり方で動作する必要がある。言い換えると、詰まりおよび動作の停止の可能性を最低限に抑えるため、ボトルは一貫して制御および位置決めされる必要がある。本発明は、回転移送装置へ、またはそこからの同期運動を伴う、高速でのボトルの移送を可能にする。1回転当たりに多数のボトルを処理することにより、動作の高速化および高効率化が提供される。
【0026】
ここで、本明細書の図面を参照すると(本図面においては、本図面を構成する様々な図を通じて類似の参照番号は類似の要素を指す)、図1は、複数の物品10の移動方向を変更するための、タイプの自動回転移送装置1を提供する。図7は、物品10の移動方向を変更するための、別のタイプの自動回転移送装置101を示す。回転移送装置1、101は、外周42、142を有する搬送用環状部(carriage ring)40、140を含み、複数の空洞部44、144が当該外周42、142に沿って離間して画定される。図5には、16個の空洞部44が示されているが、熟練者によって理解されるように、搬送用環状部40、140は、用途に応じて16個より多くのまたは少ない空洞部44、144を有することができる。各空洞部44、144は、単一の物品10を受け入れるようになっている。省スペース型自動回転移送装置1、101の主要な機能の1つは、複数の物品10の移動方向を変更することによって、物品10の流れを最適化することである。
【0027】
各物品10は、第一の方向62、162に移動して搬送用環状部40、140に導入される。物品10は、当業者にとって周知のブロー成形プロセスなどの上流作業から、たとえばコンベヤ60、160に乗って連続的にまたは連続的な流れとして、移動してもよい。上流作業は、中空ボトル10a、10bまたはその他類似の容器をブロー成形する工程を含んでもよい。具体的には、プラスチックブロー成形ボトル10a、10bは、コンベヤ60、160などの転送用の搬送装置上に図示されていないブロー金型から排出され、自動回転移送装置1、101の設置場所に移送されてもよい。ボトル10a、10bがブロー金型から排出されると、コンベヤ60、160はボトル10a、10bを、たとえば一定速度で均一的な一列状に、あるいは連続的な流れを形成して、次から次へと移送してもよい。
【0028】
物品10は、たとえばクリートコンベヤ、平ベルトコンベヤ、ファン・ベルト・コンベヤ、または類似の無端搬送装置などのコンベヤ60、160を用いて、自動回転移送装置1、101に搬送、および当該回転移送装置から搬送される。ボトル10a、10bが本明細書において例示されているものの、自動回転移送装置1、101は、容器、器、フラスコ、小瓶、または当該技術分野において周知のものを含む、任意のサイズ、形状、および寸法を有してもよい、任意の個別物品10とともに使用されることも可能であると想定される。
【0029】
各物品10は、第一の方向62、162に移動しながら搬送用環状部40、140に導入され、搬送用環状部40、140から離れるとき第一の方向62、162とは異なる第二の方向64、164に移動する。図2および図10に最もわかりやすく示されるように、(搬送用環状部40、140から出る)第二の移動方向64、164は、搬送用環状部40、140に導入される物品10の第一の移動方向62、162に対して角度Aに配向されてもよい。角度Aは、たとえば約90°であってもよい。第一の移動方向62、162および第二の移動方向64、164は、同じ平面(たとえば、水平面)上にあってもなくてもよい。物品10は、たとえばコンベヤ66、166を用いて、自動回転移送装置1、101から搬送されてもよい。加えて、または代わりに、図1に示されるように、物品10は、シュート90を介して自動回転移送装置1から離れてもよい。シュート90ではコンベヤ66、166上に物品10を配置してもよく、あるいは物品10は任意の周知のやり方で移送されてもよい。
【0030】
物品10は、第一の方向62、162および第二の方向64、164に、連続的に移動する。たとえば、図1および図7に示すように、物品10はフラットコンベヤ60、160上で移動し、物品10は搬送用環状部40、140に導入される前に長さ方向に配列および整列される(物品10間に空間または間隙があってもなくてもよい)。より具体的には、ブロー成形プロセスに一貫性がないために物品10間に間隙が導入される場合がある。バリ取り、トリミング、包装などの下流作業に進むため、物品10を再配向および選択的に再位置決めして当該物品間の間隙または空間を取り除く必要がある場合もある。具体的には、ボトル10a、10bは、下流での切断またはトリミング作業のために、幅方向に隣り合うように配列されてもよい。回転移送装置1、101の機構に応じて、物品10は、搬送用環状部40、140から離れた後に、幅方向に隣接して、望ましい場合、物品10間に最小限の空間のみを有するように、第二の移動方向64、164に配列されてもよい。
【0031】
搬送用環状部40、140は、円筒形ドラム、リング、ディスクなどの形状であってもよい。搬送用環状部40、140は任意の適切な支持構造または骨格を有し、それにより、物品10が内部に収容される円形状回転式コンベイヤ、または搬送用環状部40、140の周側近傍に設置される円形状回転式コンベイヤが形成される。図5は、外側環状構造43を支持する5つのスポーク41を備える搬送用環状部40の一実施形態を示す。図7は、外側環状構造143を支持する6つのスポーク141を備える搬送用環状部140の代替実施形態を示す。搬送用環状部40、140の中心部45、145は、回転中心軸Rを提供するために、シャフト、カムなどを含み、ここで搬送用環状部40、140はこの中心点の周りを回転する。搬送用環状部40、140は中空であっても充填されていてもよく、あるいは当該技術分野において周知の任意の適切な構造を有してもよい。
【0032】
空洞部44、144は、(たとえば円筒形状ドラム内に凹状に)搬送用環状部40、140内に画定されてもよく、あるいは、たとえば搬送用環状部40、140に取り付けまたは固定された個別の構造を有してもよい。図5に示すように、空洞部44は、搬送用環状部40の外周42内に凹状に且つ外周42に沿って形成されてもよい。図8に示される代替実施形態において、空洞部144は、搬送用環状部140に取り付けられたU字型部材によって形成されてもよい。空洞部44、144は、任意の適切な形状および寸法であってもよいが、しかし好ましくは移送される物品10に適応するサイズおよび形状である。ボトル10a、10bの場合、ならびにその形状および寸法に応じて、空洞部44、144は、たとえば図5に示すように、実質的にU字型であってもよい。好ましくは、各空洞部44、144は、単一のボトル10a、10bなど、単一の個々の物品10を受け入れる構成およびサイズである。各空洞部44、144は、ボトル10a、10bの全体寸法(たとえば、外半径)および形状に基づいてサイズおよび寸法が決められてもよい。
【0033】
搬送用環状部40、140は、搬送用環状部40、140の外径に応じて外周42、142に沿って離間した、12もしくはそれ以上、好ましくは14もしくはそれ以上、最も好ましくは16もしくはそれ以上の空洞部44、144を含んでもよい。好ましくは、空洞部44、144は、最適な移送能力を提供するために、搬送用環状部40、140の外周42、142に沿って等間隔に離間して配置される。搬送用環状部40、140のサイズ、ならびに空洞部44、144の数および間隔は、物品10のタイプおよびサイズ、上流作業および下流作業の要件または能力、および回転移送装置1、101に含まれるトリミング能力などの追加機能性のいずれかの要件に基づいて、所望のスループット(たとえば、1分当たりの10の物品)、速度(たとえば、最大9rpm)、能力などを提供するために、選択されてもよい。たとえば、搬送用環状部40、140の回転速度が低下したとしても、搬送用環状部40、140の周りにより多くの空洞部44、144を提供し、空洞部44、144が100%占有されることを保証することによって、全体的な移送速度を上昇させることができる。言い換えると、制御目的のため、および(たとえば、追加機能のため)任意の時間の間物品10を保持するために回転速度が低下したとしても、空洞部44、144の数を増加させて未占有の空洞部44、144を充填することによって、全体的な高速度または速度の上昇(たとえば、1回転当たりのボトル数の増加)を達成することができる。
【0034】
移送作業の速度は上流作業、下流作業、またはその両方に対して最適化され、同期させてもよい。具体的には、1回転当たりのボトルの総合速度は、上流のブロー成形プロセスで作製されたボトル10a、10bの流れに同期させてもよい。たとえば、搬送用環状部40、140は、約120サイクル毎分超、または約160サイクル毎分〜約200サイクル毎分までの速度で、安定して動作させることができる。たとえば、搬送用環状部40、140は、単回転の間に搬送用環状部40、140の第一の位置46、146から第二の位置48、148まで(たとえば、入口から出口まで)、毎秒2から3本のボトルを搬送してもよい。
【0035】
本発明の一実施形態によれば、図14は、自動回転移送装置1、101の給送102から排出112までの工程を表すフローチャートを示す。第一の搬送工程104において、ボトル10a、10bは、下から上に向かって一列に配向され、フラットコンベヤ60、160上で搬送される。搬送の際、ボトル10a、10b間に不規則な空間がある。次に、送達工程106において、ボトル10a、10bは、自動回転移送装置1、101の移送点まで送達され、当該自動回転移送装置は、ボトル10a、10bの給送を認識して搬送用環状部40、140上の開放空洞部44、144を特定する。ボトル10a、10bはその後、工程108において、自動回転移送装置1、101内に搬送される。自動回転移送装置1、101はサーボモータによって制御され、当該サーボモータは、連続運動を行うクリートコンベヤ66、166からのボトルの給送速度および当該コンベヤ上の空き空間枠に基づいて自動回転移送装置1、101の速度を調整することにより、搬送用環状部40、140の位置合わせを行い、フラットコンベヤ60、160で存在したボトル10a、10b間の異なる間隙を処理する。次に、送達工程110において、連続運動を行うクリートコンベヤ66、166上の開放空間開放空間が特定され、ボトル10a、10bは当該開放空間に送達される。これにより、ボトル10a、10bは幅方向に隣り合うように配列され、コンベヤ66、166上の空き空間の数が制限される。言い換えると、自動回転移送装置1、101は、ボトル10a、10bの給送を認識し、開放空洞部44、144にボトル10a、10bを輸送し、クリートコンベヤ66、166上の開放空間を検出し、空き空間内にボトル10a、10bを配置するとともに、クリートコンベヤ66、166上のボトル給送および空き空間枠に基づいて回転速度を調整する必要がある。
【0036】
加えて、物品10の搬送をタイミング設定および制御することが可能であり、それにより物品10の互いの直接接触が回避される。ボトル10a、10b間の直接接触は、ボトル10a、10bの状態にとって有害である。たとえば、ブロー成形作業を通じて製造されたボトル10a、10bは移送の間に完全に凝固または硬化されていない可能性があり、隣接するボトル10a、10bとの接触により、ボトル10a、10bが損傷したり、相互付着する可能性がある。このため、回転移送装置1、101は、回転の間、および搬送用環状部40、140から一旦排出されると、複数の物品10が一定距離だけ分離されるように、構成およびタイミング設定されてもよい。
【0037】
物品10は、第一の導入位置46、146において、搬送用環状部40、140内の開放された、未充填の、または未占有の空洞部44、144の中に案内される。物品10は、コンベヤ60、160の第一の移動方向62、162における速度によって、未占有空洞部44、144の中に案内される。加えて、開放空洞部44、144の中に各物品10を案内するために、たとえば圧縮空気を用いる、1もしくはそれ以上の空気ジェット(図示せず)が使用されてもよい。また、機械的レールまたはガイド(たとえば、可撓性または剛性部材)を使用して、物品10を開放空洞部44、144内に方向付けることも可能である。図7は、適切なタイプのガイド147を示す。各物品10は、同じ第一の導入位置46、146において搬送用環状部40、140に入る。物品10が位置46、146において空洞部44、144に一旦入ると、空洞部44、144内に物品10を保持および固定するために、1もしくはそれ以上の真空装置が提供されてもよい。たとえば、ボトル10a、10bを所定位置に保持するために、ボトル10a、10bの底部26に近接して1もしくはそれ以上の吸引チャンバ34が位置決めされてもよい。
【0038】
空洞部44、144が物品10によって全く完全に占有されているか否かを判断するために、1もしくはそれ以上のセンサ80(たとえばカメラ、光電センサ、フォトアイセンサなど)もまた提供されてよい。導入位置46、146における空洞部44、144が物品10によって一旦占有されると、搬送用環状部40、140が回転および位置決めを行うことにより、コンベヤ60、160からの次の物品10を導入位置46、146において搬送用環状部40、140内の次の開放空洞部44、144に導入することが可能となる。空洞部44、144が物品10によって占有されず、搬送用環状部40、140が1もしくはそれ以上の空の空洞部44、144とともに回転することも、可能である。たとえば、搬送用環状部40、140は、空洞部44、144を充填してもしなくても、タイマーにしたがって自動的に回転してもよい。
【0039】
回転および位置合わせ機能Iは、回転中心軸Rを中心として時計回りまたは反時計回りで断続的にまたは連続的に、搬送用環状部40、140を移動させることができる。好ましくは、搬送用環状部40、140は、時計回りに断続的に回転する。回転および位置合わせ機能Iは、物品10が空洞部44、144を満たした後に搬送用環状部40、140が回転するという点において、断続的であってもよい。たとえば、搬送用環状部40、140は、空洞部44、144が導入位置46、146において物品10によって完全に占有されていると1もしくはそれ以上のセンサ80が自動的に判断した場合にのみ、回転および位置合わせしてもよく、あるいは搬送用環状部40、140は設定された間隔で回転してもよい。例示的実施形態において、空洞部44、144は、搬送用環状部40、140の各回転の間に100%充填される。
【0040】
自動回転移送装置1、101を動作させるために、自動回転移送装置1、101は、回転中心軸Rを中心として搬送用環状部40、140を位置合わせおよび回転させるための自動駆動アセンブリ38、138を含んでもよい。駆動アセンブリ38、138は、サーボモータまたはトルクモータなどのモータ、および搬送用環状部40、140を(たとえば直接的に)駆動および回転させる、当該技術分野において周知のいずれか適切な機器を、含んでもよい。たとえば、搬送用環状部40、140は、(図5の平面に対して直角に延在する)回転中心軸Rの周りで回転運動するために、シャフトまたはカムによって駆動されてもよい。駆動アセンブリ38、138はまた、機器を動作させるために必要な、いずれか適切な制御装置またはソフトウェアを含んでもよい。
【0041】
自動回転移送装置1、101の別の機能は、物品10が自動回転移送装置1、101を離れるときに、物品10の配向を変更する能力である。たとえば、各物品10は、第二の出口位置48、148で搬送用環状部40、140から離れてもよい。言い換えると、物品10は、下流作業のために特有の信頼できるやり方で、搬送用環状部40、140から降ろされてもよい。各物品10は第一の配向で搬送用環状部40、140に(たとえば、導入位置46、146で)導入され、各物品10は第二の配向で搬送用環状部40、140から(たとえば出口位置48、148で)離れる。第一のおよび第二の配向は、同じであっても異なってもよい。具体的には、物品10は、第一の方向62、162で搬送用環状部40、140に導入されるときに、水平方向に配向されていてもよい。物品10はその後、第二の方向64、164で搬送用環状部40、140を出るときに、水平方向または垂直方向に配向されてもよい。
【0042】
図1および図2に示されるように、搬送用環状部40の一実施形態は、物品10を第一の移動方向62ならびに第二の移動方向64に水平方向に配向させるために、実質的に垂直方向に配向されている。図7に示す自動回転移送装置101の代替実施形態において、物品10は、搬送用環状部140に導入される前の第一の移動方向162において水平方向に配向され、搬送用環状部140を出た後の第二の移動方向164において垂直方向に配向されてもよい。言い換えると、物品10は、横向きの状態で搬送用環状部140に導入され、直立状態で搬送用環状部140から排出される。物品10の配向を水平方向から垂直方向に回転させるため、搬送用環状部140は、図9に示されるように、水平方向に対して約30°から60°、好ましくは約40°から50°、最も好ましくは約45°の傾斜角度Tで、配向されてもよい。言い換えると、回転中心軸Rは傾斜角度T(たとえば、水平方向に対して約45°)で提供される。
【0043】
水平方向の配向から垂直方向の配向に変化する物品10について、搬送用環状部140が時計回りに回転するとき、複数の物品10の各々は、第一の位置146において約12時の位置で開放空洞部144に導入され、第二の位置148において約6時の位置で空洞部144から排出される。第一の方向62から第二の方向64まで水平方向の配向を維持するが、長さ方向から幅方向に隣り合う構成に変化する物品10では、搬送用環状部40が時計回りに回転するとき、複数の物品10の各々は、第一の位置46において約9時の位置で開放空洞部44に導入され、第二の位置48において約6時の位置の後且つ9時の位置の手前で、空洞部44から排出される。このように、各物品10は、搬送用環状部40、140上の同じ場所で第一の位置46、146に導入される。
【0044】
別の付加的な下流装置を使用しなければならない代わりに、ラインを短くして高額な下流装置を省略するため、自動回転移送装置1、101はバリ取り、トリミングなどの、追加機能性を組み込んでもよい。加えて、空洞部44、144のサイズおよび構成、ならびに制御された回転速度のため、物品10はより長い時間にわたって搬送用環状部40、140内に捕捉されたまま維持または保持されてもよく、これによって搬送用環状部40、140の単回転の間に追加機能性の組み込みを可能にする。
【0045】
具体的には、自動回転移送装置1、101は、物品10の切断または分離、あるいは残っている物品10からの廃棄物を製造プロセスから除去するなど、その他の機能性を含んでもよい。たとえば、ボトル10a、10bがブロー成形プロセスによって形成されるとき、過剰なブロー成形材料または廃棄物が、ボトル10a、10bの表面上に付着したままとなる可能性がある。図11Aおよび図11Bは、ブロー成形を通じて製造されてもよい2つのタイプのボトル10a、10bを示す。たとえば、ボトル10a、10bは、プラスチック材料のパリソンを押し出し、金型の中のパリソンの一部を捕捉し、望ましい容器の具体的形状を作製するために、金型の壁に対して金型の中のパリソンの部分を膨張させることによって、製造されてもよい。ボトル10a、10bは、剛性または折り畳み式となるように設計されてもよい。ボトル10a、10bが本明細書において例示されているものの、当該技術分野において周知のいずれかのサイズおよび寸法を有する任意のタイプのボトル(たとえば、円筒形)が製造されてもよいことは、想定される。また、物品10を製造するために、その他のタイプの成形プロセスを含む任意の適切なタイプの製造プロセスが使用されることも可能である。
【0046】
ボトル10a、10bは、任意の容積を有する内部空間を画定する側壁13を有する、本体部分12を含んでもよい。ボトル10a、10bはさらに、閉鎖部または結合部を受け入れるための少なくとも1つの外部ネジ溝16を有してもよい、ネック部分14を含んでもよい。開口は、ネック部分14に画定されてもよく、ボトル10a、10bの内部空間と連絡していてもよい。設計に応じて、ボトル10a、10bは先細上移行部分22、中間部分24、および先細底移行部分28を含んでもよい。本体部分12、具体的には中間部分24は、第一の側面30および第二の側面32を有する。先細上移行部分22は、ネック部分14、および本体部分12の側壁13と一体の、上表面20を含んでもよい。ボトル10a、10bは、底表面26を含んでもよい
ボトル10a、10bには、ボトル10a、10bを吊下するための機構が設けられてもよい。たとえば、吊り下げフック54が底表面26に取り付けられてもよい。穴56が吊り下げフック54内に画定されてもよい。代替例において、穴56の代わりにフック型突起が使用されることも可能である。吊り下げフック54は、ボトル10a、10bの底表面26に画定された中央リブ52と一体に成形されてもよい。非展開位置55bにおいて吊り下げフック54を受けて解放可能に固定するために、図12に示される1対の係止チャネル58もまた、底表面26内に成形されてもよい。
【0047】
加えて、形成されたボトル10a、10bに過剰な材料または廃棄物が付着している可能性がある。たとえば、製造中の次のボトル10a、10bからのテール25が、ボトル10a、10bの頂部または底部領域に残っているかも知れない。加えて、ドーム15が、ボトル10a、10bのネック部分14より上に残っているかも知れない。場合により、たとえば2もしくはそれ以上のボトル10a、10bが互いに接合され、各ボトル10a、10bはネック部分14で互いに取り付けられており、ボトル10a、10bは互いに分離させられる必要があるかも知れない(図示せず)。このため、ボトル10a、10bは、たとえばテール25をトリミングし、ドーム15を除去するなどのため、バリ取り、トリミング、切断、または分離プロセスを受け入れる必要があるかも知れない。当業者によって認識されるように、ボトル10a、10bの重量は、ボトル10a、10bに付着したスクラップまたは廃棄材料のタイプおよび量に応じて異なるかも知れない。
【0048】
具体的には、回転移送装置1、101は、複数の物品10を修正するための修正装置を含んでもよい。修正装置はたとえば、物品10を分離するためまたは物品10から廃棄またはスクラップ材料を切断するための、バリ取り機またはトリマ70を含んでもよい。トリマ70は、たとえばボトル10a、10bからテール25をトリミングするために使用されてもよい。
【0049】
バリ取り機またはトリマ70は、物品10を切断またはトリミングするのに適した、任意の適切なタイプおよび構成の機器を含んでもよい。たとえば、トリマ70は、複数の歯74を有する切断ディスク72(たとえば、金属切断ディスク)を含んでもよい。図6に示されるように、切断ディスク72は、テール25を切断および除去するために、搬送用環状部40の位置合わせIと反対の方向Sに回転してもよい。トリマ70は、切断ディスク72を回転させるために、自動駆動アセンブリ75を用いて動作してもよい。駆動アセンブリ75は、切断ディスク72を(たとえば直接的に)駆動および回転させる、サーボモータまたはトルクモータなどのモータ、および当該技術分野において周知のいずれか適切な機器を含んでもよい。駆動アセンブリ75はまた、機器を動作させるために必要な、いずれか適切な制御装置またはソフトウェアを含んでもよい。トリミングの廃棄物は、たとえばシュート76を通じて、回転移送装置1から出てもよい。正確で高品質な切断を保証するために、トリマ70を通じて物品10の安定性および位置を維持するため、1もしくはそれ以上のガイドまたはレール78、178(たとえば、上レールと底レール)も提供されてよい。
【0050】
自動回転移送装置1、101は、物品10の品質を監視および検査するための検査ステーションなど、追加機能性を含んでもよい。自動回転移送装置1、101は、特定の品質基準に達しない物品10を、自動的に除去することができる。たとえば、ボトル10a、10bの底表面26にある中央リブ52の品質、およびトリミングまたは切断作業の品質を含む物品10の品質を検査するために、1もしくはそれ以上のセンサ80が使用されてもよい。センサ80がトリミング精度を確認するために、トリミング後に物品10を所定位置に保持するため、吸引チャンバ34も使用されてよい。センサ80は、カメラ、光電センサ、フォトアイセンサ、または自動化について周知のその他のセンサを含んでもよい。物品10が損傷するかまたは何らかの状態で不完全である場合、損傷または不完全物品10は、排出領域において搬送用環状部40から自動的に排出される。排出領域は、開放して、損傷または不完全物品10をたとえばシュート84を通じて廃棄物収集領域に放出させるようになっている、可動ゲート82(たとえば、スライドゲート)を含んでもよい。
【0051】
底表面26に取り付けられた吊り下げフック54など、ボトル10a、10bを吊下するための機構を有するボトル10a、10bの場合、吊り下げフック54を非展開位置55bに曲げるかまたは操作するために(たとえば、係止チャネル58のうちの1つの中に窪ませる)、フック閉鎖ステーション86が提供されてもよい。図13において最もわかりやすいように、ボトル10a、10bは、拡張または展開位置55aの吊り下げフック54を備えて製造されてもよい。下流処理の要件を満たすため、および直立した垂直方向の配向にボトル10a、10bを配向するために、吊り下げフック54は非展開位置55bに曲げられ、または動かされることが可能である。フック閉鎖ステーション86は、このような特徴を折り畳むのに適した、当該技術分野において周知のいずれか適切な機器および制御部を含むことができる。
【0052】
図3および図4に示すように、自動回転移送装置1、101は、ドッキングステーションを備える移動式ユニットの一部として提供されてもよい。移動式ユニットは、自動回転移送装置1、101を、製造空間の異なる領域で使用するために持ち運び式にさせられる。回転移送装置1、101はまた、たとえば重力に基づくシュート76、84、および90を可能にするために持ち上げられてもよい。
【0053】
本発明の別の実施形態において、複数の物品10の移動方向、配向、またはその両方を変更する方法は:
(a)第一の配向の前記複数の物品10を第一の方向62、162に搬送する工程と、
(b)搬送用環状部40、140の外周42、142に沿った第一の位置46、146にある複数の空洞部44、144のうちの1つの中に前記複数の物品10の各々を導入する工程と、
(c)回転中心軸Rの周りで前記搬送用環状部40、140を回転および位置合わせする工程と、
(d)前記搬送用環状部40、140の前記外周42、142に沿った第二の位置48、148において前記搬送用環状部40、140から第二の配向の前記複数の物品10の各々を取り出す工程であって、前記複数の物品10は前記第一の方向62、162とは異なる前記第二の方向64、164に移動しているものである、前記取り出し工程と、を含んでもよい。
【0054】
本発明の回転移送装置1、101は、以下を含む多数の望ましい機能を提供することができる:(1)物品10の移動方向を変更することによって、物品10の流れを最適化すること;(2)物品10の配向を変更すること;(3)物品10を切断または分離し、あるいは物品10から廃棄物またはトリムを除去すること;(4)物品10の品質を監視および検査すること;(5)品質基準を満たさない物品10を自動的に排除すること;および(6)特有の信頼できるやり方で高品質物品10を降ろすこと。
【0055】
追加の利点として、省スペースで高効率の回転移送装置1、101は、所望の構成および配向の良品物品10の中に自動的に出力を分離し(たとえば、シュート90)、不良物品10を排出し(たとえば、シュート84)、廃棄トリムまたはスクラップを除去する(たとえば、シュート76)、トリアージ機能を提供することができる。加えて、本発明による1もしくはそれ以上の回転移送装置1、101は、所望の結果を達成するために、直列または並列で使用されてもよい。たとえば、二重パリソンブロー成形装置に適応するために、2つの回転移送装置1、101が並列で使用されてもよい。
【0056】
上記では特定の実施形態および実施例を参照して図示および説明されたが、本発明は、図示された詳細に限定されるように意図されるものではない。むしろ、請求項の同等物の範囲および領域内で、本発明の精神を逸脱することなく、詳細において様々な修正がなされてもよい。たとえば、本明細書で幅広く引用されるすべての領域は、より広い領域に含まれるすべての狭い領域をその範囲内に含むことが、明白に意図されている。加えて、一実施形態の特徴は、別の実施形態に組み込まれてもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【手続補正書】
【提出日】20160209
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高速で複数の軽量物品を搬送する自動回転移送装置であって、
外周を有し、所定の回転速度で回転するように構成された搬送用環状部であって、当該外周に沿って複数の空洞部が離間して画定され、各空洞部は前記複数の軽量物品のうち単一の軽量物品を受け入れるように構成されているものである、前記搬送用環状部と、
各前記空洞部内に前記単一の軽量物品を保持するように構成された真空装置と、
前記空洞部が前記単一の軽量物品によって占有されているか開放されているかを決定する少なくとも1つのセンサと、
上流作業からの前記複数の軽量物品の連続的な流れと同期して、回転中心軸の周りで前記搬送用環状部を位置合わせ(index)および回転させ、前記複数の軽量物品の連続的な流れ、前記搬送用環状部上で特定された開放空洞部、および出力コンベヤ上の空き空間に基づいて、前記搬送用環状部の回転速度を調整する駆動アセンブリと、
を有し、
前記搬送用環状部は、第一の位置において第一の配向で第一の方向に移動する前記複数の軽量物品の各物品を受け入れ、第二の位置において第二の配向で前記第一の方向とは異なる第二の方向に移動する各物品を排出するように構成されているものであり、
前記第一の位置、前記第一の配向、および前記第一の方向は前記各物品について同一の位置、配向、および方向を示すものであり、さらに、前記第二の位置、前記第二の配向、および前記第二の方向は前記各物品について同一の位置、配向、および方向を示すものであり、
前記第一の方向および前記第二の方向は同一平面上にないものである、
自動回転移送装置。
【請求項2】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は、約160サイクル毎分〜約200サイクル毎分の速度で安定しているものである装置。
【請求項3】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は、毎秒2〜3の軽量物品を前記第一の位置から前記第二の位置まで搬送するものである装置。
【請求項4】
請求項1記載の装置において、前記複数の軽量物品は空ボトルである装置。
【請求項5】
請求項4記載の装置において、前記空ボトルは約8グラム〜約35グラムの重量を有するものである装置。
【請求項6】
請求項1記載の装置において、前記複数の軽量物品の連続的な流れは、上流のブロー成形作業により形成されるものである装置。
【請求項7】
請求項1記載の装置において、前記複数の軽量物品は、相互間の直接接触を回避するために、互いに一定距離だけ離れて載置されているものである装置。
【請求項8】
請求項1記載の装置において、さらに
前記搬送用環状部の単回転の間に、バリ取り機、トリマ、検査機、分離器、フッククローザ、およびこれらの組み合わせから成る群より選択される少なくとも1つの追加機能を実行するための装置を有するものである装置。
【請求項9】
請求項1記載の装置において、前記第二の方向は、前記第一の方向に対して約90°に配向されるものである装置。
【請求項10】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は、12もしくはそれ以上の、等間隔の実質的にU字型の空洞部を有するものである装置。
【請求項11】
請求項1記載の装置において、前記軽量物品は、前記搬送用環状部に導入される前は長さ方向に配列され、前記搬送用環状部を離れた後は幅方向に隣り合うように配列されるものである装置。
【請求項12】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は垂直方向に配向されており、前記第一の配向および前記第二の配向は水平方向である装置。
【請求項13】
請求項1記載の装置において、前記搬送用環状部は水平方向に対して約30°〜60°の角度で配向されており、前記第一の配向は水平方向であって前記第二の配向は垂直方向である装置。
【請求項14】
請求項1記載の装置において、さらに
前記複数の軽量物品を前記第一の方向に搬送するコンベヤと、各物品を各空洞部内に案内する1もしくはそれ以上の空気ジェットとを有するものである装置。
【請求項15】
高速で複数の軽量物品を搬送し、単回転の間に少なくとも1つの追加機能を実行する、自動回転移送装置であって、
第一の方向に進行して複数の軽量物品を上流作業から第一の配向で連続的な流れとして移動させるコンベヤであって、前記第一の配向は前記複数の軽量物品の各物品について同一の配向を示すものである、前記コンベヤと、
外周を有し、所定の回転速度で回転するように構成された搬送用環状部であって、当該外周に沿って複数の空洞部が離間して画定され、各空洞部は前記コンベヤから前記複数の軽量物品のうち単一の軽量物品を受け入れるように構成されているものである、前記搬送用環状部と、
前記上流作業からの前記複数の軽量物品の連続的な流れと同期して、回転中心軸の周りで前記搬送用環状部を位置合わせおよび回転させ、前記複数の軽量物品の連続的な流れ、前記搬送用環状部上で特定された開放空洞部、および出力コンベヤ上の空き空間に基づいて、前記搬送用環状部の回転速度を調整する駆動アセンブリと、
前記複数の軽量物品を検査するセンサ、および前記搬送用環状部の単回転の間に損傷または不完全物品を排出する排出領域を含む検査ステーションと、
前記搬送用環状部の単回転の間に前記複数の軽量物品を修正する修正装置と、
前記搬送用環状部から各物品を取り出すための除荷場所(unloading location)であって、前記搬送用環状部は、第二の配向で前記第一の方向とは異なる第二の方向に移動する各物品を排出するように構成され、前記第二の配向は前記複数の軽量物品の各物品について同一の配向を示すものであり、前記第一の方向および前記第二の方向は同一平面上にないものである、前記除荷場所と
を有する自動回転移送装置。
【請求項16】
請求項15記載の装置において、前記修正装置は、鋸歯状金属切断ディスクを有するトリマを含むものである装置。
【請求項17】
請求項15記載の装置において、前記修正装置はフック閉鎖ステーションを含むものである装置。
【請求項18】
請求項15記載の装置において、前記排出領域は、前記損傷または不完全物品のために開放するように構成されている可動ゲートを含むものである装置。
【請求項19】
請求項15記載の装置において、さらに
前記複数の軽量物品を前記除荷場所から前記第二の方向に搬送するための第二のコンベヤを有するものである装置。
【請求項20】
高速で複数の軽量物品を搬送する方法であって、
上流作業から第一の方向に第一の配向で連続的な流れをなす複数の軽量物品を搬送する工程であって、前記第一の配向は前記複数の軽量物品の各物品について同一の配向を示すものである、前記搬送する工程と、
搬送用環状部の周長に沿った第一の位置において複数の空洞部のうちの1つに各前記複数の軽量物品を導入し、前記搬送用環状部内の各空洞部内に各物品を保持する工程と、
前記上流作業からの複数の軽量物品の連続的な流れと同期して、回転中心軸の周りで前記搬送用環状部を回転および位置合わせする工程であって、前記搬送用環状部は、前記空洞部が前記第一の位置において前記物品によって占有されているとセンサが決定した場合にのみ、回転および位置合わせを行うものであり、それにより、各回転において前記空洞部の100%が占有されるものである、前記回転および位置合わせする工程と、
前記搬送用環状部の前記周長に沿った第二の位置において前記搬送用環状部から第二の配向で各前記複数の軽量物品を取り出す工程であって、前記複数の軽量物品は、前記第一の方向とは異なる第二の方向に移動しているものであり、前記第二の配向は前記複数の軽量物品の各物品について同一の配向を示し、前記第一の方向および前記第二の方向は同一平面上にないものである、前記取り出す工程と、
を有する方法。
【請求項21】
請求項20記載の方法において、前記搬送用環状部が時計回りに回転するとき、各前記複数の軽量物品は、前記第一の位置において約12時の位置で前記空洞部に導入され、前記第二の位置において約6時の位置で前記空洞部から排出されるものである方法。
【請求項22】
請求項20記載の方法において、前記搬送用環状部が時計回りに回転するとき、各前記複数の軽量物品は、前記第一の位置において約9時の位置で前記空洞部に導入され、前記第二の位置において6時の位置の後且つ9時の位置の手前で空洞部から排出されるものである方法。
【請求項23】
請求項20記載の方法において、さらに
前記複数の軽量物品の連続的な流れ、前記搬送用環状部上で特定された開放空洞部、および出力コンベヤ上の空き空間に基づいて、前記搬送用環状部の回転速度を調整する工程を有するものである方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】
車輪状システムを用いる搬送システムでは、特に約12〜35グラムもしくはそれ以上であって高速で移動する軽量(または未充填の)ボトルについて、ボトルの取り扱いおよび位置決めの問題があった。たとえば、軽量ボトルは、搬送システムから「飛び出」したりまたは不規則に移動し、機器を詰まらせ、高速での停止を引き起こす可能性がある。このため、典型的な搬送システムは、充填済みボトルなどのより重量の大きい物品を取り扱うことしかできないか、またはより低速で動作しなければならない。一部の搬送システムではまた、チャンバが偶発的に物品で満たされる場合もある。言い換えると、搬送システム上のチャンバは、制御され、信頼性のある態様では満たされていない。加えて、新たに形成されたボトルが互いにまたは別の表面と直接接触した場合、移送および取り扱いの間にボトルが損傷したり互いに付着したりする可能性がある。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある(国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む)。
(先行技術文献)
(特許文献)
(特許文献1) 米国特許第4,614,018号明細書
(特許文献2) 米国特許第6,178,608号明細書
(特許文献3) 米国特許第6,732,498号明細書
(特許文献4) 独国特許出願公開第102008051919号明細書
(特許文献5) 欧州特許出願公開第0129168号明細書
(特許文献6) 仏国特許出願公開第2670191号明細書
(特許文献7) 英国特許出願公開第2104028号明細書
(特許文献8) 特開平10―53328号公報
(特許文献9) 欧州特許出願公開第0709317号明細書
(特許文献10) 国際公開第2010/130257号
(特許文献11) 欧州特許出願公開第2460747号明細書
(特許文献12) 特開昭61―192612号公報
(特許文献13) 国際公開第2012/144890号
(特許文献14) 米国特許出願公開第2009/000435号明細書
(特許文献15) 欧州特許出願公開第0384453号明細書
(特許文献16) 米国特許第7,643,904号明細書
(特許文献17) 米国特許第7,942,256号明細書
(特許文献18) 米国意匠特許発明第D642,065号明細書
(特許文献19) 米国特許出願公開第2009/0071799号明細書
(特許文献20) 米国特許出願公開第2011/0240673号明細書
(特許文献21) 米国特許出願公開第2013/0168206号明細書
(非特許文献)
(非特許文献1) International Search Report for International Application No.PCT/US2013/071395 issued on Oct.30,2014 by the European Patent Office.
(非特許文献2) Annex to Form PCT/ISA/206,Communication Relating to the Results of the Partial International Search issued by the European Patent Office dated Mar.12,2014.
(非特許文献3) OHIM Office for Harmonization in the Internal Market,Trade Marks and Designs−European Community Design No.001758889−0001 dated Sep.23,2010 for a Container; Armel A.Archeny,David Araujo,Graham Packaging Company,L.P.
【国際調査報告】