(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルク商品の可搬型容器を、ホッパー開口および送出端を有し、容積が固定された、ホッパーから形成する方法であって、
開いた上端および閉じられた底を有する袋を中間キャリア上で一纏めにするステップと、
前記ホッパーの送出端を、前記袋の上に配置して前記送出端と閉じられた底との間に垂直方向の空間を作るステップと、
バルク商品を前記ホッパーのホッパー開口内に送り出してホッパー充填レベルを定めるステップと、
前記バルク商品を前記ホッパーの送出端から前記袋の開いた上端を通して前記袋の閉じられた底の中に供給して前記袋内のバルク商品のレベルを定めるステップと、
前記供給するステップの間、前記ホッパーを垂直方向に移動させて前記ホッパーの送出端と前記袋内のバルク商品のレベルとの間の垂直方向の空間を維持するステップと、
前記ホッパー内のホッパー充填レベルを、前記供給するステップの間、前記移動させるステップと並行して、実質的に維持するステップと、
前記袋を充填している間に外装を前記袋の周りに螺旋状に巻いて可搬型容器を形成するステップとを含み、
前記外装は、前記袋内のバルク商品のレベル近くに保たれ、
前記中間キャリアは、キャリアベースと、該キャリアベースから下方に延びる複数のキャリアアームとを含み、
各前記キャリアアームは、その前記キャリアベース側とは反対側の端部にキャップ部分を有し、該キャップ部分が、前記袋の内側表面を外向きに押すことによって前記袋を前記中間キャリアに固定するように力を及ぼす、方法。
【請求項２】
前記中間キャリアを包装システムに固定するステップとをさらに含み、前記袋の開いた上端は、前記ホッパーの送出端の隣に配置され、前記袋の閉じられた底は、前記開いた上端の垂直方向下方に位置付けられ、
前記方法はさらに、前記袋内のバルク商品のレベルが増すと、前記中間キャリアを前記袋の閉じられた底に対して相対的に移動させて前記袋を前記中間キャリアから送り出すステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記中間キャリアを移動させるステップはさらに、前記袋内のバルク商品のレベルに応じて前記中間キャリアを静止状態の前記閉じられた底に対して垂直方向上向きに移動させ、前記袋内のバルク商品のレベルが増すと前記袋を前記中間キャリアから送り出すものとして定められる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記中間キャリアを前記袋の底に対して相対的に移動させるステップはさらに、前記袋内のバルク商品のレベルに応じて前記閉じられた底を静止状態の前記中間キャリアに対して垂直方向下向きに移動させ、前記袋内のバルク商品のレベルが増すと前記袋を前記中間キャリアから送り出すものとして定められる、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記バルク商品を供給するステップはさらに、前記ホッパーの送出端に動作可能な状態で配置されたバルブを可変的に開いてバルク商品を前記袋の開いた上端を通して前記袋の閉じられた底の中に供給することにより前記袋内のバルク商品のレベルを定めるものとして定められる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ホッパー充填レベルに応じて、前記ホッパーの送出端からバルク商品を供給する速度を調整するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記バルク商品を送り出すステップはさらに、バルク商品を供給源から前記ホッパーのホッパー開口の中に送り出してホッパー充填レベルを定めるものとして定められる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記螺旋状に巻くステップはさらに、前記袋を充填している間に外装を前記袋の周りに上方向に螺旋状に巻いて前記可搬型容器を形成するものとして定められ、前記外装は前記袋内のバルク商品のレベル近くに保たれる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ホッパーの送出端からのバルク商品の流れを、前記可搬型容器の所望の部分に導くことにより前記可搬型容器の成形を支援するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、２００８年６月１１日に提出された米国仮特許出願第６１／０６０，４９２号「可搬型容器を充填および形成するための取扱いが丁寧なホッパーおよび圧縮された袋」の利益を享受し、その全体を本明細書に引用により援用する。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、バルク商品の可搬型容器を充填する方法に関し、特に、取扱いが丁寧なホッパーおよび圧縮された袋を用いて、可搬型容器内に配置されるバルク商品の破損量を減じる方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．先行技術の説明
複数のバルク商品を可搬型容器に納めるためのシステムは、当該技術では周知である。バルク商品の搬送に利用される典型的な可搬型容器は、非効率的で、容積が非常に大きいものではなく、大量の肉体労働が可搬型容器の充填および取扱いに必要であることが多い。典型的には、こうした容器を充填するには、バルク商品を高い所から落とさねばならず、これがバルク商品の破損に繋がるおそれがある。
【０００４】
こういったシステムの一例が、マウンダー（Maunder）他への米国特許第６，１７６，２７６号に開示されている。この‘２７６特許は、粒状の材料をコンベアといった上流側の供給源から下流側の容器に供給するための装置を開示している。ホッパーは、下に向かって先細りになった部分を有し、この部分は送出シュートに向かって内向きに先細りになっており、このシュートは、径方向のフランジで終端をなす広がった下端を有する。調整可能な環状部分が、円錐台部材と、ホッパーの内向きに先細りになっている部分近くのホッパーの壁との間に定められて、下向きに先細りになっている部分から送出シュートへの流れを制御する。調整可能な径方向の出口が、シュートのフランジと環状部分との間に定められる。圧縮された空気が空気パイプを介して送出シュートに向かって噴出され、気流を生み出し、この気流が環状部分を通して落下する材料を取込み、材料をシュートから落とす。
【０００５】
当該技術で周知のこのようなシステムの別の例が、リーブス（Reeves）への米国特許第５，６９７，４０８号に開示されている。この‘４０８特許は、容器の中に向かって下向きに延びて容器を充填する入れ子式の管を開示している。入れ子式の管の容積は、管の端部の位置に基づいて変化する。トップハットバルブ部材とバルブシートを保存容器の中で垂直方向に移動させて粒子が入れ子式の管から保存容器に落ちないようにしている。
【０００６】
当該技術で周知のこのようなシステムのもう１つの例が、カルピセック（Karpisek）への米国特許第４，５４６，５９８号に開示されている。この‘５９８特許は、搬送機上で支持されている拡張可能なキャリアまたはフレームを有する包装装置を開示している。キャリアは、入れ子式の矩形の筒状部材を含む。包装材を与えるためにブラケットまたはアームが筒状部材の各々の角から延びている。包装材は、閉じられた底と開いた端部を有する袋である。キャリアは、皺寄せ装置または供給器上に配置され、ここで包装材料からなる袋がキャリア上に供給される。ブラケットは各々、包装材をキャリア上に押出すベルトと係合する。包装材がキャリア上に供給された後、キャリアは、入れ子式で拡張されて、直径が、後にキャリアが配置される、先に積み上げられた商品全体の直径より大きくなる。次に、包装材が供給されたキャリアを、移動させ、商品が積み上げられたパレットの上に位置付ける。キャリアを下げ、開いた端部が積み上げられた商品の上で降下してゆくようにする。キャリアを下げると、閉じられた底は商品全体の上端と係合し、キャリアが下向きに降下してゆくと包装材はキャリアから離される。このようにして、包装材を商品の上に配置する。キャリアによって加えられる伸張力から解放されると、伸張された袋は収縮し始め予備伸長状態になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
本発明は、取扱いが丁寧なホッパーおよび圧縮されたまたは一纏めにされた袋から、バルク商品の可搬型容器を形成する方法に関する。開いた上端および閉じられた底を有する袋は、中間キャリアの上で一纏めにされる。中間キャリアは包装システムに固定され、袋の開いた上端はホッパーの送出端の隣りに配置され、袋の閉じられた底は開いた上端の垂直方向下方に位置付けられる。ホッパーの送出端は袋の上に配置され、送出端と閉じられた底との間に垂直方向の空間を作る。バルク商品はホッパーのホッパー開口内に送り出され、ホッパー充填レベルを定める。バルク商品はホッパーの送出端から袋の開いた上端を通して袋の閉じられた底の中に供給され、袋内のバルク商品のレベルを定める。バルク商品が供給されている間、ホッパーは垂直方向に移動し、ホッパーの送出端と袋内のバルク商品のレベルとの間の垂直方向の空間を維持する。ホッパー内のホッパー充填レベルは、ホッパーからバルク商品が供給されている間、袋内のバルク商品のレベルに応じたホッパーの移動と並行して、維持される。中間キャリアは袋の閉じられた底に対して移動し、袋内のバルク商品のレベルが増すと、中間キャリアから袋を送り出す。袋を充填している間に外装を袋の周りに螺旋状に巻いて可搬型容器を形成する。外装は、袋内のバルク商品のレベル近くに保たれる。
【０００８】
本発明の他の利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と関連付けて考慮するとよりよく理解されるようになり、容易に認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明に従う包装システムの斜視図であり、本発明の可撓性の袋は充填および包装前の開いた位置にある。
【図２】図２は、充填および包装段階中の図１のシステムの斜視図である。
【図３】図３は、完全に包装された段階にある可搬型容器の斜視図である。
【図４】図４は、本発明に従う中間キャリアの一例の斜視図である。
【図５】図５は、本発明に従う中間キャリアの一例の斜視図である。
【図６】図６は、本発明に従う取扱いが丁寧なホッパーの斜視図である。
【図７】図７は、図６の線７−７に沿う、取扱いが丁寧なホッパーの断面図である。
【図８】図８は、本発明に従う可搬型容器の形成方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明に従う可搬型容器の形成方法の別の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
代表的な実施例の詳細な説明
本明細書および特許請求の範囲を通して、「バルク商品」という表現は、本発明を利用して包装することが可能な広範囲にわたる製品を簡単に表わすものとして使用される。本発明は、バルク包装することが可能な任意の材料の包装に利用される。これらの品物は、大型のバルク包装された品物および非常に小型のバルク包装された品物を含み得る。小型のバルク商品の例は、種、米、穀類、野菜、果物といった農産物、ファインケミカル、医薬品、化学原料、肥料、可塑性樹脂ペレット、プラスチック部品、廃棄されたプラスチック部品、機械加工されたプラスチック部品のようなプラスチック製品などの化学製品、小麦などの穀物および穀物製品、すべての種類のさまざまな機械加工部品、木片などの木製品、造園材料、ピートモス、土、砂、砂利、岩石およびセメントを含むが、これらに限定されない。本発明は、加工済食品、冷凍魚、冷凍鶏肉、それ以外の冷凍肉および肉製品といった半加工食品、布、衣類、履物、プラスチック玩具といった玩具のように製造された商品、プラスチックハーフ部品、金属部品、ぬいぐるみ、動物のぬいぐるみ、およびそれ以外の玩具および玩具製品を含むがこれらに限定されない、より大きなバルク商品のバルク包装にも利用される。より大きなバルク商品は、これらの種類の材料および同様のバルク包装された材料はすべて、この表現によって本願明細書および特許請求の範囲に含まれることが意図されている。
【００１１】
図面を参照して、いくつかの図面を通して同様の数字は同様のまたは対応する部品を示しており、バルク商品２６の可搬型容器２４を充填および形成するための取扱いが丁寧なホッパー２０および圧縮袋システム２２が概略的に示されている。
【００１２】
取扱いが丁寧なホッパー２０および圧縮袋システム２２は如何なる数の包装システム２８とともに作動するようにされていてもよいが、本発明の代表的な実施例は、下記の代表的な包装システム２８を参照しながら説明される。
【００１３】
図１および図２に示されるように、この代表的な包装システム２８は、フレームベース３２から間隔を設けて配置された上側支持体３０を有する。少なくとも１つの支持柱３４が、フレームベース３２と上側支持体３０との間で延びている。フレームベース３２は１対のベース脚部３６を含む。上側支持体３０、フレームベース３２またはこれら双方が、支持柱３４に沿って垂直方向に移動可能でもよい。上側支持体３０は支持体開口部３８を含み、この開口部を通してバルク商品２６を供給源４０から袋４２の中に供給して図３に示される可搬型容器２４を形成することができる。上側回転台４４が包装システム２８の上側支持体３０の中に置かれる。下側回転台４６は包装システム２８のフレームベース３２の中に置かれる。下側回転台４６および上側回転台４４はともに回転可能であり、下側回転台４６および上側回転台４４の回転を同期させてこれらが一体的に回転するようにしてもよい。この上側回転台４４および下側回転台４６の一体的な回転により、バルク商品２６を可搬型容器２４の中で均一的に分散させることができる。
【００１４】
包装システム２８は、袋４２内のバルク商品２６のレベルをモニタおよび測定する充填センサ４８を含んでいてもよい。袋４２の中のバルク商品２６の測定されたレベルを、包装システム２８のさまざまな特徴および機能と関連付けて使用してもよい。たとえば、袋４２内のバルク商品２６のレベルを用いて、バルク商品が供給源４０から袋４２内に流れる速度、バルク商品２６をさらに受入れるための上側支持体３０またはフレームベース３２の移動、および、可搬型容器２４を形成するバルク商品２６を袋４２の中で均等に分散させるための上側および下側回転台４４、４６の回転を、求めてもよい。充填センサ４８は、超音波送信機および受信機、またはそれ以外の当該技術で周知のセンサでもよい。
【００１５】
包装システム２８は、たとえばLantech（ランテック）Ｑシリーズ半自動包装器といった従来のストレッチ包装装置５０を含み得る。ストレッチ包装装置５０はさらに、包装ヘッドベース上に固定された１巻きの外装５２を有する包装ヘッドを含む。外装５２は好ましくは密着ファクタが高いストレッチ包装材であるが、外装５２は、当該技術で周知のさまざまなストレッチ包装フィルムのうちいずれでもよい。包装ヘッドは、支持柱３４に対して平行に延びる案内ロッドに沿って垂直方向に移動可能である。包装ヘッドの移動は、モータまたは当該技術で周知のそれ以外の移動制御機構によって制御されてもよい。
【００１６】
最初に、バルク商品２６が供給源４０から可撓性の袋４２の中に配置される。充填センサ４８を用いて可撓性の袋４２の中のバルク商品２６の高さすなわちレベルを検出する。可撓性の袋４２がバルク商品２６で満たされると、上側回転台４４および下側回転台４６がある速度で回転するとともに、包装ヘッドが垂直方向上向きに移動して、外装５２が袋４２の中のバルク商品２６のレベルの少し下またはそれに近いレベルに常に保たれるようにする。これに代わる実施例では、外装５２を静止している袋４２の周りで回転させることができる。袋４２が満たされると、充填センサ４８がゆっくりと可撓性袋４２から引き出される。このシステムを調整して外装５２の重なり合う層の間隔が０．５から１５インチとなるようにすることができる。
【００１７】
外装５２は、バルク商品２６を適度に圧迫することによってバルク商品２６の安定化を助けるフープ（hoop）力を発生する。このフープ力は、可搬型容器２４の袋４２内に搬入されているバルク商品２６の要素間の制御可能な接触を促すことによってバルク商品２６の構成要素間の繋がりを促進し、これによってバルク商品２６を安定化する。たとえば、搬入されているバルク商品２６がパフまたはフレーク形状のバルク穀類の場合、フープ力は穀物の粒の間の繋がりを促進することによって、粒の間の相対的な移動を減じ穀類が袋４２の中で動かないようにする。外装５２を袋４２の上に広げる大きさを調整することによって、フープ力を可搬型容器２４に挿入されているバルク商品の種類に合わせることができる。フープ力によって非常にコンパクトで硬い可搬型容器２４にすることができ、このため、バルク商品２６は可搬型容器２４の中で移動したり潰れたりしない。
【００１８】
この代表的な実施例は、可撓性の袋４２を、開いて圧縮されたまたは一纏めにされた位置で保持するための中間キャリア５４を有する圧縮袋システム２２を含む。可撓性の袋４２は、開いた上端５６と閉じられた底５８とを含み、バルク商品２６の可搬型容器２４を形成する。可撓性の袋４２は断面が円形または矩形で円形または矩形の開いた上端５６を定める。閉じられた底５８によって袋４２を形成することができる。または、袋４２は連続する筒型のロールで、閉じられた底５８を、筒を折りたたむことによって、筒を一纏めにすることによって、または、筒の長さを捩じって縛ることによって形成し、これを後にバルク商品２６を取出す際の取出口として利用できるようにすることができる。袋４２は、好ましくはガセット袋４２であり、たとえば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、食品用ポリマー、またはナイロンといった、可搬型容器２４の袋４２内にバルク商品２６を配置するのに適切な材料から形成することができる。
【００１９】
中間キャリア５４は、キャリアベース６０と、キャリアベース６０からアーム端６４に延びる複数のキャリアアーム６２とを有する。この代表的な実施例では、キャリアベース６０は円形であり円形の開口６６を定める。この代表的な実施例ではキャリアベース６０は円形であるが、キャリアベース６０は、正方形および矩形を含むがこれらに限定されない、当該技術で周知の如何なる形状でもよい。この代表的な実施例において中間キャリア５４は４つのキャリアアーム６２を有するが、中間キャリア５４は必要に応じて如何なる数のキャリアアーム６２を有してもよい。図４に示されるように、キャリアアーム６２は、中間キャリア５４のベースから垂直方向に延びる第１のアーム部分６８と、アーム端６４に向かって径方向外側に角度が設けられた第２のアーム部分７０とを有する。アーム端６４各々は、袋４２を中間キャリア５４の上に案内するのを補助するキャップ部分７２を含んでもよい。キャップ部分７２は、可撓性の袋４２の内側表面を外向きに押すことによって袋４２の上に力を発生させて袋４２を中間キャリア５４の上に固定する。この代表的な実施例では、キャップ部分７２は球形のキャップであるが、これは当該技術で周知の如何なる形状でもよい。これに代わる実施例では、図５に示されるように、キャリアアーム６２は各々、中間キャリア５４のベースから径方向外側に配置されたアーム端６４に向かって角度をなして延在する。
【００２０】
中間キャリア５４は、ベースから径方向に延びる複数の支持アーム７４を含んでいてもよい。支持アーム７４は、包装システム２８の係合および中間キャリア５４の包装システム２８への固定に使用される。
【００２１】
可搬型容器２４を作るのに使用される袋４２は、供給器を用いて中間キャリア５４の上に供給される。この供給器は包装システム２８から独立している。包装システム２８上に配置する前に、中間キャリア５４は供給器の上に配置される。袋４２の開いた上端５６が、複数のキャリアアーム６２の周りに配置され、少なくとも１つの支持クリップ７８を使用して中間キャリア５４に固定される。この代表的な実施例では、支持クリップ７８は、キャリアアーム６２のうち少なくとも１つの隣で、キャリアベース６０上に配置される。供給器は、袋４２の中間キャリア５４上への流れを制御する。供給器は、袋４２の中間キャリア５４上への供給を均一的に制御するための複数のローラおよび／またはベルトを有する。袋４２を中間キャリア５４の上に均一的に供給することによって、可搬型容器２４を形成する際に袋４２をキャリアから均一的に広げることができる。袋４２を中間キャリア５４から均一的に送り出すことは、可搬型容器２４の所望の形状の維持に役立つ。
【００２２】
袋４２が中間キャリア５４の上に配置されると、中間キャリア５４は包装システム２８に搬送される。これは人間のオペレータによって、ロボットによって、またはそれ以外の機械的手段によって行なうことができる。この代表的な実施例では、中間キャリア５４は、上側支持体３０の上側回転台４４から延びるトップハット部（top hat piece）８０の上に配置される。トップハット部８０は、上側回転台４４が回転するとトップハット部８０がそれとともに回転するように、上側回転台４４に固定される。これに代わる実施例では、トップハット部８０は上側支持体３０に固定され静止したままでもよい。トップハット部８０は、上側回転台４４から上向きに延びる複数のハットアーム８２を含み、ハットアーム８２は各々、ハットアームの端部各々に隣接する支持ノッチ８４を定める。支持ノッチ８４は各々、中間キャリア５４の支持アーム７４を支持して、中間キャリア５４を包装システム２８の上側回転台４４に固定する。キャリアアーム６２がトップハット部から支持体開口部３８を通して下向きに延びることによって、バルク商品２６が供給源４０から袋４２の中に供給される際に、袋４２は中間キャリア５４から支持体開口部３８を通して配置されることになる。これに代わる実施例では、ハットアーム８２が上側支持体３０または上側回転台４４から下向きに延びていてもよい。
【００２３】
この代表的な実施例では、中間キャリア５４が包装システム２８に固定されるので、中間キャリア５４上に配置された圧縮された袋４２は、包装システム２８の上側支持体３０の支持体開口部３８を通して配置される。開いた上端５６は、供給源４０の隣に配置され、袋４２の閉じられた底５８は、可搬型容器支持体８６またはパレット上に置かれた初期成形具８８またはスリップシート内に配置される。初期成形具８８および可搬型容器支持体８６は、互いに独立したものでもよくまたは一体化されたものでもよい。この代表的な実施例では、可搬型容器支持体８６は、可搬型容器２４の搬送時に使用されるパレットであるが、当該技術で周知のこれ以外の可搬型容器支持体８６でもよい。この代表的な実施例では、初期成形具８８は可搬型容器支持体８６上に配置されたスリップシートであるが、初期成形具８８は当該技術で周知のこれ以外の初期成形具８８でもよい。
【００２４】
可搬型容器支持体８６は、下側回転台４６およびフレームベース３２上に配置されこれらとともに移動可能である。フレームベース３２を垂直方向に移動させてもよく、下側回転台４６をフレームベース３２の中で回転させてもよい。上側および下側回転台４４、４６は静止していてもよいが、この代表的な実施例では、上側および下側回転台４４、４６は回転可能であり、好ましくは回転を同期させてバルク商品２６が可搬型容器２４の中で均一的に分散するようにする。
【００２５】
この代表的な実施例では、バルク商品２６は、供給源４０によってキャリア開口６６を通して袋４２の開いた上端５６の中に供給される。供給源４０は、コンベア、ホッパー２０、またはバルク商品２６を可搬型容器２４内に供給するためのこれ以外の供給源でもよい。
【００２６】
この代表的な実施例では、バルク商品２６が袋４２の中に供給されて袋４２内のバルク商品２６のレベルが増すと、上側支持体３０、トップハット部８０および固定された中間キャリア５４が、袋４２内のバルク商品２６のレベルに応じて上向きに移動する。袋４２内のバルク商品２６の重量によって、袋４２が中間キャリア５４から送り出される間、袋４２の閉じられた底５８は、初期成形具８８およびフレームベース３２上に配置された可搬型容器支持体８６において固定された状態に保たれる。袋４２はキャリアの上で均一的に広げられているため、袋４２は、中間キャリア５４から引出される際、キャリアアーム６２から均一的に送り出されるであろう。先に述べたように、中間キャリア５４のキャップ部分７２は可撓性の袋４２の内側表面を外向きに押すことによって袋４２の上に力を生み出しこれが袋４２を中間キャリア５４上に固定する。袋４２内のバルク商品の重量によって、袋４２が中間キャリア５４のキャップ部分７２から引出されて可搬型容器２４を作る。袋４２を中間キャリア５４から均一的に送り出すことによって、可搬型容器２４はその形状を保つことができるであろう。可搬型容器２４は、当該技術で周知のどのような形状でもよく、円形および正方形を含むがこれらに限定されない。
【００２７】
図１に示されるように、外装５２は最初、支持体、初期成形具８８およびバルク商品２６が既に供給されている袋４２の部分の周りに螺旋状に巻かれている。図２に示されるように、袋４２内のバルク商品２６のレベルが増すと、外装５２は、ストレッチ包装装置５０によって、バルク商品２６のレベルよりも下の予め定められたレベルで螺旋状に巻かれて可搬型容器２４を形成する。バルク商品２６は、最初は初期成形具８８の形状および中間キャリア５４から供給されている袋４２の形状と一致するであろう。袋４２がバルク商品２６で充填されると、袋５２の閉じられた底５８が、袋４２内のバルク商品２６の充填レベルに応じて、開いた上端５６に対して垂直方向に移動する。ある代表的な実施例では、開いた上端５６が、袋４２内のバルク商品２６の充填レベルに応じて、静止状態の閉じられた底５８に対して上向きに移動する。別の実施例では、閉じられた底５８が、袋４２内のバルク商品２６の充填レベルに応じて、静止状態の開いた上端５６に対して下向きに移動する。袋４２がバルク商品２６で充填されると、ストレッチ外装材のさらなる部分が袋４２の周りに配置される。ストレッチ包装材は、バルク商品２６の充填レベルよりも下のレベルに保たれて、可搬型容器２４の形状を保つとともに、袋４２に圧力を加えて袋４２の中に配置されたバルク商品２６をまとめてロックする。この代表的な実施例では、ストレッチ包装材は、ストレッチ包装ロールからの外装５２であり、これは搬送機ベースおよび袋４２の周りに螺旋状に配置されるが、ストレッチ袋４２および熱収縮性フィルムを含む当該技術で周知の如何なるストレッチ包装材を使用してもよいがこれらに限定されない。
【００２８】
圧縮された袋４２の使用は、バルク商品２６が落下するはずである距離を制限し、したがって、供給源４０から可搬型容器２４までの破損を制限する。圧縮された袋４２によって、供給源４０を、可搬型容器２４内のバルク商品２６の充填レベルから一定の距離に保ことができる。
【００２９】
別の代表的な実施例ではフレームベース３２は垂直方向に移動可能である。袋４２の充填の初期段階の間、下側回転台４６は上側支持体３０に隣接する位置に置かれる。袋４２の閉じられた底５８は、可搬型容器支持体８６、および、下側回転台４６とフレームベース３２の上に置かれこれらとともに移動可能な初期成形具８８の上にある。袋４２が充填されると、フレームベース３２は袋４２の閉じられた底５８とともに下向きに移動してさらなるバルク商品２６を収容する。
【００３０】
バルク商品２６の重量によって、袋４２が中間キャリア５４から送り出される間、袋４２の閉じられた底５８は可搬型容器支持体８６の上に保たれる。袋４２はキャリアの上で均一的に広げられているため、袋４２は、キャリアから引出される際、キャリアアーム６２から均一的に送り出されるであろう。先に述べたように、中間キャリア５４のキャップ部分７２は可撓性の袋４２の内側表面を外向きに押すことによって袋４２の上に力を生み出しこれが袋４２を中間キャリア５４の上に固定する。袋４２内のバルク商品の重量によって、袋４２が中間キャリア５４のキャップ部分７２から引出されて可搬型容器２４を作る。袋４２を中間キャリア５４から均一的に送り出すことによって、可搬型容器２４はその形状を保つことができるであろう。可搬型容器２４は、当該技術で周知のどのような形状でもよく、円形および正方形を含むがこれらに限定されない。
【００３１】
下側回転台４６の移動は、鋏状プラットフォーム脚部、油圧ピストン、空気圧ピストン、またはギア付機構を含むさまざまな機構のうちいずれかによって行なうことができる。袋４２内のバルク商品２６のレベルが増しフレームベース３２が垂直方向下向きに移動してさらなるバルク商品２６を収容するとき、外装５２が、ストレッチ包装装置５０によって、バルク商品２６のレベルよりも下の予め定められたレベルで螺旋状に巻かれて可搬型容器２４を形成する。
【００３２】
図１および図２、特に図５および図６に示されるように、供給源４０は、袋４２を充填し可搬型容器２４を作るための取扱いが丁寧なホッパー２０でもよい。取扱いが丁寧なホッパー２０は、先に述べたように中間キャリア５４上に配置された袋４２とともに、袋４２のみとともに、または当該技術で周知の他のシステムとともに使用してもよい。代表的な実施例では、取扱いが丁寧なホッパー２０は、コンベアの端部に配置され、固定された容積を有する。これに代わる実施例では、ホッパー２０は、ホッパー２０の容積を変化させる入れ子式の筒を有してもよい。ホッパー２０は、コンベアから袋４２への垂直方向の落下を最小にしてバルク商品２６の破損を最小にする。ホッパー２０は、垂直方向に移動可能であり、袋４２の開いた上端５６の上に位置し続ける。可搬型容器２４内のバルク商品２６のレベルに基づいて、ホッパー２０はバルク商品２６を、コンベアなどの供給源４０から可搬型容器２４に供給する。
【００３３】
ホッパー２０は静止していても可動でもよい。ホッパー２０は、充填センサ４８によって求められた袋４２内のバルク商品２６のレベルに応じて上向きに移動してもよい。バルク商品２６のレベルが上昇すると、ホッパー２０は上側支持体３０とともに上向きに移動する。好ましい実施例では、ホッパー２０および上側支持体３０の移動を同期させて、ホッパー２０が袋４２内のバルク商品２６の充填レベルから一定の距離を保つようにする。コンベアは、水平方向および垂直方向双方の経路に沿って移動可能でありホッパー２０の位置を袋４２の開いた上端５６の上に保つ。好ましくは、ホッパー２０は、開いた上端５６の中央の上の位置に保たれ、これによって、バルク商品２６をより均一的に袋４２の中で分散させることができる。
【００３４】
別の代表的な実施例では、フレームベース３２が可搬型容器２４内のバルク商品２６のレベルに応じて下向きに移動しても、ホッパー２０は静止したままである。この実施例では、袋４２の充填の初期段階の間、フレームベース３２は、上側回転台４４に隣接する位置に置かれる。袋４２の閉じられた底５８は可搬型容器支持体８６および初期成形具８８の上にあり、初期成形具は下側回転台４６およびフレームベース３２の上に配置されこれらとともに移動可能である。袋４２が充填されると、フレームベース３２は袋４２の閉じられた底５８とともに下向きに移動し、静止しているホッパー２０からのさらなるバルク商品２６を受入れる。バルク商品２６の重量によって、袋４２の閉じられた底５８は、袋４２が下向きに移動する間、支持パレット上で維持される。
【００３５】
ホッパー２０は、供給源４０からのバルク商品２６を受けるホッパー開口部９０を含む。この代表的な実施例では、供給源４０はコンベアであり、バルク商品２６はコンベアの端部からホッパー開口部９０の中に供給される。ホッパー開口部９０の断面は、一般的に矩形であるが、当該技術で周知の如何なる形状でもよい。第１のホッパー２０部分において、ホッパー２０の断面は、第２のホッパー２０部分に向かって次第に小さくなる。第２のホッパー２０部分の断面は、一般的に矩形であるが、当該技術で周知の如何なる形状でもよく、第３のホッパー２０部分に向かって垂直方向に延びる。第３のホッパー２０部分は、一般的に矩形の断面を有する第２の部分から一般的に円形の断面を有するが当該技術で周知の如何なる形状でもよい第４のホッパー２０部分に推移する部分である。第４のホッパー２０部分は、第３のホッパー２０部分からホッパー２０の送出端９２まで垂直方向下向きに延びる。送出端９２は、バルク商品２６のレベルよりも上の予め定められた距離の場所で袋４２の開いた上端５６の上に位置付けられる。
【００３６】
ホッパー２０の操作は、バルク商品２６をホッパー２０内で比較的高いレベルに保つことによって行なわれる。バルク商品２６は、コンベアの端部から遠く離れてホッパー開口部９０の中に落ちる必要はない。ホッパー２０の中でのバルク商品２６の移動は、ホッパー２０の送出端９２から可搬型容器２４の袋４２の中に供給されるバルク商品２６が落下する距離がより短くなるように制御される。ホッパー２０は、バルク商品２６のコンベア端部から袋４２への落下を、１回の大きな落下ではなく２回の短い落下に分割する。この２つの短い落下によりバルク商品２６の破損が最小になる。
【００３７】
ホッパー２０は、送出端９２に配置された変調バルブ９４を含みバルク商品２６のホッパー２０から袋４２の中への流れを調整する。コーン、プレート、またはねじを用いてバルク商品２６のホッパー２０からの流れを調整してもよい。変調バルブ９４は、バルブシート９６に接近することおよびバルブシートから離れることによって、バルク商品２６のレベルをホッパー２０内における所望のレベルに保つ。変調バルブ９４はさらに、ホッパー２０の送出端９２から送り出されているバルク商品２６に基づいて回転可能でもよい。ホッパー２０内のバルク商品２６のレベルが所望のレベルよりも高い場合、トップハットバルブはバルブシート９６から遠ざかるように移動してバルク商品２６をより高い速度で袋４２の中に送り出すことによってホッパー２０内のバルク商品２６のレベルを下げ、これによってバルク商品２６がホッパー開口部９０から溢れないようにする。ホッパー２０内のバルク商品２６のレベルが所望のレベルよりも低い場合、トップハットバルブは、バルブシート９６に近づくように移動してバルク商品２６をより低い速度で袋４２の中に送り出すことによってホッパー２０内のバルク商品２６のレベルを引上げ、バルク商品２６が供給源４０から落下するはずである距離を最小にする。結果として、バルク商品２６が供給源４０からホッパー２０内に落下する距離は小さくなり、バルク商品は、ホッパー２０の送出端９２に向かって静かに徐々に移動し袋４２の中に送られて可搬型容器２４を形成する。加えて、バルブ９４は、バルク商品２６を袋４２の中で分散させて均一的な充填を維持し上端を平坦にすることによって可搬型容器２４内のバルク商品２６の量を増すことを支援する。
【００３８】
変調バルブ２４はさらに、バルク商品分配器を含んでいてもよい。この代表的な実施例では、バルク商品分配器は、少なくとも１つシュートであり、このシュートは、ホッパー２０の送出端９２からのバルク商品２６の送出または優先的な流れを助けるが、バルク商品分配器は、バルク商品２６の優先的な流れの当該技術では周知の如何なる機構でもよい。バルク商品分配器は平坦でもよく、側壁を含むもの、丸くされたもの、または、送り出されるバルク商品２６の所望の流れおよび種類に基づく他の構成とすることができる。バルク商品分配器は、変調バルブ９４の設計の中に組込まれてもよく、または、変調バルブ９４に装着可能な分離した別の装置でもよい。バルク商品分配器により、バルク商品を可搬型容器２４の所望の場所に送り出すことができ、これは、正方形または矩形の可搬型容器２４の形成を助ける。バルク商品分配器により、バルク商品２６を正方形または矩形の可搬型容器２４の角に向かってより多く流すことによって、正方形または矩形の積荷の安定性および形状の不変性を改善する。バルク商品分配器により、ホッパー２０の送出端９２からのバルク商品２６の流れを制御しバルク商品を可搬型容器２４の所望の部分に導くことによって可搬型容器２４の成形を助けることができる。
【００３９】
ホッパー２０は、ホッパー２０内のバルク商品２６のホッパー充填レベルを測定するためのホッパーセンサ９８を含む。ホッパーセンサ９８は、変調バルブ９４と連絡することによって、バルク商品２６の送出速度およびホッパー２０内のホッパー充填レベルを制御する。ホッパーセンサ９８は、ホッパー２０内のバルク商品２６の量をモニタし、変調バルブ９４、コーン、プレート、またはねじを調整することによって、バルク商品２６の高さまたはホッパー２０内におけるホッパー充填レベルを維持する。
【００４０】
包装システム２８は、好ましくは、オペレータが、停止、開始、回転速度、および包装ヘッド移動速度といったさまざまな機能を制御できるようにするコントロールパネルを含む。このような制御は当該技術では周知である。包装システム２８はさらに、適切な充填レベル、外装５２の力、および順序付けを保つための従来の制御を含む。これらのパラメータの関係は、当該技術で周知の手段によって常時モニタおよび自動調整される。ホッパー２０および供給源４０は、制御パネルを介して可搬型容器２４の袋４２内のバルク商品２６のレベルをモニタする包装システム２８の充填センサ４８と連絡してもよい。たとえば、充填センサ４８は、ホッパー２０と連絡しオフまたはオンすることによってホッパー２０の送出端９２からのバルク商品２６の流れを制御してもよい。さらに、充填センサ４８は、供給源４０と連絡しオフまたはオンすることによって供給源４０からホッパー２０内へのバルク商品２６の流れを制御してもよい。
【００４１】
ホッパー２０は、バルク商品２６の品質を、発生する破損を少なくすることによって改善する。ホッパー２０は、バルク商品２６の垂直方向の落下を減じるであろう。バルク商品２６のコンベアからホッパー２０への落下は短くなる。バルク商品２６は、既にホッパー２０内にある他のバルク商品２６の上に載ることによって、より柔らかくホッパー２０内に落下する。次にバルク商品２６は徐々にホッパー２０を通して流れ、ホッパー２０の送出端９２から充填されている袋４２へ小さく落下して可搬型容器２４を形成する。ホッパー２０は、食品の流れの中で移動する部分が限定されているので洗浄し易く、製品間での切替が容易である。
【００４２】
外装５２はまず、支持体と、初期成形具８８と、バルク商品２６が既に供給されている袋４２の一部との周りに螺旋状に巻かれる。袋４２の中でのバルク商品２６のレベルが上昇すると、外装５２は、ストレッチ包装装置５０によって、バルク商品２６のレベルよりも下の予め定められたレベルで螺旋状に巻かれ、可搬型容器２４を形成する。袋４２がバルク商品２６で満たされると、ストレッチ包装材のさらなる部分が袋４２の周りに配置される。ストレッチ包装材は、バルク商品２６の充填レベルよりも低いレベルに保たれて、可搬型容器２４の形状を維持するとともに袋４２に圧力をかけ袋４２の中に配置されたバルク商品２６をまとめてロックする。この代表的な実施例では、ストレッチ包装材は、搬送機ベースおよび袋４２の周りに螺旋状に配置される、ストレッチ包装ロールからの外装５２であるが、伸縮性の袋４２および熱収縮性フィルムを含むがこれらに限定されない当該技術で周知の如何なるストレッチ外装材を用いてもよい。
【００４３】
外装５２は、バルク商品２６を適度に圧迫することによってバルク商品の支持および安定化を助けるフープ力を発生する。このフープ力は、可搬型容器２４の袋４２の中に搬入されているバルク商品２６の要素間の制御可能な接触を促すことによってバルク商品２６の構成要素間の繋がりを促進してバルク商品２６を安定化する。たとえば、搬入されているバルク商品２６がパフまたはフレーク形状のバルク穀類である場合、フープ力は穀類の粒の間の繋がりを促進することによって、これらの粒の間の相対的な移動を減じるとともに穀類が袋４２の中で動かないようにする。外装５２を袋４２の上に広げる大きさを調整することによって、フープ力を可搬型容器２４に挿入されているバルク商品２６の種類に合わせることができる。フープ力によって、可搬型容器２４をコンパクトで硬いものにすることができ、これにより、バルク商品２６は可搬型容器２４の中で移動したり潰れたりしない。
【００４４】
可搬型容器２４は、バルク商品２６に応じて、閉じることも、開いたままにしておくこともできる。たとえば、木片、砂、砂利といった特定のバルク商品２６およびそれ以外のバルク商品２６は、可搬型容器２４を閉じることを必要としない場合がある。このような場合、外装５２をバルク商品２６の周りで上方向に与えてバルク商品２６を固定し可搬型容器２４を形成する。これに代えて、可搬型容器２４を、当該技術で周知のさまざまな方法のうちいずれかで閉じてもよい。これらの方法は、可搬型容器２４の上端を超音波または熱溶接すること、可搬型容器２４の上端を、袋４２を折畳みこれを外装５２の少なくとも１つのさらなる層で固定することによって閉じること、可搬型容器２４の上端をプラスチックの引張留め具で閉じること、可搬型容器２４の上端をワイヤまたはロープで閉じること、可搬型容器２４の上端をクランプで閉じること、および当該技術で周知の他の閉塞手段を含むが、これらに限定されない。
【００４５】
可搬型容器２４はさらに、搬送機ベース、スリップシート、または厚紙もしくはプラスチックの平坦なシートを可搬型容器２４の上端の上に載せることによって閉じてもよい。搬送機ベース、スリップシートまたは平坦なシートを可搬型容器２４の上端の上に載せた後、可搬型容器２４をさらなる外装５２で包むことによって、搬送機ベース、スリップシートまたは平坦なシートを可搬型容器２４の上端部の上で固定する。
【００４６】
要約すると、バルク商品２６の可搬型容器２４は、取扱いが丁寧なホッパー２０および圧縮または一纏めにされた袋４２から、形成される。開いた上端５６および閉じられた底５８を有する袋４２は、中間キャリア５４の上で一纏めにされる。袋４２を中間キャリア５４の上に固定するために、剛性の中間キャリア５４が供給器の上に配置される。袋４２の開いた端部は、複数の供給器アームおよび複数のキャリアアーム６２の間に配置され、複数のキャリアアーム６２のアーム端部６４は各々、複数の供給器アームのうちの１つと係合し、アーム端部６４の各々の上の袋４２をキャリアアーム６２各々の上に均一的に広げるとともに、袋４２を中間キャリア５４の上で固定する。
【００４７】
中間キャリア５４は包装システム２８に固定され、袋４２の開いた上端５６はホッパー２０の送出端９２の隣りに配置され、袋４２の閉じられた底５８は、開いた上端５６の垂直方向下方に位置付けられる。ホッパー２０の送出端９２は、袋４２の上に置かれて、送出端９２と閉じられた底５８との間に垂直方向の空間を作る。中間キャリア５４は、包装システム２８の上側回転台４４に固定され、袋４２の閉じられた底５８は、包装システム２８のフレームベース３２上に配置された可搬型容器支持体８６の上に置かれた初期成形具８８の中に配置される。上側および下側回転台４４、４６は、好ましくは同期回転してバルク商品２６を袋４２の中で分散させる。
【００４８】
バルク商品２６は、ホッパー２０のホッパー開口９０の中に送り出されてホッパー充填レベルを定める。バルク商品２６は、供給源４０からホッパー２０のホッパー開口部９０の中に送り出されてホッパー２０の充填レベルを定める。バルク商品２６は、ホッパー２０の送出端９２から袋４２の開いた上端５６を通して袋４２の閉じられた底５８の中に供給されて袋４２の中のバルク商品２６のレベルを定める。ホッパー２０の送出端９２に動作可能に設けられたバルブは、可変に開いてバルク商品２６を袋４２の開いた上端５６を通して袋４２の閉じられた底５８の中に供給することによって袋４２の中のバルク商品２６のレベルを定める。ホッパー充填レベルに応じた、ホッパー２０の送出端９２からバルク商品を供給する速度は、ホッパー２０内または可搬型容器２４内のバルク商品２６のレベルに基づいて調整可能である。
【００４９】
供給工程の間、ホッパー２０は、垂直方向に移動し、ホッパー２０の送出端９２と袋４２内のバルク商品２６のレベルとの間の垂直方向の空間を維持する。ホッパー２０内のホッパー充填レベルは、バルク商品２６がホッパー２０から供給されている間、袋４２内のバルク商品２６のレベルに応じたホッパー２０の移動と並行して、維持される。
【００５０】
中間キャリア５４は、袋４２内のバルク商品２６のレベルが増すと、袋４２の閉じられた底に対して移動して袋４２を中間キャリア５４から送り出す。この代表的な実施例において、中間キャリア５４は、袋４２内のバルク商品２６のレベルに応じて、静止状態の閉じられた底５８に対して上向きに移動し、袋４２内のバルク商品２６のレベルが増すと、袋４２を中間キャリア５４から送り出す。次に、外装５２が、袋４２を充填している間に、袋４２の周りに上方向に螺旋状に巻かれて可搬型容器２４を形成する。
【００５１】
これに代わる実施例では、閉じられた底が、袋４２内のバルク商品２６のレベルに応じて、静止状態の中間キャリア５４に対して下向きに移動し、袋４２内のバルク商品２６のレベルが増すと、袋４２を中間キャリア５４から送り出す。外装５２は、袋４２内のバルク商品２６のレベル近くに保たれる。
【００５２】
上述の発明は関連する法的基準に従って記載されており、したがってこの記載は本質的に制限的ではなく例示的なものである。開示された実施例の変形および変更は、当業者にとって明らかになるであろう、また、これらは本発明の範囲に含まれる。したがって、この発明に対して与えられる法的な保護の範囲は、以下の請求項を検討することによってのみ定めることができる。
【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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