(57)【要約】【課題】  物品を移送し、スタックするための装置を、簡単、かつ安価にする。【解決手段】  スタックされた物品を累積する装置（１０）は、ダウンスタッキングするよう機能する。この装置は、ソレノイドバルブ（４０）を備える空気シリンダ部材（２５）に支持された表面（２０）を含み、前記ソレノイドバルブ（４０）は、フォトセンサセンサ（３５）により制御され、シリンダ部材（２５）から空気を解放し、支持表面（２０）上の累積中の物品スタック（Ｓ）のうちの頂部物品を、実質的に所定の高さに維持する。別の部品として、支持表面（２０）の最低高さを決定するためのリミットスイッチ（５０）と、空気シリンダ部材（２５）および圧縮空気を供給する圧縮空気源（６０）と、物品供給機構（１２０）とを挙げることができる。実質的に所定高さに物品を累積する方法も開示されている。
2005532970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）物品支持体と、
（ｂ）物品支持体の高さを調節するための手段と、
（ｃ）前記物品支持体上の累積中の物品スタックの頂部物品を検出するためのセンサと、
（ｄ）前記調節手段に作動的に接続されており、前記物品支持体の高さを調節するよう前記センサに応答自在であり、上部にスタックされた累積中の物品の頂部物品を所定の高さに実質的に維持するためのコントローラとを備えてなる、スタックされた物品を累積するための装置。
【請求項２】
前記調節手段が、前記物品支持体の高さを調節するための動力機構を含む、請求項１記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項３】
前記物品支持体の高さを調節するための動力機構が、空気シリンダ部材である、請求項２記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項４】
前記空気シリンダ部材が、前記物品支持体上の累積中の物品スタックのうちの頂部物品を所定の高さに維持するための伸縮自在なロッドを含む、請求項３記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項５】
前記センサが、累積中の物品スタックの頂部物品を検出するためのフォトセンサを含む、請求項１記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項６】
前記コントローラが、前記調節手段と流体で連通するソレノイドバルブを含み、このソレノイドバルブが、物品支持体の高さを調節するよう、前記センサに応答自在である、請求項１記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項７】
前記コントローラが、前記空気シリンダ部材と流体で連通するソレノイドバルブを含み、このソレノイドバルブが、前記空気部材から空気を逃し、前記累積中の物品スタックの頂部物品を前記物品支持体上の所定高さに維持できるよう付勢されるようになっている請求項３記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項８】
前記ソレノイドバルブと組み合わされた流量制御バルブを更に備え、この流量制御バルブが、空気シリンダ部材から空気が逃れる流量を制御するようになっている、請求項７記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項９】
前記物品支持体の高さを検出するための、物品送り装置に接続された第２センサを更に含む、請求項１記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項１０】
前記第２センサが、前記物品支持体の最低高さを検出するようになっている、請求項９記載のスタックされた物品支持体を累積するための装置。
【請求項１１】
前記第２センサがリミットスイッチである、請求項１０記載のスタックされた物品支持体を累積するための装置。
【請求項１２】
前記物品支持体の高さを調節する手段に圧縮された空気を供給する圧縮空気源を更に含む、請求項１記載のスタックされた物品支持体を累積するための装置。
【請求項１３】
（ａ）物品支持体と、
（ｂ）物品支持体の高さを調節するための動力機構と、
（ｃ）前記物品支持体上の累積中の物品スタックの頂部物品を検出するためのセンサと、
（ｄ）前記調節手段に作動的に接続されており、前記物品支持体の高さを調節するよう前記センサに応答自在であり、上部にスタックされた累積中の物品の頂部物品を所定の高さに実質的に維持するためのコントローラとを備えてなる、スタックされた物品を累積するための装置。
【請求項１４】
前記物品支持体の高さを調節するための動力機構が空気シリンダ部材である、請求項１３記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項１５】
前記空気シリンダ部材が、前記物品支持体上の累積中の物品スタックのうちの頂部物品を所定の高さに維持するための伸縮自在なロッドを含む、請求項１４記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項１６】
前記センサが、累積中の物品スタックの頂部物品を検出するためのフォトセンサを含む、請求項１３記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項１７】
前記コントローラが、前記調節手段と流体で連通するソレノイドバルブを含み、このソレノイドバルブが、物品支持体の高さを調節するよう、前記センサに応答自在である、請求項１３記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項１８】
前記コントローラが、前記空気シリンダ部材と流体で連通するソレノイドバルブを含み、このソレノイドバルブが、前記空気部材から空気を逃し、前記累積中の物品スタックの頂部物品を前記物品支持体上の所定高さに維持できるよう付勢されるようになっている、請求項１４記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項１９】
前記ソレノイドバルブと組み合わされた流量制御バルブを更に備え、この流量制御バルブが、空気シリンダ部材から空気が逃れる流量を制御するようになっている、請求項１３記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項２０】
前記物品支持体の高さを検出するための、物品送り装置に接続された第２センサを更に含む、請求項１３記載のスタックされた物品を累積するための装置。
【請求項２１】
前記第２センサが、前記物品支持体の最低高さを検出するようになっている、請求項２０記載のスタックされた物品支持体を累積するための装置。
【請求項２２】
前記第２センサが、リミットスイッチである、請求項２１記載のスタックされた物品支持体を累積するための装置。
【請求項２３】
前記物品支持体の高さを調節する手段に圧縮された空気を供給する圧縮空気源を更に含む、請求項１３記載のスタックされた物品支持体を累積するための装置。
【請求項２４】
（ａ）物品支持体と、
（ｂ）物品支持体の高さを調節するための空気シリンダ部材と、
（ｃ）前記物品支持体上の累積中の物品スタックの頂部物品を検出するためのセンサと、
（ｄ）前記調節手段に作動的に接続されており、前記物品支持体の高さを調節するよう前記センサに応答自在であり、上部にスタックされた累積中の物品の頂部物品を所定の高さに実質的に維持するためのコントローラと、
（ｅ）前記物品支持体の最低高さを検出するよう、物品送り装置に接続された第２センサと、
（ｆ）前記空気シリンダ部材に圧縮空気を供給するための圧縮空気源とを備える、スタックされた物品を累積するための装置。
【請求項２５】
（ａ）物品を供給し、これら物品を選択された高さに載せるための物品送り機構、および、
（ｂ）（ｉ）物品支持体と、
（ｉｉ）物品支持体の高さを調節するための手段と、
（ｉｉｉ）前記物品支持体上の累積中の物品スタックの頂部物品を検出するためのセンサと、
（ｉｖ）前記調節手段に作動的に接続されており、前記物品支持体の高さを調節するよう前記センサに応答自在であり、上部にスタックされた累積中の物品の頂部物品を所定の高さに実質的に維持するためのコントローラを備えた、スタックされた物品を累積するための装置とを備えてなる、物品送り兼スタッキングシステム。
【請求項２６】
前記選択された高さで物品を搭載するための前記物品送り機構が、取り上げおよび搭載装置を含む、請求項２５記載の物品送り兼スタッキングシステム。
【請求項２７】
物品を供給するための前記物品送り機構が、コンベア装置を含む、請求項２６記載の物品送りおよびスタッキングシステム。
【請求項２８】
（ａ）物品を供給するステップと、
（ｂ）物品を支持体の高さに支持するステップと、
（ｃ）累積中の物品のスタックのうちの頂部物品を検出するステップと、
（ｄ）前記支持体の高さを調節し、累積中の物品スタックのうちの頂部物品を所定の高さに維持するステップとを備える、スタックされた物品を累積するための方法。
【請求項２９】
物品を供給する前記ステップが、物品を移送し、物品の累積中のスタックの上に物品を搭載することを含む、請求項２８記載のスタックされた物品を累積するための方法。
【請求項３０】
（ａ）物品を供給するステップと、
（ｂ）物品を支持体の高さに支持するステップと、
（ｃ）累積中の物品のスタックのうちの頂部物品を検出するステップと、
（ｄ）前記支持体の高さを調節し、累積中の物品スタックのうちの頂部物品を所定の高さに維持するステップと、
（ｅ）物品を移送し、累積中の物品のスタックの頂部に物品を搭載するステップとを備える、物品を移送し、スタックされた物品を累積するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義では物品取り扱いおよび処理に関し、より詳細には、物品の積み重ね（スタッキング）に関し、更に詳細には、多数の物品を所定のレベルに自動的にダウンスタッキングするための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品を移送し、スタックするための装置および方法は公知である。この技術には、下記のような重大な限界および欠点があると考えられているが、限界および欠点は、これらに限られるものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ａ．物品を移送し、スタックするために使用される装置が複雑であること。
ｂ．特定の所望する機能を達成するのに必要な部品に関連する費用が高いこと。
【０００４】
上記およびそれ以外の理由から、上記限界および欠点を克服するというニーズがある。
【０００５】
本発明は、上記のニーズを満たし、背景技術に関する改良点を構成すると考えられる自動ダウンスタッキング装置を提供するものである。
【０００６】
本明細書では、引用するすべての米国特許および特許出願、ならびにその他のすべての刊行物を、参考例として援用する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、スタックされた物品を累積するための装置および方法を提供するものである。
【０００８】
一実施例では、この装置は、支持体の表面の高さを調節するための、例えば空気圧式手段と共に、物品のための支持表面または物品支持体を含んでいる。支持体表面上の累積中の物品スタック（積み重ね体）のうちの頂部物品を検出するためのセンサ、例えばフォトセンサが設けられている。調節手段には、コントローラが作動的に接続され、このコントローラは、支持体表面の高さを調節するよう、センサに応答自在であり、支持体挿入上の累積中の物品のうちの頂部物品を選択された高さに維持できる。
【０００９】
追加される部品として、支持体表面の高さを検出するための第２センサと、前記支持体表面の高さを調節するための空気圧調節手段に圧縮空気を供給する圧縮空気源とを挙げることができる。
【００１０】
支持表面は、ソレノイドバルブを備えた空気シリンダ部材に支持されており、ソレノイドバルブは、シリンダ部材から空気を解放し、支持表面上の累積中の物品スタックのうちの頂部物品を選択された高さに維持するよう、センサによって制御される。
【００１１】
追加部品として、支持表面の最低高さを測定するためのリミットスイッチと、空気シリンダ部材に圧縮空気を供給する圧縮空気源とを挙げることができる。
【００１２】
別の実施例では、本方法は、スタックとして累積する複数の物品を、例えば連続的に所定のポイントおよび高さに供給するステップと、１つの表面に累積中の物品を支持するステップと、支持表面の高さを調節するステップと、支持表面上にスタックされた累積中の物品の頂部物品を検出するステップと、前記支持表面の高さを制御し、支持表面にスタックされた累積中の物品のうちの頂部物品を選択された高さに維持するステップとを含む。
【００１３】
当業者であれば、次の説明を読めば、本発明の特徴、利点、および目的が明らかとなると思う。
【００１４】
図１は、符号１０で全体が示された本発明の一実施例を示す。まず主要構造部品に関し、次に、スタッキング機能を実行するよう協働する二次構造または機能部品に関連して、スタックされた物品を累積する装置１０について説明する。
【００１５】
図１は、本発明による、すぐに制御できる状態で複数の部品Ａをスタックするための装置および方法を示している。このスタックされた物品を累積する装置１０は、動力機構、例えば空気シリンダ部材２５に取り付けられた、物品のための物品支持表面２０を備え、空気シリンダ部材２５は、支持表面の高さを調節するための、支持表面２０に固定された伸縮自在なロッド３０を有する。動力機構は、上記のものとは異なり、空気圧、油圧、機械式、磁気式または電気式機構でもよい。
【００１６】
空気シリンダ部材のロッド３０は、スタッキングプロセスを開始するのに完全に、または相当量伸長し、このロッド３０は、スタッキングが進むにつれて、シリンダ部材２５内に後退する。物品Ａは、搭載プロセスまたはその他のプロセスにより、支持表面２０にスタックされる。センサ、例えばフォトセンサ３５は、支持表面２０上の累積する物品スタックＳの頂部物品Ａ1を検出するように働き、センサは所定の高さに位置する。
【００１７】
空気シリンダ２５には、流量制御バルブ４７と組み合わされたコントローラ、好ましくはソレノイドバルブ４０が通信可能に接続されており、ソレノイドバルブ４０は累積される物品スタックＳの頂部物品Ａ1をセンサ手段３５の所定高さに維持するよう、支持表面高さを調節するためにフォトセンサ３５に通信可能に接続されている。
【００１８】
物品のスタックＳは、スタックＳの頂部に載せられた各物品Ａと共に高さを増すにつれ、フォトセンサ３５は、このフォトセンサの高さに頂部物品Ａ1が到達したときに、この物品Ａ1を検出する。
【００１９】
フォトセンサ３５は、ソレノイドバルブ４０に信号を送り、このバルブを開け、シリンダ部材２５から流量制御バルブ４７を介して、好ましくはバルブ４７と部材２５との間にある導管４５を介して、空気を逃し、シリンダロッド３０を後退させ、よって、支持表面２０を下げて支持表面、およびその上に搭載された累積中の物品スタックＳを下げることができる。
【００２０】
頂部物品Ａ1の高さが、フォトセンサ３５の高さよりも低く下がると、センサ３５は、ソレノイドバルブ４０に信号を送り、これを閉じ、シリンダロッド３０の後退を停止させる。
【００２１】
スタックＳに追加物品Ａが追加されるにつれ、新しい頂部物品Ａ1が、再びフォトセンサ３０の高さに到達するまで、スタックＳの高さは高くなり、支持表面２０の高さを下方に調節するプロセスが再び始まる。
【００２２】
最終的に、シリンダ部材３５のシリンダロッド３０は、完全に、またはほぼ完全に後退し、物品スタックＳ上での物品Ａの累積が終了する。
【００２３】
シリンダロッド３０および連動する支持表面２０の後退速度をより正確に制御するために、ソレノイドバルブは組み合わせとして、シリンダ部材２５からの空気の逃げ速度を制御するための出口流量制御バルブ４７が設けられている。この流量制御バルブ４７は、スタックされた物品累積装置１０が広範な範囲の重さを有する物品（Ａx、Ａy、Ａz）のスタック（Ｓx、Ｓy、Ｓz）を累積できるように、調節自在となっていることが好ましい。しかし、実質的に同一の重さを有する物品ＡxのスタックＳxの累積中では、流量制御バルブの設定は調節しなくてもよい。
【００２４】
物品センサ手段をフォトセンサとして説明したが、種々の物品センサ手段、例えば電気機械式リミットスイッチ、光センサ、赤外線センサ、容量近接スイッチまたは同様な手段を使用しても、同じ結果が得られる。
【００２５】
同様に、空気圧手段に作動的に接続された制御手段を流量制御バルブと組み合わせたソレノイドバルブとして説明したが、種々の別の電気式または機械式制御手段を使用しても、同じ結果が得られる。
【００２６】
本発明の別の実施例では、第２センサ、例えばリミットスイッチ５０が、下方の限界、例えばシリンダロッド３０の完全な、またはほぼ完全な後退時の、支持表面２０の高さを検出する。リミットスイッチ５０は、次にスタックＳ上の物品の載置を終了させる信号を送る。
【００２７】
次に、支持表面２０から手動または自動手段により物品スタックＳを除き、圧縮空気源６０から圧縮空気により、空気シリンダロッド３０を伸長させる。圧縮空気は、手動または自動操作できるバルブ７０およびレギュレータ６５を通り、次に導管４５を通ってシリンダロッド３０を伸長させ、支持表面２０を所望するスタート高さまで上昇させる。
【００２８】
所望する表面２０に固定され、空気シリンダ部材２５に平行に延びる整合シャフト８０を設け、支持表面２０のための安定性を提供することが望ましい。整合シャフト８０は、図１に示すように、好ましくは空気シリンダ部材２５に固定されたシャフトガイド８５内で移動する。支持表面センサ手段は、リミットスイッチとして記載したが、種々の別のセンサ手段、例えばフォトセンサを使用しても同じ結果が得られる。
【００２９】
図２を参照すると、スタックされた物品を累積する装置１０は、支持表面に物品を移送し、搭載し、スタックするためのシステム１０を提供するよう、物品送り装置１１０と協働して機能する。この物品送り装置１１０は、往復運動する取り上げ兼搭載装置または回転運動取り上げ兼搭載装置とすることができる。
【００３０】
リバーウッドインターナショナルコーポレーションが所有する米国特許第4,643,633号、第4,901,843号、第5,704,758号および第6,273,242号には、回転運動取り上げ兼搭載装置の例が記載されている。
【００３１】
物品送り装置８０は物品源、例えばコンベア１２０またはマガジン（図示せず）からの物品Ａを繰り返し取り上げ、支持表面２０上にある累積中の物品スタックＳの頂部の選択された高さに物品Ａを載せる。当然ながら、物品のスタックＡの形成を開始するために、支持表面２０に直接１つの物品Ａを載せる。スタックされた物品を累積させる装置１０は、所望するサイズの物品スタックＳを形成するように上記のように機能する。この場合、頂部物品Ａ1の搭載高さはほぼ一定のままである。
【００３２】
シリンダロッド３０は、ほぼ完全に、または完全に後退した時に、動作を終了させるように物品送り装置１１０を手動で制御してもよいし、または支持表面２０が自動制御動作のための最低高さに達したときに移動動作を終了させるよう、第２のセンサ手段であるリミットスイッチ５０とインターフェースしてもよい。
【００３３】
本明細書には、例えば物品送り装置１１０を介して物品を供給するステップと、例えば支持表面２０を介して物品を支持するステップと、例えば空気シリンダ２５を介して支持表面の高さを調節するステップと、例えばセンサ３５を介して支持表面にある累積中の物品スタックＳの頂部物品Ａ1を検出するステップと、例えばコントローラ４０を介して支持表面の高さを調節し、その上にある累積中の物品スタックＳの頂部物品Ａ1を所定の高さに維持するステップとを備えてなる、スタックされた物品を累積するための方法も開示される。
【００３４】
更に、例えば物品送り装置１１０を介して物品を供給するステップと、支持表面２０を介して物品を支持するステップと、例えば空気シリンダ２５を介して支持表面の高さを調節するステップと、例えばセンサ３５を介して支持表面にある累積中の物品スタックＳの頂部物品Ａ1を検出するステップと、例えばコントローラ４０を介して支持表面の高さを調節し、その上にある累積中の物品のスタックＳの頂部物品Ａ1を所定の高さに維持するステップと、送り装置により累積中の物品のスタックＳの頂部に物品を移送し、搭載するステップとを備えてなる、物品送り兼スタックされた物品を累積するための方法も開示されている。
【００３５】
上記説明および添付図面は、単に説明のためのものであると解釈すべきであり、本発明を限定するものと解してはならない。以上、本発明の実施例に関連して、本発明について説明したが、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲内に入る他の実施例も存在することを理解されたい。
【００３６】
特定された機能を実行するための手段またはステップにより、請求項を説明したが、これらの請求項は、本明細書に記載した対応する構造、材質または行為、および構造上の均等物ならびに均等な構造体、材料に基づく均等物および均等な材料、ならびに行為に基づく均等物および均等な行為を含むこれらの均等物も、カバーするものであると解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のスタックされた物品を累積する装置の略図である。
【図２】物品を移送し、搭載し、スタックするよう、物品送り装置と協働するスタックされた物品を累積する装置の略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    スタックされた物品を累積する装置
２０    物品支持表面
２５    空気シリンダ部材
３０    伸長可能なロッド
３５    フォトセンサ
４０    ソレノイドバルブ
４５    導管
４７    流量制御バルブ
５０    リミットスイッチ
６０    圧縮空気源
６５    レギュレータ
７０    バルブ
８０    整合シャフト
８５    シャフトガイド
１００  移送システム
１１０  物品送り装置
１２０  コンベア  
Ａ1   頂部物品
Ｓ      スタック
【図１】
2005532970.tif 000003
【図２】
2005532970.tif 000004
【国際調査報告】
2005532970.tif 000005