(57)【要約】動いている物品流から物品（Ａ）を所定数量にグループ分けするための選別装置。この装置は、３本の等しい間隔で離間したアーム（１５,１５ｂ,１５ｃ）を備えた水平回転プレート（１４,１１４）と、各アームの端部に取り付けられたラグアセンブリ（１６ａ,１６ｂ,１６ｃ）を具備する。上記プレートは、動いている流れからの物品間にラグアセンブリを挿入することを可能にすると共に、選別された物品のグループをラグアセンブリの所定の加速によって分離させることを可能にする反復速度パターンで回転する。
2005532964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動いている物品流の中で物品を分離するための、あるいは物品のグループを形成するための装置であって、
回転体と、
前記回転体に支持された少なくとも一つのラグアセンブリと、
前記回転体を回転させるための手段と、を具備し、
前記ラグアセンブリは、前記回転体の回転軸線から離れて作用ポジションへと動くことができかつその後、前記回転体が回転する間に引込められるラグを有し、
前記回転体を回転させるための前記手段は、前記ラグが略前記流れの速度で前記流れの中の物品の対の間に係合できかつその後、増大した速度で前記流れの中の他の物品から物品あるいは物品群を前記物品流の下流側に分離させることができるよう所定の周期的変動を伴って前記回転体を回転させることを特徴とする装置。
【請求項２】
隣り合う物品間への前記ラグの挿入性が向上するよう、前記ラグは前記物品流に対して略垂直状態で維持されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ラグはカム駆動され、前記物品流の中に入りかつそこから離れる動作を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ラグアセンブリは前記回転体の固定式アームに取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか1項に記載の装置。
【請求項５】
前記ラグアセンブリは、ラグシャフトを介してラグボディに連結されたラグ要素を具備し、前記ラグボディは前記ラグシャフトに接するスライド手段を備え、前記ラグシャフトは少なくとも一つの付勢手段を支持していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ラグあるいはラグ群が取り付けられる単一の変速連続ベルトが存在することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
所定の周期的変動を伴った回転速度で前記回転体を動作させる制御手段をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記制御手段は、供給経路内のカートンの速度に関する情報を受けるための手段を具備することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記制御手段は手動式入力手段を具備することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記供給経路内のカートンの速度を計測するために配置されたセンサーを具備することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記ラグあるいはラグ群の速度を計測するために配置されたセンサーを具備することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記ラグあるいはラグ群の速度を、それが前記供給流を移動する前記物品の速度のプラスあるいはマイナス１〜３０％の範囲内に存在するよう変化させることを特徴とする請求項７ないし請求項１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
動いている物品流の中で物品を分離するための、あるいは物品のグループを形成するための方法であって、
回転体に支持されたラグアセンブリを、前記回転体の回転軸線から離れて作用ポジションへと動かし、その後、前記回転体が回転する間に引込めることと、
前記ラグが、略前記流れの速度で前記流れの中の物品の対の間に係合でき、かつその後、増大した速度で、前記流れの中の他の物品から、物品あるいは物品群を前記物品流の下流側に分離させることができるよう、所定の周期的変動を伴って前記回転体の回転を制御することと、を具備することを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記所定の周期的変動は、
物品のサイズ、
物品の速度および
物品列から分離させられる物品の数量
に関連して決定されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記流れの中の物品の速度を、物品分離装置を制御する制御手段が感受することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記物品の速度は自動的に感知されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ラグあるいは各ラグの速度は、前記制御手段によって、それが前記流れを移動する物品の速度のプラスあるいはマイナス１〜３０％の範囲内に存在するよう変化させられることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、物品の包装に先行する物品ポジションの制御に関する。さらに詳しくは、連続的な物品流からの所定数量の物品のグループ分けに関する。
【背景技術】
【０００２】
Reutelerの米国特許（特許文献１参照）は、ボトルグループ分けアセンブリおよび包装装置用の方法に関する。この装置は、一定速度で回転する回転式選別ホイールアセンブリの対を備え、その間をボトルの二つの流れが動く。ボトルは回転式選別ホイールアセンブリに送られ、そして各回転式選別ホイールに取り付けられたフィンガーは、選別されたボトルに係合すると共に送り込み速度よりも高い装置速度までボトルを加速する。
【０００３】
Flixの米国特許（特許文献２参照）は、それぞれを他のキャリッジとは別個に移動させることが可能なキャリッジを有する、製品を離間させるための装置が開示されている。各キャリッジは、製品を別個にあるいはロットで把持するための把持部材、および案内レール上でキャリッジを牽引するための駆動部を備える。各キャリッジの把持部材および駆動部は、二つの連続した製品間に所望の間隔を確保することを可能とする電子制御ボックスによって制御される。
【０００４】
これら参考文献および従来技術はいずれも、物品流からの物品の位置決めあるいはその分離のための手段に関し、概して、物品流から分離させられた物品の位置決めあるいは数の整合実現に関する共通の問題に取り組むものである。本発明は、物品流から物品を分離させるための単一装置による動作の多様性の提供に関する困難に取り組むものである。
【特許文献１】米国特許第5,979,147号明細書
【特許文献２】米国特許第5,718,323号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの態様は、動いている物品流の中で物品を分離するための、あるいは物品のグループを形成するための装置を提供する。この装置は、回転体と、この回転体に支持された少なくとも一つのラグ(lug)アセンブリであって、回転体の回転軸線から離れて作用ポジションへと動くことができ、その後、回転体が回転する間に引込められるラグを有するラグアセンブリと、所定の周期的変動を伴って回転体を回転させる手段と、を具備し、回転体を回転させる手段により、ラグが流れの中の物品の対の間に略流れの速度にて係合でき、その後増大した速度で、物品あるいは物品群を流れの中の他の物品から物品流の下流側に分離させることができるようになっている。
【０００６】
好ましくは、ラグは、隣接する物品間へのその挿入性を向上させるため、物品流に対して略直角状態で維持されてもよい。
【０００７】
本発明のこの形態の選択的特徴によれば、ラグは、物品流の中に入りかつそこから離れる動作のためにカム駆動されてもよい。
【０００８】
本発明のこの形態の他の選択的特徴によれば、ラグアセンブリは回転体の固定式アームに取り付けられてもよい。
【０００９】
本発明のこの形態のさらなる選択的特徴によれば、ラグアセンブリは、ラグシャフトを介してラグボディに連結されたラグ要素を具備していてもよく、ラグボディはラグシャフトに接するスライド手段を含んでいてもよく、ラグシャフトは少なくとも一つの付勢手段を支持する。
【００１０】
本発明のこの形態のさらに他の選択的特徴によれば、ラグあるいはラグ群が取り付けられてもよい単一の変速(variable speed)連続ベルトが存在してもよい。
【００１１】
実施形態の一つの種類において、装置はさらに、所定の周期的変動を伴う回転速度で回転体を動作させる制御手段を具備してもよい。
【００１２】
好ましくは、この制御手段は、供給経路におけるカートンの速度に関する情報を受けるための手段を具備してもよい。
【００１３】
さらに好ましくは、この制御手段は手動式入力手段を具備してもよい。これに代えて制御手段は、供給経路におけるカートンの速度を計測するために配置されたセンサーを具備してもよい。
【００１４】
本装置は、ラグあるいはラグ群の速度を計測するために配置されたセンサーを有していてもよい。
【００１５】
本発明のこの形態のさらなる選択的特徴によれば、上記制御手段は、ラグあるいはラグ群の速度を、それが供給流れを移動する物品の速度のプラスあるいはマイナス１〜３０％の範囲内に存在するよう変化させてもよい。
【００１６】
本発明の第２の態様は、動いている物品流の中で物品を分離するための、あるいは物品のグループを形成するための方法を提供する。この方法は、回転体に支持されたラグアセンブリをこの回転体の回転軸線から離れて作用ポジションへと動かし、その後、回転体が回転する間に引込めることと、上記ラグが、略上記流れの速度でこの流れの中の物品の対の間に係合でき、かつその後、増大した速度で、上記流れの中の他の物品から、物品あるいは物品群を物品流の下流側に分離させることができるように、所定の周期的変動を伴って上記回転体の回転を制御することと、を具備する。
【００１７】
好ましくは、上記所定の周期的変動は、物品のサイズ、物品の速度および物品列から分離させられる物品の数量に関連して決定される。
【００１８】
好ましくは、上記流れの中の物品の速度は、物品分離装置を制御する制御手段によって感受されてもよい。さらに好ましくは、物品の速度は自動的に感知される。
【００１９】
本発明のこの形態の選択的特徴によれば、ラグあるいは各ラグの速度は、上記制御手段によって、それが上記流れを移動する物品の速度のプラスあるいはマイナス１〜３０％の範囲内に存在するよう変化させられてもよい。
【００２０】
有利なことに本発明は、たとえばシステム休止時間のような問題を軽減するシステムを提供する。このような問題は、定速回転選別システムに（たとえば異なる数量の物品の選別、あるいは送り込み速度または送り出し速度の変更への対処といった）稼働形態の変更が必要となった場合に生じる。
【００２１】
本発明は概して、選別装置の近傍において物品のポジションを制御するのに適用可能であり、そして（パッケージングに先立って、動いている物品流から物品をグループ分けするのに特に適用可能であるが）さらに広範囲に利用されてもよい。
【００２２】
ここで、本発明の代表的実施形態について、例としてのみかつ添付図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に、放射状に延在した複数のアームを有する回転プレート１４を備えた選別装置１０を示す。この実施形態では、プレートの周方向に等間隔で配置された３本のアーム１５ａ，１５ｂ，１５ｃが存在する。各アームの最外端部の下面には、ラグアセンブリ１６ａ，１６ｂ，１６ｃが回動可能に連結されている。各アームの最外端部の上面には、デバイス手段が配置されている。本実施形態においては、このデバイス手段には、周囲にエンドレスベルト３２が配されるベルトガイド３３が備わる。ベルト３２はさらに、回転プレート１４の中心体に取り付けられた、少なくとも一つのアイドラ３４の周囲に配される。回転プレート１４は、中心シャフト１２の最下端部に回動可能に取り付けられている。
【００２４】
三つのラグアセンブリ１６ａ，１６，１６ｃのぞれぞれは、全て同様に、ラグシャフト２４を介してラグボディ２０に連結されたクサビ形のラグ要素２６を具備する。ラグアセンブリ１６ａ，１６ｂ，１６ｃのぞれぞれは、ラグ要素２６が同じ方向を指すよう配置されている。図１に示すラグアセンブリ１６ａについて説明すれば、ラグシャフト２４の近位面を起点とする突出部２７ａは、水平配置されたピン２８ａの第１の端部に連結されている。同様に、ラグシャフト２４の遠位面を起点とする突出部２７ｂは、ピン２８ｂの第１の端部に連結されている。ピン２８ａ，２８ｂの中間部には、好適な弾性付勢手段、たとえばコイルスプリング３０ａを用いて、ラグボディ２０の側面に沿ってスプリングが装填されている。このスプリング３０ａはピン２８ａを取り囲むと共に、ピン２８ａの第１の端部にて掛止され、さらにラグボディ２０に対して掛止されている。ピン２８ａおよび２８ｂ両方の第２の端部は、ラグボディ２０の背面２２から突出する。カムフォロア２１はラグシャフト２４の最上面に取り付けられている。ラグアセンブリ１６ａ，１６ｂ，１６ｃのそれぞれは、プラットフォーム３６（図２）に沿って搬送されるボトルあるいは他の物品Ａの流れに向かってかつそれと直交するように突出するラグ要素２６と共に常に一定方向に向けられている。
【００２５】
機械式カム１８は回転プレート１４に近接して配置されている。さらに機械式カム１８は、各ラグアセンブリのカムフォロア２１が、プレート１４の回転時に、機械式カム１８の下面のカムトラック１９と順次係合するよう、回転プレート１４とほとんど同じ垂直レベルで配置されている。
【００２６】
作動時、モーターアセンブリ（図示せず）は、中心シャフト１２を介して回転プレート１４を“Ｘ”方向、すなわち上から見た際、図２において時計回りに駆動する。回転プレート１４の各アームが機械式カム１８の遠位端部に向かって動くとき、カムフォロア２１はカムトラック１９の遠位端部と係合する。ゆえに、ラグアセンブリ１６ａ，１６ｂ，１６ｃのそれぞれは、今度は、カムトラック１９によって案内される。選別装置（機械式カム１８を含む）は物品経路（図示せず）の横に、カムトラック１９の直線状中間部１７が物品経路と平行に、かつそれに最も近接して延在するよう配置される。図２を参照すると、関連する物品経路３６上の物品は左から右へと移動する。ラグ要素２６は、物品間あるいは選別された物品のグループ間にスムーズに押し込むことが可能な形状となっている。
【００２７】
作動時、ラグ要素２６の、ラグボディ２０に対する、そして物品経路に対して直角をなす動きは、スプリング３０ａ，３０ｂのスプリング負荷に逆らう。ラグシャフト２４が休止ポジションから押しやられた際（これはカムトラック１９を経由して移動するカムフォロア２１によって引き起こされる）、スプリング３０ａ，３０ｂは変形させられると共に、ラグボディ２０内に配置されたスライド手段は、上記シャフトが上記ボディからスムーズに突出するのを可能にする。
【００２８】
図２、図３および図４は、本発明の選別手段１０と、各図に関して左側から右側へとボトル“Ａ”の流れを案内する物品経路３６との概略平面図である。ボトルの送り込み流は、ほぼ一定の速度で動いている。特に、図２および図３は、第１および第２の動作期間それぞれの終点での選別装置１０のラグアセンブリ１６ａを示し、図４は、第３の動作期間の終点に向かうラグアセンブリ１６ａを示す。
【００２９】
図２ａ、図３ａおよび図４ａは、ラグアセンブリ１６ａの速度を示すグラフであり、それぞれ、第１、第２および第３の動作期間Ｂ；Ｃ；Ｄを示している。第１の動作期間の間は、ラグアセンブリ１６ａの、物品経路３６に平行な速度成分は、ボトル“Ａ”の流れの速度と略同じである。それゆえ、ボトル“Ａ”の流れが乱れるのを最小限に抑ええて、ラグアセンブリ１６ａのラグ要素２６を、二つのボトル間に（図２に示すように）押し込むことが可能である。
【００３０】
第２の動作期間の間は、ラグアセンブリ１６ａの、物品経路３６に平行な速度成分は、二つの特徴部からなる。最初、ラグアセンブリ１６ａは、ボトル流の送り込み速度よりも高い速度まで加速し、続いてこの高い速度を短時間維持する。図３に示すように、ラグ要素２６の右側に向かう物品流の中のボトルは、こうして、より低い速度で前進し続ける物品流から分離される。
【００３１】
図４に示す第３の動作期間の間は、ラグアセンブリ１６ａの、物品経路３６に平行な速度成分は三つの特徴部からなる。ラグアセンブリは徐々に加速し、続いてそのピーク速度まで急激に加速し、その後、ボトル流の送り込み速度まで同様に急激に減速する。それゆえ、最初、ラグアセンブリ１６ａはボトルとの接触状態が解かれ、そして選別アセンブリ１０の回転速度の周期的特性により、第１の動作期間の始点まで第２のラグアセンブリ１６ｂを動かすために急激な加速が必要となる。本実施形態においては、各動作期間はおおよそ０．３秒継続する。図４が、第１の動作期間が始まってから、おおよそ０．９秒後のラグアセンブリ１６ａのポジションを示していることは、当業者には明白であろう。
【００３２】
図５は選別装置１１０の第２実施形態を示しており、ここで使用する参照符号は、それに“１”が前置されたことを除いて、概して図１の参照符号と同じ構成要素を示している。以下では、第１実施形態と第２実施形態との間の相違のみを説明する。ただし、選別装置１１０の第２実施形態の回転プレート１１４は、１８０°の間隔で（第１実施形態の３本とは対照的に）２本のアームを有する。各アームの最外端部の下面には、図１のラグアセンブリ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを部分変更してなるラグアセンブリ１１６ａ，１１６ｂが回動可能に連結されている。特に、ピン１２８ａ（および図示していないピン１２８ｂ）は両端部にストッパーを有し、さらにラグシャフト１２４は図１のラグシャフト２４よりも短い。
【００３３】
選別装置１１０を支持する適当な支承構造体の一部が、中心シャフト１１２の上端部に取り付けられている。支承構造体部分の上に配置されている（ただし中心シャフト１１２に対する制御接続部を備える）のがモーターアセンブリ１３７，１３８である。
【００３４】
作動時、選別装置１１０のラグアセンブリ１１６ａ，１１６ｂは、本発明の第１実施形態におけるラグアセンブリ１６ａ，１６ｂ，１６ｃが受ける速度変化と同様の速度変化にさらされることになる。明らかに部分的変更が必要となる。たとえば、他のラグアセンブリ１１６ｂ、１１６ａがカムトラック（図示せず）の終点に到達するや否や、ラグアセンブリ１１６ａ，１１６ｂがカムトラックの始点のポジションへと移動できるようにするため、第３の動作期間の速度ピークが変更されることになる。
【００３５】
重要なことを言えば、上記第１および第２実施形態の両方とも、その動作は概してマイクロプロセッサーによって制御される。通常、マイクロプロセッサーを選別装置１０，１１０内に設置する必要はない。むしろマイクロプロセッサーは選別装置１０，１１０から離れて設置され、かつモーターアセンブリ１３８に対する制御接続部を有する。特に、第１、第２および第３の動作期間の間の回転プレート１４，１１４の回転速度は、モーターアセンブリ１３８に入力されるマイクロプロセッサーからの制御データによって決定される。さまざまな装置動作モードを可能にするため、選別装置１０，１１０のユーザーが制御データを変更できることが好ましい。たとえば、第１、第２および第３の動作期間の間の速度パターンは、多くのものを利用可能であることがわかる。また、物品経路上の物品の送り込み速度の変化、あるいは物品のサイズまたはタイプ、送り込まれる物品同士の間隔、または最終的に要求される物品グループ分けにおける変化に対応するため、異なる速度パターン間の継ぎ目のない移行が実現されてもよい。
【００３６】
制御データに対する変更は、ユーザーによるマイクロプロセッサーへの物品に関する情報の入力、あるいはこれに代わる、物品送り込み経路に配置された、マイクロプロセッサーへデータを送信可能な物品感知手段のいずれかによってなされてもよい。物品感知手段からのデータは、物品のサイズおよび重量、物品間の間隙、あるいは生じ得る他の不規則性の詳細を含んでいてもよい。
【００３７】
本発明は、別個に装置改良ベース(retrofit basis)上に設けられるのはもちろん、選別およびパッケージング用システムの構成部分として商業的に利用可能とされてもよいことがわかる。
【００３８】
上記説明は例としてのみ挙げたものであり、細部の変更が本発明の範囲内でなされてもよいことが理解されるであろう。たとえば、ラグボディ２０内のスライド手段は、たとえばローラーシステムのような、ラグシャフト２４のスムーズな前後移動を可能にする適当な機構であってもよい。また、ラグアセンブリ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１１６ａ，１１６ｂに配置されたスプリング３０ａ，３０ｂ，１３０ａ，１３０ｂを適当な付勢手段によって置き換えてもよい。当業者には分かるように、本発明はまた、１本のアームあるいは４本以上のアームを備えるものとして具現化されてもよい。
【００３９】
どのように配置するかによって異なるサイズの選別装置が必要とされ、同様に、選別装置のサイズおよび物品の重量によって異なる出力のモーターアセンブリが必要とされることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態をなす選別装置の（斜め下方から見た）図である。
【図２】第１の動作期間後の図１の選別装置の図である。
【図２ａ】選別装置のラグの速度のグラフであり、第１の動作期間が指し示されている。
【図３】第２の動作期間後の図１の選別装置の図である。
【図３ａ】選別装置のラグの速度のグラフであり、第２の動作期間が指し示されている。
【図４】第３の動作期間の終点に向かう図１の選別装置の図である。
【図４ａ】選別装置のラグの速度のグラフであり、第３の動作期間が指し示されている。
【図５】本発明の第２実施形態をなす選別装置の（斜め上方から見た）図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  選別装置
１２  中心シャフト
１４  回転プレート
１５ａ,１５ｂ,１５ｃ  アーム
１６ａ,１６ｂ,１６ｃ  ラグアセンブリ
１７  直線状中間部
１８  機械式カム
１９  カムトラック
２０  ラグボディ
２１  カムフォロア
２２  背面
２４  ラグシャフト
２６  ラグ要素
２７ａ,２７ｂ  突出部
２８ａ,２８ｂ  ピン
３０ａ,３０ｂ  スプリング
３２  エンドレスベルト
３３  ベルトガイド
３４  アイドラ
３６  物品経路
１１０  選別装置
１１４  回転プレート
１１６ａ,１１６ｂ  ラグアセンブリ
１２８ａ  ピン
１１２  中心シャフト
１３７,１３８  モーターアセンブリ
Ａ  ボトル
Ｂ  第１の動作期間
Ｃ  第２の動作期間
Ｄ  第３の動作期間
【図１】
2005532964.tif 000003
【図２】
2005532964.tif 000004
【図２Ａ】
2005532964.tif 000005
【図３】
2005532964.tif 000006
【図３Ａ】
2005532964.tif 000007
【図４】
2005532964.tif 000008
【図４Ａ】
2005532964.tif 000009
【図５】
2005532964.tif 000010
【国際調査報告】
2005532964.tif 000011
2005532964.tif 000012
2005532964.tif 000013