(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品（７）を上昇、移動および配置するための吸着把持器であって、下記、すなわち
（ａ）基部吸着本体（１１）であって、
（１）内面（１１ａ）と、
（２）前記基部吸着本体（１１）を吸引源（３）に連結するための第一開口部（１８）と、および
（３）物品が吸引力を介して基部吸着本体（１１）内へ導入される第二開口部（２１）と
を有する基部吸着本体（１１）と、
（ｂ）対接部材（１３）であって、前記基部吸着本体（１１）内において前記第一および第二開口部（１８；２１）の間に配置される対接部材（１３）と、
（ｃ）前記対接部材（１３）および前記内面（１１ａ）の間に画定される隙間（１５）であって、吸引流れを前記第二開口部（２１）から前記隙間（１５）を通り前記第一開口部（１８）内へ流通させる隙間（１５）と、
（ｄ）前記内面（１１ａ）、前記第二開口部（２１）および前記対接部材（１３）の間に画定される貯蔵チャンバ（１２）であって、前記チャンバ（１２）内に吸込まれる物品を収容しそしてこれを前記対接部材（１３）に吸引力を介して対接保持する貯蔵チャンバ（１２）と、および
（ｅ）前記内面（１１ａ）に対し円周方向均一に離間整列して固定される少なくとも三つの楔形リブ（２６）であって、各前記楔形リブ（２６）は前記第二開口部（２１）から少なくとも前記対接部材（１３）まで延在され、前記楔形リブ（２６）は前記楔形リブ（２６）の下端部へ傾斜されると共に前記基部吸着本体（１１）の下方部分および終端縁部（２１）へ侵入され、吸引力によって引込まれる物品（７）の芯決め手段として作用する前記楔形リブ（２６）と
を含むことを特徴とする吸着把持器。
【請求項２】
前記対接部材（１３）は固体プレートからなることを特徴とする請求項１記載の吸着把持器。
【請求項３】
前記対接部材（１３）はふるいからなることを特徴とする請求項１記載の吸着把持器。
【請求項４】
前記基部吸着本体（１１）はプラスチックであることを特徴とする請求項１記載の吸着把持器。
【請求項５】
前記基部吸着本体（１１）は食料品適合プラスチックであることを特徴とする請求項１記載の吸着把持器。
【請求項６】
前記基部吸着本体（１１）は少なくとも部分的に透明であることを特徴とする請求項１記載の吸着把持器。
【請求項７】
前記対接部材（１３）は前記第二開口部（２１）へ指向する面を有し、前記面が付着抑止材料で被覆されることを特徴とする請求項１記載の吸着把持器。
【請求項８】
前記基部吸着本体（１１）は、前記吸着把持器で取扱われるべき物品の輪郭と適合する輪郭を有することを特徴とする請求項１記載の吸着把持器。
【請求項９】
前記基部吸着本体（１１）は、前記第一開口部（１８）および前記対接部材（１３）の間の位置から前記第一開口部（１８）へ向け傾斜することを特徴とする請求項１記載の吸着把持器。
【請求項１０】
前記対接部材（１３）は円錐形状で前記第一開口部（１８）へ向け傾斜し、これにより層状の空気流れが前記隙間から前記第一開口部（１８）へ供給されることを特徴とする請求項１記載の吸着把持器。
【請求項１１】
請求項１記載の吸着把持器を操作する方法であって、下記工程、すなわち
（ａ）前記第二開口部（２１）を流入しおよび前記第一開口部（１８）を流出する空気流れを維持し、
（ｂ）工程（ａ）の遂行の間に、第一位置から複数の物品を連続的にピックアップし、
（ｃ）工程（ａ）の遂行の間に、前記貯蔵チャンバ（１２）内に複数の物品を積重ねとして貯蔵すると共に、前記積重ねを前記空気流れの力により前記対接部材（１３）に対して保持し、および
（ｄ）物品積重ねを第二位置の上に配置する各工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記工程（ｂ）は、前記基部吸着本体（１１）を移動して、前記第二開口部（２１）がピックアップされるべき物品の上方を所定のパターンで移行されるようにする工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願に対する説明】
本出願は、２０００年６月８日出願のスイス国特許願第２０００  １１３２／００号の優先権を主張するもので、これはここで参照される。
【０００２】
【発明の背景】
本発明は、物品を把持するための把持装置に係り、真空を適用される基部吸着本体を含み、把持されるべき物品の表面と整列される吸引開口部を有し、および更に基部吸着本体に結合される真空源を含む形式のものに関する。
【０００３】
上記形式の把持器は、例えばドイツ国特許書類第３９０６６３４号に開示されるように、複数の吸着ヘッドを介して複数の物品を同時にピックアップすることができる。しかしながらこの装置は、物品グループを形成するために、一つの吸着ヘッドを介して幾つかの物品を同時にまたは連続してピックアップすることは不可能である。
【０００４】
米国特許第５，２６３，７５３号公報に対応する欧州特許第０  ５３２  ７７４号公報には別の把持装置が開示されており、これにおいては、吸引開口部が円周状に配列された四つの把持アームを有し、このアームが、真空に連結されたダイヤフラムを露出して把持されるべき物品へ向け旋回しそしてこの物品を芯決めされた状態で捕捉する。しかしながらこのような把持器では、複数の物品を同時に把持することはできない。
【０００５】
米国特許第５，４５７，９３３号公報には、果物を把持する把持装置が開示されている。この装置はマトリックスの吸引把持器を含み、これが所定パターンに配列された果物を同時に把持して別の位置へ配置する。物品は並列に配置されそして複数の把持器で把持される。
【０００６】
更に、米国特許第３，３６８，３２４号公報には、焼成品に対する把持装置が開示されている。この装置は、特に、必ずしも平らではないデリケートな上部製品表面を有する物品を取扱うよう設計されされている。
【０００７】
【発明の概要】
本発明の目的は、物品をより優しい仕方で把持すると共に包装速度を向上することができる改良された上記形式の把持装置を提供することにある。特に、本発明の目的は、食用ウェハ（例えば、平らな糖菓物品）などの物品グループを形成しそしてこの仕方で物品の優しい取扱いを損なうことなく包装速度を向上することにある。
【０００８】
この目的および明細書の進行に従って明らかとなる別の目的は、本発明によって達成されるが、これによれば、簡単に述べて、物品を上昇、移動および配置するための吸着把持器が、基部吸着本体であって、内面と、基部吸着本体を吸引源に連結するための第一開口部と、および物品を吸引力を介して基部吸着本体内へ導入する第二開口部とを有する基部吸着本体を備える。対接部材が、基部吸着本体内において第一および第二開口部の間に配置されることにより、隙間が対接部材と基部吸着本体の内面との間に画定されて、吸引流れが第二開口部から隙間を通り第一開口部内へ流通される。貯蔵チャンバが、基部吸着本体の内面と第二開口部および対接部材との間に画定されて、内部に吸込まれる物品を収容すると共にこれを吸引力を介して対接部材に保持する。
【０００９】
基部吸着本体が把持されるべき物品よりも大きな高さを有するように構成することにより、物品のグループを貯蔵チャンバ内に直接形成することができる。
【００１０】
本発明に係る上記構成の把持装置を使用する方法は、この把持装置を介して複数の物品を連続的にピックアップすると共に、この把持装置の基部吸着本体内に真空が継続的に適用されている間に前記物品を中間的に貯蔵する工程を含む。一時的に貯蔵された物品グループは、その後、このグループ物品を移動する装置の上または内部に配置される。
【００１１】
このように、所定数の物品が先ず供給コンベヤからピックアップされ次いで移動コンベヤ上またはパッケージ内へグループとして配置されるので、置換経路が大幅に減少され、従って装置はより迅速且つ効率的に作動することができる。
【００１２】
本発明に係る把持装置で取扱われる物品は、特に、例えばビスケツトなどの焼成品、冷凍ドゥピース、マフィン、マドレーヌまたは同等製品などのようなウェハ形状の物品であることができる。
【００１３】
【好適実施例の説明】
図１は、グループを形成するための把持装置を略図的に示し、フレーム１およびその上に装着されるピックアップ装置２を含む。ピックアップ装置２は三つの腕部を有し、その下端部には吸着装置１０が固定されて真空ホース３に連結されている。吸着装置は、図２に更に詳細に示す外側円筒状ジャケット１１を含み、このジャケットは以降基部吸着本体とも呼称される。
【００１４】
図１は、更に二つのコンベヤベルト５および６を示し、これらは図１において左側へ移動する。食用ウェハなどの物品７が、第一コンベヤベルト５上に整列またはランダム状に配置されてフレーム１のゾーン内へ進行することにより、ピックアップ装置２の把持領域内へ到達する。
【００１５】
図示実施例においては、物品はランダムに配置された食用ウェハ７、例えば円形クラッカである。以下に説明される吸着装置１０は、別の形式の物品、例えば長円形の食用ウェハ７、マフィンまたはマドレーヌなどの不規則形状の焼成品、または食料製品以外の物品に対しても同様に使用することができる。吸着装置１０は、グレーズ物品、またはアーモンドスライバ等の粘着物または硬、軟、または不規則表面を有する食料製品を取扱うことができる。
【００１６】
第二コンベヤベルト６は、吸着装置１０を介して個々にまたは物品積重ねとして配置された物品７を、スタンド１領域から移動して包装コンテナ内へ配置することができる。
【００１７】
図２を参照すると、吸着装置１０は基部吸着本体１１で画定される円筒状貯蔵チャンバ１２を有し、このチャンバはプラスチック、特に食料適合性プラスチックから形成することができる。物品７は吸引力でチャンバ１２内へ引込まれる。円筒状チャンバ１２は、基部吸着本体１１で囲繞され得る容積を有する円筒状食用ウエハ、特に焼成品およびその他の物品を収容するよう適用される。
【００１８】
更に図３を参照すると、隔壁１３が、吸着装置１０の長手軸線１４に対し直角に配置されている。隔壁１３は、基部吸着本体１１の内径より僅かに小さな直径の円形ディスクからなり、これにより狭い環状隙間１５が形成されている。基部吸着本体１１の直径を１０cmとすれば、隙間１５は例えば２乃至５mmであることができる。隔壁１３はジャケット１１に対し、円周状に９０°を相互離間された四つの支持部１６を介して固定されている。隔壁１３の代わりに、図９に係るコーン３３を設けることもできる。このコーン３３は、物品を吸引対接することができる平らな下端面３４を有する。コーン３３の尖端部３５は、貯蔵チャンバ１２に隣接する吸引チャンバ２２内に終端する。これは、前記隙間から開口部に対する層状空気流を達成する。このような構成では、支持部は後部スペース内に配置することができる。
【００１９】
円筒状ジャケット１１は、吸引チャンバ２２を画定するテーパ部分１７を備える接手リップル１８内に終端する。前述した適宜のコーンと関連するテーパ部分１７手段を介して、層状のガス流が、隙間１５を通り次いでテーパジャケット部分１７で画定される吸引チャンバ２２を通り接手ニップル１８内へ流動することができる。
【００２０】
四つの支持部１６は、楔形リブ２６であって、その下端部へ傾斜されると共に基部吸着本体１１の下方部分および終端縁部２１へスムースに侵入される楔形リブ２６内に組込まれる。リブ２６は、吸引力で引込まれる物品７の芯決め手段として作用することにより、空気隙間１５が物品７の回りに確実に保持されるようにする。
【００２１】
図４および図５に、隔壁１３の代わりにふるいまたはグリッド２３を有する第二の実施例を示す。従ってこの場合、吸着装置１０が空であれば、開口吸引通路の断面積は、図４に係る実施例におけるほうが図３に係る実施例におけるほうよりも大幅に大きい。
【００２２】
図６に示す吸着装置において、基部吸着本体は、平らな四角形物品を受領するよう方形ジャケット３１に形成されている。図７に示す吸着装置は、平らなハート形物品を受領するようハート形ジャケット４１を有する。
【００２３】
図６および図７に、吸着装置のジャケット３１および４１の、二つの断面輪郭形状を例示する。同一に構成されたそれぞれの接手ニップル１８手段を介する、ピックアップ装置の迅速な交換が、任意所望形状の製品を可能とする。
【００２４】
本発明に従って、特に上記実施例の一つに従って構成される吸着装置は同様に作動する。詳細には、隔壁１３またはスクリーン２３の直径が取扱わるべき物品の直径と同一サイズであることにより、吸引面が、隔壁１３またはスクリーン２３に係合する物品の表面よりも大きく設定されている。ジャケット１１の下方終端縁部２１が物品７の上方へ移動され、そして真空が、チャンバ１２から環状隙間１５およびニップル１８を通って流動する空気流を介して貯蔵チャンバ１２内に発生すると、この真空力が、物品７をコンベヤベルト５上から持上げ、そしてこの物品７を、リブ２６に案内された芯決めされた状態でジャケット１１の壁部間を隔壁１３方向へ移動する。第一の物品７が吸引力で引込まれると、この物品は隔壁１３の表面に対接載置されそして継続する吸引力を介してこの位置に保持される。隔壁１３は、物品７に対する対接部材として用いられ、付着防止剤を被覆することができる。環状隙間１５に発生する真空は、一方のジャケット１１または３１または４１と他方の物品７との間に形成される環状スペースを通して維持、継続されることにより、更に別の物品７を貯蔵チャンバ１２内へ吸引する。このような第二の物品および更に別の物品（例えば、四つの物品まで）は、物品厚さの倍数の高さを有するジャケット１１または３１または４１（基部吸着本体）内に積層状態で保持される。このような構成は、吸着装置内の製品グループが基部吸着本体内に形成された後でユニットとして処理することができるので優れた効率を達成する。更に、ピックアップ装置の吸着ヘッドが各グループに対して移動しなければならない移動経路が、通常のピックアップ装置と比較して短縮される。このことは、グループの形成の間は、吸着ヘッドは物品７を連続的に集合して貯蔵チャンバ１２内にグループを形成するようコンベヤベルト５上を短距離の間移動するだけであり、一方物品グループが形成された後は、吸着ヘッドは物品グループをコンベヤ６上に配置するよう往復距離の間を一回移動するだけであるからである。
【００２５】
このような工程に吸着装置１０を使用する際は、ジャケット１１の下方端縁部（基部吸着本体に対応する）が、ピックアップされるべき物品７のコンベヤベルト５からの一定距離上を所定パターンに従って移動する。最も簡単な場合のこのような移動は、コンベヤベルト５の進行方向に直角方向の往復移動である。このような動作は、コンベヤベルト５で移動される物品７の位置を捕捉するカメラからの発出信号に基づく制御によっても達成することができる。ジャケット１１の透明な壁部を通してまたは別の手段を介して引込み物品７を計測することによりグループが完了したことを決定することができ、次いでこのグループが配置さるべき第二コンベヤベルト６上に移動することができる。このような物品の配置は、例えば、図１に示すような均一間隔であって良い。
【００２６】
物品７は、アーモンドスライバのトッピングまたはデコレーション、グレーズなどの砂糖ベース被覆を有する菓子類などのようなデリケートな食料製品であることができる。一般に、これらの製品は粒子トッピングを備える際に特徴付けられる。吸着工程の間は、上方物品表面が適宜に被覆されたおよび／または柔軟な隔壁１３の下側に対接される。隔壁１３の被覆は、例えばテフロンまたはマイクロセルラーのゴム層であることができ、また隔壁１３は弾性的に懸吊し、好適にはこれを作動緩衝装置と結合することができる。
【００２７】
図８は、図２に係る吸着装置を示し、隔壁１３の下側に対接載置された三つの積層の引込み物品７が収容されている。ジャケット１１の高さは、第四の物品７の導入が可能となっている。真空が、全吸着工程およびグルーピングされた物品７の第二コンベヤベルト６上への移動の間連続して接手ニップル１８に適用されて、空気が物品７の端縁部および環状隙間１５を通り連続して流動することにより、物品７は図８に示す位置に保持されている。
【００２８】
複数の食料製品をグルーピングする上記機能とは別に、デリケートな製品を個々に吸引力で移動することも可能である。このような製品は、例えば、マフィンまたはマドレーヌなどであり得るが、この場合の隔壁１３は、物品の表面に適合するアーチ形の形状でなければならない。また、本発明に係る上記吸着把持装置は、前もって形成された物品のグループを全体として把持および上昇することも可能である。
【００２９】
本発明に関する上記説明は種々の変形、変更および調整が可能であり、そしてこれらは添付する特許請求の範囲に対応する意味および範囲内に包含されるよう意図されることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る把持装置を示す略斜視図である。
【図２】本発明に係る把持装置の部分を形成する吸着装置を示す縦断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】変形例を示す、図３と同じ断面図である。
【図５】図４の要素を含む吸着装置を示す略斜視図である。
【図６】本発明に係る吸着装置の更に別の好適実施例を示す略斜視図である。
【図７】本発明に係る吸着装置の更に別の好適実施例を示す略斜視図である。
【図８】  吸着装置内に貯蔵された三つの吸着物品を示す、図２と同じ縦断面の略側部図である。
【図９】  円錐形対接部材を示す、図２および図８と同じ縦断面の略側部図である。
【符号の説明】
１  フレーム（スタンド）
２  ピックアップ装置
３  真空ホース
５，６  コンベヤベルト
７  物品
１０  吸着装置
１１  ジャケット（基部吸着本体）
１２  貯蔵チャンバ
１３  隔壁
１４  長手軸線
１５  環状隙間
１６  支持部
１７  テーパ部分
１８  接手ニップル
２１  終端縁部
２２  吸引チャンバ
２３  グリッド（ふるい、スクリーン）
２６  楔形リブ
３１  方形ジャケット
３４  下端面
３５  先端部
４１  ハート形ジャケット
【図１】
0004744006.tif 000002
【図２】
0004744006.tif 000003
【図３】
0004744006.tif 000004
【図４】
0004744006.tif 000005
【図５】
0004744006.tif 000006
【図６】
0004744006.tif 000007
【図７】
0004744006.tif 000008
【図８】
0004744006.tif 000009
【図９】
0004744006.tif 000010