(57)【要約】【課題】迅速、正確、小型であり、形状形成が容易であり、信頼性が高く、汎用性を有している個別取出し装置を提供する。【解決手段】個別取出しおよび計数装置１０は、複数のほぼ同一の製品Ａを貯蔵するばら製品ハウジング１１と、出口チャネル２０と、出口チャネル２０内に位置する前方に向けられた噴流開口２６ａ、２６ｂおよび後方に向けられた噴流開口２７とを備え、これらの噴流開口のそれぞれは、正圧源２８に流体的に接続されている。前方の噴流開口２６ａ、２６ｂを通過して正圧源により生成される前方に向けられた噴流は、出口チャネル内の個別に取出された製品を加速でき、これによって、個々の製品の間の間隔が大きくされ、これによって、製品は、より容易かつ正確に計数されことになる。後方に向けられた噴流開口２７を通過して正圧源により生成された後方に向けられた噴流により、出口チャネル内の製品はハウジングへ戻ることが可能となる。圧力源に操作的に接続されている制御器４０は、前述の開口への正圧の印加を選択的に制御し、これによって、製品の個別の取出しを引き起したり、停止したりする。制御器４０は、出口チャネルを通過する製品を検出および計数するセンサ２３に操作的に接続されていることもある。【選択図】図２
2004535344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に取出される製品を貯蔵するハウジングと、
前記ハウジングに流体的に接続され、一度にただ１つの製品しか通過できないように断面が形成され、前方に向けられた噴流開口と後方に向けられた噴流開口とを備え、前記後方に向けられた噴流開口が前記前方に向けられた噴流開口の上流側に配置されている出口チャネルと、
前記前方に向けられた噴流開口に流体的に接続された第１の正圧源と、
前記後方に向けられた噴流開口に流体的に接続された第２の正圧源と、
前記第１の正圧源および前記第２の正圧源にこれらの正圧源を動作させるべく接続され、前記前方に向けられた噴流開口への正圧の印加を選択的に制御している制御器と
を備えている、ばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項２】
前記制御器と操作的に接続されているセンサを備え、前記センサが前記出口チャネルを通過する製品を検出している、請求項１に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項３】
前記後方に向けられた開口の下流に配置され、第３の正圧源および前記制御器と流体的に接続されている前方に向けられた第２の噴流開口を備えている、請求項１に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項４】
前記第１の正圧源、前記第２の正圧源および前記第３の正圧源が共通している、請求項３に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項５】
前記第１の正圧源および前記第２の正圧源が共通している、請求項１に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項６】
前記ハウジングが前記出口チャネルに向けられた噴流開口を備え、前記噴流開口が第４の正圧源に流体的に接続され、前記第４の正圧源が前記制御器によって動作するべく接続されている、請求項１に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項７】
前記ハウジングが床および該床に対向する天井を備え、前記床が第１の有孔性部材を備え、前記天井が第２の有孔性部材を備えている、請求項１に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項８】
前記出口チャネルの上流側に位置する製品方向設定部材を備えている、請求項１に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項９】
前記第１の正圧源および前記前方に向けられた噴流開口が、約１ｐｓｉ〜５００ｐｓｉの噴流を前記出口チャネル内に導くように形成されている、請求項１に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項１０】
前記第２の正圧源および前記後方に向けられた噴流開口が、約１ｐｓｉ〜５００ｐｓｉの噴流を前記出口チャネル内に導くように形成されている、請求項１に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項１１】
前記ハウジング噴流開口および前記第４の正圧源が、約１ｐｓｉ〜５００ｐｓｉの噴流を前記出口チャネルに向かって導くように形成されている、請求項６に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項１２】
前記ハウジングに貯蔵され個別に取出されるべき複数のほぼ同一の製品を備えている、請求項１に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項１３】
ハウジングと、
前記ハウジングに取付けられると共に前記ハウジングと流体的に接続されている出口チャネルと、
１対のパネルを備え、該パネルのそれぞれは上流端および下流端を有し、該パネルの該下流端は前記出口チャネルの上流部分に隣接している製品方向設定ユニットを備え、
前記１対のパネルおよび前記出口チャネルの上流部分は、細長製品の最長寸法が下流流路に対して略平行である長手方向にのみ前記細長製品が入ることができるような入口空間を形成し、
前記１対のパネルと前記出口チャネルの上流部分とがそれぞれ矩形形状に間隔を空けて配置され、前記細長製品の最長寸法が下流流路に対して略垂直である横断方向で前記入口空間に入ったときに、前記細長製品が前記出口チャネル上流部分に衝突し、長手方向に自身を再方向設定して前記出口チャネルに入るようになっている
製品方向設定個別取出し装置。
【請求項１４】
前記パネルが互いに略平行になっている、請求項１３に記載の製品方向設定個別取出し装置。
【請求項１５】
前記出口チャネルの上流の前記パネルの間に延びている第３のパネルを備えている、請求項１４に記載の製品方向設定個別取出し装置。
【請求項１６】
前記パネルが互いに旋回可能に取付けられ、前記パネルのそれぞれの相対的な旋回運動によって前記入口空間の形状を変えるようになっている、請求項１３に記載の製品方向設定個別取出し装置。
【請求項１７】
前記ハウジングに貯蔵され取出されるべき複数のほぼ同一の製品を備えている、請求項１３に記載の製品方向設定個別取出し装置。
【請求項１８】
前記製品が略細長であり、長手寸法と、第１の横断寸法と、前記長手寸法より短く前記第１の横断寸法より長い第２の横断寸法とを有し、前記入口空間は、第１の距離と、前記第１の距離より長く前記第１の距離に垂直な第２の距離とにより形成され、前記第１の距離は、前記第１の横断寸法より長く、かつ前記第１の横断寸法と前記第１の横断寸法の２倍とのうちの短い方より短く、前記第２の距離は、前記第２の横断寸法より長く、かつ前記長手寸法と、前記第２の横断寸法の２倍とのうちの短い方より短く、これにより、製品は、前記第１の横断寸法が前記第１の距離に略平行でありかつ前記第２の横断寸法が前記第２の距離に略平行である長手方向で一度に１個づつ製品方向設定ユニットを通過して前記出口チャネルに入るようになっている、請求項１７に記載の製品方向設定個別取出し装置。
【請求項１９】
前記製品は略細長であり、長手寸法と、第１の横断寸法と、該長手寸法より短くかつ該第１の横断寸法より長い第２の横断寸法とを有し、前記入口空間は、第１の距離と、該第１の距離より長くかつ該第１の距離に垂直な第１の距離とにより形成され、前記第１の距離は、前記第２の横断寸法より長く、かつ前記長手寸法と前記第１の横断寸法の２倍とのうちの短い方より短く、前記第２の距離は、前記第２の横断寸法より長く、前記長手寸法と前記第１の横断寸法の２倍とのうちの短い方より短く、これにより、製品は、複数の長手方向で一度に１個づつ前記製品方向設定装置を通過して前記出口チャネルに入るようになっている、請求項１７に記載の製品方向設定個別取出し装置。
【請求項２０】
前記出口チャネルの寸法および形状が、一度に１個の製品しか前記出口チャネルの任意の横断面を通過できないように決められている、請求項１７に記載の製品方向設定個別取出し装置。
【請求項２１】
個別に取出される製品を貯蔵するハウジングと、
前記ハウジングに流体的に接続され、一度にただ１つの製品しか通過できないように断面が形成されている出口チャネルと、
前記ハウジング内に配置され、前記出口チャネルへ向けられている噴流開口と、
前記噴流開口と流体的に接続されている正圧源と、
正圧源を動作させるべく接続され、前記噴流開口への正圧の印加を選択的に制御している制御器と
を備えている、ばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項２２】
前記ハウジングが床及び該床に対向する天井を備え、該床は第１の有孔性部材を有し、該天井は第２の有孔性部材を有し、前記第１の有孔性部材を貫流させて前記ハウジング内に空気を引込むと共に前記第２の有孔性部材を貫流させて前記ハウジングから空気を引出すための空気流源を備えている、請求項２０に記載のばらで大量に供給される製品の中からその製品を個別に取出す装置。
【請求項２３】
個別に取出される複数のほぼ同一の製品を備え、前記空気流源を作動させることにより前記製品が前記ハウジング内で浮遊するようになっている、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
ハウジング内に貯蔵されたばらで大量の品目からほぼ同一のサイズおよび形態の品目を個別に取出す方法であって、
ハウジングと、前記ハウジングに流体的に接続され流路を形成している出口チャネルとを備えている個別取出し装置を設けるステップと、
前方に向けられた噴流を前記出口チャネル内に適用するステップと、
単一の縦列を成す一連の製品を前記出口チャネル内に送込むステップと、
前記前方に向けられた噴流により前記出口チャネル内の製品を加速するステップと、
前記出口チャネル内の所定の点を通過する製品の数を計数するステップと、
前記所定の点を通過した製品の数を所定の数と比較するステップと、
所定の数の製品が前記所定の点を通過した後、前記出口チャネル内のいかなる製品も前記ハウジング内に引戻すために、後方に向けられた噴流を前記出口チャネル内に適用するステップと
を備えている方法。
【請求項２５】
前記出口チャネルに向かう製品の移送を促すために、前記ハウジング内で前記出口チャネルへ向かって噴流を適用するステップを備えている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
製品の前記所定の数に到達すると、前記前方に向けられた噴流を消勢するステップを備えている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記送込むステップの前に、前記ハウジングに貯蔵された前記製品を浮遊させるために前記ハウジングに空気を通すステップを備えている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
さらに、前記出口チャネル内の渋滞を取除くために、前記前方に向けられた噴流および前記後方に向けられた噴流のうちの少なくとも１つを脈動化させるステップを備えている、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年７月２０日出願のシリアルナンバー第６０／３０６，７８２号「製品を計数および小出しする装置」の利益の享受を主張するものである。この文書に開示されている全体の内容は、引用することにより、この文書全体が本明細書に記載されているかのように、本明細書の一部を成すものとする。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、一般に、対象物を小出し(dispensing)することに関し、より詳細には、個別に取出された対象物を小出しすることに関する。
【背景技術】
【０００３】
［発明の背景］
ばらで大量の小形製品から所定量を計数および小出し(dispensing)する問題は、多数の品目およびプロセスにおいて存在する。品目の例には、キャンディーおよび口臭予防用ミントキャンディーなどの食料品と、ボルト、ナットおよびその他のファスナなどの機械構成要素と、ダイヤモンドおよびその他の宝石などの貴重品、ビタミンなどがある。
【０００４】
この問題は、多数の方法を用いて取組まれてきた。例えば、Ｂｒｏｓｓの特許文献１には、１つの特定の製品の物理的特色に合わせて寸法決めされたキャビティ充填装置が開示されている。別の１つの例として、Ｋｎｏｔｈｅらの特許文献２には、校正された一品重量測定法を使用して全重量を計数する装置が開示されている。１つの付加的な例として、Ｓｅａｔｏｎの特許文献３には、個別に取出す（このようにして、計数を可能にする）ために振動フィーダを採用している装置が開示されている。さらに別の１つの例として、Ｌｅｕらの特許文献４には、固定されているがしかし前もって定められる数の対象物を分離および計数するために真空を採用している装置が開示されている。前述のいくつかの装置および技術の例は、個々に、速度、精度、汎用性（適応性）、サイズ、複雑性およびコストなどの重要な操作的パラメータにおいて様々なレベルの性能を提供している。しかし、前述のパラメータのうちの２つあるいは３つ以上において高いレベルの測定を提供するものは、存在するとしても僅かである。Ｂｒｏｓｓに記載のタイプのキャビティ充填材は、通常、かさばり、キャビティのサイズにきっちりと適合する製品にのみ適切である。Ｓｅａｔｏｎに開示されているもののような振動カウンタは、普通はかさばり、調節する（すなわち形状形成する）のに困難であることがある。Ｋｎｏｔｈｅに記載のもののような重量カウンタは、一品重量がばらつくことに起因して不正確であることがある。Ｌｅｕらに示されているものなどの真空に基づくシステムは、通常、複雑、緩慢であり、校正が困難である。
【特許文献１】
米国特許第３，７７５，９４１号明細書
【特許文献２】
米国特許第４，６８５，５２５号明細書
【特許文献３】
米国特許第６，１８２，７１８号明細書
【特許文献４】
米国特許第６，０５３，３０２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、迅速、正確、小型であり、形状形成が容易であり、信頼性が高く、汎用性を有している個別取出し装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［発明の概要］
本発明は、ばらで大量に供給された製品から所定量の製品を迅速かつ正確に計数および小出しする装置および方法に関する。本装置は、複数のほぼ同一の製品を貯蔵するためのばら物用ハウジングと、出口チャネルとを備えている。第１の態様として、本発明の装置は、出口チャネル内に、前方に向けられた噴流開口と後方に向けられた噴流開口とを備え、これらの噴流開口のそれぞれは、正圧源と流体的に接続されている。正圧源により、前方に向けられた噴流開口を貫流して生じる前方に向けられた噴流は、出口チャネル内の個別に取出された製品を加速でき、これにより、個々の製品の間の間隔を増加させ、これらの製品がより容易かつより正確に計数されるようにする。正圧源により、後方に向けられた噴流開口を貫流して生じる後方に向けられた噴流により、出口チャネル内の製品は、ハウジングに戻されることが可能である。正圧源と操作的に接続されている制御器は、製品の個別取出しを引き起こすまたは停止させるために、前述の開口への正圧の印加を選択的に制御する。制御器は、出口チャネルを通過する製品を検出および計数するセンサに操作的に関連していることもある。
【０００７】
本発明の第２の態様として、ばら物用ハウジングおよび出口チャネルを有する個別取出し装置は、出口チャネルからばら物用ハウジングを通過して位置する噴流開口を備える。噴流ノズルは、正圧源に流体的に接続され、正圧源は、噴流開口により正圧の印加を選択的に制御する制御器と接続されている。この形態は、ハウジング内の製品が出口チャネルへ向かって走行するのを促す噴流を生じさせることが可能である。
【０００８】
本発明の第３の態様として、ばら物用ハウジングおよび出口チャネルを有する個別取出し装置は、製品方向設定ユニットを備え、製品方向設定ユニットは一対のパネルを有し、パネルは、出口チャネルの上流部分と共働して入口空間を形成し、この入口空間により細長あるいは扁球製品が長手方向でしか出口チャネルに入れなくなり、長手方向では製品の最長寸法は、下流流路に略平行である。パネルの上流端は、出口チャネルから遠ざかるように上流へ向かって延び、また、これら上流端の相互間隔は、細長あるいは扁球製品が入口空間に入る際、この製品の最長寸法が、出口チャネルの上流部分に衝突する下流流路に略垂直となる横断方向で入るように決められ、かつ、細長あるいは扁球製品が、出口チャネルを通過することが可能となる長手方向に再方向設定されるように決められている。１つの実施形態では、パネルは互いに平行であり、製品は、出口チャネル上流部分のいずれかの露出端縁に衝突すると再方向設定されている。第２の実施形態では、第１の２つのパネルに垂直な第３のパネルが備えられ、これにより入口空間は略方形(oblong article)になる。第３の実施形態では、パネルは互いに蝶番により接続され、流れ方向に平行な旋回軸線を中心として旋回し、これにより（調整可能な）入口空間は略三角形になっている。これらの実施形態のいずれにおいても、パネルは、出口チャネルに入るのに望ましい姿勢に対象物を方向設定する機能を備えている。
【０００９】
本発明のこれらの態様を有する個別取出し装置では、個々の製品は、ハウジングから出口チャネルに入り、単一の縦列で出口チャネルを通過して走行し、その際、製品を正確に検出及び計数できるのに十分な相互間隔で移送される。本装置は空圧式および可逆式であるので、単一の装置構成形態により広い範囲のサイズおよび形状を取扱うことが可能となる。さらに、まさにこの特徴により、簡単な調整を適用するだけで、さらにより広い範囲のサイズを取扱うことが可能となる。様々な空気流を制御できるので、ばら物貯蔵チャンバの底部の小部分より大幅には大きくない容積内で本機構を実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［発明の詳細な説明］
次に、本発明の好ましい実施形態を示した図面を参照して、より詳細に説明する。しかし、本発明は、異なる形で実施でき、本明細書に記載の実施形態に制限されるように解釈してはならない。これらの実施形態は、この開示が完全で完璧となるように、そして、当業者に本発明の範囲を完全に伝えるために提供されている。図面全体において、同一の参照番号は同一の要素を示すものとする。いくつかの構成要素の厚さおよび寸法は、分かりやすくするために誇張されている。
【００１１】
図１および２において、個別取出し装置(a singulating device)が、１０により概括して示されている。装置１０には、ばら製品ハウジング(bulk article housing)１１が設けられ、ハウジング１１内には複数の小形製品Ａが、流動化された運動を行いながら浮遊している。ハウジング１１には、包囲壁１２、床１３および天井１４が設けられている。壁１２は、連続的であるか、または断続的に形成されている（すなわち、壁１２は複数の連続した壁を備えている）こともある。壁１２は、製品Ａが接近するためのドア１２ａを備えることもある。壁１２は、好ましくは、中に収容されている製品Ａを目視可能にするために透明になっている。同様に、床１３および天井１４は、壁１２と滑らかに融合していることもあり、壁１２と明瞭な角を形成していることもある。当業者は、多数の形状および構造形態のハウジングが、本発明での使用に適することを認識するであろう。
【００１２】
図示の実施形態では、床１３は、空気がハウジング１１内に入ることはできるが、製品Ａが外部へ出ることはできないようにスクリーン１５あるいはその他の有孔性部材を備えている。同様に、天井１４は、製品Ａを中に保持するように機能するが、空気が通過できるようにするスクリーン１６あるいはその他の有孔性部材を備えており、この場合、空気はハウジング１１から流出するようになっている。空気流を引き起こすためのブロワ１７あるいはその他の装置が、スクリーン１６の上方に取付けられている低圧空間(a lower pressure plenum)１７ａに取付けられている。ブロワ１７は、ハウジング１１の外部からスクリーン１５を通して空気を引込み、ハウジング１１のキャビティ内に空気を流入させ、スクリーン１６を通して外部へ空気を引出すことにより、雰囲気圧に対して負の圧力差を生じさせるために設けられている。
【００１３】
図示の実施形態を参照すると、壁１２には、噴流ノズル１８あるいはその他の噴流開口も配置されている。噴流ノズル１８は、噴流ノズル１８から噴流をハウジング１１内に導き、ハウジング１１の反対側に位置する出口チャネル２０へ向かって導くように方向設定されている。噴流ノズル１８への接近は、弁１８ａにより制御され、弁１８ａは、（詳細は後述する）正圧源２８に流体的に接続されている。
【００１４】
さらに図１および図２を参照すると、壁１２の下部において、出口チャネル２０は、噴流ノズル１８の反対側のハウジング１１から遠ざかるように延在している。製品方向設定ユニット(an article-orienting unit)３０は、出口チャネル２０に入る製品Ａを個別に取出すために出口チャネル２０の口部に位置している。これらの構成要素の詳細は後述する。
【００１５】
図３Ａ〜図３Ｃにおいて、出口チャネル２０には１次管状通路２１が形成されている。１次管状通路２１は、製品方向設定ユニット３０から下流側へ延び、出口２２が終端となっている。１次管状通路２１は、その中の下流流路Ｐを形成している。本明細書において、「下流」との表現は、ハウジング１１から出口２２へ動く際に製品Ａが走行する方向を意味している。逆に、「上流」との表現は、下流方向に反対の方向を意味している。ｘ−ｙ−ｚ絶対座標軸系(absolute x-y-z coordinate axis system)に対して、これらの方向は、製品Ａが出口チャネル２０内で動くにつれてシフトすることもある（例えば、図示の実施形態では、製品Ａは、ハウジング１１から直接に遠ざかるように動き、次いで下方へ方向転換する）。構造体あるいは構成要素の「長手」寸法は、下流方向に対し平行であるものとし、構造体あるいは構成要素の「横断」寸法は、下流方向に対し垂直であるものとする。
【００１６】
図示の実施形態では、１次管状通路２１は、一度に１個の製品しか通過しないように断面が形成されている。すなわち、２つ以上の製品は、横並びで１次管状通路２１内を走行できないようになっている。好ましくは、１次管状通路２１の横断面は、１次管状通路２１内を走行する製品Ａの横断方向横断面に略々似ているが、いくらか大きいようになっている。例えば、チャネル２０の１次管状通路２１は、横断面が略方形になるように寸法を決めることができ、その際、２つの製品Ａが同時に通過するのを阻止するために、高さ寸法または幅寸法を、製品Ａの２つの最小寸法αより僅かに小さくするようにしている（図４Ａおよび図４Ｃ）。
【００１７】
前方の噴流圧力チャンバ２４および後方の噴流圧力チャンバ２５は、出口チャネル２０に取付けられている。前方の噴流圧力チャンバ２４は、一対の噴流開口２６ａ、２６ｂを介して１次管状通路２１と流体的に連通し、噴流開口２６ａ、２６ｂのそれぞれは、１次管状通路２１の長手軸線に対して角度（好ましくは約１〜８９゜、より好ましくは５〜５０゜の）をつけて方向設定されており、これにより、前方の噴流開口２６ａ、２６ｂを出た噴流が、出口２２へ向かう１次管状通路２１内の流れを促すようにしている。後方の噴流圧力チャンバ２５は、後方の噴流開口２７を介して１次管状通路２１と流体的に連通し、後方の噴流開口２７は、１次管状通路２１の長手軸線に対して角度（好ましくは約１〜８９゜、より好ましくは５〜５０゜の）をつけて方向設定され、これにより、後方の噴流開口２７を出た噴流が、出口２２へ向かう１次管状通路２１内の流れを阻止するようにしている。いくつかの実施形態では、前方および後方に向けられた開口のうちの任意のものまたはすべてが、任意の数の組合せによって配置することができる。
【００１８】
共通の圧力源２８が、前方および後方の噴流圧力チャンバ２４、２５と前述のように噴流ノズル１８とのそれぞれに取付けられている。各チャンバ２４、２５，１８の圧力は、それぞれの弁２９ａ、２９ｂ、１８ａにより調整されている。当業者は、各チャンバ２４、２５、１８内の圧力、あるいは事実上各噴流開口２６ａ、２６ｂ、２７、１８内の圧力が、別々の１つの圧力源により制御されることも可能であることを理解するであろう。このようにして、別々の「第１の」、「第２の」、「第３の」あるいはさらには「第４の」圧力源が記載されている場合、これらの圧力源は、共通の（すなわち、同一の）源であることもあり、あるいは、これらのうちの任意のものまたはすべてが、別々の源であることもある。
【００１９】
製品センサ２３は、出口２２の近くに配置されている。製品センサ２３は、製品Ａが１次管状通路２１を通過して走行する際に、通過する製品Ａを計数するように構成されている。センサの例としては、１つの対向するＬＥＤ／フォトトランジスタ対と反射式、容量性または機械的スイッチとがある。制御器４０は、弁２９ａ、２９ｂ、１８ａとセンサ２３とに操作的に接続されている。制御器４０により制御された弁２９ａ、２９ｂ、１８ａは、任意の特定の時点でセンサ２３により計数された製品Ａの数によって開いたり、閉じたりする。制御器４０は、センサ２３から信号を受取り、弁２９ａ、２９ｂ、１８ａに操作信号を送信するのに適切であるものとして当業者に知られている任意の数の制御器ユニットであることも可能である。制御器の一例としては、Ｉｎｔｅｌから入手可能な８７５１８−ｂｉｔマイクロコントローラがある。制御器４０は、圧力源２８（あるいは、複数の圧力源が採用されている実施形態における任意のその他の圧力源）に直接に接続されていることも可能であり、これにより、弁を操作するのではなく、圧力源を直接に動作させるようにすることを認識されたい。
【００２０】
図５Ａ〜５図Ｃにおいて、製品方向設定ユニット３０は、一対の略平行で互いに間隔を置いて配置されたパネル３１ａ、３１ｂと、パネル３１ａ、３１ｂに略垂直な第３のパネル３２とを備えている。これらのパネル３１ａ、３１ｂ、３２の下流端は、出口チャネル２０の口部に当接し、それらの上流端は、僅かに上流側に延びてハウジング１１に入っている。当業者は、前述のパネル３１ａ、３１ｂ、３２のうちの１つまたはすべてのパネルの下流端は、１次管状通路２１の全長の大部分またはすべてにわたり延びており、これにより、一度にただ１個の製品Ａしか１次管状通路２１内を通過できないことを保証する。パネル３１ａ、３１ｂは、距離ａだけ相互に間隔を置いており、パネル３２は、距離ｂだけ出口チャネル２０の上流部分２０ａから間隔を置いており、これにより、製品Ａのための寸法ａ×ｂの入口空間Ｅが形成されている。製品方向設定ユニット３０は、特に、最長長手寸法βと、最短横断寸法αと、αより大きいがβ以下である中間横断寸法δとを有し、細長または扁球の製品Ａの個別取出しに適するようになっている（図４Ａ〜図４Ｃ参照）。
【００２１】
１つの実施形態では、距離ａは、αより大きいが、δとαの２倍とのうちの小さい方より小さくなっている。この実施形態では、距離ｂは、δより大きいが、βとδの２倍とのうちの小さい方より小さくなっている。この構成形態では、製品Ａは、（図５Ａの寸法αが距離ａに略平行である）第１の方向でしか入口空間Ｅ内に嵌まることができないようになっている。別の１つの実施形態では、距離ａは、αおよびδより大きいが、αの２倍より小さくなっている。この第２の実施形態では、距離ｂはδより大きいが、βとαの２倍とのうちの小さい方より小さくなっている。この構成形態では、製品Ａは、βが入口空間Ｅの距離ａ、ｂに垂直となる任意の方向で入口空間Ｅ内に嵌まることができる。
【００２２】
当業者は、製品を個別に取出すためのその他の構成形態も適切であることを認識するであろう。１つの代替的な製品方向設定ユニットの設計および寸法は、２つ以上の製品Ａが出口チャネル２０に入るのを阻止するように選択されなければならない。さらに、３つの寸法がほぼ等しい（すなわち、球）対象物も、方向設定装置を通過し、これにより所望の個別取出しを行なうことができる。製品の例には、キャンディーおよび口臭予防用キャンディーなどの食料品と、ボルト、ナットおよびその他のファスナなどの機械構成要素と、ダイヤモンドおよびその他の宝石などの貴重品、ビタミンなどがある。製品方向設定装置は、出口２２に取付けることもでき、これにより、装置１０は両方向で個別に取出すことが可能となることも理解されたい。
【００２３】
装置１０が作動されると、まず初めに、前方および後方の噴流チャンバ２４、２５の弁２９ａ、２９ｂが、（制御器４０により命令されて）閉じられ、これにより圧力源２８は、噴流開口２６ａ、２６ｂ、２７を介してあるいは噴流開口１８ａを介して噴流を供給するのが阻止される（図３Ａおよび図８のブロック２００参照）。次いで、ブロワ１７が作動されて、雰囲気圧力に対して低レベルの負圧が生じ、これにより雰囲気が、底部スクリーン１５を経てハウジング１１内に吸込まれて製品Ａに当り、これにより製品Ａは（攪拌あるいは流動化されて）浮遊する。次いで、空気は、上部スクリーン１６を通過し、ブロワ１７を通り越して外部へ出る。この攪拌は、ハウジング１１内で製品Ａに流体流特性を与える（ブロック２１０）。個々の製品Ａは、ハウジング１１の内部の周りをランダムに走行するか、または、所望の場合、特定の流体流パターンを模倣するようにすることも可能である。加えて、空気流は、装置１０の外部から逆戻りし、出口チャネル２０を通過して内方へ向かい、ハウジング１１に到達し、上部スクリーン１６から出てブロワ１７に到達する。この空気流パターンは、製品Ａが、ハウジング１１からこぼれて出口チャネル２０に入るのを阻止する。
【００２４】
当業者は、個別取出しするために製品を準備処理するためのその他の技術も、本発明で採用できることを認識するであろう。例えば、ハウジング内の製品は、周知の技術により機械的に撹拌することも可能である。
【００２５】
制御器４０が、製品の小出しおよび計数を要求する場合、制御器４０は、前方噴流チャンバ弁２９ａに信号を送って、この弁２９ａを開けさせ、これにより、前方に向けられた空気噴流が、前方の噴流開口２６ａ、２６ｂにより生じるようになる（図３Ｂおよび図８のブロック２２０参照）。この動作により、ハウジング１１から出口チャネル２０へ向かう正味の外方流が生じる。好ましくは、噴流は、平方インチ当り約１〜５００ポンド（６．８９×１０3Ｐａ〜３．４５×１０6Ｐａ）の圧力を出口チャネル２０内に印加する。当業者は、多数の異なる可変圧力制御法が、例えば、チャネル内の対象物のインピーダンスの整合を行うなどの所望の効果に依存して、単純な方形波、鋸歯は、正弦波、あるいは複雑な圧力波形を有する噴流による所与の圧力パルスのために使用できることを認識するであろう。加えて、制御器４０は、弁１８ａに信号を送って弁１８ａを開かせ、これにより噴流ノズル１８は、好ましくは約１〜５００ｐｓｉ（６．８９×１０3Ｐａ〜３．４５×１０6Ｐａ）の噴流を放出し、この噴流により製品は、出口チャネル２０へ向かい、ひいては出口チャネル２０を通過する（図８のブロック２３０参照）。噴流開口２６および２７のみが使用される場合、真空が入口空間Ｅで引き起され、これにより、この引き起された空気流の影響下の製品Ａが、製品方向設定ユニット３０へ引き寄せられる。噴流ノズル１８のみが使用される場合、高速空気が対象物に当たり、これにより対象物は出口チャネル２０へ向かい、ひいては出口チャネル２０を通過する。勿論、当業者は、噴流２６および１８を共働するように使用できることを理解するであろう。
【００２６】
製品Ａが、入口空間Ｅへ引き寄せられて、出口チャネル２０への入口へ到達すると、製品Ａの向きで、製品Ａが製品方向設定ユニット３０を通過できるかどうかが決まる。製品Ａが空気流路に略平行であり、かつ、製品Ａの最短寸法αが、入口空間Ｅの寸法ａに略平行である場合（図５Ａ参照）、製品Ａは、パネル３１ａとパネル３１ｂとパネル３２とチャネル壁２０ａ取扱いに入り込むことができ、したがって、出口チャネル２０に入って走行することができる。製品Ａが、空気流路に垂直に、かつ、パネル３２に略平行に方向設定されると（図５Ｂ参照）、製品Ａは、パネル３１ａ、３１ｂの上流端に衝突し（したがって、出口チャネル２０に入れない）、跳ね返ってハウジング１１に入り、さらに撹拌される。製品Ａが、空気流路に垂直に、かつ、パネル３１ａ、３１ｂに平行に方向設定されると（図５Ｃ参照）、製品Ａの一端は、（図５Ｃに示されているように）パネル３２または出口チャネル２０の壁２０ａに平行に方向設定される。パネル３２あるいは壁２０ａと接触すると、製品Ａは９０゜回転して、空気流路に平行な位置に到達し、これによって、製品Ａが出口チャネル２０に入ることが可能なように製品Ａを方向設定する。
【００２７】
特筆すべきは、製品方向設定ユニット３０の寸法および形態は、一度にただ１つの製品Ａしか、製品方向設定ユニット３０を通過できないことである。結果として、製品Ａは、両端を通る方向が揃った（すなわち、端縁の方向が揃った）単一の縦列の流れとして出口チャネルに入る。
【００２８】
図３Ｂにおいて、いったん製品Ａが、出口チャネル２０に入ると（図８のブロック２４０）、前方の噴流開口２６ａを出た噴流により引き起される空気流速度は増加し、このようにして、製品Ａは、その空気流と共に加速する傾向を有する（図８のブロック２５０）。さらに、製品Ａは、出口チャネル２０に沿って、その噴流に直接に出会い、このようにして、より高い加速度を得る。製品Ａは、出口チャネル２０内のさらに下流で、前方の噴流開口２６ｂを出た第２の噴流に出会い、さらにより高い加速度を得る。これらの段階のそれぞれにより、順次に続く製品Ａと製品Ａとの間の間隔が増加する。当業者は、ただ１つの前方の噴流のみでの操作でも、適切な結果が得られることが可能であることを認識するであろう。
【００２９】
製品Ａがさらに出口チャネル２０内を進むと、製品Ａはセンサ２３を通過し、センサ２３で製品Ａが検出および計数される（図８のブロック２６０）。複数の加速段階で間隔が大きくなると、製品Ａをより正確に計数できるようになる。さらに、出口チャネル２０のいかなる個所でも一度に１つの製品Ａしか通過できないことも（すなわち、製品Ａは出口チャネル２０を「横並び」で通過できないことも）、センサ２３がある１つの製品Ａを次の１つの製品Ａから区別する助けとなる。センサ２３は、各製品Ａが通過するたびに制御器４０に信号を送り、これによって、制御器４０は、制御器４０の側を通過した製品Ａの数を計数し、その計数値を所定数と比較する（図８のブロック２７０）。当業者は、センサ２３は、前方に向けられた噴流開口２６ａ、２６ｂの下流に位置することが好ましいが、出口チャネル２０上のその他の個所にセンサ２３が位置しても、本発明での使用には支障なく、２つ以上のセンサを使用することも可能であることを認識するであろう。
【００３０】
製品Ａが出口２２を通過した後、製品Ａは、最終的に、製品Ａがもはや噴流あるいは低圧流の影響下にない個所に到達する。これによって、製品Ａは、受取り容器（図示せず）へ移送されることが可能となる。
【００３１】
前述のプロセスは、所定の数の製品がセンサ２３を通過したことを制御器４０が判定するまで続くことになる。この判定を下すと、制御器４０は、弁２９ａに信号を送って閉じさせて、前方の噴流を消勢し、（図８のブロック２８０）、他方、弁２９ｂに信号を送って開かせて、後方の噴流開口２７からの逆方向噴流を生成させる（図３Ｃおよび図８のブロック２９０参照）。制御器４０は、弁１８ａが存在する場合には弁１８ａにも信号を送って閉じさせて、ノズル１８からの噴流の生成を停止させる。センサ２３を通過した製品Ａの推進力は、製品Ａを推進して出口チャネル２０から出させ、受取り容器に入らせる。しかしながら、センサ２３にまだ到達していない製品Ａは、逆方向噴流と、ブロワ１７により形成された雰囲気圧より低い圧力との双方により形成された逆方向流に起因して方向を逆転する。結果として、製品Ａは、（出口チャネル２０の１次管状通路２１の横断面が、製品Ａが再方向設定するのを阻止する事実に支援されて）製品方向設定ユニット３０を通過してハウジング１１に戻る。製品Ａがこのように方向を逆転するのは、前述の複数の加速段階により形成された間隔によっても支援される。いくつかの実施形態では、ハウジング１１には、ブロワ１７および後方の噴流２７により生成される吸引により、製品Ａが出口２２を通過して充填することさえあり得る。
【００３２】
本発明の別の１つの態様では、いくつかの例では本発明は、方向設定装置なしに適切に動作することが可能である。この場合、制御器４０は、（センサ２３に通過信号が欠如していることにより）出口チャネルへの入口における渋滞を検出し、これによって、前方向噴流および逆方向噴流はパルス化がオンオフされ、これによって、停滞が除去される。通常、これは、システムの全体的速度を低くするが、これは、ある特定の用途では容認できる代償である。
【００３３】
当業者は、装置１０の構成要素の別の設計も、本発明での使用に適することを認識するであろう。例えば、製品方向設定ユニット３０’は、プレート３２が無い図７Ａおよび７Ｂに示されているユニットの形態をとることもある。図６Ａおよび６Ｂに示されている製品方向設定ユニット１００の形態も適切である。製品方向設定ユニット１００は、出口チャネル２０の流れ軸線に平行な旋回軸線１１１を中心として旋回する一対の蝶番付きパネル１１０を備えている。蝶番付きパネル１１０と出口チャネル２０の壁２０ａとは、入口空間Ｅ’を形成し、入口空間Ｅ’は、略楔形であり、製品Ａの形状に依存して、ただ１つの製品Ａしか入口空間Ｅ’を通過できないようにすることができ、１つの好ましい方向ではそのようにする。当業者は、パネル１１０の下流端が、１次管状通路２１の全長のすべてまたは大部分にわたり延びることもあることを認識するであろう。この形態の１つの利点は、パネル１１０のうちの１つまたは両方が、互いに対して旋回でき、これによって、製品Ａが利用可能な入口空間のサイズが調整され、これによって、バッチ毎に異なるサイズの製品のバッチで装置１００を使用することが可能となる。
【００３４】
前述の説明は、本発明を例示的に説明し、本発明を制限するものではない。本発明の例示的な実施形態が説明されたが、当業者は、多数の変更が、本発明の新規な教示および利点から実質的に逸脱することなしに可能であることを容易に理解するであろう。したがって、すべてのこのような変更は、クレームにより定義される本発明の範囲内に含まれるものとする。
【００３５】
本発明は、クレームにより定義され、クレームの等価物も、クレームに含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の個別取出しおよび計数装置を部分的に切欠いて示す斜視図である。
【図２】図１の装置を概略的に示す側面図である。
【図３Ａ】双方とも閉じている状態の前方の噴流弁および後方の噴流弁を示す図１の装置の側部断面図である。
【図３Ｂ】開いている状態の前方の噴流弁および閉じている状態の後方の噴流弁を示す図１の装置の側部断面図である。
【図３Ｃ】閉じている状態の前方の噴流弁および開いている状態の後方の噴流弁を示す図１の装置の側部断面図である。
【図４】図１の装置により個別に取出されるべき製品の前面図、上面図および側面図である。
【図５】図１の装置の製品方向設定ユニットの端部断面図であり、図５は、適正に長手方向に設定された製品の通過をこのユニットがどのように許容するかを示す図である。図５Ｂは、水平であり横断方向に設定された製品の通過をこのユニットがどのように阻止するかを示す図である。図５Ｃは、製品が出口チャネル内に適正に入るようにするために、垂直であり横断方向に設定された製品をこのユニットがどのように再方向設定するかを示す図である。
【図６】本発明による製品方向設定ユニット内の開口のサイズを調整することが可能であるこのユニットの１つの代替実施形態の端部断面図である。
【図７】本発明による製品方向設定ユニットの別の１つの実施形態の端部断面図である。
【図８】本発明による製品の個別取出し方法を示すフローチャートである。
【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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