(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填ステーション等に給送される様々な形状の空の容器や軽量物体等の物品を直立状態とするのに特に適用できる、物品の姿勢を直して整列させるための自動ユニットであって、
物品の塊での投入を許容する上部開放状のホッパ１０を有し、該ホッパ１０は物品をランダムに集める平坦底部１１を有し、該底部１１はホッパ１０の側壁１０ａから隔てられた周縁１１ａを有し、これにより物品１２が通過する隙間を形成しており、
底部１１の周縁１１ａの下方において閉じた経路に沿って動く、互いに隣接する複数の区画室１４を有し、該区画室１４は各々一つの物品１２を横置き状態でルーズに受容するものであり、
各区画室１４の下方に配置されてそれとともに移動し、物品１２が落下位置にきたときに物品１２を受け取る排出シュート１５を有し、該排出シュート１５は物品１２を排出コンベヤに整列状で搬送するためのものであり、
区画室１４の内部における物品１２が占める姿勢を認識するための認識手段１７を有し、
各区画室１４に備えられて物品を一時的に保持するための保持手段１８を有し、該保持手段１８は前記認識手段から受け取る信号により制御される駆動手段の作動によって任意に傾いて、物品１２を排出シュート１５内に都合の良い向きで落下させることができる、
自動ユニット。
【請求項２】
物品を一時的に保持するための保持手段１８は区画室１４の底面を形成する平坦部１８ａを有し、該平坦部１８ａはその中間部のいずれかの側に選択的に傾動でき、この傾動は平坦部１８ａと一体の横軸２３を区画室１４内における物品１２の位置に応じた適正な方向に回動させることで行われる請求項１の自動ユニット。
【請求項３】
区画室１４の両端面は排出シュート１５の側部の上向延出部１５ａ、１５ｂによって形成されており、区画室１４の内側面及び底面はＬ字形のプレートからなる保持手段１８の縦片１８ｂと横片１８ａとによりそれぞれ形成されており、縦片１８ｂの中央部は回転軸２３に連結されており、ホッパ１０の側壁１０ａが区画室１４の外側面を限定している請求項２の自動ユニット。
【請求項４】
各区画室１４は底部が開放したフレーム３５によって形成されており、区画室１４の底面を形成する保持手段１８は横片１８ａと縦片１８ｂとを有するＬ字断面の構造のものであり、縦片１８ｂは区画室１４の内壁の一方に重なるものであり、区画室１４の中心に位置する回転軸２３に取り付けられている請求項２の自動ユニット。
【請求項５】
回転軸２３は関節ロッド２４とギヤ機構２５とを介して垂直ロッド２６に連結されており、該垂直ロッド２６の下端は直交レバー２７に連結され、直交レバー２７の端部には閉じた経路を形成する主ガイド路２９に挿入されかつガイドされたローラ２８が設けられており、さらにこのローラ２８を主ガイド路２９に内挿された異なるコースの中間ガイド路３２、３３のいずれかに切り換えるための切替手段３０、３１が設けられており、これによって、垂直ロッド２６の回転方向、さらには関節ロッド２４の回転方向、及び最終的には保持手段１８の平坦部１８ａの中間部まわりの傾動方向がいずれかに決定される請求項２の自動ユニット。
【請求項６】
区画室１４は回転ディスク１９の周部に形成されており、回転ディスク１９のブラケット３４は軸２３に連結された関節ロッド２４を支持しかつガイドするために固定されており、ギヤ機構２５は関節ロッド２４に直結されており、関節ロッド２４もまた回転ディスク１９に支持されており、回転ディスク１９の下方にはもう一つの回転ディスク２０が回転ディスク１９と一体で設けられて、垂直ロッド２６の回転についてのガイド部材を支持しており、この回転ディスク２０は前記回転ディスク１９とともに排出シュート１５の支持部を形成しており、この支持部は固定の環状底２２上の底部で終わっており、環状底２２は中央プラットフォーム２２ａに延びており、このプラットフォーム２２ａに主ガイド路２９と中間ガイド路３２、３３とが設けられている請求項５の自動ユニット。
【請求項７】
ギヤ機構２５は直交レバー２７の回動角度を増加させてこれを関節ロッド２４に伝達する請求項５の自動ユニット。
【請求項８】
物品１２をランダムに集める平坦な底部１１はその周縁領域に向けて物品１２を動かすために回転できる請求項１の自動ユニット。
【請求項９】
ホッパ１０の平坦な底部１１はその周縁領域に向けて物品１２を動かすために傾斜している請求項１の自動ユニット。
【請求項１０】
主ガイド路２９は円周方向に延びており、中間ガイド路３２、３３は主ガイド路２９の径を減少させる弧状部と径を増加させる弧状部とをそれぞれ有している請求項５の自動ユニット。
【請求項１１】
区画室１４は底部が開放したフレーム３５によって形成されており、物品１２を一時的に保持するための保持手段１８は２つのパネル４１、４２から構成され、これらのパネル４１、４２はそれぞれ一端をフレーム３５の両端部に回動可能に連結されてフレーム３５の底部開口により形成される通路の少なくとも一部を閉ざしており、パネル４１、４２は他方が不動に保持された状態で他方が独立して回動して開くことができる請求項１の自動ユニット。
【請求項１２】
パネル４１、４２は検出手段４３、４４に対して特定の方向を持った突出部材４１ａ，４２ａをそれぞれ有しており、検出手段４３、４４はホッパ１０の壁部に固定されており、パネル４１、４２を閉位置に保持するための手段が設けられており、パネル４１、４２はフレーム３５の底部開口から横方向に突出して、アクチュエータ４５による押力を受けて開くことができる請求項１１の自動ユニット。
【請求項１３】
パネル４１、４２を閉位置に保持する保持手段はパネル４１、４２かフレーム３５の或る部分に連結されたマグネット部材であり、後者の場合は共に強磁性のパネル４１、４２と接触することができる請求項１２の自動ユニット。
【請求項１４】
>区画室１４が動くに伴ってパネル４１、４２を開位置から閉位置に動かすため、ホッパ１０の側壁１０ａの内側に戻しストッパ４６、４７が連結されており、区画室１４の移動方向において後ろ側のパネル４１にはレバー４８が設けられており、該レバー４８はパネル４１の回動軸方向に延びて対応する戻しストッパ４６と当接できるようになっている請求項１１の自動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品の姿勢を直して整列させるための自動ユニットに関し、特に様々な形状の空の容器や軽量物体等の物品を直立させて充填ステーション等に連続的に給送するのに適用できる自動ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような自動ユニットは物品例えば容器の塊での投入を許容する上部開放ホッパを有し、該ホッパは好ましくは容器を掻き混ぜるための可動部である平坦底部を有している。底部はホッパの側壁から隔てられた周縁を有し、これにより容器が通過する隙間を形成している。底部の周縁の下方には閉じた経路に沿って移動する複数の区画室が設けられており、これら区画室はそれぞれ一つの容器を横置き状態で受容できるようになっている。各区画室は容器が通過可能な開放底を有している。また各区画室に関連して排出シュートが設けられ、これらは区画室とともに移動して、容器を受け取り、容器は落下するに伴って方向づけられる。また、排出シュートによって容器は排出コンベヤに整列状で搬送される。
この種のユニットは本願と同一出願人の出願に係る欧州特許公開公報第0578602 号（EP-A-0578602) により周知であり、そこでの容器の直立位置への位置づけの原理はアメリカ合衆国特許公報第3 295 659 号（US-A-3 295 659) により周知である。この原理は容器を区画室の開放底と排出シュートとの間に介在された固定の環状棚によって容器本体を支持し、容器のネックを区画室の底に近接配置された保持部材によって保持することで周辺空所に横置き状態で置かれた容器を旋回させることに基づいている。直立位置への位置づけは容器本体を支持する固定の環状棚に障害物を設けることによって達成され、これによって、区画室内の容器の位置にかかわらず、容器のネックすなわち上側の充填部が保持部材に保持されていることから、容器は排出シュートにまずその底部から落下するように定めることができる。
しかしながら、このような方向付けシステムは位置決めの開始時に、固定部すなわち上記の環状棚から可動部すなわち上記排出シュートへの移行が必ず必要であり、この移行の際に、容器が軽量であれば移行がうまくいかずに詰まってしまい、容器が損傷を受けたり望ましくない装置の停止を生ずる可能性が有る、欠点を有している。
上記の直立位置への位置づけ技術の第２の欠点は、容器が落下するとともに容器の位置づけを生じるようにするための特別なスペースが必要であることから、構造上の制限が有ることである。つまり、このような位置づけは充填領域から十分に離れた地点で生じる必要が有り、或るユニットでは容器が排出シュートの底に到達してから排出コンベヤまで固定床上を動かされるのに必要な時間を与えるために、落下プロセスが２つの部分に分けられている。これについてはアメリカ合衆国特許公報第3 650 368 号（US-A-3 650 368) 及び同第4 130 194 号（US-A-4 130 194) を参照されたい。後者は容器を保持する周辺空所を有している。
一方、アメリカ合衆国特許公報第4 949 834 号（US-A-4 949 834) から、上記アメリカ合衆国特許公報第4 130 194 号（US-A-4 130 194) ほぼ同等の特徴を有してはいるユニットが周知である。この公報のユニットでは、容器の位置づけは固定環状棚上の摺動載置部から排出シュートにより形成される可動部への移行によって同じように行われるが、固定棚がないときに容器の所定部分の支持を行うための支持部材が排出シュートに設けられて、容器の直立位置への位置づけが排出シュートへ落下する時に行われ、全うされるようになっている。
この目的のために、支持部材の自動的な位置づけが、周辺空所の内部において容器が先に占める位置を認識する手段を利用して行われ、支持部材は容器が先に占める位置に応じて、例えばスペイン国特許公開公報第8203775 号(ES-A-8203775), 同8205702 号（ES-A-8205702) 及び欧州特許公開公報第0242214 号(EP-A 0242214)のような従来技術公報に記載されている、同様な用途の物品の搬送及び貯蔵の分野において利用される便宜的な技術を用いて動かすことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記アメリカ合衆国特許公報第4 130 194 号に記載された解決策は様々な形状及び寸法の容器を処理することができるように大きな寸法の周辺空所を採用しているけれども、同特許に記載された技術は、上記の位置／方向付け原理のために、なお欠点を有している。つまり、固定部上の摺動載置位置から可動部への移行には、位置づけを補助するための支持部材を可動部に正確に設けなければならず、このため、支持部材の正確な位置づけを自動的に行うことはできても、最終的に容器を正しく位置づけできない可能性が有ること明白である。さらに、このような支持部材は固定及び可動ストッパを利用して元の位置に戻さねばならず、それによって機構的に複雑となる。ストッパの利用はさらに騒音の発生を招き、元の位置に戻った時に過剰な応力や誤作動を生じることがある。
加えて、支持部材は排出シュートに形成されていることから、ユニットを全く別の形状や寸法の容器の処理に利用しようとした場合に必要となる排出シュートの変更は不可能である。
さらに、途切れたところで容器の落下が行われる固定の支持棚の利用により、装置からの物品の取り出しを一定のゾーンで行わなければならないという制限が加えられている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の欠点を排除すべくなされたものであり、このため、直立姿勢にするための位置づけシステムは、例えば欧州特許公開公報第0578602 号におけるものと似た、物品を一時的に保持する部材を備えた区画室を利用するがこれよりも構造が簡単な別の概念のものであり、物品が区画室内に一旦受容されると保持部材が適時に所定のポイントで傾いて、排出シュートに所望の向きで直接落下するようになっている。上記のような固定の環状棚は従って設けられてはおらず、物品は可動部材すなわち区画室（物品がそこに保持部材によって一時的に保持される）から別の可動部材すなわちその直下に配置された排出シュートへと移行し、物品は都合の良い向きにされて排出シュートに落下することとなっている。
一時的な保持部材を都合良く傾動させるため、光学的可視化装置（一つもしくは複数のセンサ）とこれからの信号を処理する補助回路によって、区画室内において物品が先に占めていた位置が検出され、この補助回路は先に述べた物品の搬送及び貯蔵の分野において利用される便宜的な手段により、理想的な制御出力信号を発生する。
一つの実施形態において、物品を一時的に保持するための保持部材は区画室の底面を形成する平坦部を有し、該平坦部はその中心部において横軸のまわりに回動でき、横軸を区画室内における物品の位置に応じた適正な方向に回動させることで、平坦部が中間部のいずれかの側に選択的に傾動できる。
このような回動を行わせるため、横軸に連結された第１のロッドと、レバーにつながる第２のロッドとの組が設けられており、レバーは主ガイド路（例えば溝）内を走行するローラにつながっている。さらにこのローラを主ガイド路に内挿された異なるコースの中間ガイド路のいずれかに切り換えるための手段が設けられており、これによって、対応するロッドの回転方向がいずれかに決定され、この回転は横軸に連結された他方のロッドにギヤ機構を介して伝達される。
上記の一時的に保持するための保持部材はそれぞれ一端を区画室の底の両側端に回動可能に連結された２つのパネルであっても良い。
本発明の他の特徴及び利点は以下の実施形態の説明を読めばより明白となるであろう。なお、実施形態は単なる説明のためのものであって、発明を限定するものではない。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を添付図面を参照して以下に説明する。
図１〜３に示した物品の姿勢を直して整列させるための自動ユニットは、特に様々な形状の空の容器や軽量物体（以下単に”物品”という）に適用されるものであり、基本的に以下の構成要素を有している。
−支持フレーム１６に載せられて物品１２（本実施形態では容器）の塊での投入を許容する上部開放状のホッパ１０、該ホッパ１０は物品をランダムに集める（図３参照）傾斜しかつ可動な平坦底部１１を有し、該底部１１はホッパ１０の側壁１０ａから隔てられた周縁１１ａを有し、これにより物品１２が通過する隙間を形成している；
−底部１１の周縁１１ａの下方においてディスク１９の周縁に取り付けられ、互いに隣接する複数の区画室１４、該区画室１４は一つの物品１２を横置き状態でルーズに受容する；
−各区画室１４の下方に配置されてそれとともに移動し、物品１２が落下位置にきたときに物品１２を受け取る排出シュート１５、該排出シュート１５は物品１２を排出コンベヤに整列状で搬送するためのものであり、排出コンベヤは図示しないがその構成は先に述べた欧州特許公開公報第0578602 号（EP-A-0578602) において明らかにされたものである；
−区画室１４の内部における物品１２が占める姿勢を認識するための手段（例えば可視化装置１７）；及び
−各区画室１４に備えられて物品を一時的に保持するための保持部材１８、該保持部材１８は上記認識手段から受け取る信号により制御される駆動手段の作動によって任意に傾いて、物品１２を排出シュート１５内に都合の良い向きで落下させることができる。
【０００６】
図５及び６は上記の位置づけの原理を図示するものであり、物品１２の直立姿勢への位置づけが、保持部材１８をいずれかの側に傾けて物品を移動中の区画室１４から対応する排出シュート１５へと直接落下させることで、区画室１４内における落下前の姿勢とは無関係に行えることを示している。（区画室１４及び排出シュート１５の両者はディスク１９、２０組に固定されており、モータ３６及び動力伝達機構３７により駆動される回転軸２１（図３参照）に取り付けられている。）
上記平坦な底部１１が動くことは、それが傾斜していることや截頭円錐形状であることと同じく従来周知の構造であり、周辺の区画室１４に向かう物品１２の移動を容易とするために採用されている。また平坦な底部１１の移動のために、モータ３９と動力伝達機構４０とからなるアッセンブリが設けられて、底部１１を支持する軸３８を回転させるようになっている。補助手段としてパネル１３がまた採用されており、パネル１３は物品１２が区画室１４に向けて横向きで通過するためのテーパ状セクションを形成する傾斜部を下部に有しており、物品１２が区画室１４に入る時に既に横置き状態となることとなっている。このような傾斜路の特徴は上記の欧州特許公開公報第0578602 号に記載されている。
【０００７】
本発明の第１の実施形態によれば、物品１２を一時的に保持するための上記の保持部材１８は区画室１４の底を形成し中心部が横軸２３のまわりに回動可能な平坦部１８ａを有している。この平坦部１８ａは区画室１４内における物品１２の位置に応じて適正な方向に横軸２３を回転させることでいずれかの側に選択的に傾動できる。
図３及び５の実施形態において、区画室１４の両端面は排出シュート１５の側部の上向延出部１５ａ、１５ｂによって形成されており、区画室１４の内側面及び底面はＬ字形のプレートからなる保持部材１８の縦片１８ｂと横片１８ａとによりそれぞれ形成されており、縦片１８ｂの中央部は回転軸２３に連結されており、ホッパ１０の側壁１０ａが区画室１４の外側面を限定している。
【０００８】
図６の実施形態において、各区画室１４は底部が開放したフレーム３５によって形成されており、区画室１４の底面を形成する保持部材１８は同様にＬ字断面の構造のものであり、区画室１４の内壁の一方に重なる垂直フランジ１８ｂを介して、区画室１４の中心に位置する回転軸２３に取り付けられている。
回転軸２３は関節ロッド２４とギヤ機構２５とを介して垂直ロッド２６に連結されており、この垂直ロッド２６の下端は直交レバー２７に連結され、直交レバー２７の端部には本実施形態では円形のコースである主ガイド路２９に挿入されかつガイドされたローラ２８が設けられている。このローラ２８を主ガイド路２９に内挿された異なるコースの中間ガイド路３２、３３のいずれかに案内するための手段（ピストン３１と切替ブロック３０）が設けられており、これによって、垂直ロッド２６の回転、さらには関節ロッド２４の回転方向、及び最終的には保持部材１８に取り付けられた軸２３の比例した回転の方向がいずれかに決定される。
【０００９】
図１及び図３を参照すると理解されるように、区画室１４は回転ディスク１９の周部に形成されており、回転ディスク１９のブラケット３４は上記横軸２３に連結された関節ロッド２４を支持しかつガイドするために固定されている。ギヤ機構２５は関節ロッド２４に直結されており、関節ロッド２４もまた回転ディスク１９に支持されている。回転ディスク１９の下方にはもう一つの回転ディスク２０が設けられており、上記垂直ロッド２６を円滑に回転させるためのガイド部材（例えばベアリング）を支持している。この回転ディスク２０は先の回転ディスク１９とともに排出シュート１５の支持部を形成しており、この支持部は固定の環状底２２上の底部で終わっている。環状底２２は中央のプラットフォーム２２ａに延びており、このプラットフォーム２２ａに上記主ガイド路２９と中間ガイド路３２、３３とが設けられている。
【００１０】
図２から理解されるように、中間ガイド路３２、３３は、前者は主ガイド路２９の径を減少させ、後者は増加させる。従って、上記切替手段（ピストン３１と切替ブロック３０）によって制御されるこれらの中間ガイド路３２、３３のいずれかに沿うローラ２８の走行によって、直交レバー２７が所定値の回動角度で一方かこれと反対方向に回動させられ、この回動がギヤ機構２５に伝達される。ギヤ機構２５は上記直交レバー２７の回動角度を増幅してこれを関節ロッド２４に伝達し、関節ロッド２４は、物品１２が排出シュート１５に適正な向きで落下する（図５及び図６参照）に十分な大きさで、保持部材１８が回転するような大きな角度で回転する。
【００１１】
図７〜１２は別の実施形態を示しており、この実施形態では物品を受容する各区画室は底部開口状のフレーム３５（図６に示したものと同様）により形成されており、物品を一時的に保持するための保持部材１８はここでは２つのパネル４１、４２から構成されている。これらのパネル４１、４２はそれぞれ一端をフレーム３５の両端部に回動可能に連結されてフレーム３５の底部開口により形成される通路の少なくとも一部を閉ざしている。パネル４１、４２は他方が不動に保持された状態で他方が独立して回動して開くことができる。
この目的のため、図７及び図８に示されているように、パネル４１、４２は近接検出器のような検出手段４３、４４に対して特定の方向を持った突出部材４１ａ，４２ａをそれぞれ有しており、これらが区画室の走行経路に対面できるようになっている。検出手段４３、４４はホッパ１０の壁部に固定されている。パネル４１、４２は閉位置でフレーム３５の底部開口から横方向に突出し、アクチュエータ４５（例えば電子空圧的に駆動されるプッシャ）による押力を受けて開くことができる。
パネル４１、４２を閉位置に保持する手段はパネル４１、４２かフレーム３５の或る部分に連結されたマグネット部材（図示しない）であり、後者の場合は共に強磁性のパネル４１、４２と接触することができる。
図８から理解されるように、区画室１４が動くに伴ってパネル４１、４２を開位置から閉位置に動かすため、ホッパ１０の側壁１０ａの内側に戻しストッパ４６、４７が連結されている。区画室１４が動く方向について後ろ側のパネル４１には、エルボ状のレバー４８が設けられている。該レバー４８はパネル４１の回動軸方向に延びて上記戻しストッパ４６と当接できるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の自動ユニットを、物品特に物品がランダムに集められる平坦底部の下部を部分的に示した平面図であり、ローラが走行するガイド路を有するさらに下方の別の平坦部を示すために部分的に切除して示した図である。
【図２】ローラが走行するガイド路の拡大図であり、円形の主ガイド路からこれよりも小さい径と大きい径の二つのガイド路のいずれかに切り換えるためのセクションの詳細を示し、この切替により回転を生じてその角度値が伝達及び増幅されて、物品を一時的に保持するための手段の傾動が行われることを示す図である。
【図３】自動ユニットの縦断面図である。
【図４】垂直ロッドの端部に直交レバーが設けられ、その端部に図１及び図２に示したガイド路に沿って走行するローラが設けられている状態を示す、垂直ロッドの下部構造の正面図である。
【図５】区画室内で物品を保持するための上側の部材と、該上側の部材とともに閉じた経路移動する、対応する下側の排出シュートとを示すもので、上側の部材を区画室の横方向の軸に対していずれかの側に傾動させることで物品を適正な向きで下側の排出シュートへ落下させることによる、物品の一方の可動部材から他方の可動部材への移行に基づく直立姿勢への位置づけの原理を示しており、区画室の端部が排出シュートの側部の上向き延長部によって形成されている実施形態を示す図である。
【図６】区画室が欧州特許公開公報第0578602 号に記載されたものと同様であり、Ｌ字形断面のプレートが区画室の底を限定している実施形態を示す図５と同様な図である。
【図７】２つのパネルからなり、これらのパネルの一端はそれぞれ区画室の底の両側に回動可能に連結されて底の少なくとも一部を閉ざしており、これらのパネルは両方とも開くこともできるが、他のパネルが不動のままで一方のパネルを回動して開くことができる、物品を区画室の内部で一時的に保持するための保持手段の別の形態を示す図である。
【図８】図７のパネルの開閉を示す図である。
【図９】図７のパネルの区画室の移動に伴う作用を示す図である。
【図１０】図９の状態から区画室がさらに移動して物品が落下す状態を示す図である。
【図１１】区画室内に収容された物品の姿勢が逆の場合の図９と同様な図である。
【図１２】図１１の状態から区画室がさらに移動して物品が落下す状態を示す図である。
【符号の説明】
１０  ホッパ
１０ａ  側壁
１１  底部
１１ａ  周縁
１２  物品
１４  区画室
１５  排出シュート
１５ａ，１５ｂ  上向延出部
１７  認識手段
１８  保持部材
１８ａ  平坦部（縦片）
１８ｂ  横片
１９、２０  回転ディスク
２２  環状底
２２ａ  プラットフォーム
２３  横軸
２４  関節ロッド
２５  ギヤ機構
２６  垂直ロッド
２７  直交レバー
２８  ローラ
２９  主ガイド路
３０  切替ブロック
３１  ピストン
３２、３３  中間ガイド路
３４  ブラケット
３５  フレーム
４１、４２  パネル
４１ａ，４２ａ  突出部材
４３、４４  検出手段
４５  アクチュエータ
４６、４７  戻しストッパ
４８  レバー
【図１】
0003926020.tif 000002
【図２】
0003926020.tif 000003
【図３】
0003926020.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
0003926020.tif 000012
【図１２】
0003926020.tif 000013