JP2005511452A - 製品搬送および集積システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

同一平面上の連続経路に配置されて、製品をらせん経路で搬送するアキュムレータシステム（１）のコンベヤ（１２）。

Description

［発明の背景］
製品集積システムは、上流源からコンベヤ上へ給送される製品を保管（storage）および集積するために、コンベヤとともに日常的に用いられている。このタイプのシステムが正常に動作している際には、製品は上流の場所、例えば１つの作業ステーションにあるコンベヤに載せられて、次にコンベヤにより下流の場所へ運搬され、そこで製品を製造または分配する次のステップが行われる。

このプロセスの間、機械の誤動作、何らかの制約する問題、または下流の機械が製品を受け取ることを妨げる他の状況により、下流の場所での混乱（disruption）が生じる場合がある。上流で製造作業を続けることにより、ライン背圧（line back pressure）の上昇が生じる場合があり、これにより、製品を無制限に移動させることにさらなる問題が生じる場合がある。しかしながら、このような混乱が比較的早く対処できるものである場合、通常は誤動作が生じている場所に運搬される上流の製品を、システムと一体型のアキュムレータで受け取って、そこで一時的に保管することができる。

このようなアキュムレータを用いることにより、上流の機械は、製品をアキュムレータまで移動させることによって動作を継続することができる。製品の移動が継続可能であるため、ライン圧力は上昇しない。また、このようなシステムは、アキュムレータが利用可能でない場合にはシステム全体を停止させてから再始動せねばならないという結果になる時間および費用を大幅に節約する。

製品がアキュムレータにより受け取られて保持されている間に、下流の問題に対処することができる。システムのその部分が完全動作を再開すると、アキュムレータに保管されている製品は下流の目的地点に向けて解放され、システムのダウンタイムはほとんどない。上流に混乱がある場合にも、製品をアキュムレータが受け取って保管することができる。この場合、集積されている製品は、上流の問題が修復されている間システムを作動させ続けるために、保持されて下流に送られ得る。

同時係属中の米国特許出願第０９／９８４，６８２号は、製品供給および送出コンベヤおよびアキュムレータコンベヤを含む複数のコンベヤを備えた製品搬送および集積システムに関する。このシステムのアキュムレータコンベヤは、製品を効率的かつスムーズに受け取って、システム内に混乱がある場合には集積し、また、その混乱が解消した後、製品をコンベヤに効率的に送出して下流の目的地点へ向かわせる。しかし、この出願に含まれておらず、また、従来型コンベヤ／アキュムレータシステムで十分に解決されていない重要な問題点は、後から供給された製品が下流に運搬されていく一方、アキュムレータシステムにすでに入っていた製品がシステムのアキュムレータ構成部分上に放置されることが決してないようにする必要性に関する。この「先入れ先出し」概念は、運搬中の製品が腐敗しやすい性質である時に重要性が高まる。そのような製品は、上流供給源から新しく受け取った製品が優先されて、アキュムレータ内に放置されたままであると、劣化して品質が損なわれるであろう。

［発明の概要］
したがって、従来の製品搬送および集積システムの制限および欠点を克服することが本発明の目的である。

本発明の目的は、製造プロセス中に受け取って集積した製品を下流の目的地点に効率的かつ効果的に送出することができる製品搬送および集積システムおよび方法を提供することである。

本発明のさらなる目的は、最初にシステムに入った製品が、最初に送出される製品にほぼ確実になる製品搬送および集積システムおよび方法を提供することである。

したがって、本発明の目的は、アキュムレータ構成部分に運搬された製品を、ほぼシステムに入った順序で、下流の目的地点に送出する製品搬送および集積システムおよび方法を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、さまざまな流入点からシステムに上流供給を行うことができるようにしながら、先入れ先出し方式の製品移送をほぼ確実に行う製品搬送および集積システムおよび方法を提供することである。

上記および他の目的は、さまざまなサイズ、形状および安定性の特徴を有する製品に用いられる製品搬送および集積システムからなる本発明により達成される。本システムは、製品を上流場所からアキュムレータコンベヤの内側経路に運搬する第１のコンベヤを含む複数の移動コンベヤを備えている。アキュムレータコンベヤは、第１のコンベヤ（複数可）とほぼ同様の速度か、指定された可変速度で進み、アキュムレータコンベヤの内側経路の所定場所で第１のコンベヤと同一平面上に整列し、それに隣接してそれと結合されて、この所定場所で第１のコンベヤと同一方向に途切れなく移動することができる。上流から製品がアキュムレータコンベヤの内側経路に送られると、それは最終的に外側経路に進み、次に、先に供給された製品がほぼ外側経路に留まるように内側に集積され、製品ガイドが通常、外側経路上の製品を下流の目的地点に誘導する。このように、アキュムレータコンベヤに最初に送られた製品が通常、下流に搬送される最初の製品である。

本発明に特徴的であるとみなされる新規特徴を、特に添付の特許請求の範囲に記載する。しかしながら、本発明のさらなる特徴および利点とともに、本発明自体は、その設計、構成、および使用のいずれに関しても、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読めば最もよく理解される。

［発明の詳細な説明］
図１を参照すると、本発明の製品搬送および集積システム１は、コンベヤ１２を備えたコンベヤ／アキュムレータシステム１０を有する。コンベヤ１２は、アキュムレータセクション１４と、アキュムレータセクション１４からターンセクション１８、２０および２２を通って延びる再循環セクション１６とを備える。このセクション全部で、単一の連続したコンベヤ経路が形成され、これは、コンベヤ１２のセクション２４によって完成する。セクション２４は、アキュムレータセクション１４の下側に位置して、下から上へアキュムレータセクション１４まで回り込んでいる。コンベヤ１２は、連続した内側経路表面１３と、連続した外側経路表面１５と、内側表面１３および外側表面１５間に位置する中間経路表面１７とを備えている。コンベヤ１２は、その経路表面１３、１５および１７と共に、所定速度で移動する。コンベヤ１２の移動方向を方向矢印２６、２８および３０で示す。

図１に示された実施形態では、コンベヤ３４が、方向３６に所定速度で移動する。コンベヤ３４は、上流の場所すなわちステーション３８から延びて、場所４０でコンベヤ１２の下方を通っている。コンベヤ３４は次に、コンベヤ１２のアキュムレータセクション１４とほぼ同一高さまで斜めに上昇する。実際に、コンベヤ１２のアキュムレータセクション１４は、コンベヤ３４の場所４２および４４間と同一横方向平面上にあってそれに整列している。この構造では、コンベヤ１２および３４が同一横方向平面上で互いに隣接して進み、場所４２および４４間で同一方向に途切れなく移動する。コンベヤ１２およびコンベヤ３４は、場所４２および４４間を途切れなく移動する際に、当業界で一般的に用いられる方法で、結合状態で移動可能にすることもできると考えられる。

コンベヤ１２およびコンベヤ３４はいずれも、既知の駆動手段による直線移動のためにモータまたは他の適当な電源から駆動される。コンベヤ１２の駆動手段４６が図示されている。コンベヤ１２は、システム全体が動作状態にある場合にはコンベヤ３４の速度とほぼ同様の(similar)速度で、または製品の特性および製品が上流から送出されて下流に供給されている速度に応じた可変速度で進むように設定することができる。例えば、本来不安定な製品、例えば空の軽量プラスチック容器を扱う場合、このような製品を直立に維持するために、コンベヤは同一速度で動作することができることがわかっている。しかしながら、このような製品に最適な性能は、コンベヤの速度をごくわずかに変えることにより得られると思われる。比較的重く、したがってより安定した製品については、コンベヤの速度はさらに、アキュムレータシステムへの製品の供給および下流の要求によって決まる。

ガイド４８および５０は、コンベヤ１２で運搬中の製品を独立的なコンベヤ５２を経て下流の場所５４にスムーズに誘導し、また、特に下流側で製品の混乱および停止がある時、再循環および集積を行うように製品を再循環セクション１６にスムーズに誘導するように構成されている。ガイド４８および５０は、チャネル６０を画定し、これは、製品を受け取り、維持し、下流に向けてコンベヤ５２へ移動させることができる通路として構成されている。

内側ガイドレール６２は、内側通路１３に隣接してその周囲に延び、製品をアキュムレータセクション１４および再循環セクション１６内に維持するのを助ける(assists in and maintains product)。外側ガードレール６４は、外側経路１５に隣接してその周囲に延び、再循環セクション１６の外側境界を維持する。

通常運転の際、すなわち、混乱または制約がないフル生産時には、コンベヤ１２およびコンベヤ３４は、上述のように必要に応じてほぼ同様か、または可変の速度で並列に進むように最適に設定される。瓶などの製品１００は、上流ステーション３８から供給されて、コンベヤ３４によってコンベヤ１２の内側経路１３へ移動される。通路１３およびコンベヤ３４は、場所４２および４４間では同一横方向平面上で隣接整列状態にあるので、製品はコンベヤ３４から経路１３へスムーズに移送される。次に、製品１００は、場所４３に達するまで、内側経路１３で運搬され、場所４３で、製品はほぼ場所４５まで移動し続けて、最終的に、外側経路１５に入る。製品１００は次に、ガイドセクション４８と出会うまで、外側経路１５を周回し続け、ガイドセクション４８で、チャネル６０を通ってコンベヤ５２および下流の目的地点５４へ誘導される。このように、通常運転中で、製品供給量が製品需要量に等しい時、コンベヤ／アキュムレータ１０に入る製品は、直ちに下流へ移送される。

しかし、下流の目的地点５４への製品の流れが停止するか、上流３８からの製品供給量が下流側送出量を超える状況では、製品がコンベヤ１２およびそのアキュムレータセクション１４上に集積するであろう。本発明によれば、コンベヤ１２およびアキュムレータセクション１４に供給された製品は通常、以下のようにして、上流コンベヤ３４から受け取られた順序で下流へ送出されるであろう。図２を参照すると、製品１００は最初、４２でシステム１０に入って、内側経路表面１３上に進む。システムへの製品の停止(stoppage of product to the system)または下流の目的地点５４への製品送出の低速化が生じると、第１のサイクルの供給製品１００（それぞれ図２に黒丸で示す）がほぼ外側経路表面１５に集積するであろう。

システム１０に入る次のサイクルの製品１０１（それぞれ図２に二重丸で示す）は、最初に内側経路表面１３上に進んで、場所４５で示された領域に達するまで、それを周回する。ほぼこの位置で、製品１０１は、外側経路表面１５上にまだ位置する製品１００の内側でそれに隣接して並んで、実質的に集積される。製品１０１は次に、中間経路表面１７上をそれに沿って進み、製品１００は外側経路表面１５上に実質的に留まっている。このように、先に供給された製品１００は常に、外側経路表面１５上を再循環し、したがって、後からシステムに入った製品１０１より先にチャネル６０および下流の目的地点５４へ送出されるであろう。

次のサイクルの製品１０２（それぞれ図２に白丸で示す）がシステム１０に入ると、これらの製品も、最初に内側経路表面１３上に進んで、場所４５に達するまで、それを周回する。それらは次に、実質的に中間経路表面の最外領域に位置する先に供給された製品１０１の内側に隣接する位置で中間経路表面１７上に並んで実質的に集積する。製品１０１および１０２は次に、これらの中間経路表面上をそれらに沿って移動し、製品１００は外側経路表面１５上に実質的に留まっている。

したがって、より多くの製品がコンベヤ／アキュムレータシステム１０に入ると、それは通常、外側経路１５から内側の中間経路１７へ、さらに内側経路１３の方へ集積し続けるであろう。したがって、先に供給された製品は、外側経路１５またはその近く、およびそれに隣接した中間経路１７の最外部領域に位置するであろう。後から供給された製品は、内側経路１３およびそれに隣接した中間経路１７の最内部領域に集積されて再循環するであろう。

下流の目的地点への流れが再開されると、外側経路１５およびそれに隣接した中間経路１７の外部領域に位置する先に供給された製品が通常、後から供給されて内側経路１３およびそれに隣接した中間経路１７の内部領域に位置する製品より先にチャネル６０を通って下流の目的地点５４へ送出されるであろう。

個々の製品ユニットの移動は、正確には制御することができない。しかし、本発明の構造では、コンベヤ／アキュムレータシステム１０に先に入った最初の製品が通常、システムから流出する最初の製品になるようにすることができる。

図３および図４は、製品をコンベヤおよび集積システム１０に供給する別の実施形態を示している。製品は、上流の目的地点３８から、内側経路表面上の異なった流入点に位置するそれぞれのコンベヤ６１および７１を経て、内側経路表面１３に供給される。コンベヤ６１および７１も、コンベヤ１２とほぼ同一高さまで斜めに上昇し、図１の場所４２および４４間での製品流入に関連して上述した方法と同一方法で、それぞれ場所６４および６６間、および７０および７２間で製品が内側経路表面１３に入る。

製品供給コンベヤの異なった構造を示す３つの異なった実施形態を開示しているが、本発明はそれに制約されることはない。特別な必要が生じれば、複数のコンベヤを並列で動作するように使用して製品をシステム１０に供給することも含めて、製品を流入させる他の構造も考えられる。また、システム１０の下方からではなく、上方に位置するコンベヤ（複数可）によって、上流場所すなわちステーションから製品を流入させてもよい。そのような場合、たとえば、図１に示されたコンベヤ３４をコンベヤ１２の上方に配置して、上流ステーション３８から場所４０へ斜めに降下させることができるであろう。

本発明を少なくとも１つの形態で明確にするために、本発明の特定の新規特徴および構成要素が詳細に開示されている。しかしながら、本発明の精神から逸脱せずに種々の変更および変形を行うことができることが明らかであるため、開示される本発明は必ずしも開示されるとおりの形態および細部に限定されるわけではないことは、明らかに理解すべきである。

本発明の製品搬送および集積システムの、システムの構成要素の移動方向および上流から下流の目的地点への製品送出順序を示す上面図である。 本発明の製品搬送および集積システムの、製品がシステム上で集積した時の上流から下流の目的地点への製品送出順序を示す上面図である。 本発明の製品搬送および集積システムの、システムへの製品供給の代替の実施形態を示す上面図である。 本発明の製品搬送および集積システムの、システムへの製品供給の別の実施形態を示す上面図である。

Claims (33)

1. 製品搬送および集積システムであって、
   （ａ）製品の集積および搬送を行う第１の搬送手段であって、製品を運搬するための内側経路および外側経路を有する第１の搬送手段と、
   （ｂ）上流の目的地点から受け取った製品を前記第１の搬送手段に、さらに最終的には下流の目的地点に運搬する第２の搬送手段であって、常に前記第１の搬送手段の前記内側経路にほぼ隣接して整列され、それにより、前記第１の搬送手段および前記第２の搬送手段の並列（tandem）移動の結果として、最初に前記第２の搬送手段から前記内側経路に運搬される上流側製品が通常、前記下流の目的地点に運搬される第１の製品である、第２の搬送手段と、
   （ｃ）前記最初の上流製品を前記下流の目的地点に搬送すべき第１の製品として誘導するガイド手段と
   を備える製品搬送および集積システム。
2. 前記第１の搬送手段および前記第２の搬送手段は、隣接整列状態でほぼ同一横方向平面上に位置する、請求項１に記載の製品搬送および集積システム。
3. 前記第１の搬送手段は単一の連続したコンベヤからなる、請求項１に記載の製品搬送および集積システム。
4. 前記第１の搬送手段および前記第２の搬送手段はほぼ同一速度で移動する、請求項１に記載の製品搬送および集積システム。
5. 前記第１の搬送手段および前記第２の搬送手段はほぼ同様の速度で移動する、請求項１に記載の製品搬送および集積システム。
6. 最初に運搬された製品の後に前記第２の搬送手段から運搬される上流側製品は通常、前記最初に運搬された製品が前記下流の目的地点に運搬された後、前記下流の目的地点に送出される、請求項１に記載の製品搬送および集積システム。
7. 前記第２の搬送手段によって前内側経路に運搬される前記最初の上流側製品は通常、前記下流の目的地点に運搬される前に、前記内側経路から前記外側経路へ移される、請求項１に記載の製品搬送および集積システム。
8. さらに、前記内側および外側経路間に中間経路を備えている、請求項１に記載の製品搬送および集積システム。
9. さらに、前記内側および外側経路間に中間経路を備えており、該経路は、前記上流の目的地点から運搬されている製品が、最初に前記外側経路に、次に前記中間経路に集積するように構成される、請求項７に記載の製品搬送および集積システム。
10. 前記第１の搬送手段は、隣接整列状態で同一方向に途切れなく移動するように整列されている、請求項１に記載の製品搬送および集積システム。
11. 前記第２の搬送手段は、単一のコンベヤである、請求項１に記載の製品搬送および集積システム。
12. 製品搬送および集積システムであって、
    （ａ）第１のコンベヤであって、該コンベヤの長さにわたって延びる内側経路および外側経路を有する第１のコンベヤと、
    （ｂ）該第１のコンベヤの前記内側経路表面にほぼ隣接して整列している少なくとも１つの第２のコンベヤであって、隣接整列状態で前記第１のコンベヤと同一方向に途切れなく移動する少なくとも１つの第２のコンベヤと、
    （ｃ）製品を前記第１のコンベヤから下流の目的地点に誘導するように構成された製品移動ガイドと
    を備える製品搬送および集積システム。
13. 前記第１のコンベヤおよび前記第２のコンベヤは、前記隣接整列状態でほぼ同一横方向平面上に位置する、請求項１３に記載の製品搬送および集積システム。
14. 前記第１のコンベヤは、単一の連続したコンベヤを有する、請求項１３に記載の製品搬送および集積システム。
15. 前記第１のコンベヤおよび前記第２のコンベヤは、ほぼ同一速度で移動する、請求項１３に記載の製品搬送および集積システム。
16. 前記第１のコンベヤおよび前記第２のコンベヤは、ほぼ同様の速度で移動する、請求項１３に記載の製品搬送および集積システム。
17. さらに、前記第１の経路表面および前記第２の経路表面間に中間経路表面を備えている、請求項１３に記載の製品搬送および集積システム。
18. 上流の目的地点から受け取った製品を前記第２のコンベヤから前記内側経路表面に運搬するように構成される、請求項１３に記載の製品搬送および集積システム。
19. さらに、製品を前記内側経路表面から前記外側経路表面に運搬するように構成される、請求項２０に記載の製品搬送および集積システム。
20. さらに、製品を通常、上流の目的地点から受け取った順序で、前記外側経路表面から下流の目的地点に運搬するように構成される、請求項２１に記載の製品搬送および集積システム。
21. 上流の目的地点から受け取った製品を前記第２のコンベヤから前記内側経路表面に運搬し、また、製品を前記内側経路表面から前記外側経路表面に運搬するように構成される、請求項１９に記載の製品搬送および集積システム。
22. さらに、前記上流の目的地点から前記外側経路表面上に受け取った製品を前記中間経路表面上に集積するように構成される、請求項２３に記載の製品搬送および集積システム。
23. さらに、製品を通常、前記上流の目的地点から受け取った順序で、前記外側経路から下流の目的地点に運搬するように前記上流を構成している(wherein the upstream is further configured)、請求項２４に記載の製品搬送および集積システム。
24. 多重コンベヤシステムによって製品の運搬および集積を行う方法であって、
    内側経路および外側経路を有する第１のコンベヤを設けるステップと、
    第２のコンベヤを該第１のコンベヤの前記第１の経路にほぼ隣接して途切れなく整列させるステップと、
    製品を該第２のコンベヤに載せるステップと、
    前記第２のコンベヤを所定速度で移動させるステップであって、それにより、製品を前記第１のコンベヤの前記内側経路に運搬する、移動させるステップと、
    前記第１のコンベヤを前記第２のコンベヤと並列に所定速度で移動させるステップと、
    前記第２のコンベヤから受け取って前記第１のコンベヤ上にある製品を下流の目的地点に運搬するステップと、
    前記下流の目的地点への製品運搬を変更するステップと、
    前記第２のコンベヤ上のさらなる製品を前記第１のコンベヤの前記内側経路に運搬するステップと、
    製品を、ほぼ前記第２のコンベヤから受け取った順序で、前記第１のコンベヤから前記下流の目的地点に運搬するステップと
    を含む方法。
25. 前記第１のコンベヤを隣接整列状態で前記第２のコンベヤと同一方向に移動させるさらなるステップを含む、請求項２６の方法。
26. 製品を前記第１のコンベヤから前記下流の目的地点に誘導するガイドを設けるさらなるステップを含む、請求項２６の方法。
27. 製品を前記内側経路から前記外側経路に運搬するさらなるステップを含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記第２のコンベヤから後に受け取った製品を運搬する前に、通常は製品を前記外側経路から前記下流の目的地点に運搬するさらなるステップを含む、請求項２９に記載の方法。
29. 前記第１のコンベヤおよび前記第２のコンベヤをほぼ同様の所定速度で移動させるさらなるステップを含む、請求項２６に記載の方法。
30. 前記第１のコンベヤおよび前記第２のコンベヤをほぼ同一速度で移動させるさらなるステップを含む、請求項２６に記載の方法。
31. 前記第１のコンベヤから前記下流の目的地点へ送出される製品は通常、前記外側経路から送出される、請求項２６に記載の方法。
32. 製品を前記内側経路から前記外側経路に運搬するさらなるステップと、それから製品を前記内側および外側経路間の中間経路上に集積するさらなるステップとを含む、請求項２６に記載の方法。
33. 通常は製品を最初に前記外側経路から、次に前記中間経路から、次に前記内側経路から前記下流の目的地点に運搬するさらなるステップを含む、請求項３４に記載の方法。
    

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