JP6754692B2 - パッケージング容器を輸送するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は輸送システムに関し、特に、液体または半液体をパッケージングする機械において使用するのに適した輸送システムに関する。

パッケージング容器内への液体の、特にパッケージング容器内への液体および半液体食品のパッケージングの分野では、二つの手法のいずれかを使用するのが一般的である。第１のものはコンベアシステムを使用することであり、この場合、パッケージング容器はコンベアのスロット内に配置され、そして間欠的に前方に移動させられる。各停止位置において、パッケージング容器の殺菌、パッケージング容器の充填、パッケージング容器の密封、パッケージング容器の折り畳み等の処理を実施できる。この技術は、一般に、本願出願人によるTetra Rex容器およびTetra Top容器といった、ペーパーラミネートからなるパッケージ内に飲料を充填する際に使用される。第２の技術は、ペットボトルの場合に、そのネックリングによってパッケージング容器を把持し、そしてそれが充填機械を通る連続した動作を追従することを可能とすることを含み、この場合、パッケージング容器の送り出しは、充填プロセスの重要な部分の間、スターホイールと、このスターホイール間の引き渡しによって保証される。このコンテクスト内で、液体または半液体をパッケージングするプロセスは、一般に、パッケージング容器内に製品を充填するだけでなく大気に対してパッケージング容器を密閉する実際のステップを含む。なぜなら、これは充填プロセスの重要な部分であるからである。さらに、パッケージング容器の殺菌もまた充填プロセスの一部を形成してもよい。なぜなら、これはまた信頼性の高い最終製品を保証するキー部分であるからである。パッケージング食品の領域はまた、最終折り畳みおよび一般にパッケージング機械において実行されるその他の作業を含む。

本発明およびその実施形態は、充填プロセス全体を通してパッケージング容器の信頼性の高い輸送を可能とする輸送システムを提供することを目的とする。本システムは、コスト効率的であり、かつ、信頼性が高く、かつ、パッケージング容器の繊細な位置合わせを保証する。さらに本システムは、特に連続的な充填プロセスのために適合されており、ここで、パッケージング容器は、充填機械を通りかつ実施される処理ステップのそれぞれを通って連続的に移動する。

上述した効果の一部または全てを達成するため、本発明は、一連の処理ステップを経てパッケージング容器を輸送するための輸送システムを提供し、当該輸送システムは、ガイド要素および少なくとも一つの駆動要素を含む経路をたどる少なくとも一つのエンドレスコンベアを具備し、ベース要素が、エンドレスコンベアの長さに沿って割り当てられ、かつ、当該ベース要素はコンベアの長さに沿って連続的に調整可能な位置に解放可能に配置される。

ベース要素がエンドレスコンベアの長さに沿って連続的に調整可能であるという特徴は、本発明の重要な態様にとって可能因子である。と言うのは、それは、エンドレスコンベアの長さの周囲に自由にベース要素を配置することを可能とするからである。特定のベース要素がエンドレスコンベアを形成するループを閉じるために使用される実施形態が存在し、この特定のベース要素は、そうした連続的に調整可能な位置を持たず、むしろそれは接合部の位置に固定される。さらに、全ての実用的な目的のために、この単一の固定された要素の位置は本発明の目的の範囲内で連続的に調整可能と考えることができる。と言うのは、それは、どのように、残るベース要素を配置できるかに関して実際的な制限をもたらさないからである。動作中、ベース要素がエンドレスコンベアに関して固定的にまたは堅固に配置されることを知るのは重要であるが、これは許容範囲が非常に小さいので必要である。

本発明の装置（および方法）は、エンドレスコンベアがその経路に沿って配置され、（その使用位置にある間）使用中に予想される張力まで緊張させられることを可能とし、その後、ベース要素はミリメートルの数分の一以下の正確な位置に配置される。これは、動作条件が６０〜８０℃のあるいはそれ以上の温度を伴う場合に非常に重要である。

一つ以上の実施形態によれば、駆動要素はベース要素を受け取るためのリセスを備え、ベース要素は、このベース要素を介した駆動要素から輸送システムへの推進力の伝達のためにリセスと係合するよう設計される。

いくつかの好ましい実施形態では、ベース要素の位置はリセスと一致させられ、すなわちベース要素は、その位置が、特にピッチ（隣接するベース要素／リセス間の距離）に関してリセスと一致するように積極的に配置される。詳細は、本発明の方法の実施形態に関連して提示される。これは、ピッチ、すなわち隣接するベース要素間の距離ならびにベース要素の絶対位置の両方に関して、１ｍｍの数分の一を意味する、ガイド要素あるいは駆動要素にリセスを機械加工するツールのために利用可能な許容誤差と同じくらい小さい位置許容誤差をもたらす。特定の実施形態では許容範囲は０．０１ｍｍの小ささである。なぜなら、駆動あるいはガイド要素のリセスの機械加工をするツールは０．００１度の精度を有するからである。適切な許容範囲は約０．５ｍｍであってもよいが、性能が０．５〜０．１ｍｍ、さらには０．１ｍｍ未満であることから利益を得ることができる実施形態が存在する。パッケージング容器への印刷の施工、パッケージング容器へのラベルの付与、パッケージング容器への開封デバイスの配置、パッケージング容器の一部の折り畳み中といった、精密な位置決めの重要性が過大評価できない、いくつかの用途が存在する。目下、パッケージング機械においてたとえ必要とされなくても、本開示によって提供される増大した精度は、パッケージング機械のさらなる動作、極端な精度によって可能となる動作を包含するために利用可能である。

位置決めをさらに改善するために、駆動要素およびガイド要素はエンドレスコンベアあるいは二つ以上のエンドレスコンベアの位置決めのためのリセスを備えることができる。このようにして、ベース要素の垂直位置決めは同様に高度に制御されてもよい。一方が他方の上に載った状態で並列に配置された二つのエンドレスコンベアを用いることで、ベース要素の多数の取り付けポイントによって、エンドレスコンベアの長さ方向におけるさらに改善された安定性が提供される。これは詳細な説明において可視化される。

一つ以上の実施形態では、駆動要素が駆動ホイールであることが好ましく、そして別な実施形態では、ガイド要素もまたガイドホイールを備えていてもよい。

コンポーネントまたは機能要素の数を減らすために、ガイドホイールのリセスおよび駆動ホイールが、ベース要素を、そしてそれによって、充填（充填ノズルとの整列）、引き渡し（別のコンベアまたは引き渡しユニットとの整列）などといった処理ステップに関連してそれと関連付けられたパッケージング容器を位置決めするために使用されることが好ましい。

一つ以上の実施形態では、ベース要素は二部構成を有することが好ましく、二つの部分は、ネジ、ボルト、偏心レバーなどの取り付け手段の締め込みによって、エンドレスコンベアに対して締結されてもよい。

多くの好ましい実施形態では、二つのエンドレスコンベアが存在し、その上にはベース要素が配置され、これによって増大した安定性が提供される。

さらに、一つ以上の実施形態では、グリッパー手段がその輸送中にパッケージング容器を把持するために使用できるように、ベース要素はグリッパー手段あるいはグリッパー手段の配置のための結合手段を含むことが好ましであろう。

そうしたグリッパー手段は、一つ以上の実施形態では、経路の全体または一部に沿って増大した安定性が得られるように、外部フレームの対応するガイド手段と協働するよう配置された、ピン、フランジなどのガイド手段を備えてもよい。そうした「対応するガイド」手段は、カムトラック、溝、隆起等、あるいはその組み合わせから構成されてもよい。

さらに、少なくとも一つの方向に、例えば輸送方向に垂直な面内でグリッパー手段が回動することを可能とするために、グリッパー手段がベース要素に対して回動可能に取り付けてもよい。別な実施形態では、グリッパー手段は、より自由に回動することが可能とされてもよい。

ガイドホイールは別個のユニットとして設けられてもよいが、駆動ホイールは充填カルーセルの一部を形成することが好ましい。というのは、それはまた、輸送システムに対して駆動力を提供することとは別に、ベース要素を、そして充填ノズルに関して関連するグリッパー手段およびパッケージング容器を整列させる役割を果たすからからである。二重目的あるいは三重目的要素の概念は簡素さの観点から魅力的であり、しかも充填カルーセルは一般に最大数のリセスを有する充填機械のコンポーネントであろうために、伝達された駆動力は輸送システムの可能な限り最大の長さにわたって分配されるであろう。

本発明の別な態様によれば、それはまた、エンドレスコンベア上にベース要素を配置する方法に関するものであってもよい。当該方法は、
少なくとも駆動ホイール上の経路に沿ってエンドレスコンベアを配置するステップであって、駆動ホイールは、動作中、ベース要素を受け取るための固定リセスを有する、ステップと、
固定リセスの位置でエンドレスコンベアに沿ってベース要素を配置するステップと、
空の固定リセスが出現するように駆動ホイールを回転させるステップと、
固定されたリセスの位置にベース要素を配置するステップと、
ベース要素がエンドレスコンベアの全長に沿って配置されるまで上記を繰り返すステップと、を備える。

充填中の許容誤差は極めて小さく、そして引き渡し中、許容誤差はさらに小さいであろう。本発明のこの態様に係る本発明の方法は、輸送システムが使用される機械に関連して配置を直接較正することによって、いくつかの製造公差を相殺する。本発明のデバイスの実施形態の説明に再度関連して、固定位置を有する単一のベース要素が実際的制限を導入しないが特定のベース要素はリセス内に配置されるべき最初のものであるべきであることは上記説明から明らかである。

一つ以上の実施形態では、エンドレスコンベアは、充填ホイールの円周に関して接線方向に充填ホイールを離れる。

エンドレスコンベアが接線方向に充填ホイールから離れることを可能とすることによって、ベース要素によって運搬されるパッケージング容器は、（充填ホイールを離れる前の）求心加速度がある状態から（充填ホイールを離れた際の）加速力がない状態への移行を経験する。これは、充填されたパッケージング容器からの製品の飛散を最小限に抑える。これは、ある場合にはパッケージング容器が別なスターホイールのキャリアへと移送されることによって充填ホイールを離れ、したがって一方向の加速から本質的に反対方向への加速へと素早い切り替えを経験する既存のシステムに比べて、重要な利点である。この解決策はネックを経て充填されたパッケージに関する液跳ねに帰着し、そして開放底端部を経て充填されるパッケージ関して、この開口は非常に大きいので、さらにそうなることが予期される。

理論的には、本発明のシステムを使用することによって、さらに液跳ねを低減するために、パッケージング容器の内部で変位した流体を「捕捉」するための形状とされた湾曲に沿ってパッケージング容器（エンドレスコンベア）が充填ホイールを離れることを可能とすることができるであろう。可能性ではあるが、そうした解決策はエンドレスコンベア、充填された製品および充填されていない製品の速度に依存するであろうし、それは不必要に複雑な解決策と見なされるべきである。

接線方向に充填ホイールを離れた後、エンドレスコンベアは、そこでパッケージング容器が密封される密封ユニットに到達するまで直線経路に沿って移動することが好ましい。密封ステップの後に液体飛散のリスクが排除される。

一つ以上の実施形態では、ベース要素は、それらがグリッパー手段を解放可能カップリング内に受けることができるように、カップリング部分を備えることができる。カップリング部分の存在は、例えば、さまざまなサイズのパッケージング容器、スリーブ部分においてあるいは（ネックリングの下方といった）ネック部分において把持されたパッケージング容器等の輸送に対応するために、さまざまなグリッパー手段の多用途使用を可能とする。それについてベース要素が左ターンならびに右ターンを可能とすることが好ましい先の実施形態に関して、ベース要素と駆動ホイールまたはガイドホイールとの間の係合が妨害されないように、カップリング部分をベース要素の上側あるいは下側端部付近に配置することが好ましいであろう。

一つ以上の実施形態では、カップリング部分は、ベース要素とグリッパー手段との間のヒンジ式結合を可能とする。より具体的な例は、グリッパー要素がエンドレスコンベアに対して取り付け可能なベース要素を備え、かつ、グリッパーセグメントがベース要素に回動可能に取り付けられ、グリッパーセグメントがパッケージング容器を把持するために使用されるグリッパー要素を備えることであろう。

この構成を使用することによって、グリッパー手段に関して１自由度を導入することが可能である。この直接の効果は、グリッパー手段を、そしてこれによってさまざまな処理ステップの間に関連するパッケージング容器を傾けることができることである。例えば、求心効果を調整するために、充填中に半径方向内向きにパッケージング容器を傾けることが可能である。続いて、それが（わずかに増大した重力を伴って）静止フィラーで充填されたかのようにパッケージング容器を充填することが可能となり、液跳ねおよび発泡が抑えられる。関連する実施形態では、旋回運動が輸送方向と直交する平面に制限されることが好ましい。これは、実施形態の詳細な説明においてさらに詳しく言及する。

（ベース要素およびグリッパー手段を備える）二部分グリッパーを持つことには、いくつかの利点があるが、本発明は、エンドレスコンベアに対する取り付けおよびパッケージング容器の把持の両方の役割を果たす単一の要素の使用を排除しない。これまで使用された用語と合致するために、そのような実施形態では、ベース要素は両方の役割を提供すると言われてもよく、すなわちそのような組み合わされた要素は、本出願において説明するようなベース要素の特性を有し、そしてこれに加えて、それはパッケージング容器を把持する能力を有する。ベース要素およびグリッパー要素は機能要素であり、そのそれぞれは、それらがその機能を実行するために必要な多数のコンポーネントを備えていてもよいことを理解されたい。一例。

本実施形態の目的のために、グリッパー要素のガイド手段、例えばガイドピンは、充填中に傾斜をガイドするように一つ以上のカム曲線と協働することができる。一つ以上の関連する実施形態では、カム曲線は、（充填ホイールが水平面内で回転する基準システムにおいて）垂直位置でシフトされてもよい。これは、充填ホイールの回転速度に対する傾斜に対応するように、充填中の傾斜を容易に変化させるために使用することができる。例えば、半径方向外側カム曲線は半径方向内側カム曲線に関して上方にシフトすることができ、半径方向内向きの傾きが生じる（すなわちバンクターン）。充填中、これは特に望ましいが、例えば充填されたパッケージング容器のために横方向の加速度を相殺またはを最小化するために、機能がそれ以外のターンにおいて使用されてもよい。

一つ以上の実施態様において輸送システムは、パッケージング容器が殺菌デバイスにおいて処理された後に輸送システムに配置されるという意味で、殺菌デバイスの後で、パッケージング容器をピックアップする。輸送システムは、その後、パッケージング容器が確実に密封されるまでパッケージング容器と接触した状態のままであり、その後、パッケージング容器は、さらなる処理のために送り出されてもよく、輸送システムは、最初に戻るようにガイドされる（エンドレス構造である）。

別な実施形態では、輸送システムは同様に、この輸送システムが殺菌デバイスの一端においてパッケージング容器を供給し、そして滅菌デバイスの他端において、再度、それらをピックアップするように、殺菌デバイスの前にあるセグメントを含むことができる。

一つ以上の実施態様では、輸送システムは、さらなる処理へとパッケージングデバイスを引き渡す前に、充填デバイスおよび密封デバイスを経て、滅菌デバイスからパッケージング容器を輸送するよう構成される。

一つ以上の実施形態では、輸送システムは、左および右への湾曲に追従するように構成されることが、すなわち左ターンおよび右ターンにおいてガイドホイールに追従するよう構成されることが好ましい。これを可能にする特徴は、エンドレスコンベアがフレキシブルであり、かつ、グリッパー要素、特にそのベース要素がその外観および左ターンならびに右ターンの間の挙動において対称であることである。これは重要ではない。というのは、ガイドホイールは、それらが左ターンあるいは右ターンを提供すべきかどうかに依存して異なる方式で設計することができるからであり、そしてまた、一方向のみのターンを生じるただ二つのホイールを備えた実施形態が存在する。しかしながら、その他の要件によって妨げられない場合、均一な設計を有する利点が存在する。一実施形態を詳細な説明において例示する。

一つ以上の実施形態では、エンドレスコンベアはある長さのフレキシブルラインを備え、その端部は結合要素によって互いに接続される。エンドレスコンベアにおける張力の微調整を可能としながら、例えば張力の変化あるいは摩耗による有効長さの変化を補償するために、エンドレスコンベアの有効長さが調整可能であるように、結合要素は調節可能な結合を可能にすることが好ましい。

一つ以上の実施形態では、エンドレスコンベアは、プラスチックケーシング内にフレキシブルな金属ワイヤを備える。一例では、フレキシブルな金属ワイヤは２ｍｍの直径を有するステンレススチール製マルチスレッドワイヤであり、かつ、ケーシングは５５°ショアＤの硬度および９．５ｍｍの直径を有するポリエステルエラストマーであり、別な実施形態では、それはポリウレタンエラストマーであってもよい。必要な場合、全ての材料は、ＦＤＡ承認済（または対応する承認）であるべきである。このタイプの輸送は、食品業界での用途に十分に適して外面を依然として有する、十分な強度を備えたエンドレスコンベアを提供する。エンドレスコンベアの特定のタイプは、いくつかの有益な特徴を有するが、用途の種類に応じて、同様に使用することができる多数の別なものが存在する。

本発明のさまざまな態様が独立請求項に記載されているが、本発明のその他の態様は、特許請求の範囲において明記された組み合わせだけでなく、説明される実施形態および／または独立請求項の特徴を備えた従属請求項からの特徴の組み合わせを含み得る。

本発明の第１実施形態の概略平面図である。 本発明の第２実施形態の詳細斜視図である。 コネクター要素を含むコネクター機構の分解図である。 本発明の実施形態で使用することができる変形例に係る輸送システムによって運ばれるパッケージング容器の概略図である。 本発明の実施形態で使用することができる変形例に係る輸送システムによって運ばれるパッケージング容器の概略図である。

図１の概略平面図は、充填機械に配置されたように、本発明の第１実施形態に係る輸送システム１００の基本的なレイアウトを示している。ピックアップ位置Ｉが存在し、そこでパッケージング容器は輸送システム１００に導入され、そしてそこからパッケージング容器が充填位置ＩＩ、本実施形態では充填カルーセルへと輸送される。領域ＩＩでは、駆動要素として作用する駆動ホイールが示されており、以下で説明するように、充填カルーセルの一つの充填ステーションが各リセスのためにかつそれと整列状態で配置されている。駆動ホイール（したがって、充填カルーセル）の円周に対して接線方向に充填カルーセルを離れた後、パッケージング容器は密封位置ＩＩＩへと輸送され、その後、それらは、その後の取り扱いへと引き渡される。

これらの目的のためにエンドレスコンベア１０２が、ガイドホイール１０４の形態のガイド要素および駆動ホイール１０６の形態の駆動要素によってガイドされて、閉じた経路に沿って延在する（本実施形態ではただ一つの駆動ホイールが使用されており、そしてそれは、それを駆動／推進するだけでなく、輸送システムをガイドする）。ベース要素１０８がエンドレスコンベア１０２の周囲に沿って割り当てられており、そしてベース要素１０８は、今度は、補助装備の取り付けのための取り付け位置／結合機構１１０（図２）を有していてもよい。

駆動ホイール１０６ならびにガイドホイール１０４は、ベース要素１０８が係合状態で嵌合するリセス（固定リセス）１１２ならびにエンドレスコンベアを収容する一つ以上の周方向溝（図１には図示せず）を備える。ベース要素１０８に配置されたパッケージング容器のための典型的な処理ステップは、いくつかを挙げれば、それらが殺菌され、それらが充填され、そしてそれらが密封されることであってもよい。ベース要素１０８がリセス１１２に係合的に嵌合する本構成は、ベース要素１０８の、したがってベース要素１０８によって直接または間接的に支持されるパッケージングデバイスの繊細な位置決めを可能とし、これは上記処理工程中の独特の利点である。これをさらに説明する一例は、駆動ホイール１０６は好ましくは充填カルーセルに対してそれと同心状に堅固に接続されてもよいということである。これによって、充填中の充填ステーションに関連したベース要素の位置は常に申し分ないことになる。リセス１１２が位置決めのために既に使用されているか／望まれるので、それらはまた推進のために使用されてもよい。輸送システム１００全体は、ベース要素１０８に作用する駆動ホイール１０６によって駆動されてもよく、同ホイール１０８は、既に、例えば充填中、ベース要素１０８を位置決めする役割を果たしている。これによって追加の駆動手段の必要性はない。駆動ホイール１０６は、負荷および速度に応じて、適切なモーターによって駆動することができ、そして駆動部に直接接続されても、あるいはギアのセット、ベルトまたはその他の同様の手段を介して接続されてもよい。駆動ホイール１０６は、ギアとして作用し、ベース要素１０８を介して輸送システム１００に対して推進力を伝達し、すなわち、各別個のベース要素は、それが駆動ホイールまたは対応する機構のリセスと係合するとき単一のギアとして機能する。負荷の集中を最小限にするためには最大直径を有するホイール上に駆動部を含むことが好ましいであろうし、これは、図示した充填システムに関しては、充填カルーセルに関連付けられたホイール１０６である。充填カルーセルのレイアウトは図１には詳細に開示されていないが、従来技術において利用可能な充填カルーセルのさまざまな例が存在し、そして本発明は充填システムなどの細部に関係しないので、そうした細部情報は不要であると考えられる。

隣接するベース要素１０８間の距離（中心間または「ＣＣ」）はピッチと呼ばれる。ピッチはエンドレスコンベア１０２の長さの周囲で一定でなければならないことに注目すべきであり、また、エンドレスコンベア１０２の長さはピッチの整数倍でなければならないことに注目すべきであり、そうでなければ、ベース要素を一定ＣＣ距離で配置することができないであろうし、しかもベース要素１０８はリセス１１２と一致しないであろう。

リセス１１２の使用は、それ自体、いくつかの利点を有する。例えば、システムの時間的調整およびキャリブレーション（較正）が非常に簡単である。（殺菌、加熱、充填、折り込み、引き渡しなどといった）実施されるプロセスは、たとえ微調整中のある段階においてパッケージがもちろん含まれ得る場合であっても、リセスに関連して較正され得る。いったん較正が実施されると、リセス１１２によってベース要素１０８が位置決めされる限り、動作はスムーズに実行される。これは、デリケートな較正処置および付加的なタイミングベルトを必要としない、ベース要素１０８を持たないエンドレスコンベア１０２で始まる別な方法でも作動し得る。なぜなら、システム自体は以下の方法でこれを実現するからである。エンドレスコンベア１０２に対してベース要素１０８を最初に取り付けるとき、（最大量のリセスを有する）駆動ホイール１０６あるいはその他のガイドホイール１０４はテンプレートとして使用されてもよい。このことは、図２のもう少し詳細な図を観察することでより容易に理解される。エンドレスコンベア１０２は機械のその経路内に配置されてもよく、そしてそれを位置決めするために駆動ホイール１０６に周囲溝１１４が存在してもよい。その後、ベース要素１０８は一つずつ配置され、リセス１１２によって位置決めされ、そしてそれらがリセスによって位置決めされるようにエンドレスコンベア１０２に締結される。このようにして、最初に配置されたベース要素１０８は、残りの全ての位置を決定し、そしてホイール１０４／１０６においてエンドレスコンベア１０２を送り出すことによって、コンベア１０２全体がベース要素１０８によって占有されるまでプロセスが繰り返され得る。この操作を実施するための実際的な手法は、まずエンドレスコンベア上にスライド可能に、いくつかのベース要素１０８を配置し、その後、徐々にエンドレスコンベアを送り出し、そしてそれらがホイール１０４／１０６のリセス内に配置されるようにベース要素１０８を配置しかつ締結することである。エンドレスコンベアの有効長さが重要であり、したがってガイド要素（ホイール）および駆動要素（ホイール）の位置決めは同様にデリケートであることは明らかである。しかしながら、これらのパラメータは容易に計算され、いったんそれが確定されると、別なデリケートでかつ重大な較正は、多かれ少なかれ、自動的に達成される。

特定の実施形態ではプロセスは以下の通りである。エンドレスコンベアのための原料は正確な長さに切断され、そして端部においてゴムまたはプラスチックのシースが内部ワイヤまたはコードが露出するように除去される。Ｔ−コネクター１２８（図３参照）がワイヤ上に通され、適所に溶接される。Ｔ−コネクター１２８は、それがＴ−コネクターを受けることができるように特定の設計を有するベース要素１０８に配置され、このベース要素は、図４に示すようなコネクター要素１１６と呼ぶことができ、そしてエンドレスコンベアの長さを調整する必要がある場合、Ｃ−シム１３０（Ｃ字形シム）が最も明白な方法で介在させられる。コネクター要素１１６は続いて組み立てられ、したがってエンドレスコンベアが形成されるが、このコンベアはパッケージング機械の経路内に配置され、残りのベース要素１０８によって完成する。修理あるいはメンテナンス中、あるいはその他の理由のために、コンベアの自由端部が結合される前に、エンドレスコンベアをその経路内に配置することが好ましいであろう。

エンドレスコンベア１０２の長さは容易に計算され、そしてそれは実際には閉ループとして製造することができ、実際的な理由によって、それはコネクター要素１１６を含むことが好ましい。コンベアの自由端部を結合し、したがってエンドレスコンベア１０２を形成するコネクター要素１１６を有することにより、例えば既に説明したようにしてエンドレスコンベア１０２の有効長さを微調整することができるように、緊張機能を持たせることも可能である。エンドレスコンベア１０２の有効長さを変化させることにより、その張力は変更可能であり、そして長さのバランスをとることによって所定の圧力を達成することができる。実際には、エンドレスコンベアの長さ、あるいはむしろその経路の長さは、この長さは（後述する）ピッチによって固定されるので、可変パラメータではない。

ベース要素１０８を伴って得られたエンドレスコンベア１０２は、コンベアとホイールとの間の、ならびにホイール間の同期は予測可能でかつ一定であるので、それ自身のタイミングベルトを構成する。簡単に言うと、本解決策は、同じ駆動部に接続された可動コンポーネント間のゼロドリフトをもたらす。何らかの理由で、駆動ホイールあるいはガイドホイールをテンプレートとして利用することが望まれない場合、設置目的のみのために使用されるべき直線（または湾曲）設計の別個のテンプレートが設けられてもよい。そうした別個のテンプレートは、好ましくは、ベース要素１０８の位置決めのための多数のリセスを有するべきであり、数が多いほど、より好ましい。

図３は、実際、コネクター要素１１６を示しているが、それはベース要素１０８のいくつかの有益な特徴を記述するために使用することができる。通常のベース要素はＴ−コネクター１０８に適応する必要がないという事実は別として、それは非常に類似したデザインを有していてもよい。それは、互いに取り外し可能に取り付けられる（図３においてはネジ１３６によって、但し、その他の手段が代わりに使用されてもよい）二つ以上の部品１１８および１２０を有することができる。貫通孔１３８がエンドレスコンベア１０２の収容のために配置される。それらが長手方向に仕切りを有するように各貫通孔１３８を配置することによって、それらは、所定の位置に通されることなく、すなわち貫通孔を通過する自由端を有する必要性を伴わずに、エンドレスコンベアがその中に配置可能であるようにアクセス可能となる。図示する実施形態では、各貫通孔１３８は長手方向中心面に沿って分割され（長手方向は貫通孔の長さ方向を意味し、すなわちそれが貫通孔内に配置された際のエンドレスコンベアの長手方向に対応する）、部品１１８，１２０のそれぞれに半円筒形の溝を残す。ベース要素が互いに取り付けられたとき、溝は対向する関係となり、貫通孔１３８を形成する。貫通孔の寸法は、ベース要素の二つの部品が組み合わされたとき、それらが両者間でエンドレスコンベアを締め付け、これによってベース要素１０８をそれに対して取り付けるようなものである。

再び、その経路におけるエンドレスコンベアの配置を参照すると、一つ以上のガイドホイール１０４が移動可能に配置されてもよい。全てのガイドホイールは、それらはその目的を達成するために自由に回転できるので、明らかに移動可能に配置されるが、少なくとも一つは、輸送システムの組み立ておよび分解を容易にするために横方向への移動を許容するように配置されてもよく、これは、このコンテクストにおいて、移動可能が意味するものである。動作中のガイドホイール１０４の位置は、しかしながら、この位置がエンドレスコンベアのための経路長さを決定し、これが今度は上記ピッチによって繊細に設定されるので、高精度な位置であることに留意されたい。したがって、移動可能なガイドホイール１０４を動かすことは微調整を伴わない。移動可能なガイドホイールは、その経路に沿ってエンドレスコンベアを配置することを可能とする位置まで移動させられ、その後、移動可能なガイドホイールは固定位置へと戻るように移動させられる。この固定位置は、課題が与えられかつ類似の課題に精通した当業者には公知の適切な方法で停止要素によって保証されてもよい。

実際、エンドレスコンベアの所望の長さは、必要な経路長を計算することによって決定される。動作時のエンドレスコンベアにおける所望の張力（例えば５００Ｎ）を与えれば、関連する伸びは、エンドレスコンベアのために使用される材料のための仕様書から計算することができる。これを知ることで、そしてコネクター要素１１６（該当する場合）および関連コンポーネントによって占有される長さを知ることで、エンドレスコンベアの適切な長さが準備され、その経路の周りに張られる。エンドレスコンベアが閉ループとして提供されない実施形態では、その端部はコネクター要素１１６において接合される。この後、コネクター要素は（例えばシムを使用して）正確な張力が実現されるまで調整される。エンドレスコンベアが正確な経路をたどるので、その長さは完全に調整され、そしてベース要素１０８は、エンドレスコンベアの調整後に配置され、取り付けられてもよいので、その位置は影響を受けない。

ベース要素１０８の可能な設計が図２に示されている。二つの部品１１８，１２０から形成された中実円柱の全体的形状でベース要素１０８を提供することにより、それをエンドレスコンベア１０２に対して容易に締結（ボルト留めおよび摩擦による保持）することができる。設計は図４からより容易に理解され、コネクター要素１１６の内部は、コネクター１２８を嵌め込むために通常のベース要素とは僅かに異なっていてもよいが、全体構成は同じである。得られるベース要素１０８は、エンドレスコンベア１０２に対して対称的に配置され、それを左へあるいは右へとガイドするガイドホイール１０４との完全な適合性を与える。本実施例では、エンドレスコンベア１０２は、エンドレスコンベア１０２の長さ（あるいは長手）方向にベース要素１０８のための十分な安定性を保証する二つの要素１０２Ａおよび１０２Ｂを備える。というのは、ベース要素１０８に対するエンドレスコンベアの二つの取り付けポイントは、この長さ方向に、それが傾くのを防止するからである。このベース要素１０８は、その円形断面および非複雑な設計に関して有益な特徴を有するが、明らかに、そうしたベース要素を設計する別な手法が存在する。

図４Ａおよび図４Ｂの概略図を参照すると、ベース要素１０８に対して補助装備を取り付けるための結合手段あるいは結合機構１１０が示されている（これはまた図２に示されている）。そうした補助デバイスは、ほとんどの場合、パッケージング容器の位置決めのためのグリッパー要素が含むが、他のデバイスは除外されない。本実施形態では、輸送システム１００は、充填機械の第１の端部でパッケージング容器を把持し、そして充填機械の第２の端部でパッケージング容器が解放されるまで把持を維持する。この連続的な把持は、充填プロセスの優れた制御を実現する。グリッパー要素の正確なレイアウトは、その一つ以上の実施形態に係る本発明の利点の理解のために重要ではない。そうした図面は、充填処理中の、すなわちそれらがカルーセルフィラーの円弧に沿って移動している間のパッケージング容器１３２を示しており、これは、基本コンポーネントおよびそれらの機能がいったん説明された後に詳しく説明される液位１３４の挙動を説明する。本実施形態では、結合手段１１０は円で示されているが、図２の実施形態ではそれはネジ開口によって提供され、それに対して、グリッパー要素１２６などの補助装備が螺着させることができる。結合手段１１０は、明らかに、多かれ少なかれ複雑であってもよい。グリッパー要素１２６は、ガイド手段１２４を含んでいてもよく、例えばグリッパー要素１２６の位置あるいは傾きを固定するために使用することができるガイドピンまたはガイドフランジを備えることができる。先に述べたように、二つ以上のエンドレスコンベアの使用は、既に述べたように長手方向においてベース要素１０８を安定化させることができるが、特にベース要素１０８が、かなりの重量を有する充填されたパッケージング容器を運ぶとき、横方向における傾きもまた回避されるべきである。パッケージング容器は、１３４で示される充填された製品の液位と共に、参照数字１３２で大まかに示されている。横方向の安定性のために、図２にカムトラックとして、そして図４Ａおよび４Ｂにさらに大まかに示されたガイド機構１２２Ａ，１２２Ｂもまた存在する。カムトラック１２２Ａ，Ｂまたはカムトラックのセットはまた、グリッパー要素１２４の機能を発揮させるために使用することができる。そうした機能は本発明の一部ではないが、完全性のために、それは、平行に延在し、それぞれグリッパー要素１２４の機能に結合されたカム（またはピン）を案内する二つのカムトラックから構成されてもよい。カムトラックを開拡させるかあるいは収束させることによって、相対運動を生み出すことができ、今度はある動作に帰着する。例えば、ある動作は、パッケージング容器を解放するかあるいは把持するためにグリッパー要素を開閉することであってもよい。結合手段１１０がベース要素１０８の端部（図２に示す実施形態における上端または下端）の一方に配置されることが好ましく、あるいはそれは少なくとも関連する利点を有する。この位置は、それが邪魔にならないように、補助装備がベース要素１０８の上または下に、そして輸送システムの動作中にガイド手段あるいは駆動手段と係合するベース要素の一部の少なくとも外側に配置されることを可能とする。さらに、補助装備が、補助装備あるいはカップリングの一部が、左ターンあるいは右ターンの間にベース要素１０８と案内手段（例えばリセス１１２あるいはカムトラック１２２Ａ，Ｂ）との間の係合と干渉しないように、ベース要素１０８の結合手段と同じ側に配置されることもまた好ましい。実際、左ターンのみあるいは右ターンのみが使用されるシステムを持つことが予見でき、したがってこの選択は、絶対的な必要性であるというよりも、本実施形態に結び付けられる。

ガイドシステム（例えば、ガイドピンおよびカムトラック）の特定の使用が、充填ステップに関連して利用されてもよい。図１および図２に示されたシステムにおいて、充填は、ＩＩで示された領域における充填カルーセル内で実施され、この場合、充填ノズル（図示せず）が充填カルーセルの周囲を取り囲む複数の位置に配置される。一般的な技術が、通常、例えばボトル充填において使用され、詳細についてはさらに詳しく説明しない。特定の実施形態では、パッケージング容器が把持され、充填カルーセルを経て輸送される際に、適切な充填がなされ得るようにその開口が充填ノズルに関して適切な方式で整列させられるという意味で、各充填ノズルはリセス１１２と整列させられる。

カルーセルフィラーに関して、充填される製品は、それがノズルを離れるとき、いくつかのポイントにおいて拘束されない（すなわち求心力によって拘束されない）ので求心力は問題となることがあり、そして非拘束状態では、拘束回転運動を脱する物理的ボディがそうであるように、それは接線方向をたどる。回転速度、パッケージング容器までの距離等に応じて、パッケージング容器に対するインパクトのポイントは変化し得る。ノズルは、充填カルーセルが回転しないか第１の速度で回転する場合にスプラッシュおよび泡の発生を最小限に抑えた対称的充填のためにパッケージング容器と完全に整列させることができる。しかしながら、回転速度が変更される（回転を開始するか第１の速度とは異なる第２の速度で回転する）とき、充填パターンは歪められることがあり、スプラッシュおよび発泡の増大につながる。これはまた、第１の製品のための設定は第２の製品のために最適ではないかもしれないために、充填されるべき製品に依存し得る。本輸送システムは、比較的容易にこの問題を解決できる。ガイドシステム（１２２Ａ，Ｂ）（ピンおよびカムトラック、またはその他のカム／カムフォロアシステム）を使用することによって、図４Ｂに示すように、グリッパー要素１２４の傾きを調整することができる。それが充填カルーセルをたどるときエンドレスコンベアの各側に一つのカムトラックが存在する場合（例えば半径方向内側に一つのカムトラックおよび半径方向外側に一つのカムトラック）、これらのカムトラックは、エンドレスコンベア１０２の移動の面に対して垂直な方向に異なる高さで配置されてもよく、グリッパー要素はベース要素１０８に対してヒンジ式カップリング１１０によって結合されてもよく、これによってグリッパー要素は水平線に対して傾斜したポジションを呈するようになる。カムトラック１２２Ａ，Ｂの高さは可変であってさえよい。変動は、油圧システム、ガイド／サーボシステムまたは課題が与えられた当業者には明らかな他の適切な方法によって実行することができる。グリッパー要素によって運搬されるパッケージング容器の傾きは、したがって、パッケージング容器の基準システムにおいて、充填される製品が容器内に本質的に真っ直ぐに（または特定の充填パターンの達成に適したその他の方式で）落下するように、求心力を考慮して調整することができる。図４Ｂにおいて、これは対称的な液位１３４によって示されている。

充填プロセスを継続し、そしてまたパッケージング容器内に充填された製品の慣性に留意すると、液跳ねを最小限に抑えるために正または負の加速度（リタデーション）を回避するか少なくとも最小化することが好ましい。これを達成するために、図１に示されたもののような一つ以上の実施形態においては、パッケージング容器は、それが充填中にたどっている円に関連した接線方向に充填カルーセルを離れることが好ましい。なぜなら、これは、充填された製品が左拘束をたどろうとする方向であるからである。そのような経路の利点によって、それを経てパッケージが充填される開口部のサイズを増大させることができる。求心力を補償するためのパッケージング容器の傾きは、全ての製品および全ての速度において不要であるが、例えば求心力を考慮するためにパッケージング容器が傾斜させられている実施形態では、カムトラックは、パッケージング容器１３４が充填カルーセルを離れるとき、徐々にかつ滑らかに傾斜を減少させるように構成されてもよい。

図１において、そこでパッケージング容器を充填することが可能な位置（リセス１１２および対応するノズルなど）を規定するために充填ステーションの用語を使用して、各所与の時刻に、ある数の空の充填ステーションが存在することは明らかである。ある数の「デッド」充填ステーションが存在することになる。と言うのは、輸送システムが充填カルーセルに入り、出て行くことを可能とするためにある程度の余地が必要であるからである（図１の領域ＩＩ参照）。効率性の観点から、デバイスの使用を最大化するために、空の充填ステーションの数を最小限にすることが好ましい。輸送システム、エンドレスコンベア１０２および関連するベース要素１０８が鋭角であるいは曲線をたどって充填カルーセルを離れることを可能とすることによって空の充填ステーションの数を減らすことができ、そしてある実施形態に関して図１に示すような接線方向の出口の使用が好ましい場合でさえ、領域ＩＩは充填カルーセルの高い回転速度を可能とし、これは全体として充填機械の効率のために有益である。本実施形態では接線方向出口が好まれる。

いったん接線方向に充填カルーセルを離れると、輸送システム、したがってその中に配置されたパッケージング容器は、そこでパッケージング容器が密閉される密封ステーション（図１の領域ＩＩＩ）へと直線経路をたどる。さまざまな種類のボトルに関して、密封は開放端内へのキャップ（キャッピング）またはコルクの配置を伴ってもよく、そして紙ベースパッケージング容器に関して、それは、パッケージング容器の開放端の横断シールの配置を伴ってもよい。密封された後、パッケージング容器は輸送システムから取り出すことができ、そして輸送システムは、新たなパッケージング容器を受け取るためのピックアップ位置へと戻るその経路をたどることができる。一般的な解決策では、パッケージング容器は、折り込み（パッケージングラミネートから形成されたパッケージング容器の場合）、二次パッケージへの包装（例えばカートンまたは枠組箱）などといった、さらなる処理のために連続的な輸送システムへと引き渡される。連続した輸送システムは、本発明のものと、あるいはその実施形態と同じ種類のものであってもよく、そして引き渡しを実施する理由は、パッケージング容器が密封された後に必要とされるよりも充填機内部の衛生レベルが高く、したがって可能な限り最高の程度まで充填機械を分離させることが好ましいというものである。

この引き渡しならびにピックアップ中の引き渡しの間、状況に応じて、グリッパー手段は、解放あるいは把持動作を実施するためにカムまたはサーボモータによって制御することができる。本発明のシステムは、引き渡しを機械的に時間調整することを可能とし、高い信頼性と共に継続的かつ予測可能な性能を実現する。

本発明を一つ以上の好ましい実施形態を参照して説明してきたが（当該実施形態は本発明の完全な開示をなすためにかなり詳細に記述した）、そうした実施形態は単なる例示であり、限定あるいは本発明の全ての態様の網羅的列挙を体現することを意図していない。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ規定される。さらに、数多くの変更を、本発明の趣旨および原理から逸脱することなく、そうした細部に関して実施できることは当業者にとって自明である。

１００ 輸送システム
１０２ エンドレスコンベア
１０４ ガイドホイール（ガイド要素）
１０６ 駆動ホイール（駆動要素）
１０８ ベース要素
１１０ 結合手段
１１２ リセス
１１４ 周囲溝
１１６ コネクター要素
１１８，１２０ 部品
１２２Ａ，Ｂ カムトラック
１２４，１２６ グリッパー要素
１２８ コネクター
１３０ シム
１３２ パッケージング容器
１３４ 液位
１３８ 貫通孔

Claims (21)

1. 一連の処理ステップを経てパッケージング容器を輸送するための輸送システム（１００）であって、ガイド要素（１０４）および少なくとも一つの駆動要素（１０６）を含む経路をたどる少なくとも一つのエンドレスコンベア（１０２）と、前記エンドレスコンベアの長さに沿って割り当てられ、前記パッケージング容器を運搬するベース要素（１０８）とを具備し、
   前記少なくとも一つの駆動要素（１０６）は、前記ベース要素（１０８）を受けるためのリセス（１１２）を備え、
   前記ベース要素（１０８）は前記エンドレスコンベア（１０２）の長さに沿って任意の位置に開放可能かつスライド可能に取り付け及び再取り付けが可能であり、動作位置において前記ベース要素（１０８）は前記エンドレスコンベアに対して堅固に取り付けられて前記リセス（１１２）の位置と一致させられる、輸送システム。
2. 各ベース要素は、前記ベース要素の中心線が前記エンドレスコンベアの中心線と交差するように、前記エンドレスコンベア上に対称的に配置される、請求項１に記載の輸送システム。
3. 前記エンドレスコンベアは、垂直面内で互いに離間した状態で配置された二つのエンドレスワイヤを備える、請求項１又は２に記載の輸送システム。
4. 前記駆動要素は、前記エンドレスコンベアを受けるためのリセスを備える、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の輸送システム。
5. 推進力が、前記ベース要素を介して前記駆動要素から前記エンドレスコンベアへと伝達される、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の輸送システム。
6. 前記ベース要素は、パッケージング容器を把持するためのグリッパー手段を備える、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の輸送システム。
7. 前記ベース要素は、前記ベース要素に対する別個のグリッパー手段の結合のための結合部分を備える、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の輸送システム。
8. 前記ベース要素またはグリッパー手段は、前記エンドレスコンベアの前記経路の少なくとも一部に沿って、関連付けられたガイド機構と協働するよう配置されたガイド手段を備える、請求項３又は４に記載の輸送システム。
9. 前記ガイド手段は、カムトラックの形態のガイド機構に追従するよう配置されたガイドピンを備える、請求項８に記載の輸送システム。
10. 前記ガイド機構は、充填ステップの間、前記グリッパー手段を傾斜させるよう構成される、請求項８又は９に記載の輸送システム。
11. 前記処理ステップは、殺菌、充填および密封を含む、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の輸送システム。
12. 前記エンドレスコンベアの有効経路長（Ｌ）は、隣接するベース要素間のピッチ（Ｐ）の整数（Ｎ）倍、すなわちＬ＝Ｎ×Ｐである、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の輸送システム。
13. 前記ピッチは前記エンドレスコンベアの全延長にわたって一定である、請求項１２に記載の輸送システム。
14. 前記ピッチは、約±０．５ｍｍの許容範囲を有する、請求項１２又は１３に記載の輸送システム。
15. パッケージング容器を処理するための機械に、パッケージング容器のための輸送システムを配置するための方法であって、
    前記機械を通過する経路をたどる少なくとも一つのエンドレスコンベアを配置するステップであって、前記経路はリセスを有するガイド要素を含んでいる、ステップと、
    前記パッケージング容器を運搬するベース要素あるいはその少なくとも一部を前記リセス内に連続的に配置するステップと、
    隣接するベース要素間の正確なピッチを得るために前記ガイド要素を用いて前記エンドレスコンベアに対して前記ベース要素を取り付けるステップと、
    を備え、
    前記ベース要素は前記エンドレスコンベアの長さに沿って任意の位置に開放可能かつスライド可能に取り付け及び再取り付けが可能であり、動作位置において前記ベース要素は前記エンドレスコンベアに対して堅固に取り付けられて前記リセスの位置と一致させられる、
    方法。
16. 前記ガイド要素はガイドホイールまたは駆動ホイールによって提供され、かつ、前記ベース要素が配置されていないリセスを露出させると共に前記エンドレスコンベアに対するその後の取り付けのためにその中にベース要素を配置するために、前記ガイドホイールあるいは駆動ホイールを進行させるステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
17. 前記ベース要素を取り付ける前に、前記エンドレスコンベアにテンションを加えるステップをさらに備える、請求項１５又は１６に記載の方法。
18. 前記駆動ホイールから前記輸送システムへと駆動力を伝達するために前記ベース要素と前記リセスとの間の係合を利用するステップをさらに備える、請求項１６に記載の方法。
19. ベース要素として作用するコネクター要素によって、ある長さのコンベアの端部を結合することによって、少なくとも一つのエンドレスコンベアを準備するステップをさらに備える、請求項１５ないし請求項１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記ベース要素に対してグリッパー要素を配置するステップをさらに備える、請求項１５ないし請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 二つのエンドレスコンベアを配置するステップを備える、請求項１５ないし請求項２０のいずれか１項に記載の方法。

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