JP2005538009A - アイエスガラス製品成形マシン用スイープアウト装置およびスイープアウト方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 整合配列されたガラス容器（Ｃ）を、アイエスガラス容器成形マシンの口板（１２）から、口板上の容器配列に対して横方向に走行するコンベア（１４）にスイープアウト（一掃搬出）する装置および方法を提供することにある。
【解決手段】 本発明の装置は、約９０°の弧で揺動運動できる旋回部分（１６、１１６）と、該旋回部分により支持されかつ該旋回部分に対して往復運動できるヘッド（１８）と、該ヘッドにより支持された細長バー（２０）とを有し、該細長バーはこれから延びている、互いに間隔を隔てた複数のポケット形成フィンガ（２２）を備え、同軸状に配置されかつ独立的に作動できる第一および第二可逆回転電気モータ（２８、３０）と、第一電気モータ（３０）の環状出力軸（５６）に挿通された第二電気モータ（２８）の出力軸（３２）とを更に有している。

Description

本発明は、静止部材上の多数の整合物品を、該静止部材上の整合物品に対して横方向に移動するコンベアの走行部に搬送する方法および装置に関する。より詳しくは、本発明は、アイエス（Ｉ．Ｓ．：individual section）型ガラス成形マシンの口板(deadplate)上の新たに成形された多数の整合ガラス容器を、該ガラス容器を徐冷窯に搬送するコンベアの上方走行部に搬送する一掃搬出すなわちスイープアウト（sweepout）に関する。

本件出願人の所有する特許文献１（該特許文献１の開示は本願に援用する）に説明されているように、新たに成形されたガラス容器を、アイエスマシン（I.S. machine）の口板から容器の熱処理を行う徐冷窯に搬送するのに種々の装置および段階がある。このような方法に用いられる多くの装置のうち、スイープアウト装置は、整合された複数の容器（通常、２つ、３つまたは４つの容器）を、同時に、アイエスマシンの口板からマシンの無端コンベアの上方走行部に搬送するのに使用される。

例えば本件出願人の所有する特許文献２〜６（これらの各特許文献の開示は本願に援用する）には、従来技術によるアイエスマシンのスイープアウト装置が開示されている。これらの特許文献に開示されているようにまたはさもなくば既知のように、一般的なアイエスマシンのスイープアウトヘッドは水平方向に延びている細長バーを有し、該バーは、これから水平かつ横方向に延びている互いに間隔を隔てた複数のフィンガを備えている。各フィンガは、細長バーと協働して、全体としてＬ型の容器受入れポケットを形成している。

細長バーおよびこれから延びているフィンガを備えたヘッドには、原動機（これまでは、通常、空気圧シリンダ）が２つの運動を付与している。これらの運動のうちの第一運動は往復運動（reciprocating motion）であり、該往復運動の第一部分は、細長バーおよびそのフィンガを、口板上の容器に接触しない位置から、口板上の容器と係合する位置へと移動させる機能を有している。他の運動はヘッドへの９０°揺動運動（90°oscillating motion）であり、該９０°揺動運動の第一部分は、口板上の容器をマシンのコンベアの上方走行部へと搬送する。次に、往復運動の第二部分として、細長バーおよびそのフィンガが、マシンのコンベア上の容器とは係合しない位置に後退され、容器がコンベアにより成形マシンから運び去られることができるようにする。また、９０°揺動運動の第二部分として、細長バーおよびそのフィンガを備えたヘッドがその原位置に戻され、工程の反復を開始する準備が整えられる。ガラス容器スイープアウトヘッドの両所要運動を行わせるのに、これまで、通常、空気圧シリンダが使用されてきたが、スイープアウト・プッシャ機構の往復運動を付勢する空気圧装置を特に開示する特許文献７は、その第１３欄、第４５〜５０行目において、このような目的のためにステッピングモータを使用できることを文言のみで開示している。また、特許文献８は、スイープアウトヘッドを揺動運動させる動力としてステッピングモータを使用することを教示しているが、プッシャアームを往復運動させる動力としては油圧モータを使用することを教示している。

しかしながら、スイープアウトヘッドフィンガ支持バーの揺動運動または往復運動の動力として空気圧シリンダを使用すると、或る作動上の欠点が生じる。プッシャヘッドの往復運動または揺動運動のタイミングの正確な制御は達成が困難であり、アイエスマシンの他の運動に対してプッシャヘッドの運動を正確にタイミングさせる上で問題が生じる。また、例えばマシンが大きい容器または小さい容器を製造するように修正を要する場合に、両スイープアウト空気圧シリンダのタイミングを修正することは達成が困難であり、空気圧駆動されるスイープアウトヘッドの速度を、伸長／後退運動の開始時および終時に制御することは困難である。

米国特許第６，０７６，６５４号明細書（Leidy） 米国特許第３，７９５，５０３号明細書（Perry） 米国特許第４，１６２，９１１号明細書（Malloy） 米国特許第４，１９９，３４４号明細書（Mumford等） 米国特許第４，２２２，４８０号明細書（Perry） 米国特許第５，９０４，７４５号明細書（Nafziger等） 米国特許第５，４２９，６５１号明細書（Bolin） 米国特許第５，１２５，４９９号明細書（Saathoff等）

従って、本発明の目的は、複数の物品を固定位置から移動コンベアへと搬送する方法および装置であって、必要な全ての運動が、位置が固定された可逆回転電気モータを動力として遂行される構成の方法および装置を提供することにある。より詳しくは、本発明の目的は、作動温度が大気温度より幾分高いガラス容器成形マシンの近傍で使用するのに好適な、上記特徴を有する方法および装置を提供することにある。

従来技術によるアイエスマシンのスイープアウトに関連する上記および他の問題を解消するため、本発明によれば完全電化スイープアウトが提供される。本発明のスイープアウト装置は、垂直方向に配置された１対の可逆回転電気モータを有し、各モータはＡＣサーボモータが好ましい。両モータは同軸状に整合しており、往復運動を遊星歯車駆動装置を介してスイープアウトヘッドに付与する下方モータの出力軸は、揺動運動をスイープアウトヘッドに伝達する上方モータの環状出力軸を通って延びている。上下の両モータの出力軸は、相対回転することができる。上下モータの取付け位置は固定されているので、モータの配線に、動力源に対するモータの移動に順応させるピグテールを設ける必要がない。また、適当でない高温環境内での長時間作動を可能にするのに望まれるモータ冷却用オイルラインを可撓性部品にする必要がない。また、スイープアウトヘッドの下にモータを配置することにより、モータが曝される温度を幾分低下できる。

本発明およびその目的を更に良く理解できるように、添付図面を参照して本発明を以下に詳細に説明する。
本発明によるスイープアウト装置の全体が、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃおよび図２において参照番号１０で示されている。スイープアウト装置１０は、アイエスマシンの口板１２上の新たに成形された複数の整合ガラス容器Ｃを、（マシンの）搬出コンベア１４の移動する上方走行部に同時に搬送するのに使用される。当業界で知られているように、容器Ｃは、次に、コンベア１４により徐冷窯（図示せず）に搬送され、容器Ｃの残留応力を緩和すべく熱処理される。コンベア１４は口板１２に対して横方向に延びており、このため、口板１２からコンベア１４へと容器Ｃを搬送するには、容器Ｃがコンベア１４に搬送されるときに容器を９０°だけ回転させて、容器が口板１２上にあったときと同様にしてコンベア１４上で互いに整合させる必要がある。このため、スイープアウト装置１０には旋回部分１６が設けられており、該旋回部分１６は、図１Ａの位置から図１Ｃの位置までの移動を含む９０°の弧に亘って反復揺動運動する。また、旋回部分１６には反復往復運動するスイープアウトヘッド１８が設けられており、該スイープアウトヘッド１８の往復運動経路は、図１Ａの位置から図１Ｂおよび図１Ｃの位置への移動および図１６の位置への戻りを含む。

スイープアウトヘッド１８は水平方向に延びている細長いバー２０を有し、該バー２０は、これから横方向に延びている互いに間隔を隔てた複数のフィンガ２２を備えている。各フィンガ２２は、バー２０と協働して容器Ｃを受入れるポケットを形成する。バー２０から延びているフィンガ２２の数は、口板１２上の容器Ｃの数と同じである。細長バー２０は、旋回部分１６に対して往復運動する、互いに間隔を隔てて水平方向に延びているロッド２４に取付けられている。ロッド２４は、より完全に後述するように、スイープアウトヘッド１８のバー２０を、図１Ａの位置（この位置では、容器Ｃはスイープアウトヘッド１８のポケット内に係合しない）から、図１Ｂおよび図１Ｃの位置（これらの位置では、容器Ｃはスイープアウトヘッド１８のポケット内に係合される）へと往復運動させる。容器Ｃを図１Ａの位置から図１Ｃの位置に搬送した後、スイープアウトヘッド１８が後退され、容器Ｃがコンベア１４により運び去られるようにする。次に、スイープアウト装置１０の旋回部分１６が図１Ｃの位置から図１Ａの位置へと逆方向に回転され、口板１２上の新しい容器Ｃの配列についてスイープアウトサイクルの反復を開始する。図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、スイープアウトヘッド１８には４つの容器受入れポケットが設けられている。これは、各アイエスマシンセクションで４つの容器を同時に製造するアイエスマシン（しばしば、「カッド（quad）」マシンとして説明される形式のマシン）に適した構造である。もちろん、アイエスマシンは、各アイエスマシンセクションで３つの容器を同時に製造する「トリプル・ゴブ」マシンまたは各アイエスマシンセクションで２つの容器を同時に製造する「ダブル・ゴブ」マシンにも適合できることも知られている。このような場合、トリプル・ゴブマシン用スイープアウト装置１０には、３つのみの容器受入れポケットを備えたスイープアウトヘッドを設け、ダブル・ゴブマシン用スイープアウト装置１０には、２つのみの容器受入れポケットを備えたスイープアウトヘッドを設けることができる。

スイープアウト装置１０は、旋回部分１６の下に位置しかつ該旋回部分１６と整合している静止ハウジング２６を有している。ハウジング２６内には、第一および第二可逆回転ＡＣモータ２８、３０（各モータは、正確な制御が可能なサーボモータが好ましい）が、互いに垂直方向に同軸状に整合して配置されている。モータ３０の下に配置されたモータ２８は、間隔を隔てて配置されたベアリング３４、３６により回転可能に支持された出力軸３２（図４）を駆動する。出力軸３２には減速遊星歯車セット４２（図７）の短軸３８（図３）が締り嵌めまたは挿入されており、ベアリング３９により回転可能に支持された短軸３８が減速遊星歯車セット４２の太陽歯車４０を駆動する。遊星歯車セット４２は互いに間隔を隔てた複数の遊星歯車４４を有し、太陽歯車４０により駆動されるこれらの遊星歯車４４は、リングギヤ４６の内歯面と係合している。リングギヤ４６は軸延長部４８のカップ型部分４８ａの内部に固定されており、軸延長部４８は、スイープアウト装置１０の旋回部分１６内に延びておりかつ該旋回部分１６に対して回転できるようにベアリング４７、４９により回転可能に支持されている。遊星歯車セット４２は、軸３２の回転速度に対して軸延長部４８の回転速度を大きく減速（例えば約１：５）させる機能を有している。このような遊星歯車セットは、Mectrol Inc.社からの製品として入手できる。

軸延長部４８は駆動歯車４５を支持しており、該駆動歯車４５はセクタギヤ５０（図６）を駆動する。セクタギヤ５０は軸５１（図５）の回りでヘッド１６に対して枢動できるように取付けられており、かつ該セクタギヤ５０上に固定されていてセクタギヤ５０と一緒に枢動するアーム５３（図３、図５および図６）を有している。モータ２８の可逆回転により揺動運動される軸延長部４８の弧状運動によりフォロワ５２の可逆運動が引起こされる。フォロワ５２はアーム５３から延びておりかつロッド２４が取付けられたブラケット５６内のスロット５４内に配置されている。かくして、モータ２８の可逆回転により、ロッド２４はバー２０およびフィンガ２２と一体的に伸長および後退し、図１Ａに示す位置と図１Ｂに示す位置との間を移動する。この運動は、事実上バックラッシなく行われる。
ＡＣモータ３０は出力軸５６を有し、該軸５６は互いに間隔を隔てたベアリング５８、６０により回転可能に支持されている。出力軸５６は環状構造をなしており、該出力軸５６内に出力軸３２が挿通されており、従って両出力軸３２、５６は互いに独立して回転できる。

図３に最も良く示すように、軸５６には、ねじ６４により環状ハウジング６２が固定されており、該環状ハウジング６２には、スイープアウト装置１０の旋回部分１６の一体底板６６がねじ６８により固定されている。かくして、モータ３０により可逆弧状運動が軸５６に伝達され、この運動により、スイープアウト装置１０の旋回部分１６が図１Ａおよび図１Ｂの位置と図１Ｃとの間で揺動運動される。また、この運動は、モータ２８によりスイープアウトヘッド１８に伝達される伸長／後退運動に対して制御されなくてはならない。なぜならば、両運動が一緒に行われ、旋回部分６が揺動運動している間にこのような伸長／後退運動をスイープアウトヘッド１８に伝達しなければならないからである。

前述のように、スイープアウト装置１０は、稼動中に移動させる必要がないハウジング２６内のモータ２８、３０を使用している。かくして、このようなモータへの配線（図示せず）を固定でき、これにより、比較的高温の作動環境内でのこれらのモータへの可撓性または伸縮性配線の使用の必要性を回避できる。このような配線は、ユニットとしてスイープアウト装置１０の迅速着脱が行えるプラグ・イン迅速着脱型の配線で構成できる。また、モータ２８、３０のハウジングは稼動中に移動させる必要がないので、モータ２８、３０を所望通りに容易にオイル冷却できる。なぜならば、この目的のためのクーラント入口ラインおよび出口ラインを可撓性をもつものとする必要がないからである。いずれにせよ、モータ２８、３０をヘッド１６の下に配置することによって、モータ２８、３０が受ける温度を、ヘッド１６が受ける温度よりも幾分低下させることができる。

図８〜図１１の実施形態では、図１〜図７の実施形態の構成要素と少なくとも機能において同じである構成要素は図１〜図７の実施形態に使用した参照番号に１００を加えた参照番号で示され、下２桁は、図１〜図７の実施形態の２桁と同じである。
図８〜図１１の実施形態によるスイープアウト装置は、その全体が図８において参照番号１１０により示されている。スイープアウト装置１１０は、スイープアウト装置１０と同様に、アイエスマシンの口板上の新たに成形された複数の整合ガラス容器を、（マシンの）搬出コンベアの移動する上方走行部に同時に搬送するのに使用される。当業界で知られているように、搬出コンベアは、容器を徐冷窯（図示せず）に搬送し、容器の残留応力を緩和すべく熱処理される。スイープアウト装置１１０には旋回部分１１６が設けられており、該旋回部分１１６は９０°の弧に亘って反復揺動運動される。旋回部分１１６には反復往復運動するスイープアウトヘッド１１８が設けられており、該スイープアウトヘッド１１８の往復運動経路は、図１〜図７の実施形態におけるスイープアウトヘッド１６の往復運動経路と同じである。

スイープアウトヘッド１１８は水平方向に延びている細長いバー１２０を有し、該バー１２０は、これから横方向に延びている互いに間隔を隔てた複数のフィンガ１２２を備えている。細長バー１２０は、旋回部分１１６に対して往復運動する、互いに間隔を隔てて水平方向に延びているロッド１２４に取付けられている。ロッド１２４は、より完全に後述するように、スイープアウトヘッド１１８のバー１２０を往復運動させる。
スイープアウト装置１１０は、旋回部分１１６の下に位置しかつ該旋回部分１１６と整合している静止ハウジング１２６を有している。ハウジング１２６内には、第一および第二可逆回転ＡＣモータ１２８、１３０（各モータは、正確な制御が可能なサーボモータが好ましい）が、互いに垂直方向に同軸状に整合して配置されている。モータ１３０の下に配置されたモータ１２８は出力軸１３２を駆動する。

図８〜図１１の実施形態は、主として図９〜図１１に示す構造の点で図１〜図７の実施形態とは異なっており、この構造では、軸延長部１４８が駆動歯車１４５を支持し、該駆動歯車１４５がセクタギヤ１５０を駆動する。セクタギヤ１５０は短軸１５１（図１１）の回りでヘッド１１６に対して枢動できるように取付けられており、かつ該セクタギヤ１５０上に固定されていてセクタギヤ１５０と一緒に枢動するアーム１５３を有している。モータ１２８の可逆回転運動により揺動運動される軸延長部１４８の弧状運動によりスリーブ１５２の可逆運動が引起こされる。スリーブ１５２はアーム１５３から延びており、かつロッド１２４が取付けられたブラケット１５６に取付けられたロッド１５４を摺動可能に包囲している。かくして、モータ１２８の可逆回転により、ロッド１２４はバー１２０およびフィンガ１２２と一体的に伸長および後退し、バー１２０の最内方位置と最外方位置との間を移動する。この運動は、事実上バックラッシなく行われる。

前述のように、スイープアウト装置１１０は、稼動中に移動させる必要がないハウジング１２６内のモータ１２８、１３０を使用している。かくして、このようなモータへの配線（図示せず）を固定でき、これにより、比較的高温の作動環境内でのこれらのモータへの可撓性または伸縮性配線の使用の必要性を回避できる。このような配線は、ユニットとしてスイープアウト装置１１０の迅速着脱が行えるプラグ・エンド迅速着脱型の配線で構成できる。また、モータ１２８、１３０のハウジングは稼動中に移動させる必要がないので、モータ１２８、１３０を所望通りに容易にオイル冷却できる。なぜならば、この目的のためのクーラント入口ラインおよび出口ラインを可撓性をもつものとする必要がないからである。更に、所望ならば電子制御装置（図示せず）をハウジング１２６に取付けることができ、また所望ならば、該電子制御装置をもオイル冷却することができる。なぜならば、電子制御装置へのまたは該装置からのクーラント入口ラインおよび出口ラインを可撓性をもつものとする必要がないからである。いずれにせよ、モータ１２８、１３０をヘッド１１６の下に配置することによって、モータ１２８、１３０が受ける温度を、ヘッド１１６が受ける温度よりも幾分低下させることができる。
以上、本願の出願日の時点で本発明を実施する最良の形態であると本発明者が考えた実施形態を図示しかつ説明したが、当業者ならば、本発明の範囲を逸脱することなく適当な種々の変更をなし得ることは明らかであろう。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載およびその均等物により限定されるものである。

本発明による装置の部分斜視図であり、装置が一作動サイクルにあるところを示すものである。 本発明による装置の部分斜視図であり、装置が他の一作動サイクルにあるところを示すものである。 本発明による装置の部分斜視図であり、装置が更に別の一作動サイクルにあるところを示すものである。 図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃの装置の要素の拡大側面図である。 図２の装置の一部を更に拡大した部分断面図である。 図２の装置の他の部分を示す、図３と同様な図面である。 図２および図３の装置の一部を破断して示す部分斜視図である。 図３の６−６線に沿う断面図である。 図２〜図６の装置の一部を示す部分断面斜視図である。 本発明の他の実施形態を示す、図２と同様な図面である。 図８の装置の一部を示す、図３と同様な図面である。 図８の装置の一部を示す部分斜視図である。 図１０の装置の一部を破断しかつ１８０°回転させたところを示す、図１０と同様な斜視図である。

符号の説明

１０ スイープアウト装置
１２ 口板
１４ 搬出コンベア
１６ 旋回部分
１８ スイープアウトヘッド
２０ バー
２２ フィンガ
２８ 第一モータ
３０ 第二モータ

Claims (9)

1. 一部材上に整合された複数の物品を、前記部材上の整合物品に対して横方向に延びているコンベアに搬送するスイープアウト装置において、
   細長バーを備えたヘッドを有し、細長バーは、これから横方向に延びている互いに間隔を隔てた複数のフィンガを備え、各フィンガは、細長バーと協働して、１つの物品を受入れるポケットを形成し、細長バーを備えた前記ヘッドは９０°の弧に亘って揺動運動して、複数の物品を前記部材からコンベア上の位置にスイープアウトでき、細長バーは、前記部材上の物品と係合しかつコンベア上の物品から後退すべく往復運動でき、
   揺動運動をヘッドに伝達するための第一可逆回転電気モータを有し、該第一可逆回転電気モータはその作動中に所定位置に固定されかつヘッドと係合する環状出力軸を備え、
   ヘッドに対する往復運動を細長バーに伝達するための第二可逆回転電気モータを有し、該第二可逆回転電気モータはその作動中に所定位置に固定されかつ第一可逆回転電気モータの垂直下方で同軸状に整合しており、第二可逆回転電気モータは第一可逆回転電気モータの環状出力軸を通って延びている出力軸を備え、第一可逆回転電気モータの環状出力軸と第二可逆回転電気モータの出力軸とは相対回転でき、
   往復運動を第二可逆回転電気モータの出力軸から細長バーに伝達する遊星歯車伝達装置を更に有することを特徴とするスイープアウト装置。
2. 前記第一可逆回転電気モータおよび第二可逆回転電気モータの各々がＡＣサーボモータであることを特徴とする請求項１記載のスイープアウト装置。
3. 前記複数の整合物品の各々は新たに成形されたガラス容器であり、
   前記部材はアイエスガラス容器成形マシンの口板であり、
   前記コンベアはガラス容器製造プラントのマシンのコンベアであることを特徴とする請求項２記載のスイープアウト装置。
4. 前記遊星歯車伝達装置は、
   第二可逆回転電気モータの出力軸に連結された環状太陽歯車と、
   該太陽歯車と係合する、互いに周方向に間隔を隔てた複数の遊星歯車と、
   該複数の遊星歯車の各々を包囲しかつこれらと係合する環状リングギヤとを有することを特徴とする請求項３記載のスイープアウト装置。
5. 前記複数の遊星歯車は３つの遊星歯車からなることを特徴とする請求項４記載のスイープアウト装置。
6. セクタギヤと、
   前記第二可逆回転電気モータの軸線から間隔を隔てた一軸線の回りで揺動運動できるようにセクタギヤを取付ける構造と、
   前記遊星歯車セットにより駆動されかつ第二可逆回転電気モータと同軸状に整合している駆動歯車とを有し、該駆動歯車はセクタギヤと係合し、
   細長バーと係合している少なくとも１つの往復運動可能ロッドと、
   前記少なくとも１つの細長バーが取付けられるブラケットとを有し、該ブラケットにはスロットが設けられ、
   セクタギヤと一緒に揺動運動できるようにセクタギヤと同心状に取付けられたリンクを有し、該リンクはセクタギヤの揺動運動軸線から間隔を隔てた自由端を備え、
   前記リンクの自由端に設けられかつ前記ブラケットのスロット内に受入れられたローラフォロワを更に有し、セクタギヤおよびリンクが揺動運動すると、前記スロット内にローラフォロワが係合していることにより、ブラケットが往復運動されることを特徴とする請求項５記載のスイープアウト装置。
7. 前記少なくとも１つの往復運動可能ロッドが、互いに間隔を隔てた複数の往復運動可能ロッドからなることを特徴とする請求項６記載のスイープアウト装置。
8. 一部材上に整合された複数の物品を、前記部材上の整合物品に対して横方向に延びているコンベアに搬送する方法において、
   細長バーを設け、細長バーはこれから横方向に延びている互いに間隔を隔てた複数のフィンガを備え、各フィンガは、細長バーと協働して、１つの物品を受入れるポケットを形成し、細長バーは９０°の弧に亘って揺動運動して、複数の物品を前記部材からコンベア上の位置にスイープアウトでき、細長バーは前記コンベア上の物品から後退すべく往復運動でき、
   揺動運動を細長バーに伝達するための第一可逆回転電気モータを設け、
   往復運動を細長バーに伝達するための第二可逆回転電気モータを有し、該第二可逆回転電気モータは第一可逆回転電気モータと同軸状に整合して配置され、
   第一可逆回転電気モータを作動させて、揺動運動を細長バーに伝達し、
   第二可逆回転電気モータを作動させて、往復運動を細長バーに伝達することを特徴とする搬送方法。
9. 前記部材上の複数の整合物品の各々が、新たに成形されたガラス容器であり、
   前記部材はアイエスガラス容器成形マシンの口板であり、
   前記コンベアはガラス容器製造プラントのマシンのコンベアであることを特徴とする請求項８記載の搬送方法。

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