JP2017507786A - 缶及びボトル作成機械のための再循環システム及び方法 - Google Patents

Abstract

複数の物品を複数回再循環させることを実行するためのシステム及び方法を開示する。システムは、複数のラインスターホイールと、再循環ラインと、を有する。複数のラインスターホイールそれぞれは、そこにある複数のスターホイールポケットを有する。複数のスターホイールポケットは、１回目通過、２回目通過及び３回目通過用スターホイールポケットを有する。再循環ラインは、同期機構と、複数のラインポケット組と、を有する。ラインポケット組それぞれは、第１及び第２ラインポケットを有する。ラインポケットは、下流側ラインスターホイールから物品を受け取って下流側ラインスターホイールの正確なスターホイールポケットに物品を置くように構成されている。同期機構は、複数のラインポケット組を複数のスターホイールポケットに同期させるように構成されている。１回目通過、２回目通過及び３回目通過用スターホイールポケットは、物品を変化させる第１、第２及び第３段階に各別に対応する。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１４年２月２７日に出願した米国仮特許出願第６１／９４５，６３４号の優先権を主張し、その全てを参照として本明細書に組み込む。

本開示は、全体として、飲料容器のような物品を製造することに、より詳しくは、製造中の金属容器を再循環させて処理のために必要な機械の量を低減するためのシステム及び方法に、関する。

ボトル及び缶を製造するための従来の機械配置は、主として、線状であり、一般的に、機械ラインと称される。すなわち、機械ラインは、処理及び／または形成機械それぞれ並びに処理及び／または形成機械すべてを有しており、単一のラインに延在する。物品は、一度のみ機械ラインを通過させられ、製造の所望段階を達成する。このような「単一通過式」配置は、倉庫、工場または他の場所においてかなりの空間を取り得る。時々、建物は、このような複雑かつ長い機械配置を収容するのに十分には大きくかつ長くない。例えば、ボトルまたは缶の作業中では、ネッキング加工、カーリング加工、エキスパンド加工、トリミング加工など、多数の様々なタイプの処理をボトルまたは缶に行う必要がある。各タイプの処理は、同様に、必要な処理を十分に行うために、複数の機械を必要とし得る。例えば、ネッキング作業は、ある長さまたは寸法を有するボトルまたは缶を正確に首形成するために、複数の機械を用いた複数の作業を必要とし得る。従来の単一通過式配置の弱点は、所望の機能を実行するために、機械ラインが二重のまたは追加の機械を有する必要があり、これら機械のコスト及び設置面積を増大させ得ること、である。

缶またはボトルの単一の再循環を実行する機械配置を開発している。このような配置は、缶またはボトルがいったん機械を通過した後に下流点から缶またはボトルを取り、機械ラインを通る２回目の通過のために缶またはボトルを上流側に移送する。すなわち、機械ライン中の処理または形成機械それぞれは、製造の２つの異なる段階で缶またはボトルを受け取る。機械ラインを通る１回目の通過において、機械それぞれは、缶またはボトルに第１作業を実行する。これら作業の結果、製造の単一段階おける缶またはボトルをもたらす。その後、これら缶またはボトルは、機械ラインを通る２回目の通過のために再循環される。２回目の通過において、機械それぞれは、缶またはボトルに第２作業を実行し、その結果、製造の所望段階における缶またはボトルをもたらす。そして、缶またはボトルは、機械ラインから出力され、パッケージまたはさらなる処理のために下流側へ通される。これら機械配置は、対応する単一通過式のものに対して、わずか半数のラインスターホイールで同一数の必要な処理段階を達成する。その結果、一般的に設置面積がより小さい一般的に低コストをもたらすが、機械の処理量を満足する。このような２回通過式システムにおいて、再循環器によって受け取られた缶またはボトルは、常に、製造の同じ段階にある。このようなシステムは、非同期式である。このようなシステムの非同期性である性質は、缶またはボトルを再循環のために誤った位置に配置し得るので、２回以上の再循環を実行することを防止し得る。このように不正確に配置する結果、衝突、引っ掛かり、及び／または、不均一な製品がシステムから下流側に送達されることが引き起こされる。

米国特許出願公開第２０１０／０２１２３９３号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０２１２３９４号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１４９０７３号明細書

このため、容器の複数回の再循環を実行して製造の所望段階を達成しつつ、システムコスト及び／またはシステムによって示される空間を減少させるためのシステム及び方法に関する必要性が存在する。

本開示のいくつかの態様によれば、送込部から受け取った物品を変化させるためのシステムは、複数のラインスターホイール及び再循環ラインを有する。複数のラインスターホイールは、処理ラインを形成するように協働して構成されている。複数のラインスターホイールそれぞれは、そこにある複数のスターホイールポケットを有する。複数のスターホイールポケットは、１回目通過用スターホイールポケット、２回目通過用スターホイールポケット及び３回目通過用スターホイールポケットを有する。再循環ラインは、同期機構及び複数のラインポケット組を有する。複数のラインポケット組それぞれは、第１ラインポケット及び第２ラインポケットを有する。第１ラインポケットは、下流側ラインスターホイールの１回目通過用スターホイールポケットから物品を受け取り、上流側ラインスターホイールの２回目通過用スターホイールポケット内に物品を置くように構成されている。第２ラインポケットは、下流側ラインスターホイールの２回目通過用スターホイールポケットから物品を受け取り、上流側ラインスターホイールの３回目通過用スターホイールポケット内に物品を置くように構成されている。同期機構は、複数のラインポケット組を複数のスターホイールポケットに同期させるように構成されている。１回目通過用スターホイールポケット、２回目通過用スターホイールポケット及び３回目通過用スターホイールポケットに接触する物品は、物品を変化させる第１段階、第２段階及び第３段階に各別に対応する。

本開示のさらなる態様によれば、物品を変化させる方法は、変化される物品を複数のラインスターホイールに供給するステップと、物品を変化させて１回目通過物品を形成するステップと、１回目通過物品を下流側ラインスターホイールの１回目通過用スターホイールポケットから上流側ラインスターホイールの２回目通過用スターホイールポケットに移送するステップと、１回目通過物品を変化させて２回目通過物品を形成するステップと、２回目通過物品を下流側ラインスターホイールの２回目通過用スターホイールポケットから上流側ラインスターホイールの３回目通過用スターホイールポケットに移送するステップと、再循環ラインの動作側及び帰還側に張力を掛けるステップと、を有する。複数のスターホイールそれぞれは、そこにある複数のスターホイールポケットを有する。複数のスターホイールポケットは、１回目通過用スターホイールポケット、２回目通過用スターホイールポケット及び３回目通過用スターホイールポケットを有する。物品を変化させて１回目通過物品を形成するステップは、少なくとも１つのラインスターホイールの１回目通過用スターホイールポケットを用いて、実行される。１回目通過物品を移送するステップは、再循環ラインの第１ラインポケットを用いて、実行される。１回目通過物品は、再循環ラインの動作側を画成する経路に沿って移動する。１回目通過物品を変化させて２回目通過物品を形成するステップは、少なくとも１つのラインスターホイールの２回目通過用スターホイールポケットを用いて、実行される。２回目通過物品を移送するステップは、再循環ラインの第２ラインポケットを用いて、実行される。２回目通過物品は、再循環ラインの動作側に沿って移動する。再循環ラインの動作側に張力を掛けるステップは、巻取機構を用いて、実行される。

本開示の依然としてさらなる態様によれば、物品を変化させるためのシステムは、送込スターホイールと、１以上のラインスターホイールと、再循環ラインと、送出スターホイールと、を有する。送込スターホイールは、プリフォーム物品を一定間隔で供給するように構成されている。１以上のラインスターホイールそれぞれは、そこにある複数のスターホイールを有する。１以上のラインスターホイールは、同様に、第１ポケット、第２ポケット及び第３ポケットを有する。第１ポケットは、送込スターホイールからプリフォーム物品を受け取って１回目通過物品を作り出す第１変化を実行するように構成されている。第２ポケットは、１回目通過物品を受け取って２回目通過物品を作り出す第２変化を実行するように構成されている。第３ポケットは、２回目通過物品を受け取って３回目通過物品を形成する第３変化を実行するように構成されている。再循環ラインは、１回目通過物品及び２回目通過物品を受け取るように、かつ、１回目通過物品及び２回目通過物品を移送するように、構成されている。１回目通過物品及び２回目通過物品それぞれは、移送中に移送シフトされる。送出スターホイールは、一定間隔で完成物品を１以上のラインスターホイールのうちの１つから取り除くように構成されている。完成物品それぞれは、第１ポケット、第２ポケット及び第３ポケットによって変化されている。

一実施形態にかかる、金属容器の複数回の再循環を実行するために再循環ラインを有する例示的なシステムを示す概略図である。 図１の例示的なシステムの一部からのラインスターホイールを示す概略図である。 図１の例示的なシステムにおけるラインスターホイールと再循環ラインとの間のインタフェースを示す拡大図である。

本発明は、さまざまな改変及び代替的な形態を許容可能である一方、その具体的な実施形態は、図面において例として示されており、本明細書において詳細に説明される。しかしながら、理解すべきことは、本発明を開示した特有の形態に限定することを意図しておらず、それどころか、本発明が、本発明の精神及び範囲内にある改変、均等物及び代替例に及ぶこと、である。

本発明の態様は、単一の再循環ラインを用いて、製造の様々な段階において物品を再循環させることの問題点に取り組んでいる。特に、再循環ラインは、複数のポケットを有しており、ポケットそれぞれは、製造の特定の異なる段階における物品を受けるように構成されている。再循環ラインは、機械ラインと同期されており、それにより、受け取られた物品それぞれは、機械ラインを通して再循環されると正確なポケットに移送される。有利には、これにより、より少ないラインスターホイールを用いた容器の製造を生じさせることを可能とし、その結果、単一または２回通過式機械よりも、一般的に低コストで、設置面積がより小さい。

図１から図３は、物品１１０を形成するためのシステム１００を示す。物品１１０は、缶、任意の適切な食品もしくは飲料容器、ジャー、ボトルまたは他の適切な製造物品であり得る。物品は、金属、金属合金、ポリマー、任意の適切な材料またはこれらの組合せで形成され得る。物品１１０それぞれは、閉鎖端とは反対側にある開口端と、開口端及び閉鎖端を繋ぐ少なくとも１つの側壁と、を有する。あるいは、物品１１０それぞれは、両端で開口し得る、または、両端で閉鎖し得る。頂部、蓋または他の閉鎖体は、システム１００による作業中または後の段階において物品１１０に付され得る。

ここで図１を参照すると、システム１００は、送込スターホイール１０２と、複数のラインスターホイール１０４と、再循環ライン１０６と、送出スターホイール１０８と、を有する。送込スターホイール１０２は、形成される物品１１０を受け取り、物品１１０を一定間隔でラインスターホイール１０４に供給する。図示の例において、送込スターホイール１０２は、半回転あたり１物品１１０の速度で、ラインスターホイール１０４へ物品１１０を供給する。

ラインスターホイール１０４は、処理ラインを形成するように協働して構成されている。ラインスターホイール１０４それぞれは、そこに複数のスターホイールポケット１４０を有する。図示した例において、ラインスターホイール１０４それぞれは、その周辺回りにほぼ一定の間隔で配設された１０のスターホイールポケット１４０を有する。スターホイールポケット１４０それぞれは、製造の所定段階それぞれにおいて物品１１０を受けるように構成されている。

再循環ライン１０６は、先端プーリ１６２、末端プーリ１６４、コンベア１６６及び巻取機構１６８を有する。コンベア１６６は、先端プーリ１６２と末端プーリ１６４との間に延在する。コンベア１６６は、動作側１６６ａ及び帰還側１６６ｂを有する。コンベア１６６の動作側１６６ａは、矢印Ｂで示された方向で末端プーリ１６４から先端プーリ１６２まで移動する。コンベア１６６の帰還側１６６ｂは、矢印Ａで示された方向で先端プーリ１６２から末端プーリ１６４まで移動する。コンベア１６６は、チェーン、ベルトまたはテーブルトップチェーンのような、物品を第１場所から第２場所まで移動させるのに適した任意の機構であり得る。

コンベア１６６は、そこに配設された複数のラインポケット組１７０を有する。複数のラインポケット組１７０それぞれは、複数の個別のラインポケット１７２ａ〜１７２ｄを有する。ラインポケット１７２ａ〜１７２ｄそれぞれは、下流側のラインスターホイール１０４ｄから製造の所定段階において物品１１０を受ける、上流側のラインスターホイール１０４ａまで受け取った物品１１０を移送するように構成されている。ラインポケット１７２ａ〜１７２ｄは、限定されないが真空吸引取付具、摩擦掴持取付具、ピン取付具、把持取付具、管、カップ、容器など、物品をコンベア１６６に固定するためのまたはコンベア１６６に対する物品の移動を禁止するための任意の適切な取付具を有し得る。例えばテーブルトップチェーンなどコンベア１６６を採用した実施形態において、突起、延長体、ラグ、リップなどのような突出部を有し得、コンベア１６６に対する物品の移動を禁止することを補助する。図示した実施形態において、物品１１０それぞれは、送出スターホイール１０８を介してシステム１００から下流側を通される前に、ラインスターホイール１０４を５回通過する。すなわち、物品それぞれは、４回再循環される。これを遂行するため、ラインポケット組１７０それぞれは、第１ラインポケット１７２ａ、第２ラインポケット１７２ｂ、第３ラインポケット１７２ｃ及び第４ラインポケット１７２ｄを有する。

コンベア１６６は、先端プーリ１６２及び／または末端プーリ１６４によって駆動され得る。先端プーリ１６２及び／または末端プーリ１６４の回転速度は、ラインポケット１７２ａ〜１７２ｄそれぞれを上流側及び下流側スターホイール１０４ａ、１０４ｄのスターホイールポケット１４０それぞれと正確に時間合わせするように選択されており、それにより、物品１１０は、詰まらずにコンベア１６６とスターホイール１０４との間を通過され得る。少なくとも１つの同期機構（図示略）を用いて、先端プーリ１６２の回転は、上流側ラインスターホイール１０４ａの回転と同期されており、末端プーリ１６４の回転は、下流側スターホイール１０４ｄの回転と同期されている。機械ライン中のスターホイールそれぞれが同期的に回転しているので、先端プーリ１６２及び末端プーリ１６４の回転は、同様に同期される。

同期機構は、先端プーリ１６２の回転を上流側ラインスターホイール１０４ａと及び末端プーリ１６４の回転を下流側ラインスターホイール１０４ｄと同期させるのに適した任意の機構であり得る。いくつかの態様において、機械連係は、先端プーリ１６２及び末端プーリ１６４の回転を駆動させて同期させ得る。例えば、先端プーリ１６２は、ギアトレインまたはタイミングチェーンを用いて、上流側ラインスターホイール１０４ａに連結されており、同様に、末端プーリ１６４及び下流側スターホイール１０４ｄは、ギアトレインまたはタイミングチェーンを用いて、機械的に連結されている。いくつかの態様において、サーボモータは、先端プーリ１６２及び末端プーリ１６４の回転の駆動及び同期双方のために使用される。いくつかの態様において、コンベア１６６は、コンベア１６６の動作側１６６ａ及び／または帰還側１６６ｂに配設されたプーリによって駆動される。想定されることは、例えばより短いシステムまたは時間調整において若干変化させることを可能とするように設計されたシステムにおいて、コンベア１６６を同期機構として使用し得ること、である。

ラインポケット１７２ａ〜１７２ｄは、ラインポケット組１７０内で一定の間隔をあけている。いくつかの態様において、隣接するラインポケット１７２ａ〜１７２ｄの線形距離（例えばピッチ）は、隣接するスターホイールポケット１４０間の周方向距離とほぼ等しい。有利には、先端プーリ１６２及び末端プーリ１６４の回転速度は、隣接するラインポケット１７２ａ〜１７２ｄ間の距離であって隣接するスターホイールポケット１４０間の周方向距離よりも大きいか小さい距離を補うように調整され得る。例えば、隣接するスターホイールポケット１４０間の周方向距離とは異なるラインポケット１７２ａ〜１７２ｄの間隔を有する商業的に入手可能なベルトまたはチェーンを使用し得る。さらに、商業的に入手可能なベルトまたはチェーンのラインポケット１７２ａ〜１７２ｄの間隔におけるロットごとのバラツキは、同様に、先端プーリ１６２及び末端プーリ１６４の回転速度を調節することによって、考慮され得る。さらに、先端プーリ１６２及び末端プーリ１６４の回転速度を調整することにより、再循環ライン１０６における追加の機能性を可能とする。例えば、コンベア１６６のピッチがラインスターホイール１０４のピッチよりも大きい場合、その後、コンベア１６６の線形速度は、ラインスターホイール１０４の線形速度よりも大きくなり、ラインポケット１７２ａ〜１７２ｄは、スターホイールポケット１４０に「追いつき」、物品１１０を移送する。あるいは、コンベア１６６のピッチがスターホイール１０４のピッチよりも小さい場合、その後、スターホイールポケット１４０は、ラインポケット１７２ａ〜１７２ｄそれぞれに「追いつき」、物品１１０を移送する。これにより、ラインポケット１７２ａ〜１７２ｄ及びスターホイールポケット１４０それぞれは、ピッチにおいて差があるにもかかわらず、同期したままとなることが可能となる。さらに、後述するように、巻取機構１６８を使用し、コンベア１６６の加熱または摩耗に起因した動力学的変化のような隣接するラインポケット１７２ａ〜１７２ｄ間の間隔における動的変化に関して調整し得る。

間隙１７４は、ラインポケット組１７０それぞれの間に配設されている。間隙１７４は、第１ラインポケット組１７０の第４ラインポケット１７２ｄを第２ラインポケット組１７０の第１ラインポケット１７２ａから所定距離だけ間隔をあける。距離は、同じラインポケット組１７０内の隣接するラインポケット１７２ａ〜１７２ｄの中心間距離の約２倍である。間隙１７４を有することは、再循環される代わりに送出スターホイール１０８に送られる完成した物品を補う。

巻取機構１６８は、コンベア１６６に張力を掛け、コンベア１６６の動作側１６６ａによって移動される線形距離を調整し得る。これは、温度変化、製造許容誤差、ロットごとのバラツキ、セクションごとの差異、摩耗、チェーン張力の弛緩などに起因した長さまたはピッチの変化を補うために使用され得る。図示した実施形態において、巻取機構１６８は、二重巻取機構であり、この二重巻取機構では、第１巻取遊動車１６８ａは、コンベア１６６の動作側１６６ａに張力を掛け、第２巻取遊動車１６８ｂは、コンベア１６６の帰還側１６６ｂに張力を掛ける。いくつかの実施形態において、巻取遊動車１６８ａ、１６８ｂは、線形移動して（例えば図示した実施形態において上方または下方に移動して）コンベア１６６に張力を掛ける。いくつかの実施形態において、巻取遊動車１６８ａ、１６８ｂは、軸回りに回動するように備え付けられており、コンベア１６６に張力を掛ける。例えば、巻取遊動車１６８ａは、回動軸の遠位側でアームの第１端部に配設され得る。アーム及び巻取遊動車１６８ａが軸回りに回動するので、巻取遊動車１６８ａは、コンベア１６６によって移動される線形距離を調整し、それにより、コンベア１６６に掛ける張力を増加させるまたは減少させる。想定されることは、プーリまたはスプロケットの図示した数よりも少ないまたは多い数で巻取機構１６８を達成することである。例えば、再循環ライン１０６は、４つのみのプーリ、６つのみのプーリまたは任意の他の適切な数のプーリを有し得る。

ラインスターホイール１０４をほぼ直線状配置で配設し、再循環ライン１０６が上流側及び下流側ラインスターホイール１０４ａ、１０４ｄにおいて相対的に同一の向きで物品１１０を移送する場合に、再循環ライン１０６は、物品１１０を位相シフトしなければならない。すなわち、コンベア１６６の動作側１６６ａは、線形距離を移動しなければならず、それにより、第１ラインポケット組１７０のラインポケット１７２ａ〜１７２ｄは、ｎ回目通過物品１１０を上流側ラインスターホイール１０４ａに置く一方、第２ラインポケット組１７０のラインポケット１７２ａ〜１７２ｄは、ｍ回目通過物品１１０を下流側ラインスターホイール１０４から受け取る、ここで、ｍ＝ｎ＋１である。例えば、先端プーリ１６２に配設されたラインポケット組１７０の第１ラインポケット１７２ａは、１回目通過物品１１２ａを上流側ラインスターホイール１０４ａの２回目通過用スターホイールポケット１４０に置き、同時に、末端プーリ１６４に配設されたラインポケット組１７０の第２ラインポケット１７２ｂは、下流側ラインスターホイール１０４ｄから２回目通過物品１１２ｂを受け取る。有利には、巻取機構１６８は、コンベア１６６の動作側１６６ａによって移動される距離を動的に調整するために使用され得る。このような動的調整は、例えばコンベア１６６の加熱もしくは通常の摩耗またはコンベアピッチ距離の他の不一致に起因して生じ得る弛緩を補いつつ複数のラインスターホイール１０４を用いた再循環ライン１０６の同期を維持するために使用され得る。

ここで図２を参照すると、複数のラインスターホイール１０４の一部を図示する。図示した実施形態において、複数のラインスターホイール１０４それぞれは、そこに１０のポケット１４０を有する。しかしながら、想定されることは、ラインスターホイール１０４が任意の適切な数のポケットを有し得ること、である。１０のスターホイールポケット１４０それぞれは、製造の所定段階において物品１１０を受けるように構成されている。図示した例において、複数のラインスターホイール１０４は、製造の５つの異なる段階において物品を受けるように構成されている。本明細書で使用するように、例えば、複数のラインスターホイール１０４を初めて通過する物品１１０は、１回目通過物品１１２ａと称され、第１回再循環にあり複数のラインスターホイール１０４を２回目に通過する物品１１０は、２回目通過物品１１２ｂと称され、第２回再循環にありラインスターホイール１０４を３回目に通過する物品１１０は、３回目通過物品１１２ｃと称される。

複数のラインスターホイール１０４を通過すると、１回目通過物品１１２ａすべては、ラインスターホイール１０４それぞれの第１の所定ポケットと接触し、２回目通過物品１１２ｂすべては、ラインスターホイール１０４それぞれの第２の所定ポケットと接触し、３回目通過物品１１２ｃすべては、ラインスターホイール１０４それぞれの第３の所定ポケットと接触し、４回目通過物品１１２ｄは、ラインスターホイール１０４それぞれの第４の所定ポケットと接触し、５回目通過物品１１２ｅは、ラインスターホイール１０４それぞれの第５の所定ポケットと接触する。図示した実施形態にかかるラインスターホイール１０４それぞれが１０のスターホイールポケット１４０を有しているので、ラインスターホイール１０４それぞれは、各通過から物品を受けるための２つのポケットを有する。各通過それぞれに関する２つのポケットは、互いにほぼ反対側に配設されている。

図２の複数のラインスターホイール１０４のうち図示した一部は、線状に交互に配置で配設された形成スターホイール２０２ａ、２０２ｂ及び移送スターホイール２０４ａ〜２０４ｃを有する。ラインスターホイール１０４それぞれは、各別の中心軸回りに回転する。矢印Ｄで示すように、複数のスターホイールにおいて隣接するラインスターホイール１０４は、反回転する。移送スターホイール２０４ａ〜２０４ｃは、変化作業を行うことなく、下流側に物品１１０を載せる、降ろす及び送るように構成されている。

形成スターホイール２０２ａ、２０２ｂは、形成ターレット（図示略）に配設されている。形成ターレットは、物品１１０への任意の適切なタイプの形成作業及び処理を実行し得る。例えば、形成ターレットは、ネッキング加工、カーリング加工、トリミング加工、ネジ山付け加工、エキスパンド加工、加熱または任意の他の適切なタイプの作業を実行し得る。形成スターホイール２０２ａ、２０２ｂの隣接するスターホイールポケット１４０は、異なる作業を実行し得る。例えば、形成スターホイール２０２ａ、２０２ｂの第１スターホイールポケット１４０にある物品１１０は、ネッキング加工ステップを受け得る一方、形成スターホイール２０２の第１スターホイールポケット１４０に隣接する第２スターホイールポケット１４０にある物品１１０は、エキスパンド加工ステップを受け得る。

操作中において、第１移送スターホイール２０４ａは、第１移送スターホイール２０４ａに隣接しかつ下流側にある第１形成スターホイール２０２ａ内に物品１１０を乗せる。そして、第１形成スターホイール２０２ａは、継続的に回転しながら、物品１１０に形成作業を行う。形成作業は、形成スターホイールの動作角度内で完了される。図示した実施形態において、第１形成スターホイール２０２ａの動作角度は、１８０°、すなわち第１形成スターホイール２０２ａの半回転である。想定されることは、他の動作角度を使用し得ること、である。そして、第１形成スターホイール２０２ａに隣接しかつ下流側にある第２移送スターホイール２０４ｂは、物品１１０を第１形成スターホイール２０２ａから降ろす。その後、第２移送スターホイール２０４ｂは、第２移送スターホイール２０４ｂに隣接しかつ下流側にある第２形成スターホイール２０２ｂに物品１１０を移送する。そして、第２形成スターホイール２０２ｂは、継続的に回転しながら、物品１１０にさらなる形成作業を行う。その後、第２形成スターホイール２０２ｂに隣接しかつ下流側にある第３移送スターホイール２０４ｃは、第２形成スターホイール２０２ｂから物品１１０を降ろし、物品１１０を下流側に送り、再循環させるかつ／またはさらなる形成作業を実行させる。

例として、単一の物品１１０がシステム１００を通過することを説明する。図３は、システム１００内において複数のラインスターホイール１０４と再循環ライン１０６との間のインタフェースの拡大図を示す。送込スターホイール１０２は、プリフォーム物品３１２に係合し、プリフォーム物品３１２を複数のラインスターホイール１０４のうち上流側のラインスターホイール１０４ａの１回目通過用スターホイールポケット１４０内に供給する。図示した例において、上流側ラインスターホイール１０４ａは、移送スターホイール２０４である。そして、プリフォーム物品３１２は、複数のラインスターホイール１０４それぞれの対応する１回目通過用スターホイールポケット１４０間で送られる。ラインスターホイール１０４のうち少なくとも１つの１回目通過用ポケット１４０は、ネッキング加工、エキスパンド加工、トリミング加工などのような形成作業を付与し、１回目通過物品１１２ａを形成する。下流側ラインスターホイール１０４ｄに到達した後、第１ラインポケット１７２ａによって１回目通過物品１１２ａを受ける。そして、１回目通過物品１１２ａは、コンベア１６６の動作側１６６ａに沿って移送されて位相シフトされ、それにより、１回目通過物品１１２ａは、１回目の再循環のために、上流側ラインスターホイール１０４ａの２回目通過用スターホイールポケット１４０内に置かれる。

その後、１回目通過物品１１２ａは、複数のラインスターホイール１０４それぞれの対応する２回目通過用スターホイールポケット１４０間で送られる。ラインスターホイール１０４の少なくとも１つの２回目通過ポケット１４０は、形成作業をかけて２回目通過物品１１２ｂを形成する。下流側ラインスターホイール１０４ｄに到達した後、２回目通過物品１１２ｂは、第２ラインポケット１７２ｂによって受けられる。そして、２回目通過物品１１２ｂは、コンベア１１６の動作側１６６ａに沿って移送されて位相シフトされ、それにより、２回目通過物品１１２ｂは、２回目の再循環のために上流側ラインスターホイール１０４ａの３回目通過用スターホイールポケット１４０内に置かれる。

その後、２回目通過物品１１２ｂは、複数のラインスターホイール１０４それぞれの対応する３回目通過用スターホイールポケット１４０間で送られる。ラインスターホイール１０４の少なくとも１つの３回目通過ポケット１４０は、形成作業をかけて３回目通過物品１１２ｃを形成する。下流側ラインスターホイール１０４ｄに到達した後、３回目通過物品１１２ｃは、第３ラインポケット１７２ｃによって受けられる。そして、３回目通過物品１１２ｃは、コンベア１１６の動作側１６６ａに沿って移送されて位相シフトされ、それにより、３回目通過物品１１２ｃは、３回目の再循環のために上流側ラインスターホイール１０４ａの４回目通過用スターホイールポケット１４０内に置かれる。

その後、３回目通過物品１１２ｃは、複数のラインスターホイール１０４それぞれの対応する４回目通過用スターホイールポケット１４０間で送られる。ラインスターホイール１０４の少なくとも１つの４回目通過ポケット１４０は、形成作業をかけて４回目通過物品１１２ｄを形成する。下流側ラインスターホイール１０４ｄに到達した後、４回目通過物品１１２ｄは、第４ラインポケット１７２ｄによって受けられる。そして、４回目通過物品１１２ｄは、コンベア１１６の動作側１６６ａに沿って移送されて位相シフトされ、それにより、４回目通過物品１１２ｄは、４回目の再循環のために上流側ラインスターホイール１０４ａの５回目通過用スターホイールポケット１４０内に置かれる。

その後、４回目通過物品１１２ｄは、複数のラインスターホイール１０４それぞれの対応する５回目通過用スターホイールポケット１４０間で送られる。ラインスターホイール１０４の少なくとも１つの５回目通過ポケット１４０は、形成作業をかけて５回目通過物品１１２ｅを形成する。下流側ラインスターホイール１０４ｄに到達した後、５回目通過物品１１２ｅは、送出スターホイール１０８によって受けられる。そして、送出スターホイール１０８は、さらなる変化またはパッケージのために、５回目通過物品１１２ｅを下流側の処理に送る。

有利には、システム１００の第１巻取遊動車１６８ａ及び第２巻取遊動車１６８ｂは、モジュール式の再循環ライン１０６を可能とする。すなわち、上流側ラインスターホイール１０４ａと下流側ラインスターホイール１０４ｄとの間にあるラインスターホイール１０４は、複数のモジュール式ユニット内に収容されている。システム１００にモジュールを追加するまたはシステムからモジュールを取り外す場合、モジュール幅の約２倍と同等のコンベア１６６のセクションは、全体として、再循環ライン１０６に追加されるまたは再循環ラインから取り外される。そして、第１巻取遊動車１６８ａ及び第２巻取遊動車１６８ｂを調整し、これらモジュール式ユニットのシステム１００への追加またはシステムからの削減に合わせ得つつ、正確な同期及び位相シフトを維持する。この構成可能性は、システム改変に関連するコスト及び時間を低減することにより、ユーザに利益をもたらす。さらに、この構成可能性は、さまざまなシステムを提供するのに必要な異なる部品の量を低減することにより、製造者に利益をもたらす。想定されることは、コンベア１６６のセクションを追加するまたは取り外す必要なく、第１巻取遊動車１６８ａ及び第２巻取遊動車１６８ｂが少なくとも１つのモジュール式ユニットを追加するまたは削減することに合わせること、である。

上述したシステム１００がそこに１０のポケットを有する形成スターホイール２０２を有しているが、想定されることは、他の数を使用し得ること、である。このようなシステムにおいて可能な再循環の数は、形成スターホイールにあるポケットの数によって決定される。すなわち、通過回数は、スターホイールポケットの数の因数である。例えば、１０ポケット型ラインスターホイールを有するシステムは、１、２、５または１０回ラインスターホイールを通過することに合わせ得る。別の例において、１２ポケット型形成スターホイールを有するシステムは、１、２、３、４、６または１２回ラインスターホイールを通過することに合わせ得る。

物品の所望の変化を達成するのに必要な段階の数は、一般的に一定であり、それにより、単一システムによって実行される通過回数を増加させることは、ラインスターホイールの全数を低減することを可能とする。例えば、単一通過式システムは、所望の変化を達成するのに５０のラインスターホイールを必要とし得る一方で、５回通過式システムは、同じ変化を達成するのに１０のスターホイールのみを必要とし得る。想定されることは、特定の処理または機械の制限が、必要なスターホイールの最小数を若干増加させること、である。さらに想定されることは、いくつかのシステムが単一のスターホイールのみを採用してスターホイールのポケット間で物品を再循環させ得ること、である。

上述したシステム１００がほぼ線形構造のラインスターホイール１０４を有しているが、想定されることは、他の構造を使用し得ること、である。例えば、いくつかの実施形態において、ラインスターホイール１０４は、特許文献１から特許文献３のいずれか１つで説明されたような非線形構造で配列されており、これら特許文献それぞれは、そのすべてを参考として本明細書に組み込む。

上述したシステム１００は、動作側１６６ａによって移動される線形距離を制御して物品１１０を位相シフトしているが、想定されることは、さまざまな方法を使用し得ること、である。例えば、物品を位相シフトすることは、末端プーリ１６４の中心軸及び下流側ラインスターホイール１０４ｄの中心軸によって画成された第２ラインに対して、先端プーリ１６２の中心軸及び上流側ラインスターホイール１０４ａの中心軸によって画成された第１ラインの角度を変化させることによって、成立し得る。例えば、１０ポケット型スターホイールシステムにおいて、第２ラインを垂直に配設し（例えば、末端プーリ１６４が下流側スターホイール１０４ｄの上死点で物品１１０を取り上げる）、第１ラインが垂直（上死点）から反時計回りで３６°に配設されている場合、再循環ライン１０６は、下流側ラインスターホイール１０４ｄの３回目通過用スターホイールポケット１４０から３回目通過物品１１２ｃを受け取る一方で、同時に、上流側ラインスターホイール１０４ａの４回目通過用スターホイールポケット１４０内に３回目通過物品１１２ｃを置く。この３６°は、全回転３６０°を図示した実施形態において１０であるポケットの数で割ることによって決定される。位相シフトは、同様に、締付ハブ、差動伝達装置、スロット付ハブ、割出し台などのような機械的位相デバイス、または、サーボ駆動式プーリのための制御システムのような電気的位相デバイスを用いて、遂行され得る。想定されることは、所望の結果を達成するために移送シフトする可能性のある方法を単独でまたは組み合わせて使用し得ること、である。

上述したシステム１００は、ほぼ水平に配設された軸を有するスターホイール２０２ａ、２０２ｂを有して配置されているが、想定されることは、スターホイール２０２ａ、２０２ｂがほぼ垂直に配設された軸を有するように方向付けられ得ること、である。同様に、上述した再循環ライン１６６は、ほぼ垂直面に方向付けられているが、想定されることは、再循環ライン１６６が水平面に沿って方向付けられ得ること、である。さらに、上述した再循環ライン１６６は、ほぼ二次元に沿って移動しているが、想定されることは、再循環ライン１６６が三次元を通って移動し得ること、である。有利には、三次元を通って移動することを用いて機械欄によって占められる全体空間（例えば高さ）を低減し得る。

上述したシステムは、直列配置のスターホイールポケット１４０を有しているが、想定されることは、例えば先行する通過ポケットが後続の通過ポケットに隣接していないなど他の構造を使用し得ること、である。

これら実施形態及びそれらの明らかな変形例それぞれは、請求項の発明の精神及び範囲に及ぶように意図されており、請求項の発明は、以下の特許請求の範囲で規定される。さらに、本概念は、上記要素及び態様の組合せ及び副組合せのいずれか及びすべてを明確に含む。

１００ システム、１０２ 送込スターホイール（送込部）、１０４ ラインスターホイール，スターホイール，下流側ラインスターホイール、１０４ａ 上流側ラインスターホイール，ラインスターホイール、１０４ｄ 下流側ラインスターホイール，下流側スターホイール，ラインスターホイール、１０６ 再循環ライン、１０８ 送出スターホイール、１１０ 物品，ｍ回目通過物品，ｎ回目通過物品、１１２ａ １回目通過物品、１１２ｂ ２回目通過物品、１１２ｃ ３回目通過物品、１１２ｄ ４回目通過物品、１１２ｅ ５回目通過物品、１１６ コンベア、１４０ １〜５回目通過用スターホイールポケット，１〜５回目通過用ポケット，第１スターホイールポケット，第２スターホイールポケット，スターホイールポケット，ポケット、１６２ 先端プーリ、１６４ 末端プーリ、１６６ 再循環ライン，コンベア、１６６ａ 動作側、１６６ｂ 帰還側、１６８ 巻取機構、１６８ａ 第１巻取遊動車，巻取遊動車、１６８ｂ 第２巻取遊動車，巻取遊動車、１７０ ラインポケット組，第１ラインポケット組，第２ラインポケット組、１７２ａ 第１ラインポケット，ラインポケット、１７２ｂ 第２ラインポケット，ラインポケット、１７２ｃ 第３ラインポケット，ラインポケット、１７２ｄ 第４ラインポケット，ラインポケット、１７４ 間隙、２０２ 形成スターホイール、２０２ａ 第１形成スターホイール，形成スターホイール，スターホイール、２０２ｂ 第２形成スターホイール，形成スターホイール，スターホイール、２０４ 移送スターホイール、２０４ａ 第１移送スターホイール，移送スターホイール、２０４ｂ 第２移送スターホイール，移送スターホイール、２０４ｃ 第３移送スターホイール，移送スターホイール、３１２ プリフォーム物品

Claims (20)

1. 送込部から受け取った物品を変化させるためのシステムであって、
   処理ラインを形成するように協働して構成された複数のラインスターホイールであって、当該ラインスターホイールそれぞれが、そこにある複数のスターホイールポケットを有し、複数の前記スターホイールポケットが、１回目通過用スターホイールポケット、２回目通過用スターホイールポケット及び３回目通過用スターホイールポケットを有する、複数のラインスターホイールと、
   同期機構及び複数のラインポケット組を有する再循環ラインであって、複数の前記ラインポケット組それぞれが、第１ラインポケット及び第２ラインポケットを有し、前記第１ラインポケットが、下流側ラインスターホイールの前記１回目通過用スターホイールポケットから物品を受け取り、上流側ラインスターホイールの前記２回目通過用スターホイールポケット内に前記物品を置くように構成されており、前記第２ラインポケットが、前記下流側ラインスターホイールの前記２回目通過用スターホイールポケットから前記物品を受け取り、前記上流側ラインスターホイールの前記３回目通過用スターホイールポケット内に前記物品を置くように構成されており、前記同期機構が、複数の前記ラインポケット組を複数の前記スターホイールポケットに同期させるように構成されている、再循環ラインと、
   を備え、
   前記１回目通過用スターホイールポケット、前記２回目通過用スターホイールポケット及び前記３回目通過用スターホイールポケットに接触する前記物品が、当該物品を変化させる第１段階、第２段階及び第３段階に各別に対応していることを特徴とするシステム。
2. 前記再循環ラインに動作可能に連係する巻取機構をさらに備え、
   前記巻取機構が、前記再循環ラインの動作側にある第１巻取遊動車を有し、
   前記第１巻取遊動車が、前記再循環ラインの前記動作側にある物品によって移動される線形距離を変化させるように再構成可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記巻取機構が、前記再循環ラインの帰還側にある第２巻取遊動車をさらに有し、
   前記第２巻取遊動車が、前記再循環ラインの前記帰還側に掛かる所望張力レベルを維持するように再構成可能であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 前記同期機構が、前記再循環ラインを複数の前記ラインスターホイールに機械的に連結させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記同期機構が、サーボモータを有しており、前記再循環ラインを複数の前記ラインスターホイールに同期させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記物品が複数の前記ラインスターホイールを少なくとも３回目の通過をした後に、前記下流側ラインスターホイールから前記物品を受け取るように構成された送出スターホイールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記再循環ラインが、先端プーリ及び末端プーリをさらに有し、
   前記先端プーリが、前記再循環ラインを前記上流側ラインスターホイールに動作可能に係合させるように構成され、
   前記末端プーリが、前記再循環ラインを前記下流側ラインスターホイールに動作可能に係合するように構成され、
   前記先端プーリの回転が、前記上流側ラインスターホイールの回転と同期され、
   前記末端プーリの回転が、前記下流側ラインスターホイールの回転と同期され、
   回転同期が、前記再循環ラインの動作側にある間の前記物品によって移動される線形距離を用いて、少なくとも部分的に決定されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 複数の前記スターホイールポケットが、４回目通過用スターホイールポケット及び５回目通過用スターホイールポケットをさらに有し、
   複数の前記ラインポケット組それぞれが、第３ラインポケット及び第４ラインポケットをさらに有し、
   前記第３ラインポケットが、前記下流側ラインスターホイールの前記３回目通過用スターホイールポケットから前記物品を受け取り、前記物品を前記上流側ラインスターホイールの前記４回目通過用スターホイールポケット内に置くように構成されており、
   前記第４ラインポケットが、前記下流側ラインスターホイールの前記４回目通過用スターホイールポケットから前記物品を受け取り、前記物品を前記上流側ラインスターホイールの前記５回目通過用スターホイールポケット内に置くように構成されており、
   前記物品が、当該物品を変化させる第４段階及び第５段階に各別に対応する前記４回目通過用スターホイールポケット及び前記５回目通過用スターホイールポケットに接触することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 前記物品を回転する前記第１段階、前記第２段階及び前記第３段階に各別に対応する前記１回目通過用スターホイールポケット、前記３回目通過用スターホイールポケット及び前記３回目通過用スターホイールポケットが、複数の前記ラインスターホイールにおける単一の前記ラインスターホイールの周りに配設されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
10. 物品を変化させる方法であって、
    変化される物品を複数のラインスターホイールに設けるステップであって、複数の前記ラインスターホイールそれぞれが、そこにある複数のスターホイールポケットを有しており、複数の前記スターホイールポケットが、１回目通過用スターホイールポケット、２回目通過用スターホイールポケット及び３回目通過用スターホイールポケットを有している、ステップと、
    少なくとも１つの前記ラインスターホイールの前記１回目通過用スターホイールポケットを用いて、前記物品を変化させて１回目通過物品を形成するステップと、
    再循環ラインの第１ラインポケットを用いて、前記１回目通過物品を下流側ラインスターホイールの前記１回目通過用スターホイールポケットから上流側ラインスターホイールの前記２回目通過用スターホイールポケットに移送するステップであって、前記１回目通過物品が、前記再循環ラインの動作側を画成する経路に沿って移動する、ステップと、
    少なくとも１つの前記ラインスターホイールの前記２回目通過用スターホイールポケットを用いて、前記１回目通過物品を変化させて２回目通過物品を形成するステップと、
    前記再循環ラインの第２ラインポケットを用いて、前記２回目通過物品を前記下流側ラインスターホイールの前記３回目通過用スターホイールポケットから前記上流側ラインスターホイールの前記３回目通過用スターホイールポケットに移送するステップであって、前記２回目通過物品が、前記再循環ラインの前記動作側に沿って移動する、ステップと、
    巻取機構を用いて、前記再循環ラインの前記動作側及び前記再循環ラインの帰還側に張力を掛けるステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
11. 前記巻取機構が、前記再循環ラインの前記動作側に連動する第１巻取遊動車と、前記再循環ラインの前記帰還側に連動する第２巻取遊動車と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記物品を変化させて前記１回目通過物品及び前記２回目通過物品を形成するステップが、単一の前記ラインスターホイールの前記１回目通過用スターホイールポケット及び前記２回目通過用スターホイールポケットを用いて行われることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 少なくとも１つの前記ラインスターホイールの前記３回目通過用スターホイールポケットを用いて、前記物品を変化させて３回目通過物品を形成するステップと、
    前記再循環ラインの第３ラインポケットを用いて、前記３回目通過物品を前記下流側ラインスターホイールの前記３回目通過用スターホイールポケットから前記上流側ラインスターホイールの４回目通過用スターホイールポケットに移送するステップと、
    少なくとも１つの前記ラインスターホイールの４回目通過用スターホイールポケットを用いて、前記３回目通過物品を変化させて４回目通過物品を形成するステップと、
    前記再循環ラインの第４ラインポケットを用いて、前記４回目通過物品を前記下流側ラインスターホイールの前記４回目通過用スターホイールポケットから前記上流側ラインスターホイールの５回目通過用スターホイールポケットに移送するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
14. 少なくとも１つの前記ラインスターホイールの少なくとも前記３回目通過用スターホイールポケットを用いて、前記２回目通過物品を変化させて処理済物品を形成するステップと、
    前記処理済物品を前記下流側ラインスターホイールから複数の前記ラインスターホイールからの送出部に移送するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
15. 前記再循環ラインの前記動作側に張力を掛けるステップが、前記再循環ラインの前記動作側がわたる線形距離を選択するステップを有し、
    選択した前記距離が、前記下流側ラインスターホイールと前記上流側ラインスターホイールとの間の位相シフトを生じさせることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
16. 前記再循環ラインの先端プーリを前記上流側ラインスターホイールと同期させ、前記再循環ラインの末端プーリを前記下流側ラインスターホイールと同期させるステップをさらに備え、
    前記先端プーリが、前記再循環ラインを前記上流側ラインスターホイールと動作可能に連動させるように構成されており、
    前記末端プーリが、前記再循環ラインを前記下流側ラインスターホイールに動作可能に連動させることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
17. 前記同期させるステップが、前記再循環ラインの前記動作側にある前記物品によって移動される線形距離を用いて、少なくとも部分的に決定されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 物品を変化させるためのシステムであって、
    プリフォーム物品を一定間隔で供給するように構成された送込スターホイールと、
    それぞれがそこにある複数のスターホイールポケットを有する１以上のラインスターホイールであって、１以上の当該ラインスターホイールが、第１ポケット、第２ポケット及び第３ポケットを有し、前記第１ポケットが、前記送込スターホイールから前記プリフォーム物品を受け取り、１回目通過物品を作り出す第１変化を実行するように構成されており、前記第２ポケットが、前記１回目通過物品を受け取り、２回目通過物品を作り出す第２変化を実行するように構成されており、前記第３ポケットが、前記２回目通過物品を受け取り、３回目通過物品を形成する第３変化を実行するように構成されている、１以上のラインスターホイールと、
    前記１回目通過物品及び前記２回目通過物品を受け取るように構成された再循環ラインであって、前記１回目通過物品及び前記２回目通過物品を移送するようにさらに構成されており、前記１回目通過物品及び前記２回目通過物品それぞれが、移送中に位相シフトされる、再循環ラインと、
    １以上の前記ラインスターホイールのうちの１つから一定間隔で完成物品を取り除くように構成された送出スターホイールであって、前記完成物品が、前記第１ポケット、前記第２ポケット及び前記第３ポケットによって変化されている、送出スターホイールと、
    を備えることを特徴とするシステム。
19. 前記１回目通過物品及び前記２回目通過物品によって移動される距離が、移送シフトを生じさせるように選択されていることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. 同期機構をさらに備え、
    前記同期機構が、変化させた前記物品の速度及び位相を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。

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