JP2017529299A - 処理時にガラス器具を保持するためのマガジン装置 - Google Patents

処理時にガラス器具を保持するためのマガジン装置 Download PDF

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Abstract

一実施形態により、保持するための装置は、ガラス器具を受け入れるための複数の器具キーパーを含み得る。各器具キーパーは、ガラス器具受け入れ容積の周りを囲むワイヤコイルを含む保持体を含み得る。当該ワイヤコイルの最下部の巻線は、保持体において器具止め部を形成する。当該保持体は、当該保持体から器具止め部の下方へと延びるスペーサーコイルを含み得る。基部フレームは、当該基部フレームを貫通して延在する複数の開孔部を含み得る。当該複数の器具キーパーのそれぞれは、各器具キーパーの保持体が基部フレームの上面より上に位置しかつ各器具キーパーのスペーサーコイルが基部フレームの底面より下に位置するように、基部フレームにおける対応する開孔部に位置決めされ得る。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年８月１１日に「Ｍａｇａｚｉｎｅ Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ ｆｏｒ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｇｌａｓｓｗａｒｅ Ｄｕｒｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」の名称で出願された米国特許仮出願第６２／０３５，７９８号明細書に対する優先権を主張するものであり、なお、当該仮出願全体は、参照により本明細書に組み入れられる。
本出願は、概して、処理の際にガラス器具を保持するためのマガジン装置、より詳細には、イオン交換処理の際にガラス器具を保持するためのマガジン装置に関する。
従来、ガラスは、その気密性、光学的透明性、および他の材料と比べて優れた化学的耐性から、食品および飲料品のパッケージング、薬品のパッケージング、台所および実験室のガラス器具、ならびに窓または他の建築上の構造的特徴を含む、多くの用途にとって好ましい材料として使用されてきた。
しかしながら、多くの用途へのガラスの使用は、ガラスの機械的性能によって制限される。特に、ガラスの破壊は、特に食品、飲料、医薬品のパッケージングにおいて懸念される。例えば、充填ライン内での破壊は、破壊されていない隣接していた容器も、破壊した容器の破片が混入している場合があるため、そのような隣接した容器も破棄することを必要とし得るので、破壊は、食品、飲料、および医薬品のパッケージング産業においてコスト高であり得る。破壊は、充填ラインを減速または停止させることも必要とする場合があり、生産歩留まりを低下させ得る。さらに、非カタストロフィック破壊は（すなわち、ガラスには亀裂が入るが破壊はしない場合）、ガラスパッケージもしくは容器の内容物の無菌性を失わせる原因となり得、それは、結果として、コスト高の製品リコールを引き起こす場合もある。
ガラス破壊の根本原因の１つは、ガラスが処理されるときの、および／またはその後の充填工程の間での、ガラス表面へのキズの発生である。これらのキズは、隣接するガラス器具との接触およびガラスと設備（例えば、取り扱い設備および／または充填設備など）との接触を含む、様々な原因から、ガラス表面に生じさせられる。これらの原因にかかわらず、これらのキズの存在は、最終的に、ガラス破壊につながり得る。
したがって、ガラス破壊を低減するために、処理時にガラス器具を保持するための代替の装置が必要とされている。
一実施形態により、処理時にガラス器具を保持および維持するための装置は、ガラス器具を受け入れるための複数の器具キーパーを含み得る。当該複数の器具キーパーにおける各器具キーパーは、ガラス器具受け入れ容積の周囲を囲むワイヤコイルを含む保持体を含み得る。ワイヤコイルの最下部の巻線は、保持体の残りの部分の巻線の巻線直径より小さい巻線直径を有しており、それにより、ワイヤコイルの当該最下部の巻線は、保持体において器具止め部を形成する。当該保持体は、当該保持体から器具止め部の下方へと延びるスペーサーコイルを含み得る。基部フレームは、当該基部フレームを貫通して延在する複数の開孔部を含み得る。当該複数の器具キーパーのそれぞれは、基部フレームにおける対応する開孔部に位置決めされ得るので、各器具キーパーの保持体は、基部フレームの上部表面より上に位置し、各器具キーパーのスペーサーコイルは、基部フレームの底部表面より下に位置する。
別の実施形態において、処理時にガラス器具を保持および維持するためのアセンブリは、ガラス器具を受け入れるための第一複数の器具キーパーを含む第一マガジン装置を含み得、この場合、当該第一複数の器具キーパーの各器具キーパーは、ガラス器具受け入れ容積の周りを囲むワイヤコイルを含む保持体を含み、この場合、当該ワイヤコイルの最下部の巻線は、保持体の器具止め部を形成する。当該第一複数の器具キーパーの各器具キーパーは、保持体から器具止め部の下方へと延びるスペーサーコイルも含む。当該第一マガジン装置は、当該第一基部フレームを貫通して延在する複数の開孔部を含む第一基部フレームも含む。第一複数の器具キーパーのそれぞれは、各器具キーパーの保持体およびスペーサーコイルが第一基部フレームの反対側に位置するように、第一基部フレームにおける対応する開孔部に位置決めされる。当該アセンブリは、ガラス器具を受け入れるための第二複数の器具キーパーを含む第二マガジン装置も含み、この場合、第二複数の器具キーパーの各器具キーパーは、ガラス器具受け入れ容積の周りを囲むワイヤコイルを含む保持体を含み、当該ワイヤコイルの最下部の巻線は、保持体の器具止め部を形成する。当該第二複数の器具キーパーの各器具キーパーは、保持体から器具止め部の下方へと延びるスペーサーコイルも含む。第二マガジン装置は、第二基部フレームを貫通して延在する複数の開孔部を含む第二基部フレームも含む。第二複数の器具キーパーのそれぞれは、各器具キーパーの保持体およびスペーサーコイルが第二基部フレームの反対側に位置するように、当該第二基部フレームにおける対応する開孔部に位置決めされる。当該第二マガジンは、第二複数の器具キーパーの各器具キーパーのスペーサーコイルが、第一複数の器具キーパーにおける対応する器具キーパーのガラス器具受け入れ容積に被さるように位置決めされるように、第一マガジンの上に位置決めされかつ第一マガジンから離間される。
本明細書において説明される処理時にガラス器具を保持し維持するための装置のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を含み、添付図面も含む、本明細書に説明される実施形態を実施することによって認められるであろう。
上述の全般的説明および以下の詳細な説明は両方とも、様々な実施形態について説明し、特許請求される主題の本質および特質を理解するための概要または枠組みを提供することを意図していることは理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態のさらなる理解を提供することを含んでおり、本明細書に組み入れられ、本明細書の一部を為す。図面は、本明細書において説明される様々な実施形態を例示し、説明と共に、特許請求される主題の原理および作動の説明に役立つ。
本明細書において示され説明される１つまたは複数の実施形態による、処理時にガラス器具を保持および維持するためのマガジン装置を図式的に表す。 図１のマガジン装置と共に使用される器具キーパーの一実施形態を図式的に表す。 図１のマガジン装置と共に使用するための器具キーパーの別の実施形態を図式的に表す。 本明細書において示され説明される１つまたは複数の実施形態による、基部フレームおよび支持板と器具キーパーとの係合を図式的に表す。 本明細書において示され説明される１つまたは複数の実施形態による、固定板を伴うマガジン装置の等角上面図を図式的に表す。 本明細書において説明される１つまたは複数の実施形態による、マガジン装置と共に使用するための固定板を図式的に表す。 本明細書において説明される１つまたは複数の実施形態による、固定板を伴うマガジン装置の上面図を図式的に表す。 本明細書において説明される１つまたは複数の実施形態による、固定板を伴うマガジン装置の等角底面図を図式的に表す。 本明細書において説明される１つまたは複数の実施形態による、マガジン装置のためのアセンブリ固定具を図式的に表す。 図９Ａのアセンブリ固定具の位置合わせピンに位置決めされた器具キーパーの拡大図を図式的に表す。 図９Ａのアセンブリ固定具の位置合わせピンに位置決めされたマガジン装置の基部フレームを図式的に表す。 支持脚を別の支持脚の上に積み重ねてマガジン装置同士が離間された、１対のマガジン装置の側面図を図式的に表す。 本明細書において示され説明される１つまたは複数の実施形態による、蓋板を上に取り付けられたマガジン装置を図式的に表す。 本明細書において説明されるマガジン装置による、ガラス器具をイオン交換強化する方法のフローチャート。 図１２のフローチャートの方法の工程を図式的に表す。
その実施例が添付の図面に示された、処理時にガラス器具を保持および維持するためのマガジン装置の実施形態について、以下において詳細に説明する。可能な限り、図面全体を通じて、同じもしくは類似の部分を示すために、同じ参照番号が使用される。処理時にガラス器具を保持および維持するための装置の一実施形態が、図１に図式的に表されている。当該マガジン装置は、概して、ガラス器具を受け入れるための複数の器具キーパーを含む。当該複数の器具キーパーの各器具キーパーは、ガラス器具受け入れ容積の周りを囲むワイヤコイルを含む保持体を含む。当該ワイヤコイルの最下部の巻線は、保持体の残りの部分の巻線の巻線直径より小さい巻線直径を有しており、それにより、当該ワイヤコイルの最下部の巻線は、当該保持体の器具止め部を形成する。当該保持体は、当該保持体から器具止め部の下方へと延びるスペーサーコイルを含み得る。基部フレームは、当該基部フレームを貫通して延在する複数の開孔部を含み得る。当該複数の器具キーパーのそれぞれは、各器具キーパーの保持体が基部フレームの上面より上にありかつ各器具キーパーのスペーサーコイルが基部フレームの底面より下に位置するように、基部フレームにおける対応する開孔部に位置決めされ得る。処理時にガラス器具を保持および維持するための装置の様々な実施形態が、添付の図面に対する特定の参照と共に、本明細書においてさらに詳細に説明されるであろう。
本明細書において述べられるように、処理時および／または充填時のガラス器具の破壊は、製品ロスの原因の１つであり、プロセスの非効率性およびコスト増加につながり得る。ガラス器具の強化は、破壊の低減に役立ち得る。ガラス器具は、化学強化および熱強化を含む、様々な技術を使用して強化することができる。例えば、化学強化は、圧縮応力の層をガラス器具の表面に導入することによって当該ガラス器具を強化するために使用することができる。当該圧縮応力は、ガラス器具を溶融塩浴に浸漬することによって導入される。ガラスのイオンが、溶融塩の相対的により大きいイオンによって置き換えられるため、圧縮応力がガラスの表面に誘起される。化学強化の際、ガラス器具（例えばガラス容器など）は、溶融塩で当該ガラス器具を満たすためおよび空にするための両方において機械的に操作され得る。
化学強化は、ガラス器具の強度を向上させるが、当該強化プロセスの際のガラス器具の機械的操作は、当該ガラスの表面にキズを生じさせる場合がある。例えば、処理時にガラス器具と当該ガラス器具を維持するために使用される固定具との間の接触は、特に、ガラス器具と固定具とが最初に溶融塩浴に浸漬されるとき、および／または、当該固定具とガラス器具とが、溶融塩浴から回収され、ガラス器具から溶融塩を出して空にするために回転させるときに、ガラスにキズを生じさせる場合がある。
詳細には、最初に、ガラス器具は、溶融塩浴に浸漬される前に、固定具に取り付けられる。当該固定具は、複数の容器を維持するように設計されており、お互いに重ねられた、容器の複数のトレイを収容し得る。各容器は、概して、個別のスロット内に保持され、ガラス器具の首部または上部の周りに配設された環によって適所に維持される。ガラス器具を保持した固定具は、溶融塩浴に浸漬されるとき、ガラス器具は最初、正の浮揚性であり、これは、ガラス器具を上方へと浮揚させ、ガラス器具と環との間の接触を生じさせる。ガラス器具と環との間のこの接触は、ガラスの表面にキズを生じさせる場合がある。さらに、ガラス器具が上方に浮揚するとき、ガラス器具の上部と、ガラス器具の上に積み重ねられたトレイの底部との間において接触が生じ得る。ガラス器具と、ガラス器具の上に積み重ねられたトレイの底部との間のこの接触は、キズの別の原因であり得る。
その上、イオン交換プロセスが完了した後、固定具およびガラス器具は、溶融塩浴から回収され、固定具は、ガラス器具の内部容積内に収容されている溶融塩を取り出してガラス器具を空にするために回転される。固定具が回転されるとき、ガラス器具は、突然、ガラス器具の首部または上部の周りに配置された環に衝突し得る。ガラス器具と環との間のこの鈍力衝突は、ガラスの表面にキズを生じさせ得る。
ほとんどの場合、当該キズは、表面的であり、ガラス中に誘起された表面圧縮応力の層内に収容される。この表面圧縮応力は、キズが亀裂へと成長するのを防ぐ。しかしながら、極端な場合、キズは、表面圧縮応力の層を通り抜けて広がる場合があり、それは、ガラスの破壊の原因となり得る。
さらに、イオン交換処理時にガラス器具を保持および維持するために使用される固定具は、典型的には、溶融塩浴の高温に耐えられるように、金属材料から形成される。そのような固定具は、大きな熱容量を有し得、それは、溶融塩浴の温度を変えることによってイオン交換プロセスに悪影響を及ぼし得る。当該固定具はさらに、大きな表面積を有する傾向にもあり、これは、固定具と溶融塩との間の接触を増加させ、結果的に、溶融塩からのイオンが固定具中へと拡散する原因となり得、プロセス性能を低下させ得る。
本明細書において説明される、処理時にガラス器具を保持および維持するためのマガジン装置は、それらの中に維持されたガラス器具におけるキズの発生を低減する。本明細書において説明されるマガジン装置はさらに、比較的低い熱容量および表面積も有しており、これは、マガジン装置が、その中に収容されたガラス器具のイオン交換による強化を容易にするために使用される場合に、イオン交換性能の低下を軽減する。
用語「処理」は、本明細書において使用される場合、マガジン装置内に収容されたガラス物品の処理ならびにマガジン装置内に収容したままでのガラス物品の輸送を包含することは理解されるべきである。
ここで図１を参照すると、処理時にガラス器具を保持および維持するためのマガジン装置１００の一実施形態が図式的に表されている。マガジン装置１００は、概して、複数の器具キーパー１２０が設置された基部フレーム１０２を含む。器具キーパー１２０は、概して、ガラス器具受け入れ容積１２４を画定しそれらの周りを囲み、そこには、１つのガラス器具９００（例えばガラス容器など）が受け入れられ、処理時に維持され得る。基部フレーム１０２は、概して、高温（例えば、イオン交換プロセスの際に溶融塩浴において受ける温度など）に耐えることができる材料から形成される。本明細書において説明される実施形態において、基部フレーム１０２は、金属材料（例えば、３００シリーズのステンレス鋼（３０４ステンレス、３１６ステンレス、３１６Ｌステンレスなど）、ニッケル、またはニッケルベースの合金など）から形成される。基部フレーム１０２は、複数の開孔部１１０（図４において符号付けされる）を含む。器具キーパー１２０は、本明細書においてより詳細に説明されるように、各器具キーパー１２０の一部が基部フレーム１０２の底面１１２より下に位置し、各器具キーパー１２０の一部が基部フレーム１０２の上面１０８より上に位置されるように、対応する開孔部に位置決めされる。
基部フレーム１０２はさらに、長さ方向（すなわち、図１に表された座標軸の＋／−Ｘ方向）において基部フレーム１０２の反対端に位置された側面支持体１０４、１０６も含み得る。当該側面支持体１０４、１０６は、概して、基部フレーム１０２の上面１０８の上に延在する。例えば、いくつかの実施形態において、側面支持体１０４、１０６は、概して、基部フレーム１０２の上面１０８に対して垂直であり得る。しかしながら、側面支持体１０４、１０６は、必ずしも、基部フレーム１０２の上面１０８に対して垂直である必要はないことは理解されるべきである。例えば、側面支持体１０４、１０６は、側面支持体１０４、１０６が、概して、上面１０８の上（すなわち、図１に表された座標軸の＋Ｚ方向）に延在する限り、基部フレーム１０２の上面１０８に対して９０度未満の角度または９０度を超える角度であってもよい。側面支持体１０４、１０６は、基部フレーム１０２と一体的に形成されてもよく、あるいは、これらに制限されるわけではないが、機械的留め具、溶接などを含む、従来の締結技術を用いて基部フレーム１０２に取り付けられてもよい。
本明細書において説明される実施形態において、側面支持体１０４、１０６は、基部フレーム１０２の上面１０８の上方において複数の支持棒１７０を支持するために利用される。支持棒１７０は、器具キーパー１２０を固定および安定させるために使用される。図１に表されたマガジン装置１００の実施形態において、支持棒１７０の端部は、側面支持体１０４、１０６に形成されたスロットに差し込まれ、溶接によって側面支持体１０４、１０６に固定されている。しかしながら、代替の実施形態において、支持棒１７０は、ネジおよび／またはボルトなどの機械的留め具によって側面支持体１０４、１０６に固定してもよい。支持棒１７０は、高温での使用にとって好適な材料から形成され得る。例えば、本明細書において説明される実施形態において、支持棒１７０は、金属材料（例えば、３００シリーズのステンレス鋼（３０４ステンレス、３１６ステンレス、３１６Ｌステンレス）、ニッケル、またはニッケルベースの合金など）から形成され得る。
ここで、図１〜３を参照すると、器具キーパー１２０は、各器具キーパー１２０が保持体１２２およびスペーサーコイル１３２を有するように、異なる直径の複数の巻線１２６を含むワイヤコイルから形成される。器具キーパー１２０をワイヤコイルから形成することで、マガジン装置１００における材料の総量が減少し、それにより、マガジン装置１００の熱容量および表面積の両方が減少して、イオン交換性能を向上させる。さらに、器具キーパー１２０をワイヤコイルから形成することで、バスケット状の開放構造が作り出され、これは、マガジン１００が溶融塩浴に浸漬されたときに、溶融塩浴中の溶融塩がガラス容器の全ての面と容易に相互作用することを可能にし、同時に、マガジン装置１００を溶融塩浴から取り出した際に溶融塩をマガジン装置から容易に排出することを可能にする。さらに、器具キーパー１２０をワイヤコイルから形成することで、当該キーパーにある程度の伸展性を持たせることが可能となり、この伸展性は、ガラス器具表面に伝わる力の量を制限し、キズが誘起される可能性を減少させる。本明細書において説明される実施形態において、器具キーパー１２０は、ガラスにキズを生じさせ得る角および／またはエッジを有さないワイヤストックから形成される。特に、器具キーパー１２０は、半径方向断面において実質的に円形または楕円形のワイヤストックから形成される。器具キーパー１２０を形成するためにワイヤストックの様々な直径が利用され得るが、ワイヤストックの直径は、概して、約５ｍｍ未満（例えば、約２．５ｍｍ未満、約２．０ｍｍ未満、約１．３ｍｍ未満、またはさらに約１ｍｍ以下など）である。本明細書において説明される実施形態において、器具キーパーは、高温での使用にとって好適なワイヤストックから形成される。例えば、器具キーパーは、金属材料、例えば、３００シリーズのステンレス鋼（３０４ステンレス、３１６ステンレス、３１６Ｌステンレス）、ニッケル、またはニッケルベースの合金などから形成され得る。本明細書において説明される実施形態において、当該ワイヤストックは、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）ワイヤ曲げ機またはワイヤストックを所望の形状に成形するための同様の装置を使用して、所望の形状に成形される。
上記において述べたように、器具キーパー１２０は、ワイヤコイルの一部から形成される保持体１２２を含む。保持体１２２のワイヤコイルは、ワイヤコイルにおける隣接した巻線１２６が、器具キーパー１２０の軸方向（すなわち、＋／−Ｚ方向）においてお互いに離間されるように形成される。そのため、保持体１２２のワイヤコイルは、ガラス器具受け入れ容積を画定してその周りを囲み、ガラス器具の１つがその中に位置決めされ得る。図２および図３に表された器具キーパー１２０は、ガラス器具受け入れ容積内にガラス器具９００が位置決めされた状態において示されている。本明細書において説明される実施形態において、保持体１２２を構成するワイヤコイルの巻線１２６の巻線直径（すなわち、巻線の内径）は、巻線との接触によってガラス器具９００の外部表面にスカッフィングを生じることなくガラス器具９００をガラス器具受け入れ容積に容易に挿入したり取り出したりできるように、ガラス器具９００の外径よりわずかに大きい。
保持体１２２の下側部分は、保持体１２２を形成するワイヤコイルから延びる器具止め部１３０を含む。器具止め部１３０は、保持体１２２のガラス器具受け入れ容積における座部として機能し、この上に、ガラス器具受け入れ容積内に位置決めされたガラス器具９００が載せられる。実施形態において、器具止め部１３０は、保持体１２２を形成するワイヤコイルの最下部の巻線１２８を、最下部の巻線１２８の巻線直径が保持体１２２における残りの部分の巻線１２６の巻線直径より小さくなるように形状化することによって、形成される。例えば、図２に表された器具キーパー１２０の実施形態において、最下部の巻線１２８の巻線直径は、その前の部分の巻線１２６と比べて減少している。この実施形態において、最下部の巻線１２８の少なくとも一部は、実質的に直線状であり得、図２に表されるように、保持体１２２におけるその前の部分の巻線１２６によって周りを囲まれるエリアを、少なくとも部分的に跨ぐように延在し得る。あるいは、最下部の巻線１２８の少なくとも一部の巻線直径は、その前の部分の巻線１２６に比べて次第に減少し得、それにより、最下部の巻線１２８は、図３に表されているように、保持体１２２におけるその前の部分の巻線１２６によって周りを囲まれるエリア内に位置決めされる。最下部の巻線１２８の少なくとも一部の巻線直径が減少するように最下部の巻線１２８を形成することで、接触エリアの増加した器具止め部１３０が提供され、それにより、器具キーパー１２０とガラス器具９００との間の接触力がより大きなエリアへと広がる。
保持体１２２の上側部分はさらに、保持体１２２を形成するワイヤコイルから延びる保持ステム１４０を含む。当該保持ステム１４０は、支持棒１７０に形成された対応する穴１７２（図１および４）に係合可能である。本明細書において説明される実施形態において、保持ステム１４０は、保持体１２２を形成するワイヤコイルから、実質的に垂直方向（すなわち、図２および図３に表されている座標軸の＋Ｚ方向）に延在する。しかしながら、代替の実施形態において、保持ステム１４０は、垂直に対してある角度にあってもよいことは理解されるべきである。器具キーパー１２０の保持ステム１４０を支持棒１７０に係合することで、器具キーパー１２０を基部フレーム１０２上において安定化させるのに役立ち、隣接する器具キーパーの間の間隔が維持される。保持ステム１４０は、器具キーパー１２０をさらに安定化させるために、支持棒の上部において支持棒に溶接してもよい。隣接する器具キーパーの間の相対間隔を維持することは、各器具キーパー１２０のガラス受け入れ容積内へのガラス器具９００の自動化された積み下ろしにも役立つ。
さらに図１から図３を参照すると、器具キーパー１２０のそれぞれは、保持体１２２の下側部分から延びるスペーサーコイル１３２も含む。実施形態において、スペーサーコイル１３２は、保持体１２２のワイヤコイルの巻線１２６の巻線直径より小さいかまたはそれに等しい巻線直径を有する。スペーサーコイル１３２は、最下部の巻線１２８から延びるスペーサーステム１４４によって保持体１２２から離間されている。本明細書において説明される実施形態において、スペーサーステム１４４は、概して、垂直方向（すなわち、図２および図３に表された座標軸の＋Ｚ方向）に延在している。しかしながら、代替の実施形態において、スペーサーステム１４４は、垂直に対してある角度にあってもよいことは理解されるべきである。本明細書においてさらに詳細に説明されるように、スペーサーコイルは、隣接するマガジン装置のガラス器具が当該マガジン装置の下側に向かって進行するのを遅延させて阻むバネクッションとして機能し、それにより、ガラス器具が損傷するのを防ぐ。
ここで図４を参照すると、マガジン装置１００の一部が、図式的に表されている。図４に示されているように、器具キーパー１２０が、基部フレーム１０２の開孔部１１０に位置決めされるとき、器具キーパー１２０の一部は、基部フレーム１０２の底面１１２より下に位置し、器具キーパー１２０の一部は、基部フレーム１０２の上面１０８より上に位置する。より詳細には、器具キーパー１２０は、保持体１２２の少なくとも一部が基部フレーム１０２の上面１０８上またはその上方に位置決めされかつスペーサーコイル１３２が基部フレーム１０２の底面１１２より下に位置決めされるように、開孔部１１０内に位置決めされる。例えば、図４に表された実施形態において、保持体１２２が、開孔部１１０を通って延在するスペーサーステム１４２によって基部フレーム１０２の上面１０８より上に位置決めされ、スペーサーコイル１３２が基部フレーム１０２の底面１１２より下に位置決めされかつ底面１１２から離間されるように、器具キーパー１２０が、開孔部１１０内に位置決めされる。この特定の実施形態において、保持体１２２は、例えば溶接などによって基部フレーム１０２に固定され、当該保持ステム１４０は、支持棒１７０に形成された対応する穴１７２に係合され、それによって、器具キーパー１２０の位置が基部フレームに対して固定される。本明細書において説明される実施形態において、開孔部１１０は、側部チャネル１１１を含み、これは、基部フレーム１０２への器具キーパー１２０の取り付けを容易にするために使用され得る。
ここで図１および図１０を参照すると、本明細書において説明される実施形態において、マガジン装置１００はさらに、基部フレーム１０２の上面および底面の少なくとも一方から延びる少なくとも１つのスタンドオフ１７６を含み得る。図１に表されるマガジン装置１００は、支持フレームの縦方向（すなわち、図１に表されている座標軸の＋／−Ｘ方向）において、基部フレーム１０２の端部の近くに位置決めされた複数のスタンドオフ１７６を含む。しかしながら、スタンドオフ１７６は、基部フレーム１０２の上面１０８および底面１１２の両方から延びていてもよいことは理解されるべきである。当該スタンドオフ１７６は、マガジン装置１００ｂがマガジン装置１００ａの上に積み重ねられている図１０に表されているように、隣接するマガジン装置の基部フレームの間の離間を維持しつつ、複数のマガジン装置１００をお互いに積み重ねるために利用される。例えば、一実施形態において、スタンドオフ１７６は、基部フレーム１０２を通って延在し得、この場合、各スタンドオフは、スタンドオフ１７６の一方の端部のソケット１７８と、スタンドオフ１７６の別の端部のポスト１７９とを有する。図１に示される実施形態において、スタンドオフのそれぞれは、スタンドオフの上側端部のソケット１７８と、スタンドオフ１７６の下側端部のポスト１７９とを有する。しかしながら、他の実施形態において、スタンドオフの上側端部がポスト１７９を有していてもよく、ならびに下側端部がソケット１７８を有していてもよいことは理解されるべきである。ソケット１７８は、隣接するマガジン装置（例えば、スタンドオフ１７６の構成に応じて上方または下方に位置決めされたマガジン装置など）のスタンドオフにおける対応するポスト１７９を受け入れるためのサイズおよび形状であり、それにより、それらの間に所望の間隔を維持し、横方向における相対運動（すなわち、図１に表されている座標軸のＸ−Ｙ平面における運動）を防ぐ。実施形態において、スタンドオフ１７６は、上方のマガジン装置の基部フレームと下方のマガジン装置の基部フレームとの間の間隔が、下方のマガジン装置の器具フレームの上面からの器具キーパーの保持体の高さより大きくなるようなサイズである。例えば、一実施形態において、下方のマガジン装置の基部フレームの上面と上方のマガジン装置の基部フレームの底面との間の間隔から、上方のマガジン装置の基部フレームの底面からスペーサーコイルの間隔を差し引いた間隔は、図１０に表されているように、下方のマガジン装置の基部フレームの上面からの各器具キーパーの保持体の高さより大きいかまたは等しい。スタンドオフ１７６をこのようなサイズにすることにより、ガラス器具が上方のマガジン装置のスペーサーコイルに直接接触することなく、器具キーパー１２０にガラス器具を位置決めすることが可能となり、それにより、スペーサーコイルによるガラス器具へのスカッフィングが防がれる。実施形態において、スタンドオフは、金属材料、例えば、３００シリーズのステンレス鋼（３０４ステンレス、３１６ステンレス、３１６Ｌステンレス）、ニッケル、またはニッケルベースの合金などから形成され得る。
ここで図５および図７を参照すると、いくつかの実施形態において、マガジン装置１００はさらに、隣接する器具キーパー１２０の間に位置決めされた複数の支持脚１９２を含み得る。実施形態において、支持脚１９２は、基部フレーム１０２の上面１０８から延びており、基部フレーム１０２の上面１０８に対して実質的に垂直であり得る。支持脚１９２は、器具キーパー１２０から離間されており、器具キーパー１２０の周りにケージ状構造を形成する。これは、器具キーパーが不適切な取り扱いによって塑性変形するのを防ぎつつ、器具キーパー１２０が柔軟性および伸展性を維持することを可能にする。
ここで図５および図６を参照すると、実施形態において、支持脚１９２は、マガジン装置１００の基部フレーム１０２に設置される固定板１９０の一部である。実施形態において、当該固定板１９０は、図６に表されているように、実施形態において円形または半円形構成を有し得る複数のセグメント１９４で形成される。セグメント１９４のそれぞれは、概して、マガジン装置１００の基部フレーム１０２の開孔部１１０に対応している。そのため、支持脚１９２は、固定板１９０における隣接したセグメント１９４の間に位置決めされることは理解されるべきである。固定板１９０の各セグメント１９４はさらに、セグメントによって周りを囲まれるエリア中へと延在する指部１９６を含み得る。実施形態において、指部１９６は、指部１９６とセグメント１９４との間に固定スロット１９８を形成するような形状である。当該固定スロット１９８は、概して、スロット方向を有しており、これは、本明細書において使用される場合、スロットの長軸の方向を意味する。図６に表されている固定板１９０の実施形態において、指部１９６は、概して、Ｌ字形状であり、固定スロット１９８が「Ｌ」字の長い部分とセグメント１９４との間に形成されるように、セグメント１９４から延在する。しかしながら、指部１９６の他の構成も、想到され、また可能であることは理解されるべきである。本明細書において説明される実施形態において、固定スロット１９８は、概して、対応する器具キーパー１２０の一部を受け入れるようなサイズである。実施形態において、固定板は、金属材料、例えば、３００シリーズのステンレス鋼（３０４ステンレス、３１６ステンレス、３１６Ｌステンレス）、ニッケル、またはニッケルベースの合金などから形成され得る。
ここで図５〜図８を参照すると、固定板１９０は、例えば、溶接または留め具などによって、基部フレーム１０２の底面１１２に取り付けられ得、それにより、セグメント１９４は、概して、基部フレーム１０２における対応する開孔部１１０に揃えられ、支持脚１９２は、上記において説明されるように、支持脚１９２が基部フレーム１０２の上面１０８から延びるように、基部フレーム１０２における開口部（図示されず）に位置決めされる。固定板１９０を利用する、本明細書において説明されるマガジン装置１００の実施形態において、基部フレーム１０２の各開孔部は、データムスロット１９７を有する。各データムスロット１９７は、概して、スロット方向を有し、これは、本明細書において使用される場合、スロットの長軸の方向を意味する。固定スロット１９８のように、データムスロット１９７は、概して、対応する器具キーパー１２０の一部、より詳細には、保持体１２２にスペーサーコイル１３２を連結する、器具キーパー１２０のスペーサーステム１４２を受け入れるサイズである。固定板１９０が、基部フレーム１０２上に位置決めされ、セグメント１９４が、基部フレームにおける対応する開孔部１１０に揃えられると、固定スロット１９８および対応するデータムスロット１９７は重なり、固定スロット１９８のスロット方向は、対応するデータムスロット１９７のスロット方向から回転偏位する。例えば、実施形態において、固定スロット１９８のスロット方向は、０度より大きく１８０度以下の角度によって、データムスロット１９７のスロット方向から回転偏位する。固定スロット１９８とデータムスロット１９７の間のこの方向付けは、固定スロット１９８および対応するデータムスロット１９７の両方に係合される器具キーパー１２０のスペーサーステム１４２を、基部フレーム１０２上の位置にロックし、それにより、器具キーパー１２０を基部フレーム１０２に固定し、基部フレーム１０２から器具キーパー１２０が解放されることを防ぐ。
ここで図９Ａから図９Ｃを参照すると、マガジン装置（例えば、図１に示されるようなマガジン装置１００）を組み立てるためのアセンブリ固定具８００の一実施形態が、図式的に表されている。アセンブリ固定具８００は、複数の位置合わせピン８０４が取り付けられた基部８０２を有する。位置合わせピン８０４は、器具キーパーのガラス器具受け入れ容積にちょうど適合するサイズであり、マガジン装置の基部フレーム１０２に形成された開孔部に一致するように離間される。実施形態において、基部８０２はさらに、当該基部８０２の端部においてスタンドオフ１７６を受け入れるための穴と、各器具キーパー１２０の保持ステム１４０を受け入れるための穴を有する。実施形態において、位置合わせピン８０４はさらに、器具キーパー１２０の器具止め部１３０を受け入れるためのスロットを有し得る。これらの穴およびスロットは、組立の際にスタンドオフ１７６および器具キーパー１２０が正確に方向付けされることを可能にする。
使用の際、最初に、図９Ａおよび図９Ｂに示されるように、器具キーパー１２０が、位置合わせピン８０４上に位置決めされ、器具キーパーを適切に方向付けするために、各器具キーパーの保持ステム１４０が基部８０２における対応する穴に係合するように、方向付けされる。同様に、スタンドオフ１７６が、基部８０２における対応する穴に係合される。その後、図９Ｃに表されるように、基部フレーム１０２が、位置合わせピン８０４が基部フレーム１０２の開孔部１１０に係合するように、アセンブリ固定具上に位置決めされ、ならびにスタンドオフ１７６が、基部フレーム１０２における対応する開孔部に係合される。この方向性の基部フレームによって、器具キーパー１２０のスペーサーコイルが、基部フレームの底面に隣接するように位置され、器具キーパー１２０の保持体が、基部フレームの上面に隣接するように位置される。次いで、器具キーパー１２０およびスタンドオフ１７６が、基部フレーム１０２に溶接される。一実施形態において、器具キーパー１２０は、基部フレーム１０２の開孔部１１０から延在する側部チャネル１１１において、基部フレーム１０２に溶接され得る（図４）。器具キーパー１２０が適所に溶接されると、器具キーパー１２０およびスタンドオフ１７６を取り付けられた基部フレームがアセンブリ固定具から取り外され、器具キーパー１２０の保持ステム１４０が支持棒における対応する穴に係合されるように、支持棒（図１）が基部フレーム１０２に取り付けられる。別の実施形態において、支持棒を受け入れるために、溝が基部８０２に機械加工され得る。次いで、保持ステムが、支持棒中に直接位置され得、支持棒の端部が、基部フレームに溶接され得、その後、固定具からアセンブリが取り外される。
ここで図１０および図１１を参照すると、実施形態において、マガジン装置のスタックの上側マガジン装置１００ｂはさらに、マガジン装置の上部に覆うように位置決めされた蓋板２１０を有する。マガジン装置のスタックが、様々な処理工程、例えば、イオン交換処理工程、洗浄工程、リンス工程などを通して操作される際に、蓋板２１０が、上側マガジン装置１００ｂの器具キーパー中にガラス物品を保持する。蓋板２１０は、機械的無欠陥性を失うことなく、高温、例えば、従来のイオン交換操作において受ける温度（すなわち、３００℃を超える温度）に対するサイクルの繰り返しに耐えるための好適な材料から構成される。例えば、一実施形態において、蓋板２１０は、ステンレス鋼材料、例えば、３００シリーズのステンレス鋼（３０４ステンレス、３１６ステンレス、３１６Ｌステンレス）、ニッケル、またはニッケルベースの合金などから形成され得る。
実施形態において、蓋板２１０は、その熱容量を最小化するように構成される。例えば、実施形態において、蓋板２１０は、０．０５インチ（１．２７ｍｍ）以下、さらには０．０３インチ（０．７６２ｍｍ）以下の厚さを有するように、薄いシート状の材料から構成され得る。さらなる他の実施形態において、蓋板２１０は、０．０２インチ（０．５０８ｍｍ）以下、さらには０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ）以下の厚さを有するように、薄いシート状の材料から構成され得る。薄いシート状の材料から蓋板２１０を形成することで、マガジン装置１００に構造上の剛性を与えつつ、マガジン装置１００の熱容量全体が減らされる。
蓋板２１０は、蓋板２１０の厚さを通って延在する複数の開口部２１２を有し得る。開口部２１２は、マガジン装置１００が流体（例えば、溶融塩および／または水など）に浸漬されたときに、当該流体が、蓋板２１０を通り抜けて、器具キーパー１２０内に位置決めされたガラス物品に入ることを可能にする。開口部２１２は、マガジン装置１００ｂが流体から回収されるときに、当該流体をマガジン装置１００ｂから即座に排出することも可能にする。さらに、当該開口部は、マガジン装置１００ｂの熱容量を減少させ、それにより、マガジン装置１００がイオン交換浴に沈められたときに当該浴に対するマガジン装置による熱的影響を減少させる。実施形態において、当該開口部２１２は、均一なサイズおよび形状であり得、蓋板２１０の表面に規則的に位置決めされる。いくつかの他の実施形態において、開口部は、異なるサイズおよび／または形状に形成され得る。
いくつかの実施形態において、蓋板２１０は、複数の位置決めチャネル２１４を有し得る。これらの位置決めチャネル２１４は、蓋板２１０をマガジン装置１００ｂ上において適切に方向付けするために、スタンドオフ１７６のソケット１７８と係合するように位置決めされ得る。蓋板２１０はさらに、マガジン装置１００ｂと係合して蓋板２１０をマガジン装置１００ｂの上に維持する、取り付けクリップ２１８も有し得る。実施形態において、取り付けクリップ２１８は、弾性的に変形可能な、蓋板２１０に回転可能に取り付けられたクリップであり得、または蓋板２１０と一体的に形成されたクリップであり得る。取り付けクリップ２１８は、図１１に表されているように、マガジン装置の基部フレーム１０２に係合され得るか、あるいは二者択一的に、支持棒に係合され得る。
図１および図１０から図１３をまとめて参照すると、図１２には、イオン交換によってガラス器具を強化するための方法のプロセスフローチャート５００が含まれ、図１３は、当該フローチャートにおいて説明されるプロセスが図式的に表されている。第一ステップ５０２において、イオン交換可能なガラス組成物から形成されたガラス管ストック１０００が、最初に、従来の形状化および形成技術を用いてガラス器具９００（具体的には、実施形態においてガラスバイアルとして表される）へと形状化される。ステップ５０４において、ガラス器具９００は、機械的マガジン装填機６０２を用いてマガジン装置１００に装填される。当該マガジン装填機６０２は、機械的把持装置（例えば、キャリパーなど）であり得、これは、一度に、複数のガラス器具を掴むことができる。あるいは、当該把持装置は、ガラス器具９００を掴むために真空システムを利用し得る。マガジン装填機６０２は、ガラス器具９００およびマガジン装置１００に対してマガジン装填機６０２を位置決めすることができるロボットアームまたは他の同様の装置に連結され得る。マガジン装填機６０２は、ガラス器具が保持体１２２内に位置決めされて器具キーパー１２０の器具止め部１３０上に載るように、個々のガラス器具９００を各器具キーパー１２０のガラス器具受け入れ容積内に位置決めする。
次のステップ５０６において、ガラス器具９００を装填されたマガジン装置１００は、カセット搭載エリアへと機械的コンベア、例えば、コンベアベルト６０６、天井クレーンなどによって移送される。その後、ステップ５０８において、複数のマガジン装置１００（表されたもの）が、カセット６０８に搭載される。図１３には１つのマガジン装置１００のみが表されているが、カセット６０８は、多数のガラス器具を同時に処理することができるように、複数のマガジン装置を保持するように構成されることは理解されるべきである。各マガジン装置１００は、カセット搭載機６１０を用いて、カセット６０８に位置決めされる。カセット搭載機６１０は、機械的把持装置、例えば、キャリパーなどであり得、これは、一度に１つまたは複数のマガジン装置を掴むことができる。あるいは、当該把持装置は、マガジン装置１００を掴むために真空システムを利用し得る。カセット搭載機６１０は、カセット６０８およびマガジン装置１００に対してカセット搭載機６１０を位置決めすることができるロボットアームまたは他の同様の装置に連結され得る。あるいは、複数のマガジン装置を、手動によってお互いに積み重ねてもよいし、手動でカセットに搭載してもよい。カセットなる用語は、本明細書において使用される場合、積み重ねたマガジン装置がその中に搭載される枠組みを意味する。カセットは、概して、それらが様々な処理工程、例えば、イオン交換浴、リンス工程、洗浄工程などによって処理されるように、積み重ねられたマガジン装置を一緒に保持する。複数のマガジン装置１００がカセット６０８に搭載される場合、上のマガジン装置のスペーサーコイル１３２が下のマガジン装置に保持されたガラス器具９００のそれぞれの上に直接位置決めされるように、当該マガジン装置１００が位置決めされる。
次のステップ５１０において、マガジン装置１００およびガラス器具９００を収容するカセット６０８が、イオン交換設備に移送され、ガラス器具９００の化学強化を容易にするために、イオン交換タンク６１４に積み込まれる。カセット６０８は、カセット移送装置６１２と共にイオン交換設備に移送される。カセット移送装置６１２は、機械的把持装置、例えば、キャリパーなどであり得、これは、カセット６０８を掴むことができる。あるいは、当該把持装置は、カセット６０８を掴むために真空システムを利用し得る。カセット移送装置６１２および搭載されたカセット６０８は、天井レールシステム、例えば、ガントリークレーンなどによって、カセット搭載エリアからイオン交換設備へと自動的に搬送され得る。あるいは、カセット移送装置６１２および搭載されたカセット６０８は、ロボットアームによって、カセット搭載エリアからイオン交換設備へと搬送され得る。さらなる別の実施形態において、カセット移送装置６１２および搭載されたカセット６０８は、コンベアによって、カセット搭載エリアからイオン交換設備へと搬送され得、その後、ロボットアームまたは天井クレーンによって、コンベアからイオン交換タンク６１４へと移され得る。
カセット移送装置６１２および搭載されたカセット６０８が、イオン交換設備に搬送されると、そこに収容されたカセット６０８およびガラス器具９００は、任意選択により、カセット６０８およびガラス器具９００をイオン交換タンク６１４に浸漬する前に予備加熱され得る。いくつかの実施形態において、カセット６０８は、室温より高くかつイオン交換タンクの溶融塩浴の温度に等しいかまたはそれより低い温度に予備加熱され得る。例えば、ガラス器具は、約３００℃〜５００℃の温度に予備加熱され得る。しかしながら、本明細書において説明されるマガジン装置１００はその熱容量が比較的低いので、予備加熱ステップが任意選択であることは理解されるべきである。
イオン交換タンク６１４は、溶融塩浴６１６（例えば、溶融アルカリ塩、例えば、ＫＮＯ３、ＮａＮＯ３、および／またはそれらの組み合わせなど）を含有する。一実施形態において、溶融塩浴は、約３５０℃以上かつ約５００℃以下の温度に維持された１００％の溶融塩ＫＮＯ３である。しかしながら、様々な他の組成物および／または温度を有する溶融アルカリ塩浴も、ガラス器具のイオン交換を容易にするために使用することができることは理解されるべきである。
ステップ５１２において、ガラス器具９００は、イオン交換タンク６１４においてイオン交換強化される。詳細には、ガラス器具が、溶融塩に浸漬され、ガラス器具９００において所望の圧縮応力および圧縮応力層深さを実現するのに十分な期間においてそこに保持される。ガラス器具９００が浸漬されるとき、ガラス器具は、最初、正の浮力を有しており、空気がガラス器具の内部容積から抜けて溶融塩によって置換される。ガラス器具は正の浮力によって浮き上がるため、各ガラス器具の上部が、上のマガジン装置のスペーサーコイル１３２の湾曲表面に接触することとなり、それにより、上のマガジン装置の底面との間の接触を防いで、ガラス器具への衝撃を緩和する。さらに、器具キーパー１２０のバスケット状の開放構造は、溶融塩浴がガラス器具の全ての表面に接触することを可能にし、これは、ガラス器具の表面に誘起される圧縮応力の均一性を向上させる。
一実施形態において、ガラス器具９００は、少なくとも約２００ＭＰａ、さらには２５０ＭＰａの圧縮応力による約１００μｍまでの圧縮応力層深さを実現するのに十分な期間において、イオン交換タンク６１４内に保持され得る。実施形態において、ガラス器具９００は、少なくとも約３００ＭＰａ、さらには３５０ＭＰａの圧縮応力による約１００μｍまでの圧縮応力層深さを実現するのに十分な期間において、イオン交換タンク６１４内に保持され得る。当該保持期間は、３０時間未満、さらには２０時間未満であり得る。しかしながら、ガラス器具がタンク６１４内に保持される期間は、ガラス容器の組成物、溶融塩の浴６１６の組成物、溶融塩の浴６１６の温度、ならびに所望の圧縮応力層深さおよび所望の圧縮応力に応じて変わり得ることは理解されるべきである。
ガラス器具９００がイオン交換強化された後、カセット６０８およびガラス器具９００は、ロボットアームまたは天井クレーンと共にカセット移送装置６１２を使用して、イオン交換タンク６１４から取り出される。イオン交換タンク６１４から取り出す際、マガジン装置１００の器具キーパー１２０のバスケット状開放構造は、マガジン装置内の溶融塩を、各マガジン装置から容易に排出するのを可能にする。カセット６０８がイオン交換タンク６１４から取り出された後、カセット６０８およびガラス器具９００は、イオン交換タンク６１４の上に吊され、カセット６０８が水平軸周りに回転され、それにより、ガラス器具９００内に残留する全ての溶融塩がイオン交換タンク６１４へと戻されて空にされる。カセット６０８が回転されるとき、ガラス器具９００は、上に位置されたマガジン装置の底面に向かって、各器具キーパー１２０の保持体１２２内を滑動する。当該ガラス器具９００は、上に位置されたマガジン装置のスペーサーコイル１３２によって、上に位置されたマガジン装置の底面に鈍力接触するのを防がれる。スペーサーコイル１３２は、ガラス器具９００の滑り運動を遅延させ妨げるバネクッションとして機能し、それによって、鈍力接触によるガラス器具への衝撃を緩和する。その後、カセット６０８が回転されて初期位置へと戻され、リンス工程の前にガラス器具が冷却される。
次いで、カセット６０８およびガラス器具９００は、カセット移送装置６１２によってリンス設備に移送される。この移送は、上記において説明したように、ロボットアームまたは天井クレーンによって実施され得るか、あるいは、自動コンベア（例えば、コンベアベルトなど）によって実施され得る。次のステップ５１４において、ガラス器具９００の表面から全ての過剰な塩を除去するために、カセット６０８およびガラス器具９００が、水浴６２０を収容するリンスタンク６１８中に下ろされる。カセット６０８およびガラス器具９００は、ロボットアーム、天井クレーン、またはカセット移送装置６１２に連結された同様の装置によって、リンスタンク６１８中に下ろされ得る。当該ガラス器具は、最初、リンスタンク６１８に浸漬されたときに正の浮力を有する。しかしながら、当該ガラス器具が浮き上がるとき、各ガラス器具の上部は、上のマガジン装置のスペーサーコイル１３２の湾曲表面に接触することになり、それにより、上のマガジン装置の下面との間の接触を防ぎ、ガラス器具への衝撃を緩和する。
次いで、カセット６０８およびガラス器具９００が、リンスタンク６１８から回収され、リンスタンク６１８の上に吊され、カセット６０８が水平軸の周りに回転されて、それにより、ガラス器具９００内に残留する全てのリンス水がリンスタンク６１８へと戻されて空にされる。カセット６０８が回転されるとき、ガラス器具９００は、上に位置されたマガジン装置の底面に向かって、各器具キーパー１２０の保持体１２２内を滑動する。当該ガラス器具９００は、上に位置されたマガジン装置のスペーサーコイル１３２によって、上に位置されたマガジン装置の底面に鈍力接触するのを防がれる。スペーサーコイル１３２は、ガラス器具９００の滑り運動を遅延させ妨げるバネクッションとして機能し、それによって、鈍力接触によるガラス器具への衝撃を緩和する。いくつかの実施形態において、リンス操作が、複数回実施され得た後、カセット６０８およびガラス器具９００が、次の処理設備へと移動される。
特定の一実施形態において、カセット６０８およびガラス器具９００は、水浴に少なくとも２回浸される。例えば、確実に全ての残留アルカリ塩をガラス物品の表面から除去するために、カセット６０８は、第一水浴に浸され、続いて、異なる第二水浴に浸され得る。第一水浴の水は、排水処理または蒸発装置へと送られ得る。
次のステップ５１６において、マガジン装置１００が、カセット搭載機６１０によってカセット６０８から取り外される。その後、ステップ５１８において、ガラス器具９００が、マガジン装填機６０２によってマガジン装置１００から外され、洗浄設備へ移送される。ステップ５２０において、ガラス器具が、ノズル６２２から放出された脱イオン水の噴流６２４によって洗浄される。イオン水の噴流６２４は、圧縮空気と混合され得る。
任意選択により、ステップ５２１（図１３には表されていない）において、ガラス器具９００を、点検設備へと移送して、そこで、当該ガラス器具を、キズ、破片、変色などについて点検してもよい。
ここで、本明細書において説明されるマガジン装置は、処理時にガラス器具を保持および維持するために使用してもよいことは理解されるべきである。開放型バスケット状ワイヤコイルでマガジン装置の器具キーパーを形成することで、マガジン装置内に維持されたガラス器具のキズの発生が緩和される。このように形成された器具キーパーは、マガジン装置の熱容量および表面積も減少させ、これは、それらの中に収容されたガラス器具のイオン交換による強化を容易にするために当該マガジン装置が使用される場合に、イオン交換性能を向上させる。
本明細書において、ガラス容器、例えば、ガラスバイアル瓶などと一緒に使用されるマガジン装置を示し説明してきたが、マガジン装置は、これらに限定されるわけではないが、Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒｓ（登録商標）、カートリッジ、シリンジ、アンプル、ボトル、フラスコ、小瓶、管、ビーカー、バイアル瓶など、ならびに丸い形状のガラス物品および丸い形状でないガラス物品を含む、様々な他のタイプのガラス物品を保持および維持するために使用することができるということは理解されるべきである。
特許請求される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において説明される実施形態に対して様々な変更および変形を為すことができることは、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書は、本明細書において説明される様々な実施形態の変更および変形を網羅し、提供されるそのような変更および変形は、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内であることが意図される。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
処理時にガラス器具を保持および維持するための装置であって：
ガラス器具を受け入れるための複数の器具キーパーであって、各器具キーパーが、
ガラス器具受け入れ容積の周りを囲むワイヤコイルを含む保持体であって、該ワイヤコイルの最下部の巻線が、該保持体の残りの部分の巻線の巻線直径より小さい巻線直径を有しており、それにより、該ワイヤコイルの該最下部の巻線が、該保持体における器具止め部を形成する、保持体と、
該保持体から該器具止め部の下方に延びるスペーサーコイルと、
を含む、複数の器具キーパーと；
基部フレームを貫通して延在する複数の開孔部を含む基部フレームであって、各器具キーパーの該保持体が該基部フレームの上面より上に位置しかつ各器具キーパーの該スペーサーコイルが該基部フレームの底面より下に位置するように、該複数の器具キーパーのそれぞれが、該基部フレームにおける対応する開孔部に位置決めされる、基部フレームと；
を含む装置。
実施形態２
前記ワイヤコイルにおける隣接する巻線が、お互いに離間されている、実施形態１に記載の装置。
実施形態３
前記保持体の前記最下部の巻線の少なくとも一部が、実質的に直線状であり、ならびに該保持体におけるその前の部分の巻線によって周りを囲まれたエリアを少なくとも部分的に跨ぐように延在する、実施形態１に記載の装置。
実施形態４
前記保持体の前記最下部の巻線の少なくとも一部の巻線直径が、徐々に減少する、実施形態１に記載の装置。
実施形態５
前記スペーサーコイルの巻線直径が、前記保持体の少なくとも一部の巻線の巻線直径より小さい、実施形態１に記載の装置。
実施形態６
前記ワイヤコイルが、実質的に円形の断面を有するワイヤから形成される、実施形態１に記載の装置。
実施形態７
前記基部フレームがさらに、該基部フレームの前記上面の上方に支持されかつ該基部フレームの長さにわたって延在する複数の支持棒を含み、
前記複数の器具キーパーの各器具キーパーが、該複数の支持棒の１つに係合される、
実施形態１に記載の装置。
実施形態８
前記複数の器具キーパーの各器具キーパーが、前記保持体の最上部の巻線から延びる保持ステムを含み、該保持ステムが、前記複数の支持棒の１つにおける対応する穴に係合される、実施形態７に記載の装置。
実施形態９
前記基部フレームの前記上面に対して実質的に垂直に延在する複数の支持脚をさらに含み、該支持脚が、隣接する器具キーパーの間に位置決めされる、実施形態１に記載の装置。
実施形態１０
前記基部フレームの前記上面より上の支持脚の高さが、該基部フレームの該上面より上の前記複数の器具キーパーのそれぞれの前記保持体の高さ以下である、実施形態９に記載の装置。
実施形態１１
各器具キーパーの前記保持体の前記スペーサーコイルが、スペーサーステムによって各器具キーパーの該保持体の該器具止め部に連結されており、
前記基部フレームにおける前記複数の開孔部の各開孔部が、該基部フレームを貫通して延在するデータムスロットを含み、
各器具キーパーの該保持体の該スペーサーステムが、該基部フレームにおける対応するデータムスロットに係合される、
実施形態１に記載の装置。
実施形態１２
前記基部フレームの前記上面および前記底面の少なくとも一方に連結された固定板をさらに含み、
該固定板が、該基部フレームにおける前記データムスロットに対応する複数の固定スロットを含み、該固定スロットのスロット方向が、該対応するデータムスロットのスロット方向に対して回転偏位されており、
各器具キーパーの前記保持体の前記スペーサーステムが、該固定板の対応する固定スロットに係合され、それにより、該基部フレームから該器具キーパーが解放されるのを防ぐ、
実施形態１１に記載の装置。
実施形態１３
前記固定スロットの前記スロット方向が、前記対応するデータムスロットの前記スロット方向に対して、８０度より大きくかつ１８０度以下において、回転偏位されている、実施形態１２に記載の装置。
実施形態１４
前記固定板がさらに、前記基部フレームの前記上面に対して実質的に垂直に延在する複数の支持脚を含み、該支持脚が、隣接する器具キーパーの間に位置決めされる、実施形態１２に記載の装置。
実施形態１５
前記基部フレームの前記上面より上の支持脚の高さが、該基部フレームの該上面より上の前記複数の器具キーパーのそれぞれの前記保持体の高さ以下である、実施形態１４に記載の装置。
実施形態１６
前記基部フレームの前記上面および前記底面の少なくとも一方から延在する少なくとも１つのスタンドオフをさらに含む、実施形態１に記載の装置。
実施形態１７
処理時にガラス器具を保持および維持するためのアセンブリであって：
第一マガジン装置であって：
ガラス器具を受け入れるための第一複数の器具キーパーであって、該第一複数の器具キーパーの各器具キーパーが、
ガラス器具受け入れ容積の周りを囲むワイヤコイルを含む保持体であって、該ワイヤコイルの最下部の巻線が、該保持体の器具止め部を形成する、保持体と、
該保持体から該器具止め部の下方に延びるスペーサーコイルと、
を含む、第一複数の器具キーパーと；
第一基部フレームを貫通して延在する複数の開孔部を含む第一基部フレームであって、該第一複数の器具キーパーのそれぞれが、各器具キーパーの該保持体およびスペーサーコイルが該第一基部フレームの反対側に位置するように、該第一基部フレームにおける対応する開孔部に位置決めされる、第一基部フレームと；
を含む第一マガジン装置と；
第二マガジン装置であって：
ガラス器具を受け入れるための第二複数の器具キーパーであって、該第二複数の器具キーパーの各器具キーパーが、
ガラス器具受け入れ容積の周りを囲むワイヤコイルを含む保持体であって、該ワイヤコイルの最下部の巻線が、該保持体の器具止め部を形成する、保持体と、
該保持体から該器具止め部の下方に延びるスペーサーコイルと、
を含む、第二複数の器具キーパーと；
第二基部フレームを貫通して延在する複数の開孔部を含む第二基部フレームであって、該第二複数の器具キーパーのそれぞれが、各器具キーパーの該保持体およびスペーサーコイルが該第二基部フレームの反対側に位置するように、該第二基部フレームにおける対応する開孔部に位置決めされる、第二基部フレームと；
を含み、該第二複数の器具キーパーの各器具キーパーの該スペーサーコイルが該第一複数の器具キーパーにおける対応する器具キーパーの該ガラス器具受け入れ容積に被さるように位置決めされるように、該第一マガジンの上に位置決めされかつ第一マガジンから離間される、第二マガジン装置と；
を含むアセンブリ。
１００、１００ａ、１００ｂ マガジン装置
１０２ 基部フレーム
１０４、１０６ 側面支持体
１０８ 上面
１１０ 開孔部
１１１ 側部チャネル
１１２ 底面
１２０ 器具キーパー
１２２ 保持体
１２４ ガラス器具受け入れ容積
１２６ 巻線
１２８ 最下部の巻線
１３０ 器具止め部
１３２ スペーサーコイル
１４０ 保持ステム
１４２ スペーサーステム
１７０ 支持棒
１７２ 穴
１７６ スタンドオフ
１７８ ソケット
１７９ ポスト
１９０ 固定板
１９２ 支持脚
１９４ セグメント
１９６ 指部
１９７ データムスロット
１９８ 固定スロット
２１０ 蓋板
２１２ 開口部
２１４ 位置決めチャネル
２１８ 取り付けクリップ
５００ フローチャート
６０２ マガジン装填機
６０６ コンベアベルト
６０８ カセット
６１０ カセット搭載機
６１２ カセット移送装置
６１４ イオン交換タンク
６１６ 溶融塩浴
６１８ リンスタンク
６２０ 水浴
６２２ ノズル
６２４ 脱イオン水の噴流
８００ アセンブリ固定具
８０２ 基部
８０４ 位置合わせピン
９００ ガラス器具
１０００ ガラス管ストック

Claims (10)

  1. 処理時にガラス器具を保持および維持するための装置であって：
    ガラス器具を受け入れるための複数の器具キーパーであって、各器具キーパーが、
    ガラス器具受け入れ容積の周りを囲むワイヤコイルを含む保持体であって、該ワイヤコイルの最下部の巻線が、該保持体の残りの部分の巻線の巻線直径より小さい巻線直径を有しており、それにより、該ワイヤコイルの該最下部の巻線が、該保持体における器具止め部を形成する、保持体と、
    該保持体から該器具止め部の下方に延びるスペーサーコイルと、
    を含む、複数の器具キーパーと；
    基部フレームを貫通して延在する複数の開孔部を含む基部フレームであって、各器具キーパーの該保持体が該基部フレームの上面より上に位置しかつ各器具キーパーの該スペーサーコイルが該基部フレームの底面より下に位置するように、該複数の器具キーパーのそれぞれが、該基部フレームにおける対応する開孔部に位置決めされる、基部フレームと；
    を含む装置。
  2. 前記保持体の前記最下部の巻線の少なくとも一部が、実質的に直線状であり、ならびに該保持体におけるその前の部分の巻線によって周りを囲まれたエリアを少なくとも部分的に跨ぐように延在する、請求項１に記載の装置。
  3. 前記保持体の前記最下部の巻線の少なくとも一部の巻線直径が、徐々に減少する、請求項１に記載の装置。
  4. 前記スペーサーコイルの巻線直径が、前記保持体の少なくとも一部の巻線の巻線直径より小さい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記基部フレームがさらに、該基部フレームの前記上面の上方に支持されかつ該基部フレームの長さにわたって延在する複数の支持棒を含み、
    前記複数の器具キーパーの各器具キーパーが、該複数の支持棒の１つに係合される、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記基部フレームの前記上面に対して実質的に垂直に延在する複数の支持脚をさらに含み、該支持脚が、隣接する器具キーパーの間に位置決めされる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 各器具キーパーの前記保持体の前記スペーサーコイルが、スペーサーステムによって各器具キーパーの該保持体の該器具止め部に連結されており、
    前記基部フレームにおける前記複数の開孔部の各開孔部が、該基部フレームを貫通して延在するデータムスロットを含み、
    各器具キーパーの該保持体の該スペーサーステムが、該基部フレームにおける対応するデータムスロットに係合される、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記基部フレームの前記上面および前記底面の少なくとも一方に連結された固定板をさらに含み、
    該固定板が、該基部フレームにおける前記データムスロットに対応する複数の固定スロットを含み、該固定スロットのスロット方向が、該対応するデータムスロットのスロット方向に対して回転偏位されており、
    各器具キーパーの前記保持体の前記スペーサーステムが、該固定板における対応する固定スロットに係合され、それにより、該基部フレームから該器具キーパーが解放されるのを防ぐ、
    請求項７に記載の装置。
  9. 前記固定スロットの前記スロット方向が、前記対応するデータムスロットの前記スロット方向に対して、８０度より大きくかつ１８０度以下において、回転偏位されている、請求項８に記載の装置。
  10. 前記基部フレームの前記上面および前記底面の少なくとも一方から延在する少なくとも１つのスタンドオフをさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
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