JP2019532804A

JP2019532804A - 調整可能な動力式送気位置決め装置を備える空気ブローオフシステム

Info

Publication number: JP2019532804A
Application number: JP2019515617A
Authority: JP
Inventors: エム．フェルドマンウィリアム; エー．ステフルバーバラ; アール．インメルウィリアム; ディー．コリースタンリー
Original assignee: イリノイトゥールワークスインコーポレイティド
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2019-11-14
Also published as: CN109789433A; KR20190057053A; EP3515606A1; US20180078977A1; WO2018057410A1

Abstract

ライン用途に用いられる空気ブローオフシステムが第１の送気装置を備える。第１の送気装置は、コンポーネント移動ゾーンの第１の側に配置され、コンポーネント移動ゾーンに向けて空気を吹き付けるように配向されている。第１の送気装置のコンポーネント移動ゾーンからの間隔を調整するために、第１の送気装置を移動させる動力付き駆動アセンブリが接続されている。

Description

本願は、包括的には、吹払い用途に用いられるエアナイフやノズルマニホールド等の送気装置に関し、より具体的には、送気装置の位置の調整を可能にする空気ブローオフシステムに関する。

［相互参照］
本願は、２０１６年９月２１日に出願された米国特許出願第62/397,403号の利益を主張し、本願の一部をなすものとして該米国特許出願を引用する。

空気ブローオフシステムは、製造工程の一環としてパーツまたはコンポーネントの吹払いを行うために、種々のライン用途に用いられている。このようなシステムを利用する例示的なライン用途は、塗装ライン（例えば、粉体塗装ライン）や、飲食料品ライン（例えば、ボトルその他の他の容器の充填）、自動車ライン（例えば、パーツまたはコンポーネントが加工される）を含む。メンテナンスや調整のためにラインがシャットダウンされる度に生産性に影響が出る。

したがって、ラインのダウンタイムを低減するために、より容易に調整可能な空気ブローオフシステムを提供することが望ましい。

１つの態様において、ライン用途に用いられる空気ブローオフシステムは、送気装置を備える。送気装置は、コンポーネント移動ゾーンの第１の側に配置され、コンポーネント移動ゾーンに向けて空気を吹き付けるように配向されている。第１の送気装置のコンポーネント移動ゾーンからの間隔を調整するために、送気装置を移動させる動力式アクチュエーター組立体が接続されている。

別の態様において、ライン用途に用いられる空気ブローオフシステムは、第１と第２の送気装置を備える。第１の送気装置は、コンポーネント移動ゾーンの第１の側に配置され、コンポーネント移動ゾーンに向けて空気を吹き付けるように配向されている。第２の送気装置は、コンポーネント移動ゾーンの第２の側に配置され、コンポーネント移動ゾーンに向けて空気を吹き付けるように配向されている。少なくとも１つの動力式アクチュエーターが、第１の送気装置とコンポーネント移動ゾーンとの間の間隔、および第２の送気装置とコンポーネント移動ゾーンとの間の間隔を調整するために、第１と第２の送気装置を移動させるように接続されている。

１または複数の実施形態の詳細を添付図面および以下に記載する。他の特徴、目的および利点が、以下の説明、図面、特許請求の範囲から明らかになろう。

空気ブローオフシステムの１つの実施形態の斜視図である。システムの正面図である。システムの概略上面図である。システムの送気装置の取付け部を示す図である。システムの送気装置の取付け部を示す図である。システムの摺動チューブの取付け部を示す図である。システムの摺動チューブの取付け部を示す図である。空気ブローオフシステムの別の実施形態の斜視図である。空気ブローオフシステムの別の実施形態の斜視図である。

図１、２を参照すると、ライン用途に用いられる例示的な空気ブローオフシステム１０が示されている。送気装置１２が、コンポーネント移動ゾーン１４の一側に配置され、コンポーネント移動ゾーン１４に向けて空気を吹き付けるように配向されている。一方、別の送気装置１６が、コンポーネント移動ゾーン１４の反対側に配置され、コンポーネント移動ゾーンに向けて空気を吹き付けるように配向されている。図示の実施形態では、各送気装置１２、１６は、ノズルマニホールド（例えば、ガス状流体を放出するために複数のノズル１２ｂが取り付けられた管状マニホールド１２ａ）の形態をとっているが、エアナイフその他の送気装置も想定される。ここでは、各送気装置は、実質的に鉛直向きである（例えば、ノズル１２ｂが実質的に鉛直に並んで配置されている）が、送気装置が実質的に鉛直向きではない（例えば、鉛直および水平の双方から角度オフセットされている、或いは、コンポーネント移動ゾーンの上下の側に配置された場合には実質的に水平向きである）システムも想定される。

各送気装置は、上方にある共通のパイプまたはチューブ２４に接続された１または複数の各チューブまたはホース１８、２０によって給気され、共通のパイプまたはチューブ２４は、ブロワーユニット２６に更に接続されている。例として、ブロワーユニットは、主供給チューブ２４に沿って１００ＣＦＭ〜１５００ＣＦＭ程度の空気量を送ることが可能な高速遠心ブロワーを組み込むことができるが、ブロワーユニットその他の空気源の特性および送気量は多様であることが可能である。空気は、システム１０が用いられる特定の吹払い用途に好適な通常の周囲空気、濾過された空気、イオン化空気その他のガス状流体（またはその混合物）のうちの任意のものとすることができ、「空気」という用語は、本明細書で用いられる場合、上述した全てのものを包含する。

動力式アクチュエーター組立体３０が、コンポーネント移動ゾーン１４に対して（例えば、移動経路３２に従って）接離するように送気装置１２を移動させるように接続され、動力式アクチュエーター組立体３４は、コンポーネント移動ゾーン１４に対して（例えば、移動経路３６に従って）接離するように送気装置１６を移動させるように接続される。ここでは、送気装置１２は、コンポーネント移動ゾーン１４に最も近い移動経路３２の内方端の位置で示され、送気装置１６は、コンポーネント移動ゾーン１４から最も遠い移動経路３６の外方端の位置で示されている。これに関して、２つの動力式アクチュエーター組立体を連結して、コンポーネント移動ゾーン１４の両側で共通の調整を同時に行うように動作させることができ、或いは、２つの動力式アクチュエーター組立体は連結しなくてもよく、この場合、２つの側の独立した調整が可能になる。いずれの場合でも、或る特定の実施形態では、調整には、調整を開始するために何らかのユーザーの入力或いは動作を必要とする場合があり、一方で、他の実施形態では、調整の開始は完全に自動化することができる。

コンポーネント移動ゾーン１４に関して、一部のみが示されている上側レール部材４０は、下方に垂下するコンポーネント支持フック４２を備える。このレールシステムは、コンポーネントをブローオフシステムに通して移動させるのに用いるラインコンベヤを表しているが、他のタイプのラインコンベヤを用いることもできる。図３の概略上面図に見られるように、空気ブローオフシステム１０は、単に、後続のステーション４４、４６が下流に配置された、所与のラインの単一のステーションを表すものとすることができる。ここで、矢印４８は、ラインに沿ったコンポーネントの移動方向を表している。ラインのステーションは、上流にも位置することができる。例として、粉体塗装ラインの場合、ステーション４４、４６は乾燥ステーションと粉体塗装ステーションとすることができる。

図示のブローオフシステム１０は、上部フレームビーム５２並びに側方支持ビーム５４、５６を備えるフレーム５０を備える。典型的な設備では、側方支持ビームは、床面にボルト留めすることができる。ケーブル５８が、ビーム５２から各チューブ１８、２０へと延びてチューブを支持しながら、送気装置１２、１６の位置の調整の必要に応じたチューブの動きを可能にする。

送気装置１２は、フレーム部品６０上に取り付けられ、フレーム部品６０（フレームセグメント６０ａ）によって支持される。送気装置１６は、フレーム部品６２上に取り付けられ、フレーム部品６２（フレームセグメント６２ａ）によって支持される。これに関して、図４、５を参照すると、送気装置１６とフレーム部品６２との間にブラケットおよびロッドの下側取付け部６４および上側取付け部６６が示されている。ここでは、ブラケット７０、７２は、フレーム部品６２のチューブに取り付けられ、Ｌ字形ロッド７８、８０の長い脚部が貫通するロッドクランプ７４、７６を備える。ロッドクランプは、フレーム部品６２上の送気装置１６の高さを手動で（例えば、クランプ７４、７６を緩め、送気装置をロッド７８、８０に沿って鉛直に摺動させ、その後、クランプ７４、７６を締めることによって）調整することができる回転可能なハンドル８２、８４を備える。同様のロッドクランプ７５、７７は、ロッドの短い脚部を送気装置に取り付け、コンポーネントの移動方向に沿って送気装置の位置をいくらか調整することを可能にする。

再び図１、２を参照すると、各動力式アクチュエーター組立体３０、３４は、各動力式アクチュエーター９０、９２を備える。アクチュエーター９０は、フレーム部品６０を移動させるように接続され、アクチュエーター９２は、フレーム部品６２を移動させるように接続される。例として、アクチュエーター９０、９２は、ステッパーモーターによって駆動されるリニアアクチュエーター等のリニアアクチュエーターとすることができる。一方で、液圧式または空気式その他の動力式アクチュエーターを用いることができる。各動力式アクチュエーターの端部は、枢動式に接続することができる（例えば、アクチュエーター９０の場合、一端部が側方支持ビーム５４に枢動式に接続され、他端部が、フレーム部品６０の鉛直チューブ６０ｂに枢動式に接続される）。

フレーム部品６０、６２は、側方ビーム５４、５６並びに横方向フレーム延長部１００、１０２の形態のフレームの固定部分に対して摺動するように取り付けられる。図示の実施形態では、フレーム部品６０の横方向チューブ部材６０ｃは、鉛直方向に離間した摺動チューブ組立体１１０（１つのチューブが別のチューブ内を摺動する）を介してフレーム延長部１００と摺動式に係合する。図６、７に見られるように、各摺動チューブ組立体は、取付けフランジ１１２ａ、１１２ｂに固定されるとともに、取付けフランジ１１２ａ、１１２ｂ間に延びる周囲ベローズ１１２を備えることができる。フレーム延長部１００は、フレーム部品６０の管状部材６０ｃ内に配置され、フレーム部品６０が、調整中に延長部に沿って（例えば、矢印１１４に従って）摺動することができるようになっている。

再び図１、２を参照すると、図示の実施形態では、動力式アクチュエーター９０は、上側の摺動チューブ組立体１１０と下側の摺動チューブ組立体１１０との間の鉛直空間に配置され、各組立体１１０および動力式アクチュエーター９０は、実質的に水平に移動するように配向されている。フレーム部品６２は、同様の摺動チューブ組立体１２０を備える。図示のチューブは、円形断面を有するが、他の断面を有するチューブを用いてもよいことが理解される。

動作的な観点では、種々の可能形態が存在する。例えば、各動力式アクチュエーター組立体３０、３４は、１つのみの送気装置の位置調整を可能にするか、或いは、双方の送気装置の位置調整を可能にするために、互いに独立して動作可能とすることができる。各動力式アクチュエーター組立体の動作は、機械的なユーザー入力装置（例えば、ボタンまたはスイッチ）による手動、或いは電子的なユーザーインターフェース（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）による手動を含む、種々の方法で起動可能とすることができる。また、各動力式アクチュエーター組立体の動作は、１または複数のパラメーターまたは条件に基づく制御装置によって、自動的に起動することができる。この制御装置として、コンポーネントの識別情報に基づく制御装置（例えば、ラインを運用するコンピューターシステムに接続され、ラインコンピューターからコンポーネントの識別情報を受け取る、制御ボックス１３０内の制御装置）、或いは、コンポーネント検知システムからのフィードバックに基づく制御装置（例えば、ラインに沿って移動するコンポーネントの識別情報および／または位置を検出するために用いられるビジョンシステムその他のセンサー若しくはセンサーのセット１３１と組み合わせた、制御ボックス１３０内の制御装置）等がある。自動化された実施形態では、システムは、ラインの稼働中、送気装置の位置のリアルタイムの調整を与えることができる。本明細書で用いられる場合、制御装置という用語は、ブローオフシステムの制御および／または処理機能またはその任意のコンポーネントの制御および／または処理機能を実行する任意の回路（例えば、ソリッドステート、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、組合せ論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））、プロセッサ（複数の場合もある）（例えば、共有プロセッサ、専用プロセッサ或いはコードを実行するハードウェア若しくはソフトウェアを含む群）、ソフトウェア、ファームウェア、および／または他のコンポーネント、或いは、上記のうちのいくつか若しくは全ての組合せを広範に包含するように意図される。

各動力式アクチュエーター組立体は、１または複数のインターロック（例えば、１または複数の特定の条件下で動力式アクチュエーター９０、９２の動作を阻止する、機械的、電気的、および／または電子的に実施される安全機能または保護機能）を備えることもできる。例えば、動力式アクチュエーター組立体に関連付けられる制御装置は、インターロック機構を組み込むことができる。例として、特定の条件とは、（ｉ）ラインコンベヤの稼働（例えば、ラインが稼働している間は送気装置の位置調整を阻止する）、（ｉｉ）特定のライン装置の稼働、（ｉｉｉ）センサーからのフィードバック、（ｉｖ）ユーザーアクセス要件を満たさないこと（例えば、送気装置の位置調整がサービス要員若しくは安全なアクセスを有する他の要員に制限される場合）、または（ｖ）作動限界に達したこと（例えば、制御装置が、ライン上で搬送されるコンポーネントに紐付けることができる作動限界を組み込んでいる場合、および／または、リミットスイッチが、更なる移動を阻止するトリガーとして機能するために所望の箇所に配置される場合）のうちの１つ以上とすることができる。

他の変形および形態も可能である。

ここで、図８を参照すると、上部フレームレール２０４から下方に垂下する実質的に鉛直の各ビーム２０２上に各送気装置２１０が支持される、ブローオフシステム２００の別の実施形態が示されている。各ビーム２０２は、レール２０４上に取り付けられるベルト、ねじ、チェーンシステムその他の原動装置のうちの任意のものによって、コンポーネント移動ゾーン２１４に向かっておよび／またはそこから離れるように横方向に可動とすることができる。同じ動力式アクチュエーター（例えば、モーター、空気式装置、液圧装置）を用いて双方の送気装置２１０を移動させることができ、或いは、別個の動力式アクチュエーターを送気装置２１０の独立した移動のために設けることができる。

図９は、フレームシステム３０２が、固定の側方ビーム３０４と、送気装置３２０を支持する可動のフレーム部品３０６とを備える、ブローオフシステム３００の一実施形態を示している。ここでは、各フレーム部品３０６は、一対の動力式アクチュエーター３１０、３１２（例えば、リニアアクチュエーター）を備えるリンクシステム３０８を介して、側方ビーム３０４に対して移動するように取り付けられる。所与の側のアクチュエーター３１０、３１２の独立した動作を用いて、コンポーネント移動ゾーン３１４に対する所与の側の送気装置３２０の横方向および鉛直方向の双方の位置調整が可能で、それにより、より一層適応性の高いシステムが提供される。図９では、移動ゾーン３１４の右側のリンクシステム３０８は、このゾーンに向かって完全に伸長しているが、左側のリンクシステム３０８は、このゾーンからより遠い位置に後退している。

更に他の変形も可能である。単一の送気装置のみが用いられる実施形態が想定され、また、３または４以上の送気装置を用いる実施形態も想定される。例えば、４つの送気装置の実施形態では、装置は、コンポーネント移動ゾーンまたは搬送経路の左側、右側、上側および下側に配置することができる。

上記の記載は、単なる例示或いは一例として意図されており、限定する趣旨ではないこと、また、他の変更または改変が可能であることが理解されることは明らかである。

１０空気ブローオフシステム
１２送気装置
１２ａ管状マニホールド
１２ｂノズル
１４コンポーネント移動ゾーン
１６送気装置
１８チューブ
２０チューブ
２４主供給チューブ
２６ブロワーユニット
３０動力式アクチュエーター組立体
３２移動経路
３４動力式アクチュエーター組立体
３６移動経路
４０上側レール部材
４２コンポーネント支持フック
４４ステーション
４６ステーション
４８矢印
５０フレーム
５２上部フレームビーム
５４側方支持ビーム
５６側方支持ビーム
５８ケーブル
６０フレーム部品
６０ａフレームセグメント
６０ｂ鉛直チューブ
６０ｃ横方向チューブ部材
６２フレーム部品
６２ａフレームセグメント
６４下側取付け部
６６上側取付け部
７０ブラケット
７２ブラケット
７４ロッドクランプ
７５ロッドクランプ
７６ロッドクランプ
７７ロッドクランプ
７８Ｌ字形ロッド
８０Ｌ字形ロッド
８２ハンドル
８４ハンドル
９０動力式アクチュエーター
９２動力式アクチュエーター
１００横方向フレーム延長部
１０２横方向フレーム延長部
１１０摺動チューブ組立体
１１２周囲ベローズ
１１２ａフランジ
１１２ｂフランジ
１２０摺動チューブ組立体
１３０制御ボックス
１３１セット
２００ブローオフシステム
２０２ビーム
２０４上部フレームレール
２１０送気装置
２１４コンポーネント移動ゾーン
３００ブローオフシステム
３０２フレームシステム
３０４側方ビーム
３０６フレーム部品
３０８リンクシステム
３１０動力式アクチュエーター
３１２動力式アクチュエーター
３１４コンポーネント移動ゾーン
３２０送気装置

Claims

ライン用途に用いられる空気ブローオフシステムにおいて、
コンポーネント移動ゾーンの一側に配置され、前記コンポーネント移動ゾーンに向けて空気を吹き付けるように配向された送気装置と、
前記送気装置の前記コンポーネント移動ゾーンからの間隔を調整するために、前記送気装置を移動させるように接続された動力式アクチュエーター組立体とを具備する空気ブローオフシステム。
前記送気装置は第１の送気装置であり、
第２の送気装置が、前記コンポーネント移動ゾーンの第２の側に配置され、前記コンポーネント移動ゾーンに向けて空気を吹き付けるように配向され、
前記動力式アクチュエーター組立体は、前記第１の送気装置を移動させるが、前記第２の送気装置は移動させないように接続された第１の動力式アクチュエーター組立体であり、
第２の動力式アクチュエーター組立体が、前記コンポーネント移動ゾーンからの前記第２の送気装置の間隔を調整するために、前記第２の送気装置を移動させるように接続されている請求項１に記載の空気ブローオフシステム。
前記第１の動力式アクチュエーター組立体は、前記第２の動力式アクチュエーター組立体とは独立して動作可能である請求項２に記載の空気ブローオフシステム。
（ｉ）ユーザーが装置を起動することによる手動により、または、（ｉｉ）コンポーネント識別情報またはコンポーネント検知システムからのフィードバックの一方または双方に基づく制御装置による自動で、若しくはその双方によって前記動力式アクチュエーター組立体の動作を起動可能にした請求項１に記載の空気ブローオフシステム。
前記動力式アクチュエーター組立体に関連付けられる制御装置を更に備え、該制御装置は、少なくとも１つの特定の条件中に前記動力式アクチュエーター組立体の動作を阻止するインターロック機構を備える請求項１に記載の空気ブローオフシステム。
前記特定の条件は、（ｉ）ラインコンベヤの稼働、（ｉｉ）特定のライン装置の稼働、（ｉｉｉ）センサーからのフィードバック、（ｉｖ）ユーザーアクセス要件を満たさないこと、或いは（ｖ）作動限界に達したことのうちの１つである請求項５に記載の空気ブローオフシステム。
前記送気装置を支持するフレーム部品を備えるフレームシステムを更に備え、前記動力式アクチュエーター組立体は、前記フレーム部品を移動させるように接続された動力式アクチュエーターを備える請求項１に記載の空気ブローオフシステム。
前記フレーム部品は、不動のフレーム構造に対して摺動するように取り付けられる請求項７に記載の空気ブローオフシステム。
前記フレーム部品および前記不動のフレーム構造は、少なくとも１つの摺動チューブ組立体を介して互いに摺動式に係合する請求項８に記載の空気ブローオフシステム。
前記フレーム部品及び前記不動のフレーム構造は、第１と第２の摺動チューブ組立体を介して互いに摺動式に係合し、前記第１の摺動チューブ組立体は前記第２の摺動チューブ組立体から鉛直方向に離間し、前記動力式アクチュエーターは前記第１と第２の摺動チューブ組立体の間の鉛直空間に配置され、前記第１と第２の摺動チューブ組立体の各々および前記動力式アクチュエーターは、実質的に水平に移動するように配向されている請求項８に記載の空気ブローオフシステム。
前記フレーム部品は、上方のフレームレールによって支持される請求項７に記載の空気ブローオフシステム。
前記動力式アクチュエーターは第１の動力式アクチュエーターであり、前記フレーム部品はリンクシステムを介して不動のフレーム構造に対して移動するように取り付けられており、前記リンクシステムは前記第１の動力式アクチュエーターと、第２の動力式アクチュエーターを備え、前記第１の動力式アクチュエーターは前記第２の動力式アクチュエーターとは独立して動作可能である請求項７に記載の空気ブローオフシステム。
前記動力式アクチュエーター組立体は、リニアアクチュエーター及び位置フィードバックを含む請求項１に記載の空気ブローオフシステム。
前記動力式アクチュエーター組立体は、いずれも前記送気装置を移動させるように接続された第１と第２の動力式アクチュエーターを備え、前記第１と第２の動力式アクチュエーターのうちの少なくとも一方は、前記送気装置を少なくとも部分的に鉛直方向に移動させるように動作する請求項１に記載の空気ブローオフシステム。
請求項１に記載の空気ブローオフシステムを備える処理ラインにおいて、前記コンポーネント移動ゾーンを通過するラインコンベヤを備え、前記空気ブローオフシステムは前記処理ラインの１つの処理ゾーンを形成し、１または複数の更なる処理ゾーンが前記空気ブローオフシステムの上流および／または下流に配置されている処理ライン。
ライン用途に用いられる空気ブローオフシステムにおいて、
コンポーネント移動ゾーンの第１の側に配置され、前記コンポーネント移動ゾーンに向けて空気を吹き付けるように配向された第１の送気装置と、
前記コンポーネント移動ゾーンの第２の側に配置され、前記コンポーネント移動ゾーンに向けて空気を吹き付けるように配向された第２の送気装置と、
前記第１と第２の送気装置を移動させ、前記第１の送気装置と前記コンポーネント移動ゾーンとの間の間隔、および、前記第２の送気装置と前記コンポーネント移動ゾーンとの間の間隔を調整するように接続される少なくとも１つの動力式アクチュエーターとを具備する空気ブローオフシステム。
第１の動力式アクチュエーターが前記第１の送気装置を移動させるように接続され、第２の動力式アクチュエーターが前記第２の送気装置を移動させるように接続される請求項１６に記載の空気ブローオフシステム。
前記第１の動力式アクチュエーターは、前記第２の動力式アクチュエーターとは独立して動作可能である請求項１７に記載の空気ブローオフシステム。
前記第１の送気装置はエアナイフまたはノズルマニホールドの一方を含み、前記第２の送気装置はエアナイフまたはノズルマニホールドの一方を含む請求項１６に記載の空気ブローオフシステム。
前記動力式アクチュエーターに関連付けられる制御装置を更に備え、該制御装置は、少なくとも１つの特定の条件中に前記動力式アクチュエーターの動作を阻止するインターロック機構を備え、前記特定の条件は、（ｉ）ラインコンベヤの稼働、（ｉｉ）特定のライン装置の稼働、（ｉｉｉ）センサーからのフィードバック、（ｉｖ）ユーザーアクセス要件を満たさないこと、または（ｖ）作動限界に達したことのうちの１つである請求項１６に記載の空気ブローオフシステム。