JP6425277B2 - ドラム、該ドラムを含む機械、および該ドラムを製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、大量の対象物中の対象物を仕分けするための機械ならびにこのような機械の一部であるドラムまたはシリンダに関する。
より詳細には、本発明は、大量の対象物中の対象物を仕分けするための機械用のシリンダの形をしたドラムにおいて、内側円筒形表面と外側円筒形表面とを有し、前記内側円筒形表面には各々１つの対象物を収容するためのポケットが具備されており、前記ポケットには前記外側円筒形表面への開口部が具備されているドラムに関する。

内側にポケットを有する回転シリンダまたはドラムを用いて、穀粒などの大量の対象物中の対象物を仕分けすることが公知である。
このシリンダは、実質的に水平な軸を中心にして回転しており、その間、前記水平軸に一致するその長手方向中心軸と整列している。
粒状物などの対象物は、シリンダの一端部に補給され、シリンダが回転している間に、粒状物は、ポケット内に捕捉されるにつれて持ち上げられる。
ポケットは、各々１つの対象物を収容するようにサイズおよび寸法が適応されている。
各ポケットの底には、ドラムの外側表面への開口部が具備され、こうして例えばドラムの外から開口部を通して対象物上に光を送り、この光をドラムの内側で検出するかまたは、この光を反射させてドラムの外側で検出することあるいはその逆が可能となる。
このようにして、それぞれのポケット内の対象物を光で照明でき、反射または透過スペクトルを得ることができる。
このスペクトルから、前記対象物の特徴を得ることができ、この特徴を用いて、前記特徴に基づいて前記大量の対象物を仕分けまたは分画することができる。
このとき、ドラムの近辺に、１つまたは複数の収集装置を設置して、「特徴づけ」の後に検出器からのインパルスに基づいて規定の画分を収容することができる。
この種のドラムおよびこのようなドラムを含む機械が、特許文献１中に開示されている。

このようなドラムに付随する問題点は、開口部内で対象物が動きがとれなくなった場合、内部に収容された対象物によって開口部が閉塞される可能性がある、ということにある。
このとき、動きがとれなくなった対象物はその対応する樋内に吐出されず、ドラムの次の旋回の間にポケット内には新たな対象物が全く入れなくなることから、このポケットは、残りの分画手順の役に立たなくなる。
分画手順が続行するにつれて、より一層多くの開口部が対象物により閉塞された状態となるため、問題は増大する。

国際公開第２００４／０６０５８５号

したがって、本発明は、好ましくは当該技術分野における上述の欠陥および不都合の１つ以上を単独でまたは任意の組合せの形で軽減、緩和または除去することを探求し、対象物を仕分けするためのドラムにおいて、円筒形状を有しかつ内側および外側エンベロープ表面を伴う円筒形本体と；円筒形本体の内側エンベロープ表面上に配置され、外側エンベロープ表面に通じる開口部が具備された複数のポケットと；少なくとも２つの開口部を相互連通させる、外側エンベロープ表面上に配置された少なくとも１つの溝と、を含むドラムおよびこのようなドラムを含む対象物仕分け用の機械を提供することによって、少なくとも上述の課題を解決する。
このようなドラムを製造するための方法も同様に提供される。

本発明のさらなる有利な実施形態は、添付の特許請求の範囲内にまとめられている。
本発明によって可能となるこれらのおよび他の態様、特徴および利点は、添付図面を参考にした、本発明の実施形態についての以下の説明から明らかとなり解明されるものである。

本発明の一実施形態に係る仕分け機の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るドラムの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るドラムの長手方向断面図である。 本発明の一実施形態に係る、懸吊フランジおよび駆動手段の拡大図も伴った断面図ならびにドラムの前面図である。 本発明の一実施形態に係る、ドラム内のポケットの上面図および断面図である。 本発明の一実施形態に係る、ドラムの第２の軸方向端部の断面図の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る、ドラムの第１の軸方向端部の断面図の拡大図である。

以下の説明は、大量の対象物中の対象物を仕分けするための機械ならびにこのような機械の一部であるドラムまたはシリンダの実施形態に焦点をあてている。
より詳細には、本発明は、大量の対象物中の対象物を仕分けするための機械用のシリンダの形をしたドラムにおいて、内側円筒形表面と外側円筒形表面とを有し、前記内側円筒形表面には各々１つの対象物を収容するためのポケットが具備されており、前記ポケットには前記外側円筒形表面への開口部が具備されているドラムに関する。
このような対象物は、例えば、穀粒または種子などの有機材料の粒状物であるかもしれないが、対象物の分光光度プロファイルを得るような形で発出波長を吸収または反射することができるかぎりにおいて、対象物は医薬品丸薬、豆、プラスチック粒状物などであることも想定可能である。

図１は、対象物を仕分けするための機械１０００の斜視図を開示している。機械１０００は、その中に位置設定されたドラム１００（破線で示されている）を含む。
ドラム１００は、図２および３に開示されているように、第１および第２の軸方向端部を伴うシリンダ状の本体１０１を含む。
ドラム１００は、機械１０００内で、好適な支持構造２００（破線で示されている）上に配置され、（破線で示された）好適な駆動手段３００に連結されている。駆動手段３００は例えば、電気モーターであってよい。

ドラム１００は、２０〜１５００ｍｍ、例えば５００〜１２５０ｍｍの長手方向長さを有し、ドラムの直径は０．５〜２メートル、例えば０．７５〜１．５メートルの間に入る。
ドラムは好適には、軟鋼またはステンレス鋼などで製造される。

ドラム１００は、その中心長手方向軸を中心にして、駆動手段３００の駆動力によって回転するように機械１０００内に配置されている。
この理由から、ドラム１００は、図２によると、機械１０００上に懸吊され、ドラム１００の第２の軸方向端部で懸吊フランジ１０２を介して駆動手段３００に連結されている。

懸吊フランジ１０２は、図４および６によると、本体１０１の第２の軸方向端部から中央に向かって延在している。同様に、懸吊フランジ１０２は、ドラム１００の中心軸に対して横断方向の平面内に延在している。
懸吊フランジ１０２には、ドラムを懸吊する形で中を貫通してボルト４００を収容するための穴が具備されている。懸吊フランジ１０２はボルトまたはネジ６００を介して円筒形ドラム１００に固定されてよい。
穴１０３は好ましくは互いから均一の距離のところに配置されて、駆動手段３００とドラム１００の間の良好な荷重分布を保証している。好ましくは、穴１０３の数は４〜１６、例えば６〜１２、例えば６、７、８、９または１０の中から選択される。
懸吊フランジ１０２の第２の端部で、穴１０３の縁部は、懸吊フランジ１０２の第２の端面に向かって穴１０３の中心軸との関係において横方向に傾斜している。この傾斜は、ドラム１００の自己整列を助け、ボルト４００の張力付加を容易にする。懸吊フランジ１０２は例えば、ドラム１００の第２の軸方向端部、またはドラム１００の第２の軸方向端部の内周または外周に溶接されてよい。
上述の実施形態に係る懸吊フランジ１０２の配置は、大量の対象物を伴うまたは伴わない回転中の機械１０００内のドラム位置の維持を可能にする均等な荷重分布を可能にする。

本体１０１の内側円筒形表面、すなわち内側エンベロープ表面において、ドラム１００にはポケット１０４が具備されている。ポケット１０４は、ドラム１００の内側エンベロープ表面上で半径方向に延在する数多くの縦列の形で配置されている。
ポケット１０４は、仕分けすべき対象物の形状に応じて、上から見て長円形または円形の形状をしていてよい。
ポケット１０４は、仕分けすべき対象物のサイズに応じて、２〜１０ｍｍ、例えば３〜７ｍｍの幅、２〜２０ｍｍ、例えば５〜１５ｍｍの長さを有していてよい。
各ポケット１０４には、ポケット１０４の底に開口部１０５が具備されている。開口部１０５は、ドラム１００の外側表面、すなわち外側エンベロープ表面に通じており、そのため、例えば光は、開口部１０５を通ってポケット１０４内に位置する対象物上に送られ、ドラム１００の内側で検出されるかまたは反射されてドラム１００の外側で検出され得るか、あるいはその逆すなわち、検出はドラムの外側で実施され、ドラムの内部に放射源が配置されることになる。
このようにして、それぞれのポケット１０４内の対象物が光で照明され得、スペクトルなどの反射または透過信号を得ることができる。

本体１０１の外側円筒形表面すなわち外側エンベロープ表面において、ドラム１００には、図５にしたがって溝１０６が具備されている。溝１０６は、ポケット１０４の縦列の開口部１０５と一致するように配置されている。こうして、溝１０６は、ドラム１００の中心長手方向軸に対して横断方向に延在するように配置されている。このことはすなわち、溝１０６が、本体１０１の外側エンベロープ表面上に半径方向に配置されていることを意味している。
このようにして、清浄用ブラシまたはブレード（図示せず）がドラム１００の外周側に配置されて、ブラシまたはブレードエッジ上のストローなどが連続的に溝１０６内を走行して開口部１０５内で動きがとれなくなった対象物を排出できるようになっていてよい。
この結果、各ドラム回転後に空いているポケットの数を増大させることができるため、機械１０００のキャパシティ維持が改善される。
これらの溝１０６のため、ドラム壁の厚みを充分に大きく保って、不可避的にドラムのぶれをもたらし結果として機械１０００上の摩耗を増大させ仕分け能力を損なう不均一な荷重分布という結果をもたらす形状の歪みを起こすことなく、ドラム１００がその中心軸を中心として確実にスピンし得るようにすることが可能である。
同様に、溝１０６は、ブラシ上のブラシが開口部内の対象物によって外に押し出される代りに開口部に対抗して作用するか、または単純に側方へと離反するのを助ける。
溝１０６は、傾斜する側面１０７を有する。傾斜する側面１０７は、溝１０６との関係において横方向上向きに傾斜している。このようにして、溝１０６の中を走行する清浄用ブレードが詰まる危険性は減少し、このため機械の円滑な作動ならびに機械部品の摩耗ならびにドラムの摩耗を低く抑えることが保証される。同様に、ブラシまたはブレードを用いて解放された対象物を溝１０６から除去するのがより容易になる。

同様に、各縦列のポケット１０４は、通常、互いから短い距離のところ、例えば仕分けすべき対象物に応じて０．５〜１０ｍｍ、例えば１〜５ｍｍのところに設置される。さらに、各縦列の間の距離は短く、例えば仕分けすべき対象物に応じて、１〜２０ｍｍ、例えば５〜１５ｍｍである。
縦列の数は変動するが、多くの場合１〜１０００、例えば５０〜５００である。
縦列の数および縦列１本あたりのポケット１０４の数は、仕分けすべき対象物のサイズ、数量および充填性能、使用される検出器、エネルギー源および駆出手段の数、利用可能な空間、所望のキャパシティなどの一定数の要因により決定される。
縦列は、互いとの関係において移動させられてよく、こうして隣接する縦列中の２つのポケット１０４が一列に並ばなくともよい。このようにして、縦列間の距離を短縮することができる。
さらに、縦列間の平均摩擦係数は増大させられる。摩擦を加減する別の方法は、例えばポケット１０４から横方向に延在する耳１０８をポケット１０４に具備することである。この耳１０８は、ポケット１０４のフライス加工中にポケットと同様に形成される小さな空洞であってよい。

本体１０１の外周円筒形表面には、図３および７によると、安定化フランジ１０９が配置されている。２つ以上の安定化フランジ１０９を本体１０１の外周または内周円筒形表面上に配置することも同様に可能である。この安定化フランジ１０９は、ドラム１００の製造を容易にし、かつ以下でさらに明らかにされる使用および摩耗中のドラム１００の形状維持を補助することを可能にする。
さらに、安定化フランジ１０９は、本体１０１の内側エンベロープ表面上でのポケット１０４内の対象物の照明中にドラム１００の周囲に分布した光から、安定化フランジ１０９よりも本体１０１の第１の軸方向端部にさらに近いところに配置された計数マーク１１０を遮蔽することができる。
計数マーク１１０は、それ自体、ドラムの回転／旋回を計数するために使用されてよく、こうして、計数マークとポケット１０４の間の相対的距離が、照明および仕分け中のポケットのアイデンティティーを立証するために使用される。計数マーク１１０は、ドラム１００の第１の軸方向端部の端部ゾーン、例えば第１の軸方向端部にある穴、長孔または切り欠きであってよい。
回転／旋回は、管腔内またはドラム１００の外側に照明源を、そして照明源の反対側に照明検出器を有することによって、計数可能である。このようにして、検出器に対する各信号は、一回の回転／旋回の完了に似ており、その後、ポケット１０４、検出器および対象物照明源の間の相対的位置をリセットすることができる。
ドラム１００の１本のポケット横列につき１個の計数マーク１１０などの、２つ以上の計数マーク１１０を有することも同様に可能である。後者は、各ポケット横列１０４の位置を識別する必要がある場合、例えば、単一の計数マーク１１０を各ポケット横列１０４の間の相関関係が確立されていない場合に、使用されてよい。
安定化フランジ１０９は、ドラム１００の第１の軸方向端部にある端部ゾーンから半径方向外向きに延在する。

ドラム１００は、カッターおよび／またはドリルでポケット１０３および溝をフライス加工することで製造される。
例えば２〜１５ｍｍ、例えば３〜１０ｍｍの厚みを有する金属プレートがカッター内に入れられる。プレートは、ドラム１００のエンベロープ表面に対応する寸法および形状を有する。プレートは、フライス加工テーブル上のガイドピンと整合する基準穴をプレート内にドリル加工することによりカッター内に固定され位置づけされる。
外側エンベロープ表面は、溝１０６を形成するためにフライス加工される。その後プレートを反転させて、内側エンベロープ表面をフライス加工してポケット１０４を形成する。フライス加工テーブル上のガイドピンとプレート内の基準穴の間の相互作用によって、カッターは溝１０６の位置を認識し、こうして、外側エンベロープ表面上の溝１０６の位置に対応する内側エンベロープ表面上の位置にポケット１０４をフライス加工することが可能になる。

ポケット１０４をその最終的形状へとフライス加工する前に、ポケット１０４を、意図されたポケット１０４の最終的寸法よりも幾分か小さい幅および長さを有する例えば３つといった一定数の円筒形の空洞を含むデュラムポケットの形に予備ドリル加工してもよい。
これは、最終的形状へのフライス加工により予備ドリル加工されたデュラムポケットの形状が消去されたか否かを確認するために行なわれる。各々の円筒形空洞の直径は１．５〜２０ｍｍであってよい。
デュラムポケットの幅、深さおよび長さは、ポケットの後続するフライス加工の寸法を０．１〜１ｍｍ、例えば０．２〜０．４ｍｍだけ下回っていてよい。
ポケット１０４に耳１０８が具備される場合、耳１０８は同様に、同じ後続するフライス加工との関係において下回る寸法でフライス加工される。

ポケット１０４の予備ドリル加工の後、ポケット１０４を粗フライス加工することができる。粗フライス加工は、好ましくは、ポケット１０４の意図された最終寸法を０．１〜１ｍｍ、例えば０．３〜０．７ｍｍだけ下回る寸法まで行なわれる。
粗フライス加工中またはその後に、ポケット１０３は、その一部分が溝１０５内を貫通して開口部１０５を形成するようにフライス加工される。
好ましくは、開口部１０５は、意図された最終寸法を０．０５〜０．２ｍｍ、例えば０．１ｍｍだけ下回る寸法に粗フライス加工される。

粗フライス加工後、ポケット１０４および開口部１０５は精密フライス加工される。
ポケット１０４および開口部１０５の精密フライス加工は好ましくは、円錐形状のカッタービットを用いて行なわれる。
このようにして、ポケット１０４と溝１０６の間の傾斜した鋭い縁部を得ることができ、これはポケット１０４内で動きがとれなくなった対象物の除去を容易にする。

一部のケースにおいては、ポケット１０４の後縁部が直線であることが好ましい。
このことは例えば、大麦を分離するためにドラム１００を使用しなければならない場合に求められる場合があり、そうしなければ大麦穀粒がポケット１０４から外に滑り出す傾向を有するからである。例えば、２〜４ｍｍの直径を有する円筒形カッタービットなどの円筒形カッタービットを用いて、これを得ることが可能である。

開口部１０５を微調整すること、例えば開口部１０５の縁部をトリミングすることまたは開口部１０５の最終形状および寸法を適応させることが必要である場合には、精密フライス加工の後にこれを実施してよい。このようなケースにおいては、開口部１０５の微調整を、９０度傾斜したエンドミルを用いて実施することができる。

この後、好適なドリルまたはカッタービットを使用して、計数マーク１１０の穴、長孔または切り欠きが形成される。上述の状況に起因して、２つ以上の計数マーク１１０が望まれる場合、これらの追加の計数マークを同じステップで形成してよい。

プレートは、ローラーを用いてその円筒形状へとロールされ、その円筒形状へと溶接される。

その後、プレートは、第１の軸方向端部から第２の軸方向端部までの意図された軸方向距離に対応する長さに切断される。
プレートを好適な長さに切断する場合、意図された切断ラインに沿って、ガイド穴をドリル加工してよい。
このとき、ガイド穴により形成されたラインに沿って切断するためにアングルグラインダーを使用してよく、その後、切断された端面はガイド穴からの穴マークが消去されるまで研削される。

次に、安定化フランジ１０９を、誘導または他の熱源、例えば燃焼火炎を通して加熱して、安定化フランジ１０９を膨張させ、こうして円筒形本体１０１の周りに設置することが可能になる。
こうして、加熱の後、安定化フランジ１０９は円筒形本体１０１上に設置される。
冷却後および冷却中、冷却する安定化フランジ１０９は、円筒形本体上に収縮して、ロールステップ由来の小さい半径方向偏差を抹消する。

以上では本発明について具体的実施形態を参考にして説明してきたが、本発明は本明細書中に記載の具体的形態に限定されるように意図されていない。

クレーム中、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｃｅｓ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他の要素またはステップの存在を排除するものではない。
さらに、個別的に列挙されているものの、複数の手段、要素または方法ステップは、例えば単一のユニットまたはプロセッサにより実装されてよい。
さらに、異なるクレーム中には個別の特徴が含まれている場合があるが、有利にはこれらを組合せることが可能であり、異なるクレーム中に含まれていることで、特徴の１つの組合せが実現可能でないことおよび／または有利でないことが暗示されているわけではない。
さらに、単数での記載が複数の場合を排除するわけではない。「１（ａ）」、「１（ａｎ）」、「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」などの記載は複数の場合を除外しない。
クレーム中の引用符号は、単に一つの明確化例として提供されているにすぎず、いかなる形であれクレームの範囲を限定するとみなされるものではない。

Claims (12)

1. 対象物を仕分けするためのドラム（１００）であって、
   円筒形状を有しかつ、
   − 内側および外側エンベロープ表面を伴う円筒形本体（１０１）と、
   − 複数の縦列の形態で配置された複数のポケット（１０４）であって、各縦列が円筒形本体（１０１）の内側エンベロープ表面上で前記ドラムの中心長手方向軸に対して横断方向に延在し、各ポケット（１０４）は前記外側エンベロープ表面に連通する開口部（１０５）を有する底を備える複数のポケット（１０４）と、
   − 前記円筒形本体（１０１）の前記外側エンベロープ表面上に配置され、前記ドラムの中心長手方向軸に対し横断方向に延在する複数の溝（１０６）であって、該複数の溝のそれぞれは、前記円筒形本体（１０１）の前記内側エンベロープ表面上に配置された前記複数のポケット（１０４）を有する各縦列において、前記外側エンベロープ表面に連通する複数の前記開口部（１０５）を相互連通させる、複数の溝（１０６）と、
   を含む、
   ことを特徴とするドラム（１００）。
2. ポケット（１０４）が、ドラム（１００）の内側エンベロープ表面上に半径方向に延在する縦列状で内側エンベロープ表面上に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載のドラム（１００）。
3. 本体（１０１）の第２の軸方向端部から中央に延在する懸吊フランジ（１０２）をさらに含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のドラム（１００）。
4. 懸吊フランジ（１０２）には、ドラムを懸吊する形で内部にボルト（４００）を収容するための穴（１０３）が具備されている、ことを特徴とする請求項３に記載のドラム（１００）。
5. 懸吊フランジ（１０２）の第２の端面にある穴（１０３）の縁部が、懸吊フランジ（１０２）の第２の端面に向かって穴（１０３）の中心軸との関係において横方向に傾斜している、ことを特徴とする請求項４に記載のドラム（１００）。
6. 少なくとも１つの溝（１０６）が、溝（１０６）との関係において横方向かつ上向きに傾斜する傾斜側面（１０７）を有する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のドラム（１００）。
7. 本体（１０１）の第１の軸方向端部の端部ゾーンに計数マーク（１１０）を含む、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のドラム（１００）。
8. 本体（１０１）の第１の軸方向端部にある端部ゾーンから半径方向外向きに延在する少なくとも１つの安定化フランジ（１０９）をさらに含む、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のドラム（１００）。
9. 計数マーク（１１０）が、少なくとも１つの安定化フランジ（１０９）よりも本体（１０１）の第１の軸方向端部により近いところに配置されている、ことを特徴とする請求項８に記載のドラム（１００）。
10. 対象物を仕分けするための機械（１０００）であって、
    − 請求項１〜９のいずれかに記載のドラム（１００）と、
    − 支持する形で機械（１０００）内においてドラム（１００）が上に配置されている支持構造（２００）と、
    − ドラム（１００）をその中心長手方向軸を中心にして回転させるためにドラム（１００）に連結された駆動手段（３００）と、
    を含む、
    ことを特徴とする機械（１０００）。
11. − 少なくとも１つの溝（１０６）を切削および／またはドリル加工するステップと、
    − 複数のポケット（１０４）を切削および／またはドリル加工するステップと、
    − 開口部（１０５）を切削および／またはドリル加工するステップと、
    − プレートを円筒形本体（１０１）の形にロールするステップと、
    − 前記プレートの端部を、前記円筒形本体（１０１）の形で互いに接して連結させるステップと、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１〜９に記載のドラム（１００）を製造する方法。
12. − 安定化フランジ（１０９）をリングの形で加熱して、前記リングを膨張させるステップと、
    − 配置された状態にある前記円筒形本体（１０１）上に、前記安定化フランジ（１０９）を配置するステップと、
    − 前記配置された状態にある前記安定化フランジ（１０９）を冷却して、安定化フランジ（１０９）が円筒形本体（１０１）上に収縮するようにするステップと、
    をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。

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