JP2003327325A - 仕分け機及び仕分け機における電気エネルギーの供給方法 - Google Patents
仕分け機及び仕分け機における電気エネルギーの供給方法Info
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Abstract
テリーでなく、移動するキャリッジの列で行うことを目
的とする。 【解決手段】 本発明の仕分け機は、トラックに沿って
移動するキャリッジの列を含む。各キャリッジが、仕分
けるべき品目を積み降ろすための電動式クロスベルトを
有する。幾つかの、但し、全部よりは少ない数のマスタ
キャリッジが、列の運動エネルギーを電気エネルギーに
転換するために、例えば交流発電機に電気接続されたト
ラック噛み合いホイールなどの発電装置を担う。そのエ
ネルギーは、キャリッジを相互接続する配線を通して全
部のキャリッジに使えるようにしている。
Description
ッジに搭載された機能に電気エネルギーを供給するため
の装置および方法に関するもので、かかる装置が、前記
仕分け機の牽引システムから機械エネルギーを捕集し、
これを電気エネルギーに変換するのに適合したものであ
る。
な電力消費の短時間ピークのために電力を引き出すこと
のできる蓄電池と同じ機械の運動エネルギーの使用も見
込んでいる。
タイプの仕分け機に適用される。この機械は、品目投入
ステーションから、仕分けされた品目を集める装置に向
かう通路に沿ってコンスタントに移動するキャリッジの
エンドレスの列からなる。用語“クロスベルト”は、キ
ャリッジに備え付けられた品目仕分けユニットが、仕分
け機の走行方向に直交する2つの方向のどちらかにおい
て電動機によって独立した形で移動できる小形コンベヤ
ベルトであることを意味する。例えば、米国特許第5,80
3,230号、第6,209,703号および第6,253,904号を参照さ
れたい。その開示内容をここに参考として組み入れる。
工程の間に同じ品目を搭載し、荷降ろし工程において一
方向または両方向で該品目を所定の行く先へ送るべく活
動するのが普通である。コンベヤベルトを働かせるのに
必要とされるエネルギーは、各キャリッジに搭載の電動
機によって提供される。運ばれた品目を仕分けするため
に、すなわち、キャリッジに搭載のコンベヤベルトを作
動させるモータを働かせるために必要とされる平均電力
は、機械全体にわたって2〜3kWの範囲内である。し
かしながら、例えば荷降ろしの間に、仕分けされた品目
の行く先の組み合わせ次第でベルトが複数同時に働き出
す可能性があるため、時には20kWを超える電力ピー
クが短時間要求されることがあり得る。
いては、ピーク電力をベースにするより、むしろ平均電
力をベースにする方が有利であろう。
牽引するモータを働かせるのに必要な電気エネルギーを
該機器に伝達するについては、先行技術において幾つか
の方法および装置が知られている。
達する方法としては、機械に沿って配置され、幾つかの
フィーダ(代表的には70V、100A)によって給電
されるバスウェイのシステムがある。幾つかのキャリッ
ジに搭載される形で、キャリッジの列全体に沿って配置
された配線によって他のキャリッジに電気エネルギーを
伝達できるようにする滑り接点が存在する。このような
解決は技術的に有効であり、広くテストされているが、
技術的に不利な点が幾つかある。先ず第一に、銅で作ら
れたバスウェイは機械に完全に平行に配置されなければ
ならないので、費用がかさむ。その上、バスウェイは緩
んでいると、振動を起こし、滑り接点の破壊を生じさせ
る。滑り接点の方も、製作が難しいパンタグラフからな
るので、やはり費用がかさむ。その上、接点は摩耗や破
壊事故を受け易い。
ネルギーの誘導伝送がある。機械全体に沿って1つ以上
の最大巻きを形成する1対の線が、ほぼ28kHzの周
波数で50〜100Aの交流を伝送する発電機を含む1
つの閉回路を作る。2本の線に流れ込む電流は、その2
本の線を中心として同心の磁界を発生させる。キャリッ
ジ上に据え付けられた変圧器のE鉄心が2本の線に面
し、これで磁気回路を閉じる。交流は、このような鉄心
に巻き付けられた線を通して誘導されるが、この巻き線
は、真直に伸ばして搭載モータの給電に使用することが
できる。このような解決は構想上単純であるが、2つの
重大な欠点を見せる。1つ目は、高い周波数が、付近に
置かれた金属物品に寄生電流を誘導することであり、そ
れで、減衰の問題を解決し、保守要員にとって潜在的に
危険な状況を未然に防ぐために適当な保護策を講じるこ
とが必要である。加えて、この解決はさほど効率的でな
く、必要なピーク電力を伝達できるようにはしないの
で、強電流ピークが要求されたとき、これを供給するの
に搭載の蓄電池を使用する必要がある。
各キャリッジに取り付けられた圧力ホイールによって牽
引システムから機械エネルギーを引き出し、これを使っ
て機械の動作速度を一定に保つというのがある。機械エ
ネルギーは、それぞれ各キャリッジに搭載の各ホイール
によって伝達され、該キャリッジに搭載のコンベヤベル
トを作動させるべくキャリッジ上で電気エネルギーに変
換される。要求される平均電流に応じて発電機のサイズ
を決め得るようなこの種の周知の解決法では、ホイール
で牽引される小さい発電機を使用するが、これでも、同
じキャリッジに搭載のバッテリの充電に十分な小電力が
作られる。このようなバッテリの場合は、仕分け機の荷
積みと荷降ろしの要求に応じて蓄積されたエネルギーを
戻し、それで、一時的過負荷の幅広い要求を満たすこと
になる。
染源となる上に寿命が短い。その上、仕分け機において
運搬中の物品が詰まってしまった場合、バッテリは、機
械付近のオペレータにとって危険なものとなりかねない
ので、適切に保護されなければならない。
蓄積をバッテリで行うのでなく、むしろ、移動するキャ
リッジの列で行う方法を提案する。すなわち、キャリッ
ジの列そのものがそれ自体の運動エネルギーを通して呈
する幅広い機械エネルギー蓄積能力を利用するのであ
る。
た機械エネルギーから――要求に応じて――必要なすべ
てのエネルギーを引き出し、これを直接使用可能な電気
エネルギーに転換することのできる発電装置を対象と
し、ここで、各発電装置によって作られた電気エネルギ
ーが機械の複数のキャリッジ、またはすべてのキャリッ
ジに供給されるものとする。
定められたトラックに相対して牽引され、それとの摩擦
によって回転させられるホイール、機械的連結を通して
前記ホイールによって回転させられる交流発電機、およ
び、前記発電機を調整、運転するための電子ユニットを
包含する。本発明による前記装置は、代表的に、ほぼキ
ャリッジ30台につき1台の割合で使用される。本装置
は、仕分け機のキャリッジを接続した配電線への給電の
ために並行して動作できるようにしてある。
とりわけ多数荷降ろしベルトを同時に働かせる工程にお
いて牽引されるホイールにとって強大な制動応力を意味
するかなりの電力を複数のキャリッジに搭載伝達できる
のが望ましい。すなわち、電力ピークが交流発電機に多
大の電力を要求し、交流発電機の方はホイールに多大の
機械エネルギーを要求し、それによって、ホイール回転
に高い抵抗(制動)がかけられることになる。
のような強い電力ピークを引き出す間に牽引されるホイ
ールが滑るのを防ぐために、同一人から同時に提出され
た米国特許出願、出願番号[代理人書面024445-297]
(2002年4月12日に提出されたイタリア特許出願、出願
番号MI2002A000786に対応)の対象である装置が開発さ
れた。その開示内容をここに参考として組み入れる。
法について詳述し、添付図面を参照しながら、これが先
行技術と比べて有利であるとする点を強調する。
ション(4)から行く先(5)へ運ぶべく通路(3)に
沿ってコンスタントに移動するキャリッジ(7)および
(7a)の列(2)からなる。行く先は様々なタイプの
ものであってよく、例えば、品目が荷物または旅行用か
ばんであれば、運搬車に面する一連の荷積み扉であって
よく、または、包装する必要のある雑貨品であれば、包
装容器に面する一連の荷積み扉であってよい。キャリッ
ジの列(2)の方は小列(6)に分割され、その小列ご
とに1つのマスタキャリッジ(7)がある。各キャリッ
ジ(7)が、物品の積み降ろしのためのクロスベルトB
(図1)を担っている。
生器を駆動するホイール(9)と制御ユニット(11)
からなる発電装置(8)の一部を収容するようなマスタ
キャリッジ(7)の1つを示す(図3にも示してあ
る)。ホイール(9)は、軸(12)を中心として回転
でき、キャリッジの通路全体にわたって配置されたトラ
ック(13)に当たるときの摩擦の効果により、キャリ
ッジの走行につれて回転させられる。ホイール(9)に
は、弾性手段、例えばコイルばね(20)によって適当
な予圧が加えられ、これで、ホイール(9)はトラック
(13)に押し付けられた状態に保たれる。ばねは、キ
ャリッジ(7)の軸(22)を中心として揺動するアー
ム(21)に作用する。無論、前記ホイール(9)は歯
車のように歯付きであってもよく、その場合、前記トラ
ック(13)はラックの形であってよい。
ば、前記ホイールは垂直の回転軸を有する。しかしなが
ら、それは代わりに、常にキャリッジ走行方向に垂直に
配置された水平の回転軸を有してもよい。その場合、ホ
イールは、トラックに押し付けるために上昇(または下
降)させることになろう。
わち、キャリッジ通路の非直線部分においてホイールの
不規則動作の問題が起こり得る。このような問題が起こ
るのは、例えばホイールの軸(12)が垂直であれば、
キャリッジが上り勾配または下り勾配の形の過渡ゾーン
を移動することから、ホイールの軸が垂直平面内で向き
を変えた場合、つまり、軸の傾きが変化した場合であ
る。ホイールの軸(12)が水平であれば(図に示した
通りの垂直の代わりに)、ホイールの軸が水平平面内で
向きを変えるのは、キャリッジが曲線の形の過渡ゾーン
を移動するときである。垂直軸を持つホイールの方が好
ましいのは、仕分け機には必ず曲線路が存在するのに対
し、傾きの変化(上り勾配または下り勾配)の頻度が相
対的に少ないという事実による。
ゾーンにおいて傾きが変化すると、結果的に、ホイール
は回転運動と並進運動を同時にこうむることになり、そ
れにより、ホイールの滑る条件が不可避となる。そのよ
うな滑りが曲線路において起こるのは、ホイールの回転
軸(12)が垂直の代わりに水平である場合ということ
になる。
こすとホイールの摩耗が生じることは、見て分かる。そ
の滑りが荷積み/荷降ろしシステムによって要求される
電力の増大と瞬間的に一致したならば、摩耗の度合いは
更に強まるであろう。その事態になったとき、交流発電
機(10)は極めて強大なブレーキトルクを発揮し、そ
れで、ホイール(9)にかかるラジアル荷重を著しく増
大させることになる。これは、前掲の、同時に提出され
た特許出願、出願番号[代理人書面024445-297]におい
て述べられた通りである。よって、上に述べたホイール
の滑る条件というのが、同じホイールの著しい摩耗の原
因になるということになる。本発明はこの問題を下記の
方策により解決する。 − 小列(6)のマスタキャリッジ(7)を、前記マス
タキャリッジの2台以上が所与の瞬間に前記滑り条件を
こうむらないように位置決めする、および、 − 過渡ゾーンを移動中のマスタキャリッジまたは交流
発電機を遮断する(非活動化する)。これにより、電力
の要求は並列の他の発電機によって満たされるようにな
る。交流発電機の遮断は、マスタキャリッジ(7)上に
置かれたセンサ(15)によって検出される信号器(1
4)をトラック(13)上に置くことによって得られる
(図4)。センサが交流発電機の制御ユニット(11)
に警報を発すると、短い過渡ゾーンの間に電力が供給さ
れなくなり、ホイールはもはや、弾性手段(20)によ
る正規荷重を超える荷重が加えられなくなる。
4)は、通路に沿って配置された単純な金属棒を包含し
てよく、他方、センサ(15)は、キャリッジに適当に
搭載された誘導性近似センサであってよい。
ャリッジ(16)との連結を示す。マスタキャリッジは
キャリッジの列全体と共に移動するので、電気エネルギ
ーは、単純な配線(17)によって該マスタキャリッジ
から他のキャリッジの幾つか、しかし、好ましくは全部
に伝達することができる。
ト(11)の出力は、キャリッジの列全体に沿って走る
前記配線(17)の上に並列接続されている。マスタキ
ャリッジ(7)と共にキャリッジの列(2)を形成する
残りの全キャリッジ(16)が、前記配線から電力を引
き出す。これで、機械が働いているとき、キャリッジの
列(2)は移動しているので、電気エネルギーは各キャ
リッジにおいてコンスタントに使えることになる。キャ
リッジが荷積み作業または荷降ろし作業を周知の然るべ
き手順に従って行わなければならないとき、仕分け機の
制御系は、電動機(18)の制御系を活性化する信号を
該キャリッジに搭載の受信機に送り、そこで、荷積み作
業または荷降ろし作業を適切に行うのに適した方法に従
ってコンベヤベルトを作動させる。
絡から守り、交流発電機によって供給された電流が所定
値を超えないことをチェックする電圧安定器として働く
PWM電子制御器である。該交流発電機は、他の交流発
電機と並列で働くのに適した特徴をもって70Vの定格
電圧を生じさせので、そのうちのある一定の数が、必要
なすべての装置を接続する配線(17)に給電してもよ
い。
の制御系に通信するのに赤外線発出器、近距離無線送信
器などの単純な通信手段を使用するので、制御系は、実
際に使える電力量に従って仕分け作業を確実に制御でき
ることになる。
置(8)は、列が連続的に移動するにつれて電気エネル
ギーを発生させる。すなわち、マスタキャリッジ(7)
のホイール(9)は、関連の交流発電機を駆動し、それ
で、全キャリッジの荷積み/荷降ろし用ベルトの電動機
を駆動するのに必要な電力を発生させる。その電力は、
各発電機から配線(17)を介して全キャリッジに送ら
れる。
キャリッジの列の移動につれて多重的な荷積み/荷降ろ
し作業が同時に行われるとき、電力は配線(17)から
取り出すことができ、ピーク電力の要求を満たす必要が
あれば、ホイール(9)はより緊密にトラックに押し付
けられることになる。
械に給電する電源システムのコストの点で経済的にかな
り有利となる。それは、キャリッジの列の運動エネルギ
ーによって要求される電力ピークを引き出せるおかげ
で、幾つかの仕分け作業が短い時間間隔で集中すること
から生じるより高い電力要求を満たすことができるから
である。仕分けるべき品目が大量に移動している場面を
考えると、列の減速が必要となるときはあるが、減速の
必要性は通常、作業の目的からすれば最小限に留まるで
あろう。
た機械エネルギーは、仕分け機の速度が所要値に保たれ
るように自動調整器によって制御される仕分け機牽引シ
ステムによって直ちに再入力される。よって、述べた解
決をもってすれば、仕分けに必要とされる電力をベース
にして仕分け機の電気的サイズを決めることが可能であ
る。
イール、交流発電機、バッテリおよび電子制御器からな
る搭載ユニットを備え付ける先行技術の方法と比べて、
本発明による方法では、より高い電力の電力ユニットを
使用し、これを限られた数のキャリッジに、代表的に、
ほぼキャリッジ30台につき1台の割合で設けており、
バッテリの使用を一切必要としない。これは下記の利点
を意味する。 − バッテリを使用しないことと、交流発電機および電
子制御器がより強力である分、より高価であっても、よ
り少ない数で足りる、すなわち、キャリッジ約30台に
つき1台で足りることの両方の理由から、構成要素のコ
ストが下がるので、経済的に有利である。 − 交流発電機/制御器を備えたマスタキャリッジの数
がほぼキャリッジ30台につき1台であるので、組立製
作の難しさが少なく、これが在庫の材料および予備品の
管理にもプラスに影響し、更にユーザーにとっても経済
的に有利となる。
技術と比べて、これは下記の利点を示す。 − 考えられる電力ピークに合わせてサイズが決められ
る電源装置とバスウェイの高い材料費と据付費が無くな
るので、経済的に有利である。 − 摩耗や破断をこうむる滑り接点が存在しない上に、
本発明で使用される構成要素は本来的に極めて高い信頼
度と長い有効寿命を持つので、より信頼性が高い。
巻き線を使用する誘導システムと比べて、これは下記の
利点を示す。 − 高性能構成要素の使用によってより高いエネルギー
効率が得られる分、電力システムのサイズを低い電力に
合わせることができるので、電力コストが下がり、ま
た、機械の管理の手間がかなり省かれる。 − キャリッジの列の通路全体に沿って走り、高い強度
(約100アンペア)と高い周波数(10分の1kHz
の範囲内)の交流と交差する巻き線が存在せず、これに
伴う不利が存在しないので、環境的に有利である。
明したが、当業者には、特記されなかった追加、変更、
置換および削除が付記請求項において限定された通りの
本発明にもとることなく為し得ることが理解されよう。
たキャリッジを強調して示す。
正面斜視図である。
リッジの正面斜視図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 トラックに沿って駆動されるキャリッジ
の列を包含する仕分け機であって、各キャリッジが、仕
分けるべき品目を積み降ろすために該キャリッジ上に取
り付けられた電動式の品目移転装置、および、列の運動
エネルギーを品目移転装置駆動用の電気エネルギーに転
換するための、少なくともキャリッジの1つによって担
われた発電機構を有し、この発電機構が列の複数のキャ
リッジに電気エネルギーを供給するために該キャリッジ
に電気接続されていることを特徴とする仕分け機。 - 【請求項2】 発電機構が列のキャリッジの全部に接続
されていることを特徴とする、請求項1に記載の仕分け
機。 - 【請求項3】 更に、それぞれ追加の1つのキャリッジ
によって担われた追加の発電機構を含み、この追加の発
電機構の各々が列の複数のキャリッジに電気接続されて
いることを特徴とする、請求項2に記載の仕分け機。 - 【請求項4】 発電機構の各々が列を通って延びる配線
によってキャリッジの全部に電気接続されていることを
特徴とする、請求項3に記載の仕分け機。 - 【請求項5】 発電機構を担う少なくとも1つのキャリ
ッジがマスタキャリッジを構成し、前記発電機構が、列
の運動エネルギーを機械エネルギーに転換すべくトラッ
クに沿って転がるホイールと、機械エネルギーを電気エ
ネルギーに転換すべく前記ホイールに接続された交流発
電機を包含することを特徴とする、請求項1に記載の仕
分け機。 - 【請求項6】 更に、マスタキャリッジがトラックの過
渡ゾーンを移動し、ホイールの軸の向きを変えさせる
間、交流発電機を非活動化するための制御器を含むこと
を特徴とする、請求項5に記載の仕分け機。 - 【請求項7】 更に、トラック上に取り付けられた信号
器およびマスタキャリッジ上に配置されたセンサを含
み、これらが、発電機を非活動化する信号を制御器に送
るために該制御器に接続されていることを特徴とする、
請求項6に記載の仕分け機。 - 【請求項8】 信号器が金属棒を包含し、センサが誘導
性近似センサを包含することを特徴とする、請求項7に
記載の仕分け機。 - 【請求項9】 仕分けシステムにおいて各々、仕分ける
べき品目を積み降ろすための電動式の品目移転装置を有
するキャリッジの列に電気エネルギーを供給する方法で
あって、 A)少なくとも1つのキャリッジの上に配置された、移
動する列の運動エネルギーを機械エネルギーに転換する
機械式装置とトラックを噛み合わせることによって機械
エネルギーを生み出す工程、 B)少なくとも1つのキャリッジにおいて機械エネルギ
ーを電気エネルギーに転換する工程、および、 C)列の複数のキャリッジの品目移転装置を駆動するた
め電気エネルギーを該キャリッジに供給する工程を包含
することを特徴とする方法。 - 【請求項10】 工程AおよびBの少なくとも1つのキ
ャリッジが、マスタキャリッジを構成する複数の、但
し、全部よりは少ない数のキャリッジを包含し、工程C
が、マスタキャリッジの各々からの電気エネルギーを列
の全部のキャリッジに供給することを包含することを特
徴とする、請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 工程Aが、ホイールをその軸を中心と
して回転させるべく該ホイールをトラックに押し付ける
ことを包含し、工程Bが、前記ホイールに接続された交
流発電機によって実行され、マスタキャリッジの各々が
このようなホイールおよび交流発電機を有することを特
徴とする、請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 交流発電機に電気的負荷をかけること
が、該交流発電機に制動力をそのそれぞれのホイールに
加えさせ、結果的に、ホイールとトラックの間の圧力を
増大させることになり、更に、マスタキャリッジがトラ
ックの過渡ゾーンを移動することが、ホイールの軸の向
きを変えさせ、トラックに沿って摩耗を誘引するホイー
ルの滑りを生じさせることになり、それにより更に、過
渡ゾーンを移動するどのマスタキャリッジの交流発電機
も一時的に非活動化する工程を包含することを特徴とす
る、請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 交流発電機に電気的負荷をかけること
が、該交流発電機に制動力をそのそれぞれのホイールに
加えさせ、結果的に、ホイールとトラックの間の圧力を
増大させることになり、更に、マスタキャリッジがトラ
ックの過渡ゾーンを移動することが、ホイールの軸の向
きを変えさせ、トラックに沿って摩耗を誘引するホイー
ルの滑りを生じさせることになり、それにより更に、所
与のいかなるときでもマスタキャリッジが1台しか過渡
ゾーンを移動しないようにマスタキャリッジを配置する
工程を包含することを特徴とする、請求項11に記載の
方法。 - 【請求項14】 更に、過渡ゾーンを移動するどのマス
タキャリッジの交流発電機も一時的に非活動化する工程
を包含することを特徴とする、請求項13に記載の方
法。
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