JP2007204220A - クロスベルトソータ - Google Patents

Abstract

【課題】案内路の上下水平域間で台車が反転しないクロスベルトソータにおいて、ベルトコンベヤの駆動・制御用給電に一部台車のみが電源側となる給電方式の採用。
【解決手段】クロスベルトソータにおいては、上下二層の直線走行路をもつ循環走行路に沿って反転をしないまま駆動走行される複数の台車３が無端可撓体２に連結支持部３４で走行方向への直交軸線回りに回転自在に支持され列をなし、各台車は駆動制御されるコンベヤ装置と連結支持部に設けられた接続部３５をもち、台車列の一部の台車は直線走行路に沿った給電レールに接触する集電シュー３７をもつコンベヤ装置駆動制御用の電源台車となり、その電力は、接続部で接続した集電シュー３７とコンベヤ装置間をつなぐ電線Ｌ１，Ｌ４で供給され、他の台車には接続部のスリップリングで接続された台車間をつなぐ電線Ｌ３，Ｌ５で供給される。
【選択図】図３

Description

この発明は、搬送物を所定箇所に分配搬出するクロスベルトソータに関するものである。

一般的なクロスベルトソータは、無端状に連結された多数の台車が無端状案内路に沿って走行し、各台車上には、その走行方向と直角の方向に走行するベルトコンベヤが搭載されている。クロスベルトソータには、無端状案内路を平面的に設置した平面形式と案内路の水平域が二層になるよう竪に設置した竪形式がある。
前者の場合には、案内路の全域を利用し得るが、設置面積が広くなる。
後者の場合には、設置面積が狭少となるが、案内路の水平域のみの利用となる。
更に、竪形式には、上下水平域間で台車が反転する方式と反転しない方式とがある。

ベルトコンベヤの駆動・制御は、手動で行う方式と電力利用方式とがあり、電力利用方式における給電に関しては、全台車にバッテリやオルタネータや無接触給電装置を搭載する方式、給電レールを案内路に設置し、各車に集電シューを取り付ける方式、非接触給電方式等がある。

設置面積の狭少を図っての従来の技術における竪形式の場合、上下水平域間で台車が反転する方式は、搬送物の台車に対する搬入・搬出が、案内路の上側直線走行路又は下側直線走行路の一方のみで可能であり、使用効率が悪く、設置面積が狭少という利点も損なわれる。

搬送物の台車に対する搬入・搬出が、案内路の上下両側直線走行路で可能である従来の技術における上下水平域間で台車が反転する方式におけるベルトコンベヤの駆動・制御用給電には、全台車にバッテリやオルタネータや無接触給電装置を搭載する方式と全台車に集電シューを装備する給電レール・集電シュー方式とがあるが、前者は、重量・寸法・コストが嵩む。

そして、全台車に集電シューを装備する給電レール・集電シュー方式は、上下二層の直線走行路の両端を接続する湾曲走行路に沿う給電レールでは、集電シューの接触滑りが困難であるので、給電レールの設置は上下直線走行路域のみに限られ、そのため、集電シューに対する給電の断続が生じ、給電再開時ではベルトコンベヤの制御の安定に数秒を要する。従って、給電レール接触開始域を長くとる必要があり、その長くなる分、走行レール即ち走行路の設置範囲域が長くなる。全台車の集電シューの装備及び走行路の設置範囲域の延長は、コストが嵩む上、装置全体の寸法が大きくなる。

しかも、上記の全台車のバッテリ等の装備は重量の増大に、全台車の集電シューの装備は摩擦、即ち走行抵抗の増大になり、それは、台車走行動力、例えばリニアモータの増大につながり、騒音や消費電力の増大となる。

この発明は、竪形式のクロスベルトソータにおいて、案内路の上下水平域間で台車が反転しない方式を採りながらも、ベルトコンベヤの駆動・制御用給電に一部台車のみが電源側とし得る給電方式を提供し、上記の欠点を持つ給電装置の全車装備を避けることを解決しようとする課題としている。

この発明のクロスベルトソータは、上下二層の直線走行路の両端を湾曲走行路で接続した走行路を形成する平行な両側の案内レール；案内レールを転動する転動体をもち、案内レールに沿って走行可能な無端状可撓走行体；走行路に実質的に直角方向に走行するコンベヤ装置及びコンベヤ装置の駆動制御手段を搭載すると共に、無端状可撓走行体に連結支持された台車が順次並ぶ台車列；台車走行駆動手段；直線走行路の案内レールに沿って設置された給電レール、台車に設けられた集電シュー、電線接続部及び電線接続部に接続された集電シューからの第１電線・駆動制御手段への第２電線からなる駆動制御手段用電力供給手段；並びに直線走行路に沿って側方に配設された搬入・搬出装置から構成されている。

そして、無端状可撓走行体へ走行方向に直交する軸線回りに回転自在に連結された連結支持部を台車の両側部のそれぞれの一箇所に設けられ、両側の連結支持部は互いに台車走行方向で所定距離だけ前後にずれており、両側の案内レールは互いに前記連結支持部と同様に同じ所定距離だけ直線走行路方向にずれている。

電線接続部は連結支持部に設けられると共に、台車列の各台車の電線接続部間が第３電線で接続され、第３電線は電線接続部に軸線回りに回転自在に接続されており；走行中に台車列の少なくともいずれか１台の台車の集電シューが、給電レールに接触するように、前記台車列の一部の台車のみに集電シュー及び第１電線が具備されている。

台車列は、台車走行駆動手段の作動により案内レールに沿って循環走行する。
循環走行において、台車は、連結支持部により無端状可撓走行体の短寸のブロックに連結支持され、ブロックの転動体の案内レール上の転動により走行する。
従って、案内レールの水平直線域の台車の走行においては、台車は当然水平状態に維持されているが、両端の案内レールの湾曲域の台車の走行においても、両側の案内レール間の水平方向前後のずれと両側の連結支持部、即ちブロックの走行方向前後のずれとが等しいから、台車の両側の連結支持部が同じ高さに維持され、台車の水平状態も維持される。

又、案内レールの水平直線域の台車の走行においては、集電シューを備えた台車では、集電シューが給電レールに接触しながら滑るので、給電レールからの電流は、第１電線を介して接続部へ、更に第２電線を介して駆動制御手段に流れ、駆動制御手段は作動すると共に、第１電線からの電流は、いずれの台車の接続部で軸線回りに回転自在に結合された第３電線を介して集電シューを備えない台車の接続部へと順次流れる。集電シューを備えない台車では、更に接続部から第２電線を介して駆動制御手段に流れ、駆動制御手段は作動する。

上記のような台車列の循環走行で両端の案内レールの湾曲域での走行においては、水平を維持したまま、即ち台車の前後が逆転するので、台車、即ち接続部は、無端状可撓走行体の短寸のブロックに対し１８０度回転することになる。そのため、第３電線は、１８０度捩じられることになるところであるが、接続部において軸線回り回転自在に他の電線に接続されているため、その捩じりは生じない。

駆動制御手段は、所定プログラムに従って所定台車の各所定搬入装置・搬出装置位置でのコンベヤ装置を作動制御する。その結果、コンベヤ装置は、搬入装置から搬送物を搬入するように、又は搬出装置へ搬送物を搬出するように走行し、搬送物の区分搬送が行われる。

台車のコンベヤ装置の制御駆動用電源を一部台車の装備で台車列の全台車のコンベヤ装置の制御駆動用に電力を供給することが容易であるが、設置面積が広い欠点がある平面設置式に対して、設置面積の狭少を図った台車が反転しない上下二層走行路利用の竪形式のクロスベルトソータにおける台車列の各台車のコンベヤ装置の制御駆動用電源に関して、重量・寸法・コストが嵩む各台車ごとの独立した電源手段の装備する方式を避けることが出来ると共に、給電レール接触開始域を長くとる必要があり、装置全体の寸法が大きくなる上、コストが嵩む各台車ごとの独立した集電シューを装備する給電レール・集電シュー方式を避けることが出来る。

上記のような欠点を有する台車列の全台車装備でなく、上下二層走行路利用の竪形式のクロスベルトソータにおいて困難である一部台車の電源装備をもって全台車のコンベヤ装置の制御駆動用に電力を供給することが可能である。

この発明の実施の形態におけるクロスベルトソータについて図面を参照して説明する。
クロスベルトソータは、図１に示すように、台車列の走行路に従った正面から見て上下に並んだ平行直線の両端を略円弧で結んだ形状（以下長円形という）の案内レール１，１に案内されて走行する無端リンクチェーン２，２に多数の台車３，３，３・・・が無端状に列をなして懸垂され、即ち、多数の台車３，３，３・・・が無端リンクチェーン２，２により連結されて構成されている。
台車３の略両側になる間隔で平行に設置された２本の案内レール１，１は、後で述べるような台車３の長さに近似する所定の寸法Ｘだけ前後（台車３の搬出入域の走行方向）にずれている（図１参照）。

走行路において、両端の湾曲域に挟まれた上下の水平直線域が台車３に対する搬送物Ｗの搬出入域となる。即ち、水平直線域を台車３が走行する水平直線走行区間の両側の適宜の位置に適宜数の搬入装置・搬出装置（図示しない）が設置されている。
そして湾曲域の曲率半径は、台車列の湾曲に応じて下限が制限されるので、中間における上下の搬出入域の間隔を狭める場合には、台車列の走行路、即ち案内レール１は、平行直線の両端を半円で結んだ形状でなく図１に示すように中間平行域が萎んだ形状になっている。

案内レール１は、断面コ字形材、好ましい具体例としては図４に断面が示されているように断面コ字形材１１の内部空間部を残して開口側に４本の角材１２が四辺形角部関係になるように配設されて構成されたもの、又は図４示されている断面の１本の引き抜き材がある。
そして、２本の案内レール１，１は断面開口側を対向させて台車３の略両側になる間隔で平行に設置されている。

台車３は、四辺形の台板３１の上面中央部に動力駆動のベルトコンベヤ装置４が搭載され、下面中央部はリニアモータ駆動用のバックヨーク３２が取り付けられ、下面四隅部には補助車輪３３が取り付けられて構成されており、同じく四辺形の台板３１の上面における１つの対角線上の角部（２箇所）には、ハンガーブラケット３４ａ，３４ｂが立設されている。

台車列のうちの一部の台車３、即ち台車直線走行区間においては走行する台車列の少なくとも１台の台車３が集電シュー３７を備えているようになっている条件での台車３においては、台板３１の下面の一方の側縁域に、後で述べる給電レール７に接して滑る集電シュー３７が設けられている。
集電シュー３７が設けられている側のハンガーブラケット３４ａの上部には、内部にスリップリング手段を具備するスリップリング付き電線接続部３５が取り付けられている。スリップリング付き電線接続部３５は、台車３の外側方に突出した回転可能軸３６を具備している。

無端リンクチェーン２について説明すると、無端リンクチェーン２は、図５に示すように四辺形断面の短寸のブロック２１と同じく四辺形断面の長寸の連結棒２２とが交互に端部が軸結合で無端状に屈曲自在に連結されて構成されている。具体的には、ブロック２１及び連結棒２２の両端部は半分未満の肉厚になっており、それらがスペーサ２３を挟んで重ねられて回転自在の軸２４で屈曲自在に結合されており、軸２４の両端には走行車輪２８，２８が取り付けられており、ブロック２１の前後部には上下に突出した回転自在のローラ軸２６，２６が貫通し、その両端には案内車輪２９，２９が取り付けられている。

１つの対角線上の角部（２箇所）に位置するハンガーブラケット３４ａ，３４ｂにおける管軸２５、２５の軸間距離（台車直線走行方向の間隔）が、前述の２本の案内レール１，１の設置における前後（台車３の搬出入域の走行方向）のずれの所定の寸法Ｘとなり、ずれの方向も同じである（図１参照）。
又、連結棒２２と交互に連結されるブロック２１の管軸２５の軸間距離が列をなす台車３の間隔、即ち台車ピッチＰとなる。

台車３の集電シュー３７及びスリップリング付き電線接続部３５が位置する側の無端リンクチェーン２のブロック２１の中心には、内外側方に突出した管軸２５が貫通固着されている。

管軸２５の内側端は、ハンガーブラケット３４ａ，３４ｂの上部に貫通した軸受孔に転がり軸受を介して軸受されると共に、スリップリング付き電線接続部３５の回転可能軸３６に滑合される。同じく外側端は、案内レール１の断面コ字形材１１の内部空間部に突出し、端子ブロック２７が取り付けられている。

台車直線走行区間の案内レール１，１の間においては、台車３の下面に設けられたバックヨーク３２の対向する位置に台車列の走行方向のリニアモータ５が設置されており、又台車列の走行方向の２本の断面コ字形材の補助レール６，６がで、断面開口側を対向させて平行に設置されており、走行する台車３の補助車輪３３がその上側表面上を転動するようになっている。

そして、一方の側の補助レール６内の空間には給電レール７が設置され、走行する台車の集電シュー３７がその補助レール６の断面開口側から給電レール７に接触して滑るようになっている、

台車３の台板３１に搭載されたベルトコンベヤ装置４は、コンベヤベルト４１が台車３の走行方向と直角な方向に走行するように搭載され、コンベヤベルト４１の上側面は、少なくとも案内レール１，１の上面より上方に位置する高さで、案内レール１，１の上面に形成された斜面部１３の頂部に対応する高さになっている。斜面部の下端部は、案内レール１，１の左右に配設された搬入・搬出装置（図示しない）に対応する高さになっている。

台板３１には、ベルトコンベヤ装置４と共にベルトコンベヤ装置４の作動を制御する制御装置８、即ち、光電送装置で無線通信による指令と光電管センサによる台車位置確認に基づき、ベルトコンベヤ装置４の作動を制御する制御装置８が設けられている。

台車列の各台車３の端子ブロック２７，２７間は、順次、電線ケーブルＬ５が架設され、互いに端子ブロック２７内で接続されており、更に端子ブロック２７内で、電線ケーブルＬ５，Ｌ５と接続された電線ケーブルＬ２（Ｌ３）は、無端リンクチェーン２の管軸２５及びスリップリング付き電線接続部３５の回転可能軸３６内に挿通されている。

集電シュー３７を備えた台車３においては、スリップリング付き電線接続部３５内部で制御装置８への電線ケーブルＬ１と集電シュー３７からの電線ケーブルＬ４とが接続され、その接続点は、電線ケーブルＬ２にスリップリングを介して接続されており、集電シュー３７を備えない台車３においては、スリップリング付き電線接続部３５内部で制御装置８への電線ケーブルＬ１が電線ケーブルＬ３にスリップリングを介して接続されている。
即ち、電線ケーブルＬ２，Ｌ３と電線ケーブルＬ１，Ｌ４との間には、軸線周りの相対角変位が許容されている。

上記のクロスベルトソータの作用を説明する。
リニアモータ５が起動されると、バックヨーク３２をもつ各台車３は、リニアモータ５により所定プログラムに従って選択された方向（例えば図面矢印方向）に駆動され、台車列は、案内レール１，１に沿って図１で時計方向に循環走行する。

循環走行において、台車３は、台板３１のハンガーブラッケト３４、３４及び無端リンクチェーン２、２の管軸２５、２５、ブロック２１、２１及び走行車輪２８，２８・・・を介して案内レール１，１に懸垂支持され状態で走行車輪２８の転動で走行する。

従って、案内レール１，１の水平直線域の台車３の走行においては、台車３は当然水平状態に維持されているが、両端の案内レール１，１の湾曲域の台車３の走行においても、両側の案内レール１，１の間の水平方向前後のずれＸと両側の走行車輪２８，２８；２８，２８の走行方向前後のずれ（台車３の両側の管軸２５，２５の軸間距離）Ｘとが等しいから、台車３の台板３１の１つの対角線上の角部（２箇所）が同じ高さに維持され、台車３の水平状態も維持される。
台車３の走行において、走行車輪２８と共に案内レール１を転動する案内車輪２９，２９により台車３の横方向の位置も安定維持される。

案内レール１，１の水平直線域においては、補助車輪３３は、補助レール６に接触し台車３の荷重を支えながら補助レール６上を走行する。従って、搬送物Ｗの搬入・搬出装置（図示しない）に対する搬入・搬出時における台車３の安定が維持される。
又、案内レール１，１の水平直線域の台車３の走行においては、集電シュー３７を備えた台車３では、集電シュー３７が給電レール７に接触しながら滑るので、給電レール７からの電流は、電線ケ−ブルＬ４を介してスリップリング付き電線接続部３５内へ、更に電線ケ−ブルＬ１を介して制御装置８に流れ、制御装置８は作動すると共に、スリップリング付き電線接続部３５内でのスリップリング、電線ケ−ブルＬ２及び端子ブロック２７を介して電線ケ−ブルＬ５に順次流れる。

集電シュー３７を備えない台車３においては、電線ケ−ブルＬ５からの電流は、端子ブロック２７、電線ケーブルＬ２、スリップリング付き電線接続部３５内のスリップリング及び電線ケーブルＬ１を介して制御装置８に流れ、制御装置８は作動する。

上記のような台車列３，３，３・・・の循環走行で両端の案内レール１，１の湾曲域での走行においては、水平を維持したまま、即ち台車３の前後が逆転するので、台車３、即ちスリップリング付き電線接続部３５は、ブロック２１、即ち端子ブロック２７に対し１８０度回転することになる。
そのため、電線ケーブルＬ２，Ｌ３は、固定されている場合には、１８０度捩じられることになる。しかしながら、電線ケーブルＬ２，Ｌ３は、スリップリング付き電線接続部３５内のスリップリングを介して電線ケーブルＬ１，Ｌ４に接続され、電線ケーブルＬ２，Ｌ３と電線ケーブルＬ１，Ｌ４との間には軸線周りの相対角変位が許容されているので、その捩じりは生じない。

制御装置８は、光電送装置で無線通信による指令と光電管センサによる台車位置確認に基づき、所定プログラムに従っての所定台車３の各所定搬入装置・搬出装置位置でのベルトコンベヤ装置４を作動制御する。その結果、コンベヤベルト４１は、搬入装置からコンベヤベルト４１上に搬送物Ｗを搬入するように、又はコンベヤベルト４１上から搬出装置へ搬送物Ｗを搬出するように走行し、搬送物Ｗの区分搬送が行われる。

郵便物・郵送小包等、各種配送物の仕分け装置に適用できる。

この発明の実施の形態におけるクロスベルトソータの案内レール、台車列及び無端リンクチェーンの関係を示す正面構成図（一部拡大図）である。 この発明の実施の形態におけるクロスベルトソータの案内レール、台車列及び無端リンクチェーンの関係を示す部分平面図である。 図２におけるベルトコンベヤ装置の制御装置への給電用電線ケーブル配設図である。 図３の詳細拡大部分平面図である。 図４の線Ｖ−Ｖにおける断面図である。 この発明の実施の形態におけるクロスベルトソータの台車、案内レール及び給電レールの横断面図である。

符号の説明

１ 案内レール
１１ 断面コ字形材
１２ 角材
１３ 斜面部
２ 無端リンクチェーン
２１ ブロック
２２ 連結棒
２３ スペーサ
２４ 軸
２５ 管軸
２６ ローラ軸
２７ 端子ブロック
２８ 走行車輪
２９ 案内車輪
３ 台車
３１ 台板
３２ バックヨーク
３３ 補助車輪
３４ ハンガーブラケット
３５ スリップリング付き電線接続部
３６ 回転可能軸
３７ 集電シュー
４ ベルトコンベヤ装置
４１ コンベヤベルト
５ リニアモータ
６ 補助レール
７ 給電レール
９ 制御装置
Ｌ１〜５ 電線ケーブル
Ｗ 搬送物

Claims (3)

1. 上下二層の直線走行路の両端を湾曲走行路で接続した走行路を形成する平行な両側の案内レール；該案内レールを転動する転動体をもち、前記案内レールに沿って走行可能な無端状可撓走行体；前記走行路に実質的に直角方向に走行するコンベヤ装置及び該コンベヤ装置の駆動制御手段を搭載すると共に、前記無端状可撓走行体に連結支持された台車が順次並ぶ台車列；台車走行駆動手段；前記直線走行路の案内レールに沿って設置された給電レール、前記台車に設けられた集電シュー、電線接続部及び該電線接続部に接続された前記集電シューからの第１電線・前記駆動制御手段への第２電線からなる駆動制御手段用電力供給手段；並びに直線走行路に沿って側方に配設された搬入・搬出装置から構成され、
   前記無端状可撓走行体へ走行方向に直交する軸線回りに回転自在に連結された連結支持部を台車の両側部のそれぞれの一箇所に有し、両側の連結支持部は互いに台車走行方向で所定距離だけ前後にずれており、両側の案内レールは互いに前記連結支持部と同様に前記所定距離だけ直線走行路方向にずれているクロスベルトソータにおいて、
   前記電線接続部は前記連結支持部に設けられると共に、前記台車列の各台車の前記電線接続部間が第３電線で接続され、該第３電線は前記電線接続部に軸線回りに回転自在に接続されており；
   走行中に前記台車列の少なくともいずれか１台の台車の集電シューが、給電レールに接触するように、前記台車列の一部の台車のみに前記集電シュー及び前記第１電線が具備されているクロスベルトソータ。
2. 第３電線は無端状可撓走行体及び連結支持部を介して配線されている請求項１に記載のクロスベルトソータ。
3. 無端状可撓走行体は、案内レールを転動する転動体を支持する短寸のブロックと長寸の連結棒とが交互に端部が軸結合されて無端状に屈曲自在に連結されて構成されている請求項１又は請求項２に記載のクロスベルトソータ。
   

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