JP2008168956A - 二自由度搬送機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で搬送方向の変更及び設定が可能な二自由度搬送機を提供する。
【解決手段】 第１の向きの回転軸を有し、それぞれ１つおきに一体となって駆動される２種類のローラに分けられる第１のローラ１１と、第１の向きと直交する第２の向きに回転軸を有する第２のローラ１２と、ローラ１１、１２間を橋渡しして段差を緩和する橋渡し部材１３と、ローラ１１、１２、橋渡し部材１３等を搭載して支持又は収納する搭載台１４と、を備え、第１のローラ１１及び第２のローラ１２と搬送される物品との間の動摩擦係数及び静摩擦係数を含む摩擦係数をローラの回転軸の向き毎に相違させて搬送方向を設定することが可能な構成を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ローラによって構成される搬送路を有し、搬送方向の変更及び設定が可能な二自由度搬送機に関する。

従来、搬送方向の変更及び設定が可能な二自由度搬送機として、搬送路をなす構成要素がそれぞれ回転軸の方向を調節可能になっているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に示す二自由度搬送機は、搬送面に設けられた円形の開口面から出た各構成要素が回転軸の方向を変更可能に構成され、回転軸の方向を調節することによって搬送経路の変更及び設定ができるようになっている。このように構成することによって、物品に衝撃を与えることなく仕分けることができる。

また、搬送路をなす構成要素がそれぞれ回転等の運動に関して２自由度を有するものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に示す二自由度搬送機は、搬送面に設けられた各構成要素が回転可能であると共に回転方向に直交する方向にベルト等を有し、回転速度及びベルトの移動速度等のうちのいずれか１つ以上を調節することによって、搬送経路の変更及び設定ができるようになっている。
特開２００４−０７５３８７号公報 国際公開ＷＯ０１５５０１２号公報

しかしながら、従来の二自由度搬送機では、回転軸の方向の調節、運動方向の自由度の増加等を必要とするため、構成が複雑になるという問題を有していた。その結果、製造負担、装置の規模、故障率、保守負担、使用エネルギー等の増大等の種々の問題を招来していた。

以上の現状に鑑み、本発明の目的は、簡易な構成で搬送方向の変更及び設定が可能な二自由度搬送機を提供する。

上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、回転駆動手段によって回転され回転軸の向きが異なる２種類のローラが同一搬送路を形成するようにそれぞれ複数入り混ざって配置され、前記ローラと搬送される物品との間の動摩擦係数及び静摩擦係数を含む摩擦係数を前記ローラの回転軸の向き毎に相違させて搬送方向を設定することが可能なことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の二自由度搬送機において、少なくとも一方の前記回転軸を有する前記ローラが、複数の線上にそれぞれ複数個、相互に隣り合って配置される、ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の二自由度搬送機において、前記線上に配置されたローラが、前記回転駆動手段によって隣り合う前記線毎に相互に逆方向に回転させられる、ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の二自由度搬送機において、前記ローラ間の段差を緩和するように橋渡しする、橋渡し部材を備える、ことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の二自由度搬送機において、前記回転軸の向きが異なる２種類のローラの回転軸の向きが相互に直交する、ことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の二自由度搬送機において、前記搬送路の所定の位置に配置され搬送される物品の位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサが検出した前記物品の位置に応じて前記各ローラの回転速度を制御し前記物品を振り分ける回転制御部とを備える、ことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、回転駆動手段によって回転され回転軸の向きが異なる２種類のローラが同一搬送路を形成するようにそれぞれ複数入り混ざって配置され、ローラと搬送される物品との間の動摩擦係数及び静摩擦係数を含む摩擦係数をローラの回転軸の向き毎に相違させて搬送方向を設定するため、簡易な構成で搬送方向の変更及び設定が可能な二自由度搬送機を実現することができる。

請求項２に係る発明によれば、上記請求項１の効果に加えて、少なくとも一方の回転軸を有するローラが、複数の線上にそれぞれ複数個、相互に隣り合って配置されるため、回転駆動手段の低減が図れ、もって構成をより簡易にすることができる。

請求項３に係る発明によれば、上記請求項２の効果に加えて、線上に配置されたローラが、回転駆動手段によって隣り合う線毎に相互に逆方向に回転させられるため、摩擦力を相殺し搬送される物品を効率的に滑らせることができる。

請求項４に係る発明によれば、上記請求項１乃至請求項３のいずれか一項の効果に加えて、ローラ間の段差を緩和するように橋渡しする、橋渡し部材を備えるため、ローラ間の段差の影響を抑えて物品を搬送することができる。

請求項５に係る発明によれば、上記請求項１乃至請求項４のいずれか一項の効果に加えて、回転軸の向きが異なる２種類のローラの回転軸の向きが相互に直交するため、搬送路の設定、制御等を容易にすることができる。

請求項６に係る発明によれば、上記請求項１乃至請求項５のいずれか一項の効果に加えて、搬送路の所定の位置に配置され搬送される物品の位置を検出する位置検出センサと、位置検出センサが検出した物品の位置に応じて各ローラの回転速度を制御し物品を振り分ける回転制御部とを備えるため、物品に応じた木目細かい搬送を実現することができる。

以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明による二自由度搬送機の一実施例を示す斜視図である。二自由度搬送機は、図１に示すように、第１の向きの回転軸を有する第１のローラ１１と、第２の向きの回転軸を有する第２のローラ１２と、ローラ１１、１２間を橋渡しする橋渡し部材１３と、搭載台１４と、を備える。

図２は、第１のローラを駆動する機構の一実施例を示す部分斜視図である。第１のローラは、図２に示すように、それぞれ１つおきに一体となって駆動される２種類のローラ１１ａ、１１ｂに分けられる。一方の第１のローラ１１ａは、歯車２１ａ〜２６ａとベアリングを有する支持３１ａ〜３４ａとを介して図示しないモータに接続される。同様に、他方の第１のローラ１１ｂは、歯車２１ｂ〜２６ｂとベアリングを有する支持３１ｂ〜３４ｂ（支持３２ｂ〜３４ｂは支持３２ａ〜３４ａに対応するものとする。）とを介して図示しないモータに接続される。これによって、第１のローラ１１ａと第１のローラ１１ｂとは回転方向と回転速度を相互に独立に変更し、設定することができるようになっている。ただし、回転方向のみを相互に異なるように変更し設定できる構成であってもよい。

第２のローラ１２は、それぞれ図示しないモータによって回転され、例えば、図１に示すように、第１の向きと直交する第２の向きに回転軸が設定される。ただし、第２のローラ１２は、図２に示すローラに動力を伝達する機構と同様の動力伝達機構が設けられ、それぞれ１つおきに一体となって駆動される２種類のローラから構成されるのでもよい。

橋渡し部材１３は、図１に示す例では、第１のローラ１１と第２のローラ１２との間の段差を緩和し、小さい物品でもこれらの段差に影響されることなく搬送できるように配置される。ただし、搬送対象の物品の搬送がこの段差に影響されるものでない場合、橋渡し部材１３は省略可能である。

搭載台１４は、ローラ１１、１２、ローラに動力を伝達する動力伝達機構、橋渡し部材１３等を搭載して支持又は収納する。搭載台１４は、また、上記の図示しないモータ、操作パネル、制御装置等が搭載又は設けられるのでもよい。

図３は、本発明による二自由度搬送機の搬送動作の説明図である。図３に示す白抜き矢印の方向（以下、ｘ方向とする。）へ搬送されてくる物品Ｗは、搬送方向に回転する第２のローラ１２によって牽引され、搬送方向に直交する方向（以下、ｙ方向とする。）であって相互に逆方向に回転する第１のローラ１１ａ、１１ｂの上を滑る。ここで、各ローラ１１、１２と物品Ｗとが接触するときの相対速度は搬送速度が同一であっても第２のローラ１２に対する相対速度が第１のローラ１１に対する相対速度よりも小さいため、これに応じて第２のローラ１２に対する摩擦係数は第１のローラ１１に対する動摩擦係数より大きく、物品Ｗは第２のローラ１２によって搬送方向に牽引され、第１のローラ１１上を滑る。

一般に、第２のローラ１２は、摩擦力を介して物品Ｗを搬送方向に牽引するため、物品Ｗとの相対速度は０又は他の回転軸の方向のものに比較して非常に小さい。そのため、第２のローラ１２は、物品Ｗを、実質的に静摩擦係数又は静摩擦係数に近い値の摩擦係数によって生ずる摩擦力で牽引する。一方、第１のローラ１１は、実質的に搬送速度に近い又はそれ以上の相対速度で物品Ｗに接触するため、静摩擦係数に比較して非常に小さい動摩擦係数で物品Ｗを滑らせるように支持する。なお、第１のローラ１１を隣り合うローラ間で逆方向に同一速度で回転させることによって、搬送経路への影響をより確実に相殺するように構成するのでもよい。図３には、第２のローラ１２のｘ方向への摩擦力Ｆｘと、第１のローラ１１のｙ方向への摩擦力Ｆｙとを模式的に示す。

図４は、図３に対応し搬送方向に直交する方向に搬送するときの搬送動作の説明図である。図３と同様の方向から搬送されてくる物品Ｗは、隣り合う第２のローラ１２ａ、１２ｂ間の回転方向が逆であって第１のローラ１１の回転方向が同一の搬送路上の領域に入ると、第２のローラ１２ａ、１２ｂによる牽引力が相殺されて第２のローラ１２ａ、１２ｂ上を滑りだしやがてｘ方向への移動を停止し、遂には第１のローラ１１による牽引力を受けてその回転方向（図４のｙ軸方向）に搬送される。

本発明による二自由度搬送機は、図３に示す搬送動作と図４に示す搬送動作とを組み合わせることによって、ローラ１１、１２の寸法、間隔等の構成に応じた搬送経路を設定できる。また、二自由度搬送機が、搬送路の所定の位置に配置され搬送される物品の位置を検出する位置検出センサと、位置検出センサが検出した物品の位置に応じて各ローラの回転速度を制御し物品を振り分ける回転制御部とを備えるのでもよい。

図５は、本発明による二自由度搬送機の利用例を示す概念図であり、図５（ａ）は例えば同一箇所に物品を搬送する場合の実施例であり、図５（ｂ）は物品の搬送先を分別する場合の実施例である。図５（ａ）において、搬送路は、搬送方向を搬出ターミナルＯ１側に変更する複数の二自由度搬送機１と、各二自由度搬送機１に通じる搬送路をなす一自由度搬送機１Ｌ、１Ｔによって構成される。図５（ａ）に示す例では、物品を搬入する２台の車両Ｔｒ等によって搬入ターミナルＩ３、Ｊ８で降ろされた各物品は、一自由度搬送機１Ｌを介して矢印の方向に二自由度搬送機１まで搬送され、二自由度搬送機１によって搬出ターミナルＯ１の方向に搬送方向が変更され、再び一自由度搬送機１Ｔを介して搬出ターミナルＯ１に搬送されるようになっている。また、図５（ｂ）に示す例では、車両Ｔｒから荷降ろしされた物品が一自由度搬送機１Ｌ、１Ｔと二自由度搬送機１を介して搬入ターミナルＩ８から搬出ターミナルＯ１３に搬送される例が示されている。この場合、二自由度搬送機１の搬送方向は、例えば、センサ等を介して検出された物品に応じて制御されるのでもよい。

本発明による二自由度搬送機の一実施例を示す斜視図である。 第１のローラを駆動する機構の一実施例を示す部分斜視図である。 本発明による二自由度搬送機の搬送動作の説明図である。 図３に対応し搬送方向に直交する方向に搬送するときの搬送動作の説明図である。 本発明による二自由度搬送機の利用例を示す概念図であり、図５（ａ）は例えば同一箇所に物品を搬送する場合の実施例であり、図５（ｂ）は物品の搬送先を分別する場合の実施例である。

符号の説明

１ 二自由度搬送機
１Ｌ、１Ｔ 一自由度搬送機
１１、１１ａ、１１ｂ、１２、１２ａ、１２ｂ ローラ
１３ 橋渡し部材
１４ 搭載台
２１ａ〜２６ａ、２１ｂ〜２６ｂ 歯車
３１ａ〜３４ａ、３１ｂ ベアリングを有する支持
Ｉ１〜Ｉ９、Ｊ１〜Ｊ９ 搬入ターミナル
Ｏ１、Ｏ１１〜Ｏ１４ 搬出ターミナル
Ｔｒ 車両
Ｗ 物品

Claims (6)

1. 回転駆動手段によって回転され回転軸の向きが異なる２種類のローラが同一搬送路を形成するようにそれぞれ複数入り混ざって配置され、前記ローラと搬送される物品との間の動摩擦係数及び静摩擦係数を含む摩擦係数を前記ローラの回転軸の向き毎に相違させて搬送方向を設定することが可能なことを特徴とする二自由度搬送機。
2. 少なくとも一方の前記回転軸を有する前記ローラが、複数の線上にそれぞれ複数個、相互に隣り合って配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の二自由度搬送機。
3. 前記線上に配置されたローラが、前記回転駆動手段によって隣り合う前記線毎に相互に逆方向に回転させられる、ことを特徴とする請求項２に記載の二自由度搬送機。
4. 前記ローラ間の段差を緩和するように橋渡しする、橋渡し部材を備える、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の二自由度搬送機。
5. 前記回転軸の向きが異なる２種類のローラの回転軸の向きが相互に直交する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の二自由度搬送機。
6. 前記搬送路の所定の位置に配置され搬送される物品の位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサが検出した前記物品の位置に応じて前記各ローラの回転速度を制御し前記物品を振り分ける回転制御部とを備える、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の二自由度搬送機。

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