JP2009018902A - 搬送物品仕分け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トレーの傾倒作動機構の駆動源を小型化し、小さいスペースでも傾倒作動機構を組み込むことができる搬送物品仕分け装置を提供することを目的とする。
【解決手段】搬送物品仕分け装置１は、傾倒可能にトレー７が設けられた台車２と、台車２の走行路の側方に設置したトレー傾倒作動機構１５とからなる。傾倒作動機構１５は、ベース基板１６に支持された平歯車１８を一端に有し他端にローラ１９を有する揺動レバー２０と、平歯車１８に噛み合うラックギア２１を有する直動アクチュエータ２２とで構成され、直動アクチュエータ２２は、永久磁石２５，２６による垂直磁場と空芯コイル２８を流れる電流との相互作用により水平移動する。この水平移動によりラックギア２１に噛み合う平歯車１８の回転で起立した揺動レバーのローラ１９がトレー下方の側方に設けられたカム部材１０と当接することにより、台車２の走行に伴ってトレー７が傾倒する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、搬送路に沿って走行する台車に枢支軸を介して設けられたトレーを傾倒させる傾倒作動機構を備えた搬送物品仕分け装置に関する。

従来、搬送路に沿って走行する台車に傾倒可能にトレーを設け、物品搬送途上の所望の位置でトレーを傾倒作動機構により傾倒させて、トレーに搭載した物品を品種毎あるいは仕分け先毎に仕分けて搬送路の側方に設けたシュートに払い出すようにした搬送物品仕分け装置が知られている（特許文献１，２参照。）。

従来の搬送物品仕分け装置は、トレーを傾倒させる傾倒作動機構が搬送路の側方に配設したエアシリンダ、ロータリーソレノイド等の駆動源で垂直に上下動するローラ付きアーム、又は揺動するローラ付きアームからなり、所定のトレーが通過する際に傾倒作動機構を作動させて、トレーの片側下面を下方より押し上げるように操作することにより、一方側に傾倒するようにしたものである。
特開２００２−３５６２２２号公報（段落番号００１５） 特公昭５０−３５４９号公報（２頁４欄１８〜３０行）

前記従来の搬送物品仕分け装置は、搬送物品の質量増大、トレーの大型化等に伴ってローラ付きアームを大型化して質量が大きくなった場合、ローラ付きアームのストロークが大きい場合、あるいは高速応答が必要な場合等には、傾倒作動機構の駆動源であるエアシリンダ、ロータリーソレノイド等が大型化し、特に、ロータリーソレノイドでは大型化に伴って奥行き方向に大きくなるため、傾倒作動機構をトレー下方の小さいスペースに納めることができなくなる、という問題がある。

そこで、本発明は、従来技術における問題を解決し、傾倒作動機構の駆動源を小型化し、小さいスペースでも傾倒作動機構を組み込むことができる搬送物品仕分け装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に係る本発明は、搬送路に沿って走行する台車に枢支軸を介して傾倒可能にトレーが設けられ、該トレーを傾倒作動機構により傾倒させて、該トレーに載置した搬送物品を前記搬送路の側方に送り出す搬送物品仕分け装置において、前記傾倒作動機構は、前記搬送路側方に傾斜して設置されたベース基板と、該ベース基板に垂設した支軸に遊嵌された平歯車を一端に有し他端に回転自在なローラを有する揺動レバーと、前記平歯車に噛み合うラックギアを有し前記ベース基板に固設した水平な直動ガイドに沿って水平移動可能に設けられた直動アクチュエータとで構成され、前記直動アクチュエータの水平移動は、永久磁石によって生成された垂直磁場と該垂直磁場に直交する水平面内で巻回された空芯コイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって行われ、前記直動アクチュエータの水平移動により、前記ラックギアに噛み合う平歯車の回転で起立した前記揺動レバーのローラが、前記トレー下方の側方に設けられた傾斜面を有するカム部材と当接することにより、前記台車の走行に伴って前記トレーが傾倒する搬送物品仕分け装置、としたものである。

請求項２に係る本発明は、前記請求項１に係る本発明の搬送物品仕分け装置において、前記ベース基板に、前記台車の走行方向と略同じ方向に回動し起立した前記揺動レバーのローラが上限位置に到達したところで該揺動レバーが当接するストッパーが設けられている、としたものである。

請求項３に係る本発明は、前記請求項１又は請求項２に係る本発明の搬送物品仕分け装置において、前記ベース基板に、前記水平移動する直動アクチュエータの両端部が当接するダンパ機能を有するストッパが設けられている、としたものである。

請求項１に係る本発明によれば、搬送路に沿って走行する台車に枢支軸を介して傾倒可能にトレーが設けられ、該トレーを傾倒作動機構により傾倒させて、該トレーに載置した搬送物品を前記搬送路の側方に送り出す搬送物品仕分け装置において、トレーの傾倒作動機構が、前記搬送路側方に傾斜して設置されたベース基板と、該ベース基板に垂設した支軸に遊嵌された平歯車を一端に有し他端に回転自在なローラを有する揺動レバーと、前記平歯車に噛み合うラックギアを有し前記ベース基板に固設した水平な直動ガイドに沿って水平移動可能に設けられた直動アクチュエータとで構成され、前記直動アクチュエータの水平移動が、永久磁石によって生成された垂直磁場と該垂直磁場に直交する水平面内で巻回された空芯コイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって行われので、駆動源が電磁式のもので駆動力が大きいため、従来のローターリソレノイドのものに比べて、直動アクチュエータの駆動源を薄型で小型化したものとすることができ、それに伴って、傾倒作動機構を小型化することができる。その結果、トレー下方の狭いスペースにでも傾倒作動機構を組み込むことができる。

また、直動アクチュエータの水平移動により、前記ラックギアに噛み合う平歯車の回転で起立した前記揺動レバーのローラが、前記トレー下方の側方に設けられた傾斜面を有するカム部材と当接することにより、前記台車の走行に伴って前記トレーが傾倒するので、トレーを押し上げる部材の垂直移動がないため余分な駆動力が不要になり、省電力化を図ることができる。

請求項２に係る本発明によれば、前記ベース基板に、前記台車の走行方向と略同じ方向に回動し起立した前記揺動レバーのローラが上限位置に到達したところで該揺動レバーが当接するストッパーが設けられているので、揺動レバーはストッパーにより更なる回動が阻止される。その結果、揺動レバーのローラがトレー下方に設けられたカム部材に当接して台車が走行しても揺動レバーのローラは上限位置に維持され、トレーを確実に傾倒させることができる。

請求項３に係る本発明によれば、前記ベース基板に、前記水平移動する直動アクチュエータの両端部が当接するダンパ機能を有するストッパが設けられているので、直動アクチュエータの移動ストロークを規定することができると共に、直動アクチュエータの停止時における衝撃を緩和することができる。

本発明の実施例１を図１〜図９に基づいて説明する。図１は台車の正面図である。図２以降では便宜上トレーの図示を省略している。図２はトレー傾倒開始直前の台車と傾倒作動機構の正面図、図３は図２における台車と傾倒作動機構の右側面図、図４はトレーが傾倒している状態における台車と傾倒作動機構の正面図、図５は図４における台車と傾倒作動機構の右側面図、図６は図４で左後方から見た傾倒作動機構の要部を示す斜視図、図７は起立レバー起立前（初期状態）の傾倒作動機構を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図、図８は起立レバー起立時の傾倒作動機構を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図、図９（Ａ）、（Ｂ）は直動アクチュエータの作動原理を示す作動説明図である。

以下詳述するが、搬送物品仕分け装置１は、概略、傾倒可能にトレー７が設けられた台車２と、台車２が走行する搬送路の側方に設置したトレー傾倒作動機構１５とからなり、物品搬送途上でトレー７を傾倒作動機構１５により傾倒させて、該トレー７に載置した搬送物品を搬送路の反対側側方に設置した搬出シュート（図示略）に送り出すものである。

図１に示すように、搬送路に沿って走行する台車２は、走行用の車輪３を有すると共に、搬送物品を載置するトレー７が上部に取り付けられたトレー支持体４を有する。トレー支持体４は台車２に備えられた支持フレーム５に取り付けた枢支軸６を介して揺動可能に設けられている。

図１、図２に示すように、トレー７は、トレー支持体４の下部に設けたカム部材１０に支承部８ａを介して取り付けられた弾性係止抱持具８（弾性リングの一部を切り欠いたもの）と台車２に取り付けられたピン９との嵌め合い係合により水平状態に維持される。図４に示すように、弾性係止抱持具８とピン９との係合は、ローラ１９がカム部材１０のピン１０ａ接合されていない端面を押し上げることにより嵌め合いが外れ解除される。カム部材１０はトレー支持体４に当接するまで押し上げられた後、傾斜面を形成する下面をさらにローラ１９で押し上げられるため、トレー支持体と一体となって傾倒する。なお、図１における符号１１は台車２がリニアモータで自走する場合に二次側のリアクションプレート（図示略）を取り付けるための取着部、１２は搬送路に沿って設けた台車走行用のレールである。

搬送路の側方にはトレー７を傾倒させるための傾倒作動機構１５が設けられ、反対側には傾倒したトレー７から送り出された搬送物品を排出する搬出シュート（図示略）が設置されている。図３，図５，図６に示すように、傾倒作動機構１５は、搬送路の側方に傾斜して設置されたベース基板１６と、ベース基板１６に垂直に立設固定した支軸１７（図６参照）に回転自在に保持された平歯車１８を一端に有し他端に回転自在なローラ１９を有する揺動レバー２０と、平歯車１８に噛み合うラックギア２１を有する直動アクチュエータ２２とで構成される。図３〜図８に示すように、直動アクチュエータ２２には、ベース基板１６と対峙する面にガイドナット３０が固設され、直動アクチュエータ２２はガイドナット３０がベース基板１６に固設した水平な直動ガイド３１を抱持して摺動することにより水平移動可能になっている。

直動アクチュエータ２２は、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、離間して平行に配置され相互に端部で連結された２枚の直動基板２３，２４を有している。そして、ベース基板１６と対向する側の直動基板２３には前記のラックギア２１が固設されていると共に、前記のガイドナット３０が固設されている。２枚の直動基板２３，２４のそれぞれの対向面には、中央部に間隔を空けて異なる磁性の永久磁石２５，２６が対峙して固設されており、それにより異なる向きの垂直磁場が生成されるようになっている。

さらに、これら永久磁石２５，２６の間に２枚のフレームからなるコイルフレーム２７に巻回された空芯コイル２８が配置され、コイルフレーム２７は支柱２９によりベース基板１６に固定されている。空芯コイル２８は、永久磁石２５，２６により生成される垂直磁場と直交する水平面内で巻回されているため、空芯コイル２８に通電することによって、垂直磁場と空芯コイル２８を流れる電流との相互作用により、垂直磁場の方向と空芯コイル２８を流れる電流の向きとの双方に直交する向きの力が発生する。コイルフレーム２７で支持された空芯コイル２８は支柱２９によりベース基板１６に固定されているため、２枚の直動基板２３，２４からなる直動アクチュエータ２２は、水平な直動ガイド３１に沿って水平移動する。

上述した直動アクチュエータ２２の動作原理について図９（Ａ），（Ｂ）を参照して以下説明する。直動アクチュエータ２２を構成する２枚の直動基板２３，２４の対向面には、Ｎ極及びＳ極が対向するように永久磁石２５，２６がそれぞれ固設されている。この永久磁石２５，２６により、空芯コイル２８を通過する垂直磁場が発生する。このとき、空芯コイル２８の巻き数をＮ（巻数）、垂直磁場を横切る空芯コイル２８の長さをＬ（ｍ）、空芯コイル２８を流れる電流をＩ（Ａ）とし、垂直磁場の磁束密度をＢ（Ｔ）とすると、フレミングの左手の法則により、空芯コイル２８がＦ（Ｎ）＝Ｂ（Ｔ）×Ｉ（Ａ）×Ｌ（ｍ）×Ｎ（巻数）×２の推力を受ける。ここで、最後の乗数の２は、空芯コイル２８の左右で同じ力が作用することを意味している。この推力Ｆの向きは、垂直磁場の向きと空芯コイル２８を流れる電流の双方に直交する向きに作用する。その結果、図９（Ａ），図９（Ｂ）に示すように、空芯コイル２８への通電方向を逆転させることにより、空芯コイル２８が受ける推力方向を逆転させることができる。このとき、空芯コイル２８を支持したコイルフレーム２７が支柱２９によりベース基板１６に固定されているため、空芯コイル２８に生じた推力Ｆ（Ｎ）の反作用により、直動アクチュエータ２２が推力を受けて水平移動する。

前記のベース基板１６には、揺動レバー２０が起立したときに当接するストッパ３２がベース基板１６に固着したＬ型部材３３を介して固設されていると共に、直動アクチュエータ２２の両端部が当接するダンパ機能を有するストッパ３４，３５がベース基板１６に固着したＬ型部材３６，３７を介して固設されている。これらダンパ機能を有するストッパ３４，３５に水平移動する直動アクチュエータ２２前後の両端部がそれぞれ当接するため、直動アクチュエータ２２のストロークを規定することができると共に、直動アクチュエータ２２の停止時における衝撃を緩和させることができる。また、図７（Ｂ）に示すように、必要に応じてストッパ３５側にバネ３８を設けた場合、揺動レバー２０の起立開始時における与圧を付与することができ、起立時における作動を速やかに行うことができる。

以上、実施例の搬送物品仕分け装置の構成について説明したが、その作用効果を以下説明する。物品仕分け位置の搬送路側方に設置されたトレーの傾倒作動機構１５は、図７（Ｂ）に示すように、揺動レバー２０が倒れた初期状態にあり、この状態で空芯コイル２８に通電すると、直動アクチュエータ２２が同図で左方向に水平移動する。この水平移動により、直動アクチュエータ２２に設けられたラックギア２１に噛み合う平歯車１８が回転し、この平歯車１８の回転に伴って揺動レバー２０が支軸１７を中心として台車２の走行方向と略同じ方向に回動して起立する。このとき、図２、図８（Ｂ）に示す状態となって、揺動レバー２０の他端に設けられたローラ１９が上限位置に到達したところで、又は僅かに上限位置を過ぎたところで、揺動レバー２０はベース基板１６に固設したストッパ３２に当接し停止する。この際に水平移動する直動アクチュエータ２２の端部がベース基板１６に固設したダンパ機能を有するストッパ３４に当接する。

上記のように、揺動レバー２０が起立した状態において、図２でみて台車２が右方向に走行すると、トレー支持体４の下部側方に設けられた傾斜面を有するカム部材１０に揺動レバー２０のローラ１９が当接し、カム部材１０のピン１０ａ接合されていない端面を押し上げることにより弾性係止抱持具８とピン９との係合の嵌め合いが外れ解除される。カム部材１０はトレー支持体４に当接するまで押し上げられた後、傾斜面を形成する下面をさらにローラ１９で押し上げられるため、トレー支持体と一体となって枢支軸６を中心に傾倒する。なお、この揺動レバー２０の起立開始時のタイミングは、台車２の通過前に揺動レバー２０のローラ１９が上限位置に到達しているようなタイミングであればよい。

トレー支持体４の傾倒作動終了後、空芯コイル２８への通電方向を逆転させると、図８（Ｂ）に示す状態にある起立した揺動レバー２０は、直動アクチュエータ２２が同図で右方向に水平移動することにより、図７（Ｂ）に示すように、揺動レバー２０が倒れた初期状態になる。

以上のように、トレーの傾倒作動機構１５が、搬送路側方に傾斜して設置されたベース基板１６に垂設した支軸１７に回転自在に遊嵌された平歯車１８を一端に有し他端に回転自在なローラ１９を有する揺動レバー２０と、平歯車１８に噛み合うラックギア２１を有しベース基板１６に固設した水平な直動ガイド３１に沿って水平移動可能に設けられた直動アクチュエータ２２とで構成され、直動アクチュエータ２２の水平移動が、永久磁石２５，２６によって生成された垂直磁場と該垂直磁場に直交する水平面内で巻回された空芯コイル２８を流れる電流との相互作用により生じる力によって行われるので、駆動源が電磁式のもので駆動力が大きいため、従来のローターリソレノイドのものに比べて、直動アクチュエータ２２の駆動源を薄型で小型化したものとすることができ、それに伴って、傾倒作動機構１５を小型化することができる。その結果、トレー７下方の狭いスペースに傾倒作動機構１５を組み込むことができる。さらに、平歯車１８の歯車径を変更することで揺動レバー２０の揺動角度が変わるため、所定の揺動角度にするとき、直動アクチュエータ２２のストロークを任意にでき、その結果、最適な直動アクチュエータの設計が可能になる。

直動アクチュエータ２２の水平移動によりラックギア２１に噛み合う平歯車１８の回転で起立した揺動レバー２０のローラ１９が、トレー７下部側方、すなわちトレー支持体４の下部側方に設けられた傾斜面を有するカム部材１０と当接することにより、台車２の走行に伴ってトレー７が傾倒するので、トレー７を押し上げる部材の垂直移動がないため余分な駆動力が不要になり、省電力化を図ることができる。

また、ベース基板１６に、台車２の走行方向と略同じ方向に回動し起立した揺動レバー２０のローラ１９が上限位置に到達したところで揺動レバー２０が当接するストッパー３２が設けられているので、揺動レバー２０はストッパー３２により更なる回動が阻止される。その結果、揺動レバー２０のローラ１９がトレー７下方に設けられたカム部材１０に当接して台車２が走行しても揺動レバー２０のローラ１９は上限位置に維持され、トレー７を確実に傾倒させることができる。

さらに、ベース基板１６に、水平移動する直動アクチュエータ２２の両端部が当接するダンパ機能を有するストッパ３４，３５が設けられているので、直動アクチュエータ２２の移動ストロークを規定することができると共に、直動アクチュエータ２２の停止時における衝撃を緩和することができる。

本発明実施例における台車の正面図である。 トレー傾倒開始直前の台車と傾倒作動機構の正面図である。 図２における台車と傾倒作動機構の右側面図である。 トレーが傾倒している状態における台車と傾倒作動機構の正面図である。 図４における台車と傾倒作動機構の右側面図である。 図４で左後方から見た傾倒作動機構の要部を示す斜視図である。 起立レバー起立前（初期状態）の傾倒作動機構を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図である。 起立レバー起立時の傾倒作動機構を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は直動アクチュエータの作動原理を示す作動説明図である。

符号の説明

１ 搬送物品仕分け装置 ２ 台車
３ 走行用の車輪 ４ トレー支持体
５ 支持フレーム ６ 枢支軸
７ トレー ８ 弾性係止抱持具
９ ピン １０ カム部材
１１ 取着部 １２ 台車走行用のレール
１５ 傾倒作動機構 １６ ベース基板
１７ 支軸 １８ 平歯車
１９ ローラ ２０ 揺動レバー
２１ ラックギア ２２ 直動アクチュエータ
２３，２４ 直動基板 ２５，２６ 永久磁石
２７ コイルフレーム ２８ 空芯コイル
２９ 支柱 ３０ ガイドナット
３１ 直動ガイド ３２ ストッパ
３３ Ｌ型部材 ３４，３５ ストッパ
３６，３７ Ｌ型部材 ３８ バネ

Claims (3)

1. 搬送路に沿って走行する台車に枢支軸を介して傾倒可能にトレーが設けられ、該トレーを傾倒作動機構により傾倒させて、該トレーに載置した搬送物品を前記搬送路の側方に送り出す搬送物品仕分け装置において、
   前記傾倒作動機構は、前記搬送路側方に傾斜して設置されたベース基板と、該ベース基板に垂設した支軸に遊嵌された平歯車を一端に有し他端に回転自在なローラを有する揺動レバーと、前記平歯車に噛み合うラックギアを有し前記ベース基板に固設した水平な直動ガイドに沿って水平移動可能に設けられた直動アクチュエータとで構成され、
   前記直動アクチュエータの水平移動は、永久磁石によって生成された垂直磁場と該垂直磁場に直交する水平面内で巻回された空芯コイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって行われ、
   前記直動アクチュエータの水平移動により、前記ラックギアに噛み合う平歯車の回転で起立した前記揺動レバーのローラが、前記トレー下方の側方に設けられた傾斜面を有するカム部材と当接することにより、前記台車の走行に伴って前記トレーが傾倒することを特徴とする搬送物品仕分け装置。
2. 前記ベース基板に、前記台車の走行方向と略同じ方向に回動し起立した前記揺動レバーのローラが上限位置に到達したところで該揺動レバーが当接するストッパーが設けられていることを特徴とする請求項１記載の搬送物品仕分け装置。
3. 前記ベース基板に、前記水平移動する直動アクチュエータの両端部が当接するダンパ機能を有するストッパが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の搬送物品仕分け装置。

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