JP2011206735A

JP2011206735A - 選別装置

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Publication number: JP2011206735A
Application number: JP2010079064A
Authority: JP
Inventors: Isato Kuroda; 勇人黒田; Yohei Kai; 陽平甲斐
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: EP2384824A1; EP2384824B1; DK2384824T3; JP5640429B2

Abstract

【課題】被選別体に生じる損傷を抑止することを課題とする。
【解決手段】鉛直方向に交差する筒軸Ｐ１を有し、内部の被選別体Ａを選別する円筒状の回転ドラム２を備え、回転ドラム２は、それぞれ筒軸Ｐ１に沿って延在すると共に筒軸Ｐ１周りに環状に設けられた複数の選別プレート１０と、各選別プレート１０の先端部を径方向外方側に付勢する支持付勢機構とを具備し、各選別プレート１０の先端部が隣接する他の選別プレート１０の基端部に隙間Ｃを介して重ねられ、所定の厚さ以下の被選別体Ａを、隙間Ｃを通過させて選別すると共に、隙間Ｃに挟まって上方に移動した被選別体Ｃを自重で落下させる選別装置１において、回転ドラム１０の内部に設けられ、筒軸Ｐ１に沿って延びる回転軸Ｐ２周りに相互に間隔を空けた三つ以上の受け板４２を有し、選別プレート１０との間に間隔を空けて回転軸Ｐ２を中心にして前記回転方向と同方向に回転する受板車４０を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、選別装置に関するものである。

従来、例えば、郵便物等の紙葉類の厚さを選別する選別装置として、鉛直方向に交差する方向に延びる筒軸を有する円筒状の回転ドラムと、この回転ドラムを筒軸周りに回転させる駆動系とを備えたものがある。この選別装置の回転ドラムは、それぞれ筒軸に沿って延在すると共に筒軸周りに環状に設けられた複数の選別プレートを備えている。そして、これら複数の選別プレートは、それぞれの回転方向先端部が回転方向に隣接する他の選別プレートの回転方向基端部に隙間を介して重ねられており、所定の厚さ以下の被選別体を、選別プレート間の隙間を通過させて選別するようになっている。
また、上記各選別プレートは、基端部が回動可能に支持されている共に先端部が径方向外方側に付勢されており、被選別体が隙間に挟まって上方に移動したとしても、選別プレートの自重により、被選別体を落下させるようになっている（例えば、下記特許文献１）。

特開２０００−２５５７６１号公報

ところで、被選別体の重量が比較的に大きい場合に、被選別体が選別プレート間の隙間に挟まって、あるいは、選別プレート間の段差に載って上方に移動した後に落下すると、自重による落下の衝撃によって被選別体が損傷してしまうことがある。

ここで、回転ドラム内に受け板を設置することで落下の衝撃を緩和させる構成が考えられるが、被選別体を十分に受け止めることができるように受け板を選別プレートに近接させると、選別プレートに随伴して上方に移動する被選別体が受け板に押圧されて座屈損傷してしまうという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、被選別体に生じる損傷を抑止することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る選別装置は、鉛直方向に交差する方向に延びる筒軸を有し、内部に供給された被選別体を選別する円筒状の回転ドラムと、前記回転ドラムを前記筒軸周りに回転させる駆動系とを備え、前記回転ドラムは、それぞれ前記筒軸に沿って延在すると共に前記筒軸周りに環状に設けられた複数の選別プレートと、前記各選別プレートの回転方向基端部を回動可能に支持すると共に前記回転方向先端部を径方向外方側に付勢する支持付勢機構とを具備し、前記各選別プレートの先端部が、前記回転方向に隣接する他の選別プレートの前記基端部に隙間を介して重ねられており、前記被選別体のうち所定の厚さ以下の前記被選別体を、前記隙間を通過させて選別すると共に、前記隙間に挟まって上方に移動した前記被選別体を自重によって前記支持付勢機構の付勢を解放して落下させる選別装置において、前記回転ドラムの内部に設けられ、前記筒軸に沿って延びる回転軸周りに相互に間隔を空けた三つ以上の受け板を有し、前記選別プレートとの間に間隔を空けて前記回転軸を中心にして前記回転方向と同方向に回転する受板車を備えることを特徴とする。

本発明に係る選別装置によれば、回転軸を中心にして回転ドラムと同方向に回転する受板車を備えるので、選別プレートに随伴する被選別体が受け板と選別プレートとの間に位置したとしても、選別プレートが被選別体を受け板に押圧する方向に受け板が移動する。これにより、被選別体に対する圧縮が緩和されて被選別体が座屈損傷することを抑止することができる。
さらに、回転軸周りに相互に間隔を空けた三つ以上の受け板を有するので、上方から落下した被選別体を受け板で受け止めた後に、この受け板又は隣接する受け板上で被選別体を滑らして選別プレート上に戻すことができる。これにより、落下の衝撃を大幅に緩和することができる。従って、落下によって被選別体が損傷することを抑止することができる。

本発明の実施形態に係る選別装置１の概略構成斜視図である。本発明の実施形態に係る回転ドラム２を排出口２ｂから供給口２ａ側を見た透視図であって、図１のＩ矢視図に相当する図である。本発明の実施形態に係る回転ドラム２の要部拡大図であって、図２のおける要部IIの拡大図である。本発明の実施形態に係る回転ドラム２の要部拡大断面であって、図３におけるIII−III線断面図である。本発明の実施形態に係る選別装置１及び受板車４０の第一の作用説明図である。本発明の実施形態に係る選別装置１及び受板車４０の第二の作用説明図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る選別装置１の概略構成斜視図である。
選別装置１は、紙葉類（例えば、郵便物）処理システムに組み込まれたものであって、紙葉類（被選別体）Ａを所定の厚さ（数ｍｍ）以下のものと所定の厚さを越えるものとに選別するものである。この選別装置１は、回転ドラム２と、回転ドラム２を矢印Ｒ１方向に回転させる駆動系３とを備えている。なお、以下、回転ドラム２の回転方向を回転方向Ｒ１という。

回転ドラム２は、架台４によって支持されて（より詳細には、架台４に組み込まれた駆動系３。後述する。）、筒軸Ｐ１を鉛直方向に交差する方向に延在させており、軸方向一方の開口端が紙葉類Ａの供給口２ａとされ、軸方向他方の開口端が紙葉類Ａの排出口２ｂとされている。
この回転ドラム２は、供給口２ａよりも排出口２ｂが下方になるように、筒軸Ｐ１を水平方向よりも僅かに傾斜させている。そして、供給口２ａに供給された紙葉類Ａが回転ドラム２の内部を軸方向に通過する間に、所定の厚さ以下のものを外周部から排出する一方、所定の厚さを超えるものを排出口２ｂから排出するようになっている。

図２は、回転ドラム２を排出口２ｂから供給口２ａ側を見た透視図であって、図１のＩ矢視図に相当する図であり、図３は、図２のおける要部IIの拡大図である。
図２に示すように、回転ドラム２は、複数の選別プレート１０と、選別プレート１０を付勢支持する付勢支持機構２０とを備えている。

複数の選別プレート１０は、それぞれ筒軸Ｐ１に沿って延在しており、筒軸Ｐ１周りに環状に設けられている。各選別プレート１０は、図３に示すように、内周側に位置して紙葉類Ａと接触する主板１１と、主板１１の両端を除いて裏面１１Ａに設けられたハニカム状の補強リブ１２と、主板１１の長手方向両端において裏面１１Ａから法線方向に垂下した二つの円弧取付部１３（図２において不図示。）とを備えている。

各主板１１は、図３に示すように、回転方向Ｒ（幅方向）の基端部１１ａが回動可能に支持されると共に、回転方向Ｒ（幅方向）の先端部１１ｂを回転方向Ｒ１の接線方向よりも僅かに径方向内方側に位置させるように傾けている。
各主板１１は、図３に示すように、回転方向Ｒ１の先端部１１ｂが該主板１１に対して回転方向Ｒ１に隣接する他の主板１１の基端部１１ａと隙間Ｃを介して重ねられている。換言すれば、回転方向Ｒ１において隣接する二つの主板１１のうち、回転方向Ｒ１において後側に位置する主板１１の先端部１１ｂが、前側に位置する主板１１の基端部１１ａに重ねられて隙間Ｃを形成している。
なお、上記の隙間Ｃは、選別プレート１０が下方に位置している場合に、選別する所定の厚さ（例えば、数ｍｍ）を越える紙葉類Ａが通過できない隙間に設定される。

補強リブ１２は、主板１１の裏面１１Ａの基端部１１ａ側と、先端部１１ｂ側及び長手方向両端を除いた全域に設けられており、主板１１の曲げ剛性を高めている。

二つの円弧取付部１３は、裏面１１Ａにおいて、主板１１の長手方向両端の基端部１１ａ側から裏面１１Ａの法線方向に向けてそれぞれ垂下しており、付勢支持機構２０のリング部材２１Ａ，２１Ｂに回動可能にピン支持されている。

図４は、図３におけるIII−III線断面図である。
付勢支持機構２０は、図１に示すように、回転ドラム２の軸方向の両端側に設けられたリング部材２１Ａ，２１Ｂと、図３に示すように、リング部材２１Ａ，２１Ｂに対して各選別プレート１０の二つの円弧取付部１３を回動可能にそれぞれピン支持するピン部材２２と、図４に示すように、選別プレート１０を径方向外方に付勢する付勢部２３と、リング部材２１Ａ，２１Ｂにそれぞれボルト止めされて、付勢された選別プレート１０を受けるＬ型ストッパ２４とを備えている。

リング部材２１Ａ，２１Ｂは、図１及び図３に示すように、双方の間隔が、選別プレート１０の長手方向において二つの円弧取付部１３間の距離よりも短く、かつ、補強リブ１２の距離よりも長く設定されている。

付勢部２３は、図３に示すように、各選別プレート１０の先端部１１ｂ側に設けられており、テンションボルト２３ａ、ナット２３ｂ，２３ｃ、バネ２３ｄを備えている。
テンションボルト２３ａは、所謂「中ボルト（半ねじ）」であり、基端軸部がＬ型ストッパ２４と補強リブ１２とを挿通していると共に、先端ネジ部がナット２３ｂ，２３ｃに螺合している。
ナット２３ｂは、バネ２３ｄを介してＬ型ストッパ２４に連結されており、バネ２３ｄのテンションが調整可能になっており、ナット２３ｃは、ナット２３ｄの変位を拘束するようになっている。
このような構成により、バネ２３ｄに径方向外方側へのテンションが与えられることにより、ボルト２３ｂ，２３ｃを介して、テンションボルト２３ａがＬ型ストッパ２４に対して補強リブ１２を押し付ける。このような付勢支持機構２０により、選別プレート１０の先端部１１ｂが径方向外方側に付勢されるようになっている。なお、バネ２３ｄのテンションは、選別プレート１０が上方（例えば、鉛直軸に対して＋４５°〜−４５°）の範囲にある場合に、選別プレート１０の自重によって付勢に抗して隙間を大きくするように設定されている。

駆動系３は、架台４に組み込まれており、架台４の下部に設置された原動機（不図示）と、この原動機にチェーン等を介して連結され、リング部材２１Ａ，２１Ｂが載置された一対の駆動プーリ（不図示）とから構成されている。

上記構成からなる選別装置１は、供給口２ａから紙葉類Ａが供給されると、下方に位置する選別プレート１０上に紙葉類Ａが落下した後に、この選別プレート１０の移動に伴って、斜め上方へ掻き上げられるように搬送されることにより、選別プレート１０間に形成されている隙間Ｃへ向けて、自重によって移動させられる。そして、隙間Ｃに至った紙葉類Ａの内、この隙間Ｃよりも薄い紙葉類Ａが、この隙間Ｃを通過させられて、回転ドラム２の外周部から排出される一方、この隙間Ｃよりも厚い紙葉類Ａは、排出口２ｂから排出される。このようにして所定厚み以下の紙葉類Ａが選別される。
なお、図１に示すように、外周部から排出された紙葉類Ａは、下部のコンベア２ｃによって下流工程に、排出口２ｂから排出された紙葉類Ａは、ドラムシュート２ｄによって下流工程にそれぞれ送られるようになっている。

ここで、隙間Ｃよりも厚い紙葉類Ａは、供給口２ａから排出口２ｂまで移動する間に、紙葉類Ａが選別プレート１０間の隙間Ｃに挟まって、あるいは、選別プレート１０間の段差に載って上方に移動した後に落下する。この際、紙葉類Ａの重量が比較的に大きい場合に、自重による落下の衝撃で紙葉類Ａが損傷することを抑止するために、選別装置１には、回転ドラム２の内部に設けられた受板車４０が設けられている。

図２に示すように、受板車４０は、六角柱状に構成された回転支持体４１と、この回転支持体４１の角部から外方側に延出する六つの受け板４２とを備えている。
回転支持体４１は、板状部材が組み立てられて構成されており、供給口２ａから排出口２ｂまで延在している。
この回転支持体４１は、架台４において側方から延出する支持部４５により、筒軸Ｐ１に沿って延びる回転軸Ｐ２周りに回転可能に支持されている。この回転支持体４１は、原動機４６によって矢印Ｒ２方向に回転駆動され、角速度が回転ドラム２の角速度よりも高速となっている。なお、以下、受板車４０の回転方向を回転方向Ｒ２という。

六つの受け板４２は、それぞれ可撓性を有する合成樹脂板からなり、回転軸Ｐ２周りに相互に間隔を空けている。これら六つの受け板４２は、回転支持体４１の回転に伴って選別プレート１０との間に間隔を空けて回転軸Ｐ２を中心にして回転方向Ｒ２に向けて回転する。

このような受板車４０は、回転軸Ｐ２を選別プレート１０が下方から上方に向けて移動する側方半分の上昇領域Ｓにおける上方側に位置させており、受け板４２の回転軌跡の直径が上昇領域の水平方向の寸法よりも大きくなるように構成されている。また、受板車４０は、回転方向Ｒ２回りに回転した場合に、受け板４２と選別プレート１０との最短距離が数ｃｍとなるように設定されている。

次に上述した受板車４０の作用について、主に図５及び図６を用いて説明する。
図５に示すように、所定の隙間Ｃよりも厚い紙葉類Ａ１が隙間Ｃに挟まって選別プレート１０に随伴して上方に移動すると、所定の位置（鉛直軸に対して４５°）に到達した際に、主板１１の先端部１１ｂが付勢支持機構２０の付勢を解放して（付勢に抗して）隙間Ｃを大きくすることにより、紙葉類Ａ１が落下する。

この際、紙葉類Ａ１（Ａ）が落下し易いのは、選別プレート１０が下方から上方に向けて移動する側方半分の上昇領域Ｓである。さらに、この上昇領域Ｓの中でも、付勢支持機構２０の付勢が解除される上方においては、落下した紙葉類Ａ１（Ａ）の変位幅が小さい。すなわち、受板車４０は、上昇領域Ｓの上方側に設けられているために、紙葉類Ａ１（Ａ）が受板車４０によって良好に捕捉される。

受板車４０に捕捉された紙葉類Ａ１は、周方向に隣接する二つの受け板４２間において回転軸Ｐ２に向かう。この際には、受け板４２の板面に沿って下方に滑り落ちたり、回転支持体４１に直接落下する。
この後、受け板４２に随伴して回転した紙葉類Ａ１は、図６に示すように、周方向に隣接する二つの受け板４２（図５，図６において符号４２Ａ，４２Ｂで示す。）のうち、回転方向Ｒ２における前側の受け板４２Ａに接触し、この受け板４２Ａが下方に向くにつれて板面上を滑り落ちて、下方の選別プレート１０に向けて落下する。この際、選別プレート１０に随伴して上方に移動した後に、直接落下する場合に比べて、受け板４２を介することにより、さらに、受け板４２の板面を滑り落ちることにより、落下の衝撃が小さくなるために、紙葉類Ａに殆ど破損が生じない。

一方、所定の隙間Ｃよりも厚い紙葉類Ａ２が隙間Ｃに挟まること等により、選別プレート１０に随伴して上方に移動する途中で、隙間Ｃと反対側の端部が受け板４２に接触したとしても、紙葉類Ａ２が圧縮されない。
すなわち、受け板４２が選別プレート１０よりも高速で回転しているために、受板車４０の上方側において、紙葉類Ａ２のうち選別プレート１０による支持点ｂ１と、受け板４２への接触点ｂ２との二点間距離が大きくなる。このため、紙葉類Ａが落下し易い上方側において、選別プレート１０と受け板４２とに紙葉類Ａ２が挟まれたとしても、紙葉類Ａ２が圧縮されない。
また、紙葉類Ａ２が上方側まで移動せずに、選別プレート１０上を滑り落ちる際に、受け板４２と接触したとしても、受け板４２が可撓性を有するために、紙葉類Ａ２の表面を滑らかに擦って上方に移動し、紙葉類Ａ２に生じる負荷が極めて小さなものとなる。

以上説明したように、選別装置１によれば、回転軸Ｐ２を中心にして回転ドラム２と同方向Ｒ２に回転する受板車４０を備えるので、選別プレート１０に随伴する紙葉類Ａ（Ａ２）が受け板４２と選別プレート１０との間に位置したとしても、選別プレート１０が紙葉類Ａ（Ａ２）を押圧する方向に受け板４２が移動する。これにより、紙葉類Ａ（Ａ２）に対する圧縮が緩和されて紙葉類Ａ（Ａ２）が座屈損傷することを抑止することができる。
さらに、回転軸Ｐ２周りに相互に間隔を空けた六つの受け板４２を有するので、上方から落下した紙葉類Ａ（Ａ１）を受け板４２で受け止めた後に、この受け板４２又は隣接する受け板４２上で紙葉類Ａ（Ａ１）を滑らして選別プレート１０上に戻すことができる。これにより、落下の衝撃を大幅に緩和することができる。従って、落下によって紙葉類Ａ（Ａ１）が損傷することを抑止することができる。

また、受板車４０が回転ドラム２よりも高速で回転するので、受板車４０の上方側において選別プレート１０との二点間距離が大きくなる。これにより、紙葉類Ａ（Ａ２）に対する圧縮を生じさせずに紙葉類Ａ（Ａ２）が座屈損傷することをより確実に抑止することができる。

また、選別プレート１０が紙葉類Ａと接触する主板１１と、主板の径方向外方側に設けられた補強リブ１２とを有するので、主板１１が曲がり難く、隙間Ｃを所定の寸法に規定することができる。

また、受け板４２が可撓性を有するので、紙葉類Ａ２（Ａ）が接触したとしても紙葉類Ａ２（Ａ）に生じる負荷が極めて小さなものとなり、紙葉類Ａ２（Ａ）が損傷することを抑止することができる。

また、回転軸Ｐ２が回転ドラム２内のうち選別プレート１０が下方から上方に向けて移動する上昇領域Ｓに位置しているので、紙葉類Ａ１（Ａ）が落下し易い上昇領域Ｓに受板車４０が位置することとなって落下する紙葉類Ａ１（Ａ）を効果的に捕捉することができる。
さらに、上昇領域Ｓの上方に回転軸Ｐ２が位置しているので、落下する紙葉類Ａ１（Ａ）の変位幅が小さい位置で紙葉類Ａ１（Ａ）を効果的に捕捉することができる。

また、受板車４０が、受け板４２の回転軌跡の直径が上昇領域Ｓの水平方向のおける寸法よりも大きくなっているので、上昇領域Ｓにおける全域において紙葉類Ａを効果的に捕捉することができる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施の形態においては、回転軸Ｐ２が上昇領域Ｓのうち上方側に位置させる構成としたが、筒軸Ｐ１に交差する断面において、選別プレート１０の回転接線方向が鉛直方向に重なる位置で、該選別プレート１０と受け板４２との距離が最短となるようにすれば、紙葉類Ａが選別プレート１０と受け板４２との間を通過することを効果的に防止することができる。

また、上述した実施の形態では、受け板４２を六枚に構成したが、三枚以上の受け板４２を用いれば、受け板４２上を滑らすことができ、衝撃の大幅な低減を図ることができる。同様に四枚用いてもよい。

また、上述した実施の形態では、回転支持体４１を設ける構成としたが複数の受け板４２を一体的に形成してもよい。
また、上述した実施の形態では、受け板４２に可撓性を有する構成としたが、少なくとも先端側に可撓性があれば紙葉類Ａに生じる負荷を軽減することができる。

また、上述した実施の形態では、回転軸Ｐ２を回転支持体４１を設ける構成としたが複数の受け板４２を一体的に形成してもよい。
また、上述した実施の形態では、回転支持体４１の角部から受け板４２を延出させる構成としたが、辺に相当する部分から受け板４２を延出させてもよい。

１…選別装置
２…回転ドラム
３…駆動系
１０…選別プレート
１１…主板
１１ａ…基端部
１１ｂ…先端部
１１Ａ…裏面
１２…補強リブ
２０…付勢支持機構
４０…受板車
４１…回転支持体
４２（４２Ａ，４２Ｂ）…受け板
Ａ（Ａ１，Ａ２）…紙葉類（被選別体）
Ｃ…隙間
Ｒ…回転方向
Ｓ…上昇領域
Ｐ１…筒軸
Ｐ２…回転軸
Ｒ１，Ｒ２…回転方向

Claims

鉛直方向に交差する方向に延びる筒軸を有し、内部に供給された被選別体を選別する円筒状の回転ドラムと、
前記回転ドラムを前記筒軸周りに回転させる駆動系とを備え、
前記回転ドラムは、それぞれ前記筒軸に沿って延在すると共に前記筒軸周りに環状に設けられた複数の選別プレートと、
前記各選別プレートの回転方向基端部を回動可能に支持すると共に前記回転方向先端部を径方向外方側に付勢する支持付勢機構とを具備し、
前記各選別プレートの先端部が、前記回転方向に隣接する他の選別プレートの前記基端部に隙間を介して重ねられており、
前記被選別体のうち所定の厚さ以下の前記被選別体を、前記隙間を通過させて選別すると共に、前記隙間に挟まって上方に移動した前記被選別体を自重によって前記支持付勢機構の付勢を解放して落下させる選別装置において、
前記回転ドラムの内部に設けられ、前記筒軸に沿って延びる回転軸周りに相互に間隔を空けた三つ以上の受け板を有し、前記選別プレートとの間に間隔を空けて前記回転軸を中心にして前記回転方向と同方向に回転する受板車を備えることを特徴とする選別装置。
前記受板車は、前記回転ドラムよりも高速で回転することを特徴とする請求項１に記載の選別装置。
前記選別プレートは、前記被選別体と接触する主板と、前記主板の径方向外方側に設けられた補強リブとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の選別装置。
前記受け板は、少なくとも先端部が可撓性を有することを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の選別装置。
前記回転軸は、前記回転ドラム内のうち前記選別プレートが下方から上方に向けて移動する上昇領域に位置していることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の選別装置。
前記回転軸は、前記上昇領域のうち上方側に位置していることを特徴とする請求項５に記載の選別装置。
前記回転軸は、前記筒軸に交差する断面において、前記選別プレートの回転接線方向が鉛直方向に重なる位置で、該選別プレートと前記受け板との距離が最短となるように設定されていることを特徴とする請求項５に記載の選別装置。
前記受板車は、前記受け板の回転軌跡の直径が前記上昇領域の水平方向のおける寸法よりも大きくなっていることを特徴とする請求項５に記載の選別装置。