JP2018118833A - 搬送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のコンベアを連結して作動させる場合であっても、搬送ボックス等を用いることなく、コンベアの隙間に製品が落下することがない搬送装置を提供する。【解決手段】自動販売機1は、その内部に収納された搬送装置2と、製品の取り出しを行う取り出し部3とを備える。搬送装置2は、上下方向及び幅方向にそれぞれ複数配置されたコンベアユニット10を備える。各コンベアユニット10は、一台のモータ4によって駆動される。コンベアユニット10は、搬送方向に製品を搬送するベルト11と、上流プーリ12と、下流プーリ13と、ベルト駆動ギア14と、シリンダ15と、個別駆動ギア16を備える。搬送装置2はコンベアユニット10が幅方向に5列で配置され、コンベアユニット10同士の搬送体間隔Gは、各コンベアユニット10の幅方向の設計公差を考慮して最小限の間隔とした。【選択図】図2
Description
本発明は、搬送装置に関し、特に工業製品等を販売する自動販売機に用いることが可能な搬送装置に関する。
従来より、自動販売機にベルトコンベア等の搬送手段を用いて、利用者により指示された製品を提供することが行われている。例えば、特許文献1には、複数の搬送手段を個別に作動させる場合の他、隣接する搬送手段を連結して大きな製品を提供する技術が開示されている。
当該特許文献1に記載の技術は、搬送手段と搬送手段の間に、上下に移動可能な仕切り板を設け、仕切り板を搬送手段よりも上方に位置させて各搬送手段を独立して作動させている。一方で、仕切り板を搬送手段よりも下方に下げ、隣接する搬送手段を連動させて幅の広い製品に対応できるようにしている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、各搬送手段の間に仕切り板を上下させるための機構を設ける必要があるため、各搬送手段の幅方向の隙間が大きくなる。このような場合、複数の搬送手段を連結して製品を搬送する際に、搬送される製品が大型の製品のみであれば問題はないが、小型の部品等を同時に販売する場合、当該部品が搬送手段の間に落下するおそれがある。
このよう場合、当該製品及び部品を搬送ボックス等に収納した状態で販売することも可能である。しかしながら、このような方式では、販売後の搬送ボックスの管理が煩雑になる。また、利用者からは搬送ボックス内の製品が見えにくくなるという不都合がある。
本発明は、複数の搬送手段を連結して作動させる場合であっても、搬送ボックス等を用いることなく、搬送手段の隙間に製品が落下することがない搬送装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の搬送装置は、複数の帯状の搬送体が、搬送面の高さを一致させて並列に配置され、前記搬送面に載置された搬送物を搬送方向に搬送可能な搬送装置であって、前記搬送体を個別に駆動する個別駆動手段と、前記個別駆動手段の制御を行う駆動制御手段とを有し、前記駆動制御手段は、前記個別駆動手段を単独で駆動し、又は隣り合う個別駆動手段を連動して駆動することが可能であり、複数の前記搬送体は、前記搬送面において前記搬送方向に直交する幅方向の端縁と、隣り合う搬送体の幅方向の端縁との搬送体間隔が、搬送物の最小寸法未満に設定されていることを特徴とする。
本発明の搬送装置によれば、搬送体と隣り合う搬送体の幅方向の端縁の搬送体間隔が、搬送物の最小寸法未満に設定されている。このため、搬送体と隣り合う搬送体を連動して駆動する際に、これらの搬送体の間に搬送物が落下するおそれがない。
また、本発明の搬送装置においては、前記搬送体間隔が、隣り合う搬送体の幅方向寸法の設計公差と同等に設定されていることが好ましい。当該構成によれば、前記搬送体間隔が実質的に隙間のない状態となるため、小さな搬送物であっても搬送体の間に落下することなく搬送することができる。
また、本発明の搬送装置においては、前記搬送体は、搬送方向の上流側に設けられた上流プーリと下流側に設けられた下流プーリに掛け渡されてループ状に回転するものであり、前記個別駆動手段が、前記搬送体と前記上流プーリと前記下流プーリとによって囲まれる空間に設置され、前記搬送面から見たときに前記搬送体の幅内に収まるように設置されていることが好ましい。
当該構成によれば、個別駆動手段が搬送体の幅方向から突出せず、上流プーリ及び下流プーリの間に収まることになるので、搬送体間隔を実質的に隙間のない状態とした場合であっても問題が生じない。また、搬送体の軌道の外には個別駆動手段がはみ出ないので、搬送体の全体の寸法を最小化することが可能となる。
また、本発明の搬送装置においては、前記搬送体と隣り合う搬送体の境界部に設置可能な搬送方向仕切り部材をさらに備え、前記搬送方向仕切り部材を前記境界部に設置した際に、前記駆動制御手段が前記搬送体と前記隣り合う搬送体とを独立して駆動し、前記搬送方向仕切り部材を前記境界部から外した際に、前記駆動手段が前記搬送体と前記隣り合う搬送体とを連動させて駆動することが好ましい。
当該構成によれば、前記搬送方向仕切り部材の有無によって、搬送体を単独で駆動するか連動させて駆動するかが決まるので、例えば、仕切り部材の有無を作業者が確認して搬送体の運転切換を行う場合に比べて、設定ミス等の人為的ミスを防止することができる。
また、本発明の搬送装置においては、前記搬送体の搬送面に、前記搬送体の幅方向に向けて第1の高さで突出して設けられ、搬送方向に等間隔に配置された複数の第1幅方向仕切り部材と、前記第1幅方向仕切り部材の所定間隔毎に前記第1の高さよりも高い第2の高さで突出して設けられる第2幅方向仕切り部材とをさらに備え、前記駆動制御手段が、1個の搬送物用の搬送距離として、前記第1幅方向仕切り部材の搬送方向の間隔分を搬送する第1搬送幅と、前記第2幅方向仕切り部材の搬送方向の間隔分を搬送する第2搬送幅の搬送とを切り換えて制御可能であることが好ましい。
当該構成によれば、例えば大型の製品で、搬送体の幅方向の連結のみでは対応できない搬送物があった場合、第1幅方向仕切り部材を超えて搬送物を載置することができる。この場合、駆動制御手段により、1個の搬送物用の搬送距離として第2搬送幅分を搬送することにより、搬送物の搬送が可能となる。
次に、本発明の実施形態の搬送装置について、図1〜図4を参照して説明する。本実施形態では、搬送装置として、顧客の工場等の施設に設置される自動販売機1内に用いられ、自動販売機1内で製品を搬送する搬送装置2を例にして説明する。この自動販売機1では、ベアリングや工具、治具、或いは消耗品等の製品P(後述するP1〜P3)を、顧客の要望に応じて供給するものとなっている。
図1は自動販売機1の内部構造を側面から見た状態を示す説明図であり、図2は自動販売機1の内部構造を上面から見た状態を示す説明図であり、図3は本実施形態の搬送装置の主要部を示す説明的側面図であり、図4は搬送装置の主要部の内部構造を上面から見た状態を示す説明図である。
自動販売機1は、その内部に収納された搬送装置2と、製品の取り出しを行う取り出し部3とを備えている。搬送装置2は、図1及び図2に示すように、上下方向(Z方向)及び幅方向(X方向)にそれぞれ複数配置されたコンベアユニット10を備えている。本実施形態においては、このコンベアユニット10は、上下方向に3段、幅方向に5列で並列して設けられている。
各コンベアユニット10は、自動販売機1内の下方位置に設けられた一台のモータ4によって駆動される。このモータ4の動力は、後述する縦方向駆動シャフト5及び幅方向駆動シャフト6によって各コンベアユニット10に伝達される。本実施形態においては、コンベアユニット10、モータ4、縦方向駆動シャフト5、幅方向駆動シャフト6、及び後述するコントローラ7によって、本発明の搬送装置2を構成している。
コンベアユニット10は、搬送方向(Y方向)に製品を搬送する搬送体であるベルト11と、ベルト11の上流側(図1において右側)に設けられた上流プーリ12と、下流側に設けられた下流プーリ13と、ベルト11を駆動させるベルト駆動ギア14と、ベルト駆動ギア14を搬送方向に進退自在に保持するシリンダ15と、ベルト駆動ギア14にモータ4からの動力を伝達する個別駆動ギア16を備えている。
本実施形態においては、このベルト駆動ギア14、シリンダ15及び個別駆動ギア16が、本発明における個別駆動手段に相当する。本実施形態においては、図2及び図4に示すように、個別駆動手段であるベルト駆動ギア14、シリンダ15及び個別駆動ギア16が、ベルト11の幅よりも狭い幅で構成されており、これらの部材がベルト11と、上流プーリ12と、下流プーリ13とで囲まれる空間内に収納されている。
本実施形態においては、自動販売機1はコントローラ7によって制御されている。このコントローラ7は、マイクロコンピュータを主体とする各種電子デバイス及びソフトウエアで構成されており、利用者による製品Pの購入のための操作に応じて、個別駆動手段を制御している。具体的には、本実施形態におけるモータ4の回転のオンオフ、各コンベアユニット10におけるシリンダ15の駆動等を制御している。本実施形態では、このコントローラ7が、本発明における駆動制御手段に相当する。
各コンベアユニット10は、図1に示すように、各部材が基板17上に設けられており、ベルト11の搬送面11aが同じ高さになるように設置されている。また、ベルト11の搬送面11aには、高さの低い第1幅方向仕切り板(以下「第1仕切り板」)18と、第1仕切り板18よりも高さの高い第2幅方向仕切り板(以下「第2仕切り板」)19が設けられている。
ベルト駆動ギア14は、図1及び図3に示すように、ベルト11の裏面に当接して、ベルトの裏面にベルト駆動ギア14の歯と同じピッチで設けられた凹凸(図示省略)と噛み合っており、ベルト駆動ギア14が回転するとベルト11が搬送方向に移動するようになっている。
このベルト駆動ギア14は、図1〜図4に示すように、シリンダ15によって支持されており、コントローラ7によって、ベルト11の搬送方向に進退自在となっている。図3(A)は、シリンダ15によってベルト駆動ギア14が搬送方向の下流側に位置している状態を示しており、図3(B)は、シリンダ15によってベルト駆動ギア14が搬送方向の上流側に移動された状態を示している。
個別駆動ギア16は、ベルト駆動ギア14に対して搬送方向の上流側に設けられている。この個別駆動ギア16は、図2及び図4に示すように、幅方向駆動シャフト6に固定されており、モータ4が回転している状態では幅方向駆動シャフト6と共に回転する。
幅方向駆動シャフト6は、複数のコンベアユニット10の内部を貫通して保持されている。幅方向駆動シャフト6の幅方向の一端側は、図2に示すように、幅方向ベベルギア20が固定されている。この幅方向ベベルギア20は、縦方向に保持された縦方向駆動シャフト5に固定された縦方向ベベルギア21と噛み合っている。幅方向駆動シャフト6の幅方向の他端側は、軸受け6aによって回転自在に保持されている。
縦方向駆動シャフト5は、図2に示すように、自動販売機1内の幅方向の一端側に配置されている。この縦方向駆動シャフト5には、コンベアユニット10の段数と同数の縦方向ベベルギア21が設けられている。この縦方向ベベルギア21は、幅方向駆動シャフト6の幅方向ベベルギア20と噛み合っている。また、縦方向駆動シャフト5の下端部近傍の縦方向ベベルギア21は、モータ4の駆動軸に連結されているモータ駆動ギア23と噛み合っている。また、縦方向駆動シャフト5の両端部は、軸受け5aによって回転自在に保持されている。
本実施形態の搬送装置2は、図2に示すように、コンベアユニット10が幅方向に5列で並列して配置されている。各コンベアユニット10同士の搬送方向と直交する端縁(ベルト11の側縁11b)の間隔である搬送体間隔Gは、本実施形態では、各コンベアユニット10の幅方向の設計公差を考慮して、各コンベアユニット10が隣接するコンベアユニット10と接触しない最小限の間隔となるように設計されている。本実施形態では、このような配置を行うことにより、搬送物である製品Pのうちの最小の製品Pが搬送体間隔Gに入り込まないように設定されている。
また、本実施形態の搬送装置2は、図1及び図2に示すように、各コンベアユニット10の境界部に、搬送方向に向けて延びる搬送方向仕切り板24が設けられている。この搬送方向仕切り板24は、側面視でL字型の板状部材であり、コンベアユニット10の上流側で基板17に固定され、片持ち梁の状態となっている。本実施形態では、この搬送方向仕切り板24の有無をコントローラ7が感知している。
コントローラ7は、搬送方向仕切り板24が固定されているときは、その搬送方向仕切り板24に隣接するコンベアユニット10を独立して制御する。また、コントローラ7は、搬送方向仕切り板24が取り外されているときは、隣接するコンベアユニット10を連動して制御する。
また、コントローラ7は、コンベアユニット10に載置されている製品Pの大きさに応じて、コンベアユニット10の駆動量(ベルト11の搬送量)を制御している。例えば、図1の中央に位置するコンベアユニット10Bの場合、製品P2は、ベルト11の第1仕切り板18の間に収まる大きさであり、第1仕切り板18の間(一部第2仕切り板19を含む)に載置されている。一方で、図1の最下段に位置するコンベアユニット10Cの場合、製品P3は、第1仕切り板18の搬送方向の間隔よりも大きいため、搬送方向における一対の第2仕切り板19の間に載置される。
本実施形態では、コンベアユニット10の1回の搬送動作における搬送量は、予め製品Pを載置した際に、製品Pの供給者が設定を行っている。例えば、図1の最上段に位置するコンベアユニット10A及び中央に位置するコンベアユニット10Bの場合、当該コンベアユニット10A及び10Bの1回の駆動における搬送量を第1仕切り板18の搬送方向の間隔分(第1搬送幅)とする。
一方で、図1の最下段のコンベアユニット10Cの場合、当該コンベアユニット10Cの1回の駆動における搬送量を第2仕切り板19の搬送方向の間隔分(第2搬送幅)とする。これらの設定は、予めコントローラ7に送信され、コンベアユニット10の固有情報としてコントローラ7内で記憶されている。
次に、図1〜図4を参照して、本実施形態の搬送装置2が設けられた自動販売機1の作動について説明する。利用者が、自動販売機1を用いて製品Pを購入するときは、利用者が図示しない製品選択ボタンを押して希望の製品Pを選択する。自動販売機1では、図示しない決済手段により、製品Pの代金を利用者(利用者が所属する会社等を含む)から徴収する。
コントローラ7は、利用者に指定された製品についての決済処理が終了すると、指定された製品Pを載置しているコンベアユニット10を特定する。コントローラ7は、指定された製品が、1本のコンベアユニット10に載置されているのか、複数のコンベアユニット10に載置されているのかを判定する。また、第1仕切り板18の間に収まっている大きさの製品であるのか、第2仕切り板19の間に収まる大きさの製品であるのかを判定する。
まず、利用者に指定された製品が、図1及び図2において最上段に記載されている製品P1、即ち、1本のコンベアユニット10A1に載置され、第1仕切り板18の間に収まる大きさの製品P1である場合について説明する。利用者によって製品P1が指定されると、コントローラ7は、まずモータ4を回転させて、モータ駆動ギア23を回転させる。
モータ駆動ギア23は、縦方向駆動シャフト5の縦方向ベベルギア21と噛み合っているため、モータ駆動ギア23が回転すると縦方向駆動シャフト5が回転する。この縦方向駆動シャフト5が回転すると、図1に示すように、各コンベアユニット10の段と同じ高さに位置する縦方向ベベルギア21と噛み合っている幅方向ベベルギア20が回転する。
幅方向ベベルギア20は、幅方向駆動シャフト6と一体に固定されているため、モータ4の回転によって幅方向駆動シャフト6が回転することになる。幅方向駆動シャフト6が回転すると、図2及び図4に示すように、各コンベアユニット10に設けられた個別駆動ギア16が回転する。
このように、モータ4が回転すると、縦方向駆動シャフト5及び幅方向駆動シャフト6によって、全てのコンベアユニット10の個別駆動ギア16が回転する。一方で、コントローラ7は、利用者によって製品P1が指定されるまでは、各コンベアユニット10のシリンダ15を図3(A)の位置に保持しているため、ベルト駆動ギア14は個別駆動ギア16と噛み合っておらず、ベルト11は停止した状態となっている。
ここで、コントローラ7は、指定された製品P1が載置されているコンベアユニット10A1のシリンダ15を作動させ、ベルト駆動ギア14と個別駆動ギア16とをかみ合わせる。このとき、コントローラ7は、各コンベアユニット10A1の固有情報を抽出し、利用者に指定された製品P1が載置されているコンベアユニット10A1が、単独運転なのか、連動運転なのか、単一区画製品なのか、複数区画製品なのかを検知する。具体的には、コントローラ7は、今回指定された製品が、搬送方向及び幅方向共に1区画分に載置された製品P1であることを検知する。
次に、コントローラ7は、指定された製品P1が載置されているコンベアユニット10A1において、ベルト駆動ギア14と個別駆動ギア16とを噛み合わせる。これにより、個別駆動ギア16の回転力がベルト駆動ギア14に伝達されてベルト駆動ギア14が回転し、これに伴いベルト11が搬送される。具体的には、図3(B)に示すように、ベルト11の搬送面11aが下流側(図において左側)に1区画分だけ搬送される。
これにより、ベルト11の搬送面11aに載置されていた製品P1は、図1に示す取り出し部3に落下する。この状態になると、利用者が製品P1を取り出し部3から取り出すことが可能となる。
次に、利用者が図2の上から3列目と4列目のコンベアユニット10B3,10B4に載置された製品P2を選択した場合の作動について説明する。利用者によって製品P2が指定されると、コントローラ7は、製品P2が載置されているコンベアユニット10B3,10B4を特定し、そのコンベアユニット10B3,10B4の固有情報を取得する。
製品P2が載置されているコンベアユニット10B3,10B4は、その境界部分に搬送方向仕切り板24が設置されていないので、コンベアユニット10とコンベアユニット10は連動して搬送させるものとなっている。また、搬送方向については、コンベアユニット10B3,10B4の固有情報において1区画分の搬送である第1搬送幅となっている。
よって、コントローラ7は、コンベアユニット10B3,10B4を連動させて1区画分、ベルト11を搬送方向に移動させる。このとき、図2に示すように、コンベアユニット10B3,10B4のベルト駆動ギア14が個別駆動ギア16と噛み合っており、個別駆動ギア16の回転力がベルト駆動ギア14に伝達され、ベルト11が下流側に向けて1区画分だけ搬送される。
これにより、コンベアユニット10B3,10B4に載置されている製品P2が取り出し部3に落下するので、利用者は取り出し部3から製品P2を取り出すことができる。また、当該構成により、搬送方向仕切り板24が設置されていなければコンベアユニット10B3,10B4を連動させ、搬送方向仕切り板24が設置されていればこれらを単独で駆動するので、作業者がこれらの切り替えを行う場合に比べて、作業ミスを防止することができる。
次に、利用者が図1及び図2の最下段のコンベアユニット10C5に載置されている製品P3を選択した場合の作動について説明する。利用者によって製品P3が指定されると、コントローラ7は、製品P3が載置されているコンベアユニット10C5を特定し、そのコンベアユニット10C5の固有情報を取得する。
製品P3が載置されているコンベアユニット10C5は、幅方向は1区画分の製品であるが、搬送方向は3区画分の長さとなっている。具体的には、図1及び図2に示すように、搬送方向に対して一対の第2仕切り板19の間に製品P3が1個ずつ載置されている。
よって、コントローラ7は、コンベアユニット10を単独で駆動し、ベルト11を搬送方向に搬送させる。このとき、図4(B)に示すように、コンベアユニット10及びコンベアユニット10のベルト駆動ギア14が個別駆動ギア16と噛み合っており、個別駆動ギア16の回転力がベルト駆動ギア14に伝達され、ベルト11が下流側に向けて3区画分である第2搬送幅だけ搬送される。
これにより、コンベアユニット10C5に載置されている製品P3が取り出し部3に落下するので、利用者は取り出し部3から製品P3を取り出すことができる。このように、本実施形態においては、製品Pの大きさに応じて、製品Pを載置する区画を設定することができるので、多種多様な製品の販売に対応することが可能となる。
なお、上記実施形態においては、コンベアユニット10を上下方向に3段、幅方向に5段並列して設けているが、これに限らず、段数及び列数は、自動販売機1によって販売する製品Pの大きさ、種類、取り扱い数等に応じて任意に設定することができる。
また、上記実施形態では、コンベアユニット10の搬送体間隔Gは、コンベアユニット10の設計公差を基準に定めているが、これに限らず、搬送される製品Pの最小の大きさを基準に定めてもよい。
また、上記実施形態では、各コンベアユニット10は、自動販売機1内の下方位置に設けられた一台のモータ4によって駆動されているが、各段にそれぞれモータを設けて各コンベアユニット10を駆動してもよく、小型のモータを各コンベアユニット10内に設けてそれぞれ独立して各モータを駆動しても良い。
また、上記実施形態では、ベルト駆動ギア14がシリンダ15によって進退する構成となっているが、ベルト駆動ギア14と個別駆動ギア16との間にさらにギアを追加し、そのギアを進退させることにより両ギアの噛み合いを制御し、ベルト駆動ギア14そのものは固定とする構成も可能である。また、個別駆動手段をコンベアユニット10の外部に設けてもよい。このように、各コンベアユニット10の個別駆動手段は搬送装置2の仕様に応じて適宜変更が可能である。
1…自動販売機、2…搬送装置、3…取り出し部、4…モータ、5…縦方向駆動シャフト、6…幅方向駆動シャフト、7…コントローラ(駆動制御手段)、10…コンベアユニット、11…ベルト、11a…搬送面、12…上流プーリ、13…下流プーリ、14…ベルト駆動ギア、15…シリンダ、16…個別駆動ギア、17…基板、18…第1仕切り板(第1幅方向仕切り部材)、19…第2仕切り板(第2幅方向仕切り部材)、24…搬送方向仕切り板(搬送方向仕切り部材)。
Claims (5)
- 複数の帯状の搬送体が、搬送面の高さを一致させて並列に配置され、前記搬送面に載置された搬送物を搬送方向に搬送可能な搬送装置であって、
前記搬送体を個別に駆動する個別駆動手段と、前記個別駆動手段の制御を行う駆動制御手段とを有し、
前記駆動制御手段は、前記個別駆動手段を単独で駆動し、又は隣り合う個別駆動手段を連動して駆動することが可能であり、
複数の前記搬送体は、前記搬送面において前記搬送方向に直交する幅方向の端縁と、隣り合う搬送体の幅方向の端縁との搬送体間隔が、搬送物の最小寸法未満に設定されていることを特徴とする搬送装置。 - 請求項1に記載の搬送装置であって、
前記搬送体間隔が、隣り合う搬送体の幅方向寸法の設計公差と同等に設定されていることを特徴とする搬送装置。 - 請求項1又は2に記載の搬送装置であって、
前記搬送体は、搬送方向の上流側に設けられた上流プーリと下流側に設けられた下流プーリに掛け渡されてループ状に回転するものであり、
前記個別駆動手段が、前記搬送体と前記上流プーリと前記下流プーリとによって囲まれる空間に設置され、前記搬送面から見たときに前記搬送体の幅内に収まるように設置されていることを特徴とする搬送装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の搬送装置であって、
前記搬送体と隣り合う搬送体の境界部に設置可能な搬送方向仕切り部材をさらに備え、
前記搬送方向仕切り部材を前記境界部に設置した際に、前記駆動制御手段が前記搬送体と前記隣り合う搬送体とを独立して駆動し、
前記搬送方向仕切り部材を前記境界部から外した際に、前記駆動手段が前記搬送体と前記隣り合う搬送体とを連動させて駆動することを特徴とする搬送装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の搬送装置であって、
前記搬送体の搬送面に、前記搬送体の幅方向に向けて第1の高さで突出して設けられ、搬送方向に等間隔に配置された複数の第1幅方向仕切り部材と、
前記第1幅方向仕切り部材の所定間隔毎に前記第1の高さよりも高い第2の高さで突出して設けられる第2幅方向仕切り部材とをさらに備え、
前記駆動制御手段が、1個の搬送物用の搬送距離として、前記第1幅方向仕切り部材の搬送方向の間隔分を搬送する第1搬送幅と、前記第2幅方向仕切り部材の搬送方向の間隔分を搬送する第2搬送幅の搬送とを切り換えて制御可能であることを特徴とする搬送装置。
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