JP2021050048A - 物品仕分け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動域が広く，かつ，効率的な仕分け機構，ならびにこれを用いた物品仕分け装置の提供。【解決手段】物品仕分け装置１は，直方体状の筐体５を備えている。筐体５の内部には，水平状態で回転可能に支持された第１及び第２の駆動ローラ６，７と，当該２つの駆動ローラ６，７の斜め上面に滑ることなく当接する360°自在回転可能な１個の第１の球体８と，当該第１の球体８の斜め上面に滑ることなく当接する360°自在回転可能な２個の第２の球体９と，を備えている。第１及び第２の駆動ローラ６，７の回転軸は互いに直交している。筐体５の天板には，第２の球体９の上部を突出させるための開口部５ａが形成されている。そして，第１の駆動ローラ６の回転力が第１の球体８に伝達され，当該第１の球体８の回転力がさらに２個の第２の球体９に伝達されるようにされている。【選択図】図２

Description

本発明は，物品仕分け装置等に関する。さらに詳しくいうと本発明は，物品を搬送する搬送コンベアから，当該搬送コンベアの搬送方向と交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベアに向けて，前記物品を送り出すために用いられる物品仕分け装置ならびに物品仕分け機構に関する。

宅配便による配送は，年々，増加している。そのため，これをどのように速やかに，かつ，経済的に宅配できるかは，極めて重要である。このことから，出願人は，独自の宅配システムの開発に成功し，出願を行っているものである（特許文献１）。

特開２０１６−０３７３６７号公報

発明者らは，さらなる研究開発を進め，効率的な仕分けを行う要素技術の開発が必要と感じていた。
すなわち，仕分け装置においては，物品がコンベア上を流れていき，ポイントポイントで，仕分けコンベアで分岐されて送り出されていく。かかる分岐部分において，可動域が広く，かつ，効率的な仕分け機構があれば，より柔軟かつ効果的な仕分け装置の開発が可能となるものである。

上記事情を背景として，本発明では，可動域が広く，かつ，効率的な仕分け機構，ならびにこれを用いた物品仕分け装置の開発を課題とする。

発明者らは，仕分け機構として，球状の物体を用いて仕分けを行うことに想到し発明を完成させた。
すなわち，球状物体であれば，360°の自由な可動が可能であるため，かかる第２の球体をさらに第１の球体で回転・駆動させる構成に想到し，発明を完成させたものである。さらに発明者は，かかる仕分け機構を用いた物品仕分け装置に想到し発明を完成させたものである。

本発明は，以下の構成からなる。
本発明の第一の構成は，物品を搬送する搬送コンベアから，当該搬送コンベアの搬送方向と交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベアに向けて，前記物品を送り出す物品仕分け装置であって，回転軸の向きを異ならせて複数設けられ，水平状態で回転可能に支持された駆動ローラと，前記複数の駆動ローラの斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な第１の球体と，当該第１の球体の斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な複数の第２の球体と，を備え，
前記駆動ローラの回転力が前記第１の球体に伝達され，当該第１の球体の回転力がさらに前記複数の第２の球体に伝達されることを特徴とする物品仕分け装置である。
本発明の第二の構成は，前記駆動ローラが，駆動手段を内蔵するモータローラであることを特徴とする第一の構成に記載の物品仕分け装置である。
本発明の第三の構成は，前記駆動ローラが，２から10の任意の正の整数個備えられることを特徴とする第一又は第二の構成に記載の物品仕分け装置である。
本発明の第四の構成は，前記第１及び第２の球体が，自在回転可能となるようにフリーベアリングによって支持されていることを特徴とする第一から第三の構成に記載の物品仕分け装置である。
本発明の第五の構成は，回転軸の向きを異ならせて複数設けられ，水平状態で回転可能に支持された駆動ローラと，前記複数の駆動ローラの斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な第１の球体と，当該第１の球体の斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な複数の第２の球体と，を備え，前記駆動ローラの回転力が前記第１の球体に伝達され，当該第１の球体の回転力がさらに前記複数の第２の球体に伝達されることを特徴とする物品仕分け機構である。

本発明により，可動域が広く，かつ，効率的な仕分け機構，ならびにこれを用いた物品仕分け装置の提供が可能となった。

本発明の一実施形態における物品仕分け装置を組み込んだ物品搬送仕分けシステムの構成を示す模式図 （ａ）は，本発明の一実施形態における物品仕分け装置の構成を一部破断して示した正面図，（ｂ）は，当該物品仕分け装置の構成部材である第１及び第２の球体の配置を示す平面図 本発明の一実施形態における物品仕分け装置の動作を説明するための模式図 本発明の一実施形態における物品仕分け装置の，第１及び第２の球体の他の配置を示す平面図

＜＜Ｉ．発明の要旨＞＞
本発明の物品仕分け装置は，物品を搬送する搬送コンベアから，当該搬送コンベアの搬送方向と交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベアに向けて，前記物品を送り出す物品仕分け装置であって，回転軸の向きを異ならせて複数設けられ，水平状態で回転可能に支持された駆動ローラと，前記複数の駆動ローラの斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な第１の球体と，当該第１の球体の斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な複数の第２の球体とを備え，前記駆動ローラの回転力が前記第１の球体に伝達され，当該第１の球体の回転力がさらに前記複数の第２の球体に伝達されることを特徴とする。
同様に本発明の物品仕分け機構は，回転軸の向きを異ならせて複数設けられ，水平状態で回転可能に支持された駆動ローラと，前記複数の駆動ローラの斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な第１の球体と，当該第１の球体の斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な複数の第２の球体とを備え，前記駆動ローラの回転力が前記第１の球体に伝達され，当該第１の球体の回転力がさらに前記複数の第２の球体に伝達されることを特徴とする。

本発明の物品仕分け機構は，物品仕分け装置における分岐に用いるための要素技術として機能するものであり，これを備えた構成が，本発明の物品仕分け装置に該当するものである。
また，本発明の物品仕分け機構は，物品仕分け装置の一部として不可分に構成されていてもよいし，物品仕分け機構の全部もしくは一部を取り換え可能なものとして構成されていてもよい。加えて，本発明の物品仕分け機構は，物品仕分け装置において一つ備えられていてもよいし，複数備えられていてもよい。

本発明において第１の球体は，駆動ローラからの回転力を受けつつ，その回転力を第２の球体に伝達する役割を果たす。第１の球体は，かかる役割を果たす限り特に限定する必要はなく，種々の構成とすることができる。
第１の球体は，典型的には，図２に示すような球状の物体とすればよい。また，駆動ローラ及び第１の球体は，表面に摩擦を有する物体とすればよい。

本発明において第２の球体は，第１の球体からの回転力を受けつつ，この回転力を，上部を通過する物品に伝達し，物品の進行方向を変更させる役割を果たす。第２の球体は，かかる役割を果たす限り特に限定する必要はなく，種々の構成とすることができる。
第２の球体は，典型的には，図２に示すような球状の物体とすればよく，表面に摩擦を有する物体とすればよい。
本発明において，前記第１及び第２の球体は，自在回転可能となるようにフリーベアリングによって支持されていることが好ましい。これにより，第１及び第２の球体が，360°の自由な回転方向を保持しつつ，安定して固定できることとなり，本発明の物品仕分け装置ならびに物品仕分け機構の性能を向上させる効果を有する。

本発明において駆動ローラは，回転により第１の球体を回転させるとともに，複数の駆動ローラ毎の回転のオンオフを切り替えることで，第１の球体の回転方向を制御する役割を果たす。駆動ローラは，かかる役割を果たす限り特に限定する必要はなく，種々の構成ないし形状とすることができる。
駆動ローラは，典型的には，図２（ａ）に示すように，物品仕分け装置の底部に備えられた構成とすればよい。また，駆動ローラは，図２（ａ）に示すように２つ備えられることにより，直交する二方向の回転を，第１の球体に与えることができる。
このように駆動ローラの数は，装置の構成や球体の大きさ等を勘案して適宜変更することが可能であり，好ましくは２個から10個，より好ましくは２個から８個，さらに好ましくは２個から６個，最も好ましくは２個から４個とすることができる。すなわち，駆動ローラの数や配置を変更することにより，第１の球体における回転方向の多様化と回転の安定化を図ることが可能となるものである。
加えて，駆動ローラは，駆動手段を内蔵するモータローラとして構成し，自律的な回転が可能な構成とすればよい。

＜＜II．実施形態＞＞
以下，好適な実施形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し，下記の実施形態は本発明を具現化した例に過ぎず，本発明はこれに限定されるものではない。

＜物品仕分け装置の構成＞
まず，本発明の一実施形態における物品仕分け装置の構成について，図１から図３を参照しながら説明する。

図１は，本発明の一実施形態における物品仕分け装置を組み込んだ物品搬送仕分けシステムの構成を示す模式図，図２（ａ）は，当該物品仕分け装置の構成を一部破断して示した正面図，図２（ｂ）は，当該物品仕分け装置の構成部材である第１及び第２の球体の配置を示す平面図，図３は，当該物品仕分け装置の動作を説明するための模式図である。

図１に示すように，本実施形態の物品仕分け装置１（１ａ，１ｂ）は，物品２ａ，２ｂ，２ｃを搬送する搬送コンベア３から，当該搬送コンベア３の搬送方向と交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベア４ａ，４ｂ，４ｃに向けて，物品２ａ，２ｂ，２ｃを送り出す物品仕分け装置である。

図２に示すように，物品仕分け装置１（１ａ，１ｂ）は，直方体状の筐体５を備えている。筐体５の内部には，水平状態で回転可能に支持された第１及び第２の駆動ローラ６，７と，当該２つの駆動ローラ６，７の斜め上面に滑ることなく当接する360°自在回転可能な１個の第１の球体８と，当該第１の球体８の斜め上面に滑ることなく当接する360°自在回転可能な２個の第２の球体９と，を備えている。本実施形態の物品仕分け装置１において，第１及び第２の駆動ローラ６，７の回転軸は互いに直交している。より具体的には，第１の駆動ローラ６の回転軸は，図２（ａ）の紙面に垂直であり，第２の駆動ローラ７の回転軸は，図２（ａ）の紙面に平行である。また，筐体５の天板には，第２の球体９の上部を突出させるための開口部５ａが形成されている。

図３（ａ）に示すように，第１の駆動ローラ６の回転力（図３（ａ）の矢印Ａ，Ｄを参照）が第１の球体８に伝達され（図３（ａ）の矢印Ｂ，Ｅを参照），当該第１の球体８の回転力がさらに２個の第２の球体９に伝達される（図３（ａ）の矢印Ｃ，Ｆを参照）ようにされている。図３（ａ）の状態において，第２の球体９は，紙面に垂直な水平軸の回りに回転される。

そして，第１の駆動ローラ６を，時計回りに回転させると（図３（ａ）の矢印Ａを参照），第１の球体８を，第１の駆動ローラ６と反対向きの反時計回りに回転させることができる（図３（ａ）の矢印Ｂを参照）。このとき，第２の球体９は，第１の球体８と反対向きの時計回りに回転される（図３（ａ）の矢印Ｃを参照）。このため，本実施形態の物品仕分け装置１ａを物品搬送仕分けシステムに組み込むことにより，物品２ａを搬送する搬送コンベア３から，当該搬送コンベア３の搬送方向と右方向に交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベア４ａに向けて，物品２ａを送り出すことが可能となる（図１の矢印Ｍを参照）。

また，第１の駆動ローラ６を，反時計回りに回転させると（図３（ａ）の矢印Ｄを参照），第１の球体８を，第１の駆動ローラ６と反対向きの時計回りに回転させることができる（図３（ａ）の矢印Ｅを参照）。このとき，第２の球体９は，第１の球体８と反対向きの反時計回りに回転される（図３（ａ）の矢印Ｆを参照）。このため，本実施形態の物品仕分け装置１ａ，１ｂを物品搬送仕分けシステムに組み込むことにより，物品２ｂ，２ｃを搬送する搬送コンベア３から，当該搬送コンベア３の搬送方向と左方向に交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベア４ｂ，４ｃに向けて，物品２ｂ，２ｃを送り出すことが可能となる（図１の矢印Ｎ，Ｐを参照）。
直接的には，第２の球体９が，搬送コンベア３から仕分けコンベア４ａ，４ｂ，４ｃに向けて物品２ａ,２ｂ，２ｃを送り出す機能を果たす。

また，図３（ｂ）に示すように，第２の駆動ローラ７の回転力（図３（ｂ）の矢印Ｇ，Ｊを参照）が第１の球体８に伝達され（図３（ｂ）の矢印Ｈ，Ｋを参照），当該第１の球体８の回転力がさらに２個の第２の球体９に伝達される（図３（ｂ）の矢印Ｉ，Ｌを参照）ようにされている。図３（ｂ）の状態において，第２の球体９は，紙面に平行な水平軸の回りに回転される。

図２（ａ）に示すように，第１及び第２の駆動ローラ６，７は，それぞれ，筐体５の底面に固定された支持フレーム６ａ，７ａに支持されている。また，第１及び第２の駆動ローラ６，７としては，駆動手段を内蔵するモータローラが用いられている。第１及び第２の駆動ローラ６，７の表面は，ゴムで形成されている。

第１の球体８の表面は，第１及び第２の駆動ローラ６，７と同様，ゴムで形成されている。これにより，第１の球体８を，第１及び第２の駆動ローラ６，７の斜め上面に滑ることなく当接させることができる。
第２の球体９の表面は，第１の球体８と同様，ゴムで形成されている。これにより，第２の球体９を，第１の球体８の斜め上面に滑ることなく当接させることができる。
第１及び第２の球体８，９は，360°自在回転可能となるように，複数のフリーベアリング１３によって支持されている。

＜物品搬送仕分けシステムの動作＞
次に，本実施形態の物品仕分け装置を組み込んだ物品搬送仕分けシステムの動作について説明する。

図１に示すように，物品搬送仕分けシステムの搬送コンベア３の側方近傍には，物品仕分け装置１（１ａ，１ｂ）よりも上流側に位置してバーコードリーダ等の識別番号読取機１４が設置されている。そして，搬送コンベア３上を搬送される物品２ａ，２ｂ，２ｃに貼付されたシールの識別番号が識別番号読取機１４によって読み取られ，当該読み取られた識別番号情報に関連付けされた配送先情報に基づいて，物品仕分け装置１ａ又は１ｂの第１の駆動ローラ６が駆動されて，物品２ａ，２ｂ，２ｃが配送先ごとに仕分けられる。
なお，物品２を直進させる場合には，第２の駆動ローラ７が駆動される。

より具体的には，搬送コンベア３上を搬送される物品２ａに貼付されたシールの識別番号を識別番号読取機１４が読み取り，その配送先情報に基づいて，物品仕分け装置１ａの第１の駆動ローラ６が時計回りに回転される（図３（ａ）の矢印Ａを参照）。これにより，図３（ａ）に示すように，第１の球体８が，第１の駆動ローラ６と反対向きの反時計回りに回転する（図３（ａ）の矢印Ｂを参照）。このとき，第２の球体９は，第１の球体８と反対向きの時計回りに回転する（図３（ａ）の矢印Ｃを参照）。そして，物品仕分け装置１ａは，物品２ａを搬送する搬送コンベア３から，当該搬送コンベア３の搬送方向と右方向に交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベア４ａに向けて，物品２ａを送り出す（図１の矢印Ｍを参照）。

また，搬送コンベア３上を搬送される物品２ｂに貼付されたシールの識別番号を識別番号読取機１４が読み取り，その配送先情報に基づいて，物品仕分け装置１ａの第１の駆動ローラ６が反時計回りに回転される（図３（ａ）の矢印Ｄを参照）。これにより，図３（ａ）に示すように，第１の球体８が，第１の駆動ローラ６と反対向きの時計回りに回転する（図３（ａ）の矢印Ｅを参照）。このとき，第２の球体９は，第１の球体８と反対向きの反時計回りに回転する（図３（ａ）の矢印Ｆを参照）。そして，物品仕分け装置１ａは，物品２ｂを搬送する搬送コンベア３から，当該搬送コンベア３の搬送方向と左方向に交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベア４ｂに向けて，物品２ｂを送り出す（図１の矢印Ｎを参照）。

また，搬送コンベア３上を搬送される物品２ｃに貼付されたシールの識別番号を識別番号読取機１４が読み取り，その配送先情報に基づいて，物品仕分け装置１ｂの第１の駆動ローラ６が反時計回りに回転される（図３（ａ）の矢印Ｄを参照）。これにより，図３（ａ）に示すように，第１の球体８が，第１の駆動ローラ６と反対向きの時計回りに回転する（図３（ａ）の矢印Ｅを参照）。このとき，第２の球体９は，第１の球体８と反対向きの反時計回りに回転する（図３（ａ）の矢印Ｆを参照）。そして，物品仕分け装置１ｂは，物品２ｃを搬送する搬送コンベア３から，当該搬送コンベア３の搬送方向と左方向に交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベア４ｃに向けて，物品２ｃを送り出す（図１の矢印Ｐを参照）。

なお，本実施形態においては，第１及び第２の駆動ローラ６，７，第１の球体８，第２の球体９の各表面がゴムで形成されている場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこのような構成に限定されるものではない。第１の球体８を，第１及び第２の駆動ローラ６，７の斜め上面に滑ることなく当接させることができ，第２の球体９を，第１の球体８の斜め上面に滑ることなく当接させることができれば，これらの部材の表面の材質は問わない。

また，本実施形態においては，駆動ローラの個数が２個である場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこのような構成に限定されるものではない。駆動ローラの数は，装置の構成や球体の大きさ等を勘案して適宜変更することができる。例えば，３個の駆動ローラを120°間隔で配置することにより，物品を搬送する搬送コンベア３から，当該搬送コンベア３の搬送方向と右斜め方向又は左斜め方向に交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベアに向けて，物品を送り出すことが可能となる。

また，本実施形態においては，第２の球体９の個数が２個である場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこのような構成に限定されるものではない。第２の球体の個数は複数個であればよく，例えば，図４に示すように，第１の球体１０の斜め上面に滑ることなく当接する360°自在回転可能な４個の第２の球体１１を備えることができる。

１，１ａ，１ｂ 物品仕分け装置
２ａ，２ｂ，２ｃ 物品
３ 搬送コンベア
４ａ，４ｂ，４ｃ 仕分けコンベア
５ 筐体
５ａ 開口部
６ 第１の駆動ローラ
６ａ，７ａ 支持フレーム
７ 第２の駆動ローラ
８，１０ 第１の球体
９，１１ 第２の球体
１３ フリーベアリング
１４ 識別番号読取機

Claims (5)

1. 物品を搬送する搬送コンベアから，当該搬送コンベアの搬送方向と交差する仕分け方向に分岐した仕分けコンベアに向けて，前記物品を送り出す物品仕分け装置であって，
   回転軸の向きを異ならせて複数設けられ，水平状態で回転可能に支持された駆動ローラと，前記複数の駆動ローラの斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な第１の球体と，当該第１の球体の斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な複数の第２の球体と，を備え，
   前記駆動ローラの回転力が前記第１の球体に伝達され，当該第１の球体の回転力がさらに前記複数の第２の球体に伝達されることを特徴とする物品仕分け装置。
2. 前記駆動ローラが，駆動手段を内蔵するモータローラである請求項１に記載の物品仕分け装置。
3. 前記駆動ローラが，２から10の任意の正の整数個備えられる請求項１又は２に記載の物品仕分け装置。
4. 前記第１及び第２の球体が，自在回転可能となるようにフリーベアリングによって支持されている請求項１から３のいずれか１項に記載の物品仕分け装置。
5. 回転軸の向きを異ならせて複数設けられ，水平状態で回転可能に支持された駆動ローラと，前記複数の駆動ローラの斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な第１の球体と，当該第１の球体の斜め上面に滑ることなく当接する自在回転可能な複数の第２の球体と，を備え，
   前記駆動ローラの回転力が前記第１の球体に伝達され，当該第１の球体の回転力がさらに前記複数の第２の球体に伝達されることを特徴とする物品仕分け機構。

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