JP3665650B2 - 搬送面が柔軟で変形可能なベルトを有する搬送装置 - Google Patents

Description

＜技術分野＞
本発明は、主に、梱包物等の品目を、１つまたはそれ以上の積載サイトから様々な排出先へ自動的に運搬し仕分けすることに関し、特に、高速コンベヤのいずれかの側の指定された出力シュート、ビンまたは次のコンベヤへ、プログラムの制御により自動的にまたは手動制御で排出することができる運搬装置、あるいは運搬システムに関する。
＜発明の背景＞
現代の大容量梱包物送達システムは、１つまたはそれ以上の積載ステーション（積載サイトとともいう）から梱 包物を受け入れ、シュート、ビンおよび次のコンベヤシステム等の様々な排出先へ梱包物を運ぶ梱包物運搬装置を含むことが多い。
コンベヤのもっとも普通な型の１つがベルトコンベヤであり、ベルトコンベヤはエンドレスの可撓性のあるベルトを使用し、このベルトは少なくとも２つの円筒形のローラー上を通り、そのローラーの一方は駆動ローラーである。梱包物は、ベルトコンベヤの搬送面上に置かれ、コンベヤの端から他方へほぼ真っ直ぐな方向に運ばれる。別の型のコンベヤは、「ローラー」コンベヤであり、これは、動力供給されたローラーまたはアイドルローラーを含み、このローラーは、梱包物の底部に接触し、これを支持し、場合によってはこれをその路に沿って推進する。
ある種の運搬装置は、運搬路に沿って位置する所定のステーションで運搬面から物体を排出することができる、搬送路側方への仕分け機構を含む。いくつかの梱包物仕 分けシステムは、運搬面に対して装着される押し出し要素を利用し、これは、起動されると、当該仕分け機構に隣接して置かれた梱包物を側方向に運搬路側方の所望の排出ステーションへ排出する。いくつかの梱包物仕分けシステムは、コンベヤに沿って位置して、梱包物の底面に対して梱包物を側方へ仕分けさせる排出力を提供する仕分け要素を使用する。
＜発明の開示＞
本発明は、梱包物を高速搬送でき、かつ、梱包物の側方に衝撃を与えることなく、搬送路側方に排出することができるコンベヤ仕分けシステム、あるいは、搬送装置を提供する。
本発明の搬送装置は、搬送面が柔軟で変形可能なコンベ ヤベルトを備えている。このコンベヤベルトは、被搬送 物である梱包物より幅が狭く、その両脇に設置された滑 走台と協働して梱包物を支持する。コンベヤベルトは梱 包物を搬送方向に推進する。搬送路の適所に仕分け排出 位置を設け、仕分け排出位置には、梱包物の下面を押圧 して梱包物の姿勢を中立位置からコンベヤ側方に傾斜し た姿勢にする排出部材を備えている。また、仕分け排出 位置には、引き込みローラー40,41が設けられている。 引き込みローラー40,41は、梱包物がコンベヤ側方に傾 斜した姿勢になったときに、梱包物の下面に接触し、梱 包物をコンベヤ側方に引き込む。
＜詳細な説明＞
《全体的検討》
図１〜６を全体的に参照しながら、本発明による運搬装置10を説明する。運搬装置10は、細長い中高のコンベヤベルト20を含み、コンベヤベルト20は、スライダーベッド18,19に挟まれ、30等の排出ステーション（排出サイ ト、排出位置ともいう）間を結ぶ搬送路を長手方向に小包12を運搬する。小包12は、ひとたび排出ステーション30に到着すると、３つの異なるルートを取ることができる。排出ステーション30を通過して、中高のコンベヤベルト20によって運搬され続けてもよく、または、中高のコンベヤベルト20から、中高のコンベヤベルト20の搬送 路の両側に位置する排出シュート50,51内に選択的に排出されることができる。
排出ステーション30の各々は、旋回フォーク装置32を含む。一群のアイドルローラー34が、旋回フォーク装置32 の先端に装着される。
小包12は、スライダーベッド18,19に摺動接触し、ローラー38に「回転接触」する。梱包物が所望の位置にあるときに、フォーク部材32が移動されて、梱包物の底面に既に接触している一群のローラーを上方且つ中高のコン ベヤベルト20の中心側へ動かすことが可能である。これによって、梱包物が隆起したローラーからコンベヤベルト側方に設置された引き込みローラー40,41に接触するまで、梱包物は中高のコンベヤベルト20の上面に対して傾斜する。引き込みローラー40,41は、仕分けのため、梱包物を２つのシュート50,51の一方に引き込む。
ここで、以降の説明において参照する「運搬軸」を定義 しておく。この軸は、仮想軸であり、梱包物が中高のコンベヤベルト20によって移動するとき、その梱包物の移動軸に略平行な軸である。
《スライダーベッド》
スライダーベッド18,19は、排出シュート50,51の対向す る中高のコンベヤベルト20側の端部に位置付けられ、各々が、上向きの実質的に水平な摺動面を構成する。好適な実施態様において、スライダーベッド18,19は、シートメタル等のなめらかな片である。
中高のコンベヤベルト20の上面は、スライダーベッド18,19の上面によって規定される平面よりわずかに上に突き出ている。下記により詳細に記載されるように、これによって、中高のコンベヤベルト20が、スライダーベッド18,19の上面に沿って図１の梱包物12等を長手方向に 推進し、摺動することができる。
本搬送装置では、梱包物は、中高のコンベヤベルト20によって引かれているときに、両方のスライダーベッドに同時には触らないことが好ましい。その代わり、梱包物 は１つのスライダーベッドのみに接触して、中高のコンベヤベルト20の頂上に位置決めされ、一方の側に傾斜することが好ましい。
《センターベルト》
図５は、エンドレスで中高のコンベヤベルト20の部分破断説明図である。中高のコンベヤベルト20は、下部のベ ルト本体部分24と、その上部に設けられ横断面中央部が 側部よりも高くなった変形可能中高ベルト部分22とを含む。「中高」という用語は、梱包物が、中高のコンベヤベルト20の頂部に置かれスライダーベッド18,19のいずれかに載置されるときに、ベルト側部コーナーに接触しないことを意味する。すなわち、中高のコンベヤベルト 20は、側部（コーナー）よりも中央部分の高さが高いベ ルトをいう。このように、中高のコンベヤベルト20の上 面で中央部が高くなるように湾曲しているので、梱包物の下面が中高のコンベヤベルト20の上面に接触した状態 で、梱包物が「回転する」ことを可能にする。たとえば、梱包物が、一方のスライダーベッド18にしか触らないように中高のコンベヤベルト20上に置かれると、梱包 物のスライダーベッド19に接触していない側（スライダ ーベッド18とは反対側）は、他方のスライダーベッド19 から離間して、梱包物が傾いている状態となる。この状 態で、人が梱包物の反対側の非接触面（他方のスライダ ーベッド19から離間した側の梱包物の上面）を押し下げた場合を想定する。すると、梱包物が他方のスライダー ベッド19側に傾斜して他方のスライダーベッド19に接触するが、この場合、中高な面は依然として梱包物の下面に接触している。この傾きの変更動作の前後において、ベルトの「中高」性質によって、コーナーは梱包物の下面に接触しない。
図６を参照すると、中高のコンベヤベルト20に小包12が 置かれると、小包12の前後に位置する変形可能ベルト部分の一部が、小包12の底面よりもわずかに高く突出して小包12を掴むように変形する。このように、中高のコンベヤベルト20の変形可能ベルト部分22は、小包12の重量下で変形する。これによって、「掴み」機能を提供する。
変形可能ベルト20は、好適な実施態様ではエンドレスであるが、図面に示される部分は、実質的にまっすぐであり、２組の固定されて動かないスライダーベッド18、19 間に敷設され、排出ステーション30のへの搬送路を構成する。コンベヤベルト20は、当業界で公知の手段によって駆動される。
《ベルトガイドチャネル》
本搬送装置は、ベルトガイドチャネルを有する。ベルトガイドチャネルは細長く、上部の中高な面がそこから上方へ突き出すように、一定の長さの中高のコンベヤベルト20を受け入れるように構成された上方に向かうキャビティを有する。
《排出ステーション30》
図１は、コンベヤベルト20およびスライダーベッド18,1 9とともに使用される排出ステーション30の上面図である。排出ステーション30は、梱包物傾斜装置31と一対の引き込みローラー40、41とを含む。
《引き込みローラー》
引き込みローラー40,41は、梱包物傾斜装置31の外側に位置決めされる。これらの引き込みローラー40,41は、排出シュート50,51に対する入口にも位置決めされ、小包12を排出シュート50,51に移送するのを助ける。
好適な実施態様において、引き込みローラー40、41は、中高のコンベヤベルト20の移動方向のなす軸に、ともに 平行であり、実質的に水平である軸に沿って回転可能に装着される。引き込みローラー40,41は、小包12の排出シュート50、51への移送能力を高めることができる。図２に例示されるように、引き込みローラー40,41は、フォーク部材33が排出位置へ旋回しないときには、小包12に接触しない。図４に例示されるように、引き込みローラー40は、フォーク部材33が排出位置へ旋回するときには、小包12に接触し（図３のように右に傾いた場合も同 様である）、その結果として、引き込みローラー40によって梱包物が排出方向に排出される。
《梱包物傾斜装置》
梱包物傾斜装置31は、旋回フォーク装置32と、２方向アクチュエータ60と、戻しばね62とを含む。
本運搬装置10では、梱包物傾斜装置31は、引き込みローラー40,41に梱包物を係合して排出できるように、中高のコンベヤベルト20の頂部にある梱包物を傾斜可能に構成されている。旋回フォーク装置32は、フォーク部材33と、一対の平行な支持ロッド35と、４本のアイドルローラー34の短シャフト38と、８本のアイドルローラー34とを含む。
フォーク部材33は、略Ｗ字型であり、本発明の装置10のフレーム11に対して、運搬軸に略平行な軸を中心にして旋回可能に装着される。フォーク部材33は、一対の上方に向く歯先と、細長い下方に延びるばね装着部材39とを含む。
歯先の各々の端に、２つの対応する平行な支持ロッド35の一方が固定され、これらは、運搬軸に実質的に平行な長手方向軸を有する。歯先の端は、平行な支持ロッドの中央部分に取り付けられる。
平行な支持ロッド35の先端および後端に、短シャフト38が取り付けられ、これは、その長手方向軸が互いに平行で運搬軸に対して垂直であるように、配向される。２つのアイドルローラー34は、各短シャフト38に回転可能に装着され、１つのローラー34が各端に装着される。アイドルローラー34は、その短シャフト38の長手方向軸を中心にして回転する。
下記に詳述されるように、旋回フォーク装置は排出機能を実行する。この理由のため、旋回フォーク装置は、２つの連動する「排出部材」を有しており、その各々がフォーク部材の１つの歯先と、１本の平行な支持ロッド35と、２本のアイドルローラー34の短シャフト38と、４本のアイドルローラー34とを含む（図１参照）。
これも下記に詳述されるように、図２に示されるような「中立」位置にあるときに、アイドルローラー34は、その最上面がスライダーベッド18,19の頂面と同一の平面にあるように位置決めされる。しかし、図３または４に 示されるように、旋回フォーク装置32がいずれかの側へ移動されるとき、一側のアイドルローラー34はこの平面より上へ移動し、他側のアイドルローラー34はこの平面より下へ移動する。アイドルローラー34の短シャフト38は、平行な支持ロッド35に対して旋回可能に取り付けられ、平面より上にあるローラー34は、小包12の下面に接触したままでいることが可能である。また図３、４に示されるように、旋回フォーク装置32がいずれかの側へ移 動されるときに、短シャフト38はフォーク部材33ととも に旋回し、梱包物が上へ上げられ中高のコンベヤベルト 20に対して相対旋回したときに、その旋回に追従する。
図２、３、４に示されるように、直線上の２方向に操作 可能なアクチュエータ60は、フォーク部材33の２つの歯先37の一方に接続された一端と、装置のフレーム11に接続された他端とを有する。これは、二方向アクチュエータ60であり、旋回フォーク装置32を、図２に示される「中立」位置から、それぞれ図３または４に示される「第１の」旋回位置または「第２の」旋回位置へ旋回させるように構成される。全長が伸びることによって、直線上の２方向に操作可能なアクチュエータ60は、旋回フォーク装置32を、「中立」位置から図３に示される第１の旋回位置へ旋回させる。収縮することによって、直線上の２方向に操作可能なアクチュエータ60は、旋回フォーク装置32を、「中立」位置から図４に示される第２の旋回位置へ旋回させる。
運搬装置10において、アクチュエータ32は、二方向空気圧シリンダであるが、これに代えて他の駆動手段を用い てもよい。
図２、３、４に示されるように、フォーク部材33は、フォーク部材33が旋回可能に取り付けられた取り付け位置から下方へ延在する細長いばね装着部材39を含む。引張戻しばね62は、ばね装着部材39の下端に取り付けられた一端と、装置のフレーム11に取り付けられた他端とを有する。したがって、旋回フォーク装置32が引張戻しばね62によって中立位置に引き戻される。
《動作順序》
動作順序は下記の通りである。小包12（「梱包物」12と も称されてもよい）が、中高のコンベヤベルト20の上流位置に置かれる。梱包物12は、排出ステーション30に向けて中高のコンベヤベルト20により搬送される。梱包物 12は、排出ステーション30に到着すると、３つの異なるルートを取ることができる。排出ステーション30を通過して、中高のコンベヤベルト20によって運搬され続けてもよく、または、中高のコンベヤベルト20から、中高のコンベヤベルト20の実質的にまっすぐな路の両側に位置する排出シュート50,51内に選択的に排出されることができる。梱包物12が排出ステーション30を通過する場合 には、アクチュエータ60は付勢されず、梱包物12は、そ のままスライダーベッド18、19の第１の組（すなわち「上流」側の組）からアイドルローラー34へ摺動し、次いでアイドルローラー34からスライダーベッド18、19の第２の組（「下流」側の組）へ摺動する。
しかし、排出が望まれるときには、アクチュエータ60は付勢される。その場合、アクチュエータ60が、梱包物傾斜装置31を図２の中立位置から図４のように「左側排出」のために移動する作用が例示できるが、「右側排出」も可能である。
図２、４を参照すると、アクチュエータ60の収縮時に、梱包物傾斜装置31の旋回フォーク装置32は、図２に示される「中立」位置から、図４に示される旋回位置へ移動 する。収縮することによって、直線上の２方向に操作可 能なアクチュエータ60は、左側のアイドルローラー34を、梱包物12の底部との接触からはずして下方へ動かす。逆に、右側のローラーは、上方に且つわずかに左側に押圧され、梱包物が左側へ傾斜して結局、左側の動力を供給されている引き込みローラー40に接触するように、梱包物の右側を上へ上げる。左側のアイドルローラー34が下方へ動くことによって、梱包物をそのように傾斜させる（このようなアイドルローラー34の動作によ り、梱包物を傾斜させる空間が作られる）。これは、本発明の重要な特徴である。
上記のように、アイドルローラー34を支持するアイドルローラー34の短シャフト38は、平行な支持ロッド35に対して旋回可能に取り付けられ、スライダーベッド18、19 の上面と略同一の平面より上にあるローラー34を、小包12の下面に接触したままにすることが可能である。
再度図４を参照すると、旋回フォーク装置32が図示のように移動されるときに、短シャフト38はフォーク部材と ともに旋回し、梱包物が上へ上げられ中高のコンベヤベ ルト20に対して相対旋回したときに、その旋回に追従する。
《タイミング》
装置のタイミングは、当業界では公知のように変化することができ、適切な排出特性を提供する。しかし、500FPM（フィート／秒）（約152m/秒）のベルト速度では、フォーク排出サイクルは１秒の範囲内であると推定され る。
《構造》
中高のコンベヤベルト20の変形可能ベルト部分22は、柔らかいウレタン製であることが好ましく、通常の梱包物を支持するときにわずかに変形する。
中高のコンベヤベルト20の下部のベルト本体部分24は、従来のベルト材料で製作されたものであることが好ましい。
装置は、幅２〜３フィート（約61〜91cm）、長さ２〜５フィート（約61〜152cm）の梱包物を受け入れ、これを処理するように構成される。
本発明の実施において、様々な代替例が可能である。たとえば、個々に独立したローラーの代わりに、ベルトで 連結された複数のローラーを使用することもできる。
《結論》
本発明は、開示された実施態様に関連して特に詳しく記載してきたが、多くの変形例および修正例が、添付の請求の範囲に記載されている本発明の実施例として想定で きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による搬送装置10の上面図である。梱包 物は、図示上方へ搬送される。
【図２】図１の装置10の仕分け排出装置の部分断面図であり、ベルト20を断面図で示す。この図は、「中立」位置にある旋回フォーク装置32を示し、これによってこの 状態では梱包物12は排出されることなくベルト20によっ て更に下流へ搬送される。
【図３】図２に類似した図であるが、旋回フォーク装置が一方の側、すなわち図面を見たときの「右」側、すなわち「第１の」旋回位置、へ旋回していることが異なる。
【図４】図３に類似した図であるが、旋回フォーク装置が、図面を見たときの「左」側、すなわち「第２の」旋回位置へ旋回していることが異なる。
【図５】本発明による中高のコンベヤベルト20の高さの 一部分を示す図である。
【図６】梱包物12の載置により中高のコンベヤベルト20 が変形している様子を示す。

Claims (6)

1. 所定値以上の幅があり、実質的に平坦な底 面を持つ被搬送物（12）の搬送装置であって、
   前記所定値よりも幅が狭く、前記被搬送物の重量によっ て弾性変形するように構成されており、前記被搬送物の 底面の略中央を支持して搬送するコンベヤベルト（20） と、
   前記被搬送物の排出箇所（30）以外の部分で、前記被搬 送物の前記コンベヤベルト（20）から側方にはみ出した 部分の底面を支持する支持手段（18、19）と、
   前記排出箇所において前記被搬送物の前記コンベヤベル ト（20）から側方にはみ出した部分の底面を支持すると 共に、旋回によって前記被搬送物の姿勢を変更する作用 を行うフォーク形の排出部材（33,34）と、
   前記排出箇所に設けられた第１、第２の引き込み部材 （40、41）とを有し、
   前記排出部材（33,34）は前記被搬送物の姿勢を、前記 被搬送物に前記排出箇所を通過させて前記コンベヤベル ト（20）による搬送を継続させる中立姿勢と、前記被搬 送物を搬送方向左側に排出するために前記被搬送物を左 側に傾ける第１の傾斜姿勢と、前記被搬送物を搬送方向 右側に排出するために前記被搬送物を右側に傾ける第２ の傾斜姿勢とのいずれかにするものであり、
   前記第１、第２の引き込み部材（40、41）は、前記被搬 送物が前記中立姿勢の時は前記被搬送物に接触せず、前 記第１の傾斜姿勢の時は第１の引き込み部材（40）が前 記被搬送物の底面に接触して前記被搬送物を搬送方向左 側に引き込み、前記第２の傾斜姿勢の時は第２の引き込 み部材（41）が前記被搬送物の底面に接触して前記被搬 送物を搬送方向右側に引き込むように配置されているこ とを特徴とする搬送装置。
2. 前記フォーク形の排出部材（33,34）は、前記中立姿勢の略中心に対して前記被搬送物の搬送方向 右側の第１の排出部材部分と搬送方向左側の第２の排出 部材部分とを有し、
   前記第２の排出部材部分が下方へ動くときには前記第１の排出部材部分が上方へ動き、前記第２の排出部材部分が上方へ動くときには前記第１の排出部材部分が下方へ動くように、運動が同期される請求項１記載の搬送装置。
3. 前記第１および第２の排出部材部分は、そ の各々のうちの一方が、前記被搬送物に接触するときに、前記ベルトの中心に向けて上方且つ内側へ動く請求項２記載の搬送装置。
4. 前記第１および第２の排出部材部分は、各 々、少なくとも１つの搬送装置ローラー（34）を含む請 求項２記載の搬送装置。
5. 前記搬送装置ローラー（34）は、前記フォ ーク形の排出部材（33,34）が前記中立位置にある間に、前記被搬送物を回転支持する請求項４記載の搬送装置。
6. 前記搬送装置ローラー（34）は、前記コン ベヤベルト（20）の移動方向に実質的に直交する軸を中心にして回転するように装着される請求項４記載の搬送装置。

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