JP6140467B2 - 被搬送物の方向転換装置 - Google Patents

Description

本発明は、被搬送物の方向転換装置に関する。

例えば物流システムの分野において、製品やコンテナ等の任意の被搬送物を所望の場所に搬送する際、被搬送物を搬送する経路の途中で搬送方向を転換する場合がある。この場合、被搬送物の方向転換装置が従来から使用されている。従来の方向転換装置の一例として、ローラーコンベアの隣り合うローラーの間からベルトを上昇させ、被搬送物をローラーコンベアの搬送面からベルトにより持ち上げて方向転換する方式の装置が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。もしくは、他の例として、搬送ローラーを支持するローラー側フレーム部材と、ベルトを支持するベルト側フレーム部材と、を交互に昇降させることで、被搬送物を上下動させることなく方向転換する方式の装置が提案されている（例えば特許文献３参照）。

特許第５１１４２４６号公報 特開２００３−１７６０２０号公報 特開２０１１−６１６６号公報

従来の方向転換装置、例えば上記の特許文献２、特許文献３の方向転換装置においては、ローラーやベルトの昇降動作にエアシリンダ、もしくは水平移動部材とコロとを組み合わせた往復運動機構が用いられていた。この構成を採用した場合、上昇動作のときと下降動作のときとで制御面で正逆の切り替えが必要であり、制御が複雑になる、という課題があった。上記の特許文献１の方向転換装置においては、１つの昇降用モーターローラーと２つの搬送部とがリンク機構で連結された構成を有していた。この構成を採用した場合、昇降機構の構造が複雑であり、信頼性の低下につながる、メンテナンス作業が行いにくい、という課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、直交する方向に被搬送物を搬送する２つの搬送ユニットの昇降動作に係わる昇降機構の構造や制御を簡素化できる被搬送物の方向転換装置を提供することを目的の一つとする。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の被搬送物の方向転換装置は、被搬送物を搬送面内の第１の方向に搬送する第１の搬送ユニットと、前記被搬送物を前記搬送面内の前記第１の方向と略直交する第２の方向に搬送する第２の搬送ユニットと、前記第１の搬送ユニットと前記第２の搬送ユニットとを、前記搬送面と略直交する第３の方向に交互に昇降させる昇降機構と、を備え、前記昇降機構が、第１の板カムおよび第２の板カムを停止角と割付角との位相がずれた配置でカムシャフトに固定してなるパラレルカム機構と、前記パラレルカム機構を駆動する駆動手段と、を備え、前記駆動手段が前記パラレルカム機構を駆動した際に、前記第１の搬送ユニットの搬送面と前記第２の搬送ユニットの搬送面とが搬送経路と同一高さにある状態から、前記第１の搬送ユニットと前記第２の搬送ユニットとのいずれか一方が前記搬送経路の下方に退避する構成とされ、前記昇降機構は、前記被搬送物が前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットの上方に搬送された期間において、前記第１の搬送ユニットと前記第２の搬送ユニットとの双方が前記被搬送物を同時に支持する期間を有するように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１の搬送ユニットと第２の搬送ユニットとを交互に昇降させる昇降機構がパラレルカム機構で構成されているため、昇降機構が簡単で強固な構成となる。これにより、昇降機構の破損のおそれが低減し、昇降機構の信頼性を向上することができる。

また、第１の搬送ユニットの搬送面と第２の搬送ユニットの搬送面とが搬送経路と同一高さにある状態からいずれか一方のユニットが搬送経路の下方に退避する。なお、「搬送経路」とは、当該方向転換装置の上流側もしくは下流側に配置される搬送装置の搬送面を含む平面上の経路のことである。これにより、第１の搬送ユニットと第２の搬送ユニットとの間で被搬送物を受け渡す際に、被搬送物を搬送面よりも上方に持ち上げる必要がない。言い換えると、被搬送物を２つのユニットの間で受け渡す際に、被搬送物の位置エネルギーが変化しない。そのため、被搬送物を持ち上げる方式の装置に比べ、昇降機構への被搬送物の荷重の影響を低減でき、消費電力を低減することができる。また、被搬送物が衝撃を受けることがなく、被搬送物の搬送方向を円滑に転換することができる。

本発明の一つの態様の被搬送物の方向転換装置において、前記第１の板カムおよび前記第２の板カムは、割付角領域での回転軸中心からの半径が停止角領域での回転軸中心からの半径よりも小さい構成とすることが好ましい。

この構成によれば、２つのユニットの搬送面が搬送経路と同一高さにある状態からいずれか一方のユニットが搬送経路の下方に退避する動作を容易に実現することができる。

本発明の一つの態様の被搬送物の方向転換装置において、前記昇降機構と前記昇降機構を支持する昇降機構支持部材とを含むベースユニットと、前記ベースユニットに対する前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットの前記搬送面と平行な面内での位置を決める位置決め手段と、を備え、前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットの各々が、前記ベースユニットに対して着脱自在とされることが好ましい。

この構成によれば、使用者は、第１の搬送ユニットおよび第２の搬送ユニットをベースユニットから容易に取り外すことができ、設置作業、移動作業、メンテナンス作業等の各作業を容易に行うことができる。また、方向転換装置を構成する各ユニットを個別に取り扱うことができるため、例えば各ユニットを分業で生産したり、各ユニットを別個に輸送して現地で組み立てたりすることも可能である。

本発明の一つの態様の被搬送物の方向転換装置において、前記第１の搬送ユニットに第１のカムフォロアが設けられ、前記第２の搬送ユニットに第２のカムフォロアが設けられ、前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットが前記ベースユニットの上方に載置された状態で、前記第１の板カムと前記第１のカムフォロアとが接触し、前記第２の板カムと前記第２のカムフォロアとが接触することが好ましい。

この構成によれば、使用者は、第１の搬送ユニットおよび第２の搬送ユニットをベースユニットの上方に載置し、第１の板カムと第１のカムフォロアとを接触させ、第２の板カムと第２のカムフォロアとを接触させることにより、昇降機構を容易に実現することができる。

本発明の一つの態様の被搬送物の方向転換装置において、前記第１の板カムおよび前記第２の板カムが、前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットの周縁部に複数設けられていることが好ましい。

この構成によれば、第１の搬送ユニットおよび第２の搬送ユニットを安定して昇降させることができる。

以上述べたように、本発明の一つの態様の被搬送物の方向転換装置によれば、２つの搬送ユニットの昇降動作に係わる昇降機構の構造や制御を簡素化でき、昇降機構の信頼性を向上し、被搬送物の搬送動作を安定させることができる。

本実施形態の被搬送物の方向転換装置を示す斜視図である。 本実施形態の被搬送物の方向転換装置を示す平面図である。 本実施形態の被搬送物の方向転換装置をユニット毎に分解した状態を斜め上から見た斜視図である。 本実施形態の被搬送物の方向転換装置をユニット毎に分解した状態を斜め下から見た斜視図である。 ベルトユニットの側面図である。 （Ａ）ベルトユニットのうち、ベルトとブラケットの部分のみを示す斜視図であり、（Ｂ）ベルトユニットの全体を示す斜視図である。 ベースユニットの正面図である。 ベースユニットの側面図である。 ローラーユニットとベルトユニットの昇降動作を説明するための図であり、ローラーユニットが被搬送物を支持している状態の正面図である。 ローラーユニットとベルトユニットの昇降動作を説明するための図であり、ベルトユニットが被搬送物を支持している状態の正面図である。 本発明の一実施形態の搬送設備の一部を示す平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）被搬送物の方向転換装置上での被搬送物の受け渡し動作を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。
本実施形態の被搬送物の方向転換装置は、一例として、物流センターや工場等の現場で荷物やコンテナ等の被搬送物を搬送する搬送設備に用いられる。また、生鮮食料品の仕入れ、加工、配送を一括して行う拠点、いわゆるプロセスセンターの生産設備や仕分け設備、配送設備等に用いることもできる。以上の用途は単なる一例であり、これらに限定されるものではない。
以下、説明を簡潔にするため、「被搬送物の方向転換装置」を単に「方向転換装置」と称する。また、説明の都合上、図１に示す矢印Ｆの先端側を装置の前面側、矢印Ｂの先端側を装置の後面側とする。

図１〜図４に示すように、本実施形態の方向転換装置１は、ローラーユニット２（第１の搬送ユニット）と、ベルトユニット３（第２の搬送ユニット）と、ベースユニット４と、を備えている。ローラーユニット２は、被搬送物を搬送面内における第１の方向に搬送するユニットである。ベルトユニット３は、被搬送物を搬送面内における第１の方向と直交する第２の方向に搬送するユニットである。ベースユニット４は、ローラーユニット２とベルトユニット３とを支持するとともに、ローラーユニット２とベルトユニット３とを昇降動作させるためのパラレルカム機構５（昇降機構）、昇降用モーター６（駆動手段）等を搭載するユニットである。

後述するが、ローラーユニット２においては、複数のローラー８の上面が被搬送物の下面に接して被搬送物を支持しつつ搬送する。したがって、以下の説明では、複数のローラー８の上面を含む水平面をローラーユニット２の搬送面と称する。また、ベルトユニット３においては、複数のベルト２０の上面が被搬送物の下面に接して被搬送物を支持しつつ搬送する。したがって、以下の説明では、複数のベルト２０の上面を含む水平面をベルトユニット３の搬送面と称する。

ローラーユニット２は、複数のローラー８と、ローラー支持フレーム９（ローラー支持部）と、を備えている。ローラー支持フレーム９は、複数のローラー８を回転自在に支持するためのものである。ローラー８は、例えば金属製の円筒体で構成されている。ローラー８は、円筒体の中心軸に位置する回転軸１０の両端でローラー支持フレーム９に支持されている。複数のローラー８は、各ローラー８の回転軸１０の延在方向と直交する方向に互いに間隔をおいて配置されている。

図４に示すように、ローラー支持フレーム９は、側板１２と梁部材１３と前面板１４と後面板１５とで構成されている。側板１２は、上端部１２ａと下端部１２ｃとが側板部１２ｂに対して略９０度に折り曲げられた板材で構成されている。２枚の側板１２は、互いに対向するように配置され、２本の梁部材１３、前面板１４、後面板１５の各々により連結されている。なお、図４では、各部材を見やすくするため、後述するベースシャーシの図示を省略する。

前面板１４の左右両端に、パラレルカム機構５を構成するカムフォロア１７（第１のカムフォロア）がそれぞれ設けられている。同様に、後面板１５の左右両端にもカムフォロア１７がそれぞれ設けられている。カムフォロア１７は、例えばベアリングで構成されている。パラレルカム機構５については、後で詳しく説明する。また、各梁部材１３の下面に、後述するガイドピンを挿通させるための孔１３ｈ（第１の孔）が設けられ、孔１３ｈにブッシュが嵌入されている。

本実施形態では、複数のローラー８のうち、１本のローラー（例えば図２の上から３本目のローラー８Ｋ）が駆動ローラーであり、他のローラー（例えば図２の上から１，２，４〜６本目のローラー８Ｊ）が従動ローラーである。駆動ローラー８Ｋには、いかなる形態の駆動ローラーを用いてもよいが、モーターが円筒体に内蔵された形態の駆動ローラー、いわゆるモーターローラーを用いることが好ましい。モーターローラーを用いた場合、モーターを別途配置するスペースが不要となり、ローラーユニット２の小型化が図れる。

駆動ローラー８Ｋと従動ローラー８Ｊとにはベルト１８が巻回されており、駆動ローラー８Ｋの回転はベルト１８を介して従動ローラー８Ｊに伝達される。以上の構成により、搬送面となる複数のローラー８の上面にわたって載置された被搬送物は、ローラー８の回転により搬送面内における回転軸１０と直交する方向（第１の方向）に搬送される。なお、本実施形態のローラーユニット２は６本のローラー８を備えているが、ローラー８の本数は６本に限ることはない。

図５に示すように、ベルトユニット３は、各々がベルト２０を備えた複数のサブユニット２１と、モーターローラー２２と、支持フレーム２３と、を備えている。モーターローラー２２は、ベルト２０を駆動する動力源である。支持フレーム２３は、複数のサブユニット２１とモーターローラー２２とを支持する部材である。本実施形態のベルトユニット３は４組のサブユニット２１を備えているが、サブユニット２１の個数は４組に限ることはない。ただし、サブユニット２１の個数は、ローラーユニット２の隣り合う２本のローラー８の間隙、もしくは両端のローラー８の外側の空間に配置できるだけの個数となる。

図５に示すように、支持フレーム２３は、前端部２３ａと後端部２３ｃとが底板部２３ｂに対して略９０度に折り曲げられた板材で構成されている。モーターローラー２２は、回転軸２４の両端で支持フレーム２３の前端部２３ａと後端部２３ｃとに支持されている。複数のサブユニット２１は、モーターローラー２２の回転軸２４の延在方向に互いに間隔をおいて配置されている。ベルトユニット３における各サブユニット２１の位置は、図２に示すように、ローラーユニット２と組み合わせたときに隣り合う２本のローラー８の間隙にベルト２０が位置するように設定されている。

図６（Ａ）に示すように、サブユニット２１は、ブラケット２５と複数のプーリー２６とベルト２０（無端状部材）とで構成されている。ブラケット２５は、下辺側に切り欠き部２５ｈを有し、切り欠き部２５ｈの両側方の下端が略９０度に折り曲げられた折曲部２５ｃを有する板材で構成されている。複数のプーリー２６はブラケット２５の周縁部に配置され、回転自在に支持されている。ベルト２０は、複数のプーリー２６にわたって巻回されている。ベルト２０には、例えば抗張力性や耐摩耗性に優れたポリウレタン製の無端状ベルトが用いられるが、他の材質のベルトを用いてもよい。以上の構成により、ベルト２０は、複数のプーリー２６を介してブラケット２５に回転自在に支持される。

本実施形態のサブユニット２１は、ブラケット２５の上辺に沿って６個、ブラケット２５の下辺側に２個、合計８個のプーリー２６を備えている。ただし、プーリー２６の個数は８個に限ることはない。また、ブラケット２５の下辺側の２個のプーリー２６は、切り欠き部２５ｈの両側方に配置されている。

図６（Ｂ）に示すように、ブラケット２５の切り欠き部２５ｈの縁に沿ってベルト２０が配置された状態で、モーターローラー２２は切り欠き部２５ｈの内部に挿入される。このとき、ベルト２０は、外側からモーターローラー２２の外周面に押し付けられる。図５に示すように、サブユニット２１と支持フレーム２３とは、ブラケット２５の折曲部２５ｃと支持フレーム２３の底板部２３ｂとがボルト・ナット等の締結部材２７で締結されることにより確実に固定される。このようにして、ベルト２０が外側からモーターローラー２２の外周面に押圧された状態は維持される。

図６（Ｂ）では、１組のサブユニット２１のみを図示するが、他の３組のサブユニット２１も同様に支持フレーム２３に固定される。これにより、モーターローラー２２の回転は、モーターローラー２２の外周面とベルト２０の外周面との摩擦力により、全てのサブユニット２１のベルト２０に同時に伝達される。以上の構成により、搬送面となる複数のベルト２０の上面にわたって載置された被搬送物は、ベルト２０の回転により搬送面内におけるベルト２０の延在方向（第２の方向）に搬送される。

図４に示すように、４個のサブユニット２１のうち、最前面に位置するサブユニット２１のブラケット２５の左右両端に、パラレルカム機構を構成するカムフォロア２９（第２のカムフォロア）がそれぞれ設けられている。同様に、最後面に位置するサブユニット２１のブラケット２５の左右両端にもカムフォロア２９がそれぞれ設けられている。カムフォロア２９は、ローラーユニット２のカムフォロア１７と同様のベアリングで構成される。支持フレーム２３の底板部２３ｂに、後述するガイドピンを挿通させるための孔２３ｈ（第２の孔）が設けられ、孔２３ｈにブッシュが嵌入されている。

図３、図７、図８に示すように、ベースユニット４は、パラレルカム機構５と、昇降用モーター６と、回転伝達機構３１と、ガイドピン３２と、ベースシャーシ３３と、を備えている。パラレルカム機構５は、ローラーユニット２とベルトユニット３とを、搬送面と直交する方向、すなわち鉛直方向に交互に昇降させるための昇降機構である。昇降用モーター６は、パラレルカム機構５を駆動するための駆動手段である。回転伝達機構３１は、昇降用モーター６の回転をパラレルカム機構５に伝達する。ガイドピン３２は、ベースユニット４に対するローラーユニット２とベルトユニット３との水平面内での位置を決める位置決め手段として機能する。

ベースシャーシ３３は、底板部３３ｂと、底板部の４辺から鉛直方向に立ち上がる側板部３３ｓと、対向する１対の側板部３３ｓの上端が側方に折り曲げられたフランジ部３３ｆと、を有する。パラレルカム機構５、昇降用モーター６、回転伝達機構３１、ガイドピン３２の各部材は、ベースシャーシ３３の底板部３３ｂの上面に固定されている。

図９、図１０に示すように、方向転換装置１は、ベースシャーシ３３のフランジ部３３ｆが上流側もしくは下流側のローラーコンベアのフレーム４１にボルト・ナット等の締結部材４２で締結されることによりローラーコンベアに固定される。

図８に示すように、パラレルカム機構５は、ベースシャーシ３３の左右に１組ずつ設けられている。パラレルカム機構５は、第１の板カム３５と第２の板カム３６とからなるパラレルカムを前後に１組ずつ有するカムシャフト３７を備えている。カムシャフト３７は、軸受け３８によりベースシャーシ３３に固定されている。よって、第１の板カム３５と第２の板カム３６とからなるパラレルカムは、ローラーユニット２およびベルトユニット３の四隅に配置されている。パラレルカムの配置は、必ずしもローラーユニット２およびベルトユニット３の四隅に限るものではない。しかしながら、ローラーユニット２およびベルトユニット３を安定して昇降させるためには、パラレルカムは少なくとも複数個設けられ、ローラーユニット２およびベルトユニット３を平面視したときに点対称の位置に配置されることが望ましい。

図９、図１０に示すように、第１の板カム３５と第２の板カム３６の各々は、同一形状、同一寸法のカムであり、１８０°の停止角領域Ｘ１，Ｘ２と１８０°の割付角領域Ｙ１，Ｙ２とを有している。これらの板カム３５，３６は、割付角領域Ｙ１，Ｙ２での回転軸中心からの半径が停止角領域Ｘ１，Ｘ２での回転軸中心からの半径よりも小さいものである。

第１の板カム３５と第２の板カム３６とは、各板カム３５，３６の停止角と割付角との位相が１８０°ずれた配置でカムシャフト３７に固定されている。ローラーユニット２とベルトユニット３とがベースユニット４の上方に載置された状態で、第１の板カム３５はローラーユニット２のカムフォロア１７に接触し、第２の板カム３６はベルトユニット３のカムフォロア２９に接触する。なお、各板カム３５，３６の停止角と割付角との位相のずれは必ずしも１８０°でなくてもよい。

回転伝達機構３１には、例えばベベルギアが用いられる。図４に示すように、昇降用モーター６の回転軸は、２組のパラレルカム機構５のうち、一方のパラレルカム機構５Ａのカムシャフト３７にベベルギアを介して連結されている。また、一方のパラレルカム機構５Ａのカムシャフト３７と他方のパラレルカム機構５Ｂのカムシャフト３７とは、リンクロッド４０を介して連結されている。この構成により、昇降用モーター６の回転は、ベベルギアを介して一方のパラレルカム機構５Ａのカムシャフト３７に伝達され、リンクロッド４０を介して他方のパラレルカム機構５Ｂのカムシャフト３７に伝達される。昇降用モーター６の回転に伴い、ベースシャーシ３３の四隅に位置する第１の板カム３５、第２の板カムはともに同位相で回転する。

本実施形態では、一方のパラレルカム機構５Ａのカムシャフト３７と他方のパラレルカム機構５Ａのカムシャフト３７との回転伝達機構として、リンクロッド４０を用いたが、例えばチェーンやタイミングベルトなどを用いてもよい。また、昇降用モーター６の回転をパラレルカム機構５のカムシャフト３７に伝達する回転伝達機構３１として、ベベルギアを用いたが、その他の一般的な回転伝達機構に代えてもよい。

図８に示すように、ガイドピン３２は、ベースシャーシ３３の底板部３３ｂの２箇所に設けられている。ガイドピン３２は、底板部３３ｂに垂直な方向、すなわち鉛直方向に延在するように固定されている。図４に示すように、ベルトユニット３とローラーユニット２とは、ガイドピン３２がベルトユニット３の支持フレーム２３の孔２３ｈとローラーユニット２の梁部材１３の孔１３ｈとに順次挿通された状態で、ベースユニット４の上方に載置されている。すなわち、ベルトユニット３とローラーユニット２とは、ガイドピン３２によりベースユニット４に対する水平面内での位置決めがなされるとともに、鉛直方向にはガイドピン３２に沿って昇降自在となっている。

ベースユニット４は、ローラーユニット２とベルトユニット３とがガイドピン３２から抜け出ることを規制する部材を備えていない。そのため、ローラーユニット２とベルトユニット３とは、ベースユニット４に対してそれぞれ着脱自在となっている。また、ガイドピン３２はベースシャーシ３３上の離れた２箇所に設けられているため、ローラーユニット２とベルトユニット３とは水平面内で回転することはない。

その他、図示は省略するが、方向転換装置１は、被搬送物が搬送されてきたことを検知するセンサー、カムシャフトの回転角を検出するためのセンサー、これらセンサーの検知結果に基づいて各ユニットの動作を制御する制御部等を備えている。

以下、本実施形態の方向転換装置１の動作について、図９、図１０を用いて説明する。
ここでは、上流側から搬送されてきた被搬送物Ｗをローラーユニット２とベルトユニット３とで受け取った後、ベルトユニット３に受け渡し、ベルトユニット３から下流側に送り出す場合の動作の一例を示す。

被搬送物Ｗが方向転換装置１の位置に搬送されてきたとき、図９に示すように、パラレルカム機構５の第１の板カム３５は、停止角領域Ｘ１がローラーユニット２のカムフォロア１７に接触する位置にある。ここで、例えばベースユニット４の下面を基準面Ｐとしたとき、第１の板カム３５の停止角領域Ｘ１がローラーユニット２のカムフォロア１７に接触している期間は、ローラーユニット２の搬送面Ｈ１の基準面Ｐからの高さＴ１が最も高い上昇位置となる。

この状態で、ローラーユニット２の複数のローラー８が回転して被搬送物Ｗが引き込まれ、所定の位置に停止する。このとき、図１０に示すように、第２の板カム３６の割付角領域Ｙ２がベルトユニット３のカムフォロア２９に接触した状態から停止角領域Ｘ２に達するまでカムシャフト３７が回転し、ベルトユニット３がローラーユニット２と同じ高さまでせり上がる。このとき、被搬送物Ｗはローラーユニット２とベルトユニット３の双方に支えられた状態となる。

さらにカムシャフト３７が回転し、第１の板カム３５の割付角領域Ｙ１がローラーユニット２のカムフォロア１７に接触する期間に入ると、ローラーユニット２の搬送面は最大高さＴ１の位置から退避（下降）を開始する。第１の板カム３５と第２の板カム３６とは位相が１８０°ずれているため、第１の板カム３５の割付角領域Ｙ１がローラーユニット２のカムフォロア１７に接する期間が始まるのと同時に、第２の板カム３６の停止角領域Ｘ２がベルトユニット３のカムフォロア２９に接触する期間が始まる。そのため、ベルトユニット３の昇降動作は停止する。

図１０に示すように、第２の板カム３６の停止角領域Ｘ２がベルトユニット３のカムフォロア２９に接触している期間は、ベルトユニット３の搬送面Ｈ２の基準面Ｐからの高さＴ２が最も高くなる。この時点で、ローラーユニット２の搬送面は最大高さＴ１の位置から既に退避しているため、被搬送物Ｗはベルトユニット３のみに支えられた状態となる。この状態で、ベルトユニット３のベルト２０が回転し、被搬送物Ｗは方向転換装置１の下流側に送り出される。ローラーユニット２の搬送面Ｈ１の高さＴ１とベルトユニット３の搬送面Ｈ２の高さＴ２とは等しい。また、第１の板カム３５と第２の板カム３６とは同一寸法であるため、ローラーユニット２の昇降幅とベルトユニット３の昇降幅とは等しい。

以上のように、パラレルカム機構５においては、カムシャフト３７が一方向に回転することにより、ローラーユニット２とベルトユニット３とが交互に昇降する。すなわち、ローラーユニット２が上昇位置にあるとき、ベルトユニット３の搬送面はローラーユニット２の搬送面と同じか、それよりも低い位置にある。これとは逆に、ベルトユニット３が上昇位置にあるとき、ローラーユニット２の搬送面はベルトユニット３の搬送面と同じか、それよりも低い位置にある。

ローラーユニット２の上昇位置での搬送面Ｈ１の高さＴ１とベルトユニット３の上昇位置での搬送面Ｈ２の高さＴ２とは一致しているため、被搬送物Ｗをローラーユニット２とベルトユニット３との間で受け渡す際に、被搬送物Ｗを持ち上げる必要がない。言い換えると、被搬送物Ｗをローラーユニット２とベルトユニット３との間で受け渡す際に、被搬送物Ｗの位置エネルギーが変化しない。そのため、被搬送物Ｗを持ち上げる方式の装置に比べ、昇降用モーター６やパラレルカム機構５への被搬送物Ｗの荷重の影響を低減でき、消費電力を低減することができる。また、被搬送物Ｗをローラーユニット２とベルトユニット３との間で受け渡す際、被搬送物Ｗが衝撃を受けることがなく、被搬送物Ｗの搬送方向を円滑に転換することができる。

以下、本実施形態の方向転換装置１を備えた搬送設備の一例について説明する。
図１１に示すように、搬送設備４３は、第１のローラーコンベア４４と、第１の方向転換装置４５と、第２のローラーコンベア４６と、第２の方向転換装置４７と、第３のローラーコンベア４８と、を備えている。すなわち、搬送設備４３は、３台のローラーコンベアと２台の方向転換装置とを組み合わせた構成を有している。ここで、第１の方向転換装置４５および第２の方向転換装置４７に、本実施形態の方向転換装置１が用いられる。

被搬送物Ｗは、第１のローラーコンベア４４上を紙面の上側から下側に向けて矢印Ａ１の方向に搬送された後、第１の方向転換装置４５により搬送方向が９０°変わり、第１の方向転換装置４５から第２のローラーコンベア４６に送り出される。さらに、被搬送物Ｗは、第２のローラーコンベア４６上を紙面の右側から左側に向けて矢印Ａ２の方向に搬送された後、第２の方向転換装置４７により搬送方向が９０°変わり、第２の方向転換装置４７から第３のローラーコンベア４８に向けて矢印Ａ３の方向に送り出される。

第１のローラーコンベア４４、第２のローラーコンベア４６、および第３のローラーコンベア４８には、従来のローラーコンベアを用いることができる。そのため、これらローラーコンベアについての詳細な説明は省略する。たとえば、ローラーの軸方向に対して垂直に配置したドライブシャフトの回転を、プーリーとベルトを介して１本ずつ独立して伝達するローラーコンベアを用いることができる。

第１の方向転換装置４５と第２の方向転換装置４７とは、装置構成が同一であるが、被搬送物Ｗが搬送された際のローラーユニット２とベルトユニット３との間の被搬送物Ｗの受け渡し動作が異なる。

各方向転換装置と搬送方向との関係を見ると、第１の方向転換装置４５の各ローラー８の回転軸方向は、その上流側の第１のローラーコンベア４４のローラー５０の回転軸方向と平行である。言い換えると、第１の方向転換装置４５の各ローラー８の回転軸方向は、その上流側の第１のローラーコンベア４４による被搬送物Ｗの搬送方向と直交している。これに対し、第２の方向転換装置４７の各ローラー８の回転軸方向は、その上流側の第２のローラーコンベア４６のローラー５０の回転軸方向と直交している。言い換えると、第２の方向転換装置４７の各ローラー８の回転軸方向は、その上流側の第２のローラーコンベア４６による被搬送物Ｗの搬送方向と平行である。

各方向転換装置と各ローラーコンベアとの配置の違いに伴い、上述したように、第１の方向転換装置４５と第２の方向転換装置４７とでは、被搬送物Ｗが搬送された際のローラーユニット２とベルトユニット３との間の被搬送物Ｗの受け渡し動作が異なる。第１の方向転換装置においては、第１のローラーコンベア４４から搬送された被搬送物Ｗを双方のユニットで受け取った後、ローラーユニット２からベルトユニット３に受け渡し、ベルトユニット３から第２のローラーコンベア４６に送り出す。

これに対し、第２の方向転換装置４７においては、第２のローラーコンベア４６から搬送された被搬送物Ｗを双方のユニットで受け取った後、ベルトユニット３からローラーユニット２に受け渡し、ローラーユニット２から第３のローラーコンベア４８に送り出す。この種の異なる動作を実現するためには、第１の方向転換装置４５と第２の方向転換装置４７とで、パラレルカム機構５のカムシャフト３７の位相を１８０°ずらしておけばよい。このように、本実施形態の搬送設備４３では、受け渡し動作が異なる２つの方向転換装置４５，４７を、同一構成の方向転換装置で実現することができる。

搬送設備４３は、物流センターや工場等の床面上に、例えばスタンド等の脚部を用いて一定の高さに設置される。被搬送物Ｗは、搬送経路の全体にわたって、第１のローラーコンベア４４、第２のローラーコンベア４６、および第３のローラーコンベア４８の複数のローラー５０、第１の方向転換装置４５および第２の方向転換装置４７の複数のローラー８および複数のベルト２０に下方から支持された状態で搬送される。ここで、各ローラーコンベア４４，４６，４８においては複数のローラー５０の上端を含む平面を搬送面とする。

このとき、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各方向転換装置４５，４７のローラーユニット２の上昇位置における搬送面Ｈ１、およびベルトユニット３の上昇位置における搬送面Ｈ２が、各ローラーコンベア４４，４６，４８の搬送面Ｈ３と同一水平面をなすように、各方向転換装置４５，４７と各ローラーコンベア４４，４６，４８の高さが調整されている。この構成によれば、被搬送物Ｗが上流側のローラーコンベアから方向転換装置に乗り移る箇所、あるいは被搬送物Ｗが方向転換装置から下流側のローラーコンベアに乗り移る箇所において段差が生じないため、被搬送物Ｗが衝撃を受けることがない。

本実施形態の方向転換装置１においては、ローラーユニット２とベルトユニット３の昇降動作に昇降用モーター６とパラレルカム機構５を用いているため、昇降用モーター６の正転／逆転の制御を行うことなく、一方向の回転で昇降動作を実現できる。これにより、昇降動作の制御をシンプルにすることができる。なお、昇降用モーター６の正転／逆転の制御を行ってもよい。また、パラレルカム機構５が簡単な構造であるため、強固で信頼性の高い昇降機構を実現することができる。さらに、第１の板カム３５と第２の板カム３６とからなるパラレルカムがベースシャーシ３３の四隅に配置されているため、ローラーユニット２とベルトユニット３を安定して昇降させることができる。

また、ローラーユニット２、ベルトユニット３の各々は、ベースユニット４に対して着脱自在とされている。そのため、使用者は、ローラーユニット２とベルトユニット３とをベースユニット４から簡単に取り外すことができ、方向転換装置１の設置作業、移動作業、メンテナンス作業等の各作業を容易に行うことができる。また、方向転換装置１を構成する各ユニットを個別に取り扱うことができるため、例えば各ユニットを分業で生産したり、各ユニットを別個に輸送して現地で組み立てたりすることも可能である。組み立ての際にも、ローラーユニット２、ベルトユニット３の各々をガイドピン３２の位置に合わせてベースユニット４上に載置するだけでよく、方向転換装置１を簡単に組み立てることができる。

従来、搬送ベルトの駆動機構は、インダクションモーターとギヤにより実現されていることが多い。しかしながら、この構成の場合、ベルトとその駆動手段を含むユニットはある程度の高さが必要となり、装置の大型化につながるという欠点がある。また、ベルトを駆動プーリーに巻き付ける構成となるため、例えばベルトを交換する際には駆動プーリーを分解して取り外す必要がある。そのため、ベルト交換作業に手間が掛かるという問題もある。

これに対して、本実施形態のベルトユニット３においては、ブラケット２５に設けられた切り欠き部２５ｈにモーターローラー２２が挿入され、その挿入箇所でベルト２０の外面をモーターローラー２２に押し付けることでベルト２０を駆動する構成となっている。そのため、駆動部を含むベルトユニット３の全体の高さを低減することができる。これにより、方向転換装置１の小型化、薄型化が図れる。使用者は、ブラケット２５を支持フレーム２３から取り外すだけでベルト２０とモーターローラー２２とを簡単に分離することができる。そのため、従来のように駆動プーリーを分解する必要がなく、ベルト２０の交換作業やメンテナンス作業を容易に行うことができる。

本実施形態の搬送設備４３は、搬送経路の全体にわたって段差がなく、被搬送物Ｗの床面からの高さが変わらない構成となっている。そのため、被搬送物Ｗが衝撃を受けたり、振動したりすることがなく、被搬送物Ｗを安定して搬送することができる。例えば、比較的軽量で薄型のコンテナを多段に積み重ねて搬送するような場合でも、荷崩れを起こすおそれを低減することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、第２搬送ユニットにおいて被搬送物を搬送する無端状部材としてベルトを用いたが、ベルトに代えて、例えばチェーンを用いてもよい。また、位置決め手段をベースユニットのガイドピンとローラーユニット、ベルトユニットの孔とで構成したが、位置決め手段はこの構成に限ることなく、ベースユニット、ローラーユニット、ベルトユニットの３つのユニット間で嵌合し合う部材であれば、他の部材を用いてもよい。

本明細書において、「第１の搬送ユニット（実施形態でのローラーユニット）と第２の搬送ユニット（実施形態でのベルトユニット）とを交互に昇降させる」との記載を用いたが、これは、全ての期間にわたって一方の搬送ユニットが上昇位置にあるときに他方の搬送ユニットが下降位置にあり、一方の搬送ユニットが下降位置にあるときに他方の搬送ユニットが上昇位置にあることを意味するのではなく、一部の期間では双方の搬送ユニットがともに上昇位置または下降位置にある場合も含む概念である。

本発明は、例えば搬送設備、製品の加工設備や仕分け設備等に用いる被搬送物の方向転換装置に利用可能である。

１…方向転換装置、２…ローラーユニット（第１の搬送ユニット）、３…ベルトユニット（第２の搬送ユニット）、４…ベースユニット、５…パラレルカム機構（昇降機構）、６…昇降用モーター（駆動手段）、８…ローラー、９…ローラー支持フレーム、１３ｈ…孔、１７…カムフォロア（第１のカムフォロア）、２０…ベルト（無端状部材）、２３…支持フレーム、２３ｈ…孔、２９…カムフォロア（第２のカムフォロア）、３２…ガイドピン（位置決め手段）、３３…ベースシャーシ（昇降機構支持部材）、３５…第１の板カム、３６…第２の板カム、Ｗ…被搬送物。

Claims (5)

1. 被搬送物を搬送面内の第１の方向に搬送する第１の搬送ユニットと、
   前記被搬送物を前記搬送面内の前記第１の方向と略直交する第２の方向に搬送する第２の搬送ユニットと、
   前記第１の搬送ユニットと前記第２の搬送ユニットとを、前記搬送面と略直交する第３の方向に交互に昇降させる昇降機構と、を備え、
   前記昇降機構が、第１の板カムおよび第２の板カムを停止角と割付角との位相がずれた配置でカムシャフトに固定してなるパラレルカム機構と、前記パラレルカム機構を駆動する駆動手段と、を備え、
   前記駆動手段が前記パラレルカム機構を駆動した際に、前記第１の搬送ユニットの搬送面と前記第２の搬送ユニットの搬送面とが搬送経路と同一高さにある状態から、前記第１の搬送ユニットと前記第２の搬送ユニットとのいずれか一方が前記搬送経路の下方に退避する構成とされ、
   前記昇降機構は、前記被搬送物が前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットの上方に搬送された期間において、前記第１の搬送ユニットと前記第２の搬送ユニットとの双方が前記被搬送物を同時に支持する期間を有するように構成されていることを特徴とする被搬送物の方向転換装置。
2. 前記第１の板カムおよび前記第２の板カムは、割付角領域での回転軸中心からの半径が停止角領域での回転軸中心からの半径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の被搬送物の方向転換装置。
3. 前記昇降機構と前記昇降機構を支持する昇降機構支持部材とを含むベースユニットと、
   前記ベースユニットに対する前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットの前記搬送面と平行な面内での位置を決める位置決め手段と、を備え、
   前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットの各々が、前記ベースユニットに対して着脱自在とされたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の被搬送物の方向転換装置。
4. 前記第１の搬送ユニットに第１のカムフォロアが設けられ、前記第２の搬送ユニットに第２のカムフォロアが設けられ、
   前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットが前記ベースユニットの上方に載置された状態で、前記第１の板カムと前記第１のカムフォロアとが接触し、前記第２の板カムと前記第２のカムフォロアとが接触することを特徴とする請求項３に記載の被搬送物の方向転換装置。
5. 前記第１の板カムおよび前記第２の板カムが、前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットの周縁部に複数設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の被搬送物の方向転換装置。

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