JP6166737B2 - 多方向ローラ組立体 - Google Patents

Description

関連出願

本発明は、２０１２年１月３１日に出願された米国仮出願第６１／５９２，７０８号の優先権を主張するものであり、その内容は、本明細書等に参照事項によって組み込まれる。

本発明は、動力駆動コンベア、特に、コンベアシステムによって物品の軌道を操作するための、作動式多方向ローラを有するコンベアに関する。

多くの小荷物および物質出荷アプリケーションは、運搬物品をコンベアの側に転換させることを必要とする。２つの例は、ベルトの側から物品を仕分けるとともに、ベルトの側に物品を登録する。米国特許第６，４９４，３１２号「斜めに配置されたローラを備える、モジュール式ローラトップコンベアベルト」（登録日２００２年１２月１７日）は、円筒形ローラがベルト移動の方向に対して斜めの回転軸でコンベアベルトに取り付けられた、コンベアシステムを開示している。このコンベアシステムは、下にある軸受面によって動作し、当該軸受面では、前記ベルトがベルト移動方向に進むように、傾斜ローラが動く。傾斜ローラは、軸受面との間の接触によってベルトが進むように回転する。傾斜ローラの回転は、コンベアベルトを挟んでコンベアの側にローラ上の物品を押圧する。これら傾斜ローラベルトは、当該ローラが、ベルト移動方向（０°のローラ角度と定義する）および当該ベルト移動方向から約３０°以下の角度範囲内で回転するように配置さえすれば、平らな軸受面上で非常によく働く。ローラ角度が３０°よりも大きいと、ローラは、平らな軸受面上を非常にスリップしやすい。

米国特許第６，９６８，９４１号「目的物を運搬するための装置および方法」（登録日２００５年１１月２９日）は、より広いローラ角度の範囲に適応した、改良された軸受面を開示している。この特許では、平らな軸受面を使用する代わりに、主軸上をベルト移動の方向に回転するように配置した作動ローラの周囲を使用している。コンベアベルトが進むとき、傾斜ベルトローラが、下にある作動ローラで回転し、これによってまた、主軸上での回転が生じる。前記外周の軸受面が回転しているので、スリップが減少するとともに、より大きなローラ角度に適応させることができる。より大きなローラ角度は、平らな軸受面で可能なよりも、より非常に急激な物品転換軌道を可能にする。しかしながら、作動ローラは、非常に高価であり、また、単純で平らな軸受面よりも多少複雑である。

米国特許第７，５８８，１３７号「対象物を変位させるローラを有するコンベアベルト」（登録日２００９年９月１５日）は、コンベアベルトから対象物を転換するために使用される多方向ローラ組を含むコンベアベルトを開示している。物品をコンベアから転換できる角度は制限されている。

本発明の実施例は、多方向ローラ組立体を提供するものであり、当該多方向ローラ組立体は、回転可能なローラフレームを備え、当該ローラフレームは、少なくとも１組の相互に動作するローラ（以下、「相互動作ローラ」という）を収容する。前記多方向ローラ組立体は、当該組立体で支持される物品を、入力側の力に対する前記多方向ローラ組立体の方向付けによって決定される軌道に沿って向ける。前記多方向ローラ組立体の方向付けは、前記軌道を変更するために、変更することができる。コンベアシステムは、多方向ローラ組立体のアレイを含んでもよい。アクチュエータは、前記多方向ローラ組立体の方向付けを個別的に制御し、また、多方向ローラ組立体のアレイを集合体として制御することができる。

本発明の一態様によれば、多方向ローラ組立体は、主軸の周りを回転可能なフレーム、および、当該フレームに取り付けられた少なくとも１組の相互動作ローラを備える。各ローラは、前記主軸に対して横方向の、副軸の周りを回転することができる。

本発明の他の態様によれば、ローラプレートは、開口部のアレイを有する上側プレートと、前記上側プレートの開口部のアレイに整合する開口部のアレイを有する下側プレートと、前記開口部に収容される多方向ローラ組立体のアレイとを備える。各多方向ローラ組立体は、主軸の周りを回転可能なフレームおよび当該フレームに取り付けられた少なくとも１組のローラを備え、各ローラは、前記主軸に対して横方向の、副軸の周りを回転することができる。

本発明の他の態様によれば、コンベアシステムは、多方向ローラ組立体のアレイを備え、各多方向ローラ組立体は、主軸の周りを回転可能なフレームと、当該フレームに取り付けられた少なくとも１組のローラとを備え、各ローラは、前記主軸に対して横方向の、副軸の周りを回転することができる。ドライバは、コンベアベルトであってもよく、前記フレームおよびローラの１組の一方の回転を誘発する。

本発明の他の態様によれば、多方向ローラ組立体を使用して運搬物品を方向付ける方法が提供される。前記多方向ローラ組立体は、主軸の周りを回転可能なフレームおよび前記主軸に対して横方向の副軸の周りを回転可能な少なくとも１つのローラを含む。前記方法は、前記物品を前記多方向ローラ組立体との接触によって配置すること、および、入力側の力を前記多方向ローラ組立体に前記主軸に対する入力角度で加えることを含み、当該入力側の力を加えることにより、前記物品が前記入力角度の少なくとも二倍の出力角度で前記多方向ローラ組立体から押されるように、前記フレームおよび前記ローラの少なくとも一方を回転させる。

上述した本発明の態様および特徴は、その有利性も同様に、以下の明細書、添付の特許請求の範囲および付随の図面で、さらに詳細に説明されている。

図１Ａ〜１Ｃは、それぞれ、本発明の一示実施例による多方向ローラ組立体の斜視図、側面図およびエンドカバーを省略した状態における斜視図である。 図１Ａ〜１Ｃの多方向ローラ組立体のローラ組を、図１ＢのＡ−Ａ線に沿って示す部分断面図である。 図３Ａ〜３Ｄは、それぞれ、ローラハウジングを含む多方向ローラ組立体の斜視図、上面図、側面図および正面図である。 図３Ａ〜３Ｄの多方向ローラ組立体の分解図である。 多方向ローラ組立体の他の実施例の斜視図である。 図６Ａ〜６Ｄは、それぞれ、多方向ローラ組立体の他の実施例の上面図、斜視図、側面図および正面図である。 図６Ａの多方向ローラ組立体の分解図である。 図８Ａ〜８Ｄは、ぞれぞれ、一対のローラを含む多方向ローラ組立体の他の実施例の上面図、斜視図、側面図および正面図である。 図８Ａ〜８Ｄの多方向ローラ組立体を、エンドカバーまたはハウジングを省略した状態で示す図である。 図１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ、入力側の力が前記主軸に対して直角に加えられるときの多方向ローラ組立体の上面図および側面図である。 図１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ、入力側の力が前記主軸に対して平行に加えられるときの多方向ローラ組立体の上面図および側面図である。 図１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ、入力側の力が前記主軸に対して４５°角度で加えられるときの多方向ローラ組立体の上面図および側面図である。 入力側の力が前記主軸に対して３０°角度で加えられるときの、多方向ローラ組立体の上面図である。 図１３の多方向ローラ組立体に対する、入力ベクトル、フレーム出力ベクトル、ローラ出力ベクトルおよび組立体出力ベクトルの関係図である。 図１５Ａ〜１５Ｃは、それぞれ、本発明の他の実施例による多方向ローラ組立体のアレイを収容するローラプレートの上面図、斜視図および上側プレートを取り除いた状態での上面図である。 上側プレートを取り除いて、多方向ローラ組立体を方向付けるためのラックギアが示されている、図１５Ａのローラプレートの詳細図である。 図１７Ａ〜１７Ｃは、それぞれ、複数のローラプレートを使用して多方向ローラ組立体のアレイを収容するコンベアシステムの斜視図、上面図およびＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。 多方向ローラ組立体のアレイを収容するドロップインローラプレートを含むコンベアシステムの模式図である。 図１９Ａ〜１９Ｄは、それぞれ、本発明の他の実施例による、多方向ローラ組立体のアレイを収容するローラプレートの上面図、側面図、斜視図および正面図である。 図２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ、図１９Ａ〜１９Ｄのローラプレートを使用するコンベアシステムの上面図および側面図である。 図２０Ｂのセクション３１２の詳細図である。 多重駆動コンベアベルトを有するとともに複数のローラプレートを使用して多方向ローラ組立体のアレイを収容するコンベアシステムの代替可能な実施例の上面図である。 図２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ、多方向ローラ組立体のアレイが収容されて当該アレイをギアにより方向付けるローラプレートの上面図および斜視図である。 図２３Ａ，２３Ｂのローラプレートに収容された、ラックおよびローラ組立体の間の噛み合いを示す、図２３Ａの領域６１５の詳細図である。 図２５Ａ，２５Ｂは、それぞれ、多方向ローラ組立体のアレイが収容されて当該アレイをカムリングを使用して方向付けるローラプレートの上面図および斜視図である。 図２６Ａ〜２６Ｄは、それぞれ、図２５Ａ，２５Ｂのローラプレートの使用に適当な、オフセットしたカムリングを含む多方向ローラ組立体を示す図である。 図２７Ａ〜２７Ｃは、それぞれ、多方向ローラ組立体のアレイが収容されて当該アレイを平歯車により方向付けるローラプレートの上面図、側面図および底面図である。 ローラプレートを使用して多方向ローラ組立体のアレイを収容する、コンベアシステムを示す図である。 図２８のコンベアシステムの領域９２０の詳細図である。 図３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ、多方向ローラ組立体のアレイを収容したローラプレートを使用して運搬物品を整列させるコンベアシステムの上面図および側面図である。 図３０Ａのコンベアシステムの領域１１２２を示す詳細図である。 図３２Ａ，３２Ｂは、それぞれ、多方向ローラ組立体のアレイを収容したローラプレートを使用して２つの送出しコンベアの一方に運搬物品を転換させるコンベアシステムの上面図および側面図である。 多方向ローラ組立体のアレイを収容したローラプレートを使用して運搬物品を回転させるコンベアシステムの側面図である。 多方向ローラ組立体のアレイを使用して運搬物品の前縁を維持すると同時に運搬方向を変化させるコンベアシステムを示す図である。 図３４のコンベアシステムの領域１４１１を示す詳細図である。 図３４のコンベアシステムの領域１４１２を示す詳細図である。

［詳細な説明］
コンベアシステムは、多方向ローラ組立体のアレイを含んでいる。各多方向ローラ組立体は、回転可能な１つのフレームと複数のローラとを含み、当該ローラは、運搬物品を支持するとともに前記コンベアシステムを通る前記物品の軌道を操作する。多方向ローラ組立体のアレイに加えて、コンベアシステムには、アクチュエータを含んでいてもよい。前記アクチュエータは、多方向ローラ組立体のアレイを集合体として制御するのと同時に、当該多方向ローラ組立体の方向付けを個別に制御することができる。以下、本発明の様々な図示実施例を説明する。

図１Ａ〜１Ｃは、コンベアシステムでの使用に適当な多方向ローラ組立体の一実施例を示す。多方向ローラ組立体１０は、主軸１４の周りを回転可能なフレーム１２を含んでいる。フレーム１２は、主軸１４に沿って延在する軸突起１８を含んでいる。軸突起１８はエンドカバー１９に形成されている。前記フレームは更に、ローラ２８を収容するための開口部１６を含んでいる。少なくとも１組の相互動作ローラがフレーム１２の開口部１６に取り付けられている。図示実施例には、相互動作ローラの３つの組２２，２４，２６を示し、これらの組は、フレーム１２の長さに沿って異なる向きで配置されている。各組は、平行で実質的に楕円形状の一対のローラ２８を備えている。図示のフレーム１２は、ローラ軸３２を収容するためのローラ軸開口部３１を含んでいる。ローラ軸３２は、副軸３４に沿って前記ローラを通って延在している。各ローラ２８は、副軸３４の周りを回転することができる。副軸３４は、軸３２によって規定されている。各副軸３４は、回転主軸１４に対して横方向に方向付けられている。（本明細書で使用されているように、横軸は、互いに平行な軸ではなく、異なる平面内に含まれる傾斜した軸を含んでいる。）図１Ｂに示すように、ローラ２８の外表面２９は、前記組立体のフレーム１２を越えて延在している。一実施例では、各ローラ２８は、軸が中央通路を通って延在する平坦な端の楕円形状であるが、当該ローラは、任意の適当な形状および構成を有してもよい。他の実施例では、ローラ２８は、フレーム１２内に回転可能に取り付けるための軸突起を含んでいる。前記フレームに対して前記ローラを回転可能に取り付けるための、他の適当な手段を使用することができる。

各組内のローラ２８は、任意の適当な手段によって、互いに相互に動作させることができる。例えば、図２に示すように、関連するローラ２８の外表面２９の間でのローラ接触によって、一方のローラから他方のローラに回転力が伝達される。この方法では、一方のローラが、図１Ｃの矢印３６に示す第１の方向に駆動されるとき、関連するローラは、図１Ｃおよび図２の矢印３７に示す逆方向に回転する。代わりに、前記ローラは、ギア、磁気作用または他の適当な手段によって、相互に動作させることもできる。例えば、各ローラの前記表面には複数の歯を含めることができ、これらの歯が互いに噛み合さることで相互動作が可能になる。ローラ２８の外表面を形成する材料は、当該ローラの間の滑りを減少させるために、弾性または少なくとも柔軟性を有する材料で構成することができる。他の実施例では、外歯歯車がローラに連結されることによって、当該ローラの相互動作が可能になる。

図３Ａ〜図４に示すように、多方向ローラ組立体１０はさらに、フレーム１２およびローラ２８を回転可能に取り付けるためのローラハウジング４０を含んでいる。好適には、フレーム１２は、ハウジング４０内の主軸１４の周りを自由に回転する。図示のハウジング４０は、丸い、ディスク形状のハウジングであり、フレーム１２を収容するための開口部４２を有する。図４に示すように、図示のローラ組立体は、軸受４５および軸インサート４４を含んでいる。軸インサート４４は、前記ハウジングのスロット４７に挿入することができる。軸受４５および軸インサート４５は、フレーム１２の軸突起１８を収容することにより、フレーム１２をハウジング４０に回転可能に取り付けることができる。フレーム１２およびローラ２８の突端部分は、ハウジング４０の上部表面４８および下部表面４９の外側に突出している。

ローラ２８の各組は、フレーム１２に対して異なる角度に方向付けられている。好適には、ローラ２８の組は、前記フレーム外周の周りを均等な間隔で配置され、連続する回転副軸３４列の間の角度の合計は、９０°に等しい。図１Ａ〜図４に示すバージョンでは、フレーム１２は、３組のローラ対を収容し、当該組はそれぞれ、互いに４５°だけオフセットしている。このように、少なくとも１組のローラは常時、フレーム１２の回転の方向付けにかかわらず、ハウジングの上部表面４８および下部表面４９を越えて延在している。

図３Ａ〜図４に示す実施例では、ハウジング４０は更に、ハウジング４０の周囲に又は当該周囲の一部に歯４１を含んでいる。歯４１は、ギアまたは他の装置に噛み合って、以下のように、前記ローラ組立体を方向付ける。

図５は、多方向ローラ組立体１１０の他の実施例を示す。ローラ組立体１１０は、ディスク形状のハウジング１４０を含み、当該ハウジング１４０は、回転可能なフレーム１１２を収容するための開口部１４２を有し、フレーム１１２は、相互動作ローラ１２８を収容する。フレーム１１２は、ハウジング１４０内の開口部１４４に取り付けられる軸突起１１８を含んでいる。フレーム１１２は、ハウジング１４０内の主軸１１４の周りを回転する。フレーム１１２は、図１〜図４のフレーム１２よりも円筒形であるが、操作の原理は実質的に同一である。

図６Ａ〜図７には、多方向ローラ組立体２１０の他の実施例が示されている。多方向ローラ組立体２１０は、１組以上の相互動作ローラ２２８を取り付けるための、回転可能なフレーム２１２を含んでいる。フレーム２１２は、複数のディスク形状のリブ２１５を含み、主軸２１４の周りを回転することができる。相互動作ローラ２２８の各組は、リブ２１５の間に間隔を置いて取り付けられている。フレーム２１２はさらに、フレーム２１２の回転主軸２１４に沿って延在する突起２１８を含んでいる。図６Ａ〜図７では、各ローラ２２８は、副軸２３４の周りを回転可能な中央円筒ローラ２２７および２つのサイドコーン２２９を備える。各中央円筒ローラ２２７は、前記組の、対応するローラとの接触によって係合することで、当該組の、一方のローラの回転が、前記組の、対応するローラを回転させ、好ましくは、逆方向に回転させる。相互ローラ動作のための他の好適な手段として、ギア又は磁気作用等を使用することができる。

多方向ローラ組立体２１０はさらに、フレーム２１２およびローラ２２８を回転可能に取り付けるためのハウジング２４０を含んでいる。図７に示すように、ハウジング２４０は、２つの整合半体２４０ａおよび２４０ｂを備えることができる。図示のハウジング２４０は、ディスク形状であり、フレーム２１２を回転可能に収容するための中央開口部２４２と、軸突起２１８を収容するための軸開口部２４４とを備える。軸受２４３およびワッシャ２４５は、ハウジング２４０に取り付けられることで、フレーム２１２の回転を容易にする。図６Ａ〜図７のハウジング２４０は、輪郭上部表面２４８および輪郭下部表面（図示省略）を備えるように、形作られている。

図８Ａ〜図９に示すように、多方向ローラ組立体３１０は、２組の相互動作ローラ３２８を含むことができ、当該組のそれぞれは、ハウジング３４０に取り付けられたフレーム３１２の外周に、互いに９０°に方向付けられている。フレーム３１２は、軸突起３１８を含み、当該軸突起３１８は、エンドカバー３１９に形成されており、主軸３１４に沿って延在している。図８Ａ〜図９の実施例における、ローラ３２８の各組は、平行かつ回転可能な一対のローラを備え、当該ローラは、互いに接触する外表面を有して、横方向副軸の周りでの一方のローラの回転が他方のローラの回転によって誘発される。しかしながら、対応するローラを回転させるための他の手段を使用してもよい。

多方向ローラ組立体は、任意の適当な数の、相互動作ローラの組を含んでいてもよく、当該相互動作ローラは、フレームの長さに沿って配置されており、様々に方向付けられている。各組は、任意の適当な数のローラを備えることができ、当該ローラの数は、各組において、相互動作ローラが一対であるものに限定されるものではない。

多方向ローラ組立体は、当該多方向ローラ組立体に配置された運搬物品の方向付けおよび軌道を操作するために使用することができる。多方向ローラ組立体は、単一の入力ベクトルを、制限の無い角度出力ベクトルに方向付けることができ、多方向ローラ組立体に配置された物品を任意の適当な方向に方向付けることを可能にする。例えば、図１０Ａ〜１０Ｂを参照すると、矢印６１で示された主軸１１４に対して直角な入力側の力が多方向ローラ組立体１１０の下部側に加わることによって、フレーム１１２が出力フレームベクトル６２の方向にハウジング１４０内で主軸１１４の周りを回転する。ローラ２８は、入力６１の影響で副軸３４の周りを回転しない。このため、組立体の出力ベクトル６２は、入力ベクトル６１から１８０°反対である。ローラ組立体２１０を主軸２１４に配置し、当該主軸２１４が入力ベクトル６１に対して９０°に延在するとき、当該ローラ組立体は、フレーム２１２の頂上部に配置された物品を、出力ベクトル６２で示された方向、又は、入力ベクトル６１に対して１８０°反対に押す。

図１１Ａ〜図１１Ｂを参照して、主軸１１４に対して平行である（すなわち、０°に方向付けられている）とともに、副軸１３４の少なくとも１つに対して直角な、入力側の力が組立体１１０の下部側に加わることで、異なる出力ベクトルが生み出される。ベクトル６３で示された前記入力側の力によって、フレーム１１２を駆動することなく、１組のローラ１２８が回転する。図１１Ａおよび図１１Ｂに示す実施例では、ローラ１２８の第１組１２２を、フレーム１１２の方向付けのために動作させる。図示のように、前記入力ベクトルが第１組１２２の第１ローラ１２８ａを第１方向１３６に駆動することによって、第２ローラ１２８ｂが第２方向１３７に回転する。第２ローラ１２８ｂの回転は、入力ベクトル６３に平行な出力ベクトル６４を生み出し、フレーム１１２に配置した物品を出力ベクトル６４の方向に推進させる。動作させるべきローラ１２８の組は、入力側の力が加わるとき、フレーム１１２の方向付けに従う。ローラの中間組が実質的に直角な向きに配置されるように、フレーム１１２が方向付けられるとき、前記入力側の力に接触する下部ローラによって、前記中間組が動作することにより出力ベクトル６４を生み出す。実質的に垂直な向きに回転するローラの第３組によって、前記フレームが方向付けられるとき、前記第３組が動作することにより出力ベクトル６４を生み出す。２組以上のローラ１２８は、同時に動作することにより出力ベクトル６４を生み出す。

図１２Ａ〜図１２Ｂを参照すると、主軸１１４および副軸１３４の両方に対して斜めの入力側の力によって、ローラ１２８およびローラフレーム１１２の両方が回転することにより出力ベクトルを生み出し、当該出力ベクトルは、ローラ１２８およびフレーム１１２の出力ベクトルの組み合わせである。図１２Ａおよび図１２Ｂの実施例では、入力側の力を示す入力ベクトル７１は、主軸１１４に対して４５°に方向付けられている。入力ベクトル７１に沿った前記力によって、フレーム１１２が主軸１１４の周りに回転することにより当該軸１１４に対して直角なフレーム出力ベクトル７２を生み出す。また、入力ベクトル７１によって、少なくとも１組のローラ１２８を回転させることにより、副軸３４に対して直角なローラ出力ベクトル７４を生み出す。組み合わさった出力ベクトル７６は、入力ベクトル７１に対して９０°の角度で延在するので、組立体１１０に配置された物体は、入力側の力７１に対して９０°の角度で前記組立体からずれている。

多方向ローラ組立体に配置された物体の望ましい出力角度は、入力側の力に対する特定の角度で多方向ローラ組立体を方向付けることによって達成することができる。図示の組立体は、角度入力ベクトルおよび角度出力ベクトルの比率が１：２となっている。他の比率を考慮することもできる。入力ベクトルが９０°まで変化するとき、結果として生じる出力ベクトルは１８０°まで変化する。

例えば、図１３に示すように、多方向ローラ組立体１１０は、入力ベクトル８１に対して３０°の角度に方向付けられ、出力ベクトル８３は、フレーム出力ベクトル８５とローラ出力ベクトル８６との組み合わせであり、入力ベクトル８１に対して６０°（前記入力角度の二倍）で延在している。図１４は、前記組立体全体に対する、入力ベクトル８１、フレーム出力ベクトル８５、ローラ出力ベクトル８６、および、全出力ベクトル８３の間の関係を示している。主軸１１４に対して３０°で延在する入力ベクトル８１は、フレーム出力ベクトル８５を生み出し、当該フレーム出力ベクトル８５は、主軸１１４に対して直角であるとともに前記入力ベクトル（sin 30°）の半分の大きさに等しい。入力ベクトル８１はまた、ローラ出力ベクトル８６を生み出し、当該ローラ出力ベクトル８６は、主軸１１４に対して平行に延在するとともに入力ベクトル８１（cos 30°）の０．８６６倍の大きさに等しい。同時に加えられたとき、フレーム出力ベクトル８５およびローラ出力ベクトル８６は、組立体出力ベクトル８３を生み出し、当該組立体出力ベクトル８３は、入力ベクトル８１に対して６０°で延在するとともに入力ベクトル８１の大きさに等しい。従って、入力ベクトル８１に対して３０°の角度に方向付けられた、組立体１１０に配置された物体は、前記組立体に作用する入力側の前記力から６０°の角度で前記組立体からずれている。

一適用例では、多方向ローラ組立体のアレイは、運搬物品のための転換ローラプレートを形成するために、ローラプレートに取り付けてもよい。例えば、図１５Ａ〜図１５Ｃに示すように、物体の転換が可能なローラプレート３００は、上側プレート３０１および下側プレート３０２の間に取り付けられた、多方向ローラ組立体１０のアレイを備えている。前記ローラ組立体のフレーム１２およびローラ２８は、上側プレート３０１および下側プレート３０２の開口部を通って突出している。ローラ組立体のアレイは、任意の適当な寸法、形状、ローラ組立体の個数または配置を有することができる。図１６は、上側プレート３０１が取り除かれたローラプレート３００を示す。図示のように、ローラプレート３００は、多方向ローラ組立体１０の間に小さな平歯車３０６を含んでいる。平歯車３０６は、ローラ組立体の周囲に設けた歯４１と噛み合い、前記組立体を互いに接続する。ラックギア３０７または他の好適なアクチュエータ手段は、ローラプレート３００の側面に沿って延在し、最外側のローラ組立体と噛み合う。ドライブギア３０８は、ラックギア３０７と噛み合う。アクチュエータは、ドライブギア３０８を回転させることによりラック３０７での動きを伝えることによって、前記組立体を集合体として回転させ、上側プレート３０１および下側プレート３０２に対して多方向ローラ組立体１０の方向付けを制御することができる。このため、ローラ組立体のアレイ全体は、ローラプレート３００に配置された物品３０９の軌道を制御するために、選択された角度に方向付けることができる。

出力軌道を制御するために、入力に対して選択された方向に多方向ローラ組立体を方向付けるための、任意の適当な手段を使用することができる。例えば、磁石、モータ、又は、ギアの他の形式を、多方向ローラ組立体を方向付けるために使用することができる。

図１７Ａ〜図１７Ｃに示すように、多方向ローラ組立体のアレイを収容するためのローラプレート３００は、製品運搬用の運搬システム４００に実装することができ、また、前記運搬システムでの、多くの有用なアプリケーションを有していてもよい。 運搬システム４００は、１つのフレーム４０１と、ローラおよび／またはスプロケットの周りに繋がる、１つ以上のコンベアベルト４０５を含んでいる。コンベアベルト４０５は、物品をローラプレート３００に運搬し、当該ローラプレート３００上に前記物品を搬送する。コンベアベルト４０５は、ローラプレート３００よりも下で、ローラ４０７によって転換する。ローラプレート３００よりも下では、コンベアベルト４０５は、選択された方向に入力側の力を加えるためのドライバを形成し、図１８に模式的に示すように、多方向ローラ組立体１０を動作させる。代替手段として、ローラ２８、フレーム１２又はその両方を、モータ、磁石、ギア、又は、他の適当な手段によって、積極的に駆動させることができる。

アクチュエータ４０２は、前記ローラ組立体の方向付けをローラプレート３００で制御する。コンベアベルト４０５に対する前記ローラ組立体の方向付けは、前記ローラプレートの上部に配置された物品３０９の出力軌道を決定する。

コンベアベルト４０５は、ローラプレート３００の端部で戻るように転換し、ローラプレート３００から離れた物品を受け取って運搬する。

コンベアベルト４０５は、平ベルト、ローラを一体に組み込んだベルト、ボールを一体に組み込んだベルト、又は、他の任意の適当な形式のコンベアベルトとすることができる。

ベルト４０５は、任意の適当なアクチュエータ手段を用いて、前記ローラプレートの下側の多方向ローラ組立体と選択的に、解除可能に噛み合わせることができる。

本発明は、多方向ローラ組立体のためのドライバとしては、コンベアベルトの使用に限定されるものではなく、他の適当なドライバを使用することができる。

図１９Ａ〜図１９Ｄは、ローラプレート３２０の他の実施例を示し、当該ローラプレート３２０は、本発明の他の実施例に従う、多方向ローラ組立体１０のアレイを収容する。ローラプレート３２０は、前記ローラ組立体のための開口部３３１を有する上側プレート３２１、および、前記ローラ組立体のための開口部を有する下側プレート３２２を有し、各ローラ組立体の突出部分は、上側プレート３２１よりも上側に突出するとともに下側プレート３２２よりも下側に突出する。図１９Ａ〜図１９Ｄに示す実施例では、ローラプレート３２０は、互いに同様に方向付けられた８つのローラ組立体を含んでいるが、本発明は、図示の設定に限定されるものではない。

図２０Ａ、２０Ｂおよび２１を参照すると、他の実施例の運搬システム５００は、複数のローラプレート３２０を使用して多方向ローラ組立体１０を収容している。運搬システム５００は、製品を選択された方向に方向付けるための、多方向ローラ組立体のアレイを備える。前記アレイは、複数のローラプレート３２０を有することができる。各ローラプレート３２０は、多方向ローラ組立体１０のアレイを収容する。運搬システム３００は更に、多方向ローラ組立体１０を動作させるため、矢印３３１の方向に移動するコンベアベルト３３０として図示され、選択された方向に沿った入力側の力を加えるためのドライバを含む。代替的手段として、ローラ２８、フレーム又はその両方を、モータ、又は、他の適当な手段によって、積極的に駆動させることができる。

アクチュエータ３４０は、コンベアベルト３３０に対する多方向ローラ組立体の方向付けを制御する。アクチュエータ３４０は、運搬の向きを変更するため、ローラプレート３２０全体を回転させることができるとともに、多方向ローラ組立体の各アレイの方向付けを変更することができる。代替的手段として、アクチュエータは、単一の多方向ローラ組立体を制御することができる。前述したように、多方向ローラ組立体の方向付けを変更することは、前記ローラ組立体に配置された物品の出力ベクトルを変更することである。アクチュエータ３４０は、電気的な、気圧的な、又は、他の適当な形式のアクチュエータとすることができる。

図２１に示すように、コンベアベルト３３０が組立体１０の露出したローラ２８およびフレーム１２に接触して多方向ローラ組立体１０が駆動することによって、フレーム１２、ローラ２８又はその両方を回転させる。各多方向ローラ組立体１０は、上側プレート３２１および下側プレート３２２の間に、１つのローラプレートを収容する。組立体１０の方向付けに従い、ローラ組立体１０に配置された物品は、所定の出力方向に方向付けられ、当該出力方向は、コンベアベルト方向３３１に対して所定の出力角度で延在し、当該出力角度は、ローラ組立体１０の主軸１４がコンベアベルト方向３３１に対して延在する角度の二倍である。

図２２に示すように、多方向ローラ組立体のアレイを含む運搬システム５００´は、前記多方向ローラ組立体を駆動するための、複数のコンベアベルト３３２、３３３、３３４を含んでいる。図２２の実施例では、多重アクチュエータ３４０´は、多方向ローラ組立体を収容するローラプレート３２０の方向付けを、コンベアベルト３３２、３３３、３３４に対して変更するために使用することができる。

コンベアシステムは、当該システムを通して運搬される物品の軌道を制御するため、多方向ローラ組立体の角度方向を制御するための、任意の適当な手段を使用することができる。

図２３Ａおよび図２３Ｂは、多方向ローラ組立体のアレイを方向付けるための手法を示す。図２３Ａおよび図２３Ｂに示すように、コンベアシステムで実施するのに適当なローラプレート６００は、多方向ローラ組立体１０のアレイを含み、当該アレイは、上側プレート６２１および下側プレート６２２の間に収容されている。各ローラ組立体ハウジング４０は、ピニオン６４０を含み、当該ピニオン６４０は、上側プレート６２１のラック６５０と噛み合う。ラック６５０は、代替可能に、下側プレート６２２に配置することができ、或いは、上側プレート６２１および下側プレート６２２の間に配置することができる。入力アクチュエータ（図示せず）が選択的にラック６５０を動かすことによって、各多方向ローラ組立体１０が上側プレート６２１および下側プレート６２２に対して回転する。図２４は、図２３Ａのセクション６１５の詳細図であり、ラック６５０は、組立体ハウジング４０の外周に設けられたピニオン４４０と噛み合い、多方向ローラ組立体の方向付けを制御する。

図２５Ａ〜図２５Ｂおよび図２６Ａ〜図２６Ｄに示す、本発明の他の実施例によれば、多方向ローラ組立体のアレイを方向付けるために、カム駆動を使用することができる。図２５Ａおよび図２５Ｂは、多方向ローラ組立体７１０のアレイを含むローラプレート７００を示す。ローラプレート７００は、上側プレート７１１、下側プレート７１２、および、当該上側および下側プレートの間に組み込まれたカムプレート７１３を含んでいる。図２６Ａ〜図２６Ｄに示すように、各ローラ組立体７１０のためのローラハウジング７４０は、上側プレート７１１内に前記組立体をセンタリングするための上側プレートセンタリングリング７４１、下側プレート７１２内に前記組立体をセンタリングするための下側プレートセンタリングリング７４２、および、カムプレートリング７４３を含んでいる。カムプレートリング７４３は、ハウジング７４０の回転軸７４６からオフセットしている軸７４５を有する。アクチュエータは選択的にカムプレート７１３を回転させることができ、これによって、ローラプレート７１０に取り付けられたローラ組立体７１０を集合体として、矢印７６０で示されるように回転させ、上側プレート７１１および下側プレート７１２に対する前記多方向ローラ組立体の方向付けを制御することができる。

図２７Ａ、図２７Ｂおよび図２７Ｃは、本発明の他の実施例による、多方向ローラ組立体１０のアレイを含むローラプレート８００を示す。図示のプレート８００は円形であり、７つのローラ組立体１０を３列に収容している。プレート８００は、ローラ組立体１０を取り付けるための上側プレート８１１および下側プレート８１２を含んでいる。各組立体ハウジング４０は、その周囲に配置されたギア歯４１を含み、大径平歯車を創成する。補助小平歯車８４２は、多方向ローラ組立体の間に配置されている。従動歯車８４３は、回転アクチュエータに結合されている。回転アクチュエータが従動歯車６４３を回転させるとき、歯車６４２、６４３およびギア歯６４１は、前記ローラ組立体の全てに回転動作を伝達することによって、当該組立体を集合体として回転させ、上側プレート８１１および下側プレート８１２に対する多方向ローラ組立体１０の方向付けの制御を可能にする。

図２８は、複数のローラプレート９１０を含む運搬システム９００を示し、ローラプレート９１０のそれぞれは、多方向ローラ組立体１０のアレイを収容する。図示の運搬システム９００は、運搬物品の方向付けを変更するために使用される。運搬システム９００は、フレームまたはハウジング９０１、および、複数の円形ローラプレート９１０を含み、円形ローラプレート９１０のそれぞれは、多方向ローラ組立体１０のアレイを収容する。コンベアベルト９３０は、ローラプレート９１０よりも下側を走行し、多方向ローラ組立体１０を駆動する。各ローラプレート９１０は、図２９に詳細に示すように、上側プレート９２１および下側プレート９２２を含んでいる。下側プレート９２２は、その外周の周りに、平歯車９２５と噛み合うギア歯９２３を含んでいる。アクチュエータ９４０は、選択的に平歯車９２５を回転させることにより、多方向ローラ組立体のアレイの方向付けを変更する。図２８および図２９の実施例は、ローラプレート９１０の下側プレート９２２に設けたギア歯９２３を示す一方、上側プレート９２１は、ローラプレート９１０の方向付けを変更するため、ギアと噛み合うためのギア歯を含んでも、或いは、代替的に含んでもよい。

多方向ローラ組立体１０は、物品の仕分け、整列、切替および回転などに限定されることなく、異なる多くの機能を発揮させることができる。例えば、複数の多方向ローラ組立体は、物品間の衝突が最小となることで、運搬システムを通過する物品を仕分けるために使用することができる。物品を仕分けるため、前記多方向ローラ組立体は、運搬システムの運搬路に沿って配置された集合体として、選択的に回転する。コンベアベルトまたは他のドライバは、多方向ローラ組立体よりも下で走行する。制御システムは、入ってくる運搬物品の像を作り出し、各物品のための前記システムに沿った軌道を算出し、そして、前記軌道に従い、多方向ローラ組立体を方向付けることにより前記運搬路から物品を規則正しく迅速に転換する。

他の適用例には、多方向ローラ組立体を使用して、図３０Ａ、図３０Ｂおよび図３１に示すように、物品を一列に整列することが含まれる。整列システム１１００は、ローラプレート１１１０のアレイを含み、当該ローラプレート１１１０のそれぞれは、固定対象物に対して物品を移動または回転および登録するため、多方向ローラ組立体１０のアレイを収容している。多方向ローラ組立体１０は、前記システムを通って移動する、小荷物１１７０として示した運搬物品を支持する。多方向ローラ組立体は、図３１に示すように、駆動コンベアベルト１１３０の方向１１３１に対して斜めの角度に方向付けられている。ローラ組立体１０に支持されている小荷物１１７０は、固定レール１１５０として示した固定対象物に接触するまで、矢印１１８６の方向にシステム１１００の幅を横切って移動する。小荷物１１７０は、固定対象物１１５０に対して一列に整列する。

図３２Ａおよび図３２Ｂに示すように、多方向ローラ組立体のアレイは、運搬システム１２００のための切替器１２０２に使用することができる。切替器１２０２は、１つ以上の送込みコンベア１２０４から矢印１２１１の方向に物品１２７０を移動させ、１つ以上の送出しコンベア１２０６、１２０８に転換させる。多方向ローラ組立体１０は、特定のアレイに配置されたローラプレート１２１０内に収容され、また、駆動コンベア１２３０は、前記ローラプレートの前記ローラに接触することにより、ローラプレート１２１０を横切って物品を運搬する。アクチュエータは、各ローラプレート１２１０の方向を制御することにより、前記システムでの物品の軌道を制御するとともに第１送出しコンベア１２０６または第２送出しコンベア１２０８のいずれかに前記物品を分配する。

図３３に示すように、多方向ローラ組立体のアレイは、選択的に物品を運搬システムで回転させるために使用することができる。運搬システム１３００の物品回転子は、複数の物品支持ロータプレート１３１０を含み、当該物品支持ロータプレート１３１０のそれぞれは、多方向ローラ組立体１０のアレイを含んでいる。送込みコンベア１３０４は、物品１３７０をローラプレート１３１０に運搬し、また、送出しコンベア１３０６は、ロータプレート１３１０から離れた物品を回転させて運搬する。駆動コンベア１３３０は、前記多方向ローラ組立体の前記ローラを駆動し、選択された軌道で物品を前記システムに通して推進させる。物品１３７０は、全体として１つのローラプレート１３１０に配置され、アクチュエータは、選択的に前記ローラプレート全体を所望の角度に回転させ、同様に物品１３７０を回転させる。各ローラプレート１３１０の寸法は、回転させるべき物品のうち、最も大きな物品の寸法に従う。当該ローラプレートが回転させるべき物品を支持するためである。多方向ローラ組立体は、前記運搬システムを通した物品の適正な流れを維持するために、反対の方向に回転させることができる。

図３４は、多方向ローラ組立体のアレイを使用して、運搬物品の前縁を維持する一方、運搬の方向を変更する運搬システム１４００を示す。システム１４００は、ローラプレート１４１０のアレイを含み、当該ローラプレート１４１０はそれぞれ、物品支持用多方向ローラ組立体１０のアレイを備える。システム１４００はさらに、入力コンベア１４０４、および、異なる方向に延在する複数の出力コンベア１４０６、１４０７、１４０８を含む。駆動コンベア１４３０は、多方向ローラ組立体１０のローラを駆動するため、ローラプレート１４１０よりも下に延在する。ローラプレート１４１０のアレイの下流端１４１１では、多方向ローラ組立体は、図３５に示すように、当該組立体と接触する物品１４７０を前方に推進させるために、方向付けられている。前記下流端では、多方向ローラ組立体１０が駆動コンベア１４３０の移動方向１４３１に対して直角な主軸１４に対して方向付けられるため、下流側組立体１０に接触する物品の移動方向１４８０は、駆動コンベア１４３０の移動方向１４３１と反対かつ平行であり、これにより、物品１４７０を前方に押している。下流端１４１２では、前記多方向ローラ組立体は、選択的に方向付けられて、図３６に示すように、矢印１４８６の方向に、３つの出力コンベア１４０６、１４０７、１４０８のうちの１つのコンベア上に、物品を方向付ける。これらの方向付けに従えば、前述のような、任意の適当な手段によって制御することができ、上流端１４１２の多方向ローラ組立体１０は、物品を前方の第１出力コンベア１４０６上に向け、前記物品を固定されたサイドガード１４７０の側方および後方に方向付けて当該物品を下側の第２出力コンベア１４０７に方向付け、または、前記物品を他の固定されたサイドガード１４７１側方および後方に方向付けて当該物品を下側の第３出力コンベア１４０８に方向付ける。

多方向ローラ組立体または多方向ローラ組立体のアレイは、任意の適当なシステムに使用されることができ、また、任意の適当な手段は、物品の軌道を制御するために、多方向ローラ組立体の方向付けを制御するために使用されることができる。

上述したところは複数の実施例を提示するものであるが、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって定義され、上述した実施例の詳細に限定されるものではない。

Claims (29)

1. 主軸の周りを回転可能なフレームと、
   前記フレームに取り付けられた２つの相互動作ローラの少なくとも１組と、
   を備え、
   各ローラが、前記組内で、前記主軸に対して横方向の副軸の周りを、他方のローラと逆方向に回転可能である、多方向ローラ組立体。
2. 前記相互動作ローラの１組は、外表面が互いに接触するよう、互いに平行に配置した、２つのローラを備え、第１ローラが第１副軸の周りを第１方向に回転することによって、他方のローラが第２副軸の周りを第２方向に回転する、請求項１に記載の多方向ローラ組立体。
3. 前記相互動作ローラは、磁気作用またはギアによって互いに動作する、請求項１に記載の多方向ローラ組立体。
4. 前記フレームは、実質的に円筒形である、請求項１に記載の多方向ローラ組立体。
5. 相互動作ローラの前記少なくとも１組は、相互動作ローラの２組で構成され、各組は一対の平行なローラを備える、請求項１に記載の多方向ローラ組立体。
6. 相互動作ローラの前記少なくとも１組は、前記フレームの外周の周りに配置された相互動作ローラの３組で構成され、各組は一対の平行なローラを備える、請求項１に記載の多方向ローラ組立体。
7. さらに、前記フレームに回転可能に取り付けるためのローラハウジングを備える、請求項１に記載の、多方向ローラ組立体。
8. 前記ローラハウジングは、ディスク形状であって、前記フレームの軸突起を収容するため、外周に開口部を含み、当該開口部は、前記主軸に沿って延在する、請求項７に記載の多方向ローラ組立体。
9. 前記ローラハウジングは、当該ハウジングの回転軸に対して平行にオフセットした軸を有するカムリングを含む、請求項８に記載の多方向ローラ組立体。
10. 前記ローラハウジングは、その周囲にギア歯を含む、請求項７に記載の多方向ローラ組立体。
11. 前記ローラの少なくとも一部は、前記フレームの半径方向外側に延在する、請求項１に記載の多方向ローラ組立体。
12. 前記フレームおよび前記ローラによって支持される物体は、入力側の力に対して所定の出力角度で前記組立体からずれており、前記出力角度は、前記主軸および前記入力側の力の間の入力角度の二倍である、請求項１に記載の多方向ローラ組立体。
13. 上側開口部のアレイを有する上側プレートと、
    上側開口部のアレイに整合する下側開口部のアレイを有する下側プレートと、
    前記上側開口部および前記下側開口部に収容される多方向ローラ組立体のアレイと、を備え、
    各多方向ローラ組立体は、主軸の周りを回転可能なフレーム、および、当該フレームに取り付けられた２つのローラの少なくとも１組を備え、各組内の各ローラは、前記主軸に対して横方向の副軸の周りを回転可能であり、各ローラは、前記組内で、他方のローラと逆方向に回転可能である、ローラプレート。
14. 各組の前記ローラは、相互動作ローラである、請求項１３に記載のローラプレート。
15. さらに、前記上側プレートおよび前記下側プレートに対して少なくとも１つの多方向ローラ組立体を方向付けるための、アクチュエータを備える、請求項１３に記載のローラプレート。
16. 各多方向ローラ組立体はさらに、前記フレームを回転可能に取り付けるための、ディスク形状のローラハウジングを含む、請求項１３に記載のローラプレート。
17. 各ローラハウジングは、当該ローラハウジングの周囲にギア歯を含む、請求項１６に記載のローラプレート。
18. さらに、前記ギア歯と噛み合うためのラックを備え、前記上側プレートおよび前記下側プレートに対して各多方向ローラ組立体を選択的に回転させる、請求項１７に記載のローラプレート。
19. さらに、前記ギア歯と噛み合うように前記多方向ローラ組立体の間に配置される、複数の平歯車を備え、前記上側プレートおよび前記下側プレートに対して各多方向ローラ組立体を選択的に回転させる、請求項１７に記載のローラプレート。
20. さらに、前記上側プレートおよび前記下側プレートの間にカムプレートを備えるとともに、前記ローラハウジングに当該ハウジングの回転軸に対して平行にオフセットした軸を有するオフセットカムリングを備える、請求項１６に記載のローラプレート。
21. さらに、前記上側プレートおよび前記下側プレートの一方の外周にギア歯を備える、請求項１３に記載のローラプレート。
22. 主軸の周りを回転可能なフレーム、および当該フレームに取り付けられた相互動作ローラの少なくとも一対を備え、各ローラが、前記一対内で、前記主軸に対して横方向の副軸の周りを、関連するローラと逆方向に回転可能な多方向ローラ組立体で構成されたアレイと、
    前記ローラおよび前記フレームの少なくとも一方を回転させるためのドライバと、を備える、コンベアシステム。
23. 前記ドライバは、前記ローラの少なくとも１つに接触するコンベアベルトを備え、前記コンベアベルトの動作は、少なくとも１つの前記フレームと、ローラの少なくとも一対とを回転させる、請求項２２に記載のコンベアシステム。
24. ローラの各組は、複数の相互動作ローラを備える、請求項２２に記載のコンベアシステム。
25. さらに、多方向ローラ組立体の前記アレイに配置された物品の出力軌道を変更するために、前記多方向ローラ組立体を選択的に方向付けるためのアクチュエータを備える、請求項２２に記載のコンベアシステム。
26. さらに、運搬物品を方向付けるための、多方向ローラ組立体のアレイに隣接して、固定されたレールを備える、請求項２２に記載のコンベアシステム。
27. 多方向ローラ組立体を使用して運搬物品を方向付けるための方法であって、
    物品を、主軸の周りを回転可能なフレームと、前記フレームに取り付けられた相互動作ローラの少なくとも一対とを含み、各ローラが、前記一対内で、前記主軸に対して横方向の副軸の周りを、関連するローラと逆方向に回転可能な多方向ローラ組立体に接触させて配置するステップと、
    前記主軸に対する所定の入力角度で前記多方向ローラ組立体に入力側の力を加え、これにより、前記フレームおよび前記ローラの少なくとも一方を回転させ、前記物品を前記入力角度の少なくとも二倍の出力角度で前記多方向ローラ組立体から押し出すステップ、
    を備える方法。
28. さらに、前記物品の出力軌道を変更するために、前記多方向ローラ組立体の方向付けを変更するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
29. 入力側の力を加える前記ステップは、前記多方向ローラ組立体を可動コンベアベルトに接触させることを含む、請求項２７に記載の方法。
    

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