JP7468294B2 - シュート機構 - Google Patents

Description

本発明は、シュート機構、特に、仕分け装置において物品が投入されて溜められるシュート機構に関する。

複数の荷物を仕分けるための仕分け装置が知られている。仕分け装置は、例えば、環状の搬送経路に沿って移動する複数のトレイを有する搬送装置と、複数のトレイにそれぞれ荷物を１個ずつ投入する投入装置と、複数のトレイの各々に載置された荷物が払い出される複数のシュートとを備えている。複数のトレイの各々は、荷物を載置するためのトレイとして機能するとともに、当該トレイに載置された荷物をシュートに払い出すためのベルトコンベヤとしても機能する。

荷物を載置したトレイは、複数のシュートのうち当該荷物の払い出し先として割り当てられたシュートに向けて、搬送経路に沿って移動する。トレイがシュートに近付いたタイミングで、当該トレイがベルトコンベヤとして駆動する。これにより、当該トレイに載置された荷物は、搬送経路に沿った搬送方向に対して直交する払い出し方向に搬送され、シュートに払い出される。
シュート上の物品をセンサが所定時間以上継続して検出すると、シュートのコンベヤと分岐器とを停止させる技術が知られている（特許文献１を参照）。

特開２００７－２６９４４９号公報

一般に、払い出し装置のシュートは、満杯センサを有している。シュートに溜まった商品が満杯センサを遮ると、ベルトコンベヤからの払出しが停止する。したがって、商品が片側に寄って積み上がってしまうと、実際は満杯になっていないのに満杯センサが満杯とであると検出することになり、ベルトコンベヤからシュートへの荷物の払い出しができなくなる。その結果、多くの物品をシュートに溜めることができなくなる。
そのような問題を解決するために、従来では、シュート内で片寄って積みあがった商品が満杯センサを遮ることがないように、荷物がある程度溜まった時点で作業者が商品をならしていた。したがって、従来は作業者の負担が大きかった。

本発明の目的は、シュート機構において、作業者の負担を減らしつつ、物品がシュート内で片寄って積み上がることを防止することにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係るシュート機構は、シュートと、分散機構とを備えている。
シュートは、物品が投入され物品を払い出し方向に搬送する搬送面を有する。
分散機構は、搬送面の上側に設けられており、シュートに投入された物品を幅方向に分散させる。
分散機構は、搬送面にシュートの幅方向に延びて配置され、物品と当接することができる。
分散機構は、シュートの幅より短く、シュートの幅方向に対して傾斜しており、第１端と、第１端よりシュートの払い出し方向下流側に位置する第２端とを有している。
分散機構は、物品の重量によって少なくとも物品に当接する部分の幅方向に対する傾斜角度が変更される。

この装置では、物品は、シュートの搬送面に投入され、分散機構に当接する。そして、物品は、分散機構によってシュートの幅方向に分散される。
分散機構は、物品の重量によって幅方向に対する傾斜角度が変更されるので、重量に応じて様々な種類の物品を幅方向に分散させることができる。例えば、物品の重量が小さければ分散機構の傾斜角度の変化は小さく、そのため物品の幅方向移動量が大きくなる。また、物品の重量が大きければ分散機構の傾斜角度の変化は大きくなり、物品の幅方向移動量が小さくなる。このように物品の重量によって幅方向移動量が変化するので、重量が小さい物品の上に重量が大きい物品が積み重なりにくくなり、その結果、シュートに投入された重量が小さい物品の上に、重量が大きな物品が積み重なり、重量の小さい物品が損傷することを防止できる。
以上の結果、作業者の負担を増やすことなく、多くの商品をシュートに溜めることができる。

シュートには、コンベヤ又はソータから物品が投入されてもよい。
分散機構は、シュートにおいて、コンベヤ又はソータの搬送方向下流側に設置されていてもよい。
この装置では、シュートに投入された物品が、コンベヤ又はソータの下流側となる側面に積み上がることを防止できる。なぜなら、物品はシュートにおいてコンベヤ又はソータの搬送方向下流側に移動しやすいが、そこには分散機構が配置されて物品を幅方向に分散するので、物品がシュートの片側に溜まりにくくなるからである。

分散機構は、物品の重量によって幅方向に対する傾斜角度が変わるように曲がる板状部材を有していてもよい。
板状部材は、固定端としての第１端と、自由端としての第２端とを有していてもよい。
この装置では、分散機構の傾斜角度の変更は板状部材が適度に屈曲することによって行われるので、分散機構に回転部を設ける必要がない。

分散機構はシュートから取り外し可能でもよい。
シュート機構は、物品の重量によって少なくとも物品に当接する部分の幅方向に対する傾斜角度が変更されるが、傾斜角度の変更の程度が分散機構とは異なる第２の分散機構をさらに備えていてもよい。
この装置では、シュートに投入される物品の重量に応じて、分散機構又は第２の分散機構を選択できる。

本発明に係るシュート機構では、物品が片寄って積み上がることが生じにくくなる。
本発明に係るシュート機構では、重量の小さな物品の上に重量の大きな物品が積み重なり、重量の小さな物品が損傷することを防ぐことができる。

第１実施形態の仕分け装置の部分平面図。 第１実施形態の仕分け装置の部分平面図。 第２実施形態の仕分け装置の部分平面図。 第２実施形態の仕分け装置の部分平面図。 第３実施形態の仕分け装置の部分平面図。 第３実施形態の仕分け装置の部分平面図。

１．第１実施形態
（１）仕分け装置
図１及び図２を用いて、仕分け装置１を説明する。図１及び図２は、第１実施形態の仕分け装置の部分平面図である。

仕分け装置１は、例えば、通信販売業、卸売業及び宅配業等の物流分野において、自動倉庫等の倉庫に保管され且つ送付先がそれぞれ割り当てられた複数の物品Ｗを、送付先ごとに仕分けるための装置である。なお、複数の物品Ｗの各々は、例えば梱包された長方形状の立体物である。
仕分け装置１は、搬送ユニット３と、複数のシュート機構５（図１では１つのみを図示）とを有している。

（２）搬送ユニット
搬送ユニット３は、物品Ｗを搬送経路７に沿って搬送し、且つ、搬送経路７に沿った搬送方向（矢印Ｘ）に対して直交する払い出し方向（矢印Ｙ）に物品Ｗを払い出すためのユニットであり、いわゆるクロスベルトソータである。搬送ユニット３は、複数のトレイ９と、駆動ユニット（図示せず）とを有している。
複数のトレイ９は、搬送経路７に沿って互いに連結されている。複数のトレイ９の各々は、物品Ｗを載置するためのトレイとして機能するとともに、当該トレイ９に載置された物品Ｗを払い出し方向に搬送するためのベルトコンベヤとしても機能する。駆動ユニット（図示せず）は、複数のトレイ９を搬送経路７に沿って所定の方向に移動させる。

（３）シュート機構
複数のシュート機構５は、トレイ９から払い出し方向に払い出された物品Ｗを搬出するための装置である。複数のシュート機構５は、搬送経路７の一側方において、搬送経路７に沿って並んで配置されている。
シュート機構５は、シュート１１と、分散機構１３とを有している。

（３－１）シュート
シュート１１は、平面視で矩形状あって、払い出し方向に長く延びており、払い出し方向に物品Ｗを搬送する。具体的には、シュート１１は、ローラ部２１を有している。ローラ部２１は、物品Ｗが投入される搬送面を構成しており、幅方向に延設した複数のローラ（図示省略）が、払い出し方向に沿って配列されている。ローラ部２１の搬送面はフラットである。ここで、シュート１１の幅方向は、搬送ユニット３の搬送方向に平行な方向である。なお、ローラは、フリーローラであってもよいし、駆動ローラであってもよい。
シュート１１は、第１壁部２３ａ及び第２壁部２３ｂを有している。第１壁部２３ａは、ローラ部２１の幅方向における片側（具体的には、搬送ユニット３の搬送方向上流側、つまり図１及び図２の右側）に設けられている。第２壁部２３ｂは、ローラ部２１の幅方向における片側（具体的には、搬送ユニット３の搬送方向下流側、つまり図１及び図２の左側）に設けられている。第１壁部２３ａ及び第２壁部２３ｂは、シュート１１上を流れる物品Ｗのガイドとして機能する。
シュート１１は、払い出し方向において搬送ユニット３に近接する投入口２５と、払い出し方向において搬送ユニット３から最も離れた払い出し方向下流側端２７とを有している。

複数のシュート１１にそれぞれ対応して、複数のＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ）センサ４１が配置されている。複数のＩＲセンサ４１の各々は、当該ＩＲセンサ４１に対応するシュート１１に近付いたトレイ９に対して、駆動信号を無線通信により出力する。駆動信号は、当該トレイ９に載置された物品Ｗを、当該物品Ｗの仕分け先であるシュート１１に払い出すように、当該トレイ９に指示するための信号である。
各シュート１１には、満杯センサ４３が設けられている。満杯センサ４３は、物品Ｗが払い出し方向下流側端２７から積みあがってそこまで到達するとシュート１１が満杯になったことを検出するセンサである。満杯センサ４３は、シュート１１の払い出し方向上流側に設けられている。満杯センサ４３は、投光素子と受光素子とを有する光電センサである。

（３－２）分散機構
分散機構１３は、ローラ部２１の上側に設けられており、シュート１１に投入された物品Ｗを幅方向に分散させる。分散機構１３は、ローラ部２１の上側に設けられることで、シュート１１に投入された物品Ｗと当接することができる。分散機構１３は、ローラ部２１にシュート１１の幅方向に延びて配置されているが、満杯センサ４３に対して払い出し方向下流側に配置されている。なお、変形例として、分散機構７３は、満杯センサ４３の払い出し方向上流側に配置されてもよい。
分散機構１３は、第２壁部２３ｂの近傍すなわち搬送ユニット３の搬送方向下流側に配置されている。

分散機構１３は、物品Ｗの重量によって物品Ｗが接触する部分の幅方向に対する傾斜角度が変わるように曲がる板状部材３１からなる。板状部材３１は、長く延びる形状であり、短辺が鉛直方向に延びることで主面が水平方向を向いている。板状部材３１は、シュート１１の幅より短く、シュート１１の幅方向に対して傾斜しており、初期傾斜角度θを有している。板状部材３１は、固定端として第２壁部２３ｂ付近に固定された第１端３１ａと、第１端３１ａよりシュート１１の払い出し方向下流側に位置する自由端としての第２端３１ｂとを有している。第２端３１ｂは、シュート１１の幅方向中間に位置している。なお、板状部材３１は、平面視で自由状態において直線状である。
板状部材３１は、物品Ｗが衝突するとたわむ程度の剛性を有している。また、板状部材３１の全体（特に第２端３１ｂ）は、ローラ部２１の搬送面に接触しない高さに配置されている。

板状部材３１は、物品Ｗの重量によって物品Ｗに接している部分の幅方向に対する傾斜角度が変更される。具体的には、板状部材３１は、物品Ｗが衝突するとたわみ変形して屈曲する。その屈曲量が物品Ｗの重量によって異なるので、板状部材３１は、幅方向に対する傾斜角度が物品Ｗごとに異なる。軽い物品Ｗであれば板状部材３１の変形量及び傾斜角度は小さいので、物品Ｗの幅方向移動量は大きくなる。重い物品Ｗであれば板状部材３１の変形量及び傾斜角度は大きいので、物品Ｗの幅方向移動量は小さくなる。
板状部材３１は、例えば、樹脂製であり、厚さが０．８～２．５ｍｍであり、長さが２００～４００ｍｍである。また、板状部材３１の初期傾斜角度θは１５～４０度であり、２０～３０度であることが好ましい。物品Ｗは２０ｇ～１０ｋｇであり、特に２０～２００ｇの軽量品でもよい。

（４）仕分け装置の動作
（４－１）基本動作
搬送ユニット３に供給される物品Ｗには、例えばバーコード（図示せず）が貼り付けられている。物品Ｗのバーコードは、当該物品Ｗを識別するための識別情報を有している。作業者が物品Ｗをトレイ９に載せる際に、例えばバーコードリーダ（図示せず）を用いて物品Ｗのバーコードを読み取ると、コントローラ（図示せず）が物品Ｗとトレイ９とを紐付ける。これにより、コントローラ（図示せず）は、予め上位コントローラで設定された物品Ｗの仕分け先となるシュート１１を、トレイ９の仕分け先とする。

物品Ｗを載置したトレイ９は、搬送経路７に沿って、複数のシュート１１のうち仕分け先として割り当てられた特定のシュート１１に向けて移動する。
物品Ｗを載置したトレイ９は、シュート１１に近付いたタイミングで、シュート１１に対応するＩＲセンサ４１からの駆動信号に基づいて、ベルトコンベヤとして駆動する。これにより、物品Ｗは、トレイ９により払い出し方向に搬送され、トレイ９からシュート１１に払い出される。

（４－２）シュートでの動作及び効果
物品Ｗは、シュート１１に投入され、ローラ部２１の上で板状部材３１に接触する。これは、物品Ｗに作用する力は、搬送方向下流側を向く成分を含んでいるからである。そして、物品Ｗは、板状部材３１によってシュート１１の幅方向に分散される。

板状部材３１による分散動作及び主な効果を詳細に説明する。
板状部材３１は、物品Ｗの重量によって物品Ｗに当接する部分の搬送方向に対する傾斜角度が変更されるので、重量に応じて様々な種類の物品Ｗを幅方向に分散させることができる。例えば、図１に示すように、物品Ｗの重量が小さければ板状部材３１の傾斜角度の変化は小さく、そのため物品Ｗの幅方向移動量が大きくなる。また、図２に示すように、物品Ｗの重量が大きければ分散機構１３の傾斜角度の変化は大きくなり（具体的には板状部材３１のたわみ量が大きくなり）、物品Ｗの幅方向移動量が小さくなる。この結果、シュート１１の払い出し方向下流側端２７における第１壁部２３ａ側の物品非載置領域４７が小さくなる。
以上の結果、多くの物品Ｗをシュート１１に溜めることができる。つまり、従来に比べて物品Ｗが溜まって満杯センサ４３に到達するまでの時間が長くなる。

他の効果として、シュート１１に投入された物品Ｗが、第２壁部２３ｂ側に積み上がることを防止できる。なぜなら、物品Ｗはシュート１１において搬送ユニット３の搬送方向下流側に移動しやすいが、そこには分散機構１３が配置されて物品Ｗを幅方向に分散するので、物品Ｗがシュート１１の片側に溜まりにくくなるからである。

他の効果として、シュート１１に投入された重量が小さい物品Ｗの上に、重量が大きな物品Ｗが積み重なり、重量の小さい物品Ｗが損傷することを防止できる。なぜなら、物品Ｗの重量によって幅方向移動量が変化するので、重量が小さい物品Ｗの上に重量が大きい物品Ｗが積み重なりにくくなるからである。

他の効果として、板状部材３１の傾斜角度の変更は板状部材３１が適度に屈曲することによって行われるので、分散機構１３に回転部を設ける必要がない。

分散機構１３はシュート１１に固定されており、取り外し不能である。ただし、変形例では、分散機構１３はシュートから取り外し可能である。その場合、シュート機構５は、第２の分散機構（図示せず）をさらに備えている。第２の分散機構は、物品Ｗの重量によって少なくとも物品Ｗに当接する部分の幅方向に対する傾斜角度が変更されるが、傾斜角度の変更の程度が分散機構１３とは異なるこの装置では、シュート１１に投入される物品Ｗの重量に応じて、分散機構１３又は第２の分散機構を選択できる。

２．第２実施形態
第１板状部材は物品Ｗによってたわみ変形していたが、第１板状部材は姿勢を変化して物品を幅方向に分散できれば十分なので、第１板状部材はたわみ変形しなくてもよい。
図３及び図４を用いて、そのような実施例を第２実施形態として説明する。図３及び図４は、第２実施形態の仕分け装置の部分平面図である。なお、第２実施形態は基本構造及び基本動作が第１実施形態と同じであるので、以下は異なる点を説明する。

第２実施形態のシュート機構５Ａにおいて、分散機構１３Ａは、平面視で幅方向に対して傾斜して配置された板状部材３１Ａと、板状部材３１Ａの第１端３１Ａａを回動自在に支持する回動支持部５１と、板状部材３１Ａを元の位置に戻すための弾性部材５３とを有している。弾性部材５３は、物品Ｗが板状部材３１Ａに接触すれば板状部材３１Ａの回動を許容し、物品Ｗが板状部材３１Ａから離れると板状部材３１Ａを初期位置に戻すように設定されている。
物品Ｗは、シュート１１Ａの搬送面に投入され、分散機構１３Ａに当接する。そして、物品Ｗは、分散機構１３Ａによってシュート１１Ａの幅方向に分散される。

板状部材３１Ａは、物品Ｗの重量によって幅方向に対する傾斜角度が変更されるので、重量に応じて様々な種類の物品Ｗを幅方向に分散させることができる。例えば、図３に示すように物品Ｗの重量が小さければ板状部材３１Ａの傾斜角度の変化は小さく、そのため物品Ｗの幅方向移動量が大きくなる。また、図４に示すように、物品Ｗの重量が大きければ板状部材３１Ａの傾斜角度の変化は大きくなり（具体的には板状部材３１Ａの傾斜角度が大きくなり）、物品Ｗの幅方向移動量が小さくなる。

３．第３実施形態
第１実施形態及び第２実施形態では板状部材は平面視で直線形状であったが、他の形状であってもよい。
図５及び図６を用いて、そのような実施例を第３実施形態として説明する。図５及び図６は、第３実施形態の仕分け装置の部分平面図である。なお、第３実施形態は基本構造及び基本動作が第１実施形態と同じであるので、以下は異なる点を説明する。

シュート機構５Ｂにおいて、分散機構１３Ｂは、板状部材３１Ｂからなる。板状部材３１Ｂの形状は、平面視で輪っか形状である。ここでの「輪っか形状」とは、板状部材３１Ｂの両端が固定端となっており、その間の部分が滑らかに湾曲した環状の形になっていることをいう。なお、板状部材３１Ｂの材料及び寸法は第１実施形態の板状部材３１と同じである。
物品Ｗは、シュート１１Ｂの搬送面に投入され、分散機構１３Ｂに当接する。そして、物品Ｗは、分散機構１３Ｂによってシュート１１Ｂの幅方向に分散される。

板状部材３１Ｂは、物品Ｗの重量によって物品Ｗに当接する部分の幅方向に対する傾斜角度が変更されるので、重量に応じて様々な種類の物品Ｗを幅方向に分散させることができる。例えば、図５に示すように物品Ｗの重量が小さければ板状部材３１Ｂの傾斜角度の変化は小さく、そのため物品Ｗの幅方向移動量が大きくなる。また、図６に示すように、物品Ｗの重量が大きければ板状部材３１Ｂの傾斜角度の変化は大きくなり、物品Ｗの幅方向移動量が小さくなる。

４．実施形態の共通事項
上記第１～第３実施形態は、下記の構成及び機能を共通に有している。
シュート機構（例えば、シュート機構５、シュート機構５Ａ、シュート機構５Ｂ）は、シュートと、分散機構とを備えている。
シュート（例えば、シュート１１、シュート１１Ａ、シュート１１Ｂ）は、物品（例えば、物品Ｗ）が投入され物品を搬送する搬送面を有する。
分散機構（例えば、分散機構１３、分散機構１３Ａ、分散機構１３Ｂ）は、搬送面の上側に設けられており、シュート１１に投入された物品を幅方向（例えば、矢印Ｘ）に分散させる。
分散機構は、搬送面にシュートの幅方向に延びて配置され、物品と当接することができる。
分散機構は、シュートの幅より短く、シュートの幅方向（例えば、矢印Ｘ）に対して傾斜しており、第１端（例えば、第１端３１ａ、第１端３１Ａａ）と、第１端よりシュートの払い出し方向下流側に位置する第２端（例えば、第２端３１ｂ）とを有している。
分散機構は、物品の重量によって少なくとも物品に当接する部分の幅方向に対する傾斜角度が変更される。

この装置では、物品は、シュートの搬送面に投入され、分散機構に当接する。そして、物品は、分散機構によってシュートの幅方向に分散される。
分散機構は、物品の重量によって幅方向に対する傾斜角度が変更されるので、重量に応じて様々な種類の物品を幅方向に分散させることができる。例えば、物品の重量が小さければ分散機構の傾斜角度の変化は小さく、そのため物品の幅方向移動量が大きくなる。また、物品の重量が大きければ分散機構の傾斜角度の変化は大きくなり、物品の幅方向移動量が小さくなる。 以上の結果、作業者の負担を増やすことなく、多くの商品をシュートに溜めることができる。

５．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（１）板状部材の変形例
板状部材は、初期状態において、直線ではなく滑らかに曲がっていてもよい。ただし、反りは、払い出し方向下流側を向くことが好ましい。
板状部材は全体ではなく一部が弾性変形する構造でもよい。例えば、板状部材の固定端側の端部の所定部分の剛性が高く、そこから先の部分が弾性変形する構造でもよい。

（２）シュートの変形例
第１実施形態ではシュートはローラコンベヤであったが、ベルトコンベヤでもよいし、他のコンベヤでもよい。
第１実施形態ではシュートは駆動機構を有していたが、駆動機構がないシュートでもよい。
第１実施形態ではシュートの搬送面はフラットであったが、払い出し方向に傾斜していてもよい。

（３）搬送ユニットの変形例
第１実施形態では、搬送ユニットをクロスベルトソータで構成したが、これに限定されず、例えばチルトトレイソータでもよい。
また、搬送ユニットは、物品を搬送するコンベヤと、物品をシュート側に押し出すダイバータやプッシャとから構成されていてもよい。
搬送ユニットは、コンベヤと、浮き出し式分岐装置とから構成されていてもよい。

本発明は、仕分け装置において物品が投入されて溜められるシュート機構に広く適用できる。

１ ：仕分け装置
３ ：搬送ユニット
５ ：シュート機構
７ ：搬送経路
９ ：トレイ
１１ ：シュート
１３ ：分散機構
２１ ：ローラ部
２３ａ ：第１壁部
２３ｂ ：第２壁部
２５ ：投入口
２７ ：払い出し方向下流側端
３１ ：板状部材
３１ａ ：第１端
３１ｂ ：第２端
４３ ：満杯センサ
Ｗ ：物品

Claims (4)

1. 物品が投入され物品を払い出し方向に搬送する搬送面を有するシュートと、
   前記搬送面の上側に設けられており、前記シュートに投入された物品を幅方向に分散させる分散機構と、
   を備えており、
   前記分散機構は、前記搬送面に前記シュートの幅方向に延びて配置され、前記物品と当接することができ、
   前記分散機構は、前記シュートの幅より短く、前記シュートの幅方向に対して傾斜しており、第１端と、前記第１端より前記シュートの払い出し方向下流側に位置する第２端とを有しており、
   前記分散機構は、前記物品の重量によって少なくとも前記物品に当接する部分の幅方向に対する傾斜角度が変更される、
   シュート機構。
2. 前記シュートには、コンベヤ又はソータから前記物品が投入され、
   前記分散機構は、前記シュートにおいて、前記コンベヤ又は前記ソータの搬送方向下流側に設置されている、請求項１に記載のシュート機構。
3. 前記分散機構は、前記物品の重量によって幅方向に対する傾斜角度が変わるように曲がる板状部材を有しており、
   前記板状部材は、固定端としての前記第１端と、自由端としての前記第２端とを有している、請求項１に記載のシュート機構。
4. 前記分散機構は前記シュートから取り外し可能であり、
   前記物品の重量によって少なくとも前記物品に当接する部分の幅方向に対する傾斜角度が変更されるが、前記傾斜角度の変更の程度が前記分散機構とは異なる第２の分散機構をさらに備える、請求項１～３のいずれかに記載のシュート機構。

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