(57)【要約】小包を測定・選別する方法および装置を提供するものであって、本方法および装置の１つの特徴は小包の少なくとも１つの重心成分を決定することにあり、重心成分の決定は傾転する小包の運動をセンサを用いて検出することによってなされ、他の特徴は小包が傾転するのに十分な剛性を有しているかどうかあるいは小包が傾転せずに旋回点上を屈曲して通過するほど柔軟であるかどうかをセンサを用いて決定することにある。
2005500963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬中の複数の小包を評価する運搬装置であって、前記複数の小包は異なる長さを有し、前記複数の小包は１つの小包である場合を含むような運搬装置において、
Ａ）第１運搬表面を画成し、出口位置を備える第１コンベヤが設けられ、
Ｂ）前記運搬表面上の前記小包の第１小包部の存在を検出する第１センサが設けられ、前記第１小包部が前記峰部上の前記小包の傾転または傾転を生じない前記第１コンベヤ部に沿った前記小包の移動のいずれかによって前記第１センサの検出範囲の外に移動したとき、前記第１センサは第１センサ信号を生成すべく構成され、前記出口位置から第１距離の位置に配置され、
Ｃ）前記運搬表面上の前記小包の第２小包部の存在を検出する第２センサが設けられ、前記第２小包部が前記峰部上の前記小包の傾転または傾転を生じない前記第１コンベヤ部に沿った前記小包の移動のいずれかによって前記第２センサの検出範囲の外に移動したとき、前記第２センサは第２センサ信号を生成すべく構成され、前記出口位置から第２距離の位置に配置され、前記第２距離は前記第１距離よりも短く設定され、
Ｄ）前記第１および第２信号を受信し、前記小包の各々が下記の第１条件または第２条件のいずれを満足するかを判断する信号処理装置が設けられ、
１）前記第１条件は前記第１および第２信号が所定時間内に生成される条件であり、
２）前記第２条件は前記第１および第２信号が前記所定時間内に生成されない条件であり、
前記信号処理装置は前記小包が前記第１条件または前記第２条件のいずれを満足するかによって前記小包の長さに関する異なった出力を生成するようになっている、
ことを特徴とする運搬装置。
【請求項２】
前記小包が前記第１条件を満足した場合、前記小包の長さは所定の長さよりも長いと推測され、前記小包が前記第２条件を満足した場合、前記小包の長さは所定の長さよりも短いと推測されることを特徴とする、請求項１に記載の運搬装置。
【請求項３】
異なる物理的長さを有する複数の小包を評価する運搬方法において、
Ａ）峰部を備える運搬経路を有するコンベヤを設け、前記複数の小包の各々は前記運搬経路に沿って運搬されながら、前記峰部を中心にして第１非傾転位置から第２傾転位置に傾転するステップと、
Ｂ）前記運搬経路に近接して前記峰部から第１距離の位置に第１センサを設けるステップと、
Ｃ）前記運搬経路に近接して前記峰部から前記第１距離よりも短い第２距離の位置に第２センサを設けるステップと、
Ｄ）前記複数の小包の各々が前記峰部上で傾転するように前記複数の小包を前記運搬経路に沿って運搬するステップと、
Ｅ）前記小包の各々が以下の第１条件または第２条件のいずれを満足するかを判断するステップと、
１）前記第１条件は前記小包が前記第１および第２センサの両方に検出されている状態で傾転を開始する条件であり、
２）前記第２条件は前記小包がすでに前記第１センサの範囲の外に移動して前記第２センサのみによって検出されている状態で傾転を行なう条件であり、
Ｆ）前記小包の各々が前記第１条件または前記第２条件のいずれを満足するかによって前記小包の長さを推測するステップと、
を含むことを特徴とする運搬方法。
【請求項４】
前記小包が前記第１条件を満足した場合、前記小包の長さは所定長さよりも長いと推測され、前記小包が前記第２条件を満足した場合、前記の長さは所定長さよりも短いと推測されることを特徴とする請求項３に記載の運搬方法。
【請求項５】
運搬経路に沿って運搬中の複数の小包を評価する運搬装置であって、前記複数の小包は異なる長さを有し、前記複数の小包の各々は第１小包部および第２小包部を備え、特に前記運搬経路に沿って運搬中の前記小包の傾転特性を評価するように構成されているような運搬装置において、
Ａ）第１コンベヤ部分と峰部を備えるコンベヤアセンブリが設けられ、
１）前記第１コンベヤ部分は前記小包を傾転させずに運搬する前記運搬経路に沿った部分であり、
２）前記峰部は前記コンベヤ経路に沿って前記第１コンベヤ部分の端部に近接して設けられ、前記峰部を通過する前記小包は前記峰部を中心にして前記第１コンベヤ部分から離れるように傾転し、
Ｂ）所定の検出範囲を有する第１センサが前記峰部から第１距離の位置に設けられ、小包の第１小包部が前記峰部上の前記小包の傾転または傾転を生じない前記第１コンベヤ部分に沿った前記小包の移動のいずれかによって前記第１センサの前記検出範囲の外に移動したとき、前記第１センサは第１センサ信号を生成すべく構成され、
Ｃ）所定の検出範囲を有する第２センサが前記峰部から前記第１距離よりも短い第２距離の位置に設けられ、小包の第２小包部が前記峰部上の前記小包の傾転または傾転を生じない前記第１コンベヤ部分に沿った前記小包の移動のいずれかによって前記第２センサの前記検出範囲の外に移動したとき、前記第２センサは第２センサ信号を生成すべく構成され、
Ｄ）前記第１および第２センサ信号を受信し、前記小包が以下の第１条件および第２条件のいずれを満たすかを判断する信号処理装置が設けられ、
１）前記第１条件は前記第１および第２センサ信号が所定の期間内に生成する条件であり、前記第１条件が成立したとき、前記信号処理装置は前記小包が前記第１および第２センサの範囲の外に同時に傾転していると推測し、
２）前記第２条件は前記第１および第２センサ信号が所定の期間内に生成されない条件であり、前記第２条件が成立したとき、前記信号処理装置は前記小包が前記第１センサをすでに通過し、前記第２センサの範囲から外れるように傾転していると推測し、
前記信号処理装置は前記第１または第２条件の決定に基づいてさらに傾転評価を行ない、前記傾転評価は前記第１条件下における前記第１センサ信号を用いて正確に行なわれ、また前記傾転評価は前記第２条件下における前記第２センサ信号を用いて行なわれている、
ことを特徴とする運搬装置。
【請求項６】
重心を評価するために、前記峰部上において傾転する前記小包の傾転開始点の距離に対応する信号を前記信号処理手段に供給する手段をさらに備えていることを特徴とする、請求項５に記載の運搬装置。
【請求項７】
前記小包が前記峰部を通過したかどうかを検出するのにカーテンセンサが用いられていることを特徴とする、請求項６に記載の運搬装置。
【請求項８】
前記第１コンベヤ部分はベルトコンベヤであり、前記峰部は傾転ローラであることを特徴とする、請求項５に記載の運搬装置。
【請求項９】
前記第１コンベヤ部分はベルトコンベヤであり、前記峰部は前記ベルトコンベヤの下流端であることを特徴とする、請求項５に記載の運搬装置。
【請求項１０】
運搬経路に沿って運搬中の小包の傾転特性を評価する方法であって、前記小包は異なる長さを有するような方法において、
Ａ）第１コンベヤ部分と峰部を備えるコンベヤアセンブリを設け、
１）前記第１コンベヤ部分は前記小包を傾転させずに前記運搬経路に沿って運搬する部分であり、
２）前記峰部は前記運搬経路に沿って前記第１コンベヤ部分の端部に近接して配置され、前記峰部を通過する前記小包は前記峰部を中心にして前記第１コンベヤ部分から離れるように傾転するステップと、
Ｂ）所定の検出範囲を有する第１センサを前記峰部から第１距離の位置に設け、前記小包の第１小包部が前記峰部上の前記小包の傾転または傾転のない前記第１コンベヤ部分に沿った前記小包の移動のいずれかによって前記第１センサの前記検出範囲の外に移動したとき、前記第１センサが第１センサ信号を生成するステップと、
Ｃ）所定の検出範囲を有する第２センサを前記峰部から前記第１距離よりも短い第２距離の位置に設け、前記小包の第２小包部が前記峰部上の前記小包の傾転または傾転のない前記第１コンベヤ部分に沿った前記小包の移動のいずれかによって前記第２センサの前記検出範囲の外に移動したとき、前記第２センサが第２センサ信号を生成するステップと、
Ｄ）前記小包が以下の第１条件または第２条件のいずれを満足しているかを判断するステップと、
１）前記第１条件は前記小包が前記第１および第２センサの両方によって検出された状態で傾転を開始する条件であり、
２）前記第２条件は前記小包がすでに前記第１センサを通過して前記第１センサの前記検出範囲外にあって前記第２センサによって検出されている状態で傾転を開始する条件であり、
Ｅ）前記第１または第２条件の決定に基づいて傾転評価を行い、前記傾転評価は前記第１条件下における前記第１センサ信号を用いて正確に行ない、また前記傾転評価は前記第２条件下における前記第２センサ信号を用いて行なうステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
運搬経路に沿って運搬中の小包の物理的特性を評価する方法において、
Ａ）より柔軟な小包をより柔軟でない小包と区別するための柔軟性の標準を定めるステップと、
Ｂ）複数のセンサを前記運搬経路の一部に近接して配置し、前記センサのすべてが前記運搬経路部に沿って通過中の小包の一部を同時に検出した場合に前記小包は前記柔軟性の標準よりも柔軟であると判断し、前記センサのすべてが前記運搬経路部に沿って通過中の小包の一部を同時に検出しなかった場合に前記小包は前記柔軟性の標準よりも柔軟でないと判断することができるように、前記センサを位置決めするステップと、
Ｃ）小包を前記運搬経路部に沿って運搬しながら、前記小包を前記複数のセンサによって検出するステップと、
Ｄ）前記ステップＣにおける前記センサによる前記小包の検出に基づいて、前記小包が前記柔軟性の標準よりも柔軟かまたは柔軟でないかを判断するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記ステップＢにおいて、峰部を前記運搬経路部に沿って設け、柔軟でない小包は前記峰部上を傾転し、柔軟な小包は前記峰部上を屈曲し、前記複数のセンサの少なくとも１つは前記峰部を挟んで他のセンサの反対側に配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
運搬経路に沿って運搬中の複数の小包の各々の柔軟性を評価する方法であって、前記複数の小包は所定の小包柔軟性よりも柔軟な小包および柔軟でない小包を含むような方法において、
Ａ）第１コンベヤアセンブリを前記運搬経路に沿って設け、前記第１コンベヤアセンブリは第１支持平面を画成し、かつ前記運搬経路に沿った下流端に峰部を備えているようなステップと、
Ｂ）第２コンベヤアセンブリを前記運搬経路に沿って前記第１コンベヤアセンブリの下流側に設け、小包を前記第１コンベヤアセンブリから前記第２コンベヤアセンブリに運搬する経路を形成し、前記第２コンベヤアセンブリは前記第１支持平面に対して所定の角度で傾斜した第２支持平面を画成し、柔軟でない小包は前記第１コンベヤアセンブリから前記第２コンベヤアセンブリに移動するときに変形せずに単一体として傾転し、柔軟な小包は前記第１コンベヤアセンブリから前記第２コンベヤアセンブリに移動するときに前記峰部上で単一体として傾転せずに変形するステップと、
Ｃ）第１センサを前記第１支持平面に近接して配置し、第２センサを前記第２支持平面の前記峰部の反対側に配置し、十分な長さを有する柔軟な小包が前記峰部を屈曲して通過して前記第１および第２センサの両方を検出作動させ、柔軟でない小包が前記運搬経路に沿って通過中一度に前記センサの１つのみを検出作動させるように、前記第１および第２センサを位置決めするステップと、
Ｄ）小包を前記運搬経路に沿って運搬し、柔軟な小包と柔軟でない小包を前記第１および第２センサの出力に基づいて区別するステップと、
含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記ステップＤにおいて、柔軟な小包と柔軟でない小包を区別する操作は、柔軟な小包を認識した場合にその小包に所定の重心位置を指定する操作を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップＡにおいて設けられる前記第１コンベヤアセンブリは、前記峰部を構成する傾転ローラを備えていることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
運搬経路に沿って運搬中の複数の小包の各々の柔軟性を評価する運搬装置であって、前記複数の小包は所定の小包柔軟性よりも柔軟な小包および柔軟でない小包を含むような運搬装置において、
Ａ）第１コンベヤアセンブリが前記運搬経路に沿って設けられ、前記第１コンベヤアセンブリは第１支持平面を画成し、かつ前記運搬経路に沿った下流端に峰部を備え、
Ｂ）第２コンベヤアセンブリが前記運搬経路に沿って前記第１コンベヤアセンブリの下流側に設けられ、小包を前記第１コンベヤアセンブリから前記第２コンベヤアセンブリに運搬する経路を形成し、前記第２コンベヤアセンブリは前記第１支持平面に対して所定の角度で傾斜する第２支持平面を画成し、柔軟でない小包は前記第１コンベヤアセンブリから前記第２コンベヤアセンブリに移動するときに変形せずに単一体として傾転し、柔軟な小包は前記第１コンベヤアセンブリから前記第２コンベヤアセンブリに移動するときに前記峰部上で単一体として傾転せずに変形し、
Ｃ）前記第１支持平面に近接して配置される第１センサと前記第２支持平面に近接して前記峰部の反対側に配置される第２センサとからなる１対のセンサが設けられ、十分な長さを有する柔軟な小包は前記峰部上を屈曲して通過して前記第１および第２センサの両方を検出作動させ、柔軟でない小包は前記運搬経路に沿って通過中一度に前記第１および第２センサの１つのみを検出作動させるように、前記第１および第２センサが位置決めされ、
Ｄ）前記小包が前記運搬経路に沿って運搬されている間に前記第１および第２センサの出力に基づいて柔軟な小包と柔軟でない小包を区別する処理装置が設けられている、
ことを特徴とする運搬装置。
【請求項１７】
異なる物理的特性を有する複数の小包を運搬・評価する方法であって、前記複数の小包は所定の小包柔軟性よりも柔軟な小包および柔軟でない小包を含むような方法において、
前記小包の各々が柔軟な小包か柔軟でない小包かを判断するステップと、
前記小包が柔軟な小包かまたは柔軟でない小包かに依存して、柔軟な小包に第１基準による重心特性を指定し、柔軟でない小包に第２基準による重心特性を指定するステップと、
前記複数の小包を運搬経路に沿って運搬するステップと、
前記小包を排出するときに前記小包のどの箇所と接触させるかを決定するときに前記指定した重心特性を考慮して、前記小包のすべてを前記運搬経路から排出するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記柔軟な小包に指定される前記第１基準は予め決定された一定の重心特性であることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記柔軟でない小包に指定される前記第２基準は測定された重心特性であることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記柔軟な小包に指定される前記第１基準は、重心が小包の全長の４０％に相当する小包の先端からの距離に位置するように予め決定された一定の重心特性であることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
異なる物理的特性を有する複数の小包を運搬・評価する方法であって、前記複数の小包は所定の長さよりも短い小包と長い小包を含むような方法において、
前記小包の各々が長い小包かまたは短い小包かを判断するステップと、
前記小包の各々が短い小包か長い小包かに依存して、長い小包に第１基準による重心特性を指定し、短い小包に第２基準よる重心特性を指定するステップと、
前記小包を排出するときに前記小包のどの箇所と接触させるかを決定するときに前記指定した重心特性を考慮して、前記小包のすべてを前記運搬経路から排出するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
運搬経路に沿って運搬中の小包の傾転特性を評価する運搬装置において、
出口端を備える第１コンベヤが設けられ、前記第１コンベヤは小包を前記第１コンベヤの前記出口端の近傍において前記第１コンベヤから外に運搬するように構成され、
入口端を備える第２コンベヤが設けられ、前記第２コンベヤは小包を前記第２コンベヤ上に前記入口端の近傍の位置で受取るように構成され、前記第２コンベヤの前記入口端および前記第１コンベヤ間に間隙が形成され、
傾転ローラが前記間隙内に設けられ、前記傾転ローラは前記小包が前記第１コンベヤから前記第２コンベヤに向かって運搬中に前記傾転ローラ上を傾転するように構成され、前記小包は前記第１コンベヤと前記傾転ローラの両方と接触する位置から前記第２コンベヤと前記傾転ローラの両方と接触する位置に傾転し、
前記小包が前記傾転ローラ上を傾転するときに前記小包の傾転を検出する少なくとも１つのセンサが設けられている、
ことを特徴とする運搬装置。
【請求項２３】
前記傾転ローラはアイドルローラであることを特徴とする請求項２２に記載の運搬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に運搬および選別の分野に関し、さらに詳細には移動するコンベヤ上の小包の重心を測定し、その小包の重心の近傍を押すことによって小包を大きく回転させずにコンベヤから方向変換する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の小包送給設備には、代表的には包装体を迅速かつ正確に所定の分配／送給群に選別するのに自動選別システムが用いられている。自動小包選別の分野において現在強く望まれている改善項目の１つは迅速な選別である。そして、一時間当たりにさらに多くの包装体を処理できる選別システムが必要とされるにつれて、包装体を運搬、選別、かつ方向変換する装置もさらに複雑になってきている。
【０００３】
高速選別を達成するには、異なる寸法、形状、および重量を有する広範囲な包装体を取り扱うことができる選別システムが必要である。一般的に、包装体を手動によって、例えば、類似の寸法群に予め選別する必要のない自動選別システムを用いることによって、選別をより迅速かつより安価に行なうことができる。
【０００４】
多数の包装体を高速度で運搬・選別するには、特に包装体の寸法、形状、および重量が広範囲にわたっている場合、種々の技術的な課題がある。例えば、異なる重量の包装体を秩序正しく方向変換するには、包装体の測定された重量に比例する力を穏やかに加える必要がある。同様に、異なる寸法と形状を有する包装体を秩序正しく方向変換するには、その寸法および形状によって、包装体の最適な押圧箇所を決定する方法と装置、および適切な時期に方向変換器の作動を制御するシステムが必要である。
【０００５】
高速選別システムにおいては、対象物を前傾させたり、回動させたり、または旋回させたりせずに方向変換させることが望まれている。下流側のコンベヤおよび他の装置は、それらに移送される対象物が安定した姿勢で秩序正しく前進するときにより効率的に作動するものである。回転する包装体は下流側の装置を妨害したり、一連の操作を干渉したり、またはコンベヤの側方から脱落したりすることもある。旋回する包装体によって生じる遅れおよびシステムの停止はコストが掛かり、連続的処理を阻害する可能性がある。
【０００６】
種々の寸法および形状を有する包装体群から選択された包装体を秩序正しく方向変換する方法は、その包装体群に柔軟な袋体が混入されている場合、さらに複雑になる。一般的に、柔軟な袋体はそれらの寸法の測定や端部の規定が困難であり、また特殊な扱いを必要とする多くの独特な特性を有している。
【０００７】
従って、広い範囲にわたる種々の特性を有する包装体群から所定の包装体を選別かつ方向変換する方法および装置が当該技術分野において必要とされている。
【０００８】
また、より正確に包装体を方向変換する方法および装置も必要とされている。
【０００９】
さらに、上記の方法と装置に関連して、測定された特性から略重心を計算することができる方法および装置が必要とされている。
【００１０】
また、対象物に関するデータを検出し、それらのデータをコントローラに伝達し、コントローラによって下流側の選別・方向変換要素を配向し、かつそれらの移動を制御することができる方法および装置が必要とされている。
【発明の開示】
【００１１】
［発明の要約］
本発明は、移動するコンベヤ上の対象物を測定してそれらの測定値に基づいて対象物をコンベヤから方向変換することができる方法と装置を提供することによって、従来技術の欠点を克服することを意図している。一般的に、本発明による装置は対象物を測定するセンサ列と、略重心を計算または指定する信号プロセッサと、方向変換器と、信号プロセッサと連携して方向変換器が対象物の略重心を押すように方向変換器を制御するアクチュエータを備えている。
【００１２】
さらに詳細に述べれば、本発明は、運搬中の複数の小包を評価する運搬装置を提供するものである。複数の小包は異なる長さを有し、また、複数の小包は１つの小包である場合を含んでいる。本装置には、第１運搬表面を画成し、出口位置を備える第１コンベヤが設けられている。また、運搬表面上の小包の第１小包部の存在を検出する第１センサが設けられる。第１小包部が峰部上の小包の傾転または傾転を生じない第１コンベヤ部に沿った小包の移動のいずれかによって第１センサの検出範囲の外に移動したとき、第１センサは第１センサ信号を生成するようになっている。第１センサは出口位置から第１距離の位置に配置されている。さらに、運搬表面上の小包の第２小包部の存在を検出する第２センサが設けられている。第２小包部が峰部上の小包の傾転または傾転を生じない第１コンベヤ部に沿った小包の移動のいずれかによって第２センサの検出範囲の外に移動したとき、第２センサは第２センサ信号を生成するようになっている。第２センサは出口位置から第２距離の位置に配置され、第２距離は第１距離よりも短く設定されている。また、第１および第２信号を受信し、小包の各々が第１条件（１）または第２条件（２）のいずれを満足するかを判断する信号処理装置が設けられている。第１条件（１）は第１および第２信号が所定時間内に生成される条件であり、第２条件（２）は第１および第２信号が所定時間内に生成されない条件である。信号処理装置は、小包が第１条件または第２条件のいずれを満足するかによって小包の長さに関する異なった出力を生成するようになっている。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、本発明のシステムは方向変換器の滑り止めが対象物の略重心を押すときに方向変換器を作動させるように構成されている。
【００１４】
従って、本発明の目的は、選別特性を改良することができる改善された運搬システムを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、選別能力を向上させることができる改善された運搬方法および装置を提供することにある。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、小包の柔軟性の差を認識することができる改善された運搬方法および装置を提供することにある。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、小包の寸法、特に長さの差を認識することができる改善された運搬方法および装置を提供することにある。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は、測定された特性に基づいて対象物の重心を計算、すなわち、近似することができる改善された方法と装置を提供することにある。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、小包をベルトから排出するときに、小包の回転を低減させることができる改善された運搬方法および装置を提供することにある。
【００２０】
本発明のさらに他の目的は、広範囲にわたる寸法と形状を有する対象物群から選択された対象物を方向変換させることができる改善された運搬・選別システムを提供することにある。
【００２１】
本発明のさらに他の目的は、対象物に関するデータを検出し、それらのデータをコントローラに伝達し、そのコントローラによって下流側の選別・方向変換要素の移動を制御し、種々の寸法を有する対象物の方向変換を望ましくない回転を生じさせずに行なうことができるシステムを提供することにある。
【００２２】
これらの目的および他の目的は、添付の図面に基づく以下の好適な実施例の詳細な説明においてより明確に開示される方法および装置によって達成されることになる。なお、図面において、同一の番号は同一の要素を示すものとする。
【００２３】
本発明を一般的な用語を用いて説明したが、添付の図面を参照することによって本発明はさらに明らかになるであろう。なお、図面は必ずしも一定の縮尺率で描かれていない。また、図面において、同一の番号は同一の要素を示すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図面の詳細な説明
図面についてさらに詳細に説明する。なお、図面において、同一の番号は同一の要素を示している。図１は本発明による測定・選別装置１０を示している。
【００２５】
運搬・方向変換システム（または装置）１０は以下の要素および下位要素を備えている。すなわち、傾斜導入コンベヤベルト２１を有する傾斜導入コンベヤアセンブリ２０と、角度２４と、アイドル傾転ローラ２５と、第１センサ３１、第２センサ３２、第３センサ３３および第４センサ３４を有する傾転センサグループ３０と、第１水平コンベヤアセンブリベルト４１を有する第１水平コンベヤアセンブリ４０と、幅センサグループ５０と、トリガーセンサ５１と、垂直カーテンセンサ５２と、第２水平コンベヤアセンブリベルト６１を有する第２水平コンベヤアセンブリ６０と、方向変換器ベルト７１および方向変換器滑り止め７２を有する方向変換器アセンブリ７０と、方向変換器トリガー７７を有するアクチュエータ７５と、排出コンベヤベルト８１を有する排出コンベヤアセンブリ８０と、排出コンベヤ駆動機構８３と、収集区域１００を備えている。
【００２６】
以下の包装体、すなわち、対象包装体２００、長大包装体１０００、中間包装体２０００、短小包装体３０００、および柔軟包装体４０００を例にして、本発明を説明する。なお、包装体は小包または包装品と呼ぶこともある。
【００２７】
一般的な構成および操作
一般的に、図１に示す装置１０は、水平運搬アセンブリに通じる上方傾斜導入コンベヤ２０を備えている。水平運搬アセンブリは一連のコンベヤを備えていてもよい。好ましい一実施例において、水平運搬アセンブリは、その水平要素として第１水平コンベヤ４０、第２水平コンベヤ６０、および第３水平コンベヤ８０を備えている。アイドル傾転ローラ（または「傾転用ローラ」）２５は、傾斜コンベヤ２０および第１水平コンベヤ４０間の間隙に配置されている。運搬中の対象物２００に関するデータを検出して伝達するために、傾転センサグループ３０として構成されている一群のセンサが傾転ローラ２５に近接して配置されている。幅センサグループ５０として構成されている他の一群のセンサが第１水平コンベヤ４０および第２水平コンベヤ６０間の間隙の近くに配置されている。方向変換器７０は、第２水平コンベヤ６０および第３水平コンベヤ８０間の間隙に配置されている。
【００２８】
本発明の一態様において、方向変換器７０は、対象物２００の略重心に向かって移動する方向変換器滑り止め７２（または他の適切な方向変換器要素）を対象物２００の略重心と接触させることによって、その対象物２００を方向変換させるように構成されている。この重心（ＣＧ）は、所定の位置に配置された複数の当該上流センサによって集められた対象物データに基づいて決定されることになる。このＣＧの近似値は実測または概算のいずれによって得られてもよい。
【００２９】
対象物２００（例えば、小包、包装体、または包装品）が傾転ローラ２５上を通過するとき、傾転センサグループ３０は、対象物のＣＧと共にその寸法および相対的剛性を含む対象物のデータを検出するものである。幅センサグループ５０は、第２水平コンベヤ６０上の対象物２００の横方向位置と共にその幅を測定するものである。
【００３０】
センサのデータは信号プロセッサ９０に伝達されるようになっている。信号プロセッサ９０はアクチュエータ７５を制御し、方向変換器７０を対象物２００の略重心に向かって押し出し、対象物２００をその回転を最小に抑えてコンベヤから方向転換させるようになっている。
【００３１】
傾斜コンベヤ２０
図１に示すように、傾斜コンベヤアセンブリ２０は、フレームに支持された電動ローラおよびアイドル（遊動）ローラを囲む無端経路に沿って移動する無端コンベヤベルト２１を備えている。電動ローラおよびアイドルローラは、公知の方法を用いて（図９において番号２３で示す）、モータまたは他の適切な駆動手段によって駆動されるようになっている。
【００３２】
傾斜コンベヤベルト２１の支持表面は角度２４で上方に傾斜している。一実施例において、角度２４は水平線から上方に１０度であるとよい。ただし、本発明の範囲から逸脱しない限り、他の角度であってもよいし、他の傾斜構成であってもよい。図に示す角度２４は説明を明確にするために誇張して描かれている。この傾斜コンベヤベルト２１の支持表面は、水平線に対して角度２４で傾斜している第１支持平面に沿っていると考えることもできる。
【００３３】
この傾斜コンベヤアセンブリ２０は、外部源から、例えば、手動または他のコンベヤによって小包または他の包装品を受取り、それらをアイドル傾転ローラ２５、さらに第１水平コンベヤ４０に送給するようになっている。一実施例において、小包は導入ベルト２１上に対して直角をなすように配置されているとよい。
【００３４】
本発明の変形例として、上記のベルトコンベヤシステムは電動ローラまたは他の適切なコンベヤと置き換えられてもよい。
【００３５】
傾転ローラ２５
アイドル傾転ローラ２５は、傾斜コンベヤアセンブリ２０の排出端に配置されている。この傾転ローラ２５は、装置１０のフレーム１１に取り付けられた長軸を有し、運搬される対象物の移動によってその長軸の周りに回転することが可能である。本明細書において、包装品の「傾転」と呼ぶ用語は、その包装品が支持部材（ここでは、部材２５）で転動によって支持部材の向こう側に傾く動作を意味している。この傾転ローラ２５は、小包が傾転する起点となる“峰部（crest）”をなすとも考えられる。
【００３６】
前述したように、一実施例における傾転ローラ２５は、電動駆動されないアイドルローラである。この変更例として、傾転ローラ２５は逆向きに延長する２本の短い突出軸として機能する対向ピンを備え、それらのピンが装置のフレームに形成された２つの上向きに開いた長穴（図示せず）内で自在に回転するように構成されていてもよい。長穴の各々は、運搬経路の各側方から突出する対向ピンに対応した位置に配置されている。この突出軸／長穴の構成によって、傾転ローラ２５は工具を用いずに取り付けることが可能となる。ピンおよび長穴は、必要に応じて適切な軸受または軸受材料を備えていてもよい。
【００３７】
本発明の変形例として、アイドルローラの代わりに、電動ローラを用いてもよい。
【００３８】
傾転ローラ２５と傾斜コンベヤアセンブリ２０は、上記の第１支持平面に沿って小包を運搬するコンベヤアセンブリ系の一部と考えることもできる。
【００３９】
傾転ローラ２５は、比較的剛性のある小包を第１コンベヤ２０から傾転させる「峰部」をなすと考えることができる。なお、柔軟な小包については後述する。この峰部上を通過する比較的剛性のある小包は、単一体として第１コンベヤから峰部の向こう側に傾転するようになっている。傾転が始まると、小包の後縁部がコンベヤ面から上方に跳ね上がることになる。他の制約条件にもよるが、このように小包の後縁部が跳ね上がるような傾転がこのシステムの１つの特徴である。
【００４０】
本発明の変形例として、上記の傾転をもたらす傾転ローラを用いずに、傾転を行うこともできる。この場合、第１コンベヤ２０の端部が「峰部」として機能し、小包はその第１コンベヤ２０の端部を起点として第１コンベヤ２０の向こう側に傾転するようになっている。
【００４１】
第１水平コンベヤ４０
第１水平コンベヤアセンブリ４０は、フレームに支持された電動ローラおよびアイドルローラを囲む無端経路に沿って移動する無端第１コンベヤベルト４１を備えている。電動ローラおよびアイドルローラは、公知の方法を用いて（図９において番号４３で示す）、モータまたは他の適切な駆動手段によって駆動されるようになっている。
【００４２】
第１水平コンベヤ４０は、対象物２００を傾転ローラ２５から幅センサグループ５０に向かって移動させ、それらの対象物を第２水平コンベヤ６０に移送するものである。
【００４３】
本発明の変形例として、上記のベルトコンベヤシステムは電動ローラまたは他の適切なコンベヤに置き換えられてもよい。
【００４４】
傾斜コンベヤ２０と水平コンベヤ４０との間に構造上の差異がなければ、傾斜コンベヤ２０を「第１コンベヤ」と呼び、水平コンベヤ４０を「第２コンベヤ」と呼ぶこともできる。
【００４５】
第２水平コンベヤ６０
図１に示すように、第２水平コンベヤアセンブリ６０は、フレームに支持された電動ローラおよびアイドルローラを囲む無端経路に沿って移動する無端第２コンベヤベルト６１を備えている。電動ローラおよびアイドルローラは公知の方法を用いて（図９において番号６３で示す）、モータまたは他の適切な駆動手段によって駆動されるようになっている。
【００４６】
第２水平コンベヤ６０は、対象物２００を（幅センサグループ５０の近傍の）入口端から方向変更器アセンブリ７０の近傍の出口端に移動させるものである。
【００４７】
対象物２００は第２水平コンベヤ６０の端部に向かって移動しながら、図１に示す方向変換器トリガー７７を通過し、方向変換器トリガー７７は、対象物２００が方向変換器７０に到達することをシステム１０に知らせている。第２水平コンベヤ６０の既知の速度および方向変換器トリガーセンサ７７の作動によって、本発明のシステム１０は対象物２００の位置を二重チェックするようになっている。
【００４８】
第３水平コンベヤ８０
第３水平コンベヤ８０は、フレームに支持された電動ローラおよびアイドルローラを囲む無端経路に沿って移動する無端排出コンベヤベルト８１を備えている。電動ローラおよびアイドルローラは、公知の方法を用いて、モータまたは他の適切な手段（例えば、排出コンベヤ駆動機構８３）によって駆動されるようになっている。
【００４９】
第３水平コンベヤ８０は、第２水平コンベヤ６０から方向変換せずに方向変換器７０を通過した対象物２００を受け取って、それらの対象物をさらに運搬するものである。
【００５０】
本発明の変形例として、上記のコンベヤシステムは電動ローラまたは他の適切なコンベヤに置き換えられてもよい。
【００５１】
方向変換器７０
図１に示すように、本発明の一実施例における方向変換器アセンブリ７０は、第２水平コンベヤ６０および第３水平コンベヤ８０間に配置されている。方向変換器７０は、コンベヤ６０，８０の移動方向と交差する無端経路に沿って移動する無端幅狭の方向変換器ベルト７１を備えていてもよい。この方向変換器ベルト７１は、その方向変換器ベルト７１の方向と速度を制御するサーボ駆動アクチェータモータ（「アクチュエータ７５」）によって駆動されるようになっている。
【００５２】
好ましい実施例において、本発明の方向変換器７０として、２００１年７月２４日に発行された本出願人が共有している米国特許第６，２０４，０４２号に開示されている形式と類似の改良型双方向選別器を用いている。この特許は引例によって本明細書の一部をなすものとする。双方向選別器は一連の滑り止め（例えば、図示の滑り止め７２）が取り付けられた２つの互いの離間された区域を有する幅狭の無端ベルトを備えていてもよい。滑り止めは、方向変換される対象物を注意深くかつ穏やかに押すように設計されている。
【００５３】
双方向選別器の幅狭ベルトは、基準位置とエッジ位置（または待機位置）のいずれかに配置されている。エッジ位置は、対象物２００の底面の近位縁が双方向選別器７０に達する箇所の近傍に、滑り止めの先頭が配置されるような位置である。すでに検出されている対象物２００の近位端の位置に基づいて、アクチュエータ７５は双方向選別器７０の幅狭ベルトをエッジ位置に配置させるようになっている。このように幅狭ベルトをエッジ位置に配置させて、システムは方向変換させるべき対象物２００が到達するまで待機するようにしている。この方向変換は、滑り止めを対象物２００の近位縁から上方に延長する側面に接触させることによって行なわれている。
【００５４】
幅狭ベルト７２は、対象物２００をベルトの互いに逆向きの方向のいずれに排出するかによって、対象物の近位縁または遠位縁から上方に延長する側面を押すように作動されるとよい。あるいは、幅狭ベルト７２を基準位置に保持して、対象物２００を直接第３水平コンベヤ８０に前進させてもよい。方向変換器７０をこのように制御することによって、対象物２００は３つの方向のいずれかに運搬される。
【００５５】
基準位置は狭幅ベルト７２が作動されないときに戻る中立位置である。好ましい一実施例において、狭幅ベルト７２はその長さ方向に沿って２つの滑り止め区域とそれらの間に挟まれた２つの非滑り止め区域を有している。２つの非滑り止め区域は、いずれも基準位置として用いられている。２つの滑り止め区域と２つの非滑り止め区域を備えることによって、幅狭ベルト７２を基準位置に移動させる時間を半分に短縮させることが可能となる。
【００５６】
本発明の変形例によれば、上記の排出システムは他の排出システムに置き換えられてもよい。
【００５７】
傾転センサグループ３０
図３に示すように、傾転センサグループ３０は第１センサ３１、第２センサ３２、水平カーテンセンサ３３、および第４センサ３４を備えている。好ましい一実施例において、これらのセンサはビーム通過光電センサである。ただし、本発明の範囲内において他の形式のセンサを用いてもよい。
【００５８】
好ましい一実施例において、傾転センサグループ３０は図３に示すように配列されている。すなわち、第１センサ３１および第２センサ３２は、傾転ローラ２５の上流側に配置され、第４センサ３４は傾転ローラ２５の下流側に配置されている。
【００５９】
一実施例において、例えば、第１センサ３１は水平カーテンセンサ３３から上流側に約６．００インチ（１５．２４ｃｍ）離れて配置され、第２センサ３２は水平カーテンセンサ３３から上流側に約２．７５インチ（６．９９ｃｍ）離れて配置され、第４センサ３４は水平カーテンセンサ３３から下流側に約３．００インチ（７．６２ｃｍ）離れて配置されている。
【００６０】
第１センサ３１は、その機能の１つとして「第１傾転初期状態センサ」と見なすことができる。同様に、第２センサ３２は「第２傾転初期状態センサ」と見なすことができ、第４センサ３４は「第１傾転終了状態センサ」と見なすことができる。これらのセンサ３１，３２，３４の操作と用途の詳細は後述する。水平カーテンセンサ３３は、その側面を実質的に垂直方向に向けて傾転ローラ２５の傍らに取り付けられ、通過する対象物２００の長さを測定するようになっている。一実施例において、光カーテン３３は水平センサ列からなるが、単一のセンサとして機能するように適切に制御されている。換言すれば、どの水平ビームが遮られても、センサ３３は検出作動するように構成されていることになる。
【００６１】
傾斜コンベヤの面は、光カーテンの最下端のセンサの上方でかつ光カーテンの最下端から２番目のセンサの下方を通過するようになっている。
【００６２】
幅センサグループ５０
図１を再び参照すると、第１水平コンベヤ４０に沿って第２水平コンベヤ６０へ向かって移動する対象物２００は、トリガーセンサ５１の傍らを通過し、さらに垂直カーテンセンサ５２内を通過することになる。この垂直カーテンセンサ５２は輪郭検出アセンブリと呼ばれている。好ましい一構成例において、輪郭検出アセンブリ５２は対象物２００の全幅およびコンベヤ４０，６０上の対象物２００の横方向位置を測定する光電センサ列を備えている。横方向の位置は、明らかに対象物２００の近位縁および遠位縁の位置を決定するのに有用である。対象物２００は、第１水平コンベヤ４０から第２水平コンベヤ６０に移動しながら、それらのコンベヤ間に配置された輪郭検出アセンブリ５２内を通過することになる。
【００６３】
システム制御
図９は本発明のシステム１０の制御を示す機能ブロック図である。好ましい一実施例において、システム１０は第１コントローラ９０および第２コントローラ９２によって制御されている。一般的に、第１コントローラ９０は種々のセンサからの情報を集め、第２コントローラ９２は情報を方向変換器アクチュエータ７５および／または排出コンベヤ駆動機構８３に伝達するようになっている。
【００６４】
カーテンセンサ５２は、第１コントローラに情報を送給する内蔵コントローラ５２Ｃを有している。
【００６５】
本発明のシステム１０の一態様において、傾斜コンベヤ駆動機構２３は傾斜コンベヤ２０を一定速度で駆動し、その速度を表す信号を第１コントローラ９０に伝達している。同様に、第１水平駆動機構４３および第２水平駆動機構６３は、それぞれ、第１水平コンベヤ４０および第２水平コンベヤ６０を一定速度で駆動し、それらの速度を表す信号を第１コントローラ９０に伝達している。容易に理解されるように、コンベヤ速度ｖｘはＣＧ位置を概算するのに重要な変数である。好ましくは、これらの２つのコンベヤは同じ速度で走行させるとよい。
【００６６】
システム１０は、光電センサ３１〜３６，７７が遮蔽状態かまたは非遮蔽状態かを判断するために、それらの光電センサの状態を連続的に監視している。
【００６７】
傾転センサグループの一般的機能
本発明による傾転センサグループは、運搬される対象物の種々の物理的特性を評価することができる。本発明の１つの特徴は、小包が比較的剛性かまたは比較的柔軟であるかを判断できる点にある。小包が比較的剛性であると判断した場合、本発明の他の特徴によって、その小包が長いか、中間か、または短いかを評価することができる。このような剛性を有する包装体の決定された長さに基づいて、種々のＣＧ決定（すなわち、ＣＧ指定）のパターンの１つをその包装体に適用することが可能となる。
【００６８】
前述したように、図３に示す傾転センサグループ３０は第１センサ３１、第２センサ３２、第３センサ３３、および第４センサ３４を備えている。これらのセンサは、本発明の精神および範囲を逸脱しない限り他のセンサと組合せて用いることができる。前述したように、第１センサ３１は「第１傾転初期状態センサ」として機能し、第２センサ３２は「第２傾転初期状態センサ」として機能し、第４センサ３４は「第１傾転終了状態センサ」として機能している。
【００６９】
第１センサおよび第２センサの両方が１つの特定小包に対して検出作動した場合、これらのセンサは同一小包の離間した２つの箇所を検出したことになる。すなわち、第１センサは第１小包部分を検出し、第２センサは第２小包部分を検出することになる。同じことが他のセンサにも当てはまる。
【００７０】
柔軟性の評価
本発明の一方法によれば、傾転センサグループ３０を他の制御要素と連携させることによって、小包が予め定められた標準よりも「柔軟」であるかどうかを判断することが可能となる。この標準は装置ごとに変更可能であるが、通常は各センサの位置と感度が一定である限り変更する必要はない。
【００７１】
後でさらに詳細に説明するが、傾転センサを用いる傾転プロセスは、アイドル傾転ローラ２５上を「傾転」（または転動）するのに十分な剛性を有する小包に対して適用されている。しかし、本発明は、通常のダンボールなどからなる矩形の小包と異なって、より柔軟な「傾転」しない「バッグ」に対しても適用されるものである。このような柔軟な小包は傾転しないので、本発明のシステムは２つのセンサと適切な制御によって柔軟な小包の通過状態を測定するようになっている。本発明の一実施例によれば、本システムは、アイドル傾転ローラ２５を挟んだ両側にセンサ３２，３４を備えている。これらのセンサ３２，３４の両方が包装体／小包／包装品の存在を同時に検出したとき、本システムは柔軟な包装体がアイドル傾転ローラ２５の上を通過したと見なしている。すなわち、容易に理解されるように、これらの両方のセンサ３２，３４が同時に小包の存在を検出した場合、本発明のシステムは、その小包が柔軟性を有し、アイドル傾転ローラ２５の上を屈曲して通過したと判断することになる。
【００７２】
図４に示すように、センサ３２，３４から放射された一定の光電ビームが同時に対象物によって遮られた場合、その対象物は柔軟性のある形状を有していると判断されることになる。例えば、柔軟な小袋５００は第２センサ３２および第４センサ３４の光電ビームを同時に遮ることになる（小袋５００が長い場合は、図示するように第１センサ３１の光電ビームも遮ることになる）。逆に、典型的な平行四辺形ダンボール箱のような剛性のある対象物は、傾斜して傾転ローラ２５上を移動するので、センサ３２，３４の光電ビームを同時に遮らないことになる。
【００７３】
包装品がこのように「柔軟」であると判断した場合、その包装品は転動しないと判断される。次いで、本方法によれば、このような柔軟な包装品の長さ方向におけるＣＧの予め定めた予測位置を指定している。本発明の一実施例によれば、その包装品の長さに対する百分率でＣＧの予測位置を指定している。本発明の具体的な一実施例によれば、この百分率は４０％に設定されている。例えば、長さ１０インチ（２５．４ｃｍ）の柔軟な小包は先端から４インチ（１０．１６ｃｍ）の位置にＣＧを有していると予測する。この４０％という値は実験的に定めた値であり、必要に応じて変更可能である。
【００７４】
包装体寸法（特に長さ）の評価
本発明の他の態様によれば、柔軟でない対象物の寸法は長大、中間、短小のいずれかに類別されることになる。柔軟でない対象物の寸法が長大、中間、短小のいずれであるかによって、ＣＧの決定（すなわち、ＣＧの指定）の手法が異なってくる。
【００７５】
「長大」な包装体１０００の場合、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、その包装体１０００が傾転ローラ２５上で傾転したとき、第１センサ３１および第２センサ３２から放射される光電ビームは略同時（あるいはプログラマーによって好ましく選択された所定の期間内）に非遮蔽状態になる。このように、本発明のシステムは、第１および第２センサの光電ビームが所定の期間内に非遮蔽状態（すなわち、非検出作動状態）になった場合、小包は長大であると判断する。容易に理解されように、このプログラム化された期間は、必要に応じて、例えば、ベルト速度や包装体の特性に依存して変更可能であり、どのような期間が好ましいかを具体的に規定することはできない。
【００７６】
図６Ａおよび図６Ｂに示す中間包装体２０００の場合、また図７Ａおよび図７Ｂに示す短小包装体３０００の場合、第１センサ３１から放射された光電ビームは（傾転とは無関係に）遮蔽されず、第２センサ３２が遮蔽されている。
【００７７】
中間包装体２０００と短小包装体３０００とを区別するために、第４センサ３４がシステム制御と連携して用いられている。具体的には、第２センサ３２の非遮蔽状態になるタイミングを第４センサ３４が遮蔽状態になるタイミングと比較している。すなわち、第２センサ３２の非遮蔽状態と第４センサ３４の遮蔽状態が所定期間内に生じた場合、システムはその小包が図６Ａに示す位置から図６Ｂに示す位置に傾転したと推測し、従って、その小包は中間包装体２０００であると判断することになる（なお、この所定期間もシステムに依存して変更可能であり、システムの設定またはプログラム化を行なうときに選択可能である）。一方、第２センサ３２の非遮蔽状態と第４センサ３４の遮蔽状態が所定期間内に生じなかった場合、すなわち、図７Ａおよび図７Ｂに示すような状態の場合、短小包装体３０００であると判断することになる。
【００７８】
上記の期間は、本装置によって処理される包装品の種類、本装置の操作速度、センサの感度、包装品の「長大」、「中間」、または「短小」の類別、あるいは種々の他の変数に依存して異なっている。
【００７９】
このように、対象物２００の寸法は、システム制御と連携する３つのセンサ３１，３２，３４によって推測され、システムは対象物を長大包装体１０００、中間包装体２０００、または短小包装体３０００のいずれかに類別している。
【００８０】
本発明の一方法によれば、上記のように類別された長大包装体１０００、中間包装体２０００、および短小包装体３０００のＣＧ値を３つの異なる方法によって指定することができる。このＣＧ値の指定は、包装体の傾転特性を評価するかまたは傾転特性を評価せずに経験的な方法によって行なうことができる。
【００８１】
短小包装体の場合、ＣＧは単純に包装体の中間に指定されることになる。従って、傾転による評価を行なわず、包装体の長さを測定するのみでＣＧを指定することができる。この長さの測定は、既知のベルト速度と光カーテン３３の検出結果によってなされている。この場合、（光カーテンは包装体が通過した後でないとその包装体が短いかどうか判断できないので）、光カーテン３３の包装体に関する情報はすべてバッファに格納され、短小包装体のＣＧを求める場合、その短小包装体の格納されている情報を用いることが可能となる。
【００８２】
中間包装体および長大包装体の場合、ＣＧ位置の評価は以下に詳しく述べる「傾転の評価」によって行なわれることになる。すなわち、ＣＧ位置の評価は包装体がアイドル傾転ローラ２５上でいつ傾転が開始し、いつ傾転が終了したかを検出することによってなされている。
【００８３】
中間包装体の場合、センサ３２を用いて包装体の傾転の始動を検出している。長大包装体の場合、センサ３１を用いて包装体の傾転の始動を検出するが、この場合、センサ３２も略同時に非遮蔽状態になる。本発明において重要な点は、さらに他のセンサを傾転位置に配置することによって傾転をより正確に測定することも可能であるが、２つのセンサ３１，３２を用いれば、最適な効果が得られる点にある。中間包装体および長大包装体のいずれの場合も、光カーテンセンサ３３を用いて、傾転を始めると、小包がアイドル傾転ローラ２５を越えてどれほど遠くまで傾転するのかを測定するようにしている。
【００８４】
従って、本発明は傾転の評価に２つのセンサ、すなわち、第１センサ３１および第２センサ３２を用いるが、可能であれば、正確な測定を行なうために、傾転によって非遮蔽状態になる他のセンサを最も遠い上流側の位置に配置させるとよい。
【００８５】
重心の測定と傾転
本発明の一方法では、対象物２００の重心（ＣＧ）の略位置をアイドル傾転ローラ２５上の対象物２００の傾転特性を評価することによって測定している。小包がローラ２５上を通過することによって、その小包の重心成分を決定することができる。この重心成分は１つの軸のみに沿った成分である。説明の都合上、この１つの軸は包装体が全コンベヤシステムの始端から後端に向かって移動する軸、すなわち、ｘ軸とする。従って、重心の計算は小包の先端からの距離によって規定することが可能となる。この距離は、包装体の先端部が旋回ローラを通過した後、包装体がどの点で傾転するかを求めることによって決定されている。
【００８６】
容易に理解されるように、傾斜コンベヤ２０から第１水平コンベヤ４０に移送される対象物２００は、そのＣＧが峰部である傾転ローラ２５を通過したときに傾転を開始することになる。本発明では、一連のセンサを用いて対象物２００の先端２２０と長手方向におけるＣＧの略位置との間の距離を測定している。このように略ＣＧ位置が定まるので、センサの下流側に配置される方向変換器７０は、対象物２００のＣＧ位置を押すように作動することになる。
【００８７】
図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の方法の基本的な原理を示すのに有用な構成図である。ｘ−ｙ軸は対象物２００の先端２２０を原点にして定めている。対象物２００の重量Ｗは重心（ＣＧ）に作用している。なお、ｘ−ｙ軸は対象物２００に対して定めているので、対象物２００と共に移動かつ回転することになる。
【００８８】
図８Ｂは、（傾転を開始する略瞬間において）ＣＧが傾斜面および水平面間の峰部の直上に位置したときの対象物２００を示している。この位置において、距離ｂはＣＧのｘ座標である。本発明の目的は、対象物２００の当該距離ｂを計算することにある。
【００８９】
図８Ａおよび図８Ｂの構成図において、上記の距離ｂを計算するために、本発明の一態様によるシステムはコンベヤの既知の速度ｖｘと対象物２００についてのデータを測定するために作動するセンサの種々の作動時間を用いている。本発明の一態様において、水平カーテンセンサ３３（図８Ａを参照）は、先ず、時間Ｔ１において対象物２００の先端２２０を検出する。図８Ｂに示す時間（ＣＧが峰部に位置する瞬間）において、対象物２００は（時計回りに）傾転を開始し、全てのセンサ３１，３２，３４が非遮蔽状態になっている。この時間（瞬間）をＴ２とする。本発明の方法においては、時間Ｔ１と時間Ｔ２との間の差を用いて、対象物２００の距離ｂを計算している。好ましい一実施例によれば、時間Ｔ１をゼロ秒と設定することによって、時間Ｔ２のみを用いて距離ｂを計算することができる。
【００９０】
本発明の上記に関連する態様において、距離ｂを計算する方法は公知の運動の法則、具体的には、距離＝速度×時間の法則を用いることによって行なわれることになる。傾斜角および対象物の重量Ｗが常に垂直方向において下向きに作用している事実に基づいて、本発明の方法は、先ず、図８Ｂに示す距離ａを計算する。図８Ｂの構成図に運動の法則を適用し、コンベヤの既知の速度ｖｘを用いると、距離ａはｖｘと時間Ｔ２と時間Ｔ１との差の積で表される。
ａ＝ｖｘ×（Ｔ２−Ｔ１）
ここで、Ｔ１をゼロ秒に設定すれば、距離ａはｖｘ×Ｔ２で表される。
【００９１】
距離ａと距離ｂとの間に差が生じることは当業者にとっては明らかである。距離ｂは距離ａよりも短い。図８Ｂにおいて、距離ａと距離ｂとの間の差を距離ｃとする。
【００９２】
本発明の一態様において、距離ｃは傾斜角およびコンベヤの速度ｖｘに依存して変化するものである。コンベヤ速度ｖｘが大きくなれば、距離ｃも大きくなる。
【００９３】
関連する一態様において、本発明の方法は既知のＣＧ位置と既知の重量を有する対象物を用いて実験的に定めた補正因子ｃｆとして知られる距離を用いている。補正因子ｃｆはコンベヤ速度ｖｘ、傾斜角度、および対象物２００の重量Ｗの関数である。例えば、傾斜角が１０°でコンベヤ速度ｖｘが１５０フィート／分（４５．７２メートル／分）の場合、補正因子ｃｆは１．００インチ（２．５４ｃｍ）である。同じ角度で、コンベヤ速度ｖｘが３００フィート／分（９１．４４メートル／分）の場合、補正因子ｃｆは２．５０インチ（６．３５ｃｍ）である。また、コンベヤ速度ｖｘが４５０フィート／分（１３７．１６メートル／分）の場合、補正因子ｃｆは４．００インチ（１０．１６ｃｍ）である。
【００９４】
補正因子ｃｆは距離ｂを高い信頼性で計算するのに十分正確な距離ｃの近似値であることが判明している。図８を再び参照すると、距離ｂは
ｂ＝ａ−ｃ
であり、この式に距離ａに関する上記の式を代入することによって、
ｂ＝［ｖｘ×（Ｔ２−Ｔ１）］−ｃ
が得られる。ここで、距離ｃの代わりに補正因子ｃｆを用いると、
ｂ＝［ｖｘ×（Ｔ２−Ｔ１）］−ｃｆ
が得られる。この式によって、対象物２００のＣＧの位置を示す距離ｂを十分正確に計算することができる。好ましい一実施例において、Ｔ１をゼロ秒に設定することによって、
ｂ＝［ｖｘ×Ｔ２］−ｃｆ
の式が得られる。この式において、Ｔ２は本発明のセンサによって測定され、ｖｘは既知のコンベヤ速度であり、ｃｆは傾斜角と既知のコンベヤ速度に対応する補正因子である。
【００９５】
方向変換器７０の予配置
システム１０のさらに他の態様において、輪郭検出アセンブリ５０は第１コントローラ９０と連通している。輪郭検出アセンブリ５０は、対象物２００の全幅と対象物２００の近位縁の位置の両方を検出するようになっている。なお、ここでは図２の収集区域１００の反対側を近位側としている。輪郭検出アセンブリ５０は、これらの測定値を表す信号を第１コントローラ９０に伝達している。
【００９６】
第１コントローラ９０からのデータを用いる第２コントローラ９２は、方向変換器アクチュエータ７５を作動させ、方向変換器７０の幅狭ベルト７１を予配置するように構成されている。幅狭ベルト７１の予配置は、対象物２００が方向変換器トリガーセンサ７７によって検出されたときに行なわれている。予配置は、ベルト７１を基準位置からエッジ位置に移動させる動作である。エッジ位置は、対象物２００の近位縁が方向変換器７０に達する箇所の近傍に滑り止め７２の先頭が配置されるような、幅狭ベルト７１の位置である。すでに検出されている近位縁の位置に基づいて、アクチュエータ７５は方向変換器７０の幅狭ベルト７１を予配置、すなわち、エッジ位置に配置するようにしている。このような状態で、システムは収集区域１００に方向変換させるべき対象物２００が方向変換器７０に到達するまで待機することになる。
【００９７】
始動から完了までの全プロセス
各構成要素の前述の説明に基づいて、プロセスの全体について説明する。
【００９８】
前述したように、種々の包装体を選別するには、多数のセンサと、コンベヤに沿って配置された種々の補助装置、例えば、コンベヤから包装体を選択的に離脱させるための駆動機構を円滑に作動させるためのコントローラが必要である。また、円滑に方向変換器を作動させるには、特に異なる寸法、形状、および重量の包装体を移動させるべく方向変換器を作動させるには、方向変換される小包に関する広範なデータが必要である。
【００９９】
先ず、小包を手動または自動的に傾斜コンベヤ上に載置し、傾斜センサグループ３０の近傍に導く。
【０１００】
傾転センサグループ３０の水平カーテンセンサ３３は、時間Ｔ１において小包の存在を検出したとき、その信号を第１コントローラ９０に伝達する。第１コントローラ９０はその信号を受信したとき、好ましくは、時間Ｔ１をゼロに設定する。すなわち、第１コントローラ９０はストップウオッチと同じように信号を受信したときにタイマーを始動させるとよい。他の３つのセンサ３１，３２，３４も、前述したような検出を行なうのに用いられる。
【０１０１】
小包が傾転ローラ２５上を通過するとき、傾転センサグループ３０は小包の寸法と相対的な剛性および小包のＣＧを含む小包に関するデータを検出する。小包が傾転センサグループ３０を通過した後、重心を指定するのに必要な全ての情報が得られる。
【０１０２】
次いで、幅センサグループ５０は第２水平コンベヤ６０上の小包の横方向位置と共に小包の幅を測定する。そして、小包は方向変換器に到達する。
【０１０３】
小包を横に方向変換する場合、センサのデータを信号プロセッサ９０に伝達し、信号プロセッサ９０がアクチュエータ７５を制御し、方向変換器７０を以下のように移動させる。すなわち、方向変換器７０は、小包の略重心に向けて移動する方向変換器滑り止め７２（または他の適切な方向変換要素）を小包の略重心と接触させることによって、小包を方向変換する。この重心ＣＧは、所定の位置に配置された複数の上流側センサによって集められたデータに基づいて決定される。このＣＧの近似値は、前述したように、実測または概算によって決定するとよい。好ましくは、滑り止めは小包の略重心を押し、小包をその回転を極力抑えてコンベヤから方向変換するとよい。
【０１０４】
方向変換させない場合、小包を方向変換器と接触させずに通過させる。
【０１０５】
結論
本発明を開示した実施例に基づいて詳細に説明したが、添付の請求の範囲に記載したような本発明の精神と範囲から逸脱することなく多くの変形例および変更例を実施することが可能であると見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明による運搬・方向変換システムとそのシステムによって処理される包装品（小包、または包装体）の斜視図である。
【図２】本発明の方向変換システム（図１の包装品は省略）の平面図である。
【図３】傾転センサグループと傾転ローラを備える装置の一部を説明する側面図である。
【図４】図３と同様の図であり、「柔軟な」または「より柔軟な」包装品（例えば、柔軟なバッグ）が本発明の傾転センサグループの傍らを通過し、センサ（３１，３２，３３，３４）を同時に遮っている（「覆っている」または「検出作動させている」）状態を示し、さらに詳細には、より剛性のある（柔軟ではない）小包はセンサ（３４）を検出作動させる前にセンサ（３１）の検出範囲から外れるように傾転するのに対して、柔軟性を有する包装品はセンサ（３２，３４）を同時に検出作動させることを説明する図である。
【図５Ａ】図３と同様の図であり、「長大な」包装体が傾転センサグループの範囲に入って傾斜コンベヤおよび第１水平コンベヤ間の傾転ローラを横切る状態を示し、さらに詳細には、センサ（３１，３２）が検出作動しているが、センサ（３４）は検出作動していない状態を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａと同様の図であり、長大な包装体が傾転ローラ上を傾転し、第１水平コンベヤに着地した状態を示し、さらに詳細には、センサ（３４）は検出作動しているが、センサ（３１，３２）は検出作動していない状態を示す図である。
【図６Ａ】図３と同様の図であり、「中間の」長さを有する包装体が傾転センサグループの範囲内に入って傾斜コンベヤおよび第１水平コンベヤ間の傾転ローラを横切る状態を示し、さらに詳細には、包装体はまだ傾転していないがセンサ（３１）の範囲の外に移動しているので、センサ（３１）は遮蔽されず、センサ（３２）は遮蔽され、センサ（３４）は遮蔽されていない状態を示す図である。
【図６Ｂ】中間包装体が傾転して第１水平コンベヤに着地した動作以外は図６Ａと同様の図であり、センサ（３１，３２）は遮蔽されず、センサ（３４）が遮蔽されている状態を示す図である。
【図７Ａ】図３と同様の図であり、短小の包装体が傾転センサグループの範囲内に入って傾斜コンベヤおよび第１水平コンベヤ間の傾転ローラを横切る状態を示し、この時点において、センサ（３１，３２，３４）はすべて遮蔽されず、センサ（３３）のみが検出作動している状態を示す図である。
【図７Ｂ】短小包装体が傾転して第１水平コンベヤに着地した動作以外は図７Ａと同様の図であり、この時点において、センサ（３１，３２，３４）はすべて遮蔽されず、センサ（３３）のみが検出作動している状態を示す図である。
【図８Ａ】本発明の方法を説明するために、傾斜面と水平面上の異なる２つの位置における対象物を示すものであり、傾斜面および水平面間の峰部に先端が達したときの対象物を示す構成図である。
【図８Ｂ】本発明の方法を説明するために、傾斜面と水平面上の異なる２つの位置における対象物を示すものであり、傾斜面および水平面間の峰部の直上に重心が達したときの比較的不安定な位置における対象物を示す構成図である。
【図９】本発明によるシステム１０の制御要素を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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