(57)【要約】  コンベアの静電荷の存在を検出するための搬送システムおよび方法。コンベアシステムは外側搬送面を備えたコンベアを含む。埋め込まれたまたは外側の静電気センサがベルトの搬送面の静電気の測定を行う。制御器は測定値を使用して、ベルトへまたはベルトから電荷を移動させることによって、ベルトの電荷レベルを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を搬送方向に搬送し、前記搬送方向に搬送される前記物品を支持する搬送面を有するコンベアと、
前記コンベアの電荷による静電気の測定を行うように作動する静電気検出器と
を含むことを特徴とするコンベアシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のコンベアシステムにおいて、前記静電気検出器が前記コンベアの中に取り付けられることを特徴とするコンベアシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のコンベアシステムにおいて、さらに、前記コンベアの中に取り付けられた送信機と、前記コンベアの外側の受信機とを含み、前記送信機が前記静電気検出器から受け取った測定値を前記受信機へ送信することを特徴とするコンベアシステム。
【請求項４】
請求項２に記載のコンベアシステムにおいて、前記静電気検出器が、前記コンベアの中に取り付けられかつ前記静電気検出器に接続されたプローブを含み、前記プローブは前記搬送面の前記静電気に反応し、反応を前記静電気検出器に送ることを特徴とするコンベアシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のコンベアシステムにおいて、前記プローブが、前記コンベアの前記電荷によって形成された電界に反応することを特徴とするコンベアシステム。
【請求項６】
請求項４に記載のコンベアシステムにおいて、前記プローブが、前記電荷によって生じた前記搬送面の電圧に反応することを特徴とするコンベアシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のコンベアシステムがさらに、電荷を前記搬送面に移動させる手段を含むことを特徴とするコンベアシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のコンベアシステムにおいて、電荷を前記搬送面に移動させる前記手段が、前記コンベアと接触する固定式静電発電機を含むことを特徴とするコンベアシステム。
【請求項９】
請求項７に記載のコンベアシステムにおいて、電荷を前記搬送面に移動させる前記手段が、前記コンベアが前進する間摩擦接触して係合する固定式摩擦面を含むことを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のコンベアシステムにおいて、前記摩擦面が第１材料から作製され、前記コンベアが第２材料から作製され、前記第１および第２材料が、前記搬送面を予め選択されたレベルに帯電するように選択されることを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコンベアシステムにおいて、前記第１および第２材料が同じであることを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のコンベアシステムにおいて、前記第１および第２材料が異なることを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１３】
請求項９に記載のコンベアシステムにおいて、さらに静電発電機を含み、前記固定式摩擦面が導電性であり、前記コンベアを帯電するために前記静電発電機と、あるいは前記コンベアを放電するためにグランドと、選択的に接続されることを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１４】
請求項１に記載のコンベアシステムにおいて、さらに、電荷を前記搬送面からグランドへ伝導するために前記コンベアと接触する接地された電荷導体を含むことを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１５】
請求項１に記載のコンベアシステムにおいて、さらに、前記コンベアと接触するようにおよびしないように移動可能な第１の非接地摩擦面セットと、前記コンベアと接触するようにおよびしないように移動可能な第２の接地導電性摩擦面セットとを含むことを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１６】
請求項１に記載のコンベアシステムにおいて、さらに、前記摩擦面の接地を調整することによって前記コンベアと接触する導電性摩擦面を含むことを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のコンベアシステムにおいて、さらに、前記導電性摩擦面とグランドとの間に接続された切替器を含み、前記切替器が、前記コンベアの電荷レベルを制御するために開閉を調整されることを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１８】
請求項１６に記載のコンベアシステムにおいて、さらに、前記導電性摩擦面とグランドとの間に接続された可変抵抗を含み、前記抵抗は前記コンベアの電荷レベルを制御するために調整されることを特徴とするコンベアシステム。
【請求項１９】
請求項１に記載のコンベアシステムにおいて、さらに、測定値および所定の電荷レベルに応じて前記搬送面へまたは前記搬送面から電荷を移動させるために前記コンベアと接触した電荷制御システムを含むことを特徴とするコンベアシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のコンベアシステムにおいて、前記前記電荷制御システムが、前記測定値を処理する制御器と、電荷を前記搬送面へ移動させる手段とを含み、前記制御器が、必要に応じて電荷を移動させるように、電荷を前記搬送面へ移動させる前記手段を制御することを特徴とするコンベアシステム。
【請求項２１】
請求項１９に記載のコンベアシステムにおいて、前記電荷制御システムが前記測定値を処理する制御器と、前記コンベアと接触する電荷導体とを含み、前記制御器が、必要に応じて電荷を前記搬送面から伝導するように、前記電荷導体を制御することを特徴とするコンベアシステム。
【請求項２２】
物品を支持する搬送面と、
前記搬送面の電荷による静電気の測定を行うように作動する静電気検出器と
を含むことを特徴とするコンベアベルト。
【請求項２３】
請求項２２に記載のコンベアベルトにおいて、さらに、前記静電気検出器から受け取った測定値を送信するために前記コンベアベルトの中に取り付けられた送信機を含むことを特徴とするコンベアベルト。
【請求項２４】
請求項２２に記載のコンベアベルトにおいて、前記静電気検出器が、前記コンベアベルトの中に取り付けられかつ前記静電気検出器に接続されたプローブを含み、前記プローブは前記搬送面の前記静電気に反応し、反応を前記静電気検出器に送ることを特徴とするコンベアベルト。
【請求項２５】
請求項２４に記載のコンベアベルトにおいて、前記プローブが前記搬送面の電荷によって形成された電界に反応することを特徴とするコンベアベルト。
【請求項２６】
請求項２４に記載のコンベアベルトにおいて、前記プローブが、電荷によって生じた前記搬送面の電圧に反応することを特徴とするコンベアベルト。
【請求項２７】
請求項２２に記載のコンベアベルトにおいて、さらに、前記コンベアベルトの長さに沿って伸びる導電性ストリップを含むことを特徴とするコンベアベルト。
【請求項２８】
コンベアの電荷量の測定を行うステップと、
前記測定に応じて前記コンベアへまたは前記コンベアから電荷を移動させるステップと
を含むことを特徴とするコンベアの電荷量を制御する方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、前記電荷によって形成された電界を測定することによって電荷量の測定を行うステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法において、前記電荷によって生じる前記コンベアの電圧を測定することによって電荷量の測定を行うステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２８に記載の方法において、前記コンベアを摩擦面に擦りつけることによって前記コンベアに電荷を移動させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項２８に記載の方法において、静電発電機から前記コンベアへ電荷を移動させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項２８に記載の方法において、前記コンベアを選択的に接地することによって前記コンベアから電荷を移動させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項２８に記載の方法において、前記コンベアとグランドとの間の抵抗を調整することによって前記コンベアから電荷を移動させるステップを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、物品を搬送する動力駆動式コンベアに関し、より具体的には、物品を搬送するコンベアの電荷を検出するために静電気検出器を使用するコンベアシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
輸送面上で搬送されている多くの物品は、特定の静電荷レベルに、それより上に、または下に維持されなければならない。例として、過度の帯電または放電勾配から保護する必要がある高感度電子装置、およびコーティングの静電塗装など特定の目的の為に帯電させる必要がある物品が挙げられる。典型的に、静電気感受性の物品を輸送するコンベアは、電荷を散逸するか電荷の蓄積を防止する導電性のコーティングまたは構成要素を含む。しかし、導電性コーティングまたは構成要素を単独でコンベアベルトに付加することは、ベルトの静電気レベルを、可変の周囲状況および製造状況に対して制御することができない。高い静電気レベルに影響されやすい物品、または帯電させる必要がある物品に関して、コンベア表面の静電荷レベルを感知も制御もしないことは、製品の品質またはプロセスに影響を及ぼし得る。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の特徴を具現化するコンベアシステムの一形態は、物品を搬送方向に搬送するコンベアを含む。コンベアは搬送方向に搬送される物品を支持する搬送面を有する。静電気検出器が、コンベアの電荷による静電気の測定を行うように作動する。
【０００４】
本発明の別の態様において、コンベアベルトは、物品を支持する搬送面と、搬送面の電荷による静電気の測定を行うように作動する静電気検出器とを含む。
【０００５】
本発明のさらに別の態様において、コンベアの電荷量を制御する方法は、（ａ）コンベアの電荷量の測定を行うことと、（ｂ）測定に応じてコンベアへまたはコンベアから電荷を移動させることとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明のこれらの態様および特徴は、以下の記載、添付の請求項、および添付の図面を参照することによって、より十分に理解される。
【０００７】
【図１】図１は、静電気センサを含む本発明の特徴を具現化するコンベアシステムの等角図である。
【図２】図２は、図１のコンベアシステムのブロック図である。
【図３】図３は、図１に示すようなコンベアシステムで使用可能な電界感知式静電気検出器の形態のブロック図である。
【図４】図４は、図１に示すようなコンベアシステムで使用可能な電圧測定式静電気検出器の形態のブロック図である。
【図５】図５は、代替のベルト帯電および放電手段を示す図１に示すようなコンベアシステムの前方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の特徴を具現化するコンベアシステムの一形態が図１に示されている。コンベアは、この例ではコンベアベルト１０として示されており、物品１２をベルトのエンドレスコンベア経路の運搬経路部分１５に沿って外側搬送面２２上で搬送方向１３に搬送する。例えば、コンベアベルト１０は、静電塗装によってコーティングされる電子部品または電子装置または電子アイテムなどの物品を、運搬経路１５に沿って搬送し得る。運搬経路の終点で、物品はコンベアベルトから離れるように搬送される。駆動スプロケット１８を回ったあと、コンベアベルト１０は戻り部分１７を進み、従動スプロケット２０を回り運搬経路部分１５へ戻る。
【０００９】
ベルト１０の中にまたはその上に配置された１つ以上の静電気検出器２４が、搬送面２２上のまたはその中の電荷レベルを検出するように設定される。ヒンジ接続された複数のモジュール行から構成されたモジュール式プラスチックコンベアベルトを示すこの例では、静電気検出器２４は、ベルトの長さに沿ってかつベルトの幅にわたって離間した位置に示されている。
【００１０】
ベルト自体の材料は、コンベアベルト１０と搬送される材料または製品との間で求められる摩擦電気の電位に基づいて選択することができる。高分子材料はモジュラー式プラスチックコンベアベルトのベース材料であり、一般に中度から強度の負電荷を得る傾向がある。高分子ベルトは典型的に良好な絶縁体であるが、炭素などの導電性作用物質を添加することによりわずかに導電性にされ得る。高分子ベルトは、一般的に負であるかなりの静電荷を生成し、適切に絶縁されると、それを保持するようにすることができる。
【００１１】
静電荷は、単にベルトを運搬経路面６０上に滑らせておくことによって、コンベアベルト１０内に生成することができる。摩擦または擦り接触によって電荷がベルトに移動する。そのような電荷の生成はコンベア設計の標準的な結果であることが多い。電荷電位を高めることが求められる場合、帯電序列においてベルト材料から離れた運搬経路材料を選択することによって電荷を最大化することができる。ベルトと運搬経路に同じ材料を使用することによって、電荷の移動を減らすことができる。さらにあるいは代わりに、コンベアベルトの外側の固定式２次電荷生成器２６を使用して、接触部２７を介してベルトに電荷を移動させることができる。電荷生成器の例として、摩擦電気効果を使用する摩擦機械、静電誘導を使用する誘導起電機、およびバンデグラフ型発電機が挙げられる。受け身的な摩擦接触および能動的な電荷生成器の２つだけが、電荷をベルト搬送面に移動させるための手段である。
【００１２】
図２に示されるように、各静電気検出器はコンベアベルト１０の論理回路２８に接続される。各論理回路は、プログラム式マイクロ制御装置によって実現されてもハードワイヤードロジック要素によって実現されてもよい。バッファ、増幅器、アナログデジタル変換器およびマルチプレクサなどの従来式の信号調整回路要素が静電気検出器と論理回路との間に置かれてもよい。論理回路はまた、各静電気検出器の反応をコンベアベルト上の特定の検出器位置と相関させるための固有のアドレスまたは他の識別用の証を含んでもよい。識別用の証と静電気検出器の反応は、１つ以上のメモリ要素２９に記憶することができる。一体または外部変換器を含んでもよい静電気検出器は反応を生成し、反応は静電気測定信号３０に変換され、信号は送信機３２によって遠隔的に送信される。送信機は、アンテナ３４を経由して無線通信リンク３６を介して、または図１に示されるような、ベルト１０の外側の伝導性接触部４０と、ベルトの側部に沿ったコンベア構造のブラシ４２との間のオーミック接続３８を介して、無線式に送信する無線ＲＦ送信機であってもよい。受信機３３がまた、遠隔制御器４４、すなわちコンベアベルト上にも中にも配置されていない制御器から命令および制御信号を受信するために、論理回路に結合されてもよい。例えば光学式または赤外線式などの他の送信機−受信機技術を使用してもよい。ベルトに埋め込まれる構成要素の全ては、１つ以上の蓄電池など、ベルトの凹部に一緒に収容される電源４５によって電力供給されてもよい。あるいは、電源４５は、コンベアの振動または屈折（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）、熱勾配、またはプロセスあるいは搬送に元々備わっている他のエネルギー生成効果からエネルギーを取得するエネルギー取得装置であってもよい。あるいは、埋め込まれた電源４５は、図１に示すような外部充電装置４９を通過して再循環する時、誘電によってまたはＲＦ充電によって電力供給されてもよい。
【００１３】
遠隔受信機４６は、コンベアベルトに埋め込まれた受信機３３から、無線通信リンク３６を介してアンテナ４８を経由して、またはオーミック接続３８を介して、測定信号３０を受信する。受信機４６は測定信号３０を遠隔制御器４４へ送る。制御器４４とアンテナ４８またはオーミック接続３８との間に接続された送信機４７を使用して、命令および制御信号を、ベルトに支持された静電気検出器回路へ送ってもよい。制御器４４に接続されたオペレータ入力装置５０を使用して、静電気検出器またはアラーム設定または表示されるデータを選択してもよい。設定および例えばベルトの外面の電荷レベルに対する検出器反応から、制御器は２次電荷生成器２６を調整してベルトに電荷を加える。制御器４４を使用して、電荷レベルを上昇または下降させるために、運搬経路６０の帯電特性または接地特性を調整してもよい。また調整器４４を使用して、運搬経路６０との摩擦接触によって電荷を蓄積するために、駆動スプロケットを駆動するモータ５２の速度を制御してもよい。ビデオディスプレイ５４を使用してシステム運転状況および設定を監視してもよく、アラーム状況を表示してもよい。また、プロセス中の不規則性を警告するために、制御器によってよりはっきり見えるまたは聞こえるアラーム５６が使用されてもよい。制御器は、プログラム可能な論理制御器、ラップトップ、デスクトップ、または他の適切なコンピュータ装置であってもよい。
【００１４】
コンベアベルト１０の静電荷電位は、ベルト自体に埋め込まれた静電気検出器２４によって感知される。あるいはコンベアベルトの外側の１つ以上の固定電荷センサ６４が使用されてもよい。静電荷を感知する方法はたくさんある。それら方法のうちの２つは、（１）電圧電位を直接測定すること、および（２）電荷によって設定された電界を測定することである。しかし、コンベアベルトの電荷を検出するいかなる方法を使用してもよい。
【００１５】
図３に示されるように、ループアンテナ６６を含む静電気検出器２４がベルト１０に埋め込まれる。ループアンテナ６６は、ベルト１０の搬送面２２の電荷の存在によって引き起こされる電界を感知し、その電界に対する反応を、ベルト内にアンテナと一緒に配置された電界測定装置６７に送るプローブとして働く。測定値は調整され、同じくベルトに埋め込まれた送信機３２に送られる。送信機は測定信号３０を１つ以上の固定制御受信機４６へ送る。受信機は信号を制御器４４へ送る。測定された電荷と所定の電荷レベルとの比較によって決定されるところにより、さらなる電荷電位が必要とされる場合、制御器は、制御ライン６１を使用して、運搬面６０上のベルト速度を調整することによって、外側の２次電荷生成器２６を起動することによって、あるいはその他の方法で、電荷の生成を増やす。同様に、過度な電荷が感知された場合、電荷の生成は減らされるか、あるいは一般的に適切な導電率を有するように作成されていた局所的あるいは全体的に制御されたベルトの接地によって、電荷の一部はグランドに排出される。例えば、図１に示されるように、駆動または従動スプロケット１８、２０は、金属製または別の方法で導電性であることができ、電荷をコンベアベルトからそれらのシャフト６８を介して、直接あるいはブラシ７１などの接触具および制御器４４によって制御される切替器７２を経由して任意選択の抵抗７３を介して、選択的に接地接続部７０へ伝える。従って、金属スプロケット、シャフト、接触具および切替器によって形成された選択的に接地される電荷導体は、電荷をベルトの搬送面から移動させる手段の１つである。別の手段は、ベルトと接触して選択的に配置される接地ストラップである。
【００１６】
図４は、コンベアベルト１０の搬送面の２つの離間した位置間の、すなわちベルトとグランド７０との間の電圧差を測定することによって作動する静電気検出器２４’を示す。２つのプローブ７４、７５がベルト上の２つの異なる位置に配置される。２つのプローブ間の電位差が電圧差検出器７６によって測定される。プローブの１つがグランドに接続されている時、電圧差はベルトの電荷に比例する。どちらのプローブも接地されていない時、電圧差はベルトの電圧勾配を表す。測定値は調整されて、送信機３２によって遠隔制御器４６および制御器４４に送られる。制御器４４は測定値を使用して、制御ライン６１を介して閉ループシステムにおいてベルトの電荷を制御してもよい。
【００１７】
図５は制御器の制御下にベルト１０の搬送面へまたはそこから電荷を移動させるためのいくつかの代替手段を示す。コンベアベルトから電荷を移動させる手段の１つは、摩擦面７９を有するベルト支持運搬経路要素７８を使用することを含む。運搬経路要素は導電性であり、切替器８０によって選択的にグランド７０に接続される。静電発電機２６に接続することによって、導電性運搬経路要素を使用して電荷をベルトへ移動させることもできる。切替器８０は、ベルトの電荷を調整するために、つなぎ位置ＡおよびＢの間で選択的に切り替えることができる。切替器はまた第３のつなぎ位置を有することができ、第３のつなぎ位置で導電性運搬経路要素はベルトに帯電も放電もしないように浮遊する。運搬経路要素７８は第２のベルト支持運搬経路要素８２のセットとともに使用することもできる。この形態では、第１の運搬経路要素７８のセットは、両方向矢印８４によって示されるように、ベルト１０の底面と接触するようにおよび接触しないように選択的に移動可能な標準的非導電性プラスチック摩耗ストリップである。あるいは第１セット７８は導電性（例えば鋼またはステンレス）とすることも、いくらか導電性（例えば炭素添加ポリマー）とすることもでき、運搬経路要素がグランドに接続されない時、摩擦接触によって、ベルトに電荷を移動させることができる。第２の運搬経路要素８２のセットは導電性であり、直接または抵抗８６を介して、制御器によって制御される切替器８８によって、グランド７０にグループとして選択的に接続可能である。第２のセットはまた、両方向矢印９０によって示されるように、ベルトの底面と接触するようにおよび接触しないように移動可能である。各運搬経路要素セットの動作は、ベルトが帯電される必要があるか否かに応じて、一方のセットまたは他方がいつでもベルト１０を支持するように調整される。ベルトは、第１の非導電性運搬経路要素７８のセットとの摩擦接触によって帯電され、接地された第２の導電性運搬経路要素８２のセットによって支持される時、放電される。帯電が必要でない時、ベルトを支持する第２の導電性要素のセットはグランドから切り離すことができる。運搬経路要素は従来の機械的、電磁式、液圧式または空気圧式アクチュエータによって移動させられる。アクチュエータおよび切替器は制御器によって制御される。ベルトの長さに延在し運搬経路の接地コンタクトと接触する導電性ストリップ９２は、図４の検出器で行われる電圧測定など、グランドに参照される測定用のグランド基準として機能することができる。
【００１８】
さらに別の実行において、導電性運搬経路要素８２はベルトと接触したままであってもよいが、抵抗８６または類似装置の可変調整矢印９６によって示される調整抵抗を介してグランドに接続される。低抵抗はベルトを放電するが、高い抵抗は放電を妨害する。制御器４４は、調整装置を、従ってコンベアの静電荷を制御するために信号６１を送る。この実装および前の実装において、導電性運搬経路要素８２は、制御スキームが命令すると、電荷を集合的に、個別に、または下位グループにおいてグランドに排出するように起動されてもよい。
【００１９】
さらに別の実行において、擦れ面を高度にまたはわずかに導電性にすることによって、帯電かつ接地している運搬経路を組み合わせてもよい。帯電または放電のレベルは、制御器によって、切替器８８を選択的に開閉することにより、または可変抵抗９６を調整することにより、ベルトからグランドへの電荷の排出を調整することによって、電子的に制御される。このようにして、運搬経路面は、制御スキームが命令される時、集合的に、グループで、または個別に調整されてもよい。あるいは帯電面と放電面とを分離して、常にベルトと係合させることも可能で、制御器が各運搬経路要素を介したグランドへの電荷の排出を調整する。
【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５】
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【国際調査報告】
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