(57)【要約】【課題】物品を落下させて集積するに際し、落下時の物品の衝突によって発生する振動や騒音を低減した物品集積装置を提供すること。【解決手段】物品集積装置１は、上部に開口３１を有する集積容器３０内に落下する物品Ｗを集積する。物品集積装置１は、落下緩衝部１０を有する。落下緩衝部１０は、物品が集積容器３０内に落下する軌跡ｔの中途に設けられた板状の衝突部１１と、重力方向に伸縮運動するばねよりなる落下部ばね部材と、衝突部１１よりも下方に設けられ、落下部ばね部材を介して衝突部１１を支持する支持部１２と、を備える。落下緩衝部１１は、重力方向に相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる落下部発電装置を備え、落下部発電装置のコイルおよび磁性体のいずれか一方は、落下部ばね部材に連結され、落下部ばね部材の伸縮運動に追随して、他方に対して相対運動することが好ましい。【選択図】図１
2015212182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口を有する集積容器内に落下する物品を集積する物品集積装置において、
前記物品が前記集積容器内に落下する軌跡の中途に設けられた板状の衝突部と、重力方向に伸縮運動するばねよりなる落下部ばね部材と、前記衝突部よりも下方に設けられ、前記落下部ばね部材を介して前記衝突部を支持する支持部と、を備える落下緩衝部を有することを特徴とする物品集積装置。
【請求項２】
前記落下緩衝部は、前記集積容器内に前記物品が高く集積されるほど、上昇することを特徴とする請求項１に記載の物品集積装置。
【請求項３】
前記衝突部は、水平面内の少なくとも１方向について、中央部が高くなり、端部が低くなった形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の物品集積装置。
【請求項４】
前記落下緩衝部は、重力方向に相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる落下部発電装置を備え、
前記落下部発電装置のコイルおよび磁性体のいずれか一方が、前記落下部ばね部材に連結され、前記落下部ばね部材の伸縮運動に追随して、他方に対して相対運動することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の物品集積装置。
【請求項５】
前記集積容器の底面の下側には、重力方向に伸縮運動するばねよりなる底部ばね部材と、重力方向に相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる底部発電装置と、が備えられ、
前記集積容器は、前記底部ばね部材によって支持され、
前記底部発電装置のコイルおよび磁性体のいずれか一方は、前記底部ばね部材に連結され、前記底部ばね部材の伸縮運動に追随して、他方に対して相対運動することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物品集積装置。
【請求項６】
前記物品集積装置は、
前記物品を滑らせ、前記衝突部に向かって落下させる、傾斜面を有する滑降部と、
相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる滑降部発電装置と、
前記滑降部の中途部位に設けられ、前記滑降部を滑る前記物品に接触する接触部と、を有し、
前記接触部は、前記滑降部発電装置の前記コイルまたは磁性体に連結され、前記物品の接触により、前記滑降部発電装置の前記コイルと磁性体の間の相対運動を起こすことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の物品集積装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品集積装置に関し、さらに詳しくは、集積容器内に物品が落下して集積される物品集積装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鍛造品等、金属加工品を工場において製造し、パレテーナ等の集積容器に集積するに際し、加工装置から、適宜コンベアやシュータ等を介して、パレテーナ内に落下させることが多い。鍛造品をはじめとする金属加工品は、高い硬度を有し、落下に伴う衝撃によって、破損等を受けにくいからである。このように落下を利用する集積方法は、非常に簡便であり、金属加工品の集積に要するコストを低く抑えることができる。落下を用いて金属加工品を集積する方法は、例えば特許文献１に示されている（図２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３０５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、金属加工品等の物品を落下させて集積する場合、落下時に物品が相互に衝突することで、工場内に振動や騒音を発生させる。金属加工品のように、物品の密度が大きく、硬度が高い場合ほど、発生する振動や騒音は大きくなる。この種の振動や騒音は、工場内の機器の運転に影響を与える可能性があり、また工場内の環境を悪化させる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、物品を落下させて集積するに際し、落下時の物品の衝突によって発生する振動や騒音を低減した物品集積装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかる物品集積装置は、上部に開口を有する集積容器内に落下する物品を集積する物品集積装置において、前記物品が前記集積容器内に落下する軌跡の中途に設けられた板状の衝突部と、重力方向に伸縮運動するばねよりなる落下部ばね部材と、前記衝突部よりも下方に設けられ、前記落下部ばね部材を介して前記衝突部を支持する支持部と、を備える落下緩衝部を有することを要旨とする。
【０００７】
ここで、前記落下緩衝部は、前記集積容器内に前記物品が高く集積されるほど、上昇するものであるとよい。そして、前記衝突部は、水平面内の少なくとも１方向について、中央部が高くなり、端部が低くなった形状を有しているとよい。
【０００８】
また、前記落下緩衝部は、重力方向に相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる落下部発電装置を備え、前記落下部発電装置のコイルおよび磁性体のいずれか一方は、前記落下部ばね部材に連結され、前記落下部ばね部材の伸縮運動に追随して、他方に対して相対運動することが好ましい。
【０００９】
また、前記集積容器の底面の下側には、重力方向に伸縮運動するばねよりなる底部ばね部材と、重力方向に相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる底部発電装置と、が備えられ、前記集積容器は、前記底部ばね部材によって支持され、前記底部発電装置のコイルおよび磁性体のいずれか一方は、前記底部ばね部材に連結され、前記底部ばね部材の伸縮運動に追随して、他方に対して相対運動することが好ましい。
【００１０】
また、前記物品集積装置は、前記物品を滑らせ、前記衝突部に向かって落下させる、傾斜面を有する滑降部と、相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる滑降部発電装置と、前記滑降部の中途部位に設けられ、前記滑降部を滑る前記物品に接触する接触部と、を有し、前記接触部は、前記滑降部発電装置の前記コイルまたは磁性体に連結され、前記物品の接触により、前記滑降部発電装置の前記コイルと磁性体の間の相対運動を起こすことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上記発明にかかる物品集積装置においては、集積容器の開口部に向かって落下する物品は、直接集積容器内に落下して集積されるのではなく、落下軌跡に設けられた落下緩衝部の衝突部に衝突してから集積容器内に落下して集積されることになる。物品が衝突部に衝突すると、落下部ばね部材が、衝突部と支持部との間で圧縮を受ける。この際、物品の運動エネルギーの少なくとも一部が落下部ばね部材の圧縮に費やされることで、物品の落下速度が小さくなる。その状態で集積容器内に落下した物品が、集積容器の底面や、既に集積容器内に集積されている他の物品と衝突しても、その際の衝撃は、落下緩衝部が存在しない場合よりも、小さくなっている。これにより、物品の集積容器内での衝突によって発生する振動や騒音が緩和される。
【００１２】
ここで、落下緩衝部が、集積容器内に物品が高く集積されるほど、上昇するものである場合には、集積容器内に物品が高く集積されている時も、低くしか集積されていない時も、落下する物品の落下速度を効果的に低減し、落下による振動や騒音を緩和することができる。また、集積容器内への物品の集積が進行しても、落下緩衝部が集積の妨げとなりにくい。
【００１３】
そして、衝突部が、水平面内の少なくとも１方向について、中央部が高くなり、端部が低くなった形状を有している場合には、衝突部に衝突した物品が、衝突部上に留まらず、集積容器内に落下しやすくなる。
【００１４】
また、落下緩衝部が、重力方向に相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる落下部発電装置を備え、落下部発電装置のコイルおよび磁性体のいずれか一方が、落下部ばね部材に連結され、落下部ばね部材の伸縮運動に追随して、他方に対して相対運動する場合には、落下した物品が衝突部に衝突して落下部ばね部材が圧縮され、さらに伸縮運動を行うと、落下部発電装置のコイルと磁性体が相対運動し、電磁誘導によって発電が行われる。このように、落下緩衝部によって物品の落下時の衝撃を緩和するだけでなく、落下する物品の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して有効に利用することができる。
【００１５】
また、集積容器の底面の下側に、重力方向に伸縮運動するばねよりなる底部ばね部材と、重力方向に相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる底部発電装置と、が備えられ、集積容器が、底部ばね部材によって支持され、底部発電装置のコイルおよび磁性体のいずれか一方が、底部ばね部材に連結され、底部ばね部材の伸縮運動に追随して、他方に対して相対運動する場合には、落下緩衝部から集積容器内に物品が落下した際に、落下時の衝撃で、底部ばね部材が伸縮される。そして、底部ばね部材の伸縮に伴い、底部発電装置のコイルと磁性体が相対運動し、電磁誘導による発電が行われる。これにより、物品の落下衝撃による振動と騒音を一層緩和できるとともに、底部発電装置によって得られる電気エネルギーを有効に利用することができる。
【００１６】
また、物品集積装置が、物品を滑らせ、衝突部に向かって落下させる、傾斜面を有する滑降部と、相対運動することで電磁誘導によって発電を行うコイルと磁性体とを有してなる滑降部発電装置と、滑降部の中途部位に設けられ、滑降部を滑る物品に接触する接触部と、を有し、接触部は、滑降部発電装置のコイルまたは磁性体に連結され、物品の接触により、滑降部発電装置のコイルと磁性体の間の相対運動を起こす場合には、滑降部を滑る物品の速度が、接触部との接触によって低減されるので、滑降部から落下緩衝部の衝突部に向かって落下する物品の落下速度が小さくなる。これにより、物品の落下衝撃による振動と騒音を一層効果的に緩和することができる。同時に、物品が接触部に接触すると、滑降部発電装置のコイルと磁性体が相対運動し、発電が行われるので、滑降部を滑る物品の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる物品集積装置の概略を示す側面図である。
【図２】上記物品集積装置における落下緩衝部の概略を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は透視上面図である。
【図３】上記落下緩衝部における発電装置近傍の構造を示す拡大図である。
【図４】発電装置の変形形態を示す図であり（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ別の変形形態を示している。
【図５】本発明の第二の実施形態にかかる物品集積装置の概略を示す側面図である。
【図６】本発明の第三の実施形態に係る物品集積装置の滑降部近傍を示す上面図である。
【図７】ワークが接触部に接触している状態において、滑降部を下端側から見た図である。
【００１８】
以下、本発明の実施形態にかかる物品集積装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
［第一の実施形態］
図１〜３に、本発明の第一の実施形態にかかる物品集積装置１の概略を示す。物品集積装置１は、連続的に製造され、コンベア９０等から供給されるワークＷを多数集積するものである。集積の対象であるワークＷは、任意の物品であってよいが、鍛造品等の金属加工品を例示することができる。鍛造品をはじめとする金属加工品は、比重が大きいため、落下時の衝撃による振動や騒音を低減するとともに、その衝撃を電気エネルギーに変換する効果が大きく得られる。
【００２０】
図１に示すように、物品集積装置１は、落下緩衝部１０と、ガイド部２０と、集積容器３０と、滑降部４０を有してなっている。各部材について以下で順次説明する。なお、本明細書において、上下左右の方向は、図１に示す方向に従うものとする。下方が、重力方向に対応する。また、図１の表示面に垂直な方向を前後方向とする。
【００２１】
集積容器３０は、開口部３１を上端に有する箱型の容器であり、開口部３１から投入されたワークＷを多数収容することができる。集積容器３０としては、パレテーナやバスケットを例示することができる。集積容器３０は、床面に載置されても、台車（不図示）等、他の装置の上に載置されてもよいが、ここでは、床面に載置されているとする。
【００２２】
滑降部４０は、左右方向に沿って上下に傾斜した平滑な傾斜面を有する部材であり、シュータ等を例示することができる。滑降部４０の上端４１はコンベア９０の端部に接しており、下端４２は集積容器３０の開口部３１の上方に位置している。コンベア９０から排出されたワークＷは、滑降部４０を滑って、下端４２から、集積容器３０の開口部３１に向かって落下する。ワークＷの落下軌跡ｔは、左右方向および上下方向を含む面内（図１の表示面内）に形成される。
【００２３】
落下緩衝部１０は、板状の衝突部１１を上面、支持部１２を下面としてなっている。落下緩衝部１０が、集積容器内部内の位置Ｐ１に位置する際、滑降部４０の下端４２から集積容器３０の開口部３１に向かってワークＷが落下する軌跡ｔの途中に、衝突部１１が位置している。衝突部１１は、塩化ビニル等、絶縁性の樹脂材料よりなっている。
【００２４】
ガイド部２０は、上下方向に立設された棒状の部材であり、衝突部１１および支持部１２に形成された貫通孔（不図示）を通って、落下緩衝部１０を上下に貫通している。これにより、落下緩衝部１０は、集積容器３０の内部の位置Ｐ１から、集積容器３０よりも上方の位置Ｐ３まで、ガイド部２０に沿って連続的にスライド運動可能となっている。
【００２５】
図２に示すように、落下緩衝部１０は、衝突部１１と支持部１２の間に、落下部ばね部材として、非発電部ばね１３と、上部ばね１４ａと下部ばね１４ｂの対よりなる発電部ばねを有している。つまり、衝突部１１は、非発電部ばね１３と発電部ばね１４ａ，１４ｂを介して、支持部１２に支持されている。非発電部ばね１３と、上部ばね１４ａおよび下部ばね１４ｂは、いずれもコイルばねよりなる。さらに、落下緩衝部１０は、衝突部１１と支持部１２の間に、（落下部）発電装置１５を備えている。図２の例では、非発電部ばね１３は、２本配置され、発電装置１５と発電部ばね１４ａ，１４ｂは、６組配置されている。
【００２６】
非発電部ばね１３は、衝突部１１の左右両端部近傍の前後方向中央に配置されている。非発電部ばね１３の上端は、衝突部１１に固定され、下端は、円柱状の高さ調整部材１３ａを介して支持部１２に固定されている。２つの非発電部ばね１３のうち一方（図２では左側に配置された方）の中空部には、ガイド部２０が挿通されている。
【００２７】
図２，３に示すように、発電装置１５は、磁性体（強磁性体）１５ａと、コイル１５ｂとを有してなっている。磁性体１５ａは、例えばネオジム磁石やフェライト磁石よりなっており、ここでは円柱形状を有している。コイル１５ｂは、導線を螺旋状に巻き回してなる一般的な螺旋コイルであり、中心軸を上下方向に向けて配置されている。磁性体１５ａがコイル１５ｂ中を上下に往復運動することで、電磁誘導により、発電が行われる。発電装置１５は他に、ボビン１５ｃと、バックヨーク１５ｄとを有している。ボビン１５ｃは、絶縁性樹脂よりなる中空の略円筒状の部材で、コイル１５ｂを支持している。バックヨーク１５ｄは、鉄等の磁性材料よりなる中空の略円筒状の部材で、コイル１５ｂの外周を囲んで配置されており、磁束の漏れを防止する役割を果たす。バックヨーク１５ｄおよびコイル１５ｂは、支持部１２に対して固定されている。また、発電装置１５は、電磁誘導によって得られた誘導電流を外部に取り出すための電気配線を有する（不図示）。
【００２８】
上部ばね１４ａは、上端が衝突部１１に固定され、下端が磁性体１５ａの上端に固定されている。下部ばね１４ｂは、バックヨーク１５ｄおよびボビン１５ｃの中空部を通って配置されており、下端が支持部１２に固定され、上端が磁性体１５ａの下端部に固定されている。つまり、磁性体１５ａは、上部ばね１４ａと下部ばね１４ｂを介して、衝突部１１と支持部１２の間に保持されている。なお、図では、見やすいように、バックヨーク１５ｄの中に配置された部材を、透視にて示している（他の図においても同様とする）。
【００２９】
図１に示したように、落下緩衝部１０が集積容器３０内の位置Ｐ１にある状態において、ワークＷが滑降部４０の下端４２から落下し、集積容器３０の開口部３１に投入されると、落下軌跡ｔの途中に配置された落下緩衝部１０の衝突部１１に衝突する。衝突部１１に衝突したワークＷは、次に、衝突部１１から落下し、集積容器３０の底面３２または既に集積されているワークＷの上に、落下し、集積される。
【００３０】
ワークＷが衝突部１１に衝突すると、非発電部ばね１３および発電部ばね１４ａ，１４ｂが圧縮を受ける。そして、非発電部ばね１３および発電部ばね１４ａ，１４ｂは、上下方向に伸縮運動を行う。これに伴い、衝突部１１は、図１中に破線で示した位置Ｐ２とＰ２’の間を往復運動する。このように、ワークＷの衝突部１１への衝突によって、滑降部４０の下端４２から落下したワークＷが有していた運動エネルギーの少なくとも一部が、非発電部ばね１３および発電部ばね１４ａ，１４ｂの弾性エネルギーに変換される。従って、衝突部１１への衝突前よりも落下速度が小さくなった状態で、ワークＷが集積容器３０内の底面３２または既に集積されているワークＷの上に落下する。
【００３１】
一方、衝突部１１へのワークＷの衝突によって、発電部ばね１４ａ，１４ｂの伸縮運動が誘起されると、発電部ばね１４ａ，１４ｂの伸縮運動に追随して、上部ばね１４ａと下部ばね１４ｂの間に挟まれた磁性体１５ａが上下に往復運動する。これにより、磁性体１５ａがコイル１５ｂの中空部内を上下に往復運動することになるので、発電装置１５において電磁誘導が起こり、コイル１５ｂに誘導電流が発生する。
【００３２】
このように、滑降部４０から落下するワークＷが、集積容器３０内に直接落下して集積されるのではなく、非発電部ばね１３や発電部ばね１４ａ，１４ｂを備える落下緩衝部１０に一旦衝突して、落下速度を低減された状態で、集積容器３０内に落下して集積されることで、落下するワークＷが、集積容器３０の底面３２や、既に集積されている他のワークＷに衝突する際の衝撃が緩和される。その結果、これらの衝突の際に生じる振動や騒音が防止または低減される。工場内に振動や騒音が発生すると、他の装置等の動作に影響を及ぼす可能性がある。また、振動や騒音は、工場内の環境を悪化させるものであり、工場内の作業者にも影響を与える可能性がある。
【００３３】
ここで、振動や騒音の緩和のみに鑑みれば、発電部ばね１４ａ，１４ｂや発電装置１５を設ける必要はなく、図２で発電部ばね１４ａ，１４ｂや発電装置１５が設けられている位置にも、非発電部ばね１３を設けておけばよい。しかし、上記のように、発電部ばね１４ａ，１４ｂが設けられ、衝突部１１にワークＷが衝突した際に、発電装置１５の磁性体１５ａとコイル１５ｂの間の相対運動を誘起し、電磁誘導による発電を行うことで、ワークＷの落下の際の運動エネルギーを、ばねの振動によって散逸させるだけではなく、発電部ばね１４ａ，１４ｂの弾性エネルギーを介して、電気エネルギーに変換することができる。得られた電気エネルギーは、工場内で有効に利用することができ、省エネルギーに資することができる。このように、ワークＷの振動および騒音の緩和と、エネルギーの有効利用を、同時に実現することができる。なお、発電効率の向上の観点からは、非発電部ばね１３を設けず、全てを発電部ばね１４ａ，１４ｂとし、発電装置１５に接続する構成とすることも可能であるが、図２のように、落下緩衝部１０の両端部に非発電部ばね１３を配置することで、衝突部１１を支持部１２の上方に安定に支持することができ、ワークＷに対して高い緩衝効果を発揮することができる。
【００３４】
上記のように、落下緩衝部１０は、上下にスライド運動可能にガイド部２０に取り付けられている。これにより、落下緩衝部１０が集積容器３０の中の位置Ｐ１にある時、支持部１２の下側面が集積されたワークＷに当接することで、落下緩衝部１０の上下方向の位置が規定される。ワークＷの集積が進行して、集積容器３０内で、ワークＷが高く集積されるほど、ワークＷが落下緩衝部１０を押し上げ、上方にスライドさせる。つまり、落下緩衝部１０は、集積されたワークＷの高さに追随して上昇し、支持部１２が一番上に集積されたワークＷに接する高さに配置されることになる。つまり、既に集積されたワークＷの量によらず、落下緩衝部１０に衝突した後、集積容器３０内に集積されるまでにワークＷが落下する距離が、ほぼ同じとなり、ワークＷの落下による振動および騒音を、常に効果的に緩和することができる。また、集積されたワークＷの高さが高くなっても、落下緩衝部１０が集積の妨げとなりにくい。もし、落下緩衝部１０を比較的高い位置に固定して配置すれば、ワークＷの集積量が少ない段階では、衝突部１１に衝突してからのワークＷの落下距離が長くなり、落下時の振動および騒音を低減する効果が小さくなる。一方、落下緩衝部１０を比較的低い位置に固定して配置すれば、集積されたワークＷの量が多くなってくると、落下緩衝部１０がワークＷの集積に対して物理的障害となりやすくなる。
【００３５】
また、落下緩衝部１０が、ガイド部２０に沿って、集積容器３０よりも上方の位置Ｐ３までスライド可能であることで、集積容器３０の取り扱いの利便性が増す。つまり、ワークＷの集積が完了した集積容器３０を別の場所に移動させる際や、空の集積容器３０を配置する際に、落下緩衝部１０を位置Ｐ３まで上げておけば、落下緩衝部１０を集積容器３０に接触させることなく、円滑に作業を進めることができる。
【００３６】
落下緩衝部１０を上下にスライド運動可能にガイド部２０で支持するための方法としては、上記のように、棒状のガイド部２０を落下緩衝部１０に挿通してスライドさせる方式の他に、電動機構を利用する方式を用いることができる。例えば、ガイド部２０にラックを設け、落下緩衝部１０にピニオンを設けた、ラック・ピニオン構造を利用する形態を挙げることができる。このように電動機構を用いる場合に、発電装置１５で得られた電流を、電源として利用してもよい。
【００３７】
落下緩衝部１０は、衝突部１１と支持部１２の間に、ばね部材を保持できるものであれば、どのような形状を有していても構わないが、衝突部１１が、水平面内の少なくとも１方向について、中央部が高く、端部が低くなった傾斜を有していれば、衝突部１１に衝突したワークＷが、衝突部１１上に留まらずに、集積容器３０内に集積されやすくなる。傾斜は、平面状であっても、曲面状であってもよい。このような衝突部１１の形状としては、前後方向の断面（図１の表示面に垂直に切った断面）が半円形状を有する、半筒状（蒲鉾型）のものを例示することができる。この場合、衝突部１１が前後両側に傾斜を有していることで、衝突部１１に衝突したワークＷが、前方および後方の両方に均等に落下しやすく、集積容器３０内に偏りなく集積されやすくなる。また、衝突部１１が、左右方向に長い形状を有していることで、集積されたワークＷの高さの変化に応じて落下緩衝部１０が上下にスライド運動し、落下緩衝部１０の高さが変化した場合や、ワークＷの落下軌跡ｔがばらついた場合にも、高確度にワークＷを衝突させることができる。
【００３８】
ここで、発電装置１５によって得られる発電量と起電力の見積もり例を示す。ワークＷの質量を１ｋｇ、滑降部４０の下端４２から落下緩衝部１０までの落下距離（上下方向）を０．５ｍとし、この落下距離における位置エネルギーが全て電気エネルギーに変換されるとすると、ワークＷ１個当たりの落下エネルギーは、４．９Ｊとなる。１時間当たりのワークＷの落下個数を３６００個とすると、発電装置１５における発電量は、４．９Ｗｈとなる。なお、ワークＷの衝撃力やばね定数によって決まる余振動等の効果により、実際の発電量は、数倍程度の範囲で変動しうる。
【００３９】
一方、起電力Ｖの見積もりにおいては、以下の各パラメータを使用する。つまり、磁性体１５ａの磁束密度Ｂを０．５４９Ｗｂ／ｍ２とし、磁性体１５ａの外径を２８ｍｍ、長さを４０ｍｍとする。なお、この磁束密度は、市販されているネオジム磁石の値の一例である。そして、コイル１５ｂの巻数Ｎを８０回、外径Ｒを３０ｍｍとする。このようなコイル１５ｂを有する発電装置１５を、３００ｍｍ（左右）×１００ｍｍ（前後）の支持部１２上に配置することを想定し、左右に７列、前後に２列で、合計１４個の発電装置１５を配置するとする。１４個の発電装置１５の電流取り出し用の電気配線は、全て直列接続するものとする。衝突部１１へのワークＷの衝突により、発電部ばね１４ａ，１４ｂが伸縮運動する際、磁性体１５ａがコイル１５ｂの全長を通過するのに要する時間ｄｔを１４ミリ秒とし、時間ｄｔの間に、コイル１５ｂを貫く磁束Φが、ゼロと最高値（＝（Ｒ／２）２・Ｂ）の間で変化するとする。なお、上記の時間ｄｔは、ワークＷの落下速度に基づく概算によって見積もったものである。そして、コイル１５ｂ内全域における磁束密度が上記磁性体１５ａの磁束密度の値と等しいとし、ファラデーの電磁誘導の法則に当てはめ、１つの発電装置１５あたりの起電力Ｖを見積もると、
Ｖ＝−Ｎ・ｄΦ／ｄｔ＝−Ｎ・π（Ｒ／２）２・Ｂ／ｄｔ＝−２．２［Ｖ］となる。つまり、１つの発電装置１５あたりの起電力Ｖは、２．２Ｖとなる。１４個の発電装置１５全体では、起電力は３１Ｖとなる。
【００４０】
（発電装置および発電部ばねに関する変形形態）
上記で説明した実施形態においては、発電装置１５は、支持部１２に固定されたコイル１５ｂと、発電部ばね１４ａ，１４ｂによってコイル１５ｂの中を往復運動される円柱状の磁性体１５ａとを有してなっていた。しかし、発電部ばね１４ａ，１４ｂがコイルおよび磁性体のいずれか一方に連結され、コイルと磁性体の間の上下方向に沿った相対運動を誘起できれば、発電装置１５および発電部ばね１４ａ，１４ｂの具体的な構成は、上記のものに限られない。そこで、以下に発電装置１５についての変形形態を示す。各変形形態は、磁性体とコイルのどちらが支持部１２に固定され、どちらが発電部ばね１４ａ，１４ｂによって往復運動されるかと、磁性体とコイルのどちらが外側に配置されているかに着目したものである。上記第一の実施形態にかかる発電装置１５および第一の変形形態にかかる発電装置１１５においては、コイルが支持部１２に固定され、磁性体が発電部ばね１４ａ，１４ｂによって往復運動される。一方、第二の変形形態にかかる発電装置２１５および第三の変形形態にかかる発電装置３１５においては、磁性体が支持部１２に固定され、コイルが発電部ばね１４ａ，１４ｂによって往復運動される。また、上記第一の実施形態にかかる発電装置１５および第二の変形形態にかかる発電装置２１５においては、コイルが磁性体の外側に配置され、第一の変形形態にかかる発電装置１１５および第三の変形形態にかかる発電装置３１５においては、磁性体がコイルの外側に配置されている。
【００４１】
図４（ａ）に示す第一の変形形態においては、発電装置１１５は、鉄心１１５ｅを挿入したコイル１１５ｂを有し、それらの外周に、鉄心１１５ｅの外径より大きい穴を有するリング状の磁性体１１５ａを配置してなる。コイル１１５ｂは鉄心１１５ｅに固定されており、鉄心１１５ｅは、支持部１２に固定されている。リング状の磁性体１１５ａは、交互に極性が反転するように複数並べて配置され、図示しない連結部材によって相互に連結されている。磁性体１１５ａは、リングの穴部に鉄心１１５ｅを挿通された状態で、上端が上部ばね１４ａの下端に、下端が下部ばね１４ｂの上端に、それぞれ連結され、衝突部１１と支持部１２の間で、上部ばね１４ａと下部ばね１４ｂを介して保持されている。
【００４２】
衝突部１１にワークＷが衝突し、上部ばね１４ａと下部ばね１４ｂが上下に伸縮運動すると、磁性体１１５ａが上下に往復運動する。これにより、磁性体１１５ａと、鉄心１１５ｅを有するコイル１１５ｂとの間で相対運動が起こり、電磁誘導による発電が行われる。
【００４３】
図４（ｂ）に示す第二の変形形態においては、発電装置２１５は、円柱形の磁性体２１５ａが、支持部１２に固定されてなる。そして、磁性体２１５ａの外径より大きい内径を有する中空筒状のボビン２１５ｃに支持されたコイル２１５ｂに、磁性体２１５ａを挿通している。この状態で、ボビン２１５ｃは、上端が上部ばね１４ａの下端に、下端が下部ばね１４ｂの上端に、それぞれ連結されている。つまり、ボビン２１５ｃに支持されたコイル２１５ｂは、衝突部１１と支持部１２の間で、上部ばね１４ａと下部ばね１４ｂを介して保持されている。
【００４４】
衝突部１１にワークＷが衝突し、上部ばね１４ａと下部ばね１４ｂが上下に伸縮運動すると、ボビン２１５ｃに支持されたコイル２１５ｂが、上下に往復運動する。これにより、磁性体２１５ａとコイル２１５ｂとの間で相対運動が起こり、電磁誘導による発電が行われる。
【００４５】
図４（ｃ）に示す第三の変形形態においては、第一の変形形態と同様、発電装置３１５は、鉄心３１５ｅを挿通したコイル３１５ｂを有し、それらの外周に、鉄心３１５ｅの外径より大きい穴を有するリング状の磁性体３１５ａを配置してなる。コイル３１５ｂは鉄心３１５ｅに固定されている。磁性体は、バックヨーク３１５ｄに収容され、支持部１２に固定されている。そして、コイル３１５ｂが固定された鉄心３１５ｅは、磁性体３１５ａのリングの穴部に挿通された状態で、上端が上部ばね１４ａの下端に、下端が下部ばね１４ｂの上端に、それぞれ連結され、衝突部１１と支持部１２の間で、上部ばね１４ａと下部ばね１４ｂを介して保持されている。
【００４６】
衝突部１１にワークＷが衝突し、上部ばね１４ａと下部ばね１４ｂが上下に伸縮運動すると、鉄心３１５ｅとコイル３１５ｂが一体で上下に往復運動する。これにより、磁性体３１５ａと、鉄心３１５ｅを有するコイル３１５ｂとの間で相対運動が起こり、電磁誘導による発電が行われる。
【００４７】
［第二の実施形態］
以上にて説明した第一の実施形態およびその変形形態にかかる物品集積装置１においては、ワークＷの落下時の衝撃による振動や騒音を落下緩衝部１０によって緩和するとともに、電気エネルギーへの変換を行った。しかし、落下緩衝部１０で完全にワークＷの落下による衝撃や振動を除去しきれるとは限らない。特に、落下緩衝部１０に衝突した後に、落下衝突部１０から落下する際にも、その落下距離に応じた運動エネルギーがワークＷに与えられ、集積容器３０底面３２や既に集積された他のワークＷと衝突することで、振動や騒音を発生する。そこで、このような落下緩衝部１０からの落下による振動や騒音を緩和し、同時に発電を行う観点から、第二の実施形態にかかる物品集積装置２を次に示す。
【００４８】
図５に、第二の実施形態にかかる物品集積装置２を示す。この物品集積装置２は、上記第一の実施形態にかかる物品集積装置１の構成に加え、集積容器３０の底面３２の下側に、底部緩衝部５０を有する。
【００４９】
底部緩衝部５０は、天板５１と底板５２を有し、底板５２は床面に固定され、天板５１上に集積容器３０が底面３２で載置されている。底部緩衝部５０の天板５１と底板５２の間には、上記で説明した落下緩衝部１０の衝突部１１と支持部１２の間に設けられたのと同様の構造が設けられている。
【００５０】
つまり、天板５１と底板５２の間には、非発電部ばね５３と、上部ばね５４ａおよび下部ばね５４ｂよりなる発電部ばねが設けられている。これにより、集積容器３０は、非発電部ばね５３と発電部ばね５４ａ，５４ｂによって支持されている。そして、発電部ばね５４ａ，５４ｂに対応して、（底部）発電装置５５が設けられている。発電装置５５は、落下部発電装置１５と同様の構成よりなり、磁性体、コイル、ボビン、バックヨークを有する。ボビンに支持されたコイルは、バックヨークに収容されて底板５２に固定されている。上部ばね５４ａの上端は天板５１に固定され、下端は磁性体の上端に固定されている。一方、下部ばね５４ｂの下端は底板５２に固定され、上端は磁性体の下端に固定されている。磁性体は、上部ばね５４ａと下部ばね５４ｂを介して、天板５１と底板５２の間で保持されている。
【００５１】
ワークＷが、一旦落下緩衝部１０に衝突して、落下速度を落とされた状態で、落下緩衝部１０から集積容器３０の底面３２上、または既に集積されたワークＷ上に落下すると、落下時に集積容器３０の底面３２に印加される衝撃により、底部緩衝部５０の非発電部ばね５３および発電部ばね５４ａ，５４ｂが圧縮され、上下方向に伸縮運動を始める。そして、発電部ばね５４ａ，５４ｂの伸縮運動に追随して、磁石がコイルに対して相対運動を行い、電磁誘導によって、発電が行われる。
【００５２】
このように、落下緩衝部１０に加えて底部緩衝部５０が設けられることで、一層効果的にワークＷの落下による振動や騒音を効果的に低減することができる。また、一層高効率で、発電を行うことができる。このような効果は、非発電部ばね５３や発電部ばね５４ａ，５４ｂが既に集積されたワークＷの荷重によって圧縮を受けにくい、集積容器３０におけるワークＷの集積量が少ない状態において特に大きくなる。
【００５３】
［第三の実施形態］
上記第一の実施形態および第二の実施形態に用いられた落下緩衝部１０および底部緩衝部５０は、滑降部４０の下端４２から落下したワークＷの運動エネルギーをばねの弾性エネルギーに変換することで、落下時の振動や騒音を低減するものであったが、ワークＷが有する運動エネルギーを小さくした状態で、滑降部４０の下端４２からワークＷを落下させることによっても、ワークＷの落下時の衝撃に伴う振動や騒音を低減することができる。第三の実施形態にかかる物品集積装置は、上記第一の実施形態にかかる物品集積装置１または第二の実施形態にかかる物品集積装置２の構成に加え、図６，７に示すような、滑降緩衝部６０を有する。
【００５４】
図６は、滑降面を正面に臨むように、滑降部４０を上方から見た図である。滑降緩衝部６０は、滑降部４０の前後方向両側に、複数の（滑降部）発電装置６１を有してなる。発電装置６１は、いわゆるアウターロータ型発電機と同様の構成を有する。簡単にその構成を説明すると、発電装置６１は、中心軸の周りに回転可能な円筒状のロータ６１ａを有しており、ロータ６１ａの内周には、極性が交互になるように複数の磁性体６１ｂが円環状に取り付けられている。そして、ロータ６１ａの内側には、中心軸から放射状に延びた、複数のポールピース６１ｃが配置されている。ポールピース６１ｃは、連結部６１ｅによって連結され、滑降部４０に対して固定されている。各ポールピース６１ｃには、コイル６１ｄが巻き回されている。ロータ６１ａが中心軸の周りに回転することで、電磁誘導により、各コイル６１ｄに電流が流れる。
【００５５】
ロータ６１ａの外周には、放射状に突出して、板状の接触部６２が固定されている。接触部６２は、滑降部４０を滑るワークＷに接触する長さで、ロータ６１ａから突出している。また、隣接する発電装置６１に取り付けられた接触部６２は、ロータ６１ａの回転に伴って、相互に接触するようになっている。
【００５６】
このような構成を有することにより、滑降部４０をワークＷが滑降すると、ワークＷが、滑降方向に沿って上方から、接触部６２に接触する。すると、接触部６２が固定されたロータ６１ａが回転する。この際、滑降部４０を滑降するワークＷは、接触部６２との接触により減速される。これにより、滑降部４０の下端４２に到達した際のワークＷの滑降速度は、滑降緩衝部６０がない場合に比べ、遅くなっている。その結果、滑降部４０の下端４２から落下緩衝部１０に向かって落下されるワークＷの落下速度が遅くなり、落下部緩衝部１０を介して集積容器３０内に落下する際の衝撃による振動および騒音が小さくなる。
【００５７】
また、接触部６２にワークＷが接触して、ロータ６１ａを回転させると、磁性体６１ｂとコイル６１ｄの間に相対運動が起こり、発電が行われる。また、隣接する発電装置６１の接触部６２が相互に接触することから、一方の発電装置６１のロータ６１ａが移転すると、他方の発電装置６１のロータ６１ａも回転され、他方の発電装置６１においても発電が行われる。このように、滑降部４０を滑降するワークＷの運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、落下緩衝部１０や底部緩衝部５０で得られた電気エネルギーと合わせて、工場内で利用することができる。
【００５８】
以上のように、落下緩衝部１０、底部緩衝部５０、滑降緩衝部６０のいずれにおいても、ワークＷの運動エネルギーを電気エネルギーに変換することで、落下時の衝撃による振動および騒音の発生を低減しながら、電気エネルギーを利用に供することができる。落下緩衝部１０、底部緩衝部５０、滑降緩衝部６０の３つで得られる総発電量の上限は、滑降部４０の上端４１においてワークＷが有している運動エネルギーと位置エネルギーの合計によって規定されるが、具体的なワークＷの形状や、滑降部４０および集積容器３０の形状や配置等を考慮し、落下緩衝部１０、底部緩衝部５０、滑降緩衝部６０を適宜組み合わせることで、その上限にできるかぎり近い総発電量と、必要な起電力が得られるようにすればよい。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。また、本発明は、底部緩衝部５０および滑降緩衝部６０は、落下緩衝部１０との組み合わせにおいて適用されるものであるが、ワークＷの落下衝撃の緩和および／またはワークＷの運動エネルギーの電気エネルギーへの変換を目的として、落下緩衝部１０との組み合わせによらず、底部緩衝部５０および／または滑降緩衝部６０を設ける構成も考えられる。
【符号の説明】
【００６０】
１，２      物品集積装置
１０        落下緩衝部
１１        衝突部
１２        支持部
１３        非発電部ばね
１４ａ      上部ばね（発電部ばね）
１４ｂ      下部ばね（発電部ばね）
１５        （落下部）発電装置
１５ａ      磁性体
１５ｂ      コイル
１５ｃ      ボビン
１５ｄ      バックヨーク
２０        ガイド部
３０        集積容器
３１        開口部
３２        底面
４０        滑降部
４１        （滑降部の）上端
４２        （滑降部の）下端
５０        底部緩衝部
５５        （底部）発電装置
６０        滑降緩衝部
６１        （滑降部）発電装置
６１ａ      ロータ
６１ｂ      磁性体
６１ｄ      コイル
６２        接触部
Ｗ          ワーク
【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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【図６】
2015212182.tif 000008
【図７】
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