(57)【要約】【課題】搬送物の間隔が狭くかつ高速搬送においてもその搬送物の姿勢を自在に変更でき、また搬送物ごとの仕分け方向に迅速に対応できる搬送物姿勢制御装置を提供する。【解決手段】個別に制御可能な複数のセルを平面状に配置した搬送物の姿勢制御装置であって、前記各セル５には１対の搬送ローラ６間に架けられたベルト８を回転させるベルト駆動手段と、前記各セルを、水平方向に首振り回転させる首振り駆動手段と、前記各セルのベルトの前方又は後方の少なくとも１方に搬送物を検知するセンサ９とを備え、前記センサの検知出力に応じて、前記ベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御可能に構成したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に制御可能な複数のセルを平面状に配置した搬送物の姿勢制御装置であって、
前記各セルには１対の搬送ローラ間に架けられたベルトを回転させるベルト駆動手段と、
前記各セルを、水平方向に首振り回転させる首振り駆動手段と、
前記各セルのベルトの前方又は後方の少なくとも１方に搬送物を検知するセンサとを備え、
前記センサの検知出力に応じて、前記ベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御可能に構成したことを特徴とする搬送物姿勢制御装置。
【請求項２】
前記ベルト駆動手段及び首振り駆動手段は各セル毎に独立して構成することによって、前記搬送物姿勢制御装置から取り外しが容易にできることを特徴とする請求項１に記載の搬送物姿勢制御装置。
【請求項３】
１対の搬送ローラ間に架けられたベルトを回転させるベルト駆動手段と、水平方向に首振り回転させる首振り駆動手段と、前記ベルトの前方又は後方の少なくとも１方に搬送物を検知するセンサとを備えたセルを、複数個平面状に配置した搬送物の姿勢制御装置の制御方法であって、
前記センサの検知出力に応じて、前記各セルのベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御することを特徴とする搬送物姿勢制御装置の制御方法。
【請求項４】
前記複数のセルを複数のセル群に分け、各セル群毎に、前記センサの検知出力に応じて、前記各セルのベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御することを特徴とする請求項３に記載の搬送物姿勢制御装置の制御方法。
【請求項５】
前記セル群を搬送物を仕分ける方向の方向転換曲線に略沿った区分けた群とし、方向転換曲線の内側のセル群の首振り角度を大きくし且つ前記ベルトの速度を、方向転換曲線の内側のセル群を小さくするように制御することを特徴とする請求項４に記載の搬送物姿勢制御装置の制御方法。
【請求項６】
前記各セルのセンサの出力によって搬送物が搬送物姿勢制御装置上に移動したことを確認した後に、全てのセルを首振り駆動手段の首振り角度を同一に制御することを特徴とする請求項３に記載の搬送物姿勢制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物流システムにおいて物品もしくは物品を収納する搬送ケースの搬送姿勢を制御する搬送物姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の物流システムにおいては、物品の保管、仕分け、ピッキング、配送等の各種物流形態がある。例えば、仕分けのための搬送方向の変更に限らず、その必要に応じて、その搬送向きや搬送位置などを変更する必要がある。
【０００３】
従来においては、荷物に効率良く力を伝えてスムーズに荷物を任意の方向に搬送することが可能な搬送装置及び搬送システムが提供されている。
【０００４】
これは、例えば、文献２に示す搬送装置に備えた送給部では、ツイストベースのうち送給ローラより下方にツイストギヤを配置したので、従来のツイストギヤの内側に送給ローラを配置した構成のものに比べて、ツイストギヤ及び送給ローラのそれぞれの形状の自由度が高まる。これにより、ツイストギヤの小型化を図ることが可能になり、送給部同士を従来よりも近づけて配置することができると共に、送給ローラの大型化を図ることも可能になり、荷物と送給ローラとの接触面積を増やすことも可能になる。これにより、各送給部から荷物に効率良く力を伝えてスムーズに荷物を任意の方向に搬送することが可能になる。（特許第３５１６３４３号）
【０００５】
また、文献１においては、パレット段積み商品をパレット搬送コンベアへ搬送しているときの分流と合流を高速化して、商品の搬送と仕分けの効率を高める装置が提案されている。
【０００６】
この装置は、パレット段積み商品を搬送コンベアから分岐コンベアに分岐するとき、パレット段積み商品が分岐部に近づくと、分岐装置の制御ユニットは円弧状のデフレクタを上昇させるとともに複数のスキューローラの各回転テーブルを所定角度回転させ、分岐ローラをそれぞれ所定の回転速度で回転させる。分岐ローラの回転速度を制御するときに、回転中心側に近いスキューローラの分岐ローラをほとんど回転させず、回転中心より遠いスキューローラの分岐ローラを速く回転させ、パレット段積み商品を停止させずに円滑に回頭して分岐する。（特許第３２２８２６６号）
【０００７】
【特許文献１】特許第３２２８２６６号
【特許文献２】特許第３５１６３４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１においては、回転速度と首振り角度を変えられる複数のスキューローラと駆動制御ユニットを有しているが、複数のスキューローラは中央制御装置によって制御された構成であるのでシステムが大掛かりになり汎用性が低い問題を抱えている。また、この種の中央制御の形態では、例えば、搬送物（パレット）が通過した後に、後方から搬送されてくる次の搬送物に対して仕分け向きを変えるような場合、該搬送物間の間隔が狭いときには仕分けできない事態が発生する。したがって、従来の搬送設備においては、搬送物の間隔を所定以上の間隔に設定しておく必要があった。また、搬送物の分岐点において、スキューローラの搬送物との摩擦力の不足を補うために、搬送物の向きを変える補助具としてデフレクタを用いる構成を採用している。
【０００９】
特許文献２においては、多数のローラ群が歯車ユニットにて連結された構成であるので、装置自体が大型化してしまい、機構部分のメンテナンスが大変であること、各ローラを個別の回転速度にて制御することができないこと、さらには個別の首振り角度設定ができないだけでなく、ローラ群の迅速な首振りが難しいなどの問題を抱えており、搬送物の間隔が狭く搬送能力の高い設備には不向きである。
また、従来のコンベヤ等における搬送物の仕分けタイミングは、コンベヤの上流側における所定位置を基準として仕分け位置までの距離を基に行うのが一般的である。これは、搬送物の位置を常に把握する必要があるために、大量処理かつ多品種の搬送物を中央制御で行う場合、その制御が複雑化する問題を抱えている。特に、搬送物の間隔が狭い場合や高速搬送には問題を抱えている。
【００１０】
本発明の課題は、搬送物の間隔が狭くかつ高速搬送においても搬送物の姿勢（向き）を自在に変更したり、搬送物ごとの仕分け方向に迅速に対応できる搬送物姿勢制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる搬送物姿勢制御装置は、 個別に制御可能な複数のセルを平面状に配置した搬送物の姿勢制御装置であって、前記各セルには１対の搬送ローラ間に架けられたベルトを回転させるベルト駆動手段と、前記各セルを、水平方向に首振り回転させる首振り駆動手段と、前記各セルのベルトの前方又は後方の少なくとも１方に搬送物を検知するセンサとを備え、前記センサの検知出力に応じて、前記ベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御可能に構成したことを特徴とする（請求項１）
【００１２】
また、本発明にかかる搬送物姿勢制御装置は、前記ベルト駆動手段及び首振り駆動手段は各セル毎に独立して構成することによって、前記搬送物姿勢制御装置から取り外しが容易にできることを特徴とする。（請求項２）
【００１３】
また、本発明にかかる搬送物姿勢制御装置の制御方法は、１対の搬送ローラ間に架けられたベルトを回転させるベルト駆動手段と、水平方向に首振り回転させる首振り駆動手段と、前記ベルトの前方又は後方の少なくとも１方に搬送物を検知するセンサとを備えたセルを、複数個平面状に配置した搬送物の姿勢制御装置の制御方法であって、前記センサの検知出力に応じて、前記各セルのベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御することを特徴とする。（請求項３）
【００１４】
また、本発明の搬送物姿勢制御装置の制御方法は、前記複数のセルを複数のセル群に分け、各セル群毎に、前記センサの検知出力に応じて、前記各セルのベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御することを特徴とする。（請求項４）
【００１５】
また、本発明の搬送物姿勢制御装置の制御方法は、前記セル群を搬送物を仕分ける方向の方向転換曲線に略沿った区分けた群とし、方向転換曲線の内側のセル群の首振り角度を大きくし且つ前記ベルトの速度を、方向転換曲線の内側のセル群を小さくするように制御することを特徴とする。（請求項５）
【００１６】
また、本発明の搬送物姿勢制御装置の制御方法は、 前記各セルのセンサの出力によって搬送物が搬送物姿勢制御装置上に移動したことを確認した後に、全てのセルを首振り駆動手段の首振り角度を同一に制御する制御することを特徴とする。（請求項６）
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明は、個別に制御可能な複数のセルを平面状に配置した搬送物の姿勢制御装置であって、前記各セルには１対の搬送ローラ間に架けられたベルトを回転させるベルト駆動手段と、前記各セルを、水平方向に首振り回転させる首振り駆動手段と、前記各セルのベルトの前方又は後方の少なくとも１方に搬送物を検知するセンサとを備え、前記センサの検知出力に応じて、前記ベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御可能に構成したことにより、搬送物の搬送向きや姿勢を変えることが容易にできるだけでなく、この首振りセルと同数のセンサが設けられ、該センサによって首振りセルの駆動が個別制御可能に構成されていることにより、各セル毎の制御が個別にでき、更に搬送ローラの制御はセンサによる搬送物の検出信号によるので、直接的な制御ができ迅速制御が可能となり搬送物間隔が狭い搬送や高速搬送に容易に対応することができる。
【００１８】
また、請求項２の発明は、前記ベルト駆動手段及び首振り駆動手段は各セル毎に独立して構成することによって、前記搬送物姿勢制御装置から取り外しが容易にできることによって、各セル単位での点検や交換が容易に実現できる。
【００１９】
また、請求項３の発明は、１対の搬送ローラ間に架けられたベルトを回転させるベルト駆動手段と、水平方向に首振り回転させる首振り駆動手段と、前記ベルトの前方又は後方の少なくとも１方に搬送物を検知するセンサとを備えたセルを、複数個平面状に配置した搬送物の姿勢制御装置の制御方法であって、前記センサの検知出力に応じて、前記各セルのベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御することによって、センサによる搬送物の検出信号によるので、直接的な制御ができ迅速制御が可能となり搬送物間隔が狭い搬送や高速搬送に容易に対応することができる。
【００２０】
また、請求項４の発明は、前記複数のセルを複数のセル群に分け、各セル群毎に、前記センサの検知出力に応じて、前記各セルのベルト駆動手段と首振り駆動手段とを独立して制御することによって、搬送物の搬送向きや姿勢を制御するときに搬送物の形やサイズに対応してセルを複数の群に分けることができ、より最適な制御ができる。
【００２１】
また、請求項５の発明は、前記セル群を搬送物を仕分ける方向の方向転換曲線に略沿った区分けた群とし、方向転換曲線の内側のセル群の首振り角度を大きくし且つ前記ベルトの速度を、方向転換曲線の内側のセル群を小さくするように制御することによって、搬送物の向きを変えるときに、該搬送物が横ずれ等を生じることなく搬送ラインに沿って滑らかに向きを変更することができ、仕分けラインにおいても搬送ラインを同じ姿勢のまま搬送することができる。
【００２２】
また、請求項６の発明は、前記各セルのセンサの出力によって搬送物が搬送物姿勢制御装置上に移動したことを確認した後に、全てのセルを首振り駆動手段の首振り角度を同一に制御する制御することによって、狭い搬送路上でも搬送物の方向を変えずに別の方向に移動させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１乃至図５を用いて、本発明にかかる第１実施形態について詳細に説明する。
なお、図１は本発明の第１実施形態であってコンベヤの仕分け設備の平面図である。図２は図１に示す仕分け設備の搬送ローラの首振りセルの部分斜視図である。図３は搬送ローラのセルの要部断面の側面図である。図４は全てのセルが全て９０度首振り状態を示す平面図である。図５は全てのセルが全て同じ首振り状態でない場合を示す平面図である。
【００２４】
図１において、主搬送ラインのコンベヤ２の所定の領域には、このコンベヤ２上を搬送されてくる搬送物１０を、図中下側の仕分けライン１９との合流部分にて仕分ける仕分け部３が設けられている。なお、仕分け部３に隣接して直進用ローラ部４が設けられている。
この仕分け部３には、搬送物１０に接触可能に配置された一対の搬送ローラ６を備えた首振りセル５が複数個設けられている。
この一対の搬送ローラ６は、図２に示すように、幅広い平ベルト８が架けられブラケット７により回転自在に支持されている。
また、搬送ローラ６は一方がモータローラ等からなり適宜回転駆動されている。
また、このブラケット７は回転軸線Ｃを中心にして水平方向（Ｚ方向）に回転可能に支持されている。
なお、このブラケット７には物品感知センサ９が設けられている。
【００２５】
このブラケット７は、図３に示すように、回転軸線Ｃを回転中心とするロータ２１ａおよび該ロータ２１ａに磁力を及ぼすコイル部２１ｂを有する首振りモータ２１にて構成された首振り機構によって水平方向に回転自在に支持されている。また、この首振りモータ２１は仕分け部３のベース部１２に取付けられている。
このように、セル５が仕分け部３のベース部１２の上に取り付けられていることにより、このセル５をメンテナンスするときは、表面板１８等を取り外すことにより仕分け部３の上方から作業することができ、その作業性は極めてよい。また、ベース部３への取り付けや取り外しが容易であることから、その数や配置についても自在に変えることができ、その汎用性は極めて広い。
【００２６】
前述の搬送ローラ６、首振りモータ２１は配線ケーブル６ａや配線ケーブル１１を介して電力が供給される。そして、この搬送ローラ６は回転速度が制御部２０により適宜制御することができる。
また、首振りモータ２１については、その首振り向き（回転向き）が制御部２０にて制御される。
なお、例えば発光素子と受光素子にて構成される物品感知センサ９は物品の存在を的確に検知し、その検知信号が制御部２０の所定の制御信号として利用することができる。
【００２７】
図４は全てのセル５が仕分けライン１９方向に向いた状態を示す。
この状態は、搬送物１０の先端部分が仕分け部３の最上流側の物品感知センサ９が検知したとき、或いは検知してから所定時間後（搬送物１０の移動速度によって適宜設定された時間）に搬送物１０がセル５の上にある程度乗った状態で、制御部２０の信号により全てのセル５が９０度の首振り動作を行う。
このようなセル５の首振り動作によって、搬送物１０は搬送方向が90度（図中において矢印Ａ２の方向に）変わり、コンベヤ２上の向きのまま仕分けライン１９上に送り出される。
【００２８】
また、搬送物１０が仕分けライン１９上に送り出されると同時に、何れのセル５の物品検知センサ９においても搬送物１０を検出できなくなることで、全てのセル５を元の向き（図１の状態）に戻す動作を行う。このように、セル５が元の向き（図１の状態）になることにより、次に搬送されてくる搬送物１０に極めて迅速に対応することができる。
【００２９】
図５においては、セル５を４つの群に区分けして制御する場合について説明する。
なお、この４つの群は、図中において最下側でかつ最上流側のセル５の回転中心（Ｐ）を中心にした円弧の接線にほぼ沿った第１セル群Ｓ１（４個）、第２セル群Ｓ２（１１個）、第３セル群Ｓ３（１０個）、第４セル群Ｓ４（２個）とする。
【００３０】
図５に示す状態は、搬送物１０の先端部分が仕分け部３の最上流側の物品感知センサ９が検知したときに、搬送物１０を仕分ける方向の方向転換曲線（Ｐを中心とした矢印Ｙにて示す曲線）に略沿った上記各群毎に、方向転換曲線の内側のセル群の首振り角度が大きく設定された状態である。
また、搬送ローラ６の回転速度（搬送速度）は、第１セル群Ｓ１よりも第２セル群Ｓ２が速く、第２セル群Ｓ２よりも第３セル群Ｓ３が速く、第３セル群Ｓ３よりも第４セル群Ｓ４が速く設定されている。また、隣り合うセル群における回転速度の速度差は、搬送物１０が仕分けライン１９に送り出されたときに、その向きが９０度回転しているように適宜設定されている。
【００３１】
このようなセル５の首振り動作によって、搬送物１０はコンベヤ２上の向きとは９０度回転した状態で仕分けライン１９上に送り出される。
また、搬送物１０が仕分けライン１９上に送り出されると、何れのセル５の物品検知センサ９においても搬送物１０を検出できなくなる。この物品検知センサ９における無検知の信号で、全てのセル５を元の向き（図１の状態）に戻す動作を行う。このように、搬送物１０が通過し終わると直ぐにセル５が元の向き（図１の状態）になることにより、次に搬送されてくる搬送物１０に極めて迅速に対応することができ、搬送速度の向上、物品間隔の短縮でき、高速大量搬送を可能とする。
【００３２】
上述のように方向転換曲線の内側のセル群を小さくするように制御することにより、搬送物の向きを変えるときに、この搬送物１０の横ずれが生じることなく仕分けライン１９に沿って滑らかに向きを変更することができる。また、上記各セル群の首振り角度や搬送ローラ６の回転速度を適宜変えることにより、仕分けた後の搬送物１０の向きを所望に設定することができる。
すなわち、例えば、セル群を図５に示す以外の群に分けるとともに各セル群ごとに首振り向き並びに搬送ローラの回転速度を相違するように制御することで、仕分け時以外に搬送中の搬送物１０の搬送向きや姿勢を自在に制御することも可能である。
【００３３】
図６に示す第２実施形態は、一対の搬送ローラ６０に複数の本の丸ベルト６８を掛け渡した首振りセル５０を示す。なお、図示以外の構造については前掲の第１実施形態にて示したとものと同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態のように、搬送ローラ６０に丸ベルト６８を掛け渡した構成の場合、例えば搬送物１０の底面が平坦でないとき、各ベルト６８ごとに個別に対応して搬送物底面に柔軟に接触することができる。したがって、搬送物１０の底面の平坦性を選ぶことなくより広範囲な物品に対して保持を確実にすることができ、搬送ローラの回転力を搬送物１０に伝えることができ、搬送物１０の姿勢制御を迅速・確実に行うことが可能となる。
【００３４】
図７に示す第３実施形態は、一対の搬送ローラ８０に複数のＶベルト８８を掛け渡したものを示す。なお、図示以外の構造については前掲の第１実施形態にて示したとものと同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。
搬送ローラ８０にＶベルト８８を掛け渡した構成の場合、前記の第２実施形態と同様に例えば搬送物１０の底面が平坦でないとき、各Ｖベルト８８ごとに個別に対応して搬送物底面に柔軟に接触することができる。またＶベルト８８の場合では、このＶベルト８８に対してベルト横方向の力が作用した場合、Ｖベルト８８はその捩れが発生しにくいので、搬送物１０の底面の平坦性を選ぶことが無いだけでなく、丸ベルトの場合よりもより物品保持を確実にすることができ、搬送ローラの回転力を搬送物１０に伝えることができ、搬送物１０の姿勢制御を迅速・確実に行うことが可能となる。
【００３５】
その他の変形例としては、上記第１，２，３実施形態のごとく仕分け方向が直角で片側仕分けに限るものではない。例えば図８に示すように、主搬送ライン２から左右両側斜め前方（Ａ３方向およびＢ４方向）に仕分ける、所謂Ｙ字両側仕分けにも適用することができる。
本実施形態の場合、特に、前記第２実施形態においてセル５を４つの群に区分けして制御する場合と同様な制御を行う場合について説明する。
【００３６】
本実施形態の場合、仕分け部３よりも搬送ラインの上流側に例えばバーコード読み取り部９０が設けられており、このバーコード読み取り部９０によって搬送物１０に設けられたバーコード９１により仕分け方向が識別できる。したがって、このバーコード読み取り部９０にて仕分け方向が読み取られた後、搬送物１０Ａの先端部分が仕分け部３の最上流側の物品感知センサ９（図２参照）が検知されると、搬送物１０Ａを、例えば左方向へ仕分ける方向の方向転換曲線（Ｐ１を中心とした矢印Ｘ方向にて示す曲線）に略沿った上記各群毎に、方向転換曲線の内側のセル群の首振り角度が大きく向き、合わせて、搬送ローラ６の回転速度が、第１セル群Ｓ１よりも第２セル群Ｓ２が速く、第２セル群Ｓ２よりも第３セル群Ｓ３が速く、第３セル群Ｓ３よりも第４セル群Ｓ４が速く動く。これにより、搬送物１０Ａは仕分けライン１９Ａの仕分け方向Ａ３の方向に向きを変えて搬送される。
また、搬送物１０Ｂを右方向（矢印Ｂ４の方向）へ仕分ける方向の方向転換曲線（Ｐ２を中心とした矢印Ｚ方向にて示す曲線）に略沿った別のセル群（Ｐ１を中心とする場合とはセル群配列の向きが異なった例えば、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ）を設定しておき、この場合も方向転換曲線Ｚの内側のセル群の首振り角度が大きく設定され且つ搬送ローラ６の回転速度も別途適宜設定されている。
そして、搬送物１０Ｂが仕分け部３に到達したときは、左方向の仕分けとは逆になるように各セル群（Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ）が動作して所定のＢ４方向の仕分けが行われる。
【００３７】
上記各実施形態は、物品感知センサが搬送ローラの上流側の位置に設けられた構成について説明したが、本発明はこの構成に何ら限定されるものではなく、物品感知センサが搬送ローラの下流側の位置に設けられた構成或いは搬送ローラの前後に設けられた構成を採用することができる。
また、本発明においては、物品感知センサは必ずしもセルに設けられた構成でなくてもよく、各セルの近傍に配置された構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
請求項１〜６に記載の発明は、搬送物の仕分け等のタイミングは仕分け領域に設けられた物品感知センサの信号を基に行われるので、動作タイミングの誤差がほとんど無くすことができ、搬送物の間隔が狭くかつ高速搬送においてもその搬送物の姿勢（向き）を自在に変えることができ、搬送物ごとの仕分け方向に迅速に対応できる搬送物姿勢制御装置を実現することができるので、産業上の利用可能性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態であってコンベヤの仕分け設備の平面図である。
【図２】図１に示す仕分け設備の搬送ローラのセルの部分斜視図である。
【図３】第１実施形態における搬送ローラのセルの要部断面の側面図である。
【図４】第１実施形態における全てのセルが全て９０度首振り状態を示す平面図である。
【図５】第１実施形態における全てのセルが全て同じ首振り状態でない場合を示す平面図である。
【図６】第２実施形態におけるセルの要部断面の側面図である。
【図７】第３実施形態におけるセルの要部断面の側面図である。
【図８】第４実施形態における要部の平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    搬送物姿勢制御装置
２    主搬送ライン
３    仕分け部
５    セル
６    搬送ローラ
７    ブラケット
８    平ベルト
９    センサ
１０  搬送物
２０  制御部
【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】
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【図７】
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【図８】
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