(57)【要約】      （修正有）【課題】搬送物を搬送コンベヤからシュート等に払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、その方向転換を行うに際して、付着する鉄粉などの清掃を容易にし、かつ冷凍環境等の過酷な環境下でも円滑に動作するようにした仕分け装置を提供すること。【解決手段】搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、固定子部Ａ側を電磁石で構成し、かつその回転磁界中に回転子部Ｂ側の永久磁石を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用して永久磁石を介して回転子６を駆動し、回転子６に連結した仕分け用の駆動ローラ５の駆動軸４の方向を任意のラジアル方向に駆動するようにする。【選択図】図１
2012071955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、固定子部側を電磁石で構成し、かつその回転磁界中に回転子部側の永久磁石を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用して該永久磁石を介して回転子を駆動し、該回転子に連結した仕分け用の駆動ローラの駆動軸の方向を任意のラジアル方向に駆動するようにしたことを特徴とする仕分け装置。
【請求項２】
搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、固定子部側の回転磁界中にアルミニウム円筒よりなる回転子を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用してアルミニウム円筒製の回転子を駆動し、該回転子に連結した仕分け用の駆動ローラの駆動軸の方向を任意のラジアル方向に駆動するようにしたことを特徴とする仕分け装置。
【請求項３】
回転磁界の垂直方向に磁束を発生する３つのコイルと鉄心からなる固定子部を３相交流で駆動し、回転磁界を得るようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の仕分け装置。
【請求項４】
搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、回転磁界中に凸極鉄心を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用して凸極鉄心を駆動し、凸極鉄心に連結した仕分け用の駆動ローラの駆動軸の方向を任意のラジアル方向に駆動するようにしたことを特徴とする仕分け装置。
【請求項５】
Ｎ極とＳ極の永久磁石を交互に配置した円盤を、モータで回転することで回転磁界を得るようにしたことを特徴とする請求項４記載の仕分け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仕分け装置に関し、特に、搬送物を搬送コンベヤからシュート等に払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、その方向転換を行うに際して、付着する鉄粉などの清掃を容易にし、かつ冷凍環境等の過酷な環境下でも円滑に動作するようにした仕分け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送物を搬送コンベヤからシュートに払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、機構部分で発生する騒音を低減する方法として、例えば、特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
ところで、この特許文献１に記載のコンベヤを用いた仕分け装置は、複数のセルを配置して構成するもので、各セルは回転軸の両端にそれぞれ取り付けられた搬送ローラと、回転軸の中央部に一体的に取り付けられた磁気円筒と、回転軸と直交する向きの駆動軸の先端に取り付けられ、磁気円筒に近接して配置されることで磁気円筒を従動させるようにした磁気円盤と、駆動軸の周りで搬送ローラの向きを変更できる旋回手段とを備えて構成している。
したがって、磁気円筒と磁気円盤とが非接触の動力伝達機構を構成するので、機械式の伝動機器を使用したものに比べて騒音が低下するという利点がある。
【０００４】
しかしながら、この仕分け装置では磁気円盤と磁気円筒の間の駆動力は永久磁石の吸引力と反発力により発生し、回転円盤を駆動する力は回転円盤に連結したモータで行う必要があり、このためモータ駆動部での騒音と部品点数の増加による信頼性の低下をきたしていた。
また、回転する磁気円盤と磁気円筒の両方に永久磁石を使用しているため、機器の摩耗などにて発生する鉄粉などが駆動機構内に入り込んだ場合、この永久磁石に常に吸着された状態となって清掃が困難であり、さらには永久磁石ではその特性上駆動力を調整できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３７６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、搬送物を搬送コンベヤからシュート等に払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、その方向転換を行うに際して、付着する鉄粉などの清掃を容易にし、かつ冷凍環境等の過酷な環境下でも円滑に動作するようにした仕分け装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の仕分け装置は、搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、固定子部側を電磁石で構成し、かつその回転磁界中に回転子部側の永久磁石を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用して該永久磁石を介して回転子を駆動し、該回転子に連結した仕分け用の駆動ローラの駆動軸の方向を任意のラジアル方向に駆動するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の仕分け装置は、搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、固定子部側の回転磁界中にアルミニウム円筒よりなる回転子を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用してアルミニウム円筒製の回転子を駆動し、該回転子に連結した仕分け用の駆動ローラの駆動軸の方向を任意のラジアル方向に駆動するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この場合において、回転磁界の垂直方向に磁束を発生する３つのコイルと鉄心からなる固定子部を３相交流で駆動し、回転磁界を得るようにすることができる。
【００１０】
また、本発明の仕分け装置は、搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、回転磁界中に凸極鉄心を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用して凸極鉄心を駆動し、凸極鉄心に連結した仕分け用の駆動ローラの駆動軸の方向を任意のラジアル方向に駆動するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、Ｎ極とＳ極の永久磁石を交互に配置した円盤を、モータで回転することで回転磁界を得るようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の仕分け装置によれば、搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、固定子部側を電磁石で構成し、かつその回転磁界中に回転子部側の永久磁石を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用して該永久磁石を介して回転子を駆動し、回転子に連結した仕分け用の駆動ローラの駆動軸の方向を任意のラジアル方向に駆動することにより、固定子部側の電磁石の通電停止により鉄粉などの吸着に対しても容易に清掃除去できるとともに、運転時が低騒音となり、駆動力の調整も容易に行うことができる。
【００１３】
また、本発明の仕分け装置によれば、搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、固定子部側の回転磁界中にアルミニウム円筒よりなる回転子を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用してアルミニウム円筒製の回転子を駆動し、該回転子に連結した仕分け用の駆動ローラの駆動軸の方向を任意のラジアル方向に駆動することにより、回転子部側の構造が堅牢となり高速回転が低騒音で可能となるとともに、耐環境性を簡易に向上させることができる。
【００１４】
また、回転磁界の垂直方向に磁束を発生する３つのコイルと鉄心からなる固定子部を３相交流で駆動し、回転磁界を得るようにすることにより、駆動力の調整も容易に行うことができる。
【００１５】
また、本発明の仕分け装置によれば、搬送物を搬送コンベヤ側から払い出すようにして仕分けを行う仕分け装置において、回転磁界中に凸極鉄心を配置し、回転磁界の垂直方向磁界を利用して凸極鉄心を駆動し、凸極鉄心に連結した仕分け用の駆動ローラの駆動軸の方向を任意のラジアル方向に駆動することにより、製作が簡易で、駆動ローラの駆動軸のラジアル方向の駆動力を簡易に、任意に調整することができる
【００１６】
また、Ｎ極とＳ極の永久磁石を交互に配置した円盤を、モータで回転することで回転磁界を得るようにすることにより、仕分け用の駆動ローラによるラジアル方向の駆動力の調整が簡易で、かつその製作が簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の仕分け装置の第１実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図２】同回転子の詳細図で、（Ａ）は永久磁石を用いた例を、（Ｂ）はアルミニウム円筒を用いた例をそれぞれ示す。
【図３】同回転磁界を示す説明図で、（Ａ）は固定子部の巻き線に３相交流電圧を印加する配線図、（Ｂ）は回転磁界の説明図である。
【図４】本発明の第２実施例であって、回転する鉄板をヨークとし永久磁石の極を交互に反転した回転円盤に対向する回転子で仕分け用の駆動ローラを駆動する構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図５】同回転円盤をモータで駆動する構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図６】回転子の異なった実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の仕分け装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１〜図３に、本発明の仕分け装置の第１実施例を示す。
この仕分け装置の駆動は、図１に示すように、固定子部Ａと回転子部Ｂにて構成されており、この固定子部Ａは、三角形をした継鉄の固定体１に、鉄心２の周囲にマグネットワイヤを巻いて形成するコイル３、すなわち、Ｕ相コイル３１、Ｖ相コイル３２、Ｗ相コイル３３を正三角形になるように１２０度の間隔で配設し、図３（Ａ）に示すように、電源装置Ｄより各相コイル３１、３２、３３へ給電するように構成する。
したがって、この固定子部Ａは固定体１に突設した鉄心２とコイル３とで構成され、可動部分は持っていない。
【００２０】
さらに、この固定子部Ａを構成する３つのコイル３、すなわち、Ｕ相コイル３１、Ｖ相コイル３２、Ｗ相コイル３３は、図３に示すように、Ｗ相コイル３３だけを通電方向を反転した結線として３相インバータで駆動するようにする。
したがって、固定子部Ａは３相交流で駆動し、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルで２つのコイル（Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）からでた磁束が１つのコイル（Ｗ相コイル）に向かう、あるいは１つのコイル（Ｗ相コイル）からでた磁束が２つのコイル（Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）に向かう動作をインバータの駆動周波数に同期して発生し、これにより、図３（Ｂ）に示すように、固定子部Ａ上で水平磁束と垂直磁束を持つ回転磁界を発生するようになる。
【００２１】
また、回転子部Ｂは、図１に示すように、ベアリングなどの軸受け（図示省略）で回転可能に支持された駆動軸４の両端部にそれぞれ仕分け用の駆動ローラ５、５を固定し、かつ該軸４に回転子６を固定して構成するとともに、この回転子６は固定子部Ａの中心Ｏ上（又は下）を通る直線上で、中心点よりも外側位置に配置するようにし、かつその長さを固定子部Ａの中心Ｏとコイル３に対向する幅を持つ円筒形状に形成する。この駆動軸４は固定子部Ａの中心Ｏに対してラジアル方向（放射方向）に対して旋回可能な方法で支持されるが、この場合、回転子６と３つのコイル、すなわち、Ｕ相コイル３１、Ｖ相コイル３２、Ｗ相コイル３３とはそれぞれ互いに接触しないだけの空隙を設けるようにする。
【００２２】
また、回転子６は、図２（Ａ）に示すように、中心に駆動軸４を貫通した鉄心６１の周囲に永久磁石６２からなる４つの磁石６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを、回転子６のラジアル方向に磁極が交互に反転した着磁を行い得るようにして配置して構成する。この永久磁石６２は、特に限定されるものではないが、例えば、一般には安価なフェライト磁石あるいは高価であるが強力なネオジウム磁石を使用することができる。
この回転子６は回転磁界の垂直成分を主成分として、回転磁界と永久磁石の間に生じる電磁作用によりトルクを生じ、回転子６のトルクで仕分け用の駆動ローラを回転し、駆動ローラ上に載置される搬送物に推進力を与えるようになる。なお、一般のモータでは固定子の中で回転子が回転するが、本発明における駆動方法においては、図３に示すように、固定子部の上で垂直方向に分布する磁界により、回転子６を回転駆動するようになる。このように、回転磁界に対して永久磁石の回転子を配置することで、シンクロナスモータ（同期電動機）として作用するものとなる。この永久磁石にフェライト磁石を使用した場合、例えば、−３０〜−５０℃の冷凍環境の低温下では磁石の減磁が発生する。
この場合は、ネオジウム、鉄及びボロンを原料とするネオジウム磁石を使用することで低温でも強い磁界を発生する回転子を構成することができる。
【００２３】
また、回転子６として、中心に駆動軸４を貫通した鉄心６１の周囲に、永久磁石からなる４つの磁石の代わりに、図２（Ｂ）に示すように、アルミニウム円筒６６で構成することもできる。この場合、アルミニウム円筒６６の厚さを数ミリメートルとし、これにより安価な構成の回転子とすることができる。このアルミニウム円筒製の回転子６においては、回転磁界の磁束がアルミニウム円筒を貫通し、その結果としてアルミニウム円筒内に生じる渦電流により磁界と回転磁界の相互作用によりインダクションモータ（誘導電動機）として機能する。
したがって、インダクションモータとしての回転子は構造が簡単、かつ堅牢であるため、環境の悪い場所でも使用できる利点がある。
このように、Ｕ相コイル３１、Ｖ相コイル３２、Ｗ相コイル３３の３つのコイルを正三角形に配置して回転磁界を発生する方法においては、固定子部Ａに可動部を持たないため、低騒音の駆動が行える利点がある。
【００２４】
なお、仕分け用の駆動ローラ５の方向を変える（軸の方向）場合、回転子６とコイル３との位置関係が同じで旋回する方法と、コイルには給電線があるので、駆動ローラ５の方向のみ変えてコイル３側は旋回しない方法とがある。
この回転子６とコイル３との位置関係が同じで旋回する場合は、図示の実施例のように、３個のコイルでよいが、駆動ローラ５の方向のみ変えてコイル３側は旋回しない場合は、コイル３を３個以上、例えば、６個、９個又は１２個のコイルを用いて固定子部Ａを構成することができる。これにより、複数個のコイルをそれぞれ直列接続してインバータの負荷バランスをとり、図３（ｂ）に示すＵ相コイル３１、Ｖ相コイル３２、Ｗ相コイル３３の３つのコイルの並びと回転子６が直交する配置で最良の磁束を得ることができる。
【００２５】
上記実施例では、回転子として図２（Ａ）に示すように、永久磁石からなる４つの磁石６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを、回転子のラジアル方向に磁極が交互に反転した着磁を行えるようにして配置した例と、図２（Ｂ）に示すように、鉄心６１の周囲にアルミニウム円筒６６を配置した例とを示したが、仕分け用の駆動ローラに発生する駆動トルクは永久磁石型が最もトルクが大きく優れている。
なお、同期モータとして作用し、静止トルクも発生するため、簡易な位置決めも行うことができる。
【００２６】
一方、インダクションモータとして動作するアルミニウム円筒６６を回転子に使用する場合、発生トルクは小さくなるが、堅牢な構造のため、高速回転を要する用途、耐環境性も必要な用途でも使用できる。さらにはコイル部分をエポキシ樹脂やシリコンゴムなどでモールドし、水がかかっても使用可能とすることで魚介類や食料品の選別にも使用することができる。
【実施例２】
【００２７】
図４〜図６に、本発明の仕分け装置の第２実施例を示す。
この仕分け装置の駆動は、図４に示すように、回転する鉄板をヨークとし、永久磁石７ａ、７ｂ、７ｃ、・・・の極を交互に反転するようにその円周方向に定間隔で複数個を配設して構成する回転円盤７と、この回転円盤７上に対峙して配設する駆動軸４に回転子６と仕分け用の駆動ローラ５、５とを配設した回転子部Ｂとより構成し、かつ回転円盤７に対向する回転子６にて仕分け用の駆動ローラ５、５を駆動するようにする。
なお、この場合も駆動軸４はベアリングなどの軸受け（図示省略）で回転可能に支持し、回転する回転円盤７によりラジアル方向に旋回可能とする。
【００２８】
この回転円盤７は、回転円盤７によって誘導回転する回転子６に支障のない位置に、例えば、図５に示すように、回転円盤７の下方に配設されたモータ１１により回転するように構成する。
また、回転円盤７の上方位置に、互いに接触しないよう所要の空隙を有するようにして、かつ回転可能に配設する回転子６は、図６（Ａ）に示すように、駆動軸４を貫通した円柱形状の鉄心６１を中心部に配置し、その外周囲にアルミニウムの籠６３と鉄心６４を交互に配置した構造にすることができる。
【００２９】
また、回転子６は、図６（Ｂ）に示すように、中心部に駆動軸４を貫通した円柱形状とし、かつ外周面にその周回方向に沿って複数の凸極６ａ、６ａを持った鉄心６１で構成し、回転円盤７上の磁石間隔と、円柱形状の鉄心６１の凸極６ａと凸極６ａの間の弧長を一致するように調整した回転子にすることもできる。
これにより、回転円盤７がモータにより回転されるとき、回転円盤７上の磁石による吸引力の作用により鉄心６１の凸極６ａに吸反発力を発生させて回転子６を円滑に回転させるようにする。
【００３０】
さらに、図６（Ｃ）に示すように、中心部に駆動軸４を貫通した円柱形状の鉄心９１の外周面にアルミニウム円筒６６を一体に形成した構造とすることができる。これにより、回転子に永久磁石を使用しない構造とすることができる。
【００３１】
したがって、図６（Ｂ）に示すように、回転子を凸極のある鉄心で構成した場合には、回転する回転円盤７から回転子への駆動トルクの伝達は永久磁石と鉄の吸引力が支配的となるが、他の図６（Ａ）、（Ｃ）に示す構成ではアルミニウム円筒を通過する磁束による渦電流による電磁作用で回転子に駆動力を発生し、その動作はインダクションモータ（誘導電動機）と類似している。
【００３２】
以上、本発明の仕分け装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の仕分け装置は、搬送物を搬送コンベヤからシュートに払い出す仕分け方向の転換を確実に行うことができるという特性を有していることから、仕分け装置の駆動の用途に好適に用いることができるほか、例えば、物流システムのコンベヤ装置の用途にも用いることができる。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ    固定子部
Ｂ    回転子部
１    固定体
２    鉄心
３    コイル
３１  Ｕ相コイル
３２  Ｖ相コイル
３３  Ｗ相コイル
４    駆動軸
５    駆動ローラ
６    回転子
６１  鉄心
６２  永久磁石
６３  アルミニウムの籠
６４  鉄心
６６  アルミニウム円筒
６ａ  凸極
７    回転円盤
７ａ  永久磁石
７ｂ  永久磁石
７ｃ  永久磁石
１１  モータ
【図１】
2012071955.tif 000003
【図２】
2012071955.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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