(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送方向と直交する桟が搬送面上に設けられた搬送ベルトを有する桟付ベルトコンベヤを用いた矩形状偏平物品の姿勢制御方法であって、
搬送ベルトの搬送面と矩形状偏平物品間の静止摩擦係数をμ、搬送ベルトを加速する際の加速度をα、搬送ベルトを減速する際の加速度をβ（負値）、搬送面の搬送方向前上方への傾斜角をθ、重力加速度をＧとしたとき、α＞Ｇ（μCOSθ−SINθ）の条件を満たす加速部分と、−β＜Ｇ（μCOSθ＋SINθ）の条件を満たす減速部分とを含んで周期的に変動する速度パターンで前記搬送ベルトを駆動することにより、搬送面上に投入された物品を搬送面に対して搬送方向後方へ滑らせ、その一辺を後方の桟に当接させることにより向きを揃えることを特徴とする矩形状扁平物品の姿勢制御方法。
【請求項２】
搬送ベルトを加速する際の加速度αの絶対値が減速する際の加速度βの絶対値よりも大きく、且つ、搬送面の搬送方向前上方に傾斜した部分で物品の向きを揃えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の矩形状偏平物品の姿勢制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は書籍等の矩形状偏平物品の姿勢制御方法に関し、特に、搬送方向と直交する桟が搬送面上に設けられた搬送ベルトを有する桟付ベルトコンベヤを用いて、搬送中に物品の向きを揃える方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、書籍にラベラでラベルを貼付する場合や、ＩＳＢＮコード（書籍カバー等に印字されている英数字を組み合わせた識別コード）をＯＣＲで読み取る場合には、書籍を所定の向きに正しく揃えて行う必要がある。
【０００３】
特に、ＩＳＢＮコードのＯＣＲによる読み取る作業は、例えば、送り周期１．１ｓｅｃで間欠送りされるコンベヤで書籍を搬送中に定位置に設置されたＯＣＲで読み取る場合、書籍の姿勢誤差が±３度以内でないと正しく読み取ることができず、姿勢誤差が大きくなると読み取りに時間がかかるため、従来では、熟練した作業員がハンディスキャナを用いて手作業で行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハンディスキャナを用いた手作業によるＩＳＢＮコードの読み取り作業は作業能率が低く、人件費も嵩む問題があった。
この問題を解決するためには、ベルトコンベヤの側方に搬送方向に沿って姿勢矯正板を立設し、前記ベルトコンベヤの搬送面を前記姿勢矯正板側が低くなるように側方に傾斜させて、書籍を前記傾斜によって滑らせて姿勢矯正板へ当接させて向きを揃えたり、あるいは、搬送方向と直交する桟を有する急傾斜したベルトコンベヤで書籍を搬送することによって、書籍を自重で搬送面上を滑らせてその一辺を搬送方向後方の桟に当接させてその向きを揃えた状態で、ベルトコンベヤの下流に設置したＯＣＲにＩＳＢＮコードを自動的に読み取らせる方法が考えられる。
【０００５】
しかしながら、これらの方法では何れもベルトコンベヤの搬送面の傾斜を書籍が滑り落ちる角度以上に大きくする必要があり、搬送状態が不安定になるとともに、書籍の表面の状態によって、滑り落ち始める傾斜角度がまちまちであるため、向きを正確に揃えることが困難となる問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、前述したような従来の技術の問題点を解決し、搬送中に書籍等の矩形状偏平物品の向きを効率良く正確に揃えることのできる姿勢制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的のため、本発明の矩形扁平状物品の姿勢制御方法は、搬送方向と直交する桟が搬送面上に設けられた搬送ベルトを有する桟付ベルトコンベヤを用いて矩形偏平状の物品の向きを揃えるものであって、搬送ベルトの搬送面と物品間の静止摩擦係数をμ、搬送ベルトを加速する際の加速度をα、搬送ベルトを減速する際の加速度をβ（負値）、搬送面の搬送方向前上方への傾斜角をθ、重力加速度をＧとしたとき、α＞Ｇ（μCOSθ−SINθ）の条件を満たす加速部分と、−β＜Ｇ（μCOSθ＋SINθ）の条件を満たす減速部分とを交互に含んで周期的に変動する速度パターンで前記搬送ベルトを駆動することにより、搬送面上に投入された物品を搬送面に対して搬送方向後方へ滑らせて、その一辺を後方の桟に当接させることにより向きを揃えるようにしたものである。
【０００８】
本発明の矩形扁平状物品の姿勢制御方法においては、搬送ベルトを加速する際の加速度αの絶対値が減速する際の加速度βの絶対値よりも大きく、且つ、搬送面の搬送方向前上方に傾斜した部分で物品の向きを揃えることが好ましい。
【０００９】
【作用】
書籍等の矩形扁平状物品を桟付ベルトコンベヤの上流側に投入すると、前記桟付ベルトコンベヤの搬送ベルトは速度が周期的に変動しているため、物品には、搬送方向に周期的に変動する慣性力が作用する。
【００１０】
前記慣性力は、搬送ベルトを加速する際の加速度αがα＞Ｇ（μCOSθ−SINθ）の条件を満たすときに、搬送ベルトの搬送面に対して物品を搬送方向後方へ滑らせ、後方の桟に前記物品の一辺を押し付けてその向きを矯正する。
【００１１】
一方、搬送ベルトを減速する際の加速度β（これは負値）が−β＜Ｇ（μCOSθ＋SINθ）の条件を満たす限り、一度桟に一辺を当接するように押し付けられた物品は、搬送ベルトの減速時に物品に作用する慣性力で桟から前方へ再び離れることがなく、搬送中の物品の向きは安定した状態で維持されている。
【００１２】
特に、搬送ベルトを加速する際の加速度αの絶対値が、減速する際の加速度βの絶対値よりも大きく、且つ、搬送面の搬送方向前上方に傾斜した部分で物品の向きを揃えるようにしている場合には、前記加速度αが小さくても、物品に作用する慣性力と重力の搬送方向成分との合力が物品と搬送面との間に作用する最大静止摩擦力を容易に越えて物品を後方の桟へ向けて滑らせるので、この場合には、搬送ベルトを駆動するモータの動力消費量が低減される。
【００１３】
また、一度、桟に当接した物品は、重力の搬送方向成分が作用しているため、搬送ベルトの減速途中において、物品と桟とがより安定した当接状態に維持される。
【００１４】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
図１は、矩形状偏平物品の一例である書籍を、搬送中に姿勢制御する桟付ベルトコンベヤの側面図であって、桟付ベルトコンベヤ１は、書籍Ｗの向きを揃えた後、前記書籍Ｗに付してあるＩＳＢＮコードの読み取りとラベルの貼付を自動的に連続して行うために用いられるものである。
【００１５】
前記桟付ベルトコンベヤ１は、中間部分の搬送面が略４０度の角度で搬送方向の前上方に傾斜している搬送ベルト２を有しており、前記搬送ベルト２の搬送面上には搬送方向と直交する向きの桟３が搬送方向に沿って等間隔に取り付けられている。
【００１６】
図２は、図１のＡ−Ａ線位置における矢印方向に見た断面図であって、同図に示すように、桟付ベルトコンベヤ１のハウジング４内の搬送ベルト２の往き側下面に対向して、前記搬送ベルト２に加わる書籍Ｗの重量を支持するためのベルト支持板５が搬送方向に沿って配置されている。
【００１７】
前記ハウジング４内の前記搬送ベルト２の両側には、搬送方向に沿って一定間隔おきに上下に組になった回転自在な案内ローラ６が設けられており、搬送ベルト２の両側縁に形成されているローラ受部２Ａがこれらの案内ローラ６で上下から挟んで保持されて、搬送ベルト２の走行時の蛇行と撓みが防止されている。
【００１８】
また、搬送ベルト２の搬送面に取り付けられている桟３には、図１における搬送ベルト２の搬出位置Ｘと図示しない後続のコンベヤとの間を連絡する渡し板の端に櫛歯状に交互に形成されている凹部と凸部を通過する櫛歯状の凸部３Ａと凹部３Ｂとが交互に形成されていて、前記渡し板と搬送ベルト２との隙間を大きくせずに桟３が搬送ベルト２の戻り側へ反転できるようにしている。
【００１９】
なお、本実施例の搬送ベルト２には、書籍Ｗを載置可能な搬送面の有効幅が３００ｍｍ、搬送方向前後の桟３どうしの間隔が４７５ｍｍのものが用いられている。
また、桟３の長さは、前記有効幅にほぼ等しく凸部３Ａの高さは２０ｍｍであって、現在出版されている各サイズの書籍に対応することが可能である。
【００２０】
搬送ベルト２の搬送面上に載置された書籍Ｗは、搬送面の左右両側近傍に突出形成されている搬送方向に延びた一対の凸条２Ｂと、搬送面の両側に対向してハウジング４に取り付けられている一対のサイドガイド７，７によって、搬送中の横方向の移動が規制されている。
【００２１】
図１に示すように、前記桟付ベルトコンベヤ１のハウジング４の傾斜部分には、書籍Ｗに付されているＩＳＢＮコードを読み取るためのＯＣＲ（光学式読取り装置）８とラベラ９とが配置されている。
【００２２】
また、搬送ベルト２は、ハウジング４の上端部に設けられているモータ１０によって駆動され、前記ＯＣＲ８及びラベラ９を通過する書籍Ｗはこれらより手前側で、図３に示すように搬送方向後方の桟３に書籍Ｗの一辺が当接し、向きが揃えられた状態で保持される。
【００２３】
前記モータ１０は、その回転速度が周期的に変動するように制御されており、その結果、搬送ベルト２は、図４に示す速度パターンで駆動される。すなわち、桟付ベルトコンベヤ１のコンベヤ速度（搬送ベルト２の搬送速度）は、２０ｍ／ｍｉｎと３０ｍ／ｍｉｎとの間を０．２ｓｅｃの周期で変動しており、２０ｍ／ｍｉｎから０．４Ｇの加速度で３０ｍ／ｍｉｎへ加速され、その後−０．２Ｇの加速度で減速されて２０ｍ／ｍｉｎへ戻る速度パターンを繰り返している。
なお、ここでＧは重力加速度を表わしている。
【００２４】
前述した速度パターンで駆動制御されている搬送ベルト２上にハウジング４下端部の搬入位置Ｙから投入された書籍Ｗは、搬送ベルト２の傾斜部へ搬送されていくと、書籍Ｗと搬送ベルト２の搬送面との間の摩擦が小さい場合は、書籍Ｗは搬送面を滑って、後方から移動してくる桟３に突き当たり、その一辺が桟３で支持されて向きが矯正される。
【００２５】
また、書籍Ｗと搬送面との間の摩擦が大きい場合でも、搬送ベルト２が急加速するときに、書籍Ｗに作用する重力の搬送面傾斜方向成分に搬送ベルト２の加速による慣性力が加わって、書籍Ｗは搬送面に対して瞬間的に滑りを生じ、両者間に作用する摩擦力が静止摩擦の状態から滑り摩擦の状態へ移行して減少するため、書籍Ｗは搬送面の傾斜に沿って滑り落ち、後方の桟３に同様に支持される。
【００２６】
一方、搬送ベルト２が減速するときには、書籍Ｗに作用する慣性力は、加速時の半分となり、しかも、重力の搬送面傾斜方向成分と逆向きに作用するため、一度桟３に当接支持された書籍Ｗが、前記桟３から搬送方向前方に離れることはない。
【００２７】
こうして、桟３で向きを正しく矯正された書籍Ｗは、その上面に記されているＩＳＢＮコードがＯＣＲ８で読み取られ、さらに、ラベラ９を通過する際にラベルが上面の所定位置に貼付される。
【００２８】
なお、搬送ベルト２の搬送面と書籍Ｗとの間の静止摩擦係数をμ、搬送ベルト２を加速する際の加速度をα、搬送面の搬送方向前上方への傾斜角をθとしたとき、搬送ベルト２の加速時に、後方の桟３から離れて搬送面上に載っている書籍Ｗが搬送中に滑って前記桟３へ移動するための条件は、α＞Ｇ（μCOSθ−SINθ）となる。
【００２９】
一方、搬送ベルト２が減速する際の加速度をβ（減速のため負値）としたとき、桟３に一度当接支持された書籍Ｗが再び離れないための条件は、−β＜Ｇ（μCOSθ＋SINθ）となる。
【００３０】
なお、本実施例においては、搬送ベルト２の搬送面が略４０度傾斜している部分で、書籍Ｗの向きの矯正を行っており、α＝４Ｇ，β＝−２Ｇとしているが、前述した条件により、α／Ｇ＞μ，−β／Ｇ＜μであれば、搬送ベルト２の搬送面が水平（θ＝０）の部分で、書籍Ｗの向きの矯正を行うことができる。
【００３１】
また、搬送ベルト２を、例えば、Ｖ＝Ｖ0sin（２πｔ／Ｔ）（但しＶ0：平速度、ｔ：経過時間、Ｔ：変動周期）のような正弦関数的に変動する速度パターンで駆動してもよく、その場合には、加速時の加速度の最大値がαmax＝（２πＶ0／Ｔ）、減速時の加速度の最大値がβmax＝−（２πＶ0／Ｔ）となり、この場合には、後方の桟３から離れて搬送面上に載っている書籍Ｗが搬送中に滑って前記桟３へ移動するための条件は、αmax＞Ｇ（μCOSθ−SINθ）となる。
【００３２】
また、桟３に一度当接支持された書籍Ｗが再び離れないための条件は、
−βmax＜Ｇ（μCOSθ＋SINθ）となる。
但し、このように正弦関数的に変動する速度パターンを用いる場合には、搬送面が水平（θ＝０）である場合は成立しないため、搬送面を傾斜させる必要があるが、一定の回転速度のモータの回転を不等速歯車等を用いて簡単に搬送ベルト２の速度を変動させることができる。
【００３３】
また、前述した実施例では、矩形偏平状物品として書籍を例にして説明したが、本発明の用途は、書籍のみに限定するものでなく、同様な形状を有する箱その他の物品の向きを搬送中に揃える場合に広く用いることができるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の矩形状偏平物品の姿勢制御方法によれば、書籍等の矩形偏平状の物品の向きを搬送中に効率良く正確に揃えることのできるため、書籍にラベラでラベルを貼付する作業や、ＩＳＢＮコードをＯＣＲで読み取る作業等を自動化して、作業の効率化を図ることができる。
【００３５】
そして、特に、搬送ベルトを加速する際の加速度の絶対値が、減速する際の加速度の絶対値よりも大きく、且つ、搬送面の搬送方向前上方に傾斜した部分で物品の向きを揃えるようにした場合には、搬送ベルトを加速する際の加速度が小さくても、物品に作用する慣性力と重力の搬送方向成分との合力が物品と搬送面との間に作用する最大静止摩擦力を容易に越えて物品を後方の桟へ向けて滑らせることができ、搬送ベルトを駆動するモータの動力消費量を低減することができるとともに、一度桟に当接した物品は重力の搬送方向成分が作用しているため、搬送ベルトの減速途中において、物品と桟とをより安定した当接状態に維持しておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の矩形状偏平物品の姿勢制御方法の１実施例を示す、桟付ベルトコンベヤの側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線位置における矢印方向に見た断面図である。
【図３】搬送ベルトの搬送面上における桟と書籍との当接状態を示す図である。
【図４】搬送ベルトのコンベヤ速度の速度パターンを示す図である。
【符号の説明】
１    桟付ベルトコンベヤ
２    搬送ベルト
２Ａ  ローラ受部
２Ｂ  突条
３    桟
３Ａ  凸部
３Ｂ  凹部
４    ハウジング
５    ベルト支持板
６    案内ローラ
７    サイドガイド
８    ＯＣＲ
９    ラベラ
１０  モータ
【図１】
0003923145.tif 000002
【図２】
0003923145.tif 000003
【図３】
0003923145.tif 000004
【図４】
0003923145.tif 000005