(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ部、このモータ部で回転されるローラ部、およびローラ部の回転を検知出力する回転検知部を有するモータローラと、
搬送物の搬送方向に沿ってそれぞれ複数本ずつ前記モータローラを有する複数の搬送領域を備え、前記モータローラを用いて搬送物を搬送する搬送機構と、
前記搬送物を検知する際、前記搬送領域内の下流側のモータローラをこのモータローラで前記搬送物を搬送する所定の搬送速度より低速の検知速度で一定回転させながら前記回転検知部の検知出力を監視するとともに、前記搬送領域内の上流側のモータローラを搬送速度で回転させ、前記搬送領域内の下流側のモータローラの回転変化に応じて前記搬送物を検知し、この搬送物を検知したときには、搬送領域内の全てのモータローラを搬送速度で回転および回転停止のいずれかに制御する制御手段と
を具備していることを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータローラを用いて搬送物を搬送、検知する搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、アキュームレーティングコンベヤなどの搬送装置では、搬送物を搬送する搬送方向に沿って複数の搬送領域を区分設定し、下流側の搬送領域で搬送物を一時停止させているとき、上流側の搬送領域に搬送物が搬送されてきたら上流側の搬送領域の搬送物を一時停止させ、下流側の搬送領域から搬送物が搬送されたら上流側の搬送領域の搬送物を搬送させることにより、搬送物同士を当接させることなく順次搬送するように構成している。
【０００３】
このような搬送装置では、搬送される搬送物を検知するため、光電スイッチを用いた検知手段や、回転自在のフリーローラが搬送物の重量で押し下げられることでスイッチが切り換わるようにした検知手段や、回転自在のフリーローラが搬送物の通過にて従動回転されることでフリーローラに内蔵されたエンコーダからパルスを出力するようにした検知手段などが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の搬送装置では、搬送物を検知するため、搬送機構とは別に、特別な検知手段を用いなければならず、部品点数が増加し、構成が複雑化する問題がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、特別な検知手段を必要とせず、モータローラを用いるだけの簡単な構成で搬送物の搬送および検知ができる搬送装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の搬送装置は、モータ部、このモータ部で回転されるローラ部、およびローラ部の回転を検知出力する回転検知部を有するモータローラと、搬送物の搬送方向に沿ってそれぞれ複数本ずつ前記モータローラを有する複数の搬送領域を備え、前記モータローラを用いて搬送物を搬送する搬送機構と、前記搬送物を検知する際、前記搬送領域内の下流側のモータローラをこのモータローラで前記搬送物を搬送する所定の搬送速度より低速の検知速度で一定回転させながら前記回転検知部の検知出力を監視するとともに、前記搬送領域内の上流側のモータローラを搬送速度で回転させ、前記搬送領域内の下流側のモータローラの回転変化に応じて前記搬送物を検知し、この搬送物を検知したときには、搬送領域内の全てのモータローラを搬送速度で回転および回転停止のいずれかに制御する制御手段とを具備しているものである。
【０００７】
そして、モータローラが速度制御用として有する回転検知部を利用し、搬送物を搬送する所定の搬送速度より低速の検知速度でモータローラを回転させながら回転検知部の検知出力を監視し、搬送物の到達時にモータローラに回転変化が生じることで搬送物を検知し、例えばモータローラに減速機が組み込まれている場合でも、回転停止している状態に比べて、搬送物の到着時にローラ部の回転変化が生じやすく、軽い搬送物でも確実に検知可能とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【０００９】
図２において、搬送物を搬送する搬送機構としてのローラコンベヤ方式のアキュームレーティングコンベヤ11を示し、12はコンベヤフレームで、このコンベヤフレーム12は、搬送物を搬送する搬送方向Ｆの両側に沿って平行に配設される一対の側部フレーム13、およびこれら側部フレーム13を互いに連結する図示しない複数の横繋ぎ部材を有している。
【００１０】
コンベヤフレーム12の両側の側部フレーム13間には、複数のモータローラ14および複数のフリーローラ15が搬送方向Ｆに沿って並列に配設され、これら複数のモータローラ14および複数のフリーローラ15で搬送物を搬送する搬送面16が構成されている。
【００１１】
搬送面16は搬送方向Ｆに沿って複数の搬送領域に区分され、各搬送領域毎に少なくとも１本のモータローラ14と複数（２本）のフリーローラ15とを備えられている。すなわち、複数のモータローラ14が所定のピッチ（２本おきのピッチ）で配設されるとともに、これらモータローラ14間に複数（２本）のフリーローラ15が配設されている。
【００１２】
図３において、モータローラ14の構造を示し、モータローラ14は、円筒状のローラ部21、このローラ部21の両端から突出してローラ部21を回転自在に支持する軸部22，23、ローラ部21内で一方の軸部22に取り付けられたモータ部24、モータ部24の回転駆動力をローラ部21に伝達する減速ギヤ部25、およびローラ部21の回転すなわちモータ部24の回転を検知出力する回転検知部26を有している。
【００１３】
ローラ部21は、一端と他端近傍の２箇所がベアリング27，28を介して一方の軸部22に回転自在に支持されているとともに、他端がベアリング29を介して他方の軸部23に回転自在に支持されている。
【００１４】
軸部22，23は、軸方向に分割され、ローラ部21を介して互いに同軸に配設されている。一方の軸部22は、中空状で、内部に配線が通る図示しない配線空間が形成され、ローラ部21から突出する端部には側部フレーム13に回り止め固定される取付部30が形成されている。他方の軸部23は、ベアリング29に対して、ローラ部21の端部から突出する位置とローラ部21内に進入する位置との間で軸方向に沿って移動可能とされ、ローラ部21側のスプリング受体31との間に配設されるスプリング32によって突出位置に付勢され、ローラ部21から突出する端部には側部フレーム13に回り止め固定される取付部33が形成されている。そして、例えば、一端の軸部22の取付部30を一側の側部フレーム13の内側から差し込み連結した後、他端の軸部23をローラ部21内に退避させた状態で、ローラ部21の他側を他側の側フレーム13の内側に進入させて、取付部33を他側の側部フレーム13の内側から差し込み連結することで、モータローラ14を両側の側部フレーム13間に容易に組み立てることができる。
【００１５】
モータ部24は、直流電動機であり、ローラ部21の略中央で、軸部22に、固定子34が固定されているとともに、この固定子34の外周に対向して配置される円筒状のロータ35の両端がベアリング36を介して回転自在に支持されている。固定子34は、固定子鉄心および固定子巻線を有し、固定子巻線に接続されたリード線34aが軸部22内を通じて外部に引き出されている。
【００１６】
減速ギヤ部25は、ロータ35の回転力を減速してローラ部21に伝達するもので、ローラ部21の内周に取り付けられた内歯ギヤ37aに対して、遊星ギヤ機構37bを介してロータ35の回転力が減速伝達されるように構成されている。
【００１７】
回転検知部26には、ホールセンサが用いられ、このホールセンサは、ロータ35に同心軸上に取り付けられる環状のマグネット38、このマグネット38に近接対向して軸部22側に取り付けられるホール素子39を有している。ホール素子39に接続されたリード線は軸部22内を通じて外部に引き出されている。マグネット38は、図４に示すように、円周方向に沿ってＳ極とＮ極とが９０度毎に交互に着磁されている。
【００１８】
そして、ロータ35の１回転でホール素子39からは２パルスが出力され、例えば、減速ギヤ部25の減速比が１／４３の場合には、ローラ部21の１回転でホール素子39からは８６パルスが出力される。
【００１９】
なお、フリーローラ15は、外観的にはモータローラ14と同様であり、円筒状のローラ部、およびこのローラ部の両端から突出されるとともにローラ部をベアリングを介して回転自在に支持する軸部を有している。
【００２０】
図１において、アキュームレーティングコンベヤ11のアキュームレーション制御を実行する制御手段41を示し、この制御手段41は、各モータローラ14のモータ部24を駆動制御するとともに、モータ部24の回転に伴う回転検知部26からの検知出力を入力し、ローラ部21の回転速度を調整制御する。
【００２１】
制御手段41は、モータローラ14の回転検知部26の検知出力を監視し、ローラ部21の回転変化（負荷変化）に応じて搬送物を検知する機能、つまり、搬送物を検知する際、モータローラ14を一定回転させながら回転検知部26の検知出力を監視する機能であって、搬送物を搬送する所定（通常）の搬送速度（以下、搬送速度を高速という）より低速の検知速度（以下、検知速度を低速という）でモータローラ14を回転させながら回転検知部26の検知出力を監視する機能、下流側の搬送領域で搬送物を一時停止させているとき、上流側の搬送領域のモータローラ14を低速で回転させるとともに、上流側の搬送領域で搬送物を検知したら上流側の搬送領域の搬送物を一時停止させ、下流側の搬送領域から搬送物が搬出されたら上流側の搬送領域の搬送物を高速で搬出させるアキュームレーション機能などを有している。
【００２２】
そして、制御手段41による搬送物の検知について、図５および図６を参照して説明する。
【００２３】
例えば、図５に示すように、下流側の搬送領域A1のモータローラ14を停止させて搬送物M1が一時停止されている状態で、その搬送領域A1の上流側に隣接する搬送領域A2に対して搬送方向Ｆから搬送されてくる搬送物M2を検知する場合には、搬送領域A2のモータローラ14を低速で回転させておく。このとき、低速で回転するモータローラ14の回転検知部26からは、図６(a)に示すように、所定のパルス間隔s1（例えば４２msec）の間隔でパルスが出力されている。
【００２４】
上流側の搬送領域A3のモータローラ14が高速で回転され、搬送物M2が高速で搬送領域A2に搬送されてくると、検知速度で回転するモータローラ14の周速よりも速い高速で搬送物M2が到達するため、搬送物がモータローラ14に接触したとき、モータローラ14の回転が一時的に増速される。このとき、図６(b)に示すように、低速で回転するモータローラ14の回転検知部26から出力されるパルス間隔s2（例えば４０msec）が、パルス間隔s1より短くなる。
【００２５】
パルス間隔s1より短いパルス間隔s2が発生したことが検知されると、搬送領域A2に搬送物M2が到達したと判断し、搬送領域A2のモータローラ14を回転停止させ、搬送物M2に制動をかけて停止させるように制御する。
【００２６】
このように、モータローラ14が速度制御用として有する回転検知部26を利用し、その回転検知部26の検知出力を監視し、搬送物の到達時にローラ部21に回転変化が生じることで搬送物を検知できるため、特別な検知手段を必要とせず、モータローラ14を用いるだけの簡単な構成で搬送物の搬送および検知ができる。
【００２７】
特に、搬送物を検知する際、搬送物を搬送する高速の搬送速度より低速の検知速度でモータローラ14を回転させながら回転検知部26の検知出力を監視するので、高速で搬送されてくる搬送物の到達時にローラ部21の回転変化が生じやすく、軽い搬送物でも確実に検知できる。
【００２８】
なお、モータローラ14を停止させておいて搬送物を検知しようとすると、モータ部24とローラ部21との間には減速ギヤ部25が組み込まれているので、軽い搬送物の場合には、搬送物がモータローラ14に到達しても、搬送物がローラ部21上をスリップするだけで、ローラ部21が回転することがなく、検知することができない。例えば、モータ部24とローラ部21との駆動系を入り切りするクラッチを内蔵すれば、搬送物到達時のローラ部21の回転が許容されるが、クラッチを組み込むことで、構造および制御が複雑になり、高価になる問題が生じる。そこで、搬送物を検知する際、搬送物を搬送する高速の搬送速度より低速の検知速度でモータローラ14を回転させながら回転検知部26の検知出力を監視するので、高速で搬送されてくる搬送物の到達時にローラ部21の回転変化が生じやすく、軽い搬送物でも確実に検知できる。すなわち、静摩擦ではなく、動摩擦に対抗してローラ部21を回転させようとすることで、軽い搬送物による小さな力でも、ローラ部21の回転が容易に変化し、確実に検知できる。
【００２９】
次に、制御手段41によるアキュームレーション機能について、図７および図８を参照して説明する。
【００３０】
まず、図７に示すアキューム手順について説明する。例えば、アキュームレーティングコンベヤ11が搬送方向Ｆの下流側から順に複数の搬送領域A1〜A5を備えている場合、アキュームレーティングコンベヤ11の下流側の処理機器からアキューム指令信号が出ていると、最下流側の搬送領域A1のモータローラ14を停止させて搬送物M1を一時停止させている。この状態では、上流側の各搬送領域A2〜A5のモータローラ14を低速で回転させるか、各搬送領域A3，A4のモータローラ14を回転停止させるとともに搬送領域A2および最上流側の搬送領域A5のモータローラ14を低速で回転させておく（図７(a)に示す状態）。
【００３１】
最上流側の搬送領域A5で搬送物M2の到達を検知すると、各搬送領域A3〜A5のモータローラ14を高速で回転させて搬送物M2を下流へ搬送し、搬送領域A2のモータローラ14は低速で回転させて搬送物M2の到達に待機する。
【００３２】
搬送領域A2で搬送物M2の到達を検知すると、モータローラ14の回転を停止させ、搬送物M2に制動をかけて停止させる。搬送領域A2の上流の搬送領域A3および搬送領域A5では、モータローラ14を低速で回転させて後続の搬送物の到達に待機させる（図７(b)に示す状態）。搬送領域A4では、高速の搬送速度のままとし、例えば所定時間経過後に、低速回転または回転停止させる。
【００３３】
このように搬送物を停止させている搬送領域の上流側に隣接する搬送領域のモータローラ14を低速で回転させて後続の搬送物の到達に待機し、搬送物が到達したらモータローラ14の回転を停止させて搬送物を停止させるようにして、アキュームレーティングコンベヤ11上を搬送される複数の搬送物を互いに当接させることなく停留させる。
【００３４】
また、図８に示すアキューム後の発進手順について説明する。例えば、アキュームレーティングコンベヤ11の各搬送領域A1〜A4に搬送物M1〜M4が停止されている状態で、アキュームレーティングコンベヤ11の下流側の処理機器から払い出し指令信号が出ると、最下流の搬送領域A1のモータローラ14を高速で回転させ、搬送領域A1の搬送物M1を高速で下流側に払い出す（図８(a)に示す状態）。
【００３５】
アキュームレーティングコンベヤ11の下流側の処理機器で搬送領域A1から搬出された搬送物M1を検知すると、搬送領域A1のモータローラ14を低速で回転させるとともに、搬送領域A2のモータローラ14を高速で回転させ、搬送領域A2の搬送物M2を高速で下流側に払い出す（図８(b)に示す状態）。
【００３６】
搬送領域A1で搬送領域A2から搬出されてくる搬送物M2を検知すると、アキュームレーティングコンベヤ11の下流側の処理機器からアキューム指令信号が出ていれば、搬送領域A1のモータローラ14の回転を停止させ、搬送領域A1で搬送物M2を停止させ、また、払い出し指令信号が出ていれば、搬送領域A1のモータローラ14を高速で回転させ、搬送領域A1の搬送物M2を高速で下流側に払い出し、さらに、搬送領域A2のモータローラ14を低速で回転させるとともに、搬送領域A3のモータローラ14を高速で回転させ、搬送領域A3の搬送物M3を高速で下流側に払い出す（図８(c)に示す状態）。
【００３７】
このように、ある搬送領域から搬送物を払い出したら、その搬送領域のモータローラ14を低速で回転させて上流側から搬送物の到達に待機するとともに、上流側の搬送領域にモータローラ14を高速で回転させて搬送物を下流側に払い出すようにして、アキュームレーティングコンベヤ11上の複数の搬送物を互いに当接させることなく順次搬出させる。
【００３８】
次に、制御手段41による他のアキュームレーション機能について、図９および図１０を参照して説明する。
【００３９】
図９(a)に示すように、搬送方向Ｆの長さが短い搬送物S1，S2と長い搬送物L1，L2とを取り扱う場合には、１つの搬送領域のピッチ（アキュームピッチ）を最大長さ＋αに設定し、１つの搬送領域A1，A2に複数（２本）のモータローラ14を配置し、そのうちの下流側のモータローラ14をマスターローラとするとともに上流側のモータローラ14をスレーブローラとし、スレーブローラにより短い搬送物S1，S2の場合でも搬送力が途切れないようにする。
【００４０】
まず、図９に示すアキューム手順について説明する。下流側の搬送領域A1にアキューム指令が出されている場合には、搬送領域A1の下流側のモータローラ14を低速で回転させ、それより上流側の各モータローラ14を高速で回転させ、搬送物S1または搬送物L1を下流方向に高速で搬送する（図９(b)に示す状態）。
【００４１】
搬送領域A1の下流側のモータローラ14に搬送物S1または搬送物L1が到達して検知すると、搬送領域A1の全てのモータローラ14の回転を停止させ、搬送物S1または搬送物L1に制動をかけて搬送領域A1内で停止させ、さらに、搬送領域A1の上流側に隣接する搬送領域A2の下流側のモータローラ14を低速で回転させて後続の搬送物S1または搬送物L1の到達に待機する（図９(c)に示す状態）。
【００４２】
このようにアキューム指令の出ている搬送領域の下流側のモータローラ14を低速で回転させるとともに上流側のモータローラ14を高速で回転させて後続の搬送物の到達に待機し、搬送物が到達したら搬送領域の全てのモータローラ14の回転を停止させて１つの搬送領域内に１つの搬送物を停止させるようにして、アキュームレーティングコンベヤ11上を搬送される長さの異なる複数種類の搬送物を互いに当接させることなく停留させる。
【００４３】
また、図１０に示すアキューム後の発進手順について説明する。例えば、アキュームレーティングコンベヤ11の各搬送領域A1，A2に搬送物L1，L2が停止されている状態で、アキュームレーティングコンベヤ11の下流側の処理機器から払い出し指令信号が出ると、最下流の搬送領域A1の全てのモータローラ14を高速で回転させ、搬送領域A1の搬送物L1を高速で下流側に払い出す（図１０(a)に示す状態）。
【００４４】
アキュームレーティングコンベヤ11の下流側の処理機器で搬送領域A1から搬出された搬送物L1を検知すると、搬送領域A1の下流側のモータローラ14を低速で回転させるとともに、搬送領域A1の上流側のモータローラ14および搬送領域A2の全てのモータローラ14を高速で回転させ、搬送領域A2の搬送物L2を高速で下流側に払い出す（図１０(b)に示す状態）。
【００４５】
搬送領域A1で搬送領域A2から搬出されてくる搬送物L2を検知すると、アキュームレーティングコンベヤ11の下流側の処理機器からアキューム指令信号が出ていれば、搬送領域A1の全てのモータローラ14の回転を停止させ、搬送領域A1で搬送物L2を停止させ、また、払い出し指令信号が出ていれば、搬送領域A1の全てのモータローラ14を高速で回転させ、搬送領域A1の搬送物L2を高速で下流側に払い出す。
【００４６】
このように、搬送領域A1の全てのモータローラ14を高速で回転させて搬送物L1を払い出したら、その搬送領域A1内の下流側のモータローラ14を低速で回転させるとともに上流側のモータローラ14を高速で回転させて上流側から搬送物L2の到達に待機するとともに、上流側の搬送領域A2の全てのモータローラ14を高速で回転させて搬送物L2を下流側に払い出すようにして、アキュームレーティングコンベヤ11上の長さの異なる複数種類の搬送物を互いに当接させることなく順次搬出させる。
【００４７】
以上のように、モータローラ14に、搬送物を検知する機能、搬送物を搬送する機能、搬送物を停止させる機能を有するため、モータローラ14を用いるだけの簡単な構成でアキュームレーティングコンベヤ11を構成できる。
【００４８】
また、モータローラ14にて搬送物の到着について検知したが、搬送物の搬出時において、搬送速度でモータローラ14を一定回転させながら回転検知部26の検知出力を監視するようにし、搬送物がモータローラ14から離反して負荷がなくなることで、モータローラ14が一瞬増速するように回転変化することを監視、判断することにより、搬送物の搬出を検知できる。
【００４９】
また、モータローラ14の回転検知部26には、ホールセンサに代えて、エンコーダを用いても、同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
また、モータローラ14のモータ部24には、直流電動機を用いることにより、回転速度などを正確に制御すことができるが、交流電動機を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
また、搬送機構としては、ローラコンベヤ方式のアキュームレーティングコンベヤに限らず、ベルトコンベヤ方式のアキュームレーティングコンベヤに適用することもできる。この場合、搬送領域毎のベルトを少なくとも１つのモータローラ14で回転駆動するように構成する。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１記載の搬送装置によれば、モータローラが速度制御用として有する回転検知部を利用し、搬送物を搬送する所定の搬送速度より低速の検知速度でモータローラを一定回転させながら回転検知部の検知出力を監視し、搬送物の到達時にモータローラに回転変化が生じることで搬送物を検知できるため、特別な検知手段を必要とせず、モータローラを用いるだけの簡単な構成で搬送物の搬送および検知ができ、例えばモータローラに減速機が組み込まれている場合でも、回転停止している状態に比べて、搬送物の到着時にモータローラの回転変化が生じやすく、軽い搬送物でも確実に検知できる。さらに、搬送領域の下流側のモータローラを検知速度で回転させるとともに上流側のモータローラを搬送速度で回転させ、この搬送領域の下流側のモータローラで搬送物を検知したら搬送領域の全てのモータローラを搬送速度で回転、および回転停止のいずれかに制御し、搬送方向の長さが短い搬送物の場合でも搬送力が途切れないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態を示す搬送装置の構成図である。
【図２】  同上(a)は搬送装置の平面図、(b)は搬送装置の側面から見た断面図である。
【図３】  同上搬送装置のモータローラの断面図である。
【図４】  同上モータローラのマグネットの側面図である。
【図５】  同上搬送装置の搬送物の検知について説明する説明図である。
【図６】  同上(a)はモータローラへの搬送物到達前に回転検知部から出力されるパルスの波形図、(b)はモータローラへの搬送物到達時に回転検知部から出力されるパルスの波形図である。
【図７】  同上(a)(b)はアキューム手順を説明する説明図である。
【図８】  同上(a)(b)(c)は図７のアキューム後の発進手順を説明する説明図である。
【図９】  同上(a)(b)(c)は他のアキューム手順を説明する説明図である。
【図１０】  同上(a)(b)は図９のアキューム後の発進手順を説明する説明図である。
【符号の説明】
11    搬送機構としてのアキュームレーティングコンベヤ
14    モータローラ
21    ローラ部
24    モータ部
26    回転検知部
41    制御手段
【図１】
0004175491.tif 000002
【図２】
0004175491.tif 000003
【図３】
0004175491.tif 000004
【図４】
0004175491.tif 000005
【図５】
0004175491.tif 000006
【図６】
0004175491.tif 000007
【図７】
0004175491.tif 000008
【図８】
0004175491.tif 000009
【図９】
0004175491.tif 000010
【図１０】
0004175491.tif 000011