JP2002293425A - コンベア装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送方向と直交して荷物を任意の位置へ移動
させ、任意の姿勢への保持・もしくは変更することがで
きるようにしたコンベア装置。 【解決手段】 本発明のコンベア装置３０は、コンベア
・ユニット１を、そのベルトの駆動方向と直交する方向
に複数個、無端状に連結して形成され、かつ前記コンベ
ア・ユニット１の一部又は全部が協調動作をすることを
特徴とするコンベア装置である。コンベア・ユニット１
は、コンベア駆動モータ１１、コンベア上の荷物の位置
を検出する検出手段１７、外部の制御指示装置との通信
手段、ユニット相互間通信手段、前記検出手段からの情
報と前記外部の制御指示装置との通信手段からの情報及
び前記ユニット相互間通信手段による情報を用いて前記
コンベア駆動手段によりコンベアを正逆方向に駆動する
ための制御手段１８を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物流機器の自動制
御分野における荷姿勢及び位置制御に好適なコンベア装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】物流機器の自動制御分野において荷物の
合流制御、分岐制御を行うためには荷物をコンベアの進
行方向に直交する方向に移動させる必要がある。すなわ
ち、たとえば図１１のように、荷物を合流、分岐する場
合を考えると、まず３つのラインから流れてきた荷物を
合流するためには、荷物をコンベアの中央付近に移動す
る必要があり、次にそれを２方向に分岐するためには、
分岐先のコンベア位置にあわせて荷物を左右に振り分け
る必要がある。

【０００３】従来の物流機器では、分岐させたい位置に
おいて、荷物の進行方向に対し一定の角度をもって設置
されたレールに沿って動作する「シュー」と呼ばれる部
材を荷物に押し当てて、荷物を直交方向に押し出すよう
にして移動させていた。図１０は、そのシューによる左
右分岐方式を示すもので、進行方向に対し一定の角度を
もって設置された多数のレール１００上に配置された各
シュー１０１は、通常待機位置に後退しているととも
に、該当する荷物Ｗが該当する仕分部１０２に近づくと
移動して荷物Ｗを仕分部方向に押しつけ、これによって
荷物Ｗは仕分部１０２側に排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の移送方式
においては、以下のような課題があった。

【０００５】（１）コンベア自身は荷物に関する情報を
有していないため、常に上位の制御装置であるホストコ
ンピュータが、荷物一つ一つの分岐や合流の情報を、処
理が完了するまで保持しなければならない。このため荷
物の長さや幅を制御処理開始前に知る必要がある。

【０００６】（２）シユーを用いる分岐方法はメカニカ
ルな分岐方法であるので、レイアウトを変更するために
は、フレーム自体の変更が必要となる。これには、多大
な労力、時間、コストが必要となる。

【０００７】（３）シユーを移動させ、荷物に押付けて
移動させるため、前後の荷間隔を正確にシュー１個分空
ける必要がある。

【０００８】（４）分岐部にシユーを機械的に沿わせる
ため、荷物を高速で分岐させようとするればするほど、
正確な分岐指示を与える必要がある。レールの幅が１０
ｍｍ、搬送速度１２０ｍ／分とした場合、レールの幅が
１０ｍｍであれば、そのレール幅を通過する時間は２０
ｍｓｅｃしかなく、分岐させるためには実質的には５ｍ
ｓｅｃ以内の制御速度が要求される。また、機構部の反
応速度も無視できなくなるため、搬送速度を上げるため
には、高速に反応する機構が必要となる。

【０００９】（５）シユーの移動はレールによって定ま
っているため、荷物の幅や姿勢を考慮した動作をさせる
ことはできない。斜めの状態で流れてきた荷物を整列さ
せることはできず、また、大きな荷物でも小さな荷物で
も同じ数のシューで押し出すことしかできないため、大
きな荷物の押し出しが不安定になる。

【００１０】（６）シューによる押し出しの場合、それ
ぞれの荷物の位置は押しつけれらた面で揃えられること
になるが、それでは、それぞれの荷物の幅が異なる場合
に、中心の位置を揃えることができず、また、シューと
は反対の面で揃えることもできない。

【００１１】（７）シューを押し出すためのレールの角
度はメカニカルに固定されているため、荷の重さ、荷の
大きさ、荷の搬送速度などの条件によって荷物を跳ね飛
ばしてしまう場合がある。したがって、搬送速度を変更
するためには、そのフレームを変更しなければならな
い。

【００１２】（８）図１１に示すごとく複雑な分岐制
御、含流制御を高速に行うことを目指した場合、物流機
器の種類も多くなり、形状も長く大きくなる。したがっ
て、据え付け工事が複雑となり、かつ多くのスペースを
要する。

【００１３】本発明の目的は、物流システムにおけるコ
ンベア等において、荷物を任意の位置へ移動させ、任意
の姿勢を保持し、任意の姿勢に変更することが可能で、
かつ物流システムを構築する際に使用する物流機器の種
類を減らすことができ、また高速化による装置自身の大
きさを大きくする必要もない、柔軟性のある物流システ
ムを実現できる装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のうち請求項１記載の発明は、複数組み合
わせて用いる、コンベア・ユニットであって、（１）コ
ンベア駆動手段、（２）コンベア上の荷物の位置を検出
する検出手段、（３）外部の制御指示装置との通信手
段、（４）ユニット相互間通信手段、（５）前記検出手
段からの情報、前記外部の制御指示装置との通信手段か
らの情報及び前記ユニット相互間通信手段による情報を
用いて、前記コンベア駆動手段によりコンベアを正逆方
向に駆動するための制御手段、とを有することを特徴と
するコンベア・ユニットである。

【００１５】このコンベア・ユニットは、それ自身コン
ベアとしての機能を有しているが、基本的には、請求項
３及び請求項４に述べるようなコンベア装置の部品とし
て用いられるものである。なお、外部の制御指示装置と
の通信手段とユニット相互間通信手段は、同一の手段を
両手段として兼用してもよい。

【００１６】請求項２記載の発明は、複数組み合わせて
用いる、コンベア・ユニットであって、（１）コンベア
駆動手段、（２）コンベア上の荷物の位置を検出する検
出手段、（３）ユニット相互間通信手段、（４）前記検
出手段からの情報及び前記ユニット相互間通信手段によ
る情報を用いて、前記コンベア駆動手段によりコンベア
を正逆方向に駆動するための制御手段、を有することを
特徴とするコンベア・ユニットである。請求項１記載の
発明との違いは、外部の制御指示装置との通信手段を有
していない点にある。基本的には、請求項１記載の装置
と組み合わせて用いられる。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１及び／又
は請求項２記載のコンベア・ユニットを、それぞれのコ
ンベア駆動方向と直交する方向に、複数個、無端状に連
結して形成され、かつ前記コンベア・ユニットの一部又
は全部が協調動作をすることを特徴とするコンベア装置
である。

【００１８】プレート状のユニットを多数、無端状に連
結したコンベア装置は従来から使用されている。本発明
の装置は、そのようなコンベアのそれぞれのプレート状
ユニットが、さらにおのおの独立したコンベア（請求項
１又は請求項２のコンベア・ユニット）となっているも
のである。このコンベア・ユニットのベルトの回転方向
は、それらが形成するコンベアの搬送方向と直交する方
向とされている。かつこれらコンベア・ユニットが互い
に通信し合い、制御装置により協調動作をして、それら
が形成するコンベアの搬送方向と直交して荷物を任意の
位置へ移動させ、任意の姿勢への保持・もしくは変更す
ることができる

【００１９】請求項１の装置のみを多数用いて構成する
ことも可能であるし、請求項１及び請求項２の装置を組
み合わせて用いることも可能である。後者の場合には、
外部の制御指示装置からの荷物制御の指示を、請求項１
のコンベア・ユニットの全部又は一部が受け、これをユ
ニット相互間通信手段を用いて、他のコンベア・ユニッ
トに伝える。また、ダイナミックな指令を必要としない
のであれば、請求項２のコンベア・ユニットのみを用い
て構成することも可能である。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項１及び／又
は請求項２記載のコンベア・ユニットを、それぞれのコ
ンベア駆動方向と直交する方向に複数個、板状に連結し
て形成され、かつ前記コンベア・ユニットの一部又は全
部が協調動作をすることを特徴とする荷物姿勢制御コン
ベア装置である。

【００２１】これにより、載置された荷物の姿勢や位置
を変更することができる。たとえばロボットなどにより
荷物を握持する場合、対象の物体の姿勢や位置が明確に
分かっていない場合には、ロボットがこれを認識するた
めに視覚に相当するセンサーを備えることが必要になる
が、本発明のコンベア上に載置して物体の姿勢を整えれ
ば、ロボット自身がセンサーを具備する必要がなく、シ
ステム構成を簡易にすることができる。この発明におけ
る請求項１の装置と請求項２の装置の組み合わせ方につ
いては、請求項３に述べたのと同様である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
添付図面を参照して詳細に説明する。まず、コンベア・
ユニットについての実施例について述べる。図１、２に
おけるコンベア・ユニット１は、ステンレス、アルミな
どにより構成された一対のサイドフレーム２と、各サイ
ドフレーム２の両端に一体化された端部フレーム３によ
り枠組された細長矩形状のケーシング４内に以下の機構
を配置したものである。

【００２３】すなわち、コンベア・ユニット１は、サイ
ドフレーム２の長手方向両端にボルトＢを介して回転可
能に軸止された駆動ローラ５及び従動ローラ６と、両ロ
ーラ５，６間に無端状に懸架されたベルト７と、両ロー
ラ５，６間において、サイドフレーム２の上部にボルト
Ｂを介して固定されたガイドプレート８と、サイドフレ
ーム２の下部側に同じくボルトＢを介して回転可能に軸
止された一対のテンションローラ９及び複数のガイドロ
ーラ１０とを備え、これらによりベルト７を移動可能に
支持している。

【００２４】前記駆動ローラ５は、図２に示すように、
サイドフレーム２の内側に固定されたコンベア駆動手段
であるサーボモータ１１にタイミングプーリ１２，１４
及びタイミングベルト１５を介して連繋している。

【００２５】さらに、両端部フレーム３の外端面には外
部の移動機構、例えばチェーンコンベアなどに連結され
る連結部１６が突出して設けられ、さらに両端部フレー
ム３の上部にはそれぞれ超音波距離センサ１７が対向し
て設けられている。両センサ１７は、ベルト７上に乗っ
た被検出物、すなわち荷物がベルト７のどの位置にあ
り、その幅がどれくらいあるかを検出するもので、それ
ぞれの干渉を防止するために、それぞれの波長及び位相
をずらして送受波する。なお、図では両端突出した位置
に配置されているが、実際には突出することなく配置可
能であることは勿論である。また、超音波センサに替え
て、多数の光電管を各フレーム３に埋設しておき、通過
時のオンオフによってその位置を検出する方式を用いる
ことも可能である。

【００２６】サーボモータ１５は、同じく図２に示すご
とく、その近傍に配置された制御装置１８によって正逆
転駆動される。

【００２７】制御装置１８は、マイクロコンピュータ、
すなわち、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成され
る。そして、両センサ１７からの検出信号により荷物の
有無及び、荷物があった場合におけるケーシング４上で
の荷物の位置及び幅を判定する判定手段と、該物流シス
テムを管理する外部の制御指示装置からの指示を受け取
る通信手段と、近接する他のコンベア・ユニット１から
の情報を受け、また他のコンベア・ユニット１に情報を
伝えるユニット相互間通信手段と、判定手段の判定結果
と通信手段を通じて受取った情報とを参照して現位置に
ある荷物をケーシング１の長手方向のどの位置からどの
位置へと移動するかを演算する演算手段とを備え、その
演算結果を基に前記サーボモータ１５を正逆転駆動し、
これにより荷物は検出された位置に対して長手方向の右
または左側に所要距離移動される。なお、このコンベア
・ユニット１は、組み合わされて協調動作をすることが
可能であるが、その態様については後述する。

【００２８】なお、制御装置１８及びサーボモータ１５
に対する給電方式としては、例えばパンタグラフ方式の
ように、その端部に給電用の接続子を摺接しながら給電
をおこなうことが出来る。

【００２９】外部の制御指示装置との通信手段は、外部
のホストコンピュータなどからの荷物制御に関する指令
を受けるために備えられているものであるが、これには
赤外線通信方式などの無線方式が採用でき、また、ユニ
ット相互間通信手段は、優先のシリアル通信等で高速に
おこなうことが出来る。なお、外部の制御指示装置との
通信手段とユニット相互間通信手段は、本実施例ではこ
のように異なる装置・方式を用いているが、同じ装置・
方式によってもよい。

【００３０】次に、複数のコンベア・ユニット１を組み
合わせて物流システムに用いる場合の実施例について述
べる。図３、４は、以上述べたコンベア・ユニット１の
具体的使用例を示すものである。図において多数のコン
ベア・ユニット１の長手方向両端はチェーンコンベアの
チェーン２０に連結された状態で横列し、コンベア３０
を構成している。チェーン２０の両端は、スプロケット
に噛合した状態で無端状に移動し、各コンベア・ユニッ
ト１をその幅方向に移送する。

【００３１】各コンベア・ユニット１のベルトの駆動方
向は、コンベア３０による荷物の搬送方向とは直交する
方向であり、正逆方向に回転可能である。従って、コン
ベア３０上を移送される荷物Ｗは、その移送方向ばかり
でなく、これと直交する方向、すなわち各コンベア・ユ
ニット１の長手方向に沿って移動することも可能となっ
ている。

【００３２】従って、図５（ａ）に示すように、コンベ
ア・ユニット１単体としては、これに外部の制御指示装
置との通信手段を通じて右、左、中央といった具合に荷
物の目的位置の指示を受けると、荷物Ｗの位置を検出手
段により計測し、ベルトを必要量駆動して荷物を目的の
位置に移動する。右、左、中央の意味も“荷物Ｗの中央
を右ヘ”、“荷物Ｗの左端を右に”，など細かく指定す
る制御も可能である。

【００３３】すなわち、各コンベア・ユニット１は、自
らの上に載っている荷物の左端位置（Ｐ２）、右端位置
（Ｐ１）をその検出手段によって認識することができ
る。さらに、自らのコンベア長（Ｌ）は、機械パラメー
タとしてあらかじめ与えられている。そして、外部の制
御指示装置から、到達時間（Ｔ）、目標位置（Ｐ）及び
目標位置を荷物のどの部分（左端、中央、右端等）に合
わせるのかを指示される。そして、目標位置への動作時
間Ｖを計算する。たとえば、荷物の左端を、目標位置Ｐ
に時間Ｔで移動させる場合には、Ｖ＝（Ｐ−Ｐ２）／Ｔ
でベルトを移動させる。

【００３４】通常、荷物は図５（ｂ）に示すように、複
数のコンベア・ユニット１にまたがった状態で、コンベ
ア３０上を移動して行くが、それぞれのコンベア・ユニ
ット１は、その検出手段を用いて、自らのベルト上の荷
物の状態を検出し、制御対象となる荷物Ｗへの関与の仕
方が、荷の“先頭なのか“、“中問なのか”、“終端な
のか”もしくは、“荷が無いか”を判断する。そして各
コンベア・ユニット１同士がユニット相互間通信手段を
介して通信し合い、先頭と中間と終端でコンベア・ユニ
ット１のグループを形成する。

【００３５】該グループを構成しているコンベア・ユニ
ット１は、物流システム全体を制御するホストコンピュ
ータ等である外部の制御指示装置との通信手段を用いて
指示された荷物Ｗの位置等を実現するために、ユニット
相互間通信手段を用いて通信し合い、協調動作を行っ
て、目的の位置を実現する。

【００３６】また、各コンベア・ユニット１は、前記検
出手段により荷物の幅や長さも測定できるので、この測
定結果に基づき、他のコンベア・ユニット１と協調し
て、例えば図６（ａ）に示すように、荷物Ｗが斜めにな
っている場合に、その傾斜姿勢を保持しながら平行移動
させることも出来るし、（ｂ）に示すように、姿勢をコ
ンベア・ユニット１に直交に修正しつつ移動させること
も出来る。

【００３７】このとき、荷物を単に進行方向の右に移動
する場合には、グループを形成したコンベア・ユニット
１の制御装置は必要とされる同じ量だけ右側にベルトを
駆動する。荷物の姿勢を変更するばあいには、各コンベ
ア・ユニット１のベルトの移動量を適宜調整する。たと
えば荷物を右に回転させながら移動させたい場合には、
荷物の先頭部分を載せているコンベア・ユニット１ほど
右への移動量を多くすればよい。

【００３８】この図６（ｂ）の場合の動作を、具体的に
説明する。このとき、荷物の姿勢（進行方向に対する傾
きの角度）をθとする。 コンベア・ユニット１は、荷物が上に載った時点で、
外部の制御指示装置の指示を取り込む。 ユニット相互間通信を用いて、前後のコンベア・ユニ
ット１に荷物の有無の問い合わせを行う。 前のコンベア・ユニット１に荷物が無ければ、自らが
先頭ユニットであることを認識する。後ろのコンベア・
ユニット１に荷物が無ければ、自らが後端ユニットであ
ることを認識する。前後のコンベア・ユニット１に荷物
が無ければ、自らが単独ユニットであることを認識す
る。前後のコンベアに荷物が有れば、自らが中間コンベ
アであることあることを認識する。かつ、ユニット相互
間通信により、自らが先頭ユニットからｎ番目（先頭ユ
ニットを１とする）のユニットであることを認識する。 各コンベア・ユニット１は、外部の制御指示装置から
荷物の姿勢（θ）、制御位置指定（左端、中央、右端）
及び荷物の目標位置（Ｐ）の指示を得て、自らの移動距
離Ｐ０を計算する。これは、Ｐ０＝Ｐ＋（ｎ×Ｄ）ｔａ
ｎθで得ることができる。このとき、Ｄは、あらかじめ
与えられている、コンベア・ユニット同志の間隔であ
る。これらの計算は、特定のコンベア・ユニット１が行
った後、他のコンベア・ユニット１にユニット相互間通
信で伝えてもよい。 そして、先頭ユニットにより動作開始が通知される
と、各コンベア・ユニット１は自らの動作を開始する。

【００３９】図７は以上の動作により実現可能な例とし
て、コンベア３０が、斜めに分岐した仕分部２１の位置
に到達した状態を示すものである。同図（ａ）は仕分部
２１の幅に対し長尺上の荷物Ｗを分岐する場合であり、
この場合には仕分部２１に該当する荷物が近づくにつ
れ、その角度を仕分け部２１の角度に近づけ、最終的に
仕分け部２１に平行に位置修正した状態で仕分け部２１
に受渡す。また（ｂ）は短い荷物Ｗが到達した状態を示
し、この場合にはその姿勢を維持したまま仕分部２１側
に移動させることも出来る。

【００４０】図８は以上のコンベア３０の左右に複数の
仕分部２１が配置された場合の分岐処理を示すもので、
この場合には左右いずれにも分岐処理を行え、従来（図
１０参照）の二ライン方式に比べて、一ラインで良いた
め、機構の簡素化を図ることが出来る。

【００４１】さらに図９は多合流多分岐に以上のコンベ
ア３０を適用した場合を示し、三ラインのコンベア２２
を通じて搬送された荷物Ｗは、コンベアユニット３０を
通じて二ラインのコンベア２２側に分岐されることにな
り、従来（図１１参照）に比べて同一作業を達成するた
めに合流装置、分岐装置を接続していたレイアウト配置
に比べて、機構が簡素化でき、ラインも短くて良いもの
となる。かつ、機械部分を変更することなく、ソフトウ
ェアによる調整・変更が可能である。

【００４２】なお、以上の実施形態では、本発明に係る
コンベア装置を横列配置してコンベア３０となし、これ
と直交する搬送機構に連繋させた場合についてのみ説明
したが、これ以外にも、コンベア・ユニット１を長手方
向に並列して並べ、荷物の姿勢の制御と長手方向への移
動を行うこともできる。また、搬送機構の終端に一対の
コンベア・ユニット１を鉛直に対面させ、挟持用の機構
を用いて終端に到来した荷物を挟み込み、鉛直方向に荷
物を押し上げるなどの使用形態にも適合できる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、物流システム等において、搬送方向と直交
して荷物を任意の位置へ移動させることができ、また任
意の姿勢への保持・もしくは変更することもできる。す
なわち、コンベア上の荷物を任意に動かして高速で合流
・分岐その他の移動を行うことができる。さらに、他の
機械等で利用するために、荷物の姿勢制御をなして、そ
の位置・姿勢を整えることもできる。

【００４４】また、物流システムを構築する際、使用す
る物流機器の種類を減らすことができ、高速化による装
置自身の大きさを大きくする必要もない。さらに、シス
テムの構成を変更する際にも、柔軟かつ容易に対応する
ことが可能で、かつコスト低減を実現できる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態によるコンベア・ユニットの
一側部を分解して示す斜視図である。

【図２】同コンベア・ユニットの側断面図及びそのＡ−
Ａ線における正断面図である。

【図３】同コンベア・ユニットの具体的使用例であるコ
ンベアを示す斜視図である。

【図４】同平面図である。

【図５】（ａ）はコンベア・ユニット単独での荷物の移
動形態を示す平面図、（ｂ）はコンベア・ユニットの群
を用いた場合におけるグループ状態での荷物の移動形態
を示す平面図である。

【図６】（ａ）は同荷物の平行移動形態を示す平面図、
（ｂ）は姿勢制御しながらの移動形態を示す平面図であ
る。

【図７】同分岐時における形態を示し、（ａ）は長尺状
荷物の分岐形態を示す平面図、（ｂ）は短尺の荷物の分
岐形態を示す平面図である。

【図８】同コンベア・ユニットを両側分岐に適用した場
合のレイアウトを示す平面図である。

【図９】同コンベア・ユニットを多合流、多分岐に適用
した場合のレイアウトを示す平面図である。

【図１０】従来の分岐装置により両側分岐を行う場合の
レイアウトを示す平面図である。

【図１１】従来の多合流、多分岐を行う場合のレイアウ
トを示す平面図である。

【符号の説明】

１ コンベア・ユニット ４ ケーシング ５，６，９，１０ ローラ ７ ベルト ８ ガイドプレート １１ モータ １６ 連結部 １７ 検出手段（超音波距離センサ） １８ 制御手段（制御装置） ３０ コンベア

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F015 AA06 JA02 JC01 3F070 AA06 BD01 BD05 EA08 EA09 EA24 EA31

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数組み合わせて用いる、コンベア・ユ
   ニットであって、 （１）コンベア駆動手段、 （２）コンベア上の荷物の位置を検出する検出手段、 （３）外部の制御指示装置との通信手段、 （４）ユニット相互間通信手段、 （５）前記検出手段からの情報、前記外部の制御指示装
   置との通信手段からの情報及び前記ユニット相互間通信
   手段による情報を用いて、前記コンベア駆動手段により
   コンベアを正逆方向に駆動するための制御手段、とを有
   することを特徴とするコンベア・ユニット。
2. 【請求項２】 複数組み合わせて用いる、コンベア・ユ
   ニットであって、 （１）コンベア駆動手段、 （２）コンベア上の荷物の位置を検出する検出手段、 （３）ユニット相互間通信手段、 （４）前記検出手段からの情報及び前記ユニット相互間
   通信手段による情報を用いて、前記コンベア駆動手段に
   よりコンベアを正逆方向に駆動するための制御手段、と
   を有することを特徴とするコンベア・ユニット。
3. 【請求項３】 請求項１及び／又は請求項２記載のコン
   ベア・ユニットを、それぞれのコンベア駆動方向と直交
   する方向に、複数個、無端状に連結して形成され、かつ
   前記コンベア・ユニットの一部又は全部が協調動作をす
   ることを特徴とするコンベア装置。
4. 【請求項４】 請求項１及び／又は請求項２記載のコン
   ベア・ユニットを、それぞれのコンベア駆動方向と直交
   する方向に複数個、板状に連結して形成され、かつ前記
   コンベア・ユニットの一部又は全部が協調動作をするこ
   とを特徴とする荷物姿勢制御コンベア装置。