JP2020533249A - 受動ガイドレールを有するモノレールトレイコンベヤ - Google Patents

Abstract

リニア同期モータによって駆動されるトレイを有するトレイコンベヤ。トレイは、コンベヤフレームの一対のガイドレール上に支持される。トレイは、永久磁石列を含み、その磁場は、ガイドレール間でコンベヤに沿って延在するリニアモータ用ステータによって生成された進行電磁波と相互作用して、トレイを搬送方向に推進する。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、動力駆動型コンベヤに関する。特に、リニア同期モータによって駆動されるトレイコンベヤに関する。

リニア同期モータによって駆動されるキャリアが様々な経路に沿って個々のキャリアを送る輸送システムは、選択された目的地に物品を運ぶために使用される。このような輸送システムの一例は、米国マサチューセッツ州デベンズのＭａｇｎｅｍｏｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．のＮａｔｈａｎａｅｌ Ｎ．Ｋｉｎｇらに対する２０１５年３月３日付米国特許第８，９６７，０５１号、「Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｏｗｅｒｅｄ ｂｙ Ｓｈｏｒｔ Ｂｌｏｃｋ Ｌｉｎｅａｒ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｏｔｏｒｓ ａｎｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」に記載されている。これらのシステムは、良好に稼働するが、清掃が容易ではない。リニアモータ用ステータのハウジングには、食品加工用途において、油脂および他の食品を収集する、大きく平らで閉鎖された上面がある。適切に清掃しないと、当該表面がバクテリアで汚染される可能性がある。また、輸送システムにおいて、アクセスが困難なアンダーカット面には、これらの細菌の棲み処となる可能性がある。

本発明の特徴を具体化するトレイコンベヤの１つのタイプは、長さにおいて第１の端から第２の端まで、かつ幅において第１の側から第２の側まで延在するトレイを備える。トレイは、その長さに沿って延在する永久磁石列を有する。コンベヤフレームは、長さにおいて搬送方向に延在する。コンベヤフレームに装着されたリニアモータ用ステータは、コンベヤフレームの長さに沿って進む電磁波を生じさせる。リニアモータ用ステータに隣接す一対のガイドレールは、永久磁石列の両側でトレイを支持する。電磁波は、永久磁石列と相互作用して、トレイをガイドレールに沿って搬送方向に推進する。

別のタイプのトレイコンベヤは、長さにおいて第１の端から第２の端まで、かつ幅において第１の側から第２の側まで延在するトレイを備える。トレイは、物品を支持する上部と、第１の側から第２の側に向かって延在する第１の平面、第２の側から第１の側に向かって延在する第２の平面、ならびに前記第１および第２の平面間の下向きの中央***を有する底部とを含む。中央***は、トレイの長さにそって延在する凹状の溝を有する。永久磁石列は、中央***において、溝の内部に、かつそれに沿って収容される。搬送経路を搬送方向に画定する受動ガイドレールは、第１および第２の平面の下にトレイを支持する。長さにおいて、ガイドレール間に延在するリニアモータ用ステータは、搬送経路に沿って進む電磁波を生じさせる。リニアモータ用ステータのためのハウジングは、凹状の溝に受け入れられた凸状の上面を有する。電磁波は、永久磁石列と相互作用して、トレイを搬送経路に沿って推進する。

さらに別のタイプのトレイコンベヤは、長さにおいて第１の端から第２の端まで、かつ幅において第１の側から第２の側まで延在するトレイを備える。コンベヤフレームは、長さにおいて搬送方向に延在する。コンベヤフレームおよびトレイのうちの一方に装着されたリニアモータ用ステータは、コンベヤフレームまたはトレイの長さに沿って進む電磁波を生じさせる。永久磁石列は、コンベヤフレームおよびトレイのうちの他方に装着され、その長さに沿って延在する。１つ以上の受動ガイドレールは、トレイを下方から支持する。電磁波は、永久磁石列と相互作用して、トレイをガイドレールに沿って搬送方向に推進する。

水平で傾けられたコンベヤセクション上のトレイを有する、本発明の特徴を具体化するトレイコンベヤの一部の等角図である。 水平で傾けられたコンベヤセクション上のトレイを有する、本発明の特徴を具体化するトレイコンベヤの一部の等角図である。 図１Ｂのトレイコンベヤの拡大図であり、ステータを示すためにステータモノレールが切り取られている。 図２のステータモノレールの一部の拡大切取図である。 二方向に傾いているトレイコンベヤセクションの一部の不等角投影図である。 図１Ａのトレイコンベヤとともに使用可能であるトレイの不等角底面図である。 本発明の特徴を具体化するモジュール式トレイコンベヤの別のタイプの等角図である。 図６のトレイコンベヤとともに使用可能なトレイの不等角底面図である。 傾斜ターンおよび傾けられた選別セクションを有するコンベヤシステムの一部の不等角図である。 図５のＬ型ガイドレールのトレイの等角図である。

本発明の特徴を具体化するトレイコンベヤの一部の１つのタイプが、図１Ａおよび１Ｂに示される。トレイコンベヤ１０は、一連のＴ字型支持部で構成される最小コンベヤフレーム１２を含み、各々が、脚の上部で横方向かつ反対方向に延在する２本のアーム１６、１７を有する脚１４を含む。一対のガイドレール１８、１９は、一連の支持部のアーム１６、１７の端部で支持され、フレーム１２の長さに沿って搬送経路を画定する。リニアモータ用ステータは、フレーム１２に支持されたハウジング２０内に収容される。２つのガイドレール１８、１９は、固定子の両側に隣接する。ハウジング２０は、コンベヤフレーム１２の長さに沿って延在し、凸状の湾曲上面２１を有する。トレイ２２は、各々に永久磁石列が埋め込まれ、リニアモータ用ステータによって、二方向であることができる搬送方向２４に推進されるガイドレール１８、１９上を摺動する。搬送経路は、ガイドレール１８、１９の両方が水平な平面を画定する１つ以上の水平セクション２６と、ガイドレールが水平から傾けられた斜めの平面を画定する１つ以上の傾けられるか、または傾斜したセクション２８とを含む。図１Ｂに示されるように、トレイ２２は、搬送経路の傾斜セクション２８上で水平に傾斜し、搬送された物品３０をコンベヤ１０の側面から落下させる。

トレイコンベヤ１０のさらなる詳細は、図２および３に示される。ステータハウジング２０の凸状の湾曲上面は、リニアモータ用ステータ３２が現れるように切り取られている。線形ステータ３２は、ステータコアを中心とした三相巻線によって形成された一連のステータ極面３４を含み、これは磁気吸引の摩擦を減らすために鉄を含まない可能性がある。ステータ３２は、従来、三相モータ駆動装置（図示せず）によって駆動される。ステータは、コンベヤ１０の長さに沿って進む電磁波を生成する。進行電磁ステータ波は、トレイ２２の永久磁石列の磁場と相互作用して、トレイをガイドレール１８、１９に沿って搬送方向２４に推進する力を生成する。このように、永久磁石トレイ２２は、フォーサとして機能し、リニアステータ３２とともに線形同期モータを形成する。ステータ駆動装置は、駆動位相シーケンスを変更して、電磁波の伝搬方向および搬送方向２４を逆にすることができる。代替として、リニアステータ３２に代えて、永久磁石列をコンベヤフレーム１２に取り付けることができ、リニアモータ用ステータを、トレイ２２の永久磁石列に置換することができる。代替のタイプでは、トレイは、ステータを駆動するためのコイルコントローラを含む。ステータコイルを駆動し、コントローラに電力供給する電力は、例えば、トレイの充電式バッテリ等の電源によって、またはコンベヤフレームの主電源コイルからの誘導等によって提供されることができる。ガイドレール１８、１９は、永久磁石列または電磁源がないという点で受動的である。ガイドレール１８、１９の目的は、トレイ２２を下方から物理的に支持およびガイドすることである。それらの上部は、液体が溜まることを回避するために、凸状に湾曲させることができる。また、これらは、ボイドのない中実構造にすることができる。

図４に示される例示的なステータハウジング２０は、円形の断面を有する管状のモノレールであり、これは必然的に凸状の上面２１を有する。しかし、ハウジング２０は、円形以外の断面を有することができる。２つのガイドレール１８、１９は、ねじれおよび回転をもって示され、これによって、トレイ２２が双方向の傾斜セクションに沿って搬送方向２４に進行するとき、トレイ２２の傾斜を調整する。円形のステータハウジング２０により、トレイ２２を、ハウジングの長手方向軸３５を中心として広範囲の傾斜角にわたって自由に傾斜させることができる。

トレイ２２は、図５により詳細に示される。トレイ２２は、平らな物品支持上部３６と、長さにおいて第１の端部３８から第２の端部３９まで延在し、幅において第１の側部４０から第２の側部４１まで延在する底部３７を有する。底部３７は、第１の側部４０から第２の側部４１に向かって横方向内側に延びる第１の平面４２と、第２の側部から第１の側部に向かって横方向内側に延びる第２の平面４３とを有する。下向きの中央***４４は、第１および第２の平面４２、４３間の底部３７に沿ってトレイ２２の長さに延在する。***４４には、トレイ２２の長さに沿って延びる溝４６が形成されている。***４４上の凹状の湾曲面４８は、溝４６の形状を限定および画定する。永久磁石列５０は、溝４６を限定する凹状の湾曲面４８に沿って延在する。列５０は、極Ｎ、Ｓで交互に配置された磁石で示されているが、代替的に、ハルバッハ配列を形成するように配置されることもできる。列内の磁石の磁極面もまた、凹面４８に適合するような凹状である。凹状の溝４６は、形状において、ステータハウジング２０（図１）の凸状の上部２１と相補的であり、ガイドレール１８、１９（図１）によって摺動接触でさらに支持された、それに沿ってトレイ２２が乗せられるステータハウジングを受け入れる。凹状の溝は、１８０°未満の弧αの範囲を定め、それによって、トレイ２２は、コンベヤ１０から単に持ち上げることによって簡単に取り外されることができる（図１）。トレイ２２は、ガイドレールまたはステータハウジングと連動する構造的要素を有していない。また、最小の開放コンベヤフレームには、アクセスしにくいアンダーカット面がない。図１のガイドレール１８、１９に代えて、図９に示されるような垂直壁８６を備えたＬ字型ガイドレール８４を使用して、トレイ２２の横方向のドリフトを制限することができる。垂直壁８６は、トレイ２２の上方の高さまで延在する。

本発明の特徴を具体化するトレイコンベヤのセクションの別のタイプが、図６〜８に示される。図６は、受動ガイドレール６４、６５によって支持される平らなトレイ６２と、中央のリニアモータ用６８によって搬送方向６６に推進されるモジュール式コンベヤセクション６０を示す。ステータは、平らな上面７２を有するモジュール式ハウジング７０に収容される。直線型のモジュール式セクション６０と、湾曲したモジュール式セクションとともに端から端まで結合して、完全なトレイコンベヤを構築することができる。各モジュール式セクションのステータを独立して制御して、モジュール式セクションと同範囲の制御ゾーン内でトレイ６２を独立して制御することができる。または、各モジュール式コンベヤセクションは、複数の独立した連続した制御ゾーンに分割されることもできる。トレイ６２は、スカート７６、７７、ポスト、または逆Ｕ字形保持具の側面等の、下方に延在する突起の間に平らな底部７４を有する。突起は、横方向の両側に沿ってトレイの長さに延在する。永久磁石７８の列は、長さにおいて、トレイ６２の底部７４に沿って長さ方向に延在する。ステータ６８は、コンベヤ６０の長さに沿って進み、永久磁石列７８の磁場と相互作用して、トレイ６２を搬送方向６６に推進する力を生成する電磁波を生成する。代替的には、リニアモータ用ステータ６８は、トレイ６２の中心線の一方の側にオフセットして位置付けられることができ、同様に、リニアモータ用ステータ６８は、ステータの同じ側にある両方のガイドレールによって、コンベヤ６９の中心線からオフセットされることができる。オフセット配置は、図１〜６のトレイコンベヤの設計にも適用される。さらに、示されている２つに限らず、１つ以上の受動レールが、代替版のトレイコンベヤで使用されることができる。スカート７６、７７は、トレイ６２から下方に向かって、２つのガイドレール６４、６５の外側に懸下している。スカート７６、７７とガイドレール６４、６５との接触は、トレイ６２の横方向のドリフトを制限し、図８に示されるコンベヤセクションの傾斜ターンセクション８０のように、トレイが搬送経路の急激な傾斜セクションを滑り落ちることを防止する。（図を簡略化するため、中央のモノレールステータハウジングは、図８に示されない。）コンベヤは、図８に半分のみ示され、傾斜ターンセクション８０および反対側の傾斜ターンセクション（図示せず）と結合され、無端コンベヤループを形成する２つの水平セクション８１を有する。また、スカート７６、７７は、ステータ磁場と永久磁石磁場との結合を最大化するように、ステータ６８と整列させたトレイの永久磁石列７８を維持する。ターン８０に進入するコンベヤセクション８２は、トレイ６２から物品８４の進路を変えるように傾けられる。図５のトレイ２２と同様に、図７のトレイ６２は、トレイにコンベヤフレームを係合するインターロック構造がないため、単に持ち上げることによってコンベヤ６０から取り外すことができる。また、コンベヤフレームの最小構造は開放しており、清掃が容易である。

Claims (20)

1. トレイコンベヤであって、
   長さにおいて第１の端から第２の端まで、かつ幅において第１の側から第２の側まで延在し、その長さに沿って延びる永久磁石列を有するトレイと、
   長さにおいて搬送方向に延在するコンベヤフレームと、
   前記コンベヤフレームに装着され、前記コンベヤフレームの長さに沿って進む電磁波を生じさせる、リニアモータ用ステータと、
   前記リニアモータ用ステータに隣接し、前記永久磁石列の両側で前記トレイを支持する、一対のガイドレールと、を備え、
   前記電磁波が、前記永久磁石列と相互作用して、前記トレイを前記ガイドレールに沿って前記搬送方向に推進する、トレイコンベヤ。
2. 前記トレイが、前記ガイドレールの外側の前記第１および第２の側で下方に延在して、前記ガイドレールとの接触により前記トレイの横方向のドリフトを制限する突起を有する、請求項１に記載のトレイコンベヤ。
3. 前記ガイドレールが、前記トレイの高さを超える高さまで延在して、垂直壁との接触により前記トレイの横方向のドリフトを制限する垂直壁を有する、請求項１に記載のトレイコンベヤ。
4. 前記ガイドレールが、搬送経路の第１のセクションに沿って水平であり、第２のセクションに沿って傾斜する搬送経路を画定する、請求項１に記載のトレイコンベヤ。
5. 前記無端経路の前記第２のセクションが、前記トレイ上に担持された物品が前記トレイの前記第１の側から落下するために十分に急傾斜している、請求項４に記載のトレイコンベヤ。
6. 凸状の湾曲上面を有する、前記リニアモータ用ステータのためのハウジングを備え、前記トレイが、形状において、前記ハウジングの前記凸状の湾曲上面と相補的な凹状の湾曲溝を有する底部を有する、請求項１に記載のトレイコンベヤ。
7. 前記ハウジングが、円形の断面を有する、請求項６に記載のトレイコンベヤ。
8. 前記溝が円形であり、１８０°未満の弧の範囲を定める、請求項６に記載のトレイコンベヤ。
9. 前記永久磁石列の前記磁石が、凹状に湾曲した下向きの磁極面を有し、前記リニアモータ用ステータが、上向きの凸状ステータ磁極面を有する、請求項１に記載のトレイコンベヤ。
10. 前記ガイドレールが、電磁気源のない受動ガイドレールである、請求項１に記載のトレイコンベヤ。
11. 前記コンベヤフレームが、端から端まで接合された複数のモジュール式コンベヤセクションを備え、前記モジュール式コンベヤセクションの各々が、前記一対のガイドレールの長さと、前記リニアモータ用ステータの長さとを支持して、制御ゾーンを通過する前記トレイの各々を、その他のモジュール式セクションの前記制御ゾーンから独立して推進するための前記モジュール式コンベヤセクションと同範囲の独立した制御ゾーンを形成する、請求項１に記載のトレイコンベヤ。
12. トレイコンベヤであって、
    長さにおいて第１の端から第２の端まで、かつ幅において第１の側から第２の側まで延在するトレイであって、
    物品を支持する上部と、
    前記第１の側から前記第２の側に向かって延在する第１の平面と、前記第２の側から前記第１の側に向かって延在する第２の平面と、前記トレイの前記長さに沿って延在する凹状の溝を有する、前記第１および第２の平面間の下向きの中央***とを有する底部と、
    前記中央***において、溝の内部に、かつそれに沿って収容された永久磁石列と、を含む、トレイと、
    搬送経路を搬送方向に画定し、第１および第２の平面の下に前記トレイを支持する、第１および第２の受動ガイドレールと、
    長さにおいて、前記第１および第２のガイドレール間に延在し、前記搬送経路に沿って進む電磁波を生じさせる、リニアモータ用ステータと、
    前記凹状の溝に受け入れられた凸状の上面を有する、前記リニアモータ用ステータのためのハウジングと、を備え、
    前記電磁波が、前記永久磁石列と相互作用して、前記トレイを前記搬送経路に沿って推進する、トレイコンベヤ。
13. 前記搬送経路が、前記搬送経路の第１のセクションに沿って水平であり、第２のセクションに沿って傾斜している、請求項１２に記載のトレイコンベヤ。
14. 前記第２のセクションの前記無端経路が、前記トレイ上に担持された物品を前記トレイの前記第１の側から落下させるために十分に急傾斜している、請求項１３に記載のトレイコンベヤ。
15. 前記リニアモータ用ステータのための前記ハウジングが、円形の断面を有する、請求項１２に記載のトレイコンベヤ。
16. 前記溝が円形であり、１８０°未満の弧の範囲を定める、請求項１２に記載のトレイコンベヤ。
17. 前記永久磁石列の前記磁石が、凹状に湾曲した下向きの磁極面を有し、前記リニアモータ用ステータが、上向きの凸状ステータ磁極面を有する、請求項１２に記載のトレイコンベヤ。
18. 前記コンベヤ経路が、コンベヤ経路の２つの水平セクションに沿って水平であり、前記２つの水平セクションと結合した２つの傾斜した回転セクションに沿って傾斜して、無端コンベヤループを形成する、請求項１２に記載のトレイコンベヤ。
19. トレイコンベヤであって、
    長さにおいて第１の端から第２の端まで、かつ幅において第１の側から第２の側まで延在するトレイと、
    長さにおいて搬送方向に延在するコンベヤフレームと、
    前記コンベヤフレームおよび前記トレイのうちの一方に装着され、前記コンベヤフレームまたは前記トレイの長さに沿って進む電磁波を生じさせる、リニアモータ用ステータと、
    前記コンベヤフレームおよび前記トレイのうちの他方に装着され、その前記長さに沿って延在する、永久磁石列と
    下方から前記トレイを支持する１つ以上の受動ガイドレールと、を備え、
    前記電磁波が、前記永久磁石列と相互作用して、前記トレイを前記ガイドレールに沿って前記搬送方向に推進する、トレイコンベヤ。
20. 前記リニアモータ用ステータが、前記コンベヤフレームに装着され、前記１つ以上のガイドレールが、前記リニアモータ用ステータに隣接する一対のガイドレールを備える、請求項１９に記載のトレイコンベヤ。

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