JP4035530B2 - 仕分け機および仕分け方法 - Google Patents

Description

本発明は、様々な地域に送られる物品の自動仕分け、特に、物品を供給コンベヤから受け取り、隣接のコンベヤ間で分流して多段傾斜トレー仕分け機に供給し、これらをすべてプログラム制御下で行う頭上取り付け式仕分け機に関する。

小荷物配送会社は毎日、広い地域全体に分散した数千箇所から数百万個の小荷物を集め、仕分け設備へ運んで処理をする。処理後、小荷物は同様に多数の目的地へ運ばれる。小荷物を正確に配送しながら今日のビジネス環境の厳しいスケジュールに対処するために、可能なときはいつも仕分け設備に自動移送システムを設けている。これらの移送システムは高速で、耐久性があり、修理または交換が容易で、各小荷物を丁寧であるが正確に取り扱う必要がある。

初めのころは、仕分け設備に雇用された作業員が仕分け作業を行っていた(comprised the sorting process)、すなわち、作業員が小荷物を掴んで持ち上げ、１つの仕分け作業部から別の作業部へ運んで移動させなければならなかった。そのような労力の使い方は非常に低速で非効率的なシステムを生じた。最近のシステムはコンベヤを用いており、コンベヤが小荷物を作業員群へ供給し、彼らが小荷物を選択し、取り上げ、郵便番号または外国の住所を読み取ってから、小荷物をその小荷物の目的地に対応したコンベヤに載せた。この処理は、小荷物が狭い地域に割り当てられた配送車両に積み込まれるまで、順次細かくなる段階で繰り返された。

現在では、新しい仕分け設備は小荷物の取り扱いを大幅に改善する自動仕分けおよび移送システムを備えているので、手作業の広範な使用は減少してきた。たとえば、物品を１つずつ仕分け機上に送る(meter)か、物品を１つの仕分け部から別の仕分け部へ輸送するために動力付き供給コンベヤを設けることが知られている。また、物品を供給コンベヤから多数の目的出口に機械的に分流することも知られている。後者の作業を行うために、一般的に供給コンベヤ付近またはその下側に装置が配置され、小荷物をコンベヤから突き出す、押し出すまたは引っ張るように構成されている。しかし、既存システムの範囲は、多重コンベヤの使用までには及んでおらず、多くの場合には特定形式のコンベヤと組み合わされて働くだけであり、特定形式のコンベヤは、修理が比較的困難である複雑な機構を含み、多くの既存供給コンベヤほど高速に作動することができない。

米国特許第３，０７１，２３９号(Burtness)は、物品を隣接の目的出口へ突き出すためにコンベヤの上方に懸架された機構を開示している。Burtness特許は、コンベヤの上方でその中心に配置されて駆動チェーンに連結された可逆駆動モータを含む。３つのパドルが第２チェーンの周囲に等間隔に取り付けられている。物品をコンベヤから取り出すには、第２チェーンを必要に応じて時計回りまたは反時計回りに駆動して、物品をコンベヤから右側または左側に突き出す。第２チェーンが回転する毎に、最も近い位置のパドルが物品をコンベヤから突き出し、残りのパドルは次の物品に備えて待機している。

米国特許第３，２４６，７３３号(Torbet)に開示されている移送システムは、物品をコンベヤから側方に払い落とすための頭上両方向機構を記載している。Torbet発明は、モータおよび駆動手段を含む格納式ブレードアセンブリを備えたハウジングを含む。作動の際に、ブレードは、コンベヤに向かって下方に伸張して、水平軸線を中心にした揺動によって実施される横方向の払い落とし移動を開始するまで、ハウジング内に留まる。物品をコンベヤから払い落とした後、ブレードはハウジング内に格納する。伸張時に、ブレードは
軌道経路を描いてハウジングから下方に、さらにコンベヤベルトを横切る方向に作動する。

米国特許第３，１７０，５７２号(Harrison)は、移送部で物品を１つのコンベヤから別のコンベヤに移送することを記載している。具体的に言うと、Harrison特許は、搬送表面の下方に取り付けられた多連チェーンに固定されたコグを使用して、物品を特殊構造の移送プラットフォームの一方側から他方側へ移送することを教示している。物品を移送するために、チェーンを回転させて、コグ（cog）を搬送表面より上方まで伸張させて物品に係合させ、それを移送プラットフォームの一方側から他方側へ引っ張る。移動させた後、移送プラットフォームの動力付きローラが物品を付属コンベヤ部分まで前進させる。

プログラマブル自動仕分けシステムが、米国特許第５，６０２，１０２号(Finch)に開示されている。それでは、ローラ供給コンベヤが、物品を一連の切り換え部へ輸送し、この切り換え部は物品を切り換え部に隣接した目的場所へ分流することができる。具体的に言うと、Finch特許は、搬送表面の下方に取り付けられた装置によって物品をローラ供給コンベヤから側方に排出することを教示している。
米国特許第３，０７１，２３９号(Burtness) 米国特許第３，２４６，７３３号(Torbet) 米国特許第３，１７０，５７２号(Harrison) 米国特許第５，６０２，１０２号(Finch)

従来技術の装置の主要目的は、物品をコンベヤから取り除く単方向移動を実施することである。そのような装置は、実行できる機能が限定され、融通性に欠ける。たとえば、いずれも物品を第１コンベヤから隣接の第２コンベヤを横切って隣接の目的場所へ分流することができない。同様に、いずれも物品を逆方向に、すなわち、第２コンベヤから第１コンベヤ上へ進めることができない。最後になるが、いずれも従来のベルトコンベヤ上に載置された大型の箱や平面的な封書のような物理的に異なった物品を分流することができない。

このため、当該技術分野では、多数コンベヤ幅に渡り、完全に従来のベルトコンベヤと共に作動でき、物品をコンベヤから、またはコンベヤ上に分流し、小型かつコンパクトで複雑でなく、最新のコンベヤ速度に匹敵するほど高速であり、修理が必要なときに装置全体を停止させなければならない時間が２〜３分を超えない分流システムが必要とされている。

［発明の概要］
本発明は、コンベヤに沿って移動中の物品用で、様々な高さの物品を高速でコンベヤから効果的に移動させる分流装置を提供しようとしている。本発明によれば、この目的は、物品を自動的に仕分けるための装置であって、物品を輸送するコンベヤと、コンベヤの上方に位置してそれを横切る方向に配設されたレールと、レールに沿って並進するように取り付けられたキャリッジと、キャリッジから下方に延出して、コンベヤ上を移動中の物品の経路に入るパドルと、キャリッジを作動させることができるコントローラとを含む装置を提供することによって達成される。

本発明は、その実施形態の１つ又は複数において、物品を主コンベヤから隣接の補助コンベヤへ、主コンベヤから多数の隣接補助コンベヤを横切って、補助コンベヤから隣接の主コンベヤへ、または、主コンベヤから隣接の補助コンベヤと反対の隣接の補助目的場所
へ分流することができる高速自動仕分け機を提供することによって、上記の処理問題および従来技術の欠点を解決しようとしている。本発明は、処理速度を低下させることなく、また他の低断面システム(low pro file systems)より効率的に上記シーケンスを実行しようとしている。すなわち、主コンベヤ、補助コンベヤおよび本発明を実施した単一の仕分け機を含む仕分けシステムは、大型の箱から小さい平面的な封書まで、毎時５０００個までを仕分けることができる。

また、本発明は、参照として本明細書に援用される米国特許第５，４３３，３１１号に開示されている多段傾斜トレー仕分け機用に必要とされるような、物品を異なった高さに輸送するように構成されたコンベヤ間で物品を分流する仕分けおよび供給装置を提供しようとしている。本発明はまた、上記の多段傾斜トレー仕分け機などの物品輸送装置の作業部内へ物品を１つずつ送る(meter)ように適応できる分流装置を提供しようとしている。

好適な実施形態では、主コンベヤは、それの出口端部が多段傾斜トレー仕分け機の上段トレー上に物品を載置するように構成され、補助コンベヤは、それの出口端部が多段傾斜トレー仕分け機の下段トレー上に物品を載置するように構成されている。両方のコンベヤは、各コンベヤの対向外側縁部に配置された排出容器などの隣接目的場所を含む。コンベヤおよび隣接の目的場所の上方に位置してそれらを横切る向きのレールが、両端部で直立支柱によって支持されている。キャリッジがレールに取り付けられて、可逆サーボモータおよび駆動ベルト構造によって前後方向に駆動される。パドルが、キャリッジに取り付けられてコンベヤと接触するように下方に延出しており、コンベヤ上の物品を分流する必要があるときに駆動される。キャリッジの水平方向並進によって、パドルが物品に整合してそれをコンベヤ間で分流するか、コンベヤから完全に取り除くための移動範囲が得られる。

実際に、キャリッジは、物品に添付された目的地情報および光学式読み取り装置によるプログラムされた論理コントローラへの入力に従って方向が決められる。主コンベヤ上のシャフトエンコーダが物品を追跡することができる一方、仕分け機の直前に設けられた光電セルが、物品がパドルの経路に入ったことを信号で知らせる。たとえば、上側コンベヤ上の物品で、それの最終目的地が上段トレーに対応しているものは、レールの下側を遮断されないで通過する。しかし、主コンベヤ上の物品で、それの最終目的地が上段トレーに対応しないものは、キャリッジによって駆動されたパドルによってそのコンベヤから補助コンベヤまたは隣接の目的場所へ分流されるであろう。

本発明を組み込んだ代替実施形態が容易に明らかになる。たとえば、本発明を実施した装置と、２つの補助供給コンベヤ間で仕分けを行う単一の主供給コンベヤとで仕分けシステムを構成してもよく、その後、２つの補助供給コンベヤが仕分け済み物品をその物品の目的場所に対応した仕分け設備内の場所へ搬送する。上記代替実施形態を組み合わせることによって、本発明を実施した多くの装置と、さらに多数の補助供給コンベヤ間で仕分けを行う多くの主供給コンベヤとで構成された仕分けシステムを形成することができる。このため、本発明を実施した仕分け機を所望数だけ重ねることによって、さらに多くの目的場所への仕分けを行うことができる。主および補助コンベヤに考えられる多くの組み合わせおよび構成に加えて、他の代替実施形態は他の搬送方法を用いることができ、たとえば、異なった線形アクチュエータの組み合わせの数や、目的場所の数および構成を変更することができる。

次に図面を参照しながら説明するが、幾つかの図面を通して同一番号は同様な部材を示している。図１は、本発明を実施した頭上取り付け式仕分け機１０を示している。たとえ
ば、少なくとも１つの主上段供給コンベヤ１２と、少なくとも１つの補助下段供給コンベヤ１５と、少なくとも１つの受け取り目的地、すなわち多段傾斜トレー仕分け機１８とを含むことができる仕分けおよび供給システム１内に１つまたは複数の仕分け機１０を組み込むことができる。主供給コンベヤに隣接して少なくとも１つの補助受け取り目的地、すなわちシュート１３を設けることができ、補助供給コンベヤに隣接して少なくとも１つの補助受け取り目的地、すなわちシュート１６を設けることができる。

主供給コンベヤ１２は、小荷物Ｐなどの仕分けすべき物品を矢印Ａの方向に移送して、それらが仕分け機１０の下側を通過できるようにする。移送する前に、傾斜トレー仕分け機１８に関連させた小荷物の目的場所が仕分け機１０にリレーされる。詳細に後述するようにして、仕分け機１０は、小荷物Ｐを横方向押し出し移動によってコンベヤ１２、１５間で分流する。各対のコンベヤ間にアストラガル(astragal)１９が配置されて、分流中の小荷物用の平滑な移行表面を形成している。アストラガル１９の幅広の上部が、各コンベヤベルトの縁部のわずかに上方に位置して、コンベヤ間のギャップを埋めている。隣接の受け取り部１３、１６の１つまたはすべてをコンベヤ、シュートまたは固定容器にすることができることは理解されるであろう。同様に、好適な目的地は、多段傾斜トレー仕分け機１８であるが、コンベヤ、シュートまたは固定容器を適当な受け取り目的地にすることができることは理解されるであろう。また、本発明は、ベルトおよび動力付きローラ形式などの様々な種類の供給コンベヤと共に使用することができる。

図１〜図８に示されている実施形態では、受け取り目的地が、参照として本明細書に援用される米国特許第５，５７０，７７３号（’７７３号特許）に開示されているような多段傾斜トレー仕分け機１８である。以下の説明は、’７７３号特許の多段傾斜トレー仕分け機の構成部材を含むため、本仕分けおよび供給システム１と多段傾斜トレー仕分け機１８との間の配置および調整が開示されるであろう。

’７７３号の多段傾斜トレーシステムは、トラックと、そのトラックに沿って移動するように取り付けられた一連のキャリッジとを含む。図示の好適な形式では、トラックが閉ループを形成し、キャリッジが移送部２０を通過するときに、そこで本発明のコンベヤ１２、１５から小荷物が積載される。’７７３号特許に記載されているように、出口部（図示せず）において小荷物Ｐが、小荷物目的地に対応した出口シュート上へ小荷物を排出する傾動機構によってキャリッジから取り出される。

一連のキャリッジは、本出願の図１および図３に示されているように、複数の上段トレー２１と複数の下段トレー２２とを交互に設けて形成されている。図１の好適な実施形態では、上段トレー２１は、隣接の下段トレー２２の全体にわたって長手方向に延在している。また、１つ置きのキャリッジの下段トレー２２は、上段トレー２１の下方で隣接キャリッジの全体にわたって長手方向に延在している。本発明の多くの利点を閉ループでない仕分けシステムに組み込むこともできることを理解されたい。また、キャリッジは可逆方向に移動したり、トラックが進路に沿って高さを変更したり、蛇行経路を進むこともできる。

’７７３号に記載され、当該技術分野の専門家には理解されるように、それに記載されている形式の傾斜仕分けシステムには、傾斜トレー仕分けシステムの作動中に特定の傾斜トレーに載るように制御状態で送られる(metered)小荷物を積載することができる。さらに、傾斜トレー仕分けシステムコントローラは、小荷物を目的出口部へ誘導すると共に、小荷物を排出するためにトレーをいつ傾動させるかを決定することができなければならない。図１に示されている本発明の好適な実施形態は、これらの能力を備えた多段傾斜トレー仕分けシステムに載荷するための好都合な供給システムを提供している。

仕分けおよび供給システム１の移送部２０は、主上段供給コンベヤ１２と、補助下段供給コンベヤ１５とを含む。コンベヤ１２および１５は、図８に示されているプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）２３の制御下で作動可能な調整送り(metering)コンベヤアセンブリである。仕分けおよび供給システム１を制御するためにここに設けられるＰＬＣは、参照の’７７３号特許においてトレー傾斜仕分け機を制御するために記載されているものと同じＰＬＣにすることができる。コンベヤ１２、１５は、傾斜トレー２１、２２の外側に隣接した位置まで延在しているため、小荷物Ｐをトレー上に送達することができる。’７７３号特許に記載されているキャリッジ追跡部が、入口部２０のすぐ下流に配置されており、ＰＬＣが載荷トレーを適当な出口部へ向かわせることができるようにする入力信号を発生する。

’７７３号の傾斜トレー仕分け機用の供給システムと傾斜トレー仕分け機との移動調整を要約すると、その両者は、同一のＰＬＣまたはパーソナルコンピュータに見られるような汎用マイクロプロセッサの制御下で作動することができる。本明細書に開示されている形式の仕分けシステムを作動させるようにそのようなコントローラをプログラムする方法は従来通りであり、当該技術分野の専門家には周知である。キャリッジの数および各キャリッジの識別コードが、キャリッジ連の移動の開始時に最初に各コンベヤ１２、１５と整合したキャリッジの識別(identification)と共に、ＰＬＣメモリに入力される。キャリッジ連が始動した後、それはトラックに沿って連続移動する。小荷物Ｐがコンベヤ１２、１５の一方に縦一列に並んで到着する。詳細に後述するようにして、各小荷物に対応した目的地情報がＰＬＣメモリに入力される。キャリッジ連がトラックを回って移動するとき、キャリッジ追跡部がＰＬＣに信号を送り、ＰＬＣはいつでもキャリッジの位置を決定することができる。

先に入力された目的地情報は、順序表に記憶される。次に、ＰＬＣは、追跡部の位置と入力された目的地情報に対応した出口部との間で発生するエンコーダパルスの数を計算する。ＰＬＣはメモリを調べて、移送部２０に接近中の次のトレー２１、２２の状態が「空」か「載荷」かを決定する。次のトレーが空でない場合、コントローラは、次の傾斜トレーを調べる機会があるまで、コンベヤ１２、１５の作動を抑える。接近中のトレーが空である場合、入口コンベヤ１２または１５を作動させてトレーに載荷するように信号を送る。入口コンベヤ１２、１５は、コントローラからコマンドを受け取ったときに後述するように迅速に間欠作動するように構成されており、コントローラは、連続移動中の空トレー２１または２２がそれぞれコンベヤ１２または１５と整合する直前にコンベヤの作動を開始する。

コンベヤ１２、１５の作動の命令時に、コントローラはまた、メモリ内でそのトレー２１、２２の状態を「載荷」に変更して、順序表内の次の目的地情報をそのトレーと関連づける。所望ならば、コンベヤとキャリッジとの間に光電セルまたは他のセンサを配置して、入口コンベヤの作動時に実際に小荷物がトレーに送達されたかを決定することができる。現在載荷状態のキャリッジが移動し続けるとき、それの通過が追跡部によって検出される。追跡部とその小荷物に対応した出口部との間の計算パルス数を加算して、小荷物を下ろす必要があるときに達するカウント値を生じる。この値は、そのトレーと関連させて記憶される。

ＰＬＣ（２３）は、追跡部から荷下ろしカウント値を受け取ったとき、その目的地情報を割り当てられた出口部に対応した傾動機構を作動させるように信号を送る。トレーが出力シュートと完全に整合する直前に傾動が開始して、トレーから出口部へ滑り落ちるのに適したときに小荷物Ｐに移動力を加える。いつ荷下ろしカウント値の場所に達するかに応じて、多数のトレーを同時に傾動させることもできる。このとき、トレーに対応したメモリ記録から仕分け済み小荷物に関連した値を消去して、トレー状態を「空」に変化させる
ことができる。

３つ以上のコンベヤ１２、１５を用いて傾斜トレー仕分けシステムを作動させることも可能であり、各コンベヤに光電セル検出器を対応させて、コンベヤから小荷物を受け取った傾斜トレー２１、２２のキャリッジの位置を信号で知らせることができる。これによって、キャリッジの荷下ろしカウント値を決定することができる。コンベヤ列を移動傾斜トレーと合わせるようにプログラム論理を変更することによって、すべてのコンベヤが停止することなく荷物を積載し続けることができるようにすることが可能であろう。もちろん、コンベヤ１２および１５はほぼ同時に作動することができる。

次に、本発明を実施した仕分け機１０の配置および構造に目を向けると、図１は、２本の垂直支柱３０を示している。補助受け取り目的地１３、１６の対向側部の位置で、支柱が水平レール３２に連結されている。レール３２は、コンベヤ１２、１５を横切って延在しており、キャリッジ４０の頭上方向決めおよび支持を行う。図５に最もわかりやすく示されているように、レールは断面が菱形であって、２つの上向き側部と２つの下向き側部とを有する。押し出し成形された中実または中空構造金属または他の適当な高強度材料を使用して、支柱、レールおよび関連の筋交いを構成することができ、連結は周知のように行われる。幾つかの例を挙げると、レールスパン、キャリッジの重量および構造、または支柱の配置などの可変構造基準に合わせてレールの断面形状を変更してもよいことは容易に明らかになるであろう。

次に図４および図５を参照すると、キャリッジ４０は、詳細に後述するようにしてレール３２に取り付けられている。いずれかの垂直支柱３０との連結部付近のレールの一端部に、線形アクチュエータが配置され、キャリッジ４０をレールに沿って線形経路で駆動できるように連結されている。好適な実施形態では、線形アクチュエータは、垂直支柱３０に取り付けられた可逆サーボモータ４２であって、それのサーボモータ駆動軸４３が垂直位置にある。駆動軸４３にノッチ付きプーリ４４が取り付けられて、サーボモータ４２によって時計回りまたは反時計回り方向に回転する。歯付きタイミングベルト４６が、レール３２の一端部でノッチ付きプーリ４４によって、また他端部では摺動可能に取り付けられた平滑アイドラプーリ４８によって支持されている。

平滑アイドラプーリ４８は、タイミングベルトテンション幾何学的(geometric)ロック５７に連結されたスライドブロック５１の上部に取り付けられている。ロック５７は、レール３２または垂直支柱３０に固定してもよい。スライドブロック５１に取り付けられたアイドラプーリ４８および付属のベルトテンションロック(attached belt tensioning lock)５７が、ベルトのテンションを調整して保持する機構を与える。ベルトテンションロック５７は、回動式に取り付けられたアームを含むオーバーセンターロック機構である。ベルトテンションロックのアームを支柱３０の方へ上死点を越えて動かすことによって、スライドブロック５１が同一方向に引きずられる。この引きずり作用がベルト４６を引っ張ってテンションを増加させる。ベルトテンションロックを閉鎖位置に固定するために、アームの外端部を上死点を越えて移動させて、それ以上押し下げることができなくなるまで押し下げる。

キャリッジ４０を歯付きタイミングベルト４６に連結するために、クランプコネクタ４９がキャリッジの上部に設けられている。図５ａ、図５ｂおよび図５ｃに最もわかりやすく示されているように、コネクタは、タイミングベルト４６をはめ込む空隙を形成するために離隔配置された２枚のプレートによって構成されている。第１プレートは、タイミングベルト４６の歯付き側面とかみ合うように構成された歯付きバックプレート５０である。第２プレートは、平滑面プレート５３である。コネクタ４９をタイミングベルト４６に固定するには、ベルトの２端部４６ａおよび４６ｂを２枚のプレートの間に、ベルト端部
の平滑側部が平滑プレート５３に面し、歯付き側面が歯付きプレート５０とかみ合うようにして挿入する。この配置が図５ｃに最もわかりやすく図示されている。タイミングベルトの歯がプレート５０の溝とかみ合うようにベルト端部４６ａおよび４６ｂを挿入することによって、ベルトおよびキャリッジが完全に連結する。

ベルト４６をコネクタ４９から取り外すには、アームを閉鎖位置から上死点を越えて戻すことによって、ベルトテンションロック５７を解除する。ロックを解除することによって、スライドブロック５１がキャリッジ４０の方へわずかに跳ね戻り、それによってベルトが緩む。ベルトが緩むと、ベルト端部４６ａおよび４６ｂがコネクタ４９から浮き上がるであろう。キャリッジ４０およびタイミングベルト４６間をこのように迅速離脱連結することによって、キャリッジの交換が必要な場合、工具を必要としないでこれらの２部材を迅速に分離させることができる。

サーボモータ４２によって時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に回転させると、歯付きタイミングベルト４６がキャリッジ４０をレール３２の両端部間で線形経路で引っ張る。

キャリッジ 図５ａ、図６ａ、図６ｂおよび図７は、キャリッジ４０の好適な実施形態をさらに詳細に示している。キャリッジ４０は、細長い「Ｃ」形のフレーム５２を有し、「Ｃ」の開放側部がレール３２を受け取る。キャリッジ４０は、フレーム５２内でそれぞれレール３２の上方および下方の上部担持ホィールカートリッジ５４および下部担持ホィールカートリッジ５６の形をしてレール３２と接触する軸受けアセンブリを含む。図５に示されているように、ホィールカートリッジ５４、５６は、それぞれモノレールに先端を向けた直角部分６２、６４から外向きに延出した足部分５８、６０を含む。上部担持ホィールカートリッジ５４の足部分５８は、溶接、ボルトまたは他の適当な取り付け具によってフレーム５２の上表面に固定されている。下部担持ホィールカートリッジ５６は、参照として本明細書に援用される米国特許第５，４８９，０１７号（’０１７号特許）に開示されている高さ調節機構を含む。

複数のホィール６８が、直角部分６２、６４の隣接側部に回転可能に取り付けられている。ホィール６８は好ましくはウレタンである。図６ｂに最もわかりやすく示されているように、これらのホィール６８は、菱形レール３２の平坦面に係合するように配置されている。詳細に後述するように、下部担持ホィールカートリッジ５６の高さを調節できることによって、ホィール６８がレール３２を押し付けるようにするための自動ギャップ調整機構が得られる。ギャップ調整機構は、ホィール６８をモノレール３２に押し付けて、キャリッジ４０を様々な異なった寸法および形状のレールで使用できるようにする。自動調整機構の主な利点は、従来使用されていたウレタンローラが経時的に摩耗してレールおよびホィール間に隙間を生じることである。この隙間に伴って、がたつき、騒音または振動が発生するであろう。調節機構を設けることによって、ホィールの直径が変化しても、ホィール６８はレールに当接した状態にある。

図７に最もわかりやすく示されているように、’０１７号特許の下部担持ホィールカートリッジ５６および独特な自動ギャップ調整機構の詳細を説明する。下部担持ホィールカートリッジ５６は、２つのシリンダ７０、７２上に浮動支持されている。好ましくは、シリンダ７０、７２は、下部担持ホィールカートリッジ５６の前後端部の下側を横方向に延在して、カートリッジが安定できるようにしている。

ピン７４、７６がそれぞれシリンダ７０、７２の両端部から偏心的に延出してシリンダに固定されているため、ピンの回転によってシリンダが対応の回転を行う。ピン７４、７６は、フレーム５２の対向側部の穴に自由回転可能に取り付けられている。

図６ｂに示されているように、レバーアーム８０、８２が、レール３２を受け取る開放側部と反対のフレーム５２の側部から延出したピン７４、７６の端部に固定されている。圧縮ばね８４が２つのレバーアーム８０、８２間に延在して、２つのアームを互いに離れる方向に付勢している。図示の実施形態では、ばね８４は、圧縮力を与えることができるいずれの機械的または電気機械装置でもよく、たとえば、油圧シリンダ、静電シリンダ、磁気装置および鋼製リコイルばねがあるが、それらに限定されない。

再び図７に戻ると、シリンダ７０、７２はカムとして機能し、下部担持ホィールカートリッジ５６の足部分６０に係合するカム面を外径部分に形成している。ピン７４、７６がシリンダ７０、７２に対して偏心状態に取り付けられているため、各シリンダのカム面と対応のピンとの間の離隔距離は、表面のどの部分が足部分６０に面するかによって増減する。このため、各シリンダ７０、７２のカム面の接点が(as the point of contact between the camming surface for each of the cylinders 70, 72)シリンダの外径上の点Ａに接近すると、足部分６０が、したがってホィールカートリッジ５６が上方へ移動する、すなわち、対応のピン７４、７６から離れる。同様に、各シリンダ７０、７２のカム面の接点がシリンダの外径上の点Ｂに接近すると、下部担持ホィールカートリッジ５６が下方へ移動する、すなわち、ピン７４、７６に接近する。ピン７４、７６の回転によって下部担持ホィールカートリッジ５６、またはカートリッジのいずれかの端部の高さが変化して、ホィール６８の寸法がわずかに変化しても、カートリッジがレール３２に密着係合できるようにすることは理解できるであろう。

好ましくは、レール３２の通常すなわち平均寸法の場合、２つのシリンダ７０、７２のカム面のＡおよびＢの間のいずれかの点で足部分６０に係合することによって、下部担持ホィールカートリッジ５６の高さの上下両方の調整がばね８４の移動範囲に入るように、２つのシリンダ７０、７２のカム面が設定される。図７の例からわかるように、シリンダ７０の通常の接点が点Ｃであり、シリンダ７２の通常の接点が点Ｄである。そのため、ピン７４（およびレバーアーム８０）が反時計回りに回転し、ピン７６（およびレバーアーム８２）が時計回りに回転すると、下部担持ホィールカートリッジ５６が上昇し、やがて各シリンダの接点が点Ｃおよび点Ａの間の場所に達すると、ホィール６８がレール３２と固定的に接触し、それ以上の上昇を阻止する。点Ａとの接触は、シリンダ７０、７２の最大「カム作用」を表す。同様にピン７４（およびレバーアーム８０）が時計回りに回転し、ピン７６（およびレバーアーム８２）が反時計回りに回転すると、下部担持ホィールカートリッジ５６がレールの拡大部分から圧力を受けて降下する。点Ｂとの接触は、シリンダ７０、７２の最小「カム作用」を表す。好ましくは、レール３２の寸法の変化は、シリンダ７０、７２のカム面が点ＡおよびＢに達することによって決定される距離を超えない。調整機構を有するキャリッジ４０は、上下側部に沿って直角接触表面を有するいずれのレールにも、変更を加えないで、適応できることは理解されるであろう。

以上の説明から、圧縮ばね８４が、２つのレバーアーム８０、８２を押し開くことによって、シリンダ７０、７２のカム面と足部分６０との接点を各シリンダの点Ａの方へ付勢していることが理解されるであろう。このため、圧縮ばね８４は下部担持ホィールカートリッジ５６を上部担持ホィールカートリッジ５４の方へ押し付けるため、レール３２とホィール６８との間に存在するギャップがなくなり、下側ホィール６８をレールの底部に押し付けることができるため、ホィール６８とレールとが滑らかで均一に接触することができる。また、ピン７４、７６の各々が独立的に回転自在であるので、下部担持ホィールカートリッジ５６の各端部がレールに密接するように独立的に適応できることも理解されるであろう。

最良の結果を得るために、比較的一定力のばねを２つのレバーアーム８０、８２間に使
用する。２つのシリンダ７０、７２上のカム面を逆にして、引張りばねを使用することもできることを理解されたい。また、本実施形態の自動ギャップ調整機構を懸架式レールシステムに組み込んで、ギャップ調整がレールの上部に沿って行われるようにすることもできる。さらに、ギャップ調整機構をレールの各側に追加することもできる。

パドル 図４および図５は、キャリッジ４０に取り付けられた仕分け機１０のサブアセンブリを示している。パドル１００がキャリッジからコンベヤ１２、１５付近の位置まで延在しているか、好ましくはキャリッジの真下に位置するコンベヤと接触する。キャリッジで移動させるとき、パドルは小荷物Ｐをコンベヤ１２、１５間で、またはコンベヤおよび隣接の受け取り部１３間で誘導する機構となる。

パドル１００は、離隔配置されて空隙１０６を形成する第１プレート１０２および第２プレート１０４からなるアセンブリである。各プレートは、外側面と内側部とを有する。プレートは、内側部が互いに向き合い、外側面がパドルの両側部を形成するように合わせられている。各プレート１０２、１０４の外側面が衝撃弾性材料１０７、好ましくはエラストマーで被覆されている。パドルのプレート１０２、１０４は、第１端部１０８でキャリッジ４０に取り付けられて、第２端部１１０がコンベヤ１２、１５に向かって下向きに延出している。各プレートは、高さ調整機構の露出部品を収容する切り欠き部分を含むことができるので、プレートはばね８４やレバーアーム８０、８２と境界をもたない。空隙１０６は、プレート１０２、１０４間で第２端部１１０に向かって続き、第２端部１１０で空隙がさらに凹部１１２を形成している。凹部１１２は、格納可能に取り付けられた浮動ワイパ１１４を収容している。ワイパは、凹部１１２内に位置する第１縁部１１５ａと、凹部から突出した第２縁部１１５ｂとを有する。ワイパ１１４は、コンベヤの表面と接触するように付勢されている。第１縁部１１５ａは、空隙１０６内に配置されてワイパの第２縁部１１５ｂをコンベヤに押し付ける働きをする付勢機構１１６に取り付けられている。

好適な実施形態では、プレート１０２、１０４がアルミニウムであるが、別の同様に強力で軽量の材料にすることができ、衝撃弾性材料１０７はゴムであるが、適当なエラストマーコンパウンドにすることができ、付勢機構１１６は１つまたは複数のばねであるが、圧縮力を与えることができるいずれの機械的または電気機械装置でもよく、浮動ワイパ１１４はゴムまたはプラスチックで構成できるが、いずれの適当な材料でもよい。適当な例として、ナイロン、ポリエチレンまたはポリプロピレンがある。

仕分けおよび供給システム１のキャリッジ−パドルアセンブリ移動を要約するために図１および図２を参照すると、パドル１００は、キャリッジ４０によって主供給コンベヤ１２の外縁部に隣接した第１準備位置Ｒ１からいずれかのコンベヤ１２、１５の経路を横切って進められて、輸送中の小荷物Ｐと接触して小荷物をコンベヤ間で、または第２受け取り目的地１６へ押してから、第１準備位置Ｒ１に戻る。レール３２に沿って駆動されるときのパドルの経路が、図２でレールの各側に点線で示されている。さらに詳しく言うと、コンベヤ１２、１５に沿って長手方向に移動中の小荷物が、さらに十分に後述するようにして検出され、その小荷物は遮られないで進み続けるか、分流される。小荷物を輸送中のコンベヤが、小荷物受け取り目的地２１または２２に対応したものである場合、パドル１００は第１準備位置Ｒ１に留まり、その小荷物は遮られないで仕分け機１０を通り抜ける。反対に、小荷物を輸送中のコンベヤが、傾斜トレー仕分け機１８上の小荷物受け取り目的地に通じていない場合、パドルを作動させて以下のように駆動する。

小荷物Ｐを主供給コンベヤ１２から補助供給コンベヤ１５か、レール３２の下側に位置する他のいずれかのコンベヤへ分流させなければならない場合、小荷物がレール３２の真下を通るときに小荷物と交差するように計算された時点でパドル１００をキャリッジ４０
によって作動させて駆動する。小荷物と接触してから、キャリッジは物品を１つのコンベヤ１２から隣のもの１５へ押すことができる十分な距離にわたってパドルを駆動し続ける。物品を補助コンベヤ１５から主コンベヤ１２へ分流させなければならない場合、キャリッジはパドルを作動させて第１準備位置Ｒ１からレールの反対端部へ駆動し、そこでパドルを第２準備位置Ｒ２に停止させる。この中間準備段階(staging step)は、小荷物がレール３２の真下を通過する前に完了させる。小荷物がレール３２の真下を通過するときに小荷物と交差するようにパドルを戻すように計算された時点まで、パドルは第２準備位置Ｒ２に留まる。その時点で、小荷物を補助供給コンベヤ１５から主供給コンベヤ１２へ押すことができる十分な距離にわたってパドルを駆動する。

傾斜トレー仕分け機１８が小荷物Ｐの目的場所に対応していないために、その小荷物Ｐをコンベヤ１２、１５から完全に取り除くように仕分け機１０に命令することもできる。このことは、たとえば、小荷物が間違って現在のコンベヤに載せられて、実際に使用可能なコンベヤのいずれにも属さない場合に発生するであろう。上記の順序と同様に、パドル１００は、レール３２の真下を通過する小荷物と交差するように第１準備位置Ｒ１から駆動される。小荷物と接触した後、パドルはさらに駆動されて、小荷物をすべてのコンベヤから押し出して隣接の受け取り部１３、１６に入れる。

次に図３を参照すると、仕分け機１０の入口の上流側にビーム光電セル送信器２０２が配置されて、小荷物Ｐが仕分け機に入ろうとしていることを表す信号を発生する。光電セル２０２は、それの直前を通過した小荷物がビームを遮断したときに信号を発生する再帰反射光電セルである。同様に、ベルト上方光学式読み取り装置２０４が仕分け機１０の上流に配置されて、小荷物Ｐが光電セル２０２に到達する前に、小荷物Ｐに添付されているすべての目的地記号を捕捉することができる。ラベルを撮像する適当な光学式読み取りシステムが、米国特許第５，２９１，５６４号、第５，３０８，９６０号、第５，３２７，１７１号および第５，４３０，２８２号に示されており、これらの特許は参照として本明細書に援用される。バーコードおよびマキシコード(MaxiCode)（登録商標）稠密コード記号の位置決めおよび解読を行うシステムが米国特許第４，８７４，９３６号、第４，８９６，０２９号、第５，４３８，１８８号、第５，４１２，１９６号、第５，４１２，１９７号、第５，３４３，０２８号、第５，３５２，８７８号、第５，４０４，００３号、第５，３８４，４５１号、第５，５１５，４４７号、ヨーロッパ特許第０７６４３０７号およびＰＣＴ公報第ＷＯ９５／３４０４３号に記載されている。当該技術分野で周知の他のシステムも適するであろう。

図８のブロック図を参照すると、仕分け機１０の作動は、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）２３によって自動化されている。ＰＬＣは、小荷物に付けられた英数字、バーコードまたは二次元記号（マキシコード（登録商標）記号など）を読み取る光学式読み取り装置２０４から入力信号を受け取ることができる。そのような記号は、小荷物を傾斜トレー仕分け機１８の適当なトレー２１、２２に輸送するために適正なコンベヤ１２、１５がどれかをＰＬＣが周知の方法で決定できるようにする住所情報を含むことができる。ＰＬＣはまた、スケールまたは小荷物の寸法を測定する装置などの他のセンサ２０８（図示せず）からも直接的に小荷物Ｐに関する情報を受け取ることができる。各コンベヤ１２、１５の変位量を測定するために１組の回転ベルトエンコーダ２１０が配置されており、これらのエンコーダ２１０の出力がＰＬＣに入力される。小荷物情報はキーボード２１２（図示せず）で手動入力することもできる。ＰＬＣは、これらの入力信号に応じて、制御信号をサーボモータ４２に送り、このサーボモータ４２はそれに応じてキャリッジを駆動する。

作動 本発明の仕分け機１０を組み込んだ傾斜トレー仕分け機１８用の仕分けおよび供給システム１の作動を説明すると、小荷物Ｐが主コンベヤ１２に載置される。小荷物は、
上流側の自動ハンドリングシステムから到着するか、コンベヤ上に縦一列に手動で載置することができる。ＰＬＣ２３は、コンベヤ１２に対応した回転ベルトエンコーダ２１０から、さらに光学式読み取り装置２０４または別のラベル読み取り装置または手動入力装置から入力信号を受け取る。小荷物が仕分け機１０に接近したとき、光学式読み取り装置または他の入力装置を使用して各小荷物に関する目的地データを取得する。小荷物に付けられたバーコードまたは他の記号を検出して解読する。目的地情報は稠密コードに埋め込むか、アドレスがバーコードに含まれているデータベースロケーションに記憶することができる。さらに、ＯＣＲ技法を使用して小荷物ラベルの本文住所情報(textual address information)を解析することもできる。

小荷物を読み取り装置２０４で撮像したとき、エンコーダ２１０の現在カウント値が得られる。回転エンコーダ装置２１０は、特定の小荷物が読み取り装置で識別されてから供給コンベヤ１２がどれだけ移動したかをＰＬＣ２３が決定できるようにする。このデータは、読み取り装置２０４からパドル１００の経路までの既知の距離と共に処理されて、上記のようにパドル１００を小荷物Ｐに当接させてそれを一方のコンベヤから他方へ押すためにキャリッジ４０を駆動すべきときを決定するために使用される。

ＰＬＣメモリに記憶されている各小荷物の記録は、小荷物識別番号、目的地住所、寸法および重量などの特徴、内容物の記載、内容物が割れ物または危険物であるか、他の特別な状態を有することを表すコードを含むことができる。小荷物の目的地情報がわかれば、ＰＬＣはメモリの適当な部分で小荷物の目的地に対応する適当な高さのトレー２１、２２を探す。好ましくは、この情報は小荷物用にすでに作成されている記録フィールドに記憶される。

周知のようにして、ＰＬＣ２３は、小荷物Ｐが仕分け機１０に接近してくるとき、および小荷物をどの高さのトレー２１、２２に移送すべきかを決定する。荷物が移動するとき、ＰＬＣはエンコーダのカウント値および光電セル２０２の信号を読み取って、この位置情報をメモリ内に記憶されている排出場所情報と比較する。小荷物がパドル１００の経路に入ろうとしている、すなわち、レール３２の真下を通過しようとしていることを表す信号をＰＬＣが受け取ると、ＰＬＣは制御信号をサーボモータ４２に送って、キャリッジ４０をモノレールに沿って必要方向に駆動し、小荷物を現在のコンベヤから適当な傾斜トレー２１、２２に対応したコンベヤへ押し出すことをサーボモータに命令する。現在のコンベヤが適当な受け取り目的地に対応したコンベヤであることをＰＬＣが確認した場合、ＰＬＣはサーボモータに信号を送らず、小荷物は現在のコンベヤによって輸送され続けて仕分け機１０を通過し、パドル１００によって遮断されないことは理解されるであろう。

代替実施形態 限定的ではないが一例を挙げると、図９は、上記仕分け機１０と同様な３つの仕分け機２５０ａ〜ｃを組み込んだ供給システム２を示している。この代替実施形態によれば、小荷物などの物品を自動的に仕分けして目的出口に供給してさらなる処理を行うことができるようにするシステム２は、互いに隣接配置されて小荷物を輸送する２つの主供給コンベヤ２５２ａおよび２５２ｂと、それぞれ各主コンベヤの外側に隣接配置されて４つの隣接コンベヤを形成できるようにする２つの補助供給コンベヤ２５４ａおよび２５４ｂと、４つのコンベヤの上方に設けられてそれらを横切る向きの３つのレール２５６ａ〜ｃと、各レールに沿って並進するように取り付けられた３つのキャリッジ２５８ａ〜２５８ｃと、各キャリッジに取り付けられてそれから下方に、コンベヤ上を移動中の小荷物の経路内へ延出した３つのパドル２６０ａ〜２６０ｃと、システムを作動させることができるコントローラＰＬＣ（図示せず）とを含むよう構成することができる。

この代替実施形態では、主供給コンベヤ２５２ａ、２５２ｂおよび補助供給コンベヤ２５４ａ、２５４ｂは、それぞれの出口端部が物品を同数の目的場所２６２ａ〜ｄに下ろす
ように構成されている。各補助供給コンベヤ２５４ａ、２５４ｂは、レール２５６ａ〜ｃの真下で各補助コンベヤの外側に隣接した位置に３つの補助目的場所２６４ａ〜ｆを含む。目的場所２６２および２６４は、幾つかの例を挙げると、上記のような動力付きコンベヤ、シュート、容器または多段傾斜トレー仕分け機でよい。

各レール２５６ａ〜ｃは、４つのコンベヤおよび補助目的場所２６４ａ〜ｆの上方に位置してそれらを横切る向きであり、第１実施形態を開示した上記部分に記載されているように、両端部が直立支柱によって支持されている。好適な実施形態を開示した上記部分に記載されているように、各キャリッジ２５８ａ〜ｃがそれぞれのレールに取り付けられて、可逆サーボモータおよび駆動ベルト構造によって前後方向に駆動される。パドル２６０ａ〜ｃが、それぞれのキャリッジに取り付けられて、コンベヤと接触するように下方に延出しており、物品をコンベヤ上で分流する必要があるときに駆動される。パドル２６０ａ〜ｃの経路が、各レール２５６ａ〜ｃの各側に点線で最もわかりやすく示されている。キャリッジの水平方向並進によって、パドルを小荷物と整合させてそれをコンベヤ２５２ａ、２５２ｂ、２５４ａおよび２５４ｂ間で分流するか、コンベヤから完全に取り除いて補助目的場所２６４ａ〜ｆに分流するための移動範囲が与えられる。

実際に、参照として本明細書に援用される米国特許第５，７１１，４１０号（’４１０号特許）に記載されているようなコンベヤ制御システム２６８によって小荷物を各主供給コンベヤ２５２ａ、２５２ｂに供給することができる。そのようなコンベヤ制御システム２６８を主コンベヤのすぐ上流に設けることによって、小荷物Ｐが調整されて(metered)間隔を置いた状態で主コンベヤに送られる。制御システムの速度、小荷物の量、および小荷物の間隔はすべて、仕分けシステム２の寸法および構造に合わせて調整することができる。そのような供給コンベヤ制御システムは、第１実施形態に関連して記載したように、傾斜トレー仕分け機の傾斜トレーなどの移動中の輸送ユニットへの最終積載を待つように小荷物を位置決めするために使用することもできる。

各キャリッジは、各小荷物に添付された目的地情報および光学式読み取り装置２６６によるＰＬＣへの入力に従って方向が決められる。各主供給コンベヤ２５２ａ、２５２ｂ上のシャフトエンコーダ（図示せず）が物品を追跡することができる一方、各仕分け機２５０ａ〜ｃの直前に設けられた光電セル（図示せず）が、物品がパドルの経路に入ろうとしていることを信号で知らせる。たとえば、主コンベヤの１つの上の小荷物で、それの最終目的地がそのコンベヤの端部に位置する目的場所に対応しているものは、レール２５６ａ〜ｃの下側を遮断されないで通過する。しかし、主コンベヤの１つの上の小荷物で、それの最終目的地がそのコンベヤの端部に位置する中間準備場所(staging location)に対応しないものは、キャリッジによって駆動されたパドルによってそのコンベヤから分流されるであろう。その物品は、他方の主コンベヤか、補助コンベヤか、補助目的場所へ押し出されるであろう。

キャリッジ−パドルアセンブリの移動を要約すると、主供給コンベヤ２５２ａ、２５２ｂに沿って長手方向に移動中の小荷物が、十分に後述するようにして検出される。小荷物を輸送している主コンベヤが、その小荷物の目的場所２６２ｂ〜ｃに対応したものである場合、パドル２６０ａ〜ｃは、主供給コンベヤの間に位置するそれぞれの準備位置Ｓ１、Ｓ２およびＳ３に留まる一方、その小荷物は遮断されないで仕分け機２５０ａ〜ｃを通過する。反対に、小荷物を輸送中のコンベヤがその小荷物の目的場所に通じていない場合、パドルの１つが作動する。パドル２６０ａ〜ｃは、それぞれのキャリッジ２５８ａ〜ｃによって、それぞれの準備位置Ｓ１〜３から駆動されて、小荷物を主コンベヤから隣接の主コンベヤへ、主コンベヤから補助コンベヤへ、主コンベヤから補助受け取り目的地へ分流することができる。これらの３つのシーケンスの各々は、第１仕分け機２５０ａだけを例示することによって十分に説明できるであろう。他の仕分け機２５０ｂ〜ｃは、第１仕分
け機２５０ａに関して説明するものと同じシーケンスを実行するようにプログラムすることができることは理解されるであろう。

小荷物を主供給コンベヤ２５２ａから隣接の主供給コンベヤ２５２ｂへ分流しなければならない場合、小荷物が仕分け機２５０ａに到着する前に、パドル２６０ａを第１準備位置Ｓ１から主供給コンベヤ２５２ａおよび補助供給コンベヤ２５４ａ間に位置する第２準備位置Ｔ１へ駆動することができる。次に、パドル２６０ａを事前準備する(pre-staged)、すなわち、小荷物が仕分け機２５０ａに入る前に、（光学式読み取り装置２６６から見て）小荷物の右側に位置決めしなければならない。小荷物がレール２５６ａの真下を通過し始めたとき、レール２５６ａの真下を通過する小荷物と交差するように計算された時点でキャリッジ２５８ａによってパドル２６０ａを作動させて駆動する。小荷物と接触した後、キャリッジ２５８ａはパドル２６０ａを、その小荷物を主供給コンベヤ２５２ａから２５２ｂへ押し出すことができる距離だけ駆動し続ける。好適な実施形態で記載したアストラガル１９と同様に、レールの真下で２つのコンベヤの間にアストラガル（図示せず）を配置して、小荷物をコンベヤ間で円滑に移送しやすくしてもよい。

同様に、小荷物を主供給コンベヤ２５２ｂから隣接の主供給コンベヤ２５２ａへ分流しなければならない場合、小荷物が仕分け機２５０ａに到着する前に、パドル２５８ａを第１準備位置Ｓ１から主供給コンベヤ２５２ｂおよび補助供給コンベヤ２５４ｂ間に位置する第３準備位置Ｕ１へ駆動することができる。次に、パドル２６０ａを再び事前準備する(pre-staged)、すなわち、小荷物が仕分け機２５０ａに入る前に、小荷物の左側に位置決めしなければならない。小荷物がレール２５６ａの真下を通過し始めたとき、レール２５６ａの真下を通過する小荷物と交差するように計算された時点でキャリッジ２５８ａによってパドル２６０ａを作動させて駆動する。小荷物と接触した後、キャリッジ２５８ａはパドル２６０ａを、その小荷物を主供給コンベヤ２５２ｂから２５２ａへ押し出すことができる距離だけ駆動し続ける。

小荷物を主供給コンベヤ２５２ａから隣接の補助供給コンベヤ２５４ａへ分流しなければならない場合、パドル２６０ａを第１準備位置Ｓ１から右方向へ駆動することができる。小荷物がレール２５６ａの真下を通過し始めたとき、レール２５６ａの真下を通過する小荷物と交差するように計算された時点でパドル２６０ａを駆動する。小荷物と接触した後、キャリッジ２５８ａはパドル２６０ａを、その小荷物を主供給コンベヤ２５２ａから補助供給コンベヤ２５４ｂへ押し出すことができる距離だけ駆動し続ける。同様に、小荷物を主供給コンベヤ２５２ｂから隣接の補助供給コンベヤ２５４ｂへ分流しなければならない場合、パドル２６０ａを第１準備位置Ｓ１から左方向へ駆動することができる。小荷物がレール２５６ａの真下を通過し始めたとき、レール２５６ａの真下を通過する小荷物と交差するように計算された時点でパドル２６０ａを駆動する。小荷物と接触した後、キャリッジ２５８ａはパドル２６０ａを、その小荷物を主供給コンベヤ２５２ｂから補助供給コンベヤ２５４ｂへ押し出すことができる距離だけ駆動し続ける。

小荷物を主供給コンベヤ２５２ｂから補助目的場所２６４ｄへ分流しなければならない場合、パドル２６０ａを第１準備位置Ｓ１から左方向へ駆動することができる。小荷物がレール２５６ａの真下を通過し始めたとき、レール２５６ａの真下を通過する小荷物と交差するように計算された時点でパドル２６０ａを駆動する。小荷物と接触した後、キャリッジ２５８ａはパドル２６０ａを主供給コンベヤ２５２ｂから補助供給コンベヤ２５４ｂを越えて、さらに、その小荷物を補助供給コンベヤ２５４ｂから補助目的場所２６４ｄへ押し込むことができる距離だけ駆動し続ける。同様に、小荷物を主供給コンベヤ２５２ａから補助目的場所２６４ａへ分流しなければならない場合、パドル２６０ａを第１準備位置Ｓ１から右方向へ駆動することができる。小荷物がレール２５６ａの真下を通過し始めたとき、レール２５６ａの真下を通過する小荷物と交差するように計算された時点でパド
ル２６０ａを駆動する。小荷物と接触した後、キャリッジ２５８ａはパドル２６０ａを主供給コンベヤ２５２ａから隣接の補助供給コンベヤ２５４ａを越えて、さらに、その小荷物を補助供給コンベヤ２５４ａから補助目的場所２６４ａへ押し込むことができる距離だけ駆動し続ける。

上記代替実施形態を組み合わせることによって、本発明を実施した多くの装置とさらに多数の目的場所への仕分けおよび供給を行う多くの供給コンベヤとで構成された仕分けおよび供給システムを形成することができる。このため、本発明を実施した仕分け機１０を所望数だけ重ねることによって、さらに多くの目的場所への仕分けを行うことができる。主および補助供給コンベヤに考えられる多くの組み合わせおよび構成に加えて、他の代替実施形態は他の搬送方法を用いることができ、たとえば、キャリッジの駆動用の異なった線形アクチュエータの数や、目的場所の数および構成を変更することができる。

代替実施形態の作動 多くの仕分け機２５０ａ〜ｃを組み込んだ仕分けおよび供給システム２の作動を説明すると、小荷物Ｐが主コンベヤ２５２ａ、２５２ｂに載置される。小荷物は、参照として本明細書に援用される米国特許第５，７１１，４１０号（’４１０号特許）に開示されているような上流側のコンベヤ制御システム２６８から到着するか、コンベヤ上に縦一列に手動で載置することができる。ＰＬＣ２３は、各主供給コンベヤ２５２ａ〜ｂに対応した回転ベルトエンコーダ（図示せず）から、さらに光学式読み取り装置２６６または別のラベル読み取り装置または手動入力装置から入力信号を受け取る。コンベヤ制御システム２６８から主供給コンベヤ上に小荷物を受け取ったとき、光学式読み取り装置または他の入力装置を使用して各小荷物に関する目的地情報を取得する。小荷物に付けられたバーコードまたは他の記号を検出して解読する。目的地情報は稠密コードに埋め込むか、アドレスがバーコードに含まれているデータベースロケーションに記憶することができる。さらに、ＯＣＲ技法を使用して小荷物ラベルの本文住所情報(textual address information)を解析することもできる。

小荷物を読み取り装置２６６で撮像したとき、エンコーダの現在カウント値が得られる。回転エンコーダ装置は、特定の小荷物が読み取り装置で識別されてから供給コンベヤ２５２ａ、ｂがどれだけ移動したかをＰＬＣ２３が決定できるようにする。このデータは、読み取り装置２６６から各パドル２６０ａ〜ｃの経路までの既知の距離と共に処理されて、パドル２６０ａ〜ｃを小荷物Ｐに当接させてそれを１つのコンベヤから別のものへ押し出すためにキャリッジ２５８ａ〜ｃを駆動すべきときを決定するために使用される。

ＰＬＣメモリに記憶されている各小荷物の記録は、小荷物識別番号、目的地住所、寸法および重量などの特徴、内容物の記載、内容物が割れ物または危険物であるか、他の特別な状態を有することを表すコードを含むことができる。目的場所２６２ａ〜ｄが多段傾斜トレー仕分けシステムのトレーである場合、ＰＬＣはメモリの適当な部分で小荷物の目的地に対応する適当な高さのトレーを探す。好ましくは、この情報は小荷物用にすでに作成されている記録フィールドに記憶される。

周知のようにして、ＰＬＣ２３は、小荷物Ｐが仕分け機２５０ａ〜ｃに接近してくるとき、および小荷物をどの目的場所に移送すべきかを決定する。荷物が移動するとき、ＰＬＣはエンコーダのカウント値および光電セル２０２の信号を読み取って、この位置情報をメモリ内に記憶されている排出場所情報と比較する。コンベヤ２５２ａ〜ｂ、２５４ａ〜ｂのベルトは、好ましくは連続移動している。小荷物が第１パドル２６０ａの経路に入ろうとしている、すなわち、レール２５６ａの真下を通過しようとしていることを表す信号をＰＬＣが受け取ると、ＰＬＣは、パドルが準備位置Ｓ１にあるかをチェックするチェック信号を送る。パドル２６０ａが小荷物を分流させる準備ができているという確認信号が送り返されたとき、ＰＬＣは制御信号をサーボモータ２７２ａに送って、キャリッジ２５
８ａをレール２５６ａに沿って必要方向に駆動し、小荷物を現在のコンベヤから目的地情報に対応したコンベヤまたは補助目的場所２６４ａ〜ｄへ押し出すことをサーボモータに命令する。

小荷物が第１パドル２６０ａの経路に入ろうとしていることを表す信号をＰＬＣが受け取り、ＰＬＣがチェック信号を送るが、パドル２６０ａが準備位置Ｓ１にないという返事を受け取った場合、その小荷物が第２パドル２６０ｂの経路に入ろうとしていることを表す信号をＰＬＣが受け取るまで、その小荷物は移動し続けるであろう。その信号を受け取った時点で、ＰＬＣはパドルが準備位置Ｓ２にあるかのチェック信号を送る。パドル２６０ｂが小荷物を分流させる準備ができているという確認信号が送り返されたとき、ＰＬＣは制御信号をサーボモータ２７２ｂに送って、キャリッジ２５８ｂをレール２５６ｂに沿って必要方向に駆動し、小荷物を現在のコンベヤから目的地情報に対応したコンベヤまたは補助目的場所２６４ｂ〜ｅへ押し出すことをサーボモータに命令する。パドル２６０ｂが使用できない状態にある場合、ＰＬＣは上記シーケンスをパドル２６０ｃに対して実行する。パドル２６０ｃが準備位置Ｓ３にない場合、ＰＬＣは必要に応じて制御信号を送って、分流すべき小荷物を搬送中のコンベヤを停止させ、パドル２６０ｃが準備位置Ｓ３に入るまで、他の仕分け機２５０ａ〜ｂによって処理中のすべての分流シーケンスを中断する。小荷物が供給および仕分けシステム２からその小荷物の目的場所に対応しないコンベヤへ排出されることを阻止することが、この最終段階、すなわち停止および中断シーケンスの目的である。

この停止および中断シーケンスは、最後のものだけでなく、各入口装置２５０ａ〜ｃ用にプログラムすることができることは理解されるであろう。このため、第１仕分け例では、第１パドル２６０ａが準備位置Ｓ１にないことを表す信号をＰＬＣが受け取ったとき、その時点でコンベヤを停止させることができる。このことはたとえば、小荷物をパドル２６０ａで補助目的場所２６４ａに分流しなければならない場合に必要であろう。３つの仕分け機２５０ａ〜ｃのすべてが受け取り、仕分けおよびそれぞれの準備位置への復帰を同時に行うように、小荷物を３個組で送る(meter)こともできることは、当該技術分野の専門家には理解されるであろう。また、仕分けおよび供給システム２を制御するＰＬＣは、’４１０号特許に記載されている自動ハンドリングシステム２６８を制御するものと同一のＰＬＣにすることができることは、当該技術分野の専門家には理解されるであろう。

当該技術分野の専門家であれば、以上に記載したプログラム、処理および方法などが特定のコンピュータまたは装置に関連したり、それに制限されないことを理解できるであろう。以上に記載されている教示に従って構成されたプログラムと共に様々な種類の汎用機を使用することができる。同様に、ハードワイヤード論理またはプログラムを固定記憶装置などの持久記憶装置に記憶した専用コンピュータシステムによって以上に記載した方法段階を実施するように特殊化した装置を構成することが好都合であろう。

以上に好適な実施形態に関連して本発明の様々な態様を詳細に説明し、代替実施形態の例も示したが、添付の請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく変化、変更および改良を開示装置および方法に加えることができることを理解されたい。

本発明を実施した仕分けおよび供給システムの斜視図である。 本発明を実施した仕分けおよび供給システムの概略上面図である。 本発明を実施した仕分けおよび供給システムの概略側面図である。 仕分け機のパドルアセンブリの正面図である。 摺動可能に取り付けられたアイドラプーリの詳細図である。 図４の線５−５’に沿って見た、図４の上部ホィールアセンブリおよびトラックの端面図である。 図５のキャリッジコネクタの詳細図である。 タイミングベルトに係合したコネクタを示す図５ａのキャリッジコネクタの斜視図である。 図４のパドルアセンブリの側面図である。 図６ａのパドルアセンブリの側面図であるが、詳細を示すためにフレームの一部が取り除かれている。 キャリッジの下部担持ホィールカートリッジの斜視図である。 プログラマブルコントローラの制御下で仕分けシステムを作動させるために使用される制御システムのブロック図である。 多数の主供給コンベヤおよび多数の補助供給コンベヤで構成された、本発明を実施した仕分け機の代替実施形態を示している。

符号の説明

１ 仕分けおよび供給システム
１０ 頭上取り付け式仕分け機
１２ 主上段供給コンベヤ（第１コンベア）
１３ シュート（受け取り部）
１５ 補助下段供給コンベヤ（第２コンベア）
１６ シュート（受け取り部）
１８ 多段傾斜トレー仕分け機
１９ アストラガル(astragal)
２０ 移送部
２１ 上段トレー
２２ 下段トレー
３２ モノレール（レール）
４０ キャリッジ
１００ パドル
Ｐ 小荷物（物品）

Claims (14)

1. 第１コンベヤと第２コンベヤとの両方に隣接するよう配置される仕分け機であって、
   前記第１コンベヤと前記第２コンベヤに対して配置されるパドルは、
   凹部と、
   この凹部内に引っ込んで配置されるワイパと、
   このワイパが前記第１及び第２コンベヤの少なくとも１つの面に接触するよう付勢するように設置されるバイアス機構と、
   外表面が弾性材料で被覆されているプレートと、
   を有する仕分け機。
2. 前記パドルは、
   物品を前記第１コンベヤから前記第２コンベヤへ、
   かつ前記第２コンベヤから前記第１コンベヤへ
   と方向転換するために十分な動きの幅を有するように配置される
   請求項１に記載の仕分け機。
3. 前記第１コンベヤと前記第２コンベヤとの間に設置され、
   前記物品を前記第１コンベヤと前記第２コンベヤとの間を方向転換するために滑らかな移行面を提供するアストラガル
   を備えた請求項２に記載の仕分け機。
4. 前記パドルは、
   前記第１コンベヤから前記第２コンベヤへ前記物品を方向転換するため側部押し運動を用いるように構成されると共に、
   前記第２コンベヤから前記第１コンベヤへ前記物品を方向転換するため側部押し運動を用いるように構成される請求項２に記載の仕分け機。
5. 実質的に平行である前記第１及び第２コンベヤと共に用いられる請求項２に記載の仕分け機。
6. 前記パドルが前記第１コンベヤ及び第２コンベヤ上に伸びて横切るような経路に沿って移動するように構成される請求項２に記載の仕分け機。
7. 前記第１コンベヤの第１側部側に隣接する前記第２コンベヤと共に用いられるための仕分け機であって、
   前記パドルは、
   前記第１コンベヤの第２側部側に隣接する第３コンベヤに対して配置され、
   前記物品を前記第１コンベヤから前記第３コンベヤへ、前記第３コンベヤから前記第１コンベヤへと前記物品を方向転換することが可能なように配置される請求項２に記載の仕分け機。
8. 前記パドルは、
   前記第１コンベヤから前記第３コンベヤへ前記物品を押し出し、
   前記第３コンベヤから前記第１コンベヤへ前記物品を押し出すように構成される請求項７に記載の仕分け機。
9. 前記パドルは、
   前記第３コンベヤ上の前記物品に接触し、
   この物品を前記第３コンベヤから前記第１コンベヤを越えて前記第２コンベヤへ押し出すように構成される請求項７に記載の仕分け機。
10. 前記第２コンベヤの第１側部側に隣接する前記第１コンベヤと共に用いられるための仕分け機であって、
    前記パドルは、
    前記第２コンベヤの第２側部側に隣接する第２次宛先地に対して配置され、
    前記第１コンベヤ上の前記物品に接触し、
    この物品を前記第１コンベヤから前記第２コンベヤを越えて前記第２次宛先地へ押し出すように構成されている請求項２に記載の仕分け機。
11. 前記パドルは、
    前記第２コンベヤ上の物品に接触し、
    この物品を前記第２コンベヤから前記第２次宛先地まで押し出す請求項１０に記載の仕分け機。
12. 前記第１及び第２コンベヤの上を横切るように延びるレールと、
    このレールに沿って並進するように配置されたキャリッジと、
    からさらに構成される仕分け機であって、
    前記パドルは、
    前記キャリッジから下方に延びて、前記第１コンベヤ上を移動する前記物品の経路へ選択的に移動可能なように構成され、
    前記第２コンベヤ上を移動する前記物品の経路へ選択的に移動されるように構成される、請求項２に記載の仕分け機。
13. 前記第１コンベヤに隣接し、少なくとも１つの前記物品に関連した宛先情報を読むためのラベルリーダと、
    前記第１及び第２コンベヤに対し前記パドルを駆動するために設置された線形アクチュエータと、
    前記宛先情報を受領し、この線形アクチュエータに命令して前記パドルを駆動し、前記第１コンベヤから前記物品を前記第２コンベヤに方向転換するように構成されたプログラム可能なコントローラと、
    からさらに構成される仕分け機であって、
    前記プログラム可能なコントローラは、
    前記線形アクチュエータに命令して前記パドルを駆動し
    前記第２コンベヤから前記物品を前記第１コンベヤへ方向転換するように構成されている、請求項２に記載の仕分け機。
14. 前記パドルは第１パドルであり、
    さらに、前記第１及び第２コンベヤに対して配置された第２パドルから構成され、
    この第２パドルは、
    前記第１コンベヤから前記物品を前記第２コンベヤへ、
    前記第２コンベヤから前記第１コンベヤへ
    と方向転換するに十分な動きの幅を有している、請求項２に記載の仕分け機。

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