JP5956546B2 - 区分機の被区分物受取ユニット - Google Patents

Description

搬送機構により順次搬送される多数の被区分物（郵便物等）から区分された被区分物を受け取る際に用いて好適な区分機の被区分物受取ユニットに関する。

一般に、被区分物の代表例である大量の郵便物は郵便物区分機により区分される。この場合、区分け前の郵便物は供給部に投入された後、ＯＣＲスキャナにより郵便番号や宛先が読み取られ、読み取られた情報は、バーコードにより当該郵便物の表面に印刷されるとともに、バーコードリーダによりバーコードの情報が読み取られた郵便物は、対応する受取ユニットに供給される。また、受取ユニットには郵便物を受取るスタックトレイを備え、郵便物はこのスタックトレイ上に順次積載される。

従来、このような郵便物区分機に使用する受取ユニットとしては、特許文献１で開示される媒体集積装置に備える受取ユニットが知られている。この媒体集積装置は、媒体をその属性に係わらず良好に集積できるようにすることを目的としたものであり、具体的には、媒体を連続的に搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される前記媒体の属性を測定する測定手段と、この測定手段によって属性が測定された前記媒体を導入する導入手段と、この導入手段によって導入された前記媒体を集積する集積部と、この集積部に導入される前記媒体後部をその進行方向に対し面方向に変位させる変位手段と、この変位手段による変位速度を前記測定手段によって測定された前記媒体の属性に基づいて可変制御する制御手段とを具備し、前記変位手段によって前記媒体後部を変位することにより出来た空間に後続する媒体を導入する導入手段により、導入された媒体は、集積部（受取ユニット）におけるガイドローラとガイド板間に集積される。

特開２０１２−２１７９１２号公報

しかし、上述した従来の媒体集積装置に備える受取ユニットは、次のような問題点があった。

第一に、集積部（受取ユニット）はガイドローラとガイド板を備え、導入される媒体（郵便物）はガイドローラとガイド板の間に順次集積される。したがって、媒体が基準外のサイズであっても後続の媒体との衝突を防止する効果を確保できるとしても、媒体の搬送速度が、例えば、４〔ｍ／ｓ〕以上に高速化された場合の適応性や安定性については限界がある。即ち、ガイド板は、通常、スプリング等により弾性支持されるため、重量物又は高速の媒体が導入した場合、衝突エネルギにより、積載されている媒体上面とガイドローラ間の隙間が大きくなる。この結果、スプリング等による予圧が作用しなくなり、媒体がズレたりトレイ外に出てしまうなど、積載位置が不安定になる。しかも、隙間が生じた後の戻り時間が長くなるため、後続の媒体、特に、軽くて薄い媒体に対しても同様の問題が残るとともに、加えて、媒体の、折れ，皺，破れ，ジャム等の原因となる。したがって、２〔ｇ〕程度の薄くて軽い媒体から２００〔ｇ〕程度の厚くて重い媒体の幅広い範囲における安定した導入と積載を確保することは困難となる。なお、媒体間の搬送間隔は、通常、１００〔ｍｓ〕以下に設定される。

第二に、軽くて薄い媒体から厚くて重い媒体の幅広い範囲に対応するには、ガイド板を支持するスプリング等の弾性力の大小を切換えることにより技術的には可能である。即ち、引用文献１のように、媒体の属性を測定し、属性に応じて弾性の異なるスプリング等に切換えたり、支持位置等を変更する切換えを行えばよい。しかし、この場合、媒体の属性に応じて導入時のガイドローラと積載されている媒体上面の間の隙間の大きさを適度に設定できるとしても、通常、区分機（郵便物区分機）には、数百以上の受取ユニットが配列されるため、このような切換手法は、部品点数の大幅な増加を伴い、コストアップ及び配設スペースの拡大を招くとともに、制御タイミングの高度化や制御系の煩雑化等を招くことになり、区分機にとって適切な解決手段とはいえない。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した区分機の被区分物受取ユニットの提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、搬送機構２により順次搬送される多数の被区分物Ｐ…から区分された被区分物Ｐ…を受け取るとともに、受け取った被区分物Ｐ…を順次積載して保持する区分機Ｍの被区分物受取ユニット１を構成するに際して、位置が固定された導入ガイド部４と、この導入ガイド部４に当接する当接方向Ｄｅ及びこの導入ガイド部４から離間する離間方向Ｄｐへ平行移動自在に支持され、区分された被区分物Ｐ…を受け取るスタックトレイ５と、このスタックトレイ５に対して当接方向Ｄｅに一定荷重Ｆｅを付与する付勢手段６と、このスタックトレイ５に対して離間方向Ｄｐに付与される衝撃を緩衝するとともに、この衝撃による当該スタックトレイ５の変位速度が所定速度Ｖｏ以上のときに一定荷重Ｆｅよりも大きくなるダンピング力Ｆｎを設定した一方向性のダンパ機能を有する緩衝手段７とを具備してなることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、導入ガイド部４は、被区分物Ｐ…がスタックトレイ５のトレイ面５ｕに対して１０〜４０〔°〕の範囲における傾斜方向Ｄｓの導入を許容する送りローラ部１１ａ，１１ｂにより構成できる。一方、ダンピング力Ｆｎは、所定の重量及び所定の厚さＬｐを有する所定の被区分物Ｐが導入されたときのスタックトレイ５の変位量Ｌｍが所定の厚さＬｐよりも小さくなるように設定できる。他方、付勢手段６には、渦巻バネ１２により支持される巻取リール１４から繰出されるワイヤ１５によりスタックトレイ５を引張るリニアスプリング６ｓを用いることができるとともに、緩衝手段７には、巻取リール１４に対して同軸上に配することにより当該巻取リール１４と一体に回転するロータリダンパ７ｓを用いることができる。また、ロータリダンパ７ｓの相対回転入力部１６には、周面をカットした一対の平行面を有する連結部１６ｓを設け、かつリニアスプリング６ｓの相対回転出力部１３に、当該連結部１６ｓが係合する割溝部を形成した被連結部１３ｓを設けるとともに、この被連結部１３ｓの断面積Ａｄは、連結部１６ｓの断面積Ａｓよりも大きく設定することが望ましい。なお、被区分物Ｐ…には郵便物を適用できる。

このような構成を有する本発明に係る区分機Ｍの被区分物受取ユニット１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 重量物又は高速の被区分物Ｐを受取る場合であっても、被区分物Ｐの衝突時における離間方向Ｄｐの衝撃は緩衝手段７によるダンパ機能により緩衝されるとともに、戻り方向（当接方向Ｄｅ）では緩衝手段７のダンパ機能が解除されるため、積載された被区分物Ｐの上面と導入ガイド部４の間の隙間を無くし又は小さくできる。したがって、導入される被区分物Ｐに対して常に予圧を作用させることができ、被区分物Ｐの積載状態が不安定になる不具合は生じない。また、後続の被区分物Ｐが軽くて薄い場合であっても、常に予圧を作用させることが可能になり、被区分物Ｐの折れ，皺，破れ，ジャム等の発生原因を排除できる。この結果、２〔ｇ〕程度から２００〔ｇ〕程度の幅広い範囲の被区分物Ｐ…が混在する場合であっても、安定性の高い受取及び積載を行うことができるとともに、特に、被区分物Ｐの搬送速度が４〔ｍ／ｓ〕以上の高速であっても適応性及び安定性を確保できる。

（２） 被区分物Ｐの重量等を測定し、測定結果に応じて切換制御するなどの制御方式を一切採用することなく、既存の構造に対して一部品の追加により実施できるため、容易に実施できるとともに、既存の構造に対して後付けが可能となる。したがって、部品点数の大幅な削減によるコストダウン及び配設スペースの縮小化を実現できるなど、通常、被区分物Ｐ…として様々な形態を含む郵便物の区分けを行う郵便物区分機における被区分物受取ユニット１に用いて最適となる。

（３） 緩衝手段７のダンピング力Ｆｎを設定するに際し、離間方向Ｄｐに付与される衝撃によるスタックトレイ５の変位速度が所定速度Ｖｏ以上のときに一定荷重Ｆｅよりも大きくなるように設定したため、スタックトレイ５の変位速度は、被区分物Ｐの状態と搬送速度により決定される。したがって、最も大きな被区分物Ｐに対応する所定速度Ｖｏに基づく緩衝手段７及び付勢手段６の特性を設定するなど、本発明に係る最大の作用効果を得る観点からの最適化を容易に行うことができる。

（４） 好適な態様により、導入ガイド部４を、被区分物Ｐ…がスタックトレイ５のトレイ面５ｕに対して１０〜４０〔°〕の範囲における傾斜方向Ｄｓの導入を許容する送りローラ部１１ａ，１１ｂにより構成すれば、１０〜４０〔°〕の範囲のいずれの角度（傾斜方向Ｄｓ）であっても被区分物Ｐ…を円滑かつ確実に受取ることがてきるため、被区分物Ｐ…を受取る際における十分な、円滑性，安定性及び信頼性を確保する観点から最適な形態として実施できる。

（５） 好適な態様により、緩衝手段７のダンピング力Ｆｎを設定するに際し、所定の重量及び所定の厚さＬｐを有する所定の被区分物Ｐが導入されたときのスタックトレイ５の変位量Ｌｍが所定の厚さＬｐよりも小さくなるように設定すれば、最も大きな被区分物Ｐの重量と厚さＬｐに基づいて当該ダンピング力Ｆｎを設定可能になるため、様々なディメンションを有する被区分物Ｐ…であっても確実に受取ることができる。

（６） 好適な態様により、付勢手段６に、渦巻バネ１２により支持される巻取リール１４から繰出されるワイヤ１５によりスタックトレイ５を引張るリニアスプリング６ｓを用いれば、軽くて薄い被区分物Ｐ…に対する望ましい受取作用を確保できるとともに、加えて、ロータリダンパ７ｓを使用する際における望ましい組付構造を実現できる。

（７） 好適な態様により、緩衝手段７に、巻取リール１４に対して同軸上に配することにより当該巻取リール１４と一体に回転するロータリダンパ７ｓを用いれば、全体の小型コンパクト化を実現する観点から最も望ましい形態により実施できる。しかも、リニアスプリング６ｓに対する一体化構造を容易に実現できるとともに、後付けも容易に行うことができる。

（８） 好適な態様により、ロータリダンパ７ｓの相対回転入力部１６に、周面をカットした一対の平行面を有する連結部１６ｓを設け、かつリニアスプリング６ｓの相対回転出力部１３に、当該連結部１６ｓが係合する割溝部を形成した被連結部１３ｓを設けるとともに、この被連結部１３ｓの断面積Ａｄを、連結部１６ｓの断面積Ａｓよりも大きく設定すれば、連結部１６ｓに対する被連結部１３ｓの相対的な機械強度を十分に確保できるため、長期にわたり確実な伝達機能を維持できるなど、信頼性及び耐久性を高めることができる。

本発明の好適実施形態に係る被区分物受取ユニットの正面図、 同被区分物受取ユニットを備える区分機の概要を示す外観斜視図、 同被区分物受取ユニットに備えるロータリダンパを組付けた状態を示すリニアスプリングの外観斜視図、 同ロータリダンパを含むリニアスプリングの分解斜視図、 同リニアスプリングに対するロータリダンパの組付構造の変更例を示す正面図及び側面断面図、 同リニアスプリングに対するロータリダンパの組付構造の他の変更例を示す正面図及び側面断面図、 同被区分物受取ユニットにおける被区分物の受取時（離間方向）の作用説明図、 同被区分物受取ユニットにおける被区分物の受取後の戻り時（当接方向）の作用説明図、 同被区分物受取ユニットにおけるリニアスプリングとロータリダンパの回転速度に対するトルクの関係を示す特性図、 同被区分物受取ユニットにおける被区分物の重量に対する衝突による変位量の関係を示す特性図、 同被区分物受取ユニットにおける被区分物の重量とこの被区分物が衝突した際の変位量の関係を示す特性図、 同被区分物受取ユニットにおける被区分物の衝突速度に対する衝突による変位量の関係を示す特性図、 同被区分物受取ユニットにおける被区分物の衝突速度に対する衝突による変位時間の関係を示す特性図、 同被区分物受取ユニットにおける被区分物の重量に対して発生する荷重（ワイヤ張力）の関係を示す特性図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る被区分物受取ユニット１の理解を助けるため、区分機Ｍの概要について、図２（図１）を参照して説明する。図２に例示する区分機Ｍは郵便物区分機Ｍｍである。

郵便物区分機Ｍｍは、大別して、供給部５１，ＯＣＲスキャナ部５２，バーコード印字部５３，バーコードリーダ部５４，スタッカ部５５を備える。この場合、区分け前の被区分物（郵便物）Ｐ…は供給部５１に投入される。これにより、被区分物Ｐ…は一通ずつ供給搬送路５６に沿って搬送され、ＯＣＲスキャナ部５２により郵便番号や宛先が読み取られる。この後、被区分物Ｐはバーコード印字部５３に供給され、読み取られた情報を含むバーコードが被区分物Ｐの表面にインクジェットプリンタ等を用いたバーコード印字部５３により印字される。また、このバーコードはバーコードリーダ部５４により読み取られた後、スタッカ部５５に備える全体がＵ形に構成された主搬送路５７の入口に供給される。なお、図２中、５８は操作表示パネル部を示す。

一方、スタッカ部５５は、主搬送路５７に沿って配列した本実施形態に係る多数の被区分物受取ユニット１…を備えており、バーコードに対応した図１に示す被区分物受取ユニット１の切換器６１に対する切換制御が行われる。これにより、主搬送路５７を搬送された被区分物Ｐは、対応する被区分物受取ユニット１に接続される副搬送路６２に供給される。そして、副搬送路６２を経た被区分物Ｐは、被区分物受取ユニット１に備えるスタックトレイ５のトレイ面５ｕ上に順次積載され、かつ保持される。

次に、郵便物区分機Ｍｍに備える被区分物受取ユニット１の具体的な構成について、図１〜図８を参照して説明する。

図１中、仮想線は上述した主搬送路５７を示す。この主搬送路５７には、当該主搬送路５７の経路を構成する複数のガイドプレート５７ｐ…及び被区分物Ｐ…を搬送する一対のローラを用いた複数の搬送ローラ機構５７ｒ…を備える。

一方、主搬送路５７に近接して被区分物受取ユニット１を配設する。そして、この被区分物受取ユニット１と主搬送路５７間を、上述した副搬送路６２により接続する。この場合、副搬送路６２の上流側は、主搬送路５７から分岐するよう接続し、この接続部位に切換器６１を配設する。また、副搬送路６２の下流側は、被区分物受取ユニット１における導入ガイド部４に臨ませる。なお、主搬送路５７と副搬送路６２の角度は概ね１０〜４０〔°〕の範囲に設定される。

被区分物受取ユニット１は、図１に示すように、ベースプレート２１を備え、このベースプレート２１における主搬送路５７側に、上述した導入ガイド部４を位置を固定して配設する。例示の導入ガイド部４は、前後に配した送りローラ部１１ａ，１１ｂにより構成する。これにより、被区分物Ｐ…がスタックトレイ５のトレイ面５ｕに対して１０〜４０〔°〕の範囲における傾斜方向Ｄｓから導入するのを許容する。このような導入ガイド部４を設ければ、１０〜４０〔°〕の範囲のいずれの角度（傾斜方向Ｄｓ）であっても被区分物Ｐ…を円滑かつ確実に受取ることがてきるため、被区分物Ｐ…を受取る際における十分な、円滑性，安定性及び信頼性を確保する観点から最適な形態として実施できる利点がある。なお、送りローラ部１１ａ，１１ｂは、不図示の回転駆動機構により回転駆動される。

また、ベースプレート２１における副搬送路６２側に対して反対側となる端辺近傍には、ガイドシャフト（リニアガイド）２２を配設する。このガイドシャフト２２は、軸線が主搬送路５７に対して直角になり、両端が固定部２３ａ，２３ｂによりそれぞれ支持されることによりベースプレート２１上に固定される。そして、このガイドシャフト２２により、区分された被区分物Ｐ…を受取るスタックトレイ５をスライド移動自在に支持する。スタックトレイ５は、トレイ本体部５ｍと、このトレイ本体部５ｍの一端に一体に設けたスライダ部５ｓを備え、このスライダ部５ｓがガイドシャフト２２上をスライド移動する。これにより、スタックトレイ５は、導入ガイド部４（送りローラ部１１ａ，１１ｂ）に対してトレイ本体部５ｍが当接する当接方向Ｄｅ及びこの導入ガイド部４からトレイ本体部５ｍが離間する離間方向Ｄｐへ平行移動自在に支持される。

さらに、ガイドシャフト２２と主搬送路５７間には、スタックトレイ５に対して当接方向Ｄｅに一定荷重Ｆｅを付与する付勢手段６，及びスタックトレイ５に対して離間方向Ｄｐに付与される衝撃を緩衝する一方向性のダンパ機能を有する緩衝手段７を配設する。

この場合、付勢手段６にはリニアスプリング６ｓを用いる。例示のリニアスプリング６ｓは、図３及び図４に示すように、取付ブラケット３１，この取付ブラケット３１上に固定するバネケース３２，このバネケース３２の内部に収容し、外端をバネケース３２の内面に一体形成した固定部３２ｃに係止する渦巻バネ１２，この渦巻バネ１２の内端を固定する固定筒部１４ｓを有する巻取リール１４，この巻取リール１４に巻回したワイヤ１５を備える。ワイヤ１５の先端には結合部１５ｃを設け、図１に示すように、巻取リール１４から繰出されるワイヤ１５の先端（結合部１５ｃ）は、上述したスタックトレイ５におけるスライダ部５ｓにネジ止め等により結合する。なお、ワイヤ１５の繰出し方向は、ガイドシャフト２２と略平行になる。

これにより、リニアスプリング６ｓは、ワイヤ１５を介してスタックトレイ５を導入ガイド部４に対する当接方向Ｄｅに引張るため、スタックトレイ５に対して一定荷重Ｆｅを付与する付勢手段６を構成する。なお、リニアスプリング６ｓから繰出されるワイヤ１５をスタックトレイ５に対してダイレクトに結合したが、その他、リニアスプリング６ｓをベースプレート２１の裏面側に配設し、プーリを介してスタックトレイ５に結合してもよく、組付形態は任意である。このようなリニアスプリング６ｓを用いれば、軽くて薄い被区分物Ｐ…に対する望ましい受取作用を確保できるとともに、加えて、ロータリダンパ７ｓを使用する際における望ましい組付構造を実現できる利点がある。

一方、緩衝手段７にはロータリダンパ７ｓを用いる。例示のロータリダンパ７ｓは、図４に示すように、巻取リール１４の内側空間に収容可能なダンパ本体部１７ｍと、このダンパ本体部１７ｍの一端に一体に設けた取付フランジ部１７ｃを有する。これにより、図５及び図６に示すように、ダンパ本体部１７ｍを巻取リール１４の内側に収容した状態でロータリダンパ７ｓとリニアスプリング６ｓを一体化させることができる。したがって、ロータリダンパ７ｓのダンパ本体部１７ｍは、リニアスプリング６ｓの巻取リール１４に対して同軸上に位置し、巻取リール１４と一体に回転する。このようなロータリダンパ７ｓを用いれば、全体の小型コンパクト化を実現する観点から最も望ましい形態により実施できる。しかも、リニアスプリング６ｓに対する一体化構造を容易に実現できるとともに、後付けも容易に行うことができる利点がある。

ロータリダンパ７ｓを巻取リール１４に取付けるに際しては、ロータリダンパ７ｓの取付フランジ部１７ｃに設けた一対のネジ挿通孔３３，３３に挿通させた固定ネジ３４，３４を用いたネジ止めにより巻取リール１４の端面に固定する。なお、リニアスプリング６ｓに対するロータリダンパ７ｓの取付けは、図５及び図６に示すように行ってもよい。図５は、取付フランジ部１７ｃに設けた一対のネジ挿通孔３３，３３を、巻取リール１４の端面に形成した一対の位置決めピン３５，３５に嵌合して位置決めを行う位置決め孔として機能させるとともに、別途用意した押え金具３６を固定ネジ３４…により固定する形態を示す。他方、図６は、巻取リール１４の端面に、上述したネジ挿通孔３３…に挿通する固定用ピン部３７…を一体形成し、このネジ挿通孔３３…に挿通させた固定用ピン部３７…の先端を加熱治具等により溶融することにより固定した形態を示す。

また、ダンパ本体部１７ｍの中心には、図６に示す軸状の相対回転入力部１６が突出する。この相対回転入力部１６は、ダンパ本体部１７ｍの端面中央に設けた軸受部により回動自在に支持されるとともに、相対回転入力部１６の先端側には、周面をカットした一対の平行面を有する連結部１６ｓを設ける。

ところで、ロータリダンパ７ｓ（緩衝手段７）は、スタックトレイ５に対して離間方向Ｄｐに付与される衝撃を緩衝（吸収）する一方向性のダンパ機能を有すれば足りるため、その原理構成は問わない。図７及び図８に一例となるロータリダンパ７ｓの構造を示す。例示のロータリダンパ７ｓは、円筒ドラム形のダンパ本体部１７ｍの内部に、所定の粘性を有する流体４１を収容するとともに、長方形状の回転プレート４２を収容し、上述した軸状の相対回転入力部１６を当該回転プレート４２は中央に固定したものであり、さらに、回転プレート４３には、表裏に貫通する複数の小孔部４３ｓ…と複数の大孔部４３ｍ…を有し、大孔部４３ｍ…には弁シート４４…を付設した原理構造を有している。

これにより、図７に示すように、スタックトレイ５に対して離間方向Ｄｐの衝撃が付与された場合、ダンパ本体部１７ｍは矢印Ｄｐｐ方向に回転する。なお、渦巻バネ１２の回転方向は、矢印Ｄｐｓで示す巻付方向となる。この際、弁シート４４…により大孔部４３ｍ…が閉塞されるため、流体４２は、小孔部４３ｓ…を通して矢印Ｄｐｆ方向に流れる。この結果、ダンピング力（抵抗力）Ｆｎは大きくなり、ダンピング力Ｆｎに基づくダンパ機能（緩衝作用）を呈する。

他方、図８に示すように、スタックトレイ５が当接方向Ｄｅに戻る場合、ダンパ本体部１７ｍは矢印Ｄｅｐ方向に回転する。なお、渦巻バネ１２の回転方向は、矢印Ｄｅｓで示す巻戻方向となる。この際、弁シート４４…は大孔部４３ｍ…を開放する方向に変位し、流体４２は、大孔部４３ｍ…及び小孔部４３ｓ…の双方を通して矢印Ｄｅｆ方向に流れるため、ダンピング力Ｆｎは小さくなる。即ち、スタックトレイ５に対して付与される離間方向Ｄｐの衝撃を緩衝する一方向性のダンパ機能を有する緩衝手段７として機能する。

また、例示のロータリダンパ７ｓは、ダンパ本体部１７ｍを巻取リール１４に取付け、巻取リール１４と一緒に回転するため、相対回転入力部１６を固定する必要がある。このため、バネケース３２の内部には相対回転出力部１３を起設し、この相対回転出力部１３と相対回転入力部１６を係止するようにした。

具体的には、相対回転出力部１３の一端部にカシメ部を設け、このカシメ部によりバネケース３２と取付ブラケット３１を結合した。この結果、相対回転出力部１３，バネケース３２及び取付ブラケット３１は一体化構造となる。さらに、相対回転出力部１３の他端部（先端部）側には、連結部１６ｓが係合する割溝部を形成した被連結部１３ｓを設ける。これにより、相対回転出力部１３の他端部側は巻取リール１４の固定筒部１４ｓの内部を挿通するため、ロータリダンパ７ｓを巻取リール１４に取付けた際には、連結部１６ｓと被連結部１３ｓを相互に係止させることができる。即ち、相対回転入力部１６の回転は固定された相対回転出力部１３に規制される。

この場合、図６に示すように、被連結部１３ｓの断面積Ａｄと連結部１６ｓの断面積Ａｓを設定するに際しては、次の条件を考慮する。即ち、被連結部１３ｓの断面積Ａｄは、連結部１６ｓの断面積Ａｓよりも大きくなるように設定する。このような設定を行えば、連結部１６ｓに対する被連結部１３ｓの相対的な機械強度を十分に確保できるため、長期にわたり確実な伝達機能を維持できるなど、信頼性及び耐久性を高めることができる利点がある。

他方、付勢手段６（リニアスプリング６ｓ）と緩衝手段７（ロータリダンパ７ｓ）の関係は、少なくとも次の条件を満たすように設定する。なお、これらの条件の有為性の裏付けについては、後述する被区分物受取ユニット１の機能（作用）において説明する。

まず、緩衝手段７のダンピング力Ｆｎを設定するに際しては、離間方向Ｄｐに付与される衝撃によるスタックトレイ５の変位速度が所定速度Ｖｏ以上のときに一定荷重Ｆｅよりも大きくなるように設定する。このような設定を行えば、スタックトレイ５の変位速度は、被区分物Ｐの状態と搬送速度により決定されるため、最も大きな被区分物Ｐに対応する所定速度Ｖｏに基づく緩衝手段７及び付勢手段６の特性を設定するなど、本発明に係る最大の作用効果を得る観点からの最適化を容易に行うことができる。

さらに、同ダンピング力Ｆｎを設定するに際しては、所定の重量及び所定の厚さＬｐを有する所定の被区分物Ｐが導入されたときのスタックトレイ５の変位量Ｌｍが所定の厚さＬｐよりも小さくなるように設定する。このような設定を行えば、最も大きな被区分物Ｐの重量と厚さＬｐに基づいて当該ダンピング力Ｆｎを設定可能になるため、様々なディメンションを有する被区分物Ｐ…であっても確実に受取ることができる。

次に、このような構成を備える被区分物受取ユニット１の機能（作用）について、図１〜図１４を参照して説明する。

今、主搬送路５７により任意の被区分物Ｐが搬送され、図１に示す対応する被区分物受取ユニット１に導入される動作を想定する。この場合、被区分物Ｐが近付いた所定のタイミングで切換器６１が図１に仮想線で示す位置に切換えられる。これにより、被区分物Ｐは、切換器６１を経て副搬送路６２に搬入されるとともに、この副搬送路６２を経て導入ガイド部４に導入される。この際、被区分物Ｐは、通常、４〔ｍ／ｓ〕以上の速い速度で搬送されるため、導入された被区分物Ｐは、直前に積載された被区分物Ｐの上面上に衝突する。この場合、例えば、重量が２００〔ｇ〕程度の重くて厚い被区分物Ｐが導入された場合、衝突エネルギはかなり大きくなる。

一方、スタックトレイ５は、リニアスプリング６ｓにより当接方向Ｄｅに一定荷重Ｆｅにより付勢されるとともに、さらに、この一定荷重Ｆｅに加えてロータリダンパ７ｓによるダンピング力Ｆｎが作用する。したがって、比較的重くて厚い被区分物Ｐが、直前に積載された被区分物Ｐの上面上に衝突した場合であっても、ロータリダンパ７ｓは、スタックトレイ５に対して離間方向Ｄｐに付与される衝撃を緩衝する一方向性のダンパ機能（緩衝作用）を呈するため、スタックトレイ５が離間方向Ｄｐに対して無用に変位することはなく、その変位は抑制される。即ち、重くて厚い被区分物Ｐであっても、導入ガイド部４と積載された被区分物Ｐの上面上間に安定に保持される。

他方、ロータリダンパ７ｓは、離間方向Ｄｐに対してのみダンパ機能を発揮する一方向性を有するため、戻り方向となる当接方向Ｄｅに対してはダンパ機能が解除される。したがって、スタックトレイ５が衝撃を受け、離間方向Ｄｐに僅かでも変位した場合には、リニアスプリング６ｓによる当接方向Ｄｅへの一定荷重Ｆｅ（引張力）により速やかに戻される。

ところで、被区分物Ｐ（郵便物）は、通常、１００〔ｍｓ〕以下の搬送間隔により順次搬送されるため、被区分物受取ユニット１には、後続の被区分物Ｐが連続して導入される場合がある。特に、この被区分物Ｐが軽くて薄い場合であって、ロータリダンパ７ｓが存在しない場合には、スタックトレイ５が戻り切らない状態、即ち、隙間がある状態となり、後続する次の被区分物Ｐの導入が不安定になることが考えられるが、本実施形態に係る被区分物受取ユニット１では、後続の被区分物Ｐに対する悪影響も排除できる。なお、リニアスプリング６ｓによる一定荷重Ｆｅは常に作用しているため、軽くて薄い被区分物Ｐが導入された場合であっても、適度な予圧の作用により、円滑かつ安定な受取りが実現される。

図９には、被区分物受取ユニット１におけるリニアスプリング６ｓとロータリダンパ７ｓの巻取リール１４の回転速度〔ｒｐｓ〕に対するダンピングトルク又はスプリングトルク〔Ｎｍ〕の関係を示す。この場合、巻取リール１４の回転速度〔ｒｐｓ〕は、スタックトレイ５の変位速度、即ち、導入された被区分物Ｐの衝突時の速度に対応する。図９中、Ｑ０１はリニアスプリング６ｓの特性であり、一定荷重Ｆｅに対応するスプリングトルクは概ね０．０４〔Ｎｍ〕である。また、Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３はロータリダンパ７ｓの特性であり、ダンピング力（抵抗力）Ｆｎに対応するダンピングトルクは、それぞれ０．０５，０．１０，０．１５〔Ｎｍ〕である。

これより明らかなように、Ｖｏを所定速度とした場合、この所定速度Ｖｏよりも巻取リール１４の回転速度（スタックトレイ５の変位速度）が速い領域では、ロータリダンパ７ｓにおけるダンピングトルクが大きく作用するとともに、その大きさは巻取リール１４の回転速度にほぼ比例することを確認できる。これに対して、所定速度Ｖｏよりも遅い領域では、ロータリダンパ７ｓによる影響が相対的に小さくなり、リニアスプリング６ｓのスプリングトルクとロータリダンパ７ｓのダンピングトルクの影響は半々程度、或いはロータリダンパ７ｓにおけるダンピングトルクの影響の方が相対的に小さくなる。即ち、ロータリダンパ７ｓ（緩衝手段７）のダンピング力Ｆｎを設定するに際し、離間方向Ｄｐに付与される衝撃によるスタックトレイ５の変位速度が所定速度Ｖｏ以上のときに一定荷重Ｆｅよりも大きくなるように設定することの有為性が認められる。

また、図１０には、被区分物受取ユニット１における被区分物Ｐの重量〔ｇ〕に対する衝突によるスタックトレイ５の変位量の関係を示す。図１０中、Ｑ０２はリニアスプリング６ｓのみの特性であり、一定荷重Ｆｅに対応するワイヤ張力は３〔Ｎ〕である。Ｑ２１はリニアスプリング６ｓとロータリダンパ７ｓの双方を組合わせた場合の特性であり、ダンピングトルクは０．０３〔Ｎｍ〕である。この０．０３〔Ｎｍ〕は２〔Ｎ〕の張力に相当する。ＱＬ１は被区分物Ｐの厚さであり、重量が大きくなるに従って厚さも増す状態を示している。

これより明らかなように、被区分物Ｐの重量が１５０〔ｇ〕の場合、リニアスプリング６ｓのみでは、被区分物Ｐの衝突により、スタックトレイ５の離間方向Ｄｐに大きく変位し、被区分物Ｐの厚さＬｐよりもかなり広い隙間を生じてしまう。これに対して、リニアスプリング６ｓとロータリダンパ７ｓの双方を組合わせた場合には、スタックトレイ５の離間方向Ｄｐの変位量Ｌｗは僅かであり、被区分物Ｐの厚さＬｐよりも少ないことを示している。即ち、ロータリダンパ７ｓ（緩衝手段７）のダンピング力Ｆｎを設定するに際し、所定の重量及び所定の厚さＬｐを有する所定の被区分物Ｐが導入されたときのスタックトレイ５の変位量Ｌｍが所定の厚さＬｐよりも小さくなるように設定可能であり、また、その有為性も認められる。

他方、図１１〜図１４には、その他のデータを示している。図１１は、被区分物受取ユニット１における被区分物Ｐの重量〔ｋｇ〕とこの被区分物Ｐが衝突した際のスタックトレイ５の変位量〔ｍｍ〕の関係を示し、特に、リニアスプリング６ｓのみを用いる場合の特性である。図１１から明らかなように、リニアスプリング６ｓのみの場合、被区分物Ｐの重量が２０〔ｇ〕程度までの軽い被区分物Ｐでは、一定荷重Ｆｅの大きさにより抑えられ、衝突時の変位は１〔ｍｍ〕前後になるとともに、被区分物Ｐの重量が大きくなるに従って衝突時の変位量が大きくなる。一方、ＱＬ２は被区分物Ｐの厚さであり、重量が大きくなるに従って厚さも増す状態を示している。図１１より明らかなように、特性ＱＬ２と特性Ｑ０３の交点、即ち、被区分物Ｐの重量が図１１中のＫｓよりも大きくなった場合、被区分物Ｐの厚さに対して隙間（変位量）が過度に大きくなることを示しており、この領域は不安定領域になることを示している。これに対して、被区分物Ｐの重量がＫｓよりも小さいときは、隙間（変位量）が被区分物Ｐの厚さよりも小さくなり、常に予圧が作用する。即ち、安定領域になることを示している。

図１２は、被区分物受取ユニット１における被区分物Ｐの衝突速度〔ｍ／ｓ〕に対するスタックトレイ５の変位量〔ｍｍ〕の関係を示す。この場合、被区分物Ｐの重量は２００〔ｇ〕である。図１２中、Ｑ０４は３〔Ｎ〕のリニアスプリング６ｓの特性、Ｑ４１は３〔Ｎ〕のリニアスプリング６ｓと０．０５〔Ｎｍ〕のロータリダンパ７ｓを組合わせた特性、Ｑ４２は５〔Ｎ〕のリニアスプリング６ｓと０．１０〔Ｎｍ〕のロータリダンパ７ｓを組合わせた特性をそれぞれ示す。図１２より明らかなように、衝突速度が大きくなるに従って、ロータリダンパ７ｓの緩衝効果が支配的になることが認められる。なお、リニアスプリング６ｓの一定荷重Ｆｅが、３〔Ｎ〕の場合と５〔Ｎ〕の場合、その差はほとんど見られない。

図１３は、被区分物受取ユニット１における被区分物Ｐの衝突速度〔ｍ／ｓ〕に対する衝突によるスタックトレイ５の変位時間〔ｍｓ〕の関係を示す。被区分物Ｐの重量は２００〔ｇ〕である。図１３中、Ｑ０５は３〔Ｎ〕のリニアスプリング６ｓの特性、Ｑ５１は３〔Ｎ〕のリニアスプリング６ｓと０．０５〔Ｎｍ〕のロータリダンパ７ｓを組合わせた特性、Ｑ５２は５〔Ｎ〕のリニアスプリング６ｓと０．１０〔Ｎｍ〕のロータリダンパ７ｓを組合わせた特性をそれぞれ示す。この場合、変位時間が長くなることは、発生する隙間が大きくかつ長くなることを意味している。図１３より明らかなように、リニアスプリング６ｓのみでは、変位時間が長くなり、搬送間隔が１００〔ｍｓ〕以下の搬送速度には対応できないことを示している。したがって、後続の被区分物Ｐが続けて導入された場合、予圧が作用されることがなく、被区分物Ｐの受取や積載が不安定になる。これに対して、ロータリダンパ７ｓを組合わせることにより、変位時間が１／３〜１／２に短縮できることを確認できる。なお、０．１０〔Ｎｍ〕のロータリダンパ７ｓは、０．０５〔Ｎｍ〕のロータリダンパ７ｓよりも緩衝効果が大きいことは認められるもののそれほど大きな差は見られない。

図１４は、被区分物受取ユニット１における被区分物Ｐの重量〔ｇ〕に対するスタックトレイ５が受ける荷重（ワイヤ張力）の関係を示す。図１４中、Ｑ０６は３〔Ｎ〕のリニアスプリング６ｓの特性、Ｑ６１は０．０３〔Ｎｍ〕のロータリダンパ７ｓの特性をそれぞれ示す。図１４より明らかなように、被区分物Ｐの重量〔ｇ〕が大きくなるに従って衝突エネルギが大きくなるため、スタックトレイ５が受ける荷重（ワイヤ張力）も大きくなる。特に、被区分物Ｐの重量が１０〔ｇ〕付近を越えると重量が大きくなるに従ってロータリダンパ７ｓの緩衝作用が大きくなることが認められる。

このように、本実施形態に係る被区分物受取ユニット１によれば、重量物又は高速の被区分物Ｐを受取る場合であっても、被区分物Ｐの衝突時における離間方向Ｄｐの衝撃はロータリダンパ７ｓによるダンパ機能により緩衝されるとともに、戻り方向（当接方向Ｄｅ）ではロータリダンパ７ｓのダンパ機能が解除されるため、積載された被区分物Ｐの上面と導入ガイド部４の間の隙間を無くし又は小さくできる。したがって、導入される被区分物Ｐに対して常に予圧を作用させることができ、被区分物Ｐの積載状態が不安定になる不具合は生じない。また、後続の被区分物Ｐが軽くて薄い場合であっても、常に予圧を作用させることが可能になり、被区分物Ｐの折れ，皺，破れ，ジャム等の発生原因を排除できる。この結果、２〔ｇ〕程度から２００〔ｇ〕程度の幅広い範囲の被区分物Ｐ…が混在する場合であっても、安定性の高い受取及び積載を行うことができるとともに、特に、被区分物Ｐの搬送速度が４〔ｍ／ｓ〕以上の高速であっても適応性及び安定性を確保できる。

しかも、被区分物Ｐの重量等を測定し、測定結果に応じて切換制御するなどの制御方式を一切採用することなく、既存の構造に対して一部品の追加により実施できるため、容易に実施できるとともに、既存の構造に対して後付けが可能となる。したがって、部品点数の大幅な削減によるコストダウン及び配設スペースの縮小化を実現できるなど、通常、被区分物Ｐ…として様々な形態を含む郵便物の区分けを行う郵便物区分機Ｍｍにおける被区分物受取ユニット１に用いて最適となる。

以上、好適実施形態及び変更例について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、搬送機構２の構成は例示であり、被区分物Ｐ…を順次搬送する様々なタイプを適用できる。また、導入ガイド部４として、被区分物Ｐ…がスタックトレイ５のトレイ面５ｕに対して１０〜４０〔°〕の範囲における傾斜方向Ｄｓの導入を許容する送りローラ部１１ａ，１１ｂにより構成した場合を示したが、送りローラ部１１ａ，１１ｂの代わりに、搬送ベルト等の他の送り機能を設けてもよいし、或いは送り機能を設けないガイドプレートの使用を排除するものではない。一方、付勢手段６として、渦巻バネ１２により支持される巻取リール１４から繰出されるワイヤ１５によりスタックトレイ５を引張るリニアスプリング６ｓを例示したが、スタックトレイ５に対して当接方向Ｄｅに一定荷重を付与可能な各種付勢手段６により置換できる。また、緩衝手段７として、巻取リール１４に対して同軸上に配することにより当該巻取リール１４と一体に回転するロータリダンパ７ｓを例示したが、スタックトレイ５に対して離間方向Ｄｐに付与される衝撃を緩衝する一方向性のダンパ機能を有する各種緩衝手段７により置換できる。したがって、付勢手段６と緩衝手段７は、ロータリタイプであるかリニアタイプであるかは問わないとともに、別体であるか一体であるかも問わない。さらに、ロータリダンパ７ｓの相対回転入力部１６を固定し、ダンパ本体部１７ｍを回転させる形態を示したが、ダンパ本体部１７ｍを固定し、相対回転入力部１６を回転させる構造であってもよい。なお、相対回転入力部１６と相対回転出力部１３は一体であってもよいし、相対回転入力部１６と相対回転出力部１３の結合形態も例示に限定されるものではなく各種結合形態を採用可能である。

本発明に係る被区分物受取ユニットは、郵便物をはじめ同種の性質を有する被区分物に対する区分けを行う各種区分機に利用することができる。

１：被区分物受取ユニット，２：搬送機構，４：導入ガイド部，５：スタックトレイ，５ｕ：スタックトレイのトレイ面，６：付勢手段，６ｓ：リニアスプリング，７：緩衝手段，７ｓ：ロータリダンパ，１１ａ：送りローラ部，１１ｂ：送りローラ部，１２：渦巻バネ，１３：相対回転出力部，１３ｓ：被連結部，１４：巻取リール，１５：ワイヤ，１６：相対回転入力部，１６ｓ：連結部，Ｐ…：被区分物，Ｍ：区分機，Ｄｅ：当接方向，Ｄｐ：離間方向，Ｄｓ：傾斜方向，Ｖｏ：所定速度，Ａｄ：被連結部の断面積，Ａｓ：連結部の断面積

Claims (7)

1. 搬送機構により順次搬送される多数の被区分物から区分された被区分物を受け取るとともに、受け取った被区分物を順次積載して保持する区分機の被区分物受取ユニットであって、位置が固定された導入ガイド部と、この導入ガイド部に当接する当接方向及びこの導入ガイド部から離間する離間方向へ平行移動自在に支持され、区分された前記被区分物を受け取るスタックトレイと、このスタックトレイに対して前記当接方向に一定荷重を付与する付勢手段と、このスタックトレイに対して前記離間方向に付与される衝撃を緩衝するとともに、この衝撃による当該スタックトレイの変位速度が所定速度以上のときに前記一定荷重よりも大きくなるダンピング力を設定した一方向性のダンパ機能を有する緩衝手段とを具備してなることを特徴とする区分機の被区分物受取ユニット。
2. 前記導入ガイド部は、前記被区分物が前記スタックトレイのトレイ面に対して１０〜４０〔°〕の範囲における傾斜方向の導入を許容する送りローラ部を備えることを特徴とする請求項１記載の区分機の被区分物受取ユニット。
3. 前記緩衝手段のダンピング力は、所定の重量及び所定の厚さを有する所定の被区分物が導入されたときの前記スタックトレイの変位量が前記所定の厚さよりも小さくなるように設定することを特徴とする請求項１記載の区分機の被区分物受取ユニット。
4. 前記付勢手段は、渦巻バネにより支持される巻取リールから繰出されるワイヤにより前記スタックトレイを引張るリニアスプリングを用いることを特徴とする請求項１記載の区分機の被区分物受取ユニット。
5. 前記緩衝手段は、前記巻取リールに対して同軸上に配することにより当該巻取リールと一体に回転するロータリダンパを用いることを特徴とする請求項４記載の区分機の被区分物受取ユニット。
6. 前記ロータリダンパの相対回転入力部に、周面をカットした一対の平行面を有する連結部を設け、かつ前記リニアスプリングの相対回転出力部に、当該連結部が係合する割溝部を形成した被連結部を設けるとともに、この被連結部の断面積は、前記連結部の断面積よりも大きく設定することを特徴とする請求項５記載の区分機の被区分物受取ユニット。
7. 前記被区分物には、郵便物を適用することを特徴とする請求項１記載の区分機の被区分物受取ユニット。

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