特許 7356745 振動センサーモジュール及びこれを備えるコンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-27

(45)【発行日】2023-10-05

(54)【発明の名称】振動センサーモジュール及びこれを備えるコンテナ

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20230928BHJP

   B65G 43/08 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

G01H17/00 Z

B65G43/08 F

B65G43/08 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022031527

(22)【出願日】2022-03-02

(62)【分割の表示】P 2021561947の分割

【原出願日】2021-06-30

(65)【公開番号】P2022075721

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2022-03-02

(31)【優先権主張番号】P 2020126128

(32)【優先日】2020-07-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】398040158

【氏名又は名称】株式会社ビジュアルジャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】山田 佳補

【審査官】岩永 寛道

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－２４２３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１５３４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２６７９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６４４６１１６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開昭４９－０７６５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６１２９０２５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｈ １／００－ １７／００

Ｂ６５Ｇ ４３／００－ ４３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャビティ内に設けられた振動センサー部と、
前記振動センサー部を弾性支持する支持部と、を備え、
前記支持部は、
前記振動センサー部に第１の方向の外力が作用していない状態においては、前記振動センサー部の少なくとも一部が前記キャビティから突出するよう前記振動センサー部を弾性支持し、前記振動センサー部に前記第１の方向の外力が作用している状態においては、前記振動センサー部の少なくとも一部が前記キャビティに収容されるよう前記振動センサー部を弾性支持する第１の支持部と、
前記振動センサー部に前記第１の方向とは異なる第２の方向の外力が作用した際、前記第２の方向に沿って前記振動センサー部が変位するよう前記振動センサー部を弾性支持する第２の支持部と、
を含む振動センサーモジュール。

【請求項2】

前記第２の方向は、前記第１の方向に対して垂直または略垂直な方向である、
請求項１に記載の振動センサーモジュール。

【請求項3】

キャビティ内に設けられた振動センサー部と、
前記振動センサー部を弾性支持する支持部と、を備え、
前記支持部は、
前記振動センサー部に第１の方向の外力が作用していない状態においては、前記振動センサー部の少なくとも一部が前記キャビティから突出するよう前記振動センサー部を弾性支持し、前記振動センサー部に前記第１の方向の外力が作用している状態においては、前記振動センサー部の少なくとも一部が前記キャビティに収容されるよう前記振動センサー部を弾性支持する第１の支持部と、
前記振動センサー部に、前記第１の方向とは異なる第２の方向の外力が作用した際、前記第２の方向に沿って前記振動センサー部が変位するよう前記振動センサー部を弾性支持する第２の支持部と、
前記振動センサー部に前記第１の方向及び前記第２の方向とは異なる第３の方向の外力が作用した際、前記第３の方向に沿って前記振動センサー部が変位するよう前記振動センサー部を弾性支持する第３の支持部と、
を含む振動センサーモジュール。

【請求項4】

前記第２の支持部による前記第２の方向における変位特性と、前記第３の支持部による前記第３の方向における変位特性とが等しいか、略等しい
請求項３に記載の振動センサーモジュール。

【請求項5】

キャビティ内に設けられた振動センサー部と、
前記振動センサー部を弾性支持する支持部と、を備え、
前記支持部は、
前記振動センサー部に第１の方向の外力が作用していない状態においては、前記振動センサー部の少なくとも一部が前記キャビティから突出するよう前記振動センサー部を支持し、前記振動センサー部に前記第１の方向の外力が作用している状態においては、前記振動センサー部の少なくとも一部が前記キャビティに収容されるよう前記振動センサー部を支持し、
前記振動センサー部に前記第１の方向とは異なる第２の方向の外力が作用した際、前記第２の方向に沿って前記振動センサー部が変位するよう前記振動センサー部を支持し、
前記振動センサー部に前記第１の方向及び前記第２の方向とは異なる第３の方向の外力が作用した際、前記第３の方向に沿って前記振動センサー部が変位するよう前記振動センサー部を支持するとともに、更に、
前記第１の方向および第２の方向に作用する外力に応じて前記振動センサー部が変位するよう、前記第２の方向に前記振動センサー部を弾性支持する第１の支持部と、
前記第１の方向および第３の方向に作用する外力に応じて前記振動センサー部が変位するよう、前記第３の方向に前記振動センサー部を弾性支持する第２の支持部と、
を含む振動センサーモジュール。

【請求項6】

前記第１の支持部による前記第２の方向における変位特性と、前記第２の支持部による前記第３の方向における変位特性とが等しいか、略等しい
請求項５に記載の振動センサーモジュール。

【請求項7】

前記第３の方向は、前記第１の方向に対して垂直または略垂直な方向である、
請求項３から６のうちいずれかに記載の振動センサーモジュール。

【請求項8】

前記第３の方向は、更に、前記第２の方向に対して垂直または略垂直な方向である、
請求項７に記載の振動センサーモジュール。

【請求項9】

回転可能な複数のローラーを備える搬送装置により搬送可能なコンテナであって、
前記搬送装置に載置された状態において前記複数のローラーと接し、キャビティが設けられた底面と、
前記キャビティ内に配置される請求項１又は請求項２のいずれかに記載の振動センサーモジュールと、を備え、
前記振動センサーモジュールの前記支持部は、前記振動センサーモジュールの前記振動センサー部が前記複数のローラーのいずれにも接触していない状態においては、前記振動センサー部の少なくとも一部が前記コンテナの前記底面から突出するよう前記振動センサー部を支持し、前記振動センサーモジュールの前記振動センサー部が前記複数のローラーのいずれかに接触することで、前記振動センサー部に前記第１の方向の外力が作用した状態においては、前記振動センサーモジュールの前記振動センサー部が前記キャビティに収容されるよう当該振動センサー部を支持する、
コンテナ。

【請求項10】

前記振動センサーモジュールの前記支持部は、前記振動センサーモジュールの前記振動センサー部が前記複数のローラーのいずれかに接触することで、前記振動センサー部に前記第２の方向の外力が作用した際、前記第２の方向に沿って前記振動センサー部が変位するよう前記振動センサー部を支持する、
請求項９に記載のコンテナ。

【請求項11】

回転可能な複数のローラーを備える搬送装置により搬送可能なコンテナであって、
前記搬送装置に載置された状態において前記複数のローラーと接し、キャビティが設けられた底面と、
前記キャビティ内に配置される請求項３から請求項８のいずれかに記載の振動センサーモジュールと、を備え、
前記振動センサーモジュールの前記支持部は、前記振動センサーモジュールの前記振動センサー部が前記複数のローラーのいずれにも接触していない状態においては、前記振動センサー部の少なくとも一部が前記コンテナの前記底面から突出するよう前記振動センサー部を支持し、前記振動センサーモジュールの前記振動センサー部が前記複数のローラーのいずれかに接触することで、前記振動センサー部に前記第１の方向の外力が作用した状態においては、前記振動センサーモジュールの前記振動センサー部が前記キャビティに収容されるよう当該振動センサー部を支持するとともに、前記振動センサーモジュールの前記振動センサー部が前記複数のローラーのいずれかに接触することで、前記振動センサー部に前記第２の方向および前記第３の方向の少なくとも一方の方向の外力が作用した際、当該外力が作用した方向に沿って前記振動センサー部が変位するよう前記振動センサー部を支持する、
コンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は振動センサーモジュールに関し、特に、複数のローラーが回転することによって搬送されるコンテナに取り付け可能な振動センサーモジュールに関する。また、本開示は、このような振動センサーモジュールを備えるコンテナ搬送用ローラーの異常検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

物流倉庫などにおいては、荷物を収容するコンテナが複数のローラー上に載置され、複数のローラーの回転によってコンテナが搬送される。このような物流倉庫においては、多数のローラーが常時回転しているため、一部のローラーに異常が生じることがある。また、上記のローラーの異常は、ローラーを回転させるモータの異常やモータシャフトとローラーを繋ぐベルトの異常によっても生じる。

【0003】

ローラーの異常を検出する方法としては、コンテナに振動センサーを取り付けることによってローラーの異常な振動を検出する方法が考えられる。振動センサーとしては、特許文献１に記載された振動センサーが知られている。例えば、特許文献１に記載された振動センサーをコンテナに押し当てれば、コンテナに生じている振動を検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特公平７－１０７４９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、搬送中のコンテナは複数のローラーに接触していることから、単にコンテナの振動を検出するだけでは、どのローラーに異常が生じているのか判別することができなかった。

【0006】

したがって、本開示の目的の一つは、複数のローラーが回転することによって搬送されるコンテナに取り付け可能な振動センサーモジュールであって、どのローラーに異常が生じているのか判定可能な振動センサーモジュール及びこれを備えるコンテナ搬送用ローラーの異常検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る技術の一側面による振動センサーモジュールは、複数のローラーと接する底面にキャビティが設けられ、複数のローラーが回転することによって搬送されるコンテナに取り付けられる振動センサーモジュールであって、振動センサー部と、振動センサー部を弾性支持する支持部とを備え、支持部は、振動センサー部が複数のローラーのいずれにも接触していない状態においては、振動センサー部の少なくとも一部がコンテナの底面から突出するよう振動センサー部を支持し、振動センサー部が複数のローラーのいずれかに接触している状態においては、振動センサー部がキャビティに収容されるよう振動センサー部を支持するように構成可能である。

【0008】

また、本開示に係る技術の一側面によるコンテナ搬送用ローラーの異常検出装置は、上記の振動センサーモジュールと、振動センサーモジュールの出力信号に基づいて、複数のローラーのいずれかに異常が生じていることを検出する制御回路とを備えるように構成可能である。

【0009】

本開示に係る技術によれば、ローラーの振動を振動センサー部が直接検出することから、どのローラーに異常が生じているのか判定することが可能となる。

【0010】

本開示において、振動センサー部の搬送方向におけるサイズは、搬送方向における複数のローラーの配列ピッチよりも小さくても構わない。これによれば、振動センサー部が複数のローラーと同時に接触することがないため、異常が生じているローラーを特定することが可能となる。

【0011】

本開示において、支持部は、振動センサー部を底面と平行な方向に変位可能に弾性支持するものであっても構わない。これによれば、回転速度に異常が生じているローラーを検出することが可能となる。

【0012】

本開示において、振動センサー部は、重錘を搭載可能な重錘搭載部を有するものであっても構わない。これによれば、振動センサー部と支持部の間の振動伝達特性を変化させることができる。

【0013】

本開示に係る技術の他の側面による振動センサーモジュールは、キャビティ内に設けられた振動センサー部と、振動センサー部を弾性支持する支持部とを備え、支持部は、振動センサー部に所定方向の外力が作用していない状態においては、振動センサー部の少なくとも一部がキャビティから突出するよう振動センサー部を支持し、振動センサー部に所定方向の外力が作用している状態においては、振動センサー部がキャビティに収容されるよう振動センサー部を支持するように構成可能である。

【0014】

本開示によれば、振動センサー部がフリーである状態においては、振動センサー部の少なくとも一部がキャビティから突出していることから、検出対象物と振動センサー部を確実に接触させることが可能となる。

【発明の効果】

【0015】

このように、本開示にかかる技術によれば、どのローラーに異常が生じているのか判定可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本開示に係る技術の一実施形態による振動センサーモジュール１を備えるコンテナ１０の構造を説明するための模式図である。

【図2】図２は、コンテナ１０の搬送方法を説明するための模式図である。

【図3】図３は、搬送時における振動センサーモジュール１の状態を説明するための模式図である。

【図4】図４は、ローラー２１の回転速度異常を検出する原理を説明するための模式図である。

【図5】図５は、第１の変形例による振動センサーモジュール１Ａの構造を説明するための模式図である。

【図6】図６は、第２の変形例による振動センサーモジュール１Ｂの構造を説明するための模式図である。

【図7】図７は、第３の変形例による振動センサーモジュール１Ｃの構造を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照しながら、本開示に係る技術の実施形態について詳細に説明する。

【0018】

図１は、本開示に係る技術の一実施形態による振動センサーモジュール１を備えるコンテナ１０の構造を説明するための模式図である。

【0019】

図１に示すコンテナ１０は、荷物を収容する本体部１１と、本体部１１の底部に設けられたセンサー保持部１２を備えている。センサー保持部１２は、ローラーと接する底面１２ａと、底面１２ａの一部がくり抜かれたキャビティ１３を有している。そして、キャビティ１３内に本実施形態による振動センサーモジュール１が配置される。振動センサーモジュール１は、振動を検出する振動センサー部２と、振動センサー部２を弾性支持する支持部３によって構成されている。図１に示す例では、支持部３が複数のバネによって構成されている。バネは、コイルバネであっても構わないし、板バネであっても構わない。

【0020】

このような構成を有するコンテナ１０は、図２に示すように、複数のローラー２０に載置され、ローラー２０の回転によって所定の方向に搬送される。搬送時においては、複数のローラー２０とコンテナ１０の底面１２ａが接触する。底面１２ａは、ｘｙ面を構成する。図２に示す例では、ｙ方向を回転軸とする複数のローラー２０がｘ方向に配列されており、ローラー２０が反時計回りに回転することによってコンテナ１０が矢印Ａで示す方向（＋ｘ方向）に搬送される。

【0021】

図３は、搬送時における振動センサーモジュール１の状態を説明するための模式図である。

【0022】

図３（ａ）に示すように、振動センサーモジュール１を構成する振動センサー部２は、複数のローラー２０のいずれにも接触していない状態、つまり＋ｚ方向の外力が作用していない状態においては、少なくとも一部がコンテナ１０の底面１２ａから－ｚ方向に突出するよう、支持部３によって弾性支持されている。一方、図３（ｂ）に示すように、振動センサー部２が複数のローラー２０のいずれかと接触すると、つまり＋ｚ方向の外力が作用すると、ローラー２０によって振動センサー部２が＋ｚ方向に押し上げられ、キャビティ１３に収容される。この状態においては、ローラー２０と接触する振動センサー部２の底面は、コンテナ１０の底面１２ａと同一平面を構成する。

【0023】

但し、振動センサーモジュール１の輸送時や保管時等の未使用時や非測定時には、振動センサー部２をキャビティ１３から突出させておく必要はなく、使用時に例えば振動センサー部２に重りを載せたり、或いは、センサー保持部１２に磁石を配置してその反発力で振動センサー部２を突出させたりしても構わない。また、振動センサー部２をストッパーで固定しておき、使用時にストッパーを外すことによって振動センサー部２を突出させても構わない。

【0024】

このような動作により、コンテナ１０の搬送と連動して振動センサー部２が複数のローラー２０と順次接触することになる。そして、所定のローラー２０が異常により振動しながら回転している場合、これを振動センサー部２によって検出することができる。振動センサー部２の出力信号は図１に示す制御回路３０に供給され、これにより所定のローラー２０に異常が生じていることを検出することができる。振動センサーモジュール１と制御回路３０は、コンテナ搬送用ローラーの異常検出装置を構成する。図１に示す例では、制御回路３０がコンテナ１０自体に設けられているが、本実施形態においてこの点は必須ではない。

【0025】

ここで、振動センサー部２のｘ方向におけるサイズＬをローラー２０の配列ピッチＰよりも小さく設計すれば、振動センサー部２が複数のローラー２０と同時に接触することがないため、個々のローラー２０の振動を選択的に検出することが可能となる。また、ローラー２０と振動センサー部２の接触時間を十分に確保することで、ローラー２０に生じている振動を正確に検出することができる。このため、振動センサー部２のｘ方向におけるサイズＬは、例えば、ローラー２０の配列ピッチＰの５０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。

【0026】

また、本実施形態においては、支持部３が振動センサー部２を搬送方向であるｘ方向に変位可能に弾性支持している。これにより、ローラー２０の振動だけでなく、ローラー２０の回転速度異常についても検出することができる。例えば、図４（ａ）に示すローラー２１に異常が生じ、他のローラー２０よりも回転速度が低下している場合、ローラー２１と振動センサー部２が接触すると、図４（ｂ）に示すように振動センサー部２が－ｘ方向に変位する。ローラー２１の回転速度が低下している場合、支持部３のバネ特性やローラー２１と振動センサー部２の摩擦力にも依るが、一般に、図４（ａ）に示す状態と図４（ｂ）に示す状態を交互に繰り返す。この場合、振動センサー部２はｘ方向に振動することから、この状態を制御回路３０が検出することより、ローラー２１の回転速度に異常が生じていることを検出することができる。

【0027】

以上説明したように、本実施形態による振動センサーモジュール１によれば、ローラー２０の振動や回転速度異常を振動センサー部２が直接検出することから、どのローラーに異常が生じているのか判定することが可能となる。

【0028】

図５は、第１の変形例による振動センサーモジュール１Ａの構造を説明するための模式図である。図５に示す振動センサーモジュール１Ａは、振動センサー部２を弾性支持する支持部３がｘ方向及びｙ方向に設けられており、これにより、ｘ方向における変位特性と、ｙ方向における変位特性が互いに一致している。このような構成を有する振動センサーモジュール１Ａを用いれば、コンテナ１０の搬送方向に関わらず、ローラー２０の異常を正しく検出することが可能となる。つまり、コンテナ１０がｘ方向及びｙ方向のいずれの方向に搬送される場合であっても、ローラー２０の異常を検出することが可能となる。

【0029】

図６は、第２の変形例による振動センサーモジュール１Ｂの構造を説明するための模式図である。図６（ａ）に示す振動センサーモジュール１Ｂは、振動センサー部２とセンサー保持部１２をｚ方向に接続する支持部３が省略されている。振動センサー部２の上面は重錘搭載部２ａを構成し、図６（ｂ）に示すように、重錘搭載部２ａに任意の重さを有する重錘４を搭載することができる。このような構成を有する振動センサーモジュール１Ｂを用いれば、振動センサー部２と支持部３の間の振動伝達特性が重錘４によって変化することから、コンテナ１０の固有振動によって振動センサー部２が共振する現象を防止することが可能となる。

【0030】

図７は、第３の変形例による振動センサーモジュール１Ｃの構造を説明するための模式図である。図７（ａ）に示す振動センサーモジュール１Ｃは、振動センサー部２が受け皿５に固定されているとともに、振動センサー部２とセンサー保持部１２の間にクッション６が配置されている。これにより、受け皿５がローラー２０と接触すると、図７（ｂ）に示すように受け皿５がｚ方向に押し上げられ、クッション６が収縮する。そして、受け皿５がローラー２０から離れると、図７（ａ）に示すように、クッション６の復元力によって受け皿５が底面１２ａから突出した状態となる。本例においては、受け皿５及びクッション６が支持部３を構成する。このように、支持部３がバネである点は必須ではない。また、振動センサー部２とローラー２０が直接接触する点も必須ではない。

【0031】

以上、本開示に係る技術の実施形態について説明した。本開示に係る技術は、上記の実施形態に限定されることなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本開示に係る技術の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。なお、本開示は、２０２０年７月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０２０－１２６１２８号に対する優先権の利益を主張し、上記特許出願の内容全体を参照により本明細書に援用する。

【符号の説明】

【0032】

１，１Ａ～１Ｃ 振動センサーモジュール
２ 振動センサー部
２ａ 重錘搭載部
３ 支持部
４ 重錘
５ 受け皿
６ クッション
１０ コンテナ
１１ 本体部
１２ センサー保持部
１２ａ 底面
１３ キャビティ
２０，２１ ローラー
３０ 制御回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】