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(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】2024-01-16
(45)【発行日】2024-01-24
(54)【発明の名称】電磁コンベアシステム
(51)【国際特許分類】
B65G 47/53 20060101AFI20240117BHJP
B65G 54/02 20060101ALI20240117BHJP
【ＦＩ】
B65G47/53 Z
B65G54/02
【請求項の数】
26
(21)【出願番号】P 2020549757
(86)(22)【出願日】2019-01-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-08-02
(86)【国際出願番号】 US2019013124
(87)【国際公開番号】W WO2019199363
(87)【国際公開日】2019-10-17
【審査請求日】2022-01-07
(31)【優先権主張番号】15/953,127
(32)【優先日】2018-04-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】508181663
【氏名又は名称】レイトラム，エル．エル．シー．
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】メヘンデール、アディティア
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン デル ラーン，エウォウト ペ－ター
(72)【発明者】
【氏名】サヒン－ノマレル，ファンダ
(72)【発明者】
【氏名】クロップ，ピーター アーノウト
【審査官】内田 茉李
(56)【参考文献】
【文献】特開平０３－１１２３９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０４８０２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１７４６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｇ ４７／５３
Ｂ６５Ｇ ５４／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンベアシステムであって、導電性物品を第１の方向において出口端まで搬送する第１のコンベアと、
前記導電性物品を入口端から前記第１の方向とは異なる第２の方向において搬送する第２のコンベアと、
前記第１のコンベアの前記出口端と前記第２のコンベアの前記入口端との間に接合部を形成するダイバータと、を備え、
前記ダイバータは、
上部表面と、
前記第１のコンベアの前記出口端から前記上部表面上の前記導電性物品を受容する、前記第１のコンベアの前記出口端に隣接する入口と、
前記第２のコンベアの前記入口端に隣接する出口と、
前記上部表面の下で連続する第１および第２のゾーンのマトリックスに配設されている複数のコイルであって、前記第１のゾーンの各々の前記コイルが、前記ゾーンの上の前記上部表面上にある前記導電性物品を前記第１の方向に移動するように強制する、１次フィールドを有する電磁磁束波を生成し、前記第２のゾーンの各々の前記コイルが、前記ゾーンの上の前記上部表面上にある前記導電性物品を前記第２の方向に移動するように強制する、電磁磁束波を生成し、前記コイルにより生成された電磁磁束波が、前記第１および第２の両方のゾーンにおいて前記第１の方向または第２の方向に対応する方向に伝播して、前記導電性物品内に電流を誘導し、誘導された当該電流が、前記電磁磁束波の１次フィールドと相互作用する２次フィールドを生成して、前記導電性物品に作用して当該導電性物品を前記対応する方向に移動させる力を生成する、複数のコイルと、
前記入口に沿った前記ゾーンのうちの少なくともいくつかが、第１のゾーンであり、前記出口に沿った前記ゾーンのうちの少なくともいくつかが、前記第２のゾーンであり、
前記導電性物品が、前記第１および第２のゾーン内で前記コイルによって前記入口から前記出口に対して、ならびに前記第２のコンベア上に方向付けられている、コンベアシステム。
【請求項2】
前記第１のゾーンの各々が、前記第１の方向に進む、電磁磁束波を生成するように配設された前記複数のコイルを含み、前記第２のゾーンの各々が、前記第２の方向に進む、電磁磁束波を生成するように配設された前記複数のコイルを含む、請求項１に記載のコンベアシステム。
【請求項3】
前記第２の方向が、前記第１の方向に対して垂直である、請求項１に記載のコンベアシステム。
【請求項4】
前記ゾーンの各々にある前記コイルが、前記第１および第２の方向に対して斜めの平行線に沿って交互配置されている、請求項１に記載のコンベアシステム。
【請求項5】
前記第１および第２のゾーンの各々が、前記ゾーン内のすべての前記コイルが巻かれている、単一の鉄心を有する単一のコイルモジュールを含む、請求項１に記載のコンベアシステム。
【請求項6】
前記第１および第２のゾーンの各々が、１つ以上のコイルモジュールを含み、各々が同じ数のコイルを有する、請求項１に記載のコンベアシステム。
【請求項7】
前記コイルモジュールの各々が、その周りにコイルが形成されている鉄心を含み、前記コイルモジュールのうちの少なくともいくつかにおける前記鉄心が、少なくとも一端に沿って、同じゾーン内で隣接コイルモジュールの前記鉄心上の階段状構造と嵌合する、階段状構造を有する、請求項６に記載のコンベアシステム。
【請求項8】
異なる第１のゾーンまたは異なる第２のゾーンの前記隣接コイルモジュール内の前記コイルが、互いに重なり合う、請求項７に記載のコンベアシステム。
【請求項9】
連続する第１および第２のゾーンの前記マトリックスが、前記コイルモジュールの長方形マトリックスである、請求項６に記載のコンベアシステム。
【請求項10】
連続する第１および第２のゾーンの前記マトリックスが、前記第２の方向に整列しているコイルモジュールの列、および前記第１の方向に整列しているコイルモジュールの行を画定する、請求項６に記載のコンベアシステム。
【請求項11】
連続する第１のゾーン内のコイルモジュールの数が、前記入口から離れる列ごとに単調に減少する、請求項１０に記載のコンベアシステム。
【請求項12】
前記コイルが、２つの短辺および２つの長辺を有する長方形であり、前記上部表面に平行な磁気軸を有し、前記辺の１つに沿って交差領域で正環状に巻かれている、請求項１に記載のコンベアシステム。
【請求項13】
前記交差領域が、前記ダイバータの前記上部表面からより遠い長辺に沿っている、請求項１２に記載のコンベアシステム。
【請求項14】
前記第１および第２のゾーンの各々において、前記コイルを駆動する多相コントローラを備える、請求項１に記載のコンベアシステム。
【請求項15】
コンベアシステムであって、導電性物品を第１の方向に出口端まで搬送する第１のコンベアと、
前記導電性物品を入口端から第２の方向に搬送する第２のコンベアであって、前記第１の方向と前記第２の方向との間の角度θが、０°＜θ≦９０°によって与えられる、第２のコンベアと、
前記第１のコンベアの前記出口端と前記第２のコンベアの前記入口端との間に接合部を形成するダイバータと、を備え、
前記ダイバータは、
上部表面と、
前記第１のコンベアの前記出口端から前記上部表面上の前記導電性物品を受容する、前記第１のコンベアの前記出口端に隣接する入口と、
前記第２のコンベアの前記入口端に隣接する出口と、
前記上部表面の下で、前記第１の方向および第２の方向に対して平行な磁気軸と斜めの磁気軸とを有する複数のコイルであって、前記コイルの上の前記上部表面上にある前記導電性物品を第３の方向に移動するように強制する電磁磁束波を生成し、前記第１の方向と前記第３の方向との間の角度αが、０°＜α＜θによって与えられる、複数のコイルと、を含み、
前記導電性物品が、前記コイルによって前記入口から前記出口まで、かつ前記第２のコンベア上に方向付けられている、コンベアシステム。
【請求項16】
θ＝９０°である、請求項１５に記載のコンベアシステム。
【請求項17】
前記コイルを駆動する多相コントローラを備える、請求項１５に記載のコンベアシステム。
【請求項18】
コンベアシステムであって、導電性物品を第１の方向に出口端まで搬送する第１のコンベアと、
前記導電性物品を入口端から前記第１の方向とは異なる第２の方向に搬送する第２のコンベアと、
前記第１のコンベアの前記出口端と前記第２のコンベアの前記入口端との間に接合部を形成するダイバータと、を備え、
前記ダイバータは、
上部表面と、
前記第１のコンベアの前記出口端から前記上部表面上の前記導電性物品を受容する、前記第１のコンベアの前記出口端に隣接する入口と、
前記第２のコンベアの前記入口端に隣接する出口と、
前記入口から前記出口まで前記上部表面の下に弧を描いて配設されている複数のコイルであって、前記上部表面に垂直な平面図では、前記コイルの各々が、前記弧の内側で狭い端を有し、前記弧の外側で反対側の広い端を有する、複数のコイルと、を含み、
前記導電性物品が、前記コイルによって前記入口から前記出口まで、かつ前記第２のコンベア上に方向付けられている、コンベアシステム。
【請求項19】
前記弧が、９０°の角度に対している、請求項１８に記載のコンベアシステム。
【請求項20】
前記コイルの前記狭い端が、前記上部表面に垂直な方向で前記広い端よりも高い、請求項１８に記載のコンベアシステム。
【請求項21】
周囲に前記コイルが形成されている鉄心を備え、前記鉄心の厚さが、前記コイルの長さに沿って一定である、請求項１８に記載のコンベアシステム。
【請求項22】
周囲に前記コイルが形成されている鉄心を備え、前記鉄心の厚さが、前記弧の内側での前記コイルの前記端から前記弧の外側での前記コイルの前記端まで増加する、請求項１８に記載のコンベアシステム。
【請求項23】
周囲に前記コイルが形成されている鉄心を備え、前記鉄心の厚さに対する前記コイルの厚さの比が、前記鉄心の長さに沿って一定である、請求項１８に記載のコンベアシステム。
【請求項24】
周囲に前記コイルが形成されている鉄心を備え、前記鉄心の厚さが、その長さに沿って一定である、請求項１８に記載のコンベアシステム。
【請求項25】
前記コイルの弧が、外側弧を形成し、前記コンベアシステムが、前記外側弧の内側の内側弧に配設されている第２の複数のコイルを備える、請求項１８に記載のコンベアシステム。
【請求項26】
前記コイルを駆動する多相コントローラを備える、請求項１８に記載のコンベアシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、動力駆動コンベアに関し、より具体的には、缶などの導電性物品を電磁的に搬送するコンベアに関する。
【背景技術】
【0002】
コンベアは、製造プロセスを通じて物品を輸送するために使用される。空のアルミニウム飲料缶の輸送は、缶があるコンベアから別へ移行される地点の移送において困難である恐れがある。軽量缶は、移送部で転倒する、および移行デッドプレート上で滞留する傾向がある。缶はまた、長時間の走行で高速に加速されると、転倒しやすい。手動による介入は、転倒された缶と滞留された缶を処理することが要求される。しかし、手動による介入は、製造コストが増加し、かつ缶の汚染のリスクがある。また、対処されない場合、缶の滞留は、コストのかかる缶の集まりの混合という結果をもたらす恐れがある。
【発明の概要】
【0003】
本発明の特徴を具体化するコンベアシステムの１つのバージョンは、導電性物品を第１の方向に出口端まで搬送する第１のコンベア、導電性物品を入口端から第１の方向とは異なる第２の方向に搬送する第２のコンベア、および第１のコンベアの出口端と第２のコンベアの入口端との間に接合部を形成するダイバータを備える。ダイバータは、第１のコンベアの出口端から上部表面上の導電性物品を受容する、第１のコンベアの出口端に隣接する入口、および第２のコンベアの入口端に隣接する出口を含む。コイルは、上部表面の下で連続する第１および第２ゾーンのマトリックスに配設されている。第１のゾーンの各々のコイルは、ゾーンの上の上部表面上にある導電性物品を第１の方向に移動するように強制する、電磁磁束波を生成する。第２のゾーンの各々のコイルは、ゾーンの上の上部表面上にある導電性物品を第２の方向に移動するように強制する、電磁磁束波を生成する。入口に沿ったゾーンのうちの少なくともいくつかは、第１のゾーンであり、出口に沿ったゾーンのうちの少なくともいくつかは、第２のゾーンである。導電性物品は、第１および第２のゾーン内でコイルによって入口から出口まで、かつ第２のコンベヤー上に方向付けられている。
【0004】
本発明の特徴を具体化するコンベアシステムの別のバージョンは、導電性物品を第１の方向に出口端まで搬送する第１のコンベア、および導電性物品を入口端から第２の方向に搬送する第２のコンベアを備える。第１の方向と第２の方向との間の角度θは、０°＜θ≦９０°によって与えられる。ダイバータは、第１のコンベアの出口端と第２のコンベアの入口端との間に接合部を形成する。ダイバータは、第１のコンベアの出口端から上部表面上の導電性物品を受容する、第１のコンベアの出口端に隣接する入口、および第２のコンベアの入口端に隣接する出口を含む。上部表面の下で平行に配設されたコイルは、コイルの上の上部表面上にある導電性物品を第３の方向に移動するように強制する、電磁磁束波を生成する。第１の方向と第３の方向との間の角度αは、０°＜α＜θによって与えられる。導電性物品は、コイルによって入口から出口まで、かつ第２のコンベア上に方向付けられている。
【0005】
本発明の特徴を具体化するコンベアシステムのさらに別のバージョンは、導電性物品を第１の方向に出口端まで搬送する第１のコンベア、導電性物品を入口端から第１の方向とは異なる第２の方向に搬送する第２のコンベア、および第１のコンベアの出口端と第２のコンベアの入口端との間に接合部を形成するダイバータを備える。ダイバータは、第１のコンベアの出口端から上部表面上の導電性物品を受容する、第１のコンベアの出口端に隣接する入口、および第２のコンベアの入口端に隣接する出口を含む。コイルは、入口から出口まで上部表面の下に弧を描いて配設されている。上部表面に垂直な平面図では、コイルの各々は、弧の内側で狭い端を有し、弧の外側で反対側の広い端を有する。導電性物品は、コイルによって入口から出口まで、かつ第２のコンベア上に方向付けられている。
【0006】
本発明の特徴を具体化するコンベアシステムの別のバージョンは、導電性物品が上部表面上に移行される入口と、導電性物品が上部表面から移行される出口と、を含む、電磁コンベアを備える。コイルは、アレイで上部表面の下に配設され、上部表面を横切って入口から出口まで導電性物品を移動する力を引き起こす電磁磁束波を生成する。コントローラは、導電性物品の動きを強化するように、上部表面上の低力領域で導電性物品に作用する力を周期的に増加する、周期的パルスによって特徴付けられる駆動波形でコイルを駆動する。
【0007】
本発明の特徴を具体化するコンベアシステムのさらに別のバージョンは、上部表面、導電性物品が上部表面上に移行される入口、導電性物品が上部表面から移行される出口、および個々のゾーンで上記上部表面の下に配設されている複数のコイルを含む、電磁コンベアを備える。コイルは、ゾーンに通って上部表面を横切って入口から出口まで導電性物品を移動する力を引き起こす電磁磁束波を生成する。ゾーンに関連付けられたコントローラは、導電性物品の動きを強化するように、隣接するゾーンで異なる周波数または位相角を有する駆動波形でコイルを駆動する。
【0008】
本発明の特徴を具現化するコンベアシステムのさらに別のバージョンは、幅が左側から右側まで、長さが入口から出口まで延在する上部表面を含む、電磁コンベアを備える。アルミボトルまたは缶などの、導電性物品は、入口で上部表面上に移行され、出口で上部表面から移行される。上部表面の下に配設されたコイルは、上部表面を横切って入口から出口まで導電性物品を移動させるように、作動力を生成する、電磁磁束波を生成する。コントローラは、上部表面と導電性物品との間の摩擦力を超過する、導電性物品に対する平均作動力を生成するように、ピーク振幅およびデューティサイクルを有する周期的パルスでコイルを駆動する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の特徴を具体化するコンベアシステムは、図１および２に示されている。コンベアシステム２０は、この例では、ベルトコンベアとして示されている、搬入コンベア２２および搬出、または排出コンベア２４の両方を有する。搬入コンベア２２は、アルミニウム缶２６などの導電性物品を、第１の搬送方向２８で電磁コンベア３０に搬送する。この例では、電磁コンベアは、搬入コンベアの出口端３４に隣接する入口３２を有する、方向転換コンベア、またはダイバータとして構成されている。排出コンベア２４は、ダイバータ３０の出口３３の上の入口端３５で缶２６を受容する。この例では、ダイバータ３０は、長方形であり、より正確には、正方形であり、隣接側に入口３２および出口３３がある。排出コンベア２４は、缶２６を第１の搬送方向２８とは異なる第２の搬送方向２９に搬送する。ダイバータ３０は、その上部表面３６上の缶２６を第１の搬送方向２８から第２の搬送方向２９に方向転換する。この例では、ダイバータ３０は、搬入コンベア２２の出口端３４と排出コンベア２４の入口端３５との間の接合部を形成する９０°コーナーユニットとして機能する。搬入および搬出コンベア２２、２４は、この例ではベルトコンベアとして示されているが、取り扱われる特定の導電性物品を搬送するために適した、任意の種類のコンベアとすることができる。また、電磁コンベア３０は、代わりに、缶が回転されず、搬入コンベアと一列に並んだ排出コンベアにまっすぐに通過するインラインコンベアとして構成することができる。
【0011】
図２が示すように、ダイバータ３０は、連続するゾーン、第１のゾーン４０および第２のゾーン４１のマトリクス内の上部表面３６の下に配設された複数のコイル３８を有する。第１のゾーン４０内のコイル３８は、第１のゾーン内の缶を、ゾーン内に描かれた矢印によって示されるように、第１の搬送方向２８に移動するように強制する、電磁磁束波を生成する。第２のゾーン４１内のコイル３８は、第２のゾーンの缶を、第２の搬送方向２９に移動するように強制する、電磁磁束波を生成する。両方のゾーン４０、４１内のコイル３８によって生成された電磁磁束波は、対応する第１または第２の搬送方向２８、２９に伝搬し、導電性缶２６内に電流を誘導する。誘導電流は、対応する方向にそれらを移動するように、缶に作用する力を生成するように、磁束波の１次フィールドと相互作用する、２次フィールドを生成する。したがって、各ゾーンのコイル３８は、導電性缶２６の各々がＬＩＭ回転子に類似している、線形誘導電動機（ＬＩＭ）の固定子として機能する。
【0012】
ダイバータ３０内の第１および第２のゾーン４０、４１は、図２のように異なる長さであることができるが、各ゾーンは、図３に示されるように、１つ以上の同一のコイルモジュール４２、４２’で構成することができる。各コイルモジュール４２、４２’内のコイルは、囲い内に収容されるか、または埋め込み構造内に埋め込まれる。囲いまたは構造体の上方表面は、仮に缶２６が傾くことを回避するように、隣接コイルモジュール４２、４２’間の狭い継ぎ目と一緒に密着すると、ダイバータ３０の上部表面３６を形成することができる。代替的に、ダイバータ３０の上部表面３６は、コイルモジュール４２、４２’を覆う平坦な搬送表面を提供するシートまたは他の構造によって形成することができる。第１のコイルモジュール４２は、第１のゾーン４０を形成し、第２のコイルモジュール４２’は、第２のゾーン４１を形成する。
【0013】
この例では、連続する第１および第２のゾーン４０、４１のマトリックスは、４つの列Ｒ１～Ｒ４および４つの行Ｃ１～Ｃ４に配設された同一のコイルモジュール４２、４２’の正方マトリックスである。列Ｒ１～Ｒ４は、第１の搬送方向２８に垂直であるように、第２の搬送方向２９に整列し、行Ｃ１～Ｃ４は、第２の搬送方向に垂直であるように、第１の搬送方向に整列する。さらに、この例では、１１個の第２のコイルモジュール４２’が、缶を第２の方向２９にダイバータ３０の出口３３に向かって強制しており、５つのコイルモジュール４２が、缶を第１の方向２８に入口３２から離れるように強制する。入口３２に最も近い列Ｒ１および出口３３に最も近い行Ｃ４内のコイルモジュール４２’は、第２のゾーン４１内にある。また、出口３３に最も近い行Ｃ４内のすべてのコイルモジュール４２’は、第２のゾーン４１内にある。ダイバータ３０の入口３２に最も近い列Ｒ１内の４つのコイルモジュールのうちの３つは、第１のゾーン４０にある。
【0014】
コイルモジュール４２、４２’およびゾーン４０、４１のこの特定の配設では、連続する第１のゾーン４０内のコイルモジュールの数は、入口３２から離れる列ごとに単調に減少する。（入口３２に最も近い列Ｒ１は、第１のゾーン４０に３つのコイルモジュール４２を有し、次の列Ｒ２は２つ有し、第３および第４の列Ｒ３、Ｒ４は、何も有しない。）入口３２でダイバータ３０の左側に供給された缶は、最も左の行Ｃ１、Ｃ２内の第１のゾーン４０において、遠い行Ｒ３、Ｒ４内の第２のゾーン４１に向かって押される。それらのすぐ右側の缶は、入口列Ｒ１上の第１ゾーン４０に押され、第３の行Ｃ３は、第２列Ｒ２の第２ゾーン４１に押される。ダイバータ３０上でその右側４５に沿って供給され、第２のゾーン４１内で受容された缶は、すぐに出口３３に向かって押される。このようにして、ダイバータ３０の右側４５に近い缶は、缶の集団の幅を維持するのを助けるように、左側に近い缶よりも右に鋭く曲がる。
【0015】
もちろん、ゾーンおよびコイルモジュールの他の配設も、可能である。例えば、第１の列Ｒ１と第４の行Ｃ４内のコイルモジュールは、方向が変更される前に缶をダイバータ３０上に誘導するのを助けるように、第１のゾーン内にあることができる。別の例として、ゾーンのマトリックスは、コイルモジュールの非正方の長方形アレイとして配設することができる。または、各ゾーンは、その長さがゾーンの長さを画定する単一のコイルモジュールで作製することができる。また、ゾーンおよびコイルモジュールの数は、図１～３に示されるよりも多い、または少ない可能性がある。インライン電磁コンベアは、方向を変えることなく、缶を入口から反対の出口に同じ方向に方向付ける、単一のゾーンまたは複数のゾーンにあるすべてのコイルモジュールで構成されている。
【0016】
図４Ａおよび図４Ｂは、ダイバータの一部として、またはインラインコンベアの全部または一部として、２つの異なる並列コイル配設を示す。図４Ａは、隣接するゾーンＺ１、Ｚ２内の２つの並列コイルモジュール４２Ａ、４２Ｂを示す。各コイル４６は、コア４８、例えば、シリコン－鉄（ＳｉＦｅ）コアのような積層鉄コアの周りに巻かれている。この例では、各コイルモジュール４２Ａ、４２Ｂは、６つのコイル４６を有する。コア４８の反対側の端部は、より長いゾーンを形成するように、隣接コイルモジュールのコアの突出部、および凹部と嵌合して、交互の突出部５０および凹部５２の階段状構造を有する。各コア４８上のコイル４６は、ギャップ５４を横切って離間している。並列コイルモジュール４２Ａ、４２Ｂのコイル４６の端部は、ギャップ５４に適合するように、コイルの磁気軸５５に沿ってオフセットされている。結果として生じるコイル端のオーバーラップは、ダイバータの低力領域でのデッドスポットの排除を助ける。図４Ｂは、隣接するゾーンＺ１、Ｚ２内の２つの並列コイルモジュール４２Ａ’、４２Ｂ’を示す。各ゾーンＺ１、Ｚ２内のコイル４６は、単一のコアの周りに巻かれ、コアのほとんどが巻線によって覆われないように、間隔が狭い。隣接するゾーンＺ１、Ｚ２内のコイル４６は、軸方向にずれることなく個々に並列しており、当接している横方向に隣接するゾーン内のコイルの端部と重ならない。
【0017】
図５は、交互配置の第１および第２のゾーン５６、５７の別のダイバータ６０配設を示す。第１のゾーン５６内の缶は、コイル４６によって第１の搬送方向２８に移動され、第２のゾーン５７内の缶は、第２の搬送方向２９に移動される。斜めの境界線６２は、第１のゾーン５６を第２のゾーン５７から分離する。各モジュール５８は、平行四辺形である。各モジュール５８内のコイル４６は、境界線６２に平行な線に沿って交互配置を、かつ第１および第２の搬送方向２８、２９に対して斜めを形成するように、互いに長手方向にオフセットする。交互配置ゾーン５６、５７は、図１～４のダイバータ３０内の長方形ゾーンと比較して、ダイバータ６０の低磁束領域を減少させる。
【0018】
導電性物品のための電磁ダイバータの別のバージョンは、図６に示されている。このバージョンでは、ダイバータ６６内のすべてのコイル６４は、それらの磁気軸６５が第１および第２の搬送方向２８、２９に対して平行かつ斜めになるように幾何学的に配設される。斜めのコイル６４によって生成されている磁束波は、第１および第２の方向２８、２９に対して斜めの第３の方向６８に進む。第１の方向２８と第２の方向２９との間の角度θは、０°＜θ≦９０°によって与えられる。この例では、θ＝９０°である。第１の方向２８と第３の方向６８との間の角度αは、０°＜α＜θによって与えられる。ダイバータ６６上に供給された缶は、直ちに第３の方向６８で排出コンベア２４に向かって斜めに押される。
【0019】
電磁ダイバータのさらに別のバージョンは、図７に示されている。ダイバータ７０は、湾曲した軌道を画定する。この例では、湾曲したトラックは、９０°の角度に対している弧である。コイル７２の各々は、弧の内側で狭い端部７４を有し、弧の外側で広い端部７５を有する。コイル７２は、ＡＢＣ位相調整配設φ１に従って三相コイル駆動ドライバによって駆動されている。代替案の１つは、見かけ上の６相コイル駆動シーケンスφ２でコイルを駆動することであり、これは、φ２相シーケンスによって示されるように、巻線の極性を変えることによって、３相コイルドライバで達成することができる。
【0020】
図８～図１０は、図７の曲線軌道ダイバータ７０内で使用可能な代替コイルの断面を示す。図８中のコイル８４は、その長さに沿って、均一な厚さ、すなわち一定の高さの積層コア８６を有する。図８Ａおよび図８Ｂ中のコイル８４の断面に示されるように、内側端７４は、広い外側端７５より横方向に狭く、狭い内側端７４は、広い外側端７５よりも高い。狭い内側端でのコイル巻線は、均一な太いワイヤの一定の巻数を維持するように、広い外側端よりも多くの層を必要とする。
【0021】
図９では、鉄心ラミネーション７６のスタックは、厚さ（高さ）において先細になっている。厚さＴは、コイル７８の内側端７４から外側端７５まで増加する。コイル７８は、概して、平面図において、内側端７４よりも外側端７５の方が広い台形であるので、外側の巻線は、横方向により長い距離にわたって分配され、したがって、巻線層の深さが浅く、その長さに沿って一定の外側厚さ（高さ）を持つコイルを形成する。
【0022】
別の代替コイル８０は、図１０に示されている。図９のコイル７８と同様に、コイル８０は、その長さに沿って一定の厚さ（高さ）を有する。また、コイルの積層コア８２の厚さＴも、その長さに沿って均一であり、その結果、コイルの厚さと鉄心の厚さとの比は、コイル８０の長さに沿って一定である。コイル８０の外側端７５は、より広いので、コイル巻線は、より広い幅にわたって横方向に分配され、より狭い内側端７４における巻線層ほど深くはない。
【0023】
図１１は、図７の代替物としての湾曲したダイバータの一部を示す。ダイバータ９０は、コイル９４、９５の２つの同心円弧９２、９３から構成される。（図面を簡略化するために、各弧には３つのコイルのみが示されている。）内側弧９２は、外側弧９３の内側にある。
【0024】
図１２および図１３に示すように、すべての例のためのコイル９６、９６’は、巻線によって占められている体積を最小にするように、正環状に巻くことができる。示されている長方形のコイル構成では、コイルの正環状交差領域は、コイルの片側に限定されている。図１２では、交差領域９８、すなわち、正環状巻線の密なパッキングを達成するように、巻線が互いに交差する領域は、短辺の１つに形成されている。図１３では、交差領域９９は、鉄心と搬送される物品との間のギャップを最小限に抑えるように、かつ缶を移動するのに必要な正味の電界強度が低い、横方向に隣接コイルの短辺に沿った低力境界領域のデッドスポットを最小限に抑えるように、ダイバータの上部表面から離れた底面などの、長辺の１つに形成される。図１２および１３中のコイル９６、９６’は、コイルのコアの長さに沿って方向付けられ、ダイバータの上部表面に平行な磁気軸９７を有する。
【0025】
すべての例でのコイルを駆動するためのコントローラは、図１４に示されている。コントローラ１００は、この例では、コイルドライバ１０４Ａ～Ｃおよび直列コンデンサ１０５Ａ～Ｃを通して、各相Ａ、Ｂ、Ｃのコイル１０２Ａ～Ｃを駆動する３つの電流源として動作する三相コントローラとして、この例に示されている多相コントローラである。図１～６のダイバータ内、またはインライン電磁コンベア内の各ゾーンは、専用のコントローラを有することができる。ダイバータのすべての第１のゾーンは、第１の単一コントローラによって電気的に並列に駆動することができ、すべての第２のゾーンは、第２の単一コントローラによって駆動することができる。図６および７中のインラインコンベアおよびダイバータは、単一の専用多相コントローラによって駆動することができる。また、図１１中のダイバータ内の各弧は、それ自体の多相コントローラによって駆動することができる。
【0026】
コントローラ１００に接続されたプログラム可能なプロセッサ１０６は、すべてのコイルゾーンの制御を調整するように、他のそのようなコントローラに接続することができる。または、プロセッサ１０６は、代わりに各コントローラ１００内に統合することができる。コンベア２０上のゾーン内の缶２６のデジタル画像を捕捉する１つ以上のカメラを含む視覚システム１０８は、捕捉された画像をプロセッサ１０６に送信する。画像から、プロセッサ１０６は、滞留された缶および流れの問題を検出し、あらゆる問題を修正するように、通常のコイル駆動シーケンスを変更することができる。例えば、ダイバータまたはインラインコンベア上のデッドスポットを除去することができる、１つの方法は、図１５および１６に示すような波形でコイルを駆動することによってである。各相のための標準ＡＣ駆動波形１１０は、周期的な高出力駆動パルス１１２を生成するように、パルス列によって振幅変調される。周期的パルスは、固定または変動レートで発生することができる。例えば、図１５および１６は、１７％のデューティサイクルおよび約１．２のパルス増幅率を備えた固定の８．３Ｈｚパルス列によって変調された１ｋＨｚ駆動波形を示す。直列コンデンサ１０５Ａ～Ｃの静電容量Ｃは、各相におけるコイル１０２Ａ～Ｃの大きなインダクタンスＬを有する高Ｑ共振回路を形成するように選択されている。各相のための交流駆動波形１１０の周波数ｆは、回路の公称共振周波数ｆｒ＝１／［２π（ＬＣ）１／２］に近く設定されている。ＬおよびＣの実際の値の許容誤差、ならびに、コイルドライバが誘導負荷をよりよく駆動するという事実のために、ＡＣ駆動波形の周波数ｆは、公称または理論上の共振周波数ｆｒの近いが、わずか上に設定されている。ＡＣ駆動波形の周波数ｆは、すべてのコイル回路の無効インピーダンスＸが正、すなわち誘導性であること、および、コイルとコンデンサの任意の組み合わせのために、駆動周波数ｆが回路の実際の共振周波数に近く、少なくとも共振回路の上半分の電力（３ｄＢ）周波数に近いことを確実にするように、公称共振周波数ｆｒより十分高く設定されている。このようにして、インダクタンスおよびキャパシタンスの公称値からの偏差および変動は、考慮され、無効インピーダンスＸは、抵抗性インピーダンスＲを支配しない、すなわち、｜Ｘ｜／Ｒ＜１．７３、換言すれば、電力係数は、０．５より大きい。周波数ｆが共振周波数ｆｒをわずかに下回る駆動波形で容量性負荷を駆動するように設計されたコイルドライバは、代替的に同様に使用して、すべてのコイル回路の無効インピーダンスＸが負であること、すなわち、容量性であり、支配的ではないこと、および、駆動周波数ｆが回路の実際の共振周波数に近いことを確実にすることができる。別の代替として、当業者は、無効インピーダンスＸがゼロである、共振周波数ｆｒで正確にコイルを駆動するように、従来の閉ループシステムを設計することができるであろう。これらの共振コイル駆動方式はいずれも、支配的ではない、ゼロまたは低い無効インピーダンス、およびコイルへの効率的な電力の移行をもたらす。例示的なパルス繰り返し率は、約５Ｈｚ～２０Ｈｚの範囲であり、デューティサイクル範囲は、約５％～２０％である。例示的なパルス増幅係数は、約１．２～１．５、またはより大きい範囲である。より高い振幅のコイル駆動パルス１１２は、磁場の周期的な増加を生成し、缶に作用する力は、缶を移動させるように、それ以外の低い磁界強度および力（デッドスポット）領域で、減速または停止される。パルス動作は、固定パルス周波数およびデューティサイクルで実行することができ、または、プロセッサ１０６は、デッドスポットをクリアする駆動パルスを生成するように、コントローラ１００に指示することができ、そうでなければ、滞留された、または遅い動きの缶が視覚システム１０８によって検出されたときに、缶の動きを強化することができる。固定された、より大きな振幅で永久的に動作するのではなく、ＡＣ駆動波形に短いパルスを適用する利点は、短いパルスにより、滞留された移動缶の速度を大幅に増加させることなく、滞留された缶を解放することである。
【0027】
デッドスポットを除去する別の方法は、図１７に示すように、位相シフト波形で隣接するゾーン内のコイルを駆動することによる。上部の波形１１４は、第１のゾーン内の１つの位相のためのコイル駆動を表し、下の波形１１６は、隣接するゾーンに対応する位相のコイル駆動を表す。２つの波形の位相は、この例では約９０°の位相角θだけ異なる。また、同じ位相シフトは、マルチ位相システムの他の位相間に存在する。隣接するゾーンの駆動波形間の位相シフトは、位相のずれた電磁磁束波の相互作用の結果として、主搬送方向に垂直な、力の成分を生成することによって、缶をデッドスポットからクリアする。力の垂直成分は、隣接するゾーン間のデッドスポットをクリアする。他のデッドスポットクリア技術と同様に、位相差は、停止した、または動きの遅い缶が、視覚システム１０８によって検出されたときに、プロセッサ１０６によって固定または調整することができる。
【0028】
デッドスポットを解消することができるなお別の方法は、異なる周波数で隣接するゾーン内のコイルを動作することによる。例えば、あるゾーンのコイルは、１１００Ｈｚの波形によって駆動することができ、隣接するゾーンのそれらは、１１０２Ｈｚの波形による。位相シフトで隣接するゾーンのコイルを駆動するのと同様に、異なる周波数でコイルを駆動することは、搬送方向に垂直な方向に缶に作用する力を生成する。周波数差は、固定することができ、または、滞留された缶が視覚システム１０８によって検出されたときに、プロセッサ１０６によって課すことができる。
【0029】
すべてのデッドスポットクリア技術は、搬入コンベアから排出コンベアへの缶の効率的な搬送を確実にするように、電磁ダイバータ、またはインライン、もしくは方向転換電磁コンベアで使用可能である。
【0030】
図１８Ａは、電磁単一化コンベアを含む、コンベアシステムのバージョンを示す。電磁コンベア１２０は、コンベアの入口１２４でのアルミニウム飲料ボトル、または缶１２２の集団流を出口１２５での単一のファイル中に単一化するように設計されている。従前の電磁コンベアと同様に、単一化コンベア１２０は、コンベアの上部表面１２１の下に配設されたコイルのネットワークを有する。缶の密な集団流の単一化を達成することは、前述された方向転換コンベアよりはるかに長いコンベアを要求する。それで、方向転換コンベアとは異なり、単一化コンベア１２０の長さは、その幅よりはるかに大きい。また、単一化コンベアの長い長さのため、缶１２２の加速は、低くなければならない。様々なダイバータのための三相駆動（１００、図１４）によって生成されている作動力は、缶への正味の力がゼロに低下することから防止するように、およびダイバータの上部表面のデッドスポットで缶が滞留することを防止するように、高い。三相駆動１００によって生成されている作動力が、長い単一化コンベア１２０に加えられると、缶１２２は、軽量缶が転倒するほどの速度まで加速される。
【0031】
低い平均加速度を達成し、それでも缶１２２と電磁単一化コンベア１２０の上部表面１２６との間の摩擦力を克服する１つの方法は、図１９Ａに示すように、缶に作用する作動力を生成する一連の駆動パルス１２８でコイルを駆動することである。示される駆動パルスは、図１９Ｂに示されるように、缶に作用する摩擦力１３２よりはるかに大きい作動力を生成する高いピーク振幅１３０を有する。缶に作用する正味の力１３４は、摩擦力を大幅に超過し、駆動パルス１２８の持続時間中に明確な方法で缶を加速させる。したがって、駆動パルス１２８は、駆動パルス中の缶に対する正味の力１３４が、パルスの持続時間中に缶の加速に影響を与えない摩擦力よりも十分に大きいことを確実にするのに十分な大きさの振幅１３０を有する。駆動パルス１２８の間のオフ時間１３６では、作動力は、ゼロに低下し、缶にかかる正味の力１３４は、摩擦のために負である。したがって、図１９Ｃに示すように、缶の速度１３８は、パルス１２８の間に増加し、オフ時間１３６の間に減少する。また、速度は、実際の缶速度１３８と所望の速度１４０との比較によって示される許容可能な平均加速度を達成するために、後続の各パルスとともに増加する。結果は、図１９Ｄによって示されるように、缶の実際の位置１４２とその所望の位置１４４との間の密接な一致である。
【0032】
例えば、缶と缶の上部表面との間の摩擦力ＦＦが２５ｍＮであり、平均作動力ＦＡが３１ｍＮである場合、缶に作用する正味の力ＦＮは、差、つまり６ｍＮである。６ｍＮの正味の力ＦＮを達成する１つの方法は、１８６ｍＮのピーク振幅、および１６．７％のデューティサイクルに対して１０ｍｓのオフタイムを有する２ｍｓの作動力パルス１２８を用いることである。他のパルス幅、ピーク振幅、およびデューティサイクルは、アプリケーションに応じて使用することができる。約２０％未満のデューティサイクル、約５ｍｓ未満のパルス幅、および摩擦力の少なくとも３倍のピーク作動力を生成するパルス振幅は、アルミ缶およびボトルの単一化に役立つ。
【0033】
図２０は、１つ以上の増幅器１５２にパルス信号を供給するコントローラ１５０を示す。増幅された駆動パルス１２８は、図１８Ａの電磁コンベア１２０の上部表面１２１の下でコイル１５４を駆動する。すべてのコイルは、同時にパルスすることができ、または、パルスは、増幅器の負荷を分散するように、コントローラ１５０によって位相調整することができる。
【0034】
缶１２２を単一化するために、図１８Ａのコンベア１２０は、図１８Ｂ中に矢印によって示されている方向に、缶１２２を方向付けるように配設されている複数のコイルで設計される。パルスコイルによって生成される力パターン１５６は、例えば、左側および右側１６２、１６３でよりもコンベア１２０の中心１６０で、輸送方向１５８で大きな力を生成することによって達成される。図１８Ｃは、暗い三角形１６４によってその力の大きさを示す。三角形１６４は、輸送方向１５８における力の大きさが中心１６０で最大であり、コンベアの長さに沿って左側および右側１６２、１６３でほぼ直線的にゼロまで減少することを、示す。輸送方向に垂直な、すなわち横方向１６８の作動力成分は、図１８Ｄ中の暗い長方形１６６によって示される。長方形１６６は、横方向１６８の作動力がコンベアの長さに沿って均一であり、コンベアの幅の一部にわたって左側１６２および右側１６３から離れる方向に方向付けられているが、コンベアの中央領域１７０ではゼロであることを示す。図１８Ａが示すように、缶１２２は、それらがコンベアの長さに沿って進むにつれて、左側および右側１６２、１６３から徐々に押しやられる。中心に沿った高い作動力は、それら（缶１２２）が中央領域に到達するときに輸送方向１５８に缶１２２を加速して、後部の側面缶を中心に向かってそれらの後ろに合体させる余地を提供する。
【0035】
図２１Ａの単一化コンベア１８０は、図２１Ｄによって示されるように、横方向１６８中の作動力が入口１２４から出口１２５に向かって増加するという点で、図１８Ａのコンベア１２０とは異なる。そのパターンは、外側の缶がコンベア１８０の中心に向かって押される前に、より早く列の中央で缶を分離する傾向がある。
【0036】
図２２Ａの単一化コンベア１９０は、図２２Ｃによって示されるように、左側１６２から右側１６３に減少する、輸送方向１５８に力を生成する。横方向１６８の作動力は、図２２Ｄによって示されるように、左側および右側１６２、１６３の近くの領域中のコンベアの長さに沿って均一である。その結果、左側６２での缶１２２が右側６３での缶を上回り、缶の列がコンベア１９０の中心に向かって時計回りに枢動する傾向にあり、それらは輸送方向１５８に進む。
【0037】
図２３Ａの単一化コンベア２００は、横方向１６８の作動力が出口１２５に近い領域にのみ加えられ、入口１２４に近い領域にはまったく加えられないことを除いて、図２２Ａのコンベア１９０と同様である。その結果、缶１２２の列は、コンベアの中心に向かって枢動するのにより時間がかかるが、より穏やかな合流のために、より大きな距離だけ離間される。
【0038】
図２４Ａの単一化コンベア２１０はまた、缶１２２の列を枢動させる。このコンベアのコイル構成と図２２Ａのコンベア１９０のそれとの間の１つの違いは、図２４Ｃに示されるように、輸送方向１５８での作動力の勾配がはるかに大きいことである。また、横方向１６８の作動力は、入口１２４から出口１２５まで増加する。その効果は、その時点での作動力が主に輸送方向１５８にあるので、缶１２２の列が進入時に分離する傾向があることである。列が分離されると、下流で増加する横方向の力は、分離された列がコンベア２１０の中心に向かって枢動し始めることを引き起こす。
【0039】
アルミニウムボトルまたは缶は、例示的な導電性運搬物品として、記載全体を通して使用された。しかし、アルミニウムまたは銅などの導電性材料を含む他の導電性物品は、記載されたコイルによって運搬することができる。また、図面の特定のレイアウトを参照して使用される「左」および「右」という用語は、特許請求の範囲で互換的に使用されることを意図している。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図18D】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図19D】
【図20】
【図21A】
【図21B】
【図21C】
【図21D】
【図22A】
【図22B】
【図22C】
【図22D】
【図23A】
【図23B】
【図23C】
【図23D】
【図24A】
【図24B】
【図24C】
【図24D】
