JP2001048453A - コンベヤの駆動機構およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンベヤの駆動がスム−ズに行え、かつ屈曲
部において、過大な負荷が連結材、継手部および案内レ
ール等にかからないコンベヤの駆動機構およびその駆動
制御方法を提供する。 【解決手段】 ほぼ水平面内に配置された無端状のレー
ル内を周回するコンベヤの駆動機構において、補助駆動
装置ｂ-1の搬送速度を、あらかじめ設定された任意の速
度に制御されている主駆動装置ａ-1の搬送速度に応じて
制御する。ここで、上記主駆動装置ａ-1の搬送速度およ
び補助駆動装置ｂ-1の搬送速度は、駆動装置の電動機出
力軸の位相を検知し、その位相に基づいて搬送速度を算
出することが好ましい。また、コンベヤの駆動機構が、
同一直線内に複数の駆動装置を有する場合は、同一直線
内では１台の駆動装置に対してのみ速度制御を行うこと
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ほぼ水平面内に
配置された無端状のレール内を周回するコンベヤにおい
て、搬送時に曲線区間の案内レールに過大な搬送負荷が
作用しないようにしたコンベヤの駆動機構およびその駆
動制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンベヤは、走行ローラ、案内ローラお
よび踏板部を具備したパレットが、無端状の走行レール
および案内レールに沿って搬送されるものであって、前
記パレットが無端状に連結されて移動する装置である。
また、このコンベヤは、連結材に設けられた爪の部分
が、駆動チェ−ンと係合してパレットが駆動されるもの
であり、パレットの駆動装置は直線経路にのみ設けられ
ている。

【０００３】このようなコンベヤは、搬送する経路が長
くなり、屈曲部が増えるに従って、搬送抵抗が大きくな
る傾向にある。従来のような１台の駆動装置による駆動
の場合は、屈曲部において、連結材、継手部および案内
レール等に過大な負荷が作用することになり、連結材、
継手部および案内レール等の強度アップや駆動動力の増
大等が必要になり、コストアップの原因となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題点を解消するためになされたものであり、コンベヤ
の駆動がスム−ズに行え、かつ屈曲部において、過大な
負荷が連結材、継手部および案内レール等にかからない
コンベヤの駆動機構およびその駆動制御方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは特願平10-0
25320号に乗客コンベヤの駆動機構に関する出願を行っ
ている（以下、この出願を「先行出願」という）。この
先行出願に係る発明は、搬送経路内に複数の駆動装置を
配置し、それら複数の駆動装置が互いに協調し合い、そ
れぞれが同じ程度の負荷状態で運転することにより従来
の問題点を解決するものである。この先行出願において
は、駆動装置の電動機の出力電力を測定することによ
り、該電動機の負荷状態を監視し、複数の駆動装置が同
じ負荷状態で運転するよう制御を行っている。例えば、
片側レーンには乗客がいない（空車）状態で、反対側の
レーンが満載状態の時を想定する。この場合、空車レー
ン側の駆動装置における電動機の出力は低く、満載側の
駆動装置における電動機の出力は高くなる。それぞれの
出力に差が無くなるようにそれぞれの出力電力を制御す
ることにより、複数の電動機をバランス良く駆動させる
ことができる。これにより、乗客コンベヤの駆動が従来
技術と比較してスム−ズとなり、屈曲部において、過大
な負荷が連結材、継手部等にかかるのを回避している。

【０００６】しかしながら、先行出願の乗客コンベヤに
おいては、複数の駆動装置の負荷バランスを保つように
制御する方法が取られているため、以下に示す問題点が
ある。

【０００７】ここで、先行出願に係る乗客コンベヤの各
駆動装置の配置状況を図５に示す。駆動装置aおよびb
は、反転区間１１の入り口側に配置されている。

【０００８】図６は、乗客コンベヤの踏板ユニットの構
造を示す図である。ここでは、最上部に位置する踏板１
を二点鎖線で示し下部の構造を透視的に実線で示してい
る。図６に示すように、踏板ユニットは、乗客を乗せる
三日月形の踏板１と、前後踏板ユニットを連結する連結
材２から成り、連結材２の前後部端の継手部３により前
後の踏板ユニットと連結される。また踏板１には、走行
ローラ６および所定の軌道を案内レール７に沿って案内
されるための案内ローラ５が配置されている。

【０００９】図７は、反転区間における踏板の状態を示
す図である。反転区間においては、左右の案内ローラの
法線軸が反転区間の曲率中心を向いていないため、案内
ローラ５と案内レール７との間に隙間１２が生じる。こ
の隙間１２は、コンベヤの製作に伴う誤差を解消する役
目も持っている。一方、踏板ユニットの牽引力の伝達
は、連結材２を介して行われるため、反転区間で連結材
２に搬送方向への荷重が作用すると、案内ローラは、内
側および外側どちらか一方の案内レールへ押し付けられ
搬送される。

【００１０】図８は、乗客コンベヤが駆動しているとき
に連結材にかかる好ましい荷重状態を示す図である。図
８に示すように、乗客の乗ることのない反転区間１１で
は、無負荷かそれに近い状態であり、直線区間と反転区
間１１の境界に無負荷点Ｐ₀があることが望ましい。な
お、この無負荷点Ｐ₀を境として駆動装置の負荷の分担
範囲が変化する。

【００１１】図９は、図５においてAレーン９が空車状
態であり、Bレーン１０が満載状態である場合の、連結
材の荷重状態を示す図である。上述のように、Bレーン
１０の負荷が大きくなるため、Aレーン９の駆動装置がB
レーン１０の負荷の一部を分担するように制御される。
図９に示すような負荷状態の場合、反転区間の連結材に
は引張荷重が作用する。この区間で過大な負荷が発生す
ると、踏板ユニットを反転案内させる案内レール内壁に
多大な押付け力が作用してしまう。また、案内レールに
案内される案内ローラにも多大な荷重が作用する。

【００１２】このような場合、案内レールに大きな剛性
を持たせる必要が有り、また、案内ローラに至っても、
大きな耐荷重が必要となり、製作コストの増大を招く等
の大きな問題となる。

【００１３】本発明者等は、上述した先行出願の問題点
を解決すべくさらに検討を重ねた結果、本発明をなすに
至ったものである。

【００１４】請求項１の発明は、ほぼ水平面内に配置さ
れた無端状のレール内を周回するコンベヤの駆動機構
は、主駆動装置と、少なくとも１基以上の補助駆動装置
とを有し、前記主駆動装置の搬送速度に応じて前記補助
駆動装置の搬送速度を制御することを特徴とするコンベ
ヤの駆動機構である。

【００１５】この発明は、補助駆動装置の搬送速度を、
あらかじめ設定された任意の速度に制御されている主駆
動装置の搬送速度に応じて制御するものである。制御方
法は、主駆動装置の搬送速度を測定し、補助駆動装置の
搬送速度を、測定された主駆動装置の搬送速度と同一と
なるように制御することにより行う。これにより、コン
ベヤの駆動がスム−ズに行え、かつ屈曲部において、過
大な負荷が連結材、継手部および案内レール等にかから
ないように制御することができる。

【００１６】ここで、各駆動装置の内、どれを主駆動装
置に選択するかは任意であり、選択した駆動装置以外の
駆動装置を補助駆動装置と呼ぶ。

【００１７】請求項２の発明は、前記主駆動装置の搬送
速度および前記補助駆動装置の搬送速度は、各駆動装置
出力軸の位相に基づき算出することを特徴とする請求項
１に記載のコンベヤの駆動機構である。

【００１８】この発明は、駆動装置の電動機出力軸の位
相を検知し、その位相に基づいて搬送速度を算出するこ
とにより、制御を行うものである。位相は、測定が容易
であり、正確で細かな測定が可能であるため、制御を精
度良く行うことができる。

【００１９】これにより、コンベヤの速度制御を精度良
く行うことができ、スム−ズな走行が可能となり、屈曲
部において、過大な負荷が連結材、継手部および案内レ
ール等にかからないように制御することが可能となる。

【００２０】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２のコンベヤの駆動機構が、同一直線内に複数の駆動装
置を有する場合は、同一直線内では１台の駆動装置に対
してのみ速度制御を行うことを特徴とするコンベヤの駆
動機構の制御方法である。

【００２１】この発明は、同一直線内に２基以上の駆動
装置を有するコンベヤの駆動機構において、同一直線内
では１台の駆動装置のみ速度制御の対象とするものであ
る。同一直線内においては、コンベヤの速度は一定とな
るため、１台のみ制御を行えば他の駆動装置は常に同じ
速度で稼働する。これにより、同一直線内の複数の駆動
装置を別々に制御する必要がなくなり、制御回路を簡略
化できる。

【００２２】請求項４の発明は、２本の直線部分を有す
る請求項１または請求項２のコンベヤの駆動機構の制御
方法であって、主駆動装置を固定した後、他の直線部分
の補助駆動装置を駆動させ、前記補助駆動装置の電動機
の負荷があらかじめ設定された負荷の値に達したときに
前記補助駆動装置を固定する工程と、前記補助駆動装置
を固定したまま前記主駆動装置を駆動させ、前記主駆動
装置の電動機の負荷があらかじめ設定された負荷の値に
達したとき主駆動装置を固定し、前記主駆動装置の稼働
前後における位相変化量を測定する工程と、前記補助駆
動装置を、前記位相変化量の２分の１を動かすことによ
り、コンベヤ稼働前の初期位置の決定を行う工程とを有
することを特徴とするコンベヤの駆動機構の制御方法で
ある。

【００２３】この発明は、２本の直線部分を有するコン
ベヤの駆動機構において、稼働前の初期位置の決定(オ
フセット調整)方法についてのものである。停電または
非常停止等で機械的に装置を停止させた場合、各駆動装
置の停止特性のばらつきから、停止時の反転区間での案
内レールと案内ローラの隙間の状態が適切な範囲に保た
れているとは限らない。案内レールと案内ローラが接触
している状態でコンベヤの再起動を行うと、過大な負荷
が案内レール及び案内ローラにかかることになる。そこ
で、再起動時の負荷を軽減するため初期位置の決定(オ
フセット調整)を行う。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下本発明の詳細を説明する。

【００２５】本発明の実施の形態に係るコンベヤの駆動
機構を、図１〜図４に基づき説明する。

【００２６】図１は、本発明に係るコンベヤの駆動機構
の概略を示す図である。主駆動装置a-1および補助駆動
装置b-1は、それぞれ反転区間の入り口側に配置されて
いる。さらに補助駆動装置a-2および補助駆動装置b-2が
それぞれの直線区間の中間部に配置されている。なお、
補助駆動装置は１基以上であれば良く、本実施形態に限
ったものでないことはいうまでもない。

【００２７】本発明のコンベヤの駆動機構は、主駆動装
置の搬送速度に応じて補助駆動装置の搬送速度が制御さ
れる。

【００２８】上記搬送速度は、搬送速度と比例するパラ
メータを測定することにより求めることができる。例え
ば、パラメータとしては、駆動装置の電動機出力軸の位
相、電動機の出力電流値、電動機の出力周波数等がある
が、搬送速度と比例するパラメータであればこれに限っ
たものではない。

【００２９】図１は、搬送速度を求めるパラメータとし
て、駆動装置の電動機出力軸の位相を用いた場合を表し
ている。位相は、測定が容易であり、正確で細かな測定
が可能であるため、好ましいパラメータである。

【００３０】主駆動装置a-1および補助駆動装置b-1の電
動機出力軸には、出力軸の位相を検知するためのエンコ
ーダc-1およびc-2が取り付けられている。各エンコーダ
の出力値からは、それぞれの駆動装置の搬送速度が計算
により求められる。

【００３１】各駆動装置の搬送速度は制御装置dに取り
込まれ、それぞれの搬送速度の監視および制御を行う。
なお、各駆動装置の電動機は、誘導電動機であることが
好ましい。誘導電動機は構造がシンプルであり、インバ
ータ等によりその入力周波数が可変でき、複雑な制御系
を組むことなく電動機の制御が容易にできる。

【００３２】ここで、補助駆動装置a-2および補助駆動
装置b-2にはエンコーダを取りつけなくとも良い。同じ
レーンの駆動装置間では、特に制御を行わず、負荷を分
担して運転される。これは、同一直線内においては、コ
ンベヤの速度は一定となるため、１台のみ制御を行えば
他の駆動装置は常に同じ速度で稼働するからである。

【００３３】図２は、制御装置dにて行われる主駆動装
置a-1および補助駆動装置b-1の制御方法を示すフロー図
である。まず、搬送速度V₀を設定する。これは、運転開
始時毎に設定しても良く、また、あらかじめ設定されて
いる値を使用しても良い。次に、主駆動装置a-1および
補助駆動装置b-2の基準となる初期位置の決定(オフセッ
ト調整)を行うことが好ましい。反転区間においては、
前述したようにその構成上、案内レールと案内ローラの
間に隙間が存在する。隙間が適切に保たれることによ
り、反転区間での負荷が著しく軽減されるが、コンベヤ
の運転停止時の状況により、前記隙間が不均一となり、
コンベヤの稼働前に隙間の調整を行う必要が生じるため
である。その後は、停止ボタンや緊急停止スイッチが押
されるまで定められた隙間を保つべく制御が行われる。

【００３４】速度の制御方法は、主駆動装置の電動機の
搬送速度V_Mを前出のエンコーダc-1で測定した位相から
計算で求め、あらかじめ設定された搬送速度V₀との差を
なくすように制御される。例えば、搬送負荷が増して、
電動機の回転速度が落ち、搬送速度が設定値に対してあ
らかじめ設定されている速度誤差Ａを引いた値より小さ
くなれば、搬送速度V_Mを上げるべく電動機の入力周波数
を上げ、回転速度を上昇させる。負荷が減り搬送速度が
設定値に対してあらかじめ設定されている速度誤差Ａを
足した値より高くなれば電動機の入力周波数を下げ、回
転速度を遅くする制御を行う。一方、補助駆動装置は、
その搬送速度V_SをエンコーダC-2より検知し、主駆動装置
の搬送速度V_Mに保たれているかどうか判断され、その結
果に応じて、主駆動装置と同じ処置が行われる。ここで
は、あらかじめ設定される速度誤差をＢとする。なお、
各駆動装置に対する速度制御は、主駆動装置に関しては
あらかじめ設定された搬送速度Ｖ₀に対して行い、補助
駆動装置に関しては測定された主駆動装置の速度に対し
て行われる。各駆動装置の搬送速度に対して、このよう
に制御を行うため、レーンの搬送負荷が変動しても、別
のレーンの駆動装置に影響を及ぼすことがなくなる。

【００３５】ここで、速度誤差Ａは、コンベヤにおいて
許容される搬送誤差から決定される値であり、Ｂは、案
内レールと案内ローラの隙間等により生じる速度変動量
を考慮して決定される値である。

【００３６】図３は、本発明の実施形態に係るコンベヤ
稼働前の初期位置の決定(オフセット調整)方法を示すフ
ロー図である。また、図４に本発明の実施形態に係るオ
フセット調整時における、反転区間での案内レールと案
内ローラの状態を示す。

【００３７】まず、主駆動装置a-1のブレーキをＯＮに
し、主駆動装置a-1を除く各補助駆動装置のブレーキをO
FFにする。次に補助駆動装置b-1のみゆっくりとコンベ
ヤの進行方向に駆動させる。主駆動装置a-1はブレーキ
により固定されているため、補助駆動装置b-1の進行方
向側の反転区間においては、案内ローラが外側案内レー
ルを押しつける。補助駆動装置b-1の進行方向反対側の
反転区間においては、案内ローラは内側案内レールに押
しつけられる。この状態を図４（ａ）に示す。

【００３８】ここで、案内ローラが案内レールを押しつ
けることにより、補助駆動装置b-1の電動機の負荷Ｆbが
上昇する。補助駆動装置b-1の電動機の負荷Ｆbがあらか
じめ設定された負荷Ｆlimに達したとき補助駆動装置b-1
のブレーキをＯＮにし固定させる。

【００３９】次に、補助駆動装置b-1を除く各駆動装置
のブレーキをOFFにし、主駆動装置a-1のみゆっくりとコ
ンベヤの進行方向に駆動させる。前述と同様に案内ロー
ラが案内レールに押しつけられて、主駆動装置a-1の電
動機の負荷Ｆaが上昇する。この状態を図４（ｂ）に示
す。主駆動装置a-1の電動機の負荷Ｆaがあらかじめ設定
された負荷Ｆlimにしたとき、主駆動装置a-1のブレーキ
をＯＮにし固定させる。この時、主駆動装置a-1の稼働
前後におけるエンコーダの位相変化量をΔＩとして記憶
させる。

【００４０】最後に、主駆動装置a-1を固定したまま、
補助駆動装置b-1を動かし、稼働前後におけるエンコー
ダの位相変化量が、上記で求めたΔＩの２分の１になる
ようコンベヤの進行方向に駆動させる。上記手順によ
り、反転区間における案内レールと案内ローラの隙間が
適切な値に調整される。

【００４１】稼働前の初期調整を上記方法で行うことに
より、稼働時の負荷が著しく軽減され、安定した走行が
可能となる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンベヤの駆動がスム−ズに行え、かつ屈曲部において、
過大な負荷が連結材、継手部および案内レール等にかか
らないコンベヤの駆動機構が提供される。これにより、
装置のコストダウンが可能となり、その工業的価値は大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るコンベヤの概略を示す
図である。

【図２】本発明の実施形態に係るコンベヤの制御方法を
説明するフロー図である。

【図３】本発明の実施形態に係るコンベヤの初期位置の
決定(オフセット調整)方法を説明するフロー図である。

【図４】本発明の実施形態に係るコンベヤのオフセット
調整時における、反転区間での案内レールと案内ローラ
の状態を示す説明図である。

【図５】先行出願に係る乗客コンベヤの各駆動装置の配
置状況を示す図である。

【図６】（ａ）コンベヤの踏板ユニットの構造を示す図
である。 （ｂ）Ａ−Ａの断面図である。

【図７】反転区間における乗客コンベヤの踏板ユニット
の状態を示す図である。

【図８】乗客コンベヤが駆動しているときに連結材にか
かる好ましい荷重状態を示す図である。

【図９】Aレーンが空車状態であり、Bレーンが満載状態
である場合の、連結材の荷重状態を示す図である。

【符号の説明】

ａ，ａ-1 主駆動装置 ａ-2，ｂ，ｂ-1，ｂ-2 補助駆動装置 ｃ-1，ｃ-2 エンコーダ ｄ 制御装置 １ 踏板 ２ 連結材 ３ 継手部 ４ 爪 ５ 案内ローラ ６ 走行ローラ ７ 案内レール ８ 走行レール ９ Ａレーン １０ Ｂレーン １１ 反転区間 １２ 隙間 Ｈ 引張負荷 Ｉ 圧縮負荷 Ｐ₀ 無負荷点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青江 信一郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 3F321 AA05 BA05 BA07 BA10 CA04 CA06 EA08 EA10 EB08 EC12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ水平面内に配置された無端状のレー
   ル内を周回するコンベヤの駆動機構は、主駆動装置と、
   少なくとも１基以上の補助駆動装置とを有し、前記主駆
   動装置の搬送速度に応じて前記補助駆動装置の搬送速度
   を制御することを特徴とするコンベヤの駆動機構。
2. 【請求項２】 前記主駆動装置の搬送速度および前記補
   助駆動装置の搬送速度は、各駆動装置出力軸の位相に基
   づき算出することを特徴とする請求項１に記載のコンベ
   ヤの駆動機構。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２のコンベヤの駆
   動機構が、同一直線内に複数の駆動装置を有する場合
   は、同一直線内では１台の駆動装置に対してのみ速度制
   御を行うことを特徴とするコンベヤの駆動機構の制御方
   法。
4. 【請求項４】 ２本の直線部分を有する請求項１または
   請求項２のコンベヤの駆動機構の制御方法であって、主
   駆動装置を固定した後、他の直線部分の補助駆動装置を
   駆動させ、前記補助駆動装置の電動機の負荷があらかじ
   め設定された負荷の値に達したときに前記補助駆動装置
   を固定する工程と、前記補助駆動装置を固定したまま前
   記主駆動装置を駆動させ、前記主駆動装置の電動機の負
   荷があらかじめ設定された負荷の値に達したとき主駆動
   装置を固定し、前記主駆動装置の稼働前後における位相
   変化量を測定する工程と、前記補助駆動装置を、前記位
   相変化量の２分の１を動かすことにより、コンベヤ稼働
   前の初期位置の決定を行う工程とを有することを特徴と
   するコンベヤの駆動機構の制御方法。