JP2005089043A

JP2005089043A - 空気浮上式ベルトコンベヤ

Info

Publication number: JP2005089043A
Application number: JP2003322357A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sugio; 剛杉生; Toshiyuki Okada; 利幸岡田
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】ランニングコストが経済的で且つ製造コストが安価な空気浮上式ベルトコンベヤを提供する。
【解決手段】被搬送物を搬送する搬送用ベルト４と、この搬送用ベルトを浮上させて案内する案内支持体５とから構成されたベルトコンベヤであって、案内支持体内に空気が供給される空気室１４を形成するとともに、この空気室を構成する上面部材として、空気噴出穴１１ａが所定間隔でもって多数形成されるとともに被搬送物を支持し得る支持用板材１１を用い、且つこの支持用板材の空気室側の内表面に、多孔質材料よりなる空気分散部材１６を配置したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気浮上式ベルトコンベヤに関するものである。

従来、空気浮上式のベルトコンベヤとしては、特許文献１に開示されたものがある。
この空気浮上式ベルトコンベヤは、鋼管により形成されたベルト支持材の内面に搬送用ベルトを配置するとともに、このベルト支持材の中央に所定間隔おきに多数の空気噴出穴を形成しておき、これら各空気噴出穴から空気を噴出させてベルトの走行抵抗を減少させるようにしたものである。
特開２０００−６２９２８号公報

ところで、従来の空気浮上式ベルトコンベヤは、ベルト支持材に小径の空気噴出穴が所定間隔でもって多数形成されたものであり、その搬送時においては、かなりの勢いでもって空気を噴出させる必要がある。

しかし、ベルト支持材の中央に形成された空気噴出穴から空気を噴出させた場合には、ベルトとベルト支持材との間に形成される隙間から、すなわちその両側縁部全面から空気が流出するため、被搬送物を載せた状態でベルトをベルト支持材の表面から浮かせようにとすると、大量の空気を供給する必要があり、不経済であるという課題がある。

なお、空気が逃げるのを防止するために、ベルト支持材の略全面に亘って非常に小さい穴径の空気噴出穴を形成すると、すなわち微細なものにすると、製造工程に多くの手間と時間を要し、製造コストの増大に繋がってしまう。

そこで、本発明は、ランニングコストが経済的で且つ製造コストが安価な空気浮上式ベルトコンベヤを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る空気浮上式ベルトコンベヤは、被搬送物を搬送する搬送用ベルトと、この搬送用ベルトを浮上させて案内する案内支持体とから構成されたベルトコンベヤであって、
上記案内支持体内に空気が供給される空気室を形成するとともに、当該空気室を構成する上面部材として、空気噴出穴が所定間隔でもって多数形成されるとともに被搬送物を支持し得る支持用板材を用い、且つこの支持用板材の空気室側の内表面に、多孔質材料よりなる空気分散部材を配置したものである。

また、請求項２に係る空気浮上式ベルトコンベヤは、請求項１に記載のベルトコンベヤの搬送用ベルトにて被搬送物を搬送する際に、ベルト支持面圧が大きい部分に対応する空気分散部材の圧力損失を小さくするとともに、ベルト支持面圧が小さい部分に対応する空気分散部材の圧力損失を大きくしたものである。

さらに、請求項３に係る空気浮上式ベルトコンベヤは、請求項１に記載のベルトコンベヤにおける搬送用ベルトの横断面中央部に対応する空気分散部材の圧力損失を小さくするとともに、搬送用ベルトの横断面両側部に対応する空気分散部材の圧力損失を大きくしたものである。

上記の各構成によると、搬送用ベルトを支持する上面部材として支持用板材を用いるとともに、この板材の内表面に、多孔質材料よりなる空気分散部材を配置したので、空気を支持用板材全体に亘って均一に且つ少量ずつ噴出させることができ、したがって搬送用ベルトを浮上させるのに、大量の空気を必要としないので経済的である。また、空気分散部材として多孔質材料を用いたので、わざわざ微細で且つ多数の孔を形成するものに比べて、安価なものが得られる。

以下、本発明の実施の形態に係る空気浮上式ベルトコンベヤについて説明する。
［実施の形態１］
以下、本実施の形態１に係る空気浮上式ベルトコンベヤを、図１および図２に基づき説明する。

図１に示すように、この空気浮上式ベルトコンベヤ１は、概略的には、所定の搬送経路、例えば直線の搬送経路の両端部に配置された駆動側プーリ２と従動側プーリ３とに亘って無端状に巻回されて被搬送物を搬送する搬送用ベルト４と、搬送経路の搬送側および戻り側における搬送用ベルト４のそれぞれ下方に配置されてベルト側に空気を噴出させる空気室（後述する）を有する案内支持体５，６と、これら両案内支持体５，６の空気室に空気配管７を介して所定圧力の空気を供給するための送風機８とから構成されている。なお、図１中、９は駆動側プーリ２を回転させる電動機、１０は戻り側における搬送用ベルト４の途中に設けられたベルト緊張装置である。

次に、案内支持体５，６について説明するが、搬送側では被搬送物が載置されている搬送用ベルト４を浮上させるのに対して、戻り側では空の搬送用ベルト４を浮上させるという点が異なっており、基本的な構成については両者とも同一であるため、以下においては、搬送側における案内支持体５に着目して説明する。

上記案内支持体５は、図２に示すように、所定幅で且つ所定長さを有する平板状で且つ上面部材でもある支持用板材１１と、この支持用板材１１に対して所定高さｈでもって離間されて配置されるとともに幅方向の中央に空気供給口１２ａが設けられた底壁板材１２と、これら両板材１１，１２における周縁部同士間に挿入されたスペーサとしての機能を果たす側壁板材１３とから構成されており、これら板材１１〜１３にて囲まれた空間部が空気室１４にされている。なお、両板材１１，１２および側壁板材１３は、ボルト・ナット１５により互いに一体化されている。

また、上記案内支持体５における空気室１４を構成する上面部材としての支持用板材１１には空気噴出穴１１ａが所定間隔でもって多数形成されるとともにこの支持用板材１１の空気室１４側の内表面には多孔質材料よりなる空気分散部材１６が配置されている（例えば、貼着されている）。勿論、空気供給口１２ａには上記空気配管７が接続されている。

そして、上記支持用板材１１としては、搬送用ベルト４による被搬送物の搬送状態を支持し得る強度を発揮し得る厚さで且つ小径［板厚の１／２程度以上の穴径で（プレス加工可能な径であればよい、プレス加工を用いることにより安価に製作し得る）、例えば、１〜１０ｍｍ程度］の空気噴出穴１１ａが所定間隔（例えば、穴径の２〜５倍程度が好ましい）でもって千鳥状（千鳥状ではなく、碁盤目状に配置してもよい）に多数形成された金属板が用いられるとともに（例えば、アルミ製、ステンレス製または鋼製のパンチングメタルが用いられるが、場合によっては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド（ナイロン）などの合成樹脂を用いてもよい）、空気分散部材１６としては、例えば微細な孔が無数に形成された多孔質（多孔性）の樹脂板（多孔質材料の一例で、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコールなど）が用いられる。

上記構成において、空気供給口１２ａから空気室１４内に所定圧力の空気を供給すれば、空気は空気分散部材１６内に形成された無数の孔を通過して、表面全体から均一に且つ少量ずつ噴出し、そして支持用板材１１に形成された空気噴出穴１１ａから表面に噴出して当該支持用板材１１上の搬送用ベルト４を浮上させることになる。

なお、搬送用ベルト４が存在しない空気噴出穴１１ａからの空気の逃げを少なくして、搬送用ベルト４の下方に位置する空気噴出穴１１ａからも充分な空気量を噴出させるためには、多孔質材料における空気抵抗は大きい方が良いが、あまり大きくすると供給する空気圧力も高くなるため、無闇に大きくすることはできない。そこで、多孔質の樹脂板である空気分散部材１６による空気抵抗ΔＰ（空気噴出穴１１ａから噴出される空気圧力Ｐ_１と、空気室１４に供給される空気圧力Ｐ_０との差に等しい）の上限について説明しておくと、被搬送物が載せられた搬送用ベルト４の支持面圧の１０倍以下の範囲であれば、効率的にはそれ程問題は生じない。

上記空気浮上式ベルトコンベヤ１の構成によると、搬送用ベルト４を支持する支持用板材１１として、小径の穴が所定間隔でもって多数形成され且つ所定厚さの金属板を用いているので、搬送用ベルト４にて搬送される被搬送物が比較的重たいものであっても充分に支持することができる。また、支持用板材１１の内表面に、多孔質材料よりなる空気分散部材１６を配置したので、空気を支持用板材１１全体に亘って均一に且つ少量ずつ噴出させることができ、したがって搬送用ベルト４を浮上させるのに、大量の空気を必要としないので経済的である。また、空気分散部材１６として多孔質材料を用いたので、わざわざ微細で且つ多数の孔を形成するものに比べて、安価なものが得られる。

さらに、空気分散部材１６は、搬送用ベルト４を直接支持することはないので、多孔質の樹脂板を用いた場合でも、その表面の平面度を精度良く維持する必要がなく、また強度についてもそれ程要求されないため、広い一枚ものではなく、狭いものを並べて用いることもできるため、安価に且つ容易に製造することができる。

ところで、上記実施の形態１においては、空気分散部材１６として樹脂製の板材を説明したが、例えばセラミック製、ガラス製、金属製の多孔質材料を用いてもよく、その他、通気の機能が発揮し得る繊維材料（例えば布または紙など）を使用してもよい。

また、搬送環境、被搬送物の種類に応じて、空気分散部材１６の材質、厚み、気孔率、気孔の大きさなどを使い分けることができる。これらを使い分けることにより、空気分散部材１６を通過する空気の流量および圧力を適宜に調整して、浮上に要する動力の最小化を図ることができる。
［実施の形態２］
次に、本実施の形態２に係る空気浮上式ベルトコンベヤを、図３〜図６に基づき説明する。

上記実施の形態１においては、搬送用ベルトにおける搬送面を平板状にするとともにその搬送側の経路を直線として説明したが、本実施の形態２においては、搬送用ベルトの搬送面（横断面形状）を円弧状（トラフ状）にするとともに、搬送側経路の途中に湾曲状（例えば、平面視においてＵ字形状）の経路変更部を設けたものである。

したがって、両実施の形態に係るベルトコンベヤにおける異なる箇所は、案内支持体の横断面形状が円弧状（トラフ状）にされるとともに、この円弧状の状態で湾曲部が設けられていることにあるため、本実施の形態２においては、異なる部分に着目して説明するとともに、実施の形態１と同一の機能を有する構成部材については、同一の番号を付してその説明を簡単に行うものとする。

すなわち、図３〜図６に示すように、この空気浮上式ベルトコンベヤ２１における案内支持体２５は、実施の形態１において説明した支持用板材１１および底壁板材１２における断面中央が下方に突出するような円弧状に形成されたものである。

また、この案内支持体２５の湾曲部においては、図６に示すように、断面が円弧状にされた搬送用ベルト４が曲がりやすいように、当該ベルト４の中心線（円弧の中心点ｃを通るとともにベルトの幅方向の中点ｂを通過する線）ａが鉛直線ｄに対して所定角度θ内側に傾くように配置されている。言い換えれば、搬送用ベルト４の内周縁４ａが外周縁４ｂよりも高くなるようにされている。

この構成によると、搬送用ベルト４が円弧状にされた状態で且つ支持用板材１１の表面から均一に空気が噴出されて案内支持体２５上に浮上されているため、被搬送物のベルト上での載置位置が偏っている場合には、例えば円弧状の中央に空気噴出穴が設けられているものに比べて、ベルト４自身が支持用板材１１に殆ど接触することがなく、したがって安定した状態で被搬送物を搬送し得るとともに振動や騒音が発生するのを防止することができる。特に、湾曲部においても、あまり接触することなく被搬送物の搬送を行うことができる。また、支持用板材１１の表面から噴出される空気が所定の噴出抵抗（圧力損失）を持った多孔質材料よりなる空気分散部材１６を通過することによって、ベルト４上の被搬送物が偏ったり、またベルト自体が支持用板材１１からずれた場合でも、局部的な空気噴出による浮上力の減少が起こることがない。さらに、ベルト４が案内支持体２５側に接触して摩擦が大きくなることがないので、湾曲部（カーブ部）においても、搬送の安定性は被搬送物の挙動によって左右されることはない。

なお、戻り側の案内支持体６については平板状のものを使用することにより、コンベヤ自体の厚みを薄くして、全体的に、コンパクトにすることができる。勿論、戻り側の案内支持体６についても、断面を円弧状にしてもよい。
［実施の形態３］
次に、本実施の形態３に係る空気浮上式ベルトコンベヤを、図７に基づき説明する。

上記実施の形態２においては、搬送用ベルト４を空気を噴出させて支持する（浮上させる）少なくとも搬送側の案内支持体２５の横断面形状を円弧状にするとともに、この案内支持体２５の支持用板材１１の内面に配置される空気分散部材１６をその幅方向において同一のもの（均質な部材）を使用したが、本実施の形態３においては、その幅方向において空気の噴出量を変化させるようにしたものである。したがって、本実施の形態３についても、実施の形態２と異なる箇所である空気分散部材１６に着目して説明するとともに、実施の形態２と同一の機能を有する構成部材については、同一の番号を付してその説明を省略する。

すなわち、図７に示すように、横断面形状が円弧状（トラフ状）にされた案内支持体３５の支持用板材１１の内面に配置される空気分散部材３６をその幅方向において３つに分割するとともに、中央の空気分散部材３６ａにおける空気の噴出抵抗（圧力損失）が、両側の空気分散部材３６ｂにおける空気の噴出抵抗よりも小さくされたものである。具体的には、中央の空気分散部材３６ａについては孔の目が粗い多孔質材料が用いられるとともに、両側の空気分散部材３６ｂについては孔の目が細かい多孔質材料が用いられ、圧力損失の値で言えば、中央の空気分散部材３６ａについては、例えば０．０１〜０．１ＭＰａとされ、また両側の空気分散部材３６ｂについては、０．１〜１．０ＭＰａとされる（両者の比は１０倍程度である）。また、中央の空気分散部材３６ａの横断面における幅については、搬送用ベルト４の中央部分、例えばベルト幅の１／２〜１／３程度にされている。さらに、案内支持体３５の断面円弧状の曲率半径については、任意の値、例えば最適な値が採用される。

このような構成とすることにより、円弧状（トラフ状）にされた搬送用ベルト４により被搬送物を搬送する場合、どうしても被搬送物が中央に集り中央部分でのベルト支持面圧が大きくなるが、これに対応する中央の空気分散部材３６ａでは噴出抵抗が小さくされて空気の噴出量が多くされているため、搬送用ベルト４の支持用板材１１への接触をほぼ防止することができ、さらには搬送用ベルト４の両側縁部のベルト支持面圧が小さい部分に対応する空気分散部材３６ｂでは噴出抵抗が大きくされて空気の噴出量が少なくされているため、搬送用ベルト４を浮上させる際に、案内支持体３５の幅全体に亘って効率良く空気を噴出させることができる。すなわち、上記各実施の形態に係るベルトコンベヤと同様に、搬送用ベルト４と支持用板材１１との接触をほぼなくし、スムースに被搬送物の搬送を行うことができる。
［実施の形態４］
次に、本実施の形態４に係る空気浮上式ベルトコンベヤを、図８に基づき説明する。

上記実施の形態３においては、搬送用ベルト４を空気を噴出させて支持する（浮上させる）際に、面圧が大きい中央部分を確実に支持するために、空気分散部材３６の幅方向での噴出抵抗を変化させるようにしたのに対し、本実施の形態４においては、同様の目的で、中央の空気分散部材を撤去したものである。

すなわち、図８に示すように、円弧状（トラフ状）にされた案内支持体４５の支持用板材１１の内面に且つその両側縁部にて所定幅の空気分散部材４６をそれぞれ配置して、中央部分では空気分散部材を設けないようにしたものである。

このような構成とすることにより、実施の形態３と同様に、面圧が大きい中央部分については、空気分散部材を通過することなく、直接、支持用板材１１に形成された空気噴出穴１１ａから空気が勢いよく噴出されて、搬送用ベルト４が支持用板材１１に殆ど接触することなく、しかもベルト４の幅全体に亘って効率良く浮上させて、被搬送物の搬送がスムースに行われる。

なお、中央から搬送用ベルト４側に噴出された空気は、両側縁部から噴出される空気により外側への流出が防止されるため、ベルト支持面圧が大きい中央部分におけるベルトの浮上が効率よく行われる。勿論、この実施の形態４についても、上述した各実施の形態と同様の効果が得られる。

ところで、上記各実施の形態においては、案内支持体として、支持用板材と底壁板材との間にスペーサとして側壁板材を挟んだものを説明したが、例えば支持用板材の周囲に側壁板材に相当するフランジ部を一体的に形成（突設）したものであってもよい。

さらに、上記各実施の形態に係る空気浮上式ベルトコンベヤにおいては、空気を用いて被浮上物または被搬送物を浮上させるように説明したが、場合によっては、空気以外の気体、または水、アルコールなどの流体を用いることもできる。

本発明の実施の形態１に係る空気浮上式ベルトコンベヤの概略構成を示す側面図である。同ベルトコンベヤにおける案内支持体の横断面図である。本発明の実施の形態２に係る空気浮上式ベルトコンベヤの概略構成を示す平面図である。同空気浮上式ベルトコンベヤの概略構成を示す斜視図である。図３のＡ−Ａ断面図である。図３のＢ−Ｂ断面図である。本発明の実施の形態３に係る空気浮上式ベルトコンベヤにおける案内支持体の横断面図である。本発明の実施の形態４に係る空気浮上式ベルトコンベヤにおける案内支持体の横断面図である。

符号の説明

１空気浮上式ベルトコンベヤ
４搬送用ベルト
５案内支持体
１１支持用板材
１１ａ空気噴出穴
１２底壁板材
１２ａ空気供給口
１３側壁板材
１４空気室
１６空気分散部材
２１空気浮上式ベルトコンベヤ
２５案内支持体
３５案内支持体
３６空気分散部材
４５案内支持体
４６空気分散部材

Claims

被搬送物を搬送する搬送用ベルトと、この搬送用ベルトを浮上させて案内する案内支持体とから構成されたベルトコンベヤであって、
上記案内支持体内に空気が供給される空気室を形成するとともに、当該空気室を構成する上面部材として、空気噴出穴が所定間隔でもって多数形成されるとともに被搬送物を支持し得る支持用板材を用い、且つこの支持用板材の空気室側の内表面に、多孔質材料よりなる空気分散部材を配置したことを特徴とする空気浮上式ベルトコンベヤ。
搬送用ベルトにて被搬送物を搬送する際に、ベルト支持面圧が大きい部分に対応する空気分散部材の圧力損失を小さくするとともに、ベルト支持面圧が小さい部分に対応する空気分散部材の圧力損失を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の空気浮上式ベルトコンベヤ。
搬送用ベルトの横断面中央部に対応する空気分散部材の圧力損失を小さくするとともに、搬送用ベルトの横断面両側部に対応する空気分散部材の圧力損失を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の空気浮上式ベルトコンベヤ。