JP2006264818A - Chain conveyor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、チェーンとスプロケットを用いて搬送台を駆動するチェーンコンベヤ、特にそれに用いるスプロケットに関するものである。 The present invention relates to a chain conveyor that drives a carrier using a chain and a sprocket, and more particularly to a sprocket used therefor.
チェーンコンベヤは、コンベヤの一端部付近の荷の載せ口と他端側の荷の降し口との間を積荷面が平らな搬送台が無端状に循環しており、その搬送台の上に荷を載せて搬送される。荷は物品はもとより、人を搬送するためのチェーンコンベヤもあり、これらはマンコンベヤと呼ばれる。マンコンベヤの一端部付近の人の乗り込み口と他端側の降り口との高さが同じものを「動く歩道」、両者の高さが異なるものを「エスカレーター」という。近年これらのチェーンコンベヤは設置スペースを小さくしたいというニーズが高まり、とりわけ枠体の薄形化に関しては大きな課題となっている。 A chain conveyor has an endlessly circulating carrier between the loading port near one end of the conveyor and the cargo outlet on the other end. Loaded and transported. In addition to goods, there are also chain conveyors for carrying people as well as goods, and these are called man conveyors. A moving walkway with the same height between the entrance of the person near one end of the man conveyor and the exit of the other end is called a “moving sidewalk”, and a thing with different heights is called an “escalator”. In recent years, there has been a growing need for reducing the installation space of these chain conveyors.
従来形のチェーンコンベヤの構成について、図6及び図7を用いて説明する。図6は従来形のチェーンコンベヤの概略構成を示す側面図、図7は図6のZ−Z線に沿った断面図である。
チェーンコンベヤの長手方向の一端部付近には回動自在な従動軸8がチェーンコンベヤ枠体(図示せず)に取り付けられており、従動軸8の両端付近には一対の従動スプロケット9が取り付けられている。またチェーンコンベヤの長手方向の他端部付近には回動自在な主軸6がチェーンコンベヤ枠体(図示せず)に取り付けられており、主軸6の両端付近には一対の搬送台駆動スプロケット7が取り付けられている。搬送台駆動チェーン10は屈曲可能な2本の無端状体からなり、1本は前記従動軸8の端部付近に取り付けられた前記従動スプロケット9と前記主軸6の端部付近に取り付けられた前記搬送台駆動スプロケット7に巻き掛けられている。もう1本は、前記従動軸8の他端付近に取り付けられた前記従動スプロケット9と前記主軸6の他端付近に取り付けられた前記搬送台駆動スプロケット7に巻き掛けられている。
これら2本の搬送台駆動チェーン10は、搬送台の長さP’とほぼ同じ間隔Pで配置された複数の駆動ローラ軸12の両端部付近に各々取り付けられて駆動ローラ軸12と一体化している。駆動ローラ軸12は、搬送台駆動チェーン10を貫通する形に形成されており、その両端部付近には各々駆動ローラ11が回動自在に設けられている。
搬送台15は、搬送台に一体にして設けられた駆動ローラ軸ブラケット13を介して、駆動ローラ軸12に取り付けられる。
チェーンコンベヤの往路側Iの駆動ローラ11の下側には直線状の駆動ローラガイド14が設けられているので、連続的して移動される搬送台15の上面が、隣接する搬送台15の上面と同じ高さとなり、段差がつかないようにされる。
搬送台駆動スプロケット7を取り付けた主軸6の一端側には、主軸駆動スプロケット5が取り付けられている。また、主軸6から離れた位置には駆動ユニット1が置かれ、駆動ユニット軸2を動力により回転させる。その駆動ユニット軸2の端部付近には、駆動スプロケット3が駆動ユニット軸2と一体に取り付けられている。また、無端状に形成された1本の駆動チェーン4は駆動スプロケット3と主軸スプロケット5に巻き掛けられて、駆動ユニット軸2の回転が主軸6に伝達可能にされる。
The structure of a conventional chain conveyor will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a side view showing a schematic configuration of a conventional chain conveyor, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line ZZ of FIG.
A rotatable driven
These two transport
The transport table 15 is attached to the
Since the linear
A main shaft drive sprocket 5 is attached to one end side of the
次に従来形のチェーンコンベヤの動作について説明する。
駆動ユニット1によって駆動ユニット軸2が回転し、これに一体に取り付けられた駆動スプロケット3が回転すると、駆動チェーン4の張力により主軸駆動スプロケット5に動力が伝わり、主軸6が回転する。
主軸6の回転に伴い、主軸6に取り付けられた搬送台駆動スプロケット7が回転し、搬送台駆動チェーン10を掛け回すが、これにより搬送台駆動チェーン10に駆動ローラ軸12と駆動ローラ軸ブラケット13を介して取り付けられた搬送台15が移動する。
往路側Iの搬送台15が従動スプロケット9側から搬送台駆動スプロケット7の方向に移動する場合で説明すると、往路側Iを直線状の駆動ローラガイド14に沿って移動する搬送台駆動チェーン10は、主軸6の付近、すなわち主軸側反転部IIで搬送台駆動スプロケット7に巻き掛りながら方向を変えるが、このとき搬送台15も搬送台駆動チェーン10とともに方向を変え、反転動作を行う。
その後、搬送台15は搬送面を下側に、駆動ローラ11を上側にして、帰路側IIIを搬送台駆動スプロケット7側から従動スプロケット9の方向に移動する。
従動軸側反転部IVにおいて、従動スプロケット9は搬送台駆動スプロケット7によって駆動される搬送台駆動チェーン10が巻き掛っているので、これにより方向を変えるが、このとき搬送台15も搬送台駆動チェーン10とともに方向を変え反転動作を行って、再び往路側Iに戻る。このような動作を連続的に行うことで、物品や人を連続的に搬送することができる。
Next, the operation of the conventional chain conveyor will be described.
When the
Along with the rotation of the
In the case where the
Thereafter, the conveyance table 15 moves the conveyance surface downward, the
In the driven shaft side reversing portion IV, the driven
ここで、従来形のチェーンコンベヤに使用するチェーンについて説明する。
駆動チェーン4は搬送台駆動チェーン10に比べてチェーン長さが短いために、稼動時間内でのチェーンの回転総数が搬送台駆動チェーン10に比べて多く、その分損耗が著しい。このため、交換の頻度が高くなるので、一般的に安価で入手性の良い日本工業規格(JIS)に示されるチェーンピッチが比較的短い規格品が使われることが多く、またこれにより前記駆動スプロケット3と主軸駆動スプロケット5も規格品が使われることになる。
図5は、規格品のスプロケットの態様を示す説明図である。これらのスプロケットは円盤状の材料の外周部を工具を用いて凹部を形成するように加工されたものであるが、完成品の外形は、図5に示すように凹凸が連続した形状である。この凹部は歯形31と称して、駆動チェーン4が巻き掛ったとき、駆動チェーン4のチェーンローラ22がスムーズにはまり込むようになっている。この歯形31は、歯形基準点32を基準に日本工業規格の手順で求めた複数の円弧を連続させた形状であり、隣接する歯形基準点32同士の距離は、駆動チェーン4のチェーンピッチPKにほぼ一致する。これらの歯形基準点32は単一の円弧上に配置されているが、前述のように駆動チェーン4のチェーンピッチPKは、比較的短いので歯数が比較的多く、チェーンを駆動スプロケット3と主軸駆動スプロケット5に巻き掛けると頂角の大きい多角形状、つまり略円弧状となる。
これに対し搬送台駆動チェーン10は、チェーンの関節部を減らし、チェーンの部品点数を少なくしてコストを低減させるなどの理由から、チェーンピッチの長いものがよく用いられる。チェーンコンベヤは設置スペースを小さく抑えるために枠体を薄くしているので、これに用いられるスプロケットも、その外径を小さく抑えなければならず、このために歯数をより少なくせざるをえない。したがって搬送台駆動チェーン10を搬送台駆動スプロケット7や従動スプロケット9に巻き掛けると、比較的頂角の小さな正多角形状となる。
Here, the chain used for the conventional chain conveyor will be described.
Since the drive chain 4 has a shorter chain length than the transport
FIG. 5 is an explanatory view showing an aspect of a standard sprocket. These sprockets are obtained by processing the outer periphery of a disk-shaped material so as to form a recess using a tool. The outer shape of the finished product is a shape in which irregularities are continuous as shown in FIG. This concave portion is called a
On the other hand, for the
図8は、従来形のチェーンコンベヤの駆動部付近の構成を示す説明図であるが、従来形のチェーンコンベヤの問題点をこの図8を用いて説明する。
搬送台駆動チェーン10のチェーンローラ17aは、搬送台駆動スプロケット7に巻き掛っており、搬送台駆動スプロケット7の回転中心、すなわち主軸6の軸心からの距離は、搬送台駆動スプロケット7のピッチ円直径の半分の距離RHに等しい。また、隣接するチェーンローラ17bは往路側の軌道上に位置しており、主軸6の軸心とチェーンローラ17bの往路側の軌道との距離は、搬送台駆動スプロケット7のピッチ円直径の半分の距離RHに等しい。
2つのチェーンローラ17aと17bは、チェーンリンク16で連結され、その距離は固定距離Pである。
さて、主軸6の軸心OSの座標をOS(0,0)とし、主軸6の軸心とチェーンローラ17aとを結ぶ直線と主軸6の軸心OSをとおる垂直線とのなす角度をθHとすると、チェーンローラ17aの軸心の水平方向の位置X1は、
である。そして、チェーンローラ17aと往路側Iの軌道上に位置しているチェーンローラ17bとの水平方向の距離X2は、
である。チェーンローラ17bの軸心の水平方向の位置X3 は(1)式と(2)式との差であるから、
となる。
また、搬送台駆動スプロケット7の回転角速度を ωH、時間を t と置いた場合、角度θHは、
である。ここで(4)式を(3)式に代入し、X3を 時間tについて微分してチェーンローラ17bの水平方向の速度vX3を求めると、
となり、vX3はθHの関数で表される。これは、搬送台駆動スプロケット7の回転角速度ωHを一定として回転させても、搬送台駆動スプロケット7に巻き掛ったチェーンローラ17aの主軸6の軸心を原点としたときの極座標によって、往路側Iの軌道上を移動しているチェーンローラ17bの移動速度が変わり、搬送台駆動チェーン10や搬送台駆動チェーン10に取り付けられている搬送台15の移動速度が変化してしまうことを表している。なお以降、このθHを、搬送台駆動スプロケット7の変位角度と称することにする。
今、搬送台駆動スプロケット7に巻き掛った搬送台駆動チェーン10のチェーンローラ17aが、主軸6の軸心を通る垂直線の上にあるとすると、搬送台駆動スプロケット7の
変位角度θH0は、
であり、このときの隣接するチェーンローラ17bの移動速度vx30 は、(5)式に(6)式を代入して、
となる。
そして、搬送台駆動スプロケット7が時計方向に回転すると、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θH が大きくなるにつれ、往路側Iの軌道上を移動しているチェーンローラ17bの速度は(6)式の計算結果のように変化していく。
さらに、搬送台駆動スプロケット7が時計方向に回転し、チェーンローラ17bが搬送台駆動チェーン10のチェーンピッチPの距離を移動すると、その軸心は、主軸6の軸心を通る垂直線の上に位置することになり、チェーンローラ17aの軸心が主軸6の軸心を通る垂直線の上に位置していた(6)式の条件と一致し、往路側Iを移動するチェーンローラの速度が再び vX30 と等しくなる。
また、このとき搬送台駆動スプロケット7に巻き掛っていたチェーンローラ17aは、(6)式の時の状態から主軸6の軸心を中心にθHEの角度を回転移動することになるが、この角度θHEは搬送台駆動スプロケット7の割出し角度と称し、その大きさは搬送台駆動スプロケット7の歯数をNHとおくと、
である。
図10は(5)式をもとに、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHを θH0からθHEまでの範囲で変化させたとき、のチェーンローラ17bの水平方向の速度vX3の変化を線図に表したものであり、横軸は搬送台駆動スプロケット7の変位角度θH、縦軸はチェーンローラ17bの水平方向の移動速度vx3としている。
前述したように、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHが θH0からθHE まで変化すると、チェーンローラ17bの配置はθH0のときの配置に一致するので、それ以降の往路側Iを移動するチェーンローラ17bも同様の速度変化を繰り返し、往路側Iを移動する搬送台駆動チェーン10は連続的に規則的な速度変化を繰り返す、つまり脈動が発生することになる。
搬送台15は、駆動ローラ軸12と駆動ローラ軸ブラケット13とを介して搬送台駆動チェーン10に取り付けられているので、搬送台15の速度も搬送台駆動チェーン10の速度に一致した脈動を起こす。横軸を時間t、縦軸を搬送台15の速度vx3として線図に示すと、図11のようになる。
このように搬送台15の移動速度が脈動すると、その度合いが顕著な場合、搬送物が揺れたり、倒れたりして不具合が生じる場合が考えられる。またそのチェーンコンベヤが人を搬送する動く歩道やエスカレーターの場合だと乗り心地が悪く、乗客に対して不快感を与えたり、場合によっては転倒事故を引き起こすなどの不具合が考えられる。
FIG. 8 is an explanatory view showing the configuration near the drive section of the conventional chain conveyor. The problems of the conventional chain conveyor will be described with reference to FIG.
The
The two
Now, the coordinate of the axis O S of the
It is. The horizontal distance X 2 between the
It is. Since horizontal position X 3 of the axis of the
It becomes.
When the rotation angular velocity of the
It is. Where (4) by substituting formula of equation (3), the by differentiating the X 3 for the time t determine the horizontal speed v X3 chain rollers 17b,
Next, v X3 is expressed by a function of theta H. This is based on the polar coordinates when the axis of the
Assuming that the
The moving speed vx 30 of the
It becomes.
Then, when the conveyor
Further, when the
At this time, the
It is.
10 based on the equation (5), the change in the displacement angle theta when H has a varied in the range from theta H0 to theta HE, velocity v X3 in the horizontal direction of the
As described above, the mobile when the displacement angle theta H of the transport
Since the transport table 15 is attached to the transport
When the moving speed of the transport table 15 pulsates in this way, if the degree is remarkable, the transported object may be shaken or fall down, causing a problem. In addition, when the chain conveyor is a moving walkway or escalator that carries people, the ride comfort is poor, and there are problems such as giving passengers an uncomfortable feeling and possibly causing a fall accident.
これに対する対策として、チェーンコンベヤとしての「動く歩道」の場合を例に挙げ、搬送台15の脈動を軽減する方法として、次の内容の従来技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。以下、この従来技術のチェーンコンベヤに関する説明を行う。
図9は、従来技術の一例における駆動部付近を示した説明図である。各部の構成は、前述した従来形のチェーンコンベヤと同じであるので、これに関する説明は省略する。このチェーンコンベヤが前述した従来形のチェーンコンベヤと異なる点は、前述した従来形の主軸駆動スプロケット5の歯形基準点32が、単一の円弧上に配置されていたのに対し、図9の従来技術に示されている主軸駆動スプロケット20は、歯数が搬送台駆動スプロケット21と同歯数のもので、駆動チェーン4が主軸駆動スプロケット20に多角形状に巻き掛けているところである。また、その多角形状の頂点すなわち主軸6の軸心を原点としたときの歯形基準点32の方向は、搬送台駆動スプロケット21と同じに設定されている。
また、この従来技術のチェーンコンベヤでは、図7に示す従来形のチェーンコンベヤのような往路側Iで駆動ローラ11の移動を案内する駆動ローラガイド14は設けていない。
この従来技術のチェーンコンベヤによれば、主軸駆動スプロケット20の歯数を搬送台駆動スプロケット21と同歯数とし、その歯の位相は搬送台駆動用スプロケット21と同じに設定したので、主軸6に往路側を移動する駆動ローラ11の脈動を軽減することができるような脈動を主軸6に与えることができ、搬送台駆動チェーン10や搬送台15をほぼ一定速度で駆動できるとしている。
この理論を図9を用いて説明する。
駆動スプロケット3は、従来形のチェーンコンベヤと同様に歯数が多いものであり、歯形基準点32は単一の円弧上に配置されているので、駆動チェーン4の巻き掛かり状態は略円弧状である。駆動スプロケット3は、駆動ユニット1によって一定速度ωKで駆動されるから、それに掛け回される駆動チェーン4の速度もほぼ一定速度vKである。
一方、この駆動チェーン4によって回転力を与えられる主軸駆動スプロケット20は、歯数が少ないのでこれに駆動チェーン4を巻き掛けると略円弧状とはならずに比較的頂角の小さい多角形状になり、回転中心、すなわち主軸6の軸心から、駆動チェーン4までの距離H1が変化する。その距離H1は、主軸駆動スプロケット20のピッチ円直径の半分の距離をRS、主軸6の軸心と主軸駆動スプロケット20に噛合う駆動チェーン4のチェーンローラ22の軸心とを結んだ直線と、主軸6の軸心を通る垂直な直線とのなす角度をθSとすると、
である。
駆動チェーン4の速度vKと主軸6の回転速度ωSとの関係は、
であるので、主軸の回転速度ωは、
であり、ωSは角度θS の関数となることから、主軸6の回転速度ωSは、駆動チェーン4の速度vKを一定にしたとしても、角度θS の変化に伴って変化することがわかる。なお以降、このθSを、主軸駆動スプロケット20の変位角度と称することにする。
次にこの従来技術における搬送台駆動スプロケット21と搬送台駆動チェーン10との関係を説明する。
搬送台駆動スプロケット21の歯数は、主軸駆動スプロケット20の歯数と同じであり、歯数が少ないのでこれに搬送台駆動チェーン10を巻き掛けると略円弧状とはならずに比較的頂角の小さい多角形状になり、回転中心、すなわち主軸6の軸心から、搬送台駆動チェーン10のピッチラインまでの距離H2が変化する。その距離H2は、搬送台駆動スプロケット21のピッチ円直径の半分の距離をRH、搬送台駆動スプロケット21の変位角度をθHとすると、
である。
搬送台駆動チェーン10の速度vHと主軸6の回転速度ωSとの関係は、
であるので、これに(9)(10)式を代入すると、
となる。また、この従来技術では主軸駆動スプロケット20の歯形基準点32と搬送台駆動スプロケット21の変位角度を同一としているので θH=θS であり、(12)式は
となる。駆動チェーン4の速度vKは一定であり、主軸駆動スプロケット20のピッチ円直径の半分の距離RS、および搬送台駆動スプロケット21のピッチ円直径の半分の距離RHは固定値であるので、(13)式の計算結果は常に一定であることになる。
しかしこの従来技術のチェーンコンベヤの場合、主軸6の軸心から、搬送台駆動チェーン10までの距離H2を変化させなければ(13)式に示す関係は成り立たない。
仮に搬送台駆動チェーン10のチェーンピッチP=406.4mm(16インチ)とし、搬送台駆動スプロケット21の歯数を6歯とすると、主軸6の軸心から、搬送台駆動チェーン10のピッチラインまでの距離H2は、搬送台駆動スプロケット21の変位角度θHを、θH0から割出し角度θHEまで変化させて、(10)式より計算すると、H2は最大約55mm変化するという計算結果となる。例えばこの従来技術のチェーンコンベヤが、人を搬送するマンコンベヤであって、搬送台駆動チェーン10のピッチラインまでの距離H2が最大となるときの搬送台15の高さと乗降口の床の高さを一致させていたとすると、搬送台駆動チェーン10のピッチラインまでの距離H2が最小となるときの搬送台15と乗降口の床との間に約55mmもの段差を生じさせてしまい、乗降の際に乗客が足をとられて転倒する危険がある。また、往路側を移動する過程でも搬送台15が上下方向に変位するために乗り心地が良くないなどという、新たな問題が発生する。
As a countermeasure against this, the case of “moving sidewalk” as a chain conveyor is taken as an example, and a conventional technique having the following contents is known as a method for reducing the pulsation of the transport table 15 (see, for example, Patent Document 1). . Hereinafter, the conventional chain conveyor will be described.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the vicinity of the drive unit in an example of the prior art. Since the configuration of each part is the same as that of the conventional chain conveyor described above, description thereof will be omitted. This chain conveyor is different from the above-described conventional chain conveyor in that the tooth
Further, in this conventional chain conveyor, the
According to this prior art chain conveyor, the number of teeth of the
This theory will be described with reference to FIG.
The
On the other hand, the main
It is.
The relationship between the speed v K of the drive chain 4 and the rotational speed ω S of the
Therefore, the rotational speed ω of the spindle is
Since ω S is a function of the angle θ S , the rotational speed ω S of the
Next, the relationship between the
The number of teeth of the
It is.
The relationship between the speed v H of the
Therefore, substituting equations (9) and (10) for this,
It becomes. Further, in this prior art, since the displacement angle of the tooth
It becomes. The speed v K of the drive chain 4 is constant, and the distance R S that is half the pitch circle diameter of the
However, in the case of the chain conveyor of the prior art, from the axis of the
Assuming that the chain pitch P of the
以上述べたように従来技術のチェーンコンベヤでは、例えば人を搬送するマンコンベヤであって、搬送台駆動チェーンのピッチラインまでの距離が最大となるときの搬送台の高さと乗降口の床の高さを一致させていたとすると、搬送台駆動チェーンのピッチラインまでの距離が最小となるときの搬送台と乗降口の床との間に約55mmもの段差を生じさせてしまい、乗降の際に乗客が足をとられて転倒する危険がある。また、往路側を移動する過程でも搬送台が上下方向に変位するために乗り心地が良くないなどという問題があった。 As described above, the conventional chain conveyor is, for example, a man conveyor that conveys people, and the height of the carriage and the floor of the entrance / exit when the distance to the pitch line of the carriage drive chain becomes maximum. If the distance is the same, a step of about 55 mm will be generated between the transport platform and the floor of the entrance / exit when the distance to the pitch line of the transport platform drive chain is minimized, There is a risk of falling on the foot. In addition, there is a problem that even in the process of moving on the forward path side, the transport platform is displaced in the vertical direction, so that the ride comfort is not good.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、搬送台の速度変化が少なくなるように、駆動チェーンの速度を変化させて主軸の回転速度を変化させ、搬送台の速度変化を軽減させるようにしたチェーンコンベヤを提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In order to reduce the speed change of the transport table, the speed of the main shaft is changed by changing the speed of the drive chain to change the speed of the transport table. The present invention provides a chain conveyor that reduces the load.
この発明に係るチェーンコンベヤにおいては、駆動ユニットによって回転される駆動スプロケット、駆動スプロケットに巻き掛けられた駆動チェーン、主軸に取り付けられて駆動チェーンに掛け回される主軸駆動スプロケット、主軸に取り付けられて主軸駆動スプロケットと等角速度で回転される搬送台駆動スプロケット、従動軸に回動自在取り付けられた従動スプロケット、および搬送台駆動スプロケットと従動スプロケットに掛け回される搬送台が取り付けられた搬送台駆動チェーンを有するものにおいて、駆動スプロケットの各歯形の歯形基準点の動径を、搬送台駆動スプロケットの変位角度に応じて変化させたものである。 In the chain conveyor according to the present invention, the drive sprocket rotated by the drive unit, the drive chain wound around the drive sprocket, the spindle drive sprocket attached to the spindle and wound around the drive chain, the spindle attached to the spindle A carriage drive sprocket that is rotated at the same angular speed as the drive sprocket, a follower sprocket that is rotatably attached to the driven shaft, and a carriage drive chain that is attached to the carriage drive sprocket and the carriage that is wound around the follower sprocket. The moving radius of the tooth reference point of each tooth profile of the drive sprocket is changed according to the displacement angle of the carriage drive sprocket.
この発明によれば、駆動スプロケットの各歯形の歯形基準点の動径を、搬送台駆動スプロケットの変位角度に応じて変化させたので、往路側を移動する搬送台の速度変化を軽減したチェーンコンベヤを得ることができる。 According to this invention, since the moving radius of the tooth profile reference point of each tooth profile of the drive sprocket is changed according to the displacement angle of the carriage drive sprocket, the chain conveyor that reduces the speed change of the carriage that moves on the forward path side. Can be obtained.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1におけるチェーンコンベヤの概略構成を示す側面図、図2はこの発明の実施の形態1におけるチェーンコンベヤの駆動部付近の構成を示す拡大図、図3は図2の初期状態から微少時間経過後の状態を示す図2相当図、図4はこの発明の実施の形態1におけるチェーンコンベヤの駆動スプロケットの外形を示す説明図である。
1 is a side view showing a schematic configuration of a chain conveyor according to
まず、この発明の実施の形態1について説明するが、おおまかな構成・作用は、前述した従来形のチェーンコンベヤ(図5〜図8)や、前述した従来技術のチェーンコンベヤに示されたもの(図9)と同様であるので、詳細な説明を省略し、ここでは主にこの発明がそれらと異なる点を説明する。
主軸駆動スプロケット5は、前述した従来形のチェーンコンベヤと同様に歯数が多いものであり、前述した従来技術のチェーンコンベヤに示されている歯数の少ない主軸駆動スプロケット20とは異なる。
また前述した従来形のチェーンコンベヤや、従来技術のチェーンコンベヤに示されている主軸駆動スプロケット20の歯形の駆動ユニット軸2の軸心から歯形基準点32までの距離、すなわち動径は、図5に示すように、すべての歯形基準点32で同じ距離で、駆動ユニット軸2の軸心を中心とした単一の円弧上に配置されているのに対し、この発明の駆動スプロケット3の歯形基準点32の動径LKは、図4に示すように、各歯形毎に異なった距離に設定されている。したがって、歯形基準点32を順々につないだ曲線を描くと、その曲線34(以降ではピッチ図形34と称することにする)は、円弧などとは異った形状となる。
さらにこの発明では、従来技術に示されているチェーンコンベヤとは異なり、動作中の極端な搬送台15の高さの変化を無くすため、従来形のチェーンコンベヤと同様に、往路側Iで駆動ローラ11の移動を案内する駆動ローラガイド14を設けている。
First, the first embodiment of the present invention will be described. The rough configuration and operation are those shown in the above-described conventional chain conveyor (FIGS. 5 to 8) and the above-described conventional chain conveyor ( Since this is the same as FIG. 9), the detailed description is omitted, and here, the points of the present invention that are different from them will be mainly described.
The main shaft drive sprocket 5 has a large number of teeth like the above-described conventional chain conveyor, and is different from the main
Further, the distance from the axis of the
Furthermore, in the present invention, unlike the chain conveyor shown in the prior art, in order to eliminate the extreme change in the height of the
次に、この発明における、駆動スプロケット3の各歯形基準点32の駆動ユニット軸2の軸心からの距離、すなわち動径LKと搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHとの関係について説明する。
図1に示すこの発明におけるチェーンコンベヤの場合、搬送台15の長さP’と搬送台駆動チェーン10のチェーンピッチPを等しくしている。また、搬送台駆動スプロケット7の隣接する歯形間の距離P”も搬送台15の長さP’に等しい。搬送台駆動スプロケット7の歯数をNHとすると、スプロケットは一辺の長さがP”である正NH角形である。隣接する歯形から搬送台駆動スプロケット7の回転中心、すなわち主軸6の中心に向かって直線を引いたとき、各々の長さは搬送台駆動スプロケット7のピッチ円直径の半分RHであり、隣接する歯形基準点32から主軸6の中心に向かって引いた直線と隣接する歯形基準点32とを結んだ直線とで2等辺三角形を描くことができる。このときの中心角θHEが搬送台駆動スプロケット7の割出し角度であり、θHEとRHは、次の(14)式、(15)式で求まる。
搬送台駆動スプロケット7は主軸6に取り付けられ、主軸6の軸心を中心に回動自在にされており、主軸駆動スプロケット5も、搬送台駆動スプロケット7と同様に主軸6に取り付けられ、主軸6の軸心を中心に回動自在にされているので、搬送台駆動スプロケット7がある角度を回転するためには、主軸駆動スプロケット5も同じ角度を回転させることになる。
この発明において駆動チェーン4は、前述した従来形のチェーンコンベヤや、従来技術のチェーンコンベヤに示されるものと同様に、チェーンピッチPKが短いものを使用するために、主軸駆動スプロケット5の歯数NSが多いものを使用する。したがって、主軸駆動スプロケット5の隣接する歯形同士を線でつないでいくと、半径RSの略円状になり、その半径RSは、
である。
一方、歯数がNK歯である駆動スプロケット3は駆動ユニット軸2に取り付けられており、駆動チェーン4は、その駆動スプロケット3と主軸駆動スプロケット5に巻き掛けられて、駆動ユニット軸2の回転を主軸6に伝動する。駆動ユニット軸2が1回転したときの主軸6の回転数IKは
であり、このIK が、駆動系の平均速比である。
チェーンコンベヤの往路側Iの上において搬送台15を搬送台駆動チェーン10のチェーンピッチPの距離移動させるとき、一辺の長さがPである正NH角形の搬送台駆動スプロケット7は、割出し角度θH分回転するが、これに要する時間をTとおくと、主軸6の平均角速度ωS’は、
である。
そして主軸6をこの平均角速度ωS’で回転させるための駆動ユニット軸2の回転角速度ωKは、
である。
ところで、先の背景技術の項では、従来形のチェーンコンベヤは、主軸6の回転角速度ωSを一定としていたため、搬送台15の速度が搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHに応じて変化すると述べており、それを(5)式で表わした。
これに対し、この発明では、搬送台15の速度vPをほぼ一定に保つために主軸6の回転角速度ωSを変化させるように考えている。したがって、前述した(5)式の搬送台駆動チェーン10の移動速度vHは一定値となり、主軸6の回転角速度ωSは変化する。このようにして(5)式を主軸6の回転角速度ωSについて導くと、(20)式のように搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHの関数で表される。
主軸駆動スプロケット5は主軸6に取り付けられており、その回転角速度は搬送台駆動スプロケット7の回転角速度ωSと同じであるので、主軸駆動スプロケット5に巻き掛けられている駆動チェーン4の速度vKは、
であり、駆動チェーン4の速度vKも搬送台駆動スプロケット7の移動角度θHの関数となるので、搬送台駆動チェーン10の移動速度vHを一定にするためには、駆動チェーンの速度vKをθHに応じて変化させなければならないことになる。
一方、駆動ユニット軸2に取り付けられている駆動スプロケット3の回転角速度ωKは、主軸6の平均回転角速度ωS’に合わせて一定に設定しているが、駆動スプロケット3に巻き掛けられている駆動チェーン4の速度vKは、(21)式のように変化させなければならない。そこで、この発明では、駆動スプロケット3の駆動チェーン4と噛合う歯形の基準点と駆動ユニット軸2の軸心からの距離、すなわち動径LKを変化させて、駆動スプロケット3の回転角速度ωKが一定でも、チェーン速度を変化させることができるようにしたのである。
その動径LKとチェーン速度vKとの関係は
であるから、(22)式に(19)式と(21)式を代入すると
となり、これにより、搬送台駆動チェーン10と搬送台駆動チェーン10に取り付けられている搬送台15の速度を一定にすることが可能な、駆動スプロケット3の動径LKを搬送台駆動スプロケット7の移動角度θHに応じて求めることができる。
Then, in the present invention, the distance from the axis of the
In the case of the chain conveyor in the present invention shown in FIG. 1, the length P ′ of the transport table 15 and the chain pitch P of the transport
The
In the present invention, the drive chain 4 has a short chain pitch P K as in the conventional chain conveyor and the chain conveyor of the prior art. N S to use those often. Therefore, when we connect the adjacent teeth with each other of the main shaft drive sprocket 5 by a line, becomes substantially circular with a radius R S, the radius R S is
It is.
On the other hand, the
This I K is the average speed ratio of the drive system.
When the
It is.
The rotational angular velocity ω K of the
It is.
By the way, in the previous background art section, the conventional chain conveyor has a constant rotational angular velocity ω S of the
On the other hand, in the present invention, the rotational angular velocity ω S of the
Since the main shaft drive sprocket 5 is attached to the
Since the speed v K of the drive chain 4 is also a function of the movement angle θ H of the
On the other hand, the rotational angular velocity ω K of the
The relationship between the radius L K and the chain speed v K is
Therefore, substituting (19) and (21) into (22)
Next, thereby, a velocity of the carrier table 15 that is attached to the carrier
次に、この発明における駆動スプロケット3のピッチ図形34について説明する。
図2は、この発明におけるチェーンコンベヤの主軸6付近の状態を模式的に示した説明図である。
搬送台駆動スプロケット7に巻き掛っている搬送台駆動チェーン10のチェーンローラ17の軸心の一つが、主軸6の軸心OSを通る垂直線上にあるとき、このチェーンローラ軸心Aの座標(AX , AY)は、
(AX , AY) = (0 , RH)
ただし、座標OS(OSX , OSY)=(0 , 0) とする。
である。また、主軸6の軸心を通る水平線と距離RH離れた往路側Iに位置し、チェーンローラ軸心Aに隣接するチェーンローラ軸心Bとチェーンローラ軸心Aとの距離は搬送台駆動チェーン10のチェーンピッチPであるから、チェーンローラ軸心Bの座標(BX , BY)は、
(BX , BY) = (−P , RH)
である。このとき、主軸駆動スプロケット5と駆動チェーン4との噛合い個所をD点、駆動スプロケット3と駆動チェーン4との噛合い個所をE点とする。説明をわかりやすくするために、ここではD点とE点との間の駆動チェーン部分は水平としているが、このD点とE点とを結ぶ直線の角度は特にこだわらない。
図2の状態のとき、搬送台駆動スプロケット7の移動角度をθH0=0であるので、この値を(22)式に代入すれば、駆動ユニット軸2の軸心OKとE点間での距離、すなわち初期状態における駆動チェーン4と駆動スプロケット3との歯形の噛合い個所E点の動径LK0は、
である。
そしてこのときの状態を初期状態と呼ぶことにする。
次に、図3を用いて、初期状態から微少時間Δtが経過したときの状態を説明する。
往路側を移動する搬送台駆動チェーン10は一定速度vPであるので、微少時間Δtが経過したときのチェーンローラ軸心Bは、B’の位置に移動し、その座標は
である。
そしてこのときの搬送台駆動スプロケット7に巻き掛ったチェーンローラ軸心Aの座標は、チェーンローラ軸心B’を中心とし、搬送台駆動チェーン10のチェーンピッチPを半径とした円弧と、主軸6の軸心を中心とし、搬送台駆動スプロケット7のピッチ円直径の半分RHを半径とする円弧との交点A’に移動する。このときのチェーンローラ軸心A’の座標は(A’X , A’Y)であり、次の(25)式と(26)式で求まる。これらの式は、2円の交点を求める一般式であるので、式の説明はここでは省略する。
そして(25)式と(26)式により求めたA’の座標値を次の(27)式に代入すると、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHを計算することができる。
このθHの値を(22)式に代入すれば、微少時間Δtが経過したときの、駆動チェーン4と駆動スプロケット3との噛合い位置E’点の動径LK’を求めることができる。
このとき駆動スプロケット3と駆動チェーン4との噛合い個所E点は、角度θKを時計方向に回転し、駆動チェーン4との噛合い個所は、E’点に移る。E点とE’点との相対角度θK’は、
であるので、駆動ユニット軸2を原点とするE’点の極座標(θK’,LK’)を得ることができる。
そしてさらに時間Δtが経過したものとして同じ計算を繰り返し、順々に駆動スプロケット3と駆動チェーン4との噛合い個所を求め、駆動ユニット軸2を原点としたときの、初期状態の駆動スプロケット3と駆動チェーン4との噛合い個所E点に対する相対極座標を連続的に求めていき、それらの点をプロットすれば、図4に示すような駆動スプロケット3の歯形基準点32が配置されるピッチ図形34を、点の集合体として描くことができる。
また、往路側を移動するチェーンローラ17の軸心Bが時間T経過後に、搬送台駆動チェーン10のチェーンピッチPの距離を移動したとき、チェーンローラ17の軸心Bは初期状態のチェーンローラの軸心Aの位置に一致し、往路側を移動するチェーンローラ17の軸心Bに隣接するチェーンローラ17の軸心Cが初期状態のチェーンローラ17の軸心Bの位置に一致するが、以降の計算はチェーンローラ17の軸心Bをチェーンローラ17の軸心Aに、チェーンローラ17の軸心Cをチェーンローラの軸心Bに置き換えて、前述の手順を繰り返していけばよい。
そして、隣接する駆動スプロケット3の歯形基準点32間の距離は、駆動チェーン4のチェーンピッチPKと同じであるので、初期状態の駆動スプロケット3と駆動チェーン4との噛合い個所E点から、距離PK毎に先に求めたピッチ図形34を刻んでいき、その刻み位置の近傍に駆動スプロケット3の歯形基準点32を配置し、駆動スプロケット3の歯形31を形成すれば、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHに応じて駆動スプロケット3の噛合い部の動径LKを適当に変化させることができる駆動スプロケット3となる。これにより、往路側Iを移動する搬送台15の速度変化を軽減したチェーンコンベヤとすることができる。
なお、
とし、駆動スプロケット3の歯数NKをKの倍数になるように設計しておけば、駆動スプロケット3が初期状態から1回転したときに、搬送台駆動チェーン10と搬送台駆動スプロケット7との噛合い状態も初期状態と同じになるので、搬送台15の位置や、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHに対する駆動チェーン4と駆動スプロケット3との噛合い個所E’点の駆動ユニット軸2の軸心よりの動径LKの変化の関係を常に保った状態で、搬送台15の駆動を続けることができる。
Next, the pitch figure 34 of the
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a state in the vicinity of the
One axis of the
(A X, A Y) = (0, R H)
However, the coordinates O S (O SX , O SY ) = (0, 0).
It is. The distance between the chain roller axis B and the chain roller axis A adjacent to the chain roller axis A, which is located on the forward path side I separated from the horizontal line passing through the axis of the
(B X, B Y) = (-P, R H)
It is. At this time, the meshing position between the main shaft drive sprocket 5 and the drive chain 4 is designated as point D, and the meshing position between the
The state shown in FIG. 2, since the movement angle of the transport
It is.
The state at this time is referred to as an initial state.
Next, a state when a minute time Δt has elapsed from the initial state will be described with reference to FIG.
Since the
It is.
At this time, the coordinates of the chain roller axis A wound around the
Then, by substituting the coordinate value of A ′ obtained by the equations (25) and (26) into the following equation (27), the displacement angle θ H of the
By substituting the value of this theta H in (22), can be obtained when the short time Δt has elapsed, 'radius L K points' engagement position E of the drive chain 4 and the driving
Meshing point E point in this case the
Therefore, polar coordinates (θ K ′, L K ′) of point E ′ with the
Then, the same calculation is repeated assuming that the time Δt has passed, and the meshing positions of the
In addition, when the axis B of the
Since the distance between the tooth
In addition,
And then, if designing a tooth number N K of the
また、求めたピッチ図形34は、円弧などのような幾何的な図形とは異なる形状であり、CADなどを用いて製図を行う上では取り扱い難い形状である。この場合、求めたピッチ図形34を製図に適した円弧や楕円、および直線を連続させて近似した図形とし、駆動スプロケット3の歯形基準点32を配置し、駆動スプロケット3の歯形31を形成しても、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHに応じて駆動スプロケット3の噛合い部の動径LKを適当に変化させることができるので、往路側Iを移動する搬送台15の速度変化を軽減したチェーンコンベヤとすることができる。
The obtained pitch figure 34 is a shape different from a geometric figure such as an arc, and is difficult to handle when drawing using CAD or the like. In this case, the obtained pitch figure 34 is made into a figure approximated by continuous arcs, ellipses, and straight lines suitable for drawing, the tooth
また、求めたピッチ図形34を楕円で近似し、駆動スプロケット3の歯形基準点32を配置し、駆動スプロケット3の歯形31を形成しても、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHに応じて駆動スプロケットの噛合い部の動径LKを適当に変化させることができるので、往路側Iを移動する搬送台10の速度変化を軽減したチェーンコンベヤとすることができる。
Further, even if the obtained pitch figure 34 is approximated by an ellipse, the tooth
この発明における実施の形態1では、搬送台15は駆動ローラ軸12などを介して搬送台駆動チェーン10に取り付けていたが、この発明では、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHに影響されることなく、搬送台駆動チェーン10の速度の変化を軽減するように考えたので、搬送台15を直接搬送台駆動チェーン10の本体に取り付ける方法でも、同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment of this invention, carrier table 15 had attached to the carrier
また、この発明における実施の形態1は、駆動ローラ11を搬送台駆動チェーン10の外側に取り付けたものとしているが、この発明では、搬送台駆動スプロケット7の変位角度θHに影響されることなく、搬送台駆動チェーン10の速度の変化を軽減するように考えたので、搬送台駆動チェーン10に対しての駆動ローラ11の取付位置、または駆動ローラ11の有無は大きな問題ではなく、そのような場合でも、この発明を適用可能である。
Further, the first embodiment of this invention has assumed that fitted with the driving
さらにまた、この発明における実施の形態1では、搬送台駆動チェーン10のチェーンピッチP毎にチェーンピッチと同じ長さP’の搬送台15を取り付けていたが、これがチェーンピッチPの倍数の間隔で取り付けられていても、また搬送台15の長さがチェーンピッチと同じ長さでなくても、この発明は搬送台駆動チェーン10の速度変化を軽減するように考えたので、搬送台15の取付間隔や長さは大きな問題ではなく、そのような場合でも適用可能である。
Furthermore, in the first embodiment of the present invention, the
1 駆動ユニット
2 駆動ユニット軸
3 駆動スプロケット
4 駆動チェーン
5 主軸駆動スプロケット
6 主軸
7 搬送台駆動スプロケット
8 従動軸
9 従動スプロケット
10 搬送台駆動チェーン
11 駆動ローラ
12 駆動ローラ軸
13 駆動ローラ軸ブラケット
14 駆動ローラガイド
15 搬送台
16 チェーンリンク
17a、17b チェーンローラ
20 主軸駆動スプロケット
21 搬送台駆動スプロケット
22 チェーンローラ
31 歯形
32 歯形基準点
33 駆動ユニット軸の軸心
34 ピッチ図形
I 往路側
II 駆動側反転部
III 帰路側
IV 従動側反転部
1 Drive
5
9 Driven
11 Driving roller
12
14 Drive roller guide
15 Transport stand 16 Chain link
17a,
22
32 Tooth
I Outward side
II Drive side inversion section
III Return side
IV Driven side inversion section
Claims (3)
前記駆動スプロケットの各歯形の歯形基準点の動径を、前記搬送台駆動スプロケットの変位角度に応じて変化させたことを特徴とするチェーンコンベヤ。 A drive sprocket rotated by a drive unit, a drive chain wound around the drive sprocket, a spindle drive sprocket attached to the spindle and wound around the drive chain, and an equiangular speed with the spindle drive sprocket attached to the spindle A chain conveyor having a carriage drive sprocket that is rotated by a carriage, a driven sprocket that is rotatably attached to a driven shaft, and a carriage drive chain that is attached to the carriage drive sprocket and a carriage that is wound around the driven sprocket. In
A chain conveyor characterized in that a moving radius of a tooth profile reference point of each tooth profile of the drive sprocket is changed in accordance with a displacement angle of the carriage drive sprocket.
Priority Applications (1)
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Citations (2)
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JPS5790308A (en) * | 1980-11-26 | 1982-06-05 | Nissei Kk | Driving gear in continuously conveying method |
JPH03297792A (en) * | 1990-04-18 | 1991-12-27 | Hitachi Ltd | Power transmission device, sprocket used for the device, and passenger conveyor |
-
2005
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