JP2014076893A - 計量コンベヤ用プーリ及び計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内周に蛇行防止用の突条を備えた搬送ベルトが巻回される計量コンベヤ用プーリの軽量化を図り、動的バランスの崩れの少ないものにする。
【解決手段】従動プーリ８は、筒状のローラ本体１２、これに挿通される支軸１３、ローラ本体１２の両端部近くに内嵌装着される左右一対の軸受け１４、及び、ローラ本体１２の両端に内嵌連結されるキャップ１５とで構成されている。ローラ本体１２は、プーリ軸心方向中央側の大部分の範囲Ｌ1が同径の直筒状に設定されると共に、この直筒範囲Ｌ1の両端部から外端までの範囲Ｌ2が、外端側ほど小径となるテーパ筒状に形成されており、その直筒範囲Ｌ1の一箇所に前記案内溝１１が形成されている。筒状に形成したプーリ本体１２の内周に、環状突出部１２ａを形成し、この環状突出部１２ａの外周部位に突条を係合する案内溝１１を環状に形成してある。
【選択図】図４

Description

本発明は、被計量物を搬送しながらその重量を計量する計量コンベヤ用のプーリ、及び、計量コンベヤを備えた計量装置に関する。

計量コンベヤを備えた計量装置としては、例えば特許文献１に示されているように、ローラ状に形成された駆動側及び従動側のプーリに亘って幅広の搬送ベルトを巻き掛け張設して計量コンベヤを構成し、この計量コンベヤ全体の重量を計量手段で計測するようにしたものが知られており、被計量物を載置して回動される搬送ベルトが、左右に蛇行するのを防止するために、搬送ベルトの内周に備えた突条をプーリ外周に形成した環状の案内溝に係合されるようにしている。

特開平１１−３３４８３３号公報

搬送ベルトの蛇行防止用の案内溝を備えたプーリ本体は、例えば、図１２に示すように、案内溝１１の深さよりも大きい肉厚を有する筒状素材の外周を所定の径に成形すると共に、軸心方向の所定位置に案内溝１１を切削して構成される。

上記のようにして製作されたプーリ本体は、全体的に厚肉であるために、重量が大きくなり、その分、プーリ回転時における動的バランスの崩れが発生しやすく、プーリ周部の適所に重量削減用の穴を穿つ、などしてバランス調整を行い、プーリ回転に伴う振動の発生を抑制している。

計量コンベヤは、食品を被計量物として取り扱うことがあるために、防錆性に優れ、洗浄も容易なステンレス鋼のプーリを使用しているのであるが、ステンレス鋼は加工性が低く、動的バランスを調整するための孔あけ加工に時間と手間がかかるものとなっていた。

また、プーリ重量が大きくなると、計量用コンベヤ全体の固有振動数が小さくなって、測定信号処理回路でのフィルタによる外乱信号の吸収効果が小さくなり、ひいては計量精度を下げる一因ともなる。

本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、軽量で動的バランスが崩れにくい計量コンベヤ用プーリと、これを用いて精度よく重量計測を行うことができる計量装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。

（１）本発明の計量コンベヤ用プーリは、内周に蛇行防止用の突条を備えた搬送ベルトが巻回される計量コンベヤ用プーリであって、
筒状に形成したプーリ本体の内周に環状突出部が形成され、この環状突出部の外周に前記突条が係合する案内溝が、環状に形成される。

本発明の計量コンベヤ用プーリによると、プーリ本体は、案内溝が環状に形成される部分の内周に、環状突出部を形成し、残余の部分の内周は前記環状突出部よりも低く形成することができる、すなわち、残余の部分の肉厚を、従来例に比べて薄くすることができる。これによって、プーリ本体は全体が薄肉で軽量なものになり、回転時における動的バランスの崩れが発生しにくく、また、たとえ発生しても極小さいものとなる。従って、バランス調整が不要か、もしくは、調整処理が必要となっても僅かな切削加工等で済ますことができる。

また、プーリ重量が小さくなるために計量コンベヤ全体の軽量化が図られることで、計量コンベヤ全体としての固有振動数が小さくなるのを抑制することができる。従って、測定信号処理回路でのフィルタによる外乱信号の吸収効果を十分発揮させることで、高い精度での重量計測が可能となる。

（２）本発明の好ましい実施態様では、前記環状突出部が、全長に亘って一定肉厚の筒材からなる素材の内周を切削して残存形成される。

この実施態様によると、従来のプーリ素材をそのまま利用し、かつ、従来からの加工装置を用いて薄肉で軽量なプーリを得ることができ、新たな寸法仕様のプーリ素材や新たな加工装置を準備することなく安価に製造することができる。

（３）本発明の他の実施態様では、前記プーリ本体の軸心方向の中央部分が直筒状に形成されると共に、前記中央部分の両端から前記プーリ本体の外端までが、外側ほど小径となるテーパー筒状に形成される。

この実施態様によると、中膨らみプーリによる搬送ベルトの蛇行抑制機能を発揮させることができ、搬送ベルト内周の突条とプーリ外周の案内溝とによる係合部位にかかるスラスト力が小さいものとなり、突条の早期摩耗を防止して、搬送ベルトの長期使用が可能となる。

（４）本発明の他の実施態様では、前記案内溝が、前記プーリ本体の軸心方向の偏った位置に形成される。

この実施態様によると、洗浄等のために取り外したプーリーや搬送ベルトを再び組付ける際に、プーリ軸心方向での組み間違いがなくなり、バランス調整した初期状態に復元して運転を再開することができる。

（５）本発明の計量装置は、本発明の計量コンベヤ用プーリの一対に亘って突条付きの搬送ベルトを巻回張設した計量コンベヤと、この計量コンベヤによって搬送される被計量物の重量を計量する計量手段を備える。

本発明の計量装置によると、薄肉軽量で動的バランスのとりやすいプーリを用いた計量コンベヤは、プーリ回転に伴う振動が小さく全体重量も小さいものとなり、計量手段で精度の高い重量計測を行うことができる。

（６）本発明の好ましい実施態様では、前記計量手段で計量した被計量物の重量に基づいて、該被計量物を選別する。

この実施態様によると、重量選別機として好適に実施することができる。

このように、本発明によれば、軽量で動的バランスが崩れにくい計量コンベヤ用プーリと、これを用いて精度よく重量計測することができる計量装置を得ることができる。

図１は本発明の一実施形態の計量装置の全体斜視図である。 図２は計量コンベヤの平面図である。 図３は従動プーリの斜視図である。 図４は従動プーリの一部を横断した平面図である。 図５は従動プーリの支持構造を示す平面図である。 図６は従動プーリの支持を解除した状態の平面図である。 図７は図５におけるＡ-Ａ断面図である。 図８は従動プーリの支持構造を上方に移動させた状態の縦断側面図である。 図９は従動プーリの支持構造の斜視図である。 図１０は従動プーリの支持構造の斜視図である。 図１１は従動プーリの支持構造を分解した斜視図である。 従来のプーリの一部を横断した平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る計量装置の全体が示されている。この実施形態では、計量装置として重量選別機に適用して説明する。この重量選別機は、例えば、被計量物搬送ラインの途中などに設置して使用するものであり、搬送コンベヤである計量コンベヤ１、この計量コンベヤ１に被計量物を搬入する搬入コンベヤ２、ロードセル等の荷重センサを備える計量手段としての荷重計測部３、及び、重量選別のための境界重量値などの各種の設定を行う共に、計量結果等を表示する操作設定表示器４、などを、床置き設置した基台５に装備して構成されている。

この重量選別機では、搬入コンベヤ２に供給されてきた被計量物を計量コンベヤ１に移載して搬送し、この搬送の間に被計量物を含む計量コンベヤ１全体の重量を荷重計測部３で計量することで、被計量物の重量を算出し、被計量物重量が、例えば、「軽量」、「適量」、又は、「過量」のいずれかであるかを判別し、後段の振分け装置（図示せず）で振分け選別する。

計量コンベヤ１と搬入コンベヤ２とは、基本的に同一の構造に構成されており、以下、計量コンベヤ１について、その構造を詳細に説明する。

図２に、計量コンベヤ１の平面図が示されている。この計量コンベヤ１は、板材からなるコンベヤフレーム６の後側（図２の右側）である搬送方向の下手側に水平に支持されたローラ状の駆動プーリ７と、コンベヤフレーム６の前側である搬送方向の上手側に水平に支持されたローラ状の従動プーリ８とに亘って幅広の搬送ベルト９を巻回張設して構成されており、計量コンベヤ１全体が荷重計測部３に対して脱着自在に構成され、左右の連結具１０で荷重計測部３に固定できるようになっている。

コンベヤフレーム６は、従動プーリ８の支持構造を示す図５の平面図に示すように、搬送ベルト９を摺接案内する天板部６ａと、その左右側辺に沿って下向きに屈折された左右一対の側板部６ｂとが備えられており、この側板部６ｂの後端部に、図２に示すように駆動プーリ７が駆動回転可能に水平に支持されると共に、側板部６ｂの前端部に従動プーリ８が遊転自在に水平に支持されている。

コンベヤフレーム６における後側の横一側部（図２では右側上方部）の下方に、駆動モータ（図示せず）が配備され、この駆動モータと駆動プーリ７の一端とがチェーン、カップリングなどを介して連動連結されている。

搬送ベルト９の内周面には、図２に示すように、ベルト長手方向（図２の左右方向）に沿って細長い突出部である突条９ａが備えられて、駆動プーリ７および従動プーリ８の外周面に形成した案内溝１１に係合され、この係合によって回動する搬送ベルト９の左右蛇行が防止されるようになっている。なお、突条９ａ及び案内溝１１は、駆動プーリ７及び従動プーリ８の長手方向（図２の上下方向）中心から偏った一箇所に設けられており、駆動プーリ７、従動プーリ８、及び、搬送ベルト９が一定の姿勢で組付けられるようになっている。

図３及び図４に、従動プーリ８の外観と一部を横断した平面がそれぞれ示されている。従動プーリ８は、筒状のローラ本体１２、これに挿通される支軸１３、ローラ本体１２の両端部近くに内嵌装着される左右一対の軸受け１４、及び、ローラ本体１２の両端に内嵌連結されるキャップ１５とで構成されている。

ローラ本体１２は、プーリ軸心方向中央側の大部分の範囲Ｌ1が同径の直筒状に設定されると共に、この直筒範囲Ｌ1の両端部から外端までの範囲Ｌ2が、外端側ほど小径となるテーパ筒状に形成されており、その直筒範囲Ｌ1の一箇所に前記案内溝１１が形成されている。

このように、直筒範囲Ｌ1の両側にテーパー範囲Ｌ2を備えた中膨らみのプーリに形成することで、搬送ベルト９がプーリに巻回されて回動する際に蛇行が発生しかかると、ベルト張力にベルト幅方向中心に向かう分力が発生して蛇行が抑制され、突条９ａと案内溝１１との係合箇所に作用するプーリ軸心方向のスラスト力が軽減され、突条９ａの側面摩耗を軽減することができる。

ローラ本体１２は、全長に亘って一定肉厚のステンレス鋼製の直筒材からなるプーリ素材の内周及び外周を切削加工して形成されたものである。このローラ本体１２では、案内溝１１が形成される部位の両側の肉厚が、突条９ａの高さと同程度、あるいは、突条９ａの高さより小さくなるようにプーリ素材内周を切削して、プーリ本体１２の内周に環状突出部１２ａを残存形成し、その環状突出部１２ａの外周部位に案内溝１１を切削形成している。このように、ローラ本体１２を薄肉に形成して軽量にすることで、動的バランスの崩れの小さいプーリを構成することができる。

なお、駆動プーリ７も上記と同様な構成のローラ本体を使用して構成されるが、ローラ本体の軸心方向一端側に、回転駆動力を受ける構造が備えられることになる。

図５は従動プーリ８の支持構造を、図６はその支持を解除した状態をそれぞれ示す平面図であり、図７は図５におけるＡ-Ａ断面図であり、図８は従動プーリ８の支持構造を上方に移動させた状態の縦断側面図であり、図９及び図１０は従動プーリ８の支持構造の要部の斜視図であり、図１１はその分解斜視図である。

これらの図に基づいて、従動プーリ８を左右両端で支持する構造を詳細に説明する。

従動プーリ８の両端から突出された支軸１３の左右端部には、小判形の断面形状に切削された係合端部１３ａが形成されており、この係合端部１３ａが、コンベヤフレーム６の側板部６ｂに装着された支持部材２１に回転不能に支持される。

支持部材２１はステンレス鋼の板材からなり、その後部が側板部６ｂの内側に沿う縦姿勢で配備され、側板部６ｂと支持部材２１とに亘って頭部付きの連結軸２２が外側方から挿通される。連結軸２２の挿通端側には、コイルバネ２３が挿嵌されてナット２４で抜け止め支持されており、コイルバネ２３の弾力によって支持部材２１が、側板部６ｂの内側に沿った姿勢に押圧支持される。また、ナット２４を調節してコイルバネ２３の圧縮量を加減することで、支持部材２１を側板部６ｂに押圧支持する力を調節することができる。

支持部材２１の前部には、前後に長い角形の係合孔２５が形成されており、この係合孔２５に従動プーリ８における支軸１３の係合端部１３ａが回転不能、かつ、前後移動可能に挿通支持される。そして、左右の支持部材２１が支軸１３の両係合端部１３ａに係合することで、支軸１３の左右移動が阻止され、従動プーリ８の軸心方向での位置決めがなされる。

支持部材２１の上下には、案内片２１ａ，２１ｂが内向きに屈折連設されると共に、各案内片２１ａ，２１ｂの前端には、外れ止め爪２１ｃ，２１ｄが屈折連設される。この案内片２１ａ，２１ｂで上下に位置決めされ、外れ止め爪２１ｃ，２１ｄで内方への外れを阻止された押圧部材２６が、支持部材２１の内面に沿って前後移動可能、かつ、外れ止め爪２１ｃ，２１ｄで前方一定位置以上の前方移動が制限規制された状態で装着される。

押圧部材２６もステンレス鋼の板材からなり、その後部を内向きに屈折して、平面視でＬ形に形成されている。そして、押圧部材２６の前端部には、支軸１３の円形周部に係合する前向きＵ形の開口２７が設けられると共に、押圧部材２６の後部に設けた屈折片２６ａの後面には、バネ受け部材２８がネジ連結されている。

他方、支持部材２１の後部にも内向きに突出する屈折片２１ｅが設けられ、この屈折片２１ｅに、前後方向にねじ込み挿通されてロックナット２９で締め込み固定されるネジ軸３０が装着されている。このネジ軸３０の前端には、バネ受け部材３１が係合支持されており、押圧部材２６のバネ受け部材２８と支持部材２１のバネ受け部材３１に亘って大径のコイルバネ３２が適度の圧縮状態で嵌合支持され、コイルバネ３２の弾力によって押圧部材２６が前方にスライド付勢され、押圧部材２６に係合された支軸１３が前方に押圧されることで、従動プーリ８に巻回した搬送ベルト９を前方に緊張する自動テンション構造が構成されている。

ここで、左右の支持構造において、ネジ軸３０を回動操作してバネ受け部材３１を前後に位置調節することで、左右のコイルバネ３２の弾力を各別に調整することができ、搬送ベルト９を所望の張力で左右均一に自動緊張することができる。

なお、コイルバネ３２の弾力の調整は、支持部材２１側のバネ受け部材３１の位置調節に限らず、押圧部材２６側のバネ受け部材で位置調節できるように構成してもよい。

支持部材２１における屈折片２１ｅに上端からは、コンベヤフレーム６における天板部６ａの下方に入り込む舌片２１ｆが屈折延出されている。この舌２１ｆ片には、上下にねじ込み貫通されてロックナット３３で締め込み固定される当接部材としての当接ネジ３４が装着されており、当接ネジ３４の上端を天板部６ａの下面に当接させることで、前端側に従動プーリ８を支持して前部が重くなっている支持部材２１が連結軸２２周りに前下がり方向に回動することが阻止され、かつ、当接ネジ３４の突出量を調節することで、支持部材２１の連結軸２２周りでの姿勢が変更されて、従動プーリ８の高さ位置が左右各別に変更調節できるようになっている。つまり、計量コンベヤ１の前端の高さ、および、左右傾斜を調節することが可能となっているのである。

コイルバネ２３によってコンベヤフレーム６における側板部６ｂの内面に押圧支持された支持部材２１は、その前端側において横外方への大きい外力を加えると、図６に示すように、支持部材２１は側板部６ｂの前端との接触点ｐを支点として横外方に回動される。このとき、頭部２２ａと側板部６ｂの外面との当接によって内方への移動が阻止された状態で、傾斜した連結軸２２に対して支持部材２１の後部が側板部６ｂから離れて内方に傾斜移動することで、コイルバネ２３が圧縮変形される。

このように支持部材２１の前部が横外方へ傾斜開放されることで、支持部材２１及び押圧部材２６が支軸１３から外され、従動プーリ８を取り外すことが可能となる。この場合、支軸１３から外れて自由になった押圧部材２６は、外れ止め爪２１ｃ，２１ｄに受け止められるまで前方に付勢スライド移動することになる。

支持部材２１は、連結軸２２で側板部６ｂに沿った姿勢に連結支持されると共に、当接ネジ３４によって前下がり方向への回動が阻止されているので、連結軸２２を支点にして支持部材２１を上方へ振り上げ回動することができる。支持部材２１を上方へ振り上げ回動すると、搬送ベルト９の緩みに応じて押圧部材２６がその緩みを吸収するように前方に付勢進出するが、押圧部材２６が外れ止め爪２１ｃ，２１ｄに受け止められる前方移動限界まで移動した後、更に支持部材２１を大きく振り上げ回動することで、プーリ間隔を狭めて搬送ベルト９を緩めることができる。これによって、搬送ベルト９を、コンベヤフレーム６の側方から容易に取外すことができる。そして、押圧部材２６が前方移動限界まで移動した状態では、支軸１３は押圧部材２６からの前方押圧力を受けることがなく、従動プーリ８はその支軸１３両端を脱落することなく左右の支持部材２１に少し前後移動できる状態で係合支持された状態となり、支持部材２１の前部を横外方に傾動することで、支軸１３から容易に外すことができる。

なお、搬入コンベヤ２は基本的に上記計量コンベヤ１と同様に構成されているので、その構造の説明は省略する。

以上のように本実施形態によれば、ローラ本体１２は、案内溝１１が形成される部位の両側の肉厚が、突条９ａの高さと同程度、あるいは、突条９ａの高さより小さくなるようにプーリ素材内周を切削して、プーリ本体１２の内周に環状突出部１２ａを残存形成しているので、ローラ本体１２を薄肉に形成して軽量にすることができ、動的バランスの崩れの小さいプーリを構成することができる。

（他の実施態様）
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。

（１）プーリ本体１２は、外周をテーパ筒状に形成することなく、全長に亘って同径の直筒状にして実施してもよい。

（２）プーリ本体１２をアルミ、あるいは、アルミ合金などの、適度な延性を有する金属材で構成する場合には、突条９ａの高さと同程度、あるいは、これよりも小さい肉厚を備えた、全長に亘って一定肉厚の薄い直円筒状の素材を転造加工して案内溝１１を形成し、その後、外周や両端内周を切削加工して仕上げることもできる。

（３）搬送ベルト９に備える蛇行防止用の突条９ａをベルト幅方向の中央に設けて実施することもできる。

（４）蛇行防止用の突条９ａは、断面形状を矩形、台形、半円形、など、任意に設定することができ、案内溝１１もこれに応じた断面形状に形成すればよい。

（５）支軸１３の両端部に設ける係合端部１３ａの断面形状は、支持部材２１の係合孔２５との係合によって回動が阻止され、かつ、係合孔２５に沿って前後にスライド移動できる形状であるならばいかなるものでもよく、上記した小判形のみならず、例えば、上または下向きの扁平面を有するＤ形、あるいは、上下に扁平面を向けた矩形にして実施することもできる。

１ 計量コンベヤ
３ 荷重計測部
９ 搬送ベルト
９ａ 突条
１１ 案内溝
１２ プーリ本体
１２ａ 環状突出部
Ｌ1 直筒範囲
Ｌ2 範囲

Claims (6)

1. 内周に蛇行防止用の突条を備えた搬送ベルトが巻回される計量コンベヤ用プーリであって、
   筒状に形成したプーリ本体の内周に環状突出部が形成され、この環状突出部の外周に前記突条が係合する案内溝が、環状に形成される、
   ことを特徴とする計量コンベヤ用プーリ。
2. 前記環状突出部が、全長に亘って一定肉厚の筒材からなる素材の内周を切削して残存形成される、
   請求項１に記載の計量コンベヤ用プーリ。
3. 前記プーリ本体の軸心方向の中央部分が直筒状に形成されると共に、前記中央部分の両端から前記プーリ本体の外端までが、外側ほど小径となるテーパー筒状に形成される、
   請求項１または２に記載の計量コンベヤ用プーリ。
4. 前記案内溝が、前記プーリ本体の軸心方向の偏った位置に形成される、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の計量コンベヤ用プーリ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の計量コンベヤ用プーリの一対に亘って突条付きの搬送ベルトを巻回張設した計量コンベヤと、この計量コンベヤによって搬送される被計量物の重量を計量する計量手段を備える、
   ことを特徴とする計量装置。
6. 前記計量手段で計量した被計量物の重量に基づいて、該被計量物を選別する、
   請求項５に記載の計量装置。

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