JP2015501268A - アキュムレーティングコンベアのクラッチ／ブレーキユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、コンベア（２）のコロ搬送路（１）上のロード（４）を無端状牽引機構（７）により搬送する少なくとも１つのローラー（５）を駆動および制動する、コンベア（２）のクラッチ／ブレーキユニット（３）であって、前記ユニット（３）は、駆動ローラー（９）上の無端状駆動牽引機構によってコンベアの作動中に連続的に駆動され、結合作動状態において前記駆動ローラー（９）の軸（１６）周りの回転を従動ローラー（１１）に伝達するように構成され、さらに、制動作動状態において前記ユニット（３）のハウジング（１７）上で前記従動ローラー（１１）を減速させるように構成され、前記従動ローラー（１１）は前記無端状の牽引機構（７）によって前記ローラー（５）に接続されており、第１の作動手段が、前記ユニット（３）をその制動作動状態に移行させるために、前記従動ローラー（１１）を前記ハウジング（１７）の方向に移動させるように構成され、第２の作動手段が、前記ユニット（３）をその結合作動状態に移行させるために、前記従動ローラー（１１）を前記駆動ローラー（９）の方向に移動させる。

Description

本発明は、アキュムレーティングコンベアのコロ搬送路上のユニットロードを無端状の牽引機構により搬送する少なくとも１つのローラーを駆動および制動する、アキュムレーティングコンベアのクラッチ／ブレーキユニットに関するものであって、前記クラッチ／ブレーキユニットは、駆動ローラー上の駆動されている無端状の駆動牽引機構によってアキュムレーティングコンベアの作動中に連続的に駆動され、結合作動状態において前記駆動ローラーの軸周りの回転を従動ローラーに伝達するように構成され、さらに、制動作動状態において前記クラッチ／ブレーキユニットのハウジング上で前記従動ローラーを減速させるように構成され、前記従動ローラーは前記無端状の牽引機構によって前記ローラーに接続されている。

特許文献１は、第１の作動手段と第２の作動手段の両方がクラッチを作動させる電気的に操作可能なマグネットから構成されている、上記のようなクラッチ／ブレーキユニットを開示している。その動力伝達ディスクおよび従動ローラーはクラッチ／ブレーキユニットの軸にトルクに耐えられるように連結されている。その駆動ローラーは４つのベアリングによって前記軸とハウジングの両方に回転可能に支持され、前記動力伝達ディスクと前記従動ローラーの間に配置されている。制動作動状態では、前記伝達ディスクに弾性的に取り付けられたブレーキライニングがハウジングのブレーキディスクに、前記クラッチ作動マグネットのうち１つにより接触させられ、これにより、前記ブレーキライニングが前記伝達ディスク、それと共に従動ローラーを減速させる。結合作動状態では、前記伝達ディスクに弾性的に取り付けられたブレーキライニングが前記駆動ローラーのクラッチディスクに、前記クラッチ作動マグネットの他方により接触させられ、これにより、前記伝達ディスク、それと共に従動ローラーが前記駆動ローラーによって駆動される。伝達ディスクと従動ローラーとをトルクに耐えられるように連結することによって、従動ローラーは、常に、伝達ディスクと共に、又は駆動ローラーにつられて、減速される。

公知のクラッチ／ブレーキユニットは、多くの個別の部品があるために、高価であり、製造が複雑である。ブレーキライニングとクラッチライニングの弾性的な取り付けは、より長くなっている耐用期間の間に老化し、このため、弾性力の低下により、ブレーキとクラッチの滑り、結果として、クラッチ／ブレーキユニットの故障が発生していた。

欧州特許出願公開第１３１４６６３号明細書

この発明は、構造的に簡単で、高価ではなく、そして信頼性の高い、上記の不利益を避けることができるクラッチ／ブレーキユニットを提供するという目的のもとにされている。この発明によれば、前記目的は達せられ、その中では、第１の作動手段が、前記クラッチ／ブレーキユニットをその制動作動状態に移行させるために、前記従動ローラーを前記軸に沿って前記ハウジングの方向に移動させるように構成され、第２の作動手段が、前記クラッチ／ブレーキユニットをその結合作動状態に移行させるために、前記従動ローラーを前記軸に沿って前記駆動ローラーの方向に移動させるように構成されている。

上記では、簡単で確実に行われる従動ローラーのクラッチ／ブレーキユニットの軸に沿った移動により、クラッチ／ブレーキユニットはその制動作動状態と結合作動状態に移行される。この発明のクラッチ／ブレーキユニットでは、伝達ディスクの機能は移動可能な従動ローラーによっても満たされるので、少なくとも先行技術の伝達ディスクとブレーキおよびクラッチライニングの弾性支持構造の構成部品は省くことができる。結果として、機械的な強度が同じになるよう維持しながら、構成部品の数が低減され、特に制動行程や加速行程で減速され又は加速される重量が低減される。例えば、圧縮および引張バネ、負圧および正圧のピストン／シリンダーユニット、電磁マグネットはそれゆえ従動ローラーを移動させるための作動手段として機能し得る。

しかし、第１の作動手段を正圧で作動するピストン／シリンダーユニットとし、第２の作動手段を圧縮バネとすることが、特に効果的であるとわかった。この構成では、コンベアの作動時間外や、アキュムレーティングコンベアへの電力供給の停止の場合に、従動ローラーと、そしてアキュムレーティングコンベアのローラーが減速されるという結果をもたらす。この発明の構成は、従動ローラーが、強力な圧縮バネによる強力な制動圧力によって確実に減速され、若しくは、一体的に設けられたピストン／シリンダーユニットによる強力な押し付け力によって確実に結合されるという、利点を有する。第１の作動手段および／又は第２の作動手段としてクラッチ／ブレーキユニットと一体にピストン／シリンダーユニットを設けることは、クラッチ／ブレーキユニットをある作動状態から他の作動状態に移行させるのに、ほんのわずかな圧縮空気だけを必要とするという利点を有する。この圧縮空気の少量の要求により、クラッチ／ブレーキユニットは特に省エネルギーの態様で作動される。

さらに、クラッチおよびブレーキエネルギーの主要な部分をそれぞれクラッチとブレーキの際に材料の摩滅によらず、弾性変形と熱エネルギー変換により消散するクラッチディスクとブレーキディスクの材料を使うことは、特に有利である。エラストマー、例えばポリウレタンは特にこの用途に使える。実際の知見では、重いカーゴの搬送時でも、この発明の作動手段による強力の押し付け力と、弾性特性を有する材料のブレーキディスク及びクラッチディスクへの使用との組み合わせは、驚くほど優れた加速と減速の数値を実現し、従来のクラッチ／ブレーキユニットに対してかなりの長寿命化を可能とする。

さらに、この発明のクラッチ／ブレーキユニットは、従動ローラーがコロ搬送路のフレームにおけるクラッチ／ブレーキユニットの固定手段に近い位置で設けられており、結果として、駆動ローラーよりも近い位置で設けられている。結果として、搬送ローラーの幅全体はユニットロードの搬送のために使用され得る。

以下、この発明の実施例のさらなる利点は、図を用いて詳細に説明される。

クラッチ／ブレーキユニットを有するアキュムレーティングコンベアのコロ搬送路の概略図である。 図１のコロ搬送路の３つのローラーとクラッチ／ブレーキユニットの斜視図である。 図１のコロ搬送路のクラッチ／ブレーキユニットの側面図と斜視図である。 図１のコロ搬送路のクラッチ／ブレーキユニットの断面図である。

図１は、クラッチ／ブレーキユニット３を有するアキュムレーティングコンベア２（コンベア上で搬送物を貯めることができるコンベア）のコロ搬送路１の一部の概略図である。このアキュムレーティングコンベア２では、倉庫から搬出場所に運ばれるユニットロード（パレット等に載せられた一塊の荷物）２が、２つのコンベアベルトから１つのコンベアベルトに案内される。ユニットロード４の衝突を避けるために、ユニットロード４はコロ搬送路１の所定の場所で適宜加速又は減速される。図１に示されるコロ搬送路１の前記の場所は８個のローラー５を有し、これらのローラー５は無終端の牽引機構により互いに接続されている。上位の制御装置が、コロ搬送路１のローラー５が加速又は減速されるべき時を示す制御情報を提供する。

ローラー５をこのように駆動するため、アキュムレーティングコンベア２は、Ｖリブドベルトにより形成される２つの無終端の牽引機構７を介してローラー５に接続されたクラッチ／ブレーキユニット３を有する。作動時、クラッチ／ブレーキユニット３は駆動ローラー９の無終端駆動牽引機構８により連続的に駆動され、結合作動状態の時には、クラッチ／ブレーキユニット３は、クラッチディスク１０によって駆動ローラー９の回転を従動ローラー１１に伝達し、また、駆動ローラー９の回転を無終端の牽引機構７によってローラー５に伝達する。ブレーキ／クラッチ機構３の構造は図２〜４によってより詳細に扱われている。

図２は図１のコロ搬送路１の３つのローラー５とクラッチ／ブレーキユニット３の斜視図である。ローラー５とクラッチ／ブレーキユニット３の両方はコロ搬送路１のフレーム１２に取付けられている。ユニットロード４を搬送するため、ローラー５はある１つの高さに配置され、その高さの下に、固定部材を構成するネジ／ナットの組合せ１３によってフレーム１２にクラッチ／ブレーキユニット３が取付けられている。クラッチ／ブレーキユニット３は、従動ローラー１１が前記固定部材と駆動ローラー９との間でコロ搬送路１のフレーム１２のすぐ横に配置されるように、構成されている。このようにすると、フレーム１２の全幅が、本質的に、ユニットロード４のためのローラー５の支持面として使われるという、効果を奏する。

図４は、図１のコロ搬送路１のクラッチ／ブレーキユニット３の断面図である。クラッチ／ブレーキユニット３は、ボールベアリング１４，１５で軸１６に回転支持された駆動ローラー９を有する。例えば平面ベルト又は歯付ベルトで構成され、駆動ローラー９を駆動する駆動牽引機構８は、図４に示されていない。クラッチ／ブレーキユニット３のハウジング１７の一部として、軸１６はピストン／シリンダーユニット１９のシリンダー１８と一体に形成されている。このため、ハウジング壁の一部がシリンダー１８を形成し、ピストン２０が軸１６上を移動できるように設けられている。圧縮空気開口２１に、圧縮空気通路が接続され、コンプレッサーと圧縮空気開口２１との間に設けられた複数の弁と共に、通路内の圧力は、前記上位の制御装置によって制御されるコンプレッサーによって生じる。

ピストン２０上で、従動ローラー１１はベアリング２２，２３によって回転可能に設けられている。圧縮バネ２４は直動ピストン２０を押し、これにより、従動ローラー１１はハウジング１７のブレーキディスク２５に押し付けられ、制動モードの時に、従動ローラー１１が減速される。適度に大きな空気圧力が圧縮空気開口２１を介してシリンダー１８内に加わると、ピストン２０は圧縮スプリング２４のバネ力に抗してスライドし、クラッチディスク１０を駆動ローラー９に押し付ける。前記のクラッチ／ブレーキユニット３の結合作動状態では、駆動ローラー９の回転はクラッチディスク１０、従動ローラー１１およびＶリブドベルトを介してローラー５に伝達される。シールリング２６，２７は、軸１６やハウジング１７の内周面に対して、シリンダー１８の内部をシールする。クラッチ／ブレーキユニット３の全ての部品は１つの螺合ナット２８によって固定され、これにより、修理が容易に行われる。

さらに、合成の軽量材料で作られたクラッチディスク１０は別として、駆動ローラー９と従動ローラー１１だけが、回転部材であって、金属や同様の機械的強度の材料から形成され、制動行程や加速行程で減速又は加速されるという、このクラッチ／ブレーキユニット３の構成における特殊な効果を奏する。結果として、制動および加速はとてもエネルギー効率良く、そして迅速に行われる。従動ローラー１１を移動するための機械的圧縮バネ２４およびピストン／シリンダーユニット１９を設けることは、正確にはこれら２つの作動手段により、ブレーキディスク２５およびクラッチディスク１０に抗する押し付け力として、安全で適切な力の伝達を確保するという効果を有する。加えて、クラッチ／ブレーキユニット１９に一体に設けられたピストン／シリンダーユニット１９は極めてコンパクトな設計を可能にし、圧縮空気通路だけが、前記上位の制御装置を介してコロ搬送路１の別の場所であるクラッチ／ブレーキユニット３を制御するために接続される必要がある。

クラッチ／ブレーキユニット３は、液圧でも作動することができると言える。しかし、空気シリンダー１７による実施が特に効果的であることがわかった。

クラッチディスク１０とブレーキディスク２５は非確動摩擦クラッチとして設計され、そのディスクの材料はクラッチおよびブレーキエネルギーを、弾性変形および熱エネルギー変換で消散させ、摩擦面からの材料の除去をほとんど伴わない。この目的のため、エラストマー、特に、ポリウレタンがクラッチディスク１０およびブレーキディスク２５として用いられる。前記材料は、制動行程およびクラッチ動作の時に、摩擦のために変形され、ある一定の限度まで加熱されるが、ほとんど磨耗しない特徴を有し、これはブレーキライニングやクラッチで一般的に認められた原理である。このようにすると、ブレーキディスクやクラッチディスクの交換を要することなく、クラッチ／ブレーキユニット３の特に長い寿命が得られる。

クラッチディスク１０とブレーキディスク２５の材料として、熱可塑性材、この関係ではポリアミドを使用することは効果的であると言えるかもしれない。しかし、クラッチディスク１０とブレーキディスク２５の材料として熱硬化性材料を用いることもまた、明らかにされているその有用な効果を有する。

クラッチ／ブレーキユニット３において、ブレーキディスク２５はハウジング１７に取付けられ、クラッチディスク１０は駆動ローラー９に取付けられている。しかし、ブレーキディスク１０および／又はクラッチディスク１０は同様に従動ローラー１１に取付けられる場合もある。

圧縮バネを、従動ローラーをその結合作動状態に引張る引張バネとして設計することも可能である。前記シリンダーに負圧をかけることにより、従動ローラーがクラッチ／ブレーキユニットの制動作動状態に案内される。

さらなる例示的な実施例では、前記第１の作動手段と第２の作動手段を、ピストン／シリンダーユニットを用いて、駆動ローラーを軸に沿って移動させるように実施することもできる。このようにする際、圧縮空気の第１の作動手段のシリンダーへの供給は、軸の中の穴を通して行われることもある。特に効果的な例示実施例では、図４に示すように、前記第１と第２の作動手段は１つのピストン／シリンダーユニット１９によって構成され得る。シリンダー１９内の圧縮空気により、従動ローラー１１は結合作動状態に移動され、シリンダー１９内の負圧により、ピストン／シリンダーユニット１０は制動作動状態に移動される。

さらなる例示的な実施例では、第１の作動手段と第２の作動手段が、アンカープレートや金属製の従動ローラーを軸に沿って移動させるマグネットによって構成されている。前述の作動手段の任意の組み合わせも適用し得る。

さらなる例示的な実施例では、従動ローラー自体は、非確動摩擦クラッチ用の材料（例えば、ポリエチレンやポリアミド）から作られ、このため、さらに別のブレーキディスク又はさらに別のクラッチディスクを設けることを、効果的なことに、省くことができる。この例示の実施例では、従動ローラーは、従動ローラーを減速するために、制動作動状態において、第１の作動手段によってハウジングに直接押し付けられる。結合作動状態において、従動ローラーは第２の作動手段によって、駆動ローラーに直接押し付けられる。ハウジングにおいて少なくとも従動ローラーが押し付けられる範囲、および／又は、駆動ローラーを、非確動摩擦クラッチ用の材料で作ることができる。制動時やクラッチ時の摩擦の組になる場合、その組の一方は金属から形成され、他方は非確動摩擦クラッチ用の材料から形成される。又は、前記組の両方が非確動摩擦クラッチ用の材料から形成され得る。

軸方向移動を許容する摩擦機構が、無端状の牽引機構７として効果的に用いられ得ることも、述べることができる。これにより、従動ローラー１１が制動作動状態にあろうと、結合作動状態にあろうと、ローラー５はしっかりと駆動される。例えば、Ｖリブドベルト７だけでなく、断面円形のベルトやチェーンも、そのような無端状の牽引機構を構成する。

この実施形態において、用語「アキュムレーティングコンベア」は、例えば、帯状のコンベアや、ベルトコンベアも同様に意味すると理解されるべきである。

Claims (11)

1. アキュムレーティングコンベア（２）のコロ搬送路（１）上のユニットロード（４）を無端状の牽引機構（７）により搬送する少なくとも１つのローラー（５）を駆動および制動する、アキュムレーティングコンベア（２）のクラッチ／ブレーキユニット（３）であって、
   前記クラッチ／ブレーキユニット（３）が、駆動ローラー（９）上で駆動されている無端状の駆動牽引機構によってアキュムレーティングコンベアの作動中に連続的に駆動され、結合作動状態において前記駆動ローラー（９）の軸（１６）周りの回転を従動ローラー（１１）に伝達するように構成され、さらに、制動作動状態において前記クラッチ／ブレーキユニット（３）のハウジング（１７）上で前記従動ローラー（１１）を減速させるように構成され、
   前記従動ローラー（１１）が前記無端状の牽引機構（７）によって前記ローラー（５）に接続されており、
   第１の作動手段が、前記クラッチ／ブレーキユニット（３）をその制動作動状態に移行させるために、前記従動ローラー（１１）を前記軸（１６）に沿って前記ハウジング（１７）の方向に移動させるように構成され、
   第２の作動手段が、前記クラッチ／ブレーキユニット（３）をその結合作動状態に移行させるために、前記従動ローラー（１１）を前記軸（１６）に沿って前記駆動ローラー（９）の方向に移動させるように構成されている、クラッチ／ブレーキユニット。
2. 前記従動ローラー（１１）と前記ハウジング（１７）との間にブレーキディスク（２５）が設けられ、かつ／又は、前記従動ローラー（１１）と前記駆動ローラー（９）との間にクラッチディスク（１０）が設けられている、請求項１に記載のクラッチ／ブレーキユニット。
3. 前記第１の作動手段が前記制動作動状態において前記従動ローラー（１１）を前記ハウジング（１７）に対して押し付けるように構成され、かつ／又は、前記第２の作動手段が前記結合作動状態において前記従動ローラー（１１）を前記駆動ローラー（９）に押し付けるように構成されている、請求項１に記載のクラッチ／ブレーキユニット。
4. 前記第１の作動手段がバネ、好ましくは圧縮バネから構成されており、前記第２の作動手段が前記クラッチ／ブレーキユニット（３）に一体に設けられたピストン／シリンダーユニット（１９）から構成され、前記ピストン／シリンダーユニット（１９）のピストン（２０）が少なくとも１つのボールベアリング（２２，２３）を介して前記従動ローラー（１１）を回転可能に支持し、前記ピストン（２０）が前記クラッチ／ブレーキユニット（３）の軸（１６）に沿って直線的に移動可能に案内されるように支持され、前記クラッチ／ブレーキユニット（３）が、シリンダー（１８）が負圧にされることにより、特に前記制動作動状態になるよう作動される、請求項１〜３の何れかに記載のクラッチ／ブレーキユニット。
5. 前記第１の作動手段および前記第２の作動手段が一体化されたピストン／シリンダーユニットから構成され、そのピストンが少なくとも１つのボールベアリングを介して前記従動ローラーを回転可能に支持し、前記ピストンが前記クラッチ／ブレーキユニットの軸に沿って直線的に移動可能に案内されるように支持されている、請求項１〜３の何れかに記載のクラッチ／ブレーキユニット。
6. 前記クラッチディスク（１０）、および／又は、ブレーキディスク（２５）、および／又は、従動ローラー（１１）、および／又は、駆動ローラー（９）、および／又は、ハウジング（１７）が、摩擦面の材料がほとんど除去されないようにクラッチエネルギーおよび／又はブレーキエネルギーを弾性エネルギーや熱エネルギーに変換する非確動摩擦クラッチ用の材料から構成されている、請求項１〜５の何れかに記載のクラッチ／ブレーキユニット。
7. 弾性材料、特に上記構成ではポリエチレン、又は、熱可塑性材料、特に上記構成ではポリアミドが、前記クラッチディスク（１０）、および／又は、ブレーキディスク（２５）、および／又は、従動ローラー（１１）、および／又は、駆動ローラー（９）、および／又は、ハウジング（１７）に用いられている、請求項６に記載のクラッチ／ブレーキユニット。
8. 前記クラッチ／ブレーキユニット（３）を、作動状態において前記ローラー（５）の下に位置するように、前記コロ搬送路（１）のフレーム（１２）に取り付ける固定手段（１３）が設けられ、前記従動ローラー（１１）が前記駆動ローラー（９）よりも前記固定手段（１３）に近い位置に設けられている、請求項１〜７の何れかに記載のクラッチ／ブレーキユニット。
9. 前記無端状の牽引機構（７）として、軸方向の移動を可能とする牽引機構、特に、Ｖリブドベルト、断面円形のベルト、チェーンのうちの一つが設けられている、請求項１〜８の何れかに記載のクラッチ／ブレーキユニット。
10. 前記ピストン／シリンダーユニット（１９）のシリンダー（１８）が空気シリンダー（１８）として構成され、前記ハウジング（１７）および前記軸（１６）に対して、前記ピストン（２０）がシール部材、特にシールリング（２６，２７）によってシールされている、請求項１〜９の何れかに記載のクラッチ／ブレーキユニット。
11. ユニットロード（４）を搬送するためのコロ搬送路（１）を有するアキュムレーティングコンベア（２）であって、前記コロ搬送路（１）ごとに、請求項１〜８の何れかに記載のクラッチ／ブレーキユニット（３）を少なくとも１つ有する、アキュムレーティングコンベア。

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