JP2020176901A - 張力測定装置および張力測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】付勢部材が経年劣化した場合であっても、コンベアベルトに対して付与される張力を把握することができる張力測定装置を提供する。【解決手段】張力測定装置７０は、第１の板部材７１および第２の板部材７２と、第１の板部材および第２の板部材の間に配置される付勢部材７３と、回転することによって付勢部材に付勢力を発生させるナット７４と、ナットが螺合されるボルト７５と、ナットの締め付けに応じて前記付勢部材が収縮することによって発生する反発力を、ボルトを介して、コンベアベルトの軸に付与して、コンベアベルトに張力を付与する付与部材７６と、第２の板部材の付勢部材が設けられる側の反対側に設けられ、反発力が前記第２の板部材を介して付与されるロードセルと、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、張力測定装置および張力測定方法に関する。

従来から、様々な対象物を搬送するためのコンベア装置が知られている。このようなコンベア装置において、対象物を搬送するコンベアベルトに加える張力が所望の張力より弱い場合、コンベアベルトが空転する虞がある。一方、対象物を搬送するコンベアベルトに加える張力が所望の張力より強い場合、コンベアベルトが破損する虞がある。

これに関連して例えば下記の特許文献１には、ローラをばね部材によって進退可能に押し付けることによって、ベルトの張力を調整するベルトコンベア装置が開示されている。このように構成されたベルトコンベア装置によれば、ベルトの張力を調整して、所望の値とすることができる。

特開平７−２３７７２４号公報

一般的に、張力を発生させるためのばね部材（付勢部材）が新品である場合、メーカーから提供された圧縮長さと力の関係の数値（ばね定数）を信頼して、張力の荷重調整・管理を行うことができる。しかしながら、付勢部材の経年劣化と共に、付勢部材の自由長が変化し、メーカーから提供された圧縮長さと力の関係の数値の信頼性が乏しくなり、張力の荷重調整・管理が困難となる。したがって、コンベアベルトに対して付与される張力を把握することが求められている。

本発明は、上記課題を解決するために発明されたものであり、付勢部材が経年劣化した場合であっても、コンベアベルトに対して付与される張力を把握することができる張力測定装置および張力測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る張力測定装置は、互いに離間して設けられる第１の板部材および第２の板部材と、前記第１の板部材および前記第２の板部材の間に配置される付勢部材と、前記第１の板部材の前記付勢部材が設けられる側の反対側に設けられ、回転することによって前記付勢部材に付勢力を発生させるナットと、前記ナットが螺合されるとともに、前記付勢部材の内方に設けられるボルトと、前記ナットの締め付けに応じて前記付勢部材が収縮することによって発生する反発力を、前記ボルトを介して、コンベアベルトの軸に付与して、前記コンベアベルトに張力を付与する付与部材と、前記第２の板部材の前記付勢部材が設けられる側の反対側に設けられ、前記反発力が前記第２の板部材を介して付与されるロードセルと、を有する。

また、上記目的を達成する本発明に係る張力測定方法は、互いに離間して設けられる第１の板部材および第２の板部材と、前記第１の板部材および前記第２の板部材の間に配置される付勢部材と、前記第１の板部材の前記付勢部材が設けられる側の反対側に設けられ、回転することによって前記付勢部材に付勢力を発生させるナットと、前記ナットが螺合されるとともに、前記付勢部材の内方に設けられるボルトと、前記ナットの締め付けに応じて前記付勢部材が収縮することによって発生する反発力を、前記ボルトを介して、コンベアベルトの軸に付与して、前記コンベアベルトに張力を付与する付与部材と、前記第２の板部材の前記付勢部材が設けられる側の反対側に設けられ、前記反発力が前記第２の板部材を介して付与されるロードセルと、を有する、張力測定装置を用いた張力測定方法であって、前記ナットを締め付けることによって発生する前記反発力を前記ロードセルによって測定して、前記張力を測定する。

上述の張力測定装置および張力測定方法によれば、ロードセルによって、コンベアベルトに付与される張力を実測することができるため、付勢部材が経年劣化した場合であっても、コンベアベルトに対して付与される張力を把握することができる。

本実施形態に係る搬送式凍結装置を示す側面図である。 本実施形態に係る張力測定装置を示す概略図である。

本発明の実施形態を、図１〜図２を参照しつつ説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本実施形態に係る搬送式凍結装置１を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る張力測定装置７０を示す概略図である。

搬送式凍結装置１は、図１に示すように、内部を通過する被搬送物Ｅを冷却するフリーザー１０と、被搬送物Ｅを搬送するベルトコンベア装置２０と、コンベアベルト２１に対して張力を付与するとともに張力を測定する張力測定装置７０と、各種動作等を制御する制御部８０と、制御部８０によって得られた張力の数値を表示する表示部９０と、を有する。

フリーザー１０は、図１に示すように、外形が略矩形状に構成されている。フリーザー１０は、被搬送物Ｅの入口となる入口開口部１１と、被搬送物Ｅの出口となる出口開口部１２と、を有する。フリーザー１０としては、内部を通過する被搬送物Ｅを冷却できるものであれば特に限定されず、公知のものを用いることができる。

ベルトコンベア装置２０は、被搬送物Ｅをフリーザー１０の入口開口部１１から出口開口部１２まで搬送する。ベルトコンベア装置２０は、図１に示すように、スチールベルトであるコンベアベルト２１と、コンベアベルト２１を転回するプーリー２２と、を有する。被搬送物Ｅは、コンベアベルト２１上に載置されてフリーザー１０内を通過する際に急速凍結される。

コンベアベルト２１は、被搬送物Ｅが配置されて、被搬送物Ｅを搬送方向Ｄ１に搬送する。コンベアベルト２１は無端状であって、１本のベルトから構成されている。

プーリー２２は、図１に示すように、コンベアベルト２１の上流および下流に２つ設けられる。プーリー２２にコンベアベルト２１が巻回された状態で回転することによって、コンベアベルト２１を連続的に転回する。

以下、図２を参照して、張力測定装置７０の構成について説明する。張力測定装置７０は、コンベアベルト２１に対して張力を付与するとともに、当該張力を測定することができる。

張力測定装置７０は、図２に示すように、第１の板部材７１、第２の板部材７２と、第１の板部材７１および第２の板部材７２の間に配置される付勢部材７３と、第１の板部材７１の付勢部材７３が設けられる側の反対側に設けられるナット７４と、ナット７４に螺合されるボルト７５と、付勢部材７３によって発生する反発力をコンベアベルト２１の軸に付与する付与部材７６と、付与部材７６がスライド移動可能に配置されるテークアップフレーム７７と、付勢部材７３によって発生する反発力が第２の板部材７２を介して付与されるロードセル７８と、ロードセル７８および第２の板部材７２をテークアップフレーム７７に対して固定する固定部材７９と、を有する。なお、図２では理解の容易のため、第２の板部材７２およびロードセル７８は、断面図として示す。

第１の板部材７１および第２の板部材７２は、図２に示すように、互いに離間して設けられる。第１の板部材７１は、付勢部材７３およびナット７４に当接するように配置される。

第２の板部材７２は、図２に示すように、ロードセル７８および付勢部材７３に当接するように配置される。

付勢部材７３は、図２に示すように、複数の皿ばねによって構成される。付勢部材７３を構成する皿ばねの個数は特に限定されないが、例えば５０個である。

ナット７４は、第１の板部材７１に当接するように配置される。作業者は、ナット７４が図２の左側に移動するようにナット７４を締め付けることによって、コンベアベルト２１の軸が図２の右側に移動して、コンベアベルト２１に付与する張力を増大させることができる。

ボルト７５は、図２に示すように、ナット７４が螺合されている。ボルト７５は、図２の左右方向に延伸するように構成されている。ボルト７５は、付勢部材７３の内方に配置されている。

付与部材７６は、ナット７４の締め付けに応じて付勢部材７３が収縮することによって発生する反発力を、ボルト７５を介して、コンベアベルト２１の軸に付与する。付与部材７６は、図２に示すように、ボルト７５の頭部７５Ａが当接されることによって、反発力をコンベアベルト２１の軸に付与して、コンベアベルト２１の軸を図２の右側にスライド移動させて、コンベアベルト２１に付与する張力を増大させる。付与部材７６には、不図示の溝部が設けられており、テークアップフレーム７７の凸部７７Ａに対してスライド移動可能に配置されている。

テークアップフレーム７７は、図２に示すように、矩形状に構成されている。テークアップフレーム７７の下部には、凸部７７Ａが左右方向に延在して形成されている。

ロードセル７８は、第２の板部材７２および固定部材７９の間に配置される。ロードセル７８は、付勢部材７３の反発力を受けて生じる歪み量に応じた信号を発生するひずみゲージ（不図示）を内蔵している。ひずみゲージの信号は、図１に示すように、信号線Ｌを介して、制御部８０へ送信されるようになっている。

固定部材７９は、図２に示すように、ロードセル７８および第２の板部材７２をテークアップフレーム７７の左壁７７Ｂに対して固定する。固定部材７９のテークアップフレーム７７に対する固定方法は特に限定されないが、例えばボルトによる固定である。

制御部８０は、例えば、ＣＰＵである。制御部８０は、ロードセル７８の信号を所定のタイミングで取り込んで記憶する機能（ロギング機能）と、ロードセル７８の信号に基づいてロードセル７８に加えられた力を演算する機能とを備えている。

このように制御部８０がロギング機能を備えることによって、経年劣化の状況（横軸が年月で縦軸が張力）を管理することで、どのくらいの張力で空転したかを把握できたり、経年劣化の状況から付勢部材７３の交換時期を把握できたりする。よって、コンベアベルト２１のスリップ防止や付勢部材７３の交換時期の目安が明確になり、予防保全・計画保全の好適な実施が可能となる。

制御部８０によって得られる張力の演算結果は、表示部９０に送信される。表示部９０は例えばディスプレイである。このようにコンベアベルト２１に付与される張力の実測値が表示部９０に表示されるため、作業者は、表示部９０に表示されている数値を目視しつつ、ナット７４を回転させることによって、ナット７４の図２の左右方向の位置を調整して、コンベアベルト２１に付与する張力を所望の値とすることができる。

次に、コンベアベルト２１に対する張力の付与方法（調整方法）およびコンベアベルト２１に付与される張力の測定方法について説明する。

まず、作業者は、ナット７４が図２の左側に移動するように、ナット７４を締め付ける。これによって、ナット７４に当接する第１の板部材７１が図２の左側に移動する。

そして、第１の板部材７１が図２の左側に移動することによって、第１の板部材７１および第２の板部材７２の間に挟まれて配置されている付勢部材７３が圧縮される。

そして、付勢部材７３が圧縮されることによって、付勢部材７３の反発力が第１の板部材７１を介してナット７４に作用し、ナット７４が螺合しているボルト７５に対して、図２の右向きの力を作用する。

そして、ボルト７５に対して右向きに作用した力は、付与部材７６に作用して、付与部材７６を図２の右向きに移動させることによって、プーリー２２が図２の右向きに移動して、コンベアベルト２１に作用する張力が増大する。

一方、上記の工程とは逆に、作業者が、ナット７４が図２の右側に移動するようにナット７４を回転することによって、コンベアベルト２１に付与される張力は減少する。以上の仕組みで、コンベアベルト２１に付与される張力の調整を行うことができる。

また、付勢部材７３の反発力は、第２の板部材７２を介して、ロードセル７８に作用する。そして、ロードセル７８に作用した反発力は、信号線Ｌを介して制御部８０に送信され、制御部８０においてコンベアベルト２１に付与される張力が演算されて、表示部９０に演算結果としてコンベアベルト２１に付与される張力の数値が表示される。

ここで、付勢部材７３が新品である場合、メーカーから提供された圧縮長さと力の関係の数値を信頼して、張力の荷重調整・管理を行うことができる。しかしながら、例えば、ロードセル７８が設けられていない張力測定装置では、付勢部材７３の経年劣化と共に、付勢部材７３の自由長が変化しメーカーから提供された圧縮長さと力の関係の数値の信頼性が乏しくなり、張力の荷重調整・管理が困難となる。これに対して、本実施形態に係る張力測定装置７０によれば、ロードセル７８によって、張力を実測することができるため、付勢部材７３が経年劣化した場合であっても、コンベアベルト２１に対して付与される張力を把握することができる。したがって、張力の加重調整・管理を好適に行うことができる。

例えば、コンベアベルト２１に付与される張力が所望の値よりも小さい場合は、コンベアベルト２１の空転を防止するために、ナット７４が図２の左側に移動するようにナット７４を回転することによって、張力を所望の値まで上昇させて、コンベアベルト２１を好適に回転させることができる。また、コンベアベルト２１に付与される張力が所望の値よりも大きい場合は、ナット７４が図２の右側に移動するようにナット７４を回転することによって、張力を所望の値まで減少させて、コンベアベルト２１の破損を防止することができる。

また、搬送式凍結装置１において、コンベアベルト２１が冷却されて熱収縮することによって、コンベアベルト２１に付与される張力が所望の値よりも大きい場合は、ナット７４が図２の右側に移動するようにナット７４を回転することによって、張力を所望の値まで減少させて、コンベアベルト２１の破損を防止することができる。

また、搬送式凍結装置１において、異物がコンベアベルト２１に噛みこんだ場合は、張力測定装置７０によって、コンベアベルト２１に付与される張力が極端に大きくなることを検知できる。このときは、作業者はコンベアベルト２１の搬送動作を一旦停止して、異物をコンベアベルト２１から除去することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る張力測定装置７０は、互いに離間して設けられる第１の板部材７１および第２の板部材７２と、第１の板部材７１および第２の板部材７２の間に配置される付勢部材７３と、第１の板部材７１の付勢部材７３が設けられる側の反対側に設けられる、回転することによって付勢部材７３に付勢力を発生させるナット７４と、ナット７４が螺合されるとともに、付勢部材７３の内方に設けられるボルト７５と、ナット７４の締め付けに応じて付勢部材７３が収縮することによって発生する反発力を、ボルト７５を介して、コンベアベルト２１の軸に付与して、コンベアベルト２１に張力を付与する付与部材７６と、第２の板部材７２の付勢部材７３が設けられる側の反対側に設けられ、反発力が第２の板部材７２を介して付与されるロードセル７８と、を有する。このように構成された張力測定装置７０によれば、ロードセル７８によって、コンベアベルト２１に付与される張力を実測することができるため、付勢部材７３が経年劣化した場合であっても、コンベアベルト２１に対して付与される張力を把握することができる。したがって、コンベアベルト２１に対して付与する張力の調整や管理を好適に行うことができる。

また、張力測定装置７０は、付与部材７６がスライド移動可能に配置されるテークアップフレーム７７をさらに有し、ロードセル７８は、テークアップフレーム７７に取り外し可能に固定されている。このように構成された張力測定装置７０によれば、複数の搬送式凍結装置１に対して、１つの張力測定装置７０を使いまわせることができ、張力測定装置７０としての汎用性が向上する。

また、張力測定装置７０は、ロードセル７８の信号を時間変化とともに取り込んで記憶する機能を備える制御部８０をさらに有する。このように構成された張力測定装置７０によれば、劣化状況や張力の管理をすることで、コンベアベルト２１のスリップ防止や付勢部材７３の交換時期の目安が明確になり、予防保全・計画保全の実施が可能となる。

また、以上説明したように、本実施形態に係る張力測定方法は、互いに離間して設けられる第１の板部材７１および第２の板部材７２と、第１の板部材７１および第２の板部材７２の間に配置される付勢部材７３と、第１の板部材７１の付勢部材７３が設けられる側の反対側に設けられる、回転することによって付勢部材７３に付勢力を発生させるナット７４と、ナット７４が螺合されるとともに、付勢部材７３の内方に設けられるボルト７５と、ナット７４の締め付けに応じて付勢部材７３が収縮することによって発生する反発力を、ボルト７５を介して、コンベアベルト２１の軸に付与してコンベアベルト２１に張力を付与する付与部材７６と、第２の板部材７２の付勢部材７３が設けられる側の反対側に設けられ、反発力が第２の板部材７２を介して付与されるロードセル７８と、を有する張力測定装置７０を用いた張力測定方法であって、ナット７４を締め付けることによって発生する反発力をロードセル７８によって測定して、張力を測定する。この張力測定方法によれば、ロードセル７８によって、コンベアベルト２１に付与される張力を実測することができるため、付勢部材７３が経年劣化した場合であっても、コンベアベルト２１に対して付与される張力を把握することができる。

また、張力測定方法において、コンベアベルト２１が搬送式凍結装置内において冷却される際の前記張力を測定する。この張力測定方法によれば、搬送式凍結装置１において、コンベアベルト２１が冷却されて熱収縮することによって、コンベアベルト２１に付与される張力が所望の値よりも大きい場合は、ナット７４が図２の右側に移動するようにナット７４を回転することによって、張力を所望の値まで減少させて、コンベアベルト２１の破損を防止することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。

例えば、上述した実施形態では、コンベアベルト２１は、冷却の処理を施すための搬送式凍結装置１に適用された。しかしながら、コンベアベルト２１は、調理、加工または洗浄などの処理を施す設備に適用されてもよい。

また、上述した実施形態では、付勢部材７３は複数の皿ばねから構成されたが、これに限定されず、コイルばね等を用いることができる。

また、上述した実施形態では、張力測定装置７０は、付与部材７６がスライド移動可能に配置されるテークアップフレーム７７を有し、ロードセル７８は、テークアップフレーム７７に取り外し可能に固定されていた。しかしながら、付勢部材７３の反発力を測定することができる限りにおいて、ロードセル７８は、任意の場所に設けられうる。

１ 搬送式凍結装置、
７０ 張力測定装置、
７１ 第１の板部材、
７２ 第２の板部材、
７３ 付勢部材、
７４ ナット、
７５ ボルト、
７６ 付与部材、
７７ テークアップフレーム、
７８ ロードセル。

Claims (5)

1. 互いに離間して設けられる第１の板部材および第２の板部材と、
   前記第１の板部材および前記第２の板部材の間に配置される付勢部材と、
   前記第１の板部材の前記付勢部材が設けられる側の反対側に設けられ、回転することによって前記付勢部材に付勢力を発生させるナットと、
   前記ナットが螺合されるとともに、前記付勢部材の内方に設けられるボルトと、
   前記ナットの締め付けに応じて前記付勢部材が収縮することによって発生する反発力を、前記ボルトを介して、コンベアベルトの軸に付与して、前記コンベアベルトに張力を付与する付与部材と、
   前記第２の板部材の前記付勢部材が設けられる側の反対側に設けられ、前記反発力が前記第２の板部材を介して付与されるロードセルと、を有する、張力測定装置。
2. 前記付与部材がスライド移動可能に配置されるテークアップフレームをさらに有し、
   前記ロードセルは、前記テークアップフレームに取り外し可能に固定されている、請求項１に記載の張力測定装置。
3. 前記ロードセルから得られる前記反発力の信号を時間変化とともに取り込んで記憶するロギング機能を備える制御部をさらに有する、請求項１または２に記載の張力測定装置。
4. 互いに離間して設けられる第１の板部材および第２の板部材と、
   前記第１の板部材および前記第２の板部材の間に配置される付勢部材と、
   前記第１の板部材の前記付勢部材が設けられる側の反対側に設けられ、回転することによって前記付勢部材に付勢力を発生させるナットと、
   前記ナットが螺合されるとともに、前記付勢部材の内方に設けられるボルトと、
   前記ナットの締め付けに応じて前記付勢部材が収縮することによって発生する反発力を、前記ボルトを介して、コンベアベルトの軸に付与して、前記コンベアベルトに張力を付与する付与部材と、
   前記第２の板部材の前記付勢部材が設けられる側の反対側に設けられ、前記反発力が前記第２の板部材を介して付与されるロードセルと、を有する、張力測定装置を用いた張力測定方法であって、
   前記ナットを締め付けることによって発生する前記反発力を前記ロードセルによって測定して、前記張力を測定する、張力測定方法。
5. 前記コンベアベルトが搬送式凍結装置内において冷却される際の前記張力を測定する、請求項４に記載の張力測定方法。