JP4563683B2 - キャタピラ牽引装置 - Google Patents

Description

本発明は、キャタピラ牽引装置の分野に関する。

キャタピラ牽引装置は、組み立てライン及び製造工程のある段階から次の段階に沿って製品を運搬するために通常製造工業で用いられる。特にケーブル製造工業は、相違する設備間、例えば押出機とより線機の間で、押出しプラスチック・チューブ及び他のケーブル部品を運搬するためにキャタピラ牽引装置を用いる。

本発明の第１側面において、第１及び第２伸縮牽引部材からなるキャタピラ牽引装置が提供され、該第１伸縮牽引部材は、第１及び第２回転可能部材の周りで駆動及び同調され、第２伸縮牽引部材は、第３及び第４回転可能部材の周りで駆動及び同調され、各回転部材は、駆動手段で取り付けられ、第１及び第３回転可能部材は、第１速度で駆動することができ、第２及び第４回転可能部材は、第２速度で駆動することができ、第１速度と第２速度は等速度ではない。

第１速度と第２速度の格差は、１％と１０％の間であり、特に第１速度と第２速度の格差は４％とすることができる。第２速度は第１速度よりも速度を遅くすることができ又は、第２速度は第１速度よりも速度を速くすることができる。
第１及び第２伸縮牽引部材は、移動方向で平行な方向に延長することができ及び／又は第１及び第２伸縮牽引部材は、移動方向で垂直の方向に延長することができる。

第１及び第２伸縮牽引部材は、好ましくは１０％又はそれ以上持続して延長する能力があり、該第１及び第２伸縮牽引部材は、ゴム及び／又は圧縮ポリマーからなることができる。

本発明の第２側面に沿って、第１側面のキャタピラ牽引装置内で線状部材が加工する方法が提供され、該線状部材の加工方法は、第１速度と第２速度の格差に影響される。第１速度と第２速度の格差により、線状部材を直線的に圧縮し又は、第１速度と第２速度の該格差は、線状部材を直線的に延長することができる。

本発明は添付の図面を参照し、例示の目的のみで記載される。

図１は、従来のキャタピラ牽引装置機構の概略図を示す。キャタピラ牽引装置１０は、押出しチューブ、パイプ又はケーブルのような線状部材４０を進めるために協同する上側部分２０及び下側部分３０からなる。

上側部分２０は、第１ベルト２１、第１及び第２プーリ２２，２３及び複数の圧縮ローラ２４，２５，２６，２７，２８からなる。第１ベルト２１は、装置１０の通常の操作の間、引張荷重がかかる下では実質的に延長しない。
典型的には、そのようなベルトは、装置で駆動される線状部材４０のグリップを増すために、柔軟なゴム製の外層を有し、該ベルトは、耐延長性を備えるためにベルトの中心が、実質的に延長することができない強度の部材、例えば、織られたアラミド繊維又は編み組みされた鋼からなる。
該ベルトは、第１ベルトと第１及び第２プーリの間の摩擦を増すため、内表面にトレッド・パターンを有する。

第１プーリ２２は、駆動プーリであり、該プーリはモータ（図示せず）と駆動可能接続であり、第２プーリ２３は、非駆動プーリである。圧縮ローラ２４から２８は、自由に回転することができるが、第１ベルトを線状部材４０に対し押し付けるように作用し、それにより、第１ベルトと線状部材の間のグリップを高める。

下側部分は、上側部分と同様の構造であり、第２ベルト３１、第３及び第４プーリ３２，３３及び複数の圧縮ローラ３４，３５，３６，３７，３８からなる。第２ベルト３１は、装置１０の通常の操作の間、引張荷重がかかる下では実質的に延長せず、第１ベルトと同様の構造及び性能を有する（上記を参照せよ）。

第３プーリ３２は、駆動プーリであり、該プーリはモータ（図示せず）と駆動可能接続であり、第４プーリ３３は、非駆動プーリである。圧縮ローラ３４から３８は、自由に回転することができるが、第１ベルトを線状部材４０に対し押し付けるように作用し、それにより、第１ベルトと線状部材の間のグリップを増す。

牽引装置は、第１プーリ２２の反時計回りの回転及び第３プーリ２３の時計回りの回転を生じるモータの作用により線状部材を進める。
２組の圧縮ローラは、線状部材上の第１及び第２ベルトのグリップを改善するために結合して作動し、線状部材が牽引装置により移動される効率を増す。
図２は、押出しチューブ、パイプ又はケーブルのような線状部材４０を進めるために協同する上側部分１２０及び下側部分１３０からなる、本発明のキャタピラ牽引装置を示す。上側部分１２０は、第１ベルト１２１、第１及び第２プーリ１２２，１２３及び複数の圧縮ローラ１２４，１２５，１２６，１２７，１２８からなる。
第１ベルト１２１は、装置で駆動される線状部材４０のグリップを高めるために、柔軟なゴムの外層を有し、第１ベルトと第１及び第２プーリの間の摩擦を増すため、内表面にトレッド・パターンを有する。
第１プーリ１２２及び第２プーリ１２３は駆動プーリであり、該プーリはモータ（図示せず）と駆動可能接続を有する。圧縮ローラ１２４から１２８は、自由に回転することができるが、線状部材４０に対し第１ベルトを駆り立てるように作用する。

下側部分は、上側部分と同様の構造であり、第２ベルト１３１、第３及び第４プーリ１３２，１３３及び複数の圧縮ローラ１３４，１３５，１３６，１３７，１３８からなる。第２ベルト１２１は、装置で駆動される線状部材４０のグリップを高めるために、柔軟なゴムの外層を有し、第１ベルトと同様に摩擦を増すため、内表面にトレッド・パターンを有する。
夫々第３プーリ１３２及び第４プーリ１３３は駆動プーリであり、該プーリはモータ（図示せず）と駆動可能接続を有する。圧縮ローラ１３４から１３８は、自由に回転することができるが、第１ベルトを線状部材４０に対し押し付けるように作用する。
圧縮ローラ１２４から１２８及び圧縮ローラ１３４から１３８は、装置を通過する線状部材に対し実質的に正常な方向で共に作動する。

上述で説明するとともに図１で示す既知の配置と対照的に、第１及び第２ベルト１２１、１３１はともに弾性部材であり、十分な伸長率、例えば、１０−１５％の伸長率を維持することが可能である。加えて、第２プーリ及び第４プーリ１２３、１３３は線状部材の軸に平行に移動し、第１及び第２ベルトをそれぞれ引っ張る。

本発明に係る牽引装置１１０は、線状部材４０が該装置を通過するときに、直線的に線状部材４０を直線的に圧縮するために用いられる。第２及び第４プーリは、第１及び第２ベルトを図２中点線で示される位置まで伸ばすように移動する。これにより、第１及び第２ベルトは伸長され、例えば、５％の伸長率を与えられる。そして、ベルトは、プーリそれぞれの駆動により回転する。第１及び第２プーリ１２２，１２３はともに反時計回りに駆動され、第３及び第４プーリ１３２，１３３は時計回りに駆動される。第２及び第４プーリ１２３，１３３は第１及び第３プーリ１２２，１３２よりも低速で駆動される。例えば、第２及び第４プーリの速度が、第１プーリ及び第３プーリ１２２，１３２よりも４％程度遅い速度とされてもよい。各プーリは専用のモータ及び駆動回路を備え、これらは中央制御される。或いは装置が単独のモータを備え、該モータがそれぞれのプーリとギア及び駆動回路を介して接続されてもよい。

２組のプーリの異なる速度によって、第１及び第２ベルトは、それぞれのベルトの異なる領域での異なる伸長率を得るものとなる。２つのベルトの「内側部分」において、第１ベルトは第１プーリから第２プーリに進められ、第２ベルトは第３プーリから第４プーリへ進められる。該部分において、第１及び第２ベルトは、速度差によって４％ほど弛緩され、１％の伸長率を有するものとなる。同様に、２つのベルトの「外側部分」においては、第１ベルトは第２プーリから第１プーリへと戻され、第２ベルトは第４プーリから第３プーリに戻される。該部分において、第１及び第２ベルトは更に４％ほど伸長され、９％の伸長率を有するものとなる。

線状部材が装置を通過するとき、第１及び第２プーリの速度によって、該線状部材は装置内に引き込まれる。第１及び第２プーリの速度は、第３及び第４プーリが線状部材を装置外へ搬送するときの速度より４％程度高い。このようにして、線状部材は、装置内で搬送される間、４％程度の圧縮を受けるものとなる。必要ならば、圧縮力により線状部材内部に座屈を生ずる可能性が低減されるように、圧縮ローラによる力を増加させてもよい。

線状部材を圧縮することによって、線状部材は、該部材内に蓄積される変形エネルギの水準を低下させることにより調整される。この変形エネルギは、押出（或いは他の加工工程）の間、線状部材と一体となる。蓄積された変形エネルギの低減は、線状部材が弛緩する可能性を低減させる。このことは、続く線状部材の蓄積及び加工を単純化するので、有利な点である。このような弛緩は、生じうる温度や他の環境的変化により、線状部材の望ましくない長さの変化を生じさせる。このことは、ヨーロッパ特許公報EP-B-0 765 214に示されるチューブ加工装置に用いた場合にも有利な点となる。

更に、本発明の装置は異なる態様において操作することも可能であり、線状部材を装置に投入して、圧縮による変形よりむしろ、軸方向の伸びを線状部材に生じさせてもよい。

引張歪みをもたらすためには、第２及び第４プーリが第１及び第３プーリよりも速く駆動されることが必要である。２つのベルトの「内側部分」が、２つのベルトの「外側部分」より大きな歪みを生じ、線状部材は、該線状部材が第１及び第３プーリにより装置内へ引き込まれるときの速度より高い第２及び第４プーリの速度で、装置外へ排出される。線状部材が引張歪みを受けることの利点によって、押し出されるチューブ内のポリマの鎖は高い整列度を得ることができ、引張強度が増加されるものとなる。

更なる説明によって、線状部材に圧縮（或いは引張）を加えるための装置の能力が、第１及び第２ベルトが耐えうる歪み量及びベルト及び駆動プーリ間の摩擦力によるグリップによって定められることが明らかとなる。既知のキャタピラ装置用ベルトは、大きな伸長に対する耐性を備えることなしに操作可能なように設計されている。ベルトを伸ばすために用いられるエネルギは、キャタピラの主要目的、即ち物体を移動させること、に対しては損失である。キャタピラ装置の典型的な既知のベルトは、限界の引張歪みが１０％程度であるのに対して、通常の作動時においては２−５％程度である。本発明においては、伸長可能なベルトは通常作動時１０−２０％の範囲の歪みを有し、最大引張歪みの値はそれよりも更に高い値を備える。

図３は、本発明の他の実施形態を示す。第２及び第４プーリは、ベルトを伸ばすようには移動しない。代わりにベルトは、複数のローラ３００，３０１，３０２及び３０３によって伸長される。ローラは自由に回転し、且つ外方に移動する（図３参照）。これにより、ベルトは伸長する。ローラは、滑動するブロック上に配設される。該ブロックは、ブロックが元の位置で固定されるような張力部材を備える。ベルトの伸長の程度は、ローラが、ローラの最初の位置から移動する距離に伴って増加する。伸長されたベルトの位置は図３中破線で示されている。図２に関連して説明されたベルトの伸長方法が、図３に関連して説明されるベルトの伸長方法に組み合わされて用いられることも可能である。

図４は、本発明の更なる実施形態を示す。該実施形態は、８本の追加のガイドローラ２０１，２０２、・・・、２０８を備える。ガイドローラ２０１，２０２，２０３及び２０４は、第１の伸長可能なベルト１２１とともに動作する。ガイドローラ２０５，２０６，２０７及び２０８は第２の延長可能なベルト１３１とともに動作する。図４ａは、ガイドローラ２０２，２０４及び２０６を示す。図４ｂは、図４ａのＡＡ線断面であるが、ガイドローラ２０１，２０２，２０３及び２０４を示す。ガイドローラ２０５及び２０７は、図４ａにおいて、ガイドローラ２０６及び２０８の後方にそれぞれ配設され、図４ｂにおいて、ガイドローラ２０１及び２０３の下方に配設されている。

ガイドローラ２０１−２０８全てが自由に回転し、駆動ローラ１２１，１２３及び１３１，１３３にそれぞれ対称的に取り付けられた伸長可能なベルトを維持しつつガイドするように機能する。伸長可能なベルトが「内側部分」において圧縮下にあるとき、即ち引張歪み全てが開放され、ベルト１２１及び１３１内に圧縮歪みが生ずるように速度差があるとき、ベルトは圧縮ローラ１２４−１２８及び１３４−１３８それぞれを横切るように「蛇行」する。この「蛇行」は、駆動ローラからベルトを横滑りさせる。ガイドローラ２０１及び２０８の追加は、圧縮ローラ及び駆動ローラに対する伸縮可能なベルトの位置を維持させる。上記図４に関連して説明された発明の実施形態は、上記本発明の他の実施形態と組み合わせて用いることも可能である。

ベルトを張るために第２及び第４プーリを移動させるよりも、ベルトは、第１及び第３プーリと第２及び第４プーリの距離に対して「短過ぎる」ことなく提供され、ベルトがプーリの各対上に適合することにより張り設けられることが理解される。しかしながら、この代替的な方法は、プーリ上に引っ張られたベルトを適合させることに対する困難性が増加するため好ましくない。

さらにプーリを、移動させる、もしくは非常に短いベルトを使用することにより、あらかじめベルトを歪ませることなく、当該発明に関する装置を操作することが可能となる。
そして、このことは単に、第１および第２速度を変動させることにより、内側部分と外側部分の格差のある歪みを提供させることで達成される。
しかしながら、ベルトの張り具合は、駆動プーリから、多大なエネルギーを得て、所望する処理段階に達成する為、線状部材に対して、十分なエネルギーを伝達し得ない装置および特定の条件下で、駆動される線状部材を処理するのに、使用可能なエネルギーは少ないと考えられている。

また、２セットのプーリの間における速度差は、低速である方のプーリを、前記のとおり、逆方向に駆動させることにより、増加する。しかし、このことは多大な熱発生を引き起こし、そしてベルトの内表面にクレータ摩耗を増加させる。
通常、キャタピラ機構は最大駆動伝達量を供給し、かつ、ベルトのずれ（すべり量）を最小限とすべく設計されるが、マルチV型（'multi-vee'）駆動プーリやベルト形状などのような数種の機構は、有意なずれが生じても、重大な問題を起こすことなく、１セットのプーリを、逆方向に駆動させることができるよう、設計変更されうる。

非圧縮性であることは、ゴム製部材の既知なる特性である。それ故、仮に伸縮性ベルトがゴム製の大部分を有していれば、ベルト内部で圧縮が生ずる前に、ベルトを伸縮させることが必要となる。
さらに、圧縮は、ベルト内部で先に生じた伸縮に対し、作用させることにより発生するので、発生する圧縮の程度は、現時点におけるベルトの伸縮の程度によって、制限される。
ベルトは、ゴム製部材をその他の部材に置き換えることによっても、また、圧縮可能な発泡ポリマーのようなゴム製部材を更に付加することによっても作成することができる。このようにして、圧縮がベルト部分に生じる以前に延設される必要がない。

従来のキャタピラ牽引装置機構の概略図を示す。 本発明のキャタピラ牽引装置機構の概略図を示す。 本発明の他の実施形態のキャタピラ牽引装置機構の概略図を示す。

Claims (12)

1. 線状部材を加工するためのキャタピラ牽引装置であって、第１伸縮牽引部材、第２伸縮牽引部材、第１回転部材、第２回転部材、第３回転部材、第４回転部材を有し、各々の回転部材は前記回転部材を回転させるためのモータと接続し、
   前記第１伸縮牽引部材は、前記第１及び第２回転部材の周囲を環状に巻き、
   前記第２伸縮牽引部材は、前記第３及び第４回転部材の周囲を環状に巻き、
   前記伸縮牽引部材の各々が他方の伸縮牽引部材に最も近い内側部分を有するとともに、前記伸縮牽引部材の各々が他方の伸縮牽引部材から最も遠い外側部分を有し、
   前記第１及び第２回転部材の回転によって、前記第１伸縮牽引部材の内側部分が前記第１回転部材から前記第２回転部材へと進められるとともに、前記第１伸縮部材の外側部分が前記第２回転部材から前記第１回転部材へと進められ、
   前記第３及び第４回転部材の回転によって、前記第２伸縮牽引部材の内側部分が前記第３回転部材から前記第４回転部材へと進められるとともに、前記第２伸縮部材の外側部分が前記第４回転部材から前記第３回転部材へと進められ、
   前記伸縮牽引部材の内側部分が前記回転部材の回転によって進むと、前記内側部分は協同して前記内側部分間の線状部材を進め、前記第１及び第３回転部材が前記モータによって第１速度で駆動し、第２及び第４回転部材が前記モータによって第２速度で駆動し、
   前記第１速度が第２速度と等速度でないことによって、線状部材が第１及び第２伸縮牽引部材の内側部分を進む際に、前記線状部材は線状に圧縮又は伸張されることを特徴とするキャタピラ牽引装置。
2. 前記第１速度及び第２速度の格差が、前記第１速度の１％〜１０％であることを特徴とする請求項１記載のキャタピラ牽引装置。
3. 前記第１速度及び第２速度の格差が、前記第１速度の４％であることを特徴とする請求項２記載のキャタピラ牽引装置。
4. 前記第２速度が、前記第１速度よりも遅いことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のキャタピラ牽引装置。
5. 前記第２速度が、前記第１速度よりも速いことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のキャタピラ牽引装置。
6. 前記第１及び第２伸縮牽引部材の内側部分が前記回転部材の回転によって進むと、前記内側部分は前記伸縮牽引部材の運動方向に対して平行に伸張されることを特徴とする請求項５に記載のキャタピラ牽引装置。
7. 前記第１及び第２伸縮牽引部材が、１０％又はそれより大きい一様な延長を行うことができることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載のキャタピラ牽引装置。
8. 伸縮牽引部材が、ゴム製であることを特徴とする請求項７記載のキャタピラ牽引装置。
9. 伸縮牽引部材が、圧縮ポリマーからなることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のキャタピラ牽引装置。
10. 請求項１乃至９いずれかに記載される機械的キャタピラ装置を内部に利用する線状部材を加工する方法であって、
    線状部材の加工が、前記第１速度及び第２速度の格差により影響を受けることを特徴とする方法。
11. 前記第１速度及び第２速度の格差により、線状部材を直線的に圧縮させることを特徴とする請求項１０記載の方法。
12. 前記第１速度及び第２速度の格差により、線状部材を直線的に伸長させることを特徴とする請求項１０記載の方法。

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