JP5414220B2 - スクリュー駆動搬送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、円周面に螺旋係合部を有するスクリュー軸と、該スクリュー軸を回転駆動する駆動機構とを有し、前記スクリュー軸の回転により搬送体が前記螺旋係合部に係合して搬送されるスクリュー駆動搬送装置に関するものである。
従来、搬送体を外部からの駆動力により移動させて搬送する搬送装置として、一対のレールと、一対のレールの間に平行に設けられたスクリュー軸と、レール上を走行する車輪とスクリュー軸の螺旋係合部に係合する係合部を備えた台車状の搬送体からなり、スクリュー軸を回転駆動して搬送体がレール上を移動するように構成されたスクリュー駆動搬送装置が知られている。
これらのスクリュー駆動搬送装置500は、図20、図21に示すように、基礎部501上に敷設された左右一対のガイドレール502と、両ガイドレール502間のカバー体503内に設けられたスクリュー軸510と、車輪521を有し両ガイドレール502に支持案内されて走行自在な搬送体520からなる。
搬送体520には係合ローラ523がガイド体522に案内されて昇降自在に設けられ、スクリュー軸510には螺旋板511が円筒面に螺旋状に設けられており、搬送体520の係合ローラ523がスクリュー軸510の螺旋板511に上部から係合した状態でスクリュー軸510が図示しない駆動機構により回転駆動されることで、搬送体520がガイドレール502に支持案内されて走行する。(例えば、特許文献1参照)。
また、円周面に螺旋係合部を有するスクリュー軸と、該スクリュー軸を回転駆動する駆動機構とを有し、前記スクリュー軸の回転により搬送体が前記螺旋係合部に係合して搬送されるスクリュー駆動搬送装置において、螺旋係合部がスクリュー軸に設けられた螺旋溝であるものも公知である。
これらのスクリュー駆動搬送装置700は、図22に示すように、スクリュー軸710には表面に螺旋溝713が設けられており、搬送体720の係合部がスクリュー軸710の螺旋溝713に上部から係合した状態でスクリュー軸710が図示しない駆動機構により回転駆動されることで走行するように構成されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平9−58463号公報(第3乃至4頁、図1、図3、図6) 特開昭60−31427号公報(第2頁、図1、図2、図5)
しかしながら、従来のスクリュー駆動搬送装置500、700は、スクリュー軸510、710の両端部が回転可能に軸受支持されているため、中間部が重力により下方に撓むという問題があり、撓みを搬送に影響のない範囲に抑えるためにはスクリュー軸510、710の長さが限定されてしまうという問題があった。
両端部の軸受による支持は撓みを考慮して設計する必要があり、また、搬送距離を長くするためにスクリュー軸を複数直列に配置する必要があるため、軸受支持やスクリュー軸の駆動のための構造が複雑となるという問題があった。
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、搬送距離を長くしてもスクリュー軸が撓むことなく、スクリュー軸の支持や駆動のための構造を簡素化し、装置全体を小型化したスクリュー駆動搬送装置を提供することである。
本請求項1に係る発明は、円周面に螺旋係合部を有するスクリュー軸と、該スクリュー軸を回転駆動する駆動機構と、ガイドレールに支持案内されて走行自在な搬送体とを有し、前記スクリュー軸の回転により前記搬送体が前記螺旋係合部に係合して搬送されるスクリュー駆動搬送装置において、前記スクリュー軸が、両端部において回転可能に軸受支持されるとともに、中間部において円筒状のガイドローラにより下方から円周面を転動可能に支持され、前記螺旋係合部が、前記スクリュー軸の軸本体を囲んで螺旋状に連続して延びており、前記搬送体が、前記軸本体を挟んで前記スクリュー軸の左右両側で、前記螺旋係合部に係合することにより、前記課題を解決するものである。
本請求項1に係る発明のスクリュー駆動搬送装置は、円周面に螺旋係合部を有するスクリュー軸と、該スクリュー軸を回転駆動する駆動機構と、ガイドレールに支持案内されて走行自在な搬送体とを有し、スクリュー軸の回転により搬送体が前記螺旋係合部に係合して搬送されるスクリュー駆動搬送装置において、スクリュー軸が、両端部において回転可能に軸受支持されるとともに中間部において円筒状のガイドローラにより下方から円周面を転動可能に支持され、螺旋係合部が、スクリュー軸の軸本体を囲んで螺旋状に連続して延びており、搬送体が、軸本体を挟んでスクリュー軸の左右両側で、螺旋係合部に係合することにより、中間部が重力により下方に撓むのを防止することができるため、長いスクリュー軸を用いて搬送距離を長くすることができるとともに、軸受支持やスクリュー軸の駆動のための構造が簡素化され、装置全体を小型化したスクリュー駆動搬送装置を提供することができる。
そして、ガイドローラが、螺旋係合部のピッチより長い軸方向長さを有している場合には、螺旋係合部が1枚の螺旋板のみからなるスクリュー軸でもガイドローラが常に螺旋板の最外周の円周面を支持することができるため、より確実に中間部が重力により下方に撓むのを防止することができる。
また、ガイドローラが、軸方向両端部にテーパ状をなす円錐面部と、該両端の円錐面部の間に円筒面部を有している場合には、スクリュー軸の螺旋係合部の端縁部がガイドローラの端部と接触を開始する際の衝撃を減らすことができるため、スクリュー軸やガイドローラに必要な強度を確保するための構成が簡素化され、より装置全体を小型化したスクリュー駆動搬送装置を提供することができる。
また、スクリュー軸が、螺旋係合部として機能するスリットを持つとともに軸本体を囲んで配置されている円筒部材と、該円筒部材を前記軸本体に同心状に保持する複数のリブプレートとを有する場合には、スクリュー軸の円周面の面積を増やしつつ軽量化を図ることができるため、ガイドローラを小型化でき、より装置全体を小型化したスクリュー駆動搬送装置を提供することができる。
本発明のスクリュー駆動搬送装置は、円周面に螺旋係合部を有するスクリュー軸と、該スクリュー軸を回転駆動する駆動機構と、ガイドレールに支持案内されて走行自在な搬送体とを有し、スクリュー軸の回転により搬送体が前記螺旋係合部に係合して搬送されるスクリュー駆動搬送装置において、スクリュー軸が、両端部において回転可能に軸受支持されるとともに中間部において円筒状のガイドローラにより下方から円周面を転動可能に支持され、螺旋係合部が、スクリュー軸の軸本体を囲んで螺旋状に連続して延びており、搬送体が、軸本体を挟んでスクリュー軸の左右両側で、螺旋係合部に係合することにより、搬送距離を長くしてもスクリュー軸が撓むことを防止でき、スクリュー軸の支持や駆動のための構造を簡素化できて装置全体を小型化できるという効果を発揮するものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。
すなわち、本発明のスクリュー駆動搬送装置のガイドローラは、スクリュー軸の中間部
に1個所だけ配置しても良く、複数個所に配置しても良い。
また、本発明のスクリュー駆動搬送装置のガイドローラの材質は、スクリュー軸の金属
、樹脂、ゴム等いかなる材料であっても良く、金属の表面に樹脂等をコーティングしたも
のであっても良い。
以下に、本発明の実施例であるスクリュー駆動搬送装置について、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の斜視図であり、図2は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の側面図であり、図3は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の搬送体の平面図であり、図4は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の搬送体の正面図であり、図5は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の搬送体の側面図であり、図6は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の平面図であり、図7は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の配置図であり、図8は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の第1のスクリュー軸の側面図であり、図9は、図8の一部拡大断面図であり、図10は、図9の正面図であり、図11は、図9のA−A断面図であり、図12は、図9のB−B断面図であり、図13は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の第2のスクリュー軸の側面図であり、図14は、図13の正面図であり、図15は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の第3のスクリュー軸の側面図であり、図16は、図15の一部断面図であり、図17は、図15の展開図であり、図18は、本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置のガイドローラ部の正面図であり、図19は、本発明の第2実施例であるスクリュー駆動搬送装置のガイドローラ部の拡大正面図である。
本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置100は、図1、図2に示すように、基礎部101上に敷設された左右一対のガイドレール102と、両ガイドレール102に設けられたスクリュー軸110と、車輪121を有し両ガイドレール102に支持案内されて走行自在な搬送体120と、モータ131と該モータ131の回転をスクリュー軸110に伝達する回転伝達手段140とからなる駆動機構130から構成されており、図7に示すように、スクリュー軸110が搬送方向に複数直列に配置されるとともに駆動機構130も複数設けられている。
搬送体120は、図3乃至図5に示すように、物品を載置可能でガイドレール102に支持案内される車輪121を有する搬送体フレーム124を備え、該搬送体フレーム124の下部に、係合ローラ123を有するガイド体122が設けられている。
係合ローラ123は、スクリュー軸110に側方から係合するようにガイド体122に保持され、ガイド体122は少なくとも搬送体フレーム124の走行方向の前方に1対と後方に一対の二対設けられ、各々のガイド体の対は、スクリュー軸110の螺旋の半ピッチ前後でかつ左右両側に係合ローラ123が位置するように設けられている。
また、走行方向の前方の一対のガイド体122A、122Bと走行方向の後方の一対のガイド体122C、122Dとの間隔は、複数直列に配置されたスクリュー軸110の隣り合う二つのスクリュー軸110の間隔より広く設定されている。
モータ131はスクリュー軸110の側方離れた位置で、モータ131の回転は回転伝達手段140によりスクリュー軸110に伝えられるように構成されており、図6に示すように、モータ131の出力軸132をスクリュー軸110と直交するように配置することで、隣接するスクリュー軸110を駆動するモータ131を並行に隣接して配置している。
回転伝達手段140は、モータ131側から順に、モータ131の出力軸132が継手146を介してギヤボックス141と接続され、ギヤボックス141が自在継手144を介してドライブシャフト142と接続され、ドライブシャフト142が自在継手145を介して最終ギヤ143と接続され、最終ギヤ143の出力がスクリュー軸110を駆動するように構成されている。
ドライブシャフト142は、伸縮自在に構成されており、両端が自在継手144、145を介して接続されていることにより、駆動源であるモータ131及びギヤボックス141とスクリュー軸110との相対位置関係が設置スペースに合わせて変更可能に構成されている。
ギヤボックス141は、隣接する回転伝達手段140側にクラッチ軸147が設けられており、該クラッチ軸147は、スクリュー軸110と同一の回転数で回転するようにギヤボックス141のギヤ比が設定されている。
隣接する回転伝達手段140のギヤボックス141のクラッチ軸147は、シングルポジション型クラッチ148によりその回転の連結・解放を行うように構成されており、解放時は、隣接するスクリュー軸110がそれぞれのモータ131により独立して回転駆動制御され、連結時は、隣接するスクリュー軸110が所定の回転位相、同一の回転数で駆動される。
モータ131及びシングルポジション型クラッチ148が側方に離れた位置に設置されていることにより、中間にドライブシャフト142のみ貫通する壁等を設けて搬送ラインと隔離することが可能であり、搬送ラインをモータ131やシングルポジション型クラッチ148の発熱、発火、発塵等の影響から遮断することが可能となる。
また、図7に示すスクリュー軸110B、110C、110G、110Hのように、上流下流両側で隣接するスクリュー軸と同期する場合は、スクリュー軸110の両側に駆動機構130を備え、それぞれの駆動機構130が隣接するスクリュー軸110の駆動機構130との間で同期可能に構成されている。
なお、この場合、両側の駆動機構130のうち一方はモータ131を省略して回転伝達手段140のみとしてもよい。
スクリュー軸110は、図8乃至図12に示すように、軸本体112と連続した螺旋状のスリット115が形成された円筒部材114と端面リブプレート116および複数の中間リブプレート117とを有しており、円筒部材114に形成された連続した螺旋状のスリット115が、搬送体120の係合ローラ123(図5)が係合する螺旋溝113として機能する。
円筒部材114の螺旋状のスリット115はレーザー加工等で幅、ピッチが正確に設定されており、端面リブプレート116および複数の中間リブプレート117によって軸本体112と同心状に保持固定されている。
端面リブプレート116および複数の中間リブプレート117と円筒部材114および軸本体112は、それぞれ溶接により固着されている。
また、軸本体112は軽量化のため中空パイプ部材で構成されている。
端面リブプレート116および複数の中間リブプレート117は、軸本体112の軸方向と直角に交わる平面に沿って形成されており、端面リブプレート116は円筒部材114の両端部に設けられて、図10に示すように、円筒部材114のスリット115以外の全ての部分と軸本体112とを接続する扇形状をなしており、中間リブプレート117は円筒部材114のスリット115の螺旋の半ピッチ毎の位置に設けられて、図11、図12に示すように、円筒部材114と軸本体112とを接続する半円分の扇形状をなしている。
なお、中間リブプレート117の扇形状の大きさは、スリット115部分に掛からない範囲で半円分以上であっても良く、円筒部材114の螺旋状のスリット115の精度が保てる保持強度が得られる範囲で半円分以下であっても良い。
また、搬送体120の係合ローラ123が係合開始時に円筒部材114を変形させたり損傷する虞がない場合は、端面リブプレート116は省略しても良い。
本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の第2のスクリュー軸110は、図13および図14に示すように、軸本体112と連続した螺旋状のスリット115が形成された円筒部材114と複数の軸方向リブプレート118および複数の斜めリブプレート119とを有しており、円筒部材114に形成された連続した螺旋状のスリット115が、搬送体120の係合ローラ123が係合する螺旋溝113として機能する。
円筒部材114の螺旋状のスリット115はレーザー加工等で幅、ピッチが正確に設定されており、複数の軸方向リブプレート118および複数の斜めリブプレート119によって軸本体112と同心状に保持固定されている。
複数の軸方向リブプレート118および複数の斜めリブプレート119と円筒部材114および軸本体112は、それぞれ溶接により固着されている。
また、軸本体112は軽量化のため中空パイプ部材で構成されている。
軸方向リブプレート118は軸本体112の軸方向に軸本体の直径とほぼ等しい幅に延びて形成され、斜めリブプレート119は、螺旋状のスリット115方向に軸本体112の直径とほぼ等しい幅に延びて形成されており、円筒部材114のスリット115の螺旋の1ピッチ毎に軸方向リブプレート118と斜めリブプレート119が交互に設けられている。
なお、軸方向リブプレート118および斜めリブプレート119の幅は、スリット115部分に掛からない範囲で、かつ、円筒部材114の螺旋状のスリット115の精度が保てる保持強度が得られる範囲でいかなる幅であっても良い。
また、軸方向リブプレート118および斜めリブプレート119の数、位置、配置等は実施例に限定されるものではない。
さらに、前述した端面リブプレート116を設けても良い。
本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の第3のスクリュー軸110は、図15乃至図17に示すように、円筒状の軸本体112の円周面に螺旋板111A、111Bを螺旋状に立設してなる。
2枚の螺旋板111A、111Bは、一定の間隔をおいて設けられ、当該間隙が搬送体120の係合ローラ123(図5)が係合する螺旋溝113として機能する。
スクリュー軸110の両端部には、螺旋溝113の端部以外の部分を閉塞するように2枚の螺旋板111A、111Bと連続する端部板111Cが設けられている。
また、端部板111Cは2枚の螺旋板111A、111Bのピッチよりも小さな僅かな螺旋状をなしている。
本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置のガイドローラ150は、図18に示すように、両端部をスクリュー軸軸受104に軸受支持されたスクリュー軸110の中間部の下方に設けられ、スクリュー軸110の回転軸線と平行な軸線を中心に回転するようガイドローラ軸受105で支持されており、その円周面はスクリュー軸150の螺旋板111と接してスクリュー軸110が下方に撓むのを防止している。
ガイドローラ150の長さは、スクリュー軸110が回転しても常に螺旋板111と接するようにスクリュー軸110の1ピッチ以上に設定されるのが好ましい。
また、ガイドローラ150の材質は、スクリュー軸110と円滑に接触回転しつつ強度を確保し変形が少なくなるよう、金属の表面に樹脂等をコーティングしたものが好適である。
本発明の第2実施例であるスクリュー駆動搬送装置のガイドローラ150は、図19に示すように、両端部が円錐面部152、その中間部が円筒面部151で構成されており、螺旋溝113の端縁部がガイドローラ150と接触を開始する際に、先ず円錐面部152と接触して円滑に円筒面部151に移行するため衝撃を減らすことができる。
また、図8乃至図12に示す、軸本体112と連続した螺旋状のスリット115が形成された円筒部材114を有するスクリュー軸110の場合、円筒面部151の長さはスリット115の幅以上であれば常に円筒部材114と接触することができ、さらにガイドローラ150を小型することが出来る。
以上のように構成された本発明の第1実施例および第2実施例のスクリュー駆動搬送装置の動作について以下に説明する。
図7に示すように、上流からスクリュー軸110A、110B、110C、110D、110E、110F、110G、110H、110Jが直列に配置されており、スクリュー軸110Aは下流側に駆動機構130Aを、スクリュー軸110B、110C、110G、110Hは上流下流両側に駆動機構130B1、130B2、130C1、130C2、130G1、130G2、130H1、130H2を、スクリュー軸110Jは上流側に駆動機構130Jをそれぞれ備えており、スクリュー軸110D、110E、110Fは直接回転結合されて一体に回転するとともにスクリュー軸110Dの上流側に駆動機構130D、スクリュー軸110Fの下流側に駆動機構130Fが備えられている。
駆動機構130Aと130B1、130B2と130C1、130C2と130D、130Fと130G1、130G2と130H1、130H2と130Jは、それぞれ隣接して設けられるとともに、シングルポジション型クラッチ148AB、148BC、148CD,148FG、148GH、148HJにより回転の連結・解放を行うように構成されている。
まず、スクリュー軸110Aにより搬送体120が上流(図面左側)から搬送されてくると、搬送体120の先端の係合ローラ123Aがスクリュー軸110Bに達する前に、シングルポジション型クラッチ148ABが連結されて駆動機構130Aと130B1が同一の回転数でスクリュー軸110Aと110Bを駆動する。
この時、シングルポジション型クラッチ148ABにより、スクリュー軸110Aと110Bは所定の回転位相に固定されており、搬送体120の走行方向の前方の一対のガイド体122A、122Bと走行方向の後方の一対のガイド体122C、122Dとの間隔は、隣り合う二つのスクリュー軸110の間隔より広く設定されていことにより、搬送体120の後端の係合ローラ123C、123Dがスクリュー軸110Aの螺旋溝113により走行している状態で、先端の係合ローラ123A、123Bは円滑にスクリュー軸110Bの螺旋溝113に係合する。
搬送体120がさらに走行し、後端の係合ローラ123Dがスクリュー軸110Aの螺旋溝113を離脱すると、シングルポジション型クラッチ148ABが解放され、搬送体120の走行は駆動機構130B1、130B2により独立して制御可能となる。
次に、搬送体120の先端の係合ローラ123Aがスクリュー軸110Cに達する前に、シングルポジション型クラッチ148BCが連結されて駆動機構130B2と130C1が同一の回転数でスクリュー軸110Bと110Cを駆動する。
そして、搬送体120の後端の係合ローラ123Dがスクリュー軸110Bの螺旋溝113により走行している状態で、先端の係合ローラ123A、123Bは円滑にスクリュー軸110Cの螺旋溝113に係合し、搬送体120がさらに走行し、後端の係合ローラ123Dがスクリュー軸110Bの螺旋溝113を離脱すると、シングルポジション型クラッチ148BCが解放される。
これらの動作を、それぞれのスクリュー軸110の乗り継ぎ時に行うように構成されており、円筒部材114に形成された連続した螺旋状のスリット115が搬送体120の係合ローラ123が係合する螺旋溝113として機能することにより、それぞれスクリュー軸110において搬送速度を変化させたり停止したりしても正確な位置制御を行うことができる。
また、ガイドローラ150を適宜設けることにより、スクリュー軸110の支持や駆動のための構造を追加することなく、それぞれのスクリュー軸110の長さを自由に設定することができ、設計の自由度を増大させても構成が複雑化することがなく、装置全体を小型化したスクリュー駆動搬送装置を提供することができる。
本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の斜視図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の側面図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の搬送体の平面図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の搬送体の正面図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の搬送体の側面図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の平面図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の配置図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置のスクリュー軸の側面図。 図8の一部拡大断面図。 図9の正面図。 図9のA−A断面図。 図9のB−B断面図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の第2のスクリュー軸の側面図。 図13の正面図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置の第3のスクリュー軸の側面図。 図15の一部断面図。 図15の展開図。 本発明の第1実施例であるスクリュー駆動搬送装置のガイドローラ部の正面図。 本発明の第2実施例であるスクリュー駆動搬送装置のガイドローラ部の拡大正面図 従来のスクリュー駆動搬送装置の斜視図。 従来のスクリュー駆動搬送装置の断面図。 従来の他のスクリュー駆動搬送装置の平面図。
100、500、700 ・・・スクリュー駆動搬送装置
101、501 ・・・基礎部
102、502 ・・・ガイドレール
503 ・・・カバー体
104 ・・・スクリュー軸軸受
105 ・・・ガイドローラ軸受
110、510、710 ・・・スクリュー軸
111、511 ・・・螺旋板
112 ・・・軸本体
113 713 ・・・螺旋溝
114 ・・・円筒部材
115 ・・・スリット
116 ・・・端部リブプレート
117 ・・・中間リブプレート
118 ・・・軸方向リブプレート
119 ・・・斜めリブプレート
120、520、720 ・・・搬送体
121、521 ・・・車輪
122、522 ・・・ガイド体
123、523 ・・・係合ローラ
124 ・・・搬送体フレーム
130 ・・・駆動機構
131 ・・・モータ
132 ・・・出力軸
140 ・・・回転伝達手段
141 ・・・ギヤボックス
142 ・・・ドライブシャフト
143 ・・・最終ギヤ
144 ・・・自在継手
145 ・・・自在継手
146 ・・・継手
147 ・・・クラッチ軸
148 ・・・シングルポジション型クラッチ
150 ・・・ガイドローラ
151 ・・・円筒面部
152 ・・・円錐面部

Claims (1)

  1. 円周面に螺旋係合部を有するスクリュー軸と、該スクリュー軸を回転駆動する駆動機構と、ガイドレールに支持案内されて走行自在な搬送体とを有し、前記スクリュー軸の回転により前記搬送体が前記螺旋係合部に係合して搬送されるスクリュー駆動搬送装置において、
    前記スクリュー軸が、両端部において回転可能に軸受支持されるとともに、中間部において円筒状のガイドローラにより下方から円周面を転動可能に支持され、
    前記螺旋係合部が、前記スクリュー軸の軸本体を囲んで螺旋状に連続して延びており、
    前記搬送体が、前記軸本体を挟んで前記スクリュー軸の左右両側で、前記螺旋係合部に係合することを特徴とするスクリュー駆動搬送装置。
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