JP5681794B2 - ベルトジャンクションコンベヤ - Google Patents

Description

本発明は、物品をメイン搬送ライン上に斜め方向から合流させ、或いはメイン搬送ラインから斜めに分岐させるベルトジャンクションコンベヤに関する。また、本発明は、ベルトジャンクションコンベヤ等に用いられるローラに関する。

従来から知られたベルトジャンクションコンベヤとしては、例えば、下記の特許文献１に記載されているものがある。かかるベルトジャンクションコンベヤは、図７に示すように、回転軸線が互いに異なる方向に延びる一対のエンドプーリ１，２間に掛け渡された無端状のベルト３と、このベルト３の中間部を折り返す一対の中間フリーローラ４，５とを備えている。

今、上側の中間フリーローラ４について見ると、図８に示すように、ベルト３は中間フリーローラ４に斜めに進入し、そして、反対側から斜めに送出される。この際、中間フリーローラ４はベルト３の動きに伴って回転するため、ベルト３は中間フリーローラ４に巻き付いていく形となり、進入するベルト３と中間フリーローラ４との接触点Ｐ１は矢印Ａの方向に移動しようとする。一方、送出されるベルト３と中間フリーローラ４との乖離点Ｐ２も矢印Ａの方向に移動しようとする。下側の中間フリーローラ５についても同様な現象が生じる。これはベルト３の蛇行の原因となるものである。

そこで、従来においては種々の蛇行防止手段が設けられている。例えば特許文献１に記載のものは、ベルト３の蛇行を防止するために、ベルト３の縁部に沿って凸条６を形成し、これを一対のガイドローラ７，８によって把持して強制的に案内する機構を設けている。

特開２００５−２６３３８６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された蛇行防止機構や、その他の従来の蛇行防止手段はベルト３の幅方向の位置を強制的に維持させるものであるため、ベルト３や中間フリーローラ４，５、エンドプーリ１，２に無理な力が作用するという問題点があった。

そこで、本発明は、蛇行防止手段を不要とすることのできるベルトジャンクションコンベヤ、或いは、蛇行防止手段を簡易なものとすることのできるベルトジャンクションコンベヤを提供することを目的としている。

また、本発明の別の目的は、かかるベルトジャンクションコンベヤに適したローラを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様によるベルトジャンクションは、回転軸線が互いに異なる方向に延びる一対のエンドプーリと、エンドプーリ間に掛け渡される無端状のベルトと、エンドプーリ間に配置され、ベルトの進行方向がエンドプーリのそれぞれの回転軸線に対して直角となるように該ベルトを折り返す一対の中間フリーローラとを備えるベルトジャンクションコンベヤであって、前記中間フリーローラとして、当該中間フリーローラと進入してくるベルトとの間に生ずる摩擦を低減して、当該中間フリーローラの回転軸線と平行な方向におけるベルトの移動を可能とする摩擦低減手段を有するフリーローラを用いることを特徴としている。

この中間フリーローラは、複数の全方向車輪、通称オムニホイールを同軸に並べて構成したものが好適である。全方向車輪は、２つのホイール構成体を備え、各ホイール構成体は、円板状のローラフレームと、ローラフレームの外周に取り付けられた複数の樽状ローラとを含む。この場合、摩擦低減手段は、前記の樽状ローラとなる。また、複数の全方向車輪は１本のシャフトに回転自在に取り付けられるとよい。

このような構成においては、ベルトが中間フリーローラ上を、その回転軸線と平行な方向に移動しようとしても、摩擦低減手段によってベルトは中間フリーローラ上でスリップする。その結果、ベルトの進行方向は維持され、進行方向に直角な方向に移動することが抑制される。

また、ベルトの進行方向が水平方向において揺動するタイプのベルトジャンクションコンベヤにおける中間フリーローラにも、上記の摩擦低減手段を有するローラを用いることができる。すなわち、所定の軸線を中心にして互いに相反する方向に移動する１対のエンドプーリと、これらのエンドプーリ間に掛け渡される無端状のベルトと、エンドプーリ間に配置され、ベルトの進行方向がエンドプーリのそれぞれの回転軸線に対して直角となるように該ベルトを折り返す一対の中間フリーローラとを備えるベルトジャンクションコンベヤにおいて、中間フリーローラとして、摩擦低減手段を有するローラを用いることができる。

本発明の別の態様は、帯状体又はシート状体の送り又は案内をするためのローラに係るものであり、このローラは、帯状体又はシート状体が前記軸線に対して斜めに進入してくる又は進入する場合があるものであって、当該ローラと帯状体又はシート状体との間に生ずる摩擦を低減して、当該ローラの回転軸線と平行な方向における帯状体又はシート状体の移動を可能とする摩擦低減手段を有することを特徴としている。

上述したローラによれば、帯状体又はシート状体、特にベルトが斜めに進入し、ローラ上をその回転軸線方向に移動しようとしても、帯状体又はシート状体はローラ上を滑るため、その進行方向は一定に維持される。したがって、このローラを用いたベルトジャンクションコンベヤにあっては、ベルトの蛇行が防止ないしは抑制され、ベルトやエンドプーリ、中間フリーローラに無理な力が作用することがなくなり、装置寿命が延びる等の効果を奏する。

また、このローラがコピー機や裁断機、繊維機械等に用いられた場合には、紙や布のシワの発生を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るベルトジャンクションコンベヤを概略的に示す斜視図である。 図１のベルトジャンクションコンベヤに用いられるローラを詳細に示す斜視分解図である。 本発明の他の実施形態に係るベルトジャンクションコンベヤを概略的に示す平面図である。 図３のベルトジャンクションコンベヤを概略的に示す側面図である。 ローラの別の実施形態を概念的に示す斜視図である。 ローラの更に別の実施形態を概念的に示す斜視図である。 従来のベルトジャンクションコンベヤを概略的に示す斜視図である。 ベルトジャンクションコンベヤにおける中間フリーローラに掛け回されたベルトの挙動を示す説明図である。

以下、図面に沿って本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るベルトジャンクションコンベヤを概略的に示している。図示のベルトジャンクションコンベヤ１０は、基本的には従来と同様の構成であり、互いに離れた位置に配置された一対のエンドプーリ１２，１４と、これらのエンドプーリ１２，１４間に巻き掛けられた無端状のベルト１６と、エンドプーリ１２，１４間に配置され、ベルト１６を折り返す上下一対の中間フリーローラ１８，２０とを備えている。エンドプーリ１２，１４は、垂直上方から見た場合、その回転軸線が互いに９０度の角度となっている。また、中間フリーローラ１８，２０は、垂直上方から見た場合、その回転軸線がエンドプーリ１２，１４の回転軸線と４５度の角度をなしている。

一方のエンドプーリ１４は駆動プーリであり、駆動ユニット２２が接続されており、他方のエンドプーリ１２は従動プーリである。駆動ユニット２２を起動して、エンドプーリ１４を駆動すると、ベルト１６はエンドプーリ１２の上側から進み出て、上側の中間フリーローラ１８に進入し、そこで進行方向を９０度変え、この中間フリーローラ１８の下側からエンドプーリ１４に向かって進んでいく。次いで、ベルト１６は、エンドプーリ１４により進行方向を反転させ、下側の中間フリーローラ２０へと進入する。そして、ベルト１６は、中間フリーローラ２０により進行方向を９０度変え、エンドプーリ１２に戻る。これによって、ベルト１６上の物品をメイン搬送ライン２４に合流させることができる。また、エンドプーリ１４の駆動方向を逆転させることで、このベルトジャンクションコンベヤ１０を分岐コンベヤとして使用することも可能である。

なお、符号２６は、ベルト１６が幅方向にずれた場合にベルト１６に当接してこれを押さえるガイドフレームである。

また、符号１３，１５，１７は、ベルト１６の張力を調整するため等の補助プーリである。

図示実施形態に係るベルトジャンクションコンベヤ１０における中間フリーローラ１８，２０は、従来一般のものとは相違し、図２に明示するような構成となっている。すなわち、本実施形態における中間フリーローラ１８，２０は、全方向車輪、いわゆるオムニホイール２８を複数、同軸に連設して構成されたものである。

オムニホイール２８は、例えば特開平２−２４９７６９号公報や実公昭６３−３９１６４号公報にも開示されているように、従来から知られたものであり、ローラフレーム３０の周方向に３個の樽状のローラ３２が回転自在に設けられて１個のホイール構成体３４を形成し、このホイール構成体３４を２個、互いのローラ３２の位相をずらして固定したものである。より詳細に述べるならば、ローラフレーム３０は、略円板状であり、その中心には中心穴が形成されている。樽状のローラ３２は、その回転軸がローラフレーム３０の外周上に配置されるように、且つ、その回転軸がローラフレーム３０の中心穴の中心軸線に直交する平面内に配置されるように、ローラフレーム３０に取り付けられている。また、３個のローラ３２は周方向に等間隔に配置されている。更に、２個のホイール構成体３４は、ローラフレーム３０の中心穴の中心軸線に関して６０度位相をずらして配置され、互いに固定され、これによって１個のオムニホイール２８が構成されている。このオムニホイール２８を中心穴の中心軸線の方向から見ると、樽状のローラ３２の外形によって画成されるオムニホイール２８全体の外周は円形となっている。なお、各ローラフレーム３０に取り付けられるローラは４個以上であってもよい。

このようなオムニホイール２８が複数、同軸に並べられる。そして、これらのオムニホイール２８は、ローラフレーム３０の中心穴に１本のシャフト３６が通されて、一体化され、これにより中間フリーローラ１８，２０が構成される。ローラフレーム３０はシャフト３６に対して回転自在となっており、したがって、この中間フリーローラ１８，２０は、通常のフリーローラと同様に、シャフト３６を中心として回転する。その一方で、ローラフレーム３０上のローラ３２が、当該ローラフレーム３０の描く円の接線方向に延びる軸線を中心にして回転自在となっているため、この中間フリーローラ１８，２０の表面に接触させた物体は、中間フリーローラ１８，２０の中心軸線と平行な方向に移動自在となる。

このような構成の中間フリーローラ１８，２０が用いられたベルトジャンクションコンベヤ１０を駆動すると、上述したように、ベルト１６は上側の中間フリーローラ１８に斜めに進入し、この中間フリーローラ１８はベルト１６の動作に伴って回転し、やがてベルト１６は中間フリーローラ１８からエンドプーリ１４に向かって送出される。この際、ベルト１６は中間フリーローラ１８に対して斜めに進入するため、中間フリーローラ１８上を矢印Ａの方向に移動しようとする。

しかしながら、ベルト１６はエンドプーリ１２，１４に対しては直角に掛け回されているため、ベルト１６にはエンドプーリ１２，１４の側において幅方向への移動を妨げる力が作用している。また、実際にベルト１６が矢印Ａの方向に移動しても、ガイドフレーム２６に突き当たるため、それ以上の移動は抑制される。このように、直進を維持しようとする力がベルト１６に作用している状況下においては、ベルト１６が中間フリーローラ１８上を矢印Ａの方向に移動しようとしても、中間フリーローラ１８の表面にある多数の樽状ローラ３２が回転するため、ベルト１６はあたかも中間フリーローラ１８上でスリップしたような挙動を示す。その結果、ベルト１６の進行方向は一定に維持される。別言するならば、ベルト１６は、その幅方向の位置は変動することがない。下側のフリーローラ２０についても全く同様に作用する。

よって、ベルト１６の位置を矯正する従来の蛇行防止手段は不要となり、ベルトジャンクションコンベヤ１０の構成は簡易なものとなる。また、ベルト１６や中間フリーローラ１８，２０、エンドプーリ１２，１４に無理な力が作用しないため、装置の寿命が延びるという効果もある。

以上、本発明の一実施形態に係るベルトジャンクションコンベヤ１０について詳細に説明したが、これの発展形である、主として仕分けを行うためのベルトジャンクションコンベヤにも本発明を適用することができる。すなわち、エンドプーリの位置を変更して搬送方向を変更することのできるベルトジャンクションコンベヤの中間フリーローラとして、上述した図２に示すローラを適用することができる。

図３及び図４は、かかるベルトジャンクションコンベヤ１００を示している。このベルトジャンクションコンベヤ１００は、無端状のベルト１１６が図３の実線で示す位置と二点鎖線で示す位置との間で移動することができ、これによって、下流側の２台のコンベヤのいずれか一方に物品を振り分けたり、逆に、上流側の２台のコンベヤから物品を受け取って下流の１台のコンベヤに合流させたりすることができる。

図示するように、このベルトジャンクションコンベヤ１００は、ベース１６０と、メインフレーム１６２と、サブフレーム１６４とを備えている。

メインフレーム１６２は、ベース１６０に対して水平方向において回動可能となるように、連結ロッド１６６を介してベース１６０に連結されている。このメインフレーム１６２の先端部には、エンドプーリ１１２が取り付けられ、更にその下方に、駆動プーリ１１３、補助プーリ１１５がそれぞれ回転可能に、且つそれぞれの回転軸線が互いに平行となるようにメインフレーム１６２に支持されている。このエンドプーリ１１２は、図１の実施形態に係るベルトジャンクションコンベヤ１０のエンドプーリ１２に実質的に相当し、また、駆動プーリ１１３及び補助プーリ１１５はそれぞれ図１の補助プーリ１３，１５に実質的に相当するものである。

これらのプーリ１１２，１１３，１１５が取り付けられるメインフレーム１６２の一方の側面には、駆動プーリ１１３を回転駆動させるための駆動モータ１２２が取り付けられている。

なお、メインレーム１６２の下面には走行台車１６８が取り付けられており、これによってメインフレーム１６２を水平方向において、連結ロッド１６６を中心として安定して回動させることができる。

サブフレーム１６４も、メインフレーム１６２と同様に、ベース１６０に対して水平方向において回動可能となるよう、連結ロッド１７０を介して取り付けられている。この連結ロッド１７０と、メインフレーム１６２の連結ロッド１６６とは垂直の同一軸線上にある。したがって、サブレーム１６４とメインフレーム１６２とは同一軸線を中心にして回動することができる。

このサブフレーム１６４の先端部には、図１のエンドプーリ１４に実質的に相当するエンドプーリ１１４が回転自在に取り付けられている。このエンドプーリ１１４が図１のエンドプーリ１４と異なる点は、エンドプーリ１１４が駆動プーリとしての機能を有していない点にある。

なお、サブフレーム１６４の下面にも、水平方向の回動を安定化させるために、走行台車１７２が取り付けられているが、この走行台車１７２は、メインフレーム１６２のプーリ１１２，１１３，１１５に掛け渡されるベルト１１６と干渉しない形状、例えばコの字状等とされている。

ベース１６０には、２本の中間フリーローラ１１８，１２０が、上下方向に一定の間隔をおいて互いに平行に取り付けられている。これらの中間フリーローラ１１８，１２０は、図１に示す中間フリーローラ１８，２０に相当するものであり、図２に示すオムニホイール２８から構成されている。また、中間フリーローラ１１８，１２０は、エンドローラ１１２，１１４とは反対側の面がメインフレーム１６２とサブフレーム１６４の連結ロッド１６６，１７０の中心軸線と接する位置にある。

プーリ１１２，１１３，１１５，１１４と中間フリーローラ１１８，１２０とに掛け渡される無端状のベルト１１６は、メインフレーム１６２のエンドプーリ１１２の上側から上側の中間フリーローラ１１８へと延び、そこで進行方向を変え、この中間フリーローラ１１８の下側からサブフレーム１６４のエンドプーリ１１４に向かって延びる。そして、ベルト１１６は、エンドプーリ１１４により進行方向を反転させ、下側の中間フリーローラ１２０から駆動プーリ１１３、補助プーリ１１５を経て、エンドプーリ１１２に戻る。このような配置において、サブフレーム１６４は、メインフレーム１６２の最上部を通るベルト１１６と最下部を通るベルト１１６の間に位置し、そこを水平方向に移動可能であることは、図４からも理解されよう。

更に、メインフレーム１６２のエンドプーリ１１２と上側の中間フリーローラ１１８との間におけるベルト１１６の中心軸線Ｃ１と、連結ロッド１６６，１７０の中心軸線を含み且つ中間フリーローラ１１８の回転軸線と直交する垂直面Ｖとのなす角αは、サブフレーム１６４のエンドプーリ１１４と下側の中間フリーローラ１２０との間におけるベルト１１６の中心軸線Ｃ２と前記垂直面Ｖとのなす角βに対して、常に反対向きで同じ角度となるように設定されている（図３の二点鎖線の状態では中心軸線Ｃ１，Ｃ２は一致する。即ち、α及びβは０度）。この位置関係にある限り、角度α，βの大きさに拘わらず、ベルト１１６は常に張った状態となる。

この位置関係を維持しつつメインフレーム１６２とサブフレーム１６４を回動させるために、ベルトジャンクションコンベヤ１１０には回動機構が設けられている。回動機構としては種々の型式が考えられるため、図面には示していないが、例えば直動式アクチュエータを用いてメインフレーム１６２及びサブフレーム１６４を相反する方向に同量だけ押し引きする機構や、ピニオン・ラックを用いて駆動モータの回転力によってメインフレーム１６２及びサブフレーム１６４を相反する方向に同量だけ移動させる機構等を用いることができる。

ここで、従来のベルトジャンクションコンベヤ、例えば特開２００９−２９６２０号公報に記載のベルトジャンクションコンベヤにおいては、中間フリーローラが１本の筒状体からなっていたため、図３の実線で示すようなα及びβが０度以外となっている位置状態の場合には、図７にて示したものと同様にベルトが中間フリーローラに沿って移動しようとするが、本実施形態の如く中間フリーローラ１１８，１２０に図２のオムニホイール２８から構成したものを使用した場合には、図１に示す実施形態と全く同様に、ベルト１１６が位置ずれを起こすことなく、安定走行することとなる。

また、メインフレーム１６２とサブフレーム１６４を回動させる際、ベルト１１６は中間フリーローラ１１８，１２０に対して大きな力を作用させる傾向があるが、この場合にも、オムニホイール２８からなる中間フリーローラ１１８，１２０を用いると、無用な力を吸収することができる。よって、ベルト１１６や中間フリーローラ１１８，１２０、その他のプーリ等に作用する負荷は小さく、ベルトジャンクションコンベヤ１００全体の寿命を延ばすことができる。

なお、上記実施形態に係るベルトジャンクションコンベヤ１０，１００に使用されるローラ１８，２０，１１８，１２０は、布を製造する繊維機械の送り機構、コピー装置における排紙機構や給紙機構、ロール紙を枚葉紙に裁断する裁断機の給紙機構、帯状体やシート状体が斜めに進入することがあるローラにも使用され得る。また、ロール紙、フィルム状シート（ラップ、ビニール等）、金属箔（アルミ等）の製造・加工機に、前記ローラ１８，２０，１１８，１２０と同様なローラを用いた場合には、切断後の出力機器の部分では、出力方向が自在に変更可能となるため、有効である。また、切断後の材料を物品等に巻き付ける等の包装機器においても、ローラ１８，２０，１１８，１２０と同様なローラを用いることで送出し方向を自在にコントロールできるため、有効である。更に、重量があるもの或いは比較的硬いもの、例えばロール状の鋼材の加工機械等にも、ローラ１８，２０，１１８，１２０と同様なローラを適用することができる。

更に、前記ローラは、図２に明示したようなオムニホイールから構成したものに限られず、ローラの表面に接した帯状体やシート状体の、ローラに対する摩擦が低減され、もって帯状体等がローラ上をその回転軸線方向と同方向に移動自在となるものであれば、どのような形態でもよい。

例えば、図５に概念的に示すように円筒体５０に多数の樽状ローラ５２を回転自在に埋め込んだものや、図６に概念的に示すように多数のボール５４を回転自在に埋め込んだものも、本発明の範囲内である。また、図示しないが、円筒体の表面をフッ素樹脂加工やダイヤモンドライクカーボン加工等の表面処理をして摩擦を低減したフリーローラも同様な効果を奏することができる。

１０，１００…ベルトジャンクションコンベヤ、１２，１４，１１２，１１４…エンドプーリ、１６，１１６…ベルト、１８，２０，１１８，１２０…ローラ（中間フリーローラ）、２２…駆動ユニット、２４…メイン搬送ライン、２６…ガイドフレーム、２８…オムニホイール、３０…ローラフレーム、３２…樽状ローラ（摩擦低減手段）、３４…ホイール構成体、３６…シャフト、５０…円筒体、５２…樽状ローラ（摩擦低減手段）、５４…ボール（摩擦低減手段），１６０…ベース、１６２…メインフレーム、１６４…サブフレーム、１６６，１７０…連結ロッド

Claims (2)

1. 回転軸線が互いに異なる方向に延びる一対のエンドプーリ（１２，１４）と、前記エンドプーリ（１２，１４）間に掛け渡される無端状のベルト（１６）と、前記エンドプーリ（１２，１４）間に配置され、前記ベルト（１６）の進行方向が前記エンドプーリ（１２，１４）のそれぞれの回転軸線に対して直角となるように該ベルト（１６）を折り返す一対の中間フリーローラ（１８，２０）とを備えるベルトジャンクションコンベヤ（１０）において、
   前記中間フリーローラ（１８，２０）は、当該中間フリーローラ（１８，２０）と前記ベルト（１６）との間に生ずる摩擦を低減して、当該中間フリーローラ（１８，２０）の回転軸線と平行な方向における前記ベルト（１６）の移動を可能とする摩擦低減手段を有し、
   前記中間フリーローラ（１８，２０；１１８，１２０）が、複数の全方向車輪（２８）を同軸に並べて構成されており、
   前記全方向車輪（２８）は、２つのホイール構成体（３４）を備え、前記ホイール構成体（３４）のそれぞれは、円板状のローラフレーム（３０）と、前記ローラフレーム（３０）に取り付けられた複数の樽状ローラ（３２）とを含み、
   前記摩擦低減手段が、前記樽状ローラ（３２）であり、
   前記複数の全方向車輪（２８）が１本のシャフト（３６）に回転自在に取り付けられていることを特徴とする、ベルトジャンクションコンベヤ。
2. 所定の軸線を中心にして互いに相反する方向に移動する１対のエンドプーリ（１１２，１１４）と、前記エンドプーリ（１１２，１１４）間に掛け渡される無端状のベルト（１１６）と、前記エンドプーリ（１１２，１１４）間に配置され、前記ベルト（１１６）の進行方向が前記エンドプーリ（１１２，１１４）のそれぞれの回転軸線に対して直角となるように該ベルト（１１６）を折り返す一対の中間フリーローラ（１１８，１２０）とを備えるベルトジャンクションコンベヤ（１００）において、
   前記中間フリーローラ（１１８，１２０）は、当該中間フリーローラ（１１８，１２０）と前記ベルト（１１６）との間に生ずる摩擦を低減して、当該中間フリーローラ（１１８，１２０）の回転軸線と平行な方向における前記ベルト（１１６）の移動を可能とする摩擦低減手段を有し、
   前記中間フリーローラ（１８，２０；１１８，１２０）が、複数の全方向車輪（２８）を同軸に並べて構成されており、
   前記全方向車輪（２８）は、２つのホイール構成体（３４）を備え、前記ホイール構成体（３４）のそれぞれは、円板状のローラフレーム（３０）と、前記ローラフレーム（３０）に取り付けられた複数の樽状ローラ（３２）とを含み、
   前記摩擦低減手段が、前記樽状ローラ（３２）であり、
   前記複数の全方向車輪（２８）が１本のシャフト（３６）に回転自在に取り付けられていることを特徴とする、ベルトジャンクションコンベヤ。

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