JP6367043B2 - ベルトコンベヤ装置用の駆動装置 - Google Patents
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Description
張り側:前記第1ベルト部の張力 Tt=(Wd/2)+ΔT×(1+(R/r))
縮み側:前記第2ベルト部の張力 Ts=(Wd/2)−ΔT×(1−(R/r))
である関係となる前記駆動モータトルク反力が発生し、これを前記回動部材を下方へ回転させる回転駆動力に変換することで、前記無端ベルトをテークアップすることを特徴とする。
(A)駆動装置の自重による成分
図5に示すように、ベルトコンベヤ装置50において、無端ベルト51は、ヘッドプーリ52及びテールプーリ53に巻き掛けられた後、スナブプーリ54,55のそれぞれに巻き掛けられる。スナブプーリ54,55に巻き掛けられた無端ベルト51は下方に折り返された後、駆動プーリ56に巻き掛けられる。ここで、駆動装置を構成する駆動プーリ56及び駆動モータ57の自重をWdとし、スナブプーリ54及び駆動プーリ56間のベルト部分(張り側のベルト部)に掛かる張力をTt1、駆動プーリ56及びスナブプーリ55間のベルト部分(緩み側のベルト部)に掛かる張力をTs1とする。張り側のベルト部に掛かる張力Tt1と、緩み側のベルト部に掛かる張力Ts1とは等しいことから、張り側のベルト部に掛かる張力Tt1、緩み側のベルト部に掛かる張力Ts1は、(1)式で示される。
(B)無端ベルトの走行時に生じる搬送物や無端ベルトの荷重に基づく動摩擦抵抗成分
図6に示すように、ベルトコンベヤ装置50を駆動したときに、張り側のベルト部に掛かる張力T1と、縮み側(緩み側)のベルト部に掛かる張力T2との関係は(2)式で示される。
ここで、T0は、ベルトコンベヤ装置50の製造時(つまり組み込まれてベルトを張った直後で停止している状態)に無端ベルト51に掛かる張力である。また、ΔTは、無端ベルト51や、搬送される搬送物60の荷重や頭尾部プーリの回転抵抗に基づいた、駆動プーリ56の駆動時にベルトの伸び縮みによって生じる張力の変動分である。図7は、無端ベルト51に掛かる荷重と、張り側のベルト部に掛かる張力T1及び緩み側のベルト部に掛かる張力T2との関係を示すグラフである。ベルトコンベヤ装置50を稼働させると、無端ベルト51には、無端ベルト51の自重や、搬送される搬送物60からの荷重に基づいた張力の変動が生じる。この張力の変動分ΔTは、搬送する搬送物の自重が大きい程、大きな値となる。したがって、ベルトコンベヤ装置50の稼働時に張り側のベルト部に働く張力をTt2、ベルトコンベヤ装置50の稼働時に緩み側のベルト部に働く張力をTs2とすると、張力Tt2及び張力Ts2は以下の(3)式で表すことができる。
(C)駆動モータ57の駆動時に駆動モータ57に作用する反力の成分
図8に示すように、ベルトコンベヤ装置50を稼働させたときに無端ベルト51に掛かる慣性モーメントM1は、無端ベルト51が走行するときの有効張力をTe、駆動プーリ56の半径をRとすると、(4)式で表すことができる。
駆動モータ57は、符号61aを回動中心として回動する回動部材61に固定される。したがって、駆動モータ57を駆動させたときには、回動部材61には、駆動プーリ56の回転方向とは逆方向に、駆動モータ57の慣性モーメントM1と同一の大きさの慣性モーメントM2が発生する。回動部材61の回動中心61aから駆動モータ57の回転中心57aまでの半径をr、無端ベルトを押し下げる力をfとすると、回動部材61に掛かる慣性モーメントM2は、(5)式で表すことができる。
上述したように、回動部材61に掛かる慣性モーメントM2は、駆動モータ57の慣性モーメントM1と同一の大きさとなる。したがって、無端ベルト51を押し下げる力fは、(4)式及び(5)式から、以下の(6)式にて表すことができる。
f=(R/r)×Te・・・(6)
上述したように、張り側のベルト部に掛かる張力の大きさと、緩み側のベルト部に掛かる張力の大きさは等しい。したがって、張り側のベルト部に掛かる張力をTt3、緩み側のベルト部に掛かる張力をTs3とすると、(7)式が成り立つ。
ここで、無端ベルト51が走行するときの有効張力Teは、(8)式で表すことができる。
したがって、(6)式及び(8)式を(7)式に代入することで、張り側のベルト部に掛かる張力Tt3、緩み側のベルト部に掛かる張力Ts3は、(9)式で表すことができる。
上述したように、無端ベルト51の張り側のベルト部及び緩み側のベルト部には、上述した(A)から(C)に示す成分の張力が加わる。したがって、張り側のベルト部に掛かる張力Ttは、(10)式で表すことができる。
=(Wd/2)+ΔT(1+(R/r))・・・(10)
同様にして、緩み側のベルト部に掛かる張力Tsは、(11)式で表すことができる。
=(Wd/2)−ΔT(1−(R/r))・・・(11)
例えば駆動プーリ56の半径Rと、回動部材61の回動中心61aから駆動モータ57の回転中心57aまでの距離rとが等しくなる場合、R/r=1となる。したがって、(10)式及び(11)式は、(12)式及び(13)式で表すことができる。
Ts=Wd/2 ・・・(13)
図9は、R/r=1となるときの、無端ベルト51に掛かる荷重と、張り側のベルト部に掛かる張力Tt及び緩み側のベルト部に掛かる張力Tsとの関係を示すグラフである。搬送する搬送物60の無端ベルト51への荷重が大きくなるにしたがって、張り側のベルト部に掛かる張力Ttも大きくなる。一方、緩み側のベルト部に掛かる張力Tsは、ベルトコンベヤ装置50にて搬送物60を搬送する場合であっても、搬送しない場合であっても一定の値(Wd/2)となる。
Ts=(Wd/2)−0.5×ΔT・・・(15)
図10は、R/r=0.5となるときの、無端ベルト51に掛かる荷重と、張り側のベルト部に掛かる張力Tt及び緩み側のベルト部に掛かる張力Tsとの関係を示すグラフである。搬送する搬送物60の無端ベルト51への荷重が大きくなるに従い、張り側のベルト部に掛かる張力Ttは、大きくなる。一方、搬送する搬送物60の無端ベルト51への荷重が大きくなるに従い、緩み側のベルト部に掛かる張力Tsは小さくなる。
Claims (6)
- コンベヤフレームの一端側に配置されるヘッドプーリ、及び前記コンベヤフレームの他端側に配置されるテールプーリに架設された無端ベルトを走行させ前記無端ベルトの表面を搬送面として搬送物を搬送するベルトコンベヤ装置用の駆動装置において、
前記無端ベルトの帰り側で前記無端ベルトの裏面が巻き掛けられることで回転駆動時に前記無端ベルトを走行させる駆動プーリと、
前記駆動プーリの中心軸を出力軸とし、前記駆動プーリを回転させる駆動モータと、
前記駆動モータを支持することで前記駆動プーリの中心軸を受け、前記駆動プーリより前記ヘッドプーリ寄りの前記コンベヤフレームから下に延設される位置で、回動部材支持軸を介して軸支される回動部材と、
を備え、
前記駆動プーリに巻き掛けられ、ヘッドプーリ側及びテールプーリ側にそれぞれ延びる前記無端ベルトの各々に、中心軸を含む前記駆動プーリと前記駆動モータと前記回動部材との重量を1/2ずつ受け持たせて下方へ引っ張り、
前記搬送面に載置される前記搬送物の重量や前記無端ベルトのコンベヤベッド及び各プーリとの摩擦抵抗に抗って、回転駆動する前記駆動プーリにより引っ張られる前記無端ベルトの帰り側の前記ヘッドプーリから前記駆動プーリまでの第1ベルト部に掛かる張力と、回転駆動する前記駆動プーリにより排出される前記テールプーリまでの第2ベルト部に掛かる張力との張力差が、前記回動部材支持軸に掛かる駆動モータトルク反力となり、
回転駆動する前記駆動プーリにより引っ張られて前記第1ベルト部が伸びることで増加する張力増加分をΔT(回転駆動する前記駆動プーリにより排出されて前記第2ベルト部が縮むことで減少する張力減少分と等値)とし、
中心軸を含む前記駆動プーリと前記駆動モータと前記回動部材との重量合計をWdとし、
前記駆動プーリの半径をRとし、
前記回動部材支持軸から前記駆動プーリの中心軸までの距離をr
と各々定義したときに、
張り側:前記第1ベルト部の張力 Tt=(Wd/2)+ΔT×(1+(R/r))
縮み側:前記第2ベルト部の張力 Ts=(Wd/2)−ΔT×(1−(R/r))
である関係となる前記駆動モータトルク反力が発生し、これを前記回動部材を下方へ回転させる回転駆動力に変換することで、前記無端ベルトをテークアップすることを特徴とするベルトコンベヤ装置用の駆動装置。 - 請求項1に記載のベルトコンベヤ装置用の駆動装置において、
前記駆動プーリのヘッドプーリ側及びテールプーリ側の各々に、コンベヤフレームに軸支されるスナブプーリを備え、
前記駆動プーリに巻きかけられヘッドプーリ側及びテールプーリ側にそれぞれ延びる帰り側の無端ベルト各々の表面にそれぞれのスナブプーリが当接することで、搬送面が停止時に、駆動プーリから延びるそれぞれの無端ベルトが略鉛直方向から水平方向に方向転換していることを特徴とするベルトコンベヤ装置用の駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のベルトコンベヤ装置用の駆動装置において、
前記駆動モータは、出力軸に片持ちで嵌合される前記駆動プーリと面し且つ出力軸が突出する筐体面に、プレート状のモータブラケットを取り付けて、該モータブラケットによって前記回動部材に吊設されることを特徴とするベルトコンベヤ装置用の駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のベルトコンベヤ装置用の駆動装置において、
前記駆動プーリは、前記駆動モータを内蔵したプーリであり、
前記駆動プーリは、前記駆動プーリの回動軸の両端部を軸着するブラケットを介して、
前記回動部材に吊設されることを特徴とするベルトコンベヤ装置用の駆動装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のベルトコンベヤ装置用の駆動装置において、
前記回動部材は、
前記無端ベルトの幅方向における両端部が同一方向に折り曲げられることで生成される一対の支持片と、
前記一対の支持片の各支持片ヘッドプーリ側に、見通しで中心軸が同軸となるようにそれぞれ設けた開口とを有し、
前記回動部材は、前記一対の支持片の各支持片に設けられた前記開口に挿通されたピンによって、それぞれコンベヤフレームの下方に延設される支持フレームに軸支されることを特徴とするベルトコンベヤ装置用の駆動装置。 - 請求項1に記載のベルトコンベヤ装置用の駆動装置において、
前記回動部材は、
モータブラケットを取り付けることで、前記駆動モータを吊設する第1の羽部と、
前記コンベヤフレームの下面に、下方に向けて延設するブラケットに取り付ける第2の羽部と、
前記駆動プーリより前記ヘッドプーリ寄りの前記コンベヤフレームから下に延設される位置に配設され、前記第1の羽部と第2の羽部とを相対的に回転させる回動部材支持軸部とからなり、
前記回動部材全体が蝶番状の形状をなすことを特徴とするベルトコンベヤ装置用の駆動装置。
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JP2014162603A JP6367043B2 (ja) | 2014-08-08 | 2014-08-08 | ベルトコンベヤ装置用の駆動装置 |
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JP2014162603A JP6367043B2 (ja) | 2014-08-08 | 2014-08-08 | ベルトコンベヤ装置用の駆動装置 |
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