JP6873764B2 - 不定形物搬送用コンベア - Google Patents

Description

本発明は、形状等が不均一な不定形物を搬送する不定形物搬送用コンベアに関するものである。

被搬送物を搬送するローラコンベアには、通常、円柱状の搬送ローラが搬送方向に複数並べられている。このような円柱状の搬送ローラは、直方体等の一定形状の被搬送物の搬送には適しているが、形状やサイズ、重量が不均一な被搬送物の搬送には適していない。

例えば、ビレットを熱間押出して形鋼やパイプを製造する押出工場においては、ビレットの後端部が製品から切り離されたディスカード（製品屑）が発生する。図１（ａ）に示すように、ダミーブロック１１の先端にビレット１２を取り付け、ダイス１３に向けて熱間押出することによって、図１（ｂ）に示すように、ダイス１３の型に沿った形鋼１４が押出成形される。所定の長さまで形鋼１４が押出成形され、形鋼１４をカットして図１（ｃ）に示すようにダイス１３から抜き取ると、図１（ｄ）に示すように、ディスカード１５にダミーブロック１１が付着した被搬送物１６ができる。この被搬送物１６は所定の場所まで搬送され、ディスカード１５とダミーブロック１１の両者が分離された後、ダミーブロック１１は再使用され、ディスカード１５は溶解した後にビレットとして再利用される。このような被搬送物１６は、１個の重さが５０ｋｇ前後であり、例えば３０〜６０秒に１個程度発生する。被搬送物１６のディスカード１５側は、熱間押出された形鋼の形状になっているため、製造される形鋼によって形状が異なる。また、形鋼の大きさや材質に応じて、被搬送物１６の外径や重量も異なる。

このような不定形の被搬送物１６が搬送される際、ダミーブロック１１側の平坦な面が下側になった姿勢であれば、円柱状の搬送ローラを備えた従来のローラコンベアで搬送することが可能であるが、形鋼の形状を有するディスカード１５の切断面側が下側になると、搬送ローラ同士の間で空転し、搬送できないことがある。そのため、空転したときは被搬送物１６の姿勢を作業員が手作業で修正していた。

従来、形状等が不均一な不定形物を搬送するローラコンベアとして、回転軸方向に複数に分割された円柱状、または円錐同士を合わせたそろばん玉形状の搬送ローラを並べたローラコンベアがあるが、このようなローラコンベアでも、殊に搬送ローラに当たる面が平面ではないような不定形な被搬送物の場合には、搬送途中でローラとローラとの間で被搬送物が空転して搬送できないという問題があった。

特許文献１には、回転軸に対して外輪体を同心円上に保持するようにコイル状のバネで連結されている搬送ローラが、回転軸方向に分割されて複数設けられているローラコンベアが開示されている。

また、特許文献２には、搬送ローラに、被搬送物である異形鋼板を吸着可能な磁石が内蔵された搬送装置が開示されている。

特開平１１−２７８６４０号公報 実用新案登録第３２０３７０９号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、ローラ内部の構造が複雑になるうえ、被搬送物の重量に応じた強度のバネが必要となり汎用性に乏しい。また、上記のディスカードのような重量物を搬送する場合、バネの反力では負担しきれず、被搬送物の空転を防ぐことが困難であると考えられる。

また、特許文献２の場合、被搬送物が磁石に吸着されないステンレス等の材質の場合には適用できないという問題がある。

さらに、前述したディスカードのダミーブロックと製品屑を分離する工程には、ダミーブロックを下側、製品屑を上側とした姿勢で送り込む必要があるため、コンベアで搬送できたとしても、ダミーブロックを下側とした姿勢でない場合は、作業者が手作業でディスカードの姿勢を修正する必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、一部に平坦面を有し、形状やサイズ、重量が不均一な不定形物を円滑に搬送するとともに、搬送途中でその平坦面が底面になるような姿勢に修正できる不定形物搬送用コンベアを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、一部に平坦面を有する不定形な被搬送物を搬送するコンベアであって、搬送方向に直交する方向を長手方向とし、搬送方向に複数並設された回転軸と、前記回転軸の長手方向に互いに間隔をあけて設けられ、前記回転軸を中心として回転する複数の搬送ローラとを備え、前記搬送ローラは、前記回転軸の長手方向に対して垂直方向の形状が多角形であり、前記被搬送物の搬送方向への移動を一時的に妨げることで、前記被搬送物の姿勢を前記平坦面が下面となるように修正する姿勢修正機構を、搬送路の途中に備えており、前記姿勢修正機構は、前記被搬送物の姿勢を修正するときには前記被搬送物の搬送路上に突出し、姿勢を修正する必要がないときには前記搬送ローラの上方または下方に待避することを特徴とする。

前記姿勢修正機構は、前記搬送方向に直交する幅方向に並ぶ複数の円柱部材からなってもよい。その場合、前記複数の円柱部材のうち、幅方向中央側に配置される円柱部材を、両側方の円柱部材よりも搬送方向の下流側にずらして配置することが好ましい。

あるいは、前記姿勢修正機構は、前記搬送方向に直交する幅方向に延びる板状部材からなってもよい。

前記多角形は、重心から外周までの最長距離をａ、重心から外周までの最短距離をｂとしたときに、前記被搬送物の平面視における最長寸法ｘに対して、
（ａ−ｂ）＞０．０９ｘ
を満たすことが好ましい。

また、前記搬送ローラは、一つの前記回転軸に対して、前記回転軸の回転方向に角度をずらして配置されていてもよい。前記搬送ローラの前記回転軸の長手方向に対して垂直方向の形状は、前記多角形の角を丸めた形状でもよい。前記多角形は、三角形または四角形でもよい。

前記搬送ローラは、コンベアの平面視において千鳥配置であり、隣り合う前記回転軸に取り付けられた前記搬送ローラ同士は、前記搬送方向に重なる部分を有することが好ましい。その場合、前記回転軸の間隔Ｌは、前記回転軸の直径をｄとし、前記搬送ローラの重心から外周までの最長距離ａに対して、
（ａ＋ｄ／２）＜Ｌ＜（ａ＋ｂ）×０．８５
を満たすことが好ましい。

本発明によれば、一部に平坦面を有し形状やサイズ、重量が不均一な不定形物を円滑に搬送できるとともに、平坦面が下面となるような姿勢に修正することができる。

ディスカードにダミーブロックが付着した被搬送物を説明する図である。 実施の形態にかかるローラコンベアを示す平面図である。 実施の形態にかかる搬送ローラの形状を示す斜視図である。 搬送ローラの寸法を説明する図であり、（ａ）は三角形の場合、（ｂ）は正方形の場合を示す。 実施の形態にかかる搬送ローラの配置例を示す斜視図である。 搬送ローラの寸法と回転軸の間隔との関係を説明する図であり、（ａ）は搬送ローラが重なる場合、（ｂ）は重ならない場合を示す。 実施の形態にかかる搬送ローラが回転時に被搬送物を押すことを説明する図である。 姿勢修正機構の例を示す斜視図である。 被搬送物の平坦面を説明する斜視図である。 異なる姿勢修正機構を備えたローラコンベアの例を示す平面図である。 異なる配置の姿勢修正機構を備えたローラコンベアの例を示す平面図である。 本発明の実施例における搬送ローラの寸法の説明図である。

円柱状の搬送ローラを並べた従来のローラコンベアでは、円柱状の搬送ローラと被搬送物との間の摩擦力のみで被搬送物を搬送するため、摩擦力が不足した場合には搬送できなくなる。そこで、本発明者らは、搬送ローラの形状を変えることで、搬送ローラが被搬送物を押す力を与えて搬送するようにした。以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は、本発明の実施の形態にかかるローラコンベア１を示す。本実施の形態では、ローラコンベア１は、上述の押出工場におけるディスカードの搬送用コンベアであり、全体の寸法は、例えば幅３６０ｍｍ、全長２ｍ程度である。ただし、ローラコンベア１の大きさは、被搬送物の大きさや目的等に応じて適宜決められるものであり、本発明はこの大きさのコンベアに限るものではない。ローラコンベア１には、図２の矢印に示す搬送方向に直交する方向を長手方向として、複数の回転軸２が設けられ、それぞれの回転軸２には、回転軸２を中心として回転する複数の搬送ローラ３が取り付けられている。

また、ローラコンベア１の搬送方向の略中央に、姿勢修正機構４が設けられている。本実施の形態では、姿勢修正機構４は複数の円柱部材２１からなり、被搬送物の姿勢制御が必要な場合には搬送路上に突出し、必要がないときには、ローラコンベア１の上方または下方に退避できるようになっている。姿勢修正機構４の詳細については後述する。

図３は、図２のローラコンベア１に用いられる搬送ローラ３の形状例を示す斜視図である。以下、搬送ローラ３に関し、回転軸２の長手方向に対して垂直方向の面を正面３ａ、回転軸２の長手方向の面を側面３ｂとして説明する。搬送ローラ３は、正面３ａの形状が、正三角形の角をアール状に丸めた形状になっている。丸め部分の半径は５ｍｍ以上が好ましく、小さすぎると被搬送物を破損させる懸念がある。なお、角をアール状に丸めるのではなく、平面状に面取りしてもよい。搬送ローラ３の側面３ｂの厚みは特に規定されないが、側面３ｂで被搬送物を押すために、５ｍｍ以上が好ましい。

搬送ローラ３の形状は、図４（ａ）に示すように、重心から外周までの最長距離をａ、重心から外周までの最短距離をｂとしたときに、被搬送物の平面視における最長寸法ｘに対して、式（１）を満たすことが好ましい。
（ａ−ｂ）＞０．０９ｘ ・・・（１）
式（１）を満たせば、例えば図４（ｂ）に示すような正方形でも、搬送ローラ３として適用できる。搬送ローラ３全体の大きさや形状は、ローラコンベア１の用途や規模等に応じて決められる。

搬送ローラ３は、強度および耐久性の面から鉄製が好ましい。必要強度や重量は、被搬送物の種類やローラコンベア１全体の規模等によって決められる。さらに、側面３ｂにセラミック溶射を行って皮膜９を形成することにより、摩擦力を向上させて搬送力の向上を図るとともに、耐摩耗性を向上させることができる。

図２に示すように、搬送ローラ３は、１つの回転軸２の長手方向に、複数の搬送ローラ３が互いに間隔をあけて取り付けられている。また、図５に示すように、１つの回転軸２に取り付けられた複数の搬送ローラ３は、それぞれ、回転軸２の回転方向に角度をずらして配置されている。上記式（１）を満たす形状の搬送ローラ３をこのように配置することによって、ローラコンベア１の幅方向に傾斜がつけられ、被搬送物１６が停滞するのを防止する。回転軸２の両端の搬送ローラ３の位相が一致するように徐々に角度をずらして配置した場合、搬送ローラ３の回転のあるタイミングでは、図５に示すように、幅方向全体がＶ字状に中央部が低くなり、ここでは被搬送物１６がローラコンベア１の中央部に寄せられる。別の位置では中央部が高くなることもあり、被搬送物１６は、ローラコンベア１上を幅方向に蛇行しながらも、幅方向のいずれかに偏ることなく搬送されていく。ローラコンベア１の搬送方向に隣接する搬送ローラ３は、角度をずらさなくてもよいが、ずらすことにより、さらに円滑に搬送される。

また、搬送ローラ３は、全体が千鳥配置になっている。つまり、図２に示すように、１つおきの回転軸２に取り付けられた搬送ローラ３の回転軸方向の位置が一致しており、その間の回転軸２に取り付けられた搬送ローラ３は、隣り合う回転軸２に取り付けられた搬送ローラ３同士の間に配置されている。

さらに、隣り合う回転軸２に取り付けられた搬送ローラ３同士は、搬送方向に一部が重なっている。図６は、搬送方向に搬送ローラ３が重なっている場合（図６（ａ））と重ならない場合（図６（ｂ））を示す。図６（ｂ）に示すように重ならない場合には、被搬送物１６がはまりこむ可能性があるスペース１０が大きくなる。図６（ａ）の場合にはスペース１０が小さくなり、被搬送物１６がはまりこんで搬送が停滞するのを防ぐ。このように搬送ローラ３が重なるための回転軸２の間隔Ｌは、回転軸２の直径をｄとし、搬送ローラ３の重心から外周までの最長距離ａに対して、式（２）を満たすことが好ましい。
（ａ＋ｄ／２）＜Ｌ＜（ａ＋ｂ）×０．８５ ・・・（２）
回転軸２の間隔Ｌが（ａ＋ｄ／２）以下になると、搬送ローラ３が回転できなくなる。一方、間隔Ｌが（ａ＋ｂ）×０．８５以上になると、重なる部分が少なくなり、被搬送物１６がはまりこむスペースが大きくなって搬送が停滞しやすくなる。搬送ローラ３同士は、適宜隙間を設けて配置することで、例えばディスカードから剥がれ落ちた潤滑材等をこの隙間から落とし、潤滑材がローラコンベア１上に堆積するのを防ぐこともできる。

以上のように、本実施の形態におけるローラコンベア１は、被搬送物１６が不定形であっても、図７に示すように、搬送ローラ３が回転することにより側面３ｂが被搬送物１６に当たり、被搬送物１６を搬送方向へ押して搬送させる。また、本実施の形態のように略三角形の搬送ローラ３の取付角度をずらすことにより、搬送ローラ３の側面３ｂが、不定形な被搬送物１６のどこかに必ず当たるので、被搬送物１６の空転を防ぎ、連続的に搬送することができる。

次に、姿勢修正機構４について説明する。姿勢修正機構４は、ローラコンベア１の搬送方向の中央付近に設けられる。姿勢修正機構４は、例えば図８に示すような複数の円柱部材２１からなり、本実施の形態では、図２に示すように、ローラコンベア１の搬送方向に直交する幅方向に並べられ、搬送ローラ３同士の隙間に設置されている。図８に示すように、複数の円柱部材２１は、被搬送物１６を待ち受ける間、搬送路の上方に突出して被搬送物１６の移動を妨げる位置まで下降し、被搬送物１６が搬送されてきて姿勢が修正された後には、搬送ローラ３の上方に退避することで、被搬送物１６が下流側に搬送されていく。なお、姿勢修正機構４は、必要なときに下方から搬送路上に上昇し、姿勢が修正された後には搬送ローラ３の下方に待避される構造としてもよい。ただし、上方に待避する場合には、搬送ローラ３同士に十分な隙間がなくても設置可能であり、自由な位置に配置できる。

図８に示すように、円柱部材２１は、搬送路上に突出することにより、被搬送物１６の姿勢が修正されるまでの間、被搬送物１６の搬送方向への移動を妨げる。その間、搬送ローラ３の回転作用によってその場で被搬送物１６が回転する。被搬送物１６の平坦面１６ａが下面になると、搬送ローラ３からの回転作用を受けにくくなり、それ以上は回転しなくなる。図９に示すように、被搬送物１６の平坦面１６ａは、下面になったときに被搬送物１６が最も安定する面であり、本発明において、平坦面とは、例えば細かい凹凸を有していても全体が略平坦面である場合を含む。

姿勢修正機構４の円柱部材２１は、例えばセンサー等によって搬送される被搬送物１６を検知したときに、所定の高さに設置されるようにしてもよい。また、被搬送物１６の平坦面１６ａが下側になる姿勢に修正され、円柱部材２１がローラコンベア１上から退避するタイミングは、被搬送物１６の姿勢制御に必要な時間を試験的に求めて、それに基づいて時間で設定してもよい。あるいは、被搬送物１６の姿勢が修正されたことを画像認識で判断して退避するようにしてもよい。

姿勢修正機構４は、図１０に示すようにローラコンベア１の幅方向に延びる一枚の板状部材２２でもよい。また、姿勢修正機構４が複数の円柱状や棒状のような部材の場合、その配置は、ローラコンベア１の搬送方向に直交する幅方向に一直線上に並設されてもよい。なお、複数の円柱部材２１を用いる場合、図１１に示すように、幅方向中央側に配置される円柱部材２１ａを、両側方の円柱部材２１ｂよりも搬送方向の下流側にずらして配置することにより、上流側に配置される側方の円柱部材２１によって被搬送物１６がローラコンベア１の幅中央側に誘導されるため、より好ましい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、搬送ローラ３の形状は三角形の角を丸めたものには限らず、他の多角形でもよい。ただし、多角形の角を丸めて円形に近くなると搬送効果が低下するので、五角形までが好ましい。

（実施例１）
平面視における最長寸法ｘ＝２５０ｍｍ（φ２５０）の被搬送物を、図１２に示すように正三角形の搬送ローラ３におけるａ＝８０ｍｍの場合とａ＝４４ｍｍの場合で搬送テストを行った。

ａ＝８０ｍｍの場合は、
ａ−ｂ＝８０−４０＝４０＞０．０９ｘ＝０．０９×２５０＝２２．５
であり、上記式（１）を満たし、円滑に搬送することができた。一方、ａ＝４４ｍｍの場合は、
ａ−ｂ＝４４−２２＝２２＜０．０９ｘ（＝２２．５）
となり、式（１）を満たさない。この場合には、搬送はできるものの、姿勢の修正に時間がかかった。

（実施例２）
図６（ａ）に示す回転軸２の間隔Ｌと、搬送ローラ３のサイズ（重心から外周までの最長距離ａ）を変えて、実施例１と同じ被搬送物の搬送テストを行った。回転軸２の直径ｄ＝４０ｍｍである。

Ｌ＝１１６ｍｍ、ａ＝８０ｍｍの場合は、
ａ＋ｄ／２＝８０＋４０／２＝１００
２ａ×０．８５＝２×８０×０．８５＝１３６
であり、
１００＜Ｌ＝１１６＜１３６
となり、上記式（２）を満たし、円滑に搬送することができた。一方、
Ｌ＝７５ｍｍ、ａ＝４４ｍｍの場合は、
ａ＋ｄ／２＝４４＋４０／２＝６４
２ａ×０．８５＝２×４４×０．８５＝７４．８
であり、
Ｌ＞（２ａ×０．８５）
となり、式（２）を満たさない。この場合には、搬送はできるものの、姿勢の修正に時間がかかった。

本発明は、不定形物を搬送するローラコンベアに適用でき、殊に、姿勢が不安定で凹凸を有する形状の被搬送物の搬送に適用できる。

１ ローラコンベア
２ 回転軸
３ 搬送ローラ
４ 姿勢修正機構
１６ 被搬送物
１６ａ 平坦面
２１ 円柱部材

Claims (10)

1. 一部に平坦面を有する不定形な被搬送物を搬送するコンベアであって、
   搬送方向に直交する方向を長手方向とし、搬送方向に複数並設された回転軸と、
   前記回転軸の長手方向に互いに間隔をあけて設けられ、前記回転軸を中心として回転する複数の搬送ローラとを備え、
   前記搬送ローラは、前記回転軸の長手方向に対して垂直方向の形状が多角形であり、
   前記被搬送物の搬送方向への移動を一時的に妨げることで、前記被搬送物の姿勢を前記平坦面が下面となるように修正する姿勢修正機構を、搬送路の途中に備えており、
   前記姿勢修正機構は、前記被搬送物の姿勢を修正するときには前記被搬送物の搬送路上に突出し、姿勢を修正する必要がないときには前記搬送ローラの上方または下方に待避することを特徴とする、不定形物搬送用コンベア。
2. 前記姿勢修正機構は、前記搬送方向に直交する幅方向に並ぶ複数の円柱部材からなることを特徴とする、請求項１に記載の不定形物搬送用コンベア。
3. 前記複数の円柱部材のうち、幅方向中央側に配置される円柱部材を、両側方の円柱部材よりも搬送方向の下流側にずらして配置することを特徴とする、請求項２に記載の不定形物搬送用コンベア。
4. 前記姿勢修正機構は、前記搬送方向に直交する幅方向に延びる板状部材からなることを特徴とする、請求項１に記載の不定形物搬送用コンベア。
5. 前記多角形は、重心から外周までの最長距離をａ、重心から外周までの最短距離をｂとしたときに、前記被搬送物の平面視における最長寸法ｘに対して、
   （ａ−ｂ）＞０．０９ｘ
   を満たすことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の不定形物搬送用コンベア。
6. 前記搬送ローラは、一つの前記回転軸に対して、前記回転軸の回転方向に角度をずらして配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の不定形物搬送用コンベア。
7. 前記搬送ローラの前記回転軸の長手方向に対して垂直方向の形状は、前記多角形の角を丸めた形状であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の不定形物搬送用コンベア。
8. 前記多角形は、三角形または四角形であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の不定形物搬送用コンベア。
9. 前記搬送ローラは、コンベアの平面視において千鳥配置であり、隣り合う前記回転軸に取り付けられた前記搬送ローラ同士は、前記搬送方向に重なる部分を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の不定形物搬送用コンベア。
10. 前記回転軸の間隔Ｌは、前記回転軸の直径をｄとし、前記搬送ローラの重心から外周までの最長距離ａに対して、
    （ａ＋ｄ／２）＜Ｌ＜（ａ＋ｂ）×０．８５
    を満たすことを特徴とする、請求項９に記載の不定形物搬送用コンベア。
    

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