JP6968400B2 - 電動式ベルト蛇行調整装置 - Google Patents

Description

この発明は、発電機能内蔵型ローラを用いたベルトコンベヤのベルト蛇行調整装置に関する。

ベルトコンベヤ設備の中には、積み荷の種類別や搬送条件、設備の管理上などによって正転又は逆転運転に切り替えるベルトコンベヤ、あるいは当該コンベヤに荷を積み込む又は当該コンベヤから荷を払い出すために、当該コンベヤを跨いで走行するトリッパやアンローダに代表される荷役機械設備の中を走るコンベヤが既に知られている。

これらのベルトコンベヤ設備のベルトが蛇行した場合、その蛇行を自動調芯する方式として、蛇行したベルトの側縁がガイドローラに当接すると、上記ガイドローラによりローラスタンドを旋回させながらベルトの蛇行を自動的に修正するようになっている（特許文献１、２、３）。

特許第４９９４７７４号公報 特開２００８−３０８２５２号公報 特許第４５５９３９８号公報

ところで、特許文献１、２及び３の方式による自動調芯は、片荷などの影響にともないベルトが蛇行すると、ガイドローラにベルトの側縁が当接し、この当接にともないガイドローラを押し逃がしながらアームを介しローラスタンドを旋回させる。すると、ローラスタンドの旋回にともないベルトの蛇行が自動修正されるようになっている。

しかしながら、自動調芯のガイドローラは、旋回ローラスタンドから上方に延びるアームの突出方向端に設けてあるので、周りの設備と干渉することや、自動調芯アイドラの構造上、逆向け使用ができない（使用方向が決まっているが故に）などベルトの蛇行調整が制限される等難しいとされてきた。

また、キャリヤ側のベルトが搬送物の荷受け荷下ろしのたびに、上昇あるいは下降を繰り返すので、ベルトが常に不安定の状態になり易く、このためガイドローラ付きの自動調芯アイドラではベルトの安定を妨げることが多かった。

特に、極低速運転されるベルトコンベヤに至っては、現存する自動調芯アイドラの蛇行調整方法では蛇行調整が不可能とされ、これらのコンベヤでもベルト蛇行に対応できる蛇行調整が切望されてきた。

また、トラフ形状を成さないベルトコンベヤの場合や、機長が極端に短いコンベヤも同様に、効果的な蛇行調整ができる調芯アイドラが切望されてきた。

特に、蛇行にともないベルトの側縁がガイドローラに当接すると、次いでアームを旋回させ、このアームの旋回にともないローラスタンドを蛇行調芯方向に回動させる方式のため、即応性にタイムロスが発生する。
このため、蛇行の修正を迅速（瞬時）に行うことができない問題があった。

そこで、この発明は、上述の問題を解消したコンベヤのベルト蛇行調整装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、この発明はベルトコンベヤにおけるキャリヤ側ベルトの下を横切ってコンベヤフレームに支持させた上側水平フレームから起立する並列スタンドを設けて、この各スタンドに直列状に並ぶキャリヤローラのセンタ軸の両端を不回転状態に支持し、上記直列状に並ぶキャリヤローラのうち両サイドのキャリヤローラの外側端に上記センタ軸に対しフリーに回転すると共に、蛇行にともなう上記キャリヤ側ベルトの側縁乗り上げにともない回転する円錐ローラを設け、また、上記円錐ローラ内の放射状点在位置に前記円錐ローラと共に旋回する検知タグを設け、さらに、上記円錐ローラ内の上記センタ軸に支持させて上記検知タグの通過を検知する検知素子を設け、また、上記各キャリヤローラ内にモータ機能としての発電手段を設け、上記検知素子による上記キャリヤ側ベルトの蛇行検知信号を受けて上記キャリヤローラ内の上記発電手段がブレーキング役をするように連動させた構成を採用する。

また、ベルトコンベヤにおけるリターン側ベルトを横切ってコンベヤフレームに支持させた下側水平フレームから起立する並列スタンドを設け、この各スタンドに直列状に並ぶリターンローラのセンタ軸の両端を不回転状態に支持し、上記直列状に並ぶリターンローラのうち両サイドのリターンローラの外側端に上記センタ軸に対しフリーに回転すると共に、蛇行にともなう上記リターン側ベルトの側縁乗り上げにともない回転する円錐ローラを設け、また、上記円錐ローラ内の放射状点在位置に前記円錐ローラと共に旋回する検知タグを設け、さらに、上記円錐ローラ内の上記センタ軸に支持させて上記検知タグの通過を検知する検知素子を設け、また、上記各リターンローラ内にモータ機能としての発電手段を設け、上記検知素子による上記リターン側ベルトの蛇行検知信号を受けて上記リターンローラ内の上記発電手段がブレーキング役をするように連動させた構成を採用する。

以上のように、この発明のコンベヤのベルト蛇行調整装置によれば、キャリヤ側やリターン側のベルトの蛇行にともない、ベルトの蛇行方向側の側縁で円錐ローラを回転して、この回転にともない円錐ローラ内の回転で通過検知タグを検知素子で検知し、この検知により発電手段でベルトの蛇行方向の反対側のキャリヤローラやリターンローラの回転にブレーキング作用が発生するようになっているので、上記のブレーキング作用によりベルトの蛇行を調整することができる。

このため、ベルトの蛇行を検知するローラや、ローラに連動リンクなどの連動手段でキャリヤ側ローラやリターン側ローラを支持するスタンドを蛇行修正方向に強制的に旋回させる複雑な機械的な装置が不要になり、構造を極めて簡素化することができる。

勿論、キャリヤローラやリターンローラの外側端の円錐ローラでベルトの蛇行を検出するので、ベルトコンベヤの部分に飛び出し部分がなくなり、その結果、ベルトコンベヤの上部を通過するアンローダ設備やスタッカ、トリッパのような走行装置の走行を妨げることがない特有な効果がある。

この発明の第１及び第２の実施形態のキャリヤ側、リターン側の調芯を示す一部切欠正面図である。 第１実施形態のキャリヤ側サイドローラの部分を示す縦断拡大正面図である。 同キャリヤ側センタローラとサイドローラの部分を示す縦断拡大正面図である。 第２実施形態のリターンローラを示す縦断拡大正面図である。

この発明の第１の実施形態を図１から図３に示す添付図面に基づいて説明する。
図１に示す第１及び第２の実施形態のベルトコンベヤＡは、周知のように、ヘッドプーリとテールプーリ（いずれも図示省略）との間にかけ渡した無端状のベルトａと、このベルトａのキャリヤ側を支承するキャリヤローラ１（このキャリヤローラ１の詳細は、後述する）及びリターン側を支承するリターンローラ２（このリターンローラ２の詳細は、後述する）とで構成されている。

前述のキャリヤローラ１は、図１から図３に示すように、キャリヤ側ベルトａの下を横切って前後に多数本並列すると共に、コンベヤフレーム３に両端を支持させた水平な上側フレーム４から起立するスタンド５に支持させてある。

なお、キャリヤローラ１は、図１に示すようにセンタローラと、このセンタローラの両側に対のサイドローラをトラフ状に配置したが、限定されない。そして、キャリヤローラ１のセンタ軸６を各スタンド５に不回転状態に係合させる。

上記した不回転状態の支持は、例えばスタンド５のＵ字状の切欠き１０と、センタ軸６の外周面の溝条１１を嵌め込み係合させて行う。

前述のリターンローラ２は、図１に示すように、リターン側ベルトａの下を横切って前後に多数並列すると共に、コンベヤフレーム３のブラケット７に両端を支持させた水平な下側フレーム８から上向きの突出スタンド９に支持させてある。

なお、リターンローラ２は、図１に示すように二本のロールを直列状に配置したが、限定されない。そして、リターンローラ２のセンタ軸２０を各スタンド９に不回転状態（この不回転状態の支持は、前述のセンタ軸６とスタンド５と同様につき説明を省略する）に支持する。

また、両側のサイドのキャリヤローラ１の外側端（コンベヤフレーム３側）には、センタ軸６に対してフリーに回転すると共に、ベルトａの乗り上げにともない回転する中空の円錐ローラ１２を設ける（この円錐ローラ１２は、ベルトａの側縁の相反する方向に順次径が大きくなるテーパーになっている）。

上記の円錐ローラ１２内には、図２に示すように、センタ軸６側に支持させた不回転のセンサ、感知又は検知素子１３が、また円錐ローラ１２に支持させて放射状に複数配置すると共に、円錐ローラ１２の回転にともない検知素子１３に対向線上を順次通過する検知タグ１４がそれぞれ設けてある。

その要因は、円錐ローラ１２の回転にともない円錐ローラ１２と共に回転移動する検知タグ１４が検知素子１３の部分を通過することで円錐ローラ１２の回転が検知されるようになっている。

なお、検知素子１３は、センタ軸６に、検知タグ１４は、円錐ローラ１２に、それぞれが支持金具１５を介し保持してある。

さらに、各キャリヤローラ１内には、キャリヤローラ１の回転にともない発電する発電手段Ｂが設けてある。

上記の発電手段Ｂは、図２に示すように、キャリヤローラ１側に磁石１６を、センタ軸６側にコイル１７を設けて構成されているが、この構成にこだわらない。

すなわち、回転側、非回転側共コイル状にして、磁石に相当する側のみ通電しておけば電磁石となり得るからである。
図中１８は、検知素子１３のリード線用の穴であるが、既知の溝であってもよい。

上記のように構成すると、ベルトコンベヤＡのキャリヤ側のベルトａが何らかの原因により図１の右方向に蛇行すると、キャリヤ側ベルトａの側縁が図２の鎖線で示すように右側の円錐ローラ１２に接触し始め、円錐ローラ１２にベルトａの側縁が乗り上げるので、円錐ローラ１２が回転する。

すると、円錐ローラ１２内部の検知タグ１４が検知素子１３の前を通過することで、ベルトａが右側に蛇行していると判断し信号を発するが、蛇行していなければ当然ベルトａは円錐ローラ１２に接触しないので信号は出ない。

その信号は、通常運転時の回転数より若干異なる、すなわち、ブレーキとなるような異なった回転となるような信号としての指示をするので、これが他のキャリヤローラ１に対しては抵抗体となる。

すなわち、ベルト蛇行量が多くなり円錐ローラ１２の幅に対して外側にベルトａが移行するほど、円錐ローラ１２の回転数が増えるので、検知タグ１４の検知素子１３前の通過時間の間隔が短くなる。

すると、蛇行調整時間を短くする必要があると判断し、発電手段Ｂを有するキャリヤローラ１が回転の負荷となるような同期以外の回転数を指示するので、ブレーキ役をする。

ベルトａの蛇行によって検知素子１３から発せられた検知信号は、蛇行と反対側に位置する（この場合は左側の）発電手段Ｂを内蔵した直胴（図示センタキャリヤローラ１）に極小量通電するように指示することで、今までベルトａの速度に応じて回転していたキャリヤローラ１の回転数が変わる。

その結果、キャリヤローラ１は、抵抗体となり、この場合はベルトａの左側に引きずれられるように遅れてくるので、ベルトａとして左側に移行して、ベルトａの蛇行は調整されることになる。

上記の発電手段Ｂを有するキャリヤローラ１は、通常運転時には、ベルトａの進行と共に発電し続け、それを一時備蓄しているが、ベルトａが一旦蛇行し始めてベルトａの速度によって円錐ローラ１２が回転させられて、円錐ローラ１２内のセンサ信号で通電されると、今までとは異なった回転を使用するが、それは正転側であっても逆転側であっても拘らない。

要は、発電手段Ｂを有するキャリヤローラ１に通電して、キャリヤローラ１に異回転を与えることで、ベルトａとの摩擦を発生させて左右のキャリヤローラ１の回転バランスを違えて、反蛇行方向のキャリヤローラ１にブレーキ機能を持たせることが目的であり、ベルトａの蛇行を調整する効果を発揮させることになる。

なお、既知の技術のようなローラの回転から必要な電力を得るのではなく、逆に極僅かに通電することで、ベルトａによって回されていたキャリヤローラ１の回転を、通電することで抵抗体となり、ブレーキ役に変化させることにある。

また、ブレーキングに必要な電力は極僅かなので、キャリヤローラ１内部の発電ユニットの占める容積割合は極めて少なくてすむ利点がある。

また、発電部分は、極めて少ないので、キャリヤローラ１内部の片側ハウジング部を特殊なハウジングユニットとして独立構造にすれば、ユニット化にともない簡素化できて、キャリヤローラ１の製造組み立て作業工程も飛躍的に簡素化される。

さらに、円錐ローラ１２から発せられる信号は、有線であっても無線であっても拘らない。

上記円錐ローラ１２内の検知タグ１４が検知素子１３前を通過する回転数は、略ベルトａの速度に比例する。

なお、ベルトａが蛇行して円錐ローラ１２にベルトａが接触して回転している間、円錐ローラ１２内の検知タグは、検知素子１３前をずっと回転し続けていることになる。

また、円錐ローラ１２の形状が外側に向かう程径が大きくなるので、ベルト蛇行量が多くなり円錐ローラ１２の幅に対して外側にベルトａが移行する程、円錐ローラ１２の回転数が増えるので、検知タグ１４の検知素子１３のセンサ前通過時間の間隔が短くなる。

すなわち、蛇行調整時間を短くする必要があると判断し、発電手段Ｂを有するローラ（キャリヤローラ１）が回転の負荷となるような同期以下の回転数となるので、ブレーキ役をすることになる。

次に、この発明の第２の実施形態を図１及び図４に基づいて説明する。
両サイドのリターンローラ２の外側端（スタンド９側）には、センタ軸２０に対してフリーに回転する第１実施形態の円錐ローラ１２と同様の円錐ローラ２１が設けてある。
そして、この円錐ローラ２１内には、第１の実施形態と同様に検知素子１３及び検知タグ１４が設けてある。

この検知素子１３及び検知タグ１４の配置、構成は、第１の実施形態の円錐ローラ１２と同様につき詳細な説明を省略する。

また、リターンローラ２内には、第１の実施形態と同様に発電手段Ｂが設けてある。
この発電手段Ｂは、第１の実施形態と同様につき詳細な説明を省略する。

上記のように構成すると、ベルトコンベヤＡのリターン側のベルトＡが何らかの原因により図４右方向に蛇行し、この蛇行にともないリターン側ベルトａの側縁が図４の鎖線で示すように右側の円錐ローラ２１に接触し始め、円錐ローラ２１にベルトａの側縁が乗り上げるので、円錐ローラ２１が回転する。

すると、円錐ローラ２１内部の検知タグ１４が検知素子１３の前を通過することで、ベルトａが右側に蛇行していると判断し信号を発するが、蛇行していなければ当然ベルトａは円錐ローラ２１に接触しないので信号は出ない。

その信号は、通常運転時の回転数より若干異なる、すなわち、ブレーキとなるような異なる回転となるような信号としての指示をするので、これが他のリターンローラに対して抵抗体となる。

ベルトａの蛇行によって検知素子１３から発せられた検知信号は、蛇行と反対側に位置する（この場合は左側の）発電手段Ｂを内蔵したリターンローラ２に極小量通電するように指示することで、今までベルトａの速度に応じて回転していたリターンローラ２の回転数が変わる。

その結果、リターンローラ２は抵抗体となりこの場合はベルトａの左側に引きずられるように遅れてくるので、ベルトａとして左側に移行して、ベルトａの蛇行は調整されることになる。

上記発電手段Ｂの作用、円錐ローラ２１が回転させられたことによる作用、リターン側ローラ２の回転を通電することによる抵抗体となり、ブレーキ役に変化させる作用及び円錐ローラ２１やその他各種諸条件、その特性は、第１の実施形態に詳述した詳細な説明と同様につき説明を省略する。

なお、上記第１及び第２実施形態での検知素子１３からの信号は、図１に示すコンベヤフレーム３に設置した制御機器Ｘに受信し、そして穴１８に挿通したリード線をへて発電手段Ｂに送るようにしたが、限定されず、コンベヤの運転操作側から発信することもできる。

なお、検知素子１３からの信号は、有線・無線のどちらであってもよい。
図中３１は軸受である。

リターン側のローラ構成は、この図面では左右一対のみであるが、中央部に（キャリヤのように）ローラを入れることもあり、又リターンローラ２は、図１、４に示すように、リターン側ベルトａの表面（図示下面）側を支承する形式を示したが、限定されず、リターン側ベルトａの上面を押さえ込む（図示省略）ようにした形状であってもよい。

すなわち、リターン側ベルトａの下面をリターンローラ２により支承する場合は、図１のようにベルトａの下を下側フレーム８が横切り、リターン側ベルトａをリターンローラ２で上から押さえ込む場合は、ベルトａの上をフレーム（図示省略）が横切って、このフレームにベルトａの押さえ込むリターンローラを支持する下向きのスタンドを設ける。

Ａ ベルトコンベヤ
ａ ベルト
Ｂ 発電手段
１ キャリヤローラ
２ リターンローラ
３ コンベヤフレーム
４ 上側フレーム
５ スタンド
６ センタ軸
７ ブラケット
８ 下側フレーム
９ スタンド
１０ 切欠き
１１ 溝条
１２ 円錐ローラ
１３ 検知素子
１４ 検知タグ
１５ 支持金具
１６ 磁石
１７ コイル
２０ センタ軸
２１ 円錐ローラ

Claims (2)

1. ベルトコンベヤにおけるキャリヤ側ベルトの下を横切ってコンベヤフレームに支持させた上側水平フレームから起立する並列スタンドを設けて、この各スタンドに直列状に並ぶキャリヤローラのセンタ軸の両端を不回転状態に支持し、上記直列状に並ぶキャリヤローラのうち両サイドのキャリヤローラの外側端に上記センタ軸に対しフリーに回転すると共に、蛇行にともなう上記キャリヤ側ベルトの側縁乗り上げにともない回転する円錐ローラを設け、また、上記円錐ローラ内の放射状点在位置に前記円錐ローラと共に旋回する検知タグを設け、さらに、上記円錐ローラ内の上記センタ軸に支持させて上記検知タグの通過を検知する検知素子を設け、また、上記各キャリヤローラ内にモータ機能としての発電手段を設け、上記検知素子による上記キャリヤ側ベルトの蛇行検知信号を受けて上記キャリヤローラ内の上記発電手段がブレーキング役をするように連動させたことを特徴とする電動式ベルト蛇行調整装置。
2. ベルトコンベヤにおけるリターン側ベルトを横切ってコンベヤフレームに支持させた下側水平フレームから起立する並列スタンドを設け、この各スタンドに直列状に並ぶリターンローラのセンタ軸の両端を不回転状態に支持し、上記直列状に並ぶリターンローラのうち両サイドのリターンローラの外側端に上記センタ軸に対しフリーに回転すると共に、蛇行にともなう上記リターン側ベルトの側縁乗り上げにともない回転する円錐ローラを設け、また、上記円錐ローラ内の放射状点在位置に前記円錐ローラと共に旋回する検知タグを設け、さらに、上記円錐ローラ内の上記センタ軸に支持させて上記検知タグの通過を検知する検知素子を設け、また、上記各リターンローラ内にモータ機能としての発電手段を設け、上記検知素子による上記リターン側ベルトの蛇行検知信号を受けて上記リターンローラ内の上記発電手段がブレーキング役をするように連動させたことを特徴とする電動式ベルト蛇行調整装置。

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