JP6982856B2

JP6982856B2 - ベルト蛇行防止装置及びベルト蛇行防止方法

Info

Publication number: JP6982856B2
Application number: JP2017186279A
Authority: JP
Inventors: 弌大中村
Original assignee: 中村物産株式会社
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: JP2019059597A

Description

本発明は、ベルトコンベヤにおけるベルトの位置ズレや蛇行などの片寄りを自動的に修正するために用いられる自動調心（調芯）式のベルト蛇行防止装置、及び、それを用いたベルト蛇行防止方法に関する。

従来、この種のベルト蛇行防止装置として、ベルトコンベヤ装置のテールプーリがテールプーリ軸を介して軸承され、テールプーリ軸の左右両端がテールプーリ軸受を介して支持フレームに固定され、支持フレームの中央部には、水平方向へ回転可能な回転軸を設け、回転軸をベルトコンベヤ装置に軸承させて立設したものがある（例えば、特許文献１参照）。
テールプーリは、その幅寸法がテールプーリ軸の幅寸法よりも若干短く、ベルトの幅寸法よりも若干長く形成されている。支持フレームには、ベルトの左右側部と対向する一対のガイドローラが回転自在に設けられる。
通常の輸送状態では、ベルト進行方向と直交するベルト幅方向における張力ほぼ等しいため、ベルトがテールプーリの左右中央位置に左右幅方向へ対称となるように張架される。
ベルト上の載置物の偏在により載置状態がアンバランスとなって、ベルトが左右いずれか一方へ偏った（片寄った）場合には、ガイドローラがストッパーとして機能を果たす。これと同時に、ベルトの片寄りで発生した側のベルトの張力を緩和させる方向に、支持フレームが水平回転してベルト進行方向へテールプーリを傾動させ、ベルトの張力が幅方向で平準化するように働き、ベルトを元に復元する手助けをしている。
すなわち、ベルトの片寄りによるベルト幅方向に発生した張力の変化で、テールプーリが中央を中心としてベルト進行方向へ傾動し、ベルト幅方向の張力がほぼ等しくなったところで傾動は停止する。その後、ベルト上の載置物の偏在がなくなった場合には、テールプーリが逆向きに傾動し、ベルトを元の状態に復元させる。

実開平０１−０８３７１３号公報

しかし乍ら、このような従来のベルト蛇行防止装置では、ベルトよりも幅広い長尺な一体型のテールプーリを用い、テールプーリの左右両端部がベルトの両側部にそれぞれ当接している。このため、テールプーリの傾動に伴って左右両端部がベルト進行方向へ移動すると、幅広くなればなるほど、両端部の移動距離の差が大きくなる。これにより、テールプーリの傾動時における両端部の回転数に明らかな差が生じる。
ベルトコンベヤの作動時においてベルトとテールプーリの関係は、テールプーリにおいてベルトとの摩擦抵抗の大きい側の端部が優先され、摩擦抵抗の小さい側の端部とはベルトがスリップしてしまう。このため、ベルトの片寄りに伴ってテールプーリが傾動しても、スリップする側ではベルトを確実に修正誘導できず、作動が不安定で自動修正を行えないという問題があった。
さらに、長尺な一体型のテールプーリは、傾動に伴ってベルトとの間にスリップが生じるため、テールプーリやベルトに対する作動負荷が増大し、テールプーリの摩耗又はベルトの劣化や損傷が発生し易くて寿命が短く、頻繁にメンテナンスや部品交換が必要で稼働率を低下させるという問題もあった。

このような課題を解決するために本発明に係るベルト蛇行防止装置は、ベルトコンベヤのプリー軸に対してそれぞれ回転自在に設けられる複数のベルト車と、前記ベルトコンベヤのベルトの側部と対向して設けられ前記側部の片寄りを検知する検出部と、前記複数のベルト車及び前記検出部に亘ってベルト幅方向へ移動自在に設けられる連係機構と、を備え、前記プリー軸は、前記複数のベルト車とそれぞれ対向して形成される複数の支点部を有し、前記複数のベルト車は、前記複数の支点部と係合して前記プリー軸に対しベルト進行方向へ傾動自在に支持され、前記連係機構は、前記ベルトの片寄りに伴い前記検出部が前記ベルト幅方向へ連動した状態で前記複数のベルト車の全てを同角度に傾動させる従動部を有することを特徴とする。
また、このような課題を解決するために本発明に係るベルト蛇行防止方法は、ベルトコンベヤのベルトの片寄りを検出部が検出して、連係機構をベルト幅方向へ移動することにより、前記ベルトコンベヤのプリー軸に対して前記ベルト幅方向へ所定間隔毎に設けられる複数のベルト車を傾動させるベルト蛇行防止方法であって、前記複数のベルト車は、前記プリー軸に配置された複数の支点部と係合して前記プリー軸に対しベルト進行方向へ傾動自在に支持され、前記ベルトの片寄りに伴う前記連係機構の移動により、前記複数の支点部を中心として前記プリー軸に対し、それぞれ同時に且つ同角度で前記ベルト進行方向へ傾動することを特徴とする。

本発明の実施形態に係るベルト蛇行防止装置の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が要部を一部切欠した平面図、（ｂ）が要部を一部切欠した正面図である。ベルト車の詳細構造を示す説明図であり、（ａ）がベルト車の拡大縦断側面図、（ｂ）（ｃ）がベルト車の傾動時の拡大横断平面図、（ｄ）が斜視図である。ベルト車の傾動時の一部切欠拡大平面図である。本発明の実施形態に係るベルト蛇行防止装置の変形例を示す説明図であり、ベルト車の傾動時の一部切欠平面図である。本発明の実施形態に係るベルト蛇行防止装置の変形例を示す説明図であり、ベルト車の傾動時の一部切欠平面図である。本発明の実施形態に係るベルト蛇行防止装置の変形例を示す説明図であり、要部を一部切欠した正面図である。本発明の実施形態に係るベルト蛇行防止装置の変形例を示す説明図であり、要部を一部切欠した正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係るベルト蛇行防止装置Ａは、図１〜図７に示すように、原動プーリＢ１と従動プーリＢ２に亘って無端環状のベルトＢ３を架け渡したベルトコンベヤＢに設けられる。ベルトＢ３がベルト幅方向へ位置ズレや蛇行などの片寄りを生じた時には、テールプーリＢ２１やリターンプーリＢ２２などからなる従動プーリＢ２がベルト進行方向へ傾動することにより、ベルトＢ３の片寄りを自動修正する自動調心（調芯）式のベルト蛇行防止装置Ａである。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係るベルト蛇行防止装置Ａは、ベルトコンベヤＢのプリー軸１に対してそれぞれ回転自在に設けられる複数のベルト車２と、ベルトコンベヤＢのベルトＢ３の側部Ｂ３１と対向して設けられる検出部３と、複数のベルト車２及び検出部３１に亘ってベルト幅方向へ移動自在に設けられる連係機構４と、を主要な構成要素として備えている。
なお、ベルトコンベヤＢは、図１〜図７に示すように、通常ベルトＢ３の載置面Ｂ３ａがほぼ水平となるように設置され、ベルト幅方向を以下「幅方向Ｗ」といい、「ベルト進行方向」を以下「進行方向Ｌ」といい、ベルトＢ３の厚み方向を以下「高さ方向Ｈ」という。

プリー軸１は、複数のベルト車２を回転自在に支持するためのロッドである。プリー軸１の軸方向（幅方向Ｗ）の両端部は、軸受部１ａによりベルトコンベヤＢの本体フレームＢａに対して回転不能に固定される。
さらにプリー軸１は、複数のベルト車２とそれぞれ対向して形成される複数の支点部１１を有する。
複数の支点部１１は、プリー軸１に沿って幅方向Ｗへそれぞれ所定間隔毎に設けられる。各支点部１１は、各ベルト車２とプリー軸１の径方向へ係合する外面１１ａを有し、プリー軸１に対して各ベルト車２が進行方向Ｌへ傾動自在に支持される。
さらに、各支点部１１には、プリー軸１から高さ方向Ｈへ突出する支軸１１ｂが設けられる。

複数のベルト車２は、ベルトコンベヤＢにおいて従動プーリＢ２となるテールプーリＢ２１やリターンプーリＢ２２などに相当し、従動プーリＢ２のプリー軸１に対して幅方向Ｗへ所定間隔毎に設けられる。このため、各ベルト車２は、プリー軸１やベルトＢ３の幅寸法よりも遥かに短くなる。
複数のベルト車２は、複数の支点部１１と係合してプリー軸１に対し進行方向Ｌへ傾動自在に支持される。
詳しく説明すると、複数のベルト車２は、複数の支点部１１と係合して傾動自在に支持される複数の傾動部２１と、複数の傾動部２１に対して進行方向Ｌへ回転自在に取り付けられる複数の転動部２２と、を有する。
各傾動部２１は、各ベルト車２の内側部位で円筒状に形成され、その内面２１ａを各支点部１１の外面１１ａと凹凸係合などで傾動可能に対向させる。
各支点部１１と各傾動部２１の対向面は、少なくともいずれか一方が太鼓（クラウン）形状や球形状などの凸状に形成されるとともに他方が平滑状又は凹状に形成されるか、若しくは両者間に球体を挟み込むことが好ましい。これにより、各支点部１１の外面１１ａに沿って各傾動部２１の内面２１ａが移動可能となる。
さらに、各傾動部２１は、各支点部１１の支軸１１ｂと回転自在に連結される。これにより、各傾動部２１が各支軸１１ｂを中心として進行方向Ｌへ傾動可能に組み付けられる。
各転動部２２は、各ベルト車２の外側部位で円筒状に形成され、各傾動部２１及び各転動部２２の間には転がり軸受などの軸受２３を挟み込むことで、内側の各傾動部２１と外側の各転動部２２が一体的に組み付けられる。

複数の支点部１１及び複数のベルト車２の具体例として図１（ａ）（ｂ）〜図３に示される場合には、従動プーリＢ２としてテールプーリＢ２１に相当する複数のベルト車２を、相互の間隔が狭い密状態で配置している。各支点部１１の外面１１ａが太鼓形状に突出する凸状に形成され、各傾動部２１の内面２１ａが平滑に形成することにより、各転動部２２が進行方向Ｌへ傾動自在に支持されている。
図２（ａ）〜（ｄ）に示される例では、プリー軸１を挟んで支軸１１ｂが一対配置され、一対の支軸１１ｂの先端を各傾動部２１を挿通させて回転自在に連結している。
また、その他の変形例として図４及び図５に示されるように、複数のベルト車２を相互の間隔が広い疎状態で配置することや、図６又は図７に示されるように、従動プーリＢ２としてリターンプーリＢ２２に相当する複数のベルト車２を配置することが可能である。
図４及び図５に示される場合には、ベルト車２の数が図１（ａ）（ｂ）〜図３に示されるものの半分に減らされている。
図６に示される場合には、ベルトＢ３のリターン側において進行方向Ｌのほぼ中央位置に複数のベルト車２を設け、ベルトＢ３のリターン側部Ｂ３ｂが載置面Ｂ３ａから離れる方向へテンションをかけるように配置されている。
図７に示される場合には、ベルトＢ３のリターン側において進行方向ＬのテールプーリＢ２１側に複数のベルト車２を設け、ベルトＢ３のリターン側部Ｂ３ｂが載置面Ｂ３ａに向け接近する方向へテンションをかけるように配置されている。
なお、その他の例として図示しないが、プリー軸１に各支軸１１ｂを貫通して一体化させるなど、図示例以外の構造に変更することも可能である。

検出部３は、ベルトコンベヤＢのベルトＢ３が幅方向Ｗのいずれか一方へ片寄った時に、この位置ズレを検知して連係機構４に伝達するものである。
検出部３としては、図１（ａ）（ｂ）〜図４，図６及び図７に示されるようなベルトＢ３の幅方向Ｗへの片寄りを機械的に検知する方法と、図５に示されるようなベルトＢ３の幅方向Ｗへの片寄りを電気的に検知する方法がある。
機械的な検出部３は、ベルトＢ３の幅方向Ｗの両側部Ｂ３１と幅方向Ｗへそれぞれ対向するか又は接する一対の第一位置検出部位３１を有する。
一対の第一位置検出部位３１の両方又はいずれか一方は、ベルトＢ３における幅方向Ｗへ片寄った側の側部Ｂ３１と連動して同方向へ移動するように支持されている。
電気的な検出部３は、ベルトＢ３の幅方向Ｗの少なくともいずれか一方の側部Ｂ３１と接近して設けられる第二位置検出部位３２を有する。
第二位置検出部位３２は、ベルトＢ３における幅方向Ｗへ片寄った側部Ｂ３１か、又は逆に離隔した側部Ｂ３１を非接触で検知するように支持されている。

連係機構４は、ベルトＢ３の側部Ｂ３１の片寄りに伴い検出部３と連係して複数のベルト車２を傾動させるものである。
連係機構４は、ベルトＢ３の片寄りに伴い検出部３が幅方向Ｗへ連動した状態で複数のベルト車２の全てを同角度に傾動させる従動部４１を有する。
従動部４１は、幅方向Ｗへ延びる棒状に形成され、その末端に機械的な検出部３となる一対の第一位置検出部位３１を軸着するか、又は電気的な検出部３となる第二位置検出部位３２を連係させている。
さらに従動部４１は、複数のベルト車２の傾動部２１にそれぞれ接続される複数のアーム部４２を有し、複数のアーム部４２を含む従動部４１で検出部３と複数の傾動部２１をそれぞれ連係させている。
各アーム部４２は、進行方向Ｌへ延びる棒状に形成され、その一端４２ａを従動部４１に枢着し、他端４２ｂを各傾動部２１において幅方向Ｗへ露出する側面に連結している。このため、機械的な検出部３となる一対の第一位置検出部位３１や、電気的な検出部３となる第二位置検出部位３２の作動に基づいて、従動部４１が幅方向Ｗへ移動することにより、複数のアーム部４２を同時に連動して複数のベルト車２の傾動部２１を傾動させるように構成される。

検出部３及び連係機構４の具体例として図１（ａ）（ｂ）〜図４，図６及び図７に示される場合には、機械的な検出部３となる一対の第一位置検出部位３１が、ベルトＢ３の幅方向Ｗの両側部Ｂ３１、詳しくは両側縁とそれぞれ常時接するように配置される。
ベルトＢ３の片寄りによる側部（側縁）Ｂ３１からの押圧で、一対の第一位置検出部位３１のいずれか一方が幅方向Ｗへ移動することにより、従動部４１を介して一対の第一位置検出部位３１の他方も連動する。
従動部４１における各アーム部４２は、他端４２ｂが二つに分岐され、各傾動部２１の両側面にそれぞれ連結している。

図１（ａ）（ｂ）〜図３，図６及び図７に示される例では、従動部４１の幅方向Ｗの両側に一対の第一位置検出部位３１として一対のガイドローラが軸着される。
図４に示される例では、従動部４１となる軸において幅方向Ｗの両側に一対のレバー部４３が接続されている。一対のレバー部４３は、それぞれの先端に一対の第一位置検出部位３１として一対のガイドローラを軸着し、それぞれの末端をプリー軸１に連係させている。このため、従動部４１とレバー部４３が接続される位置（支点）から、一対のガイドローラが配置されるレバー部４３の先端（作用点）までを長く確保することが可能になる。これにより、ベルトＢ３の側部（側縁）Ｂ３１に対する作動負荷が軽減され、ベルトＢ３の側部（側縁）Ｂ３１の損傷防止になるという利点がある。
また、その他の例として図示しないが、機械的な検出部３となる一対の第一位置検出部位３１が、ベルトＢ３の幅方向Ｗの両側部Ｂ３１から所定間隔をおいてそれぞれ離れるように配置され、ベルトＢ３の側部Ｂ３１のいずれか一方がある程度片寄った時のみ、接するように配置することや、各アーム部４２の他端４２ｂを二つに分岐せず、各傾動部２１の両側面２１のいずれか一方のみに連結することなど、図示例以外の構造に変更することも可能である。

図５に示される場合には、電気的な検出部３となる第二位置検出部位３２が、ベルトＢ３の幅方向Ｗのいずれか一方の側部Ｂ３１と高さ方向Ｈへ対向して配置される。
図５に示される例では、従動部４１の幅方向Ｗの一方側に第二位置検出部位３２として感知センサーが配設される。第二位置検出部位３２の感知センサーは、一対の感知部３２ａを有し、モーターなどのアクチュエーター４４と電気的に接続される。アクチュエーター４４の出力部は、従動部４１となる軸において幅方向Ｗの一端に接続されるレバー部４５と連係している。アクチュエーター４４は、感知部３２ａから出力される片寄り信号に基づいてレバー部４５を幅方向Ｗへ移動させることにより、従動部４１と複数のアーム部４２が連動する。
また、その他の例として図示しないが、電気的な検出部３となる第二位置検出部位３２として感知センサー以外のものを用いることや、アクチュエーター４４及びレバー部４５を図示例以外の構造に変更することも可能である。

そして、本発明の実施形態に係るベルト蛇行防止装置Ａを用いたベルト蛇行防止方法は、ベルトＢ３の側部Ｂ３１の片寄りを検出部３が検出して、連係機構４をベルト幅方向Ｗへ移動することにより、ベルトコンベヤＢの従動プーリＢ２のプリー軸１に対して幅方向Ｗへ所定間隔毎に設けられる複数のベルト車２を、プリー軸１に配置された複数の支点部１１に沿ってそれぞれ同時に且つ同角度で進行方向Ｌへ傾動させる。

このような本発明の実施形態に係るベルト蛇行防止装置Ａ及びベルト蛇行防止方法によると、図１（ａ），図３，図４及び図５に示されるように、各ベルト車２は、プリー軸１やベルトＢ３の幅よりも幅狭くなる。
図３や図４や図５に示されるように、ベルトＢ３が幅方向Ｗへ位置ズレや蛇行などの片寄りを生じて、ベルトＢ３の側部（側縁）Ｂ３１のいずれか一方が幅方向Ｗへ移動した時には、検出部３がベルトＢ３の片寄りを検知し、連係機構４を介して複数のベルト車２が、複数の支点部１１を中心としてそれぞれプリー軸１に対し同角度で傾動する。
このため、これら傾動に伴って各ベルト車２（転動部２２）における表面のベルト幅方向Ｗの両端２２ａがベルト進行方向Ｌへ移動しても、幅狭い各ベルト車２の両端２２ａの移動距離の差は小さく、両端２２ａの回転数の差も小さくなる。
これにより、傾動した各ベルト車２の両端２２ａとベルトＢ３との間に生じる張力差が小さくなる。しかし、プリー軸１に対し複数のベルト車２が同時に且つ同角度で傾動することで、幅広なプリーと同様にベルトＢ３は、片寄った方向と逆向きに戻され、張力差が無くなった時点で、安定した状態に保たれる。
したがって、複数のベルト車２を幅狭くして両端２２ａの回転数の差を減少させることができる。
その結果、ベルトよりも幅広い長尺な一体型のテールプーリを用いる従来のものに比べ、ベルトＢ３の片寄りに対して瞬時に反応してベルトＢ３を確実に修正誘導でき、作動が安定化して常時正確な自動修正を行える。
さらに、ベルトよりも幅広い長尺な一体型のテールプーリを用いる従来のものに比べ、複数のベルト車２に傾動に伴ってベルトＢ３との間にスリップが生じない。このため、複数のベルト車２やベルトＢ３の作動負荷が軽減され、各ベルト車２の摩耗又はベルトＢ３の劣化や損傷が発生し難くなって寿命が延長され、頻繁なメンテナンスや部品交換が必要ないから稼働率の向上が図れる。

特に、複数のベルト車２が、複数の支点部１１と係合して傾動自在に支持される複数の傾動部２１と、複数の傾動部２１に対して回転自在に取り付けられる複数の転動部２２と、を有し、従動部４１が、複数の傾動部２１に接続される複数のアーム部４２を有することが好ましい。
この場合には、従動部４１の複数のアーム部４２により、複数のベルト車２の転動部２２が、複数の転動部２２を介してそれぞれの回転に影響することなく傾動可能となる。
したがって、幅狭い複数のベルト車２を確実に傾動して回転させることができる。
その結果、簡単な構造で作動性に優れる。

なお、前示の実施形態では、原動プーリＢ１と従動プーリＢ２に亘ってベルトＢ３が掛け渡された形式のベルトコンベヤＢの場合を示したが、これに限定されず、例えば両端に配置された二つのテールプーリとは別個にベルトＢ３のリターン側部Ｂ３ｂに接する原動プーリを設けるなどの図示しない形式のベルトコンベヤであっても良い。
この場合でも前示の実施形態と同様な作用効果が得られる。

Ａベルト蛇行防止装置Ｂベルトコンベヤ
Ｂ３ベルトＢ３１側部
１プリー軸１１支点部
２ベルト車２１傾動部
２２転動部３検出部
４連係機構４１従動部
４２アーム部Ｌベルト進行方向（進行方向）
Ｗベルト幅方向（幅方向）

Claims

ベルトコンベヤのプリー軸に対してそれぞれ回転自在に設けられる複数のベルト車と、
前記ベルトコンベヤのベルトの側部と対向して設けられ前記側部の片寄りを検知する検出部と、
前記複数のベルト車及び前記検出部に亘ってベルト幅方向へ移動自在に設けられる連係機構と、を備え、
前記プリー軸は、前記複数のベルト車とそれぞれ対向して形成される複数の支点部を有し、
前記複数のベルト車は、前記複数の支点部と係合して前記プリー軸に対しベルト進行方向へ傾動自在に支持され、
前記連係機構は、前記ベルトの片寄りに伴い前記検出部が前記ベルト幅方向へ連動した状態で前記複数のベルト車の全てを同角度に傾動させる従動部を有することを特徴とするベルト蛇行防止装置。
前記複数のベルト車が、前記複数の支点部と係合して傾動自在に支持される複数の傾動部と、前記複数の傾動部に対して回転自在に取り付けられる複数の転動部と、を有し、
前記従動部が、前記複数の傾動部に接続される複数のアーム部を有することを特徴とする請求項１記載のベルト蛇行防止装置。
ベルトコンベヤのベルトの片寄りを検出部が検出して、連係機構をベルト幅方向へ移動することにより、前記ベルトコンベヤのプリー軸に対して前記ベルト幅方向へ所定間隔毎に設けられる複数のベルト車を傾動させるベルト蛇行防止方法であって、
前記複数のベルト車は、前記プリー軸に配置された複数の支点部と係合して前記プリー軸に対しベルト進行方向へ傾動自在に支持され、前記ベルトの片寄りに伴う前記連係機構の移動により、前記複数の支点部を中心として前記プリー軸に対し、それぞれ同時に且つ同角度で前記ベルト進行方向へ傾動することを特徴とするベルト蛇行防止方法。