JP6986140B2 - ベルトコンベヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気浮上式のベルトコンベヤに関する。

搬送物を搬送するコンベヤベルトをローラではなく空気を介して支持する空気浮上式のベルトコンベヤが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２０１２−１３６３４７号公報

空気浮上式のベルトコンベヤでは、コンベヤベルトとコンベヤベルトを支持するトラフとの間に空気の層を形成し、その状態でコンベヤベルト上にばら物等の搬送物を積載して搬送を行う。搬送を行う際、搬送物の積載量によってトラフを含むコンベヤフレーム全体が振動する場合がある。コンベヤフレームが振動すると、振動による騒音が発生するとともに、コンベヤベルト上の搬送物から生じる粉じんの量が増加する。

コンベヤフレームの振動を抑えるには、コンベヤフレームの重量を増加するなどして剛性を高める方法が考えられる。しかしながら、この方法では設計の自由度が低下するとともに、コンベヤフレームの重量増加によってベルトコンベヤの製造コストが増大してしまう。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、設計の自由度の低下及び製造コストの増加を抑えつつ、コンベヤフレームの振動を抑制することで、安定した運転が可能な空気浮上式のベルトコンベヤを提供することを目的としている。

本発明の一態様に係るベルトコンベヤは、搬送物を搬送するコンベヤベルトと、空気を介して前記コンベヤベルトを支持するトラフと、前記コンベヤベルトと前記トラフの間に空気を供給する給気ラインと、前記給気ラインに設けられ、前記給気ラインにおける所定周波数の圧力変動と干渉する圧力変動を発生させることで前記所定周波数の圧力変動を抑制可能な圧力変動抑制器と、を備えている。

上記の構成では、コンベヤベルトとトラフとの間には空気の層が形成されるため、コンベヤベルトとトラフは空気を介して接続されることになる。そして、上記の圧力変動抑制器によれば、給気ラインに連通するコンベヤベルトとトラフの間の空気に生じる所定周波数の圧力変動を抑制することができる。そのため、上記所定周波数に対応する振動数におけるトラフの振動を抑制でき、トラフを含むコンベヤフレーム全体の振動を抑制することができる。さらに、上記の構成によれば、コンベヤフレームの重量を増加させる必要もないため、設計の自由度の低下及び製造コストの増加を抑制することができる。

上記のベルトコンベヤにおいて、前記トラフには複数の空気供給孔が形成されており、前記給気ラインは、空気を一旦溜め、溜めた空気を対応する空気供給孔を介して前記コンベヤベルトと前記トラフとの間に供給する複数の給気ヘッダを有し、前記圧力変動抑制器は、前記複数の給気ヘッダのうち少なくとも１つの給気ヘッダに設けられていてもよい。

この構成によれば、給気ラインのうちトラフの近傍に位置する給気ヘッダに圧力変動抑制器を取り付けるため、振動源となるトラフの振動を抑制でき、ひいてはコンベヤフレームの振動を抑制する効果を高めることができる。

上記のベルトコンベヤにおいて、前記圧力変動抑制器は前記少なくとも１つの給気ヘッダの側部に設けられていてもよい。

給気ヘッダの下方には他の機器が設置されることが多く、仮に給気ヘッダの下方に圧力変動抑制器を設置すると、圧力変動抑制器が他の機器と干渉してしまうおそれがある。一方、給気ヘッダの側方には他の機器が設置されることが少ないため、上記のように給気ヘッダの側部に圧力変動抑制器を設ければ、圧力変動抑制器が他の機器と干渉するのを抑制することができる。

上記のベルトコンベヤにおいて、前記トラフには複数の空気供給孔が形成されており、前記給気ラインは、空気を一旦溜め、溜めた空気を対応する空気供給孔を介して前記コンベヤベルトと前記トラフとの間に供給する複数の給気ヘッダと、空気に圧力を加えて送り出す給気ブロワと、前記給気ブロワから送り出された空気を前記複数の給気ヘッダに供給する給気配管と、を有し、前記圧力変動抑制器は前記給気配管に設けられていてもよい。

給気配管はある程度長さを有しているため、上記の構成によれば、圧力変動抑制器の設置位置に関する設計の自由度を向上させることができる。

上記のベルトコンベヤにおいて、前記給気配管は、前記給気ブロワに接続された共通部と、前記共通部から分岐して対応する給気ヘッダに向かって延びる複数の分岐部と、を有し、前記圧力変動抑制器は前記共通部に設けられていてもよい。

このように、圧力変動抑制器を給気配管の共通部に設ければ、全ての給気ヘッダに対応して圧力変動抑制器を設けなくとも、トラフの長手方向全体にわたって所定周波数の空気の圧力変動を抑制することができ、トラフの長手方向全体にわたってコンベヤフレームの振動を抑制することができる。

上記のベルトコンベヤにおいて、前記圧力変動抑制器は、前記所定周波数の圧力変動に共振することで前記所定周波数の圧力変動と干渉する圧力変動を発生させるヘルムホルツ型共振器であってもよい。

ヘルムホルツ型共振器は動力源も不要であり、全体の大きさも比較的小さい。そのため、上記の構成によれば、ベルトコンベヤの設計の自由度が向上するとともに、ベルトコンベヤ全体の寸法の増大を抑えることができる。

上記のベルトコンベヤにおいて、前記圧力変動抑制器は、所定の容積を有する本体部と、前記本体部から前記給気ラインまで延びる管状の首部と、を有し、前記首部は伸縮して長さを変更することで当該圧力変動抑制器の共振周波数を調整可能に構成されていてもよい。

この構成によれば、圧力変動抑制器の共振周波数を調整することができる。そのため、例えばトラフの振動が起こる振動数が変化したとしても、圧力変動抑制器から発生させる圧力変動の周波数をその振動数に合わせることができる。

上記の構成によれば、設計の自由度の低下及び製造コストの増加を抑えつつ、コンベヤフレームの振動を抑制することで、安定した運転が可能な空気浮上式のベルトコンベヤを提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るベルトコンベヤの概略図である。 図２は、図１に示すコンベヤベルト付近の断面図である。 図３は、第２実施形態に係るベルトコンベヤのコンベヤベルト付近の断面図である。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係るベルトコンベヤ１００について説明する。図１は、第１実施形態に係るベルトコンベヤ１００の概略図である。また、図２は、図１に示すコンベヤベルト１０付近の断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係るベルトコンベヤ１００は、いわゆる空気浮上式のベルトコンベヤであって、コンベヤベルト１０と、トラフ２０と、給気ライン３０と、圧力変動抑制器４０と、を備えている。以下、これらの構成要素について順に説明する。

コンベヤベルト１０は、ばら物等の搬送物１０１を搬送する部分である。コンベヤベルト１０は無端状に形成されており、図外の駆動プーリ及び従動プーリに巻回されて回転駆動する。なお、図１では、コンベヤベルト１０の往路側（キャリア側）のみを図示している。コンベヤベルト１０は可撓性を有しており、後述するトラフ２０の形状に対応する形状を有している。本実施形態では、図２に示すように、コンベヤベルト１０は断面視において下方に凸の形状を有している。また、コンベヤベルト１０の上面には、搬送物１０１が積載される。

トラフ２０は、空気を介してコンベヤベルト１０を支持する部分である。トラフ２０は断面視において下方に凸の形状を有している。また、トラフ２０の底部には長手方向に沿って等間隔に並ぶ空気供給孔２１が形成されている。図２中の矢印で示すように、給気ライン３０（給気ヘッダ３３）から空気供給孔２１を介して空気が供給されると、供給された空気はトラフ２０とコンベヤベルト１０の間を通ってコンベヤベルト１０の幅方向外側へと抜けていく。

このように、稼働時においてコンベヤベルト１０とトラフ２０は非接触であるが、両者は弾性体である空気を介して接続されている。コンベヤベルト１０とトラフ２０は種々の条件によって振動するが、これらの振動が空気を介して互いに影響を及ぼし合い、特に搬送物１０１の搬送量（積載量）が所定量のときに、トラフ２０を含むコンベヤフレーム２２全体が大きく振動する。

給気ライン３０は、コンベヤベルト１０とトラフ２０の間に空気を供給するラインである。給気ライン３０は、上流側から順に、給気ブロワ３１、給気配管３２、及び、複数の給気ヘッダ３３を有している。

給気ブロワ３１は空気に圧力を加えて送り出す装置である。本実施形態の給気ライン３０は、１つの給気ブロワ３１を有しているが、複数の給気ブロワ３１を有していてもよい。例えば、給気ライン３０を往路側と復路側（リターン側）のそれぞれに１つずつ設けてもよく、それぞれに複数設けてもよい。

給気配管３２は、給気ブロワ３１から送り出された空気を各給気ヘッダ３３に供給する配管である。給気配管３２は、給気ブロワ３１に接続された共通部３４と、共通部３４から分岐してそれぞれ対応する給気ヘッダ３３に向かって延びる複数の分岐部３５と、を有している。

給気ヘッダ３３は、給気配管３２から供給された空気を一旦溜めてからコンベヤベルト１０とトラフ２０との間に供給する部分である。図１に示すように、給気ヘッダ３３は、トラフ２０の下面にトラフ２０の長手方向に並んで配置されている。図２に示すように、給気ヘッダ３３の下部には給気口３６が形成されており、この給気口３６を介して給気配管３２から空気が供給される。各給気ヘッダ３３は、複数の空気供給孔２１に対応して設けられており、この複数の空気供給孔２１を介して空気をコンベヤベルト１０とトラフ２０との間に供給する。給気ヘッダ３３は、空気を一旦溜めることにより、各空気供給孔２１に供給する空気の圧力差を抑制することができる。

圧力変動制御器４０は、給気ライン３０に設けられており、給気ライン３０内の空気に生じる所定周波数の圧力変動を抑制する機器である。本実施形態の圧力変動抑制器４０は、いわゆるヘルムホルツ型共振器である。ヘルムホルツ型共振器は、給気ライン３０内の空気に生じる所定周波数の圧力変動と共振することにより、その所定周波数の圧力変動と干渉する圧力変動を発生する。これにより、給気ライン３０内の空気に生じる所定周波数の圧力変動を抑制することができる。

本実施形態の圧力変動抑制器４０は、共振周波数が所定の振動数と一致するように設定されている。そのため、その所定の振動数でトラフ２０が振動した場合、コンベヤベルト１０とトラフ２０の間に介在する空気の圧力変動のうち、その所定の振動数に対応する周波数の圧力変動が抑制される。その結果、トラフ２０の振動を抑制することができる。

なお、本実施形態の圧力変動抑制器４０は、所定の容積を有する本体部４１と、本体部４１から給気ライン３０まで延びる管状の首部４２と、を有している。そして、本体部４１の体積をＶ、首部４２の断面積をＳ、首部４２の長さをｌ、音速をｃとすると、圧力変動抑制器４０の共振周波数ｆは以下の式（１）で算出することができる。

また、圧力変動抑制器４０は、給気ライン３０のどこに設けてもよいが、本実施形態では各給気ヘッダ３３の側部に設けられている。つまり、本実施形態では、給気ライン３０のうち振動源となるトラフ２０の近くに位置する給気ヘッダ３３に圧力変動抑制器４０を取り付けている。そのため、トラフ２０の振動が抑制され、その結果コンベヤフレーム２２の振動を抑制する効果を高めることができる。さらに、給気ヘッダ３３の下方には他の機器が設置されることが多く、仮に給気ヘッダ３３の下方に圧力変動抑制器４０を設置すると、圧力変動抑制器４０が他の機器と干渉してしまう可能性が高い。一方、給気ヘッダ３３の側方には他の機器が設置されることが少ないため、本実施形態のように給気ヘッダ３３の側部に圧力変動抑制器４０を設ければ、圧力変動抑制器４０が他の機器と干渉するのを抑制することができる。なお、圧力変動抑制器４０は、他の機器の配置によっては、給気ヘッダ３３の下方に設けてもよく、給気ヘッダ３３の他の場所に設けてもよい。

また、圧力変動抑制器４０は、給気ヘッダ３３に設けるのではなく、給気配管３２に設けてもよい。給気配管３２はある程度長さを有しているため、上記の構成によれば、圧力変動抑制器４０の設置位置に関する設計の自由度を向上させることができる。

さらに、圧力変動抑制器４０は、給気配管３２の共通部３４に設けてもよい。圧力変動抑制器４０を給気配管３２の共通部３４に設ければ、全ての給気ヘッダ３３に対応して圧力変動抑制器４０を設けなくとも、トラフ２０の長手方向全体にわたって所定周波数の空気の圧力変動を抑制することができ、トラフ２０の長手方向全体にわたってコンベヤフレーム２２の振動を抑制することができる。

なお、本実施形態の圧力変動抑制器４０は形状が一定であるが、圧力変動抑制器４０は形状を変更できるように構成されていても良い。例えば、圧力変動抑制器４０の首部４２を蛇腹状に形成し、長さを変更可能に構成してもよい。この場合、上記の式（１）で示すように、首部４２の長さｌを変更することで、圧力変動抑制器４０の共振周波数を調整することができる。この構成によれば、仮に何らかの条件によってトラフ２０が振動する所定の振動数が変化したとしても、圧力変動抑制器４０から発生させる圧力変動の周波数をこの所定の振動数に合わせることができる。なお、トラフ２０が大きく振動する振動数を予め測定しておき、その振動数（所定の振動数）に圧力変動抑制器４０から発生させる圧力変動の周波数を合わせるようにしてもよく、ベルトコンベヤ１００の稼働中においてトラフ２０が振動し始めたときの振動数を測定し、その振動数（所定の振動数）に圧力変動抑制器４０から発生させる圧力変動の周波数を合わせるようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るベルトコンベヤ２００について説明する。図３は、第２実施形態に係るベルトコンベヤ２００のコンベヤベルト１０付近の断面図であって、第１実施形態の図２に対応する図である。本実施形態に係るベルトコンベヤ２００は、圧力変動抑制器２４０がいわゆるサイドブランチである点で第１実施形態と構成が異なる。だだし、この点以外は、第１実施形態に係るベルトコンベヤ１００と同じ構成を備えている。

本実施形態の圧力変動抑制器２４０は、給気ライン３０側の端部が開口し、その反対側の端部が閉じられた円筒状の形状を有している。トラフ２０が振動する所定の振動数に対応する周波数の圧力変動が圧力変動抑制器２４０の開口部４３を介して内部に伝わると、その圧力変動が内部を往復することにより開口部４３から２分の１周期遅れて放出される。その結果、上述した所定の振動数に対応する周波数の空気の圧力変動が、圧力変動抑制器２４０から放出される圧力変動と干渉して抑制される。したがって、本実施形態に係るベルトコンベヤ２００においても、第１実施形態の場合と同様に、トラフ２０の振動を抑制でき、ひいてはコンベヤフレーム２２の振動を抑制することができる。

１０ コンベヤベルト
２０ トラフ
２１ 空気供給孔
３０ 給気ライン
３１ 給気ブロワ
３２ 給気配管
３３ 給気ヘッダ
３４ 共通部
３５ 分岐部
４０、２４０ 圧力変動抑制器
４１ 本体部
４２ 首部
１００、２００ ベルトコンベヤ
１０１ 搬送物

Claims (7)

1. 搬送物を搬送するコンベヤベルトと、
   空気を介して前記コンベヤベルトを支持するトラフと、
   前記コンベヤベルトと前記トラフの間に空気を供給する給気ラインと、
   前記給気ラインに設けられ、前記給気ラインにおける所定周波数の圧力変動と干渉する圧力変動を発生させることで前記所定周波数の圧力変動を抑制可能な圧力変動抑制器と、を備えたベルトコンベヤ。
2. 前記トラフには複数の空気供給孔が形成されており、
   前記給気ラインは、空気を一旦溜め、溜めた空気を対応する空気供給孔を介して前記コンベヤベルトと前記トラフとの間に供給する複数の給気ヘッダを有し、
   前記圧力変動抑制器は、前記複数の給気ヘッダのうち少なくとも１つの給気ヘッダに設けられている、請求項１に記載のベルトコンベヤ。
3. 前記圧力変動抑制器は前記少なくとも１つの給気ヘッダの側部に設けられている、請求項２に記載のベルトコンベヤ。
4. 前記トラフには複数の空気供給孔が形成されており、
   前記給気ラインは、
   空気を一旦溜め、溜めた空気を対応する空気供給孔を介して前記コンベヤベルトと前記トラフとの間に供給する複数の給気ヘッダと、
   空気に圧力を加えて送り出す給気ブロワと、
   前記給気ブロワから送り出された空気を前記複数の給気ヘッダに供給する給気配管と、を有し、
   前記圧力変動抑制器は前記給気配管に設けられている、請求項１に記載のベルトコンベヤ。
5. 前記給気配管は、
   前記給気ブロワに接続された共通部と、
   前記共通部から分岐して対応する給気ヘッダに向かって延びる複数の分岐部と、を有し、
   前記圧力変動抑制器は前記共通部に設けられている、請求項４に記載のベルトコンベヤ。
6. 前記圧力変動抑制器は、前記所定周波数の圧力変動に共振することで前記所定周波数の圧力変動と干渉する圧力変動を発生させるヘルムホルツ型共振器である、請求項１乃至５のうちいずれか一の項に記載のベルトコンベヤ。
7. 前記圧力変動抑制器は、
   所定の容積を有する本体部と、
   前記本体部から前記給気ラインまで延びる管状の首部と、を有し、
   前記首部は伸縮して長さを変更することで当該圧力変動抑制器の共振周波数を調整可能に構成されている、請求項６に記載のベルトコンベヤ。

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