JP7007508B2 - ベルト伝動機構 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト伝動機構に関する。

特許文献１には、ベルト伝動機構として、搬送物を上下に昇降可能な昇降運搬装置に用いられたものが開示されている。具体的には、この昇降運搬装置におけるベルト伝動機構では、上方及び下方に配置された歯付きプーリと、歯付きプーリに噛み合わせられる歯付きベルトとを用いて、歯付きプーリのうちの駆動プーリを回転・逆回転させることによって、歯付きベルトに固定された荷台に載せられた搬送物を上下に昇降させている。

また、特許文献２には、ベルト伝動機構として、薬剤等を搭載したバケットの入出庫を行う自動倉庫用に用いられたものが開示されている。この自動倉庫用のベルト伝動機構では、バケットを載置した可動台を連結したベルトを上下方向に沿って駆動させることで、可動台を上下動させている。

特開２０１７－２１５０３８号公報 特開１９９４－３１６３０８号公報

ところで、この種のベルト伝動機構においては、アライメント（プーリ同士の位置ズレ）が生じた状態でベルトを走行させると、ベルトは直進性が乱れてベルト幅方向へ蛇行（片寄り）する。特に、搬送物が重量物である場合や、高速で移送する場合など、負荷が高い条件で長い距離を移送させると、蛇行が顕著に生じる。更にはベルトが捩じれてプーリの鍔部に乗り上げようとすることで、ベルトに過剰な張力が掛かり、ベルトがプーリから逸脱する虞がある。

このため、ベルトの蛇行を抑制するためにはアライメントを精度よく調整する必要があるが、この調整が困難な場合がある。例えば、特許文献２に開示されているような自動倉庫用のベルト伝動機構の中には、搬送物の搬送距離が２ｍ以上となるロングスパンの仕様が存在する。一例を挙げると、建物と一体になったビル式自動倉庫用に用いられるベルト伝動機構の場合には、搬送物の垂直方向の搬送距離が２０ｍ以上となる場合がある。このような搬送物の搬送距離が長いロングスパン仕様のベルト伝動機構では、一対のプーリの軸間距離が長い（長い場合で２５ｍほど）ため、アライメントの調整は困難である。従って、一対のプーリ間に許容しうる程度の位置ズレ（ミスアライメント）が存在する場合でも、ベルトの蛇行を抑制可能なベルト伝動機構の提供が望まれていた。

そこで、本発明の目的は、一対のプーリ間に位置ズレが存在する場合でも、ベルトの蛇行を抑制し、且つ、ベルトのプーリからの逸脱を抑制可能なベルト伝動機構を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明のベルト伝動機構は、少なくとも１つが歯付きプーリである、互いに離間して配置された一対のプーリと、前記一対のプーリに掛架され、且つ、前記歯付きプーリと噛合可能な歯部を有し、前記一対のプーリの回転により周動するベルトと、前記ベルトの蛇行を抑制可能な蛇行抑制機構と、を備え、前記蛇行抑制機構は、前記ベルトのベルト幅方向において前記ベルトを挟んで対向配置され、それぞれの軸方向が前記ベルトのベルト厚み方向と平行となる一対のローラと、前記一対のローラを回転自在に支持し、且つ、前記ベルト厚み方向において前記一対のローラ及び前記ベルトを挟んで対向配置された一対のガイドと、を有していることを特徴とする。

上記の構成によれば、蛇行抑制機構の一対のローラによりベルトのベルト幅方向の移動が抑制される。さらに、一対のガイドによりベルトのベルト厚み方向の移動も抑制される。これにより一対のプーリ間に位置ズレが存在する場合でも、ベルトの蛇行を抑制し、且つ、ベルトのプーリからの逸脱を抑制することができる。

また、本発明のベルト伝動機構においては、前記一対のプーリの軸間距離が２ｍ以上であってもよい。一対のプーリの軸間距離が長いと、これらプーリ間の位置ズレを精度よく調整することは難しく、ベルトの蛇行やベルトのプーリからの逸脱が生じやすい。しかしながら、本発明によれば、プーリ間の位置ズレが精度よく調整されていない場合でも、蛇行抑制機構により、ベルトの蛇行を抑制し、且つ、ベルトのプーリからの逸脱を抑制することができる。

また、本発明のベルト伝動機構において、前記ベルトには、搬送物が載置される荷台が固定されていてもよい。荷台に搬送物が載置される場合には、負荷が高くなり、ベルトの蛇行が顕著に生じる。しかしながら、本発明によれば、蛇行抑制機構により、ベルトの蛇行を抑制し、且つ、ベルトのプーリからの逸脱を抑制することができる。

また、本発明のベルト伝動機構において、前記蛇行抑制機構は、前記荷台の移動範囲の外側、且つ、前記一対のプーリに接触しない位置に配置されていてもよい。上記の構成によれば、蛇行抑制機構がプーリの近傍に配置されることになるため、ベルトのベルト幅方向及びベルト厚み方向への移動をより効果的に抑えることができる。また、蛇行抑制機構と荷台が接触することを抑制することができる。

また、本発明のベルト伝動機構において、前記荷台は、前記ベルトにおいて前記一対のプーリの間で互いに対向するベルト部分のうち一方側のベルト部分に固定されており、前記蛇行抑制機構における前記一対のローラは、前記一方側のベルト部分を挟んで対向配置されていてもよい。荷台が取り付けられた側のベルト部分は、搬送物にかかる慣性力の影響で激しく揺動しやすくなる。そこで、蛇行抑制機構の一対のローラを、荷台が取り付けられた側のベルト部分を挟んで対向配置させることで、荷台が取り付けられた側のベルト部分の蛇行を効果的に抑制することができる。

また、本発明のベルト伝動機構において、前記一対のローラの外周面同士の前記ベルト幅方向における最小ローラ間隔は、前記ベルトのベルト幅よりも大きく、且つ、前記歯付きプーリの歯幅よりも小さくてもよい。上記の構成によれば、ベルトの走行中における、一対のローラとベルトとの接触を低減しつつ、ベルトのベルト幅方向の移動をより効果的に抑制することができる。

また、本発明のベルト伝動機構において、前記一対のガイドそれぞれは、前記ベルトに向けて突出する凸部を有し、前記凸部は前記ベルト厚み方向から見たときに前記ベルトと重なる範囲内に位置し、前記一対のガイドの前記凸部同士の前記ベルト厚み方向の最小間隔は、前記ベルトのベルト厚みよりも大きく、前記一対のローラの前記ベルト厚み方向の長さよりも小さくてもよい。上記の構成によれば、ベルトの走行中における、一対のガイドとベルトとの接触を低減しつつ、ベルトのベルト厚み方向の移動をより効果的に抑制することができる。

また、本発明のベルト伝動機構において、前記一対のプーリは、上下方向に互いに離間して配置されており、前記ベルトは、前記一対のプーリの順回転及び逆回転により昇降周動してもよい。一対のプーリが上下方向に互いに離間して配置されていた場合、剛体支持の観点から、プーリ間の位置ズレを精度よく調整することは難しく、ベルトの蛇行やベルトのプーリからの逸脱が生じやすい。しかしながら、本発明によれば、プーリ間の位置ズレが精度よく調整されていない場合でも、蛇行抑制機構により、ベルトの蛇行を抑制し、且つ、ベルトの歯付きプーリからの逸脱を抑制することができる。

本発明によると、一対のプーリ間に位置ズレが存在する場合でも、ベルトの蛇行を抑制し、且つ、ベルトのプーリからの逸脱を抑制することができる。

ベルト昇降装置の概略正面図である。 ベルト昇降装置の部分側面図である。 ベルト昇降装置の部分正面図である。 蛇行抑制機構の上面図である。 蛇行抑制機構の側面図である。 蛇行抑制機構の正面図である。 変形例に係るベルト昇降装置の概略正面図である。

以下、本実施形態に係るベルト伝動機構１をベルト昇降装置１００に用いた場合を例にして説明する。

図１に示すように、ベルト昇降装置１００は、搬送物Ｍを上下方向に搬送する装置である。ベルト昇降装置１００の搬送物Ｍの搬送距離は、２ｍ以上である。

ベルト昇降装置１００は、ベルト伝動機構１と、荷台１０とを備えている。

ベルト伝動機構１は、４つのプーリ２ａ～２ｄと、２つのベルト３ａ，３ｂと、２つの蛇行抑制機構４ａ，４ｂとを備えている。尚、以下では、図１の紙面手前側をベルト昇降装置１００の「前方」、紙面向こう側をベルト昇降装置１００の「後方」と定義する。また、図１に示す上下方向及び左右方向を、ベルト昇降装置１００の「上下方向」及び「左右方向」と定義する。以下、前後、左右、上下の各方向語を適宜使用して説明する。また、プーリ２ａ～２ｄを区別しない場合には「プーリ２」と総称する。ベルト３ａ，３ｂを区別しない場合には「ベルト３」と総称する。蛇行抑制機構４ａ，４ｂを区別しない場合には「蛇行抑制機構４」と総称する。

４つのプーリ２は、互いに同じ構成をした歯付きプーリであり、その軸方向が前後方向と平行となるように配置されている。プーリ２ａ，２ｂは、対をなしており、プーリ２ａは、プーリ２ｂよりも上方に配置されている。プーリ２ｃ，２ｄは、対をなしており、プーリ２ｃは、プーリ２ｄよりも上方に配置されている。このように、ベルト伝動機構１は、上下方向に離間した２対のプーリ２を備えている。また、プーリ２ａ及びプーリ２ｃは、左右方向に互いに離間して並設されており、その上下方向の位置は互いに同じである。プーリ２ｂ及びプーリ２ｄは左右方向に互いに離間して並設されており、その上下方向の位置は互いに同じである。

また、プーリ２ａ及びプーリ２ｂの軸間距離Ｄ、及びプーリ２ｃ及びプーリ２ｄの軸間距離Ｄはともに同じ距離である。また、軸間距離Ｄは、２ｍ～２５ｍの範囲内、好ましくは５ｍ～２５ｍの範囲内に設定されている。

図２に示すように、４つのプーリ２は、それぞれ、所定の厚みを有する円板状のプーリ本体部２０と、一対の鍔部２１とを有している。プーリ本体部２０は、ベルト３が巻きかけられる。プーリ本体部２０の外周面には、前後方向（プーリ本体部２０の軸方向）に沿って延びる複数の歯部２０ａが形成されている。複数の歯部２０ａは、プーリ本体部２０の外周面の周方向に沿って複数形成されている。

一対の鍔部２１は、プーリ本体部２０の軸方向両端にそれぞれ接続され、円板状の形状をなしている。鍔部２１は、プーリ本体部２０と同軸上に設けられている。鍔部２１の外径は、プーリ本体部２０の外径よりも大きい。これにより、ベルト３がプーリ本体部２０に巻きかけられた状態において、ベルト３がプーリ本体部２０から逸脱するのを抑制できる。

２つのベルト３は、互いに同じ構成をした無端状の歯付きベルト（伝動ベルト）である。ベルト３は、複数の心線と、複数の心線を埋設した背面部と、複数の歯部とを含むベルト本体を備えている。ベルト３の複数の歯部は、ベルト長手方向において互いに離間して配置されている。また、複数の歯部は、ベルトの全周にわたって形成されている。ベルト３の複数の歯部は、プーリ２の歯部２０ａと噛合可能である。

本実施形態のベルト３は、以下の要件を満足している。
・ベルト幅＝１０～２００ｍｍ
・ベルト全厚＝２～１８ｍｍ
・背面部の厚み＝０．８～６ｍｍ
・各歯部の高さ＝１．２～８ｍｍ
・歯部のピッチ＝５～３０ｍｍ
・各心線の直径＝０．４～２．６ｍｍ
・各心線の強力＝０．１５～８ｋＮ
・心線のピッチ＝１．０～３．７ｍｍ
・心線の間隔＝０．４～１．４ｍｍ（各間隔の合計値はベルト幅の１３～３６％）
・ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力＝０．１０ｋＮ以上、２．６０ｋＮ以下である。

また、本実施形態のベルト３は、より好ましくは、以下の要件を満足している。
・ベルト幅＝１０～２００ｍｍ
・ベルト全厚＝２～１４ｍｍ
・背面部の厚み＝２～４ｍｍ
・各歯部の高さ＝２．５～６．１ｍｍ
・歯部のピッチ＝８～２０ｍｍ
・各心線の直径＝０．９～２．５ｍｍ
・各心線の強力＝１．０～７．５ｋＮ
・心線のピッチ＝２．０～３．２ｍｍ
・心線の間隔＝０．７～１．１ｍｍ（各間隔の合計値はベルト幅の１３～３６％）
・ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力＝０．５０ｋＮ以上、２．３０ｋＮ以下である。

先に触れたように、４つのプーリ２の軸方向は前後方向と平行であるため、各ベルト３のベルト幅方向は前後方向と平行となり、各ベルト３のベルト厚み方向は左右方向と平行となる。また各ベルト３のベルト長手方向が上下方向に対応している。

尚、ベルト３（歯付きベルト）の構成自体は公知のもの（例えば、特開２０１８－１８５０４４号公報参照）であるため、ここではこれ以上の詳細な説明は省略する。

図１に示すように、ベルト３ａは、一対のプーリ２ａ，２ｂに掛架され、ベルト３ｂは、一対のプーリ２ｃ，２ｄに掛架されている。上述したように一対のプーリ２ａ，２ｂ及び一対のプーリ２ｃ，２ｄの軸間距離Ｄはともに２ｍ以上であるため、これらプーリ２に掛架されるベルト３の長さは、ベルト幅Ｗ（図２参照）に比して非常に長くなっている。即ち、本実施形態のベルト３は、細幅でスパンが長いベルトである。

また、ベルト３ａの、一対のプーリ２ａ，２ｂの間で互いに対向するベルト部分３０ａ，３０ｂのうち、左側のベルト部分３０ｂには、荷台１０が固定される固定具３５が取り付けられている。同様に、ベルト３ｂの、一対のプーリ２ｃ，２ｄの間で互いに対向するベルト部分３１ａ，３１ｂのうち、右側のベルト部分３１ａには、荷台１０が固定される固定具３６が取り付けられている。

プーリ２ｂは、不図示の電動モータ（駆動源）により順回転駆動及び逆回転駆動される。プーリ２ｂが回転駆動すると、残りの３つのプーリ２ａ，２ｃ，２ｄが２つのベルト３及び荷台１０を介して同期駆動される。このように、本実施形態では、プーリ２ｂが駆動プーリであり、残りの３つのプーリ２ａ，２ｃ，２ｄが従動プーリである。

荷台１０は、平板状の台であり、その右端部が固定具３５を介してベルト３ａに固定され、且つ、その左端部が固定具３６を介してベルト３ｂに固定されている。荷台１０の上面には、搬送対象の搬送物Ｍが載置される。

以上の構成において、荷台１０に搬送物Ｍを載置した状態で、プーリ２ｂを順回転駆動又は逆回転駆動すると、２つのベルト３が上下方向に昇降周動し、その結果として搬送物Ｍが上下に昇降する。このように本実施形態のベルト昇降装置１００では、搬送物Ｍを両持ちの状態で昇降搬送可能である。

ところで、ベルト伝動機構１において、アライメント（一対のプーリ２同士の位置ズレ）が生じた状態でベルト３を走行させると、ベルト３は直進性が乱れてベルト幅方向へ蛇行する。特に、搬送物Ｍが重量物である場合や、高速で走行する場合など、負荷が高い条件で長い距離を移送させると、蛇行が顕著に生じる。また、軸間距離Ｄが５ｍ～２５ｍの範囲内に設定されているなど、軸間距離Ｄが長い場合には、ベルト３の蛇行も大きくなりやすい。更に、ベルト３が捩じれてプーリ２の鍔部２１に乗り上げようとすることで、ベルト３に過剰な張力が掛かり、ベルト３がプーリ２から逸脱する虞がある。

このため、ベルト２の蛇行を抑制するためにはアライメントを精度よく調整する必要がある。しかしながら、本実施形態のベルト伝動機構１では、上述したように一対のプーリ２の軸間距離Ｄが長い（長い場合で２５ｍほど）ため、アライメントの調整は困難である。加えて、一対のプーリ２が上下方向に互いに離間して配置されているため、剛体支持の観点から、アライメントの調整は非常に困難である。

そこで、本実施形態のベルト伝動機構１は、ベルト３の蛇行を抑制するための２つの蛇行抑制機構４を備えている。以下、蛇行抑制機構４について詳細に説明する。

蛇行抑制機構４ａは、ベルト３ａの蛇行を抑制するための機構であり、ベルト３を昇降周動させた際に荷台１０が移動し得る移動範囲Ｒの外側、且つプーリ２と接触しない（干渉しない）、プーリ２ｂの近傍の位置に配置されている。より詳細には、蛇行抑制機構４ａは、移動範囲Ｒの下端と、プーリ２ｂの上端との間の範囲Ｎのうち、当該範囲Ｎの中央Ｃよりもプーリ２ｂ側に配置されている。

蛇行抑制機構４ｂは、ベルト３ｂの蛇行を抑制するための機構であり、移動範囲Ｒの外側、且つプーリ２と接触しない、プーリ２ｄの近傍の位置に配置されている。より詳細には、蛇行抑制機構４ｂは、移動範囲Ｒの下端と、プーリ２ｄの上端との間の範囲Ｎのうち、当該範囲Ｎの中央Ｃよりもプーリ２ｄ側に配置されている。

図１～図６に示すように、蛇行抑制機構４は、それぞれ一対のローラ４０、及び一対のガイド４５を備えている。蛇行抑制機構４は、床に公知の手段で繋止された支持部材５０によって固定されている。尚、支持部材５０は、ベルト昇降装置１００の本体等に繋止されていてもよい。

図２に示すように、一対のローラ４０は、ベルト３のベルト幅方向（前後方向）においてベルト３を挟んで対向し、それぞれの軸方向がベルト３のベルト厚み方向（左右方向）と平行となるように配置されている。図１に示すように、蛇行抑制機構４ａの一対のローラ４０は、ベルト３ａにおけるベルト部分３０ｂを挟んで対向する。蛇行抑制機構４ｂの一対のローラ４０は、ベルト３ｂにおけるベルト部分３１ａを挟んで対向する。このように蛇行抑制機構４それぞれの一対のローラ４０は、ベルト３における荷台１０が固定されるベルト部分３０ｂ，３１ａを挟むように構成されている。

図４～図６に示すように、一対のローラ４０は、それぞれ円筒形状をなしている。尚、ローラ４０は、中空や肉抜き加工されていてもよい。ローラ４０の材質は、樹脂であり、例えば、低摩擦係数のフッ素樹脂やポリアセタール等が好適に用いられる。変形例として、ローラ４０の材質は、鉄鋼、ステンレス、アルミ等であってもよい。

図２及び図４に示すように、一対のローラ４０は、その外周面同士の最小間隔であるローラ間隔Ｉが、ベルト３のベルト幅Ｗよりも大きく、且つ、プーリ２の歯部２０ａの歯幅Ｘ（プーリ本体部２０のベルト幅方向の幅）よりも小さくなるように配置されている。好ましくは、ローラ間隔Ｉは、歯幅Ｘより小さく、ベルト幅Ｗより２ｍｍ以上大きくなる（プーリ２の静止時に、一対のローラ４０それぞれとベルト３との間の各間隔が１ｍｍ以上大きくなる）ように配置されている。

また、図４に示すように、ローラ４０の軸方向（ベルト厚み方向）の厚みＺは、少なくともベルト３のベルト厚みＧよりも大きくなるように設定される。また、ローラ４０のローラ径については、蛇行抑制機構４の全体サイズや、荷台１０の搬送を阻害しないようなコンパクトさ等を考慮して設定される。

本実施形態のローラ４０においては、以下の要件を満足している。
・ローラの径＝３０～６０ｍｍ
・ローラの軸方向の厚み＝５～２０ｍｍ

図１～図６に示すように、一対のガイド４５は、ベルト厚み方向（左右方向）において一対のローラ４０及びベルト３を挟んで対向配置されている。一対のガイド４５は、軸受け４９を介して一対のローラ４０を回転自在に支持する。

ガイド４５の材質は、樹脂であり、例えば、低摩擦係数のフッ素樹脂、ポリアセタール等が好適に用いられる。変形例として、ガイド４５の材質は、鉄鋼、ステンレス、アルミ等であってもよい。

また、一対のガイド４５は、それぞれ、略凸状の板材である。詳細には、一対のガイド４５は、それぞれ平板状の平板部４５ａと、平板部４５ａからベルト３に向けて突出する板状の凸部４５ｂとを有する。凸部４５ｂは、ベルト厚み方向から見たときに、ベルト３と重なる範囲内に位置している。

平板部４５ａの上下方向の長さと、凸部４５ｂの上下方向の長さは同じである。一方で、平板部４５ａのベルト幅方向の長さは、凸部４５ｂのベルト幅方向の長さよりも長い。詳細には、平板部４５ａのベルト幅方向の長さは、一対のローラ４０の軸間距離よりも長い。凸部４５ｂのベルト幅方向の長さは、一対のローラ４０のローラ間隔Ｉよりも短い。また、平板部４５ａは、軸受け４９を介して一対のローラ４０を回転自在に支持する。

凸部４５ｂにおける、ベルト３と対向する対向面と上面との稜線部、及び当該対向面と下面との稜線部はそれぞれ角処理（面取り）されて湾曲している。これにより、上下方向に周動するベルト３が凸部４５ｂに接触した際の摩擦を低減することができる。

図４に示すように、一対のガイド４５は、凸部４５ｂ同士のベルト厚み方向の最小間隔Ｈが、ベルト３のベルト厚みＧよりも大きく、ローラ４０の厚みＺよりも小さくなるように配置されている。より好ましくは、一対のガイド４５は、最小間隔Ｈがベルト厚みＧより２ｍｍ以上大きく（プーリ２の静止時に、一対のガイド４５それぞれとベルト３との間の各間隔が１ｍｍ以上大きく）なり、ローラ４０の厚みＺよりも小さくなるように配置されている。ガイド４５のサイズについては、蛇行抑制機構４の全体サイズや、荷台１０の搬送を阻害しないようなコンパクトさ等を考慮して設定される。

尚、蛇行抑制機構４は、一対のガイド４５を、工具等を使用して取り外し可能にされている。このためプーリ２にベルト３が掛架された状態でも、後付けで蛇行抑制機構４をベルト３に対して容易に設置可能である。

軸受け４９は、ローラ４０が回転できれば良く、転がり軸受、すべり軸受、磁気軸受、流体軸受など公知の軸受を適用可能である。

以上説明した蛇行抑制機構４により、ベルト３の蛇行を抑制することができる。以下、詳細に説明する。

ベルト３の走行中において、ベルト３がベルト幅方向へ移動（揺動）した場合には、ベルト３は、一対のローラ４０のうちの移動方向下流側のローラ４０に接触することにより、ベルト幅方向へのさらなる移動が規制される。その結果として、ベルト３がベルト幅方向へ大きく蛇行することを抑制することができる。また、ベルト３がローラ４０に接触した際には、ローラ４０は当該接触により回転する。このため、ベルト３とローラ４０との間の摩擦を低減することができる。

一方で、ベルト３の走行中において、ベルト３がベルト厚み方向へ移動した場合には、ベルト３は、一対のガイド４５のうちの移動方向下流側のガイド４５に接触することにより、ベルト厚み方向へのさらなる移動が規制される。その結果として、ベルト３がベルト厚み方向へ大きく移動することを抑制することができる。

以上のように、本実施形態によれば、一対のプーリ２間に位置ズレが存在する場合でも、蛇行抑制機構４により、ベルト３の蛇行を抑制することができ、且つ、ベルト３のプーリ２からの逸脱を抑制することができる。特に、軸間距離Ｄが５ｍ～２５ｍの範囲内に設定されているなど、軸間距離Ｄが長く、ベルト３の蛇行が大きくなりやすい条件であったとしても、蛇行抑制機構４により、ベルト３の蛇行を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、蛇行抑制機構４ａは、荷台１０が移動し得る移動範囲Ｒの外側、且つプーリ２と接触しない、プーリ２ｂの近傍の位置に配置され、蛇行抑制機構４ｂは、移動範囲Ｒの外側、且つプーリ２と接触しない、プーリ２ｄの近傍の位置に配置されている。このため、蛇行抑制機構４と荷台１０が接触することを抑制することができる。さらには、蛇行抑制機構４は、ベルト３の状態（品質）によらずに、ベルト３の蛇行を効果的に抑制することができる。以下、詳細に説明する。

１本のベルト３は、全周に亘る形状が一定ではなく、部位によってばらつきがある場合がある。例えば、ベルト３のベルト幅方向の両端は、製造上、カッターで所定幅に切断した切断端部になるが、例え直線的に切断していても、ベルト自体の材料特性からベルト幅方向に微妙に収縮する。その結果、ベルト３は、その直線性が乱れて微妙にカーブした形状になる場合がある。特に、本実施形態のように周長の大きいベルト３ほど、この直線性の乱れが顕著になりやすい。このようなベルト３の形状的な直線性の乱れが大きいと、蛇行の程度も大きくなる。

ここで、蛇行抑制機構４がベルト３の蛇行を抑制する原理は、蛇行抑制機構４と、プーリ２との２点が、走行するベルト３の支持点（２点支持）となって、ベルト３の、ベルト幅方向及びベルト厚み方向への揺動を強制的に抑える（ロックする）作用を利用したものである。このとき、２つの支持点の距離が近いほど、ベルト３の揺動を抑える効果が高くなる。本実施形態では、蛇行抑制機構４がプーリ２の近傍に配置されているため、２つの支持点の距離が近くになっている。このため、ベルト３の状態が、形状的な直線性の乱れが大きい状態であったとしても、蛇行抑制機構４によりベルト３の蛇行を効果的に抑制することができる。

また、荷台１０が取り付けられた側のベルト部分３０ｂ，３１ａは、搬送物Ｍにかかる慣性力の影響で激しく揺動しやすくなる。しかしながら、本実施形態では、各蛇行抑制機構４ａ，４ｂにおける一対のローラ４０は、ベルト３における荷台１０が固定されたベルト部分３０ｂ，３１ａをそれぞれ挟んで対向配置されている。このため、荷台１０が取り付けられたベルト部分３０ｂ，３１ａの蛇行を効果的に抑制することができ、ベルト３のプーリ２からの逸脱を抑制する効果をより高めることができる。

また、本実施形態では、一対のローラ４０のローラ間隔Ｉは、ベルト幅Ｗよりも大きく、且つ、歯幅Ｘよりも小さい。このため、ベルト３の走行中における、一対のローラ４０とベルト３との接触を低減しつつ、ベルト３がベルト幅方向へ蛇行した際の、ベルト３のベルト幅方向へのさらなる移動をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、一対のガイド４５の凸部４５ｂ同士のベルト厚み方向の最小間隔Ｈがベルト厚みＧよりも大きく、ローラ４０の厚みＺよりも小さく。このため、ベルト３の走行中における、一対のガイド４５とベルト３との接触を低減しつつ、ベルト３がベルト厚み方向へ移動した際の、ベルト３のベルト厚み方向へのさらなる移動をより効果的に抑制することができる。

ところで、ベルトの蛇行を抑制するための手段としては、以下の手段も知られている。即ち、一対のプーリ間の略全範囲に亘ってベルトの姿勢を規制するためのガイドレールを設ける手段が知られている。しかしながら、この手段では、一対のプーリ間の特に中央付近において、ベルトが大きく振れた場合に、荷台がガイドレールに接触する虞がある。加えて、本実施形態のように、ロングスパンのベルト伝動機構に適用すると、ガイドレールが長大となるため、コスト高となる。

また、ベルト伝動機構に、蛇行を抑制する機能を持たせたテンションプーリを設ける手段（例えば、特開２００５－２４９０９２号公報）も知られているが、この手段では、テンションプーリを設けることで、ベルト伝動機構が複雑でコスト高になる。加えて、この手段を適用可能なベルト伝動機構は、スパンの短いベルト伝動機構であり、本実施形態のようにロングスパンのベルト伝動機構においては、テンションプーリだけでは十分にベルトの蛇行を抑制することができない。

本実施形態の蛇行抑制機構４では、これらの手段と異なり、複雑でコスト高となることもない簡素な機構で、且つベルト３のスパンにかかわらず、ベルト３の蛇行を抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本明細書に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態では、４つのプーリ２のうちの２つのプーリ２ｂ，２ｄそれぞれの近傍に蛇行抑制機構が配置されていたがこれに限定されるものではない。例えば、４つのプーリそれぞれの近傍に蛇行抑制機構が配置されていてもよい。この場合、ベルトの蛇行抑制の信頼度をより高めることができる。また、ベルトに荷台が固定されていなくてもよい。ベルトが掛架される一対のプーリの軸間距離は、２ｍ未満であってもよく、２５ｍよりも長くてもよい。

また、上述の実施形態では４つのプーリの全てが歯付きプーリであったが、これに限定されるものではない。一対のプーリのうちの一方のプーリ（従動プーリ）は、平プーリであってもよい。また。上述の実施形態では、ベルト３は、全周に亘って歯部が形成された歯付きベルトであったが、これに限定されるものではなく、駆動プーリである歯付きプーリに噛合可能な歯部を少なくとも有するベルトであればよい。即ち、従動プーリに巻きかかる部分や、プーリを通らないベルト部分は噛み合い伝動である必要はないため、部分的に平ベルトやＶベルトなどの摩擦伝動ベルトを組み合わさったベルトであってもよい。

上述の実施形態では、一対のローラ４０は、軸受け４９を介して一対のガイド４５に回転自在に支持されていたが、これに限定されるものではない。例えば、一対のガイドのうちの一方のガイドにローラの心棒が立っており、他方のガイドが当該心棒を挿通又は嵌合する為の、挿通孔又は凹部を有するのであれば、一対のガイドは、一対のローラを、軸受けがなくても回転自在に支持することは可能である。

上述の実施形態では、一対のガイド４５は略凸状の板材であったが、これに限定されるものではなく、走行中のベルトを傷つけることなく、ベルトの厚み方向の移動を規制できる程度の強度と形であればよい。例えば、一対のガイドは、ベルトと接触する部分がローラ（回転する円筒体）であってもよい。この構成によれば、ベルトとガイドとの間の摩擦をより減らすことができる。

また、上述の実施形態では、ベルト昇降装置１００では、搬送物Ｍを両持ちの状態で昇降搬送する装置であったが、これに限定されるものではない。例えば、図７に示すベルト昇降装置２００のように、搬送物Ｍを片持ちの状態で昇降搬送する装置であってもよい。より詳細には、このベルト昇降装置２００が備えるベルト伝動機構２０１は、一対のプーリ２と、この一対のプーリ２に掛架される１つのベルト３と、ベルト３の蛇行を抑制する１つの蛇行抑制機構４とを備えている。ベルト３のベルト部分３０ａには固定具３５を介して荷台１０が固定されている。荷台１０は、その右端部のみが固定部３５を介してベルト３に固定されている。以上の構成において、荷台１０に搬送物Ｍを載置した状態で、プーリ２ｂを順回転駆動又は逆回転駆動すると、１つのベルト３が上下方向に昇降周動し、その結果として搬送物Ｍが上下に昇降することになる。尚、荷台１０の左端部側をガイドレール等で支持するように構成されていてもよい。

また、上述の実施形態では、ベルト伝動機構１をベルト昇降装置１００に用いた場合を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、ベルト伝動機構を他の装置に用いることも可能である。例えば、ベルト伝動機構を、搬送物を水平方向に搬送する搬送装置に用いてもよい。この場合、ベルト伝動機構の一対のプーリは、水平方向に離間して配置され、これら一対のプーリに掛架されるベルトは、プーリの回転により水平方向に周動することになる。尚、水平方向の搬送距離が長い搬送装置の場合には、ベルトにおける一対のプーリ間にあるベルト部分は、自重により鉛直方向に撓みやすい。このため、この場合には、ベルト伝動機構は、蛇行抑制機構に加えて、撓みを抑制するためのガイドレールをさらに備えていてもよい。

また、上述の実施形態において、ベルト伝動機構は、一対のプーリが順回転及び逆回転の双方向に回転するように構成されていたが、一方向のみに回転するように構成されていてもよい。ここで、ベルトに蛇行（揺動）が生じてプーリに侵入する（巻き掛かる）と、その影響でベルトがプーリの鍔部と衝突したり、乗り上げたりする虞がある。したがって、この構成の場合には、蛇行抑制機構の一対のローラは、ベルトにおけるプーリに侵入する側のベルト部分を挟むように配置することが好ましい。

１ ベルト伝動機構
２ プーリ
３ ベルト
４ 蛇行抑制機構
４０ ローラ
４５ ガイド
凸部 ４５ｂ

Claims (7)

1. 少なくとも１つが歯付きプーリである、互いに離間して配置された一対のプーリと、
   前記一対のプーリに掛架され、且つ、前記歯付きプーリと噛合可能な歯部を有し、前記一対のプーリの回転により周動するベルトと、
   前記ベルトの蛇行を抑制可能な蛇行抑制機構と、を備え、
   前記蛇行抑制機構は、
   前記ベルトのベルト幅方向において前記ベルトを挟んで対向配置され、それぞれの軸方向が前記ベルトのベルト厚み方向と平行となる一対のローラと、
   前記一対のローラを回転自在に支持し、且つ、前記ベルト厚み方向において前記一対のローラ及び前記ベルトを挟んで対向配置された一対のガイドと、を有しており、
   前記一対のプーリは、上下方向に互いに離間して配置されており、
   前記ベルトは、前記一対のプーリの順回転及び逆回転により昇降周動することを特徴とする、ベルト伝動機構。
2. 少なくとも１つが歯付きプーリである、互いに離間して配置された一対のプーリと、
   前記一対のプーリに掛架され、且つ、前記歯付きプーリと噛合可能な歯部を有し、前記一対のプーリの回転により周動するベルトと、
   前記ベルトの蛇行を抑制可能な蛇行抑制機構と、を備え、
   前記蛇行抑制機構は、
   前記ベルトのベルト幅方向において前記ベルトを挟んで対向配置され、それぞれの軸方向が前記ベルトのベルト厚み方向と平行となる一対のローラと、
   前記一対のローラを回転自在に支持し、且つ、前記ベルト厚み方向において前記一対のローラ及び前記ベルトを挟んで対向配置された一対のガイドと、を有しており、
   前記一対のガイドそれぞれは、前記ベルトに向けて突出する凸部を有し、前記凸部は前記ベルト厚み方向から見たときに前記ベルトと重なる範囲内に位置し、
   前記一対のガイドの前記凸部同士の前記ベルト厚み方向の最小間隔は、前記ベルトのベルト厚みよりも大きく、前記ローラの前記ベルト厚み方向の長さよりも小さいことを特徴とする、ベルト伝動機構。
3. 少なくとも１つが歯付きプーリである、互いに離間して配置された一対のプーリと、
   前記一対のプーリに掛架され、且つ、前記歯付きプーリと噛合可能な歯部を有し、前記一対のプーリの回転により周動するベルトと、
   前記ベルトの蛇行を抑制可能な蛇行抑制機構と、を備え、
   前記蛇行抑制機構は、
   前記ベルトのベルト幅方向において前記ベルトを挟んで対向配置され、それぞれの軸方向が前記ベルトのベルト厚み方向と平行となる一対のローラと、
   前記一対のローラを回転自在に支持し、且つ、前記ベルト厚み方向において前記一対のローラ及び前記ベルトを挟んで対向配置された一対のガイドと、を有しており、
   前記ベルトには、搬送物が載置される荷台が固定され、且つ、
   前記蛇行抑制機構は、前記荷台の移動範囲の外側、且つ、前記一対のプーリに接触しない位置に配置されていることを特徴とする、ベルト伝動機構。
4. 少なくとも１つが歯付きプーリである、互いに離間して配置された一対のプーリと、
   前記一対のプーリに掛架され、且つ、前記歯付きプーリと噛合可能な歯部を有し、前記一対のプーリの回転により周動するベルトと、
   前記ベルトの蛇行を抑制可能な蛇行抑制機構と、を備え、
   前記蛇行抑制機構は、
   前記ベルトのベルト幅方向において前記ベルトを挟んで対向配置され、それぞれの軸方向が前記ベルトのベルト厚み方向と平行となる一対のローラと、
   前記一対のローラを回転自在に支持し、且つ、前記ベルト厚み方向において前記一対のローラ及び前記ベルトを挟んで対向配置された一対のガイドと、を有しており、
   前記ベルトにおいて前記一対のプーリの間で互いに対向するベルト部分のうち一方側のベルト部分に、搬送物が載置される荷台が固定され、且つ、
   前記蛇行抑制機構における前記一対のローラは、前記一方側のベルト部分を挟んで対向配置されていることを特徴とする、ベルト伝動機構。
5. 前記ベルトには、搬送物が載置される荷台が固定されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のベルト伝動機構。
6. 前記一対のプーリの軸間距離が２ｍ以上であ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ベルト伝動機構。
7. 前記一対のローラの外周面同士の前記ベルト幅方向における最小ローラ間隔は、前記ベルトのベルト幅よりも大きく、且つ、前記歯付きプーリの歯幅よりも小さいことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のベルト伝動機構。

Images