JP7383365B2

JP7383365B2 - 搬送コンベヤ及びこれを備えた組合せ秤

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Publication number: JP7383365B2
Application number: JP2022514918A
Authority: JP
Inventors: 隆明川島
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2023-11-20
Anticipated expiration: 2040-04-15
Also published as: US20230152146A1; WO2021210093A1; EP4137425A4; JPWO2021210093A1; EP4137425A1; CN115397754A

Description

本発明は、搬送コンベヤ及びこれを備えた組合せ秤に関する。

搬送コンベヤとして、例えば、特許文献１には、駆動ローラと従動ローラとを軸支した受け台の上面に、前記両ローラに亘って巻回したコンベヤベルトの内周面が摺接するコンベヤが開示されている。

特開平１１－３４３０１８号公報

上記特許文献１のコンベヤにおいては、コンベヤベルトと天板を構成する受け台の上面との接触面積が大きいため、コンベヤベルトの摩耗が進みやすいのみならず、摺接抵抗が大きくなって駆動負荷が増大するものとなる。また、食品を搬送する計量コンベヤにおいては、比較的頻繁に洗浄が行われるが、コンベヤベルトと受け台の上面との間に水滴が入り込むと、摺接部位に水の膜が形成され、水の表面張力によってコンベヤベルトの円滑な走行が妨げられることがある。

また、洗浄等の際の取扱いを容易化するためには、搬送コンベヤは極力軽量であることが望ましく、特に、計量コンベヤとしては、軽量化することによって風袋重量が小さくなるので、容量の小さい重量センサを使用することで、分解能を高めて計量精度を向上させることができる。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、コンベヤベルトの摩耗を低減すると共に、軽量化を図ることができる搬送コンベヤ及びこれを備えた組合せ秤を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。

（１）本発明に係る搬送コンベヤは、搬送方向に沿って一方側に位置する駆動ローラ及び他方側に位置する従動ローラと、前記両ローラが取り付けられるコンベヤフレームと、前記両ローラに亘って巻回されるコンベヤベルトとを備える搬送コンベヤであって、
前記コンベヤフレームは、前記両ローラの両端部を軸支する一対の側板部と、前記コンベヤベルトの内周面に摺接する天板部とを備え、前記天板部には、複数の開口が形成されており、
前記一対の側板部と前記天板部とが、一体に屈折形成されている。

本発明に係る搬送コンベヤによると、天板部に複数の開口が形成されているので、コンベヤフレームの軽量化を図ることができると共に、コンベヤベルトの内周面とコンベヤフレームの天板部との接触面積が少なくなる。このように接触面積が少なくなることによって、コンベヤベルトの摩耗が低減すると共に、摺接抵抗が減少して、ベルト駆動負荷が小さくなる。また、洗浄の際の水滴による摺接抵抗の変動が抑制されて円滑なベルト駆動を行うことができる。

本発明によると、一対の側板部と天板部とが一体に形成されているので、側板部と天板部とを個別の部材で構成して組み立てるのに比べて、コストを低減することができる。

（２）本発明の他の実施態様では、前記天板部には、前記搬送方向に直交する方向の中間部に、前記搬送方向の全長に亘って延びる凹溝が、屈折形成されている。

この実施態様によると、凹溝の形成によって天板部とコンベヤベルトとの接触面積が減少するのみならず、凹溝を屈折形成することで、剛性の高い天板部を形成することができる。従って、コンベヤフレームの素材板厚を薄くすることができ、軽量化に寄与する。

（３）本発明の更に他の実施態様では、前記コンベヤフレームにおける一方の側板部の駆動側の端部には、前記駆動ローラの端部に備えたギヤを収容するギヤ収容部が、一体に形成されている。

この実施態様によると、別部材のギヤ収容部を取り付けるような加工が不要になり、コストを低減することができる。

（４）本発明に係る組合せ秤は、並列配置されて、手動で供給される被計量物を搬送する複数の計量コンベヤと、前記複数の計量コンベヤから排出される被計量物を、前記複数の計量コンベヤの並列方向に沿って搬送する集合コンベヤとを備える組合せ秤であって、
前記計量コンベヤが、上記（１）ないし（３）のいずれかの搬送コンベヤで構成されている。

本発明に係る組合せ秤によると、コンベヤベルトの摩耗を抑えることで、ベルト交換回数を減らすことができると共に、軽量で取扱いやすい計量コンベヤを容易に着脱して洗浄等を行うことができ、メンテナンス性に優れたものとなる。また、計量コンベヤの軽量化によって、容量が小さく分解能の高い重量センサを利用することが可能となり、計量精度を高めることができる。

このように、本発明によれば、コンベヤベルトの摩耗を低減すると共に、軽量化を図ることができる搬送コンベヤ及びこれを備えた組合せ秤を提供することができる。

図１は本発明の一実施形態の搬送コンベヤを備えた組合せ秤の斜視図である。図２は図１の組合せ秤の平面図である。図３は図１の組合せ秤の正面図である。図４は保護カバーを開放した組合せ秤の斜視図である。図５は保護カバーを開放した組合せ秤の平面図である。図６は保護カバーを開放した組合せ秤の正面図である。図７は計量コンベヤ本体を荷重計測部から取り外した組合せ秤の斜視図である。図８は計量コンベヤの斜視図である。図９は計量コンベヤの平面図である。図１０は計量コンベヤの側面図である。図１１は計量コンベヤにおけるコンベヤフレームの平面図である。図１２はコンベヤフレームの縦断正面図である。図１３はコンベヤフレームの分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る搬送コンベヤを備えた組合せ秤１の斜視図であり、図２はその平面図であり、図３はその正面図である。

この実施形態の組合せ秤１は、作業者が被計量物を手作業で供給し、所定重量範囲内となる被計量物の排出を自動で行う半自動式の組合せ秤である。この組合せ秤１は、被計量物を搬送方向Ａへ搬送するベルトコンベヤからなる集合コンベヤ２と、この集合コンベヤ２を挟むようにその両側に並列配置されたベルトコンベヤからなる複数の計量コンベヤ３と、組合せ秤１の運転制御用パラメータの設定や作動状況の表示などを行うタッチパネル式の操作設定表示器４と、これらを支持する架台５を備えている。

集合コンベヤ２は、計量コンベヤ３から排出された所定重量範囲内の被計量物を搬送して、例えば、後段の包装機（図示せず）へ排出する。排出された被計量物は、包装機でパック詰めされる。

計量コンベヤ３は、集合コンベヤ２の両側に、該集合コンベヤ２の搬送方向に沿って複数、この例では７台ずつ２列に直線状に並列配置されている。すなわち、集合コンベヤ２の両側に、複数の計量コンベヤ３からなる計量コンベヤ群がそれぞれ配置されている。各計量コンベヤ３は、集合コンベヤ２の搬送方向Ａに直交する搬送方向Ｂへ被計量物を搬送する。

各計量コンベヤ３は、本発明の一実施形態に係る搬送コンベヤからなるコンベヤ本体が、架台５の上部に並列設置された荷重計測部６に着脱自在に支持されて構成されている。被計量物が載置された計量コンベヤの重量が、荷重計測部６に組み込まれたロードセルなどの重量センサで検知され、図示しない制御部へ出力される。各計量コンベヤ３は、荷重計測部６に組み込まれた駆動モータによって駆動される。

作業者は、停止している空の計量コンベヤ３上に、被計量物を手動で供給載置する。図示しない制御部は、計量コンベヤ３の重量を検知する重量センサの検知出力に基づいて、被計量物の重量値を取得し、組合せ演算を行う。この組合せ演算では、各計量コンベヤ３上の被計量物の重量を種々組合せた合計重量である組合せ重量が、所定重量範囲内となる計量コンベヤ３の組合せである排出組合せを選択する。所定重量範囲内になる排出組合せが複数存在する場合には、その複数の排出組合せの内、組合せ重量と目標組合せ重量との差の絶対値が最小である排出組合せを選択する。そして、排出組合せに選択された計量コンベヤ３上の被計量物は、計量コンベヤ３によって搬送されて集合コンベヤ２上へ排出される。集合コンベヤ２上に排出された被計量物は、集合コンベヤ２よって包装機へ搬送されて排出される。

以下の説明において、構造の理解を容易にするために、計量コンベヤ３の並列方向（集合コンベヤ２の長手方向）を左右方向、計量コンベヤ３の長手方向を前後方向と呼称する。

集合コンベヤ２の両側の各計量コンベヤ群の外側下方、すなわち、各計量コンベヤ３の搬送方向始端側の外方下方には、電源ユニットや制御基板などを収容した制御ボックス７が設けられている。各制御ボックス７は、架台５にそれぞれ支持されている。このように制御ボックス７を、集合コンベヤ２の両側の各計量コンベヤ群の外側下方に設けているので、集合コンベヤ２の下方には、制御ボックスは配置されておらず、開放空間となっている。

したがって、例えば、計量コンベヤ３や集合コンベヤ２から落下した被計量物の欠片や滓などは、床面まで落下することになる。これによって、集合コンベヤ２の下方に、制御ボックスを配置した場合のように、被計量物の欠片や滓などが、制御ボックスの上面に溜まったり、洗浄の際の洗浄水が、制御ボックスの上面に残留するといったことがなく、衛生的である。

また、計量コンベヤ３の荷重計測部６及び集合コンベヤ２の下方が、開放空間となっているので、集合コンベヤ２の洗浄やメンテナンスを、広い作業空間を利用して容易に行うことができる。

制御ボックス７の上部には、制御ボックス７を覆う左右に長い保護カバー８が配備されている。この保護カバー８が、手動で被計量物を計量コンベヤ３へ供給する作業者と計量コンベヤ３との間に介在しているので、作業者が計量コンベヤ３の搬送始端部や、その駆動部に不用意に接近して接触するのを阻止することができる。これによって、計量コンベヤ３による計量に誤りが生じるのを防止できると共に、安全性が向上する。

図４は、保護カバー８を開放した組合せ秤１の斜視図であり、図５は、保護カバー８を開放した組合せ秤１の平面図であり、図６は、保護カバー８を開放した組合せ秤１の正面図である。

保護カバー８は、図５に示すように、制御ボックス７の上部に複数のヒンジ９を介して回動自在に支持されている。この保護カバー８は、図１～図３に示すように、上方に振り上げた閉じ姿勢と、図４～図６に示すように、中央の集合コンベヤ２から離間する方向（遠ざかる方向）である外方に振り下げた開放姿勢とに切換え回動可能となっている。保護カバー８は、前記閉じ姿勢では、計量コンベヤ３の搬送方向始端側に近接して対向する。保護カバー８が、外方に回動された前記開放姿勢では、保護カバー８の内面が露出すると共に、計量コンベヤ３の搬送方向始端側及び荷重計測部６が露出する。

ヒンジ９は、保護カバー８の回動に適度の抵抗を付与するトルクヒンジである。このトルクヒンジを用いた保護カバー８は、特別なロック操作を要することなく、閉じ姿勢及び開放姿勢に安定保持することができる。

保護カバー８の上面には、各計量コンベヤ３にそれぞれ対応して表示灯１０が装備されていると共に、運転を停止するための緊急停止ボタン１１が装備されている。表示灯１０は、例えば、計量コンベヤ３上に供給さたれ被計量物が、適量重量範囲でないことを作業者に報知して、被計量物の交換を促す場合などに使用される。これら表示灯１０及び緊急停止ボタン１１は、防水処理されて制御ボックス７に接続されている。

通常の運転時には、保護カバー８は閉じ姿勢に保持されているが、洗浄作業時には、保護カバー８を開放すると共に、計量コンベヤ３を取り外して、被計量物の欠片や滓などを洗い流すことになる。ここで、制御ボックス７の上面７ａは、図６に示すように、外方へ向けて先下がり傾斜した傾斜面となっている。更に、制御ボックス７の上部の外方側の端縁と、開放した保護カバー８との間には、図５及び図６に示すように、排水用の間隙ｃが形成されるようになっている。これによって、洗浄水が制御ボックス７の上面７ａの傾斜面に沿って外側に流れ、保護カバー８との間隙ｃから流下排出され、制御ボックス７の上面７ａに残留することがない。

次に、計量コンベヤ３の構造について詳細に説明する。

図７は、計量コンベヤ３本体を荷重計測部６から取り外した組合せ秤１の斜視図であり、図８は、計量コンベヤ３の斜視図であり、図９は、計量コンベヤ３の平面図であり、図１０は、計量コンベヤ３の側面図である。また、図１１は、計量コンベヤ３におけるコンベヤフレーム２１の平面図であり、図１２は、コンベヤフレーム２１の縦断正面図であり、図１３は、コンベヤフレーム２１の分解斜視図である。

計量コンベヤ３は、コンベヤフレーム２１の搬送方向始端側に軸支した駆動ローラ２２と、コンベヤフレーム２１の搬送方向終端側に軸支した従動ローラとしてのテンションローラ２３とに亘って幅広のコンベヤベルト２４が巻き掛けられて構成されている。

駆動ローラ２２の一端部に連結した図１０及び図１１に示される従動ギヤ２５が、荷重計測部６に備えられた駆動ギヤ２６に上方から噛合っている。駆動ギヤ２６は、荷重計測部６に内装された図示されていない駆動モータに連動されている。荷重計測部６の上部において、駆動ギヤ２６が上向きに露出して配備されている。

コンベヤフレーム２１は、図１３等に示すように、ステンレス等の金属板材を屈折プレス加工して、対向する左右一対の側板部２１ａと天板部２１ｂとを一体に屈折形成したものである。このように一対の側板部２１ａと天板部２１ｂとを一体に屈折形成しているので、側板部と天板部とを個別の部材で構成して組み立てるのに比べて、コストを低減することができる。

コンベヤフレーム２１の一端部（後端部）の両側板部２１ａには、駆動ローラ２２が遊転自在に軸支される。

コンベヤフレーム２１の他端部（前端部）の両側板部２１ａには、軸受けブラケット２７が、両側板２１ａ間に介在させた連結軸１８の両端に、ボルト１９を締付けることによって、それぞれ連結されている。この両軸受けブラケット２７には、テンションローラ２３が遊転自在、かつ、バネを組み込んだテンション機構２９よって外方へスライド弾性付勢した状態で軸支されている。

すなわち、各軸受けブラケット２７の前端部には、係合孔２７ｂがそれぞれ形成されており、この各係合孔２７ｂに、テンションローラ２３の両端の各支軸２３ａがそれぞれ挿通されている。この各支軸２３ａを、軸受けブラケット２７に装備されたテンション機構２９の前端部で回転不能に支持すると共に、テンション機構２９に組み込まれたバネによって、前方に弾性付勢する。これによって、テンションローラ２３に巻回したコンベヤベルト２４を前方に緊張させる自動テンション機構が構成されている。

計量コンベヤ３本体を、荷重計測部６から取り外し、後述の供給ガイド２８を取り外した状態で、軸受けブラケット２７は、図１０の仮想線で示されるように、ボルト１９が取付けられた連結軸１８を支点にして上方へ振り上げ回動することができる。軸受けブラケット２７を上方へ振り上げ回動すると、コンベヤベルト２４を緩めることができる。これによって、コンベヤベルト２４を、コンベヤフレーム２１の側方から容易に取外すことができる。

コンベヤフレーム２１には、コンベヤベルト２４の幅方向の両側及び搬送方向の始端側に沿って延びる被計量物のはみ出しを防止する供給ガイド２８が着脱自在に装着されている。

なお、詳細な構造は図示されていないが、駆動ローラ２２及びテンションローラ２３は、軸心に沿って挿通した支軸にベアリングを介して遊転自在に支持されている。駆動ローラ２２の支軸の両端部を、コンベヤフレーム２１の側板部２１ａに固定している。また、テンションローラ２３の支軸を、上記のように軸受けブラケット２７に回転不能かつ前後スイライド可能に挿通支持している。

コンベヤフレーム２１の一方の側板部２１ａの一端部には、駆動ローラ２２の従動ギヤ２５を収容するギヤ収容部２１ｃが連設されている。このギヤ収容部２１ｃは、従動ギヤ２５を、外方及び上方から覆い隠すように突出形成されている。このギヤ収容部２１ｃの下方は、従動ギヤ２５の下端部を駆動ギヤ２６の露出上端部に噛合わせるために、開放されている。このようにギヤ収容部２１ｃが、一方の側板部２１ａに一体に形成されているので、別部材のギヤ収容部を取り付けるような加工が不要になる。また、ギヤ収容部２１ｃを屈折形成することによって側板部２１ａ自体の剛性を高めることにもなる。

コンベヤフレーム２１の天板部２１ｂは、巻き掛けたコンベヤベルト２４の内周面に下方から摺接する。この天板部２１ｂは、その左右方向の中間部には、天板部全長に亘る凹溝３０が屈折形成されている。この凹溝３０の断面形状は、両側が下向きに略直角にそれぞれ屈折され、その下端が横向きに略直角にそれぞれ屈折されて連結された矩形であり、その幅は、天板部２１ｂの幅の１／３以上に亘っている。このように凹溝３０を屈折形成することで、リブ機能を発揮して、コンベヤフレーム２１全体の剛性を高めることができる。これによって、コンベヤフレーム２１の板厚を薄くすることができ、軽量化を図ることができる。

また、この凹溝３０によって、コンベヤベルト２４の内周面に備えられた図１１，図１２に示される蛇行防止用の案内突条２４ａとの干渉を回避することができる。

コンベヤベルト２４の内周面の案内突条２４ａは、図１１に示すように、駆動ローラ２２及びテンションローラ２３の外周面にそれぞれ形成された案内溝２２ａ，２３ａに係合される。これによって、回動するコンベヤベルト２４の左右蛇行が防止されるようになっている。

また、図１１及び図１３に示すように、軸受けブラケット２７からは片持ち状のベルトガイド部２７ａ、２７ａが延出され、テンションローラ２３と天板部２１ｂとの間におけるコンベヤベルト２４の落ち込みが防止されている。

コンベヤフレーム２１の天板部２１ｂには、円形の貫通した開口３１が千鳥状に複数形成されている。このように開口３１を複数形成することによって、天板部２１ｂのコンベヤベルト２４に対する接触面積を低減して摺接抵抗を少なくすると共に、コンベヤフレーム２１全体の軽量化が図られている。複数の開口３１は、千鳥状に形成されているので、天板部２１ｂの強度の低下を抑制することができる。

前記開口３１は、表面側からの打抜きプレス加工によって形成されている。これによって、コンベヤベルト２４に摺接する表面側の開口縁がアール面となり、開口縁の面取り加工が不要となっている。

コンベヤフレーム２１における左右の側板部２１ａの外面下部には、荷重計測部６への着脱用に前後一対の頭付きの連結ピン３２が設けられている。この連結ピン３２は、荷重計測部６の左右外側面に取付け立設された連結金具３３の係止溝３４に上方から挿脱されるものである。左右の連結金具３３の間に、コンベヤフレーム２１を挿入すると共に、連結ピン３２を係止溝３４に圧入気味に挿入する。これによって、計量コンベヤ３を荷重計測部６に対して前後左右に位置決めして組み付け固定することができる。

また、この組み付けに伴って駆動ローラ２２の従動ギヤ２５が駆動ギヤ２６に自動的に噛合わされて、計量コンベヤ３が駆動制御可能となる。また、コンベヤフレーム２１を連結金具３３から上方へ抜き外すことで、計量コンベヤ３を荷重計測部６から分離することができると共に、駆動ギヤ２６との連動が自動的に解除される。

このように計量コンベヤ３のコンベヤフレーム２１を、荷重計測部６に対して上下方向から着脱可能に位置決め係合できるので、洗浄等における計量コンベヤ３の荷重計測部６に対する着脱を簡単迅速に行うことができる。

また、コンベヤフレーム２１における左右の側板部２１ａの外面上部には、供給ガイド２８を着脱するために前後一対の頭付きの連結ピン３５が設けられている。この連結ピン３５は、供給ガイド２８の左右下端から下向きに延出された連結辺２８ａの係止溝３６に下方から挿脱されるものである。左右の連結辺２８ａの間に、左右の側板部２１ａを挟み込むように挿入すると共に、係止溝３６を連結ピン３５に圧入する。これによって、供給ガイド２８をコンベヤフレーム２１に対して前後左右に位置決めして組み付け固定することができる。

上記のように本実施形態によれば、コンベヤフレーム２１の天板部２１ｂには、複数の開口３１を形成しているので、コンベヤフレーム２１の天板部２１ｂとコンベヤベルト２４の内周面との接触面積が少なくなり、コンベヤベルト２４の摩耗が低減すると共に、摺接抵抗が減少して、ベルト駆動負荷が小さくなる。また、洗浄の際の水滴による摺接抵抗の変動が抑制されて円滑なベルト駆動を行うことができる。

また、コンベヤベルト２４の摩耗を抑えることで、ベルト交換回数を減らすことができる。更に、軽量で取扱いやすい計量コンベヤ３を容易に着脱して洗浄等を行うことができ、メンテナンス性に優れたものとなる。また、計量コンベヤ３の軽量化によって、容量が小さく分解能の高い重量センサを利用することが可能となり、計量精度を向上させることができる。

[その他の実施形態]
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。

（１）コンベヤフレーム２１における天板部２１ｂに形成する開口３１の形状は円形に限られるものではなく、長円形、楕円形、搬送方向に長いスリット状のものでもよい。この場合も、開口３１を互い違いに配列することで強度の低下を抑えることができる。

（２）上記実施形態では、本発明に係る搬送コンベヤを半自動式の組合せ秤１における計量コンベヤに適用した場合を例示しているが、単に物品を載置搬送する汎用の搬送コンベヤに本発明を適用することもできる。

１組合せ秤
２集合コンベヤ
３計量コンベヤ（搬送コンベヤ）
２１コンベヤフレーム
２１ａ側板部
２１ｂ天板部
２２駆動ローラ
２３テンションローラ（従動ローラ）
２４コンベヤベルト
２４ａ案内突条
２８供給ガイド
３０凹溝
３１開口

Claims

搬送方向に沿って一方側に位置する駆動ローラ及び他方側に位置する従動ローラと、前記両ローラが取り付けられるコンベヤフレームと、前記両ローラに亘って巻回されるコンベヤベルトとを備える搬送コンベヤであって、
前記コンベヤフレームは、前記両ローラの両端部を軸支する一対の側板部と、前記コンベヤベルトの内周面に摺接する天板部とを備え、前記天板部には、複数の開口が形成されており、
前記一対の側板部と前記天板部とが、一体に屈折形成されている、
搬送コンベヤ。
前記天板部には、前記搬送方向に直交する方向の中間部に、前記搬送方向の全長に亘って延びる凹溝が、屈折形成されている、
請求項１に記載の搬送コンベヤ。
前記コンベヤフレームにおける一方の側板部の駆動側の端部には、前記駆動ローラの端部に備えたギヤを収容するギヤ収容部が、一体に形成されている、
請求項１または２に記載の搬送コンベヤ。
並列配置されて、手動で供給される被計量物を搬送する複数の計量コンベヤと、前記複数の計量コンベヤから排出される被計量物を、前記複数の計量コンベヤの並列方向に沿って搬送する集合コンベヤとを備える組合せ秤であって、
前記計量コンベヤが、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の搬送コンベヤで構成されている、
組合せ秤。