WO2018179751A1 - コンベア及び搬送方法 - Google Patents

Abstract

下流側の装置への粉粒体の供給を停止又は制限した後、粉粒体の通常の搬送作業を滞りなく再開することができるコンベアが提供される。このコンベアは、内部に粉粒体搬送路を有するとともに、粉粒体を下流側の装置に排出するための排出口を有するケーシングと、ケーシング内に収容され、搬送路に沿って循環することにより粉粒体を排出口まで搬送する複数の搬送部と、排出口を開閉する開閉機構と、複数の搬送部及び開閉機構の動作を制御する制御部とを備える。制御部は、下流側の装置への粉粒体の供給を制限する場合に、排出口を閉じるように開閉機構を制御するとともに、複数の搬送部の循環を継続させることにより、粉粒体を搬送路に沿って動かし続ける。

Description

コンベア及び搬送方法

　本発明は、粉粒体を搬送するコンベア及び搬送方法に関する。

　従来より、粉粒体を搬送するために、例えば、フライトコンベア等の種々のコンベアが用いられる。フライトコンベアは、搬送路に沿って移動するフライトにより粉粒体を搬送する（特許文献１等）。

実開昭６２－１２４９１４号公報

　通常、フライト等を使用するコンベアは、上流側の装置（フィーダー等）から供給された粉粒体を搬送し、下流側の装置（包装機等）へ排出する。このようなラインの中では、例えば粉粒体の供給過多等の理由により、コンベアから下流側の装置への粉粒体の供給を一時的に制限せざるを得ない場合がある。このような場合に、コンベア内部に粉粒体が残留した状態のままコンベアの運転を停止させると、自重により粉粒体どうしの隙間が詰まり、粉粒体の流動性が低下する。流動性が低下した粉粒体は、フライト等の駆動力に対する抵抗となり、その結果、過負荷によりコンベアの運転の再開が困難となる。このような状態になると、コンベア内部の粉粒体を取り除く復旧作業が必要となり、粉粒体の搬送作業に遅延が生じ得る。

　上記問題に対処するため、下流側の装置への粉粒体の供給を一時的に制限する場合には、コンベア内部の粉粒体を下流側のバッファへ排出した後、コンベアの運転を停止させるのが一般的である。しかし、レイアウト上の制約があり、コンベア内部の粉粒体を収容しておくのに十分なサイズのバッファが必ず設置できるとは限らない。

　かといって、コンベアの運転を制限することなく、下流側の装置への粉粒体の供給を継続すると、下流側の装置においてオーバーフローや過負荷による設備の破損等の問題が発生し易くなり、結局は粉粒体の搬送作業が滞ることになる。

　本発明は、下流側の装置への粉粒体の供給を制限した後、粉粒体の通常の搬送作業を滞りなく再開することができるコンベア及び搬送方法を提供することを目的とする。

　本発明の第１観点に係るコンベアは、粉粒体を下流側の装置に搬送するコンベアであって、内部に搬送路を有するとともに、前記粉粒体を下流側の装置に排出するための排出口を有するケーシングと、前記ケーシング内に収容され、前記搬送路に沿って循環することにより前記粉粒体を前記排出口まで搬送する複数の搬送部と、前記排出口を開閉する開閉機構と、前記複数の搬送部及び前記開閉機構の動作を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記下流側の装置への前記粉粒体の供給を制限する場合に、前記排出口を閉じるように前記開閉機構を制御するとともに、前記複数の搬送部の循環を継続させることにより、前記粉粒体を前記搬送路に沿って動かし続ける。なお、粉粒体の供給を制限することには、粉粒体の供給を停止することの他、粉粒体の供給量を減らすことが含まれる。

　本発明の第２観点に係るコンベアは、第１観点に係るコンベアであって、前記制御部は前記下流側の装置への前記粉粒体の供給を制限する場合に、前記排出口を完全に閉じるように前記開閉機構を制御する。

　本発明の第３観点に係るコンベアは、第１観点又は第２観点に係るコンベアであって、前記複数の搬送部は、前記搬送路の少なくとも一部において、鉛直方向に移動するように構成されている。

　本発明の第４観点に係るコンベアは、第１観点から第３観点のいずれかに係るコンベアであって、前記複数の搬送部は、各々、フライトである。

　本発明の第５観点にかかる搬送方法は、排出口を有するコンベアにより粉粒体を下流側の装置に搬送する搬送方法であって、以下のステップ（１）～（４）を含む。
（１）前記粉粒体を前記コンベアに供給するステップ
（２）前記コンベアに含まれる複数の搬送部を搬送路に沿って循環させることにより、前記粉粒体を前記排出口まで搬送するステップ
（３）前記排出口を介して前記粉粒体を前記コンベアから前記下流側の装置に排出するステップ
（４）前記下流側の装置への前記粉粒体の供給を制限する場合に、前記排出口を閉じるとともに、前記複数の搬送部の循環を継続させることにより、前記粉粒体を前記搬送路に沿って動かし続けるステップ

　本発明によれば、下流側の装置への粉粒体の供給を制限することが必要となった場合に、開閉機構によりコンベアの排出口が閉じられるとともに、搬送部の循環が継続される。それにより、粉粒体の少なくとも一部は、排出口から排出されずにコンベア内の搬送路を循環することになり、その結果、コンベア内に残存する粉粒体の流動性が維持される。よって、粉粒体の通常の搬送作業を再開する場合においても、粉粒体の抵抗による過負荷が生じない。以上により、下流側の装置への粉粒体の供給を制限した後、粉粒体の通常の搬送作業を滞りなく再開することができる。

本発明の一実施形態に係るコンベアを含む粉粒体の生産ラインシステムの概略構成図。 本発明の一実施形態に係るコンベアの内部構造を表す側方断面図。 通常の工程における生産ラインシステムの動作状態を説明する図。 制限工程における生産ラインシステムの動作状態を説明する図。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るコンベア及び搬送方法について説明する。

　＜１．生産ラインシステムの全体構成＞
　図１に、本実施形態に係るコンベア１を含む生産ラインシステム１００の概略構成図を示す。コンベア１は、粉粒体Ｈを搬送するための装置である。同図に示すように、生産ラインシステム１００は、コンベア１の他、コンベア１に粉粒体Ｈを供給する上流側の装置２と、コンベア１が粉粒体Ｈを排出する下流側の装置３とを備える。粉粒体Ｈは、上流側の装置２からコンベア１へ、コンベア１から下流側の装置３へと順に搬送される。

　生産ラインシステム１００全体の動作は、制御部３０によって制御される。制御部３０は、コンベア１、上流側の装置２及び下流側の装置３に通信線Ｌ１を介して接続されており、これらの装置１～３の動作を制御する。これにより、コンベア１、上流側の装置２及び下流側の装置３は、協働して粉粒体Ｈを搬送しつつ加工することができ、一連の生産ラインに組み込まれている。

　上流側の装置２及び下流側の装置３の種類は特に限定されないが、本実施形態では、上流側の装置２としてロータリーフィーダーが配置されており、下流側の装置３として包装機が配置されている。コンベア１は、粉粒体Ｈが供給される供給口Ｓ１と、粉粒体Ｈを排出するための排出口Ｓ２とを有し、ロータリーフィーダーは、この供給口Ｓ１に連続的又は間欠的に粉粒体Ｈを供給する。図１では省略されているが、コンベア１の排出口Ｓ２と包装機との間には、ホッパー４が配置されている。ホッパー４は、図２に示すとおり、包装機の上方に配置されている。ホッパー４は、コンベア１の排出口Ｓ２から排出される粉粒体Ｈを受け取り、その後、包装機に供給する前に粉粒体Ｈを一時的に貯留するバッファとして機能する。包装機は、ホッパー４から供給される粉粒体Ｈを所定量ずつ包装し、さらに下流側の装置へと搬送する。

　粉粒体とは、粉体と粒体の総称である。本実施形態に係る粉粒体Ｈは、流動性を有しており、静置状態でも自重により互いの隙間が詰まり、集合して密になる性質を有する。このような性質を有する粉粒体Ｈの一例としては、樹脂粒子が挙げられる。また、以下に限定されないが、固めかさ密度Ｗ１（ｇ／ｃｃ）、ゆるみかさ密度Ｗ２（ｇ／ｃｃ）、安息角α（°）、圧縮度Ｃ（％）が以下の条件Ｃ１～Ｃ４を満たす場合に、粉粒体Ｈは以上の性質をより顕著に発揮する傾向にある。なお、以下の条件Ｃ１～Ｃ４のうち、より多くの条件が満たされる程、粉粒体Ｈが以上の性質を備え易くなるが、少なくとも１つが満たされるだけでも、以上の性質を備え易くなる。
Ｃ１：０．０８≦Ｗ１≦５．２、より好ましくは、０．５≦Ｗ１≦１．２
Ｃ２：０．０５≦Ｗ２≦５．０、より好ましくは、０．４≦Ｗ２≦１．１
Ｃ３：１５≦α≦７０、より好ましくは、２５≦α≦４５
Ｃ４：１≦Ｃ≦６５、より好ましくは、５≦Ｃ≦２５

　＜２．コンベアの構成の詳細＞
　以下、図２を参照しつつ、コンベア１の構成について詳細に説明する。本実施形態に係るコンベア１は、フライトコンベアであり、粉粒体Ｈを主として鉛直方向に下方から上方へと持ち上げるように搬送する。

　コンベア１は、ケーシング１１と、ケーシング１１内に収容された複数の搬送部（フライト１４）とを有する。ケーシング１１内には、これらのフライト１４が搬送されるループ状の搬送路１２が形成されており、フライト１４は、搬送路１２内を搬送方向Ａ１に沿って循環することにより粉粒体Ｈを搬送する。

　ケーシング１１は、鉛直方向に延びる中央部１１ａと、中央部１１ａの下端部から水平方向に延びる下部１１ｂと、中央部１１ａの上端部から水平方向に延びる上部１１ｃとを有する。上述した供給口Ｓ１は、下部１１ｂに形成されており、鉛直上方に向かって開口している。また、上述した排出口Ｓ２は、上部１１ｃに形成されており、鉛直下方に向かって開口している。排出口Ｓ２は、供給口Ｓ１よりも鉛直上方に位置する。

　搬送路１２は、供給口Ｓ１から排出口Ｓ２に向かう往路１２ａと、排出口Ｓ２から供給口Ｓ１に向かう復路１２ｂとを含む。ケーシング１１内には、ケーシング１１内の空間を２つに仕切るように搬送方向Ａ１に沿って延びる底板１３が配置されており、この底板１３とケーシング１１の内壁とによって、往路１２ａ及び復路１２ｂが規定される。往路１２ａ内を搬送されるフライト１４は、ケーシング１１の下部１１ｂから中央部１１ａへ、中央部１１ａから上部１１ｃへと折れ曲がりながら進む。反対に、復路１２ｂ内を搬送されるフライト１４は、ケーシング１１の上部１１ｃから中央部１１ａへ、中央部１１ａから下部１１ｂへと折れ曲がりながら進む。粉粒体Ｈは、上流側の装置２から供給口Ｓ１に投入された後、往路１２ａを進むフライト１４に押されながら移動して排出口Ｓ２に達し、排出口Ｓ２から放出される。

　複数のフライト１４は、それぞれ同じ形状を有しており、搬送方向Ａ１に沿って等間隔に配置されている。各フライト１４は、平板状であり、その主面（最も広い面）は搬送方向Ａ１に直交している。また、各フライト１４は、底板１３に対しても直交するように起立している。

　各フライト１４は、底板１３の両端に沿って循環する２本のエンドレスチェーン１５，１５の間に固定されている。ケーシング１１の下部１１ｂ内には、スプロケット１７が収容されており、上部１１ｃ内には、スプロケット１８が収容されている。エンドレスチェーン１５，１５は、これらのスプロケット１７，１８に掛け回されており、エンドレスチェーン１５，１５に固定されているフライト１４の搬送方向Ａ１は、スプロケット１７，１８においてそれぞれ反転する。以上により、粉粒体Ｈは、搬送方向Ａ１に沿って移動するフライト１４の主面に押されながら、搬送路１２内を搬送されることになる。

　ケーシング１１の材質の好ましい例としては、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ）又はステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。フライト１４の材質の好ましい例としては、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ）又はステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。エンドレスチェーン１５の材質の好ましい例としては、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、又はクロームモリブデン鋼（ＳＣＭ）等が挙げられる。

　制御部３０は、図示されないモーター等の駆動機構を制御してスプロケット１７，１８を回転駆動する。これにより、スプロケット１７，１８に掛け回されたエンドレスチェーン１５，１５、ひいてはフライト１４が、搬送路１２内を搬送方向Ａ１に沿って循環する。なお、スプロケット１７，１８の両方に駆動機構から直接駆動力が与えられるように構成することもできるし、一方を主動とし、他方を従動として、一方のみに駆動力が与えられるように構成することもできる。

　また、コンベア１は、排出口Ｓ２の近傍に開閉機構１６を有する。開閉機構１６は、排出口Ｓ２を開閉するための機構であり、本実施形態では、電動バルブであり、排出口Ｓ２の下方に配置されている。制御部３０は、上記のとおりフライト１４の動作を制御することができる他、開閉機構１６の動作を制御することもできる。具体的には、開閉機構１６は、制御部３０により開状態と閉状態との間を遷移するように制御される。ここでいう開状態とは、排出口Ｓ２が最も開いている状態であり、ここでいう閉状態とは、排出口Ｓ２が開状態よりも閉じられた状態である。閉状態においては、排出口Ｓ２が完全又は部分的に閉じられ、粉粒体Ｈが排出口Ｓ２を通過することができないか又は開状態よりも通過できる粉粒体Ｈの量が減り、下流側の装置３への粉粒体Ｈの供給が制限される。すなわち、下流側の装置３への粉粒体Ｈの供給が停止するか、又は粉粒体Ｈの供給量が減らされる。

　＜３．粉粒体の搬送工程＞
　次に、図２、図３及び図４を参照しながら、本実施形態に係る粉粒体Ｈの搬送工程について説明する。搬送工程には、通常の工程と、コンベア１から下流側の装置３への粉粒体Ｈの供給を制限する工程（以下、制限工程という）とが含まれる。以下、順に説明する。

　図３は、通常の工程における生産ラインシステム１００の動作状態を説明する図である。通常の工程では、制御部３０が、コンベア１の供給口Ｓ１に粉粒体Ｈが連続的又は間欠的に投入されるように、上流側の装置２を制御する。このようにして順次コンベア１に供給される粉粒体Ｈは、フライト１４によって往路１２ａ内を順次搬送される。より具体的には、制御部３０は、上流側の装置２が駆動している間、搬送路１２に沿ってフライト１４を循環させる。また、このとき、開閉機構１６は、制御部３０により開状態に維持される。粉粒体Ｈは、搬送路１２内を循環するフライト１４に押されて、ケーシング１１の下部１１ｂ内を水平方向に移動し、続いて中央部１１ａ内を鉛直方向に上方へと移動し、さらに上部１１ｃ内を水平方向に移動する。その後、排出口Ｓ２に達した粉粒体Ｈは、排出口Ｓ２から落下し、下流側の装置３へと順次供給される。排出口Ｓ２を通過して空になったフライト１４は、復路１２ｂ内を搬送され、供給口Ｓ１まで戻る。その後、フライト１４は、再び供給口Ｓ１から投入された粉粒体Ｈを受け取り、同様の動作を繰り返す。また、制御部３０は、下流側の装置３を駆動し、下流側の装置３に達した粉粒体Ｈを包装する。以上が通常の工程である。

　次に、制限工程について説明する。図４は、制限工程における生産ラインシステム１００の動作状態を説明する図である。制限工程は、コンベア１から下流側の装置３への粉粒体Ｈの供給を制限する必要があると判断される場合に実行される。具体的には、制御部３０は、粉粒体Ｈの過剰供給により下流側の装置３の処理能力が追い付かず、オーバーフローしそうであると判断される場合や、何らかの異常があると判断されるため、下流側の装置３の動作を停止させる場合等に、制限工程を実行する。そして、このような状況下では、コンベア１の動作のみならず、上流側の装置２からコンベア１への粉粒体Ｈの供給も制限することが好ましい。従って、制御部３０は、コンベア１の動作だけでなく、上流側の装置２の動作も制限する。

　制御部３０は、制限工程の実行を決定すると、通信線Ｌ１を介して上流側の装置２の動作を制御し、コンベア１への粉粒体Ｈの供給を制限する。このとき、上流側の装置２からコンベア１への粉粒体Ｈの供給を一時停止させてもよいし、粉粒体Ｈの供給量を減らしてもよい。なお、粉粒体Ｈの供給量を減らす場合にどの程度減らすかは、下流側の装置３の状況に応じて制御部３０により適宜判断される。

　同様に、制御部３０は、制限工程の実行を決定すると、通信線Ｌ１を介して排出口Ｓ２を閉じるように開閉機構１６を制御し、これを閉状態とする。このとき、排出口Ｓ２は完全に閉じられてもよいし、部分的に閉じられてもよい。なお、「排出口Ｓ２を完全に閉じる」とは、実質的に粉粒体Ｈが排出口Ｓ２を通過できない程度に排出口Ｓ２を閉じることを言う。閉状態において排出口Ｓ２を閉じる程度は、予め一律に定められていてもよいし、下流側の装置３の状況に応じて調節されてもよい。また、制御部３０は、開閉機構１６を閉状態とする一方で、フライト１４の循環は継続させるように制御し、粉粒体Ｈを搬送路１２に沿って動かし続ける。その結果、排出口Ｓ２が閉じられたことにより排出口Ｓ２から排出されなかった粉粒体Ｈは、フライト１４に運ばれたまま復路１２ｂへと返送され、搬送路１２を循環し始める。

　なお、仮に開閉機構１６を閉状態としつつ、フライト１４の循環を停止させた場合には、搬送路１２内の粉粒体Ｈは重力によって落下し、粉粒体Ｈどうしの隙間が詰まって密になり、流動性が低下する。このとき、粉粒体Ｈは特にケーシング１１の下部１１ｂと中央部１１ａの下部に集中すると予想される。このような状態では、通常の工程を再開しようとしたときに、流動性の低下した粉粒体が抵抗となり、フライト１４の再起動時の負荷が過大になる。その結果、フライト１４を始めとするコンベア１の各部が破損しかねない。

　しかしながら、本実施形態では、制限工程においても通常の工程と同様に、ケーシング１１内に残存する粉粒体Ｈを静置させず動かし続けることによって、粉粒体Ｈの流動性の低下を防止することができる。よって、通常の工程を再開する場合においても、フライト１４の再起動が過負荷となることがなく、制限工程から滞りなく通常の工程に復帰することができる。

　なお、制限工程から通常の工程への復帰は、制御部３０が制限工程を解除することを決定した場合に行われる。制御部３０は、制限工程に入った理由が解消された場合等に制限工程を解除することを決定する。

　制御部３０は、制限工程を解除することを決定すると、通信線Ｌ１を介して上流側の装置２に通常の工程を実行させる。同様に、制御部３０は、通信線Ｌ１を介してコンベア１に通常の工程を実行させる。

　また、一般に、フライト１４の起動に要する電力は、フライト１４を循環させ続けるのに要する電力よりも多い。この点、本実施形態では、制限工程においてもフライト１４の循環が停止されないため、運転の停止と再開とが無駄に繰り返されることがない。よって、省エネルギーの観点からも、制限工程は優れている。

　＜４．変形例＞
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。

　＜４－１＞
　上記実施形態のコンベア１は、粉粒体Ｈを主として鉛直方向に下方から上方へ搬送するように構成されていたが、粉粒体Ｈの搬送方向はこれに限られず、例えば、粉粒体Ｈを主として水平方向に搬送するタイプの装置であってもよい。

　＜４－２＞
　上記実施形態では、開閉機構１６は電動バルブとして構成されたが、その構成は排出口Ｓ２を開閉することができる限り特に限定されない。例えば、排出口Ｓ２を開閉可能なヒンジ式ドアやスライド式ドアとして、開閉機構１６を実現することもできる。

　＜４－３＞
　制限工程の開始条件は、上述したものに限られない。例えば、下流側の装置３の処理能力が追い付かずオーバーフローしそうな場合や、何らかの異常により下流側の装置３の動作が停止させられる場合等に、下流側の装置３から制御部３０へ制限命令が送信され、制限命令を受信した制御部３０が制限工程を実行してもよい。

　＜４－４＞
　上記実施形態では、コンベア１はフライトコンベアであったが、上述した制限工程を含む各種動作は、フライトコンベアに限定されず他の種類のコンベアに対しても適用することができる。特に、搬送中に粉粒体Ｈを押すなどして、粉粒体Ｈに力を加えるフライトのような複数の搬送部を有するコンベアの場合には、上述したような制限工程を実施しない場合には、コンベアの運転の停止時に粉粒体が密になり得る。従って、このようなコンベアに対しては、上述した制限工程を実施することにより、滞りなくコンベアの運転を再開することができる。

　１００　生産ラインシステム
　１　コンベア
　２　上流側の装置
　３　下流側の装置
　４　ホッパー
　１１　ケーシング
　１２　搬送路
　１２ａ　往路
　１２ｂ　復路
　１３　底板
　１４　フライト
　１５　エンドレスチェーン
　１６　開閉機構
　１７　上流側のスプロケット
　１８　下流側のスプロケット
　３０　制御部
　Ｈ　粉粒体
　Ｓ１　供給口
　Ｓ２　排出口

Claims (5)

1. 　粉粒体を下流側の装置に搬送するコンベアであって、
   　内部に搬送路を有するとともに、前記粉粒体を前記下流側の装置に排出するための排出口を有するケーシングと、
   　前記ケーシング内に収容され、前記搬送路に沿って循環することにより前記粉粒体を前記排出口まで搬送する複数の搬送部と、
   　前記排出口を開閉する開閉機構と、
   　前記複数の搬送部及び前記開閉機構の動作を制御する制御部と
   を備え、
   　前記制御部は、前記下流側の装置への前記粉粒体の供給を制限する場合に、前記排出口を閉じるように前記開閉機構を制御するとともに、前記複数の搬送部の循環を継続させることにより、前記粉粒体を前記搬送路に沿って動かし続ける、
   コンベア。
2. 　前記制御部は、前記下流側の装置への前記粉粒体の供給を制限する場合に、前記排出口を完全に閉じるように前記開閉機構を制御する、
   請求項１に記載のコンベア。
3. 　前記複数の搬送部は、前記搬送路の少なくとも一部において、鉛直方向に移動するように構成されている、
   請求項１又は２に記載のコンベア。
4. 　前記複数の搬送部は、各々、フライトである、
   請求項１から３のいずれかに記載のコンベア。
5. 　排出口を有するコンベアにより粉粒体を下流側の装置に搬送する搬送方法であって、
   　前記粉粒体を前記コンベアに供給するステップと、
   　前記コンベアに含まれる複数の搬送部を搬送路に沿って循環させることにより、前記粉粒体を前記排出口まで搬送するステップと、
   　前記排出口を介して前記粉粒体を前記コンベアから前記下流側の装置に排出するステップと、
   　前記下流側の装置への前記粉粒体の供給を制限する場合に、前記排出口を閉じるとともに、前記複数の搬送部の循環を継続させることにより、前記粉粒体を前記搬送路に沿って動かし続けるステップと、
   を含む、搬送方法。

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