(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラフと、
該トラフの上をその長手方向に沿って移動するベルトと、
トラフの入口から上流方向に離間した位置において、上記ベルトの幅方向両側の外方に配設され、上記ベルトの両側辺に当接してこれを上方に屈曲させるベルト屈曲部材と、
該ベルト屈曲部材に配設された、当接したベルトから受ける反力を検出するための第一反力検出器とを備えており、
上記ベルト屈曲部材が、第一反力検出器によって検出された反力値に応じて、ベルトの屈曲方向と屈曲したベルトの復元方向とに変位可能に構成されてなるベルトコンベヤ。
【請求項２】
トラフと、
該トラフの上をその長手方向に沿って移動するベルトと、
トラフの入口から上流方向に離間した位置において、上記ベルトの幅方向両側の外方に配設され、上記ベルトの両側辺に当接してこれを上方に屈曲させるベルト屈曲部材と、
該ベルト屈曲部材から独立離間して、上記ベルトの側辺に当接した状態でベルトから受ける反力を検出する第二反力検出器とを備えており、
上記ベルト屈曲部材が、第二反力検出器によって検出された反力値に応じて、ベルトの屈曲方向と屈曲したベルトの復元方向とに変位可能に構成されてなるベルトコンベヤ。
【請求項３】
上記ベルト屈曲部材が、ベルトの長手方向に沿ってトラフの入口に接近且つ離間する方向に移動した任意の位置で固定されるように構成されてなる請求項１または２に記載のベルトコンベヤ。
【請求項４】
上記ベルト屈曲部材が、移動するベルトの側辺によって回転させられるように配設されたローラから構成されてなる請求項１または２に記載のベルトコンベヤ。
【請求項５】
上記ベルト屈曲部材が、移動するベルトの側辺が摺接するように配設された滑り部材から構成されてなる請求項１または２に記載のベルトコンベヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベルトコンベヤに関する。さらに詳しくは、トラフの上をその長手方向に沿って移動する搬送用のベルトを備えたベルトコンベヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の産業分野において用いられているベルトコンベヤの一例を図６に示す。
【０００３】
このベルトコンベヤ５１はいわゆる空気浮上式ベルトコンベヤである。このベルトコンベヤ５１では、無端ベルト（以下、単にベルトという）５２が、ベルトコンベヤ５１の両端にその軸が水平に配置された一対のプーリ５３、５４間に掛け回されている。このプーリ５３、５４が図中の矢印Ａ方向に回転することによってベルト５２が矢印Ｂ方向に循環移動させられる。そして、上側に位置するベルト部分（以下、往路側ベルト部分ともいう）の下方に近接して、断面が円弧状を呈したトラフ５５（図７も併せて参照）が配設されている。
【０００４】
トラフ入口側のプーリ５３とトラフ５５の入口５５ａとの間にはベルト５２を下から支えるトラフローラ、インパクトローラ等の第一支持ローラ５６が配設されている。第一支持ローラ５６は図７（ａ）に示すように、ベルト５２を幅方向に湾曲させることにより、その断面の曲率をトラフ５５の断面の曲率に合わせる（図７（ｂ）参照）ように複数個が円弧状に配列されたものである。また、トラフ５５の下方のベルト部分（以下、復路側ベルト部分ともいう）の下方には復路側ベルト部分を平坦な状態で支持するためのフラットローラ等からなる第二支持ローラ５７（図７も併せて参照）が配設されている。なお、この復路側の第二支持ローラとしても往路側と同様に複数個のローラを円弧状に配列したものが用いられることがある。
【０００５】
符号５８は、トラフ５５に進入する前のベルト５２の上に被搬送物を投下するためのシュートである。シュート５８が配設された近傍における、ベルト５２の幅方向両側には被搬送物がベルト外にこぼれないようにスカート５９が配設されている。両プーリ５３、５４間のベルト部分はダクト６０によって囲まれている。
【０００６】
図７（ｂ）に示すように、トラフ５５の底部には送気孔６１が穿設されている。そして、ベルト５２をトラフ５５から浮上させるために、送気孔６１を通してベルト５２とトラフ５５との間に圧縮空気を注入するための送気装置６２が配設されている。
【０００７】
上記ベルトコンベヤにおいて、一般に、第一支持ローラ５６によってベルト５２の断面の曲率をトラフ５５の断面の曲率に合わせるように湾曲させても、その後ベルトは平坦な形状に復元しようとする。その結果、ベルト５２がトラフ５５の上に進入したときにベルト５２の両側辺がトラフ５５に接触し、ベルト５２とトラフ５５との間に浮上用圧縮空気の部屋が確保される。なお、ベルト５２は一般的に綿、ビニロン、ナイロン、ポリエステル、スチールコード等の芯体と、この芯体を包むゴムからから形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベルト５２がその両側辺をトラフ５５に摺接しながら移動する際には、ベルト側辺とトラフとの摩擦抵抗は無視できないほどに大きいものとなる。その結果、プーリ５３、５４を回転駆動するための駆動機として出力の大きいものを選択しなければならない。さらに、ベルト側辺とトラフとの摩擦はベルト５２の寿命を短くする方向に働く。
【０００９】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、ベルトとトラフとの間に浮上用圧縮空気の部屋を確保しつつ、ベルト側辺とトラフとの摩擦抵抗を大幅に低減しうるベルトコンベヤを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のベルトコンベヤは、トラフと、このトラフの上をその長手方向に沿って移動するベルトと、トラフの入口から上流方向に離間した位置において、上記ベルトの幅方向両側の外方に配設され、上記ベルトの両側辺に当接してこれを上方に屈曲させるベルト屈曲部材と、このベルト屈曲部材に配設された、当接したベルトから受ける反力を検出するための第一反力検出器とを備えており、上記ベルト屈曲部材が、第一反力検出器によって検出された反力値に応じて、ベルトの屈曲方向と屈曲したベルトの復元方向とに変位可能に構成されている。
【００１１】
かかるベルトコンベヤによれば、ベルトの両側辺を一時的に上方に屈曲させるので、ベルトの両側辺には上方への曲がり癖がつく。すなわち、屈曲が解放された後でベルト形状が復元しても上方へは曲がりやすくなっている。換言すれば、上方への曲げに対しては、屈曲されていないベルトよりも抵抗力が低下している。その結果、トラフの上に進入してベルトの両側辺がトラフに接触してもベルトの移動に対するトラフからの摩擦抵抗が低減し、駆動源の出力を低くすることができる。これにより、設備コストや運転コストの低減が可能となり、また、ベルトの長寿命化を図ることができる。また、第一反力検出器を備えているので、トラフから受けるベルトの移動抵抗が最も少なくなる屈曲程度を、ベルトからの反力をパラメータとして把握、管理することができる。
【００１２】
本発明の他のベルトコンベヤは、トラフと、このトラフの上をその長手方向に沿って移動するベルトと、トラフの入口から上流方向に離間した位置において、上記ベルトの幅方向両側の外方に配設され、上記ベルトの両側辺に当接してこれを上方に屈曲させるベルト屈曲部材と、このベルト屈曲部材から独立離間して、上記ベルトの側辺に当接した状態でベルトから受ける反力を検出する第二反力検出器とを備えており、上記ベルト屈曲部材が、第二反力検出器によって検出された反力値に応じて、ベルトの屈曲方向と屈曲したベルトの復元方向とに変位可能に構成されている。したがって、前述の作用効果を奏するとともに、トラフから受けるベルトの移動抵抗が最も少なくなる屈曲程度を知ることができる。なお、特許請求の範囲でいう「上流」とは、ベルトの移動に基づいて、ある点から見てベルト進行側が下流であり、その反対側が上流である。
【００１３】
そして、上記ベルトコンベヤであって、ベルト屈曲部材が、ベルトの長手方向に沿ってトラフの入口に接近且つ離間する方向に移動した任意の位置で固定されるように構成されてなるものにあっては以下の点で好ましい。すなわち、循環移動しているベルトは屈曲された後、徐々にその屈曲部分の形状が復元する。そして、トラフ上に進入するときにはトラフの断面の形状にほぼ沿うような形状まで復元しているのが望ましい。ところで、上記構成によれば、トラフ入口で上記の望ましい復元が達成されるように、ベルト屈曲部材の設定位置をトラフ入口から適正な距離となるように調節することが可能となる。
【００１４】
上記ベルトコンベヤのベルト屈曲部材を、移動するベルトの側辺によって回転させられるように配設されたローラから構成すれば、循環移動するベルトに対する抵抗が少ないので好ましい。
【００１５】
または、上記ベルトコンベヤのベルト屈曲部材を、移動するベルトの側辺が摺接するように配設された滑り部材から構成すれば、ローラと同様にベルトに対する抵抗が少ないので好ましく、また、メンテナンスも容易となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明のベルトコンベヤの実施形態を説明する。
【００２２】
図１は本発明のベルトコンベヤの一実施形態における入口側プーリの近傍を示すを示す側面図である。図２（ａ）は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の平面図である。
【００２３】
図１および図２に示すベルトコンベヤ１は、その全体の構成が図６および図７に示す従来の空気浮上式ベルトコンベヤ５１とほとんどが同じである。図示していないが、送気孔および送気孔を通してベルト５２とトラフ５５との間に圧縮空気を注入するための送気装置も配設されている。従来のベルトコンベヤ５１と異なる点は、入口側のプーリ５３とトラフ５５の入口５５ａとの間において、ベルト５２の幅方向両側の外方にそれぞれベルト屈曲部材２および反力検出器が配設されている点である。したがって、図６および図７のベルトコンベヤ５１と同一構成部品には同一符号を付し、その作用については説明を省略する。
【００２４】
上記ベルト屈曲部材２は、ベルト５２の両側辺に対してこれを内側（上方）に屈曲するように押圧し、これによってベルト５２の両側辺にいわば「曲がり癖」を付けるためのものである。ベルト５２の曲がり癖とは、ベルトが一旦ある方向に曲げられると、その曲げ力が解放された後にもとの形状（一般的には平坦形状）に復元しても、同一方向の曲げに対しては抵抗力が減少するという性質である。一方、予め曲げられた方向とは逆の方向に曲げるときには抵抗力は増大している。この性質は、ベルト５２の材料であるゴムの粘弾性という性質に起因するものと考えられる。
【００２５】
この性質を利用して、ベルト５２がトラフ５５に進入する前にベルト５２の両側辺を一時的に内側に屈曲させておけば、形状が復元してもトラフ５５に接触したベルト５２の両側辺は内側への曲げに対する抵抗力が低減しているので内側に曲がりやすくなっている。その結果、トラフ５５とベルト５２との間の圧縮空気の作用とも相まって、ベルト５２の移動に対する摩擦抵抗が低減し、駆動源の出力を低くすることができる。これにより、設備コストや運転コストの低減が可能となり、また、ベルト５２の長寿命化を図ることができる。
【００２６】
図１および図２に示すベルト屈曲部材２はベルト５２の側辺に当接する当接ローラ３から構成されている。この当接ローラ３は、第一反力検出器としての公知のレバー式ロードセル（以下、単にロードセルという）４のレバー４ａに回転自在に取り付けられている。そして、ロードセル４は取り付け用のブラケット５に取り付けられている。また、ベルトの長手方向を横切る方向にガイドレール６が敷設されている。ブラケット５はベルト５２の側辺に接近および離間する方向に移動し得るようにこのガイドレール６に係合している。ガイドレール６には、そのベルト側と反対側の端部である外端近傍に変位装置たるエアシリンダ７が取り付けられており、エアシリンダ７のピストンロッド７ａの先端が上記ブラケット５に固定されている。このエアシリンダ７によってブラケット５が、結果的に当接ローラ３が、ベルト５２の側辺に接近および離間させられる。エアシリンダに代えて油圧シリンダでもよく、またサーボモータおよびボールネジ等を用いてもよい。図示のガイドレール６は往路のベルト５２の下方に敷設されているが、特にこの構成に限定されることはなく、ベルトの上方に、つまり天井側に取り付け、ブラケットを移動可能に懸架した構成でもよい。
【００２７】
かかる構成によれば、エアシリンダ７によって当接ローラ３を前進させてベルト５２の側辺を押圧して内側に屈曲させることができ、また、前進後退によって押圧力を調節することも解放することもできる。また、当接ローラ３がベルト５２の側辺を押圧して屈曲させたときに、ベルトから受ける反力をロードセル４が検出する。
【００２８】
一方、ロードセル４およびエアシリンダ７の給気源８には制御装置９が接続されている。この制御装置９は、ロードセル４が検出した反力値に応じてエアシリンダ７に送る圧縮空気量を制御して当接ローラ３によるベルト５２への押圧力を調節する。この構成により、予め設定した当接ローラ３によるベルトの適正な押圧力範囲に自動的に調節されることになる。この適正な押圧力の範囲はベルトコンベヤ１の試運転時に知ることができる。その一つの基準となるのはベルトを循環移動させる駆動力（駆動源の消費電力等）である。
【００２９】
以上の実施形態では、当接ローラ３によるベルトの押圧力を変化させるためにエアシリンダ７を用いて当接ローラ３を直線的に移動させるものであるが、かかる構成に限定されない。
【００３０】
たとえば、ロードセル４をブラケット５に対して回転可能に取り付ける。そして、ロードセル４の本体を回転させて、本体を中心とした任意のレバー４ａの角度に固定し得るようにしてもよい。具体的には、ブラケット５に図示しない円筒状のクランプを固定し、このクランプ内にロードセルの本体を挿入した上で締め付け固定する方法がある。ロードセルを回転変位させるときにはクランプを緩めればよい。そうすることにより、ベルトの側辺を屈曲する方向は変化するが、屈曲量を変化させることができる。また、この回転変位と上記直線的変位とを組み合わせた構成としてもよい。
【００３１】
図１および図３に示すように、ベルトコンベヤ１の両側方には、入口側プーリ５３近傍からトラフの入口５５ａ近傍にかけて、ベルト５２の長手方向に平行にレール１０が敷設されている。レール１０はダクト６０の内面または外面等に配設すればよい。このレール１０には前述のガイドレール６が移動可能に係合しており、レール１０上の任意の位置に固定され得る。したがって、当接ローラ３は入口側プーリ５３近傍からトラフの入口５５ａまでの範囲の任意の位置でベルトの側辺を押圧して屈曲させることができる。ガイドレール６の移動は、たとえば、図示しないモータを用いて図示しないボールネジを回転させることにより可能である。また、人手によっても可能である。ガイドレール６の移動時には制御装置９の制御により、エアシリンダ７が当接ローラ３を後退させる。その後、制御装置９の制御により、上記ボールネジが回転してガイドレール６が移動する。なお、ガイドレール６はその移動に際して第一支持ローラ５６に干渉しない位置、すなわち、第一支持ローラ５６より下方または外方に配設されている。
【００３２】
循環移動しているベルト５２は当接ローラ３によって屈曲された後、徐々にその屈曲部分の形状が復元する。そして、トラフ５５に進入するときにはトラフ５５の円弧断面の曲率にほぼ沿うような形状まで復元しているのが望ましい。上記構成によれば、トラフ入口５５ａで上記の望ましい復元が達成されるように、当接ローラ３の設定位置をトラフ入口５５ａから適正な離間距離となるように調節することが可能となる。ベルトコンベヤ１の試運転時に上記適正な離間距離を知ることができる。その一つの基準となるのはベルトを循環移動させる駆動力（駆動源の消費電力等）である。
【００３３】
以上の実施形態では、第一反力検出器としてのロードセル４が当接ローラ３を介して機能するように配設されている。しかし、本発明はかかる構成には限定されない。たとえば、ロードセル４を削除して当接ローラ３を直接に取り付け用のブラケットに回転自在に取り付け、第二反力検出装置を他の位置でベルトの側辺に当接するように配設したものでもよい。
【００３４】
図４にはかかるベルトコンベヤ１１が示されている。このベルトコンベヤ１１では第二反力検出器としてのロードセル１２が、トラフの出口５５ｂの近傍であって、出口５５ｂを出た後のベルト５２に当接するように配設されている。すなわち、第二反力検出器１２が当接ローラ３から独立した状態で取り付けられている。
【００３５】
そして、ロードセル１２とエアシリンダ７の給気源８に接続された制御装置９（図２（ａ））が、ロードセル１２が検出した反力値に応じてエアシリンダ７に送る圧縮空気量を制御して当接ローラ３によるベルト５２への押圧力を調節する。トラフ出口５５ｂにおけるベルト５２の曲げに対する抵抗力をフィードバックし、予め設定した当接ローラ３によるベルトの適正な押圧力範囲に自動的に調節するのである。この適正な押圧力の範囲はベルトコンベヤ１１の試運転時に知ることができる。その一つの基準となるのはベルトを循環移動させる駆動力（駆動源の消費電力等）である。
【００３６】
上記第二反力検出器１２の取付位置はとくにトラフ５５の出口近傍には限定されない。たとえばトラフ入口５５ａの近傍であってもよい。要するに当接ローラ３とは独立してベルト５２に当接するように配設すればよい。
【００３７】
以上の実施形態ではベルト屈曲部材として回転自在のローラを採用しているが、本発明ではとくにローラに限定されない。たとえば、超高分子ポリエチレン等の摩擦係数が小さく、しかも、耐摩耗性に優れた合成樹脂等から形成された滑り部材を用いてもよい。この滑り部材の形状は種々選択することができる。たとえば、図５（ａ）に示すように、円柱状に成型された滑り部材１３であってもよい。この円柱状の滑り部材１３は図示のごとく上下端をコの字状のホルダ１４にボルト１５等によって着脱自在に、且つ、ベルトの側辺にほぼ直角となるように取り付けることができる。他の公知の固定方法を採用してもよい。また、図５（ｂ）に示すように、部分円筒状に形成された金属製や合成樹脂製のブラケット１６のベルト側の面に沿うように、同じく部分円筒状に形成された滑り部材１７を取り付けて使用してもよい。滑り部材１７をブラケット１６に取り付ける際には図示のごとく皿ネジ１８を用いるのが、容易にネジの頭が滑り部材１７の表面に露出しないようにすることができるので好ましい。
【００３８】
以上の実施形態ではベルトの往路、すなわち、図１において向かって左向きに移動する上の部分のベルトに対してベルト屈曲部材および反力検出器を設けている。しかし、本発明では往路に限定されることはなく、復路にも、すなわち図１において向かって右向きに移動する下の部分のベルトに対して設けてもよい。この復路にもトラフが配設されておれば、ベルト屈曲部材および反力検出器を設けてベルトに対する摩擦抵抗を低減することは有効だからである。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルトとトラフとの間に浮上用圧縮空気の部屋を確保しつつ、ベルト側辺とトラフとの摩擦抵抗を大幅に低減することができる。その結果、ベルトコンベヤの設備コストおよび運転コストが低減され、ベルトの長寿命化をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベルトコンベヤの一実施形態における入口側プーリの近傍を示す側面図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の平面図である。
【図３】図１のベルトコンベヤにおける当接ローラおよび反力検出器を移動させるための機構を示す斜視図である。
【図４】本発明のベルトコンベヤの他の実施形態を示す側面図である。
【図５】図５（ａ）は図１のベルトコンベヤにおけるベルト屈曲部材の他の例を示す斜視図であり、図５（ｂ）は同ベルト屈曲部材のさらに他の例を示す一部切欠き斜視図である。
【図６】従来のベルトコンベヤの一例を示す側面図である。
【図７】図７（ａ）は図６のベルトコンベヤのＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線矢視図であり、図７（ｂ）は同ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線矢視図である。
【符号の説明】
１・・・・ベルトコンベヤ
２・・・・ベルト屈曲部材
３・・・・当接ローラ
４・・・・ロードセル
４ａ・・・（ロードセルの）レバー
５・・・・ブラケット
６・・・・ガイドレール
７・・・・エアシリンダ
７ａ・・・（エアシリンダの）ピストンロッド
８・・・・給気源
９・・・・制御装置
１０・・・・レール
１１・・・・ベルトコンベヤ
１２・・・・ロードセル
１３・・・・滑り部材
１４・・・・ホルダ
１５・・・・ボルト
１６・・・・ブラケット
１７・・・・滑り部材
１８・・・・皿ネジ
５１・・・・ベルトコンベヤ
５２・・・・ベルト
５３・・・・入口側プーリ
５４・・・・出口側プーリ
５５・・・・トラフ
５５ａ・・・・（トラフの）入口
５５ｂ・・・・（トラフの）出口
５６・・・・第一支持ローラ
５７・・・・第二支持ローラ
５８・・・・シュート
５９・・・・スカート
６０・・・・ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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