(57)【要約】【課題】ベルトの破損等を防ぎつつ、十分な駆動力をベルトに与え、必要な有効張力が得られるベルト駆動装置を提供する。【解決手段】ベルト１と、前記ベルト１を駆動させる駆動ローラ２と、前記ベルト１と接触して回転する複数のニップロール４と、前記駆動ローラ２とベルト１が圧接する方向に前記ニップロール４を各々押圧する加圧装置５と、を備え、前記ニップロール４は、前記駆動ローラ２の軸心２ａと平行な軸上に複数設けられており、各々独立して回転自在であることを特徴とする。【選択図】  図１
2004277079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトと、前記ベルトを駆動させる駆動ローラと、前記ベルトと接触して回転する複数のニップロールと、前記駆動ローラとベルトが圧接する方向に前記ニップロールを各々押圧する加圧装置と、を備え、
前記ニップロールは、前記駆動ローラの軸心と平行な軸上に複数設けられており、各々独立して回転自在であることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記加圧装置は、前記ニップロール毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記加圧装置は、前記ベルトとの相対距離に影響されることなく一定圧で前記ニップロールを押圧することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記ニップロールは、前記駆動ローラの軸心と平行である複数の軸上に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
前記ニップロールは、前記駆動ローラの円周方向に間隔をおいて複数列配置されており、同一円周上に配置されたニップロールにより発生するベルトの有効張力の合計値が、何れの円周上においても同一値であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のベルト駆動装置。
【請求項６】
前記ニップロールは、前記駆動ローラの軸心の平行方向及び駆動ローラの円周方向において、千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のベルト駆動装置。
【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、シート巻き取り機構等において、ベルトに駆動力を与えベルトを駆動させるベルト駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベルトコンベヤ、シート巻き取り機構において、ベルトに駆動力を伝達する方法としては、図１１、図１２に示すような以下の方法が用いられていた。例えば、駆動ローラ１０２の位置を変えることによりベルト１０１に引張張力を与え、引張張力を高めるとともに、このベルト１０１の内面に面接触して駆動させる駆動ローラ１０２とベルト１０１の接触面の摩擦抵抗を大きくし、ベルト１０１に駆動ローラ１０２の駆動力を伝達させる方法があった（図１１）。また、高い駆動力をベルトに与える場合には、駆動ローラを複数備えたり、駆動ローラの軸心と平行な軸上に設けられたピンチローラ１０３をベルト１０１と駆動ローラ１０２に押し付け、ベルト１０１の駆動力を高める方法が用いられていた（図１２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１０００１６号公報
【特許文献２】
特開昭４６−４０７２号公報
【特許文献３】
特開昭５０−９７０７１号公報
【０００４】
しかし、従来の方法では、以下の問題点があった。まず、ベルトの引張張力を高くする方法では、積載物を搬送するために必要な強度以上にベルトの張力を高めなければならず、この張力にベルトが耐えられなければならず、ベルトの強度を必要以上に高めなければならなかった。また、駆動ローラを複数設ける方法では、設けた複数の駆動ローラの回転を同期回転させなければならず、設備が大がかりとなり多大なコストを要していた。
【０００５】
また、ピンチローラをベルトに押し付ける方法では、駆動ローラの軸心との関係で平行出しが極めて難しくピンチローラを均等に押しつけることが出来ず、有効張力が得られないとともに、ベルトの蛇行やよじれの原因となっていた。さらに、前記ピンチローラを強く駆動ローラに押しつけると、ピンチローラが撓んでしまうことがあった（図１２参照）。このピンチローラの撓みにより、駆動ローラの中央部が加圧出来ず、十分な引張張力が得られず、この点からもベルトが蛇行する大きな要因となっていた。また、この問題点は、特に幅の広いベルトにおいて顕著に表れていた。
【０００６】
一方、ピンチローラの撓みをなくすためには、径の大きいピンチローラを用いることが考えられるが、径の大きいピンチローラを用いると、駆動ローラに対するベルトの巻き付け角が十分にとれなくなるという問題点があった。
【０００７】
ここで、ベルトの張力と巻き付け角について図１３に基づいて説明する。ここでは、駆動ローラが一つであるシングル駆動の場合を例に挙げて説明する。ある運搬物を運ぶために必要な張力を有効張力（ＦＰ）といい、次式で表される。
ＦＰ＝（６１２００・Ｐ）／ｖ＝Ｆ１−Ｆ２（Ｎ）  （式１）
ここで、Ｐ（ｋＷ）とは、所用動力、ｖ（ｍ／ｍｉｎ）とは、ベルト速度である。また、Ｆ１（Ｎ）とは、駆動ローラの張り側の張力であり、Ｆ２（Ｎ）とは、ゆるみ側の張力である。
また、ゆるみ側の張力（Ｆ２）は、次式で表される。
Ｆ２＝ＦＰ／（ｅμθ−１）  （式２）
ここでｅとは、自然対数の底であり、μとは、駆動ローラの形状、材質及び使用状態によって定まる摩擦係数である。また、θ（ｒａｄ）とは、巻き付け角であり、図示する駆動ローラとベルトが接している範囲の角度である。
【０００８】
すなわち、式１、２に示すように、巻き付け角（θ）が大きくなると、駆動ローラの駆動力をよりベルトに与えることができる。従って、巻き付け角が十分にとれないと、駆動ローラからベルトへの駆動力の伝達が十分にできず、ベルトに高い駆動力を与えることができなくなる。
【０００９】
また、撓んだピンチローラでは、ベルトに均等な力を掛けることができないため、力が加わる箇所と加わらない箇所が生じ、部分的にベルトの傷みが生じていた。更には、ベルトの厚みのばらつき、異物がついた状態のベルトにピンチローラを押すことにより、ベルトの破損等が生じていた。
【００１０】
本発明は、このような問題を鑑みて成されたものであり、ベルトの破損等を防ぎつつ、十分な駆動力をベルトに与え、必要な有効張力を得ることが出来るベルト駆動装置を提供することを技術的課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ベルトと、前記ベルトを駆動させる駆動ローラと、前記ベルトと接触して回転する複数のニップロールと、前記駆動ローラとベルトが圧接する方向に前記ニップロールを各々押圧する加圧装置と、を備え、前記ニップロールは、前記駆動ローラの軸心と平行な軸上に複数設けられており、各々独立して回転自在であることを特徴とする。
【００１２】
前記構成により、各々のニップロールが独立して押圧し、ベルトに駆動力を与えることができるため、有効張力を得ることができる。また、ベルトに異物が付着したり、厚みにばらつきがあっても、当該箇所のニップロールのみ後退し、他のニップロールは押圧可能であるとともに、当該箇所においてはベルト等の破損を防ぐことが可能である。そのため、本発明は、滑り止めの突起等が設けられている場合等ベルトの表面が滑らかでない場合にも好適に用いることができる。前記ニップロールは、独立して設けられているため、必要に応じて、設置個数を調整することにより、容易にベルトの有効張力を調整することが可能となる。
【００１３】
さらに、前記ニップロールは複数独立して設けられているため、駆動ローラの軸心との平行出しが容易であるとともに、平行出しの若干の狂いは全体に大きな影響を与えず、設置作業の効率を向上させることができる。この効果は、ニップロールが細ければ細いほど、より高い効果を得ることができる。また、前記構成を採用することにより、従来の方法に比べて、設備を極めてコンパクトにすることが可能となる。
【００１４】
ここで、加圧装置とは、ニップロールを介してベルトに所定の圧力を加えることができるものであれば良く、エアシリンダ、スプリング、油圧シリンダ、ゴム材等を例示することができる。前記加圧装置は、前記ニップロールを各々独立して押圧することが出来れば良く、複数設けられたニップロール毎に独立して設けても良いし、一台若しくは複数台で複数のニップロールを押圧するものでも良い。しかし、前記ニップロール毎に前記加圧装置を独立して設けることにより、ニップロールの設置個数、及び、加圧力等の調節が容易となる。
【００１５】
本発明に係る前記加圧装置は、前記ベルトとの相対距離に影響されることなく一定圧で前記ニップロールを押圧することが望ましい。押圧するベルトとの相対距離に影響されることなく一定圧で押圧することができることにより、例えば、ベルトに異物が付着した場合等、ベルトとの距離が変動しても一定圧を加圧できるため、確実にベルトに駆動力を与えることが可能となる。このような加圧装置としては、圧力が調整しやすく、異物をかんだ時の逃げやすさ等に優れるエアシリンダを例示できる。
【００１６】
加えて、本発明に係るベルト駆動装置のニップロールは、前記駆動ローラの軸心と平行である複数の軸上に設けることが望ましい。
【００１７】
複数のニップロールは駆動ローラの軸心と平行な軸上に配置されているが、この配置を複数列設けることで、ベルトの有効張力を容易に調整することが可能となる。すなわち、前述のように、ベルトの有効張力は巻き付け角（θ）により変動するため、ニップロールの設置箇所を変えることにより、容易にベルトの有効張力を調整することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係るベルト駆動装置は、前記ニップロールが前記駆動ローラの円周方向に間隔をおいて複数配置されており、同一円周上に配置されたニップロールにより発生するベルトの有効張力合計値が、何れの円周上においても同一値であることが望ましい。
【００１９】
前記構成により、ベルト全幅に亘って均等な有効張力を発生させることができるため、ベルトの歪み、蛇行を防止することができる。さらに、ベルトを均等に押圧できるため、ベルトの破損、痛みを防止することが可能であり、一般的に破損しやすい薄いベルトやクロス状のベルトの際に好適に用いることができる。
【００２０】
さらに、前記ニップロールは、前記駆動ローラの軸心の平行方向及び駆動ローラの円周方向において、千鳥状に配置されていることが望ましい。前記構成により、隣り合うニップロールが隙間を介して配置されているため、互いが干渉することなく一定加圧することができる。この千鳥状の配置は、隣り合う列に配置されたニップロールの幅と直線上になるように配置すると、ベルト上にニップロールの合わせ目の筋が発生し、この合わせ目部分が痛む等の問題が生じるため、隣り合う列に配置されたニップロールの幅と僅かに重なる位置に配置することが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るベルト駆動装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係るベルト駆動装置の構成概略図を示し、図２は、図１のＰ矢視図である。このベルト駆動装置は、積載物をＸ方向に搬送するベルト１と、このベルト１に巻き付き駆動力を与える駆動ローラ２と、ベルト受けとなる受けローラ３と、前記ベルト１と接触し回転、押圧するニップロール４と、前記駆動ローラ２とベルト１が圧接する方向に前記ニップロール４を押圧する加圧装置としてのエアシリンダ５と、を備えている。
【００２３】
図１、２から明確にわかるように、前記ニップロール４は、駆動ローラ２の軸心２ａと平行なＹ方向の二軸上に二列配置されており、前記エアシリンダ５は、前記ニップロール４毎に独立して設けられている。このように配置されたニップロール４及びエアシリンダ５は、各々が独立して回転及び加圧自在であり、エアシリンダ５は、駆動ローラ２の軸心２ａ方向に加圧可能に配置されている。
【００２４】
本実施の形態では加圧装置として、圧力の調整しやすさ、及び、異物を噛んだときの逃げやすさ等からエアシリンダを選択しているが、スプリング、油圧シリンダ、ゴム等を用いても良い。
【００２５】
前記ニップロールは、ウレタンゴムを材質としているが、耐圧力、耐油性等の使用条件を考慮して適宜な材質を選択することが望ましい。尚、本実施の形態に係るベルト駆動装置は、ラジアル方向での加圧が必要であるため、ニップロール表面の摩擦係数を大きくしてもベルトの有効張力との関係においては影響を及ぼさないため、摩擦係数を考慮する必要はない。
【００２６】
前記駆動ローラ２は、前述した（式２）で示したように、表面の摩擦係数（μ）によりベルト１へ与える駆動力が変動するため、摩擦係数（μ）を大きくするためにゴムをライニングしている。この摩擦係数（μ）は、乾燥状態等の使用状態によっても変動する。
【００２７】
本実施の形態に係るベルト駆動装置は、ベルト１が駆動ローラ２に巻き付けられており、エアシリンダ５がニップロール４を押圧し、ベルト１と駆動ローラ２が圧接されることにより、駆動ローラ２の駆動力がベルト１に伝達され、ベルトに大きな有効張力を発生させることができる装置である。
【００２８】
次いで、このように構成されたベルト駆動装置におけるベルトの有効張力の調整について説明する。まず、前記ニップロール４について詳細に説明する。前記ニップロール４は、千鳥状に配置されており、ベルト１に接触している。前記千鳥状の配置とすることにより、ベルトがＸ方向に移動するとベルトの全幅にわたって均等に加圧することが可能となる。また、千鳥状の配置は、隣り合うニップロール４と間隔をおいて配置できるため、加圧装置であるエアシリンダ等の設置スペースの確保が容易となる。
【００２９】
また、図３は、図２の一部拡大図である。Ｙ方向と平行な二軸上に二列に配置されたニップロール４１，４２は、Ｙ方向において各々間隔をおいて配置されている。Ｘ方向においては、一方の列に配置されたニップロール４１の間隔に、他方の列のニップロール４２が位置している。そして、一方の列のニップロール４１と他方の列のニップロール４２におけるベルトの接触経路は、僅かに重なっている。このようにニップロール４１，４２を配置することにより、ニップロールの合わせ目の筋が発生するのを防ぎ、ベルト全幅にわたって均等に押圧することができる。
【００３０】
前記ニップロール４毎に設けられたエアシリンダ５は、一台のエア圧調整器（図示せず）により、ベルトの全幅に亘って有効張力が一定になるように圧力調整されている。この有効張力の調整は、エアシリンダの直径に基づくエアシリンダの能力と、駆動ローラに対する圧接位置の角度とを調節することにより調整可能である。さらに、前記ニップロールの配置位置を巻き付け角（θ）との関係で調整することによっても、ベルトの有効張力を調整することが可能である。すなわち、エアシリンダの直径、駆動ローラに対する圧接位置の角度、ニップロールの配置位置を選択的に調整することによって、ベルトの有効張力を調整することが可能となる。
【００３１】
ここで、ニップロールをＹ方向と平行な四軸上に配列した場合を例に挙げて、更に詳細に説明する。図４は、ニップロールをＹ方向と平行に四列配列したベルト駆動装置の側面概略図であり、図５は、図４のベルト駆動装置のニップロールの配置を示した図である。尚、ニップロール４の配置以外は、前述したベルト駆動装置と同様であるため、説明を省略する。
【００３２】
ニップロール４は、Ｙ方向と平行に四列に配列されており、各列のニップロール４１，４２，４３，４４は、各々間隔をおいて配置されている。一方、Ｘ方向においては、Ｘ１からＸ２５まで配列されている。
【００３３】
ベルト１は、Ｘ方向に移動するためベルト全幅を均等に押圧するためには、個々のニップロールにより発生するベルトの有効張力をＸ列上で合計した値が、全て列において同じ値になれば良い。すなわち、例えば、Ｘ１上のニップロール４２，４４により発生するベルトの有効張力の合計値をＸ２上のニップロール４１，４３により発生するベルトの有効張力の合計値と同じ値にする。このようにして全てのＸ列においてベルトの有効張力を同じ値にすることにより、ベルトは全幅に亘って均等な張力を得ることができる。尚、本実施の形態では、ニップロールを二列、四列と配列したが、複数列においてニップロールを配置した場合には、同様の方法でベルトの有効張力を調整することが可能である。
【００３４】
また、本実施の形態では、有効張力を調整する手段として、エアシリンダの能力（エアシリンダの直径）を変えることにより行い、複数設けられたエアシリンダの調節は一台のエア圧調整器で行った。しかし、個々のエアシリンダの能力を変えずに、個々のエアシリンダにエア圧力調整器を設置し、有効張力の調整を行っても良い。
【００３５】
次いで、他の実施例として、本ベルト駆動装置におけるニップロールの配置例を図６から図１０に示した。尚、ニップロール４の配置以外は前述した実施の形態と同様であり、説明は省略する。
【００３６】
図６は、ニップロール４を一列に隙間無く配置している。ベルト全幅に亘って押圧可能であるが、エアシリンダ５等の設置を考慮すると、隣り合うニップロール４間に隙間が無く設置等に制限を伴うため、一列に配列する際は、図７に示すように隣り合うニップロール４間に隙間を置いて配置するのが望ましい。
【００３７】
前記一列の配置では、必要な有効張力を得られない場合には、図８に示すように、ニップロールを二列に配置すると良い。この場合、ベルト全幅にニップロール４が配置されており、ベルト全幅にわたって押圧できるため、ベルト１にとって理想状態である。
【００３８】
そして、前記二列の配置でも、必要な有効張力を得られない場合には、図９に示したように、四列の千鳥状の配置とすれば良い。ニップロール４による押圧が強化され、有効張力を大きくすることができる。また、この千鳥状の配置は、図１０に示すように、変形した千鳥状としても良い。尚、前記実施例においても、前述したように、ベルト全幅にわたって同じ有効張力が発生するように、ニップロールの配置位置、エアシリンダの圧力等を調節することが望ましい。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ベルトと駆動ローラを圧接する方向に個々のニップロールにより押圧可能なため、ベルトの損傷や破損等を防ぎつつ、十分な駆動力をベルトに与えることができる。また、複数設けられたニップロールは各々独立しており、その調整が容易なため、適宜に必要に応じた有効張力を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るベルト駆動装置の構成概略図である。
【図２】図１のＰ矢視図である。
【図３】図２に示したベルト駆動装置の部分拡大図である。
【図４】ニップロールを千鳥状に配置したベルト駆動装置の構成概略図である。
【図５】図４に示したベルト駆動装置におけるニップロールの配置説明図である。
【図６】ニップロールの配置例を示した斜視図である。
【図７】ニップロールの配置例を示した斜視図である。
【図８】ニップロールの配置例を示した斜視図である。
【図９】ニップロールの配置例を示した斜視図である。
【図１０】ニップロールの配置例を示した斜視図である。
【図１１】従来のベルト駆動装置の概略図である。
【図１２】従来のベルト駆動装置の概略図である。
【図１３】ベルト駆動装置における巻き付け角の説明図である。
【符号の説明】
１  ベルト
２  駆動ローラ
３  受けローラ
４  ニップロール
５  加圧装置としてのエアシリンダ
１０１  ベルト
１０２  駆動ローラ
１０３  ピンチローラ
【図１】
2004277079.tif 000003
【図２】
2004277079.tif 000004
【図３】
2004277079.tif 000005
【図４】
2004277079.tif 000006
【図５】
2004277079.tif 000007
【図６】
2004277079.tif 000008
【図７】
2004277079.tif 000009
【図８】
2004277079.tif 000010
【図９】
2004277079.tif 000011
【図１０】
2004277079.tif 000012
【図１１】
2004277079.tif 000013
【図１２】
2004277079.tif 000014
【図１３】
2004277079.tif 000015