特開 2024-132639 ベルトコンベアの蛇行修正装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132639

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】ベルトコンベアの蛇行修正装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 43/02 20060101AFI20240920BHJP

   B65G 15/64 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B65G43/02 E

B65G15/64

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043488

(22)【出願日】2023-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】300041192

【氏名又は名称】ＵＢＥマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001612

【氏名又は名称】弁理士法人きさらぎ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村井 康夫

【テーマコード（参考）】

3F023

3F027

【Ｆターム（参考）】

3F023AA01

3F023BA01

3F023BC04

3F023GA03

3F027AA02

3F027CA07

3F027DA25

3F027EA01

3F027FA00

(57)【要約】

【課題】あらゆる方式のベルトコンベアに適用可能な簡単な構造でリアルタイムにベルトの蛇行を修正する。
【解決手段】蛇行修正装置は、ベルトコンベアの無端環状のベルトの周囲を覆うように内部に収容するケーシングの温度を検出する温度センサ部と、ベルトの長手方向両端の内周側に配置された、ベルトを回転可能に支持する一対のプーリのうちの少なくとも一つのプーリの回転軸の軸方向両端側を、それぞれ変位可能に支持する少なくとも一組の支持手段と、温度センサ部からの温度情報に基づいて、少なくとも一対の支持手段による回転軸の支持位置を可変制御する制御手段と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベルトコンベアの無端環状のベルトの周囲を覆うように内部に収容するケーシングの温度を検出する温度センサ部と、
前記ベルトの長手方向両端の内周側に配置された、前記ベルトを回転駆動可能に支持する一対のプーリのうちの少なくとも一つのプーリの回転軸の軸方向両端側を、それぞれ変位可能に支持する少なくとも一組の支持手段と、
前記温度センサ部からの温度情報に基づいて、少なくとも前記一対の支持手段による前記回転軸の支持位置を可変制御する制御手段と、
を備えた
ベルトコンベアの蛇行修正装置。

【請求項2】

前記温度センサ部は、前記ベルトの長手方向と交差する短手方向の両端側にそれぞれ設けられ、
前記制御手段は、それぞれ設けられた前記温度センサ部からの前記温度情報に基づいて、前記ケーシングの前記短手方向における温度差に伴う前記ベルトの変位量を判断し、判断結果に応じて少なくとも前記一組の支持手段の各々を制御して前記回転軸の前記支持位置を可変させる
請求項１記載のベルトコンベアの蛇行修正装置。

【請求項3】

前記ベルトの実変位量を検出可能な変位検出センサ部を更に備え、
前記制御手段は、前記判断結果に基づく前記ベルトの変位量及び前記変位検出センサ部により検出された前記ベルトの実変位量の少なくとも一方が、予め設定された所定値以上となった場合に、前記回転軸の前記支持位置を可変させる
請求項２記載のベルトコンベアの蛇行修正装置。

【請求項4】

前記変位検出センサ部は、前記ベルトの長手方向と交差する短手方向の両端側にそれぞれ設けられる
請求項３記載のベルトコンベアの蛇行修正装置。

【請求項5】

前記少なくとも一組の支持手段は、
前記回転軸の軸方向両端側をそれぞれ軸支し前記ケーシングのスライドガイドに沿って前記長手方向にスライド移動可能な複数の軸受部と、
一端側が前記ケーシングにそれぞれ取り付けられると共に、他端側が前記複数の軸受部にそれぞれ相対的に変位可能に接続された複数の伸縮機構部と、を含む
請求項１～４のいずれか１項記載のベルトコンベアの蛇行修正装置。

【請求項6】

前記複数の伸縮機構部は、エアシリンダ、油圧シリンダ及び電動式ボールねじのいずれか一つからなる
請求項５記載のベルトコンベアの蛇行修正装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベルトコンベアにおけるベルトの蛇行を修正する蛇行修正装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ベルトコンベアのベルトの蛇行を修正するものとして、ベルトの走行方向に垂直な中心軸回りに揺動する揺動部材に、ベルトに上下から挟むように接触する一対の修正ローラと、ベルトの両側方に配置され揺動部材に対して回転自在な一対の検知ローラと、を設けた蛇行修正装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１８６０８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術の蛇行修正装置では、ベルトの側方の検知ローラがベルトと接することで、揺動部材が揺動しこれに伴い修正ローラが中心軸回りに傾くことで、ベルトを挟む位置を変化させて蛇行を修正するものである。このため、部品点数が多くなり構造が複雑で蛇行修正に関して機械的摩耗が発生し易いという問題がある。また、一対の修正ローラがベルトを上下で挟むように接する構造のため、バケット式のベルトコンベアには適用できないという問題もある。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、あらゆる方式のベルトコンベアに適用可能な簡単な構造でリアルタイムにベルトの蛇行を修正することができるベルトコンベアの蛇行修正装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るベルトコンベアの蛇行修正装置は、ベルトコンベアの無端環状のベルトの周囲を覆うように内部に収容するケーシングの温度を検出する温度センサ部と、前記ベルトの長手方向両端の内周側に配置された、前記ベルトを回転駆動可能に支持する一対のプーリのうちの少なくとも一つのプーリの回転軸の軸方向両端側を、それぞれ変位可能に支持する少なくとも一組の支持手段と、前記温度センサ部からの温度情報に基づいて、少なくとも前記一対の支持手段による前記回転軸の支持位置を可変制御する制御手段と、を備える。

【0007】

本発明の一実施形態において、前記温度センサ部は、前記ベルトの長手方向と交差する短手方向の両端側にそれぞれ設けられ、前記制御手段は、それぞれ設けられた前記温度センサ部からの前記温度情報に基づいて、前記ケーシングの前記短手方向における温度差に伴う前記ベルトの変位量を判断し、判断結果に応じて少なくとも前記一組の支持手段の各々を制御して前記回転軸の前記支持位置を可変させる。

【0008】

本発明の他の実施形態において、前記ベルトの実変位量を検出可能な変位検出センサ部を更に備え、前記制御手段は、前記判断結果に基づく前記ベルトの変位量及び前記変位検出センサ部により検出された前記ベルトの実変位量の少なくとも一方が、予め設定された所定値以上となった場合に、前記回転軸の前記支持位置を可変させる。

【0009】

本発明の更に他の実施形態において、前記変位検出センサ部は、前記ベルトの長手方向と交差する短手方向の両端側にそれぞれ設けられる。

【0010】

本発明の更に他の実施形態において、前記少なくとも一組の支持手段は、前記回転軸の軸方向両端側をそれぞれ軸支し前記ケーシングのスライドガイドに沿って前記長手方向にスライド移動可能な複数の軸受部と、一端側が前記ケーシングにそれぞれ取り付けられると共に、他端側が前記複数の軸受部にそれぞれ相対的に変位可能に接続された複数の伸縮機構部と、を含む。

【0011】

本発明の更に他の実施形態において、前記複数の伸縮機構部は、エアシリンダ、油圧シリンダ及び電動式ボールねじのいずれか一つからなる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、あらゆる方式のベルトコンベアに適用可能な簡単な構造でリアルタイムにベルトの蛇行を修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る蛇行修正装置の構成を模式的に示すベルトコンベアの一部正面図である。

【図2】同蛇行修正装置が適用されたベルトコンベアの全体の外観を模式的に示す側面図である。

【図3】図２のＡ部拡大図である。

【図4】図３のＢ－Ｂ線拡大断面図である。

【図5】同蛇行修正装置によるベルトの蛇行修正処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】同蛇行修正装置によるベルトの蛇行修正の様子を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係るベルトコンベアの蛇行修正装置を詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、以下の実施形態において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、実施形態においては、各構成要素の配置、縮尺及び寸法等が誇張或いは矮小化されて、実際のものとは一致しない状態で示されている場合、並びに一部の構成要素につき記載が省略されて示されている場合がある。

【0015】

図１は、本発明の一実施形態に係る蛇行修正装置の構成を模式的に示すベルトコンベアの一部正面図である。図２は、蛇行修正装置が適用されたベルトコンベアの全体の外観を模式的に示す側面図である。図３は、図２のＡ部拡大図である。図４は、図３のＢ－Ｂ線拡大断面図である。

【0016】

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る蛇行修正装置１０は、ベルトコンベア１に適用され、ベルトコンベア１のベルト２の蛇行を自動的に修正するものである。蛇行修正装置１０は、例えば、センサ部１１と、制御部１２と、支持部１３と、により構成され得る。なお、図１に示す状態をベルトコンベア１の正面とし、図１の紙面の奥行き方向を前後方向、及び図１の紙面の横方向を左右方向として説明する。

【0017】

センサ部１１は、例えば、一対の温度センサ１４，１５と、一対の変位検出センサ１６，１７と、を含む。各センサ１４～１７は、例えば、ベルト２の長手方向と交差する短手方向の両端側に設けられる。一対の温度センサ１４，１５は、ベルト２の短手方向の両端側において、ケーシング５の外壁部５ｂに設けられている。一対の温度センサ１４，１５は、取り付けられたケーシング５の各外壁部５ｂにおける温度をそれぞれ検出する。

【0018】

一対の変位検出センサ１６，１７は、ベルト２の短手方向の両端側において、ケーシング５の外壁部５ｂに取り付けられている。一対の変位検出センサ１６，１７は、ケーシング５の外壁部５ｂから貫通した状態で内部空間に臨み、内壁部５ａ側においてベルト２の側端部の実際の位置を、例えば非接触でそれぞれ検出する。なお、変位検出センサ１６，１７は、ベルト２の側端部の実際の位置を接触により検出するタイプのセンサであっても良い。

【0019】

制御部１２は、演算処理装置やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のデバイスからなり、センサ部１１からの検出信号に基づき支持部１３の動作を制御する。制御部１２には、例えば、ケーシング５の温度情報に関連する歪み具合を示すデータが記憶されている。また、制御部１２には、ケーシング５の温度による歪み具合によって、ベルト２がどの程度変位して蛇行するか、どの程度の変位ならば許容されるか、等の変位量の判断基準を規定する予め設定された各種のデータ（しきい値等を含む）が記憶されている。

【0020】

支持部１３は、ベルトコンベア１のベルト２を回転駆動可能に支持する一対のプーリのうちの少なくとも一つであるテールプーリ４を支持する。支持部１３は、例えば、ベルト２の短手方向の両側に設けられた少なくとも一組の支持手段である左右のプーリ支持機構２０，３０を含む。このように構成された蛇行修正装置１０の詳細については後述する。

【0021】

蛇行修正装置１０が適用されるベルトコンベア１は、図２～図４に示すように、いわゆるバケット方式のベルトコンベアであるが、これに限定されるものではない。ベルトコンベア１は、例えば屋外に配置され、無端環状のベルト２と、ベルト２に取り付けられた複数のバケット部９と、上記一対のプーリとしてのヘッドプーリ３及びテールプーリ４と、ケーシング５と、を備えて構成されている。

【0022】

ベルト２は、垂直方向が長手方向となるように配置されている。複数のバケット部９は、ベルト２の短手方向に複数個（例えば，３個）配置されると共に、長手方向に沿って所定間隔毎に配置されている。ヘッドプーリ３及びテールプーリ４は、ベルト２の長手方向両端の内周側に配置されている。

【0023】

ケーシング５は、複数のバケット部９が取り付けられたベルト２の周囲を覆い、ベルトコンベア１を内部に収容する、ベルトコンベア１の筐体として機能する。ケーシング５は、例えば水平断面が矩形状となる筒状の金属部材等からなる。ケーシング５には、上部のヘッドプーリ３側に、ヘッドプーリ３を回転駆動するモータ等の駆動機構を収容するヘッド側ケーシング６ｆと、ヘッドプーリ３の背面側の点検扉６ｅを開閉して点検等の作業を行うための作業台６ｇと、が設けられている。また、ケーシング５には、下部のテールプーリ４側に、正面側の点検口６ａを開閉する点検扉６ｂと、底部近傍の複数の排出口６ｃ，６ｃを開閉する複数の開閉扉６ｄ，６ｄと、が設けられている。

【0024】

ヘッドプーリ３は、中心の回転軸３ａの軸方向両端側が、固定軸受部３ｂにそれぞれ軸支された状態で、駆動機構により駆動されてベルト２を周回走行させるように回転する。テールプーリ４は、中心の回転軸４ａの軸方向両端側を、それぞれ変位可能となるようにプーリ支持機構２０，３０により支持された状態で配置されている。なお、ベルト２は、ケーシング５の内部のテールプーリ４の近傍に設けられたガイドローラ機構８によって、ヘッドプーリ３及びテールプーリ４の間で所定のテンションを保った状態で周回走行するように案内される。

【0025】

このように構成されたベルトコンベア１においては、例えば、屋外の直射日光下で熱膨張による歪みがケーシング５に生じ、内部を周回走行するベルト２に蛇行が発生することがある。このような場合に、蛇行修正装置１０は、例えば、熱膨張の歪みによるケーシング５の変形に伴うベルト２の変位量に応じて、例えばテールプーリ４の回転軸４ａを変位させることで、ベルト２の蛇行を修正する。蛇行修正装置１０は、回転軸４ａの両側において左右のプーリ支持機構２０，３０をセンサ部１１からの検出信号に基づきそれぞれ個別に動作させて回転軸４ａを変位させることができるので、ベルト２の蛇行を直ぐに検出してリアルタイムでより細かく正確に修正可能に構成されている。

【0026】

すなわち、センサ部１１の温度センサ１４，１５は、例えば、ケーシング５の左右の外壁部５ｂの温度を検出可能となるように設けられている。図示の例では、温度センサ１４，１５は、ベルト２の長手方向と交差する短手方向の両端側における、ケーシング５の長手方向の中央辺りにそれぞれ設けられているが、これに限定されるものではない。温度センサ１４，１５は、ケーシング５の内壁部５ａに設けられていても良い。

【0027】

一組のプーリ支持機構２０，３０は、それぞれテールプーリ４の近傍におけるケーシング５の左右の外壁部５ｂ側に設けられている。一組のプーリ支持機構２０，３０は、それぞれ軸受部２７，３７と、左右の伸縮機構部と、を含んで構成されている。軸受部２７，３７は、テールプーリ４の回転軸４ａが左右に揺動可能となるように、転がり／すべり可能なタイプの軸受（例えば球面滑り軸受等）を含んで構成されている。軸受部２７，３７は、テールプーリ４の回転軸４ａの軸方向両端側を軸支する。

【0028】

左右の伸縮機構部は、例えば、一端側がケーシング５の外壁部５ｂにそれぞれ取り付けられると共に、他端側が軸受部２７，３７にそれぞれ相対的に変位可能に接続された電動式ボールねじにより構成されている。なお、伸縮機構部は、電動式ボールねじと共に、或いは電動式ボールねじに代えて、例えばエアシリンダ及び油圧シリンダ等の伸縮構造体により構成しても良い。

【0029】

すなわち、伸縮機構部は、それぞれ駆動モータ２１，３１と、駆動ベルト２２，３２と、ねじ軸駆動部２３，３３と、ねじ軸２４，３４と、を含んでいる。駆動モータ２１，３１及びねじ軸駆動部２３，３３は、取付板２５，３５を介してケーシング５の外壁部５ｂに取り付けられている。

【0030】

ねじ軸駆動部２３，３３は、駆動ベルト２２，３２により回転されるロータ２２ａ，３２ａと一体的に設けられたねじ軸駆動ナット部２２ｂ，３２ｂと、ねじ軸駆動ナット部２２ｂ，３２ｂをベアリング２３ｂ，３３ｂを介して回転可能に支持する上下の支持体２３ａ，３３ａと、を含む。なお、ねじ軸２４，３４の下方側の端部は、軸受部２７，３７に接続されている。

【0031】

軸受部２７，３７は、上下方向にスライド移動可能なスライダ部２６，３６と一体的に形成されている。スライダ部２６，３６は、ケーシング５の外壁部５ｂに設けられた、上下方向に延び且つ前後方向に一対のスライドガイド部材５ｃの間で上下方向にスライド移動する。軸受部２７，３７は、スライダ部２６，３６と共に、スライドガイド部材５ｃの間に上下に延びるように形成された軸移動孔５ｄに沿って、回転軸４ａの軸方向両端側でそれぞれ上下に変位する。なお、上記の伸縮機構部は、公知の種々の構造を採用することができるため、ここでは詳細な説明は省略する。

【0032】

このように構成された伸縮機構部によれば、駆動モータ２１，３１による回転駆動によって、駆動ベルト２２，３２を介してロータ２２ａ，３２ａ及びねじ軸駆動ナット部２２ｂ，３２ｂがねじ軸２４，３４を上下に移動させ、軸受部２７，３７が上下に変位する。これにより、テールプーリ４の回転軸４ａが左右に揺動されて傾けられる。

【0033】

このように構成された蛇行修正装置１０は、例えば、温度センサ１４，１５からの温度情報に基づく温度差によって、ケーシング５の左右の歪みを制御部１２が各種データに基づき判断すると共に、この歪みによるベルト２の変位量を判断する。そして、ベルト２の変位量が蛇行修正が必要な程度である場合に、各種データに含まれるケーシング５の歪みに対しする回転軸４ａの揺動具合を規定する情報に基づいて、プーリ支持機構２０，３０の伸縮機構部を制御し、蛇行に対して打ち消す揺動となるように回転軸４ａを変位させる。

【0034】

なお、蛇行修正装置１０は、変位検出センサ１６，１７からの検出情報のみを用いてベルト２の変位量を判断するように構成しても良いが、これら温度センサ１４，１５及び変位検出センサ１６，１７を組み合わせてベルト２の変位量を判断することが好ましい。このようにすれば、温度情報のみを用いる場合と比べて、より詳細且つリニアにベルト２の変位量を判断することが可能である。

【0035】

図５は、蛇行修正装置によるベルトの蛇行修正処理手順の一例を示すフローチャートである。図６は、同蛇行修正装置によるベルトの蛇行修正の様子を説明するための模式図である。図５に示すように、蛇行修正処理が開始されると、制御部１２は、温度センサ１４，１５からの温度情報に基づきケーシング５の左右の温度を検出する（ステップＳ１００）。次に、制御部１２は、例えばケーシング５の左右の温度差に基づいて、ケーシング５の歪み状態を判断し、これに基づくベルト２の左右の変位量を判断する（ステップＳ１０１）。

【0036】

そして、判断したベルト２の左右の変位量が蛇行修正が必要な程度であるか否かを判断し（ステップＳ１０２）、蛇行修正が必要な程度であると判断した場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）は、変位検出センサ１６，１７からの検出信号に基づいて、ベルト２の左右の実際の変位量（実変位量）を検出する（ステップＳ１０３）。

【0037】

そして、検出したベルト２の左右の実変位量が所定のしきい値以上であるか否かを判断し（ステップＳ１０４）、実変位量が所定のしきい値以上であると判断した場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）は、制御部１２は、プーリ支持機構２０，３０の伸縮機構部にベルト２の変位に応じて発生する蛇行を修正すべく左右の軸受部２７，３７に必要な移動量を算出し、駆動モータ２１，３１に駆動信号を送信して、テールプーリ４の回転軸４ａの支持位置を変更する（ステップＳ１０５）制御を行う。

【0038】

なお、所定のしきい値は、例えばケーシング５の左右の温度差が所定値以上であり蛇行修正が必要な程度、ベルト２が変位しているであろうと判断されても、実際にはベルト２の実変位量が蛇行修正が必要な程度に変位していない場合があることを判断するために用いられる。

【0039】

こうして回転軸４ａの支持位置を変更したら、オペレータのボタン操作等による終了命令に従って、蛇行修正処理のオペレーションを終了するか否かを判断し（ステップＳ１０６）、オペレーションを終了しないと判断した場合（ステップＳ１０６のＮｏ）は、上記ステップＳ１００に移行して以降の処理を繰り返す。

【0040】

一方、オペレーションを終了すると判断した場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、上記ステップＳ１０２にて蛇行修正が必要な程度ではないと判断した場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、及び上記ステップＳ１０４にて実変位量が所定のしきい値未満であると判断した場合（ステップＳ１０４のＮｏ）は、本フローチャートによる一連の蛇行修正処理を終了する。このようにすれば、簡単な構造でリアルタイムにベルトの蛇行を修正することが可能となる。

【0041】

なお、上記フローチャートによる蛇行修正処理はあくまで一例であり、例えばケーシング５の温度検出とベルト２の変位量検出とを並行して実行し、いずれか一方の検出結果が蛇行修正が必要な程度であると判断した場合に蛇行修正を行うように構成したりすることも可能である。また、ベルト２の実変位量を常時監視して、実変位量が蛇行修正が必要な程度であると判断した場合に、ケーシング５の温度差に基づく歪み具合を判断し、これらを加味して蛇行修正を行うように構成したりすることもできる。

【0042】

上記ステップＳ１０５におけるテールプーリ４の回転軸４ａの支持位置の変更は、例えば、図６に示すように、ベルト２がケーシング５の左側に蛇行したと判断した場合、プーリ支持機構２０の軸受部２７を図中矢印で示すようにケーシング５の下方に移動させると共に、プーリ支持機構３０の軸受部３７を図中矢印で示すようにケーシング５の上方に移動させる。これにより、ベルト２を図中二点鎖線で示すように変位させ、蛇行を修正する。ベルト２がケーシング５の右側に蛇行したと判断した場合は、プーリ支持機構２０，３０にこれと逆の制御を行えば良い。

【0043】

なお、上記実施形態では、ベルトコンベア１として垂直配置のバケット式のベルトコンベアを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、蛇行修正装置１０は水平配置の通常のベルトコンベアにも適用することが可能である。このように、本実施形態の蛇行修正装置１０によれば、あらゆる方式のベルトコンベアに適用可能であり、簡単な構造でリアルタイムにベルトの蛇行を修正することが可能となる。

【0044】

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0045】

１ ベルトコンベア
２ ベルト
３ ヘッドプーリ
３ａ，４ａ 回転軸
５ ケーシング
５ａ 内壁部
５ｂ 外壁部
１０ 蛇行修正装置
１１ センサ部
１２ 制御部
１３ 支持部
１４，１５ 温度センサ
１６，１７ 変位検出センサ
２０，３０ プーリ支持機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】