JPH0480114A - コンベヤ用フレキシブルシャフトの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス製やプラスチック製瓶などの容器を搬
送する装置、或いは石炭、鉱石、穀物、木材チンプ、プ
ラスチック製瓶プ、セメント、樹脂ペレットなどの粉粒
体を運搬する装置に使用するコンベヤ用フレキシブルシ
ャフトの製法に関するものである。

〔従来の技術・発明が解決しようとする課題〕液体など
の充填物を入れたガラス製、プラスチック製瓶などの容
器（以下、これらを単に容器と称する）の搬送に、ワイ
ヤロープ（鋼索）に鋼などの金属製ワイヤを螺旋状に巻
付けたシャフトが使用されている。この種の構造を有す
るシャフトを用いる容器搬送装置は、シャフトを一定間
隔を置いて並列配置し、シャフト間に容器を懸架しく通
常は容器の首にある鍔をシャフトに引っ掛ける）シャフ
トを回転させることにより容器を搬送するように構成さ
れる。

当該装置は、容器輸送に用いられる通常のへルトコンヘ
ヤやローラコンベヤなどとは全く異なる搬送原理、即ち
シャフトと容器の首との接触摩擦によって容器を移動さ
せるものであり、通常のコンベヤよりも容器の位置決め
が精確で、製造工程ラインを自動化できると共に、装置
自体の構造も単純小型で、設備費用も安い。

上述の装置では、シャフトの高速回転により容器を搬送
することから、シャフトに悲架した容器、特にシャフト
に接触する容器の首（鍔も含む）が摩滅や損傷をできる
だけ受けないよう、又シャフトに加える回転トルクが効
率良く伝達されて容器がスムーズに搬送されるようシャ
フトには構造的欠陥が可及的に少ないことが要求される
。

しかしながら、上記シャフトは、鋼製ワイヤに成る程度
の張力を加えながらワイヤロープにワイヤを螺旋状に巻
付けることによって作製されるが、これだとワイヤロー
プがその長手方向において波状に変形した状態になり、
この波状化は大径のワイヤである程顕著である。シャフ
トの波状態の程度が大きいと容器搬送に支障を来すばか
りか、容器の首やワイヤ自身のＩ貝柱も早まる。特に、
かかるシャフトは容器搬送速度を大きくするために高速
回転させるとうねり（即ち蛇行）が発生し易く、容器搬
送が不可能になる場合もある。

又、ワイヤロープ上の銅製ワイヤはロープに単に巻付け
であるだけなので、装置稼働中にシャフトに伝達される
回転トルクや搬送される容器重量などによりワイヤが緩
んだりずれて、ワイヤの巻付ピッチが箇所によって変化
し、容器の搬送速度が一定しなくなる。

一方、石炭、鉱石、穀物、木材チップ、プラスチックチ
ップ、セメント、樹脂ペレットなどの粉粒体の運搬法の
一つに、多くは鋼からなるコイル状ワイヤを金属製又は
樹脂製チューブ内に挿入・配置し、鋼製ワイヤを回転さ
せてチューブ一端に設けた投入口から入れた粉粒体を他
端に設けた排出口まで運搬する方法がある。

しかし、コイル状ワイヤでは、粉粒体の運搬がスムーズ
ではなく、チューブ内に滞留する粉粒体が存在し、その
ためチューブ他端からの粉粒体吐出量が不安定である。

更に、かかるコイル状ワイヤによる輸送では、搬送路線
を傾斜させてチューブの下端から上端に粉粒体を輸送す
ることもあるが、粉粒体を上方に運ぶ揚力が小さいとい
う不都合な面も有する。

従って、本発明の目的は、上記容器搬送装置だけでなく
、粉粒体運搬装置にも最適なコンベヤ用フレキシブルシ
ャフトの製法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的は、少なくとも表層が樹脂からなる可撓性ロッ
ドに樹脂製コードを加熱・軟化させて螺旋状に巻付ける
コンベヤ用フレキシブルシャフトの製法により達成され
る。

本発明の製法は、加熱・軟化させた樹脂製コードを可撓
性ロッドに巻付けるので、得られるフレキシブルシャフ
トは、容器搬送装置においては、高速回転させてもコー
ドの巻付ピッチが稼働中も常に一定で、容器の搬送速度
が安定すると共に、回転トルクの伝達性にも優れている
。又、粉粒体運搬装置においては、チューブ他端の排出
口からの粉粒体吐出量が安定するだけでなく、粉粒体の
揚力が大きくなる。

しかして、本発明の製法は、加熱・軟化させたコードを
ロッドに螺旋状に巻付けることが可能ならば特定されな
いが、次に示す製法■又は■を採用するのがシャフトの
製作容易性などから好ましい。即ち、 製法■：少なくとも表層が樹脂からなる可撓性ロッドを
一方向から他方向に進行させると同時に回転させながら
、当該ロッド上に樹脂製コードを加熱・軟化させて螺旋
状に巻付ける。

製法■：少なくとも表層が樹脂からなる可撓性ロッドを
一方向から他方向に進行させながら、当該ロッドの進行
方向を回転軸として樹脂製コードをロッド周りに回転さ
せると同時に加熱・軟化させ、ロッド上にコードを螺旋
状に巻付ける。

本発明の製法は、いずれも可撓性ロッドに樹脂製コード
を螺旋状に巻付けるもので、巻付前に予めコードを加熱
・軟化させておき、製法■ではロッドを、製法■ではコ
ードを回転させることによりコードをロッドに巻付ける
。この方法によれば、上記作用効果を有する他、コード
の曲げ弾性率を低下させることができるため、大径コー
ドをロッドに巻付は易くなると共にコードの延伸巻付を
行うことができる。更に、巻付後の冷却によりコードの
ロッドへの締まりが良くなるだけでなく、加熱と冷却に
よるヒートセットを容易に実施でき、ヒートセントを行
うことで巻付後の螺旋状コードの内部歪が取り除かれ、
且つ形態が安定化する。

樹脂製コードを軟化させるための加熱方法は、特に限定
があるわけではなく、以下の実施例にも記載しであるよ
うに適当なヒータ、熱風発生装置、赤外線ヒータ、温水
予熱装置、高周波誘導加熱装置などを用いてもよいし、
第３図に図示する如くコードがロッドに接触する時に超
音波によって加熱してもよい。特に超音波法は加熱と同
時にコードの外形や形状の歪を補正できるので、コード
の外径、即ちフレキソプルシャフトとしての外径を一定
に仕上げることができる。超音波の周波数はコードの材
質にも依るがｌＯ〜６０ｋＨｚ、好ましくは２０〜４０
にセ、特に好ましくは２０に七程度である。

本発明の製法においては、上記加熱法により樹脂製コー
トを軟化させてからロッドに単に巻付けるだけでコード
の緩みやずれを防止できるが、所望ならば巻付時にコー
ドをロッドに溶着してもよい。溶着の場合は、コードが
融点以上になるまで加熱し、コードの樹脂とロッドの樹
脂表層とを相互の接触部分で接合する。溶着は連続又は
間欠のいずれでも構わず、連続溶着により得られるフレ
キンプルシャフトは一層の高速回転中でもコードのピン
チや形状が保持される。

フレキシブルシャフトの用途である容器搬送装置ではシ
ャフトの回転により容器を搬送することから、コードが
直接接触する容器の首（鍔も含む）がｌ″ｊ滅や損傷を
受けないことが製品上又安全上重要である。特に、炭酸
飲料を充填する容器では容器の傷に一層注意しなければ
ならない。従って、コードは耐摩耗性、可撓性、ころが
り性、滑り性などが良好で、且つ動摩擦（滑り摩擦とこ
ろがり摩擦）係数が小さいことが好ましい。又、別途の
粉粒体運搬装置においては、粉粒体（例えば砂利、砕石
、石炭、コークス、鉄鉱石、土、石灰石、穀物、セメン
ト、木材や樹脂などのチップやベレットなどのいわゆる
ばら物）をシャフトの回転により運搬するので、コード
はそれに見合うだけの十分な耐摩耗性や強度を有してい
ることが望まれる。

上記の特性を有するコードの樹脂材としては、ポリオレ
フィン（例えば三井石油化学工業■製すュブマーなど）
、ポリエーテル（例えばポリアセクール、ポリフェニレ
ンエーテルなど）、ポリアミド（例えば６−ナイロン、
６，６ナイロン、１１−ナイロンなど）、ポリアルキレ
ン（例えばポリエチレン、特に超高分子量ポリエチレン
、ポリプロピレンなど）、フッ素樹脂（例えばポリテト
ラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体など）ポリエス
テル（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレートなど）などが例示される。この内、主
に摺動性や耐久性を考慮するとりュプマーが最適である
。

リュブマーを軟化させるのに必要な加熱温度は４０〜１
２０°Ｃ１好ましくは９０“Ｃ程度であり、溶着させる
場合の温度は２００〜３００″Ｃ１好ましくは２５０°
Ｃ程度である。

樹脂製コードの可撓性ロッドに対する巻付ピッチは、容
器搬送装置では容器の搬送速度を考慮した上で容器の大
きさ、容器の搬送数量、シャフト回転数などに基づいて
、又粉粒体運搬装置では粉粒体の種類や大きさなどに基
づいて適宜決定される。又、コードのピンチはロッドの
全長にわたって一定である必要はな（、例えばロッドの
任意部分において変化させてもよい。特に本発明の製法
では、ロッドの進行方向に対するコードの巻付角度を変
えることでピッチを自在に変更できる。

可撓性ロッドは、回転によって撓まず且つロッドの一端
から加えられる回転トルクを他端まで十分に伝達するに
足る剛性と、湾曲搬送路線に沿って容易に布設できるよ
うな可撓性をも兼有することが重要である。しかしてロ
ッド材としては、少なくともロッドの表層が樹脂からな
ればよく、その樹脂材としては前記コード材と同様でよ
い。しかし、可撓性と剛性の両特性をロッドに与えるに
は、ロッドはワイヤロープ、即ち数本（又は数十本）の
素線を撚り合わせたストランド（例えば直径３〜９＋ａ
ｍ）上に更に数本のストランドを撚り合わせ、これを樹
脂で覆う構造のものであることが好ましい。その際、ロ
ーブの撚り合わせ方である普３１１撚り、ラング撚り、
及び撚りの方向であるＳ撚り、Ｚ撚りには特に限定はな
い。ワイヤロープは金属製又は樹脂製のいずれでもよく
、金属材としては鋼鉄、ニッケル、コバルト及びそれら
の合金など、樹脂材は前記コード材でよい。

但し、ロッド材の選定に当たっては、第５〜７図に示す
ように容器搬送装置では、シャフトをレール（一般には
本体部と本体部から突出する棚部とを有する）に係止さ
せた状態でシャフトを回転させるとシャフトがレールか
ら外れる恐れがあるので、通常はシャフトをレールに吸
着するための吸着手段をレールに設けである。従って、
例えば吸着手段に磁石や磁性材料を用いる場合、可撓性
ロッドの表層が樹脂製で且つロッドの芯体が金属製であ
るシャフトにあっては、シャフトが磁力で吸着されるよ
うに、芯体が上記磁性金属からなる必要がある。又芯体
及び表層とも樹脂からなるシャフトの場合には、樹脂材
料と磁性材料を混合した材料によりロッドを構成する。

本発明の製法に使用する装置は、本発明の製法を実施で
きる限り特に制限はなく、例えば以下の実施例に示すよ
うなもの（第１図及び第２図参照）が例示される。

〔実施例〕

以下、本発明のコンヘヤ用フレキシブルシャフトの製法
を実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は前記製法■（ロッドを回転させる手法）を実施
するための装置の模式図を示す。当該装置においで、可
撓性ロッド１の供給ドラム１ｏと、樹脂製コード２を巻
付けた後のフレキシブルシャフト３を巻き取る巻取ドラ
ム１１とが配置されている。ドラム１０から送り出され
たロッド１は、回転袋２１３．１４により矢印方向の回
転が与えられ、張力コントローラ１６で緩まないよう張
力が一定に保たれる。コード２は、供給ボビン１８から
ロッド１の進行方向に対して斜方向に進行し、適当なヒ
ータ２ｏによって加熱・軟化されると同時に、ロッド１
上に一定ピッチで螺旋状に巻付けられる。なお図には特
に示していないが、コード２の加熱はヒータ２０の他に
ボビン１８自身を任意の手段により加熱又は予熱してお
いても構わない、コードの巻付後、撚りロダイ２２にて
ロッド１の振れ止めがなされ、フレキシブルシャフト３
となり、シャフト３は巻取ドラム１１に巻き取られる。

第２図に示す装置の模式図は製法■（コードを回転させ
る手法）を実施するためのもので、ロッド１は供給ドラ
ム３ｏがら送り出され、巻取ドラム３１に巻き取られる
。ドラム３０を出たロッド１は、張力コントローラ３３
にて緩みが取り除かれた後、コード２が巻付けられる。

コード２は供給ボビン３５から供給され、ボビン３５は
ケージ３７に収容されている。ケージ３７はロッド１の
進行方向を回転軸としてロッド１の周りを回転するよう
に構成され、これによりコード２はロッドｌに一定ピッ
チで螺旋状に巻付けられる。コードの巻付後は上記と同
様に撚りロダイ３９によってロッド１の振れが抑制され
、形成されたフレキシフルシャフト３は巻取ドラム３１
に巻き取られる。

なお本装置では、ケージ３７の回転は撚り返しなしくリ
ジッド）又は撚り返し付のどちらでもよいが、コードの
反発力防止の点で撚り返し付が好ましい。

第１図の変更例を第３図（ａ）、ら）に示す０本例では
、コード２の加熱を超音波によって行い、しがも加熱と
同時にコード２をロッド１に溶着するものである。超音
波発生器４０はコード２がロッド１に接触する時にコー
ド２を加熱できるよう配置され、発生器４０の反対側に
は超音波エネルギーの効率的伝達のための当て板４２が
設けられている。同図（ｂ）に溶着時の断面を示す如く
、超音波発生器４０によって加熱・軟化されたコード２
ば、ロッド１に巻付けられると同時に、ロッド１の樹脂
表層１ａに溶着される。勿論、溶着は前述したように連
続でも断続でもよく、コードの巻付に際してはコードに
常時張力を与えておく。かかる超音波溶着によれば、コ
ード２とロッド１を接合により一体化できる。

本発明の製法の又は■によって得られたフレキシブルシ
ャフトの態様例を第４図（ａ）、（ト））に示す。

（ａ）に示すシャフトは、ロッド５１及びコード５２が
共に樹脂製である。（ｂ）のシャフトは、コード６２が
樹脂製であるが、金属製芯体６１とこれを被覆する樹脂
層６１′とでロッドを構成しである。芯体６１は前述し
た如く単線でもよいし、ワイヤロープでも構わない。

次に、本発明の製法によるフレキシブルシャフトを容器
搬送装置に使用する場合について概説する。容器搬送装
置の全容の概観平面を示す第５図において、全長的３ｍ
の２木のレール１０１．１０２が曲率半径５００ｍｍで
略直角湾曲状に一定間隔を置いて並列配置され、レール
１０１．１０２には一定間隔（例えば２００ｍｍ）を置
いて永久磁石１０３が埋設されている。図面には詳しく
示していないが、永久磁石１０３によってフレキシブル
シャフト１０４．１０５がレール１０１．１０２に各々
吸着・係止され、各シャフト１０４．１０５の一端は軸
受１０６．１０７によってそれぞれ回転可能に支持され
、他端は別の軸受１０８によって共に回転可能に支持さ
れている。軸受１０８はモータ１０９に連結され、シャ
フト１０４．１０５を相互に反対方向に回転させること
ができる。なお、軸受１０Ｂはシャフト１０４．１０５
に伝達する回転速度を調整できるよう変速機を有してい
てもよい。

かかる装置においては、容器（第５図には図示せず）を
シャフト１０４．１０５間に懸架し、シャフト１０４．
１０５をそれぞれ矢印方向に回転させることで容器を一
方向（図では軸受１０８の方向）に移動させる。

この容器搬送装置を第６図及び第７図に基づいてもう少
し詳しく説明する。第６図は第５回の線Ａ−Ａ′につい
ての斜視図で、第７図は線Ａ−Ａ’における断面図であ
る。レール１０２（レール１０１は第６図では省略しで
ある）は、ステンレス鋼製矩形状本体部１２１と、本体
部１２１から突出する棚部１２２とを有し、レール全体
としてＬ字状を呈する。レール１０１も同様に本体部１
１１と棚部１１２を有する。両レール１０１，１０２は
棚部１１２．１２２が相互に対向するよう支持アーム１
１０（レール１０１側は第６図では省いである）によっ
て一定間隔を置いて支持されている。

本体部１１１．１２１内には矩形状永久磁石１０３が一
定間隔を置いて埋設されると共に、棚部１１２．１２２
上にフレキシブルシャフト１０４．１０５がそれぞれ載
せられる。各シャフト１０４．１０５は、レール１０１
．１０２から外れないように永久磁石１０３によって本
体部１１１．１２１の側面に吸着されると共に、本体部
１１１．１２１及び棚部１１２．１２２に係止されてい
る。従って、シャフト１０４．１０５のレール１０１．
１０２への着脱は容易に行うことができる。

シャフト１０４．１０５は、各々可撓性口・７ド１４１
．１５１に樹脂製コード１４２．１５２を巻付けた構造
であるが、コードの巻付方向が正反対である。シャフト
１０４．１０５はレール１０１．１０２上でモータ１０
９（第５図参照）によって矢印の如き相互に反対方向に
回転することができる。

かかる装置において、第７図から明らかなように、例え
ばポリエチレンテレツクレートからなる容器２００の首
にある鍔２０１をシャフト１０４．１０５に引っ掛けて
シャフト１０４．１０５間に容器２００を懸架すると（
懸架に際してはシャフト１０４．１０５間の一端間隔を
若干大きくしておくことでシャフト１０４．１０５間に
容器を容易に吊るすことができる）、シャフト１０４．
１０５の回転に伴って容器２００が矢印イ方向に搬送さ
れる。即ち、容器２００はシャフト１０４．１０５のコ
ード１４２．１５２により矢印イ方向に押されて次々に
並進することになる。

上記容器搬送装置に使用するフレキシブルシャフトの大
きさは、例えば容器２００の首の径が２６．０鵬、鍔２
０１の径が４１．２肛、その肉厚が３．３５閣の場合、
ロッド１４１の径（シャフトの溝径）は９ｍｍ、コード
１４２の径は３ｍｍ、シャフトのフライト径は１５ｍｍ
、ピッチは３５朧である。

上記の如き容器搬送装置に本発明の製法によって得られ
たフレキシブルシャフトを使用することで、装置稼働中
にコードのずれが生じずにコードピッチが一定で、容器
の搬送速度が安定すると共に、モータからの回転トルク
が効率良く伝達される。更にコードが樹脂製であるので
、金属製コードに比べてコードと容器の首との接触摩擦
による首の摩滅や損傷を効果的に防止できる。

次に、本発明の製法によるフレキシブルシャフトを粉粒
体運搬装置に用いる場合について述べる。

運搬装置の全容は従来既知のものとほぼ同様であり、コ
ード状ワイヤに代わってシャフトを用いるだけであるか
ら、粉粒体の輸送状態を中心に説明する。

第８図は粉粒体の輸送時の縦断面を示し、金属製（ステ
ンレスなど）又は樹脂製（プラ、ｌ−ツタ、ナイロン、
ポリアセタール、超高分子量ポリエチレンなど）チュー
ブ１８０内に、可撓性ロッド１７１と樹脂製コード１７
２とからなるフレキシブルシャフト１７０がチューブの
中心軸に沿って挿入・配置されている。シャフト１７０
の一端はモータ（図示せず）に連結され、他端は軸受な
どにより回転可能に支持されている。シャフト１７０と
チューブ１８０との空隙には粉粒体１９０が存在し、粉
粒体１９０はチューブ１８０のモータ側に設けである投
入口から供給され、軸受側に設けた排出口から排出され
るように構成されている。かかる運搬装置において、モ
ータによりシャフト１７０が矢印方向に回転すると、粉
粒体１９０はコード１７２によって押され、矢印凸方向
に順々に運搬される。

なお第８図の搬送路線は直線であるが、勿論湾曲路線或
いは上り路線でもチューブ１８０の排出口から排出され
る粉粒体１９０の吐出量は安定している。又、かかるシ
ャフト１７０によれば粉粒体１９０の揚力が大きい故に
、特に上り路線に適用しても運搬量が一定している。

〔発明の効果］ 本発明のコンベヤ用フレキシブルシャフトの製法は、以
上説明したように加熱・軟化させた樹脂製コードを可撓
性ロッドに螺旋状に巻付けるから、下記の如き効果を有
する。

りコードの緩み、ずれを防止でき、コードをロッドに巻
付けた後にシャフトが波状に変形せず、より一層の高速
回転が可能である。

１１）コードを加熱・軟化させるから、大径コードをロ
ッドに巻付は昌いだけでなく、コードの延伸巻付が可能
である。

ｉｉ）コード巻付後の冷却によりコードのロッドへの締
まりがよくなると共に、加熱・冷却によるヒートセット
が可能である。

ｉｖ）特に加熱に超音波〆Ｒ用することで、巻付時にコ
ードの形状を均一に成形でき、コードの外径、延いては
シャフトの外径を一定に仕上げることができる。

■）従って、既記の如き新規な容器搬送装置に使用する
ことで、装置稼働中に巻付コードがずれてコードピンチ
が変化するようなことがなく、容器の搬送速度が安定す
ると共に、シャフトの一端からの回転トルクを他端に効
率良（伝達できる。

更に、コードが樹脂製であるから、シャフトの回転によ
って搬送される容器の首の摩滅や損傷を金属製コードよ
りも一層軽減できる。

ｖｉ）粉粒体運搬装置においては、装置稼働中にコード
ピンチが変化せず、又回転トルクの伝達性が良好である
から、粉粒体の吐出量が安定する。

しかも、粉粒体の揚力が大きいから、特に上り搬送路線
でも粉粒体の運搬量が一定である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製法■を実施するための装置を示す模
式図、第２図は本発明の製法■を実施するだめの装置を
示す模式図、第３図（ａ）、（ｂ）は第１図に示す製法
■の変更例を示し、（ａ）はその一部省略斜視図、（ハ
）はコード巻付時の断面図、第４図（ａ）、（ｂ）はシ
ャフトの態様例を示し、（ａ）はその−例の断面図、（
ｂ）は別個の断面図、第５図はフレキシブルシャフトを
使用する容器搬送装置の概観平面図、第６図は第５図の
線Ａ−Ａ’についての一部省略斜視図、第７図は第５図
の線Ａ−Ａ’における一部省略断面図、第８図はフレキ
シブルシャフトを使用した粉粒体ｉ１搬装置の一部省略
斜視図である。 １　　　　　　：可撓性ロッド ２　　　　　　：樹脂製コード ３　　　　　　：フレキシブルシャフト４０　　　　　
：超音波発生器 第３図 （ｂ） （ＣＬ） （ｂ） 第７図 ＋９０ 第８図 平成３年１０月ｇ 日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも表層が樹脂からなる可撓性ロッドに樹
   脂製コードを加熱・軟化させて螺旋状に巻付けることを
   特徴とするコンベヤ用フレキシブルシャフトの製法。
2. （２）少なくとも表層が樹脂からなる可撓性ロッドを一
   方向から他方向に進行させると同時に回転させながら、
   当該ロッド上に樹脂製コードを加熱・軟化させて螺旋状
   に巻付けることを特徴とするコンベヤ用フレキシブルシ
   ャフトの製法。
3. （３）少なくとも表層が樹脂からなる可撓性ロッドを一
   方向から他方向に進行させながら、当該ロッドの進行方
   向を回転軸として樹脂製コードをロッド周りに回転させ
   ると同時に加熱・軟化させ、ロッド上にコードを螺旋状
   に巻付けることを特徴とするコンベヤ用フレキシブルシ
   ャフトの製法。
4. （４）前記樹脂製コードの加熱は、コードがロッドに接
   触する時に超音波によって行われることを特徴とする請
   求項（１）〜（３）のいずれか一項記載のコンベヤ用フ
   レキシブルシャフトの製法。