JPH0489705A - 金属線を螺旋状巻きしたコンベヤ用フレキシブルシャフト - 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、主にガラス製やプラスチック製瓶などの容器
を搬送する装置に使用するコンベヤ用フレキシブルシャ
フトに関するものである。

〔従来の技術〕

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、鋼索（ワイヤロープ）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ベルトコンベ
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。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記装置に使用するシャフトとして、第７図
に示すように、綱索２００上に樹脂コーティングを施し
、この樹脂層２０１上に樹脂製コード２０２を螺旋状に
巻イ」けたものを、本発明者らは考えた。上記装置にお
いては、シャフトの高速回転により、容器はコード２０
２によって搬送される時にコード２０２によって形成さ
れた螺旋状間隙に現れる樹脂層２０１とも激しく摺動す
る。

そのため、容器の首との摺動部２０１′が摩耗し、しか
も当該部分が樹脂製であるため摺動部２０１′の損耗が
著しく、摩耗寿命が短い。これがため、メンテナンスや
シャフト交換などの経費が高くなり、装置のコスト高に
つながる。

この欠点を解決するために、第８図に示すように、摺動
部２０１′上に耐摩耗性金属テープ２１０をギャップ巻
きすることも、本発明者らは考えた。

しかしながら、このシャフトは可撓性に劣るため曲率半
径の小さい湾曲搬送路線に布設し難く、小曲率では金属
テープ２１０に皺が発生し易い。又、湾曲部で金属テー
プ２１０に屈曲疲労にょる破断が短時間で生ずる。

従って、本発明の目的は、上記各シャフトの問題点を克
服するコンベヤ用フレキシブルシャフトを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的は、鋼索上に樹脂製コードを螺旋状に巻付け、
該コードによって形成される螺旋状間隙に金属線を螺旋
状に巻付けたことを特徴とするコンベヤ用フレキシブル
シャフトにより達成される。

本発明のシャフトは、容器の首が摺動する部分に金属線
を巻付けであるので、第７図及び第８図に示す各シャフ
トの欠点が解決される。

本発明のシャフトは、回転によって撓まず且つシャフト
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
して本発明において、可撓性と剛性の両特性を具備する
鋼索の材質に対しては、次の事に留意する。即ち、シャ
フトの用途である、第３〜５図に示すような容器搬送装
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
トを回転させるが、このままだ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、鋼索が磁
力で吸引されるように、鋼索は、鋼鉄、ニッケル、コバ
ルト及びそれらの合金などの磁性金属からなる必要があ
る。

鋼索自身の構造は、基本的には周知の構造、即ち数本（
又は数十本）の素線を撚り合わせたストランド上に更に
数本のストランドを撚り合わせた構造である。好適には
、数層の密巻きコイル線より構成し、各層は１ピツチに
数本ずつの多重巻きとし、隣接する層は順次逆巻きとし
た構造である。

又、ロープの撚り合わせ方である普通撚り、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。

上記綱索上に直接に樹脂製コードを螺旋状に巻付けても
よいが、直接の場合は容器の繰り返し搬送により、特に
湾曲路線の湾曲部でコードが鋼索によって研削される恐
れがあるためと、通常鋼索には素線同土間の摩擦を減す
るための潤滑剤を含ませてあり、この潤滑剤の蒸発を防
止してその保持効果を高めるために、鋼索を被覆する樹
脂層を設けるのが好ましい。

しかして樹脂層は、鋼索の粗表面を均一厚さで平坦に覆
うもので、樹脂材としては特定されるものではない。例
えば、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（例えばポリアセタール
、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（ＵＨＭＷＰＥ）　、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、ポリエチレンテレフタレート
など）などの他、ポリウレタン、ニトリルブタジェン、
スチレンブタジェン、クロロプレン、ブチル、天然ゴム
などのゴム材が例示される。特に、熱可塑性エラストマ
（例えば、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウ
レタン系、ポリエステル系など）などの軟質材であれば
、当該樹脂層上にコードを巻付けた時にコードの巻止に
即応してコード巻付部の樹脂層が凹み、コードの位置が
安定し、容器搬送時の加力によるコード巻付ピッチの変
動を防止する上で好都合となる。

樹脂層の厚さは、シャフトのサイズなどにも依るが、通
常０．１〜２．　Ｏｗｎ、好ましくは０．２〜０．６胴
である。又、樹脂層は、樹脂材で通常行われている押出
被覆技術を用いてコーティングすればよい。例えば押出
被覆の場合、電線の絶縁体被覆の場合と同様に、鋼索を
一定の張力下で一方向に送り出しながら、鋼索の進行方
向軸上に配置したダイスから樹脂材を溶融押出しすると
同時に鋼索上に被覆する如く行う。

鋼索又は樹脂層に螺旋状巻きするコードの材質である樹
脂には特に限定はないが、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）が摩滅
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、且つ動摩擦係数が
小さいことが好ましい。

かかる特性を有するコードの樹脂材としては、前記樹脂
層と同様でよく、その例示はここでは省略するが、主に
摺動性や耐久性を考慮するとりュブマー又はＵＨＭＷＰ
Ｅが最適である。

コードは全体が上記樹脂製でよいが、ケブラーガラスフ
ァイバ、カーボンファイバなどからなる芯体を有してい
てもよい。芯体はできるだけ座屈の少ないことがコード
の伸び防止から好ましいが、一般に芯体のあるコードは
、摩擦熱による温度上昇や引張荷重などに起因するコー
ド伸びの抑制が可能であり、結果として螺旋状巻きした
コードピッチの乱れを一層防止できる点で好都合である
。

なお巻付ピッチは、容器の搬送速度を勘案した上で容器
の大きさ、容器の搬送数量、シャフト回転数などに基づ
いて適宜決定される。又、ピッチはシャフトの全長にわ
たって一定である必要はなく、例えばシャフトの任意部
分において変化させてもよい。

樹脂製コードの螺旋状巻きによって形成される螺旋状間
隙に螺旋状巻きする金属線は、間隙に現れる鋼索又は樹
脂層と容器の首が接触・摺動するのを防止するためのも
ので、容器は当該金属線と摺動する。これにより、シャ
フトの摩耗寿命が長くなるわけである。

しかして、螺旋状間隙に巻く金属線は１本でも２本以上
でもよく、巻本数に制限はない。しかし、金属線の径や
シャフトのサイズにも依るが、２〜１０本程度が好まし
い。１本の金属線の場合には、螺旋状巻きコードによっ
て形成される螺旋状間隙のほぼ中央、即ち容器の首との
摺動部（第７図の符号２０１′参照）の中央に巻くこと
が不可欠である。２本以上の場合、その巻付状態は、金
属線が接触並列する密巻き、或いは各金属線が一定間隔
を置くギャップ巻きのいずれでもよい。密巻き、ギャッ
プ巻きは、第１図に示す如く金属線の巻付幅りの中心が
摺動部のほぼ中央に位置するように心掛ける。又、２本
以上の金属線をギャップ巻きする場合、第１図番こおい
てＣ当図では３本の金属線を用いた例を示す）、金属線
間の距離ｌはシャフトのサイズにより異なるが、６ｍｍ
以下、好ましくは３胴桟度である。なお、図に示す１本
の金属線の巻付ピッチＰ′はコードのそれＰと同一であ
ることが好適である。

金属線の大きさは、第１図からも明らかなようにコード
よりも細く、通常直径が０．１〜１．５　ｍ、好ましく
は０．２〜０．８　ｍｍである。金属線に用いる線材に
は特に限定はないが、細線を螺旋状巻きするので高弾性
であるのが好ましく、更に前述した如きレールに設ける
吸着手段に磁石を用いる場合には磁力による起電力に起
因するシャフトの回転エネルギーの損失を防いだり、シ
ャフトの回転を円滑にするために非磁性であるのが好ま
しい。がかる材質を備えた金属としては、ステンレス、
アルミ合金、黄銅などが例示される。

本発明のシャフトは、主に容器搬送装置に使用するもの
であるが、鋼索にコードを螺旋状巻きしたようなシャフ
トは粉粒体の運搬にも使用できる。

従来この運搬法の一つに、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
り、この鋼製ワイヤに代えて本発明のシャフトを用いれ
ばよいわけである。但し、ここでいう粉粒体とは、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ペレットな
どのいわゆるばら物である。

〔実施例〕

以下、本発明のコンベヤ用フレキシブルシャフトを実施
例に基づいて詳細に説明する。

第１図はシャフトの一例を示す。当シャフトは、綱索１
を樹脂層２で被覆し、樹脂層２上に芯体３ａを有する樹
脂製コード３を一定ピンチで螺旋状に巻付け、コード３
によって形成される螺旋状間隙に３木の金属線５を相互
に一定間隔を置いてギャップ巻きしである。金属線５の
巻付幅りの中心、即ち３本の金属線の真中に位置する金
属線が間隙の中央に存する。

第２図は別態様のシャフトの縦断面を示す。本例では、
コード３の変位を確実に抑えるために２本の金属線７を
螺旋状にギャップ巻きし、両金属線７間にコード３を巻
付け、螺旋状間隙には４本の金属線９をギャップ巻きし
である。かかる構造のシャフトは、巻付コード３の位置
が一段と安定するため、コード巻付ピッチの変化が殆ど
皆無になる。

ここで、一応の目安として第２図に示したシャフトのサ
イズの具体例を示すと、容器の首の径２６．０ｍｍ、鍔
の径４１．２ｍｍ、その肉厚３．３５　ｍｍに対しては
（第５図参照）、鋼索１の径６．０鴫、樹脂層２の肉厚
０．５　ｍｍ、樹脂製コード３の径４．５　ｍｍ、コー
ドピッチ（Ｐ）４０ｍｍ、シャフトのフライト径１６ｍ
ｍである。又、金属線７．９の径０．５　ｍｍ、金属線
の使用本数６本（金属線７が２木、金属線９が４本）、
金属線９間の距離（ｊ２）４ｍｍ、金属線９の巻付幅（
Ｌ）１２ｍｍである。

次に、本発明の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３図において、全長的３ｍの２本のレール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１０４．１０
５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３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４図及び第５図に基づいてもう少
し詳しく説明する。第４図は第３図の線Ａ−Ａ’につい
ての斜視図で、第５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４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４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１１１．１２
１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、前述した構造、即ち各々樹
脂層を設けた鋼索１４１．１５１に樹脂製コード１４２
．１５２を巻付け、螺旋状間隙に金属線を巻いた構造で
あるが、コードの巻付方向が正反対である。但し、金属
線は便宜上第３〜５図には示していない。シャフト１０
４．１０５はレール１０１．１０２上でモータ１０９（
第３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５図から明らかなように、例え
ばポリエチレンテレフタ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。

一方、本発明のシャフトを粉粒体運搬装置に用いる場合
についても述べる。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６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（プラスチック、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、樹脂層を有する鋼索１７１と樹脂製コード
１７２及び金属線１７３とからなるシャフト１７０がチ
ューブの中心軸に沿って挿入・配置されている。シャツ
）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は主にコード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６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ｍｌが一定している。

〔発明の効果〕

本発明のコンヘヤ用フレキシブルシャフトは、以上説明
したように鋼索又は樹脂層の容器との摺動部に金属線を
巻付けであるから、下記の如き効果を有する。

）第７図に示したシャフトにみられる短い摩耗寿命を大
幅に改善でき、シャフトの耐久性が高まり、装置コスト
を削減できる。

ｌＩ）第８図に示したシャフトでは難しかった曲率半径
の縮小化が可能となり、搬送路線の自由度が向上する結
果、装置の設置スペースの節約、設備費の低減、生産性
の向上などがもたらされる。

ｉｉｉ　）第８図に示したシャフトとは異なり、湾曲搬
送路線での屈曲疲労寿命が延長される。

ｉｖ）容器搬送時には、一般に金属線の巻付方向と同方
向にシャフトを回転させるため、即ち金属線の締まり勝
手に回転を与えるため、回転トルクの伝達性が良好であ
る。

■）粉粒体運搬装置においては、装置稼働中にコードピ
ッチが変化せず、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Ｔａ量が一定である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシャフトの一例を示す一部切取斜視図
、第２図は本発明のシャフトの別層様を示す縦断面図、
第３図はシャフトを使用する容器搬送装置の概観平面図
、第４図は第３図の線ＡＡ′についての一部省略斜視図
、第５図は第３図の線Ａ−Ａ’における一部省略断面図
、第６図はシャフトを使用した粉粒体運搬装置の一部省
略縦断面図、第７図は従来考えられているシャフトの一
部切取斜視図、第８図は従来考えられている別のシャフ
トの一部切取斜視図である。 １　　　　　　：鋼索 ２　　　　　　：樹脂層 ３　　　　　　：樹脂製コード ３ａ　　　　　：芯体 ５．７．９　　：金属線 平成３年ＩＯ月ｇ日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼索上に樹脂製コードを螺旋状に巻付け、該コー
   ドによって形成される螺旋状間隙に金属線を螺旋状に巻
   付けたことを特徴とするコンベヤ用フレキシブルシャフ
   ト。
2. （２）前記鋼索上に樹脂層を設けたことを特徴とする請
   求項（１）記載のコンベヤ用フレキシブルシャフト。