JPH05270636A - スパイラルコンベアのベルト張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベルトに異常張力が発生した時点で、これを
リニアに検知して異常張力を速やかに解消しベルトの走
行を安定させることができるようにする。 【構成】 ドラム駆動用モータ３の駆動によって回転す
る円筒状の駆動ドラムの外周面に無端ベルト５を螺旋状
に巻き付け、このベルト５を前記ドラムとの摩擦力で走
行させるようにしたスパイラルコンベアにおける前記ベ
ルト５の張力を制御するベルト張力制御装置において、
前記ベルト５に常時接触してこの張力を検知するセンサ
部１４と、前記ベルト５に独立して張力を与える補助駆
動モータ１６とを備え、前記センサ部１４からの信号に
よって前記ドラム駆動用モータ３と前記補助駆動モータ
１６の回転数を個別に制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば加熱装置や冷凍
装置等の処理装置内に収容され、螺旋状に旋回しながら
上下方向に走行する際に、ベルト上に載せて処理装置内
に搬入させたワーク（搬送物）に一定時間に亙る加熱や
冷却等の処理を施して、処理後のワークを処理装置から
順次取り出すようにしたスパイラルコンベアに係り、特
に、このコンベアに使用されている前記ベルトの張力を
制御して、ベルトの異常張力によって発生する様々なト
ラブルを防止するようにしたベルト張力駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記スパイラルコンベアは、螺旋状に旋
回しながら上下方向に走行するベルト上に載せられたワ
ークの冷凍、冷却、加熱または乾燥等の目的に使用され
るものであるが、従来、この種のスパイラルコンベア
は、一般に図７に示すように構成されていた。

【０００３】即ち、図７に示すものは、単一の円筒状の
駆動ドラム１を使用したもので、縦型に設置された駆動
ドラム１の下部には、スプロケット２が同心状に固着さ
れ、このスプロケット２とドラム駆動用モータ３との間
にチェーン４が掛け渡されて、ドラム駆動用モータ３の
回転に伴って駆動ドラム１が回転するよう構成されてい
る。

【０００４】一方、前記駆動ドラム１の外周面に巻き付
けられて螺旋状に旋回しながら上方に走行する無端ベル
ト５が備えられ、このベルト５は、その内側（駆動ドラ
ム１側）端面において駆動ドラム１の外周面に接触し、
ここで発生する摩擦力で駆動ドラム１の回転と共に旋回
しながら走行するとともに、ベルト５の張力を調整する
ための重り６を備えたベルト緊張装置７が設けられ、更
に、前記ドラム駆動用モータ３の回転に伴って減速機及
びチェーン（共に図示せず）を介して回転する被動スプ
ロケット８によっても引っ張られる。

【０００５】そして、ベルト５は、駆動ドラム１の回転
に伴って螺旋状に旋回しながら上方に向かって走行し、
ワーク（図示せず）は、その下方においてベルト５の上
に載せられ、駆動ドラム１の周囲を螺旋状に旋回しなが
ら走行する際に加熱や冷却等の処理が施された後、上方
から順次取り出されて次工程に搬送されるようなされて
いた。

【０００６】ここに、前記ベルト５は、駆動ドラム１を
締め付ける状態で摩擦駆動されるため、経済性の面から
も安全性の面からもベルト５の駆動ドラム１に対する締
付力を極力小さく保つ必要がある。このため、上記のよ
うに、ドラム駆動用モータ３の回転に連動して回転する
被動スプロケット８を設け、ベルト５の内周速度よりも
駆動ドラム１の円周速度の方が若干速くなるようにし
て、ベルト５をスリップさせながら運転している（この
速度差をオーバドライブ量という）。

【０００７】この必要にして最適なオーバドライブ量を
得るため、前記ドラム駆動用モータ３と前記被動スプロ
ケット８との間に、速度比を変化させることができる変
速機等を介装することが一般に行われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のように、ベルトの駆動ドラムに対する締付力を極
力小さくするようにオーバドライブ量を設定し、この量
を一定に保つのみでは、例えば保証重量以上のワークを
ベルト上に積載して運転または運転を開始したり、凍結
用に利用した場合に極低温によってベルトリンク部分や
その他の部分に氷結が発生した場合等、運転環境の変化
等により、ベルトに異常張力が発生してしまうことがあ
る。

【０００９】そして、ベルトに異常張力が発生すると、
ベルトが駆動ドラムに異常な締付力で巻き付くため、ベ
ルトの跳ね上がり現象が発生し、この跳ね上がり現象の
発生によって、ベルト上のワークが落下して破損してし
まうことがあるばかりでなく、最悪の場合には、ベルト
破損や駆動ドラムの破損等、装置自体の破損にも繋がっ
てしまう。

【００１０】また、オーバドライブ量の設定自体が作用
者の勘によって行われているため、作業者の経験の差等
の個人差によって、この量が大きすぎたり、小さすぎた
りしてしまうこともある。

【００１１】そして、オーバドライブ量が小さすぎる
と、ベルトの跳ね上がり現象が発生し、またオーバドラ
イブ量が大きすぎると、入口側でのベルトのノッキング
現象が発生して、ベルト上のワークが乱れてしまうばか
りでなく、振動の一因ともなってしまうといった問題点
があった。

【００１２】本発明は上記に鑑み、ベルトに異常張力が
発生した時点で、これをリニアに検知して異常張力を速
やかに解消しベルトの走行を安定させることができるよ
うにしたものを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るスパイラルコンベアのベルト張力制御
装置は、ドラム駆動用モータの駆動によって回転する円
筒状の駆動ドラムの外周面に無端ベルトを螺旋状に巻き
付け、このベルトを前記ドラムとの摩擦力で走行させる
ようにしたスパイラルコンベアにおける前記ベルトの張
力を制御するベルト張力制御装置において、前記ベルト
に常時接触してこの張力を検知するセンサ部と、前記ベ
ルトに独立して張力を与える補助駆動モータとを備え、
前記センサ部からの信号によって前記ドラム駆動用モー
タと前記補助駆動モータの回転数を個別に制御するよう
にしたことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、ベルト
に異常張力が発生した時に、この異常張力発生時点から
張力異常量をセンサ部でリニアに検知し、異常張力を緩
和させる方向にドラム駆動用モータと補助駆動モータの
回転数を個別に最適に制御して、異常張力を解消させベ
ルトの走行を安定させることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１６】図１乃至図３は、２ドラム駆動方式へ適用
した第１の実施例を示すもので、この実施例において
は、互いに所定間隔離間して縦型に設置された２つの駆
動ドラム１，１が備えられ、この各駆動ドラム１の下部
には、同心状にスプロケット２がそれぞれ固着されてい
るとともに、この各スプロケット２と減速機を備えた各
ドラム駆動用モータ３との間には、それぞれチェーン４
が掛け渡されて、駆動ドラム１，１を個別に駆動させる
ようなされている。

【００１７】そして、無端ベルト５は、入口側の駆動ド
ラム（図中左側）１の外周面に下から上に向かって、出
口側の駆動ドラム（同右側）１の外周面に上から下に向
かって、それぞれ螺旋状に巻き付けられているととも
に、両駆動ドラム１，１の間に位置して、重り６を備え
たベルト緊張装置７が配置されいている。

【００１８】一方、前記入口側の駆動ドラム１から出口
側の駆動ドラム１に渡るベルト５の渡り部には、アクチ
ュエータ９がベルト５の端部に当接して配置され、この
アクチュエータ９に押されてベルト５がその幅方向に沿
って外方に湾曲するようなされている。そして、このア
クチュエータ９は、ベルト５の入口側の一端において、
ピン１０を介して水平方向に揺動自在に片持ち支持され
ているとともに、一対のコイルばね１１，１１の一端が
接続され、このコイルばね１１，１１の他端は押圧板１
２に連結されて、この押圧板１２がロードセル１３に当
接するよう配置されてセンサ部１４が構成されている。

【００１９】これにより、ベルト５の張力量の変化によ
って、即ち、この張力量が大きくなるとベルト５はより
直線状となるように変化するので、この変化によって、
アクチュエータ９がピン１０を中心にその幅方向に内方
に揺動し、この揺動に伴うアクチュエータ９の水平方向
移動量をロードセル１３で検知して、前記ベルト５の張
力量を常時検出するようなされている。

【００２０】一方、前記各ドラム駆動用モータ３には、
この回転数を常時検出するためのロータリエンコーダ１
５がそれぞれ取付けられている。

【００２１】更に、前記ベルト緊張装置７の入口側に
は、前記各ドラム駆動用モータ３とは独立して回転する
補助駆動モータ（サーボモータ）１６によって駆動され
てベルト５に独立して張力を与える駆動スプロケット１
７がベルト５に当接して配置されている。

【００２２】このようにして、ベルト５には、２個のド
ラム駆動用モータ３，３と、１個の補助駆動モータ１６
の計３台のモータで張力が与えられるのであるが、この
各モータ３，３、１６の各回転数は、前記ロードセル１
３からの信号等によって個々に調整されて、ベルト５の
張力が制御される。

【００２３】即ち、前記ロードセル１３及び前記ローラ
エンコーダ１５，１５は、例えばマイコンボード等によ
って構成された制御部１８に接続され、この制御部１８
に前記ドラム駆動用モータ３，３及び補助駆動モータ１
５が夫々接続されて、前記制御部１８からの出力によっ
てドラム駆動用モータ３，３及び補助駆動モータ１５の
回転数を個々に変化せしめ、これによってベルト５の張
力量が制御されるようなされている。

【００２４】この時の制御部１８での制御は、例えば次
の演算式及びロジックで行われる。即ち、各駆動ドラム
１，１の回転数Ｍrpm は、 Ｍrpm ＝（SSP ×1000×（d/D)) ／ (πd −Dpc ×Ov） ……(1) ここに、SSP ；補助駆動部ベルト速度（m/min) d ；駆動ドラム直径(mm) D ；駆動ドラム円周上に巻き付けられたベルトの理論上
の直径(mm) Dpc ；駆動ドラム円周上に巻き付けられたベルトの段ピ
ッチ(mm) Ov ；オーバドライブ量（倍） また、前記オーバドライブ量Ovは、 Ov＝(MSP−SSP ×(d/D )）×1000／Mrpm／Dpc ……(2) ここに、MSP ；駆動ドラム円周速度（m/min ） にそれぞれ設定される。

【００２５】ここに、運転開始から上記式(1) の設定速
度に上昇するまで、ドラム駆動用モータ３，３の実回転
数は、ロータリエンコーダ１５，１５でそれぞれ検出さ
れつつ、設定回転数に到達するまで増加されるととも
に、この設定回転数に到達するまでの間に入口側の駆動
ドラム１の回転数が、出口側の駆動ドラム１の回転数よ
り低くならないようになされている。

【００２６】また、補助駆動モータ１６の回転数も、上
式(1) 及び(2) により、駆動ドラム１，１の回転数に対
して設定されているので、駆動ドラム１，１の回転数上
昇につれて同様に上昇することになる。

【００２７】そして、設定したベルト速度に到達した後
は、決められたプログラムによりベルト５の張力の制御
が行われる。

【００２８】即ち、アクチュエータ９の揺動に伴って検
出されるロードセル１３の検出圧力が、設定張力（圧力
値として設定）以上となった場合には、先ず入口側の駆
動ドラム１の回転数を上昇させてベルト５の送り込みを
多くし、これによって、ベルト５の張力を設定張力以下
に戻すように制御する。一方、ロードセル１３の検出圧
力が、設定張力以下となった時には、入口側の駆動ドラ
ム１の回転数を段階的に下降させ、その間に現状のベル
ト駆動に必要なレベル５の張力を検索するのである。

【００２９】以上の張力制御は、ベルト５の速度を設定
値に保ちながら行うためのものであるが、この制御で異
常張力を回避でき得ない状態に陥った時に、オーバドラ
イブ量を変化させて、即ち、前記各モータ３，３及び１
５の回転数を個々に調整することによりベルト５の異常
張力を回避するのであり、ここに補助駆動モータ１６の
回転数を独立に、即ちドラム駆動用モータ３，３の回転
数とは無関係に独立して調整することにより、このオー
バドライブ量を変化させることができる。

【００３０】なお、このようにオーバドライブ量を変化
させる場合には、ベルト５の速度が変化してしまうこと
になる。

【００３１】図４は、１ドラム駆動方式に適用した場合
の実施例を示すもので、この実施例の場合、前記２ドラ
ム駆動方式の実施例のような渡り部がないため、ベルト
５の駆動ドラム１に対する入口側及び出口側に一対のロ
ーラ１９，１９、２０，２０をそれぞれ設け、この各ロ
ーラ１９，１９、２０，２０間をベルト５が走行する際
に、この端面をセンサ部１４のアクチュエータ９に当接
させ、このアクチュエータ９のピン１０を中心とした揺
動をロードセル１３に伝えてベルト５の張力を駆動ドラ
ム１の入口側と出口側でそれぞれ検知するようにしたも
のである。

【００３２】この実施例は、ベルト５の駆動ドラム１に
対する入口側及び出口側でベルト５の張力を検出してい
るが、スパイラルコンベアの能力によっては、どちらか
片側だけでも良い場合がある。

【００３３】図５に示すものは、ベルト５の出口側のみ
でこの張力を常時検知するようにしたもので、ベルト５
が上から下に走行するようにこれを駆動ドラム１へ螺旋
状に巻き付けるとともに、入口側に送り込みモータ２１
を取付け、更に、この出口側（リターン側）にのみ、ロ
ーラ２０，２０間に位置してセンサ部１４を配して、こ
こでのベルト５の張力を検出するようにしたものであ
る。

【００３４】この実施例の場合、異常張力が発生した時
に、ドラム駆動用モータ３、補助駆動モータ１６及び送
り込みモータ２１の３個のモータでベルト５の張力を制
御し、これによってより早く異常張力の解消安定を図る
ことができる。

【００３５】なお、上記１ドラム駆動方式の場合、図６
に示すように、ベルト５の入口側または（及び）出口側
の折り返し部を利用して、ベルト５の張力を検知するよ
うにすることもできる。

【００３６】即ち、ベルト折り返し軸２２を調芯軸受２
３で受け、この調芯軸受２３の一方にアクチュエータ
９′を一体に連接するとともに、このアクチュエータ
９′の中央部をピン１０′で揺動自在に支承し、更にア
クチュエータ９′の下端にロードセル１３を当接させて
センサ部１４′を構成し、これによって、ベルト５にか
かる張力の変化に伴う調芯軸受２３のベルト５の走行方
向に沿った移動をアクチュエータ９′のピン１０′を中
心とした揺動に変換し、このアクチュエータ９′の揺動
を介してベルト５の張力の微妙な変化をロードセル１３
に伝えるようにしたものである。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
ドラム駆動スパイラルコンベアのベルト張力量をセンサ
で常時検知し、異常張力が発生した時に、この発生時点
から、異常張力を緩和する方向にベルト張力の制御をベ
ルト速度を一定に保ちつつ行うことができる。また、こ
の制御でも異常張力が回避できない状態が発生した時に
は、オーバドライブ量を変化させてベルト速度を変える
ことによって、異常張力を緩和させることができ、これ
によって、異常張力による様々なトラブルを運転を停止
することなく回避することができるといった効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す概要図。

【図２】同じく、平面図、

【図３】同じく、正面図。

【図４】第２の実施例を示す正面図。

【図５】第３の実施例を示す正面図。

【図６】ベルトの張力の他の検出手段を示す要部拡大
図。

【図７】従来例を示す概略斜視図。

【符号の説明】

１ 駆動ドラム ３ ドラム駆動用モータ ５ ベルト ９，９′ アクチュエータ １０，１０′ ピン １３ ロードセル １４，１４′ センサ部 １６ 補助駆動モータ １８ 制御部 ２１ 送り込みモータ ２２ 押し返し軸 ２３ 調芯軸受

【手続補正書】

【提出日】平成４年８月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】また、オーバドライブ量の設定自体が作業
者の勘によって行われているため、作業者の経験の差等
の個人差によって、この量が大きすぎたり、小さすぎた
りしてしまうこともある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】即ち、前記ロードセル１３及び前記ロータ
リエンコーダ１５，１５は、例えばマイコンボード等に
よって構成された制御部１８に接続され、この制御部１
８に前記ドラム駆動用モータ３，３及び補助駆動モータ
１５が夫々接続されて、前記制御部１８からの出力によ
ってドラム駆動用モータ３，３及び補助駆動モータ１５
の回転数を個々に変化せしめ、これによってベルト５の
張力量が制御されるようなされている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 7/08 Ｚ 9241−3Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドラム駆動用モータの駆動によって回転す
   る円筒状の駆動ドラムの外周面に無端ベルトを螺旋状に
   巻き付け、このベルトを前記ドラムとの摩擦力で走行さ
   せるようにしたスパイラルコンベアにおける前記ベルト
   の張力を制御するベルト張力制御装置において、前記ベ
   ルトに常時接触してこの張力を検知するセンサ部と、前
   記ベルトに独立して張力を与える補助駆動モータとを備
   え、前記センサ部からの信号によって前記ドラム駆動用
   モータと前記補助駆動モータの回転数を個別に制御する
   ようにしたことを特徴とするスパイラルコンベアの張力
   制御装置。