第1章 ベルトコンベアとそのコンポーネント

この章では、ベルト コンベアとは何か、そのコンポーネントについて説明します。

 

ベルトコンベアとは何ですか?

ベルトコンベアは、材料、商品、さらには人などの物理的な物体をある地点から別の地点へ輸送または移動するために設計されたシステムです。チェーン、スパイラル、油圧などを用いる他の搬送手段とは異なり、ベルトコンベアはベルトを用いて物体を移動させます。ベルトコンベアは、電気モーターによって駆動されるローラーの間に張られた柔軟な素材のループで構成されます。

輸送される物品の性質はさまざまであるため、ベルトの材質もそれが使用されるシステムによって異なります。一般的にはポリマーベルトまたはゴムベルトが使用されています。

ベルトコンベアのコンポーネント

標準的なベルト コンベア システムには、ヘッド プーリ、テール プーリ、アイドラー ローラー、ベルト、フレームが含まれます。

 

ヘッドプーリー

ヘッドプーリーは、アクチュエータと電動モーターに連結されています。ヘッドプーリーはコンベアを駆動しますが、通常は押す力ではなく引っ張る力として作用します。ヘッドプーリーは、コンベアが荷物を降ろす地点、つまりベルトコンベアの排出端に設置されることが多いです。ヘッドプーリーはシステム全体を駆動するため、ベルトとのトラクションを高める必要があることが多く、そのため、外面は粗いジャケットで覆われています。このジャケットはレギングと呼ばれます。ジャケット付きのプーリーの外観は、以下のとおりです。

ヘッドプーリーは通常、すべてのプーリーの中で最も直径が大きい。システムによっては、駆動プーリーとして機能する複数のプーリーが使用される場合もある。排出端のプーリーは駆動プーリーである。コンベアアイドラー通常、直径が最も大きく、ヘッド プーリーとして識別されます。

 

リターンプーリーまたはテールプーリー

ベルトコンベアの投入端に設置されます。ベルトコンベア上の材料を支持部材に落とし、ベルトを清掃するための翼状の部品が付いている場合もあります。

シンプルなベルトコンベアでは、テールプーリーは、ベルトの張力を調整するために通常スロットが設けられたガイドに取り付けられます。後述するように、他のベルトコンベアシステムでは、ベルトの張力調整はテイクアップローラーと呼ばれる別のローラーによって行われます。

 

アイドラーローラー

ベルトの長さに沿って配置されたローラーで、ベルトと荷物を支え、たるみを防ぎ、ベルトの位置を揃え、キャリーバック（ベルトに付着した材料）を清掃します。アイドラーローラーは、上記のすべて、またはいずれかの機能を果たすことができますが、どのような場所でも常にベルトを支える役割を果たします。

以下に挙げるように、さまざまな機能に対応したさまざまなアイドラー ローラーがあります。

 

トロうぐいすの怠け者たち

トラフ型アイドラーは、ベルトの「トラフ」を形成するように3つのアイドラーローラーを配置します。これらはベルトコンベア上で搬送物を搬送する側に配置されます。中央のアイドラーは固定式で、両端の2つのアイドラーは調整可能です。これにより、トラフの角度と深さを調整できます。

これらのアイドラーを使用することで、ベルトコンベアの全長にわたって一定の断面積を維持し、こぼれを軽減することができます。一定の断面積を維持することは、ベルトコンベアの安定性にとって重要です。

 

 

ゴムディスクアイドラー

このアイドラーは、ローラーの軸に沿って一定間隔でゴム製のディスクを配置しています。両端では、ローラー同士の距離がかなり近くなっており、破れやすいベルトのエッジ部分をしっかりと支えることができます。間隔を空けたディスクは、ベルトの端に付着した残留物や残材を切断し、ベルトの底部に蓄積する材料を軽減します。これは、ミストラッキング（ベルトがシステムの片側に寄り、位置ずれを引き起こすこと）の一般的な原因です。

ディスクがねじのように螺旋状になっている場合、アイドラーはゴム製スクリューアイドラーローラーと呼ばれます。機能は同じです。スクリューアイドラーローラーの例を以下に示します。

スクリューアイドラーはゴム製の螺旋構造でも製作可能です。スクリューアイドラーは、特に移動式ベルトコンベアなど、キャリーバックをスクラッパーで除去することが困難な場合に最もよく使用されます。

 

トレーナーアイドラー

トレーナーアイドラーはベルトを真っ直ぐに走行させます。これはミストラックを防ぐ効果があります。ベルトが片側にずれた場合、中央のピボットがローラーを中央に戻すことで、ミストラックを防ぎます。また、ベルトのガイドとして機能する2つのガイドローラーも備えています。

 

 

コンベアベルト

ベルトコンベアの設置において、ベルトはおそらく最も複雑な部分です。ベルトは材料の積み込みや搬送の際に大きな負荷を受けるため、張力と強度が非常に重要です。

搬送距離の延長に対する需要の高まりは、新素材の研究を促進してきましたが、これには常にコストが伴います。環境に配慮した規則を厳格に遵守した高強度ベルトは、セットアップコストが高くなる傾向があり、そのコストを正当化することが困難になる場合もあります。一方、経済的なアプローチをとった場合、ベルトは故障しやすく、結果として運用コストが高くなります。ベルトのコストは通常​​、ベルトコンベアの総コストの50%未満に抑えるべきです。

ベルトは次のようなコンポーネントで構成されています:

 

コンベアカーカス

ベルトの骨格となるカーカスは、ベルトを動かすために必要な引張強度と、荷重を支える横方向の剛性を備えていなければなりません。また、荷重による衝撃を吸収する能力も備えていなければなりません。ベルトはループ状であるため、接合する必要があります。これはスプライシングと呼ばれます。スプライシング方法の中には、ボルトやファスナーを使用するものもあるため、カーカスはこれらのファスナーに適切かつ強固な基盤を提供する必要があります。

 

カーカスは一般的にスチールコードまたは繊維プライで作られています。繊維プライは、アラミド、ポリアミド、ポリエステルなどの繊維で作られています。1プライのみを使用する場合は、PVCコーティングされた繊維カーカスも一般的です。カーカスは6層重ねることもできます。また、バルクコンベヤベルトに不可欠なエッジ保護機能も備えています。

 

コンベアカバー（上部、下部、側面）

これはゴムまたはPVC製の柔軟な素材です。カバーは天候や作業環境に直接さらされるため、用途に応じて慎重に検討する必要があります。一般的に、難燃性、耐寒性、耐油性、帯電防止性、食品グレードなどの性能が求められます。

コンベアの搬送面は、荷重、コンベアの傾斜角度、ベルトの用途に応じて、それぞれに特殊な形状があります。波形、平滑、または溝付きなど、様々な形状があります。

CNC マシンのスクラップ コンベアなどの他の用途では、従来の他の素材ほど摩耗しないため、スチール ベルト コンベアが使用されます。

食品加工業界では、食品の保存や汚染の最小化のために PVC、PU、PE ベルトも使用されています。

プラスチックベルトは比較的新しい技術ですが、その多くの利点から、徐々に普及が進んでいます。洗浄が容易で、使用温度範囲が広く、優れた耐粘性を備えています。また、耐酸、耐アルカリ性、耐塩水性にも優れています。

 

コンベアフレーム

フレームは、積載量、作業高さ、移動距離に応じて異なります。片持ち梁のようなシンプルな構造のものもあれば、大きな積載量の場合はトラス構造のものもあります。また、シンプルで軽量な作業には、アルミニウムの押し出し材も使用されます。

フレーム設計はコンベア設計において重要な要素です。不適切なフレーム設計は、次のような問題を引き起こす可能性があります。

• ベルトが軌道から外れた
• 構造上の欠陥により次のような結果が生じます。

• 長時間のダウンタイムは生産の遅れにつながる
• 負傷者と死傷者
• 高額な流出

• 製造方法と設置に費用がかかります。

フレームには、上図のように通路や照明などのアクセサリーを取り付けることもできます。照明を設置する場合は、素材を保護するために小屋やガードが必要になります。

積載シュートと排出シュートも設置可能です。これらの追加オプションをすべて把握しておくことは、予期せぬ過積載を防ぐ上で重要です。

 

 

第2章 種類ベルトコンベア

この章では、ベルトコンベアの種類について説明します。ベルトコンベアには以下の種類があります。

 

 

ローラーベッドベルトコンベア

このタイプのコンベアベルトでは、ベルト直下の表面は複数のローラーで構成されています。ローラーは密集して配置されているため、ベルトのたるみはほとんどありません。

長距離搬送にも短距離搬送にも適しています。場合によっては、搬送距離が非常に短いため、システム全体で2つのローラーしか使用しないこともあります。

重力で荷物を積み込む場合、ローラーベルトコンベアは最適な選択肢の一つです。手作業で積み込む場合、ローラーには通常ベアリングが内蔵されているため、衝撃で簡単に損傷してしまいます。これらのベアリングとローラーの表面が滑らかなため、摩擦が大幅に低減され、搬送が容易になります。

ローラーベッド式ベルトコンベアは、主に手作業による選別、組立、輸送、検査を行う場所で使用されます。例としては、以下のようなものが挙げられます。

• 空港の手荷物取り扱い
• 郵便局を含む宅配便の仕分け

 

フラットベルトコンベア

平ベルトコンベアは最も一般的なコンベアの一つです。主に施設内での物品の搬送に使用されます。内部搬送には、ベルトを引っ張るための一連の電動ローラー/プーリーが必要です。

フラットベルトコンベアに使用されるベルトは、織物、ポリマー、天然ゴムなど多岐にわたります。そのため、搬送対象物の種類を問わず、幅広い用途に対応できます。また、通常取り付けられているテールプーリーを調整することで、ベルトの芯出しも容易です。一般的に低速コンベアベルトとして使用されます。

フラットベルトコンベアの用途には以下が含まれます。

• 遅い組立ライン
• 洗浄アプリケーション
• 軽い埃っぽい工業組立

 

モジュラーベルトコンベア

柔軟なベルトの「シームレスな」ループを使用するフラットベルトコンベアとは対照的に、モジュラーベルトコンベアは、通常プラスチックまたは金属製の一連の連結された剛性部品を使用します。自転車のチェーンのような働きをします。

これにより、フレキシブルベルトに比べて大きな利点が得られます。幅広い温度範囲とpHレベルで動作するため、耐久性に優れています。

ベルトの一部が損傷した場合、フレキシブルベルトのようにベルト全体を交換する必要はなく、その部分だけを簡単に交換できます。モジュラーベルトは、たった1つのモーターで、コーナー、直線、傾斜、下り坂を走行できます。他のコンベアも同様の性能を備えていますが、複雑さとコストがかさみます。コンベアの長さやタイプよりも「特殊な」幅が必要な用途では、モジュラーベルトコンベアの方がはるかに容易に対応できます。

モジュラーベルトコンベアは非金属で、清掃が容易で、ガスや液体に対して透過性があるため、次のような用途に使用できます。

• 食品取り扱い
• 流体処理
• 金属探知

 

クリートベルトコンベア

クリート付きベルトコンベアには、必ずバリアまたはクリートが設計に組み込まれています。クリートはベルト上の均等なセグメントを分離する役割を果たします。これらのセグメントは、傾斜や下り坂でコンベアから転がり落ちたり、コンベアから落ちたりする可能性のある粒子や材料を遮断します。

クリートにはさまざまな形とサイズがあり、次のようになります。

 

逆大文字のT

このクリートはベルトに対して90度に立ち上がり、繊細なアイテムをしっかりと支え、柔軟性を高めます。軽作業や小型部品、包装品、食品の取り扱いに最適です。

 

前傾した大文字のL

形状が固定されているため、てこの力に容易に抵抗できます。顆粒をすくい上げ、重力に逆らって保持するのに使用できます。軽量から中重量の顆粒の保持にも使用できます。

逆V字クリート

これらのクリートは高さ5cm未満で、トラフと同様の効果を発揮します。比較的短いクリートは大きな衝撃にも耐えられるため、重い物や大きな塊の輸送に使用できます。

ラグとペグ

これらのクリートは、野菜や果物などの洗浄後の液体の流出を助けるために使用されます。ラグとペグは、大型のカートンやロッドなど、ベルトの長さ全体にわたって支える必要のない物質や物品を搬送するのに費用対効果の高い方法です。また、必要なサイズを超える製品を部分的に移動させたり、製品を個別に固定したりするためにも使用できます。

クリートベルトコンベアのその他の用途は次のとおりです。

• エスカレーターは、緩い材料を急な傾斜で運ぶという意味で、クリート付きベルトコンベアの改良版です。

 

カーブベルトコンベア

このコンベアは、あらかじめ湾曲加工されたフレームを使用しており、狭いコーナーでも搬送可能です。スペースが限られており、巻き取り式コンベアの方が省スペースな場合に使用されます。カーブは最大180度まで対応可能です。

連結セグメントを備えたモジュラープラスチックは、コンベアがカーブ前に直線走行する場合に限り使用されます。ベルトが主にカーブ走行する場合は、平らでフレキシブルなベルトが使用されます。

 

傾斜/下降ベルトコンベア

傾斜コンベアでは、ベルトコンベアからの搬送物の落下を防ぐために、より高い張力、高いトルク、そしてベルト表面のトラクションが必要です。そのため、ギアモーター、センタードライブ、そしてテイクアップが組み込まれます。また、トラクションを高めるために、ベルトの表面は粗くする必要があります。

クリートコンベアと同様に、これらも傾斜に沿って物体を運び、落下を防ぎます。また、流体の重力流を増強するためにも使用できます。

 

衛生洗浄コンベア

製薬業界や食品業界では、衛生・安全ガイドラインに基づき、滅菌や強力な洗浄が一般的に必要となります。ウォッシュダウンコンベアやサニタリーコンベアは、こうした衛生的な手順に対応できるよう設計されています。ここで使用されるベルトは、通常、比較的薄い平ベルトです。

衛生的な洗浄用ベルトコンベアは、冷凍庫や炉などの極度の温度環境から搬出される物品の搬送に使用されます。高温の油や釉薬の中で作業しなければならない場合もあります。油脂分の多い環境にも耐えられるため、船舶から石油ドラム缶や木箱を降ろす際にも使用されることがあります。

 

トラフ型コンベア

トラフ型ベルトコンベアは、トラフ型はどのタイプのコンベアにも組み込むことができるため、特別なタイプのベルトではありません。

ベルトの下にトラフ型アイドラーローラーがあるため、ベルトがトラフ型の形状を形成します。

トラフイングアイドラーローラーは、中央のローラーが水平回転軸を持ち、外側の2つのローラー（ウィングローラー）は水平に対して斜めに傾いた軸を持ちます。この角度は通常約25度です。トラフイングは上部のアイドラーローラーでのみ発生し、下部ではほとんど発生しません。

トラフ角が高すぎると、ベルトに永久的な損傷が発生します。ベルトが急角度でトラフされると、カップ形状が維持され、清掃が困難になり、ベルトの軌道が崩れるだけでなく、ベルトのカーカスが破損する恐れがあります。また、アイドラーローラーとの接触面積が減少し、最終的にはベルトコンベアシステムの効率が低下する可能性があります。

トラフベルトは通常、水平または傾斜面内で動作しますが、傾斜角は25度までです。ベルトの半径は、トラフアイドラー内のすべてのローラーに接触できる程度の大きさが必要です。トラフ角度が急すぎると、ベルトが中央のアイドラーローラーに接触せず、ベルトの構造的完全性だけでなく、コンベアシステム全体の効率も低下します。