ベルト駆動ローラーコンベア

Technology

(ベルトくどうローラーコンベア)

ベルト駆動ローラーコンベアとは、複数のローラーをベルトの摩擦力によって回転させ、容器、段ボール箱、トレー、パレットなどを搬送する装置です。搬送物が接する部分にはローラーを使用し、そのローラーを駆動する仕組みに平ベルト、丸ベルト、Vベルトなどを用います。

製造ラインや物流設備では、搬送物を工程間で移動させるために各種コンベアが使用されます。ベルト駆動ローラーコンベアは、比較的静かに運転しやすく、容器や箱など底面が平らな搬送物の搬送に適しています。計量機、ストッパー、転換機、リフターなどと組み合わせることで、単なる移動だけでなく、停止、位置決め、計量、振り分けを含む搬送システムを構築できます。

ベルト駆動ローラーコンベアの仕組み

ベルト駆動ローラーコンベアは、ローラー、フレーム、駆動ベルト、駆動プーリー、モーター、減速機、ベルト張力調整機構などで構成されます。モーターで駆動ベルトを動かし、ベルトを各ローラーへ接触させることで、複数のローラーを同じ方向へ回転させます。

ローラーの下側から平ベルトを押し当てる方式、ローラー間を丸ベルトでつなぐ方式、ローラー端部へVベルトを掛ける方式などがあり、搬送物の重量、必要な搬送速度、ローラー幅、保守方法などに応じて選定します。

搬送物は、回転するローラーとの摩擦によって進行方向へ移動します。安定して搬送するには、搬送物の底面が常に複数本のローラーへ接触するよう、ローラー間隔を設定することが重要です。

主な用途

ベルト駆動ローラーコンベアは、製造、計量、包装、検査、保管などの工程で使用されます。代表的な用途には、次のようなものがあります。

容器、段ボール箱、トレーなどの工程間搬送
パレットに載せた原料や製品の搬送
計量ステーションへの容器の搬入・搬出
充填機、検査機、包装機との受け渡し
ストッパーを用いた搬送物の一時停止
転換機やリフターと組み合わせた搬送経路の切り替え

例えば、複数の計量ステーションを搬送経路上に設置し、容器を順番に移動させながら、各地点で異なる原料を計量投入する設備があります。容器番号や製造指示と連携させることで、搬送先や計量内容を自動的に切り替えることも可能です。

チェーン駆動ローラーコンベアとの違い

チェーン駆動ローラーコンベアは、ローラーへ取り付けたスプロケットをチェーンで連結して駆動します。重量物やパレットの搬送に適し、比較的大きな駆動力を伝えやすいことが特徴です。

ベルト駆動ローラーコンベアは、チェーン方式と比べて運転音や振動を抑えやすく、構造によっては保守部品を少なくできます。一方で、搬送物が重すぎる場合や、油、水、粉じんなどによってベルトとローラーの摩擦が低下する環境では、滑りや搬送力不足が生じる可能性があります。

どちらを採用するかは、搬送物の重量、底面形状、搬送速度、使用環境、必要な耐久性などを総合して判断します。

設計・制御上のポイント

搬送物の重量と底面形状

搬送物の重量、寸法、重心、底面の材質や凹凸によって、必要なローラー径、ローラー幅、ローラー間隔、駆動力は異なります。底面が柔らかい袋や、脚付きのパレットなどでは、ローラー間へ落ち込んだり、引っ掛かったりする場合があります。

搬送物を安定して支持できるよう、底面の有効長さに対して複数本のローラーが接触する配置とします。重心が偏った搬送物では、搬送中の傾きや蛇行にも注意が必要です。

搬送能力と速度

搬送能力は、搬送速度だけでなく、搬送物の間隔、停止時間、前後工程の処理時間によって決まります。コンベアだけを高速化しても、計量や充填に時間がかかる場合は設備全体の能力は上がりません。

インバーターを用いてモーターの回転速度を変更すれば、搬送速度を調整できます。停止位置の手前で減速し、低速でストッパーや計量位置へ進入させることで、停止時の衝撃や位置ずれを抑えられます。

ベルトの張力と滑り

駆動ベルトの張力が不足すると、ローラーとの間で滑りが生じ、搬送速度の低下や停止につながります。反対に張力が強すぎると、ベルト、ローラー、軸受へ過大な負荷がかかります。

ベルトの伸びや摩耗を考慮し、張力を調整できる構造とします。油、水分、粉体などが付着すると摩擦力が変化するため、使用環境に適したベルト材質やカバー、清掃方法も検討します。

停止・位置決め制御

計量機や充填機の位置へ搬送物を停止させる場合は、光電センサ、近接センサ、ストッパーなどを使用します。搬送物をセンサだけで停止させると、慣性によって停止位置がばらつくことがあるため、機械式ストッパーで位置を規制する方法があります。

PLCでは、搬送物の到着、ストッパーの上昇、前方設備の空き状態などを確認しながらコンベアを制御します。計量時には、搬送物が所定位置に停止したことを確認してから重量を判定します。

滞留と搬送物同士の衝突

下流側の設備が停止すると、搬送物がコンベア上に滞留します。搬送物を接触させたまま押し続けると、箱の変形や転倒、モーターの負荷増加につながる場合があります。

必要に応じてコンベアを複数の区間に分け、各区間のセンサで搬送物の有無を確認しながら順番に運転します。搬送物同士を接触させずに待機させるアキュームレーション制御も検討できます。

安全対策と異常監視

ローラー、駆動プーリー、ベルトなどの可動部には、手や衣服が巻き込まれないようカバーを設けます。作業者が搬送経路へ立ち入る場所では、安全柵、扉スイッチ、非常停止などを設置します。

モーターの過負荷、ベルト切れ、搬送物の詰まり、一定時間内に次のセンサへ到達しない状態などを監視し、異常時にはコンベアと前後設備を停止します。

計量設備との組み合わせ

ベルト駆動ローラーコンベアは、フロアスケールや移動台車スケールなどの計量機と組み合わせて使用できます。計量部にローラーを設け、搬送物を自動的に搬入し、停止後に重量を測定してから次工程へ搬出します。

複数の計量ステーションを設ける場合は、容器を識別し、製造指示に従って必要な場所へ搬送します。各ステーションで投入した原料の重量、計量日時、容器番号などを記録することで、製造実績の管理やトレーサビリティにも活用できます。

計量中にコンベアや周辺設備の振動が伝わると重量表示が安定しない場合があるため、計量時に駆動を停止し、重量値が安定してから判定する制御が必要です。

ハカルプラスの対応

ハカルプラスでは、搬送物の重量、寸法、底面形状、必要な設備能力、搬送経路、工場内の設置スペースなどを確認し、用途に適したベルト駆動ローラーコンベアを選定・設計します。

コンベア単体だけでなく、ストッパー、転換機、リフター、位置決め機構、計量ステーションなどを含む搬送設備の機械設計に対応します。計量と搬送を組み合わせ、容器を移動させながら各工程で順次計量する設備も設計・製造できます。

また、制御盤、PLC、インバーター、各種センサを組み合わせ、搬送物の到着確認、停止・減速、区間搬送、前後設備とのインターロック、異常監視を行います。タッチパネルへの現在位置や警報の表示、搬送・計量実績の保存、生産管理システムとの連携についても、運用に応じて検討します。

よくある質問

Q. ベルト駆動ローラーコンベアはパレット搬送に使用できますか？

A. パレットの重量、寸法、底面形状が対応範囲内であれば使用できます。重量物ではチェーン駆動方式が適する場合もあるため、必要な搬送力や使用環境を確認して選定します。

Q. コンベア上で搬送物を正確に停止できますか？

A. センサ、減速制御、ストッパーを組み合わせることで所定位置へ停止させます。必要な位置精度や搬送速度に応じて構成を検討します。

Q. 搬送しながら重量を計測できますか？

A. 用途によっては可能ですが、一般的な静止計量では、計量位置に搬送物を停止させ、振動が収まってから重量を判定します。必要な能力と精度に合わせて計量方式を選定します。

Q. 搬送物を一定間隔で待機させることはできますか？

A. コンベアを複数の区間に分け、センサで各搬送物の位置を確認することで、接触させずに順番に待機させる制御が可能です。

Q. 既設ラインへ追加できますか？

A. 搬送高さ、搬送物、前後設備との受け渡し位置、設置スペース、電源や制御条件が合えば追加できる場合があります。既設設備との取り合いを確認して構成を検討します。