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チェーンコンベア
(チェーンコンベア)
チェーンコンベア
チェーンコンベアとは、循環するチェーンによって、パレット、容器、コンテナ、台車、箱物などを搬送する装置です。搬送物をチェーンの上へ直接載せる方式と、チェーンに取り付けたアタッチメントで押す・引く方式があります。
比較的重量のある搬送物や、底面にチェーンで支持できる部分を持つ搬送物に適しています。パレット搬送では2列または3列のチェーンで荷重を受け、製造、計量、検査、保管などの工程間を移動させます。
ハカルプラスでは、搬送物の寸法・重量、必要能力、停止位置、計量工程との接続条件を確認し、機械構造、モーター、制御盤、PLC、タッチパネルまで含めた搬送設備を設計します。
チェーンコンベアの仕組み
チェーンコンベアは、主に搬送用チェーン、駆動スプロケット、従動スプロケット、モーター、減速機、フレーム、チェーンガイド、張り調整機構で構成されます。
モーターの回転を減速機とスプロケットを介してチェーンへ伝え、チェーンを一定方向に循環させます。搬送物はチェーンとの摩擦やアタッチメントによって移動します。
搬送物の幅、底面形状、重量、重心位置に応じて、チェーンの列数と間隔を決定します。支持位置が適切でないと、パレットの傾き、底面の変形、搬送中の横ずれにつながります。
主な搬送方式
直接支持方式
2列または3列のチェーン上へ搬送物を直接載せる方式です。パレット、金属製容器、剛性のあるコンテナなどに適しています。
アタッチメント方式
チェーンへ取り付けた爪やバーで搬送物を押す、引く、吊るす方式です。搬送物の形状や工程に合わせた専用構造を構成できます。
間欠搬送方式
搬送物を所定位置まで移動させ、計量、加工、検査、投入などが完了するまで停止させます。センサ、ストッパー、位置決めピンなどを組み合わせます。
搬送速度と処理能力
チェーンを駆動するスプロケットのピッチ円直径をD、回転速度をNとすると、理論上のチェーン速度vは概略的に次の式で表せます。
v＝πDN÷60
Dをm、Nをmin−1で表した場合、vの単位はm/sです。
搬送物の間隔をL、チェーン速度をvとすると、1時間当たりの理論搬送数Qは、概略的に次のように考えられます。
Q＝3,600v÷L
実際の処理能力には、加速・減速時間、停止時間、工程処理時間、搬送物の受渡し時間などが影響します。
主な用途
- パレットに載せた原料・製品・部品の搬送
- 容器やコンテナの工程間搬送
- 計量ステーションへの搬入・搬出
- 自動倉庫や保管設備との受渡し
- リフターや移動台車と組み合わせた立体搬送
- 組立、検査、充填工程への位置決め搬送
チェーンの列数と支持位置
チェーンの列数は、搬送物の底面構造と荷重分布から決定します。2列式は一般的なパレット搬送に使用され、中央部のたわみが大きい搬送物や幅広の搬送物では3列式を採用する場合があります。
1列当たりの荷重は単純に均等になるとは限りません。搬送物の重心が偏っている場合や底面に反りがある場合は、一部のチェーンへ荷重が集中する可能性があります。
チェーンだけでなく、スプロケット、軸、軸受、フレーム、脚部についても、静的荷重と起動・停止時の動的荷重を考慮します。
モーター容量と搬送負荷
必要な駆動力は、搬送物重量、チェーンとガイドの摩擦、搬送距離、傾斜、加速度などによって変わります。
チェーンを動かすために必要な力をF、チェーン速度をvとすると、必要な機械出力Pは概略的に次の関係で表されます。
P＝F×v
実際のモーター選定では、減速機や伝達機構の効率、起動時の余裕、搬送物の詰まりなども考慮します。モーター容量に余裕があっても、チェーンや減速機の許容荷重を超えないことが重要です。
停止位置と位置決め
計量、投入、検査などを行う場合は、搬送物を所定位置へ確実に停止させます。
一般的には、光電センサや近接センサで搬送物を検出し、モーターを停止します。ただし、停止指令を出してから実際に停止するまでには惰行距離が生じます。
停止精度を高める方法には、次のようなものがあります。
- 停止位置の手前で低速へ切り替える
- インバーターで減速時間を設定する
- 機械式ストッパーを使用する
- 位置決めピンやクランプで固定する
- サーボモータを使用して位置制御する
モーター停止だけで高い位置精度を得ようとすると、搬送物重量や摩擦の変化によって停止位置がばらつくため、必要精度に応じて機械的な位置決めを組み合わせます。
アキュームと搬送物の滞留
チェーンコンベア上で搬送物を連続して停止させる場合は、後続の搬送物が衝突しないようにします。
搬送物ごとにストッパーを設ける、センサで間隔を監視する、搬送区間を分割して個別に駆動するなどの方法があります。
搬送物をチェーン上で滑らせながら滞留させる構成では、底面の摩耗、発熱、必要駆動力の増加に注意が必要です。
前後設備とのインターロック
搬送先が受入れできない状態で運転を続けると、搬送物の衝突、落下、設備干渉が発生する可能性があります。
PLCでは、次の条件を確認して搬送を開始します。
- 下流側コンベアが運転可能である
- 搬送先に空きがある
- ストッパーが所定位置にある
- リフターや移動台車が受渡し位置にある
- 搬送経路に別の搬送物がない
搬送物が一定時間以内に次のセンサへ到達しない場合は、詰まり、空転、搬送物の脱落などを検出し、関連設備を停止します。
チェーンの張りと摩耗
チェーンはピンやブッシュの摩耗によって徐々に伸びます。張りが緩すぎると、スプロケットからの外れ、振動、騒音、搬送位置のずれが発生しやすくなります。
反対に張りすぎると、軸受、スプロケット、チェーンへ過大な負荷がかかります。張り調整機構を設け、左右のチェーンを均等に調整することが重要です。
複数列のチェーンで伸び量が異なると、パレットが斜行する場合があります。チェーン、スプロケット、ガイドの摩耗状態を定期的に確認します。
計量設備との組み合わせ
チェーンコンベアで容器やパレットを計量位置へ搬送し、停止状態で重量を測定する設備を構成できます。
計量中は、前後のコンベアやストッパーから不要な荷重が加わらないよう、計量台を機械的に分離します。搬送物が完全に計量台へ載ったことを確認し、振動が収まって重量が安定してから計量値を確定します。
計量完了後は、重量値、日時、品種、ロット番号などを保存し、次工程へ搬送します。投入前後の重量差から、容器へ投入した原料量を求める構成にも対応できます。
保守・点検上のポイント
- チェーンの伸び、張り、給油状態
- スプロケット歯面の摩耗
- チェーンガイドの摩耗や変形
- 軸受の異音、振動、温度上昇
- フレームや取付ボルトの緩み
- センサやストッパーの位置ずれ
摩耗を放置すると、チェーン外れ、搬送物の斜行、停止位置のずれにつながります。点検や交換を行いやすいよう、カバーの着脱方法や作業スペースも設計段階で考慮します。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、搬送物の形状、重量、搬送距離、必要能力、停止精度、設置スペースを確認し、チェーンコンベアを選定・設計します。
チェーンの列数と間隔、フレーム、スプロケット、軸、モーター、減速機、ストッパー、センサを、搬送条件に合わせて構成します。
チェーンコンベア単体だけでなく、ローラーコンベア、転換機、リフター、移動台車、計量機、自動倉庫を組み合わせた搬送システムにも対応します。
さらに、制御盤、PLCによる搬送シーケンス、位置検出、前後設備とのインターロック、タッチパネル表示、搬送実績・異常履歴の保存まで一体で設計します。
よくある質問
Q. チェーンコンベア上で搬送物が斜めになる原因は何ですか？
A. 複数列チェーンの張りや伸びの差、スプロケット位置のずれ、搬送物の重心偏り、ガイドの調整不良などが考えられます。
Q. 停止位置が毎回ずれる場合はどうしますか？
A. 搬送速度、センサ位置、減速時間、搬送物重量の変化を確認します。精度が必要な場合は、低速切替えや機械式ストッパーを組み合わせます。
Q. チェーンコンベアで搬送しながら計量できますか？
A. 動的計量も検討できますが、一般的なパレット計量では所定位置に停止させ、周囲からの荷重や振動を切り離して測定します。
Q. チェーンから大きな音が出る原因は何ですか？
A. 張り不足、給油不足、スプロケットやガイドの摩耗、芯ずれ、異物の噛み込みなどが考えられます。運転を継続せず点検します。
Q. 既設コンベアへ計量工程を追加できますか？
A. 計量台の設置スペース、搬送物の支持方法、前後設備からの荷重分離、制御盤の空き入出力を確認し、追加可能か検討します。
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