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モーターローラーコンベア
(モーターローラーコンベア)
モーターローラーコンベア
モーターローラーコンベアとは、ローラー内部にモーターと減速機を組み込んだモーターローラーを駆動源として、段ボール箱、コンテナ、トレー、パレットなどを搬送する装置です。外付けモーターや長い駆動チェーンを使わずに構成できるため、搬送ラインを比較的コンパクトにまとめられます。
モーターローラーの回転は、丸ベルト、平ベルト、チェーンなどを介して周囲の従動ローラーへ伝えます。搬送路を複数の区間へ分け、搬送物が存在する区間だけを運転するゾーン制御にも適しており、省エネルギー化や搬送物同士の衝突防止に利用されます。
モーターローラーコンベアの仕組みと構成
主な構成機器は、モーターローラー、従動ローラー、フレーム、駆動伝達部、搬送物検出センサ、専用ドライバ、電源、制御盤、PLCなどです。モーターローラーへ運転指令を与えると内部モーターが回転し、ローラー表面と搬送物底面の摩擦によって搬送します。
1本のモーターローラーで複数本の従動ローラーを駆動する構成が一般的です。搬送物の重量、同時に載る数量、必要速度、搬送距離に応じて、ローラー径、ローラーピッチ、駆動本数、モーターローラーの出力を選定します。
ドライバは、運転・停止、正転・逆転、速度設定、過負荷監視などを行います。製品によっては、ゾーン間の搬送制御をドライバ同士で行えるものと、PLCから個別に指令するものがあります。
主な用途
- 段ボール箱、コンテナ、トレーの工程間搬送
- パレットに載せた原料や製品の搬送
- 充填機、検査機、包装機への搬入・搬出
- 計量ステーションへの容器搬送
- 搬送物を一定間隔で待機させる滞留搬送
- 転換機、リフター、移動台車との受け渡し
モーターローラーコンベアは、区間ごとに独立して動かしやすいため、多数の搬送物を順番に待機させる設備に適しています。前方の搬送物が進んだときだけ後方区間を運転すれば、ライン全体を常時動かす必要がありません。
搬送速度と搬送能力
モーターローラーの直径をD、回転速度をN、理論搬送速度をvとすると、次の式で表せます。
v＝πDN÷60
Dをm、Nをmin−1で表すと、vの単位はm/sです。例えば、直径50mm、回転速度120min−1の場合は、次のようになります。
v＝π×0.05×120÷60≒0.314m/s
実際の速度は、搬送物とローラーの滑り、駆動ベルトの伸び、負荷、加減速時間によって理論値と異なる場合があります。
搬送物の進行方向長さをL、搬送物間の空間をGとすると、理論上の1時間当たり搬送個数Qは、次の式で概算できます。
Q＝3,600v÷（L＋G）
搬送速度0.3m/s、搬送物長さ0.5m、間隔0.2mの場合、理論値は約1,543個/hです。実際の設備能力は、停止、計量、検査、合流、分岐などの待ち時間を含めて算出します。
ローラーピッチの考え方
ローラーピッチとは、隣り合うローラーの中心間距離です。搬送物を安定して運ぶには、底面を常に複数本のローラーで支持する必要があります。
搬送物の底面長さをL、ローラーピッチをp、支持するローラー本数をnとすると、概算では次の関係になります。
n≒L÷p＋1
底面長さ400mm、ローラーピッチ100mmの場合、搬送物は概ね5本のローラーで支持されます。底面が柔らかい箱、小型容器、脚付きパレットなどでは、ピッチを狭くするか、補助ローラーやプレートを設けることがあります。
駆動伝達方式の違い
丸ベルト駆動
モーターローラーと従動ローラーを丸ベルトで連結する方式です。構造が比較的簡潔で、箱やトレーなどの軽量物搬送に利用されます。ベルトの伸び、摩耗、外れを定期的に確認します。
平ベルト駆動
ローラー下部へ平ベルトを押し当て、複数のローラーをまとめて回転させます。比較的長い区間を連続駆動できますが、張力不足や油分の付着による滑りに注意します。
チェーン駆動
ローラー端部のスプロケットをチェーンで連結します。重量物や大きな駆動力が必要な場合に適しますが、給油、張り調整、騒音、巻込み防止カバーなどの保守・安全対策が必要です。
ゾーン制御と滞留搬送
コンベアを複数の区間に分け、各区間を独立して運転する方式をゾーン制御と呼びます。各ゾーンに光電センサなどを設け、搬送物の有無を検出します。
下流ゾーンが空いていれば搬送物を送り、占有されていれば上流ゾーンで待機させます。搬送物同士を強く接触させずに蓄積する方式は、ゼロプレッシャーアキュームレーションと呼ばれます。
搬送物が下流へ移動した後は、空いたゾーンから順番に運転します。センサの死角や搬送物の長さによって、1つの搬送物を複数ゾーンで検出する場合があるため、ゾーン長さとセンサ位置を搬送物に合わせます。
設計・制御上のポイント
搬送物の重量と底面を確認する
搬送物の重量、寸法、重心、底面材質、凹凸によって、必要なローラー径、ピッチ、駆動力は異なります。柔らかい袋、底面が変形した箱、脚付きパレットは、ローラー間へ落ち込んだり引っ掛かったりすることがあります。
重心が高い搬送物では、急加速・急停止による転倒にも注意します。必要に応じて側面ガイドを設け、速度や加減速時間を調整します。
必要な駆動力と電源容量を確保する
搬送物重量、同時搬送数、ローラーや軸受の抵抗、傾斜、起動頻度などから必要な駆動力を検討します。容量が不足すると、起動不能、速度低下、ドライバの過負荷停止が発生します。
複数のモーターローラーを同時起動すると、電源へ負荷が集中します。電源容量、配線長、電圧降下を確認し、必要に応じて起動タイミングをずらします。
前後設備との乗り移りを安定させる
前後のコンベアとの間に大きな隙間や段差があると、小型搬送物が落下したり、底面が引っ掛かったりします。端部ローラー径、コンベア間距離、搬送高さを確認します。
リフターや転換機へ受け渡す場合は、相手機器が所定位置にあり、搬送面の高さが一致していることを確認してから送り出します。
停止と位置決めを調整する
センサ位置でモーターローラーを停止しても、搬送物は慣性で進むため、停止位置がばらつくことがあります。位置精度が必要な場合は、低速で接近させる、機械式ストッパーへ当てる、位置決めガイドを設けるなどの方法を用います。
計量設備へ搬入する場合は、搬送物が完全に計量台へ載り、前後のローラーやストッパーから外力を受けていないことを確認します。
正転・逆転を安全に切り替える
搬送物の取出しや異常復旧のため、逆転機能を設ける場合があります。正転中に直ちに逆転すると、モーターや駆動伝達部へ大きな負荷がかかります。
一度停止し、必要な待ち時間を設けてから逆転します。正転・逆転信号が同時に出ないよう、PLCソフトと電気回路の両方でインターロックを設けます。
搬送タイムアウトを監視する
運転開始後、設定時間内に次のセンサへ搬送物が到達しない場合は、搬送異常と判断します。原因には、ローラーの滑り、搬送物の引っ掛かり、モーターローラー停止、センサ不良があります。
タイムアウト時は異常区間と上流区間を停止し、後続品の衝突を防ぎます。タッチパネルへ異常ゾーン、センサ状態、運転指令を表示すると、復旧箇所を確認しやすくなります。
異常時の復旧とフェイルセーフ
主な異常には、モーターローラー過負荷、ドライバ異常、電源電圧低下、駆動ベルト切れ、ローラー固着、搬送物詰まり、センサ未到達があります。異常発生時は、該当ゾーンだけでなく、搬送物を送り込む上流ゾーンも停止します。
復旧時は、搬送物の位置、ローラー間へのかみ込み、転換機やストッパーの位置を確認します。搬送物を取り除かずに自動再起動すると、製品破損や設備損傷が広がる場合があります。
停電復旧後は、各ゾーンに残る搬送物をセンサで再確認します。センサだけでは搬送物の行先や処理済み状態を判断できない場合があるため、作業者確認後に再開する構成も検討します。
保守と設備更新
定期点検では、モーターローラーの異音や発熱、従動ローラーの回転、丸ベルトや平ベルトの摩耗・伸び、チェーン張力、センサの汚れ、配線を確認します。
ローラーが1本固着しているだけでも、搬送物底面の傷、搬送速度低下、過負荷の原因になります。ゾーンごとの搬送時間や消費電流を記録しておくと、劣化を把握しやすくなります。
モーターローラーやドライバを更新する場合は、電源電圧、定格電流、搬送速度、回転方向、制御信号、異常信号を確認します。新旧機器で加減速特性や応答時間が異なる場合は、タイムアウトや停止位置を再調整します。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、搬送物の寸法・重量・底面形状、搬送速度、搬送距離、必要能力、滞留数、前後設備との受渡し条件などを確認し、モーターローラーコンベアを含む搬送設備を検討します。
ローラー径、ピッチ、モーターローラー、従動ローラー、センサ、ストッパー、ガイドなどの機械構成に加え、制御盤、PLC、タッチパネルを組み合わせて設備を構成します。
運転・停止、正転・逆転、速度切替、ゾーン制御、ゼロプレッシャーアキュームレーション、搬送タイムアウト、前後設備とのインターロック、異常時の停止・復旧を設計します。
リフター、移動台車、転換機、計量機、自動倉庫などとの連携や、バーコードなどによる行先管理、搬送実績・警報履歴の保存、上位システムとの通信についても、運用と仕様を確認して検討します。
よくある質問
Q. モーターローラーが回っているのに搬送物が進まない場合は何を確認しますか？
A. 搬送物底面とローラーの滑り、従動ローラーの固着、駆動ベルトの外れや伸び、搬送物重量、ガイドへの接触を確認します。
Q. ゾーン間で搬送物が詰まる場合はどう調整しますか？
A. センサ位置、ゾーン長さ、搬送物長さ、受渡しタイミングを確認します。隣接ゾーンを一時的に同時運転すると改善する場合があります。
Q. 搬送物の停止位置がばらつく場合はどうしますか？
A. 搬送速度、減速開始位置、センサ位置、停止応答を確認します。高い位置精度が必要な場合は、機械式ストッパーを併用します。
Q. 停電後に自動で搬送を再開できますか？
A. 搬送物の位置と行先を正しく判断できれば再開できる場合があります。ただし、処理状態が不明な搬送物がある場合は、作業者確認後の復旧が安全です。
Q. 既設コンベアをゾーン制御へ変更できますか？
A. 区間ごとに駆動を分け、センサ、ドライバ、PLC入出力を追加できれば対応できる場合があります。搬送物の長さ、必要滞留数、既設電源容量を確認します。
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