コンベアシステム完全解説：種類、用途、メリット（PDF付き）

製品をある生産エリアから別のエリアへ輸送・移動する必要があるあらゆる業界で、コンベアシステムが使用されています。これらの業界では、効率向上、人件費削減、作業プロセスの合理化のためにコンベアシステムを活用しています。

コンベアシステムは、原料や加工品をある場所から別の場所へ移動させるために設計された機械的搬送装置です。製造・加工企業は、特に大量生産品にこれらのシステムを使用します。同様に、自動車部品などの鋭利または重い物品を扱う際にも使用されます。

以下では、コンベアシステムについて、種類、利点、制限、用途など、知っておくべきすべてを解説します。

また、記事の最後にコンベアシステムとその種類に関するPDFをダウンロードできます。

コンベアシステムの構成要件とコンポーネント

コンベアシステムは様々な設計、サイズ、形状があります。しかし、すべてのコンベアシステムに共通する基本コンポーネントがあります。これらはフレームまたはベルトサポート、駆動装置、アイドラー/サポートシステムです。

コンベアシステムを設置または特定の用途に採用する前に、考慮すべき要因があります。一つは、他の材料や製品との干渉や妨げがないよう、利用可能なスペースを確保することです。その他の考慮すべき要因は以下の通りです：

荷重能力

荷重能力とは、システムが単位長さあたり運べる最大重量を指します。総荷重能力を計算する際は、全体のベッド幅と長さに注意してください。不正確なサイジングはシステム過負荷を引き起こし、損傷や運転中の強制停止の原因となります。

速度

コンベアシステムの平均速度は、製品を一点から另一点へ移動させる速さを決定します。この速度は通常、フィート/分（fpm）で測定されます。65 fpm以下は平均的な人間より遅いとされます。ただし、現代のコンベアシステムでは速度調整が可能で、生産プロセス全体をより柔軟にします。

材料搬送

ほとんどのコンベアは固体、粉体、液体材料を扱うように設計されています。これらのシステムは、様々なパラメータ、形状、サイズ、構成を持ちます。例えば、粉体や液体搬送システムは漏れを防ぐために十分に密封されています。システム設計は、輸送プロセス全体で最高品質基準を満たすべきです。これは特に、時間の経過とともに粉塵が蓄積する可能性のある粉末やチップタイプの材料で重要です。

安全性

ほとんどの産業機械と同様に、コンベアシステムはOSHA規則を遵守し、様々な政府の安全要件を満たす必要があります。優れたコンベアシステムには、事故防止と機械部品の損傷最小化のための様々な安全機能があります。考慮すべき安全要件には、記号と警告標識、非常停止ボタン、キー付きモーター起動機能などがあります。

駆動システム

駆動装置は、ベルトとベルトサポート/フレーム上の材料を動かすシステムの動力です。駆動システムは物を一方向または双方向に動かせます。駆動装置は設計により、システムの始点、中間、終点に配置できます。駆動装置にはモーターで作動するギアシステムが付属することが多いです。同様に、用途に応じて単一または可変速度のものがあります。

コンベアシステムの種類

一般的なコンベアシステムには、ベルトコンベア、モノレールコンベア、オーバーヘッドトロリーシステム、空気搬送コンベアがあります。

その他には、スクリューコンベア、グラビティローラーコンベア、チェーンコンベア、振動コンベアがあります。以下に市場の主要なコンベアタイプの概要を示します。

ベルトコンベア

最もシンプルで一般的なコンベアシステムです。ベルトコンベアは、鋼製フレーム上で支持された移動ベルトを備えています。下部のフレームも搬送される材料を支えます。

スクリューコンベア

このコンベアシステムは、パイプ内部のシャフト上に回転するヘリコイドを持っています。スクリューコンベアは、チップ、粒状製品、ばら荷材料などのバルク物質の移動によく使用されます。

空気搬送コンベア

加圧ガスを使用して、密閉パイプラインを通じてかさばる材料を押し出します。パイプライン内に圧力が蓄積すると、材料が持ち上げられ、パイプを通って移動します。このコンベアシステムは、粉末と粒状製品によく使用されます。

グラビティローラーコンベア

名前の通り、このシステムは側面フレームに取り付けられた等間隔のローラーのセットを使用して、重い製品と材料を移動させます。このコンベアシステムは、材料が重力で移動するように角度を付けて設置する必要があります。また、製品を置いて移動させる便利な表面も提供します。運送会社は、トラックの積み下ろしにグラビティローラーコンベアをよく使用します。

モノレールコンベア

このシステムは、異なる製品を移動するように変更可能なレールで構成されています。モノレールは生産フロア上の開放スペースを占有し、長距離の製品移動に最適です。

シュートコンベア

これらは、金属、プラスチック、木材で作られた滑らかな平面システムで、コンベアフレームに角度を付けて設置されます。郵便物処理、スクラップ処理、包装などによく使用されます。

コンベアシステムの作動原理

コンベアシステムの作動原理を理解するために、ベルトコンベアを例に説明します。後者は、プーリーにかけてループされた厚く耐久性のある材料で作られたベルトを持っています。このコンベアには、搬送される材料をたるみなく保持するためのサポートシステムもあります。

その他の重要なコンポーネントは、駆動システムとベルトクリーナーです。駆動システムは主にプーリーを駆動するACモーターで構成され、ベルトクリーナーは荷降ろし後にベルトに残るキャリーバックを除去します。

ただし、コンベアの作動原理は、駆動ユニットの設計、プーリー構成、アドオンモジュールによって若干異なります。コンベアシステムを選択する前に、その作動原理を理解し、独自のニーズを満たすかどうかを確認してください。

コンベアシステムの用途

予想通り、コンベアシステムは考えられるほぼすべての産業分野で見られます。コンベア市場は2025年までに100.7億ドルに達すると推定されています。これは、2020〜2025年の予測期間中に4.5%のCAGRを示します。

コンベアシステムの基本的なユースケースの一つは包装用途です。複数のプロセスが必要な分野でも広く使用されています。例えば、ボトルキャッピングと包装機械と組み合わせて、キャップ済みボトルを包装工程に供給するために使用できます。

様々なコンベアシステムが様々な産業現場で用途を見出しています。例えば、オーバーヘッドコンベアは食肉処理場、クリーニング店、自動車生産ラインで使用されます。空気搬送コンベアとスクリューコンベアは半密閉チューブで製品を移動させ、粉末や乾燥製品によく使用されます。

その他のコンベアは、プロセス間の製品移動などの特殊な操作を実現します。例として、精度が重要な製造フロアで使用されるウォーキングビームコンベアがあります。

用途には金属加工、医薬品、焼結、食品加工、印刷などがあります。つまり、完成品や材料が前後に移動するあらゆる生産プロセスがコンベアシステムの恩恵を受けます。

コンベアシステムの利点と制限

コンベアシステムの主なメリットには、効率向上と時間節約があります。機械がバイアスなく作業するため、一貫性と品質の管理が容易です。コンベアシステムは柔軟で、生産要件に合わせて調整できます。これは主に運転速度の調整によって行われます。その他のメリットには、生産フロアの安全性向上と柔軟性の向上があります。自動荷降ろしと駆動システムの双方向機能のおかげです。

上記のメリットに加え、コンベアシステムにはいくつかの制限もあります。これらの制限の多くは、メンテナンス不備や部品の突然の故障によるシステム不具合が原因です。

システム不具合の例には、ベルトの蛇行、スリップ、詰まり、過剰なキャリーバック、こぼれなどがあります。各タイプのコンベアシステムは異なる課題を経験し、それらすべてを知る必要があります。そうすることで、潜在的なダウンタイムに備え、早期に解決策を講じることができます。それでも、これらの問題の多くは定期的なメンテナンスと、何よりも高品質で信頼性の高い製品への投資によって解決できます。

結論

生産プロセスの一部を自動化したい場合、コンベアシステムへの投資が究極の解決策となる可能性があります。コンベアを選ぶ際は、常に荷重能力、定格速度・スループット、駆動装置の位置、フレーム構成を優先してください。

同様に、製品が評判の良い会社からのものかどうかを確認するため、決定前に独自の調査を行うべきです。優れたメーカーのコンベアシステムは、市場でポジティブな実績を持っています。信頼できるサードパーティサイトの顧客レビューを見ることで確認できます。

その他、保証期間、期待寿命、技術・カスタマーサポートサービスにも注目してください。溢れる市場で圧倒されたり混乱したりしないよう、コンベアシステムの選定時に専門家のアドバイスを求めることを検討してください。

著者について

Alejandro PerezはACASI Machineryで設計エンジニアとして働いています。彼は機械に深く関わっており、コンベアシステムでの豊富な経験を持っています。