イントロダクション
エアクッションで製品を輸送する技術は、半世紀前から存在していた。 高速生産設備における高スループットでの搬送・ハンドリングのニーズに応えて登場した。
包装分野では主にペットボトルのハンドリングに使用されてきましたが、金属加工分野でも使用されるようになってきました。 その中で、主にカプセルの生産ラインの機械間の接続用、例えばツイストオフタイプ、低背の深絞りコンテナ用ですが、他の用途にも使用可能です。
エアクッションコンベヤとは？
エアクッションコンベヤは、マテリアルハンドリングの分野で大きなイノベーションを起こした。 その原理は簡単で、低圧の空気を高速で流すことで、搬送物とコンベア表面の摩擦をなくし、搬送物を持ち上げて移動させるエアクッションを作るというものである。
この2つの機能を確保するために溝を設け、水平直進と方向転換の両方、さらには登坂を可能にしました。
コンベアーの説明
コンベアは基本的に構成されています。
A.-ファン
ファンは、低い騒音レベルに基づいて選択されたその特性曲線の特定のポイントで動作し、それは一般的にその最大効率と一致する。
一般的なコンベアでは、ファンはダクトの始点に配置されています。 コンベアの長さによって複数のベンチレーターが必要な場合は、レデューサーやアダプターを使用してコンベアの側面や下に配置することができます。
搬送面下のダクトは、ファンから供給される空気の「圧力室」となり、スロットを通る空気の出口によって、この圧力室内の圧力は常に一定に保たれる。
この圧力の値は、必要な空気流量、搬送される製品、回路内の上昇勾配の関数である。
アダプターパーツは最高の空力性能を発揮するように設計されており、ファンをコンベア上のどこにでも配置することができます。
B.- 圧力室と空気分配
コンベアのこの部分の寸法は、希望する設置方法によって異なります。 高さは通常10〜20cm程度と小さく、必要に応じてファンを追加することが可能なため、輸送時の長さは無制限です。
大きな扇風機を1台設置するか、小さな扇風機を数台設置するかは、常に利用可能なスペースと最も低いコストによって選択されます。 実際、長尺のコンベヤに給送する大型のファンでは、非常に高い必要風量を通すために、相当な大きさの圧力室や空気分配室が必要になります。 原則として、ファンはコンベアから数十メートルしか送らないようにします。
C.- スロット
エアクッションの形成方式の特徴のひとつは、空気を押し出す角度にある。
プレス加工で得られた溝は、圧力室の内側に向かって傾斜したリップ状になっており、そのため、溝のある面の上面は、空気や製品の動きを妨げないように、自由に、滑らかになっています。
搬送面の1～4％を占める開口部は、製品の慣性に打ち勝つために空気の流れを大きくしなければならない供給点の近辺に集まっている。 また、上り坂では、重力に打ち勝たなければならないため、このような溝のグループ化・多重化が起こります。
D.- トランスポートダクト
圧力分配室の上部に位置するサイドガイドと、場合によってはトップカバーで構成され、搬送通路を形成しています。
方向性を持った搬送の場合、ガイドは製品を最初の方向に保持するプロファイルであり、搬送される製品によって別の上部プロファイルを運ぶ場合もあれば、運ばない場合もあります。
技術特性
現象の物理的研究
ここでは、エアクッションコンベヤの基本的な3つの構成要素だけを考えてみよう。 (a) 扇風機 (b）空気圧の供給および分配ダクトまたはチャンバー、および c) 溝のある搬送面。このように問題を単純化することで、低圧空気の使用によって生じる効果に由来する物理現象をよりよく理解することができます。
まず、作業領域内のどの地点でも同じ、十分な位置エネルギーを空気に与える必要がある。 この役割を担うのがファンで、低圧の空気を加圧・分配室に吹き込む。
そして、この位置エネルギーは、作業領域内のどの場所でも同じで、製品を支えて動かすのに十分な運動エネルギーに変換されなければならない。 この変換は、搬送面を構成する板金に設けられた細い溝を空気が高速で通過することによって行われ、溝は適当に配置されている。
最後に、気流や噴流に特定の方向を与えることで、製品を所望の経路で移動させ、連続したエアクッションを維持する必要があります。 そのためには、エアジェットの傾きを一定にし、スロットの開口部を回路の経路に沿うようにしなければならない。
少し話を戻すと、エアクッションコンベヤは、変位用の軌道として、圧力室の上部と空気の流通があり、その中でファンが低圧の空気を吹き付けていると言えるでしょう。 この空気は、チャンバーの全長と全幅に沿って無数のスロットから空気噴流の形で出ていきます。この空気噴流には、製品を支えて摩擦をなくすための上昇成分と、製品をチャンバーの上方で長手方向に推進させるための、前の成分よりも重要な別の水平成分が含まれています。
この溝の形状によって、必要な圧力や流量と揚力を関係づける係数が種類ごとに決められている。
空気流量
以上のことから、スロットに供給する空気は低圧（10～250mm a.c.のオーダー）であることが必要であることがわかる。
搬送される製品の種類ごとに、実施すべき作業とそれに続く回路を考慮した特別な試験を行うことで、使用する溝の形状、その間隔（通常は全表面積に対する開口部の割合で表される）、および分配圧力を定義し、必要な空気流量を決定することができます。
この流量は、次のような関数です。
– 製品（カプセルまたはパッケージ）の重量。
– その形状や寸法。
– その輸送速度、劣化の可能性、製品の特性。
– 単位時間あたりに移動させる個数。
– コンベアの傾斜のこと。
分布圧は通常、「スロット速度」、つまり空気がスロットを通過する速度で表される。
総流量は式で表される。
Q = S x qo x V P/Po ここで。
Q = 総風量、m3/h で表される。
S = コンベアの総面積（m2）。
qo = コンベア表面1m2あたりに必要な最小空気量（単位：m3）。
Po = 最小分配圧（mm.w.g）。
P = 配分圧力（mm.c.a.）で使用される。
Po係数、qo係数、溝の種類とその間隔は、経験や特定のテストによって決定されます。
消費電力
この搬送システムで消費される電力は、必要な総風量とその分配圧の直接的な関数である。
金属製の空容器、プラスチック製品、段ボール箱などの軽量品でコンベア表面1m2あたり0.5kW、金属製の短冊などの重量品で1.5～2kWのオーダーである。
製品流量
コンベアへの切込みの種類、部品の重量、搬送速度によって、搬送される製品の流量は大きく変化します。
アキュムレーション
製造ラインや製品加工ラインでは、いつでも、さまざまな理由（故障、メンテナンス、本質的な介入など）で、ラインに関わる機械のリズムや速度にばらつきが生じます。
この現象が発生すると、解決するまで、一部の機械を停止させ、最終的には生産物を転送で保管するしかない。
機械の停止は、停止している間の生産量の減少だけでなく、立ち上げ時の時間的なロス、そして何よりも製品のロスを意味する。
エアクッション搬送プロセスでは、この問題を解決するために、「ダイナミックアキュムレーション」と呼ばれる、異なる機械の動作を独立させ、製品を蓄積するストレージバッファによって生産変動を補償またはバッファリングすることで、真の解決策を見いだしたのです。
この工程で蓄積バッファを作ることで、摩擦や破損、変形などのダメージを受けずに製品を蓄積することができるのです。
しかも、可動部がファンだけなので、メンテナンスが不要で、維持費が非常に安い。
るいさんほう
エアクッションコンベヤの大きなメリットのひとつに「集積」があります。
ベルトの場合、製品とベルトの間に摩擦が発生し、エレメントが劣化し、変形したり、ベルトから飛び出したりすることがあるため、集積は常により複雑である。
機械式のアキュムレータもありますが、技術的に非常に複雑で、価格も高くなりがちです。また、常にエレメントの順番を保つ「ダイナミックアキュムレータ」とは異なり、最後に入ったものが最初に出て行ってしまうのが普通です。
機能グループ化・分散化
グループ化機能」とは、同じ性質のもの、つまり同一だが起源が異なるもの、または製品を同じ地点に集めることである。
流通機能」とは、同じ性質のもの、すなわち同一のものを、異なる目的地に流通させることを可能にする一連の操作のことである。
グループ化・分配機能は、生産ラインのスループットや完成品・仕掛品の保管量に直接的な影響を与える。
また、市場ニーズや製造の可能性に応じて各機械の動作を最適化し、同じ機能を果たす機械の数を増やしたり減らしたりする必要性についても指導することができます。
エアクッションコンベヤは、搬送物がコンベヤ上で素早くスタートすることができれば、どちらの機能にも対応できる理想的な方法です。
生産に投入する時間は「ムダ・無駄」とも言える時間なので、この速度が高いほどコンベヤの汎用性が高くなります。
アドバンテージ
このタイプのコンベアの利点には、次のようなものがあります。
– メンテナンスも最小限で済みます。 ファンを除けば、完全に静止画の要素です。
– 可動部がないため、事故の可能性がありません。
– どんなレイアウトにも対応可能です。 ファンの数を増やすことで長持ちさせることができます。
– 製品を変形させたり、傷をつけたり、破損させることなく尊重すること。
– 数え切れないほどの可能性を秘めた、フレキシブルな存在です。 簡単に導入できます。 蓄積を可能にする。
– 処理する空気をろ過し、乾燥させ、加湿する。 無菌の空気で製品を保護することを可能にする。
– 高い生産性を支えています。 マンパワーを節約できる マイクロストップの吸収が可能になり、生産性が向上します。
– 他のコンベアよりも多くの機能を実現することができます。 製品の搬入・搬出の順番を尊重します。 ベルトコンベアーで発生しがちな空白をなくし、流れを規則正しくすることができます。
– 摩耗はありません。 溝付きシートは水洗い可能です。
– グループ化、分配機能を可能にする。 継続的な監視を必要としないため、労働環境が改善される。
– そのすべてのゾーンで活躍しています。 例えばベルトコンベアーでは、後ろから来る人に押されるまで止まっている製品がありますが、ここでは違います。
– などです。
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