荷物がコンベアのカーブから落ち続ける理由 — とその対策

この記事を書くきっかけとなったのは、ある靴の箱だった。メンフィス近郊の宅配ハブで、ベルトコンベアの90度カーブから飛び出し、空を6フィート近くも飛んで、フォークリフトが旋回していた通路に着地した。誰も怪我はしなかったが、靴の箱はダメになり、そのシフトのソーターの定時率もダメになった。

コンベアを使っている現場なら、荷物が落ちるカーブが必ずある。毎シフトではなくても、ラインがフル稼働する繁忙期には起きる。カーブの横に立って20年、私が学んだことはこれだ。カーブはほとんど壊れていない。半径、速度、ガイドレールが、ただ互いに合っていなかっただけなのだ。

カーブが箱に実際にしていること

カーブに入った荷物は外側に振り飛ばされる。力はベルト速度の二乗に比例し、旋回半径に反比例する。半径を半分にすれば、外向きの力は2倍になる。物理の授業はこれで終わりだが、これで現場で見られる現象のほとんどが説明できる。

カタログのベルトカーブは、内側半径が約24インチから98インチ、定格速度が約400フィート/分までとなっている。これらはメーカーの数値であり、機械ができることを示すもので、荷物が耐えられることを示すものではない。半径24インチのカーブをフルスピードで回しても、重心の低い重い四角いカートンなら問題ない。同じカーブに2ポンドのポリ袋を通せば、それは飛び道具になる。機械は壊れていない。使い方が間違っていたのだ。

レイアウト検討時に誰も正直に値付けしないのが、このトレードオフだ。半径のきついカーブは床面積を節約できる。内側半径24インチの90度ターンは、半径48インチの同じターンに比べて床の占有面積がだいたい半分になる。小規模な施設にとって、その面積は本当のお金だ。だが、回収の計算には、ジャムのコスト、繁忙期にカーブに配置する手直し作業の人件費、破損した商品、誤仕分けのコストも入れなければならない。私の経験では、小さすぎるカーブで「節約」した床面積は、例外対応の利息付きで返済させられる。

コストの安い順に、3つのレバー

まず一番安いものから。ガイドレールだ。レールの高さは約3.5インチから24インチまで揃っており、高さは本来、設計上の判断であって後付けの思いつきではないことが分かる。私が使うルールはシンプルだ。レールは荷物の重心を余裕を持ってカバーしなければならない。ポリ袋や軟包装の場合、高め、つまり8インチ以上にすることだ。また、レールとベルトの間の隙間も確認する。指2本がすっと入るなら、小物はそこをすり抜ける。レールの内側にスカートやブラシストリップを付ければ、ほぼタダで解決する。

2番目は速度合わせだ。カーブと、それに続く直線部分は、同じベルト速度で回すべきで、誤差は約5%以内だ。カーブとその入口側の直線が別々のモーターで駆動され、10%もズレていて、誰も測っていないから誰も気づいていない現場を、私は何度も見てきた。荷物はその速度差を、ちょうど遠心力と戦っている瞬間に引っ張りとして感じる。カーブを専用のインバータ（VFD）で回し、ライン全体を落とさずにカーブ単独で速度を微調整できるようにするのだ。

3番目、そして一番高いのは半径だ。レールが高く、速度が合っていて、それでも荷物が飛ぶなら、運んでいる物に対して半径が小さすぎる。大きくするのだ。180度の折り返しでは問題が2倍になる。荷物が外向きの力を受ける時間が2倍になるからだ。きつい半径で「机上では動く」Uターンは、繁忙期にあなたを生きたまま食い尽くすだろう。

もう一つ、人を惑わせるものがある。ベルトの状態だ。カーブのベルトは内側と外側の縁が異なる速度で回り、ローラーやベルト自体のテーパー形状で補償している。そのテーパーが平らに摩耗すると（3年以上使ったカーブによくある）、速度補償が狂い、荷物がターンの途中で回転し始める。古いカーブで落下が急にひどくなったら、レイアウトを責める前にベルトのプロファイルを確認するのだ。