(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
一般にベルトコンベアは駆動プーリと従動プーリとの間に所定幅のゴム製ベルトをエンドレスに巻き付け、駆動プーリを回転させることによりベルトを両プーリ間で周回運動させるものである。通常搬送物はキャリアベルト(搬送側ベルト)に載せて搬送され、駆動プーリ側で払い出されリターンベルト(戻り側ベルト)となり従動プーリへ戻るが、戻り側ベルト表面に付着した搬送物(ベルトへの付着物)が途中で落下し、戻り側ベルト下に堆積する問題があった。又、付着物はリターンローラやスナッププーリを摩耗させたり、これらのローラに付着し、戻り側ベルトを蛇行させたりする問題があった。
【0003】
通常、戻り側ベルトの付着物を効率的に掻き落として回収するために、戻り側ベルトの最先端にベルトクリーナを設置している。ベルトクリーナには、固定された掻き板を戻り側ベルトに押し付けることにより付着物を掻き板で掻き取るスクレーパ式、ブラシを戻り側ベルトに接触させるブラシ方式、高圧の流体を吹き付ける洗浄方式などがあるが、構造が簡単で取り換えの容易なスクレーパ方式が多用されている。
【0004】
コンベアベルトは使用するにつれ徐々に摩耗するが、均一に摩耗するのではなく中央部が選択的に大きく摩耗する。従ってベルトが古くなるとベルト中央部と端部では数ミリの厚み差が生じる。又、機長の長いベルトになると、コストや作業時間の制約の点からベルトの取り換えを全長に渡り一括してやらない場合もあり、中央部が大きく摩耗している古いベルトと摩耗していない新しいベルトが混在することもある。摩耗状態が不均一なベルトに対して、ベルトクリーナの高さ調整は、摩耗の一番大きな部分に合わせることになるが、押圧力はベルトの幅方向で不均一になってしまう。又、ベルトのエンドレス部(繋ぎ部)は経年的に剥離してエンドレス端部が剥がれてくる。この剥がれ部は戻り側ベルト表面から突き出ているのでベルトクリーナの撓み限界を超えるとベルトクリーナを破損する危険性がある。又、ベルトクリーナの押圧力が大きいとエンドレスの剥がれを助長したりしてベルト損傷の要因となる。従って、ベルトクリーナはベルト表面の付着物を掻き取るために不可欠であるが、適切な取り付けや使用方法を逸脱するとベルトを破損させ生産障害を起こす場合がある。今まで様々な形状、機能のベルトクリーナが提案されているが未だメンテナンスフリーで掻き取り効率に優れたベルトクリーナは具現化されていない。
【0005】
スクレーパ式のベルトクリーナに必要な要件は以下である。(1)ベルトクリーナを実機取り付けの際に、掻き取り部を戻り側ベルトの凸円弧状の形状に合わせて当接するように調整できる。(2)ベルトクリーナの掻き取り部が戻り側ベルトの全幅に渡り均一に当接できるようにする。(3)戻り側ベルトの強固な付着物やエンドレス部(接続部)の剥離に対して、チップが戻り側ベルトの走行方向に大きく撓んで、障害物を瞬時にやり過ごしてベルトクリーナの破損を回避すると同時に、正常な掻き取り状態に瞬時に復帰できる。(4)長期間にわたり確実に付着物を掻き取ることができる。(5)チップの寿命が長く、交換が容易である。(6)ベルトクリーナの調整周期や取り換え周期が長く、調整や取付け取り外しが容易である。(7)ベルトクリーナ本体に付着物が付着しない、もしくは付着物の量が極めて少ない。以上の特性を満足しようとして従来多種多様のベルトクリーナが提案されているが、満足できる方法は具現化されていない。
【0006】
特開平11−292250号広報において、長方形の掻き板を戻り側ベルトに押し当てて、付着物を掻き取る方法が示されている。この方法においては、凸円弧状の変形をしている戻り側ベルトに正確に当接できず掻き取り残しが発生していた。又、掻き板の剛性が大きく、ベルトの突起物が衝突した際に、ベルトや掻き板を損傷させる問題があった。
【0007】
特開2013−252976号広報において、スクレーパ式のクリーナの問題点を解決するために四角形棒状ゴム製弾性体の先端にチップを取り付けたクリーナが開示されている。この方法においては、戻り側ベルトの強固な付着物やエンドレスのめくれなどの突起を瞬時に回避可能であるが、実機取り付けの際に、戻り側ベルトの上側に凸円弧状の形状に追随するためのチップの高さ調整が困難であった。
【0008】
実開昭52−144590号広報において、ベルトの幅方向に列設した複数のスクレーパを板バネで支持し、板バネをセットボルトで弾性的に撓ませてスクレーパの高さ調整をするベルトクリーナが示されている。この方法においては、板バネが円弧状に上昇すると、スクレーパが扇形に開き、スクレーパの先端に隙間が生じ、線状の掻き取り残しが発生していた。又、スクレーパの剛性が大きい場合は、戻り側ベルトの突起物を瞬時に撓んで回避できないため、ベルトやベルトクリーナが損傷していた。
【0009】
特開2013−23353号広報において、掻き取りブロック同士を互いに分離しないようにワイヤで連結し、掻き取りブロックをボルトなどの位置決め部材で支持したベルトクリーナが示されている。この方法によれば、ワイヤが緩んでいるときは、掻き取りブロック同士が分離したり、掻き取りブロックの先端が扇形に開き線状の掻き取り残しが生じたりする問題があった。又、掻き取りブロックが金属酸化物の焼結体の場合は、掻き取りブロックの剛性が大きいため、戻り側ベルトの突起物を瞬時に撓んで回避できず、ベルトやベルトクリーナが損傷していた。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の実施形態を請求項1及び
図1〜
図16に基づいて説明する。
【0016】
第1の解決手段は特許請求項1に示すように、
複数の四角形棒状ゴム製弾性体20が、戻り側ベルト30の幅方向に配設された架台40の溝40aに列設されたベルトクリーナ10において、それぞれの前記四角形棒状ゴム製弾性体20の固定側端末20aに、前記四角形棒状ゴム製弾性体20の中心軸方向20cに、ネジを形成したネジ付き固定用軸21が取り付けられており、該ネジ付き固定用軸21には、下向き縮径面25aが設けられた高さ調整用コマ25が取り付けられており、該高さ調整用コマ25は前記底板43に設けた下向き縮径面43cが設けられた収納穴43bに載置されており、該高さ調整用コマ25を回転せしめることにより、前記ネジ付き固定用軸21が昇降し、前記四角形棒状ゴム製弾性体20の高さを調整せしめることを特徴とするベルトクリーナ10である。
【0017】
図1は、本ベルトクリーナ10を部分断面した全体斜視図である。
図2は、四角形棒状ゴム製弾性体20に固定用軸21を取付けたベルトクリーナ10を部分断面して拡大した斜視図である。
図3は、四角形棒状ゴム製弾性体20に固定用軸21を取付けたベルトクリーナ10を部分断面して拡大した正面図である。
図4は四角形棒状ゴム製弾性体20への固定用軸21取付け方法の例を示した断面図である。
図5は固定用軸21を取付けた四角形棒状ゴム製弾性体20を列設したベルトクリーナ10全体を横断面した正面図である。
図6は、高さ調整用スペーサ22を四角形棒状ゴム製弾性体20と底板43の間に載置し、四角形棒状ゴム製弾性体20の高さを調整できるようにしたベルトクリーナ10を部分拡大して断面した正面の断面図である。
図7は、高さ調整用スペーサ22を取付けて、四角形棒状ゴム製弾性体20の高さを調節できるようにしたベルトクリーナ10の正面断面図である。
【0018】
本ベルトクリーナ10の取付け方法を
図1ないし
図7に基づいて説明する。複数の四角形棒状ゴム製弾性体20が架台40の溝40aに列設されて固定されている。四角形棒状ゴム製弾性体20は、溝型の架台40に設けた溝40aに挿入されている。溝40aは押し側板41と受け側板42及び底板43で構成されている。押し側板41にはナット46が取り付けられ、押し付けボルト45が転動自在に取り付けてあり、押し付けボルト45で押し付け板44を押し付けることにより、四角形棒状ゴム製弾性体20を受け側板42に押し付けて固定している。又、四角形棒状ゴム製弾性体20の固定側端末20aには中心軸20c方向に固定用軸21が取り付けられており、固定用軸21は、底板43に設けられた保持用ガイド穴43aに挿入されている。架台40の両側にはフランジ47が取り付けられ、フランジ47に支持パイプ48が取り付けられている。支持パイプ48はコンベア架台49に固定されたベルトクリーナ取付け基部50で固定されている。
【0019】
四角形棒状ゴム製弾性体20は自由側端末20bを戻り側ベルト30に押圧するための押圧力が必要であるとともに戻り側ベルト30の微妙な凹凸に柔軟に追随する必要がある。そのため、四角形棒状ゴム製弾性体20はゴムを使用する。ゴムには例えば天然ゴムや合成天然ゴム、スチレン、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが使用できる。
【0020】
四角形棒状ゴム製弾性体20に取り付けた固定用軸21は、炭素鋼、SUS、チタン、銅などの金属棒やプラスチックなどの樹脂が使用できる。固定用軸21の径は3〜10mmがよい。3mmより細いと、戻り側ベルトの摩擦力によるスラスト力や水平力で曲がる恐れがある。又、10mmより太いと、架台40の底板43の保持用ガイド穴43aの径が大きくなり、底板43の剛性が低下する問題がある。
【0021】
四角形棒状ゴム製弾性体20への固定用軸21の取付け方法は、予め、四角形棒状ゴム製弾性体20に穴を設けて、固定用軸21を挿入し、接着剤で接合することができる。又、四角形棒状ゴム製弾性体20を金型で成形する際に、固定用軸21を予め金型にセットすることにより、四角形棒状ゴム製弾性体20と固定用軸21を一体的に成形することができる。金型で一体的に成形する場合は、
図4(a)のように、固定用軸21に貫通孔21aを設け、ピン210を固定する方法、
図4(b)のように、貫通孔21aにボルト211を固定する方法、
図4(c)のように大きな断面積のアンカー孔212を設け、ゴム材をアンカー孔212に充填することでアンカーとする方法などがあり、固定用軸21のすっぽ抜けを防止できる。
【0022】
図6に示すように、固定用軸21に高さ調整用スペーサ22を貫通挿入し、リング状の高さ調整用スペーサ22を四角形棒状ゴム製弾性体20と底板43の間に嵌装することにより、四角形棒状ゴム製弾性体20の高さを調整することができる。
図7は四角形棒状ゴム製弾性体20と底板43の間に高さ調整用スペーサ22を嵌装したベルトクリーナ10の正面断面図である。高さ調整用スペーサ22の高さを調整することにより、戻り側ベルト30の凸状形状に合わせて、四角形棒状ゴム製弾性体20の自由側端末20bを正確に当接させることができる。
【0023】
四角形棒状ゴム製弾性体20の横断面は、
図2に示すように四角形である。四角形棒状ゴム製弾性体20の戻り側ベルト30の幅方向の幅W1と戻り側ベルトの進行方向の幅W2は、10〜30mmがよい。幅W1は10mm以下であると剛性が弱く掻き取り能力が小さくなる。30mmより大きくなると剛性が大きくなり、戻り側ベルト30の進行方向への撓みが小さくなり、小さな凹凸に柔軟に追随しなくなるとともに、戻り側ベルト30の幅方向の小さな凹凸に対して精密に当接性できなくなり掻き取り性能が低下する。従って、四角形棒状ゴム製弾性体20の戻り側ベルト30の進行方向に対する剛性をアップする場合は、幅W2を幅W1よりも大きくするのがよい。四角形棒状ゴム製弾性体20の長さLは50〜300mmがよい。
図2に示すように、長さLは押え板上面44aから四角形棒状ゴム製弾性体20の自由側端末20bまでの長さである。50mmより短いと撓みが小さすぎて戻り側ベルト30への追随性が低下する。300mmより長いと撓み量が大きすぎて掻き取り力が低下する。
【0024】
戻り側ベルト30の表面状態は戻り側ベルト30の幅方向に対して均一ではなく一般的には中央部の摩耗が最大になるため、
図7に示すように、中央部が凸円弧状に凹んでいる。このため、戻り側ベルトには凸円弧により最大高低差Hが発生する。又、線状の掻き疵や材料の落下疵あるいは高温材料による焼き疵などにより部分的なくぼみが生じている。戻り側ベルト30の中央近辺は搬送物の積載圧力が大きくなるので摩耗が大きく無数の微細疵が生じており、付着物が強固に付着しやすい傾向がある。又、戻り側ベルト30は原材料を搬送する際にトラフ角を形成するためトラフ癖がつく。このため、戻り側ベルト30は中央部が凸円弧状(上側に凸)に変形する。従って、四角形棒状ゴム製弾性体20の幅W1が大きすぎると四角形棒状ゴム製弾性体20の自由側端末20bが戻り側ベルト30表面に精密に当接できず、掻き取り斑が生じる。
【0025】
四角形棒状ゴム製弾性体20を戻り側ベルト30に数ミリ過剰に押し付けることにより、戻り側ベルト30の進行方向の摩擦力により、四角形棒状ゴム製弾性体20が戻り側ベルト30の進行方向に倒れる。四角形棒状ゴム製弾性体20が倒れることにより、戻り側ベルト30に適度な弾力性を有した押圧力が加わり、戻り側ベルト30の凹凸や振動による上下変動に対して瞬時に追随して付着物を掻き取ることができる。
【0026】
従来のベルトクリーナは、幅100〜500mm程度のゴム弾性板もしくは金属板などにチップを取り付けた掻き板が主流であり、掻き板の幅が広すぎるため、チップ全面が戻り側ベルト30表面に均一当接することは不可能であり、掻き取り残しが生じていた。又、掻き取り残しを解消するために掻き板を戻り側ベルト30に無理に接触させようとすると押圧力が大きくなるので、戻り側ベルト30を摩耗させたり、エンドレス部の剥がれ(突起物)を助長したりしてベルトを損傷させていた。この問題を解決するには、四角形棒状ゴム製弾性体20の幅W1をできるだけ小さくして、四角形棒状ゴム製弾性体20の自由側端末20bが均一に戻り側ベルト30表面を押圧するとともに、ベルト30の突起物に対しては瞬時に回避し、回避後は瞬時に通常位置に復帰できることが不可欠である。
【0027】
図8は、四角形棒状ゴム製弾性体20にネジ付き固定用軸23を取付けたベルトクリーナ10の部分断面斜視図である。
図9は、四角形棒状ゴム製弾性体20にネジ付き固定用軸23を取付けたベルトクリーナ10を部分拡大した正面断面図である。
図10は、四角形棒状ゴム製弾性体20にネジ付き固定用軸23を取付けたベルトクリーナ10の正面断面図である。
【0028】
ネジ付き固定用軸23は固定用軸21にネジを形成してもよいし、ボルトを加工して形成してもよい。四角形棒状ゴム製弾性体20へのネジ付き固定用軸23の取り付け方法は、四角形棒状ゴム製弾性体20の中心軸20c方向に固定側端末20aに穴を設け、ネジ付き固定用軸23をねじ込んでもよいし、四角形棒状ゴム製弾性体20を金型で成形する際に、一体的に形成してもよい。一体的に成形する場合は、ネジ付き固定用軸23のネジにゴムが食い込むので、四角形棒状ゴム製弾性体20とネジ付き固定用軸23の強固な接合ができる。
【0029】
図8に示すように、ネジ付き固定用軸23を取付けた四角形棒状ゴム製弾性体20を、底板43の保持用ガイド穴43aに挿入することにより、芯出しすることなく簡単に四角形棒状ゴム製弾性体20を架台40の底板43に取り付けることができる。
図9に示すように、保持用ガイド穴43aを架台の底板43に正確に穿孔することにより、ネジ付き固定用軸23を保持用ガイド穴43aに挿入した際に、四角形棒状ゴム製弾性体20を高精度で架台40の溝40aに列設できる。保持用ガイド穴43aとネジ付き固定用軸23のクリアランスは小さい方が望ましい。クリアランスを小さくすることにより、四角形棒状ゴム製弾性体20のガタつきやスラスト方向への倒れを防止することができる。
【0030】
四角形棒状ゴム製弾性体20の固定側端末20aと架台40の底板43の間に高さ調整用スペーサ22を挿入して、四角形棒状ゴム製弾性体20の高さ調整ができる。
【0031】
図11は、四角形棒状ゴム製弾性体20に取付けたネジ付き固定用軸23に、高さ調整用コマ25を取付けたベルトクリーナ10の部分断面図である。
図12は、高さ調整用コマ25を取付けたベルトクリーナ10を部分断面した正面図であり、高さ調整前と後を比較している。
図12(a)は高さ調整前の図で、
図12(b)は高さ調整後の図である。
図13は、高さ調整用コマ25を設けたベルトクリーナ10の正面断面図である。
図14は、高さ調整用コマ25を部分断面した斜視図である。
図15は、高さ調整用コマ25の平面図である。
【0032】
下向き縮径面25aのある高さ調整用コマ25が、
下向き縮径面43cのある収納
穴43bに載置される。高さ調整用コマ25は、下向き縮径面25aが、収納
穴43bの上向き縮径面43cと重ねあわされることにより支持される。下向き縮径面43cのある収納穴43bは高さ調整用コマ25が回転自在で且つ、高さ調整用コマ25のガタつきが小さくなるようにする。高さ調整用コマ25のガタつきが大きいと、四角形棒状ゴム製弾性体20の自由側端末20bのスラスト方向の精度が低下し、隣り合う四角形棒状ゴム製弾性体20の自由側端末20b同士に隙間が発生し、線状の掻き取り残しが発生する。
【0033】
高さ調整用コマ25は、隣り合う高さ調整用コマ25が接近して取り付けられているので、回転トルクを伝える部分は、面取り部25bを設けるなどの方法でコンパクトに形成する必要がある。
図14、
図15は、高さ調整用コマ25を底板43から下方に突き出させて、面取り部25bを設けている例を示している。
【0034】
四角形棒状ゴム製弾性体20は、隣り合う四角形棒状ゴム製弾性体20同士が近接しており、且つ、押し付け板44により拘束されている。このため、高さ調整用コマ25を回転させたとき、四角形棒状ゴム製弾性体20及びネジ付き固定用軸23は回転できないことから、昇降運動をすることになる。ネジ付き固定用軸23を高さ調整用コマ25の回転により昇降せしめることにより、四角形棒状ゴム製弾性体20の高さ調整が可能となる。
【0035】
図16は、高さ調整用コマ25を取付けた四角形棒状ゴム製弾性体20の自由側端末20bにチップ60を取付けたベルトクリーナ10の側面断面図であり、四角形棒状ゴム製弾性体20に耐磨耗材からなるチップ60を取付けた例を示している。
【0036】
チップ60は、戻り側ベルト30の進行方向に対向する側面20d側に、補強板62を挟んでボルト61で取り付けられている。チップ60を四角形棒状ゴム製弾性体20に取り付ける方法は、この他にもいろいろな態様があり、例えば、金型成形法により、チップ60を四角形棒状ゴム製弾性体20に埋め込んだ取り付け方法などがある。
【0037】
チップ60の材質はセラミックスや超硬合金やサーメットを使用できる。セラミックスには、例えばアルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素などを使用できる。超硬合金には、例えばWC−Co系合金、WC−TiC−Co系合金、WC−TaC−TaC−Co系合金などを使用できる。サーメットはTiCやTiN、NbCを主成分とし、Co、Ni、Mo等の金属との複合材料の焼結品が使用できる。
【0038】
耐磨耗材からなるチップ60を四角形棒状ゴム製弾性体20の自由側端末20bに取り付けることにより、四角形棒状ゴム製弾性体20の寿命を延長でき、長期に渡り良好な掻き取り性能を維持できる。又、ベルトクリーナ10の調整や取り換え頻度が減少するので生産性が向上する。
【0039】
10:ベルトクリーナ
20:四角形棒状ゴム製弾性体
20a:(四角形棒状ゴム製弾性体の)固定側端末
20b:(四角形棒状ゴム製弾性体の)自由側端末
20c: 中心軸
20d:(戻り側ベルトの進行方向に対向する四角形棒状ゴム製弾性体の)側面
21:固定用軸
21a:貫通孔
210:ピン
211:ボルト
212:アンカー孔
22:高さ調整用スペーサ
24:ナット
25:高さ調整用コマ
25a:下向き縮径面
25b:面取り部
25c:雌ネジ
30:戻り側ベルト
40:架台
40a:溝
41:押し側板
42:受け側板
43:底板
43a:保持用ガイド穴
43b:収納穴
43c:
下向き縮径面
44:押し付け板
44a:押え板上面
45:押し付けボルト
46:ナット
47:フランジ
48:支持パイプ
49: コンベア架台
50:ベルトクリーナ取付け基部
60:チップ
61:ボルト
62:補強板
W1:戻り側ベルトの幅方向の四角形棒状ゴム製弾性体の幅
W2:戻り側ベルトの進行方向の四角形棒状ゴム製弾性体の幅
L:四角形棒状ゴム製弾性体の長さ
H:(戻り側ベルトの)最大高低差
【課題】ベルトは、使用環境に応じて、それぞれ特有の経時的な形状をしているため、幅の広いベルトクリーナの掻き取り部を正確にベルトの表面に当接させるのは困難であった。掻き板の幅を小分割して、それぞれの掻き板の下部をボルトで押し上げて、高さ調整をする方法があるが、掻き板が扇形に拡がり、垂直に上昇、下降させるのは困難であった。
【解決手段】掻き板である複数の四角形棒状ゴム製弾性体を、戻り側ベルトの幅方向に配設された架台の溝に列設し、それぞれの四角形棒状ゴム製弾性体に円柱状の固定用軸もしくはネジ付き固定用軸を取付け、これらを底板のガイド穴に挿入することにより四角形棒状ゴム製弾性体を簡単に架台に列設できるようにした。また。高さ調整用コマを底板に載置し、高さ調整用コマを回転させ、ネジ付き固定用軸を昇降させることにより四角形棒状ゴム製弾性体の高さ調整ができるようにした。