JP2002249212A - 浮上式ベルトコンベヤ装置 - Google Patents

浮上式ベルトコンベヤ装置

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JP2002249212A
JP2002249212A JP2001046533A JP2001046533A JP2002249212A JP 2002249212 A JP2002249212 A JP 2002249212A JP 2001046533 A JP2001046533 A JP 2001046533A JP 2001046533 A JP2001046533 A JP 2001046533A JP 2002249212 A JP2002249212 A JP 2002249212A
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belt
trough
guide rollers
conveyor device
guide
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Katsunobu Uematsu
勝宣 植松
Katsuhide Fujita
活秀 藤田
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Ube Machinery Corp Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 浮上式ベルトコンベヤ装置においては、トラ
フ形成装置のガイド部によって、ベルトをトラフの形状
に合わせて湾曲させるが、ベルトを十分に湾曲させきれ
ず、ベルト下面がベルト支承トラフに接触し、発熱した
りベルト駆動抵抗の上昇を引き起こすことがあった。 【解決手段】 ガイド部を、ベルト幅方向に連設して円
弧状に列をなす複数個のガイドローラ102から構成
し、ガイド部のガイドローラにベルトが密接して多角形
に折れ曲がった際におけるベルトたわみ量が0mm〜6
mmの範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト支承トラフ
の注入孔からガスを噴出することによりベルトを浮上さ
せた状態で走行させる浮上式ベルトコンベヤ装置に係
り、特にベルト支承トラフの内面形状に合わせてベルト
を湾曲させるトラフ形成装置を有した浮上式ベルトコン
ベヤ装置に係る。
【0002】
【従来の技術】従来のベルトコンベヤ装置において、搬
送用ベルトはベルト走行方向に配列された複数個のロー
ラ上を移動して走行するようになっている。このような
従来のベルトコンベヤ装置は、ローラを用いてベルトを
走行させるため、ローラの回転抵抗や回転数の制約等か
らベルトの搬送速度が制約を受ける、また該ローラとベ
ルトの摺動による摩耗によりベルト寿命が短い等、多く
の問題を有していた。
【0003】そのため、近年おいては、ベルトの下面に
ガスを供給することによってベルトを浮上させた状態で
走行させる特開平11−59838号公報に示されるよ
うな浮上式ベルトコンベヤ装置が多く用いられるように
なった。前記公報に示す浮上式ベルトコンベヤ装置は、
圧縮空気の注入孔をベルト走行方向に複数個備えた円管
状のベルト支承トラフの管内に円弧上(椀状と称するこ
ともある)に湾曲させたベルトを導入し、該注入孔から
圧縮空気を吹き出してベルトに供給することによって、
該ベルトをわずかに浮上させた状態で走行させる。
【0004】前記圧縮空気は、給気管から空気ダクト等
を介してベルトの下方から供給されて、ベルト支承トラ
フの内周面と該ベルトの下面との間にわずかな隙間を生
じさせ、該ベルトを浮上させた後、該隙間を通り抜け、
ベルト上方へと放出される。ベルト上方へと放出された
圧縮空気は、排気管より排出されて集塵機を通り、外部
(大気中)へと放出される。
【0005】なお、前記浮上式ベルトコンベヤ装置は、
噴出する空気によってベルトを支持するので、ベルト下
面がベルト支承トラフに接触して発熱したり等といった
問題を引き起こしやすい。そのため、ベルト支承トラフ
内にベルトを導入する際は、予めトラフ形成装置にてベ
ルトを湾曲させ、ベルトの長手方向からみた形状を円弧
状(碗状と称することもある)とし、ベルト支承トラフ
の内面形状に略一致させておく必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示したような従来のトラフ形成装置のガイド部でベルト
を湾曲させた場合、ベルトを十分に湾曲させきれずに、
ベルト下面がベルト支承トラフに接触して発熱したり、
ベルト駆動抵抗の上昇を引き起こすことがあった。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明による浮上式ベルトコンベヤ装置は、 (1) ベルト支承トラフの注入孔からガスを噴出する
ことによりベルトを浮上させた状態で走行させる浮上式
ベルトコンベヤ装置において、ベルト支承トラフの内面
形状に合わせてベルトを湾曲させるガイド部を有したト
ラフ形成装置を備え、該ガイド部はベルト幅方向に連設
して円弧状に列をなす複数個のガイドローラからなり、
該ガイド部のガイドローラにベルトが密接して多角形に
折れ曲がった際におけるベルトたわみ量が0mm〜6m
mの範囲にあることを構成とする。
【0008】(2)上記(1)記載の浮上式ベルトコン
ベヤ装置において、前記ベルトたわみ量は、前記複数個
のガイドローラの前記ベルトと接する稜線及びその延長
線で形成される多角形の頂点とその内接円との距離に前
記ベルトの厚みを減じた量であることを構成とした。
【0009】(3) 上記(1)又は(2)記載の浮上
式ベルトコンベヤ装置において、前記ベルトたわみ量が
0mm〜6mmの範囲となるように、前記ガイドローラ
の個数と取付ピッチ角度を調整したことを構成とした。
【0010】(4) 上記(1)〜(3)のいずれか1
項に記載の浮上式ベルトコンベヤ装置において、前記ト
ラフ形成装置は、少なくとも2列のガイド部をベルト走
行方向に備え、該ガイド部のガイドローラの取付ピッチ
角度をPとした際において、隣り合う2列のガイド部
は、そのガイドローラの個数を奇数個と偶数個にして、
該ガイドローラの取付位置を角度でP/2ずつ異ならせ
て配設したことを構成とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細について説明する。図1〜図5は本発明
の実施の形態に係り、図1は浮上式ベルトコンベヤ装置
の構造を説明するための要部断面図である。図2はトラ
フ形成装置のガイドローラ配置を説明する説明図であっ
て、図3はトラフ形成装置のガイドローラ配置とベルト
たわみ量を説明するため概念図である。
【0012】図4は本発明による他の実施の形態に係
り、トラフ形成装置のガイドローラを2列配した場合の
配置を説明する説明図である。図5は本発明による浮上
式ベルトコンベヤ装置においてのガスの流れを説明する
ための概念図である。
【0013】図6は従来式のトラフ形成装置のガイドロ
ーラ配置を説明する説明図であって、図7は従来式のト
ラフ形成装置のガイドローラ配置とベルトたわみ量を説
明するため概念図である。図8は本発明によるベルトた
わみ量の定義を説明するための概念図である。
【0014】本発明の1実施形態である浮上式ベルトコ
ンベヤ装置10の構造について、以下に説明する。図1
に示すように、浮上式ベルトコンベヤ装置10は、無端
状のベルト1、キャリア側ベルト支承トラフ11(キャ
リア側トラフ11と称することもある)、リータン側ベ
ルト支承トラフ12(リターン側トラフ12と称するこ
ともある)、ヘッドプーリHP、および、テールプーリ
TP、ベルト反転装置50、屈曲案内装置80、およ
び、トラフ形成装置100等を備えている。
【0015】前記無端状の平滑なベルト1は、ヘッドプ
ーリHPとテールプーリTPとの間に架け渡されてエン
ドレスに移動できるように構成されており、また、ベル
ト1はヘッドプーリHPとテールプーリTPとの間にお
いて、ベルト支承トラフであるキャリア側トラフ11、
およびリターン側トラフ12の中を通るようにして配さ
れている。
【0016】また、キャリア側トラフ11のテールプー
リTP側の一端には、搬送物Hの投入口が設けられると
ともに、テールプーリTPならびにヘッドプーリHPを
被覆するエンドカバーがそれぞれ設けられ、ヘッドプー
リHPを被覆するエンドカバー61の下部には搬送物H
の排出用のシュート62が接続されている。そして、ヘ
ッドプーリHPとリターン側トラフ12との間、およ
び、テールプーリTPとリターン側トラフ12との間に
は、ベルト1が通過する際に、ベルト1の表面と裏面を
上下反転させるベルト反転装置50が配設されている。
【0017】また、キャリア側トラフ11に導入される
直前のベルト1を、ベルト長手方向から見たベルト断面
形状(ベルト幅方向に切断したベルト断面)が円弧状と
なるように湾曲させて、キャリア側トラフ12に円滑に
導入するトラフ形成装置100が配設される。
【0018】なお、図1に示した浮上式ベルトコンベヤ
には図示しないが、ベルト反転装置50とリターン側ト
ラフ12との間に、ベルト反転装置50を通過したベル
ト1を、リターン側トラフ12に円滑に導入する図示し
ないトラフ形成装置を配設しても良い。
【0019】なお、ベルト支承トラフであるキャリア側
トラフ11とリターン側トラフ12は、図5に示すよう
に、円管状の鋼管で形成されており、キャリア側トラフ
11とリターン側トラフ12は、ベルト走行方向に沿っ
て配設された空気ダクトGHで連結されて一体に構成さ
れている。
【0020】ここで、図5に示すように浮上式ベルトコ
ンベヤ装置10は、送風機70(70A、70B)より
送られたガスである圧縮空気を図示しない配管を介し
て、キャリア側トラフ11の給気管20と、リターン側
トラフ12の給気管30と、のそれぞれに供給すること
ができる構成となっており、また前記図示しない配管の
途中には配管内を流れる圧縮空気の流量をコントロール
する流量制御弁が設置され、キャリア側トラフ11とリ
ターン側トラフ12に供給する圧縮空気の量をそれぞれ
に制御して調整することができるよう構成されている。
【0021】また、給気管20から空気ダクトGHを経
由して供給された圧縮空気は、キャリア側トラフ11の
最下部に穿設した注入孔を介し、キャリア側トラフ11
へ供給される構成となっており、キャリア側トラフ11
に入った圧縮空気はベルト1に供給されて、キャリア側
のベルト1を浮上させ、浮上作用後の圧縮空気は排気管
24より排出されて、集塵機Sを通り、粉塵を集塵され
た後、外部(本実施形態においては大気中)へと放出さ
れる構成となっている。
【0022】同様に、リターン側トラフ12の下方にお
いてベルト走行方向に沿って空気ダクトGLが設けられ
ており、リターン側トラフ12においては、該空気ダク
トGLならびに注入口を介してリターン側トラフ12内
に圧縮空気が供給され、リターン側トラフ12内に入っ
た圧縮空気は、ガスとしてベルト1に供給されて、リタ
ーン側のベルト1を浮上させる構成となっている。
【0023】次に、トラフ形成装置100の構造につい
て詳細に説明する。図1に示した浮上式ベルトコンベヤ
は、トラフ形成装置100を備えており、トラフ形成装
置100の有するガイドローラ102は、円筒形状のロ
ーラであって、中心を図示しない回転軸により支持され
回転自在とされており、ベルト1が走行した場合におい
ては、ベルト1の走行方向に従動して回転するようにな
っている。
【0024】トラフ形成装置100におけるガイドロー
ラ102の配置を図2に示す。ガイドローラ102は略
円弧状に配設されており、ベルト1をガイドローラ10
2に内接する内接円の仮想円弧に略一致するよう湾曲さ
せることによって、ベルト支承トラフであるキャリア側
トラフ11の内面形状(トラフの曲率半径)に合わせて
ベルト1を湾曲させるように構成されている。本実施形
態によるトラフ形成装置100においては、図2に示す
ようにガイドローラ102を略円弧状に配設し、ガイド
ローラの取付ピッチ角度をPとして、ガイドローラ10
2に内接する仮想の円弧Nが、キャリア側トラフ11の
内周面形状である半径Rの円弧と一致するよう構成し
た。
【0025】以下、本発明による浮上式ベルトコンベヤ
装置10の動作を、ベルト1がキャリア側トラフ11を
通過した時点から順を追って説明する。ベルト1は、図
示しない駆動源により回転するヘッドプーリHPとテー
ルプーリTPとの間に架けわたされてエンドレスに移動
して走行する。ここで、キャリア側トラフ11を通過し
たベルト1は、ヘッドプーリHPによって走行の方向を
変化させて、ヘッドプーリHPからテールプーリTPに
向かって走行を始める。ここで、ベルト1は、走行方向
を変化させると同時に上下面を反転させるが、ベルト反
転装置50によって上下面を再度を反転させられる。
【0026】これは、キャリア側トラフ11とリターン
側トラフ12を通過する際においてベルト1の上下面を
同一にするためである。ベルト支承トラフを通過する際
におけるベルト1の上下面を同一にし、ベルト1の湾曲
方向を一定とすることによって、後述するトラフ形成装
置100によってベルト1を容易に湾曲させることがで
きる。
【0027】ヘッドプーリHPを通過して、ベルト反転
装置50により反転させられたベルト1は、リターン側
トラフ12に導入される。ベルト1は、リターン側トラ
フ12内に設けられた注入孔から噴出された空気によっ
て浮上させられて、ベルト支承トラフを浮上しながら走
行する。
【0028】リターン側トラフ12を通過したベルト1
は、ベルト反転装置50で反転させられた後、テールプ
ーリTPを通過する。テールプーリTPを通過したベル
ト1は、その走行方向を変化させて、テールプーリTP
からヘッドプーリHPに向かって走行を始める。ベルト
1は、テールプーリTPを通過する際に、走行方向を変
化させると同時に上下面を反転させるため、ヘッドプー
リHPを通過した時と同様に、ベルト反転装置50によ
って上下面を再度を反転させる。テールプーリTPを通
過し、ベルト反転装置50により反転させられたベルト
1は、トラフ形成装置100を介して、キャリア側トラ
フ11に導入される。
【0029】トラフ形成装置100においては、複数個
のガイドローラ102によってベルト1をガイドして湾
曲させ、ベルト走行方向から見たベルト1の断面を導入
するキャリア側トラフ11の円弧に概略一致させる。
【0030】キャリア側トラフ11に導入されたベルト
1は、キャリア側トラフ11内に設けられた注入孔から
噴出された空気によって浮上させられて、投入口より投
入された搬送物Hを載上して走行する。
【0031】ベルト1は搬送物Hを載上して走行しなが
らキャリア側トラフ11を通過し、載上した搬送物Hを
シュート62に崩落させた後、ヘッドプーリHPと向か
う。
【0032】ここで、キャリア側トラフ11にベルト1
を導入する際において、例えば、図6に示したような従
来構造のトラフ形成装置を用いた場合、ガイドローラを
3個しか使用しておらず取りつけピッチP1が非常に大
きいため、図7に示したようにガイドローラ102に内
接する仮想の円弧からみた場合、該トラフ形成装置に備
えた該複数個のガイドローラにベルトが密接して多角形
に折れ曲がった際のベルトたわみ量L1は非常に大きい
値となる。
【0033】つまり、従来のローラ配置では,ベルト1
がガイドローラ102に密着しガイドローラ102間で
折れた様な多角形形状となったとき,この形状でキャリ
ア側トラフ111にベルト1が引込まれて導入され、折
れの発生した部分でベルト1とキャリア側トラフ111
の接触(エアー膜切れ)が発生しやすく,その結果、ベ
ルト駆動抵抗の上昇してベルト駆動動力の増大等の問題
を引起こしてしまう。
【0034】本願発明者らは鋭意研究した結果、トラフ
形成装置100に備えるガイドローラの個数、取付ピッ
チ角度等を勘案することによって、ガイドローラ102
に内接する仮想の円弧と、該ガイド部のガイドローラ1
02にベルトが密接して多角形に折れ曲がった際におい
てベルト断面形状とによる、ベルトたわみ量を0mmか
ら6mmまでの範囲にすることによって、ベルト下面が
ベルト支承トラフであるキャリア側トラフ11、またリ
ターン側トラフ12に接触して発熱したり、ベルト駆動
抵抗の上昇を引き起こすことを防止する効果があること
を見出した。なお、本実施の形態においては、ガイドロ
ーラの個数を増加させ、取付ピッチ角度を小さくするこ
とによって、ベルトたわみ量を小さく抑えることができ
る。
【0035】ここで、図8により本発明によるベルトた
わみ量の定義を説明する。まず第1に、ベルト幅方向に
連設する複数個のガイドローラ102に内接する内接円
を算出して仮想の円弧を規定する。この仮想円弧は、実
際のガイドローラ102の位置を測定することにより求
めても良いが、設計図面より算出した数値を使用して求
めても良い。
【0036】次に、ガイド部のガイドローラ102にベ
ルトが密接して多角形に折れ曲がった際におけるベルト
1の断面を規定する。まず、ベルト1が湾曲されてガイ
ドローラ102に密接する場合、ガイドローラ102の
各々の稜線部分にベルト1が密接する。ここで、図8に
示すようにガイドローラ102の稜線とは、ガイドロー
ラ102の周面の一部であって、ベルト1側に向いたガ
イドロール102の周面である。言い換えて説明する
と、ガイドロール102をベルト走行方向から投影した
場合、ガイドローラのベルト側に向いて辺となる部分を
意味している。そして、隣接するガイドローラ102同
士において、ガイドローラ102の稜線を延長した稜線
延長部が交わる交点部を仮定し、ベルト1がガイドロー
ラに密接して多角形に折れ曲がる際には、該交点部を角
としてベルト1が折れ曲がると本発明は仮定した。従っ
て、本発明は、前記交点部と前記内接円の最近接する位
置の距離を離間距離と定義して、その離間距離よりベル
トの厚みを減した距離をベルトたわみ量として定義し
た。
【0037】上記のようにベルトたわみ量を定義したの
は、従来は、前記円弧に略一致すると考えられていたベ
ルト1の断面形状は、実際には前記交点に近い位置まで
多角形に変形しており、この距離が大きい場合におい
て、ベルト1がベルト支承トラフに接触して発熱した
り、ベルト駆動抵抗の上昇を引き起こす。
【0038】従って、本願発明はガイドローラ102に
内接する内接円の仮想円弧と、該複数個のガイドローラ
の各々の稜線に対して密接して多角形に折れ曲がったベ
ルトの長手方向の断面形状と、の形状の違いであるベル
トたわみ量を0mmから6mmの範囲にすることによっ
て、ベルト下面がベルト支承トラフに接触して発熱した
り、ベルト駆動抵抗の上昇を引き起こすことを防止す
る。
【0039】ここで、幅160cm×厚み1.5cmの
ベルトに対し、取付ピッチ角度Pを34度として、幅3
5cmのガイドローラを5個配設し、ベルトたわみ量を
27mmとした場合のベルト駆動力は200kwであっ
た。それに比較して、幅160cm×厚み1.5cmの
ベルトに対し、取付ピッチ角度Pを14.5度として、
幅13cmのガイドローラを11個配設し、ベルトたわ
み量を5mmとした場合のベルト駆動力は150kwで
あった。ここで、ベルトたわみ量が6mmを超えると浮
上式ベルトコンベヤ装置100のベルト駆動力が上昇す
る。またベルトたわみ量は0mm以下とすることはトラ
フ形成装置100の構造上、実質的に不可能なため、ベ
ルトたわみ量の好ましい範囲として0mmから6mmの
範囲と規定した。
【0040】従来までの浮上式ベルトコンベヤ装置10
は、取付角度を重視して配設されていることが多く、該
ベルトたわみ量に何ら着目していなかったため、該ベル
トたわみ量が大きくなりすぎた場合に前記した問題を引
き起こしていた。
【0041】ベルトたわみ量の好ましい範囲は、ベルト
幅、ベルトの柔軟性、及びトラフの曲率に影響される
が、ベルト幅は40cm〜200cmの範囲、ベルト柔
軟性であるトラフ指数は0.3〜0.45(JIS K
6322)の範囲、及びトラフの曲率半径は15cm〜
75cmの範囲、といった条件内であれば、本発明にあ
るようにベルトたわみ量を0〜6mmの範囲とすること
によって、ベルト駆動力を小さく抑えることができると
いった好ましい結果を得ることができる。
【0042】次に、トラフ形成装置100に前記ベルト
幅方向に連設した複数個のガイドローラ102からなる
列を、ベルト走行方向に並設して2列備えた、本発明に
係る他の実施の形態を説明する。図4の(1)及び
(2)に、ベルト幅方向に連設した複数個のガイドロー
ラ102からなる列をベルト走行方向に2列を並設した
場合のガイドローラ102の配置を示す。
【0043】図4から明らかなように、隣り合う2列の
ガイド部のガイドローラ102は、その個数を奇数個
(本実施形態においては5個)と偶数個(本実施形態に
おいては4個)として、該ガイドローラの取付位置を取
付角度でP/2ずつ異ならせて配設した。
【0044】上記構成によれば、本来ベルトのたわみ量
が大きくなると予想されるガイドローラ102間を、2
列のガイドローラ列により互いに補完して、ベルト1が
支承トラフに接触することをさらに効果的に防止するこ
とができる。
【0045】なお、本実施の形態においては前記ガイド
部を2列としたが、これに限らず、ガイド部の列数を多
くすることによって、前記効果はさらに大きくなる。
【0046】
【発明の効果】本願発明は、トラフ形成装置に備えるガ
イドローラの個数、取付ピッチ角度等勘案することによ
って、ガイドローラに内接する内接円の仮想円弧と、該
複数個のガイドローラの各々の稜線に対して密接するベ
ルトの長手方向ベルト断面形状と、の形状の違いである
であるベルトたわみ量を6mm以下にすることによっ
て、ベルト下面がベルト支承トラフに接触して発熱した
り、ベルト駆動抵抗の上昇を引き起こすことを防止す
る。
【0047】また、ベルトのたわみ量が大きくなると予
想されるガイドローラ間を、2列のガイドローラ列によ
り互いに補完して、ベルトが支承トラフに接触すること
をさらに効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る浮上式ベルトコンベ
ヤ装置の構造を説明する断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るトラフ形成装置のガ
イドローラ配置を説明する説明図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るトラフ形成装置のガ
イドローラ配置とベルトたわみ量を説明するため概念図
である。
【図4】本発明による他の実施の形態に係りトラフ形成
装置のガイドローラを2列配した場合の説明図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る浮上式ベルトコンベ
ヤ装置においてのガスの流れを説明するための概念図で
ある。
【図6】従来式のトラフ形成装置のガイドローラ配置を
説明する説明図である。
【図7】従来式のトラフ形成装置のガイドローラ配置と
ベルトたわみ量を説明するため概念図である。
【図8】本発明のベルトたわみ量の定義を説明するため
の概念図である。
【符号の説明】
1 ベルト 11 キャリア側ベルト支承トラフ 12 リターン側ベルト支承トラフ 10 浮上式ベルトコンベヤ装置 50 ベルト反転装置 100 トラフ形成装置 102 ガイドローラ H 搬送物 S 集塵機 L ベルトたわみ量 N 内接円

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベルト支承トラフの注入孔からガスを噴出
    することによりベルトを浮上させた状態で走行させる浮
    上式ベルトコンベヤ装置において、ベルト支承トラフの
    内面形状に合わせてベルトを湾曲させるガイド部を有し
    たトラフ形成装置を備え、該ガイド部はベルト幅方向に
    連設して円弧状に列をなす複数個のガイドローラからな
    り、該ガイド部のガイドローラにベルトが密接して多角
    形に折れ曲がった際におけるベルトたわみ量が0mm〜
    6mmの範囲にあることを特徴とする浮上式ベルトコン
    ベヤ装置。
  2. 【請求項2】前記ベルトたわみ量は、前記複数個のガイ
    ドローラの前記ベルトと接する稜線及びその延長線で形
    成される多角形の頂点とその内接円との距離に前記ベル
    トの厚みを減じた量であることを特徴とする請求項1記
    載の浮上式ベルトコンベヤ装置。
  3. 【請求項3】前記ベルトたわみ量が0mm〜6mmの範
    囲となるように、前記ガイドローラの個数と取付ピッチ
    角度を調整したことを特徴とする請求項1、又は請求項
    2記載の浮上式ベルトコンベヤ装置。
  4. 【請求項4】前記トラフ形成装置は、少なくとも2列の
    ガイド部をベルト走行方向に備え、該ガイド部のガイド
    ローラの取付ピッチ角度をPとした際において、隣り合
    う2列のガイド部は、そのガイドローラの個数を奇数個
    と偶数個にして、該ガイドローラの取付位置を取付角度
    でP/2ずつ異ならせて配設したことを特徴とする請求
    項1〜3いずれか1項に記載の浮上式ベルトコンベヤ装
    置。
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