JP2012189533A - コンベヤベルトの衝撃試験装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一定の周期で繰り返し錘を落下させて、迅速に精度よく耐衝撃性を評価することが可能なコンベヤベルトの衝撃試験装置および方法を提供する。
【解決手段】上下方向に架設される環状体４の周方向長さを二分割する位置のそれぞれにラック３ａ、３ｂを設け、一方のラック３ａに錘６を保持した状態で、環状体４を回転駆動して錘６を所定の位置まで上方移動さて、保持解除部材２ｃによって錘６を前方に押出してラック３ａの保持から解除し、本体フレーム２に上下方向に延設されたガイド溝２ｂにガイドさせて錘６を自由落下させ、その際に姿勢矯正機構７により錘６をガイド溝２ｂに沿った方向に姿勢矯正させ、下方に配置されたコンベヤベルトの試験体ＣＶに衝突させて跳ね上がった錘６を、回転駆動されてきた他方のラック３ｂで捕捉して保持した状態にして錘６を所定の位置まで上方移動させて錘６の自由落下を繰り返す。
【選択図】図５

Description

本発明は、コンベヤベルトの衝撃試験装置および方法に関し、さらに詳しくは、一定の周期で繰り返し錘を落下させて、迅速に精度よく耐衝撃性を評価することが可能なコンベヤベルトの衝撃試験装置および方法に関するものである。

コンベヤベルトには、投下された被搬送物による衝撃力が作用する。そのため、被搬送物の投下が繰り返されることにより、コンベヤベルトを構成する心体（帆布やスチールコード等）やカバーゴムには損傷が生じる。被搬送物の重量が大きな場合や投下高さが大きな場合などには心体が切断することもある。

このような不具合を想定して、コンベヤベルトに対して衝撃試験が行なわれている。従来の衝撃試験では、例えば、受け台に載置したコンベヤベルトの試験体の上に、錘を繰り返し自由落下させた後、試験体の心体の残留引張り強度等を測定して、耐衝撃性を評価している。しかしながら、従来のようなコンベヤベルトの衝撃試験では、自由落下した錘は試験体に衝突した後、上方に跳ね返るため、そのままでは、再度、試験体に衝突する、いわゆる二度打ちが生じる。二度打ち目の衝撃は、一定に設定された最初の衝撃とは衝撃力が異なり、ばらつきがある。そのため、耐衝撃性を精度よく把握するには、二度打ちを防止する必要がある。

コンベヤベルトを評価対象物とするものではないが、評価対象物を自由落下させて着地面に衝突させることによって耐衝撃性を評価する方法も提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載されている試験機には、跳ね上がった評価対象物のリバウンド（二度打ち）を防止するリバウンド防止手段が設けられている（段落００２１〜００２４、図９、図１０等参照）。ところが、リバウンド防止手段で捕捉した評価対象物を、初期の高さから繰り返し自由落下させるには時間を要するという問題がある（段落００３２〜００３３参照）。

特開２００６−２００９１１号公報

本発明の目的は、一定の周期で繰り返し錘を落下させて、迅速に精度よく耐衝撃性を評価することが可能なコンベヤベルトの衝撃試験装置および方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のコンベヤベルトの衝撃試験装置は、上下方向に延設されたガイド溝を有する本体フレームと、このガイド溝にガイドされて自由落下する錘と、前記本体フレームに沿って上下方向に架設される環状体と、この環状体の周方向長さを二分割する位置のそれぞれに取り付けられて前記錘を保持可能なラックと、前記本体フレームの前記環状体の上端部となる位置に設けられた保持解除部材と、前記錘をガイド溝に沿った方向に姿勢矯正させる姿勢矯正機構とを備え、一方のラックに前記錘を保持した状態にして前記環状体を回転駆動することにより、この錘を所定の位置まで上方移動させ、その位置で前記保持解除部材によって錘を前方に押出してラックの保持から解除して、前記姿勢矯正機構により錘をガイド溝に沿った方向に姿勢矯正させつつ自由落下させ、錘の落下位置に配置されるコンベヤベルトの試験体に衝突して跳ね上がった錘を、回転駆動される環状体によって、この錘の下方に移動してきた他方のラックで、前記試験体に再衝突させないタイミングで保持した状態にして所定の位置まで上方移動させて、錘の自由落下を繰り返すように構成したことを特徴とする。

ここで、前記保持解除部材が本体フレームから前方方向に突設され、錘を保持した上方移動するラックと保持解除部材とにより錘を上下から挟みつつ前方に押出して、錘をラックの保持から解除する構成にすることもできる。例えば、前記保持解除部材の下面が、水平に対して、前方上方に５°〜８０°で傾斜している構成にする。前記姿勢矯正機構と、前記ガイド溝に沿って上下移動可能に嵌合する棒状体と、この棒状体に取り付けられて錘を本体フレームに向けて付勢する付勢部材とで構成することもできる。前記錘の下端部をくさび状に形成し、この下端部の刃先方向を調整可能な構成にすることもできる。

また、本発明のコンベヤベルトの衝撃試験方法は、上下方向に架設される環状体の周方向長さを二分割する位置のそれぞれにラックを設け、一方のラックに錘を保持した状態にして、この環状体を回転駆動することにより、錘を所定の位置まで上方移動させ、次いで、その位置で保持解除部材によって錘を前方に押出してラックの保持から解除し、本体フレームに上下方向に延設されたガイド溝にガイドさせて錘を自由落下させ、その際に、姿勢矯正機構により錘をガイド溝に沿った方向に姿勢矯正させるようにして、錘の落下位置に配置されたコンベヤベルトの試験体に衝突させ、衝突後、跳ね上がった錘を、回転駆動される環状体によって、この錘の下方に移動されてきた他方のラックで、前記試験体に再衝突させないタイミングで保持した状態にして、錘を所定の位置まで上方移動させ、前記環状体を回転駆動し続けることにより、錘の自由落下を繰り返すようにしたことを特徴とする。

ここで、前記保持解除部材を本体フレームから前方方向に突設し、ラックに保持した錘を所定の位置まで上方移動させた際に、上方移動するこのラックと保持解除部材とにより錘を上下から挟みつつ前方に押出して、錘をラックの保持から解除することもできる。前記ガイド溝に沿って上下移動可能に嵌合する棒状体と、この棒状体に取り付けられて錘を本体フレームに向けて付勢する付勢部材とにより前記姿勢矯正機構を構成し、前記付勢部材の付勢力に抗して錘を前方に押出して、錘をラックの保持から解除し、その後、この錘を付勢部材の付勢力によってガイド溝に沿った方向に姿勢矯正させて自由落下させることもできる。

本発明によれば、一方のラックに錘を保持した状態にして環状体を回転駆動することによって、この錘を所定の位置まで上方移動させ、その位置で保持解除部材によって錘を前方に押出してラックの保持から解除して、本体フレームに上下方向に延設されたガイド溝にガイドさせて錘を自由落下させ、その際に、姿勢矯正機構により錘をガイド溝に沿った方向に姿勢矯正させるので、常に一定の姿勢で錘をコンベヤベルトの試験体に衝突させることができる。これにより、試験体に与える衝撃力の大きさのばらつきを抑制することができる。

また、試験体に衝突して跳ね上がった錘を、回転駆動される環状体によって、この錘の下方に移動してきた他方のラックで、試験体に再衝突させないタイミングで保持した状態にして所定の位置まで上方移動させて、錘の自由落下を繰り返すので、二度打ちを防止しながら、一定の周期で繰り返し錘を落下させて、迅速に精度よく耐衝撃性を評価することが可能になる。

さらには、錘は姿勢矯正機構によって姿勢が矯正されて同じ姿勢で試験体に衝突するので、錘が跳ね上がる方向がばらつかずに一定の方向になる。そのため、跳ね上がった錘を、他方のラックで保持し損なう不具合が生じ難くなるので、迅速に評価するには益々有利になる。

本発明のコンベヤベルトの衝撃試験装置の全体概要を例示する側面図である。 図１の衝撃試験装置を例示する正面図である。 錘および姿勢矯正機構を例示する正面図である。 錘および姿勢矯正機構を例示する側面図である。 錘をラックの保持から解除する状態を例示する説明図である。 錘を自由落下させている状態を例示する説明図である。 錘が試験体に衝突した状態を例示する説明図である。 ラックの変形例を示す側面図である。

以下、本発明のコンベヤベルトの衝撃試験装置および方法を図に示した実施形態を参照しながら説明する。

図１〜図４に例示するように、本発明のコンベヤベルトの衝撃試験装置１（以下、試験装置１という）は、平坦なベース２ａから立設された本体フレーム１と、自由落下する錘６と、本体フレーム２に沿って上下方向に架設される環状体４と、この環状体４に取り付けられる２つラック３ａ、３ｂと、保持解除部材２ｃと、姿勢矯正機構７とを備えている。

この実施形態では、さらにコンベヤベルトの試験体ＣＶ（以下、試験体ＣＶという）を設置する固定保持具８、テンション保持機構９および支持具１０を備えている。テンション保持機構９は、巻取り軸に心体Ｃを巻き付けるようにして心体Ｃを所定の張力Ｔで張設して固定する。

本体フレーム２は、その前面に上下方向に延設された２本のガイド溝２ｂを有している。それぞれのガイド溝２ｂの上端部に相当する位置には保持解除部材２ｃが取り付けられている。ガイド溝２ｂは１本にすることもできる。

保持解除部材２ｃは、錘６を保持しているラック３ａ、３ｂから錘６を取外すように機能するものであり、側面視で、その下面が前方に向かって上方に傾斜する傾斜面になっている。保持解除部材２は実施形態に例示する形状に限らないが、このような傾斜面を有する形状にすると、ラック３ａ、３ｂから錘６を前方に押出し易くなり、錘６をラック３ａ、３ｂから円滑に保持解除するには有利になる。例えば、保持解除部材２の下面は、水平に対して、前方上方に５°〜８０°の角度で傾斜させる。

本体フレーム２の両側面には、下端部に駆動プーリ５ａ、上端部に従動プーリ５ｂが設置されている。これら駆動プーリ５ａと従動プーリ５ｂとの間に環状体４が架け渡されている。環状体４としては、例えば、伝動チェーンや伝動ベルト等が用いられる。駆動プーリ５ａは、伝動部材を介して駆動モータ５によって回転駆動される。したがって、上下方向に架設された環状体４が、駆動モータ５によって駆動プーリ５ａと従動プーリ５ｂとの間で回転駆動される。保持解除部材２ｃは、従動プーリ５ｂの上端部近傍、即ち、本体フレーム２に架設された環状体４の上端部近傍に位置している。

それぞれの環状体４には、その周方向長さを二分割する位置にラック３ａ、３ｂが取り付けられている。即ち、ラック３ａとラック３ｂとの間隔は、環状体４の周長の半分になっている。この実施形態のラック３ａ、３ｂは、側面視で、錘６を載置する面が前方に向かって若干下方に傾斜する傾斜面になっている。

錘６は、ガイド溝２ｂが形成されている本体フレーム２の前面に対面して配置され、その下端部６ａはくさび状に形成されている。下端部６ａの刃先方向は、適宜設定することができ、例えば、下端部６ａを錘６の本体に対して可動式にして、刃先方向を調整可能な構成にすることもできる。下端部６ａの刃先角度（刃先形状）は適宜設定し、刃先形状は変更可能な構成にすることもできる。

この錘６は、両側面に側面方向に延びる円柱状の保持部６ｂを有している。保持部６ｂがラック３ａ、３ｂに載置されることによって錘６が保持される。保持部６ｂの形状は円柱状に限定されるものではないが、ラック３ａ、３ｂと当接する部分を円弧状にすると、保持されたラック３ａ、３ｂから錘６を保持解除し易くなる。保持部６ｂを回転ローラにしてもラック３ａ、３ｂから錘６を保持解除し易くなる。

姿勢矯正機構７は、錘６の姿勢を矯正するように機能するものであり、錘６を前後方向に貫通するボルト７ａと、ボルト７ａに螺合するナット７ｂと、ボルト７ａが内挿されるスプリング７ｃとを備えている。ボルト７ａの先端部に螺合するナット７ｂは、ガイド溝２ｂに遊動可能に嵌合されている。これにより、棒状体のボルト７ａは、ガイド溝２ｂに沿って上下移動可能に嵌合された状態になっている。

スプリング７ｃは、ボルト７ａの頭部と錘６との間に配置されていて、錘６を本体フレーム２に向かって付勢する。スプリング７ａに代えて、ゴムブッシュ等の他の付勢部材を用いることもできる。

姿勢矯正機構７は、自由落下する錘６を、ガイド溝２ｂに沿った方向に姿勢矯正させることができればよく、この実施形態に例示したものに限定されることはない。即ち、自由落下する錘６の上下方向が、ガイド溝２ｂの延設方向（上下方向）に平行になるように姿勢矯正できる機構であればよい。

本発明の試験装置１では、一方のラック３ａに保持した錘６を所定高さから自由落下させ、試験体ＣＶに衝突して跳ね上がった錘を、二度打ちさせずに他方のラック３ｂで捕捉、保持して所定高さまで上方移動させて、錘６の自由落下を繰り返すように構成されている。この試験装置１を用いたコンベヤベルトの衝撃試験方法を例示すると、以下のとおりである。

試験体ＣＶは、ベルト幅方向に並置された複数の心体Ｃ（スチールコード）と、心体Ｃの上下を挟むように設けられたカバーゴムとを有している。コンベヤベルトの仕様によっては、その他に補強部材等がカバーゴムに埋設される。心体Ｃは、スチールコードの他に各種繊維コードで形成された帆布の場合もある。

試験体ＣＶの両端から心体Ｃをベルト長手方向に露出させて、一端をクランプ等の固定保持具８で固定し、他端をテンション保持機構９で保持する。そして、この試験体ＣＶの下面を支持具１０で支持して、予め設定された張力Ｔで錘６の落下位置に張設する。心体Ｃの張力Ｔは、現場での使用条件と同じ張力に設定し、２つの支持具１０の間隔は現場での支持ローラの間隔と同じ間隔に設定する。支持具１０の上面の円弧状の半径は、現場での支持ローラの半径と同じにすることが好ましい。支持具１０を錘６の落下位置に配置して衝撃試験を行なうこともできる。錘６を自由落下させる高さは、例えば、現場で被搬送物がコンベヤベルトに投入される投入高さと同じに設定する。

試験体ＣＶをセッティングした後は、図１、２に例示するように、一方のラック３ａに保持部６ｂを載置して錘６を保持した状態にする。そして、環状体４を回転駆動することにより、この錘６を上方移動させる。この際に、錘６はガイド溝２ｂに沿った状態になっている。

図５に例示するように、錘６を所定の位置まで上方移動させると、保持部６ｂが保持解除部材２ｃと当接する。環状体４はそのまま回転駆動されるので、保持解除部材２ｃと上方移動するラック３ａとにより、錘６（保持部６ｂ）は上下から挟まれつつ前方に押出される。この際にスプリング７ｃの付勢力に抗して錘６は前方に押出されて、前方に傾いた姿勢でラック３ａの保持から解除される。

その後、ラック３ａの上から押し出された錘６は、図６に例示するようにガイド溝２ｂにガイドされて自由落下する。その際に、前方に傾いた錘６は、姿勢矯正機構７によって姿勢矯正される。即ち、錘６は、スプリング７ｃの付勢力によってガイド溝２ｂに沿った方向に姿勢矯正されて自由落下する。

自由落下した錘６は、図７に例示するように、落下位置にセッティングされた試験体ＣＶに衝突する。試験体ＣＶに衝突して跳ね上がった錘６の保持部６ｂは、回転駆動される環状体４によって錘６の下方に移動されてきた他方のラック３ｂによって、試験体ＣＶに再衝突しないタイミングで捕捉、保持される。このように他方のラック３ｂで保持した錘６を、再度、図１に例示したように上方移動させる。次いで、錘６は、図５に例示したように所定の位置で同様にラック３ｂの保持から解除されて自由落下する。

環状体４を回転駆動し続けることにより、錘６を一定の周期で繰り返し自由落下させて衝撃試験を行なう。環状体４の回転駆動速度は、跳ね上がった錘６を、それぞれのラック３ａ、３ｂによって、試験体ＣＶに再衝突させないタイミングで捕捉、保持できるように設定する。

本発明では、錘６をガイド溝２ｂにガイドさせて錘を自由落下させる際に、姿勢矯正機構７によってガイド溝２ｂに沿った方向に姿勢矯正させるので、常に一定の姿勢で錘６を試験体ＣＶに衝突させることができる。これにより、試験体ＣＶに与える衝撃力の大きさのばらつきが抑制され、精度よく耐衝撃性データを取得するには有利になる。

また、試験体ＣＶに衝突して跳ね上がった錘６を、この錘６の下方に移動してきた他方のラックで、試験体ＣＶに再衝突させないタイミングで保持した状態にして上方移動させて、錘の６自由落下を繰り返すので、二度打ちを防止しながら、一定の周期で繰り返し錘６を落下させることができ、迅速に精度よく試験体ＣＶの耐衝撃性を評価することが可能になる。

さらには、錘６は姿勢矯正機構７によって姿勢が矯正されて同じ姿勢で試験体ＣＶに衝突するので、錘６は一定の方向に跳ね上がる。跳ね上がる方向がばらつくと錘６の保持部６ｂをラック３ａ、３ｂで捕捉することができずに、試験を中断しなくてはならない。ところが、本発明では、そのような不具合を回避できるので、迅速に試験体ＣＶの耐衝撃性評価するには益々有利になる。

ラック３ａ、３ｂは、図８に例示するように、その上面を二段傾斜にすることもできる。このように、傾斜角度を後方の傾斜面よりも前方の傾斜面で大きくすると、錘６はラック３ａ、３ｂから円滑に押出されるので保持解除し易くなり、錘６を滞りなく円繰り返し自由落下させるには有利になる。

この実施形態では、錘６の先端部６ａの刃先方向が、心体Ｃの長手方向（張設方向）と直交（９０°）するように設定されているが、刃先方向は適宜設定することができる。例えば、心体の長手方向と平行（０°）に設定したり、０°〜９０°の範囲で所望の角度になるように刃先方向を設定することができる。

また、錘６の質量や錘６をラック３ａ、３ｂの保持から解除する高さを変えることにより、試験体ＣＶに付与する衝撃力を調整することができる。

１ 試験装置
２ 本体フレーム
２ａ ベース
２ｂ ガイド溝
２ｃ 保持解除部材
３ａ、３ｂ ラック
４ 環状体
５ 駆動モータ
５ａ 駆動プーリ
５ｂ 従動プーリ
６ 錘
６ａ 先端部
６ｂ 保持部
７ 姿勢矯正機構
７ａ ボルト
７ｂ スプリング
７ｃ ナット
８ 固定保持具
９ テンション保持機構
１０ 支持具
ＣＶ 試験体
Ｃ 心体

Claims (8)

1. 上下方向に延設されたガイド溝を有する本体フレームと、このガイド溝にガイドされて自由落下する錘と、前記本体フレームに沿って上下方向に架設される環状体と、この環状体の周方向長さを二分割する位置のそれぞれに取り付けられて前記錘を保持可能なラックと、前記本体フレームの前記環状体の上端部となる位置に設けられた保持解除部材と、前記錘をガイド溝に沿った方向に姿勢矯正させる姿勢矯正機構とを備え、
   一方のラックに前記錘を保持した状態にして前記環状体を回転駆動することにより、この錘を所定の位置まで上方移動させ、その位置で前記保持解除部材によって錘を前方に押出してラックの保持から解除して、前記姿勢矯正機構により錘をガイド溝に沿った方向に姿勢矯正させつつ自由落下させ、錘の落下位置に配置されるコンベヤベルトの試験体に衝突して跳ね上がった錘を、回転駆動される環状体によって、この錘の下方に移動してきた他方のラックで、前記試験体に再衝突させないタイミングで保持した状態にして所定の位置まで上方移動させて、錘の自由落下を繰り返すように構成したことを特徴とするコンベヤベルトの衝撃試験装置。
2. 前記保持解除部材が本体フレームから前方方向に突設され、錘を保持した上方移動するラックと保持解除部材とにより錘を上下から挟みつつ前方に押出して、錘をラックの保持から解除する構成にした請求項１に記載のコンベヤベルトの衝撃試験装置。
3. 前記保持解除部材の下面が、水平に対して、前方上方に５°〜８０°で傾斜している請求項２に記載のコンベヤベルトの衝撃試験装置。
4. 前記姿勢矯正機構を、前記ガイド溝に沿って上下移動可能に嵌合する棒状体と、この棒状体に取り付けられて錘を本体フレームに向けて付勢する付勢部材とで構成した請求項１〜３にいずれかに記載のコンベヤベルトの衝撃試験装置。
5. 前記錘の下端部をくさび状に形成し、この下端部の刃先方向を調整可能な構成にした請求項１〜４のいずれに記載のコンベヤベルトの衝撃試験装置。
6. 上下方向に架設される環状体の周方向長さを二分割する位置のそれぞれにラックを設け、一方のラックに錘を保持した状態にして、この環状体を回転駆動することにより、錘を所定の位置まで上方移動させ、次いで、その位置で保持解除部材によって錘を前方に押出してラックの保持から解除し、本体フレームに上下方向に延設されたガイド溝にガイドさせて錘を自由落下させ、その際に、姿勢矯正機構により錘をガイド溝に沿った方向に姿勢矯正させるようにして、錘の落下位置に配置されたコンベヤベルトの試験体に衝突させ、衝突後、跳ね上がった錘を、回転駆動される環状体によって、この錘の下方に移動されてきた他方のラックで、前記試験体に際衝突させないタイミングで保持した状態にして、錘を所定の位置まで上方移動させ、前記環状体を回転駆動し続けることにより、錘の自由落下を繰り返すようにしたことを特徴とするコンベヤベルトの衝撃試験方法。
7. 前記保持解除部材を本体フレームから前方方向に突設し、ラックに保持した錘を所定の位置まで上方移動させた際に、上方移動するこのラックと保持解除部材とにより錘を上下から挟みつつ前方に押出して、錘をラックの保持から解除する請求項６に記載のコンベヤベルトの衝撃試験方法。
8. 前記ガイド溝に沿って上下移動可能に嵌合する棒状体と、この棒状体に取り付けられて錘を本体フレームに向けて付勢する付勢部材とにより前記姿勢矯正機構を構成し、前記付勢部材の付勢力に抗して錘を前方に押出して、錘をラックの保持から解除し、その後、この錘を付勢部材の付勢力によってガイド溝に沿った方向に姿勢矯正させて自由落下させる請求項６または７に記載のコンベヤベルトの衝撃試験方法。

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