JP2015208843A

JP2015208843A - ショットブラスト装置用コンベヤベルト

Info

Publication number: JP2015208843A
Application number: JP2014094067A
Authority: JP
Inventors: 徳慶鄒; De Qing Zou
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2034-04-30
Also published as: JP6593977B2

Abstract

【課題】耐屈曲性の向上および貫通穴の加工性の向上を同時に図る。
【解決手段】コンベヤベルト２０は、補強層２２と、補強層２２の厚さ方向の一方に設けられた上部カバーゴム層２４と、補強層２２の厚さ方向の他方に設けられた下部カバーゴム層２６と、多数の貫通穴２８とを備えている。上部カバーゴム層２４は、補強層２２の上に設けられ搬送面２１を構成するものである。多数の貫通穴２８は、ボール盤などを用いて上部カバーゴム層２４、補強層２２、下部カバーゴム層２６の厚さ方向に貫通形成されている。上部カバーゴム層２４を、補強層２２側に位置する下層２４Ｂと、補強層２２と反対側の下層２４Ｂの面に設けられ搬送面２１を構成する上層２４Ａとで構成し、上層２４Ａは下層２４Ｂよりも硬度の低い材料で形成した。
【選択図】図２

Description

本発明はショットブラスト装置用コンベヤベルトに関する。

従来から、コンベヤベルトの搬送面上で、金属部品等の被加工物を回転攪拌しながら研磨材（投射材）を投射して被加工物の表面処理を行なうショットブラスト装置が提供されている（特許文献１参照）。
ショットブラスト装置で用いられるコンベヤベルトは、補強層と、補強層の上に設けられ搬送面を構成するカバーゴム層とを備え、コンベヤベルトには研磨材を回収するための多数の貫通穴が形成されている。
ショットブラスト装置は、コンパクト化のため、コンベヤベルトを張架するプーリの径が小さく、コンベヤベルトの搬送面を構成するカバーゴム層に引張方向の応力が繰り返し作用する。
このような応力は貫通穴の縁部に集中するため、コンベヤベルトの長手方向と直交する方向に沿って貫通穴の縁部からクラックが発生しやすく、耐屈曲性を確保する上で不利となる。
そこで、カバーゴム層を硬度の低い材料で構成することで耐屈曲性の向上を図ることが考えられる。

特開平６−７６９号公報

しかしながら、カバーゴム層の硬度が低下すると、コンベヤベルトに貫通穴を加工した際に、均一な穴径の貫通穴を形成することが難しく、貫通穴の軸方向の中間部で穴径が小さくなる変形を生じやすい。このような貫通穴の変形が生じると、研磨材が貫通穴に詰まりやすくなる不利がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、耐屈曲性の向上および貫通穴の加工性の向上を同時に図る上で有利なショットブラスト装置用コンベヤベルトを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、補強層と、前記補強層の上に設けられ搬送面を構成するカバーゴム層とを備えるショットブラスト装置用コンベヤベルトであって、前記カバーゴム層は、前記補強層側に位置する下層と、前記補強層と反対側の前記下層の面に設けられ前記搬送面を構成する上層とを備え、前記上層は前記下層よりも硬度の低い材料で形成されていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記上層は耐久性に優れる材料で形成され、前記下層は加工性に優れる材料で形成されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記カバーゴム層の厚さに対して前記上層の厚さは３０％以上７０％以下の割合で形成されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、上層は下層よりも硬度の低い材料で形成したので、上部カバーゴム層の耐屈曲性を向上すると共に、貫通穴の加工性を向上する上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、上部カバーゴム層の耐屈曲性を向上すると共に、貫通穴の加工性を向上する上でより有利となる。
請求項３記載の発明によれば、上層の厚さと下層の厚さを規定することにより、上部カバーゴム層の耐屈曲性を向上すると共に、貫通穴の加工性を向上する上でより一層有利となる。

実施の形態に係るショットブラスト装置用コンベヤベルトが装着されたショットブラスト装置の構成を示す説明図である。実施の形態に係るショットブラスト装置用コンベヤベルトの断面図である。プーリにおいてショットブラスト装置用コンベヤベルトに作用する応力を示す説明図である。ショットブラスト装置用コンベヤベルトの貫通穴の縁部に作用する応力を示す説明図である。実施の形態に係るショットブラスト装置用コンベヤベルトの上部カバーゴム層の上層および下層を構成するゴムコンパウンドの配合および物理性能を示す説明図である。屈曲試験に用いる試験片の構成を示す平面図である。（Ａ）は実施の形態に係るショットブラスト装置用コンベヤベルトの上部カバーゴム層の試験片の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図である。実験結果を示す図である。上部カバーゴム層の上層厚さと屈曲試験結果および実穴径保持率との関係を示す線図である。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
実施の形態のショットブラスト装置用コンベヤベルト（以下単にコンベヤベルトという）は、ショットブラスト装置に装着されて使用される。
図１に示すように、ショットブラスト装置１０は、駆動プーリ１２と、第１〜４の従動プーリ１４Ａ〜１４Ｄと、一対の回転板１６と、投射装置１８とを含んで構成され、複数のプーリ１２、１４Ａ〜１４Ｄにコンベヤベルト２０が掛装されている。
一対の回転板１６は、第１のプーリ１４Ａと第２のプーリ１４Ｂとの間のコンベヤベルト２０の搬送面２１上にコンベヤベルト２０の幅方向に対向して設けられている。
この回転板１６とコンベヤベルト２０の搬送面２１とにより囲まれて形成される空間が、被加工物２の収容部１９となる。
投射装置１８は、収容部１９の上方に配置され、研磨材４を投射する投射装置１８が配置されている。

図２に示すように、コンベヤベルト２０は、補強層２２と、補強層２２の厚さ方向の一方に設けられた上部カバーゴム層２４と、補強層２２の厚さ方向の他方に設けられた下部カバーゴム層２６と、多数の貫通穴２８とを備えている。
補強層２２は、コンベヤベルト２０の張力を保持するためのものであり、複数のスチールコードあるいは有機繊維と、それらを覆うクッションゴムとで構成されている。
スチールコード、有機繊維、クッションゴムには、従来公知の様々な材料が使用可能である。

上部カバーゴム層２４は、補強層２２の上に設けられ搬送面２１を構成するものである。
上部カバーゴム層２４は、被加工物１２および研磨材４との摩擦によって摩耗しやすいため、５ｍｍ〜１４ｍｍ程度の厚さで構成されている。
下部カバーゴム層２６は、上部カバーゴム層２４と異なり摩耗しにくいため、単一のゴム層で構成され、上部カバーゴム層２４よりも薄く、２ｍｍ〜３ｍｍ程度の厚さで構成されている。

多数の貫通穴２８は、ボール盤などを用いて上部カバーゴム層２４、補強層２２、下部カバーゴム層２６の厚さ方向に貫通形成されている。
各貫通穴２８は、収容部１９に投射された研磨材４をコンベヤベルト２０を挿通して回収するために設けられている。

被加工物１２の表面処理をするには、駆動プーリ１２を回転駆動させてコンベヤベルト２０を稼動し、これと共に回転板１６も回転させる。このようにして、収容されている被加工物１２を回転攪拌させ、同時に投射装置１８から研磨材４を投射して所定時間この加工操作を続けることにより、被加工物１２の表面がむら無く研磨される。

この加工操作中にコンベヤベルト２０は、それぞれのプーリ１２，１４Ａ〜１４Ｄのまわりを通過し、その度に繰り返し屈曲される。
図３に示すように、プーリ１２，１４Ａ〜１４Ｄのまわりを回転移動するコンベヤベルト２０には、二点鎖線で示す中立面Ｎを境にして中立面Ｎの外周側には引張応力が発生し、内周側には圧縮応力が発生する。

図１に示すように、本実施の形態では、駆動プーリ１２、第１、第２、第４の従動プーリ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄの箇所においてコンベヤベルト２０の搬送面２１を構成する上部カバーゴム層２４に引張応力が発生する。
したがって、ショットブラスト装置１０の稼働中、上部カバーゴム層２４には上記４つのプーリ１２、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄの箇所において繰り返して引張応力が作用し続けることになる。
このため、図４に示すように、上部カバーゴム層２４側に位置する貫通穴２８の部分のうち、コンベヤベルト２０の幅方向の両側の縁部には、引張応力が集中し、やがて、それら縁部からコンベヤベルト２０の幅方向に沿ってクラックが発生しやすくなる。
なお、下部カバーゴム層２６も、第３の従動プーリ１４Ｃの箇所において引張応力が発生する。しかしながら、下部カバーゴム層２６はその厚さが２ｍｍ〜３ｍｍと薄いため、発生する引張応力は小さく、下部カバーゴム層２６側に位置する貫通穴２８の部分の縁部からクラックが発生することはほとんどない。

上部カバーゴム層２４の耐屈曲性の向上を図るためには、上部カバーゴム層２４を硬度の低い材料で形成すればよい。しかしながら、硬度の低い材料の場合、貫通穴２８を加工した際に、均一な穴径の貫通穴２８を形成することが難しく、貫通穴２８の軸方向の中間部で穴径が小さくなる変形を生じ、研磨材４が貫通穴２８に詰まりやすくなる不利があり、貫通孔２８の加工性が低下する。
一方、上部カバーゴム層２４の貫通穴２８の加工性の向上を図るためには、上部カバーゴム層２４を硬度の高い材料で形成すればよい。しかしながら、硬度の高い材料の場合、上部カバーゴム層２４の耐屈曲性の向上を図る上で不利がある。

そこで、本実施の形態では、上部カバーゴム層２４を、補強層２２側に位置する下層２４Ｂと、補強層２２と反対側の下層２４Ｂの面に設けられ搬送面２１を構成する上層２４Ａとで構成し、上層２４Ａは下層２４Ｂよりも硬度の低い材料で形成した。
このようにすることで、上部カバーゴム層２４の耐屈曲性を向上すると共に、貫通穴２８の加工性を向上する上で有利となる。
また、上層２４Ａは耐久性に優れる材料で形成され、下層２４Ｂは加工性に優れる材料で形成した。
このようにすることで、上部カバーゴム層２４の耐屈曲性を向上すると共に、貫通穴２８の加工性を向上する上でより有利となる。
また、カバーゴム層の厚さに対して上層２４Ａの厚さは３０％以上７０％以下の割合で形成した。
このように上層２４Ａの厚さと下層２４Ｂの厚さを規定することにより、上部カバーゴム層２４の耐屈曲性を向上すると共に、貫通穴２８の加工性を向上する上でより一層有利となる。

次に、コンベヤベルト２０の実施例について詳細に説明する。
まず、図５を参照して、上部カバーゴム層２４を構成する上層２４Ａ、下層２４Ｂを構成するコンパウンドの配合と、実際に作製した上層２４Ａおよび下層２４Ｂの物理性能とについて説明する。
図５において、コンパウンドＡは上層２４Ａを構成するものであり、コンパウンドＢは下層２４Ｂを構成するものである。
配合剤の名称と配合の割合は図５に示す通りである。
物理性能は以下の６つの特性について測定した。
１）Ｍ１００（１００％モジュラス（引張応力））
２）Ｍ３００（３００％モジュラス（引張応力））
３）ＴＢ（引張強度）
４）ＥＢ（引張伸度）
５）ＨＳ（硬度）
６）耐クラック成長
１）〜４）の各物理性能は、ＪＩＳＫ６２５１に規定されている加硫ゴムの引張試験に準じて行い、５）の硬度は、ＪＩＳＫ６２５３−３に規定されている加硫ゴムのタイプＡデュロメータ硬さ試験に準じて行った。
なお、６）耐クラック成長は、ＪＩＳＫ６２６０に規定されている加硫ゴム屈曲試験に準じて行った。この試験では、図６に示すように、矩形板状を呈し長手方向の中央に幅方向に延在する溝６Ａが形成された試験片６を作製し、その試験片６を用いて４０万回の屈曲試験を行い、発生したクラックの長さを測定した。

図５の物理性能から明らかなように、上層２４Ａ（コンパウンドＡ）と下層２４Ｂ（コンパウンドＢ）とを比較すると以下のようになる。
１）上層２４Ａ（コンパウンドＡ）は下層２４Ｂ（コンパウンドＢ）よりも引張応力が小さい。
２）上層２４Ａ（コンパウンドＡ）は下層２４Ｂ（コンパウンドＢ）よりも引張強度が大きい。
３）上層２４Ａ（コンパウンドＡ）は下層２４Ｂ（コンパウンドＢ）よりも引張伸度が大きい。
４）上層２４Ａ（コンパウンドＡ）は下層２４Ｂ（コンパウンドＢ）よりも硬度が低い。
５）上層２４Ａ（コンパウンドＡ）は下層２４Ｂ（コンパウンドＢ）よりも耐屈曲性が高い。
すなわち、上層２４Ａは下層２４Ｂよりも硬度の低い材料で形成され、かつ、上層２４Ａは耐久性に優れる材料で形成されている。
一方、下層２４Ｂは上層２４Ａよりも硬度の高い材料で形成され、かつ、加工性に優れる材料で形成されている。

次に、上述したコンパウンドＡからなる上層２４ＡとコンパウンドＢからなる下層２４Ｂとを積層して加硫し、貫通穴２８を形成した試験片８を作製して耐屈曲性および穴加工性の評価を行った。
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、試験片８は、長さ１５０ｍｍ、幅５０ｍｍの矩形板状を呈し、中央に直径４ｍｍの貫通穴２８を形成した、試験片８の厚さは６ｍｍとした。
なお、屈曲試験は前述したＪＩＳ規格に規定された加硫ゴム屈曲試験に準じて行った。
図８に示すように、試験片８を実験例１〜４の４つ作製した。
実験例１は、本発明の範囲外であり、試験片８の厚さに対する上層２４Ａ厚さの割合が１００％、すなわち、試験片８はコンパウンドＡのみで作製されている。
実験例２は、本発明の範囲内であり、試験片８の厚さに対する上層２４Ａ厚さの割合が６７％、下層２４Ｂ厚さの割合が３３％である。
実験例３は、本発明の範囲内であり、試験片８の厚さに対する上層２４Ａ厚さの割合が３３％、下層２４Ｂ厚さの割合が６７％である。
実験例４は、本発明の範囲外であり、試験片８の厚さに対する下層２４Ｂ厚さの割合が１００％、すなわち、試験片８はコンパウンドＢのみで作製されている。

図８に、屈曲試験によって測定された屈曲回数と発生したクラックの長さとを示す。なお、クラックの長さとは、貫通穴２８の縁部から試験片８の幅方向に沿って発生するクラックの長さをいうものとする。
また、図中、「Ｋ」は試験片８の幅全長にわたってクラックが発生した状態を示す。
そして、屈曲回数とクラックの長さの測定結果に基づいて屈曲回数とクラックとの相関関係を示す１次回帰式を各実験例毎に導出した。ここで、１次回帰式とは、ｙ＝ａｘ＋ｂで示される１次式であり、ｘは屈曲回数、ｙはクラック長さを示す。
そして、各実験例の１次回帰式に基づいてクラックの長さが５０ｍｍに到達するまでの屈曲回数（万回）を算出した結果を図８に示す。
また、各実験例においては、貫通穴２８を形成するに際して、直径４ｍｍのドリルを用いて貫通穴２８を形成したのち、貫通穴２８の実穴最小径を測定し、直径４ｍｍに対する実穴最小径の割合を実穴径保持率（％）として算出した結果を図８に記載した。

クラックが５０ｍｍに到達するまでの屈曲回数を見ると、実験例１、２、３、４の順番に屈曲回数が低下している。したがって、硬度が低い上層２４Ａ厚さの割合が多いほど耐屈曲性が優れていることがわかる。
実穴径保持率を見ると、実験例１、２、３、４の順番に実穴径保持率が上昇している。したがって、硬度が高い下層２４Ｂ厚さの割合が多いほど実穴径保持率が優れていることがわかる。

図９は、図８の結果を線図にまとめたものであり、横軸は上層２４Ａ（コンパウンドＡ）の厚さ割合（％）を示し、縦軸の一方はクラックが５０ｍｍに到達するまでの屈曲回数を示し、縦軸の他方は実穴径保持率（％）を示している。
ここで、上部ゴムカバー層２４として必要な条件を、クラックが５０ｍｍに到達するまでの屈曲回数が３０万回以上で、かつ、実穴保持率が７０％以上であるとすると、図９の線図から上層２４Ａの厚さ割合は３０％以上７０％以下の範囲となる。

以上の実験結果から、上部カバーゴム層２４を、補強層２２側に位置する下層２４Ｂと、補強層２２と反対側の下層２４Ｂの面に設けられ搬送面２１を構成する上層２４Ａとで構成し、上層２４Ａは下層２４Ｂよりも硬度の低い材料で形成することが、上部カバーゴム層２４の耐屈曲性を向上すると共に、貫通穴２８の加工性を向上する上で有利となることが明らかである。
また、上層２４Ａを耐久性に優れる材料で形成し、下層２４Ｂは加工性に優れる材料で形成することが、上部カバーゴム層２４の耐屈曲性を向上すると共に、貫通穴２８の加工性を向上する上でより有利となることが明らかである。
また、カバーゴム層の厚さに対して上層２４Ａの厚さは３０％以上７０％以下の割合で形成することが、上部カバーゴム層２４の耐屈曲性を向上すると共に、貫通穴２８の加工性を向上する上でより一層有利となることが明らかである。

２被加工物
４研磨材
１０ショットブラスト装置
２０コンベヤベルト
２２補強層
２４上部カバーゴム層
２４Ａ上層
２４Ｂ下層
２８貫通穴

Claims

補強層と、前記補強層の上に設けられ搬送面を構成するカバーゴム層とを備えるショットブラスト装置用コンベヤベルトであって、
前記カバーゴム層は、前記補強層側に位置する下層と、前記補強層と反対側の前記下層の面に設けられ前記搬送面を構成する上層とを備え、
前記上層は前記下層よりも硬度の低い材料で形成されている、
ことを特徴とするショットブラスト装置用コンベヤベルト。
前記上層は耐久性に優れる材料で形成され、前記下層は加工性に優れる材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のショットブラスト装置用コンベヤベルト。
前記カバーゴム層の厚さに対して前記上層の厚さは３０％以上７０％以下の割合で形成されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載のショットブラスト装置用コンベヤベルト。