JP2020083502A - コンベアベルトおよびそれを用いたベルトコンベア装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被運搬物を高さ方向に効率良く運搬する。【解決手段】ベルトコンベア装置ＢＭは、立坑内の土砂を地上に運ぶときに、ベルトコンベア装置ＢＭを構成するコンベアベルトＢの幅方向両端部を近づけるようにコンベアベルトＢを折り曲げることで形成した管内に土砂を包み込むようにして運ぶ。コンベアベルトＢを管状にするとその管内には、コンベアベルトＢの長手方向に沿って所定の間隔毎に仕切部ＰＰが形成される。仕切部ＰＰは、コンベアベルトＢの幅方向に沿って配置された複数のフィンＦで構成されており、コンベアベルトＢを管状にすると、複数のフィンＦが管の中央に集まることで形成される。この場合、コンベアベルトＢの管内の土砂を仕切部ＰＰで支えながら高さ方向に運ぶことができるので、仕切部ＰＰが無い場合に比べてスムーズに効率良く土砂を運ぶことができる。【選択図】図５

Description

本発明は、コンベアベルトおよびそれを用いたベルトコンベア装置に関し、例えば、大深度トンネル工事において地下で発生した掘削土砂を地上まで運搬するための運搬技術に関するものである。

近年、新たな地下工事を行う場合、既存の地下施設を避けるために大深度で工事を行うことが多くなっている。例えば、リニア新幹線は、全線で地下に設置することになっている上、なるべく線路を真直ぐにするために既設の地下施設の下方に設置することになっている。

地下工事で生じた掘削土砂を地上に運ぶための古典的な運搬技術としては、例えば、一定間隔毎に配置された複数個のバケットをチェーンで繋いだ連続バケット方式があるが、バケットおよびチェーンの重量が重く、運搬距離が長い場合には適さない。また、バケットを往路と復路との両方で移動させるので、立坑内における運搬装置の占有領域が大きくなる。

また、一般的なシールド工法では、立坑の底部で掘削土砂に水を混ぜ合わせて泥土を形成した後、その泥土をポンプで地上まで押し上げているが、立坑が深くなり泥土を運ぶ縦管の長さが長くなるほど泥土を押し上げるために、ポンプに必要とされる出力が極端に大きくなる。その結果、大型のポンプや複数のポンプが必要となり、立坑内における運搬装置の占有領域が大きくなる。また、地上に運ばれた泥土は水と土砂とを分離して、水は立坑内に送り返すことになるので、その水の分だけ余計な荷重分を運んだことになる。

そこで、上記の２つの運搬技術に比べて小型で簡単な構成のベルトコンベア装置を用いて立坑内の掘削土砂を地上まで運ぶ場合がある。このベルトコンベア装置を用いた運搬技術については、例えば、特許文献１〜３に記載があり、いずれの場合も管状に丸めたコンベアベルトで被運搬物を包み込んだ状態で運ぶ技術が開示されている。

特開昭６４−５３９０９号公報 特開平２−４３１１４号公報 特開平１０−１６７４３６号公報

しかし、上記した特許文献１〜３のベルトコンベア装置では、被運搬物を高さ方向にスムーズに効率良く運搬することについて充分な考慮がなされておらず、特に、掘削土砂等のような形状が不揃いで重い被運搬物の場合には運搬効率が著しく低下する、という課題がある。

また、立坑内には、作業員が昇降するエレベータの他、セグメント等を運搬する設備等も必要であり、掘削土砂等を運ぶベルトコンベア装置の占有領域をできるだけ小さくすることが好ましい、という課題がある。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、被運搬物を高さ方向に効率良く運搬することのできる技術を提供することを目的とする。

また、本発明は、立坑内におけるベルトコンベア装置の占有領域を小さくすることのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のコンベアベルトは、平面視で帯状のベルト本体と、前記ベルト本体の幅方向両端部を接近させる方向に前記ベルト本体を折り曲げて管状にしたときに、前記ベルト本体で形成される管内を前記ベルト本体の長手方向に沿って複数の空間に分ける複数の仕切部と、を備え、前記複数の仕切部の各々は、前記ベルト本体の幅方向に沿って配置された複数の仕切片を有しており、前記複数の仕切片の各々は、前記ベルト本体の前記管内側の面に接合されているとともに、前記管内側の面から前記ベルト本体の厚さ方向に突出されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記仕切片の突出長は、前記ベルト本体で形成される管の口径よりも小さいことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、前記ベルト本体の幅方向に隣接する前記仕切片は、前記ベルト本体の長手方向に互いにずれて配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記仕切片は、前記ベルト本体の幅方向に伸縮自在な構成とされていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記ベルト本体は、弾性体で構成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記ベルト本体で形成される管の長手方向に交差する面の断面形状は、矩形管状であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記ベルト本体で形成される管の長手方向に交差する面の断面形状は、丸形管状であることを特徴とする。

請求項８に記載の本発明のベルトコンベア装置は、第１プーリと、前記第１プーリから離間した位置に配置された第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリとに無端状に巻回された平面視で帯状のベルト本体の幅方向両端部を接近させる方向に折り曲げ管状にした状態で被運搬物を包み込むようにして運ぶコンベアベルトと、を備え、前記コンベアベルトは、前記ベルト本体を管状にしたときに、前記ベルト本体で形成される管内を前記ベルト本体の長手方向に沿って複数の空間に分ける複数の仕切部を備え、前記複数の仕切部の各々は、前記ベルト本体の幅方向に沿って配置された複数の仕切片を有しており、前記複数の仕切片の各々は、前記ベルト本体の前記管内側の面に接合されているとともに、前記管内側の面から前記ベルト本体の厚さ方向に突出されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、上記請求項８に記載の発明において、前記第１プーリは、立坑の底面に設置され、前記第２プーリは、前記立坑の外の地上面に設置され、前記第１プーリと前記立坑の内側面との間には、前記コンベアベルトが前記立坑の底面に沿うように配置される第１区間があり、前記立坑の底面と前記地上面との間には、前記コンベアベルトが前記立坑の内側面に沿うように配置される第２区間があり、前記立坑の内側面と前記第２プーリとの間には、前記コンベアベルトが前記地上面に沿う第３区間があり、前記コンベアベルトの往路において、少なくとも前記第２区間では、管状にした前記ベルト本体で前記被運搬物を包み込むようにして運ぶことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、上記請求項８または９に記載の発明において、前記コンベアベルトの復路では、前記第２プーリから前記第１プーリに向かって前記ベルト本体を広げた状態で送ることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、上記請求項８〜１０のいずれか１項に記載の発明において、前記仕切片の突出長は、前記ベルト本体で形成される管の口径よりも小さいことを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、上記請求項８〜１１のいずれか１項に記載の発明において、前記ベルト本体の幅方向に隣接する仕切片は、前記ベルト本体の長手方向に互いにずれて配置されていることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、上記請求項８〜１２のいずれか１項に記載の発明において、前記仕切片は、前記ベルト本体の幅方向に伸縮自在な構成とされていることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、上記請求項８〜１３のいずれか１項に記載の発明において、前記ベルト本体は、弾性体で構成されていることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、上記請求項８〜１４のいずれか１項に記載の発明において、前記ベルト本体で形成される管の長手方向に交差する面の断面形状は、矩形管状であることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、上記請求項８〜１４のいずれか１項に記載の発明において、前記ベルト本体で形成される管の長手方向に交差する面の断面形状は、丸形管状であることを特徴とする。

本発明によれば、被運搬物を高さ方向に効率良く運搬することが可能になる。

また、本発明によれば、立坑内におけるベルトコンベア装置の占有領域を小さくすることが可能になる。

本発明の一実施の形態に係るベルトコンベア装置の概略側面図である。 （ａ）は図１のベルトコンベア装置を構成するコンベアベルトの要部拡大斜視図、（ｂ）は図２（ａ）のコンベアベルトを管状にした場合の要部斜視図である。 （ａ）は図２のコンベアベルトの要部平面図、（ｂ）は図３（ａ）の変形例のコンベアベルトの要部平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は図２のコンベアベルトの展開状態を示す要部横断面図である。 図１のベルトコンベア装置の垂直搬送区間におけるＩ−Ｉ線位置の要部横断面図である。 図５のＩＩ−ＩＩ線の要部縦断面図である。 図１のベルトコンベア装置の下部または上部の水平搬送区間の要部斜視図である。 （ａ）はコンベアベルトの展開図、（ｂ）は図８（ａ）のコンベアベルトの変形例の展開図である。 （ａ）は図１のベルトコンベア装置を構成するコンベアベルトの要部拡大斜視図、（ｂ）は図９（ａ）のコンベアベルトを管状にした場合の要部斜視図である。 第２の実施の形態における図１のベルトコンベア装置の垂直搬送区間におけるＩ−Ｉ線位置の要部横断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は第３の実施の形態のコンベアベルトの展開状態を示す要部横断面図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（第１の実施の形態）

図１は本実施の形態に係るベルトコンベア装置の概略側面図である。なお、図１において、白抜きの矢印はベルトコンベア装置ＢＭのコンベアベルトＢの往路の方向を示し、黒塗りの矢印はコンベアベルトＢの復路の方向を示している。また、符号Ｇは地盤を示している。

ベルトコンベア装置ＢＭは、例えば、シールドマシンＴＭで立坑ＶＨの内側面に掘削孔ＬＨを形成した際に、シールドマシンＴＭで掘削された土砂（被運搬物）を立坑ＶＨの底部から立坑ＶＨの外の地上まで運搬するための運搬装置である。ここでは、シールドマシンＴＭから排出された土砂は、通常のベルトコンベア装置ＮＢＭに載せられ、土砂投入用ホッパーＨｉを通じて、本実施の形態のベルトコンベア装置ＢＭの投入領域（入口領域）Ｒｉに投入されるようになっている。なお、立坑ＶＨの深度は、特に限定されるものではないが、例えば、７０〜１２０ｍ程度である。

ベルトコンベア装置ＢＭは、立坑ＶＨの底面に設置された従動プーリ（第１プーリ）ＰＦと、立坑ＶＨの外の地上面に設置された駆動プーリ（第２プーリ）ＰＤと、駆動プーリＰＤを駆動する駆動モータＭＤと、従動プーリＰＦと駆動プーリＰＤとに無端状に巻回されたコンベアベルトＢと、コンベアベルトＢを支持する複数の支持体ＳＢとを有している。

従動プーリＰＦおよび駆動プーリＰＤは、例えば、円柱棒状に形成されており、その円柱軸を中心にして回転可能な状態で設置されている。駆動プーリＰＤは、回転ベルトＲＢを介して駆動モータＭＤと機械的に接続されており、駆動モータＭＤによって回転するようになっている。コンベアベルトＢおよび支持体ＳＢについては後述する。

また、ベルトコンベア装置ＢＭは、従動プーリＰＦから駆動プーリＰＤに向かって順に、下部水平搬送区間（第1区間）Ｓ１、下部連結区間Ｓ２、垂直搬送区間（第２区間）Ｓ３、上部連結区間Ｓ４および上部水平搬送区間（第３区間）Ｓ５を有している。

下部水平搬送区間Ｓ１は、従動プーリＰＦと立坑ＶＨの内側面との間に配置されている。下部水平搬送区間Ｓ１では、コンベアベルトＢが立坑ＶＨの底面に沿うように移動するようになっている。この下部水平搬送区間Ｓ１には、コンベアベルトＢ上に土砂を投入する上記投入領域Ｒｉが形成される。

垂直搬送区間Ｓ３は、下部連結区間Ｓ２と上部連結区間Ｓ４との間に配置されている。垂直搬送区間Ｓ３では、コンベアベルトＢが立坑ＶＨの内側面に沿って移動するようになっている。すなわち、垂直搬送区間Ｓ３のコンベアベルトＢは、立坑ＶＨの底面に対してほぼ垂直な方向に移動するようになっている。

下部連結区間Ｓ２は、下部水平搬送区間Ｓ１と垂直搬送区間Ｓ３との間にそれぞれの区間を連結するように配置されている。下部連結区間Ｓ２では、コンベアベルトＢが水平方向から次第に垂直方向に変わるように（または垂直方向から次第に水平方向に変わるように）湾曲状に移動するようになっている。

上部水平搬送区間Ｓ５は、立坑ＶＨの内側面と駆動プーリＰＤとの間に配置されている。上部水平搬送区間Ｓ５では、コンベアベルトＢが立坑ＶＨの外の地上面に沿うように移動するようになっている。この上部水平搬送区間Ｓ５の駆動プーリＰＤ側には、コンベアベルトＢ上の土砂を排出する排土領域Ｒｄが形成される。なお、排土領域Ｒｄに運ばれた土砂は、排土用ホッパーＨｄを介して排出される。

上部連結区間Ｓ４は、垂直搬送区間Ｓ３と上部水平搬送区間Ｓ５との間にそれぞれの領域を連結するように配置されている。上部連結区間Ｓ４では、コンベアベルトＢが垂直方向から次第に水平方向に変わるように（または水平方向から次第に垂直方向に変わるように）湾曲状に移動するようになっている。

本実施の形態では、コンベアベルトＢの往路において、少なくとも垂直搬送区間Ｓ３（ここでは、例えば、投入領域Ｒｉと排土領域Ｒｄとの間の下部水平搬送区間Ｓ１、下部連結区間Ｓ２、垂直搬送区間Ｓ３、上部連結区間Ｓ４および上部水平搬送区間Ｓ５）で、管状に形成されたコンベアベルトＢで土砂を包み込むようにして運ぶようになっている。これにより、土砂を撒き散らすことなく、立坑ＶＨの底部から地上まで運ぶことができる。

また、コンベアベルトＢの往路でも下部水平搬送区間Ｓ１および上部水平搬送区間Ｓ５の一部では、通常のベルトコンベア装置ＮＢＭと同様にコンベアベルトＢを広げて平面視で帯状にして搬送するようになっている。なお、この例では、下部水平搬送区間Ｓ１においては、なるべく通常のベルトコンベア装置ＮＢＭを使用する区間を長くし、ベルトコンベア装置ＢＭのベルト本体ＢＢを広げた状態で搬送する区間を短めにしている。これにより、特殊な構成のベルトコンベア装置ＢＭの長さを短くすることができるので、ベルトコンベア装置ＢＭの製作コストを低減できる。

また、コンベアベルトＢの復路では、駆動プーリＰＤから従動プーリＰＦに向かってコンベアベルトＢを広げてほぼ平坦な状態で送るようになっている。コンベアベルトＢの復路でもコンベアベルトＢを管状にして送ることもできるが、往路および復路の両方でコンベアベルトＢを管状にしてしまうと立坑ＶＨ内におけるベルトコンベア装置ＢＭの占有領域が大きくなってしまう。これに対して、復路ではコンベアベルトＢを広げて送ることにより、往路および復路の両方でコンベアベルトＢを管状にして送る場合に比べて、立坑ＶＨ内におけるベルトコンベア装置ＢＭの占有領域を小さくすることができる。すなわち、立坑ＶＨ内において、作業員が昇降するエレベータ等の設置空間やセグメント等を運搬する設備等の設置空間を拡大することができる。なお、コンベアベルトＢの複数の突起は、フィン（仕切片）Ｆを示している。フィンＦについては後述する。

次に、図２（ａ）は図１のベルトコンベア装置を構成するコンベアベルトの要部拡大斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）のコンベアベルトを管状にした場合の要部斜視図、図３（ａ）は図２のコンベアベルトの要部平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の変形例のコンベアベルトの要部平面図、図４（ａ）〜（ｃ）は図２のコンベアベルトの展開状態を示す要部横断面図である。なお、図２および図３において、白抜きの矢印はベルトコンベア装置ＢＭのコンベアベルトＢの往路の方向を示し、黒塗りの矢印はコンベアベルトＢの復路の方向を示している。

図２〜図４に示すように、コンベアベルトＢは、ベルト本体ＢＢと、そのベルト本体ＢＢに設けられた複数の仕切部ＰＰとを有している。ベルト本体ＢＢは、図２（ａ）および図３に示すように、例えば、平面視で帯状に形成されている。ベルト本体ＢＢは、例えば、合成ゴム等のような弾性体により形成されている。ただし、ベルト本体ＢＢは合成ゴムで形成されることに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば、全体または一部を樹脂または不織布で形成しても良い。

仕切部ＰＰは、図２（ｂ）および図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ベルト本体ＢＢの幅方向（短方向）両端部を接近させる方向にベルト本体ＢＢを折り曲げて管状にしたときに、ベルト本体ＢＢで形成される管内をベルト本体ＢＢの長手方向に沿って複数の空間に分ける部材である。ここでは、図２および図３に示すように、仕切部ＰＰがベルト本体ＢＢの長手方向に沿って所定の間隔毎に配置されている。

図２（ａ）、図３および図４（ａ）に示すように、ベルト本体ＢＢを広げたときの仕切部ＰＰは、ベルト本体ＢＢの幅方向に沿って配置された複数枚のフィン（仕切片）Ｆに分かれている。すなわち、各仕切部ＰＰは、ベルト本体ＢＢの幅方向に沿って配置された複数枚のフィンＦを有している。

各フィンＦは、例えば、平面視で略半円形状の薄板からなり、ベルト本体ＢＢの管内側の面からベルト本体ＢＢの厚さ方向に突出した状態で、ベルト本体ＢＢの管内側の面に強固に接合されている。このフィンＦは、例えば、合成ゴム等からなり、土砂を支持することが可能な強度を有している。ただし、フィンＦは合成ゴムで形成されることに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば、全体または一部を、樹脂、不織布または金属等で形成しても良い。フィンＦを不織布で形成することによりフィンＦの形状変化を容易にすることができる。また、フィンＦを金属で形成することにより、フィンＦの耐久性を向上させることができる。

また、仕切部ＰＰを構成する複数のフィンＦにおいて、ベルト本体ＢＢの幅方向に隣接するフィンＦ，Ｆ同士は、ベルト本体ＢＢの長手方向に１枚のフィンＦの厚さ以上ずらして配置されている。この例では、図３（ａ）に示すように、複数枚のフィンＦが平面視で千鳥状に配置されている。これにより、フィンＦに邪魔されることなく、ベルト本体ＢＢを管状に形成することができる。ただし、複数枚のフィンＦの配置は千鳥状に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば、図３（ｂ）に示すように、複数枚のフィンＦを斜め線（ベルト本体ＢＢの長辺に対して斜めの線）に沿って配置しても良い。

また、各フィンＦの突出長（ベルト本体ＢＢの接合面からの高さ）は、ベルト本体ＢＢで形成される管の口径（対向辺間の距離）よりも小さい。この例では、各フィンＦの突出長は、ベルト本体ＢＢで形成される管の口径の半分以下になっている。これについては後述する。

このようなコンベアベルトＢのベルト本体ＢＢを図４（ｂ），（ｃ）にしめすように管状にすると、互いに隣接するフィンＦ，Ｆの一部が平面視で重なるとともに、互いに向かい合うフィンＦ，Ｆの円弧側の頂点が当接されるようにして、仕切部ＰＰが形成されるようになっている。ここでは、仕切部ＰＰを構成するフィンＦを４枚にしたことにより、図２（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、管状にしたときのベルト本体ＢＢの断面形状が、例えば、フィンＦの底面を一辺とする矩形管状に形成される。なお、ベルト本体ＢＢを管状にし易くするために、ベルト本体ＢＢにおいて隣接するフィンＦ，Ｆ間の部分を折れ曲がり易い材料（構造）で形成しても良い。ここでは、複数枚のフィンＦの隣接間を通過するようにベルト本体ＢＢの長手方向に沿って延びる複数の折り目ＦＤが形成されている。

次に、図５は図１のベルトコンベア装置の垂直搬送区間におけるＩ−Ｉ線位置の要部横断面図、図６は図５のＩＩ−ＩＩ線の要部縦断面図である。なお、図６において、白抜きの矢印はベルトコンベア装置ＢＭのコンベアベルトＢの往路の方向を示し、黒塗りの矢印はコンベアベルトＢの復路の方向を示している。

図５に示すように、垂直搬送区間Ｓ３等のコンベアベルトＢの往路においては、ベルト本体ＢＢが支持体ＳＢによって矩形管状にされた状態で搬送されるようになっている。支持体ＳＢは、矩形枠状の枠体部ＦＭと、その枠内の各辺に回転可能な状態で支持された４個のローラＲＬとを有している。矩形管状のコンベアベルトＢは、そのベルト本体ＢＢの外周の各辺に各ローラＲＬが接した状態で、枠体部ＦＭの枠内に支持されている。この場合、ローラＲＬは、ベルト本体ＢＢの幅方向の両端部（合わせ部）がしっかりと閉じるようにベルト本体ＢＢの外周の辺にしっかりと押し付けられている。これにより、ベルト本体ＢＢの幅方向両端部の合わせ部分から土砂がこぼれるのを防止することができる。なお、支持体ＳＢの構成（枠体部ＦＭの形状、ローラＲＬの数や位置等）は、上記したものに限定されるものではなく種々変更可能である。

また、図６に示すように、垂直搬送区間Ｓ３等の往路においてコンベアベルトＢのベルト本体ＢＢの管内には、上記したようにコンベアベルトＢの長手方向に沿って所定の間隔毎に複数の仕切部ＰＰが形成される。そして、土砂ＳＤは、複数の仕切部ＰＰで仕切られた各空間内においてベルト本体ＢＢに包まれ、かつ、仕切部ＰＰに支持された状態で立坑ＶＨの底面に対してほぼ垂直に上昇し、地上に運ばれるようになっている。ここで、特許文献１〜３では、ベルトコンベア装置で被運搬物を垂直方向に運搬する場合、コンベアベルトの管内において被運搬物が上昇および落下を繰り返しながら次第に上昇するようになっている。これに対して、本実施の形態では、コンベアベルトＢのベルト本体ＢＢで形成される管の空間内において土砂ＳＤが落下することなく仕切部ＰＰに支えられながら上昇するので、土砂ＳＤを高さ方向にスムーズに効率良く運搬することができる。

なお、仕切部ＰＰの四隅に隙間が形成される場合、その隙間を通じて、土砂に含まれた水分が下方に流れる場合がある。その場合は、ベルト本体ＢＢの管内の隙間を通じて流れてきた水を収容する容器やベルト本体ＢＢの管内の隙間を通じて流れてきた水を上記容器に誘導する配管等を設置することが好ましい。

一方、図５および図６に示すように、コンベアベルトＢの復路においては、ベルト本体ＢＢがほぼ平坦に広げられた状態で搬送されるようになっている。これにより、上記したように、往路および復路の両方でコンベアベルトＢのベルト本体ＢＢを管状にして送る場合に比べて、立坑ＶＨ内におけるベルトコンベア装置ＢＭの占有領域を小さくすることができる。ところで、１つの仕切部を１つのフィンで構成し、そのフィンの高さをベルト本体ＢＢの管の口径と同じにすることも考えられる。しかし、フィンの高さ（突出長）をベルト本体の管の口径と同じにしてしまうと、復路においてベルト本体ＢＢを広げて搬送したとしても、往路および復路の両方でベルト本体を管状にして送るのとほぼ同じになってしまい、ベルトコンベア装置ＢＭの占有領域を小さくすることができない。これに対して、本実施の形態では、１つの仕切部ＰＰを複数個のフィンＦに分けることで、各フィンＦの高さをベルト本体ＢＢの管の口径より小さくすることができる。具体的には、フィンＦの高さをベルト本体ＢＢの管の口径の半分以下にすることができる。これにより、コンベアベルトＢの復路において、ベルト本体ＢＢを広げた状態で搬送することにより、復路におけるコンベアベルトＢの占有領域を小さくすることができるので、立坑ＶＨ内におけるベルトコンベア装置ＢＭの占有領域を小さくすることができる。

次に、図７は図１のベルトコンベア装置の下部または上部の水平搬送区間の要部斜視図、図８（ａ）はコンベアベルトの展開図、図８（ｂ）は図８（ａ）のコンベアベルトの変形例の展開図である。なお、図７において、白抜きの矢印はベルトコンベア装置ＢＭのコンベアベルトＢの往路の方向を示し、黒塗りの矢印はコンベアベルトＢの復路の方向を示している。

図７に示すように、下部水平搬送区間Ｓ１では、コンベアベルトＢのベルト本体ＢＢを広げた状態で搬送し、途中から垂直搬送区間Ｓ３に近づくにつれて支持体（図示せず）によって次第にベルト本体ＢＢを管状に折り曲げて搬送するようになっている。一方、上部水平搬送区間Ｓ５では、コンベアベルトＢのベルト本体ＢＢを、管状の状態で搬送し、途中から駆動プーリＰＤに近づくにつれて支持体（図示せず）とベルト本体ＢＢの弾性力とによって次第にベルト本体ＢＢを広げて搬送するようになっている。

ここで、下部水平搬送区間Ｓ１および上部水平搬送区間Ｓ５（投入領域Ｒｉおよび排土領域Ｒｄを含める）において、ベルト本体ＢＢをほぼ平坦に広げても良いが、ベルト本体ＢＢの幅方向中央が凹むように撓ませても良い。これにより、ベルト本体ＢＢを展開する際にベルト本体ＢＢを曲げる角度を小さくすることができるので、ベルト本体ＢＢの展開を容易にすることができる。また、ベルト本体ＢＢ上に投入された土砂がベルト本体ＢＢの幅方向中央の窪みに集まるので、土砂がベルト本体ＢＢの外にこぼれないようにすることができる。

本実施の形態では、図８（ａ）に示すように、仕切部ＰＰを構成する各フィンＦの底面（脚部）を直線状にしたが、上記のように下部水平搬送区間Ｓ１および上部水平搬送区間Ｓ５においてベルト本体ＢＢを撓ませて搬送する場合、図８（ｂ）に示すように、フィンＦの底面をベルト本体ＢＢの撓みに合わせて若干湾曲させても良い。

次に、本実施の形態のベルトコンベア装置ＢＭの動作例について図１を参照して説明する。

まず、シールドマシンＴＭで掘削された土砂は、立坑ＶＨの底部に設置された通常のベルトコンベア装置ＮＢＭに載せられて搬送終端に送られ、土砂投入用ホッパーＨｉを通じて、本実施の形態のベルトコンベア装置ＢＭの下部水平搬送区間Ｓ１の投入領域Ｒｉに投入される。この際、コンベアベルトＢの長手方向に隣接する仕切部ＰＰ（図７等参照）で仕切られる区間内全域に土砂を詰め込むと、後にベルト本体ＢＢを管状にしたときにコンベアベルトＢの進路を曲げることが困難になる。このため、土砂の投入に際しては、仕切部ＰＰで仕切られる区間内に隙間ができるように土砂を投入することが望ましい。

次いで、下部水平搬送区間Ｓ１のコンベアベルトＢの往路においてベルト本体ＢＢは、通常のベルトコンベア装置と同様に、ほぼ平坦に、または幅方向の中央が凹んだ状態に広げられて水平に搬送されるが、途中から下部連結区間Ｓ２（垂直搬送区間Ｓ３）に近づくにつれて、ベルト本体ＢＢの幅方向両端が近づくように折り曲げられて管状に形成される。これにより、ベルト本体ＢＢ上の土砂はベルト本体ＢＢに包まれる。また、ベルト本体ＢＢが管状に形成されると、複数のフィンＦがベルト本体ＢＢで形成される管の中心に集まり仕切部ＰＰが形成される。これにより、ベルト本体ＢＢで形成される管内は長手方向に沿って複数の空間に分けられて、その各空間内に土砂が収容される状態になる。

次いで、下部連結区間Ｓ２のコンベアベルトＢの往路においてベルト本体ＢＢは、水平状態から垂直状態になるように次第に向きを変えて垂直搬送区間Ｓ３に搬送される。続いて、垂直搬送区間Ｓ３のコンベアベルトＢの往路においてベルト本体ＢＢは管状のままほぼ垂直に上昇して上部連結区間Ｓ４に搬送される。この際、土砂は、ベルト本体ＢＢに包み込まれているので、外部にこぼれることもない。また、土砂は仕切部ＰＰで支えられて上昇するので、土砂を高さ方向にスムーズに効率良く運搬することができる。

次いで、上部連結区間Ｓ４のコンベアベルトＢの往路において管状のベルト本体ＢＢは、垂直状態から水平状態になるように次第に向きを変えて上部水平搬送区間Ｓ５に搬送される。続いて、上部水平搬送区間Ｓ５のコンベアベルトＢの往路においてベルト本体ＢＢは、管状の状態で水平に搬送されるが、途中から通常のベルトコンベア装置と同様に、ほぼ平坦に、または幅方向の中央が凹んだ状態に広げられて水平に搬送される。これにより、コンベアベルトＢ上の土砂が露出される。そして、広げられたベルト本体ＢＢが駆動プーリＰＤに至ると、ベルト本体ＢＢ上の土砂が排土領域Ｒｄから排土用ホッパーＨｄを介して排出される。

次いで、土砂排出後のコンベアベルトＢの復路では、図５および図６に示したように、ベルト本体ＢＢが広げられた状態で、上部水平搬送区間Ｓ５、上部連結区間Ｓ４、垂直搬送区間Ｓ３、下部連結区間Ｓ２および下部水平搬送区間Ｓ１に順に搬送され、従動プーリＰＦまで戻る。このようにして、シールドマシンＴＭで掘削した土砂を立坑ＶＨ内から地上まで運搬する動作を繰り返す。

（第２の実施の形態）

本実施の形態では、コンベアベルトのベルト本体を断面視で円形管状に形成する場合の一例について説明する。図９（ａ）は図１のベルトコンベア装置を構成するコンベアベルトの要部拡大斜視図、図９（ｂ）は図９（ａ）のコンベアベルトを管状にした場合の要部斜視図である。

本実施の形態では、図９（ａ）に示すように、コンベアベルトＢの仕切部ＰＰが、例えば、３枚で構成されており、各フィンＦが、ベルト本体ＢＢの幅方向に伸縮自在なように、例えば、平面視で蛇腹状に形成されている。この場合、図９（ｂ）に示すように、ベルト本体ＢＢを管状にしたときのベルト本体ＢＢの断面形状は、例えば、円形管状に形成される。なお、円形管状には、正円管状のほか、楕円管状も含む。

次に、図１０は第２の実施の形態における図１のベルトコンベア装置の垂直搬送区間におけるＩ−Ｉ線位置の要部横断面図である。なお、図１０の縦断面は図６とほぼ同じなので図示を省略する。

本実施の形態では、図１０に示すように、コンベアベルトＢのベルト本体ＢＢが断面視で円形管状に形成される。ここでは、ベルト本体ＢＢの幅方向の一方の端部が、ベルト本体ＢＢの幅方向の他方の端部側の上面に一部重なっている。しかも、支持体ＳＢの１つのローラＲＬが、ベルト本体ＢＢの幅方向両端部の重なり部分を押さえるように配置されている。これらにより、ベルト本体ＢＢで形成される管内の土砂が外部にこぼれないようにすることができる。

支持体ＳＢのローラＲＬは、例えば、４個配置されており、ベルト本体ＢＢの幅方向端部の重なり部分を押さえるように１つ、これに対向する位置に１つ、そしてその２つのローラＲＬの左右に１つずつ配置されている。この場合も支持体ＳＢの各ローラＲＬはベルト本体ＢＢの外周面に接するように配置されている。

このような本実施の形態では、管状のベルト本体ＢＢの外周四辺にローラＲＬを接触させる必要もなく、既存の支持体ＳＢを使用できるので、ベルトコンベア装置ＢＭの製造コストを低減できる。これら以外の構成および効果は、前記第１の実施の形態と同じである。

（第３の実施の形態）

本実施の形態では、コンベアベルトの仕切部を構成するフィンの数が５個以上とする場合の一例について説明する。図１１（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態のコンベアベルトの展開状態を示す要部横断面図である。

上記仕切部ＰＰを構成するフィンＦの数は、４個に限定されるものではなく５個以上でも良い。図１１は、仕切部ＰＰを構成するフィンＦの数が、例えば、６個の場合を示している。各フィンＦの平面視での形状は、例えば、半楕円形状に形成されている。また、図１１（ｃ）に示すように、管状のベルト本体ＢＢの断面形状は、例えば、六角形管状に形成される。

このような本実施の形態では、ベルト本体ＢＢを管状にするときにベルト本体ＢＢを曲げる角度（＝３６０°／折り曲げ角の数）を小さくすることができるので、ベルト本体ＢＢを管状にし易くすることができる。また、ベルト本体ＢＢの管内を仕切部ＰＰで分けることで形成される空間の容積を前記第１の実施の形態の場合より大きくすることができるので、単位時間当たりに運搬できる土砂の量を増やすことができる。したがって、土砂の運搬作業時間を短縮できる。これら以外の構成および効果は、前記第１の実施の形態と同じである。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

例えば、第１の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様に、ベルト本体を管状にしたときにベルト本体の幅方向両端部の一方の一部を他方の上に重ねるようにしても良い。

また、前記実施の形態においては、図１に示したベルトコンベア装置ＢＭの往路においてコンベアベルトＢを水平から垂直に、または、その逆の垂直から水平に変える下部連結区間Ｓ２および上部連結区間Ｓ４においてコンベアベルトＢを完全に管状にして搬送する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１に示した下部連結区間Ｓ２において、コンベアベルトＢを水平から垂直に次第に傾けていくときに、コンベアベルトＢを帯状に広げた状態から管状の状態に次第に変えるようにしても良い。また、図１に示した上部連結区間Ｓ４において、コンベアベルトＢを垂直から水平に次第に傾けていくときに、コンベアベルトＢを管状の状態から帯状の状態に次第に広げるようにしても良い。いずれの場合も、コンベアベルトＢの搬送方向の変更時にコンベアベルトＢ内の土砂がこぼれないようにする。これらの場合、コンベアベルトＢの搬送方向が水平から垂直または垂直から水平に変わるときにコンベアベルトＢを変形させ易いので、コンベアベルトＢの搬送性を向上させることができる。

また、被運搬物は、土砂に限定されるものではなく種々変更可能であり、セメントや小麦粉等のような粉体でも良いし、米、麦、粟、稗、豆またはトウモロコシ等のような穀物でも良い。

以上の説明では、本発明のベルトコンベア装置を立坑から地上に土砂を運ぶ垂直運搬装置に適用した場合が示されているが、例えば、水平面内において被運搬物を運ぶ水平運搬装置等、種々の運搬装置に適用することができる。

ＢＭ ベルトコンベア装置
Ｂ コンベアベルト
ＢＢ ベルト本体
ＦＤ 折り目
ＰＰ 仕切部
Ｆ フィン
ＰＦ 従動プーリ
ＰＤ 駆動プーリ
ＭＤ モータ
ＳＢ 支持体
ＦＭ 枠体部
ＲＬ ローラ
Ｓ１ 下部水平搬送区間
Ｓ２ 下部連結区間
Ｓ３ 垂直搬送区間
Ｓ４ 上部連結区間
Ｓ５ 上部水平区間

Claims (16)

1. 平面視で帯状のベルト本体と、
   前記ベルト本体の幅方向両端部を接近させる方向に前記ベルト本体を折り曲げて管状にしたときに、前記ベルト本体で形成される管内を前記ベルト本体の長手方向に沿って複数の空間に分ける複数の仕切部と、
   を備え、
   前記複数の仕切部の各々は、前記ベルト本体の幅方向に沿って配置された複数の仕切片を有しており、前記複数の仕切片の各々は、前記ベルト本体の前記管内側の面に接合されているとともに、前記管内側の面から前記ベルト本体の厚さ方向に突出されていることを特徴とするコンベアベルト。
2. 前記仕切片の突出長は、前記ベルト本体で形成される管の口径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のコンベアベルト。
3. 前記ベルト本体の幅方向に隣接する前記仕切片は、前記ベルト本体の長手方向に互いにずれて配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のコンベアベルト。
4. 前記仕切片は、前記ベルト本体の幅方向に伸縮自在な構成とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンベアベルト。
5. 前記ベルト本体は、弾性体で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載のコンベアベルト。
6. 前記ベルト本体で形成される管の長手方向に交差する面の断面形状は、矩形管状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載のコンベアベルト。
7. 前記ベルト本体で形成される管の長手方向に交差する面の断面形状は、丸形管状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載のコンベアベルト。
8. 第１プーリと、
   前記第１プーリから離間した位置に配置された第２プーリと、
   前記第１プーリと前記第２プーリとに無端状に巻回された平面視で帯状のベルト本体の幅方向両端部を接近させる方向に折り曲げ管状にした状態で被運搬物を包み込むようにして運ぶコンベアベルトと、
   を備え、
   前記コンベアベルトは、
   前記ベルト本体を管状にしたときに、前記ベルト本体で形成される管内を前記ベルト本体の長手方向に沿って複数の空間に分ける複数の仕切部を備え、
   前記複数の仕切部の各々は、前記ベルト本体の幅方向に沿って配置された複数の仕切片を有しており、前記複数の仕切片の各々は、前記ベルト本体の前記管内側の面に接合されているとともに、前記管内側の面から前記ベルト本体の厚さ方向に突出されていることを特徴とするベルトコンベア装置。
9. 前記第１プーリは、立坑の底面に設置され、
   前記第２プーリは、前記立坑の外の地上面に設置され、
   前記第１プーリと前記立坑の内側面との間には、前記コンベアベルトが前記立坑の底面に沿うように配置される第１区間があり、
   前記立坑の底面と前記地上面との間には、前記コンベアベルトが前記立坑の内側面に沿うように配置される第２区間があり、
   前記立坑の内側面と前記第２プーリとの間には、前記コンベアベルトが前記地上面に沿う第３区間があり、
   前記コンベアベルトの往路において、少なくとも前記第２区間では、管状にした前記ベルト本体で前記被運搬物を包み込むようにして運ぶことを特徴とする請求項８記載のベルトコンベア装置。
10. 前記コンベアベルトの復路では、前記第２プーリから前記第１プーリに向かって前記ベルト本体を広げた状態で送ることを特徴とする請求項８または９記載のベルトコンベア装置。
11. 前記仕切片の突出長は、前記ベルト本体で形成される管の口径よりも小さいことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のベルトコンベア装置。
12. 前記ベルト本体の幅方向に隣接する仕切片は、前記ベルト本体の長手方向に互いにずれて配置されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか1項に記載のベルトコンベア装置。
13. 前記仕切片は、前記ベルト本体の幅方向に伸縮自在な構成とされていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか８〜１２のいずれか１項に記載のベルトコンベア装置。
14. 前記ベルト本体は、弾性体で構成されていることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか1項に記載のベルトコンベア装置。
15. 前記ベルト本体で形成される管の長手方向に交差する面の断面形状は、矩形管状であることを特徴とする請求項８〜１４のいずれか1項に記載のベルトコンベア装置。
16. 前記ベルト本体で形成される管の長手方向に交差する面の断面形状は、丸形管状であることを特徴とする請求項８〜１４のいずれか1項に記載のベルトコンベア装置。

Images