JP2020097469A - パイプコンベヤベルト - Google Patents

Abstract

【課題】屈曲疲労を低減することができ、長期使用におけるベルト横剛性の低下によるパイプ形状の潰れを抑制できる。【解決手段】循環走行する無端の帯状搬送ベルトの一部分を筒状に丸めた内部において、被搬送物を包み込んだ状態で搬送するパイプコンベヤベルト１であって、筒状に丸めた状態の断面視で内外周側に配置されるナイロンから形成される最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂと、最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂとの間に配置されるポリエステルから形成される２層の中間層帆布１３Ａ、１３Ｂと、を有し、最内層帆布１２Ａ、および最外層帆布１２Ｂの緯糸が中間層帆布１３Ａ，１３Ｂの緯糸よりもヤング率が小さい構成のパイプコンベヤベルトを提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、パイプコンベヤベルトに関するものである。

従来、パイプコンベヤでは、循環走行する無端の帯状搬送ベルトの一部分を筒状に丸め、その内部に被搬送物を包み込んだ状態で搬送するパイプコンベヤベルトを使用している。この種のパイプコンベヤベルトは、例えばポリエステルからなる帆布を４層積層して形成される平ベルトを筒状に丸めることにより使用されることから耐久性が求められている。
一方で、コンベヤ等のベルトを補強する方法としては、例えば特許文献１、２に示されるように多くの補強方法が知られている。

特表２０１６−５３７２４３号公報 特開平３−２９７７１３号公報

しかしながら、従来のパイプコンベヤベルトでは、上述したように平ベルトをベルト幅方向に丸めて使用されることから、このような筒状に丸めた状態においてベルト幅方向に対して大きな負荷がかかっている。すなわち、筒状に丸められたコンベヤベルトの内周側に圧縮が作用し、外周側に引張が作用することによって屈曲疲労が発生するという問題があった。
そして、このようなパイプコンベヤベルトでは、長期使用に伴うベルト横剛性の低下によってベルトに形成されるパイプ形状に潰れが生じてしまう。そのため、パイプ形状の内側で被搬送物をする保持するために必要な空間を十分に確保できず、パイプコンベヤとしての機能が低下することから、その点で改善の余地があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、屈曲疲労を低減することができ、長期使用におけるベルト横剛性の低下によるパイプ形状の潰れを抑制できるパイプコンベヤベルトを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明に係るパイプコンベヤベルトは、循環走行する無端の帯状搬送ベルトの一部分を筒状に丸めた内部において、被搬送物を包み込んだ状態で搬送するパイプコンベヤベルトであって、前記筒状に丸めた状態の断面視で内外周側に配置される最内層と最外層と、前記最内層と前記最外層との間に配置される少なくとも一層の中間層と、を有し、前記最内層および前記最外層のうち少なくとも一方の緯糸が前記中間層の緯糸よりもヤング率が小さいことを特徴としている。

この発明によれば、パイプコンベヤベルトにおける最内層と最外層のうち少なくとも一方の緯糸が最外層と最内層との間の中間層の緯糸よりもヤング率が小さいので、ベルトにおける筒状に丸められ圧縮と引張の負担が大きく作用する内外周部分に、伸縮性と屈曲疲労特性に優れた有機繊維を用いた層を配置することができる。つまり、パイプコンベヤベルトの中立軸から遠い距離の層の緯糸にヤング率が小さな層を配置することで、その層を横方向（ベルト幅方向）に効果的に伸縮させることができるため、圧縮と引張の負荷がかかるベルトの筒状部分に好適に対応させることができる。
しかも、最内層と最外層との間には最内層と最外層とのうち少なくとも一方の緯糸よりもヤング率が大きく伸縮性が小さい有機繊維である中間層が設けられているので、パイプコンベヤベルト全体の剛性を高めることができる。

つまり、本発明では、優れた伸縮性と耐久性を両立した多層構造を用いたパイプコンベヤベルトを実現することができ、これによりパイプコンベヤベルトをベルト幅方向に丸めたときの屈曲疲労を低減することができる。したがって、パイプコンベヤベルトにおけるベルト横剛性の低下に伴う筒状に形成される部分のパイプ形状の潰れを抑制することができ、使用期間の長期化を図ることができる。

また、上記本発明のパイプコンベヤベルトは、前記最内層と前記最外層との前記緯糸は、ナイロンから形成されていることが好ましい。

この場合には、伸縮性に優れ屈曲疲労特性が大きい有機繊維であるナイロンが最外層と最内層のうち少なくとも一方の緯糸に使用されているので、パイプコンベヤベルトをベルト幅方向に丸めたときの屈曲疲労をより効果的に低減することができる。

また、上記本発明のパイプコンベヤベルトは、前記中間層の前記緯糸は、ポリエステルから形成されていることが好ましい。

この発明によれば、伸縮性が小さく剛性の高い有機繊維であるポリエステルが中間層に使用されているので、パイプコンベヤベルトをベルト幅方向に丸めたときの耐久性をより効果的に発揮することができる。

また、上記本発明のパイプコンベヤベルトは、前記最内層および前記最外層のうち少なくとも一方は、緯糸と経糸が同じヤング率の有機繊維であることが好ましい。

この発明によれば、最外層帆布と最内層帆布のうち少なくとも一方の経糸も緯糸と同じで中間層の緯糸に対してヤング率が小さい有機繊維となる。そのため、パイプコンベヤベルトをベルト幅方向に丸めた場合だけでなく、例えばパイプコンベヤベルトが駆動ローラに巻き回されるベルト延長方向の伸縮性も高めることができ、パイプコンベヤベルトの屈曲疲労を低減することができる。

また、上記本発明のパイプコンベヤベルトは、前記中間層のうち少なくとも一層が中間ゴムであることを特徴としてもよい。

この発明によれば、厚みの自由度が大きい中間ゴムを中間層として介在させることで、パイプコンベヤベルトを所望の厚さに容易にかつ安価に調整することができる。つまり、高価な帆布を使用することなく、パイプコンベヤベルトの中立軸から表面までの距離を大きくする調整を行うことができる。

本発明に係るパイプコンベヤベルトによれば、屈曲疲労を低減することができ、長期使用におけるベルト横剛性の低下によるパイプ形状の潰れを抑制できる。

本発明の実施形態によるパイプコンベヤベルトを備えたパイプコンベヤの一部を上方から見た平面視である。 図１に示すＡ−Ａ線断面矢視図であって、パイプコンベヤベルトの筒状部をベルト延長方向から見た図である。 図２に示すパイプコンベヤベルトの筒状部における要部拡大図である。 パイプコンベヤベルトの各層を分解した断面構造を模式的に示した斜視図である。 パイプコンベヤベルトをベルト延長方向から見た断面図である。 ナイロンとポリエステルにおける伸びと張力の関係を示すグラフである。 第２変形例によるパイプコンベヤベルトをベルト延長方向から見た断面図である。 第３変形例によるパイプコンベヤベルトをベルト延長方向から見た断面図である。

以下、本発明によるパイプコンベヤベルトの実施形態について、図面を参照して説明する。

図１及び図２に示す本実施形態のパイプコンベヤベルト１は、循環走行する無端の帯状搬送ベルトの一部分を筒状に丸めた内部において、例えば土砂や骨材等の被搬送物Ｍを包み込んだ状態で搬送するパイプコンベヤ１０に設けられている。

ここで、パイプコンベヤベルト１において、長手方向（循環走行方向）をベルト延長方向Ｘ１といい、断面視で左右方向をベルト幅方向Ｘ２、上下方向をベルト内外方向Ｘ３という。そして、ベルト内外方向Ｘ３で、パイプコンベヤベルト１を筒状に丸めた状態の断面視において径方向の内側となる表面（内周面１ａ）を内周側、外側となる表面（外周面１ｂ）を外周側という。また、ベルト延長方向Ｘ１で、パイプコンベヤベルト１におけるベルト内外方向Ｘ３の中心を通るベルト幅方向Ｘ２に沿う軸線を中立軸Ｚ（図５参照）という。

パイプコンベヤ１０は、ベルト延長方向Ｘ１に互いに間隔をあけて配設された一対の回転駆動用ローラ（図示省略）と、これら一対のローラ間に巻き回された無端状のパイプコンベヤベルト１と、パイプコンベヤベルト１のうち一対のローラ間に位置する中間部分を、図２に示すベルト幅方向Ｘ２の側端部１ｃ、１ｃ同士が互いに重なり合うように筒状に湾曲させる複数のベルト支持ローラ２と、を備えている。

パイプコンベヤベルト１において、筒状に湾曲される部分を筒状部Ｐ１という。筒状部Ｐ１では、ベルト幅方向Ｘ２の一方の側端部１ｃ側における内周面１ａが他方の側端部１ｃ側における外周面１ｂに向いた状態で接触あるいは近接した状態で重なっている。また、パイプコンベヤベルト１における筒状部Ｐ１以外の部分で筒形状から平坦状に展開された部分を平坦部Ｐ２（図１参照）という。

筒状部Ｐ１は、平坦状に展開された平坦部Ｐ２から漸次、図２に示すような筒形状となるまでの間の領域、あるいは筒形状から平坦部Ｐ２に漸次、復元するまでの間の領域も含む。
そして、パイプコンベヤベルト１における筒状部Ｐ１では、図３に示すように内周側での圧縮力が作用し、外周側で引張力が作用する。

パイプコンベヤ１０では、搬送方向で筒状部Ｐ１の手前の所定位置において被搬送物Ｍをパイプコンベヤベルト１の表面（内周面１ａ）上に投下するホッパ（図示省略）が設けられている。そして、被搬送物Ｍは、筒状に丸められた筒状部Ｐ１によって全周で包み込まれた状態で搬送される。

パイプコンベヤベルト１は、一方の駆動ローラから他方の従動ローラに向けて走行するとともに内周面１ａが上側を向くキャリア側、および従動ローラから駆動ローラに向けて走行するとともに内周面１ａが下側を向くリターン側の両方に筒状部Ｐ１が形成されるようになっている。パイプコンベヤベルト１は、搬送方向で駆動ローラ及び従動ローラそれぞれの手前から直後の間で筒状部Ｐ１からほぼ平坦になって各ローラに巻き回されている。

ベルト支持ローラ２は、図２に示すように、パイプコンベヤベルト１の筒状部Ｐ１に対してその径方向の外側に、ベルト筒中心Ｏ回りに周回する周方向に複数（ここでは６個）が不図示の支持架台に回転可能に支持されている。筒状部Ｐ１において、パイプコンベヤベルト１は筒状に丸められて湾曲する方向と反対方向の復元力が作用するため、外周面１ｂが周方向に配置される複数のベルト支持ローラ２に押圧した状態で接している。
なお、パイプコンベヤベルト１の平坦部Ｐ２（図１参照）は、不図示の支持ローラによって平坦に展開された状態で走行可能に支持されている。

図３乃至図５に示すように、パイプコンベヤベルト１は、内周側と外周側のそれぞれの表面に配置されるカバーゴム１１Ａ、１１Ｂと、内外周側のカバーゴム１１Ａ、１１Ｂに挟持され、４層に積層された経糸及び緯糸からなる帆布１２、１３と、を有している。
カバーゴム１１Ａ、１１Ｂは、ベルト幅方向Ｘ２の両側端部１ｃ、１ｃで接着部１１ａを介して接着されている。

帆布１２、１３としては、最内周側に配置される最内層帆布１２Ａ（最内層）と、最外周側に配置される最外層帆布１２Ｂ（最外層）と、最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂとの間に配置される２層の中間層帆布１３Ａ、１３Ｂ（中間層）と、を有している。

本実施形態では、表１に示すように、最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂとのそれぞれの緯糸は、伸びが大きく耐久性の高い有機繊維であるナイロンから形成されている。最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂの経糸と、中間層帆布１３Ａ、１３Ｂの経糸及び緯糸とは、張力が大きく伸縮性が小さい有機繊維であるポリエステルから形成されている。すなわち、最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂとのそれぞれのナイロンからなる緯糸は、中間層帆布１３Ａ、１３Ｂの緯糸に対してヤング率が小さくなっている。

図６は、本実施形態のようなパイプコンベヤベルト１に採用されるナイロンとポリエステルの伸びと張力の関係を示している。図６に示すように、ナイロンはポリエステルに比べて小さな張力でも伸び（伸縮性）が大きいため、上述したようにベルト内外方向Ｘ３で圧縮と引張が大きな最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂに適用することが好ましい。また、ポリエステルは、ナイロンに比べて高張力でかつ低伸度で引張疲労に優れた材質であるので、中間層帆布１３Ａ、１３Ｂに適用することで、ベルト全体の剛性を増大することができる。

このように本実施形態では、図３〜図５に示すように、パイプコンベヤベルト１における最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂの緯糸が中間層帆布１３Ａ、１３Ｂの緯糸よりもヤング率が小さいので、ベルトの筒状部Ｐ１における筒状に丸められ圧縮と引張の負担が大きく作用する内外周部分に、伸縮性と屈曲疲労特性に優れた有機繊維を用いた層を配置することができる。つまり、パイプコンベヤベルト１の中立軸Ｚ（図５参照）から遠い距離の層の緯糸にヤング率が小さな層を配置することで、その層を横方向（ベルト幅方向Ｘ２）に効果的に伸縮させることができるため、圧縮と引張の負荷がかかるベルトの筒状部Ｐ１に好適に対応させることができる。
しかも、本実施形態では、最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂとの間には最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂの緯糸よりもヤング率が大きく伸縮性が小さい有機繊維である中間層帆布１３Ａ、１３Ｂが設けられているので、パイプコンベヤベルト１全体の剛性を高めることができる。

つまり、本実施形態では、優れた伸縮性と耐久性を両立した多層構造を用いたパイプコンベヤベルト１を実現することができ、これによりパイプコンベヤベルト１をベルト幅方向Ｘ２に丸めたときの屈曲疲労を低減することができる。したがって、パイプコンベヤベルト１におけるベルト横剛性の低下に伴う筒状に形成される部分のパイプ形状の潰れを抑制することができ、使用期間の長期化を図ることができる。

また、本実施形態では、伸縮性に優れ屈曲疲労特性がとくに強い有機繊維であるナイロンが最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂとの緯糸に使用されているので、パイプコンベヤベルト１をベルト幅方向Ｘ２に丸めたときの屈曲疲労をより効果的に低減することができる。

さらに、本実施形態では、伸縮性が小さく剛性の高い有機繊維であるポリエステルが中間層帆布１３Ａ、１３Ｂに使用されているので、パイプコンベヤベルト１をベルト幅方向Ｘ２に丸めたときの耐久性をより効果的に発揮することができる。

上述のように本実施形態によるパイプコンベヤベルト１では、屈曲疲労を低減することができ、長期使用におけるベルト横剛性の低下によるパイプ形状の潰れを抑制できる。

次に、変形例によるパイプコンベヤベルトについて説明する。なお、上述した実施形態の構成要素と同一機能を有する構成要素には同一符号を付し、これらについては、説明が重複するので詳しい説明は省略する。

（第１変形例）
表２及び表３に示す第１変形例によるパイプコンベヤベルト１は、上述した実施形態による経糸と緯糸に使用する有機繊維の組み合わせを変更したものである。

表２は、最内層帆布と最外層帆布における緯糸と経糸が同じ材質で同じヤング率のナイロンとしたものである。また、この場合の中間層帆布の経糸もナイロンとなっている。

この場合には、最外層帆布と最内層帆布のうち少なくとも一方の経糸も緯糸と同じで中間層帆布の緯糸に対してヤング率が小さい有機繊維となる。そのため、パイプコンベヤベルトをベルト幅方向に丸めた場合だけでなく、例えばパイプコンベヤベルトが駆動ローラに巻き回されるベルト延長方向の伸縮性も高めることができ、パイプコンベヤベルトの屈曲疲労を低減することができる。

表３は、最内層帆布の緯糸をポリエステルとし、最外層帆布の緯糸のみをナイロンとしたものである。また最外層帆布側の第２中間層帆布の緯糸もナイロンとしている。

（第２変形例）
次に、図７に示すように第２変形例によるパイプコンベヤベルト１Ａは、最外層帆布１２Ｂと最内層帆布１２Ａとの間の中間層のうち少なくとも一層にゴム製の中間ゴム１４の層を配置したものである。具体的には、最外層帆布１２Ｂと最内層帆布１２Ａとの間の第１中間層帆布１３Ａと第２中間層帆布１３Ｂとの間に中間ゴム１４が介在されている。つまり、中間ゴム１４の厚さ分だけ内外一対のカバーゴム１１Ａ、１１Ｂ間の離間寸法が大きくなるように設定されている。

第２変形例では、厚みの自由度が大きい中間ゴム１４を中間層として介在させることで、パイプコンベヤベルト１Ａを所望の厚さに容易にかつ安価に調整することができる。つまり、高価な帆布を使用することなく、パイプコンベヤベルト１Ａの中立軸Ｚから最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂまでの距離を大きくする調整を行うことができ、最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂとの緯糸の伸縮性をより効果的に発揮することができる。

（第３変形例）
次に、図８に示す第３変形例によるパイプコンベヤベルト１Ｂは、上述した第２変形例の中間ゴム１４に段を設けた構成である。具体的には、中間ゴム１４は、ベルト幅方向Ｘ２で中央部に位置する中央部１４ａと、中央部１４ａに対して両側端部１ｃ寄りに位置する両側部分１４ｂ、１４ｂと、に分離されている。両側部分１４ｂ、１４ｂは、第１中間層帆布１３Ａの両側部分１３ｂとベルト内外方向Ｘ３に入れ替わって中央部１４ａよりも内周側に配置されている。つまり、両側部分１４ｂ、１４ｂは、中央部１４ａに対して中立軸Ｚよりも内周側に距離が大きくなる位置に配置されている。

このように第３変形例によるパイプコンベヤベルト１Ｂでは、ベルト幅方向Ｘ２の中央部においては筒状部Ｐ１（図２参照）で丸める部分に対応した伸縮性を重視した配置とすることができる。そして、ベルト幅方向Ｘ２の両側端部１ｃ、１ｃで双方が重なる重合部１ｄ（図２参照）においては、中間ゴム１４の側部分１４ｂよりも外周側にポリエステルからなる第１中間層帆布１３Ａの側部分１３ｂを配置して剛性を高めて、筒状に丸められているベルトが展開しようとする突っ張りの作用を抑えることができ、その突っ張り時におけるベルト支持ローラ２に引っ掛かる不具合を防止することができる利点がある。

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

例えば、中間層は少なくとも一層設けられていればよく、とくに上述した実施形態の層数に限定されることはない。例えば３層以上の中間層帆布１３が設けられていてもよい。また、中間ゴム１４も一層に限定されず、例えば中間層帆布１３と交互に複数層設けられていてもよい。

また、本実施形態では、最内層帆布１２Ａと最外層帆布１２Ｂとの緯糸としてナイロンから形成された有機繊維を採用し、中間層帆布１３Ａ、１３Ｂの緯糸としてポリエステルから形成されて有機繊維を採用しているが、これらの部材に制限されることはなく、他の部材を用いることも可能である。例えば、アラミド等が挙げられる。

さらに、パイプコンベヤ１０の構成についても、上記実施形態は一例であって、各部の形状、大きさ、数量等、適宜変更が可能である。例えば、筒状部Ｐ１の位置は、本実施形態に限定されることはなく、リターン側の筒状部Ｐ１を省略して平坦部Ｐ２のみとし、キャリア側のみに筒状部Ｐ１を形成する構成であってもかまわない。
また、パイプコンベヤ１０の使用用途、被搬送物Ｍの種類についてもとくに限定されるものではない。

さらに、パイプコンベヤベルト１の延長方向の長さ、ベルト幅寸法等の構成についても、本実施形態に限らず、適宜変更することができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１ パイプコンベヤベルト
１ａ 内周面
１ｂ 外周面
１ｃ 側端部
２ ベルト支持ローラ
１０ パイプコンベヤ
１１Ａ、１１Ｂ カバーゴム
１２、１３ 帆布
１２Ａ 最内層帆布（最内層）
１２Ｂ 最外層帆布（最外層）
１３Ａ、１３Ｂ 中間層帆布（中間層）
１４ 中間ゴム（中間層）
Ｍ 被搬送物
Ｏ ベルト筒中心
Ｐ１ 筒状部
Ｐ２ 平坦部
Ｘ１ ベルト延長方向
Ｘ２ ベルト幅方向
Ｘ３ ベルト内外方向
Ｚ 中立軸

Claims (5)

1. 循環走行する無端の帯状搬送ベルトの一部分を筒状に丸めた内部において、被搬送物を包み込んだ状態で搬送するパイプコンベヤベルトであって、
   前記筒状に丸めた状態の断面視で内外周側に配置される最内層と最外層と、
   前記最内層と前記最外層との間に配置される少なくとも一層の中間層と、を有し、
   前記最内層および前記最外層のうち少なくとも一方の緯糸が前記中間層の緯糸よりもヤング率が小さいことを特徴とするパイプコンベヤベルト。
2. 前記最内層と前記最外層との前記緯糸は、ナイロンから形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパイプコンベヤベルト。
3. 前記中間層の前記緯糸は、ポリエステルから形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパイプコンベヤベルト。
4. 前記最内層および前記最外層のうち少なくとも一方は、緯糸と経糸が同じヤング率の有機繊維であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパイプコンベヤベルト。
5. 前記中間層のうち少なくとも一層が中間ゴムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパイプコンベヤベルト。

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