JP3197241U - 異形断面力骨材利用のメッシュベルト - Google Patents

Abstract

【課題】高温下で長期間使用しても劣化が生じにくいメッシュベルトを提供する。【解決手段】中心軸Ｘ方向から見て長円形となるように所定スパイラルピッチＳＰで巻き曲げた複数のスパイラル線材３１，３２を各々の中心軸Ｘが平行となり且つ曲げ長径ＳＲが同一面Ｃ上に並ぶように配置し，スパイラル線材３１，３２の相互間にそれぞれ断面が線材３１，３２の曲げ長径ＳＲの方向に長い異形断面力骨材３４を線材３１，３２の中心軸Ｘと平行に配置し，各スパイラル線材３１，３２をそれぞれ隣接する力骨材３４にスパイラルピッチＳＰ毎に係合させて連結してメッシュベルト３０を構成する。異形断面力骨材３４の断面は，例えばスパイラル線材３１，３２の曲げ直径方向に長い長円形とすることができる。【選択図】図１

Description

本考案はベルトコンベア装置の製品載置面として用いるメッシュベルトに関し，とくに熱処理工程で用いるベルトコンベア装置のメッシュベルトに関する。

図１０は，粉末冶金の焼結工程（熱処理工程）で用いるベルトコンベア装置６の一例を示す。粉末冶金は鉄・銅・ステンレス等の金属粉Ａから複雑で多様な金属製品（焼結合金）Ｍを製造する技術であり，先ず図１０（ａ）の混合工程において複数種の金属粉Ａを混合機１により配合して混合粉（合金粉）を調合し，図１０（ｂ）〜（ｃ）の成形工程において混合粉をプレス機３の金型に入れて圧縮することにより成形品Ｆに押し固め，図１０（ｄ）の焼結工程において成形品Ｆを熱処理炉５で加熱することにより製品Ｍに焼き固める。図示例の熱処理炉５はいわば細長いオーブンのようなものであり，押し固めた成形品Ｆをベルトコンベア装置６に載置して搬入口５ａから取り入れ，加熱部５ｂを通過する間に金属融点よりも低い焼結温度（例えば鉄系粉の場合は１０００〜１３００℃）で数時間程度かけてゆっくりと焼き固め，焼き固めた製品Ｍをベルトコンベア装置６により搬出口５ｃへ送り出す。

図示例のベルトコンベア装置６は，製品Ｍを載置する無限軌道状の（輪状に連結された）コンベアベルト１０と，熱処理炉５の搬入口５ａ及び搬出口５ｃにそれぞれ設けたベルト駆動装置７とを有する。ベルト駆動装置８は様々なものが使用できるが，例えばコンベアベルト１０に取り付けたリンク部材２０（図１１（ｃ）参照）との噛み合わせによってベルト１０を駆動する歯車，或いはコンベアベルト１０との摩擦によってベルト１０を駆動するローラ等とすることができる。コンベアベルト１０も用途に応じて様々なものが使用できるが，従来から熱処理工程に適したものとして，図１１に示すように，スパイラル線材（らせん状に巻き曲げた金属製線材）を用いて網目を形成し，ベルト上下に熱及び雰囲気の自由な流れを許容するメッシュ状のコンベアベルト（以下，メッシュベルトという）が知られている（特許文献１〜３参照）。

図１１（ａ）のメッシュベルト１０は，同じ線径Ｓ，同じ長さＷ，同じスパイラルピッチＳＰの右巻きの金属製スパイラル線材１１と左巻きの金属製スパイラル線材１２とを，各々のスパイラル中心軸Ｘがベルト進行方向と直交するように交互に平行に並べ，各スパイラル線材１１，１２の間にそれぞれ中心軸Ｘと平行に直線状の肋骨材（以下，力骨材という）１４を配置し，両スパイラル線材１１，１２をそれぞれスパイラルピッチＳＰ毎に隣接する力骨材１４に係合させて連結したものである。図中の符号１７は，スパイラル線材１１，１２の両端と隣接する力骨材１４の両端とを巻き付け又は溶接により接合した接合部を示す。図示例のように右巻きスパイラル線材１１と左巻きスパイラル線材１２とを組み合わせたメッシュベルト１０は，応力のバランスが高く，進行中にベルトの蛇行等が発生しても自動的に修正して捻じれ・歪み等の変形の発生を防ぐことができる。ただし，用途に応じて右巻きスパイラル線材１１のみ又は左巻きスパイラル線材１２のみを用いてメッシュベルト１０を構成することも可能である。また，図示例のように力骨材１４を用いたメッシュベルト１０は，ベルト進行方向の引張強度が大きく，比較的重い製品Ｍも搬送できる利点を有している。

図１１（ｂ）は，スパイラル中心軸Ｘと直交するメッシュベルト１０の断面図を示す。同図に示すように，メッシュベルト１０で用いるスパイラル線材１１，１２は，その中心軸Ｘ方向から見て真円ではなく平らな長円形（楕円形，小判形，卵型形，トラック形，その他のオーバル形を含む。以下同じ）となるように所定スパイラルピッチＳＰで巻き曲げたものである。その長円形の短径方向をベルト１０の厚さ方向に揃え，平らな長径方向をベルト進行方向に揃えて同一面Ｃ上に並べることにより，メッシュベルト１０の平滑（フラット）な載置面を形成する。以下，図１１（ｂ）のように中心軸Ｘ方向から見た長円形のスパイラル線材の巻き曲げ形状（中心軸Ｘと直交する平面に投影した巻き曲げ形状）の長径及び短径を，それぞれスパイラル線材の曲げ長径ＳＲ及び曲げ短径Ｔという。なお，図示例のスパイラル線材１１，１２の曲げ長径ＳＲ及び曲げ短径Ｔは同じである。図１１（ｃ）は，メッシュベルト１０の幅方向両側に，ローラーリンク２１ａ，２１ｂからなるリンク部材２０を取り付けた状態を示している。図示例の取付け部材２２は，メッシュベルト１０に絡めて幅方向に架け渡したフラットバー２２ａと，そのフラットバー２２ａの両端を両側のリンク部材２０に固定するネジ２２ｃとを有する。

特開平７−１９６１１７号公報 特開平７−１７２５３３号公報 特開２００８−０５０１４８号公報 米国特許第５５９０７５５号明細書

平修二監修「現代材料力学」オーム社，平成５年１２月３０日，第１版第３０刷，４８〜５５頁

図１１のような熱処理工程で用いるメッシュベルト１０は，省エネルギーの観点等から長期間連続した製品Ｍの搬送に使用されることが多い。しかし，例えば１０００℃以上の高温下で比較的重い製品Ｍの連続的搬送に使用されると，図１２に示すように，力骨材１４が徐々に湾曲してメッシュベルト１０が劣化する問題が経験されている。図１２（ａ）は熱処理炉５の搬入口５ａ（図１０（ｄ）の矢印ＸＩＩ参照）で観察したメッシュベルト１０の例えば連続使用１１００時間経過後の状態を示し，図１２（ｄ）は例えば連続使用１８００時間経過後の状態を示す。図示例のような力骨材１４の湾曲は，ベルト１０の載置面にかかる製品Ｍの重量の幅方向における偏り，ベルト進行の駆動力の幅方向における偏り，熱処理炉内の凹凸によるベルト滑り摩擦の偏り等の様々な原因によって発生するものであり，その湾曲の進行が高温下で促進されると考えられるが，事前に発生を予測して防止することは困難である。

図１２に示すようなメッシュベルト１０の劣化（力骨材１４の湾曲）が発生すると，ベルト幅Ｗ（図１１（ｃ）参照）が減少するので製品Ｍの正常な搬送が妨げられ，ベルト駆動装置７を含む搬送システム全体の破損に繋がるおそれもあることから，メッシュベルト１０を新品に交換せざるを得なくなる。しかし，メッシュベルト１０は本来スパイラル線材１１，１２が破断するまで使用することが可能であり，スパイラル線材１１，１２が十分使用可能であるにも拘わらず力骨材１４の湾曲のみによってメッシュベルト１０を新品に交換することは不経済である。また，メッシュベルト１０の新品交換のために熱処理工程の連続運転が中断されることも省エネルギーの観点等から好ましくない。力骨材１４の湾曲の発生をできるだけ遅らせ，メッシュベルト１０の寿命を延ばすことができる技術の開発が望まれている。

そこで本考案の目的は，高温下で長期間使用しても劣化が生じにくいメッシュベルトを提供することにある。

本考案者は，メッシュベルト１０の力骨材１４の曲げ剛性を大きくすることに着目した。一般に力骨材１４のような梁部材（ビーム）は，その長手方向中心軸と直角向きの曲げモーメントＭを受けると曲がりを生じるが，梁の中立面（伸縮しない中心軸を含む面）の曲率１／ρと曲げモーメントＭとの間には，梁の縦弾性係数（ヤング率）Ｅと断面慣性モーメント（断面二次モーメント）Ｉとを用いて（１）式の関係があることが知られている（非特許文献１参照）。（１）式においてＥＩは，曲げ（曲率１／ρ）に対する変形抵抗の大きさを示すパラメータであり，曲げ剛性（ｆｌｅｘｕｒａｌ ｒｉｇｉｄｉｔｙ）と呼ばれている。図１（ｃ）に示すように，メッシュベルト１０の力骨材１４は係合するスパイラル線材１１，１２から中心軸と交差する向きの負荷（ベルト長さ方向の引張荷重）を受けることで湾曲すると考えられるから，その向きの曲げ剛性ＥＩを大きくすればスパイラル線材からの負荷に抗して湾曲しにくい力骨材とすることが期待できる。
１／ρ＝Ｍ／（ＥＩ） …………………………………………………………………（１）
Ｉ＝π・Ｄ^４／３６ ……………………………………………………………………（２）

力骨材１４の中心軸と直交する断面が円形である場合は，その円形断面の直径Ｄを増やすことで断面慣性モーメントＩ（すなわち曲げ剛性ＥＩ）を大きくすることができる（（２）式参照）。ただし，図１（ｃ）及び（ｄ）から理解できるように，力骨材１４の円形断面の直径Ｄを単に大きくすると，それに応じてメッシュベルト１０の厚さ（スパイラル線材１１の曲げ短径）Ｔも大きくせざるを得なくなり，メッシュベルト１０の伸び特性等が大きく変わってしまう可能性がある。また，メッシュベルト１０の重量・材料が増大するので製造コストが上昇し，ベルト駆動装置７を含む搬送システム全体の設定の見直しが必要となるおそれもある。メッシュベルト１０の特性や製造コストを大きく変えることなく劣化（力骨材の湾曲）を遅らせるためには，メッシュベルト１０の厚さＴを従来と同程度に維持しつつ力骨材１４の曲げ剛性を大きくすることが重要である。本考案は，この着想に基づく研究開発の結果，完成に至ったものである。

図１の実施例を参照するに，本考案による異形断面力骨材利用のメッシュベルトは，中心軸Ｘ方向から見て長円形となるように所定スパイラルピッチＳＰで巻き曲げた複数のスパイラル線材３１，３２を各々の中心軸Ｘが平行となり且つ曲げ長径ＳＲが同一面Ｃ上に並ぶように配置し，スパイラル線材３１，３２の相互間にそれぞれ断面が線材３１，３２の曲げ長径ＳＲの方向に長い異形断面力骨材３４を線材３１，３２の中心軸Ｘと平行に配置し，各スパイラル線材３１，３２をそれぞれ隣接する力骨材３４にスパイラルピッチＳＰ毎に係合させて連結してなるものである。異形断面力骨材３４の断面は，図１（ｂ）に示すように，例えばスパイラル線材３１，３２の曲げ直径方向に長い長円形とすることができる。

好ましい実施例では，図３に示すように，スパイラル線材３１（又は３２）を同一中心軸上Ｘに半ピッチ（＝ＳＰ／２）ずらして組み合わせてダブルスパイラル線材４１（又は４２）とし，そのダブルスパイラル線材４１，４２の複数を各々の中心軸Ｘが平行となり且つ曲げ長径ＳＲが同一面Ｃ上に並ぶように配置すると共に，そのダブルスパイラル線材４１，４２の相互間にそれぞれ断面が線材４１，４２の曲げ長径ＳＲの方向に長い異形断面力骨材３４を線材４１，４２の中心軸Ｘと平行に配置し，各ダブルスパイラル線材４１，４２をそれぞれ隣接する力骨材３４に半ピッチ（ＳＰ／２）毎に係合させて連結する。

或いは，図４に示すように，スパイラル線材３１，３２を各々の中心軸Ｘが曲げ長径ＳＲのｎ等分間隔（＝ＳＲ／ｎ，ｎは２以上の整数）で平行となり且つ曲げ長径ＳＲが同一面Ｃ上に並ぶように配置し，各スパイラル線材３１，３２をそれぞれ隣接する力骨材３４にスパイラルピッチＳＰ毎に係合させて連結することも可能である。望ましくは，図中の接合部１７に示すように，力骨材３４の両端を隣接するスパイラル線材３１，３２の両端に接合する。更に望ましくは，力骨材３４だけでなく，スパイラル線材３１，３２の断面形状も長円形とする。

本考案によるメッシュベルトは，中心軸Ｘ方向から見て長円形状に巻き曲げた複数のスパイラル線材３１，３２を各々の中心軸Ｘが平行となり且つ曲げ長径ＳＲが同一面Ｃ上に並ぶように配置し，そのスパイラル線材３１，３２の間にそれぞれ曲げ長径ＳＲの方向に長い異形断面の力骨材３４を線材３１，３２の中心軸Ｘと平行に配置し，各スパイラル線材３１，３２をそれぞれ隣接する力骨材３４にスパイラルピッチＳＰ毎に係合させて連結するので，以下の有利な効果を奏する。

（イ）スパイラル線材３１，３２の間に配置する力骨材３４を，スパイラル線材３１，３２の曲げ長径方向に長い異形断面とすることにより，ベルト１０の厚さＴを従来と同程度に維持しつつ力骨材３４の曲げ長径方向の曲げ剛性を大きくすることができる。
（ロ）また，力骨材３４の曲げ長径方向の曲げ剛性を大きくすることにより，スパイラル線材１１，１２から受ける負荷に対する力骨材３４の湾曲の発生を遅らせ，高温下で連続使用したときのメッシュベルト３０の寿命を延ばすことができる。
（ハ）力骨材３４の両端を隣接するスパイラル線材３１，３２の両端に接合することにより，ベルト３０の内部での力骨材３４の回転を防止して，力骨材３４の断面の長径方向を常にスパイラル線材３１，３２から負荷を受ける向きに維持することができる。
（ニ）また，力骨材３４だけでなく，スパイラル線材３１，３２の断面形状も長円形とすることにより，メッシュベルト３０の進行方向の引張強度を大きくし，力骨材３４の湾曲の発生を更に遅らせることが期待できる。

以下，添付図面を参照して本考案を実施するための形態及び実施例を説明する。
本考案によるメッシュベルトの一実施例の説明図である。 本考案によるメッシュベルトの伸び抑制効果の説明図である。 本考案によるメッシュベルトの他の実施例の説明図である。 本考案によるメッシュベルトの更に他の実施例の説明図である。 本考案によるメッシュベルトの引張強度確認実験の説明図である。 図５の実験結果を示すグラフの一例である。 円形断面（直径Ｄ＝５．０ｍｍ）の力骨材（梁材）の曲げ強度を示す実験結果の一例である。 長円形断面（短径Ｄａ＝４．５，長径＝５．５ｍｍ）の力骨材（梁材）の曲げ強度を示す実験結果の一例である。 長円形断面（短径Ｄａ＝４．５，長径＝６．０ｍｍ）の力骨材（梁材）の曲げ強度を示す実験結果の一例である。 従来の粉末冶金の混合工程，成形工程，焼結工程（熱処理工程）の説明図である。 従来の熱処理工程で用いるメッシュベルト一例の説明図である。 従来の熱処理工程で用いるメッシュベルトの劣化状態を示す図である。

図１は，本考案のメッシュベルト３０の一実施例を示す。図示例のメッシュベルト３０は，図１１の従来のメッシュベルト１０と同様に，同じ線径Ｓ，同じ長さＷ，同じスパイラルピッチＳＰ，同じ曲げ長径ＳＲ及び曲げ短径Ｔの右巻きスパイラル線材３１及び左巻きスパイラル線材３２と，直線状の力骨材３４とを組み合わせたものである。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように，各スパイラル線材３１，３２の中心軸Ｘを同一面Ｃ上に曲げ直径ＳＲと同じ間隔で交互に平行に並べると共に，その同一面Ｃ上に各スパイラル線材３１，３２の曲げ長径ＳＲが載るように並べて配置する。そして，各スパイラル線材３１，３２の間に中心軸Ｘと平行に力骨材３４を配置し，各スパイラル線材３１，３２をスパイラルピッチＳＰ毎に隣接する力骨材３４と係合させて中心軸Ｘと直交する方向へ連結することにより，各スパイラル線材３１，３２の曲げ短径Ｔをベルト厚さ方向に揃えたメッシュベルト３０を構成する。右巻きスパイラル線材３１，左巻きスパイラル線材３２は，それぞれ従来のスパイラル線材１１，１２と同様にものとすることができるが，用途に応じて右巻きスパイラル線材３１のみ又は左巻きスパイラル線材３２のみを用いてメッシュベルト３０を構成することも可能である。ただし，本考案で用いる力骨材３４は，図１（ｄ）及び（ｅ）のような従来の円形断面の力骨材１４ではなく，図１（ｆ）及び（ｇ）のようにスパイラル線材３１，３２の曲げ直径ＳＲの方向に長い異形断面のものである。

異形断面力骨材３４の断面は，例えば図１（ｇ）のような楕円形とすることができる。力骨材３４の断面が長径Ｄａ及び短径Ｄｂの楕円形である場合，その長手方向中心軸と直交する長径Ｄａ方向の負荷に対する断面慣性モーメントＩは（１１）式のように表すことができる（非特許文献１参照）。（１１）式と（２）式との比較から分かるように，楕円形断面の力骨材３４は，その短径Ｄｂを従来の円形断面の直径Ｄと同程度（Ｄｂ＝Ｄ）としつつ，その長径Ｄａを直径Ｄより大きく（Ｄａ＞Ｄ）することにより，断面慣性モーメントＩ（すなわち曲げ剛性ＥＩ）を円形断面の力骨材１４より大きくすることができる。従って，図１（ｆ）のように円形断面の力骨材１４に代えて楕円形断面の力骨材３４を用いた場合でも，メッシュベルト３０の厚さＴを図１（ｄ）の円形断面の力骨材１４を用いた場合と同程度に維持しつつ，図１（ｃ）のような長径方向の負荷に対して力骨材３４を湾曲しにくくしてメッシュベルト３０の寿命を延ばすことができる。
Ｉ＝π・（Ｄａ／２）^３・（Ｄｂ／２）／４＝π・Ｄａ^３・Ｄｂ／３６ ………（１１）

また（１１）式は，楕円形断面の力骨材３４の短径Ｄｂが円形断面の力骨材１４の直径Ｄより小さい（Ｄｂ＜Ｄ）場合であっても，その直径Ｄより大きい適当な長径Ｄａを選択することにより（Ｄａ＞Ｄ），楕円形断面の力骨材３４の断面慣性モーメントＩ（すなわち曲げ剛性ＥＩ）を円形断面の力骨材１４と同程度又はそれ以上にできることを示唆している。すなわち，円形断面の力骨材１４に代えて楕円形断面の力骨材３４を用いることにより，メッシュベルト３０の寿命を従来と同程度又はそれ以上に延ばしつつ，メッシュベルト３０の厚さＴ（すなわちスパイラル線材３１，３２の曲げ短径Ｔ）を従来よりも小さくし，メッシュベルト３０の軽量化・コンパクト化を図ることができる。メッシュベルト３０の軽量化・コンパクト化は，メッシュベルト３０の製造コストを下げるために有効であると共に，熱処理工程における熱効率を向上させる（メッシュベルト３０を加熱しやすくする）ためにも有効である。

本考案者は，短径Ｄｂを小さくしても湾曲しにくい力骨材３４が得られることを確認するため，直径Ｄの円形断面の力骨材１４の曲がりにくさと，その直径Ｄより短径Ｄｂが小さい楕円形断面の力骨材３４の曲がりにくさとを比較する実験を行った。本実験では，（１）直径Ｄ＝５ｍｍの円形断面の力骨材１４，（２）長径Ｄａ＝５．５ｍｍ，短径Ｄｂ＝４．５ｍｍの楕円形断面の力骨材３４，及び（３）長径Ｄａ＝６．０ｍｍ，短径Ｄｂ＝４．５ｍｍの楕円形断面の力骨材３４を用い，両端で水平に支持した各力骨材の中央部に鉛直荷重［ｋＮ］を加え，その鉛直荷重を徐々に増やしながら中央部の歪み量（ラムストローク）［ｍｍ］を計測して荷重と歪み量との関係を求めた。（１）直径Ｄ＝５ｍｍの円形断面の力骨材１４の実験結果（荷重−歪み量曲線）を表７のグラフに示し，（２）長径Ｄａ＝５．５ｍｍの楕円形断面の力骨材３４に対する実験結果を表８のグラフに示し，（３）長径Ｄａ＝６．０ｍｍの楕円形断面の力骨材３４に対する実験結果を図９のグラフに示す。

図７は，直径Ｄ＝５ｍｍの円形断面の力骨材１４の弾性限度が約０．１５［ｋＮ］であり，それ以上の荷重が加わると残留歪み（力骨材の湾曲）が発生することを示している。これに対して，図８は長径Ｄａ＝５．５ｍｍ，短径Ｄｂ＝４．５ｍｍの力骨材３４の弾性限度が約０．１７［ｋＮ］であり，図９は長径Ｄａ＝６．０ｍｍ，短径Ｄｂ＝４．５ｍｍの力骨材３４の弾性限度が約０．２３［ｋＮ］であることを示している。すなわち，これらの実験結果から，力骨材３４を楕円形断面とすることにより，弾性限度を大きくして湾曲しにくくすると共に，円形断面の直径Ｄ（＝５ｍｍ）より楕円形断面の短径Ｄｂ（＝４．５ｍｍ）を小さくすることにより，メッシュベルト３０の厚さＴ（すなわちスパイラル線材３１，３２の曲げ短径Ｔ）を小さくできることが確認できた。ただし，本考案はメッシュベルト３０の厚さＴを小さくするような力骨材３４の使用に限定されるものではなく，力骨材３４の短径Ｄｂを直径Ｄ以上とすることにより，更に弾性限界が大きく湾曲しにくく力骨材３４とすることも可能である。

また，円形断面の力骨材１４に代えて楕円形断面の力骨材３４を用いることにより，図２に示すように高温下で使用するメッシュベルトの全長伸びを抑制する効果も期待できる。図２（ａ）に示すように，従来のメッシュベルト１０の長円形状に巻き曲げたスパイラル線材１１，１２と断面円形の力骨材１４との係合間には隙間Δｇが存在しており，図２（ｂ）に示すように，高温下で荷重を加える使用条件下において隙間Δｇが徐々に縮小してベルト１０に全長伸びΔＬを生じることがある。この全長伸びΔＬが大きくなるとメッシュベルト１０の正常な進行が妨げられ，搬送システムの破損に繋がるおそれもあることから，従来は所定大きさの全長伸びΔＬが生じた段階でスパイラル線材１１，１２を一部取り外してベルト長さを調整している。使用期間が長くなると隙間Δｇが落ち着いて全長伸びΔＬも発生しなくなるが，落ち着くまでベルト長さの調整を繰り返す必要がある。

図２（ｃ）に示すように，本考案のメッシュベルト３０では，スパイラル線材３１，３２と楕円形断面の力骨材３４との係合間に同様の隙間Δｇが存在しているものの，力骨材３４の長径Ｄａを適宜選択することによりその隙間Δｇを図２（ａ）の場合よりも小さくすることができる。そのため，高温下で荷重を加える使用条件下において生じる全長伸びΔＬを小さく抑えることができ，ベルト長さを調整する作業の頻度を少なくすることができる。ベルト長さの調整作業の低減は，最終的なメッシュベルトの全長伸びの抑制に繋がるため，メッシュベルトの製造コストを下げるためにも有効である。

なお，異形断面力骨材３４の断面は，上述した楕円形に限らず，長径Ｄａ及び短径Ｄｂを有する他の長円形とすることも可能である。力骨材３４の断面が長円形であれば，その長径Ｄａの方向をスパイラル線材３１，３２の曲げ直径ＳＲの方向に揃えることにより，図１（ｃ）のようにスパイラル線材３１，３２から受ける負荷に対して力骨材３４を湾曲しにくくしてメッシュベルト３０の寿命を延ばすことができる。また，上述した楕円形断面の力骨材３４を用いたメッシュベルト１０により得られる利点は，他の長円形断面の力骨材３４を用いた場合にも同様に得られる。

また，図示例のような直線状の力骨材３４に代えて，長手方向中心軸に波打ち加工（ノッチング加工又はガリ入れ加工と呼ばれることもある）が施された力骨材３４を用いることも有効である。波打ち加工が施された力骨材３４は同じ断面形状の直線状の力骨材３４に比して直角向きの負荷に対する曲げ強度が大きいので，長円形断面の力骨材３４に波打ち加工を施すことにより，スパイラル線材３１，３２から受ける負荷に対する力骨材３４の抵抗を更に高めてメッシュベルト３０の寿命を延ばすことが期待できる。

望ましくは，図１の接合部１７に示すように，力骨材３４の両端と隣接するスパイラル線材３１（又は３２）の両端とを巻き付け又は溶接によって環状に接合することにより，ベルト３０の内部での力骨材３４の回転を防止する。本考案において，図１（ｃ）のようにスパイラル線材３１，３２から受ける負荷に対する力骨材３４の湾曲を抑制するためには，その負荷が力骨材３４の長円形断面の長径Ｄａ方向に加わることが必要であり，メッシュベルト３０の内部で力骨材３４が回転して長円形断面の短径Ｄｂ方向に負荷が加わることを避けることが有効である。図示例のように力骨材３４の両端を隣接するスパイラル線材３１，３２の両端に接合すれば，力骨材３４の回転が防止され，スパイラル線材３１，３２から受ける負荷を常に長円形断面の長径Ｄａ方向に加えることができる。ただし，図２（ｃ）及び（ｄ）を参照して上述したように，本考案のメッシュベルト３０において楕円形断面の力骨材３４は小さな隙間Δｇでスパイラル線材３１，３２に係合されるので，そのスパイラル線材３１，３２との係合によって力骨材３４の回転をある程度抑制することが期待できる。従って，スパイラル線材３１，３２との係合によって力骨材３４の回転が十分抑制できるときは，力骨材３４とスパイラル線材３１，３２との接合は省略してもよい。

［実験例１］
本考案において，長径Ｄａ及び短径Ｄｂの異なる異形断面力骨材３０を用いたメッシュベルト３０の劣化の生じにくさを比較するため，図５に示すシャックル（ＳＢシャックル）５１を用いてメッシュベルト３０の引張破断時のベルト伸びを計測する実験を行った。本実験では，（α）長径Ｄａ＝５．０ｍｍ，短径Ｄｂ＝４．０ｍｍの長円形断面の力骨材，（β）長径Ｄａ＝６．０ｍｍ，短径Ｄｂ＝４．５ｍｍの長円形断面の力骨材，及び（γ）長径Ｄａ＝７．０ｍｍ，短径Ｄｂ＝４．５ｍｍの長円形断面の力骨材を用い，それぞれ図１（ａ）のようにスパイラル線材３１，３２と係合させて無限軌道状の（輪状に連結された）メッシュベルト３０を作成した。図５（ｂ）に示すように，そのメッシュベルト３０を一対のシャックル５１のシャックルピン５２の間に架け渡し，図中の白矢印方向に引張力を加えながらベルト伸びの大きさを計測した。また，ベルト３０が破断するまで引張力を徐々に大きくしながら計測を繰り返し，破断時のベルト伸びを求めた。

図６（ａ）は長円形断面（線径Ｓ＝３．２ｍｍ×４．０ｍｍ）のスパイラル線材３１，３２と力骨材α，β，γとを組み合わせたメッシュベルト３０の実験結果，同図（ｂ）は長円形断面（線径Ｓ＝３．４ｍｍ×４．０ｍｍ）のスパイラル線材３１，３２と力骨材α，β，γとを組み合わせたメッシュベルト３０の実験結果，同図（ｃ）は長円形断面（線径Ｓ＝３．０ｍｍ×３．６ｍｍ）のスパイラル線材３１，３２と力骨材α，β，γとを組み合わせたメッシュベルト３０の実験結果をそれぞれ示す。これらの実験結果から，一般的に力骨材３０の長径Ｄａ及び短径Ｄｂが大きくなるほどメッシュベルト３０の引張強度が高くなる傾向が見られるものの，図６（ｂ）及び（ｃ）の力骨材β，γを用いたメッシュベルト３０の比較から，力骨材３０の長径Ｄａ及び短径Ｄｂは極端に大きくしてもメッシュベルト３０の引張強度を大きくできるとは限らないことが分かる。すなわち，本実験結果から，本考案において力骨材３０の長径Ｄａ及び短径Ｄｂは，組み合わせるスパイラル線材３１，３２の線径Ｓ，スパイラルピッチＳＰ，曲げ長径ＳＲ，曲げ短径Ｔ等を考慮して，メッシュベルト３０の最大の引張強度が得られるように実験的に求めることが好ましいことを確認することができた。

本考案のメッシュベルト１０は，スパイラル線材３１，３２の曲げ長径ＳＲの方向に長い異形断面の力骨材３０を用いることにより，ベルト１０の厚さＴを従来と同程度に維持しつつ力骨材３４の曲げ長径ＳＲの方向の曲げ剛性を大きくすることができる。従って，スパイラル線材１１，１２から受ける負荷に対する力骨材３４の湾曲の発生を遅らせ，高温下で長期間連続使用した場合でもメッシュベルト３０の劣化を防止して寿命を延ばすことができる。

こうして，本考案の目的である「高温下で長期間使用しても劣化が生じにくいメッシュベルト」の提供を達成することができる。

なお，実験例１では長円形断面のスパイラル線材３１，３２を用いてメッシュベルト３０を構成しているが，本考案のメッシュベルト３０で用いるスパイラル線材３１，３２は長円形断面のものに限定されず，従来のメッシュベルト１０（図１１参照）と同様に円形断面のスパイラル線材１１，１２を用いることも当然可能である。図６を参照して上述したように，円形断面のスパイラル線材１１，１２の線径Ｓ，スパイラルピッチＳＰ，曲げ長径ＳＲ，曲げ短径Ｔ等に基づき，メッシュベルト３０の最大の引張強度が得られるように，力骨材３０の長径Ｄａ及び短径Ｄｂを実験的に求めることができる。

ただし，力骨材３４だけでなく，スパイラル線材３１，３２の断面形状も長円形とすることにより，メッシュベルト３０の引張強度を高めることが期待できる。図６（ｄ）〜（ｆ）は，図６（ａ）〜（ｃ）の実験結果を力骨材α，β，γ別に並べ直したグラフである。図６（ｄ）〜（ｆ）のグラフから，一般的にスパイラル線材３１，３２の断面形状の長径及び短径が大きくなるほどメッシュベルト３０の引張強度が高くなる傾向が読み取れる。すなわち，力骨材３４の断面形状を長円形とすると共に，それと組み合わせるスパイラル線材３１，３２の断面形状も長円形とし，さらにメッシュベルト３０の最大の引張強度が得られるように力骨材３４，メッシュベルト３１，３２の長円形断面の長径及び短径を求めることにより，メッシュベルト３０の劣化を防止して寿命を更に延ばすことが期待できる。

図３（ｃ）は，スパイラル３１及び３２をそれぞれ同一スパイラル中心軸Ｘ上に半ピッチ（＝ＳＰ／２）ずらして組み合わせてダブルスパイラル線材４１，４２（同図（ａ）及び（ｂ）参照），複数のダブルスパイラル線材４１，４２を各々のスパイラル中心軸Ｘが同一面Ｃ上に曲げ直径ＳＲと同じ間隔で平行に並ぶように配置すると共に，その同一面Ｃ上に各ダプルスパイラル線材４１，４２の曲げ長径ＳＲが載るように並べて配置し，更に各ダブルスパイラル線材４１，４２の間にそれぞれスパイラル中心軸Ｘと平行に異形断面力骨材３４を配置した本考案のメッシュベルト３０ｅの実施例を示す。各ダブルスパイラル線材４１，４２中のスパイラル線材３１，３２を，それぞれ半ピッチ（ＳＰ／２）毎に隣接する力骨材３４に係合させて中心軸Ｘと直交する方向へ連結することによりメッシュベルト３０を構成する。

図３（ａ）は一対の右巻きスパイラル線材３１を同一中心軸Ｘ上に組み合わせたダブルスパイラル線材４１を示し，図３（ｂ）は一対の左巻きスパイラル線材３２を同一中心軸Ｘ上に組み合わせたダブルスパイラル線材４２を示す。図５（ｃ）に示すメッシュベルト３０は，右巻きダブルスパイラル線材４１と左巻きダブルスパイラル線材４２とを交互に並べ，それらの間に配置した異形断面力骨材３４を介して右巻きダブルスパイラル線材４１と左巻きダブルスパイラル線材４２とを連結しているので，応力のバランスが極めて高く，力骨材３４が湾曲しにくいだけでなく，高温の熱処理工程において継続的に使用しても捻じれ・歪み等の変形が極めて発生しにくい寿命の長い構造となっている。

図４（ｃ）は，スパイラル線材３１，３２を各々のスパイラル中心軸Ｘが同一面Ｃ上に曲げ直径ＳＲのｎ等分間隔（＝ＳＲ／ｎ，ｎは２以上の整数）で平行に並ぶように交互に配置し，そのスパイラル線材３１，３２の間にそれぞれ中心軸Ｘと平行に異形断面力骨材３４を配置した本考案のメッシュベルト３０の実施例を示す。図示例のメッシュベルト３０は，右巻きスパイラル線材３１と左巻きスパイラル線材３２とを各々の曲げ直径ＳＲの３等分間隔（＝ＳＲ／３）で平行に並ぶように交互に配置して隣接する異形断面力骨材３４に係合させ，各スパイラル線材３１，３２にそれぞれ３本以上（図示例では４本）の力骨材３４が通っているので，非常に滑らかで網目の小さい載置面を形成することができる。また，スパイラル線材３１，３２の両端を隣接する力骨材３４の両端に接合することによりメッシュベルト３０全体の引張強度を向上させることにより、寿命の長いメッシュベルト３０とすることができる。

１…混合機 ３…プレス機
５…熱処理炉 ５ａ…搬入口
５ｂ…加熱部 ５ｃ…搬出口
６…ベルトコンベア装置 ７…ベルト駆動装置
１０…メッシュベルト １１，１２…スパイラル線材
１４…力骨材（円形断面） １７…接合部（引掛け又は溶接）
２０…リンク部材（チェーン） ２１ａ，２１ｂ…ローラーリンク
２２…取付け部材 ２２ａ…フラットバー
２２ｃ…ネジ
３０…メッシュベルト ３１，３２…スパイラル線材
３４…異形断面力骨材 ４１，４２…ダブルスパイラル
５１…シャックル（ＳＢシャックル） ５２…シャックルピン
５３…ナット
Ａ…金属粉 Ｆ…成形品
Ｍ…製品 Ｓ…スパイラル線材の線径
ＳＰ…スパイラルピッチ Ｄ…力骨材径
ＳＲ…曲げ長径 Ｔ…曲げ短径（ベルト厚さ）
Ｗ…ベルト幅 Ｃ…ベルト面
ΔＬ…メッシュベルトの伸び Δｇ…ギャップ
Ｘ…スパイラル中心軸

Claims (6)

1. 中心軸方向から見て長円形となるように所定スパイラルピッチで巻き曲げた複数のスパイラル線材を各々の中心軸が平行となり且つ曲げ長径が同一面上に並ぶように配置し，前記スパイラル線材の相互間にそれぞれ断面が当該線材の曲げ長径方向に長い異形断面力骨材を当該線材の中心軸と平行に配置し，前記各スパイラル線材をそれぞれ隣接する力骨材にスパイラルピッチ毎に係合させて連結してなる異形断面力骨材利用のメッシュベルト。
2. 請求項１のメッシュベルトにおいて，前記異形断面力骨材の断面を，前記スパイラル線材の曲げ直径方向に長い長円形としてなる異形断面力骨材利用のメッシュベルト。
3. 請求項１又は２のメッシュベルトにおいて，前記スパイラル線材を同一中心軸上に半ピッチずらして組み合わせてダブルスパイラル線材とし，そのダブルスパイラル線材の複数を各々の中心軸が平行となり且つ曲げ長径が同一面上に並ぶように配置すると共に，そのダブル線材の相互間にそれぞれ断面が当該線材の曲げ長径方向に長い異形断面力骨材を当該線材の中心軸と平行に配置し，前記各ダブルスパイラル線材をそれぞれ隣接する力骨材に半ピッチ毎に係合させて連結してなる異形断面力骨材利用のメッシュベルト。
4. 請求項１又は２のメッシュベルトにおいて，前記スパイラル線材を各々の中心軸が前記曲げ長径のｎ等分間隔で平行となり且つ曲げ長径が同一面上に並ぶように配置し，前記各スパイラル線材をそれぞれ隣接力骨材にスパイラルピッチ毎に係合させて連結してなる異形断面力骨材利用のメッシュベルト。
5. 請求項１から４の何れかメッシュベルトにおいて，前記力骨材の両端を隣接するスパイラル線材の両端に接合してなる異形断面力骨材利用のメッシュベルト。
6. 請求項１から５の何れかのメッシュベルトにおいて，前記スパイラル線材の断面形状を長円形としてなる異形断面力骨材利用のメッシュベルト。