JP3981633B2 - トラフアイドラのピボット制限機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラフ形コンベヤシステム内のコンベヤベルトを支持する際に使用するトラフアイドラに関する。より具体的には、本発明は、トラフアイドラの押込み抵抗を低減するために一対の側部トラフロールより大きな外径をそれぞれが有する一対の中央ロールを有するトラフアイドラに関する。更に、本発明は、ピボット制限機構により回転が制限された一対のピボットブラケット間に中央ロールが搭載された、トラフアイドラに関する。
【0002】
【従来の技術】
トラフ形ベルトコンベヤは、一つの位置からもう一つの位置へ大量の物質を搬送するために長い間使用されてきた。トラフ形ベルトコンベヤは、鉱坑や採石場において、遠い地点間で大量の物質を移送する場合に特に有用である。典型的には、トラフ形ベルトコンベヤシステムは、動いているコンベヤベルトの長さに沿って配置される、一連の、間隔を空けられたトラフアイドラアセンブリを有し、コンベヤベルトをその長さに亘って支持する。各トラフアイドラは、回転可能な中央アイドラロールと、大量の物質を搬送するためにトラフを画定する、中央ロールに関しトラフ角度で配置される一対のトラフアイドラロールとを有する。
【0003】
中央ロール及び一対の側部トラフロールを有するトラフアイドラの上方でベルト及び大量の物質を動かすために要求される力の大きさは、トラフロール及び中央ロールのそれぞれを回転させるために要求される回転抵抗と、トラフアイドラのアイドラロールを越えてベルト及び大量の物質が移動するときのベルト及び大量の物質のローリング抵抗とを含む、2つの主要な構成要素に依存する。
【0004】
一般に、トラフアイドラの各ロールを回転させるために要求される回転抵抗は、ベアリング、シール、グリース及び他の摩擦抵抗によりシャフトの周りを回転しているロールの抵抗と、整合していないアイドラのロールの上方のベルトのスライドによる抵抗とを含む、2つの主要な構成要素に分解することができる。ローリング抵抗は、コンベヤベルト内へのロールの押込みによる抵抗、アイドラロールの上方のベルトの撓みによる抵抗、及びアイドラロールの上方の物質の撓みによる抵抗を含む3つの主要な構成要素に分解することができる。
【0005】
上記検討によって理解できるように、リストに上げられた範囲の、一つの抵抗の減少が、トラフ形ベルトコンベヤシステムの効率を増加させ、及び、同じ量の物質を搬送するためにより少ないエネルギーを要求する。
【0006】
上述した押込み抵抗は、ベルト及び支持されている物質の重さの下方でコンベヤベルトの底部カバーに凹みをつけるアイドラロールにより発生する。図7を参照すると、図7に示されるエリア10によって図示されるように、ベルト上の物質の重量は接触圧力分布を生じる。接触圧力は、接触する長さにわたって圧力を積分することにより、垂直方向の力12に分解することができる。圧力分布は、コンベヤベルトが停止したときには、アイドルロール14のセンターラインについて対称である。従って、垂直方向の接触力12は、圧力分布の重心を通って作用し、アイドラロール14のセンターライン上にある。
【0007】
しかしながら、コンベヤベルト16が動くとき、ゴムの粘弾性特性が、図8に図示されるように非対称の圧力分布を生じる。コンベヤベルトが動くとき、コンベヤベルト16はアイドラロール14のセンターラインのアプローチ側で押込まれる(加圧される)。センターラインの反対側では、ゴムは、その本来の特性により、十分早くには非加圧状態となることはできず、アイドラロールのセンターラインの下流側の接触長さは短くされる。図8に図示されるように、コンベヤベルト16は、位置18においてアイドラロールとの接触を失い、位置20まで完全に緩まない。短くされた接触リンクのため、接触圧力は、エリア22により図示されるように増加する。加えて、垂直方向の接触力は、このとき、矢印24で示されるように、アイドラロール14のセンターラインについて非対称であり、垂直方向の力24は、アイドラロール14のセンターラインから上流側のアプローチ側に向かってオフセットされる。この垂直方向の力24のオフセットは、アイドラロール14に接する水平方向の力26により、補償されなければならないモーメントを生じる。水平方向の力26にアイドラロール14の半径をかけたものは、垂直方向の力24にセンターラインからのオフセットである距離をかけたものと等しくなければならない。この水平方向の力26は、押込みローリング抵抗を示す。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記検討により理解されるように、アイドラロールの押込みによって生じる押込み抵抗の大きさの減少が、トラフ形ベルトコンベヤシステムのより効果的な操作、従ってコンベヤシステムの所有者によるエネルギーを節約する結果となる。加えて、アイドラロールの上方のベルトの撓みによる抵抗及びアイドラロールの上方の物質の撓みによる抵抗における減少は、コンベヤシステムの効率を更に増加する。従って、本発明の目的は、押込み抵抗の大きさ及びベルトと物質の抵抗の大きさを減少する、トラフ形ベルトコンベヤシステムに使用されるトラフアイドラを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トラフ形ベルトコンベヤの移動しているコンベヤベルトを支持する際に使用されるトラフアイドラである。トラフアイドラは、一般に、トラフ角度で一対の側部トラフロールを搭載するように延びる支持フレームを含む。一対のトラフロールに加えて、本発明のトラフアイドラは、互いに間隔を空けて配置されている一対の中央ロールを含む。各中央ロールの回転角は互いに平行であり、支持フレームの縦軸から同じ距離だけ間隔が空けられている。中央ロールは、中央ピボットシャフトの周りを枢動可能である一対のピボットブラケット間に、互いに回転可能に搭載されている。ピボットシャフトは、中央ロールが支持フレームの縦軸から等しく間隔を空けられるように、支持フレームの縦軸に沿って延びている。
【0010】
一対のピボットブラケットのピボット回転は、本発明のピボット制限機構により制限され、制御される。ピボット制限機構は、各中央ロールにより感知される負荷を等しくするために、中央ピボットシャフトの周りを一対のピボットブラケットが回転することを許容する。一対の中央ロールを横切る負荷を等しくすることは、中央ロールの回転により消費されるエネルギーを減少するようにする。本発明において、ピボット制限機構は、ピボットブラケットの最大回転を制限するために、ピボットブラケットに対して搭載される停止部材を含む。ピボットブラケットのピボット動作の制限は、ピボットブラケットが過回転して移動しているコンベヤベルトに接触し、中央ロールの一つがピボットブラケットから外れてしまうことを防止する。
【0011】
本発明によれば、2つの中央ロールの外径は等しく、中央ロールが2つの中央ロール間を動いているコンベヤベルトからの力を等しく分配する。従来技術のトラフアイドラにおいて、中央ロール及び一対の側部トラフロールは、単一サイズのアイドラロールが側部トラフロールの一方または中央ロールの一方として使用できるように同じ外径を有している。本発明において、各中央ロールの外径は2つの側部トラフロールの外径より大きい。好ましくは、各中央ロールの外径は、側部トラフロールの外径より少なくとも1インチ(2.54cm)大きい。中央ロールの外径の増加は、一つの中央ロールではなく2つの中央ロールを使用することともに、トラフアイドラの全押込み抵抗を大幅に減らす。
【0012】
本発明のトラフアイドラは、従って、トラフアイドラにより支持されるコンベヤベルトの移動方向に対して平行な方向に互いから間隔が空けられている一対の中央ロールを含む。一対の中央ロールの縦の構成は、トラフアイドラのベルト及び物質双方の撓み抵抗を減らすように機能する。加えて、本発明のトラフアイドラにおける一対の中央ロールは、それぞれ、一対の側部トラフロールの外径より大きい外径を有する。中央ロールの外径の増加と2つの中央ロールへの中央ロールの分割との組み合わせは、トラフアイドラの押込み抵抗の大きさを大幅に減らす。
【0013】
本発明の様々な他の特徴、目的及び利点は、以下の図面とともに与えられた説明から明らかとなるであろう。
【0014】
【発明の実施の形態】
図面は、本発明を実現することを考慮したベストモードを図示している。
まず図1を参照すると、大量の物質32を輸送するために使用されるコンベヤベルト16を支持してトラフ形にする従来のトラフアイドラが示されている。トラフアイドラ30は、一般的に、コンベヤベルトの移動方向に対して横方向に延びるベース部36と、間隔を空けて配置された一対の直立支持部38とを有する支持フレーム34を含む。直立支持部38は、それぞれ、側部トラフロール40及び42の一端部を回転可能に支持する。各側部トラフロール40及び42の反対側の端部は、ベース部36に固定された2つの支持ブラケット44のうちの1つにより支持されている。加えて、単一の中央ロール46もまた、支持ブラケット44の間に回転可能に支持されている。
【0015】
側部トラフロール40、42及び中央ロール46は、それぞれ、回転軸の周りを自由に回転可能である。図1から判るように、各側部トラフロール40及び42の回転軸は、中央ロール46の一般に水平な回転軸に関してトラフ角度αで延びる。側部トラフロール40及び42が配置されているトラフ角度αは、コンベヤベルト16が支持されるトラフを形成する。
【0016】
図1から判るように、負荷32は、コンベヤベルト16に下向きの力をかけ、中央ロール46だけでなく一対の側部トラフロール40及び42へ伝達される。図1の一般的なトラフアイドラにおいては、負荷重量の約70%が中央ロール46により支持され、側部トラフロール40、42がそれぞれ、負荷重量の約15%を支持する。
【0017】
中央アイドラロール上の均一に分配されたライン負荷に対する押込み抵抗は、研究員により次のように定義された。
【0018】
【数1】
【0019】
ここで、FRRiは押込み抵抗(ポンド)であり、
Ciは押込み損失係数であり、
Dはアイドラロール直径(インチ)であり、
Fvrはロール上の縦方向の負荷(ポンド)である。
【0020】
図2を参照すると、中央ロールから押込み抵抗の大きさを減らすことを意図した、従来技術の最近の改良例を示している。図2に図示したトラフアイドラ48において、側部トラフロール40及び42が第1の外径を有し、中央ロール50が一対の側部トラフロール40、42の外径より大きい外径を有するように形成されている。例えば、熟考された実施形態において、側部トラフロール40及び42は各々6インチ(15.24cm)の外径を有し、中央ロール50は8インチ(20.32cm)の外径を有する。
【0021】
先に検討したように、図1に示したような従来のトラフアイドラは、中央ロール46だけでなく一対の側部トラフロール40及び42を形成する同一のアイドラロールを有する。図2に図示された従来技術のシステムにおいて、中央ロール50の外径は側部トラフロール40、42の直径に関連して増加される。中央ロール50のロール径を増加させることによる、中央ロールにおける押込み抵抗の減少は、次式により与えられる。
【0022】
【数2】
【0023】
ここで、D1はロールの直径(インチ)であり、
D2は増加されたロールの直径(インチ)である。
5インチ(12.7cm)から6インチ(15.24cm)へ増加したときの減少は11.4%;
5インチ(12.7cm)から7インチ(17.78cm)へ増加したときの減少は20.1%;
5インチ(12.7cm)から8インチ(20.32cm)へ増加したときの減少は26.9%;
6インチ(15.24cm)から7インチ(17.78cm)へ増加したときの減少は9.8%;
6インチ(15.24cm)から8インチ(20.32cm)へ増加したときの減少は17.5%;
7インチ(17.78cm)から8インチ(20.32cm)へ増加したときの減少は8.5%;
である。
【0024】
上記式及び計算から判るように、中央ロール50のサイズの増加は、結果として、押込み抵抗の大きさの顕著な減少を生じる。
図2に示されるトラフアイドラ48内の3つのロール全ての直径を増加させることは押込み抵抗を減少させるが、側部トラフロール40及び42の直径の増加はロールのコストを増加させる。押込み抵抗のほんの一部が側部トラフロール40、42により発生するので、より大きな中央ロール50ではなく3つの大きなロールによる押込み抵抗の余分な減少は、一般に、費用的に妥当なものではない。
【0025】
図2に示されるトラフアイドラ48に加えて、トラフアイドラの効率を増加させるために提案されたもう一つの改良は、図3のトラフアイドラ51により図示される。図3に図示されるように、従来のトラフアイドラの単一の中央ロールは、一対の中央ロール54及び56を含む中央ロールアセンブリ52によって置き換えられる。中央ロール54及び56は、中央ピボットシャフト60の周りを互いに枢動可能なピボットブラケット58の間に搭載される。図3から判るように、中央ロール54及び56のそれぞれの回転軸は、支持フレーム34のベース部36を通る一般に水平な軸から間隔を空けて配置されている。特に、第1の中央ロール54の回転軸は、一般に中央ピボットシャフト60と平行で、第2の中央ロール56の回転軸とピボットシャフト60から等しい間隔を空けて、第2の中央ロール56の回転軸とは反対の方向に配置される。
【0026】
図3のトラフアイドラ51の一対の中央ロール54及び56の前後構成は、アイドラロールの上方のベルトの撓みによる抵抗の大きさ及びアイドラロールの上方の物質の撓みによる抵抗の大きさを減少させる。各トラフアイドラの上方のコンベヤベルトによる大量の物質の移送の間、ベルト及び物質はトラフアイドラにおいて凸形状に、及び、連続するトラフアイドラ間の間隔の上方で凹形状に、曲がっている。アイドラ間の大量の物質の移送の間、ベルト及び物質は下方に反り、断面をみると、より丸い形状となっている。ベルトと大量の物質とが次のトラフアイドラに達するときまで、物質及びベルトは、トラフアイドラ形状に押し込まれる。ベルト及び大量の物質の連続的な撓みで仕事は減少し、アイドラ間のベルト及び物質の再形成は全ローリング抵抗の撓み抵抗成分を導く。
【0027】
単一の中央ロールを有する従来のアイドラにおけるベルト及び物質の撓み抵抗の大きさは、次のように表現することができる:
【0028】
【数3】
【0029】
ここで、FRRnmfはベルト及び物質の撓みの抵抗(ポンド)であり、Cbmfはベルト及び物質の撓みの損失係数であり、Tはベルト張力(ポンド)であり、Wbはベルトの重量(ポンド/フィート)であり、Wmは物質の重量(ポンド/フィート)であり、Siはアイドラの間隔(フィート)である。
【0030】
上記式が示すように、ベルト及び物質の撓み抵抗は、隣合うアイドラ間の間隔に依存する。
図3に図示されたトラフアイドラ51は、一対の中央ロール54及び56を含む。アイドラ51上の2つの中央ロール54及び56は、2つの隣接する従来のアイドラのように考えることができる。従って、撓み抵抗を算出するときに、一のアイドラは前後の中央ロール54及び56の間の中央ロール間隔と等しい空間を有し、次のアイドラは第1のアイドラの後方中央ロールと第2のトラフアイドラの前方中央ロールとの間の距離に等しい間隔を有する。結果として一対の中央ロール54及び56によるベルト及び物質の撓み抵抗は、次のように算出することができる。
【0031】
【数4】
【0032】
ここで、Scは中央ロールの間隔(フィート)である。
直感的に、二重中央ロールの構成を用いることによって中央ロール間隔における減少は、撓み抵抗を減少させることについて100%影響するものではない。中央ロールの前後構成は垂直面においてベルトのたるみを顕著に生じるが、これは撓み抵抗を生じる中央ロールに沿ったたるみ以上のものである。従って、50%から75%の間の効果因子が用いられる。トラフアイドラ51における中央ロール54及び56の前後構成によるベルト及び物質の撓み抵抗は、次のように概算される:
【0033】
【数5】
【0034】
ここで、Efは前後方向の効果(%)であり、Siはアイドラ間隔(フィート)であり、ScはESI中央ロール間隔(フィート)である。
一対の中央ロール54及び56を有するトラフアイドラのための上記式が示すように、中央ロール54及び56の回転軸の間の間隔が大きいほど、ベルト及び物質の撓み抵抗をより節減される。しかしながら、フィールドテストは、中央ロール間隔が長すぎると、ローリング抵抗全体の削減は顕著に減少される。例として、連続するトラフアイドラ間の間隔が6フィート(182.88cm)であるコンベヤ上に、10.5インチ(26.67cm)、18インチ(45.72cm)、27インチ(68.58cm)及び36インチ(91.44cm)の中央ロール間隔についてテストが行われた。36インチ(91.44cm)の中央ロール間隔がエネルギー節減を最適化するであろうことが予期されたが、10.5インチ(26.67cm)及び18インチ(45.72cm)の中央ロール間隔が27インチ(68.58cm)及び36インチ(91.44cm)の中央ロール間隔より顕著に良い節減をしたことが判った。より長い中央ロール間隔が、2つの側部トラフロール40及び42の下部が、非常に撓みやすいビームとして機能するベルト及び物質によるより大きな負荷を与える結果となることも予測される。この通常より高い接触圧力は、多くの節減が損失させる結果となった。従って、図3に示されるトラフアイドラに対してより大きな節減を提供するとき、2つの中央ロール54及び56の間は約10.5インチ(26.67cm)から18インチ(45.72cm)の間隔が予想される。
【0035】
ベルト及び物質の撓み抵抗の減少に加えて、単一の中央ロールを一対の中央ロール54及び56の前後構成に置き換えることもまた、トラフアイドラの中央における押込み抵抗の大きさを減少させる。特に、一対の中央ロール54及び56の間に負荷を均一に分割することによる、図3に示したトラフアイドラの中央ロールにおける押込み抵抗の減少は、次の式により与えられる。
【0036】
【数6】
【0037】
上式によれば、トラフアイドラ内の一対の中央ロールの使用が押込み抵抗の大きさを約20.6%減少させる。しかし、側部トラフロール40及び42上の押込み抵抗は変化しないので、押込み抵抗の大きさにおいて100%の効率的な減少はない。押込み抵抗における全減少量は、中央ロール及び側部トラフロールの間の負荷の分布に依存し、従って、トラフ角度、ベルト幅、ベルト重量、ベルト厚さ、物質密度、負荷率等に依存する。従って、二重中央ロール構造を採用するトラフアイドラの押込み抵抗の全減少は、次式により表現できる。
【0038】
【数7】
【0039】
ここで、fνcは中央ロール負荷因子であり、これはトラフ角度が20°のときは0.6であり、トラフ角度が35°のときは0.675であり、トラフ角度が45°のときは0.75であり、CEMAによるトラフ角度が20°〜45°のときの負荷因子は0.70である。
【0040】
上記式に基いて、二重中央ロール構造を採用したことによる全押込み抵抗の算出された減少は、だいたい次のとおりである。トラフ角度が20°のときは16.1%、トラフ角度が35%のときは17.4%、トラフ角度が45°のときは18・5%、そしてCEMAの負荷因子が用いられた場合には17.8%。
【0041】
図3から判るように、側部トラフロール40及び42は各々、同じタイプの商業的に有用なアイドラロールである。特に、図3に図示された発明の実施形態では、各アイドラロールは、アイドラロールが側部の位置及び一対の中央ロールの間で置き換え可能なように、直径6インチ(15.24cm)である。
【0042】
図4を参照すると、ここには、本発明に従って構成されたトラフアイドラ62が示されている。トラフアイドラ62は、ベース部36及び間隔が空けられた一対の直立支持部38を有する支持フレーム34を含む。トラフアイドラ62は、支持フレーム34のベース部36を通る一般的に水平な縦軸に関しトラフ角度αで搭載されている一対の側部トラフロール40及び42を含む。
【0043】
トラフアイドラ62は、コンベヤベルトの動く方向に対し横方向に配置された回転軸を有し、ベース部36を通る縦軸の両側に空間を空けて配置される、一対の中央ロール64及び66を含む。中央ロール64及び66は、各々、ピボットシャフト60の周りを枢動可能な一対のピボットブラケット58の間に搭載されている。ピボットブラケット58及びピボットシャフト60は、中央ロールアセンブリ52が、図6においてもっとも良く判るように中央ロール64及び66がコンベヤベルト16に接触しても保持されるように、枢動するようにされている。先に検討したように、中央ロール64及び66の回転軸間の中央ロール間隔は、トラフアイドラ62の効率を最大化するためには、好ましくは10.5インチ(26.67cm)と18インチ(45.72cm)との間である。
【0044】
図4に戻り、中央ロール64及び66は、同じ外径を有する。しかしながら、図3に図示された従来技術のトラフアイドラ51とは異なり、中央ロール64及び66の外径は各側部トラフロール40及び42の外径より大きい。一対の中央ロールの外径の増加は、中央ロールにおける押込み抵抗量を減少させる。特に、中央ロールの直径の増加及び枢動された一対の中央ロール64及び66の使用の双方による、中央ロールにおける押込み抵抗の減少量は、次式により与えられる。
【0045】
【数8】
【0046】
上に挙げられた式から容易に分かるように、中央ロール64及び66の直径のいかなる増加も、押込み抵抗の大きさを直接減少させる。ロールの直径のいかなる増加も可能であるけれども、実際には、側部ロール40、42及び中央ロール64、66は、市場における現在の商業的に有効なロールサイズの、制限された数のものの一つが選択される。例えば、もっとも一般に有用なロールのサイズは5インチ(12.7cm)、6インチ(15.24cm)、7インチ(17.78cm)及び8インチ(20.32cm)である。従って、中央ロールの直径の増加及び一対の中央ロールの使用は、次の結果を生じる。
【0047】
直径5インチ(12.7cm)から直径6インチ(15.24cm)への増加の場合の減少は29.7%;
直径5インチ(12.7cm)から直径7インチ(17.78cm)への増加の場合の減少は36.6%;
直径5インチ(12.7cm)から直径8インチ(20.32cm)への増加の場合の減少は42.0%;
直径6インチ(15.24cm)から直径7インチ(17.78cm)への増加の場合の減少は28.4%;
直径6インチ(15.24cm)から直径8インチ(20.32cm)への増加の場合の減少は34.5%;
直径7インチ(17.78cm)から直径8インチ(20.32cm)への増加の場合の減少は27.4%。
【0048】
図2及び図3の従来技術例において実行された計算と比較して、次の式により理解されるように、中央ロールの直径の増加と中央ロールを2つの別個の中央ロール64、66に分割することとの組み合わせは、押込み抵抗の大きさを顕著な大きさで減少させる。
【0049】
上記式は中央ロールにおける押込み抵抗の減少の百分率を算出するが、押込み抵抗の全減少を算出するために、単に中央ロールの減少でなく、側部トラフロールにおける抵抗と中央ロールにおける抵抗との比を考慮すべきである。従来のトラフアイドラ内の3つのロールの上方の負荷分布について行われた非常に多くのリサーチに基いて、次式は、二重中央ロールと、側部トラフロールの外径に対して中央ロールの直径を増加させることとの双方を採用したトラフアイドラの押込み抵抗における全減少を考慮している。
【0050】
【数9】
【0051】
上記式において、中央ロールの負荷因子(fvc)はCEMA基準に基づいて0.70である。この量に基いて、二重中央ロール構造と側部トラフ形ロールに対し中央ロールの外径を増加させることとの双方を採用したトラフアイドラの全押込み抵抗の減少は、次のようになる。
【0052】
直径5インチ(12.7cm)から直径6インチ(15.24cm)への増加の場合の減少は25.7%;
直径5インチ(12.7cm)から直径7インチ(17.78cm)への増加の場合の減少は31.6%;
直径5インチ(12.7cm)から直径8インチ(20.32cm)への増加の場合の減少は36.3%;
直径6インチ(15.24cm)から直径7インチ(17.78cm)への増加の場合の減少は24.5%;
直径6インチ(15.24cm)から直径8インチ(20.32cm)への増加の場合の減少は29.8%;
直径7インチ(17.78cm)から直径8インチ(20.32cm)への増加の場合の減少は23.7%。
【0053】
上記計算及び式から理解されるように、側部トラフロール40及び42より大きな外径を有する中央ロール64及び66を使用するだけでなく、中央ロールを一対の中央ロール64及び66に分割することが、実質的にトラフアイドラ62の全押込み抵抗の大きさを減少させる。押込み抵抗の大きさを減らすことにより、トラフアイドラ62は、コンベヤシステムが一連のトラフアイドラに沿って同じ負荷を移動させるのためにより少ないエネルギーをかけることを要求する。先に紹介された式からもまた理解されるように、中央ロールが枢動されないときは、中央ロールは負荷を均一に分割せず、押込み抵抗減少量は少なくなるであろう。
【0054】
全押込み抵抗の大きさの減少に加えて、中央ロール64及び66の前後方向への配置は、ベルト及び物質の撓み抵抗の大きさを減少させる。全押込み抵抗の大きさの減少とベルト及び物質の撓み抵抗における減少との組み合わせは、現在用いられているものと比較してトラフアイドラコンベヤシステムの効率を大きく増加させる。
【0055】
図5を参照すると、一対の中央ロール64及び66のための搭載構造の断面図が示されている。図5から判るように、中央ロール64及び66は、それぞれピボットブラケット58に搭載されており、順次ピボットシャフト60の周りで枢動可能である。ピボットブラケット58は、それぞれ、角度を付けられたベース部36に接触する一対の側面70及び72により画定されるピボットノッチ68を含む。接触面70及び72は、ピボットシャフト60の周りのピボットブラケット58の枢動動作量を制限する。制限された枢動動作は、ピボットブラケット58が、中央ロール64又は66の一方が追い出されてしまう程にはるか上方へ回転してしまうことを防止する。ピボットブラケット58の制限された枢動動作量は、ピボットブラケット58が、中央ロール64又は66の一方が追い出されてしまう程にコンベヤベルトにダメージを与えることを防止する。しかしながら、中央ロールがピボットすることを容認することは、押込み抵抗の減少を最適化する。
【0056】
図5に図示されたピボット制限機構は、V字状に角度を付けられたベース部36と相互に影響し合うV字状のピボットノッチ68を含むが、ベース部はチューブ状の部材によって置き換えることが可能である。ベース部68がV字状のブラケット36ではなくチューブ状の部材を含む場合は、一対のピボットブラケット58の枢動動作量を制限する半円形のノッチによりピボットノッチを置き換えてもよい。
【0057】
図9及び図10を参照すると、本発明のピボット制限機構の第2の実施形態が示されている。図9及び図10に図示されたように、一対の中央ロール64及び66は、空間が空けられた一対のピボットブラケット74の間に搭載されている。図9から判るように、一対のピボットブラケット74は、一対の対角材(cross braces)76及びピボットシャフト78により、互いに連結されている。ピボットシャフト78は、各ピボットブラケット74の内面に取り付けられた一対のカラー部79に受け入れられる。対角材76は空間を空けて配置された一対のピボットブラケット74に対する支持を提供し、ピボットシャフト78は一対のブラケット74の回転軸を画定する。
【0058】
図10から判るように、ピボットシャフト78は搭載ブラケット80内に受け入れられ、角度を付けられたベース部36に搭載されている。ピボットシャフト78は、空間を空けて配置された一対のピボットブラケット74従って中央ロール64及び66が、図11の矢印81で一般的に示されたようにピボットシャフト78の周りを回転することを容認する。
【0059】
図9及び10に図示されたように、対角材76は、それぞれ、両ピボットブラケット74を通って延び、停止ブロック82を画定する。図示されたように、各停止ブロック82は、ピボットブラケット74の外側表面から突出する。図10に示されるように、停止ブロック82は搭載ブラケット80の幅よりわずかに長い距離で互いに間隔を空けて配置されている。
【0060】
ピボットブラケット74が完全にバランスのとれた図10の状態であるとき、停止ブロック82と搭載ブラケット80の端部83との間には空間が形成される。一対のピボットブラケット74がピボットシャフト78の周りで枢動すると、図11に示したように、停止ブロック82は搭載ブラケット80の端面83に接触し、時計回り及び半時計回りのピボットブラケット74の可能回転量を制限する。
【0061】
図11は、搭載ブラケット80に対するピボットブラケット74の最大可能回転を図示している。この実施形態において、中央ロール64及び66は、約半インチ(1.27cm)上方又は下方に動くことができる。しかしながら、中央ロール64又は66が押し出されると、停止ブロック88は、ピボットブラケットが動いているコンベヤベルトに接触することを防止する。
【0062】
図12及び13を参照すると、本発明のピボット制限機構のもう一つの他の構成が示されている。図12に図示された本発明の実施形態において、一対のトラフ材(trough brace)84は一対のピボットブラケット86の内面に端部を有する。図示された本発明の実施形態において、一対の停止ブロック88はピボットブラケット86の外面から延びている。停止ブロック88は搭載ブラケット80の幅よりわずかに長い距離だけ間隔を空けて配置される。図9〜11に図示された本発明の実施形態のように、停止ブロック88は、時計回りまたは反時計回りの両方への一対のピボットブラケット86の可能枢動動作量を制限する。本発明の好ましい実施形態において、各停止ブロック88は、ピボットブラケット86の外面に溶接された金属部材である。図12及び13に図示された実施形態は一対の対角材84を有するが、停止ブロック88が一対のピボットブラケット86に別個に取り付けられているので、安定性が争点ではない場合には対角材84が除去されることができるということは理解されるべきである。
【0063】
本発明のピボット制限機構は、一対の側部トラフロールより直径が大きい中央ロールを有するトラフアイドラに全て図示されているが、ピボット制限機構は、側部ロールと同じ直径を有する中央ロールを有する従来のアイドラに用いられることもできることは理解されるべきである。いずれのケースにおいても、ピボット制限機構は、ピボットブラケットの制御されない回転を防止する。
【0064】
本発明とみなされる主題を指摘し明確にクレームする特許請求の範囲の範囲内のものとして、様々な選択肢及び実施形態が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 トラフ形ベルトコンベヤシステムの動作を示す、トラフアイドラにより支持されたトラフ形コンベヤベルトを図示した断面図である。
【図2】 単一の中央ロールが一対の側部トラフロールより大きな外径を有するようなトラフ形ベルトコンベヤシステムに使用するためのトラフアイドラの、二番目の従来技術の形態を示す斜視図である。
【図3】 一対の側部トラフアイドラロール及び一対の中央アイドラロールを含み、各アイドラロールが同じ外径を有している従来技術のトラフアイドラを図示した斜視図である。
【図4】 一対の中央ロールが各側部トラフロールの外径より大きな外径を有する、本発明のトラフアイドラを示す斜視図である。
【図5】 トラフアイドラの支持フレームに対して搭載されたピボットブラケットに沿って一対の中央ロールと側部トラフロールの一つとを搭載している状態を示す、図4の5−5線における断面図である。
【図6】 トラフ形ベルトコンベヤシステムのコンベヤベルトを支持する、本発明の一対のトラフアイドラを示す側面図である。
【図7】 コンベヤベルトが静止しているときにアイドラロール上のコンベヤベルト及び支持される物質により生じる垂直方向の力を示す図である。
【図8】 コンベヤベルト及びアイドラロールが動作中であるときにアイドラロール上のコンベヤベルト及び物質により生じる垂直方向の力を示す図である。
【図9】 本発明の第2の実施形態のピボット制限機構を示す上面図である。
【図10】 図9のピボット制限機構の側面図である。
【図11】 ピボットブラケットのピボット動作及びピボット制限機構の動作を示す、図10と類似する側面図である。
【図12】 本発明の第3の実施形態のピボット制限機構の上面図である。
【図13】 ピボット制限機構の第3の実施形態の側面図である。
Claims (15)
- トラフ形ベルトコンベヤシステムのコンベヤベルトを支持する際に使用するトラフアイドラであって、
前記トラフ形コンベヤシステムの前記コンベヤベルトの移動方向に対して横向きに延びる支持フレーム;
前記支持フレームに搭載され、前記支持フレームに関しトラフ角度で延びる回転軸の周りを回転可能な第1の側部トラフロール;
前記支持フレームに搭載され、前記支持フレームに関しトラフ角度で延びる回転軸の周りを回転可能な第2の側部トラフロールであって、前記第1及び第2の側部トラフロールが第1の外径を有するようにされている、第2の側部トラフロール;及び
前記支持フレームに搭載され、前記第1の側部トラフロールと前記第2の側部トラフロールとの間に配置される一対の中央ロールであって、各中央ロールが前記支持フレームに対して全体的に平行な回転軸に沿って延びており、前記中央ロールのそれぞれが第2の外径を有するようにされている、一対の中央ロール;
を備え、
前記一対の中央ロールがそれぞれ、ピボットシャフトに回転可能に搭載された一対のピボットブラケットであって前記第1及び第2の側部トラフロールの間で前記支持フレームに枢動可能に搭載された一対のピボットブラケットの間に、回転可能に支持されており、
前記ピボットブラケットはそれぞれ、前記ピボットブラケットが前記ピボットシャフトの周りを回転するときに前記支持フレームに接触するように配置される少なくとも一つの停止面を含み、
前記停止面は、前記ピボットシャフトの周りの前記ピボットブラケットの回転量を制限し、
前記中央ロールのそれぞれの前記第2の外径が、前記第1及び第2の側部トラフロールの前記第1の外径より大きい、トラフアイドラ。 - 前記第1及び第2の側部トラフロールのそれぞれの前記外径は、略6インチ(15.24cm)であり、前記中央ロールのそれぞれの前記外径は略8インチ(20.32cm)である、請求項1記載のトラフアイドラ。
- 前記トラフ角度は10°と60°との間の角度である、請求項1記載のトラフアイドラ。
- トラフ形ベルトコンベヤシステムのコンベヤベルトを支持する際に使用されるトラフアイドラであって、
前記トラフアイドラに関しトラフ角度で延びる回転軸の周りを回転可能な第1の側部トラフロール;
前記トラフアイドラに関しトラフ角度で延びる回転軸の周りを回転可能な第2の側部トラフロールであって、前記第1及び第2の側部トラフロールが第1の外径を有するようにされている、第2の側部トラフロール;
前記第1の側部トラフロールと前記第2の側部トラフロールとの間に配置され、第2の外径を有する前方中央ロール;及び
前記第1の側部トラフロールと前記第2の側部トラフロールとの間に配置され、前記前方中央ロールから中央ロール間隔で間隔を空けて配置され、前記第2の外径を有する後方中央ロール;
を備え、
前記前方中央ロール及び前記後方中央ロールがそれぞれ、ピボットシャフトに回転可能に搭載された一対のピボットブラケットであって前記第1及び第2の側部トラフロールの間で枢動可能に搭載された一対のピボットブラケットの間に、回転可能に支持されており、
前記ピボットブラケットはそれぞれ、前記ピボットシャフトの周りの前記ピボットブラケットの回転量を制限するように配置される少なくとも一つの停止面を含み、
前記前方中央ロール及び前記後方中央ロールの前記第2の外径は、前記第1の側部トラフロール及び前記第2の側部トラフロールの前記第1の外径より大きい、トラフアイドラ。 - トラフ形ベルトコンベヤのコンベヤベルトを支持する際に使用されるトラフアイドラであって、
前記コンベヤベルトの移動方向に対し横方向に延びるベース部を有する支持フレーム;
前記支持フレームの前記ベース部に接続される一対の搭載ブラケット;
前記搭載ブラケットの間に搭載されるピボットブラケットアセンブリであって、前記一対の搭載ブラケットの間に回転可能に支持される、空間を空けて配置された一対のピボットブラケットを含むピボットブラケットアセンブリ;
前記ピボットブラケットアセンブリに回転可能に支持される前方中央ロール;
前記ピボットブラケットアセンブリに回転可能に支持される後方中央ロールであって、前記ピボットブラケットアセンブリが枢動可能であって前方中央ロール及び後方中央ロールの双方をコンベヤベルトに接触するように動かすようにされている、後方中央ロール;及び
前記ピボットブラケットアセンブリの各ピボットブラケット上に形成される少なくとも一つの停止ブロックであって、前記ピボットブラケットに関し前記ピボットブラケットアセンブリが枢動するときに前記搭載ブラケットと接触するように配置され、前記ピボットブラケットアセンブリの回転量を制限する停止ブロック;
を備える、トラフアイドラ。 - 前記ピボットブラケットアセンブリは、各ピボットブラケットから延びる一対の停止ブロックを含み、
前記停止ブロックは、前記ピボットブラケットアセンブリの回転を制限するために前記搭載ブラケットの両側に配置される、請求項5記載のトラフアイドラ。 - 前記ピボットブラケットはそれぞれ外側表面を有し、前記停止ブロックは前記外側表面から前記搭載ブラケットに向かって延びる、請求項6記載のトラフアイドラ。
- 前記停止ブロックのそれぞれが、前記ピボットブラケットの外側表面に溶接される、請求項7記載のトラフアイドラ。
- 前記ピボットブラケットアセンブリは、前記一対の間隔を空けて配置されたピボットブラケットの間に延びる一対の支持材を含み、
前記支持材は、それぞれ、各ピボットブラケットから突出する停止ブロックを画定するように前記ピボットブラケットの双方を通って延び、
前記各ピボットブラケットから突出する前記停止ブロックは、時計回り及び反時計回りの前記ピボットブラケットアセンブリの回転を制限するように前記搭載ブラケットの両側に配置される、請求項5記載のトラフアイドラ。 - 前記ピボットブラケットはそれぞれ外側表面を有し、
前記停止ブロックは、前記外側表面から前記搭載ブラケットにむかって突出する、請求項9記載のトラフアイドラ。 - 前記停止ブロックは、前記前方中央ロール及び前記後方中央ロールが上方及び下方に向かって動作可能となるように、前記ピボットブラケットアセンブリが時計回り及び反時計回りの双方に回転できるように前記搭載ブラケットから間隔を空けて配置される、請求項6記載のトラフアイドラ。
- 前記ピボットブラケットアセンブリは、前記空間を空けて配置された一対のピボットブラケットの間に延びるピボットシャフトを含み、
前記ピボットシャフトは、前記一対の搭載ブラケット間で回転可能に支持される、請求項5記載のトラフアイドラ。 - トラフ形ベルトコンベヤのコンベヤベルトを支持する際に使用されるトラフアイドラであって、
コンベヤベルトの移動方向に対し横向きに延びるベース部を有する支持フレーム;
前記支持フレームの前記ベース部に接続される一対の搭載ブラケット;
前記一対の搭載ブラケットの間に搭載されるピボットブラケットアセンブリであって、前記一対の搭載ブラケット間に回転可能に支持される、空間を空けて配置された一対のピボットブラケットを含むピボットブラケットアセンブリ;
前記ピボットブラケットアセンブリに回転可能に支持される前方中央ロール;
前記ピボットブラケットアセンブリに回転可能に支持される後方中央ロール;及び
各ピボットブラケット上に形成され、前記ピボットブラケットアセンブリが回転するときに前記支持フレームの前記ベース部に接触するように配置され、前記ピボットブラケットアセンブリの回転量を制限する少なくとも一つの停止面;
を備えるトラフアイドラ。 - 前記ピボットブラケットは、それぞれ、前記支持フレームの前記ベース部の外側の形状に対応する傾斜部を有するピボットノッチを含み、
前記ピボットノッチの前記停止面は、前記ピボットブラケットアセンブリの回転を制限するように前記ベース部に接触する、請求項13記載のトラフアイドラ。 - 前記前方中央ロール及び前記後方中央ロールが上方及び下方に向かって動作可能なように前記ピボットブラケットアセンブリが時計回り及び反時計回りのいずれにも回転可能となるように、前記ピボットノッチが前記支持フレームの前記ベース部から間隔を空けて配置される、請求項13記載のトラフアイドラ。
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