JP4639660B2

JP4639660B2 - コンベヤベルト及びスチールコード

Info

Publication number: JP4639660B2
Application number: JP2004187192A
Authority: JP
Inventors: 亮太郎末藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: JP2005047714A

Description

本発明は、コンベヤベルト及びそれに使用するスチールコードに関し、更に詳しくは、電力消費量を削減するようにしたコンベヤベルト及びスチールコードに関する。

従来、スチールコードを用いたコンベヤベルトとして、例えば、７×７構造のスチールコードを使用したコンベヤベルトが周知である（例えば、特許文献１参照）。このスチールコードは、７本の素線を同一方向に撚り合わせて構成したストランドを、更に７本引き揃えて逆方向に撚り合わせた構造になっており、上記コンベヤベルトはこのようなスチールコードをベルト幅方向に所定の間隔でゴム層に埋設した構成になっている。

ところで、近年、環境対策の一環として、あらゆる分野で省エネが求められている。コンベヤベルトの分野もその例外ではなく、プーリ間に掛回したコンベヤベルトを駆動するモータの消費電力を削減するようにしたコンベヤベルトの提案が望まれている。

特に、全長が１kmを超えるような長距離の搬送ラインで使用されるコンベヤベルトでは、高い電力量が消費されるため、その改善が強く求められていた。また、大型のコンベヤベルト駆動用のモータが必要になるため、新設する設備コストを上昇させる一因にもなっていた。
特開昭５５−９３７０６号公報（１−８頁、第１−３図）

本発明は、コンベヤベルトを駆動するモータの消費電力を削減することが可能なコンベヤベルト及びそれに使用するスチールコードを提供することにある。

上記目的を達成する本発明のコンベヤベルトは、ベルト長手方向に延在するスチールコード（２）をベルト幅方向に所定の間隔でゴム層（３）に埋設したコンベヤベルトにおいて、前記スチールコード（２）を、３本の芯素線（２ａ）とその外周側に配置した該芯素線（２ａ）より小径の７〜９本の第１側素線（２ｂ）とを同一方向に同じ撚り長さで撚り合わせた素線本数の合計がＭの芯ストランド（２Ｘ）と、該芯ストランド（２Ｘ）の外周側に配置されかつ前記芯ストランド（２Ｘ）と逆方向に撚り合わせた素線本数Ｎが１０〜１５本の第２側素線（２ｃ）とから１×Ｍ＋Ｎのコード構造に構成し、前記Ｍ＋Ｎ本の各素線（２ａ、２ｂ、２ｃ）の断面２次モーメントの合計の値ΣＩf と前記スチールコード（２）の断面２次モーメントの値Ｉc との比ΣＩf ／Ｉc を０．０１５〜０．０２５にしたことを特徴とする。

本発明のスチールコードは、３本の芯素線（２ａ）とその外周側に配置した該芯素線（２ａ）より小径の７〜９本の第１側素線（２ｂ）とを同一方向に同じ撚り長さで撚り合わせた芯ストランド（２Ｘ）と、該芯ストランド（２Ｘ）の外周側に配置されかつ前記芯ストランド（２Ｘ）と逆方向に撚り合わせた素線本数Ｎが１０〜１５本の第２側素線（２ｃ）とから１×Ｍ＋Ｎのコード構成に構成したスチールコード（２）であって、前記Ｍ＋Ｎ本の各素線（２ａ、２ｂ、２ｃ）の断面２次モーメントの合計の値ΣＩf と前記スチールコード（２）の断面２次モーメントの値Ｉc との比ΣＩf ／Ｉc を０．０１５〜０．０２５にしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、ゴム層に埋設されるスチールコードを上記のように規定することで、ゴム浸透性を良好に維持しながらスチールコードの曲げ剛性を従来より大幅に高めることができる結果、コンベヤベルトの長手方向における曲げ剛性が向上し、走行抵抗となるプーリ間におけるコンベヤベルトの撓み量を低減することができるため、コンベヤベルトを駆動するモータで消費される電力を削減することができる。また、従来より消費電力の低いモータの使用が可能になるため、モータのコスト低減を図ることができ、従って、新設する設備コストの削減が可能になる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明のコンベヤベルトの一例を示し、このコンベヤベルト１は、ベルト長手方向に延在するスチールコード２をベルト幅方向に所定の間隔でゴム層３に埋設した構成になっている。

スチールコード２は、図２に示すように、３本の芯素線２ａとその外周側に配置した芯素線２ａより径の小さい７〜９本の第１側素線２ｂとを同一方向に同じ撚り長さで撚り合わせた芯ストランド２Ｘと、この芯ストランド２Ｘの外周側に配置され芯ストランド２Ｘと逆方向に撚り合わせた１０〜１５本の第２側素線２ｃとから構成された１×Ｍ＋Ｎ（但し、Ｍは１０〜１２、Ｎは１０〜１５）構造になっている。

各素線２ａ，２ｂ，２ｃにおける断面２次モーメントの合計の値ΣＩf （ΣＩf ＝Σ（πｄ_i ⁴／６４）、但しｄ_iは素線径(mm)、ｉは１〜Ｍ＋Ｎ）と、スチールコード２の断面２次モーメントの値Ｉc （Ｉc ＝πＤ⁴／６４、但しＤはスチールコード径(mm)）との比ΣＩf ／Ｉc の関係が、０．０１５〜０．０２５の範囲に設定してある。

本発明者は、コンベヤベルトの省電力化について鋭意検討した結果、以下のことを知見した。コンベヤベルトは、通常、１〜２ｍ間隔で配置されたプーリに支持されながら回転走行するが、そのプーリ間におけるコンベヤベルトの撓みが走行抵抗として作用し、その撓み量がコンベヤベルトを駆動するモータで消費される電力に大きく影響する一因であることがわかった。

特に全長が１kmを超えるような長距離の搬送ラインで使用されるコンベヤベルトではその影響が大きく、このコンベヤベルトの撓み量を小さく、即ち、長手方向におけるコンベヤベルトの曲げ剛性を高めることができれば、コンベヤベルトの撓み量に起因する走行抵抗を低減して、モータの消費電力を削減することができるのである。

そこで、本発明では、コンベヤベルト１の長手方向の曲げ剛性を大きく左右するスチールコード２を上記のように規定したのである。これにより、ゴム浸透性を良好に維持しながらスチールコード２の曲げ剛性を従来より大幅に高めることができる。そのため、コンベヤベルト１の長手方向の曲げ剛性が増大し、プーリ間におけるコンベヤベルト１の撓み量を低減することができるので、コンベヤベルト１を駆動するモータの消費電力を削減することができる。また、従来より消費電力の低いモータを使用できるので、モータのコストが低減し、新設する設備コストを削減することも可能になる。

比ΣＩf ／Ｉc が０．０１５より小さくなると、スチールコード２の曲げ剛性を効果的に高めることが難しくなる。逆に、０．０２５を超えると、曲げ疲労性の低下を招く。好ましくは、０．０２０〜０．０２５の範囲にするのがよい。

第２側素線２ｃを芯ストランド２Ｘと同じ方向に撚り合わせると、ゴム浸透性が大きく低下するため、スチールコード２の曲げ剛性を高めることができない。

本発明において、芯ストランド２Ｘの撚り長さＰｃと第２側素線２ｃの撚り長さＰｏとの撚り長さ比Ｐｃ／Ｐｏとしては、０．３〜０．７の範囲にするのがよい。撚り長さ比Ｐｃ／Ｐｏが０．３より小さくなると、撚り加工中に素線の断線が発生する頻度が上昇する。逆に０．７より大きくなると、撚り戻りの発生により、スチールコードの端末から１ピッチ以上にわたってバラケ易くなるので、好ましくない。

本発明は、特に全長が１kmを超えるような長距離の搬送ラインで使用されるコンベヤベルトに好ましく用いることができるが、当然のことながら、それに限定されない。

撚り長さ比Ｐｃ／Ｐｏを０．７、比ΣＩf ／Ｉc を表１のようにした、図２に示す構成のスチールコード（１×１２＋１４構造）と、従来のコンベヤベルトに使用されるスチールコード（７×７構造）をそれぞれ作製した。また、これらのスチールコードを用いた全長６kmのコンベヤベルトをそれぞれ作製した。

各試験スチールコード及びコンベヤベルト（実施例１〜３、比較例１〜３、及び従来例）を以下に示す方法により、曲げ剛性、ゴム浸透性、曲げ疲労性、コード強力、消費電力を調べたところ、表１に示す結果を得た。
曲げ剛性
各試験スチールコードにゴムを浸透させたゴム埋込コードを作製して、そのコードによる３点曲げ試験を実施し、その結果を従来のスチールコードを１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、曲げ剛性が高い。
ゴム浸透性
各試験スチールコードにゴムを浸透させたゴム埋込コードを作製し、ＡＳ１２２２の試験に基づいて空気透過量（cc/min.)を測定した。この透過量が小さい程、ゴム浸透性が優れている。
曲げ疲労性
各試験スチールコードにゴムを浸透させたゴム埋込コードを作製し、直径９０mmの回転自在なプーリに押し当てて屈曲させ、その状態でコードを前後に５万回繰り返し引っ張って屈曲疲労を付与した。５万回をクリアしたものを○、破断が発生したものを×とする２段階で評価した。
コード強力
各試験スチールコードの破断強度を測定し、その結果を従来のスチールコードを１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、コード強力が大きい。
消費電力
試験設備において、各試験コンベヤベルトを２．５時間（３周分）駆動した際のモータの平均消費電力を測定し、その結果を従来のコンベヤベルトを１００とする指数値で評価した。この値が小さい程、消費電力が低い。

表１から、本発明は、ゴムを浸透させたスチールコードの曲げ剛性を従来より大幅に向上し、その結果としてコンベヤベルトを駆動するモータの消費電力を削減できることがわかる。

比ΣＩf ／Ｉc を０．０２０、撚り長さ比Ｐｃ／Ｐｏを表２のようにした、図２に示す構成のスチールコード（１×１２＋１４構造）をそれぞれ作製した。また、これらのスチールコードを用いた全長６kmのコンベヤベルトをそれぞれ作製した。

各試験スチールコード及びコンベヤベルト（実施例４〜７）を実施例１に示す方法により、曲げ剛性、ゴム浸透性、曲げ疲労性、コード強力、消費電力を調べると共に、以下に示す方法により、各試験スチールコードの断線発生率と撚り戻りを調べたところ、表２に示す結果を得た。また、比ΣＩf ／Ｉc が０．０２０、撚り長さ比Ｐｃ／Ｐｏが０．７の実施例２のスチールコードについても、同様に断線発生率と撚り戻りを調べ、曲げ剛性、ゴム浸透性、曲げ疲労性、コード強力、消費電力と共に表２に記載した。
断線発生率
撚り線加工量に対する素線の断線発生率を調べ、その結果を◎、○、△、×の４段階で評価した。◎は０．２回/ton未満、○は０．２回/ton以上０．５回/ton未満、△は０．５回/ton以上１．０回/ton未満、×は１．０回/ton以上である。
撚り戻り
各試験スチールコードを切断した時のバラケの発生状態を観察し、その結果を◎、○、△、×の４段階で評価した。◎はバラケの発生無し、○はバラケの発生が１ピッチ未満、△はバラケの発生が１ピッチ以上２ピッチ未満、×はバラケの発生が２ピッチ以上である。

表２から、撚り長さ比Ｐｃ／Ｐｏを０．３〜０．７にすることで、断線発生率及び撚り戻りの発生を低く抑えることができるのがわかる。

本発明のコンベヤベルトの一例をベルト幅方向断面で示す要部断面図である。図１のスチールコードの拡大断面図である。

符号の説明

１コンベヤベルト
２スチールコード
２ａ芯素線
２ｂ第１側素線
２ｃ第２側素線
２Ｘ芯ストランド
３ゴム層

Claims

ベルト長手方向に延在するスチールコード（２）をベルト幅方向に所定の間隔でゴム層（３）に埋設したコンベヤベルトにおいて、
前記スチールコード（２）を、３本の芯素線（２ａ）とその外周側に配置した該芯素線（２ａ）より小径の７〜９本の第１側素線（２ｂ）とを同一方向に同じ撚り長さで撚り合わせた素線本数の合計がＭの芯ストランド（２Ｘ）と、該芯ストランド（２Ｘ）の外周側に配置されかつ前記芯ストランド（２Ｘ）と逆方向に撚り合わせた素線本数Ｎが１０〜１５本の第２側素線（２ｃ）とから１×Ｍ＋Ｎのコード構造に構成し、前記Ｍ＋Ｎ本の各素線（２ａ、２ｂ、２ｃ）の断面２次モーメントの合計の値ΣＩf と前記スチールコード（２）の断面２次モーメントの値Ｉc との比ΣＩf ／Ｉc を０．０１５〜０．０２５にしたコンベヤベルト。
前記比ΣＩf ／Ｉc を０．０２０〜０．０２５にした請求項１に記載のコンベヤベルト。
前記芯ストランド（２Ｘ）の撚り長さＰｃと前記第２側素線（２ｃ）の撚り長さＰｏとの撚り長さ比Ｐｃ／Ｐｏを０．３〜０．７にした請求項１または２に記載のコンベヤベルト。
３本の芯素線（２ａ）とその外周側に配置した該芯素線（２ａ）より小径の７〜９本の第１側素線（２ｂ）とを同一方向に同じ撚り長さで撚り合わせた芯ストランド（２Ｘ）と、該芯ストランド（２Ｘ）の外周側に配置されかつ前記芯ストランド（２Ｘ）と逆方向に撚り合わせた素線本数Ｎが１０〜１５本の第２側素線（２ｃ）とから１×Ｍ＋Ｎのコード構成に構成したスチールコード（２）であって、
前記Ｍ＋Ｎ本の各素線（２ａ、２ｂ、２ｃ）の断面２次モーメントの合計の値ΣＩf と前記スチールコード（２）の断面２次モーメントの値Ｉc との比ΣＩf ／Ｉc を０．０１５〜０．０２５にしたスチールコード。
前記比ΣＩf ／Ｉc を０．０２０〜０．０２５にした請求項４に記載のスチールコード。
前記芯ストランド（２Ｘ）の撚り長さＰｃと前記第２側素線（２ｃ）の撚り長さＰｏとの撚り長さ比Ｐｃ／Ｐｏを０．３〜０．７にした請求項４または５に記載のスチールコード。