JP5707572B1 - ベルトクリーナ - Google Patents

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Abstract

【課題】ベルトの幅方向で掻き取りチップの精密な調整が容易で、チップを近接配設でき、さらにチップの押し付ける力を向上できるベルトクリーナを提供する。【解決手段】四角形棒状ゴムや短冊状金属製板バネ23の先端に長穴23cを設けてチップ21の微調整を容易にし、チップや四角形棒状ゴムの側面にテーパを設け、チップや四角形棒状ゴムを近接して配設しても隣同士の側面が互いに干渉しないようにするとともに、四角形棒状ゴムにバネを内蔵して剛性を高めてチップの押し付け力を向上させた。【選択図】図2

Description

本発明は原料の輸送に用いるベルトコンベアのベルト表面に付着した付着物を掻き取るベルトクリーナに関する。
製鉄所、セメント、鉱山、火力発電所、ごみ処理場などではベルトコンベアは最も効率のよい大量運搬手段であることから、各種原料、燃料、処理済み材料、廃棄物などを搬送するためにベルトコンベアが多数使用されている。一般にベルトコンベアは駆動プーリと従動プーリとの間に所定幅のゴム製ベルトをエンドレスに巻き付け、駆動プーリを回転させることによりベルトを両プーリ間で周回運動させるものである。通常搬送物はキャリアベルト(搬送ベルト)に載せて搬送され、駆動プーリ側で払い出されリターンベルト(戻りベルト)となり従動プーリへ戻るが、戻りベルト表面に付着した搬送物(付着物)が途中で落下し、ベルト下に堆積する問題があった。又、リターンローラやキャリアローラを摩耗させたり、ローラに付着しベルトを蛇行させたりする問題があった。
ベルトに搬送物が付着するとリターンベルト表面の付着物が落下し、ベルト下に堆積するが、特にスナッププーリ、テンションプーリ、リターンローラの下に選択的に落下・堆積しやすい。堆積物を放置するとリターンローラや戻りベルトの位置まで成長しこれらを摩耗させる。又、落下物の放置は作業環境の悪化や資源の損失となるため、定期的に落下物の回収作業を実施しているが、ベルトの全長に渡り落下しているので多大の労力と費用がかかっている。又、落鉱回収作業は機械化が困難なため人力に頼る必要があり3K作業の繰り返しとなっている。落下した落下物は回収して再利用する場合もあるが、土砂や小石などとの篩分けが必要となりコスト高となるため、廃棄処分する場合が多く資源の無駄遣いとなっている。このため、出来るだけベルトクリーナを用いて一定の場所で落下物を掻き落として効率的に回収する方法が採用されている。ベルトクリーナとしては、固定された掻き板をベルトに押し付けることにより付着物を掻き板で掻き取るスクレーパ式、ブラシをベルトに接触させるブラシ方式や高圧の流体を吹き付けて付着物を除去する洗浄方式があるが、構造が簡単な整備性の優れたスクレーパ方式が多用されている。
コンベアベルトは使用するにつれ徐々に摩耗するが、均一に摩耗するのではなく中央部が選択的に大きく摩耗する。従ってベルトが古くなるとベルト中央部と端部では5〜6mmの厚み差が生じる。又、100m以上の機長の長いベルトになると、コストや作業時間の制約の点からベルトの取り換えを全長に渡り一括してやらない場合もあり、摩耗している古いベルトと摩耗していない新しいベルトが混在し、ベルト繋ぎ目に段差が生じる。又、ベルトはトラフ癖がついており、戻りベルト中央部は円弧状に反っている。このように表面に種々の原因による凹凸が生じ厚みの不均一なベルトに対して、ベルトクリーナの押圧調整は、摩耗の一番大きな中央部分に合わせることになるが、押圧力はベルトの幅方向で不均一となってしまう。又、ベルトのエンドレス部は経年的に剥離してエンドレス端部が剥がれてくる。この剥がれ部はベルト表面から突出するのでベルトクリーナの撓み限界を超えるとベルトクリーナを破損したり、逆にエンドレスの剥がれを助長したりしてベルト切断の要因となる。又、部分的にゴム板を当てて補修するとゴム板が突出するのでベルトクリーナを損傷したり、ゴム板が剥離したりする。従って、ベルトクリーナはベルト表面の付着物を掻き取るために必須のアイテムではあるが、適切な取り付けや使用方法を間違うとベルトを破損させ生産障害を起こす場合がある。又、ベルトクリーナの付着物掻き取り性能を適正に維持するためには、ベルト稼動中に付着物の掻き取り状況を見ながらベルトクリーナとベルトとの接触圧の調整を行うのが最良であるが、安全上の問題で困難であった。このようにベルトクリーナがクリアするべき課題はたくさんあり最大公約数的に全ての課題に対応するのは極めて困難である。今まで様々な形状、機能のベルトクリーナが提案されているが未だメンテナンスフリーで掻き取り効率に優れたベルトクリーナは具現化されるに至っていない。
スクレーパ式のベルトクリーナに必要な要件は以下である。(1)確実に、長時間にわたり付着物を掻き取ることができる。(2)チップの高さ調整が容易である。又、ベルト稼動中に、掻き取り状況を見ながらチップ高さの調整ができる。(3)掻き取り部のチップの寿命が長く調整周期や取り換え周期が長い。(4)隣り合うチップを近接させてチップ間の掻き取り残しを解消する。(5)チップを支持する弾性体の剛性が高く、チップをベルトに強く押し当てることができる。(6)付着物がベルトに強固に付着している場合やベルトのエンドレス部(接続部)に剥がれが生じている場合、チップがベルトの搬送方向に大きく撓んで、これらの障害物をやり過ごすことによりベルトクリーナの破損を回避できる。(7)ベルトクリーナの構造がシンプルでコンパクトであり、ベルトクリーナの取り付け取り外しが容易である。以上の特性を満足しようとして従来多種多様のベルトクリーナが提案されているがそれぞれ問題あり根本的な方法は具現化されていない。
特開2013−252976号広報において、ゴムからなる弾性体の自由端部にアンカー部を埋め込んでチップスティックを形成し、チップスティックを戻り側ベルトの幅方向に配設した架台に複数並べたベルトクリーナが提案されている。この方法においては、ベルト表面の不均一な摩耗に対してチップスティックの高さ方向の調整が難しく、付着物の掻き取りが不十分な問題があった。又、隣り合うチップスティック同士の隙間調整が困難であり隙間が生じるためチップスティック間にダストが入り込み摺動不良が発生した。
特開2014−043332号広報において、チップと金属製板バネを接合してなる複数のチップスティックを、ベルトの幅方向に並べ、チップスティックの下部を、ベルトの幅方向に配設した架台に固定したベルトクリーナが提案されている。この方法においては、ベルト表面の不均一な摩耗に対してチップスティックの高さ方向の調整が難しく、付着物の掻き取りが不十分な問題があった。
特開2013−252976号広報 特開2014−043332号広報
本発明は以下の課題を解決するものである。(1)ベルト表面の摩耗状況や付着物の付着力に応じて柔軟にチップが追随して確実に付着物を掻き取ることができるようにする。そのためにはチップの幅を小分割にしてベルトの小さな凹凸に細かに追随できるようにする。(2)強固な付着物やエンドレスの剥がれなどの障害物に対してはチップが逃げられるようにする。その手段として、チップをベルトの搬送方向に大きく撓ませてこれらの障害物をやり過ごせるようにする。又、高速で衝突する障害物を瞬時に回避するために、チップ及び弾性体の幅を極力小さくして軽量化しチップと弾性体の慣性モーメントを低減する。(3)ベルトの摩耗状況に合わせてチップの高さを調節できるようにして、ベルト付着物の掻き取り残しを解消する。(4)隣り合うチップ及び弾性体の間隔調整を容易にする。(5)隣り合う四角形棒状ゴムの弾性体同士の隙間にダストが詰まらないようにし弾性体の搖動運動を円滑にする。
第1の解決手段は特許請求項1に示すように、自由端末にチップをネジ止め固定した四角形棒状ゴムもしくは短冊状金属製板バネを、戻りベルトの幅方向に配設した溝型架台に列設し、前記四角形棒状ゴムもしくは前記短冊状金属製板バネの固定端末を押え板で受け板に押し付けて固定したベルトクリーナにおいて、前記チップの後面に、長穴を設けた金属薄板を当接し且つ、前記四角形棒状ゴムもしくは短冊状金属製板バネの前記自由端末に前記長穴と対向するように略同大の高さ調整長穴を形成し、前記長穴と前記高さ調整長穴に前記ネジを貫通せしめて前記チップを高さ調整可能に固定しているベルトクリーナである。
第2の解決手段は特許請求項2に示すように、前記チップの側面が前記戻りベルトの進行方向に幅縮小となるテーパになっているベルトクリーナである。
第3の解決手段は特許請求項3に示すように、前記四角形棒状ゴムの側面が前記戻りベルトの進行方向に幅縮小になるテーパ付き四角形棒状ゴムになっているベルトクリーナである。
第4の解決手段は特許請求項4に示すように、前記四角形棒状ゴムにコイルバネ、もしくはアンカー部を設けた線バネもしくは板バネを埋め込んだベルトクリーナである。
第5の解決手段は特許請求項5に示すように、前記四角形棒状ゴムは、アンカー部を有する二又線バネを埋め込んだ複合体であり、前記二又線バネは前記四角形棒状ゴムの自由端末端面と固定端末端面に接して配設し、前記二又線バネと前記四角形棒状ゴムが一体化して撓むようにしたベルトクリーナである。
第1の解決手段による効果は以下である。(1)前記四角形棒状ゴムもしくは短冊状金属製板バネの自由端末に長穴を設けているので、チップの高さ調整が精密に且つ、自在にできる。即ち、ベルトの幅方向における摩耗量や凹凸状況に合わせて、当接するチップの高さを変えることにより押し付け力を適切に調整できるので斑なくダストを掻き落とすことができる。隣り合うチップの高低差は1mm以内に抑える必要があるが、高さ調整は0.1mm程度の精度で可能である。(2)ベルトクリーナは、四角形棒状ゴムもしくは短冊状金属製板バネがベルトから受ける水平力により、ベルトの進行方向に撓むことにより、押し付け力を自働的に調整する仕組みであるが、ベルトのトラフ角による変形やベルト中央部の摩耗量が大きい場合はあらかじめその部分に当接するチップの高さを適切に調整できる。(3)四角形棒状ゴムや短冊状金属製板バネに長穴を設けるとチップ取付け部の剛性が低下し、チップ取付け部が撓みやすくなる問題が生じるが、チップの後面に金属薄板を当接するので剛性低下を防止できる。(4)チップを取り付ける弾性体を四角形棒状ゴムや短冊状金属製板バネにしてベルト幅方向の弾性体幅を小分割にしているので、チップがベルト表面に確実に接触し、付着物を斑なく掻き取ることができる。又、強固な付着物やエンドレスの剥がれなどの障害物に対しては、チップ及び弾性体の慣性モーメントを小さくしているので、弾性体が瞬時にベルト進行方向に傾動して回避できる。
第2の解決手段による効果は、チップの側面が前記戻りベルトの進行方向に幅縮小となるテーパになっていることから、チップの側面にダストが詰まったり、チップが大きく後退して戻る際に、チップの側面が隣のチップの側面に接触したりすることがないのでチップの円滑な搖動が維持できる。又、隣り合うチップ同士を近接して配設できるので線状の掻き取り残しが発生しない。
第3の解決手段による効果は、弾性体が四角形棒状ゴムの弾性体であり、該弾性体の側面が戻りベルトの進行方向に幅縮小になるテーパになっていることから、隣り合う弾性体の隙間にダストが詰まったあり、弾性体が大きく後退して戻る際に弾性体の側面が隣の弾性体の側面と接触したりしないので弾性体の円滑な搖動が維持できる。
第4と第5の解決手段による効果は以下である。(1)四角形棒状ゴムの弾性力を大きくできるので、掻き取り力が大きくなることである。又、前記四角形棒状ゴムは経時的に撓みクセがつくので負荷を軽減したときに元の形状に復元するのにタイムラグが生じる場合があるが、線バネを埋め込むことにより線バネの瞬発力で前記四角形棒状ゴムを瞬時に復元できる。(2)四角形棒状ゴムが撓んだ際にバネと四角形棒状ゴムの境界に剪断力による滑りが生じるが、線バネを折り曲げて屈曲部を形成しているので、屈曲部がアンカーとなりゴムとの一体化が向上する。又、第5の解決手段の場合は、二又線バネにしているので、二又の足部の間にチップ取付け穴や四角形棒状ゴム固定用穴などを設けることができる。
は、チップ付き短冊状金属製板バネを列設したクリーナの斜視図。 は、長穴を設けた短冊状金属製板バネと、チップの部分断面斜視図。 は、長穴を設けた短冊状金属製板バネと、チップの正面図。 は、長穴を設けた短冊状金属製板バネと、テーパ付きチップの部分断面斜視図。 は、長穴とテーパを設けた四角形棒状ゴムと、チップの部分断面斜視図。 は、テーパ付きチップの平面図。 は、テーパ付き四角形棒状ゴムの平面図。 は、テーパ付きチップと短冊状金属製板バネの平面断面図。 は、テーパ付きチップとテーパ付き四角形棒状ゴムの平面断面図。 は、バネを内蔵した四角形棒状ゴムとチップの断面図。 は、二又線バネ内蔵テーパ付き四角形棒状ゴムの正面図、平面図、側面図。 は、二又線バネ内蔵テーパ付き四角形棒状ゴムの立体図。
本発明の実施形態を請求項と図1〜図12に基づいて説明する。
第1の解決手段は特許請求項1に示すように、自由端末22a、23aにチップ21をネジ24止め固定した四角形棒状ゴム22もしくは短冊状金属製板バネ23を、戻りベルト50の幅方向に配設した溝型架台40に列設し、前記四角形棒状ゴム22もしくは前記短冊状金属製板バネ23の固定端末22b、23bを押え板44で受け板42に押し付けて固定したベルトクリーナ10において、前記四角形棒状ゴム22もしくは前記短冊状金属製板バネ23に対向する前記チップ21の後面21aに長穴20aを設けた金属薄板20を当接し且つ、前記四角形棒状ゴム22もしくは短冊状金属製板バネ23の前記自由端末22a、23aに前記長穴20aと対向するように略同大の高さ調整長穴22c、23cを形成し、前記長穴20aと前記高さ調整長穴22c、23cに前記ネジ24を貫通せしめて前記チップ21を高さ調整可能に固定していることを特徴とするベルトクリーナ10である。
四角形棒状ゴム22もしくは短冊状金属製板バネ23は固定端末22b、23bを溝型架台40の長溝40aに挿入され、押え板44で受け板42に押し付けられて固定される。溝型架台40及び溝40aは押し付け板41、受け板42、底板43から構成されている。押え板44は押し付け板41に取り付けられた押し付けボルト45及びナット46で固定端末22b、23bを押し付け、固定端末22b、23bは受け板42に押し付けられることにより固定される。溝型架台40の両端はコンベア架台に取り付けられた支持台47で固定される。
チップ21の材質はセラミックスや超硬合金やサーメットを使用できる。セラミックスには例えばアルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素などを使用できる。超硬合金には例えばWC−Co系合金、WC−TiC−Co系合金、WC−TaC−TaC−Co系合金などを使用できる。サーメットはTiCやTiN、NbCを主成分とし、Co、Ni、Mo等の金属との複合材料が使用できる。
四角形棒状ゴム22や短冊状金属製板バネ23に高さ調整長穴22c、23cを設けると剛性が低下し、高さ調整長穴22c、23c周辺の撓みが大きくなる。撓みが大きくなるとチップ21がベルトの進行方向に倒れすぎるので掻き取り力が低下する問題があった。チップ21の後面21aに金属薄板20を当接することにより、四角形棒状ゴム22や短冊状金属製板バネ23の剛性が向上するのでチップ21の撓みを抑制できる。金属薄板20はSUS、炭素鋼、チタン、銅板、バネ鋼などの金属が使用できる。金属薄板20の厚みは0.5〜3.0mmが適している。0.5mmより小さいと剛性が弱すぎてチップ21の撓みを抑制できない。3.0mmより大きいと、チップ21の厚みに金属薄板20の厚みが加わるのでチップ21の掻き取り性能が低下してしまう。
チップ21はチップ21の後面21aに当接した金属薄板20を介して四角形棒状ゴ22や短冊状金属製板バネ23にネジ24止めする。チップ21にはネジ貫通用の穴21bが1〜2個設けられている。金属薄板20の長穴20a及び四角形棒状ゴム22や短冊状金属製板バネ23の高さ調整長穴22c、23cの横幅は止めネジ24の外径より0.1〜0.2mm大きくする。0.1mmより小さいと止めネジ24の挿入が困難となる。0.2mmより大きいとチップ21が傾いて取り付けられ可能性がある。チップ21が傾くと戻りベルト50に片当たりするので掻き取り性能が低下する。又、図に示すように、金属薄板20の長穴20a及び四角形棒状ゴム22や短冊状金属製板バネ23の高さ調整長穴22c、23cの長さDはチップ高さを、0.1〜1.0mm刻みで最大10mm程度調整できるようにする。戻りベルト50の幅方向における摩耗差や部分補修などの凹凸は0.1mm〜1.0mmの精度で調整する必要がある。又、戻りベルト50の中央部と両端のチップの高さの差は最大10mm程度まで調整できるようにする。
短冊状の金属製板バネ23はチップ21を戻りベルト50に押圧するための押圧力が必要であるとともに戻りベルト50の微妙な凹凸に柔軟に追随し復元力が必要であるために、SUS、炭素鋼、チタン、銅板、バネ鋼などの金属が使用できる。短冊状の金属製板バネ23の形状は図2、図3、図4に示すように縦方向に細長い短冊状である。短冊状の金属製板バネ23は側面23dが1〜5mmの薄板であることからダストが短冊状金属製板バネ23同士の側面23dに侵入した場合でも固着することなく円滑な摺動運動を持続できる。短冊状金属製板バネ23は互いに軽く接触する程度まで近づけて固定する方法や10mm前後の間隔をあけて固定する方法がある。短冊状の金属製板バネ23の厚みTは1〜5mmがよい。1mmより薄いと剛性が弱く撓みすぎる。5mmより厚いと剛性が大きすぎて撓みが小さくなりベルト30の凹凸に対する追随性が低下する.短冊状の金属製板バネ23の幅Bはチップ幅Wより狭くするのがよい。隣り合う側面23dが互いに接触しないようして短冊状金属製板バネ23の搖動運動を円滑にする。短冊状金属製板バネ23の幅Bは10〜30mmがよい。10mm以下であると剛性が弱く掻き取り能力が小さくなる。30mmより大きくなると剛性が大きすぎて適切に撓まなくなりベルト30への追随性が低下する。短冊状の金属製板バネ23の長さLは50〜300mmよい。50mmより短いと撓みが小さすぎてベルト30への追随性が低下する。300mmより長いと撓み量が大きすぎて掻き取り力が低下する。短冊状の金属製板バネ23の撓み量は図2に示す板厚T、幅B、長Lさによって適宜決定できる。短冊状金属製板バネ23を列設する場合は、掻き取り残しを最小にするためチップ21は極力近接させほとんど接触ぎりぎりに配設するのがよい。
四角形棒状ゴム22はチップ21を戻りベルト50に押圧するための押圧力が必要であるとともにベルト50の微妙な凹凸に柔軟に追随し復元力を有する必要があるためにゴムを使用する。ゴムには例えば天然ゴムやアクリルゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが使用できる。
四角形棒状ゴム22の横断面は四角形である。四角形には正方形、長方形あるいは図5に示すように台形などの形状が使用できる。四角形にすることによりチップ21が偏荷重を受けた際に捩じれにくくなる。四角形棒状ゴム22の捩じれを防止することにより隣り合う四角形棒状ゴム22が互いに干渉することがなく円滑な搖動運動ができる。図5に示すように、四角形棒状ゴム22の幅B1はチップ21と同等かもしくは狭くするのがよい。前記四角形棒状ゴム22の幅B1がチップ21の幅Wより広いとチップ21同士に隙間が生じ掻き取り残しが生じる。四角形棒状ゴム22の長さL1は50〜300mmがよい。50mmより短いと撓みが小さすぎてベルトへ50の追随性が低下する。300mmより長いと撓み量が大きすぎて掻き取り力が低下する。四角形棒状ゴム22の撓み量は図5に示す幅B1、厚みT1、長さL1などによって適宜決定できる。四角形棒状ゴム22を列設する場合は、掻き取り残しを最小にするためチップ21は極力近接させほとんど接触ぎりぎりに配設する。
図2は、短冊状金属製板バネ23にチップ21を取り付けた場合の部分断面斜視図である。短冊状金属製板バネ23の自由端末23aに高さ調整長穴23cを設けることにより隣り合うチップ21同士に高低差Hを設けることができる。図3は、チップ21を取り付けた短冊状金属製板バネ23を列設したベルトクリーナ10の中央部の正面図である。図2や図3は、チップ21は戻りベルト50中央部に向かって階段状に少しずつ高くなっている状況を表している。隣り合うチップ21の高低差Hは1.0mm以下の範囲で細かく調整するのが望ましい。戻りベルト50やチップ21の摩耗を抑制し、押え掻き取り残しを最小限に抑えることができる。戻りベルト50の摩耗量に応じて、戻りベルト50両端部から戻りベルト50中央部にかけて徐々にチップ21の高さを高くしていくのがよい。例えば、戻りベルト50中央部付近に当接するチップ21の高さは戻りベルト50両端側に当接するチップ21高さより3〜10mm程度高くする。又、隣り合うチップ21の高さHの差は1mm以内が望ましい。隣のチップより1mm以上高く突き出るとチップ21に作用する反力が大きくなりチップ21の摩耗速度が速くなる。又、戻りベルト50を局部的に摩耗させる問題が生じる。本発明のベルトクリーナ10では、チップ21の高さを0.1mmの精度で精密に高さ調整することが可能であり効率的な掻き取り力を発揮できるとともに戻りベルト50やチップ21を適切な寿命に保つことができる。従来のベルトクリーナ10は、1mm以下の精度で個々のチップ21の高さ調整ができないため、通常同じ高さでセットしており、チップ21が戻りベルト50に正確に当接できないため大量の掻き取り残しが生じていた。
図4は側面21bにテーパを設けたチップ21を取り付けた短冊状金属製板バネ23を列設した場合の部分断面斜視図である。側面21cにテーパを設けたチップ21の場合も高低差Hを設けることが可能である。
図5はチップ21を取り付けたテーパ付き四角形棒状ゴム220を列設した場合の部分断面斜視図である。テーパ付き四角形棒状ゴム220の自由端末22aに高さ調整長穴22cを設けることにより隣り合うチップ21同士に高低差Hを設けることができる。
第2の解決手段は特許請求項2に示すように、前記チップ21の側面21cが前記戻りベルト50の進行方向に幅縮小となるテーパ付きチップ21になっているベルトクリーナ10である。
チップ21の側面21cが前記戻りベルト50の進行方向に幅縮小となるテーパになっていることから、チップ21の側面21cにダストが詰まったり、チップが大きく後退して戻る際に、チップ21の側面21cが隣のチップ21の側面21cに接触したりすることがないのでチップ21の円滑な搖動が維持できる。
図4、図6、図8に基づいて説明する。図4は、高さ調整長穴23cを設けた短冊状金属製板バネ23と、テーパ付きチップ21の部分断面斜視図である。図6は、テーパ付きチップ21の平面図である。テーパ付きチップ21の前面21dの幅Wはテーパ付きチップ21の後面21aの幅W1よりも広くなっている。(W−W1)/2の値は0.1〜1.0mmである。0.1mmより小さいと短冊状金属製板バネ23が横ぶれした際にテーパ付きチップ21同士が接触する恐れがある。1.0mmより大きいとテーパ付きチップ21の前面21dが摩耗した際にエッジが丸く摩耗し線状の掻き取り残しが生じる問題がある。短冊状金属製板バネ23の幅Bはテーパ付きチップ21の後面21aの幅W1と同等か狭くする。短冊状金属製板バネ23や金属薄板20同士が隣のテーパ付きチップ21が搖動した際に接触する恐れがあるからである。図8は、短冊状金属製板バネ23にテーパ付きチップ21を取り付けて列設した場合の平面断面図である。線状の掻き落とし残しを極力解消するために、テーパ付きチップ21の前面21dは隣同士が殆ど接触するぎりぎりまで近接して配設するのがよい。チップ21の側面21cにテーパを設けることにより、チップ21を接触寸前まで近づけることが可能になり線状の掻き取り残しを解消できた。
第3の解決手段は特許請求項3に示すように、前記四角形棒状ゴム22の側面22dが前記戻りベルト50の進行方向に幅縮小になるテーパ付き四角形棒状ゴム22になっているベルトクリーナ10である。
図5、図7、図9に基づいて説明する。図5は、高さ調整長穴22cとテーパ付き四角形棒状ゴム(断面台形)22とチップ21の部分断面斜視図である。図7は、テーパ付き四角形棒状ゴム22の平面図である。図9は、テーパ付きチップ21とテーパ付き四角形棒状ゴム22の平面断面図である。
図7において、テーパ付き四角形棒状ゴム22の前面22eの幅B1と後面22fの幅B2とすると、(B1−B2)/2の値は3.0〜9.0mmである。3.0mmより小さいとダストの排出が悪くなりダストが堆積・固着するのでテーパ付き四角形棒状ゴム220の円滑な搖動運動ができなくなる。9.0mmより大きいとテーパ付き四角形棒状ゴム220の剛性が低下するのでテーパ付き四角形棒状ゴム22が戻りベルトの水平力で大きく撓むことから掻き取り性能が低下する。テーパ付き四角形棒状ゴム22を列設する場合は、隣り合うテーパ付き四角形棒状ゴム22の前面22eは接触ぎりぎりまで近接するのがよい。即ち、テーパ付き四角形棒状ゴム22の前面22eから浸入する小粒のダストは、側面22dのテーパによって自動的に排出され、側面22d間に堆積することはないのでテーパ付き四角形棒状ゴム22やチップ21の円滑な搖動運動が維持できる。
図5において、テーパ付き四角形棒状ゴム22に高さ調整長穴22cを設け、チップ21の後面21aに金属薄板20当接してネジ24で固定している。テーパ付き四角形棒状ゴム22の前面22eはお互いにほとんど接触する程度に近接して配設する。このため、テーパ付き四角形棒状ゴム220の前面からダストは侵入しにくくなる。テーパ付き四角形棒状ゴム22の後面22fにはテーパにより大きな隙間が形成される。このため、ダストが侵入したとしてもダストは極めて小さいので、テーパ付き四角形棒状ゴム22の後面22fの大きな隙間から簡単に排出されることから、テーパ付き四角形棒状ゴム22の間にダストが堆積して固着することがなく、テーパ付き四角形棒状ゴム22の円滑な搖動運動が維持できる。
図9は、テーパ付き四角形棒状ゴム(台形断面)22にテーパ付きチップ21を取り付けて列設した場合の平面断面図である。テーパ付き四角形棒状ゴム22の前面22eの幅B1はテーパ付きチップ21の後面21aの幅W1と同等か狭くする。テーパ付き四角形棒状ゴム22の前面22eが隣のテーパ付きチップ21が搖動した際に接触する恐れがあるからである。
第4の解決手段は特許請求項4に示すように、前記四角形棒状ゴム22にコイルバネ31、もしくはアンカー32aを有する線バネ32もしくはアンカー33aを有する板バネ33を埋め込んだベルトクリーナ10である。
図10(a)は、四角形棒状ゴム22にコイルバネ31を埋め込んだ図である。図10(b)は、四角形棒状ゴム22に線バネ32を埋め込んだ図である。図10(c)は、四角形棒状ゴム22に板バネ33を埋め込んだ図である。四角形棒状ゴム22の中にバネを埋め込むことにより、四角形棒状ゴム22の弾性力を大きくできるので、掻き取り力が大きくなる。又、前記四角形棒状ゴム22は撓んだ状態が継続すると撓み癖がつくので負荷を軽減したときに元の形状に復元するのにタイムラグが生じる。タイムラグが生じると、戻りベルト50の凹凸に対するチップ21の追随性が低下するので掻き取り性能が低下する。四角形棒状ゴム22内に復元力のあるバネ30を埋め込むことによりバネ30の瞬発力で四角形棒状ゴム22を瞬時に復元できる。四角形棒状ゴム22が撓んだ際にバネ30と四角形棒状ゴム22の境界に剪断力による滑りが生じるが、コイルバネ31の場合はコイルそのものがアンカー効果を発揮する。線バネ32や板バネ33はアンカー32a、33aを設けることにより、四角形棒状ゴム22が撓んだ際に、線バネ32や板バネ33が四角形棒状ゴム22との境界部ですべることなく四角形棒状ゴム22と一体となり撓むことができる。線バネ32や板バネ22のアンカー32a、33aは例えば図10に示すように両端を曲げることにより形成できる。又、線バネ32や板バネ33に複数の屈曲部を設けることにより形成できる。コイルバネ31や線バネ32の線径は0.5〜2.0mmよい。0.5mmより細いとバネ定数が小さいので反発力が小さくなり大きな掻き取り力が得られない。2.0mmより太いと剛性が大きく四角形棒状ゴム22が撓みにくくなり、強固な付着物を回避できなくなる。板バネ33の厚みは0.5〜2.0mmがよい。0.5mmより薄いとバネ定数が小さいので反発力が小さくなり大きな掻き取り力が得られない。2.0mmより厚いと剛性が大きく四角形棒状ゴム22が撓みにくくなり、強固な付着物を回避できなくなる。コイルバネ31、線バネ32、板バネ33の材質はSUS(SUS304WPB、SUS316WPAなど)、やバネ鋼(SW−B、SW−Cなど)などを使用できる。
図10(a)は、コイルバネ31を埋め込んだ四角形棒状ゴム22の部分断面図である。コイルバネ31は螺旋状になっており、四角形棒状ゴム22が撓んだ際に螺旋部分がアンカー31aとなるので、コイルバネ31と四角形棒状ゴム22が一体となって撓むことができる。図10(b)は、線バネ32を埋め込んだ四角形棒状ゴム22の部分断面図である。線バネ32は四角形棒状ゴム22が撓むと、四角形棒状ゴム22との境界部に滑りが生じ、剥離してくるので繰り返し使用しているうちに次第にバネ30としての機能を果たさなくなる。そのため、線バネ32の両端を曲げてアンカー部32aを形成し、線バネ32と四角形棒状ゴム22が一体化するようにしている。線バネ32に屈曲部を設けてアンカー部32aを形成してもよい。図10(c)は、板バネ33を埋め込んだ四角形棒状ゴム22の部分断面図である。板バネ33は四角形棒状ゴム22が撓むと、四角形棒状ゴム22との境界部に滑りが生じるので繰り返し使用しているうちに次第にバネ30としての機能を果たさなくなる。そのため、板バネ33の両端を曲げてアンカー部33aを形成し、板バネ33と四角形棒状ゴム22が一体化するようにしている。板バネ33に横筋を形成してアンカー部33aを形成してもよい。この他にも、線バネ32も板バネ33も四角形棒状ゴム22との間に生じる剪断力に抵抗するような曲り部やネジ部や横筋部などを設けることによりアンカー部32a、33aと同じようなアンカー効果を得ることができる。
第5の解決手段は特許請求項5に示すように、前記四角形棒状ゴムは、曲り部が円弧になるように二つに曲げ、足部の先端を折り曲げたアンカー部を有する二又線バネ34を埋め込んだ複合体であり、前記二又線バネ30と前記四角形棒状ゴム22が一体化して撓むようにしたベルトクリーナ10である。





















図11(a)は、テーパ付き四角形棒状ゴム(横断面が台形の四角形棒状ゴム)22に二又線バネ34を内蔵した場合の正面図である。図11(b)は、側面図である。図11(c)は平面図である。図12は二又線バネ34を内蔵したテーパ付き四角形棒状ゴム22の立体図である。
二又線バネ34の曲り部34bは円弧がよい。二又線バネの足部34cの間隔を広くすることができるので、高さ調整長穴22cや予備用の貫通穴22iを形成する領域を広く確保できるからである。予備用の貫通孔22iは、棒線を通してテーパ付き四角形棒状ゴム22を列設する際などに使用する。二又線バネ34は、弾性力をテーパ付き四角形棒状ゴム22の全長に渡り作用させるために、テーパ付き四角形棒状ゴム22の長手方向に配置するのがよい。そのため、二又線バネ34はテーパ付き四角形棒状ゴム22の自由端末端面22gと固定端末端面22hに接するように配置する。二又線バネ34の足部34cの先端は折り曲げてアンカー部34aを設けており、アンカー部34aと曲り部34bによって、二又線バネ34とテーパ付き四角形棒状ゴム22の間に生じる滑りを防止するので、二又線バネ34とテーパ付き四角形棒状ゴム22が一体化して撓むことができる。二又線バネ30は亜鉛、銅、クロム、ニッケル、アルミニウムなどのメッキを施すことにより、テーパ付き四角形棒状ゴム22との密着性が向上するとともに腐食防止を図ることができる。正方形や長方形の四角形棒状ゴム22に二又線バネ34を内蔵した場合も、テーパ付き四角形棒状ゴム22と同様の効果が得られるのは言うまでもない。
二又線バネ34にすることにより、二又足部34cの間に、チップ21取付け用の高さ調整長穴22cやテーパ付き四角形棒状ゴム22を固定するなどに使用する貫通穴22iなどを二又線バネ34と干渉することなく形成できる。
二又線バネ34はテーパ付き四角形棒状ゴム22を成形する金型に載置するだけでセッティングできるので、二又線バネ34を内蔵したテーパ付き四角形棒状ゴム22を容易に製造できる。
10:ベルトクリーナ
20:金属薄板
21:チップ
21a:(チップの)後面
21b:(チップの)ネジ貫通用の穴
21c:(チップの)側面
21d:(チップの)前面
22:四角形棒状ゴムの弾性体
22a:(四角形棒状ゴムの弾性体の)自由端末
22b:(四角形棒状ゴムの弾性体の)固定端末
22c:(四角形棒状ゴムの弾性体の)高さ調整長穴
22d:(四角形棒状ゴムの弾性体の)側面
22e:(四角形棒状ゴムの弾性体の)前面
22f:(四角形棒状ゴムの弾性体の)後面
22g:自由端末端面
22h:(四角形棒状ゴムの弾性体の)固定端末端面
22i:(四角形棒状ゴムの弾性体の)貫通孔
23:短冊状の金属製板バネ
23a:(短冊状の金属製板バネの)自由端末
23b:(短冊状の金属製板バネの)固定端末
23c:(短冊状の金属製板バネの)高さ調整長穴
23d:(短冊状の金属製板バネの)側面
24:ネジ
30:バネ
31:コイルバネ
32:線バネ
32a:アンカー
33:板バネ
33a:アンカー
34:二又線バネ
34a:アンカー部
34b:曲り部
34c:足部
40:溝型架台
40a:長溝
41:押し付け板
42:受け板
43:底板
44:押え板
45:押し付けボルト
46:ナット
47:支持台
50:戻りベルト
W:(チップの)前面の幅
W1:(チップの)後面の幅
D:(高さ調整長穴の)長さ
T:(短冊状金属製板バネの)厚み
B:(短冊状金属製板バネの)幅
L:(短冊状金属製板バネの)長さ
T1:(四角形棒状ゴムの)厚み
B1:(四角形棒状ゴムの前面の)幅
B2:(四角形棒状ゴムの後面の)幅
L1:(四角形棒状ゴムの)長さ
H:隣り合うチップの高低差

Claims (5)

  1. 自由端末にチップをネジ止め固定した四角形棒状ゴムもしくは短冊状金属製板バネを、戻りベルトの幅方向に配設した溝型架台に列設し、前記四角形棒状ゴムもしくは前記短冊状金属製板バネの固定端末を押え板で受け板に押し付けて固定したベルトクリーナにおいて、前記四角形棒状ゴムもしくは前記短冊状金属製板バネに対向する前記チップの後面に長穴を設けた金属薄板を当接し且つ、前記四角形棒状ゴムもしくは短冊状金属製板バネの前記自由端末に前記長穴と対向するように略同大の高さ調整長穴を形成し、前記長穴と前記高さ調整長穴に前記ネジを貫通せしめて前記チップを高さ調整可能に固定していることを特徴とするベルトクリーナ。
  2. 前記チップの側面が前記戻りベルトの進行方向に幅縮小となるテーパになっていることを特徴とする請求項1記載のベルトクリーナ。
  3. 前記四角形棒状ゴムの側面が前記戻りベルトの進行方向に幅縮小になるテーパ付き四角形棒状ゴムになっていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のベルトクリーナ。
  4. 前記四角形棒状ゴムにコイルバネ、もしくはアンカーを有する線バネもしくはアンカーを有する板バネを埋め込んだことを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項3記載のベルトクリーナ。
  5. 前記四角形棒状ゴムは、曲り部が円弧になるように二つに曲げ、足部の先端を折り曲げたアンカー部を有する二又線バネを埋め込んだ複合体であり、前記二又線バネと前記四角形棒状ゴムが一体化して撓むようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項3又は請求項4記載のベルトクリーナ。
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