JP5791006B2 - ベルトクリーナ - Google Patents

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。

火力発電所、製鉄所、化学プラント、ゴミ処理場、下水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（搬送側ベルト）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（戻り側ベルト）となり従動プーリへ戻るが、戻り側ベルト表面に付着した搬送物（付着物）が途中で落下し、ベルト下に堆積したりリターンローラやキャリアローラを摩耗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であり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、構造が簡単なことや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、中央部が大きく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することもある。摩耗状態が不均一なベルトに対するベルトクリーナの押圧調整は摩耗の大きな部分即ちベルト中央部の付着物がきちんと掻き取れるようにするのであるが一枚板のベルトクリーナを中央の凹み部に当接させるのは不可能である。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、ベルトクリーナの押圧力が大きいと逆にエンドレスの剥がれ量を助長したりしてベルト切断の要因となる。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まかり間違うとベルトを破損させ生産障害を起こす場合もある。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りこの条件を全てクリアしないとベルトコンベアの多様な付着物に追随できない。（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）ベルトに対するベルトクリーナの押し付け力調整をベルトコンベア稼働中に実施できる。（３）チップの交換が容易である。（４）掻き取り部の変形能力が大きく強靭であり、ベルト逆転にも対応可能である。（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。（５）ベルトクリーナ本体への付着物の付着がないかもしくは付着物の量が極めて少ない。（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むことによりこれら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ヘッドプーリの下部にも取り付け可能である。（８）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２００２−４６８５１号広報において、スクレーパブレードを弾性体に取り付けてベルトに押圧する方法が提案されている。この方法の問題点は以下である。（１）１枚のスクレーパブレードの幅が広いので、ベルト中央部に向けて摩耗が大きくなるようなベルトの凹凸に柔軟に追随できないので掻き取り残しが生じる。（２）スクレーパブレードの幅が広いために大きな押圧力が必要であり、その分ブレードの剛性が高くなるため、強固な付着物やエンドレスの剥がれによる衝撃を瞬間的に回避できないので大きな衝撃をまともに受けることになりベルトクリーナやベルトを破損する危険性がある。（３）超硬合金製掻き刃チップは鋼鈑製ブレードにろう付されており、チップが摩耗した場合は掻き刃チップとブレード本体を一体で交換する必要があり取り換えのためのコストが高くなる。

特開平１１−２９２２５０号広報において、コンベヤベルトの下面に近接して荒削クリーナ、メインクリーナ及び虹形仕上げクリーナを走行方向に沿って順次配置したコンベヤベルト用クリーナ装置において、荒削クリーナをウレタン樹脂で長方形の板状に形成し、又、メインクリーナを長方形のウレタン樹脂で形成し、その上縁に設けたチップの上半部を走行方向と逆方向に向けて傾斜し、さらに虹形仕上げクリーナをウレタン樹脂で形成すると共に、その弦方向に設けた軸を中心として回動可能に軸着することを特徴とするコンベヤベルト用クリーナ装置が提案されている。この方法においては以下の問題があった。（１）荒削りクリーナと虹型仕上げクリーナは一枚のウレタン樹脂であり、ベルトとの接触部が摩耗しやすい。又、一枚の板がベルトに均一に当接するのは不可能であり掻き取り残しが生じる。（２）メインクリーナは小分割のウレタンの板の先端に鋼製のチップを取り付けたものであるが、一枚当たりのウレタン板の幅が大きいのでベルトに均一に当接するのは不可能である。又、ウレタン板のつなぎ目は隙間がありこの部分は掻き取り残しが発生する。（３）ウレタン樹脂製からなるメインクリーナに超硬のチップをネジ止めしているが、チップはベルトの進行方向に対して逆向きに取り付けられており、エンドレスの剥がれ部や強固な付着に対して回避不可能である。（４）チップが摩耗した場合は新しいチップと交換する必要があった。即ち、チップの形状がネジ穴に対して点対称ではないので、チップを天地して再使用することは不可能であった。（５）一枚のクリーナの形状が大きく、高速で進行する前記エンドレスの剥がれ部や強固な付着物と衝突した場合は、慣性モーメントが大きいためウレタンが瞬時に撓んで衝撃を軽減することができない問題がある。（６）架台が丸パイプのため丸パイプ取付けボルトを緩めるとクリーナはベルトから受ける水平力で回転してしまうので、ベルト稼動中にベルトクリーナの押し付け力を調整することは不可能であった。

特開２０００−７１３５号広報において、各チップは鋼板で形成された矩形の基板に帯板状の超硬合金がロウ付けされている。この方法においては、チップは板に取り付けられており、板の幅が広い為ベルトに均一に当接できず掻き取り残しが発生する問題がある。チップを小分割して板に取り付けたとしても、チップは幅広のチップ取り付け板にろう付で一体化しておりベルトに均一に当接することは不可能である。又、チップが摩耗した場合はチップ取り付け板全体を交換する必要があり、コスト高となっている。

特開２０１３−１４２０２７号広報において、チップのベルト幅方向の幅を最大３０ｍｍ以下とし、チップにアンカー部を設け、ゴムからなる前記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、チップスティックの隣り合う側面を互いに摺動可能にして弾性体の固定端を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、（１）チップの大きさを弾性体の断面形状と同一にする必要から、チップ形状を大きくせざるを得ず高価な素材を無駄にし、コスト高の問題がある。（２）チップがベルトと接触する部分には大きな水平力が付加されるため、チップと弾性体との取付け部には大きな回転モーメントが発生しチップ外れの危険性があった。

特願２０１２−１８７３７４号広報において、コンベアベルトの戻り側ベルトの下部に配設して前記戻り側ベルトに付着した付着物を弾性体の先端に取り付けたチップで掻き取るベルトクリーナにおいて、前記弾性体は金属製の板バネとし、且つ該板バネと前記チップのベルト幅方向の幅は略同一とし、且つ３０ｍｍ以下とし、前記板バネの厚みは５ｍｍ以下とし、前記チップと前記板バネを接合してなる複数のチップスティックを、前記ベルトの幅方向に並べ、前記チップスティックの下部を、前記ベルトの幅方向に配設した架台に固定したことを特徴とするベルトクリーナが提案されている。この方法においては、板バネが捩じり剛性に弱い為、チップに偏荷重が付加された場合捩じられてしまい掻き取り残しが生じる問題があった。

特開２００２−４６８５１号広報 特開平１１−２９２２５０号広報 特開２０００−７１３５号広報 特開２０１３−１４２０２７号広報 特願２０１２−１８７３７４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適正にして、チップをそれぞれ弾性体で支持するようにする。（２）チップをセラミックスや超硬金属で製作し耐摩耗性を向上させる。（３）チップが摩耗して掻き取り性能が低下した際は、予備の新しいチップと簡単に交換できるようにする。（４）チップを簡単に精度よく設置できるようにする。（５）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の慣性モーメントを極力低減することが重要である。本発明は以上の課題を満足するベルトクリーナを具現化するものである。

第１の解決手段は特許請求項１に示すように、チップを戻り側ベルトに接触せしめて付着物を掻き取るベルトクリーナにおいて、四角形棒状ゴム製の弾性体にチップを取り付けてチップスティックを形成し、該チップスティックの隣り合う側面を互いに摺動可能に接触させて、前記戻り側ベルトの幅方向に配設した架台に取り付けた長溝に挿入支持して配列したベルトクリーナにおいて、前記チップに貫通孔を設け、該貫通孔にネジを挿入し、前記チップを前記四角形棒状ゴム製の弾性体の前記戻り側ベルトの進行方向と逆向きの端末前面にネジ止めし、前記チップの掻取り面側は保護板で被覆されており、前記保護板は戻り側ベルトから受ける摩擦力により前記チップよりも優先的に摩耗せしめて、常に前記チップの掻き取り部が露出するようにしたことを特徴とする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）チップがベルトから受ける水平力によるモーメントを軽減できるのでチップが弾性体から外れにくくなる。（２）弾性体を四角形棒状にすることにより、弾性体の幅を小さくしても弾性体の剛性を確保できるとともに厚くできるのでチップをネジ止め可能となった。（３）チップや弾性体の幅を小さくすることにより、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。（４）チップをセラミックスや超硬金属で製作しているので耐摩耗性が向上し取り替え周期や調整周期が長い。（５）ベルトクリーナやベルトの破損を回避できるように、弾性体をゴムにすることによりチップが大きく撓めるようにしている。又、チップの幅を小さくすることにより慣性モーメントを小さくして、高速で衝突する障害物に対して瞬時に撓むことができる。（６）保護板がワッシャ―の役割をするのでネジの締め付け力がチップ全体に分散されることにより、チップ締め付け時にチップを割損することがない。（７）強固な付着物がチップに衝突した際にチップの割損を防止できる。（８）保護板がチップ強度をアップするのでチップの厚みを薄くできる。

はベルトクリーナをベルトコンベアに取り付けた斜視図で部分断面図である。 はベルトクリーナの側面の縦部分断面図である。 はチップを弾性体に取り付けた縦横断面図である。 はチップ取り付けの部分縦断面図である。 はチップ基材へのチップの取り付けの部分縦断面図である。 は板バネを張り付けたチップスティックの縦断面図である。 は架台の取り付け横断面図である。

本発明の実施形態を請求項と図１〜図７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、チップ２１を戻り側ベルト３１に接触せしめて付着物を掻き取るベルトクリーナ１０において、四角形棒状ゴム製の弾性体２２にチップ２１を取り付けてチップスティック２０を形成し、該チップスティック２０の隣り合う側面を互いに摺動可能に接触させて、前記戻り側ベルト３１の幅方向に配設した架台４０に取り付けた長溝４０ａに挿入支持して配列したベルトクリーナ１０において、前記チップ２１に貫通孔２１ｂを設け、該貫通孔２１ｂにネジ２３を挿入し、前記チップ２１を前記四角形棒状ゴム製の弾性体２２の前記戻り側ベルト３１の進行方向と逆向きの端末前面２２aにネジ２３止めし、前記チップ２１の掻取り面側２１aは保護板２４で被覆されており、前記保護板２４は戻り側ベルト３１から受ける摩擦力により前記チップ２１よりも優先的に摩耗せしめて、常に前記チップ２１の掻き取り部２１ｃが露出するようにしたベルトクリーナ１０である。

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。

弾性体２２はチップ２１をベルト３０に押圧するための押圧力が必要であるとともにベルト３０の微妙な凹凸に柔軟に追随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。

弾性体２２の横断面は図１から図５に示すように四角形となる。弾性体２２は四角形棒状であるが正方形もしくは正方形に近い棒状が望ましい。正方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いからである。弾性体２２の捩じれを防止することにより隣り合うチップスティック２０の摺動性が円滑になり、チップスティック２０間に隙間が生じることがないのでダストが侵入してチップスティック２０同士が互いに固着することがない。

チップ２１と弾性体２２を合体したものがチップスティック２０である。図２、図４、図５において２点鎖線で囲っている部分がチップスティック２０である。チップ２１の厚みＴ１は弾性体２２の厚みＴ２よりも薄くする。Ｔ１はＴ２の半分以下が望ましい。弾性体２２の残存厚み（Ｔ２−Ｔ１）が薄くなると、チップ２１がベルト３０から受ける反力を支持できなくなるからである。チップ２１が戻り側ベルト３１から受ける水平方向の摩擦力により脱落しないようにするためチップ２１を弾性体２２に強固に取り付ける必要がある。

図４の断面拡大図で示すように、チップ２１には縮径の貫通孔２１ｂを設けてネジ２３を挿入し、弾性体２２の端末側面２２ａに天地自在にネジ止めする。チップ２１を天地自在にネジ止めすることにより、チップ２１の掻き取り部２１ｃが摩耗して掻き取り性能が低下した際に掻き取り部２１ｄと容易に振り返ることができる。即ちチップ２１を天地することにより簡単にチップ２１の掻き取り性能を回復できる。貫通孔２１ｂはネジ２３によってチップ２１を弾性体２２に固定するためのものである。貫通孔２１ｂは段付きやテーパ状が望ましい。ネジ２３がチップ２１の掻取り面２１ａに飛び出さないようにするためである。ネジ２３がチップ２１の掻取り面２１ａから突き出ると掻き取った付着物が付着したり摩耗したりしてネジ２３が脱落する危険性がある。ネジ２３の材質は炭素鋼、ＳＵＳ、チタンなどの金属を使用できる。更に、ネジ２３の摩耗を防止するためにはセラミックス、超硬、サーメットなどが使用できる。弾性体２２は四角形棒状であり、厚みを厚くできるのでネジ２３止めが可能になった。チップ２１はネジ２３止めしてさらに接着剤で接合することにより接合強度がアップすると同時にネジ部に水分の浸入を防止できる。弾性体２２にインサート（図示せず）を取り付ければネジ２３を繰り返し脱着してもネジ部損傷を防止できる。端末前面（チップ２１の取付け面）２２ａは図４に示すように弾性体の前面２２ｂと段違いにしてもよい。端末前面２２aと弾性体の前面２２ｂを段違いにすることによりチップ２１が戻り側ベルト３１から受ける力や振動で回転するのを防止できる。又、チップ２１の掻取り面２１ａは弾性体の前面２２ｂより突き出してもよい。掻取り面２１ａが弾性体２２の前面２２ｂより突き出ることにより、弾性体２２に掻き取った後のダストが付着しにくいからである。

チップ２１と弾性体２２は戻り側ベルト３１の幅方向に対して、お互いの幅Ｗが飛び出さないようにして平滑に接合しなければならない。隣り合うチップスティック２０同士に隙間が発生するとダストを噛みこんで正常な摺動ができなくなりベルト３０の凹凸に対してチップ２１の追随性が低下するからである。

チップ２１は常にベルト３０に接触し付着物を掻き取るので激しく摩耗するため、チップ２１が摩耗して掻き取り性能が低下したベルトクリーナ１０は、従来クリーナ１０全体を交換せざるを得なかった。チップ２１は弾性体２２に天地自在にネジ止めしている。チップ２１の掻き取り部２１ｃが摩耗した場合は、ネジ２３を取り外すかもしくは緩めることにより、チップ２１を天地して新しい掻き取り部２１ｄで掻き取るようにする。即ち、１枚のチップ２１を２回使用することができるので取り換え費用、取り換え時間の短縮が可能となる。チップ２１を天地して再利用できるようにするためには、チップ２１は正方形もしくは長方形にして、掻き取り部２１ｃと掻き取り部２１ｄをネジ２３に対して点対象の形状にしておけばよい。

弾性体２２の横断面は正方形もしくは長方形である。正方形の場合の長辺と短辺の比は１：１であるが、長方形の場合は１：（１〜２）の範囲が適正である。辺の比が２倍以上になると弾性体２２が棒状になっているため捩じれやすくなり、隣り合う側面２０ａの摺動性が低下する。

チップスティック２０は付着物を確実に掻き取れるように、戻り側ベルト３１を数ミリから十数ミリ程度押圧するように高さ調整する。そのため、図２に示すように、チップスティック２０は戻り側ベルト３１の水平力により戻り側ベルト３１の進行方向に撓んだ状態になり、チップ２１が傾くことにより、チップ２１の掻き取り部２１ｃが戻り側ベルト３１表面に接するので付着物を強力に削り取る（掻き取る）ことができる。大きな付着物やベルト３０のエンドレスの剥がれや強固に付着した付着物に対しては、チップスティック２０が大きく撓むことにより付着物を回避できるようにしている。チップスティック２０の撓み量はチップスティック２０の弾性体２２の弾性力やチップスティック２０の幅Ｗやチップスティック２０の長さＬによって決定できる。

ベルト３０の表面状態はベルト３０の幅方向に対して均一ではなく一般的には中央部の摩耗が最大になる。即ち、ベルト３０は幅方向で摩耗量に差があるためベルト３０の厚みが均一ではないうえに、線状の掻き疵や材料の落下疵あるいは高温材料による焼き疵などにより部分的なくぼみが生じている。又、ベルト３０の中央近辺は搬送物の積載圧力が大きくなるので摩耗が大きくなり、付着物が付着しやすくしかも強固に付着する傾向がある。又、ベルト３０は原材料を搬送する際にトラフ角を形成するので、戻り側ベルト３１は中央部が凸上に変形する。又、強固な付着物やエンドレス部（ベルト繋ぎ部）のめくれなどの突起が生じている。従って、図１に示すチップ２１の幅Ｗが大きすぎるとチップが戻り側ベルト３１表面に適正に当接できなくなり、チップ２１の全体の押圧力が不均一になり掻き取り斑が生じる。従来のベルトクリーナ１０は戻り側ベルト３１の幅方向にチップ２１を分割しているタイプのものもあるが、チップ２１や弾性体２２の剛性を高めるために１００〜５００ｍｍ程度の幅の板にチップ２１を取り付けた掻き取り板で構成されている。この様な構造のクリーナ１０においては、チップ２１の幅Ｗが広すぎて、チップ２１の全面がベルト３０を均一に押圧することは不可能であり必然的に掻き取り斑が生じていた。又、掻き取り斑を解消するためにクリーナ１０を戻り側ベルト３１に無理に接触させようとすると押圧力が大きくなるので、ベルト３０を摩耗させたり、エンドレス部の剥がれを助長したりしていた。この問題を解決するにはチップ２１の幅Ｗをできるだけ小さくしてチップ２１が均一に戻り側ベルト３１を押圧するようすることが重要である。

四角形棒状である弾性体２２の撓み量は、片持ち梁モデルにおいて弾性体２２の長さＬの３乗に比例し、弾性体２２の幅Ｗ（四角形の１辺の長さに相当）の４乗に反比例することから、Ｌ＝５Ｗ〜１０Ｗがよい。Ｌが５Ｗより小さいと弾性体２２の撓みが小さくなり強固な付着物を回避できずベルトを損傷する。Ｌが１０Ｗより大きいと撓み量が大きくなり掻き取り力が低下する。

本発明では、弾性体２２を四角形棒状即ち四角形棒状にすることで弾性体２２の断面寸法（チップ２１の幅Ｗ）が小さくなっても弾性体２２の剛性を確保することができる。即ち、弾性体形状を四角形棒状とすることでチップ２１の幅Ｗを小さくしてかつ戻り側ベルト３１の摩耗状態に応じて柔軟に当接可能にすることを具現化した。そのためのチップ２１の幅Ｗは特開２０１３−１４２０２７号広報に示すように、３０ｍｍ以下でなければならない。３０ｍｍより大きいとベルト幅方向の摩耗や付着物の状況変化に追随できず掻き取り残しが生じる。ベルト３０のくぼみや線状疵の幅は通常３０ｍｍ以下であることから、チップの幅Ｗは３０ｍｍ以下でなければならない。チップ２１の幅Ｗが３０ｍｍ以下であれば戻り側ベルト３１の変化に柔軟に追随可能である。又、前述したように、弾性体２２の撓みは幅Ｗの４乗に反比例するので、弾性体が３０ｍｍ以上になると急速に撓み量が小さくなってしまう。このことからも弾性体２２やチップ２１もしくはチップスティック２０の幅は３０ｍｍ以下でなければならない。チップスティック２０の幅を小さくすることでチップスティック２０の１本当たりの押圧力も小さく設定できるので戻り側ベルト３１の摩耗やエンドレスの剥離を助長することもない。又、高速で衝突する強固な付着物やエンドレス部のめくれなどの障害物は衝突の瞬間にチップ２１に大きな衝撃を与えるので、チップ２１を破損したり、逆にエンドレス部のめくれや疵を大きくしたりする危険性がある。この対策として、チップスティック２０の慣性モーメントをできるだけ小さくして、障害物が衝突した瞬間に大きく撓んで衝撃力を回避することが極めて重要である。従来のベルトクリーナ１０においては、本発明のチップスティック２０に相当する部分の慣性モーメントを小さくするという概念がなかった。このことからもチップの幅Ｗは３０ｍｍ以下でなければならず望ましくは１０〜２０ｍｍの範囲にするのがよい。

チップスティック２０は図１や図２に示すように架台４０に設けた長溝４０ａに挿入されている。長溝４０ａは押し側板４１と受け側板４２及び底板４３で構成されている。押し側板４１にはナット４４が取り付けられ、押し付けボルト４５が転動自在に取り付けてあり、押え板４６を押し付けることによりチップスティック２０を受け側板４２に押し付けて固定している。

図１に示すように、架台４０の両側にはフランジ４７が取り付けられ、フランジ４７に角型の支持軸４８が取り付けられている。戻り側ベルト３１の幅方向の両端には支持金具５０が配設されており、前記角型支持軸４８は前記支持金具５０に高さ調節可能に取り付けられた溝型受け具６０に挿入されており、該溝型受け具６０には前記架台４０の高さを調整するためのアジャストボルト６１と前記架台４０を固定するための側面固定ボルト６３が取り付けられている。

チップスティック２０は戻り側ベルト３１との摩擦により戻り側ベルト３１の進行方向に撓みながら付着物を掻き取る。付着力が強くて掻き取れない付着物やエンドレスの剥離部分は凸量が大きくなりチップスティック２０に大きな反力を与えるので、チップスティック２０は大きく撓んで過負荷をやり過ごすことが必要である。このような場合、チップスティック２０は隣り合うチップスティック２０に関係なく単独に撓めるほうが、大きく撓めると同時に瞬時に撓めるので大きな付着物やベルト３０の剥がれを柔軟にやり過ごすことができる。このような障害物をまともに受けると大きな過負荷を受けるのでベルトクリーナ１０やベルト３０そのものの損傷に繋がる。又、それぞれのチップスティック２０は隣り合う他のチップスティック２０の動きに左右されることなく独立して正常な掻き取りを継続することができる。このため、隣り合うチップスティック２０は互いに摺動する必要がある。チップスティック２０の隣り合う側面（摺動面）２０ａは摺動面２０ａとなっている。隣り合う側面２０ａ即ち摺動面２０ａの隙間は略ゼロがよくお互いが円滑に摺動できる程度に軽く接触している程度が望ましい。隣り合う側面（摺動面）２０ａの隙間が大きくなるとこの隙間にダストが侵入し固着するのでチップスティック２０の撓み運動ができなくなる。又、隣り合うチップスティック２０同士でベルト幅方向への倒れを支えあう役割も有していることから、隙間が大きいと支えとしての機能を果たせなくなる。このため、チップスティック２０の隣り合う側面（摺動面）２０ａの隙間は略ゼロとして、チップスティック２０同士が軽く接触してしかも円滑に摺動できるようにする。このような調整は実際に組み立てる際に摺動状況を確認しながら調整するのがよい。隙間をゼロとすることで、たとえダストが入り込んでもチップスティック２０の微振動や撓みによる摺動運動によりダストは隙間から清掃され排出される。又、摺動運動による清掃効果で摺動面２０ａは常に清浄に保持できる。隣り合う側面（摺動面）２０ａはお互いの摩擦力を低減するためにフッ素樹脂コーティングしてもよい。又、チップスティック２０全体にフッ素樹脂コーティングすることにより掻き取った後のダストがチップスティック２０に付着するのを低減できる。ベルト３０に付着物が強固にへばりつく場合は、ベルトクリーナ１０を複数配設してもよい。

図４に示すように、チップ２１の掻取り面２１ａを保護板２４で被覆する。チップ２１の掻取り面２１ａには強固な付着物やエンドレスのめくれなどの突起物あるいはベルト接続用金具などが高速で衝突する。セラミックスや超硬からなるチップ２１は、硬度は高いが靱性が低い欠点があるのでこれらの衝撃力を繰り返し受けることにより破損する危険性がある。保護板２４はこれらの衝撃力をチップ２１より先に受け止めるのでチップ２１の受ける衝撃力を緩和できることから割損の危険性を回避できる。又、チップ２１をネジ２３で弾性体２２にネジ止めする際には、貫通孔２１ｂ周辺に応力が集中するのでチップ２１が割損する危険性がある。保護板２４は貫通孔２１ｂにかかる集中応力をチップ２１全体に分散するワッシャ―の役割を果たすことにより割損の危険性を回避できる。保護板２４はチップ２１よりも若干短くしてチップ２１の掻き取り部２１ｃが露出するようにしておくのがよい。

保護板２４はＳＵＳ、炭素鋼、チタン、アルミニウムなどの金属や樹脂、ゴムなどを使用できる。保護板２４の厚みはチップと略同等あるいは薄い方がよい。保護板２４はチップ２１よりも先に摩耗する必要があり、チップ２１の掻き取り部２１ｃが常に露出している状態を形成する必要がある。即ち、保護板２４の特性としては、チップ２１より硬度が低く靱性が高いものが望ましい。保護板２４を優先的に摩耗させることにより、常に掻き取り部２１ｃが露出した状態になることから掻き取り性能が維持されるからである。

図３（ａ１）、（ａ２）はチップ２１と弾性体２２の横断面図である。図３（ｂ１）、（ｂ２）はチップ２１と弾性体２２の縦断面図である。

図３（ａ１）、（ｂ１）はチップ２１を端末前面２２ａに１枚取り付けた場合の図である。チップ２１の掻き取り部２１ｃの掻き取り性能が低下したら、チップ２１を天地して掻き取り部２１ｄを使用することにより掻き取り性能を復活できる。掻き取り部２１ｃと掻き取り部２１ｄを天地して使用可能にするためにはチップ２１をネジ２３の中心点に対して点対称に製作しておけばよい。

図３（ａ２）、（ｂ２）はチップ２１を弾性体２２の端末前面２２ａと端末後面２２ｃに２枚取り付けた場合の図である。チップ２１が弾性体２２の端末前面２２ａと端末後面２２ｃについているので正逆運転も可能である。端末前面２２ａに取り付けたチップ２１の掻き取り部２１ｃの掻き取り性能が低下したら、チップスティック２０を裏返すことにより端末後面２２ｃに取り付けたチップ２１の掻き取り部２１ｅを使用できるので迅速に掻き取り性能を復帰できる。又、チップ２１を天地することにより掻き取り部２１ｄや２１ｆも使用可能である。

１本の弾性体２２に複数のチップ２１を取り付けられるので、チップ２１が摩耗した場合、弾性体２２の端末前面２２ａと端末後面２２ｃを裏返して入れ替えることにより簡単にチップ２１の交換ができる。又、弾性体２２の端末前面２２ａと端末後面２２ｃにチップ２１が付いているので正逆運転のベルト３０にも適用できる。チップ２１の１つの掻き取り部２１ｃが摩耗して掻き取り性能が低下した場合でもチップ２１を天地したり、チップスティック２０の端末前面２２ａと端末後面２２ｃを入れ替えたりすることにより容易に新しい掻き取り部２１ｄ、２１ｅ、２１ｆと入れ替えることができるのですぐに掻き取り性能を回復できる。チップ２１交換時のベルト停止時間を短縮できるので生産性を大幅に向上できる。

図５に示すように、弾性体の端末上面２２ｅにチップ基材７０をネジ７１で固定して、弾性体２２の端末前面２２ａを延長した側面７０ｂにチップ２１を取り付けたものである。即ち、弾性体２２の端末前面２２ａの強度を補完するために硬度の高いチップ基材７０を取り付けて、チップ基材７０の側面７０ｂを弾性体２２の端末前面２２ａの代替えとしているのである。チップ基材７０の材質は炭素鋼、ＳＵＳ、チタン、アルミニウムなどの金属や弾性体２２を構成しているゴムよりも硬度の高いゴムや樹脂を使用できる。貫通孔７０ａは弾性体２２の端末２２ｅに近い側の径が小さくなっているのでネジ７１でチップ基材７０を弾性体２２に固定できる。チップ２１の掻き取り部２１ｃが摩耗して掻き取り性能が低下した場合は、ネジ２３を外して掻き取り部２１ｃと掻き取り部２１ｄを天地して入れ替えればよい。チップ２１は掻き取り状況を見ながら逐次取り換える必要があり、ネジ２３の使用回数が多くなるとゴム製の弾性体２２に設けたネジ穴２２ｄ（図４に記載）は次第に損傷しネジ２３の締め付け力が低下してしまう。これを防止するために、金属や硬いゴムや樹脂などのチップ基材７０を弾性体２２の端末２２ｅに取り付けることにより強度の高いネジ穴を使用できるので複数回のネジ２３の取付け取り外しに際して損傷することはない。又、チップ基材７０をアルミニウムなどの軟らかい金属を使用することにより、チップ基材７０がチップ２１よりも先に摩耗するので常に硬いチップ２１の掻き取り部２１ｃが露出することになり掻き取り性能を長期に渡り持続できる。

前記弾性体２２の前面２２ｂもしくは後面２２ｆに板バネ８０を張り付けてもよい。

板バネ８０は金属製や樹脂、ゴム製の板バネを使用する。金属製板バネ８０の材料は構造用普通鋼、構造用合金鋼、高炭素鋼、ピアノ線用鋼、ＳＵＳ、チタンなどが使用できる。図６に示すように板バネ８０はネジ８１で固定してもよいし接着剤で固定してもよい。板バネ８０はベルト３０の進行方向即ち、前面２２ｂもしくは後面２２ｆに取り付けるのがよい。

ゴム製の弾性体２２は長期間使用するとクリープし復元力が低下するのでベルト３０の変形に対する追随性が悪くなる。これを補助するために板バネ８０を張り付ける。板バネ８０は弾性限度内で使用する限り長期間変形させてもクリープは小さいので負荷を取り除けば元の状態にきちんと復元できる。弾性体２２を板バネ８０とゴムのハイブリッドにすることにより長期間にわたって弾性体２２の復元力を維持できるのでベルトクリーナ１０としての掻き取り性能を長期間に渡り維持できる。又、ゴム製の弾性体２２に直接チップ２１を取り付けた場合よりも、剛性の高い板バネ８０を介してチップ２１を取り付けた方がチップ２１を強固に取り付けることができる。

前記戻り側ベルト３１の幅方向の両端には支持金具５０が配設されており、前記架台４０の両端は断面が四角形の支持軸４８に接合され、該支持軸４８は前記支持金具５０に高さ調節可能に取り付けられた溝型受け具６０に載置されており、該溝型受け具６０には前記架台４０の高さを調整するためのアジャストボルト６１と前記支持軸４８を固定するための側面固定ボルト６３が取り付けられている。

図１、図７に示すように、架台４０の両端にはフランジ４７を介して四角の支持軸４８が取り付けられている。支持軸４８はベルト３０の両側において、ベルトコンベアのフレーム（図示せず）に固定した支持金具５０及び溝型受け具６０で支持されている。支持金具５０は通常ベルトコンベアフレームに取り付けられている。溝型受け具６０は内側板６０ａ、外側板６０ｂ、底板６０ｃを溶接して構成されており溝６０ｄを形成している。支持金具５０には溝型受け具６０の高さ位置調整用の切欠き溝５０ａが設けられている。又、溝型受け具６０の内側板６１ａには貫通穴６０ｅが空けられている。溝型受け具６０は貫通穴６０ｅにボルト５１を通し、切欠き溝５０ａを貫通せしめて支持金具５０にナット５２で固定されている。溝型受け具６０の底板６０ｃにはナット６２と高さ調整用のアジャストボルト６１が取り付けられ、アジャストボルト６１を締め込むことにより支持軸４８の高さ調節を可能にしている。溝型受け具６０の外側板６０ｂには側面固定ボルト６３とナット６４が取り付けられ、側面固定ボルト６３を締めつけることにより支持軸４８を溝型受け具６０に押し付け固定してガタ防止をすることができる。支持軸４８の高さ方向の位置決めをする場合は、まずボルト５１で溝型受け具６０の位置決めをした後、ナット５２を締めつけて溝型受け具６０を支持金具５０に固定する。その後、アジャストボルト６１で架台４０の高さの微調整をした後、側面固定ボルト６３で支持軸４８を内側板６０ａに押し付け溝型受け具６０に固定する。

溝型受け具６０に角パイプの支持軸４８を載置しアジャストボルト６１、側面固定ボルト６３で四角の支持軸４８を固定する構造であることから、側面固定ボルト６３を緩めても支持軸４８が戻りベルト３１の水平力で回転することはないので、ベルト稼動中でもアジャストボルト６１で高さ調整が可能である。又、長溝４０ａを構成している架台４０の両端をフランジ４７で四角形の支持軸４８に連結固定しているのでチップ２１の先端からから架台４０の下端までの高さが低くなり狭い場所に取り付け可能である。

１０：ベルトクリーナ
２０：チップスティック
２０ａ:隣り合う側面（摺動面）
２１：チップ
２１ａ：掻取り面
２１ｂ：貫通孔
２１ｃ：掻き取り部
２１ｄ：掻き取り部
２１ｅ：掻き取り部
２１ｆ：掻き取り部
２２：弾性体
２２ａ：端末前面（取付け面）
２２ｂ：前面
２２ｃ：端末後面
２２ｄ：ネジ穴
２２ｅ：端末上面
２２ｆ：後面
２３：ネジ
２４：保護板
３０：ベルト
３１：戻り側ベルト
４０：架台
４０ａ：長溝
４１：押し側板
４２：受け側板
４３：底板
４４：ナット
４５：押し付けボルト
４６：押え板
４７：フランジ
４８：支持軸
５０：支持金物
５０ａ：切欠き溝
５１：ボルト
５２：ナット
６０：溝型受け具
６０ａ：内側板
６０ｂ：外側板
６０ｃ：底板
６０ｄ：溝
６０ｅ：貫通孔
６１：アジャストボルト
６２：ナット
６３：側面固定ボルト
６４：ナット
７０：チップ基材
７０ａ：貫通孔
７０ｂ：側面
７０ｃ：ネジ穴
７０ｄ：後面
７１：ネジ
８０：板バネ
８１：ネジ
Ｗ：チップもしくは弾性体の幅
Ｌ：チップスティックの長さ

Claims (1)

1. チップを戻り側ベルトに接触せしめて付着物を掻き取るベルトクリーナにおいて、四角形棒状ゴム製の弾性体にチップを取り付けてチップスティックを形成し、該チップスティックの隣り合う側面を互いに摺動可能に接触させて、前記戻り側ベルトの幅方向に配設した架台に取り付けた長溝に挿入支持して配列したベルトクリーナにおいて、前記チップに貫通孔を設け、該貫通孔にネジを挿入し、前記チップを前記四角形棒状ゴム製の弾性体の前記戻り側ベルトの進行方向と逆向きの端末前面にネジ止めし、前記チップの掻取り面側は保護板で被覆されており、前記保護板はベルトから受ける摩擦力により前記チップよりも優先的に摩耗せしめて、常に前記チップの掻き取り部が露出するようにしたことを特徴とするベルトクリーナ。