JP6500398B2

JP6500398B2 - コンベヤベルト

Info

Publication number: JP6500398B2
Application number: JP2014232844A
Authority: JP
Inventors: 剛侯
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: EP3222563A4; AU2015351391A1; CN106715293A; EP3222563B9; JP2016094299A; AU2015351391B2; CN106715293B; WO2016080041A1; EP3222563A1; US10294031B2; EP3222563B1; US20180305128A1

Description

本発明は、コンベヤベルトに関し、さらに詳しくは、上カバーゴムの耐摩耗性および耐衝撃性の両性能を向上させることができるコンベヤベルトに関するものである。

コンベヤベルトは一般的に、帆布層やスチールコード層からなる心体の外周側に上カバーゴムが積層され、心体の内周側に下カバーゴムが積層された構造になっている。上カバーゴムには搬送物が投入され、搬送物は上カバーゴムに載置されて搬送される。そのため、上カバーゴムは投入される搬送物によって最も衝撃を受ける。この衝撃によって上カバーゴムでは経時的に損傷が進行する。表面に鋭利な突起形状を有する搬送物の場合は、上カバーゴムの損傷は顕著になる。

また、コンベヤベルトの搬送速度と、投入される搬送物のベルト搬送方向速度とに差異があるため、上カバーゴムと搬送物との間に摩擦が生じる。また、搬送中にも上カバーゴムと搬送物との間には摩擦が生じる。この摩擦によって上カバーゴムでは経時的に摩耗が進行する。

このような衝撃による損傷や摩耗が心体にまで達すると、コンベヤベルトを使用することができなくなる。そのため、上カバーゴムの耐衝撃性および耐摩耗性が向上すれば、コンベヤベルトの耐用期間を延ばすことができる。

従来、耐摩耗性および耐衝撃性を両立させるコンベヤベルトが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１をはじめ従来提案されているのは、耐摩耗性および耐衝撃性の両方に優れた特別なゴム組成物を上カバーゴムに用いるという内容である（特許文献１の段落０１４５）。しかしながら、単独のゴム組成物で耐摩耗性および耐衝撃性を両立させることは難しく、一方の性能がそれ程向上しない、或いは、両性能がそれ程向上しないという中途半端な傾向があった。

特開２０１３−１０７７２９号公報

本発明の目的は、上カバーゴムの耐摩耗性および耐衝撃性の両性能を向上させることができるコンベヤベルトを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のコンベヤベルトは、上カバーゴムと下カバーゴムとの間に心体を埋設したコンベヤベルトにおいて、上カバーゴムを外周側から耐摩耗層と耐衝撃層とを順に積層した構成して、前記耐摩耗層の２０℃における損失係数が０．０３以上０．２５以下かつ損失弾性係数が０．２０ＭＰａ以上６．５０ＭＰａ以下であり、ＪＩＳＫ６２６４−２で規定するＤＩＮ摩耗試験（Ａ法）の２３℃の温度下での測定結果から算出される比摩耗体積が５０ｍｍ ³ 以下であり、前記耐衝撃層の２０℃における損失係数が０．１５以上０．７０以下かつ損失弾性係数が１．５ＭＰａ以上３０．０ＭＰａ以下であり、前記耐摩耗層および前記耐衝撃層の層厚がそれぞれ２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、損失係数および損失弾性係数を特定範囲に設定した耐摩耗層を上カバーゴムに配置することにより、この耐摩耗層によって搬送物との間に生じる摩擦に起因する摩耗を生じ難くすることができる。また、損失係数および損失弾性係数を特定範囲に設定した耐衝撃層を上カバーゴムに配置することにより、この耐衝撃層によって搬送物から受ける衝撃に起因する損傷を生じ難くすることができる。

そして、耐衝撃層は、より外周側に配置される耐摩耗層によって、搬送物に起因する摩耗から保護されるので、その優れた耐衝撃性を長期に渡って発揮するには有利になる。一方、耐摩耗層は、より内周側に配置される耐衝撃層が長期に渡って優れた耐衝撃性を発揮して、投入される搬送物に起因する衝撃を吸収するので、衝撃に起因する損傷が生じ難くなる。このように、耐摩耗性に優れた耐摩耗層と耐衝撃性に優れた耐衝撃層とを別々に設け、これらの相乗効果によって上カバーゴムの耐摩耗性および耐衝撃性の両性能が大きく向上し、コンベヤベルトの耐用期間を延ばすには有利になっている。

ここで、前記耐摩耗層が前記上カバーゴムの最外周側に配置された仕様にすることもできる。この仕様によれば、搬送物が直接接触する位置に耐摩耗層が配置されるので、上カバーゴムの摩耗を抑制するには最も有利になる。

前記耐摩耗層の層厚が、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下である仕様にする。この仕様によれば、耐摩耗層の層厚を過大にすることがなく、コンベヤベルトの耐屈曲性の悪化を回避しつつ、十分な耐摩耗性を得ることができる。

前記耐衝撃層の層厚が、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下である仕様にする。この仕様によれば、耐衝撃層の層厚を過大にすることがなく、コンベヤベルトの耐屈曲性の悪化を回避しつつ、十分な耐衝撃性を得ることができる。

前記耐衝撃層の層厚がベルト幅方向両端部よりもベルト幅方向中央部で厚くなっている仕様にすることもできる。搬送物が上カバーゴムに投入されるベルトキャリア側では、コンベヤベルトがトラフ形状になっている。そのため、ベルト幅方向両端部は、ベルト幅方向中央部に比して、投入される搬送物から受ける衝撃力が小さくなる。そのため、この仕様によれば、ベルト幅方向両端部の耐衝撃層の層厚が無駄に厚くならないので、コンベヤベルトの耐屈曲性が向上し、軽量化にも有利になる。これにより、コンベヤベルトを走行させるために必要なエネルギーを低減させることができる。

本発明のコンベヤベルトの実施形態をプーリ間に張設した状態を例示する説明図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のコンベヤベルトを平坦にした状態でのベルト幅方向断面図である。コンベヤベルトの別の実施形態を平坦にした状態でのベルト幅方向断面図である。

以下、本発明のコンベヤベルトを図に示した実施形態に基づいて説明する。図中の一点鎖線ＣＬはベルト幅方向中心を示している。

図１、図２に例示する本発明のコンベヤベルト１の実施形態は、心体２と、心体２の外周側に積層される上カバーゴム３と、心体２の内周側に積層される下カバーゴム４とを備えている。即ち、上カバーゴム３と下カバーゴム４の間に心体２が埋設されてこれらが加硫接着されて一体化している。詳述すると、心体２のベルト幅方向両端側は上カバーゴム３および下カバーゴム４とは異なるゴム種の耳ゴムになっていることもある。

コンベヤベルト１は、ベルトコンベヤ装置の駆動プーリ５と従動プーリ６との間に張設される。心体２はコンベヤベルト１を張設した際の張力を負担する部材である。心体２は、帆布等の繊維層により構成される。或いは、ベルト幅方向に並列した長手方向に延びる複数のスチールコード（スチールコード層）により構成される。心体２の材質や積層数はコンベヤベルト１に対する要求性能（剛性、伸び等）により決定される。繊維層の場合は単層または複数層、多層となり、スチールコード層の場合は単層になる。その他に必要に応じてコンベヤベルト１には補強層が埋設される。

コンベヤベルト１のキャリア側は、下カバーゴム４に接触して転動する支持ローラ７によって、ベルト幅方向両端部が水平方向に対して所定のトラフ角度Ｇ１に傾斜してトラフ形状に支持される。一方、コンベヤベルト１のリターン側はベルト幅方向で概ね平坦な状態で支持ローラ７によって上カバーゴム３が支持される。搬送物Ｃはコンベヤベルト１のキャリア側で上カバーゴム３に投入される。

図３に例示するように上カバーゴム３は、外周側から耐摩耗層３ａと耐衝撃層３ｂとを順に積層して構成されている。この実施形態では、耐摩耗層３ａが上カバーゴム３の最外周側に配置されている。この耐摩耗層３の内周面に耐衝撃層３ｂの外周面が加硫接着している。耐衝撃層３ｂの内周面は心体層２の外周面に接着ゴムを介して加硫接着している。耐摩耗層３ａの層厚ｔａ、耐衝撃層３ｂの層厚ｔｂはそれぞれベルト幅方向で一定になっている。

下カバーゴム４の内周面は心体層２の外周面に接着ゴムを介して加硫接着している。下カバーゴム４は公知の仕様を用いることができる。

耐摩耗層３ａは他の部分よりも耐摩耗性に優れた仕様になっている。この耐摩耗層３ａは２０℃における損失係数Ｔａｎδが０．０３以上０．２５以下に設定されている。また、耐摩耗層３ａの損失弾性係数が０．２ＭＰａ以上６．５ＭＰａ以下に設定されている。さらに、耐摩耗層３ａの比摩耗体積が５０ｍｍ³以下であることが望ましい。

この損失係数Ｔａｎδが０．０３未満であると、十分な耐摩耗性能及び常態物性を確保できない。また、損失係数Ｔａｎδが０．２５超であると最適耐摩耗性能を確保できない。この損失弾性係数が０．２ＭＰａ未満であると十分な耐摩耗性能及び常態物性を確保できない。また、損失弾性係数が６．５ＭＰａ超であると最適耐摩耗性能を確保できない。

耐衝撃層３ｂは他の部分よりも耐衝撃性に優れた仕様になっている。この耐衝撃層３ｂの２０℃における損失係数Ｔａｎδは０．１５以上０．７０以下に設定されている。また、耐衝撃層３ｂの損失弾性係数が１．５ＭＰａ以上３０．０ＭＰａ以下に設定されている。

この損失係数Ｔａｎδが０．１５未満であると十分な耐衝撃性能を確保できない。また、損失係数Ｔａｎδが０．７０超であるとゴム表面に傷がつき易く、耐用期間（使用寿命）が短くなる恐れがある。この損失弾性係数が１．５ＭＰａ未満であると十分な耐衝撃性能を確保できない。また、損失弾性係数が３０．０ＭＰａ超であるとゴム表面に傷がつき易く、耐用期間（使用寿命）が短くなる恐れがある。

本発明で規定する損失係数Ｔａｎδおよび損失弾性係数は、耐摩耗層３ａ、耐衝撃層３ｂを形成する加硫ゴムシートから切り抜いた短冊状の試験片（長さ２０ｍｍ×幅５ｍｍ×厚み２ｍｍ）を用いて、ＪＩＳＫ６３９４に規定されている粘弾性スペクトロメータ（例えば、東洋精機製作所製スペクトロメータ）によって測定して得られた値である。この測定は２０℃の測定温度下で、試験片を１０％伸張させ（初期歪み）、振幅±２％の振動を振動数１０Ｈｚで与えて行なう。

本発明で規定する比摩耗体積は、耐摩耗層３ａを形成する加硫ゴムシートから打ち抜いた試験片（直径１６ｍｍ、厚さ６ｍｍ）を用いて、ＪＩＳＫ６２６４−２：２００５（ＩＳＯ４６４９）で規定するＤＩＮ摩耗試験（Ａ法）に準拠して得られた値である。この測定は２３℃の温度下で、試験片の摩耗体積を測定する。

本発明によれば、損失係数Ｔａｎδおよび損失弾性係数を特定範囲に設定した耐摩耗層３ａを上カバーゴム３に配置することにより、耐摩耗層３ａが、投入される搬送物Ｃとの間に生じる摩擦に起因する摩耗を生じ難くする。また、損失係数Ｔａｎδおよび損失弾性係数を特定範囲に設定した耐衝撃層３ｂを上カバーゴム３に配置することにより、この耐衝撃層３ｂが、投入される搬送物との摩擦に起因する摩耗を生じ難くする。

そして、耐衝撃層３ｂは、より外周側に配置される耐摩耗層３ａによって、搬送物Ｃに起因する摩耗から保護されるので、その優れた耐衝撃性を長期に渡って発揮するには有利になる。一方、耐摩耗層３ａは、より内周側に配置される耐衝撃層３ｂが長期に渡って優れた耐衝撃性を発揮して、投入される搬送物Ｃに起因する衝撃を吸収するので、衝撃に起因する損傷が生じ難くなる。そのため、耐摩耗層３ａは長期に渡ってその優れた耐摩耗性を発揮できる。

このように、耐摩耗性に優れた耐摩耗層３ａと耐衝撃性に優れた耐衝撃層３ｂとを別々に設けて、耐摩耗層３ａと耐衝撃層３ｂとの相乗効果によって、両性能を大きく向上させている。これにより、コンベヤベルト１の耐用期間を延ばすには有利になる。

この実施形態のように耐摩耗層３ａが上カバーゴム３の最外周側に配置された仕様であれば、搬送物Ｃが直接接触する位置に耐摩耗層３ａが配置されるので、上カバーゴム３の摩耗を抑制するには最も有利になる。

尚、耐摩耗層３ａの外周側には別の層を設けることできる。また、耐摩耗層３ａと耐衝撃層３ｂとの間にも別の層を設けることもできる。耐摩耗層３ａの内周側に耐衝撃層３ｂが配置されて、耐摩耗層３ａと耐衝撃層３ｂとが互いの優れた性能による影響を与え合って相乗効果を発揮させることができればよい。

耐摩耗層３ａの層厚ｔａが例えば、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下である仕様にする。この仕様によれば、耐摩耗層３ａの層厚ｔａを過大にすることがないので、コンベヤベルト１の耐屈曲性の悪化を回避することができ、コンベヤベルト１の走行に要するエネルギーを低減するにも有利になる。また、層厚ｔａが２ｍｍ以上あるので十分な耐摩耗性を得ることができる。

耐衝撃層３ｂの層厚ｔｂが例えば、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下である仕様にする。この仕様によれば、耐衝撃層３ｂの層厚ｔｂを過大にすることがないので、コンベヤベルト１の耐屈曲性の悪化を回避することができ、コンベヤベルト１の走行に要するエネルギーを低減するにも有利になる。また、層厚ｔｂが２ｍｍ以上あるので十分な耐衝撃性を得ることができる。

図４に例示するように、耐衝撃層３ｂのベルト幅方向両端部の層厚ｔｂ２よりもベルト幅方向中央部の層厚ｔｂ１が厚くなっている仕様にすることもできる。搬送物Ｃが上カバーゴム３に投入されるベルトキャリア側では、コンベヤベルト１がトラフ形状になっている。そのため、ベルト幅方向両端部は、ベルト幅方向中央部に比して、投入される搬送物Ｃから受ける衝撃力が小さくなる。

したがって、ベルト幅方向両端部はベルト幅方向中央部よりも耐衝撃層３ｂを薄くすることが可能になる。この実施形態によれば、ベルト幅方向両端部の耐衝撃層３ｂの層厚ｔｂを無駄に厚くすることがないので、コンベヤベルト１の耐屈曲性が向上し、軽量化にも有利になる。これにより、コンベヤベルト１を走行させるために必要なエネルギーを低減させることができる。

この実施形態では、耐摩耗層３ａの層厚ｔａはベルト幅方向で一定になっているが、耐衝撃層３ｂと同様に、ベルト幅方向両端部はベルト幅方向中央部に比して、搬送物Ｃとの摩擦が小さくなる。そのため、層厚ｔａをベルト幅方向両端部よりもベルト幅方向中央部で厚くすることもできる。

１コンベヤベルト
２心体
３上カバーゴム
３ａ耐摩耗層
３ｂ耐衝撃層
４下カバーゴム
５駆動プーリ
６従動プーリ
７支持ローラ
Ｃ搬送物

Claims

上カバーゴムと下カバーゴムとの間に心体を埋設したコンベヤベルトにおいて、上カバーゴムを外周側から耐摩耗層と耐衝撃層とを順に積層した構成して、前記耐摩耗層の２０℃における損失係数が０．０３以上０．２５以下かつ損失弾性係数が０．２０ＭＰａ以上６．５０ＭＰａ以下であり、ＪＩＳＫ６２６４−２で規定するＤＩＮ摩耗試験（Ａ法）の２３℃の温度下での測定結果から算出される比摩耗体積が５０ｍｍ ³ 以下であり、前記耐衝撃層の２０℃における損失係数が０．１５以上０．７０以下かつ損失弾性係数が１．５ＭＰａ以上３０．０ＭＰａ以下であり、前記耐摩耗層および前記耐衝撃層の層厚がそれぞれ２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とするコンベヤベルト。
前記耐摩耗層が前記上カバーゴムの最外周側に配置された請求項１に記載のコンベヤベルト。
前記耐摩耗層の層厚がベルト幅方向で一定であり、前記耐衝撃層の層厚がベルト幅方向両端部よりもベルト幅方向中央部で厚くなっている請求項１または２に記載のコンベヤベルト。
前記耐摩耗層の層厚がベルト幅方向両端部よりもベルト幅方向中央部で厚くなっていて、前記耐衝撃層の層厚がベルト幅方向両端部よりもベルト幅方向中央部で厚くなっている請求項１または２に記載のコンベヤベルト。