JP6589426B2 - ベルトクリーナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スクレーパを備えるベルトクリーナ装置に関する。

鉱石や石灰、コークスなどの原料を搬送するために、ベルトコンベアが一般的に用いられている。ベルトコンベアは、ベルトの搬送面において原料を搬送し、ベルトコンベアの端部にて原料を払い出す。ところが、ベルトの搬送面に原料が付着物として残存し、上記付着物がベルトコンベアのベルトを駆動させるためのプーリ等を損傷させるといった問題があった。

そこで、例えば下記特許文献１および特許文献２に記載されているように、ゴム等の弾性体の端部にステンレス等の支持金物を埋設し、上記支持金物の先端に超硬合金のチップを接着したスクレーパや、上記スクレーパを備えたベルトクリーナが開発されている。

特開平３−１６２３０９号公報 特開平２−２８４１１号公報

ここで、特許文献１に記載されたような従来のスクレーパの例を、図５に示す。図５に示された従来のスクレーパ９０は、超硬合金で形成されるチップ９１と、ステンレス鋼などで形成される支持金物９２と、弾性体９３とを含む。チップ９１は支持金物９２に接着され、支持金物９２は弾性体９３に埋め込まれている。スクレーパ９０では、チップ９１がベルト２に当接することによって、ベルト２の表面の付着物を掻き取ることができる。

図５（Ａ）は、スクレーパ９０の設置後、ベルト２が静止している状態を示している。この状態において、チップ９１はベルト２に垂直に当接している。設計上は、操業が開始され、ベルト２が駆動された後も、このようにチップ９１が垂直な状態が維持されることが意図されている。しかしながら、ベルト２が搬送方向に駆動されると、チップ９１がベルト２から受ける搬送方向へのせん断力により、図５（Ｂ）に示したように弾性体９３が変形し、支持金物９２が搬送方向に傾いてしまう。その結果、チップ９１のエッジだけがベルト２の搬送面に接触し、ベルト２への押付け力がチップ９１エッジに集中することによって、ベルト２の摩耗が促進されてしまう。

さらに、上記のようにチップ９１のエッジだけがベルト２の搬送面に接触した状態が続くと、図５（Ｃ）に示したようにチップ９１のエッジが摩耗し、チップ９１が傾いた状態でベルト２に当接する新たな当接面が生成される。すると、チップ９１がベルト２の搬送面に対して傾いた状態が固定化され、付着物ＳＴがチップ９１とベルト２の搬送面との間に滞留しやすくなる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、スクレーパを用いてベルトの付着物を除去するにあたり、ベルトの摩耗を低減し、かつ、付着物の掻き取り効果を維持することが可能な、新規かつ改良されたスクレーパ、及びベルトクリーナ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のある観点によれば、ベルトの付着物を除去するスクレーパを備えるベルトクリーナ装置において、上記スクレーパは、上記ベルトの搬送面に略垂直に当接する当接面を有するチップと、上記チップよりも硬度の低い材料で形成され、上記ベルトの搬送面に対向する対向面を有し、上記対向面に設けられた上記ベルト幅方向の溝に上記当接面を露出させて埋め込まれた上記チップを挟持する支持体と、を備え、かつ、上記スクレーパの上記支持体は、上記チップの上記当接面が、上記ベルトの搬送面に対して略垂直に当接した状態に維持されるように、上記ベルトからのせん断力により弾性変形しない取り付け部分によって固定され、上記取り付け部分は、上記スクレーパの上記支持体を固定する取り付け本体部と、上記取り付け本体部を上下方向に移動させる調整部材とを備え、上記調整部材は、静止操作時に上記取り付け本体部の上下方向の位置を固定し、作動操作時に上記取り付け本体部を上下方向に移動させる、ベルトクリーナ装置が提供される。
上記スクレーパの上記支持体は、スクレーパ支持部材によって支持され、上記取り付け部分の上記取り付け本体部は、管状軸を含み、上記スクレーパ支持部材は、上記管状軸に固定されてもよい。上記取り付け部分は、上記取り付け本体部として、上記管状軸を支持する管状軸支持部材を含み、上記調整部材として、支柱に固定される固定部材と、上記固定部材を貫通して上記管状軸支持部材に接する調整ボルトとを含み、上記管状軸支持部材は、上記調整ボルトの回転により上記支柱に沿って上下方向に移動可能であってもよい。

上記支持体は、樹脂で形成されてもよく、また、ＪＩＳ Ｋ６２５３−３に規定されるタイプＡデュロメータ硬さが８０以上の材料で形成されてもよい。

上記溝は、上記ベルトの搬送方向について、上記対向面の端から前記チップの厚さ以上離れて設けられてもよい。

上記の構成によれば、スクレーパのチップをベルトに対して略垂直に当接させた状態を維持することが可能であるので、ベルトの摩耗を低減することができ、また、付着物の掻き取り効果を維持することができる。

以上説明したように本発明によれば、スクレーパを用いてベルトの付着物を除去するにあたり、ベルトの摩耗を低減し、かつ、付着物の掻き取り効果を維持することが可能である。

本発明の一実施形態に係るベルトクリーナ装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るスクレーパの全体構成を示す図である。 図２に示したスクレーパの先端部を拡大して示す図である。 本発明の一実施形態に係るスクレーパのベルト駆動開始後の状態について説明するための図である。 従来のスクレーパの例を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係るベルトクリーナ装置１の構成を示す図である。図１を参照すると、ベルトクリーナ装置１は、スクレーパ１０、締結部材１３、スクレーパ支持部材１４、管状軸３０、管状軸支持部材３１ａ、３１ｂ、調整ボルト３２、および固定部材３３を含む。

スクレーパ１０は、チップ１１および支持体１２を含み、締結部材１３によってスクレーパ支持部材１４に連結されている。支持体１２はチップ１１を後述する溝に埋め込むことによりチップ１１を支持する。チップ１１はベルト２の搬送面２ｓに当接する当接面１１ｓを有し、支持体１２は、搬送面２ｓに対向する対向面１２ｓを有する。スクレーパ１０は、チップ１１の当接面１１ｓが搬送面２ｓに対して略垂直に当接することが可能な位置に配置される。搬送面２ｓに当接したチップ１１は、搬送面２ｓに付着した付着物を掻き取って除去する。

図２は、本発明の実施形態に係るスクレーパ１０の全体構成を示す図である。図２（Ａ）はスクレーパ１０の平面図であり、（Ｂ）はスクレーパ１０の正面図であり、（Ｃ）はスクレーパ１０の側面図である。図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照すると、スクレーパ１０は、上述したように、チップ１１と、支持体１２とを含む。また、図示された例において、支持体１２の下部には、スクレーパ１０をスクレーパ支持部材１４に固定するための締結部材１３が設けられる。

チップ１１は、例えば、タングステンカーバイド等の超硬合金により形成される。チップ１１の硬さは、例えば、ＪＩＳ Ｚ２２４５に規定されるロックウェルＡ硬さＨＲＡが約９０程度である。あるいは、チップ１１は、セラミクス、サーメットなどの硬材や、また上記材料にダイヤモンドなどの粒子や粉末を添加した材料により形成されてもよい。

支持体１２は、チップ１１よりも硬度が低い材料で形成される。例えば、支持体１２は、ＪＩＳ Ｋ６２５３−３に規定されるタイプＡデュロメータ硬さが８０以上の材料で形成される。より具体的には、支持体１２は、ウレタンやプラスチック等の樹脂により形成されてもよい。あるいは、支持体１２は、金属や繊維強化プラスチックなどの複合材により形成されてもよい。

従来のスクレーパにおいては、上記で図５を参照して説明したように、ベルト２からチップ９１に作用するせん断力により弾性体９３が変形する結果、チップ９１が傾斜し、エッジ部分だけが搬送面２ｓに接触するという問題があった。しかし、本実施形態におけるスクレーパ１０は、上述したようにチップ１１より硬度は低いものの低弾性の材料で形成される支持体１２がチップ１１を支持するので、ベルト２からせん断力を受けてもチップ１１が搬送方向に傾斜しにくい。そのため、ベルト２が駆動を開始した状態でも、チップ１１を搬送面２ｓに対して略垂直に当接させた状態を維持することが可能である。

図３は、図２に示したスクレーパ１０の先端部を拡大して示す図である。図３に示されるように、スクレーパ１０では、支持体１２の対向面１２ｓに溝１２ｇが刻設され、チップ１１は当接面１１ｓを露出させた状態で溝１２ｇに埋め込まれる。溝１２ｇに埋め込まれたチップ１１の当接面１１ｓは、搬送面２ｓに対して略垂直に当接する。チップ１１は、溝１２ｇに埋め込まれることで両側から支持体１２によって強固に挟持されている。したがって、本実施形態では、ベルト２の駆動開始後にせん断力を受けてもチップ１１が傾斜せず、搬送面２ｓに対して略垂直に安定的に当接し続けることが可能である。

なお、図３に示すｚ軸方向について、溝１２ｇの深さは、チップ１１の長さと略同一としてもよい。この場合、当接面１１ｓと対向面１２ｓとは略同一平面を形成する。あるいは、溝１２ｇの深さは、チップ１１の長さよりも短くてもよい。この場合、当接面１１ｓは対向面１２ｓよりも突出する。なお、本実施形態においてチップ１１の長さは特に限定されないが、例えばチップ１１の厚さｄ_ａが２ｍｍの場合には、長さを１０ｍｍ程度としてもよい。

さらに、図３を参照すると、支持体１２に設けられる溝１２ｇは、対向面１２ｓの端から距離ｄ_ｂだけ離れて設けられている。図３に示す例では、ベルト２の搬送方向について、チップ１１の厚さ（溝１２ｇの幅に相当）をｄ_ａとした場合に、ｄ_ａ≦ｄ_ｂになるように、支持体１２の厚さおよび溝１２ｇの位置が決定されている。これにより、例えば、ベルト２からチップ１１に対してせん断力が加わった場合、支持体１２においてチップ１１を挟持する部分に高い負荷がかかり支持体１２が折損してしまうことを防ぐことができる。より具体的には、ｄ_ａ＝２ｍｍの場合、ｄ_ｂ≧２ｍｍとすることが好ましいが、ｄ_ｂ＝２．５ｍｍ程度とすることがさらに好ましい。なお、図示された例では溝１２ｇの両側の距離ｄ_ｂが均等であるが、これらの距離は不均等であってもよい。例えば、ベルト２の搬送方向の上流側よりも下流側で距離ｄ_ｂが大きくなるように、支持体１２の厚さおよび溝１２ｇの位置を設定してもよい。

なお、スクレーパ１０では、支持体１２の内部において、チップ１１の下部に芯材が埋設されてもよい。芯材は、例えばステンレス鋼等の材料で形成され、棒状、または板状等の形状を有する。芯材を支持体１２に埋め込むことにより、支持体１２の剛性を高めることが可能である。かかる構成により、支持体１２がより変形しにくくなるので、スクレーパ１０の搬送面２ｓへの当接方向をより確実に維持することが可能となる。

再び図１を参照して、ベルトクリーナ装置１のスクレーパ１０以外の構成について説明する。ベルトクリーナ装置１では、スクレーパ１０を支持するスクレーパ支持部材１４が、管状軸３０、管状軸支持部材３１ａ、３１ｂ、調整ボルト３２、および固定部材３３を含む取り付け部分を介して、支柱４に固定されている。より具体的には、スクレーパ支持部材１４は、管状軸３０に固定される。管状軸３０は、１対の管状軸支持部材３１ａ、３１ｂによって支持される。固定部材３３を貫通する調整ボルト３２を回転させることにより、管状軸支持部材３１ａを支柱４に沿って上下方向に移動させることができる。このとき、スクレーパ１０も、管状軸支持部材３１ａとともに上下方向、すなわちベルト２の搬送面２ｓに対して垂直な方向に移動する。本実施形態では、このようにして、チップ１１が適切な押付け力でベルト２に当接するようにスクレーパ１０の位置を調整することができる。なお、上記のようなベルトクリーナ装置１の取り付け部分の構造は一例にすぎず、本発明の実施形態は上記で説明した例には限定されない。

次に、図４を参照して、本発明の実施形態に係るスクレーパ１０のベルト駆動開始後の状態について説明する。図４（Ａ）は、ベルト２が静止している状態を示す図である。図４（Ｂ）は、ベルト２が駆動されている状態を示す図である。図４（Ｃ）は、ベルト２の駆動開始から時間が経過した後の状態を示す図である。

図４（Ａ）に示した状態では、まだベルト２の駆動は開始されていない。この状態で、チップ１１は当接面１１ｓにおいて搬送面２ｓに対して略垂直に当接している。上記の通り、当接面１１ｓにおけるチップ１１のベルト２への押付け力の調整は、調整ボルト３２により実施される。例えば、ベルト２への押付け力を増加させる際は、スクレーパ１０が図４に示すｚ軸の正方向に移動するように調整ボルト３２による調整が実施される。

次に、図４（Ｂ）に示した状態では、ベルト２の搬送方向への駆動が開始されている。この状態でも、支持体１２は搬送方向に傾斜しない。これは、上記の通り支持体１２が低弾性であるため、ベルト２からせん断力を受けても変形しにくいことに起因する。したがって、チップ１１は搬送面２ｓに対して略垂直に当接した状態を維持することが可能である。チップ１１が搬送面２ｓの全体でベルト２に接触するため、例えばエッジだけが搬送面２ｓに接触した場合に生じるベルト２の過度の摩耗を回避することができる。また、図５（Ｃ）に示したような付着物の滞留も防止され、チップ１１による付着物の掻き取り効果を維持することが可能となる。

次に、図４（Ｃ）に示した状態では、ベルト２の搬送方向への駆動が開始されてから時間が経過している。例えば、支持体１２の対向面１２ｓがチップ１１の当接面１１ｓと略同一平面を形成して共に搬送面２ｓと接触するような場合、支持体１２はチップ１１よりも硬度が低いので、駆動開始後時間が経過するにしたがって対向面１２ｓを形成する支持体１２が先行して摩耗する現象も生じ得る。その結果、図４（Ｃ）に示したように、当接面１１ｓが対向面１２ｓから突出した状態となり得る。しかしながら、対向面１２ｓが搬送面２ｓに接触しなくなっても、チップ１１が支持体１２の溝１２ｇに埋め込まれることにより挟持される構造には影響がない。そのため、対向面１２ｓが摩耗した場合においても、チップ１１の搬送面２ｓに対する当接方向は、略垂直方向に維持される。

以上まとめると、本実施形態に係るスクレーパ１０は、支持体１２のベルト２と対向する対向面１２ｓに溝１２ｇを設け、溝１２ｇにチップ１１を埋め込む構成を有する。かかる構成により、スクレーパ１０は、ベルト２からせん断力を受けたとしても、チップ１１を当接面１１ｓにおいてベルト２に対して略垂直に当接させた状態を維持することが可能である。これにより、チップ１１のエッジが搬送面２ｓに当接することによりベルト２の摩耗が促進されることを防ぐことができ、かつ、チップ１１の付着物の掻き取り効果を維持することが可能である。また、かかる構成により、チップ１１に付着物が滞留しにくくなる。さらに、支持体１２はチップ１１よりも低い硬度の材料により形成されるので、支持体１２が搬送面２ｓと接触した際に、支持体１２の対向面１２ｓは摩耗し得る。しかし、その程度の摩耗は支持体１２がチップ１１を挟持する構造には影響しないので、チップ１１が搬送面２ｓに対して略垂直に当接した状態を維持することが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、図２（Ａ）に示したように、スクレーパはベルト幅方向に一体となって形成されるものとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、スクレーパはベルト幅方向について分割され、短い複数のスクレーパが、ベルト幅方向に連なって設けられてもよい。

１ ベルトクリーナ装置
１０ スクレーパ
１１ チップ
１２ 支持体
１３ 締結部材
１４ スクレーパ支持部材
２ ベルト
３０ 管状軸
３１ａ、３１ｂ 管状軸支持部材
３２ 調整ボルト
３３ 固定部材
４ 支柱

Claims (6)

1. ベルトの付着物を除去するスクレーパを備えるベルトクリーナ装置において、
   前記スクレーパは、前記ベルトの搬送面に略垂直に当接する当接面を有するチップと、
   前記チップよりも硬度の低い材料で形成され、前記ベルトの搬送面に対向する対向面を有し、前記対向面に設けられた前記ベルト幅方向の溝に前記当接面を露出させて埋め込まれた前記チップを挟持する支持体と、を備え、
   かつ、前記スクレーパの前記支持体は、前記チップの前記当接面が、前記ベルトの搬送面に対して略垂直に当接した状態に維持されるように、前記ベルトからのせん断力により弾性変形しない取り付け部分によって固定され、
   前記取り付け部分は、前記スクレーパの前記支持体を固定する取り付け本体部と、前記取り付け本体部を上下方向に移動させる調整部材とを備え、
   前記調整部材は、静止操作時に前記取り付け本体部の上下方向の位置を固定し、作動操作時に前記取り付け本体部を上下方向に移動させる、ベルトクリーナ装置。
2. 前記スクレーパの前記支持体は、スクレーパ支持部材によって支持され、
   前記取り付け部分の前記取り付け本体部は、管状軸を含み、前記スクレーパ支持部材は、前記管状軸に固定される、請求項１に記載のベルトクリーナ装置。
3. 前記取り付け部分は、前記取り付け本体部として、前記管状軸を支持する管状軸支持部材を含み、前記調整部材として、支柱に固定される固定部材と、前記固定部材を貫通して前記管状軸支持部材に接する調整ボルトとを含み、
   前記管状軸支持部材は、前記調整ボルトの回転により前記支柱に沿って上下方向に移動可能である、請求項２に記載のベルトクリーナ装置。
4. 前記支持体は、樹脂で形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のベルトクリーナ装置。
5. 前記支持体は、ＪＩＳ Ｋ６２５３−３に規定されるタイプＡデュロメータ硬さが８０以上の材料で形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のベルトクリーナ装置。
6. 前記溝は、前記ベルトの搬送方向について、前記対向面の端から前記チップの厚さ以上離れて設けられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のベルトクリーナ装置。

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