JP6668616B2 - コンベヤベルト - Google Patents
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Description
本発明は、コンベヤベルトに関し、さらに詳しくは、心体層による補強機能を損なわずにコンベヤベルトの製造および使用する際に要するエネルギーを効果的に削減することができるコンベヤベルトに関するものである。
コンベヤベルトには、張設時の張力を負担してコンベヤベルトを形成するゴムを補強するための心体層が埋設されている。心体層を構成する補強材として、スチールワイヤを撚り合わせたスチールコードが使用されている。スチールコードの構造は様々であるが例えば、芯ストランドの外周面に複数本の側ストランドを撚り合わせたストランド構造が知られている（特許文献１参照）。コンベヤベルトを製造する際には、多数本のスチールコードが横並び状態で延在して構成された心体層を未加硫ゴム部材に埋設して成形体を形成し、次いで、この成形体を加硫工程において所定温度で加熱しつつ所定圧力で加圧して未加硫ゴムを加硫する。これにより、スチールコードにより構成された心体層がゴムに埋設されたコンベヤベルトが完成する。
近年、省エネルギーがより強く意識されていて、これに伴ってコンベヤベルトに対しても省エネルギーに対する要望が強くなっている。例えば、コンベヤベルトが軽量化されると、コンベヤベルトを運搬する際、使用する際などに要するエネルギーが削減できる。或いは、コンベヤベルトが薄肉化されると、軽量化に寄与するとともに、加硫時間の短縮が可能になるため製造する際に要するエネルギーも削減できる。
それ故、心体層を軽量化、薄肉化することにより、省エネルギーを実現することが可能である。しかしながら、心体層を単純に軽量化、薄肉化すると心体層の本来の補強機能が低下するという問題があった。
本発明の目的は、心体層による補強機能を損なわずにコンベヤベルトの製造および使用する際に要するエネルギーを効果的に削減す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、横並び状態で延在する多数本のスチールコードにより構成される心体層と、この心体層を挟んで上下にそれぞれ配置される上カバーゴムおよび下カバーゴムとを備え、前記スチールコードが長手方向に延在して埋設されたコンベヤベルトにおいて、前記スチールコードの外径が０．３５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であり、前記スチールコードの横並びピッチが０．３５ｍｍ超７．０ｍｍ以下であり、それぞれの前記スチールコードが複数本のスチールワイヤを撚り合わせて形成されていて、横並び状態の前記スチールコードの間を上下に縫うように通過して横断する複数本の横糸を備え、これら複数本の前記横糸の前記スチールコードの長手方向に隣り合うどうしが互いに前記スチールコードの長手方向に１６ｍｍ以上５００ｍｍ以下の間隔をあけて配置されていて、それぞれの前記横糸が前記スチールコードよりも細径の樹脂繊維であることを特徴とする。
本発明のコンベヤベルトによれば、心体層を構成するスチールコードを従来に比して細径の０．３５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下にすることにより、コンベヤベルトを薄肉化および軽量化することができる。これに伴い、コンベヤベルトを運搬、稼働させる際に要するエネルギーを削減できる。また、コンベヤベルトの薄肉化によって、コンベヤベルトの加硫時間が短縮されるので、コンベヤベルトを製造する際に要するエネルギーも削減することができる。そのため、コンベヤベルトの製造および使用する際に要するエネルギーを効果的に削減することが可能になる。
スチールコードを細径化する一方で、スチールコードの横並びピッチを従来に比して短くして、単位ベルト幅当たりのスチールコード本数密度を向上させている。これにより、心体層としての補強機能を損なわずに確保することが可能になっている。
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１、図２に例示する本発明のコンベヤベルト９は、心体層５と、心体層５を上下に挟んで配置される上カバーゴム６と下カバーゴム７とを備えていて、これらが一体化している。心体層５は、多数本のスチールコード１により構成されている。多数本のスチールコード１は、ベルト幅方向に横並び状態になっていて、ベルト長手方向に延在してコンベヤベルト９を形成するゴムに埋設されている。
詳述すると、それぞれのスチールコード１は、クッションゴム８により被覆されていて、スチールコード１とクッションゴム８とは加硫接着により接合されている。クッションゴム８は接着性に優れるゴムである。クッションゴム８と上カバーゴム６および下カバーゴム７とが加硫接着により一体化している。コンベヤベルト９は、その他、ベルト幅方向両端部に配置される耳ゴム等、他の構成要素が適宜追加されて構成される。
上カバーゴム６、下カバーゴム７としては、少なくとも天然ゴムを含むジエン系ゴムからなり、カーボンブラックなどによって耐摩耗性を良好にしたゴム組成物が用いられる。上カバーゴム６および下カバーゴム７の厚さは、コンベヤベルト９に要求される性能によって適宜決定される。
スチールコード１は複数本のスチールワイヤを撚り合わせて形成されている。スチールコード１は癖付けされずに実質的に直線状になっている。即ち、いわゆる捲縮していないスチールコード１である。スチールコード１の構造は後述する。Ｓ撚りのスチールコード１とＺ撚りのスチールコード１とを１本毎に交互に横並びさせることが好ましい。
スチールコード１の外径Ｄは０．３５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下に設定される。スチールコード１の強力は例えば、５００ｋＮ以上５０００ｋＮ以下である。
スチールコード１の横並びピッチＰは０．３５ｍｍ超７．０ｍｍ以下に設定される。横並びのスチールコード１の隣り合うスチールコード１どうしのすき間にはクッションゴム８が介在して互いが接触しない状態になっている。したがって、横並びで隣り合うスチールコード１どうしのすき間は０ｍｍ超である。このすき間は、スチールコード１の外径Ｄ以下にすることが好ましく、例えば、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍにする。
図３、図４に例示するようにこの実施形態の心体層５では、横並び状態のスチールコード１の間に、横糸４が上下に縫うように通過して横断している。この横糸４は、スチールコード１の長手方向に間隔Ｌをあけて配置されている。
横糸４は、製造工程においてＲＦＬディップ処理が施されている。ＲＦＬディップ処理では、ＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス系）処理液に横糸４を浸漬させた後、乾燥させることにより、横糸４の表面にＲＦＬ処理液の被膜を形成する。この横糸４によってスチールコード１どうしが連結された状態になっている。
横糸４は任意で設けることができる。横糸４を設けることにより、製造工程において横並び状態にする多数本のスチールコード１が乱れ難くなるので、心体層５の取り扱い性が格段に向上してコンベヤベルト９の生産性向上に寄与する。
横糸４どうしの間隔Ｌは、例えば、１６ｍｍ以上５００ｍｍ以下に設定される。この間隔Ｌが１６ｍｍ未満では心体層５を製造する工数が過大になる。一方、この間隔Ｌが５００ｍｍ超では横糸４によるスチールコード１の乱れを防止する効果が過小になる。
図３では、間隔Ｌをあけて隣り合う横糸４どうしは、スチールコード１を上下に縫う位置がオフセットされている。即ち、間隔Ｌをあけて隣り合う一方の横糸４が上側に配置されているスチールコード１では、隣り合う他方の横糸４はそのスチールコード１の下側に配置されている。
横糸４は図３、図４に例示するように、１本のスチールコード１毎の間を上下に縫うように横断させるだけでなく、図５に例示するように、２本のスチールコード１毎の間を上下に縫うように横断させることもできる。或いは、３本、４本のスチールコード１毎の間を上下に縫うように横糸４を横断させることもできる。
横糸４としては例えば樹脂繊維を用いる。具体的には、ポリエステル繊維、ナイロン（６ナイロン、６６ナイロン）繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリウレタン繊維等を横糸４として用いる。
横糸４は、柔軟性や耐久性を考慮して、例えば、複数本の長繊維を編み合わせて構成し、繊度は３００ｄｔｅｘ以上５０００ｄｔｅｘ以下にする。横糸４は、スチールコード１よりも細径にする。
スチールコード１は種々の構造を採用することができ、図６に示す１＋６構成コード、図７に例示する３＋６構成コード、図８に例示する１＋１９構成コード、図９に例示する１＋Ｓｅｗ（１９）構成コードのうちのいずれか１つの構成コードを採用する。
スチールコード１の撚り倍数は９以上１４以下に設定することが好ましい。撚り倍数とは、スチールコード１の外径Ｄに対するスチールコード１の撚りピッチＴの比を示す値Ｔ／Ｄである。撚り倍数が９未満ではスチールコード１の強力が不十分になり、１４超では十分な耐疲労性を確保することができない。
図６に例示する１＋６構成のスチールコード１は、芯線２となる１本のスチールワイヤの外周面に、側線３となる６本のスチールワイヤが撚り合わされてオープン構造になっている。
図７に例示する３＋６構成のスチールコード１は、芯線２となる３本のスチールワイヤの外周面に、側線３となる６本のスチールワイヤが撚り合わされてオープン構造になっている。
図８に例示する１＋１９構成のスチールコード１は、芯線２となる１本のスチールワイヤの外周面に、側線３となる６本のスチールワイヤと、さらにその外周面に側線３となる１２本のスチールワイヤが撚り合わされてオープン構造になっている。
図９に例示する１＋Ｓｅｗ（１９）構成のスチールコード１は、芯線２となる３本のスチールワイヤの外周面に、側線３となる６本のスチールワイヤと、さらにその外周面に側線３となる１２本のスチールワイヤが撚り合わされている。
スチールコード１の側線３に外径の異なる２種類のスチールワイヤが使用されている場合、相対的に小径のスチールワイヤの外径を、相対的に大径のスチールワイヤの外径の６０％以上９０％以下に設定するとよい。これにより、ゴムの浸透性が良好になる。
本発明のコンベヤベルト９では、心体層５を構成するスチールコード１を従来に比して細径の０．３５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下にしているため、コンベヤベルト９を薄肉化および軽量化される。これに伴い、コンベヤベルト９を使用現場まで運搬する際、使用現場で稼働させる際に要するエネルギーを削減することができる。
このコンベヤベルト９の製造工程では、心体層５の薄肉化に伴うコンベヤベルト９の薄肉化によって、コンベヤベルト９の加硫時間が短縮される。そのため、コンベヤベルト９を製造する際に要するエネルギーも削減することができる。そのため、本発明では、コンベヤベルト９の製造および使用する際に要するエネルギーを効果的に削減することが可能になる。
スチールコード１を細径化することにより、スチールコード１の１本当たりの強力は低下する。しかしながら、スチールコード１の横並びピッチＰを０．３５ｍｍ超７．０ｍｍ以下に設定して従来に比して非常に短くしている。そのため、単位ベルト幅当たりのスチールコード１の本数密度が向上する。したがって、単位ベルト幅当たりに埋設できるスチールコード１の本数が増大し、心体層５としての総強力を十分に得ることができ、補強機能を損なうことなく確保できる。
コンベヤベルト９が薄肉化することにより、コンベヤベルト９の曲げ剛性が小さくなってプーリ周りを走行する際に生じるエネルギーロスが減少する。また、スチールコード１により構成される心体層５は、１層をコンベヤベルト９に埋設することが従来の常識であった。その理由は、複数層の心体層５を埋設すると、コンベヤベルト９がプーリ周りを走行する際に、内周側に埋設された心体層５を構成するスチールコード１に圧縮力が作用して座屈し易くなるためである。しかしながら、この薄肉化された心体層５では、複数層をコンベヤベルト９に埋設しても、コンベヤベルト９がプーリ周りを走行する際に、内周側に埋設された心体層５を構成するスチールコード１の中立面からの距離が小さくなる。それ故、このスチールコード１に作用する圧縮力が非常に小さくなるため、複数層の心体層５をコンベヤベルト９に埋設することが可能になる。
スチールコード１の外径Ｄを０．３５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下にすると、心体層５としての補強機能を確保しつつ、コンベヤベルト９の製造および使用する際に要するエネルギーを一段と削減することができる。
ここで、心体層５を構成するスチールコードの外径および本数のみを異ならせて、心体層を１層埋設した同等性能（心体層の総強力は実質的に同じにする）の厚さ３６．５ｍｍのコンベヤベルトを製造する場合について、コンベヤベルトの重量、加硫時間を試算する。スチールコードの外径Ｄを１０．４ｍｍとして、横並びピッチＰを１６ｍｍとして埋設本数を５９本とした仕様を従来例とする。スチールコードの外径Ｄを６．０ｍｍとして、横並びピッチＰを７．０ｍｍとして埋設本数を１３５本とした仕様を実施例とする。
この従来例と実施例とを比較すると、従来例に対して実施例のコンベヤベルトの重量は約１８％低減し、加硫時間は約１５％短くすることができる。
１ スチールコード
２ 芯線
３ 側線
４ 横糸
５ 心体層
６ 上カバーゴム
７ 下カバーゴム
８ クッションゴム
９ コンベヤベルト
２ 芯線
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４ 横糸
５ 心体層
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８ クッションゴム
９ コンベヤベルト
Claims (4)
- 横並び状態で延在する多数本のスチールコードにより構成される心体層と、この心体層を挟んで上下にそれぞれ配置される上カバーゴムおよび下カバーゴムとを備え、前記スチールコードが長手方向に延在して埋設されたコンベヤベルトにおいて、
前記スチールコードの外径が０．３５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であり、前記スチールコードの横並びピッチが０．３５ｍｍ超７．０ｍｍ以下であり、それぞれの前記スチールコードが複数本のスチールワイヤを撚り合わせて形成されていて、横並び状態の前記スチールコードの間を上下に縫うように通過して横断する複数本の横糸を備え、これら複数本の前記横糸の前記スチールコードの長手方向に隣り合うどうしが互いに前記スチールコードの長手方向に１６ｍｍ以上５００ｍｍ以下の間隔をあけて配置されていて、それぞれの前記横糸が前記スチールコードよりも細径の樹脂繊維であることを特徴とするコンベヤベルト。 - 前記スチールコードの構造が、１＋６構成コード、３＋６構成コード、１＋１９構成コード、１＋Ｓｅｗ（１９）構成コードのいずれか１つの構成コードであり、前記スチールコードの撚り倍数が９以上１４以下である請求項１に記載のコンベヤベルト。
- 前記スチールコードを構成する側線に外径の異なる２種類のスチールワイヤが使用されていて、相対的に小径の前記スチールワイヤの外径が、相対的に大径の前記スチールワイヤの外径の６０％以上９０％以下に設定されている請求項２に記載のコンベヤベルト。
- それぞれの前記横糸が複数本の長繊維を編み合わせて構成され、繊度が３００ｄｔｅｘ以上５０００ｄｔｅｘ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のコンベヤベルト。
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