【手続補正書】
【提出日】平成15年5月26日(2003.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】連続運搬システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】物質を搬送するためのベルトを有し、
前記ベルトは、互いに対向する当該ベルトの縦方向端に沿って連続的に配置される吊り下げ部材によって、複数の個別の支持手段から吊り下げられ、
前記吊り下げ部材は鉤型の断面を有する
ことを特徴とする連続運搬システム。
【請求項２】前記支持手段は、前記ベルト中を運搬される物質を保持するため、および前記ベルトに物質を載せるため若しくは前記ベルトから下ろすために、前記縦方向端を選択的に収束させる
ことを特徴とする請求項１記載の連続運搬システム。
【請求項３】前記支持手段は、複数の駆動アイドラ若しくは非駆動アイドラを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の連続運搬システム。
【請求項４】前記支持手段は複数のアイドラ組を有する
ことを特徴とする請求項２記載の連続運搬システム。
【請求項５】前記アイドラ対は、個別に第一の一連のアイドラと、第二の一連のアイドラとを有し、前記第一の一連のアイドラと前記第二の一連のアイドラは、対向する前記ベルトの側面に配置され、対応する前記吊り下げ部材と係合することにより前記ベルトを支持する
ことを特徴とする請求項４記載の連続運搬システム。
【請求項６】一定の間隔で空間的に配置される一連のアイドラを有する連続したアイドラ組によって、縦方向端の収束および分離が実行される
ことを特徴とする請求項５記載の連続運搬システム。
【請求項７】前記吊り下げ部材および前記支持手段は、対応する非類似曲面を介して接触することを特徴とする請求項３至６のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項８】前記吊り下げ部材は、下方を向いた前記鉤型断面の凹面の方向を向いている
ことを特徴とする請求項１至７のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項９】前記吊り下げ部材は、更に、前記鉤型断面に対し逆曲面を有し、
前記逆曲面は、上方を向いた凹面を有し、
前記支持手段は、前記逆曲面に対する下方向の反作用により、前記吊り下げ部材と接触するアイドラを有する
ことを特徴とする請求項３至８のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項１０】前記吊り下げ部材は、更に、前記縦方向端の各々に沿って第二の鉤型断面を有し、前記第二の鉤型断面は前記第一の鉤型断面と鏡面対称となる方向を向いている
ことを特徴とする請求項１至９のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項１１】複数の個別の部分において前記ベルトが用いられる
ことを特徴とする請求項１至１０のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項１２】前記個別の部分は空間的に離れており、前記吊り下げ部材のみを介して接続されている
ことを特徴とする請求項１１記載の連続運搬システム。
【請求項１３】前記ベルトにはコルゲーションが施されており、前記コルゲーションは前記ベルトの長さ方向に沿って縦に伝播している
ことを特徴とする上記請求項のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項１４】各コルゲーションは、前記ベルトの縦方向の軸に垂直な軸に関する曲げに対して関節として機能する
ことを特徴とする請求項１３記載の連続運搬システム。
【請求項１５】前記コルゲーションは、前記ベルトの表面に対応した内部表面を有し、運搬される物質が積まれたとき、前記内部表面は前記物質から受ける損傷に対して強化されている
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の連続運搬システム。
【請求項１６】前記コルゲーションは、前記ベルトの垂直軸に対してある角度で傾いている
ことを特徴とする請求項１３至１５のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項１７】前記コルゲーションは、前記ベルトの周囲において部分的に、且つ前記ベルトの中心線に関して対称的に施されている
ことを特徴とする請求項１３至１６のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項１８】前記コルゲーションの各々の深さは、前記ベルトの中心線において最大であり、各コルゲーションの両終端において最小になるように変化し、その変化は前記中心線に関して対称である
ことを特徴とする請求項１３至１７のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項１９】物質を運搬するためのベルトを有する連続運搬システムであって、前記ベルトは、互いに対向する前記ベルトの縦方向端にそって配置される吊り下げ部材によって、複数の個別の支持手段から吊り下げられ、前記吊り下げ部材は鉤型の断面を有し、更に、互いに対向する前記ベルトの縦方向端に沿って配置される受けとめ手段と係合することによって、前記ベルトに対して駆動力を付与する少なくとも一の駆動手段を有する
ことを特徴とする連続運搬システム。
【請求項２０】前記受けとめ手段は、前記吊り下げ部材の凹面を含む
ことを特徴とする請求項１９記載の連続運搬システム。
【請求項２１】前記駆動手段は、連続した細長い駆動面を有するキャタピラ駆動を含む
ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の連続運搬システム。
【請求項２２】前記キャタピラ駆動装置は、チェーンと噛み合うための一連のスプロケットを有し、前記チェーンは前記連続した細長いベルト駆動面と一体である
ことを特徴とする請求項２１記載の連続運搬システム。
【請求項２３】前記受けとめ手段の一つ若しくは両方、および前記細長い駆動表面は、前記付与される駆動力を増大させるような断面形状を有する
ことを特徴とする請求項２１に記載の連続運搬システム。
【請求項２４】前記駆動手段は、前記連続運搬手段の終端間の中間に配置される複数の前記キャタピラ駆動装置を有する
ことを特徴とする請求項２１至２３のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項２５】前記連続運搬システムの前記終端の各々において、前記駆動ベルトを支持し、および戻すための非駆動プーリユニットが配置される
ことを特徴とする請求項１９至２４のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項２６】前記駆動手段および支持手段は、ひとつのフレーム骨組みに取り付けられる
ことを特徴とする請求項１９至２５のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項２７】前記駆動手段は、個別の分割可能な複数のフレームの取り付けられる
ことを特徴とする請求項１９至２５のいずれか一に記載の連続運搬システム。
【請求項２８】物質を運搬するためのベルトを有する連続運搬システムであって、前記ベルトは、互いに対向する前記ベルト縦方向端に沿って連続的に配置される吊り下げ部材によって、複数の個別の支持手段から吊り下げられ、前記吊り下げ部材は鉤型の断面を有し、更に、各々が水平面および垂直面において回転可能である複数の支持フレームを有する関節で連結された支持システムを有する
ことを特徴とする連続運搬システム。
【請求項２９】追加される個々の支持フレームは、前記関節で繋がれた支持システムに選択的に付加される
ことを特徴とする請求項２８記載の連続運搬システム。
【請求項３０】互いに対向する前記ベルトの縦方向端に沿って配置される受けとめ手段と係合することにより、前記ベルトに対し駆動力を付与するための少なくとも一つの駆動手段を有する
ことを特徴とする請求項２８または２９記載の連続運搬システム。
【請求項３１】前記駆動手段および前記支持手段は、各々別々に、若しくは組み合わせて、前記支持フレームに取り付けられる
ことを特徴とする請求項３０記載の連続運搬システム。
【請求項３２】連続運搬システム用ベルトであって、前記ベルトは、互いに対向する前記ベルトの縦方向端に沿って連続的に配置される吊り下げ部材によって、複数の個別の支持手段から吊り下げられ、前記吊り下げ部材は鉤型の断面を有する
ことを特徴とするベルト。
【請求項３３】前記吊り下げ部材は、前記鉤型断面が下方向を向いた凹面の方向に向いている
ことを特徴とする請求項３２記載の連続運搬システム用ベルト。
【請求項３４】前記吊り下げ部材は、更に、鉤型断面に対して逆局面を有し、前記逆局面は上方を向いた凹面を形成する
ことを特徴とする請求項３２または３３記載の連続運搬システム用ベルト。
【請求項３５】前記吊り下げ部材は、更に、各々縦方向端に沿った第二の鉤型断面を有し、前記第二の断面は、前記第一の断面に対し鏡面対称の方向を向いている
ことを特徴とする請求項３２至３４のいずれか一に記載の連続運搬システム用ベルト。
【請求項３６】前記ベルトはコルゲーションが施されており、前記コルゲーションは前記ベルトの長さ方向に沿って縦に伝播している
ことを特徴とする請求項３２至３５のいずれか一に記載のベルト。
【請求項３７】前記コルゲーションの各々は、前記ベルトを前記ベルトの縦方向に垂直な軸に対して曲げるための関節として機能する
ことを特徴とする請求項３６記載の連続運搬システム用のベルト。
【請求項３８】前記コルゲーションは、前記ベルトの表面に対応する内部表面を有し、運搬される物質が積まれたときに、前記内部表面は前記物質から受ける損傷に対して強化される
ことを特徴とする請求項３６または３７記載の連続運搬システム用ベルト。
【請求項３９】前記コルゲーションは前記ベルトの垂直軸に対してある角度で傾いている
ことを特徴とする請求項３６至３８のいずれか一に記載の連続運搬システム用ベルト。
【請求項４０】前記コルゲーションは、前記ベルトの周囲に部分的に形成され、前記ベルトの中心線に関し対称的である
ことを特徴とする３６至３９のいずれか一に記載の連続運搬システム用ベルト。
【請求項４１】前記コルゲーションの各々の深さは、前記ベルトの中心線において最大となり、各コルゲーションの終端において最小となるよう変化し、その変化は前記中心線に関して対称である
ことを特徴とする請求項３６至４０のいずれか一に記載の連続運搬システム用ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、概して、鉱山から物質を運ぶこと、具体的には連続運搬システム、特に吊り下げ型連続運搬システムに関するものである。
【０００２】
（背景技術）
粗鉱（run of mine; ROM）とは鉱山から採掘されるのあらゆる物質のことであり、鉱石と廃棄物との両方を含んでいる。経済的な観点から、採掘した粗鉱を輸送する際のコストを考慮することは極めて重要である。
【０００３】
一般的には、物質は、何トンもの物質を輸送することのできる専用のトラックにより運ばれる。粗鉱は一時的に積み上げられた鉱石の山から、あるいは採掘後直にトラックに積まれる。積み荷物質の質に応じて、トラックは採掘場から廃棄物集積場または鉱石粉砕プラントへ向かう。
【０００４】
このような目的に特化したトラックを何台も購入するのは非常にコストがかかり、さらには重い荷を積んだ状態で走るトラックに十分耐えうる道路の整備やメンテナンスする必要もある。さらに、採掘が進んでいくと、採掘地点はどんどん深くなっていき、トラックが輸送しなければならない距離も増える。一般的な道路率は１０％であるが、これはすなわち垂直方向に１メートル進むのに１０メートルの道路が必要になることを意味している。結果的に、トラックが物質を採集し、それを捨て、再び戻ってくる時間は増加する。従って、採掘が進むにつれ単位時間当たりの粗鉱の採掘コストも増大してしまう。この実質的な償却資本金にこの変動コストが加わることで、採掘作業の実行に重大な悪影響がでる。
【０００５】
これに替わる方法として、コンベヤシステムを使って物質を運搬する方法がある。従来のコンベヤシステムでは、強化ゴムベルトを用いられ、このベルトは、当該ベルトの下部に設置されベルトを動かす駆動システムを構成するアイドラによって支えられている。このシステムの設置位置は固定されているので、結果的に直線的になってしまう。垂直方向にも水平方向にもほとんどあるいは全く曲げることはできない。
【０００６】
コンベヤシステムは、駆動力を提供する駆動ドラム間に張力が必要であり、従って本質的にずれを許容することができない。よって、そのようなシステムにいては、通常は、遮られることのない直線経路をどのように確保すべきかを考えるのに膨大な時間が費やされてしまう。
【０００７】
さらに、鉱山環境の問題もある。大変な量の塵、泥、水が浸透し、鉱山地域にあるあらゆる設備を覆ってしまうことが予想される。これらの要素が絡まりあうと自然の潤滑剤となり、これが一度ベルトに触れると、駆動ドラムの駆動力は著しく減少しまう。この潤滑剤が水平方向に作用してしまうと、ベルトが傾いたときに搬送力が許容範囲を下回り、実質上駆動力を失ってしまう可能性もある。
【０００８】
さらに、ベルトがある角度を超えて傾くと、物質はベルトからすべり落ちてしまい輸送が妨げられてしまう。一般的には、このようなシステムでは水平面に対して約２０度の傾きまでしか許容されない。
【０００９】
さらに、システムの大きさの問題もある。コンベヤシステムのベルトは大きな角張った岩石から受ける深刻なダメージに耐えうるようになっているが、その理由のひとつは、ベルト上の乗った岩石の角の鋭さと、岩石を下からの支える力との間で穿孔力、せん断力が生じるからである。結果として、このようなシステムは、運び出される個々の岩石の大きさを小さくし重さ軽くするために用いられる掘坑内の粉砕プラントと組み合わせて設置されることになる。
【００１０】
一般的にはこのようなシステムで取り扱うことのできる岩石の大きさは３００ｍｍ以内であるので、坑から取り出される物質は適当な大きなに砕かなくてはならない。
【００１１】
このような構成をとった場合、粉砕に要するコストが重大な問題となってくる。粉砕プラントの設置および稼動は重要であり、必要になったときだけきちんと稼動するようにしなくてはならない。
【００１２】
困ったことに、一般的には粗鉱には３００ｍｍ以上から通常約１０００ｍｍの物質が非常に高い割合で含まれている。さらに、予測できない大きさの巨大「裏切り」岩石に遭遇することも避けられない。したがって、健全経済よりもコンベヤシステムの制限から、この粉砕工程が必要なのである。
【００１３】
さらに、物質はまず粉砕プラントに通常はトラックで運ばれ、次に何らかのコンベヤシステムへ乗せられる。つまり、物質には「二度手間」がかかっている。
物質の輸送が行われるたびに、物質１トン当たりのコストは増え、このようなシステムの経済的な実効性が薄れてゆく。
【００１４】
さらに、鉱石に対する廃棄物の割合はかなり変化する一方、経済面からみると鉱山の操業はしばしば６対１の割合、すなわち１トンの鉱石を得るのに６トンの廃棄物がでる割合に依存している。トラックを用いたシステムを用いると、この廃棄物は直接廃棄場所へ運ばれるが、このような物質を粉砕しても実質上何の利益もないし、多量の使い道のない廃棄物が出るだけである。
【００１５】
コンベヤシステムの他の形態として、米国特許ＵＳ４９１５，２１３号に開示されているような吊り下げベルトシステムと呼ばれるものがある。このシステムには「ＳＩＣＯＮ」という名で知られており、滴形で上部が開いたベルトが用いられている。このベルトの垂直方向の両端は涙形の上部において互いに接近しており、摩擦によってベルトを駆動するエンドドラム間に張られた途切れのないケーブルに取り付けられている。ケーブルを分離することによってベルトが開き物質を乗せることが可能になる。物質を乗せた後、ケーブルは合わさり、ベルトは一種の袋のようになり物質を包み込むのである。しかし、このようなシステムは、ベルト上を物質が滑ってしまうような傾斜があるところでは使うことができない。
【００１６】
さらに、このシステムでは扱えるのは、一般的には、その大きさが最大でも４０ｍｍから７０ｍｍの小さな粒子に限られる。さらに、これらのシステムは、従来のコンベヤシステムと同様、駆動ドラムに依存しているため機動性に欠ける。よって、このようなシステムは、一般的には、細かい物質の一括輸送に関連するものにしか応用されていない。そしてこの理由により、このようなシステムの使用方法は鉱業においては事実上知られていなく、かなりの量の大きな物質を輸送する際に生ずる問題に対する実際上の解決方法も提示されていない。
【００１７】
したがって、本発明の目的は、効率または効果の観点から、従来技術に対して優れる連続運搬システムを提供することである。
【００１８】
（発明の開示）
この点に鑑み、本発明の一つの特徴によれば、物質を搬送するためのベルトを有する連続運搬システムが提供される。前記ベルトは、互いに対向する前記ベルトの縦方向端に沿って連続的に配置される吊り下げ部材により、複数の個別の支持手段から吊り下げられ、前記吊り下げ部材は断面が鉤型形状である。物質を搬送する際に支持用アイドラが互いに近づくと中の物質を搬送するための支持管状部を少なくとも実質的に形成するように、前記ベルトは縦方向と横方向との両方の方向に曲がることができるようになっている。荷の上げ下ろしは、両端が離れベルトが開くことにより行われる。
【００１９】
鉤型形状断面は、ベルトのそれぞれの縦方向端において強化された部分に沿って配置される。断面が鉤型形状であることによって、稼動中にアイドラに保持されること、およびメンテナンスの際に容易にベルトを脱着することが可能になる。
【００２０】
しかしながら、鉤型形状の最も重要な利点は、平行移動の自由度に対し余裕がある点である。鉤型断面およびアイドラの側面は異なった曲面であるので、同じ曲率をもつ曲面の形状（大抵は球面）どうしの典型である単なる「ボール・イン・ソケット」動作ではない作用が得られる。この非類似の曲面を用いることによってアイドラ面と鉤型面とが接する領域は、鉤型断面の曲線経路に沿って変化する。
【００２１】
したがって、この作用によって、搬送ラインに対して垂直方向および水平方向の曲線部に対し広い範囲で適応することが可能になる。
【００２２】
ベルトは、鉤型断面を有し、その全長方向に対して連続的であってもよい。あるいは、ベルトは分割されたベルトであってもよい。すなわち、複数の個別のベルト部分を、各部分の縦方向端に沿って断面を鉤型に保ったまま、ひとつなぎにした構成であってもよい。このように、分割されたベルト部分の「電車」は、連続ベルトと同様の機能を有する。このような構成をとった場合、各ベルト部分を付け加えたり、取り外したり、あるいは損傷を受けた部分を交換することが可能となる。さらに、輸送物質の体積が小さいが、個々の岩石は容量の大きいベルトを必要とするほど大きい場合、各ベルト部分はチェーンや棒材等の接続部材で置き換えることも可能であるという利点がある。
【００２３】
さらには、このように自由度が増えることによって、岩石の大きさが従来のベルトシステムや吊り下げベルトシステムに比べて大きい場合でも対処することが可能である。
【００２４】
さらに、自由度が追加されることによって、従来のシステムよりも、使用されるベルトの容量を増やすためにベルトを開くことが可能になる。したがって、従来のシステムは、しばしば当該システムの他の部材に対して悪影響を与えていたのに対し、本発明ではそのような問題は解消される。
【００２５】
容量の増加は、垂直方向の移動度に関して相乗効果をもたらす。上述したように、本システムにおいては傾斜した表面を物質は移動する。粗鉱が傾斜表面を移動するためには、ベルトのなかで安定していることが要求される。ベルトで運ばれる物質の体積が増加すると、物質は固まる傾向にあり、物質の塊は一体となって移動する傾向がある。「ブリッジング」として知られているが、物質がベルトに積まれ開口部が閉じられると、ベルトの壁どうしが接近することによって、物質が圧縮される。この圧縮により物質は固まり、物質の搬送は妨げられる。実際、ベルトの容量に対して十分物質が積まれると、物質はかたく結びつき全く流れなくなってしまう。
【００２６】
この効果は、積み荷用ホッパ、鉱石貯蔵容器、立坑等の、物質が流れなくてはならないところにおいて問題になるということが知られている。これに対し本発明は、この効果を制御することによって圧密を積極的に利用するのである。その後、ベルトを下ろすと、開口部は開き、ベルトは物質を圧力から開放するので、物質は再び流れることができる。
【００２７】
さらに、鉤型断面は自己清浄作用を有する。下方に凹面となる断面形状を有するため、アイドラに付着しベルトまでたどり着く岩屑はすばやく取り除かれ、装置まで進入せずなんら悪影響を及ぼすことなく落下してゆく。さらに、アイドラ支持部と断続的に接触しているベルトのあらゆる部分において、この自己清浄作用は促進される。
【００２８】
他の態様においては、鉤型断面は逆曲面を有し、第二のアイドラは、このベルトにおけるそれぞれの縦方向端の逆曲面における凹面に対し、下方向の力を作用させる。
【００２９】
さらに別の実施形態においては、連続ベルトの縦方向端は、第一の鉤と鏡面対称であるような第二の鉤を有しており、つまり第一の鉤と同じ高さに設置され、反対の方向を向いており、鉤の凹部は第一の鉤と同様に下方を向いている。本実施形態においては、安定性、駆動性能、および荷上げ・荷下ろし時の特性、若しくはその他の目的に応じて、アイドラの配置を変更することが可能である。
【００３０】
さらに別の実施形態においては、第二の鉤は第一の鉤と同様の配置であるが、第一の鉤の直下に設置され、上方のアイドラの傾斜に適応する。
【００３１】
本発明が有する別の特徴によれば、物質を運搬するためのベルトを含む連続運搬システムが提供される。このベルトは、互いに対向する前記ベルトの縦方向端に沿って連続的に設置される吊り下げ部材によって、複数の個別の支持手段から吊り下げられ、各吊り下げ部材は鉤型断面を有し、対向するベルトの縦方向端に沿って位置する受けとめ手段と係合することによりベルトに対し駆動力を与える駆動手段を少なくとも一つは有している。駆動手段は、連続した細長い駆動面を有し、ベルトの一部もしくはベルトのキャリアの一部と接触し、摩擦による駆動力若しくはキャタピラ装置とベルトまたはベルトキャリアとの間の接合面による駆動力を付与するキャタピラ装置を有していても良い。あるいは、キャタピラ装置は複数のスプロケットを有していても良い。さらに、連続ベルトは、細長い駆動面を有するチェーンであっても良い。この場合、連続ベルトは摩擦による駆動ではなくチェーン駆動で動作する。
【００３２】
この駆動システムは、連続運搬システムの両端間に位置する複数のキャタピラ装置を有していても良い。駆動システムは、ベルトの支持システムの一部として、フレームに取り付けられるアイドラユニットと一体として構成されても良い。また、アイドラは駆動力を有していなく、駆動されるベルトを支持する機能を有し、連続運搬システムの両端間の中間に位置していてもよい。
【００３３】
ベルトが正常に戻ってくるのを促進するため、フレームに装着され「戻りベルト」を支持するための駆動力を有しないプーリユニットを両端に設置してもよい。
【００３４】
駆動手段およびアイドラユニットは連続した枠組みの一部であっても良い。あるいは、駆動ユニットおよびアイドラユニットの各々は、不連続フレームに装着されていても良い。不連続フレームの場合、フレーム間で旋回運動を行えるように各フレームは連結されていてもよい。あるいは、不連続フレームは孤立しており、隣り合うフレームと直接的な接触を持たないように構成されてもよい。
【００３５】
一又は複数のキャタピラ装置を設けることによって、従来の終端ドラム駆動のように、ドラム間に張力を付与する必要なしにベルトは駆動される。すなわち、キャタピラ装置により駆動されるベルトには張力がいらない。
【００３６】
従って、この駆動システムを用いれば、張力が必要ないので連続運搬システムを拡張することが可能になる。従来のコンベヤシステムが拡張性に乏しかった主な理由は、固定された駆動ドラムを用いていることである。すなわち、選鉱地点が連続的に移動するのに対し、駆動ドラムは容易に移動することができないのである。本発明は、更に、駆動力が要求される場合は適宜駆動ユニットを付加するとともに、不連続なアイドラユニットフレームを本連続運搬システムに付加することも可能である。また、駆動力を有しないプーリユニットを先端に設置することによって駆動をスムーズすることも可能である。したがって、ベルトを伸ばすことによって、および新たなユニットを追加し、駆動システムを採用することによって、連続運搬システムを拡張することができる。
【００３７】
本発明の他の実施形態においては、縦方向端に沿って連続的に鉤型断面を有し、ベルト長さ方向に沿って縦にコルゲーションが付加されている、連続運搬システムに用いるベルトが提供される。
【００３８】
何も施されていない表面とは明らかに異なり、このコルゲーション付ベルトは、従来の技術に対し２つ点で優れている。第一に、連続運搬システムが斜面に設置される場合、このコルゲーションによってベルト長に沿って一定間隔で障壁があるため、物質を保持する能力が向上する。すなわち、ベルトが容量以下で使用され、且つ体積の大きい物質同士の結合効果が小さい場合、コルゲーションを付加することで物質が後方へ滑るのが防止され、物質は保持されるのである。
【００３９】
第二に、上述したように、搬送経路に対し、ベルトが垂直方向および水平方向への曲がり易さという点において、従来の技術にはない格別の効果を奏する。すなわち、コルゲーションが付加されたベルトにおいて各々のコルゲーションは関節をして機能し、ベルトが垂直方向および水平方向に曲がるのを容易にしているのである。
【００４０】
大きい岩石によって、通常の磨耗および鋭くどがった予期せぬ突出部分による局所的な損傷が積み重なり、ゴムでできたベルトは深刻な損傷を受ける。大きな岩石がコルゲーションが付加されたベルトにより運搬される際は、岩石の突出部分は内部のコルゲーションに引っかかる傾向にある。このため、大きい岩石によるベルトの損傷を抑制または防止するために、内部のコルゲーションを補強することも可能であり、これにより従来の平坦なベルトよりもベルトの寿命が延びる。
【００４１】
更に別の実施形態においては、コルゲーションの付加方向はベルトの垂直方向に対してある角度を有していてもよい。こうすることにより、ベルトが斜面を登っていくとき、実質的に垂直方向のコルゲーションが付加されたのと同じことになる。このような状況では、それぞれのコルゲーションはベルトの特徴方向に沿って物質に作用する。物質を運ぶベルトの一部が斜面を登ってゆくと、物質は後方に移動する。コルゲーションがあることによって、この物質の移動は制限される。コルゲーションが、かなりのベルトの長さにわたって物質に作用を及ぼすような場合、物質の「ブリッジ効果」は増大し、ブリッジ効果が及ぶ１個のコルゲーション当たり物質量は増え、従ってベルトが傾いたとき物質の流れを抑制する効果が増大する。
【００４２】
さらに別の実施形態においては、コルゲーションは、断面の中心線に関して対称で、且つ断面の曲線部を取り囲むように、断面周囲の一部分のみに沿って形成されていてもよい。
【００４３】
更に別の実施形態においては、各コルゲーションの深さは、コルゲーションの長さに沿って異なることとしてもよい。すなわち、ベルトの底面部で最も深くなり、その両側に行くに従って対称的に深さが減少する。
【００４４】
本発明の更に他の態様に従うと、縦方向端に沿った鉤型の断面を有するベルトを含み、ベルトの長さ方向に沿って設置される駆動手段を有し、ベルト若しくはベルトキャリアの一部分と接触し、該駆動手段と該ベルト若しくは該ベルトキャリアと間で接触面による駆動力を付与する駆動システムによって駆動される連続運搬システムが提供される。
【００４５】
この駆動システムは、連続運搬システムを拡張可能にしている一方で、障害物を迂回する必要が生じたとき、アイドラユニットフレームの連結および鉤のアイドラへの取り付けによって、ベルトおよび支持フレームの曲げに対する自由度が生まれ、直線状経路を障害物の周囲を囲むような曲線形状の経路に変化させることが可能になる。
【００４６】
この自由度があるために、さらに、連続運搬システムが垂直方向の傾斜のような垂直方向の曲線に対応することが可能となる。上述したように、従来の吊り下げシステムにおいては、３０度以上の傾斜があると物質が後方へすべってしまい運搬することができない。これはベルト内において物質の体積が比較的小さく、容易にベルトの縦方向へ滑り落ちてしまうことによるものである。しかしながら、本発明においては、物質を積んだベルトは、ほぼ最大容量であるため、これ以上の物質を運搬する能力は持っていない。よって、局所的な移動を除けば物質は動くことができないので、本連続運搬システムは、従来のシステムにはできなかった斜面に沿った物質の運搬を可能にする。
【００４７】
本発明の更に他の態様によれば、物質を運搬するためのベルトと、各々が水平面および垂直面内における旋回軸となる複数の支持フレームを有する連結支持システムとを有する。ここで、このベルトは、互いに対向する該ベルトの縦方向端に沿って設置される吊り下げ部材によって、複数の個別の支持手段から吊り下げられおり、この吊り下げ部材は鉤型の断面を有している。
【００４８】
各フレームは回転可能に調節可能になっているため、同様の調節可能なフレームを本連続運搬システムに用いた場合、障害物を回避し傾斜面の上を移動させるように調整するこのできる、完全に連結したシステムが提供される。
【００４９】
上述したシステムの第二の特徴は、更に個別のユニットを付加することにより、本システムに拡張性が備わるということである。
【００５０】
更に重要なのは、これら特徴を組み合わせることによって、鉱山内部の選鉱地点の位置決めをする際、二つの独立した工程で行うことができるということである。鉱山内部の採掘面まで斜面を降りてゆく移動掘削機がその一例である。掘削機は、採掘面から物質を採掘しつつ移動してゆくので、粗鉱を取り出すシステムも同様に移動しなければならない。
【００５１】
この場合、掘削作業を開始する前に本連続運搬システムを設置することが可能である。予め決まった直線状の運搬経路があるわけではなく、本連続運搬システムにおける荷上げ地点を掘削開始地点の近くに設定する前に、経路には他行している箇所がいくつかあってもよい。よって、運搬経路の実効距離は、実際の長さよりも実質的に短くなる。
【００５２】
掘削機が掘り進んでいくに従い、荷上げ地点と掘削機とが常に接近している状態にあるように、荷上げ地点は掘削機の後をすばやく追いかけるようにしてもよい。荷上げ地点を進めることによって、少なくともひとつのフレームの連結はこの移動に対応し、本連続運搬システムは、自分自身で蛇行を修正し経路を直線状にする。したがって、運搬システム全体の長さを変えずに、実質的な経路長が伸びる。
【００５３】
荷上げ地点を進める過程は、実質的な経路長が実際の経路長を等しくなるまで繰り返すことができる。すなわち、実際の経路長は掘削面等の長さよって影響を受ける。
【００５４】
システムを設置する際、あるいはシステムの長さを大雑把に調整する必要が生じた際に、連結フレームおよび対応する長さのベルトを付加することが可能である。個々のフレームの連結は直ちに行えるわけではないが、必要に応じて、ベルトを伸ばし、且つフレームを追加することによって運搬経路の実際の長さを増やすことができる。
【００５５】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明を更に詳細に説明するにあたって、以下の、本発明に関する可能な態様を示した図面を参照するのが簡便である。本発明に関する他の態様も考えられので、以下の図面の詳細が上述した本発明の本質であると解釈してはならない。
【００５６】
図１は、吊り下げ連続運搬システムにおける閉じた状態のベルト１を示すものであり、このベルト１は、二つの互いに対向した、傾斜したアイドラ３ａおよび３ｂから構成される一連のアイドラ対２によって断続的に支持されており、アイドラ３ａおよび３ｂは、ベルト１の全長に渡って連続的に、断面が鉤型である二つの４ａおよび４ｂにおいてベルトと縦方向に接触している。中央のアイドラ５は、鉤４ａおよび４ｂにほぼ鉛直方向に凭れているので、ほぼ上方を向いているアイドラ３ａおよび３ｂは反作用を生じ、したがって鉤３ａおよび３ｂは、全てのアイドラ３およびアイドラ５との間の３方向の力によって支持されている。
【００５７】
鉤３ａおよび３ｂは、強化ゴムでできた外表面６の縦方向端のそれぞれに沿って取り付けられ、磨耗や局所的ずりを防ぐように設計されている。鉤３ａおよび３ｂは、金属部材を鉤型に成型して作られた後、複数の鋼線あるいは他の合成物によって、外表面６と平行に且つ縦方向に挿入されることによって強化される。鉤３ａおよび３ｂが、１０と外表面６とを一体的に連結することによってベルト１が形成される。
【００５８】
連続運搬システムは、ベルト１で囲まれた空間７の中で物質を搬送する機能を有している。このベルト１は連続的な環の中で駆動され、一連のアイドラ対２によって断続的に支持されている。アイドラ対２は、支持および閉じた状態の保持のために動作し、物質を空間７内に閉じ込め、さらに水平方向に分布している荷に対し、外表面ゴム６を介して作用を及ぼす。これにより、物質は部分的に密集するため、搬送を助ける。
【００５９】
図２は、鉤４ａとアイドラ３ａの配置を詳細に示した図である。鉤４ａは、その下部に凹部を有しており、上方を向いたアイドラ４ａが鉤４ａと係合するようになっている。ベルト１に荷が乗っている状態では、鉤４ａは、ほぼ垂直に向いた状態から、鉤４ａの凹部が鉛直下方方向から外側に向かって４５度の角度をもった状態まで変化する。このとき、３方向の力の一部を生み出すアイドラ３ａは、垂直線に対して上方４５度までの角度の方向にあることになる。したがって、このほかのアイドラ３ｂおよび５と組み合わせるによって鉤４ａおよび４ｂは互いに押し付けられ、ベルト１を閉じた状態に保つのである。
【００６０】
ベルト１を効率よく閉じた状態に保つために、アイドラ３ａ、３ｂ、および５は、鉤４ａおよび４ｂの平行移動の自由度をなくさなくてはならない。鉤およびアイドラ（３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５）の特別な配置をとることによって、回転の自由度のみを許容することができ、この場合、鉤はベルト１の断面内で回転することになる。
【００６１】
この回転の自由度は、鉤４ａおよびアイドラ３ａの曲面の違いから生ずるものである。鉤４ａの凹部表面の曲面８の曲率は、アイドラ３ａの曲面の曲率と異なっているが、これには深い意味がある。両者で同じ曲面を用いた構成にすれば、鉤４ａおよびアイドラ３ａは球と受口との関係は擬似的に再現され、従って曲線８および曲線９は面接触を持つことになる。しかし、この構成によれば鉤４ａが自由に回転できるようになる一方、ベルト１が最大容量を実現するために必要な外表面６とアイドラ対２との間の隙間がなくなってしまう。
曲面８と曲面９とを異なるものにすると、鉤４ａとアイドラ３ａとの相対運動のために、接触点は表面８と９との間を自由に動くことが要求され、従って、回転運動とある種の平行移動運動とが生ずる。従って、空間７に物質が積まれていると、ベルト１は広がり、鉤４ａは回転・平衡移動によって平衡点まで移動し、容量が増える。この増大した角度および平行移動は垂直軸からの角度１１として表されている。
【００６２】
図３は鉤の配置に関する異なる態様を示したものであり、第一の鉤部分に対して、逆曲面４ｃの形状の部分が新たに追加されている。
【００６３】
第一の鉤部分において、凹面はほぼ真下を向いているのに対し、逆曲面４ｃ部分は、凹面が上方を向いている。この上方を向いた面は、基本的には第一のアイドラ３ｂと平行に設置されるアイドラ３ｃと接触している。第一のアイドラ３ｂは、第一の鉤部分を介してベルト６を支持するために上方への力を作用させている一方、第二のアイドラ３ｃは下方への力を作用させている。この逆曲面４ｃによって得られる利点の一つに、荷を上げ下げする際の安定性が増すということがある。本発明のひとつの特徴は、鉤およびアイドラが回転し互いに相対移動することによって、物質を包み込むベルトの容量を最大限に活用することができることである。しかしながら、例えば荷を上げ下ろしの際には、この動きは必要でない場合がある。第一の作用点に対し平行に第二の作用点を設けることによって、鉤部分において幅広い支持力が得られるので回転運動が抑制され、従って要求される安定性が得られる。
【００６４】
図４は鉤の配置に係る他の態様を示したものであり、鉤部分は二重鉤部４ｄによって置き換えられている。すなわち、第一の鉤部と鏡面対称の位置に第二の鉤部が位置している。逆曲面４ｃを採用した態様と同様の安定化作用が得られるのに加え、二重鉤４ｄはその部分においてベルト６の輸送容量を増加させるという利点をさらに有する。繰り返すが、本実施形態においては輸送時における利点を有している。
【００６５】
ベルト６に入った物質が接触する結果、物質の運搬の際は、支持システムにかかる荷重は物質の輸送中常に高くなる。下方を向いた第二の鉤４ｄを用いることによって、新たにアイドラ３ｄからの上方への反作用を得ることができるので、追加容量が必要になった場合、運搬容量は２倍になる。
【００６６】
図５は、ベルト１が荷の上げ下げのために開放状態になっている状態を示している。ベルト１を開くために、異なるアイドラ組１２ａおよび１２ｂが必要である。上述したように、アイドラ組２は３方向からの圧密作用を受ける。この例では、開放状態にするために、対向するアイドラ１２ａおよび１２ｂは乖離し、ベルト１の縦方向端を分離し、これによってベルト１が開くことになる。この位置では、物質はホッパ（図示せず）等により、空間７ｂへ直接積み込まれる。
【００６７】
図６は、ベルト１の高さ方向に関する他の構成を示す図である。本発明の連続運搬システムは、縦方向のオリエンテーションを有している。
【００６８】
本実施形態においては、ベルト１には、ベルト１に沿って、その垂直方向にコルゲーション１３および１４が、ある間隔で形成されている。コルゲーション１３および１４は、この場合、ベルト１に沿って縦方向に配置されるが、コルゲーション１３および１４の傾きを自由に設定することが可能である。ベルト山部分１３をさらに補強することによりコルゲーション１３および１４は構成される。具体的には、ベルトに積まれ運搬される角の尖った岩石が、コルゲーションの谷部１４に比べて摩擦耐性が非常に増大するように構成したコルゲーションの山部１３と接触するようになっている。山部１３には、補強材として交換可能な挿入物（図示せず）を用いることができる。この場合、保護材を頻繁に取り替ることによって、ベルト１は岩石による損傷から保護される。
【００６９】
図７はコルゲーション１３および１４の断面図であり、この図を用いてコルゲーションの二番目に重要な特徴を説明する。上述したように、ベルト１が閉じると物質は密集する傾向にある。物質が密集すると、凝集効果によって物質は結びつく傾向にあり、運搬中の物質の動きが制限されてしまう。
【００７０】
図８はベルト１の他の態様を示す図である。図６および図７に示すベルトにおいて、コルゲーション１４はベルト１の軸対して直角の方向を向いていたが、図８に示すコルゲーション１４ａは、鉛直方向に対してある傾き１５を持っている。このコルゲーション１４ａの傾きは連続運搬システムの位置が斜面に設置されるときに有効である。「ブリッジ効果」によって運搬される物質は擬似的にひとつの塊になる。
【００７１】
物質が斜面を運搬されるとき、重力によって物質はベルトの後方へ移動しようとする。この作用は圧密化を促進する一方、物質にもろい部分があると、圧密化を妨げる可能性がある。しかし、コルゲーション１４ａを用いることにより後方へのすべりに対する抵抗力が増大するので、このシステムによってもたらされる作用効果は更に顕著になる。
【００７２】
図８は、底面から線１６までの間、ベルトにおいて部分的にコルゲーションが付加されている様子を示している。傾斜した１４ａおよび傾斜していない１４の両方のコルゲーションに関して、コルゲーション１４ａをどの程度上方まで拡張するかという自由度があるが、この自由度に応じて得られる利益は変わってくる。ただし、これはある線１６を越えて拡張する場合に限られる。この線１６は、物質、湿度、水分含有量、傾斜角等の条件によって変化する。よって、本システムを設計する際、最大の高さまでコルゲーション１４ａを付加する必要がない場合は、線１６によって本システムを最適化することができる。
【００７３】
図９は、駆動ローラ２０によって駆動され一連のキャタピラアイドラ１９の周りを運動する連続ベルト１８を含むキャタピラ装置１７によって駆動されるベルト１を示している。ベルト１の鉤４は連続ベルト１８およびピンチアイドラ２１の間を縫うようにして移動する。よって、連続ベルト１８に沿った駆動力は、ピンチアイドラ２１とキャタピラアイドラ１９との間にかかる圧力を調整することによって発生する。従って、装置１７は摩擦によって駆動されるといえるが、その摩擦による駆動力を制御する反作用圧力は劣悪な条件下で調整可能である。
【００７４】
あるいは、駆動装置１７において、駆動ローラ１９およびキャタピラアイドラ１９はスプロケットを有していてもよい。さらに、連続ベルト１８は駆動面を有するチェーンであってもよい。この場合、連続ベルトは摩擦駆動ではなく、チェーン駆動をおこなうことになる。
【００７５】
さらにシステムの容量を増やすため、連続ベルト１８は、プロファイリングあるいはローレット処理された２２および、それに対応した鍵４の凹部表面にあるローレット２３を有していても良い。この場合、連続運搬システムを、駆動システムをスプロケットおよびチェーンを用いた構成と同様、駆動装置１７が摩擦による駆動の効果を制限している諸条件とは無関係に構成することができる。プロファイリングあるいはローレット処理２２は、歯、突起、あるいは他の凸部を設けることによって行われ、これにより把持性能が向上する。このようなプロファイリング２２は連続ベルト１８と鉤４の凹部表面との両方にあり、二つの部材１８と２４との間でかみ合わせあるいは係合がうまくいくように処理されている。このかみ合わせ処理を施すことによって、単なる摩擦力ではなく正方向の力によって鉤４は駆動力を獲得する。
【００７６】
図１０は駆動システム１７およびベルト１の断面図であり、連続ベルト１８は鉤４ａおよび４ｂと接触している。駆動システム１７の垂直方向に対する角度に関する方向は、アイドラ３ａおよび３ｂのそれと等しい。よって、駆動システム１７は、図示されぬ支持フレーム内のアイドラ３ａおよび３ｂと同様の方法で、駆動システム１７がベルト１を支持するような骨組みの範囲内に設置される。従って、連続運搬システムの経路に沿って、駆動システム１７が必然的に組み込まれるのではなく、連続運搬システムは、組み込まれる駆動システムの数に制限されなることなく、自由度が高いのである。
【００７７】
図１１は、連続運搬システム２４の全体の平面図である。本システムは、物質を荷上しベルト１へ運搬するためのホッパ２５を有している。物質はいくつかの手段、例えば積み荷トラックにより、あるいは直接鉱山の表面もしくは砕石プラントから運んできても良い。物質はホッパ２５から、アイドラ対２または駆動システム１４を用いてベルト１の鉤４ａおよび４ｂと接触している支持フレーム２６によって支持されるベルト１に沿って運ばれる。支持フレーム２６の各々は旋回運動機構が組み込まれており、連続運搬システム１の縦軸に関するねじりとともに、水平面および垂直面における旋回運動の自由度が制限される。各フレーム２６は、隣のフレームと容易に取り付けることができ、また取り外しができるようにもなっている。直接的に接続した場合には、回転運動の自由度が得られる。どちらの場合でも、フレーム２６の位置は連続運搬システム２４の経路が曲線形状２７になるように自由に調節することが可能である。
【００７８】
この運動の自由度があるため、ホッパ２５を粗鉱の抽出地点へと移動させると、ホッパ２５の位置と荷おろし地点２８との相対的位置は変化する
【００７９】
ホッパ２５が移動すると、少なくともフレーム２６の一つは連続運搬経路の移動に適応する。従って、少なくとも一つのフレームの連結によって、本システムには自己整列機能が備わるため、経路をまっすぐに伸ばすことが可能になる。よって、理想的な荷積み地点が連続的に変化するような場合、この移動に合わせてホッパ２５の位置を直ちに都合のいいように調節してもよい。
【００８０】
さらに、例えば、連続運搬システム２４の設計段階において荷積み地点の移動量の合計が既知である場合、経路上で実質的に蛇行している部分を含んだ考慮に入れつつ、連続運搬システムに要求される最大の長さを算定することが可能であり、従って、工程の最初においてホッパ２５と荷下ろし地点との相対距離を小さくすることができる。理想的な荷上げ地点が荷下ろし地点から離れてゆくにつれ、経路上の蛇行部分は、最も遠い理想的な荷上げ地点に到達するまでまっすぐ伸ばされる。この地点に達すると、連続運搬システム２４の経路は直線となっているのである。
【００８１】
図１２は、連続ベルトに替えて用いられる分割されたベルト６ａの配置を示している。鉱山の活動した時期に対応して、採掘される物質は変化する。よって連続運搬システムが最大容量を想定して設計されているが、実際に採掘されるのはそのほんの一部でしかない場合、このような高い容量でシステムを運転する利益がないこともありうる。この場合、システムはもっと少ない容量に適合させなければならない。しかし容量が小さい場合であっても、実際に採掘される岩石の大きさは変わらないため、ベルトは大きい岩石を包み込まなくてはならないことに変わりはない。ところが部分ベルト６ａを用いればベルトの体積を保たれるが、システム全体の１メートル当たりの実際のベルト部分を調節することによって、運搬される物質の総体積を制御することが可能である。さらに、ベルト部６ａに物質をのせるため、エンドプラグあるいは閉じ込め障壁を各部６ａの開口端に設置することによって物質の「漏れ」を防ぐことができる。なお、このベルトは分割されているが、鉤状断面４は連続的であり、システムの支持、駆動を行うことができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる連続運搬システムの第１実施形態のベルトの側断面図である。
【図２】図１のシステムにおける鉤およびアイドラの詳細図である。
【図３】本発明の連続運搬システムの第２実施形態における鉤およびアイドラの詳細な側断面図である。
【図４】本発明の連続運搬システムの第３実施形態における鉤およびアイドラの詳細な断面図である。
【図５】図１にかかるシステムにおける荷積み時のベルトの側断面図である。
【図６】本発明の連続運搬システムの第４実施形態におけるコルゲーションが付加されたベルトの側面図である。
【図７】図６にかかるシステムのコルゲーションが付加されたベルトの断面図である。
【図８】本発明の連続運搬システムの第５実施形態におけるのコルゲーションが付加されたベルトの側断面図である。
【図９】本発明の連続運搬システムにかかるキャタピラの側面図である。
【図１０】本発明の連続運搬システムにかかる駆動ローラの相互作用を示すベルトの断面図である。
【図１１】連続運搬システムの平面図である。
【図１２】本発明の連続運搬システムの第６実施形態に係る分割ベルトの側面図である。