(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルトと該ベルトのキャリア側およびリターン側にともに該ベルトを浮上させる圧縮空気の注入孔をベルト走行方向に複数個備えたベルト支承トラフとを有する空気浮上式のベルトコンベヤ装置であって、
該ベルト支承トラフはそれぞれ断面が半円形状で上方が開放された上下一対の水平な半円筒管で形成されるとともに、上方半円筒管の上面部には該上方半円筒管を被覆する保護カバーを備えて密閉空間が形成され、
下方半円筒管の上面部には該上方半円筒管ならびに左右一対の側壁を介して密閉空間が形成され、
該側壁は該上方半円筒管の上部に設けたフランジと、該下方半円筒管の上部に設けたフランジとに締結されて、該上方半円筒管の底部が、該下方半円筒管の上端部より下方に位置して該下方半円筒管の内側に入るよう配設され、
キャリア側ベルトとリターン側ベルトはともに該一対のそれぞれの該半円筒管の下部内面に支承され、
かつ、該半円筒管のそれぞれの最下部に穿設した前記注入孔の下部には圧気源と連通し該注入孔へ圧縮空気を供給するベルト走行方向に沿って延在した圧縮空気配管が接続され、該両半円筒管を囲繞する該両密閉空間にベルト浮上作用後の圧縮空気を排出させる排気口を設けたベルトコンベヤ装置。
【請求項２】
ベルト走行方向に延在するコンベヤフレームに角型鋼管を使用し、該角型鋼管をベルト浮上用の圧縮空気の送気ダクトとして利用する請求項１記載のベルトコンベヤ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベルトコンベヤ装置に係り、さらに詳しくは、キャリア側とリターン側のベルトをそれぞれ上下一対の半円筒管で支承して、圧縮空気により浮上しつつ搬送できるベルトコンベヤ装置に関するもので、大量の輸送物を高速で長距離間を輸送できるベルトコンベヤ装置を安価な設備費で供給できることを企図したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のベルトコンベヤ装置は、搬送物を積載して移送するベルトはベルト走行方向に略等間に複数個所に配列された中央の支持ローラと左右一対のサイドローラ上を転動して移動しながら、搬送物を移送するようになっている。また、リターン側のベルトにも同様に複数個所に配列されたリターンローラ上を転動して移動するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のベルトコンベヤ装置においては、大量の搬送物を長距離に亘って搬送するには多大の動力消費が必要であり、かつ、各種ローラの回転抵抗や回転数の制約から、下記のような問題点があった。
▲１▼  ベルト搬送速度の制約により、高速化が困難であった。
▲２▼  ローラの回転に伴う騒音の発生により作業環境の悪化を招いていた。
▲３▼  多数のローラの維持管理（メンテナンス）に労力を要していた。
▲４▼  ローラの回転に伴う機器の振動発生があった。
▲５▼  ベルトの転動や摺動による摩耗により寿命が短い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決して設備費の安価なベルトコンベヤ装置を供給するため、本発明においては、第１の発明では、無端状のベルトと該ベルトのキャリア側およびリターン側にともに該ベルトを浮上させる圧縮空気の注入孔をベルト走行方向に複数個備えたベルト支承トラフとを有する空気浮上式のベルトコンベヤ装置であって、該ベルト支承トラフはそれぞれ断面が半円形状で上方が開放された上下一対の水平な半円筒管で形成されるとともに、上方半円筒管の上面部には該上方半円筒管を被覆する保護カバーを備えて密閉空間が形成され、下方半円筒管の上面部には該上方半円筒管ならびに左右一対の側壁を介して密閉空間が形成され、
該側壁は該上方半円筒管の上部に設けたフランジと、該下方半円筒管の上部に設けたフランジとに締結されて、該上方半円筒管の底部が、該下方半円筒管の上端部より下方に位置して該下方半円筒管の内側に入るよう配設され、キャリア側ベルトとリターン側ベルトはともに該一対のそれぞれの該半円筒管の下部内面に支承され、かつ、該半円筒管のそれぞれの最下部に穿設した前記注入孔の下部には圧気源と連通し該注入孔へ圧縮空気を供給するベルト走行方向に沿って延在した圧縮空気配管が接続され、該両半円筒管を囲繞する該両密閉空間にベルト浮上作用後の圧縮空気を排出させる排気口を設けた構成とした。
【０００８】
そして、第２の発明では、ベルト走行方向に延在するコンベヤフレームに角型鋼管を使用し、該角型鋼管をベルト浮上用の圧縮空気の送気ダクトとして利用するようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明においては、第１の発明では、ベルト支承トラフはそれぞれ断面が半円形状で上方が開放された上下一対の水平な半円筒管で形成されるとともに、上方半円筒管の上面部には該上方半円筒管を被覆する保護カバーを備えて密閉空間が形成され、下方半円筒管の上面部には該上方半円筒管ならびに左右一対の側壁を介して密閉空間が形成され、該側壁は該上方半円筒管の上部に設けたフランジと、該下方半円筒管の上部に設けたフランジとに締結されて、該上方半円筒管の底部が、該下方半円筒管の上端部より下方に位置して該下方半円筒管の内側に入るよう配設され、キャリア側ベルトとリターン側ベルトはともに該一対のそれぞれの該半円筒管の下部内面に支承され、
かつ、該半円筒管のそれぞれの最下部に穿設した前記注入孔の下部には圧気源と連通し該注入孔へ圧縮空気を供給するベルト走行方向に沿って延在した圧縮空気配管が接続され、該両半円筒管を囲繞する該両密閉空間にベルト浮上作用後の圧縮空気を排出させる排気口を設けた。
【００１３】
第２の発明では、ベルト走行方向に延在するコンベヤフレームに角型鋼管を使用し、該角型鋼管をベルト浮上用の圧縮空気の送気ダクトとして利用するようにしたので、製造費の低減が促進される。
【００１４】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例の詳細について説明する。図１〜図１０は本発明の実施例に係り、図１はベルトコンベヤ装置の全体側面図、図２は図１のＡ−Ａ視の横断面図、図３はベルト反転装置の概略斜視図、図４はベルト反転装置を構成する一組みの摺動体の概略斜視図、図５はベルト反転装置の摺動体の推移説明図、図６はベルト反転装置の摺動体の正面図、図７は他の実施例を示すベルトコンベヤ装置の全体側面図、図８はトラフ形成装置の縦断面図、図９は屈曲案内装置の正面図、図１０は屈曲案内装置の斜視図である。
【００１５】
図１〜図２に示すように、ベルトコンベヤ装置１００は、無端状の平滑なベルト１がヘッドプーリ２とテールプーリ３との間に巻回されエンドレスに移動できるように構成され、ヘッドプーリ２とテールプーリ３との中間部では、図２に示すように、上下一対のベルト支承トラフ（キャリア側ベルト支承トラフ１０およびリターン側ベルト支承トラフ１２）は、塩化ビニルなどの樹脂管または鋼管を軸方向に半分に切断して製作した、断面が半円形状の筒体からなる水平な半円筒管で形成され、キャリア側ベルト１ａを支承するキャリア側ベルト支承トラフ（以下キャリア側トラフと称する）１０は上方半円筒管Ｐの下部内面に相当し、リターン側ベルト１ｂを支承するリターン側ベルト支承トラフ（以下リターン側トラフと称する）１２は、下方半円筒管Ｑの下部内面に相当する。
【００１６】
上方半円筒管Ｐおよび下方半円筒管Ｑは、図２に示すように、両端部に水平なフランジを備えて上下に上部が開放された状態でベルト走行方向に配列され、溝型鋼で製作されたサポート４２の上部に配置された左右２本のコンベヤフレーム４０の上部に支持される。すなわち、コンベヤフレーム４０に接続され、コンベヤフレーム４０と同様にベルト走行方向に延在する上部フレーム４０ａに下方半円筒管Ｑのフランジが載置されてボルトナット結合されるとともに、このフランジ上面に重ねて載置される溝型鋼あるいはその他の構造部材で形成された側壁２８の上に上方半円筒管Ｐのフランジが載置され、ボルトナット結合される。
【００１７】
さらに、上方半円筒管Ｐの上面部には上方半円筒管Ｐを被覆する保護カバー２６を備えて密閉空間が形成され、一方、下方半円筒管Ｑの上面部には上方半円筒管Ｐならびに左右一対の側壁２８、２８を介して密閉空間が形成される。
【００１８】
上方半円筒管Ｐと下部半円筒管Ｑは、下部中央部にベルト走行に沿って一定間隔で圧縮空気吹き上げ用の透孔（注入口２２ａおよび注入口３２ａ）が穿設されるとともに、ベルト走行方向に沿って配設された空気ダクト２２、３２が配設され、これに連結された給気管２０、３０を経由して供給された圧縮空気が上方半円筒管Ｐ内および下方半円筒管Ｑ内へそれぞれ入り、キャリア側ベルト１ａおよびリターン側ベルト１ｂをそれぞれ浮上させるようになっている。
【００１９】
上方半円筒管Ｐ内の浮上作用後のエアは、保護カバー２６の所要箇所に取り付けた排気管２４より排出される。同様に、下方半円筒管Ｑ内の浮上作用後のエアは、側壁２８の所要箇所に取り付けた排気管３４より排出される。
【００２０】
上方半円筒管Ｐのテールプーリ側の一端には、輸送物Ｍの投入口４が設けられるとともに、テールプーリ３ならびにヘッドプーリ２を被覆するエンドカバー７、８がそれぞれ設けられ、エンドカバー８の下部には輸送物Ｍの排出用のシュート９が接続される。
【００２１】
また、図２に示すように、片側に張り出したサポート４２の一方には、点検歩廊４４、スタンド４６、手摺４８等が設けられる。
【００２２】
ヘッドプーリ２と下方半円筒管Ｑとの間、および、テールプーリ３と下方半円筒管Ｑとの間には、ベルト反転装置５０が配設される。
ベルト反転装置５０は、図３〜図６に示すように、ベルト１の上面と下面とを上下逆転させるためのものであり、たとえば、側面がベルト１と当接させた状態で、断面が円形もしくは矩形で形成された複数個一組み（図３〜図５の例では、３本一組み）の摺動体５２をベルト走行方向に延在するように略等間隔に平行に配列したものであり、これら複数個一組みの摺動体５２の複数組みをを、ベルト走行方向にベルト１の反転方向に沿って傾斜方向を順次少しずつ変化させて配列したものである。
【００２３】
すなわち、ベルト反転装置５０では、ベルト１は、これら複数組みの摺動体５２に案内されてスパイラル状に上下面が反転しつつ移送される。したがって、ベルト面は摺動体５２の側面を摺動しつつ移動していくので、ベルト１の摺動面の摩擦による摩耗を防止するため、摺動体５２の材質は、合成ゴムに本体に、摩擦係数μが０．０７〜０．２２と低く、滑性に優れた超高分子量ポリエチレンからなる表層をベルト１と当接する表面に被覆して、ベルト１の摩耗を減少しベルト寿命の延命化を図るように配慮する。
【００２４】
図５は、摺動体群の配列の１例を示したものである。下方半円筒管Ｑを出てテールプーリ３へ向かうリターン側ベルト１ｂを反転させるベルト反転装置５０では、図５のように、（ａ）、（ｂ）、・・・・、（ｅ）のように摺動体５２をそれぞれ配列する。
一方、ヘッドプーリ２を出て下方半円筒管Ｑに入るベルトを反転させるベルト反転装置５０では、逆に、摺動体５２は、（ｅ）より（ａ）へ向かう順序に配列する。摺動体５２は、通常、同一位置に３個ないし９個配置する（図３〜図５の例では３個配列する）。
【００２５】
図６は、摺動体５２の詳細構造の１例を示しており、金属製（アルミ等）のレール５２ｃに取り付けた合成ゴム製の本体５２ａの上面に、前述した摩擦係数μが０．０７〜０．２２と低く、滑性に優れた超高分子量ポリエチレンからなる被覆層５２ｂをコーティングした。そして、図示しない支持構造物にＴ型ボルト５２ｄを介して締結する。なお、被覆層５２ｂは、ベルト面が摺動するため、摩耗により磨滅するので、新品と交換できるように本体５２ａと着脱自在な構造とすることが望ましい。
【００２６】
以上のように構成されたベルト反転装置５０は、いずれも、たとえば、図１の図面の左側から右側へリターンベルト１ｂが通過する際に、リターンベルト１ｂの表面と裏面を上下反転させるものである。すなわち、リターンベルト１ｂは、順次、少しずつ傾斜方向を変化させた複数組みの摺動体５２、５２、５２、・・・に導かれて反転しつつ移送され、最後にフラットローラ５８で平板状態にされたうえテールプーリ３へ向かう。
なお、図３〜図６のベルト反転装置５０でベルト１を反転させる場合、図２に示したように、上方半円筒管Ｐと下方半円筒管Ｑとの高さ間隙が小さいとき反転するリターン側ベルト１ｂが上方半円筒管Ｐの下面と接触干渉して支障が出るのを防ぐため、ベルト反転装置５０へリターン側ベルト１ｂが入る直前に上下一対の平キャリアローラでリターン側ベルト１ｂを挟んでリターン側ベルト１ｂをあらかじめ下方へ移動させておくことが望ましい。
【００２７】
一方、図７に示すベルトコンベヤ装置１００Ａは、本発明の他の実施例（第２の発明に相当する）を示し、図１〜図２のベルトコンベヤ装置１００と相違する点は、ベルト反転装置５０と下方半円筒管Ｑとの間に、トラフ形成装置６０を配設したことである。
トラフ形成装置６０は、図７や図８に示すように、ベルト反転装置５０を通過したフラットなベルト１（実際には、リターン側ベルト１ｂ）を、Ｕ字状断面に湾曲して下方半円筒管Ｑに円滑に導入するために、ベルト反転装置５０での反転作用を受けた際の影響で下方円筒管Ｑの入口付近のリターン側ベルト１ｂがフラット状態になりベルト端部が下方半円筒管内面壁に強く擦られて摩耗するのを防止するため、ベルト断面をＵ字状に保持する目的で設置したものである。具体的には、ベルト断面中央部の上下一対の押さえローラ６１、６２とベルト端部を斜めに挟んで挟持する上下一対の鋏みローラ６３、６３および６４、６４とで構成される。
【００２８】
また、上方半円筒管Ｐや下方半円筒管Ｑの入口部や出口部には、図９や図１０に示す屈曲案内装置８０が配設される（図１や図７の実施例では、上方半円筒管Ｐの入口部のみ設置した例を示す）。屈曲案内装置８０は、テールプーリ３を通過したフラットな断面形状を有するキャリア側ベルト１ａのベルト端部が上方円筒管入口部の内壁を摺動する摩耗現象を防ぐために、あらかじめベルト１ａの断面をＵ字形状に屈曲させるもので、キャリア側ベルト１ａを外側から押圧する複数個の押えローラ８１、８２、８３、８４、８５を同一断面に配列する。
【００２９】
下方半円筒管Ｑの入口部や出口部では、ベルト反転装置５０を通過したリターン側ベルト１ｂは内側へ寄る傾向があるので、上記５つの外側の押えローラ８１〜８５のほかに、押えローラ８１や押えローラ８５の反対側に内側からリターン側ベルト１ｂの縁端部を挟む内側押えローラ８１ａと内側押えローラ８５ａを配置する。なお、符号８６は内側押えローラ８１ａおよび内側押えローラ８５ａ用のサポートである。図１０は、下方半円筒管Ｑの出口部に屈曲案内装置８０を配置した例を示す。
【００３０】
このように、上方半円筒管Ｐの出口部や下方半円筒管Ｑの入口部、出口部では、同様な摩耗現象が生じるのを防止するため、４箇所とも屈曲案内装置８０を配置するのが望ましい。
【００３１】
以上のように構成された図１〜図６に示されるベルトコンベヤ装置１００や図７〜図８に示すベルトコンベヤ装置１００Ａの作動について説明する。
輸送物Ｍはテールプーリ側の投入口４より、キャリア側トラフ１０上のキャリア側ベルト１ａ上へ供給され、図示しないベルト駆動装置ならびにヘッドプーリ２により駆動されるキャリア側ベルト１ａによって移送され、ヘッドプーリ側のシュート９より排出される。このベルトコンベヤ装置１００、またはベルトコンベヤ装置１００Ａの稼働中、キャリア側ベルト１ａとリターン側ベルト１ｂは、それぞれ、キャリア側トラフ１０やリターン側トラフ１２との間に形成された圧縮空気による境膜層によりわずかに浮上しつつ移動し、トラフ１０、１２との摩耗は従来機種に比べて大幅に減少し、消費動力が低減される。図２はそれぞれヘッドプーリ側およびテールプーリ側の断面状況を示している。
【００３２】
一方、ヘッドプーリ２で反転したベルト１、すなわち、リターン側ベルト１ｂは、ベルト反転装置５０に入り、前記したように上面と下面が天地入れ代わり、その後、コンベヤ装置１００ではそのまま下方半円筒管Ｑに導入され注入される圧縮空気の浮上作用を受けて僅かに浮上しつつ移動する。そして、下方半円筒管５０を通過した後、再びベルト反転装置５０で上下反転してもとの状態に戻され、テールプーリ３を反転し、リターン側ベルト１ｂはキャリア側ベルト１ａとなり投入口４に達する。
【００３３】
ベルトコンベヤ装置１００Ａでは、以上の動作の中で、ヘッドプーリ２後のベルト反転装置５０でベルト反転後、トラフ形成装置６０を通過してあらかじめ下方半円筒管Ｑに入る前にベルト１ｂをＵ字状断面に形成して下方半円筒管Ｑへの導入を円滑化するとともに、前述したように、下方半円筒管Ｑを出る際のベルト断面をＵ字状に保持して下方半円筒管Ｑ内面とベルト端部との有害な摩擦を防止する。
【００３４】
ベルトコンベヤ装置１００およびベルトコンベヤ装置１００Ａにおいて、下方半円筒管Ｑに入るリターン側ベルト１ｂをベルト反転装置５０で反転させる理由は、キャリア側ベルト１ａが上方半円筒管ＰでＵ字状断面に保持されたまま輸送物Ｍを積載しつつ長距離間を移動するので、リターン側ベルト１ｂは、そのまま下方半円筒管Ｑを通過させる場合、リターン側ベルト１ｂは、フラットでなくどちらかと言うと逆Ｕ字状断面（への字状）となる傾向があり、ベルト端部が下方半円筒管Ｑの内面側壁を摺動し摩擦摩耗を助長するのを防止するためである。
【００３５】
本発明においては、ベルト支承トラフに上下とも半円筒管を採用しており、２本の円筒管を上下に配設したベルト支承トラフを備えた縦２重円筒管方式のベルトコンベヤ装置に比べて、重量が半減するとともに、材料費、製作費が格段に安価となり、特に、鋼管径が７００ｍｍを超える大型機の場合には、その経済効果は顕著であり、空気浮上式のベルト支承トラフをステンレス材とするような場合、その経済効果は極めて大きい。作業員が出入り困難な鋼管径が５００ｍｍ以下の小型機の場合には、圧縮空気の注入口２２ａ、３２ａの穿孔加工作業が円筒管の場合に比べて極めて容易になる。
【００３６】
本発明の縦２重半円筒管方式は、縦２重円筒管方式に比べてベルト走行方向スパン間の曲げ剛性が小さいので、コンベヤサポートの曲げ剛性を補強する必要がある。しかしながら、既設の平ベルトコンベヤから３個一組のキャリアローラや１個組みのリターンローラを除去して、既設のコンベヤフレームをそのまま利用して空気浮上式ベルトコンベヤに改造する場合には、平ベルトコンベヤにコンベヤフレーム（トラス構造のものが多い）はもともと曲げ剛性が大きく設計されているので、空気浮上式ベルトコンベヤ本体の曲げ剛性はあまり必要なく、かつ、省スペースも実現される。さらに、本発明では、分解点検が容易であり、メインテナンス性が向上する。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明した本発明のベルトコンベヤ装置においては、大量の長距離間の高速移送が可能で密閉構造のため騒音の発生や落鉱による作業環境の汚染がなく、従来の課題が解決され、維持管理が容易になりメンテナンス性が向上するとともに、消費動力の節減によるランニングコストやイニシャルコストの大幅な低減が可能となる。
特に本発明では、半円筒管を巧みに経済的に利用して、下部内面をキャリア側ベルトやリターン側ベルトの支承トラフとしたので、省スペースとなり、また、メインテナンス性が向上し、安全に、かつ、長期間安定して操業できる。
【００３８】
また、ベルト走行方向に延在するコンベヤフレームに角型鋼管を使用し、該角型鋼管をベルト浮上用の圧縮空気の送気ダクトとして利用すれば、製造費の低減が促進される。
【００３９】
さらに、ベルトを密閉空間で形成された半円筒管内を通過させるので、輸送物の落鉱が無いので作業環境が清潔良好で、輸送物の逸失もなく有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るベルトコンベヤ装置の全体側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ視の横断面図である。
【図３】本発明の実施例に係るベルト反転装置の概略斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係るベルト反転装置を構成する曲面板のひとつの概略斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例に係るベルト反転装置の曲面板の推移説明図である。
【図６】本発明の実施例に係るベルト反転装置の摺動体の正面図である。
【図７】本発明の他の実施例に係るベルトコンベヤ装置の全体側面図である。
【図８】本発明の実施例に係るトラフ形成装置の縦断面図である。
【図９】本発明の実施例に係る屈曲案内装置の縦断面図である。
【図１０】本発明の実施例に係る屈曲案内装置の斜視図である。
【符号の説明】
１  ベルト
１ａ  キャリア側ベルト
１ｂ  リターン側ベルト
２  ヘッドプーリ
３  テールプーリ
４  投入口
７  エンドカバー
８  エンドカバー
９  シュート
１０  キャリア側ベルト支承トラフ（キャリア側トラフ）
１２  リターン側ベルト支承トラフ（リターン側トラフ）
２０  給気管
２２  空気ダクト
２２ａ  注入口
２４  排気管
２６  保護カバー
２８  側壁
３０  吸気管
３２  空気ダクト
３２ａ  注入口
３４  排気管
４０  コンベヤフレーム
４０ａ  上部フレーム
４２  サポート
４４  点検歩廊
４６  スタンド
４８  手摺
５０  ベルト反転装置
５２  摺動体
５２ａ  本体
５２ｂ  被覆層
５２ｃ  レール
５２ｄ  Ｔ型ボルト
５８  フラットローラ
６０  トラフ形成装置
６１、６２  押さえローラ
６３、６４  鋏みローラ
８０  屈曲案内装置
８１、８２、８３、８４、８５  押えローラ
８１ａ、８５ａ  内側押えローラ
８６  サポート
１００  ベルトコンベヤ装置
１００Ａ  ベルトコンベヤ装置
Ｍ  輸送物
Ｐ  上方半円筒管
Ｑ  下方半円筒管
【図１】
0003728888.tif 000002
【図２】
0003728888.tif 000003
【図３】
0003728888.tif 000004
【図４】
0003728888.tif 000005
【図５】
0003728888.tif 000006
【図６】
0003728888.tif 000007
【図７】
0003728888.tif 000008
【図８】
0003728888.tif 000009
【図９】
0003728888.tif 000010
【図１０】
0003728888.tif 000011