(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の四角形棒状ゴム製弾性体が、戻り側ベルトの幅方向に配設された架台の溝に列設され、両端に位置する前記四角形棒状ゴム製弾性体と隣り合う両側に、前記四角形棒状ゴム製弾性体が前記戻り側ベルトの幅方向の摩擦力により倒れるのを防止するためのゴム製倒れ防止板が配設されたベルトクリーナにおいて、前記ゴム製倒れ防止板の前記戻り側ベルトの幅方向の幅Ｗ１は前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記戻り側ベルトの幅方向の幅Ｗ２よりも幅広とし、且つ、前記ゴム製倒れ防止板の自由側端末と前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末が戻り側ベルトに当接するようにして、且つ、前記四角形棒状ゴム製弾性体と前記ゴム製倒れ防止板のベルト進行方向の摩擦力による水平方向の力に対する剛性を略同一にして、前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末と前記ゴム製倒れ防止板の自由側端末を前記戻り側ベルトに押圧して、付着物を掻き取ることを特徴とするベルトクリーナ。
【請求項２】
前記ゴム製倒れ防止板に、剛性を調整するための切欠きが設けられ、前記ゴム製倒れ防止板の自由側端末と前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末による前記戻り側ベルトの押し付け力が略同一になるようにしたことを特徴とする請求項１記載のベルトクリーナ。
【請求項３】
前記ゴム製倒れ防止板の幅Ｗ１は前記四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ２に対して、Ｗ１＝ＮＷ２の関係にあり、Ｎは整数で、３以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のベルトクリーナ。
【請求項４】
前記架台の前記溝に、前記戻り側ベルトの凸上形状と近似した凸上形状のライナを敷設したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のベルトクリーナ。
【請求項５】
前記ライナは複数の薄板が、中央部が凸になるように階段状に積層されたものであることを特徴とする請求項４記載のベルトクリーナ。
【請求項６】
前記四角形棒状ゴム製弾性体と前記ゴム製倒れ防止板はゴム製弾性板に切り込みが設けて一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のベルトクリーナ。
【請求項７】
前記四角形棒状ゴム製弾性体と前記ゴム製倒れ防止板は前記ゴム製弾性板に切り込みを設けて一体的に形成するとともに、前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記自由側端末と前記ゴム製倒れ防止板の前記自由側端末が一体的な凸状の円弧を形成していることを特徴とする請求項６記載のベルトクリーナ。
【請求項８】
前記戻り側ベルトの進行方向に対向する前記倒れ防止板の自由側端末前面と前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末前面に耐磨耗材からなるチップが取り付けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７記載のベルトクリーナ。
【請求項９】
前記戻り側ベルトの進行方向に対向する前記ゴム製倒れ防止板の前記自由側端末前面と前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記自由側端末前面、及び前記戻り側ベルトの進行方向に面する前記ゴム製倒れ防止板の自由側端末後面と前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末後面に耐磨耗材からなる前記チップが取り付けられ、前記戻り側ベルトが正逆運転した際に、前記ゴム製倒れ防止板の前記自由側端末と前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記自由側端末が前記戻り側ベルトの進行方向に倒れて、前記戻り側ベルトの進行方向とは逆に面して取り付けられている前記チップによって付着物を掻き取ることを特徴とする請求項８記載のベルトクリーナ。
【請求項１０】
前記チップは、前記ゴム製倒れ防止板もしくは前記四角形棒状ゴム製弾性体への取付け面が面取りされていることを特徴とする請求項８又は請求項９記載のベルトクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原材料の輸送に用いるベルトコンベアの戻り側ベルト表面に付着した付着物を掻き取るベルトクリーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にベルトコンベアは駆動プーリと従動プーリとの間に所定幅のゴム製ベルトをエンドレスに巻き付け、駆動プーリを回転させることによりベルトを両プーリ間で周回運動させるものである。通常搬送物はキャリアベルト（搬送側ベルト）に載せて搬送され、駆動プーリ側で払い出されリターンベルト（戻り側ベルト）となり従動プーリへ戻るが、戻り側ベルト表面に付着した搬送物（ベルトへの付着物）が途中で落下し、戻り側ベルト下に堆積する問題があった。又、付着物はリターンローラやスナッププーリを摩耗させたり、これらのローラに付着し戻り側ベルトを蛇行させたりする問題があった。
【０００３】
戻り側ベルト下に落下した搬送材の堆積物は、低床コンベアではにおいては、リターンローラや戻り側ベルトの高さ位置まで成長しこれらと接触し摩耗させる。又、落下物の放置は作業環境の悪化や資源の損失となるため、定期的に落下物の回収作業を実施しているが、戻り側ベルトの全長に渡り落下しているので多大の労力と費用がかかっている。又、落鉱回収作業は機械化が困難で、人力に頼る必要があり３Ｋ作業の繰り返しとなっている。落下した落下物は回収して再利用する場合もあるが、土砂や小石などとの篩分けが必要となりコスト高となるため、廃棄処分する場合が多く資源の無駄遣いとなっている。このため、ベルトクリーナを用いて、できるだけホッパー内でまとめて掻き落とすことにより、コンベア全体に渡って発生する落鉱を削減する方法が採用されている。ベルトクリーナには、固定された掻き板を戻り側ベルトに押し付けることにより付着物を掻き板で掻き取るスクレーパ式、ブラシを戻り側ベルトに接触させるブラシ方式、高圧の流体を吹き付ける洗浄方式などがあるが、構造が簡単で取り換えの容易なスクレーパ方式が多用されている。
【０００４】
コンベアベルトは使用するにつれ徐々に摩耗するが、均一に摩耗するのではなく中央部が選択的に大きく摩耗する。従ってベルトが古くなるとベルト中央部と端部では５〜６ｍｍの厚み差が生じる。又、１００ｍ以上の機長の長いベルトになると、コストや作業時間の制約の点からベルトの取り換えを全長に渡り一括してやらない場合もあり、中央部が大きく摩耗している古いベルトと摩耗していない新しいベルトが混在することもある。摩耗状態が不均一なベルトに対するベルトクリーナの押圧調整は、摩耗の一番大きな中央部分に合わせるが、押圧力はベルトの幅方向で不均一になってしまう。又、ベルトのエンドレス部は経年的に剥離してエンドレス端部が剥がれてくる。この剥がれ部は戻り側ベルト表面から突出するのでベルトクリーナの撓み限界を超えるとベルトクリーナを破損したり、ベルトクリーナの押圧力が大きいとエンドレスの剥がれを助長したりしてベルト損傷の要因となる。従って、ベルトクリーナはベルト表面の付着物を掻き取るために不可欠であるが、適切な取り付けや使用方法を間違うとベルトを破損させ生産障害を起こす場合がある。又、ベルトクリーナの掻き取り性能を適正に維持するためには、ベルト稼動中に掻き取り状況を見ながらベルトクリーナとベルトとの接触圧の調整を行うのが最良であるが、安全上の問題で困難であった。このようにベルトクリーナがクリアするべき課題はたくさんあり最大公約数的に全ての課題に対応するのは極めて困難である。今まで様々な形状、機能のベルトクリーナが提案されているが未だメンテナンスフリーで掻き取り効率に優れたベルトクリーナは具現化されていない。
【０００５】
スクレーパ式のベルトクリーナに必要な要件は以下である。（１）長時間にわたり確実に付着物を掻き取ることができる。（２）チップの交換が容易である。（３）掻き取り部のチップの寿命が長く調整周期や取り換え周期が長い。（４）ベルトクリーナ本体に付着物が付着しない、もしくは付着物の量が極めて少ない。（５）付着物が戻り側ベルトに強固に付着している場合やベルトのエンドレス部（接続部）に剥がれが生じている場合、チップが戻り側ベルトの搬送方向に大きく撓んで、これらの障害物をやり過ごすことによりベルトクリーナの破損を回避できる。（６）ベルトクリーナの構造がシンプルでコンパクトであり、ベルトクリーナの取り付け取り外しが容易である。以上の特性を満足しようとして従来多種多様のベルトクリーナが提案されているが、満足できる方法は具現化されていない。
【０００６】
特開２０１３−２５２９７６号広報において、スクレーパ式のクリーナの問題点を解決するために四角形棒状ゴム製弾性体の先端にチップを取り付けたクリーナが開示されている。この方法においては、ゴム製倒れ防止板を設けていないので、戻り側ベルトの幅方向（スラスト方向）への摩擦力により、四角形棒状ゴム製弾性体がスラスト方向に倒れてしまう問題があった。
【０００７】
特開２０１５−０３６３２７号広報において、四角形棒状ゴム製弾性体のスラスト方向への倒れを防止するために、チップスティック（四角形棒状ゴム製弾性体）の固定部に、戻り側ベルトベルトの幅方向に貫通孔を設けて、複数の四角形棒状ゴム製弾性体を串に固定して一体化し固定する方法が提案されている。この方法においては、四角形棒状ゴム製弾性体の固定端部は固定しているが、自由端部を支えることができないため、両端の四角形棒状ゴム製弾性体がスラスト方向に曲がってしまう問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献０１】特開２０１３−２５２９７６号広報
【特許文献０２】特開２０１５−０３６３２７号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以下の課題を解決するものである。（１）四角形棒状ゴム製弾性体は戻り側ベルトの進行方向に倒れるようにして付着物を掻き取る機能を有しているが、戻り側ベルトの幅方向の摩擦力（スラスト力）に対する倒れは防止しなければならない。四角形棒状ゴム製弾性体がスラスト方向に倒れると、隣り合う四角形棒状ゴム製弾性体の間に隙間が生じるので、その部分は掻き取り不能となり線状の掻き取り残しが発生するからである。この線状の掻き取り残しを最小限に抑えるため、四角形棒状ゴム製弾性体の両側にゴム製倒れ防止板を設ける。（２）ゴム製倒れ防止板の戻り側ベルトの幅方向（スラスト方向）の幅Ｗ１は、戻り側ベルトから受けるスラスト力に耐えるために、四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ２より広くする必要がある。ゴム製倒れ防止板の幅Ｗ２を広くすると、ゴム製倒れ防止板の撓みδ１が小さくなり、四角形棒状ゴム製弾性体の撓みδ２より小さくなるため、四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板の間に段差が生じ掻き取り不良部が生じる。このため、ゴム製倒れ防止板に切欠きを形成し、ゴム製倒れ防止板の剛性を小さくし、撓みδ２が撓みδ２と略等しくなるように調整する必要がある。（３）戻り側ベルトが蛇行すると、戻り側ベルトから外れた四角形棒状ゴム製弾性体は、戻り側ベルトからの摩擦力から解放されるので撓んだ状態から起き上がる。次に戻り側ベルトが正常な位置に復帰する際に、起き上がっている四角形棒状ゴム製弾性体に戻り側ベルトのエッジがまともにぶつかるので、戻り側ベルトの水平力を受けて四角形棒状ゴム製弾性体がスラスト方向に大きく曲がる現象が生じる。このような四角形棒状ゴム製弾性体の曲りを防止するため、戻り側ベルトの蛇行量の分だけ、ゴム製倒れ防止板の幅Ｗ２を広くして、四角形棒状ゴム製弾性体が戻り側ベルトのエッジから外れて起き上がるのを防止する。（４）ゴム製倒れ防止板で戻り側ベルトの幅方向の両端部を掻き取りことにより、戻り側ベルトの全面を掻き取れるようにする。（５）戻り側ベルト表面の摩耗状況や付着物の付着力に応じて柔軟にチップが追随して確実に付着物を掻き取ることができるようにする。そのためにはチップの幅を小分割にして戻り側ベルトの小さな凹凸に細かに追随できるようにする。そのため、弾性体は四角形棒状ゴム製弾性体とし、戻り側ベルト幅方向のチップ幅や弾性体の幅の大きさを小さくする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の解決手段は特許請求項１に示すように、複数の四角形棒状ゴム製弾性体が、戻り側ベルトの幅方向に配設された架台の溝に列設され、両端に位置する前記四角形棒状ゴム製弾性体と隣り合う両側に、前記四角形棒状ゴム製弾性体が前記戻り側ベルトの幅方向の摩擦力により倒れるのを防止するためのゴム製倒れ防止板が配設されたベルトクリーナにおいて、前記ゴム製倒れ防止板の前記戻り側ベルトの幅方向の幅Ｗ１は前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記戻り側ベルトの幅方向の幅Ｗ２よりも幅広とし、且つ、前記ゴム製倒れ防止板の自由側端末と前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末が戻り側ベルトに当接するようにして、且つ、前記四角形棒状ゴム製弾性体と前記ゴム製倒れ防止板のベルト進行方向の摩擦力による水平方向の力に対する剛性を略同一にして、前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末と前記ゴム製倒れ防止板の自由側端末を前記戻り側ベルトに押圧して、付着物を掻き取ることを特徴とするベルトクリーナである。
【００１１】
第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記ゴム製倒れ防止板に、剛性を調整するための切欠きが設けられ、前記ゴム製倒れ防止板の自由側端末と前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末による前記戻り側ベルトの押し付け力が略同一になるようにしたことを特徴とするベルトクリーナである。
【００１２】
第３の解決手段は特許請求項３に示すように、前記ゴム製倒れ防止板の幅Ｗ１は前記四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ２に対して、Ｗ１＝ＮＷ２の関係にあり、Ｎは整数で、３以上であることを特徴とするベルトクリーナである。
【００１３】
第４の解決手段は特許請求項４に示すように、前記架台の前記溝に、前記戻り側ベルトの凸上形状と近似した凸上形状のライナを敷設したことを特徴とするベルトクリーナである。
【００１４】
第５の解決手段は特許請求項５に示すように、前記ライナは複数の薄板が、中央部が凸になるように階段状に積層されたものであることを特徴とするベルトクリーナである。
【００１５】
第６の解決手段は特許請求項６に示すように、前記四角形棒状ゴム製弾性体と前記ゴム製倒れ防止板はゴム製弾性板に切り込みが設けられ一体的に形成されたものであることを特徴とするベルトクリーナである。
【００１６】
第７の解決手段は特許請求項７に示すように、前記四角形棒状ゴム製弾性体と前記ゴム製倒れ防止板は前記ゴム製弾性板に切り込みを設けて一体的に形成するとともに、前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記自由側端末と前記ゴム製倒れ防止板の前記自由側端末が一体的な凸状の円弧を形成していることを特徴とするベルトクリーナである。
【００１７】
第８の解決手段は特許請求項８に示すように、前記戻り側ベルトの進行方向に対向する前記倒れ防止板の自由側端末前面と前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末前面に耐磨耗材からなるチップが取り付けられたことを特徴とするベルトクリーナである。
【００１８】
第９の解決手段は特許請求項９に示すように、前記戻り側ベルトの進行方向に対向する前記ゴム製倒れ防止板の前記自由側端末前面と前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記自由側端末前面、及び前記戻り側ベルトの進行方向に面する前記ゴム製倒れ防止板の自由側端末後面と前記四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末後面に耐磨耗材からなる前記チップが取り付けられ、前記戻り側ベルトが正逆運転した際に、前記ゴム製倒れ防止板の前記自由側端末と前記四角形棒状ゴム製弾性体の前記自由側端末が前記戻り側ベルトの進行方向に倒れて、前記戻り側ベルトの進行方向とは逆に面して取り付けられている前記チップによって付着物を掻き取ることを特徴とするベルトクリーナである。
【００１９】
第１０の解決手段は特許請求項１０に示すように、前記チップは、前記ゴム製倒れ防止板もしくは前記四角形棒状ゴム製弾性体への取付け面が面取りされていることを特徴とするベルトクリーナである。
【発明の効果】
【００２０】
第１及び第２の解決手段による効果は以下である。（１）ゴム製倒れ防止板の高さＬ２と四角形棒状ゴム製弾性体の高さＬ２を略同一とし、ゴム製倒れ防止板の撓みδ１と四角形棒状ゴム製弾性体の撓みδ２を略同一としているので、四角形棒状ゴム製弾性体と同様にゴム製倒れ防止板に掻き取り機能を付加できるので、戻り側ベルトの全面を掻き取ることができる。（２）ゴム製倒れ防止板は戻り側ベルトから受けるスラスト方向の摩擦力に対して剛性が高いので、戻り側ベルトの蛇行により大きなスラスト力が付加されても四角形棒状ゴム製弾性体のスラスト方向への曲りを防止することができる。同時に、戻り側ベルトの進行方向に対する摩擦力に対しては、切欠きにより剛性が調整されているのでベルトの凹凸に柔軟に撓むことができ、四角形棒状ゴム製弾性体と同様に優れた掻き取り機能を有することができる。（３）ゴム製倒れ防止板の幅Ｗ２を戻り側ベルトの蛇行量Ｓよりも大きくすることにより、四角形棒状ゴム製弾性体から戻り側ベルトが外れないようにできるので、四角形棒状ゴム製弾性体が起き上がることが無くなり、戻り側ベルトのエッジや四角形棒状ゴム製弾性体を損傷することがない。
【００２１】
第３の解決手段による効果は以下である。（１）耐磨耗材のチップを四角形棒状ゴム製弾性体やゴム製ゴム製倒れ防止板の自由側端末前面や自由側端末後面に取り付ける場合、チップの幅を四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ２と略等しくすることにより、Ｗ１＝ＮＷ２となり、ゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体に取り付けるチップを共通化できる。又、ゴム製倒れ防止板にＮ個のチップを精度よく取り付けることができる。
【００２２】
第４解決手段による効果は、戻り側ベルトの形状に合わせて、四角形棒状ゴム製弾性体の高さを設定できるので、四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末端面が戻り側ベルトに精密に当接するできることから掻き取り性能が向上する。  
【００２３】
第５解決手段による効果は以下である。（１）薄板を積層してライナを形成するので、ベルトが摩耗したり、大きく変形したりする際は、追加の薄板を積層することで、戻り側ベルトの形状に合わせることができる。（２）四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末端面が戻り側ベルトに精密に当接できることから掻き取り性能が向上する。  
【００２４】
第６の解決手段による効果は以下である。（１）ゴム製弾性板に複数の切り込みを入れて四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板を形成しているので、複数の四角形棒状ゴム製弾性体やゴム製倒れ防止板を芯出しして組み立てる必要がなくしかも高精度にセッティングできる。（２）四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板の高さ調整が容易でありしかも連続的に変化するように形成できる。（３）四角形棒状ゴム製弾性体同士の間及び四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板の間にガタが生じない。そのため、四角形棒状ゴム製弾性体のスラスト方向の撓みを完全に抑えることができるので、四角形棒状ゴム製弾性体の隣り合う隙間が広がることが無くダストの侵入もないので円滑な搖動運動を維持でき、線状の掻き取り残しが生じることもない。
【００２５】
第７の解決手段による効果は以下である。（１）前記四角形棒状ゴム製弾性体と前記ゴム製倒れ防止板を凸状の円弧に形成することにより、戻り側ベルトの円弧状の形状に合わせることができるので、ゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末を戻り側ベルトに精度よく当接させることができる。（２）ゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末が戻り側ベルトに均一に当接するので、掻き取り性能を向上できる。
【００２６】
第８の解決手段による効果は以下である。（１）四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末前面及びゴム製倒れ防止板の自由側端末前面に耐磨耗材からなるチップを取り付けているので、四角形棒状ゴム製弾性体やゴム製倒れ防止板の摩耗寿命を延長できる。（２）チップを戻り側ベルトに強く押圧できるので、付着物を強力に掻き取ることができる。
【００２７】
第９の解決手段による効果は以下である。（１）四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末前面と自由側端末後面及びゴム製倒れ防止板の自由側端末前面と自由側端末後面に耐磨耗材からなるチップを取り付けているので、戻り側ベルトが正逆運動するコンベアベルトの付着物を掻き取ることができる。（２）四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板は柔軟に撓むことができるので、戻り側ベルトを正逆切り替えた際に、戻り側ベルトの進行方向に撓むことにより、自由側端末前面と自由側端末後面のチップが切り替わって、戻り側ベルトを押圧して付着物を掻き取ることができる。
【００２８】
第１０の解決手段による効果は以下である。（１）ゴム製倒れ防止板や四角形棒状ゴム製弾性体が戻り側ベルトの進行方向に撓んで搖動運動する際に、チップの取付け面にチップの掻取り面が引っ掛からないようにできる。（２）チップの戻り側ベルトの進行方向の搖動運動が円滑にできるので掻き取り性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】はゴム製弾性板に切り込みを入れて四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板を形成したベルトクリーナの全体斜視図。
【図２】は切欠きを設けたゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体を列設したベルトクリーナの部分斜視図。
【図３】は切欠きを設けたゴム製倒れ防止板の斜視図。
【図４】は架台の溝に高さ調整用ライナを敷設したベルトクリーナの正面図。
【図５】は架台の溝に、薄板を積層した高さ調整用ライナを敷設したベルトクリーナの正面図。
【図６】はゴム製弾性板に切り込みを入れてゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体を形成したベルトクリーナの部分斜視図。
【図７】はゴム製弾性板に切り込みを入れてゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体を形成したベルトクリーナが戻り側ベルトの進行方向の摩擦力で撓んだ状態を示す斜視図。
【図８】は四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板を列設したベルトクリーナで、架台を部分断面した正面図。
【図９】はゴム製弾性板に切り込みを入れてゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体を形成したベルトクリーナで、架台を部分断面した正面図。。
【図１０】はゴム製弾性板に切り込みを入れて形成したゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末を戻り側ベルトの円弧形状合わせたベルトクリーナで、架台を部分断面した正面図。
【図１１】はゴム製弾性板に、戻り側ベルトの幅方向において切り込みの長さを変えてゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体を形成したベルトクリーナで、架台を部分断面した正面図。
【図１２】はゴム製弾性板に切り込みを入れてゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体を形成したベルトクリーナにおいて、戻り側ベルトが蛇行した状態を示したもので、架台を部分断面した正面図。。
【図１３】はゴム製弾性板に切り込みを入れて形成したゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体にチップを取り付けたベルトクリーナで、架台を部分断面した正面図。
【図１４】はゴム製弾性板に切り込みを入れてゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体を形成し、ゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末前面にチップを取り付けたベルトクリーナの部分断面図。
【図１５】はゴム製弾性板に切り込みを入れてゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体を形成し、ゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末前面と自由側端末後面にチップを取り付けたベルトクリーナの部分断面図。
【図１６】は取付け面に面取りを施したチップを取り付けたクリーナの部分斜視図
【図１７】は取付け面に円面、角面の面取りを施したチップの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施形態を請求項１〜１０及び図１〜図１７に基づいて説明する。
【００３１】
第１の解決手段は特許請求項１に示すように、複数の四角形棒状ゴム製弾性体２２が、戻り側ベルト３１の幅方向に配設された架台４０の溝４０ａに列設され、両端に位置する前記四角形棒状ゴム製弾性体２２と隣り合う両側に、前記四角形棒状ゴム製弾性体２２が前記戻り側ベルト３１の幅方向の摩擦力により倒れるのを防止するためのゴム製倒れ防止板２１が配設されたベルトクリーナ１０において、前記ゴム製倒れ防止板２１の前記戻り側ベルト３１の幅方向の幅Ｗ１は前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の前記戻り側ベルト３１の幅方向の幅Ｗ２よりも幅広とし、且つ、前記ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａと前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａが戻り側ベルト３１に当接するようにして、且つ、前記四角形棒状ゴム製弾性体２２と前記ゴム製倒れ防止板２１のベルト進行方向の摩擦力による水平方向の力に対する剛性を略同一にして、前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａと前記ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａを前記戻り側ベルト３１に押圧して、付着物を掻き取ることを特徴とするベルトクリーナ１０である。
【００３２】
図８は複数の四角形棒状ゴム製弾性体２２やゴム製倒れ防止板２１を単独で形成して架台４０の溝４０ａに列設したベルトクリーナ１０の正面図を示している。図９はゴム製弾性板２０に切り込み２０ａを入れて四角形棒状ゴム製弾性体２２やゴム製倒れ防止板２１を形成して架台４０の溝４０ａに取り付けたベルトクリーナ１０の正面図を示している。
【００３３】
ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２は自由側端末２２ａを戻り側ベルト３１に押圧するための押圧力が必要であるとともに戻り側ベルト３１の微妙な凹凸に柔軟に追随する必要がある。そのため、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２はゴムを使用する。ゴムには例えば天然ゴムや合成天然ゴム、スチレン、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが使用できる。
【００３４】
四角形棒状ゴム製弾性体２２の横断面は、図１、図２、図６、図７に示すように四角形である。四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ２と厚みＢを同一にした場合、Ｗ２＝Ｂ＝１０〜３０ｍｍがよい。１０ｍｍ以下であると剛性が弱く掻き取り能力が小さくなる。３０ｍｍより大きくなると剛性が大きすぎて撓みが小さくなり戻り側ベルト３０の小さな凹凸に柔軟に追随しなくなる。四角形棒状ゴム製弾性体２２の長さＬ２は５０〜３００ｍｍよい。５０ｍｍより短いと撓みが小さすぎてベルトへ３０の追随性が低下する。３００ｍｍより長いと撓み量が大きすぎて掻き取り力が低下する。
【００３５】
図７に示すように、四角形棒状ゴム製弾性体２２は、ベルト３０の駆動力により生じる戻り側ベルト３１の進行方向（水平方向）の摩擦力（水平力Ｆ１）や戻り側ベルト３１が蛇行する際に生じる幅方向（スラスト方向）の摩擦力（スラスト力Ｆ２）を受ける。四角形棒状ゴム製弾性体２２は、常に水平力Ｆ１とスラスト力Ｆ２の合成した力を受けているので、捻じれの力が作用することから、正方形もしくは正方形に近い棒状が望ましい。図２のように、四角形棒状ゴム製弾性体２２の幅Ｗ２と厚みＢは略等しくするのが望ましい。四角形棒状ゴム製弾性体２２の捩じれを防止することにより隣り合う四角形棒状ゴム製弾性体２２同士の摺動性が円滑になり、四角形棒状ゴム製弾性体２２の間に隙間が生じることがないのでダストが侵入して四角形棒状ゴム製弾性体２２同士が互いに固着することがない。
【００３６】
図２に示すように、ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２１ａが戻り側ベルト３１に当接するためには、ゴム製倒れ防止板２１の長さＬ１は四角形棒状ゴム製弾性体２２の長さＬ２と略同じ長さにしている。少なくともＬ１はＬ２と同等もしくは短くするのがよいが、Ｌ１が短すぎるとゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａが戻り側ベルト３１に当接しなくなる。図１０に示すように、戻り側ベルト３１の幅方向の形状は、凸円弧状であることから、Ｌ１とＬ２の長さの差は、Ｌ２−Ｌ１＝Ｈ（Ｈは円弧の玄の高さ）となるのが望ましい。ゴム製倒れ防止板２１の役割は、（１）戻り側ベルト３１に付着した付着物を掻き取ること、（２）四角形棒状ゴム製弾性体２２が戻り側ベルト３１の幅方向の摩擦力（スラスト力Ｆ２）により、スラスト方向に倒れるのを防止すること、（３）図１２に示すように、戻り側ベルト３１が蛇行した場合に、戻り側ベルト３１のエッジ３１ａを支えて、四角形棒状ゴム製弾性体２２の起き上がりを防止することである。戻り側ベルト３１が蛇行して戻り側ベルト３１のエッジ３１ａから四角形棒状ゴム製弾性体２２が外れると、撓んでいた四角形棒状ゴム製弾性体２２が起き上がり、戻り側ベルト３１のエッジ３１ａが四角形棒状ゴム製弾性体２２の側面を損傷するからである。
【００３７】
四角形棒状ゴム製弾性体２２は戻り側ベルト３１の水平力Ｆ１によって、戻り側ベルト３１の進行方向に倒れて、付着物を掻き取る構造である。同時に、戻り側ベルト３１のスラスト力Ｆ２によって、スラスト方向にも倒れやすい性質がある。そのため、四角形棒状ゴム製弾性体２２は隣り合う四角形棒状ゴム製弾性体２２同士が互いに支え合って、スラスト方向へ倒れないようにしている。しかしながら、四角形棒状ゴム製弾性体２２の両サイドには大きなスラスト力Ｆ２が作用し、特に両端の四角形棒状ゴム製弾性体２２はゴム製倒れ防止板２１が無ければスラスト方向に倒れてしまう。ゴム製倒れ防止板２１は戻り側ベルト３１のスラスト力Ｆ２によって、四角形棒状ゴム製弾性体２２がスラスト方向に倒れないようにするためのものであることから、スラスト方向の剛性を高めるために、少なくともゴム製倒れ防止板２１の幅Ｗ１は、四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ２よりも大きくする。Ｗ１＝ＮＷ２とした場合、Ｎは３〜２０の整数である。Ｎが２以下であると、ゴム製倒れ防止板２１がスラスト力Ｆ１に耐えきれず、スラスト方向に曲がってしまう。Ｎが２１以上になると、ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａと戻り側ベルト３１の当接性が低下し掻き取り性能が低下する。図１４に示すように、Ｗ１をＷ２の整数倍にすることにより、耐磨耗材からなるチップ６０を四角形棒状ゴム製弾性体２２やゴム製倒れ防止板２１に取り付ける際に、チップ６０を共通化できるメリットがある。ゴム製倒れ防止板２１の厚みＢは四角形棒状ゴム製弾性体２２の厚みＢと略同一にする。四角形棒状ゴム製弾性体２２とゴム製倒れ防止板２１を同一の架台溝４０ａに固定できるからである。
【００３８】
図１２に示すように、ゴム製倒れ防止板２１の幅Ｗ１は戻り側ベルト３１の蛇行量Ｓよりも大きくする。戻り側ベルト３１の蛇行量はベルト３０速度、ベルト３０の幅、ローラの芯出し精度、ローラへの付着物の状況、天候などにより異なる。Ｗ１＝ＮＷ２＞Ｓとすることにより、戻り側ベルト３１のエッジ３１ａから四角形棒状ゴム製弾性体２２が外れないようにできるので、四角形棒状ゴム製弾性体２２が起き上がることが無くなり、戻り側ベルト３１のエッジ３１ａや四角形棒状ゴム製弾性体２２を損傷することがない。
【００３９】
ゴム製倒れ防止板２１は、高さＬ１を四角形棒状ゴム製弾性体２２の高さＬ２と同等にし、ゴム製倒れ防止板２１の剛性と１本当たりの四角形棒状ゴム製弾性体２２の剛性を略同一にしている。このため、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２が戻り側ベルト３１に押し付けられて撓むと、ゴム製倒れ防止板２１の撓みδ１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の撓みδ２は略同一となると同時に、戻り側ベルト３１の押し付け力も略同一となり、ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２は均等な掻き取り能力を有することになる。ゴム製倒れ防止板２１の撓みδ１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の撓みδ２は等しいので、ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の隣り合う側面２１ｅ、２２ｅは、お互いに全長に渡り接触して撓むことができることから、戻り側ベルト３１の蛇行により大きなスラスト力Ｆ２が付加されても、ゴム製倒れ防止板２１は全長Ｌ１に渡り四角形棒状ゴム製弾性体２２の全長Ｌ２のスラスト方向への倒れを支えることができる。ゴム製倒れ防止板２１が四角形棒状ゴム製弾性体２２に対して短いと、四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａはゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａによって支えられないのでスラスト方向に曲がってしまう。即ち、ゴム製倒れ防止板２２は四角形棒状ゴム製弾性体２２がスラスト力Ｆ２により戻り側ベルト３１の幅方向へ押し付けられ倒れるのを防止する役割を果たす。同時に、戻り側ベルト３１の進行方向（水平方向）に対する摩擦力（水平力Ｆ１）に対しては、図３に示すように、ゴム製倒れ防止板２１のスラスト方向に軸心を持つ半楕円状２３ａ切欠きや半円状２３ｂ切欠きや円筒形２３ｃ切欠きなどにより剛性が調整されているので戻り側ベルト３１の凹凸に柔軟に撓むことができ、四角形棒状ゴム製弾性体２２と同様に優れた掻き取り機能を有することができる。又、ゴム製倒れ防止板２１の剛性の調整は、四角形棒状ゴム製弾性体２２よりも小さな剛性を有するゴム材を選択することでも可能である。例えば、四角形棒状ゴム製弾性体をウレタンにした場合は、ゴム製倒れ防止板２１は天然ゴムにするとよい。
【００４０】
図２に示すように、ゴム製倒れ防止板２１の高さＬ１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の高さＬ２を略同一にすることにより、ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末端面２１ｂと四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末端面２２ｂの高さレベルを揃えて戻り側ベルト３１を押圧できるようにする。Ｌ１は押え板４４の上面４４ａから倒れ防止板２１の自由側端末端面２１ｂまでの長さである。Ｌ２は押え板４４の上面４４ａから四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末端面２２ｂまでの長さである。又、ゴム製倒れ防止板２１の材質選定や切欠き２３などを設けることによりゴム製倒れ防止板２１の剛性を調整して、ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の戻り側ベルトに対する押圧力が略同じになるようにする。
【００４１】
ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２は戻り側ベルト３１に押さえつけられているので、それぞれの撓みδ１、δ２は等しいが、ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の戻り側ベルト３１に対する押圧力は異なっている。例えば、単位長さ当たりの水平力をＦ１としたときに、ゴム製倒れ防止板２１には水平方向に、ＦＷ１＝ＦＮＷ２の力が加わっている。一方、四角形棒状ゴム製弾性体２２には水平方向に１本あたり、ＦＷ２の力が加わっている。即ち、四角形棒状ゴム製弾性体２２に対してゴム製倒れ防止板２１の剛性を１／Ｎに低減すれば、ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の戻り側ベルトに対する押圧力は略等しくなり、戻り側ベルト３１の掻き取り性能を同一にできる。ゴム製倒れ防止板２１の剛性と四角形棒状ゴム製弾性体２２の剛性を略同一にすることによりゴム製倒れ防止板２１にチップ６０を取り付ければ、掻き取り機能を付加できるので、戻り側ベルト３１の全面を掻き取ることができる。
【００４２】
ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２は付着物を確実に掻き取れるように、戻り側ベルト３１を数ミリから十数ミリ程度押圧するように高さ調整する。そのため、図７に示すように、ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２は戻り側ベルト３１の水平力Ｆ１により戻り側ベルト３１の進行方向に撓んだ状態になり、戻り側ベルト３１を押圧し付着物を強力に掻き取ることができる。ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２は戻り側ベルト３１の水平力Ｆ１やスラスト力Ｆ２により押し付けられ、撓んでいると同時にゴムによる弾性力で常に戻り側ベルト３１を押し返している。そのため、戻り側ベルト３１の小さな凹凸に瞬時に反応し微振動しながら戻り側ベルト３１に精密に当接することができる。戻り側ベルト３１のエンドレスの剥がれや強固に付着した付着物などの障害物に対しては、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２が大きく撓むことにより障害物を回避できるようにしている。
【００４３】
戻り側ベルト３１の表面状態は戻り側ベルト３１の幅方向に対して均一ではなく一般的には中央部の摩耗が最大になる。即ち、戻り側ベルト３１は幅方向で摩耗量に差があるため厚みが均一ではなく、又、線状の掻き疵や材料の落下疵あるいは高温材料による焼き疵などにより部分的なくぼみが生じている。又、戻り側ベルト３１の中央近辺は搬送物の積載圧力が大きくなるので摩耗が大きく無数の微細疵が生じており、付着物が付着しやすくしかも強固に付着する傾向がある。又、コンベアベルト３０は原材料を搬送する際にトラフ角を形成するので、トラフ癖がつくことから戻り側ベルト３１は中央部が凸上に変形する。又、強固な付着物やエンドレス部（戻り側ベルト繋ぎ部）のめくれなどの突起が生じている。従って、四角形棒状ゴム製弾性体２２の幅Ｗ２が大きすぎると四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａが戻り側ベルト３１表面に精密に当接できなくなり、自由側端末２２ａ全体の押圧力が不均一になり掻き取り斑が生じる。従来のベルトクリーナは、幅１００〜５００ｍｍ程度のゴム弾性板もしくは金属板にチップを取り付けた掻き板が主流であり、掻き板の幅が広すぎるため、チップ全面が戻り側ベルト表面に均一当接することは不可能であり、必然的に掻き取り残しが生じていた。又、掻き取り残しを解消するためにクリーナを戻り側ベルトに無理に接触させようとすると押圧力が大きくなるので、戻り側ベルトを摩耗させたり、エンドレス部の剥がれを助長したりしてベルトを損傷させていた。この問題を解決するには四角形棒状ゴム製弾性体２２の幅Ｗ２をできるだけ小さくして四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａが均一に戻り側ベルト３１表面を押圧することが不可欠である。
【００４４】
ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２は、例えば図１、図２に示すように架台４０に設けた長溝４０ａに挿入されている。長溝４０ａは押し側板４１と受け側板４２及び底板４３で構成されている。押し側板４１にはナット４６が取り付けられ、押し付けボルト４５が転動自在に取り付けてあり、押え板４４を押し付けることにより、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２を受け側板４２に押し付けて固定している。架台４０の両側にはフランジ４７が取り付けられ、フランジ４７に丸型支持軸４８が取り付けられている。前記丸型支持軸４８には角型パイプ４９が嵌装されており、角型パイプ４９は溝型受け具５０に載置されている。溝型受け具５０はコンベアフレームに取り付けられたベルトクリーナ取付架台５１に取り付けられている。四角形棒状ゴム製弾性体２２の戻り側ベルト３１への当接角度を決定後、角度設定ボルト５２で丸型支持軸４８の回転を固定する。次に、押し付け設定ボルト５３で角型パイプ４９の高さを調整することにより四角形棒状ゴム製弾性体の押圧力を設定する。次に、固定ボルト５４で角型パイプ４９を溝型受け具５０に固定する。
【００４５】
第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記ゴム製倒れ防止板２１に、剛性を調整するための切欠き２３が設けられ、前記ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａと前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａによる前記戻り側ベルト３１の押し付け力が略同一になるようにしたことを特徴とするベルトクリーナ１０である。
【００４６】
図３に示すように、ゴム製倒れ防止板２１の切欠き２３の形状は種々考えられる。図３（ａ）は、ゴム製倒れ防止板２１の片面に、スラスト方向に軸心を持つ半楕円状の切欠き２３，２３ａを設けている。図３（ｂ）は、ゴム製倒れ防止板２１の両面に、スラスト方向に軸心を持つ半楕円状の切欠き２３、２３ａを設けている。図３（ｃ）は、ゴム製倒れ防止板２１の片面にスラスト方向に軸心を持つ複数の半円状もしくは半楕円状の切欠き２３，２３ｂを設けている。図３（ｄ）は、ゴム製倒れ防止板２１の中に、スラスト方向に軸心を持つ円筒状の切欠き２３、２３ｃを設けている。切欠き２３の形状や大きさや数によってゴム製倒れ防止板２１の剛性は調整できる。ゴム製倒れ防止板２１の剛性と１本あたりの四角形棒状ゴム製弾性体２２の剛性が略同一となるように切欠き２３を設定する。ゴム製倒れ防止板２１にＦ１×Ｗ１（＝ＮＦ１Ｗ２）の力が作用し、四角形棒状ゴム製弾性体２２の幅Ｗ２にはＦ１×Ｗ２の力が作用するが、四角形棒状ゴム製弾性体２２に対してゴム製倒れ防止板２１の剛性を１／Ｎに低減すれば、ゴム製倒れ防止板２１の押し付け力と四角形棒状ゴム製弾性体２２の押し付け力を略同一にすることができる。ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａと四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａが戻り側ベルト３１を押圧する力を略同一にすることにより、戻り側ベルト３１の付着物をベルト３０の全幅に渡り均一に掻き取ることができる。例えば、図３（ｃ）の剛性を小さくするためには、切欠き２３ｃの数を増やしたり、切欠きの半径を大きくしたりすることにより可能である。
【００４７】
ゴム製倒れ防止板２１の剛性が大きいと戻り側ベルト３１のエッジ３１ａ周辺を偏磨耗させるから恐れがある。ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の押し付け力を同等にすることにより、四角形棒状ゴム製弾性体２２と同様にゴム製倒れ防止板２１に掻き取り機能を付加できるので、戻り側ベルト３１の全面を掻き取ることができる。
【００４８】
第３の解決手段は特許請求項３に示すように、  前記ゴム製倒れ防止板２１の幅Ｗ１は前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の幅Ｗ２に対して、Ｗ１＝ＮＷ２の関係にあり、Ｎは整数で、３以上であることを特徴とするベルトクリーナ１０である。
【００４９】
図１３ないし図１６に示すように、耐磨耗材のチップ６０をゴム製倒れ防止板２１の自由側端末前面２１ｃあるいは自由側端末後面２１ｄ、及び四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末前面２２ｃあるいは自由側端末後面２２ｄに取り付ける場合、チップ６０の幅Ｗ２を四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ２と略等しくすることにより、Ｗ１＝ＮＷ２となり、チップ６０を共通化できる。又、ゴム製倒れ防止板２１にＮ個のチップ６０を精度よく取り付けることができる。
【００５０】
第４の解決手段は特許請求項４に示すように、前記架台４０の前記溝４０ａに、前記戻り側ベルト３１の凸上形状と近似した凸上形状のライナ７０を敷設したことを特徴とするベルトクリーナ１０である。
【００５１】
ライナは、樹脂、プラスチック、アルミニウム、銅、鉄などの材料を使用できる。ライナは、四角形棒状ゴム製弾性体の固定側端面の下に敷設するため、四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｂよりも小さくすることにより架台４０の溝４０ａに納めることができる。
【００５２】
図４に示すように、四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａはライナ７０の形状に近似され、階段状になる。ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａはあらかじめ小さな円弧にしておくことにより、なだらかな円弧を形成できる。玄の高さＨ１は１〜１０ｍｍである。ベルトが新品でトラフ癖がついていない場合の玄の高さＨ１は小さいが、古いベルトで中央部の摩耗が大きくなるにつれてＨ１は大きくするのがよい。
【００５３】
第５の解決手段は特許請求項５に示すように、前記ライナ７０は複数の薄板７１が、中央部が凸になるように階段状に積層されたものであることを特徴とするベルトクリーナ１０である。
【００５４】
図５に示すように、薄板７１は、樹脂、プラスチック、銅、鉄、アルミニウムなどの薄い板を使用できる。薄板７１の１枚当たりの厚みは０．１〜１．０ｍｍである。薄板７１を７１ａ、７１ｂ、７１ｃのように階段状に積層する。階段の高さＨ２は１〜１０ｍｍである。薄板７１は接着剤で接合して、凸状の戻り側ベルト３１の形状を近似的に形成する。
【００５５】
第６の解決手段は特許請求項６に示すように、前記四角形棒状ゴム製弾性体２２と前記ゴム製倒れ防止板２１はゴム製弾性板２０に切り込み２３が設けられ一体的に形成されたものであることを特徴とするベルトクリーナ１０である。
【００５６】
図１、図６、図７あるいは図９ないし図１５は、ゴム製弾性板２０に切り込み２０ａを入れてゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２を一体的に形成したベルトクリーナ１０を示している。ゴム製弾性板２０への切り込み２０ａは、電動糸鋸、グラインダー、ナイフカッター、レーザー、ウォータージェット（高圧水切断機）などを使用できる。ゴム製弾性板２０の厚みは５〜３０ｍｍがよい。５ｍｍより薄いと剛性が小さくなり、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２の戻り側ベルト３１への押圧力が小さくなり付着物の掻き取り性能が低下する。３０ｍｍより厚いと剛性が大きすぎて撓みδ１及びδ２が小さくなり戻り側ベルト３１の表面凹凸に柔軟に追随できず掻き取り残しが生じる。望ましくは１０〜２５ｍｍである。
【００５７】
ゴム製弾性板２０に複数の切り込み２０ａを入れて四角形棒状ゴム製弾性体２２とゴム製倒れ防止板２１を形成しているので、複数の四角形棒状ゴム製弾性体２２やゴム製倒れ防止板２１を芯出しして組み立てる必要がなくしかも高精度にセッティングできる。四角形棒状ゴム製弾性体２２とゴム製倒れ防止板２１の高さ調整が容易でありしかも連続的に変化するように形成できる。図９は、四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａとゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａの戻り側ベルト３１の幅方向の高さを直線的に揃えた例を示している。図１０は、四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａとゴム製倒れ防止板２１の戻り側ベルト３１の幅方向の高さを円弧状に形成した例を示している。図１１は、四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａとゴム製倒れ防止板の自由側端末２１ａの戻り側ベルト３１の幅方向の高さを円弧状に形成するとともに、切り込み２０ａの長さを円弧状にした例を示している。一体的に形成することで、四角形棒状ゴム製弾性体２２同士の隙間及び四角形棒状ゴム製弾性体２２とゴム製倒れ防止板２１の隙間にガタが生じない。そのため、四角形棒状ゴム製弾性体２２のスラスト方向の撓みを完全に抑えることができるので、四角形棒状ゴム製弾性体２２の隣り合う隙間が広がることが無くダストの侵入もないので円滑な搖動運動を維持でき、線状の掻き取り残しが生じることもない。
【００５８】
第７の解決手段は特許請求項７に示すように、前記四角形棒状ゴム製弾性体２２と前記ゴム製倒れ防止板２１は前記ゴム製弾性板２０に切り込み２３を設けて一体的に形成するとともに、前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の前記自由側端末２２ａと前記ゴム製倒れ防止板２１の前記自由側端末２１ａが一体的な凸状の円弧を形成していることを特徴とするベルトクリーナ１０である。
【００５９】
図１０や図１１に示すように、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２１ａ、２２ａを戻り側ベルト３１の形状に合わせて、上に凸の円弧状に形成できる。ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２のそれぞれの自由側端末２１ａ、２２ａの形状を戻り側ベルト３１の円弧形状に合わせることにより、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２と戻り側ベルト３１との当接性が向上し掻き取り性能が向上する。
【００６０】
戻り側ベルト３１は使用期間が長くなるにつれて、中央部周辺の摩耗がエッジ３１ａ周辺より大きくなるので、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２に対して円弧状に凸に膨らんだ形状となる。戻り側ベルト３１の円弧状の摩耗形状に合わせるために、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２の高さＬ１、Ｌ２を中央部周辺が高く、両端側周辺が低くなるように円弧状に変化させる。ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２の高さＬ１、Ｌ２を円弧状にすることにより、ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の戻り側ベルト３１に対する当接状態が戻り側ベルト３１の幅全体に渡り均一化できるので、掻き取り状態も均一になる。
【００６１】
図１０に示すように、円弧の玄の高さＨ３は１〜１０ｍｍである。通常、戻り側ベルト３１の中央部周辺と両端側周辺の摩耗量の差は最大１０ｍｍ前後になる場合がある。又トラフ癖が付くために最大１０ｍｍ程度となっている。そのため、玄の高さＨ３は最大１０ｍｍ程度必要である。
【００６２】
図１１は、ゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末を円弧形状にして、さらに、戻り側ベルト３１の幅方向において、切り込み２０ａの長さＬ３を変えたベルトクリーナを示している。切り込み２０ａの長さＬ３を変えることにより、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２の剛性を変えることができる。従って、ゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の撓み量δ１とδ２は戻り側ベルト３１で押さえつけられているので同一の撓み量（δ１＝δ２）となるが、剛性が異なることにより、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２と戻り側ベルト３１との押圧力は異なってくる。押圧力が大きいほど付着物の掻き取り性能は向上する。戻り側ベルト３１の中央部周辺は付着物が多いので、切り込み２０ａの長さＬ３を短くして、四角形棒状ゴム製弾性体２２の撓みを小さくすることにより掻き取り能力を上げることができる。一方、戻り側ベルト３１の両端周辺は付着物が少ないので、切り込み２０ａの長さＬ３を長くして、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２の剛性を小さくして押圧力を低減し、戻り側ベルト３１の摩耗を抑えることができる。最大切り込み長さＬ３（Ｍａｘ）と最小切り込み長さＬ３（Ｍｉｎ）の差（Ｌ３（Ｍａｘ）―Ｌ３（Ｍｉｎ））は最大１0０ｍｍ程度である。
【００６３】
戻り側ベルト３１の中央部周辺は通常、凸状のトラフ癖や摩耗が大きくなるため、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２１ａ、２２ａが当接しにくい形状となっている。一方、戻り側ベルト３１のエッジ３１ａ周辺は、凸状変形や摩耗が小さいため、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２は戻り側ベルト３１に当接しやすい形状になっている。従って、四角形棒状ゴム製弾性体２２の長さＬ２が同じ場合は、戻り側ベルト３１の中央周辺部では、押し付け力は弱く、両端側周辺では押し付け力が大きくなることから、戻り側ベルト３１の幅方向で掻き取り斑が生じることになる。これを解消するために、ゴム製弾性板２０の中央部周辺の切り込み２０ａの長さを短くして、四角形棒状ゴム製弾性体３１の撓みを小さくすることにより押し付け力を大きくする。反対に、ゴム製弾性板２０の両端側周辺の切り込み２０ａを長くして、四角形棒状ゴム製弾性体２２の撓みを大きくすることにより押し付け力を小さくすることにより付着物をより効果的に掻き取ることができる。
【００６４】
第８の解決手段は特許請求項８に示すように、前記戻り側ベルト３１の進行方向に対向する前記倒れ防止板２１の自由側端末前面２１ｃと前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末前面２２ｃに耐磨耗材からなるチップ６０が取り付けられたことを特徴とするベルトクリーナ１０である。
【００６５】
チップ６０の材質はセラミックスや超硬合金やサーメットを使用できる。セラミックスには例えばアルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素などを使用できる。超硬合金には例えばＷＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ−ＴａＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系合金などを使用できる。サーメットはＴｉＣやＴｉＮ、ＮｂＣを主成分とし、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ等の金属との複合材料の焼結品が使用できる。チップ６０の幅Ｗ２（四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ２と同一）は１０〜３０ｍｍがよい。１０ｍｍより小さいと四角形棒状ゴム製弾性体２２の剛性が小さくなり掻き取り性能が低下する。３０ｍｍより大きいと戻り側ベルト３１の小さな凹凸に追随できない。
【００６６】
ネジ６１の材質は炭素鋼、ＳＵＳ、チタンなどの金属を使用できる。更に、ネジ６４の摩耗を防止するためにはセラミックス、超硬、サーメットなどが使用できる。四角形棒状ゴム製弾性体２２は厚みを厚くできるので強固にネジ６４止めできる。チップ６０はネジ６４止めしてさらに接着剤で接合することにより接合強度がアップすると同時にネジ６４に水分の浸入を防止できる。
【００６７】
図１３は、ゴム製弾性板に切り込みを入れて形成したゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体にチップを取り付けたベルトクリーナ１０の正面図である。図１４はゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２にチップを取り付けたベルトクリーナ１０の部分斜視図であり、四角形棒状ゴム製弾性体２２には幅Ｗ２のチップ６０を１枚ずつ固定し、ゴム製倒れ防止板２１には３枚のチップを固定した例を示している。ゴム製倒れ防止板２１の幅Ｗ１と四角形棒状ゴム製弾性体の幅Ｗ２について、Ｗ１＝ＮＷ２の関係にすることにより、ゴム製倒れ防止板２１にＮ枚のチップを正確に取り付けることができる。例えば、図１３と図１４の例では、Ｎ＝３である。
【００６８】
図１４に示すように、チップ６０には貫通孔６０ａを設けてネジ６４を挿入し、四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末前面２２ｃにチップ６０をネジ６４止めする。自由側端末前面２２ｃとは戻り側ベルト３１の進行方向に対向する面である。チップ６０の貫通孔６０ａ及び四角形棒状ゴム製弾性体２２の貫通孔２２ｆはネジ６４によってチップ６０を四角形棒状ゴム製弾性体２２に固定するためのものである。チップ６０の貫通孔６０ａは段付きやテーパ状でもよい。ネジ６４がチップ６０の表面から突き出ないようにするためである。ネジ６４がチップ６０の表面から突き出ると掻き取った付着物が付着したり摩耗したりする問題を解消できる。ゴム製倒れ防止板２１においても自由側端末前面２１ｃに、四角形棒状ゴム製弾性体２２と同様な方法でチップ６０をネジ６４止めしている。
【００６９】
本発明では、四角形棒状ゴム製弾性体２２の端末前面２２ｃにチップ６０を取り付けることで、四角形棒状ゴム製弾性体２２の断面寸法（Ｗ２×Ｂ）が小さくなっても剛性を確保することができる。即ち、弾性体形状を四角形棒状２２とすることでチップ６０の幅Ｗ２を小さくして、剛性と柔軟性を併せ持つ構造を実現できたことから、戻り側ベルト３１の表面状況に応じて精密に当接可能にすることを具現化した。そのためのチップ６０の幅Ｗ２は特開２０１３−２５２９７６号広報に示すように、３０ｍｍ以下でなければならない。３０ｍｍより大きいと戻り側ベルト３１幅方向の摩耗や付着物の状況変化に追随できず掻き取り残しが生じる。戻り側ベルト３１の窪みや線状疵の幅は通常３０ｍｍ以下であることから、チップ６０の幅Ｗ２は３０ｍｍ以下でなければならない。チップ６０の幅Ｗ２が３０ｍｍ以下であれば戻り側ベルト３１の変化に柔軟に追随可能である。又、前述したように、四角形棒状ゴム製弾性体２２の撓みδ２はＷ２の４乗に反比例するので、四角形棒状ゴム製弾性体２２が３０ｍｍ以上になると急速に撓み量が小さくなってしまう。このことからも四角形棒状ゴム製弾性体２２やチップ６０の幅は３０ｍｍ以下でなければならない。
【００７０】
高速で衝突する強固な付着物やエンドレス部のめくれなどの障害物は衝突の瞬間にチップ６０に大きな衝撃を与えるので、チップ６０を破損したり、逆にエンドレス部のめくれや疵を大きくしたりして戻り側ベルト３１を損傷する危険性がある。この対策として、チップ６０や四角形棒状ゴム製弾性体２２の慣性モーメントをできるだけ小さくして、障害物が衝突した瞬間に大きく撓んで衝撃力を回避することが極めて重要である。従来のベルトクリーナにおいては、チップやチップを取り付けている掻き板の慣性モーメントを小さくして衝突時の衝撃を瞬時に回避することはできなかった。このため、度々重大なベルト損傷事故を発生し生産障害となっていた。
【００７１】
チップ６０の幅Ｗ２が大きすぎるとチップ６０が戻り側ベルト３１表面に精密に当接できなくなり、チップ６０全体の押圧力が不均一になり掻き取り斑が生じる。従来のベルトクリーナは、幅１００〜５００ｍｍ程度のゴム弾性板もしくは金属板にチップを取り付けた掻き板が主流であり、掻き板の幅が広すぎるため、チップ全面が戻り側ベルト表面に均一当接することは不可能であり、必然的に掻き取り残しが生じていた。又、掻き取り残しを解消するためにクリーナを戻り側ベルトに無理に接触させようとすると押圧力が大きくなるので、戻り側ベルトを摩耗させたり、エンドレス部の剥がれを助長したりしてベルトを損傷させていた。この問題を解決するにはチップ６０の幅Ｗ２をできるだけ小さくしてチップ６０が均一に戻り側ベルト３１表面を押圧するようにすることが必須である。
【００７２】
第９の解決手段は特許請求項９に示すように、前記戻り側ベルト３１の進行方向に対向する前記ゴム製倒れ防止板２１の前記自由側端末前面２１ｃと前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の前記自由側端末前面２２ｃ、及び前記戻り側ベルト３１の進行方向に面する前記ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末後面２１ｄと前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末後面２２ｄに耐磨耗材からなる前記チップ６０が取り付けられ、前記戻り側ベルト３１が正逆運転した際に、前記ゴム製倒れ防止板２１の前記自由側端末２１ａと前記四角形棒状ゴム製弾性体２２の前記自由側端末２２ａが前記戻り側ベルト３１の進行方向に倒れて、前記戻り側ベルト３１の進行方向とは逆に面して取り付けられている前記チップ６０によって付着物を掻き取ることを特徴とするベルトクリーナ１０である。
【００７３】
図１５におけるベルト３０は正逆回転ベルトである。戻り側ベルト３１のＡの進行方向に対向するゴム製倒れ防止板２１の自由側端末前面２１ｃと四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末前面２２ｃにはチップ６１が取り付けられている。又、戻り側ベルト３１のＢの進行方向に対向するゴム製倒れ防止板２１の自由側端末後面２１ｄと四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末後面２２ｄにはチップ６２が取り付けられている。
【００７４】
戻り側ベルト３１がＡ方向に進行する場合は、ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａと四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａはＡ方向に倒れる。そのため、Ａ方向とは逆に面して取り付けられているゴム製倒れ防止板２１の自由側端末前面２１ｃのチップ６１と四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末前面２２ｃのチップ６１が戻り側ベルト３１に当接し、戻り側ベルト３１に付着した付着物を掻き取る。
【００７５】
戻り側ベルト３１がＢ方向に進行する場合は、ゴム製倒れ防止板２１の自由側端末２１ａと四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末２２ａはＢ方向に倒れる。そのため、Ｂ方向とは逆に面して取り付けられているゴム製倒れ防止板２１の自由側端末後面２１ｄのチップ６２と四角形棒状ゴム製弾性体２２の自由側端末後面２２ｄのチップ６２が戻り側ベルト３１に当接し、戻り側ベルト３１に付着した付着物を掻き取る。
【００７６】
四角形棒状ゴム製弾性体２２のスラスト方向への倒れを防止するためのゴム製倒れ防止板２１を取り付けて、四角形棒状ゴム製弾性体２２と同様にゴム製倒れ防止板２１の自由側端末前面２１ｃ及び自由側端末後面２１ｄにチップ６０を取り付けることにより、正逆回転のベルト３０においてもベルト３０の全幅に渡り付着物の掻き取りが可能となった。
【００７７】
第１０の解決手段は特許請求項１０に示すように、  前記チップ６０は、前記ゴム製倒れ防止板２１もしくは前記四角形棒状ゴム製弾性体２２への取付け面６０ｃが面取り６３されていることを特徴とするベルトクリーナで１０ある。
【００７８】
図１６はゴム製倒れ防止板２１と四角形棒状ゴム製弾性体２２のそれぞれの自由側端末前面２１ｃ、２２ｃに、チップ６０の取付け面６０ｃに面取りしたチップ６０を取り付けた斜視図である。図７に示すように、戻り側ベルト３１から受ける水平力Ｆ１により、ゴム製倒れ防止板２１や四角形棒状ゴム製弾性体２２のそれぞれの自由側端末２１ａ、２２ａは戻り側ベルト３１の進行方向に倒れ、チップ６０の掻取り面６０ｂが戻り側ベルト３１に当接することにより付着物を掻き取る。戻り側ベルト３１にエンドレスの剥離や付着物による強固な突起物があると、四角形棒状ゴム製弾性体２２は瞬間的に大きく撓む。その後、ゴムの弾性力により定常状態の位置に復帰しようとするが、その際に、チップ６０の掻取り面６０ｂが四角形棒状ゴム製弾性体２２からはみ出していると、大きく撓んでいた四角形棒状ゴム製弾性体２２のチップ６０の掻取り面６０ｂが、隣の四角形棒状ゴム製弾性体２２の取付け面６０ｃと干渉する場合がある。隣り合うチップ６０の取付け面６０ｃと掻取り面６０ｂが干渉すると、大きく撓んでいたチップ６０は定常の位置に復帰できなくなり大きく撓んだ状態のままとなる。そのため、チップ６０が戻り側ベルト３１に当接できず離れたままとなるので掻き取り不能となり、線状の掻き取り残しが生じてしまう。この問題を防止するために、チップ６０の取付け面６０ｃを面取り６３する。
【００７９】
面取り６３は、図１７（ａ）に示すように、円弧状の円面（まる面）６３ａでもよいし、図１７（ｂ）に示すように角面（かど面）６３ｂでもよい。お互いの取付け面６０ｂと掻取り面６０ｃが引っ掛からない構造であればよい。
【符号の説明】
【００８０】
１０：ベルトクリーナ
２０：ゴム製弾性板
２０ａ：切り込み
２１：ゴム製倒れ防止板
２１ａ：ゴム製倒れ防止板の自由側端末
２１ｂ：ゴム製倒れ防止板の自由側端末端面
２１ｃ：ゴム製倒れ防止板の自由側端末前面
２１ｄ：ゴム製倒れ防止板の自由側端末後面
２１ｅ：ゴム製倒れ防止板の四角形棒状ゴム製弾性体と隣り合う側面
２２：四角形棒状ゴム製弾性体
２２ａ：四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末
２２ｂ：四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末端面
２２ｃ：四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末前面
２２ｄ：四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末後面
２２ｅ：四角形棒状ゴム製弾性体のゴム製倒れ防止板と隣り合う側面
２２ｆ：四角形棒状ゴム製弾性体のネジ用貫通孔
２３：切欠き
２３ａ：半楕円状切欠き
２３ｂ：半円状切欠き
２３ｃ：円筒形切欠き
３０：ベルト
３１：戻り側ベルト
３１ａ：戻り側ベルトのエッジ
４０：架台
４０ａ：溝
４１：押し板側
４２：受け側板
４３：底板
４４：押え板
４４ａ：押え板上面
４５：押し付けボルト
４６：ナット
４７：フランジ
４８：丸型支持軸
４９：角パイプ
５０：溝型受け具
５１：ベルトクリーナ取付け架台
５２：角度設定ボルト
５３：押し付け設定ボルト
５４：固定ボルト
６０：チップ
６０ａ：貫通孔
６０ｂ：掻取り面
６０ｃ：取付け面
６１：チップ
６２：チップ
６３：面取り
６３ａ：円面（まる面）
６３ｂ：角面（かど面）
６４：ネジ
７０：ライナ
７１：薄板
７１ａ：薄板
７１ｂ：薄板
７１ｃ：薄板
Ｌ１：ゴム製倒れ防止板の長さ
Ｌ２：四角形棒状ゴム製弾性体の長さ
Ｌ３：切り込み長さ
Ｂ：四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板の厚み
Ｆ１：戻り側ベルトの進行方向（水平方向）の摩擦力、水平力
Ｆ２：戻り側ベルトの幅方向（スラスト方向）の摩擦力、スラスト力
Ｈ１：玄の高さ
Ｈ２：玄の高さ
Ｈ３：玄の高さ
Ｓ：戻り側ベルトの蛇行量
【要約】
【課題】四角形棒状ゴム製弾性体は、戻り側ベルトの幅方向（スラスト方向）の摩擦力に対して剛性が小さく、スラスト方向に倒れるため四角形棒状ゴム製弾性体同士の隙間が大きくなり線状の掻き取り残しがあった。ベルトクリーナの両サイドに四角形棒状ゴム製弾性体の倒れ防止板を取り付ける方法があるが、倒れ防止板に掻き取り機能がなく、ベルトの全幅を掻き取ることができなかった。
【解決手段】ベルトクリーナの両サイドに設けたゴム製倒れ防止板の幅は、四角形棒状ゴム製弾性体の幅よりも幅広とし、ゴム製倒れ防止板と四角形棒状ゴム製弾性体の自由側端末が戻り側ベルトと当接するようにして、四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板の剛性を略同一にして、四角形棒状ゴム製弾性体とゴム製倒れ防止板の押圧力を同等にして戻り側ベルトを押圧することにより戻り側ベルトの全幅に渡り付着物を掻き取れるようにした。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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