(57)【要約】      （修正有）【課題】ベルトクリーナ装置において、ベルトの寿命の短縮化を防止するとともに、ベルトクリーナの掻き取り性能の向上を図る。【解決手段】掻き取り式のベルトクリーナ装置であり、チップの先端がベルトの表面に圧接することにより、ベルトの表面に存在する付着物をベルトの表面から除去する。このベルトクリーナ装置では、少なくともチップ４１の先端にはＤＬＣ膜５が設けられていることにより圧接時に発生する摩擦を低減させることができる。【選択図】図３
2009173354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップの先端がベルトの表面に圧接されることにより前記ベルトの前記表面上に存在する付着物を前記ベルトの前記表面上から除去するベルトクリーナー装置であって、
少なくとも前記チップの前記先端には、ＤＬＣ膜が設けられていることを特徴とするベルトクリーナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルトの表面上に存在する付着物をベルトの表面上から取り除くためのベルトクリーナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトコンベヤなどを用いて物体を搬送させると、搬送中に、運搬物、運搬物が微細化したものあるいはゴミなどがベルトの表面上に付着する場合がある。このような付着物は、ベルトコンベヤなどの排出部においてベルトの表面上から除去される場合もあるが、ベルトの表面上に付着したままリターン側へ移動する場合もある。表面上に付着物が存在した状態のままベルトがリターン側へ移動すると、次に示す不具合が生じる。付着物がベルトコンベヤのリターン側でベルトの表面上から落下した結果、粉塵となって大気中に飛散し環境を汚染するもしくはリターン側の床面に堆積され清掃に手間がかかる、または、部品（例えばローラ）に再付着してベルトコンベヤの部品の破損を招来する。また、付着物がベルトの表面上に存在したままであれば、ベルトの表面における搬送面積が減少するので、搬送効率の悪化を招来する。
【０００３】
そこで、ベルトコンベヤなどには、搬送中にベルトの表面上に付着したゴミなどを除去するためのベルトクリーナ装置が設けられている。ベルトクリーナ装置には、例えば、ブラシ式、ビータ式またはチップ式などがあり、ブラシ式のベルトクリーナ装置では、ブラシを用いて不純物をベルトの表面上から擦り落とし、ビータ式のベルトクリーナ装置では、ベルトを叩いて不純物をベルトの表面上からふるい落とし、チップ式のベルトクリーナ装置では、チップを用いて不純物をベルトの表面上から掻き取る。この中でチップ式のベルトクリーナ装置がベルトの表面を清掃する能力に優れていると言われている。
【０００４】
チップ式ベルトクリーナ装置では、複数のチップがベルトの幅方向に並んで配置されており、チップの先端が移動中のベルトの表面に圧接されることにより付着物をベルトの表面上から掻き取ることができる（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平０８−２０８０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなチップ式ベルトクリーナ装置では、チップの先端が移動中のベルトの表面に圧接されるので、チップの摩耗を招来する。チップの耐摩耗性を向上させるために硬質な材料からなるチップを用いると、逆に、ベルトが摩耗してしまい、ベルトの寿命の短縮化を招来する。
【０００６】
また、チップの先端が移動中のベルトの表面に圧接されるので、圧接時には摩擦が発生し、その結果、摩擦に起因するベルトの摩耗とともにチップのびびり（chatter）を招来する。チップがびびると、チップの先端を移動中のベルトの表面に圧接させることが難しくなり、よって、ベルトクリーナ装置の掻き取り性能の低下を招来する。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベルトの寿命の短縮化を防止できるとともにベルトクリーナ装置の掻き取り性能の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のベルトクリーナ装置は、チップの先端がベルトの表面に圧接されることにより、ベルトの表面上に存在する付着物をベルトの表面上から除去する。このベルトクリーナ装置では、少なくともチップの先端にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜が設けられている。
【０００９】
上記構成では、ＤＬＣ膜を介してチップの先端が移動中のベルトの表面に圧接されるので、圧接時に発生する摩擦を低減させることができる。よって、ベルトの摩耗を抑制できるのでベルトの寿命の短縮化を防ぐことができ、また、チップのびびりを抑制することができるのでベルトクリーナ装置の掻き取り性能の向上を図ることができる。特に、運搬物が水により濡れている場合にも、安定してベルトの表面上を清掃することができる。
【発明の効果】
【００１０】
発明によれば、ベルトの寿命の短縮化を防止できるとともに、ベルトクリーナ装置の掻き取り性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１２】
図１および図２はベルトクリーナ装置の一例を示す図であり、図１はその側面図であり、図２はその正面図である。図３は、図１に示すIII領域の拡大図である。
【００１３】
本実施形態にかかるベルトクリーナ装置は、搬送用ベルトＢのリターン側（具体的には、プーリＰ付近）に取り付けられている。具体的には、ベルトクリーナ装置は、図１および図２に示すように、ベルトクリーナ装置を搬送用ベルトＢに取り付けるための取付部材１を有しており、取付部材１は、搬送用ベルトＢの幅方向の両側に配置されている。また、両取付部材１，１をつなぐようにラバースプリング２を介して支持部材３が設けられており、よって、支持部材３は搬送用ベルトＢを横切るように配置されている。支持部材３には複数のクリーナ部材４が固定されており、クリーナ部材４は搬送用ベルトＢの幅方向に並んでいる。クリーナ部材４の先端にはチップ４１が設けられており、チップ４１の先端が移動中の搬送用ベルトＢの表面に圧接されることにより付着物を搬送用ベルトＢの表面上から掻き取ることができる。
【００１４】
チップ４１は、金属製もしくはセラミックス製であり、表面に炭素鋼材が設けられていればチップ４１の摩耗を防止することができるため好ましい。チップ４１の先端には、図３に示すように、ＤＬＣ膜５が設けられている。そのため、本実施形態にかかるベルトクリーナ装置では、ＤＬＣ膜５を介してチップ４１の先端が移動中の搬送用ベルトＢの表面に圧接される。ここで、ＤＬＣ膜５は摩擦係数が低いという性質を有しているので、本実施形態にかかるベルトクリーナ装置では圧接時に発生する摩擦を低減させることができる。従って、摩擦に起因する搬送用ベルトＢの摩耗を防止できるので、搬送用ベルトＢの寿命の短縮化を防止することができる。また、チップ４１のびびりを抑制できるので、ベルトクリーナ装置の掻き取り性能を向上させることができる。
【００１５】
ＤＬＣ膜５をチップ４１の先端に形成する方法としては、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ（chemical vapor deposition  化学蒸着法）、ＰＶＤ（physical vapor deposition  物理蒸着法）、イオン注入法またはイオン成膜法などを挙げることができる。チップ４１の先端へのＤＬＣ膜５の密着性を稼ぐためには、例えばイオン注入法などを用いることが好ましい。
【００１６】
本実施形態にかかるベルトクリーナ装置のようにＤＬＣ膜５を金属部材の表面に設ける際には、炭素原子のみからなるＤＬＣ膜５をチップ４１の先端に設ければ、チップ４１の硬度を高めることができ、その結果、チップの耐摩耗性を高めることができるので好ましい。しかし、ＤＬＣ膜５を形成する際、ＤＬＣ膜５に水素原子またはフッ素原子などの炭素原子以外の原子を導入してもよい。例えば、より多くのフッ素原子がＤＬＣ膜５に取り込まれるようにＤＬＣ膜５の形成条件を調整すると、ＤＬＣ膜５における摩擦係数をさらに低下させることができるので、好ましい。
【００１７】
ＤＬＣ膜５は、チップ４１に対して耐摩耗性を付与したいだけの量（厚み）をチップ４１の先端に形成すればよく、その厚みは、好ましくは、１μｍ以上５μｍ以下である。ＤＬＣ膜５の厚みが１μｍ未満であれば、チップ４１の耐摩耗性または耐食性などを十分に高めることができないため、好ましくない。また、ＤＬＣ膜５の厚みが５μｍを超えると、ＤＬＣ膜５がチップ４１の先端から剥離しやすくなり、その結果、チップ４１が摩耗しやすくなるため、好ましくない。
【００１８】
ＤＬＣ膜５をチップ４１の先端に設けたことにより得られる効果を確認するため、本願発明者らは以下に示す試験を行った。
【００１９】
具体的には、ピンオンディスク型の試験装置を用いて、試験片の摩擦係数の経時変化を測定した。特に図示しないが、ホルダに先端部分が突出するように保持された試験片を相手材に対して面圧０．２ＭＰａとなるように当接させるとともに、その相手材を摺動速度が６．６ｍ／ｓになるように回転させた。
【００２０】
ここで、試験片としては、炭素鋼材の表面にＤＬＣ膜を形成したもの（実施例１）、ステンレスクラッド鋼材（stainless-clad steel）の表面にＤＬＣ膜を形成したもの（実施例２）および表面にＤＬＣ膜が形成されていない炭素鋼材（比較例）とを用いた。
【００２１】
また、試験片を当接させる相手材としては、ＮＲ（natural rubber）が配合されたゴム材を用いた。
【００２２】
このような試験を行って、試験当初および１キロ走行後における摩擦係数を求めた。表１にその結果を示す。
【００２３】
【表１】
2009173354.tif 000003
【００２４】
表１に示すように、摩擦係数の平均値は、実施例１および２の方が比較例よりも小さかった。よって、炭素鋼材またはステンレスクラッド鋼材の表面上にＤＬＣ膜を形成すれば試験片の表面における摩擦係数を低減できることが確認された。
【００２５】
さらに、摩擦係数の範囲は、実施例１および２の方が比較例よりも小さかった。よって、炭素鋼材またはステンレスクラッド鋼材の表面上にＤＬＣ膜を形成すれば試験片の表面における摩擦係数のばらつきを低減できることが確認された。従って、実施例１および２の方が比較例に比べてチップのびびりを抑制できるのではないかと考えられる。
【００２６】
また、実施例１および２ならびに比較例において、１キロ走行後の摩擦係数はそれぞれ試験当初時の摩擦係数と同じであった。よって、炭素鋼材またはステンレスクラッド鋼材の表面上にＤＬＣ膜を形成しても試験片の耐久性を保持できることが確認された。
【００２７】
このような試験結果から、チップ４１の先端にＤＬＣ膜５を形成すると、圧接時に発生する摩擦を低減させることができるので、搬送用ベルトＢの寿命の短縮化を防止でき、また、ベルトクリーナ装置の掻き取り性能を向上させることができるということが分かった。
【００２８】
以下では、本実施形態にかかるベルトクリーナ装置の構成を詳述する。
【００２９】
搬送用ベルトＢの幅方向の両側には、サイドフレームＡが互いに対向するように配置されている。各サイドフレームＡには、取付部材１の固定基部１１の案内面１１ａが溶接されており、各案内面１１ａには、上下方向に延びる長穴１１ｂが上下２箇所に設けられている。各長穴１１ｂには、ボルト１３ｂが挿通されており、このボルト１３ｂおよびナット１３ａを介して各固定基部１１に可動基部１２が固定されている。各固定基部１１の下端には調節ねじ１４が設けられており、この各調節ねじ１４により可動基部１２の上下方向における位置を変更することができる。これにより、クリーナ部材４のチップ４１の先端と搬送用ベルトＢの表面との距離を調整することができるので、クリーナ部材４のチップ４１の先端を搬送用ベルトＢの表面に当接させることができる。このような各可動基部１２には、ラバースプリング２の外殻２１が固定されている。
【００３０】
各ラバースプリング２は、上記外殻２１と内殻２２とを有している。各外殻２１は、スティールにより断面四角形の筒状に形成されている。各内殻２２は、位相が外殻２１に対して４５°ずれるように、且つ、外殻２１と同軸上となるように、外殻２１の内側に配置されている。内殻２２と外殻２１との間にはそれぞれ、ゴム弾性体２３が設けられている。
【００３１】
支持部材３は、本体部３１と軸端部３２とを有している。本体部３１は、鋼鉄により断面四角形の筒状に形成されており、搬送用ベルトＢを横切るように設けられている。軸端部３２は、本体部３１の両端から本体部３１の軸方向に延設されており、ラバースプリング２の内殻２２にそれぞれ嵌挿されている。このように、支持部材３は、ラバースプリング２を介して取付部材１の可動基部１２に保持されているので、搬送用ベルトＢの表面と略直角に圧接する位置を定位置とし、ゴム弾性体２３の反発力に抗して搬送用ベルトＢの搬送方向（図１に示す矢印の方向）へ回動可能に保持されている。よって、付着物（特に、大きな付着物または大量の付着物）が搬送用ベルトＢの表面上に存在していると、チップ４１は搬送用ベルトＢの表面に対して垂直な方向に押圧されるので、支持部材３はゴム弾性体２３からの反発力に抗して軸端部３２を回動中心として搬送用ベルトＢの搬送方向へ回動し、その結果、チップ４１の先端が搬送方向へ揺動する。これにより、チップ４１の先端が搬送用ベルトＢの表面から逃げるので、このように大きな付着物または大量の付着物が搬送用ベルトＢの表面上に存在している場合であっても、ベルトクリーナ装置の部品に過度の負荷を掛けることなく付着物を掻き取ることができる。
【００３２】
支持部材３の本体部３１の上面には、上端が開口した断面四角形の筒状のガイド筒（本実施形態では７個）３３が軸方向に間を隔てて配列されており、この各ガイド筒３３には、クリーナ部材４が配設されている。
【００３３】
各クリーナ部材４は、上記チップ４１を有している。各チップ４１の後端はゴム部４２を介してホルダ部４３に保持されており、各ホルダ部４３の底部には一対の揺動軸４４，４４が連結されている。各揺動軸４４は、支持部材３の本体部３１に設けられた貫通孔に嵌挿されており、その貫通孔内において摺動自在である。各揺動軸４４の上端には、ガイドカバー４５が固定されており、このガイドカバー４５は、摺動自在となるように支持部材３のガイド筒３３に外嵌めされている。ガイドカバー４５の外側には、ダストカバー４８が設けられており、ダストカバー４８は、支持部材３の本体部３１およびクリーナ部材４を覆うように支持部材３の軸方向に沿って被冠されている。
【００３４】
各クリーナ部材４の揺動軸４４には圧縮ばね４６が外嵌めされており、各圧縮ばね４６の上端はガイドカバー４５の上面（内側）に当接しており、各圧縮ばね４６の下端は支持部材３の本体部３１の上面に当接している（図１では、圧縮ばね４６の下側を省略している）。この圧縮ばね４６の付勢力により、各クリーナ部材４はチップ４１が搬送用ベルトＢの表面に圧接する方向に常時付勢されている。これにより、チップ４１などが局部的に摩耗した場合であっても、チップ４１毎を搬送用ベルトＢの表面に圧接させるなどの調整を行わなくても良い。
【００３５】
このようなベルトクリーナ装置を用いて搬送用ベルトＢの表面を清掃する際には、ベルトクリーナ装置を搬送用ベルトのリターン側に取り付け、調節ねじ１４を用いて可動基部１２の上下方向における位置を調節する。その後、ベルトコンベヤなどの運転を開始して搬送用ベルトを移動させると、ベルトクリーナ装置による清掃が開始される。搬送用ベルトＢの表面上に少量または小さな付着物が存在する場合、その付着物の上をチップ４１が通過すると、チップ４１は、クリーナ部材４のゴム部４２または圧縮ばね４６の付勢力に抗して揺動し、一時的に搬送用ベルトＢの表面から逃げる。
【００３６】
一方、大量または大きな付着物が搬送用ベルトＢの表面上に存在する場合には、チップ４１は、クリーナ部材４のゴム部４２または圧縮ばね４６の付勢力に抗して揺動しても、搬送用ベルトＢの表面から逃げ切れない。この場合には、支持部材３が、ラバースプリング２のゴム弾性体２３の反発力に抗して、軸端部３２を回動中心として搬送用ベルトＢの搬送方向（図１に示す矢印の方向）へ回動する。これにより、チップ４１の先端が搬送用ベルトＢの搬送方向に揺動するので、チップ４１を一時的に搬送ベルトＢの表面から逃がすことができる。以上より、本実施形態では、付着物の大きさおよび分量に関係なく、ベルトクリーナ装置を破損させることなくその付着物を搬送用ベルトＢの表面上から掻き取ることができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態にかかるベルトクリーナ装置では、ＤＬＣ膜５を介してチップ４１の先端が移動中の搬送用ベルトＢの表面に圧接するので、圧接時に発生する抵抗を低減させることができる。よって、搬送用ベルトＢの寿命を長くすることができるとともに、ベルトクリーナ装置の掻き取り性能を向上させることができる。
【００３８】
また、支持部材３は軸端部３２を中心として回動するように構成されているので、チップ４１の逃げ量を大きくすることができる。よって、搬送用ベルトＢに大量の付着物または大きな付着物が存在している場合であっても、支持部材３またはクリーナ部材４などを破損させることなく搬送用ベルトＢの表面上に存在する付着物を掻き取ることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態にかかるベルトクリーナ装置は、以下に示す構成であっても良い。
【００４０】
ＤＬＣ膜は、チップの先端に設けられているとしたが、チップ全体に設けられていても良い。ＤＬＣ膜は硬度が高いという性質も有しているので、ＤＬＣ膜がチップ全体に設けられていれば、チップの硬度を高めることができ、その結果、チップの表面に炭素鋼材などを設けなくても良くなるため好ましい。
【００４１】
上記実施形態にかかるベルトクリーナ装置は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば、支持部材は、本実施形態ではラバースプリングを介して取付部材に取り付けられているとしたが、ラバースプリングの代わりに捩じりコイルばね、引っ張りばねまたは圧縮ばねを介して取付部材に取り付けられていても良い。
【００４２】
また、支持部材がゴム弾性体などの弾性部材を介して取付部材に取り付けられていれば、大きな付着物または大量の付着物を搬送用ベルトの表面上から掻き取ることができるので好ましい。しかし、支持部材が上記弾性部材を介することなく取付部材に直接取り付けられていても、小さな付着物または少量の付着物であればその付着物を搬送用ベルトの表面上から掻き取ることができる。よって、支持部材は、上記実施形態のようにゴム弾性体などを介して取付部材に取り付けられていても良く、ゴム弾性体などを介することなく取付部材に取り付けられていても良い。
【００４３】
また、ベルトクリーナ装置は、クリーン部材毎にベルトの表面へのチップの圧接状態を調整できる構成を有していなくても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上説明したように、本発明は、ＤＬＣ膜により圧接時に発生する摩擦を低減させることができるので、ベルトの表面に当接させながらベルトの表面上に存在する付着物を除去するベルトクリーナ装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態にかかるベルトクリーナ装置の側面図である。
【図２】本実施形態にかかるベルトクリーナ装置の正面図である。
【図３】図１に示すIII領域の拡大図である。
【符号の説明】
【００４６】
５      ＤＬＣ膜 
４１    チップ 
【図１】
2009173354.tif 000004
【図２】
2009173354.tif 000005
【図３】
2009173354.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月21日(2008.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
具体的には、ピンオンディスク型の試験装置を用いて、試験片の摩擦係数の経時変化を測定した。特に図示しないが、ホルダに先端部分が突出するように保持された試験片を相手材に対して面圧０．２ＭＰａとなるように当接させるとともに、その相手材を摺動速度が６．６ｍ／分になるように回転させた。