急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置および評価方法
【課題】フランジの試験サンプルを実使用に近い条件に設定して、精度よく評価ができる急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置及び評価方法を提供する。
【解決手段】フランジの試験サンプルＴの一端部をベース板２ａに固定して設置し、試験サンプルＴの他端部を端部保持具９により保持し、ベース板２ａに固定されたスイング支軸７にスイングロッド６を回転可能に軸支して、長穴６ａを用いて端部保持具９をスイングロッド６の先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて試験サンプルＴをセッティングし、スイング支軸７を中心にしてモータ３の回転によって回転ロッド４および連結ロッド５を介してスイングロッド６をスイングさせることにより、セッティングした試験サンプルＴのフランジベース２０を、ベース板２ａに設置した巻き付け部材１２の円弧状の表面に押圧して試験サンプルＴを屈曲させる。
【解決手段】フランジの試験サンプルＴの一端部をベース板２ａに固定して設置し、試験サンプルＴの他端部を端部保持具９により保持し、ベース板２ａに固定されたスイング支軸７にスイングロッド６を回転可能に軸支して、長穴６ａを用いて端部保持具９をスイングロッド６の先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて試験サンプルＴをセッティングし、スイング支軸７を中心にしてモータ３の回転によって回転ロッド４および連結ロッド５を介してスイングロッド６をスイングさせることにより、セッティングした試験サンプルＴのフランジベース２０を、ベース板２ａに設置した巻き付け部材１２の円弧状の表面に押圧して試験サンプルＴを屈曲させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置および評価方法に関し、さらに詳しくは、試験サンプルを実使用に近い条件に設定して、フランジの屈曲耐久性を精度よく評価できる急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置および評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭、土砂、セメント等を急勾配で下方位置から上方位置まで搬送するために使用する急傾斜コンベヤベルトが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。図９、１０に示すように、急傾斜コンベヤベルト１４は、ベースベルト１５の搬送面に多数のクリート１６をベルト長手方向に一定間隔で立設し、これらクリート１６を挟むように搬送面の両端部に波形形状のフランジ１７を立設した構造になっている。フランジ１７は、フランジベース２０とフランジ本体１８とで構成され、フランジベース２０がベースベルト１５に接合されている。
【０００３】
急傾斜コンベヤベルト１４は、駆動プーリ２１とテールプーリ２２との間に張設されて、ベルト長手方向中途に配置されたディスクローラ２３により支持される。そして、下方位置でクリート１６とクリート１６との間に投入された被搬送物Ｃが、上方位置まで搬送される。急傾斜コンベヤベルト１４が、駆動プーリ２１、テールプーリ２２およびディスクローラ２３の回りを通過して屈曲する際には、フランジ１７に曲げ応力が生じる。フランジ頂面１９には、特に大きな曲げ応力が生じるため、引張りの曲げ応力によってクラックが発生し易くなり、繰り返し曲げ応力が生じることによってクラックが成長する。
【０００４】
このようなクラックが発生した部分を補修するのは難しく、また、新品に交換すれば多大な費用が必要になるため、フランジの屈曲耐久性を向上させる必要がある。そのため、予め、試験サンプルを用いて精度よくフランジの屈曲耐久性を評価できる装置や方法が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４１８６号公報
【特許文献２】特開２００８−９４５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、試験サンプルを実使用に近い条件に設定して、フランジの屈曲耐久性を精度よく評価できる急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置および評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置は、ベースベルトの搬送面に多数のクリートをベルト長手方向に所定間隔で立設するとともに、クリートを挟むように前記搬送面のベルト幅方向両端部に波形形状のフランジを立設した急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置であって、前記フランジの試験サンプルの一端部を固定して設置するベース板と、試験サンプルの他端部を保持する端部保持具と、前記ベース板に固定された支軸に回転可能に軸支されるロッドと、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせる駆動手段と、前記ベース板に設置される表面を円弧状にした巻き付け部材とを備え、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて、前記ロッドをスイングさせることにより、前記試験サンプルのフランジベースを、前記巻き付け部材の表面に押圧して試験サンプルを屈曲させる構成にしたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法は、ベースベルトの搬送面に多数のクリートをベルト長手方向に所定間隔で立設するとともに、クリートを挟むように前記搬送面のベルト幅方向両端部に波形形状のフランジを立設した急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法であって、前記フランジの試験サンプルの一端部をベース板に固定して設置し、試験サンプルの他端部を端部保持具により保持し、前記ベース板に固定された支軸にロッドを回転可能に軸支して、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて試験サンプルをセッティングし、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせることにより、前記セッティングした試験サンプルのフランジベースを、前記ベース板に設置した巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して試験サンプルを屈曲させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フランジの試験サンプルの一端部をベース板に固定して設置し、試験サンプルの他端部を端部保持具により保持し、前記ベース板に固定された支軸にロッドを回転可能に軸支して、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて試験サンプルをセッティングすることにより、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせた際に、端部保持具は自由に回転するとともにロッド長手方向に移動する。そのため、試験サンプルには、不要な引張りや不要な局部的な曲げが生じることない。これにより、コンベヤベルトがプーリ等の回りを通過して屈曲する実使用の状況と同様に、試験サンプルのフランジベースを、前記ベース板に設置した巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させることができる。それ故、試験サンプルを使用しながらも、フランジの屈曲耐久性を精度よく評価することができる。
【００１０】
本発明の屈曲耐久性評価装置では、前記ロッドとリンク機構を介して連結されるモータを設け、このモータの回転により前記ロッドをスイングさせる構成にすることもできる。この構成によれば、単純な機構で試験サンプルを安定して繰り返し屈曲させることができる。
【００１１】
本発明の屈曲耐久性評価方法では、例えば、前記セッティングした試験サンプルのフランジベースが直線状になっている状態を、スタート状態として設定し、前記ロッドをスイングさせることにより、このスタート状態と前記巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態と間で試験サンプルを屈曲させる。この方法によれば、フランジに引張りの曲げ応力だけが生じる場合の屈曲耐久性を評価することができる。
【００１２】
また、前記セッティングした試験サンプルのフランジベースが前記巻き付け部材の表面から離れる方向に屈曲している状態を、スタート状態として設定し、前記ロッドをスイングさせることにより、このスタート状態と前記巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態との間で試験サンプルを屈曲させることもできる。この方法によれば、フランジに引張りおよび圧縮の曲げ応力が生じる場合の屈曲耐久性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置の全体概要図である。
【図２】試験サンプルを巻き付け部材に巻き付けて屈曲させた状態を例示する側面図である。
【図３】試験サンプルを例示する平面図である。
【図４】試験サンプルのベルト内側を例示する側面図である。
【図５】試験サンプルのベルト外側を例示する側面図である。
【図６】先端保持具の周辺を示す側面図である。
【図７】先端保持具を試験サンプルに取り付ける状態を例示する説明図である。
【図８】試験サンプルの屈曲回数Ｎと、クラック長さＬとの関係を示すグラフ図である。
【図９】急傾斜コンベヤベルトを例示する一部切欠き斜視図である。
【図１０】急傾斜コンベヤベルトの使用状態を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置および屈曲耐久性評価方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
本発明では、図９に例示した急傾斜コンベヤベルト１４のフランジ１７を試験サンプルＴとして使用する。試験サンプルＴは、図３〜図５に例示するように波形形状のフランジ本体１８とフランジベース２０とで構成されている。図４に例示するように、試験サンプルＴのフランジ本体１８のベルト内側では、凹面１８ｂの幅（隣り合う凸面１８ａの間隔）が、頂面１９側に比してフランジベース２０の近傍で狭くなっている。フランジ本体１８のベルト内側には、被搬送物Ｃが収容されるので、隣り合う凸面１８ａの間に被搬送物Ｃが詰まり難くするために、このような形状になっている。また、図５に例示するように、フランジ本体１８のベルト内側の形状に対応して、フランジ本体１８のベルト外側では、凸面１８ｃの幅（隣り合う凹面１８ｄの間隔）が、頂面１９側に比してフランジベース２０の近傍で狭くなっている。
【００１６】
図１に例示するように、本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置１（以下、評価装置１という）は、架台２を有していて、架台２のベース板２ａには、２つのスイング支軸７が間隔をあけて（図１では奥行き方向に間隔をあけて）固設されるとともに、巻き付け部材１２が固定具１３を介して設置されている。巻き付け部材１２の表面は円弧状であり、実使用でのプーリや支持ローラに対応するものである。
【００１７】
それぞれのスイング支軸７には、スイングロッド６の長手方向中途が軸支されていて、スイングロッド６がスイング支軸７を中心にしてスイングできるようになっている。互いのスイングロッド６の下端部は、横ロッド６ｂで連結されていて、横ロッド６ｂには連結ロッド５の一端部が回転可能に連結されている。連結ロッド５の他端部には、回転ロッド４の先端部がピン結合されている。回転ロッド４の基端部は、架台２に設置されたモータ３の回転軸に固定されている。このように、スイングロッド６とモータ３とは、リンク機構（回転ロッド４および連結ロッド５）を介して連結されている。この実施形態ではモータ３が、スイングロッド６をスイングさせる駆動手段となる。
【００１８】
また、ベース板２ａには、試験サンプルＴの一端部（フランジ本体１８）をベース板２ａに固定するサンプル固定具８が設置されている。サンプル固定具８は、金属板や固定ボルト等により構成される。
【００１９】
スイングロッド６の先端部には、試験サンプルＴの他端部を保持する端部保持具９が回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けられている。端部保持具９は、図６、７に例示するように、受台１０とＬ字状のカバー体１１と、両者を連結する固定ボルト等とにより構成されている。受台１０に設けられた支持突起１０ａが、スイングロッド６の先端部に形成された長穴６ａを挿通することによって、端部保持具９が回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能にスイングロッド６に取り付けられている。
【００２０】
試験サンプルＴを端部保持具９に取り付けるには、図７に例示するように、カバー体１１の底面と受台１０との間にフランジベース２０を挟んでボルト等で締結する。また、カバー体１１の立面とフランジ本体１８とをボルト等で締結する。
【００２１】
試験サンプルＴのフランジベース２０の一方端（下端）は、ベース板２ａに固定された巻き付け部材１２の円弧状の表面の下端と、略一致する位置に設定される。この位置の近傍にスイング支軸７が配置されている。試験サンプルＴは鉛直に立った状態で配置され、その下端部がベース板２ａに固定されるとともに、上端部が端部保持具９によって保持されてセッティングされている。このように実施形態では、セッティングした試験サンプルＴのフランジベース２０が直線状になっている状態を、スタート状態として設定している。
【００２２】
次に、評価装置１により試験サンプルＴ（フランジ１７）の屈曲耐久性を評価する方法を説明する。
【００２３】
図１に例示したように、試験サンプルＴを評価装置１にセッティングした後、モータ３を稼働させると、図２に例示するように、回転ロッド４および連結ロッド５を介して、スイングロッド６がスイング支軸７を中心にスイングする。このスイングロッド６のスイングによって、試験サンプルＴのフランジベース２０が、巻き付け部材１２の表面に押圧されて試験サンプルＴが屈曲する。モータ３が稼働している間は、試験サンプルＴが、スタート状態と巻き付け部材１２の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態との間で繰り返し屈曲する。この実施形態では、このような単純な機構で試験サンプルＴを安定して繰り返し屈曲させることができる。
【００２４】
スイングロッド６がスイングした際には、支持突起１０ａは長穴６ａの中で自由に動けるので、端部保持具９はスイングロッド６の動きに応じて、支持突起１０ａを中心にして自由に回転するとともにロッド長手方向に移動する。ここで、端部保持具９がスイングロッド６に対して移動不能に取り付けられていると、スイングロッド６がスイングしてフランジベース２０が巻き付け部材１２の表面に押圧されて屈曲する際に、試験サンプルＴは引張られることになる。また、端部保持具９がスイングロッド６に対して回転不能に取り付けられていると、スイングロッド６がスイングしてフランジベース２０が巻き付け部材１２の表面に押圧されて屈曲する際に、試験サンプルＴには局部的な曲げが生じる。このような引張りや局部的な曲げは、コンベヤベルトがプーリ回りを通過して屈曲する際とは異なる挙動である。
【００２５】
本発明では、試験サンプルＴには、上記のような不要な引張りや不要な局部的な曲げが生じることなく、コンベヤベルトがプーリ回りを通過して屈曲する実使用の状況と同様に、試験サンプルＴのフランジベース２０を、プーリ等に相当する巻き付け部材１２の表面に押圧して屈曲させることができる。それ故、試験サンプルＴを使用しながらも、フランジ１７の屈曲耐久性を精度よく評価することが可能になる。
【００２６】
この実施形態では、試験サンプルＴに引張りの曲げ応力だけが生じる。そのため、フランジ１７に引張りの曲げ応力だけが生じる場合の屈曲耐久性を評価することができる。
【００２７】
試験サンプルＴをセッティングした際のスタート状態は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、セッティングした試験サンプルＴのフランジベース２０を、巻き付け部材１２の表面から離れる方向に屈曲させ（図１では、端部保持具９を右側にスイングさせた状態）、この状態をスタート状態として設定することもできる。スイングロッド６をスイングさせると、このスタート状態と巻き付け部材１２の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態との間で試験サンプルＴが屈曲することになる。
【００２８】
この場合、試験サンプルＴに引張りおよび圧縮の曲げ応力が生じる。そのため、フランジ１７に引張りおよび圧縮の曲げ応力が生じる場合の屈曲耐久性を評価することができる。
【実施例】
【００２９】
図１に例示する評価装置１を用いて、フランジ１４の試験サンプルＴを繰り返し屈曲させてクラックの発生とクラック長さＬの成長具合を観察することにより屈曲耐久性を評価した。その結果は図８に示とおりであった。試験サンプルＴは、フランジ本体１８の高さ２００ｍｍ、長さ２４０ｍｍ、ゴム厚１０ｍｍ、波形形状の配置ピッチ６０ｍｍ、波形の外周半径２０ｍｍ、波型の内周半径１０ｍｍであった。また、円弧状の巻付け部材１２の外径は２５０ｍｍ、試験サンプルＴの屈曲頻度は、１０８回／分であり、４５０万回まで屈曲させた。
【００３０】
フランジ本体１８にクラックが最初に生じるのは、ベルト外側の凹面１８ｄの頂面１９であり、その後、ベルト内側の凹面１８ｂの頂面１９のやや下方位置（頂面１９から２０ｍｍ程度下方位置）にクラックが生じた。図８の結果から、クラックの成長速度はベルト外側とベルト内側とで異なっていて、ベルト外側では屈曲回数が３５０万回程度でクラックの成長が止まることが分かる。
【００３１】
フランジ本体１８のベルト外側とベルト内側とでクラックの発生時期が異なるのは、フランジ本体１８の下端部（フランジベース２０）近傍の形状の違いに起因するためと考えられる。当初は、ベルト外側の凹面１８ｄの頂面１９の歪みが最も大きいため、初めにこの部分にクラックが発生し、クラックが発生することによってその歪が緩和されて、ベルト内側の凹面１８ｂの頂面１９のやや下方位置の歪みが最も大きくなって、最大歪みの場所が移動するためであると考えられる。
【符号の説明】
【００３２】
１ 評価装置
２ 架台
２ａ ベース板
３ モータ
４ 回転ロッド
５ 連結ロッド
６ スイングロッド
６ａ 長穴
６ｂ 横ロッド
７ スイング支軸
８ サンプル固定具
９ 端部保持具
１０ 受台
１０ａ 支持突起
１１ カバー体
１２ 巻き付け部材
１３ 固定具
１４ 急傾斜コンベヤベルト
１５ ベースベルト
１６ クリート
１７ フランジ
１８ フランジ本体
１８ａ ベルト内側の凸面
１８ｂ ベルト内側の凹面
１８ｃ ベルト外側の凸面
１８ｄ ベルト外側の凹面
１９ フランジ頂面
２０ フランジベース
２１ 駆動プーリ
２２ テールプーリ
２３ ディスクローラ
Ｔ 試験サンプル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置および評価方法に関し、さらに詳しくは、試験サンプルを実使用に近い条件に設定して、フランジの屈曲耐久性を精度よく評価できる急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置および評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭、土砂、セメント等を急勾配で下方位置から上方位置まで搬送するために使用する急傾斜コンベヤベルトが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。図９、１０に示すように、急傾斜コンベヤベルト１４は、ベースベルト１５の搬送面に多数のクリート１６をベルト長手方向に一定間隔で立設し、これらクリート１６を挟むように搬送面の両端部に波形形状のフランジ１７を立設した構造になっている。フランジ１７は、フランジベース２０とフランジ本体１８とで構成され、フランジベース２０がベースベルト１５に接合されている。
【０００３】
急傾斜コンベヤベルト１４は、駆動プーリ２１とテールプーリ２２との間に張設されて、ベルト長手方向中途に配置されたディスクローラ２３により支持される。そして、下方位置でクリート１６とクリート１６との間に投入された被搬送物Ｃが、上方位置まで搬送される。急傾斜コンベヤベルト１４が、駆動プーリ２１、テールプーリ２２およびディスクローラ２３の回りを通過して屈曲する際には、フランジ１７に曲げ応力が生じる。フランジ頂面１９には、特に大きな曲げ応力が生じるため、引張りの曲げ応力によってクラックが発生し易くなり、繰り返し曲げ応力が生じることによってクラックが成長する。
【０００４】
このようなクラックが発生した部分を補修するのは難しく、また、新品に交換すれば多大な費用が必要になるため、フランジの屈曲耐久性を向上させる必要がある。そのため、予め、試験サンプルを用いて精度よくフランジの屈曲耐久性を評価できる装置や方法が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４１８６号公報
【特許文献２】特開２００８−９４５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、試験サンプルを実使用に近い条件に設定して、フランジの屈曲耐久性を精度よく評価できる急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置および評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置は、ベースベルトの搬送面に多数のクリートをベルト長手方向に所定間隔で立設するとともに、クリートを挟むように前記搬送面のベルト幅方向両端部に波形形状のフランジを立設した急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置であって、前記フランジの試験サンプルの一端部を固定して設置するベース板と、試験サンプルの他端部を保持する端部保持具と、前記ベース板に固定された支軸に回転可能に軸支されるロッドと、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせる駆動手段と、前記ベース板に設置される表面を円弧状にした巻き付け部材とを備え、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて、前記ロッドをスイングさせることにより、前記試験サンプルのフランジベースを、前記巻き付け部材の表面に押圧して試験サンプルを屈曲させる構成にしたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法は、ベースベルトの搬送面に多数のクリートをベルト長手方向に所定間隔で立設するとともに、クリートを挟むように前記搬送面のベルト幅方向両端部に波形形状のフランジを立設した急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法であって、前記フランジの試験サンプルの一端部をベース板に固定して設置し、試験サンプルの他端部を端部保持具により保持し、前記ベース板に固定された支軸にロッドを回転可能に軸支して、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて試験サンプルをセッティングし、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせることにより、前記セッティングした試験サンプルのフランジベースを、前記ベース板に設置した巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して試験サンプルを屈曲させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フランジの試験サンプルの一端部をベース板に固定して設置し、試験サンプルの他端部を端部保持具により保持し、前記ベース板に固定された支軸にロッドを回転可能に軸支して、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて試験サンプルをセッティングすることにより、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせた際に、端部保持具は自由に回転するとともにロッド長手方向に移動する。そのため、試験サンプルには、不要な引張りや不要な局部的な曲げが生じることない。これにより、コンベヤベルトがプーリ等の回りを通過して屈曲する実使用の状況と同様に、試験サンプルのフランジベースを、前記ベース板に設置した巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させることができる。それ故、試験サンプルを使用しながらも、フランジの屈曲耐久性を精度よく評価することができる。
【００１０】
本発明の屈曲耐久性評価装置では、前記ロッドとリンク機構を介して連結されるモータを設け、このモータの回転により前記ロッドをスイングさせる構成にすることもできる。この構成によれば、単純な機構で試験サンプルを安定して繰り返し屈曲させることができる。
【００１１】
本発明の屈曲耐久性評価方法では、例えば、前記セッティングした試験サンプルのフランジベースが直線状になっている状態を、スタート状態として設定し、前記ロッドをスイングさせることにより、このスタート状態と前記巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態と間で試験サンプルを屈曲させる。この方法によれば、フランジに引張りの曲げ応力だけが生じる場合の屈曲耐久性を評価することができる。
【００１２】
また、前記セッティングした試験サンプルのフランジベースが前記巻き付け部材の表面から離れる方向に屈曲している状態を、スタート状態として設定し、前記ロッドをスイングさせることにより、このスタート状態と前記巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態との間で試験サンプルを屈曲させることもできる。この方法によれば、フランジに引張りおよび圧縮の曲げ応力が生じる場合の屈曲耐久性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置の全体概要図である。
【図２】試験サンプルを巻き付け部材に巻き付けて屈曲させた状態を例示する側面図である。
【図３】試験サンプルを例示する平面図である。
【図４】試験サンプルのベルト内側を例示する側面図である。
【図５】試験サンプルのベルト外側を例示する側面図である。
【図６】先端保持具の周辺を示す側面図である。
【図７】先端保持具を試験サンプルに取り付ける状態を例示する説明図である。
【図８】試験サンプルの屈曲回数Ｎと、クラック長さＬとの関係を示すグラフ図である。
【図９】急傾斜コンベヤベルトを例示する一部切欠き斜視図である。
【図１０】急傾斜コンベヤベルトの使用状態を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置および屈曲耐久性評価方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
本発明では、図９に例示した急傾斜コンベヤベルト１４のフランジ１７を試験サンプルＴとして使用する。試験サンプルＴは、図３〜図５に例示するように波形形状のフランジ本体１８とフランジベース２０とで構成されている。図４に例示するように、試験サンプルＴのフランジ本体１８のベルト内側では、凹面１８ｂの幅（隣り合う凸面１８ａの間隔）が、頂面１９側に比してフランジベース２０の近傍で狭くなっている。フランジ本体１８のベルト内側には、被搬送物Ｃが収容されるので、隣り合う凸面１８ａの間に被搬送物Ｃが詰まり難くするために、このような形状になっている。また、図５に例示するように、フランジ本体１８のベルト内側の形状に対応して、フランジ本体１８のベルト外側では、凸面１８ｃの幅（隣り合う凹面１８ｄの間隔）が、頂面１９側に比してフランジベース２０の近傍で狭くなっている。
【００１６】
図１に例示するように、本発明の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置１（以下、評価装置１という）は、架台２を有していて、架台２のベース板２ａには、２つのスイング支軸７が間隔をあけて（図１では奥行き方向に間隔をあけて）固設されるとともに、巻き付け部材１２が固定具１３を介して設置されている。巻き付け部材１２の表面は円弧状であり、実使用でのプーリや支持ローラに対応するものである。
【００１７】
それぞれのスイング支軸７には、スイングロッド６の長手方向中途が軸支されていて、スイングロッド６がスイング支軸７を中心にしてスイングできるようになっている。互いのスイングロッド６の下端部は、横ロッド６ｂで連結されていて、横ロッド６ｂには連結ロッド５の一端部が回転可能に連結されている。連結ロッド５の他端部には、回転ロッド４の先端部がピン結合されている。回転ロッド４の基端部は、架台２に設置されたモータ３の回転軸に固定されている。このように、スイングロッド６とモータ３とは、リンク機構（回転ロッド４および連結ロッド５）を介して連結されている。この実施形態ではモータ３が、スイングロッド６をスイングさせる駆動手段となる。
【００１８】
また、ベース板２ａには、試験サンプルＴの一端部（フランジ本体１８）をベース板２ａに固定するサンプル固定具８が設置されている。サンプル固定具８は、金属板や固定ボルト等により構成される。
【００１９】
スイングロッド６の先端部には、試験サンプルＴの他端部を保持する端部保持具９が回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けられている。端部保持具９は、図６、７に例示するように、受台１０とＬ字状のカバー体１１と、両者を連結する固定ボルト等とにより構成されている。受台１０に設けられた支持突起１０ａが、スイングロッド６の先端部に形成された長穴６ａを挿通することによって、端部保持具９が回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能にスイングロッド６に取り付けられている。
【００２０】
試験サンプルＴを端部保持具９に取り付けるには、図７に例示するように、カバー体１１の底面と受台１０との間にフランジベース２０を挟んでボルト等で締結する。また、カバー体１１の立面とフランジ本体１８とをボルト等で締結する。
【００２１】
試験サンプルＴのフランジベース２０の一方端（下端）は、ベース板２ａに固定された巻き付け部材１２の円弧状の表面の下端と、略一致する位置に設定される。この位置の近傍にスイング支軸７が配置されている。試験サンプルＴは鉛直に立った状態で配置され、その下端部がベース板２ａに固定されるとともに、上端部が端部保持具９によって保持されてセッティングされている。このように実施形態では、セッティングした試験サンプルＴのフランジベース２０が直線状になっている状態を、スタート状態として設定している。
【００２２】
次に、評価装置１により試験サンプルＴ（フランジ１７）の屈曲耐久性を評価する方法を説明する。
【００２３】
図１に例示したように、試験サンプルＴを評価装置１にセッティングした後、モータ３を稼働させると、図２に例示するように、回転ロッド４および連結ロッド５を介して、スイングロッド６がスイング支軸７を中心にスイングする。このスイングロッド６のスイングによって、試験サンプルＴのフランジベース２０が、巻き付け部材１２の表面に押圧されて試験サンプルＴが屈曲する。モータ３が稼働している間は、試験サンプルＴが、スタート状態と巻き付け部材１２の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態との間で繰り返し屈曲する。この実施形態では、このような単純な機構で試験サンプルＴを安定して繰り返し屈曲させることができる。
【００２４】
スイングロッド６がスイングした際には、支持突起１０ａは長穴６ａの中で自由に動けるので、端部保持具９はスイングロッド６の動きに応じて、支持突起１０ａを中心にして自由に回転するとともにロッド長手方向に移動する。ここで、端部保持具９がスイングロッド６に対して移動不能に取り付けられていると、スイングロッド６がスイングしてフランジベース２０が巻き付け部材１２の表面に押圧されて屈曲する際に、試験サンプルＴは引張られることになる。また、端部保持具９がスイングロッド６に対して回転不能に取り付けられていると、スイングロッド６がスイングしてフランジベース２０が巻き付け部材１２の表面に押圧されて屈曲する際に、試験サンプルＴには局部的な曲げが生じる。このような引張りや局部的な曲げは、コンベヤベルトがプーリ回りを通過して屈曲する際とは異なる挙動である。
【００２５】
本発明では、試験サンプルＴには、上記のような不要な引張りや不要な局部的な曲げが生じることなく、コンベヤベルトがプーリ回りを通過して屈曲する実使用の状況と同様に、試験サンプルＴのフランジベース２０を、プーリ等に相当する巻き付け部材１２の表面に押圧して屈曲させることができる。それ故、試験サンプルＴを使用しながらも、フランジ１７の屈曲耐久性を精度よく評価することが可能になる。
【００２６】
この実施形態では、試験サンプルＴに引張りの曲げ応力だけが生じる。そのため、フランジ１７に引張りの曲げ応力だけが生じる場合の屈曲耐久性を評価することができる。
【００２７】
試験サンプルＴをセッティングした際のスタート状態は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、セッティングした試験サンプルＴのフランジベース２０を、巻き付け部材１２の表面から離れる方向に屈曲させ（図１では、端部保持具９を右側にスイングさせた状態）、この状態をスタート状態として設定することもできる。スイングロッド６をスイングさせると、このスタート状態と巻き付け部材１２の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態との間で試験サンプルＴが屈曲することになる。
【００２８】
この場合、試験サンプルＴに引張りおよび圧縮の曲げ応力が生じる。そのため、フランジ１７に引張りおよび圧縮の曲げ応力が生じる場合の屈曲耐久性を評価することができる。
【実施例】
【００２９】
図１に例示する評価装置１を用いて、フランジ１４の試験サンプルＴを繰り返し屈曲させてクラックの発生とクラック長さＬの成長具合を観察することにより屈曲耐久性を評価した。その結果は図８に示とおりであった。試験サンプルＴは、フランジ本体１８の高さ２００ｍｍ、長さ２４０ｍｍ、ゴム厚１０ｍｍ、波形形状の配置ピッチ６０ｍｍ、波形の外周半径２０ｍｍ、波型の内周半径１０ｍｍであった。また、円弧状の巻付け部材１２の外径は２５０ｍｍ、試験サンプルＴの屈曲頻度は、１０８回／分であり、４５０万回まで屈曲させた。
【００３０】
フランジ本体１８にクラックが最初に生じるのは、ベルト外側の凹面１８ｄの頂面１９であり、その後、ベルト内側の凹面１８ｂの頂面１９のやや下方位置（頂面１９から２０ｍｍ程度下方位置）にクラックが生じた。図８の結果から、クラックの成長速度はベルト外側とベルト内側とで異なっていて、ベルト外側では屈曲回数が３５０万回程度でクラックの成長が止まることが分かる。
【００３１】
フランジ本体１８のベルト外側とベルト内側とでクラックの発生時期が異なるのは、フランジ本体１８の下端部（フランジベース２０）近傍の形状の違いに起因するためと考えられる。当初は、ベルト外側の凹面１８ｄの頂面１９の歪みが最も大きいため、初めにこの部分にクラックが発生し、クラックが発生することによってその歪が緩和されて、ベルト内側の凹面１８ｂの頂面１９のやや下方位置の歪みが最も大きくなって、最大歪みの場所が移動するためであると考えられる。
【符号の説明】
【００３２】
１ 評価装置
２ 架台
２ａ ベース板
３ モータ
４ 回転ロッド
５ 連結ロッド
６ スイングロッド
６ａ 長穴
６ｂ 横ロッド
７ スイング支軸
８ サンプル固定具
９ 端部保持具
１０ 受台
１０ａ 支持突起
１１ カバー体
１２ 巻き付け部材
１３ 固定具
１４ 急傾斜コンベヤベルト
１５ ベースベルト
１６ クリート
１７ フランジ
１８ フランジ本体
１８ａ ベルト内側の凸面
１８ｂ ベルト内側の凹面
１８ｃ ベルト外側の凸面
１８ｄ ベルト外側の凹面
１９ フランジ頂面
２０ フランジベース
２１ 駆動プーリ
２２ テールプーリ
２３ ディスクローラ
Ｔ 試験サンプル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースベルトの搬送面に多数のクリートをベルト長手方向に所定間隔で立設するとともに、クリートを挟むように前記搬送面のベルト幅方向両端部に波形形状のフランジを立設した急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置であって、前記フランジの試験サンプルの一端部を固定して設置するベース板と、試験サンプルの他端部を保持する端部保持具と、前記ベース板に固定された支軸に回転可能に軸支されるロッドと、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせる駆動手段と、前記ベース板に設置される表面を円弧状にした巻き付け部材とを備え、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて、前記ロッドをスイングさせることにより、前記試験サンプルのフランジベースを、前記巻き付け部材の表面に押圧して試験サンプルを屈曲させる構成にしたことを特徴とする急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置。
【請求項２】
前記ロッドとリンク機構を介して連結されるモータを設け、このモータの回転により前記ロッドをスイングさせる構成にした請求項１に記載の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置。
【請求項３】
ベースベルトの搬送面に多数のクリートをベルト長手方向に所定間隔で立設するとともに、クリートを挟むように前記搬送面のベルト幅方向両端部に波形形状のフランジを立設した急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法であって、前記フランジの試験サンプルの一端部をベース板に固定して設置し、試験サンプルの他端部を端部保持具により保持し、前記ベース板に固定された支軸にロッドを回転可能に軸支して、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて試験サンプルをセッティングし、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせることにより、前記セッティングした試験サンプルのフランジベースを、前記ベース板に設置した巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して試験サンプルを屈曲させることを特徴とする急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法。
【請求項４】
前記セッティングした試験サンプルのフランジベースが直線状になっている状態を、スタート状態として設定し、前記ロッドをスイングさせることにより、このスタート状態と前記巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態と間で試験サンプルを屈曲させる請求項３に記載の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法。
【請求項５】
前記セッティングした試験サンプルのフランジベースが前記巻き付け部材の表面から離れる方向に屈曲している状態を、スタート状態として設定し、前記ロッドをスイングさせることにより、このスタート状態と前記巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態との間で試験サンプルを屈曲させる請求項３に記載の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法。
【請求項１】
ベースベルトの搬送面に多数のクリートをベルト長手方向に所定間隔で立設するとともに、クリートを挟むように前記搬送面のベルト幅方向両端部に波形形状のフランジを立設した急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置であって、前記フランジの試験サンプルの一端部を固定して設置するベース板と、試験サンプルの他端部を保持する端部保持具と、前記ベース板に固定された支軸に回転可能に軸支されるロッドと、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせる駆動手段と、前記ベース板に設置される表面を円弧状にした巻き付け部材とを備え、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて、前記ロッドをスイングさせることにより、前記試験サンプルのフランジベースを、前記巻き付け部材の表面に押圧して試験サンプルを屈曲させる構成にしたことを特徴とする急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置。
【請求項２】
前記ロッドとリンク機構を介して連結されるモータを設け、このモータの回転により前記ロッドをスイングさせる構成にした請求項１に記載の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価装置。
【請求項３】
ベースベルトの搬送面に多数のクリートをベルト長手方向に所定間隔で立設するとともに、クリートを挟むように前記搬送面のベルト幅方向両端部に波形形状のフランジを立設した急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法であって、前記フランジの試験サンプルの一端部をベース板に固定して設置し、試験サンプルの他端部を端部保持具により保持し、前記ベース板に固定された支軸にロッドを回転可能に軸支して、前記端部保持具を前記ロッドの先端部に回転可能かつ、ロッド長手方向に移動可能に取り付けて試験サンプルをセッティングし、前記支軸を中心にして前記ロッドをスイングさせることにより、前記セッティングした試験サンプルのフランジベースを、前記ベース板に設置した巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して試験サンプルを屈曲させることを特徴とする急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法。
【請求項４】
前記セッティングした試験サンプルのフランジベースが直線状になっている状態を、スタート状態として設定し、前記ロッドをスイングさせることにより、このスタート状態と前記巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態と間で試験サンプルを屈曲させる請求項３に記載の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法。
【請求項５】
前記セッティングした試験サンプルのフランジベースが前記巻き付け部材の表面から離れる方向に屈曲している状態を、スタート状態として設定し、前記ロッドをスイングさせることにより、このスタート状態と前記巻き付け部材の円弧状の表面に押圧して屈曲させた状態との間で試験サンプルを屈曲させる請求項３に記載の急傾斜コンベヤベルトのフランジの屈曲耐久性評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２５７１８８（Ｐ２０１１−２５７１８８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３０２３６（Ｐ２０１０−１３０２３６）
【出願日】平成２２年６月７日（２０１０．６．７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年３月１５日 社団法人 日本機械学会関西支部発行の「関西学生会 学生員卒業研究発表講演会 講演前刷集」に発表
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【出願人】（５０３０２７９３１）学校法人同志社 (346)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月７日（２０１０．６．７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年３月１５日 社団法人 日本機械学会関西支部発行の「関西学生会 学生員卒業研究発表講演会 講演前刷集」に発表
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【出願人】（５０３０２７９３１）学校法人同志社 (346)
【Ｆターム（参考）】
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