JP7435365B2 - バケットコンベアおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、バケットコンベアおよびその製造方法に関する。さらに、詳しくは、金属や金属化合物粒子のような硬い物体の搬送に適したバケットコンベアとその製造方法に関する。

バケットコンベアの一般的構成は、複数の鋼製のバケットをチェーンに結合し、このチェーンにスプロケットを介して動力を伝達しバケットを搬送する構造となっている。このようなバケットコンベアは、搬送経路の任意の位置でバケット内に被搬送物を投入し、搬送経路の他の位置まで搬送し、バケットを傾転させることによりバケット内の被搬送物を排出する搬送装置として使用される。

バケットコンベアの使用例の一つには、金属硫化物であるマット原料の搬送がある。この使用例ではバケットに原料を投入、および排出する際にマット原料とバケット内面の衝突と摩擦によってバケットの減肉が発生する。バケットの減肉を防止する手段としては、バケットを構成する板材の表面に、適切なライニング、被覆、塗装を施すことが考えられる。

上記の手段に関連して、特許文献１～３の従来技術が提案されている。
特許文献１には、バケットへの搬送物付着を防止するため、バケット本体の全外面を耐摩耗性軟質ゴムでライニングし、バケット本体の全内面に接着用下地ゴムをライニングし、そのうちの内底面には発泡ゴム層を形成した上で、補強用繊維を埋設する高張力軟質ゴム層を形成したアンローダのバケットが開示されている。
特許文献２には、使用時の騒音や振動をより低減させることを目的とし、ホッパーの鋼製の箱体の内面に耐摩耗性および吸振性を有する樹脂塗膜で被覆されたホッパーが開示されている。
特許文献３には、対象物の付着を防止することを目的とし、鋼鉄製の基材に耐摩耗性のあるアルミニウムや亜鉛等の金属材料の溶射材を溶射した後、溶射材の表面にフッ素系樹脂等の非粘着性物質である表面材を塗装したアンローダのバケットが開示されている。

特開２００９－１３７６７９号公報 特開２０１４－１２５２３８号公報 特開２０１７－８７１６６号公報

上記従来技術のごときバケットコンベアにおいて、ライニングや被覆の摩耗が進行すると、バケットの減肉へとつながり、やがてはバケットの穴開きや変形が生じる。バケットの穴開きや変形は、被搬送物の漏れや被搬送物のバケットコンベアのケーシング内への堆積を引き起し、装置を停止しての復旧処置が必要になる。とくに、バケット本体とチェーンを固定するボルト孔の周辺が減肉しボルト孔がボルト座面より広がった場合は、バケットがチェーンから外れて片持ちの状態になったり、バケットがチェーンから脱落したりすることがある。そうすると、バケットがバケットコンベアのケーシング内に引っ掛かってロックされた状態になるので、深刻な設備破損を引き起すが、さらに電動機の故障に至ることもある。

また、バケット全面に耐摩耗樹脂ライニングを施した場合、耐摩耗樹脂ライニングの表面が完全な平面や平滑面にならないことが多く、バケットの表面とボルト・ナットの座金面が均一に接触せず、バケットコンベア運転中にボルトが緩みバケットが脱落しやすくなる、という問題がある。この場合もバケットが脱落すれば、上記の通り深刻な設備破損を引き起す。

特許文献１～３の従来技術では、搬送物の付着を防止したり騒音や振動を抑制する効果は、ある程度期待できる。
しかしながら、バケットのコンベヤーチェーンに対する固定の緩み、ボルト穴部の減肉は課題すら記載されておらず、未解決の課題となったままである。

本発明は上記事情に鑑み、バケットの摩耗による減肉を抑制する構造であって、ボルト結合部材の緩みによるバケットの脱落を防止できるバケットコンベアおよびその製造方法を提供することを目的とする。

第１発明のバケットコンベアは、鋼板材で構成された複数のバケットを牽引部材の取付板にボルト結合部材で取付けたバケットコンベアであって、前記バケットの内面には、前記鋼板材の内面側に耐摩耗性樹脂を用いて形成された耐摩耗性ライニング層と、前記鋼板材の内面側において前記ボルト結合部材の座金が位置する部位に前記耐摩耗性樹脂が存在せず前記座金が前記鋼板材の内面側に直接接触する露出部が設けられていることを特徴とする。
第２発明のバケットコンベアは、第１発明において、前記バケットは、前記鋼板材の外面側にも耐摩耗性ライニング層が形成されていることを特徴とする。
第３発明のバケットコンベアは、第１または第２発明において、前記耐摩耗性樹脂がポリウレア樹脂であることを特徴とする。
第４発明のバケットコンベアは、第２または第３発明において、前記鋼板材の外面側において、前記取付板が当接する結合面は前記取付板が前記鋼板材の外面側に直接接触する樹脂非吹付け面とされていることを特徴とする。
第５発明のバケットコンベアの製造方法は、鋼板材で構成されたバケットを牽引部材の取付板にボルト結合部材で取付ける第１取付工程、前記バケットの内面に耐摩耗性樹脂を吹付けて耐摩耗性ライニング層を形成する吹付け工程、吹付けられた耐摩耗性樹脂が固化する前であって流動性が無くなった時点において前記ボルト結合部材を取外して前記耐摩耗性樹脂が存在しない露出部を形成する取外し工程、前記耐摩耗性樹脂が固化した後で前記ボルト結合部材で前記バケットを前記取付板に結合する第２取付工程、を順に実行することを特徴とする。

第１発明によれば、バケットを構成する鋼板材の内面側に形成された耐摩耗性ライニング層は投入される被搬送物による摩耗を緩和するので、バケット内面の減肉を防止する。このため、バケットの寿命を長くすることができる。また、バケットを構成する鋼板材の内面側の露出部にボルト結合部材の座金を置くことで直接鋼板材の内面に接触させることができ、バケットを取付板にボルト結合したときの締結力が増し取付け強度が高くなる。その結果、ボルトの緩みによるバケットの脱落を長期にわたって防止することができる。
第２発明によれば、バケットの内面側のほか外面側にも耐摩耗性ライニング層が存在するので、バケットの内面側だけでなく外面側での摩耗を緩和できる。
第３発明によれば、ポリウレア樹脂は、高い伸び率と強靭な引張強度で優れた耐衝撃性が得られ、かつ柔軟性があることで騒音も低減できる。そして長期にわたって耐摩耗性を発揮できるのでバケットの寿命延長とバケット脱落防止効果が長くなる。
第４発明によれば、牽引部材の取付板を、バケットを構成する鋼板材の外面側に直接接触させることができるので、バケットを牽引部材に確実に固定することができる。その結果、ボルトの緩みによるバケットの脱落を長期にわたって防止することができる。
第５発明によれば、第１取付工程でボルト結合部材でバケットを取付板に取付けておき、吹付け工程で耐摩耗性樹脂を吹付けると、ボルト結合部材の表面も含めてバケット内面に耐摩耗性樹脂のライニング層を形成できる。耐摩耗性樹脂が固化する前に取外し工程を実行してボルト結合部材を取外すと、ボルト結合部材が存在していた部分のみから耐摩耗性樹脂を除去して鋼板材を露出させた露出部ができる。そのうえで、再びボルト結合部材でバケットを取付板に結合するとボルト結合部材の座金が直接露出部に置かれ鋼板材と直接結合できるので、長期にわたって高い結合強度を維持できる。このため、非常に簡単な方法で第１発明のバケットを構成できる。また、ライニング層の端部と座金の隙間を最小にできるので、被搬送物により直接露出部が摩耗することを防止することができる。

本発明の一実施形態に係るバケットコンベアにおけるバケット１の断面図である。 本発明に係るバケットコンベアの製造方法を示す工程図である。 バケット１の取付状態の説明図であり、（Ａ）図は側面図、（Ｂ）図は平面図である。 バケット１の取付構造の説明図であり、（Ａ）図は側板１ｃを付けた状態の斜面図、（Ｂ）図は側板１ｃを省略した状態の斜視図である。 バケットコンベアの基本構造の説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明に係るバケットコンベアは、種々の産業分野で様々な搬送物の搬送に適用することができるが、適用の一例としては、ニッケルの湿式製錬プラントにおけるマット原料の搬送装置をあげることができる。ここでいうマット原料とは、主物質Ｎｉ_３Ｓ_２からなる粒径７００μｍ程のニッケル化合物粒子である。このマット原料は硬く比重が大きいので、バケットを構成する金属板と衝突すると、大きな振動と騒音を発生しやすく、金属板に摩耗による減肉を発生させやすい。

図５に基づきバケットコンベアＢＣの基本構成の一例を説明する。１０はバケットコンベアＢＣのケーシングで、上下に延びる中間ケーシング１０Ｍと、中間ケーシング１０Ｍの下端部から横に延びる下ケーシング１０Ｌと、中間ケーシング１０Ｍの上端部から横に延びる上ケーシング１０Ｕとからなる。下ケーシング１０Ｌの上面には被搬送物Ｍを投入するホッパー１１が設けられ、上ケーシング１０Ｕの下面には被搬送物Ｍを排出する排出口１２が設けられている。
下ケーシング１０Ｌの端部にはスプロケット１３が取付けられ、上ケーシング１０Ｕの端部にはスプロケット１４が取付けられている。そして、ケーシング１０Ｍ、１０Ｌ、１０Ｕの適所にはガイドスプロケット１６が取付けられている。

上下のスプロケット１３，１４のうち一方がモータに連結された駆動スプロケットであり、他方が従動スプロケットである。ガイドスプロケット１６を介して上下のスプロケット１３，１４の間には牽引部材であるチェーン１５が巻き掛けられており、このチェーン１５には多数のバケット１が連結されている。図示のバケットコンベアＢＣは、縦向きの中間ケーシング１０Ｍの下部と上部から水平横向きに延びるケーシング１０Ｌ，１０Ｕをもつ、いわゆる乙字型タイプである。本発明が適用されるバケットコンベアとしては、乙字型タイプが代表的であるが、これに限らず種々の形態に本発明を適用できる。

マット原料搬送用のバケットコンベアでは、バケット１には耐久力の高いＳＳ４００等の鋼板材が用いられることが多い。バケット１は多数個が用いられ搬送経路を移動するチェーン１５に固定される。

上記構成のバケットコンベアＢＣにおいて、両端のスプロケット１３，１４の回転でチェーン１５が移動すると、チェーン１５に取付けられた多数のバケット１も移動する。投入口１１からバケット１に粉体状の搬送物を投入すると、バケット１が上方に移動し、上方に至るとバケット１が回転し、排出口１２から搬送物を排出することができる。

図５中の拡大図は、バケット１のチェーン１５に対する取付け部を示している。チェーン１５は多数のチェーン単体１５Ｕを連結したものであり、バケット１は、取付板２を介してチェーン単体１５Ｕに固定されている。
バケット１は、側面視で三角形の容器であり、断面Ｖ字形をなす２面が鋼板材で形成され、１面が開口部となった公知のものである。

図４に基づき、バケット１のチェーン１５への取付け構造を説明する。同図（Ａ）はバケット１を側板１ｃを付けた状態で示し、同図（Ｂ）は側板１ｃを外した状態で示している。バケット１は鋼板材製の前面板１ａと後面板１ｂと側板１ｃとから断面Ｖ字形に構成されている。前面板１ａと後面板１ｂは１枚の鋼板材を折り曲げたものでもよく、２枚の鋼板材を溶接したものでもよい。側板１ｃは三角形の鋼板材であり、前面板１ａと後面板１ｂの両端縁に溶接されている。

チェーン１５は多数のチェーン単体１５Ｕを連接したものであって、各チェーン単体１５Ｕは２枚のリンク１５ａ，１５ａの両端部に軸支された２個のローラ１５ｂ，１５ｂを備えている。
取付板２は断面Ｌ字形の部材であり、図中の垂直に示された下板２ａは２枚のリンクのうち内側（バケット側）のリンク１５ａに固定されている。図中の水平に示された上板２ｂはバケット１の後面板１ｂにボルト固定されるようになっている。
後面板１ｂに形成された小孔と上板２ｂに形成された小孔は、いずれもボルト挿入孔３，４である。

図１に基づき、本発明のバケットコンベアに適用されるバケット１の詳細を説明する。
図１に示すバケット１の前面板１ａおよび後面板１ｂ、そして図示していないが側板１ｃの内面には、耐摩耗性ライニング層５が形成されている。
この耐摩耗性ライニング層５は、耐摩耗性樹脂を吹付けることによって形成される。耐摩耗性樹脂としては、バケット１へ投入される被搬送物を受け止めたとき、衝撃を緩和できるものであれば、とくに制限なくあらゆる樹脂を利用できる。衝撃を緩和できれば、減肉も抑制できるからである。

耐摩耗性樹脂として、好ましいのはポリウレア樹脂である。ポリウレア樹脂は、ポリイソシアネートとポリアミンが反応してウレア結合を生成した樹脂である。
ポリウレア樹脂は、高い伸び率と強靭な引張強度で優れた耐衝撃性が得られ、かつ柔軟性があることで騒音も低減できる。
ポリウレア樹脂のライニングには、吹き付け法が可能であり、それにより、平面的な部分だけでなく、奥まった部分や突起した部分にも耐摩耗性ライニング層５を形成できる。
耐摩耗性ライニング層５は、ぶ厚い膜厚、たとえば１～２ｍｍの膜厚を実現できる。これにより耐衝撃性を長期にわたり発揮することができる。

耐摩耗性ライニング層５を形成すべくポリウレア樹脂を吹付けると、１～２ｍｍ位の膜厚の樹脂がバケット１の内面に接着するが、その表面は平滑ではなく、硬化しても緩やかな傾斜や凹凸が残ることになる。
このため、耐摩耗性ライニング層５の上面に座金を置いて後面板１ｂと取付板２をボルト締結しても、座金の接触面積が少なかったり、片当りしたりして、必要な強度の締結が得られない。

しかしながら、本発明を適用したバケット１には、図１に示すように、座金を置くべき部位に、ポリウレア樹脂が存在しない露出部６が形成されている。この露出部６は座金７が嵌る大きさの円形凹部である。そして、露出部６の外径は座金７の外径に等しく、隙間が生じないか極めて小さいものであることが好ましい。
この露出部６を利用し、座金７を後面板１ｂの内面に直接接触させ、そのうえで、ボルトの頭をのせるかナットを置く形でボルトとナットを締め付けると、ボルトとナットの緩みは生じなくなる。

バケット１に設けられる露出部６の形成方法には制限がなく、どのような方法を用いてもよい。したがって、マスキングしたうえで耐摩耗性樹脂を吹付けてもよい。しかし、簡便であり、露出部６の内径を座金７の外径に正確に等しくして隙間を生じないようにするには、以下に示す本発明の製造方法が好ましい。

本発明の製造方法を、以下図２に基づき説明する。
Ｉ：第１取付工程
バケット１を取付板２にボルト結合部材で取付ける。
ボルト結合部材はボルト８およびナット９、これに座金７（図１にも図示）を組合わせた公知の結合部材である。座金７には平坦な薄金属からなる平座金と、金属鐶の一部に切り目を入れて弾性をもたせたばね座金とがある。本発明では平座金のみを用いる場合、ばね座金のみを用いる場合、平座金とばね座金を組合わせて用いる場合のいずれも採用できる。
図示ではボルト８の頭を取付板２側におき、ナット９をバケット１側にしているが、この配置を逆にして、ボルト８の頭をバケット１側にし、ナット９を取付板２側にしてもよい。

II：吹付け工程
バケット１の内面に耐摩耗性樹脂（代表的にはポリウレア樹脂）を吹付ける。これにより耐摩耗性ライニング層５を形成する。このとき耐摩耗性ライニング層５は、前面板１ａ、後面板１ｂおよび側板１ｃの内面だけでなく、ナット９やボルト８の先端部も被覆するように吹付けられる。

III：取外し工程
吹付けられた耐摩耗性樹脂（代表的にはポリウレア樹脂）が固化する前であって流動性が無くなった時点においてボルト８とナット９、そして座金７を取り外す。これらのボルト結合部材を取り外すと耐摩耗性樹脂が存在しない露出部６が形成される。ここで形成された露出部６は、その外径が座金７の外径と一致したものとなっている。なお、ポリウレア樹脂であれば硬化時間が短いので、時間管理も必要無く連続した作業を行うことができ、その点でも好都合である。

IV：第２取付工程
取外し工程の後で所定時間放置しておくと耐摩耗性ライニング層５が完全に固化する。放置時間については、樹脂の種類、硬化剤等の配合割合等によって変わってくる。一般的なポリウレア樹脂であれば数分以内に硬化するが、完全に固化させるには１時間から数時間を見込むことが望ましい。耐摩耗性ライニング層５が完全に固化した後でボルト８、ナット９および座金７を用いてバケット１を再び前記取付板２に結合する。この場合、座金７は前記露出部６に置かれる。
なお、再結合したナット９の外表面には耐摩耗性樹脂を再塗布してもよい。そうすると、バケット１の内部でナット９のみが被覆なしで早期に摩耗するという不都合がなくなる。

上記の製造方法によると図１に示すように、ライニング層の端部と座金７との間の隙間を無くすか、あるいは隙間を最少にすることができる。しかも、露出部６を簡単に形成することができる。
そして、図１に示すように座金７を露出部６に置いた状態で、ボルト８とナット９でバケット１を取付板２に結合すると、図３に示すバケット１の取付け状態が得られる。
図１および図３に示す取付け状態では、ナット９側の座金７は、直接後面板１ｂの内面に接触するので、ナット９による締付力を平坦な後面板１ｂの内面に直接伝えることができ、ボルト８およびナット９の緩みを抑制することができる。また、露出部６が被搬送物の衝突により摩耗することも防止できる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、バケット１の内面に耐摩耗性ライニング層５を形成したが、バケット１の外面に耐摩耗性ライニング層５を形成してもよい。この場合、バケット１の外面にマット原料が衝突したとしても、それに起因する騒音や振動、および減肉を抑制できる。

また、バケット１の外面に耐摩耗性ライニング層５を形成した実施形態では、バケット１を構成する鋼板材の外面側において、図４に示す取付板２が当接する結合面は耐摩耗性ライニング層５が形成されないように樹脂を吹付けない樹脂非吹付け面とされている。樹脂非吹付け面とするには、樹脂吹付け時にマスキング等の手法を用いればよい。樹脂非吹付け面を形成しておくと、取付板２は鋼板材の外面側に直接接触させることができる。
このため、取付板２と鋼板材とを直接合わせた状態で、ボルト８およびナット９で締結できるので、バケット１をチェーン１５に確実に固定することができる。その結果、ボルト８およびナット９の緩みによるバケット１の脱落を長期にわたって防止することができる。

以下、実施例によって、本発明をより詳細に説明する。
（実施例１）
マット原料搬送用のバケットコンベア（搬送能力６０ｔ／ｈｒ）であって、鋼板材がＳＳ４００のバケット（幅２００×高さ２８０×長さ６００）１６８個を備えたものを実験に供した。１６８個のバケット１のうち２個にポリウレア樹脂を用いた耐摩耗性ライニング層５を形成した。この２個のバケットは第１発明の適用品である。

バケットの内面に対するポリウレア樹脂はスプレーによる吹付けで施工し、膜厚は１～２ｍｍとした。施工の詳細は第５発明の製造方法のとおりである。

バケット１の形状は図３に示す構造である。すなわち、バケット１はボルト８とナット９と座金７を用いて取付板２に固定する構造である。取付板２と後面板１ｂの外面側との間、および座金７と後面板１ｂの内面側との間は、耐摩耗性樹脂が存在しないので、直接接触している。

比較例は、バケット１の内面に本発明の耐摩耗性ライニング層５を形成しなかった１６６個のバケットである。比較例のバケットは５か月の運転でバケット内面の母材摩耗が進行したのに対し、本発明により耐摩耗性ライニング層５を形成した２個のバケットを構成する鋼板に摩耗進行はなく減肉を防止することができた。したがって、ボルト孔の周辺が減肉しボルト孔がボルト座面より広がったことによるバケット１の脱落は起こらず、また、ボルト結合部材の緩みも発生せずバケット１の脱落も生じなかった。

本発明のバケットコンベアは、金属や金属化合物粒子のような硬く重い物体の搬送に好適なものである。

１ バケット
２ 取付板
３ ボルト挿入孔
５ 耐摩耗性ライニング層
６ 露出部
７ 座金
８ ボルト
９ ナット
１５ チェーン
ＢＣ バケットコンベア

Claims (5)

1. 鋼板材で構成された複数のバケットを牽引部材の取付板にボルト結合部材で取付けたバケットコンベアであって、
   前記バケットの内面には、前記鋼板材の内面側に耐摩耗性樹脂を用いて形成された耐摩耗性ライニング層と、前記鋼板材の内面側において前記ボルト結合部材の座金が位置する部位に前記耐摩耗性樹脂が存在せず前記座金が前記鋼板材の内面側に直接接触する露出部が設けられている
   ことを特徴とするバケットコンベア。
2. 前記バケットは、前記鋼板材の外面側にも耐摩耗性ライニング層が形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のバケットコンベア。
3. 前記耐摩耗性樹脂がポリウレア樹脂である
   ことを特徴とする請求項１または２記載のバケットコンベア。
4. 前記鋼板材の外面側において、前記取付板が当接する結合面は前記取付板が前記鋼板材の外面側に直接接触する樹脂非吹付け面とされている
   ことを特徴とする請求項２または３記載のバケットコンベア。
5. 鋼板材で構成されたバケットを牽引部材の取付板にボルト結合部材で取付ける第１取付工程、
   前記バケットの内面に耐摩耗性樹脂を吹付けて耐摩耗性ライニング層を形成する吹付け工程、
   吹付けられた耐摩耗性樹脂が固化する前であって流動性が無くなった時点において前記ボルト結合部材を取外して前記耐摩耗性樹脂が存在しない露出部を形成する取外し工程、
   前記耐摩耗性樹脂が固化した後で前記ボルト結合部材で前記バケットを前記取付板に結合する第２取付工程、を順に実行する
   ことを特徴とするバケットコンベアの製造方法。