JP7481677B2 - バケットコンベア - Google Patents

Description

本発明は、バケットコンベアに関する。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、バケットにマット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、バケットへの被搬送物の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、被搬送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等において、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し、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、バケットのコンベア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に取付けたバケットコンベアであって、前記バケットの外面にはバケット側取付板が溶接接合され、前記牽引部材には牽引部材側取付板が取付けられており、前記バケット側取付板と前記牽引部材側取付板とは挿通孔にボルト・ナットからなる結合部材を通して結合することで前記バケットが前記牽引部材に取付けられており、前記バケットには、前記鋼板材の少なくとも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が形成され、前記バケット側取付板の結合面は、前記牽引部材側取付板の結合面が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１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）バケット側取付板は、バケットの外側に溶接接合されているので、減肉等による脱落が生じない。
ｂ）バケット側取付板の結合面は樹脂非吹付け面であるので、牽引部材側取付板とは直接接触しボルト・ナットで締結したときの締付力を直接相手部材に伝えることができ、ボルト・ナットの緩みを抑制できる。
ｃ）結合部材のボルトは、バケット側取付板と牽引部材側取付板双方のボルト挿通孔に通されるが、ボルト・ナットが緩みにくいので、ボルト挿通孔の周辺が減肉したりボルト挿通孔がボルト座面より広がることが無くなる。
ｄ）以上のａ）～ｃ）の相乗効果により、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。

本発明の一実施形態に係るバケットコンベアＢＣにおけるバケット１の説明図である。 本発明に係るバケット１の製造方法を示す工程図である。 バケット１の取付け状態の説明図であり、（Ａ）図は側面図、（Ｂ）図は部分平面図である。 本発明に係るバケット１の取付構造を説明する斜視図である。 比較例のバケットの取付構造を説明する斜視図である。 バケットコンベアＢＣ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被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程度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６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。ホッパー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６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、取付金具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。

つぎに、本発明の一実施形態に係るバケット１に適用される取付構造を、図３および図４に基づき説明する。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字形に構成されたものである。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。

図示のチェーン単体１５Ｕはこれを多数連接すると、図６に示すチェーン１５となるものである。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。このチェーン１５は特許請求の範囲にいう牽引部材に相当する。

取付金具２は、２枚の取付板２ａ，２ｂからなり、２ａは牽引部材側取付板であり、２ｂはバケット側取付板である。
牽引部材側取付板２ａは、四角形の平鋼板であり、その下部はチェーン単体１５Ｕの内側（バケット側）のリンク１５ａに固定されている。バケット側取付板２ｂも四角形の平鋼板であって、その上部はバケット１の側板１ｃに固定されている。牽引部材側取付板２ａの上部に形成された左右一対の小孔はボルト挿通孔４であり、バケット側取付板２ｂの下部に形成された小孔は、ボルト挿通孔３である。取付板２ａ，２ｂの固定方法は溶接等任意の手段を採用できる。なお、バケット側取付板２ｂの固定方法については貫通孔を介してのボルト・ナット等の結合部材による固定だけは避けなければならない。図５に示す比較例のように、側板１ｃに貫通孔が存在すると、バケット１とバケット側取付板２ｂを固定する側板１ｃの貫通孔の周辺が減肉し貫通孔がボルト座面より広がるという従来の課題が解決できなくなるからである。

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の内面すなわち、前面板１ａおよび後面板１ｂ、そして一部のみ図示した側板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。

耐摩耗性ライニング層５の形成は、図示のようにバケット１の内面のみでもよいが、外面に形成してもよい。耐摩耗性ライニング層５をバケット１の外面にも形成した場合は、外面からの摩耗による減肉を抑止できる。

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。
そして、ポリウレア樹脂等の耐摩耗性樹脂がバケット側取付板２ｂの表面に付着すると、牽引部材側取付板２ａとバケット側取付板２ｂとをボルト締結しても、互いの結合面が片当りしたりして、必要な強度の締結が得られないことがある。

しかしながら、本発明を適用した図１に示すバケット１には、バケット側取付板２ｂの結合面（表面側が該当する）が、ポリウレア樹脂が存在しない樹脂非吹付け面とされている。この樹脂非吹付け面とは、鋼板表面に樹脂は何も付着してない面をいう。したがって、取付金具２の取付板２ａ，２ｂは互いに直接接触させることができる。このため、ボルトを通しナットで締め付けると、ボルトとナットの緩みは生じなくなる。ここでいうボルトとナットは特許請求の範囲にいう結合部材に相当する。

本発明において、バケット１に設けられる樹脂非吹付け面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が、マスキングしたうえで耐摩耗性樹脂を吹付ける方法が一般的である。

つぎに、図１に示すバケット１の製造方法を、図２に基づき説明する。
Ｉ：第１取付工程
バケット１の側板１ｃにバケット側取付板２ｂを固定する。取付ける方法は溶接など任意の方法でよいが、既述のごとく貫通孔を介してのボルト・ナット等の結合部材による固定は避けなければならない。

II：マスキング工程
バケット側取付板２ｂの結合面にマスキングを行う。マスキングの手法はとくに制限はなく、公知のマスキング材ｍを貼付する等の手法を用いればよい。

III：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。このとき耐摩耗性樹脂の吹付けは、前面板１ａ、後面板１ｂおよび側板１ｃの内面だけであってもよく、バケット１の外面を含んでよい。バケット１の外面に耐摩耗性樹脂を吹付ける場合はもとより、バケット１の内面にのみ吹付ける場合でもバケット１の外面に余分な耐摩耗性樹脂が付着することもあるので、マスキング材ｍの取付板２ｂの表面への貼付はバケット１の内外両面のどちらに吹付ける場合も必須である。

IV：マスキング除去工程
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バケット側取付板２ｂの結合面からマスキング材ｍを除去すると、取付板２ｂの表面に耐摩耗性樹脂が存在しない樹脂非吹付け面が形成される。マスキング材ｍの除去を耐摩耗性樹脂の固化前に行うのは、固化してしまうとマスキング材ｍの除去が困難になるからである。

Ｖ：第２取付工程
吹付け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バケット１をチェーン単体１５Ｕに取付金具２を介して結合する。結合は、図３に示すように、ボルト挿通孔３，４にボルト８を通しナット９で結合することにより行う。

図３はバケット１のチェーン単体１５Ｕへの取付け完了状態を示している。図示の取付け完了状態では、バケット側取付板２ｂの樹脂非吹付け面に牽引部材側取付板２ａが直接接触するので、ボルト８およびナット９による締付力を直接相手部材に伝えることができ、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。

以下、実施例によって、本発明の利点をより詳細に説明する。
（実施例）
金属硫化物である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）を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個のバケットは本発明を適用した実施例である。

実施例におけるバケット１の内面に対するポリウレア樹脂を用いた耐摩耗性ライニング層５はスプレーによる吹付けで施工し、膜厚は１～２ｍｍとした。施工の要領は上記製造方法（図２参照）のとおりである。

実施例におけるバケット１の取付構造は、図３および図４に示すとおりである。すなわち、バケット１は取付金具２を介してボルト８とナット９を用いてチェーン単体１５Ｕに固定されている。バケット側取付板２ｂの表面は樹脂非吹付け面であるので、牽引部材側取付板２ａとバケット側取付板２ｂとは、その間に耐摩耗性樹脂が存在しない。したがって、両取付板２ａ，２ｂは直接接触している。

（比較例）
比較例の取付構造を、図５に基づき説明する。
同図に示す比較例は、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、バケット１の後面板１ｂには直接穿孔したボルト挿通孔３を形成している。
取付金具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とバケット１の後面板１ｂとはボルト挿通孔３，４に通したボルトとナットで固定される。この比較例は、１６６個である。

上記構造において、バケット１の後面板１ｂの内面や外面には耐摩耗性樹脂が吹付けられている。それゆえ、バケット１の後面板１ｂと取付金具２の上板２ｂが直接接触できないものであった。加えて、バケット１の後面板１ｂの内側における、ボルトやナット、座金のいずれかの当接面と、バケット１の後面板１ｂとも直接接触できないものであった。

（実験の結果）
比較例のバケットは５か月の運転でバケット内面の耐摩耗性ライニング層５が結合部周辺において摩耗し、母材摩耗が進行した。その理由は、バケット１の後面板１ｂと取付金具２の上板２ｂが直接接触できず、ボルトによる結合が緩んだため、ボルトやナット、取付金具そのものの細かな動きによって耐摩耗性ライニング層５が摩耗し、ボルト挿通孔３，４の周囲において摩耗が進行したものと考えられる。
一方、実施例では、バケット１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。そもそも、本発明によればバケット１の内面にボルト挿通孔が存在しないので、ボルト挿通孔の周辺が減肉しボルト孔がボルト座面より広がることによるバケット１の脱落は起こり得ない。また、牽引部材側取付板２ａとバケット側取付板２ｂとが直接接触しているので、ボルトとナットの結合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、ニッケル化合物粒子に限られることなく、種々の被搬送物を扱うバケットに適用できる。とくに、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 取付金具
３ ボルト挿通孔
５ 耐摩耗性ライニング層
８ ボルト
９ ナット
１５ チェーン
ＢＣ バケットコンベア

Claims (3)

1. 鋼板材で構成された複数のバケットを牽引部材に取付けたバケットコンベアであって、
   前記バケットの外面にはバケット側取付板が溶接接合され、前記牽引部材には牽引部材側取付板が取付けられており、
   前記バケット側取付板と前記牽引部材側取付板とは挿通孔にボルト・ナットからなる結合部材を通して結合することで前記バケットが前記牽引部材に取付けられており、
   前記バケットには、前記鋼板材の少なくとも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が形成され、
   前記バケット側取付板の結合面は、前記牽引部材側取付板の結合面が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。