JPH0221454Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔業上の利用分野〕 本考案はベルトコンベヤ用ローラに関する。本
考案は例えば、鋳物砂、焼結鉱石、コークスとい
つた熱い被運搬物を運搬するベルトコンベヤ用ロ
ーラなどに利用することができる。

〔従来の技術〕

従来より第６図に示すように、ローラ本体５０
に複数個の硬質ゴム製のスリーブ５１を嵌め込ん
だベルトコンベヤ用ローラが開発されている。こ
のベルトコンベヤ用ローラにおいては、スリーブ
５１が硬質ゴムから構成されているため、長期間
使用するとスリーブ５１が摩滅し易かつた。

また従来より、耐摩滅性を確保すべく、実開昭
59−130812号公報、実開昭59−46916号公報に開
示されているように鋼製のローラ胴の外周部にゴ
ム製のリングを被着すると共に、そのリングの外
周部に多数個のセラミツクス片を加硫接着で敷き
詰めた構造のベルトコンベヤ用ローラが知られて
いる。このものの場合には、セラミツクス片によ
り耐摩滅性は確保できるものの、被運搬物をうけ
たセラミツクス片のみが衝撃荷重を受けることに
なり、衝撃荷重が分散されずに数枚程度のセラミ
ツクス片に集中する。従つて加硫接着されている
セラミツクス片がゴム製のリングから剥離したセ
ラミツクス片が割れたりする欠点が生じ、寿命の
面で問題があつた。

更にセラミツクス片を敷き詰める方式の代わり
に、外周部全体をセラミツクス片のスリーブとす
ることも考えられる。しかしこの場合には、熱い
被運搬物を搬送する際に、熱の影響で熱膨張した
ローラ胴の膨張圧がスリーブに作用しスリーブは
これの周方向へ引張り力を受けることになる。こ
のように引張り力が作用しているスリーブに衝撃
荷重が作用すると、スリーブは割れやすい問題が
ある。

また実開昭59−145556号公報に開示されている
ように、セラミツクス製のスリーブの内周部と金
属製のローラ胴の外周部との間にガラス繊維から
なる断熱材を介在させたものも知られている。し
かしこのものではからみあつたガラス繊維が動く
ことによりローラ胴の熱膨張を吸収するため、再
びローラ胴が常温に冷えた際にガラス繊維が元の
位置に復元せず、このため胴の熱膨張、常温への
熱冷却が何回も繰り返されると、ローラ胴の外周
部とスリーブの内周部との間の隙間率が増大し、
スリーブ保持の安定性が低下し、スリーブががた
つき易くなる問題がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案は、上記した問題点を解決するために成
されたものである。本考案は、セラミツクス製の
スリーブの剥離、割れの問題、スリーブの安定保
持の問題を改善したベルトコンベヤ用ローラを提
供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のベルトコンベヤ用ローラは、金属製の
ローラ本体と、該ローラ本体の外周面に嵌め込ま
れた円筒状をなすセラミツクス製スリーブと、該
ローラ本体と該スリーブ本体との間の隙間に介在
させた原液を発泡させて形成され収縮可能な気泡
を含有する弾性材料で形成され弾性材料の反発力
でローラ本体とスリーブとを保持せしめた薄肉の
円筒状をなす発泡層とで構成されていることを特
徴とするものである。

ベルトコンベヤ用ローラとしては、下ベルトを
支持するリタンローラ、上ベルトを支持するキヤ
リアローラ、被運搬物の落下をうけるインパクト
ローラが代表的なものである。本考案の構成要素
であるローラ本体は、ベルトコンベヤの構成部品
であり、ベルトコンベヤのブラケツトなどに支軸
を介して回転可能に支持される。ローラ本体は金
属から作製されている。ローラ本体は円筒状又は
円柱状をなす。

本考案の構成要素であるスリーブは、円筒状を
なすセラミツクス製の部材であり、ローラ本体の
外周面に嵌め込まれている。従つてスリーブの内
径は、ローラ本体の外径よりも若干大きめに設定
されている。スリーブの外周面は、ベルトに摺接
するため、円形状である必要がある。スリーブの
内周面には、第１１図や第１２図に例示したよう
に段部やテーパ部を適宜形成してもよい。スリー
ブの材質は、一般に用いられる酸化物系セラミツ
クス、窒化物系セラミツクス、炭化物系セラミツ
クス等から適宜選択することができる。代表的な
セラミツクスとしては、アルミナ、窒化珪素、炭
化珪素、マグネシア、ジルコニアなどがある。ア
ルミナを用いる場合には、少量のマグネシアを添
加して焼成中におけるアルミナ結晶粒子の成長を
抑えて組織を微細にしてもよい。又アルミナにジ
ルコニアを分散させて強度や靭性を向上させても
よい。窒化珪素を用いる場合には焼結助材として
マグネシウム、アルミナ、酸化イツトリウム、マ
グネシアアルミナスピネルなどを原料粉末に添加
した状態で焼結すると、窒化珪素と焼結助材との
反応で生じる液相が焼結の進行を助長するため強
度が高くなる。ジルコニアの場合には数モル％の
イツトリアを混ぜて高強度化してもよい。セラミ
ツクスは平均粒径40〜60μの粉末を用いるとよ
く、このセラミツクス粉末を所定のスリーブの形
状に成形した後、通常1200〜1700℃で焼結すると
よい。スリーブの成形方法、焼結方法は通常用い
られる方法を使用することができる。例えば成形
方法としては、プレス成形法、ホツトプレス法、
ラバープレス法、射出成形法、押出成形法などを
使用することができる。焼結方法としては圧容器
内で焼結するHIP法、常圧焼結法、成形型内で加
圧しながら焼結する加圧焼結法、合成反応と焼結
とを同時に行なう反応焼結法を用いることができ
る。HIP法や加圧焼結法によれば気泡のほとんど
ないセラミツクス製のスリーブを形成することが
できる。上記したセラミツクスからスリーブを形
成すれば、スリーブの耐摩滅性を著しく向上させ
得る。スリーブの厚み、幅、径などは、ベルトコ
ンベヤ用ローラの種類に応じて適宜選択すること
ができる。

本考案の発泡層は、発泡で形成され内部に気泡
が形成された弾性を有する部材の意味である。発
泡層は、外力が作用すると内部に含まれる気泡が
小さくなるように収縮するため、気泡がない場合
に比して優れた被圧縮性をもち、また圧縮力が解
除されると復元する復元性をもつ。発泡層の気泡
率、気孔の大きさは、ローラ本体を構成する材
料、ベルトコンベヤ用ローラを使用する場所、ス
リーブに加わる力の大きさ、発泡層を構成する材
料、ローラ本体の材料などの要因に応じて適宜設
定するが、一般には発泡倍率は1.3〜2.5体積倍で
あることが好ましく、又気泡の大きさは60μ〜
200μ程度が好ましい。発泡層は、ゴムや樹脂の
原液を発泡させることにより形成されている。こ
の場合、強靭性に富み耐摩耗性、耐老化性、耐熱
性、耐油性に優れており常温で現場発泡させ得る
ウレタンを発泡させて発泡ポリウレタンフオーム
とすることが好ましい。この場合、硬化発泡ポリ
ウレタンフオームとすることができる。又は発泡
エポキシ樹脂とすることができる。発泡手段とし
ては、通常用いられるものを使用することができ
る。例えば分解性発泡剤を添加する手段、空気な
どのガスを吹き込む手段、反応生成ガスを利用す
る手段などを用いることができる。発泡層は、連
続気泡フオーム、独立気泡フオーム、低発泡フオ
ーム、高発泡フオームなど、ベルトコンベヤ用ロ
ーラの種類に応じて適宜選択することができる。

前記した発泡層は、ローラ本体とスリーブとの
間の隙間に介在している。介在させるにあたつて
は、ローラ本体とスリーブとの間の隙間に発泡材
料の原液を浸透させ、その後この原液を発泡させ
ることによつて行なうことができる。このように
すれば、原液は発泡により膨脹して発泡層となる
が、このときの発泡圧によつて発泡層の内面はロ
ーラ本体の内面に接着し又、発泡層の外面はスリ
ーブの内面に接着し、この結果スリーブはローラ
本体に対して一体的に固着される。又発泡材料の
原液をローラ本体の外面に塗布し、その塗布した
原液の上にスリーブを嵌め合わせ、嵌め合わせた
後、原液を発泡させ、発泡層の内面をローラ本体
に接着させ、発泡層の外面をスリーブに接着させ
ることにしてもよい。

ところでベルトコンベヤが駆動する際にはベル
トが回転駆動する。そのためベルトに接するセラ
ミツクス製のスリーブは、該ベルトに従動して回
り、さらにそのスリーブの従動は発泡層を介して
ローラ本体に伝達され、よつてローラ本体も従動
するようになる。ここで、発泡層の外面側（スリ
ーブ側）の部位の方が、発泡層の内面側（ローラ
本体側）の部位に比べて従動の度合が大きい。こ
の結果発泡層の厚みが厚すぎると、該発泡層にせ
ん断力が作用し、該発泡層は被労破壊することが
ある。かといつて発泡層の厚みを薄くしすぎる
と、発泡層の本来の機能である被圧縮機能が不十
分となり、セラミツクス製のスリーブに亀裂が生
じ易くなる。このため発泡層の平均厚みを0.5〜
３ミリメートル程度、特には、１〜２ミリメート
ル程度とすることが好ましい。但し、必ずしもこ
の値に限定されるものではない。

尚セラミツクス製のスリーブを形成するにあた
つては、セラミツクスの焼結の際に15〜25％程度
とかなり収縮することがあるため焼結後のスリー
ブの内径はかなりばらつき変動する。この点前記
したように発泡材料の原液を発泡させることにす
れば、スリーブの内径が（前に）かなりばらつい
て変動する場合であつても、発泡によつて発泡層
をローラ本体やスリーブに確実に接着させ得る。
ここでローラ本体の外周面、スリーブの内周面に
適宜凹部を形成すれば、発泡層の一部がこの凹部
に入り込み、よつてローラ本体とスリーブとは一
層一体的に固着されることになる。

〔作用〕

本考案のベルトコンベヤ用ローラを、コンベヤ
ベルトに組み込んで、型ばらししたばかりの熱い
鋳物砂、製造後短時間しか経過していない熱いコ
ークスや焼結鉱などの熱い被運搬物を運搬した場
合には、被運搬物の熱によつてローラ本体が径方
向へ熱膨脹し易い。しかしこのローラ本体の熱膨
脹は、被圧縮性に優れた発泡層の厚み方向の圧縮
によつて吸収せられ、そのためセラミツクス製の
スリーブにこれの周方向に引張り力が作用するこ
とを抑制することができる。

又、ローラ本体が常温に冷えて熱収縮した際に
は、発泡層が自身の弾性力で元の厚みに復元する
ので、ローラ本体の外周部とスリーブの内周部と
の間に隙間が発生することを回避できる。

上記したローラ本体が熱膨張したときの熱膨張
吸収機構について第７図〜第１０図に示す模式図
を参照して説明する。ここで第７図及び第８図は
スリーブ３２とローラ本体３１との間に発泡層３
３を介在させた本考案の要部を模式的に示したも
のである。第９図及び第１０図はスリーブ４２と
ローラ本体４１との間に気泡を含まない単なるゴ
ム等の弾性部材４３を介在させた構造を模式的に
示したものである。第９図及び第１０図に示すも
のにおいてはローラ本体４１側から外力Ｆが作用
すると、外方に膨出部４３ａを生じさせることに
より弾性部材４３は厚み方向に圧縮する構造であ
る。従つて第９図及び第１０図に示す構造の場合
には、弾性部材４３の厚み方向の被圧縮性は小さ
く、外力Ｆの値がある値より大きくなると、外力
Ｆをほとんどそのままスリーブ４２に伝達するこ
とになりがちで、その結果スリーブ４２の周方向
に引張り力が生じやすい。

この点第７図および第８図に模式的に示す本考
案においては、ローラ本体３１側から外力Ｆが作
用すると、第８図に示すように発泡層３３に含ま
れる気泡３３ａが厚み方向に収縮して偏平に変形
することにより、発泡層３３は厚み方向に圧縮す
る構造である。故に第７図及び第８図に示す本考
案においては、発泡層３３の厚み方向の被圧縮性
は大きい。従つて外力Ｆの値がかなり大きくなつ
ても、これを発泡層３３の圧縮によつて吸収で
き、故にスリーブ３２の周方向へ作用する引張り
力が生じにくくなる。

又、第９図及び第１０図に示すものの場合に
は、スリーブ４２の幅寸法Ｌが大きくなると、ス
リーブ４２と弾性部材４３との摩擦力、ローラ本
体４１と弾性部材４３との摩擦力がそれだけ大き
くなる。そのため、スリーブ４２の幅寸法Ｌがか
なり大きくなつても膨出部４３ａの大きさはあま
り変わらない。よつて幅寸法Ｌが大きくなると、
弾性部材４３の厚み方向の被圧縮性はむしろ小さ
くなるといえる。この点第７図及び第８図に示す
本考案においては、発泡層３３の幅方向の一端３
３ｂから他端３３ｃの全域にかけて気泡３３ａが
含まれている。そのため、スリーブの幅寸法Ｌが
大きくなつても、発泡層３３の厚み方向の被圧縮
性はほとんど変動しない。

〔考案の効果〕

本考案のベルトコンベヤ用ローラにおいては、
ローラ本体が径方向へ大きく熱膨脹した場合であ
つても、その膨張圧は発泡層の収縮で吸収され
る。よつてセラミツクス製のスリーブの周方向に
引張り力が生じることを抑えることができる。特
にスリーブの幅寸法が大きな場合であつても、引
張り力が生じることを抑えることができる。

このように本考案では、スリーブの周方向に作
用する引張り力を抑制できるので、スリーブに衝
撃荷重が作用しても、スリーブは割れにくくな
る。

又、本考案では、熱をもつたローラ本体が常温
に冷えた際には、発泡層はこれの反発力で元の厚
みに復元するので、ローラ本体の外周部とスリー
ブの内周部との間の隙間率の増大を回避できる。
よつてローラ本体の熱膨張、熱冷却が繰り返され
てもローラ本体の外周部と発泡層との接着性、ス
リーブの内周部と発泡層との接着性を長期にわた
つて良好に確保できる。従つてスリーブの保持性
を良好に確保でき、長期にわたつて使用してもス
リーブのがたつきを回避できる。

更に、本考案のベルトコンベヤ用ローラにおい
ては、セラミツクス片を敷き詰めた構造のものと
異なり、衝撃荷重を円筒状のスリーブ全体で受け
るので、それだけ衝撃荷重を分散でき、スリーブ
の単位面積あたりの衝撃荷重を小にし、よつてス
リーブの接着部分の剥離を防止するのに有利であ
る。

〔実施例〕

第１図〜第４図は本考案の一実施例を示したも
のである。各図のうち、第２図はベルトコンベヤ
全体の概略側面図である。このベルトコンベヤ
は、駆動ローラ４及び５、被運搬物が落下する場
所に設けられたインパクトローラ６、上ベルトを
支持するキヤリアローラ７、下ベルトを支持する
リタンローラ８を有している。本実施例は、本考
案をインパクトローラ６に適用した実施例であ
る。

本例のベルトコンベヤ用ローラは、第１図に示
すようにローラ本体１と、スリーブ２と、発泡層
３とで構成されている。

ローラ本体１は金属製の円筒パイプから構成さ
れている。ローラ本体１は、第３図に示すように
支軸８がコンベヤベルトのブラケツト７に軸支さ
れることにより、回転可能とされている。ローラ
本体１の外形は60.5〜165.2ミリメートル、ロー
ラ本体１の壁の厚みは3.8〜５ミリメートル程度
とされている。

スリーブ２は、環状をなすように構成されてい
る。このスリーブ２は、平均粒径40〜60μのアル
ミナ粉末を環状に圧縮成形した後、1200〜1700℃
程度に焼結することによつて形成されている。ス
リーブ２は、第３図に示すようにローラ本体１の
外周面に複数個嵌め込まれている。従つてスリー
ブ２の内径は、ローラ本体１の外径より若干大き
めに設定されている。

発泡層３は発泡ウレタンフオームから構成され
ている。具体的には、発泡層３は、ローラ本体１
にスリーブ２を嵌め、その状態で、スリーブ２と
ローラ本体１との間の隙間に発泡ウレタンフオー
ムの原液を注入し、この原液を発泡固化すること
によつて形成されている。本例では発泡層３の発
泡率は1.5体積倍程度とされており、この結果、
発泡層３は、内部に含まれる気泡により、大きな
被圧縮性を持つ。この気泡の大きさは60〜200μ
程度とされている。発泡層３の厚みＴ（第１図参
照）は1.5ミリメートルとされている。

本例においては、熱い被運搬物を長時間にわた
つて運搬し、これによつて金属パイプからなるロ
ーラ本体１の径方向への熱膨脹量が大きくなつた
場合であつても、この熱膨脹量は、発泡層３に含
まれている気泡が収縮することによつて吸収する
ことができる。従つて熱膨脹したローラ本体１の
外面がスリーブ２の内面を強い力で押圧すること
はなく、セラミツクス製のスリーブ２の周方向に
作用する引張り力がスリーブ２に生じることは、
抑制される。よつて、スリーブ２に衝撃荷重が作
用しても、スリーブ２は割れにくくなる。

又、本実施例では、熱をもつたローラ本体１が
常温に冷えた際には、発泡層３はこれの反発力で
元の厚みに復元するので、ローラ本体１の外周部
とスリーブ２の内周部との間の隙間率の増大を回
避できる。よつてローラ本体１の熱膨張、熱冷却
が何回も繰り返されてもローラ本体１の外周部と
発泡層３との接着性、スリーブ２の内周部と発泡
層３との接着性を長期にわたつて良好に確保でき
る。従つてスリーブ２の保持性を良好に確保で
き、長期にわたつて使用してもスリーブ２が軸方
向へがたつくことを回避できる。

更に本実施例では、スリーブ２の全体で衝撃荷
重を受け衝撃荷重を分散できるので、それだけス
リーブ２の単位面積あたりに作用する衝撃荷重を
小にでき、スリーブ２と発泡層３との境界部分の
剥離を防止するのに有利である。

尚上記した例では、本考案をインパクトローラ
６に適用した場合であるが、これに限らず、第２
図に示すリタンローラ８、キヤリアローラ７に適
用してもよいことは勿論である。

第５図は本考案の他の実施例を示すものであ
り、前記した実施例と異なる部分のみ説明する。
本例では、スリーブ１２の外周面１２ａは円弧状
面とされている。そのためスリーブ１２の外周面
１２ｂと下ベルトとの接触面積はそれだけ少なく
なり、下ベルトに固着した付着物の落下防止に効
果的である。又スリーブ１２の内面には段部１２
ｂが形成され、発泡層１３はこの段部１２ｂに密
着している。段部１２ｂを形成すれば、スリーブ
１２とローラ本体１との間に発泡層１３を形成す
る原液を装入しやすい。

第１０図は本考案の更に異なる実施例を示すも
のである。本例では、スリーブ２００の中央部２
０３が最大肉厚となるようにテーパ面２０１、テ
ーパ面２０２が形成されている。テーパ面２０１
及び２０２の傾斜角は、スリーブ２００の外周面
２０４に対して30〜45度にできる。中央部２０３
に相当する発泡層３００の中央部の厚みは、0.2
〜0.5ミリメートルとすることができる。本例の
ローラの代表的な製造方法は次のようである。即
ち、ローラ本体１００を縦方向に配設した状態
で、該ローラ本体１００にスリーブ２００を嵌め
込み、両者の間に上方から上記原液を装入する。
そして原液がある程度固化したら、ローラ本体１
００の上下を逆にし、再び上方から上記原液を装
入し固化させることによつて、製造することがで
きる。本例のローラでは、発泡層３００の厚み
は、外方へ向かうにつれて大きくなり、故に発泡
層３００の歪率は部位によつて異なり、故に、外
力の作用方向が多様である場合であつても良好な
緩衝効果が得られる。

なお第１１図に示すようにテーパ面２０５及び
テーパ面２０６の境界部を、スリーブ２００の中
央部ではなく多少変位させてもよい。テーパ面２
０５，２０６，２０１，２０２は直状面とする
が、場合によつては円弧状面でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の一実施例を示したも
のである。第１図は、上半分を切断して示すベル
トコンベヤ用ローラの要部の拡大正面図であり、
第２図はベルトコンベヤ全体の側面図であり、第
３図はブラケツトに取付けたベルトコンベヤ用ロ
ーラ全体の正面図であり、第４図はベルトコンベ
ヤ用ローラの拡大断面図である。第５図は本考案
の他の実施例を示すものであり、上半分を切断し
て示すベルトコンベヤ用ローラの要部の拡大正面
図である。第６図は従来から用いられているリタ
ンローラの正面図である。又、第７図及び第８図
は本考案の要部を模式的に示したものであり、第
７図は発泡層が圧縮する前の状態を示す断面図、
第８図は発泡層が圧縮した状態を示す断面図であ
る。第９図及び第１０図は、単なる弾性部材をロ
ーラ本体とスリーブとの間に介在させた要部を模
式的に示したものであり、第９図は弾性部材が圧
縮する前の状態を示す断面図、第１０図は弾性部
材が圧縮した状態を示す断面図である。第１１図
及び第１２図は本考案の他の実施例を示し、第１
図相当図である。 図中、１はローラ本体、２はスリーブ、３は発
泡層、１２はスリーブ、１３は発泡層をそれぞれ
示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 該ローラ本体の外周面に嵌め込まれた円筒状
   をなすセラミツク製スリーブと、 該ローラ本体と該スリーブ本体との間の隙間
   に介在させた原液を発泡させて形成され収縮可
   能な気泡を含有する弾性材料で形成され弾性材
   料の反発力で該ローラ本体と該スリーブとを保
   持せしめた薄肉の円筒状をなす発泡層とで構成
   されていることを特徴とするベルトコンベヤ用
   ローラ。 (2) 発泡層の平均厚さは0.5〜３ミリメートルで
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載のベル
   トコンベヤ用ローラ。 (3) 発泡層は、発泡ポリウレタンフオーム、又
   は、発泡エポキシ樹脂から作製されている実用
   新案登録請求の範囲第１項記載のベルトコンベ
   ヤ用ローラ。 (4) 発泡層の発泡倍率は、1.3〜2.5体積倍である
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のベルトコ
   ンベヤ用ローラ。