벨트 컨베이어

벨트 컨베이어 {BELT CONVEYOR}

본 발명은 벨트 컨베이어에 관한 것으로서, 특히 리턴 벨트의 상류부와 하류부에서 벨트를 반전시키는 벨트 반전 기구의 2조의 핀치 롤러 사이에서 벨트가 현수곡선(catenary curve)을 이루도록 구성한 것에 관한 것이다.

가루형, 낟알형 또는 덩어리형의 각종 원재료 등을 반송하는 벨트 컨베이어는 시단(始端)부와 종단(終端)부에 설치된 2조의 풀리, 이들 풀리에 걸친 무단 루프형의 벨트와, 구동 풀리를 회전 구동하는 구동 수단을 가지며, 구동 수단에 의해 구동 풀리를 매개하여 벨트를 회전시키는 것에 의해 캐리어 벨트 위에 실린 피반송물이 시단으로부터 종단까지 반송되고, 종단측 풀리에서 벨트가 아랫 방향으로 유턴(U turn)하고, 리턴 벨트가 종단으로부터 시단까지 이동하여, 시단측 풀리에서 벨트가 윗 방향으로 유턴한다.

상기 벨트 컨베이어에서 피반송물을 적재하는 면은 오염면이 되고, 리턴 벨트에서 오염면을 아랫 방향을 향한 상태로 설치하는 경우에는, 리턴 벨트의 오염면으로부터 피반송물이 비산(飛散)하여 마루면 등이 더러워진다. 따라서, 종래부터 리턴 벨트의 벨트 이동 방향의 상류부와 하류부에 벨트 반전 기구를 설치하고, 상류부의 벨트 반전 기구에 의해 벨트를 180도 반전시켜 오염면을 상향시키고, 하류부의 벨트 반전 기구에 의해 오염면을 하향시켜 복귀한 후 시단측 풀리로 이동시킨다.

일본 실개평2-10306호 공보의 벨트 컨베이어의 벨트 반전 장치에 있어서는, 6개의 롤러를 고리형으로 배치하여 형성된 안내 롤러 기구로 이루어진 2조의 벨트 반전 기구를 이격시켜 설치하고, 이들 벨트 반전 기구에 의해 벨트를 개방 단면의 통 형상으로 유지하도록 안내한다. 더욱이, 개방 단면의 통 형상의 모양 이외에 편평한 U형 단면으로 유지하는 예도 개시되어 있다.

일본 특허 제2808352호 공보의 벨트 컨베이어의 벨트 반전 장치에서는, 그 양단부에 설치되어 벨트를 상하 양면으로부터 지지하는 2조의 핀치 롤러와, 이들 핀치 롤러 사이에 고리형으로 설치된 복수 개의 롤러에 의해 벨트를 개방 단면의 통 형상으로 유지하도록 각각 안내하는 복수의 반전 가이드부(안내 롤러 기구)가 설치되어 있다.

그러나, 종래의 벨트 컨베이어의 반전 장치에서는, 2조의 핀치 롤러 사이에 있어서, 벨트(벨트의 축선)가 거의 직선을 이루도록 벨트 및 복수의 반전 가이드부를 설치하였다. 여기서, 이러한 종류의 벨트 컨베이어의 경우, 예를 들면, 핀치 롤러 간의 간격이 30 내지 50 m나 되고, 핀치 롤러 간의 벨트를 예를 들어 3개소의 반전 가이드부에서 지지하는 경우, 핀치 롤러 간의 벨트에서, 자중에 의한 벨트의 아랫 방향으로의 변형이나 느슨해짐 등이 발생하여 벨트의 단면 형상이 평판형, 원호 단면, 개방 단면의 통형, 원호 단면, 평판형의 순서로 서서히 변화하도록 안내할 수 없다.

따라서, 실제의 벨트 컨베이어의 반전 장치에서는, 핀치 롤러 간에 있어서 복수의 반전 가이드부 이외에 복수의 지지 롤러를 3, 4m 마다 설치하여 벨트를 지지해야한다. 따라서, 복수의 지지 롤러만큼 벨트 컨베이어의 설비 비용이 고가로 된다. 게다가, 상기와 같이 복수의 지지 롤러에 의해 벨트를 소기의 단면 형상이 되도록 안내 지지하는 경우에도, 벨트의 외면에 외측으로부터 접촉하는 복수의 롤러만으로 안내 지지하는 관계상, 벨트의 단면 형상이 타원형이 되거나, 과도하게 편평화되는 등 안정되지 않는다.

또한, 벨트나 복수의 지지 롤러 등에 대한 메인터넌스(maintenance) 작업의 부담이 증대하고, 벨트에도 불균일한 변형이 반복하여 발생하기 때문에 벨트의 내구성도 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 벨트 컨베이어의 반전 장치에서의 벨트 단면 형상을 안정시켜, 지지 롤러 등을 생략 내지 수를 감소시키는 것이 가능하여 메인터넌스의 작업 부담을 경감시킬 수 있고, 벨트의 내구성도 향상시킬 수 있는 벨트 컨베이어를 제공하는 것에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 벨트 컨베이어는, 양단의 풀리에 걸치게 설치되어 회전하는 무단(無端) 루프형의 벨트와, 리턴 벨트의 벨트 이동 방향 상류부와 하류부에 각각 설치되고 벨트를 180도 반전시키는 제1, 제2 벨트 반전 기구를 갖는 벨트 컨베이어에 있어서, 제1, 제2 벨트 반전 기구의 각각은, 벨트의 이동 방향으로 이격되어 설치되어 벨트를 지지하는 2조의 핀치 롤러와, 이들 핀치 롤러 사이에 있어서 180도 반전되고 핀치 롤러 간의 거리 중앙 부분이 오염면을 내측으로 하는 개방 단면의 통 형상으로 되도록 틀어지는 벨트를 외측으로부터 통 형상으로 안내하는 1조 이상의 안내 롤러 기구로서 벨트 이동 방향으로 이격되어 설치된 1조 이상의 안내 롤러 기구를 가지며, 상기 2조의 핀치 롤러 사이에 있어서 벨트가 실질적으로 현수곡선(catenary curve)을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면, 제1, 제2 벨트 반전 기구의 각각은, 2조의 핀치 롤러와, 이들 핀치 롤러 사이에 있어서 180도 반전되고 핀치 롤러 간의 거리 중앙 부분이 오염면을 내측으로 하는 개방 단면의 통 형상으로 되도록 틀어지는 벨트를 외측으로부터 통 형상으로 안내하는 1조 이상의 안내 롤러 기구를 가지며, 2조의 핀치 롤러 사이에 있어서 벨트가 실질적으로 현수곡선을 이루도록 설치되기 때문에, 벨트의 단면 형상이 안정되기 쉽고, 벨트의 장력과 자중에 거슬러 무리하게 벨트의 단면 형상을 정형할 필요가 없어지므로, 1조 이상의 안내 롤러 기구 이외에 벨트의 단면 형상을 정형하기 위한 지지 롤러를 생략하거나, 그 수를 감소시키는 것이 가능하게 되어, 벨트 컨베이어 반전 장치의 설비 비용을 저감할 수 있다.

게다가, 벨트의 단면 형상도 자동적으로 정형되기 쉬워져, 벨트나 안내 롤러 기구를 보수, 점검하는 메인터넌스 작업의 부담도 경감할 수 있을 뿐만 아니라, 벨트에 불균일한 변형이 반복하여 발생하는 것도 대부분 없어지기 때문에 벨트의 내구성도 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 발명의 벨트 컨베이어에 있어서, 상기 안내 롤러 기구는 제1 기준면에 축심이 포함되는 복수의 제1 안내 롤러와, 제1 기준면으로부터 소정거리 이격되고 제1 기준면과 평행한 제2 기준면에 축심이 포함되는 복수의 제2 안내 롤러를 가지며, 제1, 제2 기준면은 안내 롤러 기구의 위치에서의 상기 벨트의 현수곡선 또는 현수곡선에 근사한 곡선과 직교상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면, 안내 롤러 기구는 제1 기준면에 축심이 포함되는 복수의 제1 안내 롤러와, 제1 기준면으로부터 소정거리 이격되고 제1 기준면과 평행한 제2 기준면에 축심이 포함되는 복수의 제2 안내 롤러를 가지며, 제1, 제2 기준면은 안내 롤러 기구의 위치에서의 상기 벨트의 현수곡선 또는 현수곡선에 근사한 곡선과 직교상으로 배치되어 있기 때문에, 제1 기준면의 복수의 제1 롤러에 대한 벨트의 이동속도가 공통으로 됨으로써, 제1 안내 롤러의 작동 안정성, 내구성을 확보할 수 있다. 마찬가지로, 제2 기준면의 복수의 제2 롤러에 대한 벨트의 이동속도가 공통으로 되기 때문에, 제2 안내 롤러의 작동 안정성, 내구성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 벨트 컨베이어의 개략적 측면도이다.
도 2는 벨트의 요부와 벨트 반전 기구의 사시도이다.
도 3은 벨트의 요부와 벨트 반전 기구의 측면도이다.
도 4는 도 1의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는 도 1의 VV선 단면도이다.
도 6은 안내 롤러 기구에서의 롤러 배치를 설명하는 설명도이다.
도 7은 안내 롤러 기구에서의 롤러와 기준면의 관계를 설명하는 설명도이다.
도 8은 변형예에 따른 도 2의 대응도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 실시예에 대하여 도면을 기초하여 설명한다.

실시예1

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 벨트 컨베이어(C)는 양단의 구동 풀리(1) 및 종동 풀리(2)와, 이들 풀리(1, 2)에 걸치게 설치되어 회전하는 무단 루프형의 벨트(3)와, 구동 풀리(1)를 회전 구동하는 전동 모터(미도시)와, 리턴(return) 벨트(3B)의 벨트 이동방향 상류부와 하류부에 각각 설치되고 벨트를 180도 반전시키는 제1, 제2 벨트 반전 기구(4A, 4B) 및 벨트(3)의 장력을 일정하게 유지하기 위한 벨트 텐셔너(tensioner) 기구(5) 등을 갖는다.

이 벨트 컨베이어(C)는 도 4에 도시된 바와 같이, 케이싱(5) 및 캐리어 벨트(3A)를 가압 에어막에 의해 부상시키는 벨트 부상 기구(6)를 가지며, 벨트 부상 기구(6)는 벨트(3)를 만곡형의 상태로 지지하는 벨트 지지면을 형성하는 반송로 형성판(7) 및 이 반송로 형성판(7)과 그 상면의 벨트와의 사이에 공급되는 가압 에어를 인도하는 에어 통로(8) 및 가압 에어 공급수단(미도시) 등을 갖는다. 상기 케이스(5)는 상부 케이스(5U)와 하부 케이스(5L)를 가지나, 도 1에는 하부 케이스(5L)가 미도시되어 있다. 캐리어 벨트(3A)의 상면에 피반송물(M)을 실어 반송하기 때문에, 캐리어 벨트(3A)의 상면이 오염면으로 된다.

다음으로, 제1 및 제2 벨트 반전 기구(4A, 4B)에 대하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 벨트 반전 기구(4A)는 리턴 벨트(3B)의 벨트 이동방향의 상류부에서, 오염면이 하향상태인 벨트(3)를 오염면이 상향상태인 벨트(3)로 반전하는 것이다. 제2 벨트 반전 기구(4B)는 리턴 벨트(3B)의 하류부에서, 오염면이 상향상태인 벨트(3)를 오염면이 하향상태인 벨트(3)로 반전하는 것이다. 제1, 제2 벨트 반전 기구(4A, 4B)는 동일한 구성을 가지고 있기 때문에, 제1 벨트 반전 기구(4A)를 예로서 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 벨트 반전 기구(4A)는 벨트의 이동방향으로 이격되어 설치되고 벨트(3)의 상하 양면을 지지하는 2조의 핀치 롤러(10, 11)와, 이들 2조의 핀치 롤러(10, 11)의 사이에 있어서 180도 반전되고 핀치 롤러(10, 11) 간의 거리 중앙부분이 오염면을 내측으로 하는 개방 단면의 통 형상이 되도록 비틀어지는 벨트(3)를 외측으로부터 통 형상으로 안내하는 2조의 안내 롤러 기구(12)로서 벨트 이동방향으로 소정 거리 이격되어 설치된 2조의 안내 롤러 기구(12)를 갖는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 핀치 롤러(10, 11) 사이의 벨트(3)의 비틈 방향은, 벨트 반전 기구(4A)에서는 상류측으로부터 하류 방향을 향하여 시계회전방향이고, 벨트 반전 기구(4B)에서는 상류측으로부터 하류 방향을 향하여 반시계회전방향이다. 상류측의 핀치 롤러(10)는 2개의 롤러(10a, 10b)로 구성되고, 하류측의 핀치 롤러(11)는 2개의 롤러(11a, 11b)로 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 벨트(3)는 2조의 핀치 롤러(10, 11) 사이에서 실질적으로 현수 곡선(catenary curve)을 형성하도록 설치되어 있다. 더욱 정확하게는, 벨트(3)의 중심선(3a)이 실질적으로 현수 곡선을 형성한다. 이 현수 곡선은, 벨트(3)의 단위길이 당 자중(W, Kg/m)과, 벨트(3)에 작용하는 장력(T, Kg) 및 길이(L, m)(핀치 롤러 간의 거리)에 기초하여, 하기의 연산식(1)로서 정의되는 곡선이고, 하기 식(2)의 δ는 거리 중앙에서의 벨트의 휨량이다.

y = (T/W) × [cosh (x×W/T)-1] (1)

δ = (T/W) × [cosh (L×W/2T)-1] (2)

다만, 상기 현수 곡선을 대신하여, 다음의 식으로 나타나는 현수 곡선에 근사한 곡선을 이루도록 상기 벨트(3)를 설치할 수도 있다.

δ = WL2 / (8T)

한편, 본 실시예의 벨트 컨베이어(C)의 경우, 제1 벨트 반전 기구(4A)에서의 핀치 롤러(10)로부터 핀치 롤러(11)까지의 거리는 예를 들어 45m이고, 2조의 안내 롤러 기구(12) 간의 거리는 예를 들어 9m이며, 핀치 롤러(10)로부터 안내 롤러 기구(12)까지의 거리는 예를 들어 18m이다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 안내 롤러 기구(12)는 제1 기준면(13a)에 축심이 포함되는 3개의 제1 안내 롤러(14)와, 제1 기준면(13a)으로부터 소정거리 이격되고 제1 기준면(13a)과 평행한 제2 기준면(13b)에 축심이 포함되는 3개의 제2 안내 롤러(15)를 가지며, 제1, 제2 기준면(13a, 13b)은 안내 롤러 기구(12)의 위치에서의 벨트(3)의 현수 곡선과 직교상으로 설치되어 있다.

안내 롤러 기구(12)에서의 3개의 제1 안내 롤러(14)와 3개의 제2 안내 롤러(15)는 공통의 세로방향 자세의 지지판(16)에 결합 금구(17)를 매개로 회전이 자유롭게 장착되고, 이 지지판(16)이 하부 케이스(5L)에 고정된다. 각 결합 금구(17)는, 지지판(16)에 회동방향 위치조절이 가능하게 고정된 베이스 금구(17a)와 이 베이스 금구(17a)에 지지판(16)과 직교하는 방향의 위치를 조절가능하게 고정되어 롤러(14, 15)를 회전이 자유롭게 지지하는 1쌍의 지지 금구(17b)를 갖는다.

3개의 제1 안내 롤러(14)는, 제1 기준면(13a) 내에서 그들의 축심이 역정삼각형을 이루도록 배치되고, 개방 단면의 통 형상으로 비틀어진 벨트(3)의 외면에 접하는 상태로 고리형으로 설치된다. 3개의 제2 안내 롤러(15)는, 제2 기준면(13b) 내에서 그들의 축심이 정삼각형을 이루도록 배치되고, 개방 단면의 통 형상으로 비틀어진 벨트(3)의 외면에 접하는 상태로 고리형으로 설치된다.

제1 벨트 반전 기구(4A)에 있어서, 핀치 롤러(10, 11)와 안내 롤러 기구(12) 사이의 벨트(3)는, 현수 곡선을 이루어 만곡되고, 벨트 장력을 매개로 안정적으로 지지되어 있어 벨트(3)를 외부로부터 지지할 필요가 없기때문에, 핀치 롤러(10, 11)와 안내 롤러 기구(12)의 사이에는 어떠한 지지 롤러 등이 설치되어 있지 않다. 다만, 벨트(3)의 구조 등에 대응하여 필요에 따라, 핀치 롤러(10, 11)와 안내 롤러 기구(12) 사이에 극소수의 단면 형상을 조절하기 위한 정형(整形)용 롤러 등을 설치하는 경우도 있다.

더욱이, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 벨트 반전 기구(4A, 4B)의 사이에 있어서는, 오염면을 상향 상태로 해서 벨트(3)가 이동하나, 그 벨트(3)를 지지하는 복수의 지지 롤러(18)가 적정 간격(예를 들면, 5m)마다 하부 케이스(5L)에 설치되어 있다.

다음으로, 이상 설명한 벨트 컨베이어(C)의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

상기 벨트 컨베이어(C)에 있어서, 피반송물(M)은 벨트(3)의 일단측(도 1의 우측단)에서 미도시한 호퍼로부터 벨트(3) 위에 투입되고, 벨트(3)의 반송 이동에 의해 피반송물(M)이 타단측(도 1의 좌측단)으로 반송되며, 타단측에서 벨트(3)로부터 피반송물 수취수단으로 투입된다. 리턴 벨트(3B)는, 구동 풀리(1)에 의해 유턴하고, 제1 벨트 반전 기구(4A)에 의해 반전된 후, 오염면을 상향상태로 해서 제2 벨트 반전 기구(4B)로 이동하고, 제2 벨트 반전 기구(4B)에 의해 반전되며, 오염면을 하향 상태로 해서 일단측의 풀리(2)로 이동해간다.

제1, 제2 벨트 반전 기구(4A, 4B) 각각은, 2조의 핀치 롤러(10, 11)와 이들 핀치 롤러(10, 11) 사이에서 180도 반전되고 핀치 롤러(10, 11) 간의 거리 중앙부분이 오염면을 내측으로 하는 개방 단면의 통 형상으로 되도록 틀어진 벨트(3)를 외측으로부터 통 형상으로 안내하는 2조의 안내 롤러 기구(12)를 가지며, 2조의 핀치 롤러(10, 11) 사이에서 벨트(3)가 실질적으로 현수곡선을 이루도록 배치되기 때문에, 벨트(3)의 단면형상이 안정되기 쉽고, 벨트(3)의 장력과 자중에 거슬러 무리하게 벨트(3)를 지지하거나 단면 형상을 정형할 필요가 없어지므로, 2조의 안내 롤러 기구(12) 이외에 벨트(3)를 지지하거나 벨트(3)의 단면 형상을 정형하기 위한 보조적 롤러를 생략하거나 그 수를 감소시킬 수 있고, 벨트 컨베이어(C)의 설비비용을 저감시킬 수 있다.

게다가, 벨트(3)의 단면 형상도 자동적으로 정형되기 쉽기때문에, 벨트나 안내 롤러 기구(12) 등을 보수, 점검하는 메인터넌스 작업의 부담도 경감할 수 있고, 벨트(3)에 불균일한 변형이 반복하여 발생하는 것도 대부분 없어지기 때문에 벨트(3)의 내구성도 향상시킬 수 있다.

안내 롤러 기구(12)는 제1 기준면(13a)에 축심이 포함되는 3개의 제1 안내 롤러(14)와 제1 기준면(13a)으로부터 소정거리 이격되고 제1 기준면(13a)과 평행한 제2 기준면(13b)에 축심이 포함되는 3개의 제2 안내 롤러(15)를 가지며, 제1, 제2 기준면(13a, 13b)은 안내 롤러 기구(12)의 위치에서의 벨트(3)의 현수곡선과 직교상으로 배치되기 때문에, 제1 기준면(13a)의 3개의 제1 안내 롤러(14)의 회전방향과 벨트(3)의 이동방향이 일치하므로, 제1 안내 롤러(14)의 작동 안정성, 내구성을 확보할 수 있다. 마찬가지로, 제2 기준면(13b)의 3개의 제2 안내 롤러(15)의 회전 방향과 벨트(3)의 이동방향이 일치하므로, 제2 안내 롤러(15)의 작동 안정성, 내구성을 확보할 수 있다.

다음으로, 상기 실시예를 부분적으로 변경하는 예에 대하여 설명한다.

(1) 각 벨트 반전 기구(4A, 4B)에 2조의 안내 롤러 기구(12)를 설치했으나, 1조 또는 3조 이상의 안내 롤러 기구(12)을 설치할 수도 있다.

(2) 각 안내 롤러 기구(12)는 3개의 제1 안내 롤러(14)와 3개의 제2 안내 롤러(15)를 가지고 있으나, 4개의 제1 안내 롤러(14)와 4개의 제2 안내 롤러(15)를 설치할 수도 있다.

(3) 도 8에 도시된 바와 같이, 벨트 반전 기구(4A, 4B)에서의 벨트(3)의 틀어짐 방향을 상기 실시예의 틀어짐 방향과 반대로 할 수도 있다.

(4) 그 외 당업자라면 상기 실시예를 부분적으로 변경한 형태로 본 발명을 실시하는 것이 가능하고, 본 발명은 그와 같은 변형예도 포함하는 것이다.

벨트 컨베이어의 반전 장치에서의 벨트 단면형상을 안정시키고, 메인터넌스의 작업부담을 경감시킬 수 있으며, 벨트의 내구성도 향상 가능한 용도에도 적용할 수 있다.

C 벨트 컨베이어
1 구동 풀리
2 종동 풀리
3 벨트
3A 캐리어 벨트
3B 리턴 벨트
4A, 4B 벨트 반전 기구
10, 11 핀치 롤러(pinch roller)
12 안내 롤러 기구
13a, 13b 제1, 제2 기준면
14, 15 제1, 제2 안내 롤러