機械設計

ベルトコンベヤのトラフ角とは?メリット・デメリットを徹底解説

ベルトコンベヤは、工場や鉱山、物流センターなどで幅広く利用されている搬送装置です。

その設計要素の一つに「トラフ角」があります。

この記事では、トラフ角を大きくすることで発生するメリット・デメリット、不具合、そして適正なトラフ角の選び方について解説します。

1. トラフ角とは?

トラフ角とは、ベルトコンベヤの搬送面を支えるアイドラ(ローラー)が作る角度のことを指します。

ベルトをU字型にすることで、搬送物の保持力を高める役割を果たします。

図.1 ベルトコンベヤの断面イメージ

一般的なトラフ角の目安は以下の通りです。

トラフ角(°)用途・特徴
20°小型コンベヤ、一般搬送物(ダンボール、パレット)
30°一般的な粉体・粒体搬送、標準ベルトコンベヤ
35°大容量搬送向け(鉱石・石炭・砂利など)
40°以上長距離コンベヤ、超大容量搬送(特注設計が必要)
表.1 一般的なトラフ角の目安

2. トラフ角を大きくするメリット

✅ 搬送能力の向上

トラフ角を大きくすることで、ベルト上の搬送物を保持しやすくなり、搬送断面積が増加します。

その結果、一度に運べる量が増え、省スペースでの大容量搬送が可能になります。

✅ 粉体・粒体の飛散防止

ベルトの両端が上がることで、粉状・粒状の搬送物が飛び散るのを防ぎます。

特に屋外の環境では、飛散によるロスや周囲の汚染を抑えられるメリットがあります。

✅ 省エネルギーの可能性

搬送物がベルトの中央に集中するため、ベルトの摩擦抵抗が減少し、結果として駆動モーターの負荷が低減する場合があります。

3. トラフ角を大きくするデメリットと不具合

❌ ベルト端部に過大な張力が発生

トラフ角を大きくすると、ベルトの両端(エッジ部)に過剰な張力がかかり、摩耗や亀裂が発生しやすくなります。

これにより、ベルトの寿命が短くなる可能性があります。

❌ 搬送物の詰まりやこぼれ

急なカーブや急勾配では、搬送物がうまく流れず詰まりやすくなることがあります。

また、トラフ角が大きすぎると、投入時の角度によってはこぼれやすくなる場合もあります。

❌ ベルト蛇行のリスク増加

トラフ角が大きいと、ベルトの安定性が低下し、蛇行(ベルトの横ずれ)が発生しやすくなります。

そのため、蛇行防止装置やガイドローラーの設置が必要になります。

❌ アイドラ(ローラー)の負担増加

中央ローラーにかかる荷重が増大するため、ローラーの早期摩耗や破損のリスクが高くなります。

特に長距離コンベヤでは、メンテナンスコストが増加する可能性があります。

4. 適正なトラフ角の選び方

バランスの良い設計が重要

  • 一般的には 30° が標準的で、多くの搬送物に適用できます。
  • 35°以上 を採用する場合は、ベルトの耐久性や蛇行対策を検討する必要があります。
  • 長距離や大容量搬送を考慮する際は、補助装置(センタリング装置、特殊ローラーなど)を導入するのが望ましいです。

5. まとめ

項目メリットデメリット
搬送能力増加(大容量搬送が可能)-
粉体・粒体の飛散防止できる-
省エネルギー摩擦低減で消費電力減少-
ベルト寿命-エッジ摩耗が増え寿命短縮
搬送の安定性-蛇行・詰まりが発生しやすい
ローラー負荷-中央ローラーの摩耗が増加
表2. トラフ角を増大させた場合のメリットとデメリットまとめ

トラフ角の設計は、搬送する物の特性や使用環境を考慮して決定する必要があります。

適切な角度を選び、メンテナンスしやすい設計をすることで、ベルトコンベヤの性能を最大限に活かすことができます。

他にも機械設計に役立つ情報をこちらでまとめていますので、よかったらご参照ください。


参考文献

  • JIS B 8805: ベルトコンベヤの構造及び寸法
  • 『最新ベルトコンベヤの設計とトラブル対策』 (日刊工業新聞社)

適正なトラフ角の選定でお困りの場合は、ぜひ専門メーカーやエンジニアにご相談することをお勧めいたします!

  • この記事を書いた人

Lancer

機械設計のサラリーマン。 ロボット工学部→土木施工管理→機械設計。 家庭と仕事の両立のために働き方の改善をしようと日々奮闘中。 仕事と子育てに役立つ情報&趣味の英語を発信しています!!

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