JP2015009903A - パイプコンベヤ用ベルト - Google Patents

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Abstract

【課題】ベルトを丸めた際、適正な円筒形状を保持するパイプコンベヤ用ベルトを提供する。
【解決手段】芯体2と、該芯体2を内包するカバーゴム3と、該カバーゴム3内で該芯体2に対してベルト搬送面A側に設けられた搬送面側補強層4aと、該カバーゴム3内で該芯体2に対してベルト裏面B側に設けられた裏面側補強層4bとを具えてなるパイプコンベヤ用ベルト1であって、前記裏面側補強層4aをベルト幅方向に所定量変形させたときの裏面側反力が、前記搬送面側補強層4bをベルト幅方向に前記所定量変形させたときの搬送面側反力よりも大きいことを特徴とする、パイプコンベヤ用ベルト。
【選択図】図1

Description

本発明は、パイプコンベヤ用ベルトに関する。
従来、搬送物の荷こぼれや飛散を抑制し得る、粉粒体等の搬送に適したベルトコンベヤとして、循環走行する無端のベルトを走行経路の殆どの部分で円筒形状に丸め、搬送物をベルトで包み込んで連続搬送するパイプコンベヤが知られている。
ここで、パイプコンベヤは、パイプコンベヤ用ベルトを包囲するように配設した保形ローラでベルトを裏面側から押圧して円筒形状に丸めて、その中の空間に搬送物を載置して搬送しているところ、ベルトを円筒形状に丸めた際、ベルトの自重やベルトの屈曲により、丸められたベルトの上側部分(ベルトの幅方向外側部分)が、その上側部分を支えていた保形ローラから離れ、ベルトが潰れた形状になることがある。このような状態で、搬送物を搬送すると、搬送物の荷こぼれや飛散を有効に防止できず、または、搬送物を載置する内容積を確保して搬送できないおそれがある。そこで、保形ローラで円筒形状に丸めた際、適正な円筒形状、すなわちベルトを包囲する保形ローラにベルトが接触した状態を保持し得る剛性等を有するパイプコンベヤ用ベルトが各種提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2001−253519号公報
上記の特許文献1に示されたような、例えば、カバーゴム内に、ベルト長手方向に沿って配置した、スチールコード等からなる芯体と、有機繊維等からなる帆布等とを埋設した、従来のパイプコンベヤ用ベルトでは、ベルトを保形ローラで丸めた際、その円筒形状を、十分に保持できない場合があることがわかった。
本発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、その目的とするところは、ベルトを丸めた際、適正な円筒形状を保持し得るパイプコンベヤ用ベルトを提供するものである。
本発明のパイプコンベヤ用ベルトは、芯体と、カバーゴムと、該カバーゴム内で該芯体に対してベルト搬送面側に設けられた搬送面側補強層と、該カバーゴム内で該芯体に対してベルト裏面側に設けられた裏面側補強層とを具えてなるものであって、前記裏面側補強層をベルト幅方向に所定量変形させたときの裏面側反力が、前記搬送面側補強層をベルト幅方向に前記所定量変形させたときの搬送面側反力よりも大きい。
この発明によれば、裏面側補強層の裏面側反力を、搬送面側補強層の搬送面側反力よりも大きくしたので、パイプコンベヤ用ベルトの引張−圧縮の中立軸が、上記の反力を等しくした場合と比して、ベルトの裏面側に位置することとなり、ベルトを丸めた際の剛性を高めることができるので、適正な円筒形状を保持させることができる。
なお、本発明において「引張―圧縮の中立軸」とは、パイプコンベヤ用ベルトにおいて、ベルトを裏面側から押圧して円筒形状に丸める際、圧縮入力を受ける領域と引張入力を受ける領域との境界を表したものであり、中立軸よりも搬送面側のベルトの領域は圧縮入力を受け、中立軸よりも裏面側のベルトの領域は引張入力を受ける。
さらに、本発明において「補強層をベルト幅方向に所定量変形させたときの反力」とは、補強層をベルトに埋設した際にベルト幅方向となる方向において、荷重を与えて変形(歪みを生じ)させても、荷重を取り除けば元の形状に戻る弾性範囲内で、補強層を所定の一定量変形させたときの反力を指す。具体的には、幅30mmの短冊状の補強層の試験片を作製し、25℃、20〜40%RHの条件下で、恒温恒湿室内に一週間放置した後、チャック間隔250mm、引張速度25mm/minの条件で、ベルト幅方向に対応する方向に引張って、s−sカーブ(応力−歪み曲線)を測定し、当該s−sカーブにおいて、各補強層が2〜5%の歪みが生じた時の応力に試験片の断面積を乗じた値(N)を指す。
さらにまた、上記の試験片に使用する補強層は、加硫処理を行った後のものを用い、また、後述のコード補強プライが複数枚等のときは、それらをまとめた状態で測定することとする。
なお、「ベルト搬送面」または「搬送面」とは、ベルトの厚さ方向の両面のうち、搬送物を載置・搬送する側の面をいい、また「ベルト裏面」または「裏面」とは、ベルトの厚さ方向の両面のうち、ベルト搬送面とは逆側の面をいう。
ここで、本発明のパイプコンベヤ用ベルトでは、前記搬送面側補強層および前記裏面側補強層がそれぞれ、一層以上のポリエステルコードからなるコード補強プライからなり、前記裏面側補強層を構成する裏面側コード補強プライは、前記ポリエステルコードからなりベルト幅方向に延びる緯糸を、ベルト長手方向に延びる経糸を介して、ベルト長手方向に並列させてなり、該緯糸のベルト長手方向の並列密度が該経糸のベルト幅方向の並列密度より大とされたことが好ましい。これによれば、パイプコンベヤ用ベルトの引張−圧縮の中立軸を、ベルトの裏面側により有効に位置させることができ、それにより、ベルトを丸めた際に、適正な円筒形状をより十分に保持させることができる。
なお、本発明において「並列密度」とは、緯糸または経糸を並列させた方向に沿って測定した、単位距離あたりのコードの本数を指す。
また、本発明において「コード補強プライ」とは、有機繊維コードまたは金属コード等からなる多数のコードを、補強ゴムで被覆したものを指す。
この発明によれば、搬送物を搬送する際、適正な円筒形状を保持し得るパイプコンベヤ用ベルトを提供することができる。
本発明のパイプコンベヤ用ベルトの代表的な実施形態を示す、パイプコンベヤ用ベルトの幅方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係るパイプコンベヤ用ベルトに埋設したコード補強プライの構造の例示としての、すだれ状構造(a)、平織構造(b)、およびストレートワープ構造(c)を示す、部分斜視図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に例示説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るパイプコンベヤ用ベルト1(以下、「パイプコンベヤ用ベルト」を「ベルト」とも称す)を、搬送物を載置せずに、平らにした状態の、ベルト幅方向に沿う断面図である。
ここで、このパイプコンベヤ用ベルト1は、ベルトコンベヤ装置の駆動プーリーおよび従動プーリーの間に掛け渡されて、搬送物、例えば粉粒体等を、ベルト1の搬送面A側に載置して、ベルト1を、その走行経路の殆どの部分で円筒形状に丸めて、走行方向へと連続的に送り出すことで、荷こぼれや飛散を防止しつつ、搬送物を短距離または長距離搬送するために使用するものである。なお、図示しないが、ベルト1を包囲するように配設し、ベルト1を裏面B側から押圧する保形ローラが、このパイプコンベヤ用ベルト1を円筒状に丸めるために、用いられている。
また、このベルト1は、無端リング状で、ベルト幅方向断面視で略平板状に形成さており、図1に示すように、芯体2と、芯体2を内包するカバーゴム3と、カバーゴム3の、芯体に対して、搬送物を載置する搬送面A側の搬送面側カバーゴム部分3aの内部に搬送面側補強層4aと、カバーゴム3の、芯体に対して、裏面B側の裏面側カバーゴム部分3bの内部に裏面側補強層4bとを具えている。なお、搬送面側カバーゴム部分3aと、裏面側カバーゴム部分3bとの厚さは、上面カバーゴム部分3aが、搬送物を搬送することにより磨耗等を受け易いので、図1に示すように、裏面側カバーゴム部分3bに比して、搬送面側カバーゴム部分3aの厚さが厚くなっているが、それら厚さを逆にすることもできる。
このベルト1には、図1に示すように、複数本の芯体2が埋設され、また、それら芯体2は、ベルト長手方向に沿って、ベルト幅方向に略等間隔で並べて配置されている。当該芯体2としては、例えば、スチールコード、アラミドコード、炭素コード、銅コード等が挙げられ、図1に示す実施形態では、パイプコンベヤ用ベルト1の強度を高めるとの観点から、芯体2はスチールコードからなっている。
さらにまた、パイプコンベヤ用ベルト1では、搬送面側カバーゴム部分3aおよび裏面側カバーゴム部分3bの内部に配置した、搬送面側補強層4aおよび裏面側補強層4bは、それぞれ、少なくとも一層の搬送面側コード補強プライ5aおよび、少なくとも一層の裏面側コード補強プライ5bからなっている。また、上述の芯体2が、ベルト長手方向の強度を確保しているのに対して、搬送面側補強層4aおよび裏面側補強層4bは、ベルト幅方向の強度を確保している。なお、図1に示すところでは、搬送面側補強層4aおよび裏面側補強層4bは、それぞれ一層のコード補強プライ5a、5bで構成されている。
このようなパイプコンベヤ用ベルト1では、ベルト1を円筒形状に丸めた際、ベルト幅方向断面視において、ベルト1の、引張−圧縮の中立軸NAより搬送面A側の圧縮入力を受ける領域に位置する部分が、その圧縮入力に対して強い反力を発揮し、それ故に、ベルト1に対して、その円筒形状を保持し得る剛性を付与している。そこで、本発明のパイプコンベヤ用ベルト1では、図1に示すように、裏面側補強層4bをベルト幅方向に所定量変形させたときの裏面側反力を、搬送面側補強層4aをベルト幅方向に該所定量変形させたときの搬送面側反力よりも大きくして構成される。
本発明に係るパイプコンベヤ用ベルト1によれば、裏面側カバーゴム部分3bに、搬送面側反力よりも大きい裏面側反力の裏面側補強層4bが配置されているので、搬送面側反力および裏面側反力が同じである場合に比して、引張−圧縮の中立軸NAが、ベルト1内の裏面B側に位置する(図1では、裏面側補強層と略同じ位置になる)こととなる。それゆえに、ベルト1の、中立軸NAよりも搬送面A側の圧縮入力を受ける部分が増加するので、ベルト1を円筒形状に変形させた際の剛性を向上させることができ、その結果として、適正な円筒形状を保持させることができる。
ここで、裏面側補強層4bの裏面側反力が、搬送面側補強層4aの搬送面側反力に対して2倍以上の大きさであることが好ましい。これによれば、引張−圧縮の中立軸NAが、ベルト1内のより裏面B側に位置することになり、ベルト1を円筒形状に丸めた際の剛性をより効率的に向上させることができ、適正な円筒形状をより確実に保持させることができる。
なお、裏面側反力が、搬送面側反力に対して大きければ大きい程、引張−圧縮の中立軸NAが、ベルト1内の裏面B側に位置することになるので、裏面側反力の、搬送面側反力に対する上限は特に限定されるものではないが、例えば、パイプコンベヤ用ベルト1の剛性を適切にする観点から、裏面側反力が、搬送面側反力に対して2〜300倍の大きさであることがより好ましく、同様の観点からは20〜40倍の大きさであることがさらに好ましい。
ところで、上述のような、裏面側補強層4bの裏面側反力と、搬送面側補強層4aの搬送面側反力との関係を達成するために、本発明に係る実施形態では、コード補強プライの構造を種々採用することができ、例えば、ベルト幅方向に延びる緯糸6aを、ベルト長手方向に延びる経糸6bを介して、ベルト長手方向に並列させてなり、該緯糸6aのベルト長手方向の並列密度が該経糸6bのベルト幅方向の並列密度より大とされた構造(図2(a)に例示する、すだれ状構造)とすること、図2(b)に示す、緯糸6aおよび経糸6bのそれぞれを、それぞれ略同等の間隔で、交互に浮き沈みさせて織られた平織構造とすること、および図2(c)に示す、略平坦に並べた経糸6bを挟んで2本ずつ略千鳥状に配置した緯糸6aのそれぞれを、緯糸6aおよび経糸6bとは別のバインダコード6cで絡ませたストレートワープ状構造とすること等を挙げることができる。また、補強層4aおよび4bを、ベルト幅方向に所定量変形させたときの反力を容易に向上させることができるとの観点からは、上述のようなすだれ状構造が好ましく、これにより、パイプコンベヤ用ベルト1の引張−圧縮の中立軸NAを、ベルト1の裏面B側により有効に位置させることができる。それゆえに、ベルト1を丸めた際に、適正な円筒形状をより十分に保持させることができる。
なお、上述のコード補強プライの構造6は、緯糸6aを、ベルト幅方向に沿って、直線状に配置して、その直線状の緯糸6aに対して、経糸6bを蛇行させて織る構造とすることが好ましい。これによれば、緯糸6aがベルト幅方向に伸びにくくなるので、さらにベルト幅方向の強度、および、補強層を、ベルト幅方向に所定量変形させたときの反力を向上させることができる。
さらになお、補強層4aおよび4bが、複数層のコード補強プライからなる場合には、それぞれのコード補強プライで同一または異なるコード補強プライの構造6とすることができる。
また、上述のコード補強プライの構造6に用いる緯糸6aおよび経糸6bは、上述のような、裏面側補強層4bの裏面側反力と、搬送面側補強層4aの搬送面側反力との関係を達成するために、用いるコードの太さや打ち込み本数を変えることができ、また、ベルト幅方向の強度を向上させるとの観点からは、緯糸6aの方が経糸6bよりも、用いるコードが太くおよび/または打ち込み本数を多くすることが好ましい。
さらに、補強層に用いるコードとしては、例えば、ポリエステル(PET、PEN等)コード、ナイロン(脂肪族ポリアミド)コード、アラミド(芳香族ポリアミド)コード、ビニロンコード、レーヨンコードまたはこれらの複合コード等を挙げることができ、耐伸長性や低コスト化の観点からは、ポリエステルコードとすることが好ましい。また、補強層4aおよび4bに用いるコードをポリエステルコードとするとともに、上述のようなすだれ状構造とすることが好ましく、これによれば、より耐伸長性をより向上させることができる。
なお、補強層4aおよび4bの、それぞれのコード補強プライに用いるコード、ならびに一層のコード補強プライ内の緯糸6aおよび経糸6bは、それぞれ同一であっても異なるものであってもよい。
ところで、搬送面側補強層4aおよび裏面側補強層4bは、それぞれ一層のコード補強プライ5aおよび5bから構成されることが好ましい。これによれば、搬送面側補強層4aおよび裏面側補強層4bのそれぞれの厚さを薄くすることができる。また、裏面側補強層4bの裏面側反力と、搬送面側補強層4aの搬送面側反力との関係を上述のようにすることで、ベルト1の厚さを効率よく薄くさせつつ、パイプコンベヤ用ベルト1を丸めた状態での剛性を向上させることができる。そして、その結果として、パイプコンベヤ用ベルト1に用いるカバーゴム3等の量が低減されて、ベルト1の軽量化、製造コストの低下、また、ベルト1をベルトコンベヤ装置に取り付ける際の労力の軽減化、さらには搬送物の搬送時の省エネルギー化等に資することができる。
搬送面側補強層4aおよび裏面側補強層4bが、それぞれ一層のコード補強プライから構成される場合には、搬送面側補強層4aを構成する搬送面側コード補強プライ5aは、ベルト幅方向に測定したヤング率が30〜500MPaであり、裏面側補強層4bを構成する裏面側コード補強プライ5bは、ヤング率が800〜3000MPaであることが好ましい。これによれば、それぞれのヤング率を上記の範囲とすることにより、ベルト1の剛性をより適切にすることができる。具体的には、ベルト1の剛性が低くなりすぎるとベルト1が円筒形状に保形されにくくなる虞があり、また、ベルト1の剛性が高くなりすぎるとベルト1が座屈する虞がある。
また、搬送面側コード補強プライ5aのヤング率および裏面側コード補強プライ5bのヤング率は、より好ましくは、それぞれ、30〜300MPaおよび900〜3000MPaであり、さらに好ましくは、それぞれ、30〜100MPaおよび900〜1500MPaである。
なお、ヤング率は、コード補強プライの幅30mmの短冊状の試験片を作製し、25℃、20〜40%RHの条件下で、恒温恒湿室内に一週間放置した後、チャック間隔250mm、引張速度25mm/minの条件で、ベルト幅方向に対応する方向に引張って、s−sカーブ(応力‐歪み曲線)を測定し、当該s−sカーブにおいて、コード補強プライが2〜5%伸びた時のs−sカーブの傾きから求めるものとする。
ここで、パイプコンベヤ用ベルト1を円筒形状に丸めた際には、ベルト幅方向外側の両端部が、それぞれオーバーラップした状態となり、それにより、例えば、搬送物の荷こぼれや飛散を防止している。したがって、ベルト1の両端部のオーバーラップを容易にするとの観点からは、ベルト幅方向中央に配置された搬送面側補強層4aおよび裏面側補強層4bのそれぞれの幅は、ベルト1の幅に対して、それぞれ、50〜95%、また80〜95%であることが好ましい。
ここで、カバーゴム3およびコード補強プライに用いる補強ゴムには、例えば、天然ゴム、BR(ポリブタジエンゴム)、SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、または、これらの混合物等をゴム成分とし、これに、例えば、補強剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤、加工助剤等の通常用いられる配合剤を配合・混練りしたゴム組成物を用いることができる。
以上、図面を参照して本発明の一実施形態を説明したが、本発明のパイプコンベヤ用ベルトは、上記一例に限定されることはなく、上記した本発明の実施形態には、適宜変更を加えることができる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例になんら限定されるものではない。
(実施例1)
図1に示すような構成を有するパイプコンベヤ用ベルトを試作し、それを実施例1とした。具体的には、搬送面側補強層および裏面側補強層は、それぞれ一層のコード補強プライから構成され、搬送面側補強層に対する裏面側補強層の、それぞれをベルト幅方向に所定量変形させたときの反力の比は、約32倍である。なお、搬送面側補強層および裏面側補強層のヤング率は、それぞれ、40MPa、1265MPaであり、またそれぞれの厚さは同等である。
(比較例1)
搬送面側補強層に対する裏面側補強層の、それぞれをベルト幅方向に所定量変形させたときの反力の比を、1倍としたことを除いて、実施例1と同様の構成を有するパイプコンベヤ用ベルトを試作し、それを比較例1とした。
以下の方法で評価した。
(剛性評価)
得られたベルトを、円筒形状に丸めてその外周に等間隔に6本配置された支持ローラで支持した。そして、支持ローラに取り付けられたロードセルによって、ベルトの反力(N/mm)を測定した。
剛性評価より、実施例1のベルトの反力は比較例1のベルトよりも約2倍となり、比較例1のベルトよりも大きい数値となった。したがって、実施例1のベルト内の引張−圧縮の中立軸NAが、より裏面側に位置し、それゆえに、ベルトを丸めた際、適正な円筒形状を保持することができることがわかった。
また、実施例1および比較例1のベルトは、ともに、搬送面側補強層および裏面側補強層がそれぞれ一層のコード補強プライからなり、それぞれのベルトの厚さは同等であることから、実施例1のベルトは、厚さを増すことなく、上述のような効果を奏することができることがわかった。
本発明によれば、ベルトを丸めた際、適正な円筒形状を保持し得るパイプコンベヤ用ベルトを提供することができる。
1 ベルト(パイプコンベヤ用ベルト);2 芯体;3 カバーゴム;3a 搬送面側カバーゴム部分;3b 裏面側カバーゴム部分;4a 搬送面側補強層;4b 裏面側補強層;5a 搬送面側コード補強プライ;5b 裏面側コード補強プライ;6 コード補強プライの構造;6a 緯糸;6b 経糸;6c バインダコード;A 搬送面;B 裏面;NA ベルトの引張−圧縮の中立軸

Claims (2)

  1. 芯体と、該芯体を内包するカバーゴムと、該カバーゴム内で該芯体に対してベルト搬送面側に設けられた搬送面側補強層と、該カバーゴム内で該芯体に対してベルト裏面側に設けられた裏面側補強層とを具えてなるパイプコンベヤ用ベルトであって、
    前記裏面側補強層をベルト幅方向に所定量変形させたときの裏面側反力が、前記搬送面側補強層をベルト幅方向に前記所定量変形させたときの搬送面側反力よりも大きいことを特徴とする、パイプコンベヤ用ベルト。
  2. 前記搬送面側補強層および前記裏面側補強層がそれぞれ、一層以上のポリエステルコードからなるコード補強プライからなり、
    前記裏面側補強層を構成する裏面側コード補強プライは、前記ポリエステルコードからなりベルト幅方向に延びる緯糸を、ベルト長手方向に延びる経糸を介して、ベルト長手方向に並列させてなり、該緯糸のベルト長手方向の並列密度が該経糸のベルト幅方向の並列密度より大とされた、請求項1に記載のコンベヤベルト。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113581741A (zh) * 2021-08-05 2021-11-02 无锡百年通工业输送有限公司 钢丝绳芯管状输送带

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