(57)【要約】【課題】摩耗が進行した状態でもコンベヤベルトの物理的状態の変化を精度よく検出することができるとともに、摩耗限界まで物理的状態の変化を正確に検出できるコンベヤベルトのモニタリングシステムを提供する。【解決手段】スチールコード１Ｂを埋設したコンベヤベルト１内に、その進行方向と厚さ方向との両方に対して傾斜する摩耗検知用磁石１１と、中心が傾斜ゴム磁石１１の基端に対向する位置に配設された平板磁石１２とを埋設するとともに、摩耗検知用磁石１１から所定距離離隔して基準磁石１４をスチールコード１Ｂに近接して配置し、コンベヤベルト１の裏面１ｂ側に配置された磁気センサ１３と、表面１ａ側に配置された磁気センサ１５にて、基準磁石１４からの磁界変化のピークと摩耗検知用磁石１１からの磁界変化のピークとを検出し、２つのピークの時間間隔から、コンベヤベルト１の摩耗状態を検出するようにした。【選択図】図２
2010052927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム磁石をコンベヤベルト内部に埋設し、前記ゴム磁石が通過する位置に配設された磁気センサにより前記ゴム磁石の磁力を測定して、検出手段により前記コンベヤベルトの物理状態の変化を検出するコンベヤベルトのモニタリングシステムにおいて、
前記コンベヤベルトは、内部に、補強材としてのスチールコードが埋設され、
前記ゴム磁石は、前記スチールコードに近接して配置されていることを特徴とするコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項２】
前記ゴム磁石と前記スチールコードとの間隔が０〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項３】
前記ゴム磁石は、前記コンベヤベルトの走行方向の位置を特定するための基準磁石であり、前記コンベヤベルトの厚さ方向と垂直な面内に延長しかつ厚さ方向に磁化されて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項４】
前記基準磁石は、前記コンベヤベルトの摩耗状態を検知するための摩耗検知用磁石から所定距離離隔して配置されていることを特徴とする請求項３に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項５】
前記摩耗検知用磁石は、前記コンベヤベルトの表面側にコンベヤベルトの進行方向と厚さ方向との両方に傾斜して埋設される、厚さ方向に磁化されたゴム磁石から成り、ゴム磁石の一端をコンベヤベルトの表面側に露呈させ、他端を前記スチールコードに近接させて配置され、前記摩耗検知用磁石が通過する位置には表面側磁気センサが配設されていることを特徴とする請求項４に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項６】
前記基準磁石は、前記コンベヤベルトの裏面側に配置され、前記基準磁石が通過する位置には裏面側磁気センサが配設されていることを特徴とする請求項４または５に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項７】
前記検出手段は、前記裏面側磁気センサで検出された前記基準磁石からの磁界のピークと、前記表面側磁気センサで検出された前記摩耗検知用磁石からの磁界のピークとの時間間隔を算出するピーク間隔算出部と、この算出されたピーク間隔から、前記コンベヤベルトの摩耗状態を検出する摩耗状態検出部とを備えることを特徴とする請求項６に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項８】
前記摩耗検知用磁石の裏面側で、かつ、前記摩耗検知用磁石の他端に対向する位置に、前記コンベヤベルトの厚さ方向と垂直な面内に延長しかつ厚さ方向に磁化された平板磁石を前記スチールコードに近接して配置するとともに、前記検出手段は、前記裏面側磁気センサで検出された前記基準磁石からの磁界のピークと、前記表面側磁気センサで検出された前記摩耗検知用磁石からの磁界と前記裏面側磁気センサで検出された前記平板磁石からの磁界との合成された磁界のピークとの時間間隔から、前記コンベヤベルトの摩耗状態を検出することを特徴とする請求項６に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項９】
コンベヤベルトの摩耗量が０のときの前記基準磁石からの磁界のピークと前記摩耗検知用磁石からの磁界のピークとの時間間隔をＬ0、前記コンベヤベルトが摩耗限界値まで摩耗したときの摩耗量をＴ、前記基準磁石からの磁界のピークと前記平板磁石からの磁界のピークとの時間間隔をＬs、前記ピーク間隔算出部で算出されたピーク間隔をＬとするとき、当該コンベヤベルトの摩耗量ΔＴを、ΔＴ＝Ｔ×（Ｌ0−Ｌ）／（Ｌ0−Ｌs）により算出することを特徴とする請求項８に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項１０】
前記基準磁石は、前記コンベヤベルトの表面側に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項１１】
前記検出手段は、前記表面側磁気センサで検出された前記基準磁石からの磁界のピークと前記摩耗検知用磁石からの磁界のピークとの時間間隔を算出するピーク間隔算出部と、この算出されたピーク間隔から、前記コンベヤベルトの摩耗状態を検出する摩耗状態検出部とを備えることを特徴とする請求項１０に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項１２】
前記摩耗検知用磁石を、磁性粉をマトリックス内に混入して磁化させたボンド磁石としたことを特徴とする請求項４〜請求項１１のいずれかに記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤベルトの摩耗状態を非接触にて検出するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型のコンベヤベルトは、天然資源の採掘現場等、人が近づけるように整備されていない現場で用いられることが多く、保守点検整備が十分行われていない状況にある。このような現場においては、例えば、コンベヤベルトの表面が搬送物により摩耗し、突然、コンベヤベルトが切断してしまい、作業の中断を余儀なくされることがあり、この場合、その復旧に多大の時間と費用とを要するという問題があった。
【０００３】
そのため、前もって事故の予兆を検出する方法として、図９に示すように、表面層５０ａと裏面層５０ｂとの間に、帆布等からなる補強層５１を挟んで、多層状に形成したコンベヤベルト５０の表面層５０ａ側に、表面を露出させて埋設されたゴム磁石５２からの磁界を、磁気センサ５３で検出し、コンベヤベルト５０の摩耗の進行に伴うゴム磁石５２の体積減少により磁力が変化することを利用して、検出された磁力の大きさからコンベヤベルトの摩耗状態を検出する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２８４１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている方法では、コンベヤベルトにゴム磁石を埋設するという簡単な構成で、コンベヤベルトの物理状態の変化を検出することができるものの、輸送物の搬送によりコンベヤベルトの摩耗が進行すると、埋設したゴム磁石も削れて体積が小さくなるため、ゴム磁石の発生する磁界が小さくなる。そのため、ゴム磁石の磁力を測定する磁気センサからの信号も小さくなって正確な解析ができなくなり、コンベヤベルトの物理状態の検出精度が低下してしまうとともに、摩耗限界まで物理的状態の変化を正確に検出できないという欠点がある。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、摩耗が進行した状態でもコンベヤベルトの物理的状態の変化を精度よく検出できるとともに、摩耗限界まで物理的状態の変化を正確に検出できるコンベヤベルトのモニタリングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の請求項１に記載の発明は、ゴム磁石をコンベヤベルト内部に埋設し、前記ゴム磁石が通過する位置に配設された磁気センサにより前記ゴム磁石の磁力を測定して、検出手段により前記コンベヤベルトの物理状態の変化を検出するコンベヤベルトのモニタリングシステムにおいて、前記コンベヤベルトは、内部に、補強材としてのスチールコードが埋設され、前記ゴム磁石は、前記スチールコードに近接して配置されていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記ゴム磁石と前記スチールコードとの間隔が０〜５ｍｍであることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記ゴム磁石は、前記コンベヤベルトの走行方向の位置を特定するための基準磁石であり、前記コンベヤベルトの厚さ方向と垂直な面内に延長しかつ厚さ方向に磁化されて配置されていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記基準磁石は、前記コンベヤベルトの摩耗状態を検知するための摩耗検知用磁石から所定距離離隔して配置されていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記摩耗検知用磁石は、前記コンベヤベルトの表面側にコンベヤベルトの進行方向と厚さ方向との両方に傾斜して埋設される、厚さ方向に磁化されたゴム磁石から成り、ゴム磁石の一端をコンベヤベルトの表面側に露呈させ、他端を前記スチールコードに近接させて配置され、前記摩耗検知用磁石が通過する位置には表面側磁気センサが配設されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記基準磁石は、前記コンベヤベルトの裏面側に配置され、前記基準磁石が通過する位置には裏面側磁気センサが配設されていることを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記検出手段は、前記裏面側磁気センサで検出された前記基準磁石からの磁界のピークと、前記表面側磁気センサで検出された前記摩耗検知用磁石からの磁界のピークとの時間間隔を算出するピーク間隔算出部と、この算出されたピーク間隔から、前記コンベヤベルトの摩耗状態を検出する摩耗状態検出部とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記摩耗検知用磁石の裏面側で、かつ、前記摩耗検知用磁石の他端に対向する位置に、前記コンベヤベルトの厚さ方向と垂直な面内に延長しかつ厚さ方向に磁化された平板磁石を前記スチールコードに近接して配置するとともに、前記検出手段は、前記裏面側磁気センサで検出された前記基準磁石からの磁界のピークと、前記表面側磁気センサで検出された前記摩耗検知用磁石からの磁界と前記裏面側磁気センサで検出された前記平板磁石からの磁界との合成された磁界のピークとの時間間隔から、前記コンベヤベルトの摩耗状態を検出することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、コンベヤベルトの摩耗量が０のときの前記基準磁石からの磁界のピークと前記摩耗検知用磁石からの磁界のピークとの時間間隔をＬ0、前記コンベヤベルトが摩耗限界値まで摩耗したときの摩耗量をＴ、前記基準磁石からの磁界のピークと前記平板磁石からの磁界のピークとの時間間隔をＬs、前記ピーク間隔算出部で算出されたピーク間隔をＬとするとき、当該コンベヤベルトの摩耗量ΔＴを、ΔＴ＝Ｔ×（Ｌ0−Ｌ）／（Ｌ0−Ｌs）により算出することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１０に記載の発明は、請求項４または５に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記基準磁石は、前記コンベヤベルトの表面側に配置されていることを特徴とするものである。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記検出手段は、前記表面側磁気センサで検出された前記基準磁石からの磁界のピークと前記摩耗検知用磁石からの磁界のピークとの時間間隔を算出するピーク間隔算出部と、この算出されたピーク間隔から、前記コンベヤベルトの摩耗状態を検出する摩耗状態検出部とを備えることを特徴とするものである。
請求項１２に記載の発明は、請求項４〜請求項１１のいずれかに記載のコンベヤベルトのモニタリングシステムであって、前記摩耗検知用磁石を、磁性粉をマトリックス内に混入して磁化させたボンド磁石としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コンベヤベルトの内部に補強材として埋設されたスチールコードに、ゴム磁石を近接して配置し、ゴム磁石が通過する位置に配設された磁気センサによりゴム磁石の磁力を測定して、コンベヤベルトの物理状態の変化を検出するようにしたので、スチールコードが継鉄を兼ねることで磁力の発散を防ぐため、ゴム磁石の磁力が増加する。そのため、コンベヤベルトの物理的状態の変化を精度よく検出できる。また、ゴム磁石がスチールコードに近接して配置されるので、摩耗による影響を受けず、摩耗が進行した状態でもコンベヤベルトの物理的状態の変化を精度よく検出できる。さらに、磁力が従来と同等の大きさでも問題がなければ、ゴム磁石を小型化することができる。
【００１３】
また、ゴム磁石を、コンベヤベルトの摩耗を検知するための摩耗検知用磁石から所定距離離隔して配置される基準磁石とすれば、基準磁石の磁力が増加することで、基準点を確実に検知することが可能となり、物理的状態の検知精度を向上させることができる。
また、基準磁石を、コンベヤベルトの裏面側に配置すれば、基準磁石が摩耗せず、摩耗限界まで基準点を確実に検知することが可能となる。
また、基準磁石を、摩耗検知用磁石と同じ側のコンベヤベルトの表面側に配置すれば、磁気センサを表面側だけに配設すればよいので、簡単な構成でコンベヤベルトの摩耗量を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。本発明は、コンベヤベルトの内部に補強材としてスチールコードを埋設し、埋設されたスチールコードにゴム磁石を近接して配置し、ゴム磁石が通過する位置に配設された磁気センサによりゴム磁石の磁力を測定して、コンベヤベルトの物理状態の変化を検出するコンベヤベルトのモニタリングシステムである。
【００１５】
図１は、コンベヤベルトの摩耗状態を検出する本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムの第１の実施形態を示す概略構成図であり、図２は、第１の実施形態によるコンベヤベルトのゴム磁石の埋設部を示す横断側面図であり、図３は、コンベヤベルトの表面側（搬送面側）から見たコンベヤベルト１の平面図である。
コンベヤベルト１は、ゴム部材１Ａと、コンベヤベルト１の裏面１ｂ側に介挿された、補強材としてのスチールコード１Ｂとを備えている。
モニタリングシステム１０は、プーリ２に巻掛けられたコンベヤベルト１の表面１ａとスチールコード１Ｂとの間に埋設された摩耗検知用磁石１１と、スチールコード１Ｂの裏面側に埋設された平板磁石１２と、摩耗検知用磁石１１からコンベヤベルト１の進行方向に所定距離離隔してスチールコード１Ｂの裏面側に埋設された基準磁石１４と、コンベヤベルト１の表面１ａから所定距離離隔して配設された磁気センサ１５と、コンベヤベルト１を間に介して磁気センサ１５と対向する位置に、コンベヤベルト１の裏面１ｂから所定距離離隔して配設された磁気センサ１３と、磁気センサ１３および磁気センサ１５で検出した磁界変化に基づいて、コンベヤベルト１の摩耗状態を検出する摩耗状態検出手段１６とを備えている。
【００１６】
平板磁石１２と基準磁石１４は、スチールコード１Ｂの裏面側に、スチールコード１Ｂに近接して配置されており、また、摩耗検知用磁石１１の先端１１ａは、コンベヤベルト１の表面１ａ側に露呈しており、基端１１ｂは、スチールコード１Ｂに近接して配置されている。平板磁石１２、基準磁石１４および摩耗検知用磁石１１（基端１１ｂ）と、スチールコード１Ｂとの間隔は、０〜５ｍｍであることが好ましい。
このように、磁石１１、１２、１４をスチールコード１Ｂに近接して配置すると、スチールコード１Ｂが継鉄を兼ねることで磁力の発散を防ぐため、磁力が増加する。
【００１７】
摩耗状態検出手段１６は、詳細には、磁気センサ１３で検出した基準磁石１４からの磁界のピークと、磁気センサ１５で検出した摩耗検知用磁石１１からの磁界のピークとの時間間隔を算出するピーク間隔算出部１６ａと、ピーク間隔算出部１６ａで算出されたピーク間隔からコンベヤベルト１の摩耗量を検出する摩耗量検出部１６ｂとを有している。
【００１８】
摩耗検知用磁石１１は、磁性粉をマトリックス内に分散混入して成形したボンド磁石をその厚さ方向に磁化したシート状の磁石で、コンベヤベルト１内に、コンベヤベルト１の進行方向と厚さ方向との両方に対して傾斜して埋設されている。
一方、平板磁石１２はコンベヤベルト１の厚さ方向と垂直な面内に延長するシート状の磁石で、摩耗検知用磁石１１と同様に、厚さ方向に磁化されている。本例では、平板磁石１２の中心が、摩耗検知用磁石１１の基端１１ｂに対向する位置に位置するように平板磁石１２を配置している。
基準磁石１４も、平板磁石１２と同様に、コンベヤベルト１の厚さ方向と垂直な面内に延長するシート状の磁石で、厚さ方向に磁化されており、これらの磁石１１、１２、１４は、図３に示すように、コンベヤベルト１の幅方向全域にわたって埋設されている。
摩耗検知用磁石１１に用いられる磁性粉としては、フェライトが一般的であるが、ネオジウム鉄ボロンやサマリウム鉄窒素などの希土類磁石やアルニコ磁石などを用いることにより、強い磁界を発生させることができる。なお、平板磁石１２および基準磁石１４としても、摩耗検知用磁石１１と同様のゴム磁石を用いることが好ましい。
【００１９】
磁気センサ１３、１５としては、ガウスメータまたはループコイル等の公知の磁気検出手段を用いることができる。そして、検出感度を上げるためには、磁気センサ１３、１５をコンベヤベルト１にできるだけ近い位置に配置することが好ましい。
磁気センサ１３、１５の取付位置としては、図１に示すように、コンベヤベルト１のリターン側に配置することが好ましい。これにより、コンベヤベルト１で搬送される搬送物の影響を受けずに各磁石１１、１２、１４からの磁界を検出することができる。また、磁気センサ１３、１５の近くに、コンベヤベルト１の幅方向の位置を規制する幅方向ガイド４を設けるとともに、コンベヤベルト１と磁気センサ１５の位置関係を一定に保つための厚さ方向ガイド５を設けるようにすれば、各磁石１１、１２、１４からの磁界を精度よく検出することができる。
【００２０】
図４は、ゴム磁石シート単体のときと、コンベヤベルトの下面側にスチールコード（ＳＴコード）に近接してゴム磁石シートを配置したときと、コンベヤベルトの上面側にスチールコード（ＳＴコード）に近接してゴム磁石シートを配置したときのゴム磁石シートの磁力を、コンベヤベルトの上面側からガウスメータで測定したとき実験結果を示す図である。なお、ゴム磁石シートのサイズを５０×５０×１．５ｍｍとし、コンベヤベルトの厚さを２６．３ｍｍとした。また、ゴム磁石シートとガウスメータとの距離を８１．３ｍｍとした。この図から、ゴム磁石シート単体のときと比較して、コンベヤベルトの下面側にゴム磁石シートを配置したときに磁力が減少し、コンベヤベルトの上面側にゴム磁石シートを配置したときに磁力が増加することが分かる。これは、ゴム磁石シートをスチールコードに近接して配置すると、スチールコードが継鉄を兼ねることで磁力の発散を防ぐため、ゴム磁石シートの磁力が、スチールコードの一方の面側で減少し、他方の面側で増加するためである。
【００２１】
次に、本発明のモニタリングシステム１０を用いてコンベヤベルト１の摩耗状態を検出する方法について説明する。
図５は、磁気センサ１３の検出出力と磁気センサ１５の検出出力の時間変化を示す図で、コンベヤベルト１が図２の矢印の方向へ移動すると、はじめに、磁気センサ１３に基準磁石１４からの磁界が検出される。この検出磁界は、基準磁石１４と平板磁石１２が磁気センサ１３に近づくと、磁気センサ１３の検出磁界は増加し、基準磁石１４と平板磁石１２の中心が磁気センサ１３に対向する位置にきた時にそれぞれピークとなり、その後減少する。その後、摩耗検知用磁石１１の先端１１ａが磁気センサ１５に近づくにつれて増加し、先端１１ａが磁気センサ１５に対向する位置を通過した直後にピークとなり、先端１１ａが磁気センサ１５から離れるにつれて減少する。このように、コンベヤベルト１の移動に伴って、磁気センサ１３および磁気センサ１５は、各磁石１１、１２、１４からの磁界のピークを検出する。
【００２２】
コンベヤベルト１の摩耗は、搬送に使用される表面１ａ側から進行するため、摩耗検知用磁石１１はその先端１１ａ側から削られていく。
図５の一点鎖線で示す波形は、コンベヤベルト１の摩耗量が０である初期状態における磁気センサ１５の検出出力の時間変化を示すカーブである。その後、摩耗が進行して、コンベヤベルト１の表面が、図２の一点鎖線で示す位置まで後退したとすると、摩耗検知用磁石１１の体積が減少するとともに、摩耗検知用磁石１１の先端１１ａがコンベヤベルト１の進行方向側に前進する。したがって、摩耗が進行した状態の磁気センサ１５の検出出力は、同図の実線で示すように、減少するとともに、そのピーク位置が基準磁石１４からの磁界のピーク側にずれていく。
【００２３】
図５の破線で示す波形は、磁気センサ１３の検出出力の時間変化を示すカーブである。摩耗が更に進展してコンベヤベルト１が摩耗限界値まで摩耗したとき、すなわち、摩耗検知用磁石１１がコンベヤベルト１の厚さ方向に所定値だけ削り取られると、平板磁石１２からの磁界の方が大きくなるので、平板磁石１２と基準磁石１４からの２つの磁界のピークだけが検出されるようになる。
したがって、基準磁石１４からの磁界のピークと摩耗検知用磁石１１からの磁界のピークとの時間間隔と、基準磁石１４からの磁界のピークと平板磁石１２からの磁界のピークとの時間間隔を算出することにより、コンベヤベルト１の摩耗量を検出することができる。
【００２４】
具体的には、コンベヤベルト１の摩耗量が０のときの基準磁石１４からの磁界のピークと摩耗検知用磁石１１からの磁界のピークとの時間間隔をＬ0、コンベヤベルト１が摩耗限界値まで摩耗したときの摩耗量をＴ、基準磁石１４からの磁界のピークと平板磁石１２からの磁界のピークとの時間間隔をＬs、ピーク間隔算出部１６ａにおいて算出されたピーク間隔をＬ、コンベヤベルト１の摩耗量をΔＴとすると、摩耗量ΔＴは、以下の式（１）を用いて算出することができる。
ΔＴ＝Ｔ×（Ｌ0−Ｌ）／（Ｌ0−Ｌs）‥‥（１）
このように、コンベヤベルト１に埋設された磁石１１、１２、１４からの磁界を、磁気センサ１３および磁気センサ１５より測定することにより、コンベヤベルト１の摩耗量ΔＴを自動的に検出することができる。
【００２５】
なお、モニタリングシステム１０で検出したコンベヤベルト１の摩耗量ΔＴのデータは、図１に示すように、コンベヤベルト１の制駆動を制御するベルトコンベヤ制御装置２０に送られる。ベルトコンベヤ制御装置２０では、摩耗量ΔＴが所定の閾値を超えた場合に警報を発したり、ベルトコンベヤを停止させるなどの処理を行う。
【００２６】
上述したように、第１の実施形態では、コンベヤベルトの内部に補強材としてスチールコードを埋設し、埋設されたスチールコードに、ゴム磁石を近接して配置して、コンベヤベルトの物理状態の変化を検出するようにしたので、スチールコードが継鉄を兼ねることで磁力の発散を防ぐことから、ゴム磁石の磁力が増加するため、コンベヤベルトの物理的状態の変化を精度よく検出できる。また、ゴム磁石がスチールコードに近接して配置されるので、摩耗による影響を受けず、摩耗が進行した状態でもコンベヤベルトの物理的状態の変化を精度よく検出できる。さらに、磁力が従来と同等の大きさでも問題がなければ、ゴム磁石を小型化することができる。
また、ゴム磁石を、コンベヤベルトの摩耗を検知するための摩耗検知用磁石から所定距離離隔して配置される基準磁石とすれば、基準磁石の磁力が増加することで、基準点を確実に検知することが可能となり、物理的状態の検知精度を向上させることができる。
また、基準磁石を、コンベヤベルトの裏面側に配置すれば、基準磁石が摩耗せず、摩耗限界まで基準点を確実に検知することが可能となる。
【００２７】
また、コンベヤベルト１内に、その進行方向と厚さ方向との両方に対して傾斜する摩耗検知用磁石１１と、コンベヤベルト１の厚さ方向と垂直な面内に延長し、その中心が摩耗検知用磁石１１の基端１１ｂに対向する位置に配設された平板磁石１２を埋設するとともに、摩耗検知用磁石１１から所定距離離隔してコンベヤベルト１の厚さ方向と垂直な面内に延長する基準磁石１４を埋設し、コンベヤベルト１の裏面側に配設された磁気センサ１３にて、平板磁石１２および基準磁石１４からの磁界変化のピークを検出し、コンベヤベルト１の表面側に配置された磁気センサ１５にて、摩耗検知用磁石１１からの磁界変化のピークを検出し、２つのピークの時間間隔から、コンベヤベルト１の摩耗状態を検出するようにしたので、簡単な構成で、コンベヤベルト１の摩耗量を正確に検出することができる。また、平板磁石１２および基準磁石１４からの磁界は変化しないので、摩耗が進行した状態でもコンベヤベルト１の摩耗状態を確実に検出することができる。
また、上述した実施形態では、ピーク値そのものではなく、ピークの時間間隔を用いてコンベヤベルト１の摩耗状態を検出しているので、コンベヤベルト１の振動等によりピーク値が変動してもコンベヤベルト１の摩耗状態を精度よく検出することができる。
【００２８】
なお、上述した第１の実施形態では、スチールコード１Ｂの裏面側に平板磁石１２を埋設した構成としたが、平板磁石１２を省略しても、コンベヤベルト１の摩耗状態を検出することは可能である。この場合には、コンベヤベルトの摩耗量ΔＴは、後述する式（２）を用いて算出することができる。
【００２９】
次に、本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムの第２の実施形態について説明する。図６は、本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムの第２の実施形態を示す概略構成図であり、図７は、第２の実施形態によるコンベヤベルトのゴム磁石の埋設部を示す横断側面図である。
コンベヤベルト１は、ゴム部材１Ａと、コンベヤベルト１の裏面１ｂ側に介挿された、補強材としてのスチールコード１Ｂとを備えている。
モニタリングシステム３０は、プーリ２に巻掛けられたコンベヤベルト１の表面１ａとスチールコード１Ｂとの間に埋設された摩耗検知用磁石１１と、摩耗検知用磁石１１からコンベヤベルト１の進行方向に所定距離離隔してスチールコード１Ｂの表面側に埋設された基準磁石１４と、コンベヤベルト１の表面１ａから所定距離離隔して配設された磁気センサ１５と、磁気センサ１５で検出した磁界変化に基づいて、コンベヤベルト１の摩耗状態を検出する摩耗状態検出手段１６とを備えている。
【００３０】
基準磁石１４は、スチールコード１Ｂの表面側に、スチールコード１Ｂに近接して配置されており、また、摩耗検知用磁石１１の先端１１ａは、コンベヤベルト１の表面１ａ側に露呈しており、基端１１ｂは、スチールコード１Ｂに近接して配置されている。基準磁石１４および摩耗検知用磁石１１（基端１１ｂ）と、スチールコード１Ｂとの間隔は、０〜５ｍｍであることが好ましい。
このように、磁石１１、１４をスチールコード１Ｂに近接して配置すると、スチールコード１Ｂが継鉄を兼ねることで磁力の発散を防ぐため、磁力が増加する。
【００３１】
摩耗状態検出手段１６は、詳細には、磁気センサ１５で検出した基準磁石１４からの磁界のピークと摩耗検知用磁石１１からの磁界のピークとの時間間隔を算出するピーク間隔算出部１６ａと、ピーク間隔算出部１６ａで算出されたピーク間隔からコンベヤベルト１の摩耗量を検出する摩耗量検出部１６ｂとを有している。
【００３２】
摩耗検知用磁石１１は、磁性粉をマトリックス内に分散混入して成形したボンド磁石をその厚さ方向に磁化したシート状の磁石で、コンベヤベルト１内に、コンベヤベルト１の進行方向と厚さ方向との両方に対して傾斜して埋設されている。
一方、基準磁石１４は、コンベヤベルト１の厚さ方向と垂直な面内に延長するシート状の磁石で、摩耗検知用磁石１１と同様に、厚さ方向に磁化されている。これらの磁石１１、１４は、コンベヤベルト１の幅方向全域にわたって埋設されている。
摩耗検知用磁石１１に用いられる磁性粉としては、フェライトが一般的であるが、ネオジウム鉄ボロンやサマリウム鉄窒素などの希土類磁石やアルニコ磁石などを用いることにより、強い磁界を発生させることができる。なお、基準磁石１４としても、摩耗検知用磁石１１と同様のゴム磁石を用いることが好ましい。
【００３３】
磁気センサ１５としては、ガウスメータまたはループコイル等の公知の磁気検出手段を用いることができる。そして、検出感度を上げるためには、磁気センサ１５をコンベヤベルト１にできるだけ近い位置に配置することが好ましい。
磁気センサ１５の取付位置としては、図６に示すように、コンベヤベルト１のリターン側に配置することが好ましい。これにより、コンベヤベルト１で搬送される搬送物の影響を受けずに各磁石１１、１４からの磁界を検出することができる。また、磁気センサ１５の近くに、コンベヤベルト１の幅方向の位置を規制する幅方向ガイド４を設けるとともに、コンベヤベルト１と磁気センサ１５の位置関係を一定に保つための厚さ方向ガイド５を設けるようにすれば、各磁石１１、１４からの磁界を精度よく検出することができる。
【００３４】
次に、本発明のモニタリングシステム３０を用いてコンベヤベルト１の摩耗状態を検出する方法について説明する。
図８は、磁気センサ１５の検出出力の時間変化を示す図で、コンベヤベルト１が図７の矢印の方向へ移動すると、磁気センサ１５には、はじめに、基準磁石１４からの磁界が検出される。この検出磁界は、基準磁石１４が磁気センサ１５に近づくと、磁気センサ１５の検出磁界は増加し、基準磁石１４の中心が磁気センサ１５に対向する位置にきた時にピークとなり、その後減少する。その後、基準磁石１４から所定距離離隔して配置された摩耗検知用磁石１１の先端１１ａが磁気センサ１５に近づくにつれて増加し、先端１１ａが磁気センサ１５に対向する位置を通過した直後にピークとなり、先端１１ａが磁気センサ１５から離れるにつれて減少する。このように、コンベヤベルト１の移動に伴って、磁気センサ１５は、２つのピークを検出する。
【００３５】
コンベヤベルト１の摩耗は、搬送に使用される表面１ａ側から進行するため、摩耗検知用磁石１１はその先端１１ａ側から削られていく。
図８の一点鎖線で示す波形は、コンベヤベルト１の摩耗量が０である初期状態における磁気センサ１５の検出出力の時間変化を示すカーブである。その後、摩耗が進行して、コンベヤベルト１の表面が、図７の一点鎖線で示す位置まで後退したとすると、摩耗検知用磁石１１の体積が減少するとともに、摩耗検知用磁石１１の先端１１ａがコンベヤベルト１の進行方向側に前進する。したがって、摩耗が進行した状態の磁気センサ１５の検出出力は、同図の実線で示すように、減少するとともに、そのピーク位置が基準磁石１４からの磁界のピーク側にずれていく。
したがって、磁気センサ１５の検出する波形の２つのピーク間の時間間隔を算出することにより、コンベヤベルト１の摩耗量を検出することができる。
【００３６】
具体的には、コンベヤベルト１の摩耗量が０のときの基準磁石１４からの磁界のピークと摩耗検知用磁石１１からの磁界のピークとの時間間隔をＬ0、コンベヤベルト１の摩耗量が０のときの、スチールコード１Ｂからベルト表面１ａまでの厚さをＴ、ピーク間隔算出部１６ａにおいて算出されたピーク間隔をＬ、コンベヤベルト１の摩耗量をΔＴとすると、摩耗量ΔＴは、以下の式（２）を用いて算出することができる。
ΔＴ＝Ｔ×（Ｌ0−Ｌ）／Ｌ0‥‥（２）
このように、コンベヤベルト１に埋設された磁石１１、１４からの磁界を、磁気センサ１５より測定することにより、コンベヤベルト１の摩耗量ΔＴを自動的に検出することができる。
【００３７】
なお、モニタリングシステム３０で検出したコンベヤベルト１の摩耗量ΔＴのデータは、図６に示すように、コンベヤベルト１の制駆動を制御するベルトコンベヤ制御装置２０に送られる。ベルトコンベヤ制御装置２０では、摩耗量ΔＴが所定の閾値を超えた場合に警報を発したり、ベルトコンベヤを停止させるなどの処理を行う。
【００３８】
上述したように、第２の実施形態では、基準磁石を、摩耗検知用磁石と同じ側に配置しているので、磁気センサを一方の表面側だけに配設すればよいので、第１の実施形態よりも簡単な構成でコンベヤベルトの摩耗量を正確に検出することができる。
【００３９】
なお、上述した第１および第２の実施形態では、基準磁石１４からの磁界変化のピークと摩耗検知用磁石１１からの磁界変化のピークとの時間間隔から、コンベヤベルト１の摩耗状態を検出するようにしたが、基準磁石１４からの磁界のピーク値と摩耗検知用磁石１１からの磁界のピーク値との比からコンベヤベルト１の摩耗状態を検出することも可能である。ピーク値はコンベヤベルト１の振動等により同じ摩耗状態でもその値が上下するが、摩耗検知用磁石１１と基準磁石１４とは近接して埋設されているので、上述した実施形態と同様に、コンベヤベルト１の摩耗状態を精度よく検出することができる。
また、基準磁石１４の位置を摩耗検知用磁石１１のベルト進行方向後側に配置してもよい。この場合には、摩耗が進行するとピーク間隔が開くが、摩耗量ΔＴの計算式については上記式（１）および式（２）をそのまま用いることができる。
【００４０】
以上、本発明を、コンベヤベルトの摩耗状態を検出するためのコンベヤベルトのモニタリングシステムに適用した実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ゴム磁石をコンベヤベルトに埋設し、このゴム磁石が通過する位置に配設された磁気センサにより、ゴム磁石の磁力の変化を測定することにより、コンベヤベルトの物理状態の変化を検出するようにしたあらゆるコンベヤベルトのモニタリングシステムに適用することができる。
例えば、コンベヤベルトの伸びを検出するためのコンベヤベルトのモニタリングシステムに適用することができる。すなわち、複数のゴム磁石をコンベヤベルトの走行方向に沿って配設し、前後のゴム磁石の距離を検出することにより、コンベヤべルトの伸びを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態によるコンベヤベルトのモニタリングシステムの概要を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるコンベヤベルトのゴム磁石の埋設部を示す横断側面図である。
【図３】コンベヤベルトの表面側から見たコンベヤベルトの平面図である。
【図４】ゴム磁石シートの磁力をコンベヤベルトの上面側からガウスメータで測定したとき実験結果を示す図である。
【図５】磁気センサの検出出力の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるコンベヤベルトのモニタリングシステムの概要を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるコンベヤベルトのゴム磁石の埋設部を示す横断側面図である。
【図８】磁気センサの検出出力の一例を示す図である。
【図９】従来のコンベヤベルトの摩耗検出方法を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  コンベヤベルト
１ａ  ベルト表面
１ｂ  ベルト裏面
１Ａ  ゴム部材
１Ｂ  スチールコード
２  プーリ
４  幅方向ガイド
５  厚さ方向ガイド
１０，３０  モニタリングシステム
１１  摩耗検知用磁石
１１ａ  摩耗検知用磁石の先端
１１ｂ  摩耗検知用磁石の基端
１２  平板磁石
１３，１５  磁気センサ
１４  基準磁石
１６  摩耗状態検出手段
１６ａ  ピーク間隔算出部
１６ｂ  摩耗状態検出部
２０  ベルトコンベヤ制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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