(57)【要約】【課題】搬送管が閉塞していることを検知できる閉塞検知機能付き搬送装置を提供すること。【解決手段】斜面２の上方部から下方部へコンクリート３を搬送し、斜面２の下方部の施工現場に供給するコンクリート３の搬送装置であって、コンクリート３の搬送管１２内のコンクリート３の重量が与える負荷を計測するセンサと閉塞判断手段を備えている。これにより、センサから読み取った情報と、実験値から予想される閉塞閾値を比較して、閾値を超えているか否かによって、搬送管１２の閉塞を推定し、出力部１８から閉塞を警告する。また、監視端末１７からの指令によって、電動機駆動用制御盤１５を介して運転制御を行う。【選択図】図１
2008260624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に羽根を取り付けた搬送管を回転可能な状態で斜面に沿って配設し、前記搬送管内で搬送物を流下させて前記斜面の上方から下方へ搬送物を搬送する搬送装置であって、
前記搬送管内の搬送物の重量が与える負荷を計測するセンサと、
前記センサから得られる値に基づいて搬送管の閉塞を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする閉塞検知機能付き搬送装置。
【請求項２】
前記センサは、前記負荷として前記搬送管を回転させる駆動源の電流値を計測する電流センサであること、
を特徴とする請求項１に記載の閉塞検知機能付き搬送装置。
【請求項３】
前記センサは、前記負荷として前記搬送管を支持する支持部材に加わる荷重を計測する荷重センサであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の閉塞検知機能付き搬送装置。
【請求項４】
前記センサは、前記負荷として前記搬送管を支持する支持部材の歪みを計測する歪みセンサであること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の閉塞検知機能付き搬送装置。
【請求項５】
前記搬送物は、コンクリート、骨材又は土砂であること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の閉塞検知機能付き搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートなどの搬送物を搬送する閉塞検知機能付き搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダムの施工現場などにコンクリートを搬送する装置として、内周面に搬送混練用ブレードを突設させた搬送管を回転自在として斜面に沿って複数設置し、その搬送管の上方部からコンクリートを投入し、搬送管内を通じて斜面の下方にコンクリートを搬送する装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−３６２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような搬送装置は、コンクリートや骨材などの流動性が低い場合において、搬送管が閉塞するおそれがある。しかしながら、搬送管は筒状になっているため、閉塞が発生していることを外観から判断することができないという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、搬送管の閉塞発生を予想または検知できる閉塞検知機能付き搬送装置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】
【０００５】
すなわち、本発明に係る閉塞検知機能付き搬送装置は、内周面に羽根を取り付けた搬送管を回転可能な状態で前記斜面に沿って配設し、前記搬送管内で搬送物を流下させて前記斜面の上方から下方へ搬送物を搬送する搬送装置であって、前記搬送管内の搬送物の重量が与える負荷を計測するセンサと、前記センサから得られる値に基づいて搬送管の閉塞を判断する判断手段と、を備えて構成される。
【０００６】
この発明によれば、搬送管内の搬送物の重量が与える負荷を計測し、所定以上の負荷が加わっていると判断した場合は、閉塞の発生を予想または検知する。これによって、閉塞発生を予想することや閉塞発生後においても閉塞を迅速に検知することができるため、大量の廃棄搬送物の発生や工事遅延の発生を防ぐことができる。
【０００７】
また、本発明に係る閉塞検知機能付き搬送装置において、前記センサは、前記負荷として、前記搬送管を回転させる駆動源の電流値を計測してもよく、前記搬送管を支持する支持部材に加わる荷重又は前記支持部材の歪みを計測してもよい。
【０００８】
この発明によれば、装置の規模や搬送対象物に応じて、使用するセンサを自由に組み合わせることが可能である。また、搬送管内の搬送物の重量が与える負荷を複数の観点から測定し、その複数の測定結果を判断材料とすることで、閉塞検知の精度を向上することができる。
【０００９】
また、本発明に係る閉塞検知機能付き搬送装置において、前記搬送物は、コンクリート、骨材又は土砂であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、搬送物を搬送する搬送管閉塞の発生を予想または検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は本発明の実施形態に係る搬送装置の構成概要図である。図２は本発明の実施形態に係る搬送装置を構成する搬送管１２の側面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係る搬送装置１は、閉塞検知機能付き搬送装置であって、斜面２の上方部から下方部へコンクリート３を搬送し、斜面２の下方部の施工現場に供給するものである。この搬送装置１は、各センサで読み取った情報から搬送管１２の閉塞を推定し、出力部１８から閉塞を警告する機能を備えている。
【００１４】
この搬送装置１は、斜面２に沿って配設される搬送路１１を備えている。搬送路１１は、コンクリート３を搬送する搬送手段として機能するものであり、内周面に羽根２４を取り付けて構成する搬送管１２を複数連結して構成されている。搬送管１２は、駆動源１９によって軸方向を中心に回転可能に設けられている。この搬送管１２は、図示しない支柱や架台などによって斜面２に沿って支持されている。羽根２４は、例えば、搬送管１２の内周の四分の１周程度の長さに形成され、搬送管１２の内周面に沿って２つの羽根２４が向かい合わせるように突設されており、所定の間隔おいて複数箇所に螺旋状に取り付けられている。
【００１５】
搬送装置１で搬送するコンクリート３は、建設現場で発生した礫材や岩石質の原材料を所定粒径以下に調整したものと、セメントおよび水を混合させたものであり、例えばＣＳＧ（Cemented  Sand  and  Gravel）である。
【００１６】
搬送路１１の上流側には、投入ホッパ１３、コンベア１４が設置されている。投入ホッパ１３は、コンクリート３を投入するためのホッパであり、斜面２の上方部に設置されている。コンベア１４は、投入ホッパ１３に投入されたコンクリート３を搬送路１１の上端部まで搬送する搬送手段であり、例えばベルトコンベアが用いられる。このコンベア１４の作動を制御することにより、搬送路１１におけるコンクリート３の搬送量を調整することができる。
【００１７】
また、搬送装置１は、搬送管１２内のコンクリート３の重量が与える負荷を計測するセンサとして、搬送管１２の駆動源１９の電流値を測定するセンサを備えている。この駆動源１９として、例えば電動機が用いられる。また、駆動源１９の電流値は、駆動源１９のトルク力に関係する。例えば、搬送管１２内のコンクリート３の重量が増えれば、より大きなトルク力が必要となる。よって、駆動源１９の電流値を測定することで搬送管１２内のコンクリート３の重量を推定することが可能となる。駆動源１９の電流値は、電動機駆動用制御盤１５で測定され、監視端末１７でモニタリングされる。電動機駆動用制御盤１５は、例えば、駆動源１９と電源部の間に直列に配置して、駆動源１９が消費する電流を測定する。
【００１８】
また、搬送装置１は、搬送管１２内のコンクリート３の重量が与える負荷を計測するセンサとして、搬送管１２内にあるコンクリート３の重量によって搬送管１２の支持部材２３に生じた歪みを測定するセンサを備えている。この支持部材２３に生じた歪みによって、搬送管１２内のコンクリート３の重量を推定する。支持部材２３に生じた歪みは、歪み計２１で測定され、歪み計測器１６を介して、監視端末１７でモニタリングされる。歪み計２１は、応力によって物体に生じた歪みを測定する機能を備えており、例えば、図２で示すように、搬送管１２を支える支持部材２３に取り付けられ、搬送管１２内のコンクリートの荷重によって支持部材２３に生じる歪みを測定する。
【００１９】
また、搬送装置１は、搬送管１２内のコンクリート３の重量が与える負荷を計測するセンサとして、搬送管１２内にあるコンクリート３の重量によって搬送管１２のローラ付き支持部材２２に加わる荷重を測定するセンサを備えている。ローラ付き支持部材２２に加わる荷重は、ロードセル２０で測定され、歪み計測器１６を介して、監視端末１７でモニタリングされる。このローラ付き支持部材２２に加わる荷重によって、搬送管１２内のコンクリート３の重量を推定する。ロードセル２０は、荷重を電気信号に変換する機能を備えており、例えば、搬送管１２の回転部分を支えるローラ付き支持部材２２に取り付けれ、搬送管１２内のコンクリート３の荷重によってローラ付き支持部材２２に加わる荷重を測定する。
【００２０】
尚、本発明の実施形態に係る搬送装置１において、搬送管１２内のコンクリート３の重量が与える負荷を計測するセンサは、電動機駆動用制御盤１５、ロードセル２０、歪み計２１の３つのセンサを備えているが、いずれか一つ又は二つ設置する場合もある。
【００２１】
歪み計測器１６は、電気信号等から物理量を計測する装置であり、例えば、歪み計２１及びロードセル２０で測定した電気信号等を入力して、歪みや重量といった物理量に変換し、監視端末１７へ出力する機能を備えている。
【００２２】
監視端末１７は、電子制御するコンピュータであり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、および通信ユニットや入出力インターフェイス（ディスプレイ含む）などを備えて構成されている。この監視端末１７は、信号処理部として、各センサから出力された情報を直接あるいは歪み計測器１６を介して入力し、モニタリングする機能と、入力された情報が所定の値以上か否かを判断し、所定の値以上の場合は、出力部１８へ信号を出力する機能を備えている。さらに、監視端末１７は搬送装置１の運転を自動制御する機能を備えていてもよい。
【００２３】
出力部１８は、搬送装置１の使用者に対して、視覚や聴覚などを通じて閉塞状態であることを伝える機能を有し、例えばディスプレイ、ブザー、スピーカなどを備えて構成される。
【００２４】
次に、本実施形態に係る搬送装置１の閾値決定処理について説明する。
【００２５】
図３は、本実施形態に係る搬送装置１の閾値決定処理を示すフローチャートである。図３の処理は、搬送装置１を稼動させる前に事前に行われる。
【００２６】
まず、Ｓ１０に示すとおり、閉塞が発生していない状態でコンクリート３の搬送を行った場合のデータを取得する処理が行われる。この処理は、閉塞が発生していない状態、すなわち定常状態で、駆動源１９の電流値、ローラ付き支持部材２２に加わる荷重、支持部材２３の歪みを測定した値を入力する処理である。Ｓ１０の処理が終了すると、定常状態のデータ変化を数値モデル化する処理へ移行する（Ｓ１２）。
【００２７】
Ｓ１２は、定常状態のデータ変化を数値モデル化する処理である。この処理では、Ｓ１０の値を入力として、駆動源１９の電流値、ローラ付き支持部材２２に加わる荷重、支持部材２３の歪みについて、定常状態ではコンクリート３の重量とどのような数値関係があるのかを実験データから決定する処理となる。例えば、コンクリート３の重量がＸ[ｔ]である場合において、駆動源１９の電流値がＹ１[Ａ]〜Ｙ２[Ａ]にあるときには定常状態であるといった決定を実験データから行う。Ｓ１２の処理が終了すると、閉塞状態で搬送した場合のデータ取得処理へ移行する（Ｓ１４）。
【００２８】
Ｓ１４は、閉塞が発生した状態でコンクリート３の搬送を行った場合のデータを取得する処理である。この処理は、閉塞が発生した状態で、駆動源１９の電流値、ローラ付き支持部材２２に加わる荷重、支持部材２３の歪みを測定した値を入力する処理である。閉塞状態は意図的に発生させてデータ取得を行う。Ｓ１４の処理が終了すると、閉塞状態のデータ変化を数値モデル化する処理へ移行する（Ｓ１６）。
【００２９】
Ｓ１６は、定常状態のデータ変化を数値モデル化する処理である。この処理では、Ｓ１４の値を入力として、駆動源１９の電流値、ローラ付き支持部材２２に加わる荷重、支持部材２３の歪みについて、閉塞状態ではコンクリート３の重量とどのような数値関係があるのかを実験データから決定する処理となる。例えば、コンクリート３の重量がＸ[ｔ]である場合において、駆動源１９の電流値がＹ２[Ａ]〜Ｙ３[Ａ]にあるときには閉塞状態であるといった決定を実験データから行う。Ｓ１６の処理が終了すると、閉塞状態を判断する閾値決定処理へ移行する（Ｓ１８）。
【００３０】
Ｓ１８は、閉塞状態を判断する閾値を決定する処理となる。この処理では、Ｓ１２で得られた定常状態の数値モデルとＳ１６で得られた閉塞状態の数値モデルを基に、閉塞状態を予測する閾値を決定する。閾値として、例えば、駆動源１９の電流値のみを閾値にしても良いし、駆動源１９の電流値およびローラ付き支持部材２２に加わる荷重の二つに閾値を設けて、それぞれ超えた場合に閉塞状態であると判断するとしても良い。さらに、駆動源１９の電流値、ローラ付き支持部材２２に加わる荷重、支持部材２３の歪みの三つに閾値を設けて判断してもよい。このように、搬送管１２内のコンクリート３の重量が与える負荷を複数の観点から測定し、その複数の測定結果を判断材料とすることで、閉塞検知の精度を向上することができる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る搬送装置１の制御動作について説明する。
【００３２】
搬送装置１は、通常動作として、監視端末１７から電動機駆動用制御盤１５を介して制御信号を駆動源１９へ送信する。この制御信号に応じて駆動源１９が動作することにより、搬送管１２が回転し、斜面２の上方部から下方部へコンクリート３を搬送する。搬送装置１は、このような通常動作と同時に、閉塞検知処理を実施する。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る搬送装置１の閉塞検知処理を示すフローチャートである。図４の処理は、搬送装置１の電源がオンされてから所定のタイミングで繰り返し実施される。
【００３４】
まず、Ｓ２０で示すようにデータ取得処理が行われる。この処理は、駆動源１９の電流値、ローラ付き支持部材２２に加わる荷重、支持部材２３の歪みのデータを各センサから取得する処理である。Ｓ２０の処理が終了すると、閉塞状態判断の処理へ移行する（Ｓ２２）。
【００３５】
Ｓ２２は、閉塞状態であるか否かを判断する処理である。閉塞状態であるか否かを判断するには、図３のＳ１８で決定した閾値を一定時間超えているか否かを判断すればよい。また、閾値を閉塞直前の値に設定することで、閉塞の予想もすることができる。Ｓ２２において、閾値を一定時間超えていない場合は、図４の処理を終了する。閾値を一定時間超えている場合は、警告処理へ移行する（Ｓ２４）。
【００３６】
Ｓ２４は、Ｓ２２で閉塞状態と判断された場合、搬送装置１の使用者に閉塞が発生したことを警告する処理である。例えば、出力部１８のスピーカを用いてブザー音を鳴らしたり、ディスプレイ上に文字として出力したりして警告を行う。また、Ｓ２４において、閾値が閉塞直前の値に設定されている場合は、閉塞発生が予想されることを搬送装置１の使用者に警告する。Ｓ２４の処理が終了すると、図４の処理は終了する。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係る搬送装置１によれば、搬送管１２内のコンクリート３の重量が与える負荷を計測し、所定以上の負荷が加わっていると判断した場合は、閉塞予想または閉塞が発生していると検知する。これによって、閉塞発生の予想や閉塞発生を迅速に検知でき、大量の廃棄搬送物の発生や工事遅延の発生を防ぐことができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る搬送装置１によれば、装置の規模や搬送対象物に応じて、電動機駆動用制御盤１５、ロードセル２０、歪み計２１を自由に組み合わせてコンクリート３の重量を測定することが可能である。また、搬送管１２内のコンクリート３の重量が与える負荷を複数の観点から測定し、その複数の測定結果を判断材料とすることで、閉塞検知の精度を向上することができる。
【００３９】
なお、上述した実施形態は本発明に係る搬送装置の一例を示すものである。本発明に係る搬送装置は、これらの実施形態に係る搬送装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る搬送装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００４０】
例えば、本実施形態ではコンクリートを搬送する例を示したが、搬送する対象がコンクリートに混入される骨材や土砂であってもよい。この場合でも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態に係る搬送装置１の構成概要図である。
【図２】図１の搬送装置１における搬送管１２の側面図である。
【図３】図１の搬送装置１における閾値決定処理を示すフローチャートである。
【図４】図１の搬送装置１の閉塞検知処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１…搬送装置
２…斜面
３…コンクリート
１１…搬送路
１２…搬送管
１３…投入ホッパ
１４…コンベア
１５…電動機駆動用制御盤
１６…歪み計測器
１７…監視端末
１８…出力部
１９…駆動源
２０…ロードセル
２１…歪み計
２２…ローラ付き支持部材
２３…支持部材
２４…羽根
【図１】
2008260624.tif 000003
【図２】
2008260624.tif 000004
【図３】
2008260624.tif 000005
【図４】
2008260624.tif 000006