(57)【要約】【課題】コンベヤベルトを加工することなく、構成簡単で精度の高い異常検知を行うこと。【解決手段】一端部を弾性体（２，２’）により支持された第１センサー担体（３）の一辺（３ｂ）をキャリアベルト幅方向に沿って該ベルト下面側に近接配置すると共に、第１センサー担体（３）の振動を検知し得る第１振動検知センサー（５，５’）を設け、同じく一端部を弾性体（８，８’）により支持された第２センサー担体（９）の一辺をリタンベルトの幅方向に沿って該リタンベルト上面側に配置すると共に、第２センサー担体（９）の振動を検出し得る第２振動検知センサー（１０，１０’）を設け、各振動センサーからの信号に基づいてコンベヤベルトの異常を検知し得る信号判別部（１８）を設けたコンベヤベルトの異常検知装置。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部を弾性体により支持された第１センサー担体の一辺をキャリアベルト幅方向に沿って該ベルト下面側に近接配置すると共に、該第１センサー担体の振動を検知し得る第１振動検知センサーを設け、
一端部を弾性体により支持された第２センサー担体の一辺をリタンベルトの幅方向に沿って該リタンベルト上面側に配置すると共に、該第２センサー担体の振動を検出し得る第２振動検知センサーを設け、
上記各振動検知センサーからの信号に基づいてコンベヤベルトの異常を検知し得る信号判別部を設けたものであることを特徴とするコンベヤベルトの異常検知装置。
【請求項２】
上記第１センサー担体は枠状担体であり、上記第２センサー担体は板状担体である請求項１記載のコンベヤベルトの異常検知装置。
【請求項３】
上記第１センサー担体はキャリアベルト進行方向に傾斜状態で支持され、上記第２センサー担体は上記リタンベルト進行方向に傾斜状態で支持された請求項１又は２記載のコンベヤベルトの異常検知装置。
【請求項４】
上記第１センサー担体を該ベルト幅方向に複数並設し、各第１センサー担体毎に上記第１振動検知センサーを設け、
上記第２センサー担体をリタンベルト幅方向に複数並設し、各第２センサー担体毎に上記第２振動検知センサーを設けた請求項１〜３の何れかに記載のコンベヤベルトの異常検知装置。
【請求項５】
上記信号判別部は、第１センサー担体の複数の振動状態を第１振動検知センサーからの信号に基づいて判別するものである請求項１〜４の何れかに記載のコンベヤベルトの異常検知装置。
【請求項６】
上記第１センサー担体と上記第２センサー担体とによりセンサーグループを構成し、当該センサーグループをベルト進行方向に沿って所定間隔おきに複数配置した請求項１〜５の何れかに記載のコンベヤベルトの異常検知装置。
【請求項７】
上記信号判別部は、上記各々のセンサーグループにおける第１振動検知センサーが同一種の波形を検出した場合のみ、或いは各々のセンサーグループにおける第２振動検知センサーが同一種の波形を検出した場合にのみ異常が発生したものと判断する請求項１〜６の何れかに記載のコンベヤベルトの異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産活動に必要な物資等の搬送手段としてのベルトコンベヤにおいて、搬送物に混入する異常物体等によるコンベヤベルトの破損を効果的に検出し得るコンベヤベルトの異常検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場操業中に例えば鉱石等の原料は、ベルトコンベヤにより原料ヤードから連続的に処理工程に搬入され、工程終了後の製品は出荷ヤードへ搬出される。このようなベルトコンベヤの搬送ルートにおいて、予知不可能な異常物体が搬送ルートに混入して、当該異常物体によりコンベヤベルトが破損してベルトに穴が開いたり、或いは該ベルトにコンベヤ進行方向の直線的な亀裂（以下、「縦裂」という）が発生して、コンベヤの搬送機能に重大な損害をもたらす場合がある。このような事態が生ずると、中間工程や関連工程の工場の緊急停止を余儀なくされ、誘発される二次的事故を含む機会損失は復旧時間が長引くほど累積的に増大する。従って、コンベヤベルトの上記縦裂等の事故をできるだけ早期に初期段階で検出し、短時間に復旧して存在を最小限に留める必要がある。
【０００３】
一方、検出装置の誤動作による過剰検出は、工程を乱すので極力回避する必要があり、このため事故検出には高い精度が要求される。
【０００４】
このような状況の下、従来からベルトの破損を検知する各種の装置が開発されている。その内容は大別して（１）ベルト全長にわたり導電体を設けたもの（特許文献１）、ベルト全長にわたり磁性体を設けたもの（特許文献２）、ベルト全体にわたり電磁コイル等を埋込み加工したもの（特許文献３，４）等があり、それらの相対的位置や導電性の変化を電磁気的に常時監視する装置、（２）ベルトには加工せず、ベルトの縦裂等による局部変形や縦裂部から落下した搬送物を超音波、レーダ波等を媒体とする非接触センサーにより検出するもの（特許文献５，６）、或いはベルトに常時接触したローラの変位で検出する方法が開発されている（特許文献７）。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６２−３８２０８号公報
【特許文献２】
特開昭４８−１４０７６号公報
【特許文献３】
特開平３−２８８７１２号公報
【特許文献４】
特公平４−４８６８３号公報
【特許文献５】
特開昭５８−６８１１号公報
【特許文献６】
特開平１０−２９７１７号公報
【特許文献７】
実開平３−９１４１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記各従来の方法は、何れも使用環境条件における外乱に対するＳＮ比、原因と検出の対応性、検出精度の再現性において十分とはいえず、縦裂等の発生パターンの認識や経時変化を正確に把握できないため、早期対策が不完全になることがある。
【０００７】
また、初期投資額が小さく長時間にわたり高信頼性の安定した検出機能を保持できる方法が確立されていないために、ベルト縦裂等による被害は後を絶たないのが現状である。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、コンベヤベルトをそのまま使用でき、簡単な構成でありながら高い検出精度を有するコンベヤベルトの異常検知装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、
第１に、一端部を弾性体により支持された第１センサー担体の一辺をキャリアベルト幅方向に沿って該ベルト下面側に近接配置すると共に、該第１センサー担体の振動を検知し得る第１振動検知センサーを設け、一端部を弾性体により支持された第２センサー担体の一辺をリタンベルトの幅方向に沿って該リタンベルト上面側に配置すると共に、該第２センサー担体の振動を検出し得る第２振動検知センサーを設け、上記各振動検知センサーからの信号に基づいてコンベヤベルトの異常を検知し得る信号判別部を設けたものであることを特徴とするコンベヤベルトの異常検知装置により構成されるものである。
【００１０】
上記第１センサー担体は、例えばセンサー枠（３）により構成することができる。上記第１センサー担体の一辺とは例えばセンサー枠（３）の上辺（３ｂ）であり、当該上辺（３ｂ）をキャリアベルト（６）下面に近接配置することが好ましい。上記第１振動検知センサーは例えばセンサー枠（３）に取り付けられた振動検知センサー（５，５’）により構成することができる。上記第２センサー担体は例えばセンサー板（９）により構成することができる。上記第２センサー担体の一辺とは例えばセンサー板（９）の下辺（９ｂ）であり、当該下辺（９ｂ）をリタンベルト（６’）上面側に配置することが好ましい。上記第２振動検知センサーは例えばセンサー板（９）に取り付けられた振動検知センサー（１０，１０’）により構成することができる。上記信号判別部内の検出機能分担は例えば上記第１振動検知センサーからの信号に基づいてケース１又はケース２の異常事態を検出し、上記第２振動センサーからの信号に基づいてケース３の異常事態を検出し得る制御部（１８）により構成することが好ましい。このように構成すると、例えばキャリアベルトを貫通する異物が移送される場合は当該異物が第１センサー担体に衝突し、該担体の振動に基づく第１振動検知センサーからの信号波形によりケース１の異常事態を検知することができ、またキャリアベルトの縦裂によるベルト垂れ下がり部が上記第１センサー担体に接触し、該担体の振動に基づく第１振動検知センサーからの信号波形によりケース２の異常事態を検知することができる。さらに、上記キャリアベルトの縦裂による開口部からリタンベルト側に落下する異物が第２センサー担体に衝突し、該担体の振動に基づく第２振動検知センサーからの信号波形によりケース３の異常事態を検知することができる。これら３種の異常事態信号は制御部１８により総合的に処理され、表示部等へ送られる。
【００１１】
第２に、上記第１センサー担体は枠状担体であり、上記第２センサー担体は板状担体である上記第１記載のコンベヤベルトの異常検知装置により構成されるものである。
【００１２】
上記枠状担体はセンサー枠（３）、上記板状担体はセンサー板（９）により構成することが好ましい。このように構成すると、キャリアベルトに生じた縦裂による開口部からリタンベルト方向に落下する例えば鉱石等が上記枠状担体を介して板状担体に衝突するため、当該板状担体に取り付けられた第２振動検知センサーにより当該異常（ケース３）を確実に検知することができる。
【００１３】
第３に、上記第１センサー担体はキャリアベルト進行方向に傾斜状態で支持され、上記第２センサー担体は上記リタンベルト進行方向に傾斜状態で支持された上記第１又は２記載のコンベヤベルトの異常検知装置により構成されるものである。
【００１４】
このように構成すると、ベルトの縦裂開口部からリタンベルト側に落下する例えば鉱石等が、枠状の第１センサー担体に衝突することなく、当該鉱石等を板状の第２センサー担体にて確実に検出することができる。
【００１５】
第４に、上記第１センサー担体を該ベルト幅方向に複数並設し、各第１センサー担体毎に上記第１振動検知センサーを設け、上記第２センサー担体をリタンベルト幅方向に複数並設し、各第２センサー担体毎に上記第２振動検知センサーを設けた上記第１〜３の何れかに記載のコンベヤベルトの異常検知装置により構成される。
【００１６】
このように構成すると、ベルトの幅方向の複数の位置とベルトの上下方向の位置において異常検知を行うことができる。
【００１７】
第５に、上記信号判別部は、第１センサー担体の複数の振動状態を第１振動検知センサーからの信号に基づいて判別するものである上記第１〜４の何れかに記載のコンベヤベルトの異常検知装置により構成される。
【００１８】
上記信号判別部は、例えば第１センサー担体に異常物体が衝突した場合における第１振動検知センサーの出力信号波形と、該第１センサー担体に縦裂によるベルト垂れ下がり部が接触した場合の第１振動検知センサーの出力信号波形とを区別して判別し得るように構成することができ、これにより複数（例えばケース１とケース２）の異常を判別することができる。
【００１９】
第６に、上記第１センサー担体と上記第２センサー担体とによりセンサーグループを構成し、当該センサーグループをベルト進行方向に沿って所定間隔おきに複数配置した上記第１〜５の何れかに記載のコンベヤベルトの異常検知装置により構成される。
【００２０】
このように構成すると、例えばベルト幅方向とベルト上下方向に加えてベルト長手方向の３方向の異常位置を検知することが可能となる。
【００２１】
第７に、上記信号判別部は、上記各々のセンサーグループにおける第１振動検知センサーが同一種の波形を検出した場合のみ、或いは各々のセンサーグループにおける第２振動検知センサーが同一種の波形を検出した場合にのみ異常が発生したものと判断する上記第１〜６の何れかに記載のコンベヤベルトの異常検知装置により構成される。
【００２２】
このように構成すると、例えば、異常物体の進行に応じてベルト進行方向に配置した３基のセンサーグループ（Ｓ１〜Ｓ３）における第１振動検知センサーが順次当該異常物体を検知し、これら３つのグループにおける各第１振動検知センサーが同一種の波形を検出した場合にのみ異常検知を行うように構成することができ、ノイズや外乱等の影響を排して検知精度を高くすることができる。
【００２３】
尚、本項において本発明の構成に対応して実施形態中の符号を付したが、これは両者の対応関係を明確にするために便宜上付したものであり、本発明の構成がこれらの構成部材に限定されるものではない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、ここでは本発明における実施の形態を最も一般的なキャリヤローラ３本で構成されたオープンタイプのベルトコンベヤを例として詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係るコンベヤベルトの異常検知装置の上部センサーユニットＡを示すものである。この上部センサーユニットＡは、基部１の上部に左右方向に弾性体（例えばゴム、バネ等）２，２’を固定し、金属棒を「コ」字状に折り曲げてセンサー枠３を形成し、該枠３の両端部３ａ、３ａ’を上記弾性体２，２’上に各々フレキシブルに固定し、さらに上記両端部３ａ，３ａ’にＬ型支持枠４，４’を設けて当該支持枠４，４’に機械振動を電気信号に変換する振動検知センサー５，５’を固設することにより形成されている。尚、上記センサー枠３は上記金属に限らず、樹脂製であっても良い。
【００２６】
上記センサー枠３は図１（ａ）に示すように、鉛直方向から角度θだけキャリアベルト６の進行方向（矢印ａ方向）に傾斜状態で設けられており、その上辺３ｂはさらに前方に折り曲げ形成され、キャリアベルト６と平行の折曲部３ｂ’が形成されている。
【００２７】
このように構成されたセンサーユニットＡは、その上辺３ｂがキャリアベルト６に近接状態で設置され、搬入物に混入した大型異物（例えば、鋼材、耐火物、コンクリート片等）がコンベヤベルト６を引き裂いてその下半部がベルト６を貫通した状態で移動する場合（ケース１）、当該大型異物の下半部が移動中に上記センサー枠３の上辺３ｂに衝突し、該衝突時の振動を上記振動検知センサー５，５’で検知するものである。この場合は、１回の大きな信号が発生することから振動検知センサー５，５’の検出波形は図１０（ａ）に示すように、１回の衝突による大きな振動と、それに引き続く減衰波形により構成される。尚、この信号波形をパターン１の信号波形という。
【００２８】
また、上記センサーユニットＡは、ホッパー等に停滞する鋭いエッジを持つ異常物体によりキャリアベルト６が長手方向に引き裂かれ、該ベルトにいわゆる縦裂が発生し、これにより破損したベルト６に局部的に垂れ下り部６ａ（図５）が生じた場合（ケース２）をも検知するものである。この場合、垂れ下がり６ａ部がベルト６の進行と共に上記センサー枠３の上辺３ｂに継続的に接触することになるため、上記センサー５，５’の波形は、図１０（ｂ）に示すように信号レベルは低いが高周波ノイズを含む比較的高い周波数の波形となる。尚、この信号波形をパターン２の信号波形という。
【００２９】
図２は、本発明に係るコンベヤベルトの異常検知装置における下部センサーユニットＢを示すものである。このセンサーユニットＢは、基部７の下面に左右方向に一対の弾性体（例えばゴム、バネ等）８，８’を支持すると共に、長方形状のセンサー板９の左右上端部９ａ，９ａ’を上記弾性体８，８’にフレキシブルに固定し、さらに当該センサー板９の板面の左右位置に機械振動を電気信号に変換する振動検知センサー１０，１０’を固着することにより構成されている。上記センサー板９は例えば金属板、樹脂板、セラミック板等が好ましいが、これらの複合材料により構成されたものでも良い。
【００３０】
このセンサーユニットＢは、図２（ａ）に示すように、鉛直方向からリタンベルト６’の進行方向（矢印ｂ方向）に角度θだけ傾斜して設けられている。このように形成されたセンサーユニットＢは、縦裂が生じたキャリアベルト６の開口部からリタンベルト６’方向に落下する鉱石等の落下物を検出するものである（ケース３）。即ち、上記開口部から鉱石等が落下すると、上記センサー板９板面に衝突し、当該衝突時の振動を上記振動検出センサー１０，１０’にて検知するものである。この場合のセンサー１０，１０’の振動波形は、多数の比較的小さい鉱石がセンサー板９に連続的に衝突するため、図１０（ｃ）に示すように比較的レベルの低い複数の信号が不規則に生ずる波形となる。尚、この信号波形をパターン３の信号波形という。また、このセンサーユニットＢはそのセンサー板９の下辺９ｂがリタンベルト６’に近接して配置されるものであり、リタンベルト６’上に落下した落下物が矢印ｂ方向に逆送されてきた場合、該落下物が上記センサー板９に接触することによる振動をも検知し得るものである。
【００３１】
図３に上記上部センサーユニットＡと下部センサーユニットＢを上下に組み合わせて配置した実施形態を示す。同図（ａ）に示すように、地上Ｇに設置された機枠１１の後方上部近傍に水平固定板１２を設け、該固定板１２上に上記上部センサーユニットＡを配置する。さらに当該機枠１１の上部枠前方に下方向けて上記下部センサーユニットＢを配置する。そして、同図（ｂ）に示すように、キャリアベルト６の幅方向に上記各センサーＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３を各３基ずつ直線的に並設する。
【００３２】
このとき、上記上部センサーユニットＡの内、中央に配置されるセンサーユニットＡ２は水平上辺３ｂを有する長方形状のセンサー枠３により形成されるが、左右両側に配置されるセンサーユニットＡ１，Ａ３はその左右側辺３ｃ、３ｃを対向側辺より長く形成し、上辺が各々キャリアベルト６の左右の傾斜ローラ１４ｂ，１４ｂ‘に沿う内向き傾斜辺３ｂ”，３ｂ”となるように形成する（図４参照）。これにより、上記センサーユニットＡ１，Ａ３の上辺３ｂ”，３ｂ”を各々キャリアベルト６の左右の傾斜面に沿って配置することが可能となる。即ち、ベルトコンベヤとキャリアローラ接触面のプロファイルに合わせて、センサー枠３の形状を中央の水平ローラ域は矩形（センサーユニットＡ２）とし、両側傾斜ローラ域は台形（センサーユニットＡ１，Ａ３）とする。
【００３３】
上記下部センサーユニットＢは、中央に配置されるセンサーユニットＢ２のセンサー板９が左右方向に最も長く、左右に配置されるセンサーユニットＢ１、Ｂ３のセンサー板９は上記中央のセンサー板９より若干短く形成する。尚、図３（ｂ）に示す上下各３基のセンサーユニットＡ１〜Ａ３、及び下部センサーユニットＢ１〜Ｂ３により形成されるセンサー群をセンサーグループＳ１という。
【００３４】
次に、上記センサーグループＳ１をベルトコンベヤに実際に配設した状態を図４、図５に示す。このベルトコンベヤは、プーリ１３にコンベヤベルト６が張設されており、上記プーリ１３からベルト張設方向に向けて、ローラ支持枠１３が所定間隔で設けられている。これらの各ローラ支持枠１３には、上段にキャリアベルト６下面に位置するキャリアローラ１４、下段にリタンベルト６下面に位置するリタンローラ１５が各々軸支されている。上記キャリアローラ１４は、水平に軸支された中央ローラ１４ａ、該中央ローラ１４ａの左右にベルト中央方向に傾斜状態で軸支された傾斜ローラ１４ｂ，１４ｂ’から構成されている。
【００３５】
上記センサーグループＳ１は、図４、５に示すようにベルト進行方向に配置された２つのキャリアローラ１４ｂ、１４ｂ間（即ち、リタンローラ１５，１５間）におけるキャリアベルト６とリタンベルト６’に挟まれた空間内に設置される。上記上部センサーユニットＡ２の上辺３ｂは、中央のキャリアベルト６中央の水平面直下に非接触で近接配置され、左右の上部センサーユニットＡ１、Ａ３の傾斜上辺３ｂ”，３ｂ”は、上記傾斜キャリアローラ１４ｂ，１４ｂ’上のキャリアベルト６左右の傾斜面直下に非接触で近接配置される。かかる状態で上記各センサーユニットＡ１〜Ａ３は図５に示すように何れもキャリアベルト６の進行方向ａに傾斜した状態で設置される。また、上記下部センサーユニットＢ１〜Ｂ３は各センサー板９の下辺９ｂがリタンベルト６’の上面に非接触で近接するように配設される。このようにセンサーグループＳ１のセンサーユニットＡ１〜Ａ３、及びＢ１〜Ｂ３をコンベヤベルト６の幅方向に直線的に配置すると共に、キャリアベルト６とリタンベルト６’間の上下方向に配置することにより、ベルト幅方向とベルト上下方向の直交する２次元方向における異常位置の検出が可能となる。かかるセンサーグループＳ１の設置により、上記ケース１〜３の検出が可能であるが、上記ケース１〜３の検出信号を外乱や雑音と明確に識別し、検出精度を上げるために、上記センサーグループＳ１をベルト進行方向に一定間隔毎に３基設置する。
【００３６】
即ち、図６に示すように、上記センサーグループＳ１と同様の構成を有するセンサーグループＳ２を、ベルト進行方向に沿う次のキャリアローラ１４ｂ，１４ｂ間（次のリタンローラ１５、１５間）に同様に設置し、さらに上記センサーグループＳ１と同様の構成を有するセンサーグループＳ３をベルト進行方向に沿う次のキャリアローラ１４ｂ，１４ｂ間（次のリタンローラ１５，１５間）に同様に設置し、これにより、ベルト進行方向に沿って３基のセンサーグループＳ１〜Ｓ３を一定間隔毎に配設する。かつ、異常部発見のための所要ベルト長さを極力短縮するためにセンサーグループ３基の相互間隔を必要最小限に設置することが望ましい。このような構成により、上記ベルト幅方向（図４、図６の幅方向座標軸１，２，３）及びベルト上下方向（図４の上下方向座標軸Ａ，Ｂ）に加えて、ベルトの長手方向（図６の長手方向座標軸１，２，３）の異常位置検出が可能となり、これら３方向の三次元直交座標軸による立体的な異常位置特定が可能となる。
【００３７】
ここで、本発明の発明者は、過去の事例を詳細に調査検討した結果、検知の対象となるベルト縦裂等に伴う異常現象の種類は、上述の３つのケース、即ち、
ケース１  搬送物に混入したキャリアベルトを貫通したままベルトと共に移動する搬送対象物外の異常物体（鋼材、耐火物、コンクリート片等）
ケース２  ホッパー等に停滞する鋭いエッジを持つ異常物体により、長手方向に縦裂されたコンベヤベルトの局部的垂れ下がり
ケース３  これらの縦裂開口部から落下する鉱石等
の３種類に絞り込むことができるとの知見に達し、各々のケースを物理的に接触検出できる装置を検討し、これら３つのケースを検知できるセンサーグループＳ１〜Ｓ３を基本構成要素とする図６に示す異常検知装置を開発したのである。
【００３８】
次に、前記したケース１〜３を上記装置で検知するための電気的構成を説明する。図７はセンサーグループＳ１の各センサーユニットＡ１〜Ａ３、及び同センサーグループＳ１の各センサーユニットＢ１〜Ｂ３と制御部１８との接続関係を示すものであり、上記センサーユニットＡ１〜Ａ３の各振動センサー５，５’は各々信号検出部１６ａ乃至１６ｃに接続されており、これら信号検出部１６ａ乃至１６ｃはＡ／Ｄ変換部１７ａ乃至１７ｃを介して制御部１８に接続されている。尚、上記センサーユニットＡ１〜Ａ３、信号検出部１６ａ〜１６ｃ、Ａ／Ｄ変換部１７ａ〜１７ｃにより構成されるセンサーユニットＡの検出部をユニットＡ検出部１００という。
【００３９】
また、センサーグループＳ１の上記センサーユニットＢ１〜Ｂ３の各振動センサー１０、１０’は各々信号検出部１９ａ乃至１９ｃに接続されており、これら信号検出部はＡ／Ｄ変換部２０ａ〜２０ｃを介して制御部１８に接続されている。尚、上記センサーユニットＢ１〜Ｂ３、信号検出部１９ａ〜１９ｃ、Ａ／Ｄ変換部２０ａ〜２０ｃにより構成されるセンサーユニットＢの検出部をユニットＢ検出部１０１という。
【００４０】
上記制御部１８は上記各センサーから入力する信号がケース１〜３の内どのケースの信号波形かを判別し、図９に示す動作手順に従って上記ケース１〜３の発生を判別するものであり、その機能ブロックを図８に示す。
【００４１】
上記各センサーグループＳ１〜Ｓ３を図６のように配置した場合は、図８に示すように、上記制御部１８には上記センサーグループＳ１におけるユニットＡ検出部１００とユニットＢ検出部１０１、センサーグループＳ２におけるユニットＡ検出部１００とユニットＢ検出部１０１、センサーグループＳ３におけるユニットＡ検出部１００とユニットＢ検出部１０１が各々接続される。
【００４２】
上記制御部１８内には、上記センサーグループＳ１、Ｓ２、Ｓ３の各センサー５，５’（ユニットＡ検出部１００）から入力する信号に基づいて、当該信号がパターン１の信号波形である場合にこれを検出するパターン１波形検出部５０ａ〜５０ｃ、同じく上記センサーグループＳ１、Ｓ２，Ｓ３の各センサー５，５’（ユニットＡ検出部１００）から入力する信号に基づいて、当該信号がパターン２の信号波形である場合にこれを検出するパターン２波形検出部５１ａ〜５１ｃ、上記センサーグループＳ１、Ｓ２、Ｓ３の各センサー１０，１０’（ユニットＢ検出部１０１）から入力する信号に基づいて、当該信号がパターン３の信号波形である場合にこれを検出するパターン３波形検出部５２ａ〜５２ｃが設けられている。尚、各検出部において何れの信号パターンにも該当しない場合は、表示制御手段５６にその旨の信号が送出される。
【００４３】
５３は上記全てのパターン１波形検出部５０ａ〜５０ｃにおいてパターン１の信号波形が検出された場合に、ケース１の異常が発生していると判断して表示制御部５６にその旨通知するケース１認識手段、５４は上記全てのパターン２波形検出部５１ａ〜５１ｃにおいてパターン２の信号波形を検出した場合に、ケース２の異常が発生していると判断して表示制御部５６にその旨通知するケース２認識手段、５５は上記全てのパターン３波形検出部５２ａ〜５２ｃにおいてパターン３の信号波形を検出した場合に、ケース３の異常が発生していると判断して表示制御部５６にその旨通知するケース３認識手段である。
【００４４】
上記表示制御手段５６は、上記各認識手段からの検出信号に基づいて各ケースの異常が発生していることを表示部２０に表示するものである。
【００４５】
本発明は上述のように構成されるものであるから、次に本発明の動作を図１０の動作手順に従って説明する。
（１）ケース１の異常発生時の動作
コンベヤベルト６上に鋼材、耐火物、コンクリート片のような比較的大きな異常物体Ｄがベルトを貫通したままの状態で搬送されてきた場合（図５参照）、当該物体Ｄのベルト６を貫通した下半部がまずセンサーグループＳ１の例えば上部センサーユニットＡ３の傾斜上辺３ｂ”衝突したとすると、該センサー枠３は上記異常物体Ｄによりベルト進行方向ａに倒れ込み、該物体Ｄが通過すると弾性体２，２’の弾性力により逆方向（矢印ｂ方向）に復帰するという回動動作を行う（衝撃１回）。この振動により、上記センサーユニットＡ３の振動センサー５，５’から信号が信号検出部１６ｃに送出され、該検出部１６ｃにおいて図１０（ａ）に示す信号が検出される。該信号はＡ／Ｄ変換部１７ｃにてデジタル信号に変換され、制御部１８のパターン１波形検出部５０ａとパターン２波形検出部５１ａに送出される。ここで、パターン１波形検出部５０ａは上記信号波形がパターン１の波形であることを検出し、ケース１認識手段５３に長手方向座標１でケース１の異常を検出した旨の第１の検出信号を送出する（図９Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３）。このときパターン２波形検出部５１ａでは当該信号パターン２波形ではないと判断し、ケース２の検出動作を中止する（図９Ｐ９、Ｐ２３）。
【００４６】
次に、上記異常物体Ｄが上記ベルト６により搬送され、センサーグループＳ２の上部センサーユニットＡ３の傾斜上辺３ｂ”に衝突すると、上記センサーグループＳ１のセンサーユニットＡ３と同様の動作により、信号検出部１６ｃ、Ａ／Ｄ変換部１７ｃを介してパターン１波形検出部５０ｂにてパターン１の波形であることが検出され、ケース１認識手段５３に長手方向座標２でケース１の異常を検出した旨の第２の検出信号が送出される（図９Ｐ４、Ｐ５）。
【００４７】
さらに、上記異常物体Ｄが上記ベルト６により搬送され、センサーグループＳ３の上部センサーユニットＡ３の傾斜上辺３ｂ”に衝突すると、上記センサーグループＳ１のセンサーユニットＡ３と同様の動作により、信号検出部１６ｃ，Ａ／Ｄ変換部１７ｃを介してパターン１波形検出部５０ｃにてパターン１の波形であることが検出され、ケース１認識手段５３に長手方向座標３でケース１の異常を検出した旨の第３の検出信号が送出される（図９Ｐ６）。
【００４８】
ここで、上記ケース１認識手段５３は第１〜第３の検出信号が入力したことに基づいて長手方向座標１、２、３にてケース１の異常が発生したことを認識し、（図９Ｐ７）、表示制御手段５６にケース１の異常が発生した旨の信号を送出する。上記表示制御手段５６はかかる信号に基づいてケース１の異常が発生した旨を表示部２０等に表示して操作者に警告する（図９Ｐ８）。
【００４９】
これにより、操作者等はケース１の事故が発生したことを認識することができ、直ちに対応措置を取ることができる。
（２）ケース２の異常発生時の動作
コンベヤ上に設置されたホッパー等に停滞する鋭いエッジを持つ異常物体等により、コンベヤベルト６が長手方向に縦裂され、コンベヤベルト６に垂れ下がり６ａが生じた場合、ベルトの進行に従って垂れ下がったベルト６ａ部分がまずセンサーグループＳ１の上部センサーユニットＡ１の例えば傾斜上辺３ｂ”に接触したとすると、縦列による垂れ下がりは進行方向に沿って長く存在するので、該垂れ下がったベルト部分６ａが接触している間、上記センサー枠３は弾性体２，２’の弾性力により継続的に振動する（継続振動）。この振動により、上記センサーユニットＡ１の振動センサー５，５’から信号が信号検出部１６ａに送出され、該検出部１６ａにおいて図１０（ｂ）に示す信号が検出される。該信号はＡ／Ｄ変換部１７ａにてデジタル信号に変換され、制御部１８のパターン１波形検出部５０ａとパターン２波形検出部５１ａに送出される。ここで、パターン２波形検出部５１ａは上記信号波形がパターン２の波形であることを検出し、ケース２認識手段５３に長手方向座標１でケース２の異常を検出した旨の第１の検出信号を送出する（図９Ｐ１，Ｐ９、Ｐ１０）。このときパターン１波形検出部５０ａでは当該信号パターン１波形ではないと判断し、ケース１の検出動作を中止する（図９Ｐ２、Ｐ２４）。
【００５０】
次に、上記ベルト６の垂れ下がり部６ａがセンサーグループＳ２の上部センサーユニットＡ１の傾斜上辺３ｂ”に達すると、上記センサーグループＳ１のセンサーユニットＡ１と同様の動作により、信号検出部１６ａ、Ａ／Ｄ変換部１７ａを介してパターン２波形検出部５１ｂにてパターン２の波形であることが検出され、ケース２認識手段５４に長手方向座標２でケース２の異常を検出した旨の第２の検出信号が送出される（図９Ｐ１１、Ｐ１２）。
【００５１】
さらに、上記垂れ下がりがセンサーグループＳ３の上部センサーユニットＡ１の傾斜上辺３ｂ”に衝突すると、上記センサーグループＳ１のセンサーユニットＡ１と同様の動作により、信号検出部１６ａ，Ａ／Ｄ変換部１７ａを介してパターン２波形検出部５１ｃにてパターン２の波形であることが検出され、ケース２認識手段５４に長手方向座標３でケース２の異常を検出した旨の第３の検出信号が送出される（図９Ｐ１３）。
【００５２】
ここで、上記ケース２認識手段５４は第１〜第３の検出信号が入力したことに基づいて長手方向座標１、２、３にてケース２の異常が発生したことを認識し、（図９Ｐ１４）、表示制御手段５６にケース２の異常が発生した旨の信号を送出する。上記表示制御手段５６はかかる信号に基づいて表示部にケース２の異常が発生した旨を表示部２０等に表示して操作者に警告する（図９Ｐ１５）。
【００５３】
これにより、操作者等はケース２の事故が発生したことを認識することができ、直ちに対応措置を取ることができる。
（３）ケース３の異常発生時の動作
上記ケース１，２によって引き裂かれたコンベヤベルト６の開口部から該ベルト６下方に複数の鉱石等が落下した場合、鉱石等は、まずセンサーグループＳ１の例えば下部センサーユニットＢ２のセンサー板９上に衝突し、この衝突により該センサー板６が振動する。かかる振動は該センサー板９の振動センサー１０，１０’により断続的な軽打撃振動として検出され、上記センサーユニットＢ２の振動センサー１０，１０’から検出信号が信号検出部１９ｂに送出され、該検出部１９ｂにおいて図１０（ｃ）に示す信号が検出される。該信号はＡ／Ｄ変換部２０ｂにてデジタル信号に変換され、制御部１８のパターン３波形検出部５２ａに送出される。ここで、パターン３波形検出部５２ａは上記信号波形がパターン３の波形であることを検出し、ケース３認識手段５５に長手方向座標１でケース３の異常を検出した旨の第１の検出信号を送出する（図９Ｐ１，Ｐ１６、Ｐ１７）。尚、上部センサーユニットＡはセンサー枠３により形成されているので、上記ベルト開口部から落下する鉱石は、上記センサー枠３を通過し、上部センサーユニットＡは上記鉱石の落下は検知しない。このときパターン３波形検出部５２ａで当該信号パターン３波形ではないと判断した場合は、ケース３の検出動作を中止する（図９Ｐ１６、Ｐ２５）。
【００５４】
次に、上記ベルト６の移行に伴って上記開口部からの鉱石等がセンサーグループＳ２の下部センサーユニットＢ２のセンサー板９に衝突すると、上記センサーグループＳ１のセンサーユニットＢ２と同様の動作により、信号検出部１９ｂ、Ａ／Ｄ変換部２０ｂを介してパターン３波形検出部５２ｂにてパターン３の波形であることが検出され、ケース３認識手段５５に長手方向座標２でケース３の異常を検出した旨の第２の検出信号が送出される（図９Ｐ１８、Ｐ１９）。
【００５５】
さらに、上記開口部からの鉱石等がセンサーグループＳ３の下部センサーユニットＢ２のセンサー板９に衝突すると、上記センサーグループＳ１のセンサーユニットＢ２と同様の動作により、信号検出部１９ｂ，Ａ／Ｄ変換部２０ｂを介してパターン３波形検出部５２ｃにてパターン３の波形であることが検出され、ケース３認識手段５５に長手方向座標３でケース３の異常を検出した旨の第３の検出信号が送出される（図９Ｐ２０）。
【００５６】
ここで、上記ケース３認識手段５５は第１〜第３の検出信号が入力したことに基づいて長手方向座標１、２、３にてケース３の異常が発生したことを認識し、（図９Ｐ２１）、表示制御手段５６にケース３の異常が発生した旨の信号を送出する。上記表示制御手段５６はかかる信号に基づいて表示部にケース３の異常が発生した旨を表示部２０等に表示して操作者に警告する（図９Ｐ２２）。
【００５７】
これにより、操作者等はケース３の事故が発生したことを認識することができ、直ちに対応措置を取ることができる。
（４）その他の異常
上記ケース１〜３以外のベルト縦裂に関する現象は低頻度であり、発生したとしても上記センサーユニットＡ，Ｂで十分検出可能である。具体的には上記ステップＰ２３、Ｐ２４、Ｐ２５において上記ケース１〜３の信号パターン以外のパターンが検出された場合、その旨の警告表示を行うことで対応することができる。この場合、例えばステップＰ４でパターン１以外の信号を検出した場合、長手方向座標２の位置でパターン１以外の異常を検出したことを確認することができ、パターン１以外の異常発生箇所を特定することができる。
【００５８】
また、図９ではステップＰ２又はＰ４（Ｐ９、Ｐ１１、Ｐ１６、Ｐ１８）でパターン１（パターン２、パターン３）を検出しない場合は、ステップＰ２４（Ｐ２３、Ｐ２５）にて処理を中止する旨説明したが、例えばステップＰ２（Ｐ９、Ｐ１６）でパターン１（パターン２、パターン３）を検出しない場合は、処理を中止せず、さらにステップＰ３（Ｐ１０、Ｐ１７）以降の処理を行い、ステップ７（Ｐ１４、Ｐ２１）において、長手方向座標１（２，３）でケース１（ケース２、ケース３）を認識しないという判断を行うように構成しても良い。
【００５９】
また、縦裂部からリタンベルト６’上に落下して逆送されてくる搬送物はセンサーユニットＢ１〜Ｂ３の何れかに衝突するため、上記ステップＰ１６、Ｐ１８，Ｐ２０の何れかにおいてパターン３以外の信号であることが検出され、ステップＰ２５において認識することができる。
【００６０】
【実施例】
図６に示した異常検知装置を使用してケース１〜３の実験を行ったところ、表１に示すように、センサーユニットと縦裂等の発生ケース別信号パターンとの関係には一定の規則性があり、周辺の外乱振動とは無関係にケース別信号パターンにより明瞭に識別することができた。尚、図６のセンサーシステムの構成を表２として示す。
【００６１】
【表１】
2004250161.tif 000003
【００６２】
【表２】
2004250161.tif 000004
【００６３】
上述のように、本発明によれば、ケース１〜ケース３の異常、及びその他の異常をコンベヤベルト、及びその他コンベヤ装置に特別な加工を施すことなく、センサーユニットを単独又は複数設置するだけで確実に検出することができるものである。また、検知装置の構造が簡単であるため、センサーシステムを安価に構成することができるものである。
【００６４】
また、センサーユニットＡ、Ｂをベルトの幅方向に複数設置することにより、ベルト幅方向とベルト上下方向の位置において異常を検知することができ、簡単な構成でありながら、検出位置をも含めた精度の高い異常検知を実現することができる。
【００６５】
また、センサーグループＳ１等をベルトの長手方向に複数設置することにより、ベルト幅方向とベルト上下方向に加えてベルト長手方向位置においても異常検知を行うことができ、簡単な構成でありながら、３次元座標軸において精度の高い異常検知を行うことができる。
【００６６】
また、長手方向に設置されたセンサーグループＳ１〜Ｓ３における振動検知センサーが同一種の出力信号波形を検出した場合にのみ異常を検知するように構成することにより、異常発生を経時的に検知し得て、ノイズや外乱の影響を排除し、精度の高い検知動作を行うことができる。
【００６７】
また、異常発生位置を２次元的或いは３次元的に検知することができるので、異常発生位置や状況を迅速に把握することができ、事故後の早期対応が可能となる。
【００６８】
さらに本実施形態で例として詳述したオープン型ベルトコンベヤのみならず、円筒型、空気浮上型、サンドイッチ型等の特殊仕様ベルトコンベヤにおいても載荷ホッパー直後のオープンゾーンにベルト形状に適合したセンサーユニットを設置すれば、本発明の適用は十分可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、コンベヤベルトやローラに特別な加工を施すことなく、簡単な構成で検知装置を構成することができ、異常発生を確実に検出し得るセンサーシステムを安価に構成することができるものである。
【００７０】
また、第１、第２センサー担体をベルトの幅方向に複数設置することにより、ベルト幅方向とベルト上下方向の位置において異常を検知することができ、簡単な構成でありながら精度の高い検知装置を実現することができる。
【００７１】
また、センサーグループをベルトの長手方向に複数設置することにより、ベルト幅方向とベルト上下方向に加えてベルト長手方向位置においても異常検知を行うことができ、簡単な構成でありながら、異常発生を３次元座標軸において高い精度で検知することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係るコンベヤベルトの異常検知装置におけるセンサーユニットＡの側面図、（ｂ）は同上センサーユニットＡの正面図である。
【図２】（ａ）は同上装置におけるセンサーユニットＢの側面図、（ｂ）は同上センサーユニットＢの正面図である。
【図３】（ａ）は同上装置におけるセンサーグループの側面図、（ｂ）は同上センサーグループの正面図である。
【図４】同上装置をベルトコンベヤに設置した場合のベルトコンベヤの断面図である。
【図５】同上装置をベルトコンベヤに設置した場合のベルトコンベヤの側面図である。
【図６】同上装置をベルトコンベヤに設置した場合のベルトコンベヤの一部切欠平面図である。
【図７】同上装置におけるセンサーグループＳ１の各センサーと制御部との関係を示すブロック図である。
【図８】同上装置における制御部の機能ブロック図である。
【図９】同上装置における制御部の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）は同上装置の振動検知センサーのケース１の出力信号波形、（ｂ）は同上装置の振動検知センサーのケース２の出力信号波形、（ｃ）は同上装置の振動検知センサーのケース３の出力信号波形を示す図である。
【符号の説明】
２，２’  弾性体
３        センサー枠
３ｂ      上辺
５、５’  振動検知センサー
６        キャリアベルト
６’      リタンベルト
８、８’  弾性体
９        センサー板
９ｂ      下辺
１０，１０’  振動検出センサー
１８      制御部
【図１】
2004250161.tif 000005
【図２】
2004250161.tif 000006
【図３】
2004250161.tif 000007
【図４】
2004250161.tif 000008
【図５】
2004250161.tif 000009
【図６】
2004250161.tif 000010
【図７】
2004250161.tif 000011
【図８】
2004250161.tif 000012
【図９】
2004250161.tif 000013
【図１０】
2004250161.tif 000014