(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベヤベルトの上カバーゴムに対向配置される摩耗量検知器と、この摩耗量検知器の移動を制御する制御部と、この摩耗量検知器による検知データが入力される演算部とを備え、前記摩耗量検知器に回転ローラが取り付けられ、前記コンベヤベルトが走行停止状態の時に前記回転ローラを前記上カバーゴムに当接させて前記制御部により前記摩耗量検知器を転動させながらベルト幅方向全長に渡って移動させて、前記上カバーゴムの摩耗量を検知する構成にしたことを特徴とするコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステム。
【請求項２】
前記摩耗量検知器が前記コンベヤベルトの長手方向に間隔をあけて複数配置される請求項１に記載のコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステム。
【請求項３】
前記上カバーゴムに当接する前記回転ローラに対してベルト厚さ方向に間隔をあけて配置される当接部材を備え、この当接部材を下カバーゴムに当接させて、前記回転ローラと前記当接部材とで前記コンベヤベルトを挟んだ状態にする請求項１または２に記載のコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステム。
【請求項４】
前記当接部材がベルト幅方向全長に渡って延在する長尺体である請求項３に記載のコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステム。
【請求項５】
前記当接部材が前記回転ローラとともに移動する移動ローラである請求項３に記載のコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステム。
【請求項６】
前記摩耗量検知器を少なくともベルト幅方向全長に渡って往復移動させる請求項１〜５のいずれかに記載のコンベヤベルトの摩耗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モニタリングシステムに関し、さらに詳しくは上カバーゴムの摩耗状況を精度よく把握することができるコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄鉱石や石灰石等の鉱物資源をはじめとして様々な物がコンベヤベルトによって搬送される。コンベヤベルトによって物が搬送される場合、その搬送物はホッパや別のコンベヤベルトからコンベヤベルトの上カバーゴムに投入される。投入された搬送物は上カバーゴムに積載されてコンベヤベルトの走行方向に搬送される。その際には、搬送物が上カバーゴム上を摺動して上カバーゴムが摩耗する。搬送物により摩耗して許容強度を下回ったコンベヤベルトを使用し続けると突然、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る。この場合、復旧に多大な時間と費用を要するという問題があった。このような事故を防ぐために、コンベヤベルトの摩耗状態を検知する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、従来提案されている方法はコンベヤベルトが走行中に摩耗状況を検知するため、コンベヤベルトの走行振動によって摩耗量を検知するセンサに誤差が生じることなどの問題がある。そのため、コンベヤベルトの上カバーゴムの摩耗状況を精度よく検知するには不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５２９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、コンベヤベルトの上カバーゴムの摩耗状況を精度よく把握することができるコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明のコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステムは、コンベヤベルトの上カバーゴムに対向配置される摩耗量検知器と、この摩耗量検知器の移動を制御する制御部と、この摩耗量検知器による検知データが入力される演算部とを備え、前記摩耗量検知器に回転ローラが取り付けられ、前記コンベヤベルトが走行停止状態の時に前記回転ローラを前記上カバーゴムに当接させて前記制御部により前記摩耗量検知器を転動させながらベルト幅方向全長に渡って移動させて、前記上カバーゴムの摩耗量を検知する構成にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コンベヤベルトが走行停止状態の時に摩耗量を検知するのでコンベヤベルトの振動による摩耗量検知器の誤差がなく、精度の高い検知データを得ることができる。また、これに伴って摩耗量検知器の故障も発生し難くなるというメリットもある。
【０００８】
前記摩耗量検知器を前記コンベヤベルトの長手方向に間隔をあけて複数配置することもできる。複数箇所で前記コンベヤベルトの摩耗状況を検知することで極端なバラツキがない平均的な摩耗状況を把握することができる。また、搬送物による上カバーゴムの摩擦の状況はコンベヤベルトの周方向のどの位置でもほぼ同じ条件であるため、コンベヤベルトの周方向位置の違いによる摩耗状況の差はほとんどない。それ故、複数設置した摩耗量検知器の中で特異な数値を検知した検知器がある場合、その検知器は故障している可能性があると考えられるので、摩耗量検知器の故障を発見できる利点もある。
【０００９】
前記摩耗量検知器に回転ローラが取り付けられ、この回転ローラを前記上カバーゴムに当接させて転動させながらベルト幅方向全長に渡って移動させる構成にすることもできる。摩耗量検知器に回転ローラを設けることでコンベヤベルトをより安定した状態にできるので一段と精度よく摩耗状況を把握できる。
【００１０】
前記上カバーゴムに当接する前記回転ローラに対してベルト厚さ方向に間隔をあけて配置される当接部材を備え、この当接部材を下カバーゴムに当接させて、前記回転ローラと前記当接部材とで前記コンベヤベルトを挟んだ状態にすることもできる。この当接部材を設けることで当接部材を設けない場合に比して、コンベヤベルトのたるみや変形を抑えることができる。そのため、精度よく摩耗状況を検知するには有利になる。
【００１１】
前記当接部材をベルト幅方向全長に渡って延在する長尺体にすることもできる。或いは前記回転ローラとともに移動する移動ローラを前記当接部材にすることもできる。この当接部材は、その設置スペースの大きさ等によって適切なものを選択するとよい。
【００１２】
前記摩耗量検知器を少なくともベルト幅方向全長に渡って往復移動させるとよい。同じ位置を複数回検知することで検知データの信頼度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステムを適用したコンベヤベルトを側面視で例示する説明図である。
【図２】図１の摩耗量検知器の周辺を拡大した説明図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】本発明のコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステムの別の実施形態を適用したコンベヤベルトを側面視で例示する説明図である。
【図５】図４の摩耗量検知器の周辺を拡大した説明図である。
【図６】図５のＢ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステムを図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図３に例示する本発明のコンベヤベルトの摩耗モニタリングシステム１（以下、システム１という）は実際のコンベヤベルトラインのコンベヤベルト９に適用される。実際のコンベヤベルトラインでは、別のコンベヤベルトによって搬送された搬送物がコンベヤベルト９に投入されて、このコンベヤベルト９によって搬送先に搬送される。コンベヤベルト９にはホッパ等を通じて搬送物が投入されることもある。コンベヤベルト９は、プーリ１０間に架け渡されていて所定のテンションで張設されている。プーリ１０間ではコンベヤベルト９は、ベルト長手方向に適宜の間隔で配置された支持ローラ１０ａによって支持される。
【００１６】
コンベヤベルト９は、帆布やスチールコード等の心体で構成される心体層９ｂと、心体層９ｂを挟む上カバーゴム９ａと下カバーゴム９ｃとにより構成されている。心体層９ｂは、コンベヤベルト９を張設するためのテンションを負担する部材である。
【００１７】
このシステム１は、上カバーゴム９ａの摩耗量を検知する摩耗量検知器２と、摩耗量検知器２の移動を制御する制御部３と、摩耗量検知器２による検知データが入力される演算部４とを備えている。この実施形態では、センサ部２ａを有する摩耗量検知器２がコンベヤベルト９のリターン側で長手方向に間隔をあけて２台設置されている。コンベヤベルト９のキャリア側はトラフ状になっているので平坦なリターン側に摩耗量検知器２が設置されるが、キャリア側にベルト全幅が平坦な部分があればその部分に摩耗量検知器２を設置することもできる。
【００１８】
制御部３と演算部４とは独立しているが、例えばコンピュータを用いれば、制御部３と演算部４とは一体化できる。摩耗量検知器２と、制御部３および演算部４とは、有線または無線で接続される。
【００１９】
摩耗量検知器２を構成するセンサ部２ａは、例えば上カバーゴム９ａの表面（搬送面）Ｓ１までの距離Ｈ１を測定する。センサ部２ａとしては例えば超音波やレーザを利用したセンサを利用できる。直線距離を測定するセンサ部２ａに代えて３次元的に上カバーゴム９ａの表面状況を計測できるセンサ部２ａを用いるとさらに詳しい摩耗量データを得ることができる。
【００２０】
摩耗量検知器２の両側にはベルト幅方向に転動する回転ローラ６が支軸５を介して接続されている。回転ローラ６および支軸５はサスペンション６ａによって、摩耗量検知器２に対してベルト厚さ方向に移動可能になっている。また、摩耗量検知器２の下端部には環状のガイド環７ｂが接続されている。ガイド環７ｂにはベルト幅方向に延在するガイド棒７ａが挿通している。このガイド棒７ａとガイド環７ｂとで、摩耗量検知器２をベルト幅方向に移動させる際のガイド７が構成されている。
【００２１】
上カバーゴム９ａに当接する回転ローラ６に対して、当接部材８がベルト厚さ方向に間隔をあけて配置されている。この当接部材８を下カバーゴム９ｃに当接させて、回転ローラ６と当接部材８とでコンベヤベルト９を挟んだ状態にする。この実施形態ではベルト幅方向全長に渡って延在する長尺体が当接部材８として使用されている。この当接部材８はコンベヤベルト９の走行に邪魔にならない位置に待機させておく。そして、上カバーゴム９ａの摩耗量を測定する際に、予め設定された位置に上下方向位置（ベルト厚さ方向位置）を不変として当接部材８が設置される。
【００２２】
次に、このシステム１を用いてコンベヤベルト９の上カバーゴム９ａの摩耗量を検知する方法を説明する。
【００２３】
本発明ではコンベヤベルト９が走行を停止している状態の時に上カバーゴム９ａの摩耗量Ｗを検知する。コンベヤベルト９は、定期的に、或いは、メンテナンス等の必要に応じて走行が停止される。このような停止時を利用して摩耗量Ｗの検知を行なう。例えば、夜間の走行停止時に毎日、摩耗量Ｗを検知する。
【００２４】
コンベヤベルト９に摩耗量検知器２を設置する際、待機位置にある当接部材８を、予め設定されたベルト周方向位置で下カバーゴム９ｃに当接させて上下方向位置（ベルト厚さ方向位置）を不変にして設置する。そして、コンベヤベルト９を挟んで当接部材８に対向させて摩耗量検知器２を設置する。この時、回転ローラ６を上カバーゴム９ａに当接させ、かつ、上カバーゴム９ａが変形しない程度の強さにサスペンション６ａの付勢力を調整する。このようにして、回転ローラ６と当接部材８とでコンベヤベルト９を挟んだ状態にする。
【００２５】
次いで、上カバーゴム９ａの摩耗量Ｗの検知を開始する。制御部３の制御により、摩耗量検知器２はセンサ部２ａと上カバーゴム９ａの表面との距離Ｈ１を検知しながら、ガイド環７ｂとともに、ガイド棒７ａにガイドされてベルト幅方向全長に渡って移動する。この際、回転ローラ６は上カバーゴム９ａに当接しながら転動する。摩耗量検知器２がベルト幅全長に渡って移動すると、距離Ｈ１の検知は終了する。センサ部２ａによる検知データ（距離Ｈ１）は演算部４に入力される。
【００２６】
摩耗量検知器２をベルト幅方向に移動させる機構は特に限定されず、種々の機構を採用することができる。例えば、ガイド棒７ａとガイド環７ｂとを螺合させて、ガイド棒７ａをその軸芯を中心に回転させることにより、ガイド環７ｂをガイド棒７ａの長手方向（ベルト幅方向）に移動させることもできる。或いは、摩耗量検知器２に接続したワイヤ等を引っ張ることにより摩耗量検知器２をベルト幅方向に移動させることもできる。
【００２７】
次に、摩耗量Ｗの算出方法を図３に基づいて説明する。符号Ｓ１は今回検知対象となる上カバーゴム９ａの表面位置である。符号Ｓ２は前回検知対象とした上カバーゴム９ａの表面位置を示す仮想線である。センサ部２ａの上端の上下位置を基準線Ｃとすると、この基準線Ｃの上下位置は前回の検知時と同じであり常に不変である。当接部材８の上下位置も前回の検知時と同じであり常に不変である。
【００２８】
前回検知したセンサ部２ａと上カバーゴム９ａの表面との距離Ｈ２は演算部４に記憶されていて、今回検知した距離Ｈ１から距離Ｈ２を差し引くことにより、前回検知と今回検知の間における上カバーゴム９ａの摩耗量Ｗが算出できる。即ち、摩耗量Ｗ＝Ｈ１−Ｈ２となる。尚、図３では距離Ｈ１、Ｈ２、摩耗量Ｗを誇張して過大に記載している。以後、同様にセンサ部２ａと上カバーゴム９ａの表面との距離を検知すれば、同様の手順により所望の期間における摩耗量Ｗを算出することができる。
【００２９】
上述したように本発明によれば、コンベヤベルト９が走行を停止している状態の時に上カバーゴム９ａの摩耗量Ｗを検知するのでコンベヤベルト９の振動等に起因する摩耗量検知器２の検知誤差がなく、精度の高い検知データを得ることができる。ベルト幅方向での摩耗量Ｗが得られるので、摩耗量Ｗのベルト幅方向分布を把握することができる。
【００３０】
また、摩耗量検知器２は、コンベヤベルト９の走行振動を受けないので故障のリスクが大幅に低減する。これは、精密な摩耗量検知器２を使用する場合には大きな利点である。
【００３１】
摩耗量検知器２は、少なくともベルト幅方向全長に渡って往復移動させるとよい。同じ位置で摩耗量検知器２によって距離Ｈ１（Ｈ２）を複数回検知することで検知データの信頼度を高めることができる。複数回検知した場合は例えば、検知データの平均値を用いる。
【００３２】
回転ローラ６を省略することもできるが、この実施形態のように回転ローラ６を設けることで、コンベヤベルト９のたるみや変形が抑制されるので、安定した状態で検知作業を行なうことができる。これに伴い、精度の高い検知データを得るには有利になる。また、当接部材８を設けることによっても、コンベヤベルト９のたるみや変形を抑えることができるので、精度の高い検知データを得るには益々有利になる。
【００３３】
摩耗量検知器２の設置台数は１台でもよいが、この実施形態のように複数台の摩耗量検知器２を設置して摩耗量Ｗを検知することでコンベヤベルト９の極端なバラツキがない平均した摩耗状況を把握できる。摩耗量検知器２の設置台数は特に限定されないが、例えば２台〜４台程度にする。
【００３４】
搬送物による上カバーゴム９ａの摩擦状況はコンベヤベルト９の周方向のどの位置でもほぼ同じ条件であるため、コンベヤベルト９の周方向位置の違いによる摩耗状況の差はほとんどない。それ故、複数の摩耗量検知器２を設置した際に、その中で特異な数値を検知した摩耗量検知器２がある場合、その摩耗量検知器２は故障している可能性があると考えられる。したがって、複数の摩耗量検知器２を設置すると、摩耗量検知器２の故障を発見できる利点もある。３台以上の摩耗量検知器２を設置すると摩耗量検知器２の故障を発見し易くなる。
【００３５】
図４〜６に本発明のシステム１の別の実施形態を例示する。この実施形態では摩耗量検知器２および当接部材８が先の実施形態と異なっていてその他の構成は同じである。
【００３６】
この摩耗量検知器２は、センサ部２ａとセンサ用ローラ２ｂとを備えている。センサ用ローラ２ｂは、支軸２ｃによってセンサ部２ａに対して回転可能に支持されている。支軸２ｃはセンサ部２ａに内蔵されたサスペンション２ｄによってベルト厚さ方向に移動可能になっている。摩耗量検知器２の下端部には先の実施形態と同様にガイド棒７ａが挿通するガイド環７ｂが接続されている。摩耗量Ｗを検知する際には、ガイド棒７ａは予め設定された位置に上下方向位置を不変として設置される。センサ部２ａは例えば、支軸２ｃの中心とガイド棒７ａの中心との距離Ｈ３を検知する。
【００３７】
当接部材８は移動ローラ８ａを備えている。この移動ローラ８ａは、支持フレーム８ｂに回転可能に支持されている。支持フレーム８ｂおよび移動ローラ８ａは、ベルト幅方向に延在するガイド棒８ｃに沿って移動する。この当接部材８はコンベヤベルト９の走行に邪魔にならない位置に待機させておく。そして、上カバーゴム９ａの摩耗量を測定する際に、予め設定された位置に上下方向位置（ベルト厚さ方向位置）を不変として当接部材８が設置される。
【００３８】
次に、このシステム１を用いてコンベヤベルト９の上カバーゴム９ａの摩耗量を検知する方法を説明する。
【００３９】
走行停止状態のコンベヤベルト９に摩耗量検知器２を設置する際、待機位置にある当接部材８を移動させて、移動ローラ８ａを予め設定されたベルト周方向位置で下カバーゴム９ｃに当接させて上下方向位置（ベルト厚さ方向位置）を不変にして設置する。そして、コンベヤベルト９を挟んで当接部材８に対向させて摩耗量検知器２を設置する。この時、センサ用ローラ２ｂを上カバーゴム９ａに当接させ、かつ、上カバーゴム９ａが変形しない程度の強さにサスペンション２ｄの付勢力を調整する。このようにして、センサ用ローラ２ｂと移動ローラ８ａとでコンベヤベルト９を挟んだ状態にする。
【００４０】
次いで、上カバーゴム９ａの摩耗量Ｗの検知を開始する。制御部３の制御により、摩耗量検知器２はセンサ部２ａが支軸２ｃの中心とガイド棒７ａの中心との距離Ｈ３を検知しながら、ガイド環７ｂとともに、ガイド棒７ａにガイドされてベルト幅方向全長に渡って移動する。この際、センサ用ローラ２ｂは上カバーゴム９ａに当接して上カバーゴム９ａの表面形状に沿って上下移動しながら転動する。したがって、支軸２ｃも上カバーゴム９ａの表面形状に沿って上下移動することになる。移動ローラ８ａは、センサ用ローラ２ｂと対向する位置で下カバーゴム９ｃに当接して転動しながらベルト幅方向に移動する。
【００４１】
この摩耗量検知器２がベルト幅全長に渡って移動すると、距離Ｈ３の検知は終了する。センサ部２ａによる検知データ（距離Ｈ３）は演算部４に入力される。
【００４２】
摩耗量検知器２および移動ローラ８ａ（当接部材８）をベルト幅方向に移動させる機構は特に限定されず、先の実施形態に例示した機構など、種々の機構を採用することができる。
【００４３】
次に、摩耗量Ｗの算出方法を図６に基づいて説明する。符号Ｓ１は今回検知対象となる上カバーゴム９ａの表面位置である。符号Ｓ２は前回検知対象とした上カバーゴム９ａの表面位置を示す仮想線である。ガイド棒７ａの中心の上下位置を基準線Ｃとすると、この基準線Ｃの上下位置は前回の検知時と同じであり常に不変である。移動ローラ８ａ（当接部材８）の上下位置も前回の検知時と同じであり常に不変である。
【００４４】
センサ部２ａにより前回検知した支軸２ｃの中心と基準線Ｃとの距離Ｈ４は演算部４に記憶されていて、今回検知した距離Ｈ３から距離Ｈ４を差し引くことにより、前回検知と今回検知の間における上カバーゴム９ａの摩耗量Ｗが算出できる。即ち、摩耗量Ｗ＝Ｈ３−Ｈ４となる。尚、図６では距離Ｈ３、Ｈ４、摩耗量Ｗを誇張して過大に記載している。以後、同様に支軸２ｃの中心とガイド棒７ａの中心との距離を検知すれば、同様の手順により所望の期間における摩耗量Ｗを算出することができる。
【００４５】
この実施形態によっても先の実施形態と同様の効果を得ることができる。この実施形態では、センサ用ローラ２ｂと移動ローラ８ａとでコンベヤベルト９を挟むことでコンベヤベルト９のたるみや変形を抑えている。これにより、高い精度で上カバーゴム９ａの摩耗量Ｗを検知することが可能になっている。
【００４６】
この実施形態においても、先の実施形態で示した長尺体の当接部材８を用いることもできる。また、先の実施形態においても、この実施形態で例示した移動ローラ８ａを備えた当接部材８を用いることができる。
【００４７】
この実施形態ではセンサ用ローラ２ｂが上カバーゴム９ａと当接しているときに受ける反発力を測定できるセンサを設けることもできる。この構成にすることにより、測定した反発力に基づいて上カバーゴム９ａの劣化状況を把握することが可能になる。
【符号の説明】
【００４８】
１  摩耗モニタリングシステム
２  摩耗量検知器
２ａ  センサ部
２ｂ  センサ用ローラ
２ｃ  支軸
２ｄ  サスペンション
３  制御部
４  演算部
５  支軸
６  回転ローラ
６ａ  サスペンション
７  ガイド
７ａ  ガイド棒
７ｂ  ガイド環
８  当接部材
８ａ  移動ローラ
８ｂ  支持フレーム
８ｃ  ガイド棒
９  コンベヤベルト
９ａ  上カバーゴム
９ｂ  心体層
９ｃ  下カバーゴム
１０  プーリ
１０ａ  支持ローラ
Ｗ  摩耗量
【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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