(57)【要約】【課題】コンベアベルトの切断等の事故の予兆を捉えるため、事故に繋がる、ベルトの異常な伸びを検出・測定する方法およびそのための装置を提供する。【解決手段】走行中のコンベアベルトの伸びを測定するに際し、コンベアベルトに埋設された複数のゴム磁石からの磁界を、大地に対して固定された磁気センサで検出し、検出された磁界の時間変化からコンベアベルトの伸びを求める。【選択図】図１
2005106761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中のコンベアベルトの伸びを測定するに際し、
コンベアベルトに埋設された複数のゴム磁石からの磁界を、コンベアベルト長さ方向の変位を拘束されて設けられた磁気センサで検出し、検出された磁界の時間変化からコンベアベルトの伸びを求めるコンベアベルトの伸び測定方法。
【請求項２】
磁気センサで検出された磁界の時間変化において現れる二つのピークの時間間隔をｔａとし、別途の手段により測定されたコンベアベルトの表面速度をｖとし、コンベアベルトの伸びがゼロの状態において磁気センサをコンベアベルトの長さ方向に相対変位させて計測した前記二つのピークの離隔距離をｄとして、コンベアベルトの伸びεを式（１）により求める請求項１に記載のコンベアベルトの伸び測定方法。
ε＝（（ｖ・ｔａ−ｄ）／ｄ）ｘ１００（％）                （１）
【請求項３】
請求項１もしくは２に記載のコンベアベルトの伸び測定方法に用いられる伸び測定装置であって、
コンベアベルトの長さ方向に並んで埋設された複数のゴム磁石と、コンベアベルト長さ方向の変位を拘束されて設けられ、ゴム磁石からの磁界を検出する磁気センサと、コンベアベルトの表面速度を測定するベルト速度測定手段とを具え、
前記複数のゴム磁石を、磁極の向きがコンベアベルトの表面に直交するとともに隣接するゴム磁石同士では逆向きになるよう、配置してなるコンベアベルト伸び測定装置。
【請求項４】
磁気センサのコンベアベルト幅方向両側に、コンベアベルトの幅方向位置を規制する幅方向ガイドを設けてなる請求項３に記載のコンベアベルト伸び測定装置。
【請求項５】
前記複数のゴム磁石を、コンベアベルトを構成する補強材の、幅方向に延在する接合部の近傍に設けてなる請求項３もしくは４に記載のコンベアベルト伸び測定装置。
【請求項６】
前記ベルト速度測定手段を、コンベアベルトと掛合するプーリの回転速度を計測する手段で構成してなる請求項３〜５のいずれかに記載のコンベアベルト伸び測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中のコンベアベルトの伸びを測定する方法およびそのための測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型のコンベアベルトは、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、突然、コンベア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し、そのため、予防保全を行えるよう、前もって事故の予兆を検出する手段が強く望まれていたが、有効な手段がなく問題となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コンベアベルトの切断等の事故の予兆を捉えるため、事故に繋がる、ベルトの異常な伸びを検出・測定する方法およびそのための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】
【０００４】
＜１＞は、走行中のコンベアベルトの伸びを測定するに際し、
コンベアベルトに埋設された複数のゴム磁石からの磁界を、コンベアベルト長さ方向の変位を拘束されて設けられた磁気センサで検出し、検出された磁界の時間変化からコンベアベルトの伸びを求めるコンベアベルトの伸び測定方法である。
【０００５】
＜２＞は、＜１＞において、磁気センサで検出された磁界の時間変化において現れる二つのピークの時間間隔をｔａとし、別途の手段により測定されたコンベアベルトの表面速度をｖとし、コンベアベルトの伸びがゼロの状態において磁気センサをコンベアベルトの長さ方向に相対変位させて計測した前記二つのピークの離隔距離をｄとして、コンベアベルトの伸びεを式（１）により求める請求項１に記載のコンベアベルトの伸び測定方法である。
ε＝（（ｖ・ｔａ−ｄ）／ｄ）ｘ１００（％）                （１）
【０００６】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞のコンベアベルトの伸び測定方法に用いられる伸び測定装置であって、
コンベアベルトの長さ方向に並んで埋設された複数のゴム磁石と、コンベアベルト長さ方向の変位を拘束されて設けられ、ゴム磁石からの磁界を検出する磁気センサと、コンベアベルトの表面速度を測定するベルト速度測定手段とを具え、
前記複数のゴム磁石を、磁極の向きがコンベアベルトの表面に直交するとともに隣接するゴム磁石同士では逆向きになるよう、配置してなるコンベアベルト伸び測定装置である。
【０００７】
＜４＞は、＜３＞において、磁気センサのコンベアベルト幅方向両側に、コンベアベルトの幅方向位置を規制する幅方向ガイドを設けてなるコンベアベルト伸び測定装置である。
【０００８】
＜５＞は、＜３＞もしくは＜４＞において、前記複数のゴム磁石を、コンベアベルトを構成する補強材の、幅方向に延在する接合部の近傍に設けてなるコンベアベルト伸び測定装置である。
【０００９】
＜６＞は、＜３＞〜＜５＞のいずれかにおいて、  前記ベルト速度測定手段を、コンベアベルトと掛合するプーリの回転速度を計測する手段で構成してなる請求項３〜５のいずれかに記載のコンベアベルト伸び測定装置である。
【発明の効果】
【００１０】
＜１＞によれば、ゴム磁石からの磁界を磁気センサで検出しその変化からコンベアベルトの伸びを測定するので、電気的方法や光学的方法に比べて、天候や周囲の環境により影響されることが少なく、また、可撓性のあるゴム磁石を埋め込むので、コンベアベルトの変形、例えばプーリでの曲げ変形に追従して変形することができ、ゴム磁石を埋設したことによりコンベアベルトおよびゴム磁石の両方の寿命を縮めることはない。
【００１１】
＜２＞によれば、駆動されているコンベアベルトの長さ方向に並んだ磁石の相互の間隔を測定するので、これを外力のない状態下での間隔と比較することにより正確にベルトの伸びを測定することができる。
【００１２】
＜３＞によれば、複数のゴム磁石の磁極の向きを前述のように配置したので、ベルト長さ方向に正弦波状の、ピークが隣接し合う磁界を形成することができ、上述の測定方法を実現することができる。
【００１３】
＜４＞によれば、磁気センサの幅方向両側に、コンベアベルトの幅方向位置を規制する幅方向ガイドを設けたので、コンベアベルトの幅方向の蛇行や位置ずれによる計測誤差を排除することができ、測定をより高精度に行うことができる。
【００１４】
＜５＞によれば、ゴム磁石を、もっともベルト切断が発生しやすい、補強材の接合部の近傍に設けたので、高い確率でベルト切断を予兆することができる。
【００１５】
＜６＞によれば、ベルト速度測定手段を、コンベアベルトと掛合するプーリの回転速度を計測して行うので、簡易にしかも精度よくベルトの速度をリアルタイムに測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態について、図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本実施形態のコンベアベルト伸び測定装置を示す側面図、図２は、図１のＡ部を拡大して示す断面図、また、図３は、図１のＢ−Ｂ矢視に対応する部分断面図である。コンベアベルト伸び測定装置１は、コンベアベルト１１の長さ方向に並んで埋設された複数のゴム磁石２と、大地に対して固定され、ゴム磁石２からの磁界を検出する磁気センサ３と、コンベアベルト１１の表面速度を測定するベルト速度測定手段４とを具え、ゴム磁石２は、それらの磁極の向きがコンベアベルト１１の表面に直交するとともに隣接するゴム磁石２同士では逆向きになるよう配置される。
【００１７】
すなわち、ゴム磁石２は、コンベアベルト１１の長さ方向に延びる垂直面Ｌ上に、等しい間隔ｄで配置され、その結果、これらのゴム磁石は、図２にＭで示す磁力線をもつ磁界を形成する。そして、それぞれのゴム磁石２は、コンベアベルト１１の補強材となるスチールコード層１１ｂによって区切られる表裏いずれの側のゴム部分にも埋設してもよい。
【００１８】
磁気センサ３は、大地に固定された支柱１５の支持ブロック１５ａにバネ１６を介して弾性支持されたベースプレート１７に取付けられ、ベースプレート１７は、図示しない拘束手段によりコンベアベルト１１の長さ方向の変位は拘束されるが、幅方向および厚さ方向には、バネ１６の伸縮により変位可能に設けられる。そして、磁気センサ３は、高い検出感度を得るため、ゴム磁石２の通過位置にできるだけ近くになるようこれを設けるのが好ましく、コンベアベルト１１の、ゴム磁石２が埋設された側の表面に近接した垂直面Ｌ上に配置される。
【００１９】
また、ベルト速度測定手段４は、コンベアベルト１１に掛合するプーリ１２と同期して回転し表面を周方向に所定ピッチでマーキングされた回転板１３と、回転板１３のマークを読み取り、単位時間当たりのマークの数からプーリ１２の回転数を算出する回転数センサ１４とで構成される。
【００２０】
そして、磁気センサ３の、ベルト幅方向両側には、コンベアベルト１１の幅方向位置を規制して、コンベアベルト１１に埋設されたゴム磁石２の、磁気センサ３に対する幅方向位置を一定に保持する幅方向ガイド９が設けられ、幅方向ガイド９は、磁気センサ３を支持するベースプレート１７の、一方のサイドプレート２２に取付けられたガイドローラ１９ａ、支柱１５に取付けられたバネ２３、リニアガイド２７、リニアガイド２７に案内されベースプレート１７上を幅方向に変位可能に設けられたガイドローラ１９ｂ、および、他方のサイドプレート２４に支持されたバネ２６よりなり、ガイドローラ１９ａを、バネ２３の作用により、コンベアベルト１１の一方の幅方向端に押し当て磁気センサ３とコンベアベルト１１との相対位置を保持するとともに、ガイドローラ１９ｂを、バネ２６の作用により、コンベアベルト１１の他方の幅方向端に押し当て、コンベアベルト１１の、ガイドローラ１９ａからの離隔を防止するよう機能する。
【００２１】
さらに、厚さ方向ガイドローラ９ａがベースプレート１７に取付けられ、バネ１６の作用により、ガイドローラ９ａをコンベアベルト１１の厚さ方向内側面に押し当てることにより、この部分のコンベアベルト部分と磁気センサ３との離隔距離を一定に保つことが出きる。
【００２２】
コンベアベルトの、幅方向ならびに厚さ方向のいずれの方向に規制に際しても、平板ではなくガイドローラ１９ａ、１９ｂ、９ａを用いたが、これは、もし平板を用いた場合には、平板との摩擦により、コンベアベルト１１が摩耗し、磁気センサ３との相対位置が変化するのを防止するためである。
【００２３】
図４は、コンベアベルト伸び測定装置１の制御部分を示すブロック線図であり、コンベアベルト伸び測定装置１は、磁気センサ３およびベルト速度測定手段４からそれぞれの測定値を入力し、入力した値からベルトの伸びを演算して求め、演算結果を電波により送信する現場制御装置５と、現場制御装置５からの演算結果を受信して、演算結果を出力端末７に出力しあるいは伸びが所定の閾値を超えた場合に警報を出す中央制御装置６とを具える。
【００２４】
なお、上記の説明において、コンベアベルト１１の伸びを求める演算手段を現場制御装置５に配置したが、これを中央制御装置６に設けることもでき、その場合、現場制御装置５は、磁気センサ３およびベルト速度測定手段４からのデータを中央制御装置６に送信するだけのトランスミッタとして機能する。
【００２５】
以上のように構成されたコンベアベルト伸び測定装置１を用いて、コンベアベルトの伸びを求める方法について説明する。図５（ａ）は、磁気センサ３で検知された磁力の時間変化を表すグラフであり、長さ方向に正弦波状の磁界を放射するコンベアベルト１１が変位することにより、大地に対して固定された磁気センサ３には、プラス側のピークとマイナス側のピークとが交互に出現する磁力の時間変化を検出することができる。
【００２６】
ここで、コンベアベルト１１の伸びを求めるには、予めコンベアベルト１１の伸びがゼロ状態における磁界のピーク、例えば隣接し合うピーク間の距離を測定しておく必要がある。これは、すなわち、図２における、ゴム磁石２の配設ピッチｄであり、その測定は、コンベアベルト１１に対して磁気センサ３を移動させ、ピークからピークまでの移動距離を求めればよい。
【００２７】
コンベアベルト１１を走行させると、図５（ａ）で示すグラフを得ることができるが、このグラフから、二つのピーク、例えば隣接し合うピークＰ１、Ｐ２間の時間間隔をｔａを求め、一方、ベルト速度測定手段４により計測されされたデータから、ピークＰ１が現れる時刻におけるコンベアベルト１１の表面速度ｖを算出する。そして、これらの測定値ｔａ、ｖ、および、予め準備した値ｄから、前述の式（１）により伸びεを求めることができる。
【００２８】
コンベアベルト１１が劣化し伸びが大きくなると、コンベアベルト１１が同じ速度で走行していたとしても、ピークＰ１とＰ２との時間間隔は、図５（ａ）に対応して表されるグラフ図５（ｂ）に示すように、例えばｔａ１と大きくなる。この場合にも、式（１）において、ｔａをｔａ１で置き換えれば、劣化時におけるコンベアベルト１１の伸びを求めることができる。
【００２９】
ここで、ゴム磁石２は、複数個、例えば図示の場合には５個ずつまとめてならべたものを、例えば１００ｍ間隔で、ベルト長さ方向に配置することにより、ベルトの全長にわたって各位置におけるベルトの伸びを測定することができる。また、コンベアベルト１１の補強材となるスチールコード１１ｂの、幅方向に延在する接合部は、ゴムの接着だけで長さ方向の強力を支持する部分であり伸びが大きいので、この部分の近傍にもゴム磁石２を配置するのが好ましい。
【００３０】
また、ゴム磁石２は、好ましくは、ブチルゴム及びシリコンゴムよりなる群から選択された少なくとも一種のゴム成分からなるマトリックスと、このマトリックス中に分散された磁気異方性磁性体粉、例えば、希土類合金よりなる磁性体粉とからなる。
【００３１】
ゴム磁石２のマトリックスとして上記特定のゴム成分を用いることにより、断続的な曲げ応力や引張応力を受けても破断したり破壊されたりすることがなく、また、長期間に渡って磁力を安定させることができる。
【００３２】
ゴム磁石２のゴム成分としてブチルゴムを使用する場合、このブチルゴムは、不飽和度が０．３％以下で、ムーニー粘度ＭＬ1+4(１００℃)が６０以下であるのが好ましい。ブチルゴムの不飽和度が０．３％未満では、架橋点を充分に確保できない。また、ブチルゴムのムーニー粘度ＭＬ1+4(１００℃)が６０を超えると、柔軟性が低すぎ、磁性粉と混練する際の加工性が悪くなる。このブチルゴムはハロゲン化ブチルゴムを含んでもよく、ハロゲン化ブチルゴムとしては、臭素化ブチルゴム、塩素化ブチルゴムが挙げられる。
【００３３】
また、ゴム磁石２のゴム成分としてシリコンゴムを使用する場合、シリコンゴムは、常温あるいは加温状態での混練時に低粘度となり、硬化後は高強度となる熱加硫型シリコンゴム、常温硬化２液型ＲＴＶ等が好ましい。ここで常温硬化型ＲＴＶは、信越化学工業(株)から市販されているシリコンゴムである。
【００３４】
ゴム磁石２に用いる磁性粉は、従来の硬質複合シートに用いられる磁性粉と同じものを用いることができ、具体的には、希土類磁性体粉等の磁気異方性磁性体粉を用いるのがよい。ここで、希土類磁性体としては、ＮｄＦｅＢ、ＳｍＦｅＮ等が挙げられる。
である。
【００３５】
また、上記の例においては、ベルト速度測定手段４として、プーリ１２の回転速度を測定しこれをベルトの表面速度に換算する手段を用いたが、このほかに、ベルトの表面速度を直接測定する手段を用いることもでき、例えば、ベルトの表面に当接してベルトに駆動されて回転する所定径のローラの回転速度を測定することにより求めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る実施形態のコンベアベルト伸び測定装置を示す側面図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視に対応する部分断面図である。
【図４】コンベアベルト伸び測定装置の制御部分を示すブロック線図である。
【図５】磁気センサで検知された磁力の時間変化を表すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１    コンベアベルト伸び測定装置
２    ゴム磁石
３    磁気センサ
４    ベルト速度測定手段
５    現場制御装置
６    中央制御装置
７    出力端末
９    幅方向ガイド
９ａ    厚さ方向ガイド
１１    コンベアベルト
１１ｂ    スチールコード層
１２    プーリ
１３    回転板
１４    回転数センサ
１５    支柱
１５ａ    支持ブロック
１６    バネ
１７    ベースプレート
１９ａ、１９ｂ    ガイドローラ
２２    サイドプレート
２３    バネ
２４    サイドプレート
２６    バネ
２７    リニアガイド
【図１】
2005106761.tif 000003
【図２】
2005106761.tif 000004
【図３】
2005106761.tif 000005
【図４】
2005106761.tif 000006
【図５】
2005106761.tif 000007