(57)【要約】【課題】故障を未然に防止できるベルトコンベアの異常検出装置を提供する。【解決手段】距離センサ２１は、駆動側プーリ１２の表面までの距離を測定する。同様に、距離センサ２２は、従動側プーリ１１３の表面までの距離を測定する。コントローラ２３は、距離センサ２１，２２から入力された距離信号に基づいて、距離センサ２１，２２から各プーリ１２，１３の表面までの距離を演算する。各プーリ１２，１３に被搬送物が付着すると各プーリ１２，１３の見かけ上の直径が大きくなり、コントローラ２３で算出される距離が小さくなる。算出された各プーリ１２，１３の表面までの距離のうち、少なくともいずれか一方の距離が所定値を下回ると、コントローラ２３は、警報装置２４を作動させるように信号を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動側のプーリと、従動側のプーリと、前記駆動側および従動側のプーリに掛け回されて前記駆動側のプーリによって駆動されるベルトとを備えるベルトコンベアの異常検出装置において、
前記駆動側のプーリおよび前記従動側のプーリのうち少なくとも一方のプーリの見かけ上の径の変化を検出する径変化検出手段と、
前記径変化検出手段によって前記プーリの見かけ上の径の変化を検出したことを出力する出力手段とを備えることを特徴とするベルトコンベアの異常検出装置。
【請求項２】
駆動側のプーリと、従動側のプーリと、前記駆動側および従動側のプーリに掛け回されて前記駆動側のプーリによって駆動されるベルトとを備えるベルトコンベアの異常検出装置において、
前記ベルトコンベアによる被搬送物の付着物の表面までの距離を検出する距離変化検出手段と、
前記距離変化検出手段によって前記付着物の表面までの距離の変化を検出したことを出力する出力手段とを備えることを特徴とするベルトコンベアの異常検出装置。
【請求項３】
駆動側のプーリと、従動側のプーリと、前記駆動側および従動側のプーリに掛け回されて前記駆動側のプーリによって駆動されるベルトとを備えるベルトコンベアの異常検出装置において、
前記駆動側のプーリの回転速度に対する前記従動側のプーリの回転速度の変化を検出する回転速度変化検出手段と、
前記回転速度変化検出手段によって前記従動側のプーリの回転速度の変化を検出したことを出力する出力手段とを備えることを特徴とするベルトコンベアの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送物の付着によるベルトコンベアの異常を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンベアベルトの内側やベルトコンベアのプーリへ搬送物が付着すると、コンベアベルトの蛇行やベルトコンベアの破損といった不具合が生じてしまう。この不具合を防止するため、たとえばコンベアベルトの内側に付着物を掻き取るスクレーパを設けたベルトコンベアが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７０１４５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、従来のベルトコンベアでは、付着物の掻き取り機構を設けたとしても、コンベアベルトやプーリへの搬送物の付着を完全に防止できないため、搬送物の付着による故障などが生じる恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明によるベルトコンベアの異常検出装置は、駆動側のプーリと、従動側のプーリと、駆動側および従動側のプーリに掛け回されて駆動側のプーリによって駆動されるベルトとを備えるベルトコンベアの異常検出装置において、駆動側のプーリおよび従動側のプーリのうち少なくとも一方のプーリの見かけ上の径の変化を検出する径変化検出手段と、径変化検出手段によってプーリの見かけ上の径の変化を検出したことを出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
（２）  請求項２の発明によるベルトコンベアの異常検出装置は、駆動側のプーリと、従動側のプーリと、駆動側および従動側のプーリに掛け回されて駆動側のプーリによって駆動されるベルトとを備えるベルトコンベアの異常検出装置において、ベルトコンベアによる被搬送物の付着物の表面までの距離を検出する距離変化検出手段と、距離変化検出手段によって付着物の表面までの距離の変化を検出したことを出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
（３）  請求項３の発明によるベルトコンベアの異常検出装置は、駆動側のプーリと、従動側のプーリと、駆動側および従動側のプーリに掛け回されて駆動側のプーリによって駆動されるベルトとを備えるベルトコンベアの異常検出装置において、駆動側のプーリの回転速度に対する従動側のプーリの回転速度の変化を検出する回転速度変化検出手段と、回転速度変化検出手段によって従動側のプーリの回転速度の変化を検出したことを出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるベルトコンベアの異常検出装置では、プーリへの被搬送物の付着を検出して出力するように構成したので、ベルトコンベアの故障を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−−−第１の実施の形態−−−
図１，２を参照して、本発明によるベルトコンベアの異常検出装置の第１の実施の形態を説明する。図１（ａ）は、第１の実施の形態の異常検出装置を備えたベルトコンベアを上面から見た模式図であり、図１（ｂ）は、ベルトコンベアを側面から見た模式図である。ベルトコンベア１０は、駆動モータ１１と、駆動側プーリ１２と、従動側プーリ１３と、コンベアベルト１４とを備えている。すなわち、ベルトコンベア１０では、駆動モータ１１の駆動力で駆動側プーリ１２が回転駆動されることによって、駆動側プーリ１２と従動側プーリ１３との間に掛け回されたコンベアベルト１４が駆動される。これにより、コンベアベルト１４の上面に投入された土砂などの被搬送物を搬送できる。
【０００８】
また、ベルトコンベア１０には、ベルトコンベア１０の異常を検出するために、距離センサ２１，２２と、コントローラ２３と、警報装置２４とが設けられている。距離センサ２１，２２は、たとえば、超音波や光（電磁波）を用いて測距する非接触型の距離センサであり、対象物までの距離を表す信号を出力する。本実施の形態では、超音波式の距離センサを用いる。
【０００９】
距離センサ２１は、各プーリ１２，１３に掛け回されたコンベアベルト１４の内側に、駆動側プーリ１２の表面に向けて固定されて、駆動側プーリ１２の表面までの距離を測定する。同様に、距離センサ２２は、各プーリ１２，１３に掛け回されたコンベアベルト１４の内側に、従動側プーリ１３の表面に向けて固定されて、従動側プーリ１３の表面までの距離を測定する。各距離センサ２１，２２は、不図示の保護カバーとともに不図示のベルトコンベアフレームに固定されて、図１（ａ）において紙面上下方向に相当する各プーリ１２，１３の幅方向の略中央に配設されている。
【００１０】
コントローラ２３は、距離センサ２１，２２から入力された距離信号に基づいて、距離センサ２１，２２から各プーリ１２，１３の表面までの距離を演算するとともに、算出された距離に基づいて後述する警報装置２４を作動させる装置である。コントローラ２３には、警報装置２４を作動させる距離（設定距離）の設定を行う不図示の入力部が設けられている。コントローラ２３は、距離センサ２１，２２で測定された各プーリ１２，１３の表面までの距離のうち少なくとも一方の距離が、入力部から入力された設定距離を下回ると、警報装置２４を作動させるように警報装置２４へ信号を出力する。被搬送物の大きさや付着のしやすさなどの被搬送物の性状、各プーリ１２，１３の寸法精度や据え付け精度などの条件に応じて設定距離を適宜設定することにより、被搬送物の付着の早期検出が可能となる。
【００１１】
警報装置２４は、コントローラ２３からの信号によって警報音を発する装置である。なお、警報音の代わりにランプを発光もしくは点滅させてもよく、警報音とともにランプを発光もしくは点滅させてもよい。また、表示モニタに警報の内容を表示するように構成してもよい。警報装置２４はベルトコンベア１０の機側に設けられるが、警報が発せられたことをオペレータが速やかに認識できるように、オペレータの主たる作業場所の近傍に設けられることが望ましい。
【００１２】
ベルトコンベア１０で被搬送物を搬送する際、被搬送物がコンベアベルト１４からこぼれて、各プーリ１２，１３に掛け回されたコンベアベルト１４の内側に入り込むことがある。このように、コンベアベルト１４の内側に入り込んだ被搬送物は、各プーリ１２，１３に付着して、コンベアベルト１４の蛇行や荷こぼれ、コンベアベルト１４の異常摩耗などの不具合を引き起こすことがある。そこで、本実施の形態の異常検出装置では、以下に説明するように、各プーリ１２，１３への被搬送物の付着を距離センサ２１，２２で検出して、警報装置２４を動作させるように構成している。
【００１３】
図２は、被搬送物が付着した従動側プーリ１３の近傍を示す模式図である。図２に示すように、従動側プーリ１３の表面に被搬送物が付着すると、付着した被搬送物（以下、付着物と呼ぶ）３０によって従動側プーリ１３の見かけ上の直径が大きくなり、距離センサ２２との距離Ｌが小さくなる。コントローラ２３は、距離センサ２２で測定された距離Ｌ、すなわち付着物３０の表面と距離センサ２２との距離が、設定距離を下回ると、警報装置２４に信号を出力して警報装置２４を作動させる。
【００１４】
駆動側プーリ１２の表面に付着した付着物３０の検出についても同様であり、コントローラ２３は、距離センサ２１で測定された付着物３０の表面までの距離が、設定距離を下回ると、警報装置２４に信号を出力して警報装置２４を作動させる。すなわち、距離センサ２１，２２で測定された各プーリ１２，１３の表面までの距離のうち少なくとも一方の距離が、付着物３０によって設定距離を下回ると、コントローラ２３は、警報装置２４を作動させる。
【００１５】
上述した第１の実施の形態の異常検出装置では、次の作用効果を奏する。
（１）  付着物３０による各プーリ１２，１３の見かけ上の径の変化を検出して報知するように構成した。これにより、オペレータが各プーリ１２，１３へ被搬送物が付着したことを早期に認識できるので、コンベアベルト１４の蛇行や荷こぼれを最小限に抑え、コンベアベルト１４の異常摩耗などの不具合を引き起こす前に付着物３０を除去するなどの適切な対応が可能となり、ベルトコンベア１０の故障を防止できる。また、被搬送物の付着量が少ない段階での報知が可能なので、付着物３０の増加によるコンベアベルト１４の破断を防止できる。これにより、コンベアベルト１４の交換作業など、ベルトコンベア１０の長時間停止することを防止できるので、ベルトコンベア１０の稼働率を向上できる。
【００１６】
（２）  プーリ１２，１３への付着物３０の表面までの距離を距離センサ２１，２２で検出することによって、各プーリ１２，１３の見かけ上の径の変化を検出するように構成した。これにより、簡単な構成で各プーリ１２，１３の見かけ上の径の変化を容易に検出できるので、異常検出装置のコストを低減できる。
【００１７】
（３）  非接触式の距離センサ２１，２２を用いてプーリ１２，１３への付着物３０の表面までの距離を検出するように構成したので、接触式の距離センサに比べて故障が少なく、異常検出装置の信頼性を向上できる。
【００１８】
−−−第２の実施の形態−−−
図３，４を参照して、本発明によるベルトコンベアの異常検出装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。図３（ａ）は、第２の実施の形態の異常検出装置を備えたベルトコンベアを上面から見た模式図であり、図３（ｂ）は、ベルトコンベアを側面から見た模式図である。ベルトコンベア１０には、ベルトコンベア１０の異常を検出するために、近接センサ１２１と、コントローラ１２３と、警報装置２４と、検出片１２５とが設けられている。
【００１９】
近接センサ１２１は、金属などの対象物が接近したことを検出するセンサであり、不図示の保護カバーとともに不図示のベルトコンベアフレームに固定されている。本実施の形態では、従動側プーリ１３に設けられた金属製の検出片１２５が従動側プーリ１３の回転によって近接センサ１２１に接近すると、近接センサ１２１がコントローラ１２３に検出信号を出力するように構成されている。したがって、近接センサ１２１は、従動側プーリ１３が１回転する度に検出信号をコントローラ１２３に出力する。
【００２０】
コントローラ１２３は、近接センサ１２１から出力される検出信号の周期に基づいて従動側プーリ１３の回転速度を演算するとともに、演算された従動側プーリ１３の回転速度に基づいて警報装置２４を作動させる装置である。コントローラ１２３には、あらかじめ、被搬送物がいずれのプーリ１２，１３にも付着していない状態における従動側プーリ１３の回転速度（基準回転速度）が入力されている。コントローラ１２３は、演算された従動側プーリの回転速度と基準回転速度との差の絶対値が所定の値△Ｖｒ以上となると、警報装置２４を作動させるように警報装置２４へ信号を出力する。所定の値△Ｖｒは、不図示の入力部からオペレータが入力して設定できる。
【００２１】
このように構成される本実施の形態の異常検出装置では、以下に説明するように各プーリ１２，１３への被搬送物の付着を検出して、警報装置２４を動作させるように構成している。図４（ａ），（ｂ）は、各プーリ１２，１３に被搬送物が付着した状態を示す模式図である。図４（ａ）は、被搬送物の付着によって駆動側プーリ１２の見かけ上の直径が従動側プーリ１３の見かけ上の直径よりも大きくなった状態を示す図であり、図４（ｂ）は、被搬送物の付着によって従動側プーリ１３の見かけ上の直径が駆動側プーリ１２の見かけ上の直径よりも大きくなった状態を示す図である。なお、３１は駆動側プーリ１２への付着物を示し、３２は従動側プーリ１３への付着物を示す。
【００２２】
駆動モータ１１の回転速度が不変の場合、図４（ａ）に示すように、駆動側プーリ１２の見かけ上の直径が従動側プーリ１３の見かけ上の直径よりも大きくなると、従動側プーリ１３の回転速度は増加する。これとは逆に、図４（ｂ）に示すように、従動側プーリ１３の見かけ上の直径が駆動側プーリ１２の見かけ上の直径よりも大きくなると、従動側プーリ１３の回転速度は低下する。すなわち、付着物３１，３２によって駆動側プーリ１２と従動側プーリ１３との見かけ上の直径に差が生じると、駆動モータ１１の回転速度が不変であっても従動側プーリ１３の回転速度が変化する。
【００２３】
この受動側プーリ１３の回転速度の変化によって、コントローラ１２３で演算された従動側プーリ１３の回転速度と基準回転速度との差の絶対値が所定の値△Ｖｒ以上となると、コントローラ１２３は警報装置２４を作動させるように警報装置２４へ信号を出力する。一般的に、付着物３１，３２の付着量は、駆動側プーリ１２と従動側プーリ１３とでは異なることが多い。そのため、上述のように従動側プーリ１３の回転速度の変化のみを検出することで、各プーリ１２，１３へ付着物３１，３２が付着したことを検出できる。また、仮にコンベアベルト１４が破断した場合には、従動側プーリ１３の回転速度はゼロになるので、警報装置２４が作動することとなり、ベルトコンベア１０の故障をいち早く報知できる。
【００２４】
なお、コントローラ１２３で演算された従動側プーリ１３の回転速度が基準回転速度を所定の値△Ｖｒ以上上回った場合と、従動側プーリ１３の回転速度が基準回転速度を所定の値△Ｖｒ以上下回った場合とで警報の出力内容を変更することもできる。これにより、いずれのプーリ１２，１３の付着物３１，３２が多いかをオペレータに報知することができるので、オペレータは効率よく付着物除去作業を行うことができる。
【００２５】
上述した第２の実施の形態の異常検出装置では、第１の実施の形態の作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。
（１）  従動側プーリ１３の回転速度の変化を検出し、従動側プーリ１３の回転速度の変化があったことを報知するように構成した。すなわち、従動側プーリ１３の回転速度の変化のみを検出することで、各プーリ１２，１３へ付着物３１，３２が付着したことを検出し、警報装置２４を作動させるように構成した。これにより、異常検出装置の構成を簡素化してコストを低減できる。
【００２６】
−−−変形例−−−
（１）  上述した第２の実施の形態の異常検出装置では、近接センサ１２１と検出片１２５とによって従動側プーリ１３の回転数を検出しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図５に示すように、従動側プーリ１３の回転数を直接検出する回転速度センサ２２１を用いることで、従動プーリ１３の回転速度を示す信号をコントローラ２２３へ出力するように構成してもよい。この場合、コントローラ２２３は、回転速度センサ２２１で検出された従動側プーリ１３の回転速度と上述した基準回転速度との差の絶対値が所定の値△Ｖｒ以上となると、警報装置２４を作動させるように警報装置２４へ信号を出力する。これにより、上述した第２の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００２７】
（２）  上述の説明では、各プーリ１２，１３への付着物と接触することなく各プーリ１２，１３への付着物を検出するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図６（ａ），（ｂ）に示すように、各プーリ１２，１３に掛け回されたコンベアベルト１４の内側であって、各プーリ１２，１３の近傍にローラ３２１，３２２を配設する。ローラ３２１，３２２は、不図示のベルトコンベアフレームに取り付けられて、その回転軸を中心として自由に回動可能である。また、各ローラ３２１，３２２には、各ローラ３２１，３２２が回転したことを検出する回転検出センサ３２３，３２４が設けられている。
【００２８】
図６（ｂ）に示すように、従動側プーリ１３の付着物３０により従動側プーリ１３の見かけ上の直径が大きくなって、付着物３０の表面がローラ３２２に接触するようになると、従動側プーリ１３の回転によってローラ３２２が回転駆動される。このように、付着物３０が成長してローラ３２１，３２２が回転駆動されたことを回転検出センサ３２３，３２４が検出すると、回転検出センサ３２３，３２４からの信号入力によりコントローラ３２３が警報装置２４を作動させるように警報装置２４へ信号を出力する。これにより、上述の場合と同様の作用効果を奏する。
【００２９】
また、ローラ３２１，３２２および回転検出センサ３２３，３２４の代わりにリミットスイッチを設け、成長した付着物３０によってリミットスイッチの腕が駆動されてオンされるように構成してもよい。なお、リミットスイッチの腕が付着物３０と接触する部分に、各プーリ１２，１３とともに回転する付着物３０によって回転駆動されるローラを設けることで、リミットスイッチの腕が付着物３０と接触して破損することがないように構成してもよい。
【００３０】
（３）  上述の説明では、各プーリ１２，１３への被搬送物の付着を検出すると、コントローラ２３，１２３，２２３，３２３が警報装置２４を作動させるように警報装置２４へ信号を出力するように構成されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、各プーリ１２，１３への被搬送物の付着を検出すると、コントローラ２３，１２３，２２３，３２３が駆動モータ１１を停止させるように構成してもよい。すなわち、各センサ２１，２２，１２１，３２３，３２４が被搬送物の付着を検出すると、ベルトコンベア１０の運転を自動的に停止するように、コントローラ２３，１２３，２２３，３２３が駆動モータ１１へ停止信号を出力するように構成してもよい。これにより、ベルトコンベア１０の故障を未然に防ぐことができる。なお、ベルトコンベア１０の運転を自動的に停止する場合であっても、警報装置２４が作動するように構成されていることが望ましい。
【００３１】
（４）  上述した第１の実施の形態の異常検出装置では、各距離センサ２１，２２は、図１（ａ）において紙面上下方向に相当する各プーリ１２，１３の幅方向の略中央に配設されているが、付着物３０の付着しやすい位置に合わせて、略中央以外の位置に配設してもよい。また、各プーリ１２，１３の幅方向に複数の距離センサを設けてもよい。
【００３２】
（５）  上述した第１の実施の形態の異常検出装置では、各距離センサ２１，２２によって駆動側および従動側の各プーリ１２，１３への付着物３０を検出するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。被搬送物の付着が各プーリ１２，１３のうちいずれか一方のプーリに限られている場合には、距離センサ２１，２２のうち、被搬送物が付着しない他方のプーリの近傍の距離センサを設けなくてもよい。
【００３３】
（６）  上述した第２の実施の形態の異常検出装置では、金属などの対象物が接近したことを検出する近接センサ１２１と検出片１２５とを用いることで、従動側プーリ１３の回転を検出しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、金属以外の物体の検出が可能な静電容量型の近接センサを用いて、従動側プーリ１３の表面から突出するように設けられた検出片の接近を検出することで、従動側プーリ１３の回転を検出するようにしてもよい。この場合、検出片は金属以外の材質であってもよい。また、近接センサ１２１の代わりにマグネットスイッチを用い、検出片に磁石を用いることでも、上述の説明と同様の作用効果を奏する。
【００３４】
（７）  上述の説明では、警報装置２４はベルトコンベア１０の機側や、オペレータの主たる作業場所の近傍に設けるように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ベルトコンベア１０がプラントの中に設けられているような場合には、プラントの運転管理を行う監視・操作室に設けられたプラント操作用の端末に、各プーリ１２，１３へ被搬送物が付着したことを表す警報を表示するように構成してもよい。
【００３５】
（８）  上述の説明では、警報装置２４を作動させる条件としての設定距離や所定の値△Ｖｒをコントローラ２３，１２３の入力部からオペレータが入力可能に構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、設定距離や所定の値△Ｖｒはあらかじめ工場出荷時に設定されていて、オペレータによる変更ができないように構成してもよい。
（９）  上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００３６】
以上の実施の形態およびその変形例において、たとえば、出力手段はコントローラ２３，１２３，２２３，３２３に対応する。径変化検出手段は、距離センサ２１，２２とコントローラ２３とによって、回転検出センサ３２３，３２４とコントローラ３２３とによって、近接センサ１２１とコントローラ１２３とによって、または、回転速度センサ２２１とコントローラ２２３とによって実現される。距離変化検出手段は、距離センサ２１，２２とコントローラ２３とによって、または、回転検出センサ３２３，３２４とコントローラ３２３とによって実現される。回転速度変化検出手段は、近接センサ１２１とコントローラ１２３とによって、または、回転速度センサ２２１とコントローラ２２３とによって実現される。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施の形態の異常検出装置を備えたベルトコンベアを模式的に示した図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】被搬送物が付着した従動側プーリ１３の近傍を示す模式図である。
【図３】第２の実施の形態の異常検出装置を備えたベルトコンベアを模式的に示した図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図４】各プーリ１２，１３に被搬送物が付着した状態を示す模式図であり、（ａ）は、駆動側プーリ１２の見かけ上の直径が従動側プーリ１３の見かけ上の直径よりも大きくなった状態を示す図であり、（ｂ）は、従動側プーリ１３の見かけ上の直径が駆動側プーリ１２の見かけ上の直径よりも大きくなった状態を示す図である。
【図５】変形例を模式的に示した平面図である。
【図６】変形例を模式的に示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は、被搬送物が付着した従動側プーリ１３の近傍を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ベルトコンベア                              １１  駆動モータ
１２  駆動側プーリ                                １３  従動側プーリ
１４  コンベアベルト                              ２１、２２  距離センサ
２３，１２３，２２３，３２３  コントローラ        ２４  警報装置
３０、３１，３２  付着物                          １２１  近接センサ
１２５  検出片                                    ２２１  回転速度センサ
３２３，３２４  回転検出センサ
【図１】
2007186312.tif 000003
【図２】
2007186312.tif 000004
【図３】
2007186312.tif 000005
【図４】
2007186312.tif 000006
【図５】
2007186312.tif 000007
【図６】
2007186312.tif 000008