(57)【要約】【課題】コンベアベルトのコストを低く抑えつつ、縦裂きを精度良く検出でき、縦裂きの成長が進まないうちに縦裂きを発見できるコンベアベルトを提供する。【解決手段】無端環状のコンベアベルト２２には、高周波を受信することにより誘導電流が流れるループコイル２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ・・・）が埋設されている。ループコイル２６（２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ・・・）は、コンベアベルト幅方向中央部から外側に延びて配置され、外側部が交互するように走行方向に千鳥状にして所定間隔で埋設されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波を受信することにより誘導電流が流れるループコイルが埋設された無端環状のコンベアベルトであって、
前記ループコイルは、コンベアベルト幅方向中央部から外側に延びて配置され、外側部が交互するように走行方向に千鳥状にして所定間隔で複数埋設されていることを特徴とするコンベアベルト。
【請求項２】
請求項１に記載のコンベアベルトを搭載したコンベア装置であって、
前記コンベアベルトの近傍にて、コンベアベルト幅方向中央部に配置され、通過する前記ループコイルに高周波を供給する発信器と、
前記発信器の両側にて、コンベアベルト幅方向に配置され、前記ループコイルから前記高周波による誘導電流を交互に検知する第１および第２の受信器と、
前記ループコイルが前記第１および第２の受信器を通過する時に、前記第１および第２の受信器からの信号に基づいて前記ループコイルの断線状態を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするコンベア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベアベルトおよびコンベア装置に関し、特に、被搬送物の搬送時に発生する縦裂きを検出できるコンベアベルトおよびコンベア装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンベアベルトへの搬送物を積載する部分において、ベルトとホッパの間に大塊の搬送物が詰まる、もしくは鋭利な搬送物が刺さるなどの現象が起こった場合、搬送物によってベルト表面が強く擦られ続け、ついにはコンベアベルトが縦裂きするという故障に至ることがある。これが発生した場合、コンベアベルト全周が裂けて搬送不能状態に陥るほか、搬送物が周辺に拡散し、甚大な被害をもたらすことがある。また、天然資源の採掘現場などでは、そのような故障が発見しづらい場合や、保守、修理に時間がかかる場合があることから、故障を自動検出する方法が求められていた。
【０００３】
そのため、前もって全周縦裂きの予兆（縦裂きする距離を最小限にする）を自動検出する方法として、図１（ａ）に示すように、コンベアベルト２の内部にループコイル６を、その長手方向に所定間隔で挿入し、図１（ｂ）の断面図に示すように、コンベアベルト２の近傍下方に１組の高周波発信器８Ａと受信器８Ｂを配置して、電磁誘導の原理を用いて非接触でループコイル６の断線／非断線を感知し、断線していればシステムに停止信号を送る方法が提案されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５１−０５５５７５号公報
【特許文献２】特開２００５−１６２４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した縦裂きの検出方法においては、縦裂きの検出精度を上げ、かつ、縦裂きの成長が進まないうちに早く縦裂きを発見できるようにしようとすると、図２に示すようにループコイル６の挿入間隔を短くしなければならない。コイルの間隔を短くすると、挿入するコイルの総量が多くなるため、コンベアベルトが高額になるという問題がある。
【０００６】
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、本発明の目的は、コイルの総量を減らしてコンベアベルトのコストを低く抑えることができると共に、縦裂きを精度良く検出でき、縦裂きの成長が進まないうちに縦裂きを発見できるコンベアベルトおよびコンベア置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、第１の発明は、高周波を受信することにより誘導電流が流れるループコイルが埋設された無端環状のコンベアベルトであって、前記ループコイルは、コンベアベルト幅方向中央部から外側に延びて配置され、外側部が交互するように走行方向に千鳥状にして所定間隔で複数埋設されていることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明のコンベアベルトを搭載したコンベア装置であって、前記コンベアベルトの近傍にて、コンベアベルト幅方向中央部に配置され、通過する前記ループコイルに高周波を供給する発信器と、前記発信器の両側にて、コンベアベルト幅方向に配置され、前記ループコイルから前記高周波による誘導電流を交互に検知する第１および第２の受信器と、前記ループコイルが前記第１および第２の受信器を通過する時に、前記第１および第２の受信器からの信号に基づいて前記ループコイルの断線状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、コンベアベルトのコストに関わるコイルの総量を減らしつつ、縦裂きが発生しやすいベルトの幅方向中央部においては、コイルの密度を大きくしたので、コストを低減できるとともに、縦裂きを精度良く検出でき、かつ、縦裂きの成長が進まないうちに縦裂きを早く発見できる。
【００１０】
第２の発明によれば、コンベアベルト幅方向中央部にループコイルに高周波を供給する発信器が配置され、前記発信器の両側に、ループコイルの誘導電流を交互に検知する第１および第２の受信器が配置されているので、ループコイルが第１および第２の受信器を通過する時に、ループコイルの断線状態を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】縦裂き検出用のループコイルが埋設されたコンベアベルト示す図である。
【図２】縦裂きを精度良く検出するためにループコイルが間隔を短くして埋設されたコンベアベルト示す図である。
【図３】本発明のコンベアベルトおよびコンベアベルトを搭載したコンベア装置の構成の一例を示す図である。
【図４】駆動プーリおよび近接センサを示す斜視図である。
【図５】ループコイルおよび縦裂き検出センサについて説明する図である。
【図６】コンベア装置の断面図である。
【図７】運転時における各種信号のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図３は、本発明のコンベアベルトおよびコンベアベルトを搭載したコンベア装置の構成の一例を示す図である。図３に示すように、コンベア装置１０には、動力回転体としての駆動プーリ１２が配置され、この駆動プーリ１２と対となる従動プーリ１４が設けられ、駆動プーリ１２および従動プーリ１４には、無端環状のゴム製のコンベアベルト２２が巻き掛けられている。また、コンベアベルト２２の上方には、ホッパ２４が配設されており、このホッパ２４からコンベアベルト２２上に被搬送物が供給されることになる。なお、駆動プーリ１２には、図示しないモータがギヤを介して連結されて回転されるようになっている。図３において、Ｃはコンベアベルトの進行方向を表す。
【００１３】
コンベア装置１０は、コンベアベルト２２を駆動する駆動プーリ１２もしくはコンベアベルト２２に従動する従動プーリ１４が回転する際、その所定回転角度ごとに信号を出力するプーリ回転センサを備えており、このプーリ回転センサの構成するものの例として、第１近接センサ２０Ａおよび第２近接センサ２０Ｂを次に説明する。
【００１４】
図４は、駆動プーリおよび近接センサを示す斜視図である。駆動プーリ１２の側面１２Ａには、１枚以上（図示の場合は２枚）の検出用金属である鉄片１６が取り付けられている。駆動プーリ１２の側面１２Ａの近傍には、回転センササポートフレーム１８が配置され、この回転センササポートフレーム１８には、２個の近接センサ（第１近接センサ２０Ａ、第２近接センサ２０Ｂ）が駆動プーリ１２の軸心を中心とした同一円弧上に若干の間隔を持って固定されている。第１近接センサ２０Ａおよび第２近接センサ２０Ｂには、図示しない増幅部を介してＣＰＵ３５が接続されており、第１近接センサ２０Ａおよび第２近接センサ２０Ｂは、駆動プーリ１２の回転によって鉄片１６が第１近接センサ２０Ａおよび第２近接センサ２０Ｂを通過する毎に、ＣＰＵ３５にパルス信号を出力するようになっている。なお、第１近接センサ２０Ａおよび第２近接センサ２０Ｂは、同一円弧上にずらして配置され、駆動プーリ１２の回転方向を判断可能とされている。
【００１５】
ここで、駆動プーリ１２の回転量とコンベアベルト２２の走行距離とは、駆動プーリ１２とコンベアベルト２２とのずれを除いてほぼ対応するので、第１、第２近接センサ２０Ａ、２０ＢからＣＰＵ３５に出力されるパルス信号の数もコンベアベルト２２の走行距離にほぼ対応することになる。
【００１６】
さらに、コンベア装置１０には、コンベアベルト２２の走行方向（長さ方向）に間隔をおいて配置され、そこでの縦裂きの有無の情報を保持する複数のループコイル２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ・・・）と、コンベアベルト２２の近くに固定配置され、コンベアベルト２２の転動に伴って検出エリア内を通過するループコイル２６から情報を取り出してその情報をリアルタイムに出力する縦裂き検出センサ２８が設けられる。次に、ループコイル２６および縦裂き検出センサ２８について説明する。
【００１７】
図５は、ループコイルおよび縦裂き検出センサについて説明する図である。コンベアベルト２２の内部（下面に近いゴム内）には、細い撚り亜鉛めっき鋼線のループコイル２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ・・・）が、コンベアベルト幅方向中央部から外側に延びて配置され、外側部が交互するように走行方向に千鳥状にして所定間隔で埋設されている。コンベアベルトの縦裂きは被搬送物を搬送するベルト中央部で起こりやすいため、この配置により中央部のループコイルの間隔は短く、比較的縦裂きの起こりにくい端部はループコイルの間隔を長くして、縦裂きの起こる可能性のある部分で集中的に縦裂きの有無を検出できるようにしている。ループコイル２６は、同心状に配置された２本のスチールケーブルからなり、長辺がコンベアベルト２２のほぼ全幅の２／３にわたる略矩形状の閉ループを導線で形成している。これらのループコイル２６には、コンベアベルト２２の縦裂き時に必ず断線する低い強度の導線が用いられる。
【００１８】
近接して（本実施例では間隔が５ｍで）埋設された２本のループコイル２６Ａ、２６Ｂは、スタートループコイルとされてベルト走行距離を計算するための基準とされる。スタートループコイル２６Ｂに続く各ループコイル２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ・・・は、本実施例では、間隔が２５〜５０ｍとなるように配置されてスタートループコイル２６Ａからの移動距離が検出できるようになっている。なお、ループコイル２６の数や間隔は、種々の設定が可能である。
【００１９】
図３および図５に示すように、コンベアベルト２２の近傍下方には、縦裂き検出センサ２８が固定配置されている。縦裂き検出センサ２８は、コンベアベルト２２の縦裂きが発生しやすい位置に対応して配置するのが好ましく、本実施例では、図３に示すように、ホッパ２４の配設位置からコンベアベルト２２の走行方向（矢印Ｃ方向）にややずれた位置に対応して配置している。
【００２０】
図６は、縦裂き検出センサが配置されている位置でのコンベア装置の断面図である。縦裂き検出センサ２８は、発信器２８Ａと第１受信器２８Ｂと第２受信器２８Ｃとを備え、コンベアベルト２２の下方にて幅方向に、発信器２８Ａを中央部に配置し、発信器２８Ａの両側に第１受信器２８Ｂと第２受信器２８Ｃを配置している。発信器２８Ａは、高周波（例えば、１１ｋＨｚ程度）を発し、ループコイル２６が通過するときに、ループコイル２６に高周波を供給するようになっている。ここで、通過するループコイル２６が断線していなければ、発信器２８Ａからの高周波により電磁誘導が生じてループコイル２６に誘導電流が流れ、第１受信器２８Ｂおよび第２受信器２８Ｃは、交互にこの誘導電流を各々検知することができる。縦裂き検出センサ２８には、図示しない増幅部を介してＣＰＵ３５（判定手段）が接続され出力されるようになっている。
【００２１】
コンベア装置１０には、さらに、ＣＰＵ３５（判定手段）およびメモリ３８が設けられる。ＣＰＵ３５は、メモリ３８に記憶されたプログラムに基づき、第１近接センサ２０Ａおよび第２近接センサ２０Ｂからのパルス数等を記憶し、第１、第２近接センサ２０Ａ、２０Ｂからのパルス信号と縦裂き検出センサ２８からの信号とによりコンベアベルト２２の縦裂きの有無およびその位置を判定する。ＣＰＵ３５には、駆動制御部４０が接続されており、コンベアベルト２２の縦裂きが有ると判定された場合にＣＰＵ３５から駆動制御部４０に信号が出力され、これにより、駆動プーリ１２を駆動するモータ（図示省略）が縦裂き部を所定位置に停止させるようになっている。
【００２２】
次に、コンベア装置１０における、コンベアベルト２２の縦裂き検出について、図３、図５および図７を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、図３に示されるループコイル２６Ａ〜２６Ｐの各間隔を記憶するために、コンベア装置１０を運転する。図７には、運転時における各種信号のタイミングチャートが示されている。ここで、回転センサ信号Ｖ１は、第１近接センサ２０Ａから入力されるパルス信号であり、回転センサ信号Ｖ２は、回転センサ信号Ｖ１よりも所定時間遅延して第２近接センサ２０Ｂから入力されるパルス信号である。また、ループコイル信号Ｖ３は、第１受信器２８Ｂからの信号が図示しない増幅部で増幅されてＣＰＵ３５に入力されたものであり、ループコイル信号Ｖ４は、第２受信器２８Ｃからの信号が図示しない増幅部で増幅されてＣＰＵ３５に入力されたものである。
【００２４】
図７のループコイル信号Ｖ３において、ほぼ連続して発生するパルス信号３２６Ａ、３２６Ｂは、図５に示される第１受信器２８Ｂがほぼ連続して２つのループコイル２６Ａ、２６Ｂを検知したことを示し、２つのループコイル２６Ａ、２６Ｂは、スタートループコイルとして認識される。スタートループコイル２６Ａ、２６Ｂの検知以後、ＣＰＵ３５は、ループコイル信号Ｖ３にコイル検知の信号であるパルス信号（３２６Ｃ、３２６Ｅ、３２６Ｃ、３２６Ｇ、・・・）が発生する毎に、回転センサ信号Ｖ１および回転センサ信号Ｖ２で入力されたパルス数を各ループコイル（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｅ・・・）間の間隔として記憶する。第１受信器２８Ｂが、再びほぼ連続して２つのループコイル（スタートループコイル）２６Ａ、２６Ｂを検出し、図７に示されるループコイル信号Ｖ３において、再びパルス信号３２６Ａ、３２６Ｂが連続して発生した段階で、ＣＰＵ３５は、コンベアベルト２２が一周したものと判断して各ループコイル（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｅ・・・）間の間隔の記憶を終了する。
【００２５】
また、ＣＰＵ３５は、第１受信器２８Ｂからのパルス信号（３２６Ａ、３２６Ｂ、３２６Ｃ、３２６Ｅ、３２６Ｇ、・・・）に基づく各ループコイル（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｅ・・・）間の間隔の記憶と並行して、同様に、第２受信器２８Ｃからのパルス信号（４２６Ａ、４２６Ｂ、４２６Ｄ、４２６Ｆ、４２６Ｈ・・・）に基づく各ループコイル（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｄ、２６Ｆ・・・）間の間隔の記憶を行う。
【００２６】
次に、コンベアベルト２２の縦裂き検出を開始する。縦裂き検出は、第１受信器２８Ｂおよび第２受信器２８Ｃに基づいて行う。図５に示されるループコイル２６Ｃは、第１受信器２８Ｂを通過する。
【００２７】
第１受信器２８Ｂに基づくループコイル２６Ｃの縦裂き検出では、まず、ＣＰＵ３５が、図７に示されるスタートループコイルのパルス信号３２６Ａ、３２６Ｂの入力後における、回転センサ信号Ｖ１および回転センサ信号Ｖ２で発生したパルス数をカウントする。カウントされたパルス数と、ループコイル２６Ｃの埋設箇所までのパルス数として記憶された数と、を比較対応させ、これらが等しい場合に、ループコイル２６Ｃの図７に示されるパルス信号（コイル検知の信号）３２６Ｃの有無を判定する。ここで、パルス信号（コイル検知の信号）３２６Ｃがあれば、図５に示されるループコイル２６Ｃの埋設箇所で縦裂きは発生していないと判定する。一方、パルス信号（コイル検知の信号）３２６Ｃがなければ、ループコイル２６Ｃの埋設箇所での縦裂きによりループコイル２６Ｃが破断している（断線状態にある）と判定して駆動制御部４０に信号を出力し、駆動プーリ１２の駆動を停止する。
【００２８】
第２受信器２８Ｃに基づくループコイル２６Ｄの縦裂き検出では、まず、ＣＰＵ３５が、図７に示されるスタートループコイルのパルス信号４２６Ａ、４２６Ｂの入力後における、回転センサ信号Ｖ１および回転センサ信号Ｖ２で発生したパルス数をカウントする。カウントされたパルス数と、ループコイル２６Ｄの埋設箇所までのパルス数として記憶された数と、を比較対応させ、これらが等しい場合に、ループコイル２６Ｄの図７に示されるパルス信号（コイル検知の信号）４２６Ｄの有無を判定する。ここで、パルス信号（コイル検知の信号）４２６Ｄがあれば、図５に示されるループコイル２６Ｄの埋設箇所で縦裂きは発生していないと判定する。一方、パルス信号（コイル検知の信号）４２６Ｄがなければ、ループコイル２６Ｄの埋設箇所での縦裂きによりループコイル２６Ｄが破断している（断線状態にある）と判定して駆動制御部４０に信号を出力し、駆動プーリ１２の駆動を停止する。
【００２９】
以下、同様に第１受信器２８Ｂは、ループコイル（２６Ｅ、２６Ｇ・・・）のコイル位置におけるパルス信号の検出有無により埋設箇所での縦裂き発生の有無を検知し、第２受信器２８Ｃは、ループコイル（２６Ｆ、２６Ｈ・・・）のコイル位置におけるパルス信号の検出有無により埋設箇所での縦裂き発生の有無を検知する。
【００３０】
なお、上記の実施の形態では、第１、第２近接センサ２０Ａ、２０Ｂによりコンベアベルト２２の走行距離を推定しているが、タイマにてコンベアベルト２２の走行距離を推定してもよい。また、鉄片１６を駆動プーリ側面１２Ａでなく、従動プーリ１４の側面に取り付けると共に、第１、第２の近接センサ２０Ａ、２０Ｂを駆動プーリ側面１２Ａの近傍でなく、従動プーリ１４の側面の近傍に設けてもよい。
【００３１】
また、第１受信器２８Ｂと第２受信器２８Ｃとの両方がループコイル２６を検知した場合に別途第３のパルス信号を発生させ、この発生させたパルス信号と第１、第２近接センサ２０Ａ、２０Ｂのパルス信号とを対比させて判定してもよい。
【００３２】
さらに、第１、第２受信器２８Ｂ、２８Ｃに基づくループコイル信号Ｖ３、Ｖ４同士を比較演算処理して別途第３のパルス信号を発生させ、この発生させたパルス信号と第１、第２近接センサ２０Ａ、２０Ｂのパルス信号とを対比させて判定してもよい。
【００３３】
上述のように、本発明は、ループコイルを、ループコイルの外側部が交互するように走行方向に千鳥状にしてコンベアベルトに埋設するので、コイルの総量を減らすことができ、したがって、コンベアベルトのコストを低く抑えることができる。また、本発明は、縦裂きが発生しやすいベルトの幅方向中央部においては、コイルの密度を大きくしたので、縦裂きを精度良く検出でき、かつ、縦裂きの成長が進まないうちに縦裂きを早く発見できる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  コンベア装置
１２  駆動プーリ
１２Ａ  駆動プーリ側面
１４  従動プーリ
１６  鉄片
１８  回転センササポートフレーム
２０Ａ  第１近接センサ
２０Ｂ  第２近接センサ
２２  コンベアベルト
２４  ホッパ
２６、２６Ａ〜２６Ｐ  ループコイル
２８  縦裂き検出センサ
２８Ａ  発信器
２８Ｂ  第１受信器
２８Ｃ  第２受信器
３５  ＣＰＵ
３８  メモリ
４０  駆動制御部
【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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【図７】
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