(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側部が上方に屈曲したトラフを有するコンベアベルトで被搬送物を搬送する際、通過する前記コンベアベルトを取り囲むように導線をリング形状に巻いた検出コイルで前記被搬送物中に混入した金属片を検出する金属片検出装置において、
前記検出コイルの下部を前記コンベアベルトの底面のトラフに沿った形状とし、かつ、前記検出コイルの下部と前記コンベアベルトの底面の間隔を１４０ｍｍ〜５０ｍｍとしたことを特徴とする金属片検出装置。
【請求項２】
前記検出コイルの上部を前記コンベアベルトで搬送する前記被搬送物の上面に沿った形状としたことを特徴とする請求項１に記載の金属片検出装置。
【請求項３】
前記検出コイルの形状を不等辺８角形としたことを特徴とする請求項２に記載の金属片検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はコンベアベルトで輸送される被搬送物中に混入した金属片を検出するための金属片検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、多量の食品、鉄鉱石、土石物等の被搬送物をベルトコンベア等の搬送設備で搬送する事が行われている。
例えば、鉱工業においては、鉱石、土石物をベルトコンベア（以下、単にコンベアとも称す）で長距離搬送しているが、この鉱石、土石物中に金属片が混入していることがある。この混入した金属片によりコンベアベルト（以下、単にベルトとも称する）に損傷を生ぜしめる事故がしばしば発生する。特に、混入した金属片の形状が鋭い先端を有しているような場合においては、ベルトをその進行方向に沿って長く引き裂く事故が起り易く、搬送用のベルトが長大な大形コンベアである場合には、その損傷事故に付随して発生する種々の損害は甚大なものがある。
【０００３】
このため、大型化されたコンベアのベルトにおいては、その工程中に特公昭５６−３５９４８号公報に記載のような金属検出装置が設置されている。
この金属検出装置は、被搬送物を積載して搬送するトラフ付きベルトの幅方向に、該ベルトを取り囲んで矩形に形成した絶縁体で且つ非磁性の枠体に導線を巻いた検出コイルを有するＬＣ発信回路と、該ＬＣ発信回路に接続した増幅回路から構成したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記トラフ付きのベルトに矩形に形成された前記検出コイルを用いると、検出精度が悪く、特に、ノイズが発生している場所においては著しいものであり、金属片が混入していない場合においても検出信号が発生する場合（誤動作）があり、その都度、コンベアの稼働を停止して、被搬送物の中から金属片を捜す作業を行わなければならず作業性が悪く、しかも、コンベアの稼働率も劣る問題を有するものであった。
【０００５】
本発明は、ノイズが発生しているような場所においても、金属片の検出精度を向上して、Ｓ／Ｎ（シグナル／ノイズ）比を大きくし、誤動作を防止することによって、金属片を捜す作業を軽減すると共にコンベアの稼働率を向上することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その手段１は、両側部が上方に屈曲したトラフを有するコンベアベルトで被搬送物を搬送する際、通過する前記コンベアベルトを取り囲むように導線をリング形状に巻いた検出コイルで前記被搬送物中に混入した金属片を検出する金属片検出装置において、前記検出コイルの下部を前記コンベアベルトの底面のトラフに沿った形状とし、かつ、前記検出コイルの下部と前記コンベアベルトの底面の間隔を１４０ｍｍ〜５０ｍｍとした金属片検出装置である。
【０００８】
更に、手段２は、手段１の金属片検出装置において、前記検出コイルの上部を前記コンベアベルトで搬送する前記被搬送物の上面に沿った形状とした金属片検出装置である。
【０００９】
手段３は、手段２の金属片検出装置において、前記検出コイルの形状を不等辺８角形とした金属片検出装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者は、検出精度を向上して誤動作を防止するため、先ず、図３に示すように巻き断面が横幅Ｌ：１１００ｍｍ、高さｈ：４００ｍｍの大きさの矩形の検出コイルＫ（以下、同様に、検出コイルの形状とはその巻き断面の形状を示す）を設け、そして、この検出コイルＫ内の種々の位置を厚６ｍｍ×幅５０ｍｍ×長５０ｍｍの金属片を同一速度で通過させ、その通過の際の検出コイルＫの検出信号電圧比（金属片が検出コイルの中心を通過するときの検出電圧を１とした際の電圧比）を求め、この同じ電圧比を示す点を繋いだ等感度曲線を作成した。これを図６に示す。尚、図中、Ｕ〜Ｚは金属片が通過した部分を示すものである。また、符号Ｔは両側部が上方に屈曲したトラフを、ＢはトラフＴを有するベルトを示す。
この図６から金属片が検出コイルＫに近い位置にある程、つまり、検出コイルＫを金属片に近付ける程、検出電圧比（感度）が高くなる事が判明した。
これを確認するため、前記矩形の検出コイルＫで囲む空間面積（検出コイルの巻き断面の内側面積、以下、単に空間面積と称す）Ｓを表１に示すようにＫ１〜Ｋ４の４種類のものを試作し、この検出コイルＫ１〜Ｋ４の各々の検出信号電圧を測定する実験を行った。
この結果を図４に示す。尚、図４は空間面積Ｓが０．５（Ｋ２）の場合の検出信号電圧を１．０とした場合の検出信号電圧比で示す。
これから解るように前記検出コイルＫの寸法を小さくして空間面積Ｓを小さくして検出コイルＫを金属片に近付ける程、検出信号電圧比が大きくなる、つまり、精度良く金属片を検出出来る事が確認出来た。
【００１１】
【表１】
0003949354.tif 000002
【００１２】
更に、本発明者は、この知見を基にして、図１に示すように、幅９００ｍｍ、トラフ角３０度のトラフＴ付きベルトＢに前記同様の横幅１１００ｍｍ、高さ４００ｍｍの大きさの検出コイルＫを設置し、その検出コイルＫで囲まれた面積を小さくする方法について検討した。なお、検出コイルＫは、通過するベルトＢを取り囲むように導線をリング形状に巻いたものであり、検出コイルＫの上辺、下辺、側辺は出来る限りベルトＢに接近させて設ける事が好ましいが、被搬送物Ｎの搬送中におけるベルトＢの振動、被搬送物の上面形状の変化等により、前記接近距離には限界が有る（ベルトＢ又は被搬送物Ｎが検出コイルＫに接触すると、該検出コイルＫが破損する）。このため、前記検出コイルＫの下部の隅部、即ち、角部ＫＳ１、ＫＳ２に着目し、この角部ＫＳ１、ＫＳ２を、図１に示すように、ａ点（矩形の角位置）からトラフＴの下面に沿うようにｂ点（ベルトＢのトラフＴ下面のＭ点からの距離２２０ｍｍ）、ｃ点（ベルトＢのトラフＴ下面のＭ点からの距離１４０ｍｍ）、ｄ点（ベルトＢのトラフＴ下面のＭ点からの距離５０ｍｍ）の各位置に接近させた際に於ける検出コイルＫでの検出信号電圧の変化についての実験を行った。この実験結果を、図２に示す。
【００１３】
尚、図２には、トラフＴ付きベルトＢで搬送中の被搬送物Ｎ内に金属片を混入して、図１のＵ〜Ｚの各位置を通過した場合の金属片の検出信号電圧比が示されている。また、図２の検出信号電圧比は金属片がＶの位置を通過し、しかも、検出コイルＫの角部ＫＳ１、ＫＳ２がａ点である、即ち、検出コイルＫの形状が矩形の場合の検出信号電圧を１とした際の値（比）である。
【００１４】
この図２から、検出コイルＫ下部の角部ＫＳ１、ＫＳ２をベルトＢのトラフＴに接近させればさせるほど検出信号電圧比が大きくなる、つまり、検出精度が良くなる事が解る。特に、ベルトＢのトラフＴの下面Ｍから１４０ｍｍ以下になると検出信号電圧比が急激に大きくなり、検出コイルＫのベルトＢへの接近距離は１４０ｍｍ以下にする事が好ましい。この検出信号電圧比が急激に大きくなる理由は、距離の２乗に反比例しているものと想定される。
【００１５】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る金属片検出装置について説明する。本実施の形態に係る金属片検出装置は、図７に示すように、下部がベルトＢの底面のトラフＴに沿った形状である検出コイルＫａを有しており、この検出コイルＫａは下部の角部ＫＳ１、ＫＳ２をベルトＢのトラフＴに５０ｍｍまで接近させた不等辺６角形となっている。この検出コイルＫａについても、図６に示す従来例と同様に、検出信号電圧比を求め等感度曲線を作成して図７に示した。
図７と前記図６の従来例の等感度曲線から、本実施の形態に係る金属片検出装置の不等辺６角形の検出コイルＫａを用いると、金属片が被搬送物Ｎ内のいずれの位置（Ｕ〜Ｚ）に混入して通過しても、検出信号電圧比が従来例に比して１．８〜２．８倍大きくなり検知精度が向上している事が解る。
【００１６】
また、本発明の第２の実施の形態に係る金属片検出装置の検出コイルＫｂとして、検出コイルＫ上部の角部ＫＳ３、ＫＳ４のみを図１の二点鎖線に示すように、ベルトＢ上の被搬送物Ｎの上面形状に接近させると、前記検出コイル下部の角部ＫＳ１、ＫＳ２をベルトＢのトラフＴに沿うように接近させた場合（検出コイルＫａ）と同様に検出信号電圧比が大きくなる事が判明した。
【００１７】
更に、本発明の第３の実施の形態に係る金属片検出装置の検出コイルＫｃとして、前記検出コイルＫの上部のＫＳ３、ＫＳ４をベルトＢ上の被搬送物Ｎに接近させると共に下部の角部ＫＳ１、ＫＳ２をベルトＢのトラフＴの下面に接近させて不等辺８角形状にした場合の等感度曲線を図８に示す。この図から金属片が被搬送物Ｎ内のいずれの位置（Ｕ〜Ｚ）に混入して通過しても検出コイルを不等辺６角形状にした場合（図７）よりも、さらに、検出信号電圧比が向上（従来例の２．２〜３．２倍）し、好ましい事が判明した。
【００１８】
また、本発明は検出コイルの空間面積Ｓを小さくしたので、ノイズが多い場所においても、このノイズが検出コイルの空間内を通過する確立が低くなり、空間面積Ｓの２乗に反比例してＳ／Ｎ比が向上し、ノイズに起因する誤動作が抑制されて好ましい。
【００１９】
尚、本発明において、前記検出コイルＫ下部の角部ＫＳ１、ＫＳ２をベルトＢのトラフＴに沿うように接近させるには、該検出コイルＫの角部ＫＳ１、ＫＳ２をトラフＴに平行にする事が好ましいが、これに限る事なく、例えば、図１で、角部ＫＳ１のｄ１がベルトＢに近づき、ｄ２がベルトＢより遠くなるように不平行、又は、円弧にしても良い。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図５を参照しつつ説明する。
本実施例は，幅１２００ｍｍ、トラフ角３０度の芯材が帆布のゴム製のベルトＢで搬送する鉄鉱石Ｎ（ｔ）中に混入した鉄片を検出する金属片検出装置である。
【００２１】
この金属片検出装置は、塩化ビニ−ル、ベクライト等で形成した高さｈ：７００ｍｍ、幅Ｌ：１５００ｍｍの電気的絶縁体で且つ非磁性体の枠体１の外周に導線２（巻き回数：１３０）を巻いた検出コイルＫｄを有するＬＣ発信回路Ｈと、前記ＬＣ発信回路Ｈからの検出信号電圧を増幅する増幅器ＡＰと、増幅器ＡＰの出力値を予め設定した設定値Ｐと比較して該検出コイルＫｄからの検出信号電圧が設定値Ｐより大きい場合には検出信号を発する比較検出器Ｑとを有している。
【００２２】
前記検出コイルＫｄの枠体１は、下部の角部ＫＳ１、ＫＳ２がベルトＢの底面との間隔Ｇ１を５０ｍｍとなるように該ベルトＢのトラフＴに平行に形成して不等辺６角形としたものである。
【００２３】
そして、前記条件の本発明例の検出コイルＫｄと図５の点線に示す様な矩形の検出コイルＫである従来例を用いて、各々１２月間操業した例を示す。この結果、本発明例の場合は、金属片を検出した回数は３８３回であり、誤動作は０回であった。これに対し、従来例の場合（本発明を実施する前の１２ヶ月間）は、金属片を検出した回数；５２４回、誤動作：１６２回であった。このように、本発明例は従来例のように誤動作が無くなり精度良く金属片を検出出来た。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、簡単な構造で金属片の検出精度を向上する事が可能となり、ベルトで搬送中の被搬送物中に混入した金属片を確実に検出する事が出来、混入した金属片に起因するコンベアの稼働率の低減を防止しすると共に不要な作業の発生を防止する事を可能とする等の多大な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】被搬送物中の金属片位置と検出コイルの関係を示す断面図である。
【図２】検出コイルの角部とベルト間の距離と検出信号電圧比と被搬送物中の金属片位置の関係を示す説明図である。
【図３】矩形の検出コイルの断面図である。
【図４】検出コイルの空間面積と検出信号電圧比の関係を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例を示す簡略図である。
【図６】従来例（矩形の検出コイル）の等感度曲線を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る金属片検出装置に適用される不等辺６角形の検出コイルの等感度曲線を示す説明図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る金属片検出装置に適用される不等辺８角形の検出コイルの等感度曲線を示す説明図である。
【符号の説明】
ＡＰ：増幅器、Ｂ：コンベアベルト、Ｈ：ＬＣ発振回路、Ｋ、Ｋａ〜Ｋｄ：検出コイル、ＫＳ１〜ＫＳ４：角部、Ｎ：被搬送物、Ｑ：比較検出器、Ｔ：トラフ、１：枠体、２：導線
【図１】
0003949354.tif 000003
【図２】
0003949354.tif 000004
【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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【図８】
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