JP2006258478A

JP2006258478A - コンベヤベルトの摩耗検出装置

Info

Publication number: JP2006258478A
Application number: JP2005073288A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Azuma; 憲一東; Atsushi Imai; 篤志今井; Masami Kikuchi; 正美菊池
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】コンベヤベルトの摩耗量を、運転中に自動的に、しかも簡単かつ正確に検出できるようにしたコンベヤベルトの摩耗検出装置を提供する。
【解決手段】厚さ方向に磁化された複数のゴム磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を、表面に現れる極性が交互に逆になるように重合して、コンベヤベルト２に埋設し、コンベヤベルト２の摩耗に伴うゴム磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の摩耗による磁力の変化を検出する磁気センサ４を、ゴム磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が通過する位置に配設する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンベヤベルトの摩耗を、非接触で検出するようにしたコンベヤベルトの摩耗検出装置に関する。

従来、コンベヤベルトの摩耗検出手段として、べルト内にべルトの弾性層と異なる色相（例えば白ゴム）の摩耗検知層を埋設し、弾性層が摩耗したとき、摩耗検知層が外に現れることにより、摩耗を判断するものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、超音波厚さ計により、コンベヤベルトの停止時に、定期的に厚さを測定することにより、摩耗を判定するものもある。
さらに、べルト内に、表面からの深さを異ならせてトランスボンダを埋設し、そのいずれかが、ベルトの摩耗とともに破壊されるかまたは脱落することにより、そのことを、ベルトが通過する場所の近くに配設した、発信コイルとセンスコイルとを有するアンテナ部により検出し、ベルトがどの程度摩耗したかを知ることができるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−３５１１５号公報西独国特許第１９５２５３２６号明細書

しかし、特許文献１に記載されているものや、超音波厚さ計により計測するものは、摩耗量の自動測定が困難であり、コンベヤベルトの停止時に人為的手段で測定するしかなく、効率が悪い。
特許文献２に記載されているものは、トランスボンダを広範囲に埋設しなければならず、また装置全体が大掛かりとなり、設置コストが高くつく。

本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、コンベヤベルトの摩耗量を、運転中に自動的に、しかも簡単かつ正確に検出できるようにしたコンベヤベルトの摩耗検出装置を提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
(１)厚さ方向に磁化された複数のゴム磁石を、表面に現れる極性が交互に逆になるように重合して、コンベヤベルトに埋設し、前記コンベヤベルトの摩耗に伴うゴム磁石の摩耗による磁力の変化を検出する磁気センサを、前記ゴム磁石が通過する位置に配設する。

(２)上記(１)項において、最も外側のゴム磁石の表面が、コンベヤベルトの表面に露呈するようにして、複数のゴム磁石をコンベヤベルトに埋設する。

(３)上記(１)または(２)項において、各ゴム磁石を、磁石粉をゴムマトリックス内に混入して磁化させたボンド磁石とする。

(４)上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、複数のゴム磁石のうち、コンベヤベルトの表面から離れるものほど厚さを小とする。

(５)上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、複数のゴム磁石を、コンベヤベルトの接合部分に埋設する。

本発明によると、次のような効果を奏することができる。
（ａ）請求項１記載の発明によると、べルトの摩耗に伴うゴム磁石の摩耗を磁気センサで検出するようにしてあるので、コンベヤベルトの運転中に非接触で自動的に検出が可能となるとともに、ゴム磁石はコンベヤベルトの変形に追従できるため、べルトの変形を阻害したり、ゴム磁石が破壊したり脱落したりすることが防止できる。
また、複数のゴム磁石を、表面に現れる極性が交互に逆になるように重合して、コンベヤベルトに埋設したことにより、磁気センサにより検出される磁力の減少と増加が、１枚のゴム磁石が摩耗により消失する毎に反転するので、その反転するまでの摩耗量を、１枚のゴム磁石の厚さ分に相当するとして、デジタル的に正確に捉えることができるとともに、その間の磁気センサにより検出される磁力の変化量から、１枚のゴム磁石の厚さの内、どの程度の摩耗が進行したかの微細な摩耗量をアナログ的に正確に検出することができる。
しかも、べルトにゴム磁石を埋設し、かつベルトの走行部分の近くに磁気センサを設けるだけでよいので、簡単かつ安価に実施することができる。

(ｂ)請求項２記載の発明によると、最も外側のゴム磁石の表面が、コンベヤベルトの表面に露呈するようにして、複数のゴム磁石をコンベヤベルトに埋設してあるので、ベルトの最初の使用時からの摩耗量を正確に検出することができる。

(ｃ)請求項３記載の発明によると、各ゴム磁石を、磁石粉をゴムマトリックス内に混入して磁化させたボンド磁石としてあるので、各ゴム磁石を薄く形成することができ、より正確な摩耗量の検出が可能となる。

(ｄ)請求項４記載の発明によると、複数のゴム磁石のうち、コンベヤベルトの表面から離れるものほど厚さを小としてあるので、摩耗の限界に近づくほど、摩耗の程度をより正確に検出することができるので、有意義である。

(ｅ)請求項５記載の発明によると、複数のゴム磁石を、コンベヤベルトの接合部分に埋設してあるので、コンベヤベルトをエンドレスにするための接合作業時に、ゴム磁石をベルトに埋設することができ、ベルトへのゴム磁石の埋設作業が容易になる。
また、ベルトの摩耗は、特にこの接合部分に集中することが多いので、好都合である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を備えるベルトコンベヤの荷下ろし側端部の側面図、図２は、図１のII部分の拡大縦断側面図、図３は、図１のIII−III線拡大図である。

実施形態のコンベヤベルトの摩耗検出装置は、プーリ(１)に巻掛けられたコンベヤベルト(２)の表面側に、表面を露出させて埋設されたゴム磁石層(３)と、コンベヤベルト(２)が通過する場所の近くに配設され、ゴム磁石層(３)からの磁力を検出する磁気センサ(４)とを備えている。

ゴム磁石層(３)は、厚さ方向に磁化された複数のゴム磁石(M1)(M2)(M3)を、表面に現れる極性が交互に逆になるようにして重合したものよりなっている。
ゴム磁石層(３)は、ベルト製造時に、コンベヤベルト(２)の表面に埋設することも可能であるが、コンベヤベルト(２)の端末同士の接合部(エンドレス部)(５)に埋設すると、埋設作業が容易であるので好ましい。しかし、埋設箇所を限定するものではない。

各ゴム磁石(M1)(M2)(M3)としては、磁石粉末をゴムマトリックス内に分散混合させてシート状に成形したボンド磁石を、厚さ方向に磁化させたものが好適に使用される。このようなボンド磁石は、薄く形成することができるだけでなく、柔軟性に富み、コンベヤベルト(２)の変形に容易に追従することができる。

磁石粉末は、フェライトが一般的であるが、ネオジュウム鉄ボロン、サマリウム鉄窒素などの希土類磁石や、アルコ磁石などを用いることにより、強い磁力を持たせることができる。

図示の例では、表面側（図示では下側）の第１のゴム磁石(M1)では、下側がＮ極、上側がＳ極であり、これに隣接する第２のゴム磁石(M2)では、下側がＳ極、上側がＮ極であり、これに隣接する第３のゴム磁石(M3)では、下側がＮ極、上側がＳ極となっている。

磁気センサ(４)は、ガウスメータとすることができ、ゴム磁石層(３)の通過位置にできるだけ近く配置される。磁気センサ(４)の取り付け位置は、図１および図２に示すように、コンベヤベルト(２)のリターン側とすることが好ましい。これにより、コンベヤベルト(２)で搬送されてきた搬送物がスクレーバ(６)により掻き落とされた後のクリーンな箇所で検出することできる。

図３に示すように、磁気センサ(４)の近傍には、そこを通過するコンベヤベルト(２)の幅方向の位置を規制する幅方向ガイド(７)が設けられ、また、磁気センサ(４)の反対側に、コンベヤベルト(２)と磁気センサ(４)との関係を一定に保つための厚さ方向ガイド(８)が設けられている。ゴム磁石層(３)は、コンベヤベルト(２)の幅方向に所定の幅をもって埋設されている。

図４は、コンベヤベルト(２)の摩耗検出装置の制御装置の一例である。
同図に示すように、制御装置は、磁気センサ(４)からの検出信号を入力してベルトの摩耗度合いを演算して送信部(９)より送信する現場制御部(10)と、送信されてきた信号を受信部(11)で受信し、演算結果を出力端末(12)に出力し、かつ、摩耗度合いが所定の閾値を超えた場合に警報を発したり、ベルトコンベヤの作動を停止させるなどの必要な処理をする中央制御部(13)とを備えている。

次に、本実施形態の摩耗検出装置の作用を説明する。
コンベヤベルト(２)の摩耗は、搬送に使用する表面側から始まるため、表面側の第１のゴム磁石(M1)のＮ極から削られていく。第１のゴム磁石(M1)が摩耗により消失した後は、第２のゴム磁石(M2)、次いで第３のゴム磁石(M3)と次々と削られ、その都度磁石全体としての磁力が変化していくので、これを検出することにより、摩耗の度合いを検出することができる。

図５は、摩耗量に対する磁力の変化を測定した実験結果のグラフである。実験では、表面に現れる極性を交互に異ならせた、面積：５０mm×４５mm、厚さ：２mmの３枚のゴム磁石(M1)(M2)(M3)を作成し、図２に示すように重ね合わせて埋設し、埋設したゴム磁石層(３)から５０mmの距離に設けたガウスメータとした磁気センサ(４)により磁力を測定した。

図５のグラフから明らかなように、摩耗量が０のときは、個々のゴム磁石(M1)(M2)(M3)の磁場が互いに打ち消し合って、磁気センサ(４)で測定された磁力は、１個のゴム磁石(M1)とほぼ等しい約３．３Ｇ（ガウス）であった。摩耗が進み、ゴム磁石の摩耗量が２MM、つまり第１ゴム磁石(M1)が全て摩耗しつくした状態では、第２ゴム磁石(M2)と第３ゴム磁石(M3)が互いに打ち消し合い、磁石全体としてバランスがとれて、磁力を発しない状態となり、測定される磁力は０となった。

摩耗がさらに進み、第２のゴム磁石(M2)のＳ極側の摩耗が進むと、Ｎ極の磁場が徐々に強くなり、摩耗量が３mm、つまり、第２のゴム磁石(M2)の１／２が摩耗した状態では、磁力は約２．３Ｇであった。摩耗量が４mm、つまり第２のゴム磁石(M2)が完全に摩耗しつくした状態では、第３のゴム磁石(M3)のＮ極の磁場が最大に働くようになり、測定される磁力は約６．３Ｇとなった。上記のように、予め磁気センサの摩耗量：磁力の関係を測定しておくことにより、測定される磁力から、摩耗量を判定することができる。

図６は、本発明の第２の実施形態を示している。
通常、コンベヤベルトの摩耗の初期段階では、コンベヤベルトの性能にさほど影響を与えないので、摩耗検出の精度はそれほど要求されないが、摩耗が進むにしたがって、摩耗限界の閾値を正確に判定する必要がある。これに対処するため、図６に示すように、第２のゴム磁石(M2)および第３のゴム磁石(M3)の厚さを、第１のゴム磁石(M1)の厚さより漸次小としてある。
このような構造としたことにより、第１のゴム磁石(M1)の摩耗による磁力変化は、比較的緩やかに進行する（図５参照）が、第２のゴム磁石(M2)および第３のゴム磁石(M3)の摩耗による磁場の変化がより敏感になり、これにより、高精度で摩耗量を判定することができる。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で、上記以外の様々な構成を採用することができる。
例えば、ゴム磁石の個数は、２個以上の任意（通常は２〜５個）であってよい。また、コンベヤベルト(２)がスチールコードを使用しない帆布のみの補強層を有する構造の場合には、ゴム磁石層(３)をコンベヤベルト(２)の裏面側に配置することもできる。

本発明のコンベヤベルトの摩耗検出装置の実施形態を示す側面図である。図１のII部分の拡大断面図である。図１のIII―III線拡大矢視図である。制御装置のブロック図である。ゴム磁石の摩耗量と磁力の関係を示すグラフである。他の実施形態を示す、図２に対応する断面図である。

符号の説明

(１)プーリ
(２)コンベヤベルト
(３)ゴム磁石層
(４)磁気センサ
(５)接合部
(６)スクレーバ
(７)幅方向ガイド
(８)厚さ方向ガイド
(９)送信部
(10)現場制御部
(11)受信部
(12)出力端末
(13)中央制御部
(M1)第１のゴム磁石
(M2)第２のゴム磁石
(M3)第３のゴム磁石

Claims

厚さ方向に磁化された複数のゴム磁石を、表面に現れる極性が交互に逆になるように重合して、コンベヤベルトに埋設し、前記コンベヤベルトの摩耗に伴うゴム磁石の摩耗による磁力の変化を検出する磁気センサを、前記ゴム磁石が通過する位置に配設したことを特徴とするコンベヤベルトの摩耗検出装置。
最も外側のゴム磁石の表面が、コンベヤベルトの表面に露呈するようにして、複数のゴム磁石をコンベヤベルトに埋設した請求項１記載のコンベヤベルトの摩耗検出装置。
各ゴム磁石を、磁石粉をゴムマトリックス内に混入して磁化させたボンド磁石とした請求項１または２記載のコンベヤベルトの摩耗検出装置。
複数のゴム磁石のうち、コンベヤベルトの表面から離れるものほど厚さを小とした請求項１〜３のいずれかに記載のコンベヤベルトの摩耗検出装置。
複数のゴム磁石を、コンベヤベルトの接合部分に埋設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコンベヤベルトの摩耗検出装置。