JP2634784B2 - 空気浮上式ベルトコンベヤにおける浮上量制御装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒型管内に断面形状
を湾曲させたコンベヤベルトを貫通させ、搬送物を載置
したベルトを円筒型管の軸線方向に搬送する空気浮上式
ベルトコンベヤにおける浮上量制御装置および方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば実開平４−５６１１
５号公報に開示されているように、空気浮上式ベルトコ
ンベヤでは浮上用の空気の供給量を調整して搬送ベルト
の蛇行をこの先行技術では、ベルトの搬送側と戻り側と
で別個に設けられる２本の円筒管内をそれぞれ通るよう
に構成されている。

【０００３】図６は、二重管式の円筒管内を往路および
復路の搬送ベルトが通過する空気浮上式ベルトコンベヤ
の概略的な構成を示す。このような構成の典型的な先行
技術は、たとえば特開平４−３１７９１１号公報に開示
されている。

【０００４】図６に示す空気浮上式ベルトコンベヤは、
ローディング部１から中間フレーム部２を介して排出部
３まで、ブロア４によって供給される空気が、内管５お
よび外管６の下方の内周面に沿って走行する往路ベルト
７および復路ベルト８を浮上させる。中間フレーム部２
には、間隔をあけて点検口９および点検窓１０が設けら
れており、往路ベルト７による搬送状態の点検が可能と
なっている。往路ベルト７は、ローディング部１に設け
られるテールプーリ１１から中間フレーム部２の投入口
１２の下方を通り、排出部３のヘッドプーリ１３まで内
管５内で搬送され、逆方向を復路ベルト８として外管６
内で戻される。

【０００５】排出部３の下方には排出口１４が設けら
れ、往路ベルト７に投入口１２で載置された搬送物が落
下して排出される。排出部３内にはダンパ１５が設けら
れその角度に応じて搬送物の落下位置が調整される。排
気口１６からは、ブロア４によって供給された空気の排
気を行う。テールプーリ１１およびヘッドプーリ１３間
に張架される往路ベルト７および復路ベルト８は、ガイ
ドローラ１７，１８によって案内され、内管５および外
管６内にそれぞれ挿通される。

【０００６】図７は、図６の中間フレーム部２の一部の
内部構成を示す。内管５および外管６は、中心軸線が平
行な二重円筒として配置され、その底部の内周面を走行
面として往路ベルト７および復路ベルト８がそれぞれ挿
通される。外管６の下方には、軸線方向に沿ってエアー
ダクト１９が配設され、内管５および外管６の底部に沿
って、軸線方向に間隔をあけて設けられる複数個の供給
孔から圧縮空気を噴出させ、往路ベルト７および復路ベ
ルト８を内管５および外管６の下方の内周面からそれぞ
れ浮上させる。往路ベルト７上には積載物２０が図６の
投入口１２から乗載され、往路ベルト７の走行によって
図６のヘッドプーリ１３まで搬送される。往路ベルト７
の下方の供給孔から、エアーダクト１９によって導かれ
る圧縮空気が外管６を介して噴出し、その圧縮空気の圧
力が、往路ベルト７の自重と積載物２０の重量との合計
に釣り合って、往路ベルト７が浮上する。復路ベルト８
は、自重と噴出空気の圧力とが釣り合って浮上する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】空気浮上式ベルトコン
ベヤは、空気によって浮上したベルトが積載物を載置し
て走行するので、ベルト駆動に必要な動力は小さく、効
率的な搬送が可能である。しかしながら、ベルト浮上量
が小さいと、ベルトと走行面との間の摩擦力が大きくな
り、ベルト駆動に必要な動力が大きくなってしまう。ま
た摩擦によって、ベルトの摩耗が増大し、ベルトの寿命
が短くなる。ベルトと走行面との間の摩擦力を小さくす
るためにベルト浮上量を大きくすると、浮上のために供
給する空気の量が増大し、ベルト浮上のために多くのエ
ネルギを消費するようになる。ベルトの浮上量は、ベル
トによって搬送される積載物の重量の変化によっても変
動する。

【０００８】本発明の目的は、ベルトの積載量が変動し
ても浮上量を最適値に保ってエネルギ消費を抑制し、ベ
ルトを安定して駆動することができる空気浮上式ベルト
コンベヤにおける浮上量制御装置および方法を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒管下方の
内周面に沿って湾曲する状態で、円筒管の軸線方向にベ
ルトを走行させる空気浮上式ベルトコンベヤにおける浮
上量の制御装置であって、ベルトの浮上量を検出する浮
上量検出手段と、浮上量検出手段によって検出される浮
上量を、予め設定される最適値と比較演算する演算手段
と、演算手段の演算結果に従って、ベルトの浮上量が最
適値に近付くようにベルト浮上用空気の供給圧力を制御
する制御手段とを含むことを特徴とする空気浮上式ベル
トコンベヤにおける浮上量制御装置である。また本発明
の前記浮上量検出手段は、ベルトの走行経路に沿う複数
の位置、または代表的位置に設けられ、前記制御手段
は、各浮上量検出手段の設けられている位置近傍で、個
別的にまたは全体的に供給圧力の制御をそれぞれ行うこ
とを特徴とする。また本発明の前記制御手段は、圧力調
整弁を備え、その開度を調整して供給圧力を制御するこ
とを特徴とする。さらに本発明は、円筒管下方の内周面
に沿って湾曲する状態で、円筒管の軸線方向にベルトを
走行させる空気浮上式ベルトコンベヤにおける浮上量の
制御方法であって、ベルトの浮上量を検出し、検出され
る浮上量を、予め設定される最適値と比較演算し、演算
結果に従って、ベルトの浮上量が最適値に近付くように
ベルト浮上用空気の供給圧力を制御することを特徴とす
る空気浮上式ベルトコンベヤにおける浮上量制御方法で
ある。また本発明は、前記ベルトの浮上量の検出を、前
記円筒管内周面の円周方向の複数箇所で行うことを特徴
とする。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、浮上量検出手段によって検出
されたベルトの浮上量が、演算手段によって予め設定さ
れる最適値と比較演算される。制御手段は、演算結果に
従って、ベルトの浮上量が最適値に近付くようにベルト
浮上用空気の供給圧力を制御する。これによって、ベル
トの積載物の重量が変動しても、ベルト浮上用空気の供
給圧力の制御によってベルトの浮上量が最適値に近付く
ように制御され、ベルトの駆動に要するエネルギを抑制
したまま、ベルトの浮上に要するエネルギの消費も抑制
し、安定な搬送を行うことができる。

【００１１】また本発明に従えば、ベルトの走行経路に
沿って複数箇所で浮上量の制御を個別的または全体的に
行うので、ベルトの途中から積載物の重量が変わるよう
な場合であっても、ベルトの走行に従ってベルト浮上用
空気の供給圧力を制御し、円滑かつ安定な搬送を行うこ
とができる。

【００１２】また本発明に従えば、制御手段によるベル
ト浮上用空気の供給圧力の制御は、圧力調整弁の開度の
調整によって行われる。圧縮空気の供給圧力をほぼ一定
に保って、圧力調整弁の開度を調整すれば、ベルト浮上
用空気の供給圧力を迅速に調整することができる。

【００１３】さらに本発明に従えば、ベルトの浮上量が
最適値に近付くように、ベルト浮上用空気の供給圧力を
制御するので、ベルト浮上用に過剰な空気を供給するこ
となく、ベルト駆動用のエネルギ消費を低減することが
でき、安定な搬送を行うことができる。

【００１４】また本発明に従えば、ベルトの浮上量の検
出は、円筒管内周面の円周方向の複数箇所で行うので、
積載物の偏りやベルトの蛇行などがあっても、確実にベ
ルト浮上量を検出して安定な浮上状態を維持することが
できる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の概略的な構成を
示す。石炭、石膏、石灰石などを含む各種の粒状、粉状
あるいは塊状の積載物３０の積載量の変動に対しては、
制御装置３１が圧力調整弁３２の弁開度を調整して対応
する。圧力調整弁３２には、モータ３３によって回転駆
動される送風機３４から空気が供給される。円筒管３５
の下方の円周面を走行面３６として、ベルト３７は、円
筒管３５の下方に設けられる供給孔３８に、浮上用空気
供給ダクト３９を介して圧力調整弁３２から供給される
空気の圧力によって、浮上状態となる。この圧力は積載
物３０の重量とベルト３７の自重との和に釣り合う圧力
であり、圧力変換器４０によって検出される。円周面で
ある走行面３６の周方向には、複数、たとえば２つの浮
上量検出手段である浮上量検出センサ４１，４２が間隔
をあけて設置される。浮上量検出センサ４１，４２は、
たとえば超音波あるいはレーザ光等を用いて、ベルト３
７との間隔を検出し、送・受信機４３，４４から伝送ラ
イン４５，４６を介して浮上量を表す信号を伝送する。
伝送ライン４５，４６は、電気的な伝送ケーブルによっ
て実現することもでき、光学的な光ファイバケーブルな
どによって実現することもできる。ベルト３７は、強力
な繊維材料などで補強したゴム系材料が好適に使用され
る。また、空気浮上式ベルトコンベヤが曲がるときに
は、ベルト３７も曲率半径の外方に傾く。そのような位
置では、浮上量検出センサ４１，４２の位置も対称状態
からずらす。

【００１６】制御装置３１内で、浮上量検出器４７は、
伝送ライン４５，４６を介して伝送される信号を受信
し、信号の表す浮上量を演算手段である演算器４８に与
える。演算器４８は、検出された浮上量を予め設定され
る最適値と比較し、その偏差に応じて圧力調整弁３２の
弁開度の調整量を算出し、制御手段である出力装置４９
を介して圧力調整弁３２を制御する。圧力調整弁３２の
弁開度は、送風機３４から供給される空気の供給圧力に
よっても変動するので、演算器４８による弁開度の演算
の際には、圧力変換器４０が検出する圧力調整弁３２の
出側圧力を計測してフィードバックし、現状の供給圧力
と浮上量とを基に、最適な浮上量を得るための弁開度を
計算する。

【００１７】図２は、ベルトの浮上量とベルト駆動動力
および浮上用空気供給圧力との関係を、積載量一定の条
件の基に示す。ベルト駆動動力は、浮上量が大きくなれ
ば減少するけれども、浮上量がある値以上では所要動力
が変化しなくなるという特性がある。また供給圧力は浮
上量が大きくなるほど増大する。仮想線で表す総合的な
動力は、ベルト駆動動力と供給圧力に対応する動力とを
総合したものであり、これが最低値となるときに浮上量
としての最適値が得られることになる。

【００１８】図３に示すように、最適浮上量を得るため
の供給圧力は、ベルトの積載量が増大するほど増大す
る。図１の実施例によれば、ベルト３７の積載物３１の
重量が急に変動して浮上量が変化しても、供給圧力はそ
の積載量に対応して最適浮上量となるように制御され
る。この結果、浮上用空気は常に最適浮上量に対応する
供給圧力に調整され、エネルギ消費が少ない安定な搬送
を続けることができる。

【００１９】図４は、図１の実施例の動作を示す。ステ
ップａ１から動作を開始し、ステップａ２では浮上量検
出センサ４１，４２からそれぞれ浮上量を取込み、ステ
ップａ３で各浮上量が予め設定される最低値以上である
か否かを判断する。各浮上量が最低値以上であれば、ス
テップａ４で平均値が最適値未満であるか否かを判断す
る。平均値が最適値以上と判断されるときには、ステッ
プａ５で、平均値が最適値を超えているか否かを判断す
る。最適値以下と判断されるとき、すなわちステップａ
４と総合して最適値に等しいときには、ステップａ２に
戻る。

【００２０】ステップａ３で各浮上量が最低値未満であ
ると判断されるとき、またはステップａ４で平均値が最
適値未満であると判断されるときには、ステップａ６で
圧力調整弁３２の弁開度一定量だけ増加させ、ステップ
ａ２に戻る。ステップａ５で平均値が最適値を越えると
判断されるときには、ステップａ７で圧力調整弁３２の
弁開度を一定値だけ減少させ、ステップａ２に戻る。

【００２１】以上は個別的に供給圧力の制御を行うこと
を説明したが、これを代表的位置に浮上量検出手段を設
け、全体的に供給圧力の制御を行うこともできる。

【００２２】図５は、本発明の他の実施例の概略的な構
成を示す。本実施例で図１の実施例に対応する部分に
は、同一の参照符を付す。空気浮上式ベルトコンベヤ５
０の搬送方向である軸線５０ａの方向に沿って、複数の
浮上量検出センサ５１，５２，…を設け、伝送ライン６
１，６２，…を介して図１の制御装置３１内の浮上量検
出器４７に浮上量を表す信号として伝達する。演算器４
８は、出力装置４９を介して圧力調整弁７１，７２，…
の弁開度を個別的に調整し、浮上量検出センサ５１，５
２，…の設置箇所近傍から噴出する空気の圧力を調整す
る。調整された空気の圧力は、圧力変換器８１，８２，
…が設けられる浮上用空気供給ダクト９１，９２，…を
介してそれぞれ供給される。このように空気浮上式ベル
トコンベヤ５０の長手方向、すなわちベルトの走行方向
に沿って複数の箇所でベルトの浮上量を制御するので、
ベルトに積載される積載物の重量変動があっても、ベル
トの走行に追従して浮上量を最適化させるトラッキング
制御が可能である。

【００２３】以上の各実施例では、圧力調整弁３２；７
１，７２，…を用いて浮上用空気の供給圧力を調整して
いるけれども、送風機３４を駆動するモータ３３の回転
数をインバータ制御などによって制御し、供給圧力を調
整することもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ベルトの
浮上量を検出して、最適値に近付くようにベルト浮上用
の空気の供給量を制御するので、ベルト浮上および駆動
に必要なエネルギの消費を総合的に低減し、安定な搬送
を行ってベルトの摩耗なども防ぐことができる。さらに
ベルトによる搬送重量が一定に保たれずに時間的に変化
するような場合であっても、搬送重量に応じて最適な条
件で運転し、エネルギ消費を押さえることができる。

【００２５】また本発明によれば、ベルトの走行経路に
沿って複数箇所で浮上量の制御を行うので、ベルト上に
載置されて搬送される積載物が搬送の途中で変わるよう
な場合であってもベルトの移動につれて最適な浮上条件
を実現し、円滑で安定な搬送を行うことができる。

【００２６】また本発明によれば、ベルト浮上用空気の
供給量は、圧力調整弁の開度を調整して制御するので、
積載物の荷重な変動などに応じて迅速に調整することが
でき、安定な搬送を定速して行うことができる。

【００２７】さらに本発明によれば、ベルトの浮上量を
検出して、検出される浮上量が最適値に近付くように浮
上用空気の供給量を制御するので、ベルトの駆動に要す
るエネルギとベルトの浮上に要するエネルギとの総和を
抑制し、安定な搬送を継続して行うことができる。

【００２８】また本発明によれば、ベルト浮上量の検出
は、円周方向の複数箇所で行うので、積載物の載置の仕
方に偏りがあったり、ベルトが蛇行したりしても、浮上
量を確実に検出し、安定な制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的なシステム構成を示
すブロック図である。

【図２】ベルトの浮上量とベルト駆動動力および浮上用
空気の供給圧力との関係を示すグラフである。

【図３】ベルトの積載量と浮上用空気の供給圧力との関
係を示すグラフである。

【図４】図１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の他の実施例の概略的なシステム構成を
示すブロック図である。

【図６】先行技術による空気浮上式ベルトコンベヤの簡
略化した正面図でる。

【図７】図６の空気浮上式ベルトコンベヤの中間フレー
ム部の一部を拡大して示す分解斜視図である。

【符号の説明】

３０ 積載物 ３１ 制御装置 ３２；７１，７２ 圧力調整弁 ３３ モータ ３４ 送風機 ３５ 円筒管 ３６ 走行面 ３７ ベルト ３８ 供給孔 ３９；９１，９２ 浮上用空気供給ダクト ４０；８１，８２ 圧力変換器 ４１，４２；５１，５２ 浮上量検出センサ ４１ 浮上量検出器 ４８ 演算器 ５０ 空気浮上式ベルトコンベヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯崎 俊明 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)発明者 佐藤 孝夫 兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番 ３号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (72)発明者 井上 雅仁 兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番 ３号 川崎重工業株式会社 神戸本社内

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒管下方の内周面に沿って湾曲する状
   態で、円筒管の軸線方向にベルトを走行させる空気浮上
   式ベルトコンベヤにおける浮上量の制御装置であって、 ベルトの浮上量を検出する浮上量検出手段と、 浮上量検出手段によって検出される浮上量を、予め設定
   される最適値と比較演算する演算手段と、 演算手段の演算結果に従って、ベルトの浮上量が最適値
   に近付くようにベルト浮上用空気の供給圧力を制御する
   制御手段とを含むことを特徴とする空気浮上式ベルトコ
   ンベヤにおける浮上量制御装置。
2. 【請求項２】 前記浮上量検出手段は、ベルトの走行経
   路に沿う複数の位置、または代表的位置に設けられ、 前記制御手段は、各浮上量検出手段の設けられている位
   置近傍で、個別的にまたは全体的に供給圧力の制御をそ
   れぞれ行うことを特徴とする請求項１記載の空気浮上式
   ベルトコンベヤにおける浮上量制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、圧力調整弁を備え、そ
   の開度を調整して供給圧力を制御することを特徴とする
   請求項１または２記載の空気浮上式ベルトコンベヤにお
   ける浮上量制御装置。
4. 【請求項４】 円筒管下方の内周面に沿って湾曲する状
   態で、円筒管の軸線方向にベルトを走行させる空気浮上
   式ベルトコンベヤにおける浮上量の制御方法であって、 ベルトの浮上量を検出し、 検出される浮上量を、予め設定される最適値と比較演算
   し、 演算結果に従って、ベルトの浮上量が最適値に近付くよ
   うにベルト浮上用空気の供給圧力を制御することを特徴
   とする空気浮上式ベルトコンベヤにおける浮上量制御方
   法。
5. 【請求項５】 前記ベルトの浮上量の検出を、前記円筒
   管内周面の円周方向の複数箇所で行うことを特徴とする
   請求項４記載の空気浮上式ベルトコンベヤにおける浮上
   量制御方法。