JP3356555B2 - ベルトコンベヤの載荷検出方法および計量方法 - Google Patents

ベルトコンベヤの載荷検出方法および計量方法

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JP3356555B2 JP18615494A JP18615494A JP3356555B2 JP 3356555 B2 JP3356555 B2 JP 3356555B2 JP 18615494 A JP18615494 A JP 18615494A JP 18615494 A JP18615494 A JP 18615494A JP 3356555 B2 JP3356555 B2 JP 3356555B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ベルト上に種々の搬送
物を載置して搬送するベルトコンベヤの負荷状態を確認
するためのベルトコンベヤの載荷検出方法および計量方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のベルトコンベヤは、主としてロー
ラによって下方から支えながらコンベヤ上に載荷した対
象物を搬送している。このようなローラ式ベルトコンベ
ヤで、載荷の有無を検出する先行技術として、たとえば
特開昭61−45819(特公平1−15443)号公
報、特開昭60−128127号公報、特開平1−24
2312号公報などでは、ロードセルによって負荷を検
出している。また特開昭60−262607(特公平3
−74605)号公報では、ベルトコンベヤを駆動する
モータの負荷電流によって載荷の状態を検出している。
さらに特開昭59−53311号公報や実開昭58−1
66516号公報などでは、載荷によってコンベヤが沈
んで下方に設ける検出器にベルトタッチすることによっ
て載荷を検出している。
【0003】近年、ローラ式のベルトコンベヤに代わっ
て、たとえば特開平4−317911号公報などに開示
されているような空気浮上式ベルトコンベヤが開発され
ている。空気浮上式のベルトコンベヤでは、円筒形管内
に、断面形状を湾曲させたコンベヤベルトを貫通させ、
管とコンベヤベルトとの間に空気を吹き出し、空気の圧
力によってコンベヤベルトを浮上させ、ローラレスで搬
送を行う。このような空気浮上式のベルトコンベヤで
は、従来方式のロードセルによって載荷状態を検知する
ことはできない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来からのローラ式ベ
ルトコンベヤで載荷を検出する方法としては、前述のよ
うに、ロードセルを用いたり、負荷電流を検出してメー
タリレーなどを作動させたり、ベルトタッチを検出した
りしている。しかしながら、ロードセルは高価であり、
負荷電流の検出はベルトコンベヤ上に部分的に載荷して
いるような状態では電流の変化が微小となるので不正確
であり、ベルトタッチに関しては載荷量が少ないときに
タッチミスが発生しやすく誤動作の原因となる。
【0005】空気浮上式ベルトコンベヤについては、円
筒管内に収納されて使用されるために、載荷状態を外部
から目視で確認することが困難であり載荷状態を確認す
る必要性は大きい。
【0006】本発明の目的は、簡単で低コストで正確に
載荷の有無を検出することができるベルトコンベアの載
荷検出方法および計量方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、気体浮上式ベ
ルトコンベヤの浮上圧力を検出し、浮上圧力の検出値が
予め定める基準値よりも大きいときベルトコンベヤ上に
載荷が有り、前記基準値以下のときベルトコンベヤ上に
載荷がないと判断することを特徴とするベルトコンベヤ
の載荷検出方法である。また本発明は、前記ベルトコン
ベヤの搬出方向に沿って、間隔をあけて複数位置で浮上
圧力を検出し、各位置におけるベルトコンベヤ上の載荷
の有無を検出することを特徴とする。さらに本発明は、
気体浮上式ベルトコンベヤの浮上圧力を検出し、浮上圧
力の検出値から載荷の重量を換算して求めることを特徴
とする。
【0008】
【作用】本発明に従えば、ベルトコンベヤを浮上させる
気体の圧力を検出する。ベルトコンベヤの単位面積当た
りの載荷重量が大きくなれば、ベルトコンベヤを浮上さ
せるための圧力は大きくなり、この圧力を検出すること
によってベルトコンベヤが負荷状態にあることを検出す
ることができる。ベルトコンベヤ上に載荷がなければ、
ベルトコンベヤを浮上させる気体の圧力は、コンベヤベ
ルトの自重に対応するだけであるので、検出圧力は小さ
くなり、ベルトコンベヤ上の載荷が無負荷状態であるこ
とを容易に検知することができる。
【0009】また本発明に従えば、ベルトコンベヤの搬
送方向に沿って間隔をあけて複数位置で浮上圧力を検出
する。ベルトコンベヤ上の載荷が部分的な場合は、載荷
がある部分のベルトコンベヤを浮上させる気体の圧力が
上層し、載荷がない位置では検出される気体圧力は上昇
しない。コンベヤの搬送に従って載荷が移動すれば、そ
の移動に従って圧力上昇が検出されるベルトコンベヤの
搬送方向に沿った検出位置が変化する。ベルトコンベヤ
の搬送方向に沿った複数の位置での圧力変化を検出すれ
ば、コンベヤの搬送に従う載荷の移動を容易に検知する
ことができる。
【0010】さらに本発明に従えば、ベルトコンベヤを
浮上させる気体の圧力はベルトコンベヤ上への搬送物の
重量に対応して増加する。予め検出圧力と載荷の重量と
の関係を求めておくことなどによって、検出された圧力
から載荷の重量を容易に算出することができる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の基本的な構成を
示す。管1は基本的に円筒形であり、その円弧状に湾曲
した下方の内周面に沿って、円弧状に湾曲したコンベヤ
ベルト2が浮上して走行する。管1の底部には、その軸
線に平行に設けられるエアーダクト3からエアー供給孔
4を介して圧縮された空気5が吹き込まれる。吹き込ま
れた空気5は、管1の内周面とコンベヤベルト2の底面
との間の空間を流れ、その圧力によってコンベヤベルト
2およびその上に載荷される輸送物6を支える。輸送物
6は、土砂や各種工業原料、飼料などのバルクの粉粒
体、塊状体その他種々の物品が搬送可能である。
【0012】管1の底面付近には、検出孔7が設けら
れ、外周側にはソケット8が取付けられる。ソケット8
に嵌合するフィッティング9を先端に取付けたホース1
0は、検出孔7と圧力検出器11との間を接続する。圧
力検出器11はたとえば圧力スイッチによて実現され
る。圧力スイッチは、検出される空気の圧力が載荷無し
の状態に対応する基準値を超えるか否かを検出して、オ
ン/オフ信号を導出する。圧力スイッチの代わりに、圧
力センサを用いて、検出圧力に対応したレベルの信号を
導出するようにしてもよい。
【0013】図2〜図4は、図1の構成を含む二重式円
筒形ベルトコンベヤ20の構成を示す。図2は正面図、
図3は平面図、図4は図2の部分的な構成を示す。図4
(A)は図2のA部の詳細な斜視図であり、図4(B)
は図2の切断面線B−Bから見た断面図であり、図4
(C)は図2のC部の詳細を示す斜視図であり、図4
(D)は図2の切断面線D−Dから見た断面図である。
二重式円筒形ベルトコンベヤ20は、内管1aおよび外
管1bと、内管1a内を湾曲して走行する往路ベルト2
aおよび外管1b内を湾曲して走行する復路ベルト2b
を含む。往路ベルト2aは、内管1aの下方に軸線方向
に沿って設けられる内管エアーダクト3aから供給され
る空気によって浮上する。復路ベルト2bは、外管1b
の下方に設けられる外管エアーダクト3bから供給され
る空気によって浮上する。内管1aおよび外管1bと内
管エアーダクト3aおよび外管エアーダクト3bとの間
には、エアー供給孔4aおよび外管エアー供給孔4bが
それぞれ設けられる。二重式円筒形ベルトコンベヤ20
の一端付近には、エアー出口25が形成され、供給され
たエアーが排出される。エアー出口25よりもさらに端
部側には、投入口26が設けられ、輸送物6が投入され
る。
【0014】二重式円筒形ベルトコンベヤ20の長手方
向には、間隔をあけて継目部27が設けられ、図4
(A)に示すように上部27aと下部27bとを取外し
可能である。二重式円筒形ベルトコンベヤ20の長手方
向にはまた、間隔をあけて点検窓28および点検窓29
が設けられる。点検窓28は、図4(B)に示すよう
に、内管1aを支持する働きもある。内管エアーダクト
3aおよび外管エアーダクト3bにエアーを供給するブ
ロア30は、二重式円筒形ベルトコンベヤ20の長手方
向の途中に設けられ、図4(D)に示すように内管エア
ーダクト3aと外管エアーダクト3bに圧縮空気を供給
する。
【0015】二重式円筒形ベルトコンベヤ20の長手方
向の他端には、ヘッド部31が設けられ、往路ベルト2
aおよび復路ベルト2bをヘッドプーリ32に巻掛けて
折り返す。ヘッド部31の側面は傾斜してシュート33
を形成し、往路コンベヤベルト2a上に載荷された輸送
物6を落下案内して、排出口34から排出させる。ヘッ
ド部31の上部には、エアー出口35が設けられ、ブロ
ア30から供給された空気を最終的に排出する。コンベ
ヤベルト2a,2bの駆動は、モータ36によってヘッ
ドプーリ32を回転駆動して行う。
【0016】二重式円筒形ベルトコンベヤ20のエアー
出口25や投入口26が設けられる一端側には、テール
部37が設けられ、テールプーリ38によって往路コン
ベヤベルト2aと復路コンベヤベルト2bとの折り返し
を行う。
【0017】図5は、本発明の他の実施例の構成を示
す。本実施例では、図1に示すような二重式円筒形ベル
トコンベヤ20と同様な二重式円筒形ベルトコンベヤ4
0および60を、直列に接続し、長距離の搬送を行う。
最初の二重式円筒形ベルトコンベヤ20には、複数箇所
の検出位置41,42が設けられ、その検出出力は制御
装置43に入力される。各二重式円筒形ベルトコンベヤ
20,40,60の長さL20,L40,L60は、た
とえば1kmであり、コンベヤベルト2の搬送速度はた
とえば300m/minである。検出位置42から2段
目の二重式円筒形ベルトコンベヤ40までの距離LD
は、たとえば25〜50mである。コンベヤベルト2が
静止状態からたとえば300m/minの速度に達する
までには、5〜10秒の起動時間が必要である。制御装
置43は、第1段目の二重式円筒形ベルトコンベヤ20
を最初に動作させ、第2段目以降の二重式円筒形ベルト
コンベヤ40,60を静止させておき、載荷が検出位置
42に到達したら2段目の二重式円筒形ベルトコンベヤ
40を起動する。このようにすると実際に1段目の二重
式円筒形ベルトコンベヤ20から輸送物が2段目の二重
式円筒形ベルトコンベヤ40に移行する時点では、2段
目の二重式円筒形ベルトコンベヤ40は充分な搬送速度
立ち上がっている。第2段目と第3段目との間では、載
荷の搬送に要する時間だけ遅らせて、第3段目の起動を
行えば、輸送物6を搬送するときのみ二重式円筒形ベル
トコンベヤ20,40,60を稼働させ、省電力を図る
ことができる。稼働の停止についても、載荷が無い状態
を確認して、時間をずらせて停止させればよい。このよ
うに、2ケ所以上の複数箇所に検出位置41,42を設
けることによって、載荷の輸送状態を容易に把握するこ
とができ、きめ細かい運転制御を行うことができる。
【0018】図6は、図1の圧力検出器11によって検
出される空気の圧力と、コンベヤベルト2上に載荷され
る輸送物6の重量およびコンベヤベルト2の自重との和
に対応する理論的な圧力との対応関係を示す。輸送物6
は、たとえば比重が1.3である。このような荷重と検
出圧力とは対応しているので、圧力検出値から輸送物6
の重量を検知することができる。またコンベヤベルトの
速度を検出し、輸送物の重量を演算すれば輸送量に換算
することは容易である。このようにして、輸送物6の計
量も行うことができる。なお、○印はコンベヤベルト2
の全体についての載荷分布から算出したデータ、△印は
一定範囲内に載荷の分布を限定した場合のデータをそれ
ぞれ示す。
【0019】載荷と圧力との関係は、平行平板間の流れ
でモデル化される。エアー供給孔4直後の圧力をPc、
走行管路内圧力をPaとすると、幅方向の圧力勾配は次
の第1式で与えられる。
【0020】 dP/dx=−(Pc−Pa)/(B/2) at x>0 =(Pc−Pa)/(B/2) at x<0 …(1) 図1に示すように、Bはコンベヤベルト2の幅であり、
第1式を積分し、x=0でP=Pcという境界条件か
ら、次の第2式を得る。
【0021】 P−Pa=(Pc−Pa){1−x/(B/2)} at x>0 =(Pc−Pa){1+x/(B/2)} at x<0 …(2) 単位長さ当たりのコンベヤベルト2と輸送物6との重量
の和をW(kg/m)とおき、θを鉛直方向からの傾き
角度とすると、力の釣合いから次の第3式が得られる。
【0022】
【数1】
【0023】ここでBは、コンベヤベルト2の幅であ
る。管1の内周面の半径をrとすれば、θ=x/rであ
り、次の第4式を得る。
【0024】 Pc−Pa=BW/{1−cos(B/r/2)}/(4r2) …(4) 第4式から、重量Wと走行管内圧力Paと供給孔直後の
圧力Pcとの関係が得られる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ベルトコ
ンベヤを浮上させる気体の圧力を検出することによっ
て、ベルトコンベヤ上の載荷の有無を検出し、ベルトコ
ンベヤの負荷状態を容易に検知することができる。
【0026】また本発明によれば、ベルトコンベヤの搬
送方向に間隔をおいて複数の位置での浮上圧力の検出を
行い、搬送される載荷の移動状態を検知することができ
る。これによって、たとえば複数のベルトコンベヤを接
続して長い距離の搬送を行うような場合に、載荷が近付
いてからベルトコンベヤを起動し、搬送して次のコンベ
ヤに載荷物を払出したらコンベヤの駆動を停止して、省
エネルギーを図ることができる。
【0027】さらに本発明によれば、ベルトコンベヤを
浮上させる気体の圧力を検出して載荷の重量に換算する
ことができるので、載荷の量を検知することができる。
コンベヤベルトの速度を検出し、上記の重量を演算すれ
ば輸送量が容易に算出することができ、物品の搬送ばか
りでなく同時にその計量も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の基本的構成を示す断面図で
ある。
【図2】図1の実施例の正面図である。
【図3】図1の実施例の平面図である。
【図4】図2のA部の詳細な斜視図、切断面線B−Bか
ら見た断面図、C部の詳細な斜視図および切断面線D−
Dから見た断面図である。
【図5】本発明の他の実施例の簡略化した構成を示す正
面図である。
【図6】本発明のさらに他の実施例による検出圧力と重
量との対応関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 管 1a 内管 1b 外管 2 コンベヤベルト 2a 往路ベルト 2b 復路ベルト 3 エアーダクト 4 エアー供給孔 5 空気 6 輸送物 7 検出孔 11 圧力検出器 20,40,60 二重式円筒形ベルトコンベヤ 30 ブロア 31 ヘッド部 37 テール部 41,42 検出位置 43 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65G 43/08 B65G 15/60 G01G 11/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気体浮上式ベルトコンベヤの浮上圧力を
    検出し、 浮上圧力の検出値が予め定める基準値よりも大きいとき
    ベルトコンベヤ上に載荷が有り、前記基準値以下のとき
    ベルトコンベヤ上に載荷がないと判断することを特徴と
    するベルトコンベヤの載荷検出方法。
  2. 【請求項2】 前記ベルトコンベヤの搬出方向に沿っ
    て、間隔をあけて複数位置で浮上圧力を検出し、各位置
    におけるベルトコンベヤ上の載荷の有無を検出すること
    を特徴とする請求項1記載のベルトコンベヤの載荷検出
    方法。
  3. 【請求項3】 気体浮上式ベルトコンベヤの浮上圧力を
    検出し、 浮上圧力の検出値から載荷の重量を換算して求めること
    を特徴とするベルトコンベヤの載荷計量方法。
JP18615494A 1994-08-08 1994-08-08 ベルトコンベヤの載荷検出方法および計量方法 Expired - Lifetime JP3356555B2 (ja)

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