JP5073496B2

JP5073496B2 - コンベヤベルトの摩耗検出装置

Info

Publication number: JP5073496B2
Application number: JP2007534428A
Authority: JP
Inventors: 行伸西北
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2026-09-05
Also published as: CN101277882B; CN101277882A; AU2006288265B2; AU2006288265A1; JPWO2007029698A1; US20090266684A1; DE112006002391B4; DE112006002391T5; WO2007029698A1; US7766157B2

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とともに、構成が簡単で安価に実施しう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ゴム磁石を、コンベヤベルトに、その進行方向と厚さ方向との両方向に対して傾斜させて埋設し、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、前記ゴム磁石の移動軌跡に近接する固定部分に配設する。

(２)上記(１)項において、コンベヤベルトの摩耗量が０のときのコンベヤベルトの初期厚さをＴ、コンベヤベルトの初期の定速走行中における、磁気センサにより検出された磁力の変化の起点とピーク値との間の立ち上り時間をＬ、コンベヤベルトの摩耗量をΔＴ、測定時におけるコンベヤベルトの定速走行中の立ち上り時間をＬ1としたとき、ΔＴ＝（Ｌ−Ｌ１）／Ｌ×Ｔを演算することにより、摩耗値を求める演算制御部を、磁気センサに接続する。

(３)上記(１)または(２)項において、ゴム磁石の一端部を、コンベヤベルトにおける補強材に接触させ、かつ他端部をコンベヤベルトの表面に露呈させるようにして、ゴム磁石をコンベヤベルトに傾斜させて埋設する。

(４)上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、コンベヤベルトの表面から内部の補強材に至るまでの途中から、内部の補強材に至るまでの間においては、ゴム磁石を、コンベヤベルトの進行方向と厚さ方向との両方向に対して階段状に配設する。

(５)上記(４)項において、ゴム磁石を階段状とした部分においては、各段の一部が、隣接する段と、コンベヤベルトの進行方向に対して、コンベヤベルトの厚さ方向に重合するようにする。

(６)上記(４)または(５)項において、コンベヤベルトの表面から内部の補強材に至るまでの初期厚さをＴとしたとき、補強材からコンベヤベルトの表面に向かって、少なくともＴ／３の範囲において、ゴム磁石を階段状とする。

(７)上記(１)〜(６)項のいずれかにおいて、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。

本発明によると、次のような効果を奏することができる。
請求項１記載の発明によると、磁気センサにより、コンベヤベルトに埋設したゴム磁力の変化を検出し、その変化に基づいて、ゴム磁石とともに、コンベヤベルトが摩耗したことを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、コンベヤベルトの摩耗を、非接触で、自動的に検出することができるとともに、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、ゴム磁石を傾斜させた状態で埋設し、その外側の端部からの摩耗を、リニアに検出することができるとともに、１枚のゴム磁石のみで、正確に摩耗量を検出することができ、構成が簡単で、安価に実施することができる。

請求項２記載の発明によると、測定時におけるコンベヤベルトの定速走行中の磁力の変化の起点とピーク値との間の時間の差から、演算制御部により摩耗量を正確に求めることができる。

請求項３記載の発明によると、コンベヤベルトの表面から、補強材に至るまでの全ての範囲の摩耗を検出することができる。

請求項４載の発明によると、コンベヤベルトの表面から内部の補強材に至るまでの途中から、内部の補強材に至るまでの間においては、ゴム磁石を、コンベヤベルトの進行方向と厚さ方向との両方向に対して階段状に配設してあるので、磁気センサにより検出し難い、磁力の変化の起点を、デジタル的に正確に検出することができ、検出精度を向上することができる。

請求項５載の発明によると、ゴム磁石を階段状とした部分においては、各段の一部が、コンベヤベルトの厚さ方向に重合するようにしてあるので、磁気センサの検出値が途中で途切れることなく、磁力の変化を正確に検出することができる。

請求項６載の発明によると、コンベヤベルトの表面から内部の補強材に至るまでの初期厚さをＴとしたとき、補強材からコンベヤベルトの表面に向かって、少なくともＴ／３の範囲において、ゴム磁石を階段状としてあるので、摩耗末期のベルト寿命を正確に検出することができる。

請求項７載の発明によると、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、べルトに追従する柔軟性に富む薄いゴム磁石を形成することができ、かつ耐久性に富むゴム磁石とすることができる。

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し側端部の側面図である。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。磁気センサからの出力波形図である。本発明の第２の実施形態を備えるベルトコンベヤにおける、図２と同様の部分の拡大断面図である。

符号の説明

(１)プーリ
(２)コンベヤベルト
(３)ゴム磁石
(４)磁気センサ
(５)補強材
(６)スクレーパ
(７)幅方向ガイド
(８)厚さ方向ガイド
(９)送信部
(10)現場演算制御部
(11)受信部
(12)出力端末
(13)中央制御部

以下、本発明の実施形態を、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。

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)の表面側に埋設されたゴム磁石(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(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(３)は、厚さ方向に磁化された板状体で構成され、コンベヤベルト(２)に、その進行方向（図１および図２の矢印Ａ方向）と、厚さ方向との両方向に対して傾斜させて埋設されている。図２に示すように、ゴム磁石(３)は、基端(3a)を補強材(５)に接触させ、かつ先端(3b)をコンベヤベルト(２)の表面に露呈させるようにして、図３に示すように、コンベヤベルト(２)の幅方向全体にわたって埋設されている。

ゴム磁石(３)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。

磁気センサ(４)は、ガウスメータまたはループコイル等とすることができ、ゴム磁石(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パ(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ができる。

図３に示すように、磁気センサ(４)の近くには、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)の反対側には、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。

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)より送信する現場演算制御部(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(２)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。
図５は、磁気センサ(４)からの出力波形の例を示している。
コンベヤベルト(２)は、図２の矢印(Ａ)方向に進行し、ゴム磁石(３)が磁気センサ(４)に対向する位置を通過すると、磁力の変化に伴う信号が磁気センサ(４)から出力される。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、ゴム磁石(３)は、表面側の先端(3b)から削られていく。

コンベヤベルト(２)の摩耗量が０のときの初期状態では、ゴム磁石(３)が補強材(５)に接触した基端(3a)が磁気センサ(４)の対向位置を通過する際の検出出力（≒０）を起点(P0)とし、ここから徐々に立ち上がり、ゴム磁石(３)の先端(3b)、すなわち、コンベヤベルト(２)の表面に露出している端面の検出出力がピーク値(Ｐ)となる、初期の出力波形(Ｑ)の信号が、磁気センサ(４)から出力される。この出力波形(Ｑ)の起点(P0)からピーク値(Ｐ)までの時間を(Ｌ)とする。この時間(Ｌ)は、現場演算制御部(10)（または中央制御部(13)）に内蔵したタイマ（図示略）により計測される。

いま、コンベヤベルト(２)が、図２に２点鎖線で示す部分(2a)まで摩耗したとすると、ゴム磁石(３)も２点鎖線で示す部分(3c)まで削られ、このときコンベヤベルト(２)の表面に露出している端面の検出出力がピーク値(P1)を示す出力波形(Q1)の信号が磁気センサ(４)から出力される。この出力波形(Q1)の起点(P0)からピーク値(P1)までの時間を(L1)とする。
コンベヤベルト(２)の表面側（補強材(５)から表面まで）の初期厚さをＴ、摩耗値をΔＴとすると、ΔＴ＝（Ｌ−Ｌ１）／Ｌ×Ｔで表される。これを上記現場演算制御部(10)で演算することにより、摩耗量を求めることができる。

以上のように、本実施形態に係わる摩耗検出装置では、ゴム磁石(３)を、コンベヤベルトの進行方向と厚さ方向との両方向に対して傾斜させて埋設したことによって、磁力波形の変化を読み取ることにより、１枚のゴム磁石(３)のみで、正確に摩耗量を検出することができ、構成が簡単で安価に実施することができる。

図６は、本発明の第２の実施形態を備えるベルトコンベヤにおける、上記図２と同様の部分の拡大縦断側面図である。なお、第１の実施形態におけるのと同一または類似の部材には、同一の符号をもって図示するに止め、それらについての詳細な説明は省略する。
この例では、コンベヤベルト(２)における補強材(５)からコンベヤベルト(２)の表面に向かって、少なくともＴ／３の範囲において、ゴム磁石(３)を、コンベヤベルトの進行方向と厚さ方向との両方向に対して階段(3d)(3e)(3f)状をなすように配設してある。
このゴム磁石(３)を階段(3d)(3e)(3f)状とした部分においては、各段の一部が、コンベヤベルト(２)の厚さ方向に重合するようにしてある。しかし、重合しないようにすることもできる。
このような構成とすると、磁気センサ(４)により検出し難い、磁力の変化の起点(P0)部分を、デジタル的に正確に検出することができ、検出精度を向上することができるとともに、摩耗末期のベルト寿命を正確に検出することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、図５に示すピーク値(Ｐ)(P1)の差（Ｐ−Ｐ1）より、摩耗の程度を知ることもできる。

Claims

厚さ方向に磁化されたゴム磁石を、コンベヤベルトに、その進行方向と厚さ方向との両方向に対して傾斜させて埋設し、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、前記ゴム磁石の移動軌跡に近接する固定部分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。
コンベヤベルトの摩耗量が０のときのコンベヤベルトの初期厚さをＴ、コンベヤベルトの初期の定速走行中における、磁気センサにより検出された磁力の変化の起点とピーク値との間の立ち上り時間をＬ、コンベヤベルトの摩耗量をΔＴ、測定時におけるコンベヤベルトの定速走行中の立ち上り時間をＬ1としたとき、ΔＴ＝（Ｌ−Ｌ１）／Ｌ×Ｔを演算することにより、摩耗値を求める演算制御部を、磁気センサに接続した、請求項１記載のコンベヤベルトの摩耗検出装置。
ゴム磁石の一端部を、コンベヤベルトにおける補強材に接触させ、かつ他端部を、コンベヤベルトの表面に露呈させるようにして、ゴム磁石をコンベヤベルトに傾斜させて埋設した、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。
コンベヤベルトの表面から内部の補強材に至るまでの途中から、内部の補強材に至るまでの間においては、ゴム磁石を、コンベヤベルトの進行方向と厚さ方向との両方向に対して階段状に配設した、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。
ゴム磁石を階段状とした部分においては、各段の一部が、隣接する段と、コンベヤベルトの進行方向に対して、コンベヤベルトの厚さ方向に重合するようにした、請求項４記載のコンベヤベルトの摩耗検出装置。
コンベヤベルトの表面から内部の補強材に至るまでの初期厚さをＴとしたとき、補強材からコンベヤベルトの表面に向かって、少なくともＴ／３の範囲において、ゴム磁石を階段状とした、請求項４または５記載のコンベヤベルトの摩耗検出装置。
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１〜６のいずれかに記載のコンベヤベルトの摩耗検出装置。