JP5590838B2 - ベルトコンベヤ装置 - Google Patents
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すなわち、自走式のベルトコンベヤ装置は、コンベヤ本体と、支持手段を介して前記コンベヤ本体を支持する自走車両とで構成され、前記コンベヤ本体は、コンベヤフレームと、コンベヤフレームの前後両端部に設けられたプーリと、両プーリ間に巻回され、被搬送物(土砂等)を搬送するベルトと、ベルトを回動させる駆動装置と、ベルトのテンションを調節するスクリュー式のテークアップ装置と、ベルトおよび被搬送物の重量を受ける複数のキャリヤローラとで構成されている。
前記駆動装置として、前記搬送用ベルトの移動経路の途中に配置されて前記搬送用ベルトを駆動する2台の駆動用プーリと、前記各駆動用プーリをそれぞれ回動する駆動用モータとを設け、
前記テンション付与装置として、前記搬送用ベルトの移動経路の途中に所定方向に移動可能に設けられたテンション用プーリと、前記テンション用プーリを前記所定方向に移動させて前記搬送用ベルトにテンションを付与するテンション用油圧シリンダとを設け、
外部からの圧力指令信号に応じて前記テンション用油圧シリンダにかかる油圧を調整するリリーフ付き減圧弁と、前記搬送用ベルトの移動経路の途中に配置された案内用プーリと、前記案内用プーリの回転速度を検出し、前記搬送用ベルトの実際の速度を検出するベルト速度検出器とを備え、
前記駆動用モータへ供給される電流に基づいて前記搬送用ベルトの速度を演算し、この演算された搬送用ベルトの速度から、前記ベルト速度検出器により検出された前記搬送用ベルトの実際の速度を減算して速度差を求め、この求めた速度差が所定の速度差以内にあるとき、前記2台の各駆動用モータへそれぞれ供給される電流の平均値に基づいて前記搬送用ベルトの負荷を演算し、この演算した搬送用ベルトの負荷に応じて前記リリーフ付き減圧弁へ前記圧力指令信号を出力し、前記テンション用油圧シリンダを介して前記テンション用プーリを移動させ、前記搬送用ベルトに前記負荷に比例したテンションを付与し、前記求めた速度差が所定の速度差を超えると、前記圧力指令信号を強めて前記リリーフ付き減圧弁へ出力し、前記搬送用ベルトのテンションを強める制御装置を備えることを特徴とするものである。
図2は本発明の実施の形態におけるベルトコンベヤ装置を備えた自走式ベルトコンベヤ装置の側面図であり、図2に示すように、自走式ベルトコンベヤ装置11は、ベルトコンベヤ装置12と、支持装置13を介して前記ベルトコンベヤ装置12を支持する自走車両14から構成されている。なお、この自走車両14の進行方向を前後方向とし、この前後方向とは直角な方向を左右方向として説明する。
自走車両14は、車両本体21と、車両本体21を支持する左右一対の前車輪22および左右一対の後車輪23とを備えている。
支持装置13は、車両本体21の前部および後部に設けられて上記ベルトコンベヤ装置12を鉛直面内で傾動自在に支持する傾動用前部シリンダ41および傾動用後部シリンダ42とから構成される。
ベルトコンベヤ装置12は、図2〜図4に示すように、コンベヤフレーム51と、コンベヤフレーム51の前後両端部に設けられた前端プーリ52および後端プーリ53と、これら両プーリ52,53間に巻回されて被搬送物(土砂等)54を搬送する搬送用ベルト55と、コンベヤフレーム51の中央下部に配置されて搬送用ベルト55を回動させる駆動装置56と、コンベヤフレーム51の中央下部に配置されて搬送用ベルト55にテンション(張力)を付与するテンション付与装置57と、搬送用ベルト55および被搬送物54(土砂等)の重量を受ける、中央部支持ローラ58Aおよび側部支持ローラ58Bからなる複数のキャリヤローラ59とから構成されている。以下、上記両プーリ52,53の上端を接続してなる搬送用ベルト55の面を搬送面とし、上記両端プーリ52,53の下端を接続してなる搬送用ベルト55の面を戻り面とする。
以下、本発明の実施の形態における上記駆動装置56とテンション付与装置57について、まず基本的な構成を説明する。なお、基本的な構成としては、駆動装置56において駆動用プーリを一台設け、駆動用プーリの回転軸に直結された減速機付駆動用モータへ供給される電流に基づいて回転数を求めることによって、搬送用ベルト55の張力を制御するものである。これに対して、後述する実施例に係る駆動用装置56とテンション付与装置57においては、搬送用ベルト55の張力の制御の精度を上げるために、駆動用装置56において駆動用プーリを2台設けて、各駆動用プーリに直結された各減速機付駆動用モータに供給される電流の平均値から求めた搬送用ベルト55の速度と、ベルト速度検出器によって求めた搬送用ベルト55の速度との差を求めるようにしたものである。
駆動装置56は、図1〜図4に示すように、駆動用プーリ65と、減速機付駆動用モータ66と、駆動補助用プーリ67を備えている。
また駆動補助用プーリ67は、搬送フレーム体61の後部位置(コンベヤフレーム51の略中間位置)で、且つ搬送用ベルト55の移動経路の途中に上端が前記戻り面に位置するように配置され、搬送用ベルト55を転向させるとともに、駆動用プーリ65および搬送用ベルト55の接触面積を増して駆動用プーリ65のトルクを搬送用ベルト55へ効率的に伝達する。またこの駆動補助用プーリ67の前下方の近傍に、前記駆動用プーリ65が配置されている。
テンション付与装置57は、図1〜図4に示すように、コンベヤフレーム51の中央下部に配置された、第1テンション用プーリ69、第1レール70、単動式のテンション用油圧シリンダ71、第2テンション用プーリ73、第2レール74、およびネジ棒(移動機構の一例)75を備え、さらにリリーフ付き減圧弁72を備えている。
また単動式のテンション用油圧シリンダ71は、搬送フレーム体61に固定され、第1レール70に案内させてテンション用プーリ69を前後方向に移動させて搬送用ベルト55にテンションを付与する。
またネジ棒75は、搬送フレーム体61に回転自在に支持され、第2レール74に案内させて第2テンション用プーリ73を前後方向に手動操作で移動可能な構成とされ、第2テンション用プーリ73の前後位置を調節する。
回転数制御部79は、前記速度指令値を入力すると、この搬送用ベルト55の移動速度を出すための駆動用プーリ65の回転数、すなわち駆動用モータ66の回転数を演算し(求め)、この演算した回転数を設定回転数とする上記回転数指令を、インバータ36へ出力する。なお、速度指令値がゼロのとき、インバータ36へは停止信号を出力する。
[作用]
上記構成による自走式ベルトコンベヤ装置11の作用を説明する。なお、自走式ベルトコンベヤ装置11の走行(移動)に関する作用の説明は省略する。また自走式ベルトコンベヤ装置11の走行中は、コンベヤフレーム51は水平な姿勢、すなわち傾斜用前部シリンダ41のロッドは縮められ、傾斜用後部シリンダ42のロッドは伸びた状態とされる。
また油圧ポンプ32と発電機34は起動されているものとする。
以上のように、リアルタイムで測定される駆動用モータ66へ供給される電流Iにより、リアルタイムでテンション制御を実現できる。よって、搬送用ベルト55による搬送する被搬送物54の重量が増加すると(負荷が増加すると)、第1テンション用プーリ69が搬送用ベルト55を張る方向に移動されてテンションが増加され、駆動用プーリ65から搬送用ベルト55へ駆動力を伝達する摩擦力が増加されることにより、スリップの恐れを解消でき、安定して被搬送物54を搬送することができる。また搬送用ベルト55による搬送する被搬送物54の重量が減少すると(負荷が減少すると)、第1テンション用プーリ69が搬送用ベルト55を緩める方向に移動されてテンションが減少され、搬送用ベルト55と駆動用モータ66(駆動用プーリ65)にかかる負荷が減少されることにより、搬送用ベルト55と駆動用モータ66(駆動用プーリ65)の長寿命化を実現できる。
以下、本発明の要旨である駆動装置56とテンション付与装置57の実施例について説明する。もちろん、本実施例は、上述したように、基本的な構成に対して搬送用ベルト55の張力の制御の精度の向上を図るように構成したものである。
本実施例では、図5に示すように、駆動装置56を、タンデム駆動式としている。すなわち、第1駆動用プーリ65Aと第1減速機付駆動用モータ66Aと第1駆動補助用プーリ67Aからなるセットと、第2駆動用プーリ65Bと第2減速機付駆動用モータ66Bと第2駆動補助用プーリ67Bからなるセットとを合計2セット備えている。
また駆動補助用プーリ67A,67Bはそれぞれ、搬送フレーム体61の後部位置(コンベヤフレーム51の略中間位置)で、且つ搬送用ベルト55の移動経路の途中に上端が前記戻り面に位置するように配置され、搬送用ベルト55を転向させるとともに、各駆動用プーリ65A,65Bと搬送用ベルト55の接触面積を増して各駆動用プーリ65A,65Bのトルクを搬送用ベルト55へ効率的に伝達する。また第1駆動補助用プーリ67Aの前下方の近傍に、前記第1駆動用プーリ65Aが配置され、第2駆動補助用プーリ67Bの後方の近傍に、前記第2駆動用プーリ65Bが配置されている。
図6に示すように、制御装置39には、運転席37から指令された上記速度指令値(被搬送物54の搬送速度)と、第1インバータ36Aにより測定された第1駆動用モータ66Aへの供給する電流IAと、第2インバータ36Bにより測定された第2駆動用モータ66Bへの供給する電流IBと、ベルト速度検出器83により検出された搬送用ベルト55の実速度VDが入力されている。また制御装置39より各インバータ36A,36Bヘ回転数指令が出力され、リリーフ付き減圧弁72へ圧力指令Pが出力されている。
回転数制御部79により演算された、入力した前記速度指令値に基づく駆動用モータ66の回転数に、後述する条件によりバイアスをかける第1加算器86と、
テンション制御部80により設定された搬送用ベルト55の負荷に比例した圧力指令Pに、後述する条件によりバイアスをかける第2加算器87と、
第1駆動用モータ66Aへ供給している電流IAと、第2駆動用モータ66Bへ供給している電流IBとの電流差ΔIを演算する第1減算器88と、
第1減算器88により演算された電流差ΔIが、予め設定された電流IS1と電流IS2(>IS1)間に収まっているかどうかにより、電流差ΔIが、適正な範囲にあるかどうかを判定し、適正な範囲にあるときに動作する第1比較器89と、
第1比較器89が動作したときに動作する第1リレイ90と、
第1駆動用モータ66Aへ供給している電流IAと、第2駆動用モータ66Bへ供給している電流IBとの平均電流値IABを演算する平均値演算部91と、
平均値演算部91により演算された平均電流値IABにより2台の駆動モータ66A,66Bの平均回転数を演算し、この演算した平均回転数、すなわち駆動用プーリ65A,65Bの平均回転数により搬送用ベルト55の移動速度VCを演算するベルト速度演算部92と、
ベルト速度演算部92により演算された搬送用ベルト55の移動速度VCから、ベルト速度検出器83により検出された搬送用ベルト55の実速度VDを減算して、速度差ΔV、すなわちスリップの度合いを求める第2減算器93と、
第2減算器93により演算された速度差ΔVが所定の速度VS以下かどうか、すなわちスリップが許容範囲にあるかどうかを判定し、許容範囲にあるときに動作する第2比較器94と、
第2比較器94が動作したときに動作する第2リレイ95と
が設けられている。
回転数制御部79によって、運転席37より入力した前記速度指令値に基づいて駆動用モータ66の回転数が演算され、またテンション制御部80によって搬送用ベルト55の負荷に比例した圧力指令Pが演算される。
かどうかが判定され、すなわち駆動用モータ66A,66Bによる駆動用プーリ65A,65Bの回転に基づく搬送用ベルト55の速度VCと、実測した搬送用ベルト55の速度VDにより、スリップが発生しているかどうかが判定される。
速度差ΔVが所定の速度差VSを超えて、スリップが大きいと判断された場合(第2リレイ95が動作してなく、b接点が閉動作しているとき)、あるいは電流差ΔIが適正な範囲にない場合(第1リレイ90が動作してなく、a接点が開動作、b接点が閉動作しているとき)、インバータ36A,36Bへ出力される設定回転数が低くされ{マイナスの設定値(−β)がバイアスされ}、よって各駆動用モータ66A,66Bの回転数が落とされる(減速される)。その結果、スリップが小さくされ、また各駆動用モータ66A,66Bのトルクと回転数の違いにより搬送用ベルト55が大きく波打つことが回避される。
12 ベルトコンベヤ装置
13 支持装置
14 自走車両
32 油圧ポンプ
33 油圧ユニット
34 発電機
35 コンバータ
36,36A,36B インバータ
39 制御装置
41 傾動用前部シリンダ
42 傾動用後部シリンダ
51 コンベヤフレーム
52 前端プーリ
53 後端プーリ
54 被搬送物(土砂等)
55 搬送用ベルト
56 駆動装置
57 テンション付与装置
58A 中央部支持ローラ
58B 側部支持ローラ
59 キャリヤローラ
61 搬送フレーム体
62 荷受フレーム体
63 接合軸
64 ホッパー
65,65A,65B 駆動用プーリ
66,66A,66B 減速機付駆動用モータ
67,67A,67B 駆動補助用プーリ
69,73 テンション用プーリ
70,74 レール
71 テンション用油圧シリンダ
72 リリーフ付き減圧弁
75 ネジ棒
79 回転数制御部
80 テンション制御部
82 案内用プーリ
83 ベルト速度検出器
Claims (4)
- コンベヤフレームと、このコンベヤフレームの両端部に設けられたプーリと、これら両プーリ間に巻回されて被搬送物を搬送する搬送用ベルトと、前記搬送用ベルトを回動させる駆動装置と、前記搬送用ベルトにテンションを付与するテンション付与装置を備えたベルトコンベヤ装置であって、
前記駆動装置として、
前記搬送用ベルトの移動経路の途中に配置されて前記搬送用ベルトを駆動する2台の駆動用プーリと、
前記各駆動用プーリをそれぞれ回動する駆動用モータと
を設け、
前記テンション付与装置として、
前記搬送用ベルトの移動経路の途中に所定方向に移動可能に設けられたテンション用プーリと、
前記テンション用プーリを前記所定方向に移動させて前記搬送用ベルトにテンションを付与するテンション用油圧シリンダと
を設け、
外部からの圧力指令信号に応じて前記テンション用油圧シリンダにかかる油圧を調整するリリーフ付き減圧弁と、
前記搬送用ベルトの移動経路の途中に配置された案内用プーリと、
前記案内用プーリの回転速度を検出し、前記搬送用ベルトの実際の速度を検出するベルト速度検出器と
を備え、
前記駆動用モータへ供給される電流に基づいて前記搬送用ベルトの速度を演算し、この演算された搬送用ベルトの速度から、前記ベルト速度検出器により検出された前記搬送用ベルトの実際の速度を減算して速度差を求め、
この求めた速度差が所定の速度差以内にあるとき、前記2台の各駆動用モータへそれぞれ供給される電流の平均値に基づいて前記搬送用ベルトの負荷を演算し、この演算した搬送用ベルトの負荷に応じて前記リリーフ付き減圧弁へ前記圧力指令信号を出力し、前記テンション用油圧シリンダを介して前記テンション用プーリを移動させ、前記搬送用ベルトに前記負荷に比例したテンションを付与し、
前記求めた速度差が所定の速度差を超えると、前記圧力指令信号を強めて前記リリーフ付き減圧弁へ出力し、前記搬送用ベルトのテンションを強める制御装置
を備えること
を特徴とするベルトコンベヤ装置。 - 外部からの回転数指令に基づいて、指令された設定回転数で前記2台の駆動用モータをそれぞれ駆動し、このとき前記各駆動用モータへ供給する電流を検出して前記制御装置へ出力するインバータを備え、
前記制御装置は、外部からの搬送用ベルトの速度指令に基づいて、指令された速度に相当する前記駆動用プーリの回転数を求め、この求めた回転数を前記回転数指令として前記インバータへ出力するとともに、前記求めた速度差が所定の速度差を超えると、あるいは前記2台の各駆動用モータへそれぞれ供給される電流の電流差が所定の範囲を超えると、前記回転数指令の指令回転数を低くして出力すること
を特徴とする請求項1に記載のベルトコンベヤ装置。 - 前記テンション付与装置は、
前記搬送用ベルトの移動経路の途中に所定方向に移動可能に設けられた第2のテンション用プーリと、
前記第2のテンション用プーリを前記所定方向に移動させる手動操作の移動機構
を備えること
を特徴とする請求項1または2に記載のベルトコンベヤ装置。 - 前記コンベヤフレームは、前記搬送用ベルトによる被搬送物の搬送経路に沿って、主フレーム体と、ヒンジ体の幅方向の横軸を中心に回動自在に前記主フレーム体に連結された副フレーム体とに分割され、前記主フレームと副フレームはそれぞれ、前記横軸を中心に上下方向に回動可能とされたこと
を特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のベルトコンベヤ装置。
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