JP5939051B2

JP5939051B2 - ベルトコンベヤ装置

Info

Publication number: JP5939051B2
Application number: JP2012134625A
Authority: JP
Inventors: 邦俊鈴木
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-06-14
Also published as: CN104334479B; AU2013275616A1; JP2013256381A; AU2013275616B2; WO2013187063A1; CN104334479A

Description

本発明はベルトコンベヤ装置に関する。

無端状に形成されたコンベヤベルトをコンベヤローラによってトラフ状に支持したベルトコンベヤ装置がある。
このようなベルトコンベヤ装置では、運搬物がコンベヤベルトの幅方向の中心から一方に偏位した箇所に載置されると、運搬物の質量によってコンベヤベルトに幅方向の他方に向かう方向の力が作用し、コンベヤベルトが幅方向の他方にずれてしまう。
このようなコンベヤベルトのずれが生じると、コンベヤベルトが蛇行し、あるいは、幅方向に片寄った状態となるため、運搬物を安定して搬送することができなくなる。
そこで、コンベヤベルトの幅方向の縁部の位置を検出し、その検出結果に基づいてコンベヤローラの向きを変えることでコンベヤベルトの蛇行を抑制するようにした調芯装置（調進ローラ）が提案されている（特許文献１参照）。

特開平６−７４３０６号公報

しかしながら、上記従来技術では、コンベヤベルトの幅方向の縁部の位置を検出することから以下の不都合がある。
１）無端状のコンベヤベルトは、その長手方向の端部が接合された接合部となっており、この接合部の幅は、接合部を除くコンベヤベルトの部分の幅よりも狭くなっている。このため、従来技術では、接合部でコンベヤベルトの縁部が幅方向に偏位したものとして誤検出することから、コンベヤローラの向きが変わってしまいコンベヤベルトの走行が不安定となる。
２）コンベヤベルトの縁部が損傷している場合にも、１）と同様にコンベヤベルトの幅方向の縁部の位置の誤検出が生じ、コンベヤベルトの走行が不安定となる。
３）コンベヤローラの向きを変えることによりコンベヤベルトに対して無理な負荷が掛かりやすく、コンベヤベルトの縁部の耐久性を確保する上で不利となる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コンベヤベルトの走行の安定化を図ると共に、コンベヤベルトの縁部の耐久性を確保する上で有利なベルトコンベヤ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、無端状に形成されたコンベヤベルトと、前記コンベヤベルトをトラフ状に支持するトラフローラとを備えるベルトコンベヤ装置であって、前記コンベヤベルトの走行方向と直交する幅方向において、前記コンベヤベルトに対する前記コンベヤベルトに載置された運搬物の相対的な位置を検出する相対位置検出手段と、前記検出された運搬物の相対的な位置に基づいて前記運搬物の前記幅方向における位置を移動させる運搬物移動手段とを備え、前記相対位置検出手段は、基準位置に対する前記コンベヤベルトの幅方向の位置をコンベヤベルト位置として検出するコンベヤベルト位置検出手段と、前記コンベヤベルトの上方で前記幅方向と平行に延在する上方基準線から前記運搬物の上面までの距離を運搬物上面位置として前記幅方向にわたって検出する運搬物上面位置検出手段と、前記検出されたコンベヤベルト位置と前記検出された運搬物上面位置とに基づいて前記運搬物の相対的な位置を算出する演算手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、検出された運搬物の相対的な位置に基づいて運搬物の幅方向における位置を移動させる。そのため、コンベヤベルトの幅方向の縁部の位置を検出しないため、コンベヤベルトの幅方向の寸法の変動による誤動作がなく、コンベヤベルトの走行の安定化を図る上で有利となる。また、コンベヤローラの向きを変えることがないため、コンベヤベルトに対して無理な負荷が掛からず、コンベヤベルトの耐久性を確保する上で有利となる。

第１の実施の形態に係るベルトコンベヤ装置１０の構成図である。第１の実施の形態に係るベルトコンベヤ装置１０のブロック図である。図１のＡＡ線断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は運搬物移動機構２４の構成と動作を示す平面図である。（Ａ）は運搬物２がコンベヤベルト１６の幅方向に偏位して載置された状態を示す説明図、（Ｂ）は運搬物２の質量によってコンベヤベルト１６が幅方向にずれた状態を示す説明図である。第２の実施の形態に係るベルトコンベヤ装置１０の構成図である。第２の実施の形態に係るベルトコンベヤ装置１０のブロック図である。図６のＡＡ線断面図であり、コンベヤベルト１６に運搬物２が載置されていない状態での変位センサ３６Ａ、３６Ｂ、３８の測定動作を示す。図６のＡＡ線断面図であり、コンベヤベルト１６に運搬物２が載置された状態での変位センサ３６Ａ、３６Ｂ、３８の測定動作を示す。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、ベルトコンベヤ装置１０は、駆動プーリ１２と、従動プーリ１４と、それらに掛け渡された無端状に形成されたコンベヤベルト１６とを含んで構成されている。
駆動プーリ１２が不図示のモータから供給される駆動力によって回転駆動されることにより、コンベヤベルト１６が駆動プーリ１２と従動プーリ１４との間を走行する。
図中符号１８は、運搬物２をコンベヤベルト１６上に投下するシュートである。
なお、運搬物２は、鉄鉱石、石炭、石灰石などの鉱物、土砂、粉体などであり、特に限定されるものではない。

図３に示すように、コンベヤベルト１６の往路には、中央ローラ２０Ａと、両側の傾斜ローラ２０Ｂ、２０Ｃとからなるトラフローラ２０がコンベヤベルトの走行方向に間隔をおいて複数配置されている。
したがって、往路においてコンベヤベルト１６には、下方に凹状の中央ベルト部分１６Ａと、その両側の傾斜ベルト部分１６Ｂ、１６Ｃとが形成される。すなわち、トラフローラ２０は、コンベヤベルト１６をトラフ状に支持している。

図１に示すように、ベルトコンベヤ装置１０は、さらに、撮像装置２２と、運搬物移動機構２４と、制御装置２６とを備えている。
撮像装置２２は、図３に示すように、コンベヤベルト１６の上方からコンベヤベルト１６および運搬物２を撮像して画像情報を生成し、制御装置２６に供給するものであり、特許請求の範囲の撮像手段を構成する。

図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、運搬物移動機構２４は、揺動板２８と、駆動手段３０とを含んで構成されている。
揺動板２８は、コンベヤベルト１６上に厚さ方向の両面をコンベヤベルト１６の幅方向に向け、コンベヤベルト１６の幅方向に間隔をおいて２枚設けられている。
それら２枚の揺動板２８は、両側の傾斜ローラ２０Ｂ、２０Ｃ（図３）の上方箇所に配置されている。
各揺動板２８は、コンベヤベルト１６の上方から支軸３１を介して揺動可能に支持されている。

駆動手段３０は、制御装置２６から供給される制御信号に基づいて、揺動板２８をコンベヤベルト１６上でその厚さ方向の両面の向きが変わるように揺動させるものである。
駆動手段３０は、コンベヤベルト１６の側方に、基部が枢着された伸縮式のアクチュエータであるエアシリンダ３００２と、２枚の揺動板２８の端部間を連結するロッド３００４とを含んで構成されている。エアシリンダ３００２のピストンロッド３００２Ａとロッド３００４とは枢着されている。

図４（Ａ）に示すように、運搬物２がコンベヤベルト１６の幅方向の中心よりも左側に偏位している場合に、駆動手段３０により走行方向下流に向かうほど２枚の揺動板２８が右方向に近づくように向きが変わると、運搬物２は２枚の揺動板２８に案内されて、コンベヤベルト１６の幅方向の中心に移動される。

図４（Ｂ）に示すように、運搬物２がコンベヤベルト１６の幅方向の中心よりも右側に偏位している場合に、駆動手段３０により走行方向下流に向かうほど２枚の揺動板２８が左方向に近づくように向きが変わると、運搬物２は２枚の揺動板２８に案内されて、コンベヤベルト１６の幅方向の中心に移動される。

図４（Ｃ）に示すように、運搬物２がコンベヤベルト１６の幅方向の中心に位置している場合に、駆動手段３０により走行方向下流に向かうほど２枚の揺動板２８がコンベヤベルト１６の走行方向と平行になるように向きが変わると、運搬物２は２枚の揺動板２８の間を通過してコンベヤベルト１６の幅方向の中心に位置した状態で搬送される。

なお、運搬物移動機構２４は、上述した揺動板２８および駆動手段３０を用いたものに限定されるものではなく、運搬物２をコンベヤベルト１６の幅方向に動かすことができればどのような機構であってもよく、従来公知の様々な機構が使用可能である。

図２に示すように、制御装置２６は、ＣＰＵと、制御プログラムなどを格納するＲＯＭと、ワーキングエリアを提供するＲＡＭと、インターフェース部などがバスによって接続されたマイクロコンピュータによって構成されている。インターフェース部は、撮像装置２２および駆動手段３０との間でインターフェースをとるものである。
ＣＰＵは、制御プログラムを実行することにより、解析手段３２と、駆動制御手段３４とを構成する。

解析手段３２は、撮像装置２２から供給される画像情報を解析することによりコンベヤベルト１６に対するコンベヤベルト１６に載置された運搬物２の相対的な位置を算出するものである。
したがって、本実施の形態では、撮像装置２２（撮像手段）と、解析手段３２とによって、コンベヤベルト１６に対するコンベヤベルト１６に載置された運搬物２の相対的な位置を検出する相対位置検出手段が構成されている。

駆動制御手段３４は、検出された運搬物２の相対的な位置に基づいて運搬物移動機構２４の駆動手段３０に制御信号を供給することで運搬物２の幅方向における位置を移動させるものである。
したがって、本実施の形態では、運搬物移動機構２４と駆動制御手段３４とによって、検出された運搬物２の相対的な位置に基づいて運搬物２の幅方向における位置を移動させる運搬物移動手段が構成されている。

次に、ベルトコンベヤ装置１０の作用効果について説明する。
まず、図５を参照して運搬物２がコンベヤベルト１６の幅方向の一方に偏位した箇所に載置された場合について説明する。
図５（Ａ）に示すように、運搬物２がコンベヤベルト１６の幅方向の一方に偏位した箇所に載置されたり、あるいは、搬送される過程で運搬物２に加わる振動や力によって運搬物２がコンベヤベルト１６の幅方向の中心から一方に偏位した箇所に移動することがある。
この場合、図５（Ｂ）に示すように、運搬物２の重量によってコンベヤベルト１６には幅方向の他方に向かって力が作用し、コンベヤベルト１６が幅方向にずれてしまう。
このようなコンベヤベルト１６のずれが生じると、コンベヤベルト１６が蛇行し、あるいは、幅方向に片寄った状態となるため、運搬物２を安定して搬送することができなくなる。

本実施の形態では、運搬物２がコンベヤベルト１６上に載置され、コンベヤベルト１６が走行されると、図３に示すように、撮像装置２２（撮像手段）によって撮像された画像情報に基づいて解析手段３２がコンベヤベルト１６に対するコンベヤベルト１６に載置された運搬物２の相対的な位置を算出する。
駆動制御手段３４は、算出された運搬物２の相対的な位置に基づいて駆動手段３０を制御することにより、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように揺動板２８の向きを変える。なお、算出された運搬物２の相対的な位置がコンベヤベルト１６の幅方向中央である場合には、図４（Ｃ）に示すように、揺動板２８は走行方向に沿って延在した状態が維持される。
これにより、図３に実線で示すように運搬物２がコンベヤベルト１６の幅方向に偏位している場合は、図３に二点鎖線で示すように運搬物２がコンベヤベルト１６の中心に移動される。
したがって、コンベヤベルト１６による運搬物２の搬送の安定化が図れる。
この場合、従来技術とは異なりコンベヤベルト１６の幅方向の縁部の位置を検出しないので、コンベヤベルト１６の幅方向の寸法の変動による誤動作がなく、コンベヤベルト１６の走行の安定化を図る上でより有利となる。
また、従来技術とは異なりコンベヤローラ（トラフローラ２０）の向きを変えることがないため、コンベヤベルト１６に対して無理な負荷が掛からず、コンベヤベルト１６の耐久性を確保する上で有利となる。

なお、コンベヤベルト１６に載置された運搬物２は、トラフローラ２０を乗り越えるごとに上下に振動する。このような振動は、コンベヤベルト１６の幅方向における運搬物２の位置を変動させる原因となる。特に、ベルトコンベヤ装置１０を側面視したときにコンベヤベルト１６の向きが上下方向に変化する屈曲箇所では、上述した上下の振動に加えて、運搬物２が浮き上がり易いため、幅方向における運搬物２の位置がより変動しやすい。
本実施の形態は、このような幅方向における運搬物２の位置が変動しやすいベルトコンベヤ装置１０においてコンベヤベルト１６の走行の安定化を図る上で特に有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、相対位置検出手段として撮像装置２２に代えて複数の変位センサを用いた点が第１の実施の形態と相違しており、他の構成は第１の実施の形態と同様である。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同一の部分、部材について第１の実施の形態と同様の符号を付してその説明を省略し、あるいは、簡単に説明する。

図６〜図８に示すように、ベルトコンベヤ装置１０は、第１の実施の形態と同様に駆動プーリ１２、従動プーリ１４、コンベヤベルト１６、運搬物移動機構２４、制御装置２６を備えている。
第２の実施の形態は、図８に示すように、第１、第２のコンベヤベルト変位センサ３６Ａ、３６Ｂと、複数の運搬物上面変位センサ３８を備える。

第１、第２のコンベヤベルト変位センサ３６Ａ、３６Ｂは、予め定められた基準位置に対するコンベヤベルト１６の幅方向の位置をコンベヤベルト位置として検出し、その検出結果を制御装置２６に供給するものであり、コンベヤベルト位置検出手段を構成している。

複数の運搬物上面変位センサ３８は、コンベヤベルト１６の上方で幅方向と平行に延在する上方基準線Ｌ０から運搬物２の上面までの距離を運搬物上面位置として幅方向にわたって検出し、その検出結果を制御手段に供給するものであり、運搬物上面位置検出手段を構成している。
本実施の形態では、複数の運搬物上面変位センサ３８は、幅方向に沿って等間隔をおいて配置されている。

制御装置２６は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより、演算手段４０と、駆動制御手段３４とを実現する。

演算手段４０は、第１、第２のコンベヤベルト変位センサ３６Ａ、３６Ｂで検出されたコンベヤベルト位置と、複数の運搬物上面変位センサ３８で検出された運搬物上面位置とに基づいてコンベヤベルト１６に対するコンベヤベルト１６に載置された運搬物２の相対的な位置を算出するものである。

したがって、第２の実施の形態では、第１、第２のコンベヤベルト変位センサ３６Ａ、３６Ｂ（コンベヤベルト位置検出手段）、複数の運搬物上面変位センサ３８（運搬物上面位置検出手段）と、演算手段４０とによって、コンベヤベルト１６に対するコンベヤベルト１６に載置された運搬物２の相対的な位置を検出する相対位置検出手段が構成されている。

駆動制御手段３４は、第１の実施の形態と同様に、相対位置検出手段により検出された運搬物２の相対的な位置に基づいて運搬物移動機構２４の駆動手段３０に制御信号を供給することで運搬物２の幅方向における位置を移動させるものである。
したがって、第２の実施の形態においても、運搬物移動機構２４と駆動制御手段３４とによって、検出された運搬物２の相対的な位置に基づいて運搬物２の幅方向における位置を移動させる運搬物移動手段が構成されている。

次に、ベルトコンベヤ装置１０の作用効果について説明する。
まず、図８に示すように、コンベヤベルト１６上に運搬物２が載置されていない状態で、第１、第２のコンベヤベルト変位センサ３６Ａ、３６Ｂによって初期のコンベヤベルト１６の位置が検出されると共に、複数の運搬物上面変位センサ３８によって運搬物２が無い状態でのコンベヤベルト１６の上面位置が検出され、演算手段４０に登録される。

次に、運搬物２がコンベヤベルト１６上に載置され、コンベヤベルト１６が走行されると、第１、第２のコンベヤベルト変位センサ３６Ａ、３６Ｂで検出されたコンベヤベルト位置と、複数の運搬物上面変位センサ３８で検出された運搬物上面位置とが演算手段４０に供給される。

演算手段４０は、登録された初期のコンベヤベルト１６の位置と、現時点で検出されたコンベヤベルト位置とを比較すると共に、運搬物２が無い状態でのコンベヤベルト１６の上面位置と、現時点で検出された運搬物上面位置とを比較する。そして、コンベヤベルト位置の比較結果と運搬物上面位置の比較結果とに基づいて運搬物２の相対的な位置を算出する。

駆動制御手段３４は、算出された運搬物２の相対的な位置に基づいて駆動手段３０を制御することにより、第１の実施の形態と同様に揺動板２８の向きを変える。これにより、図９に実線で示すように運搬物２がコンベヤベルト１６の幅方向に偏位している場合は、二点鎖線で示すように運搬物２がコンベヤベルト１６の中心に移動される。

したがって、第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、コンベヤベルト１６の走行の安定化を図りつつ、コンベヤベルト１６の縁部の耐久性を確保する上で有利となる。
また、第２の実施の形態では、第１の実施の形態の撮像装置２２に代えて比較的安価な変位センサを用いるため、コストの抑制を図る上で有利となる。

２……運搬物、１０……ベルトコンベヤ装置、１２……駆動プーリ、１４……従動プーリ、１６……コンベヤベルト、１８……シュート、２０……トラフローラ、２０Ａ……中央ローラ、２０Ｂ、２０Ｃ……傾斜ローラ、２２……撮像装置、２４……運搬物移動機構、２６……制御装置、２８……揺動板、３０……駆動手段、３００２……エアシリンダ、３００２Ａ……ピストンロッド、３００４……ロッド、３１……支軸、３２……解析手段、３４……駆動制御手段、３６Ａ……第１のコンベヤベルト変位センサ、３６Ｂ……第２のコンベヤベルト変位センサ、３８……運搬物上面変位センサ、４０……演算手段。

Claims

無端状に形成されたコンベヤベルトと、前記コンベヤベルトをトラフ状に支持するトラフローラとを備えるベルトコンベヤ装置であって、
前記コンベヤベルトの走行方向と直交する幅方向において、前記コンベヤベルトに対する前記コンベヤベルトに載置された運搬物の相対的な位置を検出する相対位置検出手段と、
前記検出された運搬物の相対的な位置に基づいて前記運搬物の前記幅方向における位置を移動させる運搬物移動手段とを備え、
前記相対位置検出手段は、
基準位置に対する前記コンベヤベルトの幅方向の位置をコンベヤベルト位置として検出するコンベヤベルト位置検出手段と、
前記コンベヤベルトの上方で前記幅方向と平行に延在する上方基準線から前記運搬物の上面までの距離を運搬物上面位置として前記幅方向にわたって検出する運搬物上面位置検出手段と、
前記検出されたコンベヤベルト位置と前記検出された運搬物上面位置とに基づいて前記運搬物の相対的な位置を算出する演算手段とを有する、
ことを特徴とするベルトコンベヤ装置。
前記運搬物移動手段は、前記コンベヤベルト上に厚さ方向の両面を前記コンベヤベルトの幅方向に向けた揺動板と、前記揺動板を前記コンベヤベルト上でその厚さ方向の両面の向きが変わるように揺動させる駆動手段とを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のベルトコンベヤ装置。