JP6445381B2 - コンベヤベルト及びコンベヤベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンベヤベルトの縦裂き検出装置に関する。

従来より、コンベヤベルトを用いた搬送装置が物質の運搬に広く用いられている。このような装置では、コンベヤベルトが走行方向に沿って切断（縦裂き）されることがあり、縦裂きを検出する手段が用いられている。

縦裂きの検出手段としては、コンベヤベルトにループコイルを埋設し、そのループコイルを検出するセンサーを設置したものが公知である。センサーの発信部は高周波を発信し、ループコイルが破断していなければ、センサーの検出位置を通るループコイルに誘導電流が流れる。従って、この誘導電流の有無を検出することで縦裂きを検出することができる。

コンベヤベルトの縦裂き時には、縦裂き部分のループコイルが確実に破断する必要があり、ループコイルは比較的強度の低い導線で形成されているため、実際には縦裂きが発生していないにも関わらずループコイルが破損することがあり、誤検出の原因となる。

特許文献１は、金属線材を編組して筒状体とし、筒状体の一端を他端に挿入したループコイルを開示している。このループコイルでは、一端を他端に接続した部分が二重になり、強度が向上している。しかし、このようなループコイルは、二重となっていない部分の強度が依然低く、不必要な破断を完全に防止するには至っていない。しかも、線材を筒状体に編み込む工程が必要なため、製造コストも高いという問題がある。

特開２０１２−２３６６７７号公報

本発明は、ループコイルの不必要な破損を防止し、縦裂き検出精度の高いコンベヤベルト並びにそれを用いた装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、細長のベルト本体と、ベルト本体に埋設された縦裂き検出用のループコイルとを有するコンベヤベルトにおいて、ループコイルを、両端が互いに接続された波形状の導線で形成し、その導線の波形状のうち、少なくとも一部を他の部分よりも波長を短く変更している。

波長の短い部分は、コンベヤベルトが変形したときに追従して変形（伸び）しやすいので、ループコイルが破断しにくくなる。また他の部分は波長が長いので、ループコイル全体の重量が過剰にならず、低コストと、軽量化が実現可能になる。

本発明の好ましい態様は以下の通りである。

（１）導線のうち、ベルト本体の幅方向に沿った辺の一部又は全部で、ベルト本体の長手方向に沿った辺よりも波形状の波長が短くすることが好ましい。ベルト幅方向断面が湾曲（トラフ変形）した場合に、この変形に追従して波長が伸びるから、ループコイルの破断が効果的に防止される。

（２）上記（１）の場合、ベルト本体の幅方向に沿った辺のうち、中央部よりも両端部で波形状の波長を短くすることが好ましい。トラフ変形の場合は、中央部よりも両端部の変形量が大きいため、特に有効である。

（３）上記（１）、（２）とは異なり、ベルト本体の幅方向に沿った辺よりも、むしろベルト本体の長手方向（走行方向）に沿った辺の波長を、その一部又は全部で短くすることも可能である。コンベヤベルトの長手方向に沿った断面が変形する場合に、特に効果的である。

（４）本発明のコンベヤベルトを、発信部及び受信部と組み合わせてコンベヤベルト装置とした場合、発信部の形成する磁界でループコイルに誘導電流が生じ、その誘導電流により受信部のコイルに誘導起電力が生じ、ループコイルの通過が検出される。

本発明によれば、ループコイルの不必要な破断が防止されるので、縦裂きの検出精度が向上する。

コンベヤベルト装置を説明する側面図 コンベヤベルトの一部平面図 ループコイルを説明するための模式的断面図 コンベヤベルト装置の一部拡大平面図 ループコイルの他の例を説明する平面図 コンベヤベルトの使用状態の一例を説明する側面図

本発明はコンベヤベルトと、それを用いたコンベヤベルト装置に関するものであり、その実施形態を、図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜コンベヤベルト装置＞
図１に示すように、本発明のコンベヤベルト装置１は、コンベヤベルト１０と、複数のプーリー２１、２２と、検出装置３０とを有している。プーリー２１、２２は回転軸を互いに平行に向けた状態で、離間して配置されている。

コンベヤベルト１０は、細長のベルトの両端が互いに接続された環状であって、ベルト幅方向をプーリー２１、２２の回転軸と直交させて、プーリー２１、２２に架け渡され、駆動用のプーリー２１を回転させると、コンベヤベルト１０がプーリー２１、２２の回転軸と直交する方向に走行する。すなわち、コンベヤベルト１０の走行方向Ｓは、ベルトの長手方向と平行である。

次に、このコンベヤベルト１０の具体例を説明する。

＜コンベヤベルト＞
図２に示すように、コンベヤベルト１０は、ベルト本体１１と、ベルト本体１１に埋設されたループコイル１５とを有している。通常、ベルト本体１１には、その長手方向全周にわたって、不図示の芯体（抗張体）も埋設されており、ループコイル１５の埋設位置は、芯体とベルト本体１１表面又は裏面との間にある。

ベルト本体１１、芯体及びループコイル１５の種類は特に限定されないが、ベルト本体１１及び／又は芯体が破断する際に、ループコイル１５が確実に破断するように、材質、形状及び寸法をそれぞれ選択する。

具体的には、ベルト本体１１は、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）等を単独又は混合して含む硫黄加硫可能なゴム材料で形成され、芯体は、ベルト本体１１の全周に亘って延設されたコード又はシート（帆布）であって、その材質はスチールなどの金属及び／又はナイロン、ポリエステル、アラミドなどの有機繊維などである。

他方、ループコイル１５は、１本又は複数本の細径の導電性コード（例：スチールコード）からなる導線１６ａ、１６ｂを有し、導電性コードが複数本の場合は互いに縒り合されて一本の導線１６ａ、１６ｂとなり、導線１６ａ、１６ｂの両端が互いに接続されて閉ループを形成する。

１つのループコイル１５が有する導線１６ａ、１６ｂの数は１又は複数本である。導線１６ａ、１６ｂが複数の場合、閉ループの径（長径、短径）が大きい導線１６ａが小径の導線１６ｂを、コンベヤベルト１０の表面又は裏面と平行な平面内で同心円状に囲んでいる。これら導線１６ａ、１６ｂのうち、少なくとも１本の導線１６ａ、１６ｂは、その一部又は全部が波形状であり、さらに、その波形状の一部で波長が変更されている。

この波形状は、例えば、歯車などの加工手段を用いて形成され、複数種類の加工手段を用い、あるいは、一定波長の波形形成後にその一部を縮め（及び／又は伸ばし）、好ましくは波形状の振幅を他の部分よりも小さくすることなく波長を部分的に短くした後、全体のループ形状を下記のような平面形状に成形している。

以下に、波形状を短くする部分の一例を説明する。

コンベヤベルト１０を厚さ方向上方から観察したときの平面視では、導線１６ａ、１６ｂは、ベルト本体１１の幅方向に沿った閉ループを形成しており、従って、ループコイル１５は、コンベヤベルト１０の幅方向に沿って伸びる細長形状（例：略長方形）になっている。

すなわち、各導線１６ａ、１６ｂには、ベルト幅方向と平行な長辺１７ａ、１７ｂが存在しており、少なくとも１以上の長辺１７ａ、ｌ７ｂでは、その一部又は全部（好ましくは両端部）の波長λｓを、他の部分の波長λｌよりも短くしている。

図３は、図２のＡ−Ａ切断線断面図に相当するコンベヤベルト１０の模式的断面図であって、ここでは、説明のため、１本の導線１６ａのみを図示している。コンベヤベルト１０で運搬物を搬送する際は、通常、コンベヤベルト１０の幅方向断面形状が、Ｕ字、Ｖ字又は船底形に下方に凹む（トラフ変形）。

ループコイル１５のうち、波長λｓが短い長辺１７ａはベルト幅方向と平行になっているから、その波長がトラフ変形に沿って伸びる。トラフ変形は、ベルト幅方向両端で変形量が特に大きいが、長辺１７ａは少なくとも両端部で特に波長λｓが短いので、この波長λｓの伸長により、トラフ変形による応力が緩和され、ループコイル１５の破断が防止される。

従って、ループコイル１５自体の機械的強度を芯体やベルト本体１１よりも弱くしても、通常の使用による変形ではループコイル１５が破断しない。

次に、このコンベヤベルト１０を用いた装置での縦裂き検出方法について説明する。

＜検出方法＞
本発明のコンベヤベルト装置１は、コンベヤベルト１０やプーリー２１、２２に加え、更に検出装置３０を有する。検出装置３０は特に限定されないが、例えば、発信部３１と受信部３２とを有する（図４）。

発信部３１と受信部３２は、コンベヤベルト１０の表面及び／又は裏面側にそれぞれ設置されている。通常、ループコイル１５は、複数が間隔を空け、走行方向に沿って一列に埋設されており、コンベヤベルト１０を走行させると、ループコイル１５が発信部３１及び受信部３２上の検出位置を順次通過する。

検出位置では、発信部３１が高周波磁界を形成し、ループコイル１５に誘導電流が流れる。この誘導電流により受信部３２に誘導起電力が発生し、誘導起電力の発生情報が制御装置５に伝達される。

上述したように、本発明のコンベヤベルト１０は、正常状態ではループコイル１５が破断しないが、コンベヤベルト１０に縦裂きが起こると、ループコイル１５も破断し、そのループ形状が損なわれる。

破断したループコイル１５は、検出位置を通過しても誘導電流が発生しないため、受信部３２に誘導起電力が生じない。制御装置５には、予め、コンベヤベルト１０の走行速度、ループコイル１５の設置場所等の情報が設定されており、この設定情報と受信部３２からの信号とを関連付けて、コンベヤベルト１０の縦裂きの有無と位置を判断し、必要であればプーリー２１、２２の回転を停止させる。

このように、本発明によれば、正常運転時ではループコイル１５の破断が少ないから、縦裂きの検出精度が向上する。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、多様な変形が可能である。以下にその具体例を説明する。

＜他の実施形態＞
図５はループコイルの他の実施形態を説明する平面図であり、このループコイル２５も導線２６の一部又は全部が波形状にされており、波形状のうち、走行方向Ｓに沿った辺（短辺２８）は、その一部又は全部で、ベルト幅方向に沿った辺（長辺２７）よりも波長λｓが短くなっている。

このようなループコイル２５は、特に、コンベヤベルト２０の走行方向Ｓに沿った変形量が大きい場合に有効である。例えば、コンベヤベルト２０はプーリー２１を通過するときに、プーリー２１の外周に沿って長手方向側面がＵ字状に変形する（図６）。ループコイル２５の走行方向Ｓに沿った辺では、波長λｓが短くされているので、コンベヤベルト２０の変形に追従して波長λｓが伸び、ループコイル２５が破断することなく変形する。

図５の実施形態は、トラフ変形よりも、コンベヤベルト１０の長手方向の変形で、ループコイル２５の伸び量が多くなる場合に特に有効である。コンベヤベルト２０の変形は、その変形の中立面を境に、プーリー２１と接触する表面側は縮み、その反対の裏面側は伸びる力が働くから、図５の実施形態は、ループコイル２５が中立面（中立軸）より裏面側に位置するときに特に有効である。

これとは逆に、ループコイルを、プーリー２１が接触する表面と中立面の間（縮む側）に配置する場合、図２のように、短辺１８ａの波長λｌが長辺１７ｂよりも長いループコイル２５を用いれば、短辺１８ａが縮みやすくなるので、プーリー２１を通過時のループコイル１５の縮み応力を軽減することができる。

換言すれば、図５の実施形態のループコイル２５を、トラフ変形時の中立面と、コンベヤベルト１０の上方を向いた表面（上面）との間、すなわち縮む側に配置すれば、長辺１７ａが波長が短くなる方向に変形しやすくなるから、ループコイル１５の縮み応力が緩和される。

また、トラフ変形に関して、図２の実施形態のループコイル１５は、長辺１７ａの波長λｓが短いので、トラフ変形の中立面と、コンベヤベルト１０の下方を向いた面（下面）との間（伸びる側）に配置した場合に特に有効である。これとは逆に、このループコイル１５を、トラフ変形の中立面とコンベヤベルトの上面との間（縮む側）に配置する場合、長辺１７ａの両端はむしろ波長が長い方が好ましい。

要するに、ループコイル１５、２５の波長λｓが短い部分を、コンベヤベルト１０の伸び量が大きい部分に配置し、波長λｌが長い部分を、コンベヤベルト１０の縮み量が大きい部分に配置すれば、波形状の伸縮によりループコイル１５、２５の応力を緩和し、破断を効果的に防止することができる。

ここで、中立面は、ベルト本体１１よりも曲げ剛性の高い芯体を埋設した場合は、芯体の厚さ方向が位置する平面であり、芯体が存在せず、ベルト本体１１の材質が均一な場合には、コンベヤベルト１０の厚さ方向の中心を通る平面である。

短辺２８の波長λｓを長辺２７の波長λｌよりも短くする場合、短辺２８の一端から他端までが同一波長である必要はなく、短辺２８の波長平均λaｓ（算術平均）が長辺の波長平均λaｌよりも短くなればよい。長辺１７、２７の波長λｓを短辺１７、２８の波長λｌより長くする場合も同様である。

また、コンベヤベルト１０をスクレーパーやスカート等で変形させるような場合も、その変形伸び量が大きい部分で、ループコイル１５の波長λｓを短くすればよい。要するに、コンベヤベルト１０の変形量（伸び量）が大きい部分で、ループコイル１５、２５の波長λｓが部分的に短くなるのであれば、いかなる装置と組み合わせて使用することも可能である。

波形状の大きさや形も特に制限されないが、長波長λｌは、例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ、より好ましくは３５ｍｍ〜４０ｍｍである。短波長λｓは、長波長λｌの１／３〜２／３、より好ましくは半分であり、例えば、１５ｍｍ〜３０ｍｍ、より好ましくは１５〜２０ｍｍである。

図２のように、導線１６ａ、１６ｂのループを同心円状に複数配置する場合、各導線１６ａ、１６ｂの長辺１７ａ、１７ｂで波長は同一でもよいし、異なってもよい。同様に、各導線１６ａ、１６ｂの短辺１８ａ、１８ｂで、波長は同一でもよいし、異なってもよい。なお、波形状の伸縮を阻害しない程度であれば、振幅には特に制限はない。

波形状も特に限定されないが、コンベヤベルト１０の厚さ制限を考慮すると、コンベヤベルト１０表面と平行な平面内で振幅し、その波形状は、三角波、矩形波又は正弦波であり、より好ましくは正弦波である。

ループコイル１５、２５の形状も長方形に限定されず、正方形、楕円形、真円形、台形などいかなる形とすることも可能であり、ループコイル１５、２５の平面形状を、ベルト幅方向に対し傾斜して設置することも可能である。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない限り、上記具体例並びに周知技術との組み合わせ、置換は適宜可能である。

１…コンベヤベルト装置、１０、２０…コンベヤベルト、１１…ベルト本体、１５、２５…ループコイル、１６ａ、１６ｂ…導線、２１、２２……プーリー、３０…検出装置、３１…発信部、３２…受信部

Claims (4)

1. 細長のベルト本体と、
   前記ベルト本体に埋設された縦裂き検出用のループコイルと、を有し、
   前記ループコイルは、両端が互いに接続された波形状の導線を有し、
   前記導線の波形状は、少なくとも一部が他の部分よりも波長が短くされ、
   前記導線の前記ベルト本体の幅方向に沿った辺は、中央部よりも両端部で波形状の波長が短くされたコンベヤベルト。
2. 前記導線は、前記ベルト本体の幅方向に沿った辺の一部又は全部で、前記ベルト本体の長手方向に沿った辺よりも波形状の波長が短くされた請求項１に記載のコンベヤベルト。
3. 前記導線は、前記ベルト本体の長手方向に沿った辺の一部又は全部で、前記ベルト本体の幅方向に沿った辺よりも波形状の波長が短くされた請求項１に記載のコンベヤベルト。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンベヤベルトと、
   前記ループコイルに誘導電流を生じさせる発信部と、
   前記ループコイルに生じた誘導電流を検出する受信部と、
   を有するコンベヤベルト装置。

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