JP6535244B2 - ベルトコンベヤのベルト速度検出方法及び検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルトコンベヤにおいてベルトの搬送速度を検出するための速度検出方法及び検出装置に関する。

一般に、港湾や発電所、各種の工場等、様々な施設において、荷の搬送にベルトコンベヤが用いられている。

図３には、こうしたベルトコンベヤを利用する設備の一例として、港湾等において荷役作業を行う荷役機械の一種であるダブルリンク式の引込クレーンを示している。荷役機械（引込クレーン）１００は、走行架台１の上面側にセンターポスト１ａが立設され、下面側には複数組のタイヤ走行装置２が配設されている。

センターポスト１ａ上には、旋回機構３を介して旋回台４が旋回自在に設けられ、該旋回台４上の後部側には機械室５が設けられ、前側にはＡフレーム６が立設されている。

旋回台４上における前端には、フロントリンク７の基端部が軸７ａを介して起伏自在に枢着され、該フロントリンク７の基端に近い部分がＡフレーム６の上部に回動可能に支持されたバランシングレバー８の先端にテンションバー９を介して連結され、また、フロントリンク７の基端に近い部分には、基端部をＡフレーム６の中段に枢支せしめたギヤジャッキ１０のスクリューロッド１１先端が連結されており、該ギヤジャッキ１０のスクリューロッド１１の引出・引込動作によってフロントリンク７が起伏されるようになっている。

Ａフレーム６の上部には上部リンク１２の基端が軸１２ａを介して枢着され、フロントリンク７の先端部と、上部リンク１２の先端部とがトップジブ１３の中間部と基端部とに軸７ｂと軸１２ｂとを介しそれぞれ連結されてダブルリンクが構成され、トップジブ１３の先端が水平方向に引き込み可能となるよう構成されている。

トップジブ１３の先端には吊フレーム１４が枢着され、該吊フレーム１４より、機械室５内に設けられた巻上装置１５から繰り出されるワイヤロープ１６にて、バラ物や粉状物等の荷１７を掴んで運搬するグラブバケット等の吊具１８が吊り下げられている。

このようなダブルリンク式の引込クレーン１００においては、ギヤジャッキ１０のスクリューロッド１１を張り出させると、フロントリンク７が倒伏し、トップジブ１３の先端部が図３中に実線で示すように海側へ移動する。一方、ギヤジャッキ１０のスクリューロッド１１を引きこませると、フロントリンク７が起立し、トップジブ１３の先端部が図３中に仮想線で示すように吊具１８を伴って陸側へ移動するようになっている。

荷役作業の際には、フロントリンク７を倒伏させてトップジブ１３の先端部から開いた状態の吊具（グラブバケット）１８をバラ物運搬船１９の上部開口１９ａから船内に吊り下げ、グラブバケット１８を閉じることにより荷１７を掴んだ後、グラブバケット１８を上昇させ、続いて、フロントリンク７を起立させることによりトップジブ１３の先端部をグラブバケット１８と共に陸側へ移動させ、グラブバケット１８が走行架台１に備えたホッパ２０上に来たときに開くことにより荷１７をホッパ２０内へ投入するようにしている。ホッパ２０内に投入された荷１７は、走行架台１に備えたベルトコンベヤ（機内コンベヤ）２１に払い出され、該機内コンベヤ２１から陸上のベルトコンベヤ（地上コンベヤ）２２に供給されるようになっている。機内コンベヤ２１は走行架台１に取り付けられた荷役機械（引込クレーン）１００側の構造であり、対する地上コンベヤ２２は地上側の構造であり、ここで荷役機械側から地上側へと荷１７が受け渡される。

地上コンベヤ２２は、地上に設置された架台２３上に備えたベルト式のコンベヤであり、荷役機械である引込クレーン１００側に備えた機内コンベヤ２１から引き受けた荷１７を上面に載置して地上コンベヤ２２の長手方向（紙面と直交する方向）へと搬送するようになっている。そして、図４に拡大して示す如く、走行架台１の地上コンベヤ２２に近い所定位置には速度検出装置２４が設けられており、地上コンベヤ２２の上面に備えたベルト２２ａの搬送速度を荷役機械（引込クレーン）１００側で監視するようになっている。

速度検出装置２４としては、例えば、シャフト２４ａの周囲にローラ２４ｂを回転可能に備えた接触式の速度開閉器２４が一般的に使用される。速度開閉器２４は、例えば、ローラ２４ｂを地上コンベヤ２２のベルト２２ａの上面に接触させ、シャフト２４ａに対するローラ２４ｂの回転としてベルト２２ａの速度を検出する仕組みである。シャフト２４ａは引込クレーン１００側に取り付けられており、ベルト２２ａの速度が所定の閾値を下回った場合に地上コンベヤ２２の動作が異常であるとして引込クレーン１００に対し警報信号を発するようになっている。そして、引込クレーン１００側では、警報信号を受けて例えば機内コンベヤ２１やホッパ２０の運転を強制的に停止したり、あるいは引込クレーン１００全体の運転を一時停止するといった措置を取ることができるようになっている。

しかしながら、こうした接触式の速度開閉器２４では、移動するベルト２２ａにローラ２４ｂを直接接触させているため、ベルト２２ａの動きの影響を受けて速度が検出できなくなる場合がある。例えば、ベルト２２ａは、載置される荷１７の重量やベルト２２ａ上における位置によってしばしば左右（搬送方向と直交する方向）に蛇行するが、この際の動きによってローラ２４ｂがベルト２２ａから離れると、速度が検出できなくなってしまう。また、ベルト２２ａの搬送方向と直交する向きの動きによってローラ２４ｂに対してスラスト荷重が加わったり、ベルト２２ａ上を搬送されてきた荷１７がローラ２４ｂに接触したりすると、シャフト２４ａを含む速度開閉器２４の構造に負担が生じる虞もある。

接触式の速度検出装置（速度開閉器）におけるこうした問題を回避するためには、非接触式の速度検出装置を利用することが考えられる。例えば、特許文献１には、移動部材にレーザを照射し、その散乱光から取得した画像パターンを演算することで速度を算出するようにした光学式の速度検出装置が記載されている。

特開２０１０−５５０６４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたような速度検出装置は、ベルトコンベヤにおけるベルトの搬送速度を検出する目的には使用しにくい面もある。まず、ゴム製のベルトの表面は通常、同一の単色であり、光学的に認識し得るようなパターンを基本的に備えていないので、画像パターンの差分の取得が難しく、速度の検出には不向きである。凹凸や印刷等によってベルト表面に速度検出のためのパターンを形成することは、不可能ではないとしてもコストがかかるし、仮にそうしたとしても、ベルトの表面には載置されるバラ物や粉状物等の荷により凹凸ができてパターンが乱され、また、荷の存在自体もパターンを乱す要因になる。このため、よりベルトコンベヤに適した形の速度検出方式が望まれていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、ベルトコンベヤにおけるベルトの搬送速度を非接触で好適に検出し得るベルトコンベヤのベルト速度検出方法及び検出装置を提供しようとするものである。

本発明は、上面に荷を載置して搬送するベルトコンベヤのベルトに対して入射光を照射し、該入射光に対する反射光の波長を検出することにより前記ベルトの速度を検出するベルト速度検出装置を、荷揚げした荷を前記ベルトコンベヤへ受け渡す荷役機械に備え、検出した前記ベルトの速度の情報を前記荷役機械側へリアルタイムで送信して常時監視することを特徴とするベルトコンベヤのベルト速度検出方法にかかるものである。

而して、このようにすれば、離れた位置から非接触でベルトの搬送速度を検出することができ、速度検出装置が前記ベルトの蛇行の影響を受けたり、荷と接触したりすることがなくなり、しかも、荷役機械の運転をベルトコンベヤの運転状況と連動させることができ、更には、荷役機械側からベルトの速度をリアルタイムで監視し、荷役機械とベルトコンベヤとの間で運転状況を調整して荷役作業の最適化を図ることもできる。

また、本発明は、上面に荷を載置して搬送するベルトコンベヤのベルトに対して入射光を照射し、該入射光に対する反射光の波長を検出することにより前記ベルトの速度を検出するよう構成されて、荷揚げした荷を前記ベルトコンベヤへ受け渡す荷役機械に備えられ、前記ベルトの速度の情報をリアルタイムで前記荷役機械側へ送信して常時監視するよう構成されていることを特徴とするベルトコンベヤのベルト速度検出装置にかかるものである。

本発明のベルトコンベヤのベルト速度検出方法及び検出装置によれば、ベルトコンベヤにおけるベルトの搬送速度を非接触で好適に検出し得るという優れた効果を奏し得る。

本発明のベルトコンベヤのベルト速度検出装置の配置を示す概要図である。 本発明のベルトコンベヤのベルト速度検出装置の構成を示す概要図である。 荷役機械の一種であるダブルリンク式の引込クレーンの一例を示す全体概要図である。 従来のベルトコンベヤのベルト速度検出装置の一例を示す概要図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１、図２は本発明の実施によるベルトコンベヤのベルト速度検出方法を適用した検出装置の形態の一例を示すものであり、図中、図３、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成は図３、図４に示す従来のものと同様である。

本実施例では、図３に示したようなダブルリンク式の引込クレーンの地上コンベヤに、本発明のベルトコンベヤのベルト速度検出方法及び検出装置を適用した場合を説明する。引込クレーンの全体構成については、上記図３に示した従来例と同様であるので説明を省略する。

本実施例の場合、図１に拡大して示す如く、荷役機械（引込クレーン）１００側の構造である走行架台１の所定位置に、速度検出装置２５を備えている。速度検出装置２５は、走行架台１に備えられた機内コンベヤ２１（図３参照）近傍の地上コンベヤ２２の上方の位置に設置され、センサ２５ａが地上コンベヤ２２のベルト２２ａの直上に来るように配置される。速度検出装置２５は、この位置からベルト２２ａの上面の速度を検出するようになっている。

本実施例の速度検出装置２５は、図２に示すようなレーザドップラ式の速度計である。センサ２５ａは図示しないレーザ発生装置やビームスプリッタ、光電変換装置等を内蔵しており、検出窓２５ｂから速度検出対象（この場合、地上コンベヤ２２のベルト２２ａ）に向かって、互いに波長が等しく入射角の異なる二条のレーザ光線である入射光２５ｃ，２５ｄを照射し、その反射光としての散乱光２５ｅを検出するようになっている。

入射光２５ｃ，２５ｄは、速度検出対象であるベルト２２ａの上方に配置されたセンサ２５ａから、移動方向に対して上流側と下流側からそれぞれ照射され、ベルト２２ａの表面で反射して散乱光２５ｅとなる。このとき、ドップラ効果により、上流側から入射した入射光２５ｃの反射光は、入射角とベルト２２ａの移動速度に応じてその波長が入射光２５ｃより長くなり、一方、下流側から入射した入射光２５ｄの反射光は、入射角とベルト２２ａの移動速度に応じてその波長が入射光２５ｄより短くなる。したがって、入射光２５ｃ，２５ｄの反射光としての散乱光２５ｅは、波長の異なる二種類の成分を含むことになる。センサ２５ａでは、内蔵した図示しない光電変換装置で散乱光２５ｅを検知して電気信号に変換し、演算部２５ｆに送信する。演算部２５ｆでは、センサ２５ａから受信した電気信号から散乱光２５ｅに含まれる光の波長を解析し、これに基づいて速度検出対象であるベルト２２ａ表面の移動速度を算出するようになっている。尚、ここでは入射光として２５ｃ，２５ｄの二条のレーザ光を照射する場合を例に説明しているが、入射光の条数はこれより多くしても良いし、また、一条の入射光の波長と、それに対する反射光の波長から、ベルト２２ａ表面の移動速度を算出するようにしても良い。

算出した移動速度の情報は、引込クレーン１００（図１、図３参照）の図示しない制御装置に送られ、これにより、荷役機械である引込クレーン１００側でベルト２２ａの搬送速度を常時監視するようになっている。

次に、上記した本実施例の作動を説明する。

上述のように、速度検出装置２５は荷役機械（引込クレーン）１００側の構造である走行架台１に設けた機内コンベヤ２１に配置され、地上コンベヤ２２のベルト２２ａの搬送速度を上方から監視している（図２参照）。センサ２５ａはベルト２２ａと接しておらず、レーザ光である入射光２５ｃ，２５ｄとその反射光である散乱光２５ｅを介して搬送速度を検出している。このため、速度検出装置２５の構成部分であるセンサ２５ａがベルト２２ａの蛇行の影響を受けて搬送速度を検出できなくなったり、ベルト２２ａの蛇行により荷重を受けたり、ベルト２２ａ上を搬送されてくる荷１７と接触したりする虞がない。

ここで、速度検出装置２５は、反射光としての散乱光２５ｅの画像パターンではなく、波長によって速度を検出するようにしているので、速度検出対象であるベルト２２ａに画像として認識できるようなパターンがなかったとしても問題なく搬送速度を検出することができる。また、ベルト２２ａ上を搬送されてくる荷１７がセンサ２５ａの直下の入射光２５ｃ，２５ｄが照射されている領域を横切ったとしても、荷１７からの反射光としての散乱光２５ｅを検出できればベルト２２ａの搬送速度を算出することができる。センサ２５ａの直下を横切る荷１７からの反射光は検出できなかったとしても、その荷１７がセンサ２５ａの直下を通りすぎてしまえば、その後はベルト２２ａの表面が再度露出するので、速度の検出を問題なく続行することができる。このように、本実施例の速度検出装置２５は、荷１７によって速度の検出を妨げられることがない。このため、上記特許文献１に記載されたような画像パターンによる速度検出と比較して、ベルト２２ａの搬送速度の検出に好適である。

さらに、速度検出装置２５は、地上コンベヤ２２のベルト２２ａの搬送速度を常時検出し、検出した速度の情報を引込クレーン１００側にリアルタイムで送信している。引込クレーン１００（図３参照）においては、上記従来例で説明したように、吊具１８やワイヤロープ１６、フロントリンク７、上部リンク１２、トップジブ１３、さらにホッパ２０や機内コンベヤ２１等、各構成要素が連動して動作することにより、荷１７を陸揚げする荷役作業を行っている。ここで、地上コンベヤ２２が正常に動作しているか否かが荷役作業を行う上で重要であることは勿論であるが、それに加え、ベルト２２ａのリアルタイムの搬送速度を知ることは、荷役作業を効率良く行うために有用である。例えば、ベルト２２ａの搬送速度に対し、ホッパ２０から機内コンベヤ２１を介して荷１７が払い出される速度が大きすぎるとベルト２２ａでの搬送に適切な荷１７の量を超過してしまう虞があるし、逆に、ベルト２２ａの搬送速度に対して払出の速度が小さすぎても効率が低下してしまう。ここで、上記した従来例（図４参照）のように、速度検出装置として速度開閉器２４を使用する場合、ベルト２２ａの搬送速度が所定の閾値以上か、該閾値未満かによって地上コンベヤ２２が正常に動作しているかどうかを判断できるだけである。一方、本実施例の速度検出装置２５ではベルト２２ａの搬送速度をリアルタイムで知ることができるので、この速度の情報によって地上コンベヤ２２の運転速度を調整したり、またベルト２２ａの搬送速度に合わせて荷役機械（引込クレーン）１００側の各部の運転状況を調整するなど、荷役作業の最適化を図って効率を高めることができる。

以上のように、上記本実施例においては、上面に荷１７を載置して搬送するベルトコンベヤ（地上コンベヤ）２２のベルト２２ａに対して入射光２５ｃ，２５ｄを照射し、該入射光２５ｃ，２５ｄに対する反射光（散乱光）２５ｅの波長を検出することによりベルト２２ａの速度を検出するよう速度検出装置２５を構成しているので、離れた位置から非接触でベルト２２ａの搬送速度を検出することができ、速度検出装置２５がベルト２２ａの蛇行の影響を受けたり、荷１７と接触したりすることがない。

また、本実施例においては、速度検出装置２５は、荷揚げした荷１７をベルトコンベヤ（地上コンベヤ）２２へ受け渡す荷役機械（引込クレーン）１００に備えられ、該荷役機械（引込クレーン）１００側の構造に配置されてベルト２２ａの速度の情報を荷役機械（引込クレーン）１００側へ送信するよう構成しているので、荷役機械（引込クレーン）１００の運転をベルトコンベヤ２２の運転状況と連動させることができる。

また、本実施例においては、速度検出装置２５は、ベルト２２ａの速度の情報を荷役機械（引込クレーン）１００側へリアルタイムで送信するよう構成しているので、荷役機械（引込クレーン）１００側からベルト２２ａの速度をリアルタイムで監視し、荷役機械（引込クレーン）１００とベルトコンベヤ２２との間で運転状況を調整して荷役作業の最適化を図ることができる。

したがって、上記本実施例によれば、ベルトコンベヤにおけるベルトの搬送速度を非接触で好適に検出し得る。

尚、本発明のベルトコンベヤのベルト速度検出方法及び検出装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、上記した引込クレーンのような荷役機械の他、ベルト式のコンベヤを備えた各種の機械や設備において使用し得ること等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１７ 荷
２２ ベルトコンベヤ（地上コンベヤ）
２２ａ ベルト
２５ 速度検出装置
２５ｃ 入射光
２５ｄ 入射光
２５ｅ 反射光（散乱光）
１００ 荷役機械（引込クレーン）

Claims (2)

1. 上面に荷を載置して搬送するベルトコンベヤのベルトに対して入射光を照射し、該入射光に対する反射光の波長を検出することにより前記ベルトの速度を検出するベルト速度検出装置を、荷揚げした荷を前記ベルトコンベヤへ受け渡す荷役機械に備え、検出した前記ベルトの速度の情報を前記荷役機械側へリアルタイムで送信して常時監視することを特徴とするベルトコンベヤのベルト速度検出方法。
2. 上面に荷を載置して搬送するベルトコンベヤのベルトに対して入射光を照射し、該入射光に対する反射光の波長を検出することにより前記ベルトの速度を検出するよう構成されて、荷揚げした荷を前記ベルトコンベヤへ受け渡す荷役機械に備えられ、前記ベルトの速度の情報をリアルタイムで前記荷役機械側へ送信して常時監視するよう構成されていることを特徴とするベルトコンベヤのベルト速度検出装置。

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