JP7062223B2 - コンベアベルト緊張装置及びその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば石炭などの粉粒体を連続搬送するコンベア装置の運転時において生じる駆動軸と従動軸の間のコンベアベルトの伸び（たるみ）によるベルトのスリップや脈動などの影響を回避して安定した運転を可能とするコンベアベルト緊張装置及びその運転方法に関する。

コンベア装置のベルトスリップ、振動、ベルトの偏りは、輸送物の定量的な輸送の妨げとなり、輸送量の精確な把握管理が困難となる。ベルトとプーリーの間に隙間が生じてスリップが発生すると、供給部分に輸送物が溜まり、コンベア負荷のアンバランスが増大し、脈動の発生を助長させる。
またスリップの発生が頻繁に起こると搬送されない輸送物がオーバーフローするトラブルが発生し、輸送効率の低下も招くことになる。
さらに、スリップ時に発生する熱などによるベルトの劣化損傷といった問題も生じ得る。

一般に、コンベアベルトを安定して運転するには、搬送側のベルトに均一な張力を与えなければならない。張力が不足すると駆動プーリーとコンベアベルトの間でスリップして駆動プーリーの回転動力がベルトに伝達されない。逆に張力が大きすぎると過負荷となり、プーリーや駆動装置への負担が大きくなり機器の寿命を縮めてしまう。
コンベアベルトに張力を与える代表的な装置にテークアップ装置がある。この装置は、従動側のプーリー軸の両端の軸受けをコンベアベルトの張力と反対側に引っ張るネジ軸を取り付けて、このネジを回転させる軸受けをスライドさせている。

しかしながら、この緊張方法は、運転によって伸びるベルトに定期的に張力を与える調整が必要であり、従動プーリーの両端軸受けの張力バランスの調整作業が難しく、緊張過多になり易いなど調整作業者の力量（経験値）が必要である。そのほか、コンベアベルトのリターン側に（ベンドプーリーを介して）重錘を取り付けたプーリーを吊り下げて、コンベアの伸びを重錘の上下動作によって解消してベルトに張力を与えている。搬送側に運搬物が載ったときにコンベアベルトが重力方向に撓んで、リターン側のベルトが引っ張られ、重錘が上方向に移動して、搬送物が無いときには重錘が下降する。このように重錘式は人手を介することなく緊張調整が行える。またコンベアベルトに張力を与えるようにテールプーリーにワイヤロープを介して重錘を取り付けた緊張装置もある（例えば特許文献１に開示）。

これらの緊張装置は、搬送物の種類、コンベアベルトの長さ、搬送速度によって選択されるが、コンベア装置の稼働によるベルトの伸びや搬送物によってベルト緊張が変動するので、緊張装置は日常点検と調整作業が必要となる。
また重錘式緊張装置の場合には、ベルト伸縮に応じて常に緊張状態を保つことができ負荷変動に対する安定性を確保することができるが、重錘重量の適正な選定が必要となる。コンベア張力が大きくなるような重錘で荷重すると、コンベアベルトの緩みはなくなるが、左右張力のアンバランスによる蛇行や過荷重による機器の摩耗などの不具合が生じてしまう。

特開２０１２－２１８８４３号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、コンベアベルトとプーリーの間に僅かな隙間が生じてもコンベア駆動力が伝達されて安定運転が可能なコンベアベルト緊張装置及びその運転方法を提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、モーターにより駆動される駆動プーリーと、前記駆動プーリーに掛け回されたコンベアベルトを介して連れ回りする従動プーリーを有するコンベア装置のコンベアベルト緊張装置において、
前記コンベアベルトのスリップを検出するスリップ検出部と、
前記スリップ検出部の検出値に基づいて、前記従動プーリーを逆回転する制御が可能な従動回転制御部と、
を備えたことを特徴とするコンベアベルト緊張装置を提供することにある。
上記第１の手段によれば、コンベアベルトに過度の張力を与えることがなく、搬送作業中にスリップが生じたとしても速やかに解消して安定した運転を継続できる。またコンベアベルトの伸びが少なくなり長寿命化が図れると共に、緊張装置の調整作業の頻度も抑えることができる。

本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記従動回転制御部は、前記検出値が閾値よりも小さい場合、前記従動プーリーに回転抵抗を与え、前記検出値が前記閾値以上の場合、前記従動プーリーを逆回転する制御を行うことを特徴とするコンベアベルト緊張装置を提供することにある。
上記第２の手段によれば、発生するスリップに応じて、従動プーリーの回転抵抗又は逆回転によって搬送作業を中断することなくスリップを解消することができる。

本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１又は第２の手段において、前記従動回転制御部は、前記コンベア装置の起動時において、前記コンベアベルトの弛みがなくなるまで前記従動プーリーを逆回転し、前記弛みが無くなったとき逆回転を停止して従動させることを特徴とするコンベアベルト緊張装置を提供することにある。
上記第３の手段によれば、既にコンベアベルトの弛みが生じていた運転開始時であっても、装置を停止することなく、従動プーリーを逆回転することにより容易に弛みを解消することができる。

本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、第１ないし第３のいずれか１の手段において、前記従動プーリーは、前記コンベアベルトとの間で摩擦係数の大きな部材を用いたことを特徴とするコンベアベルト緊張装置を提供することにある。
上記第４の手段によれば、従動プーリーとコンベアベルトの間に摩擦力が得られ、スリップの発生率を抑制することができる。

本発明は、上記課題を解決するための第５の手段として、モーターにより駆動される駆動プーリーと、前記駆動プーリーに掛け回されたコンベアベルトを介して連れ回りする従動プーリーを有するコンベア装置のコンベアベルト緊張装置の運転方法において、
前記コンベアベルトのスリップを検出する工程と、
前記スリップの検出値に基づいて、前記従動プーリーを逆回転する制御を行う工程と、
を有することを特徴とするコンベアベルト緊張装置の運転方法を提供することにある。
上記第５の手段によれば、コンベアベルトに過度の張力を与えることがなく、搬送作業中にスリップが生じたとしても速やかに解消して安定した運転を継続できる。またコンベアベルトの伸びが少なくなり長寿命化が図れると共に、緊張装置の調整作業の頻度も抑えることができる。

本発明は、上記課題を解決するための第６の手段として、第５の手段において、前記制御を行う工程は、前記検出値が閾値よりも小さい場合、前記従動プーリーに回転抵抗を与え、前記検出値が前記閾値以上の場合、前記従動プーリーを逆回転する制御を行うことを特徴とするコンベアベルト緊張装置の運転方法を提供することにある。
上記第６の手段によれば、発生するスリップに応じて、従動プーリーの回転抵抗又は逆回転によって搬送作業を中断することなくスリップを解消することができる。

本発明は、上記課題を解決するための第７の手段として、第５又は第６の手段において、前記制御を行う工程は、前記コンベア装置の起動時において、前記コンベアベルトの弛みがなくなるまで前記従動プーリーを逆回転し、前記弛みが無くなったとき逆回転を停止して従動させることを特徴とするコンベアベルト緊張装置の運転方法を提供することにある。
上記第７の手段によれば、既にコンベアベルトの弛みが生じていた運転開始時であっても、装置を停止することなく、従動プーリーを逆回転することにより容易に弛みを解消することができる。

本発明によれば、コンベアベルトに過度の張力を与えることがなく、搬送作業中にスリップが生じたとしても速やかに解消して安定した運転を継続できる。またコンベアベルトの伸びが少なくなり長寿命化が図れると共に、緊張装置の調整作業の頻度も抑えることができる。

本発明のコンベアベルト緊張装置の構成概略を示す説明図である。 本発明のコンベアベルト緊張装置の運転方法のフロー図である。

本発明のコンベアベルト緊張装置及びその運転方法の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

［コンベアベルト緊張装置１］
図１は、本発明のコンベアベルト緊張装置の構成概略を示す説明図である。
コンベア装置２０は、駆動モーター２３により駆動される駆動プーリー２２と、前記駆動プーリー２２に掛け回されたコンベアベルト２６を介して連れ回りする従動プーリー２４を有している。駆動モーター２３は、一例としてインバーター付きの三相交流モーターを適用することができ、インバーターによって供給電力の電圧、電流、周波数などを変化させることによりモーターのトルクや回転数を任意に変化させることができる。なおコンベア装置２０には公知の重錘式緊張装置を取り付けても良い。

本発明の従動プーリー２４は、原則、自由回転するプーリーであり駆動プーリー２２に従動するが、後述する所定の際に逆回転するための従動モーター２５を備えている。この従動モーター２５は、停止中、従動プーリー２４が自由回転するように接続するクラッチ機構を採用している。そして駆動中は、従動プーリー２４が駆動プーリー２２の回転方向と反対方向（逆回転）に従動プーリー２４を回転させる。
また、従動プーリー２４は、コンベアベルト２６との間で摩擦係数の大きな部材を用いていると良い。これにより従動プーリー２４とコンベアベルト２６の間に摩擦力が得られ、スリップの発生率を抑制することができる。

（スリップ検出部３０）
スリップ検出部３０は、駆動モーター２３と電気的に接続しており、回転数を認識することができる。
またスリップ検出部３０は、従動プーリー２４の回転数を認識している。具体的な構成は、従動プーリー２４の軸心に直結した回転検知部３２を設置している。この回転検知部３２は、従動プーリー２４の回転運動を電気信号に変換して回転数を検出可能とする装置である。
そしてスリップ検出部３０は、駆動プーリー２２の回転数と従動プーリー２４の回転数の差分を取って両プーリー間にスリップが発生したかを判断している。スリップ検出部３０で検出されたスリップの有無は後述する従動回転制御部４０に送られる。

（従動回転制御部４０）
従動回転制御部４０は、従動モーター２５の駆動を制御している。
搬送作業中においては、スリップ検出部３０の検出値に基づいて、前記差分が無い場合、両プーリー間にスリップは生じていないと認識できるので従動モーター２５は停止させている（従動プーリー２４は従動回転）。
次に前記差分が生じたときはスリップが発生していると認識できる。本実施形態ではスリップ発生に閾値を設けている。この閾値は、一例として、スリップの発生頻度から定めることができ、計測時間当たりのスリップ回数（５回など）としている。スリップ回数が閾値よりも少ない場合には比較的軽度なスリップとみなして、従動モーター２５でブレーキを掛けることなどにより従動プーリー２４に回転抵抗ができるように制御している。またスリップ回数が閾値を超えた場合には従動モーター２５を駆動して従動プーリー２４を逆回転させてコンベアベルト２６の弛みを解消する制御を行っている。
コンベア装置２０の起動時においては、コンベアベルト２６にたわみが発生している場合、従動プーリー２４を逆回転するように従動モーター２５を制御して、弛みが解消するようにしている。

［コンベアベルト緊張装置の運転方法］
上記構成による本発明のコンベアベルト緊張装置の運転方法について、以下説明する。図２は本発明のコンベアベルト緊張装置の運転方法のフロー図である。

（起動時）
コンベア装置２０の起動時において、コンベア装置２０のコンベアベルト２６の搬送側の弛みの有無を判断する。
コンベアベルト２６の搬送側に弛みが生じている場合（有り）、まず従動モーター２５を駆動させて従動プーリー２４を逆回転させてコンベアベルト２６の弛みを解消する。そして所定時間経過後、再度コンベアベルト２６の弛みの有無を判断する。その結果弛みが生じていない場合には、従動モーター２５を停止させて従動プーリー２４を自由回転の状態とし、駆動プーリー２２の回転を開始する。搬送作業へ移行する。

（搬送作業中）
搬送作業中において、スリップ検出部３０には、駆動モーター２３から回転数が送られている。また回転検知部３２から従動プーリー２４の回転数が送られている。そしてスリップ検出部３０は、駆動プーリー２２の回転数と従動プーリー２４の回転数の差分を取っている。
差分が検出されるとスリップが発生していると見なせる。所定の計測時間内でこのスリップの発生回数（差分の数）が閾値よりも小さい場合には、比較的軽度なスリップとみなして、従動回転制御部４０によって従動モーター２５でブレーキを掛けることなどして従動プーリー２４に回転抵抗ができるように制御している。

スリップ回数が閾値を超えた場合には、従動回転制御部４０によって従動モーター２５を駆動して従動プーリー２４を逆回転させてコンベアベルト２６の弛みを解消する制御を行っている。
また搬送作業中において、目視により振動・脈動が発見された場合には、従動モーター２５を駆動してブレーキを掛けるなどして従動プーリー２４に回転抵抗を与えながら正常運転に戻すようにしている。
スリップが検出されない場合は、そのまま搬送作業を継続した後、作業を終了する。
このような本発明に拠れば、コンベアベルトに過度の張力を与えることがなく、搬送作業中にスリップが生じたとしても速やかに解消して安定した運転を継続できる。またコンベアベルトの伸びが少なくなり長寿命化が図れると共に、緊張装置の調整作業の頻度も抑えることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

本発明は、特に石炭などの粉粒体を連続搬送するコンベア装置の運転時において産業上の利用可能性を有する。

１０ コンベアベルト緊張装置
２０ コンベア装置
２２ 駆動プーリー
２３ 駆動モーター
２４ 従動プーリー
２５ 従動モーター
２６ コンベアベルト
３０ スリップ検出部
３２ 回転検知部
４０ 従動回転制御部

Claims (7)

1. モーターにより駆動される駆動プーリーと、前記駆動プーリーに掛け回されたコンベアベルトを介して連れ回りする従動プーリーを有するコンベア装置のコンベアベルト緊張装置において、
   前記コンベアベルトのスリップを検出するスリップ検出部と、
   前記スリップ検出部の検出値に基づいて、前記従動プーリーを逆回転する制御が可能な従動回転制御部と、
   を備えたことを特徴とするコンベアベルト緊張装置。
2. 請求項１に記載のコンベアベルト緊張装置において、前記従動回転制御部は、前記検出値が閾値よりも小さい場合、前記従動プーリーに回転抵抗を与え、前記検出値が前記閾値以上の場合、前記従動プーリーを逆回転する制御を行うことを特徴とするコンベアベルト緊張装置。
3. 請求項１又は２に記載のコンベアベルト緊張装置において、前記従動回転制御部は、前記コンベア装置の起動時において、前記コンベアベルトの弛みがなくなるまで前記従動プーリーを逆回転し、前記弛みが無くなったとき逆回転を停止して従動させることを特徴とするコンベアベルト緊張装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１に記載のコンベアベルト緊張装置において、前記従動プーリーは、前記コンベアベルトとの間で摩擦係数の大きな部材を用いたことを特徴とするコンベアベルト緊張装置。
5. モーターにより駆動される駆動プーリーと、前記駆動プーリーに掛け回されたコンベアベルトを介して連れ回りする従動プーリーを有するコンベア装置のコンベアベルト緊張装置の運転方法において、
   前記コンベアベルトのスリップを検出する工程と、
   前記スリップの検出値に基づいて、前記従動プーリーを逆回転する制御を行う工程と、
   を有することを特徴とするコンベアベルト緊張装置の運転方法。
6. 請求項５に記載のコンベアベルト緊張装置の運転方法において、前記制御を行う工程は、前記検出値が閾値よりも小さい場合、前記従動プーリーに回転抵抗を与え、前記検出値が前記閾値以上の場合、前記従動プーリーを逆回転する制御を行うことを特徴とするコンベアベルト緊張装置の運転方法。
7. 請求項５又は６に記載のコンベアベルト緊張装置の運転方法において、前記制御を行う工程は、前記コンベア装置の起動時において、前記コンベアベルトの弛みがなくなるまで前記従動プーリーを逆回転し、前記弛みが無くなったとき逆回転を停止して従動させることを特徴とするコンベアベルト緊張装置の運転方法。

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