JPS6357737B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンベヤーベルトの欠損監視装置に関
するものである。

鉱工業等で使用されるベルトコンベヤーにおい
ては、コンベヤーベルト（以下単にベルトと称す
る）の欠損又は摩耗に起因してベルトの切断、縦
裂き等の事故がしばしば発生する。このような事
故防止のためにはベルト表面の欠損又は摩耗量を
速かに探知し、事前にしかるべき処置を講ずる必
面がある。

従来ベルト表面の点検や摩耗量の測定は、ベル
ト表面の目視による方法がダイヤルキヤリバー
（接触式厚さ測定器）を用いてベルトの厚さを測
定する方法であつたが、目視による方法では精度
が悪いばかりでなく人手を要する他、後述する如
く安全上の問題や目視が困難な場合があり、又ダ
イヤルキヤリバーによる方法では測定個所が限定
され部分的な測定しか行えないので、ベルトの長
さ方法及び巾方向の全長にわたる測定が不可能で
あるという問題のほかに、この測定はコンベヤー
の停止時にしか行えないという問題があつた。

また粉粒物搬送用のベルトコンベヤーにあつて
は、その使用するベルトが長大で、かつ粉塵対策
上コンベヤー装置をカバーで覆う場合が多く、ベ
ルト長さ方向表面の全長にわたる点検が困難であ
り、設備によつては高所や狭隘な場所或は暗い場
所に設置されているもの等があり、粉塵の多い悪
環境下でのベルト表面の点検やベルトの摩耗量を
把握することは安全作業上問題となることも多か
つた。

このような問題を解決するために発明者等は、
プーリーに接触して回動しているベルト表面から
所定距離だけ離れた位置に超音波を発信すると共
に受信する超音波センサーを設置し、この超音波
センサーからベルト表面へ向けて空気中で超音波
を発信し、ベルト表面から反射してくる超音波の
応答時間から距離を求め、こうして求めた距離と
予め設定した距離との差によりベルト表面の摩耗
や欠損量をベルトの長さ方向に連続的に検出する
コンベヤーベルトの欠損検出方法、及び該超音波
センサーをベルトの巾方向に平行移動させてベル
トの長さ方向及び巾方向のベルト表面の摩耗や欠
損量を連続的に検出するコンベヤーベルトの欠損
検出方法を発明し特願昭55〜105075号（特公昭60
−55407号公報）として特許出願済みである。

しかしながら前記特願昭55〜105075号（特公昭
60−55407号公報）の技術でベルト表面全体の摩
耗や欠損量を測定する場合、超音波センサーをベ
ルトの幅方向に平行移動させなければならない
が、ベルトコンベヤーのプーリーはベルトの蛇行
を防止するために中央部の径が両端部の径より大
となるようにクラウンを設けるのが普通であるた
め、このクラウンに沿つて平行移動させることが
難しく、単にプーリーの軸心に平行移動させると
クラウン値の分だけ測定値に誤差が生じるという
不利が伴い、更にはベルトの幅方向の欠損や摩耗
量を同時に測定できないという問題点があつた。

本発明はこのような不利や問題点を解決するた
めになされたものである。

本発明は、プーリーに接触し回動するコンベヤ
ーベルト表面から離れて設置した超音波センサー
から空気を介して該コンベヤーベルト表面へ超音
波ビームを発信すると共に受信し、超音波の応答
時間により超音波センサーとベルト表面間の距離
を求め、この求めた距離と予め設定した基準値と
の偏差からベルト長さ方向の摩耗や欠損量を非接
触で連続的に測定する方法において、超音波ビー
ムの発信及び受信を行う超音波センサーをコンベ
ヤーベルトの幅方向に複数個設置すると共に、ベ
ルトを巻付けるプーリーの表面から各超音波セン
サーまでの距離を等しく設定し、かつ複数の超音
波センサーの信号を適宜切替えて制御部へ送る切
替スイツチを設けて構成したことを特徴とする、
コンベヤーベルトの欠損監視装置である。

以下図面に基づいて本発明を説明する。

第１図は本発明の原理を説明する側面図であ
る。第１図に基づいて本発明の原理を説明する
と、ベルトコンベヤーのエンドプーリー１に接し
て矢印の方向に回動しているベルト２の表面２Ａ
からエンドプーリー１の軸心１Ａと反対側に所定
距離だけ離れた位置に一対の超音波センサー（以
下単にセンサーと称する）３Ａ，３Ｂを設置す
る。これらのセンサー３Ａ，３Ｂはそれぞれ超音
波の発信及び受信を行うことができるタイプのも
のであつて、センサー３Ａで超音波の発信を行つ
ている時はセンサー３Ｂで受信するようにスイツ
チ６で切替えて使用する。

超音波発信部４では制御部５からの指示により
センサー３Ａに対し超音波電圧を印加し、該セン
サー３Ａからベルト２の表面２Ａへ向けて超音波
ビームを発信し、ベルト２の表面２Ａで反射した
超音波ビームをセンサー３Ｂで受信しスイツチ６
を介して制御部５へ導く。

制御部５では該センサー３Ａで発信した超音波
がベルト表面２Ａで反射しセンサー３Ｂで受信す
るまでの超音波の飛翔時間を測定し、この測定値
に空気中における音速値とセンサー３Ａ及び３Ｂ
とベルト表面２Ａとの配置構成で定まる係数を乗
じてセンサー３Ａ，３Ｂとベルト表面２Ａ間の距
離ｌを演算により連続的に求める。一方、エンド
プーリー２の回転軸心１Ａとセンサー３Ａ，３Ｂ
間距離Ａとエンドプーリー１の半径ｒにベルト２
の設定厚さｔを加えた値とから基準値Ｌを、Ｌ＝
Ａ−（ｒ＋ｔ）として予め設定しておくので、前
記演算により求めた距離ｌと基準値Ｌとの差（ｌ
−Ｌ）をベルト表面の欠損又は摩耗量としてベル
トの長さ方向に連続的に求めるものである。

即ち、前記（ｌ−Ｌ）の値がベルトの長さ方向
で断続的に変化する場合は凹部即ちベルト表面に
欠損が生じており、欠損部の深さは（ｌ−Ｌ）の
値として検知することができ、欠損部の長さはベ
ルトの回動速度と（ｌ−Ｌ）値の継続時間とから
容易に求めることができる。

即ち、（ｌ−Ｌ）値を表示装置７で経時的に表
示するか記録せしめればベルト全長に亘つてその
欠損個所及び長さとその深さを知ることができ
る。

また、（ｌ−Ｌ）値が一定の値でその変動幅が
小さい場合はベルト表面が全体的に摩耗したこと
を示すのでその値が予め定めておく摩耗量の限界
値に達した際に警報を発し、ベルトを交換する等
のアクシヨンの目安にすることができる。

第１図においてセンサー３を３Ａと３Ｂのよう
に発信用と受信用に区分し、かつスイツチ６によ
り交互に切替えて使用するのは、受信用センサー
の表面に空気中の粉塵が付着しこれが徐々に成長
して受信感度を低下させるのを防止するためであ
る。即ち、粉粒物搬送用ベルトコンベヤーにおい
て、ベルト近傍の空気中には粉塵が多いのでベル
ト表面から例えば30〜200mmの範囲でセンサー３
Ａ，３Ｂを設置すると含塵空気によつて受信用セ
ンサーの表面に粉塵が付着する。

しかし発信用センサーは超音波発信時にセンサ
ー表面の粉塵を払い落す作用即ちセルフクリーニ
ング作用を有するために粉塵の、付着がないの
で、２個のセンサー３Ａと３Ｂを同一定格のもの
を使用し超音波の発信と受信を交互に繰返すよう
にして使用するとセンサー３Ａ，３Ｂ共粉塵の付
着が生じない。

以上述べたものはベルト幅方向で測定点を固定
し、ベルトの長さ方向におけるベルトの欠損や摩
耗量を連続的に測定する方法であるが、ベルト表
面の全面に亘る摩耗や欠損量を把握できなければ
ベルトの修理や取替等の処置をとることが困難で
ある。

本発明は第１図で説明した一対のセンサー３を
第２図のようにベルト２の幅方向ｗに複数個設置
するものであつて、それぞれ一対のセンサーには
第１図に示した超音波発信部４、スイツチ６、制
御部５、表示装置７を設け、或は制御部５と表示
装置７を共有させてそれぞれのセンサーを切替ス
イツチで切替えて使用する。

第３図は本発明に係る信号処理を例示するブロ
ツク線図であり、センサーをｎ対とし得られる信
号のルートを1CH（チヤンネル）、2CH、…nCH
として表示すると、各チヤンネルからの信号を制
御部５へ入力する場合切替スイツチ８の内部で端
子９を電気的に切替えて各チヤンネルの信号を１
個の制御部５で処理する。例えば7CHの信号を
処理する場合は第３図のように端子９Ａを制御部
５へ接続し、ベルトが一順した後にタイマー１０
により端子９Ａを端子９Ｂに切替えて8CHの信
号を制御部へ導くようにする。従つてnCHに相
当する回数だけベルトを回動させ1CHごとに切
替えることによつてベルトの全表面の欠損や摩耗
量を把握することができる。

また、nCHの信号を時分割処理によりベルト
の幅方向に前記端子を短時間に切替えて信号処理
を行うことも可能で、このようにするとベルトを
一順させるだけでベルトの全表面の欠損量等を把
握することができる。

nCHに相当する数の制御部を設けてベルトの
幅方向の信号を同時に処理し、これをベルトの長
さ方向に走査してベルトの全表面の欠損等を把握
することも勿論可能である。

第４図は本発明の実施例を示すブロツク線図で
ある。

第４図に示すようにnCHの信号を制御部５で
前述のようにベルト長さ方向における欠損量とし
て検出できるのでこの欠損量を信処理装置１１で
ベルト幅方向における情報を全て集収し加工して
CRT 7Aに表示し、プリンター7Bに打ち出し、
レコーダー7Cに記録させることが可能である。

処理装置１１では、nCHの検出端から得られ
るベルト全表面の欠損や摩耗量を集収し、 (イ) 一定の深さの欠損部の個数、 (ロ) 摩耗部分の深さと広さ、 (ハ) 欠損部及び摩耗部の進行予測、 等の演算を行う。

上記(イ)はnCHの検出端でベルトが一順する間
に検出した欠損部のうちその深さが予め定めた値
を超えた部分の数として把握することが可能であ
り、(ロ)は前述した（ｌ−Ｌ）とベルト全表面の検
出箇所数から求めることができ、(ハ)はベルト全表
面の前記(イ)及び(ロ)による測定時点と所定の期間を
置いて次に同様の測定を行つた結果との経時変化
から推定することが可能である。

第５図はベルト表面の摩耗部及び欠損部を例示
した平面図であり、斜線で示す部分１２は一定量
以上の摩耗部、円状に示した部分Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｎ
は予め定めた深さ以上の欠損部である。

矢印はベルトの回動方向を示す。

第６図は第５図に示したベルト表面の摩耗や欠
損部をベルトの幅方向に等間隔に11個配置したセ
ンサー（1CH〜11CHで示す）で検知した検知情
報を信号処理装置１１で処理して得られる摩耗及
び欠損部の形状を示す平面図である。

ベルトの摩耗部分の境界線１３は本来第５図の
ように曲線で表われるものであるが、複数個のセ
ンサーを配置して検出した境界線はベルトの幅方
向では断続的な検知とならざるを得ず、従つてそ
の境界線１３′は第６図のように段状に表われる。

また欠損部は、ベルトの長さ方向の距離による
各センサーで連続して計側できるが、ベルトの幅
方向では断続的なものとなるため、欠損部の形状
は変形して表われる。例えば欠損部A′では７〜
10CHにまたがつて検出されるが6CHと11CHで
は検出されないため6CHと7CH間及び10CHと
11CH間は各CH間の1/2だけ欠損が拡大している
と見做て表示させたので第５図のＡと比較してそ
の形状は異つて表われる。

欠損部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｍはセンサー間にあるため
検出されず第６図にE′，F′，G′，M′と点線で示
したように欠損部とは見做されない。

摩耗部及び欠損部の面積を精度よく検出すると
共に、微小な欠損部をも検出せしめるためにはセ
ンサーの数を増加させればよい。

第５図及び第６図はベルト２の長さ方向の一部
を示したものであるが、ベルト２が一巡する間前
記方法により欠損部と摩耗部の面積を演算処理装
置１１で算出してベルトが一巡する間の面積の合
計値を求め、ベルトの単位表面積当りの摩耗部や
欠損部の面積割合を求めることが可能である。面
積ばかりでなく摩耗の程度（深さ）や欠損部の深
さも同時に求まるのでこの深さも加味してベルト
の単位断面積当りの欠損部及び摩耗部の割合も求
まる。

更には前述した一定深さ以上の欠損部の個数も
検出できるから、これらの演算結果はCRT 7A
に表示しプリンター7Bに打ち出させ、第６図に
示すパターンはレコーダー7Cに記録させること
が可能である。

本発明に係る複数対のセンサー３，３…は第２
図のようにプーリー１のクラウンに合わせて設置
するとクラウン値に左右されずベルト幅方向の欠
損や摩耗量を精度よく測定することができる。

また一対のセンサー３Ａ，３Ｂはベルトの幅方
向に並設するよりは幅方向に直交する方向に設定
する方が望ましく、所定のベルト幅に対して設置
できるセンサーの個数を多くすることができる。
センサーを設置する位置はテールプーリー又はリ
ターン側のベンドプーリー近傍に設置するのが望
ましい。

以上述べたように本発明によればベルトの巾方
向に超音波センサーをベルトが巻付くプーリー表
面からの距離を夫々等しく複数個設け、この複数
個のセンサーの信号を適宜に切替えて制御部へ送
信する切替スイツチを設けてあるので、この構成
によりベルトの巾方向のベルト摩耗量を正確に測
定が可能になり、又、軸方向で径の異なるプーリ
ー、即ち中心部より端部が径小であるプーリーに
巻付くベルトの厚みを、誤差をほとんど生じさせ
ることなく測定できるのみならずベルト表面の全
面に亘る欠損や摩耗量を把握できるのでベルト表
面の欠損監止システムとして極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を説明する側面図、第２
図は本発明の実施例を示す平面図、第３図、第４
図は本発明に係る信号処理を例示するブロツク線
図、第５図はベルト表面の摩耗部及び欠損部を例
示する平面図、第６図は本発明に係る信号処理後
の摩耗部及び欠損部を例示する平面図である。 １はプーリー、１Ａはプーリー回転軸心、２は
ベルト、２Ａはベルト表面、３，３Ａ，３Ｂはセ
ンサー、４は超音波発信部、５は制御部、６はス
イツチ、７は表示装置、８は切替スイツチ、９，
９Ａ，９Ｂは端子、１０はタイマー、１１は信号
処理装置、１２は摩耗部、１３は境界線、Ａ〜
Ｎ，A′〜N′はベルト欠損部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プーリーに接触し回動するコンベヤーベルト
   表面から離れて設置した超音波センサーから空気
   を介して該コンベヤーベルト表面へ超音波ビーム
   を発信すると共に受信し、超音波の応答時間によ
   り超音波センサーとベルト表面間の距離を求め、
   この求めた距離と予め設定した基準値との偏差か
   らベルトの長さ方向の摩耗や欠損量を非接触で連
   続的に測定する方法において、超音波ビームの発
   信及び受信を行う超音波センサーをコンベヤーベ
   ルトの幅方向に複数個設置すると共に、ベルトを
   巻付けるプーリーの表面から各超音波センサーま
   での距離を等しく設定し、かつ複数の超音波セン
   サーの信号を適宜切替えて制御部へ送る切替スイ
   ツチを設けて構成したことを特徴とする、コンベ
   ヤーベルトの欠損監視装置。