コンベヤベルトのモニタリングシステム
【課題】検出ユニットの送受信範囲が広く、コンベヤベルトの縦裂きによる検出ユニットの破損の可能性の低いコンベヤベルトのモニタリングシステムを提供する。
【解決手段】コンベヤベルトに、アンテナ１１と内部ユニット１２からなる検出ユニット２を設け、内部ユニット１２を、コンベヤベルトが受ける物理量を検知するセンサ１６と、センサ１６から得られたデータを格納するメモリ１４と、メモリ１４に格納されたデータをコンベヤベルトの外に電波で送信する送受信ユニット１３とで構成するともに、コンベヤベルトの外に、送受信ユニット１３から送信されたデータを受信する装置を設けられている。検出ユニット２のアンテナ１１は長尺形状であり、アンテナ１１はコンベヤベルトの搬送方向に縦長に配置されている。
【解決手段】コンベヤベルトに、アンテナ１１と内部ユニット１２からなる検出ユニット２を設け、内部ユニット１２を、コンベヤベルトが受ける物理量を検知するセンサ１６と、センサ１６から得られたデータを格納するメモリ１４と、メモリ１４に格納されたデータをコンベヤベルトの外に電波で送信する送受信ユニット１３とで構成するともに、コンベヤベルトの外に、送受信ユニット１３から送信されたデータを受信する装置を設けられている。検出ユニット２のアンテナ１１は長尺形状であり、アンテナ１１はコンベヤベルトの搬送方向に縦長に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量を検出する検出ユニットをコンベヤベルトに埋設してコンベヤベルトをモニタリングするシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトコンベヤ装置にはコンベヤベルトを支持するためのローラが移送方向に沿って多数配列されている。このローラは運搬物の荷重を直接受けるため磨耗損傷等により回転不良が発生しやすく、ローラに回転不良が発生するとコンベヤベルトを摩耗損傷させてコンベヤベルトの耐久性を著しく低下させる。ローラの回転不良を検知する方法として、保守作業員がコンベヤに沿って巡回し、目視や触診により、またはローラからの異音を聞き分けて不具合なローラを特定する方法が知られているが、鉱山等で使用される機長の長いベルトコンベヤ装置においては、多数のローラが配列されていることから、保守作業員に多くの労力と時間を強いるという問題があった。
そこで、コンベヤベルトの内部にセンサ、ＣＰＵ、メモリ、バッテリ、送受信ユニットを小型化した検出ユニットを埋め込み、ベルト走行時にセンサからの信号をＣＰＵで処理し、メモリに記録し、検出ユニットが外部の固定受信センサを通過した際に、非接触にデータを送受信できるシステムが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００１−５０８７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、検出ユニットには、外部の固定受信装置と無線によりデータを送受信するためにアンテナが設けられており、このアンテナには、特許文献１にも示すように、一般に平板環状アンテナが用いられている。
そのため、従来の検出ユニットでは、送受信範囲が、アンテナのコンベヤベルト進行方向の長さしかなく、送受信範囲が狭いために、送受信の精度が低いという問題があった。
また、アンテナが、コンベヤベルトの幅方向に広がるため、コンベヤベルトの縦裂きによりアンテナが断線し、検出ユニットが破損することがあった。
【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、検出ユニットの送受信範囲が広く、コンベヤベルトの縦裂きによる検出ユニットの破損の可能性が低いコンベヤベルトのモニタリングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、コンベヤベルトに、アンテナと内部ユニットからなる検出ユニットを設け、前記内部ユニットを、物理量を検知するセンサと、該センサから得られたデータを格納するメモリと、メモリに格納されたデータをコンベヤベルトの外に電波で送信する送信手段とで構成するともに、コンベヤベルトの外に、前記送信手段から送信されたデータを受信する受信手段を設けてコンベヤベルトをモニタリングするシステムであって、前記検出ユニットのアンテナが長尺形状であり、該アンテナが前記コンベヤベルトの搬送方向に縦長に配置されていることを特徴とする。
【０００６】
前記アンテナと前記内部ユニットは、前記コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されていることが好ましい。また、前記内部ユニットの構成部品は、前記コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されていることが好ましい。また、前記検出ユニットは、前記コンベヤベルトの幅方向端部に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、検出ユニットのアンテナが長尺形状であり、このアンテナがコンベヤベルトの搬送方向に縦長に配置されているので、検出ユニットの送受信範囲が広くなる。そのため、送受信できる時間が長くなり、信号を確実に受信できるようになるため、送受信の精度の向上させることができる。また、アンテナがコンベヤベルトの幅方向に狭くなっているため、コンベヤベルトの縦裂きによるアンテナの破損可能性を最小限に抑えることができる。
また、本発明は、アンテナと内部ユニットが、コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されているので、コンベヤベルトの縦裂きによる内部ユニットの破損可能性を低く抑えることができる。
また、本発明は、内部ユニットの構成部品が、コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されているので、コンベヤベルトの縦裂きによる内部ユニットの破損可能性を更に低く抑えることができる。
また、本発明は、検出ユニットが、被搬送物による縦裂きが比較的起こり難い場所であるコンベヤベルトの幅方向端部に配置されているので、検出ユニットの破損可能性を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムを示す概念図である。図１に示すコンベヤベルトのモニタリングシステムは、無端のコンベヤベルト１に埋設された検出ユニット２と、検出ユニット２とデータの送受信を行う送受信装置５と、送受信装置５に接続されたデータ処理手段とを具えて構成される。図１は、コンベヤベルト１を側面方向から視たものであり、コンベヤベルト１を部分的に表示している。コンベヤベルト１は、矢印Ａで示すように、左方から右方へ向かって進行する。検出ユニット２は、コンベヤベルト１の下面１ａに埋設されており、送受信装置５のアンテナ７は、コンベヤベルト１の下方に、コンベヤベルト１から所定距離離間して配設されている。
検出ユニット２は、コンベヤベルト１が受ける物理量を連続的に検出し、検出した情報を送受信装置５に送信する機能を有している。
送受信装置５は、検出ユニット２から情報を受信したときは、その情報をデータ処理装置６に送信し、データ処理装置６は定常的な値と比較することによって、異常な事態の発生を判断する。
【０００９】
図２は、コンベヤベルトに埋め込まれる検出ユニットの構成を示す図である。検出ユニット２は、アンテナ１１と内部ユニット１２により構成されており、内部ユニット１２は、コンベヤベルトが受ける物理量を検知するセンサ１６、センサ１６からのデータを処理するＣＰＵ１５、センサ１６から得られたデータを格納するメモリ１４、メモリ１４に格納されたデータをコンベヤベルトの外に電波で送信する送受信ユニット１３およびバッテリ１７を備えている。
センサ１６は、例えば、圧力センサであり、コンベヤベルト１の表面にかかる圧力を連続的に検出し、ＣＰＵ１５は、コンベヤベルト１の走行時にセンサ１６からの信号を処理し、メモリ１４に記録する。そして、検出ユニット２は、コンベヤベルト１の外部に配設されている送受信装置５のアンテナ７を通過した際に、送受信ユニット１３から電波でデータを送受信装置５に送信する。
【００１０】
アンテナ１１は、長尺の形状をしており、コンベヤベルト１の搬送方向に縦長に配置されている。このように、長尺形状のアンテナ１１をコンベヤベルト１の搬送方向に縦長に配置すると、図３に示すように、コンベヤベルト１の長さ方向の送受信範囲が広くなり、送受信範囲が広くなると、送受信できる時間が長くなり、信号を確実に受信できるようになるため、送受信の精度の向上させることができる。図３において、Ｂは従来の検出ユニットの送受信範囲を示しており、Ｃは本発明の検出ユニットの送受信範囲を示している。
なお、送受信の精度の向上を見込むためには、アンテナ１１の長手方向の長さと、長手方向に対して直交する方向の長さの比の値は１．５以上であることが好ましい。
【００１１】
また、アンテナ１１と内部ユニット１２は、アンテナ１１の長手方向（コンベヤベルトの搬送方向）に直列に配置されている。また、内部ユニット１２の構成部品である送受信ユニット１３、メモリ１４、ＣＰＵ１５、センサ１６およびバッテリ１７もそれぞれ、内部ユニット１２内において、アンテナ１１の長手方向（コンベヤベルトの搬送方向）に直列に配置されている。このように、長尺なアンテナの長手方向に構成部品が直列に配置されているので、検出ユニット１２自体の形状も長尺形状となっている。
【００１２】
このように、アンテナ１１と内部ユニット１２をアンテナ１１の長手方向（コンベヤベルトの搬送方向）に直列に配置し、内部ユニット１２の構成部品をアンテナ１１の長手方向（コンベヤベルトの搬送方向）に直列に配置すると、検出ユニット１２自体が長尺になるため、ベルトの縦裂時において検出ユニットが破損する可能性を最小限に抑えることができる。図４は、従来の検出ユニットと本発明の検出ユニットとの破損可能性を比較して説明する図である。コンベヤベルト１には縦裂４が発生している。点線で示すのが従来の検出ユニット３であり、従来の検出ユニット３と比較して、本発明の検出ユニット２は、コンベヤベルトの幅方向に狭くなっているので、縦裂４で破損する可能性が従来品に比べて低くなる。
【００１３】
なお、検出ユニット２が埋め込まれる位置は、コンベヤベルトの幅方向のいずれの位置でもよいが、コンベヤベルトの幅方向端部が好ましい。端部は、被搬送物による縦裂きが比較的起こり難い場所であるためである。検出ユニットをコンベヤベルトの幅方向端部に配置することで、検出ユニットの破損可能性を最小限に抑えることができる。
また、アンテナは、可撓性材料（例えば、ゴムまたは布）により被覆することが好ましい。アンテナを可撓性材料で被覆することにより、コンベヤベルトの屈曲によるアンテナの破壊を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムを示す概念図である。
【図２】コンベヤベルトに埋め込まれる検出ユニットの構成を示す図である。
【図３】従来の検出ユニットと本発明の検出ユニットの送受信範囲を示す図である。
【図４】従来の検出ユニットと本発明の検出ユニットとの破損可能性を比較して説明する図である。
【符号の説明】
【００１５】
１ コンベヤベルト
２ 検出ユニット
３ 検出ユニット（従来）
５ 送受信装置
６ データ処理手段
７，１１ アンテナ
１２ 内部ユニット
１３ 送受信ユニット
１４ メモリ
１５ ＣＰＵ
１６ センサ
１７ バッテリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量を検出する検出ユニットをコンベヤベルトに埋設してコンベヤベルトをモニタリングするシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトコンベヤ装置にはコンベヤベルトを支持するためのローラが移送方向に沿って多数配列されている。このローラは運搬物の荷重を直接受けるため磨耗損傷等により回転不良が発生しやすく、ローラに回転不良が発生するとコンベヤベルトを摩耗損傷させてコンベヤベルトの耐久性を著しく低下させる。ローラの回転不良を検知する方法として、保守作業員がコンベヤに沿って巡回し、目視や触診により、またはローラからの異音を聞き分けて不具合なローラを特定する方法が知られているが、鉱山等で使用される機長の長いベルトコンベヤ装置においては、多数のローラが配列されていることから、保守作業員に多くの労力と時間を強いるという問題があった。
そこで、コンベヤベルトの内部にセンサ、ＣＰＵ、メモリ、バッテリ、送受信ユニットを小型化した検出ユニットを埋め込み、ベルト走行時にセンサからの信号をＣＰＵで処理し、メモリに記録し、検出ユニットが外部の固定受信センサを通過した際に、非接触にデータを送受信できるシステムが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００１−５０８７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、検出ユニットには、外部の固定受信装置と無線によりデータを送受信するためにアンテナが設けられており、このアンテナには、特許文献１にも示すように、一般に平板環状アンテナが用いられている。
そのため、従来の検出ユニットでは、送受信範囲が、アンテナのコンベヤベルト進行方向の長さしかなく、送受信範囲が狭いために、送受信の精度が低いという問題があった。
また、アンテナが、コンベヤベルトの幅方向に広がるため、コンベヤベルトの縦裂きによりアンテナが断線し、検出ユニットが破損することがあった。
【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、検出ユニットの送受信範囲が広く、コンベヤベルトの縦裂きによる検出ユニットの破損の可能性が低いコンベヤベルトのモニタリングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、コンベヤベルトに、アンテナと内部ユニットからなる検出ユニットを設け、前記内部ユニットを、物理量を検知するセンサと、該センサから得られたデータを格納するメモリと、メモリに格納されたデータをコンベヤベルトの外に電波で送信する送信手段とで構成するともに、コンベヤベルトの外に、前記送信手段から送信されたデータを受信する受信手段を設けてコンベヤベルトをモニタリングするシステムであって、前記検出ユニットのアンテナが長尺形状であり、該アンテナが前記コンベヤベルトの搬送方向に縦長に配置されていることを特徴とする。
【０００６】
前記アンテナと前記内部ユニットは、前記コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されていることが好ましい。また、前記内部ユニットの構成部品は、前記コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されていることが好ましい。また、前記検出ユニットは、前記コンベヤベルトの幅方向端部に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、検出ユニットのアンテナが長尺形状であり、このアンテナがコンベヤベルトの搬送方向に縦長に配置されているので、検出ユニットの送受信範囲が広くなる。そのため、送受信できる時間が長くなり、信号を確実に受信できるようになるため、送受信の精度の向上させることができる。また、アンテナがコンベヤベルトの幅方向に狭くなっているため、コンベヤベルトの縦裂きによるアンテナの破損可能性を最小限に抑えることができる。
また、本発明は、アンテナと内部ユニットが、コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されているので、コンベヤベルトの縦裂きによる内部ユニットの破損可能性を低く抑えることができる。
また、本発明は、内部ユニットの構成部品が、コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されているので、コンベヤベルトの縦裂きによる内部ユニットの破損可能性を更に低く抑えることができる。
また、本発明は、検出ユニットが、被搬送物による縦裂きが比較的起こり難い場所であるコンベヤベルトの幅方向端部に配置されているので、検出ユニットの破損可能性を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムを示す概念図である。図１に示すコンベヤベルトのモニタリングシステムは、無端のコンベヤベルト１に埋設された検出ユニット２と、検出ユニット２とデータの送受信を行う送受信装置５と、送受信装置５に接続されたデータ処理手段とを具えて構成される。図１は、コンベヤベルト１を側面方向から視たものであり、コンベヤベルト１を部分的に表示している。コンベヤベルト１は、矢印Ａで示すように、左方から右方へ向かって進行する。検出ユニット２は、コンベヤベルト１の下面１ａに埋設されており、送受信装置５のアンテナ７は、コンベヤベルト１の下方に、コンベヤベルト１から所定距離離間して配設されている。
検出ユニット２は、コンベヤベルト１が受ける物理量を連続的に検出し、検出した情報を送受信装置５に送信する機能を有している。
送受信装置５は、検出ユニット２から情報を受信したときは、その情報をデータ処理装置６に送信し、データ処理装置６は定常的な値と比較することによって、異常な事態の発生を判断する。
【０００９】
図２は、コンベヤベルトに埋め込まれる検出ユニットの構成を示す図である。検出ユニット２は、アンテナ１１と内部ユニット１２により構成されており、内部ユニット１２は、コンベヤベルトが受ける物理量を検知するセンサ１６、センサ１６からのデータを処理するＣＰＵ１５、センサ１６から得られたデータを格納するメモリ１４、メモリ１４に格納されたデータをコンベヤベルトの外に電波で送信する送受信ユニット１３およびバッテリ１７を備えている。
センサ１６は、例えば、圧力センサであり、コンベヤベルト１の表面にかかる圧力を連続的に検出し、ＣＰＵ１５は、コンベヤベルト１の走行時にセンサ１６からの信号を処理し、メモリ１４に記録する。そして、検出ユニット２は、コンベヤベルト１の外部に配設されている送受信装置５のアンテナ７を通過した際に、送受信ユニット１３から電波でデータを送受信装置５に送信する。
【００１０】
アンテナ１１は、長尺の形状をしており、コンベヤベルト１の搬送方向に縦長に配置されている。このように、長尺形状のアンテナ１１をコンベヤベルト１の搬送方向に縦長に配置すると、図３に示すように、コンベヤベルト１の長さ方向の送受信範囲が広くなり、送受信範囲が広くなると、送受信できる時間が長くなり、信号を確実に受信できるようになるため、送受信の精度の向上させることができる。図３において、Ｂは従来の検出ユニットの送受信範囲を示しており、Ｃは本発明の検出ユニットの送受信範囲を示している。
なお、送受信の精度の向上を見込むためには、アンテナ１１の長手方向の長さと、長手方向に対して直交する方向の長さの比の値は１．５以上であることが好ましい。
【００１１】
また、アンテナ１１と内部ユニット１２は、アンテナ１１の長手方向（コンベヤベルトの搬送方向）に直列に配置されている。また、内部ユニット１２の構成部品である送受信ユニット１３、メモリ１４、ＣＰＵ１５、センサ１６およびバッテリ１７もそれぞれ、内部ユニット１２内において、アンテナ１１の長手方向（コンベヤベルトの搬送方向）に直列に配置されている。このように、長尺なアンテナの長手方向に構成部品が直列に配置されているので、検出ユニット１２自体の形状も長尺形状となっている。
【００１２】
このように、アンテナ１１と内部ユニット１２をアンテナ１１の長手方向（コンベヤベルトの搬送方向）に直列に配置し、内部ユニット１２の構成部品をアンテナ１１の長手方向（コンベヤベルトの搬送方向）に直列に配置すると、検出ユニット１２自体が長尺になるため、ベルトの縦裂時において検出ユニットが破損する可能性を最小限に抑えることができる。図４は、従来の検出ユニットと本発明の検出ユニットとの破損可能性を比較して説明する図である。コンベヤベルト１には縦裂４が発生している。点線で示すのが従来の検出ユニット３であり、従来の検出ユニット３と比較して、本発明の検出ユニット２は、コンベヤベルトの幅方向に狭くなっているので、縦裂４で破損する可能性が従来品に比べて低くなる。
【００１３】
なお、検出ユニット２が埋め込まれる位置は、コンベヤベルトの幅方向のいずれの位置でもよいが、コンベヤベルトの幅方向端部が好ましい。端部は、被搬送物による縦裂きが比較的起こり難い場所であるためである。検出ユニットをコンベヤベルトの幅方向端部に配置することで、検出ユニットの破損可能性を最小限に抑えることができる。
また、アンテナは、可撓性材料（例えば、ゴムまたは布）により被覆することが好ましい。アンテナを可撓性材料で被覆することにより、コンベヤベルトの屈曲によるアンテナの破壊を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムを示す概念図である。
【図２】コンベヤベルトに埋め込まれる検出ユニットの構成を示す図である。
【図３】従来の検出ユニットと本発明の検出ユニットの送受信範囲を示す図である。
【図４】従来の検出ユニットと本発明の検出ユニットとの破損可能性を比較して説明する図である。
【符号の説明】
【００１５】
１ コンベヤベルト
２ 検出ユニット
３ 検出ユニット（従来）
５ 送受信装置
６ データ処理手段
７，１１ アンテナ
１２ 内部ユニット
１３ 送受信ユニット
１４ メモリ
１５ ＣＰＵ
１６ センサ
１７ バッテリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベヤベルトに、アンテナと内部ユニットからなる検出ユニットを設け、前記内部ユニットを、コンベヤベルトが受ける物理量を検知するセンサと、該センサから得られたデータを格納するメモリと、メモリに格納されたデータをコンベヤベルトの外に電波で送信する送信手段とで構成するともに、コンベヤベルトの外に、前記送信手段から送信されたデータを受信する受信手段を設けてコンベヤベルトをモニタリングするシステムであって、
前記検出ユニットのアンテナは長尺形状であり、該アンテナは前記コンベヤベルトの搬送方向に縦長に配置されていることを特徴とするコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項２】
前記アンテナと前記内部ユニットは、前記コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項３】
前記内部ユニットの構成部品は、前記コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項４】
前記検出ユニットは、前記コンベヤベルトの幅方向端部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項１】
コンベヤベルトに、アンテナと内部ユニットからなる検出ユニットを設け、前記内部ユニットを、コンベヤベルトが受ける物理量を検知するセンサと、該センサから得られたデータを格納するメモリと、メモリに格納されたデータをコンベヤベルトの外に電波で送信する送信手段とで構成するともに、コンベヤベルトの外に、前記送信手段から送信されたデータを受信する受信手段を設けてコンベヤベルトをモニタリングするシステムであって、
前記検出ユニットのアンテナは長尺形状であり、該アンテナは前記コンベヤベルトの搬送方向に縦長に配置されていることを特徴とするコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項２】
前記アンテナと前記内部ユニットは、前記コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項３】
前記内部ユニットの構成部品は、前記コンベヤベルトの搬送方向に直列に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【請求項４】
前記検出ユニットは、前記コンベヤベルトの幅方向端部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−４７３４０（Ｐ２０１０−４７３４０Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１１４３６（Ｐ２００８−２１１４３６）
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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