ベルトモニタリングシステム
【課題】コンベヤベルトの性状の蛇行による影響を補正して、コンベヤベルトの性状を精度良くモニタリングすることのできるベルト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２のベルト周方向に沿って、ベルト全幅に亘ってゴム磁石から成る摩耗検知用磁石１１を埋設し、上記摩耗検知用磁石１１から所定距離離れた位置に位置判定用磁石１２，１２ｚを埋設するとともに、上記コンベヤベルト２の表面から離れた位置に、上記各磁石１１，１２，１２ｚからの磁界を検出する複数の磁界検出手段１３（１３Ａ〜１３Ｇ）を、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向に所定の間隔で配置し、上記磁界検出手段１３で検出された上記位置判定用磁石１２，１２ｚからの出力信号に基づいて上記コンベヤベルト２の蛇行状態を検知して、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向のベルト厚分布を、上記検知された蛇行状態に基づいて補正するようにした。
【解決手段】コンベヤベルト２のベルト周方向に沿って、ベルト全幅に亘ってゴム磁石から成る摩耗検知用磁石１１を埋設し、上記摩耗検知用磁石１１から所定距離離れた位置に位置判定用磁石１２，１２ｚを埋設するとともに、上記コンベヤベルト２の表面から離れた位置に、上記各磁石１１，１２，１２ｚからの磁界を検出する複数の磁界検出手段１３（１３Ａ〜１３Ｇ）を、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向に所定の間隔で配置し、上記磁界検出手段１３で検出された上記位置判定用磁石１２，１２ｚからの出力信号に基づいて上記コンベヤベルト２の蛇行状態を検知して、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向のベルト厚分布を、上記検知された蛇行状態に基づいて補正するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ベルト厚分布などの、コンベヤベルト性状を精度良くモニタリングすることのできるベルトモニタリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンベヤベルトや送りベルトなどの摩耗状態を検出する方法として、図８（ａ），（ｂ）に示すように、コンベヤベルト５０のゴム部材５０Ａの表面５０ａとこのコンベヤベルト５０の裏面５０ｂ側に設けられた補強部材５０Ｂとの間に、当該コンベヤベルト５０の厚さ方向に磁化されたゴム磁石５１を埋設するとともに、上記ゴム磁石５１が通過する位置に上記ゴム磁石５１からの磁界の変化を検出する磁気センサ５２を配置し、上記検出した磁界の大きさから、当該コンベヤベルト５０の摩耗量を算出するとともに、図８（ｃ）に示すように、上記コンベヤベルト５０を巻き掛けるプーリ５３の側方に蛇行検出手段５４を配置して、上記コンベヤベルト５０の蛇行量を、超音波センサなどの非接触型の距離センサを用いて測定し、上記算出された当該コンベヤベルト５０の摩耗量を上記測定された蛇行量で補正することにより、コンベヤベルトの摩耗量もしくは摩耗したときのベルトの厚さを精度良く算出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、コンベヤベルト５０は荷物を搭載するベルト幅方向の中央部分が摩耗し易いので、摩耗が進展すると、ベルトの厚さはベルト幅方向分布をもつようになる。このような、コンベヤベルト５０のベルトの厚さのベルト幅方向の分布を測定するためには、図９（ａ），（ｂ）に示すように、上記ゴム磁石５１をコンベヤベルト５０のベルトの全幅に亘って配置するとともに、上記磁気センサ５２を複数準備して、これら磁気センサ５２をベルト幅方向に所定の間隔で配置すればよい。
【特許文献１】特開２００７−２８４１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法では、コンベヤベルト５０の蛇行を検出するために、別途蛇行検出手段５４を配置する必要がある。また、上記蛇行検出手段５４は、プーリ５３に巻き掛けられたコンベヤベルト５０の側面までの距離を測定しているため、上記蛇行検出手段５４で測定された蛇行量は、実際の蛇行量である上記磁気センサ５２の近傍の蛇行量とは異なっている場合があるので、上記蛇行量を用いた補正ではコンベヤベルト５０のベルトの厚さのベルト幅方向の分布を精度良く検知することが困難であった。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、コンベヤベルトの性状の蛇行による影響を補正して、コンベヤベルトの性状を精度良くモニタリングすることのできるベルトモニタリングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１に記載の発明は、コンベヤベルトに設けられた送信センサと、上記送信センサからの信号を受信する受信センサとを備え、上記各受信センサで受信された送信センサからの信号に基づいて上記コンベヤベルトの性状を検知するベルトモニタリングシステムにおいて、上記送信センサは第１の送信センサと第２の送信センサとを備えており、上記第１の送信センサはベルト幅方向の所定の領域に埋設され、上記第２の送信センサは上記コンベヤベルトの幅方向の所定の位置に埋設され、上記受信センサは、ベルト幅方向に所定の間隔で複数個配置されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のベルトモニタリングシステムであって、上記第１の送信センサと上記第２の送信センサとは、当該コンベヤベルトの周方向に所定の間隔を隔てて埋設されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のベルトモニタリングシステムであって、上記第２の送信センサは上記第１の送信センサよりも深く埋設されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のベルトモニタリングシステムであって、上記第１の送信センサがゴム磁石であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、コンベヤベルトのベルト幅方向の所定の領域に第１の送信センサを埋設し、ベルトの幅方向の所定の位置に第２の送信センサを埋設するとともに、複数の受信センサを、上記コンベヤベルトの表面から離れた位置に、コンベヤベルトの幅方向に所定の間隔で配置して、上記第１の送信センサからの信号によりコンベヤベルトのベルト幅方向の性状を検知するとともに、上記第２の送信センサからの信号により上記コンベヤベルトの蛇行を検知し、上記検知されたコンベヤベルトの性状の蛇行による影響を補正するようにしたので、上記コンベヤベルトの性状を精度良くモニタリングすることができる。
また、上記第１の送信センサと上記第２の送信センサとを、当該コンベヤベルトの周方向に所定の間隔を隔てて埋設しておけば、上記第１の送信センサからの信号と上記第２の送信センサからの信号とを確実に分離できるので、モニタリングの精度を更に向上させることができる。
また、上記第２の送信センサを上記第１の送信センサよりも深く埋設しておけば、コンベヤベルトの摩耗が進んでも上記コンベヤベルトの蛇行を確実に検知することができる。
更に、上記第１の送信センサをゴム磁石とすれば、当該コンベヤベルトの屈曲性が向上するので、コンベヤベルトの耐久性が向上するとともに、ゴム磁石はコンベヤベルトのゴムとの接着性に優れているので、センサの脱落が防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本例では、当該コンベヤベルトの摩耗によって生じるベルト厚のベルト幅方向の分布をモニタリングする場合について説明する。
図１〜図５は、本最良の形態を示す図で、図１は本発明によるモニタリングシステム１０の機能ブロック図、図２はベルトコンベヤ装置の荷下し側端部の側面図、図３はコンベヤベルト２におけるゴム磁石の埋設部を示す横断側面図、図４は計測部側から見たコンベヤベルト２の要部平面図である。また、図５はコンベヤベルト２のリターン側直進部分を示す図で、この図では、後述する位置判定兼周回基準位置判定用磁石１２ｚがリターン側直進部分に位置している場合を示した。
モニタリングシステム１０は、第１の送信手段としての摩耗検知用磁石１１と、第２の送信手段としての位置判定用磁石１２（１２，１２ｚ）と、受信手段としての磁界検出手段１３（１３Ａ〜１３Ｇ）と、ベルト中央位置判定手段１４と、ベルト厚分布算出手段１５と、ベルト厚分布補正手段１６とを備えている。上記ベルト中央位置判定手段１４とベルト厚分布算出手段１５とベルト厚分布補正手段１６とにより本モニタリングシステム１０の演算部１７を構成する。なお、位置判定用磁石１２は２種類あり、符号１２ｚが摩耗検知用磁石１１の位置判定と当該コンベヤベルト２の長さ方向の基準位置判定用との両方に用いられる位置判定兼周回基準位置判定用磁石で、符号１２が摩耗検知用磁石１１の位置判定に用いられる位置判定用磁石である。以下、上記位置判定兼周回基準位置判定用磁石１２ｚを基準磁石といい、他の位置判定用磁石１２を単に位置判定用磁石という。基準磁石１２ｚは当該コンベヤベルト２に１箇所だけ埋設されており、後述するように、位置判定用磁石１２とは異なる磁化パターンに磁化されている。
摩耗検知用磁石１１は、プーリ１に巻掛けられたコンベヤベルト２のベルト幅に略等しい長辺１１ｍと、この長辺１１ｍよりも短い短辺１１ｎとを有するシート状のゴム磁石で、上記コンベヤベルト２のゴム部材２Ａの表面２ａと、上記コンベヤベルト２の裏面２ｂ側に介挿された、アラミド繊維等の有機繊維をカバーゴムで被覆して成る補強材２Ｂとの間に、その厚さ方向が上記コンベヤベルト２の厚さ方向と同一で、かつ、上記長辺１１ｍの延長方向が当該コンベヤベルト２の進行方向に直交する方向になるように埋設される。つまり、上記摩耗検知用磁石１１は、当該コンベヤベルト２の全幅に亘って埋設される。また、摩耗検知用磁石１１の表面１１ａは上記コンベヤベルト２のゴム部材２Ａの表面２ａに露出している。上記摩耗検知用磁石１１はシートの厚さ方向、すなわち、コンベヤベルト２の厚さ方向と平行な方向に磁化されており、コンベヤベルト２の表面側にベルト進行方向に沿って２つのＮ極が並んでいるような磁化パターンに磁化されている。
【０００８】
位置判定用磁石１２と基準磁石１２ｚは、いずれも平板の面が略矩形のシート状のゴム磁石である。位置判定用磁石１２はシートの厚さ方向、すなわち、コンベヤベルト２の厚さ方向と平行な方向に磁化されており、コンベヤベルト２の表面側がＮ極であるような磁化パターンに磁化されている。一方、基準磁石１２ｚは厚さ方向に磁化されたコンベヤベルト２の表面側がＮ極であるゴム磁石と、厚さ方向に磁化されたコンベヤベルト２の表面側がＳ極であるゴム磁石とを当該コンベヤベルト２の進行方向に並べたような磁化パターンに磁化されている。上記位置判定用磁石１２及び上記基準磁石１２ｚ，１２ｚも、上記ゴム部材２Ａの表面２ａと上記補強材２Ｂとの間に埋設されるが、上記摩耗検知用磁石１１とは異なり、その表面１２ａの位置が上記ゴム部材２Ａの表面２ａから所定深さだけ深い位置になるように埋設されている。
また、上記摩耗検知用磁石１１と上記位置判定用磁石１２、及び、上記摩耗検知用磁石１１と上記基準磁石１２ｚとは、当該コンベヤベルト２の周方向に所定の間隔ｌを隔てて埋設されている。本例では、上記位置判定用磁石１２及び上記基準磁石１２ｚを上記摩耗検知用磁石１１の当該コンベヤベルト２の進行方向前側に埋設している。上記所定の間隔ｌは、上記摩耗検知用磁石１１からの磁界と上記位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚからの磁界との干渉が無視できる間隔で、かつ、できるだけ短い方が好ましい。
本例のコンベヤベルト２には、上記所定の間隔ｌだけ離れて配置された上記摩耗検知用磁石１１と上記基準磁石１２ｚとのペアが１つと、上記摩耗検知用磁石１１と上記位置判定用磁石１２とのペアが複数組設けられている。また、上記各ペアは、所定の間隔Ｌを隔てて設けられている。
【０００９】
磁界検出手段１３（１３Ａ〜１３Ｇ）は、上記摩耗検知用磁石１１の発生する磁界の大きさと上記位置判定用磁石１２及び上記基準磁石１２ｚの発生する磁界の大きさとを検出するもので、ガウスメータ、ループコイル、磁気インピーダンス素子（ＭＩ素子）を用いたマグネットメータ等の公知の磁気検出手段を用いることができる。本例では、磁界検出手段１３を７個とし、これらの磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇを当該コンベヤベルト２のベルト幅方向に所定の間隔で配置している。
上記磁界検出手段１３の検出感度を上げるためには、上記磁界検出手段１３を上記コンベヤベルト２の表面２ａにできるだけ近い位置に配置することが好ましい。
上記磁界検出手段１３のベルト周方向の取付位置としては、図２に示すように、コンベヤベルト２のリターン側で、スクレーバ３の後方に配置することが好ましい。これにより、コンベヤベルト２で搬送された搬送物が上記スクレーバ３で掻き落とされた後のクリーンな箇所を検出することができる。
また、上記磁界検出手段１３のベルト幅方向の取付位置は図４のようになる。すなわち、コンベヤベルト２の進行方向を前側とすると、上記コンベヤベルト２の右側の端部２ｃ側に配置される磁界検出手段１３Ａは、コンベヤベルト２のベルト幅をＷ、磁界検出手段１３の個数をｎとしたとき、上記端部２ｃからベルト幅方向に沿ってｗ＝Ｗ／（ｎ＋１）だけ中央側にずれた位置の直下に配置される。そして、この磁界検出手段１３Ａからベルト幅方向に沿ってｗずつずれた位置に磁界検出手段１３Ｂ〜１３Ｇがそれぞれ配置される。これにより、上記コンベヤベルト２の左の端部２ｄからベルト幅方向に沿ってｗだけ中央側にずれた位置の直下には磁界検出手段１３Ｇが配置され、上記コンベヤベルト２のベルト幅方向中心には磁界検出手段１３Ｄが配置されることになる。
【００１０】
ベルト中央位置判定手段１４は、上記磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇのうち、中央部に位置する磁界検出手段１３Ｄと、この磁界検出手段１３Ｄの左右に位置する磁界検出手段１３Ｃ，磁界検出手段１３Ｅのそれぞれで検出した上記位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚの発生する磁界の大きさを比較し、上記検出した磁界の大きさが最も大きな磁界検出手段が当該コンベヤベルト２のベルト幅方向中央部の位置に近いかを判定することにより、ベルト中央位置の直下にある磁界検出手段１３が磁界検出手段１３Ｃ〜１３Ｅのうちのいずれの磁界検出手段１３であるかを判定する。
当該コンベヤベルト２が蛇行していない場合には、上記コンベヤベルト２のベルト幅方向中心の直下に配置された磁界検出手段１３Ｄが当該コンベヤベルト２のベルト幅方向中央部の位置に近いので、上記磁界検出手段１３Ｄの出力が最大となる。コンベヤベルト２が蛇行して、その幅方向中心が右側に（ｗ／２）ｍｍ以上ずれたときには、上記磁界検出手段１３Ｄの左隣の磁界検出手段１３Ｅの出力が最大となる。逆に、コンベヤベルト２が蛇行して、その幅方向中心が左側に（ｗ／２）ｍｍ以上ずれたときには、磁界検出手段１３Ｄの右隣の磁界検出手段１３Ｃの出力が最大となる。
ベルト厚分布算出手段１５は、上記磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇの出力と、予め記憶しておいた磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇのベルト幅方向の位置データと、予め求めておいた磁界検出手段１３の出力とベルト厚との関係とから、コンベヤベルト２が蛇行していないと仮定したときの、当該コンベヤベルト２のベルト厚のベルト幅方向の分布を算出する。
ベルト厚分布補正手段１６は、上記ベルト中央位置判定手段１４で判定したコンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３の番号に基づいて、ベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚のベルト幅方向の分布を補正する。この補正結果は、コンベヤベルト２の制駆動を制御するベルトコンベヤ制御装置２０に送られる。
【００１１】
次に、本発明のモニタリングシステム１０を用いて、コンベヤベルト２の幅方向の摩耗状態の分布を検出する方法について説明する。
コンベヤベルト２が図２の矢印の方向へ移動すると、各磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇには、まず、位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚからの磁界が検出される。位置判定用磁石１２からの検出磁界は１つの正のピークを持っており、基準磁石１２ｚからの検出磁界は１つの負のピークと１つの正のピークとを持っている（図５(ｂ)参照）。ベルト中央位置判定手段１４では、磁界検出手段１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅの検出出力の大きさを比較する。比較の結果、磁界検出手段１３Ｄの出力が最大であったとすると、上記ベルト中央位置判定手段１４は、コンベヤベルト２が蛇行していない、すなわち、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３は磁界検出手段１３Ｄであると判定し、この結果をベルト厚分布補正手段１６に送る。
コンベヤベルト２を更に移動すると、各磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇに入力する位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚからの磁界は減少し、代わって、摩耗検知用磁石１１からの磁界が検出される。摩耗検知用磁石１１からの検出磁界は２つの正のピークを持っている（図５(ｂ)参照）。
ベルト厚分布算出手段１５では、磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇの検出出力を取り込んで、予め求めておいた磁界検出手段１３の出力とベルト厚との関係とから、上記検出出力をベルト厚に変換するとともに、予め記憶しておいた磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇのベルト幅方向の位置データを用いて、当該コンベヤベルト２のベルト厚のベルト幅方向の分布を算出し、これをベルト厚分布補正手段１６に送る。図６はその一例を示すグラフで、横軸はコンベヤベルト２が蛇行していないと仮定したときの、コンベヤベルト２の右の端部２ｃを基準点として測定したときの磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇのベルト幅方向の位置で、縦軸はベルト厚である。なお、ベルト厚はベルトの種類により異なるので、単位はa.u.とした。また、この例では、ｎ＝７、Ｗ＝８００ｍｍ、ｗ＝１００ｍｍとした。
ベルト厚分布補正手段１６では、上記ベルト中央位置判定手段１４で判定したコンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３の番号に基づいて、ベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚のベルト幅方向の分布を補正する。上記ベルト中央位置判定手段１４では、蛇行していない時のベルト幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３Ｄがベルト幅方向中心にあると判定しているので、ベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚のベルト幅方向の分布は補正の必要がない。したがって、ベルト厚分布補正手段１６は、上記図６に示した、ベルト厚分布算出手段１５で求められた当該コンベヤベルト２のベルト厚のベルト幅方向の分布のデータをそのままベルトコンベヤ制御装置２０に送る。
【００１２】
ところで、図７（ａ）に示すように、コンベヤベルト２が右側に大きく偏った状態に蛇行している場合には、磁界検出手段１３Ｅの検出出力が最大となる。ベルト中央位置判定手段１４は、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３は磁界検出手段１３Ｅであると判定し、この結果をベルト厚分布補正手段１６に送る。
一方、ベルト厚分布算出手段１５では、磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇの検出出力を取り込んで、当該コンベヤベルト２のベルト厚のベルト幅方向の分布を算出し、これをベルト厚分布補正手段１６に送る。このとき、ベルト厚分布補正手段１６に送られるベルト厚のベルト幅方向の分布は、図７（ｂ）の横軸に示すように、磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇの位置は、初期位置であるコンベヤベルト２が蛇行していないときの位置となる。すなわち、コンベヤベルト２が右側に大きく偏った状態では、磁界検出手段１３Ａでは出力が極めて小さいので、ベルト厚の値は求まらないので、空欄となっている。
ベルト厚分布補正手段１６には、上記ベルト中央位置判定手段１４で判定したコンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３が磁界検出手段１３Ｅであるという情報に基づいて、上記図７（ｂ）に示したベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚のベルト幅方向の分布を補正する。具体的には、図７（ｃ）に示すように、コンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３Ｅの位置がベルト幅中心位置（４００ｍｍ）になるように、同図の点線で示した磁界検出手段１３Ｂ〜磁界検出手段１３Ｇで測定したベルト厚のデータを左側にずらしてやる。すなわち、磁界検出手段１３Ｂ〜磁界検出手段１３Ｇで測定したベルト厚のデータを、磁界検出手段１３Ａ〜磁界検出手段１３Ｆで測定したベルト厚のデータであるとみなして、これを補正されたベルト厚の分布とする。その結果得られたベルト厚分布が、同図の実線で示す点線で示したベルト厚分布であり、このデータが、コンベヤベルト２の蛇行を考慮して得られた、実際のベルト厚分布のデータとなる。
また、コンベヤベルト２が左側に大きく偏った状態に蛇行している場合には、磁界検出手段１３Ｃの検出出力が最大となる。この場合も、上記コンベヤベルト２が右側に大きく偏った状態の場合と同様に、磁界検出手段１３Ａ〜磁界検出手段１３Ｆで測定したベルト厚のデータを磁界検出手段１３Ｂ〜磁界検出手段１３Ｇで測定したベルト厚のデータであるとみなして（ベルト厚のデータを右側にずらして）、これを補正されたベルト厚の分布とすることにより、コンベヤベルト２の蛇行を考慮した、実際のベルト厚分布のデータを得ることができる。
【００１３】
ここで、コンベヤベルト２に設けられた摩耗検知用磁石１１の数をＮとすると、当該コンベヤベルト２が１周する間には、Ｎ箇所のベルト厚分布をそれぞれ１回ずつ測定したことになる。コンベヤベルト２の摩耗量を精度良く判定するためには、計測箇所での測定回数を複数回とすることが好ましい。また、コンベヤベルト２が摩耗した際に、その摩耗量はベルト周方向で均一であるとは限らないので、摩耗量（ベルト厚）の周方向の分布も考慮する必要がある。
本例では、位置判定用磁石として基準磁石１２ｚを設け、この基準磁石１２ｚの位置を当該コンベヤベルト２のベルト周方向の基準点としている。すなわち、位置判定用磁石１２からの検出磁界は１つの正のピークを持つが、基準磁石１２ｚからの検出磁界は１つの負のピークと１つの正のピークとを持っている（図５(ｂ)参照）。したがって、磁界検出手段１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅのうちのいずれかの検出出力が、正負のピークを持つ検出出力である場合に、磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｄで検出し、ベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚分布は、当該コンベヤベルト２のベルト周方向の基準点でのベルト厚分布となる。基準磁石１２ｚとこの基準磁石１２ｚの次に検出される位置判定用磁石１２との距離、及び、隣接する位置判定用磁石１２，１２間の距離はいずれも上記の上記摩耗検知用磁石１１と上記位置判定用磁石１２とのペアの間隔と同じくＬなので、基準磁石１２ｚの位置検出を行った後に、位置判定用磁石１２の位置検出を行った回数を積算すれば、測定位置を特定することができる。したがって、コンベヤベルト２の特定個所（摩耗検知用磁石１１の埋設してある箇所）でのベルト厚を複数回連続して測ってその平均値を得ることができるので、コンベヤベルト２の摩耗量を精度良く判定することができるとともに、摩耗量（ベルト厚）の周方向の分布も算出することができる。
【００１４】
このように本最良の形態では、コンベヤベルト２のベルト周方向に沿って、当該コンベヤベルト２のベルト全幅に亘ってゴム磁石から成る摩耗検知用磁石１１を所定の間隔Ｌで埋設し、上記摩耗検知用磁石１１から所定距離ｌ離れた位置に位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚを埋設するとともに、上記コンベヤベルト２の表面から離れた位置に、上記摩耗検知用磁石１１及び上記位置判定用磁石１２，１２ｚからの磁界を検出する複数の磁界検出手段１３（１３Ａ〜１３Ｇ）を、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向に所定の間隔で配置し、上記磁界検出手段１３で検出された上記位置判定用磁石１２，１２ｚからの出力信号に基づいて上記コンベヤベルト２の蛇行状態を検知し、上記磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇで検出された検出磁界から求められた当該コンベヤベルト２のベルト幅方向のベルト厚分布を、上記検知された蛇行状態に基づいて補正するようにしたので、ベルト厚分布のデータを精度良くモニタリングすることができる。
また、本例では、上記摩耗検知用磁石１１及び上記位置判定用磁石１２，１２ｚをゴム磁石としたので、当該コンベヤベルト２の屈曲性を向上させることができ、コンベヤベルト２の耐久性を向上させることができる。また、ゴム磁石はコンベヤベルトのゴムとの密着性に優れているので、センサとしての摩耗検知用磁石１１及び上記位置判定用磁石１２，１２ｚの脱落についても防止することができる。
【００１５】
なお、上記最良の形態では、磁界検出手段１３を７個とし、これらの磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇを当該コンベヤベルト２のベルト幅方向に所定の間隔で配置したが、これに限るものではなく、磁界検出手段１３は６個以下であってもよく、また、８個以上でもよい。なお、磁界検出手段１３を２個とし、これをベルト幅方向中心とベルトの幅方向端部側に配置しても、コンベヤベルト２の摩耗状態はある程度分かるが、左右の摩耗が異なる場合も考えると、磁界検出手段１３の数を３個以上の奇数個とし、ベルト幅方向中心に対して左右対称に配置することが好ましい。
また、上記例では、摩耗検知用磁石１１の長辺１１ｍの長さをコンベヤベルト２のベルト幅に略等しくすることにより、摩耗検知用磁石１１をコンベヤベルト２の全幅に亘って配置したが、摩耗検知用磁石１１の長辺１１ｍの長さを適宜短くして、これを、摩耗の大きな領域のみに配置してもよい。
また、上記例では、摩耗検知用磁石１１の表面１１ａを上記コンベヤベルト２のゴム部材２Ａの表面２ａから露出させたが、ベルト摩耗の検知は、ある程度摩耗が進んでから行っても十分であるので、摩耗検知用磁石１１を、その表面１１ａの位置が上記ゴム部材２Ａの表面２ａから所定深さだけ深い位置になるように埋設してもよい。なお、上記摩耗検知用磁石１１は、その表面１１ａの位置が、上記位置判定用磁石１２の表面１２ａの位置よりも浅くなるように埋設されていることが好ましい。
【００１６】
また、上記位置判定用磁石１２及び上記基準磁石１２ｚは、必ずしも上記摩耗検知用磁石１１の当該コンベヤベルト２の進行方向前側に埋設する必要はなく、当該コンベヤベルト２の進行方向後ろ側に埋設してもよい。また、上記摩耗検知用磁石１１と同様に、その表面１２ａの位置が上記ゴム部材２Ａの表面２ａにあってもよいが、本例のように、摩耗検知用磁石１１よりも所定深さだけ深い位置になるように埋設しておく方が、出力変化が少ないので好ましい。
また、上記基準磁石１２ｚを位置判定用磁石１２と周回位置判定用磁石とから構成してもよいし、上記基準磁石１２ｚを省略して、別途、周回位置判定用磁石を設けてもよい。
また、上記位置判定用磁石１２は上記摩耗検知用磁石１１の直下に埋設してもよい。この場合、磁界検出手段１３では、上記摩耗検知用磁石１１からの磁界と上記位置判定用磁石１２からの磁界とが重畳された磁界が検出されるが、上記位置判定用磁石１２からの磁界はコンベヤベルト２の摩耗状態によらず一定なので、例えば、摩耗が進展していない状態での検出磁界の大きさを予め記憶しておき、この摩耗が進展していない状態での検出磁界の大きさと摩耗が進展した状態での検出磁界の大きさとを比較して当該コンベヤベルト２の摩耗量を算出するようにすれば、当該コンベヤベルト２のベルト厚分布を求めることができる。
また、上記例では、磁界検出手段１３Ｃ〜１３Ｅの３個の磁界検出手段の出力を比較して当該コンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の位置を求めたが、蛇行が大きいと予想される場合には、ベルト中心位置を決定するために使用する磁界検出手段を更に増やすようにすれば、ベルト中心位置を精度良く求めることができる。
また、上記例では、コンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の位置を出力が最大となる磁界検出手段１３の直上としたが、磁界検出手段１３Ｃ〜１３Ｅの各出力の値を二次関数で近似し、その頂点の位置から当該コンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の位置を求めるようにすれば、ベルト中心位置を更に精度良く求めることができる。
【００１７】
また、上記例では、送信センサをゴム磁石から成る摩耗検知用磁石１１と位置判定用磁石１２，１２ｚとし、受信センサを磁界検出手段１３Ｃ〜１３Ｅとしたが、これに限るものではなく、他の送信センサ、受信センサを用いてもよい。具体的には、摩耗検知用の送信センサとして磁気シートを用い、受信センサとしてガウスメータ、ＭＩセンサなどを使用し、位置判定用の送信センサとしてＩＣタグを用い、受信センサとしてＩＣタグ用リーダを用いてもよい。あるいは、位置判定用の送信センサとして鉄片などの金属片を用い、受信センサとして金属探知センサを用いてもよい。
また、摩耗検知用磁石１１としてはゴム磁石が好ましいが、位置判定用磁石１２，１２ｚとしては、ゴム磁石に限らず、焼結磁石を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、コンベヤベルトの性状の蛇行による影響を補正して、コンベヤベルトの性状を精度良くモニタリングすることができるベルトモニタリングシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の最良の形態に係るモニタリングシステムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】ベルトコンベヤ装置の荷下し側端部の側面図である。
【図３】コンベヤベルトにおけるゴム磁石の埋設部を示す横断側面図である。
【図４】計測部側から見たコンベヤベルトの平面図である。
【図５】コンベヤベルトのリターン側直進部分を示す図である。
【図６】コンベヤベルトが蛇行していない場合のコンベヤベルトのベルト幅方向のベルト厚の分布の一例を示す図である。
【図７】コンベヤベルトが蛇行している場合のコンベヤベルトのベルト幅方向のベルト厚の分布の補正方法を説明するための図である。
【図８】従来のコンベヤベルトの摩耗検出方法を示す図である。
【図９】従来のコンベヤベルトのベルト幅方向のベルト厚の分布の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ プーリ、２ コンベヤベルト、２ａ ベルト表面、２ｂ ベルト裏面、
２Ａ ゴム部材、２Ｂ 補強材、１０ ベルトモニタリングシステム、
１１ 摩耗検知用磁石、１２，１２ｚ 位置判定用磁石、
１３，１３Ａ〜１３Ｇ 磁界検出手段、１４ ベルト中央位置判定手段、
１５ ベルト厚分布算出手段、１６ ベルト厚分布補正手段、１７ 演算部、
２０ ベルトコンベヤ制御装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ベルト厚分布などの、コンベヤベルト性状を精度良くモニタリングすることのできるベルトモニタリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンベヤベルトや送りベルトなどの摩耗状態を検出する方法として、図８（ａ），（ｂ）に示すように、コンベヤベルト５０のゴム部材５０Ａの表面５０ａとこのコンベヤベルト５０の裏面５０ｂ側に設けられた補強部材５０Ｂとの間に、当該コンベヤベルト５０の厚さ方向に磁化されたゴム磁石５１を埋設するとともに、上記ゴム磁石５１が通過する位置に上記ゴム磁石５１からの磁界の変化を検出する磁気センサ５２を配置し、上記検出した磁界の大きさから、当該コンベヤベルト５０の摩耗量を算出するとともに、図８（ｃ）に示すように、上記コンベヤベルト５０を巻き掛けるプーリ５３の側方に蛇行検出手段５４を配置して、上記コンベヤベルト５０の蛇行量を、超音波センサなどの非接触型の距離センサを用いて測定し、上記算出された当該コンベヤベルト５０の摩耗量を上記測定された蛇行量で補正することにより、コンベヤベルトの摩耗量もしくは摩耗したときのベルトの厚さを精度良く算出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、コンベヤベルト５０は荷物を搭載するベルト幅方向の中央部分が摩耗し易いので、摩耗が進展すると、ベルトの厚さはベルト幅方向分布をもつようになる。このような、コンベヤベルト５０のベルトの厚さのベルト幅方向の分布を測定するためには、図９（ａ），（ｂ）に示すように、上記ゴム磁石５１をコンベヤベルト５０のベルトの全幅に亘って配置するとともに、上記磁気センサ５２を複数準備して、これら磁気センサ５２をベルト幅方向に所定の間隔で配置すればよい。
【特許文献１】特開２００７−２８４１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法では、コンベヤベルト５０の蛇行を検出するために、別途蛇行検出手段５４を配置する必要がある。また、上記蛇行検出手段５４は、プーリ５３に巻き掛けられたコンベヤベルト５０の側面までの距離を測定しているため、上記蛇行検出手段５４で測定された蛇行量は、実際の蛇行量である上記磁気センサ５２の近傍の蛇行量とは異なっている場合があるので、上記蛇行量を用いた補正ではコンベヤベルト５０のベルトの厚さのベルト幅方向の分布を精度良く検知することが困難であった。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、コンベヤベルトの性状の蛇行による影響を補正して、コンベヤベルトの性状を精度良くモニタリングすることのできるベルトモニタリングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１に記載の発明は、コンベヤベルトに設けられた送信センサと、上記送信センサからの信号を受信する受信センサとを備え、上記各受信センサで受信された送信センサからの信号に基づいて上記コンベヤベルトの性状を検知するベルトモニタリングシステムにおいて、上記送信センサは第１の送信センサと第２の送信センサとを備えており、上記第１の送信センサはベルト幅方向の所定の領域に埋設され、上記第２の送信センサは上記コンベヤベルトの幅方向の所定の位置に埋設され、上記受信センサは、ベルト幅方向に所定の間隔で複数個配置されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のベルトモニタリングシステムであって、上記第１の送信センサと上記第２の送信センサとは、当該コンベヤベルトの周方向に所定の間隔を隔てて埋設されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のベルトモニタリングシステムであって、上記第２の送信センサは上記第１の送信センサよりも深く埋設されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のベルトモニタリングシステムであって、上記第１の送信センサがゴム磁石であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、コンベヤベルトのベルト幅方向の所定の領域に第１の送信センサを埋設し、ベルトの幅方向の所定の位置に第２の送信センサを埋設するとともに、複数の受信センサを、上記コンベヤベルトの表面から離れた位置に、コンベヤベルトの幅方向に所定の間隔で配置して、上記第１の送信センサからの信号によりコンベヤベルトのベルト幅方向の性状を検知するとともに、上記第２の送信センサからの信号により上記コンベヤベルトの蛇行を検知し、上記検知されたコンベヤベルトの性状の蛇行による影響を補正するようにしたので、上記コンベヤベルトの性状を精度良くモニタリングすることができる。
また、上記第１の送信センサと上記第２の送信センサとを、当該コンベヤベルトの周方向に所定の間隔を隔てて埋設しておけば、上記第１の送信センサからの信号と上記第２の送信センサからの信号とを確実に分離できるので、モニタリングの精度を更に向上させることができる。
また、上記第２の送信センサを上記第１の送信センサよりも深く埋設しておけば、コンベヤベルトの摩耗が進んでも上記コンベヤベルトの蛇行を確実に検知することができる。
更に、上記第１の送信センサをゴム磁石とすれば、当該コンベヤベルトの屈曲性が向上するので、コンベヤベルトの耐久性が向上するとともに、ゴム磁石はコンベヤベルトのゴムとの接着性に優れているので、センサの脱落が防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本例では、当該コンベヤベルトの摩耗によって生じるベルト厚のベルト幅方向の分布をモニタリングする場合について説明する。
図１〜図５は、本最良の形態を示す図で、図１は本発明によるモニタリングシステム１０の機能ブロック図、図２はベルトコンベヤ装置の荷下し側端部の側面図、図３はコンベヤベルト２におけるゴム磁石の埋設部を示す横断側面図、図４は計測部側から見たコンベヤベルト２の要部平面図である。また、図５はコンベヤベルト２のリターン側直進部分を示す図で、この図では、後述する位置判定兼周回基準位置判定用磁石１２ｚがリターン側直進部分に位置している場合を示した。
モニタリングシステム１０は、第１の送信手段としての摩耗検知用磁石１１と、第２の送信手段としての位置判定用磁石１２（１２，１２ｚ）と、受信手段としての磁界検出手段１３（１３Ａ〜１３Ｇ）と、ベルト中央位置判定手段１４と、ベルト厚分布算出手段１５と、ベルト厚分布補正手段１６とを備えている。上記ベルト中央位置判定手段１４とベルト厚分布算出手段１５とベルト厚分布補正手段１６とにより本モニタリングシステム１０の演算部１７を構成する。なお、位置判定用磁石１２は２種類あり、符号１２ｚが摩耗検知用磁石１１の位置判定と当該コンベヤベルト２の長さ方向の基準位置判定用との両方に用いられる位置判定兼周回基準位置判定用磁石で、符号１２が摩耗検知用磁石１１の位置判定に用いられる位置判定用磁石である。以下、上記位置判定兼周回基準位置判定用磁石１２ｚを基準磁石といい、他の位置判定用磁石１２を単に位置判定用磁石という。基準磁石１２ｚは当該コンベヤベルト２に１箇所だけ埋設されており、後述するように、位置判定用磁石１２とは異なる磁化パターンに磁化されている。
摩耗検知用磁石１１は、プーリ１に巻掛けられたコンベヤベルト２のベルト幅に略等しい長辺１１ｍと、この長辺１１ｍよりも短い短辺１１ｎとを有するシート状のゴム磁石で、上記コンベヤベルト２のゴム部材２Ａの表面２ａと、上記コンベヤベルト２の裏面２ｂ側に介挿された、アラミド繊維等の有機繊維をカバーゴムで被覆して成る補強材２Ｂとの間に、その厚さ方向が上記コンベヤベルト２の厚さ方向と同一で、かつ、上記長辺１１ｍの延長方向が当該コンベヤベルト２の進行方向に直交する方向になるように埋設される。つまり、上記摩耗検知用磁石１１は、当該コンベヤベルト２の全幅に亘って埋設される。また、摩耗検知用磁石１１の表面１１ａは上記コンベヤベルト２のゴム部材２Ａの表面２ａに露出している。上記摩耗検知用磁石１１はシートの厚さ方向、すなわち、コンベヤベルト２の厚さ方向と平行な方向に磁化されており、コンベヤベルト２の表面側にベルト進行方向に沿って２つのＮ極が並んでいるような磁化パターンに磁化されている。
【０００８】
位置判定用磁石１２と基準磁石１２ｚは、いずれも平板の面が略矩形のシート状のゴム磁石である。位置判定用磁石１２はシートの厚さ方向、すなわち、コンベヤベルト２の厚さ方向と平行な方向に磁化されており、コンベヤベルト２の表面側がＮ極であるような磁化パターンに磁化されている。一方、基準磁石１２ｚは厚さ方向に磁化されたコンベヤベルト２の表面側がＮ極であるゴム磁石と、厚さ方向に磁化されたコンベヤベルト２の表面側がＳ極であるゴム磁石とを当該コンベヤベルト２の進行方向に並べたような磁化パターンに磁化されている。上記位置判定用磁石１２及び上記基準磁石１２ｚ，１２ｚも、上記ゴム部材２Ａの表面２ａと上記補強材２Ｂとの間に埋設されるが、上記摩耗検知用磁石１１とは異なり、その表面１２ａの位置が上記ゴム部材２Ａの表面２ａから所定深さだけ深い位置になるように埋設されている。
また、上記摩耗検知用磁石１１と上記位置判定用磁石１２、及び、上記摩耗検知用磁石１１と上記基準磁石１２ｚとは、当該コンベヤベルト２の周方向に所定の間隔ｌを隔てて埋設されている。本例では、上記位置判定用磁石１２及び上記基準磁石１２ｚを上記摩耗検知用磁石１１の当該コンベヤベルト２の進行方向前側に埋設している。上記所定の間隔ｌは、上記摩耗検知用磁石１１からの磁界と上記位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚからの磁界との干渉が無視できる間隔で、かつ、できるだけ短い方が好ましい。
本例のコンベヤベルト２には、上記所定の間隔ｌだけ離れて配置された上記摩耗検知用磁石１１と上記基準磁石１２ｚとのペアが１つと、上記摩耗検知用磁石１１と上記位置判定用磁石１２とのペアが複数組設けられている。また、上記各ペアは、所定の間隔Ｌを隔てて設けられている。
【０００９】
磁界検出手段１３（１３Ａ〜１３Ｇ）は、上記摩耗検知用磁石１１の発生する磁界の大きさと上記位置判定用磁石１２及び上記基準磁石１２ｚの発生する磁界の大きさとを検出するもので、ガウスメータ、ループコイル、磁気インピーダンス素子（ＭＩ素子）を用いたマグネットメータ等の公知の磁気検出手段を用いることができる。本例では、磁界検出手段１３を７個とし、これらの磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇを当該コンベヤベルト２のベルト幅方向に所定の間隔で配置している。
上記磁界検出手段１３の検出感度を上げるためには、上記磁界検出手段１３を上記コンベヤベルト２の表面２ａにできるだけ近い位置に配置することが好ましい。
上記磁界検出手段１３のベルト周方向の取付位置としては、図２に示すように、コンベヤベルト２のリターン側で、スクレーバ３の後方に配置することが好ましい。これにより、コンベヤベルト２で搬送された搬送物が上記スクレーバ３で掻き落とされた後のクリーンな箇所を検出することができる。
また、上記磁界検出手段１３のベルト幅方向の取付位置は図４のようになる。すなわち、コンベヤベルト２の進行方向を前側とすると、上記コンベヤベルト２の右側の端部２ｃ側に配置される磁界検出手段１３Ａは、コンベヤベルト２のベルト幅をＷ、磁界検出手段１３の個数をｎとしたとき、上記端部２ｃからベルト幅方向に沿ってｗ＝Ｗ／（ｎ＋１）だけ中央側にずれた位置の直下に配置される。そして、この磁界検出手段１３Ａからベルト幅方向に沿ってｗずつずれた位置に磁界検出手段１３Ｂ〜１３Ｇがそれぞれ配置される。これにより、上記コンベヤベルト２の左の端部２ｄからベルト幅方向に沿ってｗだけ中央側にずれた位置の直下には磁界検出手段１３Ｇが配置され、上記コンベヤベルト２のベルト幅方向中心には磁界検出手段１３Ｄが配置されることになる。
【００１０】
ベルト中央位置判定手段１４は、上記磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇのうち、中央部に位置する磁界検出手段１３Ｄと、この磁界検出手段１３Ｄの左右に位置する磁界検出手段１３Ｃ，磁界検出手段１３Ｅのそれぞれで検出した上記位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚの発生する磁界の大きさを比較し、上記検出した磁界の大きさが最も大きな磁界検出手段が当該コンベヤベルト２のベルト幅方向中央部の位置に近いかを判定することにより、ベルト中央位置の直下にある磁界検出手段１３が磁界検出手段１３Ｃ〜１３Ｅのうちのいずれの磁界検出手段１３であるかを判定する。
当該コンベヤベルト２が蛇行していない場合には、上記コンベヤベルト２のベルト幅方向中心の直下に配置された磁界検出手段１３Ｄが当該コンベヤベルト２のベルト幅方向中央部の位置に近いので、上記磁界検出手段１３Ｄの出力が最大となる。コンベヤベルト２が蛇行して、その幅方向中心が右側に（ｗ／２）ｍｍ以上ずれたときには、上記磁界検出手段１３Ｄの左隣の磁界検出手段１３Ｅの出力が最大となる。逆に、コンベヤベルト２が蛇行して、その幅方向中心が左側に（ｗ／２）ｍｍ以上ずれたときには、磁界検出手段１３Ｄの右隣の磁界検出手段１３Ｃの出力が最大となる。
ベルト厚分布算出手段１５は、上記磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇの出力と、予め記憶しておいた磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇのベルト幅方向の位置データと、予め求めておいた磁界検出手段１３の出力とベルト厚との関係とから、コンベヤベルト２が蛇行していないと仮定したときの、当該コンベヤベルト２のベルト厚のベルト幅方向の分布を算出する。
ベルト厚分布補正手段１６は、上記ベルト中央位置判定手段１４で判定したコンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３の番号に基づいて、ベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚のベルト幅方向の分布を補正する。この補正結果は、コンベヤベルト２の制駆動を制御するベルトコンベヤ制御装置２０に送られる。
【００１１】
次に、本発明のモニタリングシステム１０を用いて、コンベヤベルト２の幅方向の摩耗状態の分布を検出する方法について説明する。
コンベヤベルト２が図２の矢印の方向へ移動すると、各磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇには、まず、位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚからの磁界が検出される。位置判定用磁石１２からの検出磁界は１つの正のピークを持っており、基準磁石１２ｚからの検出磁界は１つの負のピークと１つの正のピークとを持っている（図５(ｂ)参照）。ベルト中央位置判定手段１４では、磁界検出手段１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅの検出出力の大きさを比較する。比較の結果、磁界検出手段１３Ｄの出力が最大であったとすると、上記ベルト中央位置判定手段１４は、コンベヤベルト２が蛇行していない、すなわち、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３は磁界検出手段１３Ｄであると判定し、この結果をベルト厚分布補正手段１６に送る。
コンベヤベルト２を更に移動すると、各磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇに入力する位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚからの磁界は減少し、代わって、摩耗検知用磁石１１からの磁界が検出される。摩耗検知用磁石１１からの検出磁界は２つの正のピークを持っている（図５(ｂ)参照）。
ベルト厚分布算出手段１５では、磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇの検出出力を取り込んで、予め求めておいた磁界検出手段１３の出力とベルト厚との関係とから、上記検出出力をベルト厚に変換するとともに、予め記憶しておいた磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇのベルト幅方向の位置データを用いて、当該コンベヤベルト２のベルト厚のベルト幅方向の分布を算出し、これをベルト厚分布補正手段１６に送る。図６はその一例を示すグラフで、横軸はコンベヤベルト２が蛇行していないと仮定したときの、コンベヤベルト２の右の端部２ｃを基準点として測定したときの磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇのベルト幅方向の位置で、縦軸はベルト厚である。なお、ベルト厚はベルトの種類により異なるので、単位はa.u.とした。また、この例では、ｎ＝７、Ｗ＝８００ｍｍ、ｗ＝１００ｍｍとした。
ベルト厚分布補正手段１６では、上記ベルト中央位置判定手段１４で判定したコンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３の番号に基づいて、ベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚のベルト幅方向の分布を補正する。上記ベルト中央位置判定手段１４では、蛇行していない時のベルト幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３Ｄがベルト幅方向中心にあると判定しているので、ベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚のベルト幅方向の分布は補正の必要がない。したがって、ベルト厚分布補正手段１６は、上記図６に示した、ベルト厚分布算出手段１５で求められた当該コンベヤベルト２のベルト厚のベルト幅方向の分布のデータをそのままベルトコンベヤ制御装置２０に送る。
【００１２】
ところで、図７（ａ）に示すように、コンベヤベルト２が右側に大きく偏った状態に蛇行している場合には、磁界検出手段１３Ｅの検出出力が最大となる。ベルト中央位置判定手段１４は、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３は磁界検出手段１３Ｅであると判定し、この結果をベルト厚分布補正手段１６に送る。
一方、ベルト厚分布算出手段１５では、磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇの検出出力を取り込んで、当該コンベヤベルト２のベルト厚のベルト幅方向の分布を算出し、これをベルト厚分布補正手段１６に送る。このとき、ベルト厚分布補正手段１６に送られるベルト厚のベルト幅方向の分布は、図７（ｂ）の横軸に示すように、磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇの位置は、初期位置であるコンベヤベルト２が蛇行していないときの位置となる。すなわち、コンベヤベルト２が右側に大きく偏った状態では、磁界検出手段１３Ａでは出力が極めて小さいので、ベルト厚の値は求まらないので、空欄となっている。
ベルト厚分布補正手段１６には、上記ベルト中央位置判定手段１４で判定したコンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３が磁界検出手段１３Ｅであるという情報に基づいて、上記図７（ｂ）に示したベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚のベルト幅方向の分布を補正する。具体的には、図７（ｃ）に示すように、コンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の直下にある磁界検出手段１３Ｅの位置がベルト幅中心位置（４００ｍｍ）になるように、同図の点線で示した磁界検出手段１３Ｂ〜磁界検出手段１３Ｇで測定したベルト厚のデータを左側にずらしてやる。すなわち、磁界検出手段１３Ｂ〜磁界検出手段１３Ｇで測定したベルト厚のデータを、磁界検出手段１３Ａ〜磁界検出手段１３Ｆで測定したベルト厚のデータであるとみなして、これを補正されたベルト厚の分布とする。その結果得られたベルト厚分布が、同図の実線で示す点線で示したベルト厚分布であり、このデータが、コンベヤベルト２の蛇行を考慮して得られた、実際のベルト厚分布のデータとなる。
また、コンベヤベルト２が左側に大きく偏った状態に蛇行している場合には、磁界検出手段１３Ｃの検出出力が最大となる。この場合も、上記コンベヤベルト２が右側に大きく偏った状態の場合と同様に、磁界検出手段１３Ａ〜磁界検出手段１３Ｆで測定したベルト厚のデータを磁界検出手段１３Ｂ〜磁界検出手段１３Ｇで測定したベルト厚のデータであるとみなして（ベルト厚のデータを右側にずらして）、これを補正されたベルト厚の分布とすることにより、コンベヤベルト２の蛇行を考慮した、実際のベルト厚分布のデータを得ることができる。
【００１３】
ここで、コンベヤベルト２に設けられた摩耗検知用磁石１１の数をＮとすると、当該コンベヤベルト２が１周する間には、Ｎ箇所のベルト厚分布をそれぞれ１回ずつ測定したことになる。コンベヤベルト２の摩耗量を精度良く判定するためには、計測箇所での測定回数を複数回とすることが好ましい。また、コンベヤベルト２が摩耗した際に、その摩耗量はベルト周方向で均一であるとは限らないので、摩耗量（ベルト厚）の周方向の分布も考慮する必要がある。
本例では、位置判定用磁石として基準磁石１２ｚを設け、この基準磁石１２ｚの位置を当該コンベヤベルト２のベルト周方向の基準点としている。すなわち、位置判定用磁石１２からの検出磁界は１つの正のピークを持つが、基準磁石１２ｚからの検出磁界は１つの負のピークと１つの正のピークとを持っている（図５(ｂ)参照）。したがって、磁界検出手段１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅのうちのいずれかの検出出力が、正負のピークを持つ検出出力である場合に、磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｄで検出し、ベルト厚分布算出手段１５で算出したベルト厚分布は、当該コンベヤベルト２のベルト周方向の基準点でのベルト厚分布となる。基準磁石１２ｚとこの基準磁石１２ｚの次に検出される位置判定用磁石１２との距離、及び、隣接する位置判定用磁石１２，１２間の距離はいずれも上記の上記摩耗検知用磁石１１と上記位置判定用磁石１２とのペアの間隔と同じくＬなので、基準磁石１２ｚの位置検出を行った後に、位置判定用磁石１２の位置検出を行った回数を積算すれば、測定位置を特定することができる。したがって、コンベヤベルト２の特定個所（摩耗検知用磁石１１の埋設してある箇所）でのベルト厚を複数回連続して測ってその平均値を得ることができるので、コンベヤベルト２の摩耗量を精度良く判定することができるとともに、摩耗量（ベルト厚）の周方向の分布も算出することができる。
【００１４】
このように本最良の形態では、コンベヤベルト２のベルト周方向に沿って、当該コンベヤベルト２のベルト全幅に亘ってゴム磁石から成る摩耗検知用磁石１１を所定の間隔Ｌで埋設し、上記摩耗検知用磁石１１から所定距離ｌ離れた位置に位置判定用磁石１２または基準磁石１２ｚを埋設するとともに、上記コンベヤベルト２の表面から離れた位置に、上記摩耗検知用磁石１１及び上記位置判定用磁石１２，１２ｚからの磁界を検出する複数の磁界検出手段１３（１３Ａ〜１３Ｇ）を、当該コンベヤベルト２のベルト幅方向に所定の間隔で配置し、上記磁界検出手段１３で検出された上記位置判定用磁石１２，１２ｚからの出力信号に基づいて上記コンベヤベルト２の蛇行状態を検知し、上記磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇで検出された検出磁界から求められた当該コンベヤベルト２のベルト幅方向のベルト厚分布を、上記検知された蛇行状態に基づいて補正するようにしたので、ベルト厚分布のデータを精度良くモニタリングすることができる。
また、本例では、上記摩耗検知用磁石１１及び上記位置判定用磁石１２，１２ｚをゴム磁石としたので、当該コンベヤベルト２の屈曲性を向上させることができ、コンベヤベルト２の耐久性を向上させることができる。また、ゴム磁石はコンベヤベルトのゴムとの密着性に優れているので、センサとしての摩耗検知用磁石１１及び上記位置判定用磁石１２，１２ｚの脱落についても防止することができる。
【００１５】
なお、上記最良の形態では、磁界検出手段１３を７個とし、これらの磁界検出手段１３Ａ〜１３Ｇを当該コンベヤベルト２のベルト幅方向に所定の間隔で配置したが、これに限るものではなく、磁界検出手段１３は６個以下であってもよく、また、８個以上でもよい。なお、磁界検出手段１３を２個とし、これをベルト幅方向中心とベルトの幅方向端部側に配置しても、コンベヤベルト２の摩耗状態はある程度分かるが、左右の摩耗が異なる場合も考えると、磁界検出手段１３の数を３個以上の奇数個とし、ベルト幅方向中心に対して左右対称に配置することが好ましい。
また、上記例では、摩耗検知用磁石１１の長辺１１ｍの長さをコンベヤベルト２のベルト幅に略等しくすることにより、摩耗検知用磁石１１をコンベヤベルト２の全幅に亘って配置したが、摩耗検知用磁石１１の長辺１１ｍの長さを適宜短くして、これを、摩耗の大きな領域のみに配置してもよい。
また、上記例では、摩耗検知用磁石１１の表面１１ａを上記コンベヤベルト２のゴム部材２Ａの表面２ａから露出させたが、ベルト摩耗の検知は、ある程度摩耗が進んでから行っても十分であるので、摩耗検知用磁石１１を、その表面１１ａの位置が上記ゴム部材２Ａの表面２ａから所定深さだけ深い位置になるように埋設してもよい。なお、上記摩耗検知用磁石１１は、その表面１１ａの位置が、上記位置判定用磁石１２の表面１２ａの位置よりも浅くなるように埋設されていることが好ましい。
【００１６】
また、上記位置判定用磁石１２及び上記基準磁石１２ｚは、必ずしも上記摩耗検知用磁石１１の当該コンベヤベルト２の進行方向前側に埋設する必要はなく、当該コンベヤベルト２の進行方向後ろ側に埋設してもよい。また、上記摩耗検知用磁石１１と同様に、その表面１２ａの位置が上記ゴム部材２Ａの表面２ａにあってもよいが、本例のように、摩耗検知用磁石１１よりも所定深さだけ深い位置になるように埋設しておく方が、出力変化が少ないので好ましい。
また、上記基準磁石１２ｚを位置判定用磁石１２と周回位置判定用磁石とから構成してもよいし、上記基準磁石１２ｚを省略して、別途、周回位置判定用磁石を設けてもよい。
また、上記位置判定用磁石１２は上記摩耗検知用磁石１１の直下に埋設してもよい。この場合、磁界検出手段１３では、上記摩耗検知用磁石１１からの磁界と上記位置判定用磁石１２からの磁界とが重畳された磁界が検出されるが、上記位置判定用磁石１２からの磁界はコンベヤベルト２の摩耗状態によらず一定なので、例えば、摩耗が進展していない状態での検出磁界の大きさを予め記憶しておき、この摩耗が進展していない状態での検出磁界の大きさと摩耗が進展した状態での検出磁界の大きさとを比較して当該コンベヤベルト２の摩耗量を算出するようにすれば、当該コンベヤベルト２のベルト厚分布を求めることができる。
また、上記例では、磁界検出手段１３Ｃ〜１３Ｅの３個の磁界検出手段の出力を比較して当該コンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の位置を求めたが、蛇行が大きいと予想される場合には、ベルト中心位置を決定するために使用する磁界検出手段を更に増やすようにすれば、ベルト中心位置を精度良く求めることができる。
また、上記例では、コンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の位置を出力が最大となる磁界検出手段１３の直上としたが、磁界検出手段１３Ｃ〜１３Ｅの各出力の値を二次関数で近似し、その頂点の位置から当該コンベヤベルト２のベルトの幅方向中心の位置を求めるようにすれば、ベルト中心位置を更に精度良く求めることができる。
【００１７】
また、上記例では、送信センサをゴム磁石から成る摩耗検知用磁石１１と位置判定用磁石１２，１２ｚとし、受信センサを磁界検出手段１３Ｃ〜１３Ｅとしたが、これに限るものではなく、他の送信センサ、受信センサを用いてもよい。具体的には、摩耗検知用の送信センサとして磁気シートを用い、受信センサとしてガウスメータ、ＭＩセンサなどを使用し、位置判定用の送信センサとしてＩＣタグを用い、受信センサとしてＩＣタグ用リーダを用いてもよい。あるいは、位置判定用の送信センサとして鉄片などの金属片を用い、受信センサとして金属探知センサを用いてもよい。
また、摩耗検知用磁石１１としてはゴム磁石が好ましいが、位置判定用磁石１２，１２ｚとしては、ゴム磁石に限らず、焼結磁石を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、コンベヤベルトの性状の蛇行による影響を補正して、コンベヤベルトの性状を精度良くモニタリングすることができるベルトモニタリングシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の最良の形態に係るモニタリングシステムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】ベルトコンベヤ装置の荷下し側端部の側面図である。
【図３】コンベヤベルトにおけるゴム磁石の埋設部を示す横断側面図である。
【図４】計測部側から見たコンベヤベルトの平面図である。
【図５】コンベヤベルトのリターン側直進部分を示す図である。
【図６】コンベヤベルトが蛇行していない場合のコンベヤベルトのベルト幅方向のベルト厚の分布の一例を示す図である。
【図７】コンベヤベルトが蛇行している場合のコンベヤベルトのベルト幅方向のベルト厚の分布の補正方法を説明するための図である。
【図８】従来のコンベヤベルトの摩耗検出方法を示す図である。
【図９】従来のコンベヤベルトのベルト幅方向のベルト厚の分布の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ プーリ、２ コンベヤベルト、２ａ ベルト表面、２ｂ ベルト裏面、
２Ａ ゴム部材、２Ｂ 補強材、１０ ベルトモニタリングシステム、
１１ 摩耗検知用磁石、１２，１２ｚ 位置判定用磁石、
１３，１３Ａ〜１３Ｇ 磁界検出手段、１４ ベルト中央位置判定手段、
１５ ベルト厚分布算出手段、１６ ベルト厚分布補正手段、１７ 演算部、
２０ ベルトコンベヤ制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベヤベルトに設けられた送信センサと、上記送信センサからの信号を受信する受信センサとを備え、上記各受信センサで受信された送信センサからの信号に基づいて上記コンベヤベルトの性状を検知するベルトモニタリングシステムにおいて、上記送信センサは第１の送信センサと第２の送信センサとを備えており、上記第１の送信センサはベルト幅方向の所定の領域に埋設され、上記第２の送信センサは上記コンベヤベルトの幅方向の所定の位置に埋設され、上記受信センサは、ベルト幅方向に所定の間隔で複数個配置されていることを特徴とするベルトモニタリングシステム。
【請求項２】
上記第１の送信センサと上記第２の送信センサとは、当該コンベヤベルトの周方向に所定の間隔を隔てて埋設されていることを特徴とする請求項１に記載のベルトモニタリングシステム。
【請求項３】
上記第２の送信センサは上記第１の送信センサよりも深く埋設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベルトモニタリングシステム。
【請求項４】
上記第１の送信センサがゴム磁石であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のベルトモニタリングシステム。
【請求項１】
コンベヤベルトに設けられた送信センサと、上記送信センサからの信号を受信する受信センサとを備え、上記各受信センサで受信された送信センサからの信号に基づいて上記コンベヤベルトの性状を検知するベルトモニタリングシステムにおいて、上記送信センサは第１の送信センサと第２の送信センサとを備えており、上記第１の送信センサはベルト幅方向の所定の領域に埋設され、上記第２の送信センサは上記コンベヤベルトの幅方向の所定の位置に埋設され、上記受信センサは、ベルト幅方向に所定の間隔で複数個配置されていることを特徴とするベルトモニタリングシステム。
【請求項２】
上記第１の送信センサと上記第２の送信センサとは、当該コンベヤベルトの周方向に所定の間隔を隔てて埋設されていることを特徴とする請求項１に記載のベルトモニタリングシステム。
【請求項３】
上記第２の送信センサは上記第１の送信センサよりも深く埋設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベルトモニタリングシステム。
【請求項４】
上記第１の送信センサがゴム磁石であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のベルトモニタリングシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１６６９４７（Ｐ２００９−１６６９４７Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６３８５（Ｐ２００８−６３８５）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【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２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【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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