JP4576174B2 - 骨材判別装置 - Google Patents

Description

本発明はコンクリート製造設備における骨材受入ホッパへ投入される骨材が砂利又は砂のいずれであるかを判別するために用いる骨材判別装置に関するものである。

一般に、コンクリート製造設備にて生コンクリートの原料としての粗骨材となる砂利や細骨材となる砂は、車両等により上記コンクリート製造設備へ搬入した後、該搬入された砂利や砂を、それぞれ対応する砂利貯蔵槽と砂貯蔵槽に分別した状態で一旦貯留させるようにしてあり、生コンクリートを製造するときには、上記各貯蔵槽より必要量の砂利や砂をそれぞれバッチャープラントへ適宜供給させて生コンクリート製造に使用するようにしてある。したがって、上記コンクリート製造設備では、車両等により骨材が搬入されるときに、該搬入された骨材が砂利であるか、或いは砂であるかに応じて、それぞれ貯留させるべき貯蔵槽を切り替える必要がある。

このために、図５に示す如く、車両１等により搬送された骨材２を受け入れるようにしてある骨材受入ホッパ３の下流側に、砂利貯蔵槽４及び砂貯蔵槽５（図ではそれぞれ２基ずつ備えた場合を示す。）と、上記骨材受入ホッパ３の下端から上記各貯蔵槽４，５の上方に達するように設置してあるベルトコンベヤ６と、上記各貯蔵槽４，５の上側にて、上記ベルトコンベヤ６にて移送された骨材２を受けると共に、該骨材２の移送先（投入先）を上記砂利貯蔵槽４又は砂貯蔵槽５のいずれか一つに選択的に切替えることができるようにしてあるシャトルベルトコンベヤ７とを備えてなる骨材分配機構８を設け、更に、図示しないが、骨材受入ホッパ３の近傍位置に該骨材受入ホッパ３に投入した骨材２が砂利であるか砂であるかを指示する操作盤が設けてあり、この操作盤上で砂利、砂の指示をすることによりシャトルベルトコンベヤ７が所定の位置へ移動できるようにしてある。

かかる骨材分配機構８を用いて砂利と砂を振り分けて貯蔵する場合において、車両１等より骨材受入ホッパ３に投入された骨材２が砂利である場合には、運搬車両の運転者や作業者が砂利であることを操作盤で指示することにより、上記骨材分配機構８のシャトルベルトコンベヤ７が、その移送先が砂利貯蔵槽４となるように配置されることから、上記骨材受入ホッパ３に受け入れられた砂利を、ベルトコンベヤ６で移送することによりシャトルベルトコンベヤ７より砂利貯蔵槽４へ投入することができ、又、上記骨材受入ホッパ３に受け入れられた骨材２が砂である場合には、同様の指示により上記シャトルベルトコンベヤ７が、その移送先が砂貯蔵槽５となるように配置されることから、上記骨材受入ホッパ３に受け入れられた砂２を、ベルトコンベヤ６で移送することによりシャトルベルトコンベヤ７より砂貯蔵槽５へ投入することができるようにしてある。

しかし、この場合、作業者の勘違いや操作ミス等により、骨材受入ホッパ３に実際に投入した骨材２は砂利であるのに、作業者が操作盤で砂を指示してしまったり、逆に、骨材受入ホッパ３に実際に投入した骨材２は砂であるのに、作業者が操作盤で砂利を指示してしまった場合には、砂貯蔵槽５に砂利が投入されたり、砂利貯蔵槽４に砂が投入されて砂と砂利が混合されてしまう虞があり、この場合、上記のような砂と砂利の混合物が、気付かれずに貯蔵槽４，５よりバッチャープラントへ供給されてしまうと、該バッチャープラントで製造される生コンクリートの品質不良を引き起こしたり、この品質不良の生コンクリートの使用により製造される製品や、施工されるコンクリート工事に欠陥が生じる等の問題を生じる虞がある。又、たとえバッチャープラントへの供給前に砂と砂利との混合に気付いたとしても、上記貯蔵槽４，５に投入されている砂利と砂の混合物を分離するには多大な労力及び時間を要するという問題もある。

そのために、上記のような人為的なミスを防止できるように、骨材受入ホッパ３に受け入れられた骨材２が、砂利であるか或いは砂であるかを判別する装置を設けることが望まれ、従来、次のようなものが提案されている。

従来提案されている骨材判別装置の１つとしては、たとえば、図６に示す如く、ベルトコンベヤ９の下流側端部にヘッドシュート１０を設けて該ヘッドシュート１０に振動検出器１１を取り付けたり、或いは、骨材受入ホッパ１２、該骨材受入ホッパ１２の下端に連設して該骨材受入ホッパ１２より上記ベルトコンベヤ９へ落下供給される骨材をまとめるためのスカート１３、該スカート１３に設けてベルトコンベヤ９上における骨材の輸送量を調節する輸送量調節部材１４等に、振動検出器１１を取り付けて、上記ヘッドシュート１０や骨材受入ホッパ１２、スカート１３、輸送量調節部材１４を骨材が接触しながら通過するときに、該骨材の接触に伴って上記各部材１０，１２，１３，１４に生じる振動を、上記振動検出器１１で検出し、砂と砂利との質量の違いにより振動の大きさが異なることを利用して、その振動の大小を基に、骨材受入ホッパ１２より貯蔵槽へ搬送される骨材が砂利であるか砂であるかを判別するようにしたものがある（たとえば、特許文献１参照）。

又、上記砂利や砂等の粒径の異なる粒状物がベルトコンベヤにて搬送されるときに、該粒状物をその粒径に応じて判別できるものとしては、上記ベルトコンベヤにて搬送される粒状物をＣＣＤカメラなどの撮像装置で撮像し、得られた画像データの明暗の階調変化をコンピュータ等の画像処理装置にてフーリエ変換して周波数分布を求め、得られた周波数分布から平均周波数を求めて、該平均周波数により上記粒状物の粒径の大小の判別を行うようにしたものも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開平８−５７８４０号公報 特開平６−１８０２７９号公報

ところが、上記特許文献１に示されたものでは、振動検出器１１を、ベルトコンベヤ９のヘッドシュート１０や、骨材受入ホッパ１２のスカート１３、あるいは、該スカート１３に設けられた輸送量調節部材１４に取り付けた場合には、その構成上、ベルトコンベヤ９による搬送を開始した後にしか骨材の判別を行なえず、その分材質の判別が遅くなってしまうという問題がある。特に、ヘッドシュート１０に取り付けた振動検出器１１で判断する場合は、判別するタイミングが遅すぎて次の自動処理に間に合わない虞れがある。一方、振動検出器１１を骨材受入ホッパ１２に設置した場合には、該骨材受入ホッパ１２に骨材２が投入された時点で骨材受入ホッパ１２に振動が生じるため、この振動を上記と同様に振動検出器１１で検出することによりベルトコンベヤ９による搬送前に上記骨材２が砂利か砂かの判別を行うことが可能になるが、この場合、骨材受入ホッパ１２の内周面には摩耗防止のために通常ゴム部材が用いられており、骨材２がホッパに投入したことによる振動が振動検出器１１に伝わり難く、判別を誤る虞が懸念される問題がある。又、ホッパ１２に投入された骨材２のレベルが振動検出器１１の設置位置を通過して低くなる時点以降は振動を振動検出器１１で検出できなくなって骨材２を判別することができないという問題もある。更に、搬送車両より骨材受入ホッパ１２へ骨材を投入するときのホッパ内における骨材２の落下位置や搬送車両から骨材を投入する速さ（勢い）等によって該骨材受入ホッパ１２に発生する振動が大きく変化する虞があり、したがって、この振動の変化に伴って、判別結果に間違いが発生する虞が懸念されるという問題もある。

上記特許文献２に示されたものでは、構成上、ＣＣＤカメラ等の撮像装置、コンピュータ等の画像処理装置を必要とするため高価になるという問題がある。

そこで、本発明は、骨材の量や投入の仕方に影響を受けることなく骨材受入ホッパへ骨材が投入された時点で該骨材が砂利であるか砂であるかの判別ができ、しかも設置コストを安価なものとすることができる骨材判別装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、骨材受入ホッパの上部位置にあって投入される骨材を通過させるようにしてある蓋の所要個所に、投入される骨材が当ることにより振動する蓋の振動を検出する振動センサを設け、且つ該振動センサの検出値に基づいて上記骨材が砂利又は砂のいずれかであることを判別して、骨材搬送コンベヤの運転停止を判断する制御装置を備えた構成とする。

又、制御装置は、骨材が砂利又は砂であるときの蓋の振動レベルを予め求めて砂利と砂の境界値を定めた判別部と、該判別部での判別結果と骨材受入ホッパへの骨材投入時の砂利又は砂の指示内容とを判断して、不一致の場合に骨材搬送コンベヤの運転停止の指令を発する情報判断部とを有するものとする。

本発明の骨材判別装置によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）骨材受入ホッパの上部位置にあって投入される骨材を通過させるようにしてある蓋の所要個所に、投入される骨材が当ることにより振動する蓋の振動を検出する振動センサを設け、且つ該振動センサの検出値に基づいて上記骨材が砂利又は砂のいずれかであることを判別して、骨材搬送コンベヤの運転停止を判断する制御装置を備えた構成としてあるので、骨材を骨材受入ホッパに投入し始めたときから投入終了までの間で、骨材の量に影響を受けることなく、骨材が砂利であるか或いは砂であるかを確認することが可能であり、特に投入し始めた時点で直ちに判別できることから、迅速に対処することが可能となる。
（２）振動センサを蓋に取り付けていることから、投入される骨材が直接当る蓋の振動を検出するので、正確に砂利又は砂の判別を行なうことができる。
（３）振動レベルが予め定めた境界値を超えるか否かの判断で砂利か砂かを判別でき、骨材受入ホッパへの骨材の投入前の砂利又は砂の指示内容と一致しないときは自動的にコンベヤの運転停止の処置がとられるため、砂利と砂が混ざることはない。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１(イ)（ロ）及び図２は本発明の骨材判別装置の実施の一形態を示すもので、図５に示した場合と同様に、車両等１により搬送された骨材２を骨材受入ホッパ３に受け入れてから骨材搬送コンベヤとしてのベルトコンベヤ６に移して砂利や砂の貯蔵槽へ送るようにしてあり、且つ骨材受入ホッパ３の近傍位置に骨材２が砂であるか砂利であるかの指示をオペレータがするようにしてある操作盤が備えてある構成において、上記骨材受入ホッパ３の上面に、バー１６を格子状に配置して骨材２以外のものは通過させないようにしてある蓋１５を設けて、投入される骨材２が蓋１５のバー１６に当りながらホッパ３内に投入されるようにする。上記蓋１５に配置してある任意のバー１６の端部位置に、投入される骨材２が蓋１５を通過するときに生じるバー１６の振動を検出するための振動センサ１７を設置し、該振動センサ１７からの振動検出信号を入力して、その振動レベルが砂であるか砂利であるか判断するようにした機能と、該判断された砂又は砂利と上記操作盤でオペレータにより指示された砂又は砂利の指示内容とが一致しているか否かを判断する機能を備える制御装置１８を設ける。

上記制御装置１８は、図２に示す如く、予め取り扱う骨材２が砂である場合と砂利である場合との各振動レベルを求めておいて、両者の振動レベルの境界値を設定値として定め、振動センサ１７で検出された振動レベルが設定値としての境界値を超えているか、超えていないかを判断して、境界値を超えた場合を「砂利」、超えない場合を「砂」として判別するようにしてある判別部１９と、該判別部１９で判別された砂又は砂利の実際の情報と前記操作盤に指示された砂又は砂利の指示信号とが一致しているか又は一致していないかを判断する情報判断部２０とを有してなり、更に、上記情報判断部２０での判断結果が一致の場合は、ベルトコンベヤ６の運転を停止させることがなく運転を継続させ、不一致の場合は、ベルトコンベヤ６の運転を直ちに停止させるようにコンベヤ駆動装置（図示せず）に停止指令を発するようにすると共に、オペレータに注意を促すために警報ブザー等の警報装置（図示せず）に指令を発するような機能を有する構成としてある。

本発明の骨材判別装置は、上記構成としてあるので、車両等１から骨材受入ホッパ３内へ投入される骨材２が砂であるか砂利であるかを判別するときは、骨材受入ホッパ３の蓋１５に取り付けた振動センサ１７を作動させて、該蓋１５を通過する骨材２が蓋１５のバー１６に当るときの該バー１６の振動を検出するようにする。

先ず、車両等１が骨材受入ホッパ３の近くまで骨材２を搬送して来ると、当該車両等の運転手や現場の作業員が、搬送されて来た骨材２が砂であるか、砂利であるかの指示を操作盤で行うことにより、砂又は砂利の各貯蔵槽へ所定の骨材が貯留されるように必要な作業を自動的に行わせるようにする。

次に、実際に運ばれて来た骨材２が砂であるか砂利であるかを判別するようにする。この場合は、車両等１より骨材受入ホッパ３内へ骨材２の投入を開示する。骨材受入ホッパ３に投入される骨材２は、先ず、蓋１５の各バー１６に当りながら蓋１５を通過して骨材受入ホッパ３内へ投入される。この際、骨材２が蓋１５のバー１６に当ることによる振動がバー１６を介して振動センサ１７に伝えられ、該振動センサ１７によりバー１６の振動レベルが検出される。

上記のようにして骨材受入ホッパ３に骨材２が投入されるときの振動レベルが蓋１５上の振動センサ１７で検出されると、その信号は制御装置１８の判別部１９へ送られ、該判別部１９に予め求めて設定してある境界値を基準に判断される。すなわち、検出された振動レベルが境界値を超えた場合は、「砂利」、超えない場合は「砂」と判別される。この際、骨材２の粒径が大きいと、質量も大きくなり、運動エネルギーが大きくなるため、骨材２の粒径が大きいほど蓋１５のバー１６に当るときの該バー１６の振動は大きくなる。
そのため、骨材２のうち、砂利の場合は、砂の場合に比してバー１６に当るときのバー１６の振動は大きくなり、振動センサ１７で検出される振動レベルは、予め設定してある境界値を超える値となる。今、検出された振動レベルが境界値を超えて「砂利」と判別されたとすると、その情報と操作盤に指示された内容とが情報判断部２０で判断され、操作盤に指示された内容が砂利であるときは、ともに砂利で一致するため、ベルトコンベヤ６の駆動装置へ運転停止の指令は行われることはなく、運転は継続されることになる。

ところが、検出された振動レベルから上記のように「砂利」と判別された場合に、操作盤へは砂の指示がされていたときには、情報判断部２０での判断では、不一致と判断されるので、ベルトコンベヤ６の運転を直ちに停止させるために、その駆動装置へ停止指令が送られ、又、同時に警報装置が作動させられてオペレータに注意を促す処置が行われる。

振動センサ１７で検出された蓋１５のバー１６の振動レベルが、制御装置１８の判別部１９に設定されている境界値を超えないで「砂」と判別された場合でも、オペレータが操作盤に指示した内容が砂利又は砂であるかによって情報判断部２０で同様に判断され、実際の判断結果と操作盤への指示が一致していない場合は、直ちにベルトコンベヤ６の運転を自動停止する等の処置が行われる。

本発明の骨材判別装置においては、骨材投入ホッパ３の蓋１５に設置した振動センサ１７により、骨材投入時の振動を検出するようにしてあるため、骨材２がホッパ３に投入された時点で判別が行われるので、直ちに判別して遅れることなく運転停止等の必要な処置をとることができる。

次に、図３及び図４は骨材受入ホッパ３に骨材２が投入された時点で該骨材２が砂利又は砂のいずれかであるかの判別ができるようにする他の形態を示すもので、図１に示した場合と同様に車両等で搬送して来た骨材２を骨材受入ホッパ３に投入して、該骨材受入ホッパ３からベルトコンベヤ６に移して砂や砂利の各貯蔵槽へ送るようにしてあり、且つ骨材受入ホッパ３の近傍位置に、車両等で搬送して来た骨材２が砂であるか砂利であるかを指示する操作盤が設けられている構成において、上記骨材受入ホッパ３の側壁の所要位置に、ホッパ３の外側からホッパ３の内側へエアを吐出させるためのエアノズル２１を単数又は複数取り付けると共に、所要高さ位置にレベル計２５を設ける。上記エアノズル２１は、エア供給管２２を介してエアポンプの如きエア供給装置２３に接続し、加圧されたエアがエアノズル２１より骨材受入ホッパ３内に吐出されるようにする。又、上記レベル計２５は上記エア供給装置２３に接続して、レベル計２５からの信号でエアの吐出が行われるようにする。

上記エア供給管２２の途中には、吐出されるエアの圧力を検出するエア圧力センサ２４を設けて、エア供給管２２内のエア圧力の変化を検出して制御装置１８ａへ入力するようにする。

上記制御装置１８ａは、図４に示す如く、骨材受入ホッパ３内に投入される骨材２が砂利である場合と砂である場合において、エアノズル２１から吐出されるエア圧力を、予めエア圧力センサ２４で求めて、砂利であるときの圧力値と砂であるときの圧力値との境界値を設定値として定め、実際に骨材受入ホッパ３に投入された骨材２にエアノズル２１から吐出されるエア圧力が上記設定値としての境界値を超えているか、超えていないかを判断して、境界値を超えた場合を「砂利」、超えない場合を「砂」として判別するようにしてある判別部１９ａと、該判別部１９ａで判別された砂又は砂利の実際の情報と前記操作盤に指示された砂又は砂利の指示信号とが一致しているか否かを判断する情報判断部２０ａとを有してなり、更に、該情報判断部２０ａでの判断結果が一致の場合は、ベルトコンベヤ６の運転を停止することなくそのまま運転を継続させ、不一致の場合は、ベルトコンベヤ６の駆動装置へ運転停止の指令を発し、又、警報装置へ警報発生指令を与えるような機能を有する構成としてある。

骨材受入ホッパ３に投入される骨材２が砂利である場合には、砂と比べて粒径が大きいため、粒子間に隙間を有し、骨材２同士の空隙が大きい。一方、骨材２が砂の場合には、粒径が小さいため、粒子間の隙間が生じにくく、骨材２同士の空隙が小さい。したがって、堆積した骨材２の側面から一定量のエアを吐出した場合では、砂利の方が砂よりもエアの圧力が外部に逃げ易くなり、相対的に砂利の場合はエアの圧力が低く、砂の場合はエアの圧力が高いものとなる。

このような現象を利用して骨材２の判別を行う場合には、車両等で搬送されて来た骨材２を骨材受入ホッパ３へ投入するに先立って、先ず、オペレータが搬送されて来た骨材２が砂であるか砂利であるかの指示を操作盤上で行い、その指示に従って砂又は砂利の各貯蔵槽へ貯留できるようにする。

次に、搬送されて来た骨材２を骨材受入ホッパ３に投入して該ホッパ３の底部より堆積させるようにする。

骨材受入ホッパ３に堆積される骨材２のレベルが或るレベルに達すると、レベル計２５が作動してエア供給装置２３にエア供給の指令が与えられる。これによりエア供給装置２３から所定圧力に加圧されたエアがエアノズル２１を通して骨材受入ホッパ３内の骨材２に向けて吐出される。上記骨材２が砂利である場合には、砂利中に吐出されるエアの圧力は低いので、その圧力がエア圧力センサ２４で検出されて制御装置１８ａの判別部１９ａへ送られる。判別部１９ａでは、予め定められた境界値が設定してあるので、入力されたエア圧力センサ２４からの圧力レベルが境界値を超えるか超えないかの判断がされ、砂利の場合のエア圧力は、境界値を超えないため、判別部１９ａでは「砂利」として判別される。一方、骨材受入ホッパ３内の骨材２が砂である場合は、エアノズル２１から砂中に吐出されるエア圧力は高くなるので、そのエア圧力がエア圧力センサ２４で検出されて上記制御装置１８ａの判別部１９ａへ送られる。該判別部１９ａでは境界値を超えるか超えないかの判断が行われるが、骨材２が砂である場合のエア圧力は高いので、境界値を超えるため、判別部１９ａでは「砂」と判別される。

このように判別部１９ａで「砂利」又は「砂」と判断されると、操作盤への指示内容と一致しているか一致していないかの判断が情報判断部２０ａで行われる。この判断結果が一致の場合は、そのままベルトコンベヤ６の運転が継続される。一方、判断結果が不一致の場合は、直ちにベルトコンベヤ６の駆動装置へ指令が送られ、運転停止が行われ、注意を促すための警報が発せられるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、たとえば、振動センサ１７は、骨材受入ホッパ３の蓋１５に骨材２が当るときの振動を検出することができれば、図１（ロ）に示した位置以外の位置に取り付けるようにしてもよく、又、図３の実施の形態においては、骨材受入ホッパ３の側面に、エアノズル２１の設置位置の近くにレベル計２５を設けて、骨材受入ホッパ３に骨材２が投入されるとき自動的にエア供給が行われるようにした場合を示したが、レベル計２５がない場合でも本発明は実施できること、その他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。

本発明の骨材判別装置の実施の一形態を示すもので、（イ）は骨材受入ホッパの部分の概要図、（ロ）は骨材受入ホッパの概略平面図である。 図１に示す装置における制御装置の構成例を示す図である。 他の形態を示す概要図である。 図３に示す装置における制御装置の構成例を示す図である。 コンクリート製造設備における骨材分配機構の一例を示す概略図である。 従来提案されている骨材判別装置の一例を示す概略図である。

符号の説明

２ 骨材
３ 骨材受入ホッパ
６ ベルトコンベヤ
１５ 蓋
１６ バー
１７ 振動センサ
１８，１８ａ 制御装置
１９，１９ａ 判別部
２０，２０ａ 情報判断部
２１ エアノズル
２２ エア供給管
２４ エア圧力センサ

Claims (2)

1. 骨材受入ホッパの上部位置にあって投入される骨材を通過させるようにしてある蓋の所要個所に、投入される骨材が当ることにより振動する蓋の振動を検出する振動センサを設け、且つ該振動センサの検出値に基づいて上記骨材が砂利又は砂のいずれかであることを判別して、骨材搬送コンベヤの運転停止を判断する制御装置を備えた構成を有することを特徴とする骨材判別装置。
2. 制御装置は、骨材が砂利又は砂であるときの蓋の振動レベルを予め求めて砂利と砂の境界値を定めた判別部と、該判別部での判別結果と骨材受入ホッパへの骨材投入時の砂利又は砂の指示内容とを判断して、不一致の場合に骨材搬送コンベヤの運転停止の指令を発する情報判断部とを有するものとした請求項１記載の骨材判別装置。

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