JPH0676129B2 - コンベヤベルトの縦裂き検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、コンベアベルトに発生した縦裂き（たてざ
き）を、コンベアの運転中に自動的に検出する方法に関
する。

［従来の技術］ 走行中のコンベアベルトに、たとえば鋭利な金属片が突
き刺さると、それがナイフのように作用してベルトが走
行方向（つまり縦方向）に裂けることがある。スチール
コードコンベアベルトであっても、そのコードはベルト
の縦方向に埋め込まれているため、縦裂きの防止には役
立たない。

こうした縦裂きが長距離に及ぶのを防ぐためには、走行
方向に間隔をおいて、ループコイルや共振回路など線状
部分を含む被検出体をベルトの複数箇所に埋設し、それ
らの状態をセンサーで検知する方法が採られる。センサ
ーは、ベルトの走行経路に近い外部定位置に設置され、
この設置点を通過する各被検出体から信号を検知して制
御装置に送る。縦裂きの発生時には、被検出体が断線し
ていてセンサーも信号を検知・送信しないので、制御装
置が［縦裂き発生」と判定してベルトの走行を停止させ
る。こうして縦裂きが最小限にくい止められ、軽微な補
修によってそのベルトの再使用が可能となる。このよう
な縦裂き検出の技術は、たとえば特開昭62−285813号公
報に開示されている。

最近では、上記のような被検出体が、一箇所あたり二本
を一組としてコンベヤベルトに埋設される例も見られる
ようになった。これは、被検出体が、縦裂き時には必ず
断線するような低強度線を用いて形成されており、縦裂
きが発生していなくても屈曲疲労などにより断線する恐
れがあることをふまえたもので、各組につき被検出体の
寿命を長くして信頼性を高めることを目的としている。
すなわち、二本の被検出体のうち一本が断線しても、残
りの一本で、二本とも正常（健全）なときと同じ検出性
能を得るものである。被検出体の本数に拘わらず安定的
に判定が行えるように、制御装置では、被検出体からの
信号が一定の飽和値にまで増幅され、いわばオンかオフ
かの信号として取り扱われている。

［発明が解決しようとする課題］ 被検出体を二本一組としてコンベヤベルトに埋設し、そ
れからの信号を有無（オンかオフか）により上述のよう
に縦裂き検出を行う従来の方法では、被検出体の異常
は、その二本がともに断線するまで何ら検知されず、二
本とも断線したとき初めて検知される。このため下記の
不都合がある。

イ）被検出体のうち一本が断線したことを知り得ず、し
たがって二本が断線する前に補修することができないこ
とから、よほど長寿命の被検出体でない限り、二本の被
検出体がともに断線する時期を抑えることになる。被検
出体が二本とも断面したときは、一本のみの断線の場合
と異なり、縦裂きが発生したものと判定せざるを得ない
ため、コンベヤは状況を問わず停止する必要がある。た
とえば、縦裂きではなく被検出体（二本）が疲労などで
断線したに過ぎない場合、しかも不要不急の理由では運
転を停止したくない場合でも、必ずコンベヤを停止して
そのベルトを点検しなければならないのである。実際に
縦裂きが起きている場合はコンベヤを停止して直ちにそ
のベルトを補修すべきであることは当然だが、被検出体
の断線に過ぎない場合に、いわば検出装置の誤動作によ
り運転を止めて点検を行うことは、生産能率を相当に低
下させる。

ロ）縦裂きでないにも拘わらず上記のように二本の被検
出体がともに断線すると、直ちに補修できる場合を除け
ば、次回の運転休止時期にそれら被検出体を補修するま
で、その埋設箇所に関しては全く情報の得られない状態
でコンベヤを運転しなければならない。整備のためのコ
ンベヤの定期的な運転休止は、毎月一回の程度であるこ
とも多いので、メクラ運転のような状態が30日ちかく続
くこともあり得ることになる。つまり従来の方法は、縦
裂き検出の信頼性を高めることを目的としながら、極め
て信頼性の低い時期をまねいてしまうものだといえる。

本発明は、以上の不都合の解消を目的として、コンベヤ
ベルトの一箇所あたり二本の被検出体を埋設するととも
に、各箇所での被検出体の断線の有無（つまり、一本で
も被検出体が断線していないかどうか）を判定できるよ
うにし、縦裂き発生時以外の誤動作によるコンベヤの停
止、およびその後のメクラ運転の状態を避けることがで
きる縦裂き検出方法を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ この発明の縦裂き検出方法は、コンベヤベルトの複数箇
所に埋設した被検出体の断線を、外部設置のセンサーで
検知したうえ、制御装置を通して同ベルトの縦裂き検出
をなす方法であって、同ベルトの上記各埋設箇所に、二
本を一組として上記被検出体を埋設しておき、制御装置
に、上記センサーからの信号として、各埋設箇所での
被検出体の本数に対応する強さの信号を取り扱わせ、
各埋設箇所での上記信号の強さについて複数度の平均値
をとらせ、その平均値によって各埋設箇所での被検出
体の断線の有無を判定させるものである。

［作用］ コンベヤベルトに埋設された被検出体が断線していなけ
れば、コンベヤの運転中、その埋設箇所がセンサー設置
点を通過するたびに、被検出体の発する信号がセンサー
にて検知され制御装置に送られる。各埋設箇所における
二本一組の被検出体のうちに健全な（断線していない）
ものが一本でもあれば、その箇所には縦裂きが発生して
いないことになるので、一組の被検出体からセンサーが
信号を検知する以上、そこには縦裂きはないと制御装置
が判定し、コンベヤの運転が続行される。一方、もし被
検出体の埋設箇所がセンサー設置点を通過するはずの時
間に（もしくはそれ相当の場所で）センサーが何らの信
号をも検知しなければ、制御装置は、縦裂きの発生によ
り被検出体が二本とも断線していると判定し、コンベヤ
の運転を止めさせる。

以上の点は従来の縦裂き検出方法と同様であるが、本発
明の方法による特徴的な作用は、各組二本の被検出体の
うちに断線したものが有るか無いかを−−すなわち各組
のうち一本が断線したことを二本とも健全な場合と区別
して−−判定することである。本発明の方法において、
この作用は下記の手順によってなされる。

ａ）センサーが、被検出体の本数に対応する強さの信号
を検知して制御装置に送るのに対し、制御装置はその信
号を、オン・オフ信号（信号があったかどうか）として
ではなく示量信号（強さを比較できる信号）として取り
扱う。被検出体がループコイルであれば共振回路その他
であれ、断線してその数が減ると、発せられる信号の強
さも減少するのが普通なので、センサーとしてたとえば
アナログ式のものを用いた場合、制御装置がこの処理を
なすのは容易である。

ｂ）制御装置は、上記で扱う示量信号を、被検出体の各
組（各埋設箇所）ごとに記憶したうえ、それぞれ複数度
分の平均値を演算する。一般的なケースなら、被検出体
が一本断線したことは上記したａ）の段階で制御装置が
判定可能であるが、本発明の方法にこのｂ）の処理を含
めたのは、コンベヤベルトの場合、センサーで検知され
る信号の強弱が、被検出体の本数だけでなくベルトとセ
ンサーとの距離によっても変化することを考慮したため
である。すなわち、コンベヤベルトは弾性体であって振
動しやすく、また搬送物の重量によってたわみ方が異な
るためセンサーとの距離がつねに変動するが、複数度の
平均値をとることにより、その変動の影響を取り除くの
である。

ｃ）さらに制御装置は、一箇所あたりの被検出体の数
（一本か二本か）に応じて事前に設定された基準値（ま
たは初期値）としての信号強度に対し、上記ａ）・ｂ）
で求める信号の強さ（平均値）を比較することにより、
各埋設箇所の被検出体が二本とも健全か、あるいは一本
が断線しているかを区別して判定する。

二本のうち一本の被検出体が断線したと判定されるとき
は、コンベヤベルトの縦裂きではないはずなのでコンベ
ヤの運転を止める必要はないが、次回の運転休止時期に
は、断線したその被検出体を補修もしくは交換（埋め直
し）しておくのがよい。そうすれば、縦裂きでないのに
二本がともに断線してコンベヤを止めざるを得ぬ事態
や、その後メクラ運転を強いられることはほとんどなく
なるからである。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は縦裂き検出方法の要部に関するフローチャー
ト、第２図（ａ）はコンベア装置および縦裂き検出の制
御系に関する概略構成図、同図（ｂ）はそのｂ−ｂ矢視
図、また第３図は検知信号の強度特性図である。

第２図（ａ）のように、コンベア装置10は、駆動プーリ
12と従動プーリ13との間にスチールコードコンベアベル
ト11が掛け渡されて構成され、シュート14から供給され
る不定形物を搬送する。ベルト11の内部には、その走行
方向に間隔をおいた複数箇所にループコイルｗが埋設さ
れている。各コイルｗは、同図（ｂ）に破線で示すよう
に、長辺がベルト11のほぼ全幅に及ぶ矩形状の閉ループ
を導線で形成し、一箇所あたり二本（コイルw₁とコイル
w₂）を一組にしたダブルループである。各コイルｗは、
ベルト11の縦裂き時に必ず断線する低強度線で、しかも
屈曲による断線が起こりにくい波状導線を用いて形成し
てある。

縦裂き検出の制御系は、同図（ａ）のように、ベルト11
の下面に近い定位置に設置したセンサー１と、従動プー
リ13の回転軸に取り付けたパルス発信器２とが、制御装
置３に接続されて構成されている。この制御系における
各部の構成や機能の概略は下記のとおりである。

まずセンサー１は、同図（ｂ）のように高周波発振器1a
と受信器1bとが組み合わされたもので、同図（ａ）のよ
うに各先端とベルト11内のコイルｗとの距離がｌになる
位置に固定されている。ベルト11の走行とともにセンサ
ー１の設置点に来たコイルｗ（w₁またはw₂）が健全で断
線していなければ、発振器1aからの高周波によりコイル
ｗに誘導電流が生じ、それによる磁力線が受信器1bで検
知される。センサー１は、検知信号の検波および増幅機
能を有しており、上記の磁力線の強さに対応するアナロ
グ信号を制御装置３へ出力する（これに関してはさらに
後述する）。

パルス発振器２は、コンベア装置10の運転中にプーリ13
の回転量（回転角度）に応じたパルス信号を発する。プ
ーリ13の回転量とベルト11の走行距離とは両者間のスリ
ップなどによる僅かな誤差を除いてほぼ対応するので、
これが発するパルスの数は、ほぼベルト11の走行距離を
示す。

制御装置３は、センサー１からの信号をA/D変換し強さ
を示す示量値として取り扱うほか、パルス発振器２から
入力されるパルス数に基づいて、各コイルｗ（の埋設箇
所）がセンサー１の設置点を通過する時期を特定する。
特定される時期にセンサー１から何も信号がない（もし
くは微弱なノイズしかない）場合、制御装置３は、ベル
ト11に縦裂きが発生しているとしてコンベヤ装置10の運
転を停止するとともに警報を発する。

センサー１からは前述のとおりアナログ信号が出力され
る、その強さは、通過するコイルｗとセンサー１との間
隔ｌおよびそのコイルｗのうち健全なものの本数によっ
て変わる。第３図は、この実施例に関する測定結果に基
づいて発明者が作成した、センサー１からの信号の強度
特性図である。コンベヤ装置10においてベルト11の近く
にセンサー１が設置され、距離ｌは50mmに設定される
が、運転中はベルト11が上下にも振れるため、実際には
その距離ｌが40〜60mmの範囲で変動し、距離ｌが増える
と信号強度は低下する。そして同じ距離ｌに対しては、
コイルｗのうち一本が断線してシングルループになる
と、二本が健全なダブルループの場合に比べて図のよう
に信号強度が低下する。たとえばｌ＝50mmのとき、シン
グルループの場合の出力（約2.3V）は、ダブルループの
場合の出力（約4.0V）の70％を下回る。

制御装置３は、センサー１からの信号を示量信号のまま
取り扱ってコイルｗの本数を判定するが、同図のとお
り、ダブルループでも距離ｌが60mmに近いときはシング
ルループ・ｌ＝40mmのとき（約3.2V）より信号強度が低
いので、たとえば「3.2V未満ならコイルｗの一本が断
線」といった即断はできない。このため制御装置３は、
つぎの手順を経て判定を下すようにしている。すなわ
ち、同じコイルｗ（の埋設箇所）ごとに、センサー１の
出力に基づく示量信号を一たん記憶し、記憶した複数度
（つまりベルト11の複数回転）分の信号に関し平均値を
求めたうえ、その平均値が基準の値を下回る場合に「一
本断線」とし、それを報知する。単一の信号から判定せ
ず、このように複数度の信号の平均をとることにより、
距離ｌの変動による誤りがなくなる。埋設されたコイル
ｗに固体差があることを考慮して、この実施例では、上
記の基準値を一律には定めず、コンベヤベルト11を整備
した直後の試運転時など、全埋設コイルｗが健全なとき
に、制御装置３が埋設箇所ごとに、各組のコイルｗによ
る信号強度を初期値として記憶する。

制御装置３の記憶・演算に関する以上の手順をフローチ
ャートに示すと、第１図のようになる。図中、記号はそ
れぞれ下記を表わしている。

Xn:前のｎ−１番目のコイルｗからそのｎ番目のコイル
ｗまでの距離に相当する発振器２によるパルス数 Y:n−１番目のコイルｗをセンサー１が検知してから現
在までのパルス数 Z:コイルｗの埋設箇所特性のための誤差相当分のパルス
数 An:n番目の埋設箇所のコイルｗについての、センサー１
による信号強度の初期値（基準となる二本健全時の値） α：コイルｗの信号と認めるための、センサー１による
信号強度のしきい値 C:センサー１による今回の信号の強度 Dn:信号強度の平均値（最新のデータに５割の重きをお
いた加重平均による値） 制御装置３による一連の処理を、同図に従って具体的に
述べるとつぎのようになる。

まず、コンベヤ装置10の運転が開始されるとき、設定さ
れる初期値An・パルス数Xn・同Ｚ・しきい値αを記憶す
る（ステップS1）。しきい値αは、第３図に基づいてた
とえば0.5Vと定められる。

運転中、パルス数Ｙが同Xnに近づいて差がＺ以下になっ
た時点（ステップS2）より、センサー１からの信号を受
け入れ（ステップS3）、パルス数ＹがXnからＺ以上大き
くなるまでの間、しきい値α以上の強度Ｃをもつ信号を
待つ（ステップS4・S8・S3）。もしその時期にしきい値
α以上の信号がなければ、そのｎ番目の埋設箇所でベル
ト11の縦裂きが発生していると判定（ステップS9）し、
コンベヤ装置10の制御装置（図示せず）を通じて同装置
10を停止させ（ステップS10）、警報を発する。

上記の期間に、しきい値α以上の信号がセンサー１から
制御装置３に送られれば（ステップS4）、縦裂きは生じ
ていないとしてコンベヤ装置10の運転を続け、記憶され
たデータを改める（ステップS5）。すなわち、信号を受
け入れた時点での実際のパルス数ＹをXnに置き換えて、
そのＹを０にリセットするとともに、前回（そのｎ番目
のコイルｗが前回にセンサー１の設置点を通過したと
き）までの平均値Dnに今回の値Ｃを見込んで（加重平均
して）新たな平均値Dnをもとめる。また、次の（ｎ＋１
番目の）コイルｗの監視のためにｎをｎ＋１に変えてお
く。

そして上記の平均値Dnが、そのコイルｗの二本が健全な
とき設定された初期値Anの大きさに近ければそのままス
テップS2に戻って以上を繰り返すが、もし平均値Dnが初
期値Anの70％を下回っておれば（ステップS6）、そのコ
イルｗの一本が断線していると判定して（ステップS7）
それを表示盤（図示せず）などに表わしたうえ、ステッ
プS2に戻る。コイルｗの一本切れは直ちにコンベヤ装置
10を停止して補修するには及ばないが、表示盤の表示に
従い、ベルト11の次回の定期整備時期には、その断線を
繕っておくべきである。

ところで本発明に関しては、上記した実施例以外にも、
つぎのように実施することが可能である。すなわち、 ａ）コンベアベルトに埋設する被検出体としては、ルー
プコイルに限らず、コイルおよびコンデンサを組み合わ
せた共振回路など、線状部分がベルト11の幅方向に延
び、健全なものの本数に対応した強さの信号が適当なセ
ンサーで検知され得るものであればよい。

ｂ）ベルト内の被検出体の埋設箇所を特定するには、パ
ルス発振器によらずとも、定速運転時にタイマーを利用
したり、目的として埋設箇所の脇に磁石片を埋め込んで
位置の特定に用いたりするのもよい。

ｃ）センサー１からの信号強度の平均値については、実
施例のような加重平均による演算のほか、各種の求め方
が可能である。たとえば数回分の単純平均を求めること
によっても、センサーからベルトまでの距離の変動の影
響は取り除かれるからである。ただし、平均値をとる信
号の度数が多すぎ、かつ新しいデータを重視しないとき
は、被検出体の一本が断線したことが即座には判定され
にくくなる。

［発明の効果〕 本発明の縦裂き検出方法によると、二本を一組としたコ
ンベヤベルトに埋設された被検出体につき、各埋設箇所
において一本が断線したことを判定できることから、下
記の効果がある。

１）各組のうち一本が断線した時点でそれを補修してお
けば、ベルトに縦裂きが発生したとき以外に被検出体の
二本ともが断線することはほとんどなくなり、縦裂き検
出の信頼性が高くなる。これは、真の縦裂き発生時以外
の、誤動作によるコンベヤの停止回数が激減して、コン
ベヤの運転効率が向上することにほかならない。

２）各組の被検出体につき、縦裂き発生時以外に二本と
もが断線することがほとんどないので、縦裂きの有無を
つねに監視し続けることができ、やはり信頼性の高い検
出が行える。

３）被検出体やセンサーの種類にもよるが、従来の制御
装置に簡単な記憶・演算機能を付加するだけで本発明の
縦裂き検出方法を実施できることが多い。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれもこの発明の実施例を示すもので、第１図
は縦裂き検出方法の要部に関するフローチャート、第２
図（ａ）はコンベア装置および縦裂き検出の制御系を構
造的に示す概略図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるｂ
−ｂ矢視図、また第３図は検知信号の強度特性図であ
る。 １……センサー、２……パルス発振器、３……制御装
置、10……コンベア装置、11……コンベアベルト、ｗ
（w₁・w₂）……ループコイル（被検出体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンベヤベルトの複数箇所に埋設した被検
   出体の断線を、外部設置のセンサーで検知したうえ、制
   御装置を通して同ベルトの縦裂き検出をなす方法であっ
   て、 同ベルトの上記各埋設箇所に、二本を一組として上記検
   出体を埋設しておき、 制御装置に、上記センサーからの信号として、各埋設
   箇所での被検出体の本数に対応する強さの信号を取り扱
   わせ、各埋設箇所での上記信号の強さについて複数度
   の平均値をとらせ、その平均値によって各埋設箇所で
   の被検出体の断線の有無を判定させる ことを特徴とするコンベヤベルトの縦裂き検出方法。