JP5379079B2

JP5379079B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP5379079B2
Application number: JP2010129548A
Authority: JP
Inventors: 三千緒松本; 裕道宮崎
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2030-06-07
Also published as: JP2011255978A

Description

本発明は、ベルトコンベアの乗り継ぎ部にホッパが設けられた搬送装置に関する。

トンネルなどの掘削現場において、切羽面から開口側に掘削土砂（ずり）を搬送するときに、搬送距離が長い場合には、複数のベルトコンベアを連続させたり、ベルトコンベアの中間部にブースターを設けたりして駆動力を確保している。
二台のベルトコンベアの連続箇所やブースターの設置箇所など、上流側ベルトコンベアと下流側ベルトコンベアとの乗り継ぎ部には、上流側ベルトコンベアから投入された土砂を下流側ベルトコンベアに供給するホッパが設けられている。

乗り継ぎ部にホッパが設けられた搬送装置では、ホッパ内に土砂が詰まると、ホッパから土砂が周囲に飛散するとともに、ベルトやモータに大きな負荷が掛かることになる。
そこで、圧縮空気の噴出ノズルをホッパ内に設けた搬送装置がある（例えば、特許文献１参照）。この搬送装置では、ホッパに土砂詰まりが発生して、吹出口が土砂で塞がれたときの噴出ノズル内の空気圧の上昇を検知することで、ホッパの土砂詰まりを検出している。

特開２００３−２８５９３３号公報

前記した従来の搬送装置のように、ホッパ内に噴出ノズルを設けた構成では、常に圧縮空気を噴出させるとともに、空気圧を正確に測定する必要があるため、製造コストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、簡単な構成でホッパの土砂詰まりを検出することができる搬送装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、搬送装置であって、上流側ベルトコンベアと、下流側ベルトコンベアと、前記上流側ベルトコンベアから投入された土砂を前記下流側ベルトコンベアに供給するホッパと、前記上流側ベルトコンベアのベルト上の土砂の有無を検出する上流側土砂検出装置と、前記下流側ベルトコンベアのベルト上の土砂の有無を検出する下流側土砂検出装置と、前記ホッパの土砂詰まりを検出する土砂詰まり検出装置と、を備え、前記土砂詰まり検出装置は、前記上流側土砂検出装置で土砂が検出された時点から基準時間が経過した時点で、前記下流側土砂検出装置で土砂が検出されていない場合には、前記ホッパに土砂が詰まっていると判定することを特徴としている。
さらに、前記基準時間が経過した時点で、前記下流側土砂検出装置で土砂が検出された後に、前記下流側土砂検出装置で土砂が検出されなくなった場合にも、前記ホッパに土砂が詰まっていると判定するように構成されている。

このような構成では、ホッパの上流側および下流側で土砂の有無を検出し、上流側土砂検出装置から下流側土砂検出装置までの間を土砂が通過する時間を考慮して、ホッパの土砂詰まりを検出している。したがって、本発明の搬送装置では、簡単な構成でホッパの土砂詰まりを正確に検出することができ、製造コストを低減することができる。

なお、二台のベルトコンベアのうち、上流側に配置したものを上流側ベルトコンベアとし、下流側に配置したものを下流側ベルトコンベアとしてもよい。また、一台のベルトコンベアをブースターの設置箇所で上流側と下流側に区分し、上流側に配置したものを上流側ベルトコンベアとし、下流側に配置したものを下流側ベルトコンベアとしてもよい。

また、前記上流側土砂検出装置および前記下流側土砂検出装置としては、光センサなど非接触で前記ベルト上の土砂を検出するものがあるが、前記ベルト上の土砂に接触することで、土砂の有無を検出するリミットスイッチを用いた場合には、土砂を検出する装置が簡単な構造で安価になるため、製造コストをより低減するとともに、メンテナンスを簡単に行うことができる。

前記した搬送装置において、前記上流側土砂検出装置で土砂が検出されなくなった場合には、前記土砂詰まり検出装置が前記ホッパの土砂詰まりの判定を終了することで、上流側ベルトコンベアで土砂の搬送が終了または途切れた場合に、ホッパの土砂詰まりが誤って検出されるのを防ぐことができる。

前記した搬送装置において、前記土砂詰まり検出装置は、前記ホッパに土砂が詰まっていると判定した場合に、前記上流側ベルトコンベアの駆動を停止させることで、土砂詰まりが発生したホッパに対して土砂が投入されるのを防ぐことができる。

本発明の搬送装置では、簡単な構成でホッパの土砂詰まりを正確に検出することができ、製造コストを低減することができる。

搬送装置の全体構成図である。土砂詰まり装置が土砂詰まりを検出するときのタイムチャートである。上流側土砂検出装置が土砂を検出したときの側面図である。上流側土砂検出装置および下流側土砂検出装置が土砂を検出したときの側面図である。ホッパに土砂詰まりが発生したときの側面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、トンネルの掘削現場において、切羽面から開口側に掘削土砂（ずり）を搬出するための搬送装置を例として説明する。

搬送装置１は、トンネル内に設置されており、図１に示すように、上流側ベルトコンベア１０と、下流側ベルトコンベア２０と、上流側ベルトコンベア１０と下流側ベルトコンベア２０の乗り継ぎ部に設けられたホッパ３０と、上流側ベルトコンベア１０に設けられた上流側土砂検出装置４０と、下流側ベルトコンベア２０に設けられた下流側土砂検出装置５０と、ホッパ３０の土砂詰まりを検出する土砂詰まり検出装置６０と、を備えている。

なお、本実施形態の搬送装置１では、二台のベルトコンベア１０，２０のうち、上流側に配置したものを上流側ベルトコンベア１０とし、下流側に配置したものを下流側ベルトコンベア２０としているが、一台のベルトコンベアをブースターの設置箇所で上流側と下流側に区分し、上流側に配置したものを上流側ベルトコンベア１０とし、下流側に配置したものを下流側ベルトコンベア２０としてもよい。

上流側ベルトコンベア１０および下流側ベルトコンベア２０は、無端状のベルト１１，２１をモータ（図示せず）によって回転駆動させることで、ベルト１１，２１上の土砂を切羽面側から開口側（図１の左側から右側）に搬送する公知のベルトコンベアである。

上流側ベルトコンベア１０の搬送終点側の端部１２の下方には、下流側ベルトコンベア２０の搬送始点側の端部２２が配設されており、上流側ベルトコンベア１０の端部１２と、下流側ベルトコンベア２０の端部２２とによって乗り継ぎ部が形成されている。

下流側ベルトコンベア２０は、搬送始点側（図１の左側）よりも搬送終点側（図１の右側）が上方となるように全体が傾斜している。また、下流側ベルトコンベア２０の端部２２には、ベルト２１上で搬送始点側に滑り落ちようとする土砂を堰き止めるストッパ２３が設けられている（図４参照）。

ホッパ３０は、内部空間が鉛直方向に貫通した筒状の部材であり、上部開口部３１よりも下部開口部３２が小さく形成されている。
上部開口部３１内には、上流側ベルトコンベア１０の端部１２が突出している。また、下部開口部３２の直下には、下流側ベルトコンベア２０の端部２２が配置されている。
図４に示すように、上流側ベルトコンベア１０のベルト１１から上部開口部３１に土砂Ｅが落下投入され、ホッパ３０内を通過した土砂Ｅが、下部開口部３２から下流側ベルトコンベア２０のベルト２１上に落下供給される。

上流側土砂検出装置４０は、図３に示すように、上流側ベルトコンベア１０の端部１２の上方に設けられており、ベルト１１上で搬送終点側に搬送されてきた土砂Ｅを検出する公知のリミットスイッチである。上流側土砂検出装置４０では、アーム４１がベルト１１上の土砂Ｅに接触して傾倒すると、本体部４２内の接点がＯＦＦからＯＮに切り替わり、土砂Ｅを検出したことを示す信号が土砂詰まり検出装置６０（図１参照）に送信される。

下流側土砂検出装置５０は、図４に示すように、下流側ベルトコンベア２０の端部２２の上方に設けられており、ベルト２１上の搬送起点側で土砂Ｅを検出する公知のリミットスイッチである。下流側土砂検出装置５０では、アーム５１がベルト２１上の土砂Ｅに接触して傾倒すると、本体部５２内の接点がＯＦＦからＯＮに切り替わり、土砂Ｅを検出したことを示す信号が土砂詰まり検出装置６０（図１参照）に送信される。

土砂詰まり検出装置６０は、図１に示すように、各ベルトコンベア１０，２０および各土砂検出装置４０，５０に電気的に接続されており、各種信号の送受信が可能となっている。この土砂詰まり検出装置６０は、各ベルトコンベア１０，２０の駆動状態および各土砂検出装置４０，５０における土砂の検出状態に基づいて、ホッパ３０の土砂詰まりを検出するとともに、ホッパ３０に土砂詰まりが発生した場合には、上流側ベルトコンベア１０の駆動を停止させるものであり、公知のコンピュータによって構成されている。

土砂詰まり検出装置６０では、図５に示すように、各ベルトコンベア１０，２０が駆動した状態において、上流側土砂検出装置４０で土砂Ｅが検出された時点から、基準時間が経過した時点で、下流側土砂検出装置５０で土砂Ｅが検出されていない場合、および基準時間が経過した後に、下流側土砂検出装置５０で土砂Ｅが検出されなくなった場合には、ホッパ３０に土砂Ｅが詰まっていると判定する。なお、土砂詰まり検出装置６０は、上流側土砂検出装置４０で土砂Ｅが検出された時点からの時間をカウントするタイマーを有している。

各ベルトコンベア１０，２０の駆動状態を検出する方法としては、各ベルトコンベア１０，２０の制御信号に基づいて、各ベルトコンベア１０，２０の回転・停止状態（ＯＮ・ＯＦＦ）を検出することができるが、各ベルトコンベア１０，２０のプーリーの回転を検出してもよい。なお、プーリーの回転を検出する回転計としては、プーリーの外周部に設けられた磁石を磁気センサで検出するものがある。

土砂詰まり検出装置６０による土砂詰まりの検出方法について、図１および図２を参照して具体的に説明する。
土砂詰まり検出装置６０では、各ベルトコンベア１０，２０が駆動した状態において（時刻Ａ以降）、上流側土砂検出装置４０で土砂が検出された時点から（時刻Ｂ）、上流側土砂検出装置４０および下流側土砂検出装置５０における土砂の検出状態を継続して取得する。
なお、基準時間Ｔは、上流側土砂検出装置４０で検出された土砂が、ホッパ３０内を通過して、下流側土砂検出装置５０で検出されるまでに要する時間を予め計測し、その実測時間Ｔ１よりも僅かに長く設定した時間である。

土砂詰まり検出装置６０では、上流側土砂検出装置４０で土砂が検出されると（上流側土砂検出装置４０がＯＮ）、タイマーがカウントを開始するとともに、上流側土砂検出装置４０および下流側土砂検出装置５０における土砂の検出状態（各土砂検出装置４０，５０のＯＮ・ＯＦＦ）を継続して取得する。そして、土砂詰まり検出装置６０では、タイマーで基準時間Ｔがカウントされた時点で、上流側土砂検出装置４０および下流側土砂検出装置５０で土砂が検出されている場合には（各土砂検出装置４０，５０がＯＮ）、ホッパ３０に土砂が詰まっていないと判定し、各ベルトコンベア１０，２０の駆動を継続させる。

また、土砂詰まり検出装置６０では、タイマーで基準時間Ｔがカウントされた時点で、上流側土砂検出装置４０で土砂が検出され、下流側土砂検出装置５０で土砂が検出されない場合には（上流側土砂検出装置４０がＯＮ、下流側土砂検出装置５０がＯＦＦ）、ホッパ３０に土砂が詰まっていると判定する。そして、土砂詰まり検出装置６０では、ホッパ３０に土砂が詰まっていると判定した場合には、上流側ベルトコンベア１０の駆動を停止させる。

また、土砂詰まり検出装置６０では、タイマーで基準時間Ｔがカウントされた時点では、下流側土砂検出装置５０で土砂が検出され、その後、下流側土砂検出装置５０で土砂が検出されなくなった場合にも（時刻Ｄ）、ホッパ３０に土砂が詰まっていると判定し、上流側ベルトコンベア１０の駆動を停止させる。

また、土砂詰まり検出装置６０は、上流側土砂検出装置４０で土砂が検出されなくなった場合には（上流側土砂検出装置がＯＦＦ）、ホッパ３０の土砂詰まりの判定を終了する。

次に、前記した搬送装置１による土砂の搬送方法について説明する。
図３に示すように、各ベルトコンベア１０，２０のベルト１１，２１を回転駆動させると、上流側ベルトコンベア１０のベルト１１上で搬送始点側から搬送終点側に搬送されてきた土砂Ｅが、上流側土砂検出装置４０で検出される。

上流側土砂検出装置４０で土砂Ｅが検出された時点から、基準時間Ｔ（図２参照）が経過した時点で、土砂詰まり検出装置６０（図１参照）は、上流側土砂検出装置４０および下流側土砂検出装置５０における土砂Ｅの検出状態を継続して取得する。

図４に示すように、上流側ベルトコンベア１０からホッパ３０に投入された土砂Ｅが、ホッパ３０内を通過し、時刻Ｔ１において下流側土砂検出装置５０で検出されていれば、基準時間Ｔ（図２参照）が経過した時点で（図２の時刻Ｃ）、下流側土砂検出装置５０で土砂Ｅが検出されていることになるので、土砂詰まり検出装置６０（図１参照）は各ベルトコンベア１０，２０の駆動を継続させる。

また、図５に示すように、ホッパ３０内に土砂詰まりが発生し、基準時間Ｔ（図２参照）が経過した時点で、上流側土砂検出装置４０で土砂Ｅが検出され、下流側土砂検出装置５０で土砂Ｅが検出されていない場合には、土砂詰まり検出装置６０（図１参照）は、上流側ベルトコンベア１０の駆動を停止させる。

また、基準時間Ｔ（図２参照）が経過した時点で、上流側土砂検出装置４０で土砂Ｅが検出され、その後、ホッパ３０内に土砂詰まりが発生し、下流側土砂検出装置５０で土砂Ｅが検出されなくなった場合にも（図２の時刻Ｄ）、土砂詰まり検出装置６０（図１参照）は、上流側ベルトコンベア１０の駆動を停止させる。
なお、本実施形態では、図２に示すように、基準時間Ｔは、各土砂検出装置４０，５０の間において土砂の移動に要する実測時間Ｔ１よりも長く設定されているため、土砂の搬送時に、各土砂検出装置４０，５０の間において土砂の移動に要した時間が、実測時間Ｔ１よりも長くても、その誤差の間（時刻Ｔ１から時刻Ｃまでの間隔）に、ホッパ３０（図１参照）の土砂詰まりが検出されることがない。

また、図１に示すように、上流側ベルトコンベア１０で土砂Ｅの搬送が終了または途切れて、上流側土砂検出装置４０で土砂Ｅが検出されなくなった場合には、土砂詰まり検出装置６０（図１参照）は、ホッパ３０の土砂詰まりの判定を終了し、各ベルトコンベア１０，２０の駆動が継続される。

以上のような搬送装置１では、図５に示すように、ホッパ３０の上流側および下流側で土砂の有無を検出し、上流側土砂検出装置４０から下流側土砂検出装置５０までの間を土砂Ｅが通過する時間を考慮して、ホッパ３０の土砂詰まりを検出している。したがって、搬送装置１では、簡単な構成でホッパ３０の土砂詰まりを正確に検出することができ、製造コストを低減することができる。

また、上流側土砂検出装置４０および下流側土砂検出装置５０は、ベルト１１，２１上の土砂Ｅにアーム４１，５１が接触することで、土砂Ｅの有無を検出するリミットスイッチによって構成されており、土砂Ｅを検出する装置が簡単な構造で安価であるため、製造コストをより低減するとともに、メンテナンスを簡単に行うことができる。

また、図１に示す土砂詰まり検出装置６０が、ホッパ３０に土砂が詰まっていると判定した場合には、上流側ベルトコンベア１０の駆動が停止するため、土砂詰まりが発生したホッパ３０に対して土砂が投入されるのを防ぐことができる。

また、上流側土砂検出装置４０で土砂が検出されなくなった場合には、土砂詰まり検出装置６０はホッパ３０の土砂詰まりの判定を終了するため、上流側ベルトコンベア１０で土砂の搬送が終了または途切れた場合に、ホッパ３０の土砂詰まりが誤って検出されるのを防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態の搬送装置１は、トンネル内に設置されているが、様々な掘削現場に設置することができる。

また、本実施形態では、図４に示すように、各土砂検出装置４０，５０は、土砂Ｅにアーム４１，５１が接触することで、土砂Ｅの有無を検出するリミットスイッチによって構成されているが、土砂Ｅの検出する構成は限定されるものではなく、例えば、ベルト１１，２１の幅方向に照射させた光線が土砂Ｅによって遮られることで、土砂Ｅを非接触で検出する光センサを用いてもよい。

また、本実施形態の土砂詰まり検出装置６０では、図２に示すように、上流側土砂検出装置４０が土砂を検出した時点から基準時間Ｔが経過した後は、同時刻の各土砂検出装置４０，５０における土砂の検出状態に基づいて、ホッパ３０の土砂詰まりを検出しているが、上流側土砂検出装置４０の検出状態に対して、基準時間Ｔが経過した時点の下流側土砂検出装置５０の検出状態に基づいて、ホッパ３０の土砂詰まりを判定してもよい。この構成では、上流側土砂検出装置４０が土砂を検出した時点からプログラムを変更する必要がなくなり、制御を簡略化することができる。

１搬送装置
１０上流側ベルトコンベア
１１ベルト（上流側ベルトコンベア）
２０下流側ベルトコンベア
２１ベルト（下流側ベルトコンベア）
３０ホッパ
３１上部開口部（ホッパ）
３２下部開口部（ホッパ）
４０上流側土砂検出装置
５０下流側土砂検出装置
６０土砂詰まり検出装置
Ｅ土砂

Claims

上流側ベルトコンベアと、
下流側ベルトコンベアと、
前記上流側ベルトコンベアから投入された土砂を前記下流側ベルトコンベアに供給するホッパと、
前記上流側ベルトコンベアのベルト上の土砂の有無を検出する上流側土砂検出装置と、
前記下流側ベルトコンベアのベルト上の土砂の有無を検出する下流側土砂検出装置と、
前記ホッパの土砂詰まりを検出する土砂詰まり検出装置と、を備え、
前記土砂詰まり検出装置は、
前記上流側土砂検出装置で土砂が検出された時点から基準時間が経過した時点で、前記下流側土砂検出装置で土砂が検出されていない場合には、前記ホッパに土砂が詰まっていると判定することを特徴とする搬送装置。
前記基準時間が経過した時点で、前記下流側土砂検出装置で土砂が検出された後に、前記下流側土砂検出装置で土砂が検出されなくなった場合には、前記ホッパに土砂が詰まっていると判定することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
前記上流側土砂検出装置および前記下流側土砂検出装置は、前記ベルト上の土砂に接触することで、土砂の有無を検出するリミットスイッチであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の搬送装置。
前記土砂詰まり検出装置は、
前記上流側土砂検出装置で土砂が検出されなくなった場合には、前記ホッパの土砂詰まりの判定を終了することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の搬送装置。
前記土砂詰まり検出装置は、
前記ホッパに土砂が詰まっていると判定した場合には、前記上流側ベルトコンベアの駆動を停止させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の搬送装置。