【手続補正書】
【提出日】平成17年2月3日(2005.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  砕石処理システム、砕石処理方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  砕石を生成する砕石処理システムにおいて、採石を運搬する採石運搬機と、この採石運搬機によって搬入される搬入面より下方に投下される採石を貯留する採石貯留部と、前記搬入面よりも下方に設置され、前記採石貯留部に貯留された採石を自動的に掬い取って排出する掘削機と、この掘削機により排出される採石を破砕して砕石を生成する採石破砕機とを備え、前記掘削機の自動運転を遠隔操作および遠隔制御するための遠隔操作システムを備えていることを特徴とする砕石処理システム。
【請求項２】  請求項１記載の砕石処理システムにおいて、前記採石貯留部の底面が前記掘削機の設置面よりも下方に位置していることを特徴とする砕石処理システム。
【請求項３】  請求項１記載の砕石処理システムにおいて、前記掘削機が、バケットが掘削機から前方にのびるタイプのものであり、前記採石貯留部の底面が前記掘削機の設置面とほぼ同じ高さに位置していることを特徴とする砕石処理システム。
【請求項４】  請求項３記載の砕石処理システムにおいて、採石を貯留する底部と、前記採石運搬機によって投下される採石を前記底部に案内する傾斜した第１の案内面を備えた採石貯留部を有していることを特徴とする砕石処理システム。
【請求項５】  請求項１記載の砕石処理システムにおいて、採石を貯留する底部と、前記採石運搬機によって投下される採石を前記底部に案内する傾斜した第１の案内面と、前記採石破砕機に前記採石を運搬するため前記掘削機で前記採石を掬い取った後の残余の採石が前記底部に戻るように案内する傾斜した第２の案内面とを備えたことを特徴とする砕石処理システム。
【請求項６】  請求項５記載の砕石処理システムにおいて、前記底面が前記掘削機の設置面よりも下方に位置していることを特徴とする砕石処理システム。
【請求項７】  砕石を生成する砕石処理方法において、採石運搬機によって搬入された採石を、採石の搬入面より下方に底面を有する採石貯留部に投下する工程と、採石を自動的に掬い取るために設置された掘削機において、その掘削機によって採石貯留部に堆積された採石を掬い取る工程と、その採石を採石破砕機へ排出する工程と、前記採石破砕機によって前記採石を破砕して砕石を生成する工程とからなることを特徴とする砕石処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砕石処理システムおよび砕石処理方法に係わり、特に、採石を破砕して砕石を生成する作業を自動化した砕石処理システムおよび砕石処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、砕石現場での砕石作業の自動化が進められてきており、特開平９−１９５３２１号公報には自動砕石プラントの技術が開示されている。この自動砕石プラントは、ブルドーザにより掻き集めた採石を、油圧ショベルで掬い取り、その採石をモービルクラッシヤに排出し、このモービルクラッシヤで砂利を生成するものであり、さらに、オペレータにより操作されるブルドーザには、油圧ショベルおよびモービルクラッシヤを自動運転制御させる制御装置を設けると共に、油圧ショベルから離れた位置にも、油圧ショベルおよびモービルクラッシヤを自動運転制御させる制御装置が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術の砕石プラントでは、油圧ショベルは、ブルドーザによって集めた採石を、予め記憶された順番で掬い込むように設定されているが、油圧ショベルが採石を効率良く掬い込むためには、ブルドーザを操作して、崩された採石を油圧ショベルの作業範囲まで集積する必要があり、その際、ブルドーザに乗車しているオペレータは、ブルドーザが採石の掬い込み作業を行っている油圧ショベルのフロント作業機部に接触しないように両者の距離を勘案して、ブルドーザを制御しなければならない。さらには、油圧ショベルによる採石の掬い込み作業が行われている時には、油圧ショベルのフロント作業機部との接触を防ぐために、ブルドーザによる油圧ショベルの作業範囲への採石の集積動作を休止しなければならず、また、油圧ショベルの作業範囲での採石量が少なくなった場合には、ブルドーザによって採石を集積するために、油圧ショベルの運転を体止しなければならない。そのため、砕石処理を安定かつ効率よく行い得ないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みて、砕石処理の作業効率の向上を図った砕石処理システムおよび砕石処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、次のような手段を採用した。
【０００６】
本発明の砕石処理システムは、採石を運搬する採石運搬機と、この採石運搬機によって搬入される搬入面より下方に投下される採石を貯留する採石貯留部と、前記搬入面よりも下方に設置され、前記採石貯留部に貯留された採石を自動的に掬い取って排出する掘削機と、この掘削機により排出される採石を破砕して砕石を生成する採石破砕機とを備え、前記掘削機の自動運転を遠隔操作および遠隔制御するための遠隔操作システムを備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項１記載の砕石処理システムにおいて、前記採石貯留部の底面が前記掘削機の設置面よりも下方に位置していることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項１記載の砕石処理システムにおいて、前記掘削機が、バケットが掘削機から前方にのびるタイプのものであり、前記採石貯留部の底面が前記掘削機の設置面とほぼ同じ高さに位置していることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３記載の砕石処理システムにおいて、採石を貯留する底部と、前記採石運搬機によって投下される採石を前記底部に案内する傾斜した第１の案内面を備えた採石貯留部を有していることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項１記載の砕石処理システムにおいて、採石を貯留する底部と、前記採石運搬機によって投下される採石を前記底部に案内する傾斜した第１の案内面と、前記採石破砕機に前記採石を運搬するため前記掘削機で前記採石を掬い取った後の残余の採石が前記底部に戻るように案内する傾斜した第２の案内面とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５記載の破砕処理システムにおいて、前記底面が前記掘削機の設置面よりも下方に位置していることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の破砕処理方法は、砕石を生成する砕石処理方法において、採石運搬機によって搬入された採石を、採石の搬入面より下方に底面を有する採石貯留部に投下する工程と、採石を自動的に掬い取るために設置された掘削機において、その掘削機によって採石貯留部に堆積された採石を掬い取る工程と、その採石を採石破砕機へ排出する工程と、前記採石破砕機によって前記採石を破砕して砕石を生成する工程とからなることを特徴とことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１および図２を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係わる砕石処理システムの全体構成およびその作業形態を示す図である。
【００１５】
同図において、１は自動運転されるバックホータイプの掘削機で、掘削機１は走行体１０と、走行体１０上に旋回可能に設けた旋回体１１と、旋回体１１に俯仰可能に設けた多関節型のアーム１２と、アーム１２の先端に設けたバケット１３と、運転室１４とを備えており、さらに掘削機１には、掘削機１を自動運転制御するための制御装置１５と、信号を送受信する通信装置１６とが設けられている。
【００１６】
２は採石３を一時的に貯える採石貯留部で、採石貯留部２は掘削機１の設置場所の近傍に配置される。採石貯留部２は掘削機１の設置場所から離れる側に傾斜角をもって形成された第１の案内面２０と、掘削機１の設置場所側に傾斜角をもって形成された第２の案内面２１と、第１の案内面２０と第２の案内面２１間に形成した底部２２とから構成され、底部２２は掘削機１の設置場所面よりも下方に形成される。第１の案内面２０および第２の案内面２１とは底部２２から上方に向かうに従って先広がりとなるように形成されてり、さらに第１の案内面２０は掘削機１の設置場所面よりも上方に延在している。また、第１の案内面２０の傾斜角度は、その上方の延在部、即ち採石３の供給部２３から放出される採石３が底部２２に堆積されるような角度に設定することが望ましい。さらに第２の案内面２１の傾斜角度は、採石掬い取り作業の効率の面から、掘削機１のバケット１３によって掬い取れた後の採石が底部２２に戻るような角度に設定することが望ましい。
【００１７】
４は採石貯留部２を構成する第１の案内面２０の延在部、即ち採石３の供給部２３に侵入するトラック等の採石運搬機であり、採石運搬機４は他の箇所の地山を崩して生成された採石３を運搬するためのベッセル４０を備えている。採石運搬機４はこれに搭乗したオペレータによって運転され、ベッセル４０に積み込まれた採石３を供給部２３において、ベッセル４０の傾動により、採石３を採石貯留部２に放出する。
【００１８】
５は掘削機１の近傍に配置した採石破砕機であり、採石破砕機５は、走行体５０と、走行体５０上に設けた破砕機本体５１と、破砕機本体５１の入口側に位置するように設けたホッパ５２と、破砕機本体５１の出口側に位置するように設けたコンベア等の搬送機５３と、通信装置５４と、異常状態検出部５５とを備えている。
【００１９】
６は採石破砕機５によって破砕され、その搬送機５４から放出された砕石である。
【００２０】
７は掘削機１および採石破砕機５を遠隔操作するための遠隔操作装置であり、遠隔操作装置７は、制御装置７０と、表示部７１と、操作部７２と、通信装置７３とを備えている。
【００２１】
図２は本実施形態に係わる砕石処理システムの制御機構の概要を示すブロック図である。なお、同図において、図１に示す符号と同符号の箇所は同一箇所を示す。
【００２２】
同図において、１７は自動運転ショベル１の車載搭載装置を示し、１５は教示された内容を記憶し、再生動作時に再生して自動運転ショベル１を制御するための制御装置、１６は遠隔操作装置２からの操作コマンドを受信し、かつ自動運転ショベル１の運転状態を通知するための双方向の通信を行うと共に、採石破砕機５から異常状態検出信号を受信する通信装置、１７１は自動運転ショベル１の作業手順を教示するための教示操作部、１７２は制御装置１５から出力された駆動電流によって駆動され、アクチュエータ１７３に流入する油量または油圧を制御する制御弁、１７３は図１に示す自動運転ショベル１の各部を作動するための図示していないシリンダ等のアクチュエータ、１７４は旋回体１１、多関節のアーム１２、バケット１３の各関節の位置を計測するための角度センサである。
【００２３】
遠隔操作装置７において、７３は自動運転ショベル１に各種の操作コマンドを送信する通信装置、７２は少なくとも自動運転ショベル１の起動を行うための起動ボタン７２１および停止を行うための停止ボタン７２２を備える操作部、７１は自動運転ショベルの動作異常状態、正常運転状態、教示操作状態等の当該砕石処理システムの各種の状態を表示する表示部、７０は操作部７２からの操作指令をコマンドに変換し通信装置７３へ出力すると共に通信装置７３で受信した自動運転ショベル１の状態を表示部７１に表示する制御装置である。
【００２４】
５０は採石破砕機５の搭載装置を示し、５４は遠隔操作装置７に異常状態検出信号を送信する通信装置、５５は採石破砕機５の異常状態を検出して異常状態検出信号を出力する異常状態検出部、５６は異常状態が検出されたときは異常信号の送信を指令する制御装置である。
【００２５】
ここで、教示操作部１７１は、掘削機１のバケット１３により採石貯留部２内の採石３を掬い込み、この状態で旋回体１１を旋回して、バケット１３を採石破砕機５のホッパ５２上に位置させ、次にバケット１３を回動させて、バケット１３内の採石をホッパ５２に放出し、再び旋回体１１を旋回させてバケット１３を採石貯留部２に移動させて採石貯留部２内の採石３を掬い込みむという動作を教示する。この教示された内容は、制御装置１５内の記憶部に記憶される。また、制御装置１５は、遠隔操作装置７からの起動指令に基づいて前記の教示内容を記憶部から読み出して教示動作指令を制御弁１７２に出力する。制御弁１７２は教示動作指令に対応して掘削機１のアクチュエータ１７３に圧油を供給する。これにより、アクチュエータ１７３は掘削機１の各動作部を駆動する。この掘削機１の各動作部の動作は、角度センサ１７４によって検出されて制御装置１５に帰還され、教示動作指令に従った再生動作が行われる。
【００２６】
なお、掘削機１の教示機能および再生機能の詳細な説明は省略する。
【００２７】
次に、本実施形態に係わる砕石処理システムの動作について説明する。
【００２８】
図１に示すように、採石貯留部２には、採石運搬機４により採石３が放出される。この採石運搬機４による採石放出時期は、掘削機１のバケット１３による採石３の掬い込み動作と一致しないように行われる。採石運搬機４により放出された採石３は、採石貯留部２を構成する第１の案内面２０に沿って落下し、底部２２に堆積される。掘削機１は、遠隔操作装置７からの起動指令を受信することにより、予め記憶した教示動作に従って教示動作を再生する。即ち、バケット１３により採石貯留部２内の採石３を掬い込み、この状態で旋回体１１を旋回して、バケット１３を採石破砕機５のホッパ５２上に位置させ、次にバケット１３を回動させて、バケット１３内の採石をホッパ５２に放出し、再び旋回体１１を旋回させてバケット１３を採石貯留部２に移動させて採石貯留部２内の採石３を掬い込むという動作を繰り返す。
【００２９】
採石破砕機５のホッパ５２に投入された採石３は、破砕後、搬送機５３により砕石６として放出される。砕石６は他に用意された運搬機により搬出される。
【００３０】
砕石の生成作業において、掘削機１のバケツト１３によって、採石貯留部２内の採石３を掬い込んだとき、バケット１３からこぼれ落ちた採石３および掘削機１側に寄せられた採石３は、採石貯留部２を構成する第２の案内面２１により、底部２２側に戻される。その結果、採石貯留部２の底面２２には、採石３が一個所に偏って堆積することがないので、掘削機１のバケット１３による掬い込み作業効率を向上させることができる。
【００３１】
また、採石貯留部２内への採石３の投入位置は、掘削機１の設置位置よりも離れた位置に設定してあるので、採石運搬機４と掘削機１との接触を心配する必要がない。その結果、採石３を採石貯留部２内に安全かつ効率良く供給することができる。
【００３２】
さらに、採石破砕機５に異常が発生した場合には、その異常状態検出装置５５からの検出信号が、遠隔操作装置７に送信されるので、遠隔操作装置７はこの異常状態をその表示装置７１に表示すると共に、採石破砕機５に停止指令を送信する。その結果、採石破砕機５の異常も一元的に管理することができ、砕石生成を安定かつ効率的に行うことができる。
【００３３】
図３は他の実施形態に係わる砕石処理システムの全体構成およびその作業形態を示す図である。なお、同図において、図１に示す符号と同一符号の箇所は同一箇所を示す。
【００３４】
この実施形態が図１に示した実施形態と異なる点は、採石貯留部２を構成する第２の案内面２１と掘削機１の設置面との交点付近に、掘削機１の設置面側への採石３の移動を抑止する採石移動抑止部材８を設けたことにある。
【００３５】
この実施形態では、掘削機１のバケット１３は採石移動抑止部材８を回避して移動するように動作教示される。また、この実施形態によれば、採石貯留部２を掘削機１の設置面より十分低く設置できない場合に有効であると共に、前述した実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３６】
なお、上記の各実施形態において、採石貯留部２を構成する第２の案内面２１は、傾斜角をもって形成したが、垂直に形成してもよい。
【００３７】
図４は他の実施形態に係わる砕石処理システムの全体構成およびその作業形態を示す図である。なお、同図において、図１に示す符号と同一符号の箇所は同一箇所を示す。
【００３８】
この実施形態が図１の実施形態と異なる点は、掘削機１としてローディングショベルタイプのものを用い、採石貯留部２を構成する底部２２の底面と掘削機１の設置面とを略同一面としたことにある。
【００３９】
この実施形態では、掘削機１がローディングショベルタイプであるので、採石貯留部２の底部２２の底面と掘削機１の設置面とを略同一面に配置しても、採石３を効率よく掬い取ることができる。
【００４０】
なお、上記の各実施形態では、採石破砕機５を掘削機１の設置面よりも下方に設置しているが、採石破砕機５を掘削機１の設置面とほぼ同一の面に設置することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の破砕処理システムによれば、採石を採石貯留部に堆積し、この堆積した採石を掘削機によって掬い込むようにしたので、採石処理作業を安定かつ効率的に行うことができる。
【００４２】
さらに、本発明の破砕処理方法によれば、採石貯留部に採石を堆積し、掘削機によって堆積された採石を掬い込んで採石破砕機に放出する動作を繰り返させ、採石破砕機から砕石を生成するので、砕石処理作業の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態に係わる砕石処理システムの全体構成およびその作業形態を示す図である。
【図２】
本実施形態に係わる砕石処理システムの制御機構の概要を示すブロック図である。
【図３】
本発明の他の実施形態に係わる砕石処理システムの全体構成およびその作業形態を示す図である。
【図４】
本発明の他の実施形態に係わる砕石処理システムの全体構成およびその作業形態を示す図である。
【符号の説明】
１  掘削機
２  採石貯留部
３  採石
４  採石運搬機
５  採石破砕機
６  砕石
７  遠隔操作装置
２０  第１の案内面
２１  第２の案内面
２２  底部
２３  採石供給部