(57)【要約】【課題】片吊り等の吊上げ異常の有無を精度良く判定する技術を提供する。【解決手段】灼熱コークスを運搬するためのバケット１００を、台車１０２に載せた状態から巻上げ機２により吊上げる際の吊上げ異常の判定方法であって、吊上げ時に巻上げ機２の巻上げ軸３の左右２カ所にかかる荷重差を測定し、台車１０２、バケット１００および巻上げ機２の組合せ毎に、荷重差のデータを蓄積し、組合せ毎に荷重差のデータから吊上げ異常と判定するための荷重差の閾値を決定し、閾値に基づいて吊上げ異常の判定を行うようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
灼熱コークスを運搬するためのバケットを、台車に載せた状態から巻上げ機により吊上げる際の吊上げ異常の判定方法であって、
吊上げ時に巻上げ機の巻上げ軸の左右２カ所にかかる荷重差を測定し、
台車、バケットおよび巻上げ機の組合せ毎に、前記荷重差のデータを蓄積し、
前記組合せ毎に前記蓄積された荷重差のデータから吊上げ異常と判定するための前記荷重差の閾値を決定し、
前記閾値に基づいて吊上げ異常の判定を行うことを特徴とする吊上げ異常の判定方法。
【請求項２】
前記蓄積された荷重差のデータから荷重差の分布データを生成し、
該荷重差の分布データから吊上げ異常と判定するための前記荷重差の閾値を決定することを特徴とする請求項１に記載の吊上げ異常の判定方法。
【請求項３】
前記バケットが複数の吊ロッドを有し、前記複数の吊ロッドを吊ビームを介して巻上げ機で吊上げることを特徴とする請求項２に記載の吊上げ異常の判定方法。
【請求項４】
前記荷重差の分布データの内、直近の５〜２０回の正常吊上げ時の荷重差の分布データから吊上げ異常を判定するための前記荷重差の閾値を決定することを特徴とする請求項２または３に記載の吊上げ異常の判定方法。
【請求項５】
灼熱コークスを運搬するためのバケットを、台車に載せた状態から巻上げ機により吊上げる吊上げ装置であって、
巻上げ機の巻上げ軸の左右２カ所にかかる荷重差を測定する荷重測定装置、および
バケットの吊ロッドを吊上げるための吊ビーム、
を有する巻上げ機と、
前記荷重差のデータの蓄積装置と、
請求項１〜４のいずれかに記載の方法で前記荷重差の閾値を決定して、前記閾値に基づいて吊上げ異常を判定する判定装置と、
を有することを特徴とする吊上げ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組合せが複数存在する台車上のバケットを巻上げ機により吊上げる技術に関し、より具体的には、特定の蓄積装置および判定装置を用い、台車、バケットおよび巻上げ機の組合せに応じて吊上げ異常を精度良く判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークスを運搬するバケットを吊上げる巻上げ機では、巻上げ機の左右２本の吊上げワイヤにかかる各々の荷重値を検出し、検出された前記荷重値の差（以下では、単に荷重差とも記す）が所定値を超えたときは、片吊りと判定して吊り上げを停止することにより、片吊りを防止する方法が行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−０１０６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、片吊りを精度良く検知することができない場合があった。すなわち、片吊りが実際に発生していても、片吊りの発生を検知することができていなかったり、片吊りが実際には発生していないにも関わらず、片吊りが発生していると判定してしまったりする場合があった。
【０００５】
そこで、本発明では、前記課題を解決するために、片吊り等の吊上げ異常の有無を精度良く判定する技術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】
【０００６】
本発明者等は、バケットが正常に吊上げられた場合の巻上げ機の巻上げ軸の左右にかかる荷重差について、データを蓄積して鋭意検討した結果、台車、バケットおよび巻上げ機の組合せが影響していることを知見した。すなわち、使用する台車の種類や状態（疵の有無、落骸の付着の有無、劣化の有無、変形の有無等）、使用するバケットの種類や状態、使用する巻上げ機の種類や状態に応じて、上記荷重差が異なってくることを知見した。
【０００７】
例えば、劣化や変形が生じたバケット、台車および巻上げ機を用いる場合の、巻上げ機の左右２カ所にかかる荷重差の平均値と、劣化や変形が生じていないバケット、台車および巻上げ機を用いる場合の、巻上げ機の左右２カ所にかかる荷重差の平均値とは、大きく異なる値を取ることを知見した。
【０００８】
そして、本発明者等が調査した結果、従来の巻上げ機の左右２本の吊上げワイヤにかかる荷重差から片吊りを検知する方法では、使用するバケット、台車および巻上げ機の組合せに関わる情報が考慮されていなかった。そのため、従来の方法で、過検知を防止するためには、正常に吊上げられた場合の左右の荷重差の分布を考慮して十分大きな荷重差の閾値を決定しなければならなかった。この方法では、閾値は大きくなる傾向にある。他方で、バケットの片吊りを早期且つ確実に検出するためには、片吊り検知の閾値は小さい方が有利である。しかしながら、片吊り検知の閾値が過小だと過検知が発生しやすくなる。
【０００９】
ここで、図１を参照する。図１は、２種類の台車とバケット（台車ＡとバケットＡ、台車ＢとバケットＢ）の組合せの夫々について、巻上げ機の左右２本の吊上げワイヤにかかる荷重差のヒストグラムを示す。なお、図１の２種類の台車とバケットについては、同じ巻上げ機を使用した。
【００１０】
図１に示すように、同じ巻上げ機を使用しても、台車とバケットの組合せが異なると、荷重差の平均値は２ｔｏｎ程度の違いが生じることが分かった。なお、図１に示すデータを集計していた際、台車Ａ上にモノ（落骸）が堆積してバケットＡが若干傾いて積載されていたため、巻上げ開始直後に荷重差が出やすくなっていることが分かった。
【００１１】
図１に示した例では、バケットと台車に関わる情報がなければ、例えば、巻上げ停止の閾値を台車Ａに合わせたより大きな値とする。但し、この場合には台車Ｂで片吊りによる異常な荷重差が発生した場合に検知できない可能性がある。
【００１２】
本発明は、前述した課題に対し、上記の知見に基づき完成したものであり、荷重測定装置と制御装置（蓄積装置および判定装置）とを用いて、台車、バケットおよび巻上げ機の組合せの違いにより異なる荷重差の閾値を自動的に決定して、バケットを２点で吊上げる巻上げ機の巻上げを停止することを可能にするシステムである。
【００１３】
より具体的に、本発明は、以下のような特徴を有する。
［１］灼熱コークスを運搬するためのバケットを、台車に載せた状態から巻上げ機により吊上げる際の吊上げ異常の判定方法であって、
吊上げ時に巻上げ機の巻上げ軸の左右２カ所にかかる荷重差を測定し、
台車、バケットおよび巻上げ機の組合せ毎に、前記荷重差のデータを蓄積し、
前記組合せ毎に前記蓄積された荷重差のデータから吊上げ異常と判定するための前記荷重差の閾値を決定し、
前記閾値に基づいて吊上げ異常の判定を行うことを特徴とする吊上げ異常の判定方法。
［２］前記蓄積された荷重差のデータから荷重差の分布データを生成し、
該荷重差の分布データから吊上げ異常と判定するための前記荷重差の閾値を決定することを特徴とする前記［１］に記載の吊上げ異常の判定方法。
［３］前記バケットが複数の吊ロッドを有し、前記複数の吊ロッドを吊ビームを介して巻上げ機で吊上げることを特徴とする前記［２］に記載の吊上げ異常の判定方法。
［４］前記荷重差の分布データの内、直近の５〜２０回の正常吊上げ時の荷重差の分布データから吊上げ異常を判定するための前記荷重差の閾値を決定することを特徴とする前記［２］または［３］に記載の吊上げ異常の判定方法。
［５］灼熱コークスを運搬するためのバケットを、台車に載せた状態から巻上げ機により吊上げる吊上げ装置であって、
巻上げ機の巻上げ軸の左右２カ所にかかる荷重差を測定する荷重測定装置、および
バケットの吊ロッドを吊上げるための吊ビーム、
を有する巻上げ機と、
前記荷重差のデータの蓄積装置と、
前記［１］〜［４］のいずれかに記載の方法で前記荷重差の閾値を決定して前記閾値に基づいて吊上げ異常を判定する判定装置と、
を有することを特徴とする吊上げ装置。
【００１４】
ここでいう、「組合せ」について、「組合せが同じ」であるとは、同一の台車、同一のバケットおよび同一の巻上げ機を用いることを指す。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、片吊り等の吊上げ異常の有無を精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】２種類の台車とバケットの組合せの夫々について、巻上げ軸の左右２本の吊上げワイヤにかかる荷重差のヒストグラムである。
【図２】本発明の吊上げ装置の構成を説明するための図である。
【図３】台車、バケット、巻上げ機夫々の荷重差要因を説明するための図である。
【図４】本発明の吊上げ異常の判定方法を説明するためのフロー図である。
【図５】閾値を決定する方法の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の吊上げ装置および吊上げ異常の判定方法について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
＜吊上げ装置＞
図２は、本発明の吊上げ装置１の構成を説明するための図である。
吊上げ装置１は、灼熱コークスを運搬するためのバケット１００を、台車１０２に載せた状態から巻上げ機２により吊上げる吊上げ装置１であり、巻上げ機２と、制御装置１０とを有する。巻上げ機２は、巻上げ軸３の左右２カ所にかかる荷重差を測定する荷重測定装置５ａ、５ｂと、バケット１００の吊ロッド１０１ａ、１０１ｂを吊上げるための吊ビーム８ａ、８ｂとを有する。また、制御装置１０は、上記荷重差のデータの蓄積装置１１と、本発明の吊上げ異常の判定方法により上記荷重差の閾値を決定し、この閾値に基づいて吊上げ異常を判定する判定装置１２と、を有する。
【００１９】
本発明で吊上げ装置１により吊上げる対象となるバケット１００には、灼熱コークスを収容させる。灼熱コークスを収容したバケット１００は、台車１０２に載せて移動させる。例えば、バケット１００に複数（図２中は２つ）の吊ロッド１０１ａ、１０１ｂを設け、吊ビーム７に設けられた吊フック８ａ、８ｂと吊ロッド１０１ａ、１０１ｂとを連結した状態で巻上げ機２がバケット１００を吊上げる。
【００２０】
本発明では、荷重測定装置５ａ、５ｂの故障を防ぐため、灼熱コークスとの距離を確保する。また、吊フック８ａと吊フック８ｂにかかる荷重バランスが崩れると、吊上げワイヤ６ａ、６ｂにかかる荷重に左右差が生じる。吊上げワイヤ６ａ、６ｂにかかる荷重差は、巻上げ機２の巻上げ軸３の左右にかかる荷重差に変換され、巻上げ機２の巻上げ軸３の左右２カ所に設置した荷重測定装置５ａ、５ｂにより測定される。
【００２１】
荷重測定装置５ａ、５ｂは、ロードセル等の通常公知の検出器を用いることができる。検出器の設置場所は、巻上げ軸３の左右にかかる荷重差を検出できればよく、特段の限定は必要としない。吊上げワイヤ６ａ、６ｂを巻き取るドラムにかかる荷重をドラムの左右で検出するように設置してもよいし、巻上げ軸３の左右の軸受けにかかる荷重を検出するように設置してもよい。
【００２２】
このように、吊フック８ａと吊フック８ｂにかかる荷重バランスの左右差が巻上げ軸３の左右の軸受けにかかる荷重差に反映されることを利用して、吊上げの異常が発生しているか否かが判定される。
【００２３】
本発明の吊上げ装置１では、バケット１００は２つより多くの複数の吊ロッドを有していてもよく、吊上げワイヤも２本より多くてもよい。
【００２４】
図２では、吊ロッド１０１ａ、１０１ｂを吊ビーム７を介して巻上げ機２により吊上げる例を示したが、吊ビーム７を介さずに吊フック８ａ、８ｂを直接、吊上げワイヤ６ａ、６ｂで巻上げてもよい。
【００２５】
本発明者らは、台車１０２、バケット１００および巻上げ機２の組合せ毎に、この吊上げの異常が発生していると判定する荷重差の閾値を決定する必要があることを突き止めた。
【００２６】
すなわち、本発明では、吊上げ異常の判定について、制御装置１０が有する蓄積装置１１が台車１０２とバケット１００および巻上げ機２の組合せ毎に、荷重差のデータを蓄積し、判定装置１２がこの組合せ毎に上記の蓄積された荷重差のデータの分布から吊上げ異常と判定する荷重差の閾値を決定することを特徴とする。
【００２７】
このように、台車１０２、バケット１００、巻上げ機２の組合せに応じて吊上げ異常と判定する荷重差の閾値を調整することで、片吊り等の吊上げ異常の判定精度を向上させることができる。
【００２８】
ここでいう、「組合せ」について、「組合せが同じ」であるとは、同一の台車、同一のバケットおよび同一の巻上げ機を用いることを指す。
【００２９】
本発明では、制御装置１０は、使用されている巻上げ機２や台車１０２、バケット１００等の情報を管理し、台車１０２、バケット１００、巻上げ機２の組合せによって異なる閾値を決定することができる。具体的には、制御装置１０が有する蓄積装置１１が、台車１０２、バケット１００および巻上げ機２の組合せ毎に、荷重差のデータを蓄積し、判定装置１２が、この組合せ毎に上記の荷重差のデータから吊上げ異常と判定するための荷重差の閾値を決定する。閾値の決定方法については、後述する。
【００３０】
また、本発明では、蓄積装置１１には、荷重測定装置５ａ、５ｂで測定された荷重値が伝送され、蓄積装置１１内で、台車１０２、バケット１００、巻上げ機２の組合せ毎に記録し、判定装置１２が蓄積装置１１に蓄積された荷重差のデータから閾値を計算し、吊上げ異常の判定に用いる。
【００３１】
判定装置１２は、上記の蓄積された荷重差のデータから荷重差の分布データを生成して、この荷重差の分布データから閾値を計算し、吊上げ異常の判定を行うこともできる。
【００３２】
また、制御装置１０については、巻上げ機２上の信号を集中的に処理し、巻上げ機２上の各機器を動かすという制御も行う。蓄積装置１１には、巻上げ高さ計４ａ、４ｂで測定された巻上げ高さ情報が伝送される。また、制御装置１０が有する判定装置１２は、巻上げ高さから地切りを検出し、その時の荷重差が閾値よりも大きければ片吊り等の吊上げ異常を検知して、巻上げ機２による巻上げを停止させる。
【００３３】
ここで、台車１０２、バケット１００および巻上げ機２の組合せによって荷重差に違いが出る要因について説明する。図３は、台車１０２、バケット１００、巻上げ機２の夫々の荷重差要因を説明するための図である。
【００３４】
まず、巻上げ機２が主たる要因となる荷重差として、吊フック８ａ、８ｂが変形することにより生じる荷重差（図３中、符号（Ａ１）参照）、吊上げワイヤ６ａ、６ｂが伸びたりすることにより生じる荷重差（図３中、符号（Ａ２）参照）、ロードセル等を有する荷重測定装置５ａ、５ｂの測定値がシフトすることにより生じる荷重差（図３中、符号（Ａ３）参照）が挙げられる。
【００３５】
また、バケット１００が主たる要因となる荷重差として、吊ロッド１０１ａ、１０１ｂが変形することによる生じる荷重差（図３中、符号（Ｂ１）参照）、バケット１００のフレームが変形することにより生じる荷重差（図３中、符号（Ｂ２）参照）、バケット１００上に落骸が飛散することにより生じる荷重差（図３中、符号（Ｂ３）参照）が挙げられる。
【００３６】
また、台車１０２が主たる要因となる荷重差として、台車１０２上に落骸が飛散することにより生じる荷重差（図３中、符号（Ｃ１）参照）、台車１０２とバケット１００とが擦れることにより生じる荷重差（図３中、符号（Ｃ２）参照）が挙げられる。すなわち、上記荷重差の台車１０２の影響としては、具体的には、台車１０２のサイズの影響や、バケット１００、吊ロッド１０１ａ、１０１ｂと接することになる台車１０２の表面状態の影響が挙げられる。
【００３７】
従来の２点の荷重差のみから片吊りを検知する方法では、使用しているバケット１００、台車１０２、巻上げ機２の組合せに関わる情報がないため、過検知を防止するためには荷重差の平均が大きな組合せのデータを用いて閾値を決めなければならなかった。この方法では閾値は大きくなりがちである。一方で、バケット１００の片吊りを早期・確実に検出するためには片吊り検知の閾値が小さい方が有利である。
【００３８】
本発明では、台車１０２、バケット１００、巻上げ機２の組合せ毎に、この吊上げの異常が発生していると判定する荷重差の閾値を決定するため、上記の複数の要因が複雑に影響し合うことで荷重差が存在しても、吊上げ異常の有無を精度良く判定することができる。
【００３９】
なお、吊上げ装置１を構成する上記の各装置については、前述した各機能を実行することができれば、形状、材質等については特に限定されない。
【００４０】
＜吊上げ異常の判定方法＞
次に、本発明の吊上げ異常の判定方法について説明する。図４は、本発明の吊上げ異常の判定方法を説明するためのフロー図である。
【００４１】
本発明の吊上げ異常の判定方法は、灼熱コークスを運搬するためのバケット１００を、台車１０２に載せた状態から巻上げ機２により吊上げる際の吊上げ異常の判定方法であって、吊上げ時に巻上げ機２の巻上げ軸３の左右２カ所にかかる荷重差を測定し（ステップＳ１）、台車１０２、バケット１００および巻上げ機２の組合せ毎に、荷重差のデータを蓄積し（ステップＳ２）、組合せ毎に蓄積した荷重差のデータから吊上げ異常と判定する荷重差の閾値を決定する（ステップＳ３）。
【００４２】
蓄積された荷重差のデータから、荷重差の分布データを生成し、この荷重差の分布データから吊上げ異常と判定する荷重差の閾値を決定することもできる。
【００４３】
本発明では、この閾値により、バケット１００を吊上げた際に、片吊り等の吊上げ異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ４）。これにより、その後吊上げられるバケット１００の荷重差が閾値よりも大きければ、片吊り等の吊上げ異常を検知して、巻上げ機２による巻上げを停止させる。例えば、吊フック８ａ、８ｂが吊ロッド１０１ａ、１０１ｂから外れていると判定し、巻上げ機２による巻上げを停止させることができる。
【００４４】
ここで、閾値を決定する方法の詳細について、図５を参照しながら説明する。図５は、閾値を決定する方法の一例を示すフロー図である。
【００４５】
まず、制御装置１０の蓄積装置１１は、トラッキング情報として、使用する巻上げ機２の情報（使用巻上げ機情報）、使用する台車１０２の情報（使用台車情報）、使用するバケット１００の情報（使用バケット情報）を取得することにより、巻上げ機２、バケット１００、台車１０２の組合せの情報を取得する（ステップＳ１０）。
【００４６】
次に、制御装置１０の判定装置１２は、使用する組合せで、吊上げ時の荷重差のデータが直近ｎ回以上記録されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。バケット１００、台車１０２や巻上げ機２の補修等を行った場合は、荷重差の分布特性が変わるので、それ以前に記録した荷重差のデータは消去あるいは使用しないようにする。
【００４７】
そして、使用する組合せでの記録された荷重差のデータが直近ｎ回未満の場合は、閾値を予め設定された初期値ａとする（ステップＳ１２）。閾値については、ｎ回分のデータが貯まり次第、初期値ａから後述するように計算される設定値に変更するようにする。
上記初期値ａについては、異なる組合せの情報に基づいて、適宜設定したり変更したりすることができる。
【００４８】
一方で、使用する組合せでの記録された荷重差のデータが直近ｎ回以上の場合には、次に、「３×｜標準偏差｜」が、予め設定された値（偏差最小値）ｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００４９】
ここで、「３×｜標準偏差｜」がｂ未満である場合には、閾値を「平均値＋ｂ」とする（ステップＳ１４）。一方で、「３×｜標準偏差｜」がｂ以上である場合には、閾値を「平均値＋３×｜標準偏差｜」とする（ステップＳ１５）。なお、上記のａ、ｂは任意の値とする。ｂは、好適には、ａの１／１０またはそれ以上とする。このようにして、閾値が設定される（ステップＳ１６）。
上記ｂについては、異なる組合せの情報に基づいて、適宜設定したり変更したりすることができる。
【００５０】
使用する組合せでの記録された荷重差の分布データから閾値を計算する最小データ数ｎは、５以上２０以下とすることが好ましい。ｎが５未満では、標準偏差が十分収束しない問題があり、ｎが２０を超えると初期値を用いる時間が長くなり、荷重差の分布データを使う本発明が有効に機能する時間が短くなるからである。
【００５１】
以上説明したように、本発明によれば、片吊り等の吊上げ異常の有無を精度良く判定することができる。本発明では、組合せが複数ある台車１０２上のバケット１００を吊上げる吊上げ装置１において、荷重測定装置５ａ、５ｂと制御装置１０（蓄積装置１１および判定装置１２）とを用いて、使用する台車１０２、バケット１００および巻上げ機２の組合せと同じ組合せの蓄積された荷重差のデータから荷重差の閾値を自動的に決定し、地切り時の荷重差と比較することで、吊上げ異常の有無を精度良く判定することができる。
【００５２】
本発明では、従来の方法と比較して台車１０２、バケット１００および巻上げ機２の組合せ毎の荷重差の異なりの影響がなくなるため、片吊りの検出精度を向上させると共に誤検出も減らすことができる。
【００５３】
なお、巻上げ機２が１台しかない場合は、台車１０２およびバケット１００の組合せ毎に荷重差データを蓄積すれば、実質的に台車１０２、バケット１００および巻上げ機２の組合せ毎に、荷重差のデータを蓄積したこととなり、本発明の効果を享受できることは言うまでもない。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明の効果について、実施例をもとに説明する。
【００５５】
これまでの２点の荷重差のみから片吊りを検知する方法では、使用しているバケット、台車、巻上げ機の組み合わせに関わる情報がないため、過検知を防止するためには荷重差の平均が大きい組み合わせのデータを用いて閾値を決めなければならなかった。この方法では閾値は大きくなりがちであった。
【００５６】
図１に示した例で、バケットや台車に関わる情報がない場合、巻上げ停止の閾値を台車Ａに合わせた大きな値（例えば、平均＋３×標準偏差＝１７．０ｔｏｎ）とする必要がある。
【００５７】
本発明で提案する方法により、台車Ａと台車Ｂで異なる閾値を用いる場合、台車Ｂでは台車Ａの大きな値（１７．０ｔｏｎ）ではなく、台車Ｂに合った適切な値（平均＋３×標準偏差＝１４．４ｔｏｎ）を閾値として用いることができた。
【００５８】
なお、図１の２種類の台車とバケットについては、同じ巻上げ機を使用したが、異なる巻上げ機を用いた場合も、同様の結果を得ることができた。
【符号の説明】
【００５９】
１    吊上げ装置
２    巻上げ機
３    巻上げ軸
４ａ、４ｂ    巻上げ高さ計
５ａ、５ｂ    荷重測定装置
６ａ、６ｂ    吊上げワイヤ
７    吊ビーム
８a、８ｂ    吊フック
１０    制御装置
１１    蓄積装置
１２    判定装置
１００    バケット
１０１ａ、１０１ｂ    吊ロッド
１０２    台車
【図１】
2019182563.tif 000003
【図２】
2019182563.tif 000004
【図３】
2019182563.tif 000005
【図４】
2019182563.tif 000006
【図５】
2019182563.tif 000007