(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール上を走行する走行機体に俯仰及び旋回可能にブームを支持するとともに、この走行機体にトリッパを連結してなるスタッカ・リクレーマにおける、当該トリッパの連結・分離装置であって、
前記レール上の走行機体の位置を検出する走行機体位置検出手段と、
前記走行機体にトリッパを分離可能に連結する連結器と、
前記トリッパを前記レール上の係留位置に保持するトリッパ保持手段と、
前記トリッパ保持手段によってトリッパが保持されていることを検出するトリッパ保持検出手段と、を備えることを特徴とするトリッパの連結・分離装置。
【請求項２】
前記トリッパ保持検出手段によって前記トリッパの保持状態が検出されていないときは、前記連結器の分離動作を禁止して前記走行機体からのトリッパの分離を規制する、トリッパ分離規制手段をさらに備える、請求項１に記載のトリッパの連結・分離装置。
【請求項３】
前記ブームの俯仰及び旋回位置を検出するブーム位置検出手段を備え、
前記トリッパ分離規制手段は、前記ブーム位置検出手段によってブームが前記トリッパと干渉しない所定位置にあることが検出されたときに、前記連結器の分離動作を許容する、請求項２に記載の連結・分離装置。
【請求項４】
前記ブーム位置検出手段によってブームが前記所定位置にあることが検出されたとき、前記トリッパの分離されている前記走行機体が前記係留位置から所定距離内に進入することを許容する一方、ブームが前記所定位置になければ前記走行機体が前記所定距離内に進入することを禁止してトリッパとの連結を規制する、トリッパ連結規制手段をさらに備える請求項３に記載の連結・分離装置。
【請求項５】
前記連結器は、
前記走行機体及びトリッパのいずれか一方に設けられた係止部と、他方に設けられて該係止部に係脱されるようアクチュエータにより動作される係合部材と、
前記走行機体及びトリッパの間隔が所定値以下の近接状態において前記係合部材が当接可能で、且つこの係合部材を前記係止部へ案内する案内部と、を備えている請求項１〜４のいずれか１つに記載の連結・分離装置。
【請求項６】
前記走行機体及びトリッパの前記近接状態を検出する近接状態検出手段と、
前記近接状態検出手段によって近接状態であることが検出されたとき、前記係留位置に近づくように走行している前記走行機体を一時停止させる停止制御手段と、を備える請求項５に記載の連結・分離装置。
【請求項７】
前記走行機体位置検出手段は、前記走行機体の車輪の回転角を検出する回転角センサと、前記レールの長手方向に所定間隔で設けられた被検知対象を検知する検知センサと、を備えている請求項１〜６のいずれか１つに記載の連結・分離装置。
【請求項８】
前記トリッパは、その位置を記憶するための記憶装置と、この記憶装置の動作に用いられる電源と、を備えている請求項１〜７のいずれか１つに記載の連結・分離装置。
【請求項９】
レール上を走行する走行機体に俯仰及び旋回可能にブームを支持するとともに、この走行機体にトリッパを連結してなるスタッカ・リクレーマにおける、当該トリッパの連結・分離方法であって、
前記トリッパが前記レール上の係留位置に保持されていることを検出するトリッパ保持検出手段を準備し、
まず、前記レール上の走行機体の位置を検出しながら該走行機体を走行させて、これに連結されているトリッパを前記係留位置に位置づけ、
次に前記トリッパを前記係留位置に保持し、この保持状態が前記トリッパ保持検出手段によって検出されるまでは、当該トリッパを走行機体から分離せず、トリッパの係留位置での保持状態が検出されれば、当該トリッパを走行機体から分離する、ことを特徴とするトリッパの連結・分離方法。
【請求項１０】
前記ブームの俯仰及び旋回位置を検出するブーム位置検出手段を備え、
前記ブーム位置検出手段によって、ブームが前記トリッパと干渉しない所定位置にあることが検出された後に当該トリッパを分離する、請求項９に記載の連結・分離方法。
【請求項１１】
前記ブーム位置検出手段によってブームが前記所定位置にあることが検出された後に、前記トリッパの分離されている前記走行機体を前記係留位置に向けて走行させ、当該係留位置から所定距離内まで進入させる、請求項１０に記載の連結・分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば石炭等のバラ物搬送物をヤードに積付するスタッカと、山積みされているバラ物搬送物を取り崩して払出するリクレーマと、を兼用するスタッカ・リクレーマにおいて、積付の際に用いるトリッパを分離したり、連結したりする装置、及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より例えば埠頭の荷役設備や製鉄所等において、搬入される鉱石や石炭等のバラ物をヤードに山積みにして貯留することが行われており、この積付に用いるスタッカとバラ物搬送物を払出すためのリクレーマとを兼用する、いわゆるスタッカ・リクレーマが広く知られている。スタッカ・リクレーマは、ヤードに沿って延びるレール上を走行する走行機体と、その上に旋回可能に設けられた旋回体と、この旋回体に俯仰可能に支持されたブームとを備え、ブームの先端にはバケットホイール等が取り付けられている。
【０００３】
また、レールの間には搬入ないし搬出のためのコンベヤが敷設され、このコンベヤのベルトを斜め上方に引き上げて、その上端からバラ物搬送物を落下させるようにトリッパが設けられている。トリッパは前記走行機体に連結されて、バラ物搬送物をブームコンベヤに移し替えるためのものであり、こうしてブームコンベヤに移し替えられたバラ物搬送物はブームの先端側まで搬送されてヤードに投下され、台形状若しくは三角形状に山積みされる。
【０００４】
一方、払出の際はブームの先端のバケットホイール等によりバラ物搬送物を山から取り崩し、ブームコンベヤにより今度はブームの基端側に搬送してその下方のホッパに投下する。ホッパの下端は前記の搬入ないし搬出コンベヤの上方に位置し、バラ物搬送物はコンベヤによって外部に搬出される。
【０００５】
そのように払出の際には使用しないトリッパを、走行機体に連結して牽引していると、このトリッパにおいて特にベルトコンベヤの上端付近がブームと干渉するおそれがある。そこで、一般には干渉を阻止するようにブームの俯仰、旋回可能な範囲が制限されており、作業効率の低下を招いていた。
【０００６】
また、払出の際は使用しないトリッパを走行機体から切り離すことも行われているが、その分離・連結の作業に手間が掛かるとともに、重量物が移動するにも拘らず衝突の回避を全て作業者の目視確認に頼っているのが実情で、作業者の疲労や天候によって衝突の起きるおそれがあった。
【０００７】
これに対し例えば特許文献１のものでは、走行機体からトリッパに向けて長尺の連結フレームを延設し、これをトリッパの台車フレームの下方にまで延在させるとともに、この台車フレームを連結フレームの長手方向に相互に離れた二位置で切換えて連結するようにしている。すなわち、トリッパを使用しないときには、これをできるだけブームから離した待避位置にて走行機体と連結するのである。
【０００８】
こうしてトリッパを二つの位置で切換えて走行機体に連結するのであれば、両者の位置関係が常に定まっているので、不測の衝突を回避することができる上に、二つの位置の間隔に相当する分、両者を相互に移動させることによって、位置の切換えを遠隔操作で行うことも可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４３５２３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来例のようにトリッパをブームから離れた待避位置において走行機体に連結するためには、走行機体からトリッパに向けて延設する連結フレームをかなり長くしなくてはならない。この連結フレームには相応の強度、剛性が要求されるため、走行機体の重量が大幅に増大してしまい、消費電力の増大を招くこととなる。
【００１１】
かかる点に鑑みて本発明の目的は、前記従来例のような走行機体の重量増を招かないように、スタッカ・リクレーマにおいてトリッパを分離可能に構成するとともに、その連結・分離を作業者の目視確認に頼らず安全、確実に行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するための本発明は、レール上を走行する走行機体に俯仰及び旋回可能にブームを支持するとともに、この走行機体にトリッパを連結してなるスタッカ・リクレーマにおいて、当該トリッパを連結・分離する装置が対象である。
【００１３】
そして、本発明では、前記レール上の走行機体の位置を検出する走行機体位置検出手段と、該走行機体にトリッパを分離可能に連結する連結器と、トリッパを前記レール上の係留位置に保持するトリッパ保持手段と、このトリッパ保持手段によってトリッパが保持されていることを検出するトリッパ保持検出手段と、を備えている。係留位置は予め設定しておいてもよいし、任意に選択してもよい。
【００１４】
前記の構成により、スタッカ・リクレーマの走行機体にトリッパを連結したままレール上を走行させれば、バラ物搬送物の積付を行うことができる一方、バラ物を払出すときには、ブームの動作の邪魔になり得るトリッパを分離して係留位置に保持することができる。この際、まず、走行機体位置検出手段によってレール上の走行機体の位置を検出しながら該走行機体を走行させて、これに連結されているトリッパを係留位置に位置づける。
【００１５】
そして、前記トリッパ保持手段によりトリッパを係留位置に保持する。こうするとトリッパの保持状態がトリッパ保持検出手段によって検出されるので、この検出結果に応じて前記連結器を分離動作させることができる。つまり、作業者の目視確認に頼らずトリッパの分離を安全、確実に行える。こうして走行機体からトリッパを分離すれば、ブームの動作の邪魔にならない。
【００１６】
一方、前記トリッパの保持状態が検出されていないときには、それを走行機体から分離しない。言い換えると、走行機体から分離されているときトリッパは、必ず係留位置に保持されていて、その位置が変化することがない。よって、その後、走行機体のレール上の位置の検出結果に基づいてトリッパとの連結作業を行うときにも作業者の目視確認に頼ることなく、不測の衝突を回避することができる。
【００１７】
好ましくは、前記トリッパの保持状態が検出されていないときには、前記連結器の分離動作を禁止して前記走行機体からのトリッパの分離を規制する、トリッパ分離規制手段を備えてもよい。こうすれば、トリッパが係留位置に保持されていないにも関わらず作業者が誤って連結器を操作しても、これが分離動作することはない。
【００１８】
また、前記ブームの俯仰及び旋回位置を検出するブーム位置検出手段を備え、これによりブームが前記トリッパと干渉しない所定位置にあることが検出されたときに、はじめて前記連結器の分離動作を許容するようにしてもよい。こうすれば、トリッパを分離するときやその直後にブームと干渉する心配もない。
【００１９】
さらに、前記ブーム位置検出手段によってブームが前記所定位置にあることが検出されたときに、トリッパの分離されている走行機体を係留位置に向けて走行させ、該係留位置から所定距離内に進入することを許容する一方、ブームが前記所定位置になければ走行機体が前記所定距離内に進入することを禁止して、トリッパとの連結を規制するようにしてもよい。こうすれば、トリッパを連結するときにもブームとの干渉を防止できる。
【００２０】
前記連結器の構成としては、前記走行機体及びトリッパのいずれか一方に設けられた係止部と、他方に設けられて該係止部に係脱されるようアクチュエータにより動作される係合部材と、前記走行機体及びトリッパの間隔が所定値以下の近接状態において前記係合部材が当接可能で且つこの係合部材を前記係止部へ案内する案内部と、を備えてもよい。こうすれば、走行機体及びトリッパの近接状態において係合部材が案内部に当接し、これにより係止部へ案内される。
【００２１】
好ましくは、前記走行機体及びトリッパの前記近接状態を検出する近接状態検出手段と、これにより近接状態であることが検出されたとき、係留位置に近づくように走行している走行機体を一時停止させる停止制御手段と、を備えてもよい。こうすれば、トリッパとの近接状態において走行機体が一時停止されるので、その後に連結器を動作させて係合部材をガイド部に当接させることができる。
【００２２】
また、前記走行機体位置検出手段は、前記走行機体の車輪の回転角を検出する回転角センサと、前記レールの長手方向に所定間隔で設けられた被検知対象を検知する検知センサと、を備えていてもよい。こうすれば、回転角センサからの信号により走行機体の位置を連続的に検出できるとともに、その過程で積算される誤差を検知センサからの信号に基づいて解消できるので、走行機体の位置の検出精度が向上する。
【００２３】
さらに前記トリッパには、その位置を記憶するための記憶装置と、この記憶装置の動作に用いられる電源と、を備えてもよい。こうすれば、トリッパをレール上の任意の係留位置に保持した状態で走行機体から分離しても、その係留位置が記憶装置により記憶されるので、走行機体との相対的な位置を検出可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
以上、説明したように本発明によれば、スタッカ・リクレーマにおいて走行機体からトリッパを分離するときに、このトリッパが係留位置に保持されていることが、トリッパ保持検出手段によって検出されるので、作業者の目視確認に頼らずトリッパの分離を安全、確実に行える。また、そうして係留位置にトリッパが保持されていることを確認した上で分離するので、その位置が変化する心配がなく、その後、トリッパを再び連結する際の不測の衝突事故を回避できる。つまり、トリッパの連結も作業者の目視確認に頼らずに安全、確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るスタッカ・リクレーマの全体構成図である。
【図２】同スタッカ・リクレーマの走行機体とトリッパとの連結部近傍を拡大して、上方から見た平面図である。
【図３】同走行機体とトリッパとの連結器の構成を示す側面図であり、(a)は連結状態を、(b)は分離状態をそれぞれ示す。
【図４】近接状態検出器の構成を示す側面図である。
【図５】スタッカ・リクレーマの制御システムの機能ブロック図である。
【図６】ブームの俯仰、旋回インタロックについての説明図である。
【図７】走行ガーダの走行インタロックについての説明図である。
【図８】トリッパの分離に係る制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】トリッパの連結に係る前段の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】同後段の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】連結器の連結動作を示す図３相当図であり、(a)は、可動フックの凸部が固定フックの案内部に当接して案内される状態を、(b)はそれが凹部に嵌め込まれた連結状態を、それぞれ示す。
【図１２】トリッパのストームアンカにアクチュエータを設けた他の実施形態に係る図５相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は実施の形態に係るスタッカ・リクレーマ１の全体構成図であり、このスタッカ・リクレーマ１は一例として製鉄所の石炭原料ヤードにおいて、コンベヤ搬送されてくる石炭（バラ物搬送物）を積付するスタッカと、山積みされている石炭を取り崩して払出するリクレーマと、を兼用するものである。
【００２７】
−全体構成−
本実施形態に係るスタッカ・リクレーマ１の基本的な構造は従来公知のものであり、図１の左右に延びるように石炭原料ヤードに沿って敷設された一対のレール２上を、往復走行する走行ガーダ３（走行機体）を備えている。なお、説明の便宜上、以下ではレール２の延びる方向を前後方向とし、図１の左側を前側、右側を後側と呼ぶ。
【００２８】
前記の走行ガーダ３は、複数の車輪を有する走行装置３１が取り付けられた台車３０と、この台車３０を停止させた後に動かないように保持すべく、レール２を挟み込むレールクランプ３２と、を備えている。また、台車３０には、上下方向の軸線Ｚの周りを旋回可能に旋回タワー４が支持されており、これに隣接して、作業者が運転操作を行うための運転室３３が設けられるとともに、作業者のための歩廊や階段等も設けられている。
【００２９】
旋回タワー４にはブーム５が俯仰可能に支持されており、ブーム５は、走行ガーダ３に対して俯仰、旋回可能になっている。また、ブーム５の先端（図の左端）にはバケットホイール５０が取り付けられ、積み山から石炭を連続的に取り崩すことができる。このバケットホイール５０やブーム５の重量とバランスをとるために、旋回タワー４を挟んでブーム５の反対側に延びるアーム５１にカウンタウエイト５２が取り付けられている。
【００３０】
また、ブーム５の長手方向のほぼ全体に亘ってブームコンベヤ５３が配設されており、バケットホイール５０によって取り崩された石炭をブーム５の先端側から基端側に向かって搬送することができる。ブームコンベヤ５３を逆向きに動作させれば、以下に述べるように外部から搬送されてきた石炭をブーム５の基端側から先端側に搬送して、ヤードに投下することができる。
【００３１】
すなわち、前記一対のレール２の間には、石炭の積付及び払出に用いられるベルトコンベヤ２０が敷設されている。詳細は図示しないが、本実施形態では一例として２本のベルトコンベヤ２０が敷設されており（１本であってもよい）、そのうちの一方は積付及び払出の双方に用いられ、他方は払出のみに用いられる。そして、積付及び払出用のベルトコンベヤ２０のベルトを斜め上方に持ち上げて、その上端部から石炭をブームコンベヤ５３に移し替えるように、トリッパ６が設けられている。
【００３２】
トリッパ６は、走行ガーダ３の台車３０に隣接してレール２上に走行可能に載置された台車フレーム６０と、その上方に支持されてローラ等によりベルトコンベヤ２０のベルトを斜め上方に案内する傾斜フレーム６１とを備え、図示のように側方から見ると全体として楔状をなしている。台車フレーム６０には複数の車輪６２が配設されているとともに、それを地面に対し固定して保持するストームアンカ６３（トリッパ保持手段）も配設されている。
【００３３】
一方、傾斜フレーム６１は、台車フレーム６０の後端（図の右端）から前側（図の左側）に向かって立ち上がり、当該台車フレーム６０の前端を超えて、さらに斜め上方に向かって延びている。この傾斜フレーム６１の上端でベルトコンベヤ２０のベルトが反転し、折り返されて下方に延びた後に、台車フレーム６０の下部に配置されたローラにより再び前方に向かうように折り返されている。
【００３４】
そうして反転するベルトコンベヤ２０のベルトから落下する石炭を受け入れるように傾斜フレーム６１の上端にはシュート６４が配設されている。このシュート６４は、図示のようにトリッパ６が走行ガーダ３に連結された状態でブーム５の基端部の近傍、より詳しくはブームコンベヤ５３の基端側においてその上方に位置づけられている。
【００３５】
これにより、外部から石炭を搬入するときには、前記のようにベルトコンベヤ２０により搬送されてきた石炭がシュート６４を介してブームコンベヤ５３の基端側に投下され、このブームコンベヤ５３によりブーム５の先端側に搬送されてヤードに投下され、台形状に山積みされる。一方、払出の際はバケットホイール５０により石炭の山を取り崩し、ブームコンベヤ５３により今度はブーム５の基端側に搬送して、下方のホッパ５４に投下する。この石炭は走行ガーダ３の下方に位置するベルトコンベヤ２０によって搬出される。
【００３６】
本実施形態では走行ガーダ３にトリッパ６が連結されて牽引され、レール２上を一体になって走行するようになっている。すなわち、走行ガーダ３の台車３０には、後方のトリッパ６に向かうように延出部が設けられていて、その後端部とトリッパ６の台車フレーム６０の前端部とが、図１に符号Ｓとして示す部位において、以下に説明する連結ユニット７により分離可能に連結されている。
【００３７】
図２に示すように連結部位を拡大して上方から見ると、走行ガーダ３の台車３０の後端部とトリッパ６の台車フレーム６０の前端部との間には、左右両側に分かれて一対の連結ユニット７が設けられている。この連結ユニット７には、以下に説明する連結器７０の他に、連結の際の衝撃を緩和するための緩衝器７５が含まれる。また、連結器７０の連結動作に先立ち、走行ガーダ３とトリッパ６とが所定値以下の非常に小さな間隔（一例として３０〜５０ｃｍくらい）にまで近接したことを検出する近接状態検出手段として、リミットスイッチ７７及びセンサロッド７８からなる近接状態検出器が含まれている。
【００３８】
詳しくは図３に側方から見て示すように、連結器７０は、トリッパ６の台車フレーム６０に設けられた固定フック７１と、走行ガーダ３の台車３０に上下に揺動可能に取り付けられた可動フック７２（係合部材）と、この可動フック７２を上下に揺動させて、前記固定フック７１と係脱させる電動シリンダ７３とを備えている。固定フック７１は、図２に示すように台車フレーム６０の前端部から前方に延びる円柱状の支持部６０ａの先端に取り付けられ、そこからさらに前方に延びている。
【００３９】
固定フック７１の上部には、長手方向の中央部よりもやや後側に凹部７１ａ（係止部）が形成され、図３(a)に示す連結時には可動フック７２の先端の凸部７２ａを係止するようになっている。一方、同図(b)に示すように電動シリンダ７３が分離動作し、そのロッド７３ａが後退すると、これにより吊り上げられて可動フック７２が上方に揺動し、その先端の凸部７２ａが固定フック７１の凹部７１ａから離脱する（分離時）。このような連結器７０の連結・分離はリミットスイッチ７４によって検出される。
【００４０】
また、固定フック７１の上部には、前記の凹部７１ａよりも先端側でほぼ平坦に前後に延びる面７１ｂが形成されており、図１０を参照して後述するが、連結器７０の連結動作の際に前記の近接状態において電動シリンダ７３のロッド７３ａが進出すると、下方に揺動した可動フック７２の先端の凸部７２ａが当接するようになる。その平坦面７１ｂは、後側に連なる凹部７２ａに向かうよう可動フック７２の凸部７２ａを案内する案内部として機能するので、以下、案内部７１ｂと呼ぶ。
【００４１】
なお、図の例では電動シリンダ７３は、走行ガーダ３の台車３０の後端部から一旦、上方に延びた後に折れ曲がって後方に延びるＬ字状の支柱３０ａの後端に揺動可能に支持されている。電動シリンダ７３は、ロッド７３ａの伸縮によってその下端に吊り下げた可動フック７２を上下に揺動させるが、この可動フック７２の揺動に伴い吊り下げ位置が前後に変位するので、これに対応するように電動シリンダ７３及びロッド７３ａも揺動するようにしている。
【００４２】
かかる構成の連結器７０の内側には図４に示すように、連結の際に発生し得る衝撃を吸収し緩和する緩衝器７５が設けられている。この緩衝器７５は、図の例では走行ガーダ３の台車３０の後端部から後方に延びる円柱状の支持部７５ａに、例えばウレタン製のリング状緩衝材７５ｂを前後方向に重ねて取り付けてなる。この緩衝材７５ｂの後方に対向して、トリッパ６の台車フレーム６０の前端部から前方に向かって支柱７６が延びており、衝突の際には緩衝材７５ｂを前後方向に圧縮して、衝撃を吸収するようになっている。
【００４３】
その支柱７６の前端には当接板７６ａが設けられており、その前方に対向する緩衝材７５ｂとの間には、前記図３(a)に示す連結器７０の連結状態において僅かな（例えば５ｃｍ以下の）隙間が形成されるようになっている。また、連結に先立つ前記の近接状態で緩衝材７５ｂと当接板７６ａとの間隔は３０〜５０ｃｍくらいの非常に小さな間隔になる。そして、この近接状態を検出する検出器としてリミットスイッチ７７が緩衝器７５の下方に設けられている。
【００４４】
すなわち、図４に示すように前記緩衝器７５の支持部７５ａには、下方に延びるブラケット７５ｃを介してリミットスイッチ７７が取り付けられており、一方、前記支柱７６には前後方向の所定範囲において下方に垂下する矩形状の支持枠７６ｂが取り付けられ、この支持枠７６ｂの下端側において前方に向かって延出するように、センサロッド７８が支持されている。センサロッド７８は、前記の近接状態において前端がリミットスイッチ７７に接触するように位置づけられている。
【００４５】
すなわち、図４に示すようにセンサロッド７８の長さは、前記の近接状態における緩衝器７５の支持部７５ａと支柱７６との間隔に対応づけて設定され、その前端部は、上側ほど前方に突出する傾斜形状とされており、図示のように近接状態になったときにリミットスイッチ７７に接触してオン状態にさせるのである。
【００４６】
図２に戻って、走行ガーダ３の台車３０の後端部には、前記した連結器７０の動作によってトリッパ６の台車フレーム６０との連結・分離を行う際に、その連結器７０等の動作を目視にて確認しながら走行ガーダ３の運転操作を行えるように、走行装置３１やレールクランプ３２、連結器７０等の操作盤を有する現場操作箱３４が設けられている。
【００４７】
図の例では現場操作箱３４は、作業者のための歩廊３５に沿って配設されており、これから斜め後方に向かって延びる通信ケーブル３６の先端には、トリッパ６側のシステムと接続するためのコネクタ３６ａが設けられている。なお、歩廊３５は、トリッパ６側の歩廊６５と繋がるように設けられている。
【００４８】
−スタッカ・リクレーマの運転動作−
図５は、本実施形態のスタッカ・リクレーマ１の制御システムを模式的に表した機能ブロック図であり、一例として走行ガーダ３にコントローラ９０を搭載した場合について示している。図示のようにコントローラ９０には、少なくとも、ブーム５の俯仰、旋回角をそれぞれ検出するブーム俯仰角センサ９１及びブーム旋回角センサ９２からの信号と、走行装置３１の車輪の回転角を検出する車輪回転角センサ９３からの信号と、レール２上に所定の間隔で配設された被検知対象であるターゲット（図示せず）を検知する検知センサ９４からの信号と、連結器７０のリミットスイッチ（LS）７４や近接状態検出器、即ちリミットスイッチ７７からのオンオフ信号と、が入力する。
【００４９】
また、コントローラ９０は、運転室３３や現場操作箱３４の操作盤からの信号を入力して、旋回タワー４やブーム５及び走行装置３１等の駆動回路９５へ動作信号を出力して、走行ガーダ３の走行動作やブーム５の俯仰、旋回動作を制御するとともに、走行ガーダ３のブレーキ９５やレールクランプ３２にも動作信号を出力する。また、コントローラ９０は、連結器７０の電動シリンダ７３（Act.）にも動作信号を出力し、それを連結・分離動作させる。さらに、コネクタ３６ａによって接続されたトリッパ６側からも、ストームアンカ６３の動作状態を表すリミットスイッチ６３ａ（トリッパ保持検出手段）からのオンオフ信号を入力する。
【００５０】
例えば、上述したようにスタッカ・リクレーマ１によって石炭をヤードに積付る際には、トリッパ６を走行ガーダ３に連結したまま牽引し、ブーム５を俯仰、旋回させて、石炭をヤードに投下する。このときにはトリッパ６との干渉を避けるためにブーム５の旋回を制限し、それがトリッパ６の正反対の前方に向かって延びる位置を基準（旋回角度が０°）として、その旋回角度を±１０５〜１１０°くらいまでとする。
【００５１】
一方、石炭の山を取り崩して払出す際にはトリッパ６を切り離して、レール２上に予め設定した係留位置に保持する。走行ガーダ３は単独でレール２上を走行しながらブーム５を俯仰、旋回させて、その先端のバケットホイール５０により石炭の山を取り崩すことができる。こうしてトリッパ６を分離しその係留位置から所定以上、離れていれば、ブーム５を概ね自在に俯仰、旋回させることができる。
【００５２】
但し、そうしてブーム５を大きく俯仰、旋回させたまま走行ガーダ３を係留位置に近づけることはできないし、係留位置から所定以上、離れていない場所ではブーム５の俯仰、旋回を制限しなくてはならない。このため、ブーム５の俯仰、旋回動作と走行ガーダ３の走行動作との間にはインタロックが設けられている。
【００５３】
一例として図６(a)に模式的に示すように、走行ガーダ３がトリッパ６から十分に離れた（例えば８０〜１００ｍ以上離れた）常用域にあれば、ブーム５の俯仰、旋回はその機械的な制限を除いて殆ど自在に行えるとともに、常用域の境界である常用限までは走行ガーダ３も自在に走行可能とする。一方、同図(b)に示すように常用限を超えてトリッパ６に係留位置に近づくと、ブーム５の俯仰、旋回は禁止して、その角度を共に０°近傍に制限する。
【００５４】
また、同図(ｃ)に示すように常用域外においてブーム５の俯仰、旋回角度が０°近傍にない場合、進入禁止域には進入できず、進入禁止域内でなければブーム５を０°方向に旋回させることを禁止するとともに、トリッパ６へ近づくような走行ガーダ３の走行を禁止する。つまり、この場合は走行ガーダ３をトリッパ６から離れるように走行させて一旦、常用域に戻ってから、ブーム５を０°方向に旋回させる。
【００５５】
さらに、例えば図７(a)に模式的に示すように、ブーム５の俯仰、旋回角度がいずれも０°近傍であれば走行ガーダ３の走行には殆ど制限はなく、常用域は勿論、進入禁止域も走行可能である。但し、係留位置にあるトリッパ６との間隔が例えば２〜３ｍくらいの間隔になれば、運転室３３での操作による走行ガーダ３の走行動作を禁止して、現場操作箱３４でのみ操作を行えるようにする。
【００５６】
また、同図(b)に示すようにブーム５の俯仰、旋回角度が０°近傍でない場合は、走行ガーダ３は常用限までは自由にトリッパ６に近づけるものの、それより先では制限があり、進入禁止域には進入できない。ブーム５の旋回角度が±９０°以上であれば、カウンタウエイト５２がトリッパ６とは反対側にあるので、常用域を超えて進入禁止域の手前までは走行可能とする。但し常用域外においては、前記図６(ｃ)に示したようにブーム５を±９０°以下に旋回させることはできない（カウンタウエイト５２がトリッパ６側にくるから）。
【００５７】
この場合は走行ガーダ３は、トリッパ６から離れるように走行することはできるが、図７(c)に示すようにブーム５が上向きになっていて、カウンタウエイト５２がトリッパ６と干渉するおそれのある場合は、トリッパ６から離れるように走行することもできない。この場合は俯仰角が０°近傍になるようブーム５を下向きに動作させる必要がある。
【００５８】
前記のようなインタロックがあるため、例えば、走行ガーダ３を係留位置に近づけてトリッパ６と連結する際にコントローラ９０は、ブーム５の俯仰、旋回角度がいずれも０°近傍になっていることを確認してから、係留位置への走行を許容する。同様に、走行ガーダ３からトリッパ６を分離するときにもコントローラ９０は、ブーム５の俯仰、旋回角度がいずれも０°近傍になっていることを確認する。そして、以下に述べるようにトリッパ６がストームアンカ６３によって係留位置に保持されていることも確認した上で、それを分離する。
【００５９】
−トリッパの連結及び分離動作−
以下に、この実施形態のスタッカ・リクレーマ１におけるトリッパ６の連結及び分離について図８〜１０を参照して詳細に説明する。図８は、トリッパ６を分離するときのコントローラ９０による制御手順の一例を示すフローチャートであり、図９は、同じく連結時の制御手順の一例を示す。また、図１０は、トリッパ６の連結時における連結器７０の動作を示す。
【００６０】
まず、走行ガーダ３からトリッパ６を分離するとき作業者は、運転室３３にて操作盤のジョイスティックを操作し、ブーム５を俯仰及び旋回角度がいずれも約０°になるように動作させる。また、走行ガーダ３を後方のトリッパ係留位置まで走行させる。このときコントローラ９０は、ブーム俯仰角センサ９１及びブーム旋回角センサ９２からの信号によってブーム５の位置を検出する。また、車輪回転角センサ９３及び検知センサ９４からの信号によって走行ガーダ３の位置を検出して、トリッパ６が係留位置にあるかどうか判定する。
【００６１】
すなわち、車輪回転角センサ９３からの信号に基づいて走行ガーダ３の位置を連続的に検出するとともに、この計算の過程で積算される誤差を検知センサ９４からの信号に基づいて解消するので、走行ガーダ３の位置の検出精度は極めて高い。車輪回転角センサ９３、検知センサ９４及びコントローラ９０の位置演算部によって走行機体位置検出手段が構成される。
【００６２】
そして、図８のフローチャートに示すようにブーム５の俯仰及び旋回角度がいずれも０°近傍にあり、且つトリッパ６が係留位置にあれば（ステップＳＡ１でＹＥＳ）、コントローラ９０は、運転室３３のタッチパネル（操作盤）において連結・分離操作可ランプを点灯させる（ステップＳＡ２）。このランプの点灯を確認して作業者は、運転室３３を出て現場操作箱３４の付近に移動し、トリッパ６のストームアンカ６３を動作させる。
【００６３】
これによりストームアンカ６３によってトリッパ６が係留位置に保持されるとともに、ストームアンカ６３の動作を検出するリミットスイッチ６３ａ（トリッパ保持検出手段）がオンになり、その信号が通信ケーブル３６を介してコントローラ９０へ送られる。こうしてトリッパ６がストームアンカ６３によって保持されていることが検出されると（ステップＳＡ３でＹＥＳ）、これにより連結器７０の分離動作が可能になる。また、現場操作箱３４に何らかの表示をしてもよい。
【００６４】
そして、作業者は、現場操作箱３４の付近にある通信ケーブル３６のコネクタ３６ａを引き抜いた後に、現場操作箱３４の操作盤において連結器７０の分離操作を行う（ステップＳＡ４でＹＥＳ）。これを受けたコントローラ９０は電動シリンダ７３に動作信号を出力して、連結器７０を分離動作させる（ステップＳＡ５）。すなわち、図３(b)のように連結器７０の可動フック７２が持ち上げられて、その先端の凸部７２ａが固定フック７１の凹部７１ａから離脱する。これに伴いリミットスイッチ７４がオフになり、その信号がコントローラ９０へ送られる。
【００６５】
続いて作業者は、現場操作箱３４の操作盤を操作して、レールクランプ３２を開放した後に走行ガーダ３をトリッパ６から離れるように走行させる。これにより走行ガーダ３がトリッパ６との近接状態でなくなればリミットスイッチ７７がオフになる。また、コントローラ９０は、車輪回転角センサ９３及び検知センサ９４からの信号により走行ガーダ３の位置を検出し、トリッパ６の係留位置から所定距離（一例として２〜３ｍ）離れたかどうか判定する（ステップＳＡ６）。この判定がＹＥＳになるとコントローラ９０は走行ガーダ３を一時停止させるとともに、運転室３３での操作によって走行ガーダ３が走行できるようににする（ステップＳＡ７）。
【００６６】
そこで、作業者は運転室３３に戻って引き続き走行ガーダ３を走行させる。コントローラ９０は、車輪回転角センサ９３及び検知センサ９４からの信号により走行ガーダ３の位置を検出し、それが常用域に入ると（ステップＳＡ８でＹＥＳ）、運転室３３のタッチパネルにおいてトリッパ分離ランプを点灯させる（ステップＳＡ９）。これによりトリッパ６の分離が終了する。
【００６７】
続いて、前記のように分離したトリッパ６を再び走行ガーダ３に連結する際の制御手順について図９、１０のフローチャートに基づき、図１１も参照して説明する。この連結作業の際に作業者は、まず、運転室３３において操作盤を操作し、走行ガーダを常用域の境界（常用限）付近まで走行させるとともに、ブーム５を俯仰及び旋回角度がいずれも約０°になるように動作させる。コントローラ９０は、図９のフローチャートに示すようにブーム５の俯仰及び旋回角度がいずれも０°近傍にあれば（ステップＳＢ１でＹＥＳ）、タッチパネル（操作盤）において連結・分離操作可ランプを点灯させる（ステップＳＢ２）。
【００６８】
そのランプの点灯を確認して作業者は、走行ガーダ３をさらにトリッパ６の係留位置へ近づくように走行させる。このときコントローラ９０は、車輪回転角センサ９３及び検知センサ９４からの信号により走行ガーダ３の位置を検出して、走行ガーダ３が常用限に到達すれば（ステップＳＢ３でＹＥＳ）一時停止させる（ステップＳＢ４）。その後、走行ガーダ３がさらにトリッパ係留位置へ近づいて、トリッパ６との間隔が所定間隔（例えば２〜３ｍ）になると（ステップＳＢ５でＹＥＳ）、コントローラ９０は再び走行ガーダ３を一時停止させ、その走行動作を運転室３３での操作で行えないようにする（ステップＳＢ６）。
【００６９】
このとき走行ガーダ３をレールクランプ３２が固定するので、作業者は運転室３３を出て現場操作箱３４へ移動し、ここでの操作によってレールクランプ３２を開放した後に、走行ガーダ３をゆっくりと走行させて、さらにトリッパ係留位置へと近づける。これにより走行ガーダ３とトリッパ６との間隔が所定間隔の近接状態になると、センサロッド７８によりリミットスイッチ７７がオン状態にされる。その信号を受けたコントローラ９０は近接状態になったことを検出して（ステップＳＢ７でＹＥＳ）、走行ガーダ３を一時停止させる（ステップＳＢ８）。
【００７０】
こうして走行ガーダ３が停止した近接状態で作業者は、図１０のフローのステップＳＢ９に示すように、現場操作箱３４の操作盤で連結器７０の連結操作を行う。これを受けてコントローラ９０は連結器７０の電動シリンダ７３に動作信号を出力し、連結動作させる（ステップＳＢ１０）。すなわち、図１１(a)のように電動シリンダ７３のロッドが進出し（ステップＳＢ１１でＹＥＳ）、可動フック７２が下降してその先端の凸部７２ａが固定フック７１の案内部７１ｂに当接する。
【００７１】
この状態で作業者が、さらにトリッパ６に近づくようにゆっくりと走行ガーダ３を走行させると、可動フック７２の先端の凸部７２ａは案内部７１ｂ上を滑っていって、図１１(b)に示すように固定フック７１の凹部７１ａに嵌まり込む。すなわち、連結器７０が連結し（ステップＳＢ１２でＹＥＳ）リミットスイッチ７４がオン状態になって、この信号を受けたコントローラ９０が連結動作の終了を認知し、走行ガーダ３を停止させる（ステップＳＢ１３）。
【００７２】
つまり、トリッパ６の連結直前の近接状態で走行ガーダ３が自動的に一時停止するようにしたから、作業者は走行ガーダ３が一時停止した後に連結器７０を連結動作させるだけで容易且つ安全、確実にトリッパ６を連結することができる。
【００７３】
こうしてトリッパ６の連結が終了すると作業者は、現場操作箱３４の付近にある通信ケーブル３６のコネクタ３６ａを接続し（ステップＳＢ１４でＹＥＳ）、その後、ストームアンカ６３を開放する。これによりストームアンカ６３のリミットスイッチ６３ａがオフになり（ステップＳＢ１５でＹＥＳ）、その信号を受けたコントローラ９０は、トリッパ連結ランプを点灯させる（ステップＳＢ１６）。かくしてトリッパ６は、係留位置での保持状態から解除され、走行ガーダ３に牽引されてレール２上を走行するようになる。
【００７４】
なお、前記図８のフローチャートに示すステップＳＡ３の手順は、ストームアンカ６３によってトリッパ６が保持されていることを検出するトリッパ保持検出手段の機能を実現している。また、ステップＳＡ３〜ＳＡ５の手順は、トリッパ６の保持状態が検出されていないときは連結器７０の分離動作を禁止して、トリッパ６の分離を規制するというトリッパ分離規制手段の機能を実現している。本実施形態では、ステップＳＡ１においてブーム５がトリッパ６と干渉しない所定位置、即ち０°近傍にあることが検出されたときに、連結器７０の分離動作を許容する。
【００７５】
一方、前記図９のフローチャートに示すステップＳＢ１の手順は、ブーム５が前記所定位置にあるときに走行ガーダ３がトリッパ係留位置から所定距離内（進入禁止域）に進入することを許容する一方、そうでなければ進入を禁止して、トリッパ６との連結を規制するトリッパ連結規制手段の機能を実現している。また、ステップＳＢ８の手順は、近接状態であることが判定されたときに走行ガーダ３を一時停止させる停止制御手段の機能を実現している。
【００７６】
そして、前記図８〜１０のフローチャートに示される制御手順は、コントローラ９０が所定の制御プログラムを実行することによって具現化されるものであるから、この実施形態においてコントローラ９０は、前記トリッパ保持検出手段、トリッパ分離規制手段、トリッパ連結規制手段、及び停止制御手段に相当する各制御部を、それぞれソフトウエアの態様で備えることになる。
【００７７】
以上、説明した実施の形態に係るスタッカ・リクレーマ１によると、まず、石炭の積付を行う際には走行ガーダ３にトリッパ６を連結して牽引し、これによりブームコンベヤ５３に移し替えられる石炭を、ブーム５の先端側からヤードに投下して山積みすることができる。一方、バケットホイール５０により石炭の山を取り崩して払出すときには、ブーム５の動作の邪魔になるトリッパ６を分離して係留位置に保持することができる。
【００７８】
すなわち、トリッパ６を係留位置に位置づけてストームアンカ６３を動作させると、これによる保持状態がリミットスイッチ６３ａからの信号によって検出されるので、この検出結果に応じて連結器７０を分離動作させることで、作業者の目視確認に頼らずトリッパ６の分離を安全、確実に行うことができる。
【００７９】
一方、ストームアンカ６３によるトリッパ６の保持状態が検出されていないときには、連結器７０の分離動作が行えないので、トリッパ６を走行ガーダ３から分離することはできない。言い換えると、走行ガーダ３から分離されているときにトリッパ６は必ず係留位置に保持されていて、その位置が変化することがない。
【００８０】
よって、その後、再び走行ガーダ３に連結するときにレール２上の走行ガーダ３の位置の検出結果に基づいて、不測の衝突を回避することができ、作業者の目視確認に頼ることなくトリッパ６の連結も安全、確実に行うことができる。
【００８１】
また、前記トリッパ６の分離及び連結の際に、走行ガーダ３のブーム５の俯仰及び旋回角度が０°近傍にあることを条件として、連結器７０の動作を許容するようにしており、その際にブーム５がトリッパ６と干渉するおそれもない。
【００８２】
−他の実施形態−
なお、上述した実施形態の説明は例示に過ぎず、本発明、その適用物、或いはその用途を制限することを意図するものではない。例えば、前記実施形態においてはトリッパ６がストームアンカ６３によって係留位置に保持されているときに、連結器７０の分離動作が許容されるようになっているが、これに限らず、ストームアンカ６３による保持状態を作業者に報知するだけであってもよい。
【００８３】
また、トリッパ６の連結、分離の際に走行ガーダ３のブーム５の俯仰及び旋回角度は、必ずしも０°近傍でなくてもよく、例えば俯仰角度が０°近傍であれば旋回角度は±３０°以内等、より広い範囲であってもよい。
【００８４】
また、前記の実施形態ではトリッパ６のストームアンカ６３は手動で動作させるものであるが、これを走行ガーダ３の現場操作箱３４から操作できるようにしてもよい。そのためには、一例として図１２に示すようにトリッパ６にマイコン６６を搭載し、ストームアンカ６３に設けたアクチュエータ６３ｂ（Act.）を動作させるようにする。マイコン６６は通信ケーブル３６を介して走行ガーダ３のコントローラ９０と通信可能とする。
【００８５】
さらに、前記の実施形態ではトリッパ６を、予め設定した係留位置に保持して分離するようにしているが、これに限らずトリッパ６は、レール２上で任意に選択した係留位置に保持するようにしてもよい。この場合、トリッパ保持手段は、ストームアンカ６３ではなく、例えばレール２を挟み込む走行ガーダ３のレールクランプ３２のような機構とすればよい。
【００８６】
また、その場合にはトリッパ６に、その位置を記憶するための記憶装置と、この記憶装置の動作に用いられるバッテリ（電源）と、を備えてもよい。こうすれば、トリッパ６をレール２上の任意の係留位置に保持した状態で走行ガーダ３から分離しても、その係留位置が記憶装置により記憶されるので、走行ガーダ３との相対的な位置を検出可能になる。なお、記憶装置としては前記図１２に示したマイコン６６の内部記憶装置が利用可能である。
【００８７】
さらにまた、本実施形態においては一例として、製鉄所の石炭原料ヤードにおいて石炭を積付、払出するスタッカ・リクレーマ１について説明したが、これに限定されないことは勿論であり、本発明は、埠頭や採石地等において鉱石等、種々のバラ物搬送物を積付、払出するスタッカ・リクレーマにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明に係るスタッカ・リクレーマによると、トリッパの連結・分離を作業者の目視確認に頼ることなく行えて、作業者の疲労や悪天候の影響を受け難いので、安全、確実であり、非常に有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１          スタッカ・リクレーマ
２          レール
３          走行ガーダ（走行機体）
５          ブーム
６          トリッパ
６３        ストームアンカ（トリッパ保持手段）
６３ａ      リミットスイッチ（トリッパ保持検出手段）
６６        マイコン（記憶装置）
７            連結ユニット
７０        連結器
７１ａ      固定フックの凹部（係止部）
７１ｂ      同案内部
７２        可動フック（係合部材）
７３        電動シリンダ（アクチュエータ）
７７        リミットスイッチ（近接状態検出手段）
９０        コントローラ（トリッパ保持検出手段、トリッパ分離規制手段、トリッパ連結規制手段、及び停止制御手段）
９１        ブーム俯仰角センサ（ブーム位置検出手段）
９２        ブーム旋回角センサ（ブーム位置検出手段）
９３        車輪回転角センサ（走行機体位置検出手段）
９４        検知センサ（走行機体位置検出手段）
【図１】
0005739633.tif 000002
【図２】
0005739633.tif 000003
【図３】
0005739633.tif 000004
【図４】
0005739633.tif 000005
【図５】
0005739633.tif 000006
【図６】
0005739633.tif 000007
【図７】
0005739633.tif 000008
【図８】
0005739633.tif 000009
【図９】
0005739633.tif 000010
【図１０】
0005739633.tif 000011
【図１１】
0005739633.tif 000012
【図１２】
0005739633.tif 000013