(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する機体に俯仰可能に支持されたブームと、前記ブームに沿って設置され、ばら物を該ブームの先端部まで搬送するブームコンベアと、前記ブームの先端部から下方に向けて取り付けられ、該ブームコンベアによって搬送されたばら物を落下させるシュートとを有するばら物の船積み装置において、
前記ブームを俯仰させる電動シリンダのシリンダチューブに内装され、該電動シリンダのロッドの後退に伴って該ロッドに反力を負荷する反力部材と、前記反力部材の圧縮量に応じてスライドするストライカーと、前記反力部材の圧縮量が予め設定した量を超えると、前記ストライカーに当接して作動し、前記ブームコンベアを停止するリミットスイッチとを備えるシュート詰まり検出手段を有することを特徴とするばら物の船積み装置。
【請求項２】
請求項１記載のばら物の船積み装置において、回転羽根を有し、該回転羽根の回転動作が阻害されると、前記ブームコンベアを停止する信号を出力するレベルセンサが前記シュート内に設置されていることを特徴とするばら物の船積み装置。
【請求項３】
請求項２記載のばら物の船積み装置において、前記レベルセンサが、前記シュートの上部と下部にそれぞれ設置されていることを特徴とするばら物の船積み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石灰石や鉱石等のばら物の船積みに使用される船積み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、石灰石や鉱石等のばら物の船積みに使用されるシップローダやスタッカー等の船積み装置には、ばら物を装入するシュートがブーム先端部に取り付けられている。このシュートには種々のばら物が装入されるが、付着性のあるばら物や、水分が多く付着しやすいばら物が装入された場合、これらばら物がシュートに付着してシュート詰まりを起こすことがある。シュート詰まりが発生すると、ブームを支持している機体がバランスをくずし、最悪の場合、機体の損傷や転倒等の重大な事故につながるおそれがある。
【０００３】
このような事故を防止するため、従来は、ブーム俯仰用の電動機に過負荷検出装置を取り付け、電動機の過負荷を検知することによりブームに作用する異常な負荷を検出していた。しかし、この方法の場合、電動機が作動していない状態においてブームに作用する過負荷を検出できないという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１では、ブームを支持する支持ピンにロードセルを組み込んだ船積機が開示されている。この船積機では、過荷重（過負荷）がブームに負荷されると、支持ピンに組み込まれたロードセルが過荷重を検知し、駆動装置に信号を出力することにより船積機の全動作が停止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６２−８３０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の船積機のように、過荷重検出装置としてロードセルを使用した場合、基準点（ゼロ点）を設けるためにロードセルの初期設定が必要となるだけでなく、基準点にズレが生じていないか定期的に確認する必要がありメンテナンスに手間が掛かるという問題がある。また、ロードセル自体が高価な精密機器であるため、屋外や海上桟橋等の過酷な環境下での使用には十分な配慮が必要となる。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、電動機が作動していない状態においてもシュート詰まりを検出することができる、安価でメンテナンスが容易なシュート詰まり検出手段を備えたばら物の船積み装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、走行する機体に俯仰可能に支持されたブームと、前記ブームに沿って設置され、ばら物を該ブームの先端部まで搬送するブームコンベアと、前記ブームの先端部から下方に向けて取り付けられ、該ブームコンベアによって搬送されたばら物を落下させるシュートとを有するばら物の船積み装置において、
前記ブームを俯仰させる電動シリンダのシリンダチューブに内装され、該電動シリンダのロッドの後退に伴って該ロッドに反力を負荷する反力部材と、前記反力部材の圧縮量に応じてスライドするストライカーと、前記反力部材の圧縮量が予め設定した量を超えると、前記ストライカーに当接して作動し、前記ブームコンベアを停止するリミットスイッチとを備えるシュート詰まり検出手段を有することを特徴としている。
【０００９】
本発明では、電動機が作動していない状態において、シュート詰まりに起因する過荷重がブームに負荷された場合、電動シリンダのロッドが反力部材から反力を受けつつ徐々に後退する。一方、ロッドの後退に伴って反力部材は圧縮され、反力部材の圧縮量が予め設定した量を超えると、反力部材の圧縮量に応じてスライドするストライカーがリミットスイッチに当接する。これにより、リミットスイッチが作動し、ブームコンベアが停止する。
【００１０】
また、本発明に係るばら物の船積み装置では、回転羽根を有し、該回転羽根の回転動作が阻害されると、前記ブームコンベアを停止する信号を出力するレベルセンサを前記シュート内に設置してもよい。
当該構成はフェイルセーフ機構を実現するものである。上記リミットスイッチに加えて、レベルセンサをシュート内に設置することで、リミットスイッチが故障等で作動しなかった場合でも、レベルセンサによりシュート詰まりを検知してブームコンベアを停止することができる。
【００１１】
また、本発明に係るばら物の船積み装置では、前記レベルセンサが、前記シュートの上部と下部にそれぞれ設置されていることを好適とする。
当該構成では、シュート下部に設置したレベルセンサが故障等で作動しなかった場合でも、シュート上部にレベルセンサを設置しているので、確実にシュート詰まりを検知してブームコンベアを停止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るばら物の船積み装置では、電動機が作動していない状態において、シュート詰まりに起因する過荷重がブームに負荷された場合、電動シリンダのロッドの後退に伴ってスライドするストライカーがリミットスイッチに当接してリミットスイッチが作動し、ブームコンベアが停止する。そのため、電動機が作動していない状態においてもシュート詰まりを検出することができる。
また、シュート詰まり検出手段が、電動シリンダに付随するストライカーとリミットスイッチというシンプルな構成なので、安価でメンテナンスが容易であると共に、屋外や海上桟橋等の過酷な環境下でも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るばら物の船積み装置を側面から見た模式図である。
【図２】同ばら物の船積み装置に使用されている電動シリンダを正面から見た模式図である。
【図３】電動シリンダの機構を説明するための模式図であり、（Ａ）は平常時、（Ｂ）は過荷重時を示している。
【図４】シュート部分の縦断面図である。
【図５】レベルセンサの詳細図である。
【図６】シュート詰まり検出手順を示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。
【００１５】
図１に、本発明の一実施の形態に係るばら物の船積み装置１０（以下では、単に「船積み装置」と呼ぶ。）の模式図を示す。船積み装置１０は、軌道２０上を走行する台車１２及び台車１２に搭載された旋回フレーム１３から構成される機体１１と、機体１１に俯仰可能に支持されたブーム１４と、ブーム１４上に設置されたブームコンベア１５とを備えている。ブーム１４の中間部と旋回フレーム１３とは一対の電動シリンダ１７で連結され（図２参照）、電動シリンダ１７を伸縮させることでブーム１４を俯仰させる。また、ブーム１４の先端部には、下方に向けて拡幅する筒状のシュート１６が取り付けられている。
【００１６】
鉄鉱石や石灰石などのばら物Ｓを船舶に積み込む際は、機体１１（台車１２）を軌道２０に沿って移動させた後、旋回フレーム１３と電動シリンダ１７を作動させて、シュート１６を船倉１９位置に合わせる。移送すべきばら物Ｓは、図示しないトリッパーを介してブームコンベア１５まで搬送された後、ブームコンベア１５によってブーム１４の先端部まで搬送され、シュート１６を利用して船倉１９内に装入される。
【００１７】
図２に示すように、ブーム１４を挟んで設置された一対の電動シリンダ１７は電動機２１を介して連結され、１台の電動機２１により同期して作動するようになっている。各電動シリンダ１７には、後述する反力部材２６、ストライカー２９、及びリミットスイッチ３０を備え、シュート詰まりに起因するブーム１４の過荷重を検出するシュート詰まり検出手段が設けられている。
図３（Ａ）、（Ｂ）に、電動シリンダ１７の機構を説明するための模式図を示す。電動シリンダ１７は、後端が閉塞された円筒状のシリンダチューブ２２と、シリンダチューブ２２に挿入された状態で進退する円筒状のロッド２３とを有している。ロッド２３の後端部２３ａにはボールねじナット２５が固着され、電動機２１を作動させると、ボールねじナット２５に螺合するねじ軸２４が回転する。これに伴い、ボールねじナット２５がねじ軸２４上を摺動し、ボールねじナット２５が固着されたロッド２３がシリンダチューブ２２に対して進退する。ボールねじは、ねじ軸とナット間でボールが転がり運動をするので高い効率が得られ、従来の滑りねじに比べて駆動トルクが減少する。また、回転運動を直線運動に変換するだけでなく、直線運動を回転運動に変換することも容易にできる。
なお、ロッド２３がシリンダチューブ２２から出る向きを「前」側、シリンダチューブ２２に戻る向きを「後」側としている。
【００１８】
本実施の形態では、シリンダチューブ２２の後端部２２ａとボールねじナット２５との間に、ロッド２３の後退に伴ってロッド２３に反力を負荷する反力部材２６が内装されている。反力部材２６は、ボールねじナット２５に当接するリング状の一対の当接板２７と、シリンダチューブ２２の後端部２２ａと当接板２７との間に介装された圧縮バネ２８とから構成されている。当接板２７と圧縮バネ２８はねじ軸２４にそれぞれ環装されており、ねじ軸２４上を摺動する。ここで、圧縮バネ２８としては、例えば皿バネやコイルバネなどの弾性バネを使用することができる。
【００１９】
一対の当接板２７には、シリンダチューブ２２に形成された軸方向スリット（図示省略）から延出するストライカー２９が固着されている。一方、シリンダチューブ２２の外側には、ストライカー２９に当接して作動し、ブームコンベア１５を停止するリミットスイッチ３０が、ストライカー２９の後方に設置されている。
【００２０】
電動機２１が作動していない状態において、シュート詰まりに起因する過荷重がブーム１４に負荷された場合、ねじ軸２４の回転が拘束されていないため、電動シリンダ１７のロッド２３が後退し、ボールねじナット２５を介して当接板２７に当接する。そして、反力部材２６（圧縮バネ２８）から反力を受けつつ徐々に後退する。一方、当接板２７の後退に伴って圧縮バネ２８が圧縮され、圧縮バネ２８の圧縮量（当接板２７の移動量）に応じてストライカー２９が後方にスライドする。圧縮バネ２８の圧縮量が予め設定した量Ｘを超えると、ストライカー２９がリミットスイッチ３０に当接し、リミットスイッチ３０が作動する。これにより、制御盤（図示省略）を介してブームコンベア１５が停止する。
なお、設定量Ｘは、圧縮バネ２８のバネ定数と過荷重値が決まれば、フックの法則を用いて算出することができる。
【００２１】
図４は、シュート１６の縦断面を示したものである。シュート１６の上部１６ａ内面及び下部１６ｂ内面には、シュート詰まりを検出するレベルセンサ１８がそれぞれ設置されている。レベルセンサ１８は、図５に示すように、シャフト３３の先端部に装着された板状の回転羽根３２と、シャフト３３を駆動する駆動部３１とを有している。
操業中、回転羽根３２はシュート１６内で常時回転している。シュート１６内で堆積したばら物Ｓによって回転羽根３２の回転が阻害され、回転羽根３２の回転が停止すると、レベルセンサ１８は、ブームコンベア１５を停止する信号を出力する。これにより、制御盤を介してブームコンベア１５が停止する。
【００２２】
［シュート詰まり検出手順］
本実施の形態に係る船積み装置１０のシュート詰まり検出手順について、図６を用いて説明する。
（１）シュート１６の直下でばら物Ｓが堆積して成長し、シュート１６の下部１６ｂにおいてシュート詰まりが発生した場合、シュート１６内の下部１６ｂに設置されているレベルセンサ１８の回転羽根３２の回転動作が、堆積したばら物Ｓによって阻害され、回転羽根３２の回転が停止する。これにより、シュート１６内の下部１６ｂに設置されているレベルセンサ１８から、シュート詰まりを知らせる信号が制御盤へ送信される（ＳＴ１）。
（２）レベルセンサ１８からの出力信号を受信した制御盤はブームコンベア１５を停止する信号を出力し、ブームコンベア１５が停止する（ＳＴ４）。
【００２３】
（３）万一、シュート１６内の下部１６ｂに設置されているレベルセンサ１８が故障等で作動しなかった場合は、シュート１６内の堆積物は増加し続け、ブーム１４先端部の荷重が異常に増加する。
（４）その結果、電動シリンダ１７のロッド２３が後退し、圧縮バネ２８が圧縮される。圧縮バネ２８の圧縮に伴ってストライカー２９が後退し、ブーム１４先端部の荷重増加が設定値以上になると、リミットスイッチ３０にストライカー２９が当接する。これにより、リミットスイッチ３０が作動し、シュート詰まりを知らせる信号がリミットスイッチ３０から制御盤へ送信される（ＳＴ２）。
（５）リミットスイッチ３０からの出力信号を受信した制御盤はブームコンベア１５を停止する信号を出力し、ブームコンベア１５が停止する（ＳＴ４）。
【００２４】
（６）万一、リミットスイッチ３０が故障等で作動しなかった場合は、さらにシュート１６内の堆積物が増加、成長を続ける。その結果、シュート１６内で堆積したばら物Ｓによって、シュート１６内の上部１６ａに設置されているレベルセンサ１８の回転羽根３２の回転動作が阻害され、回転羽根３２の回転が停止する。これにより、シュート１６内の上部１６ａに設置されているレベルセンサ１８から、シュート詰まりを知らせる信号がレベルセンサ１８から制御盤へ送信される（ＳＴ３）。
（７）レベルセンサ１８からの出力信号を受信した制御盤はブームコンベア１５を停止する信号を出力し、ブームコンベア１５が停止する（ＳＴ４）。
なお、レベルセンサ１８及びリミットスイッチ３０に故障等が無く、シュート詰まりも発生していない場合は、ＳＴ１ステップに戻る。
【００２５】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、レベルセンサをシュートの上部と下部に設置しているが、シュートの中間部に設置してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０：船積み装置（ばら物の船積み装置）、１１：機体、１２：台車、１３：旋回フレーム、１４：ブーム、１５：ブームコンベア、１６：シュート、１６ａ：上部、１６ｂ：下部、１７：電動シリンダ、１８：レベルセンサ、１９：船倉、２０：軌道、２１：電動機、２２：シリンダチューブ、２３：ロッド、２２ａ、２３ａ：後端部、２４：ねじ軸、２５：ボールねじナット、２６：反力部材、２７：当接板、２８：圧縮バネ、２９：ストライカー、３０：リミットスイッチ、３１：駆動部、３２：回転羽根、３３：シャフト、Ｓ：ばら物
【図１】
0005203430.tif 000002
【図２】
0005203430.tif 000003
【図３】
0005203430.tif 000004
【図４】
0005203430.tif 000005
【図５】
0005203430.tif 000006
【図６】
0005203430.tif 000007