(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直エレベータ下部に、油圧シリンダによって回動可能なスイングアームに取り付けられたＬ字型掻き取り部を有する連続式アンローダにおいて、前記掻き取り部に設けたロードセルにより掻き取り部の負荷荷重を検出し、その負荷荷重によって油圧シリンダの油圧を制御して掻き取り部の下向き荷重を制限する自重軽減装置を備えると共に、スイングアーム回動用油圧シリンダのストロークを検出するストローク検出センサーを設け、且つ、ロードセルの負荷荷重が予め設定した設定荷重に達した時に取り込んだ船底検出ストロークと、掘削開始時に取り込んだ初期ストロークとの差から掘削開始時の掻き取り部のレベルと船底との距離を演算する制御装置を備えたことを特徴とする連続式アンローダ。
【請求項２】
スイングアーム回動用油圧シリンダのストロークに底浚え可能な範囲を設定し、船底検出ストロークが底浚え可能な範囲内にある時には、運転モードが底浚えモードに切り替わるようにすることを特徴とする請求項１記載の連続式アンローダ。
【請求項３】
底浚え開始釦を押した時、スイングアーム回動用油圧シリンダのストロークが最大ストロークに達し、且つ、ロードセルの負荷荷重予め設定した設定値に達しない場合には、船底非検出の信号を出力するようにすることを特徴とする請求項１又は２記載の連続式アンローダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バラ積船からバラ物を荷揚げする連続式アンローダ、特に、船底近傍で掻き取り部バケットと船底との距離を検出し、円滑に底浚え運転モードに移行する連続式アンローダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、連続式アンローダは、バケット列を剛体であるアンローダ本体に取り付けて船内のバラ物を掻き取りながら連続的に荷揚げを行っているが、船底と掻き取り部のバケットが接触すると、両者間に過大な荷重が作用し、バケット、アンローダ本体、或いは、本船が損傷を受ける恐れがあるため、底浚え時には、接触による過荷重を回避するための装置が設けられている。
これらの装置を作動させるためには、掻き取り部のバケットが船底に近づいた段階で、バケットと船底との距離を正しく検出する手段が必要である。
【０００３】
このための装置として、例えば、特開平５−２５４６７０号公報、或いは、特開平７−１９６１７１号公報のように、掻き取り部に設けた検出ロッドを船底に向けて前進させて、その移動量から船底までの距離を演算する方法、或いは、特公平５−１１９１５号公報のように、超音波と電磁波を船底に向けて発信し、発信から反射して戻るまでの時間を計測して船底までの距離を演算する方法などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方法は、バケットと船底との距離を検出する設備の構造が複雑で、かつ、重量が嵩むなどの問題があった。また、バケットと船底との距離を検出するための操作を必要とするため、本来の荷役作業の能率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、係る従来の問題を解消するためになされたものであり、その目的は、特別な設備を設置することなく、バケットから船底までの距離を精度良く検出し、同時に、円滑に底浚え運転に移行する連続式アンローダを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、垂直エレベータ下部に、油圧シリンダによって回動可能なスイングアームに取り付けられたＬ字型掻き取り部を有する連続式アンローダにおいて、前記掻き取り部に設けたロードセルにより掻き取り部の負荷荷重を検出し、その負荷荷重によって油圧シリンダの油圧を制御して掻き取り部の下向き荷重を制限する自重軽減装置を備えると共に、スイングアーム回動用油圧シリンダのストロークを検出するストローク検出センサーを設け、且つ、ロードセルの負荷荷重が予め設定した設定荷重に達した時に取り込んだ船底検出ストロークと、掘削開始時に取り込んだ初期ストロークとの差から掘削開始時の掻き取り部のレベルと船底との距離を演算する制御装置を備えたことを特徴としている。
【０００７】
このようにすれば、船底検出のための特別な装置やセンサーを設けることなく、ロードセルの負荷荷重が予め設定した設定荷重に達した時に取り込んだ船底検出ストロークと、掘削開始時に取り込んだ初期ストロークとの差から掻き取り部と船底との距離を容易に検出することができる。
【０００８】
また、本発明は、スイングアーム回動用油圧シリンダのストロークに底浚え可能な範囲を設定し、船底検出ストロークが底浚え可能な範囲内にある時には、運転モードが底浚えモードに切り替わるようにすることを特徴としている。
【０００９】
このようにすれば、掻き取り部と船底との間の距離は、底浚え運転への切り替え操作と連動して検出することができるため、掻き取り部から船底までの距離が適切な範囲で底浚え開始釦を押した場合には、そのまま底浚え作業に移行できる。
【００１０】
また、本発明は、底浚え開始釦を押した時、スイングアーム回動用油圧シリンダのストロークが最大ストロークに達し、且つ、ロードセルの負荷荷重予め設定した設定値に達しない場合には、船底非検出の信号を出力するようにすることを特徴としている。
【００１１】
このようにすれば、底浚え開始釦を押すタイミングが早すぎて、スイングアームが最大限下降しても掻き取り部のバケットが船底に到達しない場合、船底非検出の表示が出されるので、オペレーターは、その状況を容易に把握できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参酌しながら本発明の実施の形態について説明する。
図４に示すように、走行可能な走行機台５１上に、旋回及び俯仰自在に設けられているアンローダ本体１は、その先端部に垂直エレベータ部４を備えている。そして、垂直エレベータ部４に設けたアンローダ掻き取り部３（以下、掻き取り部３と称する）によって本船２の船倉２ａ内のバラ物を連続的に荷揚げするようになっている。
【００１３】
図１に示すように、掻き取り部３は、主として、バケット５、スイングアーム６、スイングシリンダ７、チルトシリンダ８、チェーン１３、前後両端にスプケット１５，１６を持つ掻き取りフレーム３１、及び、平行リンク３２から構成され、バケット５を一定間隔で取り付けた無端状のチェーン１３は、前後両スプケット１５，１６及び垂直エレベータ４の頂部に設けた駆動スプロケット（図示せず）に掛け渡されている。また、スイングアーム６と掻き取りフレーム３１とは、スイングシリンダ７、チルトシリンダ８、平行リンク３２によってＬ字型に支持されている。
また、スイングシリンダ７は、スイングシリンダ油圧回路１９を備え、チルトシリンダ８は、チルトシリンダ油圧回路２０を備えている。
【００１４】
スイングシリンダ油圧回路１９におけるヘッド側油圧ライン２５及びロッド側油圧ライン２６は、電磁比例型方向切り替え弁２４（以下、方向切り替え弁２４と称する）を介して油圧ポンプ１８につながっている。また、ヘッド側油圧ライン２５から分岐した分岐ライン３３に方向切り替え弁２２を有し、ロッド側油圧ライン２６と油圧ポンプ１８の出口側にある分配ライン３４に接続しているバイパスライン３５に方向切り替え弁２１及び電磁比例圧力制御弁２３を順に有している。
【００１５】
図２及び図３に示すように、掻き取りフレーム３１の下方に連結部材３６を介して吊り下げたガイドレール１１には、バケット５に取り付けたバケットガイドローラ１２が係合するようになっている。
【００１６】
一方、制御装置１７には、連結部材３６に設けたロードセル１４ａ，１４ｂによって検出された負荷荷重、スイングシリンダ７に設けたストローク検出センサー３７によって検出されたスイングシリンダ７のストローク、垂直エレベータ部４に設けたスイングアーム傾斜角検出センサー３８によって検出されたスイングアーム傾斜角を入力するようになっている。
【００１７】
図６に示すように、通常の荷役では、バケットエレベータ起伏装置（図示せず）及びスイングシリンダ７を操作し、掻き取り部３をバラ物９の表面から一定の深さだけ食い込ませた状態で姿勢を固定し、アンローダの横移動によってバラ物９を掻き取って行く。この状態では、スイングシリンダ油圧回路１９の方向切り替え弁２１，２２、及び、方向切り替え弁２４は、いずれも、閉弁位置にあってスイングシリンダ７への圧油は遮断され、スイングシリンダ７は定位置に保持されている。
【００１８】
荷役中に、掘削開始時の掻き取り部と船底との間の距離を検出するには、次の手順をとる。
即ち、船底１０が接近した時、オペレーターは、図５に示すように、操作盤上の図示しない底浚え運転開始釦を押す（Ｓ１）。この釦を押すと、制御装置１７は、スイングシリンダ７のストロークを初期値として記憶し、同時に、スイングシリンダ油圧回路１９は、自動的にバケット速度を底浚えに対して適当な低速度に切り替える（Ｓ２）と共に、スイングアーム６を低速度で下降させる（Ｓ３）。
【００１９】
具体的には、スイングシリンダ油圧回路１９の方向切り替え弁２４がシリンダ伸び方向に切り替わると同時に、電磁比例圧力制御弁２３に流量を低下させる電気指令を与える。
【００２０】
すると、掻き取り部３は、バラ物９を掻き取りながら船底１０に向かってゆっくり下降を始める。底浚え運転開始釦を押すタイミングが適当な場合には、掻き取り部３は、バラ物９を掻き取りながら下降し、やがて船底１０に接触する。
【００２１】
すると、掻き取り部３のバケット５には、船底１０からの反力が作用し、バケット５に設けたガイドローラ１２と、該ローラ１２と噛み合うガイドレール１１とを介してロードセル１４ａ，１４ｂに上向きの荷重が作用する。通常の掘削時には、ロードセル１４ａ，１４ｂには、バケット自重及び掻き取ったバラ物の重量によって下向きの荷重が作用しているが、バケット５が船底１０に接触すると、これに上向きの反力が加わり、ロードセル１４ａ，１４ｂには、両者の差分力が作用する。
【００２２】
そして、ロードセル１４ａ，１４ｂの検出値が、予め、設定していた敷居値に達すると（Ｓ４）、その時のスイングシリンダ７のストロークが船底検出ストロークとして制御装置１７に取り込まれる。次に、制御装置１７は、初期ストロークと船底検出ストロークとの差より掘削開始時点のバケットから船底までの距離（高さ）を演算する。
【００２３】
従って、運転室内に表示器（図示せず）を設けて、この演算値を表示すれば、オペレーターに掘削開始時点のバケットから船底までの距離を知らせることができる。
船底検出時の掻き取り部３の姿勢が底浚え運転を開始するのに適当な場合には（図７参照）、引続いて底浚え運転に移行することが、能率上、好ましい。
【００２４】
従って、底浚え開始可能なスイングシリンダストロークにも所定の範囲を設定しておき、船底検出ストロークが、この範囲内にある時には、運転モードが自動的に底浚えモードに切り替わるようにプログラミングしておく（Ｓ６）、つまり、制御装置１７に入力しておく。
【００２５】
運転モードが自動的に底浚えモードに切り替わると、油圧回路１９，２０の方向切り替え弁２４は、中立位置に切り替わり、同時に、方向切り替え弁２１，２２が開弁する。スイングシリンダ７とチルトシリンダ８のロッド側には、電磁比例圧力制御弁２３によって圧力制御された圧油が作用し、それ以降は、バケット５が船底１０に接触し、且つ、バケット５と船底１０間に作用する荷役が制御された状態で底浚え運転が行われる。
【００２６】
なお、チルトシリンダ８は、掻き取り部３の傾斜を変えるための装置であり、底浚えモードでは、このシリンダ８の圧力を制御することにより、バケット列を船底１０に対して均等に接触させるためのものである。チルトシリンダ８につながるチルトシリンダ油圧回路２０は、スイングアームシリンダ７につながるスイングシリンダ油圧回路１９と同一の構成及び機能を有するので、詳しい説明を省略する。
【００２７】
また、制御装置１７は、底浚え開始釦を押した状態で、スイングシリンダ７のストローク検出センサー３７の検出値がストローク最大値に達した状態でロードセル検出値が敷居値に達しない場合には（Ｓ１０）、船底非検出の信号を出力する（Ｓ１２）ようにプログラミングし、制御装置１７に入力しておくことが好ましい。
【００２８】
底浚え開始釦を押すタイミングが早すぎて、スイングアームが最大限下降しても掻き取り部３のバケット５が船底１０に到達しないケースが想定されるが（図８参照）、船底非検出の表示が出されるので、オペレーターは、容易に状況を把握することができる。
【００２９】
また、この時、底浚え開始可能範囲との偏差を読み取って、その偏差分を補う分だけブーム起伏シリンダ（図示せず）を作動させる回路としてもよい。
一方、図９は、スイングシリンダ油圧回路１９に電磁弁２７と絞り弁２８を追加し、図１乃至図４のものと同様の機能を得るようにしたものである。
【００３０】
即ち、船底１０が近づいて段階で、オペレーターは、操作盤上に設けた図示しない底浚え運転開始釦を押す。制御装置１７は、底浚え運転開始釦を押すと、自動的にバケット速度を低速度に切り替えると共に、フロート弁２１，２２に通電して自重軽減回路に切り換える。同時に、電磁弁２７に通電すると共に、電磁比例弁２３に対して、予め設定した電気指令を与える。この電気指令は、スイングシリンダ７の圧力がスイングアーム６に結合した掻き取り部３の自重を支えるより僅かに小さい値になるように設定しておく。
【００３１】
また、絞り弁２８は、シリンダアーム６がゆっくり下降するように、予め、開度を設定しておく。底浚え開始釦を押すと、掻き取り部３は、バラ物を掻き取りながら船底１０に向かってゆっくり下降を始める。バケット５が船底１０に接触し始めると、掻き取り部３のバケット５には、船底１０からの反力が作用し、バケット５に設けたガイドローラ１２と、該ローラ１２と噛み合うガイドレール１１を介してロードセル１４ａ，１４ｂに上向きの荷重が作用する。ロードセル１４ａ，１４ｂの検出値が敷居値以下になったら電磁弁２７を非励磁とすることで底浚えモードに切り替え、以下、図１乃至図４のものと同様の作用で底浚えを行う。
【００３２】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、船底検出のための特別な設備やセンサーを設けることなく、ロードセルの負荷荷重が予め設定した設定荷重に達した時に取り込んだ船底検出ストロークと、掘削開始時に取り込んだ初期ストロークとの差から掻き取り部と船底との距離を容易に検出することができるようになった。
【００３３】
また、掻き取り部と船底との間の距離は、底浚え運転への切り替え操作と連動して検出することができるため、掻き取り部から船底までの距離が適切な範囲で底浚え開始釦を押した場合には、そのまま底浚え作業に移行できるので、荷役作業を妨げることがない。
【００３４】
また、底浚え開始釦を押した時、スイングアーム回動用油圧シリンダのストロークが最大ストロークに達し、且つ、ロードセルの負荷荷重予め設定した設定値に達しない場合には、船底非検出の信号を出力するようにするため、底浚え開始釦を押すタイミングが早すぎて、スイングアームが最大限下降しても掻き取り部のバケットが船底に到達しない場合、船底非検出の表示が出されるので、オペレーターは、その状況を容易に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続式アンローダに適用した油圧回路図である。
【図２】掻き取り部の側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】荷役中の連続式アンローダの側面図である。
【図５】制御フロー図である。
【図６】掻き取り部の通常掘削位置を示す説明図である。
【図７】正常な底浚え運転開始状態での掻き取り部の位置を示す説明図である。
【図８】底浚えタイミングが早すぎた場合の掻き取り部の位置を示す説明図である。
【図９】他の油圧回路図である。
【符号の説明】
３  掻き取り部
４  垂直エレベータ部
６  スイングアーム
７  チルトシリンダ
８  スイングシリンダ
１４ａ，１４ｂ  ロードセル
１７  制御装置
３７  ストローク検出センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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