(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インゴット搬出用の自走式作業機と、地面に敷設されて前記自走式作業機の走行方向を案内する垂直に立ち上げた側板部を有するガイドレールとを備え、
前記自走式作業機は、トラックフレームを有する下部走行体と、前記下部走行体上に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられた伸縮式アームと、前記伸縮式アームに揺動アームを介して取付けられた把持装置とを備え、
前記トラックフレームを構成するセンターフレームの前部、後部に、前記ガイドレールの前記側板部を挟むように縦軸を中心に回転可能に、左右一対のガイドローラを設け、前記自走式作業機の走行時にガイドローラ駆動手段により前記ガイドローラと前記ガイドレールの前記側板部との間の隙間が生じないように挟持し、
前記下部走行体の左右の走行用油圧モータの前進側油圧回路どうし、後進側油圧回路どうしをそれぞれ連通、遮断する切換弁を設けたことを特徴とするインゴット搬出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインゴット搬出装置において、
前記伸縮式アームは、前記伸縮式アーム外周に取付けられた昇降枠および前記昇降枠に取付けられた駆動装置により前記上部旋回体に設けた昇降ガイド枠に沿って昇降可能に取付けられると共に、後端側にバランスウェイトを設けたことを特徴とするインゴット搬出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のインゴット搬出装置において、
前記自走式作業機を、遠隔操縦される作業機により構成したことを特徴とするインゴット搬出装置。
【請求項４】
トラックフレームを有する下部走行体と、前記下部走行体上に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられた伸縮式のアームと、前記伸縮式のアームに揺動アームを介して取付けられた把持装置とを備えた自走式作業機における前記把持装置により、垂直に立ち上げた側板部を有するガイドレールを把持し、前記インゴット搬出装置の進行方向側の地面に前記ガイドレールを敷設した後、同様に別のガイドレールを把持して前記自走式作業機を走行させ、敷設してあるガイドレールに前記別のガイドレールを連結する作業を前記自走式作業機の走行に必要な長さ分繰り返し、
前記トラックフレームを構成するセンターフレームの前部、後部にそれぞれ設けた縦軸中心に回転可能な左右一対のガイドローラ間で前記敷設したガイドレールの側板部を、前記ガイドローラとの間に隙間が生じないように挟持しながら、
前記下部走行体の左右の走行用油圧モータの前進側油圧回路どうし、後進側油圧回路どうしをそれぞれ短絡させた状態で前記走行用油圧モータを駆動することにより、前記自走式作業機を前記ガイドレールに沿って直線状に走行させることを特徴とするインゴット搬出用自走式作業機の走行方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉中のインゴットを把持して搬出するインゴット搬出装置およびインゴット搬出装置の走行方法に係り、特にインゴット搬出装置を直線的に走行させる必要がある場合に好適なインゴット搬出装置およびインゴット搬出用自走式作業機の走行方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼所の鍛造用加熱炉内のインゴットを鍛造用金型まで搬送する装置として例えば特許文献１に記載のものがある。この装置は、搬送装置としてハンドリングロボットを用いるものである。特許文献１に記載のように、インゴットの搬出を所定の動作範囲に限定されたハンドリングロボットにより行う場合、炉と鍛造用金型との設置位置に制約が生じる。地面上を走行可能な自走式作業機を用いてインゴットの搬出を行えば、このような設置位置の制約が緩和されることになる。
【０００３】
このような自走式作業機を用いた場合、インゴットを把持した後、直線的に走行して移動する必要がある。このような作業機として、例えば特許文献２に記載のように、作業機の位置を検出しながら駆動装置を制御して計画したルートに修正しながら直線的に走行することが考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−９２２３０号公報
【特許文献２】特開２００１−２６２６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献２に記載のように、作業機の位置を検出しながら駆動装置を制御してルートを修正しながら走行を行うものにおいては、走行体の方向を監視しながら左右の駆動装置の高度な速度制御を行う必要があり、これを実現するために専用の制御装置の付加と走行駆動装置の油圧回路そのものの改変が必要となるので、実施が容易ではない。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、比較的簡単な構造の部材の付加により、作業機による高度な走行制御や走行駆動装置の改変を行うことなく直線走行が可能となるインゴット搬出装置およびインゴット搬出用自走式作業機の走行方法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】
【０００７】
請求項１のインゴット搬出装置は、インゴット搬出用の自走式作業機と、地面に敷設されて前記自走式作業機の走行方向を案内する垂直に立ち上げた側板部を有するガイドレールとを備え、
前記自走式作業機は、トラックフレームを有する下部走行体と、前記下部走行体上に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられた伸縮式アームと、前記伸縮式アームに揺動アームを介して取付けられた把持装置とを備え、
前記トラックフレームを構成するセンターフレームの前部、後部に、前記ガイドレールの前記側板部を挟むように縦軸を中心に回転可能に、左右一対のガイドローラを設け、前記自走式作業機の走行時にガイドローラ駆動手段により前記ガイドローラと前記ガイドレールの前記側板部との間の隙間が生じないように挟持し、
前記下部走行体の左右の走行用油圧モータの前進側油圧回路どうし、後進側油圧回路どうしをそれぞれ連通、遮断する切換弁を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２のインゴット搬出装置は、請求項１に記載のインゴット搬出装置において、
前記伸縮式アームは、前記伸縮式アーム外周に取付けられた昇降枠および前記昇降枠に取付けられた駆動装置により前記上部旋回体に設けた昇降ガイド枠に沿って昇降可能に取付けられると共に、後端側にバランスウェイトを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３のインゴット搬出装置は、請求項１または２に記載のインゴット搬出装置において、
前記自走式作業機を、遠隔操縦される作業機により構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４のインゴット搬出用自走式作業機の走行方法は、トラックフレームを有する下部走行体と、前記下部走行体上に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられた伸縮式のアームと、前記伸縮式のアームに揺動アームを介して取付けられた把持装置とを備えた自走式作業機における前記把持装置により、垂直に立ち上げた側板部を有するガイドレールを把持し、前記インゴット搬出装置の進行方向側の地面に前記ガイドレールを敷設した後、同様に別のガイドレールを把持して前記自走式作業機を走行させ、敷設してあるガイドレールに前記別のガイドレールを連結する作業を前記自走式作業機の走行に必要な長さ分繰り返し、
前記トラックフレームを構成するセンターフレームの前部、後部にそれぞれ設けた縦軸中心に回転可能な左右一対のガイドローラ間で前記敷設したガイドレールの側板部を、前記ガイドローラとの間に隙間が生じないように挟持しながら、
前記下部走行体の左右の走行用油圧モータの前進側油圧回路どうし、後進側油圧回路どうしをそれぞれ短絡させた状態で前記走行用油圧モータを駆動することにより、前記自走式作業機を前記ガイドレールに沿って直線状に走行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、トラックフレームに設けたガイドローラで地面に置いたガイドレールを挟みながらインゴット搬出装置を走行させることによって直線性の高い走行が可能となる。また、走行用油圧回路などの改変や走行用モータの高度の速度制御を行う必要なく、比較的簡単な部材の付加によって実現することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、伸縮式アームの後端に伸縮式アームの前後の重量バランスをとるバランスウェイトを設けたので、把持具によりインゴット等の重量のある把持対象物を把持した際における伸縮式アームの前方側の偏荷重が軽減でき、昇降ガイド枠と昇降枠との摺動抵抗を軽減できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、自走式作業機が遠隔操縦式であるため、作業温度が高いインゴット搬出現場にオペレータが近づく必要がなく、インゴット搬出作業が容易に行える。
【００１４】
請求項４の発明によれば、トラックフレームに設けたガイドローラと地面に置くガイドレールとによって直線性の高い走行が可能となる。また、走行用油圧回路などの改変や走行用モータの高度の速度制御を行う必要なく、比較的簡単な部材の付加によって実施することができる。また、インゴット搬出装置自体でガイドレールの敷設を行うため、ガイドレール敷設のための機器も不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明のインゴット搬出装置を構成する自走式作業機の一実施の形態を示す側面図、図２はその平面図、図３はその下部走行体の構成を示す平面図、図４はその正面図である。１は下部走行体であり、２はそのトラックフレームであって、このトラックフレーム２は旋回装置３を搭載するセンターフレーム２ａとその左右に設けられるサイドフレーム２ｂ，２ｂとからなる。各サイドフレーム２ｂ，２ｂには図５に示すように走行用油圧モータ１ａ、１ｂがそれぞれ取付けられ、これらの油圧モータ１ａ，１ｂにより駆動される履帯４，４を有する。
【００１６】
旋回装置３上には上部旋回体５が設置され、上部旋回体５上には油圧パワーユニット６、運転室７および作業装置としてのインゴット把持用自走式作業機８が設置される。９はインゴット把持装置を構成する昇降ガイド枠であり、この昇降ガイド枠９は上部旋回体５上に設置され、内部に昇降枠１０をスライドプレート（図示せず）を介して昇降可能に装着する。１１は昇降枠１０の昇降駆動装置として備えた油圧シリンダである。この昇降枠１０には、筒状の伸縮式アーム１２のアウタアーム１２ａが固定される。
【００１７】
伸縮式アーム１２のインナアーム１２ｂは、伸縮式アーム１２内に設けた油圧シリンダ１３によりアウタアーム１２ａ内に伸縮可能に嵌合される。アウタアーム１２ａの後端には油圧シリンダ１１における伸縮式アーム１２の支持点の前後の重量バランス、すなわち伸縮式アーム１２の後部と、伸縮式アーム１２の前部および後述の揺動アーム１４、把持具１７および被把持体であるインゴット２０（図５参照）との重量バランスをとるため、バランスウェイト１８が取付けられる。
【００１８】
揺動アーム１４はインナアーム１２ｂの先端にピン１５を中心として油圧シリンダ１６により上下揺動可能に取付けられる。把持具１７はそのブラケット２１が揺動アーム１４の先端にピン２２を中心に回動可能に取付けられる。２３は把持具１７を回動させる油圧シリンダである。この油圧シリンダ２３は一端を揺動アーム１４にピン２４により連結し、他端を第１のリンク２５と第２のリンク２６の各一端にピン２７により連結する。第１のリンク２５と第２のリンク２６の各他端はそれぞれ揺動アーム１４とブラケット２１にそれぞれピン２８，２９により連結する。
【００１９】
ブラケット２１には旋回モータ３０を有する把持爪旋回装置３１を設ける。把持爪旋回装置３１の旋回体３２には、固定爪３３を固定すると共に、ピン３４を中心として油圧シリンダ３５により開閉可能に可動爪３６を取付ける。
【００２０】
図５はこのインゴット搬出装置を用いて加熱炉３７からインゴット２０を搬出している作業状態を示す。この加熱炉３７は、前面開口部３７ａに扉３８を有し、この扉３８は、加熱炉３７の上部に設置した昇降モータ３９により、ワイヤやチェーン等の可撓性支持体４０により支持され開閉される。４１は昇降モータ３９にかかる負荷を軽減するためのバランスウェイトである。
【００２１】
インゴット２０を搬出する場合には、実線で示すように扉３８を開いておき、作業機８を加熱炉３７の前面に好適な距離を隔てて位置させ、伸縮式アーム１２を加熱炉３７に向ける。そして油圧シリンダ１１の伸縮により伸縮式アーム１２の高さを調整すると共に、油圧シリンダ１６の伸縮により揺動アーム１４を上下に揺動させて把持具１７の高さを調整する。また、油圧シリンダ２３の伸縮により把持具１７を水平にすると共に、把持爪旋回装置３１の旋回モータ３０を旋回させて固定爪３３と可動爪３６とを図２、図５に示すように水平方向に対向させる。また、油圧シリンダ３５を収縮させて可動爪３６を開く。そして油圧シリンダ１３の伸長により伸縮式アーム１２を伸長させて加熱炉３７内に把持具１７を入れ、油圧シリンダ３５を伸長させてインゴット２０を把持する。そして油圧シリンダ１１の伸長あるいは油圧シリンダ１６の伸長により把持具１７を多少上げることによってインゴット２０を浮かせ、油圧シリンダ１３の収縮により伸縮式アーム１２を収縮させてインゴット２０を炉外に出す。その後、下部走行体１の走行用油圧モータ１ａ，１ｂを後進方向に駆動して作業機８を直線的に後退させる。
【００２２】
このインゴット搬出装置においては、上記のような動作は無線による遠隔操作で行えるようにしている。図６はその遠隔操作を行うための装置構成を示すブロック図である。図６において、４２はオペレータが操作する無線送信機、４３は上部旋回体５に搭載され、送信機４２から送られてくる操作信号を受信する受信機、４４は走行用油圧モータ１ａ，１ｂ、旋回装置３の旋回用油圧モータ（図示せず）、油圧シリンダ１１，１３，１６，２３，３５、油圧モータ３０等の駆動装置群、４５はそのコントロール弁群、４６はこのコントロール弁群４５や油圧パワーユニット６のマニュアル操作手段、４７は受信機４４からの信号よりコントロール弁群４５の操作信号および油圧パワーユニット６の制御信号を作成する信号変換装置である。４８は上部旋回体３または運転室７の前部に備えたカメラ（図５参照）、４８ａはその撮像画面を送信する送信機、４９は離れた箇所で送信機４８ａからの無線信号を受信する機能を有し、撮像する表示装置である。オペレータは表示装置４９の表示画面を監視しながら、作業機から離れた位置にて前記作業機の遠隔操作を行うことができる。
【００２３】
次に作業機８を直線的に走行させるための装置について説明する。図３、図４に示すように、トラックフレーム２のセンターフレーム２ａの前後に、左右一対となるガイドローラ５０，５１および５２，５３を下記の構造で取付ける。５４〜５７はそれぞれピン５９〜６２によりセンターフレーム２ａの前後に取付けられたアームであり、各アーム５４〜５７の先端に縦軸６３〜６６を中心に回転可能にガイドローラ５０〜５３を取付ける。前後のアーム５４〜５７のうち、前側、後側の各一方のアーム５４，５７はセンターフレーム２ａとの間をロッド６７，６８により両端をピン付けして連結し、固定する。また、前側、後側の各他方のアーム５５，５６はセンターフレーム２ａとの間を油圧シリンダ６９，７０により両端をピン付けして連結し、各アーム５５，５６を水平揺動可能とする。
【００２４】
７２はこの作業機８の走行の際に左右のガイドローラ５０と５１、５２と５３間でそれぞれ挟持されるガイドレールである。ここガイドレール７２は地面に置くもので、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、底板部７２ａの両端より垂直に立ち上げた側板部７２ｂを有する。また、側板部７２ｂ，７２ｂ間に補強板７２ｃを溶接する。また、各ガイドレール７２の両端には端板部７２ｄを溶接する。端板部７２ｄは、ガイドレール７２，７２間の連結部を構成するものであり、ボルト７３、ナット７４によって連結する。また、相互の横ずれ方向の力がボルト７３に作用することを防止するため、それぞれ凹凸嵌合部７５，７６を設ける。また、各端板部７２ｄ，７２ｄの上部には凹凸嵌合部７５，７６を設けず、これらの凹凸部の深さに一致する長さのパイプ７７を端板部７２ｄ，７２ｄ間に介在させ、このパイプ７７に前記ボルト７３を通すことにより、ガタつき無くガイドレール７２，７２間が連結される。
【００２５】
図８に作業機の直線走行のための走行用油圧モータの油圧回路を示す。１ａ，１ｂは左右の走行用油圧モータ、８１，８２はそれぞれ油圧モータ１ａ，１ｂの各コントロール弁であり、油圧パワーユニット６に含まれる油圧ポンプからなる油圧源８３，８４から油圧モータ１ａ，１ｂへの作動油の方向の切換えを行うものである。８０は旋回装置３に設けた回転油路接続用のセンタージョイント、８５，８６はそれぞれ油圧モータ１ａ，１ｂの前進側回路（コントロール弁８１または８２の切換えにより回路８５または８６に圧油が供給された際に油圧モータ１ａ，１ｂが前進方向に走行する回路）、８８，８９はそれぞれ油圧モータ１ａ，１ｂの後進側回路（コントロール弁８１または８２の切換えにより回路８８または８９に圧油が供給された際に油圧モータ１ａ，１ｂが後進方向に走行する回路）である。９０は前進側回路８５，８６間の短絡、遮断を行う切換弁、９１は後進側回路８８，８９間の短絡、遮断を行う切換弁である。
【００２６】
次にこの作業機の直線走行のための操作、動作について説明する。このガイドレール７２の設置作業においては、図８の切換弁９０，９１は右側の遮断位置にしておき、左右の走行用油圧モータ１ａ，１ｂはそれぞれコントロール弁８１，８２の操作により、任意の方向に走行可能としておく。そして、作業機の下部走行体１を加熱炉３７の開口部３７ａに向けて設置する。また、油圧シリンダ６９，７０を伸長させて、ガイドローラ５１，５２を開いておく。
【００２７】
そして、図９に示すように、把持装置の各部の駆動装置１１，１３，１６，２３，３０，３５の操作によって、把持具１７によりガイドレール７２を把持し、ガイドローラ５０，５１間および５２，５３間にガイドレール７２を挿入してガイドレール７２を進行方向側の地面上に置く。そして油圧シリンダ６９，７０を収縮させてガイドローラ５０，５１間および５２，５３間でガイドレール７２を挟持する。また、次の１本を同様に把持具１７により把持してすでに地面に置いてあるガイドレール７２の前端の凹凸部７５に新たなガイドレール７２の後端の凹凸部７６を嵌合し、ボルト７３，ナット７４およびパイプ７７を用いてガイドレール７２を結合する。このような作業を作業機の走行に必要な長さだけ行う。これらのガイドレール７２は必要に応じて地面（コンクリート面や敷板を敷いた面を含む）にピン等により固定する。なお、このガイドレール７２の敷設を行う場合、最初に加熱炉３７側にガイドレール７２は設置し、作業機８を後退させながら、新たなガイドレール７２を既に敷設されているガイドレールの後側に敷設し、連結するという手順で複数本のガイドレール７２の敷設を行ってもよい。
【００２８】
次に、切換弁９０，９１を左側の連通位置に切り換える。この状態で例えばコントロール弁８１，８２を図面の下位置に切換え、前進させると、左右の走行用油圧モータ１ａ,１ｂの前進側回路８５，８６の油圧が等しくなるように走行用油圧モータ１ａ，１ｂが動作する。このため、ガイドレール７２に対して左右のガイドローラ５０と５１、または５２と５３間に走行抵抗の差がなくなるように走行し、作業機８はガイドレール７２に沿って直進する。後進の場合も同様である。
【００２９】
このように、トラックフレーム２に設けたガイドローラ５０〜５３と地面に置くガイドレール７２とによって直線性の高い走行が可能となる。また、走行用油圧回路などの改変や走行用油圧モータ１ａ，１ｂの高度の走行制御を行う必要なく、ガイドレール７２やガイドローラ５０〜５３のような比較的簡単な部材の付加によって実現することができる。また、インゴット搬出装置自体でガイドレール７２の敷設を行うため、ガイドレール７２敷設のための機器も不要となる。
【００３０】
また、ガイドレール７２や切換弁９０，９１を用いた装置によれば、本実施の形態で示したインゴット搬出用自走式作業機８のように、比較的高い精度の直線走行が求められる狭い作業現場において実用上有効な効果を発揮する。
【００３１】
また、伸縮式アーム１２の後端に伸縮式アーム１２の前後の重量バランスをとるバランスウェイト１８を設けたので、把持具１７によりインゴット２０等の重量のある把持対象物を把持した際における伸縮式アーム１２の前方側への偏荷重が軽減でき、昇降ガイド枠９と昇降枠１０との摺動抵抗を軽減できる。
【００３２】
また、本実施の形態のように、作業機８を遠隔操縦式とすれば、オペレータが作業現場に近づく必要がなく、インゴット搬出現場のように作業温度が高い等の悪い作業現場における作業が容易に行える。
【００３３】
また、本実施の形態のように、ガイドレール７２を継ぎ足し式に構成することにより、現場の走行路の長い場合であってもガイドレール７２を継ぎ足すことによって長いガイドレールを構成でき、長い直線走行が可能となる。
【００３４】
また、本実施の形態のように、左右のガイドローラ５０と５１間および５２と５３間の間隔を調整可能とすることにより、ガイドレール７２をガイドローラ間で挟む前に間隔を開けておき、挟んでから閉じることにより、初期設定が容易に行える。また、左右のガイドローラ５０と５１間および５２と５３間でガイドレール７２を隙間なく挟持することができるので、より直線性の高い走行が可能となる。
【００３５】
本発明は、上部旋回体５に搭載する装置が把持装置以外の他の作業具である場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による走行装置を実施する作業機の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１の作業機の平面図である。
【図３】この実施の形態の作業機の下部走行体の平面図である。
【図４】この実施の形態の下部走行体の正面図である。
【図５】この実施の形態の作業機を用いて加熱炉のインゴットを取り出す作業を示す側面図である。
【図６】この実施の形態の操作装置の全体構成を示すブロック図である。
【図７】（Ａ）はこの実施の形態のガイドレールの接続部の構造を示す側面図、（Ｂ）はその横断面図である。
【図８】この実施の形態の走行用油圧モータの油圧回路図である。
【図９】この実施の形態におけるガイドレールのセット作業を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：下部走行体、１ａ，１ｂ：走行用油圧モータ、２：トラックフレーム、２ａ：センターフレーム、２ｂ：サイドフレーム、３：旋回装置、４：履帯、５：上部旋回体、６：油圧パワーユニット、７：運転室、８：自走式作業機、９：昇降ガイド枠、１０：昇降枠、１１：油圧シリンダ、１２：伸縮式アーム、１３：油圧シリンダ、１４：揺動アーム、１７：把持具、１８：バランスウェイト、２１：ブラケット、２３：油圧シリンダ、２５，２６：リンク、３０：旋回モータ、３１：把持爪旋回装置、３２：旋回体、３３：固定爪、３５：油圧シリンダ、３６：可動爪、３７：加熱炉、３８：扉、３９：昇降モータ、４０：可撓性支持体４１：バランスウェイト、４２：無線送信機、４３：受信機、４４：駆動装置群、４５：コントロール弁群、４６：マニュアル操作手段、４７：信号変換装置、４８：カメラ、４９：表示装置、５０〜５３：ガイドローラ、５４〜５７：アーム、６３〜６６：軸、６７，６８：ロッド、６９，７０：油圧シリンダ、７２：ガイドレール、７３：ボルト、７４：ナット、７５，７６：凹凸嵌合部、７７：パイプ、８１，８２：コントロール弁、８３，８４：油圧源、８５，８６：前進側回路、８８，８９：後進側回路、９０，９１：切換弁
【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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