(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイングシリンダにより回動されるスイングアームに掻取フレームを取り付けると共に、前記スイングアームに前記掻取フレームをチルトさせるチルトシリンダを取り付け、更に、前記掻取フレーム及び前記スイングアームの周囲を周回する無端チェーンに複数のバケットを取り付けてなる連続式アンローダにおいて、前記掻取フレームに、前記バケットに作用する荷重を検出する前後一対のロードセルを備えると共に、これらのロードセルが検出した荷重の和と予め設定しておいたフレーム全体に関わる設定荷重との偏差がゼロになるようにスイングシリンダ推力を制御する制御系および前部ロードセルが検出した荷重と予め設定しておいたフレーム前部に関わる設定荷重との偏差がゼロになるようにチルトシリンダ推力を制御する制御系を有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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉱石や石炭等のバラ物を陸揚げする連続式アンローダ、特に、船舶の動揺に対して掻取り部分を柔軟に追随させることができる連続式アンローダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブームのトップ支持フレームから垂下され、軸回りに回転自在な旋回マストと、該旋回マストの下端部に昇降移動自在に支持された昇降フレームと、該昇降フレームに水平に枢支されると共にスライド自在な先端部を有するレバー部材と、該レバー部材を傾動させる傾動用シリンダと、上記レバー部材先端部から上記旋回マストの長手方向に沿って掛け渡されたバラ物を搬送するための無端状バケットと、該バケットに所定のテンションを与えるべく上記レバー部材の先端部を伸長方向に付勢すると共に伸縮させるための伸縮用シリンダとを備え、更に、該伸縮用シリンダに一定の流体圧を蓄圧するアキュームレータを接続させて、船の突き上げを受けて昇降フレームが上昇した場合に生ずる無端状バケットの弛緩を吸収するようにしたアンローダが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のアンローダは、アキュームレータの設定圧を調整するだけなので、伸縮シリンダの抵抗、機械系のロスの変動により、バケットの受ける反力が変化する。
バケットの接地圧は、テンション圧と直接関係するため、各々を任意に設定できない。即ち、テンション圧は、バケット列を円滑に運転する上で最適な値に設定する必要があるが、これにより、バケットの接地圧は、一義的に決まってしまう。接地圧だけを最適な値に変えようとしても変更できない。
【０００４】
更に、上記アンローダは、船体の傾きに対する配慮が全くなされていない。
本発明は、係る従来の問題に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、アンローダに作用する荷重を、常時、計測することにより、船体の上下動及び傾動に対して掻取バケットを柔軟に追従させことができる連続式アンローダを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る連続式アンローダは、スイングシリンダにより回動されるスイングアームに掻取フレームを取り付けると共に、前記スイングアームに前記掻取フレームをチルトさせるチルトシリンダを取り付け、更に、前記掻取フレーム及び前記スイングアームの周囲を周回する無端チェーンに複数のバケットを取り付けてなる連続式アンローダにおいて、前記掻取フレームに、前記バケットに作用する荷重を検出する前後一対のロードセルを備えると共に、これらのロードセルが検出した荷重の和と予め設定しておいたフレーム全体に関わる設定荷重との偏差がゼロになるようにスイングシリンダ推力を制御する制御系および前部ロードセルが検出した荷重と予め設定しておいたフレーム前部に関わる設定荷重との偏差がゼロになるようにチルトシリンダ推力を制御する制御系を有する制御装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。
図７に示すように、荷揚げを行う埠頭５１に設けられている走行体１の上部には、旋回可能なブーム５２が設けられている。このブーム５２の先端側には、チェーンバケットが設けられ、これは船舶４に積載された鉱石等のばら物５を掻き取る掘削部分５３と、掘削部分５３で掻き取られたばら物５を上方へと搬送し、排出する垂直エレベータ部分２とによって構成されている。
【０００７】
図１に示すように、エレベータコラム１１において、開口部（図示せず）を有する面と隣接する構成面４１には、スイングアーム１０の片側端部とテンションロッド１２の片側端部とが、夫々、ヒンジピン４２によって回動可能に軸支されている。
更に、スイングアーム１０とテンションロッド１２の他端部を連結するようにタイロッド１３がヒンジピン４３によって回動可能に軸支され、スイングアーム１０とテンションロッド１２とタイロッド１３と構成面４１とで、構成面４１を固定部分とする平行リンク機構を形成している。
【０００８】
そして、テンションロッド１２の取付部付近には、アクチュエータとなるスイングシリンダ１４が設けられており、このスイングシリンダ１４のシリンダロッド４４先端は、スイングアーム１０の中腹部分にリンク結合されている。また、タイロッド１３とスイングアーム１０とのリンク結合部には、掻取フレームとなる水平フレーム９が回動可能に結合されている。更に、タイロッド１３とテンションロッド１２とのリンク結合部には、チルトシリンダ１５を介して水平フレーム９の中腹部分が結合されている。
【０００９】
この水平フレーム９の長手方向両端には、図４に示すように、スプロケット６，７が配置されており、エレベータコラム１１内部に設けられたスプロケット（図示せず）との間で後述する無端チェーン１９を保持するようになっている。また、水平フレーム９には、前後一対の連結部材４５を介してガイドレール１８が取り付けられている。
【００１０】
そして、図５に示すように、バケット３に取り付けたガイドローラー２０が噛み合うことにより、無端チェーン１９をガイドレール２０に沿って周回案内可能になっている。また、上述した３つのスプロケット間の距離の総和は、スイングシリンダ１０を作動させ、水平フレーム９を上下動させた前後でもほぼ等しくなるように、スイングアームの長さ、各結合点の位置及び３つのスプロケットの位置が設定されている。
【００１１】
ここで、水平フレーム９は、スライド可能な内筒８を有し、図示しないシリンダによってチェーンの延びやスイングアーム作動時の僅かな長さ変化に対して無端チェーン１９に一定の張力を付与するようになっている。また、無端チェーン１９には、複数のバケット３がピン結合にて取り付けられており、無端チェーン１９の周回移動に伴い、バケット３にてばら物５を掻き取り可能にしている。
【００１２】
一方、図５に示すように、ガイドレール１８を背後から支持する支持枠２３と水平フレーム９とを連結する一対のリンク連結部４５のうち、その一方のリンク結合部４５にロードセル２１が取り付けられている。なお、符号２２は連結ピンを示している。
図１に示すように、前部リンク結合部４５Ａに取り付けられた前部ロードセル２１Ａと、後部リンク結合部４５Ｂに取り付けられた後部ロードセル２１Ｂは、それぞれ、バケットに作用する上向きの荷重を検出するようになっており、これらのロードセル２１Ａ，２１Ｂが検出した荷重は、ＰＬＣ（以下、制御装置と称する）２４に入力されるようになっている。
【００１３】
この制御装置２４は、図３に示すように、前部ロードセル２１Ａから入力する水平フレーム前部の入力値（入力荷重）１０１と、図示しない設定器から入力されるフレーム前部に関わる設定荷重１０３との偏差を読み取り、その偏差ゼロになるようにＰＩ制御を行って、その制御信号１０５を後述するチルトシリンダ用比例電磁弁に出力する機能を有する一方、後部ロードセル２１Ｂから入力する水平フレーム後部の入力値（入力荷重）１０２と前部ロードセル２１Ａから入力する水平フレーム前部の入力値（入力荷重）１０１の和と、図示しない設定器から入力されるフレーム全体に関わる設定荷重１０４との偏差がゼロになるようにＰＩ制御を行って、その制御信号１０６を後述するスイングシリンダ用比例電磁弁に出力する機能を備えている。
【００１４】
上記スイングシリンダ１４には、スイング回路２５が接続されている。このスイング回路２５は、シリンダロッド４４を伸縮可能にする駆動回路３３と自重軽減回路３４とから構成されている。駆動系統となる駆動回路３３は、スイングシリンダ１４の液圧導入口を切り替えることでシリンダロッド４４を伸縮させて水平フレームを昇降させる切換弁２８を備えている。
【００１５】
また、自重軽減回路３４は、駆動回路３３をバイパスして設けられており、油圧ポンプ２７にて発生した液圧を比例電磁弁３１と切換弁２９を介してスイングシリンダ１４におけるロッド側の液圧導入口３５に導入可能なように構成されている。この比例電磁弁３１は、リリーフ弁を兼ねた減圧弁で、制御装置２４からの電気指令信号に応じて２次側の圧力を可変に制御する構造になっている。
【００１６】
しかして、切換弁２９を作動させると、シリンダロッド４４側には、制御装置２４によって制御された油圧が作用する。これにより船底の上昇によってスイングシリンダ１４が縮む側に作動すると、液圧導入口３５側には、制御装置２４によって制御された油が流れ込む。また、反対に船底が下降すると、シリンダロッド４４側の油は、制御装置２４によって制御された圧力にて比例電磁弁３１からタンク３６へと逃がされる。
【００１７】
スイングシリンダ１４におけるヘッド側の液圧導入口３７には、切換弁３０を介してリザーバータンク３８が接続されている。このため、自重軽減回路３４の作動時には切換弁３０は開いているので、シリンダヘッド側の油は、シリンダロッド４４の動きに応じてリザーバータンク３８と液圧導入口３７との間で油が自由に流入、流出する。
【００１８】
一方、チルトシリンダ１５にもスイング回路２５と全く同じ油圧回路、つまり、チルト回路２６が接続され、水平フレームを船体の傾動に追従させることができるようになっている。
このチルト回路２６は、図２に示すように、シリンダロッド４４′を伸縮可能にする駆動回路３３′と自重軽減回路３４′とから構成されている。駆動系統となる駆動回路３３′は、チルトシリンダ１５の液圧導入口を切り替えることでシリンダロッド４４′を伸縮させて水平フレームを回動させる切換弁２８′を備えている。
【００１９】
また、自重軽減回路３４′は、駆動回路３３′をバイパスして設けられており、油圧ポンプ２７にて発生した液圧を比例電磁弁３１′と切換弁２９′を介してチルトシリンダ１５におけるロッド側の液圧導入口３５′に導入可能なように構成されている。この比例電磁弁３１′は、リリーフ弁を兼ねた減圧弁で、制御装置２４からの電気指令信号に応じて２次側の圧力を可変に制御する構造になっている。
【００２０】
しかして、切換弁２９′を作動させると、シリンダロッド４４′側には、制御装置２４によって制御された油圧が作用する。これにより船底の傾動によってチルトシリンダ１５が縮む側に作動すると、液圧導入口３５′側には、減圧された油が流れ込む。また、反対にチルトシリンダ１５が伸長すると、シリンダロッド４４′側の油は、制御装置２５によって制御された圧力にて比例電磁弁３１′からタンク３６′へと逃がされる。
【００２１】
チルトシリンダ１５におけるヘッド側の液圧導入口３７′には、切換弁３０′を介してリザーバータンク３８′が接続されている。このため、自重軽減回路３４′の作動時には切換弁３０′は開いているので、シリンダヘッド側の油は、シリンダロッド４４′の動きに応じてリザーバータンク３８′と液圧導入口３７′との間で油が自由に流入、流出する。
【００２２】
このように構成された連続式アンローダを底ざらえ作業に適用した場合を説明する。
図８は、連続式アンローダが船底に残ったばら物を収集する状態を示した作業説明図であり、船舶４においては、ばら物５の陸揚げが殆どなされ、船底５５に少量のばら物５が残留した状態になっている。
【００２３】
船倉にバラ物が相当量残っている状態では、切換弁２９と切換弁３０は、閉位置にあり、切換弁２８を操作することによってスイングシリンダ１４を伸縮させて水平フレーム９の位置を動かし、任意の位置で切換弁２８を閉状態として掻き取り作業を行う。船底が近づいてくると、図示しないスイッチを入れる。すると、切換弁２９と切換弁３０のソレノイドに通電されて両弁は、開状態に切り換わり、同時に、比例電磁弁３１に、制御装置２４の指令電流が流れて自重軽減回路３４が作動する。
【００２４】
従って、波などの影響を受けて船体５６の船底が昇降すると、制御装置２４は、後部ロードセル２１Ｂから入力する水平フレーム後部の荷重１０２と、前部ロードセル２１Ａから入力する水平フレーム前部の荷重１０１の和と、図示しない設定器により入力される水平フレーム全体に関わる設定荷重１０４との偏差がゼロになるようにＰＩ制御を行って、その制御信号１０６をスイング回路２５の比例電磁弁３１に出力し、これによりスイングシリンダ１４の液圧導入口３５側には、制御装置２４によって制御された油が流れ込み、水平フレーム９が船底５５の昇降に柔軟に追従する。
【００２５】
図９は、傾動が発生した船体に連続式アンローダが追随する様子を示した状態説明図であり、底ざらえ時には、スイング回路２９と同様にチルト回路２６の自重軽減回路３４′を作動させておく。
船舶に傾動が発生すると、制御装置２４は、前部ロードセル２１Ａから入力する水平フレーム前部の荷重１０１と、図示しない設定器により入力されるフレーム前部に関わる設定荷重１０３との偏差を読み取り、偏差ゼロになるようにＰＩ制御を行ってその制御信号１０５をチルト回路２６の比例電磁弁３１′に出力するから、チルトシリンダ１５の液圧導入口３５′側には、制御装置２４によって制御された油が流れ込み、水平フレーム９が船底の傾動に柔軟に追従する。
【００２６】
以上の説明では、チルトシリンダ１５をタイロッド１３とテンションロッド１２が結合しているリンク結合部と、水平フレーム９の中腹部分間に配設させた場合について説明したが、図１０に示すように、チルトシリンダ１５をスイングアーム１０と水平フレーム９の後端部間に直接取り付けてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、水平フレームに設けた前後一対のロードセルによってバケットに作用する荷重を、直接、検出し、バケットの反力が設定値になるようにスイングシリンダ及びチルトシリンダを、常時、制御するため、船体の上下動及び傾動に対して柔軟に追従し、バケットには、常に、一定の反力が作用するようになる。
【００２８】
即ち、スイングシリンダで船体の上下動に対応し、チルトシリンダで船体の傾動に追随するので、船体が傾いても、常に、複数のバケットで接地する。この機能がなければ、バケット列の後端、あるいは、前端だけで全荷重を負担することになり、バケット及び船底に過大な荷重が働くことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連続式アンローダの構造及び同アンローダに用いられる油圧回路を示す構造説明図である。
【図２】チルト回路の構造説明図である。
【図３】制御装置の構造説明図である。
【図４】本発明に係る連続式アンローダの要部拡大側面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】連続式アンローダを用い船舶に積載されているばら物を陸揚げする状態を示した全体構成図である。
【図８】上下動が発生した船体に連続式アンローダが追随する様子を示した状態説明図である。
【図９】傾動が発生した船体に連続式アンローダが追随する様子を示した状態説明図である。
【図１０】連続式アンローダの他の例を示した側面図である。
【符号の説明】
３  バケット                        ９  掻取フレーム
１０  スイングアーム                １４  スイングシリンダ
１５  チルトシリンダ                １９  無端チェーン
２１Ａ，２１Ｂ  ロードセル          ２４  制御装置
１０１  前部ロードセルが検出した荷重
１０２  後部ロードセルが検出した荷重
１０３  フレーム前部に関わる設定荷重
１０４  フレーム全体に関わる設定荷重
【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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【図１０】
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