JP2014223991A

JP2014223991A - 連続アンローダ、連続アンローダ施設及び連続アンローダの運転方法

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Publication number: JP2014223991A
Application number: JP2013104969A
Authority: JP
Inventors: 治彦続木; Haruhiko Tsuzuki
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co Ltd
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: JP6189086B2

Abstract

【課題】製造コストの上昇を抑えながら、荷役能力を向上させることができる、連続アンローダ、連続アンローダ施設及び連続アンローダの運転方法を提供する。【解決手段】連続アンローダ１は、バラ荷Ｍを連続的に搬送するバケットエレベータ９を備えるバケットエレベータ式の連続アンローダであって、バケットエレベータ９は、バラ荷Ｍを掻き取って積載する複数のバケット２７と、複数のバケット２７が取り付けられた無端チェーン２５と、無端チェーン２５を駆動し周回させる駆動ローラ３１ａと、無端チェーン２５をガイドすると共に無端チェーン２５の進行方向を転換する転向ローラ３３と、を備え、稼働時における無端チェーン２５の周回移動の最高速度が、９０〜１５０ｍ／分であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、バケットエレベータ式の連続アンローダ、連続アンローダ施設及び連続アンローダの運転方法に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のバケットエレベータが知られている。このバケットエレベータは、エレベータポスト（エレベータ本体）内をエンドレスに移動して周回するチェーンバケットを備えている。このチェーンバケットは、複数の駆動ローラによって周回する２本チェーンと、当該２本のチェーンの間に吊るすように取り付けられた多数のバケットとを有している。バケットエレベータの下部において、周回する多数のバケットがバラ荷を掻き取って積載することで、バラ荷を連続的に搬送することができる。

特開２００１−２５３５４７号公報

この種のバケットエレベータ式の連続アンローダには、荷役能力の向上が求められている。バケットエレベータ式の連続アンローダでは、そのサイズが荷役能力に関係するので、荷役能力向上のためには連続アンローダの大型化が考えられる。しかしながら、連続アンローダの大きさは、製造コストに密接に関係するので、大型化による荷役能力向上は、連続アンローダの製造コストを押し上げてしまうといった問題がある。

この問題に鑑み、本発明は、製造コストの上昇を抑えながら、荷役能力を向上させることができる、連続アンローダ、連続アンローダ施設及び連続アンローダの運転方法を提供することを目的とする。

本発明の連続アンローダは、
対象物を連続的に搬送するバケットエレベータを備えるバケットエレベータ式の連続アンローダであって、
前記バケットエレベータは、
前記対象物を掻き取って積載する複数のバケットと、
前記複数のバケットが取り付けられた無端チェーンと、
前記無端チェーンを駆動し周回させる駆動ローラと、
前記無端チェーンをガイドすると共に前記無端チェーンの進行方向を転換する転向ローラと、を備え、
稼働時における前記無端チェーンの周回移動の最高速度が、９０〜１５０ｍ／分であることを特徴とする。

この連続アンローダによれば、無端チェーンの周回移動の最高速度を９０〜１５０ｍ／分とすることにより、連続アンローダの大型化を抑えながら、荷役能力の向上を図ることができる。

また、前記最高速度が、９５〜１５０ｍ／分であることとしてもよい。
また、前記最高速度が、１００〜１５０ｍ／分であることとしてもよい。
また、前記最高速度が、１００〜１２０ｍ／分であることとしてもよい。

稼働時において前記バケットエレベータで発生する振動加速度が６Ｇ以下であることとしてもよい。

本発明の連続アンローダ施設は、岸壁と、前記岸壁上に設けられた、上述の何れかの連続アンローダと、を備えたことを特徴とする。この連続アンローダ施設は、連続アンローダの大型化を抑えながら荷役能力の向上を図ることができるので、連続アンローダを支持する岸壁の要求強度も抑えることができる。よって、連続アンローダ及び岸壁を含めた製造コストを抑えながら、荷役能力の向上を図ることができる。

本発明の連続アンローダの運転方法は、
対象物を連続的に搬送するバケットエレベータを備えるバケットエレベータ式の連続アンローダの運転方法であって、
前記バケットエレベータは、
前記対象物を掻き取って積載する複数のバケットと、
前記複数のバケットが取り付けられた無端チェーンと、
前記無端チェーンを駆動し周回させる駆動ローラと、
前記無端チェーンをガイドすると共に前記無端チェーンの進行方向を転換する転向ローラと、を備え、
前記無端チェーンを速度９０〜１５０ｍ／分で周回移動させることを特徴とする。

この運転方法によれば、無端チェーンの周回移動の速度を９０〜１５０ｍ／分とすることにより、連続アンローダの大型化を抑えながら、荷役能力の向上を図ることができる。

本発明によれば、製造コストの上昇を抑えながら、荷役能力を向上させることができる、連続アンローダ、連続アンローダ施設及び連続アンローダの運転方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る連続アンローダ及び連続アンローダ施設を示す図である。図１の連続アンローダ施設を示す平面図である。図１の連続アンローダのバケットエレベータ上部を示す一部破断斜視図である。（ａ）は、転向ローラの側面図であり、（ｂ）は、その転向ローラの支持構造を示す断面図である。（ａ）は、転向ローラの他の例を示す断面図であり、（ｂ）は、転向ローラの更に他の例を示す側面図であり、（ｃ）は、その断面図である。固定軸を回転軸線方向に支持する支持構造の一例を示す断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、転向ローラの他の例を示す側面図である。固定軸を回転軸線方向に支持する支持構造の一例を示す断面図である。固定軸を回転軸線方向に支持する支持構造の他の例を示す断面図である。固定軸を回転軸線方向に支持する支持構造の更に他の例を示す断面図である。固定軸を回転軸線方向に支持する支持構造の更に他の例を示す断面図である。（ａ）は、シミュレーションに用いた転向ローラの側面図であり、（ｂ）はモデルＭ１における転向ローラの支持構造であり、（ｃ）はモデルＭ２における転向ローラの支持構造である。シミュレーション結果の転向ローラの加速度を示すグラフである。シミュレーション結果の転向ローラの変位を示すグラフである。シミュレーション結果の転向ローラの加速度を示すグラフである。シミュレーション結果の転向ローラの変位を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る連続アンローダ、連続アンローダ施設及び連続アンローダの運転方法の実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示す連続アンローダ施設２００は、岸壁１０１と、岸壁１０１上に設けられた連続アンローダ１と、を備えている。岸壁１０１は、例えば鉄筋コンクリートで構築され、岸壁１０１は、連続アンローダ１を支持するための所定の強度を備える。なお、後述するように、連続アンローダ１はレール３ａ上を移動可能であり、ここでは、連続アンローダ１の移動範囲に対応して所定の強度に建造された部分を、岸壁１０１と称している。このアンローダ施設２００においては、岸壁１０１に平行して船舶１０２が接岸され、連続アンローダ１で船舶１０２からの荷揚げが実行される。

図１〜図３に示すバケットエレベータ式の船舶用連続アンローダ（ＣＳＵ）１は、船舶の船倉１０３からバラ荷Ｍ（例えば、石炭やコークス、鉱石等）を連続的に陸揚げする装置である。連続アンローダ１は、岸壁１０１の上に平行に敷設された２本のレール３ａにより、当該岸壁１０１に沿って移動可能な走行フレーム２を備えている。走行フレーム３の上には、旋回フレーム５が旋回可能に支持され、その旋回フレーム５から横方向に突設されたブーム７の先端部にバケットエレベータ９が支持されている。バケットエレベータ９は、平行リンク８、バランシングレバー１２及びカウンタウエイト１３によって、ブーム７の起伏角度に関係なく鉛直を保持するようになっている。

連続アンローダ１は、ブーム７の起伏角度を調整するためのシリンダ１５を備えている。このシリンダ１５を伸ばすとブーム７の先端部側が上向きとなってバケットエレベータ９が上昇し、シリンダ１５を縮めるとブーム７の先端部側が下向きとなってバケットエレベータ９が下降するようになっている。

バケットエレベータ９は、その下部に設けられた側面掘削方式の掻き取り部１１により、船倉１０３内のバラ荷Ｍを連続的に掘削し掻き取ると共に、掻き取ったバラ荷Ｍを上方に搬送するものである。

バケットエレベータ９は、鉛直方向に延伸する筒状のエレベータ本体２３と、エレベータ本体２３に対して周回運動するチェーンバケット２９とを備えている。チェーンバケット２９は、無端状に連結された一対のローラチェーン（無端チェーン）２５と、当該一対のチェーン２５に両持ち支持された複数のバケット２７と、を備えている。具体的には、２本のチェーン２５は、図１の紙面に直交する方向に並設されており、各バケット２７は、図３に示されるように、２本のチェーン２５の間に吊り下げられるようにして当該チェーン２５，２５に所定の取付具を介し取付けられている。

更に、バケットエレベータ９は、チェーン２５が架け渡される駆動ローラ３１ａと、チェーン２５をガイドする従動ローラ３１ｂ，３１ｃと、チェーン２５をガイドする転向ローラ３３と、を備えている。駆動ローラ３１ａはバケットエレベータ９の最上部９ａに設けられ、従動ローラ３１ｂは掻き取り部１１の前部に設けられ、従動ローラ３１ｃは掻き取り部１１の後部に設けられている。転向ローラ３３は、駆動ローラ３１ａのやや下方に位置する従動ローラであり、チェーン２５をガイドすると共にチェーン２５の進行方向を転換する。また、従動ローラ３１ｂと従動ローラ３１ｃとの間にはシリンダ３５が介装され、このシリンダ３５を伸縮することで両従動ローラ３１ｂ，３１ｃの配設軸間距離を変化させて、チェーンバケット２９の移動周回軌跡を変えられるようになっている。なお、チェーン２５が２本存在することに対応して、駆動ローラ３１ａ、従動３１ｂ，３１ｃ及び転向ローラ３３も、各々２個ずつ存在し、図１の紙面に直交する方向に並設されている。

駆動ローラ３１ａがチェーン２５を駆動することで、チェーン２５が、エレベータ本体２３に対し所定の軌跡で矢印Ｗ方向に周回運動し、チェーンバケット２９は、バケットエレベータ９の最上部９ａと掻き取り部１１との間を移動周回しながら循環する。

チェーンバケット２９のバケット２７は、その開口部２７ａを上に向けた姿勢で上昇する。そして、バケットエレベータ９の最上部９ａでは、駆動ローラ３１ａを通過するときにチェーン２５が上向きから下向きに方向転換し、バケット２７の開口部２７ａが下向きに転回する。このように下向きになったバケット２７の開口部２７ａの下方に排出用シュート３６が形成されている。この排出用シュート３６の下端は、バケットエレベータ９の外周に配設された回転フィーダ３７に接続されている。

回転フィーダ３７は、排出用シュート３６から搬出されるバラ荷Ｍをブーム７側に搬送するものである。ブーム７にはブームコンベヤ３９が配置され、このブームコンベヤ３９は、回転フィーダ３７から乗り換えたバラ荷Ｍをホッパ４１に供給するようになっている。そのホッパ４１の下方には機内のベルトコンベア４３や地上コンベヤ４５が配置されている。

この連続アンローダ１を用いたバラ荷（対象物）Ｍの陸揚げは、以下のように行われる。バケットエレベータ９の下端部の掻き取り部１１を船倉１０３内に挿し入れて、チェーン２５を図１中矢印の方向に周回させる。そうすると、掻き取り部１１に位置するバケット２７が、連続的に石炭やコークス、鉱石等のバラ荷Ｍの掘削及び掻き取りを行う。そして、これらのバケット２７に掻き取られ積載されたバラ荷Ｍは、チェーン２５の上昇に伴ってバケットエレベータ９の最上部９ａまで鉛直上方に搬送される。

その後、バケット２７が駆動ローラ３１ａの位置を通過し、当該バケット２７が転回することで、バラ荷Ｍがバケット２７から落下する。バケット２７から落下したバラ荷Ｍは、排出用シュート３６内に落ち込んで回転フィーダ３７側に搬出され、更にブームコンベヤ３９に乗り継いでホッパ４１に搬送される。更に、バラ荷Ｍは、ベルトコンベア４３及び地上コンベヤ４５を介して地上側設備４９に搬出される。以上のような動作が、複数のバケット２７を用いて繰り返し行われることで、船倉１０３内のバラ荷Ｍは連続的に陸揚げされる。

続いて、バケットエレベータ９の転向ローラ３３近傍の構成について、更に詳細に説明する。

図３に示すように、転向ローラ３３は、駆動ローラ３１ａで折り返した後に下方に進行するチェーン２５に接触し、当該チェーン２５を循環軌跡の内側に向けて屈曲させている。そして、転向ローラ３３は、駆動ローラ３１ａで折り返した後のチェーン２５の進行方向を、斜め下方向から鉛直下方向に転換させる。この構成によれば、折り返し後にバラ荷Ｍを放出したバケット２７は、その後駆動ローラ３１ａと転向ローラ３３との間において、排出用シュート３６を回避するように斜め下方に移動するので、上方のバケット２７から落下してくるバラ荷Ｍに干渉し難い。よって、各バケット２７から連続的に落下するバラ荷Ｍが、円滑に排出用シュート３６に導入される。このように、転向ローラ３３によるチェーン２５の循環軌跡の屈曲は、排出用シュート３６へのバラ荷Ｍの円滑な移動に寄与する。

ここで、本発明者らは、バケットエレベータ９で発生する振動には、転向ローラ３３が、チェーン２５との衝突により比較的大きい振動源として関与していることを見出した。そこで、当該転向ローラ３３に起因する振動を低減すべく、バケットエレベータ９に次に説明する構成を採用した。

（１）図４に示すように、２つの転向ローラは、回転軸線Ａを共通するように並列配置されている。バケットエレベータ９は、２つの転向ローラ３３の中央を貫通して回転軸線Ａ方向に延在し、両方の転向ローラ３３を回転可能に支持する固定軸５１を備えている。固定軸５１は、回転しないようにエレベータ本体２３に固定された円柱棒部材であり、固定軸５１は、その両端においてエレベータ本体２３に両持ち支持されている。２つの転向ローラ３３は、１本の共通する固定軸５１に支持されて当該固定軸５１周りに回転可能とされている。なお、この場合、転向ローラ３３，３３の間を通過するバケット２７が固定軸５１に干渉しないように、バケット２７の寸法が設定されている。

（２）各転向ローラ３３は、回転中心側から順に同心に設けられた軸受（回転軸部）６１、ホイール部６２、及びリング部６３の３つの部分で構成されている。軸受６１は、固定軸５１に接合される部分であり、例えばボールベアリングで構成される。リング部６３は、転向ローラ３３の円周外縁部に位置し、チェーン２５に接触する部分である。ホイール部６２は、軸受６１とリング部６３とを接続する部分である。転向ローラ３３は、固定軸５１に支持され当該固定軸５１の周りに軸受６１を介して回転する。

転向ローラ３３のホイール部６２は、回転軸線Ａ方向を厚みとする１枚の板状部材６２ａで形成されている（図５参照）。そして、回転軸線Ａ方向に見て、板状部材６２ａは、軸受６１とリング部６３との間の領域全体を埋める形状をなしている。すなわち、板状部材６２ａは、回転軸線Ａ方向に見て、軸受６１とリング部６３との境界線である２つの同心円で挟まれたリング形状をなす。また、ホイール部６２は、転向ローラ３３の半径に沿って直状に延在する直状スポークを有しておらず、上記板状部材６２ａのみで形成されている。なお、以下においても、転向ローラの半径に沿って延在する直状の部材で構成されるスポークを、「直状スポーク」と称する。このような構造のホイール部６２は、一般に、「ディスクホイール」や「円盤ホイール」などと呼ばれる場合がある。

このように、ディスクホイール型のホイール部６２を有する転向ローラの他の例として、図５（ａ）に示すように、ホイール部６２は、回転軸線Ａ方向に並列して配置された複数（図の例では２枚）の板状部材６２ａからなる構成としてもよい。また、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、板状部材６２ａを補強する補強材として、転向ローラの半径に沿って直状に延在する直状スポーク部６２ｂを板状部材６２ａの片面又は両面に併設してもよい。

（３）転向ローラ３３のうち、リング部６３は実際にチェーン２５が接触する部位であり、リング部６３には、チェーン２５の衝突に起因して回転径方向の衝撃力が作用する。そこで、リング部６３は、その回転径方向（ラジアル方向）への振動を抑制するための径方向制振部材を介して、エレベータ本体２３に支持されている。この構成の具体的な例として、図４（ｂ）に示されるように、上記の径方向制振部材としての制振部材５３は、固定軸５１の周囲を同心円状に取り囲むように配置され、固定軸５１は当該制振部材５３を介してエレベータ本体２３に固定される。なお、エレベータ本体２３のうち制振部材５３を取り囲む部分には、リング状の鋼材５５が配置されている。上記制振部材５３の材料は、例えば、制振ゴム、スプリング等の弾性部材でもよく、制振鋼板等でもよい。この構造により、固定軸５１が制振部材５３を介してエレベータ本体２３に支持され、ひいては、リング部６３が、制振部材５３を介してエレベータ本体２３に支持されることになる。また、リング部６３が径方向制振部材を介してエレベータ本体２３に支持される構成の他の例としては、ホイール部６２の材料を制振鋼板としてもよい。この場合、制振鋼板からなるホイール部６２全体が径方向制振部材として機能する。

なお、転向ローラ３３及び固定軸５１の重量により、制振部材５３は、その下部の劣化が最も大きい。そこで、定期的に、制振部材５３を回転軸線Ａ周りに回転させて設置し直すことにより、一部に偏った制振部材５３の劣化が避けられ、制振部材５３の長寿命化を図ることができる。

図６は、固定軸５１の一方の端面５１ａ近傍を拡大して示す図であり、固定軸５１を回転軸線Ａ方向に支持する支持構造の一例を示す図である。この構造では、固定軸５１の端面５１ａと鋼材５５とがＵ字状の固定治具７１で接続されている。なお、固定治具７１は、図４には図示スペースの都合で示されていない。固定治具７１は、関節部７１ａ，７１ｂにおいてヒンジ結合で連結された３つのリンク部材からなり、関節部７１ａ，７１ｂは、ほぼ回転軸線Ａ上に位置している。このような固定治具７１によれば、固定軸５１の回転径方向への移動を許容しながら、回転軸線Ａ方向の移動を拘束することができる。従って、この支持構造によれば、制振部材５３による固定軸５１の回転径方向の制振機能を損なわずに、固定軸５１を回転軸線Ａ方向に支持することができる。なお、固定軸５１の他方の端面にも、同様の支持構造が構築されている。

リング部６３が径方向制振部材を介してエレベータ本体２３に支持さる構成の他の具体的な例としては、図７に示すように、転向ローラのホイール部に径方向制振部材が含まれる構成としてもよい。すなわち、図７（ａ）に示すように、ホイール部２６２が、直状スポークを有する外周部分２６２ａと、その内側において制振部材５４ａで形成された内周部分２６２ｂと、の２部分からなる構成としてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、ホイール部３６２が、制振部材５４ｂで形成された外周部分３６２ａと、その内側において直状スポークを有する内周部分３６２ｂと、の２部分からなる構成としてもよい。

また、図７（ｃ）に示すように、ホイール部４６２が、制振部材５４ｃで形成された外周部分４６２ａと、その内側において円板状をなす内周部分４６２ｂと、の２部分からなる構成としてもよい。内周部分４６２ｂには、回転軸線方向に貫通されたパンチ穴４６２ｃが設けられている。このホイール部４６２は、回転軸線Ａ方向を厚みとし、厚み方向に見て軸受６１（回転軸部）とリング部６３との間の領域に広がる板状部材である。そして、ホイール部４６２には、回転軸線Ａ方向に貫通するパンチ穴（貫通穴）４６２ｃが設けられている。このような構造によれば、前述の転向ローラ３３（図４参照）よりもパンチ穴４６２ｃの重量分だけ軽量化が図り易い。

（４）図４に示す転向ローラ３３は、回転軸線Ａ方向（スラスト方向）への振動を抑制する軸方向制振部材を介してエレベータ本体２３に対し回転軸線Ａ方向に支持されている。このような支持構造の具体例について、図８〜図１１を参照しながら以下に説明する。なお、図８〜図１１に示される部材の一部は、図４には図示スペースの都合で示されていない。また、図８〜図１１には、固定軸５１の一方の端面５１ａ近傍の構造が示されるが、固定軸５１の他方の端面にも、同様の支持構造が構築される。また、図６〜図１１に示す支持構造において、同一又は同等の構成要素に同一符号を付して重複する説明を省略する。

支持構造の一例として、図８に示すように、前述の固定治具７１の関節部７１ａにおいて、リンク部材７１ｊ側に固定されたヒンジ軸７１ｃの周りに、軸方向制振部材としての円形の制振部材７３ａが挿入され、ヒンジ軸７１ｃとリンク部材７１ｋにおけるヒンジ軸の軸受部との間に制振部材７３ａが介在する。すなわち、この構造では、鋼材５５側に固定されたリンク部材７１ｈ及び７１ｋと、固定軸５１の端面５１ａに固定されたリンク部材７１ｊと、リンク部材７１ｋと７１ｊとの間をヒンジ結合する関節部７１ａと、で構成される前述の固定治具（規制具）７１において、ヒンジ軸７１ｃとリンク部材７１ｋとの間に軸方向制振部材としての制振部材７３ａが介在している。

この構造によれば、固定治具７１のリンク部材７１ｈ，７１ｋに対するリンク部材７１ｊの回転軸線Ａ方向の振動が抑制され、ひいては、固定軸５１及び転向ローラ３３の回転軸線Ａ方向への振動が抑制される。また、この構成によれば、制振部材５３の経時劣化により固定軸５１の上下変位が生じたとしても、制振部材７３ａが追従して変形し上下変位を吸収することができる。

支持構造の他の例として、図９に示すように、前述の固定治具７１のリンク部材７１ｊと固定軸５１の端面５１ａとの間に、軸方向制振部材としての制振部材７３ｂが挿入される。すなわち、この構造では、固定治具（規制具本体）７１と制振部材７３ｂとからなる規制具７０ｂによって、鋼材５５と固定軸５１の端面５１ａとが連結されると共に、鋼材５５に対して固定軸５１の回転軸線Ａ方向への移動が規制される。

この構造によれば、固定治具７１に対する固定軸５１の回転軸線Ａ方向の振動が抑制され、ひいては、転向ローラ３３の回転軸線Ａ方向への振動が抑制される。また、この構成によれば、制振部材５３の経時劣化により固定軸５１の上下変位が生じたとしても、制振部材７３ｂが追従して変形し上下変位を吸収することができる。

支持構造の更に他の例として、図１０に示すように、固定軸５１の端面５１ａにフランジ７５が取り付けられる。フランジ７５は、鋼材５５に対面する位置まで、回転径方向に固定軸５１から張り出している。そして、フランジ７５と、鋼材５５及び制振部材５３との間に、軸方向制振部材としての制振部材７３ｃが挿入される。すなわち、この構造では、フランジ（規制具本体）７５と制振部材７３ｃとからなる規制具７０ｃによって、鋼材５５と固定軸５１の端面５１ａとが連結されると共に、鋼材５５に対して固定軸５１の回転軸線Ａ方向への移動が規制される。この構造によれば、鋼材５５（エレベータ本体２３）に対する固定軸５１の回転軸線Ａ方向の振動が抑制され、ひいては、転向ローラ３３の回転軸線Ａ方向への振動が抑制される。

支持構造の更に他の例として、図１１に示すように、固定軸５１の端面５１ａを押さえ込むための蓋部７７が、鋼材５５に取り付けられる。そして、蓋部７７と固定軸５１の端面５１ａとの間に、軸方向制振部材としての制振部材７３ｄが挿入される。すなわち、この構造では、蓋部（規制具本体）７７と制振部材７３ｄとからなる規制具７０ｄによって、鋼材５５と固定軸５１の端面５１ａとが連結されると共に、鋼材５５に対して固定軸５１の回転軸線Ａ方向への移動が規制される。この構造によれば、鋼材５５（エレベータ本体２３）に対する固定軸５１の回転軸線Ａ方向の振動が抑制され、ひいては、転向ローラ３３の回転軸線Ａ方向への振動が抑制される。

なお、図８〜図１１のいずれの構造も、制振部材５３による固定軸５１の回転径方向の制振機能を損なわずに、固定軸５１を回転軸線Ａ方向に支持することができる。上記制振部材７３ａ〜７３ｄの材料は、例えば、制振ゴム、スプリング等の弾性部材でもよく、制振鋼板等でもよい。

続いて、上述したバケットエレベータ９による作用効果について説明する。バケットエレベータ９は、特に、以下に示す４つの点（第１〜第４の特徴点）に特徴がある。

（第１の特徴点）
第１の特徴点として、バケットエレベータ９は、一対の転向ローラ３３，３３の共通の回転軸線Ａ上に延在し、両方の転向ローラ３３，３３を回転可能に支持する固定軸５１を備えている。この構成によれば、後述のシミュレーションで示されるとおり、チェーン２５と転向ローラ３３との衝突の衝撃力によるエレベータ本体２３の加速度応答が小さくなり、バケットエレベータ９の振動が低減される。

（第２の特徴点）
第２の特徴点として、バケットエレベータ９の転向ローラ３３において、ホイール部６２は、回転軸線Ａ方向を厚み方向とし、厚み方向に見て軸受６１とリング部６３との間の領域全体を埋める形状をなす板状部材を有する。この構成によれば、後述のシミュレーションで示されるとおり、チェーン２５と転向ローラ３３との衝突の衝撃力によるエレベータ本体２３の加速度応答が小さくなり、バケットエレベータ９の振動が低減される。

（第３の特徴点）
第３の特徴点として、バケットエレベータ９の転向ローラ３３において、リング部６３は回転径方向への振動を抑制する径方向制振部材（例えば、制振部材５３，５４ａ〜５４ｃ等）を介して、エレベータ本体２３に支持されている。転向ローラ３３のうち、リング部６３は実際にチェーン２５が接触する部位であり、リング部６３には、チェーン２５の衝突に起因して回転径方向の衝撃力が作用する。これに対し、上記構成によれば、径方向制振部材を介することにより、上記衝撃力によるリング部６３の回転径方向への振動がエレベータ本体２３に伝わり難くなるので、バケットエレベータ９の振動が抑制される。

（第４の特徴点）
第４の特徴点として、バケットエレベータ９の転向ローラ３３は、回転軸線Ａ方向への振動を抑制する軸方向制振部材（例えば、制振部材７３ａ〜７３ｄ）を介してエレベータ本体２３に対し回転軸線Ａ方向に支持されている。本発明者らは、バケットエレベータ９において、チェーン２５衝突時の転向ローラ３３には、回転軸線Ａ方向にも比較的大きい振動が発生することを見出した。これに対し、上記構成によれば、軸方向制振部材を介することにより、転向ローラ３３の回転軸線Ａ方向の振動がエレベータ本体２３に伝わり難くなるので、バケットエレベータ９の振動が抑制される。

なお、図４では上述の第１〜第４の特徴点をすべて備えるバケットエレベータ９の構成を説明したが、第１〜第４の特徴点のうち少なくとも１つを備えることにより、バケットエレベータ９の振動を抑制することができる。また、バケットエレベータには、第１〜第４の特徴点のうち２つ又は３つを組み合わせて採用してもよい。また、上述の実施形態の説明で示したバケットエレベータ９の各構成は、それぞれ適宜組み合わせて採用してもよい。

続いて、本発明者らが、上記第１の特徴点による振動低減効果を確認すべく行ったシミュレーションについて説明する。

本シミュレーションでは、図１２（ａ）に示すように、ホイール部が直状スポークからなる転向ローラｓ１のモデルを用いた。この転向ローラｓ１の構造は、従来の連続アンローダにおける転向ローラによく見られるものである。ここでは、転向ローラｓ１の半径を７００ｍｍとし、固定軸ｓ５１及びｓ５２の半径を５５ｍｍとした。また、転向ローラｓ１の材料のヤング率を２１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２とし、ポアソン比を０．３とし、密度を７．８５ｔｏｎ／ｍ^３とした。

図１２（ｂ）に示すモデルＭ１では、２つの転向ローラｓ１が、それぞれ別の固定軸ｓ５２で片持ち支持されるようにした。固定軸ｓ５２は、エレベータ本体２３の鋼材５５に直接固定されているものとする。モデルＭ１の支持構造は、従来の連続アンローダにおける転向ローラの支持構造としてよく見られるものである。これに対して、図１２（ｃ）に示すモデルＭ２は、上記第１の特徴点を備え、２つの転向ローラｓ１が、共通の固定軸ｓ５１で両持ち支持されるようにした。固定軸ｓ５１は、エレベータ本体２３の鋼材５５に直接固定されているものとする。

上記のモデルＭ１，Ｍ２それぞれについて、チェーン２５が転向ローラｓ１に衝突したときのエレベータ本体２３の３方向（前後方向、上下方向、及び左右方向）の各加速度（前後加速度、上下加速度、及び左右加速度）を算出した。なおここでは、鉛直方向を「上下方向」とし、転向ローラｓ１の回転軸線方向を「左右方向」とし、上下方向と左右方向との両方に直交する方向を「前後方向」とする。

モデルＭ１における左右加速度の値を１．０として、得られた上記の各加速度を相対値で表し、図１３にグラフとして示した。また、モデルＭ１，Ｍ２それぞれについて、チェーン２５が転向ローラｓ１に衝突したときのエレベータ本体２３の３方向（前後方向、上下方向、及び左右方向）の各変位（前後変位、上下変位、及び左右変位）を算出した。得られた各変位は、モデルＭ１における左右変位の値を１．０として相対値で表し、図１４にグラフとして示した。

図１３によれば、モデルＭ２は、モデルＭ１に比較して、３方向ともエレベータ本体２３の加速度応答が低下していることが判る。また、モデルＭ２では、加速度応答が小さくなったことにより、エレベータ本体２３の変位が増大することが懸念されたところ、図１４に示される通り、モデルＭ２は、モデルＭ１に比較してエレベータ本体２３の変位も極端に増加しないことが確認された。

以上により、前述の第１の特徴点を備えるバケットエレベータ９の構造によって、チェーン２５と転向ローラ３３との衝突に起因するエレベータ本体２３の振動が低減され、バケットエレベータ９及び連続アンローダ１の振動低減が図られることが確認された。

続いて、本発明者らが、上記第２の特徴点による転向ローラ３３の振動低減効果を確認すべく行ったシミュレーションについて説明する。

本シミュレーションでは、ホイール部が直状スポークからなる転向ローラを用いたモデルＭ１１を比較のために準備した。この転向ローラの構造は、図１２（ａ）に示す転向ローラｓ１と同様であるので図示を省略する。更に、上記第２の特徴点を備えるモデルとして、板状部材のホイール部を備える転向ローラを用いたモデルＭ１２，Ｍ１３，Ｍ１４を準備した。各モデルＭ１１〜Ｍ１４とも、図１２（ｂ）に示す支持構造と同様に、２つの転向ローラを各々片持ち支持とした。

モデルＭ１２の転向ローラは、板厚６ｍｍの板状部材２枚を重ねた構造のホイール部を有する。モデルＭ１３の転向ローラは、板厚４ｍｍの板状部材２枚を重ねた構造のホイール部を有する。モデルＭ１２，１３の転向ローラの構造は、図５（ａ）に示すものと同様であるので、図示を省略する。モデルＭ１４の転向ローラは、板厚８ｍｍの板状部材１枚からなる構造のホイール部を有する。モデルＭ１４の転向ローラの構造は、図４（ａ），（ｂ）に示すものと同様であるので、図示を省略する。

ここでは、各モデルＭ１１〜Ｍ１４の転向ローラの半径を７００ｍｍとし、固定軸の半径を５５ｍｍとした。また、各転向ローラの材料ヤング率を２１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２とし、ポアソン比を０．３とし、密度を７．８５ｔｏｎ／ｍ^３とした。

上記のモデルＭ１１〜Ｍ１４それぞれについて、チェーン２５が転向ローラに衝突したときのエレベータ本体２３の３方向（前後方向、上下方向、及び左右方向）の各加速度（前後加速度、上下加速度、及び左右加速度）を算出した。なおここでは、鉛直方向を「上下方向」とし、転向ローラの回転軸線方向を「左右方向」とし、上下方向と左右方向との両方に直交する方向を「前後方向」とする。モデルＭ１１における左右加速度の値を１．０として、得られた上記の各加速度を相対値で表し、図１５にグラフとして示した。また、モデルＭ１１〜Ｍ１４それぞれについて、チェーン２５が転向ローラに衝突したときのエレベータ本体２３の３方向（前後方向、上下方向、及び左右方向）の各変位（前後変位、上下変位、及び左右変位）を算出した。得られた各変位は、モデルＭ１１における左右変位の値を１．０として相対値で表し、図１６にグラフとして示した。

図１５によれば、モデルＭ１２〜Ｍ１４は、モデルＭ１１に比較して、３方向ともエレベータ本体２３の加速度応答が低下していることが判る。また、モデルＭ１２〜Ｍ１４では、加速度応答が小さくなったことにより、エレベータ本体２３の変位が増大することが懸念されたところ、図１６に示される通り、モデルＭ１２〜Ｍ１４は、モデルＭ１１に比較してエレベータ本体２３の変位も極端に増加しないことが確認された。

以上により、前述の第２の特徴点を備えるバケットエレベータ９の構造によって、チェーン２５と転向ローラ３３との衝突に起因するエレベータ本体２３の振動が低減され、バケットエレベータ９及び連続アンローダ１の振動低減が図られることが確認された。

また、図１５によれば、モデルＭ１２、Ｍ１３、Ｍ１４の順にエレベータ本体２３の加速度応答が低下していくことが判る。よって、モデルＭ１２とＭ１３とを比較すれば、２枚の板状部材でホイール部を構成する場合、板厚が薄い板状部材を使用する方がバケットエレベータ９及び連続アンローダ１の振動低減効果が大きいことが判った。また、モデルＭ１３とＭ１４とを比較すれば、板厚が薄い２枚の板状部材よりも、上記２枚の合計の板厚をもつ１枚の板状部材をホイール部として採用する構成が、バケットエレベータ９及び連続アンローダ１の振動低減効果が大きいことが判った。

続いて、上述した連続アンローダ１及び連続アンローダ施設２００の荷役能力の向上について説明する。

従来の一般的なバケットエレベータ式の連続アンローダでは、稼働時におけるチェーンの周回移動の速度は最大でも８０ｍ／分程度である。これに対し、上述した連続アンローダ１の稼働時におけるチェーン２５の周回移動の最高速度は、９０〜１５０ｍ／分である。そして、本実施形態における連続アンローダ１の運転方法では、チェーン２５の周回移動速度を、９０〜１５０ｍ／分として運転する。

上記のように、連続アンローダ１では、チェーン２５の周回速度を従来よりも速くすることで、機体の大型化を避けながら、荷役能力の向上を図ることができる。ここでは、チェーン２５の周回速度を９０ｍ／分以上とすることにより、機体の大型化抑制に伴う連続アンローダ等の製造コストの増大を十分に抑制しながら、荷役能力の向上を図ることができる。また、チェーン２５の周回移動速度が１５０ｍ／分を超えると、搬送されるバラ荷Ｍがバケット２７から排出用シュート３６に円滑に落下しなくなり、更に、稼働に影響を与えるほどのバケットエレベータ９の振動が発生するので、好ましくない。また、チェーン２５の周回移動速度が１５０ｍ／分を超えると、バケット２７によるバラ荷Ｍの掻き取りスピードが速すぎることで、レール３ａ上の連続アンローダ１の移動速度が不足し、バラ荷Ｍの荷揚げが円滑に行われなくなってしまう。これに対して、連続アンローダ１では、チェーン２５の周回移動速度を１５０ｍ／分以下とすることで、上記のような問題を低減することができる。

上記の観点から、チェーン２５の周回移動の最高速度を９５〜１５０ｍ／分とすると、より好ましい。また、１００〜１５０ｍ／分であると更に好ましく、その中でも、１００〜１２０ｍ／分であると更に好ましい。

また、バケットエレベータ９は、前述の第１〜第４の特徴点のうちの少なくとも何れか１つを有するものとする。これにより、チェーン２５の周回移動速度を１５０ｍ／分として運転しても、バケットエレベータ９で発生する振動を抑えることができる。具体的には、連続アンローダ１において、チェーン２５の周回移動速度を１５０ｍ／分とした場合、転向ローラ３３における振動の加速度は６Ｇ以下であり、バケットエレベータ９の先端部における騒音は１００ｄＢ以下である。このことは、連続アンローダ１の運転席に発生する振動・騒音も許容範囲内に抑えられることを意味する。

以上のように、連続アンローダ１によれば、チェーン２５の周回速度を高速化することで、機体の大型化を避けながら、荷役能力の向上を図ることができる。連続アンローダ１の大型化が抑えられることにより、連続アンローダ１の製造コストが抑えられる。更には、連続アンローダ１の重量増加が抑えられることにより、岸壁１０１の要求強度が抑えられ、その結果、岸壁１０１の建設コストも抑えられる。よって、岸壁１０１の建設コストを含めた連続アンローダ施設２００全体としての製造コストも抑えられる。

以下、具体的な例を挙げながら、連続アンローダ施設の荷役能力と製造コストとについて説明する。

以下では、バケットエレベータを従来よりも高速化させて荷役能力を向上させた連続アンローダを「高速化アンローダ」と称し、従来よりも大型化して荷役能力を向上させた連続アンローダを「大型化アンローダ」と称する。また、これらの高速化アンローダと大型化アンローダとが、同じ荷役能力を有しているものとして両者を比較する。なお、以下の説明で使用する計算式は経験的に判明している計算式であり、これらの計算式の左辺と右辺とが必ずしも厳密に一致する（すなわち「＝」となる）わけではなく、現実には多少誤差が生じる（すなわち「≒」となる）こともある。

同じ荷役能力を実現する場合、バケットエレベータの重量Ｗｂは、バケットエレベータ速度（バケットの速度）Ｖの関数であり、
Ｗｂ＝ｆ（Ｖ） …（１）
と表すことができる。

大型化アンローダのバケットエレベータ速度をＶ１、大型化アンローダのバケットエレベータの重量をＷｂ１、高速化アンローダのバケットエレベータ速度をＶ２、高速化アンローダのバケットエレベータの重量をＷｂ２とすると、
Ｗｂ２＝Ｗｂ１×（Ｖ１／Ｖ２） …（２）
となる。また、大型化アンローダ全体の重量をＷａ１とすると、高速化アンローダ全体の重量Ｗａ２は、
Ｗａ２＝（１―（１−Ｗｂ２／Ｗｂ１）／ｋ１）×Ｗａ１ …（３）
と表すことができる。なお、ｋ１は所定の係数である。

また、大型化アンローダを支持する岸壁の重量をＷｐ１とすると、高速化アンローダを支持する岸壁の重量Ｗｐ２は、
Ｗｐ２＝Ｗｐ１×ｋ２×（Ｗａ２／Ｗａ１） …（４）
と表すことができる（文献１：柴崎隆一ら，「貨物輸送費用も考慮した港湾施設の耐震設計における経済評価手法の構築」，国総研資料N0.125 を参照。）。なお、ｋ２は所定の定数である。そして、大型化アンローダの製造コストをＣｕ１とすると、高速化アンローダの製造コストＣｕ２は、
Ｃｕ２＝Ｃｕ１×（Ｗａ２／Ｗａ１）^０．７ …（５）
と表わされることが経験的に分かっている。

同様に、大型化アンローダを支持する岸壁の単位長さあたりの建設コストＣｐ１と、高速化アンローダを支持する岸壁の単位長さあたりの建設コストをＣｐ２との差分は、
Cp2-Cp1＝(Wa1-Wa2)/Wa1×0.2/0.05×3［百万円/ｍ］…（６）
と表わされることが経験的に分かっている。

上記の式（１）〜（６）を用い、大型化アンローダのバケットエレベータ速度を７５ｍ／分とし、高速化アンローダのバケットエレベータ速度を９０ｍ／分とした場合、
Ｃｕ２＝Ｃｕ１×０．９４
Ｃｐ２−Ｃｐ１＝１. ０２［百万円/ｍ］
となる。なお、係数ｋ１は２とした。大型化アンローダの製造コストを１５００百万円、岸壁の長さを３００ｍとすると、大型化アンローダを採用する場合に比べて高速化アンローダを採用した場合の低減コストＣは、
Ｃ＝１５００×０．０６＋１×３００＝３９０［百万円］
となり、機体換算比で２６％（３９０／１５００）の低減となる。

同様に、大型化アンローダのバケットエレベータ速度を７５ｍ／分とし、高速化アンローダのバケットエレベータ速度を９５ｍ／分として比較すると、４９１［百万円］のコスト低減となり、機体換算比で３３％の低減となる。

同様に、大型化アンローダのバケットエレベータ速度を７５ｍ／分とし、高速化アンローダのバケットエレベータ速度を１２０ｍ／分として比較すると、８７８［百万円］のコスト低減となり、機体換算比で５９％の低減となる。

同様に、大型化アンローダのバケットエレベータ速度を７５ｍ／分とし、高速化アンローダのバケットエレベータ速度を１５０ｍ／分として比較すると、３６３２［百万円］のコスト低減となり、機体換算比で２４０％の低減となる。

このように、チェーン２５の周回移動の最高速度を９０〜１５０ｍ／分とした連続アンローダ１及び連続アンローダ施設２００によれば、連続アンローダの機体と岸壁との製造コストを合わせ、３０〜２４０％程度の製造コスト低減を期待することができる。

本発明は、バケットエレベータ式の連続アンローダにおいて、チェーンの周回移動の最高速度を向上することにより、製造コストの上昇を抑えながら、荷役能力を向上させるものである。

１…連続アンローダ、９…バケットエレベータ、２５…チェーン（無端チェーン）、２７…バケット、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…駆動ローラ、３３…転向ローラ、１０１…岸壁、２００…連続アンローダ施設、Ｍ…バラ荷（対象物）。

Claims

対象物を連続的に搬送するバケットエレベータを備えるバケットエレベータ式の連続アンローダであって、
前記バケットエレベータは、
前記対象物を掻き取って積載する複数のバケットと、
前記複数のバケットが取り付けられた無端チェーンと、
前記無端チェーンを駆動し周回させる駆動ローラと、
前記無端チェーンをガイドすると共に前記無端チェーンの進行方向を転換する転向ローラと、を備え、
稼働時における前記無端チェーンの周回移動の最高速度が、９０〜１５０ｍ／分であることを特徴とする連続アンローダ。
前記最高速度が、９５〜１５０ｍ／分であることを特徴とする請求項１に記載の連続アンローダ。
前記最高速度が、１００〜１５０ｍ／分であることを特徴とする請求項１に記載の連続アンローダ。
前記最高速度が、１００〜１２０ｍ／分であることを特徴とする請求項１に記載の連続アンローダ。
稼働時において前記バケットエレベータで発生する振動加速度が６Ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の連続アンローダ。
岸壁と、前記岸壁上に設けられた請求項１〜５の何れか１項に記載の連続アンローダと、を備えたことを特徴とする連続アンローダ施設。
対象物を連続的に搬送するバケットエレベータを備えるバケットエレベータ式の連続アンローダの運転方法であって、
前記バケットエレベータは、
前記対象物を掻き取って積載する複数のバケットと、
前記複数のバケットが取り付けられた無端チェーンと、
前記無端チェーンを駆動し周回させる駆動ローラと、
前記無端チェーンをガイドすると共に前記無端チェーンの進行方向を転換する転向ローラと、を備え、
前記無端チェーンを速度９０〜１５０ｍ／分で周回移動させることを特徴とする連続アンローダの運転方法。