JP4352360B2 - スタッカ・リクレーマ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は搬入されて来るばら物を山積みすること、および山積みされているばら物をとり崩して搬出することに用いられるスタッカ・リクレーマに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
製鉄所に搬入される鉄鉱石や石炭、火力発電所に搬入される石炭などの大量のばら物、或いは貨物船に積み込まれる鉄鉱石や石炭などの大量のばら物は、広大な置き場(ヤード)に山積みして貯蔵するのが普通である。
【0003】
図8はばら物の山積み貯蔵に多く採用されている形態の一つを概略的に示したものであって、岸壁101に接岸したばら物運搬船102から荷揚げしたばら物を搬送コンベヤ103を経て置き場に互いに平行に設置した複数の搬入コンベヤC1に送り、スタッカにより搬入コンベヤC1に沿って積み山M1,M2,M3,M4を作るものである。そして、山積みされているばら物は各搬入コンベヤC1にほぼ隣接させて設置した搬出コンベヤC0にリクレーマにより移し乗せて破砕、混合などの設備104に送る。尚、搬入コンベヤC1と搬出コンベヤC0とを共通の搬入搬出用コンベヤとして兼用させることもあるが、本明細書では搬入、搬出各専用のコンベヤに分けた場合について説明する。
【0004】
図8では一組の搬入コンベヤC1,搬出コンベヤC0とこれに沿い移動するように配備したスタッカ・リクレーマSRとによってその両側方に積み山M1,M2およびM3,M4を作り且つこれらを取り崩すようにしており、スタッカとリクレーマとを個別に配備したものに比べて合計台数を大幅に減少することができるとともに、搬入コンベヤC1,搬出コンベヤC0の設置数も減少することができる。
【0005】
スタッカ・リクレーマSRは接近配置した一組の搬入コンベヤC1,搬出コンベヤC0をまたいで軌条上を往復走行する機体105にブーム106を俯仰可能且つ旋回可能に支持させ、このブーム106のほぼ全長に亘って搬送コンベヤを設置するとともに先端にバケットホイルからなる掻き取り機を装備し、更に走行方向へ延びるトリッパ107を具えたものである。
【0006】
トリッパ107はベルトコンベヤの途中で輸送物を放出するためのものであって、ベルトをS状に曲げて高所の反転個所で輸送物を放出する、という広く知られた装置である。スタッカ・リクレーマSRにおいては、トリッパ107は搬入コンベヤC1をS状に曲げており、ブーム106の旋回中心である基端部の上方に反転個所が位置している。
【0007】
そして、搬入コンベヤC1に乗って送られて来るばら物を機体105と一体に往復走行するトリッパ107によってブーム上の搬送コンベヤに移し替え、ブーム106の先端から放出することにより積み山M1・・・M4を作る。また、掻き取り機によって積み山M1・・・M4からばら物を採取し搬送コンベヤを経て搬出コンベヤC0に移し乗せることにより設備104に送るものである。尚、積み山M1・・・M4は全長に亘ってほぼ同一幅、同一高さの断面三角形または台形に作られる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
トリッパ107は機体105の往復走行方向へ向かって延在し、且つ機体105に向かって高くなる傾斜部分を有しているので、その最高所であるベルト反転個所の下方に俯仰中心と旋回中心とを有するブーム106を旋回させたとき、トリッパ107に接触してそれ以上の旋回が不可能な領域を作る。
【0009】
図9(A)は積み山M1,M2からこれらの間に配備したスタッカ・リクレーマによりばら物を搬出する作業説明図であって、機体105を所定位置に停止させてブーム106を象限I,IIおよびIII,IVで旋回させるとともに俯仰させることにより、これらの象限内のばら物を積み山M1,M2から採取してから、機体105を次の所定位置に移動停止してばら物の採取を行なう、という作業を繰返すものである。このとき、トリッパ107の両側方における象限II,IIIはブーム106の旋回がトリッパ装置107によって制限されるため象限I,IVに比べてばら物採取領域が狭く、トリッパ107の両側方にかなり大量の取り残しA1,A2が発生することを避けられない。
【0010】
この取り残しA1,A2を回収するかまたは大量に発生させないために機体105の停止作業位置間隔を狭く設定すると、機体105の運転制御システムが面倒になる、象限I・・・IVのばら物が存在しない広い空白領域をブーム106が無駄に旋回するので搬出作業能率を著しく低下する、という問題を生じる。
【0011】
その対策として、ばら物搬出時にリクレーマとして働くブーム106の旋回の邪魔になるトリッパ107を機体105から切り離し可能とするか、または起伏可能とすることによって旋回範囲を拡大し、取り残しA1,A2を発生させないか、または発生しても少量であるようにすることが提案されている。図9(B)はトリッパ107を切り離してばら物搬出を行なう状況を説明する図であって、象限II,IIIのばら物を取り残しなく搬出できることを示している。
【0012】
しかしながら、切り離し方式は機体との切り離し、連結を遠隔操作により自動的に行なうことが不可能であって、広大な置き場におけるスタッカ・リクレーマに対して不向きである。一方、起伏方式は遠隔操作が可能であるが、傾斜部分を回動起伏させ且つばら物搬入時に所定の傾斜状態に保持させるための液圧シリンダ、ワイヤロープおよびその巻掛け機構と原動機などが必要であって機構が複雑化するとともに、そのメンテナンス面での負担も無視できない。
【0013】
本発明はトリッパがもっているばら物搬出時におけるブームの旋回の邪魔になる、邪魔を解消させる手段が遠隔操作不可能または複雑であって実用に不向きな側面がある、という前記の課題を解消するためになされたものであって、トリッパを完全に切り離すことなく遠隔操作によってばら物搬出時にブームの旋回の支障とならない位置に待避させ、且つばら物搬入時に所定位置に復帰させることができるものとすることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明はスタッカ・リクレーマ、具体的には搬入と搬出とを兼用させた一つのコンベヤまたは専用とした二つのコンベヤからなる搬入搬出用コンベヤをまたいで軌条上を往復走行する機体と、搬送コンベヤおよび掻き取り機を装備して機体に俯仰および旋回可能に支持されたブームと、機体と一体に往復走行するトリッパとを具えており、そして搬入されて来るばら物をトリッパによって搬送コンベヤに移し替えてその先端から放出することにより側方にばら物の積み山を作り、また掻き取り機によって積み山から採取したばら物を搬送コンベヤを経て搬入搬出用コンベヤに移し乗せることにより搬出するように働く機械について、前記課題を解決するための手段を次のようにした。
【0015】
即ち、スタッカ機体に往復走行方向へ延在させた連結フレームを具えているとともに、前記トリッパは前記連結フレームに沿って延在させた台車フレームを有しており、前記台車フレームは搬入されて来るばら物を前記搬送コンベヤに移し替える搬入位置およびこれより離れた前記トリッパを前記ブームの旋回の邪魔にならない待避位置の二位置で前記連結フレームと係脱可能な結合手段により結合され、前記結合手段は前記台車フレームおよび連結フレームの一方に設置した原動機作動の係止部材ともう一方に設けられて前記係止部材が係脱される係合部とからなり、前記結合手段を操作し前記台車フレームと前記連結フレームとを分離してから前記機体を二つの係止部の間隔に相当する距離だけ移動させ、再び前記台車フレームと前記連結フレームとを結合することによって前記搬入位置と待避位置との切り換える、ものとした。
【0016】
トリッパと機体との結合位置の変更は機体を移動させることにより、また結合と分離は係止部材を原動機で作動することにより、いずれも遠隔操作で行なうことが可能である。
【0017】
また、前記のものにおいてトリッパに動力走行装置を具えさせて搬入位置と待避位置との間で自力移動可能とした。
【0018】
このことにより、搬入位置と待避位置との切り換えを機体およびトリッパのいずれかまたは両方を移動させることによって行なうことができ作業性にすぐれたものとなるばかりか、機体を走行させるときトリッパを同調させて走行させることにより結合手段の荷重負担が軽減する。
【0019】
更に、前記のものにおいて連結フレームの基端を機体に回動可能に連結するとともに先端を台車フレームに移動且つ回動可能に連結した。
【0020】
このことにより、台車フレームの搬入位置と待避位置との間の移動が円滑に行なわれるとともに、軌条に歪みがあっても機体やトリッパを脱輪の心配なく走行させることができる。
【0021】
更にまた、前記のものにおいて台車フレームが搬入位置および待避位置に至ったことを検知する位置検出手段を具えさせた。
【0022】
このことにより、機体に対するトリッパの位置が遠方で把握可能となるばかりか、機体やトリッパの走行移動、結合手段の係脱、ブームの俯仰旋回、ばら物の搬入搬出などが遠隔操作可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、全体を概略的に示した図1において、互いにほぼ隣接させて配置したベルトコンベヤからなる搬入コンベヤC1と搬出コンベヤC2の外側方に軌条1が敷設されており、この軌条1に車輪2を乗せた機体3が搬入コンベヤC1,搬出コンベヤC0をまたいで往復走行するようになっている。
【0024】
機体3には旋回台4が載置されており、ブーム5の基端部が旋回台4の上に支軸6によって俯仰可能に取り付けられている。機体3は電動機および減速装置、伝動装置からなる動力走行装置7によって往復走行し、旋回台4は電動機および減速装置、伝動装置からなる動力旋回装置8によって旋回し、ブーム5は油圧シリンダからなる動力俯仰装置9によって俯仰する。
【0025】
ブーム5にはそのほぼ全長に亘ってベルトコンベヤからなる往復走行可能な搬送コンベヤ10が設置されているとともに、先端にバケットホイルからなる掻き取り機11およびベルトコンベヤからなる中継コンベヤ12が装備されており、搬入ばら物は搬送コンベヤ10の先端から置き場に放出され、搬出ばら物は掻き取り機11から中継コンベヤ12,搬送コンベヤ10を経て機体3のシュート13より搬出コンベヤC0に放出される。
【0026】
また、ブーム5の基端近くに支柱14が取り付けられており、バランス用の重錘15を先端に有する腕部材16がブーム5の反対方向へ突出して支柱14に取り付けられている。
【0027】
トリッパ21は搬入コンベヤC1を斜めに案内し反転個所であるばら物放出端を高所に位置させた傾斜フレーム22と、その下方に位置させた水平の台車フレーム23とを具えており、傾斜フレーム22の頂端には搬入時にブーム5の旋回中心上方に位置させられるシュート24が設けられているとともに、台車フレーム23の前後両端部には軌条1に乗せた車輪25が装備されている。
【0028】
機体3はその往復走行方向へ延びる連結フレーム17を突出させて具えており、台車フレーム23は連結フレーム17の上方接近位置に延在している。
【0029】
前述の機体3,搬送コンベヤ10および掻き取り機11を装備したブーム5,傾斜フレーム22を有するトリッパ21は、既に知られているスタッカ・リクレーマと同じであり、本発明によって特徴づけられる機構を以下に説明する。
【0030】
本発明の主目的はトリッパ21を機体3から完全に切り離したり起伏させたりすることなく、ばら物搬出時におけるブーム5の旋回範囲を拡大して取り残しをなくすことにある。そのために、搬入コンベヤC1のばら物放出端をブーム5の旋回中心上方に位置させた搬入位置と、これより機体3の往復走行方向へ一定長さ離れた個所に位置させた待避位置との二位置で機体3とトリッパ21とを結合し、従って機体3を移動させて搬出を行なう際にトリッパ21が邪魔にならないばかりか、一体に移動することにより、作業終了時後の待機場所への移動、次の搬入・搬出作業開始準備にも便利であるようにした。
【0031】
即ち、主に図3以下を参照して台車フレーム23の機体3に向かい合う端部に上下方向へ延びるピン軸状の係止部材27を上下可動に設けるとともに減速装置付き電動機からなる原動機28を設置し、係止部材27と原動機28の回転をラック・ピニオンからなる伝動機構29によって係止部材27の上下動に変換させるようにしている。一方、連結フレーム17の基端部および先端部には係止部材27が緩く挿入される上下に貫通した通孔からなる係止部30a,30bが設けられている。
【0032】
ばら物搬入時には係止部材27は基端側の係止部30aに挿入されてトリッパ21を機体3に接近させた位置に保持し、ばら物搬出時には係止部材27は先端側の係止部30bに挿入されてトリッパ21を機体3から離れた位置に保持するものであり、係止部材27,原動機28,伝動機構29,係止部30a,30bは台車フレーム23を搬入位置と待避位置との二位置で連結フレーム17と結合する結合手段26を構成するものである。
【0033】
尚、原動機28として流体圧シリンダまたは電動シリンダを使用し、そのピストン杆を係止部材27とすることもある。また、係止部材27と原動機28を連結フレーム17に装備させて係止部30a,30bを台車フレーム23に設ける場合もある。いずれの場合も、本実施の形態によると係止部材27を直線往復動させて係止部30a,30bに係脱させているので、動作が単純であるとともに係脱が容易であるという利点を有するが、係止部材27を鈎状に形成し回動させて係脱するようにしてもよい。
【0034】
そして、このような結合手段26を具えたことにより、トリッパ21をブーム5の旋回の邪魔にならない個所、即ち例えば図9(B)に示した位置に待避させることができるばかりか、そのまま機体3と一体に移動させることができるものである。
【0035】
搬入位置と待避位置との切り換えは、結合手段26を操作し台車フレーム23と連結フレーム17とを分離してから機体3を二つの係止部30a,30bの間隔に相当する距離だけ移動させ、そして再び台車フレーム23と連結フレーム17とを結合することによって行なうことができる。
【0036】
しかし、この位置切り換えの作業性を向上させるため、本実施の形態では原動機および減速装置、伝動装置からなる動力走行装置32をトリッパ21に装備してその車輪25を駆動するようにしている。
【0037】
このことにより、機体3を移動させることに加えて、機体3を停止してトリッパ21を移動させるか、または機体3とトリッパ21の両方を移動させることができ、状況に応じてどのように移動させるかを選択して位置切り換えを行なうことができるようになった。
【0038】
加えて、機体3を走行させるとき、トリッパ21を同調して走行させることができるので、結合手段26にトリッパ21を引張ったり押したりする力を加えることなく走行し、従って結合手段26の荷重負担を軽減できるという利点がある。
【0039】
次に、トリッパ21は結合手段26の原動機28を具えており、加えて自力移動を行なわせるための動力走行装置32を具えさせた場合は、これらに動力用の電力、制御用の電気信号を送る必要がある。この電力、電気信号は一般に旋回台4に設置した運転室に搭乗した作業員の指令によって送られるものであり、そのために給電ケーブル34は機体3からトリッパ装置21に架け渡される。
【0040】
機体3とトリッパ21とは前述のように搬入位置と待避位置とで互いの間隔が変化するので、給電ケーブル34もこの変化に追従させる必要がある。その対策として、給電ケーブル34をリール巻きとし、間隔変化に対応して繰出したり巻取ったりすることにより追従させることができる。
【0041】
しかし、機構を簡単化するとともに無動力で追従可能とするため、本実施の形態では折り畳まれたり拡げられたりするいわゆるカーテン方式を採用した。即ち、電源および制御装置から延びる給電ケーブル34は連結フレーム17に添設されてその先端から台車フレーム23に装備した複数の吊り部材35,36に順次取り付けられて原動機28,動力走行装置32に接続したものである。吊り部材35,36はH形鋼で作られていて台車フレーム23に平行に配備した案内レール33に吊り下げ状態で装備されており、機体3から最も遠い吊り部材35は案内レール33に固定され、それ以外の吊り部材36は案内レール33に係合させたローラ37を有していて移動自由である。
【0042】
トリッパ21が機体3に接近している搬入位置において、吊り部材35は連結フレーム17に最接近しており、この吊り部材35と連結フレーム17の先端との間の吊り部材36は台車フレーム23と一体に移動する吊り部材35に押されてほぼ隣接状態となり、この区間の給電ケーブル34は折り畳まれじぐざくに屈曲した状態となる(図1参照)。搬入位置から待避位置に移行するとき、機体3が移動する場合は連結フレーム17が給電ケーブル34を引張ることにより、またトリッパ21が移動する場合は案内レール33に固定した吊り部材35が給電ケーブル34を引張ることにより、吊り部材36の間隔が順次拡げられて待避位置に至ったときこの区間の供給ケーブル34の全体を拡げる(図2参照)。
【0043】
このように、台車フレーム32と連結フレーム17の相対位置関係の変化に追従して吊り部材35,36が移動しそれらの間隔を変えることにより、吊り下げられた給電ケーブル34が原動機28,動力走行装置32に接続されたまま無動力で追従することとなり、作業員による分離、接続作業を不要として完全な遠隔操作を可能とする。
【0044】
連結フレーム17は前述のようにトリッパ21を二位置で結合するために機体3に設けたものであり、機体3に固定して片持ち式に突設しても差支えない。しかし、実際には軌条1に凹凸や曲がりなどの歪みがあり、その上を走行するトリッパ21は機体3に対して振動や揺れを伴うことを避けられない。従って、軌条1の凹凸や曲がりが大きいと、互いに固結状態で結合された機体3とトリッパ21が脱輪する心配がある。
【0045】
その対策として機体3とトリッパ21との結合部分に自在性をもたせ、一方の振動や揺れがもう一方に伝わらないようにするのが有効である。そのために、本実施の形態では主に図5以下を参照して、案内レール33にローラ40を係合させた吊り具39に連結フレーム17の先端をピン41によって連結し、また連結フレーム17の基端をトラニオン形回転機構からなる連結手段42によって機体3に連結した。
【0046】
吊り具39とピン41とは連結フレーム17の先端を台車フレーム23の機構部品である案内レール33に連結する移動且つ回動可能な連結手段38を構成し、ピン41は上下方向の振動や揺れを吸収する。連結フレーム17の基端を機体3に連結する連結手段42は、連結フレーム17に回転自由に支持した支軸43にスリーブ44を嵌装し、スリーブ44の中央部両側方に支軸43と直交する短軸45を突設してこれを機体3に回転自由に支持させた構造である。即ち、このものは短軸45がトラニオン軸として知られるトラニオン形回転機構であって、走行時の上下および左右方向の振動や揺れを吸収するばかりか、軌条1の歪みによる機体3とトリッパ21との相対的な位置ずれも吸収して脱輪の心配をなくす。
【0047】
連結フレーム17の両端をこのような連結手段38,42を用いてトリッパ21および機体3に連結したことにより、機体3とトリッパ21を脱輪させる心配なく高速度でも安定した姿勢を維持して走行させることが可能となった。また、台車フレーム32と連結フレーム17とを吊り具39で結合したことにより、位置切り換えの際のこれらの移動が円滑なものとなる。
【0048】
更に、搬入位置と待避位置との切り換えの際に互いに沿った状態で配置されている台車フレーム23と連結フレーム17の長手方向相対位置が変化することを利用して二位置を検知させ、結合手段26による連結が的確に行なわれるようにした。
【0049】
この位置検出手段47は近接スイッチ、ホトトランジスタなどを用いることができるが、本実施の形態ではリミットスイッチによって構成され、図3に示すように搬入位置と待避位置との間隔に対応する間隔で案内レール33に取り付けたスイッチ本体48,49と連結フレーム17の先端部に取り付けた一個の操作カム50とからなり、図1に示した搬入位置においては一方のスイッチ本体48が操作カム50に接触して作動することにより位置決め停止と結合手段26による結合とを行なわせ、図2に示した待避位置においてはもう一方のスイッチ本体49が操作カム50に接触して作動することにより位置決め停止と結合手段26による結合とを行なわせる。
【0050】
前記の位置検出手段47は機体3に対するトリッパ21の正確な位置を遠方で把握することを可能とし、その結果機体3とトリッパ21の走行移動、結合手段26の操作、ブーム5の俯仰旋回、ばら物の搬入または搬出などの諸動作の全てを遠隔操作可能とする。
【0051】
尚、前記の位置検出手段47を用いた二位置変更を確実に行なわせるため、トリッパ21に車輪25の制動装置または軌条1を掴むクランプからなる固定装置52を具えさせることが好ましい。この固定装置52は軌条2が傾斜している場所で二位置変更を行なう場合に、トリッパ21を固定してから結合手段26を操作して機体3を分離し次の位置に移動させる、という手順を踏むことにより水平場所と同様の確実な位置切り換えを行なわせることができる。
【0052】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるとトリッパを機体に常に二位置のいずれかの位置で連結した状態でばら物の取扱いを行なうようにしたため、ブームの旋回範囲を拡大して取り残しなく搬出することができるばかりか、作業終了後の待機場所への移動、次の搬入・搬出作業開始の準備もトリッパが切り離されていないため容易であるという便利さがある。更に、このことに加えて位置切り換えの作業性向上、機体とトリッパとの結合手段の荷重負担軽減、脱輪の危険防止、遠隔操作可能という効果がもたらされるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のばら物搬入時における状態を示す側面概略図。
【図2】図1の形態のばら物搬出時における状態を示す側面概略部分図。
【図3】図1の一部切截した拡大部分図。
【図4】図3のA−A線に沿う断面図。
【図5】図3のB−B線に沿う拡大断面図。
【図6】図3の拡大部分図。
【図7】図6の横断面図。
【図8】ばら物貯蔵設備の一形態を説明する図。
【図9】(A),(B)はスタッカ・リクレーマによるばら物搬出作業を説明する図。
【符号の説明】
1 軌条,3 機体,5 ブーム,10 搬送コンベヤ,11 掻き取り機,17 連結フレーム,21 トリッパ,22 傾斜フレーム,23 台車フレーム,26 結合手段,27 係止部材,28 原動機,30a,30b 係止部,32 動力走行装置,34 給電ケーブル,35,36 吊り部材,38,42連結手段,47 位置検出手段,
Claims (6)
- 搬入搬出用コンベヤをまたいで軌条上を往復走行する機体と、搬送コンベヤおよび掻き取り機を装備して前記機体に俯仰および旋回可能に支持されたブームと、前記機体と一体に往復走行するトリッパとを具えたスタッカ・リクレーマにおいて、前記機体は往復走行方向へ延在させた連結フレームを具えているとともに、前記トリッパは前記連結フレームに沿って延在させた台車フレームを有しており、前記台車フレームは搬入されて来るばら物を前記搬送コンベヤに移し替える搬入位置およびこれより離れた前記トリッパを前記ブームの旋回の邪魔にならない待避位置の二位置で前記連結フレームと係脱可能な結合手段により結合され、前記結合手段は前記台車フレームおよび連結フレームの一方に設置した原動機作動の係止部材ともう一方に設けられて前記係止部材が係脱される係合部とからなり、前記結合手段を操作し前記台車フレームと前記連結フレームとを分離してから前記機体を二つの係止部の間隔に相当する距離だけ移動させ、再び前記台車フレームと前記連結フレームとを結合することによって前記搬入位置と待避位置との切り換える、ことを特徴とするスタッカ・リクレーマ。
- 請求項1に記載したスタッカ・リクレーマにおいて、前記トリッパが動力走行装置を具えており、前記搬入位置と待避位置との間で自力移動可能とされている、ことを特徴とするスタッカ・リクレーマ。
- 前記結合手段の原動機または(および)動力走行装置の給電ケーブルが前記搬入位置で折り畳まれ前記待避位置で拡げられるように前記台車フレームに移動自由に装備した複数の吊り部材に架け渡されている請求項1または2に記載したスタッカ・リクレーマ。
- 請求項1または2に記載したスタッカ・リクレーマにおいて、前記連結フレームは基端が前記機体に回動可能な連結手段により連結されているとともに、先端が前記台車フレームに移動且つ回動可能な連結手段により連結されている、ことを特徴とするスタッカ・リクレーマ。
- 前記連結フレームの前記機体への連結手段がトラニオン形回転機構である請求項4に記載したスタッカ・リクレーマ。
- 請求項1,2または4に記載したスタッカ・リクレーマにおいて、前記台車フレームの前記搬入位置および待避位置を検知する位置検出手段を具えている、ことを特徴とするスタッカ・リクレーマ。
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