JP2011032764A

JP2011032764A - 作業機械

Info

Publication number: JP2011032764A
Application number: JP2009180934A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Niimi; 恒夫新見; Atsushi Watanabe; 淳渡邉
Original assignee: Maruma Technica Co Ltd
Current assignee: Maruma Technica Co Ltd
Priority date: 2009-08-03
Filing date: 2009-08-03
Publication date: 2011-02-17

Abstract

【課題】簡単かつ安価な構成でありながら、鉄鉱石、石炭その他の所定サイズの塊状、粒状或いは粉状物質等を、比較的狭いスペースから効率良く掻き出すことができる作業機械を提供する。
【解決手段】本発明に係る作業機械（クローラ式油圧ショベル）１は、油圧モータ１４により回転駆動される回転軸１３Ａの周囲にブレード１３Ｂをらせん状に巻回したらせん状ブレード（スクリューオーガ）１３の回転運動を利用して、ベルトコンベア等から落下した鉄鉱石（落鉱）を取り入れて略水平方向に所定距離搬送して排出する掻き出し処理部（掻き出し用アタッチメント）１０と、当該掻き出し処理部１０を着脱可能に支持すると共に当該掻き出し処理部１０を移動可能に支持する支持部（ブーム、アームなど）４、５と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械に関し、例えば鉄鉱石、石炭その他の所定サイズの塊状、粒状或いは粉状物質等を狭いスペースから掻き出す作業を行なう作業機械に関する。

例えば、製鉄所などにおいて、製鉄原料である鉄鉱石を、図８に示すようなベルトコンベアにて貯蔵場所から製鉄作業場所まで搬送するが、ベルトコンベア装置において、回転駆動されるコンベアベルトを支持するローラ部は、コンベアベルト上に載置される鉄鉱石が当該ローラ部を通過する際に鉄鉱石を下方から押圧することになるため、ローラ部近傍において鉄鉱石がコンベアベルトから落下し易いといった傾向がある。

なお、ローラ部は例えば数十ｃｍから数ｍ程度のピッチで配設されるため、落下した鉄鉱石は、ベルトコンベアの下方に数十ｃｍから数ｍの間隔で堆積する惧れがある。

製鉄所は広範であり、ベルトコンベアも複数本張り巡らされて総敷設距離は長距離となるため、落下した鉄鉱石（落鉱）の量も相当なものとなると共に、落下した鉄鉱石の堆積量が増えるとベルトコンベアの搬送にも支承を来たす惧れがある。

このようなことから、落下した鉄鉱石を回収することが求められるが、鉄鉱石は比重が大きく、また製鉄所は広範である。

更に、図９に示すように、ベルトコンベアのローラ部と地面との隙間は比較的小さく（約４００ｍｍ程度）、更に所定間隔（例えば４ｍ程度の間隔）で支持フレーム等も立設されており、スペース的に作業し難いといった実情もある。
従って、作業員によるショベルやスコップ等を使った手作業などでは、多くの人員、及び時間とコストを要することになる。

このため、例えば、特許文献１には、特許文献１の図１等に示されるように、搬送コンベア１１の機枠１２下の高さクリアランスが少なくとも１〜２ｍの場合には、機枠１２の側部に立った操縦者が、機枠１２の複数本並んだ側部脚１２ａ間より落下物１３の堆積状況を観察しながら遠隔操縦することにより、全機高が０．５〜１ｍ以下の低機高ラジコンショベルカー１０を搬送コンベア１１の長さ方向へ移動させて、落下物１３を機枠１２外に掬い出し、また、機枠１２下の高さクリアランスが０を超える１ｍ未満の場合には、水ジェットによる吹き出し、バキュームパイプによる吸引および人手による掻き出しのうち少なくとも１つの手段により、落下物１３を搬送コンベア１１下から除去することが記載されている。

特開平９−２５００６号公報

しかしながら、製鉄所のベルトコンベアの脇には、門型クレーンなどが走行するためのレールや、図１や図２等に示すように、当該門型クレーンを駆動或いは操作するためのケーブルを受けて案内するケーブル受け２００等が配設される場合が多く、このようなケーブル受け２００などが邪魔になって、特許文献１に記載されるようなラジコンショベルカーでは自由に動き回ることができず、効率良く作業を行なうことができないといった惧れがある。
また、遠隔操作では熟練を要するといった問題もある。

ここで、図６や図７に示すように、油圧ショベルのブームの先端に掻き出し用のアタッチメントを取り付けたような作業車両なども想定される。

しかしながら、図６や図７に示したような掻き出し用のアタッチメントの場合、ケーブル受け２００の外側からブームを伸ばしてベルトコンベア１００の下側に先端を挿入し、その先端を地面と略平行な面にて回転させたり回転させたりすることで、鉄鉱石を掻き出す或いは掻き集めることになるが、当該構成であっても、前述したケーブル受け２００などが邪魔になって、ケーブル受け２００より外側（作業車両本体側）に鉄鉱石を効率良く掻き出すことができないのが実情である。

なお、図７に示したように、ケーブル受け２００の上に鉄板等を被せて作業することも考えられるが、余計な作業が増えるため、作業が煩雑化すると共に、鉄板が邪魔して作業効率の低下を招く惧れがある。

また、ベルトコンベアのローラ部と地面との隙間は比較的小さく（約４００ｍｍ程度）、更に所定間隔で支持フレーム等も立設されているため、図６、図７に示すようなものであっても、これらとの干渉を避けながらアームやブームを微妙に操作しながらの掻き出し作業は煩雑で、熟練を要すると共に効率良い作業を行なうことができないのが実情であった。

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、簡単かつ安価な構成でありながら、鉄鉱石、石炭その他の所定サイズの塊状、粒状或いは粉状物質等の作業対象物を、比較的狭いスペースから効率良く掻き出すことができる作業機械を提供することを目的とする。

このため、本発明に係る作業機械は、
回転軸の周囲にブレードをらせん状に巻回したらせん状ブレードの回転運動を利用して、作業対象物を取り入れて略水平方向に所定距離搬送して排出する掻き出し処理部と、
当該掻き出し処理部を着脱可能に支持すると共に、当該掻き出し処理部を移動可能に支持する支持部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明において、前記作業機械は自走可能であることを特徴とすることができる。

本発明において、前記掻き出し処理部の略水平方向中心軸が、支持部に対して作業機械の運転席側にオフセットされていることを特徴とすることができる。

本発明において、前記作業対象物が、コンベア装置から落下した鉄鉱石であることを特徴とすることができる。

本発明によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、鉄鉱石、石炭その他の塊状、粒状或いは粉状物質等の作業対象物を、比較的狭いスペースから効率良く掻き出すことができる作業機械を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る作業機械（油圧ショベル）１の全体的な構成を示す全体構成図（側面図）である。同上実施の形態に係る作業機械（油圧ショベル）１の上面図である。同上実施の形態に係る掻き出し用アタッチメントの構成図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）を掻き出し用アタッチメントの短軸方向から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）を掻き出し用アタッチメントの長軸方向先端側から見た側面図である。同上掻き出し用アタッチメントの掻き込み部を拡大して示す斜視図である。同上実施の形態に係る作業機械（油圧ショベル）１により掻き出された鉄鉱石Ｆ’をバケット状のアタッチメントを取り付けた油圧ショベルにより回収する様子を示した側面図である。落鉱掻き出し用作業機械（油圧ショベル）の一例を示す上面図である。図６の落鉱掻き出し用作業機械（油圧ショベル）の側面図である。製鉄所における鉄鉱石搬送用のベルトコンベアの様子を全体的に示す図である。図８の鉄鉱石搬送用のベルトコンベアのローラ部と、ベルトコンベアから落下し堆積した鉄鉱石（落鉱）と、の隙間その他の様子を部分的に拡大して示す図である。

以下、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

本発明の一実施の形態に係る作業機械１は、例えば、図１、図２に示すように、クローラ（無限軌道）式の油圧ショベル（作業車両）を一例として示している。但し、本発明は、これに限定されるものではなく、ホイール（車輪）式の油圧ショベルその他の自走可能或いは自走不能を問わない作業機械（例えば、牽引される作業機械や他の車両等に積載される作業機械などを含む作業機械）とすることができる。なお、油圧ショベルとは、動力源を油圧とし、アタッチメントの付け替えによって様々な用途に利用することができる建築作業等の作業に使用される作業機械の一種である。

本実施の形態に係る作業機械（油圧ショベル）１は、図１、図２に示したように、ディーゼル機関等の内燃機関を駆動源として油圧を発生させ、当該油圧を利用して、キャビン２のＺ軸廻りの旋回運動、クローラ３の回動、及び油圧シリンダ４Ａの伸縮動作に従ったブーム４の基端側回動中心廻りのＡ方向への旋回運動（先端側上下動）、油圧シリンダ５Ａの伸縮動作に従ったアーム５の基端側回動中心廻りのＢ方向への旋回（先端側上下動）、更には油圧シリンダ１０Ａの伸縮動作に従った掻き出し用アタッチメント１０のＣ方向への旋回運動（先端側上下動）などを行なえるように構成されている。

ここで、本実施の形態に係る油圧ショベル１のアーム５の先端には、掻き出し用アタッチメント１０が着脱可能に取り付けられているが、この掻き出し用アタッチメント１０は、図１〜図３に示したように、細長い中空状の管状部１１と、当該管状部１１をアーム５の先端に着脱可能に取り付けるための取付部１２と、前記管状部１１の内側に回転自在に挿入されるスクリューオーガ（ｓｃｒｅｗａｕｇｅｒ）１３と、当該スクリューオーガ１３を油圧により回転駆動する油圧モータ１４と、を含んで構成されている。
なお、この油圧モータ１４の駆動源は、油圧ショベル１が有する油圧を利用することができるし、外部から供給する構成とすることもできる。

スクリューオーガ１３は、図３等に示されるように、油圧モータ１４により回転駆動される回転軸１３Ａの外周に、らせん状にブレード（羽根）１３Ｂが巻回された構成であり、例えば、管状部１１に回転自在に挿入されたらせん状のブレード１３Ｂの先端側に物質が供給されると、回転動作によって当該物質がらせん状のブレード１３Ｂの表面に沿って徐々に基端側に搬送されるという搬送機構として機能することができるように構成されている。

また、本実施の形態に係る掻き出し用アタッチメント１０の管状部１１の先端には、バケット（ｂｕｃｋｅｔ）状の掻き込み部１５が取り付けられている。
掻き込み部１５は、図４に示すように、らせん状のブレード１３Ｂの先端周囲に設けられ、鉄鉱石等の物質を掻き込む際に下側から案内する下壁１５Ａと、その両サイドに立設される側壁１５Ｂと、下壁１５Ａから伸びて前記らせん状のブレード１３Ｂの先端部を周方向において包囲しつつ側壁１５Ｂに接続される底部１５Ｃと、により構成されており、底部１５Ｃの開放側端部と下壁１５Ａとの間には開口部１５Ｄが設けられ、当該開口部１５Ｄには、前記らせん状のブレード１３Ｂの先端が臨むように構成されている。
すなわち、掻き込み部１５の開口部１５Ｄを介して、外部と、らせん状のブレード１３Ｂが挿入される管状部１１の内周側と、が連通されている。

従って、堆積した鉄鉱石等の山の下側に、掻き込み部１５の下壁１５Ａを挿入などすると、その操作によって堆積した鉄鉱石の一部が、掻き込み部１５の開口部１５Ｄを介して、らせん状のブレード１３Ｂの先端部に案内されることになる。

このとき、スクリューオーガ１３、すなわち回転軸１３Ａ及びらせん状のブレード１３Ｂは管状部１１内で所定方向に回転されており、これにより、らせん状のブレード１３Ｂの先端部に案内された鉄鉱石等は、らせん状のブレード１３Ｂの表面に沿って徐々に基端側に搬送されることになる。

そして、管状部１１の基端側には、先端側から搬送されてくる鉄鉱石等を排出する排出口１６が開口されており、当該排出口１６を介して、搬送されてきた鉄鉱石等は外部へ排出される構成となっている。

掻き込み部１５から管状部１１の排出口１６までの長さは、例えば、図１や図２に示したように、ベルトコンベア１００のフレーム１０１やローラ部１１０の下側に堆積する鉄鉱石等の堆積位置Ｆ（図示したように奥側とすることもできる）から、鉄鉱石等の排出位置Ｆ’までの長さ、すなわち、ケーブル受け２００などがなく、効率良く回収作業などの各種作業を行える領域で鉄鉱石等を排出できる距離とすることができる。

図１や図２に示したように、掻き出し用アタッチメント１０の取付部１２より先端側の長さをベルトコンベア１００の奥側の鉄鉱石等の堆積位置Ｆまで到達可能な長さとすれば、ベルトコンベア１００の片側から堆積位置Ｆの鉄鉱石等へアクセスして作業することができるので、作業時間の短縮が可能であると共に、反対側（図１においてベルトコンベア１００の左側）からの鉄鉱石等の堆積位置Ｆへのアクセスが難しい場合でも作業を行なうことができるという利点がある。

なお、作業現場に応じて、要求される前記長さが異なる場合も想定されるため、例えば管状部１１及びスクリューオーガ１３を継ぎフランジ部２０において分割可能な構成とすると共に、図３に示すような所定長さの延長用管状要素２１及び延長用スクリューオーガ２２を準備し、必要に応じて、これらを継ぎフランジ部２０の間に介装するようにして、要求される長さに対応可能な構成とすることもできる。
継ぎフランジ部２０の接離や、延長用管状要素２１及び延長用スクリューオーガ２２の着脱は、ボルト・ナット等の比較的簡単な締結手段を介して行なうことができ、着脱作業等における作業性も確保することができる。

ここで、本実施の形態に係る作業機械（油圧ショベル）１を用いて行なう鉄鉱石（例えばベルトコンベアから落下した鉄鉱石（落鉱））等の回収作業について、ステップに分けて説明しておく。

ステップ１では、目標作業位置に作業機械１を持ち来たす。油圧ショベルのように自走可能な場合は自走で、そうでない場合は牽引や他の車両への積載などの方法で設置することができる。

ステップ２では、キャビン２内の操作者が各種レバー等を操作して、ブーム４やアーム５を動かして、掻き出し用アタッチメント１０の先端側の掻き込み部１５を、作業対象の鉄鉱石等の堆積物などに持ち来たす。

なお、本実施の形態では、図２から理解されるように、ブーム４やアーム５の中心軸に対して、管状部１１や掻き込み部１５の中心軸を、キャビン２の運転席側にオフセットさせて取り付けるようにしているので、操作者は、掻き込み部１５の下壁１５Ａの先端部と、作業対象物との当接状態などを容易かつ正確に把握することができ、作業を正確に行なうことができるようになっている。

また、本実施の形態では、図１や図２から理解されるように、取付部１２を、管状部１１の長手方向略中央付近に配設することで、取付部１２から掻き込み部１５までの長軸方向長さを、操作者がコントロールし易い長さとしているので、作業効率を高めることができる。
加えて、取付部１２を管状部１１の長手方向略中央付近に配設したことで、取付部１２の支持部に作用するモーメントもバランスされるため、小さな力により、掻き込み部１５の先端部の微妙な位置調整を精度良く行なうことなども可能となっている。

ステップ３では、ステップ２での操作者の操作により、掻き込み部１５の下壁１５Ａを鉄鉱石等の作業対象物の下側へ割り込ませたり、或いは下壁１５Ａの開口端側を持ち上げるなどして、作業対象物を開口部１５Ｄの方向へ導く。
これにより、油圧モータ１４により回転されているらせん状のブレード１３Ｂに作業対象物が導かれ、作業対象物はらせん状のブレード１３Ｂの表面に沿って徐々に基端側に搬送され、排出口１６から外部へ排出される。

なお、図１や図２から理解されるように、作業対象物は、ケーブル受け２００などを越えてベルトコンベア１００やケーブル受け２００から所定に離れた場所（例えば、作業環境の良い場所：図１中Ｆ’の位置など）に搬送される。

ステップ４では、例えば作業環境の良い場所に搬送された作業対象物を、例えば、図５に示すような、アーム５の先端にバケットタイプのアタッチメント３０が取り付けられた油圧ショベルなどを用いて、図示しないダンプトラック等に載置して回収作業を終了する。

なお、本実施の形態に係る掻き出し用アタッチメント１０が取り付けられた油圧ショベル１とは別の油圧ショベルを準備することもできるが、比較的簡単にアーム５の先端に取り付ける作業用アタッチメントを交換できることから、ステップ３までの作業をベルトコンベア１００の所定区間或いは領域で終了した後、掻き出し用アタッチメント１０を外して、図５に示すようなバケットタイプのアタッチメント３０を取り付けて、ステップ４の作業を行なうようにすることもできる。

更に、例えば、排出口１６の近傍に回収用ベルトコンベアなどを敷設しておいて、排出口１６から排出される作業対象物を直接的に回収用ベルトコンベア上に落下させて、そのままダンプトラック等へ搬送させるような構成とすることもできる。

以上説明したように、本実施の形態では、広いスペースの必要ない細長い形状のスクリューオーガ１３を備えた掻き出し用アタッチメント１０を用いて、狭いスペースから鉄鉱石等の作業対象物を搬送して回収する構成としたので、作業スペースがなく効率良く掻き出し作業を行なうことができない場所（例えばベルトコンベア１００のローラ部１１０の下など）に堆積した鉄鉱石等を、効率良く掻き出して適宜の場所（例えば周囲に邪魔なものがなく作業環境が良い場所など）まで搬送することができる。

すなわち、本実施の形態によれば、狭いスペースに堆積しているような鉄鉱石、石炭その他の所定サイズの塊状、粒状或いは粉状物質等を効率良く掻き出して回収することができる作業機械を提供することができる。

ところで、本実施の形態では、油圧を利用した作業機械を一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気を利用した作業機械や、油圧以外の水圧、空気圧などの流体圧を利用した作業機械とすることもできるものである。

なお、本実施の形態では、作業機械１は操作者が乗り込んで操作する油圧ショベルを一例として説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、使用環境等によっては、無線或いは有線による遠隔操作可能な作業機械とすることもできる。

以上で説明した一実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。

１油圧ショベル（作業車両、作業機械）
２キャビン（運転席）
３クローラ
４ブーム（本発明に係る支持部の一部に相当）
５アーム（本発明に係る支持部の一部に相当）
１０掻き出し用アタッチメント（本発明に係る掻き出し処理部に相当）
１１管状部
１３スクリューオーガ
１３Ａ回転軸
１３Ｂらせん状ブレード
１４油圧モータ
１５バケット状掻き込み部
１６排出口

Claims

回転軸の周囲にブレードをらせん状に巻回したらせん状ブレードの回転運動を利用して、作業対象物を取り入れて略水平方向に所定距離搬送して排出する掻き出し処理部と、
当該掻き出し処理部を着脱可能に支持すると共に、当該掻き出し処理部を移動可能に支持する支持部と、
を備えたことを特徴とする作業機械。
前記作業機械は自走可能であることを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
前記掻き出し処理部の略水平方向中心軸が、支持部に対して作業機械の運転席側にオフセットされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業機械。
前記作業対象物が、コンベア装置から落下した鉄鉱石であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の作業機械。