JP2014040308A - 連続アンローダ及び連続アンローダの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】機体の重量軽減を可能とし、機体の製造等のコストを低減させた連続アンローダ及び連続アンローダの制御方法を提供する。
【解決手段】バケットエレベータを備えたバケットエレベータ式の連続アンローダであって、岸壁の上面に設置可能な本体部と、本体部に対して旋回可能に設けられバケットエレベータが設けられたブームと、ブームの旋回に対してブレーキ力を付与する複数のブレーキ７５と、複数のブレーキ７５のうちブレーキ７５ａ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｆのみを動作させる第１モードと、複数のブレーキ７５のうちの全てのブレーキ７５ａ〜７５ｆを動作させる第２モードとを切り替えて、複数のブレーキの動作を制御する制御部と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、バケットエレベータ式の連続アンローダ及び連続アンローダの制御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のアンローダが知られている。このアンローダは、岸壁を走行可能な本体部と、本体部に対して旋回可能に設けられ先端にバケットエレベータが設けられたブームと、を備えている。この種のアンローダにおいて、ブームは、バケットに荷を積載するときの掘削力や風圧力に耐えるべく複数のブレーキによって保持されている。

特開２００１−２５３５４７号公報

ところで、アンローダの機体は、ブームの旋回停止中に本体部の走行等によってバケット等の掘削部が荷に衝突したときの衝突力に耐え得るように設計されており、この衝突力はブレーキが滑る状態でのブレーキ力によって決定されるため、非常に大きな設計荷重となっている。また、ブームの旋回を停止させるブレーキ力は、突風時の最大風速（おおよそ３５ｍ／ｓ）における風圧の作用時に、ブームを停止可能となるように決定されるため、非常に大きな設計荷重となっている。このように、設計荷重が非常に大きいとアンローダ本体の強度を高くしなければならないため、アンローダの機体全体が大重量化しているという問題がある。

この問題に鑑み、本発明は、機体の重量軽減を可能とし、機体の製造等のコストを低減させた連続アンローダ及び連続アンローダの制御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たバケットエレベータ式の連続アンローダであって、岸壁の上面に設置可能な本体部と、本体部に対して旋回可能に設けられバケットエレベータが設けられたブームと、ブームの旋回に対してブレーキ力を付与する複数のブレーキと、複数のブレーキのうちの一部のブレーキのみを動作させる第１モードと、複数のブレーキのうちの全てのブレーキを動作させる第２モードとを切り替えて、複数のブレーキの動作を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

このような制御部を備えた構成によれば、一部のブレーキのみを動作させる第１モードと全てのブレーキを動作させる第２モードとを切替可能となる。よって、第１モードに切替可能となっていることによりブレーキ力が低下し、設計荷重が小さくなるため、機体の重量軽減を実現させて製造等のコストを低減させることができる。

また、周囲の風速を測定する風速計を備え、制御部は、風速計によって測定された風速に基づいて、第１モードと第２モードとを切り替えるようにしてもよい。この場合、測定された風速に基づいて、一部のブレーキのみを動作させるか、あるいは全てのブレーキを動作させるかが決定されるため、機体の重量軽減を実現させると共に風力を考慮した設計を行うことが可能となる。

また、制御部は、第１モードで制御している状態であって風速計によって計測された風速が所定値以上になった場合に、第１モードから第２モードに切り替えるようにしてもよく、更には、制御部は、第２モードで制御している状態で所定時間が経過し、風速計によって計測された風速が所定値未満になった場合に、第２モードから第１モードに切り替えるようにしてもよい。この場合、風速が大きい場合にのみ全てのブレーキが動作し風速が小さい場合には動作するブレーキの台数が減ることとなるため、必要なブレーキのみを動作させることができる。

また、制御部による第１モードと第２モードとの切り替えを操作可能な操作部を備えるようにしてもよい。この場合、連続アンローダの操作者が第１モードと第２モードとの切り替え操作をできるようになるため、操作者のニーズにあったブレーキ動作を実現させることができる。

本発明の連続アンローダの制御方法は、対象物を連続的に搬送するバケットエレベータを備えたバケットエレベータ式の連続アンローダの制御方法であって、連続アンローダは、岸壁の上面に設置可能な本体部と、本体部に対して旋回可能に設けられバケットエレベータが設けられたブームと、ブームの旋回に対してブレーキ力を付与する複数のブレーキと、を備え、周囲の風速を測定する測定ステップと、測定ステップで測定された風速に基づいて、複数のブレーキのうちの一部のブレーキのみを動作させる第１モードと、複数のブレーキのうちの全てのブレーキを動作させる第２モードとを切り替えて、複数のブレーキの動作を制御する制御ステップと、を備えたことを特徴とする。

このような制御ステップを備えた制御方法によれば、一部のブレーキのみを動作させる第１モードと全てのブレーキを動作させる第２モードとを切替可能となる。よって、第１モードに切替可能となっていることによりブレーキ力が低下し、設計荷重が小さくなるため、機体の重量軽減を実現させて製造等のコストを低減させることができる。

また、制御ステップでは、第１モードで制御している状態であって測定ステップで計測された風速が所定値以上になった場合に、第１モードから第２モードに切り替えるようにしてもよく、更には、第２モードで制御している状態で所定時間が経過し、測定ステップで計測された風速が所定値未満になった場合に、第２モードから第１モードに切り替えるようにしてもよい。この場合、上述した連続アンローダと同様の効果が得られる。

本発明によれば、機体の重量軽減を可能とし、機体の製造等のコストを低減させた連続アンローダ及び連続アンローダの制御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を示す図である。 図１の連続アンローダのバケットエレベータ上部を一部破断斜視図である。 図１の連続アンローダのブレーキを示す平面図である。 図１の連続アンローダのブレーキを示す側面図である。 図１の連続アンローダのブレーキ動作に関する構成を示すブロック図である。 図１の連続アンローダにおけるブレーキの制御処理を示すフローチャートである。 ブレーキ動作の変形例に関する構成を示すブロック図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照しつつ本発明に係る連続アンローダ及びその制御方法の第１実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２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、コークスや鉱石等）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と平行に敷設された２本のレール３ａにより、当該岸壁１０１に沿って走行可能なガーダ２を備えている。ガーダ２は、岸壁１０１の上面に設置可能な本体部である。ガーダ２の上には、旋回フレーム５が水平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、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は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は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、エレベータシャフト２１を構成するエレベータ本体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２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〜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、駆動ローラ３１ｂは掻き取り部１１の前部に設けられ、駆動ローラ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、駆動ローラ３１ｂと駆動ローラ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駆動ローラ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〜３１ｃと転向ローラ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〜３１ｃ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（正方向）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、図２に示すように、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、図１に示すように、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フィーダ４３や機内コンベヤ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を図中矢印Ｗ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、連続的にコークスや鉱石等のバラ荷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、ベルトフィーダ４３及び機内コンベヤ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、ブーム７の水平方向への旋回に対して制動力を付与するためのブレーキ機構７０について説明する。

図３及び図４に示すように、ブレーキ機構７０は、旋回フレーム５の下部に略円形状に形成されたフレーム７１と、ブーム７の旋回に対して制動力を付与するブレーキ７５とを備える。旋回フレーム５は、フレーム７１に対して水平回転可能に支持されており、このフレーム７１はガーダ２の上部に設けられている。また、フレーム７１上には、旋回フレーム５を囲むように６台のブレーキ７５が設けられており、これらのブレーキ７５が旋回フレーム５にブレーキ力を付与する。ブレーキ７５は、バラ荷Ｍを掘削する際の掘削力や風圧力に耐えるべく、旋回フレーム５を保持し、ブーム７の旋回を停止させる。ブレーキ７５は、略円柱状に形成される電動機７６と、電動機７６の下部に設けられた減速機７７とを備える。なお、ブレーキ７５としては、このような電動機７６及び減速機７７を備えたものだけでなく種々のものを採用することができる。

ところで、連続アンローダ１の機体は、ブーム７の旋回停止中にガーダ２の走行等によって掻き取り部１１がバラ荷Ｍに衝突したときの衝突力に耐え得るように設計されており、この衝突力はブレーキ７５が滑る状態（ブレーキ７５に耐力以上の荷重が付与されて回される状態）でのブレーキ力（衝突荷重）によって決定される。すなわち、ブレーキ力は、連続アンローダ１の機体の強度を決める要因となっている。

また、ブーム７を旋回させる際の駆動力は、自重による旋回抵抗、バケット２７による掘削抵抗、及び作業時最大風速（１６ｍ／ｓ）における風圧力に基づいて決定される。一方、ブーム７の旋回を停止させるブレーキ力は、バケット２７で通常荷役を行うときの掘削抵抗及び作業時最大風速時の風圧力の同時作用時と、突風時最大風速（３５ｍ／ｓ）における風圧力の作用時と、の両方の場合においてブーム７を停止可能となるように決定される。突風時最大風速における風圧力は、上記の掘削抵抗と作業時最大風速の風圧力との合計に対して相当大きくなる場合が多いため、ブレーキ力は実質的に突風時最大風速における風圧力に基づいて決定されている。ここで、従来の連続アンローダでは、常に全てのブレーキを動作させるためブレーキ力が大きく、非常に大きな設計荷重となっており、連続アンローダの機体全体が大重量化しているという問題がある。

そこで、本実施形態の連続アンローダ１では、６台のうちの４台のブレーキ７５を動作させる第１モードと、６台全てのブレーキ７５を動作させる第２モードとを切り替えて、６台のブレーキ７５それぞれの動作を制御する制御部８０を備えることにより、上記の問題を解消している。制御部８０は、例えばガーダ２の内部の電気室に設けられるコントローラである。以下では、図５を参照しながら、制御部８０によるブレーキ７５の制御に関する構成について説明する。なお、以下では、６台のブレーキ７５を、図３の紙面において左上に位置するブレーキ７５ａ、真上に位置するブレーキ７５ｂ、右上に位置する７５ｃ、左下に位置するブレーキ７５ｄ、真下に位置するブレーキ７５ｅ、右下に位置するブレーキ７５ｆ、として説明する。

制御部８０は、６台のブレーキ７５ａ〜７５ｆと、連続アンローダ１の周囲の風速を計測する風速計９０と、に電気的に接続されている。風速計９０は、例えば一定時間毎に、連続アンローダ１の周辺の風速を計測し、その計測値を電気信号として制御部８０に出力する。制御部８０は、風速計９０から電気信号を受けると、風速計９０の計測値に基づいて、ブレーキ７５ａ〜７５ｆの少なくともいずれかに電力を供給し、上述した第１モードと第２モードとの切替を行う。

この制御部８０による第１モードと第２モードとの切替処理は、例えば図６に示すフローチャートに基づいて行われる。図６に示す処理は、所定時間（例えば１秒）毎に実行される。以下では、この第１モードと第２モードとの切替処理について説明する。

まず、最初の時点では第１モードになっており、４台のブレーキ７５ａ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｆのみが動作するようになっている。そして、ステップＳ１（以下、「Ｓ１」とする。他のステップにおいても同様とする。）において、風速計９０が風速を検出する。このＳ１の処理は、周囲の風速を測定する測定ステップに相当する。

次に、制御部８０は、Ｓ１で検出した風速が予め設定された所定値である設定値Ａ以上か否かを判定する（Ｓ２）。ここで、設定値Ａとしては、例えば上述した作業時最大風速（１６ｍ／ｓ）を用いることができる。そして、例えば強風が予想されない気象状況の通常荷役時のように、風速が設定値Ａ未満であって前回第２モードになってから所定時間（例えば３分）が経過していると判定した場合は、Ｓ３に移行する。一方、例えば強風が予想される気象状況で荷役を行う時のように風速が設定値Ａ以上であるか、または前回第２モードになってから所定時間が経過していないと判定した場合は、Ｓ４に移行する。

Ｓ３において、制御部８０は、第１モードで制御を行い、４台のブレーキ７５ａ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｆのみに電力を供給し、一部のブレーキ７５ａ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｆのみを動作させるようにして一連の処理を終了する。一方、Ｓ４において、制御部８０は、第２モードで制御を行い、６台の全てのブレーキ７５ａ〜７５ｆに電力を供給し、ブレーキ７５ａ〜７５ｆの全てを動作させるようにして一連の処理を終了する。以上のＳ２〜Ｓ４の処理が複数のブレーキの動作を制御する制御ステップに相当する。

本実施形態に係る連続アンローダ１では、制御部８０により、４台のブレーキ７５ａ，ｃ，ｄ，ｆのみを動作させる第１モードと、６台全てのブレーキ７５ａ〜７５ｆを動作させる第２モードとを切替可能となっており、第１モードに切替可能となっているためブレーキ力が低下する。よって、設計荷重が小さくなるため、例えば機体の板厚を小さくして機体の重量を軽減させることができ、さらに、製造等のコストを低減させることができる。

また、周囲の風速を測定する風速計９０を備え、制御部８０は、風速計９０で測定された風速によって第１モードと第２モードとを切り替えるため、風速に基づいて４台のブレーキ７５ａ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｆのみを動作させるか、あるいは全てのブレーキ７５ａ〜７５ｆを動作させるかが決定されることとなり、機体の重量軽減を実現させると共に風力を考慮した設計を行うことが可能となる。

また、制御部８０は、風速が設定値Ａ以上になった場合に第２モードに切り替え、第２モードで制御している状態で所定時間が経過し、風速が設定値Ａ未満になった場合に、第２モードから第１モードに切り替えるため、悪天候時のような風速が大きい場合にのみ全てのブレーキが動作し、通常時のような風速が小さい場合には動作するブレーキの台数が減ることとなり、必要なブレーキのみを動作させることができる。

なお、第１実施形態では、検出した風速が設定値Ａ以上となったか否かに基づいて第１モードと第２モードとの切り替えを行う例について説明したが、第１モードとの第２モードとの切り替えを行う判断条件はこの例に限られない。すなわち、例えば、風速の微分値が所定値以上になったか否かに基づいて切り替えを行ってもよいし、風速の平均値が所定値以上になったか否かに基づいて切り替えを行ってもよく、要は所定の風速条件を満たすか否かに基づいて切り替えを行うようにすればよい。

（第２実施形態）
続いて、第２実施形態について、図７を用いて説明する。図７は、ブレーキ動作の変形例に関する構成を示すブロック図である。第２実施形態は、風速計９０の代わりにスイッチ１９０が設けられた点のみが第１実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同じである。

スイッチ１９０は、例えばボタンやモードスイッチ等、操作者によってＯＮとＯＦＦとの切り替え操作が可能な操作部となっており、制御部８０と電気的に接続されている。操作者がスイッチ１９０の切り替え操作を行うことにより、制御部８０による第１モードと第２モードとの切替が行われる。具体的には、例えば、スイッチ１９０がＯＦＦに切り替えられた場合に第１モードとなり、スイッチ１９０がＯＮに切り替えられた場合に第２モードとなる。

このように本実施形態では、第１モードと第２モードとの切り替えを操作可能なスイッチ１９０を備えるため、操作者の判断で第１モードと第２モードとの切り替え操作ができることとなり、操作者のニーズにあったブレーキ動作を実現させることができる。すなわち、例えば、天候状態が良く風が強くないと操作者が感じた場合にはブレーキ７５ａ，ｃ，ｄ，ｆのみを動作させ、天候状態が悪化し風が強くなってきたと操作者が感じた場合には全てのブレーキ７５ａ〜７５ｆを動作させる、といったことが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。例えば、上記実施形態では、図６に示すフローチャートの切替処理を所定時間毎に行う例について説明したが、所定時間毎ではなく必要な場合にのみ切替処理を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、第１モードにおいて、制御部８０が４台のブレーキ７５ａ，ｃ，ｄ，ｆのみを動作させる例について説明したが、第１モードで制御部８０が動作させるブレーキ７５の個数や種類はこの例に限られない。すなわち、例えば、第１モードにおいて、制御部８０が３台又は５台のブレーキのみを動作させてもよいし、制御部８０がブレーキ７５ａ〜７５ｃのみを動作させるようにしてもよい。

１…連続アンローダ、２…ガーダ（本体部）、７…ブーム、９…バケットエレベータ、７５，７５ａ〜７５ｆ…ブレーキ、８０…制御部、９０…風速計、１０１…岸壁、１９０…スイッチ（操作部）、Ｍ…バラ荷（対照物）。

Claims (8)

1. 対象物を連続的に搬送するバケットエレベータを備えたバケットエレベータ式の連続アンローダであって、
   岸壁の上面に設置可能な本体部と、
   前記本体部に対して旋回可能に設けられ前記バケットエレベータが設けられたブームと、
   前記ブームの旋回に対してブレーキ力を付与する複数のブレーキと、
   前記複数のブレーキのうちの一部のブレーキのみを動作させる第１モードと、前記複数のブレーキのうちの全てのブレーキを動作させる第２モードとを切り替えて、前記複数のブレーキの動作を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする連続アンローダ。
2. 周囲の風速を測定する風速計を備え、
   前記制御部は、前記風速計によって測定された風速に基づいて、前記第１モードと前記第２モードとを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の連続アンローダ。
3. 前記制御部は、前記第１モードで制御している状態であって前記風速計によって計測された風速が所定値以上になった場合に、前記第１モードから前記第２モードに切り替えることを特徴とする請求項２に記載の連続アンローダ。
4. 前記制御部は、前記第２モードで制御している状態で所定時間が経過し、前記風速計によって計測された風速が前記所定値未満になった場合に、前記第２モードから前記第１モードに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の連続アンローダ。
5. 前記制御部による前記第１モードと前記第２モードとの切り替えを操作可能な操作部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の連続アンローダ。
6. 対象物を連続的に搬送するバケットエレベータを備えたバケットエレベータ式の連続アンローダの制御方法であって、
   前記連続アンローダは、
   岸壁の上面に設置可能な本体部と、
   前記本体部に対して旋回可能に設けられ前記バケットエレベータが設けられたブームと、
   前記ブームの旋回に対してブレーキ力を付与する複数のブレーキと、を備え、
   周囲の風速を測定する測定ステップと、
   前記測定ステップで測定された風速に基づいて、前記複数のブレーキのうちの一部のブレーキのみを動作させる第１モードと、前記複数のブレーキのうちの全てのブレーキを動作させる第２モードとを切り替えて、前記複数のブレーキの動作を制御する制御ステップと、を備えたことを特徴とする連続アンローダの制御方法。
7. 前記制御ステップでは、前記第１モードで制御している状態であって前記測定ステップで計測された風速が所定値以上になった場合に、前記第１モードから前記第２モードに切り替えることを特徴とする請求項６に記載の連続アンローダの制御方法。
8. 前記制御ステップでは、前記第２モードで制御している状態で所定時間が経過し、前記測定ステップで計測された風速が前記所定値未満になった場合に、前記第２モードから前記第１モードに切り替えることを特徴とする請求項７に記載の連続アンローダの制御方法。

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