JP6795941B2 - トリッパ - Google Patents

Description

本発明は、走行式スタッカ又はスタッカ・リクレーマと共に使用されるトリッパに関する。

従来、埠頭の荷役設備や製鉄所などにおいて、搬入される鉱石や石炭などのバラ物をヤードに山積みにして貯留することが行われている。ヤードにはレールが敷設され、レール上を走行するバラ物の運搬設備が備えられている。レールの間にはバラ物を搬送するための地上コンベヤが敷設されている。

バラ物の運搬設備として、バラ物の積付を行うスタッカ、及び、山積みのバラ物の払出を行うリクレーマ、又は、スタッカとリクレーマの機能を併せ備えたスタッカ・リクレーマが知られている。これらの運搬設備はいずれも、レール上を走行する走行機体と、走行機体上に設けられた旋回台と、この旋回台に俯仰可能に支持されたブームとを備え、ブーム上にはブームに沿ってバラ物を搬送するブームコンベヤが設けられている。

バラ物の積付の際には、地上コンベヤからスタッカのブームコンベヤへバラ物を移すために、走行機体に連結されたトリッパが用いられる。トリッパは、コンベヤベルトの中間で荷を降ろす装置であって、一般に、コンベヤベルトをＳ字形に曲げるプーリと、プーリを支える傾斜フレームとを備えている。トリッパによって、バラ物は、斜め上方に搬送され、コンベヤベルトの反転箇所で放出され、ブームコンベヤに落下する。ブームコンベヤに移し替えられたバラ物は、ブームの基端側から先端側まで搬送されてヤードに投下され、台形状若しくは三角形状に山積みされる。

一方、バラ物の払出の際には、リクレーマのブームの先端に設けられたバケットホイルでバラ物の積山が取り崩され、そのバラ物がブームコンベヤによりブームの先端側から基端側まで搬送され、ホッパを通じて地上コンベヤに落下し、地上コンベヤによって外部へ積付搬出される。

ところで、特許文献１では、トリッパの放出端部（即ち、コンベヤベルトの反転箇所）が、スタッカのブームコンベヤの上方に設けられたシュートと、シュートからスタッカの走行方向に後退した位置にあるホッパの上方との間で変位するように、スタッカの走行機体に対しトリッパの傾斜フレームを起伏可能とすることが記載されている。この傾斜フレームは、走行機体に支柱を介して起伏可能に支持されており、走行機体と支柱との間に介在させた起伏シリンダを縮めることにより、トリッパの放出端部をシュート上方からホッパ上方へ後退させることができる。

実開昭５２−５２２８８号公報

スタッカ又はスタッカ・リクレーマにトリッパが連結されていると、トリッパによってブームの旋回範囲が制限される。そこで、トリッパの不使用時には、トリッパをスタッカ又はスタッカ・リクレーマから退避させるとよい。

トリッパをスタッカ又はスタッカ・リクレーマから退避させるために、特許文献１のようにトリッパを起伏させることが想定され得る。トリッパを起伏させれば、トリッパをスタッカ又はスタッカ・リクレーマの旋回中心から後退させることができ、且つ、トリッパの放出端部の高さを低くすることができる。

特許文献１では起伏シリンダの具体的構造は特定されていないが、従来、バラ物の運搬設備では駆動装置として油圧シリンダが利用されてきた。油圧シリンダを用いる理由としては、比較的小さな装置で大きな駆動力が得られること、起動・制動をショックレスで行えること、及び、複数のシリンダを備える場合に複数のシリンダの圧力同調が容易であること、などが挙げられる。しかしながら、近年では、油圧シリンダと電動シリンダなどの他の駆動装置とを比較して、油圧シリンダのエネルギー効率が低いこと、駆動時の騒音が大きいこと、作動油の漏れによる汚染のおそれがあること、メンテナンスが複雑であること、などの理由から、油圧シリンダに代えて扱いの容易な駆動装置を用いる要望がある。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、スタッカ又はスタッカ・リクレーマと連結されたまま、電動シリンダを用いてスタッカ又はスタッカ・リクレーマと干渉を避けるように退避する動作を行うことのできる、トリッパを提供することにある。

本発明の一態様に係るトリッパは、
地上コンベヤに沿って走行可能な台車と、
前記地上コンベヤのコンベヤベルトを持ち上げる傾斜フレームであって、上端部にシュートを有するとともに、下端部に自由輪を有する傾斜フレームと、
基端部が前記台車の走行方向と直交する回動軸を中心として回動可能に前記台車と連結され、且つ、先端部が前記回動軸と平行な支軸を中心として回動可能に前記傾斜フレームの前記上端部から前記下端部の間と連結されたアームと、前記アームを前記回動軸を中心として回動させる電動シリンダとを有し、前記アームの回動により前記台車に対し前記傾斜フレームの前記上端部を昇降させる昇降機構と、
前記アームの回動範囲を、直立回転位置を回動方向の一方側へ超えた使用回転位置から前記直立回転位置を前記回動方向の他方側へ超えた退避回転位置までとし、前記使用回転位置にある前記アームと当接して、それ以上前記一方側へ回転しないように前記アームの回転を規制する第１の規制部材、及び、前記退避回転位置にある前記アームと当接して、それ以上前記他方側へ回転しないように前記アームの回転を規制する第２の規制部材のうち少なくとも一方と、を備えることを特徴としている。

上記トリッパでは、アームと傾斜フレームとによりスライダクランク機構が形成されている。したがって、電動シリンダの動作によりアームが回動軸を中心として回転すると、傾斜フレームの下端部に設けられた自由輪がレールに沿って直線移動し、支軸が回動軸を中心として回転運動することにより傾斜フレームの上端部が降下又は上昇する。このようトリッパの変容により、台車とスタッカ又はスタッカ・リクレーマの走行機体との連結を維持しつつ、傾斜フレームをスタッカ又はスタッカ・リクレーマから退避させることができる。

そして、アームは電動シリンダにより駆動されるので、油圧シリンダを用いる場合と比較して、エネルギー効率が高く、駆動時の騒音が小さく、作動油の漏れによる汚染のおそれが回避され、メンテナンスが容易である。

上記構成のトリッパでは、アームが直立回転位置を超えて使用回転位置に至るまで、及び、アームが直立回転位置を超えて退避回転位置に至るまでの間に、アームや傾斜フレームの自重による負荷が電動シリンダに掛かるが、アームの回転が規制部材によって規制されることにより、アームを使用回転位置又は退避回転位置で正確に停止させることができる。また、アームの回動範囲が直立回転位置を挟んだ使用回転位置から退避回転位置までの間であることで、傾斜シリンダの上端部をスタッカ又はスタッカ・リクレーマからより大きく後退させることができる。

また、上記のトリッパにおいて、前記電動シリンダが、前記台車に基端部が連結されたシリンダ、前記シリンダに挿入され、前記傾斜フレームに先端部が連結されたロッド、及び、前記シリンダに対し前記ロッドを進退駆動する駆動機構を有し、
前記駆動機構が、電動モータと、前記電動モータの出力トルクを増幅する減速装置と、前記減速装置の回転出力を前記ロッドの進退移動に変換する変換装置と、前記ロッドを制動するときに、前記電動モータで発電するように、前記電動モータの動作を制御する制御ユニットとを含んでいてもよい。

上記構成のトリッパによれば、アームや傾斜フレームの自重による負荷が電動シリンダに掛かったときに、電動シリンダに発電ブレーキによる制動力を発生させて、アームの急激な回転を回避することができる。

また、上記のトリッパにおいて、前記駆動機構が、前記電動モータと前記減速装置との間の動力伝達経路に設けられ、前記電動モータの定格トルクより大きく且つ前記電動モータの最大トルクよりも小さい所定の設定トルク以上のトルクが掛かるとスリップする、機械式の摩擦クラッチを更に含んでいてもよい。

上記構成のトリッパによれば、傾斜アームに先端部を降下させようとする衝撃が加わったときに、ロッドが縮もうとして摩擦クラッチに設定トルク以上の大きなトルクが掛かると、摩擦クラッチがスリップする。これにより、ロッドの短縮が許容され、ロッドやシリンダが保護される。また、摩擦クラッチがスリップすることにより、減速装置から電動モータへ伝達されるトルクのトルク伝達率が低下し、過大な負荷が電動モータに入力されることを防止し、電動モータが保護される。

本発明によれば、スタッカ又はスタッカ・リクレーマと連結されたまま、電動シリンダを用いてスタッカ又はスタッカ・リクレーマと干渉を避けるように退避する動作を行うことの可能な、トリッパを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るトリッパ及びそれに連結されたスタッカ・リクレーマの側面図である。 図２は、トリッパの昇降機構の拡大図である。 図３は、電動シリンダの概略構成図である。 図４は、電動シリンダの駆動機構の概略構成図である。 図５は、摩擦クラッチの概略構成を示す断面図である。 図６は、退避姿勢のトリッパの側面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、トリッパがスタッカ・リクレーマと連結された態様を説明するが、トリッパはスタッカに連結されるものであってもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係るトリッパ３及びそれに連結されたスタッカ・リクレーマ１の側面図である。スタッカ・リクレーマ１は、一例として、製鉄所の石炭原料ヤードにおいて、コンベヤ搬送されてくる石炭（バラ物）を積付するスタッカと、山積みされている石炭を取り崩して払出するリクレーマとの機能を併せ備えたものである。

〔スタッカ・リクレーマ１の構造〕
本実施形態に係るスタッカ・リクレーマ１の基本的な構造は、公知のものである。スタッカ・リクレーマ１は、ヤードに付設されたレール２を走行する自走式の走行機体１１と、走行機体１１に旋回可能に支持された旋回台１２と、旋回台１２に立設された旋回塔１３と、旋回塔１３に支持された操縦キャビン１４と、旋回塔１３に俯仰可能に支持されたブーム１５と、ブーム１５の反対側において旋回塔１３に俯仰可能に支持されたカウンタウエイトビーム１６及びそれに取り付けられたカウンタウエイト１７とを備えている。操縦キャビン１４の内部は、スタッカ・リクレーマ１の操縦装置や制御装置等が設けられた操縦室となっている。

ブーム１５の上には、ブーム１５の長手方向に沿って延びるブームコンベヤ１９が設けられている。ブームコンベヤ１９は、ブーム１５の先端部から基端部へ、又はその逆へ、バラ物を搬送することができる。また、ブーム１５の先端部にはバケットホイル１８が設けられている。回転するバケットホイル１８によって、積み山からバラ物を連続的に取り崩し、ブームコンベヤ１９へ移動させることができる。

ブーム１５の基端部は、旋回塔１３に回動可能に連結されており、ブーム１５の基端部と旋回台１２又は旋回塔１３との間には、ブーム１５を俯仰させる俯仰装置２１が設けられている。本実施形態に係る俯仰装置２１は電動シリンダであり、シリンダの基端部は旋回台１２又は操縦キャビン１４に回動可能に連結されており、シリンダに進出・退行可能に挿入されたロッドの先端部はブーム１５の下部に連結されている。そして、電動シリンダのロッドが伸縮することにより、ブーム１５が俯仰する。

旋回台１２の旋回中心Ｓの近傍には、ホッパ２２が設けられている。このホッパ２２の下方にはブームコンベヤ１９の基端部が位置する。ホッパ２２を通じて落下したバラ物は、ブームコンベヤ１９上に落下し、ブームコンベヤ１９によってブーム１５の先端部へ運ばれる。

スタッカ・リクレーマ１が走行する一対のレール２の間には、バラ物の積付及び払出に用いられる地上コンベヤのコンベヤベルト２０が敷設されている。詳細は図示しないが、本実施形態では一例として２本のコンベヤベルト２０が敷設されており、そのうちの一方は積付及び払出の双方に用いられ、他方は払出のみに用いられる。但し、コンベヤベルト２０は一本であってもよい。そして、バラ物を積付及び払出用のコンベヤベルト２０からブームコンベヤ１９に移すために、コンベヤベルト２０を斜め上方に持ち上げるトリッパ３が設けられている。

〔トリッパ３の構造〕
トリッパ３は、コンベヤベルト２０をＳ字形に曲げる２つのプーリ３３，３４と、これらのプーリ３３，３４を支持する傾斜フレーム３５と、レール２を走行可能な台車３０と、台車３０に対し傾斜フレーム３５を昇降させる昇降機構５０とを備えている。以下では、説明の便宜を図って、トリッパ３から見てスタッカ・リクレーマ１の走行機体１１のある側を「前」側、その反対側を「後」側という。

傾斜フレーム３５は、台車３０の走行方向、即ち、レール２の延伸方向に沿って延び、台車３０の走行方向のうち一方（前側）へ向かって上る傾きを有している。２つのプーリ３３，３４のうち、一方のプーリ３３は、傾斜フレーム３５の上端部（前端部）に支持されている。２つのプーリ３３，３４のうち、他方のプーリ３４は、傾斜フレーム３５の上端部から下端部までの間で支持されている。傾斜フレーム３５のプーリ３３よりも更に前側には、シュート３７が設けられている。このシュート３７は、トリッパ３が走行機体１１に連結された状態で、ブーム１５の基端部の上方に設けられたホッパ２２の更に上方に位置づけられている。

コンベヤベルト２０は、２つのプーリ３３，３４にＳ字状に巻きかけられており、地上コンベヤの軌道を移動していたコンベヤベルト２０は傾斜フレーム３５の傾斜に沿って、前側よりも後側が低くなるように、前斜め上方に持ち上げられる。傾斜フレーム３５の上端部では、プーリ３３によってコンベヤベルト２０の軌道が反転し、このコンベヤベルト２０の軌道が反転する箇所で搬送されてきたバラ物が放出される。コンベヤベルト２０から放出されたバラ物は、シュート３７及びホッパ２２を通じてブームコンベヤ１９の基端部に落下する。

プーリ３３で後側へ折り返されたコンベヤベルト２０は、傾斜フレーム３５に沿って後ろ斜め下方へ案内され、プーリ３４によって軌道が反転され、地上コンベヤの軌道へ戻される。なお、傾斜フレーム３５には、コンベヤベルト２０を支持し且つ案内するガイドローラ（図示せず）が適宜位置に設けられている。

台車３０は、スタッカ・リクレーマ１の走行機体１１の後方に位置し、連結ユニット４０によって台車３０の前部と走行機体１１の後部とが連結されている。台車３０は、スタッカ・リクレーマ１の走行機体１１に牽引されてレール２上を走行する。但し、台車３０は、自走できるように、走行装置を備えていてもよい。台車３０は、レール２上で位置を保持できるように、例えばストームアンカなどの係留装置（図示せず）を備えている。

昇降機構５０は、クランクアーム３６と、クランクアーム３６を回動させる電動シリンダ５とを備えており、これらは台車３０に支持されている。クランクアーム３６の基端部は、台車３０に設けられ且つ台車３０の走行方向と直交する回動軸４１を中心として回動可能に、台車３０に連結されている。クランクアーム３６の先端部は、傾斜フレーム３５の上端部から下端部までの中央よりも上側に設けられ且つ回動軸４１と平行な支軸４２を中心として回動可能に、傾斜フレーム３５に連結されている。傾斜フレーム３５の下端部（後端部）には、レール２を転動可能な自由輪３２が設けられている。この自由輪３２の転動によって、傾斜フレーム３５の下端部はレール２と平行に直線移動する。

上記のクランクアーム３６と、傾斜フレーム３５とによって、スライダクランク機構が形成されている。このスライダクランク機構では、クランクアーム３６が回動軸４１を中心として回動すると、支軸４２は回動軸４１を中心として円運動をし、傾斜フレーム３５の下端部に設けられた自由輪３２はレール２に沿って直線運動をする。

電動シリンダ５は、台車３０とクランクアーム３６との間に架け渡されている。電動シリンダ５は、シリンダ５１と、シリンダ５１に挿入されたロッド５２と、ロッド５２をシリンダ５１から進退駆動する駆動機構５３とにより構成されている。

シリンダ５１の基端部は、回動軸４１よりも後ろ側において台車３０に設けられ且つ回動軸４１と平行な支軸４３を中心として回動可能に、台車３０に連結されている。ロッド５２の先端部は、クランクアーム３６の下部に設けられ且つ回動軸４１と平行な支軸４４を中心として回動可能に、クランクアーム３６に連結されている。ロッド５２がシリンダ５１から進出することにより、即ち、ロッド５２が伸びることにより、クランクアーム３６の先端部が回動軸４１を中心として前側へ回転する。また、ロッド５２がシリンダ５１へ退行することにより、即ち、ロッド５２が縮むことにより、クランクアーム３６の先端部が回動軸４１を中心として後ろ側へ回転する。

図３は、電動シリンダ５の概略構成図である。図３に示すように、電動シリンダ５の駆動機構５３は、２つの電動モータ６１を備え、各電動モータ６１からロッド５２への２つの駆動系統が形成されている。つまり、駆動機構５３は、冗長性を備えている。通常は、２つの駆動系統のうち一方が動作し、一方の駆動系統に不具合が生じたときに、一方の駆動系統に代えて他方の駆動系統が動作する。２つの駆動系統は実質的に同じ構成を有するため、以下では、２つの駆動系統のうち一方について説明し、他方についての説明を省略する。

図４は、電動シリンダ５の駆動機構５３の概略構成図である。この図では、駆動機構５３に形成された２つの駆動系統のうち一方が示されている。図４に示すように、駆動機構５３は、電動モータ６１と、減速装置６２と、運動変換装置６３と、摩擦クラッチ６４とを備えている。

電動モータ６１は、ブレーキ装置６５付の電動モータ６１である。但し、電動モータ６１と、電動モータ６１を制動するブレーキ装置６５とが独立していてもよい。電動モータ６１の回転数や回動方向は、インバータを具備する制御ユニット６６によって制御されている。

電動モータ６１の出力は、減速装置６２に入力される。電動モータ６１から出力する伝動軸７１は、ロッド５２の進退方向と平行である。伝動軸７１と、電動モータ６１からの出力を減速装置６２へ入力する伝動軸７２とは、機械式の摩擦クラッチ６４を介して接続されている。摩擦クラッチ６４の設定トルクは、電動モータ６１の定格トルクよりも大きく、且つ、電動モータ６１の最大トルクよりも小さい範囲の値であって、予め摩擦クラッチ６４に設定される。なお、定格トルクは、電動モータ６１が定格電圧且つ定格周波数で、定格出力を連続的に出す時のトルクであり、最大トルクは、そのトルク以上の負荷を掛けると電動モータ６１が不安定領域に入り停止するトルクである。定格トルク及び最大トルクは、電動モータ６１に固有の値である。摩擦クラッチ６４の設定トルクは、電動モータ６１の定格トルクで摩擦クラッチ６４がスリップしてしまうことを回避するために、定格トルクの１２０〜１３０％程度の値が望ましい。

機械式の摩擦クラッチ６４として、例えば、トルクリミッタカップリングが採用されてよい。トルクリミッタカップリングは、トルクリミッタを備えた軸継手であり、伝動軸７２が設定トルク未満では伝動軸７１と伝動軸７２との間で回転が伝達され、伝動軸７２が設定トルク以上(つまり、過負荷時)ではトルクリミッタがスリップすることにより伝動軸７２から伝動軸７１へのトルク伝達率が低下する。そして、過負荷が解消すると、即ち、伝動軸７２のトルクが設定トルク未満となると、伝動軸７１と伝動軸７２との間のトルク伝達率が自動復帰する。

図５には、公知のトルクリミッタカップリングの概略構成が示されている。摩擦クラッチ６４の一例としてのトルクリミッタカップリングは、例えば、図５に示すように、伝動軸７１と一体的に回転するスプロケット８１と、伝動軸７２に設けられたトルクリミッタ８２と、スプロケット８１とトルクリミッタ８２とを連結するローラチェーン８３とで構成されてよい。トルクリミッタ８２は、例えば、伝動軸７２に嵌装されたボス８４と、ボス８４の外周に遊嵌されたスプロケット８５と、スプロケット８５を伝動軸７２の軸方向の両側から挟み込む一対の摩擦板８６と、スプロケット８５と一対の摩擦板８６に摩擦が生じるようにスプロケット８５に一対の摩擦板８６を押し付ける皿バネ８７とを備えていてよい。スプロケット８５とスプロケット８１はローラチェーン８３により連結されている。上記構成のトルクリミッタ８２では、伝動軸７２のトルクが設定トルク未満では、一対の摩擦板８６とスプロケット８５との間に生じる摩擦力により、ボス８４とスプロケット８５が一体的に回転し、伝動軸７２と伝動軸７１との間で回転が伝達される。一方、設定トルク以上のトルクが伝動軸７２に掛かると、一対の摩擦板８６に対しスプロケット８５がスリップし、伝動軸７１と伝動軸７２との間のトルク伝達率が低下する。なお、摩擦クラッチ６４は上記構成のトルクリミッタカップリングに限定されない。

減速装置６２は、伝動軸７２から入力された回転動力のトルクを増幅して出力する。減速装置６２の出力は、運動変換装置６３に入力される。減速装置６２、減速装置６２から運動変換装置６３への動力伝達経路、又は、運動変換装置６３に、電磁クラッチ７５が設けられてよい。この電磁クラッチ７５の切り替えによって、２つの駆動系統のうちいずれか一方の駆動系統がロッド５２と接続される。

運動変換装置６３は、減速装置６２の回転出力を、ロッド５２の直線往復運動に変換するものである。運動変換装置６３は、例えば、ボール循環型のスクリューねじと、ロッド５２に固定されたナットを有するボールねじとから成る、ボールねじ機構が含まれていてよい。このボールねじ機構では、スクリューねじが減速装置６２からの回転動力を受けて回転すると、ナットがスクリューねじ上を移動し、ロッド５２がシリンダ５１から進退移動する。更に、本実施形態のように減速装置６２の軸方向とスクリューねじの軸方向とが平行である場合には、運動変換装置６３には平行な軸間で動力を伝達するギア列が含まれていてよい。

また、運動変換装置６３は、上記のボールねじ機構に代えて、例えば、ロッド５２の基端部に設けられたラックと、ラックと噛合するピニオンとを備えるラックアンドピニオン機構を含んでいてよい。このラックアンドピニオン機構では、ピニオンが減速装置６２からの回転動力を受けて回転すると、ピニオンがラック上を移動し、ロッド５２がシリンダ５１から進退移動する。なお、運動変換装置６３の構成は、上記例に限定されず、減速装置６２からの回転出力をロッド５２の直線往復運動に変換する機構を含むものであればよい。

〔トリッパ３の退避動作〕
図１に示すように、使用姿勢のトリッパ３は、トリッパ３の台車３０がスタッカ・リクレーマ１の走行機体１１に連結され、傾斜フレーム３５は前斜め上方へ傾き、その上端部に設けられたシュート３７がホッパ２２の上方に位置している。使用姿勢のトリッパ３では、クランクアーム３６は直立回転位置（真上平衡点）よりも前側に回転した所定の使用回転位置にあり、クランクアーム３６の前面が台車３０に設けられた規制ブロック３９に当接して、クランクアーム３６のそれ以上前方への回動が規制されている。

上記構成のトリッパ３は、不使用時には、トリッパ３の台車３０とスタッカ・リクレーマ１の走行機体１１との連結を維持しつつ、昇降機構５０を動作させて、傾斜フレーム３５をスタッカ・リクレーマ１の旋回中心Ｓから退避させることができる。以下では、トリッパ３を使用姿勢から退避姿勢へ変容させる際のトリッパ３の動作を説明する。なお、トリッパ３が変容している間は、台車３０はレール２に係留されており、台車３０と走行機体１１の相対的位置は変化しない。

トリッパ３を使用姿勢から退避姿勢へ変容させる際に、昇降機構５０では、ロッド５２を縮めるように電動シリンダ５が動作し、これにより、クランクアーム３６が回動軸４１を中心として後側へ所定の退避回転位置まで回転する。クランクアーム３６が退避回転位置に到達したことは、クランクアーム３６と台車３０のそれぞれに設けられた接触式又は非接触式の位置センサ２５，２６によって検出され、制御ユニット６６へ伝達される。

図６には、退避姿勢のトリッパ３が示されている。図６に示すように、退避姿勢のトリッパ３では、クランクアーム３６が退避回転位置にある。本実施形態では、退避回転位置にあるクランクアーム３６はレール２と略平行となっており、クランクアーム３６の後面が台車３０に設けられた規制ブロック３８に当接して、クランクアーム３６のそれ以上後方（下方）への回動が規制されている。

トリッパ３が使用姿勢から退避姿勢へ変容する過程で、傾斜フレーム３５の下端部に設けられた自由輪３２はレール２に沿ってスタッカ・リクレーマ１から後退する。また、トリッパ３が使用姿勢から退避姿勢へ変容する過程で、傾斜フレーム３５の上端部及びそこに設けられたシュート３７は、スタッカ・リクレーマ１から後退し、且つ、下方へ移動する。退避姿勢のトリッパ３では、傾斜フレーム３５が伏した状態にあり、使用姿勢と比較して、傾斜フレーム３５の上端部はスタッカ・リクレーマ１から後退し且つレール２からの高さが抑えられている。本実施形態では、退避姿勢のトリッパ３の高さは、スタッカ・リクレーマ１のブーム１５の基端部の高さよりも低い。

一方、トリッパ３を退避姿勢から使用姿勢に変容させる際には、昇降機構５０では、ロッド５２を伸ばすように電動シリンダ５が動作し、これにより、クランクアーム３６が回動軸４１を中心として前側へ使用回転位置まで回転する。クランクアーム３６が使用回転位置に到達したことは、クランクアーム３６と台車３０のそれぞれに設けられた接触式又は非接触式の位置センサ２７，２８によって検出され、制御ユニット６６へ伝達される。トリッパ３が退避姿勢から使用姿勢へ変容する過程は、前述の使用姿勢から退避姿勢へ変容する過程の逆の過程となる。

上記のように、トリッパ３を使用姿勢から退避姿勢へ又はその逆へ変容させる際に、クランクアーム３６が直立回転位置を通過した後で、電動シリンダ５の負荷が変化する。トリッパ３を使用姿勢から退避姿勢へ変容させる過程では、ロッド５２を縮めるように電動シリンダ５を動作させるが、クランクアーム３６が直立回転位置を通過した後は、クランクアーム３６及び傾斜フレーム３５の自重によってロッド５２が急激に縮まないように駆動機構５３で制動力を発生させる。また、トリッパ３を退避姿勢から使用姿勢へ変容させる過程では、ロッド５２を伸ばすように電動シリンダ５を動作させるが、クランクアーム３６が直立回転位置を通過した後はクランクアーム３６及び傾斜フレーム３５の自重によってロッド５２が急激に伸びないように駆動機構５３で制動力を発生させる。

上記のように、駆動機構５３で制動力を発生させるために、電動シリンダ５の電動モータ６１が発電機能付の電動モータであってよい。そして、駆動機構５３で制動力を発生させるときには、電動モータ６１の回転動力で発電を行わせるように、つまり、発電ブレーキが作用するように、制御ユニット６６に含まれるインバータによって電動モータ６１の動作が制御される。電動モータ６１で行われた発電により得られた電気エネルギーは、回収又は放散される。

以上に説明したように、本実施形態のトリッパ３は、地上コンベヤに沿って走行可能な台車３０と、地上コンベヤのコンベヤベルト２０を持ち上げる傾斜フレーム３５であって、上端部にシュート３７を有するとともに、下端部に自由輪３２を有する傾斜フレーム３５と、台車３０に対し傾斜フレーム３５の上端部を昇降させる昇降機構５０とを備えている。昇降機構５０は、基端部が台車３０の走行方向と直交する回動軸４１を中心として回動可能に台車３０と連結され、且つ、先端部が回動軸４１と平行な支軸４２を中心として回動可能に傾斜フレーム３５の上端部から下端部の間と連結されたアーム３６（クランクアーム）と、アーム３６を回動軸４１を中心として回動させる電動シリンダ５とを有し、アーム３６の回動により台車３０に対し傾斜フレーム３５の上端部を昇降させることができる。

上記のトリッパ３では、アーム３６と傾斜フレーム３５とによりスライダクランク機構が形成されている。したがって、電動シリンダ５の動作によりアーム３６が回動軸４１を中心として回転すると、傾斜フレーム３５の下端部に設けられた自由輪３２がレール２に沿って直線移動し、支軸４２が回動軸４１を中心として回転運動することにより、傾斜フレーム３５の上端部が降下又は上昇する。このようなトリッパ３の変容により、台車３０とスタッカ・リクレーマ１（又はスタッカ）の走行機体１１との連結を維持しつつ、傾斜フレーム３５をスタッカ・リクレーマ１との干渉を避けるように退避させることができる。

そして、アーム３６は油圧シリンダではなく電動シリンダ５により駆動されるので、油圧シリンダを用いる場合と比較して、エネルギー効率が高く、駆動時の騒音が小さく、作動油の漏れによる汚染のおそれが回避され、メンテナンスが容易である。

また、本実施形態に係るトリッパ３において、アーム３６は、直立回転位置を回動方向の一方側へ超えた使用回転位置から、直立回転位置を回動方向の他方側へ超えた退避回転位置までを回動範囲としている。そして、トリッパ３は、使用回転位置にあるアーム３６と当接して、それ以上一方側へ回転しないようにアーム３６の回転を規制する規制ブロック３８（第１の規制部材）、及び、退避回転位置にあるアーム３６と当接して、それ以上他方側へ回転しないようにアーム３６の回転を規制する規制ブロック３９（第２の規制部材）を備えている。但し、トリッパ３は、規制ブロック３８及び規制ブロック３９のうち、少なくとも一方を備えていてもよい。

上記構成のトリッパ３では、アーム３６が直立回転位置を超えて使用回転位置に至るまで、及び、アーム３６が直立回転位置を超えて退避回転位置に至るまでの間に、アーム３６や傾斜フレーム３５の自重による負荷が電動シリンダ５に掛かるが、アーム３６の回転が規制部材によって規制されることにより、アーム３６を使用回転位置又は退避回転位置で正確に停止させることができる。また、アーム３６の回動範囲が上記のように設定されることで、傾斜フレーム３５の上端部をより大きくスタッカ・リクレーマ１から後退させることができる。

また、本実施形態に係るトリッパ３において、電動シリンダ５は、台車３０に基端部が連結されたシリンダ５１、シリンダ５１に挿入され、傾斜フレーム３５に先端部が連結されたロッド５２、及び、シリンダ５１に対しロッド５２を進退駆動する駆動機構５３を有している。そして、駆動機構５３が、電動モータ６１と、電動モータ６１の出力トルクを増幅する減速装置６２と、減速装置６２の回転出力をロッド５２の進退移動に変換する運動変換装置６３と、ロッド５２を制動するときに、電動モータ６１で発電するように、電動モータ６１の動作を制御する制御ユニット６６とを含んでいる。

上記構成のトリッパ３によれば、アーム３６や傾斜フレーム３５の自重による負荷が電動シリンダ５に掛かったときに、電動シリンダ５に発電ブレーキによる制動力を発生させて、アーム３６の急激な回転を回避することができる。

また、本実施形態に係るトリッパ３では、駆動機構５３が、電動モータ６１と減速装置６２との間の動力伝達経路に設けられ、電動モータ６１の定格トルクより大きく且つ電動モータ６１の最大トルクよりも小さい所定の設定トルク以上のトルクが掛かるとスリップする、機械式の摩擦クラッチ６４を含んでいる。

上記構成のトリッパ３によれば、傾斜フレーム３５に先端部を降下させようとする衝撃が加わったときに、ロッド５２が縮もうとして摩擦クラッチ６４に設定トルク以上の大きなトルクが掛かると、摩擦クラッチ６４がスリップする。これにより、ロッド５２の短縮が許容され、ロッド５２やシリンダ５１が保護される。また、摩擦クラッチ６４がスリップすることにより、減速装置６２から電動モータ６１へ伝達されるトルクのトルク伝達率が低下し、過大な負荷が電動モータ６１に入力されることを防止し、電動モータが保護される。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の精神を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。

１ ：スタッカ・リクレーマ
２ ：レール
３ ：トリッパ
５ ：電動シリンダ
１１ ：走行機体
１２ ：旋回台
１３ ：旋回塔
１４ ：操縦キャビン
１５ ：ブーム
１６ ：カウンタウエイトビーム
１７ ：カウンタウエイト
１８ ：バケットホイル
１９ ：ブームコンベヤ
２０ ：コンベヤベルト
２１ ：俯仰装置
２２ ：ホッパ
３０ ：台車
３２ ：自由輪
３３ ：プーリ
３４ ：プーリ
３５ ：傾斜フレーム
３６ ：クランクアーム（アーム）
３７ ：シュート
３８，３９ ：規制ブロック（規制部材）
４０ ：連結ユニット
４１ ：回動軸
４２〜４４ ：支軸
５０ ：昇降機構
５１ ：シリンダ
５２ ：ロッド
５３ ：駆動機構
６１ ：電動モータ
６２ ：減速装置
６３ ：運動変換装置
６４ ：摩擦クラッチ
６５ ：ブレーキ装置
６６ ：制御ユニット
７１，７２ ：伝動軸
７５ ：電磁クラッチ

Claims (3)

1. 地上コンベヤに沿って走行可能な台車と、
   前記地上コンベヤのコンベヤベルトを持ち上げる傾斜フレームであって、上端部にシュートを有するとともに、下端部に自由輪を有する傾斜フレームと、
   基端部が前記台車の走行方向と直交する回動軸を中心として回動可能に前記台車と連結され、且つ、先端部が前記回動軸と平行な支軸を中心として回動可能に前記傾斜フレームの前記上端部から前記下端部の間と連結されたアームと、前記アームを前記回動軸を中心として回動させる電動シリンダとを有し、前記アームの回動により前記台車に対し前記傾斜フレームの前記上端部を昇降させる昇降機構と、
   前記アームの回動範囲を、直立回転位置を回動方向の一方側へ超えた使用回転位置から前記直立回転位置を前記回動方向の他方側へ超えた退避回転位置までとし、前記使用回転位置にある前記アームと当接して、それ以上前記一方側へ回転しないように前記アームの回転を規制する第１の規制部材、及び、前記退避回転位置にある前記アームと当接して、それ以上前記他方側へ回転しないように前記アームの回転を規制する第２の規制部材のうち少なくとも一方と、を備える、
   トリッパ。
2. 前記電動シリンダが、前記台車に基端部が連結されたシリンダ、前記シリンダに挿入され、前記傾斜フレームに先端部が連結されたロッド、及び、前記シリンダに対し前記ロッドを進退駆動する駆動機構を有し、
   前記駆動機構が、
   電動モータと、
   前記電動モータの出力トルクを増幅する減速装置と、
   前記減速装置の回転出力を前記ロッドの進退移動に変換する変換装置と、
   前記ロッドを制動するときに、前記電動モータで発電するように、前記電動モータの動作を制御する制御ユニットとを含む、
   請求項１に記載のトリッパ。
3. 前記駆動機構が、前記電動モータと前記減速装置との間の動力伝達経路に設けられ、前記電動モータの定格トルクより大きく且つ前記電動モータの最大トルクよりも小さい所定の設定トルク以上のトルクが掛かるとスリップする、機械式の摩擦クラッチを更に含む、
   請求項２に記載のトリッパ。
   

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