特許 6871531 リクレーマの揃速装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6871531

(24)【登録日】2021年4月20日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】リクレーマの揃速装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 63/00 20060101AFI20210426BHJP

【ＦＩ】

   B65G63/00 B

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-65145(P2017-65145)

(22)【出願日】2017年3月29日

(65)【公開番号】特開2018-167934(P2018-167934A)

(43)【公開日】2018年11月1日

【審査請求日】2019年10月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】300041192

【氏名又は名称】宇部興産機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091306

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 友一

(74)【代理人】

【識別番号】100174609

【弁理士】

【氏名又は名称】関 博

(72)【発明者】

【氏名】村井 康夫

(72)【発明者】

【氏名】末永 匡史

【審査官】 大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５８−１３２８０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−２７６９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１９６２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−０８８５７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｇ ６３／００−６３／０６

Ｂ６５Ｇ ４７／９５

Ｂ６５Ｇ ６５／００−６５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

山形に積み上げられた粉粒体の傾斜面に対して起伏可能なハローフレームを有し前記傾斜面に沿って移動する台車と、前記台車の走行方向と直交する方向に移動する揺脚及び剛脚からなる走行手段を備え、前記粉粒体を掻き取り山裾へ落下させるリクレーマの前記揺脚に取り付けて、走行時の前記揺脚と前記剛脚の蛇行量を検出可能な変位量検出部と、
前記変位量検出部の検出値に基づいて、前記揺脚が前記剛脚よりも遅れた場合には前記剛脚を減速又は停止して前記揺脚を走行させる制御、又は前記剛脚が前記揺脚よりも遅れた場合には前記揺脚を減速又は停止して前記剛脚を走行させる制御を行う制御部と、
を備え、
前記変位量検出部は、
一端が前記剛脚に固定されて他端が前記揺脚と点接触するブリッジと、前記揺脚に跨る伸縮ロッドの伸縮寸法を検出可能なエンコーダであることを特徴とするリクレーマの揃速装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、山形に積み上げられた石炭や石膏などの粉粒体を傾斜面に沿って掻き崩して搬出するリクレーマの揃速装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図７はリクレーマの説明図であり、（１）は平面図、（２）は（１）のＡ−Ａ断面図、（３）は（１）のＢ−Ｂ断面図である。図示のようにリクレーマ１は、山形に積み上げられた石膏、鉱石、石炭等の粉粒体の稜線方向に移動する（ハロー動作する）台車１２に、これと直交する方向に移動する走行手段１４が設けられている。台車１２には任意の傾斜角で起伏動作可能なハローフレーム２０が配設されている。またハローフレーム２０の下面（粉粒体と対向する面）に設置された掻き取り爪３０によって掻き崩された粉粒体がハローフレーム２０の根本側に落下していく。落下した粉粒体は、スクレーパコンベア４０によって掻き寄せられコンベア等で外部へ搬出される。

【0003】

このような構成のリクレーマ１は、積み山の傾斜面に沿ってハローフレーム２０を平行移動させると、ハローフレーム２０に取り付けられた掻き取り爪３０によって積み山の表面を掻き崩していく。一般に粉粒体の積み山の斜面が崩れ落ちないで安定している最大角を安息角という。山形に積み上げられた粉粒体の地面に対する傾斜角度がほぼこの安息角であれば、掻き取り爪３０で掻き崩された粒状物群は山の傾斜面に沿って下方へと落下していく。しかし、粉粒体の安息角はその種類や性状、水分の含有量などによってバラツキがあり、安息角が均一でないケースが多い。このため、崩壊し難い粘性のある積み荷の場合は油圧駆動部を有するハローフレーム２０の傾斜角度を調整して（下げて）掻き取り爪３０を山肌に差し込み平行移動させる。通常の積み荷の場合は掻き取り爪３０を差し込むことによって容易に崩壊するので、過剰に崩壊させないように傾斜角度を微調整するためオペレータの負担が大きい。ハローフレーム２０の根本に集中して落下した粉粒体がスクレーパに急激な負担変動を与え最悪の場合はスクレーパの損傷原因となるので、慎重な運転操作が要求される。

【0004】

前述の走行手段は、スクレーパの長手方向のブリッジ両端部に接続している。スクレーパの掻き寄せ粉粒体が集まる側は剛脚側であり、ブリッジと一体的に構成されている。一方、反対側の揺脚側はブリッジと球面軸受によって接合している。このような揺脚により、スクレーパの負荷変動によって発生する剛脚側と揺脚側の走行手段の速度差による構造体の変形に伴う応力に起因する装置の破損を回避することができる。

【0005】

リクレーマの運転は、スクレーパの長手方向、換言すると掻き取り方向と直角方向に走行しているので、粉粒体の堆積物に向かって走行する。従って、運転時の負荷が大きくスクレーパの長手方向の直角に作用する負荷にばらつきがあり、実機においては、剛脚側と揺脚側の間に速度差が生じている。走行速度は例えば、０．００４ｍ／ｍｉｎ〜０．０４ｍ／ｍｉｎと低速である。スクレーパの掻き寄せによって粉粒体が集まる剛脚側の荷重が大きくなり剛脚側の走行抵抗が著しく大きくなる。このため剛脚側と揺脚側の走行手段を同じ速度で走行することは難しい。この速度差によって生じるリクレーマの変形としては、次のような例が挙げられる。
レール上を走行する走行手段の車輪は、走行レールの上面幅よりも踏み面幅を広く設定し、片側につばを設けて車輪が走行レール上から脱輪しないようにしている。走行手段の剛脚側と揺脚側の速度差が大きくなった場合、蛇行して走行車輪のつばが常に走行レール端面と接触した状態となり、接触音やつば部分の早期摩耗の原因となっていた。

【0006】

そこで特許文献１に開示のリクレーマ走行制御装置は、走行車輪とレール側にパルス発信器を取り付けて、走行車輪の回転に伴ってパルス信号を発生させている。レール側の絶対位置を補正するストライカ運転制御によって蛇行を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開昭６２−１９６２２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１によれば、走行車輪の回転パルス信号から両側の走行手段の位置差を知ることができ、レール側に設置した絶対位置の補正ストライカで検出精度を向上させることができる。また車輪の摩耗やスリップ発生も検出することができ、測定精度を向上させることができる。
しかしながらパルス検出器の設置数や制御装置が大掛かりとなり全体的にコスト高となっていた。また粉粒体の環境下では、レール側の検出器の精度が不安定となるおそれが生じていた。

【0009】

そこで上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、リクレーマの走行手段の剛脚及び揺脚の速度差を無くし安定した走行を実現可能なリクレーマの揃速装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するための第１の手段として、本発明は、山形に積み上げられた粉粒体の傾斜面に対して起伏可能なハローフレームを有し前記傾斜面に沿って移動する台車と、前記台車の走行方向と直交する方向に移動する揺脚及び剛脚からなる走行手段を備え、前記粉粒体を掻き取り山裾へ落下させるリクレーマの前記揺脚に取り付けて、走行時の前記揺脚と前記剛脚の蛇行量を検出可能な変位量検出部と、前記変位量検出部の検出値に基づいて、前記揺脚が前記剛脚よりも遅れた場合には前記剛脚を減速又は停止して前記揺脚を走行させる制御、又は前記剛脚が前記揺脚よりも遅れた場合には前記揺脚を減速又は停止して前記剛脚を走行させる制御を行う制御部と、を備え、前記変位量検出部は、一端が前記剛脚に固定されて他端が前記揺脚と点接触するブリッジと、前記揺脚に跨る伸縮ロッドの伸縮寸法を検出可能なエンコーダであることを特徴とするリクレーマの揃速装置を提供することにある。
上記第１の手段によれば、リクレーマの走行時に剛脚と揺脚の蛇行量が無くなり、剛脚走行車輪の接触音や早期摩耗が無く走行手段の経年劣化を低減できる。またスクレーパの操作性が向上して効率的な掻き出し作業を行える。また、剛脚及び揺脚の速度差に起因するズレ量を高精度かつ容易に検出できる。

【0011】

上記課題を解決するための第２の手段として、本発明は、第１の手段において、前記変位量検出部は、前記走行手段のブリッジから走行方向に沿って延出する第１リンク部の端部と回転自在に接続して前記揺脚から前記走行手段の走行方向に沿って延出する第２リンク部の長手方向と前記走行方向との間の成す角を検出可能なロータリーエンコーダであることを特徴とするリクレーマの揃速装置を提供することにある。
上記第２の手段によれば、剛脚及び揺脚の速度差に起因するズレ量を高精度かつ容易に検出できる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、走行手段の剛脚及び揺脚の速度差が無くなることにより、走行車輪のつばが常に走行レール端面と接触することがなく、接触音やつば部分の早期摩耗を回避できる。また積み山の負荷がスクレーパの長手方向と直角に作用するため、剛脚及び揺脚の速度差が大きくならず、操作性が向上して、スクレーパの全体に渡って積み山を掻き出すことができ、効率的に掻き出し作業が行える。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明のリクレーマの揃速装置の構成概略図である。

【図2】走行手段の説明図である。

【図3】リクレーマの揃速装置の説明図である。

【図4】変位量検出部の回転角θと走行手段の蛇行量の関係を示すグラフである。

【図5】変形例のリクレーマの揃速装置の構成概略図である。

【図6】変形例のリクレーマの揃速装置の説明図である。

【図7】リクレーマの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明のリクレーマの揃速装置の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
図２は走行手段の説明図である。図示のように走行手段１４の揺脚１４０及び剛脚１４２に跨るようにブリッジ１４４を取り付けている。ブリッジ１４４の揺脚１４０側は球面軸受１４８による点接触構造であり、剛脚１４２側は一体構造を採用している。ブリッジ１４４には粉粒体のスクレーパコンベア１５０が取り付けてあり、揺脚１４０側から剛脚１４２側へ掻き出している。剛脚１４２側には粉粒体の外部搬送コンベア１５２が配置されている。
走行レール上を走行するリクレーマは、スクレーパコンベア１５０の掻き取り力に対する反力によって、揺脚１４０側へ装置全体が変位しており、揺脚１４０側の球面軸受１４８を支点として、揺脚１４０の内側の走行車輪フランジが走行レールに倣い走行する傾向にある。

【0016】

［リクレーマの揃速装置１０］
図１は本発明のリクレーマの揃速装置の構成概略図である。図３はリクレーマの揃速装置の説明図である。本発明のリクレーマの揃速装置１０は、変位量検出部５０と制御部６０を主な基本構成としている。

【0017】

［変位量検出部５０］
変位量検出部５０は、揺脚１４０の球面軸受１４８から所定間隔を開けた揺脚１４０上面に取り付けて、揺脚１４０及び剛脚１４２との間の速度差に起因するズレ量、蛇行量を検出するエンコーダである。図１では、一例として１回転型のロータリーエンコーダを用いており、１回転分解数が８１９２、分解能０．０４４°として、以下説明する。
揺脚１４０側のブリッジ１４４端部には、走行方向に沿って、換言するとブリッジ１４４の長手方向と直交する方向かつ水平に延出（図１の紙面で上下方向であり、前進又は後退のいずれかの方向）する第１リンク部５２を設けている。
第１リンク部５２の一端（ブリッジ１４４側）はブリッジ１４４に固定している。一方、第１リンク部５２の他端は第２リンク部５４と水平面上で回転自在に結合している。

【0018】

第２リンク部５４は、一端が第１リンク部５２と回転自在に接続し、他端が変位量検出部５０の角度検出軸に接続している。
このような構成の変位量検出部５０は、図３（１）に示すように走行中のリクレーマの揺脚が剛脚よりも遅れると、球面軸受１４８を回転中心としてブリッジ１４４から直角方向（走行方向）に延出する第１リンク部５２が外側（剛脚１４２と反対側）へ傾く。この第１リンク部５２の傾きに伴って回転接続する第２リンク部５４も外側に傾き、第２リンク部５４に接続する変位量検出部５０となるロータリーエンコーダの角度検出軸回転が回転する。この回転角度の測定値を後述する制御部６０に送信している。

【0019】

［制御部６０］
制御部６０は、変位量検出部５０と電気的に接続しており測定値（回転角度など）を受信可能に構成している。また制御部６０は、走行手段１４の揺脚１４０及び剛脚１４２の駆動部（不図示）と電気的に接続し、所定速度の制御信号を送信可能に構成している。
このような構成の制御部６０は、変位量検出部５０による測定値（回転角度など）に基づいて揺脚１４０及び剛脚１４２の間のズレ量、蛇行量を演算することができる。そして演算したズレ量、蛇行量に基づいて、走行手段１４の揺脚１４０又は剛脚１４２へズレ量を回避する所定速度の制御信号を送信している。

【0020】

［作用］
上記構成による本発明のリクレーマの揃速装置の作用について以下説明する。なお図３に示す寸法などの実測値は一例であり、対象となるリクレーマにより任意に変更可能である。
図３に示すリクレーマのブリッジ１４４の長さを４１５００ｍｍ、第１リンク部５２の長さを１７００ｍｍ、第２リンク部５４の長さを５０ｍｍとし、走行中のリクレーマの蛇行寸法Ｙを仮に７０ｍｍと設定する。
蛇行時の第１及び第２リンク部５２，５４の回転接続箇所と揺脚１４０までの長さａは、ブリッジの長さ４１５００ｍｍ：蛇行寸法（Ｙ）７０ｍｍ＝第１リンク部の長さ：ａの三角比（蛇行角度ｓｉｎα＝０．０９６６°）により、ａ＝２．８６７ｍｍとなる。変位量検出部５０の検出角度θは、ｓｉｎθ＝ａ／第２リンク部の長さ５０ｍｍの関係によりθ＝３．２８２°となる。従って、変位量検出部５０の検出角度θから蛇行寸法Ｙを算出することができる。

【0021】

図３（２）に示すように剛脚１４２は、走行ローラの前後に一対のサイドローラ１４５を設けている。サイドローラ１４５とレール間隔における蛇行寸法Ｙは次のように演算することができる。
サイドローラベース（前後のサイドローラ間）をＢ＝８０００ｍｍ、サイドローラとレールの間隔ｇ＝１０ｍｍ、一対のサイドローラとレールの間隔Ｇ（ｇ×２）＝１０ｍｍ×２、ブリッジの長さＬ＝４１５００ｍｍとしたとき、蛇行量ＹはＹ＝Ｌ×Ｇ／ＢによりＹ＝１０３．８ｍｍと演算することができる。この蛇行量Ｙ＝１０３．８ｍｍは、サイドローラ１４５が走行レールに接触する蛇行量であり、異常音および摩耗が進行するため走行停止の目安となる。

【0022】

次に制御部６０による揃速制御について以下説明する。図４は変位量検出部の回転角θと走行手段の蛇行量の関係を示すグラフである。同グラフの縦軸は変位量検出部の測定値となる回転角θ、横軸は蛇行量Ｙを示している。プロットを結ぶ線は蛇行量に基づく回転角度の比例関係を示している。そして同グラフの蛇行量２５ｍｍよりも小さい領域Iは安定走行を示し、蛇行量２５ｍｍ以上７０ｍｍよりも小さい領域IIはそのまま走行を継続しながら警戒領域を示し、蛇行量７０ｍｍ以上８０ｍｍ（蛇行量１０３．８ｍｍにおいてサイドローラが接触するためこれを回避するため、これよりも小さい蛇行量を仮に設定する）よりも小さい領域IIIは揃速制御の開始領域であり、領域Iに蛇行量及び回転角度が納まるまで制御する。蛇行量８０ｍｍ以上は非常停止領域IVであり、その後、手動運転で修正する領域となる。
制御部６０による具体的な揃速制御は、走行時において、走行手段１４の揺脚１４０が剛脚１４２よりも遅れた場合には、揺脚１４０のみ走行を継続し、剛脚１４２は停止又は減速する制御信号を走行手段１４に送信する。また走行手段１４の剛脚１４２が揺脚１４０よりも遅れた場合には、剛脚１４２のみ走行を継続し、揺脚１４０は停止又は減速する制御信号を走行手段１４に送信する。

【0023】

このような本発明のリクレーマの揃速装置によれば、走行手段の剛脚及び揺脚の速度差が無くなることにより、走行車輪のつばが常に走行レール端面と接触することがなくなり、接触音やつば部分の早期摩耗を回避できる。また積み山の負荷がスクレーパの長手方向と直角に作用するため、剛脚及び揺脚の速度差が大きくならず、操作性が向上して、スクレーパの全体に渡って積み山を掻き出すことができ、効率的に掻き出し作業が行える。

【0024】

［変形例］
図５は変形例のリクレーマの揃速装置の構成概略図である。図６は変形例のリクレーマの揃速装置の説明図である。図５に示すように変形例のリクレーマの揃速装置１０Ａは、変位量検出部５０Ａの構造が異なり、その他の構成については図１に示す装置と同一である。
変形例の変位量検出部５０Ａは、伸縮ロッド５６に取り付けて、ロッドの伸縮寸法を検出可能なエンコーダである。図５では一例として直線型のエンコーダを用いており、分解能０．００３９ｍｍとして、以下説明する。
伸縮ロッド５６は、ブリッジ１４４（一端が剛脚１４２に固定されて他端が揺脚１４０と点接触）と揺脚１４０に跨る所定の弾性を備えた部材である。この伸縮ロッド５６に変位量検出部５０Ａを取り付けている。

【0025】

このような構成の変位量検出部５０Ａは、図６に示すように走行中のリクレーマの揺脚が剛脚よりも遅れると、揺脚１４０が外側（剛脚１４２と反対側）へ傾く。この揺脚１４０の傾きに伴って接続する伸縮ロッド５６が縮小し（２点破線）、伸縮ロッド５６に取り付けた変位量検出部５０Ａとなるエンコーダにより伸長寸法を測定することができ、この伸長寸法の測定値を制御部６０へ送信している。また走行中のリクレーマの剛脚が揺脚よりも遅れると、揺脚１４０が内側（剛脚１４２側）へ傾く。この揺脚１４０の傾きに伴って接続する伸縮ロッド５６が伸長し（１点破線）、伸縮ロッド５６に取り付けた変位量検出部５０Ａとなるエンコーダにより伸長寸法を測定することができ、この伸長寸法の測定値を制御部６０へ送信している。
制御部６０は、変位量検出部５０による測定値（伸縮寸法など）に基づいて揺脚１４０及び剛脚１４２の間のズレ量、蛇行量を演算することができる。そして演算したズレ量、蛇行量に基づいて、走行手段１４の揺脚１４０又は剛脚１４２へズレ量を回避する所定速度の制御信号を送信している。

【0026】

図６に示すリクレーマのブリッジ１４４の長さを４１５００ｍｍ、伸縮ロッド５６の取り付け位置の長さ（揺脚Ａと球面軸受Ｑの間の距離ＡＱ、球面軸受ＱとブリッジＢの間の距離ＱＢ）を４０００ｍｍ、伸縮ロッドの長さＡＢは５６５６．８５４ｍｍ（＝４０００ｍｍ×ルート２）、球面軸受１４８から揺脚１４０への走行中のリクレーマの蛇行寸法Ｙを仮に±７０ｍｍ（＋７０ｍｍは剛脚が揺脚よりも先行時、−７０ｍｍは揺脚が剛脚よりも先行時）と設定する。
まず蛇行寸法Ｙ＝＋７０ｍｍのとき（剛脚が揺脚よりも先行時）、ブリッジ上の伸縮ロッドの端部をＣとする。ブリッジの走行前と＋７０ｍｍの蛇行時の間の成す角度αは、０．０９６６°であり、ｓｉｎα及びｃｏｓαによってｘ＝３９９９．９９４３ｍｍ、ｙ＝６．７４３９ｍｍとなる。点Ｃを通る揺脚の長手方向と交差する直線との交点をＤとすると、ＡＣ^２＝ＡＤ^２+ＤＣ^２の関係により、ＡＣ＝５６５２．０８３５ｍｍとなる。
次に蛇行寸法Ｙ＝−７０ｍｍのとき（揺脚が剛脚よりも先行時）、ブリッジ上の伸縮ロッドの端部をＥとする。ブリッジの走行前と−７０ｍｍの蛇行時の間の成す角度αは、０．０９６６°であり、ｓｉｎα及びｃｏｓαによってｘ＝３９９９．９９４３ｍｍ、ｙ＝６．７４３９ｍｍとなる。点Ｅ通る揺脚の長手方向と交差する直線との交点をＦとすると、ＡＥ^２＝ＡＦ^２+ＥＦ^２の関係により、ＡＣ＝５６６１．６２０ｍｍとなる。
従って、ＡＢ（走行前の伸縮ロッドの寸法）−ＡＣ（剛脚が揺脚よりも先行時）＝４．７７０５ｍｍ、ＡＥ（揺脚が剛脚よりも先行時）−ＡＢ（走行前の伸縮ロッドの寸法）＝４．７６６ｍｍとなり、伸縮ロッドの寸法ＡＢの±４．７７ｍｍが蛇行寸法Ｙ±７０ｍｍにおける許容範囲となる。このように、変位量検出部５０Ａの測定値から蛇行寸法Ｙを算出することができる。

【0027】

このような変形例のリクレーマの揃速装置によれば、走行手段の剛脚及び揺脚の速度差が無くなることにより、走行車輪のつばが常に走行レール端面と接触することがなくなり、接触音やつば部分の早期摩耗を回避できる。また積み山の負荷がスクレーパの長手方向と直角に作用するため、剛脚及び揺脚の速度差が大きくならず、操作性が向上して、スクレーパの全体に渡って積み山を掻き出すことができ、効率的に掻き出し作業が行える。

【産業上の利用可能性】

【0028】

本発明は、山形に積み上げられた石膏、鉱石、石炭等の粉粒体を扱う各種製造業の分野において、産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0029】

１………リクレーマ、１０，１０Ａ………リクレーマの揃速装置、１２………台車、１４………走行手段、１４０………揺脚、１４２………剛脚、１４４………ブリッジ、１４８………球面軸受、１５０………スクレーパコンベア、１５２………外部搬送コンベア、２０………ハローフレーム、３０………掻き取り爪、４０………スクレーパコンベア装置、５０，５０Ａ………変位量検出部、５２………第１リンク部、５４………第２リンク部、５６………伸縮ロッド、６０………制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】