特開 2024-77917 ニューマチックアンローダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024077917

(43)【公開日】2024-06-10

(54)【発明の名称】ニューマチックアンローダ

(51)【国際特許分類】

   B65G 53/66 20060101AFI20240603BHJP

   B65G 53/24 20060101ALI20240603BHJP

   B65G 67/60 20060101ALN20240603BHJP

【ＦＩ】

B65G53/66 B

B65G53/24

B65G67/60 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022190157

(22)【出願日】2022-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】000198363

【氏名又は名称】ＩＨＩ運搬機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000512

【氏名又は名称】弁理士法人山田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石野 泰造

(72)【発明者】

【氏名】石井 克樹

(72)【発明者】

【氏名】福岡 将人

【テーマコード（参考）】

3F047

3F077

【Ｆターム（参考）】

3F047AA11

3F047AB02

3F047BA07

3F047CA01

3F077AA04

3F077BA02

3F077BB01

3F077EA02

(57)【要約】

【課題】荷役操作の大幅な簡易化を図ることで操縦者の負担を従来より著しく軽減し得るニューマチックアンローダを提供する。
【解決手段】先端に吸引ノズル１１を装備して垂下し且つ垂直伸縮装置１５により上下方向に伸縮する垂直伸縮管９を装備し、該垂直伸縮管９の伸縮操作により前記吸引ノズル１１を昇降させてバラ物を吸引することで荷役を行うニューマチックアンローダ１に関し、前記垂直伸縮管９内にバラ物を引き込む吸引圧力を計測する圧力センサ２３と、操縦者の手動操作によるバラ物の荷役作業の開始以降における前記垂直伸縮装置１５の運転を前記圧力センサ２３の計測値に基づき適切な吸引圧力が保持されるように自動制御する制御装置２７とを備えた。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に吸引ノズルを装備して垂下し且つ垂直伸縮装置により上下方向に伸縮する垂直伸縮管を装備し、該垂直伸縮管の伸縮操作により前記吸引ノズルを昇降させてバラ物を吸引することで荷役を行うニューマチックアンローダであって、
前記垂直伸縮管内にバラ物を引き込む吸引圧力を計測する圧力センサと、操縦者の手動操作によるバラ物の荷役作業の開始以降における前記垂直伸縮装置の運転を前記圧力センサの計測値に基づき適切な吸引圧力が保持されるように自動制御する制御装置とを備えたニューマチックアンローダ。

【請求項2】

前記吸引ノズルからバラ物までの距離を計測する距離センサを備え、該距離センサの計測値に基づき適切な距離が保持されるように前記垂直伸縮装置の運転を前記制御装置により自動制御する請求項１に記載のニューマチックアンローダ。

【請求項3】

前記吸引ノズルの傾斜角を計測する傾斜センサを備え、該傾斜センサの計測値に基づき傾斜角が規定値以内に保持されるように前記垂直伸縮装置の運転を前記制御装置により自動制御する請求項１又は２に記載のニューマチックアンローダ。

【請求項4】

前記垂直伸縮管の伸縮部分にかかる荷重を計測するロードセルを備え、該ロードセルの計測値に基づき前記吸引ノズルのバラ物上面への着床を確認した上で前記垂直伸縮装置の自動運転を開始する請求項１、２又は３に記載のニューマチックアンローダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ニューマチックアンローダに関するものである。

【背景技術】

【0002】

岸壁に停泊中の船舶から積載されている穀物等の各種バラ物を荷揚げするアンローダとして、荷役物の中に吸引ノズルを差し入れて吸入することにより荷揚げするニューマチックアンローダが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

【0003】

この種のニューマチックアンローダは、岸壁側に配設されたレシーバタンクに接続されて横方向に延在する水平伸縮管と、この水平伸縮管に接続されて下方に向かい屈曲するベンド管と、このベンド管の先端に接続されて略垂直に下方に向け延在する垂直伸縮管と、この垂直伸縮管の先端に接続されて荷役物の中に差し入れられる吸引ノズルとを備えており、真空ブロアの吸引力により吸引ノズルから荷役物を吸い込むことで荷揚げを行うように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－２３００１号公報

【特許文献2】特開２０１６－２３００４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、斯かる従来のニューマチックアンローダにあっては、その荷役に関する操作を全て操縦者が手動で行わなければならなかったため、荷役作業に従事する操縦者の負担が大きいという課題があった。

【0006】

本発明は、上述の実情に鑑みてなしたもので、荷役操作の大幅な簡易化を図ることで操縦者の負担を従来より著しく軽減し得るニューマチックアンローダ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】

【0007】

本発明は、先端に吸引ノズルを装備して垂下し且つ垂直伸縮装置により上下方向に伸縮する垂直伸縮管を装備し、該垂直伸縮管の伸縮操作により前記吸引ノズルを昇降させてバラ物を吸引することで荷役を行うニューマチックアンローダであって、
前記垂直伸縮管内にバラ物を引き込む吸引圧力を計測する圧力センサと、操縦者の手動操作によるバラ物の荷役作業の開始以降における前記垂直伸縮装置の運転を前記圧力センサの計測値に基づき適切な吸引圧力が保持されるように自動制御する制御装置とを備えたニューマチックアンローダに係るものである。

【0008】

前記ニューマチックアンローダにおいては、前記吸引ノズルからバラ物までの距離を計測する距離センサを備え、該距離センサの計測値に基づき適切な距離が保持されるように前記垂直伸縮装置の運転を前記制御装置により自動制御することが好ましい。

【0009】

また、前記ニューマチックアンローダにおいては、前記吸引ノズルの傾斜角を計測する傾斜センサを備え、該傾斜センサの計測値に基づき規定値以内の傾斜角が保持されるように前記垂直伸縮装置の運転を前記制御装置により自動制御することも可能である。

【0010】

更に、前記ニューマチックアンローダにおいては、前記垂直伸縮管の伸縮部分にかかる荷重を計測するロードセルを備え、該ロードセルの計測値に基づき前記吸引ノズルのバラ物上面への着床を確認した上で前記垂直伸縮装置の自動運転を開始しても良い。

【発明の効果】

【0011】

本発明のニューマチックアンローダによれば、操縦者の手動操作によるバラ物の荷役作業の開始以降における吸引ノズルの昇降操作を制御装置による自動制御で行うことができるので、荷役操作の大幅な簡易化を図ることができて操縦者の負担を従来より著しく軽減することができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明のニューマチックアンローダの一実施例を示す要部構成図である。

【図2】図１のニューマチックアンローダの全体概要構成図である。

【図3】図１の制御装置による具体的な制御手順を説明するフロー図である。

【図4】図３のフロー図の変形例として追加すべき部分的なフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

【0014】

図１及び図２は本発明の一実施例を示すもので、先ず本実施例におけるニューマチックアンローダ１の全体構成について図２により以下に説明すると、この種のニューマチックアンローダ１は、岸壁２側に配設されたレシーバタンク３と、該レシーバタンク３に空気管４を介して接続された真空ブロア５と、前記レシーバタンク３に揺動可能に接続されて横方向に延在する水平伸縮管６と、該水平伸縮管６を揺動させる揺動機構７と、前記水平伸縮管６の先端に接続されて下方に向かい屈曲するベンド管８と、該ベンド管８の先端に接続されて略垂直に下方に延出する垂直伸縮管９と、該垂直伸縮管９の先端に接続されて船舶１０に積載されたバラ物の中に所定の深さ差し入れられる吸引ノズル１１とを備えている。更に、前記ベンド管８と前記垂直伸縮管９との間にはフレキシブル管１２が介設され、前記垂直伸縮管９と前記吸引ノズル１１との間にはフレキシブル管１３が介設されている。

【0015】

ここで、前記水平伸縮管６は、前記レシーバタンク３に接続された大径管部６ａと、この大径管部６ａに摺動可能に挿入された小径管部６ｂとを含み、前記水平伸縮装置１４によって大径管部６ａと小径管部６ｂとを相対移動させることで伸縮可能に構成されている。

【0016】

また、前記垂直伸縮管９は、前記大径管部９ａと、この大径管部９ａに摺動可能に挿入された小径管部９ｂとを含み、前記垂直伸縮装置１５によって大径管部９ａと小径管部９ｂとを相対移動させることで伸縮可能に構成されている。

【0017】

本実施例において、荷役物（被搬送物）としてのバラ物は空気と共に吸引ノズル１１に吸い込まれた後、フレキシブル管１３、垂直伸縮管９、フレキシブル管１２、ベンド管８、水平伸縮管６を介してレシーバタンク３へと導入され、レシーバタンク３により空気から分離されたバラ物は岸壁コンベヤ１６又は他の船舶（図示せず）に供給される一方、バラ物から分離された空気は空気管４から真空ブロア５に吸入されるように構成されている。

【0018】

次に、前記吸引ノズル１１及び前記垂直伸縮装置１５の詳細構造について図１により説明すると、前記吸引ノズル１１は、フレキシブル管１３の先端に接続される短管１１ａと、短管１１ａに接続される先端ノズル１１ｂとを備え、該先端ノズル１１ｂは、その筒内を二重管構造として、その外周流路を下降させた二次空気流を吸込口で内周流路に反転させてバラ物を吸い上げるようにしてある。

【0019】

また、前記垂直伸縮装置１５は、ワイヤロープ１７の巻上げ下げを介して垂直伸縮管９を伸縮させるウインチである。垂直伸縮装置１５は、その先端が垂直伸縮管９の小径管部９ｂに取り付けられるワイヤロープ１７と、ワイヤロープ１７が巻き付けられるドラム１８と、ドラム１８を回転させる電動機（本実施例においては、インバータ用モータ）１９と、これらドラム１８と電動機１９との間に介設される減速機２０とを備えている。

【0020】

ここで、前記垂直伸縮装置１５におけるワイヤロープ１７を送り出す箇所には、該ワイヤロープ１７にかかる荷重をシーブ２１を介して検出するロードセル２２が装備されており、前記吸引ノズル１１がバラ物の上面に着床しているか否かが前記ワイヤロープ１７にかかる荷重の減少により判断できるようにしてある。

【0021】

また、前記水平伸縮管６の途中には、バラ物を引き込む吸引圧力として前記水平伸縮管６の内部圧力を検出する圧力センサ２３が装備されており、該圧力センサ２３により前記水平伸縮管６の内部圧力を検出して負圧の度合を監視し、これによりバラ物が詰まり無く正常に吸い上げられているか否かを確認できるようになっている。

【0022】

更に、前記吸引ノズル１１には、超音波式の距離センサ２４がサポート２５を介し複数設置されており、前記距離センサ２４により前記吸引ノズル１１の下方に対峙するバラ物までの距離が計測され、該吸引ノズル１１の先端がバラ物内の適切な深さに挿入されているか否かが確認できるようにしてある。

【0023】

尚、図示例の場合、前記サポート２５の一つに前記吸引ノズル１１の傾斜状態を把握するための傾斜センサ２６が配設されているが、例えば、前記距離センサ２４を前記吸引ノズル１１の四方に配置し、四箇所の計測結果に基づく距離差から前記吸引ノズル１１の傾斜状態を推測させることで前記傾斜センサ２６の機能を兼用させるようにしても良い。

【0024】

そして、これら圧力センサ２３、距離センサ２４、傾斜センサ２６、ロードセル２２の検出信号は、制御装置２７に全て入力されるようになっており、該制御装置２７においては、圧力センサ２３、距離センサ２４、傾斜センサ２６、ロードセル２２からの検出信号に基づき前記垂直伸縮装置１５の電動機１９の駆動が後述の如く制御されるようになっている。

【0025】

図３は前記制御装置２７における具体的な制御手順を説明するフロー図であり、先ずバラ物の荷役作業の開始時には、ステップＳ１で操縦者が手動操作で吸引を開始してから、ステップＳ２で操縦者が吸引ノズル１１を下降して先端をバラ物内に挿入する開始操作を手動で行い、次いで、ステップＳ３で操縦者が吸引ノズル１１のバラ物上面への着床をロードセル２２（荷重の規定値以下の減少）により確認した上で、ステップＳ４で圧力センサ２３によりバラ物の吸引に伴う負圧発生を確認してから、ステップＳ５で操縦者がボタン操作等により吸引ノズル１１の昇降操作の自動運転を開始する。

【0026】

これにより制御装置２７による自動運転が開始されたら、ステップＳ６で圧力センサ２３の計測値に基づき圧力が異常値（バラ物の詰まりによる極端な負圧値など）でないことが確認され、次いで、ステップＳ７で傾斜センサ２６の計測値に基づき吸引ノズル１１の傾斜角が規定値以内にあることが確認された後に、ステップＳ８で吸引ノズル１１を下降させる自動制御が実行される。

【0027】

そして、前記吸引ノズル１１が自動制御により下降されると、ステップＳ９でロードセル２２により荷重が規定値以下であること、ステップＳ１０で距離センサ２４の計測値が規定値であること、ステップＳ１１で圧力センサ２３の計測値が規定値以内であることが順次確認され、これらステップＳ９、ステップＳ１０、ステップＳ１１でＹＥＳとなる条件が揃ったところで、ステップＳ１２にて前記吸引ノズル１１の下降が停止される。

【0028】

即ち、ステップＳ９、ステップＳ１０、ステップＳ１１でＹＥＳとなる条件は、吸引ノズル１１が既にバラ物上面に着床していて下がりきっていることを意味しており、これらの条件が揃った場合には前記吸引ノズル１１の下降を停止するのが妥当である。

【0029】

更に、このようにして前記吸引ノズル１１の下降が自動制御により停止されると、ステップＳ１３で傾斜センサ２６の計測値が規定値以内であること、ステップＳ１４で距離センサ２４の計測値が規定値であること、ステップＳ１５で圧力センサ２３の計測値が規定値以内であることが継続的に監視され、ステップＳ１３又はステップＳ１４でＮＯとなった場合にのみステップＳ１６に進んで吸引ノズル１１を上昇させる自動制御が実行される。

【0030】

即ち、ステップＳ１３、ステップＳ１４でＮＯとなる条件は、吸引ノズル１１が既に下がり過ぎている、或いは、バラ物に崩れが生じていることを意味しており、これらの条件が揃った場合には、前記吸引ノズル１１を一旦上昇させる措置を取るのが妥当である。

【0031】

ここで、ステップＳ１５における圧力センサ２３の計測値が規定値以内に収まらなかった場合には、現在の吸引ノズル１１の停止位置で吸えるバラ物が無くなってきていることが想定されるため、ステップＳ６に戻って自動運転開始時からの流れが繰り返され、ステップＳ６及びステップＳ７の判定に支障が無ければステップＳ８で吸引ノズル１１を再び下降させる自動制御に移行することになる。

【0032】

尚、ステップＳ６からＹＥＳに進んだステップＳ７で傾斜センサ２６の計測値が規定値以内に収まらなかった場合には、ステップＳ１８に進んで傾斜センサ２６の計測値が異常値（極端に大きな傾斜角）であるか否かが更に判定され、該傾斜センサ２６の計測値が異常値でなければ、ステップＳ１６に進んで吸引ノズル１１を上昇させる自動制御が実行されるが、前記傾斜センサ２６の計測値が異常値であると判定された場合にはステップＳ１９に進んで停止信号により機械停止の措置が取られる。

【0033】

そして、ステップＳ１６で吸引ノズル１１を上昇させる自動制御が実行されると、ステップＳ２０でロードセル２２の計測値が規定値（吸引ノズル１１がバラ物から離間した状態にある荷重）となっていること、ステップＳ２１で圧力センサ２３の計測値が規定値より上昇していることが継続的に監視され、夫々の判定がＹＥＳとならない限り、ステップＳ１６に戻って吸引ノズル１１の上昇が継続される。

【0034】

即ち、ステップＳ２０では、上昇中の吸引ノズル１１が未だバラ物内に挿入された状態にあることが確認される一方、ステップＳ２１では、バラ物の吸引に伴う負圧発生が確認されるようになっていて、換言すれば、前記吸引ノズル１１がバラ物の上まで上昇してしまわないよう監視が成されており、ステップＳ２０及びステップＳ２１における判定がＹＥＳとなった場合には、前記吸引ノズル１１がバラ物の上まで上昇してしまっている可能性が高いものと見做せる。

【0035】

ただし、ステップＳ２０及びステップＳ２１における判定がＹＥＳであっても、突発的な外乱による誤検出であることも考えられるため、次のステップＳ２２に進んで前回の判定からｎ秒以内かどうかが判定され、前回の判定からｎ秒以内と判定された場合にのみカウントされてカウンタに記録され、前回の判定からｎ秒より間隔が空いていればカウンタがリセットされる一方、次のステップＳ２３でカウンタがｎ回以上となったか否かが随時判定される。

【0036】

そして、ステップＳ２２又はステップＳ２３における判定がＮＯの場合には、ステップＳ６に戻って自動運転開始時からの流れが繰り返され、ステップＳ６及びステップＳ７の判定に支障が無ければステップＳ８で吸引ノズル１１を上昇から下降に転じる自動制御に移行することになる。

【0037】

尚、ステップＳ２３でカウンタがｎ回以上となったことが確認された場合には、前回の判定からｎ秒以内のＹＥＳ判定がｎ回以上連続していることが確認され、もう吸引すべきバラ物が無くなっているか、何らかの異常が発生しているものとしてステップＳ２４に進んで停止信号により機械停止の措置が取られる。

【0038】

また、距離センサ２４を荷役終了判定に使う場合には、図４に示す如く、ステップＳ１５におけるＮＯの流れにステップＳ２５、ステップＳ２６、ステップＳ２７、ステップＳ２８を追加し、ステップＳ２５で距離センサ２４によりバラ物の貯槽の底面が検出されていると思しき計測値が検出された際にＹＥＳに進み、ステップＳ２６で前回の判定からｎ秒以内かどうかが判定され、前回の判定からｎ秒以内と判定された場合にのみカウントされてカウンタに記録され、前回の判定からｎ秒より間隔が空いていればカウンタがリセットされる一方、次のステップＳ２７でカウンタがｎ回以上となったか否かが随時判定され、カウンタがｎ回以上となった場合にのみステップＳ２８に進んで停止信号により機械停止の措置が取られるようにしても良い。

【0039】

ここで、ステップＳ２６、ステップＳ２７の判定を加えているのは、先に説明したステップＳ２２、ステップＳ２３の役割と同じであり、ステップＳ２５における判定がＹＥＳであっても、突発的な外乱による誤検出であることも考えられるため、そのよう誤検出を排除する目的である。尚、ステップＳ２５、ステップＳ２６、ステップＳ２７の夫々における判定がＮＯであった場合には、ステップＳ６に戻って自動運転開始時からの流れが繰り返されるようにして置けば良い。

【0040】

而して、このように吸引ノズル１１の昇降操作を自動運転で行うことができれば、ニューマチックアンローダによる荷役作業の開始までの操作を操縦者が手動で行い、これ以降の操縦者による手動操作を不要として荷役操作の大幅な簡易化を図ることが可能となり、操縦者の負担を従来より著しく軽減することができる。

【0041】

因みに、このような自動運転は、吸引ノズル１１の昇降操作（垂直伸縮管９の伸縮操作）という一軸のみの操作となり、いわゆる産業用ロボットとしての扱いにはならないため、法規的な制約がそれほど厳格に適用されなくて済み、既存設備への実施が比較的容易に行えるというメリットもある。

【0042】

尚、本発明のニューマチックアンローダは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、垂直伸縮装置は垂直伸縮管を上下方向に伸縮できる機構であれば良く、必ずしも図示例の構造に限定されないこと、その他、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勿論である。

【符号の説明】

【0043】

１ ニューマチックアンローダ
９ 垂直伸縮管
１１ 吸引ノズル
１５ 垂直伸縮装置
１７ ワイヤロープ
２２ ロードセル
２３ 圧力センサ
２４ 距離センサ
２６ 傾斜センサ
２７ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】