JP2005264606A - 浚渫用バケット - Google Patents

Abstract

【課題】支持ワイヤーの支持位置の制御によらない水平掘削により、土砂中から固形物だけを掴み取れるとともに、閉じる力の強い浚渫用バケットを提供することである。
【解決手段】浚渫用バケット１は、開閉用ワイヤー７による支軸２の上げ下げにより、該支軸２を中心に開閉する左右のバケットシェル３、４の外側の最下端部に、吊り材１３から伸びた左右の吊りワイヤー５、６がそれぞれ接合され、該接合部からバケットシェルの刃先３ａ、４ａまでの長さが、開閉用ワイヤー７で支軸２を上げ下げしたときに、刃先３ａ、４ａの軌跡が水平移動できる長さである。
【選択図】図１

Description

本発明は浚渫用バケットに関するものである。

浚渫用バケットとしては、例えば特許２０００−６４３３８号公報の発明がある。この他にも、図１０および図１１に示すような、オレンジバケット３０やクラムシェルバケット３１がある。これらの浚渫用バケット３０、３１のバケットシェル３２の中央部には、吊り材３３からのアーム３４が接合され、支軸３５を上下させて開閉を行っている。
特許２０００−６４３３８号公報

しかし、上記のような浚渫用バケットで水底の土砂を水平掘削（刃先の軌跡が水平移動すること）するには、バケットシェルの開閉と支持ワイヤーの支持位置（高さ）とを同時に制御しなければならなかった。このため土砂の表層部にある金属片、ワイヤーロープ、木片、産業用一般廃棄物などの固形物や、その他の固形異物を水平掘削で揚収するには、煩雑な作業になっていた。また上記の固形物や固形異物を揚収する場合は、土砂も一緒に掴んでしまい、固形物や固形異物だけを掴むことができなかった。また上記の浚渫用バケットを閉じる場合は、バケットシェルの支軸を上げているため、閉じる力が弱くて大きな固形物を掴みきれないという問題もあった。

本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、支持ワイヤーの支持位置の制御によらない水平掘削により、土砂中から固形物だけを掴み取れるとともに、閉じる力の強い浚渫用バケットを提供することである。

本発明の浚渫用バケットは、開閉用ワイヤーによる支軸の上げ下げにより、該支軸を中心に開閉する左右のバケットシェルの外側の最下端部に、吊り材から伸びた左右の吊りワイヤーがそれぞれ接合され、該接合部からバケットシェルの刃先までの長さが、開閉用ワイヤーで支軸を上げ下げしたときに、刃先の軌跡が水平移動できる長さであることを特徴とする。
また浚渫用バケットは、支軸を中心に開閉自在に形成された左右のバケットシェルの外側の最下端部に、吊り材から伸びた左右の吊りワイヤーがそれぞれ接合され、該左右のバケットシェルの内側下部間には開閉手段が設置され、該開閉手段によって左右のバケットシェルを刃先が水平に移動するように開閉することを特徴とする。また開閉手段は開閉用ワイヤーであり、該開閉用ワイヤーが、一方のバケットシェルの内側上部に設けた上部滑車から、一方のバケットシェルの内側下部に設けた下部滑車と、他方のバケットシェルの内側下部に設けた下部滑車とにわたって掛け渡されて、他方のバケットシェルの内側上部に接合されたことを含む。またバケットシェルは多孔板または網体で形成されたことを含むものである。

浚渫用バケットのバケットシェルが閉じる際、先端のフォーク部が水平移動するので、固形物だけを掴み取ることができる。また、例え土砂を掴んだとしても、網状または多孔状のバケットシェルから簡単に抜け落ちる。またバケットシェルが先端部間の開閉用ワイヤーで閉じるため、この閉じる力が強くなって、大きな固形物でも簡単に掴み取ることができる。また浚渫用バケットは、滑車に引っ掛けられた開閉用ワイヤーにより、小さな力で閉じることもできる。

以下、本発明の浚渫用バケットについて説明するが、各実施の形態において、同じ構成は同じ符号を使用して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。この浚渫用バケットは、浚渫船のクレーンから吊り下げて、水底の土砂中にある金属片、ワイヤーロープ、木片、産業用一般廃棄物などの固形物や、その他の固形異物を揚収するものである。

図１および図２は、第１の実施の形態の浚渫用バケット１であり、この浚渫用バケット１は、上部の支軸２を中心に開閉する鋼製のバケットシェル３、４と、該バケットシェル３、４を吊り下げる吊りワイヤー５、６と、バケットシェル３、４の開閉操作を行う開閉手段である開閉用ワイヤー７とから構成されている。

このバケットシェル３、４の上部は支軸２で接合され、この支軸２に開閉用ワイヤー７が接合されるとともに、吊り材１３から左右に伸びた二本の吊りワイヤー５、６がバケットシェル３、４の外側の最下端部に接続されている。また、この吊りワイヤー５、６の接続部からバケットシェルの刃先３ａ、４ａまでの長さが、開閉用ワイヤー７で支軸２を上げ下げしたときに、刃先３ａ、４ａの軌跡が水平移動できる長さになっている。したがって、開閉用ワイヤー７の上げ下げによってバケットシェル３、４が開閉すると、刃先３ａ、４ａの軌跡が水平移動して水平掘削ができるようになっている。

この浚渫用バケット１の刃先３ａ、４ａの座標は、X=lsinθ_ｘ＋absinψ_ｘ、Y=lcosθ_ｘ＋abcosψ_ｘなる。ここに、ｌは吊りワイヤー５、６の長さ、θ_ｘは吊りワイヤー５、６とＹ軸とのなす角度、abは吊りワイヤー５、６の接続部からバケットシェルの刃先３ａ、４ａまでの長さ、ψ_ｘは線分abとＹ軸とのなす角度である。また点ｃは常にｘ＝０とする。したがって、Y=lcosθ_ｘ＋abcosψ_ｘが一定となるための解を求めることで、刃先３ａ、４ａが水平に移動する浚渫用バケット１の設計が可能になる。

実際にｌが3099mm、abが877mm、bcが1969mm、caが1666mmの寸法で浚渫用バケット１を製作した場合、図２の（１）に示すように、バケットシェル３、４が開いた状態では、θ_ｘ=32.3°、ψ_ｘ=96.8°となるため、Yの座標をY=lcosθ_ｘ＋abcosψ_ｘの式で求めると、Y=3099×cos32.3°＋877×cos96.8°となり、Y=3490mm（解１）となる。

また、同図の（２）に示すように、バケットシェル３、４が半分開いた状態では、θ_ｘ=27.66°、ψ_ｘ=23.15°となるため、Yの座標をY=lcosθ_ｘ＋abcosψ_ｘの式で求めると、Y=3099×cos27.66°＋877×cos23.15°となり、Y=3551mm（解２）となる。

また、同図の（３）に示すように、バケットシェル３、４が閉じた状態では、θ_ｘ=13.7°、ψ_ｘ=32.9°となるため、Yの座標をY=lcosθ_ｘ＋abcosψ_ｘの式で求めると、Y=3099×cos13.7°＋877×cos32.9°となり、Y=3487mm（解３）となる。

したがって、3490mm（解１）−3487mm（解３）＝3mm、また3490mm（解１）−3551mm（解２）＝−61mm、また3487mm（解３）−3551mm（解２）＝−63mmとなる。この結果から刃先３ａ、４ａは100mm以内の高さで移動して、水平掘削が可能であることを確認することができた。

また上記のバケットシェル３、４は鋼製に限らず、網状または多孔状のものであってもよい。

また、図３〜図６は、第２の実施の形態の浚渫用バケット８であり、この浚渫用バケット８は、上部の支軸２を中心に開閉する左右のバケットシェル３、４と、該バケットシェル３、４を吊り下げる吊りワイヤー５、６と、バケットシェル３、４の開閉操作を行う開閉手段である開閉用ワイヤー７とから構成されている。

このバケットシェル３、４は、左右の側枠９が上下部の連結材９ａで接続されてなる枠体１０の上下面、背面および側面に網体１１が貼り付けられた網状のものであり、開口部側の下部にフォーク１２が設けられている。このバケットシェル３、４は網状に限らず、通常のクラムシェルに多くの孔を開口した多孔状のものであってもよい。このように網状または多孔状のバケットシェル３、４は、掴み取った土砂などが抜け落ちやすくなっている。

また、バケットシェル３、４の外側の最下端部には、吊り材１３から左右に伸びた二本の吊りワイヤー５、６が接続されて、クレーン（図示せず）から吊り下げられている。一方、開閉用ワイヤー７は、図３における左のバケットシェル３の上部に設けた上部滑車１４から、同じバケットシェル３の下部に設けた下部滑車１５と、右のバケットシェル４の下部に設けた下部滑車１６とにわたって掛け渡されて、同じバケットシェル４の上部ピン１７に接合されている。このように開閉用ワイヤー７を三つの滑車１４、１５、１６に掛け渡したのは、より小さな力によって、バケットシェル３、４の閉じる力を大きくするためであり、この閉じる力は左右のバケットシェル３、４の先端を引っ張ることにより一層大きくなる。

このように左右のバケットシェル３、４の先端部を開閉用ワイヤー７で、フォーク１２の先端が水平に移動するように上側に引っ張ると、この力によって支軸２が上側に押し上げられて左右のバケットシェル３、４が閉じた状態になる。そして、この閉じた状態から開閉用ワイヤー７の引く力を緩めると、左右のバケットシェル３、４の自重により支軸２を中心に回転して、図３に示すように、開いた状態になる。

次に、この浚渫用バケット８による浚渫作業を、図６に基づいて説明する。まず、開閉用ワイヤー７の引く力を緩めて、バケットシェル３、４を開放角が１８０度になるまで開放する。次に、この１８０度まで開放した浚渫用バケット１を、（１）に示すように、水底に沈めて土砂１８上に設置する。

次に、この状態から開閉用ワイヤー７を上側に引くと、浚渫用バケット８は、同図の（２）〜（４）に示すように、フォーク１２の先端が水平移動して、土砂１８および固形物１９を水平掴みして閉じられる。次に、この浚渫用バケット１を、吊り材１３で引き上げると、掴み取った土砂１８が網体１１から抜け落ちて、バケット内には固形物１９だけが残るようになる。

また図７および図８は、第３の実施の形態の浚渫用バケット２０である。この浚渫用バケット２０は、左右のバケットシェル３、４が網体ではなく、鋼板で形成されたものであり、これ以外は上記の第２の実施の形態の浚渫用バケット８と同じ構成であり、同じ効果を奏するものである。

また図９は、第２の実施の形態の浚渫用バケット８と、オレンジバケット２１ａおよびクラムシェルバケット２１ｂの掴み試験を示したものである。この試験は、三つの砂山２２の表層に埋め込んだ異径棒鋼（D16mm×500mm）２３、単管パイプ（φ50mm×500mm）２４、二種類の炭素鋼鋼管（100A×500mmと150A×500mm）２５、２６、ワイヤーロープ（φ22mm×1000mm）２７およびホタテ養殖籠２８の回収の可否、掴み土量、回収後の砂山形状および作業性を調べたものである。

この試験結果を、下記の表１に示す。この結果から、浚渫用バケット１は、砂山形状をほとんど変えずに、砂以外の全ての固形物１９を掴み取ることができるという効果を確認することができた。

表１

第１の実施の形態の浚渫用バケットの正面図である。 （１）〜（３）は図１の浚渫用バケットの開閉状態を示す図である。 第２の実施の形態の浚渫用バケットの断面図である。 図３の浚渫用バケットの底面図である。 図３の浚渫用バケットの斜視図である。 （１）〜（３）は図３の浚渫用バケットの開閉状態を示す図である。 第３の実施の形態の浚渫用バケットの正面図である。 （１）〜（３）は図７の浚渫用バケットの開閉状態を示す図である。 掴み取り試験を示す斜視図である。 オレンジバケットの開閉図である。 クラムシェルバケットの開閉図である。

符号の説明

１、８、２０ 浚渫用バケット
２、３５ 支軸
３、４、３２ バケットシェル
３ａ、４ａ 刃先
５、６ 吊りワイヤー
７ 開閉用ワイヤー
９ 側枠
９ａ 連結材
１０ 枠体
１１ 網体
１２ フォーク
１３、３３ 吊り材
１４ 上部滑車
１５、１６ 下部滑車
１７ 上部ピン
１８ 土砂
１９ 固形物
２１ａ、３０ オレンジバケット
２１ｂ、３１ クラムシェルバケット
２２ 砂山
２３ 異形棒鋼
２４ 単管パイプ
２５、２６ 炭素鋼鋼管
２７ ワイヤーロープ
２８ ホタテ養殖籠
３４ アーム

Claims (4)

1. 開閉用ワイヤーによる支軸の上げ下げにより、該支軸を中心に開閉する左右のバケットシェルの外側の最下端部に、吊り材から伸びた左右の吊りワイヤーがそれぞれ接合され、該接合部からバケットシェルの刃先までの長さが、開閉用ワイヤーで支軸を上げ下げしたときに、刃先の軌跡が水平移動できる長さであることを特徴とする浚渫用バケット。
2. 支軸を中心に開閉自在に形成された左右のバケットシェルの外側の最下端部に、吊り材から伸びた左右の吊りワイヤーがそれぞれ接合され、該左右のバケットシェルの内側下部間には開閉手段が設置され、該開閉手段によって左右のバケットシェルを刃先が水平に移動するように開閉することを特徴とする浚渫用バケット。
3. 開閉手段は開閉用ワイヤーであり、該開閉用ワイヤーが、一方のバケットシェルの内側上部に設けた上部滑車から、一方のバケットシェルの内側下部に設けた下部滑車と、他方のバケットシェルの内側下部に設けた下部滑車とにわたって掛け渡されて、他方のバケットシェルの内側上部に接合されたことを特徴とする請求項１に記載の浚渫用バケット。
4. バケットシェルは多孔板または網体で形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浚渫用バケット。

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