JP2012017198A - グラブバケット - Google Patents

Abstract

【課題】掘削力が減少しない水平掘削グラブバケットを提供する。
【解決手段】支持用ワイヤー２で上部支持部材３と該上部支持部材に揺動自在に一端部を連結され他端部をバケット５の下端部に揺動自在に連結された左右の両アーム４とを介してグラブバケット１を構成する左右一対の対向したバケットを吊持し、前記左右の両アームの一端部の左右方向における連結位置は、左右一対の対向したバケットの連結軸と該バケットの閉状態の刃先を通る直線上にそれぞれ位置していて、前記左右一対の対向したバケットを開閉させるために当該一対のバケットの上部同士を回転自在に連結する連結軸を有し、前記両アームを前記上部支持部材の連結部を中心に少なくとも開状態から閉状態に移行させるアーム閉手段６が設けられ、前記アーム閉手段によって閉じられる前記両アームを介して前記一対のバケットが前記連結軸を中心にして閉じられるグラブバケットとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、浚渫用のグラブバケットに係り、更に詳しくは、湾岸，河川，湖沼の浚渫工事において、グラブバケットを平坦に閉じることにより浚渫掘削跡を平坦にすると共に掘削力を向上させた浚渫用のグラブバケットに関するものである。

従来、浚渫用グラブバケットは、その構造は図７に示すように、浚渫船の起重機におけるワイヤドラムから繰り出される吊りワイヤー２１の端部に吊持される上部支持部材２２に、左右のアーム２３，２４が揺動自在にピン結合で上部支軸２２ａ，２２ｂに連結され、そのアーム２３，２４の下端部にピン結合のバケット支軸２５がそれぞれ設けられ、該バケット支軸２５にバケット２６ａ，２６ｂの後端部が連結されている。該バケット２６ａ、２６ｂの上部はそれぞれ連結軸２７に連結されている。この連結軸２７は、下部支持部材２８の下端部に設けられており、当該下部支持部材２８は、前記浚渫船の開閉用ワイヤー２９によって吊持されている。

このようなグラブバケット２６を使用して、前記吊りワイヤー２１で上部支持部材２２を上下方向で位置固定して、開閉用ワイヤー２９を巻き上げて下部支持部材２８を上昇させて、それによりバケット２６ａ，２６ｂを連結軸２７を中心にして回転させることで掘削する。すると、図８に示すようにグラブバケット２６が閉じた状態になるまで、バケットの刃先の軌跡は、図９に示すようになる。

前記グラブバケット２６は、図８のＹ軸を中心線として、開状態で水平方向（Ｘ軸）に４．５ｍ（×２＝９．０ｍ）で、刃先の上下方向の軌跡の変化幅はＸ軸を基準として０．７５ｍ＋０．２ｍ＝０．９５ｍである。このように、刃先の軌跡が平坦でなく、掘削後に凹凸ができるとともに、掘削土量が多くなり、その凹凸を地ならししたり掘削土量を処分する土地を確保したりするにもコストが嵩むという問題がある。

そこで、余分な掘削量を発生させないように、ウインチ制御により刃先の位置を水平に制御する方法として、バケット昇降位置検出器，支持ロープ繰り出し検出器，バケット刃先高さ移動量計算器，バケット開度検出器，減算器，目標値設定器，制御装置などにより、昇降装置の昇降動作を制御してグラブバケットの刃先をほぼ水平に移動させるようにする水平掘削制御装置が知られている（特許文献１参照）。

上記グラブバケットの水平掘削制御装置は、自動制御装置を構成するために装置の構成が複雑になり一部の浚渫船にしか適用できないものであり且つコストが飛躍的に嵩むという課題がある。

そこで、本件出願人は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、左右の両アーム１４，１４の一端部の左右方向における連結位置は、左右一対の対向したバケット１５ａ，１５ｂの連結軸１７ａと該バケット１５ａ，１５ｂの閉状態の刃先１５ｄを通る直線上にそれぞれ位置しているようにしたグラブバケット１１を提案した。

そして、図１０（Ｃ）に示すように、開状態で水平方向（Ｘ軸）に４．５ｍ（×２＝９．０ｍ）で前記上下方向の刃先の変化幅は約１５ｃｍ程度に抑えることに成功したのである。

特開２００２−１２８４６５号公報

しかしながら、水平掘削を行うためにブラブバケットの形状の条件を固定したため、グラブの水平掴み力（掘削力）が、従来よりも小さくなってしまう。即ち、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、掘削力に関しては、グラブの掘削力は開閉ロープの張力が同じであれば、グラブ重量やグラブ形状に依存する。そして、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すＡＢ，ＢＣのなす角度θが大きいほど、掘削力が大きくなる。よって、従来の非水平掘削グラブ２０に比較して水平グラブ１１の掘削力が小さくなるという課題がある。本発明に係るグラブバケットは、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係るグラブバケットの上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、支持用ワイヤーで上部支持部材と該上部支持部材に揺動自在に一端部を連結され他端部をバケットの下端部に揺動自在に連結された左右の両アームとを介してグラブバケットを構成する左右一対の対向したバケットを吊持し、前記左右の両アームの一端部の左右方向における連結位置は、左右一対の対向したバケットの連結軸と該バケットの閉状態の刃先を通る直線上にそれぞれ位置していて、前記左右一対の対向したバケットを開閉させるために当該一対のバケットの上部同士を回転自在に連結する連結軸を有する浚渫用グラブバケットにおいて、前記両アームを前記上部支持部材の連結部を中心に少なくとも開状態から閉状態に移行させるアーム閉手段が設けられ、前記アーム閉手段によって閉じられる前記両アームを介して前記一対のバケットが前記連結軸を中心にして閉じられることである。

前記アーム閉手段としての構成は、左右の両アームにおける上下方向の途中に滑車をそれぞれ設け、前記一対のバケットを開閉させる開閉ロープの一端部をグラブバケットの上方から張出して前記一対の滑車に巻回して、その開閉ロープの端部を前記グラブバッケットの一部に繋着し、前記開閉ロープの昇降によって前記一対の滑車が互いに強制的に接近され、若しくは、互いに離間可能になって前記左右の両アームが開閉されること を含むものである。

更に、前記開閉ロープの一端部は、上部支持部材に設けた滑車に巻回してその後にバケットの連結軸の部位に繋着させたことを含むものである。

他の解決手段として、前記アーム閉手段としての構成は、両アームの間に横架して取り付けられた油圧ジャッキであることを含むものである。
また、左右の両アームは、バケットの開状態における連結軸と上部支持部材におけるアーム一端部の連結部との上下方向の位置の間において、当該両アームをＸ状に交差させていること、そして、前記両アームの交差させている左右方向の位置は、左右一対の対向したバケットの連結軸と該バケットの閉状態の刃先を通る直線上にそれぞれ位置していることを含むものである。

本発明のグラブバケットによれば、両アームを直接、アーム閉手段によって強制的に閉じさせることで、バケットの刃先に張力が加わり、バケットの掘削力が十分に得られるものである。
又、前記アーム閉手段を、両アームに設けた滑車とそれに巻回される開閉ワイヤーによって、両アームが力強くワイヤーリングによって引き付けられて閉じられるので、バケットの掘削力が十分に得られる。又、開閉ロープの一端部を連結軸に繋着しておけば、バケットが閉じ始めるきっかけ（トリガー）となるので、閉動作が確実になる。更に、前記アーム閉手段は、油圧ジャッキによっても同様に作用させることもできて、簡易な構成となる、等と言う数々の優れた効果を奏するものである。

本発明に係るグラブバケット１に係る正面図８Ａ）と、側面図（Ｂ）とである。 同本発明のグラブバケット１におけるワイヤーリングの状態を説明する概略説明図 図である。 同本発明のグラブバケット１における、アーム閉手段により両アーム４，４を閉じている様子を示す途中図である。 同本発明のグラブバケット１における、アーム閉手段により両アーム４，４を閉じた状態の正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）とである。 本発明の第４実施例に係るグラブバケット１ａの正面図である。 同第４実施例に係るグラブバケット１ａにおいて、開状態と閉状態における刃先の上下方向の位置が変化しないことを示す説明図である。 従来例に係るグラブバケット２０の正面図である。 同グラブバケット２０の開閉状態を順に示す説明図である。 同グラブバケット２０の刃先の軌跡を示す図である。 同グラブバケット１１において、開状態と閉状態における刃先の上下方向の位置が変化しないことを示す説明図（Ａ），（Ｂ）と同グラブバケット１１の開と閉とへ移行する際の上下方向の位置変化を示す軌跡図（Ｃ）とである。 グラブバケット１１，２０の掘削力に係る、角度θを比較するための比較図（Ａ），（Ｂ）である。

本発明に係るグラブバケット１は、図１に示すように、両アーム４，４を介して強制的に閉じさせることでバケット５ａ，５ｂを大きな掘削力を発揮させながら閉じるようにするものである。

前記グラブバケット１の構成は、ワイヤリングの実施例の場合で説明すると、支持用ワイヤー２で上部支持部材３と該上部支持部材３に揺動自在に一端部４ａを連結され他端部４ｂをバケット５ａ，５ｂの下端部に揺動自在に連結された左右の両アーム４，４とを介してグラブバケットを構成する左右一対の対向したバケット５ａ，５ｂを吊持し、
前記左右の両アーム４の一端部４ａの左右方向における連結位置は、左右一対の対向したバケット５ａ，５ｂの連結軸７ａと該バケット５ａ，５ｂの閉状態の刃先５ｄを通る直線上にそれぞれ位置していて、前記左右一対の対向したバケット５ａ，５ｂを開閉させるために当該一対のバケット５ａ，５ｂの上部同士を回転自在に連結する連結軸７ａを有する。

そして、前記両アーム４，４を前記上部支持部材３の連結部３ａを中心に少なくとも開状態から閉状態に移行させるアーム閉手段が設けられている。即ち、両アーム４，４を開状態から閉状態に移行させるには閉手段が必要であって、逆に、両アーム４，４を閉状態から開状態に移行させるには、特に駆動手段は必要でなく、前記閉手段の作用を解除することでバケットの自重により機械的に連結されたリンクを介して開状態に戻るものである。

そして、前記アーム閉手段によって閉じられる前記両アーム４，４を介して前記一対のバケット５ａ，５ｂが前記連結軸７ａを中心にして閉じられるようになっている。

前記アーム閉手段としての構成は、実施例１として、図１乃至図２に示すように、左右の両アーム４，４における上下方向の途中に滑車（シーブブロック）８をそれぞれ設ける。

前記一対のバケット５ａ，５ｂを開閉させる開閉用ワイヤー６の一端部６ａをグラブバケット１の上方から張出して、上部支持部材３におけるシーブブロック９の滑車９ａに沿わせて、更に前記一対の滑車８，８に巻回して、その開閉用ワイヤー６の端部６ａを前記グラブバッケット１の一部に繋着する。

前記一対の滑車（シーブブロック）８，８は、図２に示すように、一例として片側に複数個の滑車８ａ，８ｃ、同様に他側に複数個の滑車８ｂ，８ｄを配車する。そして、開閉用ワイヤー６は、一端部６ａから滑車８ｄ→滑車８ｃ→滑車８ｂ→滑車８ａ→滑車９ａというように、巻き付ける。この場合、滑車に開閉ロープを巻き付ける方法は、必要な角度の範囲に巻き付ければ良いのであって、一つの滑車に３６０°以上巻き付けなければいけない、という意味ではない。

また、滑車（シーブブロック）８は、１個ずつの滑車を一対にして配車しても良い。この一対の滑車（シーブブロック）８，８は、図１（Ｂ）に示すように、前後方向において両端部に２組設けてもよいし、更に多くの組みにして設けても良い。開閉用ワイヤー６については、一対の滑車（シーブブロック）８，８の一組毎に一本配設しているが、各組の一対の滑車（シーブブロック）８，８に連通させて全部で１本の開閉用ワイヤー６としても良い。

前記開閉用ワイヤー６の昇降によって前記一対の滑車８，８が互いに大きな力で強制的に接近され、若しくは、互いに開閉用ワイヤー６を弛緩すると離間可能になって、前記左右の両アーム４，４が開閉される。このようなアーム閉手段により、閉じられる前記両アーム４，４を介して前記一対のバケット５ａ，５ｂが前記連結軸７ａを中心にして閉じられるようになる。

前記バケット５ａ，５ｂを開状態にするには、前記開閉用ワイヤー６の緊張を弛緩すると、バケット５ａ，５ｂの自重により連結軸７ａが下に降下してバケット５ａ，５ｂが拡開するものである。開状態は図１（Ａ）に示す状態になって停止する。

以上のように構成された本発明に係るグラブバケット１によれば、図１に示すバケットの開状態から、開閉用ワイヤー６を巻き上げると、上部支持部材の滑車９ａ〜滑車８ａ〜滑車８ｄ〜滑車９ｂと緊張して引っ張られて、滑車の作用により力が倍になって一対の滑車８，８が強い力で引き寄せられる。そして、図３に示すように、両アーム４，４が互いに引き寄せられ、それにより、バケット５ａ，５ｂも、連結軸７ａを中心にして回動せしめられて次第に閉じていく。最後は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、バケット５ａ，５ｂの刃先５ｄが互いに当接して閉状態となる。バケット５ａ，５ｂは、前記両アーム４，４によって強制的に閉じされるので、その刃先５ｄによる掘削力は強力であり、水平グラブバケットとして十分な掘削力を発揮する。

前記閉じたバケット５ａ，５ｂを開状態にするには、図４の状態から前記開閉用ワイヤー６を弛緩させる。すると、バケット５ａ，５ｂの上部が立ち上がった状態からその自重で連結軸７ａが下に降下して、互いの刃先５ｄ，５ｄが離間してバケット５ａ，５ｂが開状態となり、図１に示す状態になる。

上記実施例では、開閉用ワイヤー６の一端部は、このグラブバケット１の一部に繋着させたが、それを、上部支持部材３に設けた滑車９ｂに巻回してその後にバケット１の連結軸７ａの部位に繋着させるようにする。これにより、図１に示す開状態から、開閉用ワイヤー６を巻き上げると、前記連結軸７ａを引き上げるので、バケット５ａ，５ｂの閉じ始めのきっかけとなる。即ち、バケットの閉動作が確実になる。

前記アーム閉手段としての構成は、前述のワイヤーリングのほかに、両アーム４，４の間に横架して取り付けられた油圧ジャッキ（図示せず）とすることができる。これによれば、構成が単純で低コストで容易に構成することができる。

図５乃至図６に示すグラブバケット１ａの構成は、左右の両アーム４，４は、バケット５ａ，５ｂの開状態における連結軸７ａと上部支持部材３におけるアーム一端部４ａの連結部との上下方向の位置ａの間において、当該両アーム４，４をＸ状に交差させているものである。この両アーム４，４の交差させている左右方向の位置は、左右一対の対向したバケット５ａ，５ｂの連結軸７ａと該バケット５a、５ｂの閉状態の刃先５ｄを通る直線上にそれぞれ位置している。そして、アーム開閉手段として、左右の両アーム４，４における上下方向の途中に滑車（シーブブロック）８をそれぞれ設ける。

また、上記グラブバケット１と同様にして開閉用ワイヤー６を前記滑車８と上部支持部材３のシーブブロク９に巻き付ける。図６（Ａ）に示すように、開閉用ワイヤー６を巻上ることで左右の滑車８が引き寄せられ、同時に両アーム４，４が互いに引き寄せられ、それにより、バケット５ａ，５ｂも、連結軸７ａを中心にして回動せしめられて次第に閉じていく。最後は、図６（Ｂ）に示すように、バケット５ａ，５ｂの刃先５ｄが互いに当接して閉状態となる。このように、バケット５ａ，５ｂの刃先５ｄを略水平に移動させて、且つ、アーム閉手段で強制的に力強く閉じさせる。

本発明に係るグラブバケット１は、バケットを開閉させるアームに限らず、水平移動させるような部材に適用されるアームの開閉に貢献するものである。

１ グラブバケット、
２ 支持用ワイヤー、
３ 上部支持部材、 ３ａ 軸受け部、
４ アーム、 ４ａ 一端部、
５ａ バケット、 ５ｂ バケット、
６ 開閉用ワイヤー、 ６ａ 端部、
７ 下部支持部材 、 ７ａ 連結軸、
８ 滑車（シーブブロック）、
８ａ〜８ｄ 滑車、
９ シーブブロック、
９ａ，９ｂ 滑車、
１１ 従来例に係るグラブバケット、 １１ａ グラブバケット、
１２ 支持用ワイヤー、
１３ 上部支持部材、
１４ アーム、 １４ａ 一端部、
１４ｂ 他端部、
１５ グラブバケット、 １５ａ，５ｂ バケット、
１５ｃ 上部、 １５ｄ 刃先、
１６ 開閉用ワイヤー、
１７ 下部支持部材、 １７ａ 連結軸、
２０ 従来例に係るグラブバケット、
２１ 吊りワイヤー、
２２ 上部支持部材、
２３、２４ アーム、
２５ バケット支軸、
２６ グラブバケット、
２６ａ，２６ｂ バケット、
２７ 連結軸、
２８ 下部支持部材、
２９ 開閉用ワイヤー。

Claims (6)

1. 支持用ワイヤーで上部支持部材と該上部支持部材に揺動自在に一端部を連結され他端部をバケットの下端部に揺動自在に連結された左右の両アームとを介してグラブバケットを構成する左右一対の対向したバケットを吊持し、
   前記左右の両アームの一端部の左右方向における連結位置は、左右一対の対向したバケットの連結軸と該バケットの閉状態の刃先を通る直線上にそれぞれ位置していて、
   前記左右一対の対向したバケットを開閉させるために当該一対のバケットの上部同士を回転自在に連結する連結軸を有する浚渫用グラブバケットにおいて、
   前記両アームを前記上部支持部材の連結部を中心に少なくとも開状態から閉状態に移行させるアーム閉手段が設けられ、
   前記アーム閉手段によって閉じられる前記両アームを介して前記一対のバケットが前記連結軸を中心にして閉じられること、
   を特徴とするグラブバケット。
2. アーム閉手段としての構成は、
   左右の両アームにおける上下方向の途中に滑車をそれぞれ設け、
   前記一対のバケットを開閉させる開閉ロープの一端部をグラブバケットの上方から張出して前記一対の滑車に巻回して、その開閉ロープの端部を前記グラブバッケットの一部に繋着し、
   前記開閉ロープの昇降によって前記一対の滑車が互いに強制的に接近され、若しくは、互いに離間可能になって前記左右の両アームが開閉されること、
   を特徴とするグラブバケット。
3. 開閉ロープの一端部は、上部支持部材に設けた滑車に巻回してその後にバケットの連結軸の部位に繋着させたこと、
   を特徴とするグラブバケット。
4. アーム閉手段としての構成は、
   両アームの間に横架して取り付けられた油圧ジャッキであること、
   を特徴とする請求項１に記載のグラブバケット。
5. 左右の両アームは、バケットの開状態における連結軸と上部支持部材におけるアーム一端部の連結部との上下方向の位置の間において、当該両アームをＸ状に交差させていること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のグラブバケット。
6. 両アームの交差させている左右方向の位置は、左右一対の対向したバケットの連結軸と該バケットの閉状態の刃先を通る直線上にそれぞれ位置していること、
   を特徴とする請求項５に記載のグラブバケット。

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