JP4268273B2 - 水中作業用バケット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクレーン等の操作索に連結されて使用される水中作業用バケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にバケットはクレーン等に搭載したウインチ等の操作索の引き上げ、引き下げ操作により掬い部を開閉操作し、流木、土砂等の掬い対象物を把持、あるいは掬って所定の位置に搬送可能に構成される。
【０００３】
バケットには２本の操作索が連結され、一方の操作索の巻き上げ、繰り出しによりバケット全体を所定高さに移動させることができ、他方の操作索を操作することによりバケットの開閉操作が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来例においては、バケットの操作には２本の操作索の連結が必要となるために、操作索を巻き上げ、繰り出し操作するクレーン等が大型化するという欠点がある。とりわけ、山間部等での使用に際しては、クレーンの設置スペース、あるいは道路事情が限られているために、大型の２軸巻きクレーンが使用できないために、バケットが使用できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたもので、小型の１軸巻きクレーンによっても開閉操作可能な水中作業用バケットの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的は、
上下方向に相対移動自在に連結される上下架台１、２と、
下架台２に回転自在に軸支され、下架台２の上架台１への接近位置において閉じ姿勢をとり、離間位置において開き姿勢をとる掬い部３と、
クレーン等の操作索４に連結されて上部ストローク終端が規制されて上架台１を相対移動自在に挿通し、下部ストローク終端位置近傍において下架台２の連結部５に連結可能なスライド支柱６とを有し、
前記連結部５は、下架台２に回転自在に連結される係止体７と、
水中で浮力を得た際に係止体７をスライド支柱６との係止位置に移動させ、無浮力状態では自重で係止体７を係止解除位置に移動させるフロート８とを有し、スライド支柱６の引き上げ操作により水中で閉じ姿勢に移行させた掬い部３を閉じ姿勢のまま水中から引き上げ可能な水中作業用バケットを提供することにより達成される。
【０００７】
上架台１を上下方向に相対移動自在に挿通するスライド支柱６は、クレーン等に搭載されたウインチ等により巻き上げ操作可能な操作索４に連結されており、上架台１に対する上方ストローク終端位置を越えて引き上げられた際には、図６に示すように、上架台１に干渉してバケット全体が引き上げられ、バケットの底部に配置される掬い部３が水底等に当接した状態でスライド支柱６を降下させると、スライド支柱６のみが上架台１に対して相対移動する。
【０００８】
上架台１には下架台２が上下方向に相対移動自在に連結されており、下架台２が上架台１に相対的に接近した位置関係にあるときに、下架台２に軸支される掬い部３は、流木、あるいは土砂等の掬い対象物を把持、あるいは掬うことのできる閉じ姿勢をとり、離間位置にある際には、これら掬い対象物への拘束を解除する開き姿勢をとる。掬い部３は掬い対象物を把持、あるいは掬うことができれば適宜の形状に形成することが可能であり、例えば、閉じ姿勢においてワイヤフレーム状に適宜の空間を囲む複数の爪形状体、あるいは閉じ姿勢で内部に閉じられた空間を形成する複数の面構成片、さらには、閉じ姿勢で底壁となり、開き姿勢で側壁となって下方に開放部を形成する１枚のシャベル状のものであってもよい。
【０００９】
スライド支柱６は下方ストローク終端位置近傍で上記下架台２の連結部５に連結可能であり、係止体７とフロート８とからなる連結部５はフロート８が水中にあって浮力を受けているときには、係止体７をスライド支柱６との係止位置に移動させ、フロート８が陸上にあって浮力を受けていないときには、係止体７を係止解除位置に移動させる。
【００１０】
いま、陸上にあるバケットのスライド支柱６を引き上げると、バケット全体が持ち上げられ、この状態では操作索４の巻き上げ、繰り出し操作に追随してバケットは昇降する。係止体７が係止解除側に移行していると、陸上でバケットの掬い部３が閉じ姿勢にある場合には、バケットの引き上げ操作の初期において上架台１のみが下架台２に対して相対的に離間するように移動するためにバケットは開き姿勢に移行し、陸上で開き姿勢を取っている場合には、そのまま開き姿勢を維持したままバケットを移動させることができる。
【００１１】
このようにして、掬い部３が開き姿勢にある状態、すなわち、上下架台１、２間が離間状態にある際に、操作索４をさらに繰り出してバケットを水中に埋没させ、掬い部３の底部が水底に当接すると、バケットのさらなる降下は不可能となるために、操作索４の繰り出しによりスライド支柱６のみ自重で降下する。水中において連結部５はフロート８の浮力により係止位置側に移動するために、降下してきたスライド支柱６に係止して下架台２とスライド支柱６とが連結され、その後、再びスライド支柱６を上昇させると、スライド支柱６は上架台１に対して相対移動しながら下架台２を上架台１方向に接近させる。下架台２の上架台１に対する相対移動により掬い部３は閉じ姿勢に変更し、さらにスライド支柱６を上昇させると、バケット全体が引き上げられる。バケットが水上まで引き上げられた状態でフロート８への浮力はなくなり、係止体７には係止解除方向の力が付与されるが、係止体７とスライド支柱６との係止部位には、フロート８の自重による係止解除方向への作動力を遙かにしのぐ掬い部３の自重が負荷されているために、係止状態は維持され、掬い部３を閉じ姿勢のまま陸上に引き上げることができる。
【００１２】
したがって本発明によれば、１本の操作索４のみで、バケットの昇降操作、および水中での掬い部３の閉じ操作が可能となるために、大型の２軸巻きクレーンを使用することなく、小型の１軸巻きクレーンによる作業が可能になる。
【００１３】
下架台２の上架台１に対する相対位置関係を掬い部３の開閉姿勢に対応付けるためには、上下架台１、２と掬い部３とをリンクとする種々の回転連鎖機構を構成することにより達成可能であるが、掬い部３の中間部と上架台１とを連結リンク９を介して連結すると、全体の構造が簡単になる。
【００１４】
また、係止体７が係止するスライド支柱６の被係止部１０には、係止体７の係止解除方向への移動を規制する所定高さの障壁１０ａが設けられるとともに、
前記スライド支柱６は係止体７による係止位置を超えて下方に少なくとも障壁１０ａの高さより長寸の移動自在領域をもつように構成した場合には、フロート８が水面から露出した状態で係止体７とスライド支柱６との係止部に負荷が加えられていなくても係止体７は障壁１０ａに遮られて係止解除位置側に移動することがないために、閉じ姿勢の維持を確実にすることが可能になる。また、閉じ姿勢で陸上においた状態で係止位置よりさらに下方にスライド支柱６を降下させることにより、係止体７は障壁１０ａに干渉することなく自重で確実に係止解除位置側に移動するために、陸上での閉じ姿勢から開き姿勢への変更操作が簡単になる。
【００１５】
この場合、掬い体を、閉じ姿勢においてスライド支柱６がほぼ鉛直を向く起立姿勢で自立可能に形成した場合には、バケットが傾いて係止体７に係止位置側への力が発生し、過ってスライド支柱６と下架台２が連結されることを確実に防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態を示す。この実施の形態は、山間部の水力発電用ダムの取水設備において、発電の支障となる流木、沈木を撤去する際に小型の１軸巻きクレーンにより操作可能な沈木撤去用バケットとして構成されたもので、上架台１と下架台２とを備える。
【００１７】
上架台１は図２に示すように、スペーサ１ａを介して適宜間隔を隔てて接合される２枚の上部ベースプレート１ｂ、１ｂと、上部ベースプレート１ｂの中心周りに等ピッチ角度で配置される複数（この実施の形態においては６個）のリンクヒンジ部１１とからなる。各リンクヒンジ部１１は１枚のリンクヒンジプレート１１ａと、上記スペーサ１ａを介してリンクヒンジプレート１１ａの両側に配置される補強プレート１１ｂとを上部ベースプレート１ｂに接合して形成され、リンクヒンジプレート１１ａ、および補強プレート１１ｂの先端に形成された孔１１ｃを対向させることによりリンクヒンジ孔１１ｄが形成される。上部ベースプレート１ｂは円形に形成され、各上部ベースプレート１ｂの中心には、回り止め用の切欠１２ａを備えるスライド支柱挿通穴１２が形成される。
【００１８】
一方、下架台２は、円形の下部ベースプレート２ａの上面周縁に立ち上がりフランジ部２ｂを有するとともに、中心にはガイド支柱１３が接合され、さらに、ガイド支柱１３の周縁には、ガイド支柱１３の外周から放射状で、かつ等ピッチ角で複数の（本実施の形態においては４枚）のフロートヒンジプレート１４が接合される。また、上記ガイド支柱１３は下部ベースプレート２ａの裏面に貫通しており、裏面貫通部の周縁に掬い部ヒンジプレート１５が接合される。掬い部ヒンジプレート１５は２枚１組となって上記リンクヒンジ部１１に対応して６組が配置される。
【００１９】
さらに、上記下架台２の上面には連結部５が形成されるとともに、下架台２の掬い部ヒンジプレート１５には複数の掬い体３ａからなる掬い部３が回動自在に軸支される。各掬い体３ａは図３（ｃ）で鎖線で示すように、等幅の鋼鉄製部材であり、水底を掘り起こしやすいように先端が鋭利に形成されている。各掬い体３ａの中間部にはヒンジ舌片３ｂが設けられ、上記上架台１のリンクヒンジ部１１とヒンジ舌片３ｂが連結リンク９により回り対偶で連結される。これら上下架台１、２、掬い体３ａ、連結リンク９は図示の方向から見て６節回転連鎖機構を構成し、下架台２の上架台１に対する上下方向への相対移動を許容する。回転連鎖の作動が円滑になるように、上記リンクヒンジ部１１、掬い部ヒンジプレート１５、および掬い体３ａのヒンジ舌片３ｂとは、各連鎖構成リンクが同一面内で運動するように各々位置が決定される。回転連鎖機構により、下架台２の上架台１に対する位置関係は掬い部３の開閉姿勢に対応しており、掬い部３は、図１に示すように下架台２が離間位置にある場合には開き姿勢を維持し、図４に示すように、下架台２が接近位置にある場合には閉じ姿勢を維持する。
【００２０】
上記上架台１のスライド支柱挿通穴１２には中空のスライド支柱６が上下方向に移動自在に挿通される。このスライド支柱６は上端においてクレーン等に搭載されるウインチから繰り出され、あるいは巻き込まれる操作索４に連結され、操作索４の繰り出し操作によって自重により降下し、巻き込み操作によって引き上げられる。このスライド支柱６の上端部には、上架台１の裏面に当接可能なストッパプレート６ａがフランジ状に突設されており、上架台１に対するスライド支柱６の上部ストローク終端位置が決定される。また、スライド支柱６の周縁にはガイドプレート６ｂが突設され、該ガイドプレート６ｂを上記切欠１２ａに摺動自在に嵌合させてスライド支柱６の回り止めがされる。
【００２１】
さらに、上記スライド支柱６の下端には被係止プレート（被係止部１０）が固定される。被係止プレート１０は上記下架台２のフロートヒンジプレート１４に対応してスライド支柱６の外周面から放射状に突設されており、各被係止プレート１０の上端面を窪ませることにより、後述する係止体７の復帰動作を規制する障壁１０ａが形成される。
【００２２】
上記連結部５は、図１（ｂ）に示すように、２枚の回転リンク５ａ、５ａ（図１（ｂ）においては手前側の１枚のみが示される）の先端に係止部５ｂを掛け渡した係止体７と、係止体７に連結されるフロート８とを有し、回転リンク５ａの他端が下架台２のフロートヒンジプレート１４に回転自在に連結される。係止体７は図５に示す上記スライド支柱６に沿って起立する係止位置と、図１（ｂ）に示すように、該係止位置から退避した係止解除位置との間で揺動自在であり、図５（ｃ）に示すように、係止位置において下部ストローク終端位置近傍にあるスライド支柱６の被係止プレート１０に係止し、スライド支柱６を下架台２に連結する。連結部５は、図５（ｂ）に示すように、係止部５ｂが被係止プレート１０に当接しない状態で、係止体７、フロート８の自重により支軸５ｃ回りに係止解除方向の回転モーメントＭ１が発生するように各部の重量、位置が決定される。
【００２３】
また、フロート８は例えばＰＥ（ポリエチレン）等で中空形状に形成され、水中にある際に係止体７を係止解除位置から係止位置側に移動させるに十分な浮力が得られるように大きさ、材料が決定される。さらに、図１（ｂ）に示す係止解除位置においてフロート８が水中に埋没した際に浮力によって支軸５ｃ周りに係止位置側への回転モーメントＭ０が発生するように、係止解除位置におけるフロート８の位置は、立ち上がりフランジ部２ｂに回転リンク５ａを当接させることにより最適位置に決定される。
【００２４】
したがってこの実施の形態において、バケットが陸上にあり、かつ操作索４によるスライド支柱６の引き上げが行われていない場合には、図１に示すように、スライド支柱６は下部ストローク終端位置まで自重で降下しており、さらに、係止体７は自重による回転モーメントＭ１により係止解除位置側に倒伏している。この状態から操作索４によりスライド支柱６を引き上げると、連結部５における連結が解除されているために、スライド支柱６だけがガイド支柱１３にガイドされながら上方に移動する。スライド支柱６が上部ストローク終端に達すると図６に示すように、スライド支柱６のストッパプレート６ａが上架台１の裏面に当接し、その後、スライド支柱６の上昇とともにバケット全体が持ち上げられる。図１に示すように、陸上において掬い部３が開き姿勢をとっている場合には、当該姿勢を維持しながらバケットは上昇し、陸上において掬い部３が閉じ姿勢をとっている場合には、図８に示すように、係止体７は係止解除位置側に傾倒して連結部５は非連結状態となっているために、スライド支柱６によるバケットの引き上げ動作の初期において上架台１のみが上方に引き上げられるために上下架台１、２間の間隔が開いて離間位置をとり、掬い部３は強制的に開き姿勢に移行する。
【００２５】
この状態ではスライド支柱６の動きにバケット全体が追随しており、クレーン等を操作して水上にバケットを移動させ、さらに操作索４を繰り出してバケットを水中に沈めることができる。バケットの水中への沈降とともに、連結部５のフロート８は水没して浮力を受け、図５（ａ）に示すように、浮力により発生した回転モーメントＭ０により係止体７は支軸回りに回転して係止位置に移行する。さらにバケットを沈め、掬い部３が水底に達すると、バケットの下方への移動が禁止されてスライド支柱６のみが降下する。スライド支柱６は降下の過程で被係止プレート１０が係止位置側に移動した係止体７を一旦係止解除位置側に排斥し、排斥された係止体７は再びフロート８の浮力により原位置、すなわち、係止位置に移動する（図５（ｂ）参照）。この実施の形態において、上述した被係止プレート１０による係止体７の排斥動作は被係止プレート１０がフロート８を外方に押しやることに行われ、被係止プレート１０との衝接によりフロート８が破壊されないように、フロート８には、該フロート８の取付姿勢の規制片を兼ねた金属製のカバー８ａが装着される。
【００２６】
図７に示すように、掬い体３ａが水底１６に当接した状態でスライド支柱６を上方に引き上げると、図５（ｃ）に示すように、スライド支柱６の被係止プレート１０は係止部５ｂに下方から当接して下架台２に連結される。連結状態において、係止部５ｂと係止体７の支軸とはスライド支柱６に沿うほぼ鉛直線上に位置しているために、係止部５ｂへの引き上げ力による上方への力によって係止解除方向への分力が働くことがなく、係止状態を維持したまま下架台２のみがスライド支柱６に追随して上昇する。
【００２７】
また、係止部５ｂが障壁１０ａ近傍に位置している場合には、障壁１０ａの斜面により係止部５ｂが凹部に導かれる。下架台２の上架台１に対する相対移動、すなわち、接近移動により、連結リンク９等による回転連鎖機構の働きで掬い体３ａは図４に示す閉じ姿勢に移行し、水底１６にある流木、あるいは土砂等の把持対象物を把持、あるいは掬いあげ、さらにスライド支柱６を上昇させると、バケット全体が上昇を始める。バケットをさらに上昇させてフロート８が水面上に露出した際には、係止体７にはフロート８の自重により係止解除方向への力が付与されるが、係止部５ｂは下方から被係止プレート１０により下架台２、および掬い部３の自重に相当する荷重で押し付けられているために、係止解除位置側への移動が禁止され、閉じ姿勢を維持したまま水上に引き上げることができる。
【００２８】
この後、クレーンによりバスケットを陸上に移動させた後、操作索４を繰り出してスライド支柱６を降下させ、バスケットを地上におくと、掬い部３は各掬い体３ａに形成した接地部３ｃを地面に当接させた状態で起立状態に維持される。陸上において直立状態で自立可能とするために、掬い部３を構成する各掬い体３ａは、閉じ姿勢において地面に接地部３ｃ点接触する形状とされ、掬い部３は同一円周上に等しいピッチで配置される接地部３ｃを地面に接触させて起立状態を維持する。
【００２９】
スライド支柱６は図５（ｂ）、（ｃ）に示すように係止体７による係止高さ位置より距離ｄだけさらに下方に降下させることが可能であり、図５（ｂ）に示すように、図５（ｃ）の係止位置から一旦上記移動自在領域までスライド支柱６を降下させると、係止体７は障壁１０ａの上端より上方に位置して係止解除方向への移動規制が解除され、次いで、フロート８の自重により係止解除方向に移動する。この後、図８に示すように、スライド支柱６を上昇させると、スライド支柱６と下架台２との連結は解除されているために、スライド支柱６のみが上昇し、やがて上架台１との上部ストローク終端位置を越えると上架台１が下架台２に対して相対的に離間方向に移動して掬い部３は開き姿勢となり、掬い部３内の掬い対象物は拘束が解除されて地上に降ろされる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、１本の操作索によりバケットの昇降、移動、および掬い部の開閉が可能なために、１軸巻きクレーンでも運用をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】上架台を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の２Ｂ-２Ｂ線断面図である。
【図３】下架台を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の３Ｂ方向矢視図、（ｃ）は（ａ）の３Ｃ-３Ｃ線断面図である。
【図４】水中での状態を示す説明図である。
【図５】連結部の動作を示す図である。
【図６】陸上での吊り操作を示す図である。
【図７】水中での掬い部の閉じ操作の途中を示す図である。
【図８】陸上での掬い部の開き操作の途中を示す図である。
【符号の説明】
１ 上架台
２ 下架台
３ 掬い部
４ 操作索
５ 連結部
６ スライド支柱
７ 係止体
８ フロート
９ 連結リンク
１０ 被係止部
１０ａ 障壁

Claims (4)

1. 上下方向に相対移動自在に連結される上下架台と、
   下架台に回転自在に軸支され、下架台の上架台への接近位置において閉じ姿勢をとり、離間位置において開き姿勢をとる掬い部と、
   クレーン等の操作索に連結されて上部ストローク終端が規制されて上架台を相対移動自在に挿通し、下部ストローク終端位置近傍において下架台の連結部に連結可能なスライド支柱とを有し、
   前記連結部は、下架台に回転自在に連結される係止体と、
   水中で浮力を得た際に係止体をスライド支柱との係止位置に移動させ、無浮力状態では自重で係止体を係止解除位置に移動させるフロートとを有し、
   スライド支柱の引き上げ操作により水中で閉じ姿勢に移行させた掬い部を閉じ姿勢のまま水中から引き上げ可能な水中作業用バケット。
2. 前記掬い部の中間部と上架台とが連結リンクを介して連結される請求項１記載の水中作業用バケット。
3. 前記係止体が係止するスライド支柱の被係止部には、係止体の係止解除方向への移動を規制する所定高さの障壁が設けられるとともに、
   前記スライド支柱は係止体による係止位置を超えて下方に少なくとも障壁の高さより長寸の移動自在領域をもつ請求項１または２記載の水中作業用バケット。
4. 前記掬い部は、閉じ姿勢においてスライド支柱がほぼ鉛直を向く起立姿勢で自立可能な請求項１ないし３のいずれかに記載の水中作業用バケット。

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