JP5240802B2 - グラブバケット - Google Patents

Description

本発明は、例えば、海底等に堆積した沈泥や土砂を浚渫し、あるいは掘削する際に用いるグラブバケットに関する。とくに、バケットシェルの掴み容量を大きくするために、バケットシェル幅が広い幅広型のグラブバケットに関する。

港湾部等の浚渫に使用されるグラブバケットは、作業効率を高めるために掴み容量が大容量化しており、これを実現する手段として、バケットシェルの幅寸法を広げて掴み容量を大容量化した幅広型のグラブバケットがある。このような幅広型のグラブバケットは、例えば特許文献１に公知であり、そこでは、シェルの口幅方向の長さを、開幅方向の長さよりも大きくしてあり、シェルが２本のロッドアームに連結された位置よりも、口幅方向の両側に大きく張り出した構成となっている。特許文献１と同様に、シェルの両端部がタイロッドの外方に張り出すように構成してあるグラブバケットは、特許文献２にも見ることができる。

実開平６-１４５７号公報（段落番号００１２、図１） 特許第３８８４０２８号公報（段落番号００１３、図２）

特許文献１は荷役用のグラブバケットであるが、開幅に対して口幅が大きいので、安定性が高く、作業中に転倒することなく、掴み量が大きなグラブバケットとすることができる。しかし、シェルを閉じて砂利等を掴み取り、グラブバケットを吊り上げた状態では、シェル両端部の張り出し部分が、砂利等の重量モーメントを受けて変形し、左右のシェルの合わせ面に隙間が生じる。こうした張り出し部分の変形は、張り出し部分の寸法が大きな幅広型のグラブバケットにおいて生じやすい。

詳しくは、シェルを閉じた状態において、ロッドアームから張り出したシェル部分は、ロッドアームとの連結軸部分を支点にして片持ち梁状に支持されるため、シェルの張り出し端に作用するモーメントが大きくなる。また、左右のシェルの張り出し部分は、先のモーメントを受けて、両シェルの下端縁が離れる方向にねじれ変形し、左右のシェルの合わせ面に隙間が生じる。その結果、掴み取った砂利等が隙間から大量にこぼれ落ち、作業効率が低下する。

特許文献２では、シェルを軸支するタイロッドの軸心間の距離を１００とした場合、シェルの幅内寸の距離を６０以上とし、かつ、側面視においてシェルの両端部がタイロッドの外方に張り出すように構成してある。しかし、シェルを閉じて泥土を掴み取り、グラブバケットを水面上に吊り上げた状態では、特許文献１と同様に、左右のシェルの張り出し部分はモーメントを受けて、両シェルの下端縁が離れる方向にねじれ変形し、左右のシェルの合わせ面に隙間が生じる。その結果、掴み取った泥土が隙間からこぼれ落ち、作業効率が低下し、さらに、こぼれ落ちた泥土によって作業水域の水に濁りを生じる不利もある。

内陸にある製造工場で完成されたグラブバケットの場合、グラブバケットをトレーラ等で輸送できる大きさに分解した状態で作業現場へ搬入するが、幅広型のグラブバケットの場合には、分解した単体のパーツでも荷台からはみ出ることがあり、そうした場合には特殊なトレーラで輸送せざるを得ず、輸送コストが嵩んでしまう。

本発明の目的は、ロッドとの連結部より前後にはみ出るバケットシェルの前後端部の変形を確実に防止して、掴み取った堆積物がシェルの合わせ面からこぼれ落ちを解消できるグラブバケットを提供することにある。本発明の目的は、グラブバケットの自重を軽量化してグラブバケットを吊持するクレーンおよびウインチの負荷を軽減でき、浚渫作業の効率を向上することができるグラブバケットを提供することにある。本発明の目的は、グラブバケットを輸送する際に、車両への積み込みを容易にして、輸送コストを削減できるグラブバケットを提供することにある。

本発明は、上フレーム１と、下フレーム２と、下フレーム２に設けたシェル軸３で開閉自在に支持される左右一対のバケットシェル４と、上フレーム１と左右のバケットシェル４とを連結する左右一対のロッド５を備えている幅広型のグラブバケットを対象とする。ロッド５は、バケットシェル４の前後方向の中央部寄りの複数個所に、下連結ピン２４を介して連結されるメインロッド１６と、メインロッド１６との連結部より前後にはみ出るバケットシェル４の前後端部に、端連結ピン３６を介して連結される前後一対のサブロッド１７・１７とで構成する。そして、両サブロッド１７・１７をメインロッド１６に対して、締結構造３７を介して着脱可能に連結する。

メインロッド１６は、上フレーム１に連結される上ロッドフレーム１８と、バケットシェル４に連結される下ロッドフレーム１９とを一体に備えている。サブロッド１７を、バケットシェル４の前端または後端に連結される支持アーム３０と、支持アーム３０の上部からＶ字状に分岐する一対の連結アーム３１・３１とでＹ字状に構成する。そして、一対の連結アーム３１・３１の先端を、下ロッドフレーム１９の前後に締結構造３７を介して着脱可能に連結する。

上ロッドフレーム１８をＨ字状に形成し、下ロッドフレーム１９を逆台形枠状に形成する。サブロッド１７の一対の連結アーム３１・３１の先端を、下ロッドフレーム１９の上下の隅部に連結する。

締結構造３７は、メインロッド１６とサブロッド１７の接合縁を跨ぐ状態で配置される平板状の第１連結板３８および第２連結板３９と、これら連結板３８・３９を両ロッド１６・１７に締結する一群のボルト４０およびナット４１で構成する。サブロッド１７の上側の連結アーム３１と下ロッドフレーム１９とを、両者１９・３１の外面にあてがった左右一対の第１連結板３８・３８を介して連結する。さらに、サブロッド１７の下側の連結アーム３１と下ロッドフレーム１９とを、両者１９・３１の外面にあてがった左右一対の第２連結板３９・３９を介して連結する。

本発明に係るグラブバケットは、ロッド５を、バケットシェル４の前後方向の中央部寄りの複数個所に連結されるメインロッド１６と、メインロッド１６との連結部より前後にはみ出るバケットシェル４の前後端部に連結される、前後一対のサブロッド１７・１７とで構成した。これによれば、前後にはみ出るバケットシェル４の前後端部を、メインロッド１６とサブロッド１７とで両持状に支持できる。これにより、掴み取った泥土の重量が大きい場合や張り出し部分の寸法が長い場合でも、バケットシェル４を閉じて泥土を掴み込んだ状態において、張り出し部分が変形するのを解消して、左右のバケットシェル４の合わせ面に隙間が生じるのを防止できる。したがって、掴み取った泥土がこぼれ落ちるのを確実に防止して、浚渫等の作業を効率よく行うことができる。また、こぼれ落ちた泥土による作業水域の水の濁りも解消できる。

浚渫あるいは掘削する深さが浅い作業の場合、掴み取る泥土の重量が小さいので、サブロッド１７を省略しても、バケットシェル４の前後端部が変形することはない。両サブロッド１７・１７をメインロッド１６に対して、締結構造３７を介して着脱可能に連結した幅広型のグラブバケットによれば、締結構造３７を取り外してサブロッド１７を分離することで、グラブバケットの全体重量を軽量化することができる。したがって、グラブバケットを吊持するクレーンおよび昇降操作するウインチの負荷を軽減して、巻上げ、巻下げの速度を速くでき、浚渫等の作業効率を向上させることができる。

幅広型のグラブバケットは、例えばバケットシェル４の前後寸法が５ｍ程度にもなる。このバケットシェル４の前後端をロッド５で軸支するためには、ロッド５の上下・前後の寸法が約５ｍ×５ｍの大きさになる。このようなロッド５を、例えば、内陸にあるグラブバケットの製造工場から使用する港湾部等に輸送する場合には、ロッド５の寸法が大きすぎるため、特殊なトレーラで輸送せざるを得ず、輸送コストが嵩んでしまう。しかし、本発明では、ロッド５をメインロッド１６と一対のサブロッド１７・１７とで構成したので、サブロッド１７・１７を分解することで、ロッド５の前後方向の寸法を小さくすることができる。これにより、分解した状態のグラブバケットが、通常のトレーラ等の荷台の容積範囲内からはみ出るのを解消して容易に積み込むことができ、したがって、輸送コストを抑えながら安全に輸送することができる。

サブロッド１７を、支持アーム３０と、一対の連結アーム３１とでＹ字状に構成し、一対の連結アーム３１・３１の先端を、下ロッドフレーム１９の前後に締結構造３７を介して着脱可能に連結した。これによれば、サブロッド１７をメインロッド１６に対して２箇所で連結することにより、両者１６・１７を強固に連結してサブロッド１７の構造強度と連結強度とを向上することができる。したがって、バケットシェル４の前後端部をサブロッド１７で確りと支持することができ、バケットシェル４の変形を確実に防止することができる。

サブロッド１７の一対の連結アーム３１・３１の先端を、逆台形枠状の下ロッドフレーム１９の上下の隅部に連結すると、サブロッド１７を、下ロッドフレーム１９の頑丈な構造部分に連結することができる。詳しくは、逆台形枠状に形成された下ロッドフレーム１９の隅部は、伸びる方向が異なる枠材の接合部分であるため、フレームの剛性が高い部分となる。この剛性の高い部分に、一対の連結アーム３１・３１の先端を連結することで、サブロッド１７の構造強度と連結強度をさらに向上することができる。

平板状の第１連結板３８および第２連結板３９と、一群のボルト４０およびナット４１で締結構造３７を構成し、上側の連結アーム３１と下ロッドフレーム１９とを、両者１９・３１の外面にあてがった第１連結板３８を介して連結し、下側の連結アーム３１と下ロッドフレーム１９とを、両者１９・３１の外面にあてがった第２連結板３９を介して連結した。これによれば、ボルト４０とナット４１との締結作業、あるいは取り外し作業を、ロッド５の外開放面と内開放面から行うことができるので、サブロッド１７の着脱作業を速やかに行うことができる。

本発明に係るグラブバケットの側面図である。 グラブバケットの正面図である。 メインロッドとサブロッドとを分離した状態を示す図である。 メインロッドとサブロッドとの締結部分を示す図である。 図４におけるＡ−Ａ線断面図である。 図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。

（実施形態） 図１から図６に、本発明に係るグラブバケットの実施形態を示す。グラブバケットは、海底等に堆積した沈泥や土砂を浚渫し、あるいは掘削する際に適用される。本発明における前後、左右、上下とは、図１、図２および図３に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。図１および図２においてグラブバケットは、上フレーム１と、下フレーム２と、下フレーム２に設けたシェル軸３で開閉自在に支持される左右一対のバケットシェル４・４と、上フレーム１と左右のバケットシェル４とを連結する左右一対のロッド５・５などで構成する。上フレーム１は一対の昇降ロープ７・７で吊持されており、下フレーム２は一対の開閉ロープ８・８で吊持してある。昇降ロープ７および開閉ロープ８は、それぞれ図示していない台船に設けたクレーンビームを介して昇降用のウインチと、開閉用のウインチに繋がっている。開閉ロープ８は、上フレーム１に設けた上シーブ群９と、下フレーム２に設けた下シーブ群１０に巻掛けられて動滑車を構成している。

図１および図２に示すように、バケットシェル４は、シェル本体１２と、シェル本体１２の上面の前後２個所に固定される開閉アーム１３と、４対のロッドブラケット１４などで構成してある。グラブバケットは、バケットシェル４が閉じ状態のとき、左右のバケットシェル４・４の上下および前後の開口縁同士が接合面Ｐで接合して、すくい込み空間を密閉できる密閉型のグラブバケットとして構成してある。なお、本発明において、すくい込み空間を密閉できるとは、すくい込み空間を気密状あるいは水密状に厳密に密閉できることを意味するものではなく、バケット内にすくいこんだ泥土が、運搬時に接合面Ｐから流出するのを規制できる程度の密閉度合を意味する。

図２に示すように、両バケットシェル４を閉じた状態における、左右方向の内法対向寸法は約３．５ｍであって、左右のロッドブラケット１４の軸芯間寸法より小さく設定してある。バケットシェル４の前後方向の内法寸法は約５ｍであり、バケット全体が幅広型のグラブバケットとして構成してある。各バケットシェル４に設けた開閉アーム１３の上部どうしが先のシェル軸３で連結されている。

図１および図３に示すように、ロッド５は、メインロッド１６と前後一対のサブロッド１７・１７とで構成してある。メインロッド１６は、Ｈ字状に形成された上ロッドフレーム１８と、逆台形枠状に形成された下ロッドフレーム１９とで一体に構成してある。上ロッドフレーム１８の上端の前後には、前後の上ロッドアーム２０・２０が一体に形成してあり、下ロッドフレーム１９の下端の前後には、前後の下ロッドアーム２１・２１が一体に形成してある。メインロッド１６は、外板２６と、内板２７と、両板２６・２７を接続する接続板２８とで、断面Ｈ字状に形成してある（図５参照）。メインロッド１６は、前後の上ロッドアーム２０・２０が上連結ピン２３・２３で上フレーム１に連結されており、前後の下ロッドアーム２１・２１が下連結ピン２４・２４でバケットシェル４の中央部寄りに配置されたロッドブラケット１４ａ・１４ａに連結されている（図１参照）。メインロッド１６の前後寸法は、逆台形枠状の上辺部分で約３ｍであり、ロッドブラケット１４ａ・１４ａの外法寸法は約２ｍであって、バケットシェル４は、ロッドブラケット１４ａ・１４ａから前後方向にそれぞれ約１．５ｍ張り出している。

図１、図３および図４に示すように、中央部寄りのロッドブラケット１４ａ・１４ａから前後方向に張り出したバケットシェル４を支持するために、メインロッド１６の前後に一対のサブロッド１７・１７が連結してある。サブロッド１７は、バケットシェル４の端部に配置されたロッドブラケット１４ｂに連結される支持アーム３０と、支持アーム３０の上部からＶ字状に分岐する一対の連結アーム３１・３１とでＹ字状に構成してある。サブロッド１７は、メインロッド１６と同様に、外板３２と、内板３３と、両板３２・３３を接続する接続板３４とで、断面Ｈ字状に形成してある（図５参照）。支持アーム３０の下端側の接続板３４には、端連結ピン３６を挿通するための軸受３５が設けられている（図４参照）。サブロッド１７はメインロッド１６に対して、一対の連結アーム３１・３１の先端部分が締結構造３７で着脱可能に連結されており、バケットシェル４には、その支持アーム３０が端連結ピン３６を介して連結されている。

図３、図４、図５および図６に示すように、締結構造３７は、メインロッド１６と、サブロッド１７の接合縁を跨ぐ状態で配置される、平板状の第１連結板３８および第２連結板３９と、これら連結板３８・３９を両ロッド１６・１７に締結する一群のボルト４０およびナット４１で構成してある。サブロッド１７の上側の連結アーム３１と下ロッドフレーム１９とが、両者１９・３１の外面にあてがった左右一対の第１連結板３８・３８を介して連結されており、サブロッド１７の下側の連結アーム３１と下ロッドフレーム１９とが、両者１９・３１の外面にあてがった左右一対の第２連結板３９・３９を介して連結されている。第１連結板３８には、一群の挿通穴４２が形成してあり、第２連結板３９には、一群の挿通穴４３が形成してある。

下ロッドフレーム１９には、逆台形枠状の上部前後の隅部の外板２６および内板２７に、一群の挿通穴４４が形成してあり、下部前後の隅部の外板２６および内板２７に、一群の挿通穴４５が形成してある。上側の連結アーム３１の先端の外板３２および内板３３には、一群の挿通穴４６が形成してあり、下側の連結アーム３１の先端の外板３２および内板３３には、一群の挿通穴４７が形成してある。

上側の第１連結板３８と、下ロッドフレーム１９の上隅部とは、５本のボルト４０で締結してあり、各ボルト４０は、第１連結板３８の挿通穴４２と、下ロッドフレーム１９の上隅部の挿通穴４４とに挿通したのちナット４１を締め込み固定する。第１連結板３８と、上側の連結アーム３１とは、６本のボルト４０で締結してあり、各ボルト４０は、第１連結板３８の挿通穴４２と、上側の連結アーム３１先端の挿通穴４６とに挿通したのちナット４１を締め込み固定する。

下側の第２連結板３９と、下ロッドフレーム１９の下隅部とは、５本のボルト４０で締結してあり、各ボルト４０は、第２連結板３９の挿通穴４３と、下ロッドフレーム１９の下隅部の挿通穴４５とに挿通したのちナット４１を締め込み固定する。第２連結板３９と、下側の連結アーム３１とは、５本のボルト４０で締結してあり、各ボルト４０は、第２連結板３９の挿通穴４３と、下側の連結アーム３１先端の挿通穴４７とに挿通したのちナット４１を締め込み固定する。このように、下ロッドフレーム１９を構成する枠材の接合部分である上下の隅部、すなわちフレームの剛性が高い部分に、上下の連結アーム３１・３１の先端を連結することで、サブロッド１７の構造強度と連結強度を向上することができる。

図４に示すように端連結ピン３６は、一端にフランジを設けたピン軸４９と、ピン軸４９に固定されるカラー５０とで構成してある。バケットシェル４と、サブロッド１７とは、支持アーム３０に設けられた軸受３５と、バケットシェル４の端部に配置されたロッドブラケット１４ｂとに、ピン軸４９を挿通したのち、軸部にカラー５０を挿入し、両者４９・５０をボルトとナットで締結することにより連結される。これにより、バケットシェル４の前後端部を、メインロッド１６とサブロッド１７とで両持状に支持することができる。また、バケットシェル４の端部を強固に連結されたサブロッド１７で確りと支持することができる。

サブロッド１７をバケットシェル４およびメインロッド１６に取付ける際には、まず、サブロッド１７をバケットシェル４に対して、端連結ピン３６で連結する。サブロッド１７をクレーン等で吊り上げた状態で、ロッドブラケット１４ｂの軸穴に対してサブロッド１７の軸受３５を位置合わせする。ピン軸４９を軸穴３５に挿通したのち、カラー５０を挿入し、両者４９・５０をボルトとナットで締結して、サブロッド１７をロッドブラケット１４ｂに回転自在に連結する。次に、サブロッド１７の連結アーム３１を、下ロッドフレーム１９の連結位置にくるように端連結ピン３６回りに回転する。ロッド５の外開放面と内開放面から下ロッドフレーム１９と連結アーム３１とを跨ぐ状態で、第１連結板３８および第２連結板３９をあてがい、一群のボルト４０とナット４１とで締結することにより両者１９・３１を連結する。このように、締結構造３７の締結作業、あるいは取り外し作業を、ロッド５の外開放面と内開放面から行うことができるので、サブロッド１７の着脱作業を速やかに行うことができる。

以上のように、メインロッド１６との連結部より前後にはみ出るバケットシェル４の前後端部を、メインロッド１６とサブロッド１７とで両持状に支持すると、掴み取った泥土の重量が大きい場合や張り出し部分の寸法が長い場合でも、バケットシェル４を閉じて泥土を掴み込んだ状態において張り出し部分が変形するのを解消して、左右のバケットシェル４の接合面Ｐに隙間が生じるのを防止できる。これより、掴み取った泥土がこぼれ落ちるのを確実に防止して、浚渫等の作業を効率よく行うことができる。また、こぼれ落ちた泥土による作業水域の水の濁りも解消できる。

両サブロッド１７・１７をメインロッド１６に対して、締結構造３７を介して着脱可能に連結した幅広型のグラブバケットによれば、締結構造３７を取り外してサブロッド１７を分離することにより、グラブバケットの全体重量を軽量化することができる。このようにサブロッド１７を取り外した状態のグラブバケットは、浚渫あるいは掘削する深さが浅い作業の場合に使用するが、掴み取る泥土の重量が小さいので、バケットシェル４の前後端部が変形することはなく、サブロッド１７を省略しても支障はない。また、サブロッド１７を省略することにより、グラブバケットを吊持するクレーンおよび昇降操作するウインチの負荷を軽減することができるので、巻上げ、巻下げの速度を速くすることができ、浚渫等の作業効率を向上させることができる。

ロッド５をメインロッド１６と一対のサブロッド１７・１７とで構成したので、ロッド５の前後方向の寸法を小さくすることができる。これにより、分解した状態のグラブバケットを、通常のトレーラ等の荷台の容積範囲内に容易に積み込むことができ、輸送コストを抑えながら安全に輸送することができる。

上記の実施形態では、海底の浚渫に適用した形態で説明したが、船上からの積荷の荷役作業にも使用することができる。メインロッド１６およびサブロッド１７の形状は、上記実施形態に示したものに限られない。サブロッド１７の前後にさらにサブロッド１７を設けることにより、より幅広のグラブバケットとすることもできる。メインロッド１６は、バケットシェル４に対して３個所以上で下連結ピン２４を介して連結することができる。

１ 上フレーム
２ 下フレーム
３ シェル軸
４ バケットシェル
５ ロッド
１６ メインロッド
１７ サブロッド
１８ 上ロッドフレーム
１９ 下ロッドフレーム
２４ 下連結ピン
３０ 支持アーム
３１ 連結アーム
３６ 端連結ピン
３８ 第１連結板
３９ 第２連結板
４０ ボルト
４１ ナット

Claims (4)

1. 上フレーム（１）と、下フレーム（２）と、下フレーム（２）に設けたシェル軸（３）で開閉自在に支持される左右一対のバケットシェル（４）と、上フレーム（１）と左右のバケットシェル（４）とを連結する左右一対のロッド（５）を備えている幅広型のグラブバケットであって、
   ロッド（５）が、バケットシェル（４）の前後方向の中央部寄りの複数個所に、下連結ピン（２４）を介して連結されるメインロッド（１６）と、
   メインロッド（１６）との連結部より前後にはみ出るバケットシェル（４）の前後端部に、端連結ピン（３６）を介して連結される前後一対のサブロッド（１７・１７）とで構成されており、
   両サブロッド（１７・１７）がメインロッド（１６）に対して、締結構造（３７）を介して着脱可能に連結してあることを特徴とするグラブバケット。
2. メインロッド（１６）が、上フレーム（１）に連結される上ロッドフレーム（１８）と、バケットシェル（４）に連結される下ロッドフレーム（１９）とを一体に備えており、
   サブロッド（１７）が、バケットシェル（４）の前端または後端に連結される支持アーム（３０）と、支持アーム（３０）の上部からＶ字状に分岐する一対の連結アーム（３１・３１）とでＹ字状に構成されており、
   一対の連結アーム（３１・３１）の先端が、下ロッドフレーム（１９）の前後に締結構造（３７）を介して着脱可能に連結してある請求項１に記載のグラブバケット。
3. 上ロッドフレーム（１８）がＨ字状に形成され、下ロッドフレーム（１９）が逆台形枠状に形成されており、
   サブロッド（１７）の一対の連結アーム（３１・３１）の先端が、下ロッドフレーム（１９）の上下の隅部に連結してある請求項２に記載のグラブバケット。
4. 締結構造（３７）が、メインロッド（１６）とサブロッド（１７）の接合縁を跨ぐ状態で配置される平板状の第１連結板（３８）および第２連結板（３９）と、これら連結板（３８・３９）を両ロッド（１６・１７）に締結する一群のボルト（４０）およびナット（４１）で構成されており、
   サブロッド（１７）の上側の連結アーム（３１）と下ロッドフレーム（１９）とが、両者（１９・３１）の外面にあてがった左右一対の第１連結板（３８・３８）を介して連結されており、
   サブロッド（１７）の下側の連結アーム（３１）と下ロッドフレーム（１９）とが、両者（１９・３１）の外面にあてがった左右一対の第２連結板（３９・３９）を介して連結してある請求項２または３に記載のグラブバケット。

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