JPH0637770B2 - 捨石均し装置における捨込ホツパの位置制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はケーソン基礎用の捨石マウンド造成等に使用す
る捨石均し装置に関するものである。

［従来技術］ 捨石を連続または継続的に供給しながら、造成面を任意
のレベルで均一に捨込む場合、捨込ホッパを所定の高さ
に保つ必要から、水底または捨石上にガイド桁を設置
し、その上をホッパが移動する等の方法が従来から提案
されている。

この方法はマウンドサイズに対応する大きなガイド桁、
ガイド桁の運搬用フロート、ガイド桁の高さ調整装置が
必要なため、費用がかかる上、台船の下に設置するので
この作業に多くの時間と労力を必要とする。

そこで本出願人はガイド桁を使用せずに捨石および均し
作業を行え得る形式のものについて提案した。本発明は
その形式に属するもので、まず本発明が実施される従来
技術について第１図および第２図を参照し説明する（特
開昭６０−２１２５１９号公報、特開昭６０−２１９３
２５号公報参照）。

第１図および第２図において、１は装置を運搬支持し、
捨石、均し作業を支援する台船であって、作業中はアン
カ等により水底に固定されている。２は台車で台船１に
固定されたレール上を走行する。３は捨石ホッパで台車
２の中を貫通し、かつ台車２によって支持されており、
その下方は台船１の下方へ伸びている。このため台船１
は捨石ホッパ３が移動する部分は切抜かれた形状をなし
ている。捨込ホッパ４の上部は台車２に支持された捨石
ホッパ３の下部を包み込むいわゆるテレスコピックの関
係をなし、下部は作業中均し面に接する。捨石ホッパ３
および捨込ホッパ４は当然中空である。５は捨込ホッパ
４の昇降装置で、台車２から捨込ホッパ４を懸垂してい
る。この昇降装置５の数は単数複数のいずれでもよく、
方式はシリンダ、ワイヤロープ、スクリュ、チェン、そ
の他いずれでもよく、動力装置、手動のいずれかによっ
て動く。６は牽引装置を構成するウインチでロープ７を
巻き、さらにこのロープ７は捨込ホッパ４に接続され、
ウインチ６で巻取ることによりホッパ３、４は台車２と
共に矢印イの方向へ移動する。８はホッパ転倒防止装置
を構成するウインチでロープ９が巻かれ、さらにこのロ
ープ９は捨込ホッパ４に接続されており、ホッパ３、４
が矢印イの方向へ進行する場合は所定の張力をかけなが
ら巻戻される。

次に前述の形式のものによる実作業の一例を説明する。

マウンド造成場所に台船および装置が設置された後、均
し開始点で昇降装置５を駆動することにより、第１層目
の均し高さ近くに捨込ホッパ４の下端がくるようにセッ
トされる。次にバケットクレーン、ベルトコンベヤ、そ
の他により捨石ホッパ３の上部から捨石が投入される。
捨石はホッパ３、４の内部を落下し、水底に積重なる。
さらに投入を継続し、捨込ホッパ４の中で捨石を積重
ね、所定の高さまで積重ねた後、捨込ホッパ４を水平方
向へ移動させることにより均し作業が進行する。

このとき、捨込ホッパ４と均し面の境界付近で水平方向
の抵抗力すなわち一種の剪断抵抗力が発生する。この水
平力に打勝ち進行させるため、ロープ７により捨込ホッ
パ４を牽引する。

一方、ロープ７の牽引力と水平方向の抵抗力により捨込
ホッパ４は転倒作用を起こす。これを防止するため、ロ
ープ９に所定の張力をかけてやる。したがってウインチ
６は巻取り用、ウインチ８は巻戻し用として作用させ
る。

また捨込ホッパ４の進行の過程において捨込ホッパ４は
水平方向の抵抗を受けると同時に浮上り方向へも力が作
用し、均し効果を阻害することがある。これを防止する
ため、捨込ホッパ４はこれに対応した重量に製作され、
必要に応じカウンタウエイト１０を取付ける。

捨込ホッパ４の水平移動に伴い、台車２はこれに追従し
て動くよう駆動装置が設けられている。捨込ホッパ４と
台車２の移動位置合せは各々に位置検出または角度検出
装置を設け、この差をどちらかの駆動装置にフィードバ
ックし、速度制御またはオン・オフ制御をすることによ
り行われる。

捨込ホッパ４が所定の水平移動を終り、１層目の捨石均
し作業を完了すると、昇降装置５の駆動により捨込ホッ
パ４が上昇し、逆方向へ水平移動を行い、元の位置へ戻
って、２層目、さらに３層目と順次捨石均し作業を行っ
てマウンド造成を完了する。

なお、捨込ホッパ４と台車２に逆向きの動力制御が施さ
れるならば、復路もこの均し作業が可能であり、より効
率的なマウンド造成を行うことができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、均し位置の精度すなわち均し面の平面座標の
精度を上げるためには、走行台車２と捨込ホッパ４の水
平方向相対位置が精度良く運転されなければならない
が、前記の従来技術ではこの点に少し問題があった。

とは言うものの、精度良き運転するためには、作業に当
って捨込ホッパ４が前後、上下に移動されるので、この
移動に伴い台車２の運転速度に対して牽引装置のロープ
７と転倒防止装置のロープ９の速度を刻々と変化させな
ければならない。この関係を第３図で説明すると、同図
において、捨込ホッパ４がｙだけ下降し、台車がｖの速
度でｘの距離前進したとき、ロープ７の速度をｖ１、ロ
ープ９の速度をｖ２とすると次のような関係式となる。

Ｖ_１＝Ｖ・（ｎ−ｘ）／ ｛（Ｈ_１＋ｙ）^２＋（ｎ−ｘ）^２｝^1/2 Ｖ_２＝Ｖ・（ｍ＋ｘ）／ ｛（Ｈ_２＋ｙ）^２＋（ｍ＋ｘ）^２｝^1/2 ただし、ｘ＝ｘ′とする。また、ｘ、ｘ′、ｙは座標軸
ではなく、移動距離を示している。

この様な数式で表現できる理由については、第７図を参
照して説明する。この第７図は第３図をより分かり易い
ように簡略化したものである。第７図において、符号Ｅ
Ｆで特定される線分は、第３図における移動後の捨込ホ
ッパ４の位置である。速度ＶとＶ_１との比率は、第７図
中の三角形ＡＥＦにおける辺ＡＥの長さと辺ＡＦの長さ
の比率に等しい。そして、辺ＡＥの長さは（ｎ−ｘ）で
表現され、辺ＡＦの長さは ｛（Ｈ_１＋ｙ）^２＋（ｎ−ｘ）^２｝^1/2 であるので、辺ＡＥの長さと辺ＡＦの長さの比は （ｎ−ｘ）／ ｛（Ｈ_１＋ｙ）^２＋（ｎ−ｘ）^２｝^1/2 となる。したがって、速度Ｖにこの比率を乗すれば、Ｖ
_１が求まるのである。

一方、速度ＶとＶ_２との比率については、三角形ＢＥＦ
における辺ＢＥの長さと辺ＢＦの長さとの比率と同一で
ある。そして、辺ＢＥの長さは（ｍ＋ｘ）であり、辺Ｂ
Ｆの長さは ｛（Ｈ_２＋ｙ）^２＋（ｍ＋ｘ）^２｝^1/2である。したが
って、両者の比は （ｍ＋ｘ）／ ｛（Ｈ_２＋ｙ）^２＋（ｍ＋ｘ）^２｝^1/2 となり、速度Ｖにこの比率を乗した数式は、上述したＶ
_２の式に他ならない。

この関係式を満足させるために、台車に距離検出器と速
度検出器および捨込ホッパに高さ検出器を設け、これら
の信号を演算器にかける牽引装置と転倒防止装置の駆動
装置にフィードバックさせることにより論理的に速度制
御すなわち位置の制御を行うことは可能であるが、精度
の高い高価な制御装置を用いる必要があるし、またロー
プの伸びとカテナリにより誤差が出る。

そこで本発明はこの誤差を修正すること及び高価な制御
装置を用いずに、捨込ホッパの位置の精度を保ちかつス
ムーズな運転を行わしめるための捨込ホッパの位置制御
装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明の構成を、実施例に
対応する第４図、第５図を用いて説明すると、本発明の
捨石均し装置における捨込ホッパの位置制御装置は、台
船１上を走行できるホッパ付台車２と、台車２に支持さ
れた捨石ホッパ３に対しテレスコピックの関係を為して
台車２から昇降装置５により懸垂される捨込ホッパ４
と、台船１上のウインチ６にロープ７を介して捨込ホッ
パ４に接続されて該捨込ホッパ４を引張る牽引装置と、
台船１上のウインチ８にロープ９を介して捨込ホッパ４
に接続され該捨込ホッパ４の転倒作用を防止する転倒防
止装置とにより構成され、捨込ホッパ４の昇降移動およ
び水平移動を行って捨石の投入および均しを行う捨石均
し装置において、牽引装置と転倒防止装置の各々のロー
プ７、９が捨込ホッパ４に設けられた滑車１４、１５を
経由するようにし、該各々のロープ１４、１５の先端は
それぞれ流体シリンダ１１、１２に接続されており、該
流体シリンダ１１、１２の近傍にはその位置を検出する
ための位置検出器１６、１７、１８、１９が設けられて
おり、捨込ホッパ４にはその傾斜を検出するための傾斜
検出器１３が設けられ、流体シリンダ１１、１２の位置
を検出する前記位置検出器１６、１７、１８、１９の出
力および前記傾斜検出器１３の出力は、牽引装置のウイ
ンチ６および転倒防止装置のウインチ８に送られ、該出
力に応答して牽引装置のウインチ６のロープ７の巻取速
度および転倒防止装置のウインチ８のロープ９の繰出速
度が制御されることを特徴としている。

ここで、本発明によれば、流体シリンダの位置検出器お
よび傾斜検出器の出力信号を牽引装置のウインチおよび
転倒防止装置のウインチが読取り、それぞれのウインチ
におけるロープの巻取速度および繰出速度を制御、すな
わち巻取速度或いは繰出速度を振減または駆動・停止す
ることにより、捨込ホッパの位置を制御するのである。
換言すれば、牽引装置のウインチおよび転倒防止装置の
ウインチが、捨込ホッパの位置を移動しつつ制御してい
るのである。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。

第４図および第５図において、捨込ホッパ４に滑車１４
および１５を設け、台船１に流体シリンダ１１および１
２を設ける。牽引装置のウインチ６に巻かれたロープ７
は滑車１４を経由し、このロープの端末を流体シリンダ
１１に接続する。また転倒防止装置のウインチ８に巻か
れたロープ９は滑車１５を経由し、このロープの端末を
流体シリンダ１２に接続する。１３は傾斜検出器で捨込
ホッパ４に固定される。なおウインチ６とウインチ８は
速度を変化できる構造のものである。

次にこの制御システムの詳細部分を第６図によって説明
する。

流体シリンダ１１の動作位置を検出する位置検出器１６
および１７を、また流体シリンダ１２の動作位置を検出
する位置検出器１８および１９を設ける。また、流体シ
リンダ１１の管路にはリリーフバルブ２０を、また流体
シリンダ１２の管路にはリリーフバルブ２１を設ける。

次にこれらの機器構成による位置制御装置を使用した運
転の一例を説明する。

マウンド造成施工座標上に台車２の中心を合せかつ台車
２のレールが水平になるように台船１を設置した後、台
車２を前進させる。このときウインチ６は巻取り用、ウ
インチ８は巻戻し用として作用させる。ウインチ６は捨
込ホッパ４の水平方向の抵抗力に打勝つ力を持っている
が、流体シリンダ１１はこのウインチの力で引出されな
いようにリリーフバルブ２０の圧力を設定する。ウイン
チ８は捨込ホッパ４の転倒を防止するための力で運転す
るが、この力が大きすぎると、捨込ホッパ４の水平方向
の抵抗力が増すので必要最小限のロープ張力となるよう
に流体シリンダ１２によって引張る。流体シリンダ１２
の引張力はリリーフバルブ２１の圧力調整によって設定
する。ウインチ６およびウインチ８の速度は台車２の速
度に対し水平方向に換算して近似的に同一となるように
速度コントローラによって設定する。なおこの速度コン
トローラの説明は省略する。台車２が前進後、台車２に
対するウインチ６、ウインチ８の速度誤差とロープの伸
びおよびロープのカテナリによる速度誤差が発生する
と、捨込ホッパ４が傾斜し、流体シリンダ１２が作動す
る。そこで傾斜検出器１３および流体シリンダ１２の位
置検出器１８、１９により捨込ホッパ４の傾斜と流体シ
リンダ１２の動作を監視しウインチ６およびウインチ８
の速度補正を行う。

速度補正の第１の例として、台車の速度に対しロープ７
の水平方向換算速度が速かったときは捨込ホッパ４は＋
側に傾斜するのでウインチ６の速度を減らすか停止させ
傾斜をなくす。第２の例として、台車の速度に対しロー
プ７の水平方向換算速度が遅かったときは捨込ホッパ４
は−側に傾斜するので、ウインチ６の速度を増し傾斜を
なくす。第３の例としてロープ７の水平方向換算速度に
対してロープ９の水平方向換算速度が速かったときはシ
リンダ１２が引込み、位置検出器１９が作動することに
よりウインチ８の速度を遅くするか停止させる。第４の
例としてロープ７の水平方向換算速度に対してロープ９
の水平方向換算速度が遅かったときはシリンダ１２が引
出され、位置検出器１８が作動することによりウインチ
８の速度を増す。

このように傾斜検出器の作動検出により巻取側のウイン
チの速度を増減または駆動停止させ、巻戻し側のシリン
ダの動作位置検出器の作動検出により巻戻し側のウイン
チの速度を増減または、駆動・停止させ、これを繰返し
運転して進行させる。なお、後退時はこれらの制御を逆
向に作用させることにより運転を行う。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は捨込ホッパに固定した傾
斜検出器と牽引装置のロープ端末に設けた流体シリンダ
およびシリンダの位置検出器と転倒防止装置のロープ端
末に設けた流体シリンダおよびシリンダの位置検出器に
より速度誤差すなわち位置の誤差を検出し、牽引装置の
速度と転倒防止装置の速度を補正することにより、台車
の下方にある捨込ホッパの位置の精度を向上させかつス
ムーズな運転を行わしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明が実施される捨石均し装置
を示し、第１図は側面図、第２図は正面図、第３図は動
きの関係を示す説明図、第４図および第５図は本発明の
実施例に係る捨込ホッパの位置制御装置を適用した捨石
均し装置を示し、第４図は側面図、第５図は正面図、第
６図は本発明の制御システムの詳細を示す図、第７図は
第３図と同様な動きの関係を示す図であり、第３図より
も簡略化して示されている。 １……台船、２……台車、３……捨石ホッパ、４……捨
込ホッパ、５……昇降装置、６、８……ウインチ、７、
９……ロープ、１０……カウンタウエイト、１１、１２
……流体シリンダ、１３……傾斜検出器、１４、１５…
…滑車、１６、１７、１８、１９……位置検出器、２
０、２１……リリーフバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島谷 昌宏 福岡県福岡市博多区博多駅前３−12−10 鹿島建設株式会社九州支店内 (72)発明者 菊地 建二 福岡県福岡市博多区博多駅前３−12−10 鹿島建設株式会社九州支店内 (72)発明者 中村 三男 福岡県福岡市博多区博多駅前３−12−10 鹿島建設株式会社九州支店内 (72)発明者 鹿子島 隆二 福岡県福岡市博多区博多駅前３−12−10 鹿島建設株式会社九州支店内 (72)発明者 坂口 明 長崎県佐世保市東山町10−23 (72)発明者 藤原 重厚 長崎県佐世保市新田町302−２ (56)参考文献 特開 昭60−48895（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台船上を走行できるホッパ付台車と、台車
   に支持された捨石ホッパに対しテレスコピックの関係を
   為して台車から昇降装置により懸垂される捨込ホッパ
   と、台船上のウインチにロープを介して捨込ホッパに接
   続されて該捨込ホッパを引張る牽引装置と、台船上のウ
   インチにロープを介して捨込ホッパに接続され該捨込ホ
   ッパの転倒作用を防止する転倒防止装置とにより構成さ
   れ、捨込ホッパの昇降移動および水平移動を行って捨石
   の投入および均しを行う捨石均し装置において、牽引装
   置と転倒防止装置の各々のロープが捨込ホッパに設けら
   れた滑車を経由するようにし、該各々のロープの先端は
   流体シリンダに接続されており、該流体シリンダの近傍
   にはその位置を検出するための位置検出器が設けられて
   おり、捨込ホッパにはその傾斜を検出するための傾斜検
   出器が設けられ、流体シリンダの位置を検出する前記位
   置検出器の出力および前記傾斜検出器の出力は、牽引装
   置のウインチおよび転倒防止装置のウインチに送られ、
   該出力に応答して牽引装置のウインチのロープ巻取速度
   および転倒防止装置のウインチのロープ繰出速度が制御
   されることを特徴とする捨石均し装置における捨込ホッ
   パの位置制御装置。