JPH076214B2 - グラブバケットを有する掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主としてしゅんせつ
船に搭載されて、海底等を掘削するグラブバケットを有
する掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】グラブバケットを有する掘削装置は、支
持ワイヤーでグラブバケットを上下に移動させ、開閉ワ
イヤーでグラブバケットのシェルを開閉する。支持ワイ
ヤーを巻き取り、あるいは繰り出すことによって、グラ
ブバケットを上昇または降下させる。また、支持ワイヤ
ーに対して開閉ワイヤーを巻き取り、あるいは繰り出し
てグラブバケットのシェルを開閉する。この構造の掘削
装置は次のようにして使用される。

【０００３】 グラブバケットを掘削位置の上方に移動させる。 開閉ワイヤーを繰り出して、グラブバケットのシェ
ルを開く。 支持ワイヤーを所定の長さだけ繰り出して、開いた
姿勢でグラブバケットを所定の位置に降下させる。 開閉ワイヤーを巻き取ってグラブバケットのシェル
を閉じ、土砂をすくい取る。 支持ワイヤーを巻き取ってグラブバケットを吊り上
げて所定の位置に運ぶ。 グラブバケットを搬送装置の上方に吊り下げてシェ
ルを開き、土砂を落下させる。

【０００４】この状態で使用される掘削装置は、グラブ
バケットを閉じるときにシェルが衝突して大きな衝撃を
与える。シェルの動きを遅くすると、閉じたときの衝撃
を少なくできる。しかしながら、動きの遅いグラブバケ
ットは、閉じるのに時間がかかって作業能率が低下す
る。作業能率を高くするために、グラブバケットは所定
の速度で速く閉じることが大切である。シェルの動きを
速くして、閉じたときの衝撃を少なくするためには、グ
ラブバケットを、図１に示す状態で閉じる必要がある。
すなわち、７０〜８０％閉じるまではシェルを速く閉
じ、完全に閉じる前から次第に減速し、完全に閉じると
きには、シェルの動きを停止し、あるいは著しく減速す
るのがよい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１に示す状態でグラ
ブバケットを閉じるには、シェルが閉じられる直前に、
開閉ドラムのブレーキを操作して、開閉ワイヤーの巻き
取り速度を次第に遅くする必要がある。このことを実現
するために、オペレーターは、グラブバケットを見なが
ら、開閉ドラムのブレーキを操作する必要がある。しか
しながら、グラブバケットは常に見える位置で閉じると
は限らない。海底や川底を掘削する場合、グラブバケッ
トは水面下で閉じられる。このとき、ほとんどの場合、
水が濁って水中のグラブバケットの動きは確認できな
い。このため、オペレーターは、「カン」にたよって開
閉ドラムのブレーキを操作する必要がある。見えないグ
ラブバケットの動きを「カン」で制動して、シェルが閉
じる衝撃を解消することは実際にはほとんど不可能であ
る。

【０００６】さらに、グラブバケットが見えたとして
も、これを見ながらシェルが閉じられる直前に、毎回正
確に制動することなどほとんど不可能である。それは、
ブレーキ操作のタイミングが少しずれても、シェルの衝
撃が大きくなるからである。オペレーターがシェルの動
きを見てブレーキを操作するかぎり、ブレーキ操作のタ
イミングのずれを解消することができない。このため、
シェルを閉じるときの衝撃がグラブバケットに損傷を与
え、その寿命を短くしてメンテナンスに手間がかかる欠
点がある。

【０００７】この発明は、この欠点を解決することを目
的に開発されたもので、この発明の重要な目的は、シェ
ルが閉じるときの衝撃を極減できると共に、オペレータ
ーに難しい操作が要求されないグラブバケットを有する
掘削装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のグラブバケッ
トを有する掘削装置は、前述の目的を達成するために下
記の構成を備えている。すなわち、掘削装置は、掘削す
るグラブバケット１と、グラブバケット１のシェル１Ａ
を開閉させる開閉ワイヤー２と、グラブバケット１を上
下させる支持ワイヤー４と、開閉ワイヤー２を巻き取る
開閉ドラム７と、開閉ドラム７の回転を制御するブレー
キ９と、支持ワイヤー４を巻き取る支持ドラム１０と、
開閉ドラム７と支持ドラム１０とを駆動する動力源８と
を備えている。

【０００９】開閉ワイヤー２には、その移動量を直接あ
るいは間接に検出する開閉センサー３が連結され、支持
ワイヤー４にはその移動量を直接あるいは間接に検出す
る支持センサー５が連結されている。さらに、この発明
の装置は、開閉センサー３と支持センサー５からの入力
信号からグラブバケット１の開度を計算する制御手段６
を備えている。制御手段６はグラブバケット１の開度を
検出して、グラブバケット１のシェル１Ａが閉じられる
前にブレーキ９を制御し、開閉ドラム７の回転を制動し
てシェル１Ａが閉じられる直前の速度を減速または停止
する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。ただし、以下に示す実施例は、この発明の技
術思想を具体化する為のグラブバケットを有する掘削装
置を例示するものであって、この発明の掘削装置は、構
成部品の材質、形状、構造、配置を下記の構造に特定す
るものでない。この発明の掘削装置は、特許請求の範囲
の記載において、種々の変更が加えられる。

【００１１】更に、この明細書は、特許請求の範囲が理
解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号
を、「特許請求の範囲の欄」、および「従来の課題を解
決する為の手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲の範囲に示される部材を、実施例
の部材に特定するものでは決してない。

【００１２】図２と図３とは、この発明のグラブバケッ
トを有する掘削装置を装備したしゅんせつ船を示してい
る。このしゅんせつ船に装備される掘削装置は、海底を
掘削するグラブバケット１と、グラブバケット１のシェ
ル１Ａを開閉させる開閉ワイヤー２と、グラブバケット
１を上下させる支持ワイヤー４と、開閉ワイヤー２を巻
き取る開閉ドラム７と、支持ワイヤー４を巻き取る支持
ドラム１０と、開閉ドラム７と支持ドラム１０とを駆動
する動力源８と、支持ワイヤー４の繰り出し量を検出す
る支持センサー５と、開閉ワイヤー２の繰り出し量を検
出する開閉センサー３とを備えている。

【００１３】グラブバケット１は、図２と図４とに示す
ように、開閉ワイヤー２と支持ワイヤー４との２本のワ
イヤーが連結されている。開閉ワイヤー２はシェル１Ａ
を開閉させる。すなわち、支持ワイヤー４を移動させな
いで、開閉ワイヤー２を引っ張るとシェル１Ａが閉じら
れる。反対に、支持ワイヤー４を移動させないで、開閉
ワイヤー２を繰り出すとシェル１Ａが開かれる。

【００１４】シェル１Ａの開度は、支持ワイヤー４に対
する開閉ワイヤー２の引っ張り量で決定される。いいか
えると、開閉ワイヤー２と支持ワイヤー４との相対運動
によって、シェル１Ａは開閉される。開閉ワイヤー２と
支持ワイヤー４とを一緒に移動させると、シェル１Ａが
開閉運動することなくグラブバケット１は上下に移動す
る。

【００１５】開閉ワイヤー２は、図４に示すように、滑
車を介して、シェル１Ａ中央の折曲部分に連結されてい
る。開閉ワイヤー２がシェル１Ａの中央部分を引き上げ
ると、シェル１Ａは閉じられる。開閉ワイヤー２がシェ
ル１Ａの中央部分を引き上げないと、図４に示すよう
に、シェル１Ａは自重で開かれる。ふたつのシェル１Ａ
は、図４に示すように、中央部分で折曲できるように連
結されている。

【００１６】シェル１Ａの開度は、開閉センサー３と開
閉センサー３からの入力信号を制御手段６で演算して検
出する。制御手段６は、シェル１Ａの開度を検出して、
シェルが閉じられる前にブレーキ９を制御し、開閉ワイ
ヤー２の巻き取りを制動してシェル１Ａの閉運動を制御
する。すなわち、開閉ワイヤー２が巻き取られてシェル
１Ａが完全に閉じられる前にブレーキ９を操作して開閉
ドラム７の回転を遅くし、シェル１Ａが閉じるときの衝
撃を解消する。

【００１７】このことを実現するために、グラブバケッ
ト１の掘削装置は、図５に示すように、グラブバケット
１を開閉する開閉ワイヤー２の移動量を検出する開閉セ
ンサー３と、グラブバケット１を上下させる支持ワイヤ
ー４の移動量を検出する支持センサー５と、両センサー
からの入力信号を演算処理してグラブバケット１の開度
を計算する制御手段６と、制御手段６に制御されて開閉
ドラム７を制動するブレーキ９とを備えている。

【００１８】開閉センサー３には、開閉ワイヤー２の移
動量を直接、あるいは、間接的に検出できる全てのセン
サーが利用できる。開閉ワイヤー２の移動量を直接検出
する開閉センサー３は、開閉ワイヤー２に接触して回転
するローラーの回転を検出するセンサーが使用できる。
開閉ワイヤー２の移動量を間接的に検出するセンサーに
は、例えば、開閉ワイヤー２の巻取ドラムの回転を検出
するセンサーが使用できる。

【００１９】支持センサー５も、開閉センサー３と同様
に、支持ワイヤー４の移動量を直接、あるいは、間接的
に検出できる全てのセンサーが利用できる。支持ワイヤ
ー４の移動量を直接検出するセンサーは、支持ワイヤー
４に接触して回転するローラーの回転を検出するセンサ
ーが利用できる。支持ワイヤー４の移動量を間接的に検
出するセンサーには、例えば、支持ワイヤー４の巻取ド
ラムの回転を検出するセンサー等が使用できる。

【００２０】制御手段６は、開閉センサー３と支持セン
サー５からの入力信号から、グラブバケット１のシェル
１Ａが閉じられるときの開度を演算する。制御手段６に
は、マイクロコンピュータが使用される。マイクロコン
ピュータは、開閉センサー３と支持センサー５から入力
されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコ
ンバータ６Ａと、両センサーからの入力信号を計算して
シェル１Ａの開度を求めるＣＰＵ６Ｂと、両センサーの
入力信号からシェル１Ａの開度を計算する関数と、ブレ
ーキ９の操作情報とを記憶するメモリ６Ｃとを備えてい
る。

【００２１】シェル１Ａの開度は、支持ワイヤー４に対
する開閉ワイヤー２の巻き取り量で決定される。したが
って、メモリ６Ｃは、開閉センサー３と支持センサー５
の入力信号の差からシェル１Ａの開度を計算する関数を
記憶している。グラブバケット１のシェル１Ａがどの角
度まで閉じられたときに、どの程度のブレーキ９をかけ
て開閉ワイヤー２の巻き取り速度を制動するかのブレー
キ情報もメモリ６Ｃに記憶されている。開閉ドラム７の
ブレーキ操作の理想的な状態を図５に示している。この
図に示すブレーキ操作は、シェル１Ａが完全に閉じられ
る前からブレーキ９をかけ始め、シェル１Ａが閉じられ
るに従って次第にブレーキを強くし、シェル１Ａが完全
に閉じられるときには最も強くブレーキをかけ、ほとん
どシェルの動きを停止し、あるいは、閉じる速度を著し
く減速するようにする。

【００２２】複数のグラブバケット１を交換して使用す
るしゅんせつ機は、交換して使用される全てのグラブバ
ケット１のシェル１Ａの開度を計算する関数と、そのグ
ラブバケット１に最適のブレーキ情報とをメモリ６Ｃに
記憶させ、グラブバケット１を交換したときには、交換
したグラブバケット１に対応する関数とブレーキ情報と
に切り換える。

【００２３】ＣＰＵ６Ｂは、Ａ／Ｄコンバータ６Ａから
入力される信号を、メモリ６Ｃに記憶する関数からシェ
ル１Ａの開度を計算し、シェル１Ａが決められた角度に
閉じられるときにブレーキ９を操作して、開閉ドラム７
の回転を制動する。

【００２４】ブレーキ９は、開閉ドラム７の回転を制動
する制動部材９Ａであるディスクブレーキと、このディ
スクブレーキのキャリパを駆動して、ディスクブレーキ
の制動力を調整する駆動部材９Ｂとを備えている。

【００２５】制動部材９Ａであるディスクブレーキは、
図３に示すように、開閉ドラム７の両側に固定されてい
るディスクと、このディスクを挟着してディスクの回転
を制動するキャリパとを備えている。

【００２６】駆動部材９Ｂは、図５に示すように、ディ
スクの制止力を調整する油圧ピストン１２と、制御弁１
３と、切換弁１４と、油圧ポンプ１１とを備えている。
油圧ピストン１２が油圧で押し出されると、キャリパが
ディスクを挟着してディスクの回転を制動する。

【００２７】制御弁１３はＣＰＵ６Ｂで制御される。す
なわち、制御弁１３の開度がＣＰＵ６Ｂで制御される。
制御弁１３は、切換弁１４から油圧ピストン１２に供給
される油圧をバイパスさせる。

【００２８】制御弁１３の開度が大きい程、多量の油圧
がバイパスされて油圧ピストン１２の供給油圧が低下さ
れ、油圧ピストン１２がキャリパを押圧する力が弱くな
る。キャリパの押圧力が弱くなると、ディスクが回転し
易い状態、すなわち、ブレーキ９を緩めた状態となっ
て、開閉ドラム７が回り易くなる。

【００２９】反対に、制御弁１３が閉弁されるほど、油
圧ピストン１２に作用する油圧が高くなり、油圧ピスト
ン１２がキャリパを強い力でディスクに押圧する。この
状態では、ブレーキ９を強く閉めた状態となって、開閉
ドラム７の回転がより強く制動される。

【００３０】切換弁１４は、グラブバケット１のシェル
１Ａを制動しない状態にあっては、図５に示す位置にあ
る。この状態では、油圧シリンダーに油圧ポンプ１１で
加圧された作動油が供給されない。このため、ブレーキ
９は、開閉ドラム７の回転を制動しない。グラブバケッ
ト１のシェル１Ａが所定の開度に閉じられると、切換弁
１４が図５の位置から切り換えられる。切換弁１４が切
り換えられると、油圧ポンプ１１は、油圧シリンダーに
作動油を供給する。この状態で制御弁１３の開度が調整
され、グラブバケット１のシェル１Ａの制動力が調整さ
れる。

【００３１】

【発明の効果】この発明のグラブバケットを有する掘削
装置は、グラブバケットを短時間で閉じて、閉じるとき
の衝撃を少なくできる特長がある。それは、センサーで
もって開閉ワイヤーと支持ワイヤーの巻き取り量を検出
し、その巻き取り量から制御手段がシェルの開度を計算
し、シェルが閉じられる直前に開閉ドラムのブレーキを
操作して、シェルが閉じられる速度を減速することが理
由である。この状態で閉じられるグラブバケットは、水
中の全く見えない海底や川底を掘削する時にも、決めら
れた開度で正確にブレーキ操作される。このため、グラ
ブバケットを速く閉じることができるにもかかわらず、
完全に閉じられてシェルが衝突する衝撃を少なくでき、
シェルの損傷を少なくして、メンテナンスを簡単にでき
る特長がある。

【００３２】さらにこの発明のグラブバケットを有する
掘削装置は、シェルを理想的な状態で開くことができる
にもかかわらず、オペレーターは開閉ドラムのブレーキ
を操作する必要がない。このため、オペレーターに高度
なブレーキ操作が要求されず、簡単に、しかも便利に使
用できる特長も実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】シェルを閉じる理想的な状態を示すグラフ

【図２】掘削装置がセットされるしゅんせつ船を示す側
面図

【図３】図２に示すしゅんせつ船の支持ドラムと開閉ド
ラム部分を示す平面図

【図４】シェルの一例を示す側面図

【図５】制御手段とブレーキの制動回路の一例を示す回
路図

【符号の説明】

１……グラブバケット １Ａ……シェル
２……開閉ワイヤー ３……開閉センサー ４……支持ワイヤー
５……支持センサー ６……制御手段 ６Ａ……Ａ／Ｄコンバータ ６Ｂ……ＣＰＵ ６Ｃ……メモリ
７……開閉ドラム ８……動力源 ９……ブレーキ ９
Ａ……制動部材 ９Ｂ……駆動部材 １０……支持ドラム
１１……油圧ポンプ １２……油圧ピストン １３……制御弁
１４……切換弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削するグラブバケット(1)と、グラブ
   バケット(1)のシェル(1A)を開閉させる開閉ワイヤー(2)
   と、グラブバケット(1)を上下させる支持ワイヤー(4)
   と、開閉ワイヤー(2)を巻き取る開閉ドラム(7)と、開閉
   ドラム(7)の回転を制御するブレーキ(9)と、支持ワイヤ
   ー(4)を巻き取る支持ドラム(10)と、開閉ドラム(7)と支
   持ドラム(10)とを駆動する動力源(8)とを備えるグラブ
   バケットを有する掘削装置において、 開閉ワイヤー(2)には、その移動量を直接あるいは間接
   に検出する開閉センサー(3)が連結され、支持ワイヤー
   (4)にはその移動量を直接あるいは間接に検出する支持
   センサー(5)が連結されており、開閉センサー(3)と支持
   センサー(5)からの入力信号からグラブバケット(1)の開
   度を計算する制御手段(6)を備えており、制御手段(6)が
   グラブバケット(1)の開度を検出し、グラブバケットの
   シェル(1A)が閉じられる前にブレーキ(9)を制御して開
   閉ドラム(7)の回転を制動し、シェル(1A)が閉じられる
   直前の速度を減速または停止するように構成されたこと
   を特徴とするグラブバケットを有する掘削装置。