JPH079901Y2 - 浚渫・砕岩用ウインチにおけるディスクブレーキの集塵・冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は浚渫・砕岩用ウインチに
おけるディスクブレーキの集塵・冷却装置に関し、特に
はブレーキ制動時毎にブレーキ作動部材等が摩耗して発
生する微細な粉塵を除去するとともに、併せてブレーキ
ディスクを効果的に冷却するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に作業船において、ウインチの鋼索
で吊支したグラブバケットを巻下げ、巻上げて行う浚渫
作業においては、ウインチのブレーキ装置としてはブレ
ーキドラムをブレーキ帯で緊締するバンドブレーキが使
用されている。

【０００３】一方グラブバケットに代えて砕岩棒を使用
する砕岩作業においては、ウインチの鋼索で砕岩棒を吊
り上げ、これを海底に自由落下させる際の落下エネルギ
ーを利用して岩盤を破砕するようにしている。従って砕
岩棒が海底に衝突する瞬間を見越して、ウインチの巻胴
を急速に制動し、巻胴の慣性力による巻胴の過大な遊転
を防止し、再び巻上げを開始しなければならない。その
ため、ブレーキ装置としては従来のバンドブレーキに代
えて、或は併用してディスクブレーキを使用することが
知られている。例えば、実公昭５７−２４７９６号によ
れば、砕岩船のウインチの急速停止用ブレーキとして、
巻胴の中央部にブレーキディスクを立設するとともにブ
レークディスクに圧接するブレーキ作動部材を配置した
構成が開示されている。

【０００４】かかるディスクブレーキは巻胴の回転軸と
一体に固定されたブレーキディスクをブレーキ作動部材
で圧接することにより制動をするものであり、作動の時
間遅れが少なく、急速停止に適している。さらに、ディ
スクの放熱面積が広いため放熱効果に優れている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、急速停
止を頻繁に繰り返す砕岩作業等においてはディスクブレ
ーキはブレーキ作動部材の摩擦片が急速に摩耗するた
め、制動動作時毎に繰り返して多量の微細な粉塵が発生
し、閉鎖された機械室内に充満し、作業者に不快な思い
を与え、また健康にも影響を与えるものであった。従来
の砕岩船等のウインチのディスクブレーキ装置は集塵に
関して全く考慮されていなかったのである。

【０００６】また、かかるウインチのブレーキ装置は巻
胴の回転力を摩擦力で制動するものであり制動時に発熱
するため、バンドブレーキは勿論、放熱効果の高いディ
スクブレーキであっても急速停止を繰り返す砕岩作業等
においては冷却を考慮する必要がある。そこで、従来バ
ンドブレーキの冷却装置として実公昭５５−４６７１７
号によればブレーキドラムの放熱ひれに送風機を配置し
たものが、又実公昭５６−２７１９号によればブレーキ
ドラムの近傍に羽根車を同軸で固定するとともに、ブレ
ーキドラムに案内羽根を設けて、回転により発生する風
の通路を形成したものが開示されており、それぞれブレ
ーキドラムを冷却するようにしている。

【０００７】しかしながら、この冷却装置はバンドブレ
ーキを対象とするものであるし、何より風をブレーキド
ラムに吹き付けて冷却を行う押し込みファンを使用した
構成であるため、これをディスクブレーキの冷却に応用
しようとすると、前記摩耗したブレーキ作動部材の微細
な粉塵を撒きちらし、長時間機械室内に漂わせることと
なり、却って前記問題点を助長することとなる。

【０００８】また、ディスクブレーキにおいて１枚のブ
レーキディスクに対するブレーキ作動部材の個数は制動
力によって定められるものであり、複数個設置する場合
に前記実公昭５７−２４７９６号によれば、図７に示す
ように胴５０の中央部に固着したブレーキディスク５１
の外周上に等間隔でブレーキ作動部材５２，５２を分離
させて機枠５３に配置する構成が開示されている。その
ため、前記実公昭５５−４６７１７号等に示す従来の押
し込みファンを使用した冷却装置を応用して、ブレーキ
ディスク５１の回転に支障のない上部を断面コ字型のフ
ード５４を配し、そのフード５４に送気ダクト５５を連
結し、フード５４内に送風したとしても、微細な粉塵を
撒きちらし、長時間機械室内に漂わせることとなる。し
かも、二ケ所にフード５４を設置しなければならず、設
備効率が悪い。

【０００９】また前記粉塵の発生個所も複数となってし
まい、しかもブレーキを制動させる際のブレーキディス
クの回転方向は同一方向の回転であるため、それぞれの
ブレーキ作動部材において粉塵の飛散する方向が異なる
こととなり、その処理もそれぞれのブレーキ作動部材毎
に、しかも異なる方向に飛散する粉塵を処理しなければ
ならない。

【００１０】そこで、本考案は上記事情に鑑み、ブレー
キ制動時毎にブレーキ作動部材の摩擦片等が摩耗して発
生する微細な粉塵を除去するとともに、併せて冷却の要
求されるブレーキディスクを効果的に冷却する集塵・冷
却装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本考案は上記目的を達成
するために、請求項１により、ディスクブレーキを用い
た浚渫又は砕岩用のウインチにおいて、ディスクブレー
キ装置のブレーキ作動部材の近傍に、エア吸引用の開口
部を有する集塵機を設けるとともに、集塵機のエア吸引
用の開口部を制動時のディスクの回転方向に向かう配置
でブレーキ作動部材に対向して設けた構成のウインチ等
の集塵及び冷却装置を、請求項２により、ディスクブレ
ーキを用いた浚渫又は砕岩用のウインチにおいて、ディ
スクブレーキ装置の複数のブレーキ作動部材を上下方向
に積み重ねて一箇所に集中配置し、かつ、その集中配置
したブレーキ作動部材の近傍にエア吸引用の開口部を有
する集塵機を設けるとともに、集塵機のエア吸引用の開
口部を制動時のディスクの回転方向に向かう配置でブレ
ーキ作動部材に対向して設けた構成のウインチ等の集塵
及び冷却装置を提供する。

【００１２】

【作用】上記手段の本考案によれば、ブレーキ作動部材
の近傍に設けたエア吸引用の開口部を有する集塵機によ
って、制動動作毎にブレーキ作動部材等の摩耗により発
生する微細な粉塵を発生後直ちに吸引して外部に排出す
ることができ、粉塵が充満することがなく閉鎖された機
械室内の環境を良好に保つことができる。また、この吸
引によって、ブレーキ作動部材の周囲に空気流が形成さ
れ、その空気流によってブレーキディスク及びブレーキ
作動部材の摩擦熱を冷却することができる。更に、本考
案によれば、ブレーキ作動部材を複数設置するときに
は、上下方向に積み重ねて一箇所に集中配置することと
したため、粉塵の飛散する方向及び場所が一定、かつ、
一箇所となり、集塵機の設置を容易に最小の設備で行う
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下本考案にかかる浚渫・砕岩用ウインチに
おけるディスクブレーキの集塵・冷却装置の一実施例を
図に基づき詳述する。図１は本考案の基本的構成を示す
側面図、図２はその平面図である。図において、１３は
作業船における浚渫・砕岩用のウインチの巻胴、１９，
１９はブレーキディスク、５ａ，５ｂはキャリパー等の
ブレーキ作動部材、１１は機枠である。ブレーキディス
ク１９，１９は後述のように巻胴１３の左右両側のブレ
ーキドラム１７，１７の外端面にそれぞれ固着されてい
る。このブレーキディスク１９，１９の一部を挾み、機
枠１１に連結したブレーキ台４に二つのブレーキ作動部
材５ａ，５ｂが上下方向に積み重ねられて配置され、そ
れぞれ油圧操作によって作動可能に構成されている。

【００１４】そして、ブレーキ作動部材５ａ，５ｂに対
向し、かつ、ブレーキディスク１９，１９の制動時の回
転方向に向いて開口部６が配置固定された集塵機７が機
枠１１に支持されて設けられている。開口部６は図３に
示したように、ブレーキ台４とブレーキディスク１９の
一部を挾む凹部７ａを有する広口のダクトであって、こ
の開口部６から略直交する方向へ吸引ダクト８が接続し
ている。吸引ダクト８は、電動の排気ファン９を収納し
た吸引部８ａを有し、かつ、その排気口８ｂにはフィル
ター１０が交換可能に取り付けられる。

【００１５】次にディスクブレーキを採用した浚渫・砕
岩用のウインチの詳細を図５，６に基づき説明する。図
中１１，１１は一対の機枠であって、この機枠１１，１
１は旋回台床面に固着されている。１２は主軸であり、
この主軸１２は一対の機枠１１，１１間に図外の原動機
によって常時回転駆動可能に軸支されている。

【００１６】１３は巻胴であって、この巻胴１３は前記
主軸１２に対して回転自在に装着されており、かつ、巻
胴１３の周囲には図示しない鋼索が捲回されている。こ
の巻胴１３の外周中央部にはつば１３ａ(仕切板)が突設
されていて、該つば１３ａによって巻胴１３が２分割さ
れている。即ち、１個の巻胴１３にて２本の鋼索を捲回
して、この２本の鋼索を同時に巻上げ，巻下げを行なう
ことができるように設定されている。

【００１７】１４，１４はクラッチドラムであって、該
クラッチドラム１４，１４は巻胴１３の両側に位置する
ドラムフランジ１５，１５の外端面に各々固着されてい
る。１６，１６はバンドクラッチであり、該バンドクラ
ッチ１６，１６は前記主軸１２に固着されており、従っ
てウインチの原動機に連動して主軸１２とともに常時回
転駆動される。このバンドクラッチ１６，１６は、前記
２個のクラッチドラム１４，１４の内周面に各々断接可
能となっている。

【００１８】１７，１７はバンドブレーキのブレーキド
ラムであって、このブレーキドラム１７，１７は通常の
ブレーキとして左右のクラッチドラム１４，１４の各々
の外周面に半径方向に間隙を有して一体に構成されてい
る。１８，１８はバンドブレーキのブレーキ帯であり、
該ブレーキ帯１８，１８は左右のブレーキドラム１７，
１７の各々の外周面に一定の間隙を有して装備されてお
り、このブレーキドラム１７，１７を緊締することが可
能となっている。

【００１９】１９，１９は環状のブレーキディスクであ
り、このブレーキディスク１９，１９は、左右のブレー
キドラム１７，１７の外端面にそれぞれ固着されてい
る。

【００２０】５ａ，５ｂはディスクブレーキ用のキャリ
パからなるブレーキ作動部材であって、該ブレーキ作動
部材５ａ，５ｂは、機枠１１に固着された取付台座２
１，２１にその基台２２，２２が固着され、図外の液圧
源から得られる作動液を受けて、左右２個のブレーキデ
ィスク１９，１９に制動力を供与する。なお、ブレーキ
作動部材５ａ，５ｂは図４に示したように上下方向に積
み重ねて一箇所に配置される。これにより、制動時に発
生する粉塵の飛散する方向及び場所が一定、かつ、一箇
所となる。

【００２１】次に図６に基づいて、上記ブレーキ作動部
材５ａ，５ｂの具体的な構成を説明する。２３，２３は
パッドバッキングプレート、２４，２４は液圧ピストン
であって、上記パッドバッキングプレート２３，２３は
液圧ピストン２４，２４の内側に配設されている。２
５，２５は摩擦材であり、この摩擦材２５，２５はパッ
ドバッキングプレート２３，２３の内側で、かつ、ブレ
ーキディスク１９と一定の間隙を有して配設されてい
る。上記の油圧ピストン２４，２４は上下方向にスライ
ド可能であり、前記パッドバッキングプレート２３，２
３、摩擦材２５，２５を一体としてブレーキディスク１
９の軸と平行に押圧動作し、摩擦材２５，２５をブレー
キディスク１９に圧着させて制動する。

【００２２】２６，２６はシリンダであり、このシリン
ダ２６，２６に前記液圧ピストン２４，２４がスライド
自在に嵌装されている。２７，２７はスプリングであ
り、該スプリング２７，２７は液圧ピストン２４，２４
とシリンダ２６，２６との間に介装されている。２８，
２８は液圧配管であって、この液圧配管２８，２８は前
記シリンダ２６，２６内に図外の液圧源から得られる圧
油を供給するものである。

【００２３】かかる構成で成るウインチの作用を以下に
説明する。先ず基本的な動作として、図５の巻胴１３に
捲回された図外の鋼索に吊支された砕岩棒を落下させる
には、バンドクラッチ１６，１６とクラッチドラム１
４，１４を開放することにより、巻胴１３が空転して砕
岩棒が海底に向けて自由落下させる。

【００２４】次にディスクブレーキによって巻胴１３の
制動を行なうには、ブレーキ作動部材５ａ，５ｂにパワ
ーユニット１から得られる作動液を油圧配管２８，２８
を介して導入すると、この作動液の液圧に応じて液圧ピ
ストン２４，２４がパッドバッキングプレート２３，２
３、摩擦材２５，２５を一体としてブレーキディスク１
９の軸と平行に押圧動作して該パッドバッキングプレー
ト２３，２３に固着された摩擦材２５，２５がブレーキ
ディスク１９に圧着されて、巻胴１３が制動される。砕
岩作業等においては、この急速停止を頻繁に繰り返して
行う必要があり、そのたび毎に摩擦材２５，２５が摩耗
して、微細な粉塵が発生するのである。なお、上記ウイ
ンチではバンドブレーキも装備しており、ブレーキドラ
ム１７，１７の各々の外周面に一定の間隙を有して装備
されているバンドブレーキのブレーキ帯１８，１８によ
って左右のブレーキドラム１７，１７を緊締することに
より制動することもできるが、これは浚渫作業等におい
てグラブバケットの巻下げ停止状態を維持するブレーキ
装置として使用されることが多いものである。

【００２５】砕岩棒等を巻上げるには、ディスクブレー
キを使用して制動している場合にはブレーキキャリパ５
ａ，５ｂから作動液を排出することによって、液圧ピス
トン２４，２４が後退し、ブレーキディスク１９，１９
の圧着を解除するとともにクラッチドラム１４，１４の
内周面にバンドクラッチ１６，１６を連結し、図外の原
動機によって主軸１２を回転駆動することにより行う。
即ち、主軸１２の回転により巻胴１３に鋼索が巻き取ら
れて砕岩棒等が巻き上げられる。またバンドブレーキを
使用して制動している場合には、ブレーキ帯１８，１８
による左右のブレーキドラム１７，１７の緊締を解除す
るとともに、クラッチドラム１４，１４の内周面にバン
ドクラッチ１６，１６を連結し、図外の原動機によって
主軸１２を回転駆動することにより行う。

【００２６】次に本考案の特徴である集塵・冷却の作用
について説明する。砕岩棒の自由落下を急速に停止する
ためディスクブレーキを使用して急速停止を頻繁に繰り
返すとブレーキ作動部材５ａ，５ｂの摩擦材２５，２５
が急速に摩耗するため、多量の微細な粉塵が発生する
が、このとき排気ファン９を駆動してブレーキ作動部材
５ａ，５ｂ近傍の開口部６の周辺の空気を強制的に吸引
ダクト８内に吸引させて粉塵を排出する。吸引ダクト８
内に吸引された粉塵はフィルター１０に付着し、清浄な
空気のみが排出口８ｂから排出される。そのため、粉塵
は発生源であるブレーキ作動部材５ａ，５ｂの近傍にお
いて直ちに吸引されたるため、機械室内に粉塵が飛散す
ることがない。

【００２７】同時に粉塵の吸引に伴い、ブレーキ作動部
材５ａ，５ｂの周囲に空気流が形成されて空気が入れ替
えられるため、ブレーキディスク１９，１９及びブレー
キ作動部材５ａ，５ｂの周囲の温度の低下が図られ、摩
擦熱を冷却することができる。

【００２８】更に、本考案によれば、１枚のブレーキデ
ィスク１９にブレーキ作動部材５ａ又は５ｂを複数設置
するときには、上下方向に積み重ねて一箇所に集中配置
しており、又急速停止の対象となる砕岩棒の自由落下時
の巻胴１３の回転方向は一定の方向であり粉塵の飛散す
る方向及び場所が一定、かつ、一箇所であるため、その
回転方向に向かって集塵機の設置を設置することにより
最小の設備で行うことができる。

【００２９】

【考案の効果】以上説明したように、本考案にかかる浚
渫・砕岩用ウインチにおけるディスクブレーキの集塵・
冷却装置によれば、ブレーキ作動部材の近傍に設けたエ
ア吸引用の開口部を有する集塵機によって、制動動作毎
にブレーキ作動部材等の摩耗により発生する微細な粉塵
を発生後直ちに吸引して外部に排出することができ、粉
塵が充満することがなく閉鎖された機械室内の環境を良
好に保つことができる。また、この吸引によって、ブレ
ーキ作動部材の周囲に空気流が形成され、その空気流に
よってブレーキディスク及びブレーキ作動部材の摩擦熱
を冷却することができる。更に、本考案によれば、ブレ
ーキ作動部材を複数設置するときには、上下方向に積み
重ねて一箇所に集中配置することとしたため、粉塵の飛
散する方向及び場所が一定、かつ、一箇所となり、集塵
機の設置を容易に最小の設備で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の基本的構成を示す側面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】集塵機の要部斜視図。

【図４】ブレーキ作動部材の設置状態を示す側面図。

【図５】ウインチの構成の詳細を示す一部断面平面図。

【図６】ブレーキ作動部材の詳細を示す断面平面図。

【図７】従来例及び従来の冷却装置を適用した場合の側
面図。

【符号の説明】

１３…巻胴 １９…ブレーキディスク ５ａ，５ｂ…ブレーキ作動部材 １１…機枠 ４…ブレーキ台 ６…開口部 ７…集塵機 ７ａ…凹部 ８…吸引ダクト ８ａ…吸引部 ８ｂ…排気ダクト ９…排気ファン １０…フィルター

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクブレーキを用いた浚渫又は砕岩
   用のウインチにおいて、ディスクブレーキ装置のブレー
   キ作動部材の近傍に、エア吸引用の開口部を有する集塵
   機を設けるとともに、集塵機のエア吸引用の開口部を制
   動時のディスクの回転方向に向かう配置でブレーキ作動
   部材に対向して設けたことを特徴とする浚渫・砕岩用ウ
   インチにおけるディスクブレーキの集塵・冷却装置。
2. 【請求項２】 ディスクブレーキを用いた浚渫又は砕岩
   用のウインチにおいて、ディスクブレーキ装置の複数の
   ブレーキ作動部材を上下方向に積み重ねて一箇所に集中
   配置し、かつ、その集中配置したブレーキ作動部材の近
   傍にエア吸引用の開口部を有する集塵機を設けるととも
   に、集塵機のエア吸引用の開口部を制動時のディスクの
   回転方向に向かう配置でブレーキ作動部材に対向して設
   けたことを特徴とする浚渫・砕岩用ウインチにおけるデ
   ィスクブレーキの集塵・冷却装置。