JPH076213B2 - 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する。 開閉ワイヤーを緩めてグラブバケットのシェルを開
く。 支持ワイヤーを繰り出して開いた姿勢でグラブバケ
ットを落下させる。 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、支持ワ
イヤーを緩めてグラブバケットを開くときに極めて大き
衝撃がある。それは、支持ワイヤーを緩めると、極めて
重いシェルが自重で加速しながら開き、完全に開く状態
で急激に動きが停止されることが理由である。グラブバ
ケットの衝撃は、シェルの可動部分に強大なショックを
与えてグラブバケットを著しく損傷させる。

【０００５】グラブバケットが開くときの衝撃は、支持
ワイヤーの繰り出しを制動することによって解消でき
る。シェルが開かれる途中で、開閉ドラムのブレーキを
操作して、開閉ワイヤーが繰り出される速度を減速する
ことができる。さらに、シェルが完全に開く直前に開閉
ドラムのブレーキを操作することによって、グラブバケ
ットが完全に開いて停止するときの衝撃を少なくでき
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、オペレーターがグラブバケットの開きを見ながら、
正確に開閉ドラムのブレーキ操作をすることは至難の技
である。それは、開閉ワイヤーの緩みが原因で、グラブ
バケットの制動に時間遅れがあるからである。グラブバ
ケットが完全に開かられるのを見てその直前にブレーキ
を操作しても、開閉ワイヤーの緩みが伸びるまではシェ
ルが開き続け、シェルが開く直前で制動することができ
ない。このため、従来のグラブバケットを有する掘削装
置は、グラブバケットのシェルが開くときの衝撃を少な
くすることが極めて難しく、この衝撃でグラブバケット
に損傷を与え、その寿命が短くなってメンテナンスに手
間がかかる欠点があった。

【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
ルが開く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が開かれる途
中でブレーキ９を制御し、開閉ドラム７の回転を一時的
に制動してシェル１Ａが開かれる速度を減速する。

【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、グラブバケットを有する
掘削装置を装備する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が演算して検
出される。制御手段６のブロック線図を図１に示してい
る。この図に示す制御手段６は、シェル１Ａの開度を検
出して、決められた位置でブレーキ９を制御し、開閉ワ
イヤー２の繰り出しを制動してシェル１Ａの開運動を制
御する。すなわち、開閉ワイヤー２が引き出されてシェ
ル１Ａが開かれる途中のあらかじめ決められた位置で、
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が急激に開かないように制動する。

【００１７】掘削装置は、開閉ドラム７の回転を制御す
るために、図１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、両センサーからの入力信号から
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の繰り出し量で決定される。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
度に開いたときに、どの程度のブレーキ９をかけて開閉
ワイヤー２の繰り出し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
作は、好ましくは、シェル１Ａが開運動する途中の２〜
３カ所で短時間ブレーキ９をかけ、シェル１Ａが完全に
開く最後で連続してブレーキ９をかけるのが良い。

【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
開か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２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、ディスクの制止力を調整
する油圧ピストン１２と、制御弁１３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を押圧する。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１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が所定の開度に開かれると、切換弁１
４が図１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、オペレーターに高度な操作技術が要求されない
にもかかわらず、グラブバケットのシェルを理想的な状
態で開くことができ、完全に開いて停止する時の衝撃を
著しく減少できる特長がある。この特長は、開閉ワイヤ
ーと支持ワイヤーの繰り出し量を開閉センサーと支持セ
ンサーとで検出してシェルの開度を計算し、シェルの開
度に最適な状態で支持ドラムにブレーキをかけるからで
ある。開閉ワイヤーと支持ワイヤーの相対的な繰り出し
量は正確にシェルの開度を特定する。このため、支持ワ
イヤーに対する開閉ワイヤーの繰り出し量を検出して開
閉ドラムを制動するこの発明の掘削装置は、たとえ支持
ワイヤーと開閉ワイヤーとに緩みがあっても、シェルは
決められた角度で正確に制動される。いいかえると、支
持ワイヤーや開閉ワイヤーの緩みがシェルの制動位置を
狂わせることがない。それは、支持ワイヤーに対する開
閉ワイヤーの繰り出し量がシェルの開度を決定するから
である。

【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、シェルのショックを少なくするために、オ
ペレーターがシェルの開度を見て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操作技術が
要求されることなく、シェルは理想的な状態で開かれて
衝撃が減少し、グラブバケットの寿命を長くしてメンテ
ナンスを簡素化できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の掘削装置の制御手段の一例を示すブ
ロック線図

【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

【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
９Ａ……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)の開度を検出して、グラブバケット
   のシェル(1)が開かれる途中でブレーキ(9)を制御して開
   閉ドラム(7)の回転を一時的に制動してシェル(1A)が開
   かれる速度を減速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。