特許 7538739 グラブバケット及びグラブバケット内の余水排出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-14

(45)【発行日】2024-08-22

(54)【発明の名称】グラブバケット及びグラブバケット内の余水排出方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/47 20060101AFI20240815BHJP

   B66C 3/02 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

E02F3/47 E

B66C3/02 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021026277

(22)【出願日】2021-02-22

(65)【公開番号】P2022128001

(43)【公開日】2022-09-01

【審査請求日】2023-10-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000222668

【氏名又は名称】東洋建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001999

【氏名又は名称】弁理士法人はなぶさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】白川 隆司

(72)【発明者】

【氏名】高山 智久

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１１８８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－１４００７７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０１－２１４６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０３２９０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－００１０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２４１１９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－３２１１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３２０１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１８８３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５５６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ３／４６－３／６０

Ｂ６６Ｃ １／００－３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上フレームと、下フレームと、前記下フレームに開閉可能に吊持される一対のシェルと、前記一対のシェルと前記上フレームとを連結する一対のロッドと、前記一対のシェルが閉じられた状態でバケット内の余水を外部へ排出する余水排出手段と、を備えるグラブバケットであって、
前記余水排出手段は、前記一対のシェルの、バケット閉状態で当接されて上下方向に延びる開口周縁部に設けられる排水口と、前記排水口の、バケット閉状態におけるバケット下端位置からの排水高さを調整する排水高調整部材と、を有し、
前記排水高調整部材は、前記一対のシェルの前記開口周縁部に固定され、バケット閉状態で対向面が当接されるプレートによって構成されることを特徴とするグラブバケット。

【請求項2】

請求項１に記載のグラブバケットを用いて、バケット内の余水を外部へ排出することを特徴とするグラブバケット内の余水排出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浚渫に用いられるグラブバケット及びグラブバケット内の余水を排出する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

浚渫船等に設置されるグラブバケットは、海底に堆積した土砂を一対のシェルによって掴み揚げ、掴み揚げた土砂を土砂運搬船に積み込むときに用いられる。このとき、土砂とともに掴み揚げられる余水（海水）が多いと、余水分だけ土砂運搬船の積載量を費やしてしまい、結果として浚渫作業の能率を低下させたり、運搬時の汚濁流出が問題になる。また、土砂運搬船内で改良材と浚渫土とを混合する浚渫土改良作業においては、土砂とともに掴み揚げられる余水が多いと混合時の浚渫土含水比が高くなり、改良材の添加量が増えてコストアップにつながる。

【0003】

そこで、従来、グラブバケットを水面から浮かせた状態で一旦静止させて水切りを行っていたが、バケット内には一定量の余水が残留する。また、浚渫土改良作業において改良材の添加量が含水比に影響する場合は、シェルを一定量開口させてバケット内の余水を排出させていたが、この場合、バケット内の余水を排出するのに５分程度の時間を要しており、作業能率を向上させるには不十分であった。また、シェルの開口から汚泥が流出し、水質が汚染される問題が発生した。

【0004】

一方、特許文献１に記載された浚渫用グラブバケットは、シェル１，１が開いた状態で開口する上下一対の水抜き口１５，１６を備え、シェル１，１が閉じられる過程で、掬い板部２上を滑る土砂によって押し上げられた開閉蓋１９，２０が、水抜き口１５，１６を閉鎖するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－１９０１６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、当該浚渫用グラブバケットは、可動部品である開閉蓋１９，２０が異物を挟んだり、開閉蓋１９，２０に押し下げる力が作用する等の不具合が発生した場合、水抜き口１５，１６が常時開放された状態となり、バケット内の土砂（浚渫土）が水抜き口１５，１６から外部へ流出し、浚渫作業の能率が低下する。

【0007】

本発明は、浚渫作業の能率化が可能なグラブバケット、及びグラブバケット内の余水を能率的に排出することが可能な方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のグラブバケットは、上フレームと、下フレームと、前記下フレームに開閉可能に吊持される一対のシェルと、前記一対のシェルと前記上フレームとを連結する一対のロッドと、前記一対のシェルが閉じられた状態でバケット内の余水を外部へ排出する余水排出手段と、を備えるグラブバケットであって、前記余水排出手段は、前記一対のシェルの、バケット閉状態で当接されて上下方向に延びる開口周縁部に設けられる排水口と、前記排水口の、バケット閉状態におけるバケット下端位置からの排水高さを調整する排水高調整部材と、を有し、前記排水高調整部材は、前記一対のシェルの前記開口周縁部に固定され、バケット閉状態で対向面が当接されるプレートによって構成されることを特徴とする。
本発明のグラブバケット内の余水排出方法は、請求項１に記載のグラブバケットを用いて、バケット内の余水を外部へ排出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、浚渫作業の能率化が可能なグラブバケット、及びグラブバケット内の余水を能率的に排出することが可能な方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態におけるグラブバケットの斜視図（バケット閉状態）である。

【図2】第１実施形態におけるグラブバケットの斜視図（バケット開状態）である。

【図3】第２実施形態におけるグラブバケットの斜視図（バケット閉状態）である。

【図4】第２実施形態における余水排出手段の説明図である。

【図5】第３実施形態におけるグラブバケットの斜視図（バケット閉状態）である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。
便宜上、図１乃至図２に示される座標軸を以て、左右方向、前後方向、及び上下方向を定める。図１、図２に示されるように、グラブバケット１は、所謂、密閉型グラブバケットであって、上フレーム２、下フレーム３、及び下フレーム３に吊持される左右一対のシェル２１，３１を備える。上フレーム２は、吊りワイヤ（図示省略）が接続されるブラケット５，５を有する。下フレーム３には、開閉ワイヤ６が掛けられるブロック７（シーブ）が設けられる。

【0012】

シェル２１は、前後一対のブラケット２２，２２を有する。ブラケット２２，２２の上端部は、下フレーム３に連結される。ブラケット２２，２２は、下フレーム３との連結部４，４を中心に回動可能である。他方、シェル３１は、前後一対のブラケット３２，３２を有する。ブラケット３２，３２の上端部は、下フレーム３に連結される。ブラケット３２，３２は、下フレーム３との連結部４，４を中心に回動可能である。即ち、一対のシェル２１，３１は、下フレーム３との連結部４，４を中心に回動可能である。

【0013】

上フレーム２とシェル２１とは、ロッド１１によって連結される。ロッド１１の上端部は、上フレーム２の左端部に連結される。ロッド１１は、上フレーム２との連結部１２，１２（図１に前側の連結部１２のみ表示）を中心に回動可能である。ロッド１１の下端部は、シェル２１のブラケット２２，２２の下端部に連結される。ロッド１１は、ブラケット２２，２２との連結部１３，１３を中心に回動可能である。他方、ロッド１５の上端部は、上フレーム２の右端部に連結される。ロッド１５は、上フレーム２との連結部１６，１６（図１に前側の連結部１６のみ表示）を中心に回動可能である。ロッド１５の下端部は、シェル３１のブラケット３２，３２の下端部に連結される。ロッド１５は、ブラケット３２，３２との連結部１７，１７を中心に回動可能である。

【0014】

ここで、シェル２１，３１が開いた状態（図２参照）から、ウィンチ（図示省略）を駆動して開閉ワイヤ６を巻き上げると、下フレーム３が上フレーム２に対して上方向へ移動して、シェル２１が連結部４，４を中心に閉方向（図２における「反時計回り方向」）へ回動するとともに、シェル３１が連結部４，４を中心に閉方向（図２における「時計回り方向」）へ回動する。これにより、シェル２１，３１の開口周縁部２３，３３が合一（当接）して、図１に示されるように、シェル２１，３１が閉じられる（以下、シェル２１，３１が閉じた状態を「バケット閉状態」と称する）。

【0015】

一方、バケット閉状態（図１参照）から、ウィンチ（図示省略）を駆動して開閉ワイヤ６を繰り出すと、下フレーム３が上フレーム２に対して下方向へ移動して、シェル２１が連結部４，４を中心に開方向（図１における「時計回り方向」）へ回動するとともに、シェル３１が連結部４，４を中心に開方向（図１における「反時計回り方向」）へ回動する。これにより、シェル２１，３１の開口周縁部２３，３３の前後方向へ延びる下端縁が、円軌道で相互に離隔して、図２に示されるように、シェル２１，３１が開かれる（以下、シェル２１，３１が開いた状態を「バケット開状態」と称する）。

【0016】

左側のシェル２１は、天板２４、底板２５、及び前後一対の側板２６，２６（図１、図２に前側の側板２６のみ表示）を有する。底板２５は、前後方向に延びる直線に垂直な平面による断面が略円弧形をなす。シェル２１の前側の側板２６（側壁）には、バケット閉状態におけるグラブバケット１の内部（以下「バケット内」と称する）の余水を排出するための余水排出手段が設けられる。

【0017】

余水排出手段は、バケット閉状態（図１参照）において、シェル２１の前側の縦の開口周縁部２３（当接部）と、この開口周縁部２３に対向するシェル３１の前側の縦の開口周縁部３３（当接部）との間に排水口６１を設け、排水口６１の排水高さＨを、調整部材６２乃至６４（排水高調整部材）によって調整するように構成される。調整部材６２，６２、調整部材６３，６３、及び調整部材６４，６４には、耐摩耗鋼プレートが用いられる。また、調整部材６２，６２、調整部材６３，６３、及び調整部材６４，６４をシェル２１，３１に接合する方法は、溶接による接合、ボルト（図示省略）による接合（固定）等を適宜選択することができる。

【0018】

図１は、調整部材６２，６２、調整部材６３，６３、及び調整部材６４，６４を用いて、排水口６１の排水高さがＨ１に調整された状態を示す。この状態では、調整部材６２，６２、調整部材６３，６３、及び調整部材６４，６４の対向面が合一（当接）することで、位置Ｐ１よりも上のバケット内の余水が、排水口６１から外部へ排出される。他方、図１に示される状態における最上段の調整部材６４，６４を取り外すことにより、排水高さは調整部材６４，６４の高さ分だけ下がってＨ２に調整され、位置Ｐ２よりも上のバケット内の余水が排水口６１から外部へ排出される。

【0019】

ここで、密閉型グラブバケットを用いた従来の浚渫方法では、グラブバケットを水面から浮かせた状態で、シェルを一定量開口させてバケット内の余水を排出していたので、余水の排出に５分程度の時間がかかり、浚渫作業の能率を低下させていた。また、シェルの開口から流出した汚泥が水質を汚染する問題が発生した。
これに対し、第１実施形態では、シェル２１の開口周縁部２３（当接部）と、対向するシェル３１の開口周縁部３３（当接部）との間に設けられた排水口６１（余水排出手段）から、バケット内の余水を外部へ速やかに排出することができるので、浚渫作業の能率化が可能である。また、バケット内の余水のみが排出されるので、周囲の水質を汚染することもない。
また、特許文献１に記載された浚渫用グラブバケットでは、可動部品である開閉蓋１９，２０が異物を挟んだり、開閉蓋１９，２０に押し下げる力が作用した場合、水抜き口１５，１６が常時開放された状態となり、バケット内の土砂（浚渫土）が水抜き口１５，１６から外部へ流出して浚渫作業の能率が低下する。
これに対し、第１実施形態では、調整部材６２乃至６４（排水高調整部材）を用いて排水口６１の排水高さＨを変えることにより、バケット内の余水の水位を調節するようにしたので、水中で動作する可動部品が無いことから、特許文献１に記載された浚渫用グラブバケットのような不具合が発生することがない。

【0020】

なお、第１実施形態では、シェル２１の前側の開口周縁部２３，３３（当接部）間に排水口６１を設け、排水口６１の排水高さＨを、調整部材６２乃至６４（排水高調整部材）によって調整するように構成したが、シェル２１の後側の開口周縁部２３，３３間にも排水口６１を設け、前後の排水口６１の排水高さＨを、調整部材６２乃至６４によって調整するように、余水排出手段を構成してもよい。

【0021】

（第２実施形態）
次に、図３、図４を参照して第２実施形態を説明する。
なお、第１実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。

【0022】

前述した第１実施形態では、シェル２１の前側の開口周縁部２３，３３（当接部）間に排水口６１を設け、排水口６１の排水高さＨを、調整部材６２乃至６４（排水高調整部材）によって調整するように余水排出手段を構成した。
これに対し、第２実施形態では、左右のシェル２１，３１の前側の側板２６，３６（側壁）に孔４１乃至４４（排水口）を設けて余水排出手段を構成した。

【0023】

シェル２１の前側の側板２６（側壁）には、バケット閉状態におけるグラブバケット１の内部（以下「バケット内」と称する）の余水を排出するための複数個（第２実施形態では「４個」）の円形の孔４１乃至４４（余水排出手段の排水口）が設けられる。孔４１乃至４４（孔４１は「図３」参照）は、シェル２１の縦に延びる開口周縁部２３に沿って一列（一直線上）に設けられる。孔４１乃至４４は、上下方向に一定間隔をあけて配置される。

【0024】

孔４１乃至４４の開口度は、シャッタ４７Ａ，４７Ｂ（排水高調整部材）によって調整可能である。シャッタ４７Ａ，４７Ｂは、縦の長さが相違する長方形の鋼板からなり、各孔４１乃至４４に対して設けられたフレーム５１に着脱可能に装着される。図４に示されるように、フレーム５１は、側板２６の外側面に設けられて孔４１乃至４４を挟んで左右両側に配置された一対のレール５２，５２と、レール５２，５２の下端に架設された桟５３と、を有する。なお、最下段の孔４１に対応するフレーム５１は、シェル３１の構造上、桟５３を有していないが、当然、桟５３を設けてもよい。

【0025】

一対のレール５２，５２は、左右対称をなし、バケット閉状態における水平面による断面がＬ形に形成される。レール５２，５２の前面には、シャッタ４７Ａ，４７Ｂを保持するためのピン５５が挿入される貫通孔５４，５４が設けられる。他方、シャッタ４７Ａ，４７Ｂの左右両側には、レール５２，５２の貫通孔５４，５４に一致させた位置合わせ孔４８，４８が設けられる。

【0026】

一方、左側のシェル３１は、天板３４、底板３５、及び前後一対の側板３６，４６を有する。ここで、シェル２１とシェル３１とは、余水排出手段（孔４１乃至４４、及びフレーム５１）を含めて基本構造が左右対称である。よって、明細書の記載を簡潔にすることを目的に、シェル３１に関する詳細な説明を省略する。

【0027】

次に、排水高さＨ（図３、図４参照）を調整する方法を説明する。図４に示されるように、最下段のフレーム５１にシャッタ４７Ａをセットし、レール５２，５２の貫通孔５４，５４と、シャッタ４７Ａの位置合わせ孔４８，４８とを一致させてピン５５，５５を挿入する。これにより、当該フレーム５１に対するシャッタ４７Ａの上下方向への移動が阻止され、孔４１は、シャッタ４７Ａによって全部が閉じられた状態（以下「全閉状態」と称する）、即ち、開度が０％の状態で保持される。

【0028】

一方、下から２段目のフレーム５１にシャッタ４７Ｂをセットし、レール５２，５２の貫通孔５４，５４と、シャッタ４７Ｂ下側の位置合わせ孔４８，４８とを一致させてピン５５，５５を挿入する。これにより、当該フレーム５１に対するシャッタ４７Ｂの上下方向への移動が阻止され、孔４２は、シャッタ４７Ｂによって下部が閉じられた状態（以下「半開状態」と称する）で保持される。その結果、シャッタ４７が孔４２を遮った分だけ、孔４２の開度が小さくなり、その結果、排水高さＨ（排水後の水位）が高くなる。なお、上から２段目のフレーム５１及び最上段のフレーム５１には、シャッタ４７Ａ，４７Ｂをセットしない。これにより、孔４３，４４は、全閉状態となり、開度が１００％で保持される。

【0029】

このようにして、浚渫を開始する前に、シャッタ４７Ａ，４７Ｂを用いて、孔４１乃至４４の開度を全閉、半開、全開のいずれかの状態に設定することにより、バケット内の余水の排水高さＨを調節する。ここで、排水高さＨは、掘削厚さから推定されるバケット内の浚渫土の高さ（堆積高さ）に基づき決定される。

【0030】

グラブバケット１が水中から引き揚げられた直後、バケット内は、土砂（浚渫土）と水とで満たされている（便宜上、シェル２１，３１間の隙間から漏出される水は無視する）。バケット内の余水は、全開状態の孔４３，４４及び半開状態の孔４２からバケット外へ排出される。バケット内の水位が低下して、バケット内の水位が孔４２の下部を閉じているシャッタ４７Ｂの上端位置に達すると、バケット内から外部への排水が停止し、バケット内の水位が排水高さＨ（目標水位）に保持される。
第２実施形態によれば、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

【0031】

なお、第２実施形態では、シェル２１，３１の前側の側板２６，３６（側壁）に、孔４１乃至４４、及び各孔４１乃至４４に対してフレーム５１を設けることで余水排出手段を構成したが、シェル２１，３１の後側の側板２６，３６にも、孔４１乃至４４、及び各孔４１乃至４４に対してフレーム５１を設けるようにして、余水排出手段を構成してもよい。
また、第２実施形態では、全閉用のシャッタ４７Ａに対して縦の長さが短いシャッタ４７Ｂを用いて孔４２を半開状態にしたが、シャッタ４７Ａを縦にスライドさせることで、孔４２を半開状態にするように構成してもよい。
また、孔４１乃至４４（排水口）の形状を円形としたが、例えば、長方形であってもよい。
また、第２実施形態では、シェル２１，３１の前側の側板２６，３６（側壁）に複数個（第１実施形態では「４個」）の孔４１乃至４４（排水口）を設けたが、最下段の孔４１と下から２番目の孔４２とを１つの長孔（長円形）としたり、最上段の孔４４と上から２番目の孔４３とを１つの長孔（長円形）としてもよい。

【0032】

（第３実施形態）
次に、図５を参照して第３実施形態を説明する。
なお、第１実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。

【0033】

前述した第１実施形態では、シェル２１の前側の開口周縁部２３，３３（当接部）間に排水口６１を設け、排水口６１の排水高さＨを、調整部材６２乃至６４（排水高調整部材）によって調整するように余水排出手段を構成した。
これに対し、第３実施形態では、左右のシェル２１，３１の前側の側板２６，３６（側壁）に金属ネット４５，４５（排出口）を設けて余水排出手段を構成した。ここで、バケット内の余水の排水高さＨは、プレート等の排水高調整部材（図示省略）によって金属製のネット４５（排水口）の下部を部分的に遮断し（覆って）、金属ネット４５，４５の下端位置を変えることにより調整される。

【0034】

第３実施形態によれば、シェル２１，３１の側板２６，３６に設けられた金属ネット４５，４５を介して、バケット内の余水を外部へ速やかに排出することができるので、第１実施形態同様、浚渫作業の能率化が可能である。また、バケット内の余水のみが排出されるので、周囲の水質を汚染することもない。

【0035】

なお、第３実施形態では、余水排出手段の排水口として金属ネット４５，４５を用いたが、例えば、スリット、パンチングメタル等を用いてもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ グラブバケット、２ 上フレーム、３ 下フレーム、１１，１５ ロッド、２１，３１ シェル、６１ 排水口、６２，６３，６４ 調整部材（排水高調整部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】