(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のクローラが備えられている本体フレームの先方に海底鉱床を掘削する掘削ドラムが掘削ブームを介して上下左右に揺動可能に備えられている海底および海底鉱床を走行可能とした海底鉱床掘削機において、前記本体フレームにカウンターウェイトが積み降し可能に搭載されている海底鉱床掘削機であって、前記カウンターウェイトに海中で検知可能な位置センサーが設置されていることを特徴とする海底鉱床掘削機。
【請求項２】
前記海底鉱床掘削機に前記カウンターウェイトに設置されている位置センサーの検知装置が設置されていることを特徴とする請求項１記載の海底鉱床掘削機。
【請求項３】
前記海底鉱床掘削機に前記本体フレームに搭載された前記カウンターウェイトを海底に降ろすとともに海底に載置された前記カウンターウェイトを前記本体フレームに引き上げて搭載するためのカウンターウェイトの積み降ろし装置が設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の海底鉱床掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底、特に深海に存在する鉱床を掘削するために用いられる海底鉱床掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近頃、水深１０００ｍを超える大深海の海底に金、銅、鉛、亜鉛、ニッケル、コバルト、白金その他レアメタル、レアアースなどのメタル資源を有する海底鉱床が多数存在することが各種の探査により確認されている。
【０００３】
ところで、前記海底鉱床の資源を利用するには海底鉱床を破砕して採鉱する手段が必要であり、従来から例えば特開平７−２１７３６１号公報や特開２００４−１４３７４１号公報に提示されているように船から掻き取り機を降下させたり岩盤破砕用爪を落下させたりする手段が知られているが、殆どが比較的浅い海域での使用を前提としたものやサンプリングに関するものであり、特に、１０００ｍを越える深海に適用するには精度や破砕効果の面で問題がある。
【０００４】
また、直接、海底に沈降させて鉱床を掘削する海底掘削機が特開昭６３−１３０８２９号公報に提示されているが、この公報に提示されている海底掘削機は、平面が矩形状の枠体の四隅に伸縮脚を設けた本体フレームと同様な移動フレームとを長手方向に直交する方向に移動可能にスライダーにより支持するとともに、本体フレームの先方にロードヘッタと下方にドラムカッターを備えたものであり、前記本体フレームと移動フレームとをスライドさせて海底を歩行するように移動するものである。
【０００５】
そのため、凹凸を有していたり傾斜している海底においては、移動が困難であるという問題があり、特に、水圧が著しく高い深海では浮力が生じるなどの理由で更に移動が困難になり、加えて、海底鉱床の掘削は本体フレームの先方に配置したロードヘッダにより行うものであり、掘削時のバランスも悪くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、例えば本体フレームなどにカウンターウェイトを搭載することにより海底鉱床掘削機の自重を増大させて前記深海での水圧による影響を軽減することにより作業効率の向上を図るという手段が考えられるが、一方、海底鉱床掘削機が故障したり整備をする場合には海底で行うことが困難であり、海底鉱床掘削機を海底から船上に引き上げて行うことになるが、カウンターウェイトを搭載すると自重が増加して船上への引き上げに大きな引き上げ力が必要となり、大型で容量のある巻上装置を船上に設置する必要があり、経済面で不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２１７３６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４３７４１号公報
【特許文献３】特開昭６３−１３０８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、大深海の凹凸や傾斜地である海底であっても安定した状態で走行ならびに掘削作業を行うことができるばかりか水圧が高い深海であっても効率よく移動や海底鉱床の掘削を行うことが可能であり、殊に、
船上に設置する巻上装置の負担を軽減することが可能な海底鉱床掘削機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】
【０００９】
前記課題を解決するためになされた本発明である海底鉱床掘削機は、左右一対のクローラが備えられている本体フレームの先方に海底鉱床を掘削する掘削ドラムが掘削ブームを介して上下左右に揺動可能に備えられている海底および海底鉱床を走行可能とした海底鉱床掘削機において、前記本体フレームにカウンターウェイトが積み降し可能に搭載されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、左右一対のクローラにより走行することにより、海底や海底鉱床の上を確実に且つ迅速に走行可能であって、先方に配置した掘削ドラムによる海底鉱床の掘削作業が効率よく行えるとともに、本体フレームにカウンターウェイトを搭載したことにより大深海においても水圧による影響をなくして安走した状態で確実に走行ならびに掘削を可能にすることができる。
【００１１】
また、カウンターウェイトを積み降ろし可能としたことにより、海底鉱床掘削機を船上に引き上げる際にカウンターウェイトを海底に降ろして軽量化を図って引き上げることにより船上に設置する巻上装置の負担を軽減することができる。
【００１２】
更に、前記カウンターウェイトに海中で検知可能な位置センサーが設置されている場合には、一旦船上に引き上げた海底鉱床掘削機を再び海底に沈降させる際に、カウンターウェイトの近くに降ろすことができる。
【００１３】
更にまた、前記海底鉱床掘削機に前記カウンターウェイトに設置されている位置センサーの検知装置が設置されている場合には、海底において海底鉱床掘削機とカウンターウェイトとの位置関係を船上において確認することができる。
【００１４】
加えて、前記海底鉱床掘削機に前記本体フレームに搭載された前記カウンターウェイトを海底に降ろすとともに海底に載置された前記カウンターウェイトを前記本体フレームに引き上げて搭載するためのカウンターウェイト積み降ろし装置が設置されている場合には、海底においてカウンターウェイトの積み降ろし作業を船上から操作することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大深海の凹凸や傾斜地である海底であっても安定した状態で走行ならびに掘削作業を行うことができるばかりか高水圧や潮流に対しても安定した状態で走行ならびに掘削作業ができる。また、カウンターウェイトを積み降ろし可能とすることにより作業中に海底鉱床掘削機を船上に引き上げる際に海底鉱床掘削機全体の重量を減らして船上に設置した巻き上げ機の負担の軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１に示した実施の形態のカウンターウェイトを降ろした状態を示す側面図である。
【図３】図１に示した実施の形態における正面図である。
【図４】図１に示した実施の形態における背面図である。
【図５】図１に示した実施の形態におけるカウンターウェイトの海底鉱床掘削機から降ろす行程を示す説明図である。
【図６】図１に示した実施の形態を船上から海底へ降ろす状態を示す説明図である。
【図７】図１に示した実施の形態におけるカウンターウェイトの海底鉱床掘削機への積み込み行程を示す説明図である。
【図８】本発明の異なる実施の形態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図面は本発明の好ましい実施の形態の側面図を示すものであり、海底鉱床掘削機１は、本体フレーム２に左右一対のクローラ３，３が備えられており、このクローラ３，３は陸上で使用されるものと変わりなく例えば後方の駆動輪３１に配置したモータや減速機などの本体フレームに搭載される駆動手段（図示せず）により走行するものであり、本実施の形態では船上から例えば有線により運転される。
【００１９】
また、前記本体フレーム２に前後方向へスライド可能なスライドブーム４が配置されているとともに、このスライドブーム４の先方に前記海底鉱床を掘削する掘削ドラム４１が、伸縮シリンダにより駆動して掘削ドラム４１を上下左右方向に揺動する掘削ブーム４２を介して固着している。
【００２０】
更に、本体フレーム２の後方には、カウンターウェイト５１を後方に配置して本体フレーム２の前後方向および上下方向へ移動する板状のウェイトトブーム５が配置されている。
【００２１】
特に、本実施の形態では、カウンターウェイト５１は底面に前記ウェイトトブーム５の差し込み溝５３が少なくとも１つの側面に貫通して形成されており、前記ウェイトトブーム５とともにカウンターウェイト５１の積み降し装置６を形成している。
【００２２】
また、前記カウンターウェイト５１には海中で検知可能な位置センサー５４，５４が設置されている。このセンサー５４，５４は、海水中で検知可能な従来周知のものが用いられ、本実施の形態では海底鉱床掘削機１の後方および海底鉱床掘削機１を海海底９へ降ろしたり引き上げたりする船７に検知手段１１，７１が配置されている。
【００２３】
以上の構成を有する本実施の形態は、船上からワイヤなどにより吊り下げて海底へ沈降させ、船上からの操作により海底９を走行させる。このとき、本実施の形態では走行手段としてクローラ３を用いているので海底に凹凸があったり傾斜面であっても支障なく迅速に且つ方向を問わずに走行可能であり、また所定の掘削箇所で確実に停止させることができる。
【００２４】
特に、本実施の形態では、カウンターウェイト５１を搭載しているので、深海における水圧や潮流の影響を少なくして走行ならびに停止することができる。
【００２５】
そして、作業の途中で海底鉱床掘削機１を整備したり修理したりする場合には船上から降ろしたワイヤなどにより船上へ吊り上げて作業を行うが、このとき、海底鉱床掘削機１をカウンターウェイト５１ごと引き上げるには船上に配置した巻き上げ機８の負担を軽減するためにカウンターウェイト５１を海底鉱床掘削機１から海底９へ降ろして海底鉱床掘削機１だけを引き上げる。
【００２６】
このとき、本実施の形態ではカウンターウェイト５１の積み降し装置６を備えているので自動的にカウンターウェイト５１を海底鉱床掘削機１から海底９へ降ろすことができる。
【００２７】
図５は本実施の形態におけるカウンターウェイト５１を海底鉱床掘削機１から降ろす行
程を示すものであり、図５（ａ）のカウンターウェイト５１を搭載した状態でウェイトトブーム５を後方へ移動させて図５（ｂ）に示すようにカウンターウェイト５１を海底鉱床掘削機１から突出させ、次いで図５（ｃ）に示すようにウェイトトブーム５を下げてカウンターウェイト５１を海底９に降ろし、図５（ｄ）に示すように、海底鉱床掘削機１を前進させてウェイトトブーム５をカウンターウェイト５１の差し込み溝５３から抜いて海底鉱床掘削機１とカウンターウェイト５１との係合を解除し、ウェイトトブーム５を元の位置に復帰させてカウンターウェイト５１の海底鉱床掘削機１から降ろす行程が終了するので、その状態で船上へ引き上げる。
【００２８】
また、船上で海底鉱床掘削機１の整備や修理さらには部品の付け替え作業などが終了したときには、図６に示すように、海底鉱床掘削機１を船７上に設置した巻き上げ機８を用いて再度、海底９に降ろすことになる。
【００２９】
この際、本実施の形態では海底９に掲置してあるカウンターウェイト５１には位置センサー５４，５４が配置されているので、位置センサー５４，５４からの信号を船７上に配置した検知手段７１により検知してカウンターウェイト５１の海底９での位置が容易に確認することができるので、海底鉱床掘削機１をカウンターウェイト５１の直近位置に降ろすことができる。
【００３０】
更に、本実施の形態では、海底鉱床掘削機１の後方にも前記カウンターウェイト５１に配置される位置センサー５４，５４の検知手段１１，１１が配置されているので図７（ａ）に示すように、海底鉱床掘削機１を自走させて海底鉱床掘削機１の後方位置にカウンターウェイト５１が所定の位置に配置させウェイトトブーム５を下げた状態で後方へ移動させて、或いは所定の位置に移動させた状態で下降した状態のウェイトトブーム５を後方へ移動させて（図示せず）、図７（ｂ）に示すようにウェイトトブーム５を海底９に掲置してあったカウンターウェイト５１の差し込み溝５３に差し込んで、図７（ｃ）に示すように上昇させて、更に、図７（ｄ）に示すように海底鉱床掘削機１の前方へと移動させてカウンターウェイト５１を海底鉱床掘削機１に自動的に搭載することができる。
【００３１】
尚、本発明におけるカウンターウェイト５１の積み降し装置６は本実施の形態に限るものではなく、たとえば図８に示すように、吊り上げ式のものなど他の手段により構成してもよいが、特に直接的に操作が困難な深海で行うことから、カウンターウェイト５１に位置センサー５４，５４を設置することはきわめて有効である。
【符号の説明】
【００３２】
１  海底鉱床掘削機、２  本体フレーム、３  クローラ、４  スライドフレーム、５  ウェイトブーム、６  積み降ろし装置、９  海底、４１  掘削ドラム、５１  カウンターウェイト、５４  位置センサー
【図１】
0005643049.tif 000002
【図２】
0005643049.tif 000003
【図３】
0005643049.tif 000004
【図４】
0005643049.tif 000005
【図５】
0005643049.tif 000006
【図６】
0005643049.tif 000007
【図７】
0005643049.tif 000008
【図８】
0005643049.tif 000009