(57)【要約】【課題】  水中で重量物を移動させる際の潜水士の軽労化を図ることができる水中作業支援装置及び方法を提供する。【解決手段】  潜水士１２が水中で重量物２を海底の所定位置に移動させるに際して、水中作業支援装置１を用いて、その浮体４に連結された保持具３により水中で重量物２を保持し、この重量物２に作用させる浮体４の浮力の大きさを浮力調整機構５により調整しつつ、この重量物２を海底の所定の位置に移動させて敷設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜水士が水中で重量物を海底の所定位置に移動させる際に用いる水中作業支援装置であって、水中で重量物を保持する保持具と、この保持具に連結される浮体と、この浮体の浮力を調整する浮力調整機構を備えたことを特徴とする水中作業支援装置。
【請求項２】
前記重量物がシート状物であり、前記保持具はこのシート状物が巻回される心材を備えている請求項１に記載の水中作業支援装置。
【請求項３】
前記重量物が塊状体であり、前記保持具はこの塊状体を自在に把持する複数の爪状部材を備えている請求項１に記載の水中作業支援装置。
【請求項４】
前記浮力調整機構の浮力コントローラが、海底近傍の水中に配置される請求項１〜３のいずれかに記載の水中作業支援装置。
【請求項５】
潜水士が水中で重量物を海底の所定位置に移動させるに際して、浮体に連結された保持具により水中で重量物を保持し、この重量物に作用させる前記浮体の浮力の大きさを浮力調整機構により調整しつつ、この重量物を海底の所定の位置に移動させて敷設することを特徴とする水中作業支援方法。
【請求項６】
前記重量物がシート状物であり、このシート状物を、前記保持具を構成する心材に巻回させた状態で保持し、このシート状物を移動させながら繰り出して敷設する請求項５に記載の水中作業支援方法。
【請求項７】
前記重量物が塊状体であり、この塊状体を、前記保持具を構成する複数の爪状部材により把持し、把持した塊状体を所定の位置に移動させた後に前記複数の爪状部材による把持を解除して敷設する請求項５に記載の水中作業支援方法。
【請求項８】
前記浮力調整機構の浮力コントローラを海底近傍の水中に配置して、潜水士が前記保持具により保持された重量物を目視しつつ前記浮力コントローラを操作して、前記浮体による浮力の大きさを調整する請求項５〜７のいずれかに記載の水中作業支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜水士が行う水中作業を支援する水中作業支援装置及びその方法に関し、更に詳しくは潜水士が水中で重量物を海底の所定位置に移動させる際に用いる水中作業支援装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
港湾にケーソン等を設置する場合には、設置場所となる海底に基礎を構築する。海底に基礎を構築する際には、捨石を敷設してマウンドを形成したり、洗掘防止マットや遮水シート等のシート類を敷設する作業を行う。海底にシート類を敷設する方法は種々提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１では、遮水シートに設けた係止部に空気浮子を保持させて、水上で展開した遮水シートに空気浮子の浮力を作用させる方法が提案されている。展開した遮水シートは、空気浮子の浮力によって水平移動させ易くなる。遮水シートを所望の水平位置に移動させた後は、空気浮子を遮水シートから離脱させたり、空気浮子の空気を抜くことにより、遮水シートを海底に沈降させる。沈降させた遮水シートを海底の所定の位置に固定して敷設するには、潜水士による作業が必要になる。遮水シートは１枚あたり例えば数百キロの重量物なので、潜水士が水中で移動させるには相当の重労働が必要となり、潜水士の負荷が増大する。深度が深くなる程、潜水士に対する負荷がさらに増大し、潜水病を発症するリスクが高まるなどの安全上の問題があるため、作業時間の制約も厳しくなる。
【０００４】
特許文献２では、ケーソンの上にウインチを設置し、ロール状に巻き取った防砂シートの両端部にウインチから繰り出したロープを連結して、捨石マウンドの斜面に防砂シートを敷設する方法が提案されている。この方法では、ウインチを設置するケーソン等が存在しない場合や、斜面がない平坦面には防砂シートを敷設することができない。さらに、防砂シートを最終的に海底の所定の位置に固定するには潜水士による作業が必要になる。したがって、海底の所定の位置に精度よくシート類を敷設するには潜水士による作業が必要になる。シート類を設置するだけでなく、大きな捨石等を海底の所定の範囲に敷設する場合も、潜水士が捨石等を所定位置に移動させて作業を行うことがあるため、潜水士による水中作業の軽労化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−２２９１２８号公報
【特許文献２】特開平０９−３１６８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、水中で重量物を移動させる際の潜水士の軽労化を図ることができる水中作業支援装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の水中作業支援装置は、水中で重量物を保持する保持具と、この保持具に連結される浮体と、この浮体の浮力を調整する浮力調整機構を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の水中作業支援方法は、潜水士が水中で重量物を海底の所定位置に移動させるに際して、浮体に連結された保持具により水中で重量物を保持し、この重量物に作用させる浮体の浮力の大きさを浮力調整機構により調整しつつ、この重量物を海底の所定の位置に移動させて敷設することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば保持具により重量物を保持して浮体の浮力を重量物に作用させることで、水中での重量物の重さを一段と軽くできる。さらに、浮力調整機構により重量物に作用する浮力を適切に調整することで、重量物を意図する上下方向に移動させ易くなるので、海底の所定の位置に精度よく位置決めすることが容易となる。そのため、重量物を水中で移動させるために要する潜水士の労力を軽減させることができる。
【００１０】
本発明の水中作業支援装置は、例えば重量物がシート状物であり、保持具はこのシート状物が巻回される心材を備えている構成とすることもできる。この構成によれば、シート状物を心材に巻回した状態で保持することにより、シート状物を移動させつつ繰り出して敷設することができるので、シート状物を作業効率よく海底の所定の位置に敷設できる。
【００１１】
また、例えば重量物が塊状体であり、保持具はこの塊状体を自在に把持する複数の爪状部材を備えている構成とすることもできる。この構成によれば、複数の爪状部材により塊状体を自在に把持することで、塊状体を効率よく海底の所定の位置に敷設できる。
【００１２】
浮力調整機構の浮力コントローラが、海底近傍の水中に配置される構成とすることもできる。この構成によれば、移動させる重量物を目視しながら、潜水士が浮力コントローラを操作できるので、重量物に作用させる浮力をタイミングよく適切に調整できる。そのため、一段と作業効率を向上させることができる。
【００１３】
本発明の水中作業支援方法は、例えば重量物がシート状物であり、このシート状物を、保持具を構成する心材に巻回させた状態で保持し、このシート状物を移動させながら繰り出して敷設する方法とすることもできる。また、例えば重量物が塊状体であり、この塊状体を、保持具を構成する複数の爪状部材により把持し、把持した塊状体を所定の位置に移動させた後に前記複数の爪状部材による把持を解除して敷設する方法とすることもできる。浮力調整機構の浮力コントローラを海底近傍の水中に配置して、潜水士が保持具により保持された重量物を目視しつつ浮力コントローラを操作して、浮体による浮力の大きさを調整することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の水中作業支援装置を例示する斜視図である。
【図２】水中作業支援装置を使用してシート状物を敷設する工程を例示する説明図である。
【図３】水中作業支援装置の別の実施形態を例示する斜視図である。
【図４】水中作業支援装置の別の実施形態を例示する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の水中作業支援装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１及び図２に例示するように本発明の水中作業支援装置１は、水中で重量物２を保持する保持具３と、この保持具３に連結される浮体４と、浮体４の浮力を調整する浮力調整機構５を備えている。本発明における重量物２とは、水中での重さが５０ｋｇ以上の物体であり、潜水士１人の人力では容易に動かすことができない物体である。重量物２の水中での重さの上限は例えば１０００ｋｇである。
【００１７】
この実施形態では、重量物２が洗掘防止マット等のシート状物２であり、シート状物２の一端にはめくれを防止するおもり２ａが設置されている。保持具３は、このシート状物２が巻回される心材６と、この心材６の両端近傍にそれぞれ設置されるプレート７と、心材６の両端にそれぞれ設置されるワイヤー外れ止め７ａを備えている。このプレート７とさらに外側に配置されたワイヤー外れ止め７ａの間には、例えばワイヤー８や合成繊維ロープ等の連結具が設置され、このワイヤー８等の他端は浮体４に連結される。このワイヤー８等は心材６を回転可能に支持しているので、心材６を中心に回転させることにより、巻回されたシート状物２を繰り出すことができる。このプレート７の設置により、心材６に巻回されたシート状物２が心材６から幅方向にずれ落ちることが防止できるとともに、ワイヤー８との接触が防止できるので、シート状物２をスムーズに繰り出すことができる。ワイヤー外れ止め７ａの設置により、心材６の端部側にワイヤー８が抜け落ちることを防止できる。
【００１８】
浮体４は、例えばゴム等の変形可能な部材で構成されており、気体の供給又は排出による体積の増減によって浮力が変化する。この浮体４の浮力調整は、浮体４に設置された浮力調整機構５で行う。浮力調整機構５は、例えば圧縮された気体が充填されたボンベ９と、ボンベ９から浮体４に供給される気体の供給量を調整する供給弁と、浮体４からその外部に排出される気体の排出量を調整する排出弁と、供給弁及び排出弁の開閉を制御する浮力コントローラ１０とを備えている。浮力調整機構５は、例えばボンベ９に設置された供給弁を開放して浮体４の体積を増加させる浮力増大制御と、例えば浮体４に設置された排気弁を開放して浮体４の体積を減少させる浮力現象制御を行う。この実施形態では供給弁等の開閉を制御する信号は、浮力コントローラ１０から信号線１１を介して送られるが、無線で送信する構成としてもよい。
【００１９】
洗掘防止マット等のシート状物２を海底に敷設する際には、まず心材６に巻回されたシート状物２が洋上の船舶等からクレーンにより海底に吊り降ろされる。海底に吊り降ろされたシート状物２の心材６と、水中作業支援装置１のワイヤー８等の連結具とを潜水士１２が連結して、シート状物２が保持具３を介して水中作業支援装置１に連結された状態とする。プレート７とワイヤー外れ止め７ａの間となる位置でワイヤー８は心材６に連結される。図２に例示するようにプレート７により心材６を回転可能に支持して、このプレート７と浮体４をワイヤー８で連結する構成とすることもできる。この場合は海底に投下されたシート状物２の心材６と、水中作業支援装置１のプレート７とを潜水士１２が連結して、シート状物２が保持具３を介して水中作業支援装置１に連結された状態とする。プレート７は予め洋上で心材６に取り付けておくこともできる。洋上の船舶等から送気ホース１３を介して潜水士１２は酸素の供給を受ける。
【００２０】
海底近傍にいる潜水士１２は、心材６に巻回されたシート状物２の状態を目視で確認しながら浮力コントローラ１０の操作により供給弁を開放し、ボンベ９から浮体４に気体を供給して膨張させる。この浮力コントローラ１０を洋上の船舶等に設置して、潜水士１２からの無線連絡等に基づいて船上の作業員が操作する構成としてもよいが、浮力コントローラ１０を海底近傍に配置して浮体４の状態等を潜水士１２が直接確認しながら浮力コントローラ１０を操作する方が作業性を向上できる。
【００２１】
この浮体４の膨張により浮力が増大し、心材６に巻回された水中のシート状物２の重さは軽くなる。望ましくは、心材６に巻回されたシート状物２の重量と浮体４の浮力が等しい又はほぼ等しい状態となるように浮力を調整する。潜水士１２は、浮体４により重さがほぼゼロとなったシート状物２を水中作業支援装置１と共に水平方向に移動させながら、巻回されたシート状物２を繰り出して海底に敷設していく。浮力により重さが軽くなったシート状物２を潜水士１２は容易に移動させることができるため、海底の所定の位置に精
度よくシート状物２を敷設することができる。またシート状物２の重さが従来に比べると大幅に軽くなるので、シート状物２を移動させる際の潜水士１２の労力を軽減させることができる。
【００２２】
シート状物２の繰り出しに伴い保持具３に保持されたシート状物２の重量が減少するので、浮力コントローラ１０の操作により排気弁を開放し、浮体４から気体を排出させて浮力を減少させる。この操作により心材６に巻回されたシート状物２をほぼ一定の上下位置に維持することができるので、作業効率を向上させるには極めて便利である。この実施形態ではシート状物２の高さを目視で確認しながら潜水士１２は浮力調整機構５により浮力を調整できるので、シート状物２の敷設作業の作業性を向上できる。敷設が完了した隣接するシート状物２は互いに固定具１４により固定され、シート状物２のめくれを防止する捨石等のおもり１５がシート状物２の上面に適宜配置される。その後、潜水士１２はワイヤー８を心材６から取り外して、シート状物２を巻回された別の心材６に連結して次のシート状物２の敷設を行う。以上を繰り返して、潜水士１２はシート状物２を海底に敷設していく。
【００２３】
水中作業支援装置１は、その作業に伴いボンベ９内の気体を消費していくが、排気された気体を水中支援作業装置１に設置されたコンプレッサー等により圧縮してボンベ９内に戻す構成とすることもできる。また潜水士１２に酸素を供給する供給源から浮体４に酸素を供給して浮力を増大させることもできる。
【００２４】
図３に例示する実施形態の水中作業支援装置１は、海底に敷設される捨石等の塊状体２を均す際に使用されるものであり、重量物である塊状体２を保持する保持具３を備えている。この実施形態では、保持具３はこの塊状体２を自在に把持する複数の爪状部材１６と、爪状部材１６を開閉する開閉機構１７を備えている。浮体４の不用意な浮き上がりを防止するために、海底に設置されたアンカー１８と水中作業支援装置１（浮体４）をワイヤー等で連結することが望ましい。
【００２５】
この実施形態の浮力調整機構５は、先の実施形態のボンベ９の代わりに洋上の船舶等から気体の供給を受けるための送気ホース１３を備えている。送気ホース１３から浮体４に気体を供給する構成により、容量に限りあるボンベ９を備えた場合と異なり水中作業支援装置１は長時間の水中作業にも対応することができる。ボンベ９を有さない水中作業支援装置１は、装置の全体重量が軽くなるので重量物により大きな浮力を与えることができる。そのため、より重量の大きな塊状体２であっても、水中作業支援装置１は十分な浮力を与えて移動等を容易に行うことができる。また浮体４をよりコンパクト化できるので、潮流の影響を受けにくい水中作業支援装置１とすることもできる。
【００２６】
海底に投入された塊状体２を均す際に、移動が必要な塊状体２の近傍に水中作業支援装置１を潜水士１２は移動させる。潜水士１２は、浮力コントローラ１０を操作して排気弁を開放し、塊状体２に向けて水中作業支援装置１を下降させながら接近させる。塊状体２に接近した水中作業支援装置１は、開閉機構１７により爪状部材１６を開閉させて塊状体２を把持する。この開閉機構１７は、例えば浮力コントローラ１０から送られた信号により爪状部材１６の開閉を制御される。この開閉機構１７は、例えば浮体４の上下運動に依存して爪状部材１６を開閉させる等の他の方法で制御する構成にすることもできる。
【００２７】
塊状体２を把持した水中作業支援装置１は、潜水士１２が操作する浮力コントローラ１０からの信号により給気弁を開放し、送気ホース１３から浮体４に気体を供給する。気体の供給に伴い浮力が増大した浮体４は、塊状体２と共に上昇する。塊状体２を把持したまま浮上した水中作業支援装置１を潜水士１２は任意の場所に移動させる。
【００２８】
ここで、例えば浮力コントローラ１０の信号線１１に介錯ロープを併設し、この介錯ロープを利用して浮上した水中作業支援装置１を塊状体２とともに移動させることができる。水中作業支援装置１を所定位置に移動させた際には、潜水士１２は浮力コントローラ１０を操作して、排気弁の開放により塊状体２を降下させ、爪状部材１６を開き塊状体２を海底に載置する。塊状体２を保持具３から外した時点で浮体４は急上昇しようとするので、その時点で自動的に排気弁を開放させて浮力を調整する構成にすることが好ましい。また、海底に設置したアンカー１８と水中作業支援装置１をワイヤー等で予め連結しておけば、塊状体２を海底に降ろした際に浮体４が急上昇する事故を防止できる。
【００２９】
洋上の船舶からクレーンで捨石を吊りあげて移動させていた従来の均し作業は、クレーンに懸吊された捨石が波浪の影響を受けて動いてしまうため、天候により作業ができないことが多々あった。しかし本発明の水中作業支援装置１を利用した塊状体２の移動は、水中作業支援装置１の全部またはほとんど全部が水中にあるため、洋上の影響を受けずに作業を行うことができる。また、桟橋など洋上に構造物がある場合は、クレーン等では構造物直下の捨石等を吊りあげることができないが、本発明の水中作業支援装置１を利用すれば塊状体２の移動などの作業を行うことができる。
【００３０】
図４に例示するように保持具３は、塊状体２を吊りあげるための例えばチェーン１９やワイヤー等を備える構成としてもよい。爪状部材１６の代わりにチェーン１９等で塊状体２を把持する構成によれば、保持具３で塊状体２を把持する際の玉掛け作業が必要になるが、爪状部材１６では把持できない形状や大きさの塊状体２であってもチェーン１９等であれば把持できる可能性が高くなる。これにより移動対象となる塊状体２が多種多様になり、保持具３の汎用性が高くなる。塊状体２の形状や大きさが一定の範囲に収まっている場合は、爪状部材１６を備えた保持具３の方が塊状体２を短時間で把持できるので作業効率のより一層の向上が期待できる。
【００３１】
浮体４は、海底に設置されたボンベ９から送気ホース２０を介して気体を供給する構成としてもよい。ボンベ９が浮力調整機構５から分離して海底に設置されるので、容量の大きなボンベ９を採用することができ、水中作業支援装置１による作業時間を長期化することができる。海底に設置されたボンベ９は、前述のアンカー１８と同様に浮体４の不用意な浮き上がりを防止する部材として機能させることができる。
【００３２】
浮体４は、ゴム等の柔軟な部材で構成されたものに限らず、その体積を制御できる構成を有していればよい。例えば鋼材等で構成された筐体とこの筐体の内部に設置されたスクリュージャッキ等の駆動機構を備え、駆動機構の作動により筐体内部の空洞の体積が増減する構成の浮体４を採用することもできる。この構成によれば浮体４の強度が向上するので、漂流物との衝突により浮体４が破壊される可能性を低減できる。
【００３３】
浮体４の形状は球形に限らず例えば平板状として、保持具３に対して回転自在に連結される構成にすることもできる。この構成によれば潮流に対して最も抵抗が小さくなる向きに浮体４が受動的に回転して、浮体４に生じる潮流の影響を低減できるので、潜水士１２による水中作業の作業性を向上できる。
【符号の説明】
【００３４】
１     水中作業支援装置
２     重量物（シート状物または塊状体）
３     保持具
４     浮体
５     浮力調整機構
６     心材
１０   浮力コントローラ
１２   潜水士
１６   爪状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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