(57)【要約】【課題】水中作業機に装着して水中使用が可能な水中作業アタッチメントおよび水中作業システムを提供する。【解決手段】水中での作業が可能な水中バックホウ１１に装着されて水中で使用され、且つ、回動機能部を有する水中作業アタッチメント１２であって、回動機能部における水密構造を必要とする場所に、高圧空気が供給されて内部圧力が常に外部の水圧より高くなるように維持される均圧室３２を備えた。水中バックホウ１１と、水中作業アタッチメント１２と、水上或いは地上に設置され、水中バックホウ１１及び水中作業アタッチメント１２の均圧室に高圧空気を供給する動力ユニット１６とを有する。【選択図】      図１
2004300719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中での作業が可能な水中作業機に装着されて水中で使用され、且つ、回動機能部を有する水中作業アタッチメントであって、
前記回動機能部における水密構造を必要とする場所に、高圧空気が供給されて内部圧力が常に外部の水圧と平衡するように維持される均圧室を備えたことを特徴とする水中作業アタッチメント。
【請求項２】
前記均圧室は、前記回動機能部の主軸部周辺に配置されることを特徴とする請求項１に記載の水中作業アタッチメント。
【請求項３】
前記主軸部周辺は、前記回動機能部の回動中心でアタッチメント動作用駆動力の伝達通路となるセンタージョイントの回動部分であることを特徴とする請求項２に記載の水中作業アタッチメント。
【請求項４】
前記回動機能部の負圧発生部分と前記均圧室とを連通させ、前記負圧発生部分に前記均圧室内の空気を自然吸気させる貫通路を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水中作業アタッチメント。
【請求項５】
前記貫通路は、前記回動機能部の回動中心でアタッチメント動作用駆動力を伝達する油圧の通路となるセンタージョイントに設けられて、前記回動機能部の主軸部及び前記センタージョイントの間に形成される密閉空間と、前記均圧室とを連通することを特徴とする請求項４に記載の水中作業アタッチメント。
【請求項６】
前記均圧室は、
前記外部の水圧に応じて前記均圧室への高圧空気の供給を制御する空気供給制御手段に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の水中作業アタッチメント。
【請求項７】
前記空気供給制御手段は、
前記水中作業機に設置され、高圧空気が供給されて内部圧力が常に外部の水圧と平衡するように維持される、前記水中作業機に備えられた本体均圧室に、前記外部の水圧に応じて高圧空気を供給するレギュレータであることを特徴とする請求項６に記載の水中作業アタッチメント。
【請求項８】
前記空気供給制御手段は、
前記水中作業機に設置され、前記均圧室の位置と、前記空気供給制御手段に設けられた前記外部の水圧を感知する水圧感知手段の設置位置との高低差分の圧力だけ、前記水圧感知手段に外部から予め負荷をかける加圧手段を有するデマンドバルブであることを特徴とする請求項６に記載の水中作業アタッチメント。
【請求項９】
前記空気供給制御手段は、
前記水中作業機の外部の前記水中作業機より深い場所に配置され、前記均圧室に配置場所の水深に基づいて均圧された空気圧を供給する外付けデマンドバルブであることを特徴とする請求項６に記載の水中作業アタッチメント。
【請求項１０】
前記空気供給制御手段は、
前記水中作業機に設置され、高圧空気が供給されて内部圧力が常に外部の水圧と平衡するように維持される、前記水中作業機に備えられた本体均圧室に、前記外部の水圧に応じて高圧空気を供給するレギュレータと、
前記水中作業機に設置され、前記レギュレータの高圧空気の供給路に連通し、且つ、前記均圧室に連通する高圧空気供給路を有し、前記均圧室の近傍に設置した前記外部の水圧を感知する水圧感知手段により感知した水圧に応じて高圧空気を供給する水圧作動手段とからなり、
前記レギュレータと前記水圧作動手段の何れか高い方の水圧に合わせて前記均圧室へ高圧空気を供給し均圧を行うことを特徴とする請求項６に記載の水中作業アタッチメント。
【請求項１１】
作業用のアームを有し、高圧空気が供給されて内部圧力が常に外部の水圧と平衡するように維持される均圧室を備えて水中での作業が可能な水中作業機と、
前記アームの先端に離脱自在に、且つ、駆動力が伝達されて前記アームの取付部に対し回動自在に装着された、請求項１から１０のいずれかに記載の水中作業アタッチメントと、
水上或いは陸上に設置され、前記水中作業機及び前記水中作業アタッチメントの均圧室に高圧空気を供給する動力ユニットと
を有することを特徴とする水中作業システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水中作業アタッチメントおよび水中作業システムに関し、特に、水中バックホウを用いて水中構造物等の破壊及び撤去を行う水中作業アタッチメントおよび水中作業システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、不要となった桟橋の脚部等の水中構造物を撤去する場合に用いられる、各種撤去方法が知られている。これらの撤去方法は、作業場所の深さや使用する機材等、作業環境や作業条件等に応じて任意に選択使用されるが、それらの一例を以下に示す。
【０００３】
１．ワイヤソーイングを用いて解体し撤去する方法
作業水面に浮かぶ作業台船に備えたワイヤ装置により、ダイヤモンドチップを焼結したワイヤを撤去対象の水中構造物に巻き付け連続的に高速回動させ、水中構造物を切断し運搬可能な大きさに分割する。分割後、切断片を作業台船上のクレーンで吊り上げ撤去する。この方法の場合、大深度の水中でも作業することができ、鉄筋コンクリートでも切断することが可能である。
【０００４】
２．陸揚げ撤去後に解体する方法
作業水面に浮かぶ作業台船上の掘削機械により、撤去対象の水中構造物の周囲を掘削して土中から水中構造物を露出させた後、作業台船上のクレーンで吊り上げ撤去する。撤去跡は、埋め戻し整地する。撤去した水中構造物は、作業台船に載せて運び陸揚げした後、陸上で解体する。水中構造物は、必要に応じ予め撤去可能な形状に加工しておく。
【０００５】
３．浅海域や河川等での解体撤去方法
撤去対象の水中構造物が、水深の浅い浅海域や河川等にある場合、陸上（例えば、撤去対象物上）の解体用建設機械のアーム先端に装着された破砕用アタッチメントにより、先ず、水面から露出している気中部分、次に水際部分、続けて水中部分と、順番に解体する。解体後、その解体用建設機械を用いて解体片を撤去する。
【０００６】
４．化学薬品等を用いて解体し撤去する方法
撤去対象の水中構造物に、化学薬品やガスを注入し、化学薬品の膨張圧力やガス圧力を利用して構造物の内部から破壊し解体した後、解体片を撤去する。
【０００７】
５．潜水士の手作業により解体し撤去する方法
撤去対象の水中構造物を、水中に潜った潜水士が円板ブレード型切断機やブレーカ等の機械を直接操作して破砕し解体した後、解体片を撤去する。
【０００８】
上述した、従来の解体・撤去方法においては、細かな解体作業が困難だったり（２，４）、作業に時間を要して効率が悪かったり（１，２，４，５）、陸上用の機械を水中に使用する用途外使用であって機器保全の面で好ましくなかったり（３）、膨張圧力やガス圧力の制御が非常に困難な上に周囲の環境にも悪影響を与えるおそれが大きかったり（４）等、最適な解体・撤去方法ではなかった。
【０００９】
そこで、水中構造物の撤去作業に際し、環境に対し悪影響を及ぼすこと無く細かな作業を効率良く行うために、本出願人が提案した水中作業機（特許２５８５１９５号参照）を使用することが考えられる。この水中作業機を使用することで、水中作業機の作業アーム先端に装着した破砕機等の各種作業アタッチメントにより、水中で直接解体・撤去作業を行うことが可能になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、汎用機として市販されている破砕機等の各種作業アタッチメントは、陸上（気中）での使用を前提としているものであり、水中での使用を想定していない。このため、従来の作業アタッチメントを水中作業機に装着して水中構造物の撤去作業を行うために水中で使用することはできず、敢えて水中で使用した場合、種々の故障を生じさせてしまうことになる。
【００１１】
つまり、例えば、従来の作業アタッチメントである破砕機の場合、駆動力伝達により任意に回動操作が可能な回動部分を備えているが、アタッチメントを動作させるための駆動力を水面上の作業台船から水中の破砕機へ伝達しようとしても、水圧による影響を受けて伝達することができない。また、この回動部分にはダストシール程度のシール手段しか設けられておらず、水中で使用することができるような水密構造を有していない。
【００１２】
この発明の目的は、水中作業機に装着して水中使用が可能な水中作業アタッチメントおよび水中作業システムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係る水中作業アタッチメントは、水中での作業が可能な水中作業機に装着されて水中で使用され、且つ、回動機能部を有する水中作業アタッチメントであって、前記回動機能部における水密構造を必要とする場所に、高圧空気が供給されて内部圧力が常に外部の水圧と平衡するように維持される均圧室を備えたことを特徴している。
【００１４】
上記構成を有することにより、水中での作業が可能な水中作業機に装着されて水中で使用され、且つ、回動機能部を有する水中作業アタッチメントは、均圧室により、回動機能部における水密構造を必要とする場所に、高圧空気が供給されて内部圧力が常に外部の水圧と平衡するように維持される。これにより、水中作業機に装着して水中使用が可能となる。
【００１５】
また、この発明に係る水中作業システムにより、上記水中作業アタッチメントを用いた水中作業を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、この発明の一実施の形態に係る水中作業システムの構成を示す説明図である。図１に示すように、水中作業システム１０は、水底Ｇの水中バックホウ（水中作業機）１１と、水中バックホウ１１に離脱自在に装着されるコンクリート破砕用の水中作業アタッチメント１２を有している。この水中作業システム１０は、例えば、不要となった桟橋の脚部等、水底Ｇに敷設されて水中に突出するコンクリート構造物（水中構造物）１３を破砕し、撤去する場合に用いられる。
【００１８】
水中バックホウ１１は、例えば、０．５ｍ３  級の陸上標準型バックホウをベースとして形成されており、走行用のクローラベルト１１ａ及び作業用のアーム１１ｂを有し、作業可能な最大水深は３０ｍである。この水中バックホウ１１は、作業水域の水面Ｓに浮かぶクレーン１４付きの台船１５に備えられた動力ユニット１６と、動力ホース１７及びエアホース１８で連結されている。
【００１９】
動力ホース１７を介して、動力ユニット１６から水中バックホウ１１に駆動力が伝達され、エアホース１８を介して、動力ユニット１６に内蔵されたコンプレッサ（図示しない）から水中バックホウ１１の均圧室（本体均圧室）１１ｃに圧縮空気が送り込まれる。
【００２０】
この水中バックホウ１１は、バックホウ本体上面前部に設けた運転席１１ｄに乗り込んだ潜水オペレータにより、目視による水中作業を行うことができる。水底Ｇの水中バックホウ１１は、潜水オペレータの運転操作により、水底Ｇを自在に移動し、アーム１１ｂの先端に取り付けられた水中作業アタッチメント１２を任意の場所に位置させ、且つ、破砕動作を行わせることができる。
【００２１】
台船１５は、水中バックホウ１１を載せて作業水域まで運ぶと共に、備え付けのクレーン１４により、水中バックホウ１１を吊り下げて水底Ｇに運び或いは吊り上げて水底Ｇから収容する。
【００２２】
図２は、図１の水中作業アタッチメントの概略構成を示す一部破断した説明図である。図２に示すように、水中作業アタッチメント１２は、水中作業アタッチメント１２をアーム１１ｂの先端に取り付けるための取付部材１９、取付部材１９に取り付けられたセンタージョイント２０、センタージョイント２０に対し回動自在に取り付けられたスピンドル（主軸）部２１、下部回動体２２、及び下部回動体２２と一体化されたアタッチメントボディ２３を有している。
【００２３】
センタージョイント２０は、取付部材１９底部の円盤状のテーブル１９ａに取り付けられて、取付部材１９と一体化している。このセンタージョイント２０には、下端面中央部から内部に挿入されたスピンドル部２１が、メカニカルシール２４を介して摺動自在に装着されている。また、センタージョイント２０には、センタージョイント２０下端部の円環状突条部を覆う下部回動体２２が、メカニカルシール２５を介して摺動自在に装着されている。
【００２４】
下部回動体２２は、隔壁２２ａにより上部空間と下部空間に区画された円筒体からなり、隔壁２２ａ中央には、フランジを有する開口２２ｂが開けられている。開口２２ｂ内には、スピンドル部２１の底部が位置している。下部回動体２２の周壁外面上端部は、転がり軸受け２６を介して、取付部材１９のテーブル１９ａ下面に突設された円環状のベアリング外輪２７の内面側に、回動自在に支持されている。下部回動体２２の周壁内面に形成されたギヤ部には、テーブル１９ａに固定された回動モータ２８の、テーブル１９ａ下面側に突出する駆動軸に取り付けられた回動ギヤ２９が噛合している。
【００２５】
従って、油圧駆動される回動モータ２８の駆動力が、回動ギヤ２９を介して下部回動体２２に伝達されることにより、下部回動体２２の回動動作に伴って、水中作業アタッチメント１２をアーム１１ｂの取付部に対し自在に回動動作させることができる。下部回動体２２の回動時、連結部材２１ａにより下部回動体２２に一体化されたスピンドル部２１も、センタージョイント２０に対し自在に回動する。
【００２６】
上述した、センタージョイント２０、スピンドル部２１、下部回動体２２、メカニカルシール２４、転がり軸受け２６、ベアリング外輪２７等は、水中作業アタッチメント１２を、アーム１１ｂに対して３６０度一回転する旋回動作を含む回動動作を行うための回動機能部として機能する。
【００２７】
アタッチメントボディ２３には、油圧駆動により開閉動作する一対の把持部（図示しない）が取り付けられており、この把持部によってコンクリート構造物１３を把持し破砕することができる。把持部を駆動する油圧及び回動モータ２８を駆動する油圧は、動力ホース１７に連結される油圧ホース３０を介して、台船１５の動力ユニット１６から水中作業アタッチメント１２に伝達される。把持部への油圧の伝達は、油圧ホース３１を介して行われる。
【００２８】
この水中作業アタッチメント１２は、取付部材１９のテーブル１９ａ（テーブル１９ａに取り付けられた回動モータ２８の下端面を含む）と、センタージョイント２０の周壁と、下部回動体２２の周壁部分、隔壁２２ａ及びフランジとで囲まれ密閉された、下部回動体２２の上部空間からなる均圧室３２を有している。この均圧室３２は、回動機能部のスピンドル部２１周辺である、回動機能部の回動中心で、水中作業アタッチメント１２に動作を行わせるための油圧機器に駆動力を伝達する油圧の通路となる、センタージョイント２０の回動部分に配置されている。
【００２９】
均圧室３２は、前述した水中作業機（特許２５８５１９５号参照）で用いられている均圧室と同様の機能を有するものであり、水中バックホウ１１に設けた均圧室１１ｃ（図１参照）と、アーム１１ｂに沿って配置されたエアホース３３を介して連通している。従って、水中作業アタッチメント１２の均圧室３２と水中バックホウ１１の均圧室１１ｃは、同一の内部圧力を有することになる。
【００３０】
つまり、水中バックホウ１１は、バックホウ本体の上部回動体後方下部に均圧室１１ｃ及びレギュレータ１１ｅ（空気供給制御手段）を有すると共に、上部回動体に取り付けられたアーム１１ｂ先端の水中作業アタッチメント１２にも均圧室３２を有している。レギュレータ１１ｅは、前述した水中作業機（特許２５８５１９５号参照）で用いられているレギュレータと同様の機能を有するものであり、均圧室１１ｃの最も低い位置に設置されてその位置の水圧を感知し検出する。
【００３１】
図３は、図１の水中バックホウに備えられたレギュレータの断面説明図である。図３に示すように、レギュレータ１１ｅは、バルブハウジング３４に形成された凹部状空間３４ａの一ヶ所のみの開口部を覆う、凹部状空間３４ａ内外に変位可能なバルブシート（ダイヤフラム）３５を有している。凹部状空間３４ａは、エアホース１８を介して台船１５の動力ユニット１６に内蔵されたコンプレッサに連通すると共に、均圧室１１ｃに連通している。
【００３２】
コンプレッサからの高圧空気が送り込まれる凹部状空間３４ａの内部開口には、バルブスプリング３６の極小さな付勢力に付勢されて内部開口を塞ぐバルブ３７が設けられている。バルブ３７の下端部には、Ｌ字状に屈曲し屈曲部が軸支されたクランクレバー３８の一端が連結固定されており、クランクレバー３８の他端は、バルブシート３５の中央部に設けられてバルブシート３５と一体化されたバルブプレート３５ａの内面に、自由端として接触している。
【００３３】
バルブシート３５の外側には、バルブシート３５を覆うようにバルブシート３５から離間して、表裏面を貫通する複数の貫通孔３９ａが開けられた剛性部材からなるカバー３９が取り付けられている。このバルブプレート３５ａは、水圧が加わって変位することで水圧を感知する水圧感知部として機能する。
【００３４】
このレギュレータ１１ｅにより、均圧室１１ｃの外部の水圧が内部の圧力より高くなると、バルブシート３５が凹部状空間３４ａ内へと変位し、バルブプレート３５ａに押されてクランクレバー３８が屈曲部を軸に回動（図３において右回り方向）する。クランクレバー３８の回動に伴ってバルブ３７が引き上げられると、コンプレッサからの高圧空気が凹部状空間３４ａを経て均圧室１１ｃへと送り込まれ、均圧室１１ｃの内部圧力が水圧に対応するまで高圧空気が供給される。
【００３５】
また、均圧室１１ｃに設けられた排出弁（図示しない）により、外部の水圧と内部圧力が平衡するまで均圧室１１ｃ内の空気が水中に排出される。
【００３６】
従って、レギュレータ１１ｅと排出弁により、均圧室１１ｃの内部圧力は、常に外部の水圧と平衡するように維持されることになり、均圧室１１ｃと同一の内部圧力を有する均圧室３２の内部圧力も、常に外部の水圧と平衡するように維持される。
【００３７】
つまり、水中における水中作業アタッチメント１２は、回動機能部における水密構造を必要とする場所に、高圧空気が供給されて内部圧力が常に外部の水圧と平衡するように維持される均圧室３２を備えることで、均圧室１１ｃを備えた水中バックホウ１１と同様に、水中でも地上における場合と同様の操作を行うことができる。
【００３８】
このような、均圧室１１ｃと同一の内部圧力を有する均圧室３２を備えた水中作業アタッチメント１２を用いて、水中のコンクリート構造物１３の撤去作業を行う場合、水中作業アタッチメント１２がバックホウ本体に設置されたレギュレータ１１ｅより低い位置に下がると、均圧室３２の内部圧力より均圧室３２の外部水圧の方が高くなってしまう。均圧室３２の外部水圧の方が内部圧力より高くなると、均圧室３２の水密を保てなくなって均圧室３２内に浸水することが考えられる。
【００３９】
水中作業アタッチメント１２の回動中心で油圧の通路となるセンタージョイント２０の回動部分では、油圧の流れの方向によって負圧を発生することがある。このような場合、気中（陸上）での使用では、作動油中にエアが極少量混入することになるが動作に影響する程の量ではなく、油圧機器によって自動的に油圧ラインから排出され蓄積されることはない。
【００４０】
これに対し、同様な場合の水中使用では、十分なシールを施していても内部が負圧状態にあるため外部の水圧により作動油中に海水が混入する可能性が考えられる。その場合、量的には極少量であり直ぐには動作に影響することはないが、混入するのが海水でありエアと違って自動的に排出されることはないので蓄積されてしまう。作動油中への海水混入は、作動油の乳化や劣化、油圧機器の損傷等の悪影響を引き起こす原因となる可能性が高い。
【００４１】
そこで、外部の水圧に応じて均圧室１１ｃへの高圧空気の供給を制御するレギュレータ１１ｅの代わりに、同様の機能を有するデマンドバルブ（空気供給制御手段）を備えて、アーム１１ｂを最大限下げた状態でも、水中作業アタッチメント１２の均圧室３２の水密を保って均圧室３２内に浸水することができないようにした。
【００４２】
図４は、水中バックホウに備えられるデマンドバルブの第１例の断面説明図である。図４に示すように、レギュレータ１１ｅに代えて水中バックホウ１１に備えられるデマンドバルブ４０は、カバー３９とバルブプレート３５ａの間に、デマンド加圧用スプリング（加圧手段）４１が装着されている他は、レギュレータ１１ｅと同様の構成及び作用を有している。
【００４３】
デマンド加圧用スプリング４１を設けたことで、その付勢力により、バルブプレート３５ａが凹部状空間３４ａ内部側に変位し、クランクレバー３８が屈曲部を軸に回動（図において右回り方向）。クランクレバー３８の回動により、バルブ３７が引き上げられ、高圧空気が凹部状空間３４ａに送り込まれる。
【００４４】
つまり、このデマンドバルブ４０は、デマンド加圧用スプリング４１により、アーム１１ｂを最大限下げた状態での水中作業アタッチメント１２の均圧室３２位置、即ち、アーム１１ｂの長さ分（例えば、約６ｍ）水中バックホウ１１のデマンドバルブ４０より深い位置と、デマンドバルブ４０の水圧感知部位置との高低差分の圧力だけ、バルブシート３５に外部から予め負荷（プレロード）がかかるようにし、更に、バックホウ本体の均圧室１１ｃの余剰空気排出弁にも同様にプレロードをかける。
【００４５】
なお、水中バックホウ１１のアーム１１ｂの長さは、約６ｍに限るものではなく、目的や作業内容に応じて種々の長さのアーム１１ｂが用いられる。
【００４６】
バルブシート３５にかけるプレロードは、アーム１１ｂ長さ分の水深（アーム１１ｂ長さが６ｍの場合、６ｍ）の水圧に相当するものとし、この水深の水圧に相当する付勢力を有するデマンド加圧用スプリング４１を用いる。
【００４７】
これにより、水中作業アタッチメント１２がデマンドバルブ４０より下方に位置していても、水中作業アタッチメント１２の均圧室３２は、周囲の水圧以上の内部圧力に保持することが可能になり、高い水密性を確保することができる。
【００４８】
なお、デマンドバルブ４０には、デマンド加圧用スプリング４１の加圧力を必要に応じて増加調整することができる加圧調整手段を設けてもよい。
【００４９】
図５は、図４のデマンドバルブに設けた加圧調整手段の説明図である。図５に示すように、デマンドバルブ４０に設けた加圧調整手段４１ａは、カバー３９の内側でデマンド加圧用スプリング４１をバルブプレート３５ａとの間に挟持する受け部４１ｂと、カバー３９の内側に突出させた先端を受け部４１ｂに接触させてカバー３９に螺着された調整ネジ４１ｃとを有している。
【００５０】
調整ネジ４１ｃの回動により、調整ネジ４１ｃの先端は、カバー３９に対しバルブプレート３５ａ側に進出或いはバルブプレート３５ａ側から退避し、デマンド加圧用スプリング４１を圧縮或いは伸張させる。調整ネジ４１ｃが進出しデマンド加圧用スプリング４１が圧縮状態になることで、デマンド加圧用スプリング４１の加圧力が増加する。
【００５１】
このデマンドバルブ４０は、上述したデマンド加圧用スプリング４１を備えるものに限らず、他の構成を有するものでも良い。以下に、他の構成を有するデマンドバルブを説明する。
【００５２】
図６は、水中バックホウに備えられるデマンドバルブの第２例の断面説明図である。図６に示すように、デマンドバルブ４４は、デマンド加圧用スプリング４１に代えて、バルブシート３５の内側、即ち、凹部状空間３４ａ側に板バネ４５を装着し、この板バネ４５によりデマンド加圧用スプリング４１の機能を持たせている他は、デマンドバルブ４０と同様の構成及び作用を有する。
【００５３】
上記各デマンドバルブ４０，４４の内、デマンドバルブ４４においては、板バネが内蔵されているため、水中作業アタッチメント１２の使用が海水中であっても腐食することがない。
【００５４】
図７は、図２に示すセンタージョイントの他の例を示す水中作業アタッチメントの概略構成を示す一部破断した説明図である。図７に示すように、センタージョイント２０には、均圧室３２と、挿入されたスピンドル部２１によりセンタージョイント２０との間に形成される密閉空間４８とを連通する、貫通路４９が開けられている。
【００５５】
このセンタージョイント２０に開けられた貫通路４９により、センタージョイント２０の負圧発生部分に均圧室３２から空気を自然吸気させることができ、水中作業アタッチメント１２外部からの水の侵入を防止することができる。上述したように、デマンドバルブ４０，４４を備えたことで、均圧室３２は周囲の水圧以上の内部圧力に保持されるため、スピンドル部２１のメカニカルシール２４の水密性も向上する。
【００５６】
図８は、図２の均圧室を設けた水中作業アタッチメントを有する水中バックホウの外付けデマンドバルブの説明図である。図８に示すように、水中バックホウ１１は、バックホウ本体の上部回動体後方下部に均圧室１１ｃ及びレギュレータ１１ｅを有すると共に、上部回動体に取り付けられたアーム１１ｂ先端の水中作業アタッチメント１２に、均圧室３２を有し、加えて、デマンドバルブ４０，４４の何れか或いはレギュレータ１１ｅを外付け仕様にした外付けデマンドバルブ５０を有している。
【００５７】
外付けデマンドバルブ５０は、水中バックホウ１１のバックホウ本体より水深が深い場所（アーム１１ｂの長さが６ｍの場合、最大６ｍ）に配置されている。台船１５に備えられた動力ユニット１６とバックホウ本体のレギュレータ１１ｅを連結するエアホース１８は、レギュレータ１１ｅの手前で分岐された第１エアホース５１により、外付けデマンドバルブ５０に連結されている。また、外付けデマンドバルブ５０は、第２エアホース５２を介して水中作業アタッチメント１２の均圧室３２に連通しており、均圧室３２には、外付けデマンドバルブ５０が位置する水深に基づいて均圧された空気圧が供給される。
【００５８】
このように、バックホウ本体の均圧室１１ｃはレギュレータ１１ｅにより、水中作業アタッチメント１２の均圧室３２は外付けデマンドバルブ５０により、それぞれ均圧される。外付けデマンドバルブ５０は、バックホウ本体から分離されて自由な移動が可能なため、任意の水深に位置させて均圧に必要な空気圧を得ることができる。即ち、外付けデマンドバルブ５０を備えることで、水中作業アタッチメント１２のバックホウ本体との水深差（水圧差）に対応することが可能になる。
【００５９】
また、バックホウ本体のレギュレータ１１ｅを取り外して、外付けデマンドバルブ５０のように任意の水深に位置させることができるようにし、バックホウ本体の均圧室１１ｃと水中作業アタッチメント１２の均圧室３２の均圧を同時に行ってもよい。
【００６０】
この場合、エアホース１８は分岐されずに、バックホウ本体から取り外されたレギュレータ１１ｅに連結し、第２エアホース５２は、水中作業アタッチメント１２の均圧室３２ではなくバックホウ本体の均圧室１１ｃに連通させる。更に、バックホウ本体の均圧室１１ｃと水中作業アタッチメント１２の均圧室３２をエアホースで連結することで、同一の連続した空間（１個の均圧室）と見なすことができる。
【００６１】
図９は、遠隔感知レギュレータを備えた水中バックホウの説明図である。図１０は、図９の遠隔感知レギュレータの水圧感知動作を概略的に説明する構成説明図である。
【００６２】
図９に示すように、水中バックホウ１１は、バックホウ本体に、レギュレータ１１ｅに代えて遠隔感知レギュレータ５３を備えると共に、水中作業アタッチメント１２に取り付けられた水圧感知部（水圧感知手段）５４を有している。
【００６３】
遠隔感知レギュレータ５３には、一端が水中作業アタッチメント１２の均圧室３２に連通するエアホース３３の他端、及び一端が水圧感知部５４に連通する配管５５の他端が接続されている。配管５５は、エアホース３３と共にアーム１１ｂに沿って配置されており、内部には、非圧縮性の液体（例えば、水や作動油等）５５ａが充填されている。水圧感知部５４は、アーム１１ｂの先端に配置されており、アーム１１ｂの長さ（例えば、約６ｍ）に相当する水深の水圧を検出することができる。
【００６４】
図１０に示すように、遠隔感知レギュレータ５３は、レギュレータ１１ｅに水圧作動部（水圧作動手段）５６を加えて構成されており、上述した各デマンドバルブ４０，４４の代わりに用いられる。
【００６５】
水圧作動部５６は、バックホウ本体の均圧室１１ｃに連通する開口、及び水中作業アタッチメント１２の均圧室３２に連通する開口を有するハウジング５７内に設けられた、バルブ装置５８を有している。バルブ装置５８は、ハウジング５７内のバルブ室５９に設けられたバルブ５８ａと、ハウジング５７内のシリンダ６０に設けられたピストン部５８ｂからなる。
【００６６】
バルブ室５９は、台船１５の動力ユニット１６に内蔵されたコンプレッサに連通する開口、及びハウジング５７内に連通する開口５９ａを有し、開口５９ａは、ハウジング５７内に組み込まれたコイルスプリング６１に付勢されたバルブ５８ａにより塞がれている。シリンダ６０は、配管５５に連通する開口６０ａ、及びハウジング５７内に連通する開口を有し、バルブ５８ａが開口５９ａを塞いだ状態でピストン部５８ｂは、開口６０ａから若干離間した状態にある。
【００６７】
水圧感知部５４は、１面のみ開口するハウジング６２内にシリンダ６３を備えている。シリンダ６３は、配管５５に連通する開口、及びハウジング６２の開口に臨んで開口する水圧検出口６３ａを有している。水圧検出口６３ａには、シリンダ６３内を摺動する検知ピストン６４が臨んでいる。
【００６８】
シリンダ６０内のピストン部５８ｂから配管５５を経てシリンダ６３の検知ピストン６４迄の連通空間は、液体５５ａにより満たされると共に、シリンダ６３内を密封しつつ摺動する検知ピストン６４とシリンダ６０内を密封しつつ摺動するピストン部５８ｂにより密閉された、水圧伝達手段として機能する。
【００６９】
従って、水圧検出口６３ａで受ける水圧により、検知ピストン６４がシリンダ６３内を配管５５側へ移動すると、その移動量が液体５５ａを介して変化することなくピストン部５８ｂに伝わる。検知ピストン６４の移動量がピストン部５８ｂに伝えられると、開口５９ａを塞いでいたバルブ５８ａは、均圧室３２に連通するハウジング５７内の圧力及びコイルスプリング６１の付勢力に抗してコイルスプリング６１を圧縮させるように移動し、開口５９ａから離れる。即ち、シリンダ６３のストロークに直結してバルブ５８が作動する。
【００７０】
この結果、動力ユニット１６に内蔵されたコンプレッサからの圧縮空気が、バルブ室５９の開口５９ａを通ってハウジング５７内部に送り込まれ、ハウジング５７を経てバックホウ本体の均圧室１１ｃ及び水中作業アタッチメント１２の均圧室３２へ送り出される。
【００７１】
このように、バックホウ本体に遠隔感知レギュレータ５３を備えると共に、水中作業アタッチメント１２に取り付けられた水圧感知部５４を有することにより、バックホウ本体と水中作業アタッチメント１２で検出した２箇所の水圧の、何れか高い方（水位が深い方）に合わせて均圧を行う遠隔水圧感知型とすることができる。
【００７２】
この遠隔水圧感知型の場合、シリンダ構造により比較的強固な構造を有し破砕作業中の振動にも耐えられるため、薄いゴム製または樹脂製のバルブシートを持つデマンドバルブ４０，４４の代わりに、振動の多い水中作業アタッチメント１２にも装着することができる。
【００７３】
上述したように、水中バックホウ１１のアーム１１ｂに取り付けられた水中作業アタッチメント１２は、デマンドバルブ４０，４４によりプレロードをかけることで、上下動による内外圧の変化に対応することができ、更に、均圧エアによって内部圧力を常時周囲水圧より高く保持することができるので従来に比べ水密性を高めることができる。
【００７４】
また、水中作業アタッチメント１２の破砕動作用の油圧を送るセンタージョイント２０に設けた貫通路４９により均圧エアを導入し、擬似的に気中と同様の環境を与えることが可能になることから、センタージョイント２０における負圧による海水の吸い込みを防止することができる。
【００７５】
このように、この発明によれば、アーム１１ｂに水中作業アタッチメント１２を取り付けた水中バックホウ１１により、実際に水中の構造物を見て確認しつつ作業することができるため、例えば、コンクリート構造物１３等の破壊及び撤去等の水中作業を直接、且つ、正確な操作によって行うことが可能となる。また、水中バックホウ１１の作業スペースさえ確保できれば施工が可能となるため、船舶の侵入や機器設置が困難な狭隘部や河川等でも施工が可能となる。
【００７６】
特に、アーム１１ｂに水中作業アタッチメント１２を取り付けた水中バックホウ１１による作業が可能であるため、陸上と同様の水中作業や、水中バックホウ１１の機動性を活かした細かな作業や、油圧動力による正確なオペレーションの回動動作が可能となる。
【００７７】
また、作業用のアーム１１ｂを有し、高圧空気が供給されて内部圧力が常に外部の水圧と平衡するように維持される均圧室１１ｃを備えて水中での作業が可能な水中バックホウ１１と、アーム１１ｂの先端に離脱自在に、且つ、駆動力が伝達されてアーム１１ｂの取付部に対し回動自在に装着された、上記水中作業アタッチメント１２と、水中バックホウ１１の均圧室１１ｃ及び水中作業アタッチメント１２の均圧室３２に高圧空気を供給する動力ユニット１６とを有する水中作業システムにより、コンクリート構造物１３等の破壊及び撤去等の水中作業を行うことができる。
【００７８】
なお、上記実施の形態において、水中作業アタッチメント１２は、コンクリート破砕作業を行う破砕機に限るものではなく、他の水中作業に用いられる各種作業機でも良い。また、コンプレッサを内蔵する動力ユニット１６は、台船１５に備えずに作業水域の近くの陸上に設置しても良い。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、水中での作業が可能な水中作業機に装着されて水中で使用され、且つ、回動機能部を有する水中作業アタッチメントは、均圧室とレギュレータを設けたことにより、回動機能部における水密構造を必要とする場所に高圧空気が供給されて、内部圧力が常に外部の水圧と平衡するように維持される。また、均圧室とデマンドバルブを設けたことにより、回動機能部における水密構造を必要とする場所に高圧空気が供給されて、内部圧力が常に外部の水圧より高く保持される。このため、水中作業アタッチメントは、水中作業機に装着して水中使用が可能となる。
【００８０】
また、この発明に係る水中作業システムにより、上記水中作業アタッチメントを用いた水中作業を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る水中作業システムの構成を示す説明図である。
【図２】図１の水中作業アタッチメントの概略構成を示す一部破断した説明図である。
【図３】図１の水中バックホウに備えられたレギュレータの断面説明図である。
【図４】水中バックホウに備えられるデマンドバルブの第１例の断面説明図である。
【図５】図４のデマンドバルブに設けた加圧調整手段の説明図である。
【図６】水中バックホウに備えられるデマンドバルブの第２例の断面説明図である。
【図７】図２に示すセンタージョイントの他の例を示す水中作業アタッチメントの概略構成を示す一部破断した説明図である。
【図８】図２の均圧室を設けた水中作業アタッチメントを有する水中バックホウの外付けデマンドバルブの説明図である。
【図９】遠隔感知レギュレータを備えた水中バックホウの説明図である。
【図１０】図９の遠隔感知レギュレータの水圧感知動作を概略的に説明する構成説明図である。
【符号の説明】
１０  水中作業システム
１１  水中バックホウ
１１ａ  クローラベルト
１１ｂ  アーム
１１ｃ，３２  均圧室
１１ｄ  運転席
１１ｅ  レギュレータ
１２  水中作業アタッチメント
１３  コンクリート構造物
１４  クレーン
１５  台船
１６  動力ユニット
１７  動力ホース
１８，３３  エアホース
１９  取付部材
１９ａ  テーブル
２０  センタージョイント
２１  スピンドル部
２１ａ  連結部材
２２  下部回動体
２２ａ  隔壁
２２ｂ，５９ａ，６０ａ  開口
２３  アタッチメントボディ
２４，２５  メカニカルシール
２６  転がり軸受け
２７  ベアリング外輪
２８  回動モータ
２９  回動ギヤ
３０，３１  油圧ホース
３４  バルブハウジング
３４ａ  凹部状空間
３５  バルブシート
３５ａ  バルブプレート
３６  バルブスプリング
３７，５８ａ  バルブ
３８  クランクレバー
３９  カバー
３９ａ  貫通孔
４０，４４  デマンドバルブ
４１  デマンド加圧用スプリング
４１ａ  加圧調整手段
４１ｂ  受け部
４１ｃ  調整ネジ
４５  板バネ
４８  密閉空間
４９  貫通路
５０  外付けデマンドバルブ
５１  第１エアホース
５２  第２エアホース
５３  遠隔感知レギュレータ
５４  水圧感知部
５５  配管
５５ａ  液体
５７，６２  ハウジング
５８  バルブ装置
５８ｂ  ピストン部
５９  バルブ室
６０，６３  シリンダ
６１  コイルスプリング
６３ａ  水圧検出口
６４  検知ピストン
Ｇ  水底
Ｓ  水面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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