(57)【要約】      （修正有）【課題】水中で既設構造物に接近して作業する時に損傷のおそれを解決する。【解決手段】水中作業用装置１の本体１ｂと、本体１ｂから揺動自在に支持されて延びる第２アームと、前記第２アームの先端部に揺動自在に支持され伸縮自在な第１アーム１ｄと、第１アーム１ｄの先端部に取り付けられた着脱自在なアタッチメントとからなる水中作業用装置１において、第１アーム１ｄに第１アーム１ｄの位置，方向，傾斜を計測する計測手段を設け、第１アーム1ｄにアーム部分の長さを計測するストローク計と、既設構造物までの距離を計測する超音波距離計とが設けられ、前記計測手段とストローク計と超音波距離計とがそれぞれ電気的に接続され各計測されたデータが適宜に演算処理されて表示部に表示されるように本体１ｂの操作室１アに設けられた演算表示器とからなる水中作業用装置を形成し、既設構造物２の近傍における水中作業を施工する。【選択図】図１
2012026190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動自在で旋回自由な操作室を装備して成る水中作業用装置の本体と、前記本体から揺動自在に支持されて延びる第２アームと、前記第２アームの先端部に揺動自在に支持され伸縮自在な第１アームと、前記第１アームの先端部に取り付けられた着脱自在なアタッチメントとからなる水中作業用装置において、前記第１アームにこの第１アームの位置，方向，傾斜を計測する計測手段を設け、前記第１アームに伸長させたアーム部分の長さを計測するストローク計と、当該第１アームの先端部に設けられ既設構造物までの距離を計測する超音波距離計とが設けられ、前記計測手段とストローク計と超音波距離計とがそれぞれ電気的に接続され各計測されたデータが適宜に演算処理されて表示部に表示されるように前記本体の操作室に設けられた演算表示器とからなる水中作業用装置を形成し、
前記水中作業用装置を作業台船の上に設置し、
前記水中作業用装置のアタッチメントの位置を確認しながら既設構造物の近傍における水中作業を施工すること、
を特徴とする既設構造物付近における水中作業方法。
【請求項２】
水中作業用装置の近傍の台船床面に前記アタッチメントの位置を補正する動揺センサを設け、
第１アームの先端部とアタッチメントとの間に上下動による衝撃を緩和する衝撃抑制手段を設け、
既設構造物の近傍における水中作業を施工すること、
を特徴とする請求項１に記載の既設構造物付近における水中作業方法。
【請求項３】
衝撃抑制手段は、ショックアブソーバ若しくはワイヤーでアタッチメントを吊り下げる吊下げ手段であること、
を特徴とする請求項２に記載の既設構造物付近における水中作業方法。
【請求項４】
第１アームの先端部とアタッチメントとの間に、該アタッチメントの水平方向に回転させ掘削位置を制御する方向制御装置が設けられていること、
を特徴とする請求項２または３に記載の既設構造物付近における水中作業方法。
【請求項５】
移動自在で旋回自由な操作室を装備して成る水中作業用装置の本体と、
前記本体から揺動自在に支持されて延びる第２アームと、
前記第２アームの先端部に揺動自在に支持され伸縮自在な第１アームと、
前記第１アームの先端部に取り付けられた着脱自在なアタッチメントとからなる水中作業用装置において、
前記第１アームにこの第１アームの位置，方向，傾斜を計測する計測手段を設け、
前記第１アームに伸長させたアーム部分の長さを計測するストローク計と、
当該第１アームの先端部に設けられ既設構造物までの距離を計測する超音波距離計とが設けられ、
前記計測手段とストローク計と超音波距離計とがそれぞれ電気的に接続され各計測されたデータが適宜に演算処理されて表示部に表示されるように前記本体の操作室に設けられた演算表示器とからなること、
を特徴とする水中作業用装置。
【請求項６】
第１アームの先端部とアタッチメントとの間に、アタッチメントの上下移動によって受ける衝撃を緩和する衝撃抑制手段が設けられていること、若しくは、アタッチメントを水平方向に回転させて掘削位置を制御する方向制御装置が設けられていること、
を特徴とする請求項５に記載の水中作業用装置。
【請求項７】
衝撃抑制手段は、ショックアブソーバ若しくはワイヤーでアタッチメントを吊り下げる吊下げ手段であること、
を特徴とする請求項６に記載の水中作業用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岸壁若しくは岸壁近くに建てられた構造物などの既設構造物付近における浚渫等の水中作業方法と、その作業に使用する水中作業用装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、岸壁などの港湾施設の維持等を目的に、既設構造物直近での浚渫工事等が定期的若しくは不定期に行われるが、既設構造物への影響（例えば、破損等）を与えることなく施工することが求められている。かかる場合に、既設構造物側（陸上側）からの施工も考えられるが、例えば、ガントリークレーンなどが岸壁際に設置され、稼働中の施設もあり陸上側から施工できない場合がほとんどである。海上からの施工では、特許文献１に示すように、グラブ浚渫船などによる施工が一般的であり（図９参照）、既設構造物への離隔を十分に取って浚渫作業を施工している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の既設構造物付近における水中作業方法では、次のような課題がある。
（１）．図９に示すように、グラブバケットを用いたグラブ浚渫船では、気中部分の既設構造物にブーム先端が接触するおそれがある。よって十分に離隔させる必要がある。
（２）．クレーントップシーブは上下方向の矢印で示すように、運転席より非常に高い位置にあるため、その位置が把握し難く、近接する岸壁近傍の作業の場合、バケット等による損傷の危険性が高い。
（３）．グラブバケットはワイヤーで吊り下げられているため、クレーンの稼働や、船の動揺などでバケットが振れやすく、気中及び水中部分の既設構造物に接触するおそれがある。
（４）．陸上の基礎工事などの深堀作業ではテレスコピック式クラムシェルが使用されるが、掘削位置、深度、バケットの動きは目視で確認しており、水中作業のように見えない場所での作業は困難である。
本発明に係る既設構造物付近における水中作業方法は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る既設構造物付近における水中作業方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、移動自在で旋回自由な操作室を装備して成る水中作業用装置の本体と、前記本体から揺動自在に支持されて延びる第２アームと、前記第２アームの先端部に揺動自在に支持され伸縮自在な第１アームと、前記第１アームの先端部に取り付けられた着脱自在なアタッチメントとからなる水中作業用装置において、前記第１アームにこの第１アームの位置，方向，傾斜を計測する計測手段を設け、前記第１アームに伸長させたアーム部分の長さを計測するストローク計と、当該第１アームの先端部に設けられ既設構造物までの距離を計測する超音波距離計とが設けられ、前記計測手段とストローク計と超音波距離計とがそれぞれ電気的に接続され各計測されたデータが適宜に演算処理されて表示部に表示されるように前記本体の操作室に設けられた演算表示器とからなる水中作業用装置を形成し、前記水中作業用装置を作業台船の上に設置し、前記水中作業用装置のアタッチメントの位置を確認しながら既設構造物の近傍における水中作業を施工することである。
また、前記水中作業用装置の近傍の台船床面に前記アタッチメントの位置を補正する動揺センサを設け、前記第１アームの先端部とアタッチメントとの間に上下動による衝撃を緩和する衝撃抑制手段を設け、前記既設構造物の近傍における水中作業を施工することである。
【０００６】
前記衝撃抑制手段は、ショックアブソーバ若しくはワイヤーでアタッチメントを吊り下げる吊下げ手段であること、；
また、前記第１アームの先端部とアタッチメントとの間に、該アタッチメントの水平方向に回転させ掘削位置を制御する方向制御装置が設けられていること、；
を含むものである。
【０００７】
本発明に係る水中作業用装置の要旨は、移動自在で旋回自由な操作室を装備して成る水中作業用装置の本体と、前記本体から揺動自在に支持されて延びる第２アームと、前記第２アームの先端部に揺動自在に支持され伸縮自在な第１アームと、前記第１アームの先端部に取り付けられた着脱自在なアタッチメントとからなる水中作業用装置において、前記第１アームにこの第１アームの位置，方向，傾斜を計測する計測手段を設け、前記第１アームに伸長させたアーム部分の長さを計測するストローク計と、当該第１アームの先端部に設けられ既設構造物までの距離を計測する超音波距離計とが設けられ、前記計測手段とストローク計と超音波距離計とがそれぞれ電気的に接続され各計測されたデータが適宜に演算処理されて表示部に表示されるように前記本体の操作室に設けられた演算表示器とからなることである。
【０００８】
更に、前記第１アームの先端部とアタッチメントとの間に、アタッチメントの上下移動によって受ける衝撃を緩和する衝撃抑制手段が設けられていること、若しくは、アタッチメントを水平方向に回転させて掘削位置を制御する方向制御装置が設けられていること、；
前記衝撃抑制手段は、ショックアブソーバ若しくはワイヤーでアタッチメントを吊り下げる吊下げ手段であること、；
を含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の既設構造物付近における水中作業方法とそれに使用する水中作業用装置によれば、当該水中作業用装置のアームが伸縮自在なテレスコピック式なので、長いワイヤでバケット等を吊す構造でないので水中作業用のアタッチメントの振れが少なくなり、また、ＧＰＳ，傾斜計，ストローク計などの計測手段により正確な位置決めができるようになるので、既設構造物への接触を確実に防ぐことができる。
装置の第１アームが伸縮自在なテレスコピック式であって、その第１アームのトップ位置が操作室の運転席から比較的近く把握しやすいので、また旋回範囲も小さいので気中部での影響も少ない。
水中作業で、クラムシェルなどのアタッチメントの影響でヘドロなどが舞い上がり、肉眼で確認することができないが、計測手段により前記アタッチメントの位置を正確に把握することができる。
作業台船の動揺があっても、動揺センサによってアタッチメントの位置が高精度に補正され、上下動の衝撃は衝撃抑制手段により機器の損傷を防止できる、また、アタッチメントの水平方向の回転を制御して掘削跡を直線的に制御することができる、など数々の優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る既設構造物付近における水中作業方法を示す説明図である。
【図２】同本発明の既設構造物付近における水中作業方法を示す平面図（Ａ）と、側面図（Ｂ）とである。
【図３】水中作業用装置１に装備される計測手段の構成図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）とである。
【図５】同水中作業用装置１と台船７とに装備される計測手段の構成図である。
【図６】第３実施例における超音波距離計５の態様を示す説明図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）である。
【図７】同第４実施例に係る説明図（Ａ），（Ｂ）である。
【図８】同実施例５における説明図（Ａ），（Ｂ）である。
【図９】従来例に係る水中作業方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る既設構造物付近における水中作業方法は、図１に示すように、テレスコピック式アームで伸縮自在な水中作業用装置１によって、岸壁２ａ若しくは岸壁２ａの際に建つ構造物２ｂなどの既設構造物２に近接させて水中作業を行う方法である。
【実施例１】
【００１２】
本発明の水中作業方法に使用する水中作業用装置１の構成について説明する。この水中作業用装置１は、図１乃至図２に示すように、クローラによって移動自在で、旋回装置によって旋回自由な操作室１ａを装備して成る水中作業用装置の本体１ｂがある。
【００１３】
前記本体１ｂから揺動自在に支持されて延びる第２アーム１ｃと、前記第２アーム１ｃの先端部に揺動自在に支持され伸縮自在な第１アーム１ｄと、前記第１アーム１ｄの先端部に取り付けられた着脱自在なアタッチメント（クラムシェルの他に、オレンジピールバケット，掴み機，切断機，圧砕機，ブレーカ，ポンプ等）１ｅとからなる水中作業用装置１である。
【００１４】
そして、前記水中作業用装置１には、前記第１アーム１ｄにこの第１アームの位置，方向，傾斜を計測する計測手段３を設ける。これは、図３に示すように、例えば、位置を示すものとして高精度のＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム、以下同じ）３ａと、方位計付傾斜計３ｂとである。また、前記ＧＰＳに代わって光波測距儀でもよい。更に、組合せとして、ＧＰＳと方位計と傾斜計、若しくは、ＧＰＳを２台にして傾斜計と組み合わせても良い。
【００１５】
また、図３に示すように、前記第１アーム１ｄに伸長させたアーム部分１ｆの長さを計測するストローク計４と、当該第１アーム１ｄの先端部に設けられ既設構造物２までの距離を計測する超音波距離計５とが設けられる。そして、これらの前記計測手段３とストローク計４と超音波距離計５とがそれぞれ電気的に接続され各計測されたデータが表示部に表示されるように前記本体１ｂの操作室１ａに設けられた演算表示器６があり、これらが水中作業用装置１を形成している。
【００１６】
前記ストローク計４については、ロータリーエンコーダ検出計などの他の計測手段でも良い。また、前記演算表示器６は、各測定器などからの信号で演算プログラムによって演算処理し、既設構造物２の位置や掘削等の計画値も表示部に表示できるものである。
【００１７】
上記水中作業用装置１を使用した水中作業方法について説明する。まず、図１乃至図２に示すように、前記水中作業用装置１を作業台船７の上に設置する。そして、前記計測手段３、ストローク計４、超音波距離計５および演算表示器６を駆動させる。
【００１８】
水中作業用装置１のアタッチメントであるクラムシェル１ｅを、第２アーム１ｃおよび第１アーム１ｄをそれぞれ屈曲させ、テレスコピック式の第１アーム１ｄを伸長させてアーム部分１ｆで岸壁２ａの側の海中に水没させる。作業者は、操作室１ａにおいて、前記演算表示器６によって演算されたクラムシェル１ｅの３次元位置などの計測数値をリアルタイムで確認しながら、掘削作業を行うものである。
【００１９】
前記計測手段３とストローク計４により、クラムシェル１ｅの位置，掘削深度が表示され、又、超音波距離計５によって既設構造物２までの距離がリアルタイムでわかるものである。よって、岸壁２ａの近くまで建てられた既設構造物２があっても、岸壁に近接させて掘削作業ができるので、岸壁２ａの側に堆積した土砂などを掘削できるものである。
【実施例２】
【００２０】
本発明の第２実施例は、図４乃至図５に示すように、台船７に、波の影響で動揺が大きいときにアタッチメント１ｅの位置を補正する手段として、動揺センサ８を設ける。更に、水中作業用装置１と台船７との相対位置を計測する手段としての旋回角度計９を、当該水中作業用装置１に設ける。この旋回角度計９のデータは演算表示器６に電気信号として送られ、演算部で基準位置から移動した距離などが計算処理され、第１アーム１ｄの位置データが算出される。このように、前記旋回角度計９を水中作業用装置１に設け、動揺センサ９を台船７に装備することで、波が大きくなって台船７が動揺しても、アタッチメント１ｅの位置を正確に把握することができる。
【実施例３】
【００２１】
図６に示すように、アタッチメントのクラムシェル１ｅと、既設構造物２までの接近距離においては、前記クラムシェル１ｅの方向によって接近距離が変化するので、超音波距離計５を、例えば、複数個の超音波距離計５をある程度の角度をつけて設置する（図６（Ａ）参照）ようにする。又、超音波距離計５の計測幅（指向角）が大きいものを使用する（図６（Ｂ）参照）。更には、扇状に計測できる超音波距離計５を使用する（図６（Ｃ）参照）。これにより、クラムシェル１ｅと既設構造物２との距離を正確に測定できるようになる。
【実施例４】
【００２２】
図７に示すように、海上の作業においては波浪などの影響で台船７が動揺する事があり、その上下動によってアタッチメント１ｅが下からの突き上げで、故障することが懸念されるので、伸長されたアーム部分１ｆの端部とアタッチメント１ｅとの間に、ショックアブソーバ１０ａを設けたり（図７（Ａ）参照）、比較的短いワイヤ１０ｂで吊持するようにしたり（図７（Ｂ）参照）して、この衝撃抑制手段により衝撃を緩和させるものである。
【実施例５】
【００２３】
図８（Ａ）の左図に示すように、水中作業用装置１において、第２アーム１ｃ及び第１アーム１ｄを本体１ｂを中心に旋回しながら掘削すると、掘削等の計画ライン１１に対して掘削跡１２が扇状となってしまう。そこで、これを解消するため、図８（Ｂ）に示すように、アタッチメントのクラムシェル１ｅに方向制御装置１３を設ける。
【００２４】
この方向制御装置１３は、電動若しくは油圧などの駆動により水平方向に回転する機構および回転角度検出センサを持つものである。回転角度センサの計測値は、演算表示器６に電気的に伝達され、アタッチメント１ｅの正確な位置が把握出来るようになる。そして、図８（Ａ）の右図のように、計画ライン１１に対して掘削跡１２を沿わせるようにすることができるものである。
【００２５】
以上のような水中作業用装置１によって、既設構造物２の近傍における海底の土砂などを掘削する水中作業を施工するものである。アタッチメント１ｅの動揺による衝撃を緩和して損傷が生じないようになされ、掘削跡１２を計画ライン１１に沿って掘削出来るようになる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の水中作業用装置１及びそれによる水中作業方法は、アタッチメント１ｅを各種作業用の機器に交換することで、数多くの水中作業に応用できるものである。
【符号の説明】
【００２７】
１          水中作業用装置、          １ａ          操作室、
１ｂ        本体、                    １ｃ          第２アーム、
１ｄ        第１アーム、              １ｅ          アタッチメント
１ｆ        アーム部分、
２          既設構造物、              ２ａ          岸壁、
３          計測手段、                ３ａ          ＧＰＳ、
３ｂ        方位計付傾斜計、  
４          ストローク計、            
５          超音波距離計、
６          演算表示器、
７          台船、
８          動揺センサ、
９          旋回角度計、
１０ａ      ショックアブソーバ、      １０ｂ        ワイヤ、
１１        計画ライン、
１２        掘削跡、
１３        方向制御装置。
【図１】
2012026190.tif 000003
【図２】
2012026190.tif 000004
【図３】
2012026190.tif 000005
【図４】
2012026190.tif 000006
【図５】
2012026190.tif 000007
【図６】
2012026190.tif 000008
【図７】
2012026190.tif 000009
【図８】
2012026190.tif 000010
【図９】
2012026190.tif 000011