(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータージェット式の掘削体を有する埋設機において、
掘削体は、幅に対して長さ方向が長く、かつ、機体に対して前端軸を中心に揺動可能で斜めになって海底に没することのできる構造を有し、
掘削体と機体との間に、２つのアーム同士を軸で回動可能に連接したリンク体を設け、
機体とリンク体のアームとの間に、シリンダーとピストンロッドからなる駆動用シリンダー装置が設けられ、
シリンダー装置は対のシリンダー同士が固定されかつ各ピストンロッドが機体とリンク体のアームとのそれぞれに回動可能に固定されたものであることを特徴とする埋設機の掘削体昇降装置。
【請求項２】
シリンダー装置は、油圧回路によって駆動制御され、該油圧回路にはアキュームレータが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の埋設機の掘削体昇降装置。
【請求項３】
リンク体の上側アームは、機体の上部に軸着され、シリンダー装置は当該上側アームよりも上方に位置して設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の埋設機の掘削体昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海底あるいは水底に電力ケーブル、通信ケーブルなどの長尺体を埋設するために溝を掘削する埋設機の掘削体昇降装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、海底ケーブルを海底に埋設する方式には、海底に溝を掘削し、その溝内に海底ケーブルを布設して埋設する方式が知られ、この方式の施工には掘削体を有する埋設機が用いられている。
【０００３】
前記海底ケーブル掘削体の掘削機構としては、海底を牽引される機体から斜め後ろ向きに下がった掘削体から前方へ向けてのウォータージェットの噴出により海底の土砂を掘削する方法、掘削体に鋤機構を用いて農具の鋤の原理により掘削しながら埋設する方法、あるいは、その両方を併用した方法がある。
【０００４】
前記ウォータージェット式の海底ケーブルの埋設機において、掘削体を昇降する方式には、一つとして、掘削体後方部に鉛等からなるウェイトを乗せて、掘削体から噴出されるウォータージェットの流量を調整することで、海底土圧により掘削体を昇降する方式がある。
また、他に、埋設機本体と掘削体との間に油圧シリンダーを取り付けてシリンダーの伸縮を直接利用する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のように掘削体の後方部にウェイトを乗せる方式であると、遠隔で操作および管理することができないため、経験に頼って調整するのみであった。
【０００６】
また、油圧シリンダーの伸縮を直接利用する方式では、岩盤の硬・軟や土質の変化に伴い掘削体が急に変化（変位）した場合、油圧リリース（数分間（例：１〜２分）かかり圧力が徐々に抜ける）の応答性からケーブルへ許容側圧（例えば１．５ｔｏｎ／ｍ）以上の力が加わる可能性がある。
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解消するためなされたものであって、掘削体の昇降制御をきめ細かく行うことができると共に、掘削体が海底または水底から受ける反力を適切に逃がし、ケーブルにかかる側圧をコントロールできると共に、埋設機掘削体の破損を防ぐことができる埋設機の掘削体昇降装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
請求項１の発明は、ウォータージェット式の掘削体を有する埋設機において、掘削体は、幅に対して長さ方向が長く、かつ、機体に対して前端軸を中心に揺動可能で斜めになって海底に没することのできる構造を有し、掘削体と機体との間に、２つのアーム同士を軸で回動可能に連接したリンク体を設け、機体とリンク体のアームとの間に、シリンダーとピストンロッドからなる駆動用シリンダー装置が設けられ、シリンダー装置は対のシリンダー同士が固定されかつ各ピストンロッドが機体とリンク体のアームとのそれぞれに回動可能に固定されたものであることを特徴とする埋設機の掘削体昇降装置である。
請求項２の発明は、シリンダー装置は、油圧回路によって駆動制御され、該油圧回路にはアキュームレータが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の埋設機の掘削体昇降装置である。
請求項３の発明は、リンク体の上側アームは、機体の上部に軸着され、シリンダー装置は当該上側アームよりも上方に位置して設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の埋設機の掘削体昇降装置である。
【０００９】
本発明によれば、ウォータージェット式の掘削体を有する埋設機において、掘削体と機体との間に、２つのアーム同士を軸で回動可能に連接したリンク体を設け、機体とリンク体のアームとの間に、シリンダーとピストンロッドからなる駆動用シリンダー装置が設けられたものであるので、シリンダー装置の駆動でリンク体を介して掘削体が昇降する。したがって、直接シリンダー装置で掘削体を揺動させることに比較して、リンク体のリンク比でシリンダー装置の動き量を設定することができる利点がある。
【００１０】
また、シリンダー装置は対のシリンダー同士が固定されかつ各ピストンロッドが機体とリンク体のアームとのそれぞれに回動可能に固定されたものであるので、双方のシリンダー装置を縮めた状態と、一方のシリンダー装置を延ばし他方を縮めた状態と、双方のシリンダー装置を延ばした状態の３ポジションをとることができ、比較的簡単な構成で掘削体を収容状態、中間状態、および掘削状態を簡単に設定することができる。
【００１１】
また、シリンダー装置は、アキュームレータを油圧回路に設けたものであれば、掘削体が障害物を乗り越えるときなど反力がシリンダー装置に作用しても適切に逃がすことができる。
また、リンク体の上側アームは、機体の上部に軸着され、シリンダー装置は当該上側アームよりも上方に位置して設置されていれば、掘削体が土中にある場合でもシリンダー装置は海底面または水底面よりも上にあり、シリンダー装置に砂や泥がかからず故障を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、実施形態にかかる埋設機の全体説明図、図２は埋設機の掘削体の昇降装置の機構説明図、図３は掘削体の各昇降状態の説明図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、埋設機１０は、ウォータージェット式の掘削体１２を有する。この掘削体１２は、幅に対して長さ方向が長くその下面部１２ａに複数のウォータージェットノズル１４が配設され、かつ、機体１６に対して揺動可能で各種角度で斜めになって海底に没する（穴溝２６ａを掘削する）ことのできる構造を有する。掘削体１２の内部には複数（３つ）の送水通路１８が設けられ、その複数の送水通路１８は掘削体１２の長さ方向に複数組（実施形態では３組）に分けられたウォータージェットノズル１４の各組に別々に連通されたものである。
【００１４】
前記機体１６は、埋設機進行方向に向いて間隔を置いた左右に海底面を滑るための橇体２０，２０と、その左右橇体２０，２０を正面視概略門型形状に繋ぐパイプ材をトラス構造に組み合わせた本体ベースフレーム２２とを有しており、概略双胴艇の形状になっているものである。なお、機体１６の前端部には、埋設機１０を図示しないバージに繋がる牽引用のワイヤケーブル１６ｐが固定される。また、左右の橇体２０，２０はバージに牽引されて海底の不陸岩盤部を進行しやすくする車輪２０ｈが回動自在に設けられる。
【００１５】
前記掘削体１２は、前記本体ベースフレーム２２の幅中央に位置し、かつ、前記掘削体１２の前端１２ａ上部に機体１６前端に回動自在に支持される揺動支点軸２４を設けて、前端側よりも後端側が海底により深く没することができるようにされている。
【００１６】
また、掘削体１２は前後方向に長い概略箱形状を呈し、かつ後端部がやや後ろ上がりの形状を呈している。そして、上部には、ウォータージェットで海底（２６）を掘削して形成した穴溝（２６ａ）内に、埋設対象の海底ケーブル２８を支持した状態で導くための概略断面円形形状のケーブル通路を、海底ケーブル２８を四方から囲むように形成している。
【００１７】
また、掘削体１２のウォータージェットノズル１４は、複数あって、掘削体１２の幅方向に同間隔で対になって前後方向に配列されている。そして、掘削体１２の内側下部には、前記ケーブル通路の各組のノズル１４毎に異なる送水通路１８が形成されている。
【００１８】
前記掘削体１２の上下に揺動するため（図１には、掘削体の揺動経過各位置を示している）、本体ベースフレーム２２と掘削体１２後端部との間にはリンク構造４４を介して繋がりかつ油圧シリンダー装置４６で駆動するようになっている。また、掘削体１２の前端部には屈曲可能なケーブルガイド部４８が取り付けられて、布設するべき海底ケーブル２８を掘削体１２内のケーブル通路に通しかつさらに後方で掘削した溝内に導き埋設するようになっている。
【００１９】
前記リンク構造４４と油圧シリンダー装置４６の機構は、図２に示すようになる。つまり、図２に一部を示す本体ベースフレーム２２の後部上側にブラケット５０を上方に向けて突設している。また、掘削体１２と機体１６の本体ベースフレーム２２との間に、２つのアーム４４ａ，４４ａ同士を軸４４ｂで回動可能に連接したリンク構造４４を設けている。
この本体ベースフレーム２２とリンク構造４４の上側のアーム４４ａとの間に、シリンダー４６ａとピストンロッド４６ｂからなる油圧シリンダー装置４６が設けられたものである。この油圧シリンダー４６は対のシリンダー４６ａ，４６ａの尾端同士が固定され、かつ、ピストンロッド４６ｂ、４６ｂが反対方向に独立に進退動できるようになっている。それと共に、各ピストンロッド４６ｂ，４６ｂが本体ベースフレーム２２に突設したブラケット５０とリンク構造４４の上側アーム４４ａとのそれぞれに回動可能（軸５２，５４）に固定されたものである。
【００２０】
この場合に、図２で上側の一方のピストンロッド４６ｂは、前記ブラケット５０の上部に軸支され、かつ、前記上側アーム４４ａはそのブラケット５０基部に軸５６により連結される。また下側アーム４４ａの先端部は、掘削体１２の後端部寄り位置の上側部に設けたブラケット１２ａに軸５８を介して回動可能に連結する。また、前記一方のシリンダー４６ａはアキュームレータ６０（図面上では２つ設けているが回路によって１つでもよい）がその油圧回路６２の中に組み込まれており、このアキュームレータ６０が油圧回路６２の圧力を調整することができるようになっている。
【００２１】
実施形態の埋設機によれば、操業時には、図１に示すように、掘削体１２を下降させた状態でウォータージェットノズル１４から水噴射させることにより、海底２６の砂や泥を吹き飛ばして設定深さの穴溝２６ａを掘削する。
そして、油圧シリンダー装置４６の駆動でリンク構造４４を介して掘削体１２が昇降するので、直接シリンダーで掘削体を揺動させることに比較して、リンク構造のリンク比でシリンダーの動き量を設定することができる。
【００２２】
また、油圧シリンダー装置４６はシリンダー４６ａ，４６ａ同士が固定されかつ各ピストンロッド４６ｂが機体１６とリンク構造４４のアーム４４ａとのそれぞれに回動可能に軸固定されたものである。したがって、双方のピストンロッド４６ｂ，４６ｂを縮めてリンク構造のくの字形状の開き角θを最も小さくした状態（図３に示す掘削体１２の収容状態）と、一方のピストンロッド４６ｂを延ばし他方のピストンロッド４６ｂを縮めて前記開き角θを中間にした状態（図４に示す掘削体１２の中間状態）と、双方のピストンロッド４６ｂを延ばして前記開き角θを最も大きくした状態（図５に示す掘削体１２の下降限状態）の３ポジションをとることができ、比較的簡単な構成で掘削体１２の位置設定をすることができる。
【００２３】
また、シリンダー装置４６は、アキュームレータを上側シリンダーの油圧回路に設けたものであるので、ケーブルにかかる圧力を調整できると共に普通の油圧リリース機構よりも反応性が良く、許容側圧以上の圧力がケーブル２８にかからないようにできる。また、掘削体が障害物を当たって乗り越えるときなど反力がシリンダー装置に作用しても適切に逃がすことができ、無理な力がかからないため、掘削体１２の破損等を防止できる。言ってみれば、上側のシリンダー４６ａは昇降機能の外にショックアブソーバーとしての機能を持ち、また、下側のシリンダー４６ｂは昇降機能専用のものである。
【００２４】
また、リンク構造４４の上側アーム４４ａは、機体１６の上端部に軸着され、シリンダー装置４６は当該上側アーム４４ａよりも上方に位置して設置されているので、掘削体１２が土中にある場合でもシリンダー装置は海底４６面よりも上にあり、シリンダー装置４６に砂や泥がかからず故障を防止することができ、シリンダー装置の破損による油漏れの心配はない。
【００２５】
なお、前記の実施形態では本発明の好適例を説明したが、本発明はこれに限定されないことはもちろんである。例えば、水底にケーブルを埋設するのにも使用できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、掘削体の昇降制御をきめ細かく行うことができると共に、掘削体が海底または水底から受ける反力を適切に逃がし、ケーブルにかかる側圧をコントロールできると共に、掘削体の破損防止ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る海底ケーブル埋設機の掘削体構造の正面視、側面視の説明図である。
【図２】掘削体の昇降装置の機構説明図である。
【図３】掘削体を上昇端状態の説明図である。
【図４】掘削体の中間状態の説明図である。
【図５】掘削体の下降状態の説明図である。
【符号の説明】
１０  埋設機
１２  掘削体
１４  ウォータージェットノズル
１６  機体
２２  本体ベースフレーム
４４  リンク機構
４６  油圧シリンダー装置
４６ａ  シリンダー
４６ｂ  ピストンロッド
５０  ブラケット
６０  アキュームレータ
６２  油圧回路
【図１】
0003971847.tif 000002
【図２】
0003971847.tif 000003
【図３】
0003971847.tif 000004
【図４】
0003971847.tif 000005
【図５】
0003971847.tif 000006