JP2014196056A - 喫水計測具、喫水計測装置、及び喫水計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理できて目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる、喫水計測具、喫水計測装置、及び喫水計測方法を提供する。【解決手段】水位計測時に水面Ｗを貫通する筒状部材１１と、該筒状部材１１の下部に接続する水導入部材１２とを備えて、水位計測時に前記水導入部材１２から前記筒状部材１１に水を導入して、船舶の喫水を計測する喫水計測具１０おいて、水位検出センサ部１４ａで計測した結果を信号出力する水位検出器１４の前記水位検出センサ部１４ａを前記筒状部材１１に挿入して構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶の喫水を安全かつ精度よく計測するための喫水計測具、喫水計測装置、及び喫水計測方法に関する。

船舶においては、完成した船舶を発注先に引き渡す前に喫水を計測し、その計測喫水を基に排水量計算と、この船舶が搭載可能な重量である載荷重量の計算をして、実際の載荷重量を確認している。

この喫水の計測は、従来技術では、図７に示すような、水位計測時に水面Ｗを貫通する透明な筒状部材１１と、この筒状部材１１の下部に接続する水導入部材１２とを備えて形成された喫水計測具１０Ｘを用いて、図８に示すように、水位計測時に、計測員Ａが小型船２０に乗って、計測対象の船舶３０に近接して、船舶３０の水面Ｗ近傍の船舶３０の舷側の外板３０ａに設けられたマークＭと水面Ｗとの間の距離Ｈを計測している。

図７に示すように、この喫水計測具１０Ｘは、筒状部材１１の上部に計測基準点となる基準部材１１ｄと、この基準部材１１ｄを基準にして下方に延びる水位計測用の目盛１１ｅ（筒状体１１ａの表面に設けられている）と、筒状体１１ａの上部に、筒状体１１ａの内部の空気が外気と流通可能でかつ、計測員Ａが指で塞ぐことができる通風孔１１ｆを設けて構成されている。また、水導入部材１２は、筒状部材１１の下部にホースクリップ１３ａで固定されるホース１２ａとこのホース１２ａの下部にホースクリップ１３ｂで固定される先端パイプ１２ｂとで構成され、この先端パイプ１２ｂに海水取り込み用の先端通水孔１２ｃと側面通水孔１２ｄを設けられている。

そして、従来の喫水計測では、計測員Ａが小型船２０上で、計測対象の船舶３０と小型船２０の間に、計測具１０Ｘの水導入部材１２を水中に投入して、水の導入部分を波浪や風の影響の少ない部分まで沈めると共に、その水面Ｗ上で筒状部材１１を持ちながら、基準部材１１ｄを船舶３０の外板３０ａの喫水マーク（吃水標）Ｍの中での使用し易い喫水マークＭに合わせて、水位計測時に、通風孔１１ｆを指で塞ぐことにより、計測開始時の筒状体１１ａの内側の内部水位Ｗｉｎを固定させて、この固定された内部水位Ｗｉｎを筒状体１１ａの表面の目盛１１ｅから目視で読み取っている。

このとき、内部水位Ｗｉｎは計測場所に波があるために完全に一定にならず、変動しているので、１０回から３０回程度読み取った平均値を計測値とし、この計測値と基準部材１１ｄを合わせた喫水マークＭとから計測喫水を算出している。

この喫水計測では、計測員Ａが水面Ｗ上に乗り出して作業性の悪い姿勢で、目視で目盛１１ｅを読み取る作業を多数回繰り返し、しかも、一隻の船舶３０で船体の船首、船体中央、船尾と、その両舷など、計６〜１０箇所程度を計測する必要があるため、作業効率が著しく悪い上に、苦労して計測した割には、計測精度が劣るという問題がある。

この対策として、正確に垂直に保持することができるとともに船体外板の吃水標に垂直に合致でき、かつ上向きの外板形状に対しても目盛を垂直に合致させることができ、いかなる場合にも正確かつ高精度な吃水量の計測ができることを目的にして、上下に延長する目盛板に両端開口の透明管を垂設するとともに同透明管の下端に重錘を嵌合し、目盛板上端に直交して水平方向に延び先端を鋭角状に形成した支持板を固着し、かつ同支持板上縁に水平に水準器を取り付けるとともに下方に水平方向に摺動可能な支持棒を取り付けた船舶吃水計測具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、船舶の喫水計測器の使用上の便と計測精度を向上させることを目的に、外板の曲がりが強く水面との間が狭域となる場合でも、喫水計測器を水面に垂直に立てることができるように、喫水計測器の円筒状部を鉛直、又は上下動の調整が可能に支持して、喫水標に合わせることができて、しかも、マグネット吸着材で船体外板に吸着する喫水計測器支持装置を使用して、水位計測時に喫水計測器をマグネット吸着材で船舶の外板に固定し、ホルダーを垂直に固定した上でこのホルダーに喫水計測器を挿通させて、基準点を喫水標に当接させて円筒状部内の水面位置を計測することも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、船側から船体に固定して海中に吊り下げたテレスコープ式ガイドパイプと、このガイドパイプ内をガイドされ先端に海面に浮かぶフロートを有する目盛ワイヤと、該目盛ワイヤを繰り出しおよび繰り込むウインチを配置し、ガイドパイプが目盛ワイヤの繰り出しに応じて繰り出されると共に、目盛ワイヤの繰りこみに応じて繰り込まれるように構成して、目盛ワイヤを繰り出しながら船舶の喫水を計測する吃水計測方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、いずれも、計測員が目視で目盛を読み取る必要があり、作業性が悪いことと、小型船上で、外板に喫水計測器を精度よく重力方向に維持したり、固定したり、目盛ワイヤの繰り出し及び繰り込みをしたりする必要が有るので、計測員の負担が大きいという問題がある。

なお、水位計の具体的な内容は記載されていないが、航行中の船舶の船体上の一点から海面までの距離を連続的に計測する水位計を利用する船舶の最適喫水設定装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかし、この様な航海中の喫水計測のための水位計の精度では、計測距離が長く、また、波浪の影響も大きく、必要とされる計測精度が異なり、引き渡し前に載荷重量を確認するための喫水計測の精度を満足させるには全く不十分であるので、使用できないという問題がある。

また、上甲板上に設けられたベース部材の外端部から水中へ支持部材を垂下し、その下端部に直下の水底までの距離を計測するレーザー式測距装置と、船体の横傾斜状態での船体横断面における船体中心線と平行にレーザー光を水底へ向けて照射するレーザー光照射装置とを設けて、水底にレーザー受光器を設けて、レーザー光による計測手段の採用により、水面の影響を受けることなく船体の喫水や傾斜角を計測する船体の喫水等計測装置が提案されている（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、この計測システムでは、装置が大掛かりになり、１隻について引き渡し前に１回計測される程度の喫水計測用としては、採用し難いという問題がある。

実開昭６２−１３２４１８号公報 実開平１−１２９６１６号公報 特開平４−１１５９６号公報 実開昭５９−１１１７９６号公報 特開２００７−３３３５３０号公報

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理により目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる喫水計測具、喫水計測装置、及び喫水計測方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明の喫水計測具は、水位計測時に水面を貫通する筒状部材と、該筒状部材の下部に接続する水導入部材とを備えて、水位計測時に前記水導入部材から前記筒状部材に水を導入して、船舶の喫水を計測する喫水計測具において、水位検出センサ部で計測した結果を信号出力する水位検出器の前記水位検出センサ部を前記筒状部材に挿入して構成する。

この構成によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理により目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる。

上記の喫水計測具において、前記水位検出器をガイドパルス方式の水位検出器で形成すると、このガイドパルス方式のレベルセンサは計測精度及びメンテナンス性が優れているので、連続計測可能なレベルセンサと、筒状部材と水導入部材を有する喫水計測具との組み合わせに最適となる。つまり、水位検出器としては、フロート方式、電極方式、超音波方式、静電容量方式等の方式のレベルセンサがあるが、計測精度の面やメンテナンスの面等からガイドパルス方式のレベルセンサを用いることがより好ましい。

このガイドパルス方式の検出原理は、ガイドプローブ上にパルス信号を伝達し、液面で反射されるパルス信号を受信して、パルス信号の送信から受信までの時間から距離（レベル）を計測するものであり、検出距離をＬ，送信から受信までの時間をＴ、光速をＣとすると、検出距離はＬ＝（１／２）×Ｔ×Ｃの計算式から求められる。このガイドパルス式レベルセンサは、市販されており、容易に入手可能である。

また、水位検出器としてガイドパルス方式のレベルセンサを用いる場合には、筒状部材の内径を５０ｍｍ以上で、且つ、１００ｍｍ以下とすることが好ましい。５０ｍｍよりも小さくすると、ガイドパルス方式のレベルセンサの計測精度を高く維持できなくなる可能性が生じ、１００ｍｍより大きいと水位計測時における運搬や計測中の保持の問題が生じ、また、外板への取り付け作業や取り外し作業がし難くなるという問題が生じる。

また、上記のような目的を達成するための本発明の喫水計測装置は、上記の喫水計測具に、該喫水計測具を水位計測時に支持するための支持部材を設けると共に、前記筒状部材を予め設定した水位計測位置まで沈めた時に、前記支持部材に加わる重量又は浮力を調整するための浮力調整機構を設けて構成される。

この構成によれば、計測員が支持部材で喫水計測具を手持ちして計測する際には、浮力調整機構によりこの支持部材には重力も浮力も殆ど力が掛らない状態で計測することができるので、計測員の負担を軽減できる。また、支持部材を計測対象の船舶の外板に一時的に取り付けて計測する場合には、浮力調整機構によりこの支持部材には重力も浮力も殆ど力が掛らない状態にすることができるので、この支持部材の構造を単純化したり、小型化したりすることができる。

つまり、喫水計測装置は、船舶の喫水を計測するため、計測の基準となる喫水標（喫水表示マーク）に位置を合わせ、筒状部材の下端をある程度水没させる必要があるが、このとき、筒状部材の浮力が大きいと、喫水計測装置を水面に押し付ける必要が生じ、喫水計測装置を水面に対して垂直な方向に、即ち、重力の方向に保持し難くなる。また、逆に、筒状部材の浮力が小さいと、喫水計測装置を水面上に引き上げる必要が生じ、この場合も、喫水計測装置を水面に対して垂直な方向に、即ち、重力の方向に保持し難くなる。そのため、浮力調整機構を設けて、ほぼ中性浮力（重量と浮力が釣り合う状態の浮力）とし、喫水計測装置の方向が水位計測時にふらつくことを防止する。

この浮力調整機構としては、例えば、筒状部材の水面近くに浮体を支持、及び、順次追加又は取り外しできる構造にすることで、容易に実施できる。なお、通常は浮力不足となるが、浮力が大きすぎる場合は、筒状部材の下方の部位や水導入部材に、錘を順次追加できるように錘を一時的に取り付けたり、取り外したりできる構造にしたり、筒状部材の下方の部位、又は、水導入部材の一部若しくは全部を磁性体で形成して、磁石の錘を磁力により付着できる構造にしたりする。

上記の喫水計測装置において、水位計測時に前記喫水計測具を重力方向に維持するための垂直維持機構を設けて構成すると、計測員が支持部材で喫水計測具を手持ちして計測する際には、垂直維持機構により、喫水計測具の方向が重力方向を向くので、計測員の負担を軽減できる。また、支持部材を計測対象の船舶の外板に一時的に取り付けて計測する場合には、垂直維持機構により喫水計測具の方向が重力方向を向いている状態で船舶の外板に取り付けることで、喫水計測具の方向を重力方向にすることができる。

この垂直維持機構としては、錘を喫水計測具の筒状部材の下部に取り付ける機構が単純で簡単な方法であるが、垂直維持能力を大きくしようとすると重量が大きくなり、喫水計測具を中性浮力に保つことが困難となる上に、常時垂直になる方向に力が作用するので、取り扱い中のバランスが悪く、計測員の負担が大きくなる。そのため、水位計測時に筒状部材の水面より上になる部分に取り付けたジャイロ式姿勢安定器で、この垂直維持機構を形成することが好ましい。この場合は、ジャイロを回転させている間だけ、垂直維持機能が発揮されるので、計測前後ではシャイロ効果を停止させることで、取り扱いが容易となる。また、ジャイロの回転数でジャイロ効果による垂直維持機能の大きさを変更できるので、水位調整機構への影響を小さくすることができる。

つまり、水位計測時においては喫水計測具の筒状部材は、波浪や風等の外力を受けるが、喫水計測では、計測精度向上のために、維持の筒状部材を垂直保持して計測精度が筒状部材の傾斜による誤差を含まないようにする必要があるが、このために、喫水計測が可能な程度の海面の状態では外力に負けずに、筒状部材を垂直に保持できる程度の垂直維持機能を発揮できるジャイロ式姿勢安定器を、筒状部材の水面上の部位に取り付けて、筒状部材が水面に対して垂直となる状態を保持するようにする。

上記の喫水計測装置において、前記支持部材を計測対象の船舶に一時的に固定するための固定部材を設けると共に、前記支持部材に、水位計測の間、前記固定部材と前記喫水計測具との間の角度が自由に変化できるフレキシブルジョイントを設けて構成すると、計測員が支持部材で喫水計測具を手持ちして計測する際に、固定部材部分を適当な角度範囲で持っているだけで、水位を計測している間は、垂直維持機構により、喫水計測具の方向が重力方向を向いたままとなるので、計測員の負担を軽減できる。また、支持部材を固定するための固定部材を計測対象の船舶の外板に一時的に取り付けて計測する場合に、水位を計測している間は、垂直維持機構により喫水計測具の方向が重力方向を向いている状態となるので、固定部材を計測対象の船舶の外板に適当な角度範囲で取り付ければよく、固定部材を船舶の外板に取り付けるときの計測員の負担を軽減できる。

そして、上記のような目的を達成するための本発明の喫水計測方法は、上記の喫水計測具、又は、上記の喫水計測装置を用いて行うことを特徴とする方法であり、上記の喫水計測具、及び、上記の喫水計測装置の効果と同様の効果を奏することができる。

本発明に係る喫水計測具、喫水計測装置、及び喫水計測方法によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理できて目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる。

本発明の実施の形態の喫水計測具の構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の喫水計測装置の構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の喫水計測装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態の喫水計測装置の構成を示す図である。 本発明の第４の実施の形態の喫水計測装置の構成を示す図である。 本発明の喫水計測方法を説明するための図である。 従来技術の喫水計測具の構成を模式的に示す図である。 従来技術の喫水計測方法を説明するための図である。

以下、本発明に係る実施の形態の喫水計測具、喫水計測装置、及び喫水計測方法について、図面を参照しながら説明する。

図１及び図６に示すように、本発明の実施の形態の喫水計測具１０は、計測対象の船舶３０の喫水を計測する喫水計測具１０であり、水位計測時に水面Ｗを貫通する筒状部材１１と、この筒状部材１１の下部に接続され、かつ、水位計測時に、水導入部材１２から筒状部材１１に水を導入する水導入部材１２と、水位検出センサ部１４ａが筒状部材１１に挿入され、かつ、水位検出センサ部１４ａで計測した結果を信号出力する水位検出器１４を備えて構成される。

この筒状部材１１は、波浪や風の影響を受け難い水深まで垂らした水導入部材１２から水を導入することにより、外側の水面Ｗが波浪や風の影響で上下に移動するのに対して、筒状部材１１の内側の内部水面Ｗｉｎの上下の移動を少なくするためのものである。この内部水面Ｗｉｎの水位を筒状部材１１の内部に挿入した水位検出センサ部１４ａで連続的に検出して平均値を算出することにより、より高い精度で水位計測できるようにする。

この筒状部材１１は、アクリル製などの透明な円筒等で形成された筒状体１１ａの上部にＳＵＳ製の上部キャップ１１ｂが、下部にＳＵＳ製の下部キャップ１１ｃがそれぞれ設けられて構成されている。また、筒状体１１ａの透明な円筒部分の表面には基準部材１１ｄを基準点にして下方に延びる水位計測用の目盛１１ｅが設けられる。さらに、上部キャップ１１ｂには、計測基準点となる基準部材１１ｄと、筒状体１１ａの内側の空気が外気に流通可能な通風孔１１ｆが設けられる。

この筒状体１１ａの透明な円筒の内径は５０ｍｍ以上で、且つ、１００ｍｍ以下とすることが好ましい。５０ｍｍよりも小さくすると、ガイドパルス方式のレベルセンサで形成される水位検出器１４の計測精度を高く維持できなくなる可能性が生じ、１００ｍｍより大きくすると、水位計測時における運搬や計測中の保持の問題や計測対象の船舶３０の外板への取り付け作業や取り外し作業がし難くなるという問題が生じる。また、筒状部材１１の長さは、喫水計測場所における計測時の水位変動の大きさや市販のレベルセンサの水位検出器１４の水位検出センサ部１４ａのプローブ長さにもよるが、５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度とするのが好ましい。

また、通風孔１１ｆは、水位検出器１４で計測する時は、内部水面Ｗｉｎが上下移動しても連続計測が可能なので、水位計測時に塞いで通気を遮断する必要はないが、万一、水位検出器１４が故障した場合でも、目視で喫水計測を行えるように、計測員Ａが通風を一時的に遮断できるように構成することが好ましい。そのため、例えば、計測員Ａが通風穴１１ｆを指などで塞ぎ易いように、指先で塞げる大きさと位置に通風孔１１ｆを設けたり、通風孔１１ｆに通風チューブ（図示しない）を設けて、この通風チューブの口を塞いだり、この通風チューブの一部を折り曲げたり、この通風チューブに設けたバルブを閉めたりできるように構成する。

基準部材１１ｄは、この喫水測定具１０における計測基準点となる高さの位置を示すものであり、水位計測時に、計測対象の船舶３０の外板３０ａに設けられた喫水マークＭに当接させる必要があるので、水平方向に例えばテレスコープ構造などで伸縮できるようにしたり、筒状部材１１の円筒の軸周りにある程度の角度範囲で回動可能に構成したりすることが好ましい。また、基準部材１１ｄは円筒部材１１の円筒の軸と直角になるよう設けられ、水位計測時には、基準部材１１ｄを水平に、円筒部材１１を垂直方向（重力方向）に維持することが重要であるので、基準部材１１ｄの水平を見るために水準器を設けたり、円筒部材１１の垂直度合いを見るために重錘を設けたりすることが好ましい。

また、水導入部材１２は、筒状部材１１の下部の下部キャップ１１ｃにＳＵＳ製のホースクリップ１３ａで固定されるビニール製のホース１２ａとこのホース１２ａの下部にＳＵＳ製のホースクリップ１３ｂで固定されるアクリル製の透明な先端パイプ１２ｂとで構成され、この先端パイプ１２ｂに海水取り込み用の先端通水孔１２ｃと側面通水孔１２ｄを設けて構成される。この水導入部材１２は、波浪や風の影響の少ない水深から水を筒状部材１１の内部に導入して、筒状部材１１の外部の水面Ｗの変動に比べて、内部水面Ｗｉｎの変動を少なくするためのものであるので、ある程度の水深に届くように、ホース１２ａの長さは、１ｍ〜３ｍ程度、先端パイプ１２ｂの長さは０．１ｍ〜０．３ｍ程度とするのが好ましい。また、水位計測時に、迅速に筒状部材１１の内部に水が導入できるように、ホース１２ａと先端パイプ１２ｂの内径は、１ｃｍφ〜３ｃｍφ程度とするのが好ましい。

また、水位検出器１４には、フロート方式、電極方式、超音波方式、静電容量方式等の方式のレベルセンサを用いることもできるが、計測精度やメンテナンスの面から、水位検出センサ部（プローブ）１４ａと制御部（コントローラ）１４ｂとから構成されるガイドパルス方式のレベルセンサを用いることが好ましい。

つまり、水位検出器１４に、このガイドパルス方式のレベルセンサを用いることにより、フロート方式、電極方式、超音波方式、静電容量方式等の方式のレベルセンサよりも、計測精度の面やメンテナンスの面等からより適合するので、この喫水計測具１０におけるレベルセンサとして採用することにより、水位検出センサ部１４ａで計測した結果を信号出力する喫水計測具１０を容易に実用化することができる。

このガイドパルス方式の検出原理は、制御部１４ｂから細長い形状の水位検出センサ部１４ａ上にパルス信号を伝達し、液面（内部水面Ｗｉｎ）で反射されるパルス信号を受信して、パルス信号の送信から受信までの時間から距離（レベル）を計測するものであり、検出距離をＬ、送信から受信までの時間をＴ、光速をＣとすると、検出距離はＬ＝（１／２）×Ｔ×Ｃの計算式から求められる。この検出距離Ｌを補正して基準部材１１ｄの基準位置（例えば、上面）と液面（内部水面Ｗｉｎ）との距離Ｈを算出する。なお、このガイドパルス式レベルセンサは、市販されており、容易に入手可能である。

次に、この喫水計測具１０を使用しての喫水計測方法について説明する。図６に示すように、この喫水計測では、計測員Ａが小型船２０に乗り込んで、計測対象の船舶３０の喫水計測位置に移動して、計測員Ａが小型船２０上で、計測対象の船舶３０と小型船２０の間に、計測具１０の水導入部材１２を水中に投入する。それと共に、その水面Ｗ上で筒状部材１１を持ちながら、基準部材１１ｄを船舶３０の外板３０ａに設けられた喫水マークＭの中での使用し易い喫水マークＭに合わせて、水位検出器１４の計測スイッチ（図示しない）を入れて連続的に水位計測を行う。

この水位計測時に、通風孔１１ｆを閉塞する必要はなく、計測中の筒状部材１１の内側の内部水位Ｗｉｎの変動をそのまま連続的に水位計測して、計測スイッチを切って、この計測期間、又は、上下移動の周期の整数倍の期間の間の平均値を算出し、喫水マークＭとから計測喫水を算出する。この平均値の算出は、水位検出器１４からの信号データをサンプリング及び平均化処理して算出する。

これで、この部位における喫水計測を終了し、計測員Ａが小型船２０上に、喫水計測具１０を収容して、次の喫水計測位置に移動して、同様の喫水計測を行い、順次、これを繰り返して、計測対象の船舶３０の喫水計測位置の全てにおける喫水計測を終了したら、小型船２０を戻して、計測員Ａは喫水計測具１０とデータを持って下船し、これらのデータを下に載貨重量計算などを行い、喫水計測を終了する。

上記の喫水計測具１０及びこの喫水計測具１０を用いた喫水計測方法によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理が可能になるため目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶３０と計測員Ａが乗っている小型船２０の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる。

次に、第１の実施の形態の喫水計測装置１について説明する。図２に示すように、この喫水計測装置１は、上記の喫水計測具１０に、この喫水計測具１０を水位計測時に支持するための支持部材１５を設けると共に、筒状部材１１を予め設定した水位計測位置まで沈めた時に、支持部材１５に加わる重量又は浮力を調整するための浮力調整機構１６を設けて構成される。この支持部材１５は、計測員Ａが喫水計測具１０を手持ちして計測する際には、手持ちする部分となり、計測員Ａが目視し易い部分となるので、基準部材１１ｄを水平に保持するための水準器をこの支持部材１５に設けたりすることもできる。

この浮力調整機構１６としては、図２に示すように、筒状部材１１の水面Ｗの近傍に浮力調整用浮体１６ａを支持、及び、順次追加又は取り外しできる構造にすることで、容易に実施できる。この浮力調整用浮体１６ａはリング形状の部材を半割に分解可能とすることで、容易に取り付けや取り外しができるようにすることができる。また、筒状部材１１又は水導入部材１２一部を磁性体で形成して、浮力調整用浮体１６ａに設けた磁石を磁力により付着できる構造にしたりすることでも、容易に浮力調整機構を構成できる。

この浮力調整用浮体１６ａにより、喫水計測装置１０を計測時において、浮かんだ状態にすると共に、喫水計測装置１０の浮心を上にして、喫水計測装置１０が垂直方向を保ち易する。

なお、通常は浮力不足となるが、浮力が大きすぎる場合は、筒状部材１１の下方の部位や水導入部材１２に、錘を順次追加できるように錘を一時的に取り付けたり、取り外したりできる構造にしたり、筒状部材１１の下方の部位、又は、水導入部材１２の一部若しくは全部を磁性体で形成して、磁石の錘を磁力により付着できる構造にしたりする。

この喫水計測装置１を使用しての喫水計測方法では、喫水計測を開始する前に、筒状部材１１を予め設定した水位計測位置まで沈めた時に、支持部材１５に加わる重量又は浮力が、ほぼゼロの中性浮力となるように、浮力調整機構１６の浮体１６ａの数又は容積を調整しておく。その他は、計測員Ａが筒状部材１１を持つ代わりに、支持部材１５を持つことができるようになっているだけで、上記の喫水計測具１０を使用しての喫水計測方法と同じである。

この第１の実施の形態の喫水計測装置１と、この喫水計測装置１を用いた喫水計測方法によれば、計測員Ａが支持部材１５で喫水計測具１０を手持ちして計測する際には、浮力調整機構１６によりこの支持部材１５には重力も浮力も殆ど力が掛らない状態で計測することができるので、計測員Ａの負担を軽減できる。また、支持部材１５を計測対象の船舶３０の外板３０ａに固定可能な固定台（図示しない）や直接外板３０ａに支持部材１５を一時的に固定して計測する場合には、浮力調整機構１６によりこの支持部材１５には重力も浮力も殆ど力が掛らない状態にすることができるので、この支持部材１５の構造を単純化したり、小型化したりすることができる。

次に、第２の実施の形態の喫水計測装置について説明する。図３に示すように、この喫水計測装置１Ａは、第１の実施の形態の喫水計測装置１の構成に、更に、水位計測時に喫水計測具１０を重力方向に維持するための垂直維持機構１７を設けて構成する。

この垂直維持機構１７としては、錘を喫水計測具１０の筒状部材１１の下部に取り付ける機構が単純で簡単な方法であるが、垂直維持能力を大きくしようとすると重量が大きくなり、喫水計測具１０を中性浮力に保つことが困難となる上に、常時垂直になる方向に力が作用するので、取り扱い中のバランスが悪く、計測員Ａの負担が大きくなるので、水位計測時に筒状部材１１の水面Ｗより上になる部分に取り付けたジャイロ式姿勢安定器で、この垂直維持機構１７を形成することが好ましい。

この場合は、ジャイロ式姿勢安定器のモーター１７ａでジャイロを回転させている間だけ、垂直維持機能が発揮され、計測前後ではジャイロ効果を停止させることができるので、取り扱いが著しく容易となる。また、ジャイロの回転数でジャイロ効果による垂直維持機能の大きさを変更できるので、垂直維持機構１７の重量の増加を防止でき、浮力調整機構１６への影響を小さくすることができる。

なお、垂直維持機構１７の一つとして機器重心調整機構を設けてもよい。この機器重心調整機構は。筒状部材１１の下方の部位、例えば、下部キャップ１１ｃに、重心調整用錘（図示しない）を配置できるように構成する。これにより、重心を下にして、喫水計測装置１０を持ったりするときに、喫水計測装置１０が垂直方向を保ち易くなる。この重心調整用錘はリング形状の部材を半割に分解可能とすることで、容易に取り付けや取り外しができるようにすることができる。

また、筒状部材１１の下方の部位、又は、水導入部材１２の一部に錘を下げられるフック機構やロック機構を設けたり、筒状部材１１又は水導入部材１２一部を磁性体で形成して、磁石の重心調整用錘を磁力により付着できる構造にしたり、筒状部材１１に水位調整可能なバラストタンクを設けたりすることでも、容易に機器重心調整機構を構成できる。

この喫水計測装置１Ａを使用しての喫水計測方法では、喫水計測の際に、垂直維持機構１７により、筒状部材１１が自動的に垂直方向になるので、筒状部材１１が傾くのを妨害しないように支持部材１５を持つだけで、筒状部材１１を自動的に垂直方向にすることができる。なお、喫水計測の開始前に、ジャイロ効果を発揮させるが、その時には、重錘や水準器等により、筒状部材１１を正確に垂直方向に向けて発揮させることが必要である。これは小型船２０上で容易に行うことができる。その他は、上記の喫水計測装置１を使用しての喫水計測方法と同じである。

この第２の実施の形態の喫水計測装置１Ａと、この喫水計測装置１Ａを用いた喫水計測方法によれば、計測員Ａが支持部材１５で喫水計測具１０を手持ちして計測する際に、垂直維持機構１７により、自動的に喫水計測具１０の方向が重力方向を向くので、それに逆らわないように持てばよいので、計測員Ａの負担を軽減できる。

次に、第３の実施の形態の喫水計測装置について説明する。図４に示すように、この喫水計測装置１Ｂは、第２の実施の形態の喫水計測装置１Ａの構成に、更に、支持部材１５を計測対象の船舶３０の外板３０ａに一時的に固定するための固定部材１８を設ける。それと共に、支持部材１５に、水位計測の間、固定部材１８と喫水計測具１０との間の角度が自由に変化できるフレキシブルジョイント（自由継手）１５ａを設けて構成する。

この固定部材１８としては、一時的に外板３０ａに固定できればよいので、電磁石で吸着するものや、吸盤で吸着するものや、粘着材を介して粘着するものなどを用いることができる。なお、電磁石で固定部材１８を外板３０ａに固定するように構成すると、電気を切ることで容易に取り外すことができる。

また、フレキシブルジョイント１５ａとしては、固定対象の外板３０ａの形状にもよるが、一回転方向が自由回転の場合にはヒンジ（回転軸）で構成でき、多方向自由回転の場合には、自在継手（ユニバーサルジョイント）や球状継手などを用いることができる。また、固定部材１８は、固定可能な外板３０ａの形状ができるだけ広い方が便利であるので、固定部材１８に伸縮構造や回動構造を設けて、外板３０ａに当接する部分と、支持部材１５との相対位置の関係を、固定対象の外板３０ａの形状に応じてできるだけ自由に変更できるように構成することが好ましい。

この喫水計測装置１Ｂを使用しての喫水計測方法では、喫水計測の際に、計測員Ａが支持部材１５で喫水計測具１０を手持ちして計測する際には、固定部材１８を持つことにより、フレキシブルジョイント１５ａとの効果で、正確に筒状部材１１が垂直方向になるように持たなくても、垂直維持機構１７により、喫水計測具１０の方向が重力方向を向くので、計測員Ａの負担を著しく軽減できる。

この第３の実施の形態の喫水計測装置１Ｂと、この喫水計測装置１Ｂを用いた喫水計測方法によれば、第２の実施の形態の喫水計測装置１Ａとその喫水計測装置１Ａを用いた喫水計測方法が奏することとの効果に加えて、次の効果を奏することができる。
計測員Ａが支持部材１５で喫水計測具１０を手持ちして計測する際に、固定部材１８部分を適当な角度範囲で持っているだけで、水位を計測している間は、垂直維持機構１７により、喫水計測具１０の筒状部材１１の方向が重力方向を向いたままとなるので、計測員Ａの負担を軽減できる。

また、支持部材１５を固定するための固定部材１８を計測対象の船舶３０の外板３０ａに一時的に取り付けて計測する場合に、水位を計測している間は、垂直維持機構１７により喫水計測具１０の筒状部材１１の方向が重力方向を向いている状態となるので、固定部材１８を計測対象の船舶３０の外板３０ａに適当な角度範囲で取り付ければよく、固定部材１８を計測対象の船舶３０の外板３０ａに取り付けるときの計測員の負担を軽減できる。

次に、第４の実施の形態の喫水計測装置について説明する。図５に示すように、この喫水計測装置１Ｃは、第１の実施の形態の喫水計測装置１の構成に、更に、支持部材１５を計測対象の船舶３０に一時的に固定するための固定部材１８を設けると共に、支持部材１５に、水位計測の間、固定部材１８と喫水計測具１０との間の角度が自由に変化できるフレキシブルジョイント１５ａを設けて構成する。

この喫水計測装置１Ｃを用いた喫水計測方法は、上記の喫水計測装置１を用いた喫水計測方法と略同じであるが、喫水計測に際しては、その計測位置における計測の開始前に支持部材１５を固定するための固定部材１８を計測対象の船舶３０の外板３０ａに一時的に取り付けて、その後計測する。そして、計測後は、固定部材１８を外板３０ａから取り外す。その他は、喫水計測装置１を用いた喫水計測方法と同じである。

この第４の実施の形態の喫水計測装置１Ｃと、この喫水計測装置１Ｃを用いた喫水計測方法によれば、第１の実施の形態の喫水計測装置１とその喫水計測装置１を用いた喫水計測方法が奏することとの効果に加えて、支持部材１５を固定するための固定部材１８を計測対象の船舶３０の外板３０ａに一時的に取り付けて計測することができるので、水位を計測している間は、喫水計測具１０の筒状部材１１の方向が重力方向を向くように修正するだけ良くなり、支持部材１５で、喫水計測具１０の重量を支えながら姿勢も制御する場合よりも計測員Ａの負担を大きく軽減できる。

そして、上記の喫水計測具１と第１〜第４の実施の形態の喫水計測装置１１ｂ、１Ｂ、１Ｃとこれらを使用した喫水計測方法によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理できて目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶３０と計測員Ａが乗っている小型船２０の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる。

本発明の喫水計測具、喫水計測装置、及び喫水計測方法によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理できて目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができるので、船舶の喫水計測に利用できる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 喫水計測装置
１０、１０Ｘ 喫水計測具
１１ 筒状部材
１１ａ 筒状体
１１ｂ 上部キャップ
１１ｃ 下部キャップ
１１ｄ 基準部材
１１ｅ 水位計測用の目盛
１１ｆ 通風孔
１２ 水導入部材
１２ａ ホース
１２ｂ 先端パイプ
１２ｃ 先端通水孔
１２ｄ 側面通水孔
１３ａ、１３ｂ ホースクリップ
１４ 水位検出器
１４ａ 水位検出センサ部（プローブ）
１４ｂ 制御部（コントローラ）
１５ 支持部材
１５ａ フレキシブルジョイント
１６ 浮力調整機構
１６ａ 浮体
１７ 垂直維持機構
１７ａ モーター
１８ 固定部材
２０ 小型船
３０ 計測対象の船舶
３０ａ 船舶の外板
Ａ 計測員
Ｍ 船舶の喫水マーク
Ｗ 水面
Ｗｉｎ 内部水面

Claims (6)

1. 水位計測時に水面を貫通する筒状部材と、該筒状部材の下部に接続する水導入部材とを備えて、水位計測時に前記水導入部材から前記筒状部材に水を導入して、船舶の喫水を計測する喫水計測具において、
   水位検出センサ部で計測した結果を信号出力する水位検出器の前記水位検出センサ部を前記筒状部材に挿入したことを特徴とする喫水計測具。
2. 前記水位検出器をガイドパルス方式の水位検出器で形成したことを特徴とする請求項１記載の喫水計測具。
3. 請求項１又は２に記載の喫水計測具に、該喫水計測具を水位計測時に支持するための支持部材を設けると共に、前記筒状部材を予め設定した水位計測位置まで沈めた時に、前記支持部材に加わる重量又は浮力を調整するための浮力調整機構を設けたことを特徴とする喫水計測装置。
4. 水位計測時に前記喫水計測具を重力方向に維持するための垂直維持機構を設けたことを特徴とする請求項２記載の喫水計測装置。
5. 前記支持部材を計測対象の船舶に一時的に固定するための固定部材を設けると共に、前記支持部材に、水位計測の間、前記固定部材と前記喫水計測具との間の角度が自由に変化できるフレキシブルジョイントを設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載の喫水計測装置。
6. 請求項１若しくは２に記載の喫水計測具、又は、請求項３、４若しくは５に記載の喫水計測装置を用いて行うことを特徴とする喫水計測方法。

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