JPS59213825A - 水底掘削作業船 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は海底又は海底を所定の深さに掘削浚渫する油圧
バックホウ船やグラブ没渫船などの水底掘削作業船に関
する。

港湾の建設、拡張、航路の確保等のためには、海底又は
河口近辺の海底（以下、海底により代表させる。）を掘
削浚渫（以下、単に掘削という。）する作業を伴なうこ
とが通常であり、このため掘削作業船が使用される。こ
のような掘削作業船の一種である油圧バックホウ船につ
いて説明する。

第１図は油出バックホウ船のＶ、略構成の側面図である
。図で、１は油圧バックホウ船、２は海底、３は海底２
に打ち込まれたスパッド、４は海面、５は海面４に浮か
ぶ船台である。船台５はスノ＜・ソド３に上下方向に滑
動自在に係止されていて海面４上を移動しないように拘
束されている。船台５は潮が満ちてくるとスパッド３に
沿って上昇し、７朝が引くとスパッド３に沿って下降す
る。即ち、潮位によって＃底面２からの高さか絶えず変
化していることになる。６は船台５上に設置されたノく
ツクホウ旋回体、７はバックホウ旋回体６に俯仰自在に
支持されたブーム、８はブーム７に揺動自在に支持され
たアーム、９はアーム８に回動自在に支持されたパケッ
ト、１０はブームシリンダ、１１はアームシリンダ、１
２はパケットシリンダである。

バックホウ旋回体６、ブーム７、アーム８、ノくフット
９で掘う１］作業部が構成されて（・る。１３　ｔｓ　
Ｊ）ＪＡＦ１＋Ｊ作条部により掘削された掘削仕上面を
表わす。

ところで、この油圧バ、ツクホウ船１で掘削作業部を操
作する運転者は、海面４上に位置するため海底の掘削仕
上面１３の掘削深さ７Ｃ仰ることかできず、したがって
、所定の深さの掘削全行なうには掘削深さを知るための
何等かの手段が必要である。

従来、このような手段の１つとして、ブーム６の所定の
個所に印をつけて掘削深さの見当金つける方法があった
。しかしながら、この方法では、アーム８０巻き込み状
態によってブーム６か独々な位置金とるため極めて大雑
把な掘削深さしか判断することかできない。そして、目
標の４λＢ削深さに要求される精度が通常１０ｃｒｎ〜
３０Ｃｒｎであることケ考慮すると、上記の方法は到底
採用し得ないものである。又、このような理由とは別の
理由によっても上記方法ケ採用することはできない。以
下、その理由について述べる。目標とする掘削深さけ、
そのときの海面４からの深さではなく、所定の基準面（
我国においては、干潮時の最低潮位面ｒ基準面とするの
が通常である。）に対して決定されている。即ち、第１
図で、４が現在の海面、１４が最低潮位面、１５が目標
とする掘削仕上面を表すものとすると、目標とする掘削
深さは図示のように深さり。である。したがって、現在
の掘ＳＩＪ深さとしては常に最低潮位面１４と掘削仕上
面１３との間の深さｈを把握して、この深さｈと前記目
標となる掘削深さり。とを比較する必要がある。しかし
、潮位変化は時々刻々変化するものであり、その変化は
大きい場所では１ｍ〜２ｍにも達１−る。このため、海
面４の最低潮位面１４からの高さΔｈは前述の精度を遥
かに超える範囲で常に変化していることになる。そして
、前記方法はこの変化する海面４から掘削仕上面１３ま
での深さｌｌ、（ｉ−観察していることになるので、こ
の点からも前記の方法を採用することはできないのであ
る。

−そこで、このような欠点をなくし、最低潮位面１４と
掘削仕上面１３との間の掘１り深さｈを得るために次の
ような手段が用いられている。即ち、油圧バックホウ運
転者とは別の作業部が、目盛りをつけた釣糸に重量（レ
ッド）を取り句け、重錘が掘削仕上面１３に達するまで
釣糸ヶ垂らして床さす、を測定し、次いで、潮位光から
その１時点における潮位を割り出して高さΔｈｌ得てこ
れを深さｈｌから差し引き、得られた値１１が目標とな
る掘削深さり。

に達しているか否かをチェックしていた。しかしながら
、この手段では測定に極めて多（の時間を要するはかり
でなく、測定のための人手葡も要し、しかも釣糸のたる
み等のためその測定精度が低いという欠点があった。な
お、その時点での潮位全知る方法として、前述の潮位表
ケみるという面倒を避けるため、岸壁にフロート式潮位
計を取り付け、この潮位計による測定結果を電気信号に
変換し、この信号をＦ　ｆＶ１発振器で送（ｉ　Ｌ、船
台５の受信器でこれを受信して潮位を知るという方法が
あるか、これらの設備は非常に高価であるばかりでな（
、この方法を採用したとしても前記欠点の解決にはほと
んど寄与するところはない。

ここで、上記測定精度が低いことにより生じる問題につ
いて説明する。当然のことながら、測定精度か低いと前
述の目標の掘削深さに要求される１１反（１０ｍ〜加ｃ
ｍ　）　ｆ満足する掘θりは困難になるのであるか、そ
のほかに次のような問題か生じる。

即ち、一般に岸壁近くの海底の掘削、航路の掘削等にあ
っては、定められた掘削深さ以上の深さに掘削するのは
、岸壁の基礎や海底に形成されている壁に崩れを発生す
るため極めて危険である。したがって、もし、誤って目
標とする掘削深さ以上に掘削した場合には、その部分の
埋め戻しを行なわねばならない。ところが、この埋め戻
しの作業は、掘削し過ぎた部分を確実に探知しなけれは
ならない点、および陸上で砂利を掘削して海岸まで運搬
した後船に積み換えて運ばねばならない点で、陸上にお
ける埋め戻しとは比較にならない労力と時間を要する。

そこで、このような埋め決し盆石なうη」、態に立ち至
ることは極力避けなければならないのであるが、前述の
ように測定４１１反か低ければ、埋め戻し盆石なわねば
ならない事態が発生する確率は非常に太き（なる。

ｒ、別途人手を用いることな（迅速かつ正確に求めるこ
とができるとともに、目標と１−゛る掘削床さ以上の掘
削を防止することができ、ひいては目標とする深さの掘
削金容易に行なうことができる水底掘削作業船全提供１
−るにある。

この目的〒達成するため、本発明は、水面と４ＪＩｉ削
仕上面仕上間の深さを演算し、又、その作業場０丁にお
ける品位缶予め記憶しておき、前に己辿算【７た値を、
記憶しであるその時点の＃ｊ位ｖｃ基づいて補正し、こ
の補正した値と目標とする掘削深さとを比較し、補正し
た値が目標とする掘削深さ以上のと＠掘Ｐ４１１作業部
の深さ方向への動作〒抑止するようＶＣしたこと７特徴
とする。

以下、本発明を図示の実施例に基ついて説明づ−る。

まず、実施例の説明に先立ち、この実施例において用い
られる演算を第２図にしたかって説明″１−る。第２図
で、第１図に示す部分と同一部分には同−符号か付しで
ある。図で、Ａはバックポウ旋回体６上におけるブーム
７の支点、Ｂはブーム６上におけるアーム８の支点、Ｃ
はアーム８上におけるパケット９の支点、ＪＪはパケッ
ト９の先端セ示す、ｔｌは直線ＡＢの長さ、ｔ、は直線
ＢＣの長さ、ｔ３は直線ＣＤの長さ、αは垂直線と直線
ＡＢとのなす角、βは直線ＡＢと直線ＢＣとのなす角、
γは直線ＢＣと直線ＣＩ）とのなす角である。又、ｈｏ
は最低潮位面１４と目標掘削仕上面１５との間の深さ、
ｈは最低潮位面１４と掘削仕上面１３との間の深さ、ｈ
、は海面４とｊＡ削削土上面１３の間の深さ、Δｈは海
面４と最低潮位面１４との間の潮位の高さであり、これ
らはいずれも８ｇ１図に示ずものと同じＣある。１１２
は海面４と支点Ａとのｌ’Ｅｌ］の距離忙示−０ 各寸法葡上６已のように設定すると、海面４からの掘１
１１沫さｈｌは次式のように表わされる。

ｈ、　＝　ＡＨｃｏｓα−Ａｘ　ｃｏｓ　（α＋β）　
＋　４　ｃｏｓ　（α＋β＋ｒ）−ｈ２ここで、長さ’
ｌ　ｒ　’４　ｒ　ｔＩＩおよび深さｈ２は予め判明し
ているので、あとは相対角度α、β、ｒを適宜の角度検
出器により検出して上式の演算ケ行なえは、海面４から
掘削仕上面１３までの掘削深さｈｌが判明することにな
る。ただし、どの測定時点においても船台５の吃水、即
ち距離ｈ２は同一であるとする。ところで、目標となる
掘削深さり。と常に比較すべき掘削深さは最低潮位面１
４と」λ（（削仕上面１３との間の深さｈであり、この
深さ１１は」一式でイ（！られた海面４からの掘１−ｉ
１Ｊ深さり、がら潮位の高さΔ１１ケ減算した値、即ち ｈ　＝　ｈ□−Δ１１ となる。この掘削深さｈ２常に把握して１６さ、この掘
削深さｈか目標となる掘削深さｈｏに達するように管理
することにより、掘削深さの管理全行７よい得ることに
なる。

第３図は本発明の実施例に係る油圧バックホウ船のブー
ムシリンダ制御装置筺の系統図で゛ある。図で１６．１
７．１．８はそれぞれ角度α、β、γに測定し、その角
度に応じた信号を出力′１−る角度検出器、１９はマイ
クロコンピュータ等で構成されて所要の（貞算、制御を
行なう演算制御部、肋は所定の時刻毎にカウントした出
力盆発生１−るクロックカウンタ、２１は潮位を記憶す
る記憶部である。２２はブームシリンダ１０ヲ駆動する
油圧ポンプ、乙はブームシリンダ１０と油圧ポンプ２２
との間に介在してブームシリンダ１０の躯動盆制御する
方向切換弁である。冴は補助油圧ポンプ、２５ａ、２５
ｂはパイロット弁、２６はパイロット弁２５ａ、２５ｂ
ｋ切換える操作レバー、２７は補助油圧ポンプＵの圧油
を方向切換弁るに伝達するパイロット回路である。路は
パイロット弁２５ａと方向切換弁部の一方の（図で右側
の）パイロットボートとを接続するパイロット回路２７
に介在するパイロット切換弁、２９はパイロット切換弁
別の′電磁ソレノイドと′成豚３０との間の電気回路に
介＆Ｅ　ｊるスイッチである。スイッチ２９は／ｘ算制
御部１９の出力信号によって開閉制御される。

なお、クロックカウンタ加は、基準クロックパルス発生
器を備え、このクロックパルスを分周して１時間毎に信
号ヶカウントし、そのカウント数を出力する。記憶部２
１には、油出バックホウ船が作業ケ実施する港湾の所定
日時以降における１時間毎の潮位表か予め記憶されてい
る。

次に本実施例の動作を説明する。今、上記した所定日時
になった時、クロツクカウンタ２０金動作させてカウン
ト會開始させる。クロックカウンタ笈からは最初カウン
ト「０」に相当するティシタ）Ｖ信号が演算制御部１９
に対して出力され、久Ｍ−ｆｕｉｊ御部１９では、記憶
部２１からこのカラン）　ｌ’−ＯＪに対応する番地に
記憶された値（図では数値０．１か例示されている。）
ｔとり出す。この値カー；ｔｎ＋正すべき潮位Δｈとな
る。１時間肚過後、クロックカウンタ２Ｕはカソン）　
ｒｌＪを出力し、記１、ハ部２１からはカウント「１」
に対応する命地に記ｔはされた値（例えば潮位０．２５
　）がとり出され、さらに１時間経過後、クロックカウ
ンタかはカウントｒ２Ｊ盆出力し、記憶部２１からはカ
ウント「２」に対応する番地に記憶された値（例えば潮
位０，５）がとり出される。以下、同様の動作か繰返さ
れる。

ここで、演算制御部１９は油圧バックホウ船による作業
開始時に電諒全投入して作動させればよく、クロックカ
ウンタ別はｒＡ算制御部１９とは無関係にカウント動作
を継続し、現在の日時に対応したカウント？出力する。

このような作ｔＳＷ行なわせるため、クロックカウンタ
かにはバンクアップ型のものが用いられる。

油田バックホウ船の作業開始時、演算制御部１９の電源
を投入すると、演算制御部１９は角度検出器１６．１７
．１８から角度α、β、γに応じた侶号盆入力して前記
の式にしたがって深さＦｈｋ’６Ｘ算する。

次いでクロックカウンタ加の出力信号に基づいて現時刻
における潮位Δｈ【記憶部２１からとり出し、さきに算
出した深さり、からこのとり出したｔ４）１位Δｈを減
算して補正された掘削深さｈを求める。求められた深さ
ｈは、予め設定されている目標とする掘削深さｈｏと比
較される。この比較の結果、補正された深さｈが、目標
とする掘ｆ４１Ｊ深さｈＯ未幽Ｑ）とさ、即ち、ｈ（ｈ
Ｏのときには、演算制御部１９（ま出力信号ｋＢ生ぜず
、スイ・ソテ２９は開（・た状態にある。又、補正され
た深さｈが、目標とする掘白１」藻さり。以上のとき、
即ち、ｈ≧ｈ０　　σンときに（工、演算制御部１９か
ら出力信号が発生し、これＶＣＫｉじてスイッチ四は閉
じられる。

ｈ（ｈｏの場合、スイッチ２９は開ｌｖ１て（するσ）
でノくイロノト切換弁２８は作動せず図示位１はＶこあ
る。したがって、油圧バックホウ船θ）運転者し工４栗
ｆ「レノく−２６ヲ操作してパイロット弁２！５ａ、５
ｂを切換えることにより方向切換弁２３ヲ介してブーム
シリンダ１０奮伸縮させ、掘削を自由に行なうことがで
きる。

一方、ｈ≧ｈｏの場合、スイッチ２９が閉じるのでパイ
ロット切換弁四が切換えられ、ノくイロソト弁２５ａと
方同切換弁沼の右側」（第３図でみて）σ）ノ＜イロッ
トポ−１・に接続されたノくイロット回路ごとの接続が
断たれ、このパイロ・ント回路２７はタンクに接続され
る。この状態で、油出ノくツクホウ船の運転者が操作レ
バ−２６ヲ操作してノくイロ・ノド弁２５ａ’に切換え
ても、方向切換弁２３全図σ）右側位置に切換えること
はでさない。図から判るように、方向切換弁部の右側位
置への切換えは、油圧号ζン、ｙ’　２２　トフ゛−ム
シリンダ１００ロッド１則とケ接続し、ブームシリンダ
１０のボトム側とタンクと葡接続してブームシリンダ１
０を縮める方向に駆動し、ブーム７を下降させるもので
ある。そして、ブーム７の下降はさらに深く海底の掘ｌ
８ｉ１１に実施する動作とゾよる。ところが、前述のよ
うに、ノくイロノト切換弁あが作動すると方向切換弁部
の右側位貿への切換えは全く不可能となり、ブーム７を
下降させることはできない。即ち、掘削仕上面１３が目
標とする掘削仕上面１５に達するとブーム７の深さ方向
への動作は抑止され、それ以上の掘削は防止される。

海底におけるこの地点から、さらに油圧バックホウ船か
らみて手前の地点葡掘削する場合には、アーム８荀巻込
んでバケット９の先端を上げるとｈ＜ｈｏとなり、パイ
ロット切換弁Ｕが元に炭り、ブーム７の下降が５ｆ能に
なるので、当該手前の地点が深さｈｏに達していない場
合にはブーム７で下降して掘削釦付なうことができる。

このように、本実施例では、予め油上バックホウ船の作
業場所における１時間毎の潮位全記憶したおき、クロッ
クカウンタにより得られる現時刻の潮位ｔとり出し、こ
の潮位により演算で得られたｓｍからの抽口日１」深さ
ｋ　イ’ｌｉｔ正し、この子出正された値、即ち最低、
１θｊ位面から掘ｒｌｌｌｌ仕上面までの掘削深さｒ、
常に目標と′１″る掘削深さと比較し、前者の深さか後
者の深さ以上になったとき、ブームの深さ方向への動作
を抑止するようにしたので、人手？要することなく迅速
かつ正確に最低潮位面から掘削仕上面までの掘削深さを
求めることができるとともに、目標とする掘削深さ以上
の掘削を防止して埋め戻しの必要金なくすことができ、
所定深さの掘削を容易に行なうことができる。又、掘削
深さの測定のための掘削作業の中断がないため作業効率
全向上することができる。さらに、掘削深さについて、
油圧バックホウの運転者は何等の注意ケも要さないので
、その疲労を大幅に軽減゛ヂることができる。

なお、クロックカウンタは１詠か切断されないような処
置を施して演算制御部１９内に組み込むこともできる。

又、記憶部に記憶させる潮位表の時間刻みは１時間以外
の時間に設定することもできる。この場合、実際に入手
し得る潮位表の時間刻みよりも小さな時間刻みとして演
算に用いる潮位の梢度金向上させたいときには、次のよ
うな直線補正を行なうこともできる。即ち、入手した潮
位表におけるある時刻１．の潮位がΔｈ、、時刻ｔ、の
次の時刻ｔ２の潮位がΔｂ２であるとき、その中間の時
刻ｔの潮位Δｈは として求め、補正を行なうことかできる。′さらに、相
対角度の検出は角度検出器によらず各シリンダーのスト
ロークによって検出することもできる。さらに又、最初
に述べたように、掘削は海底掘削に限らず河口に近い海
底の掘削に適用することもでき、又、作業船は油圧バッ
クホウ作業船に限らず簡単なウィンチ付のグラブ没渫船
等にも適用可能であるのは当然である。

以上述べたように、本発明では、予め掘削作業船の作業
場所における潮位を記憶し、水面と掘ト１１１−仕上面
との間の深さｆ：演算し、この値算により求められた値
を前記の記憶された潮位に基づいて袖正し、補正された
値と目標とする掘削深さとを比較し、前者の深さが後者
の深さ以上になったとき掘削作業部の深さ方向への動作
を抑止するようにしたので、人手ヲ喪スることなく迅速
かつ正確に最低潮位面から掘削仕上面までの掘削深さｔ
求めることができるとともに、目標とする掘削深さ以上
の掘６１］を防止して埋め戻しの必侠をな（することが
でさ、所定深さの掘削を容易に行なうことができる。又
、掘１１］深さの測定のための掘削作業の中断がないた
め、作業効率ｒ向上することができる。さらに、掘削深
さについて、掘削作業船の運転者は何等の注意ケも要さ
ないので、その疲労葡犬幅に軽減することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧バックホウ船の概略構成の側面図、第２図
は本発明の芙施例に係る油圧バックホウ船のブームシリ
ンダ制御装置の演算制御部の演算を説明１−るための線
図、第３図は本発明の実施例に係る油圧バックホウ船の
ブームシリンダｔｌｉｌ」御装置６：の示統図である。 ４・・・海面、５・・・　船台、７・・・・・・ブーム
、８・・・・７−、Ａ、９・・・・・・バケット、１０
・・−・・・ブームシリンダ、１３・・・・・掘削仕上
面、１４・・・・・・最低潮位面、１５　・・・・目標
掘削仕上面、１６．１７．１８・・・・・・角度検出器
、１９・・・・・・演算制御部、２０・・・・クロック
カウンタ、２１・・・・・・記憶部、お・・・方向切換
弁、２５ａ、２５ｂ・・・・パイロン＋４−，２６・・
・・・・操作レバー、四・・・・・パイロット切換弁、
２９・・・・・スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、船台と、この船台上に設けられた掘削作業部とを備
   えた水底掘削作業船において、水面と水底における掘削
   位置との間の深さを演算する演算手段と、前記水底掘削
   作業船の作業場所における時刻に対する潮位を記憶する
   記憶手段と、前記演算手段により算出された値を前記記
   憶手段に記憶された潮位に基づいて補正する補正手段と
   、この補正手段により補正された値と目標とする掘削深
   さとを比較する比較手段と、前記補正された値が前記目
   標とする掘削深さ以上のとき前記掘削作業部の深さ方向
   への動作を抑止する抑止手段とを設けたこと全特徴とす
   る水底掘削作業船。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記抑止手段は、
   前記掘削作業部の先端の下降方向の作動を停止する停止
   手段であること全特徴と１−る水底掘削作業船。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記停止手段は、
   前記掘削作業部？ｉｌ−構成するブームの駆動シリンダ
   の方向切換弁を、当該駆動シリンダが縮む方向への切換
   えを不能とする切換阻止機構であることを特徴とする水
   底掘削作業船。 ４、％許請求の範囲第３項において、前記切換阻止機構
   は、前記比較手段の比較の結果に応じて前記駆動シリン
   ダを縮める方向へ駆動するための前記方向切換弁のパイ
   ロット回路をタンクに接続するパイロット切換弁である
   こと【％徴とする水底掘削作業船。