JPS62225632A - 水底ケ−ブル自走埋設機 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水底ケーブルやパイプライン等（以下、これ
らを総称して単にケーブル等と称する）を水底下に埋設
する装置に関するものである。

［従来の技術１ 一般に水底に敷設されたケーブル等を埋設するには、所
要の深度および幅を右する溝を掘削しこの中にり゛−プ
ル等を導入しなければならない。このため従来から水底
を走行しながら同１！ミに多段配列の多数のノズルから
高圧水を噴射して溝を掘削しケーブル等を溝底に導いて
埋設するという方法が取られてきた。第９図は、この方
ｖ１による埋設に従来がら使用されている水底ケーブル
埋設機Ｘの例で、１は水底走行装置本体、２は高圧水発
生Ｖ：を置、３は多段水噴流溝掘削装置、同図Ａは側面
図、同図８は正面図、同図Ｃはへ図中ｒｘ　ｃ　−ｒｘ
　ｃ線視断面図である。同図かられかるように、従来の
埋設機Ｘは多段（本例では２列６段）水噴流溝掘削装置
３の各ノズル４，４−からの水噴射および走行装置前進
により水底に溝を掘削しながら同時に多段水噴流溝掘削
装置３の第９図Ｃに承りようリブバイブ５．５′付溝型
下向案内樋６内に埋設Ｖ／υとするケーブル等αを導入
通過さけて順次溝底に散大れて埋設する。なおこの際、
ケーブル等αの追跡に探線装置７が、また多段水噴流）
１へ掘削装置３の下向案内樋６内にケーブル等αを嵌め
込ｌυで外れないようにするため＋ｙｉ部ケーブル１■
合器８　Ｊ３よび後部ケーブル嵌合器９が用いられる。

さて、水底に敷設されたケーブル等αを前記埋設機Ｘに
より埋設せんとするには、先づ初めに多段水噴流溝掘削
装置３を油圧シリンダー１０にＪ：り走行装置本体１の
直ぐ下に抱きかかえるような位置迄引き上げておいて走
行し、ケーブル等αを探し出してからこれを多段水噴流
溝掘削装置３の下向案内樋６内に嵌め込みセットし、■
つ、前部および後部の嵌合″？！ｊ１８おＪ：び９を閉
じなければならない。多段水噴流溝掘削装置３の寸法は
埋設深磨およびケーブル等α直径により決められるが一
般にかなり長く幅は割合と狭いしのである。従って、敷
設されているケーブル等αの上に前記多段水噴流掘削装
置３の下向案内樋６が正確に被されるように走行装置を
ＩＩＭ　’９し、且つ、ケーブル等αを該下向案内樋６
内に引き込ｌυだ上、前部および後部のケーブル嵌合器
８４３よび９を閉じなければならない。

このにうな複雑な作業を水面上からの遠隔操作のみに頼
ることは至難の業であって、従来は潜水夫の援助のｂと
に行なわれてぎた。即ら、前記の埋設装置初期設定作業
が潜水夫の通常水底作業の出来る水深５０ｍ程度迄の浅
い水域にυｊ限されるという難点があった。

次に、ケーブル等埋設中は前記に述べたような比較的細
長い形状の多段水噴流溝掘削装置の下向案内もｍの中に
ケーブル等を円滑に通過させなりればならない。このた
めにはケーブル簀は出来る限り曲りの少ない直線状に敷
設されていることが必要である。さもないと、曲ったケ
ーブル等が前記下向案内樋の内壁につかえ、ケーブル等
の剛性により通過困難を引き起づ。例えば、溝侃削深度
を２００　ｃｒｒｔ、多段水噴流溝掘削装置の傾斜角度
を４０度とすると同装置の最小必要長は３１１　ｃｍと
なり、下向案内樋内壁幅を２５ｃｍ、ケーブル等直径を
６　ｃｍとすると、計算から同装置を無理なく通過し得
るケーブル等の敷設最小曲率半径は６４５　ｃｍとなり
、かなり大きな曲率が要求される。一方、前記のような
良い掘削装置を土中に突っ込んだ状態で小曲率で走向方
向を転換１′ることも困難である。

一般に、連続して良く敷設されるケーブル等は比較的直
線状に敷設され埋設覆るに問題が少ないが、継ぎ足し敷
設の継ぎ目附近や修理再敷設されたケーブル等は曲りく
ねって敷設され小曲率となることが多い。従って、この
様なケーブル等の埋設および追従走行には困難が多く、
時には埋設不能という事態に立ら至るという欠点があっ
た。

更に、非埋設ケーブル等と既に埋設されているケーブル
等どの境界附近のケーブル専は前記多段水噴流溝掘削装
置の中に導入通過さけることが出来ない。このため、従
来は前記の境界に相当覆る埋設の始点Ｊ３よび終点附近
の夫々若干の長さのケーブル笠を埋設出来ないという欠
点があった。

［発明が解決しようとりる問題点］ 本発明は、前記従来の欠点を解決し、潜水夫の援助を必
要としない比較的容易な水底ケーブル埋設機の初期設定
、曲りくねった敷設形状のケーブル等の埋設、および、
埋設の始点および終点附近に非埋設部分を残さない埋設
、を可能とＪる水底ケーブル自走埋設機を提供Ｉ！ｌν
とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の水底ケーブル自走埋設様は、高圧水発生装置を
搭載した水底走行装置にＪ３いて、基端が水平方向に旋
回駆動自在に取付けられるとともに途中で少なくとも１
箇所垂直方向に屈曲駆動自在なエルボウアームの先端に
、取付りられかつ水底ウーブルを捕線保持するためのＵ
字ハンドの各指先部に夫々少なくとも１１１１Ｊの探線
用廿ン昏ナーど前記高圧水発生装置に高圧水供給自在に
連通ずる溝掘削用水噴射ノズルとを取付けてなる多関節
多自由度の腕を水噴流満掘削装置を前記水底走行装首の
本体前部上に取付け、あたかも当該腕を水噴流掘削装置
がヒンジの付いたブーム先端に取付けたパケットを前記
０字ハンドに換えた所謂バックホー腕状をヱする。

［実　施　例］ 本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は本発明の水底ケーブル自走埋設！ＩＹの基本構
成例で、Ａは側面図、Ｂは平面図を示す。

同図において、本ＩＩＹは、走行装に本体１１の前部上
に前方向に延びる腕型水ｒｆｉ流溝掘削装（４１２を４
ｉ　４！　シ、間装ｆｆ１１２に高圧水発生装置１３か
ら高圧水をホース１４を介して供給する。

該腕型水噴流満掘削装置１２は水平ｍｒｎ節１５を油圧
モータ１６により駆動旋回することにＪ、り后アーム１
７を水平方向に自由に回転出来る。

また、同装置１２のエルボウアーム１８は上アーム１９
、下パイプアーム２０および０字ハンド２１の分岐した
左管指２２１．２２１−１右管指２２Ｒ，２２Ｒ−によ
って構成され、各アーム１７．１９．２０および（１字
ハンド２１間は人々第１垂直関節２３、第２垂直関節２
４おＪ、び第３！Ｉ！直関節２５によって連結され、各
関節２３，２４．２５に夫々１ｌＩ４属する油圧モータ
２６、油圧ピストン２７、油圧ピストン２日の連繋動作
によりエルボウアーム１８を垂直面内で自由に屈曲０転
出来る。一方、高圧水は上アーム１つの基部に設けられ
た給水口２９から上アーム１９内に導入され、上アーム
１９内に設けられた水営路３０．第２！！！直関ｆｌｉ
２４におりる水［１−タリジョイント３１、水管路を兼
ねる下パイプアーム２０．第３垂直関節２５における水
ロータリジョイン１〜３２、水管指を兼ねる０字ハンド
２１左管指２２Ｌ、２２１″、右管指２２Ｒ，２２Ｒ”
を経て指先端の左ノズル３３１．３３１′および右ノズ
ル３３Ｒ，３３Ｒ′から夫々水噴射される。なお、前記
各管指の２２１と２２Ｌ′の間、２２Ｒと２２Ｒ′の問
および各ノズル３３Ｌと３３Ｌ′の間、３３Ｒと３３Ｒ
′の間に夫々ケーブル・センサー３４１．３４１′およ
び３４Ｒ，３４Ｒ′を取付けてケーブル探線装置ｙを構
成し、埋設せんとするケーブル等αの探索、捕捉、保持
および追跡のための検知を行なう。

即ち、当該ケーブル探線装置ｙは、第２図Δ。

Ｂに示すよう４個のケーブル・センサー３４Ｌ。

３４Ｌ−，３４Ｒ，３４Ｒ−より成り、各センサーはケ
ーブル簀αから輻射される交番磁界を検知する電磁気セ
ンサーである。

なお、図中３５はキャタピラ、３６は走行駆動スプロケ
ツ１−１３７は、アイドラースプロケット、３８は走行
用油圧モーター、３９は制御装置、４０はアンピリカル
・ケーブル、４１は吸水ストレーナ−１これ等は従来機
Ｘと同一ものであり、４２は油圧モータ１６を搭載する
基台である。

［作、　　用］ 本発明は前記のように構成でるので、ケーブル探線装置
ｙによるケーブルαの探線手順としては第３図乃至第４
図Ａ、［３に示すように第３図へにおいて紙面に鉛直な
ケーブル等αに交番電流を流して交番磁界βを発生させ
ておき、図の左から右へ矢印■Δ力方向水底Ｇに沿って
同ケーブル等αを移動させると、センサー３４Ｒおよび
３／ＩＬの出力電圧は、同図Ｂに示す如く夫々３４Ｒ１
３４Ｌの直下点Ｐ、Ｒを通過する時に特異な変化を示す
。なお図の出力電圧におりる十と−の符号は互に１８０
°の移相差を示す。またケーブル・センナ−３４Ｒ，３
４Ｌの中間点Ｑにおける両ケーブル・センサー３４Ｒ２
３４１の出力電圧は等しく互に位相が逆である。

このような特性を用いて実際はケーブル探線装置ｙを水
底０面上に水平に移動させることにより同装置へのケー
ブル等αの接近Ｊ３よびＰ、Ｑ。

Ｒの各点にケーブル笠αを捉えることが出来る。

ケーブル等αをケーブル・センサー３４Ｒと３４１の中
間点Ｑに捉えたら、探ｍ装置ｙを下ろして０字ハンド２
１の左右管指２２１．２２１′と２２Ｒ，２２Ｒ＝の間
に入れる。第４図Ａでは、この状況を逆にケーブル等α
を矢印ＩＶ　Ａ方向の上方に移動ざ往て各ケーブル・セ
ン普ナー３４Ｒ，３４Ｒ−，３４Ｌ、３４Ｌ＝の出力電
圧をみると、同図８に示すように変化する。このような
特性を用いた、ケーブル等αが０字ハンド２１の左右管
指２２１．２２Ｌ′と２２Ｒ９２２Ｒ′との間のどの位
置にあるかを知ることが出来、これにより腕型水噴流溝
ｗＡ１％装置１２のエルボウアーム１８動作を制御して
、ケーブル等αを０字ハンド２１の中に捕捉、保持する
ことが出来る。

しかして、本発明埋設ＲＹの敷設ケーブル等αへの最初
のアクセス、即ち初期設定および埋設始点の埋設につい
て第５図により説明する。

同図へにおいて、本発明の埋設機Ｙは水底Ｇを走行して
敷設ケーブル等αに接近し、前記した探線手順に則り腕
型水噴流溝掘削Ｖ４置１２の先端にあるケーブル探ね装
″１１ｙを用いてケーブル等αに追従しながら矢印ＶＡ
方向に走行してケーブル等αの上に跨がるように設置し
、同図Ｂに示すようにＵ字ハンド２１中にケーブルαを
捕捉する。この場合、腕へ１！水噴流ｆｉｌｊ掘ｈ１）
装置１２の比較的自由のきくエルボ・ファーム１１１作
および０字ハンド２１の左右管指２２Ｌ、２２Ｌ′と２
２Ｒ，２２Ｒ′間１箇所でケーブル等αを捕捉するとい
う動作の単純性とにより、従来の溝掘削装置Ｘに較べて
極めて容易にケーブル等αを捕捉することが出来る。

なお、同図Ｂは敷設ケーブル等αの途中から埋設を始め
る場合で、図示Ｇ１からＱ７の線に従って順次掘削ＩＩ
設深爪を深めて規定深度に達する。同図Ｃは非埋設ケー
ブル等αと既ＪＩ！！設ケーブル笠α′の境界で初期設
定を行う場合で、図示Ｇ８から０１１迄を順次掘削して
規定深度に達１゛る。

ここで木１ｆｆｌＹによるケーブル等α埋設進渉状況に
ついて第６図Ａ、８の簡略図により詳説する。

同図ＡにＪＪいて、いまケーブル等α′は図の右方から
既にα］」の曲線のどころ迄埋設されてきたとする。図
中実線で示すように、腕型水噴流満掘削装置１２のエル
ボウアーム１８を伸ばして０字ハンド２１をＨ点より少
し先の３点の位置にもってゆき、その０字ハンド２１の
中にケーブル等αを捕捉し、αＪの曲線に沿って管指２
２Ｌ、２２Ｌ６と２２Ｒ，２２Ｒ−先端のノズル３３１
．３３１−．３３Ｒ，３３Ｒ”から水噴射しながらＪ→
Ｊ′→Ｊ　ｎのにうに移動さして満を掘削し同＋１５に
ケーブル等α１１をαＪのところ迄押し下げる。

０字ハンド２１が規定の埋設深度点Ｊ’ＬＪに達したら
、ノ［右管指２２Ｌ、２２Ｌ＝と２２Ｒ２２２Ｒ′との
中からケーブル等αＪが外れないように保持しつつ０字
ハンド２１をケーブル等αＪの曲線を逆にたどって元の
Ｊの位置に戻す。

さらに、走行装置本体１１を０字ハンド２１でケーブル
等αをたどりながら若干矢印ＶＩＡ、　■Ｂ力方向前進
させて０字ハンド２１の位置をＪからＫに移動し、その
上前記と同じ手順により０字ハンド２１をに−に′→Ｋ
　ｎの如くに移動して溝を掘削すると同＋１．’ｉにケ
ーブル等αＪをαに曲線の位置迄押し下げる。０字ハン
ド２１が規定埋設深度点Ｋ　ＪＪに達したらケーブル等
αに曲線を逆にたどってに点に迄原寸。以下、前記の溝
掘削、ケーブル等α埋設Ｊ３よび走行の一連の手順を繰
り返してケーブル等α１’ｌｌ！設を進める。

本発明ｍＹのケーブル等埋設作業は従来ｍｘに比べて若
干手順が複雑であるが、水噴流に与える水動力を従来の
Ｊ：うに多段配列にして分散させずにエルボウアーム１
８先端部に集中さけるので、それだけ溝掘削効率が高く
、従来掘削困難な固く締った粘土質土壌に対して乙十分
溝掘削が出来るという利点がある。また、腕を水噴流溝
掘削装置の自由のきくエルボウアームの屈曲回転動作に
より、埋設機の初Ｊ９］設定ｌｌ′ｌ＝業、屈曲したケ
ーブル等および埋設始点、終点の埋設などに効果を上げ
ることが出来る。

次に、敷設形状が曲っているケーブル等αを埋設する場
合について第７図ににり説明する。

同図Ａはケーブル等αが割合と細かく波打ったようにｙ
！Ｉ設されている場合で、腕型水噴流溝掘削装置１２の
エルボウアーム１８を２点鎖線で示すように敷設形状に
対応ざ「て左右に振って溝を掘削しクープル等αを埋設
するが、矢印■Δ走行方向を細かく左右に変える必要は
ない。

また、同図８は、ケーブル等αが小曲率で大ぎく方向を
変えて敷設されている場合で、図に示すように通常の掘
削手順による間歇前進距離を細かく数多く取るほか、ケ
ーブル等α曲り方向への腕型水噴流溝掘削装置１２のエ
ルボウアーム１８の振り、および矢印ｖＩＢ走行方向の
変進により掘削埋設が可能であって従来のように溝掘削
装置３にケーブル等αがつかえるとか、同装置自体が大
きな変進を妨げるなどでケーブル等α埋設に支障を来た
すことはない。

引続いて、埋設の終点における場合について第８図によ
り説明する。

同図Ａにおいて埋ｆｉｌ　ＩＩ　Ｙは図の右側から矢印
■Δ力方向ケーブル等α′を埋設してきてＥＡ後に既埋
設ケーブル等α″との境界にくると、そこに０１２の如
く山形の非埋設ケーブルα部分が残される。これを腕型
水唱流ｉ７１′１１１ｉｉ！削装置１２で順次上から押
え込むようにしてＧ１２からＧ１５迄埋設してゆくが、
このままではケーブル等αに余長が生ずるので、これを
同図８に示ずＪ：うにＧｔ６からＧｔ９へと順次積にね
かゼるようにして消化し矢印■Ｂ方向へ前進する。

［効　　　果］ かくして、本発明によれば、従来、敷設されたケーブル
等αの埋設にＪ３いて、ケーブル等への埋設機の初期設
定を行う場所が水深５０ｍ稈Ｉ！［迄の浅い水域に限ら
れていたこと、小曲率に曲って敷設されたケーブル等の
埋設および埋設の始点、終点附近の埋設が困難ししくは
不能であったしのを河しるしく改善して水深の制限を受
けることのないケーブル等への埋設機初ＩＩＩ］設定を
可能とし、小曲率ケーブル等の埋設を容易とし、４つ、
埋設始点、終点附近の完全埋設を可能とするしのであり
、その利用上の効果は極めて大きいものであって、最初
のケーブル等の敷設埋設に利用されるほか、特に修理再
敷設されたケーブルの再埋設という困難な工事に利用し
て大ぎな効果が期待出来、しかも、既埋設ケーブル笠の
探線、泥り起こしにも応用できる等Ｅ妻れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂは本発明の実施例を示す水底ケーブル自走
埋設機の基本構成例のそれぞれ側面図および平面図、第
２図Ａ、Ｂはケーブル探線装置の平面図ａ３よび側面図
、第３図乃至第４図Ａ、Ｂはそれぞれ同・探線手順説明
図およびセンサー出力電圧特性線図、第５図Ａ、Ｂ、Ｃ
は本発明による初期設定および埋設始点における埋設作
業の段階的）１渉状況説明図、第６図Ａ、Ｂは同・埋設
作業の手順説明図、第７図Ａ、［３は同・曲って敷設さ
れたケーブル等の埋設作業説明図、第８図Ａ、［３は同
・埋設終点に１３ける埋設作業の段階的進捗状；５２説
明図、第９Ｎへ、　Ｂ、ｃは従来の水底ケーブル埋設機
の基本構成例でそれぞれ側面図、正面図およびＡにおけ
るＩＸ　Ｃ−ＩＸ　Ｃ線視断面図である。 Ｙ・・・水底ケーブル自走埋設機 ｙ・・・ケーブル探線装置 α・・・ケーブル等　　　Ｇ・・・水底１．１１・・・
走行装置本体 １２・・・腕型水噴流溝掘削装置 ２．１３・・・高圧水発生ＶＬ置 １５・・・水平肩関節 １６．２６・・・油圧モーター １７・・・肩アーム　　　１８・・・エルボウアーム１
９・・・上アーム　　　２０・・・下パイプアーム２１
・・・０字ハンド 管指・・・２２１．２２１”、２２Ｒ，２２Ｒ−２３・
・・第１垂直関節　２４・・・第２垂直関節２５・・・
第３垂直関節 ２７．２８・・・油圧ピストン ３０・・・水管指 ３１．３２・・・水口−タリージヨイント３３ｍ、３３
Ｌ−，３３Ｒ，３３Ｒ′・・・ノズル３４１．３４１＝
、３４Ｒ，３４Ｒ− ・・・ケーブル・センサー 特許出願人　　国際電信電話株式会社 第２図（Ａ） 第２図ＣＢ） 第８図（Ａ） α 第８図（Ｂ） 第４図（Ａ） 第４図ＣＢ） 第５図（Ａ） ゛（１、 第６図（Ｂ） 第５図（Ｃ） 第６図（Ａ） 第６図（Ｂ） 第７図（Ａ） 七 第７図（Ｂ） 第８図（Ａ） 第９図（Ａ） 第９図ＣＢ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高圧水発生装置を搭載した水底走行装置本体の前部上に
   取付けられる多関節多自由度の腕型水噴流溝掘削装置は
   、基端が水平方向に旋回駆動自在に取付けられるととも
   に途中で少なくとも１箇所垂直方向に屈曲駆動自在なエ
   ルボウアームの先端に、水底ケーブルを捕線保持するた
   めのＵ字ハンドの各指先部に夫々少なくとも１個の探線
   用センサーと前記高圧水発生装置に連通する溝掘削用水
   噴射ノズルとを取付けてなる水底ケーブル自走埋設機