均し装置
【課題】遠隔で操作できるとともに、効率的かつ高精度に高さ方向の形状を仕上げることができる均し装置を提供する。
【解決手段】枠部２１とそれを支持する脚部２２，・・・とを備えた架台部２と、その架台部の枠部に沿って移動する長尺状の桁部３と、その桁部の下面側に沿って移動可能な排土板４１を備えたブレード部４と、桁部及びブレード部とを遠隔操作する遠隔操作機構５とを有する捨石均し装置１である。
そして、脚部２２とブレード部４は個別に作動する高さ方向（Ｚ方向）の伸縮機構２２１，４３を備えるとともに、排土板は回動機構４２を介して取り付けられている。
【解決手段】枠部２１とそれを支持する脚部２２，・・・とを備えた架台部２と、その架台部の枠部に沿って移動する長尺状の桁部３と、その桁部の下面側に沿って移動可能な排土板４１を備えたブレード部４と、桁部及びブレード部とを遠隔操作する遠隔操作機構５とを有する捨石均し装置１である。
そして、脚部２２とブレード部４は個別に作動する高さ方向（Ｚ方向）の伸縮機構２２１，４３を備えるとともに、排土板は回動機構４２を介して取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底などに投下した捨石などを均すための均し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水深の深い海底などの人が容易に作業できない場所において、遠隔操作によって掘削や均しなどの作業をおこなう水中作業装置が知られている（特許文献１など参照）。
【０００３】
この特許文献１に開示された水中作業装置では、矩形状の枠体の長辺に沿って移動が可能となるように、長尺桁材をその長辺に直交するように取り付け、その長尺桁材の上面に沿って移動が可能となるように作業機器取付け台が設けられている。
【０００４】
そして、この作業機器取付け台に掘削機などの作業機器を取り付けると、船上からの遠隔操作によって、任意の平面内の位置に作業機器を移動させることができようになり、海底の掘削を正確な平面位置でおこなうことができる。
【特許文献１】特許第２８９０１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された水中作業装置は、掘削機や浚渫機などの汎用作業機器を取り付けて使用することができるが、高さ方向の調整手段を備えていないので、高さ方向の精度が要求される均し装置に適用するには改良の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、遠隔で操作できるとともに、効率的かつ高精度に高さ方向の形状を仕上げることができる均し装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の均し装置は、枠部とそれを支持する脚部とを備えた架台部と、その架台部の枠部に沿って移動する長尺状の桁部と、その桁部の下面側に沿って移動可能な排土板を備えたブレード部と、前記桁部及び前記ブレード部とを遠隔操作する遠隔操作機構とを有する均し装置であって、前記脚部と前記ブレード部は個別に作動する高さ方向の伸縮機構を備えるとともに、前記排土板は回動機構を介して取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記枠部は、略平行するレール材と、そのレール材間を連結する連結材とから構成され、前記桁部は前記レール材と略直交する方向に向けられるとともにそのレール材に沿って移動可能に取り付けられる構成とすることができる。
【０００９】
また、前記排土板は、排土面が両側面に形成されている構成であることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記ブレード部には高さセンサが取り付けられており、前記排土板の高さが検出されるようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
このように構成された本発明の均し装置は、架台部の枠部に沿って移動する桁部に、その桁部に沿って移動するブレード部が設けられている。また、架台部の脚部とブレード部は、それぞれ個別に作動する高さ方向の伸縮機構を備えている。
【００１２】
このため、凹凸のある場所や傾斜のある場所でも脚部の長さを調整することによって、架台部を正確な位置に据え付け、その上でブレード部の伸縮機構を調整することで、容易に排土板の高さを正確な位置に配置して効率よく均し作業をおこうことができる。
【００１３】
また、排土板の高さを変えて複数回に亘って均し作業をおこなう際にも、架台部の据え付け高さを変えることなく、容易に排土板の高さを変更することができるので、高精度に高さ方向の形状を仕上げることができる。
【００１４】
さらに、回動機構によって排土板を所望する向きに調整することで、排土板が桁部に沿って移動する際の均し幅やブレード部に作用する抵抗の大きさを容易に調整することができる。
【００１５】
また、枠部のレール材に略直交する方向に向けて桁部を取り付けることで、均し領域を四角形状にすることができるので、従来の円形に均した場合に比べて作業管理が容易で、作業効率を向上させることができる。
【００１６】
さらに、排土板の両側面に排土面を設けることで、桁部を往復移動させる際の両方向で均し作業をおこなうと同時に排土板を回転させることにより、最適角度で均し作業がおこなえ、作業効率が良い。
【００１７】
また、ブレード部に高さセンサを取り付けることで、排土板の高さを正確に知ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の均し装置としての捨石均し装置１の構成を示す図で、図２はこの捨石均し装置１の平面図を示したものである。ここで、図１（ａ）は、図２のＡ−Ａ矢視方向から見た断面図、図１（ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視方向から見た側面図である。
【００２０】
まず、図１，２を参照しながら、捨石均し装置１の構成について説明する。この捨石均し装置１は、平面視四角形状の枠部２１とそれを支持する４本の脚部２２，・・・とを備えた架台部２と、その架台部２の枠部２１に沿って移動する長尺状の桁部３と、その桁部３の下面側に沿って移動可能な排土板４１を備えたブレード部４と、桁部３及びブレード部４とを遠隔操作する遠隔操作機構５（図４参照）とを有している。
【００２１】
この架台部２の上部を形成する枠部２１は、略平行するレール材２１１，２１１と、そのレール材２１１，２１１の端面間を連結する連結材２１２，２１２とから構成されている。
【００２２】
この連結材２１２，２１２は、レール材２１１，２１１の間隔よりも長い部材で、連結材２１２，２１２の側面にレール材２１１，２１１の端面がそれぞれ固定される。
【００２３】
また、レール材２１１と連結材２１２とが交差する角部には、補強のための斜材２１３が架け渡されている。さらに、捨石均し装置１の中心部には、正方形のネットを張ったベンチマーク２４が屋根状に設けられている。そして、このベンチマーク２４に隣接して後述する桁部３やブレード部４を作動させるための水中油圧ユニット５８及び制御部５８１が設けられている。
【００２４】
また、連結材２１２の両端には、下方に向けて延設される脚部２２，２２がそれぞれ設けられている。この脚部２２は、図１（ｂ）に示すように、伸縮機構２２１を備えるとともに、その下端には正方形の角落しをした八角形の接地板２２２が取り付けられている。
【００２５】
この伸縮機構２２１は、詳細な図示は省略するが、油圧ジャッキの伸縮に伴って脚部２２の下部が伸縮するような構成となっている。また、この伸縮機構２２１は、４本の脚部２２，・・・にそれぞれ設けられ、４本の脚部２２，・・・の長さを個別に調整することができる。
【００２６】
以下では、この伸縮機構２２１の伸縮方向を、高さ方向又はＺ方向の伸縮という。また、図１（ｂ）に向かって右側に示した脚部２２は、最も縮めた状態であり、左側に示した脚部２２は最も伸ばした状態であり、高さＨ２の範囲でＺ方向の長さを調整することができる。
【００２７】
一方、桁部３は、レール材２１１に略直交する方向に向けて取り付けられる。この桁部３は、連結材２１２よりも長く、図２に示すようにトラス補強部３３を設けたＫトラス状に組み立てられている。
【００２８】
この桁部３のレール材２１１，２１１のそれぞれ外側となる位置の上面には、図１（ａ）及び図２に示すようにスライダー部３４，・・・が設けられている。このスライダー部３４は、底面が桁部３の上面に固定されるとともに、上下の車輪によってレール材２１１の上面と下面を挟むようにして設置されている。すなわち、桁部３は、このスライダー部３４，・・・を介してレール材２１１，２１１に支持されており、スライダー部３４，・・・がレール材２１１，２１１に沿って摺動することによって、桁部３がレール材２１１，２１１に沿って移動することとなる。
【００２９】
この桁部３を移動させる動力となるスライド動力機構２３は、主に枠部３側に設けられており、図２に示すように、駆動部２３１と、それによって回転する回転軸２３２と、回転軸２３２の両端付近に設けられた軸側スプロケット２３３，２３３と、その軸側スプロケット２３３，２３３に対峙して反対側の連結材２１２に設けられるスプロケット２３４，２３４と、軸側スプロケット２３３とスプロケット２３４とに架け渡される環状のチェーン２３５と、チェーン２３５と桁部３を連結する係合部２３６とから主に構成される。
【００３０】
この駆動部２３１は、図１（ｂ）及び図２に示すように、一方の連結材２１２の下面に吊り下げられたモータであり、そのモータの回転によって回転する回転軸２３２が連結材２１２に沿って延設されている。
【００３１】
この回転軸２３２には、レール材２１１，２１１の端面を投影する位置の下方に軸側スプロケット２３３，２３３が設けられている。そして、レール材２１１を挟んで反対側の連結材２１２には、軸側スプロケット２３３，２３３と対峙する位置にスプロケット２３４，２３４がそれぞれ設けられている。
【００３２】
この軸側スプロケット２３３とスプロケット２３４との間には、チェーン２３５が架け渡されており、駆動部２３１を駆動して回転軸２３２を回転させると、軸側スプロケット２３３が回転し、チェーン２３５によって連結された反対側のスプロケット２３４も回転することになる。
【００３３】
このようにレール材２１１，２１１に沿って回動する２本のチェーン２３５，２３５は、それぞれの係合部２３６，２３６を介して桁部３に接続されており、このチェーン２３５，２３５の移動に合わせてスライダー部３４，・・・に支持された桁部３も移動することになる。ここで、桁部３の移動方向を、図２に示すようにＹ方向という。
【００３４】
また、このようにＹ方向に移動する桁部３には、その桁部３に沿ってＸ方向に移動するブレード部４が取り付けられている。
【００３５】
このブレード部４は、均し作業時に捨石などに接触させる排土板４１と、その排土板４１の向きを水平方向に回動させる回動機構４２と、その排土板４１を高さ方向（Ｚ方向）に移動させる伸縮機構４３と、ブレード部４を桁部３に沿って移動可能に支持させる車輪部４４とから主に構成されている。
【００３６】
ここで、図１（ａ）の中央付近に示した排土板４１は、排土面４１１，４１１を横から見た図であり、図１（ａ）に向かって左側に二点鎖線で示した排土板４１は、一方の排土面４１１を正面に向けた図であり、図２に向かって上部の左右に二点鎖線で示した排土板４１は平面図である。
【００３７】
すなわちこの排土板４１は、中央部が膨らんで両側に羽根を広げたような側面視長方形状であるとともに、両側面に同一形状の排土面４１１，４１１が形成されている。
【００３８】
そして、この排土板４１の中央部には、図１（ａ）に示すように軸部４６の下端が接続されており、その軸部４６と排土板４１との接合部は、逆さ向きの傘状のカバー４５によって覆われている。
【００３９】
この軸部４６は、ターンテーブルなどと同様の回動機構４２によって回転するように構成されている。
【００４０】
また、軸部４６は、例えば油圧ジャッキなどと同様のシリンダー型の伸縮機構４３によってＺ方向に伸縮するように構成されている。ここで、図１（ａ）の中央付近に実線で示した排土板４１は、最も高い位置にある場合で、二点鎖線で示した排土板４１は最も低い位置にある場合であり、高さＨ１の範囲でＺ方向に排土板４１の位置（高さ）を調整することができる。例えば排土板４１の高さ調整は1.2ｍの範囲でおこなえるようにし、回動機構４２は左右両方向回りにそれぞれ６０度回転できるようにする。
【００４１】
そして、このブレード部４の上部には、図２に示すように４箇所に車輪部４４，・・・が設けられており、この車輪部４４，・・・を介して桁部３に取り付けられている。
【００４２】
すなわち、桁部３の両側縁の下面には、図１（ａ）及び図２に示すように、懸架レール３２，３２が設けられており、この懸架レール３２，３２に車輪部４４，・・・を載せて摺動させる。
【００４３】
このブレード部４を桁部３に沿って移動させるための動力となるブレード移動機構３１は、桁部３の一端に取り付けられる駆動部３１１と、この駆動部３１１のスプロケット３１１ａと対峙する桁部３の他端に取り付けられるスプロケット３１３と、スプロケット３１１ａ，３１３間に架け渡される環状のチェーン３１２と、チェーン３１２とブレード部４とを連結する係合部３１４とから主に構成される。
【００４４】
そして、駆動部３１１のモータが回転すると、そのモータ軸に接続されたスプロケット３１１ａが回転し、チェーン３１２によって連結された反対側のスプロケット３１３も回転することになる。
【００４５】
このように桁部３に沿って回動するチェーン３１２は、係合部３１４を介してブレード部４に接続されており、このチェーン３１２の移動に合わせて車輪部４４，・・・に支持されたブレード部４も移動することになる。ここで、ブレード部４の移動方向をＸ方向という。
【００４６】
このように構成された捨石均し装置１は、ブレード部４をＸ方向及びそれに直交するＹ方向の２方向に移動させることができる。また、脚部２２のＺ方向の長さを調整して据え付けることができるうえに、ブレード部４の排土板４１の高さを脚部２２の長さを変えなくても調整することができる。
【００４７】
この捨石均し装置１は、例えば図３に示すように、作業船５０から吊り下げて使用することができる。この作業船５０には、平面視Ａ形のブーム５０１が設けられており、そのブーム５０１の先端から伸ばした吊りワイヤ５０２によって捨石均し装置１を吊りながら水底の所定の位置に設置する。
【００４８】
この捨石均し装置１は、位置の微調整及び振れ止めを目的とするタグワイヤ５０３によっても係留されている。また、作業船５０には、水底に捨石Ｓを投入するためのトレミー管５０４も装備されている。
【００４９】
さらに、作業船５０には、捨石均し装置１を船上から操作するための操作室５１が設けられるとともに、操作室５１と水面Ｗ下の捨石均し装置１とは、信号や電気などを伝送するための水中連絡ケーブル５２によって接続されている。
【００５０】
図４は、この捨石均し装置１の遠隔操作機構５の概略構成を示した説明図である。
【００５１】
作業船５０には、操作室５１、発電機５４、油圧ユニット５５、水中連絡ケーブル５２の長さを調節するウインチ５２１などが配置されている。この発電機５４は、キャプタイヤケーブル５３で操作室５１と油圧ユニット５５に接続されており、そこから操作に必要な電力が供給される。
【００５２】
また、ウインチ５２１は、２本の油圧ホース５５１，５５１によって油圧ユニット５５に接続されており、正転又は反転させることによって水中連絡ケーブル５２を送出したり、巻き取ったりする。
【００５３】
さらに、ウインチ５２１は、キャプタイヤケーブル５３と通信ケーブル５２２とによって操作室５１と接続されており、これらのケーブルによって伝送された信号や電気を、水中連絡ケーブル５３によって捨石均し装置１に伝送することで船上から水底の装置を遠隔操作する。
【００５４】
続いて、図５を参照しながら捨石均し装置１の測位システム６の概略構成について説明する。
【００５５】
この測位システム６は、陸上の固定側装置６１と、作業船５０上の船上側装置６２と、捨石均し装置１に装着される水中側装置６３とによって主に構成される。
【００５６】
この測位システム６は、ＲＴＫ法(Real Time Kinematic method：動的干渉測位法)によって船上の地球座標を測定し、その座標値に船上と水中の捨石均し装置１との相対位置差を加えて捨石均し装置１の正確な位置を測位するシステムである。
【００５７】
そして、この固定側装置６１は、位置座標が既知の点に設置されたＧＰＳ基地局６１１と、それに接続される無線中継機６１２と、それに接続される無線アンテナ６１３とから構成される。
【００５８】
一方、船上側装置６２は、操作室５１内に配置されるコンピュータ６２１，６２２、無線中継機６２４、ＧＰＳ受信機６２５、モニタ６２２ａ、ジャイロコンパス６２３と、ＧＰＳ受信機６２５に接続されるＧＰＳアンテナ６２５ａと、無線中継機６２４に接続される無線アンテナ６２４ａと、水中側装置６３と通信するトランシーバ６２６とから主に構成される。
【００５９】
この船上側装置６２では、ＧＰＳアンテナ６２５ａによって人工衛星からの電波を受信してＧＰＳ受信機６２５に送るとともに、無線アンテナ６２４ａによって固定側装置６１から送信される観測データを送受信して、船上のＧＰＳアンテナ６２５ａの３次元的な位置をリアルタイム（実時間）で算出する。
【００６０】
このリアルタイムの位置座標は、メインコンピュータ６２２に送られ、これに接続された操作室５１内のモニタ６２２ａや操船用のモニタ６２２ｂに、作業船５０の位置が表示される。
【００６１】
また、このメインコンピュータ６２２には、ジャイロコンパス６２３がＡＤコンバータ６２３ａを介して接続されており、方位データが入力される。
【００６２】
一方、水中側装置６３として、捨石均し装置１の２本の連結材２１２，２１２の中央には、トランスポンダー６３１，６３１がそれぞれ取り付けられており、そのトランスポンダー６３１，６３１とデータの送受信をおこなう船上側のトランシーバ６２６は、サブコンピュータ６２１に接続されて、測定された作業船５０と捨石均し装置１との相対的位置データがメインコンピュータ６２２に送られる。
【００６３】
そして、このメインコンピュータ６２２では、ＧＰＳによる測量データと、水中のトランスポンダー６３１，６３１とトランシーバ６２６とのデータの送受信によって得られた相対的位置情報とから、捨石均し装置１のリアルタイムの位置座標を算出してモニタ６２２ａ，６２２ｂに表示する。
【００６４】
なお、この測位システム６は、高さ方向の精度が低いので、高さ座標については、作業船５０に取り付けたマルチファン測深装置（図示せず）によって捨石均し装置１のベンチマーク２４の高さを測深するか、ベンチマーク２４に取り付けた検尺ワイヤ（図示せず）をオートテンションウィンチ等で鉛直方向に張り合わせて、陸上から検尺ワイヤの値を直接視準するかで精度を確保する。
【００６５】
また、この捨石均し装置１には、各種センサが取り付けられおり、その検出データを操作室５１のモニタ６２２ａに表示させながら操作をおこなうことができる。
【００６６】
例えば、図１（ａ）に示すように、ブレード部４の排土板４１の上端にはブレード高さセンサ５６２が取り付けられており、これによって排土板４１の高さを検出することができる。
【００６７】
また、図２に示すように桁部３の中央には傾斜角度センサ５６１が取り付けられており、捨石均し装置１の傾きを検出することができる。さらに、桁部３の中央には、デジタルプロファイル用のソナー６３２が取り付けられており、水底の地形を測定することができる。
【００６８】
また、水中油圧ユニット５８の近傍には水深計５６３が取り付けられており、捨石均し装置１を据え付けた位置の水深を検出することができる。さらに、ブレード部４にはＸ距離センサ５６４が取り付けられており、ブレード部４のＸ方向の移動距離が検出できるとともに、桁部３にはＹ距離センサ５６５が取り付けられており、桁部３のＹ方向の移動距離が検出できる。
【００６９】
さらに、ブレード部４の回動機構４２には旋回センサ５６６が取り付けられており、排土板４１の回転角度が検出できるようになっている。また、ブレード部４の上面には、高度計５６７も取り付けられている。
【００７０】
また、このような捨石均し装置１の作動状況や均し面の仕上がり状況を視覚的に確認できるように、各所に監視カメラ５９１〜５９３が取り付けられており、水底監視カメラ５９１によって水底の状況を主に撮影し、Ｘケーブル監視カメラ５９２及びＹケーブル監視カメラ５９３によって、各種ケーブルが絡んでいないかなどを操作室５１のテレビモニタ（図示せず）などによって確認することができる。
【００７１】
次に、本実施の形態の捨石均し装置１を使用して海底で捨石Ｓを均す作業について、図３及び図６を参照しながら説明する。
【００７２】
まず、作業船５０を捨石均し作業の作業現場の直上付近まで航行させ、作業船５０の側部に装着されていたトレミー管５０４を、図３（ａ）の二点鎖線で示すように起立させ、先端が水底付近まで届くようにトレミー管５０４を延ばす。
【００７３】
続いて、そのトレミー管５０４の上部開口から捨石Ｓを流し込み、水底に投入して捨石Ｓの小山を造る。この作業は、作業船５０を一定の間隔で移動させながら点状におこない、図３（ｂ）の平面図に示すように、複数の円形の捨石Ｓの小山を、均し領域Ｒ全体に造る。
【００７４】
そして、船上に格納されていた捨石均し装置１を脚部２２，・・・を最も短くした状態で吊りワイヤ５０２で吊り上げ、ブーム５０１の先端を所定の位置まで移動させて捨石均し装置１を水面Ｗ下に沈める。
【００７５】
この捨石均し装置１を沈降させる際には、測位システム６によりリアルタイムで捨石均し装置１の位置を測定し、操作室５１のモニタ６２２ａ及び操船用のモニタ６２２ｂにその位置を表示させる。この位置確認には、測位システム６の計測結果に加えて、傾斜角度センサ５６１及び水深計５６３が検出した出力値や、トランシーバ６２６に近接して取り付けられたマルチファン測深装置（図示せず）からの出力も利用する。
【００７６】
そして、水底の３ｍ程度上方まで捨石均し装置１を沈めた時点で一旦沈降を停止し、測位システム６などで正確な位置を確認する。また、ソナー６３２を作動させて水底の地形状況を確認し、作業船５０が図３（ｂ）に示すように均し領域Ｒに平行する位置にくるように移動させる。
【００７７】
続いて、傾斜角度センサ５６１の検出値で捨石均し装置１の傾きを確認しながらゆっくりと下げ降ろし、傾きが検出され次第、沈降を停止して下がっている側の脚部２２の伸縮機構２２１を作動させて伸ばす。すなわち、均し作業をおこなう前は、捨石Ｓの上面に凹凸があり、脚部２２，・・・の接地板２２２，・・・が着地する位置の高さがそれぞれ異なることから、捨石均し装置１が高さの低い方に傾くことになる。そこで、下がっている側の脚部２２を伸ばすことで、捨石均し装置１の傾きを修正する。
【００７８】
ここで、脚部２２，・・・・がそれぞれ着地して捨石均し装置１の荷重を支えているか否かは、各脚部２２，・・・に取り付けた脚部センサ５７，・・・の荷重センサの出力によって確認することができる。また、各脚部２２，・・・の長さは、脚部センサ５７の長さセンサの出力によって知ることができる。
【００７９】
そして、捨石均し装置１の桁部３が水平となった状態で着底した水平位置（平面座標）を確認し、管理基準値との差がラップ幅の半分以内であれば次の工程に移り、それ以上の誤差がある場合は、一旦、捨石均し装置１を0.5 m 程度吊り上げて、吊りワイヤ５０２やタグワイヤ５０３を操作して、水平方向の位置調整をして、再度、捨石均し装置１を着底させる。
【００８０】
このような設置作業によって正確な平面座標の位置に捨石均し装置１の桁部３が水平になるように設置した後に、作業船５０側のトランシーバ６２６に近接して取り付けたマルチファン測深装置（図示せず）によって、ベンチマーク２４の深さを測深して捨石均し装置１の天端の高さを算出する。
【００８１】
このようにして設置された捨石均し装置１を使って、水底に投入された捨石Ｓの敷き均し作業をおこなう。
【００８２】
図６は、捨石Ｓの均し作業の手順を説明する平面図であり、まず、均し領域Ｒの図面に向かって右端の長方形の均し領域Ｒ１を均す場合について説明する。
【００８３】
この均し領域Ｒ１の上には、図示は省略してあるが、上述した方法によって正確に捨石均し装置１が設置されている。ここで、図２で参照できるように、Ｘ方向は桁部３の長尺方向を示し、Ｙ方向はレール材２１１の長尺方向を示す。
【００８４】
そして、捨石均し装置１の桁部３を、図６に向かって均し領域Ｒ１の右端に寄せるとともに、ブレード部４を桁部３の端に移動させて均し領域Ｒ１の右上に排土板４１を配置する。
【００８５】
このような捨石均し装置１の操作は、作業船５０上の操作室５１のオペレータが、監視カメラ５９１〜５９３によって撮影された映像を、テレビモニタ（図示せず）などで確認しながらおこなう。すなわち、監視カメラ５９１〜５９３や各種センサからの出力は、水中連絡ケーブル５２を介して操作室５１に送られ、オペレータがその出力結果をモニタ６２２ａなどで確認しながら操作スティックを操作した信号及び電力は、水中連絡ケーブル５２を介して水中油圧ユニット５８や制御部５８１に送られて、調整された速度でスライド動力機構２３、ブレード移動機構３１、回動機構４２、伸縮機構４３などが作動する。
【００８６】
続いて排土板４１の向きを、回動機構４２を作動させてＸ方向に斜めに交わる向きに傾け、その状態で排土板４１を桁部３に沿ってＸ方向に移動させて均し作業をおこなう。
【００８７】
この均し作業の均し幅Ｂは、排土板４１のＸ方向の投影幅となる。また、最初の均し高さは、排土板４１の高さが、（捨石Ｓの事前測深高さの一番高い高さ）−（最大均し可能厚さ）となるように設定する。この（最大均し可能厚さ）は、捨石Ｓの粒径などによって異なる。
【００８８】
そして、排土板４１の傾きはそのままにして、排土板４１の端が最初の均し幅Ｂの端に例えば60 cm程度重なる位置まで、桁部３をＹ方向にレール材２１１，２１１に沿って少し移動させる。続いて、排土板４１を桁部３に沿ってＸ方向に移動させると、排土板４１が一往復した往復範囲Ｐ１の一回目の均し作業が終了する。すなわち、排土板４１には両側面に排土面４１１，４１１が形成されているので、排土板４１を反転させなくても迅速に往復の均し作業をおこなうことができる。
【００８９】
このような手順で、桁部３をレール材２１１，２１１に沿って移動させながら残りの往復範囲Ｐ２〜Ｐ４の均し作業をおこない、均し領域Ｒ１における一回目の均し作業が完了する。
【００９０】
この均し作業は、ブレード高さセンサ５６２の検出値に基づいて排土板４１の高さを変えて、例えば３回繰り返す。また、２回目以降の均し作業では、１回目よりも目標仕上げ高さとの差を小さくし（例えば20 cm 以内）、最終的な仕上がり高さの精度が良くなるようにする。
【００９１】
このようにして均し領域Ｒ１の均し作業が終了した後に、捨石均し装置１を吊りワイヤ５０２で少し吊り上げ、ブーム５０１を起こして隣の均し領域Ｒ２の直上に捨石均し装置１を移動させ、上述した手順によって平面座標や傾きを確認しながら均し領域Ｒ２に捨石均し装置１を着底させる。
【００９２】
このように捨石均し装置１による均し作業と、移動を繰り返し、均し領域Ｒ３、Ｒ４、・・・の均し作業を順におこなって、均し領域Ｒ全体の捨石Ｓを均す。ここで、捨石均し装置１の移動量が大きくなる場合は作業船５０を移動させればよい。
【００９３】
次に、本実施の形態の捨石均し装置１の作用について説明する。
【００９４】
このように構成された本実施の形態の捨石均し装置１は、架台部２の枠部２１に沿って移動する桁部３に、その桁部３に沿って移動するブレード部４が設けられている。また、架台部２の脚部２２とブレード部４は、それぞれ個別に作動する高さ方向の伸縮機構２２１，４３を備えている。
【００９５】
このため、トレミー管３から投入しただけの凹凸のある捨石Ｓ上や傾斜のある場所でも脚部２２，・・・の長さを調整することによって、架台部２を正確な位置に水平に据え付け、その上でブレード部４の伸縮機構４３を調整することで、容易に排土板４１の高さを正確な位置に配置することができる。
【００９６】
また、排土板４１の高さを変えて複数回に亘って均し作業をおこなう際にも、架台部２の据え付け高さを変えることなく、容易に排土板４１の高さを変更することができるので、高精度に高さ方向の形状を仕上げることができる。
【００９７】
さらに、回動機構４２によって排土板４１を所望する向きに調整することで、排土板４１が桁部３に沿って移動する際の均し幅Ｂやブレード部４に作用する抵抗の大きさを容易に調整することができる。すなわち、捨石Ｓの粒径が小さい場合は、排土面４１１が移動方向（Ｘ方向）に直交する向きに近づくように傾きを小さくすることで均し幅Ｂを大きくしても、容易にブレード部４を移動させることができる。また、捨石Ｓの粒径が大きい場合は、排土面４１１が移動方向（Ｘ方向）の向きに近づくように傾きを大きくして、均し作業時の抵抗が小さくなるようにすることができる。
【００９８】
また、枠部２１のレール材２１１，２１１に略直交する方向に向けて桁部３を取り付けることで、均し領域Ｒ１を四角形状にすることができるので、従来の円形に均した場合に比べて作業管理が容易で、作業効率を向上させることができる。すなわち、均し領域Ｒ１が四角形状であれば、図６に示すように隣接する均し領域Ｒ２との間に隙間ができず、効率的に均し作業をおこなうことができる。
【００９９】
さらに、排土板４１の両側面に排土面４１１，４１１を設けることで、桁部３を往復移動させる際の両方向で均し作業をおこなうことができるので、作業効率が良い。
【０１００】
また、ブレード部４にブレード高さセンサ５６２を取り付けることで、排土板４１の高さを知ることができ、均し面の形状に応じて均し高さの調整を正確におこなうことができる。
【０１０１】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【０１０２】
例えば、前記実施の形態では、平面視矩形状の枠部２１に沿って桁部３を移動させたが、これに限定されるものではなく、均し領域Ｒの形状に合わせて最適な形状を選択すればよい。
【０１０３】
また、前記実施の形態では、連結材２１２の両端に脚部２２，２２を設けたが、これに限定されるものではなく、レール材の両端に脚部を設け、レール材の内側面間を連結材で連結する構成であってもよい。
【０１０４】
さらに、前記実施の形態では、捨石均し装置１を水中で使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、陸上で使用する場合にも本発明の均し装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の最良の実施の形態の捨石均し装置の構成を示す図であって、（ａ）は図２のＡ−Ａ矢視方向から見た断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視方向から見た側面図である。
【図２】本発明の最良の実施の形態の捨石均し装置の構成を示す平面図である。
【図３】（ａ）は作業船と捨石均し装置との配置関係を説明する側面図、（ｂ）はその平面図である。
【図４】捨石均し装置の遠隔操作機構の構成を模式的に示した説明図である。
【図５】捨石均し装置の測位システムの構成を説明する説明図である。
【図６】均し作業の作業手順を説明する平面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 捨石均し装置（均し装置）
２ 架台部
２１ 枠部
２１１ レール材
２１２ 連結材
２２ 脚部
２２１ 伸縮機構
３ 桁部
４ ブレード部
４１ 排土板
４１１ 排土面
４２ 回動機構
４３ 伸縮機構
５ 遠隔操作機構
５６２ ブレード高さセンサ
Ｚ 高さ方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底などに投下した捨石などを均すための均し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水深の深い海底などの人が容易に作業できない場所において、遠隔操作によって掘削や均しなどの作業をおこなう水中作業装置が知られている（特許文献１など参照）。
【０００３】
この特許文献１に開示された水中作業装置では、矩形状の枠体の長辺に沿って移動が可能となるように、長尺桁材をその長辺に直交するように取り付け、その長尺桁材の上面に沿って移動が可能となるように作業機器取付け台が設けられている。
【０００４】
そして、この作業機器取付け台に掘削機などの作業機器を取り付けると、船上からの遠隔操作によって、任意の平面内の位置に作業機器を移動させることができようになり、海底の掘削を正確な平面位置でおこなうことができる。
【特許文献１】特許第２８９０１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された水中作業装置は、掘削機や浚渫機などの汎用作業機器を取り付けて使用することができるが、高さ方向の調整手段を備えていないので、高さ方向の精度が要求される均し装置に適用するには改良の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、遠隔で操作できるとともに、効率的かつ高精度に高さ方向の形状を仕上げることができる均し装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の均し装置は、枠部とそれを支持する脚部とを備えた架台部と、その架台部の枠部に沿って移動する長尺状の桁部と、その桁部の下面側に沿って移動可能な排土板を備えたブレード部と、前記桁部及び前記ブレード部とを遠隔操作する遠隔操作機構とを有する均し装置であって、前記脚部と前記ブレード部は個別に作動する高さ方向の伸縮機構を備えるとともに、前記排土板は回動機構を介して取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記枠部は、略平行するレール材と、そのレール材間を連結する連結材とから構成され、前記桁部は前記レール材と略直交する方向に向けられるとともにそのレール材に沿って移動可能に取り付けられる構成とすることができる。
【０００９】
また、前記排土板は、排土面が両側面に形成されている構成であることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記ブレード部には高さセンサが取り付けられており、前記排土板の高さが検出されるようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
このように構成された本発明の均し装置は、架台部の枠部に沿って移動する桁部に、その桁部に沿って移動するブレード部が設けられている。また、架台部の脚部とブレード部は、それぞれ個別に作動する高さ方向の伸縮機構を備えている。
【００１２】
このため、凹凸のある場所や傾斜のある場所でも脚部の長さを調整することによって、架台部を正確な位置に据え付け、その上でブレード部の伸縮機構を調整することで、容易に排土板の高さを正確な位置に配置して効率よく均し作業をおこうことができる。
【００１３】
また、排土板の高さを変えて複数回に亘って均し作業をおこなう際にも、架台部の据え付け高さを変えることなく、容易に排土板の高さを変更することができるので、高精度に高さ方向の形状を仕上げることができる。
【００１４】
さらに、回動機構によって排土板を所望する向きに調整することで、排土板が桁部に沿って移動する際の均し幅やブレード部に作用する抵抗の大きさを容易に調整することができる。
【００１５】
また、枠部のレール材に略直交する方向に向けて桁部を取り付けることで、均し領域を四角形状にすることができるので、従来の円形に均した場合に比べて作業管理が容易で、作業効率を向上させることができる。
【００１６】
さらに、排土板の両側面に排土面を設けることで、桁部を往復移動させる際の両方向で均し作業をおこなうと同時に排土板を回転させることにより、最適角度で均し作業がおこなえ、作業効率が良い。
【００１７】
また、ブレード部に高さセンサを取り付けることで、排土板の高さを正確に知ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の均し装置としての捨石均し装置１の構成を示す図で、図２はこの捨石均し装置１の平面図を示したものである。ここで、図１（ａ）は、図２のＡ−Ａ矢視方向から見た断面図、図１（ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視方向から見た側面図である。
【００２０】
まず、図１，２を参照しながら、捨石均し装置１の構成について説明する。この捨石均し装置１は、平面視四角形状の枠部２１とそれを支持する４本の脚部２２，・・・とを備えた架台部２と、その架台部２の枠部２１に沿って移動する長尺状の桁部３と、その桁部３の下面側に沿って移動可能な排土板４１を備えたブレード部４と、桁部３及びブレード部４とを遠隔操作する遠隔操作機構５（図４参照）とを有している。
【００２１】
この架台部２の上部を形成する枠部２１は、略平行するレール材２１１，２１１と、そのレール材２１１，２１１の端面間を連結する連結材２１２，２１２とから構成されている。
【００２２】
この連結材２１２，２１２は、レール材２１１，２１１の間隔よりも長い部材で、連結材２１２，２１２の側面にレール材２１１，２１１の端面がそれぞれ固定される。
【００２３】
また、レール材２１１と連結材２１２とが交差する角部には、補強のための斜材２１３が架け渡されている。さらに、捨石均し装置１の中心部には、正方形のネットを張ったベンチマーク２４が屋根状に設けられている。そして、このベンチマーク２４に隣接して後述する桁部３やブレード部４を作動させるための水中油圧ユニット５８及び制御部５８１が設けられている。
【００２４】
また、連結材２１２の両端には、下方に向けて延設される脚部２２，２２がそれぞれ設けられている。この脚部２２は、図１（ｂ）に示すように、伸縮機構２２１を備えるとともに、その下端には正方形の角落しをした八角形の接地板２２２が取り付けられている。
【００２５】
この伸縮機構２２１は、詳細な図示は省略するが、油圧ジャッキの伸縮に伴って脚部２２の下部が伸縮するような構成となっている。また、この伸縮機構２２１は、４本の脚部２２，・・・にそれぞれ設けられ、４本の脚部２２，・・・の長さを個別に調整することができる。
【００２６】
以下では、この伸縮機構２２１の伸縮方向を、高さ方向又はＺ方向の伸縮という。また、図１（ｂ）に向かって右側に示した脚部２２は、最も縮めた状態であり、左側に示した脚部２２は最も伸ばした状態であり、高さＨ２の範囲でＺ方向の長さを調整することができる。
【００２７】
一方、桁部３は、レール材２１１に略直交する方向に向けて取り付けられる。この桁部３は、連結材２１２よりも長く、図２に示すようにトラス補強部３３を設けたＫトラス状に組み立てられている。
【００２８】
この桁部３のレール材２１１，２１１のそれぞれ外側となる位置の上面には、図１（ａ）及び図２に示すようにスライダー部３４，・・・が設けられている。このスライダー部３４は、底面が桁部３の上面に固定されるとともに、上下の車輪によってレール材２１１の上面と下面を挟むようにして設置されている。すなわち、桁部３は、このスライダー部３４，・・・を介してレール材２１１，２１１に支持されており、スライダー部３４，・・・がレール材２１１，２１１に沿って摺動することによって、桁部３がレール材２１１，２１１に沿って移動することとなる。
【００２９】
この桁部３を移動させる動力となるスライド動力機構２３は、主に枠部３側に設けられており、図２に示すように、駆動部２３１と、それによって回転する回転軸２３２と、回転軸２３２の両端付近に設けられた軸側スプロケット２３３，２３３と、その軸側スプロケット２３３，２３３に対峙して反対側の連結材２１２に設けられるスプロケット２３４，２３４と、軸側スプロケット２３３とスプロケット２３４とに架け渡される環状のチェーン２３５と、チェーン２３５と桁部３を連結する係合部２３６とから主に構成される。
【００３０】
この駆動部２３１は、図１（ｂ）及び図２に示すように、一方の連結材２１２の下面に吊り下げられたモータであり、そのモータの回転によって回転する回転軸２３２が連結材２１２に沿って延設されている。
【００３１】
この回転軸２３２には、レール材２１１，２１１の端面を投影する位置の下方に軸側スプロケット２３３，２３３が設けられている。そして、レール材２１１を挟んで反対側の連結材２１２には、軸側スプロケット２３３，２３３と対峙する位置にスプロケット２３４，２３４がそれぞれ設けられている。
【００３２】
この軸側スプロケット２３３とスプロケット２３４との間には、チェーン２３５が架け渡されており、駆動部２３１を駆動して回転軸２３２を回転させると、軸側スプロケット２３３が回転し、チェーン２３５によって連結された反対側のスプロケット２３４も回転することになる。
【００３３】
このようにレール材２１１，２１１に沿って回動する２本のチェーン２３５，２３５は、それぞれの係合部２３６，２３６を介して桁部３に接続されており、このチェーン２３５，２３５の移動に合わせてスライダー部３４，・・・に支持された桁部３も移動することになる。ここで、桁部３の移動方向を、図２に示すようにＹ方向という。
【００３４】
また、このようにＹ方向に移動する桁部３には、その桁部３に沿ってＸ方向に移動するブレード部４が取り付けられている。
【００３５】
このブレード部４は、均し作業時に捨石などに接触させる排土板４１と、その排土板４１の向きを水平方向に回動させる回動機構４２と、その排土板４１を高さ方向（Ｚ方向）に移動させる伸縮機構４３と、ブレード部４を桁部３に沿って移動可能に支持させる車輪部４４とから主に構成されている。
【００３６】
ここで、図１（ａ）の中央付近に示した排土板４１は、排土面４１１，４１１を横から見た図であり、図１（ａ）に向かって左側に二点鎖線で示した排土板４１は、一方の排土面４１１を正面に向けた図であり、図２に向かって上部の左右に二点鎖線で示した排土板４１は平面図である。
【００３７】
すなわちこの排土板４１は、中央部が膨らんで両側に羽根を広げたような側面視長方形状であるとともに、両側面に同一形状の排土面４１１，４１１が形成されている。
【００３８】
そして、この排土板４１の中央部には、図１（ａ）に示すように軸部４６の下端が接続されており、その軸部４６と排土板４１との接合部は、逆さ向きの傘状のカバー４５によって覆われている。
【００３９】
この軸部４６は、ターンテーブルなどと同様の回動機構４２によって回転するように構成されている。
【００４０】
また、軸部４６は、例えば油圧ジャッキなどと同様のシリンダー型の伸縮機構４３によってＺ方向に伸縮するように構成されている。ここで、図１（ａ）の中央付近に実線で示した排土板４１は、最も高い位置にある場合で、二点鎖線で示した排土板４１は最も低い位置にある場合であり、高さＨ１の範囲でＺ方向に排土板４１の位置（高さ）を調整することができる。例えば排土板４１の高さ調整は1.2ｍの範囲でおこなえるようにし、回動機構４２は左右両方向回りにそれぞれ６０度回転できるようにする。
【００４１】
そして、このブレード部４の上部には、図２に示すように４箇所に車輪部４４，・・・が設けられており、この車輪部４４，・・・を介して桁部３に取り付けられている。
【００４２】
すなわち、桁部３の両側縁の下面には、図１（ａ）及び図２に示すように、懸架レール３２，３２が設けられており、この懸架レール３２，３２に車輪部４４，・・・を載せて摺動させる。
【００４３】
このブレード部４を桁部３に沿って移動させるための動力となるブレード移動機構３１は、桁部３の一端に取り付けられる駆動部３１１と、この駆動部３１１のスプロケット３１１ａと対峙する桁部３の他端に取り付けられるスプロケット３１３と、スプロケット３１１ａ，３１３間に架け渡される環状のチェーン３１２と、チェーン３１２とブレード部４とを連結する係合部３１４とから主に構成される。
【００４４】
そして、駆動部３１１のモータが回転すると、そのモータ軸に接続されたスプロケット３１１ａが回転し、チェーン３１２によって連結された反対側のスプロケット３１３も回転することになる。
【００４５】
このように桁部３に沿って回動するチェーン３１２は、係合部３１４を介してブレード部４に接続されており、このチェーン３１２の移動に合わせて車輪部４４，・・・に支持されたブレード部４も移動することになる。ここで、ブレード部４の移動方向をＸ方向という。
【００４６】
このように構成された捨石均し装置１は、ブレード部４をＸ方向及びそれに直交するＹ方向の２方向に移動させることができる。また、脚部２２のＺ方向の長さを調整して据え付けることができるうえに、ブレード部４の排土板４１の高さを脚部２２の長さを変えなくても調整することができる。
【００４７】
この捨石均し装置１は、例えば図３に示すように、作業船５０から吊り下げて使用することができる。この作業船５０には、平面視Ａ形のブーム５０１が設けられており、そのブーム５０１の先端から伸ばした吊りワイヤ５０２によって捨石均し装置１を吊りながら水底の所定の位置に設置する。
【００４８】
この捨石均し装置１は、位置の微調整及び振れ止めを目的とするタグワイヤ５０３によっても係留されている。また、作業船５０には、水底に捨石Ｓを投入するためのトレミー管５０４も装備されている。
【００４９】
さらに、作業船５０には、捨石均し装置１を船上から操作するための操作室５１が設けられるとともに、操作室５１と水面Ｗ下の捨石均し装置１とは、信号や電気などを伝送するための水中連絡ケーブル５２によって接続されている。
【００５０】
図４は、この捨石均し装置１の遠隔操作機構５の概略構成を示した説明図である。
【００５１】
作業船５０には、操作室５１、発電機５４、油圧ユニット５５、水中連絡ケーブル５２の長さを調節するウインチ５２１などが配置されている。この発電機５４は、キャプタイヤケーブル５３で操作室５１と油圧ユニット５５に接続されており、そこから操作に必要な電力が供給される。
【００５２】
また、ウインチ５２１は、２本の油圧ホース５５１，５５１によって油圧ユニット５５に接続されており、正転又は反転させることによって水中連絡ケーブル５２を送出したり、巻き取ったりする。
【００５３】
さらに、ウインチ５２１は、キャプタイヤケーブル５３と通信ケーブル５２２とによって操作室５１と接続されており、これらのケーブルによって伝送された信号や電気を、水中連絡ケーブル５３によって捨石均し装置１に伝送することで船上から水底の装置を遠隔操作する。
【００５４】
続いて、図５を参照しながら捨石均し装置１の測位システム６の概略構成について説明する。
【００５５】
この測位システム６は、陸上の固定側装置６１と、作業船５０上の船上側装置６２と、捨石均し装置１に装着される水中側装置６３とによって主に構成される。
【００５６】
この測位システム６は、ＲＴＫ法(Real Time Kinematic method：動的干渉測位法)によって船上の地球座標を測定し、その座標値に船上と水中の捨石均し装置１との相対位置差を加えて捨石均し装置１の正確な位置を測位するシステムである。
【００５７】
そして、この固定側装置６１は、位置座標が既知の点に設置されたＧＰＳ基地局６１１と、それに接続される無線中継機６１２と、それに接続される無線アンテナ６１３とから構成される。
【００５８】
一方、船上側装置６２は、操作室５１内に配置されるコンピュータ６２１，６２２、無線中継機６２４、ＧＰＳ受信機６２５、モニタ６２２ａ、ジャイロコンパス６２３と、ＧＰＳ受信機６２５に接続されるＧＰＳアンテナ６２５ａと、無線中継機６２４に接続される無線アンテナ６２４ａと、水中側装置６３と通信するトランシーバ６２６とから主に構成される。
【００５９】
この船上側装置６２では、ＧＰＳアンテナ６２５ａによって人工衛星からの電波を受信してＧＰＳ受信機６２５に送るとともに、無線アンテナ６２４ａによって固定側装置６１から送信される観測データを送受信して、船上のＧＰＳアンテナ６２５ａの３次元的な位置をリアルタイム（実時間）で算出する。
【００６０】
このリアルタイムの位置座標は、メインコンピュータ６２２に送られ、これに接続された操作室５１内のモニタ６２２ａや操船用のモニタ６２２ｂに、作業船５０の位置が表示される。
【００６１】
また、このメインコンピュータ６２２には、ジャイロコンパス６２３がＡＤコンバータ６２３ａを介して接続されており、方位データが入力される。
【００６２】
一方、水中側装置６３として、捨石均し装置１の２本の連結材２１２，２１２の中央には、トランスポンダー６３１，６３１がそれぞれ取り付けられており、そのトランスポンダー６３１，６３１とデータの送受信をおこなう船上側のトランシーバ６２６は、サブコンピュータ６２１に接続されて、測定された作業船５０と捨石均し装置１との相対的位置データがメインコンピュータ６２２に送られる。
【００６３】
そして、このメインコンピュータ６２２では、ＧＰＳによる測量データと、水中のトランスポンダー６３１，６３１とトランシーバ６２６とのデータの送受信によって得られた相対的位置情報とから、捨石均し装置１のリアルタイムの位置座標を算出してモニタ６２２ａ，６２２ｂに表示する。
【００６４】
なお、この測位システム６は、高さ方向の精度が低いので、高さ座標については、作業船５０に取り付けたマルチファン測深装置（図示せず）によって捨石均し装置１のベンチマーク２４の高さを測深するか、ベンチマーク２４に取り付けた検尺ワイヤ（図示せず）をオートテンションウィンチ等で鉛直方向に張り合わせて、陸上から検尺ワイヤの値を直接視準するかで精度を確保する。
【００６５】
また、この捨石均し装置１には、各種センサが取り付けられおり、その検出データを操作室５１のモニタ６２２ａに表示させながら操作をおこなうことができる。
【００６６】
例えば、図１（ａ）に示すように、ブレード部４の排土板４１の上端にはブレード高さセンサ５６２が取り付けられており、これによって排土板４１の高さを検出することができる。
【００６７】
また、図２に示すように桁部３の中央には傾斜角度センサ５６１が取り付けられており、捨石均し装置１の傾きを検出することができる。さらに、桁部３の中央には、デジタルプロファイル用のソナー６３２が取り付けられており、水底の地形を測定することができる。
【００６８】
また、水中油圧ユニット５８の近傍には水深計５６３が取り付けられており、捨石均し装置１を据え付けた位置の水深を検出することができる。さらに、ブレード部４にはＸ距離センサ５６４が取り付けられており、ブレード部４のＸ方向の移動距離が検出できるとともに、桁部３にはＹ距離センサ５６５が取り付けられており、桁部３のＹ方向の移動距離が検出できる。
【００６９】
さらに、ブレード部４の回動機構４２には旋回センサ５６６が取り付けられており、排土板４１の回転角度が検出できるようになっている。また、ブレード部４の上面には、高度計５６７も取り付けられている。
【００７０】
また、このような捨石均し装置１の作動状況や均し面の仕上がり状況を視覚的に確認できるように、各所に監視カメラ５９１〜５９３が取り付けられており、水底監視カメラ５９１によって水底の状況を主に撮影し、Ｘケーブル監視カメラ５９２及びＹケーブル監視カメラ５９３によって、各種ケーブルが絡んでいないかなどを操作室５１のテレビモニタ（図示せず）などによって確認することができる。
【００７１】
次に、本実施の形態の捨石均し装置１を使用して海底で捨石Ｓを均す作業について、図３及び図６を参照しながら説明する。
【００７２】
まず、作業船５０を捨石均し作業の作業現場の直上付近まで航行させ、作業船５０の側部に装着されていたトレミー管５０４を、図３（ａ）の二点鎖線で示すように起立させ、先端が水底付近まで届くようにトレミー管５０４を延ばす。
【００７３】
続いて、そのトレミー管５０４の上部開口から捨石Ｓを流し込み、水底に投入して捨石Ｓの小山を造る。この作業は、作業船５０を一定の間隔で移動させながら点状におこない、図３（ｂ）の平面図に示すように、複数の円形の捨石Ｓの小山を、均し領域Ｒ全体に造る。
【００７４】
そして、船上に格納されていた捨石均し装置１を脚部２２，・・・を最も短くした状態で吊りワイヤ５０２で吊り上げ、ブーム５０１の先端を所定の位置まで移動させて捨石均し装置１を水面Ｗ下に沈める。
【００７５】
この捨石均し装置１を沈降させる際には、測位システム６によりリアルタイムで捨石均し装置１の位置を測定し、操作室５１のモニタ６２２ａ及び操船用のモニタ６２２ｂにその位置を表示させる。この位置確認には、測位システム６の計測結果に加えて、傾斜角度センサ５６１及び水深計５６３が検出した出力値や、トランシーバ６２６に近接して取り付けられたマルチファン測深装置（図示せず）からの出力も利用する。
【００７６】
そして、水底の３ｍ程度上方まで捨石均し装置１を沈めた時点で一旦沈降を停止し、測位システム６などで正確な位置を確認する。また、ソナー６３２を作動させて水底の地形状況を確認し、作業船５０が図３（ｂ）に示すように均し領域Ｒに平行する位置にくるように移動させる。
【００７７】
続いて、傾斜角度センサ５６１の検出値で捨石均し装置１の傾きを確認しながらゆっくりと下げ降ろし、傾きが検出され次第、沈降を停止して下がっている側の脚部２２の伸縮機構２２１を作動させて伸ばす。すなわち、均し作業をおこなう前は、捨石Ｓの上面に凹凸があり、脚部２２，・・・の接地板２２２，・・・が着地する位置の高さがそれぞれ異なることから、捨石均し装置１が高さの低い方に傾くことになる。そこで、下がっている側の脚部２２を伸ばすことで、捨石均し装置１の傾きを修正する。
【００７８】
ここで、脚部２２，・・・・がそれぞれ着地して捨石均し装置１の荷重を支えているか否かは、各脚部２２，・・・に取り付けた脚部センサ５７，・・・の荷重センサの出力によって確認することができる。また、各脚部２２，・・・の長さは、脚部センサ５７の長さセンサの出力によって知ることができる。
【００７９】
そして、捨石均し装置１の桁部３が水平となった状態で着底した水平位置（平面座標）を確認し、管理基準値との差がラップ幅の半分以内であれば次の工程に移り、それ以上の誤差がある場合は、一旦、捨石均し装置１を0.5 m 程度吊り上げて、吊りワイヤ５０２やタグワイヤ５０３を操作して、水平方向の位置調整をして、再度、捨石均し装置１を着底させる。
【００８０】
このような設置作業によって正確な平面座標の位置に捨石均し装置１の桁部３が水平になるように設置した後に、作業船５０側のトランシーバ６２６に近接して取り付けたマルチファン測深装置（図示せず）によって、ベンチマーク２４の深さを測深して捨石均し装置１の天端の高さを算出する。
【００８１】
このようにして設置された捨石均し装置１を使って、水底に投入された捨石Ｓの敷き均し作業をおこなう。
【００８２】
図６は、捨石Ｓの均し作業の手順を説明する平面図であり、まず、均し領域Ｒの図面に向かって右端の長方形の均し領域Ｒ１を均す場合について説明する。
【００８３】
この均し領域Ｒ１の上には、図示は省略してあるが、上述した方法によって正確に捨石均し装置１が設置されている。ここで、図２で参照できるように、Ｘ方向は桁部３の長尺方向を示し、Ｙ方向はレール材２１１の長尺方向を示す。
【００８４】
そして、捨石均し装置１の桁部３を、図６に向かって均し領域Ｒ１の右端に寄せるとともに、ブレード部４を桁部３の端に移動させて均し領域Ｒ１の右上に排土板４１を配置する。
【００８５】
このような捨石均し装置１の操作は、作業船５０上の操作室５１のオペレータが、監視カメラ５９１〜５９３によって撮影された映像を、テレビモニタ（図示せず）などで確認しながらおこなう。すなわち、監視カメラ５９１〜５９３や各種センサからの出力は、水中連絡ケーブル５２を介して操作室５１に送られ、オペレータがその出力結果をモニタ６２２ａなどで確認しながら操作スティックを操作した信号及び電力は、水中連絡ケーブル５２を介して水中油圧ユニット５８や制御部５８１に送られて、調整された速度でスライド動力機構２３、ブレード移動機構３１、回動機構４２、伸縮機構４３などが作動する。
【００８６】
続いて排土板４１の向きを、回動機構４２を作動させてＸ方向に斜めに交わる向きに傾け、その状態で排土板４１を桁部３に沿ってＸ方向に移動させて均し作業をおこなう。
【００８７】
この均し作業の均し幅Ｂは、排土板４１のＸ方向の投影幅となる。また、最初の均し高さは、排土板４１の高さが、（捨石Ｓの事前測深高さの一番高い高さ）−（最大均し可能厚さ）となるように設定する。この（最大均し可能厚さ）は、捨石Ｓの粒径などによって異なる。
【００８８】
そして、排土板４１の傾きはそのままにして、排土板４１の端が最初の均し幅Ｂの端に例えば60 cm程度重なる位置まで、桁部３をＹ方向にレール材２１１，２１１に沿って少し移動させる。続いて、排土板４１を桁部３に沿ってＸ方向に移動させると、排土板４１が一往復した往復範囲Ｐ１の一回目の均し作業が終了する。すなわち、排土板４１には両側面に排土面４１１，４１１が形成されているので、排土板４１を反転させなくても迅速に往復の均し作業をおこなうことができる。
【００８９】
このような手順で、桁部３をレール材２１１，２１１に沿って移動させながら残りの往復範囲Ｐ２〜Ｐ４の均し作業をおこない、均し領域Ｒ１における一回目の均し作業が完了する。
【００９０】
この均し作業は、ブレード高さセンサ５６２の検出値に基づいて排土板４１の高さを変えて、例えば３回繰り返す。また、２回目以降の均し作業では、１回目よりも目標仕上げ高さとの差を小さくし（例えば20 cm 以内）、最終的な仕上がり高さの精度が良くなるようにする。
【００９１】
このようにして均し領域Ｒ１の均し作業が終了した後に、捨石均し装置１を吊りワイヤ５０２で少し吊り上げ、ブーム５０１を起こして隣の均し領域Ｒ２の直上に捨石均し装置１を移動させ、上述した手順によって平面座標や傾きを確認しながら均し領域Ｒ２に捨石均し装置１を着底させる。
【００９２】
このように捨石均し装置１による均し作業と、移動を繰り返し、均し領域Ｒ３、Ｒ４、・・・の均し作業を順におこなって、均し領域Ｒ全体の捨石Ｓを均す。ここで、捨石均し装置１の移動量が大きくなる場合は作業船５０を移動させればよい。
【００９３】
次に、本実施の形態の捨石均し装置１の作用について説明する。
【００９４】
このように構成された本実施の形態の捨石均し装置１は、架台部２の枠部２１に沿って移動する桁部３に、その桁部３に沿って移動するブレード部４が設けられている。また、架台部２の脚部２２とブレード部４は、それぞれ個別に作動する高さ方向の伸縮機構２２１，４３を備えている。
【００９５】
このため、トレミー管３から投入しただけの凹凸のある捨石Ｓ上や傾斜のある場所でも脚部２２，・・・の長さを調整することによって、架台部２を正確な位置に水平に据え付け、その上でブレード部４の伸縮機構４３を調整することで、容易に排土板４１の高さを正確な位置に配置することができる。
【００９６】
また、排土板４１の高さを変えて複数回に亘って均し作業をおこなう際にも、架台部２の据え付け高さを変えることなく、容易に排土板４１の高さを変更することができるので、高精度に高さ方向の形状を仕上げることができる。
【００９７】
さらに、回動機構４２によって排土板４１を所望する向きに調整することで、排土板４１が桁部３に沿って移動する際の均し幅Ｂやブレード部４に作用する抵抗の大きさを容易に調整することができる。すなわち、捨石Ｓの粒径が小さい場合は、排土面４１１が移動方向（Ｘ方向）に直交する向きに近づくように傾きを小さくすることで均し幅Ｂを大きくしても、容易にブレード部４を移動させることができる。また、捨石Ｓの粒径が大きい場合は、排土面４１１が移動方向（Ｘ方向）の向きに近づくように傾きを大きくして、均し作業時の抵抗が小さくなるようにすることができる。
【００９８】
また、枠部２１のレール材２１１，２１１に略直交する方向に向けて桁部３を取り付けることで、均し領域Ｒ１を四角形状にすることができるので、従来の円形に均した場合に比べて作業管理が容易で、作業効率を向上させることができる。すなわち、均し領域Ｒ１が四角形状であれば、図６に示すように隣接する均し領域Ｒ２との間に隙間ができず、効率的に均し作業をおこなうことができる。
【００９９】
さらに、排土板４１の両側面に排土面４１１，４１１を設けることで、桁部３を往復移動させる際の両方向で均し作業をおこなうことができるので、作業効率が良い。
【０１００】
また、ブレード部４にブレード高さセンサ５６２を取り付けることで、排土板４１の高さを知ることができ、均し面の形状に応じて均し高さの調整を正確におこなうことができる。
【０１０１】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【０１０２】
例えば、前記実施の形態では、平面視矩形状の枠部２１に沿って桁部３を移動させたが、これに限定されるものではなく、均し領域Ｒの形状に合わせて最適な形状を選択すればよい。
【０１０３】
また、前記実施の形態では、連結材２１２の両端に脚部２２，２２を設けたが、これに限定されるものではなく、レール材の両端に脚部を設け、レール材の内側面間を連結材で連結する構成であってもよい。
【０１０４】
さらに、前記実施の形態では、捨石均し装置１を水中で使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、陸上で使用する場合にも本発明の均し装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の最良の実施の形態の捨石均し装置の構成を示す図であって、（ａ）は図２のＡ−Ａ矢視方向から見た断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視方向から見た側面図である。
【図２】本発明の最良の実施の形態の捨石均し装置の構成を示す平面図である。
【図３】（ａ）は作業船と捨石均し装置との配置関係を説明する側面図、（ｂ）はその平面図である。
【図４】捨石均し装置の遠隔操作機構の構成を模式的に示した説明図である。
【図５】捨石均し装置の測位システムの構成を説明する説明図である。
【図６】均し作業の作業手順を説明する平面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 捨石均し装置（均し装置）
２ 架台部
２１ 枠部
２１１ レール材
２１２ 連結材
２２ 脚部
２２１ 伸縮機構
３ 桁部
４ ブレード部
４１ 排土板
４１１ 排土面
４２ 回動機構
４３ 伸縮機構
５ 遠隔操作機構
５６２ ブレード高さセンサ
Ｚ 高さ方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠部とそれを支持する脚部とを備えた架台部と、その架台部の枠部に沿って移動する長尺状の桁部と、その桁部の下面側に沿って移動可能な排土板を備えたブレード部と、前記桁部及び前記ブレード部とを遠隔操作する遠隔操作機構とを有する均し装置であって、
前記脚部と前記ブレード部は個別に作動する高さ方向の伸縮機構を備えるとともに、前記排土板は回動機構を介して取り付けられていることを特徴とする均し装置。
【請求項２】
前記枠部は、略平行するレール材と、そのレール材間を連結する連結材とから構成され、前記桁部は前記レール材と略直交する方向に向けられるとともにそのレール材に沿って移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の均し装置。
【請求項３】
前記排土板は、排土面が両側面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の均し装置。
【請求項４】
前記ブレード部には高さセンサが取り付けられており、前記排土板の高さが検出されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の均し装置。
【請求項１】
枠部とそれを支持する脚部とを備えた架台部と、その架台部の枠部に沿って移動する長尺状の桁部と、その桁部の下面側に沿って移動可能な排土板を備えたブレード部と、前記桁部及び前記ブレード部とを遠隔操作する遠隔操作機構とを有する均し装置であって、
前記脚部と前記ブレード部は個別に作動する高さ方向の伸縮機構を備えるとともに、前記排土板は回動機構を介して取り付けられていることを特徴とする均し装置。
【請求項２】
前記枠部は、略平行するレール材と、そのレール材間を連結する連結材とから構成され、前記桁部は前記レール材と略直交する方向に向けられるとともにそのレール材に沿って移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の均し装置。
【請求項３】
前記排土板は、排土面が両側面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の均し装置。
【請求項４】
前記ブレード部には高さセンサが取り付けられており、前記排土板の高さが検出されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の均し装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２８０７１１（Ｐ２００８−２８０７１１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２４７７０（Ｐ２００７−１２４７７０）
【出願日】平成１９年５月９日（２００７．５．９）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（３９３０３０８９９）アジア海洋株式会社 (4)
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月９日（２００７．５．９）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（３９３０３０８９９）アジア海洋株式会社 (4)
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