水中掘削装置
【課題】水中掘削機を使用しても周囲の水を汚染させることがない水中掘削装置を提供する。
【解決手段】水中掘削装置は、水中掘削機１と、同水中掘削機１に駆動用の空気を供給するエアコンプレッサー２と、水中掘削機にて使用された空気を排出する吸引ポンプ３を備えている。エアコンプレッサー２にて圧縮された空気は送気ホース２１を介して水中掘削機１へと送られ、工具５の駆動に使用される。水中掘削機１は掘削機本体を覆うカバー６を供えており、このカバー６には排出ホース３１が連結され、排出ホースは吸引ポンプ３に連結されている。駆動機構を駆動させ掘削機本体から排出された空気はカバー６内部に放出されるが、カバー６に連通する排出ホース３１を介して水面上へと吸引される。また、排出ホース３１からは空気のみならずカバー６内に浸入した水も吸引される。
【解決手段】水中掘削装置は、水中掘削機１と、同水中掘削機１に駆動用の空気を供給するエアコンプレッサー２と、水中掘削機にて使用された空気を排出する吸引ポンプ３を備えている。エアコンプレッサー２にて圧縮された空気は送気ホース２１を介して水中掘削機１へと送られ、工具５の駆動に使用される。水中掘削機１は掘削機本体を覆うカバー６を供えており、このカバー６には排出ホース３１が連結され、排出ホースは吸引ポンプ３に連結されている。駆動機構を駆動させ掘削機本体から排出された空気はカバー６内部に放出されるが、カバー６に連通する排出ホース３１を介して水面上へと吸引される。また、排出ホース３１からは空気のみならずカバー６内に浸入した水も吸引される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気を使用して工具を駆動させ、削孔又は削岩を行う水中掘削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より貯水池や貯水槽或いは海などの水中にて削岩や削孔等の作業を行うための装置として水中削岩装置や水中削孔装置（以下、まとめて「水中掘削装置」という。）が知られている。この水中掘削装置は、水中にて工具を往復動させて水中の岩石やコンクリート等を掘削し或いは穿孔を行う水中掘削機とこれを駆動させるための圧縮空気を送るエアコンプレッサー及び送気ホースを備えている。
【０００３】
また、水圧により排気が阻害されることを防止するために水中掘削機の排出口に排気ホースを装着し、工具の駆動に使用された空気を排気ホースによって水面上に排出することにより一定水深以下での水中掘削機の使用を可能にしている（特許文献１）。
【特許文献１】実開昭６１−１６６７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、水中掘削機の駆動に使用された空気は主として水中掘削機の排出口から排気されるものの、一部の空気は工具取付部分からも排気される。この排気が水中に放出されることにより作業領域の水中に対流が生じ、沈殿物が巻き上げられることに起因して水が汚染され、また視界が妨げられるという事態が起こり得る。
【０００５】
また、水中掘削装置のうち水中で使用される掘削機（いわゆるハンマー、ドリル）は、金属製の部材が摺動、摺接を繰り返しているため、動作部分には潤滑用及び錆止を目的とした油が塗布されており、水中掘削機の使用時にはこの油が水中に分散し水を汚染することがある。
【０００６】
特に、飲料用の水が貯蔵されている貯水槽内等で作業を行う場合にはこの油による汚染が問題となるため、水中掘削機を貯水槽内で使用する場合には水密機構を備えた水中掘削機を使用するか、或いは水中掘削機を一旦分解し表面や内部の油をふき取ることにより水中で使用しても水が油により汚染されないよう配慮を配っていた。
【０００７】
本発明は、周囲の水を排気による対流や油によって汚染させることのない水中掘削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、水中掘削機と、同水中掘削機に駆動用気体を供給する気体供給装置とを備えた水中掘削装置において、前記水中掘削機の駆動機構が収納される掘削機本体を覆うカバーを供え、同カバーにカバー内の流体を吸引する吸引装置を接続したことを特徴とする。駆動機構が収容される掘削機本体はカバーに覆われており、かつカバー内に浸入・排出された流体は吸引装置によって吸引される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記カバーは複数のカバー部材から構成され、同複数のカバー部材に形成された接合面同士を重ね合わせて接合した状態では内部に掘削機本体を収納可能となり、カバー部材を分割した状態では掘削機本体をカバーから取り外し可能となるように、カバーは掘削機本体に対して着脱自在であることを特徴とする。カバーが複数のカバー部材によって構成されているため、水中掘削機のカバー着脱を容易とすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記カバーは、カバーと掘削機本体との間に空間が形成される大きさであることを特徴とする。カバー内部に排出された気体は掘削機本体とカバーとの間の空間に蓄積されるため、オーバーフローによりカバー外部に排出されにくくなる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記吸引装置はカバー内に排出された気体及びカバー内に存在する液体の双方を吸引することを特徴とする。気体とともに液体も吸引することができるため、カバー内に浸入した水等も吸引回収することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記吸引装置は、前記気体供給装置から水中掘削機への送気容量よりも大きな吸引容量を有していることを特徴とする。これにより吸引装置は水中掘削機に使用された気体の全量とともにカバー内に浸入した液体も吸引することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水中掘削機からの排気や油等により周囲の水を汚染させることがない水中掘削装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した水中掘削装置の一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
本実施形態の水中掘削装置は、主として水中掘削機１と、水面上に配置され水中掘削機１に駆動用気体としての圧縮空気を供給する気体供給装置としてのエアコンプレッサー２と、同様に水面上に配置され水中掘削機１から排出された空気や浸入した液体としての水を回収する流体吸引装置としての吸引ポンプ３とから構成される（図１）。
【００１５】
水中掘削機１は水中にて穿孔や削岩等の掘削作業を行うものであり、図２に示すように水中掘削機１は掘削機本体４とその先端に装着される工具５とを備えており、略全体が掘削機用カバー６（以下、単に「カバー」という。）で覆われている。掘削機本体４にはその基端側（図中上側）に把持部７とその両端に形成された円柱形の支持部８とからなるハンドル９が取り付けられており、作業時には作業者Ｏはハンドル９の把持部７を把持して水中掘削機１を固定し、掘削作業等を行う。また、ハンドル９の側部には水中掘削機１の動作スイッチ（図示略）が配置されており、操作者はハンドル９を把持した状態で動作スイッチの入り切りが可能である。
【００１６】
掘削機本体４の側面にはエア導入口１０とエア排出口１１とが形成されており、エア導入口１０には送気ホース２１が接続されている。この送気ホース２１は陸上或いは船上等の水面上に設置された気体供給装置としてのエアコンプレッサー２に接続されており、エアコンプレッサー２にて圧縮された空気は送気ホース２１を通してエア導入口１０から掘削機本体４の内部へと導入される。
【００１７】
掘削機本体４の内部には図示しない駆動機構が設けられており、この駆動機構はエアコンプレッサー２から送られてきた圧縮空気によって駆動する。また、掘削機本体４の先端に係止フック１２を介して装着されている工具５は駆動機構に直接連結されており、駆動機構が駆動すると掘削機本体４に対して工具５がその軸線方向に往復動する。したがって、水中掘削機１ではこの駆動機構及び駆動機構と工具５との連結部分が駆動部となり、機械要素同士が摺動、摺接する部位でもあるため潤滑油が使用されている。この駆動機構の駆動に使用された空気の大部分はエア排出口１１から掘削機本体４の外へと排出されるが、空気の一部は例えば掘削機本体４と工具５との連結部分などエア排出口１１以外の箇所からも排出される。
【００１８】
カバー６は水中掘削機１の大部分を覆う構造であり、カバー６で水中掘削機１を覆った状態では図２及び図３に示すようにカバー６の外部には水中掘削機１のハンドル９、工具５及び送気ホース２１のそれぞれ一部が露出されているだけである（図３では送気ホース２１の図示を略している）。すなわち、駆動機構を含む掘削機本体４の全体がカバー６によって覆われている。このカバー６は樹脂製で中空状に形成されており、カバー６の内周面と掘削機本体４の胴回りとの間には空間Ｓが形成されている。したがって、カバー６は掘削機本体４の周囲に空間Ｓを介在させた状態で掘削機本体４を収納するような大きさに形成されている。
【００１９】
また、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、カバー６はハンドル９の把持部７の延設方向に沿って中心から２分割可能な第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の２つの部材から構成されており、第一カバー部材１３に第二カバー部材１４を向かい合わせて組み付けることによりカバー６内部に掘削機本体４の収納空間が形成される。第一カバー部材１３の周縁部に形成されている接合面１３ａは対向する第二カバー部材１４に形成される接合面１４ａに面接触することができるように一定の幅にて形成されており、かつ各接合面１３ａ、１４ａには弾性力に富むゴム等のパッキン１３ｂ、１４ｂが全周に亘って取着されている。また、第一カバー部材１３の接合面１３ａの複数箇所（本実施形態では６箇所）にはネジ孔１３ｃが形成され、そのネジ孔１３ｃにはそれぞれ蝶ネジ１５が接合面１３ａに対して進退可能に螺合されている。
【００２０】
第二カバー部材１４には対向する第一カバー部材１３のネジ孔１３ｃに対応する位置にＵ字溝１４ｃが形成されている。第一カバー部材１３の接合面１３ａと第二カバー部材１４の接合面１４ａとを重ね合わせたときにＵ字溝１４ｃを通してネジ孔１３ｃが見える位置が両者の適正な位置である。また、Ｕ字溝１４ｃの上からネジ孔１３ｃに蝶ネジ１５を螺合させると互いの接合面１３ａ、１４ａ同士がパッキン１３ｂ、１４ｂを介して圧迫され水密状態となり、接合面１３ａ、１４ａからの水の流入が防止される。一方、水中掘削機１はハンドル９、工具５及び送気ホース２１の一部がカバー６の外部に露出した形で配置されるため、第一カバー部材１３及び第二カバー部材１４にはこれらをカバー６の外部に導出させるための開口がそれぞれ形成されている。
【００２１】
第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の基端側の接合面１３ａ、１４ａにはハンドル９の支持部８に対応した２箇所に支持部８に対応した大きさの半円形の湾曲部１３ｄ、１４ｄがそれぞれ形成されており、この湾曲部１３ｄ、１４ｄを重ね合わせると円形のハンドル用開口部１６が形成される。また、同様に第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の側面の接合面１３ａ、１４ａには送気ホース２１に対応した位置に送気ホース２１の径に対応した半円形の湾曲部１３ｅ、１４ｅが形成されており、重ね合わせると円形の送気ホース用開口部１７となる。さらに、第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の先端側の接合面１３ａ、１４ａには工具５に対応した位置に工具５の径よりすこし大きめの半円形の湾曲部１３ｆ、１４ｆが形成されており、これらを重ね合わせると円形の工具用開口部１８が形成される。
【００２２】
それぞれの湾曲部１３ｄ、１４ｄ等にはその内周面に沿ってパッキン１３ｂ、１４ｂが取着されており、このパッキン１３ｂ、１４ｂにより水中掘削機１のうちカバー６の外部に露出する部分とカバー６との間が閉止される。また、工具５の大きさが複数あることと工具５が掘削機本体４に対して往復動することから工具用開口部１８の径は大きめに形成されており、かつ工具用開口部１８の内周面には湾曲部１３ｅ、１４ｅの内側に向けて大きく突出したパッキン（図示略）が配置されている。このパッキンは水中掘削機１の動作中は往復動する工具５に摺接することになるため摩擦に強い部材にて形成されている。なお、この工具用開口部１８におけるパッキンによる閉止は厳密なものではなく、工具用開口部１８からカバー６の内部へ水が流入してもよい。
【００２３】
第一カバー部材１３の先端側には同第一カバー部材１３を貫通する取付孔１９が形成されており、この取付孔１９には排出ホース３１を着脱自在に接続することができる。また、排出ホース３１は水面上に到達することができる長さを有しており、先端の吐出口（図示略）は吸引装置としての吸引ポンプ３に接続されている。吸引ポンプ３は排出ホース３１に連結されて排出ホース３１内を負圧にすることによって排出ホース３１が連通されているカバー６の内部に存在する空気及び水の吸引を行うものである。
【００２４】
このように水と空気とを共に吸引することができる吸引ポンプ３には自吸式ポンプがあり、この自吸式ポンプとして、例えば三相電機株式会社製の自吸式ヒューガルポンプ（ＰＳＰＺシリーズ）がある。なお、同ヒューガルポンプは吸引容量の異なる複数機種が存在しており、本実施形態の吸引ポンプ３に要求される性能として、水中掘削機１に送気された空気を全量回収することができ、かつカバー６の内部に浸入した水もあわせて吸引することができる吸引容量を有することが必要である。このため、本実施形態にて用いる吸引ポンプ３の吸引容量は、エアコンプレッサー２の送気容量よりも大きな容量を有していることが好ましい。
【００２５】
水面上には、吸引ポンプ３に隣接してタンク３２が備えられており、排出ホース３１の吐出口がこのタンク３２の内部に接続されている。このため、吸引ポンプ３が排出ホース３１を通してカバー６内部の空気と水を吸引した場合、空気は排出ホース３１の吐出口から吐出されてもタンク３２中には回収されずに大気中に放出されてしまうが、水は吐出された後にタンク３２内に回収される。
【００２６】
次に、上記構成の水中用掘削装置の具体的使用方法について説明する。
水面上の船４０にはエアコンプレッサー２と、吸引ポンプ３とが設置されている。エアコンプレッサー２には既に送気ホース２１が接続されており、送気ホース２１の他端は水中掘削機１のエア導入口１０に接続されている。一方、吸引ポンプ３にも既に排出ホース３１が接続されているが排出ホース３１の他端はまだ接続された状態ではない。
【００２７】
まず、船４０上で、第一カバー部材１３の接合面１３ａを上に向けて載置しその上に水中掘削機１を配置する。接合面１３ａに形成されている湾曲部１３ｄ、１３ｅ、１３ｆにそれぞれハンドル９の支持部８、送気ホース２１、工具５を位置決めし、その上から第二カバー部材１４を向かい合わせて対向する接合面１３ａ、１４ａ同士を重ね合わせる。第二カバー部材１４に形成されているＵ字溝１４ｃを第一カバー部材１３に形成されているネジ孔１３ｃに位置決めし、このＵ字溝１４ｃの上からネジ孔１３ｃに蝶ネジ１５を螺合させて締め付けることにより第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の接合面１３ａ、１４ａは水密状態で密着する。またカバー６に対してハンドル９、送気ホース２１、工具５が嵌合される形で位置決めされて固定される。そして、第一カバー部材１３に形成されている取付孔１９に排出ホース３１を取り付けて準備作業が完了する。
【００２８】
船４０上から水中に降ろす際には、水中掘削機１の工具５が下向きとなるように降ろし、そのまま掘削箇所Ｂへと移動させる。掘削箇所Ｂでの掘削に先だって船４０上のエアコンプレッサー２の動作を開始させ、また吸引ポンプ３の動作を開始させる。作業者Ｏはハンドル９を把持したままで動作スイッチを入れると送気ホース２１を通じて送られてきた圧縮空気により駆動機構が駆動し、同時に工具５の往復動も開始される。これにより作業者Ｏは掘削箇所Ｂにおける掘削作業を行うことができる。
【００２９】
エアコンプレッサー２から送気ホース２１を通じて水中掘削機１に送られた空気は駆動機構の駆動力として使用された後にエア排出口１１から掘削機本体４の外部へと放出され、また一部の空気は掘削機本体４と工具５との連結部分付近からも放出される。ここで、掘削機本体４はカバー６に覆われているため、空気はカバー６に覆われた内部に放出されカバー６内部に留まることになる。また、カバー６に形成された取付孔１９には排出ホース３１が連通しており、排出ホース３１には吸引ポンプ３が接続されてカバー６内の流体を吸引している。このため、掘削機本体４から放出された空気は排出ホース３１を通って船４０上へと吸引され、吐出口から大気中に開放される。
【００３０】
工具５が露出しているカバー６の工具用開口部１８は下向きの開口であるため、カバー６の内部の気圧とカバー６の外部の水圧とが釣り合っている限り工具用開口部１８から水がカバー６内部に浸入してくることはない。しかし、カバー６内部では掘削機本体４にて使用された空気がエア排出口１１からカバー６内に放出されるとともにカバー６内からの排出ホース３１からの吸引が行われている。このため、カバー６内部の気圧の変動が生じることがあり、また工具５は往復動をするためその動きや振動によって工具用開口部１８からカバー６内に水が浸入してくることがある。しかし、カバー６内に浸入した水は吸引ポンプ３によって空気とともに排出ホース３１を通じて船４０上に吸引されタンク内に回収されるため、カバー６内部に浸入した水が掘削機本体４の駆動機構にて使用されている潤滑油等によって汚染されてもカバー６外部へ戻ることがない。
【００３１】
上記実施形態の水中掘削装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、水中掘削機１を覆うカバー６を設けた上で水中掘削機１から放出された空気はカバー６内部に留め、排出ホース３１によって回収している。したがって、カバー６の外部に空気が排出されることがなく、掘削箇所Ｂにおいて排気による水の対流が生じない。
【００３２】
（２）吸引ポンプ３を使ってカバー６内部に放出された空気のみならずカバー６内に浸入した水も吸引する。このため、例えば工具用開口部１８からカバー６内に浸入した水が掘削機本体４に使用されている潤滑油等に接触して汚染された場合であっても、その水がカバー６外へ流出することはない。
【００３３】
（３）吸引ポンプ３の吸引容量はエアコンプレッサー２の圧縮空気の送気容量よりも大きく設定することによりエアコンプレッサー２により水中掘削機１に送った空気の全量を回収することができ、かつカバー６内に浸入した水もあわせて吸引することが可能である。また、吸引ポンプ３によって吸引した水はタンク３２内に回収されるため、汚染された水の処理が容易となる。
【００３４】
（４）カバー６は中心から２分割可能な第一カバー部材１３と第二カバー部材１４とから形成されており、互いの接合面１３ａ、１４ａにはパッキン１３ｂ、１４ｂが取着されている。したがって、接合面１３ａ、１４ａ同士を重ね合わせた場合には水密状態となり、接合面１３ａ、１４ａからの水の浸入を防ぐことができる。
【００３５】
（５）第一カバー部材１３と第二カバー部材１４には、カバー６の外部に露出するハンドル９の支持部８、送気ホース２１、工具５を嵌合させるための湾曲部１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆが形成されており、かつその内周面にはパッキン１３ｂ、１４ｂが取着されている。このため、水中掘削機１がカバー６外部に露出する部材を有していても水の浸入を防ぐことができる。
【００３６】
（６）第一カバー部材１３に形成されている湾曲部１３ｄ等にハンドル９の支持部８等を嵌合させて、第二カバー部材１４を重ね合わせる構造としている。このため、カバー６を水中掘削機１に装着させるときに両者の位置決めも併せて可能となる。
【００３７】
（７）排出ホース３１はカバー６の先端に形成された取付孔１９を介してカバー６内に連通している。一方、カバー６の内部に水が浸入する場合は工具用開口部１８からが多く、またそれ以外の箇所から浸入した場合でも水は自重によりカバー６の下方に移動する。このため、浸入箇所にかかわらずカバー６内に浸入した水をカバー内部に滞留させずに回収することができる。
【００３８】
（８）カバー６は掘削機本体４の駆動機構を覆う形態に形成されている。このため、水中掘削機１の駆動時にエア排出口１１以外から排出される空気についてもすべてカバー６内に回収され、カバー６外部の水中に漏れることがない。また、これら駆動部に使用されている潤滑油等も同様にカバー６外部に漏れることがない。
【００３９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ カバー６内にほとんど水が浸入しないような状況ではエアコンプレッサー２の送気容量と吸引ポンプ３の吸引容量とが同容量でもよい。
【００４０】
○ 吸引ポンプ３は、カバー６内に存在する空気とともにカバー６内に浸入した水を吸引することとしているが、空気の吸引と水の吸引とを別個に吸引してもよい。例えば吸引ポンプを２台使用し、或いは排出ホース３１を空気用と水用の２本使用してもよい。
【００４１】
○ カバー６と掘削機本体４との間には空間Ｓが形成されているが、この空間Ｓは空気や水が存在し得るものであればよく物理な構成の存在を排除するものではない。例えば通気性や通水性に優れたスポンジ等の多孔材料が掘削機本体４とカバー６との間に配置されているような場合でも多孔材料内には空間Ｓが形成されているため掘削機本体４とカバー６との間には空間Ｓが形成されることとなる。
【００４２】
○ カバー６を第一カバー部材１３と第二カバー部材１４とから構成したが、これに限られず一体に形成したカバーとしても３つ以上の部材から構成してもよい。また、カバー部材の分割方向も上記実施形態に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係る水中掘削装置の使用状態の説明図
【図２】本実施形態に係るカバーで覆われた水中掘削機の正面図
【図３】本実施形態に係るカバーで覆われた水中掘削機の側面図
【図４】本実施形態に係るカバーの展開図、（ａ）は第一カバー部材（ｂ）は第二カバー部材。
【符号の説明】
【００４４】
１・・水中掘削機、２・・エアコンプレッサー、３・・吸引ポンプ、４・・掘削機本体、５・・工具、６・・カバー、９・・ハンドル、１０・・エア導入口、１１・・エア排出口、１３・・第一カバー部材、１３ａ・・（第一カバー部材の）接合面、１４・・第二カバー部材、１４ａ・・（第二カバー部材の）接合面、２１・・送気ホース、３１・・排出ホース、Ｓ・・空間、Ｂ・・掘削箇所。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気を使用して工具を駆動させ、削孔又は削岩を行う水中掘削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より貯水池や貯水槽或いは海などの水中にて削岩や削孔等の作業を行うための装置として水中削岩装置や水中削孔装置（以下、まとめて「水中掘削装置」という。）が知られている。この水中掘削装置は、水中にて工具を往復動させて水中の岩石やコンクリート等を掘削し或いは穿孔を行う水中掘削機とこれを駆動させるための圧縮空気を送るエアコンプレッサー及び送気ホースを備えている。
【０００３】
また、水圧により排気が阻害されることを防止するために水中掘削機の排出口に排気ホースを装着し、工具の駆動に使用された空気を排気ホースによって水面上に排出することにより一定水深以下での水中掘削機の使用を可能にしている（特許文献１）。
【特許文献１】実開昭６１−１６６７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、水中掘削機の駆動に使用された空気は主として水中掘削機の排出口から排気されるものの、一部の空気は工具取付部分からも排気される。この排気が水中に放出されることにより作業領域の水中に対流が生じ、沈殿物が巻き上げられることに起因して水が汚染され、また視界が妨げられるという事態が起こり得る。
【０００５】
また、水中掘削装置のうち水中で使用される掘削機（いわゆるハンマー、ドリル）は、金属製の部材が摺動、摺接を繰り返しているため、動作部分には潤滑用及び錆止を目的とした油が塗布されており、水中掘削機の使用時にはこの油が水中に分散し水を汚染することがある。
【０００６】
特に、飲料用の水が貯蔵されている貯水槽内等で作業を行う場合にはこの油による汚染が問題となるため、水中掘削機を貯水槽内で使用する場合には水密機構を備えた水中掘削機を使用するか、或いは水中掘削機を一旦分解し表面や内部の油をふき取ることにより水中で使用しても水が油により汚染されないよう配慮を配っていた。
【０００７】
本発明は、周囲の水を排気による対流や油によって汚染させることのない水中掘削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、水中掘削機と、同水中掘削機に駆動用気体を供給する気体供給装置とを備えた水中掘削装置において、前記水中掘削機の駆動機構が収納される掘削機本体を覆うカバーを供え、同カバーにカバー内の流体を吸引する吸引装置を接続したことを特徴とする。駆動機構が収容される掘削機本体はカバーに覆われており、かつカバー内に浸入・排出された流体は吸引装置によって吸引される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記カバーは複数のカバー部材から構成され、同複数のカバー部材に形成された接合面同士を重ね合わせて接合した状態では内部に掘削機本体を収納可能となり、カバー部材を分割した状態では掘削機本体をカバーから取り外し可能となるように、カバーは掘削機本体に対して着脱自在であることを特徴とする。カバーが複数のカバー部材によって構成されているため、水中掘削機のカバー着脱を容易とすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記カバーは、カバーと掘削機本体との間に空間が形成される大きさであることを特徴とする。カバー内部に排出された気体は掘削機本体とカバーとの間の空間に蓄積されるため、オーバーフローによりカバー外部に排出されにくくなる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記吸引装置はカバー内に排出された気体及びカバー内に存在する液体の双方を吸引することを特徴とする。気体とともに液体も吸引することができるため、カバー内に浸入した水等も吸引回収することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記吸引装置は、前記気体供給装置から水中掘削機への送気容量よりも大きな吸引容量を有していることを特徴とする。これにより吸引装置は水中掘削機に使用された気体の全量とともにカバー内に浸入した液体も吸引することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水中掘削機からの排気や油等により周囲の水を汚染させることがない水中掘削装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した水中掘削装置の一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
本実施形態の水中掘削装置は、主として水中掘削機１と、水面上に配置され水中掘削機１に駆動用気体としての圧縮空気を供給する気体供給装置としてのエアコンプレッサー２と、同様に水面上に配置され水中掘削機１から排出された空気や浸入した液体としての水を回収する流体吸引装置としての吸引ポンプ３とから構成される（図１）。
【００１５】
水中掘削機１は水中にて穿孔や削岩等の掘削作業を行うものであり、図２に示すように水中掘削機１は掘削機本体４とその先端に装着される工具５とを備えており、略全体が掘削機用カバー６（以下、単に「カバー」という。）で覆われている。掘削機本体４にはその基端側（図中上側）に把持部７とその両端に形成された円柱形の支持部８とからなるハンドル９が取り付けられており、作業時には作業者Ｏはハンドル９の把持部７を把持して水中掘削機１を固定し、掘削作業等を行う。また、ハンドル９の側部には水中掘削機１の動作スイッチ（図示略）が配置されており、操作者はハンドル９を把持した状態で動作スイッチの入り切りが可能である。
【００１６】
掘削機本体４の側面にはエア導入口１０とエア排出口１１とが形成されており、エア導入口１０には送気ホース２１が接続されている。この送気ホース２１は陸上或いは船上等の水面上に設置された気体供給装置としてのエアコンプレッサー２に接続されており、エアコンプレッサー２にて圧縮された空気は送気ホース２１を通してエア導入口１０から掘削機本体４の内部へと導入される。
【００１７】
掘削機本体４の内部には図示しない駆動機構が設けられており、この駆動機構はエアコンプレッサー２から送られてきた圧縮空気によって駆動する。また、掘削機本体４の先端に係止フック１２を介して装着されている工具５は駆動機構に直接連結されており、駆動機構が駆動すると掘削機本体４に対して工具５がその軸線方向に往復動する。したがって、水中掘削機１ではこの駆動機構及び駆動機構と工具５との連結部分が駆動部となり、機械要素同士が摺動、摺接する部位でもあるため潤滑油が使用されている。この駆動機構の駆動に使用された空気の大部分はエア排出口１１から掘削機本体４の外へと排出されるが、空気の一部は例えば掘削機本体４と工具５との連結部分などエア排出口１１以外の箇所からも排出される。
【００１８】
カバー６は水中掘削機１の大部分を覆う構造であり、カバー６で水中掘削機１を覆った状態では図２及び図３に示すようにカバー６の外部には水中掘削機１のハンドル９、工具５及び送気ホース２１のそれぞれ一部が露出されているだけである（図３では送気ホース２１の図示を略している）。すなわち、駆動機構を含む掘削機本体４の全体がカバー６によって覆われている。このカバー６は樹脂製で中空状に形成されており、カバー６の内周面と掘削機本体４の胴回りとの間には空間Ｓが形成されている。したがって、カバー６は掘削機本体４の周囲に空間Ｓを介在させた状態で掘削機本体４を収納するような大きさに形成されている。
【００１９】
また、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、カバー６はハンドル９の把持部７の延設方向に沿って中心から２分割可能な第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の２つの部材から構成されており、第一カバー部材１３に第二カバー部材１４を向かい合わせて組み付けることによりカバー６内部に掘削機本体４の収納空間が形成される。第一カバー部材１３の周縁部に形成されている接合面１３ａは対向する第二カバー部材１４に形成される接合面１４ａに面接触することができるように一定の幅にて形成されており、かつ各接合面１３ａ、１４ａには弾性力に富むゴム等のパッキン１３ｂ、１４ｂが全周に亘って取着されている。また、第一カバー部材１３の接合面１３ａの複数箇所（本実施形態では６箇所）にはネジ孔１３ｃが形成され、そのネジ孔１３ｃにはそれぞれ蝶ネジ１５が接合面１３ａに対して進退可能に螺合されている。
【００２０】
第二カバー部材１４には対向する第一カバー部材１３のネジ孔１３ｃに対応する位置にＵ字溝１４ｃが形成されている。第一カバー部材１３の接合面１３ａと第二カバー部材１４の接合面１４ａとを重ね合わせたときにＵ字溝１４ｃを通してネジ孔１３ｃが見える位置が両者の適正な位置である。また、Ｕ字溝１４ｃの上からネジ孔１３ｃに蝶ネジ１５を螺合させると互いの接合面１３ａ、１４ａ同士がパッキン１３ｂ、１４ｂを介して圧迫され水密状態となり、接合面１３ａ、１４ａからの水の流入が防止される。一方、水中掘削機１はハンドル９、工具５及び送気ホース２１の一部がカバー６の外部に露出した形で配置されるため、第一カバー部材１３及び第二カバー部材１４にはこれらをカバー６の外部に導出させるための開口がそれぞれ形成されている。
【００２１】
第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の基端側の接合面１３ａ、１４ａにはハンドル９の支持部８に対応した２箇所に支持部８に対応した大きさの半円形の湾曲部１３ｄ、１４ｄがそれぞれ形成されており、この湾曲部１３ｄ、１４ｄを重ね合わせると円形のハンドル用開口部１６が形成される。また、同様に第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の側面の接合面１３ａ、１４ａには送気ホース２１に対応した位置に送気ホース２１の径に対応した半円形の湾曲部１３ｅ、１４ｅが形成されており、重ね合わせると円形の送気ホース用開口部１７となる。さらに、第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の先端側の接合面１３ａ、１４ａには工具５に対応した位置に工具５の径よりすこし大きめの半円形の湾曲部１３ｆ、１４ｆが形成されており、これらを重ね合わせると円形の工具用開口部１８が形成される。
【００２２】
それぞれの湾曲部１３ｄ、１４ｄ等にはその内周面に沿ってパッキン１３ｂ、１４ｂが取着されており、このパッキン１３ｂ、１４ｂにより水中掘削機１のうちカバー６の外部に露出する部分とカバー６との間が閉止される。また、工具５の大きさが複数あることと工具５が掘削機本体４に対して往復動することから工具用開口部１８の径は大きめに形成されており、かつ工具用開口部１８の内周面には湾曲部１３ｅ、１４ｅの内側に向けて大きく突出したパッキン（図示略）が配置されている。このパッキンは水中掘削機１の動作中は往復動する工具５に摺接することになるため摩擦に強い部材にて形成されている。なお、この工具用開口部１８におけるパッキンによる閉止は厳密なものではなく、工具用開口部１８からカバー６の内部へ水が流入してもよい。
【００２３】
第一カバー部材１３の先端側には同第一カバー部材１３を貫通する取付孔１９が形成されており、この取付孔１９には排出ホース３１を着脱自在に接続することができる。また、排出ホース３１は水面上に到達することができる長さを有しており、先端の吐出口（図示略）は吸引装置としての吸引ポンプ３に接続されている。吸引ポンプ３は排出ホース３１に連結されて排出ホース３１内を負圧にすることによって排出ホース３１が連通されているカバー６の内部に存在する空気及び水の吸引を行うものである。
【００２４】
このように水と空気とを共に吸引することができる吸引ポンプ３には自吸式ポンプがあり、この自吸式ポンプとして、例えば三相電機株式会社製の自吸式ヒューガルポンプ（ＰＳＰＺシリーズ）がある。なお、同ヒューガルポンプは吸引容量の異なる複数機種が存在しており、本実施形態の吸引ポンプ３に要求される性能として、水中掘削機１に送気された空気を全量回収することができ、かつカバー６の内部に浸入した水もあわせて吸引することができる吸引容量を有することが必要である。このため、本実施形態にて用いる吸引ポンプ３の吸引容量は、エアコンプレッサー２の送気容量よりも大きな容量を有していることが好ましい。
【００２５】
水面上には、吸引ポンプ３に隣接してタンク３２が備えられており、排出ホース３１の吐出口がこのタンク３２の内部に接続されている。このため、吸引ポンプ３が排出ホース３１を通してカバー６内部の空気と水を吸引した場合、空気は排出ホース３１の吐出口から吐出されてもタンク３２中には回収されずに大気中に放出されてしまうが、水は吐出された後にタンク３２内に回収される。
【００２６】
次に、上記構成の水中用掘削装置の具体的使用方法について説明する。
水面上の船４０にはエアコンプレッサー２と、吸引ポンプ３とが設置されている。エアコンプレッサー２には既に送気ホース２１が接続されており、送気ホース２１の他端は水中掘削機１のエア導入口１０に接続されている。一方、吸引ポンプ３にも既に排出ホース３１が接続されているが排出ホース３１の他端はまだ接続された状態ではない。
【００２７】
まず、船４０上で、第一カバー部材１３の接合面１３ａを上に向けて載置しその上に水中掘削機１を配置する。接合面１３ａに形成されている湾曲部１３ｄ、１３ｅ、１３ｆにそれぞれハンドル９の支持部８、送気ホース２１、工具５を位置決めし、その上から第二カバー部材１４を向かい合わせて対向する接合面１３ａ、１４ａ同士を重ね合わせる。第二カバー部材１４に形成されているＵ字溝１４ｃを第一カバー部材１３に形成されているネジ孔１３ｃに位置決めし、このＵ字溝１４ｃの上からネジ孔１３ｃに蝶ネジ１５を螺合させて締め付けることにより第一カバー部材１３と第二カバー部材１４の接合面１３ａ、１４ａは水密状態で密着する。またカバー６に対してハンドル９、送気ホース２１、工具５が嵌合される形で位置決めされて固定される。そして、第一カバー部材１３に形成されている取付孔１９に排出ホース３１を取り付けて準備作業が完了する。
【００２８】
船４０上から水中に降ろす際には、水中掘削機１の工具５が下向きとなるように降ろし、そのまま掘削箇所Ｂへと移動させる。掘削箇所Ｂでの掘削に先だって船４０上のエアコンプレッサー２の動作を開始させ、また吸引ポンプ３の動作を開始させる。作業者Ｏはハンドル９を把持したままで動作スイッチを入れると送気ホース２１を通じて送られてきた圧縮空気により駆動機構が駆動し、同時に工具５の往復動も開始される。これにより作業者Ｏは掘削箇所Ｂにおける掘削作業を行うことができる。
【００２９】
エアコンプレッサー２から送気ホース２１を通じて水中掘削機１に送られた空気は駆動機構の駆動力として使用された後にエア排出口１１から掘削機本体４の外部へと放出され、また一部の空気は掘削機本体４と工具５との連結部分付近からも放出される。ここで、掘削機本体４はカバー６に覆われているため、空気はカバー６に覆われた内部に放出されカバー６内部に留まることになる。また、カバー６に形成された取付孔１９には排出ホース３１が連通しており、排出ホース３１には吸引ポンプ３が接続されてカバー６内の流体を吸引している。このため、掘削機本体４から放出された空気は排出ホース３１を通って船４０上へと吸引され、吐出口から大気中に開放される。
【００３０】
工具５が露出しているカバー６の工具用開口部１８は下向きの開口であるため、カバー６の内部の気圧とカバー６の外部の水圧とが釣り合っている限り工具用開口部１８から水がカバー６内部に浸入してくることはない。しかし、カバー６内部では掘削機本体４にて使用された空気がエア排出口１１からカバー６内に放出されるとともにカバー６内からの排出ホース３１からの吸引が行われている。このため、カバー６内部の気圧の変動が生じることがあり、また工具５は往復動をするためその動きや振動によって工具用開口部１８からカバー６内に水が浸入してくることがある。しかし、カバー６内に浸入した水は吸引ポンプ３によって空気とともに排出ホース３１を通じて船４０上に吸引されタンク内に回収されるため、カバー６内部に浸入した水が掘削機本体４の駆動機構にて使用されている潤滑油等によって汚染されてもカバー６外部へ戻ることがない。
【００３１】
上記実施形態の水中掘削装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、水中掘削機１を覆うカバー６を設けた上で水中掘削機１から放出された空気はカバー６内部に留め、排出ホース３１によって回収している。したがって、カバー６の外部に空気が排出されることがなく、掘削箇所Ｂにおいて排気による水の対流が生じない。
【００３２】
（２）吸引ポンプ３を使ってカバー６内部に放出された空気のみならずカバー６内に浸入した水も吸引する。このため、例えば工具用開口部１８からカバー６内に浸入した水が掘削機本体４に使用されている潤滑油等に接触して汚染された場合であっても、その水がカバー６外へ流出することはない。
【００３３】
（３）吸引ポンプ３の吸引容量はエアコンプレッサー２の圧縮空気の送気容量よりも大きく設定することによりエアコンプレッサー２により水中掘削機１に送った空気の全量を回収することができ、かつカバー６内に浸入した水もあわせて吸引することが可能である。また、吸引ポンプ３によって吸引した水はタンク３２内に回収されるため、汚染された水の処理が容易となる。
【００３４】
（４）カバー６は中心から２分割可能な第一カバー部材１３と第二カバー部材１４とから形成されており、互いの接合面１３ａ、１４ａにはパッキン１３ｂ、１４ｂが取着されている。したがって、接合面１３ａ、１４ａ同士を重ね合わせた場合には水密状態となり、接合面１３ａ、１４ａからの水の浸入を防ぐことができる。
【００３５】
（５）第一カバー部材１３と第二カバー部材１４には、カバー６の外部に露出するハンドル９の支持部８、送気ホース２１、工具５を嵌合させるための湾曲部１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆが形成されており、かつその内周面にはパッキン１３ｂ、１４ｂが取着されている。このため、水中掘削機１がカバー６外部に露出する部材を有していても水の浸入を防ぐことができる。
【００３６】
（６）第一カバー部材１３に形成されている湾曲部１３ｄ等にハンドル９の支持部８等を嵌合させて、第二カバー部材１４を重ね合わせる構造としている。このため、カバー６を水中掘削機１に装着させるときに両者の位置決めも併せて可能となる。
【００３７】
（７）排出ホース３１はカバー６の先端に形成された取付孔１９を介してカバー６内に連通している。一方、カバー６の内部に水が浸入する場合は工具用開口部１８からが多く、またそれ以外の箇所から浸入した場合でも水は自重によりカバー６の下方に移動する。このため、浸入箇所にかかわらずカバー６内に浸入した水をカバー内部に滞留させずに回収することができる。
【００３８】
（８）カバー６は掘削機本体４の駆動機構を覆う形態に形成されている。このため、水中掘削機１の駆動時にエア排出口１１以外から排出される空気についてもすべてカバー６内に回収され、カバー６外部の水中に漏れることがない。また、これら駆動部に使用されている潤滑油等も同様にカバー６外部に漏れることがない。
【００３９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ カバー６内にほとんど水が浸入しないような状況ではエアコンプレッサー２の送気容量と吸引ポンプ３の吸引容量とが同容量でもよい。
【００４０】
○ 吸引ポンプ３は、カバー６内に存在する空気とともにカバー６内に浸入した水を吸引することとしているが、空気の吸引と水の吸引とを別個に吸引してもよい。例えば吸引ポンプを２台使用し、或いは排出ホース３１を空気用と水用の２本使用してもよい。
【００４１】
○ カバー６と掘削機本体４との間には空間Ｓが形成されているが、この空間Ｓは空気や水が存在し得るものであればよく物理な構成の存在を排除するものではない。例えば通気性や通水性に優れたスポンジ等の多孔材料が掘削機本体４とカバー６との間に配置されているような場合でも多孔材料内には空間Ｓが形成されているため掘削機本体４とカバー６との間には空間Ｓが形成されることとなる。
【００４２】
○ カバー６を第一カバー部材１３と第二カバー部材１４とから構成したが、これに限られず一体に形成したカバーとしても３つ以上の部材から構成してもよい。また、カバー部材の分割方向も上記実施形態に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係る水中掘削装置の使用状態の説明図
【図２】本実施形態に係るカバーで覆われた水中掘削機の正面図
【図３】本実施形態に係るカバーで覆われた水中掘削機の側面図
【図４】本実施形態に係るカバーの展開図、（ａ）は第一カバー部材（ｂ）は第二カバー部材。
【符号の説明】
【００４４】
１・・水中掘削機、２・・エアコンプレッサー、３・・吸引ポンプ、４・・掘削機本体、５・・工具、６・・カバー、９・・ハンドル、１０・・エア導入口、１１・・エア排出口、１３・・第一カバー部材、１３ａ・・（第一カバー部材の）接合面、１４・・第二カバー部材、１４ａ・・（第二カバー部材の）接合面、２１・・送気ホース、３１・・排出ホース、Ｓ・・空間、Ｂ・・掘削箇所。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中掘削機と、同水中掘削機に駆動用気体を供給する気体供給装置とを備えた水中掘削装置において、
前記水中掘削機の駆動機構が収納される掘削機本体を覆うカバーを供え、同カバーにカバー内の流体を吸引する吸引装置を接続したことを特徴とする水中掘削装置。
【請求項２】
前記カバーは複数のカバー部材から構成され、同複数のカバー部材に形成された接合面同士を重ね合わせて接合した状態では内部に掘削機本体を収納可能となり、カバー部材を分割した状態では掘削機本体をカバーから取り外し可能となるように、カバーは掘削機本体に対して着脱自在であることを特徴とする請求項１に記載の水中掘削装置。
【請求項３】
前記カバーは、カバーと掘削機本体との間に空間が形成される大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水中掘削装置。
【請求項４】
前記吸引装置はカバー内に排出された気体及びカバー内に存在する液体の双方を吸引す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水中掘削装置。
【請求項５】
前記吸引装置は、前記気体供給装置から水中掘削機への送気容量よりも大きな吸引容量を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水中掘削装置。
【請求項１】
水中掘削機と、同水中掘削機に駆動用気体を供給する気体供給装置とを備えた水中掘削装置において、
前記水中掘削機の駆動機構が収納される掘削機本体を覆うカバーを供え、同カバーにカバー内の流体を吸引する吸引装置を接続したことを特徴とする水中掘削装置。
【請求項２】
前記カバーは複数のカバー部材から構成され、同複数のカバー部材に形成された接合面同士を重ね合わせて接合した状態では内部に掘削機本体を収納可能となり、カバー部材を分割した状態では掘削機本体をカバーから取り外し可能となるように、カバーは掘削機本体に対して着脱自在であることを特徴とする請求項１に記載の水中掘削装置。
【請求項３】
前記カバーは、カバーと掘削機本体との間に空間が形成される大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水中掘削装置。
【請求項４】
前記吸引装置はカバー内に排出された気体及びカバー内に存在する液体の双方を吸引す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水中掘削装置。
【請求項５】
前記吸引装置は、前記気体供給装置から水中掘削機への送気容量よりも大きな吸引容量を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水中掘削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２９６３１５（Ｐ２００８−２９６３１５Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４３５２２（Ｐ２００７−１４３５２２）
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（０００１１１３９５）ノダック株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（０００１１１３９５）ノダック株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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