特許 7672017 水深測量装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-24

(45)【発行日】2025-05-07

(54)【発明の名称】水深測量装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 13/00 20060101AFI20250425BHJP

   B63B 22/00 20060101ALI20250425BHJP

【ＦＩ】

G01C13/00 E

B63B22/00 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024025607

(22)【出願日】2024-02-22

【審査請求日】2024-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】596023393

【氏名又は名称】大新土木株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105175

【弁理士】

【氏名又は名称】山広 宗則

(74)【代理人】

【識別番号】100105197

【弁理士】

【氏名又は名称】岩本 牧子

(72)【発明者】

【氏名】赤瀬 安章

(72)【発明者】

【氏名】上村 隆浩

(72)【発明者】

【氏名】三浦 大祐

【審査官】大森 努

(56)【参考文献】

【文献】実開平６－８６４７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１４７１７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－３２５８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１５９５９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２１００７１０６４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２１０１４９５１１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１１１５７８９１１（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許第５１４１４５８（ＵＳ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３０７９９４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０５３０９４０１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ １３／００

Ｇ０１Ｆ ２３／２９６－２３／２９６５，２３／６４－２３／７６

Ｇ０１Ｓ １／７２－１／８２，３／８０－３／８６，

Ｇ０１Ｓ ５／１８－５／３０，７／５２－７／６４

Ｇ０１Ｓ １５／００－１５／９６

Ｂ６３Ｂ ２２／００－２２／２８

Ａ０１Ｋ ７５／０４－７５／０６，９５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水深の測量に使用される浮遊式の水深測量装置であって、
水中に位置し、水底に向かって超音波を発信し、その反射波を受信して水深を測定するソナー本体と、
前記ソナー本体の少なくとも略上半部を保持する円筒状の保持体と、
前記保持体より小径の棒状で、前記保持体の上端面から上方に延び、少なくとも上端部分が空中に位置するアンテナを備え、
リング状のウエイトを、前記アンテナに挿通し前記保持体の上面に載置されるように着脱自在に装着可能にしたことを特徴とする水深測量装置。

【請求項2】

水深の測量に使用される浮遊式の水深測量装置であって、
水中に位置し、水底に向かって超音波を発信し、その反射波を受信して水深を測定するソナー本体と、
前記ソナー本体の少なくとも略上半部を保持する円筒状の保持体と、
前記保持体より小径の円筒状の台座と、
前記台座よりさらに小径の棒状で、前記台座の上端面から上方に延び、少なくとも上端部分が空中に位置するアンテナを備え、
リング状で大径の第一ウエイトを、前記台座に挿通し前記保持体の上面に載置されるように着脱自在に装着可能にするとともに、
リング状で小径の第二ウエイトを、前記アンテナに挿通し前記台座の上面に載置されるように着脱自在に装着可能にしたことを特徴とする水深測量装置。

【請求項3】

前記ソナー本体の下半分は露出した半球状体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水深測量装置。

【請求項4】

前記アンテナの頂部に構造物と接続された係留ワイヤーが繋がれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水深測量装置。

【請求項5】

前記アンテナの頂部と前記保持体の外周面に構造物と接続された係留ワイヤーが繋がれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水深測量装置。

【請求項6】

前記アンテナの頂部と前記アンテナの外周面と前記保持体の外周面に構造物と接続された係留ワイヤーが繋がれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水深測量装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、海や河川などの埋め立てや浚渫作業の際に行われる水深の測量に使用される浮遊式の水深測量装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、海や河川あるいは湖や池などの埋め立て作業や浚渫作業を行う際には、それらの水深を測量する必要がある。そのための機器として超音波を水底に向けて発信し、その反射波を受信することによって水深を測量する水深測量装置が多く使用されている。
こうした水深測量装置には、台船から水上に延ばしたブームの先端部に超音波を送受信する機器を備えた固定式のもの（例えば、特許文献１参照）や、図８に示すように、水中に浮かせた浮遊式のもの（例えば、特許文献２参照）がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６０－３５０８号公報

【文献】実開平６－８６４７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の固定式の水深測量装置は、台船やブームを必要とするので構成が大掛かりとなり製造コストが嵩むといった問題がある。

【0005】

一方、特許文献２に記載の浮遊式の水深測量装置２０は、小型であるため製造コストが廉価であり、その取扱いも容易であるといった利点がある。

【0006】

しかしながら、特許文献２に記載の水深測量装置２０は、浮遊式であるために、特に海で使用する場合には波の影響を受けて大きく上下動し易いので正確な測量ができ難いと言った問題がある。

【0007】

そこで、本発明の目的とするところは、海で使用する場合であっても、波の影響を受け難く、従って、正確に水深を測量することのできる装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明の水深測量装置は、水深の測量に使用される浮遊式であって、
水中に位置し、水底に向かって超音波を発信し、その反射波を受信して水深を測定するソナー本体（２）と、
前記ソナー本体（２）の少なくとも略上半部を保持する円筒状の保持体（３）と、
前記保持体（３）より小径の棒状で、前記保持体（３）の上端面から上方に延び、少なくとも上端部分が空中に位置するアンテナ（５）を備え、
リング状のウエイト（６）を、前記アンテナ（５）に挿通し前記保持体（３）の上面に載置されるように着脱自在に装着可能にしたことを特徴とする。

【0009】

また本発明の水深測量装置（１）は、水深の測量に使用される浮遊式であって、
水中に位置し、水底に向かって超音波を発信し、その反射波を受信して水深を測定するソナー本体（２）と、
前記ソナー本体（２）の少なくとも略上半部を保持する円筒状の保持体（３）と、
前記保持体（３）より小径の円筒状の台座（４）と、
前記台座（４）よりさらに小径の棒状で、前記台座（４）の上端面から上方に延び、少なくとも上端部分が空中に位置するアンテナ（５）を備え、
リング状で大径の第一ウエイト（６ａ）を、前記台座（４）に挿通し前記保持体（３）の上面に載置されるように着脱自在に装着可能にするとともに、
リング状で小径の第二ウエイト（６ｂ）を、前記アンテナ（５）に挿通し前記台座（４）の上面に載置されるように着脱自在に装着可能にしたことを特徴とする。

【0010】

また本発明の水深測量装置（１）は、前記ソナー本体（２）の下半分が露出した半球状体であることを特徴とする。

【0011】

また本発明の水深測量装置（１）は、前記アンテナ（５）の頂部に構造物（Ｋ）と接続された係留ワイヤー（７）が繋がれていることを特徴とする。

【0012】

さらに、本発明の水深測量装置（１）は、前記アンテナ（５）の頂部と前記保持体（３）の外周面に構造物（Ｋ）と接続された係留ワイヤー（７）が繋がれていることを特徴とする。

【0013】

さらに、本発明の水深測量装置（１）は、前記アンテナ（５）の頂部と前記アンテナ（５）の外周面と前記保持体（３）の外周面に構造物（Ｋ）と接続された係留ワイヤー（７）が繋がれていることを特徴とする。

【0014】

ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。

【発明の効果】

【0015】

本発明の水深測量装置によれば、水中に位置するソナー本体と、ソナー本体の略上半部を保持する保持体と、保持体より小径で、その上端面から上方に延び、少なくとも上端部が空中に位置するアンテナとで構成し、リング状のウエイトが保持体の上面に載置されるように設定したので、波の影響を受け難く、正確な水深測量を行うことができる。

【0016】

すなわち、波が高い場合には、ウエイトを保持体の上面に載置することによって、水深測量装置の重心を下げて、水面から下に位置する範囲（喫水範囲）を大きくすると同時に空中に位置する範囲を小さくする。これによって、波の影響を受け難くすることができるので、波による上下動を抑えてその姿勢を安定させることができる。その結果、水深を正確に測量することができる。

【0017】

なお、ウエイトは、波が小さい場合には必ずしも使用する必要がない。この場合、水深測量装置の重心を上げて、アンテナの多くの部分を空中に位置させることができるので、外部端末とのより良好な送受信が可能となる。

【0018】

また、本発明によれば、水中に位置するソナー本体と、ソナー本体の略上半部を保持する保持体と、保持体より小径の台座と、台座より小径で、その上端面から上方に延び、少なくとも上端部が空中に位置するアンテナとで構成し、第一ウエイトが保持体の上面に載置され、第二ウエイトが台座の上に載置されるように設定したので、波の影響を受け難く、正確な水深測量を行うことができる。

【0019】

すなわち、例えば、波が高い場合には、第一ウエイトを保持体の上面に載置し、第二ウエイトを台座の上に載置することによって、水深測量装置の重心を下げ、より多くの範囲を水面から下に位置させ（喫水範囲を大きくし）、空中に位置する部分を少なくして、水深測量装置の姿勢を安定させることができる。これによって、波の影響を受け難くすることができるので、水深を正確に測量することができる。

【0020】

なお、第一ウエイトと第二ウエイトは、波が小さい場合には使用しなくても良く、あるいはその一方のみを使用するようにしても良い。そうした場合、水深測量装置の重心を上げて、アンテナのより多くの部分を空中に位置させることができるので、外部端末との送受信性能を高めることができる。

【0021】

また本発明の水深測量装置は、前記ソナー本体の下半分が露出した半球状体であり、従って、その外周面が円滑な湾曲面であるため、波の抵抗を小さくすることができる。従って、波の影響を受け難く、より正確な水深測量を行うことができる。

【0022】

また本発明の水深測量装置は、アンテナの頂部に構造物と接続された係留ワイヤーが繋がれているので、例えば、水の流れが速い場合においても一定箇所での水深を安定的に測量することができる。

【0023】

さらに、本発明の水深測量装置は、アンテナの頂部と保持体の外周面に構造物と接続された係留ワイヤーが繋がれているので、例えば、別体成形されたアンテナと保持体を嵌合するなどして組付けた場合に、水深測量中、保持体がアンテナから外れてしまった場合でも、保持体（およびソナー本体）を流出させてしまうことがない。従って、確実で安定した水深測量を行うことができる。

【0024】

またさらに、本発明の水深測量装置は、アンテナの頂部とアンテナの外周面と保持体の外周面に構造物と接続された係留ワイヤーが繋がれているので、係留ワイヤーにアンテナをより確実に接続することができ、かつ、水深測量中、保持体がアンテナから外れてしまった場合でも、保持体（およびソナー本体）を流出させてしまうことがない。その結果、より確実で安定した水深測量を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第一実施形態に係る水深測量装置を示す正面図である。

【図2】図１に示す水深測量装置の平面図である。

【図3】本発明の第二実施形態に係る水深測量装置を示す正面図である。

【図4】本発明の第三実施形態に係る水深測量装置を示す正面図である。

【図5】図４に示す水深測量装置の平面図である。

【図6】比較例に係る水深測量装置を示す正面図である。

【図7】他の比較例に係る水深測量装置を示す正面図である。

【図8】従来例に係る水深測量装置を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１及び図２を参照して、本発明の第一実施形態に係る水深測量装置１を説明する。

【0027】

本発明の第一実施形態に係る水深測量装置１は、海や河川あるいは湖や池などの水深の測量に使用される浮遊式であり、ソナー本体２、保持体３、台座４およびアンテナ５を有する。

【0028】

ソナー本体２は球状体であり、水深測量中、水中に位置し、水底に向かって超音波を発信し、その反射波を受信して水深を測量する。

【0029】

保持体３は、ソナー本体２のほぼ上半部に強固に嵌合して保持する円筒状である。従って、ソナー本体２の下半分は水と接触する半球状体を形成する。

【0030】

台座４は、保持体３より小径で、保持体３の上端面の中央部から上方に延びる円筒状である。台座４は保持体３と一体成形することができる。

【0031】

アンテナ５は、台座４よりさらに小径の棒状で、台座４の上端面の中央部から上方に延び、水深測量中、少なくともその上端部分が空中に位置する。アンテナ５は、その下端部が台座４を挿通してソナー本体２に接続されると共に、外部端末（スマートフォンやパソコンなど）Ｔと送受信を行う。外部端末Ｔにはソナー本体２で測量した水深が表示され記録される。

【0032】

第一実施形態に係る水深測量装置１は、ソナー本体２、保持体３、台座４およびアンテナ５の４つの構成部材で構成され、それらの浮力により直立姿勢で水に浮遊させて使用することができるが、それに加えて、海など、波が高くなる場所での水深測量を考慮した構成を備える。

【0033】

すなわち、保持体３と台座４とで段部Ｄ（第一段部Ｄ１）が形成されるようにして、この第一段部Ｄ１にリング状で大径の第一ウエイト６ａを、台座４に挿通させて保持体３の上面に着脱自在な載置状態で装着できるようにしている。

【0034】

また、台座４とアンテナ５とで他の段部Ｄ（第二段部Ｄ２）が形成されるようにして、この第二段部Ｄ２にリング状の第二ウエイト６ｂを、アンテナ５に挿通させて台座４の上面に着脱自在な載置状態で装着できるようにしている。なお、第二ウエイト６ｂは第一ウエイト６ａよりも小径で軽量である。

【0035】

なお、アンテナ５の頂部には係留ワイヤーの一端部が繋がれており、この係留ワイヤー７の他端部は構造物Ｋ（例えば、船舶や陸上に設けられた係留ワイヤー支持部材）に接続される。

【0036】

第一実施形態に係る水深測量装置１は、波の影響を受け難い場所（湖や池など）では、第一ウエイト６ａおよび第二ウエイト６ｂを使用しないで水深を正確に測量することができる。なお、この場合、水深測量装置１の重心が高くなるので（すなわち喫水範囲Ｈが小さいので）、アンテナ５のより多くの部分を空中に露出させることができ、アンテナ５の感度を高めることができる。従って、外部端末Ｔとの送受信を、より良好なものとすることができる。

【0037】

一方で、この水深測量装置１は、波や水流の影響を受け易い場所（海や河川など）おいても正確な水深測量を行うことができる。すなわち、例えば、海の水深を測量する場合に、測量地点の波が高い場合には、第一ウエイト６ａを保持体３の上面に載置すると共に、第二ウエイト６ｂを台座４の上面に載置する。これによって、水深測量装置１の重量を重くして重心を下げ、水面Ｓから下に位置する喫水範囲Ｈを大きくすると共に、空中に位置する範囲を小さくすることができる。これによって、波の影響を受け難くして、波による上下動を抑えて、その姿勢を安定させることができるので、水深を正確に測量することができる。

【0038】

なお、第一ウエイト６ａおよび第二ウエイト６ｂは、その一方のみを使用することもできる。例えば、測量箇所の波が高い場合は、前記したように第一ウエイト６ａと第二ウエイト６ｂを使用し、それ以外では、波の高さに応じて第一ウエイト６ａのみ、あるいは第二ウエイト６ｂのみを使用することができる。

【0039】

また第一実施形態に係る水深測量装置１は、ソナー本体２の下半分が露出した半球状体であるため、その外周面が円滑な湾曲面を成しているので波の抵抗を受け難い。従って、波による上下動を抑えることができ、より正確な水深測量を行うことができる。

【0040】

またこの水深測量装置１は、アンテナ５の頂部に構造物Ｋと接続された係留ワイヤー７が繋がれているので、例えば、水の流れが速い場合においても一定箇所での水深を安定的に測量することができる。

【0041】

なお、上記第一実施形態に係る水深測量装置１は２つのウエイト６ａ、６ｂを使用するので、１つのウエイトを使用するもの（例えば、後述する第三実施形態に係る水深測量装置１）と比較して、喫水範囲Ｈの微調整が可能なので調整が行い易いといった利点がある。
なお、こうした点を考慮すると、３つ以上のウエイトを使用できる水深測量装置１を構成することもできる（例えば、ウエイト６を載せる段部Ｄを増やしたり、あるいはウエイト６の上に他のウエイト６を載せるなど）。

【0042】

図３を参照して、本発明の第二実施形態に係る水深測量装置１を説明する。
この水深測量装置１の特徴は、第一水深測量装置１の構成において、係留ワイヤー７を、アンテナ５の頂部に加えてその外周面と保持体３の外周面に繋いだことである。これらの繋ぎは、アンテナ５の頂部と外周面および保持体３の外周面のそれぞれに設けた固定突起８に係留ワイヤー７を結び付けることによって行うことができる。

【0043】

この実施形態では係留ワイヤー７をアンテナ５の頂部と外周面に繋いでいるので、アンテナ５を、より確実に保持してその流出を防止することができる。また、係留ワイヤー７を保持体３の外周面にも繋いでいるので、水深測量中に保持体３がアンテナ５から外れてしまった場合でも、保持体３（およびソナー本体２）を係留ワイヤー７で繋ぎ止めることができる。

【0044】

図４および図５を参照して、本発明の第三実施形態に係る水深測量装置１を説明する。
この水深測量装置１は、ソナー本体２、保持体３およびアンテナ５を備える。

【0045】

ソナー本体２は球状体で、水深測量中は水中に配置され、水底に向かって超音波を発信し、水底からの反射波を受信して水深を測量する。

【0046】

保持体３は円筒状であり、ソナー本体２のほぼ上半部を強固な嵌合状態で保持する。上半部を保持されたソナー本体２の下半分は、半球状体を形成して水と接触する。

【0047】

アンテナ５は、保持体３より小径の棒状で、保持体３の上端面の中央部から上方に延び、少なくとも上端部分が空中に位置する。アンテナ５は、その下端部が保持体３を挿通してソナー本体２に接続され、外部端末（スマートフォンやパソコンなど）Ｔと送受信を行う。なお、外部端末Ｔにはソナー本体２で測量した水深が表示および記録される。

【0048】

また保持体３と、それより小径のアンテナ５とによって段部Ｄが形成されるように構成し、その段部Ｄに、アンテナ５に挿通し保持体３の上面に載置されるように着脱自在に装着できるウエイト６を載せるようにしている。ウエイト６はアンテナ５に挿通できる内径を持つリング状である。

【0049】

第三実施形態に係る水深測量装置１は、ソナー本体２、保持体３およびアンテナ５で構成し、リング状のウエイト６が保持体３の上面に載置されるように形成したので、波の影響を受け難く、従って、正確な水深測量を行うことができる。

【0050】

例えば、海で水深を測量する場合に、波が高い場合には、ウエイト６を保持体３の上面に載置することによって、水深測量装置１の重心を下げて、喫水範囲Ｈを大きくし、その逆に空中に位置する範囲を小さくする。これによって、波の影響を受け難くしてその姿勢を安定させることができるので、水深を正確に測量することができる。

【0051】

なお、波がない場所あるいは低い場所での水深は、ウエイト６を使用しないで測量することができる。この場合、喫水範囲Ｈが小さくなり、アンテナ５のより多くの部分が空中に位置するので、外部端末Ｔとの送受信がさらに良好となる。

【0052】

この水深測量装置１においても、第一実施形態と同様に、アンテナ５の頂部に係留ワイヤー７の一方端部を繋ぐことによって、水流による流出を防止している。なお、係留ワイヤー７は、第二実施形態と同様に、アンテナ５と保持部３の双方に繋ぐことができる。

【0053】

本発明者らは、本実施形態の水深測量装置１（上記第一、第二および第三実施形態に係る水深測量装置１）に加えて、図６および図７に示す比較例に係る水深測量装置１０を考え、本実施形態の水深測量装置１との比較検討を行った。
図６に示す装置は、ソナー本体２と、ソナー本体２のほぼ上半部を保持する円筒形状のアンテナ１１とで構成され、図７に示す装置は、ソナー本体２と、ソナー本体２のほぼ上半部を保持する円錐筒体形状のアンテナ１２とで構成される。

【0054】

比較検討結果は以下の通りである。
１．本実施形態の方が、波の影響を受ける面積が狭い。従って、安定した水深測量を行うことができる（本実施形態のアンテナ５などは、比較例のアンテナ１１、１２より小径であるため）。
２．本実施形態の方が、全体の重量が軽量である。従って、取扱いが容易である（本実施形態のアンテナ５などは、比較例のアンテナ１１、１２より小径で体積が小さいため）。
３．本実施形態の方が、喫水範囲Ｈの調整が容易である。従って、波の程度に対応した喫水範囲Ｈに調整して正確な水深測量を行うことができる（本実施形態は着脱自在なウエイト６を使用できるため）。
上記の比較検討から、本実施形態の水深測量装置１の方が比較例に係る水深測量装置１０よりも優れていることが分かる。

【0055】

なお、浮遊式の水深測量装置において、段部Ｄを形成し、そこにウエイト６を着脱自在に載置して喫水範囲Ｈを自在に調整する構成は、上述した特許文献にも一切記載されていない。

【0056】

本実施形態に係る水深測量装置１は、水深の測量に加えて、魚群を探知するための魚群探知機としても使用することができる。

【符号の説明】

【0057】

１ 水深測量装置
２ ソナー本体
３ 保持体
４ 台座
５ アンテナ
６ ウエイト
６ａ 第一ウエイト
６ｂ 第二ウエイト
７ 係留ワイヤー
８ 固定突起
１０ 水深測量装置
１１ 円筒形状のアンテナ
１２ 円錐筒形状のアンテナ
２０ 水深測量装置
Ｄ 段部
Ｄ１ 第一段部
Ｄ２ 第二段部
Ｈ 喫水範囲
Ｋ 構造物
Ｓ 水面
Ｔ 外部端末

【要約】

【課題】海で使用する場合であっても、波の影響を受け難く、従って、正確に水深を測量することのできる装置を提供する。
【解決手段】水深の測量に使用される浮遊式であって、水中に位置し、水底に向かって超音波を発信し、その反射波を受信して水深を測定するソナー本体２と、ソナー本体２の少なくとも略上半部を保持する円筒状の保持体３と、保持体３より小径の円筒状の台座４と、台座４よりさらに小径の棒状で、台座４の上端面から上方に延び、少なくとも上端部分が空中に位置するアンテナ５を備える。またリング状で大径の第一ウエイト６ａを、台座４に挿通し保持体３の上面に載置されるように着脱自在に装着可能にする。さらに、リング状で小径の第二ウエイト６ｂを、アンテナ５に挿通し台座４の上面に載置されるように着脱自在に装着可能にする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】