JP2002066488A - 水中ロボット搬入出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬入出路の開口面積が小さい場合であって
も、対象水路内に水中ロボットを円滑に搬入出すること
を可能とし、かつ、複合ケーブルの断線を確実に防止す
ることを目的とする。 【解決手段】 水中ロボット搬入出装置５０は、複合ケ
ーブル２を介して陸上側と接続された状態で水中遊泳可
能な水中ロボット１０に適用され、マンホールＭ内で水
中ロボット１０と共に昇降させることができる昇降台車
５５と、昇降台車５５に支持されており、水中ロボット
１０に接続された複合ケーブル２を転向させることがで
きるように配設された複数のガイドローラ６２を有する
ケーブルガイド部６０とを備える。そして、水中ロボッ
ト搬入出装置５０では、複合ケーブル２の転向半径がケ
ーブル外径の８〜１０倍とされ、各ガイドローラ６２の
配設ピッチが５°〜８°とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中ロボット搬入
出装置に関し、特に、水中での各種作業に適用される水
中ロボットを対象水路に搬入出するための水中ロボット
搬入出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、臨海部に設置されている火力
式、原子力式、又は、コンバインド式の発電プラントで
は、主要機器を冷却するための冷却流体として海水が用
いられる。このため、各種発電プラントには、周辺海域
から海水を取排水するための取排水路が設けられてい
る。この取排水路は、一般に、プラント設置箇所の地中
等に埋設されて周辺海域の海中まで達する管路として構
成されている。ここで、このような取排水路は、海水を
流通させるためのものであることから、その内部壁面
に、多種の貝類、藻類など海洋生成物が付着することを
避けることはできない。取排水路の内部壁面に付着した
海洋生物が成長してしまうと、取排水時の抵抗になる。
また、これら付着物等が剥離して冷却用熱交換器の内部
等に流入すると、熱交換器用チューブの閉塞や、腐食、
浸食といったトラブルが発生してしまう。

【０００３】従って、各種発電プラントにおいては、取
排水路内の付着物等を除去する作業が定期的に行われて
いる。従来、取排水路の清掃に際しては、取排水路から
海水を排出した上で作業員の手作業により付着物を除去
したり、取排水路内が充水された状態でダイバーの手作
業により付着物を除去したりするのが一般的であった。
しかしながら、かかる清掃作業は、きわめて労力を要す
るものであり、また、場合によっては、プラントを停止
させる必要があることから、近年では、陸上側から遠隔
操作することにより、取排水路の内部壁面に付着した海
洋生物等を除去、清掃することができる水中ロボットが
実用化されている。

【０００４】この種の水中ロボットとしては、例えば、
特開平１１−９４９８２号公報によって開示されたもの
が知られている。この公報に記載された従来の水中清掃
ロボットは、電動ブラシ等の清掃ユニットを搭載すると
共に、吸着用の電動スラスタや、壁面走行用の電動車輪
等を備える。そして、当該水中ロボットは、動力ライ
ン、制御信号ライン、光ファイバケーブル、抗張力体等
を内蔵した複合ケーブルを介して陸上側と接続される。

【０００５】この場合、陸上側には、制御監視装置、動
力制御装置、電源装置、圧縮空気供給装置、及び、複合
ケーブルを繰出し・巻取り可能なケーブルドラム等が配
置される。電源装置からは制御監視装置及び動力制御装
置に対して電力が供給される。水中ロボットに対して
は、複合ケーブルを介して、制御監視装置から動作信号
が、動力制御装置から電動スラスタや電動車輪用の動力
用電力がそれぞれ供給される。また、水中ロボットに
は、圧縮空気供給装置から圧縮空気が供給される。

【０００６】このように構成された水中ロボットを使用
するに際しては、取排水路（対象水路）に設けられてい
るマンホール（搬入出路）に、水中ロボット搬入出装置
を設置する。この水中ロボット搬入出装置は、マンホー
ル内に鉛直に配置される昇降レールと、昇降装置によっ
て昇降レールに沿うように昇降させることができるケー
ブルガイド部とを有する。ケーブルガイド部は、水中ロ
ボットに接続された複合ケーブルを転向させることがで
きるように配置された複数のガイドローラを備える。

【０００７】水中ロボットを取排水路内に搬入する際に
は、昇降レールの上部に設けられているケーブルリール
に複合ケーブルを巻掛け、水中ロボットをケーブルガイ
ド部の下方に位置させる。そして、ケーブルドラムから
複合ケーブルを繰り出し、マンホール内で水中ロボット
を下降させる。また、昇降装置を作動させて、ケーブル
ガイド部を水中ロボットと共に下降させる。水中ロボッ
トの先端部（下端部）がマンホール内の海水等に浸かる
と、水中ロボットは、海水等の流れによって下流側に流
されて傾斜（姿勢変化）する。更に、ケーブルドラムか
ら複合ケーブルを繰り出すと共に、ケーブルガイド部を
下降させると、水中ロボットに接続されている複合ケー
ブルが下流側に転向する。従って、水中ロボットがマン
ホールを通過して取排水路に達した段階で更に複合ケー
ブルを繰り出せば、水中ロボットを取排水路のマンホー
ルよりも下流側に搬入することができる。

【０００８】水中ロボットが取排水路内に搬入されたな
らば、制御監視装置を介して電動スラスタを正転または
逆転させ、水路の下流側における任意の内部壁面に水中
ロボットを吸着させる。更に、制御監視装置を介して清
掃ユニットを作動させると共に電動車輪を作動させる。
これにより、水中ロボットは、内部壁面に付着した海洋
生物等を除去しながら、取排水路内を自走する。清掃作
業が終了したならば、複合ケーブルをケーブルドラムに
巻き取る。そして、水中ロボットがケーブルガイド部に
当接したならば、昇降装置を作動させてケーブルガイド
部を水中ロボットと共に上昇させる。これにより、水中
ロボットは、マンホールを介して取排水路から陸上側に
搬出される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような水中ロボットの導入に伴い、次のような問題点
が指摘されるようになっている。すなわち、取排水路に
対する搬入出路となるマンホールの内径（開口面積）が
比較的大きい場合には、上述したように、マンホールの
内部で水中ロボットの姿勢を変化させ、複合ケーブルを
転向させることが可能である。これに対して、マンホー
ルの内径は、場所によって異なり、マンホール内径が例
えば約１１００ｍｍ程度と比較的小さい場合には、上述
したような水中ロボット搬入出装置の採用は困難とな
る。また、このように、内径が小さいマンホールを介し
て水中ロボットの搬入出を行う場合、複合ケーブルに無
理な張力が加わらないようにして断線を万全に防止する
必要がある。

【００１０】そこで、本発明は、搬入出路の開口面積が
小さい場合であっても、対象水路内に水中ロボットを円
滑に搬入出することを可能とし、かつ、複合ケーブルの
断線を確実に防止することができる水中ロボット搬入出
装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による水中ロボット搬入出装置は、ケーブルを介して陸
上側と接続された状態で水中遊泳可能な水中ロボットに
適用され、搬入出路を介して陸上側と対象水路との間で
水中ロボットを搬入出する水中ロボット搬入出装置にお
いて、搬入出路内で水中ロボットと共に昇降させること
ができる昇降部と、昇降部に支持されており、水中ロボ
ットに接続されたケーブルを転向させることができるよ
うに配設された複数のガイドローラを有するケーブルガ
イド部とを備え、ケーブルの転向半径がケーブル外径の
８〜１０倍とされ、複数のガイドローラの配設ピッチが
５°〜８°とされていることを特徴とする。

【００１２】この水中ロボット搬入出装置は、開口面積
（内径）が小さいマンホール等の搬入出路を介して、取
排水路等の対象水路に水中ロボットを搬入出する際に適
用すると好適なものである。この場合、水中ロボット
は、吸着用スラスタ等を備え、ケーブルを介して陸上側
と接続された状態で水中遊泳可能である。また、この水
中ロボット搬入出装置は、昇降部とケーブルガイド部と
を備える。昇降部は、昇降装置によって搬入出路内に配
置される昇降レール等に沿うように昇降させることがで
きる。ケーブルガイド部は、昇降部に支持されており、
水中ロボットに接続されたケーブルを転向させることが
できるように、例えば円弧上に配設された複数のガイド
ローラを有する。

【００１３】この水中ロボット搬入出装置によって水中
ロボットを対象水路に搬入する場合、吸着用スラスタ等
を適宜作動させながら、水中ロボットを搬入出路内で縦
に吊下げた状態に維持する。この状態で、ケーブルを繰
り出すと共に昇降装置を作動させ、水中ロボットを昇降
部と共に搬入出路内で下降させる。そして、水中ロボッ
トが完全に対象水路内に入り込んだ段階で、水中ロボッ
トが水平姿勢を採るように、吸着用スラスタ等を作動さ
せる。これにより、水中ロボットに接続されているケー
ブルは、ケーブルガイド部の各ガイドローラによってガ
イドされながら所定の方向に転向する。

【００１４】一方、この水中ロボット搬入出装置によっ
て水中ロボットを対象水路から搬出する場合、対象水路
内で、吸着用スラスタ等を適宜作動させて、水中ロボッ
トを縦方向に向ける。そして、ケーブルを巻き取ると共
に、昇降装置を作動させ、水中ロボットを昇降部（ケー
ブルガイド部）と共に搬入出路内で上昇させる。これに
より、水中ロボットは、搬入出路を介して対象水路から
陸上側に搬出される。

【００１５】ここで、この水中ロボット搬入出装置のよ
うに、対象水路内で水中ロボットの姿勢を変化させる場
合、転向するケーブルに無理な張力が加わらないように
して断線を万全に防止する必要がある。この点に鑑み
て、本発明者等は、転向するケーブルに作用する引張力
や、ケーブルをガイドローラに押し付ける力等に着目
し、鋭意、解析、実験を行った。これら解析及び実験の
結果、水中ロボットに適用されるケーブルは、作用する
引張力が許容限界値を下回っていても、任意の箇所にお
ける曲げ角度が所定値を越えていると、数百回程度の擦
れによって断線してしまうことが判明した。

【００１６】そして、本発明者等は、このような結果を
踏まえた上で、ケーブルの転向半径と、互いに隣り合う
ガイドローラによって規定されるケーブルの曲げ角度と
の関係について、更なる実験を繰り返した。その結果、
水中ロボットに適用される一般的なケーブルの場合、転
向半径をケーブル外径の８〜１０倍と比較的小さく設定
しても、複数のガイドローラの配設ピッチを５°〜８°
とすれば、極めて効果的にケーブルの断線を防止できる
ことが見出された。これにより、この水中ロボット搬入
出装置によれば、搬入出路の開口面積が小さい場合であ
っても、対象水路内に水中ロボットを円滑に搬入出する
ことを可能とし、かつ、ケーブルの断線を確実に防止す
ることができる。

【００１７】また、ケーブルガイド部は、昇降部の昇降
方向に延びる軸の廻りに回動自在となるように、昇降部
に支持されていると好ましい。

【００１８】このような構成は、対象水路が搬入出路の
下流側等で水平方向に屈曲している場合に適用すると特
に好適である。すなわち、対象水路が搬入出路の下流側
等で水平方向に屈曲している場合、水中ロボットは、対
象水路内の水流によって流され、水流に沿うように姿勢
変化する。そして、このような水中ロボットの姿勢変化
に伴って、ケーブルは、各ガイドローラや、各ガイドロ
ーラが取り付けられている部材に対して、必要以上に押
し付けられて（擦り付けられて）しまうことがある。

【００１９】これに対して、この水中ロボット搬入出装
置では、ケーブルガイド部が、昇降部に対して昇降方向
に延びる軸の廻りに回動自在であることから、水中ロボ
ットが対象水路内の水流に沿うように姿勢変化すると、
ケーブルガイド部も昇降部に対して首を振るように回動
する。従って、ケーブルが各ガイドローラや、各ガイド
ローラが取り付けられている部材に対して必要以上に押
し付けられてしまうことを防止することができる。この
結果、この水中ロボット搬入出装置によれば、対象水路
が搬入出路の下流側等で水平方向に屈曲していても、極
めて効果的にケーブルの断線を防止可能となる。

【００２０】請求項３に記載の本発明による水中ロボッ
ト搬入出装置は、ケーブルを介して陸上側と接続された
状態で水中遊泳可能な水中ロボットに適用され、搬入出
路を介して陸上側と対象水路との間で水中ロボットを搬
入出する水中ロボット搬入出装置において、搬入出路内
で水中ロボットと共に昇降させることができる昇降部
と、水中ロボットに接続されたケーブルを転向させるこ
とができるように配設された複数のガイドローラを有す
ると共に、昇降部の昇降方向に延びる軸の廻りに回動自
在となるように昇降部に支持されたケーブルガイド部と
を備えることを特徴とする。

【００２１】請求項４に記載の本発明による水中ロボッ
ト搬入出装置は、ケーブルを介して陸上側と接続された
状態で水中遊泳可能な水中ロボットに適用され、搬入出
路を介して陸上側と対象水路との間で水中ロボットを搬
入出する水中ロボット搬入出装置において、搬入出路内
で水中ロボットと共に昇降させることができる昇降部
と、ケーブルをガイドする複数のガイドローラを有する
連接体として構成され、一端側が昇降部に取り付けられ
る一方、他端側が水中ロボットと当接可能であり、水中
ロボットに接続されたケーブルが各ガイドローラによっ
て転向させられるように屈曲自在なケーブルガイド部と
を備えることを特徴とする。

【００２２】この水中ロボット搬入出装置も、開口面積
（内径）が小さいマンホール等の搬入出路を介して、取
排水路等の対象水路に水中ロボットを搬入出する際に適
用すると好適なものである。この場合、水中ロボット
は、吸着用スラスタ等を備え、ケーブルを介して陸上側
と接続された状態で水中遊泳可能である。また、この水
中ロボット搬入出装置も、昇降部とケーブルガイド部と
を備える。昇降部は、昇降装置によって、搬入出路内に
配置される昇降レール等に沿うように昇降させることが
できる。一方、ケーブルガイド部は、例えば、複数のロ
ーラリンクとピンリンクとを交互に連結することによ
り、ケーブルをガイドする複数のガイドローラを有する
連接体として構成される。そして、ケーブルガイド部の
一端側は、昇降部に取り付けられ、他端側は、水中ロボ
ットと当接可能とされる。

【００２３】この水中ロボット搬入出装置によって水中
ロボットを対象水路に搬入する場合、水中ロボットを搬
入出路内で縦に吊下げた状態に維持し、水中ロボット
と、ケーブルガイド部の他端側とを当接させる。この状
態で、ケーブルを繰り出すと共に昇降装置を作動させ、
水中ロボットを昇降部及びケーブルガイド部と共に搬入
出路内で下降させる。水中ロボットが対象水路内に入り
込むに従って、水中ロボットとケーブルガイド部とに
は、対象水路内の水流から搬入出路の下流側に向く力が
加えられる。これにより、搬入出路内では、真直ぐに延
びた状態であったケーブルガイド部は、対象水路内に入
り込むに従って、対象水路内下流側に向けて徐々に屈曲
する。そして、ケーブルガイド部の屈曲に伴って、水中
ロボットに接続されたケーブルは、各ガイドローラによ
って転向させられることになる。

【００２４】また、この水中ロボット搬入出装置によっ
て水中ロボットを対象水路から搬出する場合、吸着用ス
ラスタ等を適宜作動させて、水中ロボットを水平に姿勢
変化させた後、ケーブルを巻き取る。これにより、水中
ロボットは、やがてケーブルガイド部の他端と当接す
る。この状態で、更にケーブルを巻き取ると共に、昇降
部と共にケーブルガイド部を上昇させれば、ケーブルガ
イド部は、対象水路内の水流に抗して、徐々に真直ぐに
延在するようになる。そして、水中ロボットを昇降部及
びケーブルガイド部と共に搬入出路内で上昇させれば、
水中ロボットを対象水路から陸上側に搬出することがで
きる。

【００２５】このように、この水中ロボット搬入出装置
では、ケーブルガイド部が、搬入出路から対象水路内に
入り込むにつれて、下流側に向けて徐々に屈曲できるよ
うに構成されている。従って、搬入出路の開口面積が小
さい場合であっても、対象水路内に水中ロボットを円滑
に搬入出することが可能となる。また、屈曲自在な連接
体であるケーブルガイド部の全長は、容易に長くするこ
とができるので、ケーブルの転向半径を大きくして、任
意の箇所におけるケーブルの曲げ角度を小さくすること
ができる。この結果、ケーブルの断線を確実に防止する
ことができる。

【００２６】この場合、ケーブルガイド部の他端側に、
ケーブルと各ガイドローラ以外の部位との接触を防止す
るガイド部材が備えると好ましい。

【００２７】すなわち、この水中ロボット搬入出装置で
は、例えば、ケーブルガイド部の他端側に位置するリン
クに、ケーブルガイド部が約９０°屈曲した際に鉛直を
なす軸を介してローラ状のガイド部材が取り付けられ
る。これにより、対象水路が搬入出路の下流側等で水平
方向に屈曲している場合に、水中ロボットが対象水路内
の水流に沿うように姿勢変化したとしても、ケーブル
は、当該ガイド部と接触することになる。この結果、ケ
ーブルを、各ガイドローラが取り付けられている部材に
必要以上に押し付けしまうことを防止することができ
る。従って、この水中ロボット搬入出装置によれば、対
象水路が搬入出路の下流側等で水平方向に屈曲していて
も、極めて効果的にケーブルの断線を防止可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による水
中ロボット搬入出装置の好適な実施形態について詳細に
説明する。

【００２９】〔第１実施形態〕図１は、本発明による水
中ロボット搬入出装置の第１実施形態を示す概略構成図
である。同図に示すように、水中ロボット搬入出装置５
０は、陸上操作部１と複合ケーブル２を介して接続され
る水中ロボット１０に対して適用される。まず、陸上操
作部１及び水中ロボット１０について簡単に説明する
と、水中ロボット１０は、陸上操作部１から操作され、
例えば、臨界発電プラントの設置箇所に埋設されて周辺
海域の海中まで達する管路である取排水路（対象水路）
Ｗの内部を清掃可能に構成されている。陸上操作部１に
は、車両に搭載された制御監視装置３と、同様に車両に
搭載された電源装置４及び圧縮空気供給装置５と、ケー
ブルドラム６とが含まれる。

【００３０】制御監視装置３は、水中ロボット１０に対
する各種制御を行うものであり、複合ケーブル２に内蔵
された制御信号ラインを介して水中ロボット１０と接続
される。制御監視装置３からは、制御信号ラインを介し
て各種制御信号が水中ロボット１０に対して送出され
る。電源装置４は、動力用制御盤、及び、ディーゼル発
電機等からなり、複合ケーブル２に内蔵された動力ライ
ンを介して水中ロボット１０と接続される。水中ロボッ
ト１０には、電源装置４から各種動力用電力が供給され
る。

【００３１】また、圧縮空気供給装置５は、必要に応じ
て、複合ケーブル２を介して水中ロボット１０の内部に
圧縮空気を供給する。このように、水中ロボット１０の
内部に圧縮空気を供給することにより、水中ロボット１
０の内部圧力を周囲の水圧よりも高く設定可能となる。
これにより、水中ロボット１０の内部に海水が侵入する
ことを防止することができる。また、ケーブルドラム
（リール装置）６は、複合ケーブル２を繰り出したり、
巻き取ったりする際に用いられる。ケーブルドラム６
は、制御監視装置３に接続されており、制御監視装置３
によって制御される。ケーブルドラム６は、複合ケーブ
ル２の張力を計測するセンサを有し、このセンサの検出
値に基づいて、水中ロボット１０の進行速度等に合わせ
て複合ケーブル２の繰り出し、巻き取りを行う。これに
より、複合ケーブル２に過大な張力が加わることが防止
される。

【００３２】一方、水中ロボット１０は、取排水路Ｗ内
を流通する流体である海水と略同一の比重を有するよう
に設計されており、図２及び図３に示すように、繊維強
化プラスチック（ＦＲＰ）等によって形成された本体１
１を有する。この本体１１には、電動モータ１２と、こ
の電動モータに減速機構等を介して接続された２体の清
掃ブラシ１４等とからなる清掃ユニット１５が搭載され
ている。また、本体１１には、車輪１６と、電動モー
タ、クラッチ制動機構、及び、ステアリング機構（何れ
も図示省略）とを一体化させた電動車輪１７が計４体配
設されている。これにより、水中ロボット１０は、取排
水路Ｗ等の内部壁面上を自走可能となる。

【００３３】更に、本体１１の四隅には、電動モータに
よって回転駆動されるプロペラ羽根１９等からなり、水
中ロボット１０の高さ方向にスラスト力を発生する吸着
用スラスタ２０が配設されている。この吸着用スラスタ
２０を正転又は逆転駆動することにより、本体１１の下
面側、すなわち、清掃ブラシ１４側から、水中ロボット
１０を取排水路Ｗ内の任意の壁面に対して吸着させるこ
とができる。加えて、本体１１の両側面中央部付近に
は、それぞれ１体ずつ遊泳用スラスタ２１が取り付けら
れている。この遊泳用スラスタ２１を作動させることに
より、水中ロボット１０を取排水路Ｗ内で任意の方向に
遊泳（潜行）させることが可能となる。

【００３４】また、本体１１の重心位置（本体１１に複
合ケーブル２を接続させた際の重心位置）には、水中ロ
ボット１０の姿勢（ロール、ピッチ、ヨー）を検出する
ための姿勢センサ（ポテンショメータ）２２が配置され
ており、更に、本体１１の底部には、２体の超音波セン
サ２３が配設されている（いずれも図３参照）。超音波
センサ２３は、本体１１と取排水路Ｗの内部壁面との間
の距離を測定するために用いられる。また、本体１１の
前面部には、水中テレビカメラ２４、及び、水中照明装
置２５が取り付けられている。これにより、水中テレビ
カメラ２４によって取り込まれる取排水路Ｗ内の画像を
モニタリングしながら、清掃作業を進めることが可能と
なる。

【００３５】陸上操作部１と水中ロボット１０とを接続
する複合ケーブル２は、本体１１の後部に設けられたコ
ネクタ結合部に連結される。この複合ケーブル２は、制
御信号ライン、動力ライン、光ファイバケーブル、圧縮
空気供給用のエアチューブ、及び、抗張力体としてのケ
ブラ繊維等を撚り合わせ、外被で覆ったものである。複
合ケーブル２は、例えば、７０mm程度の外径を有し、か
つ、取排水路Ｗ内を流通する海水と略同一の比重を有す
る。上述した清掃ユニット１５、各電動車輪１７、吸着
用スラスタ２０、遊泳用スラスタ２１、及び、各種機器
類は、複合ケーブル２の動力ラインを介して電源装置４
から動力用電力の供給を受け、かつ、制御信号ラインを
介して制御監視装置３から与えられる制御信号によって
制御される。また、陸上操作部１と水中テレビカメラ２
４、センサ２２，２３等との間における信号の送受信
は、光ファイバケーブルを介して行なわれる。

【００３６】このように構成された水中ロボット１０
は、本発明による水中ロボット搬入出装置５０によっ
て、陸上側と取排水路Ｗとの間で搬入出される。水中ロ
ボット搬入出装置５０は、図１に示すように、陸上側
（陸上操作部１）と対象水路である取排水路Ｗとを結ぶ
マンホール（搬入出路）Ｍに配置される昇降レール５１
を備える。ここで、陸上側と取排水路Ｗとを結ぶマンホ
ールＭは、鉛直に延びる円孔として形成されており、例
えば、１１００ｍｍ程度と比較的小さい内径を有する。
昇降レール５１は、マンホールＭに対して固定された支
持フレーム５２によって支持される。そして、昇降レー
ル５１は、取排水路Ｗ内における海水の流れ方向（図１
における白抜矢印参照）の上流側に位置するようにマン
ホールＭ内に鉛直に配置され、その先端は、取排水路Ｗ
の底面まで達する。更に、支持フレーム５２の上部に
は、ケーブルリール５３が回転自在に支持され、ケーブ
ルドラム６から繰出された複合ケーブル２は、ケーブル
リール５３に巻掛けられる。

【００３７】また、水中ロボット搬入出装置５０には、
昇降台車（昇降部）５５が含まれる。昇降台車５５は、
支持フレーム５２の上部に固定された昇降装置５４と連
結されており、両側部に昇降レール５１上を転動する複
数の車輪５６を有する。これにより、昇降装置５４を作
動させれば、陸上側と取排水路Ｗとの間で、昇降台車５
５を鉛直方向に昇降させることができる。図１に示すよ
うに、昇降台車５５の表面には、ロボット吸着面５７が
形成されている。すなわち、昇降台車５５の全長は、水
中ロボット１０の全長よりも大きく設定されており、そ
の先端（図１における下端）から水中ロボット１０の全
長をカバーする領域がロボット吸着面５７とされてい
る。

【００３８】更に、水中ロボット搬入出装置５０は、ケ
ーブルガイド部６０を備える。ケーブルガイド部６０
は、略Ｌ字状に形成された２枚のサイドプレート部６１
（図１及び図４等では、片側１枚のみ図示）と、各サイ
ドプレート部６１によって回転自在に支持されている複
数のガイドローラ６２とからなり、昇降台車５５の末端
（図１における上端）側の表面に固定されている。各ガ
イドローラ６２は、水中ロボット１０に接続された複合
ケーブル２を転向させることができるように両サイドプ
レート部６１間に配設されている。すなわち、各ガイド
ローラ６２は、図４に示すように、サイドプレート部６
１上に規定されており、水平な直線と、この直線を反時
計周りに９０°回転させた直線とによってはさみ取られ
た円弧（四分円）上に等間隔に配列されている。

【００３９】ここで、水中ロボット搬入出装置５０は、
開口面積（内径）が小さいマンホールＭを介して取排水
路Ｗに水中ロボット１０を搬入出できるように設計され
たものである。このように、マンホールＭの開口面積が
小さい場合、マンホールＭの内部で水中ロボット１０を
鉛直方向から水平方向に姿勢変化させることは困難であ
る。このため、水中ロボット搬入出装置５０では、海水
が流動している取排水路Ｗ内で水中ロボット１０の姿勢
を変化させることになるが、この場合、転向するケーブ
ルに無理な張力が加わらないようにして断線を万全に防
止する必要がある。この点に鑑みて、本発明者等は、転
向するケーブルに作用する引張力や、ケーブルをガイド
ローラに押し付ける力等に着目し、鋭意、解析、実験を
行った。

【００４０】これら解析及び実験の結果、水中ロボット
に適用される一般的なケーブル（外径約７０ｍｍ）は、
作用する引張力が許容限界値を下回っていても、任意の
箇所において互いに隣り合うガイドローラ同士によって
規定される曲げ角度が所定値を越えていると、数百回程
度の擦れによって断線してしまうことが判明した。例え
ば、図５に示すケーブルガイド部は、四分円（半径約７
００ｍｍ）上に配列された８体のガイドローラを有し、
複合ケーブル２を約７００ｍｍの転向半径Ｒで９０°転
向させるものである。この場合、互いに隣り合うガイド
ローラ同士によって規定される曲げ角度は１０°以上と
なり、複合ケーブル２に、およそ２９４０Ｎ（３００ｋ
ｇｆ）の引張力が作用すると、しごき回数が５００以下
で断線してしまうことが判明した。

【００４１】一方、複合ケーブル２の転向半径を大きく
すれば、任意の箇所における曲げ角度を小さくすること
は可能であるが、マンホールＭの開口面積（内径）の制
約上、ケーブルガイド部６０を構成するサイドプレート
部６１の寸法も制約を受け、複合ケーブル２の転向半径
を大きくすることに限界がある。そして、本発明者等
は、これらの検討結果を踏まえた上で、複合ケーブルの
転向半径と、互いに隣り合うガイドローラによって規定
される複合ケーブルの曲げ角度との関係について、更な
る実験を繰り返した。その結果、本発明者等は、水中ロ
ボットに適用される一般的な複合ケーブル２の場合、転
向半径をケーブル外径の８〜１０倍と比較的小さく設定
しても、複数のガイドローラの配設ピッチを５°〜８°
とすれば、極めて効果的に断線を防止できることを見出
した。

【００４２】これを踏まえて、本実施形態では、図４に
示すように、半径約７００ｍｍの四分円上に１６体のガ
イドローラを配列し、複合ケーブル２をケーブル外径の
約１０倍に相当する約７００ｍｍの転向半径Ｒで９０°
転向させることができるようにケーブルガイド部６０を
構成した。この場合、互いに隣り合うガイドローラ同士
によって規定される曲げ角度は６°以下となる。

【００４３】次に、水中ロボット搬入出装置５０の動作
について説明する。

【００４４】水中ロボット搬入出装置５０によって水中
ロボット１０を取排水路Ｗに搬入する場合、ケーブルリ
ール５３に、水中ロボット１０と接続された複合ケーブ
ル２を巻き掛け、水中ロボット１０の下面（清掃ユニッ
ト１５や電動車輪１７が設けられている側の面）が取排
水路Ｗの下流側を向く状態で水中ロボット１０を鉛直に
吊下げる。そして、ケーブルドラム６から複合ケーブル
２を繰出すと共に昇降装置５４を作動させ、水中ロボッ
ト１０を昇降台車５５と共に下降させる。マンホールＭ
内で、水中ロボット１０と昇降台車５５とが水没したな
らば、各吸着用スラスタ２０を所定の回転方向に作動さ
せ、水中ロボット１０の上面（清掃ユニット１５や電動
車輪１７が設けられていない側の面）を昇降台車５５の
ロボット吸着面５７に吸着させる。

【００４５】この状態で、ケーブルドラム６から複合ケ
ーブル２を更に繰り出すと共に昇降装置５４を作動さ
せ、水中ロボット１０を昇降台車５５と共にマンホール
Ｍ内で下降させる。そして、水中ロボット１０が完全に
取排水路Ｗ内に入り込んだ段階で、水中ロボット１０が
水平姿勢を採るように、先程とは逆の回転方向に各吸着
用スラスタ２０を作動させる。これにより、水中ロボッ
ト１０は、その下面が取排水路Ｗの上部壁面に吸着する
ように、図１において反時計周りに姿勢変化することに
なる。

【００４６】これに伴って、水中ロボット１０に接続さ
れている複合ケーブル２は、ケーブルガイド部６０の各
ガイドローラ６２によってガイドされながら、図１にお
いて反時計周りに９０°転向する。この際、上述したよ
うに、水中ロボット搬入出装置５０では、複合ケーブル
２の転向半径がケーブル外径の８〜１０倍とされ、複数
のガイドローラの配設ピッチが５°〜８°とされている
ことから、極めて効果的に複合ケーブル２の断線を防止
可能である。水中ロボット１０の下面が取排水路Ｗの上
部壁面に吸着したならば、水中ロボット１０の取排水路
Ｗへの搬入が完了する。

【００４７】一方、水中ロボット搬入出装置５０によっ
て水中ロボット１０を取排水路Ｗから搬出する場合、取
排水路Ｗ内で吸着用スラスタ２０や遊泳用スラスタ２１
を適宜作動させ、水中ロボット１０を鉛直方向に向ける
と共に、水中ロボット１０の上面を昇降台車５５のロボ
ット吸着面５７に吸着させる。この状態で、複合ケーブ
ル２をケーブルドラム６に巻き取ると共に、昇降装置５
４を作動させ、水中ロボット１０を昇降台車５５（ケー
ブルガイド部６０）と共にマンホールＭ内で上昇させ
る。これにより、水中ロボット１０は、マンホールＭを
介して取排水路Ｗから陸上側に搬出される。このよう
に、水中ロボット搬入出装置５０によれば、マンホール
Ｍの開口面積が小さい場合であっても、取排水路Ｗ内に
水中ロボット１０を円滑に搬入出することを可能とし、
かつ、複合ケーブル２の断線を確実に防止することがで
きる。

【００４８】図６及び図７に、本発明による水中ロボッ
ト搬入出装置の第１実施形態における変形例を示す。図
６及び図７は、上述した水中ロボット搬入出装置５０に
適用可能なケーブルガイド部の他の態様を示すものであ
る。これらの図面に示すケーブルガイド部６０Ａは、２
体のヒンジ５８を介して、昇降台車５５に支持されてい
る。各ヒンジ５８は、昇降台車５５の昇降方向に延びる
取付ピンを有し、これにより、ケーブルガイド部６０Ａ
は、昇降台車５５に対して、昇降方向に延びる軸の廻り
に回動自在となる。

【００４９】このような構成は、取排水路Ｗがマンホー
ルＭの下流側で水平方向に屈曲している場合（取排水路
Ｗが図１において紙面を貫く方向に屈曲している場合）
に適用すると特に好適である。すなわち、取排水路Ｗが
マンホールＭの下流側で水平方向に屈曲している場合、
水中ロボット１０は、取排水路Ｗ内の水流によって流さ
れ、水流に沿うように姿勢変化する。そして、このよう
な水中ロボット１０の姿勢変化に伴って、複合ケーブル
２は、各ガイドローラ６２や、各ガイドローラ６２が取
り付けられている各サイドプレート６１に対して、必要
以上に押し付けられて（擦り付けられて）しまうことが
ある。

【００５０】これに対して、図６及び図７に示すケーブ
ルガイド部６０Ａは、昇降台車５５に対して昇降方向に
延びる軸の廻りに回動自在であることから、水中ロボッ
ト１０が取排水路Ｗ内の水流に沿うように姿勢変化する
と、昇降台車５５に対して首を振るように回動する。従
って、複合ケーブル２が各サイドプレート部６１や、各
ガイドローラ６２に対して必要以上に押し付けられてし
まうことを防止することができる。この結果、このよう
なケーブルガイド部６０Ａを備えた水中ロボット搬入出
装置５０によれば、取排水路ＷがマンホールＭの下流側
で水平方向に屈曲していても、極めて効果的に複合ケー
ブル２の断線を防止可能となる。なお、図６及び図７に
示したケーブルガイド部６０Ａは、マンホールＭの内部
で水中ロボット１０を鉛直方向から水平方向に姿勢変化
させる水中ロボット搬入出装置に適用してもよい。

【００５１】〔第２実施形態〕以下、図８〜１３を参照
しながら、本発明による水中ロボット搬入出装置の第２
実施形態について説明する。なお、上述した第１実施形
態に関して説明した要素と同一の要素については同一の
符号を付し、重複する説明は省略する。

【００５２】図８に示す水中ロボット搬入出装置５０Ａ
も、開口面積（内径）が小さいマンホールＭを介して取
排水路Ｗに上述した水中ロボット１０を搬入出する際に
適用されるものである。水中ロボット搬入出装置５０Ａ
も、図８に示すように、昇降台車（昇降部）５５と、ケ
ーブルガイド部７０とを備える。昇降台車５５は、昇降
装置５４によって、マンホールＭ内に配置される昇降レ
ール５１に沿うように昇降させることができる。

【００５３】一方、ケーブルガイド部７０は、図９に示
すように、複数のローラリンク７１と複数のピンリンク
７２とをピン７３を介して交互に連結させたものであ
り、屈曲自在な連接体として構成されている。各ローラ
リンク７１は、ブッシュ７４の廻りに回転自在なガイド
ローラ７５を有する。また、図９において最上部に位置
するローラリンク７１は、ピンリンク７２を介してエン
ドリンク７６と連結されている。エンドリンク７６は、
ケーブルガイド部７０の一端側（上端側）に位置し、図
８に示すように、昇降台車５５に固定される。更に、図
９において最下部に位置するローラリンク７１は、ピン
リンク７２を介してトップリンク７７と連結されてい
る。トップリンク７７は、ケーブルガイド部７０の他端
側（下端側）に位置し、その先端には、水中ロボット１
０のコネクタ結合部側の端部と緩く係合させる（当接さ
せる）係合部７７ａが設けられる。

【００５４】各ローラリンク７１は、図９に示すよう
に、取排水路Ｗ内に搬入された際に、取排水路Ｗ内の流
れ方向下流側（マンホールＭの下流側）に位置すること
になる側に、傾斜部７１ａが設けられている。各傾斜部
７１ａの傾斜角度は、図１０に示すように、ケーブルガ
イド部７０の全体を屈曲させて、互いに隣り合う傾斜部
７１ａ同士を接触させた際に、エンドリンク７６の延在
方向とトップリンク７７の延在方向とが直角をなすよう
に定められている。すなわち、ケーブルガイド部７０の
全体を屈曲させて、互いに隣り合う傾斜部７１ａ同士を
接触させると、トップリンク７７の係合部７７ａは、鉛
直方向に延在する。加えて、トップリンク７７には、互
いに隣り合う傾斜部７１ａ同士を接触させた際、すなわ
ち、ケーブルガイド部７０を９０°屈曲させた際、鉛直
をなす軸の廻りに回転自在な鉛直ローラ（ガイド部材）
７８が取り付けられている。

【００５５】このように構成された水中ロボット搬入出
装置５０Ａによって、水中ロボット１０を取排水路Ｗに
搬入する場合、ケーブルリール５３に、水中ロボット１
０と接続された複合ケーブル２を巻き掛け、水中ロボッ
ト１０の下面が取排水路Ｗの下流側を向く状態で水中ロ
ボット１０を鉛直に吊下げる。また、水中ロボット１０
と、ケーブルガイド部７０のトップリンク７７に設けら
れている係合部７７ａとを係合させる。この状態で、水
中ロボット１０をマンホールＭ内で鉛直に吊下げた状態
に維持しながら、複合ケーブル２をケーブルドラム６か
ら繰り出すと共に昇降装置５４を作動させる。これによ
り、水中ロボット１０は、昇降台車５５及びケーブルガ
イド部７０と共にマンホールＭ内で下降する。

【００５６】水中ロボット１０が取排水路Ｗ内に入り込
むに従って、水中ロボット１０とケーブルガイド部７０
とには、取排水路Ｗ内の水流からマンホールＭの下流側
に向く力が加えられる。従って、マンホールＭ内では、
真直ぐに延びた状態であったケーブルガイド部７０は、
取排水路Ｗ内に入り込むに従って、取排水路Ｗ内の流れ
方向下流側に向けて徐々に屈曲する。そして、ケーブル
ガイド部７０が完全に取排水路Ｗ内に入り込むと、各ロ
ーラリンク７１の互いに隣り合う傾斜部７１ａ同士が接
触し、図１１に示すように、ケーブルガイド部７０は、
反時計周りに９０°屈曲する。これに伴って、水中ロボ
ット１０に接続されている複合ケーブル２も、ケーブル
ガイド部７０の各ガイドローラ７５によってガイドされ
ながら、図１１に示すように、９０°転向する。

【００５７】このように、水中ロボット搬入出装置５０
Ａのケーブルガイド部７０は、マンホールＭから取排水
路Ｗ内に入り込むにつれて、取排水路Ｗ内の流れ方向下
流側に向けて徐々に屈曲できるように構成されている。
この場合、屈曲自在な連接体であるケーブルガイド部７
０の全長は、容易に長くすることができるので、複合ケ
ーブル２の転向半径を例えば約１４００ｍｍ程度と大き
く設定することができる。従って、任意の箇所における
複合ケーブル２の曲げ角度を小さくすることができるの
で、複合ケーブル２の断線を確実に防止することができ
る。そして、各吸着用スラスタ２０を所定方向に作動さ
せ、水中ロボット１０の下面を取排水路Ｗの上部壁面に
吸着させれば、水中ロボット１０の取排水路Ｗへの搬入
が完了する。

【００５８】一方、水中ロボット搬入出装置５０によっ
て水中ロボット１０を取排水路Ｗから搬出する場合、吸
着用スラスタ２０や遊泳用スラスタ２１を適宜作動させ
て、水中ロボット１０を清掃ブラシ１４側が上方を向く
状態かつ水平に姿勢変化させると共に、複合ケーブル２
をケーブルドラム６に巻き取る。これにより、水中ロボ
ット１０は、ケーブルガイド部７０のトップリンク７７
に設けられている係合部７７ａと係合する。

【００５９】この状態で、更に複合ケーブル２をケーブ
ルドラム６に巻き取ると共に、昇降台車５５と共にケー
ブルガイド部７０を上昇させれば、ケーブルガイド部７
０は、取排水路Ｗ内の水流に抗して、徐々に真直ぐに延
在するようになる。そして、水中ロボット１０を昇降台
車５５及びケーブルガイド部７０と共にマンホールＭで
上昇させれば、水中ロボット１０を取排水路Ｗから陸上
側に搬出することができる。このように、水中ロボット
搬入出装置５０Ａによれば、マンホールＭの開口面積が
小さい場合であっても、取排水路Ｗ内に水中ロボット１
０を円滑に搬入出することを可能とし、かつ、複合ケー
ブル２の断線を確実に防止することができる。

【００６０】また、水中ロボット搬入出装置５０Ａで
は、ケーブルガイド部の他端側に位置するトップリンク
７７に、ケーブルガイド部７０が９０°屈曲した際に鉛
直をなす軸を介して鉛直ローラ７８が取り付けられてい
る。従って、取排水路ＷがマンホールＭの下流側で水平
方向に屈曲している場合に、水中ロボット１０が取排水
路Ｗ内の水流に沿うように姿勢変化したとしても、複合
ケーブル２は、鉛直ローラ７８と接触することになる。
この結果、複合ケーブル２を、ローラリンク７１やピン
リンク７２のサイドプレートに必要以上に押し付けしま
うことを防止することができる。従って、水中ロボット
搬入出装置５０Ａによれば、取排水路ＷがマンホールＭ
の下流側で水平方向に屈曲していても、極めて効果的に
複合ケーブル２の断線を防止可能となる。

【００６１】なお、ケーブルガイド部７０を構成するピ
ンリンクは、図１２に示すような形態のものを採用して
もよい。図１２に示すピンリンク７２Ａには、ローラリ
ンク７１と同様に、取排水路Ｗ内に搬入された際に、取
排水路Ｗ内の流れ方向下流側（マンホールＭの下流側）
に位置することになる側に、傾斜部７２ａが設けられて
いる。各傾斜部７２ａの傾斜角度も、ケーブルガイド部
７０の全体を屈曲させて、互いに隣り合う傾斜部７２ａ
同士を接触させた際に、エンドリンク７６の延在方向と
トップリンク７７の延在方向とが直角をなすように定め
られる。このような構成を採用すれば、ピンリンク７２
Ａの強度を向上させることできる。

【００６２】

【発明の効果】本発明による水中ロボット搬入出装置
は、以上説明したように構成されているため、次のよう
な効果を得る。すなわち、本発明による水中ロボット搬
入出装置は、搬入出路内で水中ロボットと共に昇降させ
ることができる昇降部と、昇降部に支持され、水中ロボ
ットに接続されたケーブルを転向させることができるよ
うに配設された複数のガイドローラを有するケーブルガ
イド部とを備え、ケーブルの転向半径がケーブル外径の
８〜１０倍とされ、複数のガイドローラの配設ピッチが
５°〜８°とされる。

【００６３】また、本発明による他の水中ロボット搬入
出装置では、ケーブルガイド部を、昇降部の昇降方向に
延びる軸の廻りに回動自在となるように、昇降部に支持
させる。

【００６４】更に、本発明による更に他の水中ロボット
搬入出装置は、ケーブルをガイドする複数のガイドロー
ラを有する連接体として構成され、一端側が昇降部に取
り付けられると共に、他端側が水中ロボットと当接可能
であり、水中ロボットに接続されたケーブルが各ガイド
ローラによって転向させられるように屈曲自在なケーブ
ルガイド部を備える。

【００６５】この結果、搬入出路の開口面積が小さい場
合であっても、対象水路内に水中ロボットを円滑に搬入
出することを可能とし、かつ、複合ケーブルの断線を確
実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による水中ロボット搬入出装置の第１実
施形態を示す概略構成図である。

【図２】本発明による水中ロボット搬入出装置が適用さ
れる水中ロボットの側面図である。

【図３】本発明による水中ロボット搬入出装置が適用さ
れる水中ロボットの底面図である。

【図４】図１の水中ロボット搬入出装置に備えられてい
るケーブルガイド部を示す概略構成図である。

【図５】本発明の第１実施形態に関連する実験におい
て、比較例として用いたケーブルガイド部を示す概略構
成図である。

【図６】本発明による水中ロボット搬入出装置の第１実
施形態における変形例を説明するための概略構成図であ
る。

【図７】本発明による水中ロボット搬入出装置の第１実
施形態における変形例を説明するための概略構成図であ
る。

【図８】本発明による水中ロボット搬入出装置の第２実
施形態を示す概略構成図である。

【図９】図８に示す水中ロボット搬入出装置に備えられ
ているケーブルガイド部を示す概略構成図である。

【図１０】図８に示す水中ロボット搬入出装置に備えら
れているケーブルガイド部を示す概略構成図である。

【図１１】本発明による水中ロボット搬入出装置の第２
実施形態を示す概略構成図である。

【図１２】図９及び図１０に示すケーブルガイド部の変
形例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１…陸上操作部、２…複合ケーブル、１０…水中ロボッ
ト、１５…清掃ユニット、１７…電動車輪、２０…吸着
用スラスタ、２１…遊泳用スラスタ、５０，５０Ａ…水
中ロボット搬入出装置、５１…昇降レール、５２…支持
フレーム、５３…ケーブルリール、５４…昇降装置、５
５…昇降台車、５６…車輪、５７…ロボット吸着面、５
８…ヒンジ、６０，６０Ａ，７０Ａ…ケーブルガイド
部、６１…サイドプレート部、６２…ガイドローラ、７
１…ローラリンク、７１ａ，７２ａ…傾斜部、７２，７
２Ａ…ピンリンク、７５…ガイドローラ、７６…エンド
リンク、７７…トップリンク、７７ａ…係合部、７８…
鉛直ローラ、Ｍ…マンホール、Ｒ…転向半径、Ｗ…取排
水路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーブルを介して陸上側と接続された状
   態で水中遊泳可能な水中ロボットに適用され、搬入出路
   を介して陸上側と対象水路との間で前記水中ロボットを
   搬入出する水中ロボット搬入出装置において、 前記搬入出路内で前記水中ロボットと共に昇降させるこ
   とができる昇降部と、 前記昇降部に支持されており、前記水中ロボットに接続
   された前記ケーブルを転向させることができるように配
   設された複数のガイドローラを有するケーブルガイド部
   とを備え、 前記ケーブルの転向半径がケーブル外径の８〜１０倍と
   され、前記複数のガイドローラの配設ピッチが５°〜８
   °とされていることを特徴とする水中ロボット搬入出装
   置。
2. 【請求項２】 前記ケーブルガイド部は、前記昇降部の
   昇降方向に延びる軸の廻りに回動自在となるように、前
   記昇降部に支持されていることを特徴とする請求項１に
   記載の水中ロボット搬入出装置。
3. 【請求項３】 ケーブルを介して陸上側と接続された状
   態で水中遊泳可能な水中ロボットに適用され、搬入出路
   を介して陸上側と対象水路との間で前記水中ロボットを
   搬入出する水中ロボット搬入出装置において、 前記搬入出路内で前記水中ロボットと共に昇降させるこ
   とができる昇降部と、 前記水中ロボットに接続された前記ケーブルを転向させ
   ることができるように配設された複数のガイドローラを
   有すると共に、前記昇降部の昇降方向に延びる軸の廻り
   に回動自在となるように、前記昇降部に支持されたケー
   ブルガイド部とを備えることを特徴とする水中ロボット
   搬入出装置。
4. 【請求項４】 ケーブルを介して陸上側と接続された状
   態で水中遊泳可能な水中ロボットに適用され、搬入出路
   を介して陸上側と対象水路との間で前記水中ロボットを
   搬入出する水中ロボット搬入出装置において、 前記搬入出路内で前記水中ロボットと共に昇降させるこ
   とができる昇降部と、 前記ケーブルをガイドする複数のガイドローラを有する
   連接体として構成され、一端側が前記昇降部に取り付け
   られる一方、他端側が前記水中ロボットと当接可能であ
   り、前記水中ロボットに接続された前記ケーブルが前記
   各ガイドローラによって転向させられるように屈曲自在
   なケーブルガイド部とを備えることを特徴とする水中ロ
   ボット搬入出装置。
5. 【請求項５】 前記ケーブルガイド部の他端側には、前
   記ケーブルと前記各ガイドローラ以外の部位との接触を
   防止するガイド部材が備えられていることを特徴とする
   請求項４に記載の水中ロボット搬入出装置。