JP2011085669A - 水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性があり、しかも着脱が簡単な水密ケーブルを提供する手段で、携帯性、保守作業性に優れ、安価な水中、暗渠撮影用小型カメラ構造を提供することを目的とする。
【解決手段】水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を接続するケーブルの接続構造であって、撮像部を囲む撮像部外殻に撮像部内に達するチューブ差込穴を有するチューブ接続部を備え、前記ケーブル及び針金を貫通させたチューブを前記チューブ差込穴に差し込み、当該チューブ差込穴には、最深部よりチューブを外周から水密するＯリングと、チューブの外周に食い込む断面横Ｖ状のリング状爪部とを備え、更に、前記爪部のＶ状テーパ部を前方から押して内側から広げる円筒解放部材を嵌着させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、着脱が簡単な水密ケーブルの接続構造に係るもので、具体的には、携帯性、保守作業性に優れ、安価な水中・暗渠撮影用小型カメラ構造を提供することを目的とする。

水中を観察するカメラは、水中の撮像部が水面および水中の他の機器と電源供給用電線、映像信号用電線、カメラ制御信号用電線、照明用電線、光ファイバー（以後問題のない限りケーブルと呼ぶ）で接続されている。従来の水中カメラの技術では、接続ケーブルを接続するには特許文献１に示されるように、内部の信号線を含めて内部に部材を充填した構造のケーブルを使用する構造が多い。この水密構造のケーブルは、内部に部材を充填し、水圧での変形を防止する構造であることから、種々の組み合わせの信号線を組み合わせしにくい欠点があった。

また、このケーブルを水密構造に接続する構造は特許文献２に示されるように複雑な構造にしなければならなかった。特許文献３に示されるような大きな一体部材でケーブル部を接続する方法もあるが、この構造では、脱着が困難なことから機器を小さくまとめられずに携帯性に問題があった。

特開２００５−５２８７７４ 特開２０００−３４７１０９ 特開平１０−１７８６３６

柔軟性があり、しかも着脱が簡単な水密ケーブルを提供する手段で、携帯性、保守作業性に優れ、安価な水中、暗渠撮影用小型カメラ構造を提供することを目的とする。

本発明の要旨は、水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を接続するケーブルの接続構造であって、撮像部を囲む撮像部外殻に撮像部内に達するチューブ差込穴を有するチューブ接続部を備え、前記ケーブルを貫通させた好ましくは柔軟性のある樹脂チューブを前記チューブ差込穴に差し込み、当該チューブ差込穴には、最深部よりチューブを外周から水密する少なくとも一つの弾性変形部材（好ましくはゴム様Ｏリング）と、チューブの外周に食い込む断面横Ｖ状のリング状爪部とを備え、更に、前記爪部のＶ状テーパ部を前方から押して内側から広げる円筒解放部材を嵌着させたことを特徴とするものである。なお、好ましくは、複数の弾性部材の間に潤滑オイルまたは油滑グリスを充填するのが良い。

最も好ましい構成は、チューブ内に、ケーブルとともに少なくとも１本の塑性変形する線状部材（例えば針金）を貫通させた水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造であって、この場合には、撮像外殻内部に塑性変形する線状部材の固定部が設けられ、塑性変形する線状部材先端が固定されたものである。そして、前記塑性変形する線状部材が、撮像外殻内部で一回以上折り曲げられることによってチューブの回転が阻止されたものである。

本発明における水中・暗渠撮影用カメラは、安い費用で災害時の瓦礫、暗渠の探索装置を準備することができる。また、プールの有線無線ネットワーク監視装置を作ることが可能である。しかも各部品が交換できるので、パソコン等システムの要求が変わったときの変更にも容易に対応できる。また、種々の水中用ケーブルの接続にも応用可能である。

図１は本発明の一実施形態を示す断面図である。 図２はチューブ部分の実施形態を示す正面図である。 図３はチューブの取り付け実施形態を示す断面図である。 図４はチューブの動作形態を示す断面図である。 図５は廻り止めの実施形態を示す断面図である。 図６は本発明の利用形態を示す正面図である。

以下、本発明の水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を接続するケーブルの接続構造を最適例の図をもって説明する。

（撮像部とケーブルの接続構造）
撮像部２１とチューブ接続部２２とチューブ３０で構成されている。撮像部２１は外周が水密構造の透明部材１と撮像部外殻３で構成されている。撮像部内部には小型カメラ５、照明用のライト６、カメラ５とライト６を固定する取り外し可能な固定部材４、内周（図で下側）方向にＵ字形状の開口部を持ち外殻３に固定された針金１０の廻り止め部材９が設置されている。カメラ５及びライト６はケーブル８と脱着可能なコネクタ７で接続されている。

撮像部外殻３に固定されたチューブ接続部２２にチューブ差込口２２Ａが形成され、チューブ３０が差し込まれる。かかるチューブ３０には、ケーブル８及び好ましくは塑性変形する線状部材（例えば針金）１０が内側を貫通しており、チューブ接続部２２の差込口２２Ａには、撮像部側から、水密用弾性変形部材、好ましくは水密用Ｏリング１１が２箇所の溝１１Ａに、断面が横Ｖ字型でＶの開口部が撮像部側に向いた１カ所が切断されたリング形状の爪１２が備えられている。そして、差込口２２Ａには、爪１２のＶの先端外径より少し小さな外径のパイプ形状の開放部材１３が配置されている。

２つのＯリング１１の内径は、チューブ３０の外径より少し小さい外径で、少し押し広げられて水密構造を形成している。このＯリング溝１１Ａとその２つの溝１１Ａの中間部内壁にはグリスが塗られている。断面が横Ｖ型の爪１２の内径側端部１２Ａは常に内側に締め付ける力を発生するようにチューブ３０の外径より少し小さい内径となっている。また、爪１２の内径側端部１２Ａはチューブ３０に食い込むエッジ形状を設けている。パイプ形状の開放部材１３の屈曲部側端部は、指で押す目的のつば部１３Ａが設けられている。なお、図中、符号２はシール部材、１４はカラーである。

（チューブの構成と接続）
チューブ３０と針金１０とケーブル８を準備するが、図２に示すようにケーブル８長さは、図示しない表示装置との接続のためにチューブ３０より長くしておく。チューブ３０にケーブル８と針金１０を通す。なお、チューブ３０にケーブル８を通す手段として、ガイドワイヤを用いる方法の他に空気圧や水圧でガイド糸を事前に通して、そのガイド糸に取り付けたケーブル８をチューブ３０内部に引張り通す方法もあり、１００ｍ以上のケーブルを通す事前組立が可能である。

チューブ３０は通常は樹脂製であり、ケーブル８、針金１０共に変形可能な部材なので、例えばコイル形状に巻いて持ち運ぶことができ、しかも現地で使用条件に応じた組立が可能である。水面側ではチューブ３０内に通した針金１０を固定だけでなく、回転動作に利用することも可能である。
そして、図３に示すようにケーブル８と針金１０を通したチューブ３０をチューブ接続部２２の差込口２２Ａの２つのＯリング１１を貫通する位置まで押し込む。

（水密機構）
チューブ接続部２２の差込口２２Ａの水密機構について説明すると、チューブ３０の外周が、Ｏリング１１の内周と水密構造を形成する。特にＯリング１１が２つある場合には、糸くず、塩粒、砂等の異物の付着による漏れ防止、チューブ３０の傾きによる漏れ防止、長期使用時でのＯリング１１とＯリング１１の中間軸のグリス乾燥防止ができる。

（チューブの抜け防止機構とチューブの引き抜き）
次に、チューブ３０の抜け防止機構とチューブ３０の引き抜き動作について図４にて説明する。チューブ接続部２２の差込口２２Ａに差し込まれたチューブ３０に引き抜き力を掛けると、爪１２の内側１２Ａがチューブ３０に食い込み固定される。さらに強い引き抜き力が加わると、Ｖの爪１２にテコの力による強い食い込み力が発生することになり抜けない。

一方、チューブ３０を引き抜くには、開放部材１３を内側に押した状態（矢印Ｘ）で引き抜きすれば良い。即ち、開放部材１３の先端が爪１２のＶ部内側１２Ｂを押す（矢印Ｙ）ので、爪１２が押し広げられて、爪１２の内側１２Ａがチューブ３０から外れ、簡単に引き抜きすることができる。

本発明では、上記したように爪１２がチューブ３０にエッジ状に食い込む抜け止め構造が重要である。チューブ３０を外から締め付けシールさせる抜け止め構造で発生する水圧で外径が収縮変形した時に、抜け止め性能とシール性能が劣化する欠点がない理由からである。また、チューブ３０内側につぶれ防止の構造を設けない構造なので、水密外殻側の接続部２２の内径が、チューブ３０内径より大きな寸法となっていることも本発明の特徴である。この特徴により、種々の部材をこの接続部２２から挿入取り付けする組立が可能である。

（チューブの回り止め機構）
本発明の更なる特徴は、針金１０を用いたことによるチューブ３０の回り止め機能が付いていることである。即ち、Ｖ字型のチューブ抜け止め構造にあっては、場合によっては回転してしまうので、これに廻り止め機構を備えたものである。

図５にて針金１０によるチューブ３０の廻り止め構造とその取り付け方法について説明する。針金１０の端部１０Ａが撮像部内に出るようにケーブル８の端部８Ａと同じように端部１０Ａをチューブ３０より余分に出しておく。針金１０の端部１０Ａが撮像部２１に供えた針金廻り止め９に入るように２回（１０ａ，１０ｂ）折り曲げる。針金１０の端部１０Ａが廻り止め９に入るようチューブに押し込む。チューブ３０側に一カ所屈曲部を設けると、針金１０が軸方向に移動しなくなり、廻り止め９から抜けないようになると共にチューブ３０と撮像部２１のねじり移動が起こらなくなる。この状態に組み立てた後に、コネクタ７をもって小型カメラ５とライト６をケーブル３０に接続し、撮像部外殻３の内部に固定し、その後透明部材１を装着・固定する。

（チューブの具体的設計）
小型水中カメラ用配線は電源含めて４ｍｍ以下のケーブルが使用されている。カメラ等電子機器接続で一般的に用いられるＩＥＥＥ１３９４に準拠する最大部径７ｍｍ以下のコネクタをそのまま通せる寸法とできればよい。
配線の通しやすさから内径８ｍｍ肉厚２ｍｍのウレタン柔軟チューブで設計した。一般にこの種のチューブは、内側に流体を流す使い方が一般的である。この理由から内側からの圧力を受けることを基準に設計している。これを外圧耐圧で設計保証するには、外圧によるつぶれ、すなわち挫屈耐圧力も確認しなければならない。ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓの挫屈計算式から推定計算すると挫屈耐圧力が算出できる。ウレタンチューブでの簡略化したｖｏｎ Ｍｉｓｅｓの挫屈推定計算式を示すと、座屈耐圧力Ｐは、ヤング率Ｅ、肉厚ｔ、内径Ｒとして、Ｐ＝０．３３Ｅｔ^３／Ｒ^３となる。Ｅ＝０．５ＧＰａ，ｔ＝２ｍｍ，Ｒ＝８ｍｍで耐圧力Ｐを計算すると約２．６ＭＰａである。これは、水深約２５０ｍ相当の耐圧力に相当し、柔軟ウレタンチューブや柔軟ナイロンチューブの肉厚を適正に選べば、数十メートル水深用の設計ができる計算結果である。
さらに、本発明では、チューブが水圧で径方向に多少縮小しても水圧でＯリングが縮径追随して変形し、隙間を塞ぐので隙間からの漏れは発生しない。以上により、柔軟ウレタンチューブや柔軟ナイロンチューブにて、内側に充填物なしに、しかも汎用コネクタ付きのケーブルをそのまま通す水密構造が設計可能であることが判る。

（使用例）
小型ボートの船底や岸壁の検査では、図６に示すように針金を貫通させて、水中カメラの向きと方向をチューブ３０内部の針金１０を曲げる手段で水面上で事前に設定する。その後、チューブ３０を手で送り出しながら操作してカメラ５を目的の場所に移動させる手段で撮影することができる。使用場所に合わせた汎用性が高い検査方法となる。
本発明にあっては、外部に突起物がないので、水中、暗渠で移動させたときに海藻等の障害物に引っかかる可能性が非常に低い構造である。また、チューブ３０の長さが長くなった場合は、パイプのような棒状部材（竿）４０を併用することによって、安定した固定が可能である。

本発明では、汎用の小型カメラ、汎用のＩＥＥＥ１３９４ケーブルが使用可能である。この理由から接続部と水密外殻以外は、パソコン等の表示装置、ネットカークカメラ、空気配管用樹脂チューブ、針金であり、手に入れやすい汎用品である。この理由から安い費用で災害時の瓦礫、暗渠の探索装置を準備することができる。また、プールの有線無線ネットワーク監視装置を作ることが可能である。しかも各部品が交換できるので、パソコン等システムの要求が変わったときの変更にも容易に対応できる。また、種々の水中用ケーブルの接続にも応用可能であり、その利用範囲は極めて広い。

１ 透明部材
２ シール部材
３ 撮像部外殻
４ 固定部材
５ 小型カメラ
６ ライト
７ コネクタ
８ ケーブル
８Ａ ケーブルの端部
９ 廻り止め部材
１０ 塑性変形する線状部材
１０Ａ 塑性変形する線状部材の端部
１０ａ，１０ｂ 塑性変形する線状部材折り曲げ部
１１ 水密用弾性変形部材
１１Ａ 溝
１２ 爪
１２Ａ 爪の内径側端部
１２Ｂ 爪のＶ部内側
１３ 開放部材
１３Ａ つば部
１４ カラー
２１ 撮像部
２２ チューブ接続部
２２Ａ チューブ接続部の差込口
３０ チューブ
４０ 棒状部材（竿）

Claims (8)

1. 水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を接続するケーブルの接続構造であって、撮像部を囲む撮像部外殻に撮像部内に達するチューブ差込穴を有するチューブ接続部を備え、前記ケーブルを貫通させたチューブを前記チューブ差込穴に差し込み、当該チューブ差込穴には、最深部よりチューブを外周から水密する弾性変形部材と、チューブの外周に食い込む断面横Ｖ状のリング状爪部とを備え、更に、前記爪部のＶ状テーパ部を前方から押して内側から広げる円筒解放部材を嵌着させたことを特徴とする水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造。
2. 前記弾性変形部材が、ゴム様Ｏリングである請求項１記載の水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造。
3. 前記弾性変形部材が、二つ以上備えられた請求項１又は２記載の水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造。
4. 前記チューブが、樹脂製である請求項１記載の水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造。
5. チューブ内に、ケーブルとともに少なくとも１本の塑性変形する線状部材を貫通させた請求項１記載の水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造。
6. 撮像外殻内部に塑性変形する線状部材の固定部が設けられ、塑性変形する線状部材先端が固定された請求項１又は５記載の水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造。
7. 前記塑性変形する線状部材が、撮像外殻内部で一回以上折り曲げられた請求項６記載の水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造。
8. 複数の弾性部材の間に潤滑オイルまたは油滑グリスを充填した請求項１記載の水中・暗渠撮影用カメラにおける撮像部と再生記録部を繋ぐケーブルの接続構造。

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