JP2019006196A - アダプタ、電子機器及び電子機器を搬送する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ケーブルをＲＯＶ等の電子機器から着脱することにより生じる不都合を解消する。【解決手段】アダプタ５は、防水容器５１と、防水容器５１に収容され、光ケーブル２に接続される光電変換装置５２と、防水容器５１に設けられる取付構造５７であって、水中で使用されるＲＯＶ１に自装置を着脱自在に取り付けるための取付構造５７とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、水中で使用される電子機器を、光ケーブルを介して通信可能なように他の電子機器に接続するためのアダプタに関する。

従来、水中探査用の無人探査機としてＲＯＶ（Remotely Operated Vehicle）が知られている。ＲＯＶは一般に、水上の装置と光ケーブルを介して接続され、カメラにより撮影した画像信号を光電変換装置により光信号に変換して水上の装置に送信する（例えば特許文献１参照）。

特開昭６１−２０００８９号公報

従来のＲＯＶは、光ケーブルを取り外して搬送する際、光ケーブルの一端に設けられた光コネクタをＲＯＶの本体から取り外すことにより、ＲＯＶと光ケーブルを分離していた。しかし、光コネクタをＲＯＶの本体から取り外した際に、光ケーブルの端部表面に汚れが付着してしまい、通信のエラーレートが上昇したり通信が不可能になってしまうといった問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光ケーブルをＲＯＶ等の電子機器から着脱することにより生じる不都合を解消することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係るアダプタは、光ケーブルと水中で使用される電子機器との接続に用いられる、光電変換装置を備えたアダプタであって、前記電子機器に着脱自在に取り付けるための取付構造を備え、前記光電変換装置は、防水構造と、前記光ケーブルとの接続に用いる第１の接続部と、前記電子機器との接続に用いる第２の接続部とを備え、前記第２の接続部は、前記電子機器と着脱自在の構造であることを特徴とする。

前記第１の接続部は、前記光ケーブルと一体的に接続されてもよい。

前記第２の接続部は、前記電子機器との間で、非接触で信号を送信又は受信してもよい。

前記電子機器は、無人探査機であってもよい。

また、本発明に係る電子機器は、光ケーブルとの接続に用いられるアダプタを備えた水中で使用される電子機器であって、前記アダプタを着脱自在に取り付ける取付構造を備え、前記アダプタが備える光電変換装置は、防水構造と、前記光ケーブルとの接続に用いる第１の接続部と、前記電子機器との接続に用いる第２の接続部とを備え、前記第２の接続部は、前記電子機器と着脱自在の構造であることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器を搬送する方法は、水中で使用される電子機器を搬送する搬送方法であって、防水構造と、光ケーブルが接続された第１の接続部と、前記電子機器との接続に用いる第２の接続部とを備える光電変換装置を有するアダプタを用い、前記第２の接続部と、前記電子機器を着脱することにより、前記光ケーブルと前記電子機器を分離して、前記電子機器を搬送する搬送方法である。

本発明によれば、光ケーブルをＲＯＶ等の電子機器から着脱することにより生じる不都合を解消することができる。

アダプタ５の構成の一例を示す図である。

１．実施形態
図１は、ＲＯＶ１を、光ケーブル２を介して船舶３上の情報処理装置４に通信可能なように接続するためのアダプタ５の構成の一例を示す図である。アダプタ５は、同図に示すように、光ケーブル２を介して船舶３上の情報処理装置４と接続されるとともに、通信ケーブル６を介してＲＯＶ１と接続される。

ここでＲＯＶ１とは、有索式かつ遠隔操作型の無人探査機（言い換えると、無人潜水機、水中ロボット又は水中ドローン）である。ＲＯＶ１は、アダプタ５が着脱自在に取り付けられ、水中で使用される電子機器の一例である。ＲＯＶ１は、具体的には、本体フレームと、水中を撮影するための水中カメラと、水中を照らすための水中ライトと、ＲＯＶ１に推進力を与える推進器と、ＲＯＶ１の動作を制御するための制御装置とを備える（いずれも図示略）。また、ＲＯＶ１は、アダプタ５を自機に着脱自在に取り付けるための取付構造１１を本体フレームに備える。この取付構造１１については後述する。なお、ＲＯＶ１は、上記の構成要素の他にも、ＧＰＳ受信機、電子コンパス、深度センサ、ソナー、マニピュレータ、バッテリ（船舶３から有線で電力を供給されない場合）等を備えてもよい。

このＲＯＶ１に着脱自在に取り付けられるアダプタ５は、防水構造をなす防水容器５１と、防水容器５１に収容される光電変換装置５２と、防水容器５１の内外を連通する光コネクタ５３と、光コネクタ５３と光電変換装置５２とを接続する光ケーブル５４と、防水容器５１の内外を連通する通信コネクタ５５と、通信コネクタ５５と光電変換装置５２とを接続する通信ケーブル５６と、防水容器５１の外壁又は外壁から延びるフランジに設けられる取付構造５７とを備える。アダプタ５は、ＲＯＶ１の本体フレーム内に収容されてもよいし、本体フレームの外側に取り付けられてもよい。

防水容器５１は、耐圧性又は均圧性の容器であってもよい。ここで均圧性の容器とは、容器内部を絶縁油等の液体又はゲルで満たした容器である。なお変形例として、防水容器５１は、光電変換装置５２の周囲を樹脂で固めること（すなわち樹脂封止）により形成されてもよい。

光電変換装置５２は、船舶３上の情報処理装置４から光ケーブル２を介して送信される光信号を電気信号に変換して、通信ケーブル６を介してＲＯＶ１に送信する。また、光電変換装置５２は、ＲＯＶ１から通信ケーブル６を介して送信される電気信号を光信号に変換して、光ケーブル２を介して船舶３上の情報処理装置４に送信する。ここで、情報処理装置４からＲＯＶ１に対して送信される信号は、例えば、ＲＯＶ１の水中カメラ、水中ライト、推進器等を制御するための制御信号である。一方、ＲＯＶ１から情報処理装置４に対して送信される信号は、例えば、ＲＯＶ１の水中カメラにより撮影された画像信号である。

光コネクタ５３は、船舶３上の情報処理装置４から延びる光ケーブル２の一端を接続するための部材である。具体的には、光コネクタ５３には、光ケーブル２の一端に取り付けられた光コネクタ２１が接続される。光コネクタ５３に対して光コネクタ２１が接続されると、光ケーブル５４を構成する光ファイバの端面と、光ケーブル２を構成する光ファイバの端面の突き合わせがなされ、互いに接触させられる。その際の突き合わせ面の直径（言い換えると接触面の直径）は、例えば９μｍである。

光コネクタ５３と光コネクタ２１は、互いに接続される際に、光ファイバ同士の軸ずれや角度ずれや間隙が発生してしまうと、光接続損失が生じてしまう。そのため、これらの発生を防止するために、例えば、スリーブ嵌合方式やピン嵌合方式により互いに接続される。ここで、スリーブ嵌合方式とは、各コネクタにおいて光ファイバを被覆する円筒フェルールを、断面Ｃ型の割スリーブ内に互いに対向するように挿入して、光ファイバの端面同士を突き合わせる接続方式である。一方、ピン嵌合方式とは、各コネクタにおいて光ファイバを被覆する矩形のフェルールに、嵌合ピンを挿入するための穴を形成し、互いの穴に嵌合ピンが挿入されることで、光ファイバの端面同士を突き合わせる接続方式である。

通信コネクタ５５は、ＲＯＶ１から延びる通信ケーブル６の一端を接続するための部材である。具体的には、通信コネクタ５５には、通信ケーブル６の一端に取り付けられた通信コネクタ６１が接続される。通信コネクタ５５は、通信コネクタ６１と着脱自在に取り付けることが可能な構造となっている。通信コネクタ５５に対して通信コネクタ６１が接続されると、通信ケーブル５６を構成する導体と、通信ケーブル６を構成する導体とが互いに電気的に接続される。通信コネクタ５５と通信コネクタ６１は、例えば、雌雄嵌合型のコネクタである。雌雄嵌合型のコネクタである場合、雄型コネクタのピンの端面の直径は、例えば２ｍｍである。この場合、通信コネクタ５５又は６１のピンの端面の直径は、光コネクタ５３及び２１の光ファイバ同士の突き合わせ面の直径よりも大きい。そのため、ピンの端面の接触面積も、光ファイバ同士の突き合わせ面の接触面積よりも大きくなる。

取付構造５７は、アダプタ５をＲＯＶ１に繰り返し着脱自在に取り付けるための構造である。取付構造５７は、ＲＯＶ１の取付構造１１と連携して、アダプタ５をＲＯＶ１に繰り返し着脱自在に取り付ける。取付方法には、工具を用いて着脱自在に取り付ける方法と、工具を用いないで着脱自在に取り付ける方法がある。工具を用いる方法には、例えば、ねじ止めがある。ねじ止めの場合、取付構造５７と取付構造１１は、各々、ねじ止め用の貫通孔となる。または、一方がねじ止め用の貫通孔となり、他方がねじ穴となる。一方、工具を用いない方法には、例えば、ロックフックを用いる方法と、ラッチ錠を用いる方法と、ファスナ（言い換えると留め金具）を用いる方法と、磁石を用いる方法と、嵌め合いがある。ロックフックを用いる場合には、取付構造５７と取付構造１１は、各々、ロックフック係合用の貫通孔となる。ラッチ錠を用いる場合には、取付構造５７と取付構造１１のうち、一方がラッチ錠のラッチボルトとなり、他方がラッチボルトを挿入するためのラッチ受けとなる。ファスナを用いる場合には、取付構造５７と取付構造１１のうち、一方がファスナの係合部となり、他方が被係合部となる。磁石を用いる場合には、取付構造５７と取付構造１１のうち、一方が磁石となり、他方が磁性体の部材となる。嵌め合いの場合は、取付構造５７と取付構造１１のうち、一方が嵌め合い用の凸部となり、他方が凹部となる。
なお、以上説明したうちの２以上の方法を組み合わせてもよい。

このアダプタ５が取り付けられたＲＯＶ１は、光ケーブル２を取り外して搬送する際、通信コネクタ５５から通信コネクタ６１を取り外し、アダプタ５をＲＯＶ１から取り外すことで、ＲＯＶ１と光ケーブル２を分離することができる。そのため、従来のＲＯＶと異なり、光ケーブル２を取り外すために、光コネクタ５３から光コネクタ２１を取り外す必要がない。その結果、本実施形態に係るＲＯＶ１では、光コネクタ５３及び２１の着脱時に光ケーブル２の端面表面が摩耗したり汚れが付着したりして、通信のエラーレートが上昇したり通信が不可能となってしまうという不都合が解消される。

２．変形例
上記の実施形態は以下に記載するように変形してもよい。なお、以下に記載する１以上の変形例は互いに組み合わせてもよい。

２−１．変形例１
ＲＯＶ１は、アダプタ５が着脱自在に取り付けられ、水中で使用される電子機器の一例である。アダプタ５は、ＲＯＶ１以外の、水中で使用される電子機器に着脱自在に取り付けられてもよい。例えば、水中曳航型の無人探査機に着脱自在に取り付けられてもよい。または、中継装置等の通信機器や、水中カメラや水質計等の計測機器や、水中ブルドーザ等の水中土木作業用機械に着脱自在に取り付けられてもよい。

２−２．変形例２
ＲＯＶ１は、搬送のために光コネクタ５３及び２１を分離する必要がないため、光電変換装置５２と光ケーブル２とを一体的に接続するようにしてもよい。ここで、光電変換装置５２と光ケーブル２とを一体的に接続する方法には、光コネクタ５３及び２１の接続を固定部材により固定する方法と、光ケーブル２の一端を、光コネクタ５３及び２１を介さずに直接、光電変換装置５２に接続する方法がある。前者の方法には、例えば、接着剤による接着とねじ止めがある。接着剤による接着の場合には、光コネクタ５３及び２１を分離しようとすると破壊を伴う。ねじ止めの場合には、光コネクタ５３及び２１を分離しようとする場合、工具が必要となる。一方、後者の方法には、防水容器５１の壁部に、光ケーブル２を通すためのケーブルペネトレータを設置する方法と、防水容器５１の壁部に、光ケーブル２を通すための貫通孔を設け、光ケーブル２と貫通孔の隙間を樹脂で埋めるという方法がある。ここで、ケーブルペネトレータとは、防水容器５１の内外を連通して光ケーブル２を通しつつ、防水容器５１の密閉状態を維持する器具である。ケーブルペネトレータには、光コネクタ５３及び２１と比較して価格が非常に安いというメリットがある。
なお、以上説明したうちの２以上の方法を組み合わせてもよい。

２−３．変形例３
光電変換装置５２は、ＲＯＶ１との間で、非接触で信号を送信、受信又は送受信してもよい。言い換えると、光電変換装置５２とＲＯＶ１との接続は、無線で行ってもよい。信号の送受信には、ＮＦＣ（Near Field Communication）等の既存の近距離無線通信技術を用いてよい。

２−４．変形例４
アダプタ５をＲＯＶ１に繰り返し着脱自在に取り付けるにあたり、アダプタ５側の取付構造５７は省略されてもよい。その場合の取付方法には、工具を用いて着脱自在に取り付ける方法と、工具を用いないで着脱自在に取り付ける方法がある。工具を用いる方法には、例えば、アダプタ５の防水容器５１を挟んで固定するためのクランプを用いる方法がある。クランプを用いる場合には、ＲＯＶ１の取付構造１１はクランプとなる。一方、工具を用いない方法には、例えば、アダプタ５の防水容器５１を、面ファスナを取り付けたバンドでＲＯＶ１の本体フレームに固定する方法と、アダプタ５の防水容器５１を、ＲＯＶ１の本体フレームに形成された孔に嵌め込む方法がある。前者の方法の場合、ＲＯＶ１の取付構造１１はバンドとなり、後者の方法の場合、嵌め込み用の孔となる。

２−５．変形例５
防水容器５１にバッテリを格納し、このバッテリからＲＯＶ１に対して電力を供給してもよい。バッテリの電力は、有線でＲＯＶ１に対して供給してもよいし、無線で供給してもよい。有線で給電する場合、バッテリから延びる電源ケーブルは、防水容器５１の内外を連通する電源用のコネクタを介してＲＯＶ１に接続されてもよいし、ケーブルペネトレータを介して接続されてもよい。無線で給電する場合には、既存の非接触給電方式を用いてよい。

２−６．変形例６
通信コネクタ５５は、防水容器５１と一体的に形成されてもよい。言い換えると、防水容器５１の一部を防水コネクタとして形成してもよい。また、通信コネクタ５５は、通信コネクタ６１と通信ケーブル６とを介さずに、直接、ＲＯＶ１に接続される構造を有してもよい。また、通信コネクタ５５と通信コネクタ６１のうち一方は、スプリングコネクタ（又はスプリングピンコネクタ）であってもよい。

２−７．変形例７
上記の実施形態では、アダプタ５側に通信コネクタ５５が取り付けられ、この通信コネクタ５５に通信コネクタ６１を接続することにより、光電変換装置５２とＲＯＶ１の通信が可能となっている。しかし、通信コネクタは必ずしもアダプタ５側に取り付けられる必要はなく、例えば、ＲＯＶ１側の筐体に通信コネクタを取り付け、この通信コネクタに、光電変換装置５２から延びる通信ケーブル５６の一端に取り付けられた通信コネクタを接続することにより、光電変換装置５２とＲＯＶ１の通信を可能にしてもよい。この場合、光電変換装置５２から延びる通信ケーブル５６の一端に取り付けられた通信コネクタは、本発明に係る「第２の接続部」の一例である。

１…ＲＯＶ、２…光ケーブル、３…船舶、４…情報処理装置、５…アダプタ、６…通信ケーブル、１１…取付構造、２１…光コネクタ、５１…防水容器、５２…光電変換装置、５３…光コネクタ、５４…光ケーブル、５５…通信コネクタ、５７…取付構造、６１…通信コネクタ

Claims (6)

1. 光ケーブルと水中で使用される電子機器との接続に用いられる、光電変換装置を備えたアダプタであって、
   前記電子機器に着脱自在に取り付けるための取付構造を備え、
   前記光電変換装置は、防水構造と、前記光ケーブルとの接続に用いる第１の接続部と、前記電子機器との接続に用いる第２の接続部とを備え、
   前記第２の接続部は、前記電子機器と着脱自在の構造であることを特徴とするアダプタ。
2. 前記第１の接続部は、前記光ケーブルと一体的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のアダプタ。
3. 前記第２の接続部は、前記電子機器との間で、非接触で信号を送信又は受信することを特徴とする請求項１又は２に記載のアダプタ。
4. 前記電子機器は、無人探査機であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアダプタ。
5. 光ケーブルとの接続に用いられるアダプタを備えた水中で使用される電子機器であって、
   前記アダプタを着脱自在に取り付ける取付構造を備え、
   前記アダプタが備える光電変換装置は、防水構造と、前記光ケーブルとの接続に用いる第１の接続部と、前記電子機器との接続に用いる第２の接続部とを備え、
   前記第２の接続部は、前記電子機器と着脱自在の構造であることを特徴とする電子機器。
6. 水中で使用される電子機器を搬送する搬送方法であって、
   防水構造と、光ケーブルが接続された第１の接続部と、前記電子機器との接続に用いる第２の接続部とを備える光電変換装置を有するアダプタを用い、
   前記第２の接続部と、前記電子機器を着脱することにより、前記光ケーブルと前記電子機器を分離して、前記電子機器を搬送する搬送方法。

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