JP7223524B2 - 接続容器及び無人探査機 - Google Patents

Description

本発明は、水中用の無人探査機に装着される複数の耐圧容器を連通させるための耐圧性の接続容器に関する。

従来、水中用の無人探査機としてＲＯＶ（Remotely Operated Vehicle）が知られている（例えば特許文献１参照）。ＲＯＶは、水中探査用の様々な機器により構成され、各機器は必要に応じてケーブルにより接続されている。例えば、ＲＯＶの動作を制御するための制御装置は、バッテリと電源ケーブルにより接続されている。

特開昭６１－２０００８９号公報

ＲＯＶの制御装置とバッテリは、バッテリの交換の容易性を考慮して、一般に、別々の耐圧容器に収容される。そのため、両装置を接続する電源ケーブルは、耐圧容器外の水圧に耐えられるように、十分に耐圧性を備えている必要がある。しかし、電源ケーブルに限らず耐圧性を備えるケーブルは、一般に、製造のリードタイムが長いことや、高価である等の種々の問題があり、可能な限り耐圧ケーブルの使用を抑制する課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、水中用の無人探査機が備える装置を接続するにあたり、耐圧ケーブルの使用を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る接続容器は、水中用の無人探査機に装着される第１及び第２の耐圧容器を連通させるための耐圧性の接続容器であって、前記第１の耐圧容器に収容される装置と前記第２の耐圧容器に収容される装置とを接続するケーブルを通す。

好適な態様において、前記接続容器は、前記第１の耐圧容器と前記接続容器を着脱自在に連通接続させるための第１の接続部と、前記第２の耐圧容器と前記接続容器を着脱自在に連通接続させるための第２の接続部とを備える。

さらに好適な態様において、前記接続容器は、前記第１及び第２の耐圧容器のうちの一方から流入した水が他方に向かって移動するのを妨げるための隔壁をさらに備える。

前記ケーブルは通信ケーブルであってもよい。

さらに好適な態様において、前記接続容器は、前記第１又は第２の装置を操作するための操作部をさらに備える。

さらに好適な態様において、前記接続容器は、前記第１又は第２の装置により使用されるバッテリ、メモリ又はヒューズを収容する。

また、本発明に係る水中用の無人探査機は、第１及び第２の耐圧容器と、前記第１及び第２の耐圧容器を連通させるための耐圧性の接続容器であって、前記第１の耐圧容器に収容される装置と前記第２の耐圧容器に収容される装置とを接続するケーブルを通すための接続容器とを備える。

本発明によれば、水中用の無人探査機が備える装置を接続するにあたり、耐圧ケーブルの使用を抑制することができる。

ＲＯＶ１の斜視図 ＲＯＶ１の平面図 ＲＯＶ１の背面図 図２のＩ―Ｉ線断面図 図４に示す接続容器９の周辺を示す拡大図 図４に示す接続容器９が第１耐圧容器７と第２耐圧容器８から取り外された状態を示す図 隔壁１２を備える接続容器９Ａの縦断面図

１．実施形態
本発明の一実施形態に係るＲＯＶ１について図１～図３を参照して説明する。図１は、ＲＯＶ１の斜視図であり、図２は、ＲＯＶ１の平面図であり、図３は、ＲＯＶ１の背面図である。これらの図に例示するＲＯＶ１は、有線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、概略、本体フレーム２と、水中を撮影するための水中カメラ３（図４参照）と、水中を照らすための水中ライト４と、ＲＯＶ１に推進力を与えるための推進器５と、ＲＯＶ１の動作を制御するための制御装置６（図４参照）とを備える。これらの構成要素以外にも、ＧＰＳ受信機、電子コンパス、深度センサ、ソナー、マニピュレータ等を備えてもよい。また、ＲＯＶ１は、第１耐圧容器７と、第２耐圧容器８と、これらの容器を連通させるための接続容器９とを備える。以下、これら３つの構成要素について図４～図６を参照して詳述する。

図４は、図２のＩ―Ｉ線断面図であり、図５は、図４に示す接続容器９の周辺を示す拡大図であり、図６は、図４に示す接続容器９が第１耐圧容器７と第２耐圧容器８から取り外された状態を示す図である。これらの図に例示する第１耐圧容器７は、ＲＯＶ１を駆動させるためのバッテリ１０を収容するための防水性の容器である。この第１耐圧容器７は、樹脂製又はアルミ製であり、円筒状の容器本体７１と、容器本体７１の一方の開口を塞ぐ円板状の蓋部７２と、容器本体７１の他方の開口を塞ぐ円板状の蓋部７３とを備える。蓋部７３の中央には円形の開口が形成されており、この開口を囲むように円筒状の接続用ソケット７４が設けられている。この接続用ソケット７４の外側面には、複数のＯリング７５が取り付けられている。この第１耐圧容器７は、ＲＯＶ１の側面視下方、かつ平面視中央に、ＲＯＶ１の長手方向に略平行に配置される。第１耐圧容器７は、ねじ止め等により本体フレーム２に固定される。

次に、第２耐圧容器８は、制御装置６を収容するための防水性の容器である。この第２耐圧容器８は、樹脂製又はアルミ製であり、円筒状の容器本体８１と、容器本体８１の一方の開口を塞ぐ半円球状の透明な蓋部８２と、容器本体８１の他方の開口を塞ぐ円板状の蓋部８３とを備える。蓋部８３の端寄りには円形の開口が形成されており、この開口を囲むように円筒状の接続用ソケット８４が設けられている。この接続用ソケット８４の端部の外側面には、複数のＯリング８５が取り付けられている。この第２耐圧容器８は、ＲＯＶ１の側面視上方、かつ平面視中央に、ＲＯＶ１の長手方向に略平行に配置される。すなわち、第１耐圧容器７の上方に配置される。第２耐圧容器８は、ねじ止め等により本体フレーム２に固定される。

次に、接続容器９は、第１耐圧容器７と第２耐圧容器８を連通させるための耐圧性かつ防水性の容器である。言い換えると、第１耐圧容器７と第２耐圧容器８の各々の内部空間を連続させるための容器である。この接続容器９には、第１耐圧容器７に収容されるバッテリ１０と第２耐圧容器８に収容される制御装置６とを接続する電源ケーブル１１（図４及び図６では図示略）が通される。この接続容器９は、樹脂製又はアルミ製であり、有底筒状の容器本体９１と、容器本体９１の開口を塞ぐ板状の蓋部９２とを備える。容器本体９１は、その断面形状が長楕円形であり、その底部には、円形の第１孔部９３及び第２孔部９４が形成されている。蓋部９２は、容器本体９１と同様に長楕円形の形状を有する。

容器本体９１の第１孔部９３は、第１耐圧容器７の接続用ソケット７４を挿入するための開口であり、第１孔部９３に接続用ソケット７４が挿入されると、接続容器９と第１耐圧容器７は着脱自在に連通接続される。言い換えると、両容器は、工具を使用せずとも着脱可能であり、かつ両容器の各々の内部空間が連続するように接続される。一方、第２孔部９４は、第２耐圧容器８の接続用ソケット８４を挿入するための開口であり、第２孔部９４に接続用ソケット８４が挿入されると、接続容器９と第２耐圧容器８は着脱自在に連通接続される。言い換えると、両容器は、工具を使用せずとも着脱可能であり、かつ両容器の各々の内部空間が連続するように接続される。接続容器９に第１耐圧容器７と第２耐圧容器８の両方が接続されると、これらの容器の内部には密閉空間が形成される。そのため、第１耐圧容器７に収容されるバッテリ１０と第２耐圧容器８に収容される制御装置６とを接続する電源ケーブル１１は、必ずしも耐圧性を備えていなくてもよい。電源ケーブル１１として、耐圧ケーブルの使用を抑制できる。

接続容器９は、ＲＯＶ１の側面視下方、かつ平面視中央に、その長手方向が、第１耐圧容器７と第２耐圧容器８の並び方向と略平行となるように配置される。接続容器９は、ねじ止め等により本体フレーム２に固定的に取り付けられてもよいし、ロックフックやラッチ錠やファスナ（言い換えると、留め金具）を用いて本体フレーム２に着脱自在に取り付けられてもよい。

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、以下の変形例は互いに組み合わせてもよい。

２－１．変形例１
ＲＯＶ１では、第１耐圧容器７が接続用ソケット７４を備え、接続容器９が、接続用ソケット７４を挿入するための第１孔部９３を備えているが、接続容器９に接続用ソケットを備えさせ、第１耐圧容器７に、この接続用ソケットを挿入するための孔部を備えさせるようにしてもよい。すなわち、接続部の雌雄を逆転させてもよい。これは、第２耐圧容器８と接続容器９の接続方法についても同様である。

２－２．変形例２
上述した第１耐圧容器７及び第２耐圧容器８の素材、形状及び配置は、あくまで一例にすぎない。例えば、これらの容器の本体形状及び接続用ソケットは、円筒状に限られず、角筒状や楕円筒状であってもよい。また、これらの容器は、上下逆に配置されてもよいし、水平方向に直列又は並列に並べて配置されてもよい。

２－３．変形例３
上述した接続容器９の素材、形状及び配置は、あくまで一例にすぎない。例えば、この容器の本体の断面形状及び蓋部９２の形状は、長楕円形に限られず、矩形や円形であってもよい。また、この容器の第１孔部９３及び第２孔部９４の形状は、円形に限られず、矩形や楕円形であってもよい。また、第１孔部９３及び第２孔部９４の開口方向は、互いに異なってもよい。また、容器本体９１と蓋部９２は一体として成形されてもよい。また、接続容器９は、その内部に、第１孔部９３及び第２孔部９４のうちの一方を介して流入した水が他方に向かって移動するのを妨げるための隔壁を備えてもよい。図７は、隔壁１２を備える接続容器９Ａの縦断面図である。同図に例示する隔壁１２は、板状の形状を有し、その中央に、電源ケーブル１１を通すためのケーブルペネトレータ１２１を備える。このケーブルペネトレータ１２１は、電源ケーブル１１を通しつつ、流体の通過を妨げるための器具である。また、隔壁１２は、接続容器９Ａの長手方向に対して略垂直に配置される。この隔壁１２を備えることで接続容器９Ａは、第１耐圧容器７と第２耐圧容器８のいずれかで浸水が発生した場合に、当該浸水を当該区画のみに局限することができる。なお、図７に示す隔壁１２の形状、配置及び枚数はあくまで一例にすぎない。例えば、隔壁１２のケーブルペネトレータ１２１の位置は隔壁１２の縁部でもよい。また、隔壁１２は、接続容器９Ａの長手方向に対して傾けて配置されてもよい。また、隔壁１２の枚数は２枚以上であってもよい。

２－４．変形例４
接続容器９に、さらに１以上の孔部を備えさせ、さらに１以上の耐圧容器を着脱自在に連通接続可能としてもよい。その場合、接続容器９は、それぞれ別々の耐圧容器に収容される３以上の装置を接続するケーブルを通すようにしてもよい。

２－５．変形例５
接続容器９は、第１耐圧容器７及び第２耐圧容器８と必ずしも着脱自在に接続されなくてもよい。接続容器９と第１耐圧容器７及び第２耐圧容器８は、ねじ止め等により固定的に接続されてもよい。

２－６．変形例６
接続容器９に、第２耐圧容器８に収容される制御装置６を操作するための操作部を備えさせてもよい。より具体的には、接続容器９の容器本体９１又は蓋部９２に、外部から操作可能なように（言い換えると、外面に露出するように）、スイッチや操作パネルを備えさせてもよい。このように接続容器９に操作部を備えさせることで、第２耐圧容器８から制御装置６を取り出さなくても、当該装置を直接操作することができる。

２－７．変形例７
接続容器９に、第２耐圧容器８に収容される制御装置６により使用される予備バッテリ、メモリ及びヒューズのうちの少なくとも１以上を収容するようにしてもよい。接続容器９は、第１耐圧容器７及び第２耐圧容器８と着脱自在に接続されるため、接続容器９にこれらの部品を収容すれば、その交換が容易になる。

２－８．変形例８
接続容器９は、制御装置６やバッテリ１０以外の装置を収容する耐圧容器同士を連通させるために利用されてもよい。その際、耐圧容器に収容される装置によっては、通信ケーブルや光ケーブル等の、電源ケーブル１１以外のケーブルを通すようにしてもよい。

２－９．変形例９
接続容器９は、ＲＯＶ１以外の、水中で使用される電子機器において利用されてもよい。例えば、水中曳航型の無人探査機や、水中ブルドーザ等の水中土木作業用機械において利用されてもよい。

１…ＲＯＶ、２…本体フレーム、３…水中カメラ、４…水中ライト、５…推進器、６…制御装置、７…第１耐圧容器、８…第２耐圧容器、９、９Ａ…接続容器、１０…バッテリ、１１…電源ケーブル、１２…隔壁、７１…容器本体、７２、７３…蓋部、７４…接続用ソケット、７５…Ｏリング、８１…容器本体、８２、８３…蓋部、８４…接続用ソケット、８５…Ｏリング、９１…容器本体、９２…蓋部、９３…第１孔部、９４…第２孔部、１２１…ケーブルペネトレータ

Claims (7)

1. 水中用の無人探査機の内部において、各々開口部を有する筒体であって、中心軸が互いに略平行で各々の開口部が対向しないように配置された、第１の耐圧容器及び第２の耐圧容器を連通させるための耐圧性の接続容器であって、
   前記第１の耐圧容器の開口部に対応する位置に設けられ、前記第１の耐圧容器と前記接続容器とを着脱自在に連通接続させるための第１の接続部と、
   前記第２の耐圧容器の開口部に対応する位置に設けられ、前記第２の耐圧容器と前記接続容器を着脱自在に連通接続させるための第２の接続部と
   を備え、
   前記第１の耐圧容器に収容される装置と前記第２の耐圧容器に収容される装置とを接続するケーブルを、各開口部を介して通す、
   接続容器。
2. 前記第１の耐圧容器は、前記無人探査機を駆動させるためのバッテリを収容し、前記第２の耐圧容器よりも前記無人探査機の底部に近い側に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の接続容器。
3. 前記第１及び第２の耐圧容器のうちの一方から流入した水が他方に向かって移動するのを妨げるための隔壁をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の接続容器。
4. 前記ケーブルは通信ケーブルである
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接続容器。
5. 前記第１の耐圧容器に収容される装置又は前記第２の耐圧容器に収容される装置を操作するための操作部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の接続容器。
6. 前記第１の耐圧容器に収容される装置又は前記第２の耐圧容器に収容される装置により使用されるバッテリ、メモリ又はヒューズを収容する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の接続容器。
7. 第１の耐圧容器と、
   第２の耐圧容器と、
   各々開口部を有する筒体であって、中心軸が互いに略平行で各々の開口部が対向しないように配置された、第１の耐圧容器及び第２の耐圧容器を連通させるための耐圧性の接続容器であって、前記第１の耐圧容器の開口部に対応する位置に設けられ、前記第１の耐圧容器と前記接続容器とを着脱自在に連通接続させるための第１の接続部と、前記第２の耐圧容器の開口部に対応する位置に設けられ、前記第２の耐圧容器と前記接続容器を着脱自在に連通接続させるための第２の接続部とを備え、前記第１の耐圧容器に収容される装置と前記第２の耐圧容器に収容される装置とを接続するケーブルを、各開口部を介して通す、接続容器と
   を備える水中用の無人探査機。

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