(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平スラスタ及び垂直スラスタを、それぞれ進行方向に直角な方向の両側に備えた主要部と、該主要部の進行方向に直角な軸回りに回動及び停止し、一端に浮力体を、他端に錘を設けた回転浮力体と、該回転浮力体を回動させる回動手段と、を備えており、
前記回転浮力体が、回動軸心方向における前記主要部の両側に備えられ、且つ、水中において外力が加わらない限り浮きも沈みもしない中性浮力体であることを特徴とするピッチング機能付き水中監視カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海底撮影用のピッチング機能付水中監視カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のピッチング機能付水中監視カメラは、進行方向に対して平行に設けた水平プロペラ（以下水平スラスタとする）及び進行方向に対して直角に設けた垂直プロペラ（以下垂直スラスタとする）により推進力を得て目標物まで接近し、目標物を撮影していた。
【０００３】
また、特開昭６１−３６０９５号公報のように、ピッチング機能付水中監視カメラ内で錘を往復移動させたり、特公平５−７９５６０号公報のように、振子を使用してピッチング機能付水中監視カメラの重心の位置を変えることによりピッチング機能付水中監視カメラを進行方向に向けていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、錘をピッチング機能付水中監視カメラ内で往復移動させることにより重心位置を移動させる方法では、ピッチング機能付水中監視カメラに計測機器や作業用機器を搭載した場合又は搭載しない場合などで重心の位置が変化するため、その都度錘の位置を適切に調整しなければならず、また、ピッチング機能付水中監視カメラの傾く動作（ピッチング）の応答性が悪く、また、特公平４−３８６３４号公報のように球状の殻内にカメラを内蔵したピッチング機能付水中監視カメラでは、ピッチング機能付水中監視カメラをどのような向きに向けても進行方向に対する対向面積が変化せず、流体抵抗が変化しないため推進速度を向上させることはできない。また、特公平５−７９５６０号公報では複数のスラスタを必要に応じて正回転または逆回転させることによりピッチング機能付水中監視カメラ本体にモーメントを発生させて向きを調整するため、進路を変える際には速度を落とし、ピッチング機能付水中監視カメラの向きを変更してから通常の速度に戻さなければならず、推進速度を保ったまま進路を変更することはできなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水平スラスタ及び垂直スラスタを、それぞれ進行方向に直角な方向の両側に備えた主要部と、該主要部の進行方向に直角な軸回りに回動及び停止し、一端に浮力体を、他端に錘を設けた回転浮力体と、該回転浮力体を回動させる回動手段と、を備えており、前記回転浮力体が、回動軸心方向における前記主要部の両側に備えられ、且つ、水中において外力が加わらない限り浮きも沈みもしない中性浮力体であることを特徴とするピッチング機能付き水中監視カメラである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用したピッチング機能付水中監視カメラ１００の正面図を示しており、図２は同じく側面図を示しており、図３は同じく平面図を示している。ピッチング機能付水中監視カメラ１００は、図２に示すように大径耐圧容器１と透明なアクリルドーム２が水密を保ち、かつ取り外し可能に固着しており、ＴＶカメラ１０を内蔵している。
【０００７】
図２に破線で示すように、水平スラスタ３、垂直スラスタ４をそれぞれ備えた小径耐圧容器５、６は溶着している。耐圧容器５、６には、水平スラスタ３及び垂直スラスタ４をそれぞれ回転させるモータやスイッチング電源（図示せず）が内蔵してある。図１、図３に示すように、大径耐圧容器１と小径耐圧容器５、６は複数の連結部材７を媒介として溶着して一体化している。また、小径耐圧容器５には、ＴＶカメラ１０で水中撮影がし易くなるように水中ランプ１１が固着してある。
【０００８】
図１、図３に示すように、大径耐圧容器２にはボルト孔（図示せず）を有するブラケット１２が溶着してある。図１、図２で見て大径耐圧容器２の上部にはＴＶカメラ１０等に電気を供給するためのコネクタブロック１６が溶着してある。コネクタブロック１６にはテザーケーブル１５（図２、図３）が繋がっている。このテザーケーブル１５は、電気配線及び画像データ送信用のケーブル等から構成している。また、図１に示すように、大径耐圧容器２の下部にはバランサ回転モータ１７を固着したブラケット１８が溶着してある。
【０００９】
図１〜図３に示すように、１枚のアルミ鋼板を４箇所で直角に折り曲げた板１３に２つの小径耐圧容器６を貫通させ、さらに板１３の両端をボルト・ナット１４でブラケット１２に固着している。
【００１０】
バランサ回転モータ１７の回転軸（図示せず）と、図１で見て水平方向に延びる回転伝達シャフト１９にはそれぞれかさ歯車（図示せず）が設けてあり、それぞれのかさ歯車は噛み合っており、バランサ回転モータ１７の回転力は回転伝達シャフト１９に伝達される。回転伝達シャフト１９は、図１に示すように板１３に設けた軸受２０で支持されており、さらに回転伝達シャフト１９の両端にはキー（図示せず）により回転伝達シャフト１９と一体に回動する滑車２１が設けてある。
【００１１】
滑車２１の上方には滑車２２が配置してあり、滑車２２は板１３に設けた軸受け２３により一端を支持される軸２４で支持され、また、滑車２１、２２にはベルト２５が掛けてあり、滑車２２は滑車２１と連動して回動する。軸２４の他端は、図２に示す軸受２６で支持されている。
【００１２】
図１に示すように、錘３２と浮力体３１がシャフト３３の両端にそれぞれ固着して回転浮力体３０を形成している。回転浮力体３０は、全体として中性浮力体（比重１）となっており、水中においては外力が加わらない限り浮きも沈みもしない。回転浮力体３０の回転中心には軸２４が貫通している。また、回転浮力体３０と軸２４の間にはキー（図示せず）が設けてあり、軸２４と回転浮力体３０は一体に回動する。回転浮力体３０が軸２４を中心に回動、停止することによりピッチング機能付水中監視カメラ１００はピッチング機能を発揮する。
【００１３】
ピッチ角は、図示していないが陸上又は船上の角度検出センサにテザーケーブル１５を介して信号を伝送してディスプレイ等の出力装置に角度表示し、オペレータがコントローラを操作することにより回転浮力体３０を回動、停止させて調整する。
【００１４】
軸２４の他端を支持する軸受け２６の図２で見て左右両側には、水平方向に２本のフレーム４０の一端がそれぞれ固着してあり、フレーム４０のそれぞれの他端にはフレーム４１が溶着している。フレーム４１の両端は１本のパイプ又は平鋼が閉じた形状をしたフレーム４２の内側に溶着してある。図１で見て左右両側のフレーム４２には４本のフレーム４３（図１では上下２本を示し、図３では前後２本を示している）が溶着している。下の２本のフレーム４３（図１には１本のみ図示）には、溝型鋼からなる梁４４を溶着している。梁４４はフレーム４３と板１３の間に隙間無く介在しており、また、ブラケット１８、板１３、梁４４は４組のボルト・ナット４７（図１には２組のみ図示している）で固着している。
【００１５】
図１、図３に示すように、上の２本のフレーム４３には溝型鋼からなる梁４５が溶着してある。梁４５は４本のボルト４６（図１にはそのうちの２本のみ図示している）でコネクタブロック１６に設けた図示しないねじ穴に螺着している。
【００１６】
配線を図示していないが、水平スラスタ３、垂直スラスタ４、ＴＶカメラ１０、水中ランプ１１及びバランサ回転モータ１７はそれぞれテザーケーブル１５から電気を供給されて動作する。また、ＴＶカメラ１０の撮影した映像もテザーケーブル１５を介し、陸上又は船上のモニタに表示される。
【００１７】
以上、大径耐圧容器１（アクリルドーム２を含む）、小径耐圧容器５、６（水平スラスタ３、垂直スラスタ４を含む）により主要部を構成しており、バランサ回転モータ１７、回転伝達シャフト１９、滑車２１、２２、ベルト２５、軸２４、回転浮力体３０によりピッチング機構を構成しており、主要部とピッチング機構を板１３及び各フレーム等で支持している。
【００１８】
次に動作を説明する。ピッチング機能付水中監視カメラ１００を陸上あるいは船の上から水中に入れ、図示しない電源からテザーケーブル１５を経て電気が供給され、水平スラスタ３及び又は垂直スラスタ４を作動させ、水中を走らせる。
【００１９】
図４に示すように撮影したい目標物５０とピッチング機能付水中監視カメラ１００の位置を結んだ矢印Ｆに対してピッチング機能付水中監視カメラ１００の進行方向Ｇが角度Ａを成していたとすると、図１のバランサ回転モータ１７を作動させ、図４に二点鎖線で示すように回転浮力体３０を鉛直線に対して角度Ａだけ回転させ、その位置で停止させる。
【００２０】
回転浮力体３０が鉛直線に対して角度Ａ傾くと、錘３２に働く重力５２と、浮力体３１に発生する浮力５１が偶力となり、ピッチング機能付水中監視カメラ１００にモーメントが発生する。回転浮力体３０は偶力を解消する向きに角度Ａだけ回転しようとするが、この時回転浮力体３０はピッチング機能付水中監視カメラ１００に対して回動できないため、回転浮力体３０だけでなくピッチング機能付水中監視カメラ１００全体が角度Ａ回転して図４の進行方向Ｇは矢印Ｆ（目標物５０の方向）と一致し、図５の状態となる。
【００２１】
以上のようにしてピッチング機能付水中監視カメラ１００は目標物５０の方向へ進路を変更する。この間、水平スラスタ３の回転速度を変化させなければ、ピッチング機能付水中監視カメラ１００は等速で進路を変更して進む。
【００２２】
発明の実施の形態のように外郭をフレームで構成すると水の抵抗が少なく、揺動しにくいので映像がぶれにくく、また、ピッチング機構と耐圧容器とをボルト・ナットで接続すれば保守を容易に行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
ピッチング機能付水中監視カメラの推進速度を落とさず進路変更ができ、撮影目標物に速やかに接近することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のピッチング機能付水中監視カメラの正面図である。
【図２】  本発明のピッチング機能付水中監視カメラの側面図である。
【図３】  本発明のピッチング機能付水中監視カメラの平面図である。
【図４】  本発明のピッチング機能付水中監視カメラが進路変更する際の概略側面図である。
【図５】  本発明のピッチング機能付水中監視カメラが進路変更が完了した状態の概略側面図である。
【符号の説明】
１７  バランサ回転モータ（回動手段）
１９  回転伝達シャフト（回動手段）
２１  滑車（回動手段）
２２  滑車（回動手段）
２４  軸
２５  ベルト（回動手段）
３０  回転浮力体
３１  浮力体
３２  錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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