(57)【要約】【課題】  荒天時において、水中航走体の姿勢角が変動する場合でも、航走体を安定して把持することができ、使用時において電力ケーブルや圧力源のホースが不要であり、かつ動力源の故障や操作ミスによる誤作動を本質的に回避することができる水中機器把持装置を提供する。【解決手段】  水中機器１は、その一部に一端が揺動可能に取り付けられ他端が通信ケーブル３に接続された細長い軸状突起部材２を備え、その中間部に直径の大きい拡径部２ａを有する。水中機器把持装置１０は、通信ケーブルおよび軸状突起部材を上下方向に貫通して通す中空ガイド管１２と、中空ガイド管の中心に向けて付勢されその内端が拡径部の外側から内側まで移動して拡径部の下面と係合可能な複数の係合爪１４と、係合爪より上方に位置し、中空ガイド管の中心に向けて付勢され、その内端が前記拡径部の外面に沿って外方に移動可能な複数のカムローラ１６と、係合爪と係合してその内端を前記拡径部の外側に保持しかつ前記複数のカムローラの内端が前記拡径部の外面に位置するときに係合爪との係合が外れるストッパ部材１８とを備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母船と通信ケーブルで接続された水中機器を把持するため吊下ワイヤで吊下げられた水中機器把持装置であって、
前記水中機器は、その一部に一端が揺動可能に取り付けられ他端が通信ケーブルに接続された細長い軸状突起部材を備え、該軸状突起部材はその中間部に直径の大きい拡径部を有しており、
前記水中機器把持装置は、通信ケーブルおよび軸状突起部材を上下方向に貫通して通す中空ガイド管と、
該中空ガイド管の中心に向けて付勢されその内端が前記拡径部の外側から内側まで移動して拡径部の下面と係合可能な複数の係合爪と、
係合爪より上方に位置し、中空ガイド管の中心に向けて付勢され、その内端が前記拡径部の外面に沿って外方に移動可能な複数のカムローラと、
前記係合爪と係合してその内端を前記拡径部の外側に保持しかつ前記複数のカムローラの内端が前記拡径部の外面に位置するときに係合爪との係合が外れるストッパ部材とを備えた、ことを特徴とする水中機器把持装置。
【請求項２】
前記複数の係合爪を前記拡径部の外側まで移動させ、拡径部の下面との係合を解除するアクチュエータを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の水中機器把持装置。
【請求項３】
前記中空ガイド管、係合爪、カムローラ及びストッパ部材が取り付けられ上下方向に移動可能な中央フレームと、
該中央フレームを囲み前記水中機器の外面に当接する脚部を有するサポート用構造体と、
サポート用構造体に一端が固定され中央フレームを下方に付勢する圧縮ばねとを備え、
前記中央フレームは、母船から吊下げられた吊下ワイヤを反転して上方に案内する複数のシーブを有し、該吊下ワイヤはシーブを介してサポート用構造体の上部に固定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の水中機器把持装置。
【請求項４】
前記サポート用構造体の脚部は、環状の弾性材からなる、ことを特徴とする請求項３に記載の水中機器把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母船と通信ケーブルで接続された水中機器を揚収のために把持する水中機器把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中での作業や調査のために水中機器（例えば水中航走体）が用いられる。この水中機器は、水面に待機する母船と通信ケーブルで接続された状態で水中で作業や調査を行うようになっている。
【０００３】
かかる水中機器を船から水中に着水させ、或いは水中から揚収するためには、船の甲板に据え付けられたクレーンとそのクレーンから吊下ワイヤで吊下げられた水中機器把持装置を用いる。
水中機器の外壁面には通信ケーブルに連結した軸状突起部材が設けられ、その中間部に突起部が設けられている。水中機器を揚収する際は、クレーンから吊下ワイヤを巻降ろして通信ケーブルに沿って水中機器把持装置を下降させ、水中機器の軸状突起部材を水中機器把持装置で把持する。次いで、吊下ワイヤを巻き上げ、クレーンの先端まで水中機器把持装置を持ち上げるようになっている。
【０００４】
なおかかる水中機器用の把持装置又は回収装置として、特許文献１〜３が既に開示されている。
【０００５】
特許文献１の「調査機器の回収装置」は、図７に示すように、通信ケーブルを上下方向に貫通させるガイド５６と、このガイドの近傍で水平方向に移動する係合部材と、係合部材を調査機器の係合部に向けて付勢するばね５２と、ばねによる係合部材の移動方向とは逆方向に係合部材を移動させる移動手段５１と、上下動自在に設けられ下降した状態で係合部材に係合して係合部材が調査機器の係合部に向けて移動するのを防止しており上昇した状態で係合部材との係合が外れるストッパ５８と、調査機器に接触することによってストッパを上昇させる検出子（図示せず）と、前記係合部材、ばね、移動手段、ストッパ、検出子、ガイドを備えクレーンのロープに吊り下げ可能に設けたフレーム（図示せず）とからなるものである。
【０００６】
特許文献２の「水中航走体用揚収装置」は、揚収装置を水中航走体と平行状態にでき、かつ揚収時間を短縮することを目的とし、図８に示すように、係合金具を略中央に配設した四辺形の枠体（図示せず）と、枠体の四隅に各々回動自在に連結された垂直軸および垂直軸の下方を二股に形成した板とからなる支持板６２、支持板に架設された水平軸に回動自在に設けたローラ６４、および支持板の外側面に固着されローラの回転面とともに支持板の外側面に略球体を形成する緩衝ゴム６５からなる航走体保持部６３を具えたものである。
【０００７】
特許文献３の「水中機器把持装置」は、図９に示すように、凹凸部を有する突起部を備えた水中機器１を把持しうる水中機器把持装置であって、凹凸部に係合しうる係合部材７２と、係合部材が凹凸部を引っ張ると水中機器の外面に当接するサポート用構造体７４と、サポート用構造体に設けられ係合部材を移動させる係合部材移動手段７６と、サポート用構造体に接続された吊り用ケーブル７８と、を備えたものである。
【０００８】
【特許文献１】特公平６−９８９５０号公報、「調査機器の回収装置」
【特許文献２】特開平９−１２３９９３号公報、「水中航走体用揚収装置」
【特許文献３】特開２００３−７２６８４号公報、「水中機器把持装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した水中機器把持装置は、波の荒い荒天時において、水中航走体の姿勢角がピッチ角度±５０度、ヨウ角度±１８０度の範囲で変動する場合でも、航走体を安定して把持できることが要望されている。
しかし、上述した従来の装置では、以下の問題点があった。
（１）荒天時において水中機器の揚収をおこなう際に、水中機器が水面または水中で波の動揺を受けて姿勢が変動するので、誤作動を起こしたり、サポート用構造体の４個の当接部材が水中航走体の側壁面に当接できず、揚収が不可能になることがあった。
（２）通信ケーブル３の他に、電力ケーブルや圧力源のホースを必要とする場合、動力源の故障や操作ミスにより、誤作動を引き起こすおそれがあった。
【００１０】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、荒天時において、水中航走体の姿勢角が変動する場合でも、航走体を安定して把持することができ、使用時において電力ケーブルや圧力源のホースが不要であり、かつ動力源の故障や操作ミスによる誤作動を本質的に回避することができる水中機器把持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、母船と通信ケーブルで接続された水中機器を把持するため吊下ワイヤで吊下げられた水中機器把持装置であって、
前記水中機器は、その一部に一端が揺動可能に取り付けられ他端が通信ケーブルに接続された細長い軸状突起部材を備え、該軸状突起部材はその中間部に直径の大きい拡径部を有しており、
前記水中機器把持装置は、通信ケーブルおよび軸状突起部材を上下方向に貫通して通す中空ガイド管と、
該中空ガイド管の中心に向けて付勢されその内端が前記拡径部の外側から内側まで移動して拡径部の下面と係合可能な複数の係合爪と、
係合爪より上方に位置し、中空ガイド管の中心に向けて付勢され、その内端が前記拡径部の外面に沿って外方に移動可能な複数のカムローラと、
前記係合爪と係合してその内端を前記拡径部の外側に保持しかつ前記複数のカムローラの内端が前記拡径部の外面に位置するときに係合爪との係合が外れるストッパ部材とを備えた、ことを特徴とする水中機器把持装置が提供される。
【００１２】
上記本発明の構成によれば、通信ケーブルおよび軸状突起部材を上下方向に貫通して通す中空ガイド管を有するので、吊下ワイヤで吊下げられた水中機器把持装置を通信ケーブルに沿って下降させ、中空ガイド管の内側に軸状突起部材を貫通させることができる。
また、ストッパ部材が中空ガイド管の中心に向けて付勢された複数の係合爪に係合して、その内端を拡径部の外側に保持するので、複数の係合爪を軸状突起部材と干渉することなく拡径部より下方まで下降させることができる。
次いで、複数のカムローラの内端が拡径部の外面に沿って外方に移動すると、ストッパ部材の係合爪との係合が外れるので、複数の係合爪が付勢力により内側まで移動して拡径部の下面と係合可能となる。
従ってその後吊下ワイヤにより水中機器把持装置を吊上げると、複数の係合爪が軸状突起部材の拡径部下面と係合して水中機器を把持し上方へ吊上げて回収することができる。
【００１３】
また、本発明の構成によれば、ストッパ部材が複数の係合爪に係合してその内端を拡径部の外側に保持するので、待機中に外部動力（電力ケーブルや圧力源のホース）が不要であり、かつ複数のカムローラの内端が拡径部の外面に沿って外方に移動することにより、ストッパ部材の係合爪との係合が外れるので、作動時にも外部動力が不要である。
更に、母船から動力源供給や遠隔操作なしに、カムローラが拡径部の外面に沿って外方に移動することにより付勢力により自動的に作動するので、動力源の故障や操作ミスによる誤作動を本質的に回避することができる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記複数の係合爪を前記拡径部の外側まで移動させ、拡径部の下面との係合を解除するアクチュエータを備える。
このアクチュエータは、母船上に水中機器を回収する際、或いは母船から水中機器を再度下降させる際にのみ必要であり、その際のみ動力源と連結して使用することにより、動力源の故障や操作ミスによる誤作動を回避することができる。
【００１５】
また、本発明の水中機器把持装置は、更に、前記中空ガイド管、係合爪、カムローラ及びストッパ部材が取り付けられ上下方向に移動可能な中央フレームと、
該中央フレームを囲み前記水中機器の外面に当接する脚部を有するサポート用構造体と、
サポート用構造体に一端が固定され中央フレームを下方に付勢する圧縮ばねとを備え、
前記中央フレームは、母船から吊下げられた吊下ワイヤを反転して上方に案内する複数のシーブを有し、該吊下ワイヤはシーブを介してサポート用構造体の上部に固定されている。
【００１６】
この構成により、複数のカムローラが拡径部の外面に沿って外方に移動し、ストッパ部材の係合爪との係合が外れ、複数の係合爪が付勢力により内側まで移動して拡径部の下面と係合可能となった後、吊下ワイヤを巻き上がると、
複数の係合爪が軸状突起部材の拡径部下面と係合して水中機器を把持し上方へ吊上げると同時に、水中機器の自重が圧縮ばねに作用して圧縮ばねがさらに圧縮され、これによりサポート用構造体が水中機器に向けて移動し、その脚部が軸状突起部材を囲む水中機器の外面に当接する。
従って荒天時において、水中航走体の姿勢角が変動する場合でも、複数の吊下ワイヤで安定して吊り下げられたサポート用構造体の脚部が水中機器の外面に当接するので、その動揺を抑制することができる。
【００１７】
前記サポート用構造体の脚部は、環状の弾性材からなる、ことが好ましい。
この構成により、荒天時において、水中航走体の姿勢角が変動する場合でも、脚部と水中機器の外面との接触力を緩和し、航走体を安定して把持して確実に回収することができる。
【発明の効果】
【００１８】
上述したように、本発明の水中機器把持装置は、荒天時において、水中航走体の姿勢角が変動する場合でも、航走体を安定して把持することができ、使用時において電力ケーブルや圧力源のホースが不要であり、かつ動力源の故障や操作ミスによる誤作動を本質的に回避することができる、等の優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明の水中機器把持装置を用いた水中機器の使用状態を示す模式図である。水中機器１を母船４から水中に着水させ、或いは水中から揚収するためには、母船４の甲板に据え付けられた多関節クレーン５とその多関節クレーンから吊下ワイヤ６で吊下げられた本発明の水中機器把持装置１０を用いる。
本発明の水中機器把持装置１０は、母船４と通信ケーブル３で接続された水中機器１を把持する機能を有する。また、水中機器１は、その一部に一端が揺動可能に取り付けられ他端が通信ケーブル３に接続された細長い軸状突起部材２を備え、この軸状突起部材はその中間部に直径の大きい拡径部２ａ（図２参照）を有している。
本発明の水中機器把持装置１０を用いて水中機器１を揚収する際は、多関節クレーン５から吊下ワイヤ６を巻降ろして通信ケーブル３に沿って水中機器把持装置１０を下降させ、水中機器１の軸状突起部材２を水中機器把持装置１０で把持する。次いで、吊下ワイヤ６を巻き上げ、多関節クレーン５の先端まで水中機器把持装置１０を持ち上げるようになっている。
【００２１】
図２は本発明の水中機器把持装置の模式的断面図である。この図において、本発明の水中機器把持装置１０は、中央部に位置し、上下方向に移動可能な中央フレーム２０と、中央フレーム２０を囲み水中機器１の外面に当接する脚部３２を有するサポート用構造体３０と、サポート用構造体３０に一端が固定され中央フレーム２０を下方に付勢する複数の圧縮ばね３４とを備える。
サポート用構造体３０の脚部３２は、水中機器１の外面との接触力を緩和し、水中機器１を安定して把持して確実に回収することができるように、環状の弾性材（例えば弾性ゴム）からなる。
また複数の圧縮ばね３４は、サポート用構造体３０の重量が作用しても中央フレーム２０を最下端に位置させることができ、かつそれより大きく水中機器１の自重が加算された場合には圧縮されるように、ばね常数が設定されている。
【００２２】
図２において、中央フレーム２０には、さらに母船から吊下げられた複数の吊下ワイヤ６を反転して上方に案内する複数のシーブ３６が自由回転可能に取り付けられている。また複数の吊下ワイヤ６は、それぞれシーブ３６を介してサポート用構造体３０の上部に固定されている。
【００２３】
この構成により、後述する複数の係合爪１４が拡径部２ａの下面と係合可能となった後、吊下ワイヤ６を巻き上がると、複数の係合爪１４により水中機器１を把持し上方へ吊上げると同時に、水中機器１の自重が圧縮ばね３４に作用して圧縮ばね３４がさらに圧縮され、これによりサポート用構造体３０が水中機器１に向けて下方に移動し、その脚部３２が軸状突起部材２を囲む水中機器１の外面に当接するようになっている。
【００２４】
図３は図２の装置を異なる断面で示す別の模式的断面図である。この図に示すように、本発明の水中機器把持装置１０は、中央フレーム２０に取り付けられた中空ガイド管１２、及び複数の係合爪１４を備える。
中空ガイド管１２は、通信ケーブル３および軸状突起部材２を上下方向に貫通して通す機能を有する。中空ガイド管１２の内径は、軸状突起部材２の中間部に設けられた拡径部２ａの直径よりも十分大きく設定され、かつ全体が滑らかな形状を有し、通信ケーブル３および軸状突起部材２が内部で揺動して接触しても、抵抗なくスムースに通過できるように構成されている。
複数（例えば２つ）の係合爪１４は、中空ガイド管１２の中心に向けてばね１５で付勢され、その内端が拡径部２ａの外側から内側まで移動して拡径部２ａの下面と係合可能に構成されている。この例では、２つの係合爪１４が、水平な軸１４ａを中心に揺動可能に取り付けられている。
【００２５】
図３において、本発明の水中機器把持装置１０は、更に複数の係合爪１４を拡径部２ａの外側まで移動させ、拡径部２ａの下面との係合を解除するアクチュエータ２２を備える。このアクチュエータ２２は、例えば空圧シリンダであり、母船上に水中機器を回収する際、或いは母船から水中機器１を再度下降させる際にのみ使用し、その際のみ動力源（例えば空圧源）と連結して使用することにより、動力源の故障や操作ミスによる誤作動を回避するようになっている。
また、アクチュエータ２２を動力源（例えば空圧源）と連結したままで、水中機器把持装置１０で水中機器を挟持して水面下に泳がせ、必要時にアクチュエータ２２を作動させて水中機器を自由に運用してもよい。この場合でも、アクチュエータ２２は係合爪１４を拡径部２ａの外側まで移動させる機能のみを有するので、操作ミスしてもストッパ部材１８が外れることがなく、誤作動による通信ケーブル３の損傷を回避することができる。
【００２６】
図４は、図３の主要部の拡大図である。この図において、左側の係合爪１４は拡径部２ａの下面と係合する内側位置、右側の係合爪１４は、拡径部２ａより外側に位置する場合を示している。なお、実際には２つの係合爪１４は同期して常に同じ位置（内側又は外側）に位置する。
この図に示すように、本発明の水中機器把持装置１０は、更に複数のカムローラ１６と複数のストッパ部材１８を備える。
複数のカムローラ１６は、係合爪１４より上方に位置し、中空ガイド管１２の中心に向けてばね１７で付勢され、その内端が拡径部２ａの外面に沿って外方に移動可能に構成されている。複数のカムローラ１６は、中空ガイド管１２の中心に対して対称位置又は等間隔に配置するのがよい。
複数のストッパ部材１８は、各係合爪１４に設けられた突起部１４ｂと係合してその内端を拡径部２ａの外側に保持する。またこのストッパ部材１８は、カムローラ１６と連動し、複数のカムローラ１６の内端が拡径部２ａの外面に位置するときに係合爪１４との係合が外れるように構成されている。
【００２７】
図５は、図３の主要部の実施例を示す平面図である。この図は、中空ガイド管１２の中心方向から見た図であり、１２ａは中空ガイド管１２の内面である。この例において、２つの係合爪１４は中心に対し対向して配置され、さらに２つの瓜型のカムローラ１６が２つの係合爪１４と直交する向きに対向して配置されている。２つの係合爪１４と２つのカムローラ１６はそれぞればね１５，１７で中心に向けて付勢されている。
ストッパ部材１８は、カムローラ１６にリンク等で連結されており、係合爪１４と係合してその内端を拡径部２ａの外側に保持しかつ複数のカムローラ１６の内端が拡径部２ａの外面に位置するときに外方に移動して係合爪１４との係合が外れるようになっている。
【００２８】
図６は、本発明の水中機器把持装置の作動説明図である。この図において、（Ａ）は係合爪が外方に位置する待機中、（Ｂ）は係合爪が内方に移動する状態を示す作動中、（Ｃ）は水中機器の吊上げ状態を示す。
【００２９】
上述したように、母船上において、アクチュエータ２２に動力源（例えば空圧源）を連結して、アクチュエータ２２を作動させ、複数の係合爪１４を待機状態にしておく。この状態では複数の係合爪１４は拡径部２ａの外側まで移動し、ストッパ部材１８が係合してその位置に保持されている。
この状態で吊下ワイヤ６で水中機器把持装置１０を下降させると、通信ケーブル３および軸状突起部材２を上下方向に貫通して通す中空ガイド管１２を有するので、吊下ワイヤ６で吊下げられた水中機器把持装置１０を通信ケーブル３に沿って下降させ、図６Ａに示すように、中空ガイド管１２の内側に軸状突起部材２を貫通させることができる。
またこの状態では、ストッパ部材１８が係合爪１４に係合して、その内端を拡径部２ａの外側に保持するので、複数の係合爪１４を軸状突起部材２と干渉することなく拡径部２ａより下方まで下降させることができる。
この状態で荒天時において、水中航走体１の姿勢角が変動する場合でも、ストッパ部材１８が係合しているので係合爪１４は外側に保持される。また、通信ケーブル３が片側に寄り、一方のカムローラ１６を押して一方のストッパ部材１８が突起部１４ｂとの嵌合から外れても、図５において反対側のストッパ部材１８が突起部１４ｂと作用しているので、係合爪１４が内側に飛び出るのを回避し、通信ケーブル３の損傷を避けることができる。
【００３０】
次いで、水中機器把持装置１０をさらに下降させ、複数のカムローラ１６の内端が拡径部２ａの外面に沿って外方に移動すると、ストッパ部材１８が退避し係合爪１４との係合が外れ、図６Ｂに示すように、複数の係合爪１４が拡径部２ａの外面に沿って軽く擦る状態となる。
この状態でオペレータが誤って水中機器把持装置１０を吊上げても、カムローラ１６が拡径部２ａの上端を外れるまで係合爪１４が拡径部２ａの外面に沿って擦る状態が維持されるので、ストッパ部材１８が図５で内側に移動しそのテーパ部が係合爪１４と再び係合するので、係合爪１４が飛び出るのを回避できる。
【００３１】
その後、図６Ｃに示すように、拡径部２ａの下面が係合爪１４の位置を通過すると、複数の係合爪１４が付勢力により内側まで移動して拡径部の下面と係合可能となる。その後、吊下ワイヤにより水中機器把持装置１０を吊上げると、複数の係合爪１４が軸状突起部材２の拡径部下面２ａと係合して水中機器１を把持し上方へ吊上げて回収することができる。
【００３２】
また上述した構成により、複数の係合爪１４が拡径部２ａの下面と係合可能となった後、吊下ワイヤ６を巻き上がると、複数の係合爪１４により水中機器１を把持し上方へ吊上げると同時に、水中機器１の自重が圧縮ばね３４に作用して圧縮ばね３４がさらに圧縮され、これによりサポート用構造体３０が水中機器１に向けて下方に移動し、その脚部３２が軸状突起部材２を囲む水中機器１の外面に当接する。
従って荒天時において、水中航走体１の姿勢角が変動する場合でも、複数の吊下ワイヤ６で安定して吊り下げられたサポート用構造体３０の脚部が水中機器１の外面に当接するので、その動揺を抑制することができる。
【００３３】
また、本発明の構成によれば、ストッパ部材１８が複数の係合爪１４に係合してその内端を拡径部２ａの外側に保持するので、待機中に外部動力（電力ケーブルや圧力源のホース）が不要であり、かつ複数のカムローラ１６の内端が拡径部２ａの外面に沿って外方に移動することにより、ストッパ部材１８の係合爪１４との係合が外れるので、作動時にも外部動力が不要である。
更に、母船から動力源供給や遠隔操作なしに、カムローラ１６が拡径部２ａの外面に沿って外方に移動することにより付勢力により自動的に作動するので、動力源の故障や操作ミスによる誤作動を本質的に回避することができる。
【００３４】
なお、本発明は上述した実施例及び実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】水中機器の使用状態を示す模式図である。
【図２】本発明の水中機器把持装置の模式的断面図である。
【図３】本発明の水中機器把持装置の別の向きの模式的断面図である。
【図４】図３の主要部の拡大図である。
【図５】図３の主要部の実施例を示す平面図である。
【図６】本発明の水中機器把持装置の作動説明図である。
【図７】特許文献１の「調査機器の回収装置」の構成図である。
【図８】特許文献２の「水中航走体用揚収装置」の構成図である。
【図９】特許文献３の「水中機器把持装置」の構成図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  水中機器、２  軸状突起部材、２ａ    拡径部、
３  通信ケーブル、４  母船、５  多関節クレーン、６  吊下ワイヤ、
１０  水中機器把持装置、１２  中空ガイド管、１２ａ    中空ガイド管内面、
１４  係合爪、１４ａ  軸、１４ｂ  突起部、１５  ばね、
１６  カムローラ、１７  ばね、１８  ストッパ部材、
２０  中央フレーム、２２  アクチュエータ、
３０  サポート用構造体、３２  脚部、３４  圧縮ばね、３６  シーブ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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