(57)【要約】【課題】低コストでゲートを高精度に安定して点検することが可能な観察用移動装置を提供する。【解決手段】本発明は、水中でゲート１の扉体２に接触しつつ移動可能な台車１１と、前記扉体２を観察するために前記台車１１に設けられた観察用のカメラ１２と、当該カメラ１２を旋回させる旋回機構とを備える観察用移動装置である。本発明では、その旋回機構を、流体圧駆動アクチュエータとした。【選択図】図１
2012225083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中でゲートの扉体に接触しつつ移動可能な台車と、前記扉体を観察するために前記台車に設けられた観察用のカメラと、当該カメラを旋回させる旋回機構とを備える観察用移動装置であって、
前記旋回機構を、流体圧駆動アクチュエータとしたことを特徴とする観察用移動装置。
【請求項２】
前記旋回機構は、前記台車に設けられたシリンダ部と、当該シリンダ部へ供給される空気によってシリンダ部内で前進又は後退するピストン部と、当該ピストン部に設けられたラック部と、当該ラック部と噛合すると共に前記カメラに連結された回転可能なピニオンとを有し、水上の操作位置に設けられたエアコンプレッサをエアホースを介して前記シリンダ部に接続した請求項１に記載の観察用移動装置。
【請求項３】
前記ピストン部と前記シリンダ部をそれぞれ一対設けると共に、当該一対のピストン部に設けられた各ラック部を前記ピニオンに対して互いに反対側で噛合させ、一対のシリンダ部をそれぞれ前記エアホースを介して前記エアコンプレッサと接続し、一対のシリンダ部のうち、いずれか一方にのみ空気を供給すると共に他方を外部に開放した旋回駆動状態と、いずれか一方にのみ空気を供給しつつ他方を閉じた旋回停止状態とに切換可能な旋回操作手段を設けた請求項２に記載の観察用移動装置。
【請求項４】
前記カメラを伸縮可能なアームの先端に取り付けた請求項１から３のいずれか１項に記載の観察用移動装置。
【請求項５】
前記カメラの向きを、前記旋回機構によってカメラが旋回する方向と交差する方向に変更可能に構成した請求項１から４のいずれか１項に記載の観察用移動装置。
【請求項６】
前記台車に磁石を設け、台車が前記扉体に磁着するように構成した請求項１から５のいずれか１項に記載の観察用移動装置。
【請求項７】
前記ゲートをダム洪水吐ゲートとした請求項１から６のいずれか１項に記載の観察用移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲートを観察するために移動する観察用移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、水力発電所などのダムに設置されている洪水吐ゲート（特許文献１参照）などにおいて、貯留水に面するスキンプレートやダム底に当接する戸当たり等では、長期間の使用による劣化や流砂などによる損傷が生じる虞がある。そのため、ゲートが劣化又は損傷していないか等の点検を行う必要がある。
【０００３】
これまでは、ゲートにおけるスキンプレートや戸当たり等の水中に浸漬している部分の点検は、ダイバーの目視による点検が一般的であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０７３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ダイバーによる目視では、高コストであると共に危険が伴う。また、洪水時等の緊急時にはダイバーによる対応は困難となる問題がある。
【０００６】
また、その他の点検方法として、自走式水中カメラ等を用いて点検する方法も考えられる。しかしながら、自走式水中カメラを用いて点検する場合、熟練した専用のオペレータによるカメラの３次元的操作を要する。このため、ダム管理者レベルではその操作性に劣ることにより、自走式水中カメラを用いたとしても高精度の点検ができないといった問題がある。
さらに、カメラの旋回機構の駆動源として電動モータなどの電気的装置を用いた場合は、防水性を確保する必要があるが、既存の装置に防水性を施すと多額のコストを要するといった問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、低コストでゲートを高精度に安定して点検することが可能な観察用移動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、水中でゲートの扉体に接触しつつ移動可能な台車と、前記扉体を観察するために前記台車に設けられた観察用のカメラと、当該カメラを旋回させる旋回機構とを備える観察用移動装置であって、前記旋回機構を、流体圧駆動アクチュエータとしたものである。
【０００９】
これにより、台車を扉体に接触させつつ移動させ、台車に設けたカメラを旋回させることで、ダイバー等によらずとも扉体を点検することができる。また、旋回機構を流体駆動アクチュエータとしていることで、浸水によるトラブルが生じにくくなる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の観察用移動装置において、前記旋回機構は、前記台車に設けられたシリンダ部と、当該シリンダ部へ供給される空気によってシリンダ部内で前進又は後退するピストン部と、当該ピストン部に設けられたラック部と、当該ラック部と噛合すると共に前記カメラに連結された回転可能なピニオンとを有し、水上の操作位置に設けられたエアコンプレッサをエアホースを介して前記シリンダ部に接続したものである。
【００１１】
この場合、エアホースを介してエアコンプレッサからシリンダ部に空気を供給することにより、シリンダ部内のピストン部を前進又は後退させると、これに伴ってピニオンが回転し、カメラを旋回させることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の観察用移動装置において、前記ピストン部と前記シリンダ部をそれぞれ一対設けると共に、当該一対のピストン部に設けられた各ラック部を前記ピニオンに対して互いに反対側で噛合させ、一対のシリンダ部をそれぞれ前記エアホースを介して前記エアコンプレッサと接続し、一対のシリンダ部のうち、いずれか一方にのみ空気を供給すると共に他方を外部に開放した旋回駆動状態と、いずれか一方にのみ空気を供給しつつ他方を閉じた旋回停止状態とに切換可能な旋回操作手段を設けたものである。
【００１３】
一対のシリンダ部のうち、いずれか一方にのみ空気を供給すると共に他方を外部に開放した旋回駆動状態にすると、空気を供給された一方のシリンダ部内のピストン部が空気圧によって前進する。そして、このピストン部の前進に伴い、ピニオンが回転すると共に、他方のシリンダ部内のピストン部は後退し、そのシリンダ部内の空気が外部に排出される。これにより、カメラが旋回する。また、いずれか一方にのみ空気を供給しつつ他方を閉じた旋回停止状態にすると、他方のシリンダ部から空気が排出されなくなることで、両シリンダ部内に空気圧が作用した状態となり、両ピストン部の移動が停止する。その結果、ピニオンの回転が停止し、カメラの旋回を停止させることができる。また、旋回駆動状態から所望のタイミングで旋回停止状態に切り換えることにより、カメラを所望の旋回角度で停止させることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の観察用移動装置において、前記カメラを伸縮可能なアームの先端に取り付けたものである。
【００１５】
この場合、アームを伸縮させることでカメラの位置を変更することができ、観察位置に応じたカメラの配置調整が可能となる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の観察用移動装置において、前記カメラの向きを、前記旋回機構によってカメラが旋回する方向と交差する方向に変更可能に構成したものである。
【００１７】
この場合、カメラの向きを変更することで、観察位置に応じたカメラの向き調整が可能となる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の観察用移動装置において、前記台車に磁石を設け、台車が前記扉体に磁着するように構成したものである。
【００１９】
台車が扉体に磁着するように構成することで、台車を扉体の表面から離れることなく安定して移動させることができるようになる。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の観察用移動装置において、前記ゲートをダム洪水吐ゲートとしたものである。
【００２１】
本発明に係る観察用移動装置を、ダム洪水吐ゲートの点検に用いることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、台車が扉体に接触しつつ移動するので、台車に設けたカメラによって扉体を安定して観察することができる。このため、オペレータが自走式テレビカメラ等を三次元的に操作する必要がなく、熟練者でなくても、扉体を高精度にかつ安定して点検することができる。また、ダイバーが潜って点検する必要もなく、洪水時等の緊急時であっても扉体の点検を安全に行うことが可能である。
【００２３】
また、カメラの旋回機構を流体圧駆動アクチュエータとしているので、万が一、浸水しても、駆動モータなどの電気的装置を用いる場合に比べて、浸水によるトラブルが生じにくいものとなる。このため、本発明では、電気的装置を搭載している場合と同様の防水性を確保する必要はないので、それに要するコストを削減することができ、低コストで信頼性の高い装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る観察用移動装置が用いられるダムの断面図である。
【図２】台車の平面図である。
【図３】台車の本体部の内部構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜簡略化ないし省略する。
【００２６】
図１に、本発明に係る観察用移動装置が用いられるダムを示す。
このダムには、洪水吐ゲートを構成するラジアルゲート１が備えられている。ラジアルゲート１は、ダムの上流側に向かって凸状に湾曲した扉体２と、この扉体２を支持する脚柱３とを備え、この脚柱３のかなめ部が回転軸４に揺動自在に枢支されている。扉体２の下端には、線条体であるワイヤーロープ５の先端が固定金具６を介して取り付けられている。一方、ワイヤーロープ５の基端は、水面Ｈより上方に設置されている巻上装置７に取り付けられている。
【００２７】
図１に示すように、扉体２の下端がダム底に当接しているゲート１の閉状態から、巻上装置７を操作してワイヤーロープ５を巻き上げると、扉体２が回転軸４を中心に同図の矢印Ａ方向に揺動してゲート１の開状態となる。反対に、その開状態から、巻上装置７を操作してワイヤーロープ５を繰り出すと、扉体２が回転軸４を中心に同図の矢印Ｂ方向に揺動して下端がダム底に当接し、閉状態となる。このように、巻上装置７によるワイヤーロープ５の巻き上げ動作、繰り出し動作を行うことで、ゲート１を開閉できるように構成されている。
【００２８】
本発明に係る観察用移動装置１０は、扉体２に接触しつつ移動可能な台車１１と、扉体２を観察するために台車１１に設けられた観察用のカメラ１２と、水上の操作位置に設けられたエアコンプレッサ１３と、エアコンプレッサ１３と台車１１とを接続する２本のエアホース１４ａ，１４ｂと、エアコンプレッサ１３から供給される空気の圧力を調整する空気圧調整バルブ１５等を備える。
【００２９】
図２は、台車の平面図である。
図２に示すように、台車１１は、本体部２０と、本体部２０に設けられた一対のキャタピラ２１ａ，２１ｂとを有する。本体部２０の後部には、ワイヤ２２が取り付けられており、このワイヤ２２を使って水上の操作位置にいる作業者が台車１１をダム底へ向かって下ろしたり引き上げたりすることができるようになっている。また、台車１１のキャタピラ２１ａ，２１ｂ及び本体部２０の腹部（下面）には図示しない磁石が設けられている。この磁石により、台車１１が扉体２に対して磁着するので、台車１１は扉体２の表面から離れることなく安定して移動することが可能である。
【００３０】
また、本体部２０の上面中央には、旋回駆動部２３が配設されている。旋回駆動部２３には、先端にカメラ１２を取り付けたアーム２４が取り付けられている。図２の矢印Ｄ１又はＤ２に示す方向に旋回駆動部２３が回転することで、アーム２４とカメラ１２が一体的に旋回するようになっている。また、アーム２４には、水上の操作位置に設置されている図示しないモニタとカメラ１２とを接続するケーブル２５が付設されている。
【００３１】
また、アーム２４は、伸縮可能に構成されている。アーム２４の長さを調整することで、カメラ１２の位置を変更することができる。さらに、カメラ１２は、旋回する方向と交差する方向に向きを変更可能に構成されている。このように、本実施形態では、カメラ１２の向きや位置を変更可能に構成していることで、観察位置に応じたカメラ１２の向きや配置の調整が可能である。例えば、台車１１から近い範囲を撮像する場合は、アーム２４を長くし、カメラ１２の向きを下向きに設定すればよい。
【００３２】
図３は、台車の本体部の内部構造を示す図である。
以下、図３に基づいて、カメラを旋回させる旋回機構の構成について説明する。
図３に示すように、本体部２０内には、旋回機構として、一対のシリンダ部２６ａ，２６ｂと、各シリンダ部２６ａ，２６ｂ内で前進・後退可能に収容されている一対のピストン部２７ａ，２７ｂと、回転可能なピニオン２８とを有している。
【００３３】
一対のシリンダ部２６ａ，２６ｂには、それぞれ、各シリンダ部２６ａ，２６ｂを開口するポート２９ａ，２９ｂが設けられ、各ポート２９ａ，２９ｂにエアホース１４ａ，１４ｂが接続されている。一対のピストン部２７ａ，２７ｂの互いに対向する部分には、それぞれ、ピストン部２７ａ，２７ｂの移動方向（前進・後退する方向）に多数の歯が並んで形成されたラック部３０ａ，３０ｂが設けられている。そして、これらのラック部３０ａ，３０ｂは、ピニオン２８に対して互いに反対側で噛合している。また、ピニオン２８は、上記旋回駆動部２３と一体的に連結されている。
【００３４】
上記旋回機構の駆動は、上記空気圧調整バルブ１５の切換によって制御する。
空気圧調整バルブ１５には操作レバーが設けられており、作業者が操作レバーを操作して下記の第１〜第４の状態のいずれかを選択して切り換えることにより、カメラ１２を遠隔操作して旋回させることができるようになっている。すなわち、空気圧調整バルブ１５の操作レバーは、旋回操作手段として機能する。
【００３５】
具体的には、操作レバーを右側に動かして第１の状態にした場合は、カメラ１２を右旋回（図２の矢印Ｄ１方向）させることができる。
第１の状態では、図３の上側のシリンダ部２６ａのポート２９ａがエアコンプレッサ１３と連通した状態となり、当該シリンダ部２６ａに空気が供給可能な状態となる。一方、図３の下側のシリンダ部２６ｂのポート２９ｂは、外部に開放された状態となる。この第１の状態で、エアコンプレッサ１３から上側のシリンダ部２６ａ内に空気が供給されると、その空気圧によって上側のシリンダ部２６ａ内のピストン部２７ａが、図３の矢印Ｃ１方向に前進する。そして、このピストン部２７ａの前進に伴い、ピニオン２８が同図の矢印Ｄ１方向に回転すると共に、下側のシリンダ部２６ｂ内のピストン部２７ｂが同図の矢印Ｅ１方向に後退し、下側のシリンダ部２６ｂ内の空気は、ポート２９ｂとエアホース１４ｂを介して外部に排出される。このように、第１の状態では、ピニオン２８が図３の矢印Ｄ１方向に回転するため、カメラ１２を右旋回させることができる。
【００３６】
次に、上記右側に動かした操作レバーを元の位置へ戻し、第１の状態から第２の状態へ切り換えると、カメラ１２の旋回を停止させることができる。
第２の状態では、図３の上側のシリンダ部２６ａは、上記第１の状態と同様に、空気が供給可能な状態となっているが、図３の下側のシリンダ部２６ｂは、ポート２９ｂが閉じられた状態となる。このように、第２の状態に切り換えると、下側のシリンダ部２６ｂのポート２９ｂから空気が排出されなくなることで、両シリンダ部２６ａ，２６ｂ内に空気圧が作用した状態となり、両ピストン部２７ａ，２７ｂの移動が停止する。その結果、ピニオン２８の回転が停止し、カメラ１２の旋回を停止させることができる。また、カメラ１２を旋回させている旋回駆動状態から所望のタイミングで旋回停止状態に切り換えることにより、カメラ１２を所望の旋回角度で停止させることが可能である。
【００３７】
また、操作レバーを左側に動かして第３の状態にすると、上記第１の状態とは反対に、カメラ１２を左旋回（図２の矢印Ｄ２方向）させることができる。
第３の状態では、図３の下側のシリンダ部２６ｂのポート２９ｂが、エアコンプレッサ１３と連通した状態となり、当該シリンダ部２６ｂに空気が供給可能な状態となる。一方、図３の上側のシリンダ部２６ａのポート２９ａは、外部に開放された状態となる。この第３の状態で、エアコンプレッサ１３から下側のシリンダ部２６ｂ内に空気が供給されると、その空気圧によって下側のシリンダ部２６ｂ内のピストン部２７ｂが、図３の矢印Ｅ２方向に前進する。そして、このピストン部２７ｂの前進に伴い、ピニオン２８が同図の矢印Ｄ２方向に回転すると共に、上側のシリンダ部２６ａ内のピストン部２７ａが同図の矢印Ｃ２方向に後退し、上側のシリンダ部２６ａ内の空気は、ポート２９ａとエアホース１４ａを介して外部に排出される。このように、第３の状態では、ピニオン２８が図３の矢印Ｄ２方向に回転するため、カメラ１２を左旋回させることができる。
【００３８】
その後、上記左側に動かした操作レバーを元の位置へ戻し、第３の状態から第４の状態へ切り換えると、カメラ１２の旋回を停止させることができる。
第４の状態では、図３の下側のシリンダ部２６ｂは、上記第３の状態と同様に、空気が供給可能な状態となっているが、図３の上側のシリンダ部２６ａは、ポート２９ａが閉じられた状態となる。このように、第４の状態に切り換えると、上側のシリンダ部２６ａのポート２９ａからは空気が排出されなくなることで、両シリンダ部２６ａ，２６ｂ内に空気圧が作用した状態となり、両ピストン部２７ａ，２７ｂの移動が停止する。その結果、ピニオン２８の回転が停止し、カメラ１２の旋回を停止させることができる。また、この場合も、カメラ１２を旋回させている旋回駆動状態から所望のタイミングで旋回停止状態に切り換えることにより、カメラ１２を所望の旋回角度で停止させることが可能である。
【００３９】
なお、空気圧調整バルブ１５と各エアホース１４ａ，１４ｂとの接続部には、図示しない旋回速度調整手段が設けられており、これにより、操作レバーの操作した際に一気にカメラ１２が旋回しないようになっている。
【００４０】
以上のように、本発明では、台車１１が扉体２に接触しつつ移動するので、台車１１に搭載したカメラ１２によって扉体２を安定して観察することができる。このため、オペレータが自走式テレビカメラ等を三次元的に操作する必要がなく、熟練者でなくても、扉体２を高精度にかつ安定して点検することができる。また、ダイバーが潜って点検する必要もなく、洪水時等の緊急時であっても扉体２の点検を安全に行うことが可能である。
【００４１】
また、カメラ１２の旋回機構を、シリンダ部２６ａ，２６ｂやピストン部２７ａ，２７ｂ等から構成される流体圧駆動アクチュエータとしているので、万が一、浸水しても、駆動モータなどの電気的装置を用いる場合に比べて、浸水によるトラブルが生じにくいものとなる。このため、本発明では、電気的装置を搭載している場合と同様の防水性を確保する必要はないので、それに要するコストを削減することができ、低コストで信頼性の高い装置を提供することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上述の実施形態では、旋回機構をダブルラック・ピニオン式駆動機構としたが、例えば、１つのシリンダ部の両端にそれぞれエアコンプレッサと接続するためのポートを設け、各ポートのいずれか一方を選択して空気を供給することにより、ピストン部が前進又は後退するように構成すれば、ラック部を１つとすることも可能である。また、旋回機構は、エアシリンダ機構に限ることなく、油圧シリンダ機構であってもよい。また、カメラ１２の数も１つに限らず、複数のカメラ１２を設けてもよい。また、ダム以外の河川や水路等に設置される水門ゲートの点検にも、本発明に係る観察用移動装置を用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１      ラジアルゲート
２      扉体
１０    観察用移動装置
１１    台車
１２    カメラ
１３    エアコンプレッサ
１４ａ，１４ｂ  エアホース
１５    空気圧調整バルブ
２４    アーム
２６ａ，２６ｂ  シリンダ部
２７ａ，２７ｂ  ピストン部
２８    ピニオン
３０ａ，３０ｂ  ラック部
【図１】
2012225083.tif 000003
【図２】
2012225083.tif 000004
【図３】
2012225083.tif 000005