(57)【要約】【課題】作業対象物に近接または接触した状態で所望の作業を行う作業装置であって、装置全体の重量の増加を抑制しつつ、作業対象物に近接または接触させるためのより大きな力を得ることができるようにする。【解決手段】作業装置１は、ダムの堤体３に作業装置１を接触させる力を発生する力発生手段４と、堤体３に作業装置１を接触させる力を増大する力増大手段５とを備える。力発生手段４は、スラスタであり、このスラスタ４は、プロペラ１４がカバー１５内に配置されて、プロペラ１４を回転することで水をカバー１５内に吸引することができる。力増大手段５は、整流片１８の軸方向先端部の外周部に鍔状に板片１７が設けられて構成される。スラスタ４と力増大手段５とは、整流片１８の内穴２０の軸方向基端側開口にカバー１５の先端部がはめ込まれて、ボルトなどで互いに固定される。【選択図】図３
2017150214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業対象物に近接または接触した状態で所望の作業を行う作業装置であって、
前記作業装置の周囲の流体を前記作業対象物から離れる方向へ吸引して排出することで、前記作業対象物に前記作業装置を近接または接触させる力を発生する力発生手段と、
前記力発生手段により前記流体が吸引して排出されることで前記力を増大させる力増大手段と
を備えることを特徴とする作業装置。
【請求項２】
前記力発生手段は、筒状の吸引口を有しており、
前記力増大手段は、前記吸引口の先端部に鍔状に設けられた板片を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の作業装置。
【請求項３】
前記力増大手段は、筒状の整流片の軸方向先端部に前記板片が鍔状に設けられて構成されており、
前記整流片の軸方向基端側開口に前記吸引口の先端部がはめ込まれて、前記力発生手段と前記力増大手段とが固定される
ことを特徴とする請求項２に記載の作業装置。
【請求項４】
前記板片が可撓性を有する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の作業装置。
【請求項５】
前記力発生手段は、前記作業装置を推進させるための推進手段を兼ねている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業対象物に近接または接触した状態で所望の作業を行う作業装置に関するものであり、たとえば、ダムの堤体の壁面に接触しつつその壁面のクラックの有無を点検する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、水中の壁面の付着物を除去する水中清掃装置であって、装置本体を移動可能にする車輪と、円筒カバーと、円筒カバーにより囲われてスラスタの働きをするプロペラ及び清掃用ブラシを同軸に配置したスラスタ兼ブラシとを備える水中清掃装置が開示されている。この水中清掃装置は、車輪が壁面に着地した際に円筒カバー端部と壁面との間に所定の間隔を維持するように、スラスタ兼ブラシが装置本体に装着されている。また、ブラシのリング部材が円筒カバーによって隠されるよう配置される一方、ブラシの毛部材が円筒カバーの先端側内周から突出されている。
【０００３】
このような構成により、毛部材先端を壁面に接触させ、プロペラの回転による吸引効果を働かせて、壁面に接触する毛部材の隙間から水が吸い込まれることで、壁面への押し付け力を確保することができる。従って、水中清掃装置は、負圧による吸引効果によって船底または船側面に密着して、船底または船側面を清掃することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０９９７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載の水中清掃装置においても、負圧による吸引効果によって作業対象物である壁面に押し付ける方向へ力を加えることができるが、より大きな押付力を得るために、さらなる改善が望まれる。壁面への押付力を大きくするには、推力の大きな大型のスラスタを用いたり、スラスタの数を増やしたりすればよい。これらの場合、装置全体の重量が増加し、装置を人力で水中へ投入するのが困難となる。また、これに加えて、装置の簡易な運搬も困難である。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、簡易な構成で、装置全体の重量の増加を抑制しつつ、作業対象物に近接または接触させるためのより大きな力を得ることができる作業装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る作業装置は、作業対象物に近接または接触しつつ所望の作業を行う作業装置であって、前記作業装置の周囲の流体を前記作業対象物から離れる方向へ吸引して排出することで、前記作業対象物に前記作業装置を近接または接触させる力を発生する力発生手段と、前記力発生手段により前記流体が吸引して排出されることで前記力を増大させる力増大手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る作業装置は、前記力発生手段は、筒状の吸引口を有しており、前記力増大手段は、前記吸引口の先端部に鍔状に設けられた板片を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る作業装置は、前記力増大手段は、筒状の整流片の軸方向先端部に前記板片が鍔状に設けられて構成されており、前記整流片の軸方向基端側開口に前記吸引口の先端部がはめ込まれて、前記力発生手段と前記力増大手段とが固定されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る作業装置は、前記板片が可撓性を有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係る作業装置は、前記力発生手段は、前記作業装置を推進させるための推進手段を兼ねていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る作業装置によれば、力発生手段により吸引して排出される流体を用いる力増大手段によって、作業対象物に作業装置を近接または接触させる力を増大させることができる。従って、力発生手段を大型化したり、力発生手段の設置数を多くしたりすることなく、作業対象物に作業装置を近接または接触させる力を増大することができ、装置全体の重量の増加を抑制することができる。また、力発生手段の大型化や設置にかかるコストを低減することができる。
【００１３】
また、本発明に係る作業装置によれば、力増大手段が板片とされることで、力発生手段により流体が吸引されると、板片と作業対象物との間の圧力が低下して板片に水圧がかかり、作業対象物の方向へ板片を押すことができる。従って、簡易な構成で、作業対象物に作業装置を近接または接触させる力を増大させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る作業装置によれば、力増大手段が筒状の整流片に鍔状に板片が設けられた構成であるので、力増大手段が吸引口に取り付けられた際、筒状の整流片によって流体の流路を確保することができる。従って、力発生手段により吸引して排出する流体の流れを一方向へ導いて、流体の吸引を円滑に行うことができ、作業対象物の方向へ板片をより大きな力で押すことができる。
【００１５】
また、本発明に係る作業装置によれば、板片が可撓性を有するので、作業装置を推進させた際に、板片が推進方向とは反対側へ反り返り、板片が作業装置の推進の抵抗となるのを抑制することができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る作業装置によれば、力発生手段が推進手段を兼ねているので、簡易な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の作業装置の一実施例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の作業装置の使用状態を示す概略平面図である。
【図３】図１の作業装置の使用状態を示す概略左側面図であり、一部を省略して示すと共に一部を断面にして示している。
【図４】図１の作業装置の力増大手段の変形例を示す斜視図である。
【図５】図４の力増大手段を適用した作業装置の使用状態を示す概略左側面図であり、一部を省略して示すと共に一部を断面にして示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の作業装置の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１から図３は、本発明の作業装置の一実施例を示す図であり、図１は概略斜視図、図２は使用状態を示す概略平面図、図３は使用状態を示す概略左側面図である。なお、図３については、一部を省略して示すと共に一部を断面にして示している。
【００２０】
本実施例の作業装置は、水中において作業を行う装置であり、具体的には、作業対象物であるダムの堤体の壁面の水中環境にある所望の箇所を撮影して点検する装置であり、堤体に接触した状態で使用される。本実施例の作業装置１は、略直方体状に組み立てられた形材から構成される保持体２と、ダムの堤体３に作業装置１を接触させる力を発生する力発生手段４と、堤体３に作業装置１を接触させる力を増大する力増大手段５と、堤体３への接触手段６と、堤体３への作業手段７と、作業装置１を中性浮力にするための浮力手段８と、力発生手段４などを制御する図外の制御手段とを備える。
【００２１】
保持体２は、平面視略正方形の薄い直方体状に形成されている。具体的には、前後左右の四隅に、上下方向へ沿うようにして棒状の支柱９，９，１０，１０が配置される。この際、前方左右の支柱９，９間の距離および後方左右の支柱１０，１０間の距離が、前後の支柱９，１０間の距離よりも長くなるよう配置される。前方左右の支柱９，９の上端部同士、前方左右の支柱９，９の下端部同士、後方左右の支柱１０，１０の上端部同士、および後方左右の支柱１０，１０の下端部同士はそれぞれ、棒状の第一接続材１１により接続される。
【００２２】
保持体２の左右両端部において、前後の支柱９，１０同士は棒状の第二接続材１２により接続される。この際、保持体２の上端部において、前方の第一接続材１１と後方の第一接続材１１とが第二接続材１２により接続されると共に、保持体２の下端部において、前方の第一接続材１１と後方の第一接続材１１とが第二接続材１２により接続される。
【００２３】
保持体２の上下方向中央部よりも若干下側において、左右の支柱９，９同士および左右の支柱１０，１０同士は棒状の第三接続材１３により接続される。具体的には、前方左右の支柱９，９同士が第三接続材１３により接続されると共に、後方左右の支柱１０，１０同士が第三接続材１３により接続される。この際、第三接続材１３は、前方左右の支柱９，９の内側に上下に離隔して配置されると共に、後方左右の支柱１０，１０の内側に上下に離隔して配置される。各第三接続材１３は、支柱９，１０よりも左右方向外方へ延出している。このような構成の本実施例の保持体２は、左右長さが約７００ｍｍ、上下長さが約６００ｍｍ、奥行きが約３５０ｍｍとされている。
【００２４】
力発生手段４は、作業装置１の周囲の流体である水を堤体３から離れる方向へ吸引して排出する手段であり、本実施例ではスラスタとされる。図３に示されるように、スラスタ４は、図外のモータにより回転可能なプロペラ１４が円筒状のカバー１５内に配置されており、プロペラ１４を回転することで水をカバー１５内に吸引することができる。すなわち、カバー１５が水の吸引口とされる。
【００２５】
図１に示されるように、スラスタ４は、取付部材１６を介して、保持体２の前端部の四隅に設けられる。この際、保持体２の上端部に設けられるスラスタ４は、吸引口１５が下方へ傾斜して設けられる。また、保持体２の下端部に設けられるスラスタ４は、吸引口１５が上方へ傾斜して設けられる。本実施例では、各スラスタ４の傾斜角度は約４５°とされる。
【００２６】
スラスタ４は、水中環境においた作業装置１を推進させるための推進手段を兼ねている。スラスタ４は、前述したように傾斜して配置されるので、前後方向および上下方向へ作業装置１を推進させることができる。そして、スラスタ４は、作業装置１が堤体３に接触した状態において、力発生手段４として機能する。
【００２７】
力増大手段５は、力発生手段４により水が吸引して排出されることで、作業装置１を堤体３に接触させる力を増大させる手段であり、薄板状の板片１７と、筒状の整流片１８とを備える。板片１７は、円板状に形成されており、中央部に貫通穴１９が形成されている。整流片１８は、円筒状に形成されており、内穴２０が板片１７の貫通穴１９と対応するようにして、軸方向先端部が板片１７と互いに固定される。すなわち、力増大手段５は、整流片１８の軸方向先端部の外周部に鍔状に板片１７が設けられて構成される。
【００２８】
力増大手段５の整流片１８は、板片１７に対して傾斜しており、その傾斜角度は、前述したスラスタ４の傾斜角度と同一とされる。力増大手段５と力発生手段４とは、整流片１８の内穴２０の軸方向基端側の開口に吸引口であるカバー１５の先端部がはめ込まれて、ボルトなどで互いに固定される。この際、力増大手段５の板片１７が保持体２に対して水平に配置される。具体的には、保持体２の上端部のスラスタ４と力増大手段５とは、整流片１８が下方へ傾斜しつつ板片１７が保持体２に対して水平に配置されるようにして互いに固定される。また、保持体２の下端部のスラスタ４と力増大手段５とは、整流片１８が上方へ傾斜しつつ板片１７が保持体２に対して水平に配置されるようにして互いに固定される。
【００２９】
接触手段６は、作業装置１の堤体３への接触部であり、本実施例ではキャスタとされる。図１に示されるように、キャスタ６は、その車輪２１の軸が左右方向に沿うようにして、保持体２の四隅に固定される。この際、キャスタ６の車輪２１は、力増大手段５の板片１７よりも前方へ突出している。
【００３０】
作業手段７は、堤体３の壁面を撮影する手段であり、本実施例ではカメラとされる。カメラ７は、後方左右の支柱１０，１０を接続する第三接続材１３の内の上方に配置される第三接続材１３に、前方へ向けて固定される。なお、カメラ７の左右には、ＬＥＤライトが配置され、これらのＬＥＤライトは、保持体２に固定される。
【００３１】
浮力手段８は、作業装置１を水中環境に置いた際に浮きも沈みもしない中性浮力にするための手段であり、本実施例では略矩形の板状の部材とされる。この浮力手段８は、発砲ウレタンにより形成されており、保持体２の上端部に固定される。
【００３２】
制御手段は、力発生手段４などを制御する制御器である。具体的には、スラスタ４のプロペラ１４を駆動するモータなどが制御器に接続されている。そして、制御器は、前述したモータを制御する。制御手段は、断面円形の中空状に形成された耐圧容器２２内に収容されている。
【００３３】
耐圧容器２２は、軸方向が左右方向へ沿うようにして、保持体２に設けられる。具体的には、耐圧容器２２の軸方向両端部にそれぞれ、フランジ状に延出して矩形状の板材２３が固定され、両板材２３，２３の四隅を前述した第三接続材１３が貫通する。このようにして、耐圧容器２２は、第三接続材１３にて構成された領域内に配置されるように、板材２３を介して第三接続材１３に固定され、ひいては保持体２に固定される。
【００３４】
次に、本実施例の作業装置１の動作について説明する。作業装置１は、図外の電源が装置外部に設けられており、この電源から図外のケーブルを介して電力が供給される。また、作業装置１は、図外の水深センサを備えており、この水深センサにより作業装置１の水深を計測することができる。
【００３５】
作業装置１は、ボートから人力で水中に投入された後、スラスタ４を駆動させて堤体３の壁面の目標位置に移動される。この目標位置では、図３に示されるように、作業装置１は、キャスタ６が堤体３の壁面に接触された状態とされる。これは、スラスタ４により前方への推進力を発生させることでなされる。この際、スラスタ４は、力発生手段４として機能し、作業装置１が堤体３に押し付けられる。すなわち、スラスタ４は、堤体３から離れる方向へ水を吸引して排出する。図３に示されるように、作業装置１が堤体３に接触した状態では、板片１７が堤体３に近接して配置され、板片１７と堤体３の壁面との間に狭い間隔が形成される。
【００３６】
この状態から、保持体２の上端部に設けられるスラスタ４と保持体２の下端部に設けられるスラスタ４とを適宜に駆動させることで、作業装置１を下方へ移動させる。この際、作業装置１は、堤体３の壁面に接触した状態が維持され、堤体３を走行するようにして下方へ移動する。このようにして下方へ移動しつつ、カメラ７により堤体３の壁面が撮影される。前述したように作業装置１は水深センサを備えており、この水深センサにより求められた作業装置１の水深とカメラ７により撮影された画像データとが対応付けられて、図外の記憶手段に保存される。従って、堤体３の壁面にクラックが生じている場合、そのクラックの位置を把握することができる。
【００３７】
本実施例の作業装置１によれば、堤体３に接触した状態において、スラスタ４により水が吸引して排出されることで、板片１７と堤体３との間で整流片１８内へ向かって流れる水の流速が速くなる。そうすると、板片１７と堤体３との間の間隔内の圧力が低下し、板片１７にそれを堤体３の方向へ押すように水圧がかかる。これにより、スラスタ４により作業装置１を堤体３へ押し付けることに加えて、力増大手段５により作業装置１を堤体３へ押し付けることができる。
【００３８】
このようにして、本実施例の作業装置１によれば、スラスタ４により水を吸引して排出することで、力増大手段５により作業装置１を堤体３に押し付けることができる。従って、スラスタ４を大型化したり、スラスタ４の保持体２への設置数を増やしたりすることなく、堤体３への作業装置１の押付力を増大することができ、装置全体の重量の増加を抑制することができる。これにより、人力で作業装置１をボートから水中へ投入することができる。
【００３９】
また、本実施例の作業装置１によれば、力増大手段５が板片１７と整流片１８とから構成されるので、力増大手段５を簡易な構成とすることができ、力増大手段５にかかるコストを低減することができる。すなわち、簡易な構成で、堤体３に作業装置１を接触させる力を増大することができる。また、本実施例の作業装置１によれば、筒状の整流片１８によって、スラスタ４が吸引して排出する水の流路を確保することができる。これにより、吸引して排出される水の流れを一方向へ導くことができ、板片１７による作業装置１の堤体３への押し付けを効果的に行うことができる。
【００４０】
また、本実施例の作業装置１によれば、作業装置１が堤体３に接触した状態において、板片１７が堤体３の壁面に対面するように作業装置１に設置される。これにより、板片１７による作業装置１の押し付けが堤体３の壁面に対して垂直になされ、板片１７による作業装置１の堤体３への押し付けを効果的に行うことができる。さらに、本実施例の作業装置１によれば、スラスタ４が推進手段を兼ねているので、力発生手段４と推進手段とを別々に設ける必要がなく、簡易な構成とすることができる。
【００４１】
本発明の作業装置は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、作業装置１の力増大手段５は、前記実施例の構成に限定されるものではない。図４は、本実施例の作業装置１の力増大手段５の変形例を示す斜視図である。図５は、図４の力増大手段５が適用された作業装置１の使用状態を示す概略左側面図であり、一部を省略して示すと共に一部を断面にして示している。本変形例の作業装置１およびその力増大手段５も基本的には、前記実施例と同様の構成である。そこで、以下では、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００４２】
本変形例の力増大手段５も、円板状の板片１７と、円筒状の整流片１８とを備え、整流片１８の軸方向先端部の外周部に鍔状に板片１７が設けられて構成されたが、板片１７が可撓性を有する点、および板片１７に突出部２４が形成される点で、前記実施例と異なる。具体的には、板片１７の両板面の内の先端側の板面に先端側へ突出して、略矩形状の突出部２４が一体形成されている。突出部２４は、板片１７に放射状に形成されており、隣接する突出部２４，２４同士の間には溝部２５が形成されている。各溝部２５は、板片１７の径方向両端部が開口して形成されている。
【００４３】
板片１７が可撓性を有することで、図５に示されるように、作業装置１が堤体３に接触した状態において、スラスタ４により水が吸引されて板片１７に水圧がかかると、板片１７が変形して堤体３の壁面に接触する場合がある。板片１７に突出部２４が形成されていない場合、板片１７の板面の外周縁部が堤体３に接触することで、板片１７と堤体３との間の間隔がなくなり、スラスタ４により水を吸引することができなくなる。
【００４４】
しかしながら、本変形例の力増大手段５によれば、放射状に突出部２４が形成されていることで、板片１７が変形して堤体３に接触した場合でも、隣接する突出部２４，２４同士の間の溝部２５から、スラスタ４により水を吸引することができる。これにより、板片１７を力増大手段５として機能させることができる。また、本変形例では、板片１７が可撓性を有することで、作業装置１を堤体３へ向けて移動させる際に、板片１７を反り返らせることができる。これにより、板片１７が作業装置１の移動の際に抵抗となることを抑制することができる。
【００４５】
また、前記実施例では、スラスタ４およびキャスタ６は、保持体２に固定されたが、回転可能に保持体２に設けてもよい。この場合、スラスタ４およびキャスタ６は、保持体２の前後方向に沿う軸まわりに回転可能とされる。これにより、スラスタ４を正面視において時計方向または反時計方向へ９０°回転させることで、作業装置１を左右方向へ移動させることができる。また、キャスタ６を正面視において時計方向または反時計方向へ９０°回転させることで、作業装置１を堤体３に接触させた状態で、前述したように９０°回転したスラスタ４により、左右方向へ作業装置１を走行させることができる。なお、スラスタ４およびキャスタ６は、別々に回転可能としてもよいし、一体的に回転可能としてもよい。
【００４６】
また、前記実施例では、作業装置１は、水中環境において作業を行う装置とされたが、これに限定されるものではなく、空中を飛行しつつ作業を行う装置としてもよい。たとえば、空中を飛行しつつ橋桁に接触して、橋桁を走行しながら撮影する装置であってもよい。この場合、力発生手段４は、作業装置１の周囲の外気を吸引して排出する手段とされる。さらに、前記実施例では、堤体３に接触した状態で作業を行う装置とされたが、これに限定されるものではなく、水中または空中において、作業対象物に近接した状態で作業を行う装置であってもよい。たとえば、水中において、堤体３との間の距離を一定に維持した状態で移動しつつ、堤体３を撮影する装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、作業対象物に近接または接触した状態で所望の作業を行う装置に好適に適用されるものであり、たとえば、水中に沈んだ部分のダムの堤体の壁面に接触した状態で移動しつつその壁面を撮影する装置に好適に適用される。
【符号の説明】
【００４８】
１  作業装置
３  堤体（作業対象物）
４  力発生手段（スラスタ）
５  力増大手段
１４  プロペラ
１５  カバー（吸引口）
１７  板片
１８  整流片
【図１】
2017150214.tif 000003
【図２】
2017150214.tif 000004
【図３】
2017150214.tif 000005
【図４】
2017150214.tif 000006
【図５】
2017150214.tif 000007