JP2016068759A - 水中機器の揚収用装置、水中機器の母船、及び水中機器の揚収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な構成で、水中機器を水中から母船に容易に揚収でき、水中機器の揚収に要する時間を短縮できる水中機器の揚収用装置、水中機器の母船、及び水中機器の揚収方法を提供する。【解決手段】水中機器１０を水中から母船１上に回収するための水中機器の揚収装置２０において、水中機器１０を収容する揚収用具３０を備え、この揚収用具３０を、外周部の形状を維持する底部３１と、上側に浮力発生部分３３を配置した周囲部３２とを有し、底部３１と周囲部３２の少なくとも一部を通水性を有して形成すると共に、周囲部３２に水中機器１０が出入り可能な通路部３３を設けて、母船１から吊り下げ可能に構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、水中機器の揚収に要する時間を短縮できる水中機器の揚収用装置、水中機器の母船、及び水中機器の揚収方法に関する。

水中生物や海底生物等の水産資源や、地震観測や海底資源等のための海底調査や沈没船や水中遺跡の調査などでは、カメラや各種センサを搭載した水中機器が使用されている。これらの水中機器は有人のものもあるが、各種センサの能力の向上により、水中機器の自律航行が可能となった自律型水中ロボット（ＡＵＶ）や遠隔操縦による無人の水中機器（ＲＯＶ）も数多く用いられてきている。ＡＵＶは無索であるが、ＲＯＶは操縦用データや観測結果のデータの転送のために、これらの信号を搬送する光ケーブル等を備えた曳航ケーブルが用いられている。

これらの水中機器では、運動性を確保するために、前後、左右、上下の３方向のスラストを発生するスラスタが設けられており、通常は、水中機器は全没状態で浮力と重量が略同じになる中立状態に重量調整がなされている。

これらの水中機器を水中から母船に揚収する際には、水中機器を水中から吊り上げて、母船上に吊り下ろすが、この水中機器の捕集や揚収に関しては様々な方法が用いられており、例えば、母船に揚収するための専用の特別な設備を恒常的に装備することなく、荒れた海上環境においても確実に水中航走体を揚収するために、２本の誘導フレームの間にかけ渡された回収ネットを吊下フレームと共に一体に束ねた状態で保持して、誘導索を用いた有線誘導により、誘導フレームに設けた複数のスラスタで、水中を潜航及び航走させて、水中航走体の近傍まで自力で移動し、水上環境の影響が少ない水中で、束ねた状態を解除して回収ネットを展開して、この潜航状態の回収ネットに水中航走体を載せたら、半没状態まで浮上させて、この状態で誘導索を巻き上げて、吊下フレームのワイヤをクレーンのワイヤにつないで巻き上げて、母船の甲板上に移動する水中航走体の揚収装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この水中航走体の揚収装置では、揚収装置自体を航走可能に構成し、しかも、水中で母船からの指令に基づいて確実に回収ネットを束ねた状態から解除して展開する必要があるため、水中航走体の揚収装置自体がスラスタと確実に回収ネットを展開できる機構が必要となり、水中航走体の揚収装置の構造及び水中航走体の揚収方法が複雑化するという問題がある。

特開２０１３−１８４５２５号公報

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、水中機器を水中から母船に容易に揚収でき、水中機器の揚収に要する時間を短縮できる水中機器の揚収用装置、水中機器の母船、及び水中機器の揚収方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するための水中機器の揚収装置は、水中機器を水中から母船上に回収するための水中機器の揚収装置において、前記水中機器を収容する揚収用具を備え、該揚収用具を、外周部の形状を維持する底部と、上側に浮力発生部分を配置した周囲部とを有し、前記底部と前記周囲部の少なくとも一部を通水性を有して形成すると共に、前記周囲部に前記水中機器が出入り可能な通路部を設けて、前記母船から吊り下げ可能に構成される。

この構成によれば、揚収用具の底部の外周部の形状を維持したままでよいので、揚収用具における特別な展開作業が不要になり、水中で確実に水中機器が出入り可能な通路部を確保できる。

また、揚収用具は、水中で吊り下げられた状態では、浮力発生部分の浮力により、上部が水面に浮かんでおり、底部と周囲部が水中に沈下している状態となるので、水中機器が周囲部の内部でかつ底部の上に入り易い状態となり、この水中機器の揚収用具内への収容は、荒天下でも波の影響が少ない水中で行うことができる。つまり、海象条件が悪い場合でも、揚収用具は、浮きを利用して浮いており、底部と水中機器は同じ水深になると波に対して略同期して上下動をするので、波の影響を受けずに水中機器を底部上に収容できる。なお、水中機器は水面上に浮かんだ状態では、水中機器のスラスタの一部が露出したり、波の影響を大きく受けたりするので水中に比べて操縦性が悪くなる。

この底部への水中機器の載置においては、水中機器は、通常、浮力と重量が釣り合った中立状態に調整されているので、揚収用具の吊り下げ力を急激に増加させることはなく、吊り下げ力の増加があったとしても浮力発生部分の浮力の変化で吸収でき、母船上のクレーンの荷重への影響を及ぼすことない。

その上、水中機器が通路部から周囲部の内部に入ると、水中機器の操縦又は母船からの吊り上げにより、水中で水中機器が底部の上に載置された状態にすることが容易にできる。そのため、揚収用具が水面上に出てくる時には、既に水中機器は底部の上に載置している状態になっているので、水中機器を安定した状態で、水中から水面上、及び、水面上から母船上の載置場所まで、母船上のクレーンで安全に移動することができる。

また、母船上のクレーンに揚収用具が吊下ったままで揚収作業を行うことができるので、母船上の安全に行える場所でクレーンへのワイヤ掛けとワイヤ外しなどの玉掛け作業は行うことができる。従って、揚収作業の時間短縮とともに安全性を向上できる。

また、上記の水中機器の揚収装置において、前記揚収用具の前記底部及び前記周囲部をネットで形成し、前記底部の前記外周部に枠体を設けて前記底部の前記外周部の形状を維持するように構成すると、非常に単純な構成で揚収用具を構成できる。

また、上記の水中機器の揚収装置において、前記水中機器を前記揚収用具に収容する際に使用する光発生装置又は音響発生装置を設けて構成すると、水中機器は一般的に自律自航機能、又は、誘導索による操縦機能を備えていることが多いので、水中機器が開口部を通過して揚収用具の内部に収容されるときの、収容作業を容易にすることができ、時間を短縮できる。

また、上記の水中機器の揚収装置において、前記揚収用具を前記母船上に載置したときに、前記底部と前記母船の載置場所の上面との間に隙間を設ける脚部を設けて構成すると、底部をネット等の多少弛む材料で形成した場合でも、揚収用具を載置場所に吊り下ろす場合でも、水中機器が載置場所と直接衝突することを回避できる。また、底部をネット等の多少弛む材料で形成した場合には、揚収用具を載置場所に吊り下ろした時の衝撃をネット等の多少弛む材料で吸収若しくは緩和できるので、水中機器を衝撃力を受けることなく、載置場所に載置できる。

そして、上記のような目的を達成するための水中機器の母船は、上記の水中機器の揚収装置と、前記揚収用具を前記母船から水中に吊り下げ、及び水中から吊り上げるクレーンを備えて構成され、上記の水中機器の揚収装置と同様の効果を奏することができる。

そして、上記のような目的を達成するための水中機器の揚収方法は、水中機器を水中から母船上に回収するための水中機器の揚収方法において、外周部の形状を維持する底部と、上側に浮力発生部分を配置した周囲部とを有し、前記底部と前記周囲部の少なくとも一部を通水性を有して構成すると共に、前記周囲部に前記水中機器が出入り可能な通路部を設けて、前記母船から吊り下げ可能に構成された揚収用具を水中に降下し、前記浮力発生部分の浮力で水面下に保持された前記揚収用具の前記周囲部で囲まれた内部に前記水中機器を収容した後に、前記水中機器を収容した前記揚収用具を吊り上げて、前記母船の載置場所に載置することを特徴とする方法である。この方法によれば、上記の水中機器の揚収装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の水中機器の揚収用装置、水中機器の母船、及び水中機器の揚収方法によれば、比較的簡単な構成で、水中機器を水中から母船に容易に揚収でき、水中機器の揚収に要する時間を短縮できる。

本発明の実施の形態の水中機器の揚収装置の構成を模式的に示す側面図である。 揚収用具の水中における水中機器の収容前の状態を示す図である。 揚収用具の水中における水中機器の収容後の状態を示す図である。 揚収用具を母船の載置場所に載置した状態を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態の水中機器の揚収用装置、水中機器の母船、及び水中機器の揚収方法について、図面を参照しながら説明する。

最初に、本発明に係る実施の形態の水中機器の母船について説明する。図１に示すように、この水中機器の母船１は、甲板２の上に本発明に係る実施の形態の水中機器の揚収装置２０を備えた船舶であり、推進器としてのプロペラ３と舵４を備えて構成される。また、水中機器１０を揚収する際に、水中機器の揚収装置２０を吊り索５ａで吊り下げたり、吊り上げたりするクレーン５を甲板２の上に有して構成される。なお、このクレーン５は、水中機器１０の揚収のための専用に設けてもよいが、他の用途のクレーンを用いてもよい。

また、水中機器１０は、海底情報の調査等の行う水中航走体等であり、潜航するために、推力を発生したり、沈下力や上昇力を発生したりするスラスタ１１を前後に備えている。この水中機器１０は、例えば、制御信号や画像信号や収録データ信号等を通信する光ケーブルなどを収容した曳航ケーブル１２を曳航しながら、水中を航走して、航走中に得たデータを母船１のデータ処理装置（図示しない）に送ると共に、母船１の操縦装置（図示しない）からの操縦信号により有線による操縦で航走して、対象海域を調査する。

この水中機器１０は、母船１に搭載されて調査海域に運ばれて、水中に投入されるが、この水中機器１０には、使い捨てのものと、回収して繰り返し使用するものとがある。本発明は水中機器１０の揚収に関するものであるので、回収することがある水中機器１０に適用できる。

そして、本発明の水中機器の揚収装置２０は、水中機器１０を収容する揚収用具３０を備えて構成される。この揚収用具３０は、図１〜図４に示すように、底部３１と、周囲部３２とを有して構成される。この底部３１と周囲部３２は、少なくとも一部を通水性を有して構成されるが、ネット状の材料で形成すると容易に構成できる。これにより、底部３１と周囲部３２の通水部分でいずれか又は両方で、底部３１の上に溜まった水を排水できる。

また、底部３１には、ネット部分３１ａの外周部には、枠体３１ｂを設けて底部３１の形状を確保する。それと共に、ネット部分３１ａを枠体３１ｂに引張られた状態で固定し、水中機器１０がネット部分３１ａに載置されたときの撓み量を少なくする。このネット部分３１ａの目の粗さとしては、水中機器の突起部にネット部分３１ａが絡まないような目の粗さとする必要があり、例えば、小さいメッシュの網ネットを使用する。

なお、この枠体３１ｂ及びネット部分３１ａは、揚収用具３０の格納時には場所を取らないように、例えば、２つ折りなど、折り畳み可能にしてコンパクトにできるようにしておくことが好ましい。この枠体３１ｂは、アルミ管や塩化ビニール等の合成樹脂製の管を、三角形形状、四角形形状等リング状にすることで、容易に作成することができる。

更に、揚収用具３０を母船１の載置場所６上に載置したときに、底部３１と母船１の載置場所６の上面との間に隙間を設けるように脚部３１ｃを設けて構成する。この脚部３１ｃにより、底部３１のネット部分３１ａを多少弛む材料で形成した場合でも、揚収用具３０を母船１の載置場所６に吊り下ろすときに、水中機器１０が載置場所６と直接衝突することを回避できる。また、揚収用具３０を載置場所６に吊り下ろしたときの衝撃をネット部分３１ａで吸収若しくは緩和できるので、水中機器１０は衝撃力を受けることなく、載置場所６に載置されることになる。なお、この脚部３１ｃは母船１の載置場所６に揚収用具３０を載置する時のみ使用するので、揚収作業中は作業の邪魔にならないように折り畳み可能にしたり、差し込み等による組み付け可能にしたりしておいてもよい。

一方、周囲部３２は、下側を底部３１の枠体３１ｂに接続され、この枠体３１ｂにより、周囲部３２の下側の形状を底部３１の外周部と同じ形状に維持する。なお、上側は必ずしも形状を保つ必要はないが、下側と同様に枠体（図示しない）を設けて、上側の形状を維持するように構成してもよい。この場合は、下側の枠体３１ｂと同じ形状及び同じ大きさにしてもよいが、母船１上に吊り上げたときに、上側が絞られることで、この上側の枠体に大きな力が作用しないように、上側の形状を下側の枠体３１ｂの形状を縮小したような形状にするのが好ましい。

周囲部３２の上側には、浮力発生部分となる浮き３２ｂを配置して構成する。この浮き３２ｂを付けることにより、揚収用具３０を水中に吊り下げたときに、浮き３２ｂの浮力により、底部３１と周囲部３２を吊り下げた状態で水中に保持する。それと同時に浮き３２ｂの働きにより通路部を確保した周囲部３２の展開の形状を維持する。この浮３２ｂは、図２〜図４では、４つであるが、この個数は浮力と通路部を確保した周囲部３２の展開の形状を維持できればよく、個数はいくつでも良く、また、連続体で水面上に浮くようにしてもよい。

更に、浮き３２ｂには、吊り索３４を接続して設けて、周囲部３２の上方を吊り索３４を母船１のクレーン５で吊り下げることができるように構成される。この吊り索３４は、浮き３２ｂを水面上に浮かしたときに、この浮き３２ｂの浮力で、通路部を確保した周囲部３２の展開の形状を維持できるように十分な長さとする。

更に、周囲部３２の一部を開放状態にして、水中機器１０が出入り可能な通路部３３を設ける。つまり、上から見て、周囲部３２は、Ｖ字形状、Ｕ字形状、コの字形状等の、通路部３３がある一端側が解放された形状に形成する。この通路部３３の下側となる枠体３１ｂの一部にゴム製のプロテクション等で形成される保護部材３１ｄを設けて、万一、水中機器１０がこの部分に衝突しても、水中機器１０が受ける衝撃が小さくなるようにして、水中機器１０を保護する。

この形状により、水中機器１０を通路部３３から底部３１の上に入れるときに、水中機器１０が曳航する誘導用ケーブルや光ファイバケーブル等で形成される曳航ケーブル（テザーケーブル）１２は、通路部３３側に配置され、通路部３３から母船１側に延びているので、水中機器１０を揚収用具３０に収容しても曳航ケーブル１２が邪魔になることが無い。

また、水中機器の揚収装置２０において、水中機器１０を揚収用具３０に収容する際に使用する光発生装置又は音響発生装置等の誘導装置３５を設けて構成する。これにより、自律自航機能、又は、誘導索による操縦機能を備えていることが多い水中機器１０を、通路部３３を通過させて揚収用具３０の内部に収容するときの、収容作業を容易にすることができる。つまり、誘導装置３５に従って、水中機器１０が通路部３３を目標に、自動操縦できるプログラミングしておいたり、水中機器１０の視界を見ながら、誘導装置３５の位置を確認しながら操縦により、進入することができる。

この誘導装置３５の配置としては、周囲部３２の通路部３３側の端部の入口となる部分の両側の上下にそれぞれ１個ずつ配置して、入口の左右及び上下の範囲を明示して左右方向及び上下方向の誘導をし易く形成する。なお、誘導装置３５を通路部３３の下側になる底部３１の前側部分にいくつか並べて配置して、入口の下側の位置を明示して、水中機器１０の進入時に、水中機器１０が通路部３３の下側に衝突することを防止することが好ましい。

特に、図２に示すように、誘導装置３５を周囲部３２の通路部３３側の端部の入口となる部分の両側にそれぞれ垂直方向に１列に配置すると共に、誘導装置３５を通路部３３とは反対側となる奥側において中間高さに水平方向に一列に配置する。これにより、通路部３３を通過して揚収用具３０に収容する時に、誘導装置３５の水平列が垂直列の中間の高さ位置にあり、全体としてＨ字に見える場合には、水中機器１０の姿勢は底部３１と平行になっていることが分かる。また、誘導装置３５の水平列が垂直列の中間より高い位置にあれば、水中機器１０は前が上側に傾斜した状態になっていて、逆に、誘導装置３５の水平列が垂直列の中間より低い位置にあれば、水中機器１０は前が下側に傾斜した状態になっていることが分かる。従って、水中機器１０の姿勢を制御することが容易にでき、水中機器１０を底部３１に平行になった状態で揚収用具３０に誘導して入れることができる。これにより、水中機器１０を揚収用具３０に収容する時間を短縮できる。

なお、水中機器１０が無人水中航走体である場合には、水中機器１０に乗り込む乗組員の安全性を保障しなくてもよいので、水中機器１０の取り扱いが楽になると共に、一般的に、無人の水中機器１０は、有人の水中機器１０に比べて著しく軽量であるものが多いので、この揚収方法を容易に適用できる。

次に、また、本発明の実施の形態の水中機器の揚収方法について説明する。この水中機器の揚収方法は、水中機器１０を水中から母船１上に回収するための水中機器の揚収方法であり、外周部の形状を維持する底部３１と、上側に浮き（浮力発生部分）３２ｂを配置した周囲部３２とを有し、底部３１と周囲部３２の少なくとも一部を通水性を有して構成すると共に、周囲部３２に水中機器１０が出入り可能な通路部３３を設けて、母船１から吊り下げ可能に構成された揚収用具３０を水中に降下し、浮力発生部分３２ｂの浮力で水面下に保持された揚収用具３０の周囲部３２で囲まれた内部に水中機器１０を収容した後に、水中機器１０を収容した揚収用具３０を吊り上げて、母船１の載置場所６に載置する方法である。

上記の構成の水中機器の揚収装置２０、水中機器の母船１、及び水中機器の揚収方法によれば、揚収用具３０の底部３１の外周部の形状を維持したままでよいので、揚収用具３０における特別な展開作業が不要になり、水中で確実に水中機器１０が出入り可能な通路部３３を確保できる。

また、揚収用具３０は、水中で吊り下げられた状態では、浮力発生部分３２ｂの浮力により、上部が水面に浮かんでおり、底部３１と周囲部３２が水中に沈下している状態となるので、水中機器１０が周囲部３２の内部でかつ底部３１の上に入り易い状態となり、この水中機器１０の揚収用具３０内への収容は、荒天下でも波の影響が少ない水中で行うことができる。つまり、海象条件が悪い場合でも、揚収用具３０は、浮き３２ｂを利用して浮いており、底部３１と水中機器１０は同じ水深になると波に対して略同期して上下動をするので、波の影響を受けずに水中機器１０を底部３１上に収容できる。なお、水中機器１０は水面上に浮かんだ状態では、水中機器１０のスラスタ１１の一部が露出したり、波の影響を大きく受けたりするので水中に比べて操縦性が悪くなる。

また、この底部３１への載置においては、水中機器１０は、通常、浮力と重量が釣り合った中立状態に調整されているので、揚収用具３０の吊り下げ力を急激に増加させることはなく、吊り下げ力の増加があったとしても浮力発生部分３２ｂの浮力の変化で吸収でき、母船１上のクレーン５の荷重への影響を及ぼすことない。

その上、水中機器１０が通路部３３から周囲部３２の内部に入ると、水中機器１０の操縦又は母船１からの吊り上げにより、水中で水中機器１０が底部３１の上に載置された状態にすることが容易にできる。そのため、揚収用具３０が水面上に出てくる時には、既に水中機器１０は底部３１の上に載置している状態になっているので、水中機器１０を安定した状態で、水中から水面上、及び、水面上から母船１上の載置場所６まで、母船１上のクレーン５で安全に移動することができる。そして、図１及び図４に示すように、水中機器１０は甲板２上に設けた載置場所６に載置されるが、この載置場所６収納位置に置いた状態で、この水中機器１０を整備することもできるようになる。

また、母船１上のクレーン５に揚収用具３０が吊下ったままで揚収作業を行うことができるので、母船１上の安全に行える場所でクレーン５への吊り索３４を掛けたり、外したりする玉掛け作業を行うことができる。従って、揚収作業の時間短縮とともに作業時の安全性を向上できる。

本発明の水中機器の揚収用装置、水中機器の母船、及び水中機器の揚収方法によれば、比較的簡単な構成で、水中機器を水中から母船に容易に揚収でき、水中機器の揚収に要する時間を短縮できるので、多くの水中機器の揚収装置及び水中機器の母船に利用することができる。

１ 母船
２ 甲板
３ プロペラ
４ 舵
５ クレーン
５ａ クレーン側の吊り索
６ 載置場所
１０ 水中機器
１１ スラスタ
１２ 曳航ケーブル
２０ 水中機器の揚収装置
３０ 揚収用具
３１ 底部
３１ａ ネット部分
３１ｂ 枠体
３１ｃ 脚部
３１ｄ 保護部材
３２ 周囲部
３２ａ ネット部分
３２ｂ 浮き
３３ 通路部
３４ 吊り索
３５ 誘導装置
３６ 案内索

Claims (6)

1. 水中機器を水中から母船上に回収するための水中機器の揚収装置において、
   前記水中機器を収容する揚収用具を備え、
   該揚収用具を、外周部の形状を維持する底部と、上側に浮力発生部分を配置した周囲部とを有し、前記底部と前記周囲部の少なくとも一部を通水性を有して形成すると共に、前記周囲部に前記水中機器が出入り可能な通路部を設けて、前記母船から吊り下げ可能に構成したことを特徴とする水中機器の揚収装置。
2. 前記揚収用具の前記底部及び前記周囲部をネットで形成し、前記底部の前記外周部に枠体を設けて前記底部の前記外周部の形状を維持するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の水中機器の揚収装置。
3. 前記水中機器を前記揚収用具に収容する際に使用する光発生装置又は音響発生装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の水中機器の揚収装置。
4. 前記揚収用具を前記母船上に載置したときに、前記底部と前記母船の載置場所の上面との間に隙間を設ける脚部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中機器の揚収装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中機器の揚収装置と、前記揚収用具を前記母船から水中に吊り下げ、及び水中から吊り上げるクレーンを備えたことを特徴とする水中機器の母船。
6. 水中機器を水中から母船上に回収するための水中機器の揚収方法において、
   外周部の形状を維持する底部と、上側に浮力発生部分を配置した周囲部とを有し、前記底部と前記周囲部の少なくとも一部を通水性を有して構成すると共に、前記周囲部に前記水中機器が出入り可能な通路部を設けて、前記母船から吊り下げ可能に構成された揚収用具を水中に降下し、前記浮力発生部分の浮力で水面下に保持された前記揚収用具の前記周囲部で囲まれた内部に前記水中機器を収容した後に、前記水中機器を収容した前記揚収用具を吊り上げて、前記母船の載置場所に載置するように構成したことを特徴とする水中機器の揚収方法。

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