JP3124761B1 - 水中観測機器の昇降装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】水中観測機器を任意の水深に移動させて時間的
および位置的に連続したデータを得ることができ、さら
に測定終了後に簡便に回収できる、水中観測機器の昇降
装置を提供する。 【解決手段】水中観測機器の昇降装置１は、水中の定位
置に係留して水中観測機器を昇降させる装置であって、
浮力体が取り付けられた水中観測機器に繋がった昇降用
ロープ１０を巻き取りまたは繰り出すドラム２３と、ド
ラム２３に連結された水中モータ２２が接続され昇降用
ロープ１０の巻き取りおよび繰り出しを制御する回路２
９と、制御回路２９に接続した電源２６とが別な浮力体
１３を有するフレーム１１に固定され、フレーム１１が
係留用ロープ３３で水底に沈める錘と繋がっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海洋、湖沼、河
川、ダム等で水中観測する際に用いられ、水中観測する
機器を任意の水深に昇降させる水中観測機器の昇降装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水中の水深や水温、クロロフィル濃度、
塩分濃度、ｐＨ等のデータを得るために水中観測が行わ
れている。水中観測においては、時間的および位置的に
連続した観測データを得ることが重要である。

【０００３】観測地点における連続した水深での観測デ
ータを得るために、船舶から水中観測機器をロープで吊
り下げて水中観測を行っていたが、船舶を長期間停泊さ
せなければならなかった。また、一端に浮力体を有する
一本のロープに多数の水中観測機器を取り付けて水中に
係留した水中観測も行われているが、データの信頼性を
保証するために機器の相互な補正を必要とするなど操作
が煩雑であった。

【０００４】特開平０８−２２１６８１号公報には、浮
袋の取り付けられた水中観測機器に繋がったロープを巻
き取るウインチを用い、自動的に水中観測機器を昇降さ
せることができる装置が開示されている。この装置は、
水底に設置して使用するものである。水深が５００ｍ以
上の地点で表層部の水中測定を行うとき、この装置から
水中観測機器に至るロープ長が長くなるため、浮力、ロ
ープの強度、ウインチの性能を向上させる必要がある。
さらに水中観測機器が潮流の影響を受けて流され易く、
本来測定すべき垂直方向でのデータとの差異が大きくな
ってしまう。また、浮袋が水面下にある状態で水中観測
機器や昇降装置を回収するには、ロープや網等で引掛け
て引き上げる必要があり、多大な労力を要する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、水中観測機器を任意の水
深に移動させて時間的および位置的に連続したデータを
得ることができ、さらに測定終了後に簡便に回収でき
る、水中観測機器の昇降装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の水中観測機器の昇降装置１は、実
施例に対応する図１を参照して説明すると、水中の定位
置に係留して水中観測機器４１（図２参照）を昇降させ
る装置であって、浮力体４０が取り付けられた水中観測
機器４１に繋がった昇降用ロープ１０を巻き取りまたは
繰り出すドラム２３と、ドラム２３に連結された水中モ
ータ２２が接続され昇降用ロープ１０の巻き取りおよび
繰り出しを制御する回路２９と、制御回路２９に接続し
た電源２６とが別な浮力体１３を有するフレーム１１に
固定され、昇降用ロープ１０に昇降用ロープ１０の張力
を感知するセンサ６１が取り付けられ、センサ６１との
接触により繰り出しを作動するリミットスイッチ５１が
フレーム１１に固設されて制御回路２９に接続され（図
３参照）、フレーム１１が係留用ロープ３３で水底に沈
める錘４６と繋がっている。

【０００７】この装置には、係留用ロープ３３を分断す
る器具４５が取り付けられている。水中測定終了後、分
断器具４５により係留用ロープ３３を分断すると、浮力
体１３・４０の浮力で測定機器４１や昇降装置１は水面
に浮上し、簡便に回収できる。

【０００８】昇降用ロープ１０の繰り出しの途中で、水
中観測機器４１に取り付けられた浮力体４０が水面まで
浮上すると、このセンサ６１が昇降用ロープ１０の張力
の弛みを感知し、繰り出しを停止させる。これにより昇
降用ロープ１０がドラム２３等に絡みつくことを防止す
ることができる。

【０００９】巻き取りの限界を示すストッパー５０が昇
降用ロープ１０に取り付けられ、ストッパー５０との接
触により巻き取りを停止するリミットスイッチ５１がフ
レーム１１に固設されて制御回路２９に接続されてい
る。これにより、過剰な巻き取りを防止することができ
る。

【００１０】浮力体１３・４０は、水圧で潰れないもの
で、例えば樹脂製の球、ガラス製の球等を用いることが
できる。

【００１１】水中測定機器４１は、水温計、水深計、塩
分計、ｐＨセンサー、溶存酸素計、クロロフィル濃度
計、分光光度計、流向流速計、濁度計、姿勢センサーが
挙げられる。

【００１２】この昇降装置１を用いると、任意の水深で
の時間的および位置的に連続したデータを得ることがで
きる。さらに水中観測機器４１や昇降装置１は、回収が
簡便である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を詳細に説
明する。図１に、本発明を適用する水中観測機器の昇降
装置１の実施例の斜視図を示す。

【００１４】水中観測機器の昇降装置１は、図１に示す
とおり、フレーム１１の上部にはフレーム用の浮力体１
３が取り付けられ、フレーム１１の下部には昇降用ロー
プ１０を巻き取りまたは繰り出すドラム２３の配置され
ているウインチ２、制御回路２９、電源２６が載置され
たものである。

【００１５】フレーム１１はステンレス製であり、輪状
のパイプにより相互に固定され上部で湾曲して集束した
４本のパイプからなっている。このフレーム１１に囲ま
れて昇降用ロープ１０の貫通したフレーム用の浮力体１
３が、フレーム１１上部に固設された上部支持板１２
と、ターンバックル１５でフレーム１１に固設された下
部支持板１６とに挟まれて固定されている。

【００１６】昇降用ロープ１０には、磁石を内蔵し巻き
取りの限界を示す樹脂製のストッパー５０（図３参照）
が取り付けられている。フレーム１１の上部には、巻き
取りまたは繰り出しを停止させるためのリードスイッチ
５２が内蔵されたリミットスイッチ５１が取り付けられ
ている。リードスイッチ５２には制御回路２９へ接続さ
れた配線５３ａ・５３ｂが繋がっている。フレーム用の
浮力体１３の孔道６０内で、昇降用ロープ１０にはその
張力を感知するセンサ６１が取り付けられている。セン
サ６１は、磁石６２を内蔵し昇降用ロープ１０の貫通し
た上蓋６３と、昇降用ロープ１０の貫通した下蓋６７と
が両端に取り付けられた二枚のロープガイド６４の間
に、突出したローラ６６を有している。

【００１７】ウインチ２は、昇降用ロープ１０を巻き取
りまたは繰り出すドラム２３がフレーム１１の下部の底
板２５上に固設された側板２４に挟まれ、水中モータ２
２が側板２４を貫通してドラム２３に繋がったもので、
フレーム１１の底板２５上に載置されている。ドラム２
３には昇降用ロープ１０が巻きついている。

【００１８】昇降用ロープ１０の巻き取りおよび繰り出
しの制御回路２９が、リミットスイッチ５１のリードス
イッチ５２、およびソナー４３へ接続され、耐圧容器２
７に収納されている。制御回路２９には時計７０が内在
している。制御回路２９は、電源２６および水中モータ
２２へ接続している（図４参照）。この耐圧容器２７お
よび電源２６は底板２５に載置されている。

【００１９】フレームの底部のＵ字取手３０に繋がった
支持棒３１が、接合具３２に接合している。接合具３２
には係留用ロープ３３が繋がれている。

【００２０】昇降装置の昇降用ロープ１０は、図２に示
すように、測定機器用の浮力体４０が取り付けられた水
中観測機器４１に繋がっている。水中測定機器４１と昇
降装置１とには、各々ソナー４２・４３が取り付けられ
ている。係留用ロープ３３は、水底に沈めた錘４６と繋
がっている。係留用ロープ３３の途中には、分断器具４
５が取り付けられている。分断器具４５は、バネにより
係留用ロープ３３を摘んでいる爪（不図示）を有し、超
音波指示またはタイマーにより、バネを開放して爪を開
き係留用ロープ３３を分断するものである。

【００２１】水中観測機器の昇降装置１は、以下のよう
に動作する。予め測定地点で測定した水底の水深と、水
中観測機器４１を昇降させる水深とから、算出した所期
の長さの係留用ロープ３３を錘４６に繋ぐ。

【００２２】水中観測機器４１を昇降させる所要の長さ
の昇降用ロープ１０を繰り出しまたは巻き取るためのド
ラム２３の回転数、および昇降用ロープ１０の繰り出し
開始時刻、繰り出し後の状態での保持時間、巻き取った
状態での保持時間等の昇降サイクルを制御回路２９に入
力する。

【００２３】測定地点で、係留用ロープ３３と昇降用ロ
ープ１０とにより一連に繋がった錘４６、分断器具４
５、昇降装置１、水中観測機器４１、浮力体４０を、順
次船上から水中へ投入する。

【００２４】所定の時刻になると制御回路２９が作動し
てスイッチが入り電源２６から供給された電気により、
水中モータ２２が駆動し始め、ドラム２３が回転して昇
降用ロープ１０を繰り出す。すると水中観測機器４１
は、浮力体４０の浮力により、浮上を始める。

【００２５】水中観測機器４１に取り付けられた浮力体
４０が水面下にある間は、図３の波線に示すように、昇
降用ロープ１０は浮力体４０の浮力のために引っ張られ
ており、その張力によりセンサ６１のローラ６６に押し
つけられている。昇降用ロープ１０とローラ６６との摩
擦により、センサ６１は上に引き上げられ、リミットス
イッチ５１に当たっている。このとき、センサ６１が有
する磁石６２の磁力によりリードスイッチ５２は接触し
た状態となり、配線５３ａと配線５３ｂとは通電する。
浮力体４０が水面に到達する前にドラム２３が設定回転
数だけ回転して昇降用ロープ１０が繰り出されると、制
御回路２９により水中モータ２２が停止する。

【００２６】昇降用ロープ１０を繰り出す途中で、浮力
体４０が水面にまで浮上したときは、昇降用ロープ１０
は実線で示すように弛み、センサ６１のローラ６６と昇
降用ロープ１０との間の摩擦がなくなる。するとセンサ
６１は自重によりリミットスイッチ５１から離れて降下
し、配線５３ａと配線５３ｂとが不通になる。不通にな
ると、制御回路２９が水中モータ２２を停止させる。こ
れにより、浮力体４０が水面まで浮上したときでも、昇
降用ロープ１０はドラム２３に絡みつかない。

【００２７】昇降用ロープ１０を繰り出し水中モータ２
２が停止した後、所定の保持時間が経過すると、制御回
路２９が水中モータ２２を駆動させてドラム２３を所定
の回転数だけ逆回転させる。すると昇降用ロープ１０が
巻き取られる。

【００２８】昇降用ロープ１０が巻き取られている間、
昇降用ロープ１０は浮力体４０の浮力のために波線で示
すように引っ張られており、その張力によりセンサ６１
のローラ６６に押しつけられている。すると昇降用ロー
プ１０とローラ６６との摩擦により、センサ６１は孔道
の止め爪６８にまで引き降ろされる。このとき、リード
スイッチ５２は離れた状態になっており、配線５３ａと
配線５３ｂとは不通になっている。ドラム２３が設定回
転数だけ回転して昇降用ロープ１０を巻き取った後、制
御回路２９により水中モータ２２が停止する。

【００２９】昇降用ロープ１０を巻き取る途中で、巻き
取りの限界を示すストッパー５０がリミットスイッチ５
１へ接触すると、ストッパー５０が有する磁石の磁力に
よりリードスイッチ５２は接触した状態となり、配線５
３ａと配線５３ｂとは通電する。通電すると制御回路２
９により水中モータ２２が停止する。これにより、昇降
用ロープ１０を過剰に巻き取ることがないので、測定機
器４１と昇降装置１とが衝突することを防止できる。

【００３０】なお、ソナー４２・４３で昇降開始時間
と、測定機器による測定開始時間の同期をとってもよ
い。また、昇降装置１と水中観測機器４１との距離を測
定し、その距離を基に制御回路２９が水中モータ２２を
駆動させ、水中観測機器４１を所望の水深まで浮上させ
たり、降下させたりしてもよい。

【００３１】昇降用ロープ１０の巻き取りおよび繰り出
しを繰り返すことにより連続した水中観測データが得ら
れる。

【００３２】水中測定が終了すると、タイマーにより分
断器具４５のバネを開放すると、分断器具４５の爪が開
き、摘んでいた係留用ロープを離す。すると、測定機器
４１、昇降装置１、分断器具４５は、浮力体１３・４０
により浮上し、水面まで浮上したところで回収される。

【００３３】上記実施例に従い、相模湾において水深２
５０ｍまでの水温および深度を測定した。

【００３４】昇降用ロープ１０には直径２．３ｍｍのケ
ブラーロープ、係留用ロープ３３には直径１０ｍｍのナ
イロン製タブラーロープを用いた。水中観測機器４１に
は水温計ＮＷＴ−ＳＮ（日油技研工業（株）社製の商品
名）および深度計ＮＷＤ−５００（日油技研工業（株）
社製の商品名）、分離装置４５にはＬ型分離装置（日油
技研工業（株）社製の商品名）を用いた。

【００３５】同海域で、水面近傍から約２５０ｍまで、
９０分で一往復の昇降を行い、水温測定した結果を図５
に示す。

【００３６】また、同海域で２１日間に渡り、水面近傍
から約２５０ｍまで一日一往復の昇降を繰り返し、水温
測定した結果を図６に示す。

【００３７】なお、制御回路２９に水中モータ２２の駆
動時刻を設定しておく実施例について示したが、制御回
路２９はリモートコントローラで制御されていてもよ
い。ドラム２３の上方には、ガイド棒２１と回転棒２０
が挿入され昇降用ロープ１０の貫通した均等巻取用具１
９が配置され、モータ１７の回転により回転棒２０に付
された双方向螺旋溝１８と嵌合している均等巻取用具１
９が往復動を繰り返して、昇降用ロープ１０をドラム２
３へ層状に均等に巻き取らせていてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の水
中観測機器の昇降装置を用いると、水中観測機器を任意
の水深に移動させて時間的および位置的に連続した水中
の観測データを得ることができる。さらに、水中観測機
器およびその昇降装置を測定終了後に簡便に回収でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する水中観測機器の昇降装置の実
施例を示す斜視図である。

【図２】本発明を適用する水中観測機器の昇降装置を使
用している状態を示す概略図である。

【図３】本発明を適用する水中観測機器の昇降装置の別
な実施例を示す要部斜視図である。

【図４】本発明を適用する水中観測機器の昇降装置の接
続状態を示すブロック図である。

【図５】本発明を適用する水中観測機器の昇降装置を用
いて水温の測定を行った結果を示すグラフである。

【図６】本発明を適用する水中観測機器の昇降装置を用
いて水温の別な測定を行った結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１は昇降装置、２はウインチ、１０は昇降用ロープ、１
１はフレーム、１２は上部支持板、１３は浮力体、１５
はターンバックル、１６は下部支持板、１７はモータ、
１８は螺旋溝、１９は均等巻取用具、２０は回転棒、２
１はガイド棒、２２は水中モータ、２３はドラム、２４
は側板、２５は底板、２６は電源、２７は耐圧容器、２
９は制御回路、３０はＵ字取手、３１は支持棒、３２は
接合部、３３は係留用ロープ、４０は浮力体、４１は水
中観測機器、４２・４３はソナー、４５は分離装置、４
６は錘、５０はストッパー、５１はリミットスイッチ、
５２はリードスイッチ、５３ａ・５３ｂは配線、６０は
孔道、６１はセンサ、６２は磁石、６３は上蓋、６４は
ロープガイド、６６はローラ、６７は下蓋、６８は止め
爪、７０は時計である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66D 1/54,1/60 G08C 19/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中の定位置に係留して水中観測機器
   を昇降させる装置であって、浮力体が取り付けられた該
   水中観測機器に繋がった昇降用ロープを巻き取りまたは
   繰り出すドラムと、該ドラムに連結された水中モータが
   接続され該昇降用ロープの巻き取りおよび繰り出しを制
   御する回路と、該制御回路に接続した電源とが別な浮力
   体を有するフレームに固定され、該昇降用ロープに該昇
   降用ロープの張力を感知するセンサが取り付けられ、該
   センサとの接触により該繰り出しを作動するリミットス
   イッチが該フレームに固設されて該制御回路に接続さ
   れ、該フレームが係留用ロープで水底に沈める錘と繋が
   っていることを特徴とする水中観測機器の昇降装置。
2. 【請求項２】 該係留用ロープを分断する器具が取り
   付けられていることを特徴とする請求項１に記載の水中
   観測機器の昇降装置。
3. 【請求項３】 該巻き取りの限界を示すストッパーが
   該昇降用ロープに取り付けられ、該ストッパーとの接触
   により巻き取りを停止するリミットスイッチが該フレー
   ムに固設されて該制御回路に接続されていることを特徴
   とする請求項１に記載の水中観測機器の昇降装置。