JPH0958584A - 水中移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水平な路面と垂直な壁面のどちらを走行する
のに好適であり、且つ、水中で自在に姿勢を変更させる
ことができる水中移動装置を提供する。 【解決手段】 装置本体５の背側１３に３基以上設けら
れたスラストファン７〜９の各個につき正回転又は逆回
転或いは停止を選択することにより、装置本体５は水中
で自在に姿勢を変更することができるよう構成されてい
る。そして、腹側４の開口の周囲に設けられたシールス
カート３０が水中の壁面２９に当接されるようにするこ
とにより、装置本体５内部が負圧となって、水中移動装
置１が壁面２９に吸着されるよう構成されている。この
状態で、移動機構３５，３６を駆動すれば、装置本体５
が壁面２９上を走行するよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所の取水
や排水のための水路の清掃や、船舶のスクリューの清掃
や、原子炉の圧力容器の内面検査や、その他の海洋構造
物に対する各種水中作業に用いるための水中移動装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、火力発電所等においては、冷却
用海水を取水したり排水したりするために、海と発電プ
ラントとの間に比較的長い水路が設けられているが、こ
の水路の路面には、種々の貝藻類が付着する。そこで、
これら海洋付着生物を除去すべく、水路の路面に沿って
自在に走行する水中移動装置が必要となる。

【０００３】この種の水中移動装置としては、装置本体
の背側に備えられたスラストファンを回転させて噴流を
発生させることにより、装置本体の腹側の部分を水路の
水平な路面へ押し付けさせ、この状態で装置本体の腹側
に設けられた駆動輪を用いて水平な水路の路面上を走行
させるようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した水中
移動装置では、装置本体を水平な路面に沿ってのみ走行
させている間は、スラストファンが必要とする推力はそ
れほど大きくないため特に支障はなかったが、装置本体
を垂直な壁面に沿って走行させようとした場合に、スラ
ストファンに、重力に抗して装置本体を垂直な壁面に保
持させ、且つ、駆動輪に適正な接触圧を与えられる程度
の大きな推力が必要となるので、スラストファンのモー
タを大型化するか、その設置個数を増やすかしなければ
ならなくなり、その結果、水中移動装置全体が大型化、
大重量化して、実用的でなくなるという問題がある。

【０００５】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、水平な路面と垂直な壁面のどちらを走行するの
にも好適であり、且つ、水中で自在に姿勢を変更し得る
ようにした水中移動装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる第一の手
段は、腹側が開口された装置本体と、該装置本体の背側
に正逆回転自在に設けられたスラストファンと、上記装
置本体の腹側の開口の周囲に設けられ壁面吸着時に装置
本体内部を負圧に保つべく壁面と接するシールスカート
と、装置本体を壁面に沿って移動させる移動機構とを備
え、且つ、前記装置本体背側のスラストファンを３基以
上設けたことを特徴とする水中移動装置にかかるもので
ある。

【０００７】又、本発明にかかる第二の手段は、腹側が
開口された装置本体と、該装置本体の背側に正逆回転自
在に設けられたスラストファンと、上記装置本体の腹側
の開口の周囲に設けられ壁面吸着時に装置本体内部を負
圧に保つべく壁面と接するシールスカートと、装置本体
を壁面に沿って移動させる移動機構とを備え、更に、装
置本体に、壁面に吸着された際に壁面と平行な方向へ向
くスラストファンを備えたことを特徴とする水中移動装
置にかかるものである。

【０００８】この場合において、壁面と平行な方向へ向
くスラストファンが装置本体を壁面に沿って移動させる
移動機構を兼ねるようにしても良い。

【０００９】第一の手段によれば、装置本体の背側に３
基以上設けられたスラストファンの各個につき正回転又
は逆回転或いは停止を選択することにより、装置本体は
水中で自在に姿勢を変更することができる。

【００１０】同様に、第二の手段によれば、装置本体の
背側に設けられたスラストファンと、装置本体に吸着し
た壁面と平行な方向へ向けて取付けられたスラストファ
ンの各個につき正回転又は逆回転或いは停止を選択する
ことにより、装置本体は水中で自在に姿勢を変更するこ
とができる。

【００１１】そして、装置本体の腹側の開口の周囲に設
けられたシールスカートが水中の壁面に接するようにす
ると、そのシールスカートによって装置本体内部が負圧
となり、水中移動装置が壁面に吸着される。

【００１２】この状態で、移動機構を駆動することによ
り、水中移動装置は壁面上を走行することができる。

【００１３】移動機構として、壁面と平行な方向へ向く
スラストファンを用いて装置本体を壁面に沿って移動さ
せるようにすることもできる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１５】図１〜図６は本発明の実施の形態の一例で
ある。

【００１６】この場合において、図１は本実施の形態に
係る水中移動装置の部分破断平面図、図２は壁面に吸着
した水中移動装置の側断面図、図３は図２の部分拡大
図、図４〜図６は水中移動装置の作動図である。

【００１７】図示するように、この水中移動装置１は、
直径に比べて高さが低い円筒体２の一端面を円板３で閉
止して成る、腹側４が開口した装置本体５を備えてい
る。そして、円板３の内側の面にはケーシング６が水密
に取り付けられている。

【００１８】更に、円板３には、垂直状態としたときに
それぞれ左上と右上と下になる位置に、合計３基（３基
以上でも良い）のスラストファン７〜９が取付けられて
おり、各スラストファン７〜９は、円板３の対応する位
置に形成された腹側４へ向かって延びるダクト１０〜１
２内にそれぞれ配置されている。即ち、各スラストファ
ン７〜９は、装置本体５の背側１３に設けられている。

【００１９】そして、左上のスラストファン７は、直列
に接続された２個のモータ１４，１５によって駆動さ
れ、同様に、右上のスラストファン８は、直列に接続さ
れた２個のモータ１６，１７によって駆動され、又、下
側のスラストファン９は、直列に接続された２個のモー
タ１８，１９によって駆動される。各モータ１４〜１９
は、電流値が一定になるように制御されており、従っ
て、負荷が大きくなると回転速度が遅くなり、負荷が小
さくなると回転速度が速くなるようになっている。

【００２０】各ファン用のモータ１４〜１９は、上記円
板３と平行な面内に配置されている。そして、モータ１
４と１５の回転軸２０は互いに連結されている。同様
に、モータ１６と１７の回転軸２１は互いに連結されて
いる。又、モータ１８と１９の回転軸２２は互いに連結
されている。この構成によれば、全高Ｈを抑えつつ、ス
ラストファン７〜９の推力を高めることができる。又、
左上のスラストファン７用のモータ１４と１５、右上の
スラストファン７用のモータ１６と１７、下側のスラス
トファン７用のモータ１８と１９は、それぞれ独立して
回転速度及び回転方向を制御できるようになっている。

【００２１】スラストファン７，８用のモータ１４，１
６の回転軸２０，１１には、それぞれ段付プーリ２３，
２４が取り付けられている。各段付プーリ２３，２４
は、左上及び右上のスラストファン７，８の駆動軸に取
り付けられた段付プーリ２５，２６と、段付ベルト２
７，２８によって連動されている。この構成によれば、
モータ１４，１５によって左上のスラストファン７が駆
動され、モータ１６，１７によって右上のスラストファ
ン８が駆動される。

【００２２】上記円筒体２の開口の周囲即ち装置本体５
の腹側４の開口の周囲には、装置本体５が移動してその
腹側４が水中の壁面２９に突き当ったとき、その壁面２
９と接して装置本体５内部を負圧に保たせるためのシー
ルスカート３０が設けられている。

【００２３】シールスカート３０は、図３・図４に示す
ように、円筒体２の開口の周囲に取り付けられた、ゴム
などの自在に変形可能な膜状の樹脂材料からなるフレア
部３１と、フレア部３１の外縁に取り付けられた、ポリ
エステル樹脂などの部分的に変形可能な程度の柔軟性を
有するドーナツリング状をした樹脂材料からなるシール
リング部３２とで構成されている。

【００２４】フレア部３１は、装置本体５内が負圧にな
るとその吸引力により図３に二点鎖線で示すように内方
へ引っ張られ、壁面２９に接するように変形する。但
し、このときフレア部３１は、装置本体５の内外を完全
に液密にシールしてしまうようなことはなく、壁面２９
との間で装置本体５の外から内への水流を許容するよう
になっている。よって、装置本体５内が真空となって完
全に壁面２９に固定されてしまうことはない。

【００２５】又、シールリング部３２の外縁には、壁面
２９に付着した障害物３３（ゴミやボルトや溶接線や貝
類等）を乗り越えるための傾斜面３４が形成されてい
る。

【００２６】更に、上記ケーシング６には、装置本体５
が壁面２９に吸着したときにその壁面２９に接する一対
の駆動輪３５，３６などの移動機構が取付けられてい
る。各駆動輪３５，３６は、ケーシング６内に収容され
た駆動輪用のモータ３７，３８によって駆動される。各
駆動輪用のモータ３７，３８の回転軸には、ピニオン３
９，４０が取り付けられている。これらピニオン３９，
４０は、各駆動輪３５，３６の駆動軸に取り付けられた
ピニオン４１，４２と歯合されている。

【００２７】左右の駆動輪用のモータ３７，３８は、そ
れぞれ独立に回転速度及び回転方向を制御できるように
なっている。この構成によれば、装置本体５を壁面２９
に吸着させた後、左右の駆動輪用のモータ３７，３８の
回転速度及び回転方向を制御して左右の駆動輪３５，３
６を独立に駆動させることにより、壁面２９上を自在に
直進又は旋回走行させることができる。

【００２８】又、上記ケーシング６の上部には、ボール
キャスタ（従動輪）４３が設けられている。ボールキャ
スタ４３は、装置本体５の方向を自在に変更させるよう
になっている。

【００２９】上記ケーシング６の上部には、コネクタ４
４が設けられている。コネクタ４４には、給電用及び制
御信号用のケーブル（動力伝達用ケーブル４５）が接続
される。

【００３０】上記ケーシング６の左右には、壁面２９に
対する走行距離を検出するプラニメータ４６が設けられ
ている。プラニメータ４６は、装置本体５が壁面２９上
を走行するときに壁面２９に接して転動されるフリクシ
ョンローラ４７と、フリクションローラ４７の回転数を
カウントするロータリエンコーダ（図示せず）とを備え
ており、これらによって壁面２９上の走行距離を検出す
るものである。

【００３１】以上の構成から成る本発明の実施の形態の
作動について述べる。

【００３２】上記構成の水中移動装置１は、動力伝達用
ケーブル４５によって吊下げられる形になるので、水中
に没入させた時に、コネクタ４４を上として垂直に立っ
た状態となる。よって、この状態で全てのスラストファ
ン７〜９を同時に正回転又は逆回転させることにより、
図４に示すように、水中移動装置１は垂直に立った状態
で腹側４或いは背側１３へ移動する。

【００３３】そして、左上及び右上のスラストファン
７，８を停止し、下側のスラストファン９を逆回転させ
ることにより、図５に示すように、水中移動装置１は下
側が持上がって水平に寝た状態となる。又、水中移動装
置１が水平に寝た状態で全てのスラストファン７〜９を
同時に正回転又は逆回転させることにより、図６に示す
ように、水中移動装置１は水中を上下方向へ移動する。
更に、スラストファン７〜９の正回転及び逆回転並びに
停止を適宜組合せることにより、上記以外の動きも可能
となる。以上を総合することにより、水中移動装置１
は、水中で自在に姿勢を変えることが可能となり、且
つ、水中を自在に移動することが可能となる。

【００３４】次に、上記スラストファン７〜９の操作に
よって水中移動装置１をその腹側４が水中の壁面２９に
対向した状態で壁面２９に近付け、図２に示すように、
水中移動装置１の腹側４の開口の周囲に設けられたシー
ルスカート３０を水中の壁面２９に当接させる。する
と、当接されたシールスカート３０により水中移動装置
１の装置本体５の内部が閉空間となるので、スラストフ
ァン７〜９による排水作用で装置本体５内が負圧にな
り、このとき発生する吸引力によりシールスカート３０
のフレア部３１が図３に示すように内方へ吸引されて変
形すると共に、装置本体５内部が負圧に保たれて水中移
動装置１が壁面２９に吸着される。

【００３５】ここで、上記シールスカート３０は、装置
本体５よりも広い面積を囲うようにしているため、単位
面積当りでは小さな負圧であっても、全体としては大き
な吸着力を得ることが可能である。よって、垂直な壁面
２９に沿って走行させる場合でも、スラストファン７〜
９のモータ１４〜１９の出力を小さくすることができ、
水中移動装置１の小型化を図ることができる。

【００３６】尚、吸引されて変形されたフレア部３１
は、壁面２９との間を完全に液密にシールしてしまうよ
うなものではなく、装置本体５の外から内へ流入される
漏れ水流程度の水流は通過させることが可能である。よ
って、スラストファン７〜９は、この水流分の水量及び
負圧にするための水量を排出するように回転される。

【００３７】このようにして装置本体５が壁面２９に吸
着されると同時に、装置本体５の腹側４に設けられた駆
動輪３５，３６が壁面２９に接触し、負圧によって適正
な接触圧が付与される。よって、この後はこの駆動輪３
５，３６を回転させることにより、水中移動装置１は壁
面２９上を走行することができる。

【００３８】ここで、シールスカート３０の外縁には、
ポリエステル樹脂などの部分的に変形可能な程度の柔軟
性を有するドーナツリング状をした樹脂材料シールリン
グ部３２が取付けられているため、必要なシール性を確
保しつつ壁面２９との摩擦を小さくすることができるの
で、上記駆動輪３５，３６によって容易に壁面２９上を
走行させることができる。よって、駆動輪用のモータ３
７，３８を小型化することができる。

【００３９】又、左右の駆動輪３５，３６の回転速度を
変えることにより、水中移動装置１は壁面２９上を旋回
走行することができる。このとき、プラニメータ４６に
よって壁面２９上の走行距離を検出することにより、水
中移動装置１の位置決め精度を向上させることができ
る。又、水中移動装置１の全高Ｈが低く抑えられている
ため、狭い隙間への侵入も容易にできる。

【００４０】図３に示すように壁面２９上に障害物３３
（ゴミやボルトや溶接線や貝類等）がある場合であって
も、水中移動装置１はシールスカート３０のシールリン
グ部３２の傾斜面３４によって容易に乗り越えることが
できる。このとき、柔軟性のあるシールリング部３２が
部分的に変形して多少装置本体５内外のシール性が悪化
するため外から内への吸込水流（以下、漏れ水流とい
う）が増加するが、スラストファン７〜９のモータ１４
〜１９を電流値一定に制御しているので、装置本体５内
をほぼ一定の負圧に保つことができる。即ち、電流値一
定制御の場合、モータ１４〜１９は、漏れ水流が多くな
れば負荷が小さくなるため回転速度が速まり、漏れ水流
が少なくなれば負荷が大きくなるため回転速度が遅くな
る。この結果、装置本体５内をほぼ一定の負圧に保つこ
とができるのである。

【００４１】図７・図８は、本発明の第二の実施の形態
であり、上記実施の形態における下側のスラストファン
９の代りに、装置本体５の側面で且つ、動力伝達用ケー
ブル４５によって装置本体５を吊下げた時に上側となる
位置に、上方へ向けてスラストファン４８，４９を一対
設けたものである。

【００４２】この場合において、５０〜５３はスラスト
ファン４８，４９のモータである。

【００４３】本実施の形態によれば、水中移動装置１
は、動力伝達用ケーブル４５によって吊下げられる形に
なるので、水中に没入させた時に、コネクタ４４を上と
して垂直に立った状態となる。よって、この状態で背側
１３のスラストファン７，８を同時に正回転又は逆回転
させることにより、水中移動装置１は垂直に立った状態
で水中を腹側４或いは背側１３へ移動する。

【００４４】そして、左右のスラストファン７，８を停
止し、上側のスラストファン４８，４９を逆回転させる
ことにより、水中移動装置１は垂直に立った状態で水中
を上下方向へ移動する。又、水中移動装置１が垂直に立
った状態で全てのスラストファン７，８，４８，４９を
同時に正回転又は逆回転させることにより、水中移動装
置１は垂直状態から上下方向に旋回動して水平に寝た状
態となる。更に、スラストファン７，８，４８，４９の
正回転及び逆回転並びに停止を適宜組合せることによ
り、上記以外の動きも可能となる。以上を総合すること
により、水中移動装置１は、水中で自在に姿勢を変える
ことが可能となり、且つ、水中を自在に移動することが
可能となる。

【００４５】尚、上記以外は、前記実施の形態と同様の
構成を備えており、同様の作用効果を得ることができ
る。

【００４６】ここで、前記実施の形態と同様の作動を行
わせる場合には、壁面２９に吸着後は、上側のスラスト
ファン４８，４９を停止して左右の駆動輪３５，３６を
用いることにより壁面２９に沿って移動させることにな
るが、左右の駆動輪３５，３６を従動輪５０，５１とす
れば、上側のスラストファン４８，４９を移動機構とし
て用いることにより水中移動装置１を壁面２９に沿って
移動させるようにすることができ、水中移動装置１の更
なる軽量化を図ることができるようになる。

【００４７】図９は、本発明の第三の実施の形態であ
り、水中移動装置１の背側１３にスラストファン５６を
１基のみ設けたものである。

【００４８】この場合において、５７はスラストファン
５６のノズルである。

【００４９】尚、上記以外は、前記第二の実施の形態と
同様の構成を備えており、同様の作用効果を得ることが
できる。

【００５０】図１０は、本発明の第四の実施の形態であ
り、水中移動装置１の両側面に一対のスラストファン５
８，５９を設け、これに伴い、背側１３のスラストファ
ン６０，６１の配置を上下に変更したものである。

【００５１】尚、上記以外は、前記実施の形態と同様の
構成を備えており、同様の作用効果を得ることができ
る。

【００５２】本発明は、上述の実施の形態にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる水中
移動装置によれば、水平な路面と垂直な壁面のどちらを
走行するのに好適とすることができ、且つ、水中で自在
に姿勢を変更させることができるという優れた効果を奏
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態を示す水中移動装置
の部分破断平面図である。

【図２】上記水中移動装置が壁面に吸着した状態を示す
側断面図である。

【図３】図２の部分拡大図である。

【図４】装置本体が垂直に立った状態で背側又は腹側へ
移動する状態を示す作動図である。

【図５】装置本体を垂直に立った状態から水平に寝た状
態へ旋回させる状態を示す作動図である。

【図６】装置本体が水平に寝た状態で上下方向へ移動す
るを状態を示す作動図である。

【図７】本発明の第二の実施の形態を示す水中移動装置
の斜視図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。

【図９】本発明の第三の実施の形態を示す水中移動装置
の斜視図である。

【図１０】本発明の第四の実施の形態を示す水中移動装
置の斜視図である。

【符号の説明】

１ 水中移動装置 ４ 腹側 ５ 装置本体 ７〜９，４８，４９，５６，５８〜６１ スラストファ
ン １３ 背側 ２９ 壁面 ３０ シールスカート ３５，３６ 移動機構（駆動輪） ４８，４９，５６，５８，５９ 移動機構（スラストフ
ァン）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹原 利彦 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 三浦 雄一 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 甲斐 勝己 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 腹側が開口された装置本体と、該装置本
   体の背側に正逆回転自在に設けられたスラストファン
   と、上記装置本体の腹側の開口の周囲に設けられ壁面吸
   着時に装置本体内部を負圧に保つべく壁面と接するシー
   ルスカートと、装置本体を壁面に沿って移動させる移動
   機構とを備え、且つ、前記装置本体背側のスラストファ
   ンを３基以上設けたことを特徴とする水中移動装置。
2. 【請求項２】 腹側が開口された装置本体と、該装置本
   体の背側に正逆回転自在に設けられたスラストファン
   と、上記装置本体の腹側の開口の周囲に設けられ壁面吸
   着時に装置本体内部を負圧に保つべく壁面と接するシー
   ルスカートと、装置本体を壁面に沿って移動させる移動
   機構とを備え、更に、装置本体に、壁面に吸着された際
   に壁面と平行な方向へ向くスラストファンを備えたこと
   を特徴とする水中移動装置。
3. 【請求項３】 壁面と平行な方向へ向くスラストファン
   が装置本体を壁面に沿って移動させる移動機構を兼ねる
   請求項２記載の水中移動装置。