特開 2024-35668 回収装置および回収方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024035668

(43)【公開日】2024-03-14

(54)【発明の名称】回収装置および回収方法

(51)【国際特許分類】

   B63B 35/32 20060101AFI20240307BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20240307BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20240307BHJP

【ＦＩ】

B63B35/32 Z

B64C27/04

B64C39/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022140269

(22)【出願日】2022-09-02

(71)【出願人】

【識別番号】000213909

【氏名又は名称】朝日航洋株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】503361400

【氏名又は名称】国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢野 正康

(72)【発明者】

【氏名】山縣 真

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 充

(72)【発明者】

【氏名】玉川 雄三

(72)【発明者】

【氏名】前原 健次

(72)【発明者】

【氏名】羽生 宏人

(72)【発明者】

【氏名】山田 和彦

(57)【要約】

【課題】ヘリコプターやドローン等の飛翔体を用いて水面に浮遊する回収物を確実に回収する回収装置を提供する。
【解決手段】
回収装置は、第１ロープと、空中で静止可能な飛翔体から第１ロープと連結された状態で投下されるシーアンカーと、水面に浮遊する回収物を回収する回収袋と、回収袋と結ばれ、第１ロープに沿って牽引可能に設けられた第２ロープと、回収物を回収した回収袋と結ばれた第２ロープを牽引した際に第１ロープの所定位置で回収袋を係止する係止機構と、シーアンカーと係止機構との間の第１ロープを張架した状態で第２ロープを牽引して回収袋を飛翔体に回収する回収機構とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ロープと、
空中で静止可能な飛翔体から前記第１ロープと連結された状態で投下されるシーアンカーと、
水面に浮遊する回収物を回収する回収袋と、
前記回収袋と結ばれ、前記第１ロープに沿って牽引可能に設けられた第２ロープと、
前記回収物を回収した回収袋と結ばれた前記第２ロープを牽引した際に前記第１ロープの所定位置で前記回収袋を係止する係止機構と、
前記シーアンカーと前記係止機構との間の前記第１ロープを張架した状態で前記第２ロープを牽引して前記回収袋を前記飛翔体に回収する回収機構とを備える、回収装置。

【請求項2】

前記シーアンカーが設けられた前記回収物を捕獲する捕獲袋をさらに備え、
前記回収袋は、前記捕獲袋の内側に前記捕獲袋と分離可能に設けられる、請求項１記載の回収装置。

【請求項3】

前記捕獲袋に対して設けられる少なくとも１つ以上のフロートをさらに備える、請求項２記載の回収装置。

【請求項4】

前記係止機構は、
前記第１ロープの所定位置に設けられる固定ストッパーと、
前記固定ストッパーの位置で係止する前記回収袋に対して設けられる遊動ストッパーとを含む、請求項１記載の回収装置。

【請求項5】

前記固定ストッパーは、第１および第２の固定ストッパーを含み、
前記遊動ストッパーは、前記第１および第２の固定ストッパーにそれぞれ対応してそれぞれの位置で係止するための第１および第２の遊動ストッパーを含み、
前記第１の遊動ストッパーは、前記回収袋の開口部に対して設けられ、
前記第２の遊動ストッパーは、前記回収袋の底部に対して設けられる、請求項４記載の回収装置。

【請求項6】

前記シーアンカーは、底部に穴が設けられたバケツである、請求項１記載の回収装置。

【請求項7】

空中で静止可能な飛翔体から第１ロープと連結した状態でシーアンカーを投下するステップと、
水面に浮遊する回収物を回収袋に回収するステップと、
前記回収袋と結ばれ、前記第１ロープに沿って牽引可能に設けられた第２ロープを牽引するステップと、
前記回収物を回収した回収袋と結ばれた前記第２ロープを牽引した際に前記第１ロープの所定位置で前記回収袋を係止するステップと、
前記シーアンカーと前記係止機構との間の前記第１ロープを張架した状態で前記第２ロープを牽引して前記回収袋を前記飛翔体に回収するステップとを備える、回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、水面に浮遊する回収物を回収する回収装置および回収方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、海上における回収作業は、回収船舶を用いて行われていた。この場合、船舶に搭載した機器により作業することが行われている（特許文献１参照）。

【0003】

一方で、回収船舶の場合には、現場に急行することが難しいため、ヘリコプターやドローン等を用いて現場に急行し、回収物を回収する作業方式等が種々提案されている（特許文献２～４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５－５０６６２７号公報

【特許文献2】特開昭５７－１３４３８８号公報

【特許文献3】特許第６５５７０８９号公報

【特許文献4】特許第６５９３７７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一方で、ヘリコプターやドローン等を用いる場合、大気を下方に吹き下ろすダウンウォッシュが発生することが知られている。回収物を回収する作業をする場合、当該ダウンウォッシュの影響により海上での作業に支障が生じる可能性がある。

【0006】

本開示は、上記の課題を解決するためのものであって、ヘリコプターやドローン等の飛翔体を用いて水面に浮遊する回収物を確実に回収する回収装置および回収方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の回収装置は、第１ロープと、空中で静止可能な飛翔体から第１ロープと連結された状態で投下されるシーアンカーと、水面に浮遊する回収物を回収する回収袋と、回収袋と結ばれ、第１ロープに沿って牽引可能に設けられた第２ロープと、回収物を回収した回収袋と結ばれた第２ロープを牽引した際に第１ロープの所定位置で回収袋を係止する係止機構と、シーアンカーと係止機構との間の第１ロープを張架した状態で第２ロープを牽引して回収袋を飛翔体に回収する回収機構とを備える。

【0008】

回収装置は、シーアンカーが設けられた回収物を捕獲する捕獲袋をさらに備える。回収袋は、捕獲袋の内側に捕獲袋と分離可能に設けられる。

【0009】

回収装置は、捕獲袋に対して設けられる少なくとも１つ以上のフロートをさらに備える。

【0010】

係止機構は、第１ロープの所定位置に設けられる固定ストッパーと、固定ストッパーの位置で係止する回収袋に対して設けられる遊動ストッパーとを含む。

【0011】

固定ストッパーは、第１および第２の固定ストッパーを含む。遊動ストッパーは、第１および第２の固定ストッパーにそれぞれ対応してそれぞれの位置で係止するための第１および第２の遊動ストッパーを含む。第１の遊動ストッパーは、回収袋の開口部に対して設けられる。第２の遊動ストッパーは、回収袋の底部に対して設けられる。

【0012】

シーアンカーは、底部に穴が設けられたバケツである。
本開示の回収方法は、空中で静止可能な飛翔体から第１ロープと連結した状態でシーアンカーを投下するステップと、水面に浮遊する回収物を回収袋に回収するステップと、回収袋と結ばれ、第１ロープに沿って牽引可能に設けられた第２ロープを牽引するステップと、回収物を回収した回収袋と結ばれた第２ロープを牽引した際に第１ロープの所定位置で回収袋を係止するステップと、シーアンカーと係止機構との間の第１ロープを張架した状態で第２ロープを牽引して回収袋を飛翔体に回収するステップとを備える。

【発明の効果】

【0013】

本開示の回収装置および回収方法は、飛翔体を用いて水面に浮遊する回収物を確実に回収することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に従う航空機１００の一例について説明する図である。

【図2】実施形態に従う回収装置を用いた回収物ＣＰの回収作業について説明する図である。

【図3】実施形態に従う回収物ＣＰの回収方法について説明するフロー図である。

【図4】実施形態に従う回収袋４０の第１ロープＬ１に対する係止方式について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

【0016】

図１は、実施形態に従う航空機１００の一例について説明する図である。
図１を参照して、航空機１００は、回収物を回収するための回収装置を搭載している。

【0017】

本例においては、航空機１００は、空中で静止可能な飛翔体であるヘリコプターであるが、ヘリコプターに限られず、例えば、ドローン（無人航空機）、ラジコンにより操作される飛行物体などを含み得る。

【0018】

回収物ＣＰは、一例として、水上に浮遊するカプセルであり、一例として当該カプセルにはデータが格納されたメモリが含まれていても良い。

【0019】

回収装置は、第１ロープＬ１と、空中で静止可能な航空機１００から第１ロープＬ１と連結された状態で投下されるシーアンカーと、水面に浮遊する回収物ＣＰを回収する回収袋４０と、回収袋４０と結ばれ、第１ロープＬ１に沿って牽引可能に設けられた第２ロープＬ２と、回収物ＣＰを回収した回収袋４０と結ばれた第２ロープを牽引した際に第１ロープの所定位置で回収袋４０を係止する係止機構と、シーアンカーと係止機構との間の第１ロープＬ１を張架した状態で第２ロープＬ２を牽引して回収袋４０を航空機１００に回収する回収機構とを含む。

【0020】

より具体的には、本例においては、第１ロープＬ１の先端側は捕獲袋４５と結ばれ、捕獲袋４５にシーアンカーとなるバケツ２０が取り付けられている。

【0021】

捕獲袋４５は、水面に浮遊する回収物（カプセル）を捕獲する。
捕獲袋４５の内側には、捕獲袋４５と分離可能に設けられた回収物を回収する回収袋４０が設けられる。本例の場合には捕獲袋４５とともに内側の回収袋４０により水面に浮遊する回収物を回収する。なお、本例においては、一例として捕獲袋４５の内側に回収袋４０を設けた構成について説明するが、捕獲袋４５を設けない構成としても良い。その場合にはシーアンカーとなるバケツ２０と第１ロープＬ１とが直接結ばれることになる。

【0022】

捕獲袋４５にはフロートを設けるようにしてもよい。フロートにより浮力が生じ、捕獲袋４５は水面上で操作し易くなる。これにより捕獲袋４５の内側に設けられた回収袋４０に水上に浮遊する回収物を回収することが容易になる。

【0023】

係止機構は、固定ストッパーと、遊動ストッパーとで構成される。
より具体的には、第１ロープＬ１の所定位置に固定ストッパーが設けられる。また、遊動ストッパーは、回収袋４０に対して設けられ、第２ロープＬ２を牽引した際に固定ストッパーの位置で係止される。

【0024】

本例においては、第１ロープＬ１に対して設けられる固定ストッパー３０，３２と、第２ロープＬ２に対して設けられ、固定ストッパー３０，３２のそれぞれの位置で係止される遊動ストッパー３４，３６とが設けられる。なお、本例においては、２つの固定ストッパー３０，３２および２つの遊動ストッパー３４，３６について説明するが、いずれか１つの固定ストッパーおよび遊動ストッパーとしても良い。

【0025】

回収機構は、第２ロープＬ２が懸架されたプーリー１０と、第２ロープＬ２と結ばれたウエイト７０とを含む。

【0026】

ウエイト７０を下方に降ろすことにより第２ロープＬ２がプーリー１０を介して牽引される。

【0027】

本例においては、ウエイト７０を下方に降ろした際に第２ロープＬ２が牽引され、係止機構で回収袋４０が第１ロープＬ１の所定位置で係止される。具体的には、第２ロープＬ２に対して設けられた遊動ストッパーが固定ストッパーで係止される。

【0028】

固定ストッパーは、第１ロープＬ１に対して設けられており第１ロープＬ１にはシーアンカーが連結されている。

【0029】

したがって、ウエイト７０をさらに下方に降ろした際に第２ロープＬ２が牽引されるが、その際には、係止機構によりシーアンカーの荷重が負荷される。

【0030】

すなわち、シーアンカーと係止機構との間の第１ロープＬ１を張架した状態で第２ロープＬ２を牽引して回収袋４０を航空機１００に回収する。

【0031】

これにより第２ロープＬ２を牽引して回収袋４０を航空機１００に回収する間、回収機構と係止機構との間の第２ロープＬ２および係止機構とシーアンカーとの間の第１ロープＬ１は定常的に張架した状態となる。

【0032】

当該状態を維持しながら回収袋４０を航空機１００に回収する回収作業が可能となるためヘリコプターやドローン等を用いる場合に大気を下方に吹き下ろすダウンウォッシュが発生する場合であっても安定した状態で回収作業が可能となる。

【0033】

すなわち、実施形態に従う回収装置は、ヘリコプターやドローン等の飛翔体を用いて水面に浮遊する回収物を確実に回収することが可能である。

【0034】

なお、本例においては、回収物（カプセル）を回収した回収袋４０をより安定させるためにウエイト８０を付加する方式について説明するが、ウエイト８０を付加しないようにしてもよい。例えば回収物の重量が重い場合にはウエイト８０を付加しないようにしてもよい。

【0035】

回収機構は、第１ロープＬ１を巻き取り可能に設けられたリール６０を含み、リール６０を用いて捕獲袋４５を航空機１００に回収することが可能である。

【0036】

図２は、実施形態に従う回収装置を用いた回収物ＣＰの回収作業について説明する図である。

【0037】

図２（Ａ）に示されるように、航空機１００に搭乗している作業員は、海上に浮遊する回収物ＣＰを確認する。なお、航空機１００にカメラが搭載されている場合にはカメラを介して回収物ＣＰを確認するようにしてもよい。

【0038】

作業員は、航空機１００から回収物を発見した後、回収物ＣＰの近辺に捕獲袋４５を投下する。なお、回収物ＣＰの近辺にマーカーを投下して位置を容易に把握してから捕獲袋４５を投下するようにしてもよい。作業員の目視確認に限らず遠隔でカメラを介して回収物ＣＰを確認後、捕獲袋４５を回収物ＣＰ近辺に投下するように設定してもよい。

【0039】

図２（Ｂ）に示されるように、作業員は、捕獲袋４５と結ばれた第１ロープＬ１を引いて回収物ＣＰを捕獲袋４５内部の回収袋４０に回収する。あるいは航空機１００の位置を調節して捕獲袋４５の位置を調節して回収物ＣＰを捕獲袋４５内部の回収袋４０に回収するようにしてもよい。あるいは、潮流の向きに応じて捕獲袋４５を投下するようにして潮流の流れを利用して捕獲袋４５内部の回収袋４０に回収するようにしてもよい。捕獲袋４５のサイズを大きくして回収物ＣＰを回収しやすくしても良く、回収袋４０への回収物ＣＰの回収方式は種々の方式を採用することが可能である。

【0040】

図２（Ｃ）に示されるように、プーリー１０を介してウエイト７０を下方に降下させて回収袋４０と結ばれた第２ロープＬ２を牽引する。これにより、回収物ＣＰが回収された回収袋４０を捕獲袋４５から取り出す。そして、係止機構で回収袋４０が第１ロープＬ１の所定位置で係止される。また、当該回収袋４０に対してウエイト８０を付加する。

【0041】

図２（Ｄ）に示されるように、プーリー１０を介してさらにウエイト７０を下方に降下させる。第２ロープＬ２を牽引して回収袋４０を航空機１００に回収する間、回収機構と係止機構との間の第２ロープＬ２および係止機構とシーアンカーとの間の第１ロープＬ１は定常的に張架した状態となる。当該状態を維持しながら回収袋４０を航空機１００に回収する回収作業が可能となるためヘリコプターやドローン等を用いる場合に大気を下方に吹き下ろすダウンウォッシュが発生する場合であっても安定した状態で回収作業が可能となる。

【0042】

図２（Ｅ）に示されるように、プーリー１０を介してウエイト７０をさらに下方に降下させる。そして、回収袋４０を航空機１００の機内に回収する。

【0043】

図２（Ｆ）に示されるように、リール６０により第１ロープＬ１を巻きとって捕獲袋４５を航空機１００の機内に回収する。

【0044】

図２（Ｇ）に示されるように、第２ロープＬ２をリール６０と連結して、第２ロープＬ２を巻き取ってウエイト７０を航空機１００の機内に回収する。

【0045】

図３は、実施形態に従う回収物ＣＰの回収方法について説明するフロー図である。
図３を参照して、捕獲袋４５を投下する（ステップＳ２）。具体的には図２（Ａ）で説明したように回収物ＣＰの近辺に捕獲袋４５を投下する。

【0046】

次に、捕獲袋４５を用いて回収物を捕獲する（ステップＳ４）。具体的には図２（Ｂ）で説明したように捕獲袋４５と結ばれた第１ロープＬ１を引いて回収物を捕獲袋４５内部の回収袋４０に回収する。

【0047】

次に、第２ロープＬ２を牽引する（ステップＳ５）。プーリー１０を介して第２ロープＬ２の他端にウエイト７０を付けて下方に降ろす。

【0048】

次に、回収袋４０を係止する（ステップＳ６）。具体的には図２（Ｃ）に示されるように、プーリー１０を介してウエイト７０をさらに下方に降下させて回収袋４０と結ばれた第２ロープＬ２を牽引する。そして、係止機構で回収袋４０を第１ロープＬ１の所定位置で係止する。

【0049】

次に、回収袋４０を回収する（ステップＳ８）。具体的には、図２（Ｄ）、（Ｅ）に示されるように、プーリー１０を介してウエイト７０をさらに下方に降下させる。そして、回収袋４０を航空機１００の機内に回収する。

【0050】

次に、捕獲袋４５を回収する（ステップＳ１０）。具体的には、図２（Ｆ）に示されるように、リール６０を巻き上げて捕獲袋４５を航空機１００の機内に回収する。

【0051】

次に、ウエイトを回収する（ステップＳ１１）。具体的には、図２（Ｇ）に示されるように、リール６０を巻き上げてウエイト７０を航空機１００の機内に回収する。

【0052】

そして、処理を終了する（エンド）。
当該方式により、第２ロープＬ２を牽引して回収袋４０を航空機１００に回収する間、回収機構と係止機構との間の第２ロープＬ２および係止機構とシーアンカーとの間の第１ロープＬ１は定常的に張架した状態となる。当該状態を維持しながら回収袋４０を航空機１００に回収する回収作業が可能となるためヘリコプターやドローン等を用いる場合に大気を下方に吹き下ろすダウンウォッシュが発生する場合であっても安定した状態で回収作業が可能となる。

【0053】

図４は、実施形態に従う回収袋４０の第１ロープＬ１に対する係止方式について説明する図である。

【0054】

図４（Ａ）に示されるように第１ロープＬ１には、固定ストッパー３０，３２が設けられる。固定ストッパー３０は、第１ロープＬ１の上流側（航空機１００に近い側）に設けられる。固定ストッパー３２は、第１ロープＬ１の下流側（シーアンカー側）に設けられる。

【0055】

固定ストッパー３０，３２の位置でそれぞれ係止するためのリング状の遊動ストッパー３４，３６が設けられる。遊動ストッパー３４のリングの内径を第１ロープＬ１および第２ロープＬ２が挿通されている。遊動ストッパー３４は、回収袋４０の開口部に対して設けられる。

【0056】

遊動ストッパー３６のリングの内径を第１ロープＬ１が挿通されている。遊動ストッパー３６は回収袋４０の底部に対応して設けられている。第３ロープＬ３の一方が回収袋４０の底部と結ばれ、他方が遊動ストッパー３６と結ばれている。なお、本例においては、第３ロープＬ３を回収袋４０の底部と結ぶ構成について説明するがこれに限られず、第３ロープＬ３を設けずに遊動ストッパー３６を回収袋４０の底部と結ぶ構成としてもよい。

【0057】

遊動ストッパー３４は、固定ストッパー３０よりもリング径は小さく、固定ストッパー３２よりもリング径が大きくなるように設定されている。遊動ストッパー３６は、固定ストッパー３２よりもリング径は小さくなるように設定されている。

【0058】

図４（Ａ）では、捕獲袋４５および捕獲袋４５の内部の回収袋４０により回収物ＣＰを回収した場合が示されている。

【0059】

図４（Ｂ）に示されるように第２ロープＬ２を第１ロープＬ１に沿って牽引して、捕獲袋４５から回収物ＣＰが入った回収袋４０を取り出す。

【0060】

図４（Ｃ）に示されるように、第２ロープＬ２を第１ロープＬ１に沿ってさらに牽引して、遊動ストッパー３４とともに回収袋４０が引き出される。遊動ストッパー３６も回収袋４０に従って上昇する。

【0061】

図４（Ｄ）に示されるように遊動ストッパー３４は、固定ストッパー３２よりもリング径が大きいため固定ストッパー３２では係止されない。第２ロープＬ２を第１ロープＬ１に沿ってさらに牽引して、遊動ストッパー３４は、固定ストッパー３０よりもリング径が小さいため固定ストッパー３０で係止される。また、遊動ストッパー３６は、固定ストッパー３２よりもリング径が小さいため固定ストッパー３２により係止される。

【0062】

これにより、回収袋４０は、固定ストッパー３０，３２により固定される。
ここで固定ストッパー３０により遊動ストッパー３４が係止された状態で第２ロープＬ２を牽引することにより回収袋４０の開口部は絞られる。

【0063】

遊動ストッパー３４，３６が固定ストッパー３０，３２により係止されているため捕獲袋４５も引っ張られる。

【0064】

この場合の引き荷重は、航空機１００の機内側からすると第２ロープＬ２→固定ストッパー３０（遊動ストッパー３４）→回収袋４０→第３ロープＬ３→固定ストッパー３２（遊動ストッパー３６）→第１ロープＬ１→捕獲袋４５となる。

【0065】

回収袋４０には、捕獲袋４５の荷重（シーアンカーの抵抗を含む）が乗ることにより、回収袋４０の開口部が絞られ、回収袋４０の姿勢変化を第１ロープＬ１に沿って縦位置に抑える。これにより、回収袋４０の姿勢変化によるランダムな方向への揚力を抑えることが可能となる。

【0066】

ヘリコプターやドローン等の飛翔体には特性上ダウンウォッシュの発生が避けられず、機内へ収容する回収物に回転や振れを生じさせる。

【0067】

回収物への回転や振れが大きいと航空機１００への衝突の危険が有り、機内収容のためには回収物への回転や振れを抑える必要がある。

【0068】

一例として、回収物ＣＰのカプセルは、円盤状態となっている。また、カプセルは重量が軽く、大気を効率よく受けて減速させるための風袋が設けられ、且つ滑空姿勢を保つ特性を有するためダウンウォッシュの影響を受けやすい。

【0069】

回収袋４０に捕獲袋４５の荷重（シーアンカーの抵抗を含む）が乗ることで、回収袋４０のダウンウォッシュによる浮き上がり、回転や振れを抑えて航空機１００の機内へ回収することを容易にすることが可能となる。

【0070】

回収袋４０を航空機１００の機内に回収後、第１ロープＬ１を引き、捕獲袋４５を海面より引上げて航空機１００の機内に回収する。

【0071】

海中でシーアンカーとして機能したバケツ２０は海水が入った状態で捕獲袋４５とともに引き上げられ、捕獲袋４５をダウンウォッシュから安定させて回収ことが可能である。また、バケツ２０の底部には穴が設けられている。これにより、機内回収までにバケツ２０の穴から海水を排出することが可能である。

【0072】

なお、本例においては、回収機構として、第２ロープＬ２が懸架されたプーリー１０と、第２ロープＬ２と結ばれたウエイト７０とを用いて回収物を回収する方式について説明したが、当該方式に限られず例えばリールを用いて回収するようにしてもよい。

【0073】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0074】

１０ プーリー、２０ バケツ、３０，３２ 固定ストッパー、３４，３６ 遊動ストッパー、４０ 回収袋、４５ 捕獲袋、６０ リール、７０，８０ ウエイト、１００ 航空機、ＣＰ 回収物、Ｌ１～Ｌ３ 第１～第３ロープ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】