特許 7440018 ケーブル保持構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】ケーブル保持構造体

(51)【国際特許分類】

   B63B 21/00 20060101AFI20240220BHJP

   B63B 35/00 20200101ALI20240220BHJP

   B63C 11/00 20060101ALI20240220BHJP

   G01V 3/10 20060101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

B63B21/00 Z

B63B35/00 N

B63C11/00 A

G01V3/10 F

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019200053

(22)【出願日】2019-11-01

(65)【公開番号】P2021070458

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】505323493

【氏名又は名称】株式会社マリン・ワーク・ジャパン

(73)【特許権者】

【識別番号】504117958

【氏名又は名称】独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構

(74)【代理人】

【識別番号】100110629

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100166615

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】田口 正樹

(72)【発明者】

【氏名】白石 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】清川 賢寿

(72)【発明者】

【氏名】中山 圭子

(72)【発明者】

【氏名】内藤 和也

(72)【発明者】

【氏名】本居 正幸

【審査官】志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７４８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６００９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０３７５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－１１９３８０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｂ ２１／００

Ｂ６３Ｂ ３５／００

Ｂ６３Ｃ １１／００

Ｇ０１Ｖ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

畳んだ状態と展開状態との間で変形可能に構成され、水中で内部に水を導入することにより前記展開状態を保持可能とする第１開口部を有した袋状体と、
前記袋状体に保持され前記袋状体と共に変形可能なケーブルと、を備え、
前記水中で曳航されるケーブル保持構造体であって、
前記袋状体が複数並列に設けられ、
前記複数の袋状体の曳航方向の前方側を支持する第１フレーム部材と、
前記複数の袋状体の曳航方向の後方側を支持する第２フレーム部材と、
を備えたケーブル保持構造体。

【請求項2】

請求項１記載のケーブル保持構造体であって、
前記複数の袋状体は、一対の袋状体であり、
前記ケーブルは、前記第１フレーム部材、前記第２フレーム部材、前記一対の袋状体で形成されるループ構造に沿って保持された、
ケーブル保持構造体。

【請求項3】

請求項１又は２記載のケーブル保持構造体であって、
少なくとも１つの前記袋状体は、前記第１開口部に対して前記曳航方向の後方に配置され前記内部に導入した水を排出する第２開口部を有する、
ケーブル保持構造体。

【請求項4】

請求項３記載のケーブル保持構造体であって、
前記少なくとも１つの前記袋状体は、前記曳航方向の前方から後方にわたって断面形状が漸次小さくなり、
前記第２開口部は、前記少なくとも１つの前記袋状体の断面形状に応じて前記第１開口部よりも面積が小さく設定された、
ケーブル保持構造体。

【請求項5】

請求項１～４の何れか一項に記載のケーブル保持構造体であって、
前記曳航時における前記第１開口部の上方側に配置される浮力発生部と、
前記曳航時における前記第１開口部の下方側に配置されるバラスト部と、を備えた
ケーブル保持構造体。

【請求項6】

請求項１～５の何れか一項に記載のケーブル保持構造体を備えた電磁探査装置であって、
前記ケーブルは、誘導電流を発生させる送信ケーブルを含む、
電磁探査装置。

【請求項7】

請求項６記載の電磁探査装置であって、
前記ケーブルは、前記袋状体に保持されると共に前記送信ケーブルに対して絶縁され、前記誘導電流に対する応答を受信する受信ケーブルを含む、
電磁探査装置。

【請求項8】

畳んだ状態と展開状態との間で変形可能に構成され、水中で内部に水を導入することにより前記展開状態を保持可能とする第１開口部を有した袋状体と、
前記袋状体に保持され前記袋状体と共に変形可能なケーブルと、を備え、
前記水中で曳航されるケーブル保持構造体を備えた電磁探査装置であって、
前記ケーブルは、誘導電流を発生させる送信ケーブルを含み、
前記ケーブルは、前記袋状体に保持されると共に前記送信ケーブルに対して絶縁され、前記誘導電流に対する応答を受信する受信ケーブルを含む、
電磁探査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中で電磁探査装置のケーブル等を保持するケーブル保持構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のケーブル保持構造体としては、例えば特許文献１のように、海底の鉱物資源等の探査を行う海底探査装置に用いられたものがある。

【0003】

この海底探査装置では、ケーブルからなる送信ループを海中で曳航し、送信ループに流す電流を変化させることによってループ近傍の磁場を変化させ、これにより生じた誘導電流がさらに近傍の磁場を変化させることで、誘導電流が海水中から海底面へさらに海底下へ伝搬し、伝搬経路の比抵抗に応じた磁場あるいは電場の変化を検出して鉱物資源の探査を可能とする。送信ループは、枠体に保持され、海中でのループ形状の保持による探査精度の確保が図られている。

【0004】

このような電磁探査装置では、送信モーメント（送信電流と送信ループ面積との積）が大きいほどS／N比がよくなり、探査精度が向上することから、送信ループの面積が大きいほど測定に有利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－９８６６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の海底探査装置に採用されたケーブル保持構造は、送信ループの面積を大きくするために枠体を大きくすると、船上への搭載が困難になるなど大型化には限界があった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、畳んだ状態と展開状態との間で変形可能に構成され、水中で内部に水を導入することにより前記展開状態を保持可能とする第１開口部を有した袋状体と、前記袋状体に保持され前記袋状体と共に変形可能なケーブルと、を備え、前記水中で曳航されるケーブル保持構造体であって、前記袋状体が複数並列に設けられ、前記複数の袋状体の曳航方向の前方側を支持する第１フレーム部材と、前記複数の袋状体の曳航方向の後方側を支持する第２フレーム部材と、を備えたケーブル保持構造体である。

【発明の効果】

【0008】

本発明では、船上で袋状体を畳んだ状態とすることでコンパクトなケーブル保持構造体とすることができ、ケーブル保持構造体を水中で曳航時に抵抗で展開させることによって、ケーブルを所定の形状に保持することができ、大型化にも対応可能となる。また、袋状体の長さを長くすることで送信ループの面積を大きくすることができ、電磁探査の精度向上を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】電磁探査装置を示す概略構成図である（第１実施形態）。

【図2】電磁探査装置のセンサ部を示す斜視図である（第１実施形態）。

【図3】図３（Ａ）は電磁探査装置のセンサ部を示す平面図であり、図３（Ｂ）は電磁探査装置のセンサ部を示す正面図である（第１実施形態）。

【図4】図４（Ａ）はセンサ部の第１フレーム部材の平面図であり、図４（Ｂ）はセンサ部の第１フレーム部材の正面図であり、図４（Ｃ）はセンサ部の第２フレーム部材の平面図であり、図４（Ｄ）はセンサ部の第２フレーム部材の正面図である（第１実施形態）。

【図5】ケーブルを示す概略構成図である（第１実施形態）。

【図6】袋状片を示す平面図である（第１実施形態）。

【図7】図７（Ａ）は袋状片の横断面図であり、図７（Ｂ）は袋状片の端部を示す一部を拡大した縦断面図である（第１実施形態）。

【図8】図８（Ａ）は中間フレームを示す正面図であり、図８（Ｂ）は中間フレームを示す側面図である（第１実施形態）。

【図9】図９（Ａ）は隣接する袋状片の結合状態を示す一部を拡大した縦断面図であり、図９（Ｂ）は袋状片の第１フレーム部材及び第２フレーム部材への結合状態を示す一部を拡大した縦断面図である（第１実施形態）。

【図10】ケーブルの保持構造を示す横断面図である（第１実施形態）。

【図11】図１１（Ａ）は電磁探査装置のセンサ部の袋状体を示す斜視図であり、図１１（Ｂ）は変形例に係る袋状体を示す斜視図であり、図１１（Ｃ）は他の変形例に係る袋状体を示す斜視図である（第２実施形態）。

【図12】電磁探査装置のセンサ部を示す概略構成図である（第３実施形態）。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明は、ケーブル保持構造の大型化に対応可能にするという目的を、袋状体を用いたケーブル保持構造とすることで実現した。

【0011】

すなわち、本発明の実施形態のケーブル保持構造体であるセンサ部５は、図１～図３（Ｂ）のように、袋状体１３Ａ，１３Ｂと、ケーブル１５とを備えている。袋状体１３Ａ，１３Ｂは、畳んだ状態と展開状態との間で変形可能に構成され、水中で内部に水を導入することにより展開状態を保持可能とする第１開口部４７を有する。ケーブル１５は、袋状体１３Ａ，１３Ｂに保持され、袋状体１３Ａ，１３Ｂと共に変形可能である。

【0012】

袋状体１３Ａ，１３Ｂは、第１開口部４７に対して曳航方向の後方に配置され、内部に導入した水を排出する第２開口部４９を有してもよい。

【0013】

また、袋状体１３Ａ，１３Ｂは、曳航方向の前方から後方にわたって断面形状が漸次小さくなり、第２開口４９は、袋状体１３Ａ，１３Ｂの断面形状に応じて、第１開口４７よりも面積が小さく設定された構成としてもよい。

【0014】

センサ部５は、図１２のように、曳航時における第１開口部４７の上方側に配置される浮力発生部としてのフロート８１と、曳航時における第１開口部４７の下方側に配置されるバラスト部としてのウェイト８３とを備えてもよい。

【0015】

また、センサ部５は、図１～図３（Ｂ）のように、袋状体１３Ａ，１３Ｂが複数並列に設けられ、複数の袋状体１３Ａ，１３Ｂの曳航方向の前方側を支持する第１フレーム部材１７と、複数の袋状体１３Ａ，１３Ｂの曳航方向の後方側を支持する第２フレーム部材１９とを備えてもよい。

【0016】

複数の袋状体１３Ａ，１３Ｂは、一対の袋状体１３Ａ，１３Ｂであり、ケーブル１５は、第１フレーム部材１７、第２フレーム部材１９、一対の袋状体１３Ａ，１３Ｂで形成されるループ構造２１の内周に保持された構成としてもよい。

【0017】

センサ部５を備えた電磁探査装置１は、図５のように、ケーブル１５が誘導電流を発生させるための電流を流す送信ループ５１を含むものであってもよい。

【0018】

また、ケーブル１５は、袋状体１３Ａ，１３Ｂに保持されると共に送信ループ５１に対して絶縁され、送信ループ５１が発生させた誘導電流に対する電磁気的な応答を受信する受信ループ５３を含むものであってもよい。
＜第１実施形態＞

【0019】

［電磁探査装置の概要］
以下に、本発明の好適な実施の形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態の記載に限定されるものではない。

【0020】

図１は、本発明の第１実施形態に係る電磁探査装置を示す概略構成図である。

【0021】

本実施形態の電磁探査装置１は、図１のように、リーディングウェイト３と、センサ部５とを備え、海底の鉱物資源等の探査を行うものである。

【0022】

リーディングウェイト３は、船舶７に対して曳航ケーブル９で接続され、水中である海中で曳航される曳航体である。本実施形態のリーディングウェイト３は、金属製のフレーム３ａに金属製のウェイト３ｂを取り付けて構成される。ただし、リーディングウェイト３は、特に限定されるものではなく、曳航体として海中で曳航可能なものであればよい。

【0023】

リーディングウェイト３には、探査に必要な機材（図示せず）等も搭載されている。機材は、曳航ケーブル９を介して、電力供給が可能であると共に船舶７側の機材（図示せず）に対して通信可能となっている。また、リチウムイオン電池などの蓄電池をリーディングウェイト３内に搭載することによって、船上からの電力供給がなくても長時間の探査が可能となる。

【0024】

センサ部５は、リーディングウェイト３にベクトランロープ等の曳航ワイヤ１１により接続され、リーディングウェイト３を介して海中で曳航される。このセンサ部５は、本実施形態のケーブル保持構造体であり、後述する袋状体１３Ａ，１３Ｂにより全体として畳むことが可能となっていると共に海中で曳航されることで展開される。この展開状態において、電磁探査装置１は、鉱物資源等の探査が可能となる。

【0025】

［センサ部の構造］
図２は、図１の電磁探査装置１のセンサ部５を示す斜視図、図３及び図３（Ｂ）は、それぞれ同センサ部５の平面図及び正面図である。なお、図２では、センサ部５のケーブル１５の図示していない。また、以下において、曳航方向は、センサ部５が曳航される方向をいい、上下方向及び上下は、センサ部５の曳航時における上下方向及び上下をいい、幅方向は、センサ部５の曳航時において、曳航方向及び上下方向に直行するセンサ部５の幅方向をいう。

【0026】

本実施形態のセンサ部５は、図１～図３のように、一対の袋状体１３Ａ，１３Ｂと、ケーブル１５とで構成されている。

【0027】

一対の袋状体１３Ａ，１３Ｂは、曳航方向の両側に位置する第１フレーム部材１７と第２フレーム部材１９との間で幅方向に並列に設けられている。これにより、本実施形態では、第１フレーム部材１７、第２フレーム部材１９、一対の袋状体１３Ａ，１３Ｂでループ構造２１が形成されている。このループ構造２１の内周に、ケーブル１５が保持されている。このケーブル１５の保持構造については後述する。なお、袋状体は、三つ以上の複数設けることも可能である。

【0028】

図４（Ａ）は、第１フレーム部材１７の平面図、図４（Ｂ）は、同正面図である。

【0029】

第１フレーム部材１７は、袋状体１３Ａ，１３Ｂを曳航方向の前端で支持し、リーディングウェイト３に接続されるものである。本実施形態の第１フレーム部材１７は、図１～図４（Ｂ）のように、結合部２３Ａ，２３Ｂと、結合部２３Ａ，２３Ｂ間を連結する連結部２５とで構成されている。

【0030】

結合部２３Ａ，２３Ｂは、幅方向においてセンサ部５の中心軸に対して対称に構成されている。このため、基本的に一方の結合部２３Ａについてのみ説明し、必要な場合にのみ他方の結合部２３Ｂについても説明する。

【0031】

結合部２３Ａは、ＡＢＳ樹脂等の非磁性体製であり、曳航方向の前後が開口している周回状の壁部２７を備えている。結合部２３Ａの壁部２７は、適宜、肉抜き穴２７ａが設けられている。なお、結合部２３Ａの材質は、非磁性体であれば特に限定されるものではない。

【0032】

壁部２７の曳航方向の後端には、袋状体１３Ａを結合するための結合フランジ２７ｂが設けられている。結合フランジ２７ｂは、壁部２７の後端の開口縁部に沿って周回状に形成されている。結合フランジ２７ｂの後端には、断面における放射方向に突出した周回状の突起２７ｃが設けられている。突起２７ｃは、壁部２７に対して放射方向に突出しない範囲で形成されている。

【0033】

連結部２５は、ポリ塩化ビニル等の非磁性体製の複数のパイプ２９で構成されている。パイプ２９は、結合部２３Ａ，２３Ｂの幅方向で相互に対向する部分を連結する。本実施形態では、結合部２３Ａ，２３Ｂの四隅並びに曳航方向の後方側の上下方向の中間部を連結する。この連結は、ボルトによって行われているが、接着、溶着等でもよい。

【0034】

本実施形態のパイプ２９は、連結フレーム３１によって幅方向で複数連結されている。パイプ２９と連結フレーム３１との連結も、特に限定されるものではないが、ボルトによって行われている。連結フレーム３１は、ＡＢＳ樹脂等の非磁性体製であり、適宜肉抜きされた板で構成されている。

【0035】

かかる構成の第１フレーム部材１７は、曳航方向に前端にリーディングウェイト３からの曳航ワイヤ１１を接続する接続部３３が設けられている。本実施形態の接続部３３は、複数のシャックル３３ａからなる。シャックル３３ａは、結合部２３Ａ，２３Ｂの壁部２７及び連結部２５の連結フレーム３１に上下二箇所ずつ設けられている。

【0036】

図４（Ｃ）は、第２フレーム部材１９の平面図、図４（Ｄ）は、同正面図である。

【0037】

第２フレーム部材１９は、袋状体１３Ａ，１３Ｂを曳航方向の後端で支持するものである。本実施形態の第２フレーム部材１９は、図１～図３（Ｂ）並びに図４（Ｃ）及び図４（ｄ）のように、第１フレーム部材１７と同様、結合部３５Ａ，３５Ｂと、結合部３５Ａ，３５Ｂ間を連結する連結部３７とで構成されている。

【0038】

結合部３５Ａ，３５Ｂは、幅方向においてセンサ部５の中心軸に対して対称に構成されている。このため、基本的に一方の結合部３５Ａについてのみ説明し、必要な場合にのみ他方の結合部３５Ｂについても説明する。

【0039】

結合部３５Ａは、第１フレーム部材１７の結合部２３Ａと同様に構成され、ＡＢＳ樹脂等の非磁性体製であり、曳航方向の前後が開口し、肉抜き穴３９ａを有する周回状の壁部３９を備えている。ただし、結合部３５Ａは、第１フレーム部材１７の結合部２３Ａと比較して断面形状が小さい。なお、結合部３５Ａの材質は、非磁性体であれば特に限定されるものではない。

【0040】

壁部３９の曳航方向の前端には、袋状体１３Ａを結合するための結合フランジ３９ｂが開口縁部に沿って周回状に形成され、結合フランジ３９ｂの前端には、断面における放射方向に突出した周回状の突起３９ｃが設けられている。

【0041】

連結部３７は、連結部２５と同様、ポリ塩化ビニル等の非磁性体製の複数のパイプ３８で構成されており、幅方向で相互に対向する結合部３５Ａ，３５Ｂの上下中間部を連結する。

【0042】

パイプ３８は、連結フレーム４０によって幅方向で複数連結されている。連結フレーム４０は、ＡＢＳ樹脂等の非磁性体製であり、適宜肉抜きされた板で構成されている。

【0043】

本実施形態の袋状体１３Ａ，１３Ｂは、図１～図３（Ｂ）のように、前端が第１フレーム部材１７の結合部２３Ａ，２３Ｂに結合され、後端が第２フレーム部材１９の結合部３５Ａ，３５Ｂに結合されている。結合構造については後述する。

【0044】

なお、袋状体１３Ａ，１３Ｂは、曳航方向の中心軸に対して対称に構成されているため、基本的に一方についてのみ説明、必要な場合にのみ他方についても説明する。

【0045】

袋状体１３Ａは、非磁性体の網や布等によって形成されている。本実施形態の袋状体１３Ａは、平織、４２０デニールの非磁性体の布、又は目開き率４４％の非磁性体のメッシュ状の布（網）からなる。メッシュ状の布を用いた場合は、袋状体１３Ａがガス透過性や透水性を有する。

【0046】

なお、非磁性体としては、例えば、麻、ビニロン、ポリアミド（ナイロン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等が挙げられる。また、非磁性体の比重は、０．９５～１．４０ｇ／ｃｍ^３程度である。ただし、非磁性体及びその比重は、限定されるものではなく、適宜のものを採用すればよい。

【0047】

この袋状体１３Ａは、畳んだ状態と展開状態との間で変形可能に構成されている。ここでの変形可能とは、船上等の海上において袋状体１３Ａが展開状態を保持不能な柔軟性を有していることをいう。

【0048】

このため、袋状体１３Ａの畳んだ状態は不定形である。ただし、袋状体１３Ａは、畳んだ状態とすることができればよく、この限りにおいて海上で展開状態を保持可能な程度の剛性を有していてもよい。この場合、袋状体１３Ａの折り畳んだ状態を定形的なものとすることも可能である。

【0049】

本実施形態の袋状体１３Ａは、複数の袋状片４１ａ～４１ｄを中間フレーム４３ａ～４３ｃによって曳航方向で結合して構成されている。袋状片４１ａ～４１ｄ及び中間フレーム４３ａ～４３ｃの構造及び結合構造は後述する。なお、袋状体は、単一の袋状とすることも可能である。

【0050】

この袋状体１３Ａは、曳航方向の前方から後方にわたって断面形状が漸次小さくなっている。袋状体１３Ａの断面形状は、本実施形態において台形形状、特に等脚台形形状となっている。この台形形状において、下底がループ構造２１の内周側に位置する袋状体１３Ａの内側面４５ａとなり、上底がループ構造２１の外周に位置させた袋状体１３Ａの外側面４５ｂとが、脚が上下に位置する袋状体１３Ａの上面４５ｃ及び下面４５ｄとなっている。

【0051】

袋状体１３Ａの内側面４５ａは、曳航方向に沿って直線状に伸びている。これにより、袋状体１３Ａ，１３Ｂは、ループ構造２１の内周を矩形形状にすることが可能となる。これにより、送信ループで形成されるループコードが長方形や正方形などの形状にすることができ、送信磁場の計算が容易になる点で、袋状体の断面形状を台形形状にすることはメリットがある。この内側面４５ａは、上下方向の寸法が曳航方向の後方に向けて徐々に小さくなっている。袋状体１３Ａの外側面４５ｂ及び上下面４５ｃ，４５ｄは、曳航方向の後方に向けて漸次内側面４５ａに向かって収束するようにテーパー形状となっている。

【0052】

従って、袋状体１３Ａは、断面形状を台形形状とすることにより、ループ構造２０の内周に位置する内側面４５ａを曳航方向に沿った直線状としつつ、曳航方向の前方から後方へ漸次断面形状が小さくなる構成を容易に実現できる。かかる袋状体１３Ａの曳航方向の両側には、それぞれ第１開口部４７及び第２開口部４９が設けられている。

【0053】

第１開口部４７は、海中で袋状体１３Ａの内部に水を導入するためのものである。この水の導入の圧力（静圧及び動圧）により、袋状体１３Ａは、展開状態を保持可能となる。このため、袋状体１３Ａは、水中で内部に水を導入することにより展開状態を保持可能とする第１開口部４７を有する構成となっている。

【0054】

本実施形態の第１開口部４７は、袋状体１３Ａの曳航方向の前端をそのまま開放させたものである。従って、第１開口部４７は、袋状体１３Ａの断面形状に応じて、台形形状の断面形状を有する。ただし、第１開口部４７は、袋状体１３Ａに曳航方向の前方側で設けられた開口であればよく、袋状体１３Ａの断面形状と一致させる必要はない。

【0055】

第２開口部４９は、第１開口部４７に対して曳航方向の後方に配置され、袋状体１３Ａの内部に導入した水を排出するものである。これにより、水と共に袋状体１３Ａの内部に進入した魚やゴミ等の異物も、第２開口部４９を介して排出することが可能となる。

【0056】

また、第２開口部４９は、第１開口部４７よりも面積が小さく設定されている。本実施形態の第２開口部４９は、袋状体１３Ａの断面形状に応じて、第１開口４７よりも面積が小さく設定されている。これにより、本実施形態では、第２開口部４９側での動圧を高くし、袋状体１３Ａの展開状態の保持性を向上させている。

【0057】

なお、第２開口部４９は省略し、袋状体１３Ａを開口が一つの単純な袋状としてもよい。この場合は、袋状体１３Ａの曳航に対する抵抗が高くなるため、袋状体１３Ａの一部又は全部をメッシュ状の布とするのが好ましい。

【0058】

図５は、ケーブル１５を示す概略構成図である。

【0059】

本実施形態のケーブル１５は、図１及び図３のように、袋状体１３Ａに保持され、袋状体１３Ａと共に畳んだ状態と展開状態との間で変形することが可能な柔軟性を有する。本実施形態のケーブル１５は、上述のようにループ構造２１の内周に保持されている。ただし、袋状体１３Ａやループ構造２１に対するケーブル１５の保持位置は特に限定されるものではなく、ループ構造２１の外周等とすることも可能である。

【0060】

このケーブル１５は、袋状体１３Ａの展開状態において所定形状をなす。この所定形状は、ケーブル１５の保持位置に応じた適宜の形状であり、本実施形態においてループ構造２１の内周に応じた矩形形状となる。このケーブル１５の矩形形状は、例えば５ｍ×２０ｍ等の大きさを有する。ただし、ケーブル１５の矩形形状の大きさは特に限定されるものではなく、３ｍ×３ｍ等とすることも可能である。かかるケーブル１５は、図５のように、送信ケーブルである送信ループ５１と受信ケーブルである受信ループ５３とで構成されている。

【0061】

送信ループ５１は、電流を流すコイルとして構成された電線であり、リーディングウェイト３上の機材に接続されている。この機材からの給電の制御により、送信ループ５１は誘導電流を生じさせる。本実施形態の送信ループ５１は、絶縁膜で被覆されていてもよい。なお、送信ループ５１の巻き数は、１又は複数と任意に設定可能である。なお、送信ケーブルは、送信ループ５１のようなループ形状に限られず、直線状にしてもよい。

【0062】

受信ループ５３は、送信ループ５１に対して絶縁された電線である。本実施形態の受信ループ５３は、絶縁膜で被覆されていてもよい。この受信ループ５３は、リーディングウェイト３上の機材に接続されており、送信ループ５１が生じさせた誘導電流が海中から海底面へさらに海底下に伝搬する経路の比抵抗に応じて減衰し、それによって生じる磁場の時間変化を受信して、海底の鉱物資源等の検出を可能とする。また、受信ループ５３に代えて、磁気センサや電位センサをを設けることも可能である。

【0063】

［袋状体の袋状片、結合構造］
図６は、袋状片４１ａ～４１ｄを示す平面図、図７（Ａ）は、袋状片４１ａの横断面図、図７（Ｂ）は、袋状片４１ａの端部を示す一部を拡大した縦断面図である。

【0064】

図２，３，及び１０－１２のように、複数の袋状片４１ａ～４１ｄは、それぞれ袋状体１３Ａを曳航方向で分割したものに相当する。なお、複数の袋状片４１ａ～４１ｄは、断面形状の大きさが異なるのみで基本的に同一形状である。このため、袋状片４１ａについてのみ説明し、他の袋状片４１ｂ～４１ｄについては必要に応じて説明する。

【0065】

袋状片４１ａの曳航方向の両端部は、ポリ塩化ビニル等の非磁性体のコーティング５５がなされて補強されている。袋状片４１ａの両端部の内周には、断面における放射方向の内側に突出する突起５７が設けられている。

【0066】

また、袋状片４１ａは、内側面４５ａの上下方向の中央部にスリット５９が曳航方向の全体にわたって設けられている。このスリット５９により、袋状片４１ａは、開くことが可能となっている。スリット５９には、内側面４５ａから幅方向の内側に突出する合わせ部６１Ａ，６１Ｂが設けられている。

【0067】

合わせ部６１Ａ，６１Ｂは、曳航方向において袋状片４１ａの全体にわたる帯状に形成されている。これら合わせ部６１Ａ，６１Ｂを上下方向で相互に接合させることにより、袋状片４１ａは閉じた状態となる。合わせ部６１Ａ，６１Ｂの接合状態は、保持部６２によって保持される。本実施形態の保持部６２は、合わせ部６１Ａ，６１Ｂの面ファスナーからなる。この合わせ部６１Ａ，６１Ｂには、ケーブル１５がその保持構造を介して保持されている。ケーブル１５の保持構造については後述する。

【0068】

曳航方向で隣接する袋状片４１ａ，４１ｂ；４１ｂ，４１ｃ；４１ｃ，４１ｄは、それぞれ中間フレーム４３ａ～４３ｃによって結合されている。

【0069】

図８（Ａ）は、中間フレーム４３ａを示す側面図、図８（Ｂ）は、同正面図である。

【0070】

中間フレーム４３ａ～４３ｃは、断面形状の大きさが異なるのみで基本的に同一形状であるため、中間フレーム４３ａについてのみ説明し、他の中間フレーム４３ｂ及び４３ｃについては必要に応じて説明する。

【0071】

中間フレーム４３ａは、ＡＢＳ樹脂等の非磁性体製であり、図２及び図３並びに図８（Ａ）及び図８（Ｂ）のように、曳航方向の両側が開口した周回状の壁部６３を有している。中間フレーム４３ａの断面形状は、袋状片４１ａ及び４１ｂに応じた台形形状となっている。中間フレーム４３ａの曳航方向の中央部には、中央凸部６４が設けられ、同両端には、外周に周回状の突起６５ａ，６５ｂが設けられている。この中間フレーム４３ａの両端には、袋状体４１ａ及び４１ｂが結合されている。

【0072】

図９（Ａ）は、隣接する袋状体４１ａ及び４１ｂの結合状態を示す一部を拡大した縦断面図である。

【0073】

中間フレーム４３ａには、曳航方向で隣接する袋状片４１ａ及び４１ｂの端部が被せられている。袋状片４１ａ及び４１ｂの端部を中間フレーム４３ａに被せる作業は、袋状片４１ａ及び４１ｂの端部をスリット５９により開くことで容易に行わせることができる。

【0074】

この状態で、中間フレーム４３ａの突起６５ａと中央凸部６４との間並びに突起６５ｂと中央凸部６４との間には、袋状片４１ａ及び４１ｂの端部の突起５７が位置している。袋状片４１ａ及び４１ｂの端部には、外側から拘束具であるバンド６７が取り付けられている。バンド６７は、中間フレーム４３ａの突起６５ａと袋状片４１ａの突起５７との間、中間フレーム４３ａの突起６５ｂと袋状片４１ｂの突起５７との間にそれぞれ位置する。

【0075】

これにより、袋状片４１ａ及び４１ｂは、中間フレーム４３ａから離脱することが防止され、中間フレーム４３ａに取り付けられる。こうして、隣接する袋状片４１ａ，４１ｂ；４１ｂ，４１ｃ；４１ｃ，４１ｄが順次結合され、袋状体１３Ａを構成している。

【0076】

袋状体１３Ａの両端に位置する袋状片４１ａ及び４１ｄは、曳航方向の前端及び後端において第１フレーム部材１７及び第２フレーム部材１９にそれぞれ結合されている。この結合は、基本的に袋状片４１ａ，４１ｂの中間フレーム４３ａに対する結合と同一構造となっている。

【0077】

図９（Ｂ）は、袋状片４１ａ及び４１ｄの第１フレーム部材１７及び第２フレーム部材１９への結合状態を示す一部を拡大した縦断面図である。

【0078】

すなわち、袋状片４１ａ及び４１ｄの前端及び後端は、第１フレーム部材１７の結合部３２Ａの結合フランジ２７ｂ及び第２フレーム部材１９の結合部３５Ａの結合フランジ３９ｂに被せられている。両袋状片４１ａ及び４１ｄの突起５７は、結合フランジ２７ｂ及び３９ｂの突起２７ｃ、３９ｃの前方及び後方にそれぞれ位置している。

【0079】

この状態で、袋状片４１ａ及び４１ｄの前端及び後端には、外側からバンド６９，７１が取り付けられている。こうして袋状体１３Ａは、前端が第１フレーム部材１７に、後端が第２フレーム部材１９に結合される。

【0080】

［ケーブルの保持構造］
図１０は、ケーブル１５の保持構造を示す横断面図である。

【0081】

本実施形態のケーブル１５の保持構造では、筒状体７３と、取付部７５とを備えている。

【0082】

筒状体７３は、内部にケーブル１５の送信ループ５１及び受信ループ５３を保持する。筒状体７３は、袋状体１３Ａと同一の材質で形成すればよいが、非磁性体であれば袋状体１３Ａとは異なる材質とすることも可能である。

【0083】

筒状体７３は、袋状体１３Ａに沿って曳航方向に伸びている。筒状体７３の幅方向での外側には、上下方向の中央部にスリット７７が曳航方向の全体にわたって設けられている。このスリット７７により、筒状体７３は、開くことが可能となっている。スリット７７の上下縁には、幅方向の外側に突出する合わせ部７９Ａ，７９Ｂが設けられている。

【0084】

合わせ部７９Ａ，７９Ｂは、筒状体７３の全体にわたる帯状に形成されている。これら合わせ部７９Ａ，７９Ｂは、上下方向で袋状体１３Ａの合わせ部６１Ａ，６１Ｂを挟んで接合される。これによって筒状体７３は閉じた状態となる。

【0085】

取付部７５は、筒状体７３を袋状体１３Ａに取り付けるものである。本実施形態の取付部７５は、面ファスナー７５Ａ，７５Ｂからなっている。面ファスナー７５Ａ，７５Ｂは、それぞれ袋状体１３Ａの合わせ部６１Ａ，６１Ｂと筒状体７３の合わせ部７９Ａ，７９Ｂとの間に設けられている。

【0086】

このため、筒状体７３の合わせ部７９Ａ，７９Ｂが袋状体１３Ａの合わせ部６１Ａ，６１Ｂに面ファスナー７５Ａ，７５Ｂによって貼り合わせられ、筒状体７３が袋状体１３Ａに取り付けられる。

【0087】

この結果、ケーブル１５が袋状体１３Ａに対して保持されることになる。なお、第１フレーム部１７及び第２フレーム部１９に対しては、ケーブル１５を保持させる必要はないが、バンド等の拘束具を用いてケーブル１５を保持してもよい。

【0088】

この状態では、筒状体７３の合わせ部７９Ａ，７９Ｂ相互間の接合状態が袋状体１３Ａの合わせ部６１Ａ，６１ｂを介して保持される。

【0089】

［電磁探査装置の作用］
本実施形態の電磁探査装置１では、リーディングウェイト３及びセンサ部５を海中に沈めて曳航する。センサ部５を海中に沈める際は、予めセンサ部５を畳んだ状態としておく。この畳んだ状態では、センサ部５の曳航方向となる方向における寸法を大幅に縮小される。例えば、センサ部５の大きさが５ｍ×２０ｍの場合は、１／５程度にまで縮小できる。

【0090】

畳んだ状態のセンサ部５は、第２フレーム部１９から順次海中へと投入される。このとき、センサ部５は、第２フレーム部１９を下にして上下方向に伸びた状態となる。こうしてセンサ部５全体が海中へ投入されると、曳航ケーブル９を引き出しつつリーディングウェイト３を海中へと沈める。

【0091】

曳航ケーブル９を十分な長さまで引き出した後、船舶を前進させて所定速度、例えば３～４ノットまで上げる。このとき、リーディングウェイト３が海底から所定の高さ、例えば３０ｍになるまで曳航ケーブル９を徐々に海中へと引き出す。

【0092】

そして、センサ部５が探査エリアＡに入ったところで探査を開始する。探査中は、一定の対水速度でリーディングウェイト３並びにセンサ部５が曳航されることになる。

【0093】

この曳航により、海中の水がセンサ部５の第１フレーム部１９の結合部２３Ａ，２３Ｂ及び袋状体１３Ａ，１３Ｂの第１開口部４７を介して袋状体１３Ａ，１３Ｂの内部へと導入される。水が導入された袋状体１３Ａ，１３Ｂは、圧力を受けて断面方向で張られると共に曳航方向に伸びて展開状態となる。この展開状態は、一定の対水速度で曳航が行われている限り維持される。

【0094】

この結果、センサ部５は、ケーブル１５のループ形状が維持される。また、センサ部５は、幅方向に並列な袋状体１３Ａ，１３Ｂにより水平状態が維持される。従って、センサ部５は、探査時のノイズの発生が抑制される。

【0095】

袋状体１３Ａ，１３Ｂの内部に導入された水は、第２開口部４９から外部に排出される。このとき、ゴミや魚等の異物も排出される。

【0096】

こうして、探査が終了した後は、曳航ケーブル９を引き上げながら徐々に船舶７を停止させ、リーティングウェイト３、センサ部５の順に回収する。センサ部５を回収する際には、水が袋状体１３Ａ，１３Ｂの第２開口部４９から排出されるので、作業が容易になる。このとき、袋状体１３Ａ，１３Ｂは、異物も排出されるので、メンテナンス作業を軽減することができる。

【0097】

［第１実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態では、水中で曳航されるケーブル保持構造体であるセンサ部５が、畳んだ状態と展開状態との間で変形可能に構成され、水中で内部に水を導入することにより展開状態を保持可能とする第１開口部４７を有した袋状体１３Ａ，１３Ｂと、袋状体１３Ａ，１３Ｂに保持され袋状体１３Ａ，１３Ｂと共に変形可能なケーブル１５とを備える。

【0098】

従って、本実施形態では、袋状体１３Ａ，１３Ｂを畳んだ状態とすることでセンサ部５を大幅に縮小することができるため、センサ部５を大型化してもかさを抑えることができる。結果として、本実施形態のセンサ部５は、大型化に対応することが可能となる。また、センサ部５の大型化により、S／N比が向上して、電磁探査の精度向上を実現できる。

【0099】

さらに、曳航時には、第１開口部４７から導入した水の圧力により、袋状体１３Ａ，１３Ｂの展開状態が確実に保持され、ケーブル１５の形状を維持することができる。この結果、本実施形態では、探査時のノイズの発生が抑制され、探査精度を確保できる。

【0100】

また、袋状体１３Ａ，１３Ｂは、第１開口部４７に対して曳航方向の後方に配置され内部に導入した水を排出する第２開口部４９を有する。

【0101】

従って、袋状体１３Ａ，１３Ｂ内にゴミや魚等の異物が残留することがなく、袋状体１３Ａ，１３Ｂのメンテナンス作業を軽減することができる。また、センサ部５を回収する際には、水を袋状体１３Ａ，１３Ｂから排出できるため、作業を容易に行わせることができる。

【0102】

袋状体１３Ａ，１３Ｂは、曳航方向の前方から後方にわたって断面形状が漸次小さくなり、第２開口部４９は、袋状体１３Ａ，１３Ｂの断面形状に応じて第１開口部４７よりも面積が小さく設定されている。

【0103】

従って、本実施形態では、展開形状を安定させることができ、袋状体１３Ａ，１３Ｂの展開状態におけるケーブル１５の形状を保持することができる。この結果、センサ部５では、探査精度を向上することができる。

【0104】

また、本実施形態のセンサ部５は、袋状体１３Ａ，１３Ｂが複数並列に設けられ、複数の袋状体１３Ａ，１３Ｂの曳航方向の前方側を支持する第１フレーム部材１７と、複数の袋状体１３Ａ，１３Ｂの曳航方向の後方側を支持する第２フレーム部材１９とを備えている。

【0105】

従って、本実施形態では、複数の袋状体１３Ａ，１３Ｂにより、センサ部５の水平状態が維持される。この結果、本実施形態では、より確実に、探査時のノイズの発生が抑制され、探査精度を向上できる。

【0106】

本実施形態のセンサ部５は、第１フレーム部材１７、第２フレーム部材１９、一対の袋状体１３Ａ，１３Ｂで形成されるループ構造２１の内周にケーブル１５が保持されている。

【0107】

従って、本実施形態では、ケーブル１５を容易にループ状に保持することができ、ノイズの発生を抑制して探査精度を向上できる。
＜第２実施形態＞

【0108】

図１１（Ａ）は、第２実施形態に係る電磁探査装置のセンサ部の袋状体を示す斜視図である。なお、本実施形態は、第１実施形態と基本構成が共通するため、対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

【0109】

本実施形態は、袋状体１３Ａ，１３Ｂの断面形状を円形にしたものである。その他は、第１実施形態と同一である。

【0110】

かかる構成により、本実施形態では、ループ構造２１の内周が台形になり、ケーブル１５のループ形状も台形となる。この結果、ケーブル１５のループ形状を大きくすることができる。また、本実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0111】

図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）は、第２実施形態の変形例に係り、袋状体を示す斜視図である。

【0112】

図１１（Ｂ）の変形例では、袋状体１３Ａ，１３Ｂの断面形状を三角形にしている。その他は、第１実施形態と同一である。図１１（Ｃ）の変形例では、袋状体１３Ａ，１３Ｂの断面形状を長方形にしている。その他は、第１実施形態と同一である。なお、袋状体１３Ａ，１３Ｂの断面形状は、他の多角形形状等の幾何学形状とすることが可能である。

【0113】

これら第２実施形態の変形例においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
＜第３実施形態＞

【0114】

図１２は、第３実施形態に係る電磁探査装置のセンサ部を示す概略構成図である。なお、本実施形態は、第１実施形態と基本構成が共通するため、対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

【0115】

本実施形態のセンサ部５は、単一の袋状体１３を用いたものであり、第１実施形態に対し、第１フレーム部１９及び第２フレーム部１９を省略している。その他は、第１実施形態と同一である。なお、第３実施形態でも、第１フレーム部及び第２フレーム部を備えた構成としてもよい。

【0116】

袋状体１３は、曳航方向の前方及び後方にわたって漸次断面形状が小さくなっている。本実施形態の袋状体１３の断面形状は、曳航方向の前方及び後方に向けて漸次上下方向の寸法が小さくなる矩形形状となっている。袋状体１３の曳航方向の前方及び後方は、それぞれ開放されて第１開口部４７及び第２開口部４９となっている。

【0117】

第１開口部４７の上方側には、浮力発生部としてのフロート８１が配置されている。本実施形態では、第１開口部４７の上縁にフロート８１が取り付けられている。なお、フロート８１は、袋状体１３よりも比重の軽いものであればよい。

【0118】

第１開口部４７の下方側には、重力加算部としてのウェイト８３が配置されている。本実施形態では、第１開口部４７の下縁にウェイト８３が取り付けられている。なお、ウェイト８３は、袋状体１３よりも比重の重いものであればよい。

【0119】

フロート８１及びウェイト８３は、曳航時に袋状体１３の回転を抑制する。また、フロート８１及びウェイト８３が第１開口部４７の上縁及び下縁に取り付けられることで、第１開口部４７の形状保持にも寄与する。

【0120】

第２開口部４９には、ウェイト８５が取り付けられている。このウェイト８５は、袋状体１３を海中に沈める際に第２開口部４９側を下方に位置させるためのものである。

【0121】

かかる袋状体１３には、上下方向の中央部において内周に沿ってケーブル１５が保持されている。ケーブル１５の保持は、第１実施形態と同様にして行うことが可能である。

【0122】

従って、第３実施形態でも、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、袋状体は開口部以外の部分に穴がないことは必須ではなく、例えばネット状（網状）の袋状体であってもよい。

【符号の説明】

【0123】

１ 電磁探査装置
５ センサ部（ケーブル保持構造体）
１３，１３Ａ，１３Ｂ 袋状体
１５ ケーブル
１７ 第１フレーム部
１９ 第２フレーム部
２１ ループ構造
４７ 第１開口部
４９ 第２開口部
５１ 送信ループ（送信ケーブル）
５３ 受信ループ（受信ケーブル）
８１ フロート（浮力発生部）
８３ ウェイト（バラスト部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】