JP2018090168A

JP2018090168A - 水中探査艇

Info

Publication number: JP2018090168A
Application number: JP2016236973A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　政彦; Masahiko Suzuki; 政彦鈴木
Original assignee: Bellsion KK
Current assignee: Bellsion KK
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-06-14

Abstract

【課題】本発明は、水中での潜行及び旋回が容易な水中探査艇を提供することを目的としている。
【解決手段】推進機８を備えた主胴体２の左右側部に、それぞれ連結板３を介して、注排水装置を備えた側胴体４が平行に配設され、両側胴体４の後端間に、昇降舵６を備えた水平の後部安定板５が架設され、主胴体２の上面頂部に形成されたハッチ２Ｅに、被蓋２Ｆが装着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水中探査艇に係り、特に浅瀬から深海に至る地形や、生物などの探査に適する水中探査艇に関する。

水中を潜行する潜水艇として、例えば特許文献１に記載のような、上部構造物による造波抵抗を低減させるようにした潜水艇も知られている。

特開２００１−１３０４８６号公報

前記、特許文献１に記載の潜水艇は、主部が円筒体であるので、旋回するときには大きな旋回半径を要し、例えば海中で短距離で進路変更をすることは困難であり、従来、浅瀬から深海まで自由に移動できるものは見当たらない。
本発明は、水中で艇首を上下動させ、短かい半径で旋回することができ、かつ水上航行、及び浅瀬から深海まで潜行できるようにした水中探査艇を提供することを目的としている。

本発明は前記課題を解決するために、次のような技術的手段を備えている。

（１）推進機を備えた主胴体の左右側部に、それぞれ連結板を介して、注排水装置を備えた側胴体が平行に配設され、両側胴体の後端間に昇降舵を備えた水平の後部安定板が架設され、主胴体の上面頂部に形成されたハッチに、被蓋が装着されてなる水中探査艇。

（２）前記ハッチの被蓋は、母船と連結される連結管の端部が固定されている被蓋、又は、母船と関係無く単独航行するための被蓋のいずれかが着脱可能に装着される前記（1）に記載の水中探査艇。

（３）前記主胴体は、平面視で前端を大きく、後端へかけて次第に小とし、側面視で下面は水平で、上面は前端から次第に盛上がり、中央部から後端へかけて次第に降下する弧曲面とし、後部に推進機が配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の水中探査艇。

（４）前記連結板は、基部の下面は主胴部の底面と同面とし、側胴体の底面は連結板の下面よりも低位置としてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水中探査艇。

（５）前記後部安定板の上下部に垂直尾翼が配設され、その後部に、方向舵が配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水中探査艇。

（６）前記昇降舵は左右一対で配設され、かつ左右の昇降舵は個別に操作ができるようになっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の水中探査艇。

（７）前記側胴体には、探査による発見物を採集するロボットアームを搭載していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の水中探査艇。

本発明によると、次のような効果が奏せられる。

前記（1）に記載の発明は、推進機を備える主胴体の左右側部に、それぞれ連結板を介して、注排水弁を備えた側胴体が平行に配設されているので、水上においても水中においても、横揺れしにくく安定した姿勢で航行することができる。
注排水弁を操作して、側胴体に注水することにより、潜水する事ができ、かつ排水することにより、浮上して水面を航行することができる。
両側胴体の後端部間に、昇降舵を備えた後部安定板が架設されているので、推進機による航行にも水平が維持され、かつ昇降舵の操作によって、上昇及び下降を容易に行うことができる。

前記（2）に記載の発明においては、主胴体の上面頂部に形成されたハッチの被蓋が、母船と連結される連結管の端部が固定された被蓋、又は、母船と関係無く単独航行するための被蓋のいずれかが、着脱可能に装着されるようになっているので、被蓋を取換えることによって、母船における操縦による無人航行と、単独の有人航行とを選択的に行なうことができる。

前記（3）に記載の発明においては、主胴体は、平面視で前端を大きく後端へかけて次第に小とし、側面視で下面は水平で上面は前端から次第に盛上がり、中央部から後端へかけて次第に降下する弧曲面としてあるので、推進機によって前進すると、主胴体の前面に当たる水流は、コアンダ効果によって、次第に細くなっている周面に沿って、後部へ高速で通過する。従ってその反作用として、主胴体は前方へ押し出されるので、推進機の推進力を小さなものとすることができる。

前記（4）に記載の発明における連結板は、基部の下面は主胴体の底面と同面とし、側胴体の底面は連結板の下面より低位置としてあるので、主胴体と連結板の下面に沿って通過する水流は、左右側の側胴体によって、横側方向への拡散が抑止され、水流の総量が後方向へ通過して、進路の安定を保持させる。

前記（5）に記載の発明においては、後部安定板の上下部における垂直尾翼の後部に、方向舵が配設されているので、推進機によって生じる高速水流を、方向舵に直に受けることができ、速やかな方向転換をすることができる。

前記（6）に記載の発明においては、昇降舵が左右一対で配設され、かつ個別に操作可能になっているので、左右の昇降舵の向きを、それぞれ逆向きにすることによって、水中探査艇を横向きにした旋回を、容易にすることができる。

前記（7）に記載の発明においては、側胴体には、探査により発見された物体を採集するための、採集ロボットアームを搭載してあるので、無人操縦あるいは人手による操縦により、水底での発見物を採集する事ができる。

本発明の水中探査艇の一実施形態を示す平面図である。図１に示す水中探査艇の側面図である。図１に示す水中探査艇の正面図である。図１におけるIV−IV線縦断側面図である。図１に示す水中探査艇の後面図である。側胴体の注排水装置部分の概略を示す縦断側面図である。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示す本発明の水中探査艇１は、後端に推進機８を備える主胴体２の左右両側部に、水平の連結板３、３を介して、それぞれ、内部に図示しない注排水弁を備える側胴体４を設けて形成されている。両側胴体４の後端部の間には、後部に昇降舵６を備える後部安定板５が、水平に架設されている。

主胴体２は、図１に示すように、前端２Ａは半球状で大きく、後端２Ｂに向かって次第に細くなるように形成されている。
そのため、主胴体２の前端２Ａに当る水流は、コアンダ効果によって高速となって後方へ通過し、その反作用によって、主胴体２は前方へ押出されるので、推進機８の駆動エネルギーの消費は低減させられる。

前記主胴体２は側面視においては、図４に示すように、下面２Ｃは前後方向に直線的であり、上面２Ｄは、前縁２Ａから後方へ次第に盛上がり、中央部分から後方へかけて次第に降下する円弧状に形成されている。

そのため、水中探査艇１が前進すると、コアンダ効果によって、主胴体２の下面２Ｃに沿って通過する水流の速度よりも、上面２Ｄに沿って通過する水流の速度の方が高速となり、揚力、ひいては浮力が生じる。
水中探査艇１の前部を下向き傾斜させると、その揚力が推進力となって潜行を促し、また水中探査艇１の前部を上向きとすると、浮上力が発生する。

主胴体２の上面２Ｄには、機器、あるいは人の出入りのためのハッチ２Ｅが設けられている。ハッチ２Ｅには、被蓋２Ｆが水密状に取着けられている。
被蓋２Ｆには、図示しない母船と連結される可撓性、及び剛性のある連結管２Ｇが固定されている。

連結管２Ｇの内部には、図示しない電子機器用のコード、送気管その他必要な部材が内装されている。
なお、被蓋２Ｆには、連結管２Ｇを備えないものを取換えて使用し、母船と離れて水中探査艇１の、有人操縦による単独航行をする態様のものもある。

図１に示すように、前記側胴体４の前端４Ａは、主胴体２の前端よりも前方に突出している。
これは、水流を抱え込むためであって、図３に示すように、連結板３の上下面で、側胴体４の内側面４Ｅが水流を抱え込み、直進性と浮揚性が保持される。

左右の側胴体４の内側面４Ｅは、直線的で互いに平行となっている。その外側面４Ｆの後部は、後端へかけて内方向へ傾斜している。
これによって、側胴体４の内側面４Ｅに沿って通過する水流よりも、外側面４Ｆに沿って通過する水流の方が高速となり、水流は後端４Ｂにおいて内側方向へ入り、その反作用で、水中探査艇１の推進が助長される。

図４に示すように、連結板３の下面３Ｃは、前後方向に平坦であり、上面３Ｄは、前縁３Ａが厚く、後縁３Ｂへかけて次第に薄くなる凸面とされている。
その内部は、仕切板３Ｅをもって区画された中空とされ、側胴体４の内部の機器、例えばロボットアーム等の操作のための、図示しない電動機器用のコード等が配設されている。

後部安定板５は、図２に示すように、下面５Ｃは、前後に直線的であり、上面５Ｄは、前縁５Ａが厚く、後縁５Ｂへかけて次第に薄くなる凸面とされている。後部安定板５の後縁５Ｂの左右部分に、昇降舵６、６が装着されている。

側胴体４は、側面視においては、図２に示すように、上面４Ｄと下面４Ｃとは平行であり、前部の上部は前下がりの斜めに切欠かれ、後部の下面４Ｃは後上がりの斜めに切欠かれている。

図４に示すように、後部安定板５の上下面に、垂直尾翼７が配設され、その後部に方向舵７Ａが配設されている。
推進機８は、垂直尾翼７の前面とほぼ対面する位置にあり、推進機８によって生じる高速水流は、垂直尾翼７に沿って方向舵７Ａに効果的に当るようになっている。

水中探査艇１の各側胴体４の内側上部には、図６に示すように、区画壁４Ａをもって空気室１１が設けられている。空気室１１の内部の耐圧室１３には、エアコンプレッサ１２が配設され、かつ空気室１１の上部に開閉弁１４が設けられている。また側胴体４の底部に、注排水弁１５が設けられている。

側胴体４の注排水弁１５を閉じた状態では、水上でも側胴体４に水は入らないので、水中探査艇１は浮上している。注排水弁１５を開くと、空気が圧縮される限界まで、側胴体４に水が入り、重くなった水中探査艇１は沈降する。

空気室１１の開閉弁１４を開き、エアコンプレッサ１２を稼働させ、空気室１１内の空気を圧縮して、耐圧室１３に送ると、側胴体４の中に水が入り、水中探査艇１は沈降する。この場合、水中探査艇１全体が、水に近い比重になるように調節すると、推進機８の推進力によって、水中を自由に航行することができる。

ハッチ２Ｅの位置まで、ほぼ水没するように設定すると、そのままでも航行ができる。また、推進機８、昇降舵６、方向舵７が水面下に位置することになるので、推進機８を稼動させ、昇降舵６の先端を下向きにすると、艇首は下向きとなり、潜行を開始させることができる。

水中探査艇１を浮上させるには、耐圧室１３から、圧搾空気を空気室１１に注入して、側胴体４内の排水をすれば、水中探査艇１は軽くなって浮上する。
これらの注排水装置は、公知の適宜のものでよい。

左右の昇降舵６を各々同時に逆向きにすると、下向きにした側の側胴体４が上位に移動して、主胴体２は斜め横向きに傾斜し、旋回を容易にすることができる。昇降舵６を上向きにすると、水中探査艇１は艇首を上向きにして上昇する。

小型の水中探査艇１は、連結管２Ｇの上端を図示しない母船に連結し、連結管２Ｇ内部のコードを介して、水中探査艇１内部の図示しない制御器を制御し、各機器の制御をする。カメラ９で撮影した映像は、母船におけるコンピュータで視認し、かつ記録する。操縦は、コンピュータの映像を確認しながら行なう。
人が乗っている大型艇の場合には、人によって操縦をすることができる。

図示しないロボットアームを配設するには、艇外側とする場合と、側胴体４の前部に開閉扉を設け、その内部に格納型として配設する場合とがある。
例えば側胴体４の上部に開閉蓋を設け、ロボットアームで採取した物体を、収容するようにすることもできる。

また、図示しない吸引ポンプを後部に設け、伸縮可能な吸引ホースの先端を、側胴体４の前部から繰出して、発見した小物を、側胴体４内に吸引させる装置を設けることもできる。

この水中探査艇１は、海底地震の後等に、水深の深い場所においても、短時間で降下し、かつ浮上することができるので、例えば無人で海底の状況をカメラで撮影し、リアルタイムで映像を得ることができる等、広く有効に利用することができる。

この水中探査艇は、海中や湖中に潜行して、海底、湖底などを有効に探査することができる。

１．水中探査艇
２．主胴体
２Ａ．前縁
２Ｂ．後縁
２Ｃ．下面
２Ｄ．上面
２Ｅ．ハッチ
２Ｆ．被蓋
２Ｇ．連結管
３．連結板
３Ａ．前縁
３Ｂ．後縁
３Ｃ下面
３Ｄ．上面
３Ｅ．仕切板
４．側胴体
４Ａ．前縁
４Ｂ．後縁
４Ｃ．下面
４Ｄ．上面
４Ｅ．内側面
４Ｆ．外側面
５．後部安定板
５Ａ．前縁
５Ｂ．後縁
５Ｃ．下面
５Ｄ．上面
６．昇降舵
７．垂直尾翼
７Ａ．方向舵
８．推進機
９．カメラ
10. 照明灯
11．空気室
12．エアコンプレッサ
13．耐圧室
14．開閉弁
15．注排水弁

Claims

推進機を備えた主胴体の左右側部に、それぞれ連結板を介して、注排水装置を備えた側胴体が平行に配設され、両側胴体の後端間に、昇降舵を備えた水平の後部安定板が架設され、主胴体の上面頂部に形成されたハッチに、被蓋が装着されてなることを特徴とする水中探査艇。
前記ハッチの被蓋は、母船と連結される連結管の端部が固定されている被蓋、又は、連結管を備えない被蓋のいずれかが着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１に記載の水中探査艇。
前記主胴体は、平面視で前端を大きく、後端へかけて次第に小とし、側面視で下面は水平で上面は前端から次第に盛上がり、中央部から後端へかけて次第に降下する弧曲面とし、後部に推進機が配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の水中探査艇。
前記連結板は、基部の下面は主胴部の底面と同面とし、側胴体の底面は連結板の下面よりも低位置としてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水中探査艇。
前記後部安定板５の上下面に、垂直尾翼７が配設され、その後部に方向舵７Ａが配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水中探査艇。
前記昇降舵は左右一対で配設され、かつ左右の昇降舵は個別に操作ができるようになっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の水中探査艇。
前記側胴体には、探査による発見物を採集するロボットアームを搭載していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の水中探査艇。