JP2019038285A - 水中観測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水中観測装置の観測姿勢を安定性させる。【解決手段】海中などの水中の観測に使用される水中観測装置１であって、球形状またはカプセル形状の本体１０と、当該本体１０を支持する支持部材２０と、を有し、本体１０と支持部材２０との間には、本体１０に向かって流れる水流の流路３０が形成されており、この流路３０の水流が流れる方向における下流側の断面積３１は、上流側の断面積３２よりも小さく設定されている構成とした。【選択図】図２

Description

本発明は、水中観測装置に関する。

水中観測装置は、船舶により曳航されたり、アンカーやフロートなどで定点に固定されたりすることにより、海底の形状や潮流速度、海水温度などの計測を行う。
この種の水中観測装置では、水圧に抗するため、球形状またはカプセル形状に形成されている。このような形状の水中観測装置を曳航等した場合、水流方向における水中観測装置の後方では、水流速度が遅くなることにより水流の剥離が発生する。
水中観測装置では、後方で水流の剥離が発生すると、上下方向または左右方向への不安定な運動や、水流方向の軸または水流方向と直交する軸に対して回転するように振れ回ることがある。

水中観測装置では、前述した海底の形状などを計測するための計測装置が内蔵されている。そのため、水中観測装置の姿勢が大きく変動したり、水中観測装置と計測対象との相対的な位置関係が変動したりすると、計測装置の計測精度が低下する。

そのため、特許文献１に開示されている水中観測装置では、カプセル状の観測装置の後背面に安定翼を設置することによって、観測装置の姿勢を安定させている。

また、特許文献２に開示されている水中観測装置では、観測装置の後方に延びる一対の安定翼が可動可能に設けられており、水流方向が様々に変化する場合でも、水流方向の変化に追従して安定した姿勢を保つようにしている。

特許文献３及び特許文献４に開示されている水中観測装置では、リング状の安定翼及び板状の安定翼をカプセル状の観測装置に取り付けることで、姿勢を安定させている。

米国特許第４５２８９３０号 特開２０１６−６８６７０号公報 特開平１１−１３９３９１号公報 特開２０００−１５３７９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている水中観測装置では、水流が観測装置の本体の正面から当たらない場合、安定翼の効果が不十分となり、再び姿勢が安定するまで時間を有する。

また、特許文献２に開示されている水中観測装置では、安定翼が可動可能となっているため、この可動機構が故障した場合、水流方向の変化に対する追従性が不十分となってしまう。この結果、観測装置自体の安定性も不十分となってしまう。

特許文献３及び特許文献４に開示されている水中観測装置では、観測装置を水中に沈下または水中から引き上げる際の安定性を保つために安定翼が設けられており、曳航されている状態の観測装置の安定性を保つことはできない。

したがって、本発明は、上記の課題に着目してなされたもので、水中観測装置の観測姿勢を安定させることを目的とする。

上記課題を解決するため、水中で使用される本体と、本体を支持する支持部材と、を有し、本体と支持部材との間には、本体に向かって流れる水の流路が形成されており、流路の水が流れる方向における下流側の断面積は、上流側の断面積よりも小さく設定されている水中観測装置とした。

本発明によれば、水中観測装置の観測姿勢を安定させることができる。

実施の形態にかかる水中観測装置の使用状態の一例を説明する図である。 水中観測装置の側面図である。 水中観測装置を側面から見た断面図である。 水中観測装置を上方から見た図である。 図２におけるＣ−Ｃ矢視図である。 図２におけるＤ−Ｄ矢視図である。 本体の他の一例を説明する図である。 第２の実施の形態にかかる水中観測装置の使用状態の一例を説明する図である。 第３の実施の形態にかかる水中観測装置の使用状態の一例を説明する図である。 第３の実施の形態にかかる水中観測装置の側面図である。 本体の他の一例を説明する図である。 第４の実施の形態にかかる水中観測装置を説明する。 本体の他の一例を説明する図である。 第５の実施の形態にかかる水中観測装置の一例を説明する図である。 第５の実施の形態にかかる水中観測装置の一例を説明する図である。 第５の実施の形態にかかる水中観測装置の一例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態にかかる水中観測装置１を説明する。
図１は、実施の形態にかかる水中観測装置１の使用状態の一例を説明する図である。
図２は、水中観測装置１の側面図である。
図３は、水中観測装置１を側面から見た断面図である。
図４は、水中観測装置１を上方から見た図である。
図５は、図２におけるＣ−Ｃ矢視図である。
図６は、図２におけるＤ−Ｄ矢視図である。

実施の形態では、水中観測装置１が、海上を走行する船舶１００によって曳航される場合を例示して説明する。

図１に示すように、水中観測装置１は、取付金具２３及びケーブル２４を介して船舶１００に接続されている。ケーブル２４は、船舶１００による水中観測装置１の曳航に用いられると共に、水中観測装置１で観測した情報を船舶１００に伝送する通信ケーブルとしても用いられる。

実施の形態では、船舶１００は、海面２００を、図中左方向（矢印Ａ方向）に移動しており、水中観測装置１は、ケーブル２４を介して船舶１００と共に図中左方向（矢印Ａ方向）に移動している。よって、海水は、相対的に、図中右方向（矢印Ｂ方向）から水中観測装置１に向かって流れる。

図２に示すように、水中観測装置１は、本体１０と、支持部材２０とを有している。

本体１０は、断面視において円形形状であり、かつ球形状の中空部材である。本体１０の内部には、センサ１５が設けられている。センサ１５は、潮流速度や海水温度の計測を行うと共に、音響計測などにより海底の地形や海中又は海上における浮遊物の観測を行う。

本体１０には、本体１０を厚み方向に貫通する孔１１（図４参照）が設けられている。孔１１は、本体１０の重心位置１０ａよりも、図２における上側（図１の海面２００側の位置）に設けられている。この孔１１は、後述する支持軸２０ａが回転可能に挿通される直径を有している。

図４に示すように、支持部材２０は、平面視において長方形を成す底部２１と、底部２１の長手方向の両端側から同一方向に延びる腕部２２、２２とを有している。腕部２２、２２は、それぞれ板形状を成している。

腕部２２、２２は、底部２１の一方の面に対して各々所定角度θを成す方向に延びている。底部２１と腕部２２との成す所定角度θは、鋭角又は鈍角の何れでもよい。なお、実施の形態では、底部２１と腕部２２とは、Ｒ形状で滑らかに接続されている場合を例示して説明したが、底部２１と腕部２２とを接続する形状は、これに限定されるものではない。例えば、底部２１と腕部２２とを、より小さいＲ形状又は直線で接続してもよく、また、より大きいＲ形状で接続して、支持部材２０を正面から見てＵ形状、半楕円形状又は半円形状としてもよい。
腕部２２、２２の各々の先端近傍には、支持軸２０ａが回転可能に挿通される孔２２ａ、２２ａが、腕部２２、２２を厚み方向に貫通して設けられている。孔２２ａ、２２ａの直径は、本体１０の孔１１の直径と同じ大きさに設定されている。

腕部２２、２２の孔２２ａ、２２ａと、本体１０の孔１１と、を同心上に合わせた状態で、支持軸２０ａを、孔２２ａ、２２ａ、１１に挿通することで、支持部材２０は、本体１０を重心位置１０ａよりも上側で回転可能に支持する（図２、図４参照）。
このように、支持部材２０は、本体１０の重心位置１０ａよりも上側で、本体１０を支持することで、本体１０が支持軸２０ａ回りに不安定に回転してしまうことを防止することができる。

ここで、図３示すように、支持部材２０が本体１０を回転可能に支持している状態で、本体１０と支持部材２０との間には、海水が流れる流路３０が形成されている。流路３０は、本体１０の外周面と、支持部材２０の本体１０の外周面と対向する面との間で、本体１０の前方から後方に亘って形成されている。

実施の形態では、支持部材２０は、底部２１と、この底部２１の両端側から同一方向に延びる腕部２２、２２により本体１０の上側面と両側面とを覆っている（図４参照）。よって、流路３０は、本体１０の上側面と両側面とを含む広範囲に亘って形成されている。

図５及び図６に示すように、流路３０の海水の流れる方向における下流側の断面積３１（図５のハッチング部分）は、上流側の断面積３２（図６のハッチング部分）よりも小さい面積となるように、本体１０と支持部材２０との間隙の大きさが設定されている。

また、水中観測装置１では、本体１０の外周面と、支持部材２０の本体１０の外周面と対向する面との間隙が、上流側から下流側に進むにつれて徐々に狭くなるように設定されており、流路３０の断面積は、海水の流れる方向における上流側から下流側に向かうにしたがって滑らかに小さくなっている。

ここで、水中で曳航される水中観測装置１では、本体１０の外周面に沿って海水が流れる。本体１０の外周面を流れる海水の流速は、水中観測装置１の移動方向（図１の矢印Ａ）における後方に進むにつれて徐々に遅くなる。

そのため、曳航される水中観測装置１の移動方向（図１の矢印Ａ参照）における本体１０の後背面では、水流（矢印Ｂ参照）の流速が遅くなることにより、水流が本体１０から剥離する剥離領域Ｋが発生する（図３参照）。その結果、水中観測装置１は、水流（海水の流れ：矢印Ｂ）方向の軸又は水流と直交する軸に対して回転するように振れ回ることがある。

このように、水中観測装置１では、本体１０と支持部材２０との間に海水が流れる流路３０（間隙）が設けられていると共に、流路３０の断面積を、海水の流れる方向における上流側から下流側に向かうにつれて徐々に小さくしている。

そうすると、流路３０の上流側よりも下流側の方が、水流（海水）の流速が速くなり、この流路３０の下流側から速い流速で流れ出た水流が、本体１０の後背面を流れる。
その結果、本体１０の後背面を水流が速い流速で流れることにより、本体１０の後背面での水流の剥離を抑える（もしくは消滅させる）ことができ、本体１０の観測姿勢を安定させることができる。

なお、前述した実施の形態では、本体１０が球形形状の場合を例示して説明したが、本体１０の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、センサ１５やセンサ１５の制御を行う基盤などの容量が大きくなった場合には、カプセル形状としてもよい。

図７は、本体１０の他の一例を説明する図である。
なお、図７において本体１０の形状以外の構成は、前述した実施の形態と同じであるので、同じ構成ついては同一の番号を付し、必要に応じて説明する。

水中観測装置１Ａの本体１０Ａは、断面視において楕円形状であり、かつカプセル形状を成している。水中観測装置１Ａが曳航されている状態において、このカプセル形状を成す本体１０Ａの後背面には、本体１０Ａの外周面を流れる水流が剥離する剥離領域Ｋが発生している。

水中観測装置１Ａでは、本体１０Ａの重心位置１０ａよりも上側位置で、本体１０Ａを回転可能に支持する支持部材２０が設けられており、本体１０Ａと支持部材２０との間には、海水が流れる流路３０が形成されている。

よって、水中観測装置１Ａでは、この流路３０を流れる間に流速が速められた流水が剥離領域Ｋの近傍に供給されており、この流路３０を通流した速い流速の水流により、剥離領域Ｋでの流水の剥離を抑える（もしくは消滅させる）ことができ、カプセル形状の本体１０Ａの観測姿勢を安定させることができる。

以上説明した通り、実施の形態では、
（１）水中で使用される本体１０と、本体１０を支持する支持部材２０と、を有し、本体１０と支持部材２０との間には、本体１０に向かって流れる水の流路３０が形成されており、流路３０の水が流れる方向における下流側の断面積３１は、上流側の断面積３２よりも小さく設定されている構成とした。

このように構成すると、流路３０の下流側を流れる水流の流速が速くなると共に、この速い流速を有する水流を本体１０の後背面に誘導することができる。
よって、この水流により、本体１０の後背面に発生した剥離領域Ｋでの水流の剥離を抑える（もしくは消滅させる）ことができる結果、水中観測装置１（本体１０）の水中での観測姿勢を安定させることができる。

また、水中観測装置１では、当該水中観測装置１と船舶１００を接続する支持部材２０を利用して、本体１０との間に水流が流れる流路３０を形成しているので、流路３０を形成するための別部材や追加工の必要がなく、必要最小限の部品構成で水中観測装置１の観測姿勢を安定させることができる。よって、水中観測装置１の製造コストを抑えることができる。

（２）また、流路３０の断面積は、水が流れる方向に沿って、上流側から下流側に連続的に小さくなる構成とした。

このように構成すると、水中観測装置１では、流路３０を流れる水流の抵抗が少なくなるので、水流が流路３０の下流側から流れ出る流速をより速くすることができる。
よって、より速い流速の水流が、本体１０の後背面に発生した剥離領域Ｋの近傍に供給されるので、剥離領域Ｋでの水流の剥離をより確実に抑える（もしくは消滅させる）ことができる。

（３）また、本体１０の断面は、円形形状または楕円形状に形成されている構成とした。

この種の水中観測装置では、水圧に抗するため外形が球形状又はカプセル形状に形成されている。水中観測装置の外径を球形状又はカプセル形状に形成すると、水流方向における水中観測装置の後背面では、水流速度が遅くなることにより水流の剥離が発生する結果、水中観測装置は、水流方向の軸又は水流方向の軸と直交する軸に対して回転するように振れ回ることがある。

このように構成すると、水中観測装置１では、本体１０と支持部材２０との間に設けられた流路３０は、断面が円形形状または楕円形状に形成された本体１０の外周面に沿って、本体１０の後方近傍まで滑らかに形成される。
よって、水流は、この本体１０の後方近傍まで滑らかに形成された流路３０に沿って流れ、後方に発生した剥離領域Ｋに供給される結果、この水流により、本体１０の剥離領域Ｋでの水流の剥離を抑える（もしくは消滅させる）ことができ、本体１０の振れ回りを防止することができる。

また、断面が円形形状または楕円形状に形成された本体１０の外周面は、段差等がなく滑らかに形成されているので、この本体１０の外周面と支持部材２０との間の流路３０を流れる水流の抵抗を少なくすることができる。よって、本体１０との抵抗による水流の流速の低下を抑えることができ、速い流速を維持した状態の水流を剥離領域Ｋの近傍に供給することができる。よって、剥離領域Ｋにおける水流の剥離をより確実に抑える（もしくは消滅させる）ことができる。

（４）また、支持部材２０は、一端が本体１０を支持すると共に、他端が水上または水中を走行する船舶１００に取り付けられており、船舶１００の走行に基づいて、本体１０が水中を移動することで、本体１０と支持部材２０との間の流路３０に沿って水流（水）が流れる構成とした。

このように構成すると、水中観測装置１が船舶１００で曳航される際に、水中観測装置１に向かって流れる水流を利用して、水中観測装置１の観測姿勢を安定させることができる。

（５）また、支持部材２０は、本体１０を、当該本体１０の重心位置１０ａよりも上側で支持している構成とした。

このように構成すると、支持部材２０が本体１０を回転可能に支持した状態で、本体１０の重心位置１０ａが、支持軸２０ａよりも下側に位置しているので、支持軸２０ａ回りの本体１０の不安定な回転を防止することができる。

（６）また、本体１０は、水中の物体を検知するセンサ１５を有している構成とした。

センサ１５で海底の地形や海中の浮遊物の検知する場合、センサ１５が設けられる本体１０の姿勢が安定していることが必要となる。
このように構成すると、本体１０の観測姿勢が安定するため、センサ１５による海底の地形や海中の浮遊物の検知を精度よく行うことができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｂを説明する。
図８は、第２の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｂの使用状態の一例を説明する図である。
なお、第２の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｂは、船舶１００に曳航されるのではなく、取付金具２３及びケーブル２４を介して海面２００に浮遊するフロート３００に接続されている点が前述した実施の形態と異なり、他の構成は同じである。よって、同一の構成は、同じ番号を付し、必要に応じて説明する。

水中観測装置１Ｂは、取付金具２３及びケーブル２４を介してフロート３００に接続されている。フロート３００は、海上に浮遊する機能の他に、無線通信装置（図示せず）を備えている。フロート３００は、水中観測装置１Ｂで観測された海底の形状などの情報を、ケーブル２４を介して取得し、当該情報を、無線通信装置（図示せず）を用いて海上の他の設備に送信することができるようになっている。

水中観測装置１Ｂでは、海水の潮流により矢印Ｂ方向の水流が作用している。水中観測装置１Ｂでは、この矢印Ｂ方向に流れる水流（潮流）が、本体１０と支持部材２０との間に設けられた流路３０を通流する際に流速が速められ、本体１０の後背面の発生した剥離領域Ｋに供給される。

そして、流路３０を通流して流速が速められた水流が、本体１０の後背面に発生した剥離領域Ｋにおける水流の剥離を抑える（もしくは消滅させる）ことができる。

よって、水中観測装置１Ｂが、海面２００に浮遊するフロート３００に接続されている場合でも、水中観測装置１Ｂの観測姿勢を安定させることができる。

以上説明した通り、実施の形態では、
（７）支持部材２０は、一端が本体１０を支持すると共に、他端が水上に位置するフロート３００（固定部材）に取り付けられており、水が本体１０に向かって流れることで、本体１０と支持部材２０との間の流路３０に沿って水が流れる構成とした。

このように構成すると、フロート３００に固定されている水中観測装置１Ｂには、潮流が水中観測装置に向かって流れる。よって、水中観測装置１Ｂに向かって流れる潮流（水流）を利用して、水中観測装置１Ｂの観測姿勢を安定させることができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｃを説明する。
図９は、第３の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｃの使用状態の一例を説明する図である。
図１０は、第３の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｃの側面図である。
なお、第３の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｂは、船舶１００に曳航されるのではなく、取付金具２３及びケーブル２４を介して海底２１０に沈められたアンカー４００に接続されている点が前述した実施の形態と異なり、他の構成は同じである。よって、同一の構成は、同じ番号を付し、必要に応じて説明する。

図９に示すように、水中観測装置１Ｃは、取付金具２３及びケーブル２４を介してアンカー４００に接続されている。
アンカー４００は、碇または錘の機能を有すると共に、内部に無線通信装置（図示せず）を備えている。アンカー４００は、水中観測装置１Ｃで観測された海底の形状などの情報を、ケーブル２４を介して取得し、当該情報を、無線通信装置（図示せず）を用いて海上の他の設備に送信することができるようになっている。

図１０に示すように、水中観測装置１Ｃでは、支持部材２０は、本体１０の下側に設けられている。この水中観測装置１Ｃでは、前述した実施の形態と同様に、支持部材２０は、本体１０の重心位置１０ａよりも上側を回転可能に支持している。

よって、水中観測装置１Ｃにおいても、本体１０の重心位置１０ａは、本体１０と支持部材２０とを回転可能に支持している支持軸２０ａよりも下側に位置しているので、本体１０の不安定な回転を防止できる。

アンカー４００に接続された水中観測装置１Ｃには、海水の潮流により矢印Ｂ方向の水流が作用している。水中観測装置１Ｃでは、矢印Ｂ方向に流れる潮流（水流）が本体１０に向けて流れると、水流は、本体１０と支持部材２０との間に設けられた流路３０を通流する際に流速が速められた後、本体１０の後背面の発生した剥離領域Ｋに供給される。

そして、流路３０を通流して流速が速められた水流が、本体１０の後背面に発生した剥離領域Ｋでの水流の剥離を抑える（もしくは消滅させる）ことができる。

よって、水中観測装置１Ｃが、海底２１０に沈められたアンカー４００に接続されている場合でも、水中観測装置１Ｃの観測姿勢を安定させることができる。

水中観測装置１Ｃでは、本体１０と支持部材２０とを回転可能に接続する支持軸２０ａの位置が、本体１０の重心位置１０ａよりも上側にあり、支持部材２０が本体１０の下側に設けられている分、前述した実施の形態の支持部材２０よりも腕部２２、２２の長さが長くなる。

そのため、水中観測装置１Ｃでは、本体１０と腕部２２、２２の間の流路３０の幅が長くなる分、本体１０の両側面を流れる水流の量が多くなる。その結果、水中観測装置１Ｃでは、より多くの水流が剥離領域Ｋに供給され、水中観測装置１Ｃの観測姿勢をより安定させることができる。

前述した実施の形態では、アンカー４００に接続された水中観測装置１Ｃの本体１０が球形状である場合を例示して説明したが、本体１０はカプセル形状であってもよい。
図１１は、本体１０の他の一例を説明する図である。
なお、図１１において本体１０の形状以外の構成は、前述した実施の形態と同じであるので、同じ構成ついては同一の番号を付し、必要に応じて説明する。

図１１に示すように、水中観測装置１Ｄの本体１０Ｄは、カプセル形状を成している。水中観測装置１Ｄがアンカー４００に接続されている状態において、このカプセル形状を成す本体１０Ｄの後背面には、本体１０Ｄの外周面を流れる水流が剥離する剥離領域Ｋが発生している。

水中観測装置１Ｄでは、本体１０Ｄの重心位置１０ａよりも上側位置で、本体１０Ｄを回転可能に支持する支持部材２０Ｄが設けられており、本体１０Ｄと支持部材２０Ｄとの間には、海水が流れる流路３０が形成されている。

よって、水中観測装置１Ｄでは、この流路３０を流れる間に流速が速められた流水が剥離領域Ｋの近傍に供給されており、この流路３０を通流した速い流速の水流により、剥離領域Ｋでの流水の剥離を抑える（もしくは消滅させる）ことができ、カプセル形状の本体１０Ｄの観測姿勢を安定させることができる。

特に、水中観測装置１Ｄでは、本体１０Ｄと腕部２２Ｄ、２２Ｄの間の流路３０の幅が長くなる分、本体１０Ｄの両側面を流れる水流の量が多くなる。その結果、水中観測装置１Ｄでは、より多くの水流が剥離領域Ｋに供給され、水中観測装置１Ｄの観測姿勢をより安定させることができる。

以上説明した通り、実施の形態では、
（８）支持部材２０Ｄは、一端が本体１０Ｄを支持すると共に、他端が水中に位置するアンカー４００（固定部材）に取り付けられており、水流（水）が本体１０Ｄに向かって流れることで、本体１０Ｄと支持部材２０Ｄとの間の流路３０に沿って水流が流れる構成とした。

このように構成すると、アンカー４００に固定されている水中観測装置１Ｄには、潮流（水流）が水中観測装置１Ｄに向かって流れる。よって、水中観測装置１Ｄに向かって流れる潮流（水流）を利用して、水中観測装置１Ｄの観測姿勢を安定させることができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｅを説明する。
図１２は、第４の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｅの使用状態の一例を説明する図である。
なお、第４の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｅは、支持部材２０に導水ダクト５０が設けられている点が前述した実施の形態と異なり、他の構成は同じである。よって、同一の構成は、同じ番号を付し、必要に応じて説明する。

図１２に示すように、導水ダクト５０は、断面コの字形状を成しており、導水ダクト５０と支持部材２０とで挟まれた空間に水流が流れるようになっている。この空間の断面積（以下、導水ダクト５０の断面積という）は、ほぼ矩形形状となっている。導水ダクト５０は、支持部材２０の１か所以上（実施の形態では、２か所）に設けられている。

導水ダクト５０、５０は、支持部材２０において、流路３０に沿って本体１０の後背面に発生した剥離領域Ｋの近傍まで設けられている。この導水ダクト５０、５０の断面積は、上流側の断面積の方が下流側の断面積よりも大きくなるように設定されており、上流側から下流側に滑らかに進むにしたがって滑らかに小さくなっている。

なお、導水ダクト５０の断面積は、上流側と下流側の断面積を同じ大きさとしてもいい。また、導水ダクト５０、５０の断面形状は矩形形状に限定されるものではなく、三角形状や台形など任意の形状とすることができる。この導水ダクト５０、５０により、流水を整流すると共に、より多くの流水を剥離領域Ｋの近傍に供給することができる。

このようにしても、水中観測装置１Ｅでは、流路３０だけの場合よりも、より多くの水流を剥離領域Ｋに供給することができ、剥離領域Ｋでの水流の剥離を確実に抑える（または消滅させる）ことができる。
また、導水ダクト５０、５０で水流の方向が整流され、この整流された水流により、剥離領域Ｋの水流の剥離を効率よく抑える（または消滅させる）ことができる。

なお、図１３に示すように、本体の形状をカプセル形状とした場合（前述した本体１０Ａ）でも、支持部材２０に導水ダクト５０、５０を設けることで同様の効果を得ることができる。

前述したように、本体１０Ａをカプセル形状とした場合、本体１０Ａを支持する支持部材２０Ａの腕部２２Ａ、２２Ａの上下方向の幅を広くすることができ、この腕部２２Ａ、２２Ａに取り付ける導水ダクト５０、５０の幅をより広くすることができる。なお、前述した導水ダクト５０を、本体１０、１０Ａ側に設けてもよい。

よって、水中観測装置では、より多くの水流を、剥離領域Ｋに誘導することができ、剥離領域Ｋでの水流の剥離をより効率よく防止する（もしくは消滅させる）ことができる。

以上説明した通り、実施の形態では、
（９）本体１０または支持部材２０の少なくとも何れか一方には、導水ダクト５０（筒状部材）が設けられており、導水ダクト５０は、長手方向を水流（水）が流れる方向に沿って設けられていると共に、導水ダクト５０の水流が流れる方向における下流側の断面積は、上流側の断面積よりも小さく設定されている構成とした。

このように構成すると、導水ダクト５０は、本体１０の後方まで延びているため、この導水ダクト５０により、より多くの水流を剥離領域Ｋに供給することができ、剥離領域Ｋでの水流の剥離を確実に防止（もしくは消滅）することができる。

また、水流が導水ダクト５０で整流された後、剥離領域Ｋに供給されるので、剥離領域Ｋに供給される水流の流れが整えられる。その結果、剥離領域Ｋでの水流の剥離を効率的に防止（または消滅）することができる。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｆ〜１Ｈを説明する。
図１４〜図１６は、第５の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｅの使用状態の一例を説明する図である。
なお、第５の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｆ〜１Ｈは、本体１０又は支持部材２０の何れか又は両方に、安定翼６０〜６２が設けられている点が前述した実施の形態と異なり、他の構成は同じである。よって、同一の構成は、同じ番号を付し、必要に応じて説明する。

図１４に示すように、水中観測装置１Ｆでは、安定翼６０は、支持部材２０の底部２１の中央に１つ設けられている。安定翼６０は、板形状を成しており、水流の方向（矢印Ｂ方向）に沿って設けられている。水中観測装置１Ｆに向かって流れる水流は、この安定翼６０に沿って流れ、水中観測装置１Ｆの姿勢を安定させることができる。

安定翼６０は、上下方向又は左右方向に可動可能で角度が調整可能に設けられていることが好ましいが、流路３０と同一方向に固定されていてもよい。安定翼６０が、可動可能で角度が調整可能に設けられていることにより、安定翼６０の方向が、水流の方向に迅速追従し、水中観測装置１Ｆの姿勢を水流の方向に迅速に追従させることができる。

図１５に示すように、水中観測装置１Ｇでは、安定翼６１は、支持部材２０の腕部２２、２２にそれぞれ設けられている。安定翼６１は、板形状を成しており、水流の方向（矢印Ｂ方向）に沿って設けられている。水中観測装置１Ｇに向かって流れる水流は、この安定翼６１に沿って流れ、水中観測装置１Ｇの姿勢を安定させることができる。

安定翼６１は、上下方向又は左右方向に可動可能で角度が調整可能に設けられていることが好ましいが、流路３０と同一方向に固定されていてもよい。安定翼６１が、可動可能で角度が調整可能に設けられていることにより、安定翼６１の方向が、水流の方向に迅速追従し、水中観測装置１Ｇの姿勢を水流の方向に迅速に追従させることができる。

図１６に示すように、水中観測装置１Ｈでは、安定翼６２は、本体１０の中央部に１つ設けられている。安定翼６２は、板形状を成しており、水流の方向（矢印Ｂ方向）に沿って設けられている。水中観測装置１Ｈに向かって流れる水流は、この安定翼６２に沿って流れ、水中観測装置１Ｈの姿勢を安定させることができる

安定翼６２は、上下方向又は左右方向に可動可能で角度が調整可能に設けられていることが好ましいが、流路３０と同一方向に固定されていてもよい。安定翼６２が、可動可能で角度が調整可能に設けられていることにより、安定翼６２の方向が、水流の方向に迅速追従し、水中観測装置１Ｈの姿勢を水流の方向に迅速に追従させることができる。

これにより、第５の実施の形態にかかる水中観測装置１Ｆ〜１Ｈでは、仮に水流の方向が水中観測装置１Ｆ〜１Ｈの正面からではなく、側面方向に変化した場合、又は曳航する船舶１００の進路が急に変化した場合、その水流と水中観測装置１Ｆ〜１Ｈとの角度を調整する機能が働き、姿勢制御に要する時間が大幅に短くすることができる。

以上説明した通り、実施の形態では、
（１０）本体１０または支持部材２０の少なくとも何れか一方には、水が流れる方向に沿って延びる安定翼６０〜６２（翼部材）が設けられている構成とした。

このように構成すると、安定翼６０〜６２により、本体１０に向かって流れる水流の流れを調整することができると共に、本体１０に向かって流れない水流の流れ方向に本体１０を変位させる力を作用させる結果、本体１０の姿勢を水流方向に迅速に変えることができる。

なお、前述した実施の形態において、流路３０における水流との接触面を鏡面加工し、又は水流との接触抵抗を少なくする塗装を塗布したり、シートを張り付けてもよい。

このように構成すると、水流と流路３０との接触抵抗が小さくなり、流路３０の下流側から流出する水流の流速をより速くすることができる。よって、例えば、船舶１００の速度が遅い場合や潮流の流速が遅い場合であっても、水流の流速を十分に速くすることができ、剥離領域Ｋでの水流の剥離を抑えることができる。

また、本発明は、前述した実施の形態を全て組み合わせてもよく、何れか２つ以上の実施の形態を任意に組み合わせても好適である。

また、本発明は、前述した実施の形態の全ての構成を備えているものに限定されるものではなく、前述した実施の形態の構成の一部を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよく、また、前述した実施の形態の構成を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよい。

また、前述した実施の形態の一部の構成について、他の実施の形態の構成に追加、削除、置換をしてもよい。

１：水中観測装置
１０：本体
１０ａ：重心位置
１１：孔
１５：センサ
２０：支持部材
２０ａ支持軸
２１：底部
２２：腕部
２２ａ：孔
２３：取付金具
２４：ケーブル
３０：流路
３１：下流側の断面積
３２：上流側の断面積
５０：導水ダクト
６０〜６２：安定翼
１００：船舶
２００：海面
２１０：海底
３００：フロート
４００：アンカー
Ｋ：剥離領域

Claims (10)

1. 水中で使用される本体と、
   前記本体を支持する支持部材と、を有し、
   前記本体と前記支持部材との間には、前記本体に向かって流れる水の流路が形成されており、
   前記流路の前記水が流れる方向における下流側の断面積は、上流側の断面積よりも小さく設定されている水中観測装置。
2. 前記流路の断面積は、前記水が流れる方向に沿って、上流側から下流側に連続的に小さくなる請求項１に記載の水中観測装置。
3. 前記本体または前記支持部材の少なくとも何れか一方には、筒状部材が設けられており、
   前記筒状部材は、長手方向を前記水が流れる方向に沿って設けられていると共に、前記筒状部材の前記水が流れる方向における下流側の断面積は、上流側の断面積よりも小さく設定されている請求項１に記載の水中観測装置。
4. 前記筒状部材の断面積は、前記水が流れる方向に沿って、上流側から下流側に連続的に小さくなる請求項３に記載の水中観測装置。
5. 前記本体または前記支持部材の少なくとも何れか一方には、前記水が流れる方向に沿って延びる翼部材が設けられている請求項１に記載の水中観測装置。
6. 前記本体の断面は、円形形状または楕円形状に形成されている請求項１から請求項５の何れか一項に記載の水中観測装置。
7. 前記支持部材は、一端が前記本体を支持すると共に、他端が水上または水中を走行する船舶に取り付けられており、
   前記船舶の走行に基づいて、前記本体が前記水中を移動することで、前記本体と前記支持部材との間の流路に沿って水が流れる請求項６に記載の水中観測装置。
8. 前記支持部材は、一端が前記本体を支持すると共に、他端が水上または水中に位置する固定部材に取り付けられており、
   前記水が前記本体に向かって流れることで、前記本体と前記支持部材との間の流路に沿って水が流れる請求項６に記載の水中観測装置。
9. 前記支持部材は、前記本体を、当該本体の重心位置よりも上側で支持している請求項８に記載の水中観測装置。
10. 前記本体は、前記水中の物体を検知するセンサを有している請求項９に記載の水中観測装置。

Images