JP3159260B2 - 立体アレイ型海中探査ブイの開傘展張機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海中探査ブイの開
傘展張機構に関し、特に、海中音響情報を送受信するセ
ンサを立体にアレイ化した高性能の立体アレイ型海中探
査ブイの開傘展張機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４および図５は、第１の従来技術とし
てあげられる特開平９−１８９７５７号公報および第２
の従来技術としてあげられる特開平１０−１７０６３９
号公報に開示されている従来の開傘展張機構を示す斜視
図である。

【０００３】従来の開傘展張機構は、上記特開平９−１
８９７５７号公報に開示された技術においては、図４
（ａ）、（ｂ）に示されるように、蓋１００と、ケース
１０１と、受波器１０５と、アレイケーブル１０６と、
開傘用ロープ１０２と、アーム１０３と、支持ロープ１
０４と、おもり１０７からなり、図４（ａ）のように浮
き１０８から吊下ケーブル１０９により海中に沈降させ
る際には、蓋１００とケース１０１により円筒形の沈降
体１１０を形成し、沈降終了後におもり１０７により働
く張力により上部、下部の蓋１００がケース１０１から
外れ、支持ロープ１０４が展張するまで上部、下部の蓋
１００は上下に引っ張られ、支持ロープ１０４の展張後
に、開傘用ロープ１０２に働く張力により、海面に対し
て垂直に収納されていたアーム１０３が水平に倒れるこ
とによりケース１０１が２分割に割れ（あらかじめ２分
割されている物が蓋１００により取り付けられている）
て、外れる。

【０００４】アーム１０３は、蓋１００の切りかけによ
って支持され、その結果アーム１０３の先端にアレイケ
ーブル１０６を介して接続されている受波器１０５が図
４（ｂ）のように開傘展張する。

【０００５】また、一方特開平１０−１７０６３９号公
報においては、図５（ａ）、（ｂ）に示されている如
く、外装パッケージ２０３と、外装パッケージ押さえ２
０４と、受波器ユニット２１０と、ケーブル部材２１１
と、開傘用紐部材２０７と、受波器アーム２０６と、送
波器２０８からなり、図５（ａ）および（ｂ）のように
浮上部２０１からケーブル２０２により海中に沈降する
際には、外装パッケージ２０３と外装パッケージ押さえ
２０４により円筒形にて沈降し、沈降終了後に、送波器
２０８により働く張力により外装パッケージ押さえ２０
４が外れ、外装パッケージ２０３が分離する。

【０００６】その後、図５（ｃ）のように受波器アーム
２０６と、開傘用紐部材２０７が取り付けられているこ
とから、上部、下部の開傘用紐部材２０７に働く張力に
より、上部、下部の受波器アーム２０６が所定角度間隔
で開き、その結果ケーブル部材２１１で接続された受波
器ユニット２１０が図５（ｄ）のように開傘展開する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、叙上の
第１及び第２の従来技術には下記に示す如き欠点があっ
た。

【０００８】第１の問題点は、従来の技術がアレイケー
ブル、開傘用ロープ等、紐部材の物を多用しているため
にからみや切断などが起こり、信頼性が乏しい点であ
る。

【０００９】その理由は、この種の開傘展張機構は、収
納状態において、円筒形のケース内にアレイケーブルお
よび開傘用ロープなどが畳まれて収納されており、開傘
時に展張力で激しく受波器等の構成品が動作するため
に、アレイケーブルや開傘用ロープがからまったり、か
らみのために切断したりする可能性が高い。

【００１０】第２の問題点は、外装円筒等のケースがア
レイケーブルなどの紐部材の構成品に引っかかり、ケー
スが外れず開傘展張ができず、信頼性が乏しい点であ
る。

【００１１】その理由は、沈降終了時に働く展張力で生
じるケース内の受波器が開傘する力により、ケースが外
れる構造であるために、必要以下もしくは、必要以上の
力が働くと正常にケースが外れない可能性がある。

【００１２】第３の問題点は、開傘展張後に、受波器間
のアレイケーブルのたわみにより受波器が海流によって
動き、そのために指向性が変化し、その結果、指向性パ
ターンが変化し、受信レベルの不安定及び指向性利得の
不安定を生じる可能性がある。

【００１３】その理由は、アレイケーブルに働く張力に
よってアレイケーブルが切断しないように、支持ロープ
よりも長くし、張力を弱める必要がある。そのために、
アレイケーブルは張力は弱まるが、アレイケーブルにた
わみを惹き起こすからである。

【００１４】本発明は従来の上記実情に鑑み、従来の技
術に内在する上記諸欠点を解消する為になされたもので
あり、従って本発明の目的は、従来の開傘展張機構に生
じるケーブルやロープのからみ・切断およびケースが外
れないなどの問題を解消し、開傘展張の信頼性を飛躍的
に向上させることを可能とした立体アレイ型海中探査ブ
イの新規な開傘展張機構を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的はまた、開傘展張後に発
生する受波器ケーブルのたわみによる受波器位置の不安
定をなくし、指向性の安定化を図ることを可能とした立
体アレイ型海中探査ブイの新規な開傘展張機構を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る立体アレイ型海中探査ブイの開傘展張
機構は、複数の受波器を立体アレイ化する上で、前記受
波器間隔を硬質材料によって接続し、開傘展張させる機
構であって、複数の受波器と、該複数の受波器間を結び
硬質材料にて形成された棒状のロッドシャフトと、吊下
ケーブルに接続されており開傘展張した時に中心を支え
る硬質材料にて形成された棒状のロッド支持棒と、該ロ
ッド支持棒の両端に固定して取り付けられている第１ロ
クロと、前記ロッド支持棒に摺動自在に嵌合され該ロッ
ド支持棒上を前記第１ロクロまで移動可能な第２ロクロ
と、該第２ロクロと前記吊下ケーブルを結び張力によっ
て該第２ロクロを前記第１ロクロまで移動させる開傘用
ロープと、前記第２ロクロが前記第１ロクロまで達した
時に該第２ロクロをその位置に固定させる固定手段と、
前記第２ロクロが移動することにより前記のロッドシャ
フトを前記ロッド支持棒から平行のまま距離を移動させ
るアームとを備えて構成される。

【００１７】張力などの力によって伸びる前記ロッドシ
ャフトと、前記吊下ケーブルに張力がかかると伸びる前
記ロッド支持棒を備えていることにより、該ロッド支持
棒及び前記ロッドシャフトが必要な長さまで展張するこ
とを特徴としている。

【００１８】前記ロッドシャフトを前記ロッド支持棒か
ら平行移動させる前記アームを、親骨と、基骨と、受骨
と、支骨とから形成したことを特徴としている。

【００１９】前記親骨は一端が前記ロッドシャフトの先
端に、他端が前記受骨及び支骨の一端にそれぞれ回動自
在に軸支され前記基骨は前記第２ロクロに、他端が前記
受骨及び支骨の他端にそれぞれ回動自在に軸支され、前
記受骨の他端は前記第１ロクロに回動自在に軸支されて
いる。

【００２０】

【作用】開傘展張機構の沈降終了後に吊下ケーブル及び
開傘用ロープに生じる張力により第２ロクロが第１ロク
ロの位置まで移動することによって、基骨、受骨、親骨
及び支骨から成るアームにより受波器間を接続したロッ
ドシャフトがロッド支持棒と平行のまま移動することで
開傘が実施される。平行のまま移動することにより、受
波器間隔が変化しないためにケーブル等の紐部材の物で
はなく金属材料で形成されたロッドシャフトにて接続す
ることが可能である。

【００２１】また、受波器間隔がケーブル等の紐部材の
物でなく金属等の硬質材料であるために、収納時の受波
器の位置を固定させるためのケースが必要なくなる。

【００２２】更に、第２ロクロが第１ロクロの位置まで
移動すると、はじきを通過した後、はじきにて固定され
るために第２ロクロの位置が固定されて開傘展張後の受
波器位置が安定する。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明をその好ましい一実
施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２４】図１は、本発明による一実施の形態の主要
部を示す正面図であり、図２は本発明による一実施の形
態の全体構成を示す概略斜視図である。

【００２５】［実施の形態の構成］本発明が適用される
海中探査ブイは、図２に示される如く、浮き２０から吊
下ケーブル３０によって水中部５０を海中に配置し、水
中部５０より海中に音を送受信あるいは受信のみを行う
ことで探査を行ない、受信音を電気信号に変換し、吊下
ケーブル３０を介して浮き２０から無線にてその信号を
送信するものである。

【００２６】特に水中部５０の受波器１を沈降中もしく
は使用前は機動性を良くするために小型形状に形成し、
沈降終了後に立体にアレイ化する立体アレイ型の開傘展
張機構に対し、本発明の実施の形態は、図１を参照する
に、受波器１と、受波器１間を結ぶロッドシャフト２
と、ロッドシャフト２と平行に配置され、ロッドシャフ
ト２を開傘させる際の中心軸となるロッド支持棒３と、
ロッド支持棒３並びにロッドシャフト２の各々の両端ど
うしを結ぶ形に取り付けられ、ある支点の動作によりロ
ッド支持棒３とロッドシャフト２の間隔を離すことによ
って開傘させる受骨７と、基骨８と、支骨９と、親骨１
０と、第１ロクロ４と、第２ロクロ５と、開傘用ロープ
６と、開傘した際に第２ロクロ５を固定することで開傘
状態を安定化させるはじき１１にて構成される。

【００２７】［実施の形態の動作］次に、本発明による
一実施の形態の動作について詳細に説明する。

【００２８】浮き２０から吊下ケーブル３０によりおも
り若しくは送波器４０と水中部５０が沈降していく。沈
降中は、図３（ａ）のように金属の受骨７と基骨８と支
骨９と親骨１０が畳まれた状態にある。

【００２９】沈降終了時に、浮き２０とおもり若しくは
送波器４０、水中部５０の間で、開傘用ロープ６に生じ
る張力によりロッド支持棒３の表面に上下摺動自在に配
設されている第２ロクロ５が引っ張られて第１ロクロ４
の位置まで押し上げられる（上方部のアーム６０）と共
に押し下げられる（下方部のアーム６０）。

【００３０】押し上げられるか押し下げられた第２ロク
ロ５は、はじき１１を通ることにより位置が固定され、
ロッド支持棒３の先端部に固定されている第１ロクロ４
に近接するか接触する。第２ロクロ５が第１ロクロ４ま
で押し上げられるか押し下げられることで、図３（ｃ）
に示されるように基骨８が受骨７の支点を押し上げまた
は押し下げ、ほぼ水平となり、支骨９と基骨８および受
骨７により親骨１０がほぼ水中となることで受骨７と親
骨１０の長さまでロッド支持棒３とロッドシャフト２の
距離が離れる。

【００３１】ここで、図１に示すように、第１ロクロ４
と、第２ロクロ５と、開傘用ロープ６と、受骨７と、基
骨８と、支骨９と、親骨１０は、ロッド支持棒３及びロ
ッドシャフト２の上下の両端に設けられ、上述したよう
に同じ動作をする（上下動は逆）。

【００３２】このことから、ロッドシャフト２がロッド
支持棒３を中心に複数本設けられていることにより、図
２のように受波器１が立体（円筒上）に位置することに
なる。

【００３３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００３４】［実施例の構成］海中探査ブイは、航空機
や船などから投入され、海中に着水すると、浮き２０が
膨らみ海中に浮き、水中部５０及びおもり若しくは送波
器４０は、吊下ケーブル３０を繰り出しながら沈降して
いき、吊下ケーブル３０の長さにて水中部５０及びおも
り若しくは送波器４０は静置する。その位置にておもり
若しくは送波器４０より音響を送信し、その反射音を受
波器１により受信することで海中を探査するか、もしく
は単に海中にて音響を受波器１により受信することで海
中を探査する。

【００３５】受信音は、受波器１にて電気信号に変換さ
れ、吊下ケーブル３０を介して、浮き２０に備えられて
いる無線機（図示せず）より、電波にて航空機及び船な
どに送信される。

【００３６】本発明に係る立体アレイ型海中探査ブイの
開傘展張機構は、図２に示されるように、前述の受波器
１が性能向上のために複数使用され、円筒の側面上にア
レイ化して配置する立体アレイ型海中探査ブイに対し、
図１に示されるように、複数の受波器１を結び、使用前
もしくは海中を沈降中の収容時には受波器１の間隔を短
くし、沈降終了後には、吊下ケーブル３０にかかる展張
力により受波器１の間隔を受信する音響周波数のλ／２
の長さまで伸びる例えばステンレス製のロッドシャフト
２と、同じく展張力により前述のロッドシャフト２と同
じ長さまで伸びる例えばステンレス製のロッド支持棒３
と、このロッド支持棒３の一端（上方部のアーム６０の
場合には上端、下方部のアーム６０の場合には下端）に
固定的に取り付けられたドーナツ状に形成された第１ロ
クロ４と、同様にドーナツ状で、ロッド支持棒３の周面
上に上下摺動自在に挿入されている第２ロクロ５と、第
２ロクロ５に接続されており第１ロクロ４まで押し上げ
る（または押し下げる）開傘用ロープ６と、第２ロクロ
５を固定させるはじき１１と、第２ロクロ５が第１ロク
ロ４まで押し上げられまたは押し下げられることにより
ロッドシャフト２とロッド支持棒３の距離を受信する音
響の音響周波数のλ／２まで離す、例えばアルミニウム
製の受骨８と支骨９と親骨１０にて構成されている。

【００３７】受骨７と、基骨８と、支骨９と、親骨１０
とにより図２に示されたアーム６０が形成されている。
このアーム６０は、図２に示された本実施例において
は、ロッド支持棒３を中心として上部及び下部にそれぞ
れ８個設けられ、上部の各アーム６０は対応する下部の
各アームと複数個の受波器１を有するロッドシャフト２
を介して接続されている。

【００３８】受骨７は、その一端が軸７１により第１ロ
クロ４に回動自在に枢着されており、他端は軸７２によ
り親骨１０に回動自在に軸支されている。基骨８は、そ
の一端が軸８１により第２ロクロ５に回動自在に枢着さ
れており、他端が軸８２により受骨７に回動自在に軸支
されている。支骨９は、一端が軸９１により親骨１０の
一端に回動自在に軸支され、他端は軸９２により基骨８
に回動自在に軸支されている。親骨１０の他端はロッド
シャフト２の一端に軸２１により回動自在に軸支されて
いる。

【００３９】水中部５０の下部に設けられた、受骨７、
基骨８、支骨９、親骨１０から成る各アーム６０も、上
部に設けられた叙上のアーム６０と同様に構成され、作
用する。

【００４０】［実施例の動作］次に動作について説明す
る。

【００４１】浮き２０から吊下ケーブル３０によりおも
り若しくは送波器４０と水中部５０が沈降していく。沈
降中は、図３（ａ）のように金属の受骨７と基骨８と支
骨９と親骨１０から成るアーム６０は畳まれた状態にあ
る。

【００４２】沈降終了時に、浮き２０とおもり若しくは
送波器４０、水中部５０の間で吊下ケーブル３０に働く
張力により、ロッド支持棒３及びロッドシャフト２が伸
びて展張する。このロットシャフト２およびロッド支持
棒３の展張後に、開傘用ロープ６に生じる張力によりロ
ッド支持棒３に摺動自在に嵌合されている第２ロクロ５
が引っ張られて第１ロクロ４まで押し上げられまたは押
し下げられ、はじき１１を通ることにより第２ロクロ５
の位置が第１ロクロ４の近傍で固定される。

【００４３】第２ロクロ５が第１ロクロ４まで押し上ま
たは押し下げられることで、図３（ｃ）のように基骨８
が受骨７の支点を押し上げ、各アーム６０は水平とな
り、支骨９と基骨８及び受骨７により親骨１０が水平と
なることで受骨７と親骨１０の長さまでロッド支持棒３
とロッドシャフト２の距離が離れる。

【００４４】ここで、図１に示すように第１ロクロ４
と、第２ロクロ５と、開傘用ロープ６と、受骨７と、基
骨８と、支骨９と、親骨１０は、ロッド支持棒１１およ
びロッドシャフト２の上下の両端に設けられており、両
アーム部６０は同じ動作をする。

【００４５】このことから、ロッドシャフト２がロッド
支持棒３を中心に複数本配設されていることにより、図
２に示すように受波器１が立体（円筒上）に位置するこ
とになる。

【００４６】［発明の他の実施の形態］ロッドシャフト
２およびロッド支持棒３や、受骨、基骨、支骨、親骨な
どはステンレス、アルミニウムだけでなく、引っ張り強
さなどの強度の高い物質であれば硬質プラスチック材質
なども使用することが可能である。

【００４７】また、ロッドシャフトの数は、決められた
開傘展張機構の形状寸法に入る数量まで増大可能であ
る。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成され、作用する
ものであり、本発明によれば以下に示す効果が得られ
る。

【００４９】第１の効果は、従来技術の課題となってい
た受波器間のケーブルのからみや切断、また収納時に受
波器および受波器間を覆うケースが外れないといったこ
とが無くなり、安定した開傘展張が得られる。

【００５０】その理由は、受波器間が金属材料または他
の硬質材料で形成された棒状のロッドシャフトにて接続
されているために、からみや切断はない。また、受波器
間が金属材料であるために収納時の受波器を覆う必要が
ないので、ケースが必要なくなるからである。

【００５１】第２の効果は、受波器の配列位置が変化し
ないために、指向性パターンが変化しない。よって、安
定した利得が得られる。

【００５２】その理由は、指向性パターンは受波器の配
列位置によって左右されるが、従来においては、受波器
間の接続がケーブル等の紐部材であったために、開傘展
張後の受波器間隔がケーブルのたわみにより不安定であ
った。これは、開傘展張時における強い衝撃によりケー
ブルが切断するのを防ぐためにケーブルに受波器間隔以
上の余長が必要であった。しかしながら、本願発明によ
り受波器間隔を金属等の硬質材料にすることが可能にな
ったために、受波器間隔を一定にすることができ、受波
器の配列位置が変化しないからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る開傘展張機構の一実施の形態を示
す概略正面図である。

【図２】本発明が適用される立体アレイ型海中探査ブイ
の斜視図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る開傘展張機構の
一実施の形態の動作シーケンス図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は従来の開傘展張機構１の斜視
図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は従来の開傘展張機構２の斜視
図である。

【符号の説明】

１、１０５…受波器 ２…ロッドシャフト ３…ロッド支持棒 ４…第１ロクロ ５…第２ロクロ ６…開傘用ロープ ７…受骨 ８…基骨 ９…支骨 １０…親骨 １１…はじき ２０、１０８…浮き ３０、１０９…吊下ケーブル ４０…おもりもしくは送波器 ５０…水中部 １００…蓋 １０１…ケース １０２…開傘用ロープ １０３…アーム １０４…支持ロープ １０６…アレイケーブル １０７…おもり １１０…沈降体 ２０１…浮上部 ２０２…ケーブル ２０３…外装パッケージ ２０４…外装パッケージ押さえ ２０５…リベット ２０６…受波器アーム ２０７…開傘用紐部材 ２０８…送波器 ２０９…電子回路部 ２１０…受波器ユニット ２１１…ケーブル部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96 B63C 11/48

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の受波器を立体アレイ化する上で、
   前記受波器間隔を硬質材料によって接続し、開傘展張さ
   せる機構であって、複数の受波器と、該複数の受波器間
   を結び硬質材料にて形成された棒状のロッドシャフト
   と、吊下ケーブルに接続されており開傘展張した時に中
   心を支える硬質材料にて形成された棒状のロッド支持棒
   と、該ロッド支持棒の両端に固定して取り付けられてい
   る第１ロクロと、前記ロッド支持棒に摺動自在に嵌合さ
   れ該ロッド支持棒上を前記第１ロクロまで移動可能な第
   ２ロクロと、該第２ロクロと前記吊下ケーブルを結び張
   力によって該第２ロクロを前記第１ロクロまで移動させ
   る開傘用ロープと、前記第２ロクロが前記第１ロクロま
   で達した時に該第２ロクロをその位置に固定させる固定
   手段と、前記第２ロクロが移動することにより前記のロ
   ッドシャフトを前記ロッド支持棒から平行のまま距離を
   移動させるアームとを備えていることを特徴とする立体
   アレイ型海中探査ブイの開傘展張機構。
2. 【請求項２】 張力などの力によって伸びる前記ロッド
   シャフトと、前記吊下ケーブルに張力がかかると伸びる
   前記ロッド支持棒を備えていることにより、該ロッド支
   持棒及び前記ロッドシャフトが必要な長さまで展張する
   ことを更に特徴とする請求項１に記載の立体アレイ型海
   中探査ブイの開傘展張機構。
3. 【請求項３】 前記ロッドシャフトを前記ロッド支持棒
   から平行移動させる前記アームを、親骨と、基骨と、受
   骨と、支骨とから形成したことを更に特徴とする請求項
   １または２のいずれか一項に記載の立体アレイ型海中探
   査ブイの開傘展張機構。
4. 【請求項４】 前記親骨は一端が前記ロッドシャフトの
   先端に、他端が前記受骨及び支骨の一端にそれぞれ回動
   自在に軸支され前記基骨は前記第２ロクロに、他端が前
   記受骨及び支骨の他端にそれぞれ回動自在に軸支され、
   前記受骨の他端は前記第１ロクロに回動自在に軸支され
   ていることを更に特徴とする請求項３に記載の立体アレ
   イ型海中探査ブイの開傘展張機構。