JPH0699889A - 曳航体の浮力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掃海具のような水中を曳航される曳航体に浮
力装置を設けて、必要なときに浮力を付加して水上に浮
上させることにより、曳航用ケーブルの切断などの際の
沈没を防止するとともに、浅い海域での曳航を容易にす
る。 【構成】 曳航体１に装着される浮力装置であって、伸
縮自在な気体袋４１と、気体ボンベ４２と、浮上指令を
受けて作動し気体ボンベ４２から気体袋４１に気体を流
入させる浮力制御手段４５とを備えている。したがっ
て、必要なときに浮上指令を与えることにより、浮力装
置を作動させて曳航体１を浮上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、航空機のような曳航
母機によって曳航される掃海具のような曳航体に装着さ
れて、曳航体に浮力を与える浮力装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ヘリ
コプターのような航空機によって掃海具を曳航する掃海
システムでは、掃海具の浮力を若干マイナスに設定し、
掃海具の潜航舵（主翼）の操作により深度を調節しなが
ら、掃海具を水中で曳航している。そのため、何らかの
理由で曳航用のケーブルが切れた場合、掃海具が海中に
没っして回収不能となる。また、曳航終了時に掃海具が
水中にあると、水中を引き上げるときに掃海具が傾斜し
たり回転したりするなど、姿勢が不安定になるうえに、
水中を引き上げる分だけ掃海具の揚収に時間がかかる。
さらに、掃海具を水上で曳航することが困難なので、浅
い海での掃海に適さない。

【０００３】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、掃海具のような曳航体に、必要なときに
浮力を付加して水上に浮上させることにより、曳航用ケ
ーブルの切断などの際の沈没を防止するとともに、曳航
終了後の揚収および浅い海域での曳航を容易にすること
を目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の浮力装置は、伸縮自在な気体袋と、気体
ボンベと、浮上指令を受けて作動し上記気体ボンベから
気体袋に気体を流入させる浮力制御手段とを備えてい
る。上記気体としては、空気のほか、二酸化炭素、窒素
などの不燃性ガスを使用することができる。

【０００５】

【作用】この発明によれば、たとえば曳航用ケーブルが
切断した場合にはその切断を検知した信号を、掃海が終
了したときには曳航母機からの信号を、それぞれ浮上指
令として受けて上記浮力制御手段が作動し、気体袋を伸
張させて曳航体に浮力を与えることにより、曳航体を浮
上させる。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、掃海具を形成する曳航体１は、
細長い円筒形であり、外部に潜航舵２、水平尾翼３およ
び垂直安定４を備え、内部には、図２に示すように、磁
気感応型機雷を爆発させるための磁気発生装置５、上記
潜航舵２の駆動装置６、上記水平尾翼３の駆動装置７な
どを備えている。この曳航体１は、ヘリコプターのよう
な航空機によって水中を曳航される。

【０００７】上記曳航体１の上部には曳航・吊下装置１
０が装着されている。この曳航・吊下装置１０は、第１
リンク１１と第２リンク１２とを連結軸１３で相対回動
自在に連結したアーム１４を備えている。曳航体１の上
部には取付け板１５が突設されており、上記第１リンク
１１の基端部が、上記取付け板１５に取り付けられた支
持軸１６を介して曳航体１に、前後方向に回動自在に取
り付けられている。第２リンク１２の先端部（右端）に
は係止軸１７が装着されており、この係止軸１７が、ラ
ッチ部材１８によって曳航体１に係止される。この状態
で、曳航・吊下装置１０は吊下げ位置にある。

【０００８】上記ラッチ部材１８は、アクチュエータ１
９により、ロックばね２２のばね力に抗して、支持軸２
０を中心に左回りに回動されて、上記係止軸１７との係
合が解除される。

【０００９】また、上記第１リンク１１と取付け板１５
との間には、この第１リンク１１を後方へ回動する方向
にばね力を付加する引張りばねからなる第１ばね装置２
５が取り付けられている。さらに、第１リンク１１と第
２リンク１２との間には、第２リンク１２を第１リンク
１１に接近する方向に回動させる引張りばねからなる第
２ばね装置２６が取り付けられている。

【００１０】曳航および吊下げ兼用のケーブル３０は、
鋼索と電線とを有しており、鋼索が上記連結軸１３に連
結され、電線がコネクタ３１を介して、後述するコント
ローラ４４を含む曳航体１の内部の電気回路に接続され
る。なお、曳航体１における吊下げ・曳航装置１０の取
付部の周囲は、曳航時の抵抗を減少させるために、カバ
ー３５で覆われている。

【００１１】曳航体１の前部には、図３に示すように、
この発明の第１実施例に係る浮力装置が設けられてい
る。この浮力装置は、伸縮自在なゴム製の空気袋（気体
袋）４１、空気ボンベ（気体ボンベ）４２、連通・遮断
・大気開放の三位置を選択的にとる三方向弁４３とその
コントローラ４４とからなる浮力制御手段４５などを備
えている。

【００１２】上記コントローラ４４は、浮上指令信号
や、曳航体１の前後に設けた図示しない圧力センサから
の圧力検知信号などを受けて作動し、三方向弁４３を制
御して、空気袋４１に対する空気の充填および空気抜き
を行うほか、後述するように、スピナー４６の固定のた
めの制御なども行う。図３は空気袋４１に空気が充填さ
れた状態、図４は空気袋４１の空気が抜かれた状態をそ
れぞれ示す。この浮力装置は、後述するように、曳航体
１の浮力中心を調節する機能も有する。

【００１３】図３の曳航体１の頭部は、曳航体の筒状の
本体１ａに対して前後方向に移動可能なスピナー４６に
よって形成されており、このスピナー４６の内部に、ブ
ラケット４７を介して上記空気ボンベ４２が固定されて
いる。上記スピナー４６における空気ボンベ４２の後方
には、第１の遮壁５０が取り付けられており、この遮壁
５０によって、空気ボンベ４２を収納した空間５１が液
密に保持されている。他方、曳航体本体１ａの前端には
第２の遮壁５２が取り付けられており、この遮壁５２に
よって、上記本体１ａの内部空間５３が液密に保持され
ている。

【００１４】上記空気袋４１は、その前端部が上記第１
の遮壁５０に、後端部が上記第２の遮壁５２にそれぞれ
固定されている。また、上記両遮壁５０，５２間には、
空気袋４１の外周に位置して、引っ張りスプリングから
なる収縮用ばね５５が掛けられている。上記三方向弁４
３は、空気ボンベ４２と第１の遮壁５０との間に装着さ
れており、その大気開放口に接続されたパイプ４８が、
上記ブラケット４７を貫通して、空気袋４１の外周空間
４９に連通し、この外周空間４９から、スピナー４６と
曳航体本体１ａとの隙間を通って水中に連通している。
上記コントローラ４４は曳航体本体１ａに固定されてい
る。

【００１５】上記スピナー４６の後端部の内周には係合
片５６が固定され、曳航体本体１ａの前端部の外周に
は、スピナー４６が前方（左方）へ進出した図３の状態
で上記係合片５６と係合するストッパ片５７が固定され
ている。さらに、曳航体本体１ａにおける上記ストッパ
片５７の後方には、スピナー４６が後方（右方）へ後退
した図４の状態で上記係合片５６に係合するフック５８
を備えたロック装置５９が装着されている。

【００１６】つぎに上記構成の動作について説明する。
曳航体１は、図５に示すように、ヘリコプター６０の下
部に設けた格納装置６１に取り付けられており、現場の
上空で格納装置６１から切り離されて、機体内部のウイ
ンチ（図示せず）から繰り出されるケーブル３０によ
り、図２に示したように吊り下げられて、海上に展張さ
れる。このとき、吊下げ・曳航装置１０のアーム１４
は、後方へ回動した図示の吊下げ位置にあり、ケーブル
３０の連結点１３に作用するケーブルの吊下げ力Ｆ１の
作用線が曳航体１の重心Ｇを通る。したがって、曳航体
１の吊下げ姿勢が良好になる。

【００１７】また、このときは、浮力装置が作動して、
図３に示す空気袋４１が伸張することによってスピナー
４６が前方に進出しており、この状態で、スピナー４６
の係合片５６が曳航体本体１ａのストッパ片５７に係合
して位置規制されている。この状態で曳航体１を海上に
展張すると、曳航体１の浮力はプラスになっているの
で、曳航体１は水上に浮く。このとき、図６に示すよう
に、曳航体１の重量Ｗが作用する重心Ｇと、浮力Ｌが作
用する静止浮力中心Ｃは一致しており、したがって、曳
航体１は水平な姿勢を保持する。

【００１８】ついで、図５のヘリコプター６０から曳航
開始信号および潜航開始信号を発すると、これらの信号
が、図２のケーブル３０に内蔵された電線を通して曳航
体１に送られる。上記曳航開始信号はアクチュエータ１
９に送られて、このアクチュエータ１９が、ロックばね
２２のばね力に抗して、ラッチ部材１８を前方へ回動
（左回動）させることにより、係止軸１７の係止を解除
する。

【００１９】上記潜航開始信号は図３のコントローラ４
４にも送られて、このコントローラ４４が三方向弁４３
に内蔵されたアクチュエータ（図示せず）を作動させ、
三方向弁４３を大気開放位置に設定する。これにより、
空気袋４１内の空気が、三方向弁４３からパイプ４８、
外周空間４９、および係合片５６とストッパ片５７との
間の隙間を通って水中に抜ける。この状態で収縮用ばね
５５のばね力により空気袋４１が収縮し、スピナー４６
が後退して図４に示す状態となり、曳航体１全体の浮力
がマイナスになって、曳航体１が潜航を開始する。な
お、上記収縮用ばね５５の代わりに、電動アクチュエー
タを使用することもできる。

【００２０】ここで、上記スピナー４６が完全に後退し
なくても、浮力が減ることによって曳航体１の深度が深
くなり、水圧の増加によってスピナー４６が所定の後退
位置まで完全に戻る。スピナー４６は、後退した位置で
その係合片５６がロック装置５９のロック片５８を押し
上げながらこのロック片５８に係合し、位置規制され
る。

【００２１】このロック状態でロック装置５９からロッ
ク完了信号がコントローラ４４に出力され、コントロー
ラ４４が作動して、三方向弁を遮断位置に設定する。ス
ピナー４６が後退した状態では、曳航体１の前部の浮力
が減るから、図７に示すように、曳航体１の浮力中心Ｃ
は重心Ｇよりも後方に移動し、若干頭下げの姿勢とな
る。

【００２２】この状態で図５のヘリコプター６０による
曳航を開始すると、図２のケーブル３０に前方への曳航
力Ｆ２が作用し、頭下げ姿勢の曳航体１は、円滑に水中
に潜航しながら前方へ曳航される。

【００２３】当該海域が浅い海域である場合には、上記
潜航開始信号を発しない。その結果、図３の空気袋４１
は拡張したままであり、プラスの浮力を持った曳航体１
は、水上を曳航される。このように、曳航体１は水中ば
かりでなく、水上でも曳航可能なので、浅い海域での曳
航が容易である。

【００２４】図２のケーブル３０への曳航力Ｆ２の付加
により、曳航・吊下装置１０のアーム１４が、第１ばね
装置２５のばね力に抗して前方へ回動し、図８に示す曳
航位置に設定され、この状態で前方へ曳航される。この
曳航により、潜航した曳航体１の潜航舵２に下向きの揚
力Ｌ１が発生し、水平尾翼３に発生する下向きの揚力Ｌ
２とのバランスで曳航体１の水中姿勢と曳航深度とを保
持する。なお、図８において、Ｆ２Ｎは曳航力Ｆ２の垂
直上方成分、Ｗは重心Ｇに作用する重力、Ｌは浮力中心
Ｃに作用する浮力である。

【００２５】この曳航時に、ケーブル３０の曳航力Ｆ２
の作用線が曳航体１の重心Ｇを通るように設定されてお
り、したがって、曳航体１を安定した姿勢で曳航でき
る。

【００２６】また、曳航・吊下装置１０の第２リンク１
２は、第２ばね装置２６のばね力によって、二点鎖線で
示す初期位置から第１リンク１１に接近する方向に、つ
まり、第１リンク１１とのなす角度θが小さくなる方向
に回動して、実線で示す折り畳み位置に設定される。こ
れにより、曳航時に第２リンク１２に作用する流体抵抗
が減少する。

【００２７】曳航が終了すると、図５のヘリコプター６
０から図２のケーブル３０に内蔵された電線を介して曳
航体１に曳航終了信号が送られる。この曳航終了信号を
浮上指令として、図４のコントローラ４４が作動し、ロ
ック装置５９を作動させてそのロック片５８を上方へ回
動させることにより、スピナー４６のロックを解除する
とともに、三方向弁４３に内蔵されたアクチュエータを
作動させて、三方向弁４３を連通位置に設定する。

【００２８】これにより、空気ボンベ４２に充填された
圧縮空気が空気袋４１内に送り込まれて、収縮用ばね５
５のばね力に抗して空気袋４１が伸張し、スピナー４６
が前方へ進出して、図３に示す状態となり、曳航体１に
浮力が与えられて、曳航体１全体の浮力がプラスとな
り、曳航体１が浮上する。スピナー４６は、その係合片
５６がストッパ片５７と係合することにより、位置規制
される。この状態で、上述のとおり、図６の曳航体１の
浮力中心Ｃが前方へ移動して重心Ｇと一致するので、曳
航体１は水平姿勢を保持する。

【００２９】このとき、図３のコントローラ４４は、曳
航体１の前後に設けた図示しない圧力センサからの圧力
検知信号を受けて作動し、両圧力検知信号のレベルが同
一になるよう、つまり、曳航体１の姿勢が水平となるよ
う、三方向弁４３を制御して、空気袋４１に対する空気
の充填および空気抜きを行い、図６の曳航体１の静止浮
力中心Ｃ１を重心Ｇに一致させる。このように、図３お
よび図４に示す浮力装置は、曳航体１の浮力中心を調節
する機能も有する。

【００３０】他方、図８の曳航力Ｆ２が解除されるの
で、第１ばね装置２５の持つばね力（引張力）により、
図９に示すように、アーム１４の第１リンク１１が自動
的に後方へ回動し、第２リンク１２の先端部１２ａが曳
航体１の上面１ａに接触する。この状態から、第１ばね
装置２５のばね力により第１リンク１１がなおも後方へ
回動すると、第２ばね装置２６のばね力（引張力）は第
１ばね装置２５のばね力と比較して十分に小さいから、
第２リンク１２は、第２ばね装置２６のばね力（引張
力）に抗して回動し、第１リンク１１とのなす角度θを
大きくしながら、その先端部１２ａを後方へ滑らせる。

【００３１】この先端部１２ａの後方への移動により、
先端部１２ａに設けられた係止軸１７が、ラッチ部材１
８の頭部の案内面１８ａに当たり、ロックばね２２のば
ね力に抗してラッチ部材１８を押し下げながら後方へ移
動して、ラッチ部材１８に係止され、ロックばね２２の
復帰ばね力により自動的にロックされる。

【００３２】こうして図２に示した状態となり、そのま
まケーブル３０の巻き上げによって、図５のヘリコプタ
ー６０に揚収される。このように、曳航体１は水上に浮
上した位置から揚収されるので、水中から揚収される場
合のように水の抵抗を受けて曳航体１が傾斜したり回転
したりすることがなく、曳航体１の姿勢が安定する。し
かも、水中を引き上げる必要がない分だけ掃海具の揚収
時間が短縮される。したがって揚収作業が容易になる。

【００３３】さらに、この実施例では、曳航体１は水平
姿勢を保持しており、しかも、ケーブルの吊下げ力Ｆ１
の作用線が曳航体１の重心Ｇを通るから、揚収時の曳航
体１の傾動が効果的に防止されるので、揚収作業が一層
容易になる。

【００３４】また、曳航用ケーブルが何らかの理由で切
断した場合には、ケーブル３０内の電線に流れていた信
号が遮断されるので、その遮断を図３のコントローラ４
４が検知し、その遮断検知信号を浮上指令として、コン
トローラ４４が作動し、上記と同様に動作して、曳航体
１を浮上させる。これにより、曳航体１の沈没が免れ
る。浮上した曳航体１は、別途、揚収具を用いて揚収さ
れるのであるが、このとき、やはり曳航体１は水平姿勢
を保持しているので、揚収が容易である。

【００３５】図１０はこの発明の第２実施例を示す。同
図において、左右の各潜航舵２の中央部から後部にかけ
ての上半部が、ゴム製の空気袋４１Ａによって形成され
ている。この空気袋４１Ａは、曳航体１の頭部に収納さ
れた空気ボンベ４２からの圧縮空気によって、図１１
（Ａ）に示すように伸張する。このとき、左右の空気袋
４１Ａ間の間隔が大きいから、曳航体１の横揺れが少な
くなって、姿勢が安定する。

【００３６】空気袋４１Ａの収縮は、図１１（Ｂ）に示
すように、電動モータによって行う。同図において、曳
航体１の内部に、電動モータ６１、伝達歯車機構６２、
およびこの伝達歯車機構６２に連動するブレーキ機構６
３が装着されている。他方、空気袋４１Ａの内方には、
上記電動モータ６１により駆動されて回転する軸体６
４、および空気袋４１Ａの形状を保持するステー６５が
取り付けられている。

【００３７】ステー上部６５ａの前端部は上記軸体６４
に固定されており、このステー上部６５ａに空気袋４１
Ａの上面６６が取り付けられている。したがって、上記
軸体６４の回転により、ステー上部６５ａと一体的に空
気袋上面６６が昇降する。ステー後部６５ｂには空気袋
４１Ａの後面６７が取り付けられている。ステー下部６
５ｃは、潜航舵２の下部に前後方向へスライド自在に設
定されている。

【００３８】上記構成において、図１１（Ｂ）の電動モ
ータ６１の回転によって軸体６４が回転し、空気袋４１
Ａの上面６６を図１１（Ａ）の矢印６８方向に下降させ
る。このとき、上記ステー後部６５ｂおよびステー下部
６５ｃが矢印６９方向にスライドして、空気袋４１Ａを
収縮させる。この収縮の際に、空気袋４１Ａを図１０に
示す形状にまで完全に収縮させないで、途中の適宜の大
きさに設定したい場合には、図１１（Ｂ）の電動モータ
６１を途中で停止させる。これにより、ブレーキ機構６
３が作動して、軸体６４の回転が停止し、空気袋４１Ａ
の上面６６がその位置に保持されて、空気袋４１Ａは中
間的な大きさに設定される。

【００３９】図１２はこの発明の第３実施例を示し、潜
航舵２の上半部全体をゴム膜７１で形成することによっ
て、潜航舵２全体を空気袋４１Ｂとしている。また、こ
のゴム膜７１は、図１３に破線で示すように、伸張した
とき、滑らかな翼面形状を呈するように設定されてい
る。したがって、充填する圧縮空気の量を制御して、伸
張度（体積）を調節すると、破線で示すように、潜航舵
２の上面形状が変化する。つまり、潜航袋４１Ｂの体積
の増大とともに、翼型のカンバーが増大する可変カンバ
ー翼となり、任意の揚力係数に調整できる。

【００４０】空気袋４１Ｂの外板は、上記ゴム膜７１の
ような弾性材料のほかに、弾性材料を模擬できる構造を
使用してもよい。三方向弁４５を操作して空気袋４１Ｂ
内の空気を抜くと、外板の弾性力によって空気袋４１Ｂ
が収縮する。

【００４１】したがって、曳航深度を大きくするときに
は、空気袋４１Ｂの体積を小さくすることにより、浮力
を減少させるとともに、潜航舵２のカンバーを減少させ
て上向きの揚力を小さくし、その分だけ下向きの揚力Ｌ
１を増大させる。これにより、曳航体１は下降する。逆
に、曳航深度を小さくするときには、空気袋４１Ｂの体
積を大きくすることにより、浮力を増大させるととも
に、潜航舵２のカンバーを大きくして上向きの揚力を大
きくし、その分だけ下向きの揚力Ｌ１を減少させる。こ
れにより、曳航体１は上昇する。

【００４２】この実施例によれば、曳航深度を調節する
ために潜航舵２の取付角度を変化させる必要がなくなる
ので、潜航舵２を固定式として、潜航舵２の駆動装置６
（図２）の省略を含む構造の簡略化、潜航舵２の付け根
の水密性の向上および重量の軽減を図ることができる。

【００４３】上記空気袋４１Ｂは、たとえば図１４に示
すように、潜航舵２の上面をゴム膜７１で、下面を従来
と同様な金属板７２で形成して、両者７１，７２を気密
に接合することにより形成されており、したがって、上
述のとおり、翼内全体が空気室となる。潜航舵２の主桁
７３にはパイプ７４を固定しており、このパイプ７４に
図１２の空気ボンベ４２から圧縮空気を送り込んで、パ
イプ７４に設けた多数の空気孔７５から空気袋４１Ｂ内
に圧縮空気を供給する。

【００４４】図１５は第４実施例を示し、曳航体１の前
後方向中央部の上部に露出して、左右一対のゴム製の空
気袋４１Ｃを装着している。空気袋４１Ｃは、前後方向
および横方向に掛けられたロープ７７とスプリング７８
とからなる押圧具７９によって、収縮方向に押圧されて
いる。したがって、空気ボンベ４２から圧縮空気が空気
袋４１Ｃ内に供給されると、図１６に示すように、上記
押圧具７９の押圧力に抗して空気袋４１Ｃが膨張し、曳
航体１に浮力を与える。空気袋４１Ｃ内の空気を抜く
と、押圧具７９の押圧力により空気袋４１Ｃが収縮し
て、図１５の状態に戻る。

【００４５】なお、この発明は、上記実施例の掃海具の
ほか、海洋観測器のような曳航体にも適用できる。

【００４６】

【発明の効果】この発明によれば、掃海が終了したとき
には曳航母機からの信号を、曳航用ケーブルが切断した
場合にはその切断を検知した信号を、それぞれ浮上指令
として受けて浮力制御手段が作動し、気体袋を伸張させ
て曳航体に浮力を与え、曳航体を浮上させる。したがっ
て、曳航終了後に浮上状態の曳航体を容易に揚収できる
とともに、ケーブルの切断による曳航体の沈没を防止で
きる。また、曳航体１に浮力を与えておくことにより、
水中ばかりでなく、水上でも曳航可能となるので、浅い
海域での曳航が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の浮力装置を備えた曳航体を示す平面
図である。

【図２】同曳航体の側面図である。

【図３】この発明の第１実施例に係る浮力装置が伸張し
た状態を示す縦断側面図である。

【図４】同浮力装置が収縮した状態を示す縦断側面図で
ある。

【図５】同曳航体が航空機に格納された状態を示す側面
図である。

【図６】同曳航体の吊下げ状態における重心と浮力中心
との関係を示す側面図である。

【図７】同曳航体の曳航状態における重心と浮力中心と
の関係を示す側面図である。

【図８】同曳航体の曳航状態を示す側面図である。

【図９】同曳航体の曳航終了状態を示す側面図である。

【図１０】この発明の第２実施例に係る浮力装置を示す
側面図である。

【図１１】同第２実施例の浮力装置の動作を示す側面図
である。

【図１２】この発明の第３実施例に係る浮力装置を示す
側面図である。

【図１３】同第３実施例の浮力装置の動作を示す側面図
である。

【図１４】同第３実施例の浮力装置の詳細を示す一部断
面した斜視図である。

【図１５】同第４実施例の浮力装置を備えた曳航体を示
す平面図である。

【図１６】同第４実施例の浮力装置の動作を示す正面図
である。

【符号の説明】

１…曳航体、１０…曳航・吊下装置、２…潜航舵、３０
…ケーブル、４１，４１Ａ〜Ｃ…空気袋（気体袋）、４
２…空気ボンベ（気体ボンベ）、４５…浮力制御手段、
Ｃ１…静止浮力中心、Ｃ２…動浮力中心、Ｆ１…吊下げ
力、Ｆ２…曳航力、Ｇ…重心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中を曳航される曳航体に装着されて曳
   航体に浮力を与える浮力装置であって、伸縮自在な気体
   袋と、気体ボンベと、浮上指令を受けて作動し上記気体
   ボンベから気体袋に気体を流入させる浮力制御手段とを
   備えたことを特徴とする曳航体の浮力装置。