JPH08175490A - Underwater navigating body - Google Patents

Underwater navigating body

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JPH08175490A
JPH08175490A JP6327717A JP32771794A JPH08175490A JP H08175490 A JPH08175490 A JP H08175490A JP 6327717 A JP6327717 A JP 6327717A JP 32771794 A JP32771794 A JP 32771794A JP H08175490 A JPH08175490 A JP H08175490A
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underwater vehicle
vibration
wave
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Abstract

PURPOSE: To provide an underwater navigating body which can reduce propagation of vibtation from the device interior to its wave receiver covering a wide frequency band and also withstand high depth pressure. CONSTITUTION: A minor axis part 15 of a specified length is fomed on the outer circumferential part of an underwater navigating body. A wave receiver 16 is formed in a cylindrical shape and its inside diameter is formed larger than that of the outer circumferential part of the minor axis 15. Magnets are respectively embedded in the minor axis part 15 and the part of the wave receiver 16 where it faces the minor axis part 15 and a gap 17 is formed by the resiliency of the magnets. The gap 17 is filled with water when the underwater navigating body is in the water. Because the mechanical impedance rate between the water and the metallic body is large, vibration propagation can be reduced by the gap 17 covering a wide frequency band. The wave receiver 16 is not easily deformed because its inner side and outer side are applied with equal water pressure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水中を航行する水中航
走体に係わり、その推進用のエンジン部のように水中航
走体内部で発生する振動が受波部へ伝搬するのを低減し
た水中航走体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater vehicle that sails underwater and reduces the propagation of vibrations generated inside the underwater vehicle, such as an engine for propulsion, to a wave receiving unit. Underwater vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】水中を航行する水中航走体は、水中を伝
搬する音波を受信して電気信号に変換する受波部を備え
ているのが通常である。この受波部は、水中航走体の進
行方向に存在する障害物の探知や、海底の形状を調査す
るためのソーナの受信部として用いられている。
2. Description of the Related Art An underwater vehicle that travels underwater generally has a wave receiving unit that receives sound waves propagating in water and converts them into electric signals. The wave receiving unit is used as a sonar receiving unit for detecting an obstacle existing in the traveling direction of the underwater vehicle and for examining the shape of the seabed.

【0003】図4は、従来から用いられている水中航走
体の外観を表わしたものである。水中航走体101は、
弾丸状の形状をした本体部を備えている。本体部の後端
側には推進用のエンジン102が配置されている。推進
用のエンジン102によってスクリュウ103を回転さ
せることで水中を航行することができる。本体部の外周
部分には受波部104が埋設さており、音波を受信する
ようになっている。
FIG. 4 shows the appearance of a conventional underwater vehicle. Underwater vehicle 101
It has a bullet-shaped body. A propulsion engine 102 is disposed on the rear end side of the main body. By rotating the screw 103 by the propulsion engine 102, it is possible to navigate underwater. A wave receiving unit 104 is buried in an outer peripheral portion of the main body, and receives a sound wave.

【0004】図5は、図4に示した水中航走体のほぼ中
央部分の断面構造を表わしたものである。水中航走体の
ほぼ中央部分に存在する受波部104は円筒状をしてい
るので、図5に示す断面構造は上下対称となっている。
このため、図示を簡略化するために各部品は図の上側に
ついてだけ符号を付している。
FIG. 5 shows a sectional structure of a substantially central portion of the underwater vehicle shown in FIG. Since the wave receiving portion 104 existing in the substantially central portion of the underwater vehicle has a cylindrical shape, the sectional structure shown in FIG. 5 is vertically symmetrical.
For this reason, in order to simplify the illustration, each component is given a reference numeral only in the upper part of the figure.

【0005】水中航走体のほぼ中央部分は円筒形をして
おり、所定の厚さのアルミニウム合金等の金属材料で構
成されている。この円筒形の部分はそのほぼ中央部で水
中航走体の長手方向に所定の長さにわたって短径となっ
ており、短径部112を形成している。この短径部11
2の窪んだ部分は、モールド樹脂113によって充填さ
れており、これに受波素子114が埋め込まれている。
また、短径部112の円筒状の金属部分の外周には、受
波素子114と対向する位置に遮音材115が配置され
ている。遮音材115は、図1に示したエンジン102
からの振動が受波素子114に伝搬することを軽減する
働きをするものである。また、遮音材115は受波すべ
き音波を反射させて受波素子の感度を向上させる背面材
としての効果も備えている。
A substantially central portion of the underwater vehicle has a cylindrical shape and is made of a metal material such as an aluminum alloy having a predetermined thickness. The cylindrical portion has a short diameter at a substantially central portion over a predetermined length in the longitudinal direction of the underwater vehicle, and forms a short diameter portion 112. This short diameter portion 11
The recessed portion 2 is filled with a mold resin 113, in which the wave receiving element 114 is embedded.
In addition, a sound insulating material 115 is arranged on the outer periphery of the cylindrical metal portion of the short diameter portion 112 at a position facing the wave receiving element 114. The sound insulating material 115 is the engine 102 shown in FIG.
It serves to reduce the propagation of vibration from the wave to the wave receiving element 114. Further, the sound insulating material 115 also has an effect as a backing material for reflecting the sound wave to be received and improving the sensitivity of the wave receiving element.

【0006】この水中航走体のモールド樹脂113の機
械インピーダンスは、水圧に耐えるために本体部111
のそれと大きな差がないものを使用している。したがっ
て、エンジン102からの振動はモールド樹脂113を
伝わり受波素子114に伝搬してしまい遮音材115を
設けても振動を軽減する効果が比較的少ない。本体部1
11からの振動は受信すべき音波に対して雑音となり、
受波素子114の出力における信号対雑音比を劣化させ
る。そこで、エンジン102から受波素子114への振
動の伝搬を軽減させるための各種の提案が行われてい
る。
The mechanical impedance of the mold resin 113 of this underwater vehicle is such that the body 111
The one that does not have a big difference from that of is used. Therefore, the vibration from the engine 102 propagates through the mold resin 113 and propagates to the wave receiving element 114, and even if the sound insulating material 115 is provided, the effect of reducing the vibration is relatively small. Body 1
The vibration from 11 becomes noise for the sound wave to be received,
It degrades the signal-to-noise ratio at the output of the receiving element 114. Therefore, various proposals have been made to reduce the propagation of vibrations from the engine 102 to the wave receiving element 114.

【0007】実開平3−40194号公報および実開昭
60−109065号公報には、エンジン部などの振動
源を備えた本体部と受波部との間に振動遮断材を介在さ
せた水中航走体が開示されている。また、実開昭63−
7886号公報には、受波部を高分子発泡材料で囲んで
固定することで、振動の伝搬を抑えた水中航走体が開示
されている。この他、本体部の頭部の内側に受波部が設
けられることもあり、実開昭62−44287号公報に
は受波部を収納している頭部の内側に制振材を設けた水
中航走体が開示されている。
[0007] Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. Hei 3-40194 and Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 60-109065 disclose an underwater vehicle in which a vibration isolating material is interposed between a main body portion having a vibration source such as an engine and a wave receiving portion. A running body is disclosed. Also, the actual development 63-
Japanese Patent No. 7886 discloses an underwater vehicle which suppresses vibration propagation by surrounding and fixing a wave receiving portion with a polymer foam material. In addition, a wave receiving part may be provided inside the head of the main body, and Japanese Utility Model Laid-Open No. Sho 62-44287 discloses a vibration damping material provided inside the head housing the wave receiving part. An underwater vehicle is disclosed.

【0008】また特開昭64−16980号公報には、
頭部の耐圧殻をFRP(ファイバ強化プラスチック)等
の高ダンピング材で形成した水中航走体が開示されてい
る。高インピーダンス材料で耐圧殻を形成することによ
ってその内部に収められた受波部への振動の伝搬を軽減
している。また、この水中航走体では受波素子を支持す
る音響ゴム層によって耐圧殻の外周面まで覆い、耐圧殻
と音響ゴムの境界部が受波素子から遠くなるようにして
いる。境界部と受波素子との間の距離を十分にとること
で、航行中に境界部で生じる乱流に起因するノイズが受
波素子に伝搬することを軽減している。
[0008] JP-A-64-16980 discloses that
There is disclosed an underwater vehicle in which a pressure-resistant shell on the head is formed of a high damping material such as FRP (fiber reinforced plastic). By forming the pressure-resistant shell with a high impedance material, the propagation of vibration to the wave receiving portion housed inside is reduced. Further, in this underwater vehicle, the outer peripheral surface of the pressure shell is covered by an acoustic rubber layer supporting the wave receiving element, so that the boundary between the pressure shell and the acoustic rubber is far from the wave receiving element. By sufficiently increasing the distance between the boundary and the receiving element, noise caused by turbulence generated at the boundary during navigation is reduced to propagate to the receiving element.

【0009】更に特開平2−304385号公報には、
受波素子と共振周波数の等しい同調型吸収器を受波素子
の周囲に設けて、伝搬してくる振動をこれに吸収させる
ようにした水中航走体が開示されている。また、特開昭
57−168595号公報には、受波素子を油等の液体
を充填した密閉空間の中に配置した水中航走体が開示さ
れている。密閉空間は受波素子の取り付けられた音響ゴ
ムと本体部の外殻およびバックプレートによって形成さ
れ、ここに充填された液体によって受波素子への振動の
伝搬を抑えるようになっている。
Further, JP-A-2-304385 discloses that
A submersible vehicle is disclosed in which a tunable absorber having the same resonance frequency as that of the wave receiving element is provided around the wave receiving element so that the propagating vibration can be absorbed by the tuned absorber. Further, JP-A-57-168595 discloses an underwater vehicle in which a wave receiving element is arranged in a closed space filled with a liquid such as oil. The closed space is formed by the acoustic rubber to which the wave receiving element is attached, the outer shell of the main body and the back plate, and the liquid filled therein suppresses the propagation of vibration to the wave receiving element.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】これら従来の水中航走
体では振動遮断材や防振ゴムを設けることによって受波
素子への振動の伝搬を軽減するようになっている。しか
しながら、振動遮断材や防振ゴムによる振動低減の効果
は、特定の振動モードや特定の周波数領域に限られてお
り、広い周波数帯域に渡って振動低減の効果が得ること
はできない。このため、広い周波数範囲で水中から伝搬
してくる音波を受波したい場合には、その帯域内にエン
ジン等の振動により信号対雑音比の劣化する周波数帯が
生じてしまうという問題がある。
In these conventional underwater vehicles, a vibration isolation material and a vibration isolation rubber are provided to reduce the propagation of vibration to the wave receiving element. However, the effect of reducing vibration by the vibration isolating material and the vibration-proof rubber is limited to a specific vibration mode and a specific frequency region, and the effect of reducing vibration over a wide frequency band cannot be obtained. Therefore, when it is desired to receive a sound wave propagating from underwater in a wide frequency range, there is a problem that a frequency band in which the signal-to-noise ratio is deteriorated due to vibration of an engine or the like is generated in the band.

【0011】同調型吸収器を設けた場合や、耐圧殻をF
RP等の高インピーダンス材料で形成した場合にも、振
動遮断材や防振ゴムの場合と同様に広い帯域に渡って振
動の伝搬を低減することはできず、同様の問題が発生す
る。また、振動遮断材や防振ゴムは振動低減の効果を得
るためにその機械インピーダンスが低く、その硬度はそ
れほど高くない。このため、水深が大きくなると深度圧
によってつぶれて変形してしまう。たとえば、図5に示
した遮音材115を独立気泡入りのゴムで形成した場合
には、水中航走体の使用可能な深度が数10メートル程
度に制限されてしまうという問題がある。
When a tunable absorber is provided or the pressure-resistant shell is F
Even when formed of a high-impedance material such as RP, the propagation of vibration cannot be reduced over a wide band as in the case of the vibration isolating material or the vibration isolating rubber, and the same problem occurs. Further, the vibration isolating material and the vibration isolating rubber have a low mechanical impedance and a not so high hardness in order to obtain a vibration reducing effect. For this reason, when the water depth increases, the water is crushed and deformed by the depth pressure. For example, when the sound insulating material 115 shown in FIG. 5 is formed of rubber containing closed cells, there is a problem that the usable depth of the underwater vehicle is limited to about several tens of meters.

【0012】特開昭57−168595号公報のように
油等の液体を充填した密閉空間の中に受波素子を配置し
た場合には、アルミニウム合金等で形成された本体部と
液体との間の機械インピーダンス比が大きくなり、広い
帯域に渡って振動を低減することができる。しかしなが
ら、密閉した空間の一方向からだけ水圧が加わるので、
高い水圧下において密閉空間を維持することが難しく、
水中航走体の使用可能な深度を大きくすることができな
いという問題がある。
When a wave receiving element is arranged in a closed space filled with a liquid such as oil as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-168595, a gap between the liquid and a main body made of aluminum alloy or the like is required. Has a large mechanical impedance ratio, and vibration can be reduced over a wide band. However, since water pressure is applied only from one direction of the enclosed space,
It is difficult to maintain a closed space under high water pressure,
There is a problem that the usable depth of the underwater vehicle cannot be increased.

【0013】そこで本発明の第1の目的は、エンジンか
ら受波部への振動の伝搬を広い周波数帯域に渡って低減
できる水中航走体を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to provide an underwater vehicle capable of reducing the propagation of vibration from an engine to a wave receiving portion over a wide frequency band.

【0014】また本発明の第2の目的は、水中航走体の
使用可能な深度を大きくすることにある。
A second object of the present invention is to increase the usable depth of the underwater vehicle.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、全体としてほぼ筒状の形状を有しそのほぼ中央部を
軸方向に所定距離にわたって隣接する部位よりも短径と
した本体部と、この本体部の短径とした部分を覆うよう
に配置されこの外周面よりもわずかに大きな内周面を有
する筒状部材であって振動を受信する受波素子を埋設し
た受波部と、本体部の短径とした部分と受波部とのそれ
ぞれ対向する位置に配置され互いの反発力でこれらの間
に隙間を保つための磁石とを水中航走体に具備させてい
る。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a main body having a substantially cylindrical shape as a whole and having a substantially central portion having a shorter diameter than an adjacent portion over a predetermined distance in the axial direction. A receiving section in which a tubular element having an inner peripheral surface slightly larger than the outer peripheral surface and disposed to cover a portion having a shorter diameter of the main body portion and in which a receiving element for receiving vibration is embedded, The underwater vehicle has a magnet disposed at a position where the short diameter portion of the main body portion and the wave receiving portion are respectively opposed to each other and for maintaining a gap therebetween by a repulsive force of each other.

【0016】すなわち請求項1記載の発明では、磁石の
反発力によって受波部と本体部との間に隙間を保つこと
で、本体部から受波部に振動が伝搬することを低減して
いる。また、水中では磁石の反発力で形成された隙間が
水で満たされる。この水と本体部との間の機械インピー
ダンス比は大きいので、広い周波数帯域において振動の
伝搬を低減することができる。また、隙間を水が満たす
ことで受波部はその内側と外側から同じ水圧を受けるの
で、水圧による変形や破壊が生じ難い。
That is, in the first aspect of the present invention, by maintaining a gap between the wave receiving portion and the main body by the repulsive force of the magnet, the propagation of vibration from the main body to the wave receiving portion is reduced. . Further, in water, the gap formed by the repulsive force of the magnet is filled with water. Since the mechanical impedance ratio between the water and the main body is large, it is possible to reduce the propagation of vibration in a wide frequency band. Further, since the gap is filled with water, the wave receiving unit receives the same water pressure from inside and outside thereof, so that deformation and breakage due to the water pressure hardly occur.

【0017】請求項2記載の発明では、受波部が円筒状
をしており、この受波部の両端と隣接した本体部の外周
部分が受波部の外周部分とほぼ同一直径の円形をなし、
短径とした部分の外周は受波部の内周部分よりもわずか
に短くなっている。
According to the second aspect of the invention, the wave receiving portion has a cylindrical shape, and the outer peripheral portion of the main body adjacent to both ends of the wave receiving portion has a circular shape having substantially the same diameter as the outer peripheral portion of the wave receiving portion. None,
The outer circumference of the portion with a short diameter is slightly shorter than the inner circumference of the wave receiving portion.

【0018】すなわち請求項2記載の発明では、受波部
は円筒状の形状をしており、受波部の両端と隣接する本
体部の外周部分が受波部の外周部分とほぼ同一の直径を
している。これにより、受波部と本体部の外周部分での
段差が少なくなり航行中に生じる乱流が少なくなり、こ
れに起因する振動が受波部で受信され難くなる。
That is, according to the second aspect of the present invention, the wave receiving portion has a cylindrical shape, and the outer peripheral portion of the main body portion adjacent to both ends of the wave receiving portion has substantially the same diameter as the outer peripheral portion of the wave receiving portion. You are. As a result, the step difference between the wave receiving portion and the outer peripheral portion of the main body portion is reduced, the turbulent flow generated during navigation is reduced, and the resulting vibration becomes difficult to be received by the wave receiving portion.

【0019】また、磁石の反発によって受波部の内周部
分と本体部の短径とした部分の外周部の間に隙間が形成
されるので、本体部から受波部への振動の伝搬が軽減さ
れる。更に、受波部は円筒形状をしているので水圧に対
してその強度が強く、使用可能な深度を大きくすること
ができる。
Further, since a gap is formed between the inner peripheral portion of the wave receiving portion and the outer peripheral portion of the shorter diameter portion of the main body portion due to the repulsion of the magnet, propagation of vibration from the main body portion to the wave receiving portion is prevented. It is reduced. Further, since the wave receiving portion has a cylindrical shape, its strength against water pressure is strong, and the usable depth can be increased.

【0020】請求項3記載の発明では、本体部には推進
用のエンジンが配置されており、受波素子は水中を伝搬
する音波を検出するための素子である。
According to the third aspect of the present invention, a propulsion engine is disposed in the main body, and the wave receiving element is an element for detecting a sound wave propagating in water.

【0021】すなわち請求項3記載の発明では、磁石の
反発力によって形成された隙間によって本体部に配置さ
れた推進用のエンジンの振動が水中を伝搬する音波を検
出する受波素子に伝搬し難くなっている。したがって受
波素子の出力する信号の信号対雑音比を良くすることが
できる。
That is, according to the third aspect of the invention, the vibration of the propulsion engine arranged in the main body portion is difficult to propagate to the wave receiving element for detecting the sound wave propagating in the water due to the gap formed by the repulsive force of the magnet. Has become. Therefore, the signal-to-noise ratio of the signal output from the wave receiving element can be improved.

【0022】請求項4記載の発明では、受波部の両端部
とこれらに対向する本体部との間には、それぞれ気密用
の環状部材が挟持されている。
In the invention of claim 4, an airtight annular member is sandwiched between both end portions of the wave receiving portion and the main body portion facing them.

【0023】すなわち請求項4記載の発明では、気密用
の環状部材を挟持することによって磁石の反発力で形成
された隙間に水中で水が入り込まないようになってい
る。気密状態の隙間に満たされた空気と本体部との間の
機械インピーダンスは水との間のそれよりも更に大きい
ので、広い周波数帯域においてより効果的に振動の伝搬
を低減することができる。
In other words, according to the fourth aspect of the invention, water is prevented from entering the gap formed by the repulsive force of the magnet by sandwiching the annular member for airtightness. Since the mechanical impedance between the air filled in the airtight gap and the main body is even larger than that between water, vibration propagation can be reduced more effectively in a wide frequency band.

【0024】請求項5記載の発明では、環状部材は機械
インピーダンス比の大きい弾性部材としてのオーリング
を用いている。
According to the fifth aspect of the present invention, the annular member uses an O-ring as an elastic member having a large mechanical impedance ratio.

【0025】すなわち請求項5記載の発明では、気密用
の環状部材は機械インピーダンス比の大きい弾性部材と
してのオーリングを用いているので、これを伝わって本
体部から受波部へ振動が伝搬することを少なく抑えるこ
とができる。
That is, according to the fifth aspect of the present invention, the annular member for airtightness uses an O-ring as an elastic member having a large mechanical impedance ratio, so that the vibration is propagated from the main body portion to the wave receiving portion along this. Can be reduced.

【0026】[0026]

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.

【0027】図1は、本発明の一実施例における水中航
走体の受波部とその周辺の断面を表わしたものであり、
図5とほぼ対応するものである。水中航走体のほぼ中央
部分に存在する受波部15は円筒状をしているので、図
5に示す断面構造は上下対称となっている。このため、
図示を簡略化するために各部品は図の上側についてだけ
符号を付している。また、水中航走体の全体的な形状
は、図4に示した従来のものと同様である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a wave receiving portion of a submerged vehicle and its periphery according to an embodiment of the present invention.
This corresponds substantially to FIG. Since the wave receiving portion 15 existing substantially at the center of the underwater vehicle has a cylindrical shape, the sectional structure shown in FIG. 5 is vertically symmetric. For this reason,
For simplicity of illustration, each component is given a reference numeral only in the upper part of the figure. The overall shape of the underwater vehicle is the same as the conventional one shown in FIG.

【0028】本体部はエンジン(図4参照)を収納した
本体後部11と、先端側の本体頭部12とを分離自在に
接合した構成となっており、接合面はオーリング13と
ボルト14によって水密結合されるようになっている。
本体頭部12は、所定の厚さのアルミニウム合金等の金
属材料で形成されており、その本体後部11側は所定の
長さにわたってその周囲よりも短径となっている。
The main body has a structure in which a rear part 11 of the main body containing the engine (see FIG. 4) and a main body head 12 on the front end side are detachably joined to each other. It is designed to be watertight.
The main body head 12 is formed of a metal material such as an aluminum alloy having a predetermined thickness, and has a main body rear portion 11 side having a shorter diameter than its periphery over a predetermined length.

【0029】また、本体後部11も同じく所定の厚さの
アルミニウム合金等の金属材料で形成されている。した
がって、ボルト14によって本体後部11と本体頭部1
2を結合した状態では、水中航走体のほぼ中央部分に断
面形状で凹形の短径部15が形成されるようになってい
る。
The rear portion 11 of the main body is also formed of a metal material such as an aluminum alloy having a predetermined thickness. Therefore, the main body rear part 11 and the main body head 1 are
In a state where the two are connected, a concave short-diameter portion 15 having a cross-sectional shape is formed substantially at the center of the underwater vehicle.

【0030】この短径部15には、これを覆うように円
筒状の受波部16が配置されている。この受波部16
は、その内径が短径部15の外径よりも若干大きい。ま
た受波部16の外径は短径部15の短径部分と隣接する
本体後部11の外周部分の径と等しくなっている。受波
部16は、本体後部11と本体頭部12をオーリング1
3およびボルト14によって結合する前の時点で前記し
た短径部分にはめ込まれることになる。
A cylindrical wave receiving portion 16 is disposed on the short diameter portion 15 so as to cover the short diameter portion 15. This wave receiving section 16
Has a slightly larger inner diameter than the outer diameter of the short diameter portion 15. The outer diameter of the wave receiving portion 16 is equal to the diameter of the outer peripheral portion of the main body rear portion 11 adjacent to the minor diameter portion of the minor diameter portion 15. The wave receiving unit 16 is configured such that the main body rear portion 11 and the main body
Before being joined by the bolt 3 and the bolt 14, it is fitted into the above-mentioned minor diameter portion.

【0031】本体後部11の短径部15と受波部16の
これに対向する各部位には、それぞれ同極(例えばS
極)の永久磁石18、19が埋設されている。これらの
永久磁石18、19の反発力によって受波部16と短径
部15の間には所定間隔の隙間17が設けられ、受波部
16と本体部11、12が非接触状態を保つようになっ
ている。
The short-diameter portion 15 of the rear portion 11 of the main body and the opposite portions of the wave receiving portion 16 have the same polarity (for example, S
) Permanent magnets 18 and 19 are embedded. A gap 17 is provided at a predetermined interval between the wave receiving portion 16 and the short diameter portion 15 due to the repulsive force of these permanent magnets 18 and 19 so that the wave receiving portion 16 and the main body portions 11 and 12 maintain a non-contact state. It has become.

【0032】受波部16は円筒状でその両端にフランジ
の付いた形状の支持部21を備えている。支持部21の
両フランジの間には、フランジの高さと一致するように
ウレタン系樹脂22が充填されている。ウレタン系樹脂
22には、受波素子23が埋設されている。受波素子2
3のリード線24は、水密コネクタ25を通って本体後
部11の図示しない回路部分に導かれている。支持部2
1、本体部11、12はそれぞれアルミニウム合金で形
成されている。
The wave receiving portion 16 has a cylindrical supporting portion 21 having flanges at both ends. A urethane resin 22 is filled between the two flanges of the support portion 21 so as to match the height of the flanges. A wave receiving element 23 is embedded in the urethane resin 22. Receiving element 2
The third lead wire 24 is guided to a circuit portion (not shown) of the rear portion 11 of the main body through a watertight connector 25. Support part 2
1, the main body parts 11 and 12 are each formed of an aluminum alloy.

【0033】水中から到来する音波は、ウレタン系樹脂
22を介して受波素子23を振動させるようになってい
る。受波素子23は、セラミック系の圧電素子で構成さ
れており、振動を受けることによってこれに応じた電気
信号を出力することになる。受波素子23としては、こ
の他にピエゾ素子あるいは圧電ゴムなどを用いることが
できる。
A sound wave arriving from underwater vibrates the wave receiving element 23 via the urethane resin 22. The wave receiving element 23 is composed of a ceramic piezoelectric element, and outputs an electric signal corresponding to the vibration when receiving the vibration. As the wave receiving element 23, a piezo element, a piezoelectric rubber, or the like can be used.

【0034】図2は、図1に示した水中航走体の受波部
をその中心軸と垂直な方向に切断したものである。本体
部12には、その円周方向に所定の間隔で永久磁石18
が配置されている。支持部21の内周面にはこれらの磁
石18と対向する位置に同一極性の永久磁石19が配置
されており、これらの間の反発力によって隙間17が形
成されるようになっている。受波素子23は、ウレタン
系樹脂22の内部に配置されている。この水中航走体は
所定範囲の角度から到来する音波を受信するようになっ
ており、受波素子23はその範囲に対応する部分にのみ
設けられている。
FIG. 2 is a sectional view of the underwater vehicle shown in FIG. 1 in a direction perpendicular to the central axis of the wave receiving portion. The body part 12 has permanent magnets 18 at predetermined intervals in its circumferential direction.
Is arranged. Permanent magnets 19 of the same polarity are arranged on the inner peripheral surface of the support portion 21 at positions facing these magnets 18, and a gap 17 is formed by the repulsive force between them. The wave receiving element 23 is arranged inside the urethane resin 22. The underwater vehicle is adapted to receive sound waves coming from an angle within a predetermined range, and the wave receiving element 23 is provided only in a portion corresponding to the range.

【0035】以上のような構成の水中航走体を水中に配
置すると、図1に示した隙間17を水が満たすことにな
る。隙間17内の水は機械インピーダンス障壁になる。
したがって、エンジン102の発生する振動が受波部1
6に伝搬するのを著しく低減させることができる。ま
た、水と本体頭部12あるいは本体後部11を構成する
アルミニウム合金との間の機械インピーダンス比は大き
く、広い周波数帯域に渡って振動の伝搬を軽減すること
ができる。この結果、信号対雑音比の良好な周波数帯域
を広くすることができる。
When the underwater vehicle having the above-described configuration is arranged in water, the gap 17 shown in FIG. 1 is filled with water. The water in the gap 17 becomes a mechanical impedance barrier.
Therefore, the vibration generated by the engine 102
6 can be significantly reduced. Further, the mechanical impedance ratio between water and the aluminum alloy constituting the main body head 12 or the main body rear part 11 is large, and the propagation of vibration can be reduced over a wide frequency band. As a result, a frequency band with a good signal-to-noise ratio can be widened.

【0036】また、隙間17を水が満たすことによっ
て、受波部16はその内周側と外周側から等しい水圧を
受ける。このため、たとえ水圧が高くてもその影響は打
ち消され、永久磁石18、19の反発力によって隙間1
7が保持される。この結果、深度圧の高いところまで水
中航走体を使用することができ、より深い場所まで航行
が可能になる。
When the gap 17 is filled with water, the wave receiving portion 16 receives equal water pressure from the inner peripheral side and the outer peripheral side. Therefore, even if the water pressure is high, its influence is canceled out, and the repulsive force of the permanent magnets 18 and 19 makes the gap 1
7 is retained. As a result, the underwater vehicle can be used to a place where the depth pressure is high, and it is possible to navigate to a deeper place.

【0037】変形例 Modification

【0038】図3は、本発明の変形例における水中航走
体の受波部の断面を表わしたものである。図1と同一部
分には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。こ
の変形例の水中航走体では、受波部16の支持部21と
水中航走体の本体部11、12の対向する箇所にオー
(O)リング31を配置している。オーリング31はゴ
ム系の材料で形成されており、本体部と受波部の間を気
密状態にして隙間17への水の侵入を防ぐようになって
いる。
FIG. 3 shows a cross section of a wave receiving portion of an underwater vehicle according to a modification of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be appropriately omitted. In the underwater vehicle according to this modified example, an O (O) ring 31 is disposed at a position where the support 21 of the wave receiving unit 16 and the main body portions 11 and 12 of the underwater vehicle oppose each other. The O-ring 31 is formed of a rubber-based material, and the space between the main body portion and the wave receiving portion is made airtight to prevent water from entering the gap 17.

【0039】したがって、この変形例の水中航走体を水
中に配置した場合、隙間17は空気層によって満たされ
る。また、オーリング31の機械インピーダンスは水の
それとほぼ等しいので、オーリング31を介して本体部
から受波部16へ振動が伝搬することは少ない。永久磁
石18は短径部15における本体部の外周部分と、支持
部21の内周部分に設けられており、その反発力によっ
て隙間17を形成するようになっていることは先の実施
例と同様である。
Therefore, when the underwater vehicle of this modification is placed in water, the gap 17 is filled with the air layer. Since the mechanical impedance of the O-ring 31 is almost equal to that of water, the propagation of vibration from the main body to the wave receiving section 16 via the O-ring 31 is small. The permanent magnets 18 are provided on the outer peripheral portion of the main body portion in the short diameter portion 15 and on the inner peripheral portion of the support portion 21, and the gap 17 is formed by the repulsive force. The same is true.

【0040】この変形例で隙間17に存在する空気と本
体部11、12を構成するアルミニウム合金との間の機
械インピーダンス比は、水との間のそれに比べて更に大
きい。したがって、空気層を保持することによってより
効果的に振動の伝搬を軽減することができる。
In this modification, the mechanical impedance ratio between the air existing in the gap 17 and the aluminum alloy forming the main body portions 11 and 12 is even larger than that between water and water. Therefore, propagation of vibration can be reduced more effectively by maintaining the air layer.

【0041】また、この変形例では隙間17は空気によ
って満たされているので、水圧は受波部16の外周側か
らだけ作用することになる。しかしながら、支持部21
は所定の厚さのアルミニウム合金によって構成されてい
るので、水圧によって受波部16が変形することはな
い。更に受波部16の形状は水圧に対して大きな強度の
得られえる円筒状になっているので、水中航走体の航行
可能な深度を大きくすることができる。
In this modification, since the gap 17 is filled with air, the water pressure acts only from the outer peripheral side of the wave receiving section 16. However, the support 21
Is made of an aluminum alloy having a predetermined thickness, the water receiving portion 16 is not deformed by water pressure. Furthermore, since the wave receiving portion 16 has a cylindrical shape capable of obtaining a large strength against water pressure, the navigable depth of the underwater vehicle can be increased.

【0042】また、円筒状の受波部16にはその外周面
の全ての方向から均等な水圧が加わる。このような均等
な水圧によっていずれかに偏るような力は相殺され、受
波部16は本体部11、12と同心状に配置されること
になる。このため、永久磁石18の反発力は、水圧に関
係なく重力に抗して隙間17を形成できるだけの大きさ
があればよい。
Further, a uniform water pressure is applied to the cylindrical wave receiving portion 16 from all directions on its outer peripheral surface. Such an even water pressure cancels out any biased force, and the wave receiving unit 16 is arranged concentrically with the main bodies 11 and 12. Therefore, the repulsive force of the permanent magnet 18 only needs to be large enough to form the gap 17 against gravity regardless of the water pressure.

【0043】更に変形例では、気密された隙間17内の
空気の機械インピーダンスはアルミニウム合金の支持部
21やウレタン系樹脂22のそれらと大きく相違してい
るので、その境界で音波を反射する効果が大きい。この
ため、隙間17の空気は背面材としての効果を持ってお
り、受波部の受信感度を向上させる役割も果たしてい
る。
Further, in the modified example, the mechanical impedance of the air in the airtight gap 17 is significantly different from those of the aluminum alloy support 21 and the urethane resin 22, so that the effect of reflecting sound waves at the boundary is effective. large. Therefore, the air in the gap 17 has an effect as a backing material, and also plays a role of improving the receiving sensitivity of the wave receiving portion.

【0044】この他、隙間17よりも薄いゴム製の衝撃
緩衝材を、受波部16と本体部のそれぞれ対向する面に
設けることで、発進や停止時の急激な加速度により隙間
17がつぶれたり、支持部21と本体部11、12が接
触破壊を起こす事態を防止することができる。また、予
め隙間17にひまし油等のオイルを充填してゴムバンド
などで封印し受波部と本体部との境界部をより滑らかに
仕上げるようにすれば、境界部における乱流の発生を防
止することができ、航行中に生じる乱流に起因した雑音
を低減することができる。
In addition to this, by providing a shock absorbing material made of rubber, which is thinner than the gap 17, on the surfaces of the wave receiving portion 16 and the body portion which face each other, the gap 17 is crushed by sudden acceleration at the time of starting or stopping. It is possible to prevent a situation in which the support portion 21 and the main body portions 11 and 12 cause contact damage. If the gap 17 is filled with oil such as castor oil in advance and sealed with a rubber band or the like so as to finish the boundary between the wave receiving portion and the main body more smoothly, occurrence of turbulent flow at the boundary is prevented. Noise generated by turbulence generated during navigation can be reduced.

【0045】なお、実施例および変形例では水中航走体
に永久磁石を使用したが、これを電磁石あるいは永久磁
石と電磁石の組み合わせによって構成することも可能で
ある。また、エンジンの位置等の水中航走体の全体的な
配置構造は適宜変更可能であることは当然である。
Although the permanent magnets are used for the underwater vehicle in the embodiments and the modified examples, it is also possible to construct them by electromagnets or a combination of permanent magnets and electromagnets. In addition, it goes without saying that the overall arrangement structure of the underwater vehicle such as the position of the engine can be appropriately changed.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、磁石の反発力によって受波部と本体部の間に
は隙間が形成されるので、本体部の振動が受波部に伝搬
することを広い周波数帯域にわたって低減することがで
きる。また、水中では隙間に水が入ることで受波部はそ
の内側と外側から等しい水圧を受けるので、変形や破壊
が生じ難くく、使用可能な深度を大きくすることができ
る。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a gap is formed between the wave receiving portion and the main body portion by the repulsive force of the magnet, so that the vibration of the main body portion is reduced. Can be reduced over a wide frequency band. Further, in the water, when water enters the gap, the wave receiving portion receives equal water pressure from the inside and outside thereof, so that deformation or destruction is unlikely to occur, and the usable depth can be increased.

【0047】また請求項2記載の発明によれば、受波部
は円筒状であり、その両端と隣接する本体部の外周部分
の直径が受波部の外周部分とほぼ等しいのでこれらの段
差に起因する航行中の乱流が少なく、受波部で受信され
る乱流による雑音が少なくなる。また、磁石の反発によ
って受波部の内周部分と本体部の短径部分の外周部の間
に隙間が形成されるので、本体部から受波部への振動の
伝搬が軽減される。更に、受波部は円筒状をしているの
で水圧に対してその強度が強く、使用可能な深度を大き
くすることができる。
According to the second aspect of the present invention, the wave receiving portion is cylindrical, and the diameter of the outer peripheral portion of the main body portion adjacent to both ends thereof is substantially equal to the outer peripheral portion of the wave receiving portion. The resulting turbulence during navigation is small, and noise due to the turbulence received by the wave receiving unit is reduced. Further, since a gap is formed between the inner peripheral portion of the wave receiving portion and the outer peripheral portion of the short diameter portion of the main body portion due to the repulsion of the magnet, propagation of vibration from the main body portion to the wave receiving portion is reduced. Furthermore, since the wave receiving portion has a cylindrical shape, its strength is strong against water pressure, and the usable depth can be increased.

【0048】更に請求項3記載の発明によれば、磁石の
反発力によって形成された隙間によって本体部に配置さ
れた推進用のエンジンの振動が水中を伝搬する音波を検
出する受波素子に伝搬し難くなっている。したがってエ
ンジンの振動による信号対雑音比の劣化を軽減すること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, the vibration of the propulsion engine disposed in the main body is propagated to the wave receiving element for detecting the sound wave propagating in the water by the gap formed by the repulsive force of the magnet. It is difficult to do. Therefore, deterioration of the signal-to-noise ratio due to engine vibration can be reduced.

【0049】また請求項4記載の発明によれば、磁石の
反発力で形成された隙間を環状部材で気密したので、水
中でも隙間に空気層が保持され広い周波数帯域において
より効果的に振動の伝搬を低減することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the gap formed by the repulsive force of the magnet is sealed with the annular member, an air layer is maintained in the gap even in water, so that the vibration can be more effectively generated in a wide frequency band. Propagation can be reduced.

【0050】更に請求項5記載の発明によれば、気密用
の環状部材は機械インピーダンス比の大きい弾性部材と
してのオーリングを用いているので、これを伝わって本
体部から受波部へ振動が伝搬することを少なく抑えるこ
とができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the hermetic annular member uses an O-ring as an elastic member having a large mechanical impedance ratio, vibration is transmitted from the main body to the wave receiving portion by transmitting the O-ring. Propagation can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における水中航走体のほぼ中
央部分の断面構造を表わした断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a sectional structure of a substantially central portion of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した水中航走体の受波部を軸方向と直
角方向に切断した状態の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the underwater vehicle shown in FIG. 1 in a state where a wave receiving unit is cut in a direction perpendicular to an axial direction.

【図3】本発明の変形例における水中航走体のほぼ中央
部分の断面構造を表わした断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a sectional structure of a substantially central portion of an underwater vehicle according to a modified example of the present invention.

【図4】従来から使用されている水中航走体の外観を表
わした平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing the appearance of a conventionally used underwater vehicle.

【図5】従来から使用されている水中航走体のほぼ中央
部分の断面構造を表わした断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a sectional structure of a substantially central portion of a conventional underwater vehicle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12 水中航走体の本体部 15 短径部 16 受波部 17 隙間 18、19 永久磁石 21 受波部の支持部 22 ウレタン系樹脂 23 受波素子 31 オーリング 11, 12 Body of underwater vehicle 15 Short diameter part 16 Wave receiving part 17 Gap 18, 19 Permanent magnet 21 Support part of wave receiving part 22 Urethane resin 23 Wave receiving element 31 O-ring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04R 1/44 330 D ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H04R 1/44 330 D

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 全体としてほぼ筒状の形状を有しそのほ
ぼ中央部を軸方向に所定距離にわたって隣接する部位よ
りも短径とした本体部と、 この本体部の前記短径とした部分を覆うように配置され
この外周面よりもわずかに大きな内周面を有する筒状部
材であって振動を受信する受波素子を埋設した受波部
と、 前記本体部の短径とした部分と受波部とのそれぞれ対向
する位置に配置され互いの反発力でこれらの間に隙間を
保つための磁石とを具備することを特徴とする水中航走
体。
1. A main body having a substantially cylindrical shape as a whole and having a substantially central portion having a shorter diameter than an adjacent portion over a predetermined distance in an axial direction, and a portion having the shorter diameter of the main body. A receiving part which is arranged to cover and has a receiving element embedded therein for receiving vibration, the receiving part being a cylindrical member having an inner peripheral surface slightly larger than the outer peripheral surface; An underwater vehicle comprising: a magnet disposed at a position facing each of the wave portions and a magnet for maintaining a gap therebetween by repulsive force of each other.
【請求項2】 前記受波部が円筒状をしており、この受
波部の両端と隣接した前記本体部の外周部分が受波部の
外周部分とほぼ同一直径の円形をなし、前記短径とした
部分の外周は受波部の内周部分よりもわずかに短くなっ
ていることを特徴とする請求項1記載の水中航走体。
2. The wave receiving portion has a cylindrical shape, and an outer peripheral portion of the main body adjacent to both ends of the wave receiving portion forms a circle having substantially the same diameter as an outer peripheral portion of the wave receiving portion. The underwater vehicle according to claim 1, wherein an outer periphery of the portion having a diameter is slightly shorter than an inner periphery of the wave receiving portion.
【請求項3】 前記本体部には推進用のエンジンが配置
されており、前記受波素子は水中を伝搬する音波を検出
するための素子であることを特徴とする請求項1または
請求項2記載の水中航走体。
3. A propulsion engine is disposed in the main body, and the wave receiving element is an element for detecting a sound wave propagating in water. Underwater vehicle as described.
【請求項4】 前記受波部の両端部とこれらに対向する
前記本体部との間には、それぞれ気密用の環状部材が挟
持されていることを特徴とする請求項2または請求項3
記載の水中航走体。
4. An airtight annular member is sandwiched between both ends of the wave receiving portion and the main body portion facing the both ends, respectively.
Underwater vehicle described.
【請求項5】 前記環状部材は機械インピーダンス比の
大きい弾性部材としてのオーリングであることを特徴と
する請求項4記載の水中航走体。
5. The underwater vehicle according to claim 4, wherein the annular member is an O-ring as an elastic member having a large mechanical impedance ratio.
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