JPS6140597B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ソノブイ（自動電波発信浮標、無線
音響ブイ）を海面のフロートの下方に安定に配置
する装置に関する。

ソノブイは、一般に洋上で使用され海面のフロ
ートにつながれて海面下に配置される。飛行機か
ら投下されるソノブイの場合、ソノブイを収納す
るハウジングの上方部分には空中の落下速度を制
御するためのパラシユートが取り付けられる。ハ
ウジングは、更に、フロートと、例えば圧縮ガス
円筒から成るフロート放出装置とを有し、この放
出装置は水面に接触したとき作動してフロートを
放出し、そのフロートの下にソノブイがつり下げ
られる。

そのソノブイがソナー信号を所定の方向に送信
及び／又は受信するためトランスデユーサ又はト
ランスデユーサ・アレイを搭載する場合、問題が
生じる。ソナー信号を送信及び／又は受信する方
向を決定するための基準軸を確保するためには、
ソノブイが所定の深さに沈んで配置されるときソ
ノブイの長手方向軸が垂直に維持されることが望
ましい。しかし、従来のソノブイ配置装置におい
ては、波の運動のため、また、海流等によりフロ
ートのある海面付近と海中のブイが配置される付
近との海水の移動速度の差とソノブイをフロート
に留めるケーブルの張力との相互作用のために、
ソノブイのロツキング運動が誘導され、それによ
つてソノブイの長手方向軸が垂直方向に対して連
続的に変動してしまう。

従来の前記問題は、本発明によるソノブイ安定
化装置によつて解消される。本発明のソノブイ安
定化装置は、波の運動による影響を排除し、ソノ
ブイの長手方向軸を垂直に維持するような方法で
フロートにつながれたケーブルによつて所定の深
さにつるされる。本発明によれば、安定化装置は
ハウジングを含み、ハウジングの上方チヤンバか
らパラシユートを排出して海中に配置されたと
き、重心及び浮力の中心がチヤンバの底部より下
方に位置するようになされる。フロートにソノブ
イをつなぐケーブルは、重心及び浮力の中心より
も上方のピボツトに取りつけられ、チヤンバの中
心部分に沿つてその側面に接触しないように通さ
れている。ソノブイの長手方向軸の周りに対称的
に配置されたフインは、ハウジングの円筒表面か
ら接線方向に伸びている。ソノブイは船舶の舷側
から海に降ろすか、あるいは飛行機から海に投下
することによつて配置される。このとき、ブイの
重心及び浮力の中心は、ケーブルが取付けられる
ピボツトの下方の上側チヤンバ底部近傍にくるよ
うにされる。これによつて、波の運動に影響され
ずにブイを垂直方向に維持することができる。

本発明の実施例においては、フインはソノブイ
（実施例の説明においては「無線音響ブイ」を使
用する。）が展開される前の状態ではハウジング
の外側部分に固定されているフレキシブルな金属
シートで構成され、このフインは無線音響ブイが
配置される際に金属シートの弾性によつて外方に
展開するようになされている。直径方向位置に互
いに対向して配設された一対のフインがうまく展
開すると、各フインは短かい脚部と、長い脚部と
を有し、ハウジングの筒状表面上に取付けられた
フインの形状は無線音響ブイの長手方向軸線の周
りに対称な２つの直交方向に流体力学的な力を発
生するようになされている。海面の水と、無線音
響ブイの深さにおける水との間に流速の差があれ
ば、ケーブルが垂直状態から傾斜して無線音響ブ
イをゆつくりと水中で引つ張る。各フインに短い
脚及び長い脚があることにより、フインの面が引
つ張られる方向に対して一定の角度をもつことに
なる。従来の無線音響ブイにおいては、ケーブル
によつて無線音響ブイを引つ張ると、無線音響ブ
イが引つ張られる方向に対して横方向に揺動す
る、現象が生じていた。しかし本発明のソノブイ
安定仕装置に依れば、上述の揺動現象を原理的に
除去することができる。これに加えて、フインの
形状は予定の深さに無線音響ブイを沈めている状
態で従来の場合より大きな安定性示した。

以下図面について本発明の一例を詳述するに、
第１図〜第４図において本発明に依る無線音響ブ
イ２０は直径方向に対向するように一対のフイン
２４をもつ筒状ハウジング２２を含んでなり、こ
のフインは筒状ハウジング２２の接線方向に取付
けられている。フイン２４は無線音響ブイ２０の
長手方向軸２６にほぼ平行な面上に延長する。

無線音響ブイ２０は海２８中に配置した状態と
して図示され、従つてハウジング２２の上側チヤ
ンバ３０は中空の状態にあるように図示されてい
るが、無線音響ブイ２０を飛行機（図示せず）か
ら海２８中に落下させた時にパラシユート（第６
図）及びフロート３２がチヤンバ３０からとび出
すようになされている。ケーブル３４は無線音響
ブイ２０をフロート３２に保持し、ケーブル３４
の下端がハウジング２２内部にチヤンバ３０の底
に回動自在に取付けられ、これに対してケーブル
３４の上側端がフロート３２に取付けられてい
る。チヤンバ３０の頂部には開口３６が設けら
れ、この開口はピボツト３８に取り付けられたケ
ーブルが開口のへりに接触することなく無線音響
ブイ２０をつり下げられるように充分大きくして
ある。ピボツト３８、無線音響ブイ２０の浮力中
心線１５及び重心はすべて軸線２６上にある。

第３図に示すように、無線音響ブイの重心及び
浮力中心（図中には中心として示す。）はピボツ
ト３８の下にある。本発明の実施例において無線
音響ブイの浮力中心と重心との間の距離は無線音
響ブイ２０の全長のほぼ５〔％〕より小さくなる
ようになされている。またピボツト３８と無線音
響ブイの浮力中心との間の距離はハウジング２２
の全長に対して10〔％〕〜20〔％〕の範囲に選定
されている。ハウジング２２の長さの開口直径に
対する比率は３対１から10対１の範囲に選定され
る。チヤンバ３０の長さはハウジング２２の全長
の40〔％〕〜60〔％〕の範囲に選定される。第１
図の無線音響ブイ２０の重量は7.7Kg（39ポン
ド）である。これらの寸法は、水の乱流、例えば
高速水流の乱流に適合するように増減させること
ができる。上述の寸法範囲は浅い所から百数十メ
ートル（数百フイート）の深さまでの海洋に無線
音響ブイを展開させるに有効であつた。

第４図の平面図はフインアツセンブリ２３と、
第３図に示した大きさをもつ無線音響ブイを使用
した場合の個々のフイン２４の大きさを示したも
のである。フイン２４は２つの平行側面部をも
ち、この側面部は第１図のハウジング２２から横
方向に垂直側面部４３、内方傾斜側面部４４へと
延長している。本発明の実施例として、頂点４６
及び側面部４１は開口３６の近傍に配設され、ま
た側面部４２が無線音響ブイ２０の鼻部４７に向
つて延長している。フイン２４のベース部はフイ
ン２４を短い脚部５０と長い脚部５２とに分離
し、またベース部４８はフイン２４をフインアツ
センブリ２３に固定している。

ピボツト３８はケーブル３４をハウジング２２
に保持し、上側チヤンバ３０を下側チヤンバ５８
から分離する隔壁５６とその上のボス５４からな
る。ケーブル３４は電気信号を無線音響ブイ２０
の電子装置６０からアンテナ６２を介して飛行機
へ送信するための電気的導体でなる。ケーブル３
４は無線音響ブイ２０を支持するに十分な強さを
もつている。ケーブル３４はしつかりとボス５４
に結合された結合片６６をもつた編目ジヤケツト
を介してボス５４に取付けられている。ケーブル
３４はジヤケツト６４を通つた後に隔壁５６に設
けられた開口を通つて装置６０に接続される。装
置６０はバツテリ６９から電源が与えられ、トラ
ンスデユーサ素子６８（第３図に部分的に示す）
を介して音響波を送波、受波する回路を含み、こ
のトランスデユーサ素子６８はハウジング２２の
中心部分の周囲を取り巻くように取付けられてい
る。

第１図において無線音響ブイ２０の近傍に示し
た座標軸７０はケーブル３４を含む面と、フイン
２４の１つを含む面との相対的方向を示してい
る。第１図において、海２８の動きには２つの特
徴がある。第１の特徴は、海面上の波の動きでフ
ロート３２を上下させる動きである。第２の特徴
は、無線音響ブイ２０の位置の海水の水平方向移
動速度とフロート３２のある海面の水平方向移動
速度とが相違することである。このように無線音
響ブイ２０位置での流速と、フロート３２位置で
の流速とが水平面において異なつている。第１図
に示すようにフロート３２は無線音響ブイ２０の
右の方向に動いているので、ブイ２０を引つ張る
ことになる。引つ張り方向は座標軸で示される。
引つ張り方向はケーブル３４の面と一致し、従つ
て第２図に示すようにフイン２４の面に対して角
度をもつている。引つ張り方向は無線音響ブイ２
０の長手方向軸２６に対して直交し、軸２６は座
標軸７０のＺ軸と平行である。

無線音響ブイ２０を引つ張ると、ブイ２０の表
面に引つ張り方向とは逆方向に流体力学的な力が
作用する。引つ張り速度は通常1/2〔ノツト〕よ
り小さい。流体による圧力は無線音響ブイ２０及
びフイン２４の表面に沿つて分布し、その力は流
体力学上の圧力中心点に作用すると考えられる。
また上側チヤンバ３０の開口３６に抗力が生じ
る。隔壁５６及びボス５４は、ピボツト３８が無
線音響ブイ２０に作用する流体圧力の中心を含む
面に来るように配設されている。

第２図に示すように、端部４６間を結ぶ破線７
１はケーブル３４によつて引つ張る方向に対して
ほぼ直交する。しかし上述したようにフイン２４
の面は短い脚部５０及び長い脚部５２の長さに差
異があるため、引つ張り方向に対して傾斜してい
る。多数のフインの形状について試験したとこ
ろ、フインを非対称とすることすなわち短い脚部
５０及び長い脚部５２の長さを等しくせず、しか
もブイの軸２６の周りに対称的に取付けるように
すれば、試験したフインのすべての形状について
最も良い安定性を生じた。引つ張り方向に対する
フイン２４の面傾斜は無線音響ブイ２０の安定性
に対する主要要素となる。

無線音響ブイ２０の鼻４７内に重りを着けるこ
とにより重心をブイの浮力中心に近づけることが
できる。実施例においてはブイの重心及び浮力中
心は互いにほぼ１〔cm〕内にある。無線音響ブイ
２０を垂直姿勢にするための重要な点はピボツト
３８とブイの浮力中心とを離すことであり、この
距離は本発明の実施例ではほぼ13〔cm〕である。
ケーブル３４における張力に対する無線音響ブイ
２０の動的応答は流体力学的な力及びブイ２０の
実質的な重量に応じて決まり、実質的重量は上側
チヤンバ３０に満された水の質量とフイン２４に
よつてとらえられた水の質量とを含む。フイン２
４の寸法はフイン２４によつてとらえられた水の
量従つて引つ張ることによつて生ずる流体圧の中
心位置に影響を与える。第２図の値を基準にして
第１図の軸２６の方向に測つてフイン２４の幅を
増大させれば、流体圧の中心を上昇させてブイの
浮力中心の周りのモーメントを増大させ、軸２６
の面内における無線音響ブイ２０の揺動運動を抑
制する。本発明の実施例のブイを製造する際に使
用された無線音響ブイの寸法は第３図に示す通り
である。フイン２４はフインアツセンブリ２３の
隔壁によつて形成され、第４図に示す通りであ
る。フイン２４の短い脚部５０及び長い脚部５２
間に相対的寸法差がありまたハウジング２２に対
して各個別々に配置されていることが流体圧力を
生じ、この圧力は無線音響ブイ２０をその軸の周
りに座標軸によつて図示説明した方向に回転させ
てフイン２４の面が引つ張り方向に対して傾斜さ
れる。上側チヤンバ３０及びフイン２４によつて
とり込まれた水は無線音響ブイ２０の他の動きを
抑制してブイ２０を安定な姿勢に維持する。

フイン２４は焼き戻されたステンレススチール
プレートから打抜き又はエツチングにより作ら
れ、例えば0.38〔ミリメートル〕の十分に焼戻さ
れたAISI301スチールを適用し得る。打抜き処理
はプレートから材料を除去して応力を逃がす点を
用意することにより、フインアツセンブリ２３が
無線音響ブイ２０の頂部の周りに取付けられたと
きフイン２４の脚部がプレートから外方に延長す
るようになされている。

次に第５図についてフインアツセンブリ２３を
無線音響ブイ２０の頂部部分に取付ける方法を述
べる。フイン２４が形成されたプレートの残る部
分はハウジング２２の上側端を環状にするバンド
７２として使用し、バンド７２はフイン２４の脚
５０及び５２の位置に開口を有する。ハウジング
２２は上側リツプ７３及び下側リツプ７４を有
し、ハウジング２２の上端に取付けた後にリツプ
位置にバンド７２を固定する。バンド７２は無線
音響ブイ２０の軸線２６の周りに環状に曲げ加工
され、ハウジング２２の周りにリツプ７３〜７４
の間に密着通過させ、バンド７２の端部がリツプ
に一緒にスポツト溶接される。溶接作業を容易に
するために、バンド７２の端部が１組の接近孔７
６によつて位置合せできるようになされ、この接
近孔が溶接作業の際に使用される電極が上側チヤ
ンバ３０内のハウジング２２の壁を通つてバンド
７２の端部に接触することができるようになされ
ている。ハウジング２２を製作する際に使用され
る材料はフイン２４を製作する際に使用される材
料とは異なり、ハウジング２２は例えばアルミニ
ウムのような軽金属で作られる。接近孔７６は溶
接作業がハウジング２２を形成する材料の性質と
は無関係にできるようにする。

フインアツセンブリ２４の焼き戻しされた上述
の厚さをもつ弾性スチールプレートは、無線音響
ブイ２０が飛行機から展開された姿勢で水中を通
つてブイ２０を急激に動かす場合にフイン２４に
対してこれに耐え得る強度を与える。ブイ２０を
船の側舷から投下することによつて展開する場合
には薄い板を使用しても良い。これに加えて、各
フイン２４の長い脚部５２の端部に60゜の角度を
つけると、水中をフイン２４が急激に動いても、
フイン２４の形に永久変形を残している弾性スチ
ールの許容点を越えてフインを過度に曲げたりひ
ねつたりすることを無くし得る。同様に第４図に
示したように応力逃げ部がフインアツセンブリ２
３の望ましくない変形をさらに確実に防ぐように
なされている。

次に第６図において、無線音響ブイ２０の上側
部分は飛行機から展開されて海中に入る前の状態
を示している。パラシユート８０がブイ２０の頂
部から上方に延長して降下速度を調整するように
なされ、パラシユート８０は最初はブイ２０のカ
バー８２内に収納されている。パラシユート８０
はカバー８２に固定され、カバー８２に設けられ
た開口８４を介して展開するようになされてい
る。カバー８２はハウジング２２にプレート８６
によつて固定され、このプレート８６はカバー８
２の開口８４及びハウジング２２の開口９２を通
過するタブ８８を有する。断面から分るようにプ
レート８６は交差スロツト９４を有し、このスロ
ツトがプレート８６の大部分を横切つて延長して
フロート３２が延長した時プレート８６が曲り易
いようになされている。プレート８６が曲ると、
タブ８８を開口８４から引き出させ、これにより
プレート８６、カバー８２及びフロート３２に対
する拘束を解除する。

また無線音響ブイ２０の上側チヤンバ３０は第
１図に示すように表面ユニツト９５を含み、この
ユニツトはフロート３２に取付けられると共に、
放出アツセンブリ９６、バツテリ９８及びトラン
シーバ１００を具えている。またチヤンバ３０は
ケーブル３４のコイル１０２を含み、無線音響ブ
イ２０が第１図の海面２８下に降下した時ケーブ
ル３４をくり出すことができるように、ケーブル
を巻きつけないようになされている。放出アツセ
ンブリ９６は例えば圧縮ガスのカートリツジを有
し、カートリツジの圧縮ガスは電気駆動プランジ
ヤがカートリツジに穴をあけることによりフロー
ト３２を収納する表面ユニツト９５の内部へ放出
され、これによりフロート３２を放出させる。

バツテリ９８はポート１０４を介してチヤンバ
３０に入つた海水に接触したとき動作して前述の
プランジヤを駆動してガスを放出させる。無線音
響ブイ２０が海中に展開している間に海面２８の
トランシーバ１００が第１図及び第６図のアンテ
ナ６２を介して無線音響ブイ２０に対して電気信
号を送受信する。

次に動作について述べるに、無線音響ブイ２０
が海水２８中に入ると、塩水がポート１０４に入
つててバツテリ９８を動作させて電流を放出アツ
センブリ９６に与えることによりフロート３２を
放出させる。膨脹ガスの圧力によつてフロート３
２が放出されると、プレート８６が曲つてタブ８
を引きつけることによりプレート８６を自由にす
る。次にフロート３２がプレート８６を押してカ
バー８２を無線音響ブイ２０のハウジング２２か
ら上方にはずし、フロート３２を上側チヤンバ３
０から出ることができるようにする。トランシー
バ１００、バツテリ９８及び放出アツセンブリ９
６は機械的に互いに一体にされてフロート３２に
結合され、これによりフロート３２が展開したと
きに海面上に残るようになされている。無線音響
ブイ２０が海中に沈むと、ケーブル３４はトラン
シーバ１００及びピボツト３８間を保持しつつ、
コイル１０２から十分な量だけ引き出されてブイ
２０をフロート３２下の所望の深さに係留する。

第６図に示すようにフインアツセンブリ２３は
ハウジング２２の上側端に保持されている。ブイ
２０が組合せ状態にあるときは第５図の延長フイ
ン２４は内方に曲げられ、ハウジング２２との接
触状態を保持してカバー８２をフインアツセンブ
リ２３の周りに取り付けることができるようにな
されている。カバー８２は内側及び外側筒状要素
１０５〜１０６でなり、ハウジング２２の上側端
をフインアツセンブリ２３と一緒に収納してい
る。内側筒状要素１０５はタブ８８と接触してカ
バー８２をブイ２０に固定している。外側筒状要
素１０６は無線音響ブイ２０の筒体内にフイン２
４を閉じ込めて飛行機の筒状投下コンテナからブ
イ２０を投下できるようになされている。フロー
ト３２が放出されることによつてカバー８２がは
ずれると、フインアツセンブリ２３のフイン２４
が第５図の位置に外方にはね出す。このとき各フ
イン２４の短い脚部５０及び長い脚部５２は平板
状態になる。各フイン２４のベース部４８は第４
図に示すようにバンド７２の筒形状を残し、これ
によりフイン２４の短い脚部及び長い脚部５０及
び５２は第５図示すように僅かに（例えば２，３
度）角度がついている。短い脚部５０及び長い脚
部５２の相対的方向について上述のように僅かな
曲りがあることを除いて、これらの脚部５０及び
５２は第１図について前述したようにほとんど平
板状になつている。必要があれば、カバー８２と
して浮き１０８を発泡ポリウレタンである索環で
形成し、これによりパラシユート８０及びカバー
８２をブイ２０の展開が終つた後にブイ２０から
浮力ではずれるようにしても良い。

以上は本発明の実施例を述べたにすぎず、その
他種々の変形、変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に依る無線音響ブイを安定浮遊
装置によつて支持した状態を示す略線図、第２図
は第１図の２−２線から見た無線音響ブイを示す
平面図、第３図は第１図の無線音響ブイを一部を
断面として示す正面図、第４図は第１図のフイン
アツセンブリを示す展開図、第５図はフインアツ
センブリをハウジングの周りに巻付け固定する工
程を示す斜視図、第６図は無線音響ブイの上側チ
ヤンバを一部を断面として示す側面図である。 ２０………無線音響ブイ、２２……筒状ハウジ
ング、２３……フインアツセンブリ、２４……フ
イン、２８……海面、３０……上側チヤンバ、３
２……フロート、３４……ケーブル、３８……ピ
ボツト、５０，５２……脚部、５４……ボス、５
６……隔壁、５８……下側チヤンバ、６０……電
子装置、６８……トランスデユーサ、６９……バ
ツテリ、７２……バンド、７３，７４……リツ
プ、８０……パラシユート、８２……カバー、８
６……プレート、８８……タブ、９４……スロツ
ト、９５……表面ユニツト、９６……放出アツセ
ンブリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 海面にあるフロートの下方にソノブイを安定
   に配置する装置であつて、 上端部に開口を有し前記ソノブイを収納する円
   筒状ハウジングであつて、上方部に中空チヤンバ
   を有し、重心及び浮力の中心が前記チヤンバの底
   部より下方の位置にくるように前記ハウジング及
   びソノブイの重量が選ばれる円筒状ハウジング
   と、 前記チヤンバ内において前記位置よりも上方で
   前記ソノブイに対する流体力学上の圧力中心点で
   前記ハウジングに固定されるピボツトと、 前記ピボツトと前記フロートとの間に取付けら
   れるケーブルと、 前記円筒状ハウジングの軸線に関して対称的に
   そして該軸線と平行で異なる平面内において前記
   ハウジングの上方端に取付けられる一対のフイン
   であつて、各々が矩形平板状で短い脚部と長い脚
   部から成る一対のフインと、 から構成されるソノブイ安定化装置。