(57)【要約】      （修正有）【課題】センサ系制御回路が動力系制御回路からの電磁ノイズの影響を受け難くすることのできる小型潜水機用回路ユニットを提供する。【解決手段】耐圧容器１６、１８に収容された回路ユニットであって、動力系制御回路１２と、センサ系制御回路１４との間に、貫通孔２４ａを備えた電磁場遮蔽部を設け、貫通孔２４ａには、動力系制御回路１２と、センサ系制御回路１４とを接続するケーブル３０を配置したことを特徴とする。また、前記電磁場遮蔽部は、前記耐圧容器を動力系制御回路１２を収容する動力系回路耐圧容器１６と、センサ系制御回路１４を収容するセンサ系回路耐圧容器１８とに分割する構成とする。【選択図】図２
2018024304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐圧容器に収容された小型潜水機用回路ユニットであって、
センサ系制御回路と、動力系制御回路との間に、貫通孔を備えた電磁場遮蔽部を設け、
前記貫通孔には、前記センサ系制御回路と、前記動力系制御回路とを接続するケーブルを配置したことを特徴とする小型潜水機用回路ユニット。
【請求項２】
前記電磁場遮蔽部は、前記耐圧容器を前記センサ系制御回路を収容する一方の容器と、前記動力系制御回路を収容する他方の容器とに分割する事で構成していることを特徴とする請求項１に記載の小型潜水機用回路ユニット。
【請求項３】
前記一方の容器と前記他方の容器との間に水を介在させ、前記水を前記電磁場遮蔽部として機能させる構成としたことを特徴とする請求項２に記載の小型潜水機用回路ユニット。
【請求項４】
前記一方の容器と前記他方の容器とは、互いに筒状部材の両端部を閉塞して構成される容器である事を特徴とする請求項２または３に記載の小型潜水機用回路ユニット。
【請求項５】
前記一方の容器と前記他方の容器は、互いに近接配置され、
両者の接触面に平坦面を有し、
前記貫通孔は、前記平坦面に、当該平坦面と交差する方向に設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の小型潜水機用回路ユニット。
【請求項６】
前記一方の容器と前記他方の容器との間には、前記平坦面を密着させる締結手段が備えられている事を特徴とする請求項５に記載の小型潜水機用回路ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型潜水機における制御機器の配置に関する技術に係り、特に、無人潜水機用の回路ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、操作者が乗り込む事のできない小型潜水機やＡＵＶ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：自律型無人潜水機）やＲＯＶ（Ｒｅｍｏｔｅｌｙ  Ｏｐｅｒａｔｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：遠隔操作無人探査機）等の無人潜水機に搭載される回路ユニットは、潜水時の外部圧力や、水の進入を防ぐために、耐圧容器に封入された状態で保持されている。このような構成は、例えば特許文献１に開示されている無人潜水機にも適用されている。
【０００３】
特許文献１には、無人潜水機に加え、ダイバーによって操作される小型潜水機が開示されている。いずれの潜水機においても、３Ｄソーナーと、慣性航法装置、及び電子機器圧力容器が備えられており、水中での地形探査、航行を行う事が可能な構成要素を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５０４３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているような装備を有する小型潜水機等であれば、一般的にはその機能を発揮する事に支障は無いと考えられる。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示されているような構成の小型潜水機等では、次のような問題が生じる事がある事も報告されている。具体的には、スラスタを動作させた際に深度計の表示が変化したり、艇体の電源を入れた事に起因して、制御基板のＩＣが破損したといった事である。
【０００７】
このような問題は、動力系の制御回路から生じる電磁ノイズがセンサ系の制御回路に影響を及ぼす事により生じていると考えられる。このような問題について一般的には、センサ系の制御回路と動力系の制御回路とを別の容器に配置すれば足りる事であるが、水中機器においては、容易に適用する事ができない実状がある。一因として、センサ系の制御回路と動力系の制御回路との間には、両者を接続する多くのケーブルが存在するという点にある。
【０００８】
一般的に、耐圧容器の外部に配置するケーブルは、耐水コネクタを介した水中ケーブルが採用される。しかし、センサ系の制御回路と動力系の制御回路を接続するケーブルは、その数が多く、水中ケーブルを採用する形態では、コネクタの数や大きさが多く（あるいは大きく）なりすぎて、実質的に対応する事ができなくなってしまう。
【０００９】
そこで本発明では、センサ系制御回路が動力系制御回路からの電磁ノイズの影響を受け難くすることのできる小型潜水機用回路ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る小型潜水機用回路ユニットは、耐圧容器に収容された小型潜水機用回路ユニットであって、センサ系制御回路と、動力系制御回路との間に、貫通孔を備えた電磁場遮蔽部を設け、前記貫通孔には、前記センサ系制御回路と、前記動力系制御回路とを接続するケーブルを配置したことを特徴とする。
【００１１】
また、上記のような特徴を有する小型潜水機用回路ユニットにおいて前記電磁場遮蔽部は、前記耐圧容器を前記センサ系制御回路を収容する一方の容器と、前記動力系制御回路を収容する他方の容器とに分割する事で構成することができる。
【００１２】
このような特徴を有する事により、センサ系制御回路や動力系制御回路をシールドする事無く、両者間に電磁場遮蔽部を設けることができる。
【００１３】
また、上記のような特徴を有する小型潜水機用回路ユニットでは、前記一方の容器と前記他方の容器との間に水を介在させ、前記水を前記電磁場遮蔽部として機能させる構成とすることが望ましい。
【００１４】
このような特徴を有する事によれば、水を電磁場遮蔽部の一部として利用する構成とする事で、容器の側壁の厚みを厚くする事無く、高い電磁場遮蔽効果を得ることが可能となる。
【００１５】
また、上記のような特徴を有する小型潜水機用回路ユニットにおいて前記一方の容器と前記他方の容器とは、互いに筒状部材の両端部を閉塞して構成される容器とすることができる。
【００１６】
このような特徴を有する事により、形状形成が容易となり、各容器の製造を安価に行う事が可能となる。
【００１７】
さらに、上記のような特徴を有する小型潜水機用回路ユニットでは、前記一方の容器と前記他方の容器は、互いに近接配置され、両者の接触面に平坦面を有し、前記貫通孔は、前記平坦面に、当該平坦面と交差する方向に設けるようにすると良い。
【００１８】
このような特徴を有する事により、個別容器による電磁場遮蔽効果を得つつ、容器間に架け渡されるケーブルの外部露出も避ける事ができる。
【００１９】
さらにまた、上記のような特徴を有する小型潜水機用回路ユニットにおける前記一方の容器と前記他方の容器との間には、前記平坦面を密着させる締結手段が備えられているようにすると良い。
【００２０】
このような特徴を有する事により、平坦面に形成された貫通孔からの漏水を防ぐ事ができる。また、締結が確実に行われる事により、一方の容器と他方の容器とが相対的にズレる事も無くなる。
【発明の効果】
【００２１】
上記のような特徴を有する小型潜水機用回路ユニットによれば、センサ系制御回路が動力系制御回路からの電磁ノイズの影響を受け難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る回路ユニットの外観構成を示す分解斜視図である。
【図２】実施形態に係る回路ユニットの断面構成を示す図である。
【図３】実施形態に係る回路ユニットを搭載する小型潜水機の例を示す透過側面図である。
【図４】実施形態に係る回路ユニットを搭載する小型潜水機の例を示す透過平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の小型潜水機用回路ユニットに係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、本発明に係る小型潜水機用回路ユニット（以下、単に回路ユニット１０と称す）が、搭載される小型潜水機５０の一例について、図３、図４を参照して説明する。なお、本実施形態における小型潜水機５０とは、無人潜水機であるＡＵＶやＲＯＶの他、ダイバーが持ち手を持って操作する小型潜水機等を含むものとする。また、以下に示す実施形態では、主に、ＡＵＶを例に挙げて、回路ユニット１０の説明を行うものとする。
【００２４】
実施形態に係る小型潜水機５０は、ハウジングを構成する艇体５２と、この艇体５２に収容されている内部機器とにより構成されている。艇体５２には少なくとも、内部機器を収容する胴部５４と、胴部５４に付帯されて、水中航行の際の舵取りを行うフラップを備えた翼部５６、および動力となるスラスタ５８が備えられている。
【００２５】
内部機器としては少なくとも、測位装置６０と、通信装置６２、地層探査装置用制御機器（ＳＢＰ：Ｓｕｂ−Ｂｏｔｔｏｍ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒ）６４、地層探査装置６６、舵駆動用ローテータ６８、バラスト切り離し装置７０、回路ユニット１０、電池ユニット７２、方位姿勢角センサ７４、および深度計７６などが備えられている。
【００２６】
本実施形態に係る回路ユニット１０は、図１、図２に示すように、２つの耐圧容器を備えて構成されている。具体的には、センサ系制御回路１４を収容するセンサ系回路耐圧容器１８と、動力系制御回路１２を収容する動力系回路耐圧容器１６とから成る。
【００２７】
センサ系制御回路１４とは、深度計や方位姿勢角センサ、ソーナー等の各種センサに対する制御値の出力、および検出値の受信、およびＣＰＵを含む各種センサ類の基板を備える回路である。
【００２８】
これに対して動力系制御回路１２とは、ローテータに対するモータードライバーや、スラスタに対する指令信号の電源、電池ユニットから入力された電力の変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ等、主に電力の出力制御を主体とした基板を備える回路である。
【００２９】
本実施形態では、センサ系回路耐圧容器１８と、動力系回路耐圧容器１６は、外観上同じ形態としている。同じ形態の容器を採用する事で、製造コストを抑制する事ができるからである。
【００３０】
センサ系回路耐圧容器１８と動力系回路耐圧容器１６はそれぞれ、容器本体となる胴体１６ａ，１８ａと、胴体１６ａ，１８ａの下端に配置される下部蓋１６ｂ，１８ｂ、および胴体１６ａ，１８ａの上端に配置される上部蓋１６ｃ，１８ｃとを有する。胴体１６ａ，１８ａは、筒状に形成されており、その上下にフランジ部２０が備えられている。フランジ部２０には、センサ系回路耐圧容器１８と動力系回路耐圧容器１６とを連結するための連結ボルト２２を挿通させるための貫通孔２０ａの他、胴体１６ａ，１８ａの側面に位置する面には、両者の接触状態を安定させるための平坦面２４が形成されている。また、上部側に備えられているフランジ部２０には、センサ系回路耐圧容器１８と動力系回路耐圧容器１６とを並べて配置する際に対向することとなる平坦面２４に、当該平坦面２４と直交する方向に、２つの胴体１６ａ，１８ａの内部空間を連通する貫通孔２４ａが設けられている。また、２つの胴体１６ａ，１８ａを連結する際には、２つの貫通孔２４ａに架け渡されるように、カラー２６を挿入する。このようにカラー２６を配置する事で、貫通孔２４ａのズレを防止する。
【００３１】
また、下部側に備えられているフランジ部２０には、平坦面２４のみを設けるようにしても良いが、例えば図１に示すように、センサ系回路耐圧容器１８の平坦面２４に凹部２４ｂを設け、動力系回路耐圧容器１６に凸部（不図示）を設け、凹凸嵌合により両者のズレを防止するようにしても良い。
【００３２】
センサ系回路耐圧容器１８と動力系回路耐圧容器１６との接触面に平坦面２４を設け、この平坦面に貫通孔２４ａを設けた場合、連結ボルト２２等の締結手段により、２つの耐圧容器を締め付けると良い。このような構成とすることで、接触面である平坦面２４を密着させる事ができ、平坦面２４に設けた貫通孔２４ａからの漏水を防ぐことができる。なお、図示しないが、平坦面２４には、止水のためのパッキンを備えるようにしても良い。
【００３３】
下部蓋１６ｂ，１８ｂと上部蓋１６ｃ，１８ｃは、共に蓋固定リング２８を介して胴体１６ａ，１８ａに固定されることとなる。下部蓋１６ｂ，１８ｂには、センサ系制御回路１４、または動力系制御回路１２が固定されることとなる。また、上部蓋１６ｃ，１８ｃには、外部機器との接続のための耐圧コネクタ（不図示）が設けられ、蓋の内側にはケーブルが接続されることとなる。よって、蓋固定リング２８は、下部蓋１６ｂ，１８ｂ、上部蓋１６ｃ，１８ｃ共に、胴体１６ａ，１８ａに対して螺合による接続が困難となるため採用された手段であり、より適切な手段があれば、代替えする事は、本発明を実施する上で影響を及ぼすものではない。
【００３４】
カラー２６を配置した貫通孔２４ａには、センサ系制御回路１４と動力系制御回路１２を接続するケーブル３０が挿通されている。両者を接続するケーブル３０の数は多く、耐圧コネクタ（不図示）や水中ケーブル（不図示）を採用した接続を行う事が困難となる。このような手段を採用する事で、センサ系制御回路１４と動力系制御回路１２を接続するケーブル３０が耐圧容器の外部に露出する事が無くなる。よって、耐圧コネクタや水中ケーブルを用いる事無く、２つの耐圧容器間にケーブル３０を配置する事ができる。
【００３５】
このような構成の回路ユニット１０によれば、センサ系制御回路１４と動力系制御回路１２との間に電磁場遮蔽部が構成されることとなり、両者間、特に動力系制御回路１２からセンサ系制御回路１４に対する電磁ノイズの影響を回避、あるいは軽減することが可能となる。本実施形態において電磁場遮蔽部とは、胴体１６ａ，１８ａを形成する金属部材（たとえばアルミ・アルミを主体とした合金等）を主体としているが、水中においては、２つの胴体１６ａ，１８ａ間に介入される水も、電磁場遮蔽部として機能することとなる。このように、金属壁に加え、水を電磁場遮蔽部として機能させる事により、胴体１６ａ，１８ａの厚みを厚くする事なく高い電磁場遮蔽効果を得る事ができる。
【００３６】
また、センサ系制御回路１４と動力系制御回路１２を別個の円筒形耐圧容器（センサ系回路耐圧容器１８、動力系回路耐圧容器１６）に収容する構成とした事で、単一の耐圧容器に両者を収容するよりも省スペース化を図ることが可能となった。本実施形態で使用する容器は、海中（水中）や海底における水圧に耐えるために、側壁部に曲率を持つ形態とすることが望ましく、最も一般的かつ形状形成が容易な形態が円筒となる。このため、センサ系制御回路１４と動力系制御回路１２を１つの耐圧容器に収容しようとした場合、円筒形の容器の直径は、両者が収容可能となる大きさとなり、収容スペースには、余剰スペースが生じることとなる。これに対して、適切な直径を持つ２つの耐圧容器に両者を分割し、これを近接させた状態で並列配置する事で、内部空間における余剰スペースを少なくし、コンパクトな回路ユニット１０を構成する事ができる。
【００３７】
また、センサ系制御回路１４と動力系制御回路１２を別個の耐圧容器に収容する構成とした事により、いずれか一方の制御回路に不具合が生じた場合に、該当する制御回路を収容している耐圧容器のみを解放してメンテナンスを行うという事もできる。また、別個の耐圧容器に収容した事により、各制御回路に対してシールド処理を施す必要がなくなり、回路事態の小型化、および低価格化を図ることができる。
【００３８】
また、上記実施形態においては、動力系回路耐圧容器１６と、センサ系回路耐圧容器１８とを密接させる締結手段として、連結ボルト２２を用いる旨記載した。しかしながら、両者の密着（接触面の密着）を図る事が可能であれば、締め付け用のバンドなど、他の手段を用いても良い。
【００３９】
また、上記実施形態においては、動力系回路耐圧容器１６とセンサ系回路耐圧容器１８において下側に備えられるフランジ部２０には、平坦面２４に、凹部２４ｂと、図示しない凸部を設け、凹凸嵌合させる旨記載した。しかしながら、下部に備えられるフランジ部２０に形成される平坦面２４の双方に、上部に備えられるフランジ部２０と同様な貫通孔２４ａを設けたり、凹部（穴）にピン（丸棒）を差し込んで凹凸嵌合させる構成としても良い。このような構成とした場合、動力系回路耐圧容器１６とセンサ系回路耐圧容器との間に挿通させるケーブルの数が増えた場合であっても、ケーブルを外部に晒す事無く両者間を繋ぐ事ができるようになるからである。
【符号の説明】
【００４０】
１０………回路ユニット、１２………動力系制御回路、１４………センサ系制御回路、１６………動力系回路耐圧容器、１６ａ………胴体、１６ｂ………下部蓋、１６ｃ………上部蓋、１８………センサ系回路耐圧容器、１８ａ………胴体、１８ｂ………下部蓋、１８ｃ………上部蓋、２０………フランジ部、２０ａ………貫通孔、２２………連結ボルト、２４………平坦面、２４ａ………貫通孔、２４ｂ………凹部、２６………カラー、２８………蓋固定リング、３０………ケーブル、５０………小型潜水機、５２………艇体、５４………胴部、５６………翼部、５８………スラスタ、６０………測位装置、６２………通信装置、６４………地層探査装置用制御機器、６６………地層探査装置、６８………舵駆動用ローテータ、７０………バラスト切り離し装置、７２………電池ユニット、７４………方位姿勢角センサ、７６………深度計。
【図１】
2018024304.tif 000003
【図２】
2018024304.tif 000004
【図３】
2018024304.tif 000005
【図４】
2018024304.tif 000006