(57)【要約】【課題】  潜水艇の重量を軽くして容易に移動できる潜水艇を提供するとともに、潜水艇の操縦を容易にして安全な潜水艇を提供する。【解決手段】本発明に係る潜水艇は、操縦者が乗艇するキャビンを操縦者が入れるだけの大きさにして、軽い潜水艇の重量でも潜水艇を潜航できるように設計する。さらに、潜水艇の設計された最大重量の操縦者の体重より軽い操縦者が乗艇し潜水艇総重量が軽くなり浮力が大きくなる場合は、設計された最大重量の操縦者の重量と実際の操縦者の重量の差に相当する重量の水をキャビン内の水を入れて膨張する膨張容器に注入して潜水艇の浮力を調整して、潜水艇のネット重量を重くする事を避ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操縦者が乗艇するキャビンと、
潜水艇のボディを構成し、潜航する際に水が流入することにより浮力を低下させる第１のタンクと、
前記第１のタンクの内部に配置される第２のタンクと、
前記第１のタンクの外部と前記第２のタンクとの間における水の移動を許容する第１の水給排出管と、
空気を供給する空気供給部と前記第２のタンクとの間における空気の移動を許容する第１の空気供給管と、
前記第１のタンクの内部に配置される第３のタンクと、
前記第１のタンクの外部と前記第３のタンクとの間における水の移動を許容する第２の水給排出管と、
空気を供給する空気供給部と前記第３のタンクとの間における空気の移動を許容する第２の空気供給管と、
前記第１のタンクの内部に配置され、上昇タンクと下降タンクとを有する第４のタンクと、
前記第１のタンクの外部と前記上昇タンクとの間における水の移動を許容する第３の水給排出管と、
前記空気供給部と前記上昇タンクとの間における空気の移動を許容する第３の空気供給管と、
前記第１のタンクの外部と前記下降タンクとの間における水の移動を許容する第４の水給排出管と、
前記空気供給部と前記下降タンクとの間における空気の移動を許容する第４の空気供給管と、を備えることを特徴とする潜水艇。
【請求項２】
請求項１に記載の潜水艇であって、
前記第２のタンクは、前記キャビンの前方および後方のそれぞれに設けられていることを特徴とする潜水艇。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の潜水艇であって、
前記キャビン内には、水を流入排出する事により前記キャビン内の空気量を調整する膨張容器が設置されており、乗艇する操縦者の重量増加に応じて前記膨張容器を縮小させ、乗艇する操縦者の重量低下に応じて前記膨張容器を膨張させる事を特徴とする潜水艇。
【請求項４】
請求項３に記載の潜水艇であって、
前記キャビンは、前記操縦者が操縦する操縦部と、前記操縦者が着座するシート部とを有し、
前記シート部は、座面と、前記膨張容器とを有することを特徴とする潜水艇。
【請求項５】
請求項４に記載の潜水艇であって、
該潜水艇を潜航させる際に、設計最大操縦者重量と操縦者の重量との差分に相当する水を前記膨張容器に注入することにより、該潜水艇の浮力を前記設計最大操縦者重量の操縦者が乗艇した時と同じにして、重量の大きい操縦者が乗艇したときよりも重量の小さい操縦者が乗艇したときのが、前記シート部の高さが高くなるように前記膨張容器の膨張状態を調整したことを特徴とする。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の潜水艇であって、
前記キャビン内の酸素不足を補う為に前記キャビン内の操縦者の足元から空気圧縮ポンプで古い空気を圧縮して艇外に放出し、空気供給管から空気圧レギュレーターを通して操縦者の口に向けて新しい空気を供給する装置を有する事を特徴とする。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の潜水艇であって、
さらに、前記第１の水給排出管を介して、前記第１のタンクの外部から前記第２のタンクに移動する水の量を調節する第１の水給排出弁と、
前記第１の空気供給管を介して、前記空気供給部から前記第２のタンクに移動する空気の量を調節する第１の空気供給弁と、
前記第２の水給排出管を介して、前記第１のタンクの外部から前記第３のタンクに移動する水の量を調節する第２の水給排出弁と、
前記第２の空気供給管を介して、前記空気供給部から前記第３のタンクに移動する空気の量を調節する第２の空気供給弁と、
前記第３の水給排出管を介して、前記第１のタンクの外部から前記上昇タンクに移動する水の量を調節する第３の水給排出弁と、
前記第３の空気供給管を介して、前記空気供給部から前記上昇タンクに移動する空気の量を調節する第３の空気供給弁と、
前記第４の水給排出管を介して、前記第１のタンクの外部から前記下降タンクに移動する水の量を調節する第４の水給排出弁と、
前記第４の空気供給管を介して、前記空気供給部から前記下降タンクに移動する空気の量を調節する第４の空気供給弁を有していることを特徴とする潜水艇。
【請求項８】
請求項７に記載の潜水艇であって、
潜航を開始する際に、前記上昇タンクは水で満たされており、前記下降タンクは気体で満たされていることを特徴とする潜水艇。
【請求項９】
請求項８に記載された潜水艇の制御方法であって、
前記潜水艇は、さらに、前記潜水艇を浮上させる上昇設定、前記潜水艇を下降させる下降設定、および前記潜水艇の上昇動作および下降動作を抑制させる中立設定を、操縦者が選択して設定可能な設定部を有し、
操縦者が任意の潜航深度に前記潜水艇を潜航させるために、前記設定部に前記下降設定を設定した場合に、前記下降タンクの第４の空気排出弁を開いて、かつ第４の水給排出弁を開いて前記下降タンクの空気を排出して、水を流入させ、前記下降タンク内を水で満たした状態とし、
前記潜水艇が任意の潜航深度に達した後に、操縦者が前記設定部に中立設定を設定した場合に、前記制御部は、前記第４の空気排出弁を閉じ第４の空気供給弁を開いて、前記下降タンクに空気を流入させて前記下降タンク内から第４の水給排管を通して水を排出させ、前記下降タンク内を空気で満たし、前記第４の水給排出弁と前第４の空気供給弁を閉じ、
前記中立設定が設定された後に、操縦者が前記設定部に上昇設定を設定した場合に、前記制御部は、前記第３の水給排出弁と前記第３の空気供給弁を開いて、前記上昇タンク内の水を第３の水給排出管から押し出して、前記上昇タンク内を空気で満たし前記第３の水給排出弁と前記第３の空気供給弁を閉じる事を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜水艇および潜水艇の構造、及び、制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マリンレジャーの普及に伴って、小型潜水艇の建造が多くなっている。しかし、既存の潜水艇は重量が重く、潜水艇を移動するのに大きなクレーンの付いたトラックや大きな船を使わなければならない。
又、潜水艇を操縦する事が難しく特別な訓練を受けなければならないのが実情である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
上記課題を解決するために、本発明に係る潜水艇は、操縦者が乗艇するキャビンを操縦者が入れるだけの大きさにして、軽い潜水艇の実質重量でも潜水艇を潜航できるようにする。【０００４】
さらに、潜水艇の設計された最大重量の操縦者の重量より軽い操縦者が乗艇し潜水艇総重量が軽くなり浮力が大きくなる場合は、設計された最大重量の操縦者の重量と実際の操縦者の重量の差に相当する重量の水をキャビン内の水を入れて膨張する膨張容器に注入して潜水艇の浮力を調整して、潜水艇の実質重量を重くする事なく潜水艇を潜航させる。
又、キャビンを小さくする為におきるキャビン内の酸素不足を解消する為本潜水艇はキャビン内の操縦者の口から一番離れたところからポンプで古い空気を圧縮して艇外に放出し、空気供給部から新しい空気を空気圧レギュレーター通して空気圧を調整して操縦者の口に向けて供給し乗艇者が酸素不足に陥らないような装置を装備する。【０００５】
本潜水艇は上昇下降タンクを設け操縦部の上昇設定、中立設定、下降設定のスイッチを入れるだけで潜水艇のエレベーターやスクリューを操作して前進後退することなく、周りに障害物が有っても上昇、中立、下降の操作を容易にできるようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、潜水艇の重量を軽くする事で簡易なトレーラーに乗せて乗用車で牽引して運ぶ事ができる。特別なクレーンの付いたトラックや、大きな船を必要としなく手軽に潜水艇を移動する事ができ、さらに、操作が簡単なのでより多くの人々に水中の世界の楽しみを供給する事ができる。本発明の潜水艇は潜航を開始する際に艇の浮力をゼロに調節するタンクと、潜航途中において操作部で、上昇設定、下降設定、中立設定を設定する上昇下降タンクとを別々の構成とすることで、潜航途中において所望の潜航深度で潜航するために必要な調節操作を簡易化するとともに、所望の潜航深度での潜航を行うまでの時間を短くすることができ、さらに、上昇スイッチを入れるだけで上昇できるので潜水艇を傾たり、前進、後退の操作をすることなく海底の谷間や狭い所から容易に脱出する事ができる。本発明は操作が簡単で安全性の高い潜水艇を供給する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態の潜水艇の概略図である。
【図２Ａ】キャビン内の膨張容器および足置き部において水量が少ない場合の概略図である。
【図２Ｂ】キャビン内の膨張容器および足置き部において水量が多い場合の概略図である。
【図３】図１における潜水艇のＡ部拡大図である。
【図４】本発明の潜水艇の潜航開始時におけるフローチャートである。
【図５Ａ】本発明の潜水艇の潜航開始時における動作説明図である。
【図５Ｂ】本発明の潜水艇が潜航時おいてトリムタンク部を調節する前の動作説明図である。
【図５Ｃ】本発明の潜水艇が潜航時おいてトリムタンク部を調節して前後の水平バランスがとっている状態の動作説明図である。
【図５Ｄ】本発明の潜水艇の浮力が０になった時の説明図である。
【図６】本発明の潜水艇の遊覧終了後に浮上する際のフローチャートである。
【図７Ａ】本発明の潜水艇が潜航途中において、所望の潜航深度に上昇するために上昇下降タンク部を調節した際の動作説明図である。
【図７Ｂ】本発明の潜水艇が潜航途中において、所望の潜航深度に上昇した後に中立設定した状態の動作説明図である。
【図７Ｃ】本発明の潜水艇が潜航途中において、所望の潜航深度に潜航するために上昇下降タンク部を調節した際の動作説明図である。
【図７Ｄ】本発明の潜水艇が潜航途中において、所望の潜航深度に潜航した後に中立設定した状態の動作説明図である。
【図８】本発明のキャビン内の古い空気を艇外に排出して新しい空気を供給する装置の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１実施形態）
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施例である潜水艇１の概略図であり、図３は図１に点線で示した潜水艇１のＡ部における拡大図である。なお、潜水艇１の進退方向をｘ軸とし、潜水艇１の左右方向をｙ軸とし、潜水艇１の浮上、潜航（沈降）方向をｚ軸とする。【０００９】
図１に示すように、潜水艇１は、操縦者が乗艇するキャビン２と、潜水艇１のボディ３を構成し、潜航する際に海水または真水（以下、水という）が流入することにより浮力を低下させる第１のタンク３１と、第１のタンク３１の内部に配置される第２のタンク４１と、第１のタンク３１の外部と第２のタンク４１との間における水の移動を許容する第１の水給排出管４４と、空気（気体）を供給する高圧空気容器３４（空気供給部）と第２のタンク４１との間における空気の移動を許容する第１の空気供給管４２と、を有する。なお、図１は、第１の水給排出管４４の一部を省略して図示する。【００１０】
潜水艇１は、第１のタンク３１の内部に配置された第３のタンク６１と、第１のタンク３１の外部と第３のタンク６１との間における水の移動を許容する第２の水給排出管６４と、空気を供給する高圧空気容器３４（空気供給部）と第３のタンク６１との間における空気の移動を許容する第２の空気供給管６２と、を有する。なお、図１は、第２の水給排出管６４の一部を省略して図示する。【００１１】
潜水艇１は、さらに、第１のタンク３１の内部に配置され仕切板５４（仕切り壁）によって内部が上昇タンク５２と下降タンク５３とに仕切られた第４のタンク５１と、第１のタンク３１外部と上昇タンク５２との間における水の移動を許容する第３の水給排出管５２１と、高圧空気容器３４と上昇タンク５２との間における空気の移動を許容する第３の空気供給管５２３と、第１のタンク３１外部と下降タンク５３との間における水の移動を許容する第４の水給排出管５３１と、高圧空気容器３４と下降タンク５３との間における空気の移動を許容する第４の空気供給管５３３とを有する。なお、図１は、第３の水供排出管５２１及び第４の水給排出管５３１の一部を省略して図示する。【００１２】
この潜水艇１は、また、潜水艇１をクレーンで吊り上げる時にロープを掛けるアイボルト６、潜水艇１の浮上、潜航方向（ｚ軸方向）の動作を制御するエレベーター７、潜水艇１の左右方向（ｙ軸方向）の動作を制御するラダー８、および潜水艇１を進退させるスクリュー９とを備える。さらに、この潜水艇１は、第１のタンク３１内に高圧空気容器３４内の空気の移動を許容する第１のタンク空気供給管４８と、第１のタンク空気供給管４８を介して第１のタンク３１内に移動する空気の量を調節する第１のタンク空気供給弁４９とを有する。【００１３】
後述するように、潜水艇１を水面上に浮上させる際には、第１空気供給弁４９を開き、高圧空気容器３４内の空気を排出して、第１のタンク３１内に収容された水をフラッドホール３２から押し出して、潜水艇１の重量を軽くする。【００１４】
キャビン２は、図１に示すように、ｚ軸方向に膨出したドーム形状をしており、潜航時の水圧に耐えられるようにキャビン２の壁面は耐圧構造になっている。キャビン２の上部には開閉自在な構成をしたハッチ２０が設けられており、キャビン２内に操縦者が乗艇する場合にはハッチ２０を開き、潜航する際にはハッチ２０を閉じる。また、キャビン２の内部には、操縦者が着座するシート部２１と操縦者が潜水艇１を操縦するための操縦部２２とがある。【００１５】
操縦部２２は、後述のトリムタンク部４、浮力０設定タンク部１０、および上昇下降タンク部５を調節する各種調節弁、エレベーター７、ラダー８およびスクリュー９等に電気的に接続されている。また、操縦部２２は、操縦者が潜水艇１を上昇させる上昇設定、潜水艇１を下降させる下降設定、および潜水艇１の上昇動作および潜航動作を抑制させる中立設定を選択的に設定する設定部、潜行時における潜航深度を表示する表示部および潜水艇１の全体の制御を司る制御部２８を有する。【００１６】
潜水艇１の潜航開始時における潜航姿勢の調整は、潜水艇１の操作部２２を操作してバランス設定を行うことにより、潜水艇姿勢検出センサ（不図示）が潜水艇の姿勢を検出して、制御部２８が第１の水給排出弁４５と第１の空気排出弁４７を調整して姿勢制御を行う。【００１７】
また、潜水艇の浮力を０に設定するために予め設定された潜航深度（以下、既定潜航深度（所定の潜航深度）と言う）まで潜水艇１を潜水艇１に取り付けられた潜航深度検出センサ（不図示）で潜水艇の深度を検出して、制御部２８が第２の水給排出弁６５と第２の空気排出弁６７を調節して潜水艇を既定潜航深度まで沈めて潜水艇１の浮力の０設定を行う。【００１８】
また、設定部で設定された設定（上昇設定、中立設定および下降設定）に応じて、制御部２８が第３の水給排出弁５２２、第３の空気供給弁５２４、第３の空気排出弁５２６、第４の水給排出弁５３２、第４の空気供給弁５３４および第４の空気排出弁５３６の少なくとも１つを調節する。【００１９】
これにより、第４のタンク５１内の空気および水を調節して、設定部の設定内容（上昇設定、中立設定および下降設定）となるように、潜水艇１を上昇、潜航動作を行うことができる。【００２０】
ここで、設定部で設定する上昇設定、中立設定および下降設定について具体的に説明する。潜水艇１が潜航した後において、操縦者が設定部に上昇設定、中立設定および下降設定のいずれかを設定すると、制御部２８は第３の水給排出弁５２２、第３の空気供給弁５２４、第３の空気排出弁５２６、第４の水給排出弁５３２および第４の空気供給弁５３４、第４の空気排出弁５３６を調節して、以下の表１のような状態に上昇下降タンク部５における上昇タンク５２および下降タンク５３内の空気および水を制御する。
【表１】
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【００２１】
具体的には、操縦者が設定部を操作して下降設定を選択した場合には、制御部２８は、第４の水給排出弁５３２および第４の空気排出弁５３６を開いて、下降タンク５３内から空気を排出させ、かつ下降タンク５３に水を流入させて、下降タンク５３内を水で満たした状態とする。この状態から操縦者が設定部を操作して中立設定を選択した場合には、第４の空気排出弁５３６が閉じられるとともに、第４の空気供給弁５３４が開かれることにより高圧空気容器３４から第４の空気供給管を介して下降タンク５３内に空気が送られ、第４の水給排出管５３１を介して下降タンク５３内の水が潜水艇１の外部に押し出されるため、下降タンク５３が空気で満たされる。【００２２】
そして、操縦者が設定部を操作して上昇設定を選択した場合には、制御部２８は、第３の水給排出弁５２２および第３の空気供給弁５２４を開いて、上昇タンク５２内に空気を流入させるとともに、上昇タンク５２から潜水艇１の外部に水を排出させ、上昇タンク５２内を空気で満たした状態とする。このように、設定部において、上昇設定、中立設定および下降設定のいずれかを選択するだけで、潜航深度を変更することができ、操縦者は容易に所望の潜航深度に変更することができる。【００２３】
図２は、シート部２１の動作説明図であり、図２Ａは重量のより大きい操縦者が乗艇した場合に対応しており、図２Ｂは重量のより小さい操縦者が乗艇した場合に対応している。シート部２１は、操縦者が座る座面２１１と、内部に供給される水が増加するのに応じて、座面２１１を押し上げるように膨張する膨張容器２１２とを有する構成としても良い。【００２４】
具体的には、重量の軽い（体格の小さい）操縦者の場合は、図２Ｂのように、膨張容器２１２の内部により多くの水を取り入れて、潜水艇１の総重量を重くする。また、重量の重い（体格の大きい）操縦者の場合は、図２Ａのように、膨張容器２１２の内部に取り入れられる水を少なくして、潜水艇１の総重量を軽くする。【００２５】
このようにして、膨張容器２１２内の水を増減させることで、潜水艇１の浮力を調整することができる。また、この構成により、潜水艇１の操縦者の最大設計重量（例えば１００ｋｇ）に合わせて潜水艇１の浮力を設計しさえすれば、最大設計重量と操縦者の重量との差分重量に対応した水を膨張容器２１２内に収容するのみで、設計通りの潜水艇１の浮力及び潜航力を得ることができる。【００２６】
すなわち、設計通りの潜水艇１の浮力及び潜航力を得るために、操縦者は潜水艇１に乗艇する前に体重を量り、最大重量に対する自身の差分の重量に相当する水を膨張容器２１２に収容しさえするだけで良い。なお、膨張容器２１２の材料としては、例えば弾力性素材を用いることができる。【００２７】
さらにシート部２１の他に足置き部２３を備えた構成としても良い。この場合、シート部２１と同様に中に水を収容できる構成としても良い。【００２８】
ボディ３は、図１に示すように、ｘ軸方向に長軸が延びる楕円形状をしており、このｘ軸方向の略中央にキャビン２が位置している。ボディ３は、例えばプラスチック、ゴム、鋼板等の材料により形成されている。ボディ３は潜航する際に水を収容する第１のタンク３１と共用しており、ボディ３の下部には、第１のタンク３１に対する水の流入を許容するフラッドホール３２が形成されており、ボディ３の上部には、第１のタンク３１の空気放出を許容するベント３３が設けられている。ここで、キャビン２は、内部の空気量が３００リットルとなるよう設定することができる。そして体重１００Kgの操縦者を最大重量として潜水艇を設計すると、コックピット内の空気の量が約２００リットルになり、本潜水艇を水面下に沈めるためには本潜水艇のネット重量を約２００Kｇに設計する事が出来る。この構成により、本潜水艇を容易に搬送し気軽に水中を遊覧する事ができる。【００２９】
トリムタンク部４は、図１に示すように、第２のタンク４１と、高圧圧縮された空気を充填した高圧空気容器３４から第２のタンク４１内に対して空気を流入させる第１の空気供給管４２と、第１のタンク３１の外部の水を第２のタンク４１に対して流入流出させる第１の水給排出管４４と、第２のタンク４１内に収容された空気を第１のタンク３１の外部に排出する第１の空気排出管４６を含む。【００３０】
トリムタンク部４は、さらに、第１の水給排出管４４を介して、第１のタンク３１の外部から第２のタンク４１内の水量を調節する第１の水給排出弁４５と、第１の空気供給管４２を介して、高圧空気容器３４から第２のタンク４１内の空気の量を調節する第１の空気供給弁４３と、第１の空気排出管４６を介して、第２のタンク４１から艇外に空気を排出する第１の空気排出弁４７を含む。これらの第１の空気供給弁４３、第１の水給排出弁４５および第１の空気排出弁４７を開閉することにより、第２のタンク４１内の空気量および水量を調節して、潜水艇１を水平姿勢にさせることができる。【００３１】
トリムタンク部４は、図１に示すように、キャビン２に対してＸ軸方向における前方および後方のそれぞれに設けられている。潜水艇１の船首を下げるには、キャビン２の前方に位置しているトリムタンク部４の第１の空気排出弁４７と第１の水給排出弁４５をあけてトリムタンク４１内に水を流入させて潜水艇を水平にする。【００３２】
逆に、潜水艇１の船尾を下げるには、キャビン２の後方に位置しているトリムタンク部４の第１の空気排出弁４７と第１の水給排出弁４５をあけてトリムタンク４１内に水を流入させて潜水艇を水平にする。【００３３】
上昇下降タンク部５は、図３に示すように、カプセル形状の第４のタンク５１を有する。第４のタンク５１の内部は、仕切板５４によって上昇タンク５２及び下降タンク５３に仕切られている、第４のタンク５１には、第３の水給排出管５２１、第３の空気供給管５２３、第４の空気排出管５２５が接続されている。第３の水給排出管５２１は、第１のタンク３１の外部及び上昇タンク５２を接続する。潜航開始する前は上昇タンク５２の内部は水により満たされている。潜航開始する前の下降タンク５３は空気で満たされている。また、上昇下降タンク部５は、二つの独立したタンクによって構成してもよい。つまり、上昇タンク５２に相当するタンクと、下降タンク５３に相当するタンクとをそれぞれ別体で設置してもよい。【００３４】
第３の空気供給管５２３は、高圧空気収容器３４及び上昇タンク５２を接続する。高圧空気容器３４の内部に充填された空気は、第３の空気供給管５２３を介して上昇タンク５２の内部に流入する。【００３５】
第３の空気排出管５２５は、上昇タンク５２から第１のタンク３１の外側に向かって延びており、上昇タンク５２内の空気を潜水艇１の外部に排出する。第３の空気供給弁５２４、第３の空気供給管５２３を介して、高圧空気容器３４から上昇タンク５２に送る空気を制御する。第３の水給排出弁５２２は、第１のタンク３１の外部から上昇タンク５２に移動する水の量を調節する。第３の空気排出弁５２６は、上昇タンク５２から第１のタンク３１の外部へ空気を排出する空気の量を調節する。【００３６】
また、下降タンク５３には、潜水艇１の外部から下降タンク５３に水を流入させる第４の水給排出管５３１、高圧空気収容器３４から下降タンク５３へ空気を流入させる第４の空気供給管５３３および下降タンク５３から第１のタンク３１の外部へ空気を排出する第４の空気排出管５３５が接続されている。第３の水給排出弁５２２、第３の空気供給弁５２４、第３の空気排出弁５２６、第４の水給排出弁５３２、第４の空気供給弁５３４及び第４の空気排出弁５３６はそれぞれ、第３の水給排出管５２１、第３の空気供給管５２３、第３の空気排出管５２５、第４の水給排出管５３１、第４の空気供給管５３３および第４の空気排出管５３５の途中に設けられている。【００３７】
そして、第３の空気供給管５２３および第４の空気供給管５３３の一端は、第１の空気供給管４２が接続された高圧空気容器３４に接続されており、第３の水給排出管５２１および第４の水給排出管５３１の一端はボディ３の外部に連通しており、第３の空気排出管５２５および第４の空気排出管５３５の一端は、ボディ３の外部に連通している。上昇下降タンク部５における上昇タンク５２および下降タンク５３には、それぞれ別々の空気供給管、水給排出管および空気排出管が接続され、これらの経路に弁を設けることで、上昇タンク５２および下降タンク５３内の空気および水を独立して制御することができる。【００３８】
本実施形態の構成によれば、潜航開始時に潜水艇１の前後に配置され、潜水艇１の水平バランスをとるトリムタンクと、潜水艇１の中心付近に有り艇の浮力を０に設定する浮力０設定タンクとは別に空気および水の給排出を調節できる上昇下降タンク部５が設けられるため、トリムタンク及び浮力０設定タンク内の空気量および水量を変えることなく、上昇下降タンク部５内の空気および水のみを注入排出するだけで潜航深度を容易に調整することができる。【００３９】
すなわち、本発明は、潜行開始時における潜航姿勢を調節したトリムタンク、浮力を０に設定した浮力０設定タンク内の空気量および水量を変更せずに、それとは別の上昇下降タンク部５のみを調節するため、潜行途中において容易に浮力を中立にすることができる。
また、潜行途中において潜航深度のみを調節する場合は、スクリューを回して進行させなくても上昇下降タンク部５内の空気および水の有無を調節するのみで済むため、所望の潜航深度まで煩雑な操作をすることなく、安定した潜航を開始するまでの時間を短くする【００４０】
さらに、本実施形態の潜水艇１は、潜航開始時における所望の潜航深度および潜航途中における潜航深度を変更する際に、スクリュー９やエレベーター７等を動作させなくて上昇下降タンク部５内のそれぞれの空気および水の有無を調節することだけで潜水艇を上昇下降できる。特に海底から上昇する時は砂等を巻き上げずに済む。すなわち、本実施形態の潜水艇１は、海底から上昇する時海底の砂等が巻き上げて、操縦者の視界が悪くなることを防止することができる。一度巻き上げた微粉は沈殿するのに大変時間が掛かるので、多くの潜水艇が同時に潜水するアミューズメントパークなどには非常に有効である。【００４１】
なお、上昇下降タンク部５の下降タンク５３は、上昇タンク５２の船尾側に位置するが、本発明はこれに限られるものではなく、上昇タンク５２の船首側に配置してもよい。この構成により、潜行開始時に空気が充填された下降タンク５３に水を注入することで、潜水艇１を潜航させることができる。また、潜行開始時に水が充填された上昇タンク５２に空気を注入することで、潜水艇１を上昇させることができる。すなわち、上昇下降タンク部５内の上昇タンク５２および下降タンク５３における空気および水の有無を調節することで、潜水艇１を浮上または潜航させることができる。【００４２】
次に、潜水艇１の着水から潜航開始方法について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。潜水艇１が潜航を開始する初期状態において、キャビン２、第１のタンク３１、第２のタンク４１、第３のタンク６１および下降タンク５３の内部には空気が充填されており、上昇下降タンク部５における上昇タンク５２の内部には水が充填されているものとする。また、ベント３３は閉じられており、第1のタンク３１内への水の流入を禁止するものとする。【００４３】
さらに、第１の空気排出弁４７、第１の水給排出弁４５、第１の空気供給弁４３、第２の空気供給弁６３、第２の水給排出弁６５、第２の空気排出弁６７、第３の空気供給弁５２４、第３の水給排出弁５２２、第３の空気排出弁５２６、第４の空気供給弁５３４、第４の水給排出弁５３２および第４の空気排出弁５３６は閉じられており、第２のタンク４１、第３のタンク６１、上昇タンク５２および下降タンク５３の内部に空気および水が流入または流出することを禁止している（Ｓ１０１）。【００４４】
まず、潜水艇１を水面に投下する（Ｓ１０２）。ベント３３を開いて第１のタンク３１に潜水艇が安定するまで水を入れベント３３を閉める（Ｓ１０３）。操縦者は、潜水艇１のハッチ２０を開いて乗艇し、膨張容器２１２に規定の操縦者最大体重から操縦者の体重を引いた値の重さの水を入れ、ハッチ２０を閉める（Ｓ１０４）。操縦者が操縦部２２における設定部のベント開のスイッチを押し、潜水艇１のベント３３を閉状態から開状態に変更する。これにより、第１のタンク３１内の空気を排出させ、図５（Ａ）のようにフラッドホール３２から第１のタンク３１内へ水を流入させ、第１のタンク３１内に水が流入することに伴い、潜水艇１は徐々に海中へ潜航する。ベント３３が開状態に切替えられてから所定時間が経過すると、第１のタンク３１の内部が水で満たされる。第１のタンク３１が水で満たされたら、図５（Ｂ）に示すようにベント３３を開状態から閉状態に切り替える（Ｓ１０５）。【００４５】
艇のトリムボタンを押すと、艇の前後バランス検出センサによる検出結果に基づき、水平状態にあるか否かを制御部２８が判定する。潜航姿勢が水平状態ではないと制御部２８が判定した場合は、制御部２８は、図５（Ｃ）に示すように前後いずれか一方の第１の水給排出弁４５および第１の空気排出弁４７を開状態に切り換えて、トリムタンク４１の内部に収容された空気を外部に排出して、トリムタンク４１に水を流入させる。【００４６】
具体的には、制御部２８が図５（Ｂ）のように潜水艇１の船首が船尾に比べて傾いていると判定した場合には、図５（Ｃ）のように船首側のトリムタンク４１内に第１の水給排出管４４を介して水を移動させ、潜水艇１の船首を船尾と水平になるように調整する（Ｓ１０６）。潜水艇１の潜航姿勢が水平状態となると、操縦部２２における設定部の浮力０設定スイッチを押す。制御部２８が潜航深度検出センサにより検出される値（以下、現在の潜航深度という）が既定潜航深度より浅いか深いかを判定する。制御部２８は、既定潜航深度になるまで、第２の空気排出弁６７および第２の水給排出弁６５を調整して、浮力０設定タンク６１に水を流入させて、潜水艇１を水中に潜航させる。【００４７】
そして、現在の潜航深度が既定潜航深度であると、制御部２８が判定すると、制御部２８は、図５（Ｄ）のように第２の空気排出弁６７および第２の水給排出弁６５を閉状態に切り換えて、浮力設定タンク６１に水が流入することを禁止する。操縦者が設定部で選択した浮力０設定を自動的に完了する（Ｓ１０７）。そして、操縦者の操作に応じて制御部２８は、スクリュー９、ラダー８、エレベータ７等を動かすことにより、潜水艇１を海中において移動させる。【００４８】
次に、潜水艇１の上昇下降タンクを使った浮上方法について図６のフローチャートを用いて説明する。潜水艇１が浮上を開始する際に、キャビン２および上昇下降タンク部５の下降タンク５３の内部には空気が充填されているものとする。そして、第１のタンク３１の内部には、水が充填されているものとし、第２のタンク４１の内部には空気および水の両方が収容されているものとする。【００４９】
また、ベント３３、第１の空気排出弁４７、第１の水給排出弁４５、第１の空気供給弁４３、第３の空気供給弁５２４、第３の水給排出弁５２２、第３の空気排出弁５２６、第４の空気供給弁５３４、第４の水給排出弁５３２および第４の空気排出弁５３６、第２の空気排出弁６７、第２の水給排出弁６５、第２の空気供給弁６３それぞれ閉状態であるものとする（Ｓ２０１）。【００５０】
潜水艇１が水中で遊覧を終えた後に、操縦者が操縦部２２における設定部の上昇スイッチを押すと、制御部２８は、第３の空気供給弁５２４と第３の水給排出弁５２２を開き上昇タンク５２内に空気を供給して水をボディー３の外部に排出する（Ｓ２０２）。【００５１】
これにより、潜水艇１の重量が軽くなり、浮力が増大して、海面から潜水艇１の一部が浮上する所定位置まで潜水艇１が上昇する（Ｓ２０３）。【００５２】
Ｓ２０３の後に潜水艇１をさらに浮上させる場合は、第１のタンク空気供給弁４９を開いて、第１のタンク内に空気を放出して（Ｓ２０４）、潜水艇を水面上の適切な位置まで浮上させ（Ｓ２０５）、第１のタンク空気供給弁４９を閉めて（Ｓ２０６）、潜水艇１の浮上動作を終了する（Ｓ２０７）。【００５３】
次に、既定潜航深度に達した後に行われる潜水艇１の潜航動作に関する制御部２８の処理について説明する。【００５４】
既定潜航深度に達した潜水艇１において、操縦者が操縦部２２における設定部で下降設定を設定すると、制御部２８は、第４の水給排出弁５３２および第４の空気排出弁５３６を開状態に切り換え、図７（Ｃ）のように下降タンク５３内に水を流入させる。【００５５】
下降タンク５３内を水で満たした状態とした後に、第４の水給排出弁５３２および第４の空気排出弁５３６を閉状態に切り換えて、潜水艇１を潜航させる。操縦者は表示部に表示された潜航深度を見て、所望の潜航深度まで潜水艇１が潜航すると、操縦部２２における設定部を操作して、中立設定を指示する。これにより、制御部２８は、第４の空気供給弁５３４および第４の水給排出弁５３２を開状態として、図７（Ｄ）のように下降タンク５３内の水を排出して、空気で満たした状態とする。【００５６】
そして、下降タンク５３が空気で満たされた後に、制御部２８は、第４の空気供給弁５３４および第４の水給排出弁５３２をそれぞれ閉状態に切り替えて、潜水艇１の潜航動作を停止させる。【００５７】
また、潜航途中で潜水艇の深度を浅くする時は操作部２２で上昇設定を設定する。上昇設定を設定すると、制御部２８は、第３の空気供給弁５２４および第３の水給排出弁５２２を開状態に切り換えて、上昇タンク５２内に空気を供給して水をボディー３の外部に排出する。上昇タンク５２内を空気で満たした状態とした後は、第３の空気供給弁５２４および第３の水給排出弁５２２を閉状態に切り換えて潜水艇１を上昇せせる。【００５８】
操縦者は、表示部に表示された潜航深度を見て、所望の潜航深度まで潜水艇１が上昇したと判断すると（設定部に上昇設定が設定された後に）、操縦者は、設定部において中立設定を設定する。制御部２８は、設定部において中立設定が設定されたと判断すると、第３の水給排出弁５２２および第３の空気排出弁５２６を開状態として、図７（Ｂ）のように上昇タンク５２内に水を流入させて水密状態とする。そして、上昇タンク５２が水密状態となった後に、制御部２８は、第３の水給排出弁５２２および第３の空気排出弁５２６を閉状態として、潜水艇１の上昇動作を停止させる。【００５９】
上記のように、潜水艇１が所望の潜航深度に達した後において、潜水艇１の潜航深度を変更する場合に調節する上昇下降タンク部５と、潜行開始時に調節する浮力０設定タンク部１０とを別々の構成とすることで、潜水艇が所望の深度に達した後の潜水艇１において、再度潜水艇１の浮力０設定タンクを操作しなくて済むため、潜水艇１の潜航深度を迅速に且つ容易に変更することができる。【００６０】
上記実施形態において、高圧空気容器３４は、トリムタンク部４、浮力０設定タンク部１０および上昇下降タンク部５にのみ接続されているが、図８に示すようにキャビン２内に空気を供給するための空気供給管２４に接続する構成であっても良い。【００６１】
本潜水艇は艇の重量を軽くする為キャビン２の大きさを人が入れるだけの大きさに設計されているのでキャビン２内の酸素不足を補う為に新しい空気を補給する必要がある。このために、キャビン２内の操縦者の口から一番離れた付近（例えば、操縦者の足元）から空気圧縮ポンプ２７でキャビン２内の古い空気を空気排出管２６を通してボディ３の外部へと排出する。これによりキャビン内の空気圧が下がる為、高圧空気容器３４からくる圧縮空気を空気圧レギュレーター２５でキャビン２内の空気圧が常に一定の気圧になるように新しい空気を空気供給管２４を通して操縦者の口元に供給する。【００６２】
上記実施形態において、浮力０設定タンク部１０をキャビン２のｘ軸方向の前後それぞれ配置する構成として説明したが、特にこれに限られるものではなく、上昇、中立、下降の設定がされた時に潜水艇１の水平状態を保てるように浮力０設定タンク部１０を第１のタンク３１の中央に固定しても良い。【００６３】
上記実施形態において、潜水艇１を進退させるものとしてスクリュー９を備える構成として説明したが、特にこれに限られるものではなく、ウォータジェットを備える構成としても良い。【００６４】
また、上記実施形態において、潜水艇１内に操縦者のみが乗艇するものとして説明したが、特にこれに限られるものではなく、操縦者以外に複数の乗艇者が乗艇しても良い。この場合、各乗艇者の座面２１１の下には、座面２１１を押し上げる膨張容器２１２を備え、各乗艇者の重量に合わせて、各乗艇者の膨張容器２１２に水を注入する事によって乗艇者の体重差によって潜水艇の水平バランスが崩れる事を回避する。しかし、膨張容器２１２はキャビンの中であれば座面２１１の下に限ったものではない。【００６５】
この構成により、潜水艇１内に乗艇する操縦者および乗艇者の体重を考慮して、膨張容器２１２内に収容される水の量を調節することで、潜水艇１の水平バランスと浮力を調整することができる。【００６６】
なお、上記実施形態の潜水艇１において、特定の潜航深度まで潜水艇１が潜航すると、特定の潜航深度よりも潜航しないように、スクリューを停止し第３の空気供給弁と第３の水給排出弁を開いて上昇タンクに空気を充満させて潜水艇１を上昇させるようにしても良い。また、潜水艇１が特定の潜航深度まで達した場合には、設定部で操縦者が下降設定を選択することを禁止するようにしても良い。【００６７】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００６８】
１  潜水艇    ２  コックピット    ３  ボディ    ４  トリムタンク部    ５  上昇下降タンク部    ６  アイボルト    ７  エレベータ    ８  ラダー        ９  スクリュー    １０  浮力０設定タンク部    ２０  ハッチ      ２１  シート部    ２２  操縦部    ２３  足置き部      ２４  空気供給管      ２５  空気圧レギュレーター    ２６  空気排出管      ２７  空気圧縮ポンプ      ２８  制御部    ３１  第１のタンク
３２  フラッドホール      ３３  ベント        ３４  高圧空気容器（気体供給部）
４１  トリムタンク（第２のタンク）      ４２  第１の空気供給管      ４３  第１の空気供給弁      ４４  第１の水給排出管      ４５  第１の水給排出弁      ４６  第１の空気排出管      ４７  第１の空気排出弁      ４８  第１のタンク空気供給管    
４９  第１の空気供給弁
５１  上昇下降タンク（第４のタンク）      ５２  上昇タンク（上昇タンク）  ５３  下降タンク（下降タンク）    ５４  仕切板（仕切り壁）
６１  第３のタンク      ６２  第２の空気供給管      ６３  第２の空気供給弁
６４  第２の水給排出管      ６５  第２の水給排出弁      ６６  第２の空気排出管
６７  第２の空気排出弁
２１１  座面      ２１２  膨張容器                      
５２１  第３の水給排出管    ５２２  第３の水給排出弁      ５２３  第３の空気供給管      ５２４  第３の空気供給弁      ５２５  第４の空気排出管      ５２６  第３の空気排出弁      ５３１  第４の水給排出管      ５３２  第４の水給排出弁      ５３３  第４の空気供給管      ５３４  第４の空気供給弁      ５３５  第４の空気排出管      ５３６  第４の空気排出弁      
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2014192038.tif 000020
2014192038.tif 000021
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