(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航走体本体の先端側に設けた気泡発生部から気泡を発生させ、前記航走体本体表面を気膜で覆う水中航走体であって、
前記航走体本体の姿勢が変化し、前記気膜から前記航走体本体の一部が突出する際、前記水中航走体の姿勢の制御を行う姿勢制御手段を有し、
前記姿勢制御手段が、前記航走体本体の後端側に設けられ、前記水中航走体が直進している場合には前記航走体本体と前記気膜との間に位置する円盤であり、
前記水中航走体が直進している場合に、前記航走体本体と前記気膜との間に位置する前記円盤の突出割合が、前記航走体本体の直径の１０％以上１５％以下の範囲内であることを特徴とする水中航走体。
【請求項２】
請求項１において、
前記円盤が偏芯自在であることを特徴とする水中航走体。
【請求項３】
請求項２において、
前記航走体本体内部に前記本体の傾きを検知する角度検出部と、
前記角度検出部からの信号に基づき、前記円盤を偏芯させる第一の駆動部とを有することを特徴とする水中航走体。
【請求項４】
請求項１において、
前記円盤が分割され、
分割部が軸方向と直交する方向に突出自在であることを特徴とする水中航走体。
【請求項５】
請求項４において、
前記航走体本体内部に前記水中航走体の傾きを検知する角度検出部と、
前記角度検出部からの信号に基づき、前記円盤の分割部を軸方向と直交する方向に移動させる第一の駆動部とを有することを特徴とする水中航走体。
【請求項６】
航走体本体の先端側に設けた気泡発生部から気泡を発生させ、前記航走体本体表面を気膜で覆う水中航走体であって、
前記航走体本体の姿勢が変化し、前記気膜から前記航走体本体の一部が突出する際、前記水中航走体の姿勢の制御を行う姿勢制御手段と、
前記航走体本体内部に前記水中航走体の傾きを検知する角度検出部とを有し、
前記姿勢制御手段が、前記航走体本体の後端側に設けられ、前記航走体本体から前記水中航走体の進行方向と直交する方向に開閉可能な制御板であり、
前記制御板は、前記水中航走体が直進している場合には前記航走体本体と前記気膜との間に位置し、
前記水中航走体の姿勢が傾いた場合、前記角度検出部からの信号に基づき、前記水中航走体の進行方向と直交する方向に前記制御板の開閉を行うことを特徴とする水中航走体。
【請求項７】
航走体本体の先端側に設けた気泡発生部から気泡を発生させ、前記航走体本体表面を気膜で覆う水中航走体であって、
前記航走体本体の姿勢が変化し、前記気膜から前記航走体本体の一部が突出する際、前記水中航走体の姿勢の制御を行う姿勢制御手段と、
前記航走体本体内部に前記水中航走体の傾きを検知する角度検出部と、
前記気泡発生部の先端方向の向きを変える第二の駆動部とを有し、
前記姿勢制御手段が、先端方向の向きが可動自在な気泡発生部であり、
前記水中航走体の姿勢が傾いた場合、前記角度検出部からの信号に基づき、前記可動部が前記気泡発生部の先端方向の向きを変えることを特徴とする水中航走体。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一つにおいて、
前記航走体本体の周囲に少なくとも二つ以上の前記気膜の存在を検知する光検出部を有していることを特徴とする水中航走体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中航走体の姿勢を制御する手段を有する水中航走体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水中航走体は、水中を航走する際に、周囲流体が水であるため、大きな摩擦抵抗を受ける。そのため、摩擦抵抗を低減して水中航走体の推進性能を向上させるものとして水中航走体表面を気膜で覆うことにより水中航走体にかかる抵抗の低減を図る手法が提案されている。
【０００３】
水中航走体表面を気膜で覆う水中航走体の一例としては、例えば図１３に示すような構成のものが知られている。図１３に示すように、水中航走体１００Ａは、航走体本体１０１と、前記航走体本体１０１の先端部に気泡を発生させる気泡発生部１０２とを備えており、前記航走体本体１０１は、前方部が若干先細りである細長い円筒形状をしており、その後端側には、推進機関としてのロケットエンジンのジェットノズル１０３が設けられている。そして、前記水中航走体１００Ａは、前記気泡発生部１０２から吹出した気泡が前記水中航走体１００Ａの後方部に亘って気膜１０４を形成し、該気膜１０４により前記航走体本体１０１表面を覆っている。これにより、前記水中航走体１００Ａの抵抗の低減を図っている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９６４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記水中航走体１００Ａの姿勢が変化した水中航走体１００Ａの本体の何れかが前記気膜１０４から飛び出す結果、前記気膜１０４が途切れ前記水中航走体１００Ａへの抵抗が増加し、前記水中航走体１００Ａの速度が低下する、という問題がある。
【０００６】
一方、図１４に示すように、例えば、姿勢制御のために水中航走体１００Ｂの後方にフィン１０５を直接取付ける方法もあるが、前記気膜１０４の厚さは前記水中航走体１００Ｂの前記航走体本体１０１の直径の約１０〜２０％程度である。そのため、前記フィン１０５の高さは前記気膜１０４の厚さよりも高く、前記フィン１０５の一部は常に水と接する状態にあるため、前記水中航走体１００Ｂの抵抗を更に増加させる、という問題がある。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑み、水中航走体の姿勢が変化しても、水中航走体の姿勢制御が
容易で、安定して直進することができる水中航走体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、航走体本体の先端側に設けた気泡発生部から気泡を発生させ、前記航走体本体表面を気膜で覆う水中航走体であって、前記航走体本体の姿勢が変化し、前記気膜から前記航走体本体の一部が突出する際、前記水中航走体の姿勢の制御を行う姿勢制御手段を有し、前記姿勢制御手段が、前記航走体本体の後端側に設けられ、前記水中航走体が直進している場合には前記航走体本体と前記気膜との間に位置する円盤であり、前記水中航走体が直進している場合に、前記航走体本体と前記気膜との間に位置する前記円盤の突出割合が、前記航走体本体の直径の１０％以上１５％以下の範囲内であることを特徴とする水中航走体にある。
【０００９】
上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、姿勢制御手段により前記航走体本体の姿勢を戻すようにしている。これにより、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われ、抵抗を受けることなく直進することができる。
【００１１】
また、上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、前記航走体本体の後端側に設けられている前記円盤の一部が前記気膜の外側に突出することになり、突出した前記円盤の一部に抗力を発生させ、前記水中航走体の傾きを戻すようにしている。これにより、前記航走体本体の姿勢が戻り、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われるため、前記水中航走体は抵抗を受けることなく直進することができる。
また、上記構成により、前記水中航走体が直進している場合には、前記円盤が前記航走体本体と前記気膜との間に位置することになる。これにより、前記水中航走体が前記円盤を設けている場合でも、前記円盤は前記気膜内にあるため、前記水中航走体は抵抗を増加させることなく直進することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記円盤が偏芯自在であることを特徴とする水中航走体にある。
【００１３】
上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、前記円盤を偏芯させ、前記円盤の一部が前記気膜の外に突出することになり、突出した前記円盤の一部に抗力を発生させ、前記水中航走体の傾きを戻すようにしている。これにより、前記航走体本体の姿勢が戻り、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われるため、前記水中航走体は抵抗を受けることなく直進することができる。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、前記航走体本体内部に前記本体の傾きを検知する角度検出部と、前記角度検出部からの信号に基づき、前記円盤を偏芯させる第一の駆動部とを有することを特徴とする水中航走体にある。
【００１５】
上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、前記角度検出部により前記航走体本体の姿勢変化を検知し、前記第一の駆動部により前記円盤を偏芯させる。これにより、前記航走体本体の姿勢が戻り、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われるため、前記水中航走体は抵抗を受けることなく直進することができる。
【００１６】
第４の発明は、第１の発明において、前記円盤が分割され、分割部が軸方向と直交する
方向に突出自在であることを特徴とする水中航走体にある。
【００１７】
上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、前記円盤の前記分割部の一部が前記気膜の外に突出することになり、突出した前記円盤の一部に抗力を発生させ、前記水中航走体の傾きを戻すようにしている。これにより、前記航走体本体の姿勢が戻り、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われるため、前記水中航走体は抵抗を受けることなく直進することができる。
【００１８】
第５の発明は、第４の発明において、前記航走体本体内部に前記水中航走体の傾きを検知する角度検出部と、前記角度検出部からの信号に基づき、前記円盤の分割部を軸方向と直交する方向に移動させる第一の駆動部とを有することを特徴とする水中航走体にある。
【００１９】
上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、前記角度検出部により前記航走体本体の姿勢変化を検知し、前記第一の駆動部により前記分割部の一部を前記気膜の外側に突出させる。これにより、前記航走体本体の姿勢が戻り、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われるため、前記水中航走体は抵抗を受けることなく直進することができる。
【００２２】
第６の発明は、航走体本体の先端側に設けた気泡発生部から気泡を発生させ、前記航走体本体表面を気膜で覆う水中航走体であって、前記航走体本体の姿勢が変化し、前記気膜から前記航走体本体の一部が突出する際、前記水中航走体の姿勢の制御を行う姿勢制御手段と、前記航走体本体内部に前記水中航走体の傾きを検知する角度検出部とを有し、前記姿勢制御手段が、前記航走体本体の後端側に設けられ、前記航走体本体から前記水中航走体の進行方向と直交する方向に開閉可能な制御板であり、前記制御板は、前記水中航走体が直進している場合には前記航走体本体と前記気膜との間に位置し、前記水中航走体の姿勢が傾いた場合、前記角度検出部からの信号に基づき、前記水中航走体の進行方向と直交する方向に前記制御板の開閉を行うことを特徴とする水中航走体にある。
【００２３】
上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、前記制御板が前記水中航走体の進行方向と直交する方向に開口し、前記制御板の一部を前記気膜の外側に突出させることになり、突出した前記制御板の一部に抗力を発生させ、前記水中航走体の傾きを戻すようにしている。これにより、前記航走体本体の姿勢が戻り、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われるため、前記水中航走体は抵抗を受けることなく直進することができる。
【００２５】
また、上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、前記角度検出部により前記航走体本体の姿勢変化を検知し、前記制御板が前記水中航走体の進行方向と直交する方向に開口し、前記制御板の一部を前記気膜の外側に突出させる。これにより、前記航走体本体の姿勢が戻り、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われるため、前記水中航走体は抵抗を受けることなく直進することができる。
【００２６】
第７の発明は、航走体本体の先端側に設けた気泡発生部から気泡を発生させ、前記航走体本体表面を気膜で覆う水中航走体であって、前記航走体本体の姿勢が変化し、前記気膜から前記航走体本体の一部が突出する際、前記水中航走体の姿勢の制御を行う姿勢制御手段と、前記航走体本体内部に前記水中航走体の傾きを検知する角度検出部と、前記気泡発生部の先端方向の向きを変える第二の駆動部とを有し、前記姿勢制御手段が、先端方向の向きが可動自在な気泡発生部であり、前記水中航走体の姿勢が傾いた場合、前記角度検出部からの信号に基づき、前記可動部が前記気泡発生部の先端方向の向きを変えることを特徴とする水中航走体にある。
【００２７】
上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、前記気泡発生部の先端方向の向きを可動させる。これにより、前記航走体本体の姿勢が戻り、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われるため、前記水中航走体は抵抗を受けることなく直進することができる。
【００２９】
また、上記構成により、前記航走体本体の姿勢が傾いた場合には、前記角度検出部により前記航走体本体の姿勢変化を検知し、前記第二の駆動部により前記気泡発生部の先端方向の向きを可動させる。これにより、前記航走体本体の姿勢が戻り、前記航走体本体が再び前記気膜に覆われるため、前記水中航走体は抵抗を受けることなく直進することができる。
【００３０】
第８の発明は、第１乃至第７の何れか一つの発明において、前記航走体本体の周囲に少なくとも二つ以上の前記気膜の存在を検知する光検出部を有していることを特徴とする水中航走体にある。
【００３１】
上記構成により、前記光検出部が検出する光の強弱により前記本体が前記気膜に覆われているか否かの判断をする。これにより、前記水中航走体の姿勢変化に伴う前記気膜の有無の検知性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、水中航走体に前記水中航走体の姿勢の制御を行う姿勢制御手段を設けることにより、前記水中航走体の姿勢が変化しても、前記水中航走体の姿勢を戻すことができるため、安定して直進することができ、水中航走体に加わる抵抗を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００３４】
本発明による実施例１に係る水中航走体について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る水中航走体の構成を示す概略図（図１中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の円盤の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と円盤との位置を現した図（図１中右側図）である。そして、上段、中段、下段の各図は、姿勢制御の手段の手順を示している。尚、図中、前記図１３に示した水中航走体と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図１に示すように、本実施例に係る水中航走体１０Ａは、航走体本体１０１（以下、「本体」とする。）の先端側に設けた気泡発生部１０２から気泡を発生させ、前記本体１０１表面を気膜１０４で覆う水中航走体であって、前記本体１０１の姿勢が変化し、前記気膜１０４から前記本体１０１が突出する際に、前記水中航走体１０Ａの姿勢の制御を行う姿勢制御手段として、前記本体１０１の後端側に設けられ、前記水中航走体１０Ａが直進している場合には前記本体１０１と前記気膜１０４との間に位置する円盤１１を有してなるものである。
【００３５】
図１中、上段の左側図に示すように、本実施例の水中航走体１０Ａは、ロケットエンジンの燃焼ガスをジェットノズル１０３から噴出させて直進すると共に、この際先端側に設けた後桁の前記気泡発生部１０２から気泡を吹出し前記気膜１０４を形成してなり、該気膜１０４で前記本体１０１表面を覆いながら水中の直進安定性を向上させている。
【００３６】
このとき、前記円盤１１が前記気膜１０４内に位置する状態、即ち、前記気膜１０４から前記円盤１１が突出していない状態で前記水中航走体１０Ａは走行している。また、図１中、上段の右側図に示すように、前記水中航走体１０Ａを背面から見た時には、前記円盤１１が前記気膜１０４内に位置していることが確認できる。尚、前記水中航走体１０Ａの背面から見た時の前記ジェットノズル１０３は省略する。
【００３７】
本実施例では、前記円盤１１は軸と直交する方向に突出し、前記本体１０１の後端側に周接してなるものである。前記円盤１１が前記気膜１０４から突出してしまうと、水中の走行での抵抗が増加するため、前記気膜１０４の直径より小さくする必要がある。そのため、前記本体１０１と前記気膜１０４との間に位置する前記円盤１１の突出割合としては、前記気膜１０４の厚さが前記本体１０１の直径の約１０〜２０％であるため、前記本体１０１の直径の１０〜１５％の範囲内とすることが好ましい。よって、前記水中航走体１０Ａは前記円盤１１が形成されていても、抵抗が増加することなく前記水中航走体１０Ａは直進することができる。
【００３８】
そして、図１中、中段の図に示すように、前記水中航走体１０Ａの姿勢が、例えば進行方向に対して上向きに傾くと、前記本体１０１の下端部にある前記円盤１１の一部が前記気膜１０４の外に突出してしまう。また、前記水中航走体１０Ａを背面から見た時にも前記円盤１１の一部が前記気膜１０４の外に突出していることが確認できる。この時、突出した前記円盤１１の一部に抗力Ｄを発生させることにより、前記水中航走体１０Ａの傾きを戻そうとするモーメントＭを発生させる。
【００３９】
その結果、図１中、下段の図に示すように、前記水中航走体１０Ａの姿勢が戻り、再び前記円盤１１が前記気膜１０４の内側に位置する状態となる。これにより水中航走体１０Ａは抵抗を受けることなく直進することができる。また、水中航走体１０Ａを背面から見た時に、前記円盤１１が前記気膜１０４内に位置していることが確認できる。
【００４０】
また、本実施例のように、前記水中航走体１０Ａの姿勢を制御手段として前記円盤１１を用いることにより、あらゆる方向での前記水中航走体１０Ａの姿勢の変化にも対応することができる。
【００４１】
よって、本実施例によれば、前記水中航走体１０Ａの姿勢が変化しても、前記水中航走体１０Ａの姿勢を戻すことができるため、抵抗を受けることなく水中を直進することができる。
【実施例２】
【００４２】
本発明による実施例２に係る水中航走体について、図２を参照して説明する。
図２は、実施例２に係る水中航走体の構成を示す概略図（図２中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の円盤の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と円盤との位置を現した図（図２中右側図）であり、水中航走体が直進している状態（上段図）と、水中航走体の姿勢が傾いている状態（下段図）を示している。尚、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
【００４３】
図２中、上段図に示すように、本実施例の水中航走体１０Ｂは、前記円盤１１を偏芯自在とし、前記本体１０１内部に前記本体１０１の傾きを検知する角度検出部１２と、前記角度検出部１２からの信号に基づき、前記円盤１１を偏芯させる第一の駆動部１３を有するものである。また、水中航走体１０Ｂが直進している時、前記円盤１１が気膜１０４内に位置する状態で前記水中航走体１０Ｂが走行していることが確認できる。また、図２中、上段の右側図からも、前記水中航走体１０Ｂを背面から見た時、前記円盤１１が前記気膜１０４内に位置していることが確認できる。尚、前記水中航走体１０Ｂの背面から見た時の前記ジェットノズル１０３は省略する。
【００４４】
図２中、下段図に示すように、本実施例の前記水中航走体１０Ｂの姿勢が、例えば進行方向に対して上向きに傾くと、前記角度検出部１２において前記本体１０１の傾きを検知する。そして、前記第一の駆動部１３が前記角度検出部１２からの信号に基づき、前記円盤１１を下側に偏芯させ、前記円盤１１の一部を前記気膜１０４の外に突出するようにしている。そして、突出した前記円盤１１の一部に抗力Ｄを発生させることにより、前記水中航走体１０Ｂの傾きを戻そうとするモーメントＭを発生させる。また、前記水中航走体１０Ａを背面から見た時に、前記円盤１１を下側に偏芯させることにより、前記円盤１１の下側が前記気膜１０４の外側に突出していることが確認できる。
【００４５】
そして、図２中、上段の図に示すように、前記水中航走体１０Ｂの姿勢は再び戻って、前記円盤１１を元の位置に戻すようにしている。その結果、前記水中航走体１０Ｂは前記円盤１１が前記気膜１０４の内側に位置する状態で抵抗を受けることなく直進することができる。
【００４６】
また、本実施例では、前記円盤１１を偏芯可能にしているため、前記円盤１１の大きさを実施例１の前記円盤１１より小さくでき、抵抗の増加を小さくすることができる。また、前記円盤１１を偏芯させることにより方向転換も任意に行うことができるため、目的方向に自由に方向転換することができる。
【００４７】
また、本実施例では、前記円盤１１をいずれの方向にも偏芯自在としているため、前述の実施例１に比べ、前記円盤１１突出効果により抵抗を増大させ、より多くの抗力Ｄを発生させることができ、水中航走体１０Ｂの方向制御もより可能となる。
【００４８】
また、本実施例では、角度検出部１２として、例えばジャイロセンサー等が用いられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
また、本実施例では、第一の駆動部１３として、例えばサーボモータ、ステッピングモータ等が用いられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５０】
よって、本実施例によれば、前記円盤１１を偏芯自在としているため、前記水中航走体１０Ｂの姿勢制御を行い易くすると共に、方向転換を自由にすることができる。
【実施例３】
【００５１】
本発明による実施例３に係る水中航走体について、図３を参照して説明する。
図３は、実施例３に係る水中航走体の構成を示す概略図（図３中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の円盤の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と円盤との位置を現した図（図３中右側図）であり、水中航走体が直進している状態（上図）と、水中航走体の姿勢が傾いている状態（下図）を示している。尚、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
【００５２】
図３中、上段の図に示すように、本実施例の水中航走体１０Ｃは、前記円盤が、分割され、軸方向と直交する方向に突出自在である分割部１４ａ〜１４ｈと、前記角度検出部１２と、前記角度検出部１２からの信号に基づき、前記分割部１４ａ〜１４ｈを軸方向と直交する方向に移動させる第一の駆動部１３とを有するものである。また、水中航走体１０Ｃが直進している時、前記円盤１１が前記気膜１０４内に位置する状態で前記水中航走体１０Ｃが走行していることが確認できる。また、図３中、上段の右側図からも、前記水中航走体１０Ｃを背面から見た時、前記円盤１１が前記気膜１０４内に位置していることが確認できる。尚、前記水中航走体１０Ｃの背面から見た時の前記ジェットノズル１０３は省略する。
【００５３】
また、本実施例では、図３中、上段の右側図に示すように、前記円盤の前記分割部１４ａ〜１４ｈが８枚の分割部１４ａ〜１４ｈで構成されている。また、水中航走体１０Ｃの姿勢が傾いていない時には、分割部１４が集合された円盤が前記気膜１０４内に位置する状態で前記水中航走体１０Ｃが直進していることが確認できる。
【００５４】
そして、図３中、下段の図に示すように、本実施例の前記水中航走体１０Ｃの姿勢が、例えば進行方向に対して上向きに傾くと、前記角度検出部１２において前記本体１０１の傾きを検知する。そして、前記第一の駆動部１３が前記角度検出部１２からの信号に基づき、前記円盤内の前記分割部１４ａ〜１４ｈの何れかを移動して、前記分割部１４ａ〜１４ｈの一部を前記気膜１０４の外に突出させるようにしている。突出した前記分割部１４に抗力Ｄを発生させることにより、前記水中航走体１０Ｃの傾きを戻そうとするモーメントＭを発生させる。また、前記水中航走体１０Ｃを背面から見た時に、前記分割部１４として前記分割部１４ａ、１４ｂが前記気膜１０４から突出していることが確認できる。
【００５５】
そして、図３中、上段の左側図に示すように、前記水中航走体１０Ｃの姿勢は再び戻って、前記分割部１４を再び戻し、抵抗を増大させないようにしている。その結果、前記分割部１４を含む前記円盤が前記気膜１０４の内側に位置する状態で前記水中航走体１０Ｃは抵抗を受けることなく直進することができる。
【００５６】
また、本実施例では、分割部１４が８枚で構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、４〜１６枚で構成されていてもよい。
【００５７】
ここで、前記分割部１４をスライドさせる機構について説明する。
【００５８】
図４−１乃至図４−３は、分割部をリンクによってスライドさせる機構の説明図である。
図４−１に示すように、基台１５に案内溝１６を設け、その前記案内溝１６には移動部１７があり、該移動部１７の上側に前記分割部１４を設けて構成されている。
【００５９】
そして、図４−２、４−３に示すように、リンク１８の作用によって前記移動部１７が押されて移動するに従って、該移動部１７の上側にある前記分割部１４も移動して前記基台１５の外側に突出するようになっている。
【００６０】
また、図５−１乃至図５−３は、分割部をスライドさせる他の機構の説明図である。
図５−１に示すように、基台１５に案内溝１６を設け、その前記案内溝１６内には移動部１７があり、該移動部１７は多条ねじ１９によって移動可能とし、該移動部１７の上側に前記分割部１４を設けて構成されている。
【００６１】
そして、図５−２、５−３に示すように、例えば、図示しないサーボモータ、ステッピングモータ等の駆動モータで回転すると、傘歯歯車２０ａ、２０ｂを介して前記多条ねじ１９が回転し、前記移動部１７を移動させる。そして、前記移動部１７の移動に従い、該移動部１７の上側にある前記分割部１４も移動し、前記基台１５の外側に突出するようになっている。
【００６２】
また、分割部１４を駆動させる機構としては、リンクによってスライドさせる機構と、多条ねじを用いてスライドさせる機構について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６３】
よって、本実施例によれば、前記円盤１１内の分割部１４が可動可能に構成されているため、前記水中航走体１０Ｃの姿勢制御を行い易くすると共に、方向転換を自由にすることができる。
【実施例４】
【００６４】
本発明による実施例４に係る水中航走体について、図６を参照して説明する。
図６は、実施例４に係る水中航走体の構成を示す概略図（図６中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の制御板の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と制御板との位置を現した図（図６中右側図）であり、姿勢制御の一手段の手順を示している。尚、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
【００６５】
図６中、上段の図に示すように、本実施例の水中航走体１０Ｄは、前記航走体本体１０１の後端側に設けられ、前記本体１０１から前記水中航走体１０Ｄの進行方向と直交する方向に開閉可能な制御板２１を有している。
【００６６】
また、水中航走体１０Ｄが直進している時、前記制御板２１が収納されている前記本体１０１が前記気膜１０４内に位置する状態で前記水中航走体１０Ｄが走行していることが確認できる。また、図６中、上段の右側図からも、前記水中航走体１０Ｄを背面から見た時、前記本体１０１が前記気膜１０４内に位置していることが確認できる。尚、前記水中航走体１０Ｄの背面から見た時の前記ジェットノズル１０３は省略する。
【００６７】
前記水中航走体１０Ｄの姿勢が、例えば進行方向に対して上向きに傾くと、前記角度検出部１２において前記本体１０１の傾きを検知する。そして、前記角度検出部１２からの信号に基づき、前記制御板２１が、前記角度検出部１２からの信号に基づき、前記水中航走体の進行方向と直交する方向に前記制御板２１を開口し、前記制御板２１の一部を前記気膜１０４の外に突出するようにしている。そして、突出した前記制御板２１の一部に抗力Ｄを発生させることにより、前記水中航走体１０Ｄの傾きを戻そうとするモーメントＭを発生させる。そして、図６中、下段の図に示すように、前記水中航走体１０Ｄの姿勢を再び戻すようにしている。また、前記水中航走体１０Ｄを背面から見た時に、前記制御板２１の一部が前記気膜１０４から突出していることが確認できる。
【００６８】
また、本実施例では、前記制御板２１は少なくとも４枚以上で構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６９】
そして、図６中、上段の左側図に示すように、前記水中航走体１０Ｄが前記制御板２１を再び前記円盤内に収め、抵抗を受けないようにしている。その結果、前記水中航走体１０Ｄは抵抗を受けることなく直進することができる。
【００７０】
よって、本実施例によれば、前記制御板２１が前記本体１０１から開閉可能に構成されているため、前記水中航走体１０Ｄの姿勢が変化した時にのみ姿勢制御を行うことができる。
【実施例５】
【００７１】
本発明による実施例５に係る水中航走体について、図７を参照して説明する。
図７は、実施例５に係る水中航走体の構成を示す概略図（図７中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の円盤の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と円盤との位置を現した図（図７中右側図）であり、水中航走体が直進している状態（上図）と、水中航走体の姿勢が傾いている状態（下図）を示している。尚、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
【００７２】
図７中、上段の図に示すように、本実施例の水中航走体１０Ｅは、前記水中航走体の周囲に少なくとも二つ以上の前記気膜１０４の存在を検知する光検出部２２を有するものである。
【００７３】
また、水中航走体１０Ｅが直進している時、光検出部２２が前記気膜１０４内に位置する状態で前記水中航走体１０Ｅが走行していることを確認することができる。また、図７中、上段の右側図からも、前記水中航走体１０Ｅを背面から見た時、前記本体１０１が前記気膜１０４内に位置していることが確認できる。尚、前記水中航走体１０Ｅの背面から見た時の前記ジェットノズル１０３は省略する。
【００７４】
ここで、本実施例で用いられる前記気膜の有無を検知する光検出部２２の原理について説明する。
【００７５】
前記光検出部２２として、例えば光ファイバープローブが用いられている。
図８−１、及び図８−２は、光ファイバープローブを用いた場合の液体又は気体を検知する原理の説明図である。
図８−１に示すように、光ファイバープローブ２３の外側が液体３０の場合、前記液体３０と前記気体３１との屈折率の違いにより、光が前記光ファイバープローブ２３を反射せずに外側に通過する。
一方、図８−２に示すように、光ファイバープローブ２３の外側が前記気体３１の場合、光は前記光ファイバープローブ２３で反射して発光側に戻ってくる。
よって、前記光ファイバープローブ２３を用いた場合、前記液体３０と前記気体３１との屈折率の違いにより、光ファイバープローブ２３の外側が前記液体３０であるか前記気体３１であるかを検知することができる。
【００７６】
また、図９は、光ファイバープローブの気体検知時と液体検知時での出力信号の対比を示す図である。
図９に示すように、前記光ファイバープローブ２３が気体を検出するときは信号を出力しているのが確認できる。
一方、前記光ファイバープローブ２３が液体を検出するときは信号を出力しないのが確認できる。
【００７７】
よって、前記光ファイバープローブ２３からの信号の出力の有無によって、気体を検出しているのか液体を検出しているのか判断できる。
【００７８】
従って、光センサとして前記光ファイバープローブ２３を用い、前記光ファイバープローブ２３を前記本体１０１の後端側の円周方向に取付け、液体と気体の屈折率の違いを利用し、検出する光の強弱を見ることにより、前記本体１０１が前記気膜１０４に覆われているか否かの判断ができる。
【００７９】
また、光センサとして、他に例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタが用いられる。フォトダイオード又はフォトトランジスタに通常のダイオードを組み合わせ、フォトダイオード又はフォトトランジスタにより光を検出することにより、検出しているのが気相であるか液相であるかを識別することができる。
【００８０】
例えば、図１０に示すように、前記本体１０１の後端側の円周方向に、受光部２４、発光部２５を取付ける。前記本体１０１が前記気膜１０４に覆われているときは、光が気膜１０４に反射して前記本体１０１側に戻ってくるので、前記受光部２４にて検出する光量は強くなる。
一方、前記本体１０１の前記気膜１０４が途切れている場合には、光が前記気膜１０４に反射せず前記気膜１０４の外側に通過するため、前記受光部２４にて検出する光量は弱くなる。
【００８１】
よって、前記受光部２４にて検出する光の強弱により、前記本体１０１が前記気膜１０４に覆われているか否かの判断をすることができる。
【００８２】
このように、前記水中航走体の前記本体１０１周囲に前記気膜１０４の有無を検知する光検出部２２を設け、前記気膜１０４の有無を検知することにより、前記水中航走体１０Ｅの姿勢変化に伴う前記気膜１０４の有無の検知性能を向上させることができる。
【００８３】
そして、図７中、下段の左側図に示すように、本実施例の前記水中航走体１０Ｅの姿勢が、例えば進行方向に対して上向きに傾くと、前記本体１０１の下部で前記気膜１０４が途切れ、前記本体１０１の下部に設置してある前記光検出部２２において前記気膜１０４が途切れているのを検知し、前記角度検出部１２に信号を送る。そして、前記角度検出部１２が前記光検出部２２からの信号に基づき、前記第一の駆動部１３に信号を送る。そして、前記第一の駆動部１３が前記角度検出部１２からの信号に基づき、前記円盤１１を下側に偏芯させ、前記円盤１１の一部を前記気膜１０４の外に突出するようにしている。突出した前記円盤１１の一部に抗力Ｄを発生させることにより、前記水中航走体１０Ｅの傾きを戻そうとするモーメントＭを発生させる。また、前記水中航走体１０Ｅを背面から見た時に、前記円盤１１の下側が前記気膜１０４から突出していることが確認できる。
【００８４】
そして、図７中、上段の左側図に示すように、前記水中航走体１０Ｅの姿勢は再び戻って、前記円盤１１を元の位置に戻し、抵抗を受けないようにしている。その結果、前記水中航走体１０Ｅは前記円盤１１が前記気膜１０４内に位置する状態で抵抗を受けることなく、直進することができる。
【００８５】
よって、本実施例によれば、前記光検出部２２にて前記気膜１０４の有無を検知するようにしているため、前記水中航走体１０Ｅの姿勢変化に伴う前記気膜１０４の有無の検知性能を向上させ、前記水中航走体１０Ｅの姿勢制御を行い易くすると共に、方向転換を自由にすることができる。
【００８６】
また、本実施例では、実施例３の前記水中航走体１０Ｃ、実施例４の前記水中航走体１０Ｄに前記光検出部２２を設け、前記水中航走体１０Ｃ、水中航走体１０Ｄの姿勢制御を行うようにしてもよい。
【実施例６】
【００８７】
本発明による実施例６に係る水中航走体について、図１１を参照して説明する。
図１１は、実施例６に係る水中航走体の構成を示す概略図（図１１中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の後端部側の位置における水中航走体の本体と気膜との位置を現した図（図１１中右側図）である。尚、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
【００８８】
図１１に示すように、本実施例の水中航走体１０Ｆは、先端方向の向きが可動自在な気泡発生部１０２と、前記気泡発生部の先端方向の向きを変える第二の駆動部２６とを有するものである。また、水中航走体１０Ｆが直進している時、前記気泡発生部１０２が走行方向と同じ方向を向き、前記本体１０１が前記気膜１０４内に位置する状態で前記水中航走体１０Ｆが走行していることが確認できる。また、前記水中航走体１０Ｆを背面から見た時、前記本体１０１が前記気膜１０４内に位置していることが確認できる。尚、前記水中航走体１０Ｆの背面から見た時の前記ジェットノズル１０３は省略する。
【００８９】
次に、前記水中航走体１０Ｆの姿勢が傾いた時の前記第二の駆動部２６による前記水中航走体１０Ｆの姿勢制御の方法について説明する。
【００９０】
図１２に示すように、本実施例の前記水中航走体１０Ｆの姿勢が、例えば進行方向に対して上向きに傾くと、前記角度検出部１２において前記本体１０１の傾きを検知する。そして、前記角度検出部１２からの信号に基づき、前記第二の駆動部２６が前記気泡発生部１０２の先端側を下向きに可動する。これにより、前記水中航走体１０Ｆの姿勢を通常の状態に戻すことができる。
【００９１】
そして、前記角度検出部１２が前記水中航走体１０Ｆの傾きが通常の状態に戻ったことを検知したら、前記角度検出部１２からの信号に基づき前記第二の駆動部２６が前記気泡発生部１０２の先端側を上向きに可動する。これにより、前記気泡発生部１０２が走行方向と同じ方向を向いて、前記水中航走体１０Ｆを走行するようにしている。
【００９２】
その結果、前記水中航走体１０Ｆは、前記気膜１０４の内側に位置する状態で再び抵抗を受けることなく直進することができる。
【００９３】
また、本実施例では、前記本体１０１の先端側の前記気泡発生部１０２を可動自在とし、前記本体１０１に前記本体１０１の姿勢制御手段となるものを他に取付けることなく、前記水中航走体１０Ｆの姿勢を制御することができる。
【００９４】
よって、本実施例によれば、前記気泡発生部１０２を可動自在としているため、前記水中航走体１０Ｆの姿勢が変化した場合に、前記気泡発生部１０２の先端方向の向きを変えることで前記水中航走体１０Ｆの姿勢制御を行い易くすると共に、方向転換を自由にすることができる。また、前記本体１０１に他に姿勢制御手段となるものを取付けることなく容易に姿勢制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係る水中航走体は、前記水中航走体の姿勢が変化しても、前記水中航走体の本体の先端側又は後端側に設けてある前記水中航走体の姿勢の制御を行う姿勢制御手段により、前記水中航走体の姿勢制御が行い易いため、抵抗を受けることなく水中を直進航走し、方向転換を自由に行うことに用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施例１に係る水中航走体の構成を示す概略図（図１中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の円盤の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と円盤との位置を現した図（図１中右側図）である。
【図２】本発明の実施例２に係る水中航走体の構成を示す概略図（図２中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の円盤の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と円盤との位置を現した図（図２中右側図）である。
【図３】本発明の実施例３に係る水中航走体の構成を示す概略図（図３中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の円盤の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と円盤との位置を現した図（図３中右側図）である。
【図４−１】分割部をスライドさせる機構の説明図である。
【図４−２】分割部をスライドさせる前の状態を示す図である。
【図４−３】分割部をスライドさせた状態を示す図である。
【図５−１】分割部をスライドさせる他の機構の説明図である。
【図５−２】分割部をスライドさせる前の状態を示す図である。
【図５−３】分割部をスライドさせた状態を示す図である。
【図６】本発明の実施例４に係る水中航走体の構成を示す概略図（図６中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の制御板の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と制御板との位置を現した図（図６中右側図）である。
【図７】本発明の実施例５に係る水中航走体の構成を示す概略図（図７中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の円盤の位置における水中航走体の航走体本体と気膜と円盤との位置を現した図（図７中右側図）である。
【図８−１】光ファイバープローブを用いた場合の液体を検知する原理の説明図である。
【図８−２】光ファイバープローブを用いた場合の気体を検知する原理の説明図である。
【図９】光ファイバープローブの気体検知時と液体検知時での出力信号の対比を示す図である。
【図１０】航走体本体の後端側の円周方向に、受光部、発光部を取付ける状態の図である。
【図１１】本発明の実施例６に係る水中航走体の構成を示す概略図（図１１中左側図）と、水中航走体の後端側から見た時の後端部側の位置における水中航走体の本体と気膜との位置を現した図（図１１中右側図）である。
【図１２】本発明の実施例６に係る水中航走体の姿勢が傾いた時の第二の駆動部による水中航走体の姿勢制御の方法についての説明図である。
【図１３】従来の水中航走体の一例を示す概略図である。
【図１４】他の従来の水中航走体の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ  水中航走体
１１  円盤
１２  角度検出部
１３  第一の駆動部
１４  分割部
１５  基台
１６  案内溝
１７  移動部
１８  リンク
１９  多条ねじ
２０  傘歯歯車
２１  制御板
２２  光検出部
２３  光ファイバープローブ
２４  受光部
２５  発光部
２６  第二の駆動部
３０  液体
３１  気体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９】
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【図１０】
0004781915.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
0004781915.tif 000018
【図１３】
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【図１４】
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