(57)【要約】      （修正有）【課題】  バッテリ交換のために容易にアクセスでき且つシールされた部分の一体性を低減させない水中駆動装置の提供。【解決手段】    水中駆動装置は一体化された規格ユニットバッテリと駆動ハウジングを備える。駆動ハウジングは外殻ハウジングの中に配置され、ノーズ・コーン・システムによって固定されている。ノーズ・コーン・システムはＯリングシールに対して作用する。Ｏリングシールは、一体化された規格ユニットバッテリの構造体と駆動ハウジングと外殻ハウジングの間に位置している。一対のラッチがノーズ・コーンを所定の位置に圧力をかけて押しやり、てこの役割をすることによりバッテリ格納室を密閉する。Ｏリングシールに対してノーズ・コーンを解除位置に促す時にはカムを作動する。ノーズ・コーン除去と再シール手順は、わずかな力の人でも簡単に成せる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配設される一対の一体型側部ハンドルを備える外殻後方ハウジングと、
前方に配されるバッテリ・チャンバ並びに後方に配されるモータ格納室を備える内部コアと、
前記内部コアに配されるとともに前記内部コアから延出するシャフトを備えるモータと、
前記内部コアの前記前方に配されるバッテリ・チャンバ内に配設されるバッテリと、
前記外殻後方ハウジングに配設されるとともに、前記バッテリと前記モータとの間で動作可能に接続されるスイッチ手段であって、前記モータを作動させるスイッチ手段と、
前記シャフトに支持されるプロペラと、
前記外殻後方ハウジングと前記内部コアの少なくともいずれか一方に取付けられる前部ノーズ・コーンからなり、
前記前部ノーズ・コーンが前記前方に配されるバッテリ・チャンバを水分に対してシールする機能を発揮することを特徴とする水中駆動装置。
【請求項２】
前記プロペラが、籠部及びスクリーン部のうち少なくとも一方に部分的に囲まれ、前記プロペラがユーザと接触することが防止されることを特徴とする請求項１記載の水中駆動装置。
【請求項３】
前記スイッチ手段が前記対向して配設される一対の一体型側部ハンドルのうち、一方に支持されることを特徴とする請求項１記載の水中駆動装置。
【請求項４】
前記スイッチ手段が前記対向して配設される一対の一体型側部ハンドルのうち、一方に支持されることを特徴とする請求項３記載の水中駆動装置。
【請求項５】
前記前部ノーズ・コーン及び前記外殻後方ハウジングと前記内部コアのうち少なくとも１つの間に配されるシール構造を更に備えることを特徴とする請求項１記載の水中駆動装置。
【請求項６】
前記シール構造がＯリング構造であり、該Ｏリング構造が前記内部コアの少なくとも一部を囲むことを特徴とする請求項５記載の水中駆動装置。
【請求項７】
前記外殻後方ハウジングに回転可能に支持される少なくとも１つの外部ラッチを更に備え、
前記外部ラッチは、前記前部ノーズ・コーン上の突出部と噛合い、前記ノーズ・コーンを閉位置において前記外殻後方ハウジングに接続させることを特徴とする請求項１記載の水中駆動装置。
【請求項８】
前記外殻後方ハウジングに回転可能に支持される少なくとも１つの外部ラッチを更に備え、
前記外部ラッチは、前記前部ノーズ・コーン上の突出部と噛合い、前記ノーズ・コーンを閉位置において前記外殻後方ハウジングに接続させることを特徴とする請求項５記載の水中駆動装置。
【請求項９】
前記ラッチが、カム構造を備え、
該カム構造が、前記前部ノーズ・コーンを前記外殻後方ハウジングから離れる方向へ促すことを特徴とする水中駆動装置。
【請求項１０】
前記ラッチが更に、
前記外殻後方ハウジングに回転可能に接続するラッチ・フレーム部材と、
前記ラッチ・フレーム部材に回転可能に接続する回転噛合い部材からなり、
該回転噛合い部材が前記前部ノーズ・コーンに対して噛合うとともに回転可能に移動し、
前記回転噛合い部材の移動に伴う力によって、前記前部ノーズ・コーンを前記外殻後方ハウジングに向かわせることを特徴とする請求項７記載の水中駆動装置。
【請求項１１】
前記ラッチ・フレーム部材がカム構造を備え、
該カム構造は、前記前部ノーズ・コーンを前記外殻後方ハウジングから離れる方向へ促すことを特徴とする請求項９記載の水中駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中機械式駆動機構についての技術の改善に関する。特に簡素化された水中装置についての改善に関し、モジュール化されたコア並びに駆動部分を備える。そして、改善されたアクセス機構を備え、安定したアクセスを可能とする。
【背景技術】
【０００２】
動力付水中駆動装置は、１９５０年代から既知のものである。初期のこれら装置の多くは、金属製であり、小さな潜水艦のような形態であった。アクセスはハッチを介して行われるものであった。ハッチはボルト若しくはクランプにより固定されるものであり、深部においての水の浸入を防ぐ形態であった。水は、モータとバッテリに対して共にダメージを与えるものであり、モータ及びバッテリは水に対してシールされなければならない。結果として、水中駆動装置は、大きく形成されなければならず、外部からのアクセスは制限されるものとなっていた。外部からのアクセスはアクセスされる必要があるシール領域を制限するものであった。
【０００３】
近年における水中駆動装置への改善は、操作の安全性、（例えば、動作を若干遅らせ、誤操作を防ぐようなこと）に関するものであった。加えて、シールされたチャンバは、水がバッテリやモータ格納室へ浸入することを防止するものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、小さな駆動装置において、バッテリ及びモータ格納室のシールを備える一体型ハウジングを提供することは、ユーザがバッテリ及びモータ格納室にアクセスすることを困難にするものとなる。強いシールの代用物は、適用可能なものではない。なぜなら、弱いシールは装置を深部にもって行くと、周期的な圧力漏れを生ずることになるためである。装置が海水中で用いられる場合には、僅かな漏れであっても悲惨な事故を引き起こすこととなる。
【０００５】
シールは、回復力のあるシール力とシール面積を伴って達せられる。力及び面積は交換及び除去に要する高い力を生じさせるものとなる。従前の水中駆動装置において、空気圧及びポンプは内部補助圧力をもたらすために用いられてきた。内部補助圧力は、バッテリ並びに駆動室にシールの必要性をなくさせるものである。バッテリ交換は、いくつかのセットアップと接続時間を要するものであった。
【０００６】
水中駆動装置の設計において、シールは製造中に効率的に構築され、製造された部分がその後妨害されないようにされる。ユーザがアクセスする場合は、工場で製造されるシールを提供する能力は低下される。従前において、シールの破れのおそれを抜きにして、ユーザのアクセスを提供することは困難であった。
【０００７】
水中駆動装置の他の達成課題は、ユーザが装置に動力を供給する準備をすることを出来るだけ実用的に保証することである。誤操作を防ぐために操作を難しくする操作スイッチの設備は、一般的に有益なものではない。ユーザが頻繁にスタート及びストップを必要とする場合には、不必要にスイッチを操作しなければならず、余計な時間を要するものとなり、このことは、装置の利便性を低減させるものである。反対に、操作性のよいスイッチは誤操作をもたらすものとなる。
【０００８】
動力を入れ、バッテリを接続した状態で蓄電しているときに、誤操作を行うことはバッテリを浪費させる。使用時の誤操作は、装置がユーザの制御下から引き離されることとなる。
【０００９】
バッテリ交換のために容易にアクセスでき且つシールされた部分の一体性を低減させない水中駆動装置が必要である。バッテリ交換は非力な人間にとっても容易に可能である必要がある。必要とされる水中駆動装置は、扱いやすく且つ誤操作や制御を失うことに対するセーフガード機能を備えるスイッチ・システムを備えるものである。最後に、ほとんどの部分が工場で備えられるシール部品を有し、且つユーザによって最小限のシール破れしかしないシール部品を有する装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
水中駆動装置は一体化された規格ユニットバッテリと駆動ハウジングを備える。駆動ハウジングは外殻ハウジングの中に配置され、ノーズ・コーン・システムによって固定されている。ノーズ・コーン・システムはＯリングシールに対して作用する。Ｏリングシールは、一体化された規格ユニットバッテリの構造体と駆動ハウジングと外殻ハウジングの間に位置している。一対のラッチがノーズ・コーンを所定の位置に圧力をかけて押しやり、ラッチの回転動作に伴って生ずる力によって、バッテリ格納室が密閉される。同じ一対のラッチレバーが簡単な構造のカムを作動しＯリングシールに対してノーズ・コーンを解除位置に促す。水中駆動装置は、水中駆動装置が直立位置にあるときにノーズ・コーンラッチが動作可能に構成される。安定して支持されたプロペラ・フロント・カウリングを有することで、安定して且つバランスの取れた直立状態を保つことが可能である。これにより、ノーズ・コーン除去と再シール手順を、わずかな力の人でも簡単に行うことが可能である。
【００１１】
作動ボタンは突出するように配置され、触った感触で簡単に見つけることができる。ハンドルの一つは後部ロックアウトを備えているので、両方の突出した作動ボタンが押し下げられている時には水中駆動装置はバラ積み格納されても意図しない作動を起こすことはない。
【００１２】
水中駆動装置の一体化されたコア・アセンブリはシール境界線として、また整備補助や多くの場所での使用者アクセスの必要性を制限する機構としても使用される。コアユニットは一体型機構であり、差し込みコネクタ・ワイヤを備える前部バッテリ格納室をそなえる。ワイヤはシールされたアクセス部分につながり、後部のシールされたモータ部分と接続している。モータからのシャフトは後部格納室の開口部にのびており、それにより後部格納室からの延び出しを可能にし、シャフトをコアユニット・ハウジングに対しシールする。コアユニット・ハウジングは外殻ハウジングを通してかみ合い、外殻ハウジングに螺子部材で固定される。Ｏリングシールは前部に周辺に放射状に広がる縁と外殻ハウジングの隣接する機構との間に配置される。Ｏリングは、前部ノーズ・コーンの内部のシール面とかみあう。これにより一体的なシール構造をもたらす。
【００１３】
意図せず水がバッテリ格納室に入った場合でも、シールされたモータ格納室にまで及ぶことはない。もし水分が少量存在する場合、容易に目に付き、ノーズ・コーンとバッテリ格納室にバッテリ交換の為の接触がある度に除去される。その結果、完全にシールされた格納室はノーズ・コーンとバッテリ格納室を含む。シールされた後部モータとシャフト格納室は、前部に位置するノーズ・コーンとバッテリ格納室に対する工場製のシールを独立して保っている。
【００１４】
結果として生じる水中駆動装置は単純で使用が簡単であり、素早く開けることが出来、バッテリの接続を切る事と新しいバッテリを再接続し、使用状態に戻す為に閉じるまでの時間が３０秒以下である。
【００１５】
本発明とその形状、構造と操作は、図面を参照しつつ以下に説明される。
図１を参照して、本発明に関する形態及び操作について説明する。水中駆動装置２１は、一見、一体型外殻後方ハウジング２３を有しているように見え、該一体型外殻後方ハウジング２３は、一見、前部ノーズ・コーンに連続した外側の輪郭を有しているように見える。同一の符号を付された２つのサイドラッチのうち１つがサイドラッチ２７として図１中に示されている。前記ラッチは、ラッチフレーム部材２９を有しており、該ラッチフレーム２７は、外殻後方ハウジング２３の前方端部に回転可能に配されている。回転噛合い部材３１は、ラッチフレーム部材２９の前方端部の内側に、回転可能に取り付けられている。また、前記回転噛合い部材３１は、後方端部を有しており、該後方端部は突起部３３と噛合い、該突起部３３は、好ましくは、ノーズ・コーン２５と一体となっている。図示したように、ラッチフレーム部材２９の後部内側部分にカム部材を含み、該カム部材によって、ノーズ・コーン２５がその噛合わせ部分から外殻後方ハウジング２３の前方端部へと穏やかに押されることとなる。
【００１６】
図１で示した外殻後方ハウジングの特徴は、一体型側部ハンドル３５及び３７も有することである。突出作動スイッチ３９が側部ハンドル３５上に、突出作動スイッチ４１が側部ハンドル３７上に見られる。丸みのあるプロペラ・カウリング４５は外殻後方ハウジング２３の後方にみられる。丸みのあるプロペラ・カウリング４５は、５１，５３，５５及び５７（５７は、図１では示さず）のこれら４つで一組となった角を有する支持部でしっかり支えられている。一続きのネット状メッシュパネル５９は、角を有する支持部５１，５３，５５及び５７の隣接し合う一組で支持されている。ネット状メッシュパネル５９は、多少の衝撃に耐え、その衝撃を跳ね返すために、好ましくは弾力性を有する。ネット状メッシュパネルの断面は、深刻な圧力降下が起こらないようにされ、プロペラハウジングを水が通って流れるようにされることが好ましい。
【００１７】
図２は、図１の水中駆動装置２１の拡大及び分解された図である。まず、ノーズ・コーン２５の前方部から説明すると、表面の全体輪郭は突起部３３を取り囲んでいる。突起部３３の僅か前方及び内側に平滑な溝６１が配されている。該突起部３３はラッチ２７の対応する表面後方端部６３に相互に合わさる。前記平滑な溝５１により、表面後方端部６３が回動する。これは、ノーズ・コーン２５が、外殻後方ハウジングの前方部に対して、後方に向って押すように動くため、低摩擦で行われる。
【００１８】
さらに図２において、一定間隔でリブが設けられたカム表面６５を示す。ラッチフレーム部材２９がほぼ完全に解放された時、前記カム表面６５は外殻後方ハウジング２３の前方部から遠ざけるようにノーズ・コーン２５を押すこととなる。図２においては、回転噛合い部材３１が平滑な溝６１に向かって折りたたみ可能である。前方ノーズ・コーン２５とラッチフレーム部材２９が折り重なる。この機械的な手段によって、しっかりと、シール位置に押し付けることが可能となる。前記カム表面６５は、ノーズ・コーン２５の解放において、機械的手段として用いられる。
【００１９】
平滑な溝６１の内側部分は、僅かに、ラッチ２７の前方及び内側に配されることとなり、突出した縁６７は、内部コア６９の最も前方の突起部である。前記内部コア６９は、前方バッテリチャンバ７１、後方モータ格納室７３を有している。内部コア６９は、外殻後方ハウジング２３に対してずらして配置、言い換えれば、非同心に配置されることとなり、即ち、ラッチ２７は左右対称に配されているが、外殻後方ハウジング２３と内部コア６９とのはめ合いさえ作り出されればよい。
【００２０】
シャフト７５が、モータ格納室７３の最後端部を通り延設している。前方バッテリチャンバの内側の前方部では、４つのねじ部材の少なくとも２つが示される。ねじ部材７７は、対応する差込凹部８１に合わさる周辺プレート７９と噛合う。
【００２１】
さらに図２で示すように、突出した周辺の延設縁６７の末端部分に「O」リングシール８３が配される。「O」リングシール８３は、全長にわたってゴム弾性を有していることが好ましい。該「O」リングは、ゴム弾性によって、縁６７の外周面にわたって外方へ向かって突出する。「O」リングシール８３の圧縮の程度は、前方ノーズ・コーン６５を所定の位置に置いた場合と取り除いた場合に要する力を含むものであり、シール量及びシール力に比例する。
【００２２】
前方バッテリチャンバ７１の開口部のちょうど前方部分に、バッテリ８５が示されており、該バッテリ８５は、１組のリード８７を有し、該リード８７は、差込コネクタ８９に導かれる。前記差込コネクタは、雄部材と雌部材を有し、使用者が不注意で、チャージャ或はバッテリ格納室７１のコネクタ９１の連結の極性を反対に差し込まないようになっている。前記コネクタ９１は、バッテリ格納室７１の開口部分のちょうど内側開口部に固定して、取り付けられる。バッテリ８５と前方バッテリチャンバ７１の内側の内部の最も接近した部分との間には、十分な隙間が保たれており、接近した支持用の間隔を提供し、必要な合わさりを維持しつつも、１組のリード８７のための隙間が設けられている。バッテリ８５が、前方バッテリチャンバ７１内の所定の位置に置かれる際、連結部８９は、連結部９１と着脱可能とされる。
【００２３】
図２は、ネット状メッシュパネル５９内のプロペラ９３の一部を示している。プロペラ９３は、シャフト７５に取り付けられる（尚、図２中において、シャフト７５は、プロペラに取り付けられていない）。プロペラ９３のちょうど後部に後部スクリーン９７が示され、該後部スクリーン９７は、プロペラ・カウリング４５と一体化して形成されてもよい。後方スクリーン９７及びネット状メッシュパネル５９との両方から、水はプロペラ９３が存在する部分に入り、また後方スクリーン９７を通って後方に向かって押される。同時に、スクリーン９７及びネット状メッシュパネル５９は、指や大きな物体が、プロペラ９３が存在する場所に入り込むことを防ぐ。プロペラ９３は、シャフト７５及び内部コア６９と接続及び取り外しが可能であり、前記接続及び取り外しは、好ましくは、プロペラ・カウリング４５及び一体化して取り付けられた後部スクリーン９７を取り除くことによって為しえる。前記プロペラ・カウジング４５は、好ましくは、取り付けリング９９に取り付けられてもよく、該取り付けリング９９は、角を有する支持部５１、５３、５５及び５７と一体化して形成されてもよい。
【００２４】
図３は、ラッチフレーム部材２９を含むラッチ２７の拡大図であり、その中立位置を示す図である。ラッチフレーム部材２９の前部ノーズ・コーン２５に向かう動きは、ラッチフレーム部材２９と回転噛合い部材３１の角度に応じた力を生じせしめる。さらに、ラッチフレーム部材２９が前部ノーズ・コーン２５に向かって「スナップ」動作で動く。ラッチフレーム部材２９のノーズ・コーン２５の前方部から離れようとする動きは、小さな角変位置の間の角度を持つ動作の力の変化をもたらす。図１で示すような状態に近い状態において、前部ノーズ・コーン２５の開口部を支持する力は存在せず、図１において、コーン２５はもはや軸方向で支持されていない。
【００２５】
ラッチコーン２５の取り外し或は取り付け時に、ラッチフレーム部材２９が最後に行う多少の程度の作用及び動作は、図４に示される。ラッチフレーム２９は、継続して角度方向に開くにつれて、カム表面６５は、前部ノーズ・コーン２５の後部表面と噛合い始める。外殻後方ハウジング２３の前方部から、約１／４インチ離れることとなる。この機械的な利点により、使用者が、シールを解除可能となる。前記シールとは、「O」リングシール８３の外側周辺部と前部ノーズ・コーン２５の内側上のそれに対応する表面との間のシールである。これにより、上半身の力のない使用者でも、前部ノーズ・コーン２５を取り外すことができ、この取り外しは、スーツケースの留め金を解放するときに必要な力より小さい力によって行われる。隙間１０１は、小さいが、前部ノーズ・コーン２５を取り外すには十分である。
【００２６】
図５は、親指用ロックアウト機構１０５であり、該親指用ロックアウト機構１０５は、一体型側部ハンドルのいずれかで確認できる。図５の場合、一体型側部ハンドル３５に見られる。スロット１０７により、スライド部材１０９が低い位置に動くことが可能となり、突出作動スイッチ（この場合は、突出作動スイッチ４１）の作動が可能となる。スライド部材１０９の上側位置にあるとき、突出作動スイッチ４１のかみ合わせは妨げられる。
【００２７】
図６は、操作を図式で表したものであり、一連の連結を介した水中駆動装置２１の操作のために必要である、隆起作動スイッチ３９と４１の２重の作動を示している。バッテリ８５は、第１極を有しており、該極は、コントローラ１１１と接続している。また、バッテリ８５に接続する第２極は、スイッチ３９及び４１の一続きの連結を通り、コントローラ１１１と連結する。コントローラ１１１は、下流に電気を流すことを遅らせ、プロペラの作動が使用者によって意図的に行われていることを確実にする。また、図において、シャフト７５の前方の格納室が内部コア６９内に存在することを示している。
【００２８】
特に、作動スイッチ３９及び４１が突出している場合、使用者が、しっかりと一体型側部ハンドル３５及び３７を握るまで、プロペラが回転しない。即ち、プロペラは十分遅れて回転を始めることが望ましい。コントローラ１１１は、電気的にモータ１１３と接続され、該モータ１１３は、図２で示したシャフト７５とプロペラ７５と機械的に連結している。
【００２９】
本発明の利点について述べると、水中駆動装置２１はこれまでの水中駆動装置には見られなかった長所を提供する。バッテリへのアクセスの構造が上部機構強度にも拘らず、水中駆動装置２１をあらゆる人にまで使用可能にしている。一体化された内部コア６９は、一体化された内部コア６９内部で異常が起こった時の修理と交換を容易にする。
【００３０】
本発明は水中駆動装置、より詳しくは特定の構造とシステムに関して説明しており、使用者アクセスが容易なバッテリシステム、電力供給を遅らせるコントローラ、修理の容易さについてであったが、この仕組みは他の装置にも適用可能である。
【００３１】
発明はその特定の実例への言及から導き出されたものではあるが、本発明の要旨と範囲から逸れることなく多様な変更と改良が可能である。それゆえ、この特許証明書文書内に含まれるのは、技術へのこの貢献の範囲に合理的また適切に含まれる全てのそういった変更と改良である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明にかかる水中駆動装置の斜視図である。
【図２】図１の水中駆動装置の分解立体図であり内部コアとその前部バッテリ・チャンバと後部モータ格納室を図解している。
【図３】フロント・ノーズ・コーンと、フロント・ノーズ・コーンの除去を簡単にするラッチングアセンブリの斜視図である。
【図４】側面図で、ラッチングアセンブリのカム構造について示したものであり、該カム構造はフロントコーンを外殻後部ハウジングから機械的に効果的にレバーで引き離すのに使われる。
【図５】一体型側部ハンドル上の後部にはめ込まれた親指操作によるロックアウト機構の拡大図である。
【図６】回路構成の概略図であり、作動スイッチに関するコントローラ接続を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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