(57)【要約】【課題】    ポニーボトル（潜水用予備呼吸其）の以下の２点の不具合を解決すること。  ▲１▼重い（水中での重さを指す。マイナス浮力であるということ。）  ▲２▼圧縮空気の充填が、大変面倒である。【解決手段】  ▲１▼比重の軽い素材（または比重の重い素材と比重の軽い素材の組み合わせ、など）を使うことにより、軽量化し、中性浮力とする。  ▲２▼主空気タンクの空気をポニーボトルに分配するという方法を用い、容易に圧縮空気の充填を行う。【選択図】    図１
2007062704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性浮力を得るために、ボトル部分に比重の軽い強強度素材を使用したことを特徴とするポニーボトル（潜水用予備空気呼吸具）
【請求項２】
中性浮力を得るために、ボトル部分に強強度の素材、及び比重の軽い素材を使用したことを特徴とするポニーボトル（潜水用予備空気呼吸具）
【請求項３】
ポニーボトル（潜水用予備空気呼吸具）の浮力を増す（排水容積を大きくする）ことを目的に、ポニーボトルの外側に装着するよう比重の軽い素材により製造された浮力材
【請求項４】
主空気タンクに充填されている圧縮空気をポニーボトル（潜水用予備空気呼吸具）に移動させることを目的に、主空気タンクと接続するホールド、及びポニーボトルと接続するプラグを具備する高圧ホース
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ポニーボトル（潜水用予備空気呼吸具。以下ポニーボトル）に関するものであり、ポニーボトルの浮力に工夫を加え水中での取り扱い性能並びに安全性を向上させたものである。
加えて、ポニーボトルへの圧縮空気の充填方法に工夫を加えることにより、容易にポニーボトルに圧縮空気を充填させることができるようにした。
この２点の事項につき工夫を加える事によって、安全性、実用性ともに通常使用する範囲内において全く問題のないレベルにまでポニーボトルの性能を向上させたものである。
【背景技術】
【０００２】  水中で空気がなくなった場合における予備空気の確保としては、二人以上で潜ることを前提に、「オクトパス」と呼ばれる、予備のレギュレーターをお互いに装備しあう方法が一般的である。これは、自分の主空気タンクの空気が空になった時などの緊急時の場合において、‘相手のオクトパスを使用して呼吸のための空気を確保しようとするもの’である。【０００３】  一方で、「ポニーボトル」と呼ばれる予備空気呼吸具がある。
これは、自身で専用のレギュレーター等を備えた、‘主空気タンクとは完全に独立した小型の空気タンク’である。【０００４】
【非特許文献】  ＮＡＵＩスクーバダイバー用テキスト、株式会社ＮＡＵＩエンタープライズ監修・発行（１９９６年１月１日初版発行）、２４〜２５頁。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  さて、予備空気の確保としてどちらが安全であるかといえば、オクトパス方式よりもポニーボトルのほうが優れているのは疑う余地がない。
オクトパスの場合、主タンクの空気がなくなった際（ほか、例えばゴミの噛み込みや固着などによるバルブの故障）などの緊急時においては、同行しているダイバーの許可を得た上で、同ダイバーのオクトパスを口にくわえ（…即ちひとつの空気タンクを共用する…その分だけ空気の消費速度も増す）、お互いに浮力を調整しながら同時に浮上を試みる、といった一連の行動を取る必要がある。
【０００６】  これに対しポニーボトルの場合は、呼吸具を、所持しているポニーボトルに変えるだけで良く、同ダイバーの許可を得る必要も、二人で同時に浮力を調整するといった技術も必要がない。これは、同行しているダイバーの主タンクの空気がなくなった場合などでも同じことが言える。自分の所持しているポニーボトルを相手に渡せば良いだけである。
（ひとつの空気タンクを共用する必要もないので空気の消費速度も変わらない）
【０００７】  それにもかかわらず、国内市場において、ポニーボトルは現在ほとんど普及していない。（販売すらされておらず、パーツを集め自作でもするしかない状態である。）
…それは何故か？
確かに、オクトパスとポニーボトルを比べれば、オクトパスの方が部品点数は少なくて済むのでかさばらない、といった理由もある。しかし、それが原因とは到底考えにくい。
ポニーボトルには、
・重たい（※１）
・圧縮空気を充填する必要がある（※２）
という、２つの大きな欠点がある。
（※１：「重たい」については、正確には陸上での重さではなく、水中での重さを指している。即ち、ポニーボトルの‘水中での重さ’は、そのままその分量のウェイトを身に着けていることを意味する。例えばポニーボトルを相手に渡した場合、その分量のウェイトを手放したことと同じであるから、即座に自身の浮力は増す。なにより、ポニーボトルが高速で水中に落下し、紛失してしまう恐れがあるであろう。）
（※２：コンプレッサーで発生させた高圧の空気をタンクに充填するためには、それなりの設備と知識が必要である。現在のところ、それらの作業は有資格者でなければできないとされている。）
【０００８】  即ち、前記の欠点は安全性を損ね、後記の欠点は通常の使用時において使用者に実用上大きな負担を強いている。
本来は、オクトパスよりも格段に安全性の高いはずのポニーボトルの普及を阻んでいる原因はこの２点の不具合にあると推測され、逆に言えば、市場への普及が見込まれる程度にまで安全性、及び実用性のレベルを引き上げるには、この２点を改良しさえすれば良い。
【課題を解決させるための手段】
【０００９】  「重たい」という課題を解決させるための請求項１の発明は、（なるべく小型で軽量な部品を使用することは言うまでもないが）ボトル部に、充分な強度を持つ軽量素材を使用することによりポニーボトルを軽量化したことである。ポニーボトルの排水容積とほぼ同等の重量とすることで、水中における中性浮力を得たことが特徴である。
【００１０】  また、軽量な素材のみを用いるのではなく、強強度の素材と軽量な素材を組み合わせる方法によりポニーボトルを軽量化させる方法もある（請求項２）。即ち、強度を確保するためにボトル自体は金属製とし、そのぶんの浮力を相殺するために、比重の軽い木材などを組み合わせるという、異なる素材を組み合わせる方法である。
請求項１の素材に比べて若干容積が増すが、安価な素材の選定によって、製造コストを抑えられるという利点がある。
【００１１】  さらに、請求項３の発明は、ポニーボトルそのものにはなんら工夫を加えることなく、ポニーボトルの外側に取り付けることによって浮力を増すことを目的とした道具である。比重の軽い木材などでできた道具をポニーボトルの外側に取り付けることによって、ポニーボトルの排水容積を増加させ、浮力を得ることができる。
（請求項２の発明と根本的な理論は同じである。製造コストが低い上、どのような形状にも加工可能であるため、状況に応じて使い分けることなどもできよう。）
【００１２】  請求項４の発明は、主空気タンクとポニーボトルを接続することによって、容易に圧縮空気を充填するための道具である。
潜水前の準備時において、請求項４に示されるような接続具を、主空気タンクとポニーボトルに接続すれば良い。あとは主空気タンク及びポニーボトル相方の弁操作だけで、主空気タンクの空気をポニーボトルへ移動させ、圧縮空気を充填することができる。（詳しくは後述「発明を実施するための最良の形態」項を参照。）
【発明の効果】
【００１３】  中性浮力化により得られる効果については、これまでの文中でも示したが（ポニーボトル自身の重さがウェイトになってしまっていたが為に、手放すことすら難しく、海中で紛失する恐れもあったことなど）、特別な技術を要することなく圧縮空気を充填することができるようになったことで、取り扱いの不便さもなくなり、誰でも容易に扱えることができるようになったことは、一般市場への普及をより確実なものにすることであろう。
【００１４】  本来、より安全であるはずのポニーボトルが普及するということは、即ち、潜水の安全性が向上することを意味する。
窒息、浮上速度の調整ミスから来る潜水病、もしくは肺の過膨張障害といった事故を回避する確率を、すぐに向上させることができるだろう。（首尾良く同行ダイバーのポニーボトルをも受け取ることができれば、潜水可能時間はさらに延びる。）
【００１５】  またそれは、同行しているダイバーにおいても同じことが言える。
オクトパスを渡したがために、自らも同行するダイバーと共に、そういった危険に同じようにさらされることになるからである。
特に、バディと呼ばれる同行ダイバーと共に潜水する「バディシステム」においては、‘安全のためのバディが安全を脅かす’存在になりかねない、と指摘されている事実は、実に憂慮すべき事項である。
【００１６】  「予備空気の確保」という行為自体は、安全性の観点から見ると、Ｆａｉｌ  ｓａｆｅ（もしくはＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｄｅｓｉｇｎ。設備の二重化）にあたる。その点、ポニーボトルはその目標を達成していると言えるが、オクトパスは、その概念を全て同行するダイバーに委ねたものであり（※３）、その不確実性及び行動の損失を考慮すると、Ｆａｉｌ  ｓａｆｅというよりもむしろ、Ｐａｓｓｉｖｅ  ｓａｆｔｙ（事故の被害を最小限に食い止める）と位置付ける方が自然であろう。
（※３：お互いにオクトパス浮上の技術を持ち、水中での意思疎通が完全にでき、常に手の届く距離にいることがオクトパス方式での予備空気確保成功の前提である。さらにその間、双方の潜水の自由度は著しく低下する。）
【００１７】  今回のような安全性の高い発明品の出現によって、そのあたりの論議（即ち潜水時における安全性の確保に関する理論的な論議）について、今後さらに深められていくこととなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  図１に、ポニーボトルの全体図、並びに本発明による浮力材、及び接続具を示す。【００１９】  ポニーボトルは、ボトル／ファーストステージ（減圧弁）／レギュレーター（呼吸具）／圧力計の、４つの主要な部品で構成される。【００２０】  ポニーボトルの内包する圧縮空気の容量は、約１リットル（１０００ｍｌ）前後が良い。【００２１】  ポニーボトル全体の重量は、内包する圧縮空気を含めて、約２ｋｇ程度となる。【００２２】  順を追って説明する。
先ず、圧縮空気の充填方法から。
▲１▼図１下段の接続具（高圧ホース）を取り付ける。
▲２▼主タンクのストップバルブを開ける。
▲３▼ポニーボトルのストップバルブを開ける。
これで、充填完了。あとは逆の操作で主タンクと切り離す。
▲４▼ポニーボトルのストップバルブを閉める。
▲５▼主タンクのストップバルブを閉める。
▲６▼図１下段の接続具（高圧ホース）をはずす。
極めて簡単である。
また、接続具を取り外した後、その接続口に圧力計を取り付けることで、接続口の水密を保持するとともに、圧力計の示す圧力で、空気がポニーボトルに充填されたこと、並びにバルブが開かれたことを確実に視認できる。（※４）
（※４：簡素化（＝軽量化及び信頼性の向上）のため、兼用型としているが、シャトルバルブ（方向管制弁）等を利用して、接続口と圧力計計測口を別に供えても良い。以下、当該兼用型を前提に記述する。）【００２３】  「接続具」について。
ポニーボトルのファーストステージには、主空気タンクと同様、減圧弁が組み込まれているが、圧力計に限っては減圧する必要がないので、圧力計の接続口は減圧弁の手前、即ちストップバルブの直後に接続口が設置される。よって「接続具」の、ポニーボトル側の接続口については、当該接続口に接続できるようにした。（接続口は図中の「例」に示す如くテーパーネジ式等、気密を保つことができればどのようなタイプでも良い。）【００２４】  一方、主空気タンク側も、主空気タンクのバルブのタイプに対応したものでなければならない。というのも、国内で主に使用されているバルブは「Ｋバルブ」と呼ばれるもので、Ｏ−リングを使用しての圧着方式であるのに対し、欧州で使用されているものは「ＤＩＮバルブ」と呼ばれている、接続口がテーパーにネジを切ったタイプになっているものである。主空気タンク側の接続口については、国内で使用する限りでは「Ｋバルブ」に対応したものを使用し、「ＤＩＮバルブ」方式のタンクが普及している地域での場合は、そちらの方式に対応した接続具を使用することとする。（つまり、ポニーボトルはそのままで良い。）【００２５】  この「接続具」によって、簡単に、かつ安全に空気の充填を行うことができるようになった。【００２６】  次に、ポニーボトルの容量について説明する。
ＣＥ基準（ＥＵ圏での規格統一基準）によると、毎分呼吸量は６２．５リットル（想定水深５０ｍ、一回の呼吸で２．５リットルとして）である。
主空気タンクの容量を１０リットル、それが２００ｋｇ／ｃｍ２で充填されていた場合、主空気タンクの空気量は２，０００リットルである。従ってそれを１リットルのポニーボトルへ充填した場合、
【数１】
２，０００÷（１０＋１）  ＝  １８１．８１８…
となり、主空気タンク、ポニーボトルともに約１８１．８ｋｇ／ｃｍ２の圧力となる。即ち、主空気タンクには約１，８１８リットル。ポニーボトルには約１８２リットルの空気が充填されることとなる。
これを先ほどのＣＥ基準に照らし合わせると、
【数２】
１８２÷６２．５  ≒  ２．９１（←約２分５５秒）
で、３分弱の呼吸量に相当する。
実際には、想定水深の５０ｍという深い深度での潜水は考えにくいので、一回あたりの呼吸量は少なくて済むから、３分以上の呼吸が確保できると考えてよい。
【００２７】  また、この３分という時間は、各団体で推奨される浮上スピード（毎分１０〜１８ｍと幅がある）で計算しても、浮上までの呼吸を充分に確保できる量であるし、同行ダイバーのポニーボトルを受け取ることができれば、呼吸時間はさらに延長する。
上層部に到着後、自身の安全が確認された場合は、安全停止（体内窒素排出のための一時的な停止）を行うことも十分に可能であろう。
【００２８】  なお、ポニーボトルのサイズについて水中での取り扱いの観点から見ると、当然のことながらサイズは小さいほうが良い。潜水行動を妨げないためには、せめて片手で持てる程度の大きさである必要もあろう。
が、小さすぎると充分な空気量を確保できない。つまり、予備空気として充分な空気量を確保しつつ、なるべく小さいサイズが良いのである。
小さいサイズとは、具体的には潜水の邪魔にならない程度のものでありながら、かつ、緊急の事態に対処できるよう、体の前胸部（ゴールデントライアングルと呼ばれる部分）に取り付けられる程度の大きさである。
【００２９】  これら上記の二つの観点（必要な空気量、及び取扱いの便利さ）を考慮し、１リットル前後が適当であると考えた。
【００３０】  潜水の想定水深その他の状況によって、より小さなもの、または大きなものを使用するのはもちろん自由である。
【００３１】  次に、ポニーボトルの素材及び形状について述べる。
中性浮力を得るためには、ポニーボトル全体の排水容積が重量と同等、即ち、
【数３】
排水容積（ｖ）×水の密度（ρ）＝  ポニーボトルの重量（ｗ）
の時、中性浮力を得ることができる。（※５）
（※５：実際には、完全な中性浮力を得ることは難しい。例えば１リットルの空気を充填した場合、空気の重さは約１．２５ｇ／リットルであるから、１５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で充填したとすると１８７．５ｇ、２００ｋｇ／ｃｍ２の圧力では２５０ｇの重量となり、数十グラムの差が生じる。また、海水の比重も一定ではない。排水容積を２リットルとした場合、淡水中では２，０００ｇで中性浮力となるが、海水中では標準比重１．０２５として２，０５０ｇで中性浮力となり、やはり数十グラムの差が生じる。が、この程度の少量の重量の誤差は潜水中の安全性にはほとんど影響を与えないと言って良い。さらにはポニーボトルが高速で浮上もしくは落下をすることもないであろうので、脱落防止用のロープなどを繋げておくなどの簡単な処置を施す程度で、実用上なんら差し支えはないと言える。もし正確に中性浮力を得たい場合は、例えば容器の一部に海水を注入するなどして重量をコントロールするなどの工夫が必要であるが、前述の通り、そこまでの必要性はないと思われる。）
【００３２】  つまり、中性浮力を得るために、「数３」の如く排水容積と想定水密度の積が全重量となるようボトルの素材を選定し、製作すれば良い。（軽量な素材のみを用いるのではなく、強強度の素材と軽量な素材を組み合わせる方法もある。例えば、強度を確保するためにボトル自体は軽金属製とし、そのぶんの浮力を相殺するために、比重の軽い木材などを組み合わせるといった、異なる素材を組み合わせる方法である。）
【００３３】  軽量かつ強強度の素材として代表的なものに、アルミニウム（比重２．７）や、ＣＦＲＰ（カーボン繊維強化プラスチック。比重約１．５）などがある。ほか、最近の進歩著しいスーパーエンプラ（例えばＰＡＩ、ポリノアミドイミドで比重約１．６７）なども、耐腐食、温度変化毎の強度等、ポニーボトルとしての使用条件を満たす素材として挙げられる。（※６）
また、浮力を得るための素材（つまり高圧空気の強度には寄与しないが、潜水中の海水の圧力には耐える軽量素材）として、杉（０．４程度）やヒノキ（同じく０．４程度）等がある。これらも耐水、耐腐食性など、ポニーボトルとしての使用条件を満たすものである。
（※６：強度を確保する為には、圧力容器としても実績があり、クリープ破裂の発生しにくい鉄（比重７．２）を用いるのが最も容易な選択と思われるが、重い。その為、ポニーボトルはその大きさに比して極度に重くなってしまうか、中性浮力とするために、その重量分の浮力を得るために容積を大きくしなければならないので形状が大きくなってしまい、実用性を欠いてしまう。…「発明が解決しようとする課題欄」項「０００７」参照。）
【産業上の利用可能性】
【００３４】  本発明に係るポニーボトル、及び接続具は、工業的に量産することが可能であるため、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】  ポニーボトルの全体図、並びに本発明による浮力材、及び接続具を示している。  ポニーボトル自体が中性浮力を得ていない場合（つまりポニーボトルが重たい場合）は、ポニーボトル全体の排水容積を増すことを目的に、比重の軽い浮力材をポニーボトルに装着する。それを示しているのが図右方の１３の道具である。（→請求項３）  また、接続具は、主空気タンク側の接続口がＫバルブである場合のものを示しているが、主タンクのバルブがＤＩＮバルブの場合は、ＤＩＮバルブに対応した接続ホールドを持つ接続具を用いる。ポニーボトル側の接続口も同様、図中の「例」に示す如く、例えば接続口がテーパーのネジ込み式の場合はそのような接続口をもつ接続具を使用することによって、主空気タンクの圧縮空気をポニーボトルへ充填することができる。
【符号の説明】
【００３６】１  ボトル
２  ファーストステージ
３  レギュレーター
４  圧力計（※スティック型圧力計を図示している）
５  接続具、及び圧力計の接続口（ソケット）
６  ストップバルブ
７  マウスピース
８  高圧ホース
９  ホース継手（プラグ）
１０  （Ｋバルブ用）接続ホールド
１１  （Ｋバルブ用）接続口
１２  （Ｋバルブ用）締付弁
１３  浮力材
【図１】
2007062704.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月5日(2005.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明を実施するための最良の形態
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明を実施するための最良の形態】【００３３】３行目
スーパーエンプラ（例えばＰＡＩ、ポリノアミドイミドで比重約１．４）
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月5日(2005.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】  軽量かつ強強度の素材として代表的なものに、アルミニウム（比重約２．７）や、ＣＦＲＰ（カーボン繊維強化プラスチック。比重約１．５）などがある。ほか、最近の進歩著しいスーパーエンプラ（例えばＰＡＩ、ポリノアミドイミドで比重約１．４）なども、耐腐食、温度変化毎の強度等、ポニーボトルとしての使用条件を満たす素材として挙げられる。（※６）
また、浮力を得るための素材（つまり高圧空気の強度には寄与しないが、潜水中の海水の圧力には耐える軽量素材）として、杉（０．４程度）やヒノキ（同じく０．４程度）等がある。これらも耐水、耐腐食性など、ポニーボトルとしての使用条件を満たすものである。
（※６：強度を確保する為には、圧力容器としても実績があり、クリープ破裂の発生しにくい鉄（比重約７．２）を用いるのがもっとも容易な選択であるが、重い。その為、ポニーボトルはその大きさに比して極度に重くなってしまうか、中性浮力とするために、その重量分の浮力を得るために容積を大きくしなければならないので形状が大きくなってしまい、実用性を欠いてしまう。…「発明が解決しようとする課題欄」項「０００７」参照。）