(57)【要約】【課題】  ダイバーが背負う酸素ボンベにコンパクトに固定できるだけでなく、ダイバーが自力を使わなくとも容易に推進方向を変えることも可能な水中推進装置を提供する。【解決手段】  ダイバーに推進力を付与する水中推進装置１００を、ダイバーが背負う酸素ボンベ４００を中央に介して左右に固定される一対の推進ユニット１１０，１２０によって構成した。このとき、各推進ユニット１１０，１２０は、少なくともモータと、該モータを収容するハウジングと、ハウジング後方にあって前記モータによって駆動されるスクリュとを有するものとした。また、各推進ユニット１１０，１２０のモータを、該モータの回転速度を制御するモータ制御手段に接続した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイバーに推進力を付与する水中推進装置であって、ダイバーが背負う酸素ボンベを中央に介して左右に固定される一対の推進ユニットからなり、各推進ユニットが、少なくともモータと、該モータを収容するハウジングと、ハウジング後方にあって前記モータによって駆動されるスクリュとを有しており、各推進ユニットのモータが、該モータの回転速度を制御するモータ制御手段に接続されてなる水中推進装置。
【請求項２】
モータ制御手段が、ダイバーによって操作されるコントローラと、該コントローラから受信した入力信号に応じた出力信号を各モータに発信する制御回路とからなる請求項１記載の水中推進装置。
【請求項３】
各推進ユニットのハウジング内部に、モータを駆動するバッテリが内蔵されてなる請求項１又は２記載の水中推進装置。
【請求項４】
推進ユニットをダイバーが背負う酸素ボンベに固定するためのステーであって、推進ユニットのハウジング外周面を把持する断面略環状のホルダ部と、酸素ボンベ外周面に宛がわれる断面略弧状の取付基部とからなる推進ユニット固定用ステー。
【請求項５】
取付基部の周方向両端部に、ベルトを掛け回すための棒状部が設けられてなる請求項４記載の推進ユニット固定用ステー。
【請求項６】
ホルダ部の内壁面に、推進ユニットのハウジング外周面に形成されたフランジを嵌め込むためのスリットが設けられてなる請求項４又は５記載の推進ユニット固定用ステー。
【請求項７】
ホルダ部が、推進ユニットのハウジング外周面のうち上側略半周部を把持する上側ホルダと、残りの下側略半周部を把持する下側ホルダとに分離可能であり、前記スリットが、上側ホルダと下側ホルダの境界部に形成されてなる請求項６記載の推進ユニット固定用ステー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイバーが背負う酸素ボンベに固定使用される水中推進装置に関する。また、該装置の本体をなす推進ユニットを酸素ボンベに装着固定するための推進ユニット固定用ステーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイバーに推進力を付与する従来の水中推進装置として、特許文献１には、プロペラ式モータと、プロペラ式モータ用電源と、モータ電力制御装置と、シリンダ（酸素ボンベ）部材受けブーツ部材とが備えられた水中推進装置ユニットが記載されている。この水中推進装置ユニットでは、プロペラ式モータとプロペラ式モータ用電源とが、シリンダ部材受けブーツ部材に設置されている。これにより、ダイバーは、水中で手を自由に動かすことができるようになるとされている。また、この特許文献１には、モータを取付リングでエアータンクに固定することについても記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特表２００１−５２６１４４号公報（請求項１２、［００１０］、［００１９］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の水中推進装置ユニットは、ダイバーが自力を使わなければ推進方向を変えることができないものであった。このため、小半径を旋回するような場合には、ダイバーを補助することができないばかりか、逆に水中推進装置ユニットによる直進力がダイバーの自力旋回を阻害して、ダイバーの体力を無駄に消耗させるおそれがあった。また、この水中推進装置ユニットは、プロペラやモータがダイバーの背中から遠い位置に支持されるものであったために、慣性モーメントや水から受ける抵抗力が大きいものであった。このため、ダイバーが水中で身体の向きを変えようとしても、身体を思うように動かすことができず、ストレスを感じてしまうおそれもあった。さらに、この水中推進装置ユニットは、モータがプロペラからの反作用を受けて取付リング内部で回転してしまい、取付リングから脱落するおそれもあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ダイバーが自力を使わなくとも容易に推進方向を変えることのできる水中推進装置を提供するものである。また、ダイバーが背負う酸素ボンベにコンパクトに固定することができ、慣性モーメントや水から受ける抵抗力を小さくすることのできる水中推進装置を提供するものである。さらに、推進ユニットを酸素ボンベにコンパクトに固定でき、該推進ユニットの回転を防止することも可能な推進ユニット固定用ステーを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、ダイバーに推進力を付与する水中推進装置であって、ダイバーが背負う酸素ボンベを中央に介して左右に固定される一対の推進ユニットからなり、各推進ユニットが、少なくともモータと、該モータを収容するハウジングと、ハウジング後方にあって前記モータによって駆動されるスクリュとを有しており、各推進ユニットのモータが、該モータの回転速度を制御するモータ制御手段に接続されてなる水中推進装置を提供することによって解決される。この水中推進装置は、ダイバーが背負う酸素ボンベにコンパクトに固定できるだけでなく、各推進ユニットのモータの回転速度を独立して制御することによって、ダイバーの推進方向を容易に変えることもできる。
【０００７】
このとき、モータ制御手段が、ダイバーによって操作されるコントローラと、該コントローラから受信した入力信号に応じた出力信号を各モータに発信する制御回路とからなることが好ましい。これにより、ダイバーは、各モータの回転速度を独立して手元のコントローラで制御することが可能になり、推進速度や推進方向を容易に操作することが可能になる。また、各推進ユニットのハウジング内部に、モータを駆動するバッテリが内蔵されてなることも好ましい。これにより、水中推進装置全体をさらにコンパクトなものとすることが可能になる。
【０００８】
また、上記課題は、推進ユニットをダイバーが背負う酸素ボンベに固定するためのステーであって、推進ユニットのハウジング外周面を把持する断面略環状のホルダ部と、酸素ボンベ外周面に宛がわれる断面略弧状の取付基部とからなる推進ユニット固定用ステーを提供することによっても解決される。この推進ユニット固定用ステーは、上記の水中推進装置を酸素ボンベに対してコンパクトに固定するのに好適に用いることができるものである。
【０００９】
このとき、取付基部の周方向両端部に、ベルトを掛け回すための棒状部が設けられてなることも好ましい。これにより、推進ユニット固定用ステーの酸素ボンベへの固定が容易になる。また、ホルダ部の内壁面に、推進ユニットのハウジング外周面に形成されたフランジを嵌め込むためのスリットが設けられてなることも好ましい。これにより、推進ユニットがホルダ部内で回転するのを防止することが可能になる。さらに、ホルダ部が、推進ユニットのハウジング外周面のうち上側略半周部を把持する上側ホルダと、残りの下側略半周部を把持する下側ホルダとに分離可能であり、前記スリットが、上側ホルダと下側ホルダの境界部に形成されてなることも好ましい。これにより、推進ユニットを推進ユニット固定用ステーにさらにしっかりと固定することが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の水中推進装置は、ダイバーが背負う酸素ボンベを中央に介しながら左右一対の推進ユニットを一組として酸素ボンベに固定使用するものであるから、コンパクトで慣性モーメントが小さく、水から受ける抵抗力も小さいものである。このため、ダイバーは、水中で身体の向きを容易に変えることができる。また、本発明の水中推進装置は、各モータの回転速度を独立して制御することも可能なものである。このため、ダイバーは、自力を使わなくとも容易に推進方向を変えることができる。さらに、本発明の推進ユニット固定用ステーは、ホルダ部周壁にスリットを設けることが可能なものであるから、該スリットを推進ユニットに設けられたフランジに係合させることによって、推進ユニットがホルダ部内で回転するのを防止することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を、図面を用いてより具体的に説明する。図１は、本発明の水中推進装置を酸素ボンベに固定した状態を示した斜視図である。図２は、本発明の水中推進装置を酸素ボンベに固定した状態を示した背面図である。図３は、本発明の水中推進装置をベストに取り付けた状態を示した図である。図４は、本発明の水中推進装置の分解斜視図である。図５は、左側ステーが取り外された状態の左側推進ユニットを示した平面図である。図６は、左側ステーが取り外された状態の左側推進ユニットを示した平面図である。図７は、左側取付基部を示した斜視図である。図８は、左側ホルダ部の上側ホルダを示した斜視図である。図９は、左側ホルダ部の下側ホルダを示した斜視図である。図１０は、左側推進ユニットに左側ステーを固定した状態を示した正面図である。
【００１２】
水中推進装置１００は、図１〜図４に示すように、酸素ボンベ４００の左側に配される左側推進ユニット１１０と、酸素ボンベ４００の右側に配される右側推進ユニット１２０とからなっている。左側推進ユニット１１０と右側推進ユニット１２０は、それぞれ左側ステー２００と右側ステー３００とによって、酸素ボンベ４００を中央に介して左右に固定されている。酸素ボンベ４００は、通常、図３に示すように、ダイビング用のベスト５００の背面にベルト６００で固定される。
【００１３】
以下においては、説明の便宜上、左側推進ユニット１１０と左側ステー２００を中心に説明して、右側推進ユニット１２０と右側ステー３００の説明は極力割愛するが、左側推進ユニット１１０と右側推進ユニット１２０、及び、左側ステー２００と右側ステー３００は、左右にほぼ対称な構造になっており、左側推進ユニット１１０又は左側ステー２００について説明した構成は、右側推進ユニット１２０又は右側ステー３００に採用することが不可能であることが自明でない限り、右側推進ユニット１２０又は右側ステー３００においても採用することができるものである。
【００１４】
左側推進ユニット１１０は、図５と図６に示すように、バッテリ（図示省略）と、該バッテリによって駆動されるモータ（図示省略）と、前記バッテリ及び前記モータを収容するハウジング１１１と、ハウジング後方にあって前記モータにより駆動されるスクリュ１１２とからなっている。スクリュ１１２の外周部には、スクリュカバーが取り付けられている。前記モータは、該モータの回転速度を制御するモータ制御手段（図示省略）に接続されている。
【００１５】
前記バッテリは、前記モータに必要な電力を供給できるものであれば特に限定されないが、充電式のバッテリであることが好ましい。これにより、水中推進装置１００のメンテナンスが容易になる。本実施態様においては、前記バッテリとして三洋電機株式会社製の型式「ＨＲ−４／３ＦＡＵＰ」を使用している。また、前記モータは、スクリュ１１２を水中で回転させるのに必要なトルクを発生できるものであれば特に限定されないが、回転速度が可変であるものが好ましい。これにより、スクリュ１１２の回転速度を連続的又は離散的に制御することが可能になり、水中推進装置１００に高度な動作をさせることもできるようになる。本実施態様においては、前記モータとして澤村電気工業株式会社製の型式「ＤＣ１２−ＡＦ８００」を使用している。このモータは、駆動電圧を変えることによって回転速度を変化させることができるものである。尚、本実施態様においては、コストが高くなるために採用していないが、前記モータとして、回転方向を切り替えることができるものを使用すれば、ダイバーを後退させることも可能となる。
【００１６】
ハウジング１１１は、樹脂製の中空なカプセルになっており、内部が４つの空間（モータ室、バッテリ室、シャフト室、予備室）に区切られている。モータ室は、ハウジング胴部１１４の後側略半分を占めており、前記モータが収容されている。また、バッテリ室は、ハウジング胴部１１４（図５）の前側略半分を占めており、前記バッテリが収容されている。このバッテリ室には開閉式の充電窓（図示省略）が設けられており、外部からバッテリに充電することが可能になっている。さらに、シャフト室は、ハウジング尾部１１５を占めており、スクリュ１１２と前記モータを連結するシャフト（図示省略）が収容されている。さらにまた、予備室は、ハウジング頭部１１３を占めており、後述するモータ制御回路を収容する回路室として利用できるようになっている。
【００１７】
ハウジング外周面には、図６に示すように、前後方向に延びるフランジ１１６，１１７が設けられており、後述する左側ホルダ部２１０，２２０に形成されたスリットに嵌め込むことができるようになっている。このようなフランジは、ハウジング外周面の少なくとも１箇所に設けられていればよいが、複数箇所に設けられていると、左側ホルダ部をハウジング外周面にさらにしっかりと固定することが可能となるために好ましい。フランジをハウジング外周面の複数箇所に設ける場合には、各フランジを放射状（回転対称）に配すると、左側推進ユニット１１０を左側ホルダ部内でさらに安定させることができるために好ましい。本実施態様においては、一対のフランジ１１６，１１７を、ハウジング胴部１１４の後側外周面の反対向する位置に形成している。フランジ１１６，１１７には、それぞれ、ネジ孔１１８，１１９が３箇所ずつ設けられている。
【００１８】
モータ制御手段は、ダイバーの手元で操作されるコントローラ（図示省略）と、該コントローラから受信した入力信号に応じた出力信号を各モータに発信する制御回路（図示省略）とからなっている。コントローラと制御回路は、無線によって接続されていてもよいが、コントローラを水中で使用することや、コントローラを紛失する可能性を考慮すると、有線で接続されていることが好ましい。本実施態様においては、防水性のケーブルを使用して接続している。また、制御回路は、コントローラの筐体に内蔵してもよいが、コントローラが大きくなり取り回し難くなるおそれがあるために、左側推進ユニット１１０の予備室（ハウジング頭部１１３）か、右側推進ユニット１２０の予備室の何れか都合が良い方に収容することが好ましい。本実施態様においては、ダイバーが右利きであることを想定して、右側推進ユニットの予備室に収容している。この方が、コントローラと制御回路とを結ぶケーブル長を短くできるからである。このとき、制御回路と右側推進ユニット１２０に内蔵されたモータ（以下、右側モータと呼ぶことがある。）は、リード線を右側推進ユニット１２０のハウジング内部に引き回すことによって接続されており、制御回路と左側推進ユニット１１０に内蔵されたモータ（以下、左側モータと呼ぶことがある。）は、防水性のケーブル（コントローラと制御回路を接続するケーブルとは別のケーブル）を、左側推進ユニット１１０と右側推進ユニット１２０との間に掛け渡すことによって接続されている。このため、右側推進ユニット１２０に内蔵された制御回路は、左側モータと右側モータの両方に出力信号を発信できるようになっている。
【００１９】
コントローラの筐体には、２つの押ボタン式スイッチ（以下、スイッチＳ１、スイッチＳ２と呼ぶ。）が設けられている。スイッチＳ１は、制御回路が制御するモータを設定選択するものとなっており、１回押すと左側モータと右側モータの両方を、２回押すと左側モータのみを、３回押すと右側モータのみを選択するようになっている。また、スイッチＳ２は、スイッチＳ１によって選択されたモータの回転速度を段階的に設定選択するものとなっており、１回押すと低速回転（約８００ｒｐｍ（空気中での値。以下同じ。））を、２回押すと中速回転（約１１００ｒｐｍ）を、３回押すと高速回転（約１６００ｒｐｍ）を選択するようになっている。このため、コントローラは、水中推進装置１００に様々な動作をさせることが可能なものとなっている。例えば、スイッチＳ１を１回押してスイッチＳ２を１回押すと、左側モータと右側モータの両方が低速回転するために、ダイバーは低速前進できるし、スイッチＳ１を２回押してスイッチＳ２を３回押すと、左側モータのみが高速回転するために、ダイバーは小半径で素早く右旋回できる。
【００２０】
制御回路は、上記シーケンスを実現できる程度のものであれば特に限定されず、カウンタやリレーを用いた原始的なものであってもよいが、有接点の回路であると衝撃によって誤動作や破損が生じるおそれがあるために、無接点の半導体回路を用いたものであることが好ましい。半導体回路を使用したものとして、各種のＰＩＣマイコンやシーケンサを例示することができるが、本実施態様においては、コストや寸法を考慮して、マイクロチップテクノロジー社製のＰＩＣマイコン型式「ＰＩＣ１６Ｆ８７３」に上記シーケンスをプログラミングすることによって実現している。
【００２１】
左側ステー２００は、図４に示すように、左側推進ユニット１１０のハウジング外周面を把持する断面略環状の左側ホルダ部２１０，２２０と、酸素ボンベ外周面に宛がわれる断面略弧状の左側取付基部２３０とからなっている。図４において、左側ホルダ部２１０，２２０は、上側ホルダ２１０と、下側ホルダ２２０とに分離した状態となっているが、これらを組み合わせると、断面略環状になる。
【００２２】
左側取付基部２３０は、図７に示すように、内周面で酸素ボンベに当接する断面略弧状の湾曲部２３１と、左側ホルダ部を支持する凸部２３２とからなっている。凸部２３２は、湾曲部２３１の外周面から外向する向きに形成されている。また、凸部２３２の先端には、後述する左側ホルダ部の各アームが重ねられた状態で嵌入される嵌入穴２３３が設けられており、左側取付基部２３０は、左側ホルダ部にしっかりと固定できるようになっている。左側取付基部２３０の凸部２３２には、凸部２３２を上下方向に貫通するネジ孔２３４が３箇所に設けられている。さらに、左側取付基部２３０の周方向両端部には、ベルトを掛け回すための棒状部２３５，２３６が設けられており、図２に示すように、左側ステー２００と右側ステー３００とを、ベルト６０１，６０２を用いて酸素ボンベ４００の外周面に締付固定できるようになっている。ベルト６０１，６０２は、図３のベスト５００の後身頃にベルトループ等のベルト固定手段を設けて、該ベルト固定手段に固定してもよい。これにより、酸素ボンベ４００をベスト５００にさらにしっかりと取り付けることが可能になる。
【００２３】
左側ホルダ部２１０，２２０は、図４に示すように、上側ホルダ２１０と下側ホルダ２２０とに分離することが可能なものとなっており、左側推進ユニット１１０に強固かつ容易に取り付けることができるものとなっている。上側ホルダ２１０は、図８に示すように、断面略半円状の湾曲部２１１と、湾曲部２１１の一端から外向する平板状のアーム２１２とからなっている。また、下側ホルダ２２０も、図９に示すように、断面略半円状の湾曲部２２１と、湾曲部２２１の一端から外向する平板状のアーム２２２とからなっており、上側ホルダ２１０と上下対称になるように設計されている。
【００２４】
左側ホルダ部の各湾曲部２１１，２２１は、図８と図９とに示すように、断面が半円よりも僅かに短くなるように設計されており、各湾曲部２１１，２２１を組み合わせた際に、各湾曲部２１１，２２１の両境界部（面２１３と面２２３との間、及び、面２１４と面２２４との間）にスリットが１箇所ずつ形成されるようになっている。各スリットには、図１０に示すように、左側推進ユニット１１０のハウジング外周面に設けられた各フランジ１１６，１１７が嵌め込まれて固定される。このため、左側ホルダ部２１０，２２０は、左側推進ユニット１１０の回転を防止できるものとなっている。上側ホルダ２１０の湾曲部２１１の周方向両端部には、湾曲部２１１を上下方向に貫通するネジ孔２１５とネジ孔２１６とが３箇所に設けられており（図８）、下側ホルダ２２０の湾曲部２２１の周方向両端部にも、湾曲部２２１を上下方向に貫通するネジ孔２２５とネジ２２６とが３箇所に設けられている（図９）。上側ホルダ２１０と下側ホルダ２２０とを左側推進ユニット１１０に固定すると、ネジ孔１１８，２１５，２２５が同一軸心で一致して、ネジ孔１１９，２１６，２２６が同一軸心で一致するようになっている。このため、上側ホルダ２１０及び下側ホルダ２２０は、ネジで左側推進ユニット１１０と一体的に締め付けることができるようになっている。
【００２５】
左側ホルダ部２１０，２２０の各アーム２１２，２２２は、重ねた状態で左側取付基部２３０に設けられた嵌入穴２３３に嵌め込むことができるように設計されている。上側ホルダ２１０のアーム２１２には、図８に示すように、アーム２１２を上下方向に貫通するネジ孔２１５が３箇所に設けられている。同様に、下側ホルダ２２０のアーム２２２には、図９に示すように、アーム２２２を上下方向に貫通するネジ孔２２５が３箇所に設けられている。左側ホルダ部２１０，２２０の各アーム２１２，２２２を重ねた状態で左側取付基部２３０の嵌入穴２３３に嵌め込むと、ネジ孔２１５，２２５，２３４が同一軸心で一致するようになっている。このため、左側ホルダ部の各アーム２１２，２２２は、ネジで左側取付基部２３０の凸部２３２と一体的に締め付けることができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の水中推進装置を酸素ボンベに固定した状態を示した斜視図である。
【図２】本発明の水中推進装置を酸素ボンベに固定した状態を示した背面図である。
【図３】本発明の水中推進装置をベストに取り付けた状態を示した図である。
【図４】本発明の水中推進装置の分解斜視図である。
【図５】左側ステーが取り外された状態の左側推進ユニットを示した平面図である。
【図６】左側ステーが取り外された状態の左側推進ユニットを示した平面図である。
【図７】左側取付基部を示した斜視図である。
【図８】左側ホルダ部の上側ボルダを示した斜視図である。
【図９】左側ホルダ部の下側ホルダを示した斜視図である。
【図１０】左側推進ユニットに左側ステーを固定した状態を示した正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００  水中推進装置
１１０  左側推進ユニット
１１１  ハウジング
１１２  スクリュ
１１３  ハウジング頭部
１１４  ハウジング胴部
１１５  ハウジング尾部
１１６，１１７  フランジ
１１８，１１９  ネジ孔
１２０  右側推進ユニット
２００  左側ステー
２１０  上側ホルダ（左側ホルダ部）
２１１  湾曲部
２１２  アーム
２１３，１１４  面
２１５，２１６  ネジ孔
２２０  下側ホルダ（左側ホルダ部）
２２１  湾曲部
２２２  アーム
２２３，２２４  面
２２５，２２６  ネジ孔
２３０  左側取付基部
２３１  湾曲部
２３２  凸部
２３３  嵌入穴
２３４  ネジ孔
２３５，２３６  棒状部
３００  右側ステー
３１０  上側ホルダ（右側ホルダ部）
３２０  下側ホルダ（右側ホルダ部）
３３０  右側取付基部
３３５，３３６  棒状部
４００  酸素ボンベ
５００  ベスト
６００〜６０２  ベルト
【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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【図７】
2007210349.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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