(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海洋データ測定用電子機器が搭載されたフロート筐体と、このフロート筐体内に設けられたモータと、このモータの回転に応じてこのモータの回転軸方向に往復運動する浮力調整用部材と、上記フロート筐体の一端に設けられ、上記浮力調整用部材を液蜜に上記筐体外に出没させる浮力調整用部材支持機構と、上記フロート筐体の外壁に取り付けられた検出部と、上記フロート筐体に取り付けられたピストン装置とを具備し、このピストン装置のピストンロッドの頭部により上記検出部の検査面にカバーがされることを特徴とする海洋データ測定用フロート装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高度海洋監視システム（以下、ＡＲＧＯと称する）に用いられる「中層フロート」と呼ばれる海洋データ測定用フロート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球温暖化などの環境問題に対処するため、全地球環境規模で環境変動メカニズムを解明し温室効果ガスの全体量や循環を把握することが必要とされる。このようにことに対処するために、ＡＲＧＯ計画が推進されている。このＡＲＧＯ計画は「中層フロート」と呼ばれる長さ１ｍの筒状の観測機器を船舶から投入した後、予め設定された圧力と釣り合う深さ（中層＝約2000ｍ）まで自動的に沈み込ませ、１０日間ほど漂流させる。そして、内部タイマで電源がオンになると、内部油圧が下げて筒状の観測機器の筐体から油圧により膨らんでいた浮力調整袋より油を観測機器内に戻すことにより、観測機器を上昇させる。
【０００３】
観測機器が上昇している間に水温と塩分濃度を計測しながら浮上する。そして、海上まで浮上した観測機器は、海面上にて計測データを衛星を経由して伝送した後に電源がオフになり、再び下降する。この作業を３〜４年繰り返す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように観測機器の浮力調整を浮力調整用袋により行うため、油による海洋汚染が新たに問題として挙げられる可能性がある。
【０００５】
さらに、観測機器の外壁に電気伝導度を検出する検出部を外付けしている場合に、観測機器が海面に浮上している間に検出部に藻等の生物が付着してしまうという問題があった。このように、検出部に藻が付着してしまうと、電気伝導度の計測が正確に行うことができないという問題が発生していた。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、観測機器の外壁に取り付けられている検出部への藻等の生物の付着を防止することができる海洋データ測定用フロート装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の海洋データ測定用フロート装置は、海洋データ測定用電子機器が搭載されたフロート筐体と、このフロート筐体内に設けられたモータと、このモータの回転に応じてこのモータの回転軸方向に往復運動する浮力調整用部材と、上記フロート筐体の一端に設けられ、上記浮力調整用部材を液蜜に上記筐体外に出没させる浮力調整用部材支持機構と、上記フロート筐体の外壁に取り付けられた検出部と、上記フロート筐体に取り付けられたピストン装置とを具備し、このピストン装置のピストンロッドの頭部により上記検出部の検査面にカバーがされることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。まず、図１ないし図３を参照して海洋データ測定用フロート装置について説明する。図１は海洋データ測定用フロート装置の中心軸線に沿った断面図、図２は同海洋データ測定用フロート装置の要部断面図、図３は同海洋データ測定用フロート装置の要部斜視図である。
【０００９】
図１において、１１は円筒状の耐圧フロート筐体である。この筐体１１の上端部１２及び下端部１３は半球形状をしている。筐体１１の下端部１３はチタンで形成され、下端部１３以外はアルミニウムで形成されている。
【００１０】
上端部１２には筐体の中心軸方向にアンテナ１４が立設されている。  また、この筐体１１内のアンテナ１４からの送受信及び各種海洋データ測定用電子機器が搭載された電子部品搭載部１８が設けられている。
【００１１】
筐体１１内の略中央部には円盤状の基台２０が取り付けられている。この基台２０の中心部には、円形の穴２１が開けられている。
【００１２】
この基台２０には、上記穴２１を覆うようにギヤーヘッド２２が取り付けられている。このギヤーヘッド２３は複数のギアが組み込まれているもので、後述する主モータ２３の回転軸２３ａの回転を減速する機能を有する。このギヤーヘッド２２の上側には、主モータ２３が取り付けられている。この主モータ２３の回転軸の一方端は前述したギヤーヘッド２２の入力軸に連結されている。
【００１３】
さらに、この主モータ２３の他端は制動用発電モータ２４の回転軸として入力される。
【００１４】
そして、制動用発電モータ２５は、電源を供給することによりモータとして機能させる「供給」位置と、抵抗を接続して発電機として機能させる「発電」位置と、オープンにする「停止」位置との３つの位置がある。つまり、「供給」位置にした場合には、主モータ２３の回転を助ける働きをし、「制動」位置にした場合には主モータ２３の回転を抵抗で消費することにより、主モータ２３の回転を制動する働きをする。
【００１５】
さらに、制動用発電モータ２４の上側に突出した回転軸２３ａの端部には、主モータ２３の回転位置を検出するための位置制御用エンコーダ２５が取り付けられている。
【００１６】
また、制動用発電モータ２４と位置制御用エンコーダ２５との間に位置する回転軸２３ａには、ラチェット機構の歯車２６が取り付けられている。この歯車２６にはラチェット機構の爪体２７の爪部２７ａが噛み合わされている。この爪部２７ａはばね２８の付勢力により、常時歯車２６に噛み合わされている。また、爪体２７の近傍には、爪部２７ａの歯車２６への噛み合いを解除するラチェット解除用モータ２９が設けられている。
【００１７】
つまり、爪部２７ａが歯車２６に噛み合っているときには、主モータ２３の回転軸２３ａは回転しない。従って、筐体１１が海中に沈められて、後述するプランジャ３４の端面から上方に加わる圧力により主モータ２３が回転してしまい、プランジャ３４の突出量が変化してしまうことを防止することができる。つまり、筐体１１の浮力を固定しておくことができる。
【００１８】
また、基台２０に設けられた穴２１内の連結部３０において、ギヤーヘッド２２の出力軸とボールスクリュー３１の一端がカップリングキーにより連結されている。また、３２は基台２０の下面に取り付けられているボールスクリュー３１の軸受けである。
【００１９】
このボールスクリュー３１にはナット３３が噛み合わされている。
【００２０】
ところで、３４は例えば、チタンより形成されたプランジャである。このプランジャ３４の内側に前述したボールスクリュー３１が出没可能な収納部３５が開けられている大径部３４ａ、この大径部３４ａの下側に一体成形された小径部３４ｂを有する。
【００２１】
そして、大径部３４ａの開口端部には、前述したナット３３が固定されている。
【００２２】
ところで、筐体１１の下端部１３には肉厚部３７が設けられている。この肉厚部３７には、プランジャ３４の小径部３４ｂを筐体１１外に出没可能なように円筒状の穴３８が開けられている。この穴３８の内周面には、軸方向に僅かに隔てて一対のＯリング３９，４０が組み込まれている。さらに、Ｏリング３９と４０との間の穴３８の内周面には、環状の溝部４１が形成されている。この溝部４１は油溜めとして機能する。この筐体１１からのプランジャ３４の突出量を制御することにより、この海洋データ測定用フロート装置１０の浮力を調整している。プランジャ３４の突出量は図の実線位置から２点破線位置までの最大突出量位置まで移動可能である。
【００２３】
また、肉厚部３７には、溝部４１と油加圧装置４２とを連通する油路４３が開けられている。この油加圧装置４２は例えば１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力を発生する。例えば、海洋データ測定用フロート装置１０が２０００ｍまで沈むと、２００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力を受けるが、その圧力に対してＯリング４０が変形しないように溝部４１の内側から圧力をかけている。このように圧力を加えておくことにより、海水の筐体１１内への侵入を防止している。
【００２４】
さらに、溝部４１を油溜めとして機能させることにより、プランジャ３４の小径部３４ｂの摺動し易くさせている。
【００２５】
また、肉厚部３７には、穴３８と平行して筐体１１の外の海水を圧力計４４に導くための導入孔４５が開けられている。
【００２６】
ところで、筐体１１のほぼ中央部には、周方向に沿って浮力補助袋４６が取り付けられている。この浮力補助袋４６には、エアーポンプ４７からの供給される空気が送られる配管４８が接続されている。この配管４８の一部は、基台２２を通って筐体１１外に取り出されて、浮力補助袋４６に接続されている。
【００２７】
さらに、配管４８の途中にはエアー抜き弁４９が配設されている。このエアー抜き弁４８は常閉であり、浮力補助袋４６に充満された空気を排出する場合には開制御される。
【００２８】
なお、５１は例えば、リチウム電池のような電池である。この電池により、電子部品搭載部１８への電源が供給される。なお、図面においては、主モータ２３、制動用発電モータ２４等への配線については省略してある。
【００２９】
ところで、耐圧フロート筐体１１の側面には、電気伝導度を検出する円筒状の検出部７１が取り付けられている。この検出部７１の中空部７１ａは海水を取り込んで、電気伝導度の検出を行なうだけでなく、海水の温度も検出している。
【００３０】
さらに、この検出部７１の直下にはピストン装置７２が耐圧フロート筐体１１の軸方向に沿うように筐体１１に取り付けられている。このピストン装置７２は上端が開口された円筒形状をなしており、その内周面にはピストン７３が摺動自在に設けられている。このピストン７３には、ピストンロッド７４の一端が取り付けられている。このピストンロッド７４の他端は検出部７１の中空部７１ａ内に出没可能である。
【００３１】
図６に海洋データ測定用フロート装置１０の外観図を示しておく。
【００３２】
次に、図４を参照して海洋データ測定用フロート装置に搭載される電気系統のシステム構成図について説明する。図４において、図１ないし図３と同じ部分には同じ番号を付し、その詳細な説明については省略する。６１は例えば、マイクロプロセッサを有するコントロール回路である。このコントロール回路６１には電源部（電池）５１、電気伝導度検出部としての水温・塩分検出部１５、浮力調整部６２、深度検出部４４、データ送信機６３が接続される。水温・塩分検出部１５には塩分センサ漏水防止装置６４が接続されている。データ送信機６３にはアンテナ１４が接続されている。アンテナ１４から送信される水温・塩分等のデータは人工衛星６４を介して地上に設けられたアンテナ６５で受信される。
【００３３】
次に、図５を参照して浮力調整部６２の詳細なブロック図について説明する。図５において、図１ないし図３と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明については省略する。コントロール回路６１は、制御用エンコーダ２５から出力される主モータ２３の回転位置信号及び深度検出部４４で検出される深度信号に基づいて主モータ２３を回転制御している。
【００３４】
次に、上記のように構成された本発明の第１の実施の形態の動作について説明する。まず、主モータ２３を回転させて、プランジャ３４の突出量を最大位置までさせておく。そして、測量船７１から投下する（１０ａ位置）。
【００３５】
そして、プランジャ３４の突出量を半分にまで後退される。すると、装置１０の浮力はプランジャ３４が後退した分だけ減少するため、装置１０は海中を落下する。ここで、プランジャ３４の突出量が半分まで後退したときの装置１０の浮力を、装置１０が１０００ｍに達した時にその位置（１０ｂ位置）でバランスするように設定しておく。
【００３６】
さらに、プランジャ３４の突出量をなくすように、主モータ２３を回転させる。このように、プランジャ３４の突出量をなくすことにより、装置１０の浮力を最小なものにする。従って、装置１０は１０ｂ位置から１０ｃ位置まで落下する。この装置１０の落下に伴って、水圧によりピストン７３が押し下げられるため、ピストンロッド７４の端部は図８に示すように検出部７１の中空部７１ａから抜け出す。従って、検出部７１による検査が可能となる。この１０ｃ位置は２０００ｍ位置に設定される。この１０ｃ位置で、水温及び塩分が検出される。この検出された水温及び塩分データはコントロール回路６１内に設けられたメモリに記憶される。
【００３７】
以下、装置１０を浮上させる工程について説明する。１０ｃ位置にある状態からプランジャ３４を最大限に突出させる。すると、装置１０の浮力が大きくなるため、装置１０は浮上を開始する。装置１０が浮上してくると、水圧が少なくなっていくためピストン７３が上昇してくる。この結果、検出部７１の中空部７１ａにピストンロッド７４の先端部が入り込む。従って、装置１０が浮上したときに、検出部７１の中空部７１ａに藻や貝等がつくことを未然に防止することができる。
【００３８】
この結果、装置１０は１０００ｍの１０ｄ位置を通過して１０ｅ位置である海面位置まで浮上する。この海面位置まで浮上されると、浮力補助袋４５が膨らませられる。装置１０を安定して海面に浮かせておくことができる。このように、装置１０を安定して海面に浮かばせておくことにより、アンテナ１４から安定して水温及び塩分データを送信することができる。
【００３９】
以上のようにして、装置１０が海面に浮いているときは、検出部７１の中空部７１ａにピストンロッド７４の先端部が入り込むので、検出部７１の中空部７１ａに藻や貝等がつくことを未然に防止することができる。さらに、装置１０が海水に入っていくと、検出部７１の中空部７１ａからピストンロッド７４の先端部が抜け出すので、検出部７１による検査を行なうことができる。
【００４０】
なお、上記した実施の形態において、筐体１１の上端部１２より少し下がった側壁に円盤状の安定板を取り付けるようにしても良い。この安定板はこの筐体が海上に浮上しているときに、筐体１１の姿勢を安定させるために設けるようにしても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、装置の外壁に取り付けられている検出部の藻や貝等の付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる海洋データ測定用フロート装置の断面図。
【図２】同海洋データ測定用フロート装置の要部断面図。
【図３】同海洋データ測定用フロート装置の要部斜視図。
【図４】同海洋データ測定用フロート装置に搭載される電装品のシステム構成を示すブロック図。
【図５】同ブロツク図の浮力調整部の詳細なブロック図。
【図６】同海洋データ測定用フロート装置の全体の斜視図。
【図７】同海洋データ測定用フロート装置の計測過程を説明するための図。
【図８】同ピストン装置の動作を説明するための図。
【符号の説明】
１１…耐圧フロート筐体、
１４…アンテナ、
１５…電気伝導度検出部、
２２…ギヤーヘッド、
２３…主モータ、
２４…制動用モータ、
２５…位置制御用エンコーダ、
３１…ボールスクリュー、
３４…プランジャ、
３９，４０…Ｏリング、
５１…電池。
【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】
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【図８】
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