(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄型扁平な水密構造を備えた密封ケーシングと、該密封ケーシングの内部に封入された無線通信機と、該密封ケーシングの両面に夫々配置されたアンテナと、から成ることを特徴とする漂流ブイ。
【請求項２】
薄型扁平な水密構造を備えた密封ケーシングと、該密封ケーシングの内部に封入された無線通信機、上下方向検出手段、及びアンテナ切替スイッチと、該密封ケーシングの両面に夫々配置されたアンテナと、を備え、上記上下方向検出手段は、上記各アンテナの内のいずれが上方に位置しているかを検出し、上記アンテナ切替スイッチは、上記無線通信機と各アンテナとの接続を選択的に切り替える手段であり、上記上下方向検出手段によって上方に位置していることを検出されたアンテナと無線通信機とを接続することを特徴とする漂流ブイ。
【請求項３】
上記密封ケーシングは、その平面形状が略円形、略長円形、或は略楕円形であることを特徴とする請求項１又は２記載の漂流ブイ。
【請求項４】
上記アンテナがロッドアンテナ、又は平面アンテナであることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の漂流ブイ。
【請求項５】
上記無線通信機は、少なくとも人工衛星を通信相手とするものであり、自機の識別符号を含む信号を送信する機能を備えたものであることを特徴とする請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載された漂流ブイ。
【請求項６】
上記密封ケーシングの表面の一部又は全面に、襞状、又は島状の凹凸を形成したことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５のいずれか一項に記載された漂流ブイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は漂流ブイに関し、詳細にはオイル洩れ事故等によって海上等に流出したオイル上に浮遊してオイルと共に漂流することにより、オイルの位置、展開状態等の情報を時々刻々と提供することができる漂流ブイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、海上航行中のオイルタンカ、その他の船舶が衝突、座礁する事故が頻発し、重油等のオイルが多量に海上に流出する災害が頻発している。また、オイル流出事故は、船舶を原因としたもの以外にも、臨海石油コンビナート、石油備蓄基地等からも発生する。
オイルが海上に流出する事故が一旦発生した場合には、オイルフェンスにより流出オイルを包囲して流出範囲を極限した上で回収する措置や、中和剤を散布する措置等種々の対応策が実施されるが、海上であるが故に作業は容易でなく、シケ、強風等の悪条件下においてはオイルの回収作業等は困難となり、放置せざるを得なくなる。また、流出したオイルが潮流にのって海洋に広く拡散することも多く、被害が更に広がる結果をもたらす。
このようなオイルの拡散が発生した場合、拡散規模、拡散方向等の拡散状況や、位置等を正確に観測しつつ、場合よっては近くを航行する船舶や流出先の沿岸地域に警告を発し、二次災害の発生を未然に防止する必要性が高まる。
従来、拡散したオイルの拡散状況等を観測する手法としては、飛行機により上空から目視により観測するのが一般であるが、この方法は、悪天候や夜間といった悪条件下では実施不可能であり、また頻繁に飛行機を使用する必要があるためにコスト的にも問題であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、オイル洩れ事故等によって海上等に流出したオイル上に浮遊してオイルと共に漂流することにより、オイルの位置、展開状態等の情報を時々刻々と提供することができる漂流ブイを提供することにある。
特に、流出後の時間の経過によって粘度が高まったオイルに吸着し易い構造とすることによってオイルの流れに確実に追随してオイル流の位置情報を確実に人工衛星を介して提供することができる漂流ブイを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、薄型扁平な水密構造を備えた密封ケーシングと、該密封ケーシングの内部に封入された無線通信機と、該密封ケーシングの両面に夫々配置されたアンテナと、から成ることを特徴とする。
請求項２の発明は、薄型扁平な水密構造を備えた密封ケーシングと、該密封ケーシングの内部に封入された無線通信機、上下方向検出手段、及びアンテナ切替スイッチと、該密封ケーシングの両面に夫々配置されたアンテナと、を備え、上記上下方向検出手段は、上記各アンテナの内のいずれが上方に位置しているかを検出し、上記アンテナ切替スイッチは、上記無線通信機と各アンテナとの接続を選択的に切り替える手段であり、上記上下方向検出手段によって上方に位置していることを検出されたアンテナと無線通信機とを接続することを特徴とする。
請求項３の発明は、上記密封ケーシングは、その平面形状が略円形、略長円形、或は略楕円形であることを特徴とする。
請求項４の発明は、上記アンテナがロッドアンテナ、又は平面アンテナであることを特徴とする。
請求項５の発明は、上記無線通信機は、少なくとも人工衛星を通信相手とするものであり、自機の識別符号を含む信号を送信する機能を備えたものであることを特徴とする。
請求項６の発明は、上記密封ケーシングの表面の一部又は全面に、襞状、又は島状の凹凸を形成したことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した形態例により詳細に説明する。
図１は本発明の漂流ブイの一例の外観斜視図、図２(a) (b) (c) (d) (e) 及び(f) は図１の漂流ブイの正面図、平面図、背面図、右側面図、左側面図、及び底面図である。また、図３はそのＸ−Ｘ断面図である。
この漂流ブイ１は、例えば薄型扁平の円盤型で海上に浮遊することができる密封ケーシング２を備え、密封ケーシング２の上下面から夫々ロッドアンテナ３、４を突出させた外観構成を備えている。各ロッドアンテナ３、４を突出させる位置は、図示の位置に限定されるわけではない。また、密封ケーシング２の形状は、平面形状が略円形の円盤型のものに限る必要はなく、平面形状が略長円形、或は略楕円形であってもよい。但し、薄型扁平な水密構造を備えていることにより海上、特に海上に流出したオイル塊や帯状のオイルに強く吸着し、オイルから遊離せずに、オイルと共に浮遊できることが必要である。このような条件を備えた密封ケーシングの構造としては、薄型扁平であることと、円形、楕円形、長円形であることが好ましい。特に、薄型扁平であることにより、強い風雨に遭遇した場合にも、風の抵抗が小さいのでオイルから遊離しにくい利点を発揮し、更に従来の筒型や球型  紡錘型、ドラム型に比べると、ローリングや回転を起こす虞れが比較的少ない。その結果、人工衛星との通信回線に与える影響が少なくなる。なお、扁平であるといっても、密封ケーシング２の上下両面が厳密に平坦である必要はなく、上下両面が全体として少しくＲ状に突出していたり、或は少しく引っ込んでいたとしても、風の抵抗を無用に増大させないという許容範囲内においては、全く差し支えない。
密封ケーシング２としては、例えば発砲スチロールの如き軽量で水に浮くことができる材質を用い、図３に示したように電気回路部品等を収容する空所５の開口をアルミニウム等の軽量金属板６により封止した構成を有する。密封ケーシング２の外周面には、必要に応じて防水性、保型性を高める為の、コーティングを施す。金属板６は、例えばボルト、ナット等の締結手段７によって、ケーシング２に対して固定される。空所５内にはアンテナ３、４を支持するための金属、樹脂等から成る枠体８を配置し、この枠体８に対してアンテナ３、４を固定する。アンテナ３、４とケーシング本体或は金属板６との間の隙間、或はケーシング本体と金属板６との間の間隙には必要に応じてエポキシ樹脂等の目地剤を充填して気密性を高める。
【０００６】
図４は上記漂流ブイの一例の電気的な構成を示すブロック図であり、密封ケーシング２の内部には、無線送信機１０と、上下方向検出手段１１と、アンテナ切替スイッチ１２と、コントローラ１３と、バッテリ１４等が封入されている。つまり、密封ケーシング２の上・下面から夫々に突出した２つのアンテナ３、４がアンテナ切替スイッチ１２を介して、無線送信機１０に接続されている。
無線送信機１０は、コントローラ１３からの制御信号に基づいて一定の周期で間欠的（例えば９０秒に一回）に電波を発生し、上側に位置するアンテナを介して人工衛星に出力する手段である。上下方向検出手段１１は、いずれのアンテナ３、４が上側、即ち海面から上方に突出しているのかを検知する手段であり、例えば図５に示した如き構成を備えている。まず、同図(a) に示す上下方向検出手段１１は、絶縁材料から成る縦長の筒体２０内の上下位置に夫々切替スイッチ１２を配置した構成を備え、各切替スイッチ１２は夫々正電極１２ａと、負電極１２ｂとから成る対の電極から構成されている。更に、筒体２０内には漂流ブイの上下方向の転換に伴って筒体内を転動移動する球状可動電極２１が遊動的に配置されており、この球状可動電極２１が重力によって下側に位置する切替スイッチ１２の電極上に着座すると、隣接する両電極１２ａ，１２ｂ間を短絡させるように構成されている。なお、漂流ブイが多少上下動したり、揺動した程度の振動、衝撃等によって球状可動電極２１が接している電極から離脱しないように、電極１２ａ、１２ｂによって球状可動電極を弾性的に保持するようにしてもよいし、図示しない他の保持手段によって電極との離脱を防止するようにしてもよい。なお、このように構成した場合においても、漂流ブイの上下が完全に逆転した場合には、球状可動電極が速やかに重力によって新たに下側へ位置を転換した電極側へ移動して該電極を短絡させるように、保持手段等による保持力を適正に設定しておくことは勿論である。
【０００７】
また、上記した可動電極２１は金属製の球状体であるが、必ずしも球状である必要はなく、ブイの上下方向の逆転時に円滑に重力に従って移動し得る形状、構造のものであれば、いかなる形状であってもよい。従って、例えば可動電極２１として水銀を使用してもよい。
なお、図５(a) に示した上下方向検出手段１１の構成は一例であり、これに限定するものではない。例えば、同図(b) に示す上下方向検出手段１１は、絶縁材料から成る縦長の筒体２０の内部に漂流ブイの上下方向の転換に伴って筒体内を転動移動する球状可動磁石２２が遊動的に配置されているものである。更に、筒体２０の外壁の上下方向には夫々リードスイッチ２３が配置されており、磁石２２が接近した側のリードスイッチ２３のみがＯＮとなるように機能するものである。
要するに、上下方向検出手段の出力に基づいて、アンテナ切替スイッチ１２を制御することによって上向きの、即ち空中に突出した方のアンテナを送信機に接続するようにすればよい。
【０００８】
バッテリ１４は全ての構成要素の電源となり、バッテリの電力が続く限り、無線送信機１０からの送信が継続される。よって、バッテリの容量が十分に大きいものであれば、前述の上下方向検出手段と切替スイッチを省略して同時に２つのアンテナが動作するように構成してもよい。
また、上記例では、ブイの内部に送信機だけを配置した例を示したが、必要に応じて受信機を収納し、各アンテナを受信機に対しても接続するようにしてもよい。
なお、上記の例ではロッドアンテナを用いた例を示したが平面アンテナを用いてもよく、平面アンテナは実装しやすい利点を有する。
又、アンテナ長を短くするために、図６(a) の如きトップロード方式のアンテナにしてもよい。トップロードアンテナとは、アンテナエレメント２５の先端部に円盤２６やコイルを付加したものでアンテナ長を短くすることができる利点を有する。このようなトップロード方式のアンテナを採用した場合の漂流ブイ１の形状は、図６(b) 、(c) の如く、扁平円盤型ブイ（密封ケーシング２）の両面に上記トップロードアンテナを収納する凸状部２７を備えたものとなろう。なお、符号２８は、回路部品を搭載するプリント基板である。
また、一般に原油等のオイルは粘性が高いので、上記実施例の如く扁平形状であれば容易にオイルから離脱する虞がないが、更に、付着能力を高める場合は、ブイ表面に襞や島状の凹凸を設けることも有効であろう。
上記のように構成した本発明の漂流ブイは、密封ケーシング２のいずれの面が上下面であるか決められておらず、どちらが上向きであっても同等の機能を発揮できる。即ち、アンテナが上・下にあるので、風雨波浪によりひっくり返っても通信可能となる。
【０００９】
次に、図７は本発明の漂流ブイが海面３０に漂うオイル塊３１上に位置する状態を図示したものであり、漂流ブイ１のコントローラ１３の記憶部に予め記憶したID符号を上側のアンテナ３から送信すると、人工衛星３５はこれを受けると共に移動体としても漂流ブイ１からの位置情報を得、図示しない基地局に対して得た情報を送信する。
次に、人工衛星通信による位置情報の収集例としてアルゴスシステムを利用した場合を説明する。アルゴスシステムは、（NES(フランス) 、NASA( アメリカ) 、NORA( アメリカ海洋大気局) が共同で構築した衛星通信システムであり、主として、海洋、大気、地球環境データの収集を目的とした人工衛星利用の通信システムである。地球を周回する人工衛星と信号をやりとりして各種データの収集と同時に移動体の位置を正確に検知することができる。
アルゴスシステムでは、受信可能な位置に人工衛星が存在するか否かにかかわらず、移動体１から間欠的に電波が送信されており（例、９０秒に１回）、これを衛星（ノア）が受信することによって位置を算出する。従って、アルゴスシステムでは、移動体側には受信機が不要であり、送信機のみ装備すれば足りる。
【００１０】
このシステムをブイに利用する例としては、漂流ブイに加速度センサ等を利用した波浪観測装置を搭載して海流や波高データを収集するものがあり、更に海亀や渡り鳥、イルカに超小型通信機を付して、それらの生態調査を行うものが知られている。
アルゴスシステムを利用する場合は、人工衛星が地球を周回することから、ドップラー効果によって、上空を移動する一機の人工衛星との無線通信によって移動体の位置を正確に把握することが可能である。また、低高度軌道である故に移動体と衛星との間の距離が小さく小電力送信電波でも通信可能である。
アルゴスシステムでは、漂流ブイ等からの電波を受信し、その当該ブイのIDと算出した位置情報あるいはその計算を行うのに必要なデータを記憶しておき、フランス等、いくつかの場所に設置された基地局（地上局）上空を飛行する際にこれらのデータを送信する。
もちろん、本発明の漂流ブイを利用した漂流オイルの位置検知システムでは、アルゴスシステムに限らず、他の位置検出システム、例えばGPS やインマルサット( 海事衛星通信) 等を用いることも可能である。
アルゴスシステムを利用する場合においては、ブイ１に受信機を備える必要はないが、他の位置検出システムにおいては受信機が必要となる。例えば、GPS では複数の人工衛星からの電波を受信して自機において位置を算出することから受信機が必要となる。この場合検出した位置信号は他の通信手段を用いて所要場所に伝送する。
他の通信手段としては、やはり人工衛星による方が広い海洋上での通信には有利であろうが、オイルの拡散等が近海に限られる場合は通常の陸上用通信システム、例えば、PHS やMCA 、公衆携帯電話システムが利用できるであろうし、独自に構築した通信システムであってもよい。
【００１１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、オイル洩れ事故等によって海上等に流出したオイル上に浮遊してオイルと共に漂流することにより、オイルの位置、展開状態等の情報を時々刻々と提供することができる漂流ブイを提供することができる。特に、流出後の時間の経過によって粘度が高まったオイルに吸着し易い構造とすることによってオイルの流れに確実に追随してオイル流の位置情報を確実に人工衛星を介して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の漂流ブイの一例の外観斜視図。
【図２】  (a) (b) (c) (d) (e) 及び(f) は図１の漂流ブイの正面図、平面図、背面図、右側面図、左側面図、及び底面図。
【図３】図１のＸ−Ｘ断面図。
【図４】本発明の電気的な構成を示すブロック図。
【図５】  (a) (b) は上下方向検出手段の一例の構成図。
【図６】  (a) (b) 、及び(c) は本発明の他の形態例の漂流ブイを構成するアンテナの説明図、漂流ブイの断面図、及び外観斜視図。
【図７】本発明の漂流ブイを用いた衛星通信システムの略図。
【符号の説明】
１  漂流ブイ、２  密封ケーシング、３、４  アンテナ、５  空所、６  軽量金属板、７  締結手段、８  枠体、１０  無線送信機、１１  上下方向検出手段、１２  アンテナ切替スイッチ、１２ａ，１２ｂ  電極、１３  コントローラ、１４  バッテリ、２０  筒体、２１  球状可動電極、２２  球状可動磁石、２３リードスイッチ、２５  アンテナエレメント、２６  円盤、２７  凸状部、３０海面、３１  オイル塊、３５  人工衛星。
【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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