JPH0645355B2 - 浮きバツグ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、一般に、流動媒体の液面であるいは液面上に
構造体を安定に保持するものに関し、特に、海において
使用される通信ブイに関するものである。

「従来の技術、発明が解決しようとする問題点」 異なる特性をもつ多くの型の浮き装置がある。

ダンパ板及び環形状の浮き装置は、波追従体であるブイ
の製作に使用されてきた。例えば、 ブイ エンジニアリング，エイチ．オー．ベルテオーク
ス，ジョン アンド サンズ，（Ｂｕｏｙ Ｅｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇ，Ｈ．Ｏ．Ｂｅｒｔｅａｕｘ，Ｊｏｈｎ
ａｎｄ Ｓｏｎｓ，）１９７６のページ２１２〜２１３
を参照されたい。これらの液面追従ブイは、海の動きの
ために、激しい上下動及び縦揺れを受けやすい。

ここで、「上下動」とは、液面に関するブイの垂直方向
における動きを表しており、ここでは、液面が、アンテ
ナに対する水平面としての働きを持つ。一方、「縦揺
れ」は、波の動きによってブイに生じた垂直方向からの
傾斜角を意味する。

水面でのブイの断面を減らすことによつて、より安定な
ブイをつくることができる。このような装置の受ける上
下動は少ない。ブイの復原モーメントを生成するよう
に、ブイの質量を分配させることもできる。これによ
り、縦揺れは減少する。

表面分離によつて、なおいつそうの安定性が得られる。
つり合いおもりが底からつり下げられた浮力のある円柱
は、典型的な例であり、これについては、上記Ｂｅｒｔ
ｅａｕｘを参照されたい。このような円柱ブイは、予備
浮力をあまり有することができず、通常の場合、大きな
喫水を有する。これらの要因のために、これらの型のブ
イは遠洋ではその有用性が減少する。

本発明の目的は、海面をグランド面として使用するアン
テナを有する通信ブイであつて、海面に対するアンテナ
の動きを上下動４インチ及び縦揺れ２５゜以内に制限す
る構造を有するようなブイを提供することにある。

本発明の他の目的は、状態５を含んで状態５までの海洋
状態に耐えることができる安定なブイを提供することに
ある。

なお、ここで「状態」とは海状態を意味する。「海状
態」という用語は、海の状態を表すためによく知られた
海員用語の１つである。これは、海の状態を０から始ま
る数字で表すものであり、例えば、上述の「海状態５」
は、波の高さが４〜12フィートであることを表す。

本発明によるブイは、打ち落とされた航空機及び遭難船
の位置を探し出すための捜索及び球助システムの一部と
して使うことができる。このようなブイは、輸送手段に
よつて運ばれ、必要時に開傘される。それらの遭難信号
は、衛星によつて受信され、それらの位置がつきとめら
れる。

本発明によるブイは、各種の他の型の搭載物を保持で
き、あるいは、各種のアンテナ構造体も保持できる。他
に、海洋学の監視ブイ、及び衛星に連接したリノブイと
しても使用できる。

本発明の目的は、水のような流動媒体にアンテナのよう
な構造体を安定に保持するための装置を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、海面上に保持されたアンテナの動
きを、伝送システムの使用可能範囲内に制限することで
ある。

本発明の他の目的は、電子搭載物と表面に保持されたア
ンテナとの間のパワー損失が使用可能範囲内にあり特に
３dbよりも低いように、電子搭載物を海面付近に保持す
ることである。

本発明は、水のような流動媒体にアンテナのような構造
体を安定に保持するための装置である。この装置は、浮
力のある第１の部材と、構造体に係合するための第１の
手段と、を含む。第１の手段は、第１の部材と関連付け
られている。流動媒体の液面に関して第１の部材が動く
ことにより浮力のある第１の部材に侵入する流体を流し
通すために、第２の手段が設けられており、第１の部材
に侵入した流体は、流動媒体内に流し通し戻され、この
流体が流動媒体内に流し通さ戻されるときに浮力のある
第１の部材の運動エネルギーが消されるようになつてい
る。

あるいはまた、本発明による装置は、構造体を保持する
浮力のある第１の部材と、搭載物と、浮力のある第１の
部材の下に搭載物を保持した搭載物の動きを第１の部材
から分離して第１の部材の動きが搭載物に伝わらないよ
うにする分離手段と、を含むことができる。

あるいはまた、本発明による装置は、内側に弓形に形成
された底部を有する浮力のある部材と、この浮力のある
部材に関連付けられ構造体に係合する手段と、を含むこ
とができる。

あるいはまた、本発明による装置は、アンテナと浮力の
ある部材と、ｒ．ｆ．信号を発生する第１の手段と、第
１の手段とアンテナとを結合する第２の手段と、浮力の
ある部材の下に第１の手段を保持し部材の動きを第１の
手段から分離して第１の手段の動きが部材に伝わらない
ようにする分離手段と、を含むことができる。

なお、上記「ｒ．ｆ．信号」とはラジオ周波数を意味す
る。

あるいはまた、本発明は、流動媒体内で安定でありブイ
の上下動及び縦揺れを最小にする構造をもつ通信ブイで
あることができる。詳細に述べるならば、バッグの内壁
に固定されたひもでバッグの底部中心を引つ張ることに
より底部を凹形状とした浮きバッグにより、アンテナを
保持する。この装置が流動媒体に浮いているときには、
バツグの基部周囲に広がる半剛体のダンパスカートは、
水中に沈められている。バツグにはリボンフエンスが設
けられ、このリボンフエンスは、液面上に開口を有しま
た液面下に有する容器を含み、この装置が媒体に浮いて
いるときに、流体が器内に流れ込んだり器から流れ出た
りしうるようにする。搭載物は、可撓性ケーブルによつ
て浮きバツグに結合された円柱状の室の中に保持され、
搭載物の揺動を可能としている。

「実施例」 第１，２図を参照しながら説明すると、浮きバツグ１
は、流動媒体Ｗの比重よりも小さい比重であり膨張した
風船のような構造体である。バツグ１はアンテナ２をそ
の内部に有し、媒体Ｗの液面下に搭載物３を保持してい
る。

この実施例においては、浮きバツグ１はアンテナ２をそ
の内部に有しているが、本発明においては、構造体を保
持する各種の型の浮き装置が含まれる。

第５図は、ブイにおける放射アンテナパターンを、様々
な海状態の下で示したものである。

第５ａ〜５ｇ図においては、上下動及び縦揺れの状態が
変化した場合について送信をうまく行なえるための動作
性能要件１０１とアンテナ３のようなアンテナの推定性
能１０２とを比較して示している。アンテナ３は、流体
Ｗの液面をグランド面として使用している。上下動及び
縦揺れは、放射アンテナ３とグランド面との間の関係を
妨害し、アンテナ３の放射パターンを変化させる。第５
ａ，５ｂ，５ｆ図のグラフに示されるように、アンテナ
３の推定性能１０２は、点１０３，１０４間にある送信
をうまく行なえるための動作性能要件を満足せずそれ以
下のものとなる。要約すると、アンテナ３が４インチ以
上の上下動あるいは２５゜以上の縦揺れを受けたときに
は、伝送はうまくいかない。本発明による装置によれ
ば、海状態５までの海洋状態下において、グランド面に
対するアンテナの動きを、上下動４インチ及び縦揺れ２
５゜以内に制限できる。

ダンパスカート４は、浮きバツグ１の基部の周囲に広が
つており、これは、リボンフエンス５により水平状態に
保持された半剛体物質から形成されている。

装置が浮いているときに、ダンパスカート４は、媒体の
液面下にある。搭載物の重さ、浮きバグ１の底部形状、
及びバツグ１の浮力については、以下詳細に述べるので
あるが、これらは、装置の安定時にダンパスカート４が
液面下に存するように、選定されている。

ダンパスカート４は、海と接触する表面領域を増加させ
ており、媒体Ｗ内の動きＶに抗するような表面を付与し
ている。波に応じて上昇しあるいは傾斜するためには、
ダンパスカート４は、流体中を上方に移動しなければな
らない。スカート４の上方には流体が存在するので、ス
カート４が上方に移動するときに抵抗が生じる。消して
しまわないと浮きバツグ１に上下動及び縦揺れを生ぜし
めてしまうようなエネルギーは、このような抵抗及び媒
体Ｗ内でのスカート４の移動によつて消されてしまう。

第４図に詳細に示されるように、ダンパスカート４を保
持するリボンフエンス５は、一連の隣接する区画部５ａ
〜５ｇになつている。ダンパスカート４は、リボンフエ
ンス５の区画部５ａ〜５ｇの基部として作用しており、
浮きバツグ１の側部１Ｓは、区画部の後壁を形成してい
る。図示実施例における区画部の壁は、所定間隔で配置
された点Ｐで浮きバツグ１の側部に結合され半剛体の物
質でつくられた細片からなつている。浮きバツグ１、ダ
ンパスカート４、及び細片は、隣接する区画部を形成し
ており、これらの結合については、こゝでは、リボンフ
エンス５と称される。

各区画部５ａ〜５ｇは、細片がダンパスカート４に接続
しているその下部に開口６を有している。区画部は、開
口した頂部７を有する。海が安安定なときに、頂部７の
開口よりも小さい断面を有する底部の開口６は、媒体Ｗ
の液面下にある。装置が海で静止しているときに、浮き
バツグの水線は、ほぼリボンフエンス５の高さの中間点
８０にある。

区画部５ａ〜５ｈは、流動媒体の器として作用する。バ
ツグ１に侵入する流体は、開口６あるいは開口頂部７を
通つて区画部に入ることができ、開口６を通つて区画部
から流れ出ることができる。バツグ１が海の動きのため
に上昇するときに、海水は、開口６から流出し、海水の
上昇移動によつてつくられるバツグ１の運動エネルギー
を消す。それゆえ、浮きバツグ１の媒体Ｗ内の揺動は、
弱められる。区画部によれば、浮きバツグ１が波に対応
して上昇するときに、区画部が流体を部分的に含み且つ
区画部内に部分的に含まれた流体ダンパスカートが持ち
上げねばならないので、ダンパスカート４の動きに対す
る抵抗が増加される。これにより、浮きバツグの上下動
及び縦揺れを更に減少させることができる。

ダンパスカート４及びリボンフエンス５は、互いに関連
付けて述べられ、浮きバツグ１を安定させるために半剛
体の物質で構成されるものとして説明した。しかしなが
ら、ダンパスカート４は、水に沈められた板と、装置に
侵入した液体を一時的に保存してその運動エネルギーを
消散し、その後、装置の外に出す手段と、であつてもよ
い。このような構成は、装置の上下動及び縦揺れを両者
とも減少させるように、別々に使うこともでき、あるい
は、組み合わせて使うこともできる。

搭載物３は、円柱状のハウジング３２内に配置された電
子装置３１を含む。ハウジング３２は、ナイロンコード
８により浮きバツグ１の底部に結合されている。ナイロ
ンコード８の一端は、ハウジングの頂部から約1/4のと
ころでハウジング内の個所８ａに結合しており、ナイロ
ンコード８の他端は、固定部であるバツグ８ｂの底部中
心に隔壁９で結合している。電線３１１は、また、電子
装置３１から隔壁９内に通じている。隔壁９の下には、
マイクロホニック雑音バンパ９１が設けられている。

ハウジング３２と浮きバツグ１との間には接続個所８ａ
及び８ｂにてナイロンコード８が接続されているので、
浮きバツグ１の動きがハウジング３２から分離されてお
り、従つて、ある特定範囲にわたつては、バツグ１の動
きが円柱状ハウジング３２の動きに影響を与えることが
なく、円柱状ハウジング３２の動きがバツグ１の動きに
影響を与えることがないようになつている。その動きの
特定範囲は、ハウジング３２の直径とハウジング３２の
頂部及びマイクロホニツク雑音バンパ９１間の距離を含
む分離装置の諸寸法に依存している。

ハウジング３２は、ハウジングの頂部３２ａがマイクロ
ホニツク雑音バンパ９１と衝突するまで、振り子のよう
に自由に揺動できる。同様にして、浮きバツグ１は、バ
ンパ９１がハウジングの頂部３２ａと衝突するまで、自
由に縦揺れすることができる。

これにより、搭載物３が垂直方向から１０゜〜１５゜傾
いても、ハウジングの頂部３２ａとマイクロホニツク雑
音バンパ９１とが接触するようなことがなくなる。バン
パ９１は、バツグ１と搭載物３との間の衝突によるエネ
ルギーのいくらかを吸収し、このような衝突が浮きバツ
グの上下動及び縦揺れに与えるであろう影響を減少させ
る。また、バンパ９１は、アンテナに信号を送る電線を
保護し、ハウジングの頂部３２ａと電線３１１が通過す
る隔壁９との間の衝突によつてメツセージ伝送に妨害、
干渉が生じることを防止している。

図示の実施例において、電子装置３１からケーブル３１
１を通つてアンテナ２に信号が伝送される際に生じるパ
ワーロスを最小にするように、電子装置３１は、アンテ
ナ２に接近して設けられている。パワーロスは、３dbよ
りも小さいことが好ましい。

なお、第２図に示されているように、本発明によるブイ
は、アンテナ２からラジオ信号を送信する。

ハウジング３２の上部３３は、ここではカラーと称する
が、該上部３３は、第３図に示されるように、この浮き
装置が開傘する前にはその浮き装置の全体を収納してい
る。開傘後には、上部３３には、第１，２図に示される
ように、水が側面の孔１４を通つて充満される。このよ
うな水の充満のために、搭載物３の浮力は減少し、この
結果、搭載物３は、浮きバツグ１を水中に引つ張り、ダ
ンパスカート４及びリボンフエンス５の底部開口６は、
確実に水中に沈められる。これにより、浮きバツグ１の
安定性は増加する。

上部３３が水で充満させられる結果、ハウジング３２の
質量の中心は、媒体Ｗ内でより低位置となり、ハウジン
グ３２の振動周期を増加させる。このため、構造全体が
安定し、浮きバグ１の上下動及び縦揺れは減少する。

浮きバツグ１の底部中心は、１３１で固定され浮きバツ
グ１の内壁に沿つて設けられたひも１３により、上方に
引つ張られている。このため、バツグ１の浮力は減少
し、必要な喫水線をダンパスカート４の上方であつてリ
ボンフエンス５の中間点に保持するのを助ける。バツグ
１６の基部は、最大の浮力がバツグ１６の外部に位置す
るように、その中心１５が内側に弓形にされている。こ
のため、浮きバツグの回転に対するトルクアームが長く
なり、浮きバツグ１の縦揺れが減少される。この復原モ
ーメントは、浮きバツグの安定化を更に助ける。また、
バツグの底部１６の表面と流動媒体Ｗとの間には内側に
弓形の中心部１５によつて付着力が生じるため、浮きバ
ツグの上下動も減少する。

この特定の実施例においては、凹形の底部を有する浮き
バツグについて述べたが、本発明は、内側に弓形状であ
る底部を有したどんな材料でつくられた種々の浮き装置
を含むものである。

第３図に示されるような円柱状ハウジング３２の形でこ
の浮き装置及び搭載物は投出される。アンテナ４、浮き
バツク１、リボンフエンス５、及びダンパスカート４
は、全て、ハウジング３２の上室３３内に収納されてい
る。浮力のあるハウジング３２は、その投出後に海面に
浮かぶ。それから、浮きバツグ及びアンテナが開傘さ
れ、予めプログラムされたメツセージが伝送される。

この浮き装置は、潜水鑑の通信ブイとして説明してきた
が、この装置は、非常に安定な浮き装置を必要とするよ
うな各種の目的に使用することができる。本発明の範囲
は、添付した特許請求の範囲に示されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は水上に開傘された本発明による通信ブイの側面
図、 第２図は内部構造を示すために部分的に破断された第１
図のブイの側面図、 第３図は開傘されていない状態における本発明による通
信ブイの斜視図、 第４図は本発明による浮きバツグの平面図、 第５ａ〜５ｇ図は上下動及び縦揺れの状態が変化した場
合に本発明によるアンテナシステムの使用伝送要件及び
推定性能を示すグラフ図である。 １……浮きバツグ、 ２……アンテナ、 ３……搭載物、 ４……ダンパスカート、 ５……リボンフエンス、 ５ａ〜５ｇ……区画部、 ６……開口、 ７……頂部、 ８……ナイロンコード、 ８ａ，８ｂ……部分、 ９……隔壁、 １３……ひも、 １５……中心、 ３１……電子装置、 ３２……ハウジング、 ３３……上部、 ８０……中間点、 ９１……マイクロホニツク雑音バンパ、 ３１１……電線、 Ｗ……媒体。

フロントページの続き (72)発明者 ウエイン ジエイ スーラ アメリカ合衆国 マサチユーセツツ州 02346 レイクビユー ウツドビユー ド ライブ 44 (72)発明者 ウイリアム ジエイ ウオーリス アメリカ合衆国 マサチユーセツツ州 02360 プリマス ウオーレン アベニユ ー 61アール (56)参考文献 実開 昭55−36613（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭44−5130（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水のような流動媒体中でアンテナのような
   構造体を安定に保持する装置において、側壁を有し、前
   記流動媒体中に置かれるとき自身の下部を水中に沈める
   ようにして浮くように前記流動媒体の浮揚性より大きな
   浮揚性を有する浮揚性のある第１の部材と、前記第１の
   部材の下部に取り付けられ前記構造体と係合している第
   １の手段と、前記側壁に取り付けられたリボンフエンス
   とを備えており、前記リボンフエンスは、上部開口、側
   部開口、及び閉じた底を有した少なくとも１つの容器を
   備えており、流動媒体に浮いているときに前記上部開口
   が流動媒体の液面の上にあり前記側部開口が流動媒体の
   液面の下にあるように前記浮揚性のある第１の部材の前
   記側壁によって支持されており、前記リボンフエンス
   は、前記浮揚性のある第１部材と流動媒体との間の動き
   によって前記側壁へと侵入してくる流動媒体が前記上部
   開口に入り、その容器内に一時的に貯められてその運動
   エネルギーを消散し、その後、前記側部開口を通じてそ
   の容器の外に出ていくようにする前記側壁の位置に配置
   されていることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
   て、前記リボンフエンスは、側壁によって保持されて側
   壁周辺に位置付けられた複数の区画部を備え、各区画部
   は、上部開口と、上部開口の断面より小さな断面を有す
   る側開口、及び閉じた底を備える装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の装置におい
   て、前記区画部はそれぞれ、側壁を有し、該側壁は、該
   側壁に取り付けられている複数の側面を有し且つその場
   所に側開口を有するような実質的に垂直な壁であって、
   前記閉じた底の全ては、前記浮揚性のある第１の部材の
   底と全ての垂直な壁の底縁とに取り付けられた凹面形状
   の半硬質のディクスからなっており、該ディスクは、流
   動媒体中に沈められて流動媒体に対する装置の動きを妨
   げることにより流動媒体の移動によって前記浮揚性のあ
   る第１の置材が受ける上下動及び縦揺れを減少させるよ
   うにした装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
   て、更に、搭載物と、浮揚性のある部材の下側に取り付
   けられて、前記搭載物の所定範囲の動きを前記部材から
   分離し且つ前記部材の所定範囲の動きを前記搭載物から
   分離するようにして、浮揚性のある部材の下側の搭載物
   を支持する分離手段とを備える装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の装置におい
   て、前記搭載物はハウジングを備え、前記分離手段は、
   該ハウジングと浮揚性のある部材を相互に結合するよう
   な可撓性部材である装置。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の装置におい
   て、更に、ハウジングから伸びて可撓性部材を取り囲ん
   でいるカラーと、浮揚性のある第１の部材の下側によっ
   て支持され、前記可撓性部材に接続されているような固
   い部分と、前記固い部分によって支持され、ハウジング
   の固い部分に対する回転が所定範囲内であって予め定め
   られた角度以上であるときにカラーと係合するようなバ
   ンパと、を備える装置。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の装置におい
   て、前記バンパはマイクロホニック雑音パンパであり、
   予め定められた角度はほぼ１０゜である装置。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第７項記載の装置におい
   て、前記ハウジングは、該装置が開傘されていない状態
   のときは前記浮揚性のある部材が収納され、前記装置が
   流動媒体にて開傘された後は水で満たされるような室を
   含む装置。
9. 【請求項９】特許請求の範囲第８項記載の装置におい
   て、前記浮揚性のある部材は浮きバックであって、該浮
   きバックはバックの内部壁及びバックの底中央部に接続
   されたトラップを有し、バックの底中央部を内部に引き
   寄せて凹形状を形成する装置。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲第９項記載の装置におい
    て、更に、前記浮揚性のある部材によって支持されたア
    ンテナと、前記搭載物に含まれてｒ．ｆ．信号を発生す
    る第１の手段と、前記アンテナと前記第１の手段を相互
    に結合する手段とを備える装置。
11. 【請求項１１】流動媒体で安定しており、ブイの上下動
    及び縦揺れを最小化する構造体を含む通信ブイにおい
    て、前記ブイは、 アンテナと、 該アンテナを支持し、自身の内部壁に固定されたトラッ
    プを用いてその底中央に引き寄せることによって形成さ
    れた凹状の底を有する浮きバックと、 バックのベース周囲に伸びていて、装置が流動媒体に浮
    いているときに水に沈んでいるような半硬質のダンパス
    カートと、 装置が媒体に浮いているときに、その媒体が流れ込んだ
    り流れ出たりすることを可能とするように、液面の上に
    ある開口と液面の下にある開口とを備えた容器を有する
    リボンフエンスと、 前記容器によって実質的に水平位置に支持され、前記バ
    ックに関連して浮きバックの上下動及び縦揺れ連動を妨
    げるダンパスカートと、 ｒ．ｆ．信号を発生する第１の手段を備える搭載物と、 搭載物を支持する長手方向の円筒形ハウジングとを備え
    ており、前記ハウジングは、水が排出される室を有し、
    更に、前記ハウジングは、前記室によって取り囲まれた
    可撓性ケーブルによって浮きバックの固い部分に接続さ
    れて、ハウジングが揺れ動くことを可能とすることを特
    徴とするブイ。
12. 【請求項１２】特許請求の範囲第(11)項記載のブイにお
    いて、前記バックは、ｒ．ｆ．励振により第１の手段か
    らアンテナが放射しているときに、前記流動媒体の表面
    がアンテナに対する水平面として働くように、前記アン
    テナを前記流動媒体の表面以上に支持するブイ。