JPH06206589A - 自動自沈ブイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 船舶の航行に障害を与えなくする。海底での
発見を容易にする。 【構成】 ブイ本体15の外部に設けられた浮力構造体12
をブイ本体15から離脱させるか、またはブイ本体の外構
体の破壊を行うことにより、ブイ本体の浮力を喪失させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中または水上を浮遊
した状態において予め設定された動作を行うと共にその
動作の終了後には自沈する自動自沈ブイに関する。

【０００２】

【従来の技術】海洋プレートが沈み込む海溝に沿った深
海底の地殻変動を観測するための装置として、地殻変動
を観測する観測装置を搭載した海底ステーションを深海
底に設置するシステムが提案されており、このシステム
では、長期に渡る観測データを記憶可能とすると共に、
短い時間遅れでもって観測データを地上側で入手可能と
するための構成が採用されており、その構成の概略を以
下に記載する。

【０００３】この構成では、複数個のブイを海底ステー
ションに切り離し可能に取り付けており、１月間隔等の
一定の間隔で定められた時刻になると、浮上させる予定
のブイに最新の一箇月間の観測データを記憶させ、海底
ステーションから切り離す。またブイについては、海面
に浮上したとき、内部に記憶した観測データを通信衛星
に対して送信する構成としている。そのため海底におけ
る観測データは、１月毎に、通信衛星を介して地上側に
送信される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記提案
におけるブイは、送信動作を終了した後にも海面に浮遊
を続けるとされているため、多数の海底ステーションを
設置するシステムに上記構成を適用した場合、多数の海
底ステーションのそれぞれから１月毎にブイが切り離さ
れることになる。そのため観測が長期に渡る場合には海
面に浮遊するブイの個数が多くなり、これらのブイがそ
の近傍海上を航行する船舶の障害になるという問題を生
じる。

【０００５】本発明は上記課題を解決するため創案され
たものであって、その目的は、船舶の航行に障害を与え
ない自動自沈ブイを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の水中浮遊装置は、予め設定された動作を設定動
作とするとき、水中または水面に浮遊した状態において
設定動作を行うブイに適用し、設定動作の終了後におい
て、ブイ本体の外部に設けられた浮力構造体のブイ本体
からの離脱またはブイ本体の外構体の破壊を行うことに
より、ブイ本体の浮力を喪失させる構成とする。またブ
イ本体の外構体の破壊は、ブイ本体の内部に設けられた
破壊装置による破壊とする。またブイ本体の外構体の破
壊は、水中または水上を浮遊するブイ本体に与えられる
外力による破壊とする。また海中または海底に設けられ
た海中ステーションに切り離し可能に取り付けられる自
動自沈ブイに適用し、海中ステーションより送出される
データを記憶するデータ記憶部と、海中ステーションよ
り切り離され、海面に浮上したときには、データ記憶部
に記憶したデータを通信衛星に送信するデータ送信部と
を備えた構成とし、設定動作は、データ送信部による通
信衛星へのデータの送信動作とする。

【０００７】

【作用】ブイ本体の外部に設けられた浮力構造体をブイ
本体から離脱させた場合、浮力構造体がブイ本体に与え
ていた浮力が喪失するため、ブイ本体は自重によって水
中に沈む。またブイ本体の外構体を破壊したときには、
ブイ本体の内部に水が侵入することから、ブイ本体は自
ら発生させていた浮力を喪失する。そのためブイ本体は
自重により水中に沈下する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る自動自沈ブイの一実施例
について図面を参照しつつ説明する。

【０００９】図５は、本発明に係る自動自沈ブイの一実
施例が適用される海底長期観測システムを示す説明図で
あり、このシステムの概略を以下に説明する。

【００１０】図において、観測対象となる海底であり、
海洋プレートが沈み込む海溝82に沿った深海底83には、
略四角錐状に形成されたフレームを構造部材とし、それ
ぞれに16個の自動自沈ブイ11が切り離し可能に取り付け
られた海中ステーション10が設置されている。

【００１１】そしてこの海中ステーション10には、地殻
変動を観測する観測装置が取り付けられると共に、観測
装置から送出される観測データを記憶するため、記憶装
置等（後に詳述する）が設けられている。

【００１２】また観測されたデータは、一定期間毎に、
海中ステーション10に取り付け状態にある複数の自動自
沈ブイ11のうち、浮上対象となった自動自沈ブイ11の内
部に記憶される。そして海中ステーション10から切り離
され、海面87に浮上した自動自沈ブイ11は、通信衛星
(インマルサット−Ｃが使用される）84に対して観測デ
ータの送信を行う。

【００１３】そのため自動自沈ブイ11から送信された観
測データは、通信衛星84によって中継され、地上局85に
おいて受信される。そして地上局85にて受信された観測
データは、電話回線等のデータ回線を介することによ
り、観測データの処理を行う演算装置を主要部とする地
上ステーション86に導かれ、解析される。

【００１４】図１は、本発明に係る自動自沈ブイの第１
の実施例を示す断面図である。

【００１５】ブイ本体15の外郭部は、一対の半球状の耐
圧ガラスをシール材で気密に密閉した気密容器である外
構体14と、この外構体14の外部を覆い、外構体14を衝撃
による破壊から保護するハードハット18とにより構成さ
れている。

【００１６】また外構体14の内部には、その上部側に通
信衛星84にデータを送信するための衛星通信アンテナ31
が設けられており、衛星通信アンテナ31の反射板311 に
はＧＰＳアンテナ30が組み込まれている。また下方側に
は、衛星通信アンテナ31に出力を送出するデータ送信部
等 (後に詳述) からなる電気的なブロック35が設けられ
ている。

【００１７】またハードハット18の周壁の略中央部に沿
っては、浮力材取付具13を介することによって、微小な
中空ガラス玉の集合体であり、その形状がリング状であ
る浮力構造体12が取り付けられている。またこの浮力材
取付具13には、ブロック35から送出される制御信号に従
い、浮力構造体12とハードハット18との接続を切り離す
機構が設けられている。

【００１８】図４は、海中ステーション10および自動自
沈ブイ11の電気的構成の一実施例を示すブロック線図で
ある。先ず各ブロックの互いの接続を説明する。

【００１９】制御部42には記憶装置47が双方向に接続さ
れており、この制御部42には観測装置41からの出力が導
入されている。また制御部42の出力はデータ記憶部43に
導かれ、データ記憶部43の出力は、データ送信部45と自
沈制御部44とに送出されている。

【００２０】またＧＰＳアンテナ30が接続されたＧＰＳ
受信部46の出力はデータ送信部45に導かれており、この
データ送信部45には衛星通信アンテナ31が接続されてい
る。そして自沈制御部44からの制御信号は浮力材取付具
13に与えられている。

【００２１】なお上記構成において、観測装置41、制御
部42、および記憶装置47の３つのブロックは海中ステー
ション10に設けられたブロックとなっている。またデー
タ記憶部43、自沈制御部44、データ送信部45、ＧＰＳ受
信部46は、電気的ブロック35の内部に設けられている。

【００２２】以下に各ブロックの構成の詳細について説
明する。

【００２３】観測装置41は、海底の揺れを検出する地震
計、水中音を検出するハイドロホン、設置された海底の
傾斜を検出する傾斜計、潮流の速度と方向とを検出する
流向流速計、海水の塩分濃度を検出する塩分濃度計、海
水の温度を検出する温度計、海底の深度を検出する水深
計、海底の静的温度（地殻熱量）を検出する熱流量計等
によって構成されたブロックとなっている。

【００２４】また記憶装置47は、データの書き込みと消
去とが可能な光ディスクによって構成された大容量の記
憶装置となっており、制御部42は、観測装置41から送出
される観測データを記憶装置47に記憶させると共に、１
月間隔で定められた浮上時刻となったときには、記憶装
置47に記憶させた観測データのうち、最新の１月分の観
測データをデータ記憶部43に送出するブロックとなって
いる。

【００２５】またデータ記憶部43は、制御部42から送出
された１月分の観測データをその内部に記憶すると共
に、ブイ本体15が海面87に浮上したときには、記憶した
観測データをデータ送信部45に送出するブロックであ
り、観測データをデータ送信部45に送出し終えたときに
は、設定動作を終了したとして、動作開始の指示を自沈
制御部44に送出するブロックとなっている。

【００２６】またデータ送信部45は、ブイ本体15が海面
87に浮上したときには、ＧＰＳ受信部46から与えられる
正確な時刻を示すデータとデータ記憶部43から送出され
る観測データとを、衛星通信アンテナ31を用いて通信衛
星84に送信するブロックとなっている。

【００２７】また自沈制御部44は、データ記憶部43から
動作開始の指示が与えられたときには、浮力材取付具13
に制御信号を送出することにより、浮力構造体12とハー
ドハット18との接続を切り離させるブロックとなってい
る。

【００２８】以上の構成からなる本発明の第１の実施例
について、その動作を以下に説明する。

【００２９】観測装置41により送出される観測データで
あり、観測された地殻変動を示す観測データは、制御部
42を介して記憶装置47に記憶される。そして予め設定さ
れた浮上時刻となったときには、記憶装置47に記憶され
た最新の１月分の観測データが、制御部42を介してデー
タ記憶部43に送出され、その内部に記憶される。そして
後、自動自沈ブイ11は海中ステーション10から切り離さ
れる。

【００３０】海中ステーション10から切り離された自動
自沈ブイ11は、浮力構造体12と外構体14とが発生する浮
力によって海水中を浮上する。そして海面87に浮上した
ときには、データ送信部45、ＧＰＳ受信部46、およびデ
ータ記憶部43がその動作を開始し、通信衛星84に対し
て、データ記憶部43に記憶されていた観測データとＧＰ
Ｓ受信部46から送出される正確な時刻を示すデータとが
送信される。

【００３１】上記動作が終了したときには、データ記憶
部43から自沈制御部44に動作開始の指示が与えられるこ
とから、自沈制御部44は、切り離しを指示する制御信号
を浮力材取付具13に送出する。そのため浮力材取付具13
は、浮力構造体12とハードハット18との接続を切り離
す。

【００３２】この動作の結果として、ブイ本体15に与え
られる浮力は外構体14が発生する浮力のみとなり、その
浮力はブイ本体15の重量以下であるため、ブイ本体15
は、浮力構造体12を海面87に残した状態で海水中を沈下
する。つまり海面87には浮力構造体12のみが残る。

【００３３】図２は、本発明の自動自沈ブイの第２の実
施例を示す断面図である。なお同図においては、図１に
示す実施例と同一である構成要素については、同一の符
号を付与している。

【００３４】この実施例においては、浮力構造体12とハ
ードハット18とを接続する浮力材取付具16は、単なる取
付具となっていて、浮力構造体12とハードハット18との
接続を切り離す構造を内蔵していない。

【００３５】また外構体14の壁部の上部近傍の１箇所と
底部近傍の１箇所とには、外構体14である耐圧ガラスを
部分的に破壊するために必要とする最小限度の量の火薬
17が設けられており、この火薬17には、起爆信号とし
て、自沈制御部44からの制御信号が導かれている。

【００３６】なお請求項２記載の破壊装置は、自沈制御
部44と火薬17とによる構成となっている。

【００３７】以上の構成からなる本発明の第２の実施例
について、その動作を以下に説明する。

【００３８】海中ステーション10から切り離され、海面
87に浮上したときには、第１の実施例と同様に、時刻を
示すデータと観測データとが通信衛星84に対して送信さ
れる。そしてこの送信動作が終了したときには、自沈制
御部44からの制御信号によって火薬17が起爆される。

【００３９】そのため外構体14の火薬17の取り付け位置
には微小な破壊が生じることから、海水は、破壊によっ
て生じた小孔を通して外構体14の内部に侵入することに
なる。そのため外構体14によって生じていた浮力が失わ
れ、ブイ本体15は浮力構造体12と共に海水中に沈下する
ことになる。

【００４０】図３は、本発明の自動自沈ブイの第３の実
施例を示す断面図である。なお同図においては、図１お
よび図２に示す実施例と同一である構成要素について
は、同一の符号を付与している。

【００４１】この実施例においては、気密容器である外
構体19は、高強度かつ紫外線によって強度が容易に劣化
するプラスチックによって構成されており、外構体19の
外部を覆うハードハットは設けられていない。また浮力
材取付具16は、第２の実施例と同様に、浮力構造体12を
外構体19から切り離す機能を内蔵していない。またこの
実施例では、図４に示す自沈制御部44は省略されてい
る。

【００４２】以上の構成からなる第３の実施例につい
て、その動作を以下に説明する。

【００４３】通信衛星84に対する送信が終了した後に
は、ブイ本体15は海面87を浮遊し続けることになる。そ
のため外構体19には太陽からの紫外線が照射されること
になり、外構体19はその強度を徐々に失っていく。

【００４４】そして紫外線に照射される期間がある長さ
を越えたときには、外構体19は強度を失い、極めて脆く
なっていることから、海面87に生じる波浪等の外力によ
って外構体19の破壊が始まる。そのため外構体19の内部
への海水の侵入が始まり、ブイ本体15は浮力を失う。そ
の結果、ブイ本体15は沈下を開始する。

【００４５】なお本発明は上記実施例に限定されず、第
１および第２の実施例における沈下開始のタイミングに
ついては、通信衛星84へのデータの送信が完了したとき
沈下を開始する構成とした場合について説明したが、そ
の他の構成として、例えば、タイマを設けることによ
り、このタイマによって指定された時刻となったとき沈
下を開始する構成、あるいはトランスポンダまたは通信
衛星84からの沈下指示を受信する装置を設け、沈下指示
を受信したとき沈下を開始する構成等とすることが可能
である。

【００４６】また第２の実施例においては、外構体14を
破壊する方法として、少量の火薬を用いた構成とした場
合について説明したが、その他の構成として、例えば、
外構体14を破壊する機械的な物理力を発生する装置を設
け、この装置によって外構体14を破壊する構成、化学的
に外構体14を破壊する構成、物理的に熱を発生させて外
構体14を内部から溶解させる構成、あるいは電気的に外
構体14の一部または全部を脆弱にさせる構成等とするこ
とが可能である（このときには、外構体の材質を、その
破壊方法に適応した材質とする。または外構体の一部に
破壊方法に適応した部材を組み込む）。

【００４７】また第２の実施例については、火薬17を省
略した構成とすると共にハードハット18を外構体14から
離脱させる機構を設けることにより、海面87を浮遊して
いるとき外部から与えられる力によって外構体14を破壊
させ、ブイ本体を沈下させる構成等とすることが可能で
ある。

【００４８】またブイ本体15の浮遊位置については、海
面87である場合について説明したが、その他の浮遊位置
として、例えば水中を浮遊する場合にも同様に適用する
ことが可能である。

【００４９】また自沈後の状態については、単に自沈す
るのみとした場合について説明したが、電気的なブロッ
ク35を耐水性の容器とすることにより、ブロック35を回
収可能とする構成が可能である。

【００５０】また自沈時に通信衛星84に自沈を示すデー
タを送信する手段を追加した構成とすることが可能であ
り、さらには、自沈位置を知らせるためにトランスポン
ダを追加した構成とすることにより、潜水艦でもってブ
イ本体15を回収し、ブイ本体15を再使用するシステムを
構築することも可能である。

【００５１】また自動自沈ブイが適用されるシステムと
しては、海底の地殻変動を観測する海底長期観測システ
ムに適用した場合について説明したが、その他のシステ
ムとして、例えば海中ステーションが海中に設けられる
システム等にも同様に適用することが可能である。

【００５２】また自動自沈ブイを、海底に設置された海
中ステーションから切り離されるブイに適用した場合に
ついて説明したが、その他の適用例として、例えば、海
中航行体から切り離される通信用のブイ等にも同様に適
用することが可能である。

【００５３】

【発明の効果】本発明に係る自動自沈ブイは、ブイ本体
の外部に設けられた浮力構造体をブイ本体から離脱させ
るか、またはブイ本体の外構体の破壊を行うことによ
り、ブイ本体の浮力を喪失させているので、ブイ本体は
設定動作の終了後に自沈することになるため、海面に浮
遊しなくなることから、船舶の航行に障害を与えないと
いう効果を奏している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動自沈ブイの第１の実施例を示
す断面図である。

【図２】本発明に係る自動自沈ブイの第２の実施例を示
す断面図である。

【図３】本発明に係る自動自沈ブイの第３の実施例を示
す断面図である。

【図４】海中ステーションおよび自動自沈ブイの電気的
構成の一実施例を示すブロック線図である。

【図５】本発明の自動自沈ブイの一実施例が適用される
海底長期観測システムの概略を示す説明図である。

【符号の説明】

10 海中ステーション 11 自動自沈ブイ 12 浮力構造体 14 外構体 15 ブイ本体 19 外構体 84 通信衛星 87 海面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤倉 克典 神奈川県横須賀市夏島町２番地15 海洋科 学技術センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定された動作を設定動作とすると
   き、 水中または水面に浮遊した状態において設定動作を行う
   ブイにおいて、 設定動作の終了後において、ブイ本体の外部に設けられ
   た浮力構造体の前記ブイ本体からの離脱または前記ブイ
   本体の外構体の破壊を行うことにより、前記ブイ本体の
   浮力を喪失させることを特徴とする自動自沈ブイ。
2. 【請求項２】 前記ブイ本体の外構体の破壊は、前記ブ
   イ本体の内部に設けられた破壊装置による破壊であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の自動自沈ブイ。
3. 【請求項３】 前記ブイ本体の外構体の破壊は、水中ま
   たは水上を浮遊する前記ブイ本体に与えられる外力によ
   る破壊であることを特徴とする請求項１記載の自動自沈
   ブイ。
4. 【請求項４】 海中または海底に設けられた海中ステー
   ションに切り離し可能に取り付けられる自動自沈ブイで
   あって、 前記海中ステーションより送出されるデータを記憶する
   データ記憶部と、 前記海中ステーションより切り離され、海面に浮上した
   ときには、前記データ記憶部に記憶したデータを通信衛
   星に送信するデータ送信部とを備え、 前記設定動作は、前記データ送信部による前記通信衛星
   へのデータの送信動作であることを特徴とする請求項１
   または請求項２または請求項３記載の自動自沈ブイ。