特許 5769850 係留気球

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5769850

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】係留気球

(51)【国際特許分類】

   B64B 1/50 20060101AFI20150806BHJP

【ＦＩ】

   B64B1/50

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-126492(P2014-126492)

(22)【出願日】2014年6月19日

【審査請求日】2014年7月3日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンクモバイル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100160716

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 力

(72)【発明者】

【氏名】中島 潤一

(72)【発明者】

【氏名】宮島 春弥

(72)【発明者】

【氏名】藤井 輝也

【審査官】 黒田 暁子

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０８１６７２４６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０３３１８５５３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２８６０８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００７５５２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５４７００３２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０６６３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第００／０６６４２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５０６５１６３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１７７６９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｂ １／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に気体が充填されたときに扁平形状になる気球と、
それぞれの一端が前記気球の表面に接続された複数の係留索と、
前記気球が受ける気流の風速に応じて、前記複数の係留索の何れかの長さを調整する索長調整部と、を有し、
前記索長調整部は、前記複数の係留索の何れか１つの長さを調整する弾性部材を有し、
前記弾性部材は、前記複数の係留索の何れか１つの所定の部分に、前記弾性部材に張力が印加されていないときの長さが前記所定の部分の長さよりも短くなるように並列接続され、
前記弾性部材は、中空部が内部に形成され、前記弾性部材に張力が印加されていないときに、前記所定の部分が前記中空部に配置される、ことを特徴とする係留気球。

【請求項2】

前記気球の表面に接合されると共に、前記索長調整部により長さを調整される係留索に接続される膜状のスクープを更に有する、請求項１に記載の係留気球。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、係留気球に関する。

【背景技術】

【0002】

災害等で基地局の動作が停止した場合、動作を停止した基地局がカバーしていたエリアでは、携帯電話等の携帯端末の通信ができなくなる通信障害が発生する。通信障害が発生した場合に、動作を停止した基地局を早急に回復して通信障害を解消することが求められる。しかしながら、基地局が倒壊した場合等、基地局の機能を早急に復旧することが困難な場合がある。

【0003】

一方、気球と、気球を係留するために気球に接続された係留索とを有す係留気球が知られている。係留気球は、風力発電装置等の大型構造物を建設するときの上空の風速調査、風速及び気温等の鉛直分布の調査、及び災害時の被害状況の確認のための映像撮影等に使用されることが知られている。しかしながら、係留気球は、強風を受けると適切な位置を維持できないおそれがある。

【0004】

特許文献１には、強風を受けた場合でも適切な位置することができる係留気球が記載されている。特許文献１に記載される係留気球は、気球、及び気球に接続された係留索に加えて、気球が強風を受けた場合でも気球が適切な位置を保つように機能するスクープを有する。スクープは、気球が適切な位置を保つのに適切な空気抵抗を気球に付与するように多孔性材料で形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第５０６５１６３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本願発明者は、災害等で動作を停止した基地局を早急に復旧することが困難な場合に、基地局の機能を代替する中継局を気球に搭載して、動作を停止した基地局がカバーしていたエリアの通信障害を早急に回復することを見出した。中継局を搭載した気球を約１００［ｍ］の高度まで上昇させて係留することにより、半径３［ｋｍ］以上のエリアをカバーする中継局を実現することができる。

【0007】

しかしながら、中継局を搭載した気球として扁平形状の気球を使用した場合、気球が気流を受けると、気球が傾くおそれがある。扁平形状の気球は、気球が受ける気流の方向から見た投影面積が所定の面積になることが好ましいが、気流を受けることにより気球の傾きが増大し、気流の方向から見た投影面積が増大する。

【0008】

本発明は、気球が気流を受けたときでも気球の傾きが増大するおそれが低い係留気球を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を実現するため、本発明に係る係留気球は、内部に気体が充填されたときに扁平形状になる気球と、それぞれの一端が気球の表面に接続された複数の係留索と、気球が受ける気流の風速に応じて、複数の係留索の何れかの長さを調整する索長調整部と、を有することを特徴とする。

【0010】

本発明に係る係留気球では、索長調整部は、複数の係留索の何れか１つの長さを調整する弾性部材を有することが好ましい。

【0011】

本発明に係る係留気球では、弾性部材は、複数の係留索の何れか１つの所定の部分に、弾性部材に張力が印加されていないときの長さが所定の部分の長さよりも短くなるように並列接続されることが好ましい。

【0012】

また、本発明に係る係留気球では、弾性部材は、中空部が内部に形成され、弾性部材に張力が印加されていないときに、並列接続された係留索の所定の部分が中空部に配置されることが好ましい。

【0013】

また、本発明に係る係留気球では、索長調整部は、所定の方向に対する気球の傾斜角を検出する傾斜検出部と、傾斜検出部が検出した傾斜角に応じて、係留索の長さを決定する索長決定部と、索長決定部が決定した長さになるように、係留索の長さを変更する索長変更部と、を有することが好ましい。

【0014】

また、本発明に係る係留気球は、気球の表面に接合されると共に、索長調整部により長さを調整される係留索に接続される膜状のスクープを更に有することが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、気球が気流を受けたときでも気球の傾きが増大するおそれが低い係留気球が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】空中に位置する第１実施形態に係る係留気球の斜視図である。

【図2】（ａ）は図１に示す気球の部分断面側面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す気球の底面図である。

【図3】図１に示すスクープの平面図である。

【図4】第１実施形態に係る索長調整部材と、索長調整部材が接続された係留索との接続関係を示す図であり、（ａ）は係留索に張力が印加されていない状態を示す図であり、（ｂ）は係留索に張力が印加されている状態を示す図である。

【図5】従来の係留気球と、実施形態に係る係留気球との比較を示す図であり、（ａ）は従来の気球が水平方向から気流をほとんど受けない場合を示し、（ｂ）は（ａ）のときの気流方向から見た気球の投影面を示し、（ｃ）は従来の気球が水平方向から風速が大きい気流を受けた場合を示し、（ｄ）は（ｃ）のときの気流方向から見た気球の投影面を示し、（ｅ）は気球が水平方向から気流をほとんど受けない場合を示し、（ｆ）は（ｅ）のときの気流方向から見た気球の投影面を示し、（ｆ）は気球が水平方向から風速が大きい気流を受けた場合を示し、（ｇ）は（ｆ）のときの気流方向から見た気球の投影面を示す。

【図6】第２実施形態に係る索長調整部材と、索長調整部材が接続された係留索との接続関係を示す図であり、（ａ）は係留索に張力が印加されていない状態を示す図であり（ｂ）は係留索に張力が印加されている状態を示す図である。

【図7】第３実施形態に係る索長調整装置と、索長調整装置が接続された係留索との接続関係を示す図であり、（ａ）は係留索に張力が印加されていない状態を示す図であり、（ｂ）は係留索に張力が印加されている状態を示す図である。

【図8】第４実施形態に係る索長調整システムの機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下の図面を参照して、本発明に係る係留気球について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明との均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0018】

実施形態に係る係留気球は、扁平形状の気球が受ける気流の風速にかかわらず、気球の傾斜を一定に保つように、気流の風速に応じて係留索の何れかの長さを調整する索長調整部を有する。索長調整部の一例は複数の係留索の何れか１つの長さを調整する弾性部材であり、索長調整部の他の例は所定の方向に対する気球の傾斜角に応じて係留索の長さを変更する索長調整システムである。実施形態に係る係留気球では、索長調整部が気流の風速に応じて係留索の長さを調整することにより、気球の傾きを一定に保つことができる。

【0019】

図１は、空中に位置する第１実施形態に係る係留気球の斜視図である。

【0020】

係留気球１は、気球１０と、スクープ２０と、第１〜第３係留索３０〜３２と、主係留索３３と、中継局４０と、索長調整部材５０とを有する。

【0021】

図２（ａ）は内部に気体が充填された気球１０の部分断面側面図であり、図２（ｂ）は内部に気体が充填された気球１０の底面図である。

【0022】

気球１０は、外袋１１と、ヘリウム収納袋１２と、空気収納袋１３と、ペイロード用ドーム１４と、３つの係留索取付け部１５とを有する。気球１０は、ヘリウム収納袋１２及び空気収納袋１３と外袋１１との二重構造となっているので、外袋１１は、ガスバリア性を有する材料で形成される必要はない。外袋１１は、合成繊維等の堅固、軽量且つ風を通さない材料で形成される。ヘリウム収納袋１２は、ヘリウムを充填する袋であり、外袋１１と比較して強度及び耐久性が低く且つ軽量な材料により形成される。例えば、ヘリウム収納袋１２は、プラスチックフィルムを溶着することにより形成される。空気収納袋１３は、外袋１１と比較して強度及び耐久性が低く且つ軽量な材料により形成される。空気収納袋１３は、ヘリウム収納袋１２と同様に、プラスチックフィルムを溶着することにより形成される。ペイロード用ドーム１４は、有底の円筒状の部材であり、底部が空気収納袋１３に接するように配置される。ペイロード用ドーム１４は、発泡スチロール等の堅固且つ軽量な素材により形成される。ペイロード用ドーム１４の凹部には、中継局４０が配置される。

【0023】

気球１０は、ヘリウム収納袋１２にヘリウムが充填され且つ空気収納袋１３に空気が充填されているとき、高さ方向に短軸を有する回転楕円体状の形状を有する。すなわち、内部に気体が充填されているとき、気球１０は、円形状の平面形状を有し且つ楕円状の正面形状を有する扁平形状となる。一例では、気球１０は、直径４．６［ｍ］の円状の平面形状を有し且つ、長径４．６［ｍ］、短径２．６６［ｍ］の楕円状の正面形状を有する。

【0024】

３つの係留索取付け部１５は、正面から見たときに長径に沿うように気球１０の表面に配置される。３つの係留索取付け部１５のそれぞれは、第１〜第３係留索３０〜３２の何れか１つの一端に接続される。スクープ２０が接合される部分に近接する位置に配置される係留索取付け部１５には第１係留索３０の一端が接続され、他の２つの係留索取付け部１５には、第２係留索３１及び第３係留索３２の一端がそれぞれ接続される。

【0025】

図３は、スクープ２０の平面図である。

【0026】

スクープ２０は、一方の面から他方の面に空気を透過するように編み込まれたポリエステルにより形成される可とう性の面２１を有する膜材である。スクープ２０は、姿勢安定膜とも称される。スクープ２０は、底辺２３と、底辺２３の反対に位置する頂角２８で一端が接続された第１等辺２４及び第２等辺２５と、底辺２３の両端から第１等辺２４及び第２等辺２５の他端にそれぞれ伸びる第１切欠辺２６及び第２切欠辺２７とにより囲まれた形状を有する。第１等辺２４及び第２等辺２５は互いに長さが等しく、第１切欠辺２６及び第２切欠辺２７は互いに長さが等しい。すなわち、スクープ２０は、底角部分が切欠された二等辺三角形状に形成される。スクープ２０の底辺２３、第１切欠辺２６及び第２切欠辺２７のそれぞれの近傍で、気球１０に接合される。スクープ２０の頂角２８には、スクープ２０と第１係留索３０とを接続する接続索２９が接続される。スクープ２０の頂角２８と第１係留索３０とが接続索２９を介して接続されることにより、係留気球１が空中に上げられたときに、ヨットの帆のようにスクープ２０が風を受けて、係留気球１は、スクープ２０が風下となるように風見安定する。

【0027】

第１〜第３係留索３０〜３２のそれぞれは、係留気球１が空中にあるときに受ける気流による張力で切断されない材料で形成される。第１係留索３０の一端はスクープ２０が接合される部分に近接する位置に配置される係留索取付け部１５に接続され、第２係留索３１及び第３係留索３２のそれぞれの一端は他の２つの係留索取付け部１５に接続される。第１〜第３係留索３０〜３２のそれぞれの他端は、結節点３４において、主係留索３３の一端と接続される。一例では、結節点３４における第１〜第３係留索３０〜３２のそれぞれの他端と主係留索３３の一端とは、接続金具を介して接続される。第１係留索３０は、スクープ２０の頂角と接続索２９を介して接続される。一例では、第１係留索３０と接続索２９とは、接続金具を介して接続される。

【0028】

第１係留索３０の長さは、第２係留索３１及び第３係留索３２の長さよりも長く、第２係留索３１及び第３係留索３２の長さは互いに等しい。

【0029】

主係留索３３は、第１〜第３係留索３０〜３２と同様に、係留気球１が空中にあるときに受ける気流による張力で切断されない材料で形成される。主係留索３３の他端は、不図示のウインチに接続される。主係留索３３の他端に接続されるウインチから主係留索３３が巻き出されるとき、係留気球１は巻出量に応じて空中に上昇し、ウインチから主係留索３３が巻き取られるとき、係留気球１は巻取量に応じて空中から下降する。

【0030】

中継局４０は、不図示の中継用アンテナ及び対移動局用アンテナを有し、移動体通信網に接続される基地局と、基地局がカバーしていたエリア内に位置する携帯端末との間の通信網を形成する。

【0031】

索長調整部材５０は、第１係留索３０の結節点３４の近接する位置に第１係留索３０の一部と並列するように接続される弾性部材である。一例では、索長調整部材５０は、平ゴム又はコールゴムとも称される平板状のゴムひもから形成されてよく、またバネから形成されてもよい。

【0032】

図４は、第１係留索３０と、索長調整部材５０との接続関係を示す図である。図４（ａ）は第１係留索３０に張力が印加されていない状態を示す図であり、図４（ｂ）は第１係留索３０に張力が印加されている状態を示す図である。

【0033】

索長調整部材５０は、第１接続部５１及び第２接続部５２において第１係留索３０と並列接続される。索長調整部材５０は、第１係留索３０と並列接続されるので、第１係留索３０に張力が印加されると、索長調整部材５０にも張力が印加される。張力が印加されていないときの索長調整部材５０の第１接続部５１と第２接続部５２との間の長さはＬａである。また、第１係留索３０の第１接続部５１及び第２接続部５２の間の長さは、索長調整部材５０の第１接続部５１及び第２接続部５２の間の長さＬａよりも長いＬｂである。張力が印加されていないときの索長調整部材５０の接続部間の長さＬａは、第１係留索３０の接続部間の長さＬｂよりも短いので、張力が印加されていないとき、第１係留索３０の接続部間の部分は弛んでいる。

【0034】

索長調整部材５０の接続部間の長さＬａは、気球１０が気流を受けていないときに、係留索取付け部１５と第１接続部５１との間の長さ及び結節点３４と第２接続部５２との間の長さとの和が第２係留索３１及び第３係留索３２の長さと等しくなるように規定される。第１係留索３０の接続部間の長さＬｂは、所定の風速の気流を気球１０が受けたときの索長調整部材５０の伸びが所望の長さになるように、索長調整部材５０を形成する材料のヤング率を勘案して規定される。一例では、第１係留索３０の接続部間の長さＬｂは、気球１０が風速５［ｍ／ｓ］の気流を水平方向から受けたときに、気球１０の長径の方向が水平方向になるように規定される。本明細書において、気球が水平方向から気流を受けるというとき、気球が受ける気流が水平成分を有していることをいい、気球が水平方向から気球を受けないというとき、気球が受ける気流が水平成分を有していないことをいう。また、気球が風速Ｘ［ｍ／ｓ］の気流を水平方向から受けるという場合、気流の方向にかかわらず、気球が受ける気流の水平成分がＸ［ｍ／ｓ］であることをいう。

【0035】

気球１０が受ける気流により印加される張力が増加するとき、索長調整部材５０は、印加される張力に応じて長さを長くする。そして、索長調整部材５０の長さが、第１係留索３０の第１接続部５１と第２接続部５２との間の長さＬｂに等しくなると、印加される張力が増加しても、索長調整部材５０の長さは増加しない。また、気球１０が受ける気流により印加される張力が減少するとき、索長調整部材５０は、印加される張力に応じて長さをＬｂから短くする。そして、印加される張力が０になると、索長調整部材５０の長さはＬａに戻る。

【0036】

図５は、従来の係留気球と、実施形態に係る係留気球１との比較を示す図である。図５（ａ）は従来の気球が水平方向から気流をほとんど受けない場合を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）のときの気流方向から見た気球の投影面を示す図である。図５（ｃ）は従来の気球が水平方向から風速が大きい気流を受けた場合を示し、図５（ｄ）は図５（ｃ）のときの気流方向から見た気球の投影面を示す図である。図５（ｅ）は気球１０が水平方向から気流をほとんど受けない場合を示し、図５（ｆ）は図５（ｅ）のときの気流方向から見た気球１０の投影面を示す図である。図５（ｆ）は気球１０が水平方向から風速が大きい気流を受けた場合を示し、図５（ｇ）は図５（ｆ）のときの気流方向から見た気球１０の投影面を示す図である。図５（ａ）、５（ｃ）、５（ｅ）及び５（ｇ）において、矢印は気球が受ける気流を示す。図５（ｄ）において、実線は図５（ｃ）のときの気流方向から見た気球の投影面を示し、破線は図５（ｂ）に示す図５（ａ）のときの気流方向から見た気球の投影面を示す。図５（ｈ）において、実線は図５（ｇ）のときの気流方向から見た気球１０の投影面を示し、破線は図５（ｆ）に示す図５（ｅ）のときの気流方向から見た気球の投影面を示す。

【0037】

従来の係留気球１０１は、索長調整部材５０を有しないことが係留気球１と相違する。また、従来の係留気球１０１は、第１〜第３係留索１３０〜１３２の長さは互いに等しいことが係留気球１と相違する。

【0038】

従来の係留気球１０１は、第１〜第３係留索１３０〜１３２の長さは互いに等しいので、水平方向から気流をほとんど受けないとき、気球１１０は長径が水平方向になるように位置する。水平方向から気流をほとんど受けないときは、長径が水平方向になるように気球１１０が位置するので、気流方向から見た気球１０の投影面１９０は、気球１０を正面から見たときの投影面と略一致する。しかしながら、従来の繋留気球１０１は、水平方向から受ける気流の風速が大きくなるに従ってスクープ２０が受ける気流が大きくなるため傾斜していき、気流の風速の増加に従って気流方向から見た気球１１０の投影面１９１は大きくなる。

【0039】

係留気球１では、水平方向から気流をほとんど受けないとき、従来の繋留気球１０１と同様に、気球１１０は長径が水平方向になるように位置し、気流方向から見た気球１０の投影面９０は、気球１０を正面から見たときの投影面と略一致する。係留気球１では、水平方向から受ける気流の風速が大きくなるに従って、索長調整部材５０が伸びることにより、気球１０は、索長調整部材５０の第１接続部５１と第２接続部５２との間の長さがＬｂになるまで気球１１０は長径が水平方向になる状態を維持する。係留気球１では、気球１０は、気流の風速が大きくなっても長径が水平方向になる状態を維持するので気流方向から見た気球１０の投影面９１は、気流の風速が大きくなっても気球１０を正面から見たときの投影面と略一致する。

【0040】

係留気球１では、気球１０が受ける気流の風速が大きくなるに従って伸びる索長調整部材５０が、スクープ２０に接続される第１係留索３０の所定の部分に並列接続される。気流の風速が大きくなるに従って索長調整部材５０が伸びることにより、気球１０は、気球１０が受ける気流の風速にかかわらず一定の傾斜を維持できる。

【0041】

図６は、第２実施形態に係る索長調整部材と、索長調整部材が接続された第１係留索３０との接続関係を示す図である。図６（ａ）は第１係留索３０に張力が印加されていない状態を示す図であり、図６（ｂ）は第１係留索３０に張力が印加されている状態を示す図である。

【0042】

第２実施形態では、索長調整部材５０の代わりに、索長調整部材５０とは形状が異なる索長調整部材６０が第１係留索３０に並列接続される。

【0043】

第２実施形態に係る索長調整部材６０は、索長調整部材５０と同様に弾性部材であるが、一方の面から他方の面に貫通する貫通孔６１が形成されることが索長調整部材５０と相違する。第１係留索３０は、貫通孔６１の一方の貫通面の近傍で索長調整部材６０に接続されると共に、索長調整部材５０の貫通孔６１には、第１係留索３０の索長調整部材６０に並列接続される部分が貫通孔６１の端部で索長調整部材６０に接続されて配置される。張力が印加されていないときの索長調整部材６０の長さはＬａであり、第１係留索３０の索長調整部材６０に並列接続される部分の長さはＬｂである。索長調整部材５０の長さＬａは、索長調整部材５０の接続部間の長さＬａと同様に、気球１０が気流を受けていないときの索長調整部材６０を介する第１係留索３０の長さが第２係留索３１及び第３係留索３２の長さと等しくなるように規定される。第１係留索３０の索長調整部材６０に並列接続される部分の長さＬｂは、第１係留索３０の接続部間の長さＬｂと同様に、索長調整部材５０を形成する材料のヤング率を勘案して規定される。

【0044】

索長調整部材６０では、第１係留索３０の索長調整部材６０に並列接続される部分が貫通孔６１の内部に配置されるので、第１係留索３０の索長調整部材６０に並列接続される部分が他の索等に絡まるおそれがない。また、索長調整部材６０では、不図示のウインチに巻き取されて気球１０を空中から下降するときに、第１係留索３０の索長調整部材６０に並列接続される部分がウインチに巻き込まれるおそれはない。

【0045】

索長調整部材６０では、一方の面から他方の面に貫通する貫通孔６１が形成されるが、実施形態は、貫通孔６１には限定されず、第１係留索３０の索長調整部材６０に並列接続される部分が配置される空間が索長調整部材６０の内部に形成されていればよい。

【0046】

図７は、第３実施形態に係る索長調整装置と、索長調整装置が接続された第１係留索３０との接続関係を示す図である。図７（ａ）は第１係留索３０に張力が印加されていない状態を示す図であり、図７（ｂ）は第１係留索３０に張力が印加されている状態を示す図である。

【0047】

第３実施形態では、索長調整部材５０の代わりに、索長調整装置７０が第１係留索３０に接続される。

【0048】

索長調整装置７０は、第１係留索３０に接合される円形の回転部７１を有する。回転部７１は、第１係留索３０の長さを調整するように機能するぜんまいばね７２を有する。回転部７１は、印加される張力が増加すると、外周に巻き回された第１係留索３０を巻き出す。また、回転部７１は、印加される張力が減少すると、外周に巻き回して第１係留索３０を巻き取る。索長調整装置７０は、張力が印加されていないとき、第１係留索３０の長さが第２係留索３１及び第３係留索３２の長さと等しくなるように、第１係留索３０を回転部７１の外周に巻き回す。

【0049】

図８は、第４実施形態に係る索長調整システムの機能ブロック図である。

【0050】

第４実施形態では、索弾性部材である索長調整部材５０の代わりに、気球１０の傾斜角に応じて第１係留索３０の長さを調整する索長調整システム８０が配置される。

【0051】

索長調整システム８０は、中継局４０に隣接して気球１０のペイロード用ドーム１４の凹部に配置される索長制御部８１と、第１係留索３０を巻き出すと共に巻き取ることにより、第１係留索３０の長さを変更する索長変更部８２とを有する。索長制御部８１は、傾斜検出部８１１と、記憶部８１２と、索長決定部８１３と、索長送信部８１４と、バス８１５とを有する。索長変更部８２は索長受信部８２１と、モータ駆動部８２２と、モータ８２３とを有する。一例では、索長変更部８２は、モータ８２３により第１係留索３０を巻き出すと共に巻き取るウインチである。

【0052】

傾斜検出部８１１は、気球１０の水平方向に対する傾斜角を検出し、検出した傾斜角を示す傾斜角信号を記憶部８１２に出力する。記憶部８１２は、傾斜検出部８１１から入力される傾斜角信号に対応する傾斜角を記憶すると共に、索長決定部８１３が処理を実行するためのコンピュータプログラム（本明細書では、プログラムとも称する）を記憶する。索長決定部８１３は、記憶部８１２に記憶されるプログラム及び気球の傾斜角に基づいて、気球１０の長径の方向が水平方向になるように第１係留索３０を巻き出す又は巻き取る長さを決定し、決定した長さを示す索長信号を生成して、索長送信部８１４に出力する。索長送信部８１４は、索長決定部８１３から入力された索長信号を無線信号に変調して、索長変更部８２の索長受信部８２１に送信する。バス８１５は、傾斜検出部８１１、記憶部８１２、索長決定部８１３及び索長送信部８１４を互いに接続し、傾斜検出部８１１、記憶部８１２、索長決定部８１３及び索長送信部８１４の間の信号を伝送する。

【0053】

索長受信部８２１は、索長送信部８１４から受信した無線信号を索長信号に復調してモータ駆動部８２２に出力する。モータ駆動部８２２は、索長送信部８１４から入力された索長信号に対応する長さの第１係留索３０を巻き出す又は巻き取るように、モータ８２３を駆動する。モータ８２３は、気球１０の長径の方向が水平方向になるようにモータ駆動部８２２により第１係留索３０を巻き出す又は巻き取る。

【0054】

索長調整システム８０では、索長決定部８１３は傾斜検出部８１１が検出した傾斜角に応じて第１係留索３０の長さを決定し、索長変更部８２は、第１係留索３０の長さが、索長決定部８１３が決定した長さになるように係留索の長さを変更する。

【0055】

索長調整システム８０では、スクープ２０に接続される第１係留索３０の長さを変更するように形成されるが、索長調整システムは、第１係留索３０ではなく、第２係留索３１及び第３係留索３２の長さを変更するように形成してもよい。また、索長調整システムは、第１係留索３０、第２係留索３１及び第３係留索３２の３本の繋留索全ての長さを変更するように形成してもよい。

【0056】

実施形態に係る係留気球では、気球１０が受ける気流の風速にかかわらず水平方向から受ける気流に対して一定の傾斜を維持できるので、気流に対する気球１０の投影面積は略変化しない。実施形態に係る係留気球では、水平方向から受ける気流に対する気球１０の投影面積は略変化しないので、気球１０が受ける気流の風速にかかわらず、気球１０の姿勢を最適な状態に維持できるので、突風が吹いたときの気球１０の姿勢の変動を小さくできる。また、実施形態に係る係留気球では、気球１０が受ける気流の風速にかかわらず、気球１０の姿勢を最適な状態に維持できるので、気球１０が空中にあるときの見た目の不安定感がなくなる。なお、実施形態に係る係留気球では、扁平形状の気球１０は、気球１０が水平方向から受ける気流の風速が５［ｍ／ｓ］を超えると２０［ｍ／ｓ］まで水平方向から略一定の傾斜で風見安定することが確認されている。

【0057】

実施形態に係る係留気球では、索長調整部材５０、６０、索長調整装置７０及び索長調整システム８０は、気球１０が気球１０の長径の方向が水平方向になるように機能する。しかしながら、索長調整部材５０、６０、索長調整装置７０及び索長調整システム８０は、気球が気球１０の長径の方向が水平方向に対して所定の傾斜を有するようにしてもよい。例えば、索長調整部材５０の接続部間の長さＬａを、気球１０が気流を受けていないときの索長調整部材５０を介する第１係留索３０の長さが第２係留索３１及び第３係留索３２の長さより短くするように規定してもよい。索長調整部材５０の接続部間の長さＬａをこのように規定することにより、スクープ２０が配置される風下端に対して気球１０の風上端が上方に位置するヘッドアップした状態にすることができる。

【0058】

実施形態に係る係留気球では、気球１０は、内部に気体が充填されているときに高さ方向に短軸を有する回転楕円体状の形状を有し且つスクープ２０が接合されているが、気球の実施形態は、このような実施形態に限定されない。例えば、気球の形状は、流線形でもよく、ドーナッツ状でもよく、風見安定するように垂直尾翼を有する形状、又は垂直尾翼及び水平尾翼を有する形状としてもよい。スクープ２０、垂直尾翼及び水平尾翼のような風見安定するための構造を有する場合、索長調整部材５０、６０等の索長調整部材は、第１係留索３０等の風下側に配置される係留索に並列接続してもよい。風見安定するための構造を有しない場合、長調整部材５０、６０等の索長調整部材は、第１〜第３係留索３０〜３２の全てに並列接続してもよい。

【0059】

実施形態に係る係留気球では、第１〜第３係留索３０〜３２によって気球１０が係留されるが、第１〜第３係留索３０〜３２の代わりに２本、又は４本以上の係留索を配置してもよい。この場合、索長調整部材５０、６０は、２本、又は４本以上の係留索の何れかに並列接続される。また、主係留索３３を有さずに、第１〜第３係留索３０〜３２によって、気球１０がウインチに係留されてもよい。

【符号の説明】

【0060】

１ 係留気球
１０ 気球
２０ スクープ
３０〜３４ 係留索
５０、６０ 索長調整部材
７０ 索長調整装置
８０ 索長調整システム

【要約】

【課題】気球が気流を受けたときでも気球の傾きが増大するおそれが低い係留気球を提供する。
【解決手段】本発明に係る係留気球１は、気球１０と、それぞれの一端が気球１０の表面に接続された複数の係留索３０〜３３と、索長調整部５０とを有する。索長調整部５０は、気球１０が受ける気流の風速に応じて複数の係留索３０〜３３の何れかの長さを調整する。本発明に係る係留気球１０は、気球１０の表面に接合されると共に、索長調整部５０が長さを調整する係留索に接続される膜状のスクープ２０を更に有してもよい。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】