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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-22
(45)【発行日】2024-04-01
(54)【発明の名称】インターリーフ・パッキング及び展開システム
(51)【国際特許分類】
G01V 1/16 20060101AFI20240325BHJP
B63C 11/48 20060101ALI20240325BHJP
B63G 8/39 20060101ALI20240325BHJP
【ＦＩ】
G01V1/16
B63C11/48 C
B63G8/39
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2022557780
(86)(22)【出願日】2021-01-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-10
(86)【国際出願番号】 US2021013808
(87)【国際公開番号】W WO2021194614
(87)【国際公開日】2021-09-30
【審査請求日】2022-10-06
(31)【優先権主張番号】16/829,033
(32)【優先日】2020-03-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】503455363
【氏名又は名称】レイセオン カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ミスリア，ジョセフ エム．
(72)【発明者】
【氏名】カールステン，カーティス ビー．
(72)【発明者】
【氏名】ウィリー，ピーター エム．
【審査官】山口 剛
(56)【参考文献】
【文献】実開昭６１－０８７３７４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０９－０８９６０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０９０４２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】英国特許出願公告第０１５２５４２２（ＧＢ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｖ １／００ － ９９／００
Ｂ６３Ｇ ８／３９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケーブルによって接続された複数のセンサを有するセンサアレイに関するパッキングモジュールであって、当該パッキングモジュールは、前記複数のセンサを支持するように構成された少なくとも１つのトレイと、
該少なくとも１つのトレイから外向きに延び、前記複数のセンサとは別に前記ケーブルを前記少なくとも１つのトレイに保持するように構成された保持リーフ構成と、を含み、
前記保持リーフ構成は、入れ子にされた複数のリーフを含む、
パッキングモジュール。
【請求項2】
前記複数のリーフは、互いに対して等間隔に配置される、請求項１に記載のパッキングモジュール。
【請求項3】
前記複数のリーフのそれぞれが、前記少なくとも１つのトレイに対して同じ厚さ及び同じ軸線方向高さを有する、請求項１又は２に記載のパッキングモジュール。
【請求項4】
前記複数のリーフのそれぞれが、前記保持リーフ構成の中心軸線から離れる方向に徐々に増大する外周を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のパッキングモジュール。
【請求項5】
前記少なくとも１つのトレイは、軸線方向に積み重ねられた複数のトレイを含み、該複数のトレイのそれぞれが、同じ所定数の前記複数のセンサを支持するように構成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のパッキングモジュール。
【請求項6】
前記複数のトレイのうちの１つのトレイを前記複数のトレイのうちの隣接するトレイに固定する複数の可撓性連結タブをさらに含む、請求項５に記載のパッキングモジュール。
【請求項7】
前記可撓性連結タブのそれぞれが、前記複数のトレイのうちの対応するトレイと一体的に形成される、請求項６に記載のパッキングモジュール。
【請求項8】
当該パッキングモジュールは、前記ケーブルにアクセスするために、前記保持リーフ構成を通って延びる軸線方向スロットを規定する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のパッキングモジュール。
【請求項9】
前記少なくとも１つのトレイは外壁を含み、前記保持リーフ構成は複数の内側リーフを含み、該複数の内側リーフは、前記外壁と前記複数の内側リーフとの間にキャビティを規定し、該キャビティは、前記複数のセンサを受容するように構成される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のパッキングモジュール。
【請求項10】
前記キャビティは、前記保持リーフ構成のリーフ同士の間の間隔よりも少なくとも１０倍大きい軸線方向の幅を有する、請求項９に記載のパッキングモジュール。
【請求項11】
前記保持リーフ構成は、前記保持リーフ構成によって取り囲まれ、且つ前記複数のセンサを受容するように構成された内部キャビティを規定する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のパッキングモジュール。
【請求項12】
前記少なくとも１つのトレイ及び前記保持リーフ構成は、モノリシック本体として一体的に形成される、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のパッキングモジュール。
【請求項13】
前記少なくとも１つのトレイ及び前記保持リーフ構成は、円筒形状である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のパッキングモジュール。
【請求項14】
前記保持リーフ構成は、同心状に配置された複数のリーフを含み、各リーフが、半径方向外向きに徐々に増大する直径を有する、請求項１３に記載のパッキングモジュール。
【請求項15】
ケーブルによって接続された複数のセンサを有する水中聴音器アレイのためのパッキング及び展開システムであって、当該パッキング及び展開システムは、軸線方向に積み重ねられた複数のトレイであって、各トレイが前記複数のセンサのセットを支持するように構成され、前記軸線方向に積み重ねられた複数のトレイは互いに解放可能に接続される、複数のトレイと、
複数の保持リーフ構成であって、各保持リーフ構成が、垂直方向に積み重ねられた前記複数のトレイのうちの対応するトレイに配置され、前記垂直方向に積み重ねられた複数のトレイのうちの１つのトレイから外向きに延びており、前記複数の保持リーフ構成のそれぞれが、前記複数のセンサとは別に、前記垂直方向に積み重ねられた複数のトレイのうちの前記対応するトレイに前記ケーブルを保持するように構成される、複数の保持リーフ構成と、を含み、
各保持リーフ構成は、入れ子にされた複数のリーフを含む、
パッキング及び展開システム。
【請求項16】
ケーブルによって接続された複数のセンサを有するセンサアレイをパッキング及び展開する方法であって、当該方法は、
複数のセンサを支持するように構成されたトレイ上に、前記複数のセンサを別々に連続して配置するステップと、
複数のセンサのうちの１つのセンサを配置するたびに、前記トレイから外向きに延びる保持リーフ構成に前記ケーブルを挿入するステップであって、前記保持リーフ構成は、前記複数のセンサとは別に前記ケーブルを保持するように構成され、前記保持リーフ構成は、入れ子にされた複数のリーフを含む、ステップと、を含む、
方法。
【請求項17】
前記ケーブルを前記保持リーフ構成に挿入するステップは、入れ子にされた複数のリーフの周りに前記ケーブルを順次巻き付けるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
複数のトレイを軸線方向に積み重ねるステップであって、各トレイが前記複数のセンサのセットを支持する、ステップと、前記複数のトレイを可撓性連結タブを用いて連結するステップと、をさらに含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項19】
前記センサアレイを展開するステップをさらに含み、該展開するステップは、全ての前記複数のセンサ及び前記ケーブル全体が前記トレイから外れるまで、前記複数のセンサのうちの１つのセンサを解放し、前記ケーブルを前記保持リーフ構成から取り外すステップを交互に行うステップを含む、請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水中聴音器ラインアレイをパッキング及び展開するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
様々な用途でセンサアレイが使用され得る。例示的なセンサアレイは、水中聴音器ラインアレイ等の水中聴音器アレイを含む。水中聴音器アレイは、航空機、船、又は陸上車両から投下又は放出されるソノブイで実装され得る。アレイは、監視のために環境に投下され得る。例えば、センサアレイは、水中音響リサーチのために海に投下され得る。水中聴音器アレイを収容するソノブイは、対潜戦等の軍事用途で使用され得る。ソノブイは、典型的に、サイズが小さいため、水中聴音器ラインアレイをソノブイにパッケージングするには課題がある。例えば、水中聴音器の外径は、アレイに関するケーブルの外径よりも１０倍大きい場合がある。従来のケーブルのパッキング及び巻付け方法は、従来の方法が、直径が小さいケーブルと、ケーブルに対して直径が大きい水中聴音器との両方を収容することができないという点で不十分である。
【0003】
垂直方向の水中聴音器アレイをパッケージングして展開する従来の試みには、らせん状連結パックの使用が含まれる。しかしながら、らせん状連結パックを使用すると、アレイケーブル自体がロック機構として機能するという欠点がある。その結果、ケーブルに応力が加わり、ケーブルの障害が発生する可能性がある。
【発明の概要】
【0004】
本願によるパッキングモジュールは、センサとセンサアレイのケーブルとを別々に保持するための容積効率のよい構造を使用する。パッキングモジュールは、センサを支持するトレイと、トレイから外向きに延びてケーブルをトレイに保持する保持リーフ構成（retaining leaf arrangement）とを含む。保持リーフ構成は、互いに間隔を空けて配置された、入れ子にされた複数のリーフを含む。モジュールをパッキングすることは、センサをトレイに別々に連続して配置することと、センサを配置するたびに（in between each placing of a sensor：センサの各配置の間に）ケーブルの一部を保持リーフ構成に挿入することを含む。センサの配置及びケーブルの一部の挿入は、全てのセンサ及びケーブル全体がパッキングモジュールに収容されるまで交互に行われる。センサアレイの展開は、全てのセンサ及びケーブル全体がトレイから外れるまで、単一のセンサがトレイから外れ、続いてケーブルの一部が保持リーフから外れるパッケージング方法と同様に生じ得る。
【0005】
トレイ及び保持リーフ構成は、モノリシック構成要素として一体的に形成され得る。保持リーフ構成は、トレイ及びパッキングモジュールの中心軸線に近接して形成され得、それによって、組み立て時にケーブルがセンサによって取り囲まれる、又は保持リーフ構成がトレイの外周に近接して形成され得、ケーブルは、トレイの中央に向けてパッケージングされたセンサを取り囲む。保持リーフ構成及びトレイは、特定の用途の必要に応じて、任意の数のセンサ又は任意のサイズのセンサ、及び任意の長さ又はサイズのケーブルを収容するサイズにすることができる。
【0006】
パッキングモジュールは、モジュール式であり、複数のサブモジュールを含むことができ、各サブモジュールがトレイ及び保持リーフ構成を含む。サブモジュールは、パッキングモジュールを形成するために軸線方向に積み重ねることができ、任意の数のサブモジュールを提供して、特定の用途のためのセンサアレイを収容することができる。例示的なアプリケーションでは、サブモジュールは、展開中にサブモジュールが最上部のサブモジュールから最下部のサブモジュールへ、又はその逆に順次空にされるように、垂直方向に積み重ねられ得る。隣接するサブモジュールのトレイは、トレイに形成された可撓性連結を介して解放可能に接続することができる。
【0007】
パッキングモジュールを使用することは、パッキングモジュールが、Ａサイズのソノブイ等、空間が制約された用途に適した容積効率のよい構造を提供するという点で有利である。パッキングモジュールは、様々な用途で使用される様々なセンサアレイの形状に対応するために、任意の適切な形状及びサイズを有することができる。保持リーフ構成により、センサアレイのパッキング又は展開中、及びセンサアレイの保管中に、ケーブルが絡まったり、結び目ができたり、過度にストレスがかかるのを防ぐことができる。こうして、保持リーフ構成を使用することは、ケーブルに損傷を与える可能性がある従来のマンドレル巻付けパッキング方法と比較して有利である。また、トレイは、センサの損傷を防ぐために、センサを規則正しい配置に保持するように構成される。
【0008】
本発明の一態様によれば、パッキングモジュールは、センサアレイ内のケーブルからセンサを別々に保持するように構成された支持構造体を含む。
【0009】
本発明の一態様によれば、パッキングモジュールは、センサアレイのケーブルを保持する入れ子にされた複数のリーフを含む。
【0010】
本発明の一態様によれば、パッキングモジュールは、センサアレイのためのトレイ及び保持リーフ構成を含む。
【0011】
本発明の一態様によれば、パッキングモジュールは、複数の解放可能に接続されたサブモジュールを含み、各サブモジュールは、センサアレイのためのトレイ及び保持リーフ構成を含む。
【0012】
本発明の一態様によれば、センサアレイに関するパッキングモジュールは、センサアレイを最小限の容積で収容するように構成される。
【0013】
本発明の一態様によれば、パッキング及び展開システムはパッキングモジュールを含む。
【0014】
本発明の一態様によれば、ケーブルによって接続された複数のセンサを有するセンサアレイのパッキングモジュールは、複数のセンサを支持するように構成された少なくとも１つのトレイと、少なくとも１つのトレイから外側に延び、複数のセンサとは別にケーブルを少なくとも１つのトレイに保持するように構成された保持リーフ構成とを含む。
【0015】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、保持リーフ構成は、入れ子にされた複数のリーフを含む。
【0016】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、複数のリーフは、互いに対して等間隔に配置される。
【0017】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、複数のリーフのそれぞれは、少なくとも１つのトレイに対して同じ厚さ及び同じ軸線方向高さを有する。
【0018】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、複数のリーフのそれぞれは、保持リーフ構成の中心軸線から離れる方向に徐々に増大する外周を有する。
【0019】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、少なくとも１つのトレイは、軸線方向に積み重ねられた複数のトレイを含み、複数のトレイのそれぞれが、同じ所定数の複数のセンサを支持するように構成される。
【0020】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、少なくとも１つのトレイは、軸線方向に積み重ねられた複数のトレイを含み、複数のトレイのそれぞれが、同じ所定数の複数のセンサを支持するように構成される。
【0021】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、パッキングモジュールは、複数のトレイのうちの１つのトレイを、複数のトレイのうちの隣接するトレイに固定する複数の可撓性連結タブを含む。
【0022】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、可撓性連結タブのそれぞれは、複数のトレイのうちの対応するトレイと一体的に形成される。
【0023】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、パッキングモジュールは、ケーブルにアクセスするために、保持リーフ構成を通って延びる軸線方向スロットを規定する。
【0024】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、少なくとも１つのトレイは外壁を含み、保持リーフ構成は複数の内側リーフを含み、複数の内側リーフは、外壁と複数の内側リーフとの間にキャビティを規定し、キャビティは、複数のセンサを受容するように構成される。
【0025】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、キャビティは、保持リーフ構成のリーフ同士の間の間隔よりも少なくとも１０倍大きい軸線方向の幅を有する。
【0026】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、保持リーフ構成は、保持リーフ構成によって取り囲まれ、且つ複数のセンサを受容するように構成された内部キャビティを規定する。
【0027】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、トレイ及びリーフ構成は、モノリシック本体として一体的に形成される。
【0028】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、少なくとも１つのトレイ及び保持リーフ構成は、円筒形状である。
【0029】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、保持リーフ構成は、同心状に配置された複数のリーフを含み、各リーフが、半径方向外向きに徐々に増大する直径を有する。
【0030】
本発明の別の態様によれば、ケーブルによって接続された複数のセンサを有する水中聴音器アレイのためのパッキング及び展開システムが使用される。パッキング及び展開システムは軸線方向に積み重ねられた複数のトレイを含み、複数のトレイのそれぞれが、複数のセンサのセットを支持するように構成され、軸線方向に積み重ねられた複数のトレイは互いに解放可能に接続され、複数の保持リーフ構成はそれぞれ、垂直方向に積み重ねられた複数のトレイのうちの対応するトレイに配置され、垂直方向に積み重ねられた複数のトレイのうちの１つのトレイから外向きに延び、複数の保持リーフ構成のそれぞれは、複数のセンサとは別に、垂直方向に積み重ねられた複数のトレイのうちの対応するトレイにケーブルを保持するように構成される。
【0031】
本発明の一態様によれば、ケーブルによって接続された複数のセンサを有するセンサアレイをパッキング及び展開する方法は、複数のセンサを支持するように構成されたトレイに複数のセンサを別々に連続して配置するステップと、複数のセンサのうちの１つのセンサを配置するたびに、トレイから外向きに延びる保持リーフ構成にケーブルを挿入するステップとを含み、保持リーフ構成は、複数のセンサとは別にケーブルを保持するように構成される。
【0032】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、方法は、ケーブルを保持リーフ構成に挿入するステップを含み、この挿入するステップは、入れ子にされた複数のリーフの周りにケーブルを順次巻き付けるステップを含む。
【0033】
この概要のいずれかの段落の実施形態によれば、方法は、複数のトレイを軸線方向に積み重ねるステップであって、各トレイが複数のセンサのセットを支持する、ステップと、複数のトレイを可撓性連結タブを用いて連結するステップと、を含む。
【0034】
この要約のいずれかの段落の実施形態によれば、方法は、センサアレイを展開するステップを含み、展開するステップは、全ての複数のセンサ及びケーブル全体がトレイから外れるまで、複数のセンサのうちの１つのセンサを解放するステップと、ケーブルを保持リーフ構成から取り外すステップとを交互に行うステップを含む。
【0035】
前述の目的及び関連する目的を達成するために、本発明は、以下に十分に説明され、特に特許請求の範囲で指摘される特徴を含む。以下の説明及び添付の図面は、本発明の特定の例示的な実施形態を詳細に説明する。しかしながら、これらの実施形態は、本発明の原理を使用できる様々な方法のほんの一部を示しているに過ぎない。本発明の他の目的、利点、及び新規な特徴は、以下の本発明の詳細な説明を図面と併せて考察することにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【0036】
添付の図面は、必ずしも一定の縮尺ではないが、本発明の様々な態様を示している。
【図1】本願の例示的な実施形態によるセンサアレイに関するパッキングモジュールの斜視図を示す。
【図8】本願の別の例示的な実施形態によるセンサアレイに関するパッキングモジュールの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0037】
本明細書に記載の原理は、非常に大きな環境又は容易にアクセスできない環境を感知するために使用されるシステムに特定の用途を有する。感知システム又はアレイを使用できる環境の例には、水中、空中、及び宇宙が含まれる。本明細書で開示するパッキングモジュール及び方法は、特定の環境でセンサをパッキング及び展開するために使用され得る。対潜戦等の軍事用途、又は水中音響リサーチ用途等の非軍事用途は、適切な用途であり得る。例示的な用途では、任意のサイズの水中聴音器アレイを含むソノブイが適切であり得、より具体的には、水中聴音器ラインアレイを展開するための小型又は「Ａサイズ」のソノブイが適切であり得る。水中聴音器アレイは、航空機、船舶、又は陸上車両等の任意の適切なプラットフォームから海洋に展開され得る。本明細書で開示するパッキング及び展開システム及び方法は、他の多くのセンサシステム、環境、及びプラットフォームで使用することができる。
【0038】
最初に図１～図３を参照すると、ケーブルによって接続された複数のセンサ２４を有するセンサアレイ２２のためのパッキングモジュール２０が示される。図１及び図２は、パッキングモジュール２０の詳細が見えるように、ケーブルなしの状態のセンサアレイ２２を示している。例示的な実施形態では、センサアレイ２２は水中聴音器ラインアレイであり得、センサ２４は圧電トランスデューサ等の水中聴音器であり得る。他の音響センサ又は光学センサ等、他のセンサがセンサアレイ２２に適している場合がある。他の環境特性を検出するように構成されたセンサも適している場合がある。例えば、適切なセンサには、圧力、温度、或いは深さ又は距離を検出するセンサが含まれる。各センサ２４は、センサ２４の軸線方向の端部２８同士の間に延びるケーブルの一部によって隣接するセンサに接続され、それによって、ケーブルが、単一のセンサ２４の各軸線方向の対向する端部から突出して、センサ２４のラインアレイを形成するようになっている。
【0039】
パッキングモジュール２０は、複数のセンサ２４を支持するように構成された少なくとも１つの支持構造体又はトレイ３０を含み、パッキングモジュール２０を組み付けるときに、各センサ２４がトレイ３０に着座する。保持リーフ構成３２は、少なくとも１つのトレイ３０から外向きに、又はトレイ３０に垂直に延び、ケーブルを複数のセンサ２４から分離して保持するように構成される。図３は、保持リーフ構成３２を有する単一のトレイ３０を示しており、図１は複数のトレイ３０を示し、複数のトレイ３０のそれぞれが、対応する保持リーフ構成３２を有する。保持リーフ構成３２は、軸線方向に延びる入れ子にされた複数のリーフ３４を含み、それによって、ケーブル受容空間３６が隣接する２つのリーフ３４ａ、３４ｂの間に規定される。例えば、ケーブル受容空間３６は、外側リーフ３４ａと、外側リーフ３４ａに対してトレイ３０の中心により近い内側リーフ３４ｂとの間に規定され得る。
【0040】
リーフ３４は材料の薄い壁として形成され、リーフ３４はモノリシック構成要素としてトレイ３０と一体的に形成され得る。トレイ３０及びリーフ３４を形成するために、任意の材料が適切であり得る。熱可塑性材料等のプラスチック材料が適切であり得る。パッキング２０は、３Ｄ印刷プロセスによって形成してもよい。射出成形等の他の製造プロセスも、トレイ３０及び保持リーフ構成３２を形成するのに適している場合がある。
【0041】
リーフ３４は、互いに対して等間隔に配置することができ、その間隔は、リーフ３４同士の間に収容されるケーブルのサイズに依存する。間隔は、０．２５～２．０センチメートルの間（０．１～０．８インチの間）であり得、より大きなケーブルを収容するためにサイズアップされ得る。各リーフ３４は、トレイ３０に対して同じ厚さ及び同じ軸線方向高さを有することができる。厚さは、１センチメートル未満であるか、又はより大きなケーブルを収容するためにそれより大きくすることができる。リーフ３４の軸線方向の高さは、センサ２４がトレイ３０に着座したときに軸線方向に延び得るセンサ２４の長さに依存し得る。軸線方向の高さは、センサ２４を最小限の容積に収容するために、センサ２４の長さと略同じ長さになるように選択され得る。
【0042】
各リーフ３４の外周３８は、保持リーフ構成３２に沿って、パッキングモジュール２０のトレイ３０の中心によって規定される中心軸線４０から外向きの方向に徐々に増大し得る。リーフ３４は、隣接するリーフ３４が互いに接触しないように独立して形成され得る。全てのリーフ３４が同じトレイ３０に接続される。リーフ３４の数は、センサアレイ２２のサイズ、及びリーフ３４同士の間に収容されるケーブルのサイズに依存する。１０～２０枚のリーフが適している場合がある。特定の用途には、１０枚未満及び２０枚を超えるリーフを使用してもよい。
【0043】
さらに図４を参照すると、センサアレイ２２の例示的なセンサ２４が示される。センサ２４は、水中聴音器の形態であり、ケーブル４２を含む。センサ２４のセンサ本体４３は、センサ電子機器を含み、センサ２４の中心軸線４４を規定する。ケーブル４２は、センサ本体４３の各軸線方向の端部から延びる。図１に示されるように、センサ２４は、各センサ２４の中心軸線４４がパッキングモジュール２０の中心軸線４０と平行になるように、トレイ３０に沿って配置することができる。例示的な実施形態では、センサ２４及びパッキングモジュール２０は、中心軸線４０、４４が平行な長手方向軸線となるように、形状が円筒形であってもよい。他の形状がパッキングモジュール２０に適している場合がある。
【0044】
センサ２４及びパッキングモジュール２０が円筒形である実施形態では、図１～図３に示されるように、トレイ３０は、ディスク形状であり、トレイ３０の直径よりも小さい厚さを有することができる。保持リーフ３４は、形状が環状であり、トレイ３０と同心であり得る。特定の用途では、例えば、パッキングモジュール２０が海底に向けて海中に垂直方向に展開されるときに、パッキングモジュール２０は、センサ２４及び保持リーフ構成３２が垂直方向に延びるように、実質的に垂直向きであり得る。
【0045】
センサアレイ２２をパッキングモジュール２０内にパッキングするときに、センサ２４は別々に連続して配置される。各センサ２４は、トレイ３０上に支持され、トレイ３０に対して同じ向きに配置され得る。センサ２４は、各センサ２４が他の２つのセンサ２４に隣接するように、トレイ３０に沿って順次配置される。パッキングシーケンスの開始又は終了に配置されるセンサ２４ａは、１つのセンサ２４に直接隣接するだけでよい。ケーブル４２は、センサ２４のうちの１つのセンサを配置するたびに、保持リーフ構成３２に挿入される。従って、図１に最もよく示されるように、第１のセンサ２４ａがトレイ３０に配置され、第１のセンサ２４ａから隣接する第２のセンサ２４ｂまで延びるケーブル４２の一部が、保持リーフ構成３２に挿入される。ケーブル４２は、ケーブル４２の一部、従って第２のセンサ２４ｂが、第１のセンサ２４ａに隣接するトレイ３０上の空の位置に到達するまで、保持リーフ構成３２の周りに巻き付けられ得る。次に、第２のセンサ２４ｂがトレイ３０に配置され、第２のセンサ２４ｂから第３のセンサ２４ｃまで延びるケーブル４２の一部は、第３のセンサ２４ｃが第２のセンサ２４ｂに隣接して位置付けできるようになるまで、保持リーフ構成３２の周りに巻き付けられる。
【0046】
センサ２４の配置とケーブル４２の巻付けとを交互に行うことは、トレイ３０がトレイ３０のサイズによって規定される所定数のセンサ２４でいっぱいになるまで、又は全てのセンサ２４及びケーブル４２全体がトレイ３０に収容されるまで、行われる。トレイ３０は、任意の数のセンサを収容する大きさにすることができる。例えば、１０個～１５個の間のセンサ２４を単一のトレイ３０に配置してもよい。他の用途では、１０個未満又は１５個を超えるセンサ２４をトレイ３０に配置してもよい。例示的な実施形態では、ケーブル４２は約３０４メートル（１０００フィート）であり得、センサ２４はケーブル４２に沿って約６メートル（２０フィート）ごとに配置される。センサ２４の数はいくつでもよい。例えば、４０個～５０個の間のセンサ２４を使用してもよい。他の用途では、４０個未満又は５０個を超えるセンサを使用してもよい。
【0047】
保持リーフ構成３２を含むパッキングモジュール２０は、ケーブル４２がトレイ３０上のセンサ２４とは別に保持されるという点で有利である。保持リーフ構成３２により、水中聴音器ラインアレイ等のセンサアレイ２２が、Ａサイズのソノブイ等の小型の用途で特に有利な容積効率に対応できる。パッキングモジュール２０は、様々な用途で使用される様々なセンサアレイに対応するために、サイズを大きくしたり小さくしたり、形状を変えたりすることができる。パッキングモジュール２０の形状は、最小限の容積を使用してセンサアレイを確実に収容するように形成される。センサアレイ２２の容積パッキングを改善することに加えて、パッキングモジュール２０によって提供されるセンサ２４及びケーブル４２の構成によって、ケーブル４２に過度の応力を加えることなく、センサ２４をパッキングモジュール２０から順次展開することも可能になる。パッキングモジュール２０のさらに別の利点は、センサ２４への損傷を防止するために、センサ２４をトレイ３０上に配置する配置構成であることである。
【0048】
図１～図３に示されるパッキングモジュール２０の例示的な実施形態では、保持リーフ構成３２は、組み立てられたときにケーブル４２がセンサ２４によって取り囲まれるように、パッキングモジュール２０の中心軸線４０に近接して配置される。トレイ３０は、ベース部分３０ａと、ベース部分３０ａから垂直又は上方に延びる外壁３０ｂとを含む。ベース部分３０ａは平面形状である。外壁３０ｂは、保持リーフ構成３２の複数の内側リーフ３４ａ、３４ｂに対して軸線方向に間隔を空けて配置され、それら内側リーフの間にキャビティ４６を規定する。外壁３０ｂは、パッキングモジュール２０の最外面を形成する。外壁３０ｂは、パッキングモジュール２０の中心軸線４０に向けて外壁３０ｂから内向きに突出する停止タブ４８を有するように形成され得る。停止タブ４８は、センサ２４をトレイ３０に配置するとき、センサ２４を配置又は位置決めするために使用され得る。
【0049】
キャビティ４６は、センサ２４を収容するように形成され、センサ２４のサイズに基づいて大きさが決められる。内側リーフ３４ａ、３４ｂのそれぞれの間の軸線方向の間隔は等しく、内側リーフ３４ａ、３４ｂの軸線方向の間隔はキャビティ４６の軸線方向の幅よりも小さい。キャビティの幅のサイズと軸線方向の間隔との間の比率は、センサ２４の直径のサイズとケーブル４２の幅との間の比率と同様である。例示的な実施形態では、キャビティ４６の軸線方向の幅は、内側リーフ３４ａ、３４ｂの間の軸線方向の間隔よりも少なくとも１０倍大きくてもよい。センサ２４がトレイ３０のベース部分３０ａに配置されるときに、センサ２４はトレイ３０の外壁３０ｂによって取り囲まれる。パッキングモジュール２０が円筒形状である例示的な実施形態では、センサ２４は、保持リーフ構成３２とベース３０の外壁３０ｂとの間に半径方向に介在させることができる。センサ２４は、トレイ３０の周囲に近接して１つずつ配置されるように示されている。他の例示的な実施形態では、センサは、２つずつ、又はこれより多い配置で配置され得、それによって、キャビティ４６は、互いに隣接して配置されたセンサ２４のペアを収容するためにより大きな軸線方向の幅を有するようにサイズ決めされ得る。さらに別の例示的な実施形態では、センサ２４は、トレイ３０上に水平向きに配置され得、それによって、トレイ３０及び保持リーフ構成３２は、水平向きのセンサ２４を収容するように構成されたキャビティ４６を形成するように成形される。
【0050】
図１及び図３に示されるように、パッキングモジュール２０は、パッキングモジュール２０が組み立てられると、ケーブル４２へのアクセスを可能にするためにケーブル４２に対して開く軸線方向スロット５０を規定する。軸線方向スロット５０は、トレイ３０のベース部分３０ａからトレイ３０及び保持リーフ構成３２の外壁３０ｂの上部まで軸線方向に延びる。軸線方向スロット５０はまた、外壁３０ｂ及び保持リーフ構成３２を通って延び、それによって、ケーブル４２がパッキングモジュール２０内に配置されていないときに、パッキングモジュール２０は、パッキングモジュール２０の外側から中心軸線４０まで開いている。各リーフ３４は、各リーフ３４が端部を有する不連続構造として形成され、端部はそれら端部の間に空間を規定する。例えば、各リーフ３４は、不連続リングとして形成してもよい。複数のリーフ３４の開口部は一緒になって軸線方向スロット５０を形成する。図３に示されるように、各リーフ３４の端部同士の間の開口部は、保持リーフ構成３２に沿って中心軸線４０から離れる方向に徐々に広がってもよい。リーフ３２は、中心軸線４０から離れる方向に広がるテーパ又はＶ字形の軸線方向スロット５０を規定するように形成してもよい。
【0051】
加えて、図５～図７を参照すると、パッキングモジュール２０は、２つ以上のトレイ３０及び保持リーフ構成３２を軸線方向に積み重ねてセンサアレイ２２を収容することができるように、モジュール式である。１つのトレイ３０及び対応する保持リーフ構成３２は、サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを形成することができ、サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは一緒になってパッキングモジュール２０を形成する。サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、センサアレイ２２を海洋に展開するとき等に、第１のサブモジュール２０ａが上部サブモジュール２０ａとなり、及び隣接するサブモジュール２０ｂが下部サブモジュールとなるように垂直方向に積み重ねられ得る。図５に示される例示的な実施形態では、４つのサブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが積み重ねられるが、他の実施形態では、４つのサブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ未満又はこれを超えるサブモジュールを積み重ねてもよい。
【0052】
サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内のトレイ３０及びリーフ構成３２の全ては、形状及びサイズが同一又は略同一であってもよい。各サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、同数のセンサ２４を収容するように形成され得る。展開中に、サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内のセンサ２４は、順次展開され得る。例えば、サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内のセンサ２４は、展開され得、最上部のサブモジュール２０ｃ内に保持されたセンサ２４から開始して、最下位のサブモジュール２０ｄ内のセンサ２４が展開されるまでサブモジュール毎にセンサ２４を展開し、その逆も同様に、最下位のサブモジュール２０ｄから開始することができる。他の例示的なアプリケーションでは、垂直方向ではなく水平方向に連続展開を行うことができる。
【0053】
サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが互いに組み立てられると、各トレイ３０は、任意の適切な連結機構５２、締結器、又は固定機構を介して隣接するトレイ３０に固定される。連結機構５２は、サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの、軸線方向スロット５０（図１及び図３に示される）が形成される側とは反対側に配置することができる。図１に示されるように、各サブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、パッキングモジュール２０の側面全体がパッキングモジュール２０の軸線方向の端部同士の間に連続的な開口部を有するように、軸線方向スロット５０を有してもよい。
【0054】
図６に最もよく示されるように、各トレイ３０は、トレイ３０に対して垂直方向に突出し、保持リーフ構成３２がトレイ３０に対して延びる方向とは反対方向に突出する、軸線方向に延びる連結タブ５４を含むことができる。連結タブ５４は、トレイ３０と一体的に形成され得、解放可能な接続を提供するために可撓性である。突出部５６は、パッキングモジュール２０の中心軸線４０に対して連結タブ５４から外向きに延びる。突出部５６は、隣接するトレイ３０の軸線方向の端部に形成される対応するノッチ５８に柔軟に係合するように構成される。
【0055】
図６に示されるように、第１の又は上部サブモジュール２０ａは、隣接する又は下部サブモジュール２０ｂのトレイ３０のノッチ５８に係合する連結タブ５４を有するトレイ３０を含む。突出部５６がノッチ５８に係合すると、連結タブ５４は、下部サブモジュール２０ｂのトレイ３０の外壁３０ｂの内面に沿って延びる。連結タブ５４は、全てのサブモジュール２０ａ、２０ｂのトレイ３０の外壁３０ｂが、パッキングモジュール２０の外面を連続して規定するように、トレイ３０に沿って外壁３０ｂからずれた位置でトレイ３０から延びる。
【0056】
サブモジュール２０ａ、２０ｂの隣接するトレイ３０は、突出部５６とノッチ５８との間の係合によって提供されるスナップ式フィット接続を介して固定することができる。連結タブ５４を使用することは、サブモジュール２０ａ、２０ｂを互いに解放可能に固定して、迅速な接続及び切断を可能にするという利点がある。センサアレイ２２の展開中に、各トレイ３０からセンサ２４が空になった後に、トレイ３０は互いに迅速に係合解除され得る。トレイ３０を固定するための他の適切な締結器には、クイックカプラ、バヨネット式コネクタ、クラスプ、クランプ、ネジ、保持リング、ネジ接続、又は他のコネクタ機構が含まれ得る。カバープレート６０はまた、パッキングモジュール２０の軸線方向の端部に配置され、組み立てられたパッキングモジュール２０を展開機構又はプラットフォームに接続するために最上部のサブモジュール２０ｃに固定され得る。カバープレート６０を最上部のサブモジュール２０ｃに固定するために、連結タブを使用することもできる。
【0057】
ここで図８～１１を参照すると、別の実施形態によるパッキングモジュール２０’が示される。パッキングモジュール２０’は、パッキングモジュール２０’の中心軸線４０’から間隔を空けて配置された保持リーフ構成３２’を含み、センサアレイ２２’のセンサ２４’を収容するための内部キャビティ４６’を規定する。保持リーフ構成３２’は、トレイ３０’から外向きに又はトレイ３０’に垂直に延び、図１～図３に示されるリーフ３４’と同様の入れ子にされた複数のリーフ３４’を含む。図８～図１１に示されるパッキングモジュール２０’は、センサ２４’の外径とケーブル４２’、すなわちより大きなケーブルとの間の比が小さいセンサアレイ２２’に対してより適切であり得る一方、図１～図３に示されるパッキングモジュール２０’は、センサ２４の外径とケーブル４２、すなわちより小さなケーブルとの間の比が大きいセンサアレイ２２に対してより適切であり得る。
【0058】
保持リーフ構成３２’が、トレイ３０’の外周に近接して配置され、各リーフ３４’が、図１～図３に示されるリーフ３４と比較してより大きな外周を有するので、より少ない保持リーフ３４’を設けてもよい。例えば、１０枚未満の保持リーフ３４’を設けてもよい。保持リーフ３４’の数は、センサアレイ２２’のサイズに依存し、特定の用途のために１０枚を超える保持リーフ３４’を設けてもよい。トレイ３０’は、センサ２４’を支持するように構成され、保持リーフ構成３２’は、ケーブル４２’をセンサ２４’とは別に保持するように構成される。パッキングモジュール２０’において、トレイ３０’の外壁３０ｂは、図１～図３に示されるように、パッキングモジュール２０’の外周を形成してもよく、又は、保持リーフ構成３２’の最も外側のリーフ３４ｃが、パッキングモジュール２０’の外周を形成してもよい。外壁３０ｂ又は最も外側のリーフ３４ｃのいずれかが、図５～図７に示される連結タブ５４を含み得る。
【0059】
パッキングモジュール２０’のパッキングは、センサ２４’がトレイ３０’に別々に連続して配置されるという点で、パッキングモジュール２０のパッキング方法と同様に実行され得る。第１のセンサ２４’がトレイ３０’の内部キャビティ４６’に配置され、ケーブル４２’の一部が保持リーフ構成３４’の最も内側のリーフ３４ｄに配置され、別のセンサ２４’が内部キャビティ４６’に配置され、センサアレイ２２’及びケーブル４２’全体がパッキングモジュール２０’に収容されるまで、ステップが繰り返される。組み立てられたパッキングモジュール２０’では、センサ２４’が内部キャビティ４６’内に一緒にパッケージングされ、ケーブル４２’がパッキングされたセンサ２４’を取り囲んでおり、センサ２４がケーブル４２を取り囲むパッキングモジュール２０とは対照的である。パッキングモジュール２０’の展開は、センサ２４’が内部キャビティ４６’から展開されるという点で、パッキングモジュール２０の展開方法と同様に実行してもよく、別のセンサ２４’が内部キャビティ４６’から展開されるまで、全てのセンサ２４’及びケーブル４２’全体がパッキングモジュール２０’から外れる（displaced）まで、ケーブル４２’の一部が、保持リーフ構成３４’から巻き付け解除され、保持リーフ構成３４’から取り外される。
【0060】
パッキングモジュール２０’は、パッキングモジュール２０の軸線方向スロット５０と同様の軸線方向スロット５０’を含むことができ、ケーブル４２’が保持リーフ構成３２’に保持されているときにケーブル４２’へのアクセスを可能にするためにケーブル４２’に対して開いている。軸線方向スロット５０’は、保持リーフ構成３２’を通って内部キャビティ４６’まで延び、軸線方向スロット５０’がパッキングモジュール２０’の中心軸線４０’に向けて内向きにテーパが付けられるように、テーパ形状を有することができる。パッキングモジュール２０’は、それぞれトレイ３０’及び保持リーフ構成３２’を含む複数のサブモジュール２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’が軸線方向に積み重ねられてパッキングモジュール２０’を形成するように、モジュール式であり得る。例示的な実施形態では、パッキングモジュール２０’は円筒形であってもよく、サブモジュール２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’は垂直方向に積み重ねてもよい。最上部のサブモジュール２０ｃ’は、パッキングモジュール２０’を展開装置又はプラットフォームに接続するために使用されるカバープレート６０’に固定することができる。
【0061】
ここで図１２及び図１３を参照すると、パッキングモジュール２０、２０’の例示的な用途が示されている。図１２は、航空機として示されるプラットフォーム６２から展開されるパッキングモジュール２０、２０’を示す。他の例示的なアプリケーションでは、プラットフォーム６２は、船舶又は陸上車両であってもよい。パッキングモジュール２０、２０’は、プラットフォーム６２から展開されるソノブイ６４内に配置され得る。図１３は、展開されるセンサアレイ２２が船舶６６から展開された後の状態を示している。センサアレイ２２は水中聴音器ラインアレイであってもよい。センサアレイ２２は、パッキングモジュール２０、２０’から展開され、ケーブル４２によって接続されたセンサ２４を含む。
【0062】
例示的なアプリケーションでは、センサアレイ２２のその後の展開の前に、パッキングモジュール２０、２０’を含むソノブイ６４が、図１２に示される航空機等のプラットフォーム６２によって水６６に向けて展開される。パッキングモジュール２０、２０’の展開が船舶６４から発生する場合の船舶６４、又はソノブイ６４の浮力部分は、水面６６に留まり、ソノブイ６４の重量部分６８は、センサアレイ２２を展開するために下方に変位して移動し、パッキングモジュール２０、２０’が展開中に垂直向きになる。センサアレイ２２は、パッキングモジュール２０、２０’から展開された後、意図した用途のために動作可能である。
【0063】
ここで図１４を参照すると、ケーブルによって接続された複数のセンサを有する水中聴音器ラインアレイ等のセンサアレイをパッキング及び展開する方法７０を示すフローチャートが示される。方法７０は、本明細書に記載され、図１～図１１のいずれかに示されるパッキングモジュール２０、２０’を使用して実行され得る。方法７０のステップ７２は、複数のセンサ２４、２４’を支持するように構成されたトレイ３０、３０’に複数のセンサ２４、２４’を別々に連続して配置するステップを含む。この方法のステップ７４は、複数のセンサ２４、２４’のうちのいつのセンサを配置するたびに、トレイ３０、３０’から外向きに延びる又はトレイ３０、３０’に対して垂直に延びる保持リーフ構成３２、３２’にケーブル４２、４２’を挿入するステップを含む。ステップ７４は、入れ子にされた複数のリーフ３４、３４’の周りにケーブル４２、４２’を順次巻き付けるステップを含むことができる。
【0064】
方法７０のステップ７６は、複数のトレイ３０、３０’を軸線方向に積み重ねるステップを含み、複数のトレイのそれぞれが、異なるサブモジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’のトレイ３０、３０’等、複数のセンサ２４、２４’のセットを支持する。方法７０のステップ７８は、可撓性連結タブ５４を介して隣接するトレイ３０、３０’を連結するステップを含む。方法７０のステップ８０は、センサアレイ２２、２２’を展開するステップを含む。ステップ８０は、複数のセンサ２４、２４’の全て及びケーブル４２、４２’全体がトレイ３０、３０’から完全に外される（displaced）まで、複数のセンサ２４、２４’のうちの１つを交互に解放し、保持リーフ構成３２、３２’からケーブル４２、４２’を取り外すステップを含む。
【0065】
本発明について、特定の好ましい１つ又は複数の実施形態に関して示し、説明してきたが、本明細書及び添付の図面を読んで理解することにより、同等の変更及び修正が当業者に想起されることは明らかである。特に、上記の要素（コンポーネント、アセンブリ、装置、組成物等）によって実行される様々な機能に関して、そのような要素を説明するために使用される用語（「手段」への言及を含む）は、本明細書に示した本発明の例示的な１つ又は複数の実施形態で機能を実行する開示した構造と構造的に同等ではないが、特に断りのない限り、説明した要素の特定の機能を実行する（すなわち、機能的に同等である）任意の要素に対応することを意図している。また、本発明の特定の特徴は、いくつかの例示した実施形態のうちの１つ又は複数のみに関して上で説明したものであり得るが、そのような特徴は、所与の又は特定のアプリケーションについて望ましく有利となり得るように、他の実施形態の１つ又は複数の他の特徴と組み合わしてもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】