JP2016069968A - 遠隔操作無人探査機用コアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正常時に、海底地盤からコアを確実に採取でき、異常時に、ＲＯＶ及びコアリング装置を回収できるＲＯＶ用コアリング装置を提供する。【解決手段】ＲＯＶに装着し、海底地盤からコアを採取するコアリング装置１２は、ＲＯＶに装着する枠体１４に、底面に対し接離動可能の回転駆動モータに連結したドライブスピンドル３０と、ドライブスピンドル３０に所定力以上の引張力で解除可能に連結し、前記海底地盤を掘削して前記コアを採取するコアバレル４０と、前記回転駆動モータとコアバレル１４とを把持する把持部材７０と、コアバレル４０で前記掘削孔を掘削するとき、前記回転駆動モータを把持した把持部材を枠体１４の底面側に移動し、前記掘削孔からコアバレル４０を前記引張力以上の力で引き抜くとき、コアバレル４０を把持する把持部材７０を枠体１４の上面側に移動する移動装置６０を具備する。【選択図】 図２

Description

本発明は、水中を移動可能の遠隔操作無人探査機に装着され、海底地盤を掘削してサンプリング用のコアを確実に且つ安全に採取できる遠隔操作無人探査機用コアリング装置に関するものである。

海底面下の鉱物資源の賦在量や品位等を調べるには、所定箇所の海底地盤のサンプリングを採取することが必要である。このような海底調査用として、下記特許文献１に、水中を移動可能の遠隔操作無人探査機（Remote Operated Vehicle:以下、Ｒ０Ｖという）に装着され、海底地盤を掘削してサンプリング用のコアを採取するＲＯＶ用コアリング装置が記載されている。このＲＯＶ用コアリング装置は、二本の油圧昇降シンリンダー装置で昇降されるベース部材に載置された油圧モータで回転駆動されるスピンドルにコアバレルが連結され、ＲＯＶから供給される油圧動力及び電力で駆動されることが記載されている。

特表２０１１−５１０１８８号公報

特許文献１に記載されたＲＯＶ用コアリング装置は、海底に着底したＲＯＶ用コアリング装置の二本の油圧昇降シリンダ装置で油圧モータ及びスピンドルが搭載されているベース部材を降下しつつ、油圧モータで回転しているスピンドルに連結したコアバレルで海底地盤を掘削し、サンプル用コアをコアバレル内に採取する。サンプル用コアの採取が完了すると、ベース部材を二本の油圧昇降シリンダ装置で上昇し、掘削孔からサンプル用コアを収納したコアバレルを引き抜き本体内に回収した後、ＲＯＶ用コアリング装置をＲＯＶと共に浮上させる。このようなＲＯＶ用コアリング装置によれば、複雑な海底地形でサンプリング用のコアを簡単に採取できる。

ＲＯＶ用コアリング装置のスピンドルとコアバレルとは、螺着することにより、両者を簡単に且つ確実に連結できる。しかし、コアバレルの着脱の際に、両者の一方を把持しつつ他方を所定方向に回転しなければならず、コアバレルの交換作業等が複雑化する。また、コアバレルで海底地盤を掘削中にＲＯＶの故障や事故等で突然の停電等の異常事態が発生した場合、コアバレルを掘削孔から引き抜いてＲＯＶ用コアリング装置をＲＯＶと共に引き上げて回収することを要するが、コアバレルを掘削孔から引き抜くために必要とする力がＲＯＶの引上げる最大許容力よりも大きいとき、ＲＯＶ自体が海底に拘束されて回収が困難となるおそれがある。このような事態を避けるべく、停電等の異常事態が発生したとき、ドライブスピンドルとコアバレルとを切り離すことができる安全装置を装着することが考えられるが、ＲＯＶ用コアリング装置が複雑化・大型化する。

本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、複雑化・大型化することなく、正常時に、海底地盤からサンプル用コアを確実に採取でき、停電等の異常時には、コアリング装置の主要部を確実に回収できるＲＯＶ用コアリング装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた本発明に係るＲＯＶ用コアリング装置は、水中を移動可能のＲＯＶに装着され、海底地盤を掘削してサンプリング用のコアを採取するコアリング装置であって、前記ＲＯＶに装着される枠体に、その底面に対して接離動可能に設けられた回転駆動モータと、前記回転駆動モータと共に移動可能に設けられ、前記回転駆動モータからの駆動力で回転するドライブスピンドルと、前記ドライブスピンドルと所定力以上の引張力で解除可能に連結されて回転し、先端部に装着されたビットで前記海底地盤に掘削孔を掘削して前記コアを採取するコアバレルと、前記回転駆動モータと前記掘削孔から露出する前記コアバレルの露出面とを把持可能に設けられた把持部材と、前記コアバレルで前記掘削孔を掘削するとき、前記回転駆動モータを把持した前記把持部材を前記枠体の海底側に移動し、前記掘削孔から前記コアバレルを前記引張力以上の力で引き抜くとき、前記コアバレルの前記露出面を把持する前記把持部を前記枠体の上面側に移動する移動装置とが設けられていることを特徴とするものである。

前記ドライブスピンドルが、前記回転駆動モータに一体に連結されており、前記ドライブスピンドルの連結部と連結される前記コアバレルの後端部には、前記ドライブスピンドルの連結部に設けられた複数の突起が挿入される複数のスリットが形成され、且つ前記ドライブスピンドルの連結部には、前記スリットよりも前記ビット側の周面を所定圧力で押圧して連結する複数のボールプランジャーが設けられていることにより、ドライブスピンドルとコアバレルとの着脱を簡単に行うことができる。

前記ボールプランジャーとしては、前記ドライブスピンドルの前記連結部の周面に開口された穿設孔と、前記穿設孔から一部突出するように挿入されたボールと、前記穿設孔内に挿入され、前記ボールを前記コアバレルの前記後端部の壁面を所定圧力で押圧する方向に付勢する付勢部材とが設けられているものを好適に用いることができる。

前記回転駆動モータは、前記枠体の海底側から上面側に亘って設けられたガイドに沿ってスライド可能に設けられたベース部材に装着され、前記移動装置として、前記ベース部材よりも下方に前記ガイドに沿ってスライド可能に設けられ、前記把持部材が装着された可動板と、前記枠体に装着され、前記可動板を前記枠体の底面に対して接離動自在に移動する移動用シリンダ装置とを具備するものが好適である。

前記把持部材が、一対の把持用シリンダ装置であり、前記一対の把持用シリンダ装置は、その間に前記回転駆動モータのハウジングと前記コアバレルの前記露出面との各所定位置を把持できるように対向して設けられているものであることが、回転駆動モータ及びコアバレルの把持を簡単に行うことができ好ましい。

前記回転駆動モータとしては、油圧モータを好適に用いることができる。

本発明のＲＯＶ用コアリング装置では、海底地盤を掘削中に停電等の異常事態が発生したＲＯＶの回収の際に、コアバレルに所定以上の引張力が作用すると、ドライブスピンドルとの連結を簡単に解除でき、コアバレルから切り離されたコアリング装置をＲＯＶと共に引き上げて回収できる。また、ＲＯＶの引き上げのとき、コアバレルに作用する引張力が所定値未満である場合、コアバレルがドライブスピンドルと連結された状態でコアリング装置をＲＯＶと共に引き上げて回収できる。

ＲＯＶが正常状態であって、掘削が正常に完了した掘削孔からコアバレルを引く抜くとき、掘削孔から露出するコアバレルの露出面を把持する把持部材を移動装置で上方に移動することにより、コアバレルにドライブスピンドルとの連結解除の引張力以上の力を加えつつ、両者の連結状態を保持してコアバレルを掘削孔から確実に引き抜くことができ、海底地盤からサンプル用コアを確実に採取できる。

本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置を含むコアリングシステムの概略図である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置の一例を示す斜視図である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置に用いられるドライブスピンドルの正面図及び縦断面図である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置に用いられるコアバレルの部分断面図及び拡大部分断面である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置に用いられる油圧モータ、ドライブスピンドル及びコアバレルが連結された状態を示す部分斜視図及び部分断面図である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置の油圧モータ及びドライブスピンドルの斜視図である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置の把持部材で把持される箇所を示す油圧モータ及びドライブスピンドルの正面図である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置に用いられる一対の把持用シリンダ装置が搭載された可動板と、この可動板を上下方向に移動する移動用シリンダ装置とを示す斜視図である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置を用いて海底地盤を掘削する掘削工程を説明する工程図である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置を用いて海底地盤を掘削した掘削孔からコアバレルを引き抜く引抜き工程を説明する工程図である。 本発明を適用するＲＯＶ用コアリング装置の他の例を示す正面図である。

以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。

本発明のＲＯＶ用コアリング装置を用いて海底地盤からサンプリング用のコアを採取するコアリングシステムの一例を図１に示す。図１では、海上の船舶ＳとケーブルＣを介して連結されているＲＯＶ１０にＲＯＶ用コアリング装置１２（以下、コアリング装置１２という）が装着されている。ケーブルＣ内には、船舶ＳからＲＯＶ１０及びコアリング装置１２に電力を供給する電線とＲＯＶ１０及びコアリング装置１２を制御する光ファイバーとが内装されている。ＲＯＶ１０は、駆動推進装置を備えており、船舶Ｓからの指令で海中や海底を移動できる。図１に示すように海底の所定位置に着底したＲＯＶ１０は、船舶Ｓからの指令でコアリング装置１２を用いて所望の海底地盤を掘削し、サンプル用のコアを採取する。

コアリング装置１２は、図２に示すようにＲＯＶ１０に接続される枠体１４内に、回転駆動モータとして、ＲＯＶ１０から供給される油圧で駆動される油圧モータ２０と、その回転軸に連結されたドライブスピンドル３０と、コアバレル４０とが連結されて上下動可能に設けられている。枠体１４は、アルミニウム製の４本の柱状体１４ａが上板１４ｂと下板１４ｃとの間に架け渡されて形成されている。４本の柱状体１４ａは、ベース部材２２のガイドも兼ねている。上板１４ｂには、油圧モータ２０が通過可能の貫通孔が形成され、下板１４ｃにも、コアバレル４０が通過可能の貫通孔が形成されている。また、枠体１４内に装着された移動装置６０の移動用シリンダ装置６０ａで上下動可能に設けられた可動板６０ｂに、コアバレル４０を通過可能とする貫通孔が形成されており、把持部材７０が搭載されている。把持部材７０は、油圧モータ２０の所定箇所と可動板６０ｂの貫通孔を通過したコアバレル４０の所定箇所とを把持する。

このように油圧モータ２０の回転軸に連結されるドライブスピンドル３０は、図３（ａ）の正面図及び図３（ｂ）の縦断面図に示すように油圧モータ２０の回転軸に連結される回転軸連結部３２とコアバレル４０の後端部が外挿されて係止される係止部３４とから構成される。回転軸連結部３２は、その端面に油圧モータ２０の回転軸が挿入される挿入孔３２ａが開口され、この挿入孔３２ａの内壁面に先端が突出する複数のセットピン３２ｂが等間隔で設けられている。また、係止部３４は、その端面に挿入孔３２ａに連通されている連通孔３４ａが開口され、外挿されたコアバレル４０の後端部にドライブスピンドル３０の回転力を伝達する複数の回転伝達ピン３４ｂが等間隔で設けられている。この回転伝達ピン３４ｂの各先端部は、係止部３４の周面から突出している。更に、回転伝達ピン３４ｂよりも係止部３４の端面側の周面に、外挿されたコアバレル４０の後端部よりもビット側の内壁面を所定圧力で押圧する複数個のボールプランジャー３６が等間隔で設けられている。ボールプランジャー３６は、係止部３４の壁部を貫通する貫通孔内に装着されており、ボール３６ａが貫通内に螺着された筒体３６ｂ内に挿入され、付勢部材としてのバネ３６ｃによりコアバレル４０の後端部のビット側内壁面を押圧し、コアバレル４０を係止する。ボール３６ａは、筒体３６ｂの先端部が加締められており、筒体３６ｂから抜け出ることはない。また、ボール３６ａのバネ３６ｃによる押圧力は、バネ３６ｃの弾発力を調整して行うことができる。尚、ボールプランジャー３６は市販されているものを用いることができる。

ドライブスピンドル３０に係止されるコアバレル４０は、図４に示すように筒状本体４２の先端部４４の先端縁に海底地盤を掘削する複数のビット４４ａが設けられている。この先端部４４は、その部分拡大図に示すように多重構造であり、最内壁面が先端側方向に次第に縮径するテーパ面４４ｂに形成されている。このテーパ面４４ｂに沿って移動可能となるように筒体４４ｃが遊嵌されている。筒体４４ｃは、内周面に複数本の凹溝がリング状に形成されており、割れ目４４ｄが長手方向に形成されている。筒体４４ｃに先端部４４の先端方向への力が作用すると、筒体４４ｃは先端部４４のテーパ面４４ｂの内壁面に沿って次第に割れ目４４ｄの幅が縮んで縮径されつつ、先端部４４の先端方向にスライドする。

また、筒状本体４２の後端部４６は、ドライブスピンドル３０の係止部３４に外挿されて、ドライブスピンドル３０と連結される部分である。この後端部４６には、その端縁に開口され長手方向に延びる複数本のスリット４６ａが、端縁に沿って等間隔で形成されている。スリット４６ａは、ドライブスピンドル３０の回転伝達ピン３４ｂが挿入される部分である。更に、スリット４６ａよりもビット４４ａ側の後端部４６の内壁面には、内凹溝４６ｂが形成されている。内凹溝４６ｂは、ドライブスピンドル３０に設けられたボールプランジャー３６のボール３６ａが挿入される部分である。内凹溝４６ｂよりもビット４４ａ側の後端部４６の外周面に、外凹溝４６ｃが形成されている。この外凹溝４６ｃは、把持部材７０で把持される部分である。

図３に示すドライブスピンドル３０の係止部３４に、図４に示すコアバレル４０の後端部４６を外挿して両者を連結した状態を図５（ａ）に示す。コアバレル４０の後端部４６のスリット４６ａの各々に、ドライブスピンドル３０の回転伝達ピン３４ｂが挿入され、ドライブスピンドル３０の回転力をコアバレル４０に伝達する。また、コアバレル４０の後端部４６は、図５（ｂ）に示すように、その内壁面に形成した内凹溝４６ｂに入り込んだドライブスピンドル３０のボール３６ａで押圧されて、ドライブスピンドル３０の係止部３４に係止されている。このようなドライブスピンドル３０とコアバレル４０との係止状態は、コアバレル４０に所定の引張力が作用したとき解除されるように、ボールプランジャー３６のボール３６ａのバネ３６ｃの弾発力やボールプランジャー３６の設置数を調整する。例えば、停電等が発生したＲＯＶ１０の引上げ最大許容力以下の引張力がコアバレル４０に作用したとき、両者の係止が解除されるように調整することが好ましい。この係止状態を解除する引張力としては、１００ｋｇ程度とすることが好ましい。尚、コアバレル４０の後端部４６の下端側の外周面に形成された外凹溝４６ｃは、把持部材７０で把持される部分である。

このようにコアバレル４０と連結されたドライブスピンドル３０は、油圧モータ２０に連結されて、図２に示す枠体１４内に上下動可能に設けられている。ドライブスピンドル３０に連結された油圧モータ２０は、図６に示すようにベース部材２２に搭載されている。この油圧モータ２０のハウジングには、コアバレル４０内の水を排出する排出口（図示せず）も開口されている。この排出口は、掘削時にビット４４ａの冷却水がコアバレル４０内を通過して排出されるためのものである。このような油圧モータ２０の回転軸（図示せず）にドライブスピンドル３０が連結されて一体化されている。また、ベース部材２２は、その側面に設けられている案内部材２２ａが、ガイドとしての役割を兼ねている枠体１４の４本の柱状体１４ａの各々にスライド可能に嵌められている。従って、ベース部材２２に搭載された油圧モータ２０は、ドライブスピンドル３０及びコアバレル４０と一緒にベース部材２２のスライドに伴って柱状体１４ａに沿ってスライド可能である。ドライブスピンドル３０との連結部近傍に、図７に示すように凹溝２０ａが設けられている。凹溝２０ａが設けられた部分は、油圧モータ２０のハウジングを形成する部分であって、回転軸のハウジング部分である。この凹溝２０ａは、図２に示す把持部材７０で把持される部分である。

油圧モータ２０、ドライブスピンドル３０及びコアバレル４０を柱状体１４ａに沿って移動する移動装置６０を図８に示す。移動装置６０は、下端の固定端６０ｅが下板１４ｃに装着され、上端がストッパ板６０ｃに装着されている一対の移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａと、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａの可動部に装着された長方形状の可動板６０ｂとを具備する。可動板６０ｂの長手方向の両側面の各々に設けられた案内部材６０ｄは、ガイドとしての役割を兼ねている４本の柱状体１４ａにスライド可能に嵌っている。この可動板６０ｂに形成された、コアバレル４０及びドライブスピンドル３０が挿通される貫通孔を囲むように円筒体７０ｂが配設されている。更に、円筒体７０ｂを挟み込むように把持部材７０としての一対の把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａが配設されている。把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａの各先端部は、円筒体７０ｂ内に挿通されたコアバレル４０の外凹溝４６ｃ又は油圧モータ２０のハウジングの凹溝２０ａを把持するように、円筒体７０ｂの内壁面に開口された開口部７０ｃから突出する。尚、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａ及び把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａは油圧で駆動される。

図２に示すように枠体１４の下板１４ｃの貫通孔及び可動板６０ｂの貫通孔を通過したコアバレル４０と連結されたドライブスピンドル３０及び油圧モータ２０を、上板１４ｂ側から下板１４ｃ側に移動するとき、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａを駆動し、把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａが搭載されている可動板６０ｂを油圧モータ２０のハウジングの凹溝２０ａの位置まで移動する。次いで、把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａを駆動して凹溝２０ａを把持した後、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａを駆動して可動板６０ｂを下板１４ｃ方向に移動する。

また、油圧モータ２０、ドライブスピンドル３０及びコアバレル４０を、油圧モータ２０の凹溝２０ａを把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａで把持した状態で下板１４ｃ側から上板１４ｂ側に移動するとき、把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａによる凹溝２０ａの把持を解除した後、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａを駆動し、可動板６０ｂをコアバレル４０の後端部４６の外凹溝４６ｃまで下板１４ｃ側に移動する。次いで、把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａを駆動してコアバレル４０の後端部４６の外凹溝４６ｃを把持した後、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａを駆動して可動板６０ｂを上板１４ｂ側に移動する。このようにして油圧モータ２０、ドライブスピンドル３０及びコアバレル４０を下板１４ｃ側から上板１４ｂ側に移動する際に、コアバレル４０にボールプランジャー３６のボール３６ａの押圧力以上の引張力が作用しても、コアバレル４０がドライブスピンドル３０から外れることを防止できる。

図１〜図８に示すコアリング装置１２を用いて海底地盤からサンプル用コアを採取する採取方法を図９及び図１０に示す。図９及び図１０に示すドライブスピンドル３０とコアバレル４０との連結は、コアバレル４０に１００ｋｇの引張力が作用したとき解除されるように、ボールプランジャー３６の設置数やボール３６ａを弾発するバネ３６ｃの弾発力で調整している。図１に示すようにＲＯＶ１０が海底に着底したコアリング装置１２は、図９（ａ）に示すように油圧モータ２０の凹溝２０ａを把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａで把持した状態で移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａを駆動し、可動板６０ｂを上限まで上昇する。次いで、図９（ｂ）のように油圧モータ２０を駆動してドライブスピンドル３０及びコアバレル４０を所定回転数で回転しつつ、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａを駆動し、可動板６０ｂを下板１４ｃ側に降下して海底地盤８０をコアバレル４０のビット４４ａで掘削する。海底地盤８０を掘削しつつ、コアバレル４０内にサンプル用のコアを採取する。図９（ｃ）に示すように海底地盤８０を所定深さ掘削したとき、掘削は終了し、油圧モータ２０の駆動を停止する。このように海底地盤８０を掘削する際には、コアバレル４０に１００ｋｇ以上の引張力が作用することがなく、ドライブスピンドルと切り離されることはない。

海底地盤８０の掘削が終了し、油圧モータ２０の駆動を停止したときは、把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａによる油圧モータ２０の凹溝２０ａの把持を解除し、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａを駆動して、図１０（ａ）に示すように可動板６０ｂを所定位置まで降下する。この降下は可動板６０ｂの位置をセンサー或いはカメラ映像等で検出して外凹溝４６ｃの高さに合わせて停止する。降下した可動板６０ｂに載置されている把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａでコアバレル４０の後端部４６の外凹溝４６ｃを把持する。次いで、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａを駆動して、可動板６０ｂを上板１４ｂ方向に移動し、掘削孔からコアバレル４０を引き抜く。この際に、把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａで把持されているコアバレル４０に作用する引張力により、筒状本体４２が上方に移動しつつ、先端部４４内に遊嵌されている筒体４４ｃは、収容しているコアごと先端部４４の内壁面に形成されたテーパ面４４ｂに乗り上げ、割れ目４４ｄが幅狭となって縮径され、コアが海底地盤８０から切り離される。このようなコアバレル４０の掘削孔８２からの引抜きでは、コアバレル４０に約１トンにも及ぶ引張力が作用する。この引張力は、コアバレル４０を把持する把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａで対応でき、ボールプランジャー３６によるドライブスピンドル３０との連結部に１００ｋｇ以上の引張力が作用せず、コアバレル４０はドライブスピンドル３０から切り離されることを防止できる。

その後、コアを収容したコアバレル４０を、図１０（ａ）に示すように枠体１４内に引き上げた後、把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａの把持を解除し、移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａを駆動して、図１０（ｂ）に示すように可動板６０ｂを下限まで降下し、コアリングを終了する。コアリングを終了したコアリング装置１２は、ＲＯＶ１０と共に浮上し船舶Ｓに回収し、ドライブスピンドル３０から切り離したコアバレル４０内のコアを回収する。

ここで、図９（ｃ）に示すように海底地盤８０の掘削の途中、或いは図１０（ａ）に示すように掘削が完了した掘削孔からのコアバレル４０の引抜き前に、ＲＯＶ１０に停電等の事故が発生し、油圧が喪失した場合、油圧モータ２０及び移動用シリンダ装置６０ａ，６０ａが停止し、把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａによるコアバレル４０の把持も解除される。このような事態では、コアバレル４０はボールプランジャー３６のみでドライブスピンドル３０と連結されており、掘削孔８２からコアバレル４０を引き抜くことはできないが、ＲＯＶ１０を引き上げることのできる引上げ力でドライブスピンドル３０がコアバレル４０から切り離され、コアバレル４０を除くコアリング装置１２をＲＯＶ１０と共に回収できる。尚、図９（ａ）に示すように掘削開始前や図１０（ｂ）に示すように掘削が完了し、掘削孔８２からコアバレル４０を引き抜いたときに、ＲＯＶ１０に停電等が発生した場合は、コアバレル４０はボールプランジャー３６のみでドライブスピンドル３０と連結されている状態で、ＲＯＶ１０と共に引き上げて回収できる。

図２〜図１０に示すコアリング装置１２は、単一のコアバレル４０が搭載されたものを示したが、図１１に示すように複数のコアバレル４０が収容されたコアリング装置１２であってもよい。図１１に示すコアリング装置１２は、枠体１４に一端が固定されたマガジン駆動シリンダ装置９０で左右方向に移動するマガジン９２に複数本のコアバレル４０が収容される。図１１に示すマガジン９２の第１収容部９２ａには、空の二本のコアバレル４０が収容されており、可動板６０ｂに搭載された把持用シリンダ装置７０ａ，７０ａで把持された油圧モータ２０に連結されたドライブスピンドル３０に、海底地盤８０の掘削を行うコアバレル４０が連結されている。ドライブスピンドル３０とコアバレル４０との連結はボールプランジャー３６でなされている。海底地盤８０の掘削を図９に示すと同様に行った後、図１０に示すと同様にして掘削孔８２からのコアバレル４０を抜き取る。掘削孔８２から抜き取られたコアバレル４０は、マガジン９２の第２収容部９２ｂに収容する。

マガジン９２の第１収容部９２ａに収容されている空のコアバレル４０は、ＲＯＶ１０で移動した次の掘削地点の掘削に用いられる。このように図１１に示すコアリング装置１２によれば、ＲＯＶ１０の一度の潜水で複数個所の海底地盤８０のサンプリング用のコアを採取できる。

これまでの説明では、ボールプランジャー３６は、図３に示すようにコアバレル４０の後端部４６の内壁面を押圧するようにドライブスピンドル３０の外周面からボール３６ａが突出するように設けられていた。このボールプランジャー３６を、コアバレル４０の後端部４６をドライブスピンドル３０内に内挿可能とし、内挿されたコアバレル４０の後端部４６の外周面をボール３６ａで押圧するようにボールプランジャー３６をドライブスピンドル３０に設けてもよい。

以上、説明してきたＲＯＶ用コアリング装置１２は、ＲＯＶ１０に装着して海底地盤８０のサンプリング用のコアを簡単に採取できる。また、停電等の事故や故障が発生したＲＯＶ１０を引き上げるとき、ＲＯＶ１０の引上げ力で掘削孔８２からコアバレル４０を抜き出すことができない場合であっても、コアバレル４０を切り離して、ＲＯＶ１０及びコアバレル４０を除くコアリング装置１２を引き上げることができる。

本発明に係るＲＯＶ用コアリング装置は、ＲＯＶに装着して海底地盤のサンプリング用のコアを簡単に且つ安全に採取できる。

１０：ＲＯＶ、１２：コアリング装置、１４：枠体、１４ａ：柱状体、１４ｂ：上板、１４ｃ：下板、２０：油圧モータ、２０ａ：凹溝、２２：ベース部材、２２ａ：案内部材、３０：ドライブスピンドル、３２：回転軸連結部、３２ａ：挿入孔、３２ｂ：セットピン、３４：係止部、３４ａ：連通孔、３４ｂ：回転伝達ピン、３６：ボールプランジャー、３６ａ：ボール、３６ｂ：筒体、３６ｃ：バネ、４０：コアバレル、４２：筒状本体、４４：先端部、４４ａ：ビット、４４ｂ：テーパ面、４４ｃ：筒体、４４ｄ：割れ目、４６：後端部、４６ａ：スリット、４６ｂ：内凹溝、４６ｃ：外凹溝、６０：移動装置、６０ａ：移動用シリンダ装置、６０ｂ：可動板、６０ｃ：ストッパ板、６０ｄ：案内部材、６０ｅ：固定端、７０：把持部材、７０ａ：把持用シリンダ装置、７０ｂ：円筒体、７０ｃ：開口部、８０：海底地盤、８２：掘削孔、９０：マガジン駆動シリンダ装置、９２：マガジン、９２ａ：第１収容部、９２ｂ：第２収容部、Ｃ：ケーブル、Ｓ：船舶

Claims (6)

1. 水中を移動可能の遠隔操作無人探査機に装着され、海底地盤を掘削してサンプリング用のコアを採取するコアリング装置であって、
   前記遠隔操作無人探査機に装着される枠体に、その底面に対して接離動可能に設けられた回転駆動モータと、
   前記回転駆動モータと共に移動可能に設けられ、前記回転駆動モータからの駆動力で回転するドライブスピンドルと、
   前記ドライブスピンドルと所定力以上の引張力で解除可能に連結されて回転し、先端部に装着されたビットで前記海底地盤に掘削孔を掘削して前記コアを採取するコアバレルと、
   前記回転駆動モータと前記掘削孔から露出する前記コアバレルの露出面とを把持する把持部材と、
   前記コアバレルで前記掘削孔を掘削するとき、前記回転駆動モータを把持した前記把持部材を前記枠体の海底側に移動し、前記掘削孔から前記コアバレルを前記引張力以上の力で引き抜くとき、前記コアバレルの前記露出面を把持する前記把持部を前記枠体の上面側に移動する移動装置とが設けられていることを特徴とする遠隔操作無人探査機用コアリング装置。
2. 前記ドライブスピンドルが、前記回転駆動モータに一体に連結されており、前記ドライブスピンドルの連結部と連結される前記コアバレルの後端部には、前記ドライブスピンドルの連結部に設けられた複数の突起が挿入される複数のスリットが形成され、
   且つ前記ドライブスピンドルの連結部には、前記スリットよりも前記ビット側の周面を所定圧力で押圧して連結する複数のボールプランジャーが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の遠隔操作無人探査機用コアリング装置。
3. 前記ボールプランジャーは、前記ドライブスピンドルの前記連結部の周面に開口された穿設孔と、前記穿設孔から一部突出するように挿入されたボールと、前記穿設孔内に挿入され、前記ボールを前記コアバレルの前記後端部の壁面を所定圧力で押圧する方向に付勢する付勢部材とが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の遠隔操作無人探査機用コアリング装置。
4. 前記回転駆動モータは、前記枠体の海底側から上面側に亘って設けられたガイドに沿ってスライド可能に設けられたベース部材に装着され、
   前記移動装置は、前記ベース部材よりも下方に前記ガイドに沿ってスライド可能に設けられ、前記把持部材が装着された可動板と、前記枠体に装着され、前記可動板を前記枠体の底面に対して接離動自在に移動する移動用シリンダ装置とを具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遠隔操作無人探査機用コアリング装置。
5. 前記把持部材が、一対の把持用シリンダ装置であり、前記一対の把持用シリンダ装置は、その間に前記回転駆動モータのハウジングと前記コアバレルの前記露出面との各所定位置を把持できるように対向して設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の遠隔操作無人探査機用コアリング装置。
6. 前記回転駆動モータが油圧モータであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の遠隔操作無人探査機用コアリング装置。

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