JP7323815B2 - 錘切り離し装置 - Google Patents
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Description
ガラス球フロートはその浮力を用いて、主に小型の水中観測機体などを浮上させる目的で使用される。一般にこの役割のための構成としては、上からガラス球フロート、観測機体、切り離し装置、錘の順で連結される。本実施例では観測機体を省略し、ガラス球フロートに直接切り離し装置を介して錘を吊り下げた実施例を、図10を用いて以下に説明する。既に述べてきたように、観測等が終了した際には、データ回収等のために観測機体から錘を切り離す作業が必要となる。ここでは13インチの耐圧中空ガラス球3個をチェーンで連結し、ガラス球フロート201とした。13インチ中空ガラス球の海中での浮力は1球当たり約10kgあり、3球で30kgの浮力を有する。観測機体を省略して直接吊り下げた錘202は重量が40kgであり、錘202と前記ガラス球フロート201を切り離し装置203で図10に示すように連結した。切り離し装置には15号(直径0.64mm)のよつ編みポリエチレン糸を用いた。15号のよつ編みポリエチレン糸の標準張力強度(耐荷重性)は80kgである。錘202の重量40kgとガラス球フロート201の浮力30kgとで、よつ編みポリエチレン糸には合計70kgの張力がかかる。従って、よつ編みポリエチレン糸1本のみで直接つないだ場合には、よつ編みポリエチレン糸の張力にはわずか10kgの余裕しかなく、環境変化による追加荷重がかかると容易に糸が切れてしまう状態であったが、図10に示すように係止部材を利用してよつ編みポリエチレン糸をW型で結線し、糸に働く張力を1/4(約18kg)に軽減したところ安定して係留できた。これを水深330mの海底にフリーフォールで設置した後、ガラス球フロート201の回収のため、船上の音響装置から切り離し信号を送ると、中空ガラス球に内蔵されたトランスポンダ(図示せず)から水中ケーブル205を通じて電気ヒーター部204に通電され、電気ヒーター部内部にある電気ヒーターコイルが発熱してよつ編みポリエチレン糸が熱で切断される。船側の音響受信装置とガラス球フロート側の音響受信装置23との距離を観測しているが、実際には通電後約17秒で、ポリエチレン糸が溶断して、錘側プレートと付属部品は錘202側に落下し、ガラス球フロート201が約5分後に海面に浮上し、約5分後にガラス球フロートを回収できた。
図11を用いて以下に説明する。水中観測機体1は、「江戸っ子1号」と命名されている海中・海底探査機で、海底を照明し海底の撮影を主に行う装置である。水中観測機体の目的は、海中の撮影をタイムラプス撮影で実施し魚類や甲殻類の撮影を行い、海底環境の変化をとらえ、環境評価に資する水中観測機体である。13インチの耐圧中空ガラス球3個から構成され、撮影球、照明球及びトランスポンダー球からなる(上部に、GPSなどを内蔵した通信球を接続している)。水中観測機体の浮力は18kg程度を有する。海底に着底した際の回転防止と、集まる生物の測長のため、着底時にアーム22が海底面に接するように構成されている。切り離し装置には15号よつ編みポリエチレン糸を用いた。15号よつ編みポリエチレン糸は標準張力強度(耐荷重性)が80kgであった。錘2の重量は40kgであり、浮力18kgの水中観測機体1により、落下途中の切り離し装置3のよつ編みポリエチレン糸には、合計で58kgの張力がかかる。また、水中観測機体の空中重量は約80kg程度あり、運搬中の接触などによって、切り離し装置3に大きな負荷がかかる可能性がある。よつ編みポリエチレン糸1本のみで直接つないだ場合には、環境変化による追加荷重がかかると容易に切れてしまう状態であったが、図11に示すように係止部材を利用してW型で結線し糸に働く張力を1/4(約15kg)としたところ、安定して係留できた。また、W型結線によるよつ編みポリエチレン糸での連結は、標準張力強度(耐荷重性)の4倍となる320kg程度の負荷力に耐えられるため、水中観測機体の空中重量約80kgが加わっても糸が切れることも切り離し装置が壊れることもなかった。水中観測機体1は、水深6000mの海底にフリーフォールで設置し、3時間の海底観察を実施した。その後、回収のため、船上の音響装置から切り離し信号を送ると、ガラス球に内蔵されたトランスポンダーから水中ケーブル205を通じて電気ヒーター部に通電され、電気ヒーター部内部にある電気ヒーターコイルが発熱してよつ編みポリエチレン糸が熱で切断される。船側の音響受信装置と水中観測機側の音響受信装置23との距離を観測しているが、実際には通電後約17秒で、ポリエチレン糸が溶断して、錘側プレートとその付属部品が海底にある錘2側に落下し、約2時間後に水中観測機体1が海面に浮上し、約20分後に水中観測機体を回収できた。
201 ガラス球フロート
2、102、202 錘
3、103、203 錘切り離し装置
4、104、204 電気ヒーター部
105 カンチレバー
205 水中ケーブル
6,106 熱可塑性樹脂製の糸
7 ガイド支柱
8、208 錘側プレート
9 ガイド支柱用座穴
10 ハウジング下面の係止部材(熱可塑性樹脂製の糸の係止用)
11 錘側プレート上面の係止部材(熱可塑性樹脂製の糸の係止用)
12 錘用リング
13 ナット(係止部材の上下位置調整用)
14 アイボルト
15 熱可塑性樹脂製の糸の固定端部(始点端部及び終点端部)
16 電気ヒーター用端子(コネクタ)
17 電熱線
18 円筒状碍子(中央に収納チューブが通り、真ん中を熱可塑性樹脂製の糸が通る)
19 熱可塑性樹脂製の糸の収納チューブ
20 電気ヒーターコイル
21 絶縁防水シリコーン
22 アーム
23 音響受信装置
Claims (4)
- 浮力を有する水中観測機体に取り付けられた錘を切り離すための錘切り離し装置であって、該錘切り離し装置は、前記水中観測機体に固定されるハウジングと、該ハウジング内を起点端部及び終点端部とする熱可塑性樹脂製の糸と、電気ヒーター部と、錘側プレートと、前記熱可塑性樹脂製の糸の係止部材と、錘吊り下げ用リングからなり、前記熱可塑性樹脂製の糸は、前記ハウジング内の起点端部から第一の電気ヒーター部を通り、前記錘側プレート上面に設けられた前記熱可塑性樹脂製の糸の係止部材に係止し、次いで前記ハウジング内の第二の電気ヒーター部を通って前記ハウジング内の終点端部に戻り、前記錘吊り下げ用リングは錘側プレート下面に固定され、錘が吊り下げられていて、前記電気ヒーター部に通電して前記熱可塑性樹脂製の糸を溶断することのみにより、機械的部材の一切の動作を伴わずに、前記錘が吊り下げられた錘側プレートが切り離されて、前記水中観測機体が浮上するようになっていることを特徴とする錘切り離し装置。
- 浮力を有する水中観測機体に取り付けられた錘を切り離すための錘切り離し装置であって、該錘切り離し装置は、前記水中観測機体に固定されるハウジングと、該ハウジング内を起点端部及び終点端部とする熱可塑性樹脂製の糸と、電気ヒーター部と、錘側プレートと、前記ハウジング下面に設けられた(n-1)個の熱可塑性樹脂製の糸の係止部材と、前記錘側プレート上面に設けられたn個の前記熱可塑性樹脂製の糸の係止部材と(ここで、n≧2)、錘吊り下げ用リングからなり、前記熱可塑性樹脂製の糸は、前記ハウジング内の起点端部から第一の電気ヒーター部を通り、前記錘側プレート上面に設けられた前記熱可塑性樹脂製の糸の係止部材と、前記ハウジング下面に設けられた前記熱可塑性樹脂製の糸の係止部材とを交互に縫うように通され、次いで前記ハウジング内の第二の電気ヒーター部を通って前記ハウジング内の終点端部に戻り、前記錘吊り下げ用リングは錘側プレート下面に固定され、錘が吊り下げられるようになっていて、前記電気ヒーター部に通電して前記熱可塑性樹脂製の糸を溶断することのみにより、機械的部材の一切の動作を伴わずに、前記錘が吊り下げられた錘側プレートが切り離されて、前記水中観測機体が浮上するようになっていることを特徴とする錘切り離し装置。
- 前記ハウジング下面から鉛直方向に2乃至4本のガイド支柱が設けられ、該ガイド支柱はその先端が前記錘側プレート上面の座穴に固定されることなく嵌合していることを特徴とする請求項1乃至2に記載の錘切り離し装置。
- 前記ハウジング下面に設けられた前記熱可塑性樹脂製の糸の係止部材の位置において水平方向と糸のなす角度がsinθ=n/(n+1)を満たすθ±5度の範囲にあることを特徴とする請求項2乃至3に記載の錘切り離し装置(ここで、nは前記錘側プレート上面に設けられた熱可塑性樹脂製の糸の係止部材の数であって、n≧2)。
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