JPH06199282A - 耐水圧浮力材およびその製造方法 - Google Patents
耐水圧浮力材およびその製造方法Info
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- JPH06199282A JPH06199282A JP20873392A JP20873392A JPH06199282A JP H06199282 A JPH06199282 A JP H06199282A JP 20873392 A JP20873392 A JP 20873392A JP 20873392 A JP20873392 A JP 20873392A JP H06199282 A JPH06199282 A JP H06199282A
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- container
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低比重，高強度の耐水圧浮力材を提供する。
【構成】 開口６ａを有し、シンタクチックフォームか
らなる容器６に微小径の中空球７とシリコン油８が充填
されているとともに、開口６ａが合成ゴムを材料とする
キャップ９で密封されてなる耐水圧浮力材である。
らなる容器６に微小径の中空球７とシリコン油８が充填
されているとともに、開口６ａが合成ゴムを材料とする
キャップ９で密封されてなる耐水圧浮力材である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、深海で使用される水中
機器に使用される耐水圧浮力材の構造およびその製造方
法に関するものである。
機器に使用される耐水圧浮力材の構造およびその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の耐水圧浮力材を示す断面図
で、１は樹脂，ガラス，セラミック等よりなる中空球、
２は樹脂からなるバインダーで、中空球１をバインダー
２を用いて固着してなるシンタクチックフォームと呼ば
れる耐水圧浮力材が従来より良く知られている。
で、１は樹脂，ガラス，セラミック等よりなる中空球、
２は樹脂からなるバインダーで、中空球１をバインダー
２を用いて固着してなるシンタクチックフォームと呼ば
れる耐水圧浮力材が従来より良く知られている。
【０００３】しかしながら、バインダー２と中空球１の
圧縮弾性率の違いから、中空球１同士の接触点１ａに応
力が集中するのは避けられず、中空球１の耐水圧強度の
限界状態での耐水圧浮力材の使用は、中空球１に耐水圧
強度の限界以上の圧力がかかり、中空球１およびバイン
ダー２の破壊につながるので、中空球１単独の耐水圧強
度限界まで使用することは不可能であった。
圧縮弾性率の違いから、中空球１同士の接触点１ａに応
力が集中するのは避けられず、中空球１の耐水圧強度の
限界状態での耐水圧浮力材の使用は、中空球１に耐水圧
強度の限界以上の圧力がかかり、中空球１およびバイン
ダー２の破壊につながるので、中空球１単独の耐水圧強
度限界まで使用することは不可能であった。
【０００４】なお、一般に高強度タイプと呼ばれるシン
タクチックフォームでは表１に示す通り比重０．５６程
度が限界だった。
タクチックフォームでは表１に示す通り比重０．５６程
度が限界だった。
【０００５】
【表１】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の耐水圧浮力材では、バインダーと中空球の圧縮弾性率
の違いからくる中空球への応力集中のため、バインダー
の耐水圧強度および中空球の耐水圧強度を本来必要とさ
れる以上に上げる必要があり、必然的に低比重化には限
界があるという問題がある。
の耐水圧浮力材では、バインダーと中空球の圧縮弾性率
の違いからくる中空球への応力集中のため、バインダー
の耐水圧強度および中空球の耐水圧強度を本来必要とさ
れる以上に上げる必要があり、必然的に低比重化には限
界があるという問題がある。
【０００７】従来、これを解決するために、特開昭６１
−１１３５９０号に開示された技術がある。図４は特開
昭６１−１１３５９０号に開示された技術を第２の従来
技術として示す耐水圧浮力材の断面図で、１は中空球、
３は中空球１を覆うシンタクチックフォーム、４は中空
球１とシンタクチックフォーム３との間に空間を形成す
るために該中空球１の周囲に設けられた空隙、５は空隙
４と外部とを連通する貫通穴である。
−１１３５９０号に開示された技術がある。図４は特開
昭６１−１１３５９０号に開示された技術を第２の従来
技術として示す耐水圧浮力材の断面図で、１は中空球、
３は中空球１を覆うシンタクチックフォーム、４は中空
球１とシンタクチックフォーム３との間に空間を形成す
るために該中空球１の周囲に設けられた空隙、５は空隙
４と外部とを連通する貫通穴である。
【０００８】しかしながら、第２の従来技術において
は、応力集中は緩和されるものの、中空球の直径を製造
上の問題から２０mm以上とする必要があり、さらに、中
空球の周囲に空隙を形成するためには、あらかじめシン
タクチックフォームに中空球の径より若干大きな径を有
する半球状の空間を形成し、この空間に中空球を収納し
て、同じく半球状の空間を形成したシンタクチックフォ
ームをはりあわせることが必要であるので、形状的に制
約を受けやすく、また中空球の充填率が低くなるという
問題がある。
は、応力集中は緩和されるものの、中空球の直径を製造
上の問題から２０mm以上とする必要があり、さらに、中
空球の周囲に空隙を形成するためには、あらかじめシン
タクチックフォームに中空球の径より若干大きな径を有
する半球状の空間を形成し、この空間に中空球を収納し
て、同じく半球状の空間を形成したシンタクチックフォ
ームをはりあわせることが必要であるので、形状的に制
約を受けやすく、また中空球の充填率が低くなるという
問題がある。
【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、中空球に必要以上の耐水圧強度を持
たせることなく、充分な充填率を得ることで低比重，高
強度を実現可能な耐水圧浮力材およびその製造方法を提
供することを目的とする。
になされたもので、中空球に必要以上の耐水圧強度を持
たせることなく、充分な充填率を得ることで低比重，高
強度を実現可能な耐水圧浮力材およびその製造方法を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の耐水圧浮力材は、開口を有しシンタクチッ
クフォームからなる容器に、ガラス，樹脂，セラミック
等からなる中空球が充填されるとともに空隙にシリコン
油が充填され、容器の開口は合成ゴムを材料とするキャ
ップで密封されていることを特徴とする。
め、本発明の耐水圧浮力材は、開口を有しシンタクチッ
クフォームからなる容器に、ガラス，樹脂，セラミック
等からなる中空球が充填されるとともに空隙にシリコン
油が充填され、容器の開口は合成ゴムを材料とするキャ
ップで密封されていることを特徴とする。
【００１１】また、容器を合成ゴムからなるゴムブーツ
とし、キャップをシンタクチックフォームとすることと
してもよい。さらに、上記構成の耐水圧浮力材は、シン
タクチックフォームあるいは合成ゴムからなる容器にガ
ラス，樹脂，セラミック等からなる中空球を充填し、こ
の中空球を充填した容器に減圧下でシリコン油を充填
し、これを常圧に戻しキャップで封印することで製造さ
れるものである。
とし、キャップをシンタクチックフォームとすることと
してもよい。さらに、上記構成の耐水圧浮力材は、シン
タクチックフォームあるいは合成ゴムからなる容器にガ
ラス，樹脂，セラミック等からなる中空球を充填し、こ
の中空球を充填した容器に減圧下でシリコン油を充填
し、これを常圧に戻しキャップで封印することで製造さ
れるものである。
【００１２】
【作用】上述した構成を有する本発明の耐水圧浮力材
は、水圧によりシリコン油の体積が変化しても、中空球
には応力集中が発生しないので、中空球の耐水圧強度を
本来必要とされる耐水圧強度に抑えることができ、低比
重を実現可能である。
は、水圧によりシリコン油の体積が変化しても、中空球
には応力集中が発生しないので、中空球の耐水圧強度を
本来必要とされる耐水圧強度に抑えることができ、低比
重を実現可能である。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して実施例を説明する。図
１は第１の実施例における耐水圧浮力材を示す断面図で
ある。図において、６はシンタクチックフォームからな
る容器で、一端に開口６ａを有する。
１は第１の実施例における耐水圧浮力材を示す断面図で
ある。図において、６はシンタクチックフォームからな
る容器で、一端に開口６ａを有する。
【００１４】７は前記シンタクチックフォーム６内に充
填される微小径の中空球、８は中空球７が充填された容
器６の空隙に充填されるシリコン油、９は容器６の開口
６ａを密封する合成ゴムを材料とするキャップである。
本実施例において使用される中空球７は、例えばガラス
中空球とする場合、商品名「グラスバブルスＦ２９χ
（スリーエム社製）」を用い、かつ粒径を１００ミクロ
ンのものと３０ミクロンのものを６０％と４０％の割合
で混合したものを使用する。上記割合で混合した中空球
７の理論上の最密充填率は７３％であるので、シリコン
油８の圧縮弾性率を考慮し、耐水圧強度に応じ充填率を
変化させる。
填される微小径の中空球、８は中空球７が充填された容
器６の空隙に充填されるシリコン油、９は容器６の開口
６ａを密封する合成ゴムを材料とするキャップである。
本実施例において使用される中空球７は、例えばガラス
中空球とする場合、商品名「グラスバブルスＦ２９χ
（スリーエム社製）」を用い、かつ粒径を１００ミクロ
ンのものと３０ミクロンのものを６０％と４０％の割合
で混合したものを使用する。上記割合で混合した中空球
７の理論上の最密充填率は７３％であるので、シリコン
油８の圧縮弾性率を考慮し、耐水圧強度に応じ充填率を
変化させる。
【００１５】例えば、シリコン油８として粘度１０ｃｓ
のジメチルシリコンオイルを使用し、耐水圧浮力材の耐
水圧強度を１２００ｋｇ／ｃｍ2 とする場合には、中空
球７の充填率を６６％とする必要がある。中空球７の充
填率を上記値とすることで、シリコン油８の体積変化が
起きても中空球７には応力集中が生じない。ここで、シ
ンタクチックフォームからなる容器６の開口６ａを合成
ゴムを材料としたキャップ９で密封していることで、水
圧を受けることによるシリコン油８の体積変化は、キャ
ップ９の膜部９ａの変形により起こり、シンタクチック
フォームからなる容器６には水圧以外の応力が加わらな
いようになっている。
のジメチルシリコンオイルを使用し、耐水圧浮力材の耐
水圧強度を１２００ｋｇ／ｃｍ2 とする場合には、中空
球７の充填率を６６％とする必要がある。中空球７の充
填率を上記値とすることで、シリコン油８の体積変化が
起きても中空球７には応力集中が生じない。ここで、シ
ンタクチックフォームからなる容器６の開口６ａを合成
ゴムを材料としたキャップ９で密封していることで、水
圧を受けることによるシリコン油８の体積変化は、キャ
ップ９の膜部９ａの変形により起こり、シンタクチック
フォームからなる容器６には水圧以外の応力が加わらな
いようになっている。
【００１６】以上の構成からなる耐水圧浮力材は、先に
説明したように耐水圧強度を１２００ｋｇ／ｃｍ2 とす
る場合、容器６を厚さ１０ｍｍ，内容積１０００ｃｃの
立方体とした場合で比重０．５４を得ることができる。
図２は第２の実施例における耐水圧浮力材を示す断面図
である。この第２の実施例ではキャップ１１に比較して
表面積の大きい容器１０を合成ゴムからなるゴムブーツ
とし、キャップ１１をシンタクチックフォームとしてい
る。これにより、容器１０は水圧等による変形が可能
で、このとき、中空球７はシリコン油８内に分散してい
るので応力集中が生じず、耐水圧強度は変わらないよう
になっており、水圧等により変形が予想される場所にも
設置することが可能となる。
説明したように耐水圧強度を１２００ｋｇ／ｃｍ2 とす
る場合、容器６を厚さ１０ｍｍ，内容積１０００ｃｃの
立方体とした場合で比重０．５４を得ることができる。
図２は第２の実施例における耐水圧浮力材を示す断面図
である。この第２の実施例ではキャップ１１に比較して
表面積の大きい容器１０を合成ゴムからなるゴムブーツ
とし、キャップ１１をシンタクチックフォームとしてい
る。これにより、容器１０は水圧等による変形が可能
で、このとき、中空球７はシリコン油８内に分散してい
るので応力集中が生じず、耐水圧強度は変わらないよう
になっており、水圧等により変形が予想される場所にも
設置することが可能となる。
【００１７】次に第１および第２の実施例における耐水
圧浮力材の製造方法を説明する。あらかじめ、シンクタ
ックチックフォームまたは合成ゴムからなる容器６また
は容器１０を成形等により作成しておく。この中に中空
球７を充填する。なお、上記したように粒径の異なるも
のを混合して使用する場合には、あらかじめよく混合し
たものを充填する。
圧浮力材の製造方法を説明する。あらかじめ、シンクタ
ックチックフォームまたは合成ゴムからなる容器６また
は容器１０を成形等により作成しておく。この中に中空
球７を充填する。なお、上記したように粒径の異なるも
のを混合して使用する場合には、あらかじめよく混合し
たものを充填する。
【００１８】次に、この中空球７の充填された容器６
（１０）と必要な量のシリコン油８を真空槽に入れ、少
なくとも３ｍｍＨｇ以下に減圧し、１０分以上所定時間
放置する。その後、減圧状態のまま中空球７の充填され
た容器６（１０）にシリコン油８を充填する。これによ
り、中空球７を充填した容器６（１０）に空気が混合す
ることなくシリコン油８を充填できる。
（１０）と必要な量のシリコン油８を真空槽に入れ、少
なくとも３ｍｍＨｇ以下に減圧し、１０分以上所定時間
放置する。その後、減圧状態のまま中空球７の充填され
た容器６（１０）にシリコン油８を充填する。これによ
り、中空球７を充填した容器６（１０）に空気が混合す
ることなくシリコン油８を充填できる。
【００１９】これを常圧に戻して空気を残さないように
してキャップ９（１１）を装着し、容器６（１０）を密
封する。
してキャップ９（１１）を装着し、容器６（１０）を密
封する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、開口を
有しシンタクチックフォームからなる容器に、ガラス，
樹脂，セラミック等からなる中空球が充填されるととも
に空隙にシリコン油が充填され、容器の開口は合成ゴム
を材料とするキャップで密封されている耐水圧浮力材で
ある。
有しシンタクチックフォームからなる容器に、ガラス，
樹脂，セラミック等からなる中空球が充填されるととも
に空隙にシリコン油が充填され、容器の開口は合成ゴム
を材料とするキャップで密封されている耐水圧浮力材で
ある。
【００２１】また、容器を合成ゴムからなるゴムブーツ
とし、キャップをシンタクチックフォームとしてもよ
い。このようにシリコン油内に中空球が分散しているの
で、水圧によりシリコン油が体積変化しても中空球には
応力集中が発生せず、中空球の耐水圧強度の限界まで耐
水圧浮力材を加圧することができる。
とし、キャップをシンタクチックフォームとしてもよ
い。このようにシリコン油内に中空球が分散しているの
で、水圧によりシリコン油が体積変化しても中空球には
応力集中が発生せず、中空球の耐水圧強度の限界まで耐
水圧浮力材を加圧することができる。
【００２２】言い換えれば、従来は中空球に応力集中が
発生するので中空球の耐水圧強度を本来必要とされる耐
水圧強度より向上させる必要があり、これにより比重が
重くなっていたが、中空球の耐水圧強度を本来必要とさ
れる耐水圧強度に抑えることができるので、低比重を実
現できるという効果を有する。また、容器を合成ゴムか
ら構成することとすれば、耐水圧強度を落とすことなく
容器の水圧等による変形が可能となり、使用場所の制限
が少なくなるという効果を有する。
発生するので中空球の耐水圧強度を本来必要とされる耐
水圧強度より向上させる必要があり、これにより比重が
重くなっていたが、中空球の耐水圧強度を本来必要とさ
れる耐水圧強度に抑えることができるので、低比重を実
現できるという効果を有する。また、容器を合成ゴムか
ら構成することとすれば、耐水圧強度を落とすことなく
容器の水圧等による変形が可能となり、使用場所の制限
が少なくなるという効果を有する。
【００２３】さらに、中空球に応力集中が発生しないの
で微小径の中空球を使用することができ、これにより中
空球の充填率を上げることができるので、低比重を実現
できるという効果を有する。また、本発明の耐水圧浮力
材は、シンタクチックフォームあるいは合成ゴムからな
る容器にガラス，樹脂，セラミック等からなる中空球を
充填し、この中空球を充填した容器に減圧下でシリコン
油を充填し、これを常圧に戻しキャップで封印すること
により製造される。
で微小径の中空球を使用することができ、これにより中
空球の充填率を上げることができるので、低比重を実現
できるという効果を有する。また、本発明の耐水圧浮力
材は、シンタクチックフォームあるいは合成ゴムからな
る容器にガラス，樹脂，セラミック等からなる中空球を
充填し、この中空球を充填した容器に減圧下でシリコン
油を充填し、これを常圧に戻しキャップで封印すること
により製造される。
【００２４】これにより、中空球を充填した容器にシリ
コン油を充填する際に空気が混合することを防ぐことが
できるので、耐水圧強度を低下させることがないという
効果を有する。
コン油を充填する際に空気が混合することを防ぐことが
できるので、耐水圧強度を低下させることがないという
効果を有する。
【図１】第１の実施例における耐水圧浮力材を示す断面
図である。
図である。
【図２】第２の実施例における耐水圧浮力材を示す断面
図である。
図である。
【図３】従来の耐水圧浮力材を示す断面図である。
【図４】第２の従来における耐水圧浮力材を示す断面図
である。
である。
６ 容器 ７ 中空球 ８ シリコン油 ９ キャップ
Claims (3)
- 【請求項１】 開口を有しシンタクチックフォームから
なる容器に、ガラス，樹脂，セラミック等からなる中空
球が充填されるとともに空隙にシリコン油が充填され、
容器の開口は合成ゴムを材料とするキャップで密封され
ていることを特徴とする耐水圧浮力材。 - 【請求項２】 請求項１記載の耐水圧浮力材において、
容器を合成ゴムからなるゴムブーツとし、キャップをシ
ンタクチックフォームとしたことを特徴とする耐水圧浮
力材。 - 【請求項３】 シンタクチックフォームあるいは合成ゴ
ムからなる容器にガラス，樹脂，セラミック等からなる
中空球を充填し、この中空球を充填した容器に減圧下で
シリコン油を充填し、これを常圧に戻しキャップで開口
を封印することを特徴とする耐水圧浮力材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04208733A JP3141304B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 耐水圧浮力材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04208733A JP3141304B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 耐水圧浮力材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06199282A true JPH06199282A (ja) | 1994-07-19 |
| JP3141304B2 JP3141304B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=16561180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04208733A Expired - Fee Related JP3141304B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 耐水圧浮力材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141304B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016515973A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-02 | ハダル， インコーポレイテッド | 浮揚性潜水機を改良するためのシステムおよび方法 |
| CN107759206A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-03-06 | 深圳市大擎科技有限公司 | 耐高压陶瓷球壳、制备方法及深海浮力装置 |
| US10173753B1 (en) | 2005-09-07 | 2019-01-08 | SeeScan, Inc. | Flotation devices for high pressure environments |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP04208733A patent/JP3141304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10173753B1 (en) | 2005-09-07 | 2019-01-08 | SeeScan, Inc. | Flotation devices for high pressure environments |
| JP2016515973A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-02 | ハダル， インコーポレイテッド | 浮揚性潜水機を改良するためのシステムおよび方法 |
| CN107759206A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-03-06 | 深圳市大擎科技有限公司 | 耐高压陶瓷球壳、制备方法及深海浮力装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3141304B2 (ja) | 2001-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |