WO2017191693A1 - 耐圧ガラス球 - Google Patents

耐圧ガラス球 Download PDF

Info

Publication number
WO2017191693A1
WO2017191693A1 PCT/JP2016/070367 JP2016070367W WO2017191693A1 WO 2017191693 A1 WO2017191693 A1 WO 2017191693A1 JP 2016070367 W JP2016070367 W JP 2016070367W WO 2017191693 A1 WO2017191693 A1 WO 2017191693A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
thickness
spherical shell
equatorial plane
glass sphere
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/070367
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
高橋　弘
Original Assignee
岡本硝子株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 岡本硝子株式会社 filed Critical 岡本硝子株式会社
Priority to JP2017559622A priority Critical patent/JP6439113B2/ja
Priority to CN201680021270.8A priority patent/CN107615014B/zh
Priority to EP16898880.6A priority patent/EP3460413B1/en
Priority to US15/795,256 priority patent/US10486851B2/en
Publication of WO2017191693A1 publication Critical patent/WO2017191693A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D13/00—Containers having bodies formed by interconnecting two or more rigid, or substantially rigid, components made wholly or mainly of the same material, other than metal, plastics, wood, or substitutes therefor
    • B65D13/02—Containers having bodies formed by interconnecting two or more rigid, or substantially rigid, components made wholly or mainly of the same material, other than metal, plastics, wood, or substitutes therefor of glass, pottery, or other ceramic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/20—Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/08—Waterproof bodies or housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/13—Hulls built to withstand hydrostatic pressure when fully submerged, e.g. submarine hulls

Definitions

  • the present invention relates to a pressure-resistant glass sphere that accommodates observation devices such as cameras, video cameras, and seismometers, measurement devices, and the like and can be used for exploration and search in deep ice, the seabed, the ground, or in thick ice such as Antarctica.
  • glass pressure-resistant containers are also used instead of metal materials for weight reduction. Glass can be easily broken under tensile stress, but takes advantage of its extremely high strength against compressive stress. In Antarctica ice, it has been considered to incorporate a photomultiplier in a glass pressure vessel for the purpose of detecting elementary particles from space.
  • glass is one of the great advantages that it is transparent, unlike metal materials and ceramic materials, and it is possible to visually observe the state of the seabed and the deep sea using a stored camera or video camera.
  • Non-Patent Document 1 relates to a prototype of a deep-sea camera system using a pressure-resistant glass sphere, and the glass sphere started to be used as a pressure-resistant container in the United States around 1964, but there were problems such as the surface finish state. Describes the development and prototyping of pressure-resistant glass balls with the cooperation of Japanese glass manufacturers. There are two types of glass spheres developed and prototyped, one with an outer diameter of 36 cm and an inner diameter of 32 cm, and one with an outer diameter of 36 cm and an inner diameter of 33 cm.
  • Patent Document 1 discloses a housing for an ocean measuring instrument using a pair of hollow glass hemispheres, but the two hollow glass hemispheres are not in direct contact with circular openings (grinding surfaces), but are protected. It is connected through a cage.
  • Patent Document 2 as problems of the technology disclosed in Patent Document 1, the material cost and the operating cost are high, and the seal reliability by sealing is low, and in order to improve them, under high pressure in the deep sea
  • the ground surface is polished with precision ( ⁇ 4 ⁇ m), and the equatorial surface joint outside the ground surface is coated with a non-hardening material and further covered with adhesive tape
  • the technology is disclosed.
  • Patent Document 3 is a pressure-resistant glass body that forms a single sphere by joining a pair of hollow hemispheres together at the joining surfaces to be joined to each other by an adhesive bonding layer made of a curable adhesive applied to the joining surfaces. Disclosed are pressure resistant glass bodies bonded together. This is to prevent the technique disclosed in Patent Document 2 from polishing the ground surface with high accuracy and the risk of misalignment when the two hollow hemispheres are joined together. In order to solve these problems, two hollow hemispheres are bonded with a curable adhesive.
  • Patent Document 4 is a pressure-resistant structure in which a pair of hollow glass hemispheres are joined together on a grinding surface, and is characterized in that a metal film is formed on at least one of the grinding surfaces. This is because, in the technique disclosed in Patent Document 3, since the rubbed surfaces are bonded to each other by an adhesive bonding layer made of a curable adhesive, the observation equipment contained when the pressure-resistant glass body is recovered after the deep sea observation In order to remove the adhesive layer, etc., it is necessary to destroy the adhesive bonding layer and solve the problem that it can be used only once. In other words, by using a metal film instead of the adhesive bond layer, the observation equipment accommodated in the inside can be recovered without breaking the pressure-resistant structure recovered after the deep sea observation, and can be used repeatedly. It is called the merit.
  • Patent Document 5 relates to an outer shell body of a pressure vessel, a pressure vessel, and an exploration device, and relates to a pressure vessel made of ceramic and having a through-hole. Disclosed is an outer shell characterized in that the thickness of a portion connected to the shell and having a through hole in the thickness direction is increased.
  • Non-Patent Document 3 is a technical specification of a glass buoyancy sphere (Floatation Glass Sphere) manufactured by Teledyne Benthos in the United States.
  • the outer diameter is 13 inches (33 cm)
  • the inner diameter is 12 inches (30.5 cm)
  • the weight is 9.07 kgf.
  • a glass ball having a flying force of 10.4 kgf and a glass ball having an outer diameter of 17 inches (43.2 cm), an inner diameter of 15.9 inches (40.4 cm), a weight of 17.7 kgf, and a flying force of 25.4 kgf are disclosed.
  • the levitation force is obtained by subtracting the weight of the glass sphere from the buoyancy obtained by the glass sphere.
  • Non-Patent Document 1 The pressure-resistant glass sphere described in Non-Patent Document 1 is described as an effective buoyancy (levitation force) of 8 kgf with an air weight of 16 kgf and an effective buoyancy (levitation force) of 12.5 kgf with an air weight of 12.5 kgf.
  • the maximum reachable depth of the deep sea camera system is described as 5,810 m.
  • Non-Patent Document 2 describes a deep sea containing a free-fall type pressure-resistant glass sphere using a large pressure-resistant glass sphere having an outer diameter of 36 cm, a wall thickness of 1.5 cm, an air weight of 12.5 kgf, and an effective buoyancy (levitation force) of 12.5 kgf. It is described that the camera system has pressure resistance performance corresponding to a water depth of 6,700 m, and has actually succeeded in photographing and collecting deep-sea creatures at a water depth of 3,400 m. And it is described that the ascent speed at the time of collection
  • Patent Document 1 uses a glass sphere, it has a problem pointed out in Patent Document 2 instead of a friction type.
  • Patent Document 3 Since the technique disclosed in Patent Document 3 uses a curable adhesive as described above, it has a problem that it is difficult to use it repeatedly. Moreover, it is said that the driving depth is preferably up to 7,000 m.
  • Patent Document 4 The technique disclosed in Patent Document 4 is to reinforce by forming a metal film on the mating surface, and to suppress cracking and peeling of the glass on the mating surface.
  • the pressure is increased to 60 MPa per minute, the pressure is decreased for the next 4 minutes, and this is repeated 50 times to assume exploration search and recovery at a water depth of 6,000 m.
  • the pressure-resistant glass sphere according to the present invention aims to reduce weight and increase levitation force while maintaining pressure resistance that can withstand repeated water pressure in the deep sea and can be used repeatedly. Is an important issue.
  • the present invention is based on the fact that cracking and peeling of the pressure-resistant glass sphere occur on the mating surface, and that the whole pressure-resistant glass sphere is crushed in the deep sea starting from the crack and peeling.
  • the thickness of the spherical shell of the equatorial plane part having a predetermined width from the mating surfaces of the pair of hollow glass hemispheres is larger than the outer diameter of the spherical shell of the part other than the equatorial plane part and the inner diameter.
  • a pressure-resistant glass sphere having a thickness of 0.5 mm or more in total on the inner side is desirable.
  • the outer diameter of the spherical shell of the equatorial plane portion including the rubbing surface is 0.5 mm or more thicker than the outer diameter of the spherical shell of the other portion, or the inner diameter of the spherical shell of the equatorial surface portion including the rubbing surface is other than It may be 0.5 mm or more thicker than the inner diameter of the spherical shell of the part, for example, 0.25 mm or more thicker outside, and 0.25 mm or more thicker inside, so that the total thickness is 0.5 mm or thicker. desirable.
  • the pair of hollow glass hemispheres has an outer diameter of 330 mm
  • the thickness of the spherical shell other than the equatorial plane is 16 mm
  • the spherical shell of the equatorial plane is A pressure-resistant glass sphere whose thickness is 0.5 mm or more outside the outer diameter and 0.5 mm or more inside from the inner diameter can be given as compared with the thickness of the spherical shell other than the equator part.
  • the outer diameter of 330 mm is the same as the outer diameter described as 13 inches in the known example, and is not strictly limited to 330 mm.
  • the outer diameter is about several millimeters. Glass spheres having a difference are included in this specific embodiment.
  • the thickness of the spherical shell is 17 mm or 16 mm, it is not strictly limited to 17 mm or 16 mm, and an error within ⁇ 0.5 mm is usually allowed.
  • the hollow glass hemisphere has an outer diameter of 250 mm, and the thickness of the spherical shell other than the equatorial plane is 8 mm, and the thickness of the spherical shell in the equatorial plane is
  • a pressure-resistant glass sphere having a total thickness of 0.5 mm or more on the outer side from the outer diameter and the inner side from the inner diameter can be given.
  • the outer diameter of 250 mm in this specific embodiment is the same as the outer diameter described as 10 inches in the known example, and is not strictly limited to 250 mm, but a glass sphere having an outer diameter difference of about several millimeters. Are included in this specific embodiment.
  • an error within ⁇ 0.5 mm is usually allowed.
  • the thickness of the spherical shell is thicker than the thickness of the portion other than the equator surface portion, and the predetermined width of the equator surface portion is from the rubbed surface which is the equator surface. It is desirable that it is 9 mm or more and 130 mm or less. That is, the portion that is thick from 9 mm to 130 mm in width from the mating surface that is the equator plane is the equator plane portion. This is because it is impossible to increase only the thickness of the spherical shell on the equator plane that is the mating surface, and the predetermined width is increased from the equator plane that is the mating surface.
  • the width of the equatorial plane is limited to the above numerical range, if it is less than 9 mm, there is a fear that the effect of improving the strength due to the increase in the thickness of the mating surface will be poor, and if the width of the equatorial plane exceeds 130 mm This is because the effect of increasing the levitation force due to the weight reduction of the pressure-resistant glass sphere is reduced.
  • Non-Patent Document 2 describes that the grinding surface has a polishing accuracy of ⁇ 4 ⁇ m.
  • the surface roughness Ra is set to 0.5 ⁇ m or less, and as a new concept. Verticalness was introduced.
  • the perpendicularity will be described in detail later, when the two hollow glass spheres are aligned with each other on the rubbed surface, the higher the parallelism (perpendicular to the tangent) of the rubbed surface, the more cracks and peeling that lead to strength reduction. This is based on the idea that generation can be suppressed.
  • the pressure resistance is increased by increasing only the thickness of the spherical shell of the equatorial plane part of the predetermined width from the mating surface while suppressing the thickness of the spherical shell of the hollow glass hemisphere.
  • the weight of the entire glass sphere can be reduced, and as a result, the effect that the levitation force is improved is obtained.
  • the molten glass is molded into a hollow hemisphere by a normal direct press technique.
  • a molten glass lump (glass gob) is put into a mold (cylinder mold), the mold (arrow mold) is lowered from above, and the glass is press-molded. The mold shape is transferred to obtain a hollow glass hemisphere.
  • the shape and surface state of the outer and inner surfaces of the hollow glass hemisphere are determined.
  • the position corresponding to the trunk-shaped equator plane is widened as the thickness increases, and the position corresponding to the arrow-shaped equator plane is narrowed as the thickness increases.
  • the shape accuracy of the mold and the surface accuracy of the mold surface in contact with the glass are extremely important, and greatly affect the quality and shape accuracy of the press-molded hollow glass hemisphere.
  • the width of the equatorial plane part to be thickened is desirably 9 mm or more and 130 mm or less, the barrel-shaped part and the arrow-shaped part corresponding to the thick part of the equatorial part surface of the pressure-resistant glass bulb are It is processed to have such a size and shape.
  • borosilicate glass having a specific gravity of about 2.35 is desirable. This is because the levitation force obtained in the deep sea can be expected to increase because the specific gravity is small compared to 2.50 which is the specific gravity of soda lime glass which is a more general glass material.
  • the glass material used for the pressure-resistant glass sphere of the present invention is preferably borosilicate glass from the viewpoint of heat resistance and thermal shock resistance. This is because the linear thermal expansion coefficient of borosilicate glass is as small as about 50 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., so that the shape change accompanying the temperature change and the generated thermal stress are reduced. Borosilicate glass is also excellent in durability.
  • the hollow glass hemisphere slowly cooled to room temperature is transferred to a processing step.
  • a processing step First, as shown in FIG. 1-4, the excess glass portion that protrudes during press molding is removed by an MC (machining center) processing machine.
  • an MC machining center
  • an electrodeposited diamond grinder having a count of about 600 is used. By controlling the grinding time, grinding is performed until a desired dimension is obtained. By this step, a rough-cut ground surface (joint surface) is completed.
  • thread chamfering is performed on the inner and outer edge portions of the joint surface. This process is performed manually using a belt sander with a count of about 600. Since there are fine chippings, etc. generated during grinding at the edges of the joint surface of the hollow glass hemisphere, they should be removed, and the occurrence of chipping, peeling and cracking during use and handling will be prevented. Therefore, such thread chamfering is performed. It has been experimentally confirmed that when the so-called R processing having a large curvature is performed instead of thread chamfering, a large stress is generated at the end of the mating surface during pressurization, and the width is about 0.3 to 0.5 mm. Yarn chamfering is appropriate.
  • the thickness of the spherical shell 14 other than the equatorial plane is designed to be 17 mm, and the thickness of the spherical shell gradually increases toward the equatorial plane 11, and the thickness of the spherical shell in the equatorial plane is increased. Is about 18 mm.
  • the thick part of the outer diameter part is gradually thickened with a curvature of 30 mm from the part other than the equator part.
  • the thick part of the inner diameter part is gradually thickened with a curvature of 95 mm from the part other than the equator part.
  • FIG. 2 there is a description of 2.82 °, but this is very slight in order to make it easy to release the hollow glass hemisphere press-molded from the mold after press molding. It shows that a taper (gradient of 2.82 °) was added.
  • the end portion of the rubbing surface 12 is chamfered with a width smaller than 0.3 mm (about 0.2 mm) at the inner edge, and is chamfered with a width of 0.5 mm at the outer side.
  • a pair of hollow glass hemispheres are joined at a rubbed surface having a width of 17.68 mm.
  • the surface accuracy and shape accuracy of the bonded surface 12 which is the joint surface are measured with a surface roughness / contour measuring machine (Mitutoyo CS-3000) for Ra (surface roughness), PV (flatness) and verticality.
  • a surface roughness / contour measuring machine Mitsubishi Chemical Vapor CS-3000
  • Ra surface roughness
  • PV flatness
  • verticality was carried out using a three-dimensional shape measuring machine (Mitutoyo CRT-A C776).
  • Peak-to-Valley value that is, the PV value (flatness) from the maximum value (Peak) and the minimum value (Valley). Ask for.
  • the vertical angle is measured by running the probe at 8 points divided by 45 degrees at the center angle, as shown in FIG. That is, the perpendicularity is a value representing how much the outer diameter portion and the inner diameter portion of the mating surface are deviated from the complete horizontal plane. The greater the degree of perpendicularity, the higher the portion of the mating surface is pressed, and cracks and peeling are likely to occur, which is not preferable.
  • the completed pair of hollow glass hemispheres were put together on the rubbing surface which is the equator plane, and the inside of the glass sphere was decompressed to about 800 Pa from the hole.
  • the joint part of the rubbing surface was fixed by wrapping butyl rubber tape and vinyl chloride tape once.
  • the hole used for the decompression has a diameter of about 5 mm and is formed using a drill, and after passing through a cable necessary for observation, etc., the hole is tightened with a bolt and a nut through an O-ring and sealed. Stopped.
  • FIG. 2 is a pressure-resistant glass sphere having an outer diameter of 330 mm and a spherical shell thickness of 17 mm.
  • the thickness of the two hollow glass hemispheres is outside the outer diameter over a width of 15 mm from the equator plane 14 which is the rubbing surface 12. And 0.5 mm thicker than the inner diameter. Therefore, the thickness of the spherical shell 14 in the equator plane portion 11 is 1 mm thicker than the portion other than the equator plane portion.
  • the wall thickness is gradually increased by 0.5 mm with a curvature of 95 mm from the spherical shell of the portion other than the equatorial plane.
  • the outer diameter side has a curvature of 30 mm and the thickness is gradually increased by 0.5 mm.
  • the width of the rubbing surface 12 is 17.68 mm.
  • the rubbing surface was polished using a gold sand with a count of 1000 until the surface roughness was 0.5 ⁇ m or less.
  • the outer edge was polished to a width of 0.5 mm and the inner edge was polished to a width of 0.3 mm using a polishing belt having a count of 600.
  • the surface accuracy of the rubbing surface 12 was measured using the method described above. As a result, the surface roughness Ra of the rubbing surface was 0.157 ⁇ m, the PV value was 7.9 ⁇ m, and the perpendicularity was 0.1 to 1.5 ⁇ m at 8 places on the entire circumference.
  • the pair of hollow glass hemispheres obtained in this way were aligned at the rubbing surface 12, and a rubber band was wound around the outer side of the equatorial surface portion 11 and fixed to obtain a pressure glass sphere. No cushioning material such as an adhesive was used on the rubbing surface.
  • the example of this implementation is No. in Table 1 shown later.
  • the pressure glass sphere has a weight of 12.48 kgf, a buoyancy of 19.24 kgf, and a levitation force obtained by subtracting the weight from the buoyancy is 6.76 kgf.
  • the first test is a simple pressure test at 120 MPa corresponding to a water pressure of 12,000 m in depth.
  • the pressure was increased to 120 MPa in 20 minutes from the normal pressure, held at the pressure of 120 MPa for 20 minutes, and then returned to the normal pressure in 20 minutes. Thereafter, when the sliding surface of the pressure-resistant glass sphere was observed, it was confirmed that no cracks or peeling occurred.
  • the second test is a repeated pressure test.
  • a cycle in which the pressure was increased to 114 MPa in 15 minutes and then returned to normal pressure in 15 minutes was defined as 1 cycle, and this was repeated 7 times.
  • the present invention shown in FIG. 2 was able to withstand this test.
  • the rubbed surface was observed after the test, it was not possible to confirm the occurrence of cracks or peeling that could lead to breakage or crushing.
  • the dimension displayed as X is the thickness of the equatorial plane part, which is thick from the inner diameter to the inner side and from the outer diameter to the outer side.
  • Y is the width of the thickened portion and describes the dimension from the mating surface.
  • the inner radius R is a curvature when the thickness is gradually increased from the portion other than the equator surface portion to increase the thickness of the equator surface portion on the inner diameter side.
  • the outer radius is a curvature when gradually increasing the thickness of the equator surface portion from the portion other than the equator surface portion on the outer diameter side so as to converge the increase in thickness.
  • Table 1 shows the volume, outer diameter volume and weight of the pressure-resistant glass sphere, and further shows the buoyancy calculated from the outer diameter volume and the levitation force calculated from the difference between the buoyancy and the weight.
  • the specific gravity of glass is 2.35
  • the specific gravity of seawater is 1.02.
  • Example 1 which is the structure shown as 4 passed the simple pressurization test and repetition pressurization test equivalent to a water depth of 12,000 m.
  • the spherical shell of the equatorial plane portion of the hollow glass hemisphere has a thickness of about 0.1 mm over the width (Y) of about 15 mm from the mating surface, compared to the thickness of the spherical shell of the portion other than the equatorial plane portion. Only 5mm thick.
  • a thick part is formed with a radius of curvature (inner R) of 95 mm from the spherical shell other than the equatorial plane part inside the inner diameter.
  • Reference numeral 20 denotes a comparative example, which is a pressure-resistant glass sphere having an outer diameter of 330 mm and a spherical shell having a uniform thickness of 17 mm.
  • the configuration of 20 is shown in FIG. Since there is no thick portion of the equatorial surface portion, the width of the mating surface of the pair of hollow glass hemispheres is 16.69 mm, which is 1 mm shorter than Example 1 shown in FIG. 2 and 6, since the outer diameter of the hollow glass hemisphere is 165.1 mm and the inner diameter is 147.6 mm, the thickness of the spherical shell other than the equatorial plane is 17.5 mm. ing.
  • No. 21 and no. No. 22 is a comparative example.
  • No. 21 is an 18 mm pressure glass sphere having a uniform spherical shell thickness.
  • Reference numeral 22 denotes a 19 mm pressure glass sphere having a uniform spherical shell thickness.
  • No. 1 which is Example 1.
  • No. 4 is a comparative example of N.P. 20 is much smaller than 116 MPa. 21 and no. Is equivalent to 22. From this, it can be seen that increasing the thickness of the equatorial plane has the same effect as increasing the thickness of the spherical shell uniformly.
  • the tensile stress generated at the inner edge of the mating surface is No. 1 in Example 1.
  • No. 4 is selected when a configuration that can be suppressed to about the same level as or below is selected. 2, 3, 5, 7 to 9, 11 to 16, and 19. Of these, No. 13, no. 15, 16 and 19 are No. As with 21 and 22, the levitation force is no. There is a disadvantage that it is smaller than 4, which is not preferable.
  • the thickness of the spherical shell other than the equatorial plane is 17 mm, it can withstand a pressure of 120 MPa and has a pressure resistance comparable to that of a pressure resistant glass sphere having an outer diameter of 330 mm and a spherical shell thickness of 18 mm.
  • No. As a configuration capable of obtaining a pressure-resistant glass sphere having a levitation force equivalent to 20, the total thickness of the outer diameter of the spherical shell of the equatorial plane portion or at least one of the inner diameter inside is increased, and the total thickness is increased. It was found that it is important to set the thickness to 0.5 mm or more.
  • the influence on the strength and levitation force is small, and it is considered that the thick part of the equator plane part should be smoothly constructed from parts other than the equator plane part.
  • FIG. 7 shows one of the configurations of the present invention in which the thickness of the equator surface portion is 0.25 mm on the inner side from the inner diameter and 0.25 mm on the outer side from the outer diameter, for a total thickness of 0.5 mm. . It corresponds to 3.
  • the width of the mating surface is 17.19 mm
  • the maximum tensile stress acting on the inner edge portion is 82 MPa, which is smaller than Example 1.
  • the levitation force is 6.79 kgf
  • the total thickness of the spherical shell is 18 mm. Compared to the configuration of 21, the levitation force is increased by 0.62 kgf.
  • FIG. 8 shows another example of the present invention in which the thickness of the equator surface portion is 1.0 mm inside from the inner diameter and 1.0 mm outside the outer diameter, which is 2 mm in total. . It corresponds to 5.
  • This configuration has a width of 18.69 mm at the mating surface, and the maximum tensile stress acting on the inner edge portion is 81 MPa, which is smaller than that of Example 1.
  • the levitation force is 6.68 kgf
  • the spherical shell thickness is 19 mm.
  • the levitation force increases by 1.15 kgf.
  • a pressure-resistant glass sphere with an outer diameter of 330 mm (NMS-IS-7000-13 in Non-Patent Document 4) used for exploration and exploration in the deep sea with a depth of 7,000 m has a uniform spherical shell thickness of 12 mm.
  • the thickness of the spherical shell is 11 mm, and the outer diameter side and the inner diameter side are respectively set over the width of the equatorial plane portion of 15 mm.
  • a pressure resistant glass sphere having an outer diameter of 250 mm (NMS-IS-10000-10 in Non-Patent Document 4) that is assumed to be used at a water depth of 10,000 m, the thickness of the spherical shell is set to 9 mm.
  • No. in Table 2 4 is a pressure-resistant glass sphere having the same configuration as this NMS-IS-10000-10, but when subjected to an external pressure of 90 MPa corresponding to a water depth of 9,000 m, the value of the maximum tensile stress applied to the inner edge reaches 100 MPa. .
  • the spherical shell has a uniform thickness of 21 mm ( (Corresponding to No. 2 in Table 2), if the idea of the present invention is applied, the thickness of the spherical shell is 19 mm, and the width of the equatorial plane portion that is the mating surface is 15 mm wide on the outer diameter side and the inner diameter side. No. in Table 2 by increasing the thickness to 0 mm. 2 has a pressure strength equal to or greater than 2, and the levitation force can be increased by 2.06 kgf.
  • the thickness of the spherical shell is set to 16 mm, and the thickness is increased by 0.5 mm on each of the outer diameter side and the inner diameter side over the width of 15 mm of the equatorial plane portion that is the mating surface (Table No. 6 in No. 2), No. 2 9 has a compressive strength equal to or greater than 9, and can increase the levitation force by 1.23 kgf.
  • the thickness of the spherical shell is set to 16 mm, and the thickness of the equator surface portion, which is the rubbing surface, is increased by 0.5 mm on the outer diameter side and increased by 1.5 mm on the inner diameter side (Table 2).
  • No. 7 No. 7 9 has a compressive strength equal to or greater than 9, and can increase the levitation force by 1.06 kgf.
  • FIG. 9 shows a design drawing of the pressure-resistant glass sphere having this configuration.
  • Equatorial plane 12 Roughing surface (joint surface) 13 . Equatorial plane 14 . Spherical shell

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Abstract

深海や海底などの探査に用いる耐圧ガラス球には、深海などの高い圧力に耐え、かつ繰り返し使用が可能な高い耐圧性能を維持しつつ、軽量化と浮上力の増大を図ることが重要な課題となっている。本発明は、一対の中空ガラス製半球体を、その赤道面にあるすり合わせ面を接合面として合わせて得られる耐圧ガラス球において、前記すり合わせ面から所定の幅の赤道面部の球殻の厚みを、赤道面部以外の部分の球殻の厚みより厚肉としたことを特徴とする耐圧ガラス球である。

Description

耐圧ガラス球
　本発明は、カメラ、ビデオカメラ、地震計などの観察機器、計測機器等を収納し、深海、海底、地底あるいは南極大陸などの厚い氷の中など探査探索に用いることのできる耐圧ガラス球に関する。
　カメラ、ビデオカメラ、地震計などを用いて海、深海、地底あるいは南極大陸などの厚い氷の中などを探査探索するには、それら観察機器、計測機器を収納する耐圧容器が必要である。従来、チタン合金などの高強度金属材料が用いられている。
　その後、軽量化のために金属材料に代えて、ガラス製耐圧容器も使用されている。ガラスは引っ張り応力下では容易に破壊することがあるが、圧縮応力に対しては極めて高強度であるという特徴を活かしたものである。南極大陸の氷の中では、ガラス製耐圧容器の中に、宇宙からの素粒子の検出を目的としたフォトマルを内蔵することが検討されている。
　また、ガラスは金属材料やセラミック材料と異なり透明であることも大きな利点の一つであって、収納したカメラやビデオカメラ等を用いて海底や深海の状態を視覚的に観察することができる。
　非特許文献１は、耐圧ガラス球を用いた深海カメラシステムの試作に関するものであって、ガラス球が１９６４年頃からアメリカで耐圧容器として利用され始めたが、表面仕上げ状態などの問題点があったために、日本国内ガラスメーカーの協力を得て、耐圧ガラス球を開発試作したことが記載されている。開発試作されたガラス球は、外径３６ｃｍ、内径３２ｃｍのものと、外径３６ｃｍ、内径３３ｃｍの２種類である。
　非特許文献２には、非特許文献１に記載された外径３６ｃｍ、肉厚１．５ｃｍのガラス球及び外径２６ｃｍ、肉厚１ｃｍのガラス球を用いたフリーフォール式深海カメラシステムが記載されている。
　特許文献１は、一対の中空ガラス製半球体を用いた海洋測定器用ハウジングを開示したものであるが、二つの中空ガラス製半球体は円形開口部（すり合わせ面）が直接接するものではなく、保護ケージを介して結合されている。
　特許文献２は、特許文献１で開示された技術の問題点として、材料コストと運転コストが高価なこと及びシーリングによるシール信頼性が低い点を挙げ、それらの改善のため、深海における高圧下での海水の侵入による圧壊を防止する手段として、すり合わせ面を精度よく研磨し（±４μｍ）、かつ、すり合わせ面の外側である赤道面接合部に非硬化性材料を施し、さらに接着テープで被覆する技術を開示している。
　特許文献３は、一対の中空半球体を、互いに接合するすり合せ面で合わせて一つの球を形成する耐圧ガラス体であって、すり合わせ面に塗布された硬化性接着剤から成る接着結合層によって互いに結合された耐圧ガラス体を開示している。これは、特許文献２に開示された技術では、すり合わせ面を高い精度で研磨する必要のあること、及び２つの中空半球体を合わせたときに位置ずれが起こる危険性のあることを防止するためであって、これら問題を解決するために、硬化性接着剤によって２つの中空半球体を接着するものである。
　特許文献４は、一対の中空ガラス製半球体をすり合わせ面で合わせた耐圧構造物であって、少なくとも一方のすり合わせ面に金属膜を形成することを特徴とするものである。これは、特許文献３で開示された技術では、硬化性接着剤からなる接着結合層ですり合わせ面を互いに結合するため、深海観測の後に耐圧ガラス体を回収した場合、収容してあった観測機器等を取り出すには、接着接合層を破壊する必要があって、１回の利用しかできないという問題点を解決するためのものである。すなわち、接着結合層の代わりに金属膜を用いることによって、深海観測の後に回収した耐圧構造物を破壊することなく、内部に収容してあった観測機器を回収でき、さらに繰り返し使用することができるというメリットをうたっている。
また、特許文献４では、耐圧構造物を繰り返し使用することによって、すり合わせ面に加圧（深海）→減圧（地上）→加圧→減圧という過程が繰り返され、すり合わせ面にクラックや剥離が発生するという問題点を、すり合わせ面に形成された金属膜によって補強し、クラックの発生や剥離を抑制できるとしている。
特許文献５は、耐圧容器の外殻体、耐圧容器および探査装置に関するものであって、セラミックから成り、貫通孔を有する耐圧容器に関するもので、セラミックから成る凸面状の外殻部と、該外殻部に連なり、厚み方向に貫通孔を有する部分の肉厚を厚くすることを特徴とする外殻体を開示している。
非特許文献３は、米国Teledyne Benthos社の深海用ガラス製浮力球（Floatation Glass Sphere）の技術スペックであって、外径１３インチ（３３ｃｍ）、内径１２インチ（３０．５ｃｍ）、重量９．０７ｋｇｆ、浮上力１０．４ｋｇｆのガラス球と、外径１７インチ（４３．２ｃｍ）、内径１５．９インチ（４０．４ｃｍ）、重量１７．７ｋｇｆ、浮上力２５．４ｋｇｆのガラス球が開示されている。ここで、浮上力とは、ガラス球によって得られる浮力からガラス球の重量を差し引いたものである。
非特許文献４は、ドイツNautilus Marine Service GmbH社のガラス球に関するデータシートであって、外径１７インチ（４３２ｍｍ）、球殻の厚み２１ｍｍ、１８ｍｍ、１４ｍｍのガラス球や外径１３インチ（３３０ｍｍ）、球殻の厚み１２ｍｍのガラス球などが開示されている。
米国特許第３，５６３、０８９号公報 米国特許第３，５８７，１２２号公報 特表２００３－５１７５７１号公報 特開２０１０－　３８８５４号公報 日本国特許第５３１３４００号公報
耐圧ガラス球を用いた深海カメラシステムの試作について、海洋科学技術センター試験研究報告第１号、p.26～31、１９７７ ４．フリーフォール方式耐圧ガラス球入り深海カメラシステム、ＪＡＭＳＴＥＣＴＲ　３、１９７９ http://teledynebenthos.com/product/flotation_instrument_housings/flotation-glass-spheres http://www.nautilus-gmbh.com/fileadmin/images_nautilus/002_VITROVEX/Instruments/Data_sheets/140101_VITROVEX_deep_sea_instrumentation_housings.pdf
非特許文献１に記載された耐圧ガラス球は、空中重量１６ｋｇｆで実効浮力（浮上力）８ｋｇｆ及び空中重量１２．５ｋｇｆで実効浮力（浮上力）１２．５ｋｇｆと記載され、これら耐圧ガラス球を用いた深海カメラシステムの最大到達深度は５，８１０ｍと記載されている。
非特許文献２には、外径３６ｃｍ、肉厚１．５ｃｍ、空中重量１２．５ｋｇｆで実効浮力（浮上力）１２．５ｋｇｆの大形の耐圧ガラス球を用いたフリーフォール式耐圧ガラス球入り深海カメラシステムが、水深６，７００ｍに相当する耐圧性能を有し、実際に水深３，４００ｍで深海生物の写真撮影及び回収に成功したと記載されている。そして、この深海カメラシステムの回収の際の浮上速度は、１．１ｍ／ｓであったと記載されている。また、外径２６ｃｍ、肉厚１ｃｍ、実効浮力４．７ｋｇｆの小形ガラス球を利用した深海カメラシステムは、水深６０００ｍの耐圧試験に合格したと記載されている。その上で、効率的な探査探索とシステムの回収のためには、耐圧ガラス球の軽量化による浮上力の増大が重要な課題であることが示唆されている。また、耐圧ガラス球の大深度における連続使用回数についてはまだ疑問が多いと記載されている。
特許文献１に開示された技術は、ガラス球を用いているとはいえ、すり合わせタイプではなく、特許文献２で指摘された課題を有している。
特許文献２で開示された技術は、すり合わせ面の高精度の研磨加工と赤道面周囲のシール加工が必要とされている。また、耐圧ガラス球の耐圧テストは１０，０００p.s.i（約６９ＭＰａ）で行われている。これは水深約６，９００ｍに相当するものである。
特許文献３で開示された技術は、前記の通り硬化性接着剤を用いることから、繰り返し使用することが難しいという課題を有する。また、運転深度は７，０００ｍまでが好ましいとされている。
特許文献４で開示された技術は、すり合わせ面に金属膜を形成することによって補強し、すり合わせ面でのガラスのクラックや剥離を抑えようとするものであるが、加圧・減圧試験は、４分間で６０ＭＰａまで加圧し、次の４分間で減圧し、これを５０回繰り返して、水深６，０００ｍでの探査探索と回収を想定したものである。
特許文献５で開示された技術は、１１，０００ｍ級の深海での探査探索ができるよう、貫通孔部分の強度を向上させるため、貫通孔部分の肉厚を厚くするものであるが、不透明なセラミック製耐圧容器の外殻体を対象としている。耐圧ガラス球において、球殻の一部に貫通孔をあけ、その部分の肉厚を厚くするという加工は困難であるし、すり合わせ面の強度の改善にはつながらないという課題がある。
非特許文献３及び４に記載されている製品例においては、外径１０インチ球及び外径１３インチ球では、浮上力が小さい。同様に、深度９，０００ｍ球及び１２，０００ｍ級の１７インチ級の製品ラインアップはあるものの、７，０００ｍ級に比べて浮上力が十分ではなく、深海からの回収に時間を要する。
これら公知技術及び従来例の記載からわかるように、本発明に係る耐圧ガラス球においては、深海の水圧に耐えて繰り返し使用が可能な耐圧性能を維持しつつ、軽量化と浮上力の増大を図ることが重要な課題となっている。
　本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであって、一対の中空ガラス製半球体を、その赤道面にあるすり合わせ面を接合面として合わせて得られる耐圧ガラス球において、前記すり合わせ面から所定の幅の赤道面部の球殻の厚みが、赤道面部以外の部分の球殻の厚みより厚肉であることを特徴とする耐圧ガラス球である。ここで、中空ガラス製半球体とは、別の言い方をすると、半球の赤道面にすり合わせ面を持つガラス製半球殻体であり、球殻とは、中空ガラス製半球体において、ガラスで構成される部分のことである。
本発明は、耐圧ガラス球のクラックや剥離が、すり合わせ面で発生し、深海においては、これらクラックや剥離を起点として、耐圧ガラス球全体の圧壊が起こるという事実に基づいたものである。
本発明は、強度を改善するために耐圧ガラス球のすべての部分の球殻の厚みを厚くするのではなく、強度に影響を及ぼす赤道面（すり合わせ面）から所定の幅の赤道面部の球殻の厚みだけを、赤道面部以外の部分の球殻の厚みより厚くすることによって、重量の増大を防止して浮上力を増大させながら、強度を改善するものである。
本発明において、前記一対の中空ガラス製半球体のすり合わせ面から所定の幅の赤道面部の球殻の厚みが、赤道面部以外の部分の球殻の厚みと比べて、外径より外側に及び内径より内側に、合計で０．５ｍｍ以上厚くされている耐圧ガラス球が望ましい。つまり、すり合わせ面を含む赤道面部の球殻の外径が、他の部分の球殻の外径より０．５ｍｍ以上外側に厚いか、すり合わせ面を含む赤道面部の球殻の内径が、他の部分の球殻の内径より０．５ｍｍ以上内側に厚いか、例えば、０．２５ｍｍ以上外側に厚く、かつ０．２５ｍｍ以上内側に厚く、合計で０．５ｍｍ以上厚いというような構成であることが望ましい。
本発明の具体的態様として、前記一対の中空ガラス製半球体の外径が３３０ｍｍ、前記赤道面部以外の部分の球殻の厚みが１７ｍｍであって、赤道面部における球殻の厚みが、外径より外側に０．２５ｍｍ以上、かつ内径より内側に０．２５ｍｍ以上、それぞれ厚くした耐圧ガラス球をあげることができる。
本発明の他の具体的態様の一つとして、前記一対の中空ガラス製半球体の外径が３３０ｍｍ、前記赤道面部以外の部分の球殻の厚みが１６ｍｍであって、赤道面部における球殻の厚みが、赤道面部以外の部分の球殻の厚みと比べて、外径より外側に０．５ｍｍ以上、かつ内径より内側に０．５ｍｍ以上、それぞれ厚くした耐圧ガラス球をあげることができる。
なお、前記２つの具体的態様において、３３０ｍｍという外径は、公知例において１３インチと記載されている外径と同じであって、厳密に３３０ｍｍに限られるわけではなく、数ミリ程度の外径差を有するガラス球は、本具体的態様に含まれる。また、球殻の厚みが１７ｍｍあるいは１６ｍｍという場合も、厳密に１７ｍｍあるいは１６ｍｍに限られるわけではなく、通常は±０．５ｍｍ以内の誤差が許容される。
本発明のさらに別の具体的態様の一つとして、前記一対の中空ガラス半球体の外径が４３２ｍｍ、前記赤道面部以外の部分の球殻の厚みが２０ｍｍであって、赤道面部における球殻の厚みが、赤道面部以外の部分の球殻の厚みと比べて、外径より外側に及び内径より内側に、合計で０．５ｍｍ以上厚くされている耐圧ガラス球をあげることができる。本具体的態様における４３２ｍｍという外径は、公知例において１７インチと記載されている外径と同じであって、厳密に４３２ｍｍに限られるわけではなく、数ミリ程度の外径差を有するガラス球は、本具体的態様に含まれる。
本発明のさらに別の具体的態様の一つとして、前記中空ガラス製半球体の外径が２５０ｍｍ、前記赤道面部以外の部分の球殻の厚みが８ｍｍであって、赤道面部における球殻の厚みが、外径より外側に及び内径より内側に、合計で０．５ｍｍ以上厚くされている耐圧ガラス球をあげることができる。本具体的態様における２５０ｍｍという外径は、公知例において１０インチと記載されている外径と同じであって、厳密に２５０ｍｍに限られるわけではなく、数ミリ程度の外径差を有するガラス球は、本具体的態様に含まれる。また、球殻の厚みが８ｍｍという場合、通常は±０．５ｍｍ以内の誤差が許容される。
このような耐圧ガラス球を構成する中空ガラス製半球体において、球殻の厚みが、赤道面部以外の部分の厚みより厚肉とする赤道面部の所定の幅としては、赤道面であるすり合わせ面から９ｍｍ以上１３０ｍｍ以下であることが望ましい。つまり、赤道面であるすり合わせ面から９ｍｍ以上１３０ｍｍ以下の幅で厚肉とされている部分が赤道面部である。これは、すり合わせ面である赤道面の球殻の厚みだけを厚肉とすることは不可能であって、すり合わせ面である赤道面から、前記所定の幅を厚肉化されているのである。
赤道面部の幅を前記数値範囲に限定するのは、９ｍｍより小さすぎると、すり合わせ面の肉厚増大による強度向上の効果が乏しくなってしまう怖れがあり、赤道面部の幅が１３０ｍｍを超えると、耐圧ガラス球の重量減少による浮上力増大効果が小さくなるからである。
そして、前記中空ガラス製半球体において、接合面となるすり合わせ面の面精度として、平坦度を表すＰＶ値が２０μｍ以下、表面粗さＲａが０．５μｍ以下、垂直度が２μｍ以下であることが望ましい。こうすることによって、球殻の厚みを薄く抑えながら、すり合わせ面の強度をさらに向上させることが可能になるからである。
非特許文献２には、すり合わせ面の研磨精度を±４μｍとした記載されているが、本発明では、すり合わせ面の強度向上のため、表面粗さＲａを０．５μｍ以下として、かつ新しい概念として垂直度を導入した。垂直度については、後に詳しく説明するが、２つの中空ガラス球同士をすり合わせ面で合わせる際に、すり合わせ面の平行度（接線に対する垂直度）が高ければ高いほど、強度低下につながるクラックや剥離の発生が抑えられるという考え方に基づいている。
本発明によれば、中空ガラス製半球体の球殻の厚みを薄く抑えながら、すり合わせ面から所定の幅の赤道面部の球殻の厚みだけを増大させることによって耐圧強度を高めているので、耐圧ガラス球全体の重量を低減させることができ、結果として浮上力が向上するという効果が得られる。
本発明の耐圧ガラス球の製造プロセスを説明する図である。 本発明の耐圧ガラス球のすり合わせ面と赤道面部を表す図である（実施例１）。 本発明におけるすり合わせ面の垂直度の定義と測定方法を示す図である。 本発明による耐圧ガラス球（実施例１）の全体設計図である。 図４におけるＣ部拡大図であって、すり合わせ面の加工精度が示されている。 球殻の厚みが均等に１７ｍｍである耐圧ガラス球の設計図である（比較例）。 本発明の実施例の別の一例の設計図である。 本発明の実施例のさらに別の一例の設計図である。 本発明の請求項６に記載の耐圧ガラス球の構成を示す設計図である。
本発明に用いる中空ガラス製半球体は次のような工程で作製される。
成型工程では、溶融されたガラスを通常のダイレクトプレス技術によって中空半球体形状に成型する。図１-１～３に示すように、金型（胴型）内に溶融したガラスの塊（ガラスゴブ）を投入し、上方から金型（矢型）を下して、ガラスをプレス成型し、金型の形状を転写し、中空ガラス半球体を得る。
この段階で、中空ガラス製半球体の外面・内面の形状や表面状態が決定される。本発明においては、胴型の赤道面部に該当する位置は、厚肉化する分だけ広くなっており、矢型の赤道面部に該当する位置は、厚肉化する分だけ狭く加工されている。このようにすることによって、耐圧ガラス球の赤道面部の球殻の厚みは、その他の部分の球殻の厚みより、厚肉化されるのである。
金型の形状精度及びガラスに接する金型表面の面精度が極めて重要であり、プレス成型された中空ガラス製半球体の品質や形状精度を大きく左右する。本発明において、厚肉化される赤道面部の幅は、９ｍｍ以上１３０ｍｍ以下であることが望ましいので、耐圧ガラス球の赤道部面の厚肉部に相当する胴型及び矢型の部分が、そのような寸法及び形状となるよう加工されている。
本発明の耐圧ガラス球に用いるガラスの材質としては、比重２．３５程度のホウケイ酸ガラスが望ましい。より一般的なガラス材質であるソーダ石灰ガラスの比重である２．５０に比べて、比重が小さいことから、深海において得られる浮上力が大きくなることが期待できるからである。
また、本発明の耐圧ガラス球に用いるガラスの材質としては、耐熱性・耐熱衝撃性の観点からもホウケイ酸ガラスが望ましい。ホウケイ酸ガラスの線熱膨張係数は約５０ｘ１０－７／℃と小さいことから、温度変化に伴う形状変化や発生する熱応力が小さくなるからである。ホウケイ酸ガラスは耐久性にも優れている。
プレス成型後は、室温まで徐冷された中空ガラス製半球体を、加工工程に移す。まず、図１-４に示すように、プレス成型時にはみ出した余分なガラス部分をMC（マシニングセンタ）加工機によって除去する。ここでは、例えば、番手が６００番程度の電着ダイヤモンド研削具を使用する。研削時間を管理することによって、所望の寸法になるまで研削する。この工程によって、粗削りされたすり合わせ面（接合面）が完成する。
次に接合面の内側及び外側のエッジ部に糸面取り加工を施す。この工程は番手が６００番程度のベルトサンダーを使って手動で行う。中空ガラス製半球体の接合面のエッジ部には研削加工時に生じた微細なチッピング等が存在するため、これを除去すること、また使用中・取扱い中のカケ、剥離や割れの発生を予防するために、このような糸面取りを施す。糸面取りではなく、曲率の大きな、いわゆるＲ加工を行うと、加圧時に、すり合わせ面端部に大きな応力が発生することが実験的に確認されており、幅０．３～０．５ｍｍ程度の糸面取り加工が適切である。
次に、番手が１０００番程度の金剛砂を使用した研磨盤による研磨によって、接合面の精密研磨加工を行って、図１-５の中空ガラス製半球体を得る。
図２は、赤道面１４の近傍の赤道面部１１の球殻の肉厚を、内径より内側に及び外径より外側に、約１５ｍｍの幅にわたって、それぞれ約０．５ｍｍだけ厚くした構成の、本発明の耐圧ガラス球の赤道面部近傍の断面図である。
本実施態様においては、赤道面部以外の部分の球殻１４の厚みは１７ｍｍとなるよう設計されており、赤道面部１１に向かって徐々に球殻の厚みが厚くなり、赤道面部における球殻の厚みは約１８ｍｍである。外径部の厚肉部は、赤道面部以外の部分から３０ｍｍの曲率で徐々に厚肉化されている。一方、内径部の厚肉部は、赤道面部以外の部分から９５ｍｍの曲率で徐々に厚肉化されている。図２中に、２．８２°との記載があるが、これは金型を用いてプレス成形した中空ガラス製半球体を、プレス成形後に金型から離型しやすくするために、ごくわずかなテーパー（２．８２°の傾き）を付けたことを表している。
本実施態様においては、すり合わせ面１２の端部は、内側エッジでは０．３ｍｍより小さい幅（約０．２ｍｍ）で糸面取りされており、外側では０．５ｍｍの幅で糸面取りされている。結果として、一対の中空ガラス製半球体は、幅１７．６８ｍｍのすり合わせ面で接合されることになる。
接合面であるすり合わせ面１２の面精度・形状精度の測定は、Ｒａ（表面粗さ）については表面粗さ・輪郭形状測定機（Mitutoyo CS-3000）により、またＰＶ（平坦度）及び垂直度については、三次元形状測定機（Mitutoyo CRT-A C776）により実施した。
ＰＶ（平坦度）及び垂直度の測定方法は次の通りである。まず、中空ガラス半球体を、赤道面を上にして、三次元形状測定器の試料台上にセットする。ぞして、すり合わせ面（赤道面）上の任意の4点の位置（高さ）から、傾き（水平度）を測定する。その赤道面の傾きを自動補正して、基準面（水平面）とする。
次に、中心角を１０度ずつ分割したすり合わせ面上の３６点の位置を測定して、最大値（Ｐｅａｋ）及び最小値（Ｖａｌｌｅｙ）からＰｅａｋ－ｔｏ－Ｖａｌｌｅｙ値、すなわちＰＶ値（平坦度）を求める。
さらに、中心角を４５度ずつ分割した８カ所で、図３のように、ガラス球の外側～すり合わせ面～内側に掛けてプローブを走らせ、垂直度を測定する。すなわち、垂直度とは、すり合わせ面の外径部と内径部が、完全水平面に比べて、どの程度ずれているかを表す値である。垂直度が大きいほど、すり合わせ面の高くなった部分が、押し付けられることとなって、クラックや剥離が生じやすいと考えられ、好ましくない。
完成した一対の中空ガラス製半球体を、その赤道面であるすり合わせ面で合わせて、ガラス球内を、孔部から８００Ｐａ程度に減圧した。すり合わせ面の接合部位はブチルゴムテープと塩化ビニールテープを一周巻いて固定した。このようにして本発明の耐圧ガラス球を製作し、加圧試験に供した。なお、前記減圧に用いた孔部は直径約５ｍｍであって、孔開けドリルを用いて形成され、観測等に必要なケーブルを通した後、Ｏ－リングを介してボルトとナットで締め付けて封止した。
　（実施例１）
　前記した図２は、外径３３０ｍｍ、球殻の肉厚１７ｍｍの耐圧ガラス球において、すり合わせ面１２である赤道面１４から１５ｍｍの幅にわたって、２つの中空ガラス製半球体の厚みを外径より外側に０．５ｍｍ、内径より内側にも０．５ｍｍ厚くした構成である。従って、赤道面部１１における球殻１４の厚みは、赤道面部以外の部分より合計で１ｍｍ厚くなっている。内径側は、赤道面部以外の部分の球殻から、曲率９５ｍｍで肉厚を徐々に０．５ｍｍ厚くしている。また、外径側は曲率３０ｍｍで肉厚を徐々に０．５ｍｍ増大している。すり合わせ面１２の幅は１７．６８ｍｍである。すり合わせ面は、番手が１０００番の金剛砂を用いて、０．５μｍ以下の表面粗さになるまで研磨した。ガラス端部に存在する欠陥を除去するため、番手が６００番の研磨ベルトを用いて外側の端部を０．５ｍｍ、内側の端部を０．３ｍｍの幅で研磨した。
　すり合わせ面１２の面精度等は、前記した方法を用いて測定した。その結果、すり合わせ面の表面粗さＲａは０．１５７μｍ、ＰＶ値は７．９μｍ、垂直度は全周8カ所で０．１～１．５μｍであった。
　このようにして得た一対の中空ガラス製半球体をすり合わせ面１２で合わせて、赤道面部１１の外側にゴム製のバンドを巻いて固定し、耐圧ガラス球とした。すり合わせ面には接着剤等の緩衝材は使用しなかった。
　本実施の例は、後に示す表１中のＮｏ．４に相当する構成であって、耐圧ガラス球の重量は１２．４８ｋｇｆ、浮力は１９．２４ｋｇｆ、浮力から重量を差し引いた浮上力は６．７６ｋｇｆである。球殻全ての肉厚を１８ｍｍとした表１中のＮｏ．２１では、重量１３．０６ｋｇｆ、浮力１９．２３ｋｇｆ、浮上力６．１７ｋｇｆであるので、本実施の形態の構成とすることにより浮上力が０．５９ｋｇｆ増大したことになる。
この耐圧ガラス球について、２種類の耐圧テストを実施した。
第一のテストは、水深１２，０００ｍの水圧に相当する１２０ＭＰａでの単純加圧試験である。常圧から２０分で１２０ＭＰａに加圧し、１２０ＭＰａの圧力で２０分保持したのち、２０分で常圧に戻した。その後、耐圧ガラス球のすり合わせ面を観察したところ、クラックや剥離は発生していないことが確認された。
第二のテストは、繰り返し加圧試験である。繰り返し加圧試験では、１５分で最大到達圧力１１４ＭＰａまで加圧し、その後１５分で常圧に戻すサイクルを１サイクルとして、これを７回繰り返した。その結果、図２に示した本発明は、このテストにも耐えることができた。試験後、すり合わせ面を観察したところ、破損や圧壊につながるようなクラックや剥離の発生は確認できなかった。
（その他の実施例及び比較例）
　実施例及び比較例を整理した結果を表１に示す。これらは、１２０ＭＰａの圧力がかかった場合に球殻の内側エッジ部に発生する最大引張り応力Ｆ（ＭＰａ）を計算したものである。この計算は、DASSAULT SYSTEMS社のSOLIDWORKSというソフトウェアを用いたもので、耐圧ガラス球が深海の水深に相当した圧力を受けた場合の、耐圧ガラス球各部に発生する応力を計算できるものである。
　水深に対応した外圧が耐圧ガラス球に作用すると、球殻のすり合わせ面に応力が発生するが、前記したように、内側エッジ部に最大引張応力Ｆが発生し、その応力が耐圧ガラス球の強度を超えると、ガラス球が圧壊し破損する。従って、外圧の作用下で、内側エッジ部に発生する最大引張応力が小さい場合、耐圧強度が高いということができる。
表１中、Ｘとして表示されている寸法は、赤道面部において、内径から内側に、外径から外側に、それぞれ厚肉とされた厚みである。Ｙは、厚肉とされた部分の幅であって、すり合わせ面からの寸法を記載している。内Ｒは、内径側において、赤道面部以外の部分から、赤道面部を厚肉とするために徐々に厚みを増大していく際の曲率である。外Ｒとは、外径側において、赤道面部以外の部分から、赤道面部を厚肉とするために徐々に厚みを増大し、厚みの増大を収束させる際の曲率である。
表１には、参考のため、耐圧ガラス球の体積、外径体積及び重量を示し、さらに外径体積から計算される浮力及び浮力と重量の差から計算される浮上力を示している。ここで、ガラスの比重は２．３５、海水の比重は１．０２として計算している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
表１中、Ｎｏ．４として示した構成である実施例１は、水深１２，０００ｍ相当の単純加圧試験及び繰り返し加圧試験に合格した。実施例１では、中空ガラス製半球体の赤道面部の球殻は、赤道面部以外の部分の球殻の厚みと比べて、内径より内側は、すり合わせ面から約１５ｍｍの幅（Ｙ）にわたって０．５ｍｍだけ厚肉としている。そして、内径より内側で、赤道面部以外の球殻から９５ｍｍの曲率半径（内Ｒ）で厚肉部が形成されている。また、赤道面部は、外径より外側でも０．５ｍｍ肉厚を厚くしているが、赤道面部以外の球殻から３０ｍｍの曲率半径（外Ｒ）で赤道面部の厚肉部が形成されている。
実施例１の中空ガラス製半球体の設計図を図４に示した。一対の中空ガラス製半球体を、接合面であるすり合わせ面１２で合わせることにより、本発明の耐圧ガラス球が得られる。赤道面部以外の部分の球殻１４の厚みは１７±０．５ｍｍという設計値である。外半径として１６５．１ｍｍと記載されているように、外径は３３０．２ｍｍである。頂部には、観測等に必要なケーブルを通すために、孔部が形成されている。赤道面部１１（Ｃと示されている部分）の構造を、図５に拡大して示した。
図５には、すり合わせ面１２の表面の仕上げ状態が示されている。前記したように、すり合わせ面は番手が１０００番程度の細かい金剛砂を用いて、表面粗さが０．５μｍ以下となるまで精密研磨加工を行う。そして、ＰＶ値は２０μｍ以下、垂直度は２μｍ以下となるよう加工されている。すり合わせ面の端部は、内径側は幅０．３ｍｍ以下の糸面加工が施され、外径側は幅０．５ｍｍ程度の糸面取り加工が施されている。
Ｎｏ．２０は比較例であって、外径３３０ｍｍ、球殻の厚みが均等な１７ｍｍの耐圧ガラス球である。Ｎｏ．２０の構成を図６に示す。赤道面部の厚肉部がないことから、一対の中空ガラス製半球体のすり合わせ面の幅は１６．６９ｍｍであって、図２に示した実施例１に比べて１ｍｍ短い。なお、図２及び図６では、中空ガラス製半球体の外径は１６５．１ｍｍであり、内径は１４７．６ｍｍであることから、赤道面部以外の部分の球殻の厚みは１７．５ｍｍになっている。
　Ｎｏ．２１及びＮｏ．２２は共に比較例であって、Ｎｏ．２１は、球殻の厚みが均等な１８ｍｍの耐圧ガラス球であり、Ｎｏ．２２は、球殻の厚みが均等な１９ｍｍの耐圧ガラス球である。
実施例１であるＮｏ．４は、内側エッジ部にかかる最大引張応力の値が９５ＭＰａと、比較例であるＮ．２０の１１６ＭＰａよるはるかに小さく、Ｎｏ．２１及びＮｏ．２２と同等である。このことから、赤道面部の厚肉化が、球殻の厚みを均等に厚くするのと同じ効果を有することがわかる。
　また、重量及び浮上力の観点から整理すると、Ｎｏ．４では、耐圧ガラス球の重量が１２．４８ｋｇｆ、浮力が１９．２４ｋｇｆ、浮上力が６．７６ｋｇｆであるのに対して、Ｎｏ．２１では浮上力が６．１７ｋｇｆで、Ｎｏ．４より０．５９ｋｇｆ小さく、Ｎｏ．２２では浮上力が５．５３ｋｇｆで、Ｎｏ．４より１．２３ｋｇｆも小さいことがわかった。
　表１中で、すり合わせ面の内側エッジに発生する引張り応力が、実施例１であるＮｏ．４と同等程度以下に抑えることのできる構成を選び出すと、Ｎｏ．２、３、５、７～９、１１～１６、１９となる。このうち、Ｎｏ．１３、Ｎｏ．１５、１６及び１９は、Ｎｏ．２１及び２２と同様に浮上力がＮｏ．４より小さいという欠点があって、好ましくない。
以上の結果より、赤道面部以外の部分の球殻の厚みが１７ｍｍであっても、１２０ＭＰａの圧力に耐え、外径３３０ｍｍ、球殻の厚み１８ｍｍの耐圧ガラス球と同等程度の耐圧強度を有し、Ｎｏ．２０と同等程度の浮上力を有する耐圧ガラス球を得ることのできる構成としては、赤道面部の球殻の外径の外側又は内径の内側の少なくとも一方を厚肉化し、それら厚肉化する合計厚みを０．５ｍｍ以上とすることが重要であることが判明した。
赤道面部の厚肉化する幅Ｙとしては、９ｍｍ以上１３０ｍｍ以下が適切で、９ｍｍ以上６５ｍｍ以下であることが望ましい。１３０ｍｍを超えて厚くしても、強度向上のメリットはなく、逆に浮上力低下のデメリットが大きくなる。
表１中の内Ｒ及び外Ｒに関しては、強度や浮上力に対する影響は小さく、赤道面部の厚肉部を赤道面部以外の部分から滑らかに構成すればよいと考えられる。
図７は、赤道面部において、内径より内側に０．２５ｍｍ、外径より外側に０．２５ｍｍ、合計で０．５ｍｍ厚肉化した本発明の構成の一つであって、表１中のＮｏ．３に該当する。この構成は、すり合わせ面の幅が１７．１９ｍｍであり、内側エッジ部に働く最大引張応力は８２ＭＰａと、実施例１より小さい。また、浮上力は６．７９ｋｇｆであって、球殻の全ての厚みが１８ｍｍであるＮｏ．２１の構成に比べて、浮上力が０．６２ｋｇｆ増大する。
図８は、赤道面部において、内径より内側に１．０ｍｍ、外径より外側に１．０ｍｍ、合計で２ｍｍ厚肉化した本発明の他の構成の一つであって、表１中のＮｏ．５に該当する。この構成は、すり合わせ面で幅が１８．６９ｍｍであり、内側エッジ部に働く最大引張応力が８１ＭＰａと、実施例１より小さい。また、浮上力は、６．６８ｋｇｆであって、球殻の厚みが均等に１９ｍｍであるＮｏ．２２の構成に比べて、浮上力が１．１５ｋｇｆも増大する。但し、Ｎｏ．１３、１６及び１９の構成から判断すると、外径側又は内径側の厚肉化する厚みが１ｍｍを超えても、強度上のメリットは大きくなく、逆に浮上力を小さくするデメリットがあると考えられる。
以上の結果は、外径３３０ｍｍ、球殻の厚み１７ｍｍの耐圧ガラス球において、すり合わせ面近傍の赤道面部の球殻の厚みだけを厚くすることで、赤道面部以外の球殻の厚みを薄く保ったまま、耐圧強度を向上させるとともに、浮上力の観点でも有利であることを示したものである。
同様の考え方は、外径３３０ｍｍの耐圧ガラス球のみならず、外径２５０ｍｍの耐圧ガラス球や外径４３２ｍｍの耐圧ガラス球についても当てはまることが判明した。シミュレーションによる計算結果を表２に示した。このシミュレーションも、表１に示した計算と同じくDASSAULT SYSTEMS社のSOLIDWORKSというソフトウェアを用いたものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
例えば、水深７，０００ｍ級の深海での探査探索に用いられている外径３３０ｍｍの耐圧ガラス球（非特許文献４中のNMS-IS-7000-13）は、球殻の厚みは均等な１２ｍｍとされているが（表２中のＮｏ．１１に相当する）、本発明の考え方を適用すれば、球殻の厚みを１１ｍｍとして、赤道面部の幅１５ｍｍにわたって、外径側及び内径側をそれぞれ０．５ｍｍ厚肉化することにより、同等の耐圧強度を有し、かつ浮上力が０．６３ｋｇｆ増大させることができる。
また、水深６，７００ｍでの使用を想定した外径４３２ｍｍの耐圧ガラス球（非特許文献３のSPHERE MODEL 2040-17V及び非特許文献４中のNMS-IS-6700-17）では、球殻の厚みは均等な１４ｍｍとされているが（表２中のＮｏ．１３に相当する）、本発明の考え方を適用すれば、球殻の厚みを１３ｍｍとして、すり合わせ面である赤道面部の幅１５ｍｍにわたって、外径側及び内径側をそれぞれ０．５０ｍｍ厚肉化することにより、耐圧強度を向上させながら、浮上力を１．１４ｋｇｆ増大させることができる。
また、水深１０，０００ｍでの使用を想定した外径２５０ｍｍの耐圧ガラス球（非特許文献４中のNMS-IS-10000-10）では、球殻の厚みは均等な９ｍｍとされている。表２中のＮｏ．４はこのNMS-IS-10000-10と同じ構成を有する耐圧ガラス球であるが、水深９，０００ｍに対応した９０ＭＰａの外圧を受けると、内側エッジ部に掛かる最大引張応力の値は１００ＭＰａに達する。そこで、本発明の考え方を適用すれば、球殻の厚みを８ｍｍとして、すり合わせ面である赤道面部の幅１５ｍｍにわたって、外径側及び内径側でそれぞれ０．５ｍｍ厚肉化することで、１０ｍｍ均等肉厚の場合（表２中のＮｏ．５に相当する）と同等の耐圧強度を有し、かつ浮上力を０．７８ｋｇｆ増大させることができる。
さらに、水深１２，０００ｍでの使用を想定した外径４３２ｍｍの耐圧ガラス球（非特許文献４中のNMS-IS-12000-17）では、球殻の厚みは均等な２１ｍｍとされているが（表２中のＮｏ．２に相当する）、本発明の考え方を適用すれば、球殻の厚みを１９ｍｍとして、すり合わせ面である赤道面部の幅１５ｍｍにわたって、外径側及び内径側のそれぞれで１．０ｍｍ肉厚化することで、表２中のＮｏ．２と同等以上の耐圧強度を有し、かつ浮上力を２．０６ｋｇｆ増大させることができる。
水深１２，０００ｍでの使用を想定した外径３３０ｍｍの耐圧ガラス球は市場には存在しない。表２中にＮｏ．８として示した１７ｍｍ均等肉厚ガラス球では、内側エッジに掛かる最大引張応力が１１６ＭＰａとなり、耐圧強度が十分とは言えない。一方、表２中にＮｏ．９として示した１８ｍｍ均等肉厚ガラス球では、内側エッジに掛かる最大引張応力が９３ＭＰａまで低減できるが、１７ｍｍ均等肉厚ガラス球と比べて、浮上力は０．６４ｋｇｆ減少してしまう。
そこで、本発明の考え方を適用すれば、球殻の厚みを１６ｍｍとして、すり合わせ面である赤道面部の幅１５ｍｍにわたって、外径側及び内径側のそれぞれで０．５ｍｍ肉厚化することで（表２中のＮｏ．６）、Ｎｏ．９と同等以上の耐圧強度を有し、かつ浮上力を１．２３ｋｇｆ増大させることができる。
同様のケースで、球殻の厚みを１６ｍｍとして、すり合わせ面である赤道面部の幅１５ｍｍにわたって、外径側で０．５ｍｍ肉厚化し、内径側で１．５ｍｍ厚肉化することでも（表２中のＮｏ．７）、Ｎｏ．９と同等以上の耐圧強度を有し、かつ浮上力を１．０６ｋｇｆ増大させることができる。この構成の耐圧ガラス球の設計図を図９に示した。
１１・・・赤道面部
１２・・・すり合わせ面（接合面）
１３・・・赤道面
１４・・・球殻
 

Claims (8)

  1. 一対の中空ガラス製半球体を、その赤道面にあるすり合わせ面を接合面として合わせて得られる耐圧ガラス球において、前記すり合わせ面から所定の幅の赤道面部における前記中空ガラス製半球体の球殻の厚みが、赤道面部以外の部分の球殻の厚みより厚肉であることを特徴とする耐圧ガラス球。
  2. 前記中空ガラス製半球体の、前記すり合わせ面から所定の幅の赤道面部の球殻の厚みが、赤道面部以外の部分の球殻の厚みと比べて、外径より外側に及び内径より内側に、合計で０．５ｍｍ以上厚くされていることを特徴とする請求項１に記載の耐圧ガラス球。
  3. 前記中空ガラス製半球体において、前記赤道面部以外の部分の球殻の厚みより厚肉とした前記赤道面部の所定の幅が、前記すり合わせ面から９ｍｍ以上１３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の耐圧ガラス球。
  4. 前記中空ガラス製半球体において、接合面となる前記すり合わせ面の平均表面粗さＲａが０．５μｍ以下、平坦度を表すＰＶ値が２０μｍ以下、垂直度が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の耐圧ガラス球。
  5. 前記中空ガラス製半球体の外径が３３０ｍｍ、前記赤道面部以外の部分の球殻の厚みが１７ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の耐圧ガラス球。
  6. 前記中空ガラス製半球体の外径が４３２ｍｍ、前記赤道面部以外の部分の球殻の厚みが１９ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の耐圧ガラス球。
  7. 前記中空ガラス製半球体の外径が２５０ｍｍ、前記赤道面部以外の部分の球殻の厚みが８ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の耐圧ガラス球。
  8. 前記中空ガラス製半球体の外径が３３０ｍｍ、前記赤道面部以外の部分の球殻の厚みが１６ｍｍであって、前記赤道面部の球殻の厚みが、外径より外側に０．５ｍｍ以上、内径より内側に０．５ｍｍ以上、それぞれ厚肉であることを特徴とする請求項１乃至４に記載の耐圧ガラス球。
     
PCT/JP2016/070367 2016-05-06 2016-07-11 耐圧ガラス球 WO2017191693A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017559622A JP6439113B2 (ja) 2016-05-06 2016-07-11 耐圧ガラス球
CN201680021270.8A CN107615014B (zh) 2016-05-06 2016-07-11 耐压玻璃球
EP16898880.6A EP3460413B1 (en) 2016-05-06 2016-07-11 Pressure-resistant glass sphere
US15/795,256 US10486851B2 (en) 2016-05-06 2017-10-27 Pressure-resistant glass sphere

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-093167 2016-05-06
JP2016093167 2016-05-06

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/795,256 Continuation US10486851B2 (en) 2016-05-06 2017-10-27 Pressure-resistant glass sphere

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017191693A1 true WO2017191693A1 (ja) 2017-11-09

Family

ID=60203723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/070367 WO2017191693A1 (ja) 2016-05-06 2016-07-11 耐圧ガラス球

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10486851B2 (ja)
EP (1) EP3460413B1 (ja)
JP (1) JP6439113B2 (ja)
CN (1) CN107615014B (ja)
WO (1) WO2017191693A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10994820B2 (en) 2017-12-25 2021-05-04 Japan Agency For Marine-Earth Science And Technology Connectedly-formed underwater exploration device
WO2022209560A1 (ja) 2021-04-01 2022-10-06 国立研究開発法人海洋研究開発機構 錘切り離し装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108873058B (zh) * 2018-04-27 2021-06-11 中国船舶工业系统工程研究院 一种海底地震仪样机及实测方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3283348A (en) * 1964-03-26 1966-11-08 Sanders Associates Inc High strength prestressed spherical sonobuoy
US3450082A (en) * 1968-01-29 1969-06-17 Ppg Industries Inc Load-bearing member for curved ceramic segments subjected to high compressive loads
US3563089A (en) 1967-12-20 1971-02-16 Aquadyne Inc Oceanographic instrument housing
US3587122A (en) 1969-08-18 1971-06-28 Benthos Inc Oceanographic spherical glass instrument housing
JPS5313400B2 (ja) 1974-07-19 1978-05-10
JPS53146716A (en) * 1977-05-27 1978-12-20 Kaiyo Kagaku Gijutsu Center Device for sealing pressuree resisting glass sphere and prodection thereof
JP2003517571A (ja) 1998-06-26 2003-05-27 キュウヴイエフ エンジニアリング ジーエムビーエイチ 接着剤で結合された耐圧ガラス体
JP2010038854A (ja) 2008-08-08 2010-02-18 Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology 耐圧構造物

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3713412A (en) * 1971-04-15 1973-01-30 Us Navy Deep ocean submersible
CN101172518B (zh) * 2007-10-26 2011-05-11 哈尔滨工程大学 深水耐压浮力装置
CN201506463U (zh) * 2009-09-28 2010-06-16 秦贞坤 一种娱乐观光用球形潜海装置
CN102080888A (zh) * 2009-11-30 2011-06-01 沈水标 一种复合式浮球
CA2794884C (en) * 2010-03-29 2015-06-16 Japan Agency For Marine-Earth Science And Technology Shell of pressure-resistant container, pressure-resistant container, and exploratory apparatus
CN201885783U (zh) * 2010-08-02 2011-06-29 青岛科技大学数理学院 不锈钢耐压浮球
CN102335754B (zh) * 2011-10-13 2013-06-19 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种钛合金球壳的高精度机加工变形控制方法
CN103406724B (zh) * 2013-07-30 2016-06-22 初冠南 一种增强耐压结构承载能力的工艺方法
CN203642947U (zh) * 2013-12-11 2014-06-11 中国航空工业第六一八研究所 一种带稳定平台的滚动球
CN104648638B (zh) * 2015-02-11 2016-11-02 江苏科技大学 一种深海仿生耐压壳体

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3283348A (en) * 1964-03-26 1966-11-08 Sanders Associates Inc High strength prestressed spherical sonobuoy
US3563089A (en) 1967-12-20 1971-02-16 Aquadyne Inc Oceanographic instrument housing
US3450082A (en) * 1968-01-29 1969-06-17 Ppg Industries Inc Load-bearing member for curved ceramic segments subjected to high compressive loads
US3587122A (en) 1969-08-18 1971-06-28 Benthos Inc Oceanographic spherical glass instrument housing
JPS5313400B2 (ja) 1974-07-19 1978-05-10
JPS53146716A (en) * 1977-05-27 1978-12-20 Kaiyo Kagaku Gijutsu Center Device for sealing pressuree resisting glass sphere and prodection thereof
JP2003517571A (ja) 1998-06-26 2003-05-27 キュウヴイエフ エンジニアリング ジーエムビーエイチ 接着剤で結合された耐圧ガラス体
JP2010038854A (ja) 2008-08-08 2010-02-18 Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology 耐圧構造物

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"About a test of a deep sea camera system using a pressure-resistant glass sphere", REPORT OF JAPAN MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY CENTER, 1977, pages 26 - 31
"Deep sea camera system including free-fall pressure-resistant glass sphere", JAMSTECTR, 1979, pages 3

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10994820B2 (en) 2017-12-25 2021-05-04 Japan Agency For Marine-Earth Science And Technology Connectedly-formed underwater exploration device
WO2022209560A1 (ja) 2021-04-01 2022-10-06 国立研究開発法人海洋研究開発機構 錘切り離し装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3460413B1 (en) 2020-04-01
US20180044056A1 (en) 2018-02-15
JP6439113B2 (ja) 2018-12-19
US10486851B2 (en) 2019-11-26
CN107615014A (zh) 2018-01-19
EP3460413A4 (en) 2019-12-11
JPWO2017191693A1 (ja) 2018-05-17
CN107615014B (zh) 2020-09-11
EP3460413A1 (en) 2019-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6439113B2 (ja) 耐圧ガラス球
TWI576204B (zh) glass plate
CN105364641B (zh) 微半环凹模阵列式研抛方法及装置
EP2554876B1 (en) Shell of pressure-resistant container, pressure-resistant container, and probe
JPH0377120B2 (ja)
CN111203689A (zh) 一种大型薄壁贮箱半球体精密成形的加工工艺
Bin et al. Theoretical and experimental investigation on surface generation and subsurface damage in fixed abrasive lapping of optical glass
CN108972159B (zh) 一种蓝宝石球罩双面磨削方法
CN106826096A (zh) 一种金属空心微球制造方法
JP2008105933A (ja) 中空体、浮力材、潜水装置および溶融金属用浮き
CN205600447U (zh) 修磨带凸台环形平面的拼装式修磨工具
CN102886730A (zh) 磁记录介质用玻璃基板的制造方法和磁记录介质用玻璃基板
Dong-hui et al. A hydrodynamic suspension polishing method for ultrasmooth and low-damage surface
CN104476357B (zh) 六角顶尖磨削方法
CN101685640A (zh) 磁盘用基板及磁盘
WO2016047802A1 (ja) 研磨パッド
CN204135844U (zh) 高精度超半球光学透镜的加工装置
Nguyen et al. Investigation of elastic deformation machining method for aspheric surface generation
CN110757255A (zh) 适用于薄壁环形非球面光学零件的抛光方法及系统
Pausch et al. Under high pressure: Spherical glass flotation and instrument housings in deep ocean research
KR102391872B1 (ko) 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 연마 장치
Stachiw Spherical Sector Windows With Restrained Edge for Undersea Applications
Chen et al. Experimental study on characteristic of ultrathin sapphire wafer polishing with Layer Stacked Clamping (LSC) method
Uplaonkar Experimental Investigation of Unbonded Magnetic Abrasive Polishing (UMAP) of Silicon Nitride Balls
Vaskov Technological review of deep ocean manned submersibles

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017559622

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16898880

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE