(57)【要約】【課題】すり合わせ面におけるクラックや剥離の発生を抑制することができる耐圧構造物を提供する。【解決手段】本発明の耐圧構造物１００は、第１すり合わせ面１１１を有するガラス製の第１構造部１１０と、第１すり合わせ面１１１と接合する第２すり合わせ面１２１を有するガラス製の第２構造部１２０と、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１のそれぞれの面に形成された金属膜２１１、２２１と、からなることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１すり合わせ面を有する第１構造部と、
前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、
前記第１すり合わせ面又は第２すり合わせ面のいずれかのすり合わせ面のうち、少なくとも一方のすり合わせ面に形成された金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物。
【請求項２】
第１すり合わせ面を有する第１構造部と、
前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、
前記第１すり合わせ面及び第２すり合わせ面のそれぞれのすり合わせ面に形成された金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物。
【請求項３】
第１すり合わせ面を有する第１構造部と、
前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、
前記第１構造部の外周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１外側縁から、前記第１すり合わせ面を経て、前記第１構造部の内周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１内側縁までに至る面に形成された金属膜と、
前記第２構造部の外周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２外側縁から、前記第２すり合わせ面を経て、前記第２構造部の内周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２内側縁までに至る面に形成された金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物。
【請求項４】
第１すり合わせ面を有する第１構造部と、
前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、
前記第１すり合わせ面から、前記第１構造部の内周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１内側縁までに至る面に形成された金属膜と、
前記第２すり合わせ面から、前記第２構造部の内周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２内側縁までに至る面に形成された金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物。
【請求項５】
第１すり合わせ面を有する第１構造部と、
前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有するガラス製の第２構造部と、
前記第１すり合わせ面及び第２すり合わせ面のそれぞれの面に形成された第１種金属膜と、
前記第１種金属膜の上に形成された第２種金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物。
【請求項６】
第１すり合わせ面を有する第１構造部と、
前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、
前記第１構造部の外周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１外側縁から、前記第１すり合わせ面を経て、前記第１構造部の内周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１内側縁までに至る面に形成された第１種金属膜と、
前記第２構造部の外周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２外側縁から、前記第２すり合わせ面を経て、前記第２構造部の内周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２内側縁までに至る面に形成された第１種金属膜と、
前記第１種金属膜の上に形成された第２種金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物。
【請求項７】
第１すり合わせ面を有する第１構造部と、
前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、
前記第１すり合わせ面から、前記第１構造部の内周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１内側縁までに至る面に形成された第１種金属膜と、
前記第２すり合わせ面から、前記第２構造部の内周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２内側縁までに至る面に形成された第１種金属膜と、
前記第１種金属膜の上に形成された第２種金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物。
【請求項８】
前記第１構造部及び前記第２構造部がそれぞれ半球状部材であることを特徴とする請求項1乃至請求項７に記載の耐圧構造物。
【請求項９】
前記第１構造部及び前記第２構造部がそれぞれ半円筒状部材であることを特徴とする請求項1乃至請求項７に記載の耐圧構造物。
【請求項１０】
前記第１構造部及び前記第２構造部がそれぞれ半楕円体状部材であることを特徴とする請求項1乃至請求項７に記載の耐圧構造物。
【請求項１１】
すり合わせ面を有する複数の構造部からなり、前記複数の構造部が有するすり合わせ面同士を接合させたとき閉空間を形成する耐圧構造物において、
前記すり合わせ面には金属膜が形成されることを特徴とする耐圧構造物。
【請求項１２】
前記第１構造部及び前記第２構造部はガラス製であることを特徴とする請求項1乃至請求項１１に記載の耐圧構造物。
【請求項１３】
前記第１構造部及び前記第２構造部はセラミックス製であることを特徴とする請求項1乃至請求項１１に記載の耐圧構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その内部に観測機器を収容し、海底に沈められることによって当該観測機器により海底観測を行い、これを海底から回収した後、当該観測機器によって観測されたデータを取得するようにして利用される耐圧構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス製ですり合わせ面を有する２つの半球状部材から構成される、海底地震計などの観測機器などのハウジングとて用いられる耐圧構造物が知られている。このような耐圧構造物として、例えば、特許文献１（特表２００３−５１７５７１号公報）には、互いに接触するぴったり合う表面(すり合わせ面)を有する二つの半球を含み、このぴったり合う表面を互いに接触させ、その結果、赤道部の回りの接合部における外表面が平滑で同一面である、一つの球を形成する耐圧ガラス体であって、その二つの半球が、ぴったり合う接触表面の間で、硬化接着剤から成る接着結合層によって互いに結合されていることを特徴とする耐圧ガラス体が開示されている。
【特許文献１】特表２００３−５１７５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の耐圧ガラス体は、二つの半球の接触表面に硬化接着剤から成る接着結合層を設けることによって結合する構成となっているおり、主として１回の利用が想定されている。これに対して、出願人は、２つの半球状部材から構成される耐圧構造物のすり合わせ面には、接着剤などの結合剤を用いることなく、繰り返し利用するようにしている。すなわち、このような耐圧構造物には、内部に観測機器を収容し海底観測を行い、それを回収して観測機器からデータを取得する、そして、再び、内部に観測機器を収容し海底観測を行い、それを回収して観測機器からデータを取得する、というように繰り返し利用する。このような繰り返し利用によれば、耐圧構造物は、加圧→減圧→加圧→減圧・・の過程が繰り返され、応力が繰り返しかかることとなる。そして、このような応力によって、従来の耐圧構造物のすり合わせ面においては、クラックや剥離が発生する、という問題があった。そして、従来の耐圧構造物においては、このようなクラックや剥離が端緒となり、耐圧構造物の圧壊や部分的欠損を引き起こし、耐圧構造物の繰り返し利用回数の制限や、観測機器からのデータ回収に対する信頼性低下、という問題が発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、第１すり合わせ面を有する第１構造部と、前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、前記第１すり合わせ面又は第２すり合わせ面のいずれかのすり合わせ面のうち、少なくとも一方のすり合わせ面に形成された金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物である。
【０００５】
また、請求項２に係る発明は、第１すり合わせ面を有する第１構造部と、前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、前記第１すり合わせ面及び第２すり合わせ面のそれぞれのすり合わせ面に形成された金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物である。
【０００６】
また、請求項３に係る発明は、第１すり合わせ面を有する第１構造部と、前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、前記第１構造部の外周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１外側縁から、前記第１すり合わせ面を経て、
前記第１構造部の内周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１内側縁までに至る面に形成された金属膜と、前記第２構造部の外周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２外側縁から、前記第２すり合わせ面を経て、前記第２構造部の内周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２内側縁までに至る面に形成された金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物である。
【０００７】
また、請求項４に係る発明は、第１すり合わせ面を有する第１構造部と、前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、前記第１すり合わせ面から、前記第１構造部の内周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１内側縁までに至る面に形成された金属膜と、前記第２すり合わせ面から、前記第２構造部の内周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２内側縁までに至る面に形成された金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物である。
【０００８】
また、請求項５に係る発明は、第１すり合わせ面を有する第１構造部と、前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有するガラス製の第２構造部と、前記第１すり合わせ面及び第２すり合わせ面のそれぞれの面に形成された第１種金属膜と、前記第１種金属膜の上に形成された第２種金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物である。
【０００９】
また、請求項６に係る発明は、第１すり合わせ面を有する第１構造部と、前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、前記第１構造部の外周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１外側縁から、前記第１すり合わせ面を経て、前記第１構造部の内周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１内側縁までに至る面に形成された第１種金属膜と、前記第２構造部の外周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２外側縁から、前記第２すり合わせ面を経て、前記第２構造部の内周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２内側縁までに至る面に形成された第１種金属膜と、前記第１種金属膜の上に形成された第２種金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物である。
【００１０】
また、請求項７に係る発明は、第１すり合わせ面を有する第１構造部と、前記第１すり合わせ面と接合する第２すり合わせ面を有する第２構造部と、前記第１すり合わせ面から、前記第１構造部の内周面と前記第１すり合わせ面との境界部である第１内側縁までに至る面に形成された第１種金属膜と、前記第２すり合わせ面から、前記第２構造部の内周面と前記第２すり合わせ面との境界部である第２内側縁までに至る面に形成された第１種金属膜と、前記第１種金属膜の上に形成された第２種金属膜と、からなることを特徴とする耐圧構造物である。
【００１１】
また、請求項８に係る発明は、請求項1乃至請求項７に記載の耐圧構造物において、前記第１構造部及び前記第２構造部がそれぞれ半球状部材であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項９に係る発明は、請求項1乃至請求項７に記載の耐圧構造物において、前記第１構造部及び前記第２構造部がそれぞれ半円状筒部材であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項１０に係る発明は、請求項1乃至請求項７に記載の耐圧構造物において、前記第１構造部及び前記第２構造部がそれぞれ半楕円体状部材であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項１１に係る発明は、すり合わせ面を有する複数の構造部からなり、前記複数の構造部が有するすり合わせ面同士を接合させたとき閉空間を形成する耐圧構造物において、前記すり合わせ面には金属膜が形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項１２に係る発明は、請求項1乃至請求項１１に記載の耐圧構造物において
、前記第１構造部及び前記第２構造部はガラス製であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１３に係る発明は、請求項1乃至請求項１１に記載の耐圧構造物において、前記第１構造部及び前記第２構造部はセラミックス製であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の耐圧構造物によれば、第１構造部の第１すり合わせ面、第２構造部の第２すり合わせ面に形成された金属膜によって、すり合わせ面の補強が行われることなり、耐圧構造物のすり合わせ面におけるクラックや剥離の発生を抑制することができる。また、耐圧構造物のすり合わせ面におけるクラックや剥離の発生抑制に伴い、耐圧構造物の繰り返し利用回数の制限が緩和されたり、観測機器からのデータ回収に対する信頼性が向上したりする、といった効果を享受することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材の断面を示す図であり、図２は本発明の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。図２の拡大図は、図１のＡに示される部分を拡大して示したものである。なお、２つの半球状部材のすり合わせ面を接合したときの接合部は、耐圧構造物の赤道部に相当する箇所となるが、図１及び図２は、この赤道部を含む面に対して直交し、かつ耐圧構造物の中心を通る任意の平面で切ったときの断面が示されるものである。以後に示す図１及び図２と類似する図についても同様のものとする。
【００１９】
図１及び図２において、１００は耐圧構造物、１１０は第１構造部、１１１は第１すり合わせ面、１２０は第２構造部、１２１は第２すり合わせ面、２１１は金属膜、２２１は金属膜をそれぞれ示している。
【００２０】
本実施形態に係る耐圧構造物１００は、その内部に観測機器を収容し、海底に沈められることによって当該観測機器により海底観測を行い、これを海底から回収した後、当該観測機器によって観測されたデータを取得するようにして利用されるものである。このような形態で利用される耐圧構造物１００は、観測機器を水没から防ぐための密閉性と、観測機器を水中の高圧環境から守るための耐圧性とを兼ね備えるものでなくてはならない。
【００２１】
このような密閉性および耐圧性を確保するために、上記のような観測機器のハウジングである耐圧構造物１００は、二つの半球状のガラス部品―ガラス製の第１構造部１１０、第２構造部１２０―から形成されている。なお、本実勢形態では、第１構造部１１０、第２構造部１２０がガラス製である場合を例にとり説明しているが、本発明の耐圧構造物を構成する第１構造部、第２構造部の材質は他のもの―例えば、セラミックス―などでもよい。
【００２２】
ガラス製の第１構造部１１０の第１すり合わせ面１１１、及び第２構造部１２０の第２すり合わせ面１２１は高い精度で研磨されており、それぞれが接合することで、確実な密閉性を担保することができるようになっている。これら第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１は、耐圧構造物１００の赤道部に相当する箇所に設けられており、水中の圧力による応力が、それぞれの半球状部材によって均等に分担されることで、耐圧構造物１００は良好な耐圧性を確保することが可能となる。
【００２３】
本発明の耐圧構造物１００においては、これら第１すり合わせ面１１１には金属膜２１１が、また、第２すり合わせ面１２１には金属膜２２１が、すり合わせ面周上に一様に形成されている。耐圧構造物１００は、内部に観測機器を収容し海底観測を行い、それを回
収して観測機器からデータを取得する、という海底観測過程を、繰り返すようにして利用するものである。すなわち、耐圧構造物１００に対しては、上記のよう繰り返し利用によって加圧→減圧→加圧→減圧・・・の工程を経て、応力が繰り返しかかることとなる。特に、従来において、耐圧構造物の繰り返しの利用に伴う応力によって、すり合わせ面にクラックや剥離が発生する、という問題があった。すなわち、従来の耐圧構造物においては、このようなクラックや剥離が端緒となり、耐圧構造物の圧壊や部分的欠損を引き起こし、耐圧構造物の繰り返し利用回数の制限や、観測機器からのデータ回収に対する信頼性低下、という問題が発生していた。これに対し、本発明においては、耐圧構造物１００において、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１には金属膜をそれぞれ形成することによって、このようなクラックや剥離を防止するものである。すなわち、本発明は第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１に真空蒸着で金属膜をはり付け、当該金属膜でカバーされた部分の剥離を防止するようにしたものである。
【００２４】
なお、本実施形態においては、２つの半球状部材のそれぞれのすり合わせ面に金属膜を形成するように構成しているが、２つの半球状部材のいずれか一方のすり合わせ面に金属膜を形成することによってもその効果を得ることができる。ただ、本実施形態のように両方の半球状部材のすり合わせ面に金属膜を形成する方がより高い効果が期待できるものと推測することができる。また、図１及び図２において、金属膜２１１、金属膜２２１の膜圧は図示するために誇張的に厚く描かれている。以降に示す同様の図においても、金属膜は誇張的に図示・表現されている。
【００２５】
本実施形態においては、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１には、真空蒸着加工でクロムによって約１０ミクロンの厚さのクロム膜（金属膜２１１及び金属膜２２１）を形成している。このような本実施形態に係る耐圧構造物１００と、すり合わせ面に金属膜が形成されていない従来の耐圧構造物とを、高圧実験水槽を用いて同一条件で加圧・減圧する試験を行い、比較検討した。図３は本実施形態に係る耐圧構造物１００と従来例に係る耐圧構造物とを比較するために行った加圧・減圧試験の条件を示すグラフである。
【００２６】
図３のグラフに示すように、加圧・減圧試験においては、毎分１５ＭＰａで４分間加圧し６０ＭＰａとした後、毎分１５ＭＰａで４分間減圧することを１サイクルとして、このサイクルを５０回繰り返す、ということを行った。この条件は、毎分１５００ｍ相当の速さで４分間沈降を行い、毎分１５００ｍ相当の速さで４分間浮上を行うことに相当し、実際の耐圧構造物が、毎分６０ｍ〜１００ｍ程度の速さで、浮沈されることを考慮すると、実際の使用条件より、過酷な条件であることが理解できる。
【００２７】
上記のような試験条件で、本実施形態に係る耐圧構造物１００と従来例に係る耐圧構造物とを晒し、試験終了後、それぞれのすり合わせ面の剥離状況を目視によって観察を行った。本実施形態に係る耐圧構造物１００では、すり合わせ面の剥離は多少発生していたが、従来例に係る耐圧構造物のすり合わせ面に比較して剥離量の大幅な低減を確認することができた。
【００２８】
このように、本発明の耐圧構造物１００によれば、第１構造部１１０の第１すり合わせ面１１１、第２構造部１２０の第２すり合わせ面１２１に形成された金属膜（２１１、２２１）によって、すり合わせ面の補強が行われることなり、耐圧構造物１００のすり合わせ面におけるクラックや剥離の発生を抑制することができる。また、耐圧構造物１００のすり合わせ面におけるクラックや剥離の発生抑制に伴い、耐圧構造物１００の繰り返し利用回数の制限が緩和されたり、観測機器からのデータ回収に対する信頼性が向上したりする、といった効果を享受することができる。
【００２９】
なお、上記の実施形態においては、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１に、真空蒸着でクロムの金属膜をはり付けるようにしたが、ガラスに対する蒸着強度が高い金属であれば、例えば、金やチタンなどのその他の金属を用いることも可能である。
【００３０】
ここで、耐圧構造物１００による１回の海底観測過程について説明する。耐圧構造物１００は、大気圧中において、第１構造部１１０と第２構造部１２０の中に観測機器を収容した上で、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１を合わせて、不図示のポートを介して内部を真空引きし、第１構造部１１０と第２構造部１２０を不可分の状態とする。そして、耐圧構造物１００のすり合わせ部（赤道）に、水密を保つためにゴムを施し、その上にテーピングで目張り行う。さらに、耐圧構造物１００のすり合わせ部（赤道）と直交する２方向からステンレス製のバンドで締め付けを行い、プラスチック製のカバーで外側を覆う。このような状態で、海底に沈められることによって当該観測機器により海底観測を行う。このような海底観測における深度は、６０００ｍ程度が想定されている。
【００３１】
耐圧構造物１００を海底に沈める速度は前記した通りである。次に、耐圧構造物１００に収容された観測機器により海底観測が実施される。この海底観測期間は、観測機器の持続時間に依存するものであるが、通常１週間から１０日間が想定されている。このような期間に海底観測が行われた後、耐圧構造物１００は海底から回収され、陸上で耐圧構造物１００が開かれ、前記観測機器によって観測されたデータが取得される。以上のような過程が、１回分の海底観測過程となる。
【００３２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４は本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材の断面を示す図であり、図５は本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。図４及び図５において、１１２は第１内周面、１１３は第１外周面、１１４は第１内側縁、１１５は第１外側縁、１２２は第２内周面、１２３は第２外周面、１２４は第２内側縁、１２５は第２外側縁をそれぞれ示している。その他の図４及び図５において、先の実施形態と同様の参照番号が付された構成については、先の実施形態の構成と同様のものを示している。
【００３３】
第１内周面１１２は第１構造部１１０の内側の面であり、第１外周面１１３は第１構造部１１０の外側の面であり、それぞれの面と第１すり合わせ面１１１との境界部が、第１内側縁１１４及び第１外側縁１１５である。第１内側縁１１４及び第１外側縁１１５は、稜線である場合もあれば、第１すり合わせ面１１１近傍を一周するような若干の幅を有する面である場合もある。
【００３４】
第２内周面１２２は第２構造部１２０の内側の面であり、第２外周面１２３は第２構造部１２０の外側の面であり、それぞれの面と第２すり合わせ面１２１との境界部が、第２内側縁１２４及び第２外側縁１２５である。第２内側縁１２４及び第２外側縁１２５は、稜線である場合もあれば、第２すり合わせ面１２１近傍を一周するような若干の幅を有する面である場合もある。
【００３５】
先の実施形態においては、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１に、真空蒸着加工で金属膜２１１及び金属膜２２１を形成したが、本実施形態においては、金属膜２１１は、第１構造部１１０の第１外周面１１３と第１すり合わせ面１１１との境界部である第１外側縁１１５から、第１すり合わせ面１１１を経て、第１構造部１１０の第1内周面１１２と第１すり合わせ面１１１との境界部である第１内側縁１１４までに至る面に形成されている。また、金属膜２２１は第２構造部１２０の第2外周面１２３と第２すり合わせ面１２１との境界部である第２外側縁１２５から、第２すり合わせ面１２１を経
て、第２構造部の第２内周面１２２と第２すり合わせ面１２１との境界部である第２内側縁１２４までに至る面に形成されている。
【００３６】
耐圧構造物においては、水圧が繰り返しかかることによって、すり合わせ面にクラックや剥離が発生しやすいことは先に述べたとおりであるが、特に、すり合わせ面の近傍でも応力が係りやすく脆弱なポイントは、上記の各側縁であるということができる。本実施形態では、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１と共に、第１内側縁１１４及び第１外側縁１１５、第２内側縁１２４及び第２外側縁１２５にまで、真空蒸着加工で金属膜２１１及び金属膜２２１を形成するようにし、よりいっそうの補強を図っている。このような本実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を得ることができるものである。
【００３７】
なお、本実施形態においては、金属膜としては、真空蒸着でクロムをはり付けるようにしたが、ガラスに対する蒸着強度が高い金属であれば、例えば、金やチタンなどのその他の金属を用いることも可能である。
【００３８】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図６は本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。図６において、先の実施形態と同様の参照番号が付された構成については、先の実施形態の構成と同様のものを示している。
【００３９】
本実施形態においては、金属膜２１１は、第１すり合わせ面１１１から、第１構造部１１０の第１内周面１１２と第１すり合わせ面１１１との境界部である第１内側縁１１４までに至る面に形成されている。また、金属膜２２１は、第２すり合わせ面１２１から、第２構造部１２０の第２内周面１２２と第２すり合わせ面１２１との境界部である第２内側縁１２４までに至る面に形成されている。
【００４０】
耐圧構造物においては、水圧が繰り返しかかることによって、すり合わせ面にクラックや剥離が発生しやすいことは先に述べたとおりであるが、特に、すり合わせ面近傍において、各内側縁に応力が集中しやすいことが応力計算によって判明している。そこで、本実施形態では、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１と共に、第１内側縁１１４、第２内側縁１２４にまで、真空蒸着加工で金属膜２１１及び金属膜２２１を形成するようにし、応力集中箇所にいっそうの補強を図っている。このような本実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を得ることができるものである。
【００４１】
なお、本実施形態においては、金属膜としては、真空蒸着でクロムをはり付けるようにしたが、ガラスに対する蒸着強度が高い金属であれば、例えば、金やチタンなどのその他の金属を用いることも可能である。
【００４２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図７は本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。図７において、２１１は第１種金属膜、２１２は第２種金属膜、２２１は第１種金属膜、２２２は第２種金属膜をそれぞれ示している。図７において、先の実施形態と同様の参照番号が付されたその他の構成については、先の実施形態の構成と同様のものを示している。
【００４３】
本発明の耐圧構造物１００においては、これら第１すり合わせ面１１１には第１種金属膜２１１が、また、第２すり合わせ面１２１には第１種金属膜２２１が、すり合わせ面周上に一様に形成され、さらにそれぞれの第１種金属膜上には、第２種金属膜２１２及び第２種金属膜２２２が形成されるようになっている。
【００４４】
第１種金属２１１、２２１には、ガラスに対する蒸着強度が高く、かつコスト的に安価なクロムなどの金属を用い、第２種金属２１２、２２２には、延性、粘性に富む金などの金属を用いることによって、すり合わせ面の補強を適切に図るようにする。このような本実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を得ることができるものである。
【００４５】
また、本実施形態においては、第１金属膜としては、真空蒸着でクロムをはり付けるようにしたが、ガラスに対する蒸着強度が高い金属であれば、その他の金属を用いても良い。また、第２種金属としては、真空蒸着で金をはり付けるようにしたが、チタンなどのその他の金属を用いることも可能である。
【００４６】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図８は本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。図８において、２１１は第１種金属膜、２１２は第２種金属膜、２２１は第１種金属膜、２２２は第２種金属膜をそれぞれ示している。図８において、先の実施形態と同様の参照番号が付されたその他の構成については、先の実施形態の構成と同様のものを示している。
【００４７】
本実施形態においては、第１種金属膜２１１は、第１構造部１１０の第１外周面１１３と第１すり合わせ面１１１との境界部である第１外側縁１１５から、第１すり合わせ面１１１を経て、第１構造部１１０の第1内周面１１２と第１すり合わせ面１１１との境界部である第１内側縁１１４までに至る面に形成されている。また、第１種金属膜２２１は第２構造部１２０の第2外周面１２３と第２すり合わせ面１２１との境界部である第２外側縁１２５から、第２すり合わせ面１２１を経て、第２構造部の第２内周面１２２と第２すり合わせ面１２１との境界部である第２内側縁１２４までに至る面に形成されている。
【００４８】
さらにそれぞれの第１種金属膜上には、第２種金属膜２１２及び第２種金属膜２２２が形成されるようになっている。
【００４９】
第１種金属２１１、２２１には、ガラスに対する蒸着強度が高く、かつコスト的に安価なクロムなどの金属を用い、第２種金属２１２、２２２には、延性、粘性に富む金などの金属を用いることによって、すり合わせ面の補強を適切に図るようにする。このような本実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を得ることができるものである。
【００５０】
耐圧構造物においては、水圧が繰り返しかかることによって、すり合わせ面にクラックや剥離が発生しやすいことは先に述べたとおりであるが、特に、すり合わせ面の近傍でも応力が係りやすく脆弱なポイントは、上記の各側縁であるということができる。本実施形態では、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１と共に、第１内側縁１１４及び第１外側縁１１５、第２内側縁１２４及び第２外側縁１２５にまで、真空蒸着加工で第１種金属膜２１１及び第１種金属膜２２１を形成するようにし、よりいっそうの補強を図っている。このような本実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を得ることができるものである。そして、各第１種金属膜の上には、延性、粘性に富む金などの第２種金属２１２、２２２が設けられることによって、より適切にすり合わせ面近傍の応力緩和を図ることができるようになっている。このような本実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を得ることができるものである。
【００５１】
本実施形態においては、第１金属膜としては、真空蒸着でクロムをはり付けるようにしたが、ガラスに対する蒸着強度が高い金属であれば、その他の金属を用いても良い。また、第２種金属としては、真空蒸着で金をはり付けるようにしたが、チタンなどのその他の金属を用いることも可能である。
【００５２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図９は本発明の他の実施の形態に係る
耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。図９において、２１１は第１種金属膜、２１２は第２種金属膜、２２１は第１種金属膜、２２２は第２種金属膜をそれぞれ示している。図９において、先の実施形態と同様の参照番号が付されたその他の構成については、先の実施形態の構成と同様のものを示している。
【００５３】
本実施形態においては、第１種金属膜２１１は、第１すり合わせ面１１１から、第１構造部１１０の第１内周面１１２と第１すり合わせ面１１１との境界部である第１内側縁１１４までに至る面に形成されている。また、第１種金属膜２２１は、第２すり合わせ面１２１から、第２構造部１２０の第２内周面１２２と第２すり合わせ面１２１との境界部である第２内側縁１２４までに至る面に形成されている。
【００５４】
さらにそれぞれの第１種金属膜上には、第２種金属膜２１２及び第２種金属膜２２２が形成されるようになっている。
【００５５】
第１種金属２１１、２２１には、ガラスに対する蒸着強度が高く、かつコスト的に安価なクロムなどの金属を用い、第２種金属２１２、２２２には、延性、粘性に富む金などの金属を用いることによって、すり合わせ面の補強を適切に図るようにする。このような本実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を得ることができるものである。
【００５６】
耐圧構造物においては、水圧が繰り返しかかることによって、すり合わせ面にクラックや剥離が発生しやすいことは先に述べたとおりであるが、特に、すり合わせ面近傍において、各内側縁に応力が集中しやすいことが応力計算によって判明している。そこで、本実施形態では、第１すり合わせ面１１１及び第２すり合わせ面１２１と共に、第１内側縁１１４、第２内側縁１２４にまで、真空蒸着加工で第１種金属膜２１１及び第１種金属膜２２１を形成するようにし、応力集中箇所にいっそうの補強を図っている。そして、各第１種金属膜の上には、延性、粘性に富む金などの第２種金属２１２、２２２が設けられることによって、より適切にすり合わせ面近傍の応力緩和を図ることができるようになっている。このような本実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を得ることができるものである。
【００５７】
本実施形態においては、第１金属膜としては、真空蒸着でクロムをはり付けるようにしたが、ガラスに対する蒸着強度が高い金属であれば、その他の金属を用いても良い。また、第２種金属としては、真空蒸着で金をはり付けるようにしたが、チタンなどのその他の金属を用いることも可能である。
【００５８】
なお、以上、第１金属膜および第２金属膜の２層分の金属膜を真空蒸着する実施形態について説明したが、耐圧構造物のすり合わせ面近傍において、３層以上の金属膜を構成することも可能である。
【００５９】
上記の各実施形態においては、耐圧構造物を構成する第１構造部１１０及び第２構造部１２０が２つの半球状部材である場合について説明したが、これに代え、耐圧構造物を構成する部材として２つの半円筒状の部材を用いるようにすることもできる。図１０は、耐圧構造物１００を構成する第１構造部１１０及び第２構造部１２０が半円筒状部材であるものを斜視的にみた図である。このような耐圧構造物１００においては、第１構造部１１０及び第２構造部１２０をそれぞれのすり合わせ面で、合わせたときに形成される空間Rの内部に観測機器を収容することによって、海底観測を行う。図１１は本発明の実施の形態に係る耐圧構造物１００を構成する２つの半円筒部の断面を示す図である。図１０及び図１１において、先の実施形態と同じ参照番号が付された構成は、同様のものであることを示している。このような２つの半円筒状の部材を用いる実施形態においても、第１構造部１１０の第１すり合わせ面１１１、第２構造部１２０の第２すり合わせ面１２１に形成
された金属膜（２１１、２２１）によって、すり合わせ面の補強が行われることなり、耐圧構造物のすり合わせ面におけるクラックや剥離の発生を抑制することができることとなるのである。なお、図１１に示す実施形態は、図１、２に対応する実施形態において、半球状部材に代えて半円筒状部材を用いたものであるが、図３乃至図９に示した実施形態において、半球状部材に代えて半円筒状部材を用いる実施形態を構成することももちろん可能である。
【００６０】
次に本発明の他の実施形態について説明する。図１２は本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半楕円体部材の断面を示す図である。図１２は、耐圧構造物１００を構成する第１構造部１１０及び第２構造部１２０が半楕円体部材であるものであり、このような耐圧構造物１００においては、第１構造部１１０及び第２構造部１２０をそれぞれのすり合わせ面で、接合したときに形成される閉空間Rの内部に観測機器を収容することによって、海底観測を行うものである。先の実施形態と同じ参照番号が付された構成は、同様のものであることを示している。このような２つの半楕円体の部材を用いる実施形態においても、第１構造部１１０の第１すり合わせ面１１１、第２構造部１２０の第２すり合わせ面１２１に形成された金属膜（２１１、２２１）によって、すり合わせ面の補強が行われることなり、耐圧構造物のすり合わせ面におけるクラックや剥離の発生を抑制することができることとなるのである。なお、図１２に示す実施形態は、図１、２に対応する実施形態において、半球状部材に代えて半楕円体部材を用いたものであるが、図３乃至図９に示した実施形態において、半球状部材に代えて半楕円体部材を用いる実施形態を構成することももちろん可能である。
【００６１】
次に本発明の他の実施形態について説明する。図１３は本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を３つ以上の部材で構成したものの断面を示す図である。これまでに説明した実施形態のものは、２つの構造部によって耐圧構造物を構成するものであったが、本実施形態のものは、３つ以上の構造部によって耐圧構造物を構成するものである。なお、図１３に示す耐圧構造物における上側の半球状の部材と、下側の半球状の部材は、図１の実施形態に示したものと同じものを用いることができる。先の実施形態と同じ参照番号が付された構成は、同様のものであることを示している。また、本実施形態では、３つの構造部で耐圧構造物を構成するものであるが、それより多くの構造部で耐圧構造物を構成するようにしてもよい。
【００６２】
図１３に示すように、本実施形態では、第３の構造部として、中空の円筒状の部材である第３構造部１３０が用いられ、この上下に構成されたすり合わせ面である第３すり合わせ面１３１、第４すり合わせ面１３２のそれぞれに金属膜２３１、金属膜２３２が形成された構造となっている。
【００６３】
このような第３構造部１３０の上下から、第１構造部１１０及び第２構造部１２０をすり合わせ面で接合して、内部に閉空間を形成する。この閉空間には、観測機器を収容することによって、海底観測を行う。このような実施形態においても、それぞれのすり合わせ面の補強が行われることなり、耐圧構造物のすり合わせ面におけるクラックや剥離の発生を抑制することができることとなるのである。
【００６４】
また、図１３に示す実施形態は、図１、２に対応する実施形態において、２つの部材に代えて３つ以上の部材を用いたものであるが、図３乃至図９に示した実施形態において、２つの部材に代えて３つ以上の部材を用いる実施形態を構成することももちろん可能である。
【００６５】
なお、以上の実施形態においては、多くとも２層分の金属膜を真空蒸着する実施形態について説明したが、耐圧構造物のすり合わせ面近傍において、３層以上の金属膜を構成す
ることも可能である。
【００６６】
以上、本発明の耐圧構造物によれば、第１構造部の第１すり合わせ面、第２構造部の第２すり合わせ面に形成された金属膜によって、すり合わせ面の補強が行われることなり、耐圧構造物のすり合わせ面におけるクラックや剥離の発生を抑制することができる。また、耐圧構造物のすり合わせ面におけるクラックや剥離の発生抑制に伴い、耐圧構造物の繰り返し利用回数の制限が緩和されたり、観測機器からのデータ回収に対する信頼性が向上したりする、といった効果を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材の断面を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。
【図３】本実施形態に係る耐圧構造物１００と従来例に係る耐圧構造物とを比較するために行った加圧・減圧試験の条件を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材の断面を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半球状部材のすり合わせ面を拡大して示す図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を斜視的に示す図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半円筒部材の断面を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を構成する２つの半楕円体部材の断面を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る耐圧構造物を３つ以上の部材で構成したものの断面を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００・・・耐圧構造物、１１０・・・第１構造部、１１１・・・第１すり合わせ面、１１２・・・第１内周面、１１３・・・第１外周面、１１４・・・第１内側縁、１１５・・・第１外側縁、１２０・・・第２構造部、１２１・・・第２すり合わせ面、１２２・・・第２内周面、１２３・・・第２外周面、１２４・・・第２内側縁、１２５・・・第２外側縁、１３０・・・第３構造部、１３１・・・第３すり合わせ面、１３２・・・第４すり合わせ面、２１１・・・（第１種）金属膜、２１２・・・第２種金属膜、２２１・・・（第１種）金属膜、２２２・・・第２種金属膜、２３１、２３２・・・金属膜
【図１】
2010038854.tif 000003
【図２】
2010038854.tif 000004
【図３】
2010038854.tif 000005
【図４】
2010038854.tif 000006
【図５】
2010038854.tif 000007
【図６】
2010038854.tif 000008
【図７】
2010038854.tif 000009
【図８】
2010038854.tif 000010
【図９】
2010038854.tif 000011
【図１０】
2010038854.tif 000012
【図１１】
2010038854.tif 000013
【図１２】
2010038854.tif 000014
【図１３】
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