(57)【要約】【課題】  計測機器付き浮体を水底部まで降下させ水底部に到達後直ちに切り離すことを実現できしかも廉価な反力式切離装置及び水中計測装置を提供する。【解決手段】  この反力式切離装置１０は、一対の回動部を有するベース部材１１と、各回動部で回動可能に支持されるとともに回動により連結部３０を形成可能な一対のアーム部材１３，１４と、一対のアーム部材を回動させるようにベース部材に連結されるバランスウエイト部材１２と、を備え、一対のアーム部材がバランスウエイト部材により回動して連結部を形成し、バランスウエイト部材により水中を降下し水底部に到達すると、反力により逆方向に回動して連結部が開放することで、水底で計測機器付き容器９を反力式切離装置から切り離すことができる。【選択図】  図１
2005206093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測機器を取り付けた浮体に降下用のバランスウエイト部材とともに連結され、水中を降下して水底部に到達すると、前記水底部からの反力により前記浮体から前記バランスウエイト部材とともに切り離されるように構成されたことを特徴とする反力式切離装置。
【請求項２】
一対の回動部を有するベース部材と、前記各回動部で回動可能に支持されるとともに回動により連結部を形成可能な一対のアーム部材と、前記一対のアーム部材を回動させるように前記ベース部材に連結されるバランスウエイト部材と、を備え、
前記一対のアーム部材が前記バランスウエイト部材により回動して前記連結部を形成し、前記バランスウエイト部材により水中を降下し水底部に到達すると、反力により逆方向に回動して前記連結部が開放するように構成したことを特徴とする反力式切離装置。
【請求項３】
前記連結部が計測機器を取り付けた浮体の被連結部と連結することで前記浮体と前記反力式切離装置とが連結し、水中を降下して水底部に到達すると、前記水底部からの反力により前記連結部が開放することで、前記浮体から前記反力式切離装置が切り離されることを特徴とする請求項２に記載の反力式切離装置。
【請求項４】
前記バランスウエイト部材のウエイト及び前記ベース部材のウエイトがそれぞれ変更可能に構成されたことを特徴とする請求項２，３または４に記載の反力式切離装置。
【請求項５】
前記バランスウエイト部材は、前記ベース部材よりも下方に位置し、水中を降下するときに受ける水の抵抗が少なくなるように前記ベース部材よりも面積が小さく構成されたことを特徴とする請求項２，３または４に記載の反力式切離装置。
【請求項６】
前記バランスウエイト部材が前記水底部から反力を受け易くするための反力受部を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の反力式切離装置。
【請求項７】
計測機器付き浮体と、前記浮体に連結された請求項１乃至６のいずれか１項に記載の反力式切離装置と、を備える水中計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測機器等を取り付けた浮体が水中を降下して水底部に到達すると、切り離されるようにした反力式切離装置及び水中計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大水深部の水底構造物や水底部に設置されて水底の塩分濃度や水温等の各種データを測定する計測機器は浮体を備えており、計測終了後に、水底構造物または水底部から計測機器を切り離し水底から浮体で浮かび上がらせて回収するようになっている。この計測機器付き浮体を海底で切り離すための装置として音響切離装置が公知である。
【０００３】
音響切離装置は、船上等から超音波を送信し水底で受信することにより切離装置内の駆動モータによりフックを回転させて切り離しを行う装置、超音波を送信し水底で受信することにより切離装置内に組み込まれた火薬を電熱トランスにより爆発させピンを引き抜きフックを回転させて切り離しを行う装置、及び超音波を送信し水底で受信することにより切離装置用のステンレス鋼板に電流を流し、ステンレス鋼板を電食させて切り離しを行う装置等が知られている（下記非特許文献１参照）。
【０００４】
従来の音響切離装置は、音響送信装置・音響受信装置・切離装置から構成され、使用するにあたり音響送信装置・音響受信装置の電源・充電の確保、作動確認、操作方法の習得及びメンテナンスが必要であるため、取り扱いが複雑であり、簡単に取り扱いできない問題点や大水深部において水圧による装置の故障発生のリスクがあり、また価格も非常に高額であり、メンテナンス費用も嵩む。
【０００５】
また、大水深の計測等において、計測機器付き浮体を水面から水底部まで降下させ、水底部に着底（到達）した時点で計測等が完了し、到達後、回収のため直ちに切り離しを行う場合がある。かかる場合には従来の上記音響切離装置は、取り扱いに手間が掛かり水中部の装置の故障発生等のリスクがあり、また高額であるために不向きである。
【特許文献１】OCEANO Technologies社の音響切離装置のカタログ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、計測機器付き浮体を水底部まで降下させ水底部に到達後直ちに切り離すことを実現できしかも廉価な反力式切離装置及び水中計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による反力式切離装置は、計測機器を取り付けた浮体に降下用のバランスウエイト部材とともに連結され、水中を降下して水底部に到達すると、前記水底部からの反力により前記浮体から前記バランスウエイト部材とともに切り離されるように構成されたことを特徴とする。
【０００８】
この反力式切離装置によれば、計測機器を取り付けた浮体がバランスウエイト部材とともに水中を降下して水底部に到達すると、水底部から反力を受けて浮体から切り離されるので、水底部に到達後直ちに切り離すことができ、しかも反力を利用するので廉価に構成できる。
【０００９】
本発明による別の反力式切離装置は、一対の回動部を有するベース部材と、前記各回動部で回動可能に支持されるとともに回動により連結部を形成可能な一対のアーム部材と、前記一対のアーム部材を回動させるように前記ベース部材に連結されるバランスウエイト部材と、を備え、前記一対のアーム部材が前記バランスウエイト部材により回動して前記連結部を形成し、前記バランスウエイト部材により水中を降下し水底部に到達すると、反力により逆方向に回動して前記連結部が開放するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
この反力式切離装置によれば、一対のアーム部材がバランスウエイト部材により回動して連結部を形成した状態で、水中を降下し水底部に到達すると、その水底部からの反力により逆方向に回動して連結部が開放するようにして反力を利用し、しかも基本的にプレートとボルト・ナットにより構成可能であるので、簡易な構造となって廉価に構成でき、その取り扱いも容易である。例えば計測機器等を取り付けた浮体と連結し、水中を降下して水底部に到達すると、その反力で連結部が開放して反力式切離装置が浮体から切り離されるので、水底部に到達後直ちに切り離すことができるようになる。
【００１１】
即ち、上記反力式切離装置において、前記連結部が計測機器を取り付けた浮体の被連結部と連結することで前記浮体と前記反力式切離装置とが連結し、水中を降下して水底部に到達すると、前記水底部からの反力により前記連結部が開放することで、前記浮体から前記反力式切離装置が切り離されるように構成できる。
【００１２】
また、前記バランスウエイト部材のウエイト及び前記ベース部材のウエイトがそれぞれ変更可能に構成されることが好ましく、例えば、連結される浮体の浮力の変更に対してウエイトを随時変更できる構造を実現できる。
【００１３】
また、前記バランスウエイト部材は、前記ベース部材よりも下方に位置し、水中を降下するときに受ける水の抵抗が少なくなるように前記ベース部材よりも面積が小さく構成されることが好ましい。水中においてベース部材とバランスウエイト部材とが上部ウエイトと下部ウエイトの構造を構成し、バランスウエイト部材（下部ウエイト）は水面から水底までの降下において釣り合い重りとして機能するので安定な状態で降下する。また、バランスウエイト部材（下部ウエイト）は、ベース部材（上部ウエイト）よりも面積が小さい構造であるので、降下中に受け続ける水の抵抗が少なく鉛直に降下し続けることができる。
【００１４】
また、上記各反力式切離装置において前記バランスウエイト部材が前記水底部から反力を受け易くするための反力受部を備えることが好ましく、例えば、水底部がヘドロのような柔らかな状態であっても反力を受けることができ、切り離しが確実に行われる。
【００１５】
本発明による水中計測装置は、計測機器付き浮体と、前記浮体に連結された上述の反力式切離装置と、を備える。この水中計測装置によれば、計測機器付き浮体を水面から水底部まで降下させる間に各種の水中計測を行い、水底部に到達後、直ちに浮体から反力式切離装置を簡単かつ確実に切り離すことができ、浮体を回収できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の反力式切離装置及び水中計測装置によれば、計測機器付き浮体等を水底部まで降下させ水底部に到達後直ちに切り離すことを実現できしかも廉価に構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態による反力式切離装置と計測機器付き浮体とが連結した水中計測装置が水中を降下する状態を示す斜視図である。図２は図１の反力式切離装置を連結部が形成された状態で示す正面図である。図３は図２の反力式切離装置の上面図である。図４は図２の反力式切離装置を連結部が開放された状態で示す正面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態による水中計測装置１は、計測機器を内部に収容したりまた外部に取り付けた容器９と、容器９に連結した反力式切離装置１０とから構成され、最下方に位置するバランスウエイト部材１２等により水中を降下するようになっている。
【００１９】
図１の容器９は、密閉の略球状体であり、内部の空洞内に例えば、塩分濃度、水温、海水の流れ速度等の水中の各種データを測定し記録する計測機器が収容されまたは外部に取り付けられ、計測機器付き浮体を構成している。容器９は、その底部が取付板２に取り付けられ、その略中間部分のフランジ５と取付板２との間で複数本のボルト３によりねじ止め固定されている。容器９の底部の取付板２には、棒状部材から略Ｕ字状にされた被連結部４が下方に突き出るように取り付け固定されている。
【００２０】
図１，図２，図３，図４のように、反力式切離装置１０は、長方形状の複数の板材１１ａ、１１ｂ、１１ｃを重ねて両側でボルト２１とナット２２とで固定してなるベース部材１１と、板材１１ａ上にそれぞれ離れて直立して固定された各一対の回動支持部材１５，１６と、回動支持部材１５，１６によりそれぞれ回動可能に支持された一対のアーム部材１３，１４と、略正方形状の複数の板材１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅを重ねて板材１１ａ上に載置される載置板材１８に連結されたねじ付きロッド部１７がベース部材１１のほぼ中央の貫通孔２０を貫通し上下をナット１７ａ、１７ｂで固定されたバランスウエイト部材１２と、から構成されている。
【００２１】
バランスウエイト部材１２の板材１２ｅの表面積は、ベース部材１１の板材１１ｃの表面積よりも小さく構成されている。
【００２２】
図２のように、アーム部材１３，１４は、下方にそれぞれ略水平方向に長円状の孔１３ｂ、１４ｂが形成された水平部１３ａ、１４ａを有し、水平部１３ａ、１４ａの各端部側に回動支持部材１５，１６の支持孔１５ａ、１６ａとほぼ一致する孔が設けられおり、これらの孔を図３のようにボルト２３，２４が貫通してナットで止めて回動可能に支持される。
【００２３】
アーム部材１３，１４は、図３のように回動支持部材１５，１６によりベース部材１１の奥行き方向に互いにずれて支持されるので、図２のように回動すると略上方に延びた先端部１３ｃ、１４ｃが互いに接近しても当接せずに図２の正面から見ると重なり合って連結部３０を形成する。
【００２４】
図２，図３のように、ベース部材１１の略中央部分で板材１１ａ上に載りロッド部１７に連結された載置板材１８には、一対の荷重伝達部材１９が直立して取り付け固定されている。図３のように一対の荷重伝達部材１９、１９の間に、アーム部材１３，１４の水平部１３ａ、１４ａの先端部分が位置し、図２，図３のように、一対の荷重伝達部材１９に形成された孔１９ａと、水平部１３ａ、１４ａの長円状の孔１３ｂ、１４ｂとにボルト２５が貫通してナットで止められることで、バランスウエイト部材１２の自重及び水底部に着地したときの反力がロッド部１７、載置板材１８及び荷重伝達部材１９を介してアーム部材１３，１４の水平部１３ａ、１４ａに伝達されるようになっている。
【００２５】
図１，図２のように、バランスウエイト部材１２が水中で釣り下がった状態では、載置板材１８がベース部材１１上に載って荷重伝達部材１９が下方位置にあるので、アーム部材１３，１４が回動支持部材１５，１６の支持孔１５ａ、１６ａを中心にして回動し、先端部１３ｃ、１４ｃが重なり合って閉じて連結部３０を形成する。
【００２６】
図１、図２のようにアーム部材１３，１４が先端部１３ｃ、１４ｃで連結部３０を形成することで、連結部３０が容器９が取り付けられた取付板２の略Ｕ字状被連結部４に引っ掛かり、両者が連結する。
【００２７】
一方、バランスウエイト部材１２が水底部に着地すると、その反力で図４のように、ロッド部１７が上方に移動することで、載置板材１８がベース部材１１から離れて荷重伝達部材１９が上方位置に移動しアーム部材１３，１４の水平部１３ａ、１４ａが持ち上げられるので、アーム部材１３，１４が回動支持部材１５，１６の支持孔１５ａ、１６ａを中心にして図２の場合と逆方向に回動し、先端部１３ｃ、１４ｃが移動し連結部３０を開放する。
【００２８】
この連結部３０の開放により、図４のように開放された先端部１３ｃ、１４ｃの間から容器９の取付板２の被連結部４が抜け出すことで、容器９からバランスウエイト部材１２を含めて反力式切離装置１０を切り離すことができる。
【００２９】
図１乃至図４の水中計測装置１の動作について更に図５、図６を参照して説明する。図５は、図１の水中計測装置１が水底部Ｇに着地した状態を示す斜視図である。図６は、図５の反力式切離装置１０が切り離された後に、計測機器を内部に収容した容器９が水中を上昇する状態を示す斜視図である。
【００３０】
水中計測装置１は、水面から水中に投入されると、図１のようにベース部材１１及びバランスウエイト部材１２の自重により容器９とともに容器９の浮力に抗して図の下方に水中を降下する。この降下の途中で、容器の外部や内部の計測機器により例えば、塩分濃度、水温、海水の流れ速度等の水中の各種データを測定し記録する。
【００３１】
上記水中降下のときに、ベース部材１１及びバランスウエイト部材１２は、容器９を水中降下させるための上部ウエイト及び下部ウエイトとして機能する。そして、水面から水底までの降下のときにバランスウエイト部材１２（下部ウエイト）は釣り合い重りとして機能し、水中計測装置１は安定な状態で降下できる。
【００３２】
また、バランスウエイト部材１２（下部ウエイト）は、ベース部材１１（上部ウエイト）よりも面積が小さいく構成されているので、水中を降下中に受け続ける水の抵抗が少なくなり鉛直に降下し続けることができる。
【００３３】
なお、図１，図２のように、バランスウエイト部材１２（下部ウエイト）及びベース部材１１（上部ウエイト）は、それぞれ板材をボルト・ナットの操作だけで簡単に増減できるので、それらの重量を適宜容易に変更でき、容器９の重量・浮力、更に必要な降下速度等に応じて各板材を追加または削減し、それらの重量を容易に調整できる。
【００３４】
図１のように水中計測装置１が水中を降下し、図５のように、水底部Ｇに接近し、反力式切離装置１０が最下方のバランスウエイト部材１２で水底部Ｇに到達すると、図４のようにアーム部材１３，１４が水底部Ｇから反力を受けて図２と逆方向に回動し、先端部１３ｃ、１４ｃが移動し図２の連結部３０を開放し、開放された先端部１３ｃ、１４ｃの間から容器９の取付板２の被連結部４が抜け出す。
【００３５】
上述のように、バランスウエイト部材１２が水底部Ｇに着地したときに受ける反力で反力式切離装置１０の連結部３０を簡単かつ確実に開放できるので、容器９から反力式切離装置１０を容易に切り離すことができる。
【００３６】
そして、図６のように、バランスウエイト部材１２を含めた反力式切離装置１０から自由になった容器９は、反力式切離装置１０を水底部Ｇに残してその浮力により、図の上方へと上昇し、水面に浮上することで船等により回収され、容器９内の計測機器で測定し記録した各種データを取得することができる。なお、この容器９の上昇中にも各種データを測定し記録するようにしてもよい。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の水中計測装置１によれば、計測機器付きの容器９を水面から水底部まで降下させる間に各種の水中計測を行い、水底部Ｇに到達後、直ちに容器９から反力式切離装置１０を簡単かつ確実に切り離すことができ、容器９を回収できる。
【００３８】
また、上述の反力式切離装置１０によれば、一対のアーム部材１３，１４がバランスウエイト部材１２により回動して連結部３０を形成し、この連結部３０で容器９の被連結部４が連結し、容器９が反力式切離装置１０とともに水中を降下し水底部Ｇに到達すると、その水底部Ｇからの反力によりアーム部材１３，１４が逆方向に回動して連結部３０を開放させるようにして反力を利用するので、従来の音響切離装置のように駆動モータや電熱トランスや電流装置等の複雑な部分がなく、音響送信・受信の各装置が必要なく、そのための電源・充電の確保も必要がないので、従来と比べて極めて廉価に構成できる。
【００３９】
従来の音響切離装置は、大水深で計測機器付き浮体を水中構造物や水底部に長時間・長期間に渡って設置し、計測等を行った後、計測機器付き浮体の回収のための切り離しに使用するのには優れているが、本実施の形態のように計測機器付き浮体を水面から水底部まで降下させ、水底部に到達した時点で計測等が完了し、到達後に回収のため直ちに切り離しを行う場合には、複雑な構成であり取り扱いに手間が掛かり水中部の装置の故障発生等のリスクがあるため不向きである。これに対し、本実施の形態の反力式切離装置１０は、図１乃至図４から分かるように、基本的に鋼板と、鋼材からなるボルト・ナットとから構成でき簡易な構造であるので、従来の音響切離装置と比べて、その取り扱いが容易であり、特別な訓練や熟達が必要なく不特定多数の人が扱うことが可能であり、大水深部においても水圧による装置の故障発生のリスクはなく、メンテナンス費用もかからず、また、簡易な構造であることから一層コストダウンを図ることができる。
【００４０】
また、バランスウエイト部材１２は容器９に対し連結部３０と被連結部４とにおいて振り子構造であるので、水底に着地した地点が斜路・崖・岩等の不陸状態でも確実に切り離しができる。
【００４１】
また、反力式切離装置１０は、海底等の大深部のみならず、海・湖沼・河川等でどのような水深でも使用でき、また、大きさを変えることにより海・湖沼・河川等での水中調査・流速調査等の応用にも期待できる。
【００４２】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、容器９に搭載される計測機器は、他の各種の測定・記録を行うものであってもよいことは勿論である。また、容器９の形状は、球形のみならず他の形状であってもよく、例えば立方体形状などであってもよい。
【００４３】
また、図７のように、図１の反力式切離装置１０のバランスウエイト部材１２の最下方の板材１２ｅの下面に水底部から反力を受け易くするための反力受部として複数本の棒状部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを板材１２ｅの略正方形状の下面の各辺から放射状に突き出るように取り付けてもよい。これにより、バランスウエイト部材１２が、例えばヘドロのような柔らかな状態の水底部に着地したときでも反力を受け易くなり、切り離しを確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態による反力式切離装置と計測機器付き浮体とが連結した水中計測装置が水中を降下する状態を示す斜視図である。
【図２】図１の反力式切離装置を連結部が形成された状態で示す正面図である。
【図３】図２の反力式切離装置の上面図である。
【図４】図２の反力式切離装置を連結部が開放された状態で示す正面図である。
【図５】図１の水中計測装置１が水底部Ｇに着地した状態を示す斜視図である。
【図６】図５の反力式切離装置１０が切り離された後に、計測機器を内部に収容した容器９が水中を上昇する状態を示す斜視図である。
【図７】図１の反力式切離装置１０の変形例を示す図１と同様の斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 水中計測装置
４ 被連結部
９ 容器（浮体）
１０ 反力式切離装置
１１ ベース部材
１１ａ〜１１ｃ 板材
１２ バランスウエイト部材
１２ａ〜１２ｅ 板材
１３，１４ アーム部材
１３ａ，１４ａ 水平部
１３ｂ、１４ｂ 長円状の孔
１３ｃ，１４ｃ 先端部
１５，１６ 回動支持部材（回動部）
１７ ロッド部
１８ 載置板材
１９ 荷重伝達部材
２０ 貫通孔
３０ 連結部
３１ａ〜３１ｅ 棒状部材（反力受部）
Ｇ 水底部
【図１】
2005206093.tif 000003
【図２】
2005206093.tif 000004
【図３】
2005206093.tif 000005
【図４】
2005206093.tif 000006
【図５】
2005206093.tif 000007
【図６】
2005206093.tif 000008
【図７】
2005206093.tif 000009