(57)【要約】【課題】  採泥管を回転させることにより、採泥管の下端側の開口を確実に閉塞させることにより採泥管の内部に収容した堆積物の試料の落下を容易に防止することができる柱状採泥器を提供する。【解決手段】  水底の堆積物１０を採取するための柱状採泥器１であって、円筒状の採泥管２と、採泥管２の下方に位置する円筒状の第１円筒管３と、採泥管２と第１円筒管３との間に位置し、第１円筒管３と採泥管２を開閉自在に連結する第１開閉手段４と、第１円筒管３の堆積物１０中への貫入時に、第１開閉手段４の開放状態を保持するための保持手段５と、採泥管２及び第１円筒管３を堆積物１０中に貫入させた状態で、採泥管２又は第１円筒管３を回転させることにより第１開閉手段４を閉鎖させる回転力付与手段６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底の堆積物を採取するための柱状採泥器であって、
前記堆積物を内部に収容する円筒状の採泥管と、
前記採泥管の下方に位置する円筒状の第１円筒管と、
前記採泥管と前記第１円筒管との間に位置し、前記第１円筒管と前記採泥管を開閉自在に連結する第１開閉手段と、
前記第１円筒管の前記堆積物中への貫入時に、前記第１開閉手段の開放状態を保持するための保持手段と、
前記採泥管及び前記第１円筒管を前記堆積物中に貫入させた状態で、前記採泥管又は前記第１円筒管を回転させることにより前記第１開閉手段を閉鎖させる回転力付与手段と、を備えることを特徴とする柱状採泥器。
【請求項２】
前記第１円筒管は、前記回転力付与手段によって前記採泥管が回転する際に、前記堆積物中に固定された状態を維持するための固定部材を有していることを特徴とする請求項１に記載の柱状採泥器。
【請求項３】
前記採泥管は、前記回転力付与手段によって前記第１円筒管が回転する際に、前記堆積物中に固定された状態を維持するための固定部材を有していることを特徴とする請求項１に記載の柱状採泥器。
【請求項４】
前記第１開閉手段は、下端側が前記第１円筒管の上端側に取り付けられ、上端側が前記採泥管の下端側に取り付けられる円筒状に形成された柔軟性を有する柔軟性部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の柱状採泥器。
【請求項５】
前記柔軟性部材は、伸縮性を有していることを特徴とする請求項４に記載の柱状採泥器。
【請求項６】
前記採泥管の上方に位置する円筒状の第２円筒管と、
前記採泥管と前記第２円筒管との間に位置し、前記第２円筒管と前記採泥管を開閉自在に連結する第２開閉手段と、を備え、
前記回転力付与手段は、前記採泥管及び前記第１円筒管を前記堆積物中に貫入させた状態で、前記採泥管を回転させることにより前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を閉鎖させることを特徴とする請求項１又は２に記載の柱状採泥器。
【請求項７】
前記採泥管の上方に位置する円筒状の第２円筒管と、
前記採泥管と前記第２円筒管との間に位置し、前記第２円筒管と前記採泥管を開閉自在に連結する第２開閉手段と、を備え、
前記回転力付与手段は、前記採泥管及び前記第１円筒管を前記堆積物中に貫入させた状態で、前記第１円筒管及び前記第２円筒管を回転させることにより前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を閉鎖させることを特徴とする請求項１又は３に記載の柱状採泥器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水底の堆積物を採取するために用いられる柱状採泥器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、海洋、河川、湖沼等の水底に堆積した堆積泥等の堆積物を鉛直方向柱状に採取するために、円筒状の採泥管を有する柱状採泥器が用いられている。このような柱状採泥器を用いた堆積物の採取では、一般的に、船上からワイヤに接続した柱状採泥器をウインチ機構等により吊降ろし、所定の高さから自重で落下させて採泥管を水底の堆積物中に貫入させた後、引き上げることで、採泥管の内部に収容された堆積泥等の堆積物の試料を採取する投げ込み式によるものが知られている。
【０００３】
また、装置全体を中性浮力とし且つ採泥管が常に下向きとなるように構造的安定性を持たせ、垂直方向スラスタと水平方向スラスタにより水中での３次元的な位置移動を可能とし、垂直方向スラスタによる推進力によって採泥管を水底の堆積物中に鉛直方向に貫入させ、貫入後は、垂直スラスタによる逆方向の推進力によって引き抜くことにより、堆積物の試料を不攪乱柱状に採取する水中ロボットを用いた方式も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、柱状採泥器としては、例えば、図１７に示すように、円柱状のコアチューブ（採泥管）１０１と、該コアチューブ１０１に嵌合し、側板１０２を有する尖頭具Ａとをもって、略円柱状でその先端を斜裁断した形状を有する柱状採泥器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この柱状採泥器では、尖頭具Ａの周壁面の一部が割譲されて、把持銅１０３と閉塞具１０４に分割され、該閉塞具１０４は、把持胴１０３に潜入するように回動可能に軸着して設けられ、該閉塞具１０４の先端付近には連杆１０５の一端が枢止され、他端が逆Ｕ字状に分岐する杆を有する輪付き吊り具１０６の一方の杆に接合して設けられ、中途まで延出する他方の杆と共に、側板１０２に装着される軸承１０７に遊挿させて柱状採泥器本体に跨設され、側板１０２の先端部の掛止孔１０８と吊り具１０６の分岐する杆には掛止軸１０９が横架されている。また、この掛止軸１０９にはトリガー１１０が設けられており、該トリガー１１０の先端部にはワイヤ１１１の一端が緊結され、他端が吊り具１０６に貫通して引き通され、その先端には掛け具１１２を有する輪付き金具１１３が緊結されている。
【０００５】
この柱状採泥器を用いて、試料を採取する場合には、トリガー１１０に緊結するワイヤ１１１を弛緩した状態で、輪付き金具１１３の掛け具１１２を吊り具１０６に連結し、輪付き金具１１３の有する輪に親ワイヤ１１４を緊結し、錘を柱状採泥器本体に適宜装着した後、海面下に投下する。これにより、柱状採泥器は、自重によって落下して底質に貫入する。この際、親ワイヤ１１４のテンションが弛緩して、輪付き金具１１３は吊り具１０６から離脱する。そして、親ワイヤ１１４を巻き上げるとワイヤ１１１を介してトリガー１１０は引き起こされ、掛止孔１０８と掛止軸１０９とのクランプが解除される。更に、親ワイヤ１１４を巻き上げると、掛止軸１０９は掛止孔１０８から離脱し、吊り具１０６のみが引き上げられ、同時に閉塞具１０４が把持胴１０３内に潜入するように回動してコアチューブ１０１の下端側の開口を封鎖する蓋として機能することにより、引き上げ時における試料の脱落を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２４２２６５号公報
【特許文献２】実開平２−４３６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の柱状採泥器では、コアチューブの円状の開口と閉塞具の外周面の形状は一致せず、コアチューブと閉塞具の間に隙間が生じるため、完全に蓋をすることはできず、コアチューブに収容した堆積物の落下を必ずしも防止することはできないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、採泥管を回転させることにより、採泥管の下端側の開口を確実に閉塞させることにより採泥管の内部に収容した堆積物の試料の落下を容易に防止することができる柱状採泥器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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の柱状採泥器は、水底の堆積物を採取するための柱状採泥器であって、前記堆積物を内部に収容する円筒状の採泥管と、前記採泥管の下方に位置する円筒状の第１円筒管と、前記採泥管と前記第１円筒管との間に位置し、前記第１円筒管と前記採泥管を開閉自在に連結する第１開閉手段と、前記第１円筒管の堆積物中への貫入時に、前記第１開閉手段の開放状態を保持するための保持手段と、前記採泥管及び前記第１円筒管を前記堆積物中に貫入させた状態で、前記採泥管又は前記第１円筒管を回転させることにより前記第１開閉手段を閉鎖させる回転力付与手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の柱状採泥器では、前記第１円筒管は、前記回転力付与手段によって前記採泥管が回転する際に、前記堆積物中に固定された状態を維持するための固定部材を有していることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の柱状採泥器では、前記採泥管は、前記回転力付与手段によって前記第１円筒管が回転する際に、前記堆積物中に固定された状態を維持するための固定部材を有していることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の柱状採泥器では、前記第１開閉手段は、下端側が前記第１円筒管の上端側に取り付けられ、上端側が前記採泥管の下端側に取り付けられる円筒状に形成された柔軟性を有する柔軟性部材であることを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の柱状採泥器は、前記柔軟性部材が、伸縮性を有していることを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の柱状採泥器は、前記採泥管の上方に位置する円筒状の第２円筒管と、前記採泥管と前記第２円筒管との間に位置し、前記第２円筒管と前記採泥管を開閉自在に連結する第２開閉手段と、を備え、前記回転力付与手段は、前記採泥管及び前記第１円筒管を前記堆積物中に貫入させた状態で、前記採泥管を回転させることにより前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を閉鎖させることを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の柱状採泥器は、前記採泥管の上方に位置する円筒状の第２円筒管と、前記採泥管と前記第２円筒管との間に位置し、前記第２円筒管と前記採泥管を開閉自在に連結する第２開閉手段と、を備え、前記回転力付与手段は、前記採泥管及び前記第１円筒管を前記堆積物中に貫入させた状態で、前記第１円筒管及び前記第２円筒管を回転させることにより前記第１開閉手段及び前記第２開閉手段を閉鎖させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の柱状採泥器によれば、円筒状の採泥管と第１円筒管との間に第１開閉手段が位置しており、回転力付与手段によって、採泥管及び第１円筒管を堆積物中に貫入させた状態で、採泥管又は第１円筒管を回転させることにより前記第１開閉手段を閉鎖させることで、採泥管の下端側の開口を確実に閉塞させることができるので、採泥管の引き上げ時に採泥管の内部に収容した堆積物の試料が落下することを容易に防止することができる。また、採泥管内の試料の堆積状態を維持したまま引き上げることができるので、調査や分析のための正確な試料を適切に採取することができる。
【００１７】
請求項２に記載の柱状採泥器によれば、第１円筒管は、回転力付与手段によって採泥管が回転する際に、堆積泥中に固定された状態を維持するための固定部材を有しているので、採泥管の回転に伴って第１円筒管が動くことを防止し、より確実に第１開閉手段を閉鎖させることができる。
【００１８】
請求項３に記載の柱状採泥器によれば、採泥管は、回転力付与手段によって第１円筒管が回転する際に、堆積物中に固定された状態を維持するための固定部材を有しているので、第１円筒管の回転に伴って採泥管が動くことを防止し、より確実に第１開閉手段を閉鎖させることができる。
【００１９】
請求項４に記載の柱状採泥器によれば、第１開閉手段は、下端側が第１円筒管の上端側に取り付けられ、上端側が採泥管の下端側に取り付けられる円筒状に形成された柔軟性を有する柔軟性部材であるので、採泥管の回転に伴って捩れることにより少ない回転量で、採泥管の下端側の開口を確実に閉塞させることができる。
【００２０】
請求項５に記載の柱状採泥器によれば、第１開閉手段の柔軟性部材は、伸縮性を有しているので、採泥管の回転に伴って捩れることで減少する体積を伸張することで補うことができるため、採泥管内に収容されている堆積物の試料を押し上げるための大きな力を必要とすることなく、採泥管の下端側の開口を確実且つ容易に閉塞させることができる。
【００２１】
請求項６に記載の柱状採泥器によれば、採泥管と該採泥管の上方に位置する第２円筒管との間に第２開閉手段が位置しており、回転力付与手段によって、採泥管及び第１円筒管を堆積物中に貫入させた状態で、採泥管を回転させることにより第１開閉手段及び第２開閉手段を閉鎖させることで、採泥管の下端側及び上端側の開口を確実に閉塞させることができる。これにより、引き上げ時に採泥管内に収容した堆積物の試料に、採泥管の上端側の開口から他の場所の水等が混在することを確実に防止することができるので、調査や分析のための正確な試料をより適切に採取することができる。
【００２２】
請求項７に記載の柱状採泥器によれば、採泥管と該採泥管の上方に位置する第２円筒管との間に第２開閉手段が位置しており、回転力付与手段によって、採泥管及び第１円筒管を堆積物中に貫入させた状態で、第１円筒管及び第２円筒管を回転させることにより第１開閉手段及び第２開閉手段を閉鎖させることで、採泥管の下端側及び上端側の開口を確実に閉塞させることができる。これにより、引き上げ時に採泥管内に収容した堆積物の試料に、採泥管の上端側の開口から他の場所の水等が混在することを確実に防止することができるので、調査や分析のための正確な試料をより適切に採取することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る柱状採泥器の一例を示す概略斜視図である。
【図２】保持手段について説明するための概略斜視図であって、（ａ）は保持状態を示しており、（ｂ）は保持状態が解除された状態を示している。
【図３】保持手段について説明するための概略平面断面図であって、（ａ）は保持状態を示しており、（ｂ）は保持状態が解除された状態を示している。
【図４】第１開閉手段の開閉状態について説明するための概略正面図であって、（ａ）は開放状態を示しており、（ｂ）は閉鎖状態を示している。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る柱状採泥器の一例を示す概略斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る柱状採泥器の一例を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る柱状採泥器の採泥管を回転させる回転力付与手段について説明するための概略平面断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る柱状採泥器の引き上げ時の状態について説明するための要部拡大斜視図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る柱状採泥器の一例を示す概略斜視図である。
【図１０】上部円筒管（第２円筒管）の所定角度の回転を許容するための回転制限機構の一例について説明するための概略平面断面図である。
【図１１】第１開閉手段の他の一例を示す概略模式図である。
【図１２】図１１における第１開閉手段の閉鎖状態を示す概略模式図であって、（ａ）は側面から見た状態を示しており、（ｂ）は上面から見た状態を示している。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る柱状採泥器の一例を示す概略斜視図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る柱状採泥器の第１開閉手段及び第２開閉手段の閉鎖状態の一例を示す概略斜視図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る柱状採泥器の開閉状態について説明するための概略平面断面図であって、（ａ）は開放状態を示しており、（ｂ）は閉鎖状態を示している。
【図１６】本発明の第６の実施形態に係る柱状採泥器の一例を示す概略斜視図である。
【図１７】柱状採泥器の従来例を示す概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の第１の実施形態に係る柱状採泥器１について、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る柱状採泥器１は、海洋、河川、湖沼等の水底に堆積した堆積泥等の堆積物１０を鉛直方向柱状に採取するためのものであって、図１に示すように、円筒状の採泥管２と、採泥管２の下方に位置する円筒状の下部円筒管（第１円筒管）３と、採泥管２と下部円筒管３との間に位置する円筒状に形成された柔軟性部材（第１開閉手段）４と、下部円筒管３の堆積物１０中への貫入時に柔軟性部材４が弛緩しないように、柔軟性部材４の円筒形状を保持するための保持手段５と、採泥管２を中心軸回りに回転させるための回転力付与手段６と、採泥管２及び下部円筒管３が堆積物１０中に貫入された状態で、回転力付与手段６によって採泥管２を回転させた際に、下部円筒管３が採泥管２の回転に伴って回転しないように堆積物１０中に固定された状態を維持するための固定部材７とを備えている。
【００２５】
また、柱状採泥器１は、逆向き略Ｕ字状に形成されている枠体８を有している。この枠体８は、下方に延びる２本の腕部８１ａ、８１ｂと、この２本の腕部８１ａ、腕部８１ｂの上端を結ぶ連結部８２と、該連結部８２の中央から上方に突出して設けられ、柱状採泥器１の引き上げ等を行うためのワイヤ９の一端側を取り付けるための孔が形成されているワイヤ取付部８３とを備えている。２本の腕部８１ａ、８１ｂの下端は、それぞれ固定部材７ａに固定されているので、下部円筒管３が堆積物１０中に貫入された状態において、枠体８は回転しないように固定される。
【００２６】
採泥管２は、長手方向（上下方向）の両端に開口を有する円筒状の管体であって、試料となる水底の堆積泥等の堆積物１０を不攪乱状態で内部に収容するためのものである。この採泥管２は、例えば、透明なアクリル樹脂等の素材によって形成することができる。採泥管２の長さ及び内径は、採取する試料の条件等に応じて適宜設定されていれば良く、特に限定されるものではないが、例えば、長さが５００〜２０００［ｍｍ］程度、内径が５０〜１５０［ｍｍ］程度のものを用いることができる。
【００２７】
このような採泥管２は、図１に示すように、当該採泥管２の上下方向への移動及び中心軸回りの回転を可能な状態で拘束するリング部材１１に挿通されている。リング部材１１は、採泥管２の外周を覆うように、採泥管２の外径と略同径又は外形よりも若干大きな内径を有する環状に形成された部材であって、例えば、高分子材料等によって形成されている。また、リング部材１１は、採泥管２の上下方向への摺動及び中心軸回りの回転が滑らかに行われるように内面が摩擦を低減させる素材で形成されていることが好ましい。このようなリング部材１１は、一端が枠体８の腕部８１ａ、８１ｂにそれぞれ固定されている２本の支持部１２の他端側に固定されており、採泥管２の摺動時及び回転時も動かないように２本の支持部１２によって支持されている。また、本実施形態に係る柱状採泥器１では、支持部１２によって支持されているリング部材１１が採泥管２の外周面に螺旋状に設けられた後述する従動ギア６３を挟むように上下に所定の間隔を離して２個配置されている。尚、リング部材１１の数や形状は、特に限定されるものではなく、採泥管２の上下方向への摺動及び中心軸回りの回転を許容した状態で拘束できれば良い。
【００２８】
下部円筒管３は、図１に示すように、採泥管２よりも長さが短く、内径が採泥管２と略同径である円筒状に形成されている。下部円筒管３は、採泥管２の下方に位置しており、採泥管２が堆積物１０に貫入される際、採泥管２よりも先に堆積物１０中に貫入されるものである。この下部円筒管３の外周には、放射線状に突出するように複数の固定部材７が設けられている。固定部材７は、回転力付与手段６によって採泥管２を回転させた際に、下部円筒管３が採泥管２の回転に伴って回転しないように堆積物１０中に固定された状態を維持するためのものであって、略四角形の板状に形成されている。柱状採泥器１では、このような固定部材７が下部円筒管３の外周に９０度間隔で４つ設けられている。また、４つの固定部材７のうち２つの固定部材７ａには、枠体８の腕部８１ａ、８１ｂがそれぞれ固定されている。尚、固定部材７の形状及び個数は、特に限定されるものではなく、下部円筒管３が採泥管２の回転に伴って回転しないように堆積物１０中に固定された状態を維持できれば良い。
【００２９】
柔軟性部材４は、採泥管２と下部円筒管３との間に位置する円筒状に形成されたものであって、上端側が採泥管２の下端側に取り付けられており、下端側が下部円筒管３の上端側に取り付けられている。柔軟性部材４は、柔軟性を有するフィルム状のものであって、例えば、防水性を有するゴム材料や合成樹脂材料等により形成されている。尚、柔軟性部材４は、伸縮性を有する素材により形成されていても良い。この柔軟性部材４の円筒形状が維持されている開放状態の場合には、下部円筒管３と採泥管２の内部が柔軟性部材４を介して連通された状態になっており、下部円筒管３及び採泥管２を堆積物１０に貫入させた際は、下部円筒管３及び柔軟性部材４の内部を通って、採泥管２へと堆積物１０の試料が収容される。また、下部円筒管３が堆積物１０中に貫入された状態で、採泥管２を回転させることで、柔軟性部材４は捩じられて、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、採泥管２と下部円筒管３の間を閉鎖することができる。つまり、柔軟性部材４を捩じることにより、採泥管２の下端側の開口を閉鎖することができる。尚、図３及び図４では、柔軟性部材４の開放状態と閉鎖状態を説明するために、一部の構成を省略して図示している。
【００３０】
保持手段５は、下部円筒管３の堆積物１０中への貫入時に柔軟性部材４が弛緩して皺等が生じないように、柔軟性部材４の開放状態（円筒形状）を保持するためのものであって、図１〜図３に示すように、採泥管２の上端側から外側方向に突出して設けられる係止片５１ａ、５１ｂと、一端がそれぞれ腕部８１ａ、８１ｂに固定され、他端側が開放端となっている第１載置片５２ａ、５２ｂと、該第１載置片５２ａ、５２ｂの開放端側にそれぞれ設けられる第１回転規制部材５３ａ、５３ｂとを備えている。
【００３１】
係止片５１ａ、５１ｂは、それぞれ採泥管２の周方向に約１８０度回転した位置に配置されており、採泥管２が中心軸回りに回転した際に、腕部８１ａ、８１ｂに接触しない長さに設定されている。第１載置片５２ａ、５２ｂは、係止片５１ａ、５１ｂをそれぞれ載置することにより、採泥管２が下方に移動しないように制限するためのものである。これにより、採泥管２は、第１載置片５２ａ、５２ｂに係止片５１ａ、５１ｂがそれぞれ載置されている保持状態の場合には、下方への移動が制限されるので、採泥管２が下方へ移動することによって柔軟性部材４が弛緩することを防止し、柔軟性部材４の開放状態を保持することができる。尚、係止片５１ａ、５１ｂが設けられる位置は、採泥管２の上端に限定されるものではなく、採泥管２の外周面から突出するように設けても良い。
【００３２】
第１回転規制部材５３ａ、５３ｂは、略直方体形状のブロック部材であって、採泥管２の一方側の回転（本実施形態においては、図３中の反時計回り方向の回転）を規制するための部材である。第１回転規制部材５３ａ、５３ｂは、採泥管２が第１載置片５２ａ、５２ｂに載置されている保持状態において、一方側へ回転しようとした際に、係止片５１ａ、５１ｂと当接することにより、採泥管２の一方側への回転を規制することができる。尚、第１回転規制部材５３ａ、５３ｂの形状は、特に限定されるものではなく、保持状態において、採泥管２の一方側への回転を規制できるものであれば良い。また、保持手段５では、第１回転規制部材５３ａ、５３ｂをそれぞれの第１載置片５２ａ、５２ｂに設けているが、どちらか一方の第１載置片のみに第１回転規制部材を設けるようにしても良い。また、採泥管２を他方側に回転（図３中の時計回り方向に回転）させることにより、係止片５１ａ、５１ｂは、それぞれ第１載置片５２ａ、５２ｂに載置された状態から外れて、保持状態が解除される。
【００３３】
回転力付与手段６は、下部円筒管３を堆積物１０中に貫入させた状態で、採泥管２を回転させることにより柔軟性部材４を捩じることで、採泥管２の下端側の開口を閉鎖するためのものである。この回転力付与手段６は、図１に示すように、回転駆動力を与えるためのモータ６１と、該モータ６１の回転軸に取り付けられる駆動ギア６２と、採泥管２の外周面に螺旋状に設けられた従動ギア６３とを備えている。
【００３４】
モータ６１は、枠体８の腕部８１ｂに取り付けられている。そのため、下部円筒管３が堆積物１０に貫入された状態においては、モータ６１の位置は固定された状態になる。この状態で、モータ６１を駆動させることで、駆動ギア６２が回転し、該駆動ギア６２と噛み合っている従動ギア６３が回転することにより、採泥管２は中心軸回りに螺旋状に回転する。尚、保持状態を解除する場合には、モータ６１は、採泥管２を図３（ａ）中の矢印方向（時計回り方向）に螺旋状に回転させるために、駆動ギア６２を半時計回り方向に回転させる駆動力を付与する。これにより、係止片５１ａ、５１ｂは、それぞれ第１載置片５２ａ、５２ｂに載置された状態から外れて、採泥管２に伴って下方へ向かうように螺旋状に回転する。この際、柔軟性部材４は、下端側が堆積物１０中に固定された状態の下部円筒管３の上端側に取付けられており、上端側が採泥管２の下端側に取り付けられているので、採泥管２の螺旋状の回転に伴って、柔軟性部材４が捩れることにより、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、採泥管２の下端側を閉鎖することができる。尚、図１では、説明のためにモータ６１は、外部に露出している状態で図示しているが、防水のために筐体等に収納された状態で構成されていても良い。また、モータ６１の駆動としては、例えば、採泥管２が堆積物１０中に貫入されて、ワイヤ９の巻き出しが止まった状態で、船上のコンピュータ等から無線又はケーブル等を介して駆動信号を送信することによって行うようにしても良く、特に限定されるものではない。
【００３５】
また、柱状採泥器１では、図１〜図３に示すように、第１載置片５２ａ、５２ｂの下方に、該第１載置片５２ａ、５２ｂと略同形状の第２載置片１３ａ、１３ｂが設けられている。この第２載置片１３ａ、１３ｂは、第１載置片５２ａ、５２ｂと同様に一端がそれぞれ腕部８１ａ、８１ｂに固定され、他端側が開放端となっており、開放端側にそれぞれ第１回転規制部材５３ａ、５３ｂと略同形状の第２回転規制部材１４ａ、１４ｂが設けられている。
【００３６】
第２載置片１３ａ、１３ｂの位置は、それぞれ係止片５１ａ、５１ｂが第１載置片５２ａ、５２ｂに載置された状態から図３（ａ）中の矢印方向（時計回り方向）に螺旋状に約１８０度回転した際に、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、係止片５１ａが第２回転規制部材１４ｂに当接し、係止片５１ｂが第２回転規制部材１４ａに当接するように、駆動ギア６３の配置による採泥管２の螺旋運動に対応して設けられている。従って、採泥管２は、中心軸回りに約１８０度回転した際には、第２載置片１３ａ、１３ｂ及び第２回転規制部材１４ａ、１４ｂによって、それ以上回転しないように規制される。また、詳しくは図示しないが、第２回転規制部材１４ａ、１４ｂに当接した係止片５１ａ、５１ｂが逆方向（図３中の反時計回り方向）へ回転することを防止するために、係止片５１ａ、５１ｂ及び第２載置片１３ａ、１３ｂにそれぞれラチェット機構等のような従来公知の逆回転防止手段を設けるようにしても良い。これにより、柔軟性部材４により閉鎖された採泥管２の下端側の開口が柱状採泥器１の引き上げ時等に開放されることを確実に防止することができる。
【００３７】
以下、柱状採泥器１を用いた水底の堆積物試料の採取の仕方の一例について説明する。ここでは、柱状採泥器１を投げ込み式に用いた場合を例に説明する。まず、ワイヤ取付部８３にワイヤ９の一端側を取り付けた状態で、船上から柱状採泥器１をウインチ機構等により吊降ろし、所定の高さから水底に向けて自重で落下させて、図１に示すように、下部円筒管３を下方として堆積物１０中に貫入させる。この際、柔軟性部材４は、保持手段５によって円筒形状に形成された状態が保持されており、採泥管２の下端側は開放された状態であるので、堆積物１０の試料を採泥管２内に収容することができる。
【００３８】
その後、柱状採泥器１が堆積物１０中に貫入された状態で、モータ６１を駆動させ、採泥管２を回転させることにより柔軟性部材４を捩じることで、採泥管２の下端側の開口を閉鎖する。そして、この状態から再びウインチ機構等によりワイヤ９を介して柱状採泥器１を引き上げることで、採泥管２内に収容された試料を採泥管２の下端側から脱落させることなく、不攪乱状態で採取することができる。尚、柱状採泥器１を用いた水底の堆積物試料の採取の仕方は、このような投げ込み式によるものに限定されるものではなく、例えば、特許文献１（特開２０１３−２４２２６５号公報）に開示されているような装置に取り付けて利用しても良い。
【００３９】
次に、第２の実施形態に係る柱状採泥器１ａについて、図５を用いて説明する。尚、第１の実施形態に係る柱状採泥器１と同様の構成等については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。第２の実施形態に係る柱状採泥器１ａは、図５に示すように、主に第１の実施形態に係る柱状採泥器１の回転力付与手段の構造等を変更したものである。柱状採泥器１ａの回転力付与手段６ａは、図５に示すように、モータ６１と、該モータ６１の回転軸に取り付けられる駆動ギア６４と、採泥管２の外周面に設けられた従動ギア６５とを備えている。モータ６１は、枠体８ａの連結部８２の両端側からそれぞれ下方へ延びる棒状のロッド部８４ａ、８４ｂに沿って上下方向へ摺動自在に設けられる板状の摺動部材１５に取り付けられている。また、モータ６１の回転軸と採泥管２の上下方向が平行になるようになっており、駆動ギア６４と従動ギア６５は平歯車として構成されている。尚、詳しくは図示しないが、摺動部材１５は、例えば、上下方向へ摺動できるように、ロッド部８４ａ、８４ｂに直線運動用のベアリング等を介して取り付けられていれば良い。また、ロッド部８４ａ、８４ｂの下端も腕部８１ａ、８１ｂと同様に下端は、固定部材７ａに固定されている。
【００４０】
柱状採泥器１ａでは、図５に示すように、採泥管２の外周面に環状に形成されている環状部材１６が固定されている。また、詳しくは図示しないが、この環状部材１６は、採泥管２の回転に伴って回転すると共に、摺動部材１５の上下方向への移動に追従できるように、摺動部材１５にベアリング等を介して取り付けられていれば良い。
【００４１】
この柱状採泥器１ａでは、モータ６１を駆動させることで、駆動ギア６４が回転し、該駆動ギア６４と噛み合っている従動ギア６５が回転することにより、採泥管２は中心軸回りに回転する。これにより、係止片５１ａ、５１ｂは、それぞれ第１載置片５２ａ、５２ｂに載置された状態から外れて、保持状態が解除され、柔軟性部材４が採泥管２によって捩れて、採泥管２の下端側の開口が閉鎖される。この際、柱状採泥器１ａでは、柔軟性部材４が捩れることにより、柔軟性部材４の距離拘束によって下方向きに力が発生する。この下方向きの力は、採泥管２及び環状部材１６を介して摺動部材１５に作用することなり、採泥管２と共に摺動部材１６は、ロッド部８４ａ、８４ｂに沿って下方へと移動する。
【００４２】
次に、第３の実施形態に係る柱状採泥器１ｂについて、図６〜図８を用いて説明する。尚、第１の実施形態に係る柱状採泥器１と同様の構成等については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。第３の実施形態に係る柱状採泥器１ｂは、図６及び図７に示すように、回転力付与手段として、採泥管２を回転させるための付勢力を有する弾性部材６ｂ、６ｃを用いたものである。弾性部材６ｂ、６ｃは、例えば、図７に示すように、それぞれ一端が枠体８の腕部８１ａ、８１ｂに連結されており、採泥管２を回転させるための付勢力を付与するために、他端が採泥管２の外周面の所定箇所に連結される。
【００４３】
柱状採泥器１ｂは、図６に示すように、弾性部材６ｂ、６ｃによって当該柱状採泥器１ｂが水底の堆積物に貫入される前に採泥管２が回転することを防止し、貫入後に採泥管２が弾性部材６ｂ、６ｃの付勢力によって回転するように動作させるために、採泥管２の上端に設けられる略直方体形状の回転防止部材１７と、逆向き略Ｕ字状に形成されている吊り部材１８と、該吊り部材１８の回転を防止するための横架部材１９と、枠体８の連結部８２に引っ掛けられるフック２０を回転自在に支持する輪付き金具２１と、一端側が吊り部材１８に取り付けられ、他端側が輪付き金具２１に取り付けられているワイヤ２２とを更に備えている。
【００４４】
吊り部材１８は、図８に示すように、逆向き略Ｕ字状に形成されており、下方に延びる２本の挿通部２３ａ、２３ｂと、この２本の挿通部２３ａ、２３ｂの上端を結ぶ連結部２４と、該連結部２４の中央から上方に突出して設けられ、ワイヤ２２の一端側を取り付けるための孔が形成されている取付部２５とを有している。また、挿通部２３ａ、２３ｂには、吊り部材１８がワイヤ２２を介して引き上げられた際に、横架部材１９の下面に当接する突出部２６がそれぞれ設けられている。
【００４５】
横架部材１９は、図６及び図８に示すように、両端が腕部８１ａ、８１ｂにそれぞれ固定されている。この横架部材１９には、吊り部材１８の挿通部２３ａ、２３ｂが挿通可能な挿通孔２７が、挿通部２３ａ、２３ｂの間隔に対応して２箇所に形成されている。従って、吊り部材１８は、それぞれの挿通孔２７に挿通部２３ａ、２３が挿通された状態の場合、回転方向の動きが横架部材１９によって制限される。また、吊り部材１８の挿通部２３ａ、２３ｂの下端は、柱状採泥器１ｂが堆積物に貫入される前の状態において、採泥管２の上端面に載置された状態になっており、一方の挿通部２３ａの下端側に採泥管２の上端に設けられている回転防止部材１７が当接した状態になっている。従って、採泥管２は、堆積物への貫入前の状態において、弾性部材６ｂ、６ｃによる付勢力によって回転することが防止される。
【００４６】
ワイヤ２２は、図６及び図８に示すように、一端側が吊り部材１８の取付部２５に取り付けられ、他端側が輪付き金具２１に取り付けられており、フック２０が枠体８の連結部８２に引っ掛けられた状態において、弛緩した状態になる長さに設定されている。フック２０には、浮力材２８が取り付けられており、水中において、連結部８２に引っ掛けられた状態のフック２０を下方へ引く力がなくなった場合には、この浮力材２８に生じるに浮力よって、フック２０が外れるように構成されている。また、輪付き金具２１の輪には、柱状採泥器１ｂの引き上げ等を行うためのワイヤ９の一端側が取り付けられている。
【００４７】
以下、柱状採泥器１ｂを用いた水底の堆積物試料の採取の仕方の一例について説明する。柱状採泥器１ｂでは、ワイヤ９の一端側が輪付き金具２１の輪に取り付けられ、ワイヤ２２の一端側が吊り部材１８の取付部２５に取り付けられ、他端側が輪付き金具２１に取り付けられ、フック２０が連結部８２に引っ掛けられて、ワイヤ２２を弛緩させた状態で、船上から柱状採泥器１ｂをウインチ機構等により吊降ろし、所定の高さから水底に向けて自重で落下させて、下部円筒管３を下方として堆積物１０中に貫入させる。この際、フック２０には、柱状採泥器１ｂ自体の自重による下方へ引く力が作用するので、連結部８２から外れることがないようになっている。また、柔軟性部材４は、保持手段５によって円筒形状に形成された状態が保持されており、採泥管２の下端側は開放された状態であるので、堆積物１０の試料を採泥管２内に収容することができる。
【００４８】
その後、柱状採泥器１ｂが水底の堆積物に貫入されると、フック２０に作用する下方に引く力がなくなるので、浮力材２８の浮力によって、フック２０が回転し、連結部８２から外れる。この状態で、ワイヤ９を引き上げることにより、図８に示すように、ワイヤ２２を介して、吊り部材１８が引き上げられる。吊り部材１８が引き上げられると、一方の挿通部２３ａの下端側に当接している回転防止部材１７の当接状態が解除され、図７に示すように、採泥管２に作用している弾性部材６ｂ、６ｃの付勢力によって、採泥管２は、係止片５１ａが第２回転規制部材１４ｂに当接し、係止片５１ｂが第２回転規制部材１４ａに当接するまで回転する。これにより、柔軟性部材４を捩じられ、採泥管２の下端側の開口が閉鎖される。また、この状態において、弾性部材６ｂ、６ｃによる採泥管２を図７中の矢印方向（時計回り方向）に回転させる付勢力が作用し続けるように、弾性部材６ｂ、６ｃを設計しておくことで、採泥管２の逆回転を防止することでき、柔軟性部材４により閉鎖された採泥管２の下端側が開放されることを防止することができる。
【００４９】
一方、吊り部材１８は、上方に所定距離だけ引き上げられると、図８に示すように、挿通部２３ａ、２３ｂにそれぞれ設けられている突出部２６が、横架部材１９の下面に当接する。また、横架部材１９は、枠体８２の腕部８１ａ、８１ｂに固定されているので、この状態から更にワイヤ９を引き上げることにより、ワイヤ２２及び吊り部材１８を介して、横架部材１９の下面に突出部２６が当接した状態のまま、柱状採泥器１ｂが引き上げられ、採泥管２内に収容された試料を採泥管２の下端側から脱落させることなく、不攪乱状態で採取することができる。
【００５０】
次に、第４の実施形態に係る柱状採泥器１ｃについて、図９及び図１０を用いて説明する。この柱状採泥器１ｃは、採泥管２の下端側の開口だけでなく、上端側の開口も閉じることにより、採泥管２内に堆積物の試料を完全に封入することができるようにするためのものである。尚、第１の実施形態に係る柱状採泥器１及び第２の実施形態に係る柱状採泥器１ａと同様の構成等については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
柱状採泥器１ｃは、図９に示すように、採泥管２の上方に位置する円筒状の上部円筒管（第２円筒管）２９と、採泥管２と上部円筒管２９との間に位置する円筒状に形成された柔軟性部材（第２開閉手段）３０と、下部円筒管３の堆積物への貫入時に柔軟性部材３０が弛緩しないように、柔軟性部材３０の円筒形状を保持するための保持手段３１と、上部円筒管２９が所定角度以上は回転しないように、回転を制限する回転制限機構３２とを備えている。
【００５２】
上部円筒管２９は、採泥管２よりも長さが短く、内径が採泥管２と略同径である円筒状に形成されている。また、柔軟性部材３０は、採泥管２と上部円筒管２９との間に位置する円筒状に形成されたものであって、上端側が上部円筒管２９の下端側に取り付けられ、下端側が採泥管２の上端側に取り付けられている。この柔軟性部材３０としては、柔軟性を有するフィルム状のものであって、例えば、採泥管２と下部円筒管３との間に設けられている柔軟性部材４と同様のものを用いることができる。また、柔軟性部材３０は、回転力付与手段６ａによって、採泥管２を回転させることで、捩じられることにより、採泥管２と上部円筒管２９との間を閉鎖することができる。つまり、柔軟性部材３０を捩じることにより、採泥管２の上端側の開口を閉鎖することができる。
【００５３】
保持手段３１は、下部円筒管３の堆積物への貫入時に柔軟性部材３０が弛緩して皺等が生じないように、柔軟性部材３０の開放状態（円筒形状）を保持するためのものであって、保持手段５と略同様の構成を備えるものであり、図９に示すように、上部円筒管２９の上端側の外周面から外側方向に突出して設けられる係止片３３ａ、３３ｂと、一端がそれぞれロッド部８４ａ、８４ｂに固定され、他端側が開放端となっている載置片３４ａ、３４ｂと、該載置片３４ａ、３４ｂの開放端側にそれぞれ設けられる回転規制部材３５ａ、３５ｂとを備えている。
【００５４】
係止片３３ａ、３３ｂは、それぞれ上部円筒管２９の周方向に約１８０度回転した位置に配置されており、ロッド部８４ａ、８４ｂに接触しない長さに設定されている。載置片３４ａ、３４ｂは、係止片３３ａ、３３ｂをそれぞれ載置することにより、上部円筒管２９が下方に移動しないように制限するためのものである。これにより、上部円筒管２９は、載置片３４ａ、３４ｂに係止片３３ａ、３３ｂがそれぞれ載置されている保持状態の場合には、下方への移動が制限されるので、上部円筒管２９が下方へ移動することによって柔軟性部材３０が弛緩することを防止し、柔軟性部材４の開放状態を保持することができる。
【００５５】
回転規制部材３５、３５ｂは、略直方体形状のブロック部材であって、上部円筒管２９の一方側への回転を規制するための部材である。この回転規制部材３５ａ、３５ｂは、上部円筒管２９が載置片３４ａ、３４ｂに載置されている保持状態において、一方側へ回転しようとした際に、係止片３３ａ、３３ｂと当接することにより、上部円筒管２９の一方側への回転を規制することができる。また、上部円筒管２９が他方側へ所定角度回転した際には、係止片３３ａ、３３ｂは、それぞれ載置片３４ａ、３４ｂに載置された状態から外れて、保持状態が解除される。
【００５６】
回転制限機構３２は、図９及び図１０に示すように、上部円筒管２９の外周面から外側方向に突出して設けられる突出片３６ａ、３６ｂと、ロッド部８４ａ、８４ｂに沿って上下方向へ摺動自在に設けられている板状の移動部材３７とを有している。
【００５７】
突出片３６ａ、３６ｂは、それぞれ上部円筒管２９の周方向に約１８０度回転した位置に配置されており、ロッド部８４ａ、８４ｂに接触しない長さに設定されている。また、詳しくは図示しないが、移動部材３７は、例えば、上下方向へ摺動できるように、ロッド部８４ａ、８４ｂに直線運動用のベアリング等を介して取り付けられている。この移動部材３７は、図１０に示すように、上部円筒管２９を挿通できるように中央部に開口部３８が形成されており、内周面の両端部には、突出片３６ａ、３６ｂの先端側がそれぞれ載置される凹部３９ａ、３９ｂがそれぞれ形成されている。凹部３９ａ、３９ｂは、図１０に二点鎖線で示すように、上部円筒管２９の回転を所定角度だけ許容し、それ以上の回転は制限するように、突出片３６ａ、３６ｂの回転方向（図１０中の時計回り方向）に対して幅広に形成されている。この回転制限機構３２によって許容される上部円筒管の所定の回転角度は、少なくとも係止片３３ａ、３３ｂが、それぞれ載置片３４ａ、３４ｂに載置された状態から外れて、保持状態が解除される角度である。従って、採泥管２が回転した場合には、上部円筒管２は、柔軟性部材３０を介して所定角度だけ回転し、回転制限機構３２によってそれ以上の回転が制限されると共に、保持手段３１による保持状態が解除される。
【００５８】
以下、柱状採泥器１ｃを用いた水底の堆積物試料の採取の仕方の一例について説明する。まず、ワイヤ取付部８３にワイヤ９の一端側を取り付けた状態で、船上から柱状採泥器１ｃをウインチ機構等により吊降ろし、所定の高さから水底に向けて自重で落下させて、下部円筒管３を下方として堆積物に貫入させる。この際、柔軟性部材４及び柔軟性部材３０は、それぞれ保持手段５及び保持手段３１によって円筒形状に形成された状態が保持されている。従って、採泥管２の下端側は開放された状態であるので、堆積物１０の試料を採泥管２内に収容することができる。
【００５９】
その後、柱状採泥器１ｃが堆積物に貫入された状態で、モータ６１を駆動させ、採泥管２を回転させることにより、保持手段５及び保持手段３１による保持状態が解除され、柔軟性部材４及び柔軟性部材３０が捩れることによって、採泥管２の下端側の開口及び上端側の開口を略同時に閉鎖することができる。これにより、堆積物の試料は、採泥管２内に完全に封入されることになる。従って、その後、この状態から再びウインチ機構等によりワイヤ９を介して柱状採泥器１ｃを引き上げる際にも、採泥管２内に収容された試料を採泥管２の下端側から脱落させることなく、且つ、採泥管２の上端側の開口から他の場所の水等が混在することも確実に防止することができるので、調査や分析のための正確な堆積物試料を不攪乱状態で適切に採取することができる。
【００６０】
尚、以上の各実施形態に係る柱状採泥器１〜１ｃでは、採泥管２の下端側や上端側の開口を閉鎖するための開閉手段として、柔軟性部材４や柔軟性部材３０を用いている例を示しているが、開閉手段は、これに限定されるものではなく、採泥管２の回転により採泥管２の開口を閉鎖することができるものであれば良い。他の第１開閉手段４ａの一例としては、例えば、図１１に示すように、採泥管２の下端の周方向に沿って複数設けられる略二等辺三角形状の閉鎖部材４１ａと、一端が下部円筒管３の上端側に固定され、他端側がそれぞれの閉鎖部材４１ａの先端から縁部を通って採泥管２の下端側までに渡って固定された複数の紐状部材４２ａとを備えるもの等を用いることができる。尚、図１１及び図１２では、第１開閉手段４ａについて説明するために、一部の構成については省略して図示している。
【００６１】
閉鎖部材４１ａは、図１２に示すように、採泥管２の下端側の開口を閉鎖することができるように、採泥管２の下端側に固定される底辺から先端までの高さが少なくとも採泥管２の開口の中心までの距離よりも長くなるように設定されている。また、紐状部材４２ａは、閉鎖部材４１ａの数に対応するように適宜設けられるものである。この紐状部材４２ａの素材は、特に限定されるものではないが、例えば、ワイヤやピアノ線等を用いることができる。
【００６２】
このような第１開閉手段４ａでは、下部円筒管３が堆積物中に固定された状態で、採泥管２を回転させることにより、採泥管２の回転に伴って採泥管２の固定されている閉鎖部材４１ａ及び紐状部材４２ａが回転し、図１２に示すように、閉鎖部材４１の先端が回転の中心軸へと向かって移動し、採泥管２の下端側の開口が閉鎖される。また、第１開閉手段４ａと同様の開閉手段は、採泥管２の上端側の開口を閉鎖する場合に利用することも可能である。
【００６３】
次に、第５の実施形態に係る柱状採泥器１ｄについて、図１３〜図１５を用いて説明する。この柱状採泥器１ｄは、柱状採泥器１ｃと同様に採泥管２の下端側の開口だけでなく、上端側の開口も閉じることにより、採泥管２内に堆積物の試料を完全に封入することができるようにするためのものである。尚、第４の実施形態に係る柱状採泥器１ｃと同様の構成等については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
柱状採泥器１ｄは、図１３及び図１４に示すように、円筒状の採泥管２と、採泥管２の下方に位置する円筒状の下部円筒管（第１円筒管）３ａと、採泥管２の上方に位置する円筒状の上部円筒管（第２円筒管）２９ａと、採泥管２と下部円筒管３ａとの間に位置する円筒状に形成された柔軟性部材（第１開閉手段）４と、採泥管２と上部円筒管２９ａとの間に位置する円筒状に形成された柔軟性部材（第２開閉手段）３０と、下部円筒管３ａの堆積物１０中への貫入時に柔軟性部材４及び柔軟性部材３０が弛緩しないように、柔軟性部材４及び柔軟性部材３０の円筒形状を保持するための保持手段５ａと、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａを中心軸回りに回転させるための回転力付与手段６ｄとを備えている。この柱状採泥器１ｄでは、採泥管２を堆積物１０中に固定した状態で、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａを回転力付与手段６ｄによって回転させることにより採泥管２の上端側の開口及び下端側の開口を閉鎖する。
【００６５】
柱状採泥器１ｄの採泥管２は、図１３〜図１５に示すように、採泥管２及び下部円筒管３が堆積物１０中に貫入された状態で、回転力付与手段６ｄによって下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａを回転させた際に、採泥管２が下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａの回転に伴って回転しないように堆積物１０中に固定された状態を維持するための固定部材４３ａ、４３ｂを有している。固定部材４３ａ、４３ｂは、それぞれ略四角形の板状に形成されており、採泥器２の外周に約１８０度の間隔をあけて設けられている。
【００６６】
下部円筒管３ａは、図１３及び図１４に示すように、その外周面から外側方向に突出して設けられる突片４４ａ、４４ｂを有している。この突片４４ａ、４４ｂは、採泥管２の固定部材４３ａ、４４ｂよりも外側方向への長さが短く形成されており、それぞれ下部円筒管３ａの外周に約１８０度の間隔をあけて設けられている。また、上部円筒管２９ａも、下部円筒管３ａと同様に、その外周面から外側方向に突出して設けられる突片４５ａ、４５ｂを有している。この突片４５ａ、４５ｂは、下部円筒管３ａの突片４４ａ、４４ｂと略同様の形状を有しており、それぞれ突片４４ａ、４４ｂの真上に位置するように、上部円筒管２９ａの外周に約１８０度の間隔をあけて設けられている。
【００６７】
本実施形態に係る柱状採泥器１ｄの柔軟性部材４及び柔軟性部材３０は、例えば、それぞれ弾力性を有するゴム材料によって形成されており、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａの回転に伴って捩れることで減少することで減少する内部の体積を伸張することで補うことができるようになっている。
【００６８】
保持手段５ａは、図１３及び図１４に示すように、下方に延びる２本の棒状の支持部材４６ａ、４６ｂと、この２本の支持部材４６ａ、４６ｂの上端が固定される台座部４７とを有している。支持部材４６ａ、４６ｂの下端は、それぞれ下部円筒管３ａに設けられている突片４４ａ、４４ｂに固定されている。また、この支持部材４６ａ、４６ｂの中途部は、それぞれ上部円筒管２９ａに設けられている突片４５ａ、４５ｂに固定されている。これにより、下部円筒管３ａから上部円筒管２９ａまでの距離は、常に一定に保たれるので、下部円筒管３ａが堆積物１０中へ貫入する際も柔軟性部材４及び柔軟性部材３０が弛緩しないように、柔軟性部材４及び柔軟性部材３０の開放状態を保持することができる。また、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａは、支持部材４６ａ、４６ｂを介して固定されているので、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａは同時に連動して回転するになっている。
【００６９】
また、支持部材４６ａは、柔軟性部材４及び柔軟性部材３０の開放状態において、図１３中の固定部材４３ａの表側に位置し、支持部材４６ｂは、固定部材４３ｂの裏側に位置するように配置されている。従って、支持部材４６ａ、４６ｂは、柔軟性部材４及び柔軟性部材３０の開放状態において、図１５に示すように、反時計回り方向への回転のみが許容され、時計回り方向への回転が規制されている。尚、図１５では、柱状採泥器１ｄの開放状態と閉鎖状態を説明するために、一部の構成については省略して図示している。
【００７０】
回転力付与手段６ｄは、下部円筒管３ａ及び採泥管２を堆積物１０中に貫入させた状態で、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａを回転させることにより柔軟性部材４及び柔軟性部材３０を捩じることで、採泥管２の上端側の開口及び下端側の開口を閉鎖するものである。この回転力付与手段６ｄは、図１３及び図１４に示すように、台座部４７上に設けられるモータ６１と、該モータ６１の回転軸に取り付けられる駆動ギア６６と、台座部４７の略中央部から上方に延びる軸部４８に取り付けられる従動ギア６７とを備えている。軸部４８の下端は、台座部４７の略中央部に固定されており、軸部４８とモータ６１の回転軸が平行になるように配置され、駆動ギア６６と従動ギア６７が平歯車として構成されている。尚、図１３及び図１４では、説明のためにモータ６１は、外部に露出している状態で図示しているが、防水のために筐体等に収納された状態で構成されていても良い。
【００７１】
柱状採泥器１ｄでは、この回転力付与手段６ａのモータ６１から出力される回転駆動力によって、駆動ギア６６を介して従動ギア６７及び軸部４８を回転させることにより、軸部４８の下端が固定されている台座部４７を回転させる。これにより、台座部４７に上端がそれぞれ固定されている支持部材４６ａ、４６が回転し、支持部材４６ａ、４６ｂに突片４４ａ、４４ｂ及び突片４５ａ、４５ｂがそれぞれ固定されている下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａが連動して回転する。
【００７２】
そして、柱状採泥器１ｄでは、回転力付与手段６ａによって開放状態から下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａが反時計回りに約１８０度回転すると、図１４及び図１５に示すように、支持部材４６ａは、固定部材４３ｂの上端に設けられているブロック状の当接部４９ｂに当接し、支持部材４６ｂは、固定部材４３ａの上端に設けられているブロック状の当接部４９ａに当接する。これにより、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａのそれ以上の回転が規制されると共に、採泥管２の上端側の開口及び下端側の開口を柔軟性部材４及び柔軟性部材３０によって閉鎖することができる。また、詳しくは図示しないが、当接部４９ａ、４９ｂにそれぞれ当接した支持部材４６ａ、４６ｂが逆方向（図１５中の時計回り方向）へ回転することを防止するために、当接部４９ａ、４９ｂ及び支持部材４６ａ、４６ｂにそれぞれラチェット機構等のような従来公知の逆回転防止手段を設けておくことが好ましい。これにより、弾力性を有する柔軟性部材４及び柔軟性部材３０が復元力によって勝手に開放状態になることを防止し、採泥管２の引き上げ時に採泥管２の内部に収容される堆積物の試料が落下することを確実に防止することができる。
【００７３】
また、本実施形態に係る柱状採泥器１ｄでは、採泥管２の下端側の開口だけでなく、上端側の開口も閉じることにより、採泥管２内に堆積物の試料を完全に封入する例を示しているが、柱状採泥器１、１ａのように、採泥管２と下部円筒管３ａとの間に位置する円筒状に形成された柔軟性部材４のみを設けておき、採泥管２を堆積中に固定させた状態で、下部円筒管３ａのみを回転させることにより、柔軟性部材４により採泥管２の下端側の開口を閉鎖するように構成しても良い。
【００７４】
次に、第６の実施形態に係る柱状採泥器１ｅについて、図１６を用いて説明する。この柱状採泥器１ｅは、柱状採泥器１ｄと同様に採泥管２を堆積物１０中に固定した状態で、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａを回転させることにより採泥管２の上端側の開口及び下端側の開口を閉鎖することにより、採泥管２内に堆積物の試料を完全に封入するものである。尚、第５の実施形態に係る柱状採泥器１ｄと同様の構成等については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
柱状採泥器１ｅは、投げ込み方式によるものではなく、図１６に示すように、水中ロボット６ｅを用いる方式であって、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａを回転させることにより柔軟性部材４及び柔軟性部材３０を捩じることで、採泥管２の上端側の開口及び下端側の開口を閉鎖するための回転力付与手段として、この水中ロボット６ｅを用いている。そして、柱状採泥器１ｅでは、下端が下部円筒管３ａに設けられている突片４４ａ、４４ｂに固定され、中途部が上部円筒管２９ａに設けられている突片４５ａ、４５ｂに固定されている支持部材４６ａ、４６ｂの上端は、水中ロボット６ｅの下部に固定されている。これにより、支持部材４６ａ、４６ｂは、下部円筒管３ａから上部円筒管２９ａまでの距離を常に一定に保つことができ、下部円筒管３ａが堆積物１０中へ貫入する際も柔軟性部材４及び柔軟性部材３０が弛緩しないように、柔軟性部材４及び柔軟性部材３０の開放状態を保持する保持手段として機能する。
【００７６】
また、柱状採泥器１ｅでは、図１６に示すように、固定部材４３ａ、４３ｂは、下端が採泥管２の下端よりも下方に位置するように逆Ｌ字状に形成されており、採泥管２及び下部円筒管３が堆積物１０中に貫入された際に、固定部材４３ａ、４３ｂの堆積物１０に接する部分を増やすことができるので、より安定的に採泥管２を堆積物１０中に固定することができる。
【００７７】
水中ロボット６ｅとしては、例えば、特許文献１（特開２０１３−２４２２６５号公報）に開示されているような水中での３次元的な位置移動が可能なもの等を用いることができる。この水中ロボット６ｅは、図１６に示すように、例えば、スラスタ駆動等の制御を行うための制御部（不図示）を内蔵する密閉構造の耐水圧筐体６０と、その上方に配置される浮体６００と、耐水圧筐体６０の周囲に配設される左右の水平方向スラスタ６８と、垂直方向スラスタ６９等を備えており、全体を中性浮力とし、且つ、採泥管２が常に下向きとなるような構造的安定性を有しており、水平方向スラスタ６８及び垂直方向スラスタ６９によって水中での３次元的な位置移動が可能な構造になっている。尚、図１６の水中ロボット６ｅでは、耐水圧筐体６０から引き出される電源ライン及び信号線等のためのケーブル、位置を求めるための音響測位システムのトランスポンダ、耐水圧筐体６０の側部に設けられ、採泥地点近傍の底質地盤の状況などを確認するため等に用いられる水中カメラ、底質地盤表面からの高さを計測するための超音波高度計、耐水圧筐体６０の下部に設けられ、採泥深さの限界を検知するリミットスイッチ等は省略して図示している。
【００７８】
このような柱状採泥器１ｅでは、水中ロボット６ｅの垂直方向スラスタ６９による推進力によって下部円筒管３ａ及び採泥管２を水底の堆積物１０中に鉛直方向に貫入させる。その後、水中ロボット６ｅの水平方向スラスタ６８を用いて、水中ロボット６ｅ自身を水平方向にその場で回転させることにより、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａに中心軸回りの回転力を付与する。この際、採泥管２は、固定部材４３ａ、４３ｂによって下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａの回転に伴って回転しないように堆積物１０中に固定された状態を維持することができる。そして、柱状採泥器１ｅは、開放状態から下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａが約１８０度回転すると、支持部材４６ａ，４６ｂがそれぞれ採泥管２の上端側から水平方向に突出するように設けられているブロック状の当接部４９ｂ，４９ａに当接する。これにより、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａのそれ以上の回転が規制されると共に、採泥管２の上端側の開口及び下端側の開口を柔軟性部材４及び柔軟性部材３０によって閉鎖することができる。
【００７９】
その後、垂直方向スラスタ６９による逆方向の推進力によって下部円筒管３ａ及び採泥管２を堆積物１０中から引き抜くことにより、堆積物の試料を不攪乱柱状に採取することができる。また、詳しくは図示しないが、当接部４９ａ、４９ｂにそれぞれ当接した支持部材４６ａ、４６ｂが逆方向へ回転することを防止するために、当接部４９ａ、４９ｂ及び支持部材４６ａ、４６ｂにそれぞれラチェット機構等のような従来公知の逆回転防止手段を設けておくことが好ましい。これにより、弾力性を有する柔軟性部材４及び柔軟性部材３０が復元力によって勝手に開放状態になることを防止し、採泥管２の引き上げ時に採泥管２の内部に収容される堆積物の試料が落下することを確実に防止することができる。尚、下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａを回転させるための回転力付与手段としての役割を果たす水中ロボット６ｅは、図１６に示すようなものに限定されるものではなく、水中での３次元的な位置移動が可能な従来公知の水中ロボットを適宜用いることができる。
【００８０】
また、本実施形態に係る柱状採泥器１ｅでは、水中ロボット６ｅ全体を水平方向に回転させることによって下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａを回転させる例を示しているが、例えば、水中ロボット６ｅの下部にモータ等の駆動手段を用いて回転駆動することができる台座（不図示）を別途設けておき、この台座に支持部材４６ａ、４６ｂの上端を固定しておくようにしても良い。これにより、柱状採泥器１ｅでは、下部円筒管３ａ及び採泥管２を水底の堆積物１０中に貫入させ、水中ロボット６ｅの３次元的な位置移動については静止させた状態で、台座のみを回転させることによって、支持部材４６ａ、４６ｂを介して下部円筒管３ａ及び上部円筒管２９ａに中心軸回りに回転させ、採泥管２の上端側の開口及び下端側の開口を柔軟性部材４及び柔軟性部材３０によって閉鎖することができる。
【００８１】
尚、本発明の実施の形態は上述の形態に限るものではなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１、１ａ〜１ｅ    柱状採泥器
２                採泥管
３、３ａ          下部円筒管（第１円筒管）
４                柔軟性部材（第１開閉手段）
４ａ              第１開閉手段
５、５ａ          保持手段
６、６ａ〜６ｄ    回転力付与手段
６ｅ              水中ロボット（回転力付与手段）
７                固定部材
１０              堆積物
２９、２９ａ      上部円筒管（第２円筒管）
３０              柔軟性部材（第２開閉手段）
４３ａ、４３ｂ    固定部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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