コア切断装置およびコア試料片の製作法

【課題】
簡単な構成でありながら、１回の切断加工によって、コアチューブから所定厚みの試料片を含む３つ以上のコア試料片を製作する。
【解決手段】
コアが充填されたコアチューブ６を長手方向に切断するコア切断装置であって、該切断装置は、コアチューブ６の切断機構７とコアチューブ６の切断時にコアチューブ６を保持固定する保持機構５を有し、保持機構５により保持固定されたコアチューブ６、切断機構７の少なくとも一方はコアチューブ６の長手方向に移動自在であり、切断機構７は、所定間隔を存してコアチューブ６の長手方向に平行状に延出する２枚以上の切断砥石９を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削採取した柱状試料（地質コア、以下、単にコアと言う）を長手方向に切断することでコア試料片を製作する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海底の地層等を調査する時には、コア採取機によってコアをコアチューブに充填された状態で採取し、コアチューブ内のコアを観察・分析することで様々な科学的情報を取得する。そして、通常は、内部にコアが充填されたコアチューブを長さ方向に半分に切断することで、コアの切断面を取得することでコアの観察・分析を行っている。
【０００３】
ここで、長手方向に分割した半円柱状の分割コアの切断面を観察するのではなく、円柱状のコアから所望厚みの試料片を切り出して、その試料片を用いてコアの観察・分析を行いたいという要望もある。この場合、従来の切断装置では、先ず、砥石軸に装着してある一枚の砥石によって円柱状コアチューブを長手方向に切断する。ここで、分割されたコアチューブから所望の試料片の厚みのコア試料片を切り出すためには、分割されたコアチューブをクランプし直す必要がある。さらに、試料片の所望の厚さに合わせてコアチューブの固定位置あるいは砥石軸を移動させて、コアチューブと砥石の位置関係を調整する必要があった。したがって、従来の切断装置では、切断されたコアチューブをクランプしている治具を取り外して、所望の厚みの試料片を切り出すように位置調整した上でコアチューブを再度クランプする必要があり、位置調整やクランプし直しに労力と時間を要することとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、簡単な構成でありながら、１回の切断加工によって、コアチューブ又はコアから所定厚みの試料片を含む３つ以上のコア試料片を製作することができるコアの切断装置及びコア試料片の製作法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するべく本発明が採用したコア切断装置は、コアが充填されたコアチューブ又はコアを長手方向に切断するコア切断装置であって、該切断装置は、コアチューブ又はコアの切断機構とコアチューブ又はコアの切断時にコアチューブ又はコアを保持固定する保持機構を有し、該保持機構により保持固定されたコアチューブ又はコア、該切断機構の少なくとも一方はコアチューブ又はコアの長手方向に移動自在であり、該切断機構は、所定間隔を存してコアチューブ又はコアの長手方向に平行状に延出する２枚以上の切断砥石を備えていることを特徴とするものである。好ましい態様では、前記２枚以上の切断砥石は所定厚みのスペーサを介して回転軸（砥石軸）に装着されており、切断砥石及びスペーサは回転軸（砥石軸）に対して着脱自在である。
【０００６】
一つの好ましい態様では、前記保持機構は、コアチューブ又はコアを水平状に載置する載置部と、コアチューブ又はコアを長手方向両端から挟む前後の当接部を有し、少なくとも一方の当接部はコアチューブ又はコアの長手方向に移動自在であると共に、該前後の当接部はコアチューブ又はコアの切断時に該複数の切断砥石が挿通可能なスリットあるいは間隙を有する。当接部の一つの態様では、一方の当接部が可動式当接部（クランプ板５７，５７０）、他方の当接部が固定式当接部（当て板５２）であり、コアチューブ又はコアの一端面を固定式当接部に当接させた状態で、可動式当接部をコアチューブ又はコアの他端面にネジ（クランプネジ５５）で押し付けることで、コアチューブ又はコアを前後方向からクランプする。
【０００７】
他の好ましい態様では、前記保持機構は、コアチューブ又はコアを水平状に載置する載置部と、コアチューブ又はコアの上端部に当接する当接部（クランプバー５００の水平バー５０１）を有し、該当接部は上下方向に移動自在（好適な例では回動自在）であると共に、該当接部は２枚以上の切断砥石間の間隔内でコアチューブ又はコアの長手方向に延出しており、コアチューブ又はコアの切断時に該切断砥石が通過可能に構成されている。一つの態様では、前記保持機構は、さらに、コアチューブ又はコアの長手方向の一端面に当接する端部当接部（当て板５２）を有しており、コアチューブ又はコアは長手方向の一端面が端部当接部に当接した状態で、上端部を当接部によって押し付けることでクランプされる。
【０００８】
本発明はまた、コアが充填されたコアチューブ又はコアを長手方向に切断してコア試料片を製作する方法に係り、該製作法は、コアチューブ又はコアを水平状に保持固定する工程と、所定間隔を存してコアチューブ又はコアの長手方向に平行状に延出する２枚以上の切断砥石により該コアチューブ又はコアを長手方向に切断することで、該所定間隔によって決定される厚みを備えたコア試料片を含む３つ以上のコア試料片を同時に取得する工程とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一工程の切断で所望厚さを備えたコア試料片を含む３つ以上のコア試料片を同時に得ることができる。したがって、コアチューブ又はコアをクランプし直して、コアチューブ又はコアと砥石の位置関係を再調整する必要がなく、簡単な行程でコア試料片を製作することができる。
【００１０】
切り出されるコア試料片の厚みは、複数枚の砥石間の間隔で決定されるので、砥石間の間隔を所望の寸法に予め設定することで、１回の切断行程で、確実に所望の厚みのコア試料片を切り出すことができる。砥石間の間隔をスペーサによって決定するものでは、砥石及びスペーサを軸部に対して着脱自在とすることで、複数種類の厚みのスペーサを用意しておくことで、所望の厚みのスペーサを選択することで切り出される試料片の厚みを選択することができる。本発明に係る切断機は、汎用切断機に保持機構及び切断機構の一部を後付して構成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１、図２はそれぞれコア切断装置の全体構成を示す概略正面図及び右側面図であって、コア切断装置は、架台１と、架台１の上面に設けたベース２と、ベース２に対して装着された直線ガイド３と、直線ガイド３に対して移動自在に設けた可動テーブル４と、可動テーブル４に設けたコア保持機構（コアクランプ治具）５とを有し、コア保持機構５にはコアが充填されたコアチューブ６が保持される。本実施例では、コアをコアチューブに充填された形で切断するものについて説明するが、本発明に係るコア切断装置は柱状（例えば円柱状）のコアのみを切断するものでもよい。直線ガイド３はコアチューブの長手方向に延出しており、直線ガイド３の長さ方向の一端側に位置して切断機構７が配設されている。切断機構７は、砥石軸８に装着された円板状の砥石９と、砥石軸８を回転駆動させる砥石軸駆動モータ１０とを有し、砥石軸駆動モータ１０の回転を砥石軸８に伝動させて砥石軸８を回転駆動させる。砥石軸８はコアチューブ６の長手方向（移動方向）に対して直交する方向に水平状に延出しており、円板状の砥石９は垂直状の姿勢でコアチューブ６の長手方向（移動方向）に延出しており、砥石軸８に設けた砥石９がコアチューブ６の長手方向に回転してコアチューブ６を長手方向に切断する。可動テーブル４は送りねじ１１によって直線ガイド３に対して往復移動自在である。図中参照番号１２はテーブル手動送りハンドルであるが、送りねじ１１を図示しない電動モータで駆動することでテーブル４を移動させてもよく、あるいは手動でテーブル４を移動させてもよい。また、砥石９の上下方向の位置は、砥石上下移動用手動ハンドル１３によって位置調節可能である。尚、本明細書において、コアチューブ６の長手方向両端部において、切断機構７に近い側を前側、切断機構７から遠い側の後側とする。
【００１２】
コア保持機構５及びコア切断機構７について詳細に説明する。可動テーブル４の上面にはコアチューブ６を水平状に載置するための載置部が設けてある。載置部は、可動テーブル４の移動方向（コアの長手方向）に間隔を存して設けた二つのヤゲンブロックから構成されており、コアチューブ６の長手方向両端部を支持している。図３の例では、一方のブロック（切断機構７に近い側のブロック、あるいは前側のブロック）５０は可動テーブル４に対して固定されている固定ブロックである。他方のブロック（切断機構７から遠い側のブロック、あるいは後側のブロック）５１は可動テーブル４に対してコアチューブ６の長手方向に可動に構成された可動ブロックであり、可動ブロックの位置を調整することで、長さの異なるコアチューブ６であっても良好に保持固定することができる。
【００１３】
ブロック５０には当て板（固定式）５２が直立状に設けてあり、コアチューブ６の一端側の端面が当て板５２に当接するようになっている。図５に示すように、当て板５２には、２枚の砥石９を挿通させるためのスリット５２０が形成されている。ブロック５１の下方部位には後方に向かって水平状に延出する板状部５３が設けあり、板状部５３の端部には直立状の板状の支持体５４が立設されており、支持体５４にはクランプネジ５５及びガイドバー５６が長さ方向に移動自在に貫設されている。支持体５４には、２枚の砥石９を挿通させるためのスリット５４０が形成されている。クランプネジ５５及びガイドバー５６の先端部には直立状のクランプ板５７が装着されている。図３上図の平面図から明らかなように、２枚の砥石９によって長手方向に３分割されるコアチューブ６の部分６０，６１，６２の端面にそれぞれ対向して細幅の３つのクランプ板５７が設けてあり、３つのクランプ板５７に対応して３つのクランプネジ５５が設けてある。各クランプネジ５５を支持体５４に対して螺進させることで、各クランプネジ５５の先端に装着されたクランプ板５７は各ガイドバー５６に案内されながらコアチューブ６の端面に当接する。コアチューブ６は、ヤゲンブロック５０，５１上に水平状に載置された状態で、長手方向両端部を垂直状の当て板５２とクランプ板５７によって前後方向から挟持されることで保持固定される。
【００１４】
砥石９はスペーサ９０を介して砥石軸８に対して着脱自在である。砥石軸８の先端部位には砥石９を装着する軸部８０が形成されており、軸部８０の基端側は大径部８１となっていると共に、先端側の周面には螺子部８２が形成されている。砥石９及びスペーサ９０には軸部８０を挿通させる孔が形成されており、軸部８０にはスペーサ９０を介して２枚の砥石９が装着され、締付ナット８３を螺子部８２に締め付けることで、大径部８１とナット８３との間で砥石９とスペーサ９０とを密着させることで軸部８０に砥石９が固定される。２枚の砥石９間の間隔は砥石９間に介装されるスペーサ９０の厚みによって決定される。したがって、複数種類、好適な例では、０．５インチ、１インチ、２インチの厚みのスペーサ９０を用意することで、スペーサ９０の選択により砥石９間の間隔を選択でき、切断後に得られるコア試料片の厚みを選択することができる。また、異なる厚みのスペーサを選択することで、砥石軸８の位置やコアチューブ６の固定位置を移動することなく、砥石９の位置を砥石軸８の軸部８０の長さ方向に調整することができる。
【００１５】
このように構成されたコア切断装置を用いてコアチューブ６から試料片６０，６１，６２を切り出すには、先ず、コアチューブ６をヤゲンブロック５０，５１上に載置して、コアチューブ６の切断機構７側の端面を当て板５２に当接させる。コアチューブ６の長さによっては必要に応じてヤゲンブロック５１の位置を調整する。そして、クランプネジ５５を締めることで、ガイドバー５６が垂直状の支持体５４に対してコアチューブ６の長手方向に移動し、クランプネジ５５及びガイドバー５６の先端に装着された垂直状のクランプ板５７がコアチューブ６の切断機構７から離間した側の端面に当接する。クランプ板５７は、２枚の砥石９によって３つに分割されるコアチューブ６の部分６０，６１，６２に対応して３枚独立して設けてあり、各クランプ板５７は各クランプネジ５５を締めることでコアチューブ６の部分６０，６１，６２の端面に当接する。ヤゲンブロック５０，５１上に載置されたコアチューブ６は長さ方向両端を垂直状の当て板５２及び可動クランプ板５７によって挟持されることで可動テーブル４上に保持固定される。
【００１６】
次いで、可動テーブル４を切断機構７側（前側）へ移動させると共に、モータ１０の駆動により砥石９を回転させることで、スペーサ９０によって所定間隔を存して平行状に固定された２枚の砥石９によってコアチューブ６は、３つの部位６０，６１，６２に長さ方向に分割される。こうして、スペーサ９０の厚さによって決定される所定厚のコア試料片６０を含む３つのコア試料片６０，６１，６２を製作することができる。ここで、円板状の砥石９が形成する面に対応して、支持体５４には２つのスリット５４０が形成されており、各クランプ板５７の間には２つの間隙が形成されており、当て板５２には２つのスリット５２０が形成されているので、コアチューブ６の切断時に砥石９が当て板５２、クランプ板５７、支持体５４を挿通することができ、保持機構５が砥石９によるコアチューブ６の切断を妨げることがない。
【００１７】
図６は、クランプ板の他の実施例を示し、クランプ板５７０は１部材から形成されていると共に、クランプ板５７０には、コアチューブ６の切断時に、２枚の砥石９を挿通させるためのスリット５７１が形成されている。クランプネジ５５の先端に装着されたクランプ板５７０はガイドバー５６に案内されながらコアチューブ６の端面に当接する。クランプ板５７０は、当て板５２、支持体５４と類似の形状を有している。
【００１８】
図７乃至図９は、保持機構の他の実施例を示している。可動テーブル４の上面には載置部が設けてあり、載置部にコアが載置される。載置部は、可動テーブル４の移動方向（コアの長手方向）に間隔を存して設けた二つのヤゲンブロックから構成されている。切断装置に近い側のブロック５０には当て板５２が直立状に設けてあり、コアの一端側の端面が当て板５２に当接するようになっている。当て板５２は、水平状の下片５２１と立上り状の細幅の当接片５２２とから逆Ｔ形状を有しており、当接片５２２の両側に砥石９が形成する面が位置することで、コアチューブ６の切断時に砥石９が通過できるようになっている。当て板５２の当接片５２２の上端部にはクランプバー５００が上下方向に回動自在に装着されている。
【００１９】
クランプバー５００は、載置部に載置されたコアチューブ６の上面に当接して上方から下方に向ってコアチューブ６を押さえる水平バー５０１と、水平バー５０１の先端部に水平バー５０１に対して直交方向に延出する垂直バー５０２とからＬ形状を有している。クランプバー５００は、水平バー５０１の基端部を当て板５２の当接片５２２の上端部に上下方向に回動自在に装着されており、垂直バー５０２の下端には水平状の当接バー５０３が形成されている。切断機構６から遠い側のブロック５１の下方部位には後方に向かって水平状に延出する板状部５３が設けあり、板状部５３とクランプバー５００の当接バー５０３が当接するようになっている。クランプバー５００は水平バー５０１がコアチューブ６の上端部に当接した状態で、当接バー５０３と板状部５３とをクランプネジ５０４で着脱自在に固定することで、コアチューブ６を固定する。クランプネジ５０４を用いてクランプバー５００を板状部５３に固定するものを示したが、ネジを用いずにクランプネジ５０４と板状部５３とを着脱可能に係合あるいは嵌合させてもよい。
【００２０】
このように構成されたコア切断装置を用いてコアチューブ６から試料片６０を切り出すには、先ず、クランプバー５００を当接バー５０１の基端部を介して当て板５２の当接片５２２の上端部に対して上方に回動移動させ、コアチューブ６をヤゲンブロック５０，５１上に載置して、コアチューブ６の切断機構側の端面を当て板５２に当接させる。そして、クランプバー５００を下方に水平状になるまで回動させて、クランプバー５００の水平バー５０１をコアチューブ６の上端部に当接させて、コアチューブ６を下方に押し付ける。この状態でクランプバー５００の当接バー５０３とヤゲンブロック５１に装着した板状部５３とが当接しており、クランプネジ５０４を締めて板状部５３と当接バー５０３とを一体化させる。ヤゲンブロック５０，５１上に載置されたコアチューブ６は上方からクランプバー５００でクランプすることで、可動テーブル４上に保持固定される。
【００２１】
次いで、可動テーブル４を切断機構７側へ移動させると共に、モータ１０を駆動させて砥石９を回転させることで、スペーサ９０によって平行状に固定された２枚の砥石９によってコアチューブ６は、３つの部位６０，６１，６２に長さ方向に分割される。こうして、所定厚のコア試料片６０を含む３つのコア試料片６０，６１，６２を製作することができる。ここで、当て板５２の当接片５２２及びクランプバー５００の水平バー５０１及び垂直バー５０２は細幅であると共に、切り出される試料片６０の厚さ内（すなわち、２枚の砥石９の間の間隔内）に位置して延出している。したがって、砥石９が形成する面は当接片５２及びクランプバー５００の両側に位置しており、保持機構５が砥石９によるコアチューブ６の切断を妨げることがない。
【００２２】
図１０は、砥石軸８の軸部８０に対する砥石９及びスペーサ９０の取付の態様例を示す。図１０の中央図は軸部８０に対して２枚の砥石９を装着したものであり、既述の切断機構の構成と同じ構成である。このものでは、軸部８０に対して３つのスペーサ９０が設けてあり、３つのスペーサ９０によって２枚の砥石９が挟持されている。３つのスペーサ９０によって２枚の砥石９が互いに平行状に挟持されており、さらに２枚の砥石９を挟持した３つのスペーサ９０を大径部８１とナット８３で挟持することで密着固定している。２枚の砥石９によってコアチューブ６は６０，６１，６２の３つの部分に同時に切断される。中央の部分６０の厚みは、砥石９間に装着される中央のスペーサ９０の厚みによって決定される。
【００２３】
図１０の左図は軸部８０に対して３枚の砥石９を装着したものであり、軸部８０に対して４つのスペーサ９０が設けてあり、４つのスペーサ９０によって３枚の砥石９が互いに平行状に挟持されており、さらに３枚の砥石９を挟持した４つのスペーサ９０を大径部８１とナット８３で挟持することで密着固定している。３枚の砥石９によってコアチューブ６は６００，６０１，６０２，６０３の４つの部分に同時に切断される。中央の部分６００，６０１の厚みは、砥石９間に装着される中央のスペーサ９０の厚みによってそれぞれ決定される。このものでは、同質のコア試料片を２枚同時に製作することができる。
【００２４】
図１０の右図は軸部８０に対して１枚の砥石９を装着したものであり、従来の切断機構と同じである。軸部８０に対して２つのスペーサ９０が設けてあり、２つのスペーサ９０によって１枚の砥石９が挟持されており、さらに１枚の砥石９を挟持した２つのスペーサ９０を大径部８１とナット８３で挟持することで密着固定している。このように、軸部８０に対して着脱自在の砥石９、スペーサ９０を複数種類用意することで、本発明に係る切断機構を従来の切断機構として用いることも可能である。尚、コアチューブ６の保持機構において、選択された砥石９が形成する面に位置させて砥石９の通過を可能とするスリットあるいは間隙ないし空間を設けることで、切断時において砥石９の切断加工を妨げないようにする。
【００２５】
図示の実施例では、可動テーブル４を介してコアチューブが６がその長手方向に移動するものを示してが、切断機構７をコアチューブ６の長手方向に可動としてもよい。また、砥石軸８が水平状に延出し、砥石９が形成する面が垂直状に延出するものを示したが、砥石軸８が鉛直状に延出し、砥石９が形成する面が水平状に延出するものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、掘削採取した柱状試料を長手方向に切断することに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】コア切断機の正面図である。
【図２】コア切断機の側面図である。
【図３】コア切断機の要部の平面図及び正面図である。
【図４】図３に示すコア切断機の要部の左側面図である。
【図５】図３に示すコア切断機の要部の右側面図である。
【図６】コア切断機の保持機構の他の実施例を示す部分平面図である。
【図７】他の実施例に係るコア切断機の要部の平面図及び正面図である。
【図８】図７に示すコア切断機の要部の左側面図である。
【図９】図７に示すコア切断機の要部の右側面図である。
【図１０】砥石軸に対する砥石の取付の態様例を示す。
【符号の説明】
【００２８】
４可動テーブル
５保持固定機構
６コアチューブ
７切断機構
８砥石軸
８０軸部
９砥石
９０スペーサ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアが充填されたコアチューブ又はコアを長手方向に切断するコア切断装置であって、
該切断装置は、コアチューブ又はコアの切断機構とコアチューブ又はコアの切断時にコアチューブ又はコアを保持固定する保持機構を有し、
該保持機構により保持固定されたコアチューブ又はコア、該切断機構の少なくとも一方はコアチューブ又はコアの長手方向に移動自在であり、
該切断機構は、所定間隔を存してコアチューブ又はコアの長手方向に平行状に延出する２枚以上の切断砥石を備えていることを特徴とするコア切断装置。
【請求項２】
前記２枚以上の切断砥石は所定厚みのスペーサを介して回転軸に装着されており、切断砥石及びスペーサは回転軸に対して着脱自在であることを特徴とする請求項１に記載のコア切断装置。
【請求項３】
前記保持機構は、
コアチューブ又はコアを水平状に載置する載置部と、
コアチューブ又はコアを長手方向両端から挟む前後の当接部を有し、
少なくとも一方の当接部はコアチューブ又はコアの長手方向に移動自在であると共に、該前後の当接部はコアチューブ又はコアの切断時に該２枚以上の切断砥石が挿通可能なスリットあるいは間隙を有することを特徴とする請求項１，２いずれかに記載のコア切断装置。
【請求項４】
前記保持機構は、
コアチューブ又はコアを水平状に載置する載置部と、
コアチューブ又はコアの上端部に当接する当接部を有し、
該当接部は上下方向に移動自在であると共に、該当接部は２枚以上の切断砥石間の間隔内でコアチューブ又はコアの長手方向に延出しており、コアチューブ又はコアの切断時に該切断砥石が通過可能に構成されていることを特徴とする請求項１，２いずれかに記載のコア切断装置。
【請求項５】
コアが充填されたコアチューブ又はコアを長手方向に切断してコア試料片を製作する方法であって、
コアチューブ又はコアを水平状に保持固定する工程と、
所定間隔を存してコアチューブ又はコアの長手方向に平行状に延出する２枚以上の切断砥石により該コアチューブ又はコアを長手方向に切断することで、該所定間隔によって決定される厚みを備えたコア試料片を含む３つ以上のコア試料片を同時に取得する工程と、
を有するコア試料片の製作法。

【図１】