固定解放装置
【課題】簡易な構造で浮力体と錘とを確実に固定し、且つ、容易に固定状態を解放することが可能な固定解放装置を提供する
【解決手段】本発明の固定解放装置（観測機器）１は、浮力体（観測機器本体）３と錘（アンカー）５と、これらを連結する連結装置７とからなる。連結装置７は、閉ループ部材１７と、回動アーム１９及び連結部材２１からなる連結構造を有している。回動アーム１９に連結部材２１が係止され、閉ループ部材１７が回動アーム１９の回動を拘束することで、浮力体３が固定されている。浮力体３を解放する場合には、閉ループ部材１７に備えられたトリガ機構９を作動させて閉ループ部材１７を溶断する。すると、回動アーム１９が回動し、連結部材２１が抜けて浮力体３が解放される。
【解決手段】本発明の固定解放装置（観測機器）１は、浮力体（観測機器本体）３と錘（アンカー）５と、これらを連結する連結装置７とからなる。連結装置７は、閉ループ部材１７と、回動アーム１９及び連結部材２１からなる連結構造を有している。回動アーム１９に連結部材２１が係止され、閉ループ部材１７が回動アーム１９の回動を拘束することで、浮力体３が固定されている。浮力体３を解放する場合には、閉ループ部材１７に備えられたトリガ機構９を作動させて閉ループ部材１７を溶断する。すると、回動アーム１９が回動し、連結部材２１が抜けて浮力体３が解放される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切離機構によって浮力体と錘との連結を解除する固定解放装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、連結装置で連結された浮力体と錘とからなり、切離機構によって浮力体と錘との連結を解除する固定解放装置が知られている。例えば、海底に沈めて地震の調査を行うため、海底に設置して計測を行う海底地震計（ＯＢＳ［Ocean Bottom Seismograph］）がある。海底における地震の発生メカニズム等を調査するために行われる屈折法地震探査では、人工的な地震波を発生させ、海底下の各地層の境界面で屈折した音波を所定の距離をあけて海底に設置された多数の海底地震計で受振し、測定を行う。このようにして用いられる海底地震計は、センサ等を内蔵した浮力体である海底地震計本体と、海底地震計本体を海底に係留するために、浮力体の下側に配置されるアンカー（錘）とが連結されて水底に沈められており、測定後は、データの回収・機器の保守等の目的で、海底地震計の本体部分の回収作業が行われる。回収作業は、浮力体と錘とを連結している連結装置に備えられた切離機構を作動させて行う。
【０００３】
切離機構としては、浮力体と錘とを連結するケーブルを切断刃によって切断するための動力を火薬の爆発を利用して発生する火薬方式［特開平８−２７１２９１号（特許文献１）］、浮力体と錘とを連結する金属板（例えば、ステンレス板）または金属線を強制的に電蝕させて切断することにより、浮力体と錘とを切り離す電蝕方式［特開２００６−３０１２４号（特許文献２）］等の方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７１２９１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、火薬方式の場合には、切離機構を動かすための構造が複雑で大掛かりとなるため、切離機構の重量が重く、また、容積も大きくなるという問題があった。
【０００６】
また、電蝕方式の場合には、金属板または金属線を強制的に電蝕させて切断するまでに数分から十数分の時間を要するという問題があった。また、海底に長期間設置した場合には、金属板または金属線が自然腐蝕したり、皮膜を形成してしまうことがあり、正常に動作しなくなることがあった。さらに、強制的に電蝕させる方式は、淡水中では用いることができないという問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、浮力体と錘とを確実に固定し、且つ、容易に固定状態を解放状態にすることが可能な固定解放装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、浮力体の頂部に他の部品の設置スペースを確保することが可能な固定解放装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、長期間、海底に設置しておいても動作可能な固定解放装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の固定解放装置は、浮力体と浮力体の下側に配置される錘とを切り離し可能に連結する連結装置を備えている。連結装置は、トリガ信号により動作状態になると、浮力体と錘との連結を解除するトリガ機構を備えている。連結装置は、熱可塑性材料によって形成された１以上の被溶断部分を備えた閉ループ部材と、閉ループ部材と錘との間に配置され、閉ループ部材が閉状態にあるときには、浮力体を拘束し、閉ループ部材が開状態になると浮力体の拘束を解除するように構成された連結構造とを備えている。そして、トリガ機構が、動作状態になると、閉ループ部材の被溶断部分を溶断して閉ループ部材を開状態にする１以上の溶断装置を含んでいる。
【００１１】
このように、本発明の固定解放装置では、閉ループ部材を用いて連結構造を浮力体を拘束する状態と、浮力体の拘束を解除する状態とを作ることで、浮力体と錘の固定と解放を制御する。１以上の被溶断部を備えた閉ループ部材を連結装置に用いると、閉ループ部材と連結構造とを連結する際に、両者の連結位置が制限されないため、連結構造の構成を任意のものとすることが可能である。したがって、例えば、閉ループ部材と錘とを２本以上の紐状の連結部材を用いる連結構造で任意の箇所で連結したり、シート状または網状の連結部材を用いる連結構造で連結することもでき、浮力体を任意の連結構造を用いて簡単に且つ確実に拘束することができる。特に、閉ループ部材を錘とは逆側の浮力体の頂部を囲むように配置すると、浮力体の頂部の位置にスペースが空くことになるため、固定解放装置を構成する部品で、外部に設置する必要がある部品を配置する位置を浮力体の頂部に確保することが可能になる。例えば、固定解放装置が海底地震計の場合には、浮力体の頂部にトリガ信号を受信するための受信機（トランスデューサ）を配置することができる。さらに、トリガ機構によって閉ループ部材の１以上の被溶断部分を溶断することで閉ループ部材が開状態となることにより浮力体の拘束が解除されることから、拘束解除のために複雑な機構も必要なく、また、短時間（数秒）で浮力体と錘との切り離しが可能である。
【００１２】
さらには、閉ループ部材は金属ではないことから、腐蝕が発生しないため、長期間、水中に設置しておいた後でも、確実に浮力体と錘との切り離しが可能である。
【００１３】
なお、被溶断部分と溶断装置はそれぞれ１つでも十分であるが、被溶断部分と溶断装置をそれぞれ複数設けた場合には、少なくとも１つの溶断装置が動作して閉ループ部材の少なくとも１つの被溶断部分を溶断すれば、連結装置を確実に連結解除状態にすることができるので、固定解放装置の冗長性を担保することができる。例えば、固定解放装置が海底地震計に用いられる場合には、所定の期間における測定後にトリガ機構を動作させて浮力体に内蔵された測定機器を回収する際に、閉ループ部材に複数箇所の被溶断部分と複数個の溶断装置を設置しておけば、少なくとも１つの溶断装置が動作すれば、他の溶断装置が何らかの原因で動作しなかったとしても、浮力体を浮上させることができて、測定機器を確実に回収することが可能になる。
【００１４】
閉ループ部材が、浮力体の頂部を囲むように配置される場合において、連結構造の構成は任意である。例えば、連結構造を複数の連結部材と、複数の係止機構とを備える構成としてもよい。この場合、複数の連結部材は、一端が錘に固定され他端に係止部を備えて浮力体の周方向に間隔を開けて配置する。そして複数の係止機構は、閉ループ部材が閉状態にあるときに複数の連結部材に加わる張力を利用して複数の連結部材の複数の係止部と閉ループ部材とを係止状態に保持し、閉ループ部材が開状態になると、浮力体から複数の連結部材に加わる力（浮力体が浮力により上昇する際に連結部材に加わる力）を利用して複数の連結部材の複数の係止部と閉ループ部材との係止状態を解除するように構成する。「複数の連結部材に加わる張力」は、連結部材の長さを適宜に設定することにより調整することができる。このように複数の連結部材に加わる力を利用して係止部と閉ループ部材との係止状態の保持と解除を行うと、閉ループ部材が開状態となるだけで、簡単且つ確実に係止部と閉ループ部材との係止状態の解除を実現して、浮力体を確実に解放することができる。
【００１５】
具体的には、連結部材の係止部を係止リングとすることができる。係止機構は、回動中心を中心にして浮力体に近づく方向と離れる方向に回動する回動アームを備え、回動アームの浮力体側の側部には係止リングが係止される第１の被係止部が設けられ、回動アームの浮力体とは反対側の側部には回動中心から見て第１の被係止部よりも外側の位置に閉ループ部材が係止される第２の被係止部が設けられた構造を有するようにしてもよい。そして複数の連結部材は、係止リングが第１の被係止部に係止され且つ閉ループ部材が第２の被係止部に係止された状態で、回動アームを回動中心を中心して浮力体から離れる方向に回動させる力を発生するように寸法が定められている。このように構成すると、回動アームの第１の被係止部に係止リングが係止された状態では、回動アームには回動中心を中心にして浮力体から離れる方向に係止リングから力が加わっている。この状態で、回動アームの第２の被係止部に閉ループ部材が係止されると、閉ループ部材は回動アームが回動中心を中心して浮力体から離れる方向に回動することを阻止する。この状態は、閉ループ部材が閉状態を維持している限り継続する。溶断装置が動作して閉ループ部材の被溶断部が溶断されて閉ループ部材が開状態になると、閉ループ部材が回動アームの回動を阻止する機能を発揮できなくなる。その結果、連結部材から加わる張力が解放され且つ浮力体が浮力により上昇することにより、回動アームは浮力体から離れる方向に回動し、連結部材による浮力体の拘束が解除される。したがって、この構成を採用すれば、浮力体と錘との連結が容易で、且つ、簡単な構造で浮力体を容易に解放することができる。
【００１６】
係止機構は、閉ループ部材よりも錘側に配置されて回動中心を構成する閉ループ状軸部材を備えているのが好ましい。この場合、回動アームには、閉ループ状軸部材が貫通する貫通孔が形成されている。係止機構がこのような構造を備えていると、連結部材の本数に応じた数の回動アームを簡単に準備できる上、連結部材の位置に応じて回動アームの位置を簡単に変えることができるので、連結構造の組み立て作業が容易になる。
【００１７】
トリガ機構を構成する溶断装置は、閉ループ部材の被溶断部分に熱が伝達することを許容し且つ閉ループ部材の少なくとも一部をスライド可能に収納する閉ループ部材収納部と、閉ループ部材収納部の外側に配置されて閉ループ部材収納部を介して閉ループ部材の被溶断部分を加熱する電気ヒータ部と、電気ヒータ部に電流を供給するための電源と、トリガ機構が動作状態になると、電源から電気ヒータ部へ電流を流すスイッチ回路を含む通電制御部とから構成することができる。このような溶断装置を用いれば、閉ループ部材収納部が閉ループ部材をスライド可能な状態で収納しているため、浮力体と錘とを固定する際に、閉ループ部材の長さ調整やたるみが発生しないように調製が可能である。また、閉ループ部材の被溶断部分を溶断することによって、溶断した閉ループ部材が閉ループ部材収納部からスムーズに抜け出るため、閉ループ部材を確実に開状態とすることができる。さらに、前述のように、本発明では、溶断装置を１以上備えることが可能であり、この溶断装置を複数備えた場合でも、閉ループ部材を確実に開状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の固定解放装置を実装した観測機器の全体図である。
【図２】第１の実施の形態の観測機器の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１の符号Ａを付した領域を拡大して示した概略拡大図である。
【図４】本発明の固定解放装置が備えている溶断装置の例を概念的に示す図である。
【図５】図３に示した連結装置のトリガ機構を動作させた後の様子を示す図である。
【図６】トリガ機構を作動させた後の観測機器の状態を示す図である。
【図７】本発明の固定解放装置を実装した観測機器の第２の実施例の全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の固定解放装置の実施の形態について説明する。図１は、本発明の固定解放装置を実装した観測機器の実施の形態の一例の概略図であり、図２は、図１の実施の形態の観測機器の内部構成を示すブロック図であり、図３は、図１の符号Ａを付した領域を拡大して示した概略拡大図であり、図４は、本実施の形態の観測機器のトリガ機構に備えられている溶断装置を概念的に示す図であり、図５は図３に示した連結装置のトリガ機構を動作させた後の様子を示す図であり、図６は、トリガ機構を作動させた後の本実施の形態の観測機器の状態を示す図である。
【００２０】
＜観測機器＞
図１に示した観測機器１は、海底に設置して測定を行う海底地震計（ＯＢＳ）である。観測機器１は、地震計等の測定装置等を内蔵し、浮力を有する観測機器本体３（浮力体）と、観測機器本体３を海底に沈めて係留するためのアンカー５（錘）と、観測機器本体３とアンカー５とを連結する連結装置７と、トリガ機構９と、トリガ機構９を動作状態にするためのトリガ信号を受信するためのトランスデューサ１１（受信部）とから構成されている。
【００２１】
観測機器本体３は、図２に示すように、水圧に耐え、内蔵する機器を浸水から守るためのガラス球１３と、ガラス球１３を保護するハードハット１５とから構成されている。ガラス球１３の内部には、図示しない測定装置に加えて、後述のトリガ機構９の溶断装置２３を作動させるための構成要素が内蔵されている。ガラス球１３を耐圧容器とする観測機器本体３は、排水体積相当の水の重量より軽く作られているため、観測機器本体３は水中において浮力を有している。アンカー５は、金属等により構成された重量物であり、図示していないが、アンカー５には、後述する連結部材２１を取り付けるための複数の取付金具が固定されている。
【００２２】
＜連結装置＞
図３は、図１の符号Ａを付した領域を拡大して示した概略拡大図であり、観測機器本体３とアンカー５とを連結した状態の連結装置７の一部を示してある。ただし、観測機器本体３は省略してある。
【００２３】
本実施の形態の連結装置７は、閉ループ部材１７と、ハードハット１５の外周に沿って設けられた閉ループ状軸部材２０に取り付けられた３つの回動アーム１９（係止機構）と、伸縮性を有する、または、長さを適宜に設定することにより調節し締め込み可能な紐状の部材からなる３本の連結部材２１から構成されている。連結部材２１は、一端に係止リング２２を備え、他端がアンカー５に設けた図示しない取付金具に固定される構造になっている。３本の連結部材２１は、ハードハット１５の周囲に等間隔をあけて配置されている。なお、図１では、３本の連結部材２１のうち、２本が見えるように配置されており、残りの１本は、観測機器本体３に隠れる位置に配置されている。
【００２４】
閉ループ部材１７は、観測機器本体３の頂部の周辺に周方向に間隔を置いて設置された複数の閉ループ部材取付部１８を囲んで且つ複数の閉ループ部材取付部１８を順番につなぐように複数の閉ループ部材取付部１８に伸ばされた状態で係止されている。また、閉ループ部材１７には、トリガ機構９を構成する後述の溶断装置２３が１つ取り付けられている。なお、本実施の形態では、閉ループ部材１７は、ナイロン等の熱可塑性材料によって形成されており、溶断装置２３が設けられた部分が被溶断部分を構成することになる。
【００２５】
３つの回動アーム１９の下端部領域には、それぞれ閉ループ状軸部材２０を通して、閉ループ状軸部材２０を回動中心にして回動アーム１９を観測機器本体３に近づく方向と離れる方向に回動可能に取り付けるための貫通孔１９Ａが形成されている。また、各回動アーム１９には、観測機器本体３の側の側部に、係止リング２２が係止される第１の被係止部１９Ｂと、観測機器本体３とは反対側の側部に貫通孔１９Ａから見て第１の被係止部１９Ｂよりも外側の位置に、閉ループ部材１７が係止される第２の被係止部１９Ｃとが形成されている。第１及び第２の被係止部１９Ａ及び１９Ｂは、それぞれ、回動アーム１９の厚み方向に開口し且つ回動アーム１９の幅方向に開口する凹部によって構成されている。回動アーム１９は、閉ループ状軸部材２０の周方向に移動しないように取り付けられているが、少し遊びを有する状態で取り付けられており、左右方向にも少し動かすことができる状態になっている。
【００２６】
３本の連結部材２１の係止リング２２を、それぞれ対応する３つの回動アーム１９に嵌めて係止リング２２を第１の被係止部１９Ａに係止した状態で、閉ループ部材１７を第２の被係止部１９Ｃにそれぞれ係止することで、回動アーム１９が閉ループ状軸部材２０を中心として回動しないように拘束され、連結部材２１が固定される。
【００２７】
なお、本実施の形態では、回動アーム１９と閉ループ状軸部材２０とにより連結構造が構成され、この連結構造と閉ループ部材１７とにより連結装置７が構成されている。また、本実施の形態では、一例として３つの回動アーム１９及び３本の連結部材２１を用いて観測機器本体３をアンカー５に固定しているが、観測機器本体３をアンカー５に固定できれば個数・本数は任意であり、固定する強度や観測機器本体３の大きさにしたがって、変更することが可能である。例えば、５つの回動アーム１９及び５本の連結部材２１を用いてもよいのはもちろんである。さらに、３つの回動アーム１９のそれぞれに対して、２本の連結部材２１を用いる（すなわち、計６本の連結部材２１を用いる）ように、異なる個数・本数を組み合わせることも可能である。
【００２８】
＜トリガ機構＞
トリガ機構９は、主に１以上の溶断装置２３から構成されており、トリガ機構９が動作すると、溶断装置２３が閉ループ部材１７を溶断し、回動アーム１９の固定を解除する。溶断装置２３の構成は、図４に概念的に示す通りである。また、図２には、本実施の形態の観測機器１に１つの溶断装置２３が組み込まれている状態を示してある。
【００２９】
図４に示すように、溶断装置２３は、閉ループ部材１７をスライド可能に通すためのチューブ状の閉ループ部材収納部２５と、閉ループ部材収納部２５の外側にコイル状に巻かれた電気ヒータ部２７と、これらを収納するケース２９とからなる溶断装置本体２４と、電気ヒータ部２７に電流を供給するための電源３１と、電源３１から電気ヒータ部２７へ電流を流すスイッチ回路３３とを備えている。電源３１は電池により構成されている。電気ヒータ部２７と電源３１とは、リード線３５で電気的に接続されている。図４において通電制御部は図示されていないが、図２に示すように、スイッチ回路３３は、通電制御部の一部を構成している。本実施の形態では、閉ループ部材収納部２５と電気ヒータ部２７とがケース２９の内部に収納されている。ケース２９の内部には、シリコーンゴム３７が充填されており、電気ヒータ部２７にかかる水圧が均等になり、且つ、防水構造になるように加工されている。ただし、図４では、ケース２９の内部構造を説明するために、シリコーンゴム３７を透明なものとして描いている。ケース２９には、対向する位置に孔３９，４１が設けられており、閉ループ部材収納部２５の一端が孔３９に、他端が孔４１に合わせられて、閉ループ部材１７が通る通路がケース２９内に形成されている。電源３１及びスイッチ回路３３（通電制御部）は、ケース２９の外に設けられており、本実施の形態では、図２に示すように、ガラス球１３の内部に内蔵されている。
【００３０】
閉ループ部材収納部２５は、閉ループ部材１７と同様、熱可塑性材料によって形成されており、電気ヒータ部２７の発熱により溶融するようになっている。なお、閉ループ部材収納部２５を、閉ループ部材１７を構成する熱可塑性材料の融点以下の融点を有するポリプロピレン等の熱可塑性材料により形成すれば、電気ヒータ部２７が発熱すると、まず閉ループ部材収納部２５が溶融し、その後、またはほぼ同時に、閉ループ部材１７が溶断することになる。
【００３１】
ガラス球１３の内部には、電源３１並びにスイッチ回路３３及び制御部３４からなる通電制御部３２が内蔵されており、ガラス球１３に設けられた水中コネクタ４３を介してリード線３５で溶断装置本体２４と接続されて、溶断装置２３を構成している。
【００３２】
トランスデューサ１１がトリガ信号を受信すると、制御部３４によってスイッチ回路３３がオン状態になり、電源３１から電気ヒータ部２７に電流が流れ、電気ヒータ部２７の発熱により溶断装置本体２４内の閉ループ部材収納部２５及び閉ループ部材収納部２５を通る閉ループ部材１７を溶断する構造になっている。
【００３３】
＜観測機器本体及びアンカーの固定＞
観測機器本体３及びアンカー５を固定するまでの手順は次の通りである。
【００３４】
（１）観測機器本体３をアンカー５に固定する位置に配置する（図１参照）。本実施の形態では、アンカー５の枠内に観測機器本体３を配置している。
【００３５】
（２）閉ループを形成する前の開状態の閉ループ部材１７を、観測機器本体３の外側に設置された閉ループ部材取付部１８に沿って配置し、溶断装置本体２４の閉ループ部材収納部２５に通した状態にしてから、開状態の閉ループ部材１７の端部同士を結合して閉ループを形成する。閉ループ部材１７が閉ループ部材収納部２５にスライド可能な状態で収納されているため、閉ループ部材１７の長さ調整やたるみが発生しないような調整が可能である。
【００３６】
（３）回動アーム１９に、連結部材２１の係止リング２２を通す。
【００３７】
（４）第１の被係止部１９Ｂが観測機器本体３の側に位置するように回動アーム１９を回動させ、遊びを利用して回動アーム１９を閉ループ部材１７の下に回り込ませてから、第２の被係止部１９Ｃに閉ループ部材１７を係止させる（図３に示す状態）。この状態で、係止リング２２が第１の被係止部１９Ｂに係止されており、連結部材２１の張力によって、回動アーム１９が回動する方向に力が加わっているが、閉ループ部材１７によって回動アーム１９が回動しないように拘束されている。この作業は、全ての回動アーム１９及び連結部材２１について同様に行う。
【００３８】
上記手順によって、観測機器本体３をアンカー５に対して固定した状態にする。海底地震計の場合には、最終的に準備が整ったところで、船舶で計測地点まで運搬し、海面から海底地震計を投げ入れて海底に設置する。
【００３９】
＜トリガ機構を作動させた状態＞
測定が終了した場合や、測定機器のメンテナンス等のために、観測機器本体３を回収する場合には、次の手順でトリガ機構９の溶断装置２３を作動させ、観測機器本体３をアンカー５から解放する。
【００４０】
（１）トリガ信号を発信する。トリガ信号は、例えば、海上や地上から、無線の発信器によって発信する。
【００４１】
（２）トランスデューサ１１がトリガ信号を受信すると、制御部３４がスイッチ回路３３をオン状態にする。
【００４２】
（３）電源３１から電気ヒータ部２７に直流電流が流れて、発生する熱によって、閉ループ部材収納部２５及び閉ループ部材１７が溶断される。
【００４３】
（４）閉ループ部材１７が溶断されることによって、回動アーム１９の拘束が解除され、回動アーム１９が、連結部材２１の張力によって観測機器本体３から離れる方向に回動する。そして、回動アーム１９が回動することにより、係止リング２２が回動アーム１９から抜ける（図５）。
【００４４】
（５）観測機器本体３がアンカー５から解放され、観測機器本体３が浮上する（図６）。
【００４５】
（６）その後、観測機器本体３がアンカー５から解放されることにより起因する物理的な変化（たとえば、水圧、傾斜角度、加速度、経過時間などの変化）や、タイマの時限の計数の完了を基に通電制御部は、電源３１から電気ヒータ部２７へ電流を流すスイッチ回路３３をオフ状態に戻す。
【００４６】
上記手順によって、トリガ信号を発信することによって、観測機器本体３を短時間で且つ確実に回収することが可能になる。
【００４７】
図７は、第２の実施の形態の観測機器の図である。図１乃至図４に示した実施の形態と同じ部材には、図１乃至図４に付した符号の数に１００の数を加えた数の符号を付して説明を省略する。第２の実施の形態では、閉ループ部材１１７に備えられたトリガ機構１０９が２つの溶断装置１２３及び１２３’を備えている。なお、溶断装置１２３’は、溶断装置１２３の電源１３１及び通電制御部１３２を共用している。このように溶断装置を２つ以上備えていると、例えば、１つの溶断装置１２３の電気ヒータ部が断線等で故障してしまっても、別の溶断装置１２３’が作動すれば、閉ループ部材１１７を溶断することができ、観測機器本体１０３を確実に回収することができる。
【００４８】
本発明の固定解放装置は、水中・海中以外でも使用可能である。例えば、気象調査用のラジオゾンデの場合、地上に設置した錘と、気球（浮力体）とを同様の連結装置で連結しておき、遠隔からトリガ信号を送信することで、気球を解放して飛ばすことが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明の固定解放装置は、閉ループ部材を含む連結装置により浮力体と錘とを連結しており、トリガ機構により、閉ループ部材を溶断することにより、浮力体を解放することができる。したがって、簡易な構造で浮力体と錘とを確実に固定し、且つ、容易に固定状態を解放することが可能である。また、閉ループ部材を用いていることから、浮力体の頂部に他の部品の設置スペースを確保することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 観測機器
３ 観測機器本体
５ アンカー
７ 連結装置
９ トリガ機構
１１ トランスデューサ
１３ ガラス球
１５ ハードハット
１７ 閉ループ部材
１８ 閉ループ部材取付部
１９ 回動アーム
１９Ａ 孔
１９Ｂ 第１の被係止部
１９Ｃ 第２の被係止部
２０ 閉ループ状軸部材
２１ 連結部材
２２ 係止リング
２３ 溶断装置
２４ 溶断装置本体
２５ 閉ループ部材収納部
２７ 電気ヒータ部
２９ ケース
３１ 電源
３２ 通電制御部
３３ スイッチ回路
３４ 制御部
３５ リード線
３７ シリコーンゴム
３９，４１ 孔
４３ 水中コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切離機構によって浮力体と錘との連結を解除する固定解放装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、連結装置で連結された浮力体と錘とからなり、切離機構によって浮力体と錘との連結を解除する固定解放装置が知られている。例えば、海底に沈めて地震の調査を行うため、海底に設置して計測を行う海底地震計（ＯＢＳ［Ocean Bottom Seismograph］）がある。海底における地震の発生メカニズム等を調査するために行われる屈折法地震探査では、人工的な地震波を発生させ、海底下の各地層の境界面で屈折した音波を所定の距離をあけて海底に設置された多数の海底地震計で受振し、測定を行う。このようにして用いられる海底地震計は、センサ等を内蔵した浮力体である海底地震計本体と、海底地震計本体を海底に係留するために、浮力体の下側に配置されるアンカー（錘）とが連結されて水底に沈められており、測定後は、データの回収・機器の保守等の目的で、海底地震計の本体部分の回収作業が行われる。回収作業は、浮力体と錘とを連結している連結装置に備えられた切離機構を作動させて行う。
【０００３】
切離機構としては、浮力体と錘とを連結するケーブルを切断刃によって切断するための動力を火薬の爆発を利用して発生する火薬方式［特開平８−２７１２９１号（特許文献１）］、浮力体と錘とを連結する金属板（例えば、ステンレス板）または金属線を強制的に電蝕させて切断することにより、浮力体と錘とを切り離す電蝕方式［特開２００６−３０１２４号（特許文献２）］等の方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７１２９１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、火薬方式の場合には、切離機構を動かすための構造が複雑で大掛かりとなるため、切離機構の重量が重く、また、容積も大きくなるという問題があった。
【０００６】
また、電蝕方式の場合には、金属板または金属線を強制的に電蝕させて切断するまでに数分から十数分の時間を要するという問題があった。また、海底に長期間設置した場合には、金属板または金属線が自然腐蝕したり、皮膜を形成してしまうことがあり、正常に動作しなくなることがあった。さらに、強制的に電蝕させる方式は、淡水中では用いることができないという問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、浮力体と錘とを確実に固定し、且つ、容易に固定状態を解放状態にすることが可能な固定解放装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、浮力体の頂部に他の部品の設置スペースを確保することが可能な固定解放装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、長期間、海底に設置しておいても動作可能な固定解放装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の固定解放装置は、浮力体と浮力体の下側に配置される錘とを切り離し可能に連結する連結装置を備えている。連結装置は、トリガ信号により動作状態になると、浮力体と錘との連結を解除するトリガ機構を備えている。連結装置は、熱可塑性材料によって形成された１以上の被溶断部分を備えた閉ループ部材と、閉ループ部材と錘との間に配置され、閉ループ部材が閉状態にあるときには、浮力体を拘束し、閉ループ部材が開状態になると浮力体の拘束を解除するように構成された連結構造とを備えている。そして、トリガ機構が、動作状態になると、閉ループ部材の被溶断部分を溶断して閉ループ部材を開状態にする１以上の溶断装置を含んでいる。
【００１１】
このように、本発明の固定解放装置では、閉ループ部材を用いて連結構造を浮力体を拘束する状態と、浮力体の拘束を解除する状態とを作ることで、浮力体と錘の固定と解放を制御する。１以上の被溶断部を備えた閉ループ部材を連結装置に用いると、閉ループ部材と連結構造とを連結する際に、両者の連結位置が制限されないため、連結構造の構成を任意のものとすることが可能である。したがって、例えば、閉ループ部材と錘とを２本以上の紐状の連結部材を用いる連結構造で任意の箇所で連結したり、シート状または網状の連結部材を用いる連結構造で連結することもでき、浮力体を任意の連結構造を用いて簡単に且つ確実に拘束することができる。特に、閉ループ部材を錘とは逆側の浮力体の頂部を囲むように配置すると、浮力体の頂部の位置にスペースが空くことになるため、固定解放装置を構成する部品で、外部に設置する必要がある部品を配置する位置を浮力体の頂部に確保することが可能になる。例えば、固定解放装置が海底地震計の場合には、浮力体の頂部にトリガ信号を受信するための受信機（トランスデューサ）を配置することができる。さらに、トリガ機構によって閉ループ部材の１以上の被溶断部分を溶断することで閉ループ部材が開状態となることにより浮力体の拘束が解除されることから、拘束解除のために複雑な機構も必要なく、また、短時間（数秒）で浮力体と錘との切り離しが可能である。
【００１２】
さらには、閉ループ部材は金属ではないことから、腐蝕が発生しないため、長期間、水中に設置しておいた後でも、確実に浮力体と錘との切り離しが可能である。
【００１３】
なお、被溶断部分と溶断装置はそれぞれ１つでも十分であるが、被溶断部分と溶断装置をそれぞれ複数設けた場合には、少なくとも１つの溶断装置が動作して閉ループ部材の少なくとも１つの被溶断部分を溶断すれば、連結装置を確実に連結解除状態にすることができるので、固定解放装置の冗長性を担保することができる。例えば、固定解放装置が海底地震計に用いられる場合には、所定の期間における測定後にトリガ機構を動作させて浮力体に内蔵された測定機器を回収する際に、閉ループ部材に複数箇所の被溶断部分と複数個の溶断装置を設置しておけば、少なくとも１つの溶断装置が動作すれば、他の溶断装置が何らかの原因で動作しなかったとしても、浮力体を浮上させることができて、測定機器を確実に回収することが可能になる。
【００１４】
閉ループ部材が、浮力体の頂部を囲むように配置される場合において、連結構造の構成は任意である。例えば、連結構造を複数の連結部材と、複数の係止機構とを備える構成としてもよい。この場合、複数の連結部材は、一端が錘に固定され他端に係止部を備えて浮力体の周方向に間隔を開けて配置する。そして複数の係止機構は、閉ループ部材が閉状態にあるときに複数の連結部材に加わる張力を利用して複数の連結部材の複数の係止部と閉ループ部材とを係止状態に保持し、閉ループ部材が開状態になると、浮力体から複数の連結部材に加わる力（浮力体が浮力により上昇する際に連結部材に加わる力）を利用して複数の連結部材の複数の係止部と閉ループ部材との係止状態を解除するように構成する。「複数の連結部材に加わる張力」は、連結部材の長さを適宜に設定することにより調整することができる。このように複数の連結部材に加わる力を利用して係止部と閉ループ部材との係止状態の保持と解除を行うと、閉ループ部材が開状態となるだけで、簡単且つ確実に係止部と閉ループ部材との係止状態の解除を実現して、浮力体を確実に解放することができる。
【００１５】
具体的には、連結部材の係止部を係止リングとすることができる。係止機構は、回動中心を中心にして浮力体に近づく方向と離れる方向に回動する回動アームを備え、回動アームの浮力体側の側部には係止リングが係止される第１の被係止部が設けられ、回動アームの浮力体とは反対側の側部には回動中心から見て第１の被係止部よりも外側の位置に閉ループ部材が係止される第２の被係止部が設けられた構造を有するようにしてもよい。そして複数の連結部材は、係止リングが第１の被係止部に係止され且つ閉ループ部材が第２の被係止部に係止された状態で、回動アームを回動中心を中心して浮力体から離れる方向に回動させる力を発生するように寸法が定められている。このように構成すると、回動アームの第１の被係止部に係止リングが係止された状態では、回動アームには回動中心を中心にして浮力体から離れる方向に係止リングから力が加わっている。この状態で、回動アームの第２の被係止部に閉ループ部材が係止されると、閉ループ部材は回動アームが回動中心を中心して浮力体から離れる方向に回動することを阻止する。この状態は、閉ループ部材が閉状態を維持している限り継続する。溶断装置が動作して閉ループ部材の被溶断部が溶断されて閉ループ部材が開状態になると、閉ループ部材が回動アームの回動を阻止する機能を発揮できなくなる。その結果、連結部材から加わる張力が解放され且つ浮力体が浮力により上昇することにより、回動アームは浮力体から離れる方向に回動し、連結部材による浮力体の拘束が解除される。したがって、この構成を採用すれば、浮力体と錘との連結が容易で、且つ、簡単な構造で浮力体を容易に解放することができる。
【００１６】
係止機構は、閉ループ部材よりも錘側に配置されて回動中心を構成する閉ループ状軸部材を備えているのが好ましい。この場合、回動アームには、閉ループ状軸部材が貫通する貫通孔が形成されている。係止機構がこのような構造を備えていると、連結部材の本数に応じた数の回動アームを簡単に準備できる上、連結部材の位置に応じて回動アームの位置を簡単に変えることができるので、連結構造の組み立て作業が容易になる。
【００１７】
トリガ機構を構成する溶断装置は、閉ループ部材の被溶断部分に熱が伝達することを許容し且つ閉ループ部材の少なくとも一部をスライド可能に収納する閉ループ部材収納部と、閉ループ部材収納部の外側に配置されて閉ループ部材収納部を介して閉ループ部材の被溶断部分を加熱する電気ヒータ部と、電気ヒータ部に電流を供給するための電源と、トリガ機構が動作状態になると、電源から電気ヒータ部へ電流を流すスイッチ回路を含む通電制御部とから構成することができる。このような溶断装置を用いれば、閉ループ部材収納部が閉ループ部材をスライド可能な状態で収納しているため、浮力体と錘とを固定する際に、閉ループ部材の長さ調整やたるみが発生しないように調製が可能である。また、閉ループ部材の被溶断部分を溶断することによって、溶断した閉ループ部材が閉ループ部材収納部からスムーズに抜け出るため、閉ループ部材を確実に開状態とすることができる。さらに、前述のように、本発明では、溶断装置を１以上備えることが可能であり、この溶断装置を複数備えた場合でも、閉ループ部材を確実に開状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の固定解放装置を実装した観測機器の全体図である。
【図２】第１の実施の形態の観測機器の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１の符号Ａを付した領域を拡大して示した概略拡大図である。
【図４】本発明の固定解放装置が備えている溶断装置の例を概念的に示す図である。
【図５】図３に示した連結装置のトリガ機構を動作させた後の様子を示す図である。
【図６】トリガ機構を作動させた後の観測機器の状態を示す図である。
【図７】本発明の固定解放装置を実装した観測機器の第２の実施例の全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の固定解放装置の実施の形態について説明する。図１は、本発明の固定解放装置を実装した観測機器の実施の形態の一例の概略図であり、図２は、図１の実施の形態の観測機器の内部構成を示すブロック図であり、図３は、図１の符号Ａを付した領域を拡大して示した概略拡大図であり、図４は、本実施の形態の観測機器のトリガ機構に備えられている溶断装置を概念的に示す図であり、図５は図３に示した連結装置のトリガ機構を動作させた後の様子を示す図であり、図６は、トリガ機構を作動させた後の本実施の形態の観測機器の状態を示す図である。
【００２０】
＜観測機器＞
図１に示した観測機器１は、海底に設置して測定を行う海底地震計（ＯＢＳ）である。観測機器１は、地震計等の測定装置等を内蔵し、浮力を有する観測機器本体３（浮力体）と、観測機器本体３を海底に沈めて係留するためのアンカー５（錘）と、観測機器本体３とアンカー５とを連結する連結装置７と、トリガ機構９と、トリガ機構９を動作状態にするためのトリガ信号を受信するためのトランスデューサ１１（受信部）とから構成されている。
【００２１】
観測機器本体３は、図２に示すように、水圧に耐え、内蔵する機器を浸水から守るためのガラス球１３と、ガラス球１３を保護するハードハット１５とから構成されている。ガラス球１３の内部には、図示しない測定装置に加えて、後述のトリガ機構９の溶断装置２３を作動させるための構成要素が内蔵されている。ガラス球１３を耐圧容器とする観測機器本体３は、排水体積相当の水の重量より軽く作られているため、観測機器本体３は水中において浮力を有している。アンカー５は、金属等により構成された重量物であり、図示していないが、アンカー５には、後述する連結部材２１を取り付けるための複数の取付金具が固定されている。
【００２２】
＜連結装置＞
図３は、図１の符号Ａを付した領域を拡大して示した概略拡大図であり、観測機器本体３とアンカー５とを連結した状態の連結装置７の一部を示してある。ただし、観測機器本体３は省略してある。
【００２３】
本実施の形態の連結装置７は、閉ループ部材１７と、ハードハット１５の外周に沿って設けられた閉ループ状軸部材２０に取り付けられた３つの回動アーム１９（係止機構）と、伸縮性を有する、または、長さを適宜に設定することにより調節し締め込み可能な紐状の部材からなる３本の連結部材２１から構成されている。連結部材２１は、一端に係止リング２２を備え、他端がアンカー５に設けた図示しない取付金具に固定される構造になっている。３本の連結部材２１は、ハードハット１５の周囲に等間隔をあけて配置されている。なお、図１では、３本の連結部材２１のうち、２本が見えるように配置されており、残りの１本は、観測機器本体３に隠れる位置に配置されている。
【００２４】
閉ループ部材１７は、観測機器本体３の頂部の周辺に周方向に間隔を置いて設置された複数の閉ループ部材取付部１８を囲んで且つ複数の閉ループ部材取付部１８を順番につなぐように複数の閉ループ部材取付部１８に伸ばされた状態で係止されている。また、閉ループ部材１７には、トリガ機構９を構成する後述の溶断装置２３が１つ取り付けられている。なお、本実施の形態では、閉ループ部材１７は、ナイロン等の熱可塑性材料によって形成されており、溶断装置２３が設けられた部分が被溶断部分を構成することになる。
【００２５】
３つの回動アーム１９の下端部領域には、それぞれ閉ループ状軸部材２０を通して、閉ループ状軸部材２０を回動中心にして回動アーム１９を観測機器本体３に近づく方向と離れる方向に回動可能に取り付けるための貫通孔１９Ａが形成されている。また、各回動アーム１９には、観測機器本体３の側の側部に、係止リング２２が係止される第１の被係止部１９Ｂと、観測機器本体３とは反対側の側部に貫通孔１９Ａから見て第１の被係止部１９Ｂよりも外側の位置に、閉ループ部材１７が係止される第２の被係止部１９Ｃとが形成されている。第１及び第２の被係止部１９Ａ及び１９Ｂは、それぞれ、回動アーム１９の厚み方向に開口し且つ回動アーム１９の幅方向に開口する凹部によって構成されている。回動アーム１９は、閉ループ状軸部材２０の周方向に移動しないように取り付けられているが、少し遊びを有する状態で取り付けられており、左右方向にも少し動かすことができる状態になっている。
【００２６】
３本の連結部材２１の係止リング２２を、それぞれ対応する３つの回動アーム１９に嵌めて係止リング２２を第１の被係止部１９Ａに係止した状態で、閉ループ部材１７を第２の被係止部１９Ｃにそれぞれ係止することで、回動アーム１９が閉ループ状軸部材２０を中心として回動しないように拘束され、連結部材２１が固定される。
【００２７】
なお、本実施の形態では、回動アーム１９と閉ループ状軸部材２０とにより連結構造が構成され、この連結構造と閉ループ部材１７とにより連結装置７が構成されている。また、本実施の形態では、一例として３つの回動アーム１９及び３本の連結部材２１を用いて観測機器本体３をアンカー５に固定しているが、観測機器本体３をアンカー５に固定できれば個数・本数は任意であり、固定する強度や観測機器本体３の大きさにしたがって、変更することが可能である。例えば、５つの回動アーム１９及び５本の連結部材２１を用いてもよいのはもちろんである。さらに、３つの回動アーム１９のそれぞれに対して、２本の連結部材２１を用いる（すなわち、計６本の連結部材２１を用いる）ように、異なる個数・本数を組み合わせることも可能である。
【００２８】
＜トリガ機構＞
トリガ機構９は、主に１以上の溶断装置２３から構成されており、トリガ機構９が動作すると、溶断装置２３が閉ループ部材１７を溶断し、回動アーム１９の固定を解除する。溶断装置２３の構成は、図４に概念的に示す通りである。また、図２には、本実施の形態の観測機器１に１つの溶断装置２３が組み込まれている状態を示してある。
【００２９】
図４に示すように、溶断装置２３は、閉ループ部材１７をスライド可能に通すためのチューブ状の閉ループ部材収納部２５と、閉ループ部材収納部２５の外側にコイル状に巻かれた電気ヒータ部２７と、これらを収納するケース２９とからなる溶断装置本体２４と、電気ヒータ部２７に電流を供給するための電源３１と、電源３１から電気ヒータ部２７へ電流を流すスイッチ回路３３とを備えている。電源３１は電池により構成されている。電気ヒータ部２７と電源３１とは、リード線３５で電気的に接続されている。図４において通電制御部は図示されていないが、図２に示すように、スイッチ回路３３は、通電制御部の一部を構成している。本実施の形態では、閉ループ部材収納部２５と電気ヒータ部２７とがケース２９の内部に収納されている。ケース２９の内部には、シリコーンゴム３７が充填されており、電気ヒータ部２７にかかる水圧が均等になり、且つ、防水構造になるように加工されている。ただし、図４では、ケース２９の内部構造を説明するために、シリコーンゴム３７を透明なものとして描いている。ケース２９には、対向する位置に孔３９，４１が設けられており、閉ループ部材収納部２５の一端が孔３９に、他端が孔４１に合わせられて、閉ループ部材１７が通る通路がケース２９内に形成されている。電源３１及びスイッチ回路３３（通電制御部）は、ケース２９の外に設けられており、本実施の形態では、図２に示すように、ガラス球１３の内部に内蔵されている。
【００３０】
閉ループ部材収納部２５は、閉ループ部材１７と同様、熱可塑性材料によって形成されており、電気ヒータ部２７の発熱により溶融するようになっている。なお、閉ループ部材収納部２５を、閉ループ部材１７を構成する熱可塑性材料の融点以下の融点を有するポリプロピレン等の熱可塑性材料により形成すれば、電気ヒータ部２７が発熱すると、まず閉ループ部材収納部２５が溶融し、その後、またはほぼ同時に、閉ループ部材１７が溶断することになる。
【００３１】
ガラス球１３の内部には、電源３１並びにスイッチ回路３３及び制御部３４からなる通電制御部３２が内蔵されており、ガラス球１３に設けられた水中コネクタ４３を介してリード線３５で溶断装置本体２４と接続されて、溶断装置２３を構成している。
【００３２】
トランスデューサ１１がトリガ信号を受信すると、制御部３４によってスイッチ回路３３がオン状態になり、電源３１から電気ヒータ部２７に電流が流れ、電気ヒータ部２７の発熱により溶断装置本体２４内の閉ループ部材収納部２５及び閉ループ部材収納部２５を通る閉ループ部材１７を溶断する構造になっている。
【００３３】
＜観測機器本体及びアンカーの固定＞
観測機器本体３及びアンカー５を固定するまでの手順は次の通りである。
【００３４】
（１）観測機器本体３をアンカー５に固定する位置に配置する（図１参照）。本実施の形態では、アンカー５の枠内に観測機器本体３を配置している。
【００３５】
（２）閉ループを形成する前の開状態の閉ループ部材１７を、観測機器本体３の外側に設置された閉ループ部材取付部１８に沿って配置し、溶断装置本体２４の閉ループ部材収納部２５に通した状態にしてから、開状態の閉ループ部材１７の端部同士を結合して閉ループを形成する。閉ループ部材１７が閉ループ部材収納部２５にスライド可能な状態で収納されているため、閉ループ部材１７の長さ調整やたるみが発生しないような調整が可能である。
【００３６】
（３）回動アーム１９に、連結部材２１の係止リング２２を通す。
【００３７】
（４）第１の被係止部１９Ｂが観測機器本体３の側に位置するように回動アーム１９を回動させ、遊びを利用して回動アーム１９を閉ループ部材１７の下に回り込ませてから、第２の被係止部１９Ｃに閉ループ部材１７を係止させる（図３に示す状態）。この状態で、係止リング２２が第１の被係止部１９Ｂに係止されており、連結部材２１の張力によって、回動アーム１９が回動する方向に力が加わっているが、閉ループ部材１７によって回動アーム１９が回動しないように拘束されている。この作業は、全ての回動アーム１９及び連結部材２１について同様に行う。
【００３８】
上記手順によって、観測機器本体３をアンカー５に対して固定した状態にする。海底地震計の場合には、最終的に準備が整ったところで、船舶で計測地点まで運搬し、海面から海底地震計を投げ入れて海底に設置する。
【００３９】
＜トリガ機構を作動させた状態＞
測定が終了した場合や、測定機器のメンテナンス等のために、観測機器本体３を回収する場合には、次の手順でトリガ機構９の溶断装置２３を作動させ、観測機器本体３をアンカー５から解放する。
【００４０】
（１）トリガ信号を発信する。トリガ信号は、例えば、海上や地上から、無線の発信器によって発信する。
【００４１】
（２）トランスデューサ１１がトリガ信号を受信すると、制御部３４がスイッチ回路３３をオン状態にする。
【００４２】
（３）電源３１から電気ヒータ部２７に直流電流が流れて、発生する熱によって、閉ループ部材収納部２５及び閉ループ部材１７が溶断される。
【００４３】
（４）閉ループ部材１７が溶断されることによって、回動アーム１９の拘束が解除され、回動アーム１９が、連結部材２１の張力によって観測機器本体３から離れる方向に回動する。そして、回動アーム１９が回動することにより、係止リング２２が回動アーム１９から抜ける（図５）。
【００４４】
（５）観測機器本体３がアンカー５から解放され、観測機器本体３が浮上する（図６）。
【００４５】
（６）その後、観測機器本体３がアンカー５から解放されることにより起因する物理的な変化（たとえば、水圧、傾斜角度、加速度、経過時間などの変化）や、タイマの時限の計数の完了を基に通電制御部は、電源３１から電気ヒータ部２７へ電流を流すスイッチ回路３３をオフ状態に戻す。
【００４６】
上記手順によって、トリガ信号を発信することによって、観測機器本体３を短時間で且つ確実に回収することが可能になる。
【００４７】
図７は、第２の実施の形態の観測機器の図である。図１乃至図４に示した実施の形態と同じ部材には、図１乃至図４に付した符号の数に１００の数を加えた数の符号を付して説明を省略する。第２の実施の形態では、閉ループ部材１１７に備えられたトリガ機構１０９が２つの溶断装置１２３及び１２３’を備えている。なお、溶断装置１２３’は、溶断装置１２３の電源１３１及び通電制御部１３２を共用している。このように溶断装置を２つ以上備えていると、例えば、１つの溶断装置１２３の電気ヒータ部が断線等で故障してしまっても、別の溶断装置１２３’が作動すれば、閉ループ部材１１７を溶断することができ、観測機器本体１０３を確実に回収することができる。
【００４８】
本発明の固定解放装置は、水中・海中以外でも使用可能である。例えば、気象調査用のラジオゾンデの場合、地上に設置した錘と、気球（浮力体）とを同様の連結装置で連結しておき、遠隔からトリガ信号を送信することで、気球を解放して飛ばすことが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明の固定解放装置は、閉ループ部材を含む連結装置により浮力体と錘とを連結しており、トリガ機構により、閉ループ部材を溶断することにより、浮力体を解放することができる。したがって、簡易な構造で浮力体と錘とを確実に固定し、且つ、容易に固定状態を解放することが可能である。また、閉ループ部材を用いていることから、浮力体の頂部に他の部品の設置スペースを確保することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 観測機器
３ 観測機器本体
５ アンカー
７ 連結装置
９ トリガ機構
１１ トランスデューサ
１３ ガラス球
１５ ハードハット
１７ 閉ループ部材
１８ 閉ループ部材取付部
１９ 回動アーム
１９Ａ 孔
１９Ｂ 第１の被係止部
１９Ｃ 第２の被係止部
２０ 閉ループ状軸部材
２１ 連結部材
２２ 係止リング
２３ 溶断装置
２４ 溶断装置本体
２５ 閉ループ部材収納部
２７ 電気ヒータ部
２９ ケース
３１ 電源
３２ 通電制御部
３３ スイッチ回路
３４ 制御部
３５ リード線
３７ シリコーンゴム
３９，４１ 孔
４３ 水中コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮力体と前記浮力体の下側に配置される錘とを切り離し可能に連結する連結装置を備え、前記連結装置が、トリガ信号により動作状態になると、前記浮力体と前記錘との連結を解除するトリガ機構を備えている固定解放装置であって、
前記連結装置は、熱可塑性材料によって形成された１以上の被溶断部分を備えた閉ループ部材と、前記閉ループ部材と前記錘との間に配置され、前記閉ループ部材が閉状態にあるときには、前記浮力体を拘束し、前記閉ループ部材が開状態になると前記浮力体の拘束を解除するように構成された連結構造とを備え、
前記トリガ機構は、前記動作状態になると、前記閉ループ部材の前記被溶断部分を溶断して前記閉ループ部材を前記開状態にする１以上の溶断装置を含んでいる固定解放装置。
【請求項２】
前記閉ループ部材は、前記浮力体の頂部を囲むように配置され、
前記連結構造は、一端が前記錘に固定され他端に係止部を備えて前記浮力体の周方向に間隔を開けて配置された複数の連結部材と、前記閉ループ部材が前記閉状態にあるときに前記複数の連結部材に加わる張力を利用して前記複数の連結部材の複数の前記係止部と前記閉ループ部材とを係止状態に保持し、前記閉ループ部材が前記開状態になると、前記浮力体から前記複数の連結部材に加わる力を利用して前記複数の連結部材の前記複数の係止部と前記閉ループ部材との係止状態を解除するように構成された複数の係止機構とを備えている請求項１に記載の固定解放装置。
【請求項３】
前記係止部は係止リングからなり、
前記係止機構は、回動中心を中心にして前記浮力体に近づく方向と離れる方向に回動する回動アームを備え、前記回動アームの前記浮力体側の側部には前記係止リングが係止される第１の被係止部が設けられ、前記回動アームの前記浮力体とは反対側の側部には前記回動中心から見て前記第１の被係止部よりも外側の位置に前記閉ループ部材が係止される第２の被係止部が設けられた構造を有し、
前記複数の連結部材は、前記係止リングが前記第１の被係止部に係止され且つ前記閉ループ部材が前記第２の被係止部に係止された状態で、前記回動アームを前記回動中心を中心として前記浮力体から離れる方向に回動させる力を発生するように寸法が定められている請求項２に記載の固定解放装置。
【請求項４】
前記係止機構は、前記閉ループ部材よりも前記錘側に配置されて前記回動中心を構成する閉ループ状軸部材を備えており、
前記回動アームには、前記閉ループ状軸部材が貫通する貫通孔が形成されている請求項３に記載の固定解放装置。
【請求項５】
前記溶断装置は、前記閉ループ部材の前記被溶断部分に熱が伝達することを許容し且つ前記閉ループ部材の少なくとも一部をスライド可能に収納する閉ループ部材収納部と、前記閉ループ部材収納部の外側に配置されて前記閉ループ部材収納部を介して前記閉ループ部材の前記被溶断部分を加熱する電気ヒータ部と、前記電気ヒータ部に電流を供給するための電源と、前記トリガ機構が前記動作状態になると、前記電源から前記電気ヒータ部へ電流を流すスイッチ回路を含む通電制御部とからなる請求項１に記載の固定解放装置。
【請求項１】
浮力体と前記浮力体の下側に配置される錘とを切り離し可能に連結する連結装置を備え、前記連結装置が、トリガ信号により動作状態になると、前記浮力体と前記錘との連結を解除するトリガ機構を備えている固定解放装置であって、
前記連結装置は、熱可塑性材料によって形成された１以上の被溶断部分を備えた閉ループ部材と、前記閉ループ部材と前記錘との間に配置され、前記閉ループ部材が閉状態にあるときには、前記浮力体を拘束し、前記閉ループ部材が開状態になると前記浮力体の拘束を解除するように構成された連結構造とを備え、
前記トリガ機構は、前記動作状態になると、前記閉ループ部材の前記被溶断部分を溶断して前記閉ループ部材を前記開状態にする１以上の溶断装置を含んでいる固定解放装置。
【請求項２】
前記閉ループ部材は、前記浮力体の頂部を囲むように配置され、
前記連結構造は、一端が前記錘に固定され他端に係止部を備えて前記浮力体の周方向に間隔を開けて配置された複数の連結部材と、前記閉ループ部材が前記閉状態にあるときに前記複数の連結部材に加わる張力を利用して前記複数の連結部材の複数の前記係止部と前記閉ループ部材とを係止状態に保持し、前記閉ループ部材が前記開状態になると、前記浮力体から前記複数の連結部材に加わる力を利用して前記複数の連結部材の前記複数の係止部と前記閉ループ部材との係止状態を解除するように構成された複数の係止機構とを備えている請求項１に記載の固定解放装置。
【請求項３】
前記係止部は係止リングからなり、
前記係止機構は、回動中心を中心にして前記浮力体に近づく方向と離れる方向に回動する回動アームを備え、前記回動アームの前記浮力体側の側部には前記係止リングが係止される第１の被係止部が設けられ、前記回動アームの前記浮力体とは反対側の側部には前記回動中心から見て前記第１の被係止部よりも外側の位置に前記閉ループ部材が係止される第２の被係止部が設けられた構造を有し、
前記複数の連結部材は、前記係止リングが前記第１の被係止部に係止され且つ前記閉ループ部材が前記第２の被係止部に係止された状態で、前記回動アームを前記回動中心を中心として前記浮力体から離れる方向に回動させる力を発生するように寸法が定められている請求項２に記載の固定解放装置。
【請求項４】
前記係止機構は、前記閉ループ部材よりも前記錘側に配置されて前記回動中心を構成する閉ループ状軸部材を備えており、
前記回動アームには、前記閉ループ状軸部材が貫通する貫通孔が形成されている請求項３に記載の固定解放装置。
【請求項５】
前記溶断装置は、前記閉ループ部材の前記被溶断部分に熱が伝達することを許容し且つ前記閉ループ部材の少なくとも一部をスライド可能に収納する閉ループ部材収納部と、前記閉ループ部材収納部の外側に配置されて前記閉ループ部材収納部を介して前記閉ループ部材の前記被溶断部分を加熱する電気ヒータ部と、前記電気ヒータ部に電流を供給するための電源と、前記トリガ機構が前記動作状態になると、前記電源から前記電気ヒータ部へ電流を流すスイッチ回路を含む通電制御部とからなる請求項１に記載の固定解放装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８２２５１（Ｐ２０１３−８２２５１Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１８８１（Ｐ２０１１−２２１８８１）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（５０４１９４８７８）独立行政法人海洋研究開発機構 (110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（５０４１９４８７８）独立行政法人海洋研究開発機構 (110)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]