JP3141304B2 - Water resistant buoyancy material and method of manufacturing the same - Google Patents
Water resistant buoyancy material and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、深海で使用される水中
機器に使用される耐水圧浮力材の構造およびその製造方
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a water-resistant buoyancy material used for underwater equipment used in the deep sea and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は従来の耐水圧浮力材を示す断面図
で、１は樹脂，ガラス，セラミック等よりなる中空球、
２は樹脂からなるバインダーで、中空球１をバインダー
２を用いて固着してなるシンタクチックフォームと呼ば
れる耐水圧浮力材が従来より良く知られている。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a sectional view showing a conventional water-resistant buoyancy material, 1 is a hollow sphere made of resin, glass, ceramic or the like.
Reference numeral 2 denotes a binder made of resin, and a hydrostatic buoyancy material called a syntactic foam formed by fixing the hollow spheres 1 using the binder 2 is well known.
【０００３】しかしながら、バインダー２と中空球１の
圧縮弾性率の違いから、中空球１同士の接触点１ａに応
力が集中するのは避けられず、中空球１の耐水圧強度の
限界状態での耐水圧浮力材の使用は、中空球１に耐水圧
強度の限界以上の圧力がかかり、中空球１およびバイン
ダー２の破壊につながるので、中空球１単独の耐水圧強
度限界まで使用することは不可能であった。However, due to the difference in the compressive elastic modulus between the binder 2 and the hollow sphere 1, it is unavoidable that stress is concentrated on the contact point 1a between the hollow spheres 1 and the hollow sphere 1 is in the limit state of the water pressure resistance. The use of the water-resistant buoyancy material applies a pressure higher than the limit of the water pressure resistance to the hollow sphere 1 and leads to the destruction of the hollow sphere 1 and the binder 2. It was possible.
【０００４】なお、一般に高強度タイプと呼ばれるシン
タクチックフォームでは表１に示す通り比重０．５６程
度が限界だった。[0004] As shown in Table 1, the maximum specific gravity of a syntactic foam generally called a high-strength type is about 0.56.
【０００５】[0005]
【表１】 [Table 1]
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の耐水圧浮力材では、バインダーと中空球の圧縮弾性率
の違いからくる中空球への応力集中のため、バインダー
の耐水圧強度および中空球の耐水圧強度を本来必要とさ
れる以上に上げる必要があり、必然的に低比重化には限
界があるという問題がある。As described above, in the conventional water-resistant buoyancy material, since the stress is concentrated on the hollow sphere due to the difference in compression elastic modulus between the binder and the hollow sphere, the water-resistant strength of the binder and the hollow sphere are low. It is necessary to increase the water pressure resistance of the ball beyond what is originally required, and there is a problem that there is a limit in reducing the specific gravity.
【０００７】従来、これを解決するために、特開昭６１
−１１３５９０号に開示された技術がある。図４は特開
昭６１−１１３５９０号に開示された技術を第２の従来
技術として示す耐水圧浮力材の断面図で、１は中空球、
３は中空球１を覆うシンタクチックフォーム、４は中空
球１とシンタクチックフォーム３との間に空間を形成す
るために該中空球１の周囲に設けられた空隙、５は空隙
４と外部とを連通する貫通穴である。Conventionally, in order to solve this, Japanese Patent Application Laid-Open
There is a technique disclosed in JP-A-113590. FIG. 4 is a sectional view of a water-resistant buoyancy material showing the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-113590 as a second conventional technology.
3 is a syntactic foam that covers the hollow sphere 1, 4 is a space provided around the hollow sphere 1 to form a space between the hollow sphere 1 and the syntactic foam 3, 5 is a space between the hollow sphere 1 and the outside. Is a through hole that communicates with
【０００８】しかしながら、第２の従来技術において
は、応力集中は緩和されるものの、中空球の直径を製造
上の問題から２０mm以上とする必要があり、さらに、中
空球の周囲に空隙を形成するためには、あらかじめシン
タクチックフォームに中空球の径より若干大きな径を有
する半球状の空間を形成し、この空間に中空球を収納し
て、同じく半球状の空間を形成したシンタクチックフォ
ームをはりあわせることが必要であるので、形状的に制
約を受けやすく、また中空球の充填率が低くなるという
問題がある。However, in the second prior art, although the stress concentration is reduced, the diameter of the hollow sphere needs to be 20 mm or more due to manufacturing problems, and a void is formed around the hollow sphere. For this purpose, a hemispherical space having a diameter slightly larger than the diameter of the hollow sphere is formed in advance in the syntactic foam, the hollow sphere is stored in this space, and the syntactic foam that also forms the hemispherical space is bonded. Therefore, there is a problem that the shape is easily restricted and the filling rate of the hollow spheres is low.
【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、中空球に必要以上の耐水圧強度を持
たせることなく、充分な充填率を得ることで低比重，高
強度を実現可能な耐水圧浮力材およびその製造方法を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and a low specific gravity and a high strength can be obtained by obtaining a sufficient filling rate without giving a hollow sphere an unnecessarily high water pressure resistance. An object of the present invention is to provide a feasible hydraulic buoyancy material and a method for manufacturing the same.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の耐水圧浮力材は、開口を有しシンタクチッ
クフォームからなる容器に、ガラス，樹脂，セラミック
等からなる中空球が充填されるとともに空隙にシリコン
油が充填され、容器の開口は合成ゴムを材料とするキャ
ップで密封されていることを特徴とする。In order to achieve this object, a hydrostatic buoyancy material according to the present invention comprises a container having an opening and made of syntactic foam filled with hollow spheres made of glass, resin, ceramic or the like. The space is filled with silicone oil, and the opening of the container is sealed with a cap made of synthetic rubber.
【００１１】また、容器を合成ゴムからなるゴムブーツ
とし、キャップをシンタクチックフォームとすることと
してもよい。さらに、上記構成の耐水圧浮力材は、シン
タクチックフォームあるいは合成ゴムからなる容器にガ
ラス，樹脂，セラミック等からなる中空球を充填し、こ
の中空球を充填した容器に減圧下でシリコン油を充填
し、これを常圧に戻しキャップで封印することで製造さ
れるものである。The container may be a rubber boot made of synthetic rubber, and the cap may be a syntactic foam. Further, the water-resistant buoyancy material having the above-described structure is such that a container made of syntactic foam or synthetic rubber is filled with hollow spheres made of glass, resin, ceramic, or the like, and the container filled with the hollow spheres is filled with silicon oil under reduced pressure. Then, it is manufactured by returning the pressure to normal pressure and sealing with a cap.
【００１２】[0012]
【作用】上述した構成を有する本発明の耐水圧浮力材
は、水圧によりシリコン油の体積が変化しても、中空球
には応力集中が発生しないので、中空球の耐水圧強度を
本来必要とされる耐水圧強度に抑えることができ、低比
重を実現可能である。According to the hydraulic buoyancy material of the present invention having the above-described structure, stress concentration does not occur in the hollow sphere even if the volume of the silicone oil changes due to the water pressure. It can be suppressed to the required water pressure resistance, and a low specific gravity can be realized.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、図面を参照して実施例を説明する。図
１は第１の実施例における耐水圧浮力材を示す断面図で
ある。図において、６はシンタクチックフォームからな
る容器で、一端に開口６ａを有する。An embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a water-resistant buoyancy material according to the first embodiment. In the figure, reference numeral 6 denotes a container made of syntactic foam, which has an opening 6a at one end.
【００１４】７は前記シンタクチックフォーム６内に充
填される微小径の中空球、８は中空球７が充填された容
器６の空隙に充填されるシリコン油、９は容器６の開口
６ａを密封する合成ゴムを材料とするキャップである。
本実施例において使用される中空球７は、例えばガラス
中空球とする場合、商品名「グラスバブルスＦ２９χ
（スリーエム社製）」を用い、かつ粒径を１００ミクロ
ンのものと３０ミクロンのものを６０％と４０％の割合
で混合したものを使用する。上記割合で混合した中空球
７の理論上の最密充填率は７３％であるので、シリコン
油８の圧縮弾性率を考慮し、耐水圧強度に応じ充填率を
変化させる。7 is a hollow sphere having a small diameter filled in the syntactic foam 6, 8 is a silicone oil filled in a space of the container 6 filled with the hollow sphere 7, and 9 is an opening 6a of the container 6. The cap is made of synthetic rubber.
When the hollow sphere 7 used in the present embodiment is, for example, a glass hollow sphere, the product name is “Glass Bubbles F29χ”.
(Manufactured by 3M) ", and a mixture of particles having a particle size of 100 microns and 30 microns at a ratio of 60% and 40% is used. Since the theoretical closest packing ratio of the hollow spheres 7 mixed in the above ratio is 73%, the packing ratio is changed according to the water pressure resistance in consideration of the compression elasticity of the silicone oil 8.
【００１５】例えば、シリコン油８として粘度１０ｃｓ
のジメチルシリコンオイルを使用し、耐水圧浮力材の耐
水圧強度を１２００ｋｇ／ｃｍ2 とする場合には、中空
球７の充填率を６６％とする必要がある。中空球７の充
填率を上記値とすることで、シリコン油８の体積変化が
起きても中空球７には応力集中が生じない。ここで、シ
ンタクチックフォームからなる容器６の開口６ａを合成
ゴムを材料としたキャップ９で密封していることで、水
圧を受けることによるシリコン油８の体積変化は、キャ
ップ９の膜部９ａの変形により起こり、シンタクチック
フォームからなる容器６には水圧以外の応力が加わらな
いようになっている。For example, a silicone oil 8 having a viscosity of 10 cs
When dimethyl silicon oil is used and the water pressure resistant strength of the water resistant buoyancy material is 1200 kg / cm 2 , the filling rate of the hollow spheres 7 needs to be 66%. By setting the filling rate of the hollow spheres 7 to the above value, stress concentration does not occur in the hollow spheres 7 even when the volume of the silicon oil 8 changes. Here, since the opening 6a of the container 6 made of the syntactic foam is sealed with the cap 9 made of synthetic rubber, the volume change of the silicon oil 8 due to the water pressure can be prevented. This is caused by deformation, so that stress other than water pressure is not applied to the container 6 made of syntactic foam.
【００１６】以上の構成からなる耐水圧浮力材は、先に
説明したように耐水圧強度を１２００ｋｇ／ｃｍ2 とす
る場合、容器６を厚さ１０ｍｍ，内容積１０００ｃｃの
立方体とした場合で比重０．５４を得ることができる。
図２は第２の実施例における耐水圧浮力材を示す断面図
である。この第２の実施例ではキャップ１１に比較して
表面積の大きい容器１０を合成ゴムからなるゴムブーツ
とし、キャップ１１をシンタクチックフォームとしてい
る。これにより、容器１０は水圧等による変形が可能
で、このとき、中空球７はシリコン油８内に分散してい
るので応力集中が生じず、耐水圧強度は変わらないよう
になっており、水圧等により変形が予想される場所にも
設置することが可能となる。The water resistant buoyancy material having the above-mentioned structure has a specific gravity of 0 when the container 6 is a cube having a thickness of 10 mm and an internal volume of 1000 cc when the water pressure resistance is 1200 kg / cm 2 as described above. .54.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a water-resistant buoyancy material according to the second embodiment. In the second embodiment, the container 10 having a larger surface area than the cap 11 is a rubber boot made of synthetic rubber, and the cap 11 is a syntactic foam. Thereby, the container 10 can be deformed by water pressure or the like. At this time, since the hollow spheres 7 are dispersed in the silicon oil 8, stress concentration does not occur, and the water pressure resistance does not change. For example, it can be installed in a place where deformation is expected.
【００１７】次に第１および第２の実施例における耐水
圧浮力材の製造方法を説明する。あらかじめ、シンクタ
ックチックフォームまたは合成ゴムからなる容器６また
は容器１０を成形等により作成しておく。この中に中空
球７を充填する。なお、上記したように粒径の異なるも
のを混合して使用する場合には、あらかじめよく混合し
たものを充填する。Next, a description will be given of a method of manufacturing the water-resistant buoyancy material in the first and second embodiments. The container 6 or the container 10 made of a sink tack foam or synthetic rubber is prepared in advance by molding or the like. The hollow sphere 7 is filled therein. In the case of mixing and using particles having different particle diameters as described above, a well-mixed one is filled beforehand.
【００１８】次に、この中空球７の充填された容器６
（１０）と必要な量のシリコン油８を真空槽に入れ、少
なくとも３ｍｍＨｇ以下に減圧し、１０分以上所定時間
放置する。その後、減圧状態のまま中空球７の充填され
た容器６（１０）にシリコン油８を充填する。これによ
り、中空球７を充填した容器６（１０）に空気が混合す
ることなくシリコン油８を充填できる。Next, the container 6 filled with the hollow sphere 7
(10) and a necessary amount of silicone oil 8 are put in a vacuum chamber, the pressure is reduced to at least 3 mmHg or less, and left for 10 minutes or more for a predetermined time. Thereafter, the silicon oil 8 is filled in the container 6 (10) filled with the hollow spheres 7 while keeping the pressure reduced. Thereby, the silicon oil 8 can be filled in the container 6 (10) filled with the hollow spheres 7 without mixing air.
【００１９】これを常圧に戻して空気を残さないように
してキャップ９（１１）を装着し、容器６（１０）を密
封する。The pressure is returned to normal pressure, and a cap 9 (11) is attached so that no air remains, and the container 6 (10) is sealed.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、開口を
有しシンタクチックフォームからなる容器に、ガラス，
樹脂，セラミック等からなる中空球が充填されるととも
に空隙にシリコン油が充填され、容器の開口は合成ゴム
を材料とするキャップで密封されている耐水圧浮力材で
ある。As described above, the present invention provides a container having an opening and made of syntactic foam,
Hollow spheres made of resin, ceramic, or the like are filled, silicon oil is filled in the voids, and the opening of the container is a water-resistant buoyancy material sealed with a cap made of synthetic rubber.
【００２１】また、容器を合成ゴムからなるゴムブーツ
とし、キャップをシンタクチックフォームとしてもよ
い。このようにシリコン油内に中空球が分散しているの
で、水圧によりシリコン油が体積変化しても中空球には
応力集中が発生せず、中空球の耐水圧強度の限界まで耐
水圧浮力材を加圧することができる。Further, the container may be a rubber boot made of synthetic rubber, and the cap may be a syntactic foam. Since the hollow spheres are dispersed in the silicone oil in this manner, stress concentration does not occur in the hollow spheres even if the volume of the silicon oil changes due to water pressure, and the hydraulic buoyancy material reaches the limit of the hydraulic strength of the hollow spheres. Can be pressurized.
【００２２】言い換えれば、従来は中空球に応力集中が
発生するので中空球の耐水圧強度を本来必要とされる耐
水圧強度より向上させる必要があり、これにより比重が
重くなっていたが、中空球の耐水圧強度を本来必要とさ
れる耐水圧強度に抑えることができるので、低比重を実
現できるという効果を有する。また、容器を合成ゴムか
ら構成することとすれば、耐水圧強度を落とすことなく
容器の水圧等による変形が可能となり、使用場所の制限
が少なくなるという効果を有する。In other words, conventionally, since stress concentration occurs in the hollow sphere, it is necessary to improve the water pressure resistance of the hollow sphere from the originally required water pressure resistance, which increases the specific gravity. Since the water pressure resistance of the sphere can be suppressed to the originally required water pressure resistance, there is an effect that a low specific gravity can be realized. In addition, if the container is made of synthetic rubber, the container can be deformed by water pressure or the like without lowering the water pressure resistance, and there is an effect that the use place is less restricted.
【００２３】さらに、中空球に応力集中が発生しないの
で微小径の中空球を使用することができ、これにより中
空球の充填率を上げることができるので、低比重を実現
できるという効果を有する。また、本発明の耐水圧浮力
材は、シンタクチックフォームあるいは合成ゴムからな
る容器にガラス，樹脂，セラミック等からなる中空球を
充填し、この中空球を充填した容器に減圧下でシリコン
油を充填し、これを常圧に戻しキャップで封印すること
により製造される。Furthermore, since stress concentration does not occur in the hollow spheres, hollow spheres having a small diameter can be used, and the filling rate of the hollow spheres can be increased, so that there is an effect that a low specific gravity can be realized. Further, the water-resistant buoyancy material of the present invention fills a container made of syntactic foam or synthetic rubber with hollow spheres made of glass, resin, ceramic or the like, and fills the container filled with the hollow spheres with silicon oil under reduced pressure. Then, it is manufactured by returning the pressure to normal pressure and sealing with a cap.
【００２４】これにより、中空球を充填した容器にシリ
コン油を充填する際に空気が混合することを防ぐことが
できるので、耐水圧強度を低下させることがないという
効果を有する。This prevents air from being mixed when the container filled with the hollow spheres is filled with the silicone oil, and thus has the effect of not lowering the water pressure resistance.
【図１】第１の実施例における耐水圧浮力材を示す断面
図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a water-resistant buoyancy material according to a first embodiment.
【図２】第２の実施例における耐水圧浮力材を示す断面
図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a water-resistant buoyancy material according to a second embodiment.
【図３】従来の耐水圧浮力材を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional water resistant buoyancy material.
【図４】第２の従来における耐水圧浮力材を示す断面図
である。FIG. 4 is a sectional view showing a second conventional hydraulic buoyancy resistant material.
６ 容器 ７ 中空球 ８ シリコン油 ９ キャップ 6 Container 7 Hollow sphere 8 Silicon oil 9 Cap
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B63G 8/24 B63B 43/14 B29D 22/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B63G 8/24 B63B 43/14 B29D 22/00
Claims (3)
なる容器に、ガラス，樹脂，セラミック等からなる中空
球が充填されるとともに空隙にシリコン油が充填され、
容器の開口は合成ゴムを材料とするキャップで密封され
ていることを特徴とする耐水圧浮力材。1. A container having an opening and made of a syntactic foam is filled with hollow spheres made of glass, resin, ceramic, or the like, and silicon oil is filled in a void.
A water-resistant buoyancy material characterized in that the opening of the container is sealed with a cap made of synthetic rubber.
容器を合成ゴムからなるゴムブーツとし、キャップをシ
ンタクチックフォームとしたことを特徴とする耐水圧浮
力材。2. The water resistant buoyancy material according to claim 1,
A water-resistant buoyancy material characterized in that the container is a rubber boot made of synthetic rubber and the cap is a syntactic foam.
ムからなる容器にガラス，樹脂，セラミック等からなる
中空球を充填し、この中空球を充填した容器に減圧下で
シリコン油を充填し、これを常圧に戻しキャップで開口
を封印することを特徴とする耐水圧浮力材の製造方法。3. A container made of syntactic foam or synthetic rubber is filled with hollow spheres made of glass, resin, ceramic, or the like, and the container filled with the hollow spheres is filled with silicon oil under reduced pressure, and the mixture is placed under normal pressure. And sealing the opening with a cap.
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| JP04208733A JP3141304B2 (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Water resistant buoyancy material and method of manufacturing the same |
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- 1992-08-05 JP JP04208733A patent/JP3141304B2/en not_active Expired - Fee Related
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