Small and Strong Ceramic Pressure-tight Housing with Metal Caps

摘要

セラミックスは，金属と比較して高い圧縮強度を持つため，大水深用の軽量高強度耐圧容器の素材として有望である．特に，深海用水中ロボットでは，浮力材の必要量を低減するために，耐圧容器の比重を小さくすることが求められる．セラミックスを用いることにより，金属製耐圧容器に比較して，軽量な耐圧容器を作ることができる．しかし，セラミックスの引っ張り強度が圧縮強度の数分の一であることと脆性材料であることから，金属製耐圧容器の設計方法をそのままセラミックスに適応することができない．そのため，セラミックスは耐圧容器としてこれまで一部にしか利用されてこなかった．Fig. 11) は代表的なセラミックスと金属の圧縮強度と引っ張り強度を比較した図である。 筆者らはセラミックス円筒と金属蓋をもつ耐圧容器の新しい設計方法を考案し，有限要素法解析と小型耐圧容器による水圧実験により，その設計方法を確認した．この耐圧容器は，従来の俵型セラミックス耐圧容器と比較して，簡素な構造を持つだけでなく，組立なども容易になる．以下にその概要を報告する．