(57)【要約】【課題】被曳航体の曳航中の振れ回りを低減し、被曳航体接続部の破損を防止する。【解決手段】曳船により曳航索を介して被曳航体を曳航する際、被曳航体の曳航進路に対する左右の振れ回りを防止する防止装置において、曳船と被曳航体との間に曳航時の張力下に接続される曳航索と、前記曳航索に沿って垂直方向に取付けられ、左右両側面に水圧受容面を形成された水圧差発生部材とを有し、前記水圧差発生部材を前記曳航索の被曳航体側の接続端部又はその近傍の位置に設けたことを特徴とする被曳航体の振れ回り防止装置。【効果】曳航索に板状の水圧差発生部材を介在させる簡単な構成により、被曳航体の振れ回りを効果的に防止することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曳船により曳航索を介して被曳航体を曳航する際、被曳航体の曳航進路に対する左右の振れ回りを防止する振れ回り防止装置において、
曳船と被曳航体との間に曳航時の張力下に接続される曳航索と、
前記曳航索に沿って垂直方向に取付けられ、左右両側面に水圧受容面を形成された水圧差発生部材とを有し、
前記水圧差発生部材を前記曳航索の被曳航体側の接続端部又はその近傍の位置に設けたことを特徴とする被曳航体の振れ回り防止装置。
【請求項２】
前記水圧差発生部材を、被曳航体の前方接続端部に対して曳航方向における所定の間隔で設けたことを特徴とする請求項１に記載の被曳航体の振れ回り防止装置。
【請求項３】
前記曳航索を前記被曳航体側の端部で上下方向に分岐させ、それらの間に水圧差発生部材を垂直に取付けたことを特徴とする請求項１に記載の被曳航体の振れ回り防止装置。
【請求項４】
前記水圧差発生部材を可撓性の膜状部材から形成したことを特徴とする請求項３に記載の被曳航体の振れ回り防止装置。
【請求項５】
前記可撓性の膜状部材が樹脂フィルム、織布、不織布又はそれらの複合部材からなる群より選ばれる請求項４記載の被曳航体の振れ回り防止装置。
【請求項６】
前記水圧差発生部材が曳航索に対して取外し可能に取りつけられている請求項1記載の被曳航体の振れ回り防止装置。
【請求項７】
前記曳船と前記被曳航体を少なくとも二本の曳航索によって接続し夫々の曳航索の上下分岐部の間に前記水圧差発生部材を垂直に取付けた請求項３記載の被曳航体の振れ回り防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曳船により曳航される被曳航体の左右の振れ回りを防止する防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
曳航索を介して被曳航体を曳航する場合、潮流や波などの影響を受けて、被曳航体が曳航方向に対して左右に振れ回ることが知られている。図８に示すように曳船１００により曳航索３００を介して被曳航体２００を矢印方向に曳航する際、被曳航体２００はたとえば（ａ）〜（ｇ）の順で経時的に振れ回る。
【０００３】
（ａ）に示すように被曳航体２００の前部がたとえば右側に振れた場合、次に（ｂ）のように被曳航体２００の後部側が前部側の振れ回りに追従するかたちで振れ、これに慣性力等が作用することで（ｃ）、（ｄ）のように曳航索３００が曳航針路に対して大きく傾斜するまで被曳航体２００が右側に振れる。次いで（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）に示すように曳航体２００が曳航針路側に引き戻される。ここで（ｃ）、（ｄ）等においては、曳船１００を横方向に大きく引っ張る力が生ずるので、曳船１００の曳航針路が不安定となりやすくかつ振れを生じた被曳航体を引戻しながら曳航するための余分な曳航力を必要とする。さらに振れが生じもしくはこれから引戻される際には被曳航体の曳航索との接続部が大きな応力が集中する。たとえば、水等の流体を収容して運搬するために用いられる可撓性の軟質プラスチック等からなるコンテナバッグ等の場合では、この部分に局所的に作用する前記応力によりバッグに破壊を生じることがある。
【０００４】
このような不具合を解消するために、曳航船に曳航索の振れ角度を検出する装置とここからの検出信号によって操舵手段を駆動制御する装置とを設けて曳航船の針路を自動的に修正する進路横振れ防止装置が提案されている（特許文献１：特開２０００−９５１８４号）。しかしこの装置は舵の進路の自動修正には有効であるが、被曳航体の振れまわり自体を防止するものではない。
【０００５】
また、曳船と被曳航体を並列させ、曳船の船首側と被曳航体の後部側とを第１の曳航索により連結し、曳船の船尾側と被曳航体の前部側とを第２の曳航索により連結し、曳航索をたすき掛け状にして曳船と被曳航体とを連結することで、被曳航体の振れ回りを防止する技術が提案されている（特許文献２：特開２０００−１０８９８９号）。
【０００６】
しかし、この場合には被曳航体の前部と後部の両方に横方向の力が作用するため、被曳航体としては専らその外郭形状が常に一定であるものに限られ、例えば、形状が変化しやすい軟質のコンテナバッグからなる被曳航体には適さない。また、曳船と被曳航体とを併走させることになるので、狭い航路幅の場合には適用が困難となる。
【０００７】
この形状が変化しやすい軟質のコンテナバッグからなる被曳航体の振れ回り現象を防止するためには、たとえば図９に示すように被曳航体２００の後部側に、針路前方側に向けて開口する袋体４００を取り付け、袋体４００を水流に対する大きな抵抗体として作用させることで、被曳航体２００の後部側の振れ回りを阻止することも考えられる。しかし、この方法では、袋体４００が大きな抵抗体として作用するため、曳航に要するエネルギが増大し、特に前記コンテナバッグでは曳航索との接続点に大きな力が作用して破断を生じるおそれが高くなる。
【特許文献１】特開２０００−９５１８４号公報
【特許文献２】特開２０００−１０８９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解消するためになされたものであり、被曳航体、特に水等の流体運搬用のフレキシブルコンテナバッグ等にも適用可能なように、簡易な構造で被曳航体の振れ回りを効果的に防止し、被曳航体の破断等のおそれを低下させる振れ回り防止装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明者は被曳航体の振れまわりを防止するためには、被曳航体に対する外力の作用時に振れのきっかけが生じる被曳航体の前部付近にこれを防止する手段を設けることが効果的な作用をもたらすものと考え、実験、研究の結果、極めて簡単な構成によってこの目的が達成されることを発見し、本発明を完成した。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は曳船により曳航索を介して被曳航体を曳航する際の被曳航体の曳航進路に対する左右の振れ回りを防止する防止装置において、
曳船と被曳航体との間に曳航時の張力下に接続される曳航索と、
前記曳航索に沿って垂直方向に取付けられ、左右両側面に水圧受容面を形成された水圧差発生部材とを有し、
前記水圧差発生部材を前記曳航索の被曳航体側の接続端部又はその近傍の位置に設けたことを特徴とする被曳航体の振れ回り防止装置を提供する。
【００１１】
本発明の振れ回り防止装置の詳細については後述するが、その基本的な構成及び作用効果は図１〜図３に示す通りである。すなわち図１に示すように、曳航中には曳船１０と被曳航体２０との間が曳航索３０によって張力下に接続され、この曳航索３０の被曳航体２０寄りの位置に左右両側面に水圧受容面４０Ｒ、４０Ｌを形成された水圧差発生部材４０が曳航索３０の前記被曳航体２０の前方端部２１に対する接続部寄りの位置において取付けられている。
【００１２】
ここで被曳航体２０が何等かの外力によって図１中右側に振れ始めると、曳航索３０に曳航方向に対する振れ角が生じ、水圧差発生部材４０の両側の水圧受容面４０Ｒおよび４０Ｌ間に水流の速度差による水圧差が生じ（ＰＲ＞ＰＬ）水圧差発生部材４０に左向きの力が発生し、これが曳航索３０の前端部分（距離Ｌ）を介して被曳航体２０の前端に伝達され、曳航方向の延長線上に引戻すと同時に、同じ力が回転モーメントとして作用し、被曳航体２０を本来の曳航進路方向に引戻す（図１および図２（ａ）、（ｂ））。また被曳航体２０が左方向に振れはじめたときには水圧差発生部材４０の同様な作用によって被曳航体２０が本来の曳航方向に引戻される（図２（ｃ）、（ｄ））。この場合曳航索３０は曳航中には常時張力下に置かれるので剛体として機能し、したがってこれに取付けられる水圧発生部材４０も剛体のように作用するのでその両側面４０Ｒ、４０Ｌに及ぼされる水圧差によって効果的に揚力を発生する。このような水圧差発生部材４０を設けていない前記従来技術を示す図８の場合と比較すると、被曳航体２０の振れ回りが大幅に減少される（尚、図２では図面の煩雑さを避けて水圧差発生部材４０は図示されていない）。
【発明の効果】
【００１３】
このように本発明によれば曳航索の一部に水圧差発生部材を取付けただけの簡単な構成によって曳航中の被曳航体の振れ回りを効果的に防止することができ、その構造も被曳航体自体には係りなく曳航索の一部に水圧差発生部材（具体的には板状もしくは膜状の部材）を取付けただけの簡単な構成で済み、また被曳航体前端接続部には前方の水圧差発生部材からの復元回動力の他には何等過大な負荷が作用しないので、脆弱な接続部に破断を生じる懸念のある水運搬用のフレキシブルコンテナバッグの曳航には特に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明においては前記図１又は図３に示すように、水圧差発生部材４０を曳航体２０の前方部２１から所定距離Ｌの位置において曳航索３０に取付けることが好ましい（請求項２）。
【００１５】
水圧差発生部材４０の両側面の水圧受容面４０Ｌ、４０Ｒの間に曳航索３０の振れ角度に対応する水圧差を生じさせるためには、水圧受け面４０Ｌ、４０Ｒの表面に沿う水流を極力円滑な状態に保っておくことが好ましい。水圧差発生部材４０を被曳航体２０の前部に一体に設けた場合には、水圧差発生部材４０の左右の水流が、被曳航体２０の前端部に衝突した際に円滑な水流に乱れが生じて、水圧差発生部材４０それ自体について発生する前記の水圧差による回動作用力が効果的に得られ難くなる。
【００１６】
水圧差発生部材４０を被曳航体２０の前方端部から離間させることで、水圧差発生部材４０の左右領域において前記乱流の影響を低減させることができ、水圧差発生部材４０の左右両面に生じる適正な水圧差を得ることができる。水圧差発生部材４０と被曳航体２０の前部との離間距離Ｌは、曳航索３０の長さや被曳航体２０の前部周りの形状等を勘案して適宜に決定される。離間距離Ｌが大きくなると、水圧差発生部材４０で生じた回動力が、この間の曳航索３０によって吸収され被曳航体２０への伝達に損失を生じる。したがって、水圧差発生部材４０で生じた力を効率的に前端連結部２１に伝達させるには、水圧差発生部材４０を適宜な距離Ｌをあけて被曳航体の前端部寄りに取り付けることが好ましい。
【００１７】
また本発明の好ましい具体例によれば、図３に示すように前記水圧差発生部材４４は曳航索３０の上下一対に分岐した分岐部３０Ａ、３０Ｂ間に垂直に張設される。前記曳航索３０は上下一対３０Ａ、３０Ｂに分岐して被曳航体２０の前端部２１寄りの位置に夫々取付けられ、曳航中は常に張力が及ぼされているので、それらの間に垂直に張設して取付けられる水圧差発生部材４０も材質によらず剛体のように作用し、それらの両側面の水圧受容面４０Ｌ、４０Ｒに水圧差が作用したときそれに応答して確実に作動し、被曳航体２０の前端部２１に復元回動モーメントを伝達する。
【００１８】
本発明の好ましい具体例においては前記水圧差発生部材を可撓性の膜状部材から形成し（請求項４）、かつ前記可撓性の膜状部材が樹脂フィルム、織布、不織布又はそれらの複合部材からなる群より選ばれる（請求項５）。
樹脂フィルムは製造加工が容易で耐水性のある緻密な膜材として有用であるが、強度を増加させるために厚膜のものを用いると材質によっては取扱いが困難になり、使用中の亀裂、傷等が周辺に拡大しやすい難点がある。布製部材や可撓性や強度の点で優れているが、表面や布目が水中での使用中に劣化しやすいおそれがある。したがってたとえばこれら布部材を芯材としてその表面に熱可塑性樹脂等の保護フィルムを押出しもしくはコーティングによって設けた複合部材を用いることが好ましい。
【００１９】
本発明の振れ回り防止装置の好ましい別の具体例においては、図４に示すように前記曳船と前記被曳航体を少なくとも二本の曳航索によって接続し、夫々の曳航索の上下分岐部の間に前記水圧差発生部材を垂直に取付ける。
図４に示すように、曳船１０と被曳航体２０とが２本の曳航索３０ａ、３０ｂで接続されており、各曳航索３０ａ、３０ｂに対して水圧差発生部材４０ａ、４０ｂが取付けられている。これら水圧差発生部材４０ａ、４０ｂの夫々の構成、材質及び各曳航索３０ａ、３０ｂに対する取付態様は前記図３に示す水圧差発生部材４０のそれらと実質的に同一である。曳航索３０ａが曳航方向となす角度と曳航索３０ｂが曳航方向となす角度とが同一になるように接続する。この場合被曳航体に対して振れ回り時に伝達される回動作用力は各水圧差発生部材によって夫々分担されるので個々の水圧差発生部材の面積を減少させ小型化することができる。
【実施例】
【００２０】
以下前記図３、図４に示した本発明の振れ回り防止装置の具体的態様を実施例として用い、これを実際の実験水域で水運搬用のフレキシブルコンテナの曳航に用いた場合の振り回り防止効果について説明する。
【００２１】
被曳航体２０は水を収容した４５０（Ｌ）×１００（Ｗ）×１２．５（Ｈ）ｃｍの合成樹脂製のフレキシブルコンテナであり、これを曳航速度０．４ｍ／ｓｅｃの曳航速度で静水中において曳航した。曳航索としては全長約５７０ｃｍの曳航索３０を、曳船１０から５００ｃｍのところで２本の曳航索３０ａ、３０ｂに分岐したものをフレキシブルコンテナ２０の前端部の左右（幅方向１５０ｃｍ）の両端に取付け、夫々の分岐索に対して水圧差発生部材４０ａ、４０ｂを前記端部から所定の間隔Ｌ（Ｌ＝１５ｃｍ）の位置で固定した。
【００２２】
各水圧差発生部材４０ａ、４０ｂは基本的には図２に示すよう水圧差発生部材４０とほぼ同一の形状を有する１２（Ｌ）×１２．５（Ｈ）ｃｍの板状膜材とし、織布の両面に熱可塑性樹脂層を押出し加工して複合層を用いて曳航索３０の上下分岐索３０Ａ、３０Ｂの間に垂直となるように取付けた。
【００２３】
前記コンテナバッグを０．４ｍ／ｓｅｃの速度で静水プール中で曳航すると、種々の外的条件によりコンテナバッグが振れ回り、その際の挙動を曳航索に本発明の振れ回り防止装置を設けた場合と設けなかった場合とについて比較検討した。
【００２４】
図５は、縦軸に曳航索の長手方向に対する被曳航体の振れ角度をとり、横軸を時間として示すグラフである。このグラフから、水圧差発生部材を取り付けた場合、前記振れ角度が大幅に低減されることが判る。実験では、振れ角度の標準偏差が８８パーセント程度低減されていることが確認された。
【００２５】
図６は、縦軸に曳航進路に対する曳航索のなす角度をとり、横軸を時間として示すグラフである。このグラフから、水圧差発生部材を取り付けた場合、前記角度が大幅に低減されることが判る。実験では、前記角度の標準偏差が７６パーセント程度低減されていることが確認された。
【００２６】
図７は、縦軸に被曳航体を曳航するに必要とされる曳船の曳航力をとり、横軸を時間として示すグラフである。このグラフから、水圧差発生部材を取り付けた場合、曳航力及びその変化が大幅に低減されることが判る。実験では、水圧差発生部材を取付けない場合に比較して曳航力の最大値が５７パーセント程度低減されていることが確認された。
【００２７】
以上のように本発明によれば被曳航体を曳航索によって曳航する際の振れ回りを示す、曳航索の振れ角および振れ回りに伴う曳航索の振れ角が大幅に減少し、かつ振れ回りに伴う曳航力の増加（変化）が著しく抑止される。これによって振れ回りに伴ってフレキシブルバッグの前方端の接続部に集中して加わる応力が減少するものと考えられる。従来この種のコンテナバッグに使用中に頻発していた接続部の破断や裂断を大幅に減少させることが見込まれる。
【００２８】
尚前記本発明の実施例においては水運搬用のコンテナバッグを被曳航体とする場合について説明したが、本発明の振れ回り防止装置はその他の種々の形式の被曳航体の曳航の場合にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の振れ回り防止装置の外用を示す平面図である。
【図２】被曳航体の振れ回りを水圧差発生部材によって抑止する状態を示す説明図である。
【図３】本発明の振れ回り防止装置の概要を示す側面図である。
【図４】本発明の振れ回り防止装置の実施例の概要を示す平面図である。
【図５】縦軸に曳航索の長手方向に対する被曳航体の振れ角度をとり、横軸に時間を示すグラフである。
【図６】縦軸に曳航進路に対する曳航索の振れ角度をとり、横軸に時間を示すグラフである。
【図７】縦軸に被曳航体を曳航するに必要とされる曳船の曳航力をとり、横軸に時間を示すグラフである。
【図８】被曳航体の曳船中の振れ回り現象を示す平面図である。
【図９】従来の振れ回り防止装置の概要を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  曳船
２０  被曳航体（フレキシブルコンテナバッグ）
２１  前端部
３０  曳航索
３０Ａ、３０Ｂ  上下一対の曳航索
３０ａ、３０ｂ  曳航索
４０  水圧差発生部材
４０Ｒ、４０Ｌ  水圧受容面
【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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