(57)【要約】【課題】  上下左右方向のみならずロール方向の揺動に対してもモーメントを伝達せず、変位に対する自由度が高く且つ耐久性を長期に渡って維持できるユニバーサルジョイントを用いた浮体の連結構造を提供する。【解決手段】  海上に浮揚する浮体をユニバーサルジョイントで岸壁に係留又は浮体同士を連結する連結構造において、ユニバーサルジョイントの一方のヨークの基端部を浮体又は岸壁に固着し、他方のヨークの基端部の後方に連結方向へ伸びる回転軸を突設し、同回転軸を浮体又は岸壁の外面に取付フランジで回転可能に取り付け、突設した回転軸周りの浮体の揺動によるモーメントを前記ヨークの回転で連結先へ伝達しないようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海上に浮揚する浮体をユニバーサルジョイントで岸壁に係留又は浮体同士を連結する連結構造において、ユニバーサルジョイントの一方のヨークの基端部を浮体又は岸壁に固着し、他方のヨークの基端部の後方に連結方向へ伸びる回転軸を突設し、同回転軸を浮体又は岸壁の外面に取付フランジで回転可能に取り付け、突設した回転軸周りの浮体の揺動によるモーメントを前記ヨークの回転で連結先へ伝達しないようにしたことを特徴とする浮体の連結構造。
【請求項２】
海上に浮揚する浮体をユニバーサルジョイントで岸壁に係留又は浮体同士を連結する連結構造において、ユニバーサルジョイントの一方のヨークの基端部を浮体又は岸壁に固着し、他方のヨークの基端部の後方に連結方向へ伸びる回転軸を突設し、同回転軸を浮体又は岸壁に形成した軸穴に軸挿して回転可能に取り付け、突設した回転軸周りの浮体の揺動によるモーメントを前記ヨークの回転で連結先へ伝達しないようにしたことを特徴とする浮体の連結構造。
【請求項３】
ユニバーサルジョイントのヨーク同士を軸支するクロスピンが、上下左右方向に軸穴を形成した中空のボディにピンをそれぞれ独立してピン周りに回転可能に軸挿し、同ボディ内の中心部に球体を配置し、同球体に前記軸挿した各ピンの軸端面を接するようにし、突出した各ピンでヨーク同士を軸支してジョイントを構成するようにした構造である請求項１又は２記載の浮体の連結構造。
【請求項４】
ユニバーサルジョイントのヨーク同士を軸支するクロスピンが、上下左右方向に軸穴を形成した中空のボディに軸頭にフランジを備えたピンをそれぞれ独立してピン周りに回転可能に軸挿し、突出した各ピンのフランジでヨーク同士を軸支してジョイントを構成するようにした構造である請求項１又は２記載の浮体の連結構造。
【請求項５】
クロスピンのボディの軸穴とピンとの間に無給油軸受又は無騒音軸受を介装した請求項３又は４記載の浮体の連結構造。
【請求項６】
ユニバーサルジョイントが、対向するヨーク間にブリッジ部材を配置し、同ブリッジ部材の両端部を各ヨークの先端部とそれぞれ軸支して２箇所で屈曲できるようにした構造である請求項１〜５いずれか記載の浮体の連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海上に浮揚する浮体を岸壁へ係留又は浮体同士を連結する浮体の連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浮体の連結構造は特許文献１に開示されている。この技術は、浮体の対向間に設けられる連鎖継手としてボールジョイントを用いたものである。ボールジョイントは回動の軸方向性がないから、海域での波浪による浮体の揺動に対して柔軟に応答できる効果を有している。
【０００３】
ところで、浮体は質量が大きいため、前記ボールジョイントによる連結を行う場合に用いる中心部の球体も荷重に耐えうるべく必然的に大型化する。大型の球体は製造が難しく高精度が求められて高コストであり、この球体の表面に沿って摺動させる摺動体の取り付けも困難であった。また、円滑な回動のために定期的に給油する必要があり、海洋を汚染する問題もあった。
【０００４】
これに対し、ユニバーサルジョイント（自在軸継手）を用いた浮体の連結技術が特許文献２〜４に開示されている。ユニバーサルジョイントは構成部品が全て旋盤等の加工機で容易且つ精度良く製作でき、組み立てや取り付けも容易で低コストにて実施でき、また給油の必要がないから海洋を汚染することがないというものである。
【０００５】
しかしながら、これらの技術はユニバーサルジョイントのヨークの基端部が浮体や岸壁に固着されるものであるから、上下左右方向の揺動に対しては応答するが、ロール方向の揺動に対してはモーメントが連結先へ伝達してしまい、度重なる波浪により固着部分に負荷が作用して耐久性が低下する問題があった。
【特許文献１】特開２００３−１９１８８８号公報
【特許文献２】実公平６−１０２１９号公報
【特許文献３】実公平６−３４２３５号公報
【特許文献４】特許第２９２３１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、上下左右方向のみならずロール方向の揺動に対してもモーメントを伝達せず、変位に対する自由度が高く且つ耐久性を長期に渡って維持できる浮体の連結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  海上に浮揚する浮体をユニバーサルジョイントで岸壁に係留又は浮体同士を連結する連結構造において、ユニバーサルジョイントの一方のヨークの基端部を浮体又は岸壁に固着し、他方のヨークの基端部の後方に連結方向へ伸びる回転軸を突設し、同回転軸を浮体又は岸壁の外面に取付フランジで回転可能に取り付け、突設した回転軸周りの浮体の揺動によるモーメントを前記ヨークの回転で連結先へ伝達しないようにしたことを特徴とする浮体の連結構造
２）  海上に浮揚する浮体をユニバーサルジョイントで岸壁に係留又は浮体同士を連結する連結構造において、ユニバーサルジョイントの一方のヨークの基端部を浮体又は岸壁に固着し、他方のヨークの基端部の後方に連結方向へ伸びる回転軸を突設し、同回転軸を浮体又は岸壁に形成した軸穴に軸挿して回転可能に取り付け、突設した回転軸周りの浮体の揺動によるモーメントを前記ヨークの回転で連結先へ伝達しないようにしたことを特徴とする浮体の連結構造
３）  ユニバーサルジョイントのヨーク同士を軸支するクロスピンが、上下左右方向に軸穴を形成した中空のボディにピンをそれぞれ独立してピン周りに回転可能に軸挿し、同ボディ内の中心部に球体を配置し、同球体に前記軸挿した各ピンの軸端面を接するようにし、突出した各ピンでヨーク同士を軸支してジョイントを構成するようにした構造である前記１）又は２）記載の浮体の連結構造
４）  ユニバーサルジョイントのヨーク同士を軸支するクロスピンが、上下左右方向に軸穴を形成した中空のボディに軸頭にフランジを備えたピンをそれぞれ独立してピン周りに回転可能に軸挿し、突出した各ピンのフランジでヨーク同士を軸支してジョイントを構成するようにした構造である前記１）又は２）記載の浮体の連結構造
５）  クロスピンのボディの軸穴とピンとの間に無給油軸受又は無騒音軸受を介装した前記３）又は４）記載の浮体の連結構造
６）  ユニバーサルジョイントが、対向するヨーク間にブリッジ部材を配置し、同ブリッジ部材の両端部を各ヨークの先端部とそれぞれ軸支して２箇所で屈曲できるようにした構造である前記１）〜５）いずれか記載の浮体の連結構造
にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、浮体が波浪によりロール方向へ揺動した際、ユニバーサルジョイントの可動側のヨークが取り付け部分で回転軸周りに回転して連結先へのモーメントの伝達が遮断され、ジョイントの取り付け部分に負荷が作用することなく耐久性が長期に渡って維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のユニバーサルジョイントの取り付けとしては、ヨークの回転軸を浮体又は岸壁の外面に取付フランジで回転可能に取り付ける方法や、ヨークの回転軸を浮体又は岸壁に形成した軸穴に軸挿して回転可能に取り付ける方法があり、任意に選ばれる。岸壁への係留は係留アームを介して成され、係留アームの端部に同様のユニバーサルジョイントを取り付けて浮体と岸壁とを２点又は３点支持で連結する。
【００１０】
ユニバーサルジョイントのヨーク同士を軸支するクロスピンは、上下左右方向に軸穴を形成した中空のボディにピンをそれぞれ独立してピン周りに回転可能に軸挿した構造とすると、大型大質量の浮体からの荷重を独立したピンで受け流し、クロスピンを破損させることなく大荷重に十分に耐え得る連結構造とすることができる。
【００１１】
また、このクロスピンは４本のクロスピンを中心の球体に押し当てるように差し込み、クロスピンのエンドキャップで押えるだけの簡易な構造でクロスピンの保持ができる。この場合のクロスピンは一様な径のピンで良いため、製作工数の低減が図られ、量産品の安価な球体を用いる場合にはそのメリットはより大きくなる。以下、本発明の各実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１〜５に示す実施例１は、ユニバーサルジョイントのヨークの回転軸を浮体の外面に取付フランジで回転可能に取り付けた例である。図１は実施例１のユニバーサルジョイントの一部切欠斜視図、図２は実施例２のユニバーサルジョイントの分解斜視図、図３は実施例１の浮体の係留及び浮体間の連結を示す説明図、図４は実施例１のユニバーサルジョイントの外観図、図５は実施例１のヨークの取り付けを示す説明図である。
【００１３】
図中、１はユニバーサルジョイント、２は可動ヨーク、２ａは回転軸、２ｂはピン穴、３は固定ヨーク、３ａはピン穴、４はクロスピン、４ａはクロスピンボディ、４ｂは軸穴、４ｃはピン、４ｄは球体、４ｅはエンドキャップ、５は取付フランジ、５ａは取付ボルト、６はスラスト軸受、７はラジアル軸受、８は軸止フランジ、Ａは係留アーム、Ｆは浮体、Ｇは岸壁、Ｗは海である。
【００１４】
実施例１のユニバーサルジョイント１は、図１，２に示すように基端部の後方に連結方向へ伸びる回転軸２ａを備えた可動ヨーク２と固定ヨーク３をクロスピンボディ４ａを介して対向配置し、独立したピン４ｃを可動ヨーク２のピン穴２ｂと固定ヨーク３のピン穴３ａを通じてクロスピンボディ４ａの穴４ｂに球体４ｄとともにそれぞれ軸挿し、エンドキャップ４ｅでピン穴２ｂ，３ａを封止して構成している。
【００１５】
図３，４に示すように、上記ユニバーサルジョイント１の固定ヨーク３を一方の浮体Ｆの外面に取付プレート９を介して固着し、反対側の可動ヨーク２の回転軸２ａにスラスト軸受６及びラジアル軸受７を嵌挿するとともに取付フランジ５を介して軸止フランジ８を軸着し、取付フランジ５を他方の浮体Ｆの外面に取付プレート９を介して固着する。岸壁Ｇに隣接する浮体Ｆは、岸壁Ｇ側に上記ユニバーサルジョイント１を取り付けた係留アームＡを介装して係留する。
【００１６】
なお、スラスト軸受６及びラジアル軸受７は一般的に金属製を用いるが、樹脂系摺動材を採用することもある。樹脂系摺動材は金属製の軸受と比較して剛性が低いから浮体Ｆの揺動による衝撃力を効果的に緩和できる。また、バネ等の付勢手段を採用することもできる。
【００１７】
図４（ａ）は浮体Ｆ同士を連結するユニバーサルジョイントの外観、図４（ｂ）は浮体Ｆと係留アームＡを連結するユニバーサルジョイントの外観を示している。また、図５にはスラスト軸受の配置の各例を示している。図５（ａ）は、回転軸２ａの後端に軸着した軸止フランジ８を前後から挟持するようにスラスト軸受６を配置している例である。図５（ｂ）は、可動ヨーク２の後面と軸止フランジ８の前面に取付フランジ５を前後から挟持するようにスラスト軸受６を配置している例である。
【００１８】
実施例１はこのように構成したから、浮体Ｆが波浪によりロール方向へ揺動した際、ユニバーサルジョイント１の可動ヨーク２が取り付け部分で回転軸周りに回転して隣接する浮体Ｆ又は係留アームＡ又は岸壁Ｇへのモーメントの伝達が遮断され、ジョイントの取り付け部分に負荷が作用することなく耐久性が長期に渡って維持された。また、クロスピン４のピン４ｃを独立して回転可能にしたから、大型大質量の浮体Ｆからの荷重を独立したピン４ｃで受け流し、クロスピン４の破損を防止して大荷重に十分耐え得る連結構造とすることができた。
【実施例２】
【００１９】
図６に示す実施例２は、ユニバーサルジョイントのヨークの回転軸を浮体又は岸壁に形成した軸穴に軸挿して回転可能に取り付けた例である。図６は実施例２のヨークの取り付けを示す説明図である。実施例２のユニバーサルジョイント１は、構造は実施例１と同様であるが、可動ヨーク２の回転軸２ａを浮体Ｆに形成した軸穴１０へ軸挿して回転可能に取り付けている。
【００２０】
図６（ａ）は、可動ヨーク２の後面と軸止フランジ８の前面に軸穴１０の縮径部を前後から挟持するようにスラスト軸受６を配置している例である。図６（ｂ）は、前方へ配設した軸止フランジ８の拡径部を前後から挟持するようにスラスト軸受６を配置している例である。このように、可動ヨーク２を浮体Ｆ内部に組み込むことで、実施例１と比較してスラスト軸受６を大荷重に耐えられる大型構造にすることが可能である。その他、符号、構成は実施例１と同じである。
【実施例３】
【００２１】
図７に示す実施例３は球体を省略したクロスピンの例である。図７は実施例３のクロスピンの断面図である。図中、４ｆはフランジ、４ｇは摺動材、４ｈは取付ボルトである。
【００２２】
図７に示すクロスピン４は、各軸穴４ｂ内に無給油軸受又は無騒音軸受からなる摺動材４ｇを介して可動ヨーク２及び固定ヨーク３を各ピン穴２ｂ，３ａと各軸穴４ｂとが連通するように配置し、軸頭にフランジ４ｆを備えたピン４ｃをそれぞれ軸挿し、各ピン４ｃのフランジ４ｆと可動ヨーク２及び固定ヨーク３とを取付ボルト４ｈで固定している。
【００２３】
従って、実施例３ではピン４ｃにフランジ４ｆを設ける必要があるが、クロスピンボディ４ａの中央部に配設していた球体４ｄを省略でき、構造は簡略化される。その他、符号、構成は実施例１と同じである。
【実施例４】
【００２４】
図８に示す実施例４はダブル構造のユニバーサルジョイントを用いた例である。図８は実施例４のヨークの取り付けを示す説明図、図８（ａ）は縦断面図、図８（ｂ）は横断面図である。図中、１１はブリッジ部材、１１ａは軸穴である。
【００２５】
図８に示すユニバーサルジョイント１は、両端の二股先端部に軸穴１１ａを有したブリッジ部材１１を可動ヨーク２と固定ヨーク３の間に配置し、前記実施例１に示すクロスピン４でそれぞれ軸支して２箇所で屈曲できるダブル構造のジョイントに構成している。
【００２６】
従って、１箇所で屈曲するユニバーサルジョイント１と比較してより大きい波浪等に対しても柔軟に応答し、ジョイントの取り付け部分に作用する負荷を極力低減して耐久性をより長期に渡って維持することができる。その他、符号、構成は実施例１と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の浮体の連結構造は、浮消波堤や浮桟橋，バージ，いけす，人工島などに広く応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１のユニバーサルジョイントの一部切欠斜視図である。
【図２】実施例１のユニバーサルジョイントの分解斜視図である。
【図３】実施例１の浮体の係留及び浮体間の連結を示す説明図である。
【図４】実施例１のユニバーサルジョイントの外観図である。
【図５】実施例１のヨークの取り付けを示す説明図である。
【図６】実施例２のヨークの取り付けを示す説明図である。
【図７】実施例３のクロスピンの断面図である。
【図８】実施例４のヨークの取り付けを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ユニバーサルジョイント
２  可動ヨーク
２ａ  回転軸
２ｂ  ピン穴
３  固定ヨーク
３ａ  ピン穴
４  クロスピン
４ａ  クロスピンボディ
４ｂ  軸穴
４ｃ  ピン
４ｄ  球体
４ｅ  エンドキャップ
４ｆ  フランジ
４ｇ  摺動材
４ｈ  取付ボルト
５  取付フランジ
５ａ  取付ボルト
６  スラスト軸受
７  ラジアル軸受
８  軸止フランジ
９  取付プレート
１０  軸穴
１１  ブリッジ部材
１１ａ  軸穴
Ａ  係留アーム
Ｆ  浮体
Ｇ  岸壁
Ｗ  海
【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】
2007015411.tif 000008
【図７】
2007015411.tif 000009
【図８】
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