(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム等の弾性体によって一体的に形成される防舷材であって、
円板状の受衝部と、
前記受衝部に接続され、前記受衝部の外周縁から外方に広がる中空円錐台形状の第１支衝部と、
前記第１支衝部に接続され、前記第１支衝部の外周縁から第１段部を介して外方に広がる中空円錐台形状の第２支衝部とを備え、
前記第１支衝部及び前記第２支衝部の内周壁は、前記第２支衝部の内方において外方に広がる第２段部を有しており、
前記第１支衝部は前記受衝部の外周縁から水平外方に伸びる第３段部を介して接続され、
前記第１支衝部の外周壁の傾斜角が１５°であるとともに、前記第２支衝部の外周壁の傾斜角が１５°であり、
前記第３段部の水平長さＡの前記受衝部の直径Ｄに対する比率が、０．０４％である、防舷材。
【請求項２】
前記第２段部に対して前記受衝部側の前記内周壁の傾斜角が、７．３°である、請求項１記載の防舷材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は防舷材に関し、特に船舶等の接岸時又は係留時において緩衝材として岸壁に固定して使用される防舷材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
船舶の岸壁等への接岸時のエネルギーを吸収して衝撃を緩和することで、船舶の船体を保護する防舷材が多く使用されている。
【０００３】
図６はこのような防舷材の断面構造を示した図であって、特開２００１−１７２９３９号公報において従来例として示された防舷材の図である。
【０００４】
図を参照して、防舷材６１は、外形及び厚みの一定な円筒状の第１支衝部９１と、第１支衝部９１の基端側から岸壁等の取付面Ｑに向けて外方に広がる、厚みの一定な中空円錐台形状の第２支衝部９２とから構成されている。防舷材６１はゴム等の弾性材料により一体に成形した、いわゆるサークル型と呼ばれるものが広く一般に使用されている。尚、図示していないが、第１支衝部９１の先端側には受衝板等の受衝部材が取付けられて使用されるものである。
【０００５】
このようなサークル型の防舷材６１は、船舶の接舷によって圧縮力を受けると、まずこの圧縮力に対して反力を生じながら第１支衝部９１と第２支衝部９２との境界部分、及び第２支衝部９２の途中の、高さ方向のほぼ中心位置で屈曲を開始して最終的に圧縮力に抗しきれなくなった段階で座屈する。次にその全体がほぼ隙間無く折り畳まれるまで変形した後、更に１つのゴムの塊となって圧縮変形する。
【０００６】
この変形の経過を、圧縮による防舷材６１の変位量と、その際に防舷材６１に生ずる反力とを示す変位量−反力特性曲線で表すと、図７に示す結果となる。すなわち、図６の平常状態から、屈曲部分が座屈する直前までが、図７で説明すると原点Ｏから極大点Ａまでに相当する。この間は、圧縮力を受けることによって屈曲された防舷材６１が元に戻ろうとする反力を生じるため、反力が上昇する。
【０００７】
ところが、防舷材６１は、座屈すると上記の反力をほとんど失うために、その全体が押しつぶされて折り畳まれた状態となるまでの間、防舷材６１の反力は低下する。すなわち、極大点Ａから極小点Ｃまでの経過をたどる。そして完全に折り畳まれた状態となると今度は、防舷材６１の全体が上述のように１つのゴムの塊として挙動するため、再び大きな反力を生じる。すなわち、極小点Ｃから後は、点Ｂを経由して反力が一方的に上昇することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにこのような特性曲線を持つ防舷材を実際に使用するに当たって、その使用可能な範囲は、通常原点Ｏから、Ｃ点以降再び反力が増加に転じて、極大点Ａと同じ反力値を示すＢ点までとなる。これを変位量で言えば、原点Ｏから変位量Ｄまでの範囲に規制される。このように規制するのは、変位量Ｄ以降では、反力が大きくなり過ぎて、船体を損傷する等の問題を生じる恐れがあるからである。
【０００９】
そして、このような防舷材が、許容された変位量Ｄまでの範囲内で吸収できるエネルギー量は、この特性曲線と原点Ｏを通る横軸と、点Ｂを通る縦軸とで仕切られた領域の面積Ｓ１に相当する部分となる。従って、効果的な防舷材として、反力を大きくし且つ変位量を大きくして吸収エネルギーを増大させることが必要となる。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、変位量−反力特性曲線において、極大点Ａの値が大きく、且つ変位量Ｄの値が効率的に大きくなる防舷材を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ゴム等の弾性体によって一体的に形成される防舷材であって、円板状の受衝部と、受衝部に接続され、受衝部の外周縁から外方に広がる中空円錐台形状の第１支衝部と、第１支衝部に接続され、第１支衝部の外周縁から第１段部を介して外方に広がる中空円錐台形状の第２支衝部とを備え、第１支衝部及び第２支衝部の内周壁は、第２支衝部の内方において外方に広がる第２段部を有しており、第１支衝部は受衝部の外周縁から水平外方に伸びる第３段部を介して接続され、第１支衝部の外周壁の傾斜角が１５°であるとともに、第２支衝部の外周壁の傾斜角が１５°であり、第３段部の水平長さＡの受衝部の直径Ｄに対する比率を、０．０４％としたものである。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、第２段部に対して受衝部側の内周壁の傾斜角を７．３°としたものである。
【００１６】
このように構成すると、安定した変位量−反力曲線においてより反力が増加する。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、反力が大きくなるとともに防舷材に適した変位量−反力曲線が得られるため、安定した吸収エネルギー量を有する防舷材となる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、安定した変位量−反力曲線においてより反力が増加するため、効率的な防舷材となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１の実施の形態による防舷材の概略断面構造を示した図である。
【００２１】
図を参照して、防舷材１１はゴム、弾性を有するポリウレタン等よりなる高分子材料等の弾性体によって一体的に形成されている。具体的には、防舷材１１は円板状の受衝部１３と、受衝部１３に接続され、受衝部１３の外周縁から外方に広がる中空円錐台形状の第１支衝部１５と、第１支衝部１５に接続され、第１支衝部１５の外周縁から第１段部２０を介して、外方に広がる中空円錐台形状の第２支衝部１６と、第２支衝部１６の下方端に円筒部分を介して接続され、岸壁等に接して防舷材１１を取付けるためのフランジ１８とから構成されている。
【００２２】
尚、図示していないが、第１支衝部１５の外方側には受衝板等の受衝部材が取付けられて使用されるものである。
【００２３】
防舷材１１の具体的な寸法は以下の通りである。
【００２４】
全体高さＨ＝８１４ｍｍ
尚、防舷材１１の内周壁は受衝部１３側の椀状の部分と、第２段部２１を介して上方の傾斜角θ３の傾斜面と、第２段部２１より下方の傾斜角θ４の傾斜面とから構成されている。
【００２５】
受衝部１３の直径Ｄ＝７０４ｍｍ
フランジ１８の外縁の直径Ｂ＝１２００ｍｍ
第２支衝部１６の外周壁の傾斜角θ１＝１５°
第１支衝部１５の外周壁の傾斜角θ２＝１５°
上方の内周壁の傾斜角θ３＝７．３°
下方の内周壁の傾斜角θ４＝７．９°
このような寸法よりなる防舷材１１において、第２支衝部１６の外周壁の傾斜角θ１を変化させた場合に生じる反力と変位量とを測定した。
【００２６】
図２はこのようにして得た変位量−反力曲線である。
【００２７】
図を参照して、測定に際しては、第２支衝部１６の傾斜角θ１が１０°、１２．５°、１５°、１７．５°及び２０°の５種類の値のものを準備して実験した。その結果、傾斜角θ１と変位量とについて以下の結果となった。
【００２８】
0004190816.tif 000002
以上の実験結果から、図１に示した防舷材１１において第２支衝部１６の好ましい傾斜角θ１は、変位量が７０％となる１５〜１７．５°となることが判明した。
【００２９】
図３は図１で示した所定寸法の防舷材１１において、上方の内周壁の傾斜角θ３のみを変化させて得られた変位量−反力曲線を示した図である。
【００３０】
図を参照して、傾斜角θ３を７．３°及び１５°の各々に変化させた防舷材１１を準備して得られた曲線が示されている。これによると、変位量はいずれの角度においても同一の７０％となっているが、１５°の傾斜角における反力をＰとすると、７．３°の傾斜角における反力は１．３Ｐとなっている。従って、内周壁の傾斜角θ３は７．３°に設定したものが、より効果的に吸収エネルギーを発揮することになる。
【００３１】
図４はこの発明の第２の実施の形態による防舷材の概略断面形状を示した図である。
【００３２】
図を参照して、防舷材１１は先の実施の形態と同様に、ゴム等の弾性体によって一体的に形成されている。具体的には防舷材１１は円板状の受衝部１３と、受衝部１３に接続され、受衝部１３の外周縁から水平外方に伸びる第３段部２３を介して外方に広がる中空円錐台形状の第１支衝部１５と、第１支衝部１５に接続され、第１支衝部１５の外周縁から第１段部２０を介して外方に広がる中空円錐台形状の第２支衝部１６と、第２支衝部１６の下方端に円筒部分を介して接続され、岸壁等に接して防舷材１１を取付けるためのフランジ１８とから構成されている。尚、防舷材１１の内周壁は、受衝部１３側の釣鐘状に肉盛された部分と、第２段部２１の上方部であって、傾斜角θ３となる部分と、第２段部２１の下方部であって、傾斜角θ４となる部分とによって構成されている。
【００３３】
この実施の形態による防舷材１１は、受衝部１３と第１支衝部１５との境界に第３段部２３が形成されている点と内周壁の上部の肉盛部分とを除いて、先の実施の形態による防舷材と基本的には同一形状となっている。そして第２支衝部１６の傾斜角θ１は１５°であり、第１支衝部１５の傾斜角θ２は１５°であり、内周壁上部の傾斜角θ３は７．３°であり、下方の内周壁の傾斜角θ４は７．９°である。すなわち、第１支衝部１５及び第２支衝部１６の形状は、第３段部２３の水平長さＡの分だけ、先の実施の形態による防舷材のそれらに対して厚さが厚くなっている。従ってその厚さに関する寸法と内周壁の上部寸法のみを除いて、他の寸法は先の実施の形態による防舷材と同一である。
【００３４】
この実施の形態においては、第３段部２３の水平長さＡの受衝部１３の直径Ｄに対する比率を０．００％（第３段部２３なし）、０．０４％、０．０８％、０．１１％、０．１５％及び０．１９％に変化させたものを準備して、変位量−反力曲線を実験で求めた。
【００３５】
図５はこの実験結果を表した変位量−反力曲線を表した図である。
【００３６】
実験結果は以下の通りであった。
【００３７】
0004190816.tif 000003
以上の実験結果から、第３段部２３の水平長さＡの受衝部１３の直径Ｄに対する比率は、０〜０．０４％の範囲で設定することが好ましいことが判明した。
【００３８】
尚、上記の各実施の形態では示していないが、受衝部及び支衝部の表面全体にポリウレタンやポリエチレン等からなる低摩擦層を設けても良く、これによって船体が防舷材に接触したときに船体の進行方向に防舷材が変形するのを防ぎ、圧縮方向にのみ荷重がかかるようにすることで効率的な緩衝効果を得ることが可能となる。
【００３９】
又、上記の各実施の形態では示していないが、防舷材の内部に補強布を埋設することによって、船体の接触時に防舷材の圧縮に伴う反力をより向上させることができる。補強布としては、ナイロン織布、ガラスメッシュ、金属メッシュ等を用いれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態による防舷材の概略断面構造を示した図である。
【図２】図１で示した防舷材に対して、第２支衝部の傾斜角を変化させた場合の変位量−反力曲線を示した図である。
【図３】図１で示した防舷材に対して、上方の内周壁の傾斜角を変化させた場合の変位量−反力曲線を示した図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態による防舷材の概略断面構造を示した図である。
【図５】図４で示した防舷材に対して、第３段部の長さを変化させた場合の変位量−反力曲線を示した図である。
【図６】従来の防舷材の概略断面構造を示した図である。
【図７】一般的な防舷材の反力と変位量との関係による変位量−反力曲線を示した図である。
【符号の説明】
１１…防舷材
１３…受衝部
１５…第１支衝部
１６…第２支衝部
２０…第１段部
２１…第２段部
２３…第３段部
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【図１】
0004190816.tif 000004
【図２】
0004190816.tif 000005
【図３】
0004190816.tif 000006
【図４】
0004190816.tif 000007
【図５】
0004190816.tif 000008
【図６】
0004190816.tif 000009
【図７】
0004190816.tif 000010