(57)【要約】海上に浮揚する浮体を岸壁又は他の浮体に連結する浮体連結装置１が、水平な第１の回転軸４ｃ、鉛直な第２の回転軸４ｃ′を有した回転軸組立体４と、一端において第１の回転軸４ｃを中心として回転自在に回転軸組立体に連結された第１のヨーク２と、一端において第２の回転軸４ｃ′を中心として回転自在に回転軸組立体４に連結された第２のヨーク３と、第１のヨーク２の他端に連結され前記２つの軸線に対して垂直な中心軸線方向に延設された第３の回転軸２ａと、浮体Ｆに連結され第３の回転軸２ａを回転自在に支持すると共に第３の回転軸が中心軸線方向に移動することを防止する軸受手段５とを有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
海上に浮揚する浮体を岸壁又は他の浮体に連結する浮体連結装置において、
水平中心軸線に垂直な第１の軸線方向に延設された第１の回転軸、前記中心軸線および前記第１の軸線に対して垂直な第２の軸線方向に延設された第２の回転軸を有した回転軸組立体と、
一端において前記第１と第２の回転軸の一方の回転軸を中心として回転自在に前記回転軸組立体に連結された第１のヨークと、
一端において前記第１と第２の回転軸の他方を中心として回転自在に前記回転軸組立体に連結され、他端において前記岸壁または他の浮体に固定された第２のヨークと、
前記第１のヨークの他端に連結され、前記中心軸線方向に延設された第３の回転軸と、
前記浮体に連結され前記第３の回転軸を回転自在に支持する軸受手段とを具備する浮体連結装置。
【請求項２】
前記軸受手段が、前記浮体に取付けられた取付部材と、
前記中心軸線方向に沿って延びるよう前記取付部材に配設され前記第３の回転軸を受承するラジアル軸受と、
前記取付部材に配設され前記第３の回転軸に作用するスラスト荷重を支持する少なくとも１つのスラスト軸受とを具備する請求項１に記載の浮体連結装置。
【請求項３】
前記軸受手段は、前記浮体に形成された凹所内に配設されたスラスト軸受を更に具備し、
前記第３の回転軸に作用するスラスト荷重を前記取付部材のスラスト軸受と前記凹所のスラスト軸受とにより支持するようにした請求項２に記載の浮体連結装置。
【請求項４】
前記軸受手段は、前記浮体に形成された凹所内に前記中心軸線方向に延設するよう配設され前記第３の回転軸を受承するラジアル軸受と、
前記凹所内に配設され前記第３の回転軸に作用するスラスト荷重を支持するスラスト軸受とを具備する請求項１に記載の浮体連結装置。
【請求項５】
前記回転軸組立体が、前記第１と第２の回転軸を受承する第１と第２のボアを有した本体部材を具備しており、
前記第１と第２の回転軸の各々は、前記第１と第２の軸線に沿って同一直線上に配置され前記本体部材から突出する一対のピンを具備している請求項１に記載の浮体連結装置。
【請求項６】
前記第１と第２のボアは前記本体部材の中心部で交差するように形成されており、前記第１と第２のボアの交差点にボール部材が配設され、
前記第１と第２の回転軸の各々の一対のピンは、その内側の一端が前記ボール部材の表面に当接するように、前記第１と第２のボア内に挿入されており、以て、前記各ピンのスラスト荷重を前記ボール部材により支持するようになっている請求項５に記載の浮体連結装置。
【請求項７】
前記回転軸組立体は、前記第１と第２のボア内に配設され前記第１と第２の回転軸の各々の一対のピンの各々を受承するラジアル軸受と、
前記本体部材の表面に配設され前記第１と第２の回転軸の各々の一対のピンの各々のスラスト荷重を受承するスラスト軸受とを更に具備する請求項５に記載の浮体連結装置。
【請求項８】
前記回転軸組立体のスラスト軸受とラジアル軸受の少なくとも一方は無給油軸受を具備する請求項５〜７の何れか１項に記載の浮体連結装置。
【請求項９】
前記回転軸組立体のスラスト軸受とラジアル軸受の少なくとも一方は無騒音軸受を具備する請求項５〜７の何れか１項に記載の浮体連結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  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装置に関する。
【背景技術】  特開２００３−１９１８８８号公報には、２つの浮体の対向する側壁間を連結するための連結装置が開示されている。この連結装置は、２つの浮体の対向する側壁間を連結するボールジョイントと、２つの浮体間の相対的回転位置を基準位置に復帰させる復元装置とを具備している。ボールジョイントは、球体と該球体に嵌合する球面座とを具備して両者間の相対的な移動によって、波浪による浮体の揺動に対して柔軟に応答できる。
一方、浮体は質量が大きいため、ボールジョイントには大きな荷重が作用するので、ボールジョイントは、この荷重に耐えうるべく必然的に大型化する。大きな球体および球面座を高精度に作成することは難しく、従って、ボールジョイントが大型化すると、製造コストが高くなると共に、その組立も難しくなる。また、球体と球面座の相対的な動作を円滑にするためには、定期的に球体と球面座の間の摺動面に給油する必要があるので、潤滑油により海洋を汚染する問題もある。
これに対し、実公平６−１０２１９号公報、実公平６−３４２３５号公報、特許第２９２３１７４号公報には、直交する２軸を中心として回転自在の回転軸を用いたユニバーサルジョイント（自在軸継手）を具備する浮体の連結装置が開示されている。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。
然しながら、ユニバーサルジョイントは、浮体の上下左右方向の揺動に対しては柔軟に揺動できるが、ヨークの中心軸線回りには回転できないので、波浪により浮体がロールすると、そのモーメントがユニバーサルジョイントのヨークと浮体の側面との間の結合部分に作用し、該結合部分が破損する問題がある。
【発明の開示】
本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、上下左右方向のみならずロール方向の揺動に対する耐久性が高く、かつ、連結される浮体の変位に対して円滑に動作できる浮体連結装置を提供することを目的としている。
本発明によれば、海上に浮揚する浮体を岸壁又は他の浮体に連結する浮体連結装置において、水平中心軸線に垂直な第１の軸線方向に延設された第１の回転軸、前記中心軸線および第１の軸線に対して垂直な第２の軸線方向に延設された第２の回転軸を有した回転軸組立体と、一端において前記第１と第２の回転軸の一方の回転軸を中心として回転自在に前記回転軸組立体に連結された第１のヨークと、一端において前記第１と第２の回転軸の他方を中心として回転自在に前記回転軸組立体に連結され、他端において前記岸壁または他の浮体に固定された第２のヨークと、前記第１のヨークの他端に連結され、前記中心軸線方向に延設された第３の回転軸と、前記浮体に連結され前記第３の回転軸を回転自在に支持する軸受手段とを具備する浮体連結装置が提供される。
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、浮体連結装置の第１と第２のヨークは、第３の回転軸を中心として相対的に回転動作するので、浮体のロール動作によるモーメントに対する浮体連結装置の耐久性が確保される。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の好ましい実施例による浮体連結装置の一部を破断して示す斜視図である。
図２は、図１の浮体連結装置の分解斜視図である。
図３は、浮体の係留及び浮体間の連結を示す説明図である。
図４Ａは２つの浮体を連結する浮体連結装置の外観を示す平面図である。
図４Ｂは浮体を岸壁を連結する浮体連結装置の外観を示す平面図である。
図５Ａは、第３の回転軸のための軸受手段の変形例を示す側断面図である。
図５Ｂは、第３の回転軸のための軸受手段の更に他の変形例を示す側断面図である。
図６Ａは、第３の回転軸のための軸受手段の更に他の変形例を示す側断面図である。
図６Ｂは、第３の回転軸のための軸受手段の更に他の変形例を示す側断面図である。
図７は、回転軸組立体の他の実施例を示す断面図である。
図８Ａは、第３の回転軸のための軸受手段の断面と共に示す、回転軸組立体の更に他の実施例を示す平面図である。
図８Ｂは、図８Ａとは異なる方向に見た回転軸組立体の側面図である。
図９は、一部を破断して示す回転軸組立体の他の実施例の斜視図である。
図１０は、図９の回転軸組立体を備えた浮体連結装置の分解斜視図である。
図１１は、図９の回転軸組立体の断面図である。
発明を実施する最良の態様
本発明の浮体連結装置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ボアに挿入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浮体連結装置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。
浮体連結装置の２つのヨークを連結する回転軸組立体は、本体部材に上下左右方向にボアを形成して、該ボアに独立して回転可能なピンを挿入されている。これにより、２つのヨーク間の相対移動が円滑になる。
また、この回転軸組立体は、４本のピンを中心の球体に当接するようにボア内に挿入し、該ピンの端部をエンドキャップで押えるだけの簡易な構造とすることができ、製作工数の低減が図られる。球体として量産品の安価な球体を用いる場合には、そのメリットは一層高くなる。
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。
先ず、図１〜５Ｂを参照すると、本実施例による浮体連結装置では、ヨークの回転軸を浮体の外側面に取付フランジで回転可能に取り付けられている。
図１〜５Ｂにおいて、１は浮体連結装置、２は第１のヨーク、２ａは第１のヨーク２に連結され水平中心軸線Ｏに沿って延びる第３の回転軸、２ｂは第１のヨーク２のピン穴、３は第２のヨーク、３ａは第２のヨーク３のピン穴、４は回転軸組立体、４ａは回転軸組立体の本体部材、４ｂは第１の回転軸を受承する第１のボア、４ｂ′は第２の回転軸を受承する第２のボア、４ｃは第１の回転軸を形成する一対のピン、４ｃ′は第２の回転軸を形成する一対のピン、４ｄは球体、４ｅはエンドキャップ、５は取付部材を形成するフランジ、５ａは取付ボルト、６は第３の回転軸２ａのためのスラスト軸受、７は第３の回転軸２ａのためのラジアル軸受、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。
本実施例では、図１、２に示すように、回転軸組立体４の本体部材４ａには、第１と第２の第１の回転軸を形成する一対のピン４ｃ、４ｃ′を受承する第１と第２のボア４ｂ、４ｂ′が、夫々水平、鉛直方向に形成されている。第１と第２のボア４ｂ、４ｂ′は、本体部材４ａの中心部で互いに交差しており、その交差点にピン４ｃ、４ｃ′のスラスト荷重を支持する球体４ｄが配置される。
回転軸組立体４の本体部材４ａが第１と第２のヨーク２、３の間に配置され、独立のピン４ｃ、４ｃ′が第１のヨーク２のピン穴２ｂと第２のヨーク３のピン穴３ａを通じて本体部材４ａのボア４ｂ、４ｂ′内に挿入される。このとき、ピン４ｃ、４ｃ′の内側の端部は球体４ｄに当接する。ピン４ｃ、４ｃ′の外側の端部は、ピン穴２ｂ、３ａを封止するエンドキャップ４ｅにより支持される。
第１のヨーク２には、第１と第２の回転軸４ｃ、４ｃ′に垂直な水平方向に延びる第３の回転軸２ａが連結されている。固定部材としてのフランジ５には、第２の回転軸２ａのためのラジアル軸受７およびスラスト軸受６が配設されている。
図３、図４Ａを参照して、本実施例の浮体連結装置１により２つの浮体Ｆを互いに連結する方法を説明する。
先ず、第２のヨーク３が、一方の浮体Ｆの外面に取付プレート９を介して固定される。第１のヨーク２の回転軸２ａは、軸止フランジ８によりフランジ５に回転自在に取付けられる。フランジ５は取付プレート９を介して他方の浮体Ｆの外面に固定される。
浮体Ｆを岸壁Ｇに連結または係留する場合は、図４Ｂに示すように、浮体Ｆは、上述のようにして岸壁Ｇに固定された浮体連結装置１に係留アームＡを介して係留される。
なお、スラスト軸受６及びラジアル軸受７は一般的に金属材料により形成されるが、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。
また、図５Ａ、５Ｂには、第３の回転軸２ａのための軸受手段の変形例が示されている。
図５Ａの例では、取付部材としてのフランジ５に設けたスラスト軸受６と、浮体Ｆに形成された凹所１２内に配設したスラスト軸受６′とにより、第３の回転軸２ａに作用するスラスト荷重を支持するようになっている。図５Ｂの例では、取付部材としてのフランジ５に設けたスラスト軸受６、６′により、第３の回転軸２ａに作用するスラスト荷重を支持するようになっている。何れの場合にも、第３の回転軸２ａための軸止フランジ８は凹所１２内に配置される。
本実施例によれば、浮体Ｆが波浪によりロール方向へ揺動した際、浮体連結装置１の第１のヨーク２が、第３の回転軸２ａを中心として回転するので、隣接する浮体Ｆ又は係留アームＡ又は岸壁Ｇへモーメントが伝達されない。従って、浮体連結装置１の耐久性が長期に渡って維持される。また、回転軸組立体４の第１と第２の回転軸を形成するピン４ｃ、４ｃ′を独立して回転可能にしたので、第１と第２のヨーク２、３の相対動作が円滑になり、浮体Ｆが大型で質量の大きなものであっても、回転軸組立体４の破損を防止して大荷重に十分耐え得る浮体連結装置とすることができる。
次に、図６Ａ、６Ｂを参照して、第３の回転軸２ａのための軸受手段の更に他の例を説明する。本例では、第３の回転軸が浮体に形成した凹所内に回転可能に取り付けられている。
図６Ａを参照すると、浮体Ｆに水平方向に凹所１０が形成され、該凹所１０は、その軸方向中央部分に該凹所１０内に膨出する縮径部１０ａを有している。第３の回転軸２ａのためのラジアル軸受７が縮径部１０ａの内周面に配置され、縮径部１０の軸方向の両端面に第３の回転軸２ａのためのスラスト軸受６が配置されている。
図６Ｂを参照すると、浮体Ｆに水平方向に凹所１０が形成され、該凹所１０は、その軸方向に離間、配置された２つの縮径部１０ｂ、１０ｃが設けられている。第３の回転軸２ａは、軸方向の中央部分に拡径部８が形成されており、該拡径部８が凹所１０の２つの縮径部１０ｂ、１０ｃの間に配置される。第３の回転軸２ａのためのラジアル軸受７ａ、７ｂが縮径部１０ｂ、１０ｃに配設され、縮径部１０ｂ、１０ｃの軸方向に対向する端面に第３の回転軸２ａのためのスラスト軸受６が配置されている。
このように、第１のヨーク２を浮体Ｆ内部に組み込むことで、図５Ａ、５Ｂの実施例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。本実施例による浮体連結装置１は、第３の回転軸２ａを浮体Ｆに形成した凹所１０へ回転可能に取付けている点を除いて、既述の実施例と同様の構成を有しており、同様の構成要素には同じ参照符号を付して示し、重複する説明を省略する。
図７に示す実施例では、回転軸組立体は球体を具備していない。図７において、４ｆはフランジ、４ｇは、第１と第２の回転軸を形成するピン４ｃ、４ｃ′のためのラジアル軸受およびスラスト軸受を形成する摺動材、４ｈは取付ボルトである。
図７に示す回転軸組立体４は、第１と第２のボア４ｂ、４ｂ′内に無給油軸受又は無騒音軸受からなる摺動材４ｇを介して第１のヨーク２及び第２のヨーク３を各ピン穴２ｂ、３ａと第１と第２のボア４ｂ、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をそれぞれ挿入し、ピン４ｃ、４ｃ′のフランジ４ｆと第１のヨーク２及び第２のヨーク３とを取付ボルト４ｈで固定している。
従って、本実施例ではピン４ｃ、４ｃ′にフランジ４ｆを設ける必要があるが、本体部材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。その他の構成は既述の実施例と同一であるので、同様の構成要素は同じ参照符号を付して示し、重複する説明を省略する。
次に、図８Ａ、８Ｂを参照して、本発明の更に他の実施例を説明する。図８Ａ、８Ｂにおいて、１１は回転軸組立体の本体部材を形成するブリッジ部材、１１ａは第１のボア、１１ｂは第２のボアである。図８Ａ、８Ｂに示す浮体連結装置１は、ブリッジ部材１１は両端に二股先端部を有しており、該二股先端部に第１と第２のボア１１ａ、１１ｂが形成されている。第１と第２のボア１１ａ、１１ｂには、第１と第２の回転軸４ｃ、４ｃ′が挿入される。こうして、第１と第２のヨーク２、３は、第３の回転軸２ａの軸方向に離間した位置でブリッジ部材１１に対して回転自在に連結されている。従って、既述した実施例と比較して、本実施例による浮体連結装置１は一層大きい波浪等に対しても柔軟に応答することが可能となり、浮体連結装置１の耐久性が高まる。その他の構成は既述した実施例と同一であるので、同様の構成要素は同じ参照符号を付して示し重複する説明を省略する。
次に、図９〜１１を参照して、本発明の更に他の実施例を説明する。本実施例による浮体連結装置では、回転軸組立体は、図１、２の実施例の球体４ｄを具備せず、また、ピンの一方、特に第２の回転軸を形成する一対のピンが本体部材に固定されている。図９〜１１において、３ｂは二股先端部、４ｉは第２の回転軸を形成する固定ピンである。
本実施例による回転軸組立体４は、第２の回転軸を形成する一対の固定ピン４ｉが、本体部材４ａの上下面に一体的に形成されている。固定ピン４ｉは、本体部材４ａから切削加工により形成したり、或いは、本体部材４ａに溶接等により取付けることができる。
本体部材４ａには、第１の回転軸４ｃを受承するボア４ｂが横断方向に貫通、形成されている。ボア４ｂに、第１のヨーク２のピン穴２ｂを合わせた後、摺動材４ｇを介して一本のピン４ｃが挿入される。ピン４ｃの両端にフランジ４ｆが取付ボルト４ｈにより固定される。第２のヨーク３は二股先端部３ｂが予め別体に構成されており、一対の二股先端部３ｂのピン穴３ａに摺動材４ｇを介して固定ピン４ｉが挿入され、固定ピン４ｉの各々の先端にフランジ４ｆが取付ボルト４ｈにより固定される。次いで、二股先端部３ｂに第２のヨーク３の基端部が取り付けられる。
従って、本実施例では、図１、２の球体４ｄを省略できるとともに、第１と第２のピンの一方を本体部材４ａに一体的に形成することにより、波浪等に対する応答性を必要十分に確保しながら、部品点数を削減でき、構造の更なる簡略化、低コスト化が可能となる。その他の構成は既述の実施例と同一であるので、同様の構成要素は同じ参照符号を付して示し重複する説明を省略する。
なお、既述した実施例では、第１と第２のヨークは、水平な第１の回転軸と鉛直な第２の回転軸を中心として回転自在に回転軸組立体に連結されていると説明したが、本発明はこれに限定されず、第１と第２のヨークは、鉛直な第１の回転軸と水平な第２の回転軸を中心として回転自在に回転軸組立体に連結するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】  本発明の浮体の連結装置は、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１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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2005063560.tif 000014
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