JP2007015411A - Floating body connecting device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a floating body connection structure for mooring a floating body floating on the sea to a quay or connecting floating bodies together.
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。
Conventionally, a connection structure of floating bodies is disclosed in
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。 By the way, since the mass of the floating body is large, the sphere at the center used when the connection by the ball joint is performed is inevitably enlarged to withstand the load. Large spheres are difficult to manufacture and require high accuracy and high cost, and it is also difficult to attach a sliding body that slides along the surface of the sphere. In addition, there is a problem of polluting the ocean because it is necessary to periodically supply oil for smooth rotation.
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。
On the other hand,
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。
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。 The problem to be solved by the present invention is to solve these conventional problems, transmit moments not only in the vertical and horizontal directions but also in the roll direction, and have a high degree of freedom in displacement and durability. The object of the present invention is to provide a connecting structure for floating bodies that can be maintained for a long time.
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。
The configuration of the present invention that solves this problem is as follows.
1) In a connection structure in which a floating body levitated on the sea is moored to a quay with a universal joint or the floating bodies are connected to each other, the base end of one yoke of the universal joint is fixed to the floating body or the quay and the base end of the other yoke A rotating shaft extending backward in the connecting direction is projected, and the rotating shaft is rotatably mounted on the outer surface of the floating body or quay with a mounting flange, and the moment caused by the swinging of the floating body around the projected rotating shaft is caused by the rotation of the yoke. Floating body connection structure characterized in that it is not transmitted to the connection destination 2) In the connection structure where floating bodies levitating on the sea are moored to the quay with a universal joint or floating bodies are connected to each other, the base end of one yoke of the universal joint The part is fixed to the floating body or the quay, and a rotating shaft extending in the connecting direction is provided behind the base end of the other yoke, and the rotating shaft is attached to the floating body or the quay. Floating
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。 According to the present invention, when the floating body swings in the roll direction due to waves, the movable side yoke of the universal joint rotates around the rotation axis at the mounting portion, and the transmission of the moment to the connection destination is interrupted, and the joint mounting Durability is maintained for a long time without load acting on the part.
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。 The universal joint of the present invention can be attached by a method in which the rotary shaft of the yoke is rotatably attached to the outer surface of the floating body or quay by a mounting flange, or the rotary shaft of the yoke can be rotated by being inserted into a shaft hole formed in the floating body or the quay. There is a method of attaching to, and is arbitrarily selected. Mooring to the quay is made through a mooring arm, and a similar universal joint is attached to the end of the mooring arm to connect the floating body and the quay with two or three points.
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。 A cross pin that supports the yokes of a universal joint is a hollow body with shaft holes in the top, bottom, left, and right directions. Thus, a connection structure that can sufficiently withstand a large load without damaging the cross pin can be obtained.
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。 Further, the cross pin can be held with a simple structure in which the four cross pins are inserted so as to press against the center sphere, and can be pressed by the end cap of the cross pin. Since the cross pin in this case may be a pin having a uniform diameter, the number of manufacturing steps can be reduced, and the merit can be further increased when an inexpensive sphere of mass production is used. Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
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。 1 to 5 is an example in which a rotation shaft of a universal joint yoke is rotatably attached to an outer surface of a floating body with a mounting flange. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of the universal joint of the first embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view of the universal joint of the second embodiment, and FIG. 3 is an explanatory view showing the mooring of the floating body and the connection between the floating bodies of the first embodiment. FIG. 4 is an external view of the universal joint according to the first embodiment, and FIG. 5 is an explanatory view showing attachment of the yoke according to the first embodiment.
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。
In the figure, 1 is a universal joint, 2 is a movable yoke, 2a is a rotating shaft, 2b is a pin hole, 3 is a fixed yoke, 3a is a pin hole, 4 is a cross pin, 4a is a cross pin body, 4b is a shaft hole, and 4c is a
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
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。 In addition, although the thrust bearing 6 and the radial bearing 7 are generally made of metal, a resin-based sliding material may be used. Since the resin-based sliding material has low rigidity as compared with a metal bearing, the impact force caused by the swinging of the floating body F can be effectively reduced. Further, biasing means such as a spring can be employed.
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。
4A shows the appearance of a universal joint that connects the floating bodies F together, and FIG. 4B shows the appearance of the universal joint that connects the floating body F and the mooring arm A. FIG. FIG. 5 shows examples of the arrangement of thrust bearings. FIG. 5A shows an example in which the thrust bearing 6 is disposed so as to sandwich the shaft-
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。
Since the first embodiment is configured as described above, when the floating body F swings in the roll direction due to the waves, the
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。
Example 2 shown in FIG. 6 is an example in which a rotation shaft of a universal joint yoke is rotatably inserted by being inserted into a shaft hole formed in a floating body or a quay. FIG. 6 is an explanatory view showing attachment of the yoke according to the second embodiment. The
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。
FIG. 6A is an example in which the thrust bearing 6 is disposed so that the reduced diameter portion of the
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。 Example 3 shown in FIG. 7 is an example of a cross pin in which a sphere is omitted. FIG. 7 is a cross-sectional view of the cross pin of the third embodiment. In the figure, 4f is a flange, 4g is a sliding member, and 4h is a mounting bolt.
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。
In the
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。
Therefore, in
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。 Example 4 shown in FIG. 8 is an example using a universal joint having a double structure. 8A and 8B are explanatory views showing attachment of the yoke according to the fourth embodiment, FIG. 8A is a longitudinal sectional view, and FIG. 8B is a transverse sectional view. In the figure, 11 is a bridge member, and 11a is a shaft hole.
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。
In the
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。
Therefore, it responds flexibly to larger waves compared to the
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。 The connection structure of floating bodies of the present invention can be widely applied to floating breakwaters, floating piers, barges, sails, artificial islands, and the like.
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
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070227 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A521 | Written amendment |
Effective date: 20070328 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070427 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070920 |