JP2007162221A - Fender - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶接岸時の衝撃エネルギーを吸収する防舷材の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a fender for absorbing impact energy at the time of ship berthing.
従来、船舶が岸壁に接岸する際の接岸速度は、安全上や経験上、約5cm/s〜15cm/sの範囲内とされており、その接岸エネルギーは、E=F・M・V2/2(ここで、F:回転運動などによるエネルギーの低減係数、M:船の仮想質量、V:接岸速度)で表わされる。仮に、排水量50,000tonの船舶が10cm/sの速度で接岸するときの上記衝突エネルギーは、225kN・m(ここでは、F=0.5、仮想質量係数1.8として計算)になる。これは1tonの質量の車が時速約80kmで壁に衝突するエネルギーに相当する。 Conventionally, the speed of berthing when a ship berths on a quay has been in the range of about 5 cm / s to 15 cm / s for safety and experience, and its berthing energy is E = F · M · V 2 / 2 (where F: energy reduction coefficient due to rotational motion, M: virtual mass of ship, V: berthing speed). Temporarily, the above-mentioned collision energy when a ship with a drainage amount of 50,000 tons touches at a speed of 10 cm / s is 225 kN · m (here, F = 0.5, calculated as a virtual mass coefficient of 1.8). This corresponds to the energy that a car with a mass of 1 ton collides with a wall at about 80 km / h.
現在は、岸壁の横に簡易なものでは木製の防舷材や、大型船舶に対してはゴム製の防舷材(例えば特許文献1)を岸壁に固定し、衝突時に上記エネルギーの吸収を図っている。ここで、ゴム製の防舷材には、ゴムの塊の形状変形によって反力特性を生み出すソリッド型(V型、H型の形状)と、ゴムで袋を形成し、その中に内包させた空気により衝突時エネルギー吸収する空気式のものがある(例えば特許文献2)。また、防舷材の前面受衝板部分を、ガラス繊維強化樹脂製(例えば特許文献3)としたり、硬質プラスチック製(例えば特許文献4)としたものも存在する。 At present, wooden fenders that are simple beside the quay and rubber fenders (for example, Patent Document 1) are fixed to the quay for large ships to absorb the above energy during a collision. ing. Here, in the rubber fender, a solid type (V type, H type shape) that produces reaction force characteristics by deformation of the rubber lump and a bag made of rubber were enclosed. There is an air type that absorbs energy at the time of collision by air (for example, Patent Document 2). In addition, there are those in which the front receiving plate portion of the fender is made of glass fiber reinforced resin (for example, Patent Document 3) or hard plastic (for example, Patent Document 4).
しかしながら、船舶が大型であるだけにこれら防舷材も多くの数と一定容積のものが必要であるため、いきおいその材料費は非常に高価であり、初期設置費用が大きい。さらに、どの防舷材も常に海面にさらされているため、塩害によるゴムの性能劣化が著しいうえ、その寿命は10年と持たない。そのため、維持費用も初期設置費用と同等の額が10年未満のサイクルで必要となり、いずれも港湾管理者にとって頭の痛い問題である。
本発明は、上記問題点に鑑みて提案したもので、船舶の接岸時において、優れた衝突エネルギー吸収性能を有するとともに、維持費用の少ない防舷材を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fender having an excellent collision energy absorption performance and a low maintenance cost at the time of ship berthing.
上記目的を達成するため、本発明に係る防舷材は、以下の構成としたものである。すなわち、円弧状に形成された少なくとも2枚の弾性体を、それぞれの弦側が共通するように位置させるとともに、該弾性体同士をその両端部で固定させたことを特徴とする(請求項1)。 In order to achieve the above object, the fender according to the present invention has the following configuration. In other words, at least two elastic bodies formed in an arc shape are positioned so that their string sides are common, and the elastic bodies are fixed at both ends thereof (Claim 1). .
この場合、上記弾性体は、繊維強化プラスチック(以下、frpと略称する。)製の板バネとするのが好ましい(請求項2)。また、上記板バネの両端部は、金具固定による機械接合とするのが好ましい(請求項3)。上記板バネの寸法は、特に限定するものではないが、円弧部の曲率半径が5cm〜150cm、円弧長が0.2m〜5m、バネ幅が5cm〜50cm、厚みが2mm〜30mmの各範囲内であるのが好ましい(請求項4)。 In this case, the elastic body is preferably a leaf spring made of fiber reinforced plastic (hereinafter abbreviated as frp). Further, it is preferable that both ends of the leaf spring are mechanically joined by fixing the metal fittings (Claim 3). The dimension of the leaf spring is not particularly limited, but the radius of curvature of the arc portion is 5 cm to 150 cm, the arc length is 0.2 m to 5 m, the spring width is 5 cm to 50 cm, and the thickness is 2 mm to 30 mm. (Claim 4).
そして、上記少なくとも2枚の弾性体で挟まれる位置又は上記板バネと岸壁との位置に、接岸時の衝突エネルギーを吸収する中柱が設けられているのが好ましい(請求項5)。この中柱は、frp製の帯状体又は中空状体であるものが好ましい(請求項6)。また、上記中柱は、一対の板状体であり、各板状体の一端部が上記板バネにそれぞれ固定されているとともに、各板状体の他端部が互いに対向するように上記板バネの弦方向とは直交する方向に延設され、上記他端部同士で接触しているものが好ましく(請求項7)、上記板バネと中柱部材との固定は、ボルトによる機械的結合であることが好ましい(請求項8)。上記一対の板状体の他端部同士は、スライド構造にされて一つの中柱を形成していることが好ましく(請求項9)、このスライド部には、突起物又は凹凸の雄雌形状を有することが好ましい(請求項10)。 And it is preferable that the middle pillar which absorbs the collision energy at the time of a berthing is provided in the position pinched | interposed by the said at least 2 piece of elastic body, or the position of the said leaf | plate spring and a quay (claim 5). The central pillar is preferably a frp strip or hollow body (Claim 6). The middle pillar is a pair of plate-like bodies, and one end of each plate-like body is fixed to the plate spring, and the other end of each plate-like body is opposed to each other. Preferably, the spring is extended in a direction perpendicular to the chord direction of the spring, and the other end portions are in contact with each other (Claim 7), and the plate spring and the middle post member are fixed by mechanical coupling using a bolt. (Claim 8). It is preferable that the other end portions of the pair of plate-like bodies have a slide structure to form one middle pillar (Claim 9), and the slide portion has a protrusion or an uneven male-female shape. (Claim 10).
上記板バネの材料は、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール(PBO)繊維および100万以上の分子量からなるポリエチレン繊維からなる群から選ばれる少なくとも一種の連続繊維と、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種のマトリックス樹脂とで構成され、さらに繊維方向は板バネ長辺方向を基準として0°〜90°方向に配置することが好ましい(請求項11)。 The material of the leaf spring is at least one continuous fiber selected from the group consisting of carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, polyparaphenylene benzoxazole (PBO) fiber and polyethylene fiber having a molecular weight of 1 million or more, and unsaturated fiber It is composed of at least one matrix resin selected from the group consisting of a polyester resin, an epoxy resin, a phenol resin, a vinyl ester resin and an acrylic resin, and the fiber direction is in the direction of 0 ° to 90 ° with respect to the leaf spring long side direction. It is preferable to arrange (claim 11).
一方、上記中柱の材料についても、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール(PBO)繊維および100万以上の分子量からなるポリエチレン繊維からなる群から選ばれる少なくとも一種の連続繊維と、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種のマトリックス樹脂とで構成され、さらに繊維方向は中柱長辺方向を基準として0°〜90°方向に配置することが好ましい(請求項12)。 On the other hand, also about the material of the above-mentioned middle pillar, at least one kind of continuous fiber selected from the group consisting of carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, polyparaphenylene benzoxazole (PBO) fiber and polyethylene fiber having a molecular weight of 1 million or more and And at least one matrix resin selected from the group consisting of unsaturated polyester resins, epoxy resins, phenol resins, vinyl ester resins, and acrylic resins, and the fiber direction is 0 ° to 90 ° with respect to the long side direction of the middle column. It is preferable to arrange in the direction (Claim 12).
本発明は、円弧状に形成された少なくとも2枚の弾性体を、平面上に、それぞれの弦側が共通するように位置させるとともに、該弾性体同士をその両端部で固定させた特定構造の防舷材部材としたため、船舶接岸時の岸壁との優れた衝突エネルギー吸収性能を有する。また、上記弾性体として、frp製の板バネを用いた場合には、塩害に強く、しかも部材の性能劣化はゴムに比べて小さくなるため、維持管理費用の縮減効果がある。また、上記弾性体で通常の接岸エネルギーを効果的に吸収できるとともに、非常時の接岸に際しては中柱もしくは中柱の継ぎ手を破損させることで接岸エネルギーをより一層吸収できる効果を有する。 According to the present invention, at least two elastic bodies formed in an arc shape are positioned on a plane so that their respective chord sides are common, and the elastic bodies are fixed at both ends thereof. Because it is a dredging member, it has excellent collision energy absorption performance with the quay at the time of ship berthing. Further, when a leaf spring made of frp is used as the elastic body, since it is resistant to salt damage and the performance deterioration of the member is smaller than that of rubber, there is an effect of reducing maintenance costs. Further, the elastic body can effectively absorb normal berthing energy, and has the effect of further absorbing berthing energy by damaging the middle column or the joint of the middle column at the time of emergency berthing.
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明に係る防舷材の斜視図、図2は図1の防舷材の右側面図、図3は図1および図2の中柱と板バネの固定部断面図、図4は中柱の拡大斜視図である。 Hereinafter, the best mode of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a fender according to the present invention, FIG. 2 is a right side view of the fender of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view of a fixing part between a central pillar and a leaf spring of FIGS. FIG. 3 is an enlarged perspective view of a middle pillar.
図1及び図2に示すように、本発明の防舷材は、円弧状に形成された少なくとも2枚の弾性体であるfrp製板バネ1a、1bを、平面上に、それぞれの弦側が共通するように位置させるとともに、該板バネ1a、1b同士をその両端部において、固定金具10で機械的に固定して一体に形成させたものである。固定方法としては、止め金具とFRP板バネの接合を確実なものにするために、金具内面に目粗し加工を行い、エポキシ系樹脂で両部材を接着するのが好ましい。なお、これらFRP製板バネと岸壁との位置関係は、板バネ1aが船舶側、板バネ1bが岸壁側である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fender according to the present invention has
本実施形態では防舷材は、図に示すように2枚の板バネ1a、1bで構成されているが、少なくとも2枚あればよく、それ以上の複数枚で構成されていても良い。また、個々の板バネは、図のような単体であっても良いし、複数枚のものが積層、張り合わされて、一体に構成されたものであっても良い。
In the present embodiment, the fender is composed of two
板バネ1a、1bの材質としては、弾性性能が良いとともに塩害等の環境条件に強いfrp製が好ましいが、その他、耐腐食性の強いステンレス鋼等の材質のものであっても良い。frpとしては、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール(PBO)繊維および100万以上の分子量からなるポリエチレン繊維からなる群から選ばれる少なくとも一種の連続繊維と、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂およびPMMA等のアクリル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種のマトリックス樹脂とで構成されるのが好ましい。さらに、バネ効果を高めるため、連続繊維の繊維方向は板バネ長辺方向を基準として0°〜90°方向に交差させて配置することが好ましい。連続繊維の繊維方向は板バネ長辺方向に配置することとするが、特に炭素繊維とエポキシ樹脂の組み合わせが強度、生産コスト、取り扱い性のバランスに優れ好ましい。強化繊維、マトリクス樹脂のその他の具体的条件は、上記背景技術の欄で述べた船舶の接岸エネルギーが吸収できるように適宜決定する。
The material of the
上記一対の板バネ1a、1bは、特に限定するものではないが、接岸する船舶の大きさに応じて、円弧部の曲率半径が5cm〜150cm、円弧長が0.2m〜5m、バネ幅が5cm〜50cm、厚みが2mm〜30mmの各範囲内のものが好ましい。
The pair of
板バネ1aと、板バネ1bとの間には、非常時の接岸エネルギーを効果的に吸収するため、一対のFRP製帯板2aと、同2bとからなる中柱が設けられている。中柱としては、帯板状の他、中空、円筒、多角形状のものが挙げられるが、成形性、経済性から円筒状が好ましい。
Between the leaf spring 1a and the
図3に示すように、帯板2aは、その一端部が板バネ1aにボルト8とナット9とで機械的に結合されている。中柱破損後のメンテナンス性のため容易に付け替えができるからである。ボルト8及びナット9は塩害を受けやすいため、さびにくいステンレスSUS304製のものを使用するのが好ましい。一方、帯板2aの他端部は、もう一方の帯板2bと対向する方向に、すなわち上記板バネ1aの弦方向とは直交する方向に延設され、他端部同士が接触するように設けられている。
As shown in FIG. 3, one end of the strip 2a is mechanically coupled to the leaf spring 1a with
この状態を示したのが図4の斜視図である。 This state is shown in a perspective view of FIG.
図に示すように、中柱を構成する一対のfrp製帯板2a、2bは、その他端部同士が通常状態で重ね合わせしろ(図の常時スライド幅6)を有する位置関係に設けられている。また、帯板2aからはリベット状の突起物4が、帯板2bの長手方向に設けられた長孔11から突出状態で、図の上下方向にスライドできるように設けられている。一方、帯板2bの長孔は、その下方がゴム部材5に設けられたV字状の孔に形成されており、この部分で突起物4を受け止めるようになっている。本実施形態では
帯板2aと同2bとは、突起物4と長孔11とによる拘束構造としたが、一対の帯板を凹凸の雄雌形状にしてスライド自在に拘束しても良い。
As shown in the figure, the pair of
この中柱の材料としては、特に限定されないが、上記板バネ1a、1bと同様の材質のものであっても良い。また、中柱に設ける突起物4としては、ステンレス、FRPと種々のものが挙げられる。
The material of the middle pillar is not particularly limited, but may be the same material as the
以上が本発明の防舷材の構成であるが、岸壁14への取り付けに際しては、上述したように板バネ1aが船舶側、板バネ1bが岸壁側となるようにし、例えば、図6に示すような耐食性の優れたステンレス鋼等の材質の岸壁固定金具13を板バネ1bの中央両端付近の2箇所に配置し、該岸壁固定金具13の両端部板に2箇所以上にボルトアンカー15を打ち込むことにより岸壁14に固定する(図5)。なお、製造誤差などの理由から岸壁固定金具13と板バネ1bの間に隙間が発生するが、この隙間に、隙間以上の高さを有した弾力性のあるゴムパッキン等を介在させたり、樹脂を注入させることで確実な固定を図る。
The above is the configuration of the fender according to the present invention. When mounting to the
以上のように構成された本発明の防舷材は、図1及び図2に示すように、船舶等により矢印3方向に接岸力が加わると、板バネ1a及び板バネ1b自体がその接岸エネルギーを吸収してその両端部が図の矢印12方向に伸びるとともに、その力の一部が帯板2aに伝達される。この状態において、通常の接岸では、図4に示すように常時スライド幅6の領域内で帯板2a、2bが互いに擦れ合って伸縮する過程で残存する接岸エネルギーを吸収する。ここで板バネの弾性領域を越える等のさらに大きな力が加わる非常時の場合は、帯板2aが帯板2bの非常時スライド幅7の領域内に侵入し、突起物4がゴム部材5のv字状隙間に食い込むことで接岸エネルギーを吸収する。ここで「常時」とは、設計接岸エネルギーが設計対象の船舶が設計接岸速度15cm/s以下にて接岸するエネルギー状態をいい、「非常時」とは、設計対象の船舶の設計接岸速度が15cm/sを超えるかもしくは設計対象の船舶以上の大きな船舶が設計接岸速度15cm/s以下にて接岸するなどの設計接岸エネルギー以上の接岸エネルギーが加わる状態のことをいう。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fender according to the present invention configured as described above is configured such that when a berthing force is applied in the direction of
さらに強い接岸エネルギーが加わる場合には、突起部もしくは中柱が破壊して接岸エネルギーを吸収する。このように、帯板2a、帯板2bが破壊した場合には、この部材だけ上記ボルト8及びナット9を緩めて取り外し、容易に新品と交換できるため、防舷材の維持費用が少なくなる効果を有する。
When stronger berthing energy is applied, the protrusion or middle pillar breaks and absorbs the berthing energy. Thus, when the band plate 2a and the
1a、1b・・・frp製板バネ(弾性体)
2a、2b・・・frp製帯板(中板)
3・・・接岸力
4・・・突起物
5・・・ゴム状体
6・・・常時スライド幅
7・・・非常時スライド幅
8・・・ボルト
9・・・ナット
10・・・固定金具
11・・・長孔
12・・・伸縮方向
13・・・岸壁固定金具
14・・・岸壁
15・・・ボルトアンカー
16・・・ゴムパッキン
1a, 1b... Frp leaf spring (elastic body)
2a, 2b ... frp strip (medium plate)
3 ...
Claims (12)
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JP2005355967A JP2007162221A (en) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Fender |
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