JP2007302244A - 第１の船と第２の船が連結された海上輸送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二隻の操舵不能の船舶がジャックナイフ状態にならずに揺首しうる連結装置を提供する。
【解決手段】第１の被操舵船１３２の船尾が操舵船１２の船首に隣接して直線配列を画定し、他の被操舵船１３０が第１の被操舵船１３２の前にあって、他の被操舵船が後続被操舵船の船首に隣接している。被操舵船１３０，１３２と、各被操舵船の船首を先行被操舵船の船尾に連結する別々の連結手段１４が一対のリンクアーム、すなわちその両端で二隻の被操舵船の左舷及び右舷側にピボット継手を介して回動自在に接続された第１及び第２のリンクアームとを有し、各リンクアームがそれぞれ軸線を画定し、該両軸線が、被操舵船が中心線整合している時の前記直線配列の中心線に沿って、前記二隻の被操舵船のうちの先行被操舵船の重心（７０）の前方で交差している海上輸送装置。
【選択図】図２２

Description

本発明は海洋航行船舶の操縦性および安定性を改善する装置に関するものである。とくに、本発明は操舵船が被操舵船に対して揺首することを可能にし、それにより通常の操舵装置によって可能であるものより一層大きい操舵効果を奏するリンク装置に関する。これらのリンク装置は二隻の操舵不能の船を連結するのにも使用することができ、それにより破壊的横方向曲げモーメントを最少にするとともに船舶の安定性を維持する。

従来、海洋航行船舶は舵によって操縦されてきた。通常の舵は船舶の縦方向軸線に整合する大型の垂直板である。多くの場合、舵はその先端付近の点の周りに回動し、それにより船の縦軸線に垂直な力を発生し操舵効果を奏する。舵の操舵効果は舵の表面積および船の速度に関連する。したがって、一定の速度において舵操縦される船舶の操舵効果を増大するもっとも簡単な方法は、舵の大きさを増大することである。

中速および高速においては、比較的小さい舵が大型の海上航行船舶を操縦するのに有利である。しかしながら、港湾および極度の操縦性を要求される混雑区域における作業を含む低速状態においては、困難が生ずる。低速航行において適当な操縦性を得るため、十分大きい舵を設計、製作することは実際的でなくまたは不可能であるため、多くの大型海洋航行船舶は低速で、操縦性の勝れたタグボートの助けを借りなければならない。そのような援助は、大型船舶が停泊のため港に到達するときしばしば必要になる。

いくつかの方法が、この操縦性の欠如を修復するため海洋航行船舶に対して使用されている。一つの方法は船の船首付近に“スラスタ（補助推進装置）”を設けることである。スラスタは通常内部プロペラを有し、その推進力は船の縦軸線の横方向に向けられ、揺首運動を発生する。同様の装置が軍用船舶に使用され、しばしば船の船首および船尾に設置された。スラスタはきわめて低い船速において有効であるが、船速が増加すると迅速に有効性を失う。したがって、スラスタは通常、船がきわめて低速で航行しているとき、埠頭に最終的に接近するときだけ使用される。これらの状態においてさえ、スラスタはしばしば不適当で、船の操縦性を増進するためタグボートの使用を必要とする。

また、二軸スクリューは低速操縦性を改善するため使用される。多くの二軸スクリュー船において、第１のプロペラは船の中心線の左舷に設置され、第２のプロペラは中心線の右舷に設置される。船が低速で航行中、一方のスクリューは上記スラスタによって発生されるものと同じ捩り効果を発生するため逆転される。この方法は多軸船においてよく使われているが、操縦性において僅かな改善しか示さなかった。実際、大型船において、オフセットして設置したスクリューを反対方向に運転する効果はほとんど感知できない。

同様の問題が操舵不能のバージを押送および牽引するタグボートによって経験されている。そのようなタグボートおよびバージの組合せは、内陸河川航行ならびに外洋航行の双方において広く使用されている。タグボートおよびバージの組合せが中速から高速で航行中、タグボートの舵はバージを操舵するのに適している。しかしながら、タグボートおよびバージの組合せが減速すると、タグボートの舵はその操舵効果の大部分を失い、タグボートおよびバージの組合せを適切に操縦するためタグボートの追加が必要になる。

港湾タグボートはしばしば貧弱な低速操縦性の問題を解決するため使用される。そのようなタグボートは、タグボートの水面下の全面積が舵として作用し、それにより操縦性をいちじるしく改善するように、位置決めされる。しかしながら、これらのタグボートは通常小さい舵しか持たず、被操舵船に対してタグボートを位置決めするため、索、キャプスタン、ウインチなどを使用しなければならない。そのような装置は高価であり、使用するのが厄介であり、しかも運転するのに多数の甲板員を必要とする。

そこで、低速で外洋を航行する船舶の操縦性を改善する装置が必要となる。そのような装置は、港湾入口の狭い航路のような状態において操舵タグボートの必要性を減少するか、またはタグボートの舵だけを使用して、そのようなタグボートが大型船舶を操縦することを可能にする

外洋航行用の複数バージ船団の使用は、風および海によって生ずる揺首力により発生した横方向曲げモーメントによって永らく妨げられてきた。そのような操舵不能の船舶は固定的に連結されるか、または船舶の間の相対的揺首を防止するように連結されるとき、横方向曲げモーメントは構造的破損を生ずる可能性がある。これらの力に耐えるのに十分な強度の構造的連結材料は、いちじるしく高価である。一方、操舵不能の船舶を相対的に揺首させる連結部は不安定で、ジャックナイフ状態（急な曲がり）を生ずる。このとき、連結部に加わる力は剛性連結部に作用する力よりむしろ大きい。

連結された船舶がピッチングおよび相対的に上下することを許す連結機構が使用されている。そのような装置は本出願人の米国特許第３５６８６２１号、同第４３２６４７９号、同第４４０７２１４号および同第５１６５３５７号各明細書に記載され、参考のためここに引用する。これらの装置は、剛性連結機構以上の利点を有するが、連結された船舶が相対的に揺首することは許されない。したがって、これらの装置は横方向曲げモーメントによって生ずる構造的応力を減少することはない。

二隻の操舵不能の船舶を、それらがジャックナイフ状態にならずに揺首しうるように、連結する装置が必要である。そのような装置は複数バージ式船団の価格を低減し、そのようなユニットの外洋航行を一層実現可能にするものである。

本発明はそれぞれ相対的に揺首しうるように二隻の船を連結する装置を提供するものである。装置は揺首面内において相対運動しうるリンク装置および連結継手を含んでいる。

本発明において、操舵船の船首が被操舵船の船尾に対して横方向に移動可能にして、安定性および操舵効果を増進する。舵がその先端の周りに回動するとき、舵に沿う水流は舵をその中立位置、すなわち船の中央に戻そうとするトルクを生ずる。もし舵のピボット点が後方へ動かされると、この流れのトルクはピボット点前方の舵の部分が発生する逆トルクによって偏倚される。舵がそのような配置において回転するとき、ピボット点前方の舵の部分に沿う水流は舵の回転方向にトルクを発生する。このトルクは、ピボット点後方の舵の部分に沿う水流によって対抗される傾向がある。ピボット点がその点前後の面積が等しいように位置決めされるならば、舵は舵に沿う水流によるトルクをまったくうけない。この構造は舵の位置を維持するために連続した力を必要とせず、舵を移動するのに要する力を減少する。しかしながら、そのような配置は不安定であり、舵は対抗力がそれに作用するまでその中立位置に戻らないため、操舵力が舵から除去された後もその回動を持続する傾向がある。

舵の回動点をその操舵面積に関して中心に置くことは望ましくないが、ピボット点を舵の中心位置に置くとかなりの利点がある。そのような位置決めは舵を回転するのに要する力をいちじるしく減少する。本発明は操舵船のピボット点を船の船首後方に位置させることによってこれらの原理を利用する。

本発明は、二隻の小船体を回動可能に連結するように機能する装置を提供するものである。海洋航行船舶は二つの別の部分船体として建造される。たとえば、大型の外洋航行タンカーは二つの別のユニットとして、タンク室とエンジン室とから建造される。これらの二つの部分船体は一方の部分船体が他方の部分船体に対して揺首しうるリンク装置によって連結される。本発明はそのようなリンク装置および二つの小船体の揺首制御装置を提供するものである。

本発明において、装置は船の両側に沿って対称的に設置された二つのリンクアームを有する。これらのリンクアームは各リンクアームの両端部においてピボット装置によって船に取付けられる。各リンクアームの一端は操舵船の船首部分に取付けられ、一方リンク装置の他端は被操舵船の後部に取付けられる。操舵船によって発生される推進力は、これらのリンク装置を通して被操舵船に伝達される。

本発明において、リンクアームは、リンクアームと操舵船との連結点がリンクアームと被操舵船の連結点の前方にあるように、取付けられる。この場合、操舵船の推進力はリンクアームに圧縮力よりむしろ張力を発生し、剛体でないリンクアームの使用を可能にする。係留索はリンクアームとして使用しうる。

本発明は、タグボートを操舵不能のバージまたは操舵不能のバージ群に連結する一対のリンクアームを有する。リンクアームはバージの運動方向に対して横方向に水平面内で旋回する。

本発明において、リンク装置は二隻の操舵不能の船を一緒に連結するため使用される。本発明はリンク装置の位置決めおよび整合を、船がジャックナイフ状態にならずに相対的に揺首するように、制御する。本発明は揺首面内の相対運動が拘束されるとき横方向曲げモーメントを最少にする本質的に安定な連結装置を提供する。

したがって、本発明は前記低速における低い操縦性の問題を解決する。この改善は操舵船が揺首することを可能にし、それにより操舵船の全表面積に基づく操舵効果を生ずる装置によって達成される。本発明の操舵作用は、操舵船の船首が被操舵船に対して横方向に移動することを許すことにより、いちじるしく増大する。この横方向移動は安定な操舵装置をもたらす。本発明はまた二隻の操舵不能の船を相対的に揺首するように連結する安定な装置および方法を提供する。本発明のこれらのおよび他の利点は図面および下記の説明からさらによく分かるであろう。
以下、本発明によるリンク装置の例示的実施例を図示する、添付図面に基づいて、さらに詳細に説明する。

本発明は一般に操舵船を被操舵船に連結し、操舵船が被操舵船に対して揺首することを許す一対のリンク装置を有する。好ましい実施例において、被操舵船は操舵不能のバージまたはバージ群であり、操舵船は押送または牽引するタグボートとすることができるが、この技術に通じた人々には、同じリンク装置が単一の海洋航行船舶の二つの部分船体を連結するのに使用しうることが理解されよう。

本発明の第１実施例の正面図が図１に示されている。被操舵船１０は、リンク装置１４によって操舵船１２に連結され、リンク装置は被操舵船ピボット継手１８を介して被操舵船１０に、また操舵船ピボット継手２０を介して操舵船１２に連結されている。また図１には、船の組合わせを流線化することによって操舵船１２との連結点における抗力を減少するため、被操舵船１０に連結された整流フラップ２２が示されている。操舵船の舵２４は操舵船１２の船尾付近に設置され、被操舵船１０に対する操舵船の揺首を開始するため使用される。

図２は二隻の船の間の相対的揺首を防止するため、操舵船１２を被操舵船１０に連結する着脱可能の装置を示している。図２において、着脱可能の連結継手４０がこの役目を遂行するため使用されている。継手４０は操舵船の船首２６に引込められるかまた別の方法で切離して、操舵船１２が被操舵船１０に対して揺首できるようになっている。本発明の付加的作用が必要ないときには、着脱可能の連結継手４０は被操舵船の雌溝４２内に延在される。

図３は図１に示された第１実施例の平面図である。図示のリンクアーム１６、被操舵船のピボット継手１８および操舵船のピボット継手２０は、被操舵船１０を操舵船１２に連結している。リンクアーム１６は一方または双方のピボット継手の周りに回動し、被操舵船１０に対して操舵船１２が揺首することを可能にしている。図３に示された第１実施例において、被操舵船ピボット継手１８は整流フラップ２２上に設置することができる。また図３は別の着脱可能の連結継手４０を示し、連結継手は、連結したとき、操舵船１２が被操舵船１０に対して揺首することを防止する。

図３は、各リンクアーム１６の軸線に沿って延びる線の交点として画定された操舵船のピボット点４４を示す。操舵船の舵２４が操舵船を旋回させるため使用されるならば、生ずる揺首の方向は舵２４とピボット点との相対的位置に依存する。この関係を図７，図８，図９および図１０の説明に基づいて一層詳しく説明する。

図４は液圧補助操舵装置を使用する本発明の第２実施例を示す。図４に示されたリンク装置１４は、船の両側に液圧シリンダ５０、往復作動ロッド５２、アクチュエータピボット継手５４、回転作動ロッド５６、被操舵船ピボット継手１８、操舵船ピボット継手２０およびリンクアーム１６を有する。図４に示された第２実施例において、液圧シリンダ５０は、アクチュエータピボット継手５４を介して回転作動ロッド５６に連結された、往復作動ロッド５２を伸縮する。そこで、液圧シリンダ５０および往復作動ロッド５２は被操舵船ピボット継手１８の周りの回転作動ロッド５６の回転運動を生ずる。回転作動ロッド５６が被操舵船ピボット継手１８の周りに回転するとき、リンクアーム１６は、回転作動ロッド５６が被操舵船ピボット継手１８においてリンクアーム１６に固定されているため回転する。したがって、被操舵船ピボット継手１８の周りの回転作動ロッド５６の回転は、前記点の周りのリンクアーム１６の対応する回転を生ずる。

本発明は、図４に示されたものと同じ液圧作動装置を使用すると、操舵船の舵２４の使用なしで作動することができる。そのような装置は制御された態様で迅速な操舵の応答を生ずる。操舵船１２は被操舵船に対して正確な量だけ揺首するように操作される。図４に示された液圧作動装置は現在の技術を使用して完全に自動化され、運転士が舵輪または他の普通に使用される操舵装置を使用して操舵船全体の運動を実施することを可能にし、それにより、被操舵船１０を同様に回転させる。この実施例は、操舵船に見慣れた作業環境を維持しながら、一層大きい操舵効果を生ずる利点を有する。

図４に示された第２実施例において、操舵船ピボット継手２０は整流フラップ２２の後端付近に設置されている。したがって整流フラップ２２はリンクアーム１６として作用し、被操舵船ピボット継手１８の周りに回動する。さらに図４は、操舵船ピボット継手２０が操舵船の長手方向に移動することを示している。そのような装置は普通のものではないが、ピボット点を移動する可能性を具備し、それにより本発明の操舵の可能性を変化する。そのような操舵船ピボット継手２０は操舵船上の軌道に沿って移動し、操舵船の側面に沿って転がり、操舵船に沿って摺動するかまたは他の方法で操舵船の側面に沿って移動する。図４に示された第２実施例は、そのような運動を可能にすることによって、操舵船の舵２４が、液圧作動装置を助けるため、または故障の際、液圧装置と交換するため使用される手段を提供する。

図５は操舵船を旋回するため外部機構を使用する本発明の第３実施例を示す。この第３実施例において、係留索６０およびウインチまたはキャプスタン６２は、操舵船１２の船首を被操舵船１０の船尾に対して横に移動するため使用される。そのような運動は、本発明によるリンク装置１４と組合わせたとき、操舵船１２を被操舵船１０に対して揺首させ、所望の効果を奏する。図５に示された右舷への揺首を発生するため、右舷係留索６１は取付けられ、一方左舷係留索６３は外される。係留索を制御するためウインチまたはキャプスタン６２を使用することによって、迅速かつ安定した操舵効果を奏することができる。

また図５に示された第３実施例は、外部作動装置なしでも作動することができる。操舵船の舵２４は操舵船１２の所望の揺首を生ずるため使用することができる。操舵船１２が回動するとき、リンクアーム１６は被操舵船ピボット継手１８の周りに回動せしめられる。そこで、図５に示されたように、操舵船の船首２６は被操舵船６４に対して横に移動する。

図６は本発明の第３実施例に基づいて操舵船１２に許された広範囲の移動を説明する図である。係留索６０は操舵船１２の船尾にあるウインチまたはキャプスタン６２まで延びている。また、係留索は単に運動範囲または回転速度を制限するため使用され、操舵船の舵２４は主回転速度を発生する。他の形式の移動制限機構が、被操舵船ピボット継手１８の周りのリンクアーム１６の回転範囲を制限するため、または被操舵船１０に対する操舵船の揺首を制限するために設置される。さらに、被操舵船の後方部分の構造は、操舵船が揺首する距離を制御するために使用される。これは図５および図６の第３実施例と図４に示された第２実施例を比較することによって理解できる。図５および図６は、操舵船の広い回転範囲を可能にする被操舵船の後方構造を示す。第３実施例は図４に示された第２実施例より一層大きい操舵効果の発生を可能にし、その理由は操舵船の船首２６は被操舵船６５の縦方向中心線から一層遠くまで移動しうるからである。

旋回式整流フラップ６６を使用することも図６に示されている。各整流フラップの後方部分は各整流フラップの前方の非旋回部分に蝶着されるか、または連結される。このピボット連結は、図６に示されたような被操舵船ピボット継手１８である。他の実施例（たとえば図４に示された第２実施例）において、整流フラップの旋回部分もリンクアーム１６のように作用する。図６は旋回整流フラップは別のリンクアーム１６が使用されるとき利用されることを示している。

図７，図８，図９および図１０は、それぞれ本発明の第１実施例の操舵船１２とリンクアーム１６の間の異なった連結構造を示している。本発明によって得られる操舵能力は、被操舵船および操舵船の組合わされた重心の周りに加えられるトルクによって計量される。すなわち下記のとおりである。
Ｓ＝Ａｃ＋Ｒｒ
ここにＳはトルク、Ａは推進推力７２、ｃは重心７０から推進推力７２までの腕の長さ、Ｒは舵に加わる力の横方向成分７６、ｒは船の重心７０から舵２４までの距離７８である。
腕の長さ７４は下記のようにして計算される。
ｃ＝ｒ・ｔａｎ（ａ）
ここにｒは距離７８、ａは被操舵船の中心線の周りの操舵船の回転角度８０、である。

通常のタグボートの舵の推進力の横方向成分７６は、全推進推力の約２５％である。この値はあるタグボートの場合４０％にも達する。値を２５％とすると、
Ｒ＝０．２５Ａ
したがって、回転角度８０を２５°とすると、トルクは下記のようになる。
Ｓ＝Ａｒ・ｔａｎ２５°＋（０．２５Ａ）ｒ＝０．７２Ａｒ
同様に、回転角度８０を５°とすると、トルクは下記のようになる。
Ｓ＝Ａｒ・ｔａｎ５°＋（０．２５Ａ）ｒ＝０．３４Ａｒ
したがって、回転角度８０を２０°だけ増加するとその結果、操縦効果はほぼ２倍になることが分かる。したがって、大きい回転角度８０を発生する構造は大きい操縦性を発揮する。

操舵船のピボット点４４は、各リンクアーム１６の軸線に沿って延びる線の交点である。操舵船１２が被操舵船１０と一直線上にあると（揺首角度＝０°）、ピボット点４４は操舵船ピボット継手２０の位置を変更することによって変化する。ピボット点４４を適切に位置決めすると、作動するため最少の操舵力しか必要としない安定な操舵装置が得られる。操舵船１２が揺首すると、動水力学的力がピボット点４４の周りに両方向のトルクを発生する。ピボット点４４前方の操舵船表面区域上を流れる水は、操舵船１２が旋回する方向のトルクを発生し、反対に、ピボット点４４後方の操舵船表面区域上を流れる水は、操舵船の回転と反対方向のトルクを発生する。ピボット点４４を適切に位置決めすると、これらのトルクを平衡させることができる。そのような位置決めは図７から図１０に示されたように、操舵船ピボット継手２０を移動することによって達成される。

リンク装置が図９に示すように位置決めされるとき、ピボット点４４は操舵船１２の中心に位置する。この構造においてピボット点４４は、リンクアーム１６の旋回により、操舵船１２が揺首する円弧に沿って移動する。揺首角度が０°のピボット点は図９に示されたように平衡しかつ向きの異なるトルクを発生するように位置し、被操舵船に対する操舵船によるいかなる揺首もピボット点４４を前方に移動することはない。そのような運動は、操舵船の舵２４（または他の操舵船揺首作動装置）によって発生されたトルクに対抗する正味の流れトルクを発生する。それは、ピボット点４４の前方の操舵船表面積がその点の後方の操舵船表面積より小さいからである。したがって、操舵船が揺首するとき、さらに揺首させるためには一層大きい操舵力が必要になる。この効果は本発明において本質的な効果で、その結果安全なしかも安定した操舵装置が得られる。

通常のタグボートおよびバージの組合せにおいて、バージはタグボートと反対方向に旋回するが、それはタグボートがバージの船尾を一方向に押してバージの船首を反対方向に旋回させるからである。そのような配置において、タグボートの左の舵を使用することはタグボートを左舷に回転させ、バージの船尾を左舷に移動させる。そのような運動はバージの船首を右舷に回転させる。その結果正規の押送位置が得られる。

図７には反対の場合が示されている。すなわち、操舵船１２による左舵角は被操舵船１０を左舷に旋回させる。図７において、タグボートの左舵によって発生された右舷方向の力は、タグボートをピボット点４４の周りに時計方向に回転させる。時計方向回転はタグボートを右舷に旋回させ、被操舵船１０を左舷に向ける。この実施例において、操舵船の応答は操舵船運転士に対して“後ろ向き”に見える。しかしながら、タグボートおよびバージの組合せを単一のユニットとして見るとき、図７に示された形状は所望の対応を示す。船長またはパイロットは、左舵で左舷に向けさせ、また右舵で右舷に向けさせることに馴れている。図７に示された装置は、船長またはパイロットが経験、本能および非常の際に重要なものとなり得る利点に依存することを可能にする。この理由から、図７に示された構成は図９に示されかつ下記に詳細に説明される構成に対し好ましい。

図８はピボット点４４を操舵船の舵からの横方向推力線７６上に位置決めすることにより、船の舵が利かなくなるため、操舵船のいかなる回転も存在しないことを示している。操舵船のピボット点４４が船の舵と同じ線上に設置されているため、操舵船の舵２４を図８に示されたように左舷に向けることにより、いかなる回転力も発生しない。図８に示された構成においては、いくつかの外部作動装置が操舵船を回転させるため必要である。

図９において、ピボット点４４は舵の横方向推力線７６の前方にある。したがって、操舵船の舵２４を左舷に旋回すると、パイロットが期待したように操舵船１２の船首は左舷に旋回する。このとき操舵船の１２の全長は舵として作用し、被操舵船の船首を左舷に向け、被操舵船の船首を右舷に旋回させる。タグボートの応答はパイロットの期待したようなものであるが、被操舵船（たとえばバージ）はタグボートの舵とは反対方向に旋回する。普通の押送タグボートおよびバージの組合せもこのような操舵の応答を生ずるが、図７の構成において発生する応答程には好ましくはない。タグボートおよびバージの組合せが期待されたように応答するためには、単一ユニットと考えるのが好ましい。図９の構成では、船長またはパイロットは彼自身の危機に対する彼の本能に依存する。

図９に示された構成の直観的でない応答を防止するため、タグボートにおける内部制御および表示を利用することができる。その様な制御は上記の効果を損なうように作用し、船長の本能に従って実際の作業を行わせる。タグボートの舵の実際の位置は船長からは見ることができず、船長をして表示に異存せしめる。そのような表示および制御装置は、タグボートが、タグボートおよびバージの組合せの本能的操縦に対して位置決めされるものである。

図８および図９は、相俟って、種々の速度における作動に適合する別の構成を示している。前記のように、船の舵は通常中速および高速において適切な操縦効果を奏する。ピボット点４４を舵の横方向推力線７６上に位置決めすることは、図８に示されたように、船の舵２４の使用による操舵船１２のいかなる揺首も生じない。低速航行中、図９に示されたものと同じ構成が操縦性を改善するため使用される。可動操舵船ピボット継手取付け機構８２を使用することによって、本発明は図８の構成から図９の構成に移行することができ、それにより高速運転および低速運転の双方に適合する。高速運転において、機構８２はピボット点４４が、図８に示されたように、舵の横方向力の線７６に沿って設置される。船が減速するとき、機構８２は図９に示されたように揺首効果を奏するため前方に動かされる。

図１０は操舵船ピボット継手２０が被操舵船ピボット継手１８の前方に設置された構成を示している。この構成において、操舵船１２は被操舵船１０を牽引する。さらに、この構成において、ピボット点４４は、前記各図面における場合より操舵船の舵の横方向推力線７６から遠くに設置される。そのような配置は、正味流れトルクがその揺首に対抗するので、一定の操舵船揺首を維持するため一層多くの動力を必要とする。また、そのような構成において被操舵船１０に必要な構造は、操舵船の回転に制限を加え、それにより操縦効果を制限する。

図１１は、本発明によって発生した操縦性の相対的改善を表示している。最外端の円形径路９０は通常の海洋航行船舶の通常の旋回パターンである。つぎの小さな円形径路９２は、ほぼ図４に示されたような、比較的小さい揺首角度を利用する実施例による、本発明の改善された操縦性を示す。旋回径路９４はほぼ図５および図６に示されたような、比較的大きい揺首角度および外部作動装置を備えた本発明を使用する船の相対的作動を示す。符号９６で示された径路は、径路９４を通る船と同じ揺首角度を備えているが、外部作動装置のない、本発明を使用する径路である。径路９４および９６の半径は同じであるが、径路９４においては外部作動装置によって旋回が一層迅速に開始される。したがって、外部作動装置を使用すると旋回（前進）中の運動の以前の径路に沿う船の運動は縮小する。過度の前進は望ましくない特性であり、本発明の使用によって最少にすることができる。

図１２は、分離可能な操舵船ピボット継手１００を使用する本発明の実施例を示す。分離可能な操舵船ピボット継手１００を使用することの利点は、図１３に示され、図１３はそのような実施例によって可能ないちじるしく増大した操舵船の揺首を示している。この実施例は一層高能力の制御機構を必要とするが、操縦効果をかなり増大する。

図１４の（Ａ）および（Ｂ）は、非剛体リンクアーム１０２を利用する本発明の第５実施例を示す。この第５実施例において、操舵船１２は被操舵船１０を牽引する（Ａ）。この第５実施例におけるリンクアームは圧縮よりもむしろ張力をうけるため、剛性部材である必要はない。図１４（Ａ）および（Ｂ）に示された第５実施例も分離可能な操舵船ピボット継手１００を利用し、継手１００は操舵船１２が後方に移動し、ついで非剛体リンクアーム１０２を再度連結し、そこで操舵船１２は船尾方向に航行する（Ｂ）。この第５実施例は、低価格で、簡単な、非剛体リンクアーム１０２を使用しうることにより、経費および複雑さの程度を低下する。例示として、船の索はこの第５実施例において、索の輪をクリート（索留め）またはピボット継手として作用する他の装置の周りに引掛けて、リンクアームとして使用することができる。

図１５は、ピボット点４４が被操舵船の重心７０の前方に設置された第６実施例を示している。この第６実施例はリンク装置１４を、リンクアーム１６の軸線に沿って延びた索を、重心７０の前方において交差するように、位置決めすることによって達成される。そのように構成された場合、タグボートおよびバージの組合せは安定であるが、操縦することは困難である。この結果は図１６を参照してもっともよく説明することができる。

図１６の概念的図面はピボット点４４を被操舵船１０の前端に向かって移動する方法の一つを示す。図１６において、長いブーム１２０が操舵船１２から被操舵船１０の前端上方の点に向かって延びている。リンク装置１４はブーム１２０を被操舵船１０に連結する。この装置は被操舵船１０がブーム１２０および操舵船１２に対して揺首することを許している。ピボット点４４はリンク装置１４と被操舵船１０との間の連結点に設置される。操舵船１２はピボット点４４において被操舵船１０を“牽引”する。ピボット点４４が重心７０の前方にあるとき、この配置は安定であり、すなわち、被操舵船１０はブーム１２０および操舵船１２と同じ方向に旋回する。しかしながら、リンク装置１４が被操舵船１０の船尾に連結されるならば、被操舵船の船首よりむしろ船尾がブーム１２０および操舵船１２とともに回転するため、不安定な結果を生ずる。

ピボット点は、先行船が後続船に対して揺首することを許す索により牽引される点としてみなすことができる。図１７は、先行船（すなわち被操舵船１０）が牽引方向に旋回する、図１６の安定な構造を示している。図１８においては、先行船（すなわち被操舵船１０）の船尾が牽引されるため、上記と反対のことが起こる。そのような構造は図１９に示すように方向が逆転するまで先行船を回転させる。

図２０は、二隻の操縦不能船が連結されたとき、先行船１３０の重心７０の後方にピボット点４４を設置することから生ずる危険を示している。揺首力１２８が先行船１３０に加えられるとき、該船は後続船１３２に対して回転を始める。しかしながら、先行船１３０がその船尾において“牽引”されるため、二隻の船舶は図２０に示すように“ジャックナイフ”状態となる。
安定な多段連結バージが図２１に示されている。ピボット点４４が先行船の重心前方に、先行船１３０が揺首力１２８によって、その船首から“牽引”されるように設置されている。この構造において、二隻の操縦不能の船は整合したままであり、それにより破局的“ジャックナイフ”状態を回避する。

図２２はこれらの原理を実際的に応用した第７実施例を示している。この第７実施例において、リンク装置１４は二隻の操縦不能の船をそれらが相対的に揺首しうるように連結するため使用される。リンク装置１４は、ピボット点４４が先行船の重心７０のかなり前方にくるように、構成されている。操舵船１２が後続船１３２を旋回させるとき、先行船１３０はピボット点４４において同じ方向に“牽引”される。ピボット点４４を図２２に示すように位置決めすることにより、先行船１３０は後続船１３２とともに旋回する。このようにして、一隻の操舵船１２は多数の連結された操縦不能の船を安全に制御することができる。操縦不能の船は、相対的揺首を許すリンク装置１４を利用して、従来の連結における横方向曲げモーメントを減少するかまたは除去することができる。

図２２のリンク装置１４は張力または圧縮力をうける。図２２に示されたように、装置１４は張力をうけ、すなわち、後続船のリンク装置ピボット継手１３４は先行船リンク装置ピボット継手１３６の前方に設置される。この位置決めが逆転されるならば、リンク装置１４は圧縮される。力の型、すなわち張力または圧縮力は、先行船および後続船の設計の特徴に関連する。本発明はいずれの構成も採用することができる。

これらの図面は本発明の重要な原理を表示するもので、後続船が先行船に対して揺首角度を維持しようとするならば、ピボット点は先行船の重心後方に設置されなければならない。この結果は操舵船と被操舵船の連結点において好ましいものである。この状態において、ピボット点を図１５に示されたように、遥かに前方に設置することは操舵船に揺首角度を維持することを困難にし、それにより本発明によって得られる改善された操縦性を利用することを困難にする。一方、二隻の操縦不能の船が本発明を利用して連結されるとき、“ジャックナイフ”状態を回避するため、ピボット点は先行船の重心の前方に設置すべきである。同じまたは同様の機械的装置を両方の場合に使用しうるが、装置は異なった位置に設置される。

本発明の変形および別の実施例が、上記の説明に基づいてこの技術に通じた人々には明らかであろう。したがって、上記の説明は単なる説明のためのものであって、この技術に通じた人々に本発明を実施する方法を教示するためのものに過ぎない。図示されかつ説明された本発明の形式は、現在好ましいとされる実施例と考えるべきである。部品の構造、大きさおよび配置において種々の変更をなしうるものである。たとえば、同様の要素または材料が、図示されかつ説明されたものと置換しうるものであり、本発明のある種の特徴が他の特徴の使用と無関係に利用することができ、本発明に関する上記説明を理解した後、この技術に通じた人々に明らかであろう。

本発明は、二隻の船を少なくとも二つのリンクアームによって、一方の船が他方の船に対して揺首しうるように連結することにより、とくに低速航行における安定性および操縦性をいちじるしく改善した、連結装置を得ることができた。

操舵船および被操舵船に取付けられたリンク装置を示す、本発明の第１実施例の側面図。 揺首を防止するため操舵船の船首を被操舵船の船尾に連結する一方法を示す、平面図。 被操舵船を操舵船に連結するリンク装置を示す、本発明の第１実施例の平面図。 本発明の操舵船を作動するため使用される液圧シリンダを示す、本発明の第２実施例の平面図。 本発明による操縦機構を作動または制御するため剛体リンクアームおよび係留索を使用する、本発明の第３実施例の平面図。 図５に示された第３実施例の、本発明によって許される移動範囲を示す平面図。 リンクアームを操舵船に取付ける構造の平面図。 リンクアームを操舵船に取付ける図７とは異なる構造の平面図。 リンクアームを操舵船に取付ける図７及び図８とは異なる構造の平面図。 リンクアームを操舵船に取付ける図７，図８，図９とは異なる構造の平面図。 本発明によって得られる改善された操縦性を示す説明図。 リンクアームと操舵船との間の分離可能な連結を示す、本発明の第４実施例の平面図。 図１２に示された第４実施例によって許された相対的揺首の範囲を示す平面図。 （Ａ），（Ｂ）は、非剛体リンクアームを使用した、相対的位置が異なる、二隻の連結された船を示す本発明の第５実施例の図。 本発明の第６実施例の平面図。 本発明の第６実施例の作用の原理を示す、概念図。 ピボット点が船の前方部分にあるときの作用原理を示す図。 ピボット点が船の後方部分にあるときの作用原理を示す図。 ピボット点を船舶の船尾に設置することによって生ずる船の応答を示す図。 （Ａ），（Ｂ）は、連結された二隻の船の、それぞれ、正常な状態および“ジャックナイフ”状態を示す平面図。 （Ａ），（Ｂ）は、連結された二隻の操縦不能の船の応答を示す、平面図。 本発明の第７実施例の平面図および側面図。

符号の説明

１０ 操舵船
１２ 被操舵船
１４ リンク装置
１６ リンクアーム
１８ 被操舵船ピボット継手
２０ 被操舵船ピボット継手
２２ 整流フラップ
２４ 舵
２６ 船首
４０ 連結継手
４２ 雌溝
４４ ピボット点
５０ 液圧シリンダ
５２ 往復作動ロッド
５４ アクチュエータピボット継手
５６ 回転作動ロッド
６０ 係留索
６１ 係留索
６２ ウインチまたはキャプスタン
６３ 係留索
６４ 中心線
６５ 被操舵船
６６ 整流フラップ
７０ 重心
７６ 横方向推力線
８２ ピボット継手取付け機構
１００ 分離可能なパイロット継手
１０２ 非剛体リンクアーム
１２０ ブーム
１３０ 先行船
１３２ 後続船
１３４ ピボット点
１３６ ピボット点

Claims (5)

1. 船首と船尾を有した第１の船（１０）と、
   通常運転の間は、前記第１の船（１０）に従い、該第１の船（１０）を押す第２の船（１２）であって、船首と船尾を有した第２の船（１２）と、
   前記第１の船（１０）の船尾と前記第２の船（１２）の船首にピボット継手（１８，２０）を介して回動自在に接続された少なくとも二つのリンクアーム（１６）であって、前記第１及び第２の船が互いに対して揺首面内において横方向に動くことを許すリンクアーム（１６）とを有した、海上輸送装置。
2. 船首、船尾、中心線及び重心を有した操舵船（１２）と、
   一隻以上の被操舵船（１３０，１３２）であって、各被操舵船（１３０，１３２）が船首、船尾、中心線及び重心を有し、第１の被操舵船（１３２）の船尾が前記操舵船（１２）の船首に隣接して直線配列を前記操舵船（１２）と画定し、他の被操舵船（１３０）が前記第１の被操舵船（１３２）の前にあって、他の被操舵船が後続被操舵船の船首に隣接している船尾と先行被操舵船の船尾に隣接している船首とを有している、被操舵船（１３０，１３２）と、
   各被操舵船（１３０，１３２）の船首を先行被操舵船の船尾に連結する別々の連結手段（１４）であって、各連結手段（１４）が一対のリンクアームを有し、該一対のリンクアームが、両端で二隻の被操舵船の左舷側にピボット継手を介して回動自在に接続された第１のリンクアームと、両端で二隻の被操舵船の右舷側にピボット継手を介して回動自在に接続された第２のリンクアームとを有し、前記第１および第２のリンクアームからなる一対のリンクアームの各々が軸線を画定し、該両軸線が、被操舵船が中心線整合している時の前記直線配列の中心線に沿って、前記二隻の被操舵船のうちの先行被操舵船の重心（７０）の前方で交差している、連結手段（１４）とを有している、海上輸送装置。
3. 前記操舵船（１２）を船尾の方にある被操舵船（１３２）に連結する操舵連結手段であって、一対のリンクアーム（１６）を有し、該一対のリンクアームが、両端で前記操舵船及び前記被操舵船の左舷側にピボット継手（１８，２０）を介して回動自在に接続された第１のリンクアーム（１６）と、両端で前記操舵船（１２）及び前記被操舵船（１３２）の右舷側にピボット継手（１８，２０）を介して回動自在に接続された第２のリンクアーム（１６）とを有し、前記第１および第２のリンクアームからなる一対のリンクアームの各々が、前記操舵船（１２）の船首の後方で交差する軸線を画定している、請求項２に記載の海上輸送装置。
4. 前記リンクアームの前記軸線が前記操舵船の船首と船尾の間で交差している、請求項３に記載の海上輸送装置。
5. 少なくとも二隻の被操舵船があり、該被操舵船が対を形成し、被操舵船の各対を接続するリンクアームの軸線が各対の先行被操舵船の重心の前方で交差している、請求項４に記載の海上輸送装置。

Images