JP2015512363A - ドラムアセンブリ及びドラム上への綱の巻き取り方法 - Google Patents

Abstract

本発明のドラムアセンブリ、及びドラム上へと綱を巻き取る方法は、発振器装置を使用し、綱がドラム上へと巻き取られている時に、綱に振動を与える。発振器装置は、綱がドラム上へと巻き取られている時に、瞬間的及び経時的に綱上の負荷を増減させ、綱がドラムに対する直線進路から反対の方向へ逸れる時に、綱の張力内で差動的変動を発生させる。振動により典型的に綱上の負荷が迅速に変更され、ドラム上へと綱が巻き取られる間に、綱に対して与えられる全ての負荷に追加される。このように負荷が変更されることにより、綱の内部で可能な張りが典型的に低減され、従ってドラム上の綱の圧縮が助長される。【選択図】図２

Description

本発明はドラムアセンブリ及びドラム上へと巻き取られる綱（例えばワイヤロープ又は繊維製ロープ）を圧縮する方法に関する。

ワイヤロープ又は繊維製ロープ等の綱がドラム上へと負荷を受けて巻き取られる時に、ロープがドラム上で圧縮される傾向がある。綱は圧縮されると外形がいやおうなく高密度に詰められ、綱の円周が低減する。異なる方法で負荷を受けると、綱の断面の変形が頻発する。例えば、ドラムの表面上で平坦になる、又選択的に下層のロープの径方向外側の表面で形成された溝内で絡まる等があり、通常は綱がその上へと巻き取られる表面の形状に一致する。受ける負荷が軽いロープは、受ける負荷が重いロープより圧縮されない。ロープは圧縮されるとより密になり、ドラム上でスペースを取らず、ロープがドラム上により巻き取り易く、ドラム当たりでより長いロープが巻き取り可能となり、及び／又は取り扱い易いより小型のドラムを使用可能であるため、ロープの圧縮が望ましい場合がしばしばある。しかし、綱がドラム上で不均一に圧縮されると、それに続く層が異なる負荷を受けて巻き取られた時に問題が発生する可能性がある。例えば、綱はしばしば比較的軽い負荷を受けてドラム上へと巻かれ、（綱の内側層では最小の圧縮が発生する）しかしその後、重い負荷を受けて綱が降ろされると、それにより綱の外側層が下にある内側層よりも圧縮される。これは典型的に、重い装置を海底に降ろす（ロープをドラムから引き出す）際に発生する。荷物がフックから外され、フックの重量のみを支承するロープが低い張力を受けて水面に回収されるため、ロープが別の重量物を海底に降ろすまでは、フックが水面に回収されるとロープがドラム上で比較的弱く圧縮されることになる。

第２の重い荷物を海底に降ろす時に、ドラムから繰り出されるロープの外側層が高い張力を受けて高度に圧縮され、一方ドラム上に巻かれていた下にある内側層は、低い張力を受けていたために圧縮度が低い。この状態の影響により、第２の重い荷物を降ろしている間に、高い張力を受けるロープの外側層が、ドラム上で下にある低い張力の内側層のために径方向に切断する可能性がある。また、より高い張力を受けるロープの外側層は、ロープが繰り出される時にドラムの周りで周方向にスリップし易くなる可能性がある。これによりロープ上で摩損が発生し、降下速度が不規則となる。

こうして問題を軽減する助けとすべく、多くのクレーンではフックに重い錘をつけ、荷物を吊っていないフックを巻き上げる時に十分な重量を付加している。典型的に、こうした荷物はクレーンの最大使用荷重の１０％とすることが可能であり、繊維製ロープで作動するクレーンの場合には、２０％までとすることが可能である。フック上の錘は、ワイヤロープで動作する１５０トンクレーンの場合には１５トンとしてよく、同様ランクのクレーンが繊維製ロープを使用する場合には３０トンまでとしてよい。

係留ロープ及び他のロープは、典型的に予め張られているか、又は配備される以前に調整されている。クレーンで使用される繊維製ロープは、通常使用に先立ち、最大使用荷重の２０％までプレテンションされている。ワイヤロープを使用した場合、通常のプレテンション負荷は、最大使用荷重の１０％程度である。

使用に先立つ係留ロープの調整は、通常大規模で高価な牽引用ウインチ設備上で実行され、こうした設備は規模が大きいため、セット位置に固定される場合が多い。この調整の間、係留ロープは牽引用ウインチ設備により達成可能である最大使用荷重の１００％近くの負荷を受けが、破断荷重の５０パーセントまでの負荷であっても有益とされる。

本発明により、綱を受容するよう設計されたドラムアセンブリが提供される。このドラムアセンブリは、綱がドラム上へと受容されている時に、綱に対して振動を与える発振器装置を備える。

ドラムはウインチドラム又は収納ドラムとすることが可能である。

典型的に、振動は綱がドラム上へと巻き取られている時に、典型的に張力のある状態の綱に与えられる。典型的に、振動が例えば綱の最大負荷限界の５乃至１０パーセト内で与えられている間に、綱は限界近くにまで張力を与えられる。典型的に、振動が与えられている間に、綱は最大可能張力にまで緊張される。

発振器装置は、例えば発振器装置のヘッドのような、綱と係合する装置に対して振動を与えるために配置可能である。選択的に、発振器ヘッドはガイド手段とすることが可能である。ガイド手段はシーブ又はローラのように、綱の進路を選択的に転換可能である。選択的に、発振器ヘッドは軌道を備えることが可能である。選択的に、軌道はローラに対して押し付けられる時に、ローラの周囲で回転するよう構成された無限軌道を備える。それにより、綱をローラ間の軸に対して平行方向に勧める力が、軌道から与えられる。軌道は綱に対して、単一又は対向一対で間に綱を挟むように装備可能である。

選択的に、発振器装置はドラムに振動を与えるよう配置可能であり、典型的にドラムの綱を受容する部分に対して振動を与えるため、典型的に、綱は発振器装置とドラムとの間に配置され、発振器装置とドラムの外側の表面の双方と接触して綱の部分が振動される。ドラムは選択的に、ドラム上へと巻き取られる綱の層を備えることが可能である。

典型的に、綱はロープとすることが可能であり、典型的に合成繊維又は有機繊維の繊維製ロープとする。選択的に、ロープは非有機繊維（例えば金属の繊維）製のワイヤロープとすることが可能である。

典型的に、振動は綱の面に対して直角な面において与えられる。

典型的に、発振面は通常ドラムの軸に対して直角をなすため、綱は典型的に、発振のピークで発振のピーク間の中間点よりも高い張力を受ける。

典型的に、綱が発振器装置により振動されている間に、綱がドラム上へと巻き取られる。

発振器装置は典型的に、ロープがドラム上へと巻き取られている時に、瞬間的及び経時的にロープ上の負荷を増減させ、綱がドラムに対する直線進路から反対の方向へ逸れる時に、綱の張力内で差動的変動を発生させる。

綱に与えられた振動により、綱がドラム上に巻き取られるのに先立ち、綱の内部の繊維が整列可能であるため、典型的に、ドラム上の綱の配置がより圧縮される。

振動により典型的に繊維間の摩擦が低下し、綱の軸内部で繊維がより良好に整列する。典型的にロープの円周が低減し、綱の内部で個々の繊維がより圧縮され、綱がドラムに巻き取られている時の綱の密度が一定の方法で増加するため、ドラム上の綱の圧縮程度が異なる綱の層の間でより一貫する。

振動により典型的に綱上の負荷が迅速に変更され、ドラム上へと巻き取られる綱に対して与えられる負荷に追加される。このように負荷が典型的に変更されることにより、綱の内部で可能な伸縮が低減され、従って圧縮が助長される。

振動は正弦波（等しく反対方向に逸れる）として、又他の波、例えば単一方向のみに直線で逸れる鋸歯状波として、又は例えば各方向に逸れる複合波として与えることが可能であるが、このように逸れた時の振幅は必ずしも等しくない。逸れは正弦波のように漸進的とすることが可能であり、振幅は漸進的に増加してピークに達し、続いて漸進的に低下する。しかし、例えば鋸歯状波及び矩形波のような他のケースでは、振動の振幅は迅速で実質的には即座に変更可能である。

選択的に、綱は典型的にシーブ又はローラのようなローラ素子の形状であるガイド手段を、ドラム上に巻き取られるのに先立って通過してよい。ガイド手段は選択的に溝を備えてよい。ある実施形態においては、シーブ上の溝のプロフィールは選択的に、ドラム上のロープを、下にある綱の層上に巻き取られる新たな綱の層の圧縮に有利な、特に所望の横断面形状にするよう構成可能である。綱がドラム上へと巻き取られるのに先立ち、綱上に溝のプロフィールを押し付けるために、綱を溝の内部に選択的に圧入可能である。シーブ又は他のガイド手段から外れる綱のプロフィールは、綱を溝のプロフィール内部に圧入する力を調整することにより調整可能である。例えばシーブ上の溝は、綱がドラム上に巻き取られる時の綱の形状を変化させるようなプロフィールを有することが可能である。ワイヤロープの場合、溝は典型的に支承溝であり、連続的な弧形の横断面プロフィールを備え、これにより弧上の全ての点で綱を支承する。繊維製ロープは典型的にスリーブ（円形又は楕円形の断面を備える）として形成され、スリーブは繊維素線からなる複数のストランドから形成される。通常、繊維製ロープは平坦な底部、弧形の側面を有する溝を与えることで、より良好に平坦なプロフィールに圧縮されるため、ロープの径方向の外側の表面は、典型的により平坦になる。従って繊維製ロープは、ドラム上で圧縮された構成をとるのに最も適したプロフィールに近い、比較的平坦なプロフィールでシーブから外れる。幾つかの実施形態では、綱は溝内に拘束され、溝のプロフィールに適合するためドラム上の綱の圧縮に有利である。例えばシーブ内の溝は、側壁、及び開口を備えた開放溝とすることが可能である。開口は、独立したガイド部材、例えば溝を備えた他のシーブ、又はプレート、又は溝に対して開口を閉鎖する軌道等である閉鎖手段により閉鎖可能であり、典型的に綱をシーブ上の溝内へ推進させ、溝のプロフィールにより写される特定の横断面プロフィールに綱を適合させる。これは典型的に、ドラム上の綱の圧縮のために有利である。例えば、ガイド手段が相対する溝を備えた２つのシーブを備える場合、異なる程度に綱を圧縮するために、シーブの間隙を制御可能であり、綱がシーブを離れる時に、ドラム上に巻き取られる綱を特定の高さとすることが可能である。綱が比較的低い張力を受ける場合、綱がシーブを離れる時に、綱が平坦になる傾向が典型的に低減されるため、シーブの間隙を制御し、典型的にこの間隔を制御可能とすることにより、ドラム上に綱が巻き取られている間に、綱に与えられる張力が変化する時でもより一貫性のある綱のプロフィール（例えば一貫して平坦であるプロフィール）をドラム上で達成可能である。ガイド手段は、シーブに替えて又はシーブに加えてローラを備えることが可能である。選択的に、ローラは溝を備えることが可能である。しかしある実施形態では、ローラは表面に溝の無い円筒形のプロフィールを備えることも可能である。選択的に、ガイド手段はガイド手段の間隔を調整するアジャスタ機構を備え、アジャスタ間の綱に与えられる圧搾を調整することにより、ガイド手段が綱上に与える平坦化効果を制御可能である。選択的に、綱はセットになったローラを通過する。セットになったローラは綱を振動させ、綱がドラム上へと巻き取られる時に、ローラ間で綱を圧縮する。ローラは選択的に、綱とドラムとの間で一貫した入射角度を保つために、ドラム上で綱の層が形成される時に、ドラム上の綱の移動を追跡可能である。

綱をドラム上で各層の連続した列で巻き取るために、ガイド手段は典型的に、綱をドラムの軸に対して平行に（例えば、ドラム軸が水平にある場合には水平に）移動させる。典型的にガイド手段は、ドラム上へと綱を巻き取るためのガイド手段を水平に移動させるために、モータにより駆動可能である。ガイド手段の水平移動のスピードは、各層の綱の列の幅を制御するために変更可能である。

典型的にガイド手段は、ドラム上の綱の入射角を一貫させるために、ドラムの軸に対して直角に（例えば垂直に）移動可能である。

本発明の典型的な実施形態では、発振器装置は可及的にドラムに近接して取り付けられる。

選択的に発振器装置は振動を生成し、典型的には発振器ヘッドに配置される。発振器ヘッドは、綱がドラム上に巻き取られている時に綱に振動を与えるために、綱に対して適用される。振動は典型的に、綱に対して直接、典型的に発振器ヘッドにより与えられる。従って綱は、ドラム及びアセンブリの他の部品よりも振動されるか、又はより強く振動される。

発振器装置は典型的に綱に作用し、綱の材料の整列状態を変更し、綱の軸により整列させる。

選択的に、発振器装置は綱の材料を構成する繊維又はストランドの圧縮を助長し、ドラム上へと綱が巻き取られる時に、綱に張力を与えることを助長し、それによりドラム上でより固い層を形成するより圧縮された綱を作り出す。これにより、典型的に外側層上の綱の滑りが低減され、一貫した圧搾度及び圧縮度、及び外側と内側の層との間で綱の滑りが増加する。従って、典型的に綱の内側層と外側の層との間の圧縮での振動が低減され、綱が軽い荷物で元の状態に戻る時、及び重い荷物と共に繰り出される時に、より一貫した挙動をとる。

振動の周波数は、ロープの異なる円周及び構成、異なる吊上げスピードに対応するよう変更可能である。振動の周波数を変更することで、最大の圧縮状態を達成可能である。典型的に、直径２乃至３ｃｍで張力が１トンのロープに対して適切な周波数を、２５Ｈｚとすることが可能である。異なる実施形態に対して有益な周波数は、１５と５００Ｈｚの間であろう。振幅を変更することによっても、異なる結果を得ることが可能である。振幅が高い場合には、２０乃至５０Ｈｚの範囲の比較的低い振動の周波数が効果的である。振幅が低ければ、例えば３００乃至５００Ｈｚの高い周波数を使用可能である。各々の綱は、異なる構成、直径、円周及び繊維間の摩擦係数を備えて変化しがちである。周波数が容易に変更可能であるため、最適周波数は各ケースに関して、固定スピードで走るロープ及び既知である張力により周波数を変更することで、容易に決定可能である。円周は、そのロープに関して最大の圧縮状態を発見するために計測可能である。同様のテストは、最適な振幅及び位相を決定するためにも実行可能である。

発振器装置は、少なくとも１つの回転型偏心錘を組み入れてよい。代替的又は追加的に、発振器装置は選択的に電気的、油圧的又は気圧的なパルス又は信号により始動可能である。異なる種類の発振器装置は、本発明の範囲から逸脱することなく使用可能である。

多くの実施形態では、振動の周波数は制御可能としてよい。このようにして、最大効率で稼動する単一機構、又は互いに対して順番に作動する２つ以上の機構、又は例えば両機構がロープの同一側又は反対側で作動するかにより、互いに対して反対方向に作動する２つ以上の機構を備えることが可能である。

選択的に、発振器装置は１つを上回る方向に発振を与えることが可能である。選択的に、発振器装置は１つを上回る発振器を備えることが可能である。選択的に発振器装置により、１つを上回る発振が綱に与えられる場合、発振は同一の位相である。しかし選択的に、発振を異なる位相とすることも可能である。典型的に、異なる発振器装置の振幅は同一であるが、選択的に異なることも可能である。典型的に、異なる発振器装置の周波数は同一であるが、選択的に異なることも可能である。

１つを上回る発振が与えられる場合、２つの発振器装置は選択的に、例えば回転型又は直線型など、同一又は異なるタイプとすることが可能である。典型的に、振動の振幅が総体としてロープを張るよう作動することが有益である。従って数個の発振器装置を位相内で、しかしながら反対方向に、例えばループ内で作動するよう配置することが特に効果的である。

発振器装置は典型的に、ロープをドラム上で軽い負荷を受けて巻き取るために使用される。発振器装置は典型的に、ロープの緊張が可及的な最大張力である時に、ロープの圧縮に最も効果を有する。

発振器装置は選択的に、必要とされる場合には発振器装置が移動可能であり、例えば綱が繰り出されている時又は重い荷物を吊上げる時等必要とされない場合には、綱及び選択的にドラムを外すよう配置してよい。例えば、発振器装置（又はシーブ、又は発振器装置が綱に発振を伝導するために作用を及ぼす他のガイド手段）は、ヒンジ機構上に取り付け可能である。ヒンジ機構によりガイド手段又は発振器装置は、綱の進路の内外で振れることが可能となる。

典型的に発振器装置は、綱がドラム上に巻き取られる時に振動を綱（及び／又はドラム）に与え、綱がドラムから繰り出されている時には綱に振動を与えない。

発振手段は、電気的、気圧的又は油圧的発振器装置を備えることが可能であり、典型的に回転式フライホイール又はピストン等の往復部材を備える。発振器装置は典型的に、振動が垂直面に与えられ、そのため重力により振動の下降局面が助長される時に、最も良好に作動する。周波数は、回転発振器では回転速度を増加することで変更される。良好に潤滑されたラインでは、高い周波数が非常に有効である。しかし高摩擦コーティングが施されたラインでは、低い周波数及び典型的に高い振幅がより有効であるようだ。ピストンタイプの発振器装置は、衝撃波タイプの影響をロープに伝えるのにより適しているが、高周波数用にも使用可能である。繊維製ロープの場合、油圧的に動力供給された回転発振器装置が最適と見なされていた。周波数範囲が高く、作動油の流れを単に制御することで周波数を変更可能で、特定のロープサイズ及び構成に最適の周波数を発見可能なためである。通常、発振器装置は小さいほど、周波数が高いと見なされる。周波数が高い程、より容易に綱に限定される。一方周波数が低いと、関連する機器（ブラケット等）により容易に伝導される傾向がある。

本発明の実施形態はウインチドラムに限定されることなく、荷物を吊上げ又は降下するというより、むしろ収納を目的として綱がドラム上へと巻き取られる収納ドラムに関連しても使用可能である。本発明の実施形態は、特に船舶用ウインチに適用可能であるが、しかしそれに限定されることなく、ある実施形態は、地上配備されたウインチに対しても有益である。

選択的に、深海用係留ロープの場合のように、ロープが使用に先立ち特に調整されている時に、発振器装置をドラム用の「スタンドアロン」ユニットとしても構成可能である。その場合、発振器装置は選択的に、綱の圧縮の後にドラムから取り外し可能である。

振動は、選択的に方向性を有する、例えば綱の軸に亘って直線的とすることが可能である。回転発振器装置（例えば、シーブに取り付けられた偏心錘を有する単一軸の単一発振器を備える）も、綱に非直線型の振動を与えるために使用可能である。典型的に回転型の振動は、典型的に垂直面である単一面で与えられる。

選択的に、ドラムアセンブリは綱制動機構を備える。綱制動機構は、綱がドラム上に巻き取られている時に、綱に逆張力を与えるよう構成される。選択的に綱制動機構は変更可能であり、制動を制御可能である。典型的に綱制動機構は、シーブ、及び／又はローラ、又は綱と係合する他の綱のガイド手段に対して適用可能である。選択的に、ドラムアセンブリは綱への張力手段を備える。張力手段は制動機構を備える。ドラム上に綱が巻き取られる間に綱上の張力が増加すると、典型的に綱に与えられる振動の効果が増す。

選択的に、シーブ上の溝のプロフィールは、張力を増すためか、又はウインチドラム上に巻き取るために、綱のプロフィールをより予測可能な方法で形成するために構成可能である。例えばシーブ上の溝は、選択的に側壁を備え、側壁は典型的にＶ字型のプロフィールを備える。それにより相補的に、綱は溝に対して深いＶ字型のプロフィールを帯びる。シーブの制動は、深いＶ字型の溝により向上可能である。溝により、シーブに対する綱の摩擦が増加可能なためである。綱が発振を受ける時に綱上の張力を増加させるために、こうした制動の向上が必要とされる可能性もある。綱がドラム上で平坦となることが望まれる時は、平坦な溝のプロフィールがより適している。こうした場合には、ロープがシーブによりドラムに最適な最も圧縮された形状となるためである。典型的に、綱は溝の内部に拘束、例えば圧縮され、溝のプロフィールに適合する。典型的にシーブ、ローラ、又は他のガイド手段は、溝上に移動可能に取り付けられた閉鎖手段を備え、閉鎖手段は典型的に溝に対して移動可能であり、溝と閉鎖手段との間隙を調整し、綱を溝の内部に調整可能な状態で押し付け、綱がドラム上へと巻き取られる時に、綱を強制的に溝のプロフィールに合致させる。

シーブのような綱ガイド手段の全ての材料は、綱とシーブ又は他の綱ガイド手段との間の摩擦を増加させる又は低減させるために、選択的に構成可能である。典型的に、綱とガイド手段との間の摩擦力を高めることにより、発振器機構の効果を増加させることができる。典型的に、高摩擦面材料にはゴム、及びシーブの表面に接着されるエラストマーを含む弾性プラスチック材料が含まれる。高摩擦材料は、ガイド手段全体を構成するために使用可能、又は表面に取り付けるために使用可能である。

典型的にアセンブリ（選択的に発振器装置）は、振動を綱に集中させ、振動がドラムの他の部分又は補助装置に伝播又は伝導するのを典型的に低減する又は防ぐために、振動ダンパを備えることが可能である。典型的に、振動ダンパは弾性手段を備えることが可能である。振動ダンパは選択的にエラストマー材料を組み入れ可能であり、振動を吸収又は低減し、又は振動が支承アーム、又は発振器装置を装置の他の部分に取り付けるブラケットに伝導するのを防ぎ、振動を綱に集中させる。

綱に対して、綱ガイド手段（シーブ、ローラ、軌道等）はタイヤを含んでよく、又摩擦を増加させる表面プロフィールを備えてよい。選択的に、タイヤは空気入りタイヤとすることが可能である。綱ガイド手段は、綱を綱ガイド手段上の溝の内部に押し付けるために、綱の進路に対して調整可能である。

綱ガイド手段（例えばシーブ、ローラ、軌道等）は、摩擦ブレーキ、油圧ブレーキ、電気ブレーキ又は他のブレーキ手段等の制動手段を含んでよく、シーブ上の綱の転回運動、ねじり運動を低減し、必要とされる場合には綱をガイド手段上に固定する。緩んだロープをドラム上に巻き取るために必要である場合には、シーブを駆動するためにモータを使用してよい。

綱は選択的に、軌道手段に類似するプレート等の、数個の（例えば２つ）のガイド手段の間を通過してよい。ガイド手段は個々に又は共に、同一又は異なる周波数で、位相内又は位相外で振動してよい。綱がこれらのガイド手段の間でドラム上へと牽引される時に、綱が振動可能である。プレート又は他のガイド手段の間隙は調整可能であり、これらの間にある綱を、典型的に１つ以上のガイド手段上の溝の内部へ圧縮する。

ある実施形態では、綱はローラ又はシーブのような隣接するガイド手段の間で、ループを形成してよい。ローラ又はシーブは典型的に、同一面、又は近接する平行面に位置してよい。ループを形成する１つ又は１つ以上のローラ又はシーブは、発振器装置により振動されるよう配置可能である。ループを形成するローラ又はシーブの、綱内の相対位置は、ループを拡大又は縮小するため、及び／又はガイド手段の間で綱を圧縮するために調整可能である。典型的に、発振は１つ以上のローラ又はシーブに与えられる。ローラ又はシーブは、ローラ又はシーブの間に形成された軸に平行する面でループを形成するため、発振によりループ内の綱の張力が増減する。

ローラ又はシーブは（２つ以上が使用されている場合）、同一又は異なる直径を備えることが可能である。

ある実施形態では、綱ガイド手段（例えばローラ、シーブ等）は、発振器装置を例えばローラのバレル内部に組み入れ可能である。

本発明は又、ドラム上に綱を巻き取る方法を提供する。方法は、綱がドラム上に巻き取られる時に綱に振動を与えるステップを含み、それによりドラム上に巻き取られた綱が圧縮される。

本発明は又、使用に先立ち綱を処理する方法を提供する。方法は綱に振動を与えるステップを含む。

典型的に、綱は使用に先立ってドラム上に巻き取られるが、これは必ずしも必須ではない。また綱がドラムから展開されている時、又は綱が収納装置に収納されている時に、綱が振動を受けることが可能である。収納装置はドラム又は異なる綱収納装置を備えることが可能である。典型的に、綱（例えば係留ロープ又はクレーンロープであり、典型的に繊維製ロープ又はワイヤロープとすることが可能）が展開されている時、例えば船舶から繰り出されている時、又は収納、例えばドラム上に巻き取られている時、綱に張力を与えて振動させることが可能である。綱はドラム又はケーブルタンクから展開可能であり、典型的にリニアウインチを通過する。（リニアウインチは典型的に牽引手段を備え、牽引手段は１対を上回るタイヤ又は軌道等であり、これらは綱を締め付けるために各対のタイヤの間に綱を引き込み、対応する対のタイヤの間の綱に対して張力を与え、展開されている綱を緊張させる。）典型的に、綱はその後に本明細書に記載された発振器ヘッド等である発振器装置を通過可能である。発振器装置は牽引ウインチの一部として形成可能であるか、又は独立した構成部品とすることも可能である。発振器装置により綱に張力が与えられている時、又は綱が船舶の側面を移動する時に、綱に振動が与えられる。従って、綱が工場から船舶に移動する時、又は船舶から海底にリニアウインチで移動する時に、綱は発振ヘッドから振動及び張力を受けることが可能である。

選択的に、振動は発振器装置により綱に与えられる。発振器装置は、綱がドラム上に巻き取られている時に作動され、典型的に綱がドラムから元の状態に戻されている時に停止される。

本発明は又、使用に先立ち綱を処理する装置を提供する。装置は、綱に振動を与えるよう構成された発振手段を備える。

本発明の多様な態様は、単独で又は１つ以上の他の態様と組み合わせて実施可能であり、関連する同業者に評価されるであろう。本発明の多様な態様は選択的に、本発明の他の態様の選択的な特徴を１つ以上組み合わせて提供可能である。また、１つの実施形態に関連して記載された選択的な特徴は、典型的に単独で又は本発明の他の実施形態における他の特徴と共に組み合わせ可能である。

本発明の多様な実施形態及び態様は、添付の図面を参照して以下に詳説される。本発明の更に他の態様、特徴及び利点は、図面を含む本発明の記載全体より容易に明らかとなる。図面は、多数の例示的な態様及び実施形態を説明する。また本発明により他の異なる実施形態及び態様が可能であり、そのいくつかの詳細は多様な点で変更可能であり、全て本発明の趣旨及び範囲を逸脱することはない。従って、図面及び明細書は本質的に説明的と見なされるべきであり、制限的と見なされるべきではない。更に、本明細書中で使用された用語及び表現は、単に記述を目的に使用されたものであり、範囲を制限するものとして構成すべきではない。「含む」「備える」「有する」「包含する」又は「関係する」及びこれらの変形である言葉は広義であり、以下に記載された主題、同等の内容、及び記載されていない追加の主題を含むことを意図しており、他の付加的要素、部品、整数又はステップを排除することを意図していない。同様に「備える」との用語は、適用可能な法的な目的のために、「含む」又は「包含する」との用語と同義語であると解釈される。

書類、行為、材料、装置、項目等に関するいかなる議論も、本明細書においては単に本発明についての文脈を提供する目的で含まれる。これらの事柄の何れ又は全てが、先行技術基準を形成した又は本発明の関連分野において一般的知識であったとは、示唆又は指摘されていない。

本開示では、構成、素子又素子のグループが「備える」との移行句に先行される場合は常に、我々は又、「主としてなる」「なる」「からなる群より選択される」「含む」又は「である」等の、構成、素子又は素子のグループの記載に先行する移行句を有する同一の構成、素子又は素子のグループをも考慮しており、逆もまた同様であると理解される。

本開示中の全ての数値は、「約」により加減されていると理解される。明細書中に記載された素子又は他のいかなる構成部品に関する全ての単数形式は複数形式を含み、逆も又同様であると理解される。

上昇位置の単一振動シーブを備えたドラムアセンブリの側面図である。 図１のドラムアセンブリの振動シーブが降下位置にある場合の側面図である。 図１のドラムアセンブリが２つの振動シーブを備えた変更実施形態の側面図である。 別のシーブ又はローラ上に垂直に配置された振動シーブを備えた異なる配置のドラムアセンブリの更なる変更実施形態の側面図である。 図１乃至図４に示す配置で使用された振動シーブの側面図である。 図１乃至図４に示す配置で使用可能な振動シーブの、代替的な設計の側面図である。 取り付け用アームに装備された振動シーブの代替的な設計の正面図である。 綱を外すことが可能なように振れて離れるボトムローラを示す、図１のシーブ又はローラの代替的な取り付け配置の正面図である。 図８と同様。 シーブに適用された油圧又は電動ハブブレーキを示す、図１のシーブ又はローラ用の代替的な取り付け配置の側面図である。 振動軌道装置を備えた、代替的な設計を示す図である。 振動軌道装置を備えた、代替的な設計を示す図である。 シーブの下に、シーブに対して綱を捕捉するためのローラを備えた異なる配置のドラムアセンブリの代替的な設計を示す図である。シーブは、綱中の張力を高めるため、選択的に制動可能である。 綱の内側カーブ上に３つのローラを、及び外側カーブ上に２つのローラを備えたドラムアセンブリの代替的な設計を示す図である。 ロープ上又はドラム上で振動する軌道装置を備えたドラムアセンブリの代替的な設計を示す図である。 ドラム上及び／又は綱上で振動するシーブ又はローラを備えた発振器を備えたドラムアセンブリの代替的な設計を示す図である。 綱内でループを作るよう配置された２つのシーブを備え、典型的に各シーブが振動するよう配置された、ドラムアセンブリの代替的な設計を示す図である。 ドラムアセンブリが更なる設計の発振ヘッドを備え、その発振ヘッドが本開示のいかなるドラムアセンブリでも使用可能であるドラムアセンブリの代替的な設計を示す図である。 図１８と同様。 図１８と同様。

図を参照すると、図１はウインチドラムＤを備えたウインチドラムアセンブリを開示する。ウインチドラムアセンブリは軸及び軸に平行なバレルを備え、バレル上へと巻き取られる綱を受容する。図に概略的に示すように、ドラムＤはバレルの反対側端部に配置された側壁を備える。この側壁は明確であるために図示されていないが、当業者にはよく知られている。

各図面は、軸を中心としたドラムＤの側面図を示す。綱Ｌは連続する層としてドラムＤ上へと巻き取られるため、綱Ｌの外側層はすでにドラム上へと巻き取られていた、下にある層の上に巻き取られる。典型的に、綱ＬはドラムＤ上へと巻き取られる時に、逆張力装置により張力をかけられる。典型的に、綱がシーブ又はローラを備えたガイド手段の周囲（例えば上又は下）を通過することで、綱Ｌがドラム上に巻き取られる。典型的に、１つ以上のシーブ又はローラがガイド手段上に備えられる。綱Ｌが一般螺旋でドラムＤへと巻き取られる時に、シーブ又はローラは典型的に脇から脇へと巻き取りを行なう。典型的に、ドラムＤが最大量の綱Ｌを収容可能であるよう、螺旋ピッチを可及的に低くすべきである。

図１及び図２を参照すると、アセンブリは発振器ヘッドを備える。発振器ヘッドはガイド手段を備え、ガイド手段はブラケットＢ上に取り付けられたシーブ配置を備える。ブラケットＢは、典型的にウインチドラムＤに隣接するウインチ上に取り付けられる。ブラケットＢは固定アーム１０及びヒンジ付きアーム１５を備える。

固定アーム１０はブラケットＢに対して固定され、ヒンジ付きアーム１５の下で垂直に配置され、ローラ又はシーブ１１等の受動的ガイド手段を支承する。ローラ又はシーブ１１は、典型的に水平面に設定された旋回軸ピンにより、固定アーム１０上に回転可能な状態で取り付けられ、ガイドローラ又はシーブ１１がピンの水平軸を中心として、綱Ｌの進路を通過する垂直面上で回転可能とする。

ヒンジ付きアーム１５は典型的に、旋回軸ピンによりブラケットＢにヒンジ式に接続される。旋回軸ピンは典型的に水平取り付けもされるため、ヒンジ付きアーム１５は、縄Ｌの進路に平行する垂直面上で振れが可能であり、旋回軸ピンは縄Ｌの進路と交差する。ヒンジ付きアーム１５は更に、シーブ又はローラ素子１６の形状のガイド手段を支承する。ヒンジ付きアーム１５上のシーブ又はローラ素子１６は、発振器装置１７を支承する。発振器装置１７は回転発振器とすることが可能であり、又は、例えばピストン発振器とすることも可能である。典型的に、油圧シリンダ１８がヒンジ付きアーム１５と固定アーム１０を連結する。発振器装置１７は典型的に、ダンパ機構１９を経由してヒンジ付きアーム１５へ連結される。ダンパ機構１９は典型的に、ゴム又は弾性プラスチック材料等の弾性ポリマー材料のブロック又は突起部を備え、ヒンジ付きアーム１５を発振器装置１７が発生するいかなる振動に対しても絶縁する役目を果たし、こうした振動がヒンジ付きアーム１５を介してブラケットＢ及びアセンブリの他の構成部品に伝導するのを防止する。ばね等の他の弾性手段も使用可能である。こうした構成は、振動を綱Ｌに理想的に伝導するために、発振器装置１７により生成される振動の大部分をシーブ又はローラ１６に集中させる。能動的振動シーブ１６はヒンジ付きアーム１５上で、固定アーム１０上に取り付けられた受動的シーブ１１と同一面に取り付けられるが、典型的に綱Ｌ及び受動的シーブ１１上で垂直に配置され、ヒンジ付きアーム１５が上方に振られると、図１に示すように綱Ｌから離れる。

装置が使用されている時に、油圧シリンダ１８はヒンジ付きアーム１５を下方に縄Ｌの進路に向かって引くように操作されるため、綱Ｌは振動シーブ又はローラ１６の周方向端部上の溝の内部に係合し、下方へ固定アーム上の受動的シーブ１１上に圧迫され、図２に示す配置となる。この配置では、綱Ｌは多数巻きを有する蛇行路に適合するよう強制され、ウインチドラムＤ上に巻き取られる前に、受動的シーブ１１及び能動的シーブ１６の周囲を通過する。従って、発振器ヘッドは縄Ｌに対して直接振動を与える。溝は選択的に、ゴムのような高摩擦材料に面する。典型的に、ヒンジ付きアーム１５の開放端はブラケットＢとのヒンジ式の連結部とは最も離れており、固定アーム１０の外側端部と係合する側部構造を備え、図２位置の振動シーブ１６が降下した位置を規定方向に設定する。これにより、綱Ｌはシーブ１６の溝内に強制的に挿入され、シーブ１６から外れる時に、溝の横断面プロフィールと類似の横断面プロフィールに適合する。

ヒンジ付きアーム１５が図２の降下した位置にある時に、綱Ｌはローラ１１とウインチドラムＤとの間の直線進路からそれ、綱ＬがドラムＤ上へと巻き取られている時に、発振器装置１７により綱に与えられる振動が連続的に増減する。従って綱Ｌは一般的な正弦波パターンで振動する。これは典型的に、綱ＬがドラムＤ上へと巻き取られる瞬間に追加的かつ瞬間的に綱Ｌ上への張力を増加させるため、比較的高い周波数で実行される。これにはドラム上の綱Ｌの圧縮を増加させる効果がある。このように綱Ｌを典型的な周波数２０乃至５０Ｈｚ、例えば２５Ｈｚで振動させることにより、綱上の負荷を５０％ほど増加可能であり、ドラム上へと巻き取られる綱の量を１０乃至１５％ほど増加可能である。このように圧縮が増加されることにより、より大きな負荷が低減される時に、径方向で下にある層内にロープが食い込むことが防止され、またドラム上のロープの総合密度がより大きくなるために、ドラム上のロープの総体積が低減される。

図３を参照すると、発振器ヘッドは変更されたヒンジ付きアーム２５を備え、ヒンジ付きアーム２５は、固定アーム２０に沿い、第１実施形態を参照して記載された配置と概して同様の配置で、旋回可能にブラケットＢに連結される。ヒンジ付きアーム２５及び固定アーム２０は、油圧シリンダ２８に連結される。既述したように、油圧シリンダ２８は固定アーム２０に対して、旋回点の周りでヒンジ付きアーム２５を振る。綱Ｌは固定シーブ又はローラ２１の上を通過し、第１能動的シーブ２６ａの下及び第２能動的シーブ２６ｂの上を通過する。第１能動的シーブ２６ａは第１発振器装置２７ａを備え、第２能動的シーブ２６ｂは第２発振器装置２７ｂにより振動される。典型的に、発振器装置２７ａ，２７ｂはダンパ手段２９ａ及び２９ｂを経てウインチアセンブリに連結される。典型的に、図３に示すように第１発振器装置２７ａはその第１能動的シーブ２６ａと共にヒンジ付きアーム２５上に取り付け可能である。固定アーム２０に対してヒンジ付きアーム２５を下方に振る動きにより、綱は典型的に、図３に示す蛇行する構成へと移動され、油圧シリンダ２４の拡張により、能動的シーブのヒンジ側を綱の下に移動させ、シーブ２６ｂの上端部上で綱を拾う。油圧シリンダ２４はその後拡張されヒンジ付きアームを下降させ、一方油圧シリンダ２４は収縮する。これにより、発振器ヘッドは綱Ｌと接触し、綱Ｌに直接振動を与える。第２発振器装置２７ｂは典型的に並進手段に取り付けられ、並進手段は選択的に油圧シリンダ２４を備える。油圧シリンダ２４は、シーブを所定位置に移動させるために収縮し、シーブを移動させて綱Ｌを外すために拡張するよう配置される。シーブ２６ｂも典型的にシリンダ２４のピストン上にヒンジ式に取り付けられ、選択的にシーブ２６ｂ上に油圧シリンダを備え、シーブ２６ｂを綱上へと振り、ヒンジ付きアーム２５が上昇して外された時には、シーブ２６ｂを振り、綱から外す。綱Ｌは再びシーブ２６ａ，２６ｂの溝内に受容され、溝と類似のプロフィールを有してシーブを離れる。

図３の設計の幾つかの代替実施形態では、第１能動的シーブ２６ａ及びそれに関連する発振器装置２７ａは固定アーム２０に取り付け可能である。一方、外側の第２能動的シーブ２６ｂ及びそれに関連する発振器は、ダンパ２９ｂを経てヒンジ付きアーム２５の外側端部に取り付け可能である。綱は、油圧シリンダ２８が拡張することにより図３に示す蛇行する構成内に移動可能であり、ヒンジ付きアームを上方に移動させると、能動的シーブ２６ｂは、固定アーム２０上に取り付けられた第１能動的シーブ２６ａ上に移動する。いずれの構成においても、綱Ｌはシーブ２１、２６ａ、２６ｂの間で張力を保ち、各発振器装置２７ａ，２７ｂにより生成された振動が能動的シーブ２６ａ、２６ｂを介して綱に与えられる。発振器装置２７ａ，２７ｂにより生成された振動は、選択的に同一の位相とすることが可能であり、又は代替的に異なる位相とすることも可能である。本発明の幾つかの有益な実施形態では、発振器装置２７ａ，２７ｂは選択的に異なる位相で作動され、第１能動的シーブ２６ａが下方に移動し、第２能動的シーブ２６ｂが上方に移動する時に綱に与えられる効果的な張力アクションにより、綱ＬがドラムＤ上へと巻き取られている時に、綱Ｌに対して与えられる張力が増加する。振動は、同一又は異なる振幅、周波数及び位相で与えることが可能である。

選択的に、発振器装置２７ａ，２７ｂは同一の周波数で作動する。しかしある実施形態では、ドラム上の綱Ｌを異なる圧縮状態とするために、２つの発振器装置２７ａ，２７ｂを異なる周波数で作動させることが可能である。これにより振動が増加可能であり、繊維間の摩擦低減につながり、ロープをより圧縮させる張力が増加する。典型的に、異なる周波数で作動する発振器装置２７ａ，２７ｂにより、綱Ｌに関してシーブ２６ａ及びシーブ２６ｂとの間、並びにシーブ２６ｂ及びドラムとの間の張力を増加可能であり、従ってロープ繊維の整列状態が向上し、そのためロープがより圧縮される。

使用の際、図３の配置によっては、綱Ｌに対して第１実施形態と同様の方法で振動を与える。しかし選択的に、綱をより大きく逸脱させ、それにより選択的に振動の振幅をより大きくして、単一の発振器装置により達成可能な綱Ｌの圧縮量とは対照的に、圧縮効果を増加させることが可能である。

図４を参照すると、固定アーム３０及びヒンジ付きアーム３５の配置は、発振器ヘッドに関して変更可能であり、固定アーム３０に取り付けられた受動的シーブ３１は、能動的シーブ３６の直下で、発振器装置３７を経てヒンジ付きアーム３５上に取り付けられる。油圧シリンダ３８は能動的シーブ３６を受動的シーブ３１上へ下げ、能動的シーブ３６と受動的シーブ３１との間の綱Ｌを圧縮するために収縮する。そのため、発振器ヘッドにより生成され、能動的シーブ３６を経て綱Ｌに伝導された振動は、綱ＬがドラムＤ上へと巻き取られる時に、圧縮された綱Ｌに直接与えられる。シーブ３１とシーブ３６との間の間隙は、綱がシーブ３６，３１から外れる時に綱に与えられる力を変更すべく、調整可能である。シーブ３１，３６をより近接させて共に作動させることで、綱はシーブ３１，３６の溝内により深く入ることになり、それにより綱は強制的に、一体化された溝の横断面プロフィールに適合する。これは、綱及びドラムと協調して選択可能であり、綱がシーブ３１，３６から外れ、ドラム上へと巻き取られる時に、強制的に綱を特に有利な断面プロフィールに適合させ、これによりドラム上の綱の圧縮を助長する。例えば溝のプロフィールは、シーブ間の溝内の綱を平坦にし、それにより綱が溝のプロフィール無しで可能なより平坦なプロフィールでドラム上へと巻き取られるよう選択可能である。選択的に、ブラケットＢ、並びにアーム及び発振器装置の配置を、ドラムに直に隣接させることが可能である。それにより、綱Ｌがドラム上へと巻き取られている時に、綱Ｌが発振器装置３７による振動を受ける。図４の配置の変更実施形態では、シーブ３６，３１の双方が発振器装置を備えることが可能である。発振器はドラム上の綱Ｌの圧縮状態に関して所望する結果に従い、選択的に同一若しくは異なる周波数、又は振幅で、及び位相内又は位相外で作動可能である。選択的に、発振器装置（及び選択的にダンパ手段）はシーブの側面上に取り付け可能である。

図４の配置（及び選択的に図３並びに図１及び図２の配置）で使用された能動的シーブ３６を図５に示す。ダンパ手段３９は典型的に発振器装置３７の上面に備えられる。ダンパ手段３９は、発振器装置３７をシステムの他の構成部品、この場合はヒンジ付きアーム３５から分離する。

能動的シーブ３６ａの代替的な設計を図６に示す。能動的シーブ３６ａの側面上には発振器装置３７ａを備え、発振器装置３７ａは典型的にダンパ手段３９ａを備え、又はダンプ手段３９ａはシーブのハブの内部に配置される。ダンパ手段をシーブ３６ａの反対の側面に、発振器装置とＵ字型のブラケットとの間に取り付け、側面に取り付けられた発振器装置３７ａを、上面にシーブ３６ａが取り付けられたＵ字型のブラケットから分離することも可能である。図７は変更されたシーブ３６ａ断面の端面図である。

図８を参照すると、能動的シーブ４１を備えた発振器ヘッドの変更された設計が示される。能動的シーブ４１は、頭頂部に取り付けられたダンパ機構４９、図５の配置に類似した頭頂部に取り付けられた発振器装置４７、Ｕ字型のブラケットを備える。Ｕ字型のブラケットは、シーブ４６の両側に延在するアーム、Ｕ字型ブラケット上に装備された摩擦ブレーキ４４を備える。摩擦ブレーキ４４が適用された時に、Ｕ字型のブラケットに対するシーブ４６の回転を抑制すべく、摩擦ブレーキ４４が回転するシーブ４６の下側部分に作用する。ヒンジ付きアーム４２上に支承されたローラ４３の形状の閉鎖手段により、綱Ｌを選択的にシーブ４６上の溝の内部に拘束可能である。ヒンジ付きアーム４２は選択的に、油圧シリンダ４８により作動される。油圧シリンダ４８も典型的に、シーブ４６を折りたたむＵ字型のアーム上に取り付けられる。図９に示すように、能動的シーブ４１の変更された設計では、油圧シリンダ４８を収縮させ、ローラ４３を支承するヒンジ付きアーム４２を振り、シーブ４６から遠ざけることで、綱を溝内に受容する。その後、ヒンジ付きアーム４２を図８の位置に戻すと、いったん綱はシーブ４６の溝の内部に受容される。

図４の実施形態に示すように、シーブ４６とローラ４３の間隙は、綱がシーブ４６を介して巻き取られる間、綱がシーブ４６から外れている時に綱に与えられる力を変更すべく、選択的に調整可能である。ローラ４３をシーブ４６により近接させて作動させることで、綱はシーブ４６の溝内により深く入ることになり、それにより綱は強制的にシーブ４６内の溝の横断面プロフィールに適合する。これは、綱及びドラムと協調して選択可能であり、綱がシーブ４６から外れ、ドラム上へと巻き取られる時に、強制的に綱を特に有利な断面プロフィールに適合させ、これによりドラム上の綱の圧縮を助長する。発振器ヘッドは再び、綱Ｌに直接振動を与える。

図１０に示すように、ブレーキ４４は選択的に、シーブ４６のハブに取り付けられた油圧又は電気ブレーキを備えることが可能である。これは、本明細書中に記載されたいかなる実施形態でも使用可能である。

図１１を参照すると、発振器ヘッドの変更された設計では、発振器ヘッドは固定アーム５０を備える。固定アーム５０は受動的ローラシーブ５１及びヒンジ付きアーム５５を備える。既述のように、ヒンジ付きアーム５５は油圧シリンダ５８により固定アーム５０に連結される。図１１の実施形態では、実質的に既述したのと同様に、振動を直接綱上へと集中し、ヒンジ付きアーム５５から振動を分離するために、発振器装置５７はヒンジ付きアーム５５と綱ガイド手段との間に、典型的にはダンパ手段５９を経て連結可能である。図１１の実施形態では、綱ＬがドラムＤ上へと巻き取られている時に、発振器装置５７からの振動を綱Ｌに伝導するよう調整された綱ガイド手段は、典型的に軌道５６を備える。軌道５６は無限軌道５３を備え、無限軌道５３はローラ５４の配列の周囲で回転し、ローラ５４は、綱がドラム上へと巻き取られている時に綱と共に軸方向に移動する。軌道５６は従前の設計よりも広い面上で振動を与えるため、典型的に綱Ｌに対してより効率的に振動を伝導するよう調整されている。これにより図１１の配置では、ドラムＤ上の綱Ｌの圧縮に関して、潜在的により低い周波数及び／又は振幅の振動で同様の結果を達成可能である。このため他の配置と比較して、綱Ｌが比較的直線で保たれることにもなる。

従前の実施形態に示すように、シーブ５１と軌道５６の間隙は、綱がシーブ５１を介して巻き取られる間、シリンダ５８を拡張又は収縮させることにより、綱がシーブ５１から外れる時に綱に与えられる力を変更すべく、選択的に調整可能である。軌道５６をよりシーブ５１により近接させて作動させることで、綱はシーブ５１の溝内により深く入ることになり、それにより綱は強制的に、シーブ５１内の溝の横断面プロフィールに適合し、これによりドラム上の綱の圧縮を助長する。発振器ヘッドは再び、綱Ｌに直接振動を与える。

図１１の配置の変更実施形態は、従前の実施形態に従って可能である。例えば、発振器装置５７は、受動的ローラ５１の真上に備えることが可能であり、又は同一面ではあるが、図１及び図２の実施形態の方法のように間隔を空けて位置することも可能である。軌道は、典型的に直線移動する軌道と共に配置されるが、必ずしもこのようにする必要はなく、軌道がカーブすることも可能である。１つを上回る軌道５６を、図３に示す実施形態の方法で備えることも可能である。図１１の実施形態の効果は、他の実施形態に関連して既述されている。つまり、綱Ｌの圧縮を増加させ、ドラム上の多様な綱の層の圧縮程度がより一貫するよう、綱Ｌがドラム上へと巻き取られる時点での綱Ｌに振動を与えるものである。

図１１に示す実施形態に類似した更なる実施形態が図１２に示される。この実施形態では、下部アーム６０が軌道６１を支承する。この実施形態では、軌道６１は典型的に受動的である。油圧シリンダ６８により下部アーム６０に対して移動するヒンジ付きアーム６５には、ダンパ手段６９、発振器装置６７、及び図１１の実施形態に関する既述と類似の軌道６６が配置される。軌道６１，６６の間隔はシリンダ６８により調整可能である。図１２に示す実施形態では、綱Ｌは上部軌道６６及び下部軌道６１の間で圧縮される。選択的に、軌道６１，６６上の軌道は綱Ｌを受容し、綱Ｌが軌道６１，６６を離れる時に特定の所望プロフィールを形成するための溝を備えることが可能である。選択的に、例えば軌道６６である１つの軌道のみが発振器装置６７を備える。しかし図１２の設計の変更実施形態では、選択的に両軌道６１，６６が発振器装置を備えることが可能である。前出の実施形態に沿った場合、両軌道６１，６６は同一又は異なる周波数で発振されることが可能であり、綱Ｌがドラム上へと巻き取られている時に綱Ｌ上で所望される効果に応じて、位相内又は位相外のいずれかで発振されることが可能である。

選択的に、固定腕はアーム５０内であるように、しかしながら図１２の装置内で固定される。選択的に下部アーム６０は、ブラケットＢと下部アーム６０との間に連結された油圧シリンダにより軌道６１と共に移動可能であり、下部軌道を振って綱Ｌを外す。

図１及び図２に類似した更なる設計を図１３に示す。図１３は、ブラケットＢに取り付けられた固定アーム７０、油圧シリンダ７８により昇降するヒンジ付きアーム７５、既述のように発振器装置７７により振動するシーブ７６を示す。綱Ｌは受動的シーブ７１と能動的シーブ７６の周りを通過し、能動的シーブ７６上にローラアセンブリ７３により支承される。ローラアセンブリ７３が綱Ｌを能動的シーブ７６の周方向縁部上の溝内に押し付けるため、発振器装置７７により生成され、綱Ｌ上へと伝導されるべき振動のために、より効率的な伝導機構が提供される。図１３では２つのローラ７３が示されるが、他の実施形態ではこれを上回る個数又は下回る個数を備えることが可能である。図９の実施形態に関連して既述された方法で、ローラ７３を振り、能動的シーブ７６から離れることが可能である。この装置は、そのために油圧シリンダを備えることが可能である。更に、ローラ７３は閉鎖手段として機能し、図４及び図８の実施形態に関連して記述したように、綱Ｌをシーブの溝内に拘束可能である。能動的シーブ７６、及び／又は受動的シーブ７１は、図８乃至図１０に示すのと同一の方法で、ブレーキを備えることが可能である。

単一の能動的シーブ７６を、選択的に図１及び図２に示す一般的な設計に従って備えることが可能である。またある実施形態では、１つを上回る能動的シーブ７６を、図３のように備えることも可能である。本明細書中で記載された他の実施形態に従い、類似の変更実施形態を図１３の配置に対して実施することも可能である。

図１４を参照すると、ブラケットＢ、固定アーム８０、受動的シーブ８１、油圧シリンダ８８、ヒンジ付きアーム８５、発振器装置８７及び綱Ｌの全てが、図３の実施形態に関連して記載された配置と概して類似している。しかし図１４の実施形態では、能動的シーブ７６は能動的なガイド手段８６に置き換えられている。能動的なガイド手段８６は、幾つかのローラを保持すべく形成されたＵ字型のブラケットを備え、ローラは能動的なガイド手段８６を介して綱Ｌを導くよう調整される。ローラは、３つの上部ローラ８３及び２つの下部ローラ８４の配置で備えられ、綱Ｌがガイド手段８６を通過し、ローラ８４，８３の周囲を通過する都度に方向を逸らされるため、綱Ｌの表面領域の大部分が１つ以上のローラ８４，８３に対して支承されることになる。ローラは、単なる受動的ローラ、又は駆動ローラとすることが可能である。ガイド手段８６の全体（及び／又は１つ以上のローラ８４，８３）が発振器装置８７により振動され、それにより生成された振動がローラ８４，８３により綱Ｌに伝導される。５つのローラがガイド手段８６で示されるが、本発明の他の実施形態に応じて、これを上回る個数又は下回る個数のローラを備えることが可能である。ローラ８４，８３は溝を備え、ローラ８４，８３の間の間隔を調整するために移動可能であり、図４及び図８の実施形態に関連して先に開示したように、綱をローラの間で拘束する。

図１５を参照すると、ブラケットＢ、固定アーム９０、受動的シーブ９１、油圧シリンダ９８、綱Ｌの全てが、従前の実施形態に関して記載された配置と類似する。図１５の実施形態では、発振器ヘッドはヒンジ付きアーム９５を備える。ヒンジ付きアーム９５はブラケットＢ上の旋回軸リンクから延在し、図１１及び図１２に示すのと類似して、開放端に発振器装置９７及び軌道９６を備える。軌道９６は、綱ＬがドラムＤとの接線でドラムＤと接する時に、綱Ｌ及びドラムＤを振動させるよう配置される。振動は、ドラムＤ上ですでに巻き取られている綱の下にある層に綱が着座した時に、綱に対して直接伝導される。軌道はドラムの接線に合致するようカーブしてよく、ドラムＤ上へと綱が巻き取られている時に綱を導き、綱を形成するために溝を施してもよい。

同じような代替実施形態を図１６に示す。図１６の実施形態は、発振器ヘッドを備える。発振器ヘッドは、類似の固定アーム１００、ブラケットＢ、受動的シーブ１０１、油圧シリンダ１０８、ヒンジ付きアーム１０５、綱Ｌ、ドラムＤ及び発振器装置１０７を共有するが、図１６の配置では、綱Ｌはシーブ１０６により直接ドラムＤ上へと導かれる。シーブ１０６は、綱がドラムＤ上へと導かれている時に、綱の領域内で発振器装置１０７により振動され、綱Ｌがドラムと係合する前に、ドラム上へと巻き取られた綱の最外層に対する接線に綱Ｌが依然として配置されている時に、綱Ｌの自由な部分の上に典型的に振動を伝導し、振動は又、ドラム上へとすでに巻き取られた綱の層に対しても直接伝導される。このように、綱Ｌ及びドラムＤ上へと直接振動を伝導することにより、すでにドラムＤ上に巻き取られた綱Ｌの最外層上の綱Ｌの着座及び圧縮が助長される。

図１７を参照する。図１７は、本明細書中で記載されたいかなる実施形態に関しても可能である変更実施形態を示し、この変更実施形態は発振器ヘッドを備える。発振器ヘッドでは、能動的シーブ１１６ａ，１１６ｂのような２つの（又は２つを超える）相対するガイド手段の間で綱のループが形成され、各能動的シーブ１１６ａ，１１６ｂは発振器装置１１７ａ，１１７ｂ．により振動される。この可能な変更実施形態は、本明細書中で記載された、本発明の従前の実施形態に組み入れ可能である。発振器装置１１７ａ，１１７ｂは、ドラムＤ上へと巻き取られている綱Ｌに関して所望される圧縮特性に応じて、同一又は異なる周波数で、位相内又は位相外で、及び同一又は異なる振幅で振動するよう配置可能である。

図１８乃至図２０を参照すると、発振器ヘッドを備えたドラムアセンブリの更なる実施形態を示す。発振器ヘッドは、本明細書中で記載されたいかなる実施形態に代わり、又は追加して使用可能である。図１８の実施形態での発振器ヘッド２００はフレームＦを備える。フレームＦ上には、一対の巻き取りローラ２１０を備えたガイド手段が取り付けられる。ローラ２１０は互いに平行し、ドラムＤの軸に対して直角をなす状態で、水平方向に走るキャリア２０１上に取り付けられる。キャリア２０１は、一対のねじ棒により左から右へ移動し、ねじ棒はフレームＦ、及びねじ棒と係合しキャリア上に安固された一対のキャプティブナット上に回転可能な状態で取り付けられる。図１８は、発振器ヘッド２００の正面図を示す。ローラ２１０は互いにオフセットし、つまり同一面に取り付けられていないため、ローラ２１０の間を通過する綱Ｌは、図１８に最も良好に示されるように、ローラ２１０間で中央に位置する。しかし、ローラ２１０間でオフセットしているために、綱部分のより継ぎ位置で発生するような、綱Ｌのより太い部分が通過可能となる。

図１９は図１８のキャリア２０１の側面図を示し、明確であるように、フレームＦが取り除かれた状態を示す。キャリア２０１は、一対の振動ローラ２２０の形状の発振器装置を備える。振動ローラ２２０は水平軸上で互いに平行する配置で、巻き取りローラ２１０の配置に対して直角をなし、ドラムＤの軸に対して平行するよう支承される。振動ローラ２２０は水平方向に走るキャリア２０１に対して固定され、左から右へ水平方向に巻き取りローラ２１０と共に移動する。しかし、振動ローラ２２０は垂直方向に移動するキャリア２２１上でも固定されるが、水平方向に走るキャリア２０１の設計に類似し、水平方向よりむしろ垂直方向に移動するよう配置されるため、振動ローラ２２０が巻き取りローラ２１０に対して垂直な面で共に移動する。垂直方向に走るキャリア２２１は選択的に、水平方向に走るキャリア２０１の配置と類似し、ねじ棒を稼働させるためのモータを備えることが可能である。

巻き取りローラ２１０は、綱ＬがドラムＤ上へと巻き取られる時に、綱Ｌの横方向の動きを導く。綱Ｌの列がドラムに加えられる時に、巻き取りローラ２１０は徐々にドラムＤの端部に移動し、綱Ｌの列の幅を制御し、確実に詰まり具合を常に一定とし最大の圧縮状態とする。垂直方向ローラ２２０は、水平方向に巻き取りローラ２１０と共に移動し、綱Ｌを巻き取りローラ２１０の間で調整機構により典型的に圧縮する。調整機構は振動ローラ２２０の間隔を垂直方向で変更する。選択的に、調整機構はリモート制御、及びモータ駆動が可能である。しかし調整機構は典型的に、綱Ｌの特性に応じて特定の間隔でセットされる。従って振動ローラ２２０はガイド手段及び閉鎖手段として機能し、綱Ｌがドラム上で最適な状態で圧縮されるよう、綱Ｌを発振器装置の内部へ圧迫し、一定で平坦な形状へと圧縮する。この例では、典型的に綱Ｌとして繊維製ロープを使用する。繊維製ロープは典型的に、平坦にされた場合にドラム上で最も圧縮されるため、振動ローラは、振動を綱Ｌに伝導することと、綱Ｌを物理的により圧縮されたコンパクトな形状にすることの双方の目的を、綱Ｌがドラム上に巻き取られる前に実行する。

典型的に、少なくとも１つのローラ２２０は振動手段（振動手段は従前に記載された振動手段のいずれでも可能）を備え、ローラ２２０に作用し、典型的にローラ２２０の内部に収容される。振動は、綱Ｌが垂直方向に走るキャリア２２１を通過し、ドラムＤ上へと巻き取られる瞬間に、振動ローラ２２０から綱Ｌに伝導される。ドラムＤ上に綱Ｌの層が形成される時に、垂直方向に走るキャリア２２１及び振動ローラ２２０は、ドラムに対して綱Ｌが一貫した入射角度を保つために、垂直面で上下に並進する。

本発明の実施形態により、低価格で小型のロープ又は綱調整システムが提供可能であるため、綱が必要とされるプラットフォーム上／船上で運搬が可能である。本発明のある実施形態により、必要とされるクレーンの吊上能力を低減することなく、より小型で単純な装置が可能となる。繊維製ロープは軽量であり、鋼線が持つ固有の質量を有していないため、ロープの張力を補助するために、鋼線の場合よりも重いバラスト負荷が必要になる。従って繊維製ロープのドラムは、ロープにプレテンションを与えるため、ワイヤロープドラムの場合よりも重量を重くすることが可能である。例えば本発明の実施形態は、特に繊維製ロープと共に使用する場合に有益であるが、それに限定されることはない。通常、本発明の実施形態により、追加の綱の層が上に重なる時に、綱の詰まり具合がより良好な状態で、密度が向上し、弾性及び圧搾が低減する。

Claims (51)

1. ドラムアセンブリであって、綱を受容する よう配置されたドラム、及び前記綱がドラム上へと受容されている時に、前記綱に対して振動を与える発振器装置を備えたドラムアセンブリ。
2. 請求項１に記載のドラムアセンブリであって、前記振動が前記綱に与えられている時に、張力を前記綱に与えるよう配置された張力手段を備えたドラムアセンブリ。
3. 請求項１〜２の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記発振器装置を含む発振器ヘッドを備えるドラムアセンブリにおいて、前記発振器ヘッドは前記綱と接触するよう配置されたドラムアセンブリ。
4. 請求項３に記載のドラムアセンブリであって、前記発振器ヘッドはガイド手段を備え、該ガイド手段は前記綱の進路を転換するドラムアセンブリにおいて、前記綱が前記ガイド手段の周囲に巻き取られるドラムアセンブリ。
5. 請求項４に記載のドラムアセンブリであって、前記ガイド手段は、前記発振器ヘッド上に回転可能な状態で取り付けられたローラ素子を備えるドラムアセンブリにおいて、前記ローラ素子の回転と共に、前記綱が前記ローラ素子上を通過するドラムアセンブリ。
6. 請求項５に記載のドラムアセンブリであって、前記ローラ素子が溝を備えるドラムアセンブリにおいて、該溝の横断面プロフィールが前記綱の静止時の横断面プロフィールと異なり、前記溝内の前記綱を差動的に支承し、それにより、前記綱が前記溝を離れ、ドラムにより受容される時に、強制的に前記綱を前記横断面プロフィールに適合させるドラムアセンブリ。
7. 請求項６に記載のドラムアセンブリであって、前記溝の前記横断面プロフィールが孤形の側面、及び該弧形の側面よりも平坦な底部を備えるドラムアセンブリにおいて、前記綱は、ドラム上に受容されるのに先立ち、比較的平坦なプロフィールで前記ローラ素子から外れるドラムアセンブリ。
8. 請求項６〜８の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、シーブ上の前記溝がＶ字型のプロフィールを備えたドラムアセンブリ。
9. 請求項４〜８の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記ガイド手段が高摩擦面を備え、該高摩擦面は、前記ガイド手段と係合する前記綱の部分上での引きずる力を増加させるよう構成されたドラムアセンブリ。
10. 請求項５〜９の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記綱は閉鎖手段により前記ガイド手段へ推進されるドラムアセンブリ。
11. 請求項１０に記載のドラムアセンブリであって、前記閉鎖手段は前記ガイド手段に対して移動可能であり、前記ガイド手段と前記閉鎖手段との間隔を調整するドラムアセンブリ。
12. 請求項４〜１１の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記ガイド手段は、発振手段をローラ素子の内部に組み入れたドラムアセンブリ。
13. 請求項１〜１２の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記振動は、前記綱の面に対して直角であり及びドラムの軸に対して直角である面において、前記綱に与えられるドラムアセンブリ。
14. 請求項１〜１３の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記振動は垂直面に与えられるドラムアセンブリ。
15. 請求項１〜１４の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記振動は等しく反対方向に逸れるドラムアセンブリ。
16. 請求項１〜１５の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記振動の周波数は１５Ｈｚ乃至５００Ｈｚの範囲であり、典型的に２０Ｈｚ乃至３０Ｈｚの範囲、より典型的に２３Ｈｚ乃至２６Ｈｚの範囲であるドラムアセンブリ。
17. 請求項１〜１６の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記発振器ヘッドは旋回可能に取り付けられ、前記綱の進路内及び進路外で振れるドラムアセンブリ。
18. 請求項１〜１７の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記発振器ヘッドは前記綱と接触するよう押し付けられ、前記綱がドラム上に巻き取られている時に、前記綱に直接振動を与えるドラムアセンブリ。
19. 請求項１〜１８の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記発振器ヘッドが、１つを上回る方向に振動を与えるよう配置された１つを上回る発振器を備えたドラムアセンブリ。
20. 請求項１〜１９の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記発振器ヘッドは振動ダンパを組み入れ、該振動ダンパは、振動を前記綱に伝導するが、振動がドラム又はアセンブリの他の部分に伝導するのを低減させる又は防ぐよう配置されたドラムアセンブリ。
21. 請求項２０に記載のドラムアセンブリであって、前記振動ダンパは弾性手段を備え、該弾性手段は振動を吸収し及び該振動が前記振動ダンパを越えて伝導するのを低減又は防ぐよう配置されたドラムアセンブリ。
22. 請求項１〜２１の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記アセンブリは、少なくとも１つの抗ねじれ手段を含み、該抗ねじれ手段により前記綱のねじれを低減するドラムアセンブリ。
23. 請求項１〜２２の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記綱は少なくとも２つのガイド手段の間でループを形成し、前記ガイド手段のうちの少なくとも１つのガイド手段は、前記発振器装置により振動されるよう配置されたドラムアセンブリ。
24. 請求項１〜２３の何れか一項に記載のドラムアセンブリであって、前記綱は繊維製ロープであるドラムアセンブリ。
25. 請求項１〜２４の何れか一項に記載のドラムアセンブリを備えたウインチ。
26. 請求項１〜２４の何れか一項に記載のドラムアセンブリを備えた綱調整装置。
27. 綱をドラム上に巻き取る方法であって、前記綱がドラム上に巻き取られる時に、振動を発振器装置から前記綱に与えるステップと、それによりドラム上で前記綱を圧縮するステップと、を含む方法。
28. 請求項２７に記載の方法であって、前記振動が前記綱に与えられている間に、前記綱に張力を与えるステップを含む方法。
29. 請求項２７又は請求項２８に記載の方法であって、前記発振器装置は発振器ヘッドを備え、前記綱がドラム上に巻き取られている間に、前記振動を直接前記綱に与えるために、前記発振器ヘッドを前記綱と接触するよう押し付けるステップを含む方法。
30. 請求項２９に記載の方法であって、前記発振器ヘッドは前記綱の進路を転換するガイド手段を備え、前記綱を前記ガイド手段の周囲で通過させるステップを含む方法。
31. 請求項３０に記載の方法であって、前記ガイド手段はローラ素子を備え、前記綱をドラム上に巻き取るのに先立ち、前記綱を前記ローラ素子上で通過させるステップを含む方法。
32. 請求項３１に記載の方法であって、前記ローラ素子が溝を備え、該溝の横断面プロフィールが前記綱の静止時の横断面プロフィールと異なり、前記溝内の前記綱を差動的に支承する方法において、前記綱が前記ローラ素子上を通過する時に、前記綱の横断面プロフィールを変化させるステップを含む方法。
33. 請求項３２に記載の方法であって、前記綱がドラム上に巻き取られるのに先立ち、前記綱を平坦化するステップを含む方法。
34. 請求項３０〜３３の何れか一項に記載の方法であって、前記ローラ素子に高摩擦面を備えるステップと、前記綱の部分を前記高摩擦面と係合させることにより、前記綱が前記ガイド手段上を通過するのを抑制するステップと、を含む方法。
35. 請求項３０〜３４の何れか一項に記載の方法であって、前記綱に対して前記ガイド手段上のＶ字型のプロフィールを強制するステップを含む方法。
36. 請求項３０〜３５の何れか一項に記載の方法であって、前記綱が前記ガイド手段上を通過する時に、閉鎖手段を前記綱の部分に対して押し付けることにより、前記綱をガイド手段上へと圧迫するステップを含む方法。
37. 請求項２７〜３６の何れか一項に記載の方法であって、前記綱の面に対して直角であり及びドラムの軸に対して直角である面において、前記綱に前記振動を与えるステップを含む方法。
38. 請求項２７〜３７の何れか一項に記載の方法であって、垂直面において、前記綱に前記振動を与えるステップを含む方法。
39. 請求項２７〜３８の何れか一項に記載の方法であって、前記振動を正弦波として与えるステップを含む方法。
40. 請求項２７〜３９の何れか一項に記載の方法であって、１５Ｈｚ乃至５００Ｈｚの範囲、典型的に２０Ｈｚ乃至３０Ｈｚの範囲、より典型的に２３Ｈｚ乃至２６Ｈｚの範囲の前記振動を与えるステップを含む方法。
41. 請求項２７〜４０の何れか一項に記載の方法であって、前記発振器ヘッドを前記綱の進路内及び進路外で振るために、前記発振器ヘッドを旋回点の周りで振るステップを含む方法。
42. 請求項２７〜４１の何れか一項に記載の方法であって、１つを上回る発振器装置から、前記綱に振動を与えるステップを含む方法。
43. 請求項２７〜４２の何れか一項に方法であって、振動ダンパを前記発振器ヘッド上に備えるステップと、振動が前記振動ダンパを越えて伝導するのを低減又は防ぐために、前記振動ダンパ内で振動を吸収するステップと、を含む方法。
44. 請求項２７〜４３の何れか一項に記載の方法であって、少なくとも１つの抗ねじれ手段を前記発振器ヘッド上に備えるステップと、それにより前記綱がドラム上に巻き取られる時に、前記綱のねじれを低減するステップと、を含む方法。
45. 請求項２７〜４４の何れか一項に記載の方法であって、少なくとも２つの前記ガイド手段の間で前記綱にループを形成させるステップと、前記発振器装置により、少なくとも１つの前記ガイド手段を振動させるステップと、を含む方法。
46. 請求項２７〜４５の何れか一項に記載の方法であって、前記発振器装置は、前記綱がドラム上へと巻き取られている時に、瞬間的及び経時的に前記綱上の負荷を増減させる方法において、前記綱がドラムに対する直線進路から反対の方向へ逸れる時に、前記綱の張力内で差動的変動を発生させるステップを含む方法。
47. 請求項２７〜４６の何れか一項に記載の方法であって、ドラムよりも前記綱を差動的に振動させるステップを含む方法。
48. 請求項２７〜４７の何れか一項に記載の方法であって、前記綱の材料を綱の軸により整列させるために、前記綱の材料の整列状態を変更するステップを含む方法。
49. 請求項２７〜４８の何れか一項に記載の方法であって、前記綱がドラム上へと巻き取られている時に振動の周波数を変更するステップと、振動の周波数の変更に従い、ドラム上の前記綱の圧縮度を決定するステップと、を含む方法。
50. 使用に先立ち綱を処理する方法であって、前記綱に振動を与えるステップを含む方法。
51. 使用に先立ち綱を処理する装置であって、前記綱に振動を与えるよう構成された発振手段を備えた装置。

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