JP2019154136A - 線状部材連結ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】線状部材を拘束する際の信頼性の向上を図ることが可能な線状部材連結ユニットを提供する。【解決手段】線状部材連結ユニット１３は、線状部材１０の周方向に延在すると共に、線状部材１０の長手方向に対して傾斜して配置され、線状部材１０の外周面に巻き付けられるらせん部１９を含む線状部材保持部１４と、線状部材保持部１４に連結された係合部１５と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、線状部材連結ユニットに関する。

例えば水中浮遊体は、水底に配置されたシンカー（又はアンカー）に対して、係留索（線状部材）を介して繋がれている（例えば特許文献１参照）。水中浮遊体には、送電用のケーブル及び送電用のケーブルなど、その他のケーブル（線状部材）が接続されている。これらのケーブルは、例えば水底まで延びている。

特開２０１７−１３７２１号公報

対象物に対して連結された線状部材が、自由に移動すると、近くに存在する対象物又は他の物体に絡まるおそれがある。線状部材が絡まることで線状部材に力がかかると、線状部材が損傷するおそれがある。本開示は、線状部材を拘束する際の信頼性の向上を図ることが可能な線状部材連結ユニットを提供する。

本開示の一態様に係る線状部材連結ユニットは、線状部材の周方向に延在すると共に、線状部材の長手方向に対して傾斜して配置され、線状部材の外周面に巻き付けられるらせん部を含む線状部材保持部と、線状部材保持部に連結された係合部と、を備える。

この線状部材連結ユニットでは、らせん部が線状部材の外周面に巻き付けられるので、線状部材の長手方向において力を分散させて、線状部材を保持することができる。これにより、線状部材に対して局所的に力がかかることが抑制されるので、線状部材の損傷を抑制して、信頼性を向上することができる。この線状部材連結ユニットでは、線状部材が長手方向に延びた場合に、らせん部が追従して延びることで、線状部材の外径の収縮に対応させて、らせん部を変形させることができる。これにより、線状部材を安定して保持することができる。その結果、線状部材の移動範囲を抑制することができる。

いくつかの態様において、らせん部は、帯状を成していてもよい。これにより、らせん部と線状部材との接触面積を増やすことができるので、局所的な応力集中を抑制することができる。

いくつかの態様において、線状部材保持部は、互いに異なる方向に配置された複数のらせん部を含み、複数のらせん部が網目を成すように配置されていてもよい。これにより、線状部材に作用する力を複数の方向に分散させることができる。

いくつかの態様において、線状部材の長手方向に離間して一対の線状部材保持部が配置され、一対の線状部材保持部に連結された係合部同士が連結されていてもよい。これにより、線状部材に対して、異なる方向から力が作用しても、何れかの線状部材保持部によって力を受けることができる。安定して線状部材を保持することができる。

本開示の一態様に係る線状部材連結ユニットは、第１線状部材と、第１線状部材の長手方向と交差する方向に離間する第２線状部材とを連結する線状部材連結ユニットであって、第１線状部材の周方向に延在すると共に、第１線状部材の長手方向に対して傾斜して配置され、第１線状部材の外周面に巻き付けられるらせん部を含む第１線状部材保持部と、第１線状部材保持部に連結された第１係合部と、第２線状部材を保持する第２線状部材保持部と、第２線状部材保持部に連結されると共に、第１係合部に連結される第２係合部と、を備える。

この線状部材連結ユニットでは、第１らせん部が第１線状部材の外周面に巻き付けられるので、第１線状部材の長手方向において力を分散させて、第１線状部材を保持することができる。これにより、第１線状部材に対して局所的に力がかかることが抑制されるので、第１線状部材の損傷を抑制して、信頼性を向上することができる。この線状部材連結ユニットでは、第１線状部材が長手方向に延びた場合に、第１らせん部が追従して延びることで、第１線状部材の外径の収縮に対応させて、第１らせん部を変形させることができる。これにより、第１線状部材を安定して保持することができる。その結果、第１線状部材の移動範囲を抑制することができる。

この線状部材連結ユニットでは、第２線状部材保持部によって第２線状部材が保持され、第１係合部及び第２係合部を介して、第１線状部材保持部と第２線状部材保持部とが連結される。そのため、第１線状部材に対する第２線状部材の相対的な位置を拘束できるので、第１線状部材及び第２線状部材が絡まることが抑制される。

本開示の一態様に係る線状部材連結ユニットは、第１線状部材と、第１線状部材の長手方向と交差する方向に離間する第２線状部材とを連結する線状部材連結ユニットであって、第１線状部材の長手方向に離間して、第１線状部材を保持する一対の第１線状部材保持部と、一対の第１線状部材保持部にそれぞれ連結された一対の第１係合部と、第２線状部材の長手方向に離間して、第２線状部材を保持する一対の第２線状部材保持部と、一対の第２線状部材保持部にそれぞれ連結された一対の第２係合部と、一対の第１係合部及び一対の第２係合部を連結する連結部と、を備える。

この線状部材連結ユニットでは、第１線状部材の長手方向に離間して配置された一対の第１線状部材保持部によって、第１線状部材が保持される。第１線状部材の長手方向に力を分散させて、第１線状部材を保持することができる。そのため、第１線状部材に対して局所的に力がかかることが抑制されるので、第１線状部材の損傷を抑制して、信頼性を向上することができる。

この線状部材連結ユニットでは、第２線状部材の長手方向に離間して配置された一対の第２線状部材保持部によって、第２線状部材が保持される。第２線状部材の長手方向に力を分散させて、第２線状部材を保持することができる。そのため、第２線状部材に対して局所的に力がかかることが抑制されるので、第２線状部材の損傷を抑制して、信頼性を向上することができる。

この線状部材連結ユニットでは、第１係合部及び第２係合部を介して、第１線状部材保持部と第２線状部材保持部とが連結される。そのため、第１線状部材に対する第２線状部材の相対的な位置を拘束できるので、第１線状部材及び第２線状部材が絡まることが抑制される。

いくつかの態様において、第１線状部材は、浮体に接続された係留索であり、第２線状部材は、浮体に接続された送電ケーブルでもよい。これにより、浮体に接続された係留索に対して、送電ケーブルを繋ぎ留めることができる。水中において、異なる方向から作用する力を受けて、安定して第１線状部材及び第２線状部材を保持することができる。例えば、水平方向に対して傾斜するように延在する係留索に対して、送電ケーブルを繋ぎ留めることができる。

本開示によれば、線状部材を拘束する際の信頼性の向上を図ることが可能な線状部材連結ユニットを提供することができる。

一実施形態の水中浮遊式発電装置を示す概略構成図である。 図１に示す水中浮遊式発電装置の正面図である。 係留索及び送電ケーブルを連結する連結ユニットを示す側面図である。

以下、本開示の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態では、係留ユニットを備える水中浮遊式発電装置（水流発電装置）１について説明する。図１及び図２に示されるように、水中浮遊式発電装置１は、例えば海水中に設置され、海流ＦＷを利用して発電を行う。以下、水中浮遊式発電装置１を「発電装置１」と記す。海流ＦＷの上流側を前側、海流ＦＷの下流側を後側として説明する。発電装置１は、例えば左右に離間して配置された一対の発電用ポッド２を備える。発電用ポッド２は、水中を浮遊可能な浮体である。発電装置１は、一対の発電用ポッド２間に配置された中央ポッドを備える構成でもよい。一対の発電用ポッド２は、例えばクロスビーム３によって連結されている。

発電用ポッド２の前部２ａは海流ＦＷの上流側に配置され、後部２ｂは海流ＦＷの下流側に配置されている。発電用ポッド２の後部２ｂには、発電用タービン４が設けられている。以下、発電用タービン４を「タービン」４と記す。発電用ポッド２は、例えば円筒状を成し、タービン４を回転可能に支持している。タービン４として、いわゆるダウンウィンド型のタービンが採用されている。なお、タービン４は、アップウィンド型のタービンであってもよい。発電用ポッド２には、タービン４の回転駆動力によって発電する発電機５が搭載されている。

タービン４は、ハブ６と、ハブ６に設けられた複数枚（例えば２枚）のブレード７と、を含んでいる。ハブ６は、発電用ポッド２の後部２ｂに配置されている。ダウンウィンド型のタービンを採用した発電装置１においては、海流ＦＷの向きを基準として、発電用ポッド２の下流側にブレード７が配置されている。

ハブ６には、回転軸８が連結されている。回転軸８は、発電用ポッド２に収容され、軸回りに回転可能である。ハブ６及びブレード７は一体として回転する。ブレード７の回転は、回転軸８を介して発電機５に伝達される。回転軸８は、例えば発電用ポッド２の中心軸線に沿って設けられている。

発電用ポッド２は、海底（水底）に設置されたシンカー９に対して接続されて水中を浮遊する。発電用ポッド２は係留索（線状部材、第１線状部材）１０を介してシンカー９に接続されている。なお、シンカー９に代えて、海底に固定されたアンカーに、係留索１０を接続してもよい。係留索１０の一端はクロスビーム３に接続され、係留索１０の他端はシンカー９に接続されている。例えば、クロスビーム３の長手方向の両端部に対して、それぞれ１本ずつ（合計２本）の係留索１０が接続されている。係留索１０の一端は、発電用ポッド２に接続されていてもよい。なお、発電装置１の浮体に対しては、例えば長さを調整することで、浮体の深度を変えることが可能な深度調整用のロープ等は接続されていない。

発電用ポッド２には送電ケーブル（第２線状部材）１１が接続されている。送電ケーブル１１は、係留索１０に沿うように配置されている。送電ケーブル１１の一端は、発電用ポッド２の内部で発電機５に接続されている。送電ケーブル１１は、例えば発電用ポッド２からクロスビーム３内を通り、外部に導出されている。送電ケーブル１１は、発電用ポッド２から外部に導出されていてもよい。送電ケーブル１１の他端は、海底付近で、海底送電ケーブル１２に電気的に接続されている。送電ケーブル１１は、シンカー９に配置された中継器を介して、海底送電ケーブル１２に接続されている。中継器には、送電される電力の電圧を変更する変圧器が内蔵されていてもよい。海底送電ケーブル１２は、海底に敷設されて、例えば地上の電力系統（外部電源等）に接続されている。発電機５によって発電された電力は、送電ケーブル１１及び海底送電ケーブル１２を通じて、電力系統に給電可能である。同様に、電力系統から発電機５に給電することもできる。

送電ケーブル１１は、例えば複数箇所において、係留索１０に対して留められている。送電ケーブル１１は、連結ユニット（線状部材連結ユニット）１３によって係留索１０に繋ぎ留められている。

次に、図３を参照して、連結ユニット１３について説明する。連結ユニット１３は、係留索１０及び送電ケーブル１１を連結している。送電ケーブル１１は、係留索１０が延在する方向と交差する方向において、係留索１０と離間している。係留索１０の長手方向に沿う仮想線である第１軸線Ｌ１０と、送電ケーブル１１の長手方向に沿う仮想線である第２軸線Ｌ１１とは、略同一方向に延在している。第１軸線Ｌ１０と第２軸線Ｌ１１とは互いに異なる方向に延在していてもよい。係留索１０の断面形状は、例えば円形を成している。送電ケーブル１１の断面形状は、例えば円形を成している。係留索１０の外径は、送電ケーブル１１の外径よりも大きい。係留索１０の強度は、送電ケーブル１１の強度よりも高くてもよい。送電ケーブル１１は、係留索１０と比較して、可撓性が高く、変形しやすくてもよい。

連結ユニット１３は、係留索保持部（線状部材保持部、第１線状部材保持部）１４、第１係合部（係合部）１５、送電ケーブル保持部（第２線状部材保持部）１６、第２係合部１７、及び連結リング（連結部）１８を備える。

係留索保持部１４は、係留索１０の外周面に巻き付けられた複数のらせん部１９を含む。らせん部１９は、係留索１０の外周面に沿って周方向に延在すると共に、係留索１０の長手方向に対して傾斜している。らせん部１９が係留索１０の長手方向に対して傾斜する角度は、係留索１０の長手方向において、同一でもよく、異なっていてもよい。らせん部１９は、例えば、係留索１０の長手方向に位置をずらしながら、数周以上巻かれている。複数のらせん部１９は、互いに異なる方向に延在して交差し、網目を成している。らせん部１９は、所定の幅を有する帯状を成している。係留索保持部１４の帯状の部材は、例えば係留索保持部１４の端部において、係留索１０の長手方向における同一位置に巻き付けられていてもよい。

らせん部１９は、係留索１０を海中に沈める前であり、例えば、地上（又は船上）において、係留索１０に対して巻き付けられて取り付けられる。らせん部１９は、例えば作業員によって、係留索１０に対して巻き付けられる。らせん部１９は、係留索１０の外周面に対して密着されている。らせん部１９は、弾性を有し、例えば、係留索１０が変形すると、らせん部１９は摩擦によって力が伝達されて、係留索１０の外周面に追従して変位する。らせん部１９の材質としては、例えば、ナイロンを用いることができる。

係留索１０の長手方向において、らせん部１９の一端には、第１係合部１５が連結されている。第１係合部１５は、例えばリング状を成している。第１係合部１５は、例えばは、らせん部１９に連続して形成されている。第１係合部１５は、例えば、シャックル２０を介して、連結リング１８に連結されている。リング状の第１係合部１５に、らせん部１９に連続する帯状の部材を挿通させることができる。

連結ユニット１３は、係留索１０の長手方向に離間して、一対の係留索保持部１４を備えている。一対の係留索保持部１４は、係留索１０の長手方向において、連結リング１８の両側に配置されている。第１係合部１５は、係留索１０の長手方向において、連結リング１８に近い方の端部に連結されている。

送電ケーブル保持部１６は、複数の紐状の部材２１ａが交差して形成された網目部２１を含む。網目部２１は、送電ケーブル１１の長手方向において、所定の範囲を覆うように形成されている。複数の紐状の部材２１ａは、送電ケーブル１１の長手方向に対して、傾斜するように配置されている。送電ケーブル保持部１６の両端部には、送電ケーブル１１の長手方向において、同一箇所で周方向に連続する筒状部２２，２３が形成されている。網目部２１及び筒状部２２，２３は、弾性を有し、送電ケーブル１１の外形に応じて変形する。網目部２１及び筒状部２２，２３は、送電ケーブル１１の長手方向及び径方向に伸縮可能である。

送電ケーブル保持部１６は、送電ケーブル１１を海中に沈める前であり、例えば、地上において、送電ケーブル１１に対して巻き付けられて取り付けられる。例えば、網目が形成されたシート状の送電ケーブル保持部１６を、送電ケーブル１１に巻き付けることで、送電ケーブル保持部１６を装着することができる。送電ケーブル保持部１６は、送電ケーブル１１の外周面に対して密着されている。送電ケーブル保持部１６の材質としては、例えば、ナイロンを用いることができる。

筒状部２２には、第２係合部１７が連結されている。第２係合部１７は、例えばリング状を成している。第２係合部１７は、筒状部２２から延びる紐状の部材２２ａに接続されている。第２係合部１７は、例えば、シャックル２４を介して、連結リング１８に連結されている。

連結ユニット１３は、送電ケーブル１１の長手方向に離間して、一対の係留索保持部１４を備えている。一対の係留索保持部１４は、係留索１０の長手方向において、連結リング１８の両側に配置されている。第２係合部１７は、送電ケーブル１１の長手方向において、連結リング１８に近い方の端部に連結されている。

連結リング１８は、略矩形の枠体である。当該矩形の角部は湾曲し丸みを帯びている。連結リング１８の形状は、矩形でもよく、円形でもよく、その他の形状でもよい。連結リング１８には、シャックル２０，２４を介して、第１係合部１５及び第２係合部１７が連結されている。具体的には、係留索１０の長手方向において両側から、連結リング１８に対して、第１係合部１５を介して係留索保持部１４が連結されている。送電ケーブル１１の長手方向において両側から、連結リング１８に対して、第２係合部１７を介して送電ケーブル保持部１６が連結されている。

連結ユニット１３によれば、係留索１０に対して送電ケーブル１１を留めることができる。これにより、係留索１０に対する送電ケーブル１１の相対的な位置を維持することができる。係留索１０に対して送電ケーブル１１の移動を抑制することができるので、送電ケーブル１１が係留索１０に絡まるおそれが低減される。そのため、係留索１０及び送電ケーブル１１の損傷のおそれが低減される。

連結ユニット１３によれば、らせん部１９が係留索１０の外周面に巻き付けられているので、係留索１０の長手方向において力を分散させて、係留索１０を保持することができる。これにより、係留索１０に対して局所的に力がかかることが抑制されるので、線状部材の損傷を抑制して、信頼性を向上することができる。この連結ユニット１３では、係留索１０が長手方向に延びた場合に、らせん部１９が追従して延びることで、係留索１０の収縮に対応させて、らせん部１９を変形させることができる。これにより、係留索１０を安定して保持することができる。そのため、係留索１０と連結ユニット１３との相対的な位置関係を維持することができる。例えば係留索１０に作用する張力が変化して、係留索１０が伸びている状態から縮んだ場合に、係留索１０の外径が太くなると、らせん部１９は、係留索１０の外径の変化に対応して変形する。そのため、係留索保持部１４は確実に係留索１０を保持することができる。

連結ユニット１３では、らせん部１９が帯状を成しているので、らせん部１９と係留索１０との接触面積を増やすことができ、局所的な応力集中を抑制することができる。また、らせん部１９と係留索１０との接触面積を増やすことで、らせん部１９と係留索１０との間の摩擦力を増やし、係留索１０と連結ユニット１３との相対的な位置関係を維持することができる。

連結ユニット１３では、複数のらせん部１９が互いに異なる方向に配置されて網目を成しているので、係留索１０に作用する力を複数の方向に分散させることができる。

連結ユニット１３では、送電ケーブル１１の長手方向に離間して配置された一対の送電ケーブル保持部１６によって、送電ケーブル１１が保持される。送電ケーブル１１の長手方向に力を分散させて、送電ケーブル１１を保持することができる。そのため、送電ケーブル１１に対して局所的に力がかかることが抑制されるので、送電ケーブル１１の損傷を抑制して、信頼性を向上することができる。

本開示は、前述した実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。

上記の実施形態では、係留索１０と送電ケーブル１１とを連結する線状部材連結ユニットについて、説明しているが、連結される線状部材は、係留索１０及び送電ケーブル１１に限定されない。線状部材連結ユニットは、例えば、複数の係留索を連結してもよく、複数の送電ケーブルを連結してもよい。線状部材は、例えば、通信ケーブル、ワイヤー、チェーン、支柱、棒状部材等でもよい。線状部材連結ユニットは、水中で使用されるものに限定されず、例えば空中で使用することもできる。線状部材連結ユニットは、複数の線状部材を連結するものに限定されず、線状部材を保持する線状部材保持部を、他の物体に連結して使用してもよい。

上記の実施形態では、帯状のらせん部１９を含む係留索保持部１４について説明しているが、送電ケーブル保持部１６が帯状のらせん部を含んでもよい。また、係留索保持部１４は、帯状のらせん部１９を含むものに限定されず、紐状のらせん部を含んでもよい。線状部材保持部は、網目を成すように配置されているものに限定されず、交差していないらせん部を含んでもよい。らせん部は、線状部材の長手方向において、隙間を形成しながら配置されていてもよく、線状部材の長手方向において重なるように配置されていてもよい。

線状部材連結ユニットは、線状部材の長手方向に離間する一対の線状部材保持部を備えるものに限定されない。線状部材連結ユニットは、一つの係留索保持部１４と、一つの送電ケーブル保持部１６とを連結してもよい。線状部材連結ユニットは、一対の係留索保持部１４と、一つの送電ケーブル保持部１６とを連結してもよい。線状部材連結ユニットは、一つの係留索保持部１４と、一対の送電ケーブル保持部１６とを連結してもよい。

係合部（第１係合部、第２係合部）は、線状部材保持部（第１線状部材保持部、第２線状部材保持部）の端部に連結されているものに限定されず、線状部材保持部の長手方向の中央部に連結されているものでもよい。

１ 発電装置(水中浮遊式発電装置)
２ 発電用ポッド（浮体）
１０ 係留索（線状部材、第１線状部材）
１１ 送電ケーブル（第２線状部材）
１３ 連結ユニット（線状部材連結ユニット）
１４ 係留索保持部（線状部材保持部、第１線状部材保持部）
１５ 第１係合部（係合部）
１６ 送電ケーブル保持部（第２線状部材保持部）
１７ 第２係合部
１８ 連結リング（連結部）
１９ らせん部

Claims (7)

1. 線状部材の周方向に延在すると共に、前記線状部材の長手方向に対して傾斜して配置され、前記線状部材の外周面に巻き付けられるらせん部を含む線状部材保持部と、
   前記線状部材保持部に連結された係合部と、を備える線状部材連結ユニット。
2. 前記らせん部は、帯状を成している請求項１に記載の線状部材連結ユニット。
3. 前記線状部材保持部は、互いに異なる方向に配置された複数の前記らせん部を含み、
   前記複数のらせん部が網目を成すように配置されている請求項１又は２に記載の線状部材連結ユニット。
4. 前記線状部材の長手方向に離間して一対の前記線状部材保持部が配置され、
   前記一対の線状部材保持部に連結された前記係合部同士が連結されている請求項１〜３の何れか一項に記載の線状部材連結ユニット。
5. 第１線状部材と、前記第１線状部材の長手方向と交差する方向に離間する第２線状部材とを連結する線状部材連結ユニットであって、
   前記第１線状部材の周方向に延在すると共に、前記第１線状部材の長手方向に対して傾斜して配置され、前記第１線状部材の外周面に巻き付けられるらせん部を含む第１線状部材保持部と、
   前記第１線状部材保持部に連結された第１係合部と、
   前記第２線状部材を保持する第２線状部材保持部と、
   前記第２線状部材保持部に連結されると共に、前記第１係合部に連結される第２係合部と、を備える線状部材連結ユニット。
6. 第１線状部材と、前記第１線状部材の長手方向と交差する方向に離間する第２線状部材とを連結する線状部材連結ユニットであって、
   前記第１線状部材の長手方向に離間して、前記第１線状部材を保持する一対の第１線状部材保持部と、
   前記一対の第１線状部材保持部にそれぞれ連結された一対の第１係合部と、
   前記第２線状部材の長手方向に離間して、前記第２線状部材を保持する一対の第２線状部材保持部と、
   前記一対の第２線状部材保持部にそれぞれ連結された一対の第２係合部と、
   前記一対の第１係合部及び前記一対の第２係合部を連結する連結部と、を備える線状部材連結ユニット。
7. 前記第１線状部材は、浮体に接続された係留索であり、
   前記第２線状部材は、前記浮体に接続された送電ケーブルである請求項５又は６に記載の線状部材連結ユニット。

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