JP2021055390A - 連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】離間している一側と他側との間で人員などを効率良く輸送できる連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータを提供する。【解決手段】一側のステージ１０と、ステージ１０から離間している他側の連絡対象物７とをつなぐ連絡ブリッジ１用の水平回動アクチュエータ７０であって、水平回動アクチュエータ７０は、ステージ１０を水平方向に回動させ、水平回動アクチュエータ７０は、２つの水平回動ピストンロッド７２，７２を有する複動式の水平回動シリンダ７１と、ステージ１０に対向する基部３に設けられた水平軸支部８０に取り付けられたピニオン８６と、水平回動シリンダ７１の水平回動シリンダチューブ７４に設けられるとともにピニオン８６と噛合するラック８５とを備え、水平回動シリンダ７１への液圧の印加でラック８５が直線駆動されることによって、ステージ１０が回動する。【選択図】図７

Description

この発明は、連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータに関する。

例えば、特許文献１は、風力発電施設を洋上に建設するとき、自己昇降式の作業台船（ＳＥＰ：Ｓｅｌｆ Ｅｌｅｖａｔｉｎｇ Ｐｌａｔｆｏｒｍ：以下、単に作業台船という。）を使用することを開示する。作業台船に搭載されたクレーンを用いて、基礎杭の打設や洋上風力発電施設の組立などの設置作業が行われる。当該設置作業を行う作業員などを、作業台船と風力発電施設との間で輸送するために、例えば、特許文献２のような作業ケージが使用される。特許文献３は、桟橋と、桟橋に着桟した船舶との間を架け渡す可動連絡橋を開示する。

特開２００４−００１７５０号公報 特開２０１５−０７２０１３号公報 特開２００３−０２６０８３号公報

作業ケージは、作業台船に搭載されたクレーンによって、作業台船と風力発電施設との間を往来することになる。クレーンは、洋上風力発電施設に対する設置作業と、作業ケージの運搬作業とに使用されて、その都度、作業に応じたアタッチメントの付け替えが必要になるので、クレーンの作業効率が低下する。可動連絡橋は、桟橋の近くに着桟した船舶に架け渡されるために、架け渡す距離が短い構造になっている。そのため、可動連絡橋を駆動するアクチュエータとして大出力のものを必要としないので、モータが駆動源として使用されている。

そこで、この発明の課題は、離間している一側と他側との間で人員などを効率良く輸送できる連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータを提供することである。

上記課題を解決するため、この発明の一態様に係る連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータは、
一側のステージと、前記ステージから離間している他側の連絡対象物とをつなぐ連絡ブリッジに使用される水平回動アクチュエータであって、
前記水平回動アクチュエータは、前記連絡ブリッジが接続された前記ステージを水平方向に回動させ、
前記水平回動アクチュエータは、２つの水平回動ピストンロッドを有する複動式の水平回動シリンダと、前記ステージに対向する基部に設けられた水平軸支部に取り付けられたピニオンと、前記水平回動シリンダの水平回動シリンダチューブに設けられるとともに前記ピニオンと噛合するラックとを備え、
前記水平回動シリンダへの液圧の印加で前記ラックが直線駆動されることによって、前記ステージが回動することを特徴としている。

この発明によれば、液圧で駆動される水平回動アクチュエータにより、重量があり長尺である連絡ブリッジを、素早く正確に回動させることができるので、離間している一側と他側との間で人員などを効率良く輸送できる。

一実施形態に係る、一側のステージと他側の連絡対象物とをつなぐ連絡ブリッジの模式的平面図である。 図１の模式的側面図である。 図１に示した連絡ブリッジの伸縮と垂直方向の回動とを説明する図である。 図１に示した連絡ブリッジの伸縮と水平方向の回動とを説明する図である。 伸縮シリンダの断面図である。 連絡ブリッジの基端側およびその周辺を拡大した側面図である。 連絡ブリッジの基端側およびその周辺を拡大した平面図である。 水平回動アクチュエータの水平回動ピストンロッドおよびその周辺を拡大した断面図である。

以下、図面を参照しながら、この発明に係る、一側のステージ１０と、ステージ１０から離間している他側の洋上風力発電施設（連絡対象物）７とをつなぐ連絡ブリッジ１の実施の形態を説明する。

〔全体構造〕
図１は、一実施形態に係る、一側のステージ１０と、ステージ１０から離間している他側の連絡対象物７とをつなぐ連絡ブリッジ１の模式的平面図である。図２は、図１の模式的側面図である。

一側に位置するステージ１０は、作業台船２に設けられて、床部と、手摺および支柱を有する柵部とを備える。作業台船２は、洋上に設置される洋上構造体としてのプラットフォーム３と、上下の駆動手段としてのレグ昇降装置４と、支持柱としてのレグ５とを備える自己昇降式の作業台船（ＳＥＰ：Ｓｅｌｆ Ｅｌｅｖａｔｉｎｇ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）である。作業台船２は、船舶を停泊させる停泊施設として、洋上風力発電施設として、船舶を係留するための桟橋として、あるいは、海上ヘリポートとして使用される。プラットフォーム３の上には、船舶リフタやクレーンなどが設置されている。

作業台船２を所定の据え付け地点まで曳航した後に、所定の据え付け地点において、レグ昇降装置４により、レグ５をプラットフォーム３に対して下方に相対移動させる。レグ５のレグ先端が海底ＳＢに押し込まれると、海底ＳＢからの反力を得ることができ、この反力によりプラットフォーム３を海面ＳＬよりも上方に移動させることができる。プラットフォーム３は、波浪の影響を受けない高さ（例えば約１０ｍ）まで持ち上げられる。この状態を保持することにより、自己昇降式のプラットフォーム３が海洋に立設される。海面ＳＬよりも高い位置に自己昇降式のプラットフォーム３を立設することにより、プラットフォーム３は、波浪などの影響を受けにくくなり、動揺しにくくなる。

ベース部として働くプラットフォーム３は、図１に示すように、高さが低い略直方体形状をしており、上方から見ると略長方形であり、上板、底板、側板および隔壁板を備える。プラットフォーム３は、例えば、縦１２０ｍ×横４０ｍ×高さ６ｍである。プラットフォーム３では、例えば、８００トンクラスの船舶を係留させることができる。

プラットフォーム３の高さ方向（上下方向）に貫通したガイド穴が、プラットフォーム３の四隅に形成されている。ガイド穴は、例えば角形のレグ５がガイド穴を上下方向に挿通できるように、例えば角形形状をしている。上板と底板と側板とで囲まれる内部空間は、複数の隔壁板によって間仕切りされている。

プラットフォーム３の内部空間は、水密構造になっており、この水密構造によってプラットフォーム３は浮力を得ることができ、作業台船２全体が水に浮くことができる。したがって、作業台船２が海面ＳＬに浮上した状態で、作業台船２を曳航して据え付け地点まで移動させることができる。また、作業台船２は、スクリュープロペラなどの推進装置を備えることによって、自航して据え付け地点まで移動する態様にすることもできる。

図１に示すように、レグ昇降装置４は、レグ昇降ユニットとして、プラットフォーム３の四隅に形成されたガイド穴を取り囲むように、プラットフォーム３に取り付けられている。プラットフォーム３を支持するレグ５は、中空の角形（断面が、例えば略正方形）の鋼管であり、例えば、３ｍ角であり、５０ｍの長さである。

ステージ１０が、作業台船２のプラットフォーム３に設けられ、ステージ１０から離間している他側の連絡対象物７は、例えば、洋上風力発電施設７である。当該構成によれば、離間しているプラットフォーム３の上に設けられたステージ１０と、洋上風力発電施設とを連絡ブリッジ１でつなぐことにより、洋上風力発電施設７で作業する作業員（人員）や工具などを安全に輸送できる。洋上風力発電施設７は、海底ＳＢに着床した基礎支持体８と、基礎支持体の上部に取り付けられたナセル（図示せず）と、ナセルに取り付けられたブレード（図示せず）と、作業用スペース９とを備えている。作業用スペース９は、設置作業などを行う作業員が一時的に利用する踊り場などである。

基礎支持体８の下部では、海底ＳＢの地盤や水深などに応じて、海底ＳＢに対して様々な態様で着床するための基礎構造（例えば、重力式、ジャケット式、トリパイル式など）が用いられる。基礎構造が海中において水平方向に幅広に拡張していることが多いため、作業台船２は、洋上風力発電施設７から離間している必要がある。例えば、作業台船２と洋上風力発電施設７との間の離間距離は、おおよそ、１０ｍから２５ｍである。このように遠く離間している一側の作業台船２と他側の洋上風力発電施設７とをつないで、基礎支持体８の設置や洋上風力発電施設７の組立などの設置作業を行う作業員などを輸送するために、連絡ブリッジ１が使用される。

〔連絡ブリッジ〕
図３に示すように、連絡ブリッジ１は、ブリッジ体２０と、垂直軸支部１３と、水平軸支部８０と、伸縮アクチュエータ３０と、垂直回動アクチュエータ１７と、水平回動アクチュエータ７０とを備える。

連絡ブリッジ１には、連絡ブリッジ１の各種動作を制御する制御装置が、電気的に接続されている。制御装置を電気的に制御するためのボタン類が配置されたリモコンが別途設けられている。作業員は、連絡ブリッジ１（後述する第２可動ブリッジ体２３）の先端側に位置した状態で、有線または無線のリモコンを操作することにより、連絡ブリッジ１の各種動作を制御する。

ブリッジ体２０は、軽量であり且つ高い強度を有する材質からなり、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの材質からなる。ブリッジ体２０は、ステージ１０に回動可能に取り付けられた基端ブリッジ体２１と、基端ブリッジ体２１に対して伸縮自在の可動ブリッジ体２２，２３とを備える。可動ブリッジ体は、基端側の第１可動ブリッジ体２２と、先端側の第２可動ブリッジ体２３とを備える。第１可動ブリッジ体２２は、基端ブリッジ体２１に対して伸縮自在に構成されている。第２可動ブリッジ体２３は、第１可動ブリッジ体２２に対して伸縮自在に構成されている。基端ブリッジ体２１と第１可動ブリッジ体２２と第２可動ブリッジ体２３とは、それぞれ、作業員などが通行するための歩道部と、通行する作業員などの転落を防止するための柵部とを有する。なお、例示として、基端ブリッジ体２１の長さは、約１０ｍであり、第１可動ブリッジ体２２および第２可動ブリッジ体２３の長さは、それぞれ約７．５ｍであり、ブリッジ体２０は約１０ｍから２５ｍの範囲で伸縮できる。

ステージ１０の下部に設けられた垂直軸支部１３および垂直回動軸１４によって、基端ブリッジ体２１の基端部が垂直方向に回動可能に支持されている。基端ブリッジ体２１の下部であって基端寄りの部分には、垂直支持部１８が設けられている。基端ブリッジ体２１の下部であって先端寄りの部分には、伸縮シリンダ支持部２５が設けられている。

可動ブリッジ体の最も先端側に位置する第２可動ブリッジ体２３の下部であって先端寄りの部分には、シリンダ先端支持部２８が設けられている。第２可動ブリッジ体２３の下部であって先端側の部分には、先端係合部２６が設けられている。先端係合部２６は、先端側に突出するとともに引っ掛かり形状をしたフックであり、他側の洋上風力発電施設（連絡対象物）７の作業用スペース（連絡対象ポイント）９などに係合するように構成されている。

ステージ１０は、作業台船２のプラットフォーム（ベース部）３に立設されて、ステージ１０の下部には、収納ボックス１１が連設されている。収納ボックス１１の中には、重量物である水平回動アクチュエータ７０や液圧発生装置８９などが収納されている。液圧発生装置８９は、垂直回動アクチュエータ１７および伸縮アクチュエータ３０を液圧で駆動するための制御弁やポンプやタンクを備える。ステージ１０における連絡ブリッジ１の反対側には、重量物である液圧発生装置８９が配設されている。当該構成によれば、ブリッジ体２０との重量バランスを取ることができ、ブリッジ体２０の回動の安定化に寄与する。

ステージ１０における連絡ブリッジ１の反対側には、ステージ１０の上り下りを行うための階段１２が取り付けられている。当該構成によれば、ブリッジ体２０との重量バランスを取ることができ、ブリッジ体２０の回動の安定化に寄与する。階段１２は、ステージ１０と一体的に取り付けられているものの、プラットフォーム（ベース部）３からは切り離されている。したがって、ステージ１０は、階段１２および収納ボックス１１と一体的に水平方向に回動する。

収納ボックス１１の下部には、垂直回動シリンダ支持部１５が設けられている。垂直回動シリンダ支持部１５に挿通された垂直回動シリンダ支持軸１６によって、垂直回動シリンダ１７が、回動自在に支持されている。垂直回動シリンダ１７の先端部は、垂直支持部１８に接続されている。

垂直回動シリンダ１７は、垂直回動アクチュエータとして働き、液圧発生装置８９からの液圧（例えば油圧）によって駆動される。垂直回動シリンダ１７により、ブリッジ体２０は、例えば、水平方向に対して上方に２０度の角度で回動するとともに、水平方向に対して下方に２０度の角度で回動するように構成されている。

〔連絡ブリッジにおける伸縮アクチュエータ〕
基端ブリッジ体２１に対して可動ブリッジ体２２，２３を伸縮自在にするために、伸縮シリンダ３０が設けられている。伸縮シリンダ３０は、伸縮アクチュエータとして働き、液圧発生装置８９からの液圧（例えば油圧）によって駆動される。伸縮シリンダ３０は、伸縮シリンダ支持部２５によって支持されている。伸縮シリンダ３０の先端部は、シリンダ先端支持部２８に接続されている。したがって、伸縮シリンダ３０が突出すると、可動ブリッジ体２２，２３が伸長状態になり、ブリッジ体２０の長さが長くなる。他方、伸縮シリンダ３０が収縮すると、可動ブリッジ体２２，２３が没入状態になり、ブリッジ体２０の長さが短くなる。

図５に示すように、伸縮シリンダ３０は、伸縮シリンダチューブ３１と、該伸縮シリンダチューブ３１の内部に同心状に設けられた複数のピストンロッド３２，３３，３４とを備えるテレスコ形である。伸縮シリンダ３０は、例えば、第１ピストンロッド３２と、第２ピストンロッド３３と、第３ピストンロッド３４とを備える。

伸縮シリンダ３０の外殻を形成する円筒状の伸縮シリンダチューブ３１のヘッド側（図５の左側）である基端側では、端部カバー３１ｃによって、伸縮シリンダチューブ３１の基端が閉塞されている。伸縮シリンダチューブ３１のロッド側（図１の右側）である先端側は、開放されている。

伸縮シリンダチューブ３１の内側には、二重円筒状の第１ピストンロッド３２がシリンダ軸方向に移動可能に挿入されている。第１ピストンロッド３２の内側には、二重円筒状の第２ピストンロッド３３がシリンダ軸方向に移動可能に挿入されている。第２ピストンロッド３３の内側には、円柱状の第３ピストンロッド３４がシリンダ軸方向に移動可能に挿入されている。したがって、本実施形態の伸縮シリンダ３０は、第１ピストンロッド３２、第２ピストンロッド３３および第３ピストンロッド３４が、伸縮シリンダチューブ３１内に同心状に組み込まれたテレスコ形の多段シリンダである。当該構成によれば、伸縮シリンダチューブ３１の長さを抑えながらピストンロッド３２，３３，３４の段数を増やすことが容易であり、伸縮シリンダ３０を容易に長尺化できる。伸縮シリンダ３０は、各ピストンロッド３２，３３，３４の突出により、図３において実線で示す収縮状態から二点鎖線で示す伸長状態になる。

第１ピストンロッド３２、第２ピストンロッド３３および第３ピストンロッド３４の各基端側では、第１ヘッド側圧力室４１、第２ヘッド側圧力室４２および第３ヘッド側圧力室４３が、それぞれ形成されている。

第１ピストンロッド３２は、第１ピストン３２ａと、第１シリンダチューブ３２ｂと、第１端部カバー３２ｃとを有する。第１ピストン３２ａの外周部には、公知のシール部材が装着されている。

第２ピストンロッド３３は、第２ピストン３３ａと、第２シリンダチューブ３３ｂと、第２端部カバー３３ｃとを有する。第２ピストン３３ａの外周部には、公知のシール部材が装着されている。

第３ピストンロッド３４は、第３ピストン３４ａと、先端ピストンロッド３４ｂとを有する。第３ピストン３４ａの外周部には、公知のシール部材が装着されている。

伸縮シリンダチューブ３１、第１ピストンロッド３２、第２ピストンロッド３３および第３ピストンロッド３４は、例えば、鋼製である。例示として、第１ピストンロッド３２、第２ピストンロッド３３および第３ピストンロッド３４の各シリンダストロークは、約５ｍであり、伸縮シリンダ３０の伸縮長さは、約１５ｍである。また、例示として、伸縮シリンダチューブ３１の内径は約１７０ｍｍであり、第１ピストンロッド３２の外径は約１５０ｍｍであり、第１シリンダチューブ３２ｂの内径は約１００ｍｍであり、第２ピストンロッド３３の外径は約８５ｍｍであり、第２シリンダチューブ３３ｂの内径は約５０ｍｍであり、第３ピストンロッド３４の外径は約３５ｍｍである。

端部カバー３１ｃの基端側には、ヘッド側ポート３５が形成されており、作動液（作動油）の供給および排出が行われる配管（図示しない）が接続される。ヘッド側ポート３５は、第１貫通孔４５を介して、第１ヘッド側圧力室４１に連通している。第１ヘッド側圧力室４１は、第２貫通孔４６を介して、第２ヘッド側圧力室４２に連通している。第２ヘッド側圧力室４２は、第３貫通孔４７を介して、第３ヘッド側圧力室４３に連通している。

したがって、第１ヘッド側圧力室４１は、第２貫通孔４６、第２ヘッド側圧力室４２および第３貫通孔４７を介して、第３ヘッド側圧力室４３に連通している。なお、第１ヘッド側圧力室４１、第２ヘッド側圧力室４２および第３ヘッド側圧力室４３は、ヘッド側圧力室として働く。

当該構成によれば、簡易な構造で、ヘッド側圧力室４１，４２，４３は、相互に連通することができる。

ピストンロッド３２，３３，３４が没入している状態で、第１ヘッド側圧力室４１に液圧を印加すると、第１ヘッド側圧力室４１を拡張させるとともに、第２ヘッド側圧力室４２および第３ヘッド側圧力室４３をも拡張させる。ヘッド側圧力室４１，４２，４３の拡張は、各ピストンロッド３２，３３，３４を伸長させようとするので、伸縮シリンダ３０が突出状態になる。

伸縮シリンダチューブ３１と第１ピストンロッド３２との間には、第１ロッド側圧力室５１が形成されている。第１ピストンロッド３２と第２ピストンロッド３３との間には、第２ロッド側圧力室５２が形成されている。第２ピストンロッド３３と第３ピストンロッド３４との間には、第３ロッド側圧力室５３が形成されている。

伸縮シリンダチューブ３１の外周部には、ロッド側ポート３６を有するロッド側配管が接続されており、ロッド側配管を介して作動液（作動油）の供給および排出が行われる。ロッド側ポート３６は、ロッド側配管および外貫通孔４８を介して、第１ロッド側圧力室５１に連通している。

第１ピストンロッド３２は、第１外筒および第１内筒からなる二重円筒構造をしている。当該二重円筒構造においては、第１ロッド側連通路５５が形成されている。第１ロッド側連通路５５は、基端側の外側に位置する第１ヘッド側貫通孔５５ｂと、先端側の内側に位置する第１ロッド側貫通孔５５ｃと、第１ヘッド側貫通孔５５ｂおよび第１ロッド側貫通孔５５ｃを連通する第１接続通路５５ａとから構成される。外貫通孔４８は、第１ロッド側圧力室５１を介して、第１ヘッド側貫通孔５５ｂに連通している。

第２ピストンロッド３３は、第２外筒および第２内筒からなる二重円筒構造をしている。当該二重円筒構造においては、第２ロッド側連通路５６が形成されている。第２ロッド側連通路５６は、基端側の外側に位置する第２ヘッド側貫通孔５６ｂと、先端側の内側に位置する第２ロッド側貫通孔５６ｃと、第２ヘッド側貫通孔５６ｂおよび第２ロッド側貫通孔５６ｃを連通する第２接続通路５６ａとから構成される。第１ロッド側貫通孔５５ｃは、第２ロッド側圧力室５２を介して、第２ヘッド側貫通孔５６ｂに連通している。第２ヘッド側貫通孔５６ｂは、第３ロッド側圧力室５３に連通している。

したがって、第１ロッド側圧力室５１は、第１ロッド側連通路５５、第２ロッド側圧力室５２および第２ロッド側連通路５６を介して、第３ロッド側圧力室５３に連通している。なお、第１ロッド側圧力室５１、第２ロッド側圧力室５２および第３ロッド側圧力室５３は、ロッド側圧力室として働く。

ピストンロッド３２，３３，３４が、伸長している状態では、ロッド側圧力室５１，５２，５３の内容積が小さくなっている。また、第１ロッド側連通路５５が、第１ロッド側貫通孔５５ｃと、第１ヘッド側貫通孔５５ｂと、第１ロッド側貫通孔５５ｃおよび第１ヘッド側貫通孔５５ｂを接続する第１接続通路５５ａとを備えるとともに、第２ロッド側連通路５６が、第２ロッド側貫通孔５６ｃと、第２ヘッド側貫通孔５６ｂと、第２ロッド側貫通孔５６ｃおよび第２ヘッド側貫通孔５６ｂを接続する第２接続通路５６ａとを備える。

第１ロッド側圧力室５１に液圧を印加すると、第１ロッド側圧力室５１を拡張させるとともに、第１接続通路５５ａおよび第２接続通路５６ａを介して、第２ロッド側圧力室５２および第３ロッド側圧力室５３をそれぞれ拡張させる。ロッド側圧力室５１，５２，５３の拡張は、各ピストンロッド３２，３３，３４を没入させる方向に働くので、伸縮シリンダ３０が収縮状態になる。当該構成によれば、伸縮シリンダ３０が液圧で収縮動作するので、各ピストンロッド３２，３３，３４の自重で収縮動作するような他の構成よりも、確実に且つ強力に収縮動作を行うことができる。特に、自重による収縮動作が機能しない場合において、すなわち、ブリッジ体２０および伸縮シリンダ３０が水平方向よりも下向きに延在している場合において、効果的である。

第１ロッド側圧力室５１においては、第１突条６１が第１シリンダチューブ３２ｂの基端側に設けられているとともに、第１ストッパ６２が伸縮シリンダチューブ３１の先端側に設けられている。第１突条６１が第１ストッパ６２に当接すると、第１ピストンロッド３２の突出動作が停止する。

第２ロッド側圧力室５２においては、第２突条６３が第２シリンダチューブ３３ｂの基端側に設けられているとともに、第２ストッパ６４が第１シリンダチューブ３２ｂの先端側に設けられている。第２突条６３が第２ストッパ６４に当接すると、第２ピストンロッド３３の突出動作が停止する。

第３ロッド側圧力室５３においては、第３突条６５が第３ピストン３４ａの先端側に設けられているとともに、第３ストッパ６６が第２ピストンロッド３３の基端側に設けられている。第３突条６５が第３ストッパ６６に当接すると、第３ピストンロッド３４の突出動作が停止する。

伸縮シリンダ３０には、図示しない液圧回路が接続されている。液圧回路は、ヘッド側配管、ロッド側配管、制御弁としての方向切換弁、ポンプおよびタンクなどを有する。ヘッド側配管の一端は、ヘッド側ポート３５に接続され、ロッド側配管の一端は、ロッド側ポート３６に接続されている。ヘッド側配管およびロッド側配管の各他端は、方向切換弁に接続されている。方向切換弁にはポンプとタンクとが接続されて、ヘッド側配管とロッド側配管とが方向切換弁を介してポンプまたはタンクに選択的に接続される。すなわち、方向切換弁は、中立位置と、ヘッド側の切換位置と、ロッド側の切換位置とに切り換え可能となっている。中立位置では、ヘッド側配管およびロッド側配管を、ポンプにも接続せず、またタンクにも接続しない。ヘッド側の切換位置では、ヘッド側配管をポンプに接続するとともにロッド側配管をタンクに接続する。ロッド側の切換位置では、ヘッド側配管をタンクに接続するとともにロッド側配管をポンプに接続する。

次に、伸縮シリンダ３０の伸縮動作について説明する。

方向切換弁をヘッド側の切換位置にすることにより、各ピストンロッド３２，３３，３４が没入した伸縮シリンダ３０の収縮状態において、作動液（例えば作動油）がヘッド側ポート３５から供給される。作動液が第１貫通孔４５を介して第１ヘッド側圧力室４１などに供給され、各ピストンロッド３２，３３，３４が一体的に突出動作を行うが、受圧面積の大きい第１ピストンロッド３２の突出動作が主となる。第１突条６１が第１ストッパ６２に当接することにより、第１ピストンロッド３２の突出動作が停止する。

続いて受圧面積の大きい第２ピストンロッド３３の突出動作が主となり、第２突条６３が第２ストッパ６４に当接することにより、第２ピストンロッド３３の突出動作が停止する。最後に、受圧面積の小さい第３ピストンロッド３４が突出動作を行い、第３突条６５が第３ストッパ６６に当接することにより、第３ピストンロッド３４の突出動作が停止する。その結果、伸縮シリンダ３０は、最も伸長した突出状態になる。なお、ロッド側ポート３６から排出された作動液は、タンクで回収される。

方向切換弁をロッド側の切換位置にすることにより、各ピストンロッド３２，３３，３４が伸長した伸縮シリンダ３０の突出状態において、作動液（例えば作動油）がロッド側ポート３６から供給される。作動液が外貫通孔４８を介して第１ロッド側圧力室５１などに供給され、各ピストンロッド３２，３３，３４が一体的に没入動作を行うが、受圧面積の大きい第１ピストンロッド３２の没入動作が主となる。第１ヘッド側圧力室４１に貯留された作動液が、ヘッド側ポート３５から排出され、第１端部カバー３２ｃが端部カバー３１ｃに当接することにより、第１ピストンロッド３２の没入動作が停止する。

続いて受圧面積の大きい第２ピストンロッド３３の没入動作が主となり、第２ヘッド側圧力室４２に貯留された作動液がヘッド側ポート３５から排出され、第２端部カバー３３ｃが第１端部カバー３２ｃに当接することにより、第２ピストンロッド３３の没入動作が停止する。最後に、受圧面積の小さい第３ピストンロッド３４が没入動作を行い、第３ヘッド側圧力室４３に貯留された作動液がヘッド側ポート３５から排出され、第３ピストン３４ａが第２端部カバー３３ｃに当接することにより、第３ピストンロッド３４の没入動作が停止する。その結果、伸縮シリンダ３０は、最も没入した収縮状態になる。なお、ヘッド側ポート３５から排出された作動液は、タンクで回収される。

上記構成によれば、ヘッド側圧力室４１，４２，４３に液圧を印加することにより、ピストンロッド３２，３３，３４が、順次、突出動作を行い、ロッド側圧力室５１，５２，５３に液圧を印加することにより、ピストンロッド３２，３３，３４が、順次、没入動作を行うので、伸縮シリンダ３０の伸縮動作を容易に切り替えることができる。

先端係合部２６が連絡対象ポイントに係合しているとともに、各ピストンロッド３２，３３，３４が伸長することにより突出状態にあるブリッジ体２０が、大きな外力（例えば風力）を受けることによって、揺動したり、ねじれたりすることがある。このようなとき、各ピストンロッド３２，３３，３４への過大な負荷が作用することを防止するため、方向切換弁を中立位置にすることにより、ヘッド側配管およびロッド側配管がポンプ及びタンクから遮断される。これにより、ヘッド側圧力室４１，４２，４３およびロッド側圧力室５１，５２，５３に対する作動液の供給または排出が行われず、液圧の印加されていない状態で、伸縮シリンダ３０およびブリッジ体２０の位置が維持される。したがって、大きな外力が作用しても、外力が緩衝されることによって、伸縮シリンダ３０の破損を防止できる。

〔連絡ブリッジにおける水平回動アクチュエータ〕
図６、図７および図８を参照しながら、連絡ブリッジ１における水平回動アクチュエータ７０を説明する。

ブリッジ体２０が連結されたステージ１０を水平方向に回動させるために、水平回動アクチュエータ７０が設けられている。水平回動アクチュエータ７０は、複動式の水平回動シリンダ７１と、水平軸支部８０に取り付けられたピニオン８６と、水平回動シリンダ７１の水平回動シリンダチューブ７４に設けられたラック８５とを備える。当該構成によれば、水平回動シリンダ７１の大きな駆動力を利用して、大きな負荷である連絡ブリッジ１を回動させることができる。

水平軸支部８０は、ステージ１０に対向するプラットフォーム（ベース部）３に対して一体的に（固定して）立設されている。水平軸支部８０は、ステージ１０の下部に取り付けられた収納ボックス１１内に収容されているが、収納ボックス１１とは別体である。水平軸支部８０の軸方向中央部には、ラック８５と噛合する小歯車であるピニオン８６が、一体的に（固定して）取り付けられている。

ステージ１０および収納ボックス１１は、上方の軸受部８２および下方の軸受部８３を介して、水平軸支部８０に対して回動可能に支持されている。上方の軸受部８２は、例えば、アキシャル荷重を支持するスラスト軸受である。下方の軸受部８３は、例えば、ラジアル玉軸受である。液圧発生装置８９は、収納ボックス１１の内部において収納ボックス１１の台部に固定されている。ステージ１０の底部すなわち収納ボックス１１の下部には、コロ８８が設けられている。当該構成によれば、ステージ１０および収納ボックス１１の水平方向の回動を円滑に行うことができる。コロ８８は、水平回動軸８１を挟んで、基端ブリッジ体２１の側と基端ブリッジ体２１の反対側にそれぞれ設けられている。

水平回動シリンダ７１は、水平回動シリンダチューブ７４と、２つの水平回動ピストンロッド７２と、水平回動ピストン７８と、ラック８５と、水平回動用液圧発生装置７３とを備える。水平回動シリンダチューブ７４は、その内部において、軸方向の一側および他側の中空円筒状の水平回動シリンダ室７６を有する。水平回動ピストン７８は、水平回動シリンダチューブ７４内で軸方向に往復動自在に設けられている。

水平回動ピストン７８の軸方向の一側および他側のそれぞれには、軸方向に延在する水平回動ピストンロッド７２が設けられている。一側および他側の水平回動ピストンロッド７２の内部には、軸方向に延在する流通通路７５が、それぞれ形成されている。流通通路７５は、複数の連通部７７と、ポート７９とをつなぐように構成されている。連通部７７は、水平回動ピストン７８の側に設けられていて、径方向に延びている。ポート７９は、水平回動ピストン７８の反対側の端部に設けられている。当該構成によれば、ポート７９を水平回動シリンダチューブ７４の外周部に設ける場合よりも水平回動シリンダチューブ７４の長さを有効利用できるので、水平回動シリンダチューブ７４に設けられるラック８５の直線移動距離を長くでき、ステージ１０の回動角度を大きくできる。

一側および他側の水平回動用液圧発生装置７３は、対応する一側および他側のポート７９にそれぞれ接続されている。一側および他側の水平回動用液圧発生装置７３は、収納ボックス１１の内部に設けられた台部に固定されている。一側および他側の水平回動用液圧発生装置７３は、対応する、ポート７９、流通通路７５および複数の連通部７７を介して、一側および他側の水平回動シリンダ室７６にそれぞれ連通している。一側および他側の水平回動用液圧発生装置７３は、水平回動シリンダ７１を液圧で駆動するための方向切換弁やポンプやタンクを備える。当該方向切換弁は、中立位置と、開位置と、閉位置とに切り換え可能となっている。

ラック８５は、水平回動シリンダチューブ７４の側面において、一体的に（固定して）取り付けられている。ラック８５は、直線状の歯車であり、ピニオン８６と噛合する。

一側の方向切換弁を開位置にして一側のポート７９から液圧を印加すると、一側の水平回動シリンダ室７６が拡張する。収納ボックス１１に固定されている一側および他側の水平回動用液圧発生装置７３には、水平回動ピストンロッド７２を介して、水平回動ピストン７８がつながっている。そのため、一側の水平回動シリンダ室７６が拡張しても、水平回動ピストン７８の位置は変動しない。逆に、水平回動シリンダチューブ７４は、収納ボックス１１に固定されておらず、フリーである。したがって、一側の水平回動シリンダ室７６が拡張するとき、水平回動シリンダチューブ７４が軸方向の一側に向けて相対的に移動する。水平回動シリンダチューブ７４の一側への移動に伴って、ラック８５が軸方向の一側に移動する。すなわち、ラック８５が直線運動を行う。

ステージ１０および収納ボックス１１の側に設けられているラック８５が、水平軸支部８０の側に設けられているピニオン８６に噛合しているとともに、ステージ１０および収納ボックス１１が、水平軸支部８０で回動可能に支持されている。ラック８５の直線運動は、ピニオン８６の回転運動に変換されるが、ラック８５の側が回動可能であり、ピニオン８６の側が回動不可であるので、ラック８５の側が回動する。したがって、ラック８５の側であるステージ１０および収納ボックス１１が、水平回動軸８１を中心にして回動することになる。

同様に、他側の方向切換弁を開位置にして他側のポート７９から液圧を印加すると、他側の水平回動シリンダ室７６が拡張するので、水平回動シリンダチューブ７４およびラック８５が軸方向の他側に移動する。ラック８５の直線運動は、ステージ１０および収納ボックス１１の回動運動に変換される。

水平回動シリンダ７１、水平軸支部８０、ピニオン８６およびラック８５は、水平回動アクチュエータ７０として働く。ラック８５は、水平回動用液圧発生装置７３からの液圧（例えば油圧）によって直線駆動される。水平回動アクチュエータ７０により、ステージ１０およびブリッジ体２０は、回動して、例えば、水平方向において１４０度の角度で回動する。

先端係合部２６が連絡対象ポイントに係合しているブリッジ体２０が、大きな外力（例えば風力）を受けることによって、揺動したり、ねじれたりすることがある。このようなとき、水平回動シリンダ７１への過大な負荷が作用することを防止するため、方向切換弁を中立位置にすることができる。これにより、一側の水平回動シリンダ室７６および他側の水平回動シリンダ室７６に対する作動液の供給または排出が行われず、液圧の印加されていない状態で、水平回動シリンダ７１およびブリッジ体２０の位置が維持される。したがって、大きな外力が作用しても、外力が緩衝されることによって、水平回動シリンダ７１の破損を防止できる。

上記構成によれば、液圧で駆動される伸縮アクチュエータ３０、垂直回動アクチュエータ１７および水平回動アクチュエータ７０により、重量があり長尺である連絡ブリッジ１を、素早く正確に動かすことができるので、離間している一側と他側との間で人員を効率良く輸送できる。

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

可動ブリッジ体や伸縮シリンダ３０のピストンロッドの段数は、一側のステージ１０と他側の連絡対象物７との間の距離に応じて、適宜に決定される。また、垂直回動シリンダ１７や水平回動アクチュエータ７０によるブリッジ体２０の回動角度は、一側のステージ１０と他側の連絡対象物７との間の位置関係に応じて、適宜に決定される。

一側のステージ１０と、他側の連絡対象物７との関係は、様々なものに適用できる。例えば、一側のステージ１０が自己昇降式の作業台船２に設けられ、他側の連絡対象物７が、自己昇降式の作業台船２の周辺に位置するタグボートなどの船舶とすることができる。また、例えば、一側のステージ１０が、洋上風力発電施設の上方に設けられるとともに、他側が洋上風力発電施設の下方に設けられる接岸スペースやタグボートなどの船舶（連絡対象物）とすることができる。また、ブリッジ体２０は、上下方向への移動を容易にする階段状にすることができる。非使用時にはブリッジ体２０を上方に待避させた待避状態にする一方、使用時にはブリッジ体２０を降下させた架け渡し状態に切り替え可能にすることにより、関係者以外が不用意に洋上風力発電施設に登ることを防止できる。このような構成は、送電用鉄塔などの高さのある鉄塔にも適用できる。鉄塔の場合、一側のステージ１０が、鉄塔の脚部の上方に設けられるとともに、他側が鉄塔の下方に位置する地面や基礎（連絡対象物）とすることができる。

この発明および実施形態をまとめると、次のようになる。

この発明の一態様に係る連絡ブリッジ１用の水平回動アクチュエータ７０は、
一側のステージ１０と、前記ステージ１０から離間している他側の連絡対象物７とをつなぐ連絡ブリッジ１に使用される水平回動アクチュエータ７０であって、
前記水平回動アクチュエータ７０は、前記連絡ブリッジ１が接続された前記ステージ１０を水平方向に回動させ、
前記水平回動アクチュエータ７０は、２つの水平回動ピストンロッド７２，７２を有する複動式の水平回動シリンダ７１と、前記ステージ１０に対向する基部３に設けられた水平軸支部８０に取り付けられたピニオン８６と、前記水平回動シリンダ７１の水平回動シリンダチューブ７４に設けられるとともに前記ピニオン８６と噛合するラック８５とを備え、
前記水平回動シリンダ７１への液圧の印加で前記ラック８５が直線駆動されることによって、前記ステージ１０が回動することを特徴とする。

上記構成によれば、液圧で駆動される水平回動アクチュエータ７０により、重量があり長尺である連絡ブリッジ１を、素早く正確に回動させることができるので、離間している一側と他側との間で人員などを効率良く輸送できる。

また、一実施形態の連絡ブリッジ１用の水平回動アクチュエータ７０では、
前記液圧を発生させる水平回動用液圧発生装置７３が、前記水平回動ピストンロッド７２における水平回動ピストン７８の反対側に設けられており、前記水平回動ピストンロッド７２の中を軸方向に延在するように設けられた流通通路７５を介して、前記液圧が前記水平回動シリンダ７１に印加される。

上記実施形態によれば、ポート７９を水平回動シリンダチューブ７４の外周部に設ける場合よりも水平回動シリンダチューブ７４の長さを有効利用できるので、水平回動シリンダチューブ７４に設けられるラック８５の直線移動距離を長くでき、ステージ１０の回動角度を大きくできる。

また、一実施形態の連絡ブリッジ１用の水平回動アクチュエータ７０では、
前記ステージ１０の底部には、コロ８８が設けられている。

上記実施形態によれば、ステージ１０および収納ボックス１１の水平方向の回動を円滑に行うことができる。

また、一実施形態の連絡ブリッジ１用の水平回動アクチュエータ７０では、
前記ステージ１０における前記連絡ブリッジ１の反対側には、前記ステージ１０の上り下りを行うための階段１２が取り付けられている。

上記実施形態によれば、ブリッジ体２０との重量バランスを取ることができ、ブリッジ体２０の回動の安定化に寄与する。

また、一実施形態の連絡ブリッジ１用の水平回動アクチュエータ７０では、
前記ステージ１０が、自己昇降式の作業台船２に設けられ、前記連絡対象物７が、洋上風力発電施設７である。

上記実施形態によれば、離れている自己昇降式の作業台船２のステージ１０と、洋上風力発電施設７とを連絡ブリッジ１でつなぐことにより、洋上風力発電施設７で作業する作業員（人員）や工具などを安全に輸送できる。

１…連絡ブリッジ
２…作業台船
３…プラットフォーム（ベース部）
４…レグ昇降装置
５…レグ
７…洋上風力発電施設（連絡対象物）
８…基礎支持体
９…作業用スペース
１０…ステージ
１１…収納ボックス
１２…階段
１３…垂直軸支部
１４…垂直回動軸
１５…垂直回動シリンダ支持部
１６…垂直回動シリンダ支持軸
１７…垂直回動シリンダ（垂直回動アクチュエータ）
１８…垂直支持部
２０…ブリッジ体
２１…基端ブリッジ体
２２…第１可動ブリッジ体（可動ブリッジ体）
２３…第２可動ブリッジ体（可動ブリッジ体）
２５…伸縮シリンダ支持部
２６…先端係合部
２８…シリンダ先端支持部
３０…伸縮シリンダ（伸縮アクチュエータ）
３１…伸縮シリンダチューブ
３１ｃ…端部カバー
３２…第１ピストンロッド（ピストンロッド）
３２ａ…第１ピストン
３２ｂ…第１シリンダチューブ
３２ｃ…第１端部カバー
３３…第２ピストンロッド（ピストンロッド）
３３ａ…第２ピストン
３３ｂ…第２シリンダチューブ
３３ｃ…第２端部カバー
３４…第３ピストンロッド（ピストンロッド）
３４ａ…第３ピストン
３４ｂ…先端ピストンロッド
３５…ヘッド側ポート
３６…ロッド側ポート
４１…第１ヘッド側圧力室（ヘッド側圧力室）
４２…第２ヘッド側圧力室（ヘッド側圧力室）
４３…第３ヘッド側圧力室（ヘッド側圧力室）
４５…第１貫通孔
４６…第２貫通孔（ヘッド側連通路）
４７…第３貫通孔（ヘッド側連通路）
４８…外貫通孔
５１…第１ロッド側圧力室（ロッド側圧力室）
５２…第２ロッド側圧力室（ロッド側圧力室）
５３…第３ロッド側圧力室（ロッド側圧力室）
５５…第１ロッド側連通路（ロッド側連通路）
５５ａ…第１接続通路（接続通路）
５５ｂ…第１ヘッド側貫通孔（ヘッド側連通孔）
５５ｃ…第１ロッド側貫通孔（ロッド側連通孔）
５６…第２ロッド側連通路（ロッド側連通路）
５６ａ…第２接続通路（接続通路）
５６ｂ…第２ヘッド側貫通孔（ヘッド側連通孔）
５６ｃ…第２ロッド側貫通孔（ロッド側連通孔）
６１…第１突条
６２…第１ストッパ
６３…第２突条
６４…第２ストッパ
６５…第３突条
６６…第３ストッパ
７０…水平回動アクチュエータ
７１…水平回動シリンダ
７２…水平回動ピストンロッド
７３…水平回動用液圧発生装置
７４…水平回動シリンダチューブ
７５…流通通路
７６…水平回動シリンダ室
７７…連通部
７８…水平回動ピストン
７９…ポート
８０…水平軸支部
８１…水平回動軸
８２…軸受部
８３…軸受部
８５…ラック
８６…ピニオン
８８…コロ
８９…液圧発生装置
ＳＢ…海底
ＳＬ…海面

Claims (5)

1. 一側のステージと、前記ステージから離間している他側の連絡対象物とをつなぐ連絡ブリッジに使用される水平回動アクチュエータであって、
   前記水平回動アクチュエータは、前記連絡ブリッジが接続された前記ステージを水平方向に回動させ、
   前記水平回動アクチュエータは、２つの水平回動ピストンロッドを有する複動式の水平回動シリンダと、前記ステージに対向する基部に設けられた水平軸支部に取り付けられたピニオンと、前記水平回動シリンダの水平回動シリンダチューブに設けられるとともに前記ピニオンと噛合するラックとを備え、
   前記水平回動シリンダへの液圧の印加で前記ラックが直線駆動されることによって、前記ステージが回動することを特徴とする、連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータ。
2. 前記液圧を発生させる水平回動用液圧発生装置が、前記水平回動ピストンロッドにおける水平回動ピストンの反対側に設けられており、前記水平回動ピストンロッドの中を軸方向に延在するように設けられた流通通路を介して、前記液圧が前記水平回動シリンダに印加されることを特徴とする、請求項１に記載の連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータ。
3. 前記ステージの底部には、コロが設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータ。
4. 前記ステージにおける前記連絡ブリッジの反対側には、前記ステージの上り下りを行うための階段が取り付けられていることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータ。
5. 前記ステージが、自己昇降式の作業台船に設けられ、前記連絡対象物が、洋上風力発電施設であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の連絡ブリッジ用の水平回動アクチュエータ。

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