JP4718680B2 - 船舶用安定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空母艦等の容積トン数の大きい船舶を安定させる装置に関するものであり、特に船舶がローリングして傾いた場合に安定させる装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本出願人によるフランス特許出願第2687978号により、特にローリング時に、一連の固体バラストを軌道上で循環させて船舶を安定化する装置が公知である。本明細書の図1を見ると、実際には、安定部材は、例えば2つの横方向レール25,26から成る軌道上を転動する2対または2組のローラ19により構成されている。従動ドラム9を介してモータ10により駆動されるケーブル4によって、ローラ19は、船舶の一方の側から他方の側へ移動可能である。2組のローラ19の間には、2つのジョー(つかみ部分)37を用いたブロック装置34が配置され、ケーブル4により制御されている。これら全体は、安定装置上方の長手方向に配置された中央位置決めレール30に対してジョー34を閉じることによって不動化されている。ケーブルにテンションが加えられていない場合、ジョー34は中央位置決めレール30をクランプする。この安定装置の場合、2つの横方向電気式ジャッキ14は、ケーブルにテンションを与えるためにも使用されており、その場合はジャッキのピンに取付けた滑車5を介して装置両端部が引張られる。数台のこのような安定装置が、甲板構造物の一部として、同じ船舶の複数船倉内に平行に取付けられる。
【0003】
ケーブルにテンションが加わった場合には、2個のジョー37が互いに分離されて、装置が中央位置決めレール30に対し自由になることが容易に理解できる。その場合、ケーブル4の牽引力によりローラ19を一方の側または他方の側から移動させることができる。意図的に、または一連のケーブル4の破断によって、張力が抑えられた場合、クランプジョー37は、自動的に、最も近い位置で中央位置決めレール30に対して閉じられる。
【0004】
この組立体の中央部分、言い換えると2組のローラの中間で使用されるブロック装置は、ローラによって構成される異なる可動質量体を繋ぐ極めて確実な連結を必要とする。同様に、中央ブロックレールの存在は、ローラ19の少なくとも中央部分の直径を制限して位置決めレール30の通過する余地を残すことを必要とする。このため、組立体の質量はかなり減少し、ブロック装置の効果も同様に減少する。
加えて、2つの電気式ジャッキ14とブロック装置の各側の可動滑車5とが配置されているため、それらの全長が安定装置には不都合である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、したがって、船舶用の別の安定装置を提案することにより、これらの不都合な点を改善することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明が主として意図するところは、特にローリング時のための船舶用安定装置であり、この安定装置は、
軌道上を転動する複数の可動質量体のトレイン(列状体)と、
該トレインを不動化する装置と、
前記トレインを牽引し、かつ前記不動化装置を制御するケーブルと、
該ケーブルを作動させる駆動装置と、
前記不動化装置を制御するために前記ケーブルの張力を調節する装置であって、ケーブルの張力を調節するための2個の可動滑車を有する装置とを含む。
【0007】
本発明の主な特徴によれば、調節装置は、安定装置の一方の側に配置される定置滑車と、単一のジャッキによって制御される2つの可動滑車とを含み、これら2つの可動滑車は、駆動装置およびジャッキとともに、定置滑車の反対側に配置されている。
調節装置の好適な実施例において、2つの可動滑車は互いに弾性的にリンク接続されており、これら2つの可動滑車の周部をケーブルが通過している。駆動装置は、これら2つの可動滑車間に配置されたウィンチにより構成され、このウィンチのドラム周部にケーブルが巻付けられている。
【0008】
好ましくは、2つのケーブルがウィンチ上に逆向きに固定され、ウィンチ周部で交互にまたは同時に巻付けおよび繰出しが行われる。
好適には、ジャッキは液圧式ジャッキである。
本発明の主な実施例では、このジャッキが、2つの可動滑車のうちの一方に弾性的に連結されている。
このジャッキは電磁弁によって制御できるようにするのが好ましい。
【0009】
トレインを横方向に案内する装置、すなわち2つの横方向レールを有する装置を考えた場合、不動化装置は本質的に対となっているジョーを含み、各対はケーブルの一端により制御される。各対のそれぞれのジョーは、横方向レールに支えられるように弾性部材によって互いに離間させられ、ジョーの開度は、ジョーの2つの端部に対するケーブルの張力によって制御される。
この場合であって横方向レールが3つの内表面を有する2つの凹部を規定した標準I形材(IPN)を有する場合、各対のジョーは、このウィンチの3つの内表面に支えられる3つの摩擦面を有している。
同じ船舶に数台の安定装置を使用する場合は、各ウィンチに、隣接する安定装置と一時的にウィンチを接続する装置を設け、それにより故障時にはウィンチの1つが他のウィンチを引張るようにするのが好ましい。
【0010】
安定装置の効率を高めるため、特に可動質量体のトレインによって得られる補償トルクを最適化するために、可動質量体は、軌道上を転動する小輪上に取付けた、実質的に平行六面体の形状の鉛質量体で構成するのが好ましい。
大きな総トン数の船舶についての特定の要求のためにトレインを金属製ハウジング内に収容しなければならない場合、それらの可動質量体が転動する軌道は、船舶の軸線に対して横方向に取付けられた、ハウジングの底壁の内表面によって構成される。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明およびその種々の技術的特性は、添付図面についての以下の説明により、さらによく理解されよう。
図2を見ると、本発明の安定装置は、横壁5によって略示されている船舶の中に横方向に取付けられている。金属製ハウジング3は、したがって、船舶の甲板に、または甲板下の天井に、横方向に設置されている。ハウジング3の底壁8の内表面7は、ハウジング内部に収容されている可動質量体のトレインの軌道として役立っている。このトレインは、ハウジング3の底壁8の内表面7上を転動する小輪13上に取付けられた鉛質量体12からそれぞれ構成された数個のワゴンを含んでいる。このように構成されたワゴンは、各鉛質量体12の間に取付けられた連結フック15によって互いに連結されている。トレインの各端部には、1対のジョー16が配置されており、ジョーの開閉と、ハウジング3の横壁への押圧とによってトレインが不動化されるようになっている。これら2対のジョー16は、そのようにしてハウジング3内の所定箇所でトレインを不動化する装置を構成する。トレインの各端部に1つずつ、すなわち2対のジョー16が使用されていることで、これら不動化装置の釣合いがとれるようになっており、2対のジョー16の一方が故障した場合でも、特別な安全性を保証する付加的な特徴が得られる。
【0012】
ケーブル2は、トレインを牽引するが、また2対のジョー16の操作制御も行う。ケーブル2は、右側において、船舶の船体、例えば横壁5に固定された定置滑車17に巻掛けられている。左側では、ケーブル2は、2個の可動滑車21の間に配置されたウィンチ20を含む制御組立体内を通過している。ウィンチ20は、ケーブル2を一方または他方へ引張ることによって、ケーブルによるトレイン運動の制御を可能にしている。2個の可動滑車21は、ケーブル2の張力を制御することによって、ケーブルによる2対のジョー16の操作を可能にしている。この制御組立体の詳細は、図4とともに後述する。
【0013】
図3を見ると、ケーブル2と、1対のジョー16と、トレインとが互いに連結されているのが分かる。ケーブル2の端部は、ケーブル2の破断といった場合に握り工具との結合部となる肩23を介して、ジョー制御部22に直接取付けられている。トレイン端部の鉛質量体12に固定された2つのジョー24は、垂直軸26を中心として旋回するようにそれぞれ取付けられている。強力なばね27が、2つのジョー24を常時開くようにし、それによって各ジョー24はハウジングの横壁内表面39に押圧される。鉛質量体12は、連結フック15により互いに連結されている。このフックは、好ましくは、僅かに旋回可能な2つのヘッド29を備え、各ヘッドは鉛質量体12内の連結穴30にはめ込まれている。
【0014】
一方、図2の2つの可動滑車21が同時に動作して、ケーブルの張力を変更する場合、つまりケーブル2の2つのストランド部分の2つの端部に牽引力を加える場合に、牽引力は、ジョーの対16のそれぞれに作用する。実際に、ケーブルがトレイン両端部に釣合った引張り力を加えると、トレインが不動となる一方、ジョー制御部22は、同じ1対のジョー16の2つのジョー24に、連結ロッド32を介して牽引力を作用させる。これにより、連結ロッド32は、ばね27を圧縮して互いに閉じられ、次いでウィンチが、ケーブル2の2つのストランドの一方を引張ることでトレインの運動を制御する機能を果たす。
ウィンチ20がケーブル2を引張り、トレインの一方の側に牽引力を加えると、トレインは引張られてハウジング3の内側を転動して移動する。これにより、鉛質量体12の全体が或る箇所から他の箇所へ移動し、船舶が横方向に安定する。
【0015】
図5を見ると、ハウジング横壁が好ましくはそれぞれIPN型I形材で形成されており、またI形材の高さがトレインを収容するハウジングの内側高さに合致する場合に、ジョー24がハウジング横壁の内表面28にどのように作用し得るかが、よりよく理解されよう。I形材35は、それぞれ2つの凹部を有しており、この凹部の1つが横壁内表面28をなしている。内表面28は、3つの部分、すなわち1つの垂直内表面28Aと、I形材の頂部および底部の2つの傾斜内表面28Bとから成っている。これに対応して、各ジョー24は、3つの面、すなわち1つの垂直面26Aと、垂直面26Aの両側でI形材35の凹部の内表面28に対応する外面を形成する2つの傾斜面26Bとを有している。したがって、各ジョー24は、最も大きい外面26の部分がハウジングの横壁内表面28に作用するので、最大の効果を有するようになっている。
図5には、各ジョー24に2個、合計4個の連結ロッド32が示されている。図3の制御部22に対して旋回するジョーの旋回軸は1点破線の直線で略示されている。
【0016】
図3と図6とによって、各鉛質量体12の形状が平行六面体である点に気付くであろう。とりわけ注意せねばならない点は、各鉛質量体12の寸法が、主として、頂壁と底壁の内表面7,34とI形材35の内表面28とによって画定される、ハウジング3の容積の寸法に相応している点である。結果として、ハウジング3の容積の最大部分が、従来技術を説明した段落で述べたフランス特許出願第2687978号記載の装置に比較して、重量的に有利な鉛質量体12によって占領されている。実際、従来技術では、中央レール30が設けられていることにより、可動質量体が占領可能な空間が著しく減っている。また、このレール30の固定には、レール材料である鋼の特殊な仕様を考慮に入れると、特に被溶接特性の点で技術的な問題があり、また、締まり効果による寸法の縮小は、無視できないレベルのひずみを生じる。
【0017】
図6から分かる点は、各可動質量体12の小輪13が、I形材35の内表面28の下方傾斜内表面28A上に載っている点である。傾斜内表面は、可動質量体が自動的にハウジング内でセンタリングされるのに役立つ。最後に、注目すべきは、ケーブル2が鉛質量体12の下方、かつハウジング3の底壁内表面7の上方に位置している点である。
図4は、ケーブル2の制御組立体の詳細図である。トレインの端部、より詳しく言えば最後尾の鉛質量体12の端部に、ジョーの対16とその支持部22および肩23とが取付けられているのが分かる。肩23にはケーブルの第1のストランド2Aが固定されている。第1ストランド2Aは、船床に転動可能に配置された第1並進カート36A上であって水平方向に並進可能に取付けた第1の可動滑車21Aの周部を通過する。
【0018】
ケーブルの第2のストランド2Bはトレインの下方を通過して他方の側で終わっている。第2ストランド2Bは、これも船床を転動するように配置された第2並進カート36B上に取付けた第2の可動滑車21Bの周部を通過する。2台の並進カート36A,36Bは、第1ばね38Aを介して弾性的に連結されている。しかし、一方のカート、この場合第2カート36Bは、固定液圧式ジャッキ40の可動ロッド41と弾性的に連結されている。
それらカートの側において、2つのストランド2A,2Bは、第1の可動滑車21Aと第2の可動滑車21Bとの間の経路でウィンチ20Aに巻付けられている。2つの可動滑車21A,21Bに対するウィンチ20Aの位置がどの位置であれ、鉛質量体のトレインにケーブル2の2つのストランド2A,2Bを固定することに起因する引張りに抗し得るように、ケーブル2がこれら2つの可動滑車21A,21Bの周部に1巻きの1/4以上巻掛けられるように設定せねばならない。
【0019】
液圧式ジャッキ40が、その可動ロッド41を2台の並進カート36A,36Bの方向へ押出すと、2つのストランド2A,2Bが可動トレインへの固定部に張力を受けて引張られるだろうことは、容易に理解される。このため、2対のジョー16は、張力を受けて引張られ、互いに閉じられ、鉛質量体12の可動トレインを自由に並進できるようにする。その場合、ウィンチ20Aはトレインの並進運動に対する制御機能を果たし、トレインはハウジング3内でもはや不動化状態ではなくなる。
また、液圧式ジャッキが、無給電時に開く弁、例えば3方切替弁によって制御されていることにも注目すべきである。言い換えると、ケーブルの2つのストランド2A,2Bの解放は、電流が切れて開弁されることによって生じる。このため、電気式ジャッキを使用し、かつケーブルの2つのストランド2A,2Bの解放に給電を必要とする引張り装置に比較して安定装置全体の信頼性が高められている。この場合に、ケーブル2の引張り、つまりトレインの解放は、弁42の作動により液圧式ジャッキ40が起動されることによって行われる。
【0020】
液圧式ジャッキ40の使用によって、既述の特許出願第2687078号の装置に備えられている制御装置と比較して、制御装置の質量を低減することができる。液圧式ジャッキ40が発生する支承力は、ジャッキの可動ロッド41の位置とは無関係であり、使用圧力とジャッキの一定のピストン横断面とにのみ依存する。ケーブルの2つのストランドの張力は、圧力計48により直接にモニタ可能である。
この場合、ケーブル2の制御組立体は、移動および引張りのいずれの場合にも、トレインの一方の側、言い換えると船舶の片側に配置されている。この組立体に属する部材で他方の側に配置されているのは、図2に符号17で示した定置滑車のみである。
【0021】
図4には、実線で示した制御組立体と同じ第2制御組立体が1点破線で示されている。この組立体は、既述の安定装置の隣に配置された同じ安定装置の制御組立体である。実際のところ、大きな総トン数の船舶で効果をあげるには、本発明の安定装置を数台使用せねばならない。また、実際には、本発明による安定装置を4台または5台、船首と船尾とにそれぞれ配置するのが好ましい。注目すべき点は、この安定装置が、それぞれが約2トンである10個の鉛質量体12を移動させ得る点である。したがって、本発明の10台の安定装置を使用することにより、単一の船舶上で、安定化のために200トンの重量を自由に利用できるわけである。
【0022】
加えて、これら10台の安定装置のうちの1台が故障したような場合には、ウィンチ20Aまたは20Bが、一時連結部材50を介して隣接安定装置のウィンチ20Aまたは20Bに連結される。一時連結部材50は、破線で略示され、2つのウィンチ20A,20Bをリンク結合させる。このように、故障した安定装置のウィンチは、隣接安定装置のウィンチと連結させて起動することで、速度は落ちるが駆動することが可能である。このことは、特に故障した安定装置のトレインの可動質量体が片側にある場合に有用である。実際、その場合、隣接安定装置は、一方のウィンチと他方のウィンチとの一時連結によりトレインの移動を続けることができ、かつ故障したトレインを船舶の中央に位置づけることができる。
【0023】
注目すべき点は、ケーブル2のストランド20Aまたは20Bの一方が破断したような場合には、対応するジョーの対はもはや起動され得ず、ジョーが分離した状態でロックされたままとなり、したがってトレインはその位置でロックされる。言うまでもなく、これは安全措置といえる。
図7に見られるように、ケーブル2のストランド2A,2Bは、それぞれウィンチ20の周面の一部に巻付けられている。加えて、各ストランド2A,2Bの各端部43は、ウィンチ上に、例えばボルト44と、ストランドの端部43を掴むバッフル45とを介して固定されている。言い換えると、ウィンチ20の円筒形周面は、ケーブルの2つのストランド2A,2Bのそれぞれを巻付けるために確保されている。
【0024】
図8に示すように、ケーブルのストランド2A,2Bをそれぞれ受容するようになっている2つの溝46を設けることが好ましい。加えて、2つのストランド2A,2Bのそれぞれの端部43がウィンチ20を構成する円筒体の一端に固定される場合、溝46は、ストランド2A,2Bに共通すると考えてよい。実際には、ウィンチ20の回転中、2つのストランド2A,2Bの一方が巻上げられると他方が繰出されることになり、この逆も有り得、使用される溝46の長さはほとんど一定である。したがって、ストランド2Aが繰出されたあとの場所は、ケーブルの他方のストランド2Bの巻上げ場所となる。
【0025】
【発明の効果】
可動の鉛質量体を平行六面体形状にすることにより、ハウジング3により構成されるトンネルの容積を最適化することができる。この形状の可動質量体を使用することにより、十分な空間すなわち重量が得られる。安定装置の効率は、したがって高められる。
トレインの各端部にジョーの対16を配置することにより、長く不動化されている場合も、トレインの連結フックに負担を掛けずに済む。このことは、特に船舶が傾斜姿勢にある場合にかなり好都合である。これにより、連結フックの1つが壊れる事故に対する予防策も講じられることになる。
【0026】
ジョーの対16の保守と制御は比較的簡単である。また、先行技術の安定装置の中央ジョー34と比較すると、ジョーの対の保守ははるかに簡単である。事実、中央ジョー34はトレインの中央に位置し、かつハウジングに取囲まれているので、事実上接近不可能である。
ケーブルの2つのストランドの一方が破断した場合も、トレインの回復は、各ストランド2A,2Bとジョー支持部22との間の肩のために、比較的容易である。
それぞれのジョーの対16により構成される2つの制動装置を設けたことにより、特に、可動トレインの操作中に2つのストランドの一方が破断した場合の安全措置が講じられている。
【0027】
一時的にそれぞれ互いに連結され得るウィンチ20A,20Bを有する本発明の安定装置を2台並置することにより、故障して船舶の平衡に危険な位置で動かなくなった安定装置の一方を救うことができる。
鉛質量体12は、4個の小輪13を備えた可動の構成により、ハウジングの横壁部分を形成する標準I形材35の傾斜面上を移動することができる。
【0028】
旋回することのできる、または類似の形式の連結フック15によって、複数の鉛質量体12の間に一定の自由度、特に或る角度での自由度がある運動が得られる。2段引張り装置を構成する2つの可動滑車を有し、単一の液圧式ジャッキ40を備えた装置を使用することにより、位置をサーボ制御することなく、ケーブルの2つのストランド2A,2Bにテンションを与えたり、何らかのエネルギーを供給することなく、ストランドを解放したりすることが可能になる。
ケーブルの2つのストランド2A,2Bを、既述のようにそれぞれウィンチ20に巻上げることにより、リールを用いた巻上げを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】先行技術による安定装置の鳥瞰図である。
【図2】本発明による安定装置の全体を示す断面図である。
【図3】本発明による安定装置のトレインを不動化する装置に使用される1対のジョーの水平断面図である。
【図4】本発明による安定装置内の駆動装置とケーブルの張力を調節する装置との詳細図である。
【図5】図4に示したジョーの側断面図である。
【図6】本発明による安定装置のトレインの可動質量体の1つを示す側断面図である。
【図7】本発明による安定装置のウィンチへのケーブルの巻付けを示す略示図である。
【図8】本発明による安定装置のウィンチを示す図である。
【符号の説明】
2 ケーブル
3 ハウジング
5 横壁
7 ハウジング底壁の内表面
8 ハウジング底壁
12 鉛質量体
13 小輪
15 連結フック
16 ジョーの対
17 定置滑車
20 ウィンチ
21 可動滑車
22 ジョー制御部
23 肩
24 ジョー
35 I形材
36 並進カート
38 ばね
40 液圧式ジャッキ
45 バッフル
46 溝
Claims (12)
- 特にローリング時の船舶のための安定装置であって、
軌道上を転動する複数の可動質量体で構成されるトレインと、
該トレインを不動化する装置と、
前記トレインの牽引および前記不動化装置の制御のためのケーブル(2)と、
該ケーブル(2)を作動させる駆動装置と、
前記不動化装置を制御するために前記ケーブル(2)の張力を調節する装置であって、該ケーブル(2)の張力を調節するための2つの可動滑車を有する調節装置とを備えた安定装置において、
前記調節装置が、安定装置の一方の側に配置される定置滑車(17)と、単一のジャッキ(40)によって制御される2つの可動滑車(21A,21B)であって、前記駆動装置および前記ジャッキ(40)とともに前記定置滑車(17)の反対側に配置される可動滑車(21A,21B)とを有することを特徴とする安定装置。 - 前記可動滑車(21A,21B)が互いに弾性的に連結されており、前記ケーブル(2)が該2つの可動滑車(21A,21B)の周部を通過することを特徴とする、請求項1に記載の安定装置。
- 第1の可動滑車(21B)が、前記ジャッキ(40)に弾性的に連結されていることを特徴とする、請求項2に記載の安定装置。
- 前記駆動装置が、前記2つの可動滑車(21A,21B)間に配置されたウィンチ(20,20A,20B)から構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の安定装置。
- 前記ジャッキ(40)が液圧式ジャッキであることを特徴とする、請求項1に記載の安定装置。
- 前記液圧式ジャッキ(40)が、無給電流電磁弁(42)によって制御されることを特徴とする、請求項5に記載の安定装置。
- トレインの案内装置が2つの横方向形材(35)である請求項1に記載の安定装置において、
前記不動化装置が、トレインの各端部に配置されるジョー(24)の対であって、ジョー(24)が前記横方向形材の内表面から離され、かつ前記ケーブル(2)の一端に連結されており、該ケーブル(2)の張力によってジョーの対(16)の2つのジョー(24)がともに閉じられるようになっているジョー(24)の対を有することを特徴とする、安定装置。 - 前記2つのレールは、垂直内表面(28A)と2つの傾斜内表面(28B)とから構成される少なくとも1つの内側凹部を備えたIPN型標準I形材(35)であり、前記ジョー(24)は3つの摩擦面、すなわち1つの垂直摩擦面(26A)と2つの傾斜摩擦面(26B)とを有し、該3つの摩擦面が、対応する横方向レール(35)の3つの内表面(28A,28B)にそれぞれ支えられることを特徴とする、請求項7に記載の安定装置。
- 前記可動質量体が、準平行六面体形状の鉛質量体(12)によって構成されており、かつ軌道上を転動する小輪(13)上に載置されていることを特徴とする、請求項1に記載の安定装置。
- 前記軌道が、金属製ハウジング(3)の底壁内表面(7)によって構成されており、かつ船舶の軸線に対して横方向に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の安定装置。
- 前記ケーブル(2)の2つのストランド(2A,2B)がウィンチ(20,20A,20B)上に逆方向に取付けられており、交互に、かつ同時に、ウィンチ周部に巻き付いたり繰り出されたりすることを特徴とする、請求項2に記載の安定装置。
- 各ウィンチ(20A,20B)が、隣接する装置のウィンチ(20B,20A)と一時的に連結するための連結装置(50)を有し、それによって該ウィンチのどちらか1つが故障したときに、一方のウィンチが他方のウィンチを駆動できることを特徴とする、請求項1に記載の安定装置。
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