JP5565434B2 - 空気式防舷材 - Google Patents

Description

本発明は、空気式防舷材に関し、さらに詳しくは、保管、運搬等の使用していない時に対して使用時に大きく拡径できる空気式防舷材に関するものである。

空気式防舷材は、例えば、隣接する二隻の船の間で原油等を移送する場合に、船体間に設置されて互いの船体の接触を防止する。或いは、岸壁等に設置されて船体との接触を防止する。近年、船体の大型化や厳しい海象条件での荷役が増加していて、緩衝性能に優れた大型（大径）の空気式防舷材が要望されている。

空気式防舷材は、一般的に円筒状の胴部の両端にボウル状の鏡部を備え、胴部は内層ゴムと外層ゴムとの間に複数の補強層が積層されて構成されている。その補強層は多数のコードが平行に引き揃えられて形成されたコード層であり、そのコードは筒軸方向に対して所定のコード角度で配置されている。積層されて隣り合う補強層どうしのコードは交差して配置されている（例えば、特許文献１、２参照）。従来、コード角度は、膨張させていない中立状態で静止角程度（５４°〜５５°）に設定されているので、空気式防舷材の内部に空気を充填して規定内圧にしても大きさ（長さおよび外径）は、それ程変化しない。

ここで、緩衝性能を向上させるために空気式防舷材を単純に大型化すると、保管、運搬、設置時などの使用していない時の取り扱い性が著しく低下する。具体的には、空気式防舷材を保管するにはより広いスペースが必要になる。そして、設置場所まで運搬するには大きな運搬船が必要になり、吊り上げるためのクレーン装置等も大型にしなければならない。また、運搬、設置等の際には移動させ難くなるので多大な労力が必要になる。それ故、使用していない時はコンパクトであり、使用時にはできるだけ大きく拡径する空気式防舷材が望まれている。

特開平５−２８６０５３号公報 特開２００３−１２９４４６号公報

本発明の目的は、保管、運搬等の使用していない時に比して使用時に大きく拡径できる空気式防舷材を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の空気式防舷材は、円筒状の胴部の両端に鏡部を備え、前記胴部は内層ゴムと外層ゴムとの間に複数の補強層が積層されて構成され、前記補強層は多数のコードが平行に引き揃えられて形成されたコード層であり、積層されて隣り合う補強層どうしのコードが交差して筒軸方向に対して所定のコード角度で配置される空気式防舷材において、それぞれの補強層どうしの間に中間ゴム層が介設され、膨張させていない中立状態で前記中間ゴム層の厚さが１ｍｍ〜５ｍｍ、前記コード角度が１５°〜４５°に設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、それぞれの補強層どうしの間に、膨張させていない中立状態で厚さが１ｍｍ〜５ｍｍの中間ゴム層が介設されるとともに、積層されて隣り合う補強層どうしのコードが交差して筒軸方向に対して１５°〜４５°のコード角度で配置されているので、防舷材に空気を充填して規定内圧にすると、コード角度が安定な静止角まで大きくなろうとする。その際に、それぞれの中間ゴム層がせん断変形するので、コード角度が円滑に静止角程度にまで大きくなる。それ故、使用していない時にはコンパクトな防舷材でありながら、使用時に胴部を大きく拡径させて膨張させることが可能になる。 尚、中立状態での中間ゴム層のゴム厚が１ｍｍ未満であると、膨張時に層間のせん断力が過大になり、耐久性の低下や層間剥離などの悪影響が生じ易くなる。

ここで、前記中間ゴム層のゴムの１００％モジュラスが０．５ＭＰａ〜５．０ＭＰａであると、安定的に胴部を十分に拡径させることができる。

また、前記中間ゴム層のゴムの１００％モジュラスが０．５ＭＰａ未満であると、胴部を収縮させて縮径させるのに時間を要し、元の直径に戻らない可能性もある。一方、５．０ＭＰａ超では、膨張する際に中間ゴム層のせん断力が大きくなり変形し難くなって胴部を十分に拡径させ難くなる。

膨張させていない中立状態で前記中間ゴム層の厚さが外周側の中間ゴム層ほど厚くなっている仕様にすることもできる。胴部が膨張する際に、外側の中間ゴム層ほど大きなせん断変形が必要になることがあるので、この仕様によれば、一部の中間ゴム層に過大な負荷が生じることを防止するには有利になる。

また、膨張させていない中立状態で前記胴部の外径は、例えば３ｍ〜５ｍ程度である。この程度の外径であれば、保管、運搬等の使用していない時の取り扱いが比較的容易になる。

膨張させていない本発明の空気式防舷材の胴部の補強層の状態を側面視で一部切欠いて例示する説明図である。 図１の空気式防舷材の鏡部の補強層の状態を正面視で例示する説明図である。 図１の空気式防舷材の胴部の一部拡大断面図である。 膨張させている図１の空気式防舷材の胴部の補強層の状態を側面視で一部切欠いて例示する説明図である。

以下、本発明の空気式防舷材を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示するように本発明の空気式防舷材１（以下、防舷材１という）は、円筒状の胴部２の両端にボウル状の鏡部３を備えている。この実施形態では、一方の鏡部３に口金部９が設けられているが、両側の鏡部３に設けられることもある。

胴部２は内層ゴム４と外層ゴム７との間に複数の補強層５が積層されて構成されている。この実施形態では６層の補強層５（５ａ〜５ｆ）が積層されている。補強層５の積層数は、例えば６〜１２程度である。それぞれの補強層５どうしの間には中間ゴム層８（８ａ〜８ｅ）が介設されている。

それぞれの補強層８は、多数のコード６ａ（６ｂ）が平行に引き揃えられて形成されたコード層である。積層されて隣り合う補強層５どうしのコード６ａ、６ｂが交差して、胴部２の筒軸方向（筒軸心ＣＬ）に対して所定のコード角度Ａで配置されている。即ち、内周側第１層の補強層５ａ、第３層の補強層５ｃおよび第５層の補強層５ｅは同じ方向のコード角度Ａである。内周側第２層の補強層５ｂ、第４層の補強層５ｄおよび第６層の補強層５ｆは同じ方向のコード角度Ａであり、かつ、このコード角度Ａは補強層５ａ、５ｃ、５ｅとは反対の向きになっている。

コード６ａ、６ｂとしては、スチールコードや有機繊維コード等が用いられる。コード６ａ、６ｂの外径は、例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度である。

鏡部３は、内層ゴム４と外層ゴム７との間に複数の補強層が積層されて構成されている。放射状に延設されたコード６ｃで形成された補強層（コード層）と、円周方向に延設されたコード６ｄで形成された補強層（コード層）とが交互に積層されている。コード６ｃ、６ｄの仕様は、基本的に胴部２の補強層５のコード６ａ、６ｂと同じである。

本発明では、防舷材１を膨張させていない中立状態で、中間ゴム層８の厚さが１ｍｍ〜５ｍｍ、コード角度Ａが１５°〜４５°に設定されている。膨張させていない中立状態とは、コード６ａ、６ｂに実質的にテンションが生じていない状態であり、防舷材１の内部に空気が注入されているが、その内圧が大気圧よりも若干高い程度（例えば、１０ｋＰａ）であり、胴部２が円筒状に、鏡部３がボウル状に形態を保持している状態である。

従来の空気式防舷材では、半径方向に隣り合う補強層どうしの間には両者を接着するためのごく薄い接着ゴムしか介在していない。本発明では、接着ゴムの他に特別に中間ゴム層８を介在させている。中間ゴム層８を形成するゴムとしては、例えば天然ゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム等が用いられる。

内層ゴム４を形成するゴムとしては、例えば天然ゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム等が用いられる。外層ゴム７を形成するゴムとしては、例えば天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム等が用いられる。防舷材１を膨張させていない中立状態では、内層ゴム４の厚さは、例えば２ｍｍ〜５ｍｍ程度、外層ゴム７の厚さは、例えば３ｍｍ〜１２ｍｍ程度である。

防舷材１を保管、運搬、設置する時などの使用していない時は、内圧を、例えば１０ｋＰａ程度の低圧にして膨張していない中立状態にする。或いは、内部の空気を排出して折り畳んだ状態にする。防舷材１を実際に設置場所に取付けて使用する場合は、口金部９に設置されたバルブを介して内部に空気を充填して規定内圧にする。規定内圧は、例えば５０ｋＰａ〜１００ｋＰａ程度である。

防舷材１の内部に空気を充填して規定内圧にする過程で、それぞれの補強層５のコード６ａ、６ｂのコード角度Ａが安定な静止角程度（５４°~５５°）まで大きくなろうとする。その際に、中立状態において中間ゴム層８の厚さが１ｍｍ以上あるので、それぞれの中間ゴム層８が適度にせん断変形する。これにより、図４に例示するように、コード角度Ａが円滑に静止角程度まで変化するので、使用時に胴部２を大きく拡径させて膨張させることが可能になる。

例えば、胴部２の外径を、中立状態に対して使用時には１５０％〜２５０％程度にすることが可能になる。防舷材１（胴部２）の軸方向長さは、中立状態に対して使用時には９５％〜６０％程度になる。

中間ゴム層８の厚さが１ｍｍ未満では、防舷材１を膨張させる際に十分にせん断変形させることが困難になる。中間ゴム層８の厚さが５ｍｍ超では、防舷材１の重量が過大になる。

また、中立状態のコード角度Ａが１５°未満では、コード角度Ａを静止角程度に大きくするには中間ゴム層８に過大なせん断応力が生じて好ましくない。このコード角度Ａが４５°超では、中立状態から規定内圧にした際の胴部２の拡径具合が小さくなる。換言すると、コード角度Ａが４５°超では、使用していない時の防舷材１の外径がそれ程小さくならない。

尚、膨張させていない中立状態でコード角度Ａを１５°〜４５°に設定しても、中間ゴム層８の厚さが１ｍｍ未満では、規定内圧にしても胴部２がほとんど拡径しないことを確認している。即ち、本発明の防舷材１は、膨張させていない中立状態でのコード角度Ａおよび中間ゴム層８の厚さを適切に設定することで、使用していない中立状態ではコンパクトでありながら、使用時には胴部２をできるだけ大きく拡径することを可能にしている。

これにより、防舷材１を保管するためのスペースを小さくすることができる。また、防舷材１を設置場所まで運搬するために、大きな運搬船や輸送車両を用意する必要がなく、吊り上げるためのクレーン装置等も大型にしなくて済む。防舷材１の運搬、設置等の際には移動させ易くなるので作業が軽労化される。このように、防舷材１を使用していない時（膨張させていない時）の取り扱い性が向上する。

中間ゴム層８を形成するゴムの１００％モジュラスは０．５ＭＰａ〜５．０ＭＰａであることがより好ましい。中間ゴム層８の１００％モジュラスが０．５ＭＰａ未満では、胴部を収縮させて縮径させるのに時間を要し、元の直径に戻らない可能性もある。一方、５．０ＭＰａ超では、膨張する際に中間ゴム層のせん断力が大きくなり変形し難くなって胴部を十分に拡径させ難くなる。

この実施形態では、膨張させていない中立状態で、すべての中間ゴム層８の厚さが同じになっているが、中間ゴム層８の厚さが外周側の中間ゴム層８ほど厚い仕様にすることもできる。胴部２が膨張する際に、外側の中間ゴム層８ほど大きなせん断変形が必要になることがあるので、この仕様によれば、胴部２を膨張させた際に一部の中間ゴム層８に過大な負荷が生じることを防止するには有利になる。

また、膨張させていない中立状態での胴部２の外径は、例えば３ｍ〜５ｍ程度である。この程度の外径であれば、保管、運搬等の使用していない時の取り扱いが比較的容易になる。

１ 空気式防舷材
２ 胴部
３ 鏡部
４ 内層ゴム
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ 補強層
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ コード
７ 外層ゴム
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ 中間ゴム層
９ 口金部

Claims (4)

1. 円筒状の胴部の両端に鏡部を備え、前記胴部は内層ゴムと外層ゴムとの間に複数の補強層が積層されて構成され、前記補強層は多数のコードが平行に引き揃えられて形成されたコード層であり、積層されて隣り合う補強層どうしのコードが交差して筒軸方向に対して所定のコード角度で配置される空気式防舷材において、それぞれの補強層どうしの間に中間ゴム層が介設され、膨張させていない中立状態で前記中間ゴム層の厚さが１ｍｍ〜５ｍｍ、前記コード角度が１５°〜４５°に設定されていることを特徴とする空気式防舷材。
2. 前記中間ゴム層のゴムの１００％モジュラスが０．５ＭＰａ〜５．０ＭＰａである請求項１に記載の空気式防舷材。
3. 膨張させていない中立状態で前記中間ゴム層の厚さが外周側の中間ゴム層ほど厚くなっている請求項１または２に記載の空気式防舷材。
4. 膨張させていない中立状態で前記胴部の外径が３ｍ〜５ｍである請求項１〜３のいずれかに記載の空気式防舷材。

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