JP5848574B2

JP5848574B2 - セルフアンローダ船のコンベヤ装置

Info

Publication number: JP5848574B2
Application number: JP2011223425A
Authority: JP
Inventors: 恭彦野田
Original assignee: 株式会社三井三池製作所
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2031-10-07
Also published as: JP2013082315A

Description

本発明は、セルフアンローダ船のコンベヤ装置に関し、殊に、コンベヤがトラフとともに船体長手方向に沿って配設された状態で積み荷のばら物を連続的に搬送するセルフアンローダ船のコンベヤ装置に関する。

従来より、木材チップ、石炭、石灰石、鉄鉱石などのばら物を運搬する貨物船には、例えば特開平１１−３２２０８３号公報に記載されているように、貨物の積卸し効率を上げる目的で船体に荷揚げ装置を備えたセルフアンローダ船が使用されている。

図４は、後述の本発明によるコンベヤ装置２を船体１に載置したセルフアンローダ船と一般的なコンベヤ装置を載置したセルフアンローダ船に共通した船体１及びコンベヤ装置２の変形状況を説明するためのものであるが、セルフアンローダ船は図４（Ａ）に示すように船体１の長手方向に沿って貨物を連続的に搬送するコンベヤがトラフ（ケーシング）に内装されたコンベヤ装置２を備えているのが通常であり、その船体１は貨物の積載重量や航海中の波浪衝撃等により中央部が上下に撓んで変形するため、コンベヤ装置２のトラフにも比較的大きな力が作用することが知られている。

即ち、船体１が下方向に変形した場合（図４（Ｂ））は、コンベヤ装置２のトラフに圧縮方向の力が作用し、船体１が上方向に変形した場合（図４（Ｃ））には、トラフに引っ張り方向の力が作用する。そのため、船体１の長手方向に沿ってコンベヤ装置２を設けたセルフアンローダ船においては、そのトラフ自体の耐久性が問題となりやすい。

特開平１１−３２２０８３号公報

本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、セルフアンローダ船の船体長手方向に配置されるトラフを有したコンベヤ装置について、船体の上下方向の変形に対応可能としてトラフの耐久性を充分に確保できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、セルフアンローダ船の船体長手方向に長手方向を一致させて載置されるトラフ及びこのトラフに内装して載置されるコンベヤを備えたコンベヤ装置において、そのトラフは複数のトラフユニットを長手方向に連結してなるとともにトラフユニット同士の連結部分に少なくともトラフ長手方向に弾性変形可能な緩衝部材が介装されており、中央部が下方向に撓む船体変形に伴って生じたトラフ長手方向の圧縮荷重の少なくとも一部を、緩衝部材による弾性変形で吸収することを特徴とするものとした。

このように、セルフアンローダ船の船体長手方向に沿って設けるコンベヤ装置のトラフを、複数のトラフユニットの連結部分に緩衝部材を介装してなるものとしたことで、船体が下方向に撓む変形による圧縮方向の荷重を緩衝部材の弾性変形能で吸収することができ、トラフの耐久性を確保しやすいものとなる。

また、このセルフアンローダ船のコンベヤ装置において、そのトラフユニット同士の連
結部分は、両トラフユニットの端部側に形成したフランジの接合面を対向した状態で両接合面の間に緩衝部材が介装されて、両フランジがトラフ長手方向に沿って貫通したボルト孔部分でボルト・ナットにより締結されている場合には、緩衝部材を介装した状態で両トラフユニットが間隔を変動させる方向に動作可能となって、緩衝機能を発揮しやすいものとなる。

さらに、この場合、そのトラフユニット同士の連結部分は、少なくとも一方のフランジにおける接合面の反対側面とボルトヘッドの押圧面又はナットの押圧面との間に第２の緩衝部材が介装されており、中央部が上方向に撓む船体変形に伴って生じたトラフ長手方向の引張荷重の少なくとも一部を、その第２の緩衝部材による弾性変形で吸収することを特徴とするものとすれば、トラフに引張り方向の力が加わった場合でも、トラフユニット連結部分におけるボルト・ナットに対する過剰な負荷を回避することができる。

さらにまた、上述したセルフアンローダ船のコンベヤ装置において、そのトラフの下端側と船体上設置面との接合部分に、中央部が上下方向に撓む船体変形に伴って生じたトラフ長手方向の圧縮荷重及び引張荷重の少なくとも一部を吸収する緩衝部材が介装されている、ことを特徴としたものとすれば、トラフに加わる変形荷重を一層軽減しやすいものとなる。

加えて、上述したセルフアンローダ船のコンベヤ装置において、その緩衝部材にはゴムパッキンが用いられていることを特徴としたものとすれば、弾性変形能に優れて良好な緩衝作用を発揮しやすいことに加え、連結部分の密着性を確保しやすいものとなる。

また、上述したセルフアンローダ船のコンベヤ装置において、その連結部分のボルトにはフランジ式ボルトが用いられていることを特徴としたものとすれば、ワッシャーを装着する手間を要することなくトラフユニットのフランジを傷めにくい状態で装着できることに加え、締結後の緩みが生じにくいものとなる。

複数のトラフユニット連結部分に緩衝部材を介装した本発明によると、船体の上下方向の変形に対応可能としてトラフの耐久性を充分に確保できるものである。

本発明における実施の形態のコンベヤ装置を示す側面図である。図１のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。図２の円形部分の詳細を示す部分拡大図である。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図１のコンベヤ装置を配置したセルフアンローダ船及び一般的なセルフアンローダ船の変形状況を説明するための簡略化した側面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本実施の形態であるセルフアンローダ船のコンベヤ装置２を示しており（途中一部省略）、このコンベヤ装置２は、セルフアンローダ船の船体長手方向にその長手方向を一致させて載置されるトラフ（ケーシング）５と、これに内装された状態で載置されるチェーンコンベヤ３を備えている。そのトラフ５は、複数のトラフユニット５ａ，５ａ，・・，５ｂ，５ｃ，５ｃ，・・，５ｄを長手方向に連結して構成され、図示しない船体１の甲板上に図示しないボルト・ナット等で接続して固定されるものであり、以上の構成部分は従来のセルフアンローダ船にも共通した周知のものである。

そして、本発明においては、図１の引き出し矢印で指示された円形部分の部分拡大図に示すように、複数のトラフユニット５ａ，５ａ，・・・同士の各連結部分に、トラフ５長手方向に弾性変形可能な緩衝部材としてのゴムパッキン７１が介装されており、図４（Ｂ）に示すような中央部が下方向に撓む船体変形によるトラフ５長手方向の圧縮荷重の殆どを、このゴムパッキン７１の圧縮変形により吸収することを特徴としている。

この機能により、積載した貨物による荷重や波浪衝撃等により中央部が下向きに撓んで船体１が変形して甲板上に配置したコンベヤ装置２のトラフ５に長手方向に沿った圧縮荷重が加わった場合でも、これを複数のゴムパッキン７１，７１，７１，・・・の弾性（圧縮）変形で吸収して甲板部分の変形に対応することができるため、その耐久性を確保しやすいものとなる。

このゴムパッキン７１を介装した隣り合うトラフユニット同士の連結部分は、円形の部分拡大図に示すように、両トラフユニット５ａ，５ａの端部側に形成したフランジ５１，５２の接合面を対向した状態で、その接合面間に薄板状のゴムパッキン７１が介装されており、両フランジ５１，５２がトラフ５の長手方向に沿って貫通した図示しないボルト孔部分において、ボルト９０で挿通されナット９１で締結されている。このように、長手方向に挿通したボルト９０による固定としたことで、長手方向に沿った圧縮変形に伴うフランジ５１，５２間の間隔の変動にも充分に追従することができる。

また、本実施の形態では、このトラフユニット連結部分が、一方のフランジ５２の接合面とは反対側の面とボルト９０のボルトヘッドの押圧面（ネジ山側の面）とナット９１の押圧面との間に第２の緩衝部材であるゴムパッキン７２が介装されており、中央部が上方向に撓む船体変形（図４（Ｃ）参照）によるトラフ５に加わる長手方向の引張荷重の殆どを、ゴムパッキン７２の弾性（圧縮）変形により吸収可能とした点も特徴部分となっている。

これにより、トラフ５に引張（伸長）方向の荷重がかかった場合でも、トラフユニット連結部分のボルト９０、ナット９１及びフランジ５１，５２に過剰な負荷が加わることを回避することができる。したがって、本実施の形態のコンベヤ装置２は、前述のゴムパッキン７１による船体１の下方向の撓み変形への対応に加え、ゴムパッキン７２で船体１の上方向の撓み変形にも対応することができ、上下両方向の船体変形によるトラフ５における圧縮（縮小）・引張（伸長）方向の両方の荷重の大部分を吸収しながら良好な耐久性を実現できるものとなる。

尚、本実施の形態では、ゴムパッキン７２とナット９１の間には座金プレート６０が介装されており、ゴムパッキン７２に加わる荷重の平均化が図られている。また、ボルト９０にはフランジ式ボルトを用いてあり、ワッシャー装着の手間を要することなくフランジ５１を傷めにくくすることに加え、締結後に緩みが生じにくいものとしている。

図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図であるが、この図においては船体１の甲板上の取付部分にトラフ５を接続・固定した状態を示している。トラフ５を構成しているトラフユニット５ｃにはチェーンコンベヤ３が内装されているが、チェーンコンベヤ３を構成している上側のフライト３１が、トラフユニット５ｃの中間位置で左右の側板に架設したテーブル５５で支持されている。また、フランジ５４は全体としてアーチを形成してトラフ５における構造体としての強度を与えている。

図３は、図２の引き出し矢印で指示した円形部分拡大図であるが、トラフユニット５ｃの下端側には外側９０度方向に屈曲したフランジ５８が形成されており、船体１の設置面
に設けた取付金具８のフランジ８ａに対し、直角方向に挿通したボルト９０、ナット９１で締結・固定される。

そして、この接合部分においても両フランジ５８，８ａの接合面の間に介装されて船体１の長手方向における圧縮荷重及び引張荷重の少なくとも一部を吸収する緩衝部材としてのゴムパッキン７３が介装されており、前述のゴムパッキン７１，７２とともに機能して船体変形に追従しながらトラフ５にかかる変形荷重を一層軽減しやすいものとしている。

以下に、セルフアンローダ船に上述のコンベヤ装置２を実際に設置する際に、船体変形時のボルト接合部におけるひずみ量、接合部分ボルト・ナットの条件及びゴムパッキン７１，７２の設置条件等ついて検討する。

再度図４を参照して、船体の長さＬ１を８９ｍ（船幅１７ｍ、甲板高さ１１．５ｍ）、コンベヤ装置（トラフ）の長さＬ２を４０ｍ（幅１．２ｍ、高さ１．２ｍ）、トラフユニットの連結箇所を２０とし、船体たわみ量ａを０．１ｍとして、変形後の長さＬ’、変形後の伸び量δ（Ｌ’−Ｌ）、変形後のひずみε（δ／Ｌ）、変形後の応力σ、ヤング率Ｅ、ボルト接合部のひずみ量を各々計算にて求めた結果を以下に示す。尚、表１は下方向変形時の船体（上は甲板、中は中間２点鎖線部分、下は船底）、表２は下方向変形時のコンベヤ装置（上は上端、下は下端）、表３は上方向変形時の船体、表４は上方向変形時のコンベヤ装置である。

（結果）以上のように、上下０．１ｍ変形時におけるボルト接合部のひずみ量は、下方向の船体変形で−１．４ｍｍ、上方向の船体変形で＋１．４ｍｍとなった。

次に、船体１の下方向の変形の場合（圧縮方向用のゴムパッキン７１のみを介装した場合）を検討すると、ボルト９０（Ｍ１６）の一つの連結部分で使用する本数を２６本とした場合、ボルト締め付け時のボルト応力σ_１は１４．６ｋｇ／ｍｍ^２であり、１０ｍｍ厚のゴムパッキン７１を１ｍｍ圧縮するための荷重Ｐ_Ａは、１ｍｍたわませるのに必要な面圧Ｓ_Ｐが２０ｋｇ／ｃｍ^２、ゴムパッキン７１の面積Ａ_Ｐ＝３６０ｃｍ×６ｃｍ＝２，１６０ｃｍ^２であることから、Ｓ_Ｐ×Ａ_Ｐ＝２０×２，１６０＝４３，２００ｋｇである。

そのため、ボルトを接合した状態でのゴムパッキンたわみ量は２，３００（ボルト軸力）×２６÷４３，２００≒１．４ｍｍである。したがって、これに船体下方向変形時のひずみ量を見込むと、圧縮方向用のゴムパッキン７１は１０ｍｍ厚のもので適当と考えられ、これによりボルト軸力は増加しない。

一方、船体１の上方向の変形の場合を検討すると、ボルト締め付け時のボルト応力σ_１は１４．６ｋｇ／ｍｍ^２、船体変形によりボルト９０が伸びた場合のボルト応力σ_２はボルト長５０ｍｍで４２０ｋｇ／ｍｍ^２であり、ボルト合計応力σ_Ｂは、
σ_１＋σ_２＝１４．６＋４２０＝４３４．６ｋｇ／ｍｍ^２であり、Ｍ１６ボルト（８．８Ｔ）の保証荷重応力５９，１ｋｇ／ｍｍ^２では強度不足となる。

そこで、図１の円形部分拡大図のように、圧縮方向用のゴムパッキン７１に加えて引張方向用のゴムパッキン７２を（１０ｍｍ厚）フランジ５２と座金プレート６０の間に介装する場合、ゴムパッキン７２を１ｍｍ圧縮するのに必要なボルト応力σ_Ｐ１は、ボルトの有効断面積Ａ＝１５７ｍｍ^２で、荷重Ｐ_Ａ＝４３，２００ｋｇであるから、Ｐ_Ａ÷Ａ×２６本＝４３，２００÷１５７×２６＝１０．６ｋｇ／ｍｍ^２となる。

ボルト合計応力σ_Ｐ＝σ_１＋σ_Ｐ１＝１４．６＋１０．６＝２５．２ｋｇ／ｍｍ^２となって、ボルト強度は満足する。そして、ボルトを接合した状態における圧縮及び引張方向用ゴムパッキンたわみ量は、２，３００×２６÷４３，２００×２≒２．８ｍｍであることから、これに船体下方向変形時のひずみ量を見込んで、引張方向用のゴムパッキン７２は１０ｍｍ厚のもので適当と考えられ、この場合のボルト強度は満足する。

以上、述べたように、トラフを有してセルフアンローダ船の船体長手方向に配置されるコンベヤ装置について、本発明により、船体上下方向の変形に追従しながら対応可能なものとして、トラフの耐久性を充分に確保できるようになった。

１船体、２コンベヤ装置、３チェーンコンベヤ、５トラフ、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄトラフユニット、５１，５２，５４，５８フランジ、７１，７２，７３ゴムパッキン、９０ボルト、９１ナット

Claims

セルフアンローダ船の船体長手方向に長手方向を一致させて載置されるトラフ及び該トラフに内装して載置されるコンベヤを備えたコンベヤ装置において、前記トラフは複数のトラフユニットを長手方向に連結してなるとともに前記トラフユニット同士の連結部分に少なくとも前記トラフ長手方向に弾性変形可能な緩衝部材が介装されており、中央部が下方向に撓む船体変形に伴って生じた前記トラフ長手方向の圧縮荷重の少なくとも一部を、前記緩衝部材による弾性変形で吸収するセルフアンローダ船のコンベヤ装置であって、前記トラフユニット同士の連結部分が、前記両トラフユニットの端部側に形成されたフランジの接合面を対向した状態で該両接合面の間に前記緩衝部材が介装されて、前記両フランジが前記トラフ長手方向に沿って貫通したボルト孔部分でボルト・ナットにより締結されていることを特徴とするセルフアンローダ船のコンベヤ装置。
前記トラフユニット同士の連結部分は、少なくとも一方の前記フランジにおける接合面の反対側面とボルトヘッドの押圧面またはナットの押圧面との間に第２の緩衝部材が介装されており、中央部が上方向に撓む船体変形に伴って生じた前記トラフ長手方向の引張荷重の少なくとも一部を、前記第２の緩衝部材による弾性変形で吸収することを特徴とする請求項１に記載したセルフアンローダ船のコンベヤ装置。
前記トラフの下端側と前記船体上設置面との接合部分に、中央部が上下方向に撓む船体変形に伴って生じた前記トラフ長手方向の圧縮荷重及び引張荷重の少なくとも一部を吸収する緩衝部材が介装されていることを特徴とする請求項１または２に記載したセルフアンローダ船のコンベヤ装置。
前記緩衝部材としてゴムパッキンが用いられていることを特徴とする請求項１，２または３に記載したセルフアンローダ船のコンベヤ装置。
前記連結部分のボルトにフランジ式ボルトが用いられていることを特徴とする請求項１，２，３または４に記載したセルフアンローダ船のコンベヤ装置。