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Description

本発明は、例えば岸壁に設置し、船舶や海洋構造物などの被支持物の支持に用いる支持装置に関する。   The present invention relates to a support device that is installed on, for example, a quay and used to support a supported object such as a ship or an offshore structure.

船舶においては、工事・積み出し等で船舶を岸壁やポンツーン等に留める(岸壁係留)際、係留索を複数本使用して位置を保持する位置保持機構が必須となる。位置保持機構は、外力に対して船舶が移動する際に係留索に発生する張力を復元力とすることで船舶の移動量を制御している。具体的には、位置保持機構は、船舶に設置されたウィンチから、岸壁に設置されたボラードに係留索を伸ばし、ボラードに係留索を巻き付けることで係留を行っている。   In a ship, a position holding mechanism that holds a position by using a plurality of mooring lines is indispensable when the ship is fastened to a quay or a pontoon or the like by construction or shipping (quay mooring). The position holding mechanism controls the movement amount of the ship by using, as a restoring force, the tension generated in the mooring line when the ship moves with respect to an external force. Specifically, the position holding mechanism performs mooring by extending a mooring cable from a winch installed in a ship to a bollard installed on a quay and winding the mooring cable around the bollard.

張力を発生する係留索の具体的な材料としては、ワイヤ、ロープなどが挙げられる。複数の係留索にはそれぞれ、船舶の前後移動を抑える役割、船舶を岸壁に近づける役割、及び上記二つの役割において発生する力に復元力を発生させる役割が与えられる。
また、岸壁係留は,工事等にも適用されるため、船舶を長期に亘って係留する場合もある。そのため、台風等の暴風条件下においても上記した役割を実現可能な位置保持機構を検討する必要がある。その際、移動量の抑制、及び超過張力による係留索の破断の二点に留意する必要がある。
Specific materials for mooring lines that generate tension include wires and ropes. Each of the plurality of mooring lines is given a role of suppressing the forward and backward movement of the ship, a role of bringing the ship closer to the quay, and a role of generating a restoring force in the forces generated in the above two roles.
In addition, berth mooring is also applied to construction, etc., so ships may be moored for a long time. Therefore, it is necessary to examine a position holding mechanism that can realize the above-described role even under stormy conditions such as typhoons. At that time, it is necessary to pay attention to two points: suppression of the moving amount and breakage of the mooring line due to excess tension.

特許文献1には、巻取りドラムを駆動する交流電動機を有し、交流電動機に接続された周波数変換ユニットを制御することによって係留索の張力を制御するウィンチが記載されている。また、特許文献2には、2つのボラードを有し、2つのボラードのうち少なくとも一方のボラードを機械駆動することによって係留索の張力を調整するダブルボラードが記載されている。   Patent Document 1 describes a winch that has an AC motor that drives a winding drum and that controls the tension of a mooring line by controlling a frequency conversion unit connected to the AC motor. Patent Document 2 describes a double bollard having two bollards and adjusting the tension of a mooring line by mechanically driving at least one of the two bollards.

特開2011−236056号公報JP 2011-236056 A 特表2001−523192号公報JP-T-2001-523192

ここで、ワイヤはばね定数が高く、ロープはばね定数が低いため、船舶の移動に対してワイヤは大きな張力を発生し,破断しやすい傾向がある。即ち、ワイヤだけでは船舶の動揺に対して大きな張力を発生するため、安全率が低下してしまう。また、ロープだけでは船舶の動揺が非常に大きくなってしまう。また、ワイヤとロープをともに用いても、移動量に対してワイヤばかりが張力を発生するため,ロープがうまく機能しない。
また、特許文献1に記載されているウィンチ、及び特許文献2に記載のボラードとも、係留索の張力調整に電動機などの駆動力を用いているため、装置構成が複雑になるという課題がある。
Here, since the wire has a high spring constant and the rope has a low spring constant, the wire generates a large tension with respect to the movement of the ship and tends to break. That is, since the wire alone generates a large tension against the ship's sway, the safety factor is lowered. In addition, the swaying of the ship becomes very large with the rope alone. Also, even if both a wire and a rope are used, the rope does not function well because only the wire generates tension with respect to the amount of movement.
In addition, both the winch described in Patent Document 1 and the bollard described in Patent Document 2 have a problem that the device configuration is complicated because the driving force of an electric motor or the like is used to adjust the tension of the mooring cable.

この発明は、船舶などの被支持物を支持するにあたって、支持に用いる索の安全率を向上させることができる支持装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a support device capable of improving the safety factor of a rope used for support when supporting a supported object such as a ship.

本発明の第一の態様によれば、支持装置は、回転可能な第一軸と、先端が被支持物に固定されて繰り出し可能に前記第一軸に巻き付けられた第一索と、回転可能な第二軸と、先端が被支持物に固定されて繰り出し可能に前記第二軸に巻き付けられ、前記第一索よりも単位長さ当たりのばね定数の異なる第二索と、前記第一索の巻き取り時に前記第二索が繰り出されるように、かつ、前記第一索の繰り出し時に前記第二索が巻き取られるように、前記第一軸の回転及び前記第二軸の回転を互いに伝達する伝達部と、を備え、前記第一軸が前記第二軸よりも小径となるように形成され、前記第一索は前記第二索よりも単位長さあたりのばね定数が大きく、前記伝達部は、前記第一軸と前記第二軸とを同軸となるように接続する接続部であることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the support device includes a first shaft that is rotatable, a first rope that is wound around the first shaft so that the tip is fixed to a supported object and can be fed, and is rotatable. A second rope having a spring constant per unit length different from that of the first rope , the second rope having a tip fixed to a supported object and wound around the second shaft so as to be able to be fed. The rotation of the first shaft and the rotation of the second shaft are transmitted to each other so that the second cable is unwound when the first cable is wound and so that the second cable is wound when the first cable is unwound. The first shaft has a smaller diameter than the second shaft, and the first cord has a larger spring constant per unit length than the second cord. that part is a connection portion which connects the said first axis the second axis so as to be coaxial And butterflies.

このような構成によれば、第一索と第二索の二本の索を用いて支持物を支持するにあたって、索にかかる張力が第一索と第二索とに分散されるため、索の安全率を向上させることができる。即ち、ばね定数の大きい索にかかる張力がばね定数の小さい索によって軽減されて両方の索の張力が自動的に釣り合うため、索にかかる過大な張力を抑制することができる。 According to this structure, in order to support the supported object using the two chords of the first cord and the second cord, since the tension applied to the cord is distributed to the first rope and the second rope, The safety factor of the rope can be improved. That is, since the tension applied to the cable having a large spring constant is reduced by the cable having a small spring constant and the tensions of both the cables are automatically balanced, the excessive tension applied to the cable can be suppressed.

このような構成によれば、第一索及び第二索のばね定数に応じて軸の径を変えることで、大きさなどの条件が異なる様々な被支持物に対して最適な支持装置を設計することができる。   According to such a configuration, an optimum support device is designed for various supported objects having different conditions such as size by changing the shaft diameter according to the spring constant of the first rope and the second rope. can do.

本発明の第二の態様によれば、支持装置は、回転可能な第一軸と、先端が被支持物に固定されて繰り出し可能に前記第一軸に巻き付けられた第一索と、回転可能な第二軸と、先端が被支持物に固定されて繰り出し可能に前記第二軸に巻き付けられ、前記第一索よりも単位長さ当たりのばね定数の異なる第二索と、前記第一索の巻き取り時に前記第二索が繰り出されるように、かつ、前記第一索の繰り出し時に前記第二索が巻き取られるように、前記第一軸の回転及び前記第二軸の回転を互いに伝達する伝達部と、を備え、前記第一索は前記第二索よりも単位長さあたりのばね定数が大きく、前記伝達部は、前記第一軸の外周面の周速が前記第二軸の外周面の周速よりも小さくなるように、前記第一軸の回転と前記第二軸の回転とを互いに伝達する歯車群であることを特徴とする According to the second aspect of the present invention, the support device includes a rotatable first shaft, a first rope wound around the first shaft so that the tip is fixed to the supported object and can be fed, and rotatable. A second rope having a spring constant per unit length different from that of the first rope, the second rope having a tip fixed to a supported object and wound around the second shaft so as to be able to be fed. The rotation of the first shaft and the rotation of the second shaft are transmitted to each other so that the second cable is unwound when the first cable is wound and so that the second cable is wound when the first cable is unwound. comprising a transmitting unit for, a said first cord has a large spring constant per unit length than the second search, the transmission unit, the peripheral speed of the outer peripheral surface of said first axis of said second shaft The rotation of the first shaft and the rotation of the second shaft are transmitted to each other so as to be smaller than the peripheral speed of the outer peripheral surface. Wherein the gears der Rukoto that.

このような構成によれば、第一索及び第二索のばね定数に応じて歯車群の歯数を変えることで、大きさなどの条件が異なる様々な被支持物に対して最適な支持装置を設計することができる。   According to such a configuration, an optimal support device for various supported objects having different sizes and other conditions by changing the number of teeth of the gear group according to the spring constants of the first rope and the second rope. Can be designed.

また、上記支持装置において、前記第一軸又は前記第二軸に設けられ、前記第一軸又は前記第二軸が所定以上の速度で回転した場合に前記第一軸又は前記第二軸の回転を停止させる緊急停止装置を有する構成としてもよい。   Further, in the support device, when the first shaft or the second shaft is provided at the first shaft or the second shaft and the first shaft or the second shaft rotates at a speed higher than a predetermined speed, the first shaft or the second shaft rotates. It is good also as a structure which has an emergency stop apparatus which stops.

本発明によれば、第一索と第二索の二本の索を用いて支持物を支持するにあたって、索にかかる張力が第一索と第二索とに分散されるため、索の安全率を向上させることができる。即ち、ばね定数の大きい索にかかる張力がばね定数の小さい索によって軽減されて両方の索の張力が自動的に釣り合うため、索にかかる過大な張力を抑制することができる。
According to the present invention, in order to support the supported object using the two chords of the first cord and the second cord, since the tension applied to the cord is dispersed into a first cord and a second cord, the cord The safety factor can be improved. That is, since the tension applied to the cable having a large spring constant is reduced by the cable having a small spring constant and the tensions of both the cables are automatically balanced, the excessive tension applied to the cable can be suppressed.

本発明の実施形態の支持装置を用いて船舶を係留する様子を示す平面図である。It is a top view which shows a mode that a ship is moored using the support apparatus of embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態の支持装置の斜視図である。It is a perspective view of the support device of a first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態の支持装置における係留索の挙動を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the behavior of the mooring rope in the support apparatus of 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態の支持装置の緊急停止装置の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the emergency stop apparatus of the support apparatus of 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態の支持装置の動作時においてロープとワイヤとにかかる張力について説明するグラフである。It is a graph explaining the tension | tensile_strength concerning a rope and a wire at the time of operation | movement of the support apparatus of 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態の支持装置のモーメント及び張力の釣り合いについて説明する概略図である。It is the schematic explaining the balance of the moment and tension | tensile_strength of the support apparatus of 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態の支持装置の斜視図である。It is a perspective view of the support apparatus of 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態の支持装置における係留索の挙動を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the behavior of the mooring rope in the support apparatus of 2nd embodiment of this invention.

(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態の支持装置1について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の支持装置1は、船舶Sが岸壁Pにおいて停泊するために設けられた係留施設において使用されるものである。
(First embodiment)
Hereinafter, the support apparatus 1 of 1st embodiment of this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.
The support device 1 according to the present embodiment is used in a mooring facility provided for a ship S to anchor at a quay P.

図1に示すように、本実施形態の支持装置1は、岸壁Pに複数設置されており、船舶Sに搭載されているウィンチWi(巻き揚げ機)と接続されている。詳細は後述するが、本実施形態の支持装置1は、係留索としてワイヤW(第一索)、及びロープR(第二索)を共に用いる装置であり、ウィンチWiはこれに対応して、一つの支持装置1に対して二つが並べて設置されている。ウィンチWiの構成はこれに限ることはなく、一つのウィンチにワイヤWとロープが巻き付けられる構成としてもよい。即ち、所定の張力で二つの索を保持できればよい。   As shown in FIG. 1, a plurality of support devices 1 of the present embodiment are installed on a quay P and connected to a winch Wi (winding machine) mounted on a ship S. Although details will be described later, the support device 1 of the present embodiment is a device that uses both the wire W (first rope) and the rope R (second rope) as a mooring line, and the winch Wi corresponds to this, Two are installed side by side with respect to one support device 1. The configuration of the winch Wi is not limited to this, and the wire W and the rope may be wound around one winch. That is, it is only necessary to hold two cords with a predetermined tension.

図2に示すように、本実施形態の支持装置1は、地面に固定された一対の支持部材2と、一対の支持部材2により回転可能に支持されているドラム3と、ドラム3に巻き付けられているワイヤWと、ドラム3に巻き付けられているロープRと、ドラム3に設けられている緊急停止装置7と、を有している。   As shown in FIG. 2, the support device 1 according to the present embodiment is wound around a pair of support members 2 fixed to the ground, a drum 3 that is rotatably supported by the pair of support members 2, and the drum 3. A wire W, a rope R wound around the drum 3, and an emergency stop device 7 provided on the drum 3.

ドラム3には単位長さ当たりのばね定数の異なる係留索であるワイヤWとロープRが巻き付けられている。即ち、ドラム3には、ロープRと、ロープRよりもばね定数の大きいワイヤWが巻き付けられている。ワイヤWとロープRのドラム3に対する巻き付け回数は、ワイヤWとロープRの材質に依存する。ワイヤWとロープRのドラム3に対する巻き付け回数は、ドラム3が約1〜2回転することを考慮し、3〜4周程度巻き付けるものとする。   A wire W and a rope R, which are mooring lines having different spring constants per unit length, are wound around the drum 3. That is, the drum 3 is wound with the rope R and the wire W having a larger spring constant than the rope R. The number of windings of the wire W and the rope R around the drum 3 depends on the material of the wire W and the rope R. The number of windings of the wire W and the rope R around the drum 3 is about 3 to 4 turns in consideration of the drum 3 rotating about 1 to 2 times.

ドラム3は、ワイヤWが巻き付けられる円柱形状の小径ドラム4(第一軸)と、ロープRが巻き付けられ、小径ドラム4よりも大径となるように形成されている円柱形状の大径ドラム5(第二軸)と、を有している円柱構造物である。小径ドラム4と大径ドラム5とは、接続部6(伝達部)を介して同軸となるように接続されている。
ドラム3の軸方向の両端は、所定の軸受装置(ベアリング)を介して支持部材2に回転可能に支持されている。
The drum 3 includes a cylindrical small-diameter drum 4 (first shaft) around which the wire W is wound, and a cylindrical large-diameter drum 5 around which the rope R is wound and has a larger diameter than the small-diameter drum 4. (Second axis). The small-diameter drum 4 and the large-diameter drum 5 are connected so as to be coaxial via a connection portion 6 (transmission portion).
Both ends of the drum 3 in the axial direction are rotatably supported by the support member 2 via a predetermined bearing device (bearing).

図3に示すように、ワイヤWとロープRとは、巻き付け方向が逆方向となるように、巻き付けられている。具体的には、ワイヤWとロープRは、ワイヤWのドラム3側の固定端部からウィンチWi側の接続端部に向かう巻き付け方向D1と、ロープRのドラム3側の固定端部からウィンチWi側の接続端部に向かう巻き付け方向D2とが、逆方向となるようにドラム3に巻き付けられている。
即ち、ワイヤWとロープRとは、ドラム3が周方向の一方に回転した場合にワイヤWとロープRのうち一方がウィンチWi側に引き出され、ワイヤWとロープRのうち他方がドラム3に巻き付けられるように、ドラム3に巻き付けられている。換言すれば、小径ドラム4と大径ドラム5とは、ワイヤWの巻き取り時にロープRが繰り出されるように、かつ、ワイヤWの繰り出し時にロープRが巻き取られるように接続されている。
As shown in FIG. 3, the wire W and the rope R are wound so that the winding direction is opposite. Specifically, the wire W and the rope R are wound in the winding direction D1 from the fixed end portion of the wire W on the drum 3 side to the connecting end portion on the winch Wi side, and from the fixed end portion of the rope R on the drum 3 side to the winch Wi. The drum 3 is wound around the drum 3 such that the winding direction D2 toward the connecting end on the side is opposite.
That is, the wire W and the rope R are drawn out to the winch Wi side when the drum 3 rotates in one of the circumferential directions, and the other of the wire W and the rope R is pulled to the drum 3. It is wound around the drum 3 so as to be wound. In other words, the small-diameter drum 4 and the large-diameter drum 5 are connected so that the rope R is drawn out when the wire W is wound up and so that the rope R is taken up when the wire W is drawn out.

図4に示すように、ドラム3に設けられている緊急停止装置7は、内側に複数のラチェット歯9が形成されたギア部材8と、ギア部材8の内側に配置された爪部材12と、爪部材12の近傍に配置されたボール16と、を有している。
ギア部材8は円環状をなし、ドラム3と同軸となるようにドラム3の軸方向の端部に固定されている。ラチェット歯9は、爪部材12が係合することにより回転が制限される歯であり、爪部材12と係合する係合面10と、隣り合う係合面10の径方向内周側端部と外周側端部とを接続する斜面11とを有している。
As shown in FIG. 4, the emergency stop device 7 provided on the drum 3 includes a gear member 8 having a plurality of ratchet teeth 9 formed therein, a claw member 12 disposed inside the gear member 8, And a ball 16 disposed in the vicinity of the claw member 12.
The gear member 8 has an annular shape and is fixed to an end portion in the axial direction of the drum 3 so as to be coaxial with the drum 3. The ratchet tooth 9 is a tooth whose rotation is restricted by the engagement of the claw member 12. The ratchet tooth 9 is an engagement surface 10 that engages with the claw member 12, and the radially inner peripheral end of the adjacent engagement surface 10. And an inclined surface 11 connecting the outer peripheral side end.

爪部材12は、ギア部材8の内側の所定の位置に、回動自在に固定されている。爪部材12は、ラチェット歯9と係合する係合爪部13と、係合爪部13と一体に形成された斜面部14と、係合爪部13及び斜面部14と一体に形成された、回動軸部15と、を有している。回動軸部15は、ドラム3の端面に回動自在に固定されている。爪部材12は、回動軸部15を回転中心として、爪部材12がラチェット歯9に係合する係合状態と、爪部材12がラチェット歯9と離間するフリー状態と、に回動させることができる。爪部材12は、図示しない引張コイルばねなどの付勢部材によって、通常はフリー状態とされている。
ボール16は、ドラム3の端面にドラム3の径方向に移動自在に取り付けられている。ボール16は、径方向外側に移動する際に爪部材12の斜面部14に当接し、爪部材12を係合状態まで回動させる機能を有している。
The claw member 12 is rotatably fixed to a predetermined position inside the gear member 8. The claw member 12 is formed integrally with the engaging claw portion 13 that engages with the ratchet teeth 9, the slope portion 14 that is formed integrally with the engagement claw portion 13, and the engagement claw portion 13 and the slope portion 14. , And a rotation shaft portion 15. The rotation shaft portion 15 is fixed to the end surface of the drum 3 so as to be freely rotatable. The claw member 12 is rotated around the rotation shaft portion 15 between an engagement state where the claw member 12 engages with the ratchet teeth 9 and a free state where the claw member 12 is separated from the ratchet teeth 9. Can do. The claw member 12 is normally in a free state by an urging member such as a tension coil spring (not shown).
The ball 16 is attached to the end surface of the drum 3 so as to be movable in the radial direction of the drum 3. The ball 16 has a function of contacting the inclined surface portion 14 of the claw member 12 and moving the claw member 12 to the engaged state when moving outward in the radial direction.

次に、本実施形態の支持装置1の使用方法について説明する。
複数(本実施形態では六ヶ所)の支持装置1は図1に示すように、船舶Sの大きさに応じて配置されている。
まず、支持装置1のロープR及びワイヤWを、船舶SのウィンチWi側の係留索と接続する。具体的には、支持装置1のワイヤWを、船舶SのウィンチWiに巻き付けられている係船索に、例えば二重継ぎ、又は一重継ぎ等の結び方で結ぶ。同様に、支持装置1のロープRを、船舶SのウィンチWiに巻き付けられている係留索に結ぶ。
次いで、船舶S側のウィンチWiにより、ロープR及びワイヤWを張力が発生するまで巻き取る。
Next, the usage method of the support apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.
A plurality of (six in this embodiment) support devices 1 are arranged according to the size of the ship S as shown in FIG.
First, the rope R and the wire W of the support device 1 are connected to a mooring line on the winch Wi side of the ship S. Specifically, the wire W of the support device 1 is tied to a mooring rope wound around the winch Wi of the ship S by, for example, a double joint or a single joint. Similarly, the rope R of the support device 1 is tied to a mooring line wound around the winch Wi of the ship S.
Next, the rope R and the wire W are wound up by the winch Wi on the ship S side until tension is generated.

ここで外力により船舶Sが揺動すると、ばね定数の大きいワイヤWが引っ張られるとともにロープRに大きな張力が発生し、ドラム3が図3のD1で示す方向に回転する。これにより、ワイヤWとロープRの張力が自動的に釣り合い、係留索として機能するワイヤWとロープRの破断を防ぐことができる。   Here, when the ship S is swung by an external force, the wire W having a large spring constant is pulled and a large tension is generated in the rope R, and the drum 3 rotates in the direction indicated by D1 in FIG. Thereby, the tension | tensile_strength of the wire W and the rope R balances automatically, and the fracture | rupture of the wire W and the rope R which function as a mooring line can be prevented.

また、ワイヤW及びロープRの少なくとも一方が経年劣化などにより切断されてドラム3が不用意に回転すると、緊急停止装置7が作動する。
即ち、ドラム3が所定以上の速度で回転することにより、緊急停止装置7のボール16に重力を上回る遠心力がかかってボール16が径方向外周側に移動する。ボール16が径方向外周側に移動することにより、ボール16が緊急停止装置7の爪部材12の斜面部14を押し、爪部材12が回動する。爪部材12の回動により爪部材12はフリー状態から係合状態となり、爪部材12の係合爪部13がギア部材8のラチェット歯9に係合してドラム3の回転を停止させる。
Further, when at least one of the wire W and the rope R is cut due to aging or the like and the drum 3 rotates carelessly, the emergency stop device 7 is activated.
That is, when the drum 3 rotates at a predetermined speed or higher, a centrifugal force exceeding gravity is applied to the ball 16 of the emergency stop device 7, and the ball 16 moves to the outer peripheral side in the radial direction. When the ball 16 moves to the outer peripheral side in the radial direction, the ball 16 presses the inclined surface portion 14 of the claw member 12 of the emergency stop device 7 and the claw member 12 rotates. As the claw member 12 rotates, the claw member 12 changes from the free state to the engaged state, and the engagement claw portion 13 of the claw member 12 engages with the ratchet teeth 9 of the gear member 8 to stop the rotation of the drum 3.

次に、本実施形態の支持装置1の動作原理について説明する。
上述したように、ドラム3の小径ドラム4及び大径ドラム5に巻き付けられているワイヤWとロープRとはばね定数が異なる索であり、ワイヤWの方がばね定数が大きい。即ち、同じ長さのワイヤWとロープRとを等しい力で引っ張った場合、ワイヤWの方が長くなり、ロープRにより大きな張力が発生する。
よって、強風などの外力により船舶Sが動揺すると、ばね定数の大きいワイヤWが引っ張られる。これにより、ドラム3がロープRが短くなる方向に回転する。
Next, the operation principle of the support device 1 of the present embodiment will be described.
As described above, the wire W wound around the small-diameter drum 4 and the large-diameter drum 5 of the drum 3 and the rope R are ropes having different spring constants, and the wire W has a larger spring constant. That is, when the wire W and the rope R having the same length are pulled with the same force, the wire W becomes longer and a large tension is generated by the rope R.
Therefore, when the ship S is shaken by an external force such as a strong wind, the wire W having a large spring constant is pulled. Thereby, the drum 3 rotates in the direction in which the rope R becomes shorter.

ところで、ばね定数は、以下の数式(1)に示すように、索の長さに依存する。数式(1)において、A:索の断面積、E:索のヤング率、l:索の長さ、である。
k = A・E/l ・・・ (1)
By the way, the spring constant depends on the length of the cord as shown in the following formula (1). In Equation (1), A: the cross-sectional area of the rope, E: the Young's modulus of the rope, and l: the length of the rope.
k = A · E / l (1)

ここで、図5に、支持装置の動作時においてロープRとワイヤWとにかかる張力について説明するグラフを示す。図5において横軸は船舶Sの移動量xであり、縦軸は張力Tである。
上述したように索の長さが変化すると、図5のグラフに示すように、ロープRの張力が上昇、ワイヤWの張力が下降する。これにより、ワイヤWの負担(張力)がロープRにより軽減されることになる。即ち、船舶Sの同様に対し、ロープRの張力がワイヤWの張力に対して相対的に大きくなる。
Here, in FIG. 5, the graph explaining the tension | tensile_strength concerning the rope R and the wire W at the time of operation | movement of a support apparatus is shown. In FIG. 5, the horizontal axis represents the movement amount x of the ship S, and the vertical axis represents the tension T.
When the length of the cord changes as described above, the tension of the rope R increases and the tension of the wire W decreases as shown in the graph of FIG. Thereby, the load (tension) of the wire W is reduced by the rope R. That is, the tension of the rope R becomes relatively larger than the tension of the wire W as compared with the ship S.

次に、具体的な実施例を用いて、本実施形態の支持装置1について説明する。図6は、本発明の第一実施形態の支持装置1のモーメント及び張力の釣り合いについて説明する概略図である。
図6のような系を考えると、モーメントの釣り合いにより、以下の数式(2)が成り立つ。数式(2)において、R:大径ドラム5の半径、r:小径ドラム4の半径、T:ロープRの張力、t:ワイヤWの張力、である。
R・T = r・t ・・・(2)
Next, the support apparatus 1 of this embodiment is demonstrated using a specific Example. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the balance of moment and tension of the support device 1 according to the first embodiment of the present invention.
Considering the system as shown in FIG. 6, the following formula (2) is established by the balance of moments. In Equation (2), R: radius of the large diameter drum 5, r: radius of the small diameter drum 4, T: tension of the rope R, t: tension of the wire W.
R · T = r · t (2)

また、張力の釣り合いにより、以下の数式(3)、数式(4)が成り立つ。数式(3)、数式(4)において、θ:ドラム回転角度、x:船舶移動量(m)、である。   Moreover, the following numerical formula (3) and numerical formula (4) are formed by balance of tension. In Expressions (3) and (4), θ is the drum rotation angle, and x is the ship movement amount (m).

Figure 0006097726
Figure 0006097726

Figure 0006097726
Figure 0006097726

数式(3)、数式(4)より、以下の数式(5)が導き出せる。   From the formulas (3) and (4), the following formula (5) can be derived.

Figure 0006097726
Figure 0006097726

そして、上記数式(5)が成立するような、R,r,θを算出した。
ワイヤWにおいてae=12,000[ton]
ロープRにおいてAE=25,000[ton]
とすると、
R=0.85[m]
r=0.49[m]
θ=360[deg]
で、船舶Sの移動量6[m]に対応できると考えられる。この実施例の場合では、ドラム3が一回転すると、0.85×2×π=5.34mのロープRが巻き取られ、0.49×2×π=3.08mのワイヤWが長くなる。
また、ドラムの径や回転角度を変更することで、様々な船舶Sに対して対応させることができる。
Then, R, r, and θ were calculated so that the above formula (5) was established.
Ae = 12,000 [ton] in the wire W
In the rope R, AE = 25,000 [ton]
Then,
R = 0.85 [m]
r = 0.49 [m]
θ = 360 [deg]
Therefore, it can be considered that it can cope with the movement amount 6 [m] of the ship S. In this embodiment, when the drum 3 rotates once, the rope R of 0.85 × 2 × π = 5.34 m is wound, and the wire W of 0.49 × 2 × π = 3.08 m becomes longer. .
Moreover, it can respond to various ships S by changing the diameter and rotation angle of a drum.

上記実施形態によれば、ワイヤWとロープRの二本の係留索を用いて船舶Sなどの被支持物を支持するにあたって、係留索にかかる張力がワイヤWとロープRとに分散されるため、係留索の安全率を向上させることができる。即ち、ばね定数の大きいワイヤWにかかる張力がばね定数の小さいロープRによって軽減されて両方の係留索の張力が自動的に釣り合うため、係留索にかかる過大な張力を抑制することができる。   According to the above embodiment, when the supported object such as the ship S is supported using the two mooring lines of the wire W and the rope R, the tension applied to the mooring line is distributed to the wire W and the rope R. The safety factor of mooring lines can be improved. That is, since the tension applied to the wire W having a large spring constant is reduced by the rope R having a small spring constant and the tensions of both the mooring lines are automatically balanced, the excessive tension applied to the mooring lines can be suppressed.

また、係留索を巻き付けるドラム3を、小径ドラム4と大径ドラム5から構成される形状としたことによって、二本の係留索のばね定数に応じてドラム3の径を変えることで、大きさなどの異なる様々な船舶Sに対して最適な支持装置1を設計することができる。   Further, the drum 3 around which the mooring line is wound has a shape constituted by the small-diameter drum 4 and the large-diameter drum 5, and the size of the drum 3 is changed by changing the diameter of the drum 3 according to the spring constant of the two mooring lines. It is possible to design an optimal support device 1 for various different ships S.

また、電動機などの駆動力を用いることがないため、簡易かつ安価な構成で支持装置1を製造することができる。   Further, since the driving force of an electric motor or the like is not used, the support device 1 can be manufactured with a simple and inexpensive configuration.

なお、上記実施形態の支持装置1においては、回転中心軸が水平となるようにドラム3を設置する構成としたが、これに限ることはない。例えば、回転中心軸が鉛直方向に沿うようにドラム3を設置してもよい。
また、ドラム3の形状は円柱形状に限らず、テーパ面を有する円錐状としてもよい。
In addition, in the support apparatus 1 of the said embodiment, although it was set as the structure which installs the drum 3 so that a rotation center axis | shaft may become horizontal, it does not restrict to this. For example, the drum 3 may be installed so that the rotation center axis is along the vertical direction.
The shape of the drum 3 is not limited to a cylindrical shape, and may be a conical shape having a tapered surface.

(第二実施形態)
以下、本発明の第二実施形態の支持装置1Bを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図7に示すように、本実施形態の支持装置1Bは、ワイヤWが巻き付けられている第一ドラム18と、ロープRが巻き付けられている第二ドラム20と、第一ドラム18の回転を第二ドラム20に伝達する(又は第二ドラム20の回転を第一ドラム18に伝達する)ギアボックス22と、第一ドラム18と第二ドラム20とを支持する支持部材23とを有している。
第一ドラム18は、第一シャフト19を介して支持部材23に支持されている。第二ドラム20は第二シャフト21を介して支持部材23に支持されている。
(Second embodiment)
Hereinafter, a support device 1B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, differences from the first embodiment described above will be mainly described, and description of similar parts will be omitted.
As shown in FIG. 7, the support device 1 </ b> B according to the present embodiment rotates the first drum 18 around which the wire W is wound, the second drum 20 around which the rope R is wound, and the rotation of the first drum 18. A gear box 22 that transmits to the second drum 20 (or transmits rotation of the second drum 20 to the first drum 18) and a support member 23 that supports the first drum 18 and the second drum 20 are provided. .
The first drum 18 is supported by the support member 23 via the first shaft 19. The second drum 20 is supported by the support member 23 via the second shaft 21.

第一ドラム18及び第二ドラム20は、略同形状であり、ドラム3の直径は略同一である。ギアボックス22は、第一シャフト19に固定された第一歯車25と、第二シャフト21に固定された第二歯車26と、第一歯車25及び第二歯車26に噛み合う第三歯車27と、を有している。   The first drum 18 and the second drum 20 have substantially the same shape, and the diameter of the drum 3 is substantially the same. The gear box 22 includes a first gear 25 fixed to the first shaft 19, a second gear 26 fixed to the second shaft 21, a third gear 27 meshing with the first gear 25 and the second gear 26, have.

ギアボックス22を構成する第二歯車26の歯数は、第一歯車25よりも少ない。即ち、ギアボックス22の内部に組み込まれ、第一ドラム18の回転と第二ドラム20の回転とを互いに伝達する伝達部として機能する歯車群は、第一ドラム18の回転速度が第二ドラム20の回転速度よりも遅くなるように構成されている。換言すれば、歯車群は、第一ドラム18の外周面の周速が第二ドラム20の外周面の周速よりも小さくなるように構成されている。   The number of teeth of the second gear 26 constituting the gear box 22 is smaller than that of the first gear 25. That is, the gear group that is incorporated in the gear box 22 and functions as a transmission unit that transmits the rotation of the first drum 18 and the rotation of the second drum 20 to each other has a rotational speed of the first drum 18. It is comprised so that it may become slower than the rotational speed of. In other words, the gear group is configured such that the peripheral speed of the outer peripheral surface of the first drum 18 is smaller than the peripheral speed of the outer peripheral surface of the second drum 20.

上記した支持装置1Bによれば、第一実施形態の支持装置1と同様に、ワイヤWとロープRの張力が自動的に釣り合い、係留索として機能するワイヤWとロープRの破断を防ぐことができる。
また、歯車群の歯数構成を変更することによって、大きさなどの異なる様々な船舶Sに対して最適な支持装置1Bを設計することができる。
According to the support device 1B described above, as in the support device 1 of the first embodiment, the tension between the wire W and the rope R is automatically balanced, and the wire W and the rope R functioning as a mooring line can be prevented from breaking. it can.
Further, by changing the configuration of the number of teeth of the gear group, it is possible to design an optimal support device 1B for various ships S having different sizes.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。
例えば、上記各実施形態の支持装置1は、岸壁P側に設置する構成としたが、被支持物である船舶Sの側に設置する構成としてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and omission of configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited by the embodiments, and is limited only by the scope of the claims.
For example, although the support apparatus 1 of each said embodiment was set as the structure installed in the quay P side, it is good also as a structure installed in the ship S side which is a to-be-supported object.

1,1B 支持装置
2 支持部材
3 ドラム
4 小径ドラム(第一軸)
5 大径ドラム(第二軸)
6 接続部(伝達部)
7 緊急停止装置
8 ギア部材
9 ラチェット歯
10 係合面
11 斜面
12 爪部材
13 係合爪部
14 斜面部
15 回動軸部
16 ボール
18 第一ドラム
19 第一シャフト
20 第二ドラム
21 第二シャフト
22 ギアボックス(伝達部)
23 支持部材
25 第一歯車
26 第二歯車
27 第三歯車
P 岸壁
R ロープ
S 船舶(被支持物)
W ワイヤ
Wi ウィンチ
1, 1B support device 2 support member 3 drum 4 small diameter drum (first shaft)
5 Large diameter drum (second shaft)
6 Connection part (transmission part)
7 Emergency Stop Device 8 Gear Member 9 Ratchet Teeth 10 Engagement Surface 11 Slope 12 Claw Member 13 Engagement Claw 14 Slope 15 Rotating Shaft 16 Ball 18 First Drum 19 First Shaft 20 Second Drum 21 Second Shaft 22 Gearbox (Transmission part)
23 support member 25 first gear 26 second gear 27 third gear P quay R rope S ship (supported object)
W wire Wi winch

Claims (3)

回転可能な第一軸と、
先端が支持物に固定されて繰り出し可能に前記第一軸に巻き付けられた第一索と、
回転可能な第二軸と、
先端が被支持物に固定されて繰り出し可能に前記第二軸に巻き付けられ、前記第一索よりも単位長さ当たりのばね定数の異なる第二索と、
前記第一索の巻き取り時に前記第二索が繰り出されるように、かつ、前記第一索の繰り出し時に前記第二索が巻き取られるように、前記第一軸の回転及び前記第二軸の回転を互いに伝達する伝達部と、を備え、
前記第一軸が前記第二軸よりも小径となるように形成され、
前記第一索は前記第二索よりも単位長さあたりのばね定数が大きく、
前記伝達部は、前記第一軸と前記第二軸とを同軸となるように接続する接続部である支持装置。
A rotatable first shaft,
A first cord tip is wound to allow the said first shaft feeding are fixed to the supporting structure,
A rotatable second shaft,
A second rope having a tip fixed to a supported object and wound around the second shaft so as to be able to pay out, and having a different spring constant per unit length than the first rope;
The rotation of the first shaft and the rotation of the second shaft so that the second cord is drawn out when the first cord is wound up and so that the second cord is taken up when the first cord is drawn out. A transmission unit that transmits rotation to each other;
The first shaft is formed to have a smaller diameter than the second shaft,
The first cord has a larger spring constant per unit length than the second cord,
The transmission unit is a support device that is a connection unit that connects the first shaft and the second shaft so as to be coaxial .
回転可能な第一軸と、
先端が被支持物に固定されて繰り出し可能に前記第一軸に巻き付けられた第一索と、
回転可能な第二軸と、
先端が被支持物に固定されて繰り出し可能に前記第二軸に巻き付けられ、前記第一索よりも単位長さ当たりのばね定数の異なる第二索と、
前記第一索の巻き取り時に前記第二索が繰り出されるように、かつ、前記第一索の繰り出し時に前記第二索が巻き取られるように、前記第一軸の回転及び前記第二軸の回転を互いに伝達する伝達部と、を備え、
前記第一索は前記第二索よりも単位長さあたりのばね定数が大きく、
前記伝達部は、前記第一軸の外周面の周速が前記第二軸の外周面の周速よりも小さくなるように、前記第一軸の回転と前記第二軸の回転とを互いに伝達する歯車群である支持装置。
A rotatable first shaft,
A first rope wound around the first shaft so that the tip is fixed to a supported object and can be extended;
A rotatable second shaft,
A second rope having a tip fixed to a supported object and wound around the second shaft so as to be able to pay out, and having a different spring constant per unit length than the first rope;
The rotation of the first shaft and the rotation of the second shaft so that the second cord is drawn out when the first cord is wound up and so that the second cord is taken up when the first cord is drawn out. A transmission unit that transmits rotation to each other;
The first cord has a larger spring constant per unit length than the second cord,
The transmission unit transmits the rotation of the first shaft and the rotation of the second shaft to each other so that the peripheral speed of the outer peripheral surface of the first shaft is smaller than the peripheral speed of the outer peripheral surface of the second shaft. gears der Ru supporting lifting apparatus.
前記第一軸又は前記第二軸に設けられ、前記第一軸又は前記第二軸が所定以上の速度で回転した場合に前記第一軸又は前記第二軸の回転を停止させる緊急停止装置を有する請求項1又は請求項2のいずれか一項に記載の支持装置。 An emergency stop device that is provided on the first shaft or the second shaft and stops the rotation of the first shaft or the second shaft when the first shaft or the second shaft rotates at a predetermined speed or higher. The support apparatus as described in any one of Claim 1 or Claim 2 which has.
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