JP6293865B2 - ウォーターアンカー - Google Patents

Description

本発明は、河川感潮域等の水の中で、船およびブイ等の水に浮かぶ物体を、永久的または一時的に係留する為のアンカーに関するものである。しかし、発明の使用は、それらに限定されるものではない。

船舶およびそれ以外の大型船または水に浮かぶ機器用の従来のアンカーは、細長いシャンク（ｓｈａｎｋ）の一端に枢動自在に装着された１つ以上のフルーク（ｆｌｕｋｅ）を備え、シャンクは他端に穴を有し、その穴によって、シャンクは、例えばアンカーケーブルの端に取り付けることができる。また、そのケーブル自体は、他端において、係留された船またはアンカー処理タグボートに載せられたウインチに連結される。アンカーが海底または川底に落されると、アンカーは、非常に浅い角度で、それに対応するような一般に水深の約３倍の長さの長いケーブルまたはチェーンによって引き摺られ、そのアンカーフルークまたは各アンカーフルークが海底を掘り込むことを可能にする。それにより、アンカーから離れた位置で、船を錨泊させる。

そのような配置構成は、流れのない水または一方向だけに流れる水の中において錨泊を行うには、一般的に満足なものである。しかし、例えば、潮の流れが反転する場合（または、大型船の場合、風向きが変わる場合）、反対方向に働く追加のフルークが備えられていないと、アンカーを設置し直す必要があるだろうということは明らかだろう。そのような多数のフルークが配置された構成が採用された場合、いつでも１組のフルークだけがアンカーが海底を掴むのに貢献し、非効率な構成がアンカーのコストを大幅に上昇させることになる。その上、そのように係留された時の船とアンカーとの距離は、船が中を移動する対応する大きな半径の領域を必要とする点で、問題となる可能性がある。必要なアンカーケーブルの最小限の長さは、また、係留された船の移動可能域（振れ回り円）の半径を決めるものでもあるが、一般に、アンカーケーブルをアンカーに取り付ける位置で約２６度以上の角度では、従来のアンカーは係留された地面から引き離されてしまうというように、比較的浅い角度を維持しなくてはならないことから、制限される。潮の変動範囲が大きな場所では、浮かぶ船または物体の上昇および下降に適応する為に、より長いアンカー綱が必要になるので、より大きな問題となる。

ぴんと張った綱の係留具を必要とするような航路ブイ用等の使用でも、正確な位置決めを維持する為には、小さな振れ回り円を有する必要があるので、前述したタイプの従来のアンカーは非実用的である。そのような状況では、コンクリートブロック等の大型で、それに対応して重い、永久的または半永久的な設備がよく用いられる。そのような設備は、使えなくなったり不要になっても、回収することが困難だったり、不可能だったりすることが多く、その結果、その場所に残され、航海に危険をもたらすおそれがある。特に、そのようなブロックは、決められた航路または操船領域にすぐ隣接して位置することが多いので、問題となる。

さらに重要な性能基準に、ある一定の海底の状態において、アンカーが海底を確実に掴むまでに引かれなければならない距離がある。また、これは、係留された船または機器を、いかに正確に位置決めできるかを支配する。さらに、例えば、近くに壊れやすい海底設備（例えば、パイプラインおよびケーブル）等があり、利用できる船操スペースが制限される場合、考慮すべき重要な点である。

本発明は、上述したような問題を解決し、特に、水の中、とりわけ干満のある水の中で、船または水に浮かぶその他の機器を錨泊する為の効果的な手段、つまり、費用効果が高く、多数のフルークのアンカーを使用した場合または永久的な設備を用いた場合より冗長なものが少ない手段を、提供する必要があることを認識したことにより、見出したものである。

第１の発明によれば、アンカー装置は、アンカーと摺動自在なアンカー索を備え、アンカーは、向かい合って配置された錨泊形成物がそこから延びる下部または本体部分と、少なくとも２本の平行なアンカー索レールが、前記向かい合って配置された錨泊形成物の上方と間とに延びる形状のアンカー索取り付け手段を含む上部とを有する。また、使用時には、アンカー索のリム（ｌｉｍｂ）がアンカー索レールに各々摺動自在に取り付けられ、また、その配置構成は、アンカー配備時には、アンカーを一方向に引くことが可能なもので、それにより、向かい合って配置された錨泊形成物の１つが海底に食い込むことを可能にし、その後、アンカー索のリムがアンカー索レールに沿って摺動した後に、もしアンカーが反対方向に引かれた場合には、向かい合って配置された他方の錨泊形成物も海底に食い込み、その後、アンカーが、さらに海底にしっかりと固定されるまで徐々に海底に食い込むように、アンカー索を介して、アンカーが連続して交互の方向に引かれ続けることが可能であることを特徴とするアンカー装置を提供する。

この配置構成により、アンカーを、必要な場所に正確に位置させることができ、そのまま、従来のフルークアンカーを用いた場合より相対的に急な角度の綱またはチェーンで、海底面に埋め込んだままにさせるということが見出された。それは、非常に小さな振れ回り円を有することを意味し、例えば、マーカーブイ等、永久的に錨泊を行う為の使用にも適したものになる。

向かい合って配置された錨泊形成物は、溝付きの爪または釘であることが好ましく、これらはアンカーの各端から突き出していてもよい。

有利な構成としては、アンカーは３本の平行なアンカー索レールを含み、アンカーが、前傾するアンカー索の外側リムにより引かれた場合には、アンカー索の中央リムに直ちに張力が掛かり、アンカー索の外側リムが緩むことが可能となるように、かつ、中央のアンカー索レールの端で、アンカー索の中央リムが前方に突き出して位置していることにより、アンカーが再度適切な姿勢を開始し、その引き摺り荷重が再度アンカー索の外側リムに伝えられるようになるまで、前傾を相殺する回復モーメントをアンカーに対し与えるように、中央のアンカー索レールが他のアンカー索レールより、わずかに長い。

発明の好適な実施形態において、中央のアンカー索レールは、先端において、直立した止め板だけに装着され、中央のアンカー索レールの後端は、対応する止め板だけに装着され、その間に、摺動自在に装着された細長いアンカーシャンクが、ドローボルト（ｄｒａｗ−ｂｏｌｔ）の形態で配置される。そのシャンクは、中央のアンカー索レールへの多数のスリーブ付きの連結ポイントを有し、先端では、各アンカー索への連結手段を有し、２本の外側のアンカー索レールは、各々、錨泊形成物の反対側に、そこから間隔を開けて固定されている。そのような構成は、アンカーの先端と後端、従って、各端における錨泊手段が、アンカーが海底中に設置されている間に、例えば、海底の岩に引っかかる可能性を最小限にするような開いた構成を提供することを意味し、錨泊形成物が海底内に埋め込まれる間に、岩が、アンカーを越えたり離れるように、転がったり、滑ったりすることが可能である。

第２の発明によれば、摺動自在なアンカー索との使用に適合したアンカーであって、アンカーは、向かい合って配置された錨泊形成物が、そこから延びる本体部分と、少なくとも２本の平行なアンカー索レールが、前記向かい合って配置された前記錨泊形成物の上方と間とに延びる形状のアンカー索取り付け手段を備え、使用時にアンカーが配備された時には、アンカーを一方向に引くことが可能なように、アンカー索レールがアンカー索の各リムに取り付け可能であり、それにより、向かい合って配置された錨泊形成物の１つが海底に食い込むことを可能にし、その後、アンカー索のリムがアンカー索レールに沿って摺動した後に、もしアンカーが反対方向に引かれた場合には、向かい合って配置された他方の錨泊形成物も海底に食い込み、その後、アンカーが、さらに海底にしっかりと固定されるまで徐々に海底に食い込むように、アンカー索を介して、アンカーが連続して交互の方向に引かれ続けることが可能であるアンカーを提供する。

このアンカーは、中央のアンカー索レールと、２本の向かい合って配置された横側のアンカー索レールとを含むことが好ましい。

横側のアンカー索レールは、向かい合って配置された錨泊形成物に固定される湾曲した端を有すると都合がよい。

有利な構成としては、錨泊形成物は、アンカーの設置時に海底を掘り込むように作動する溝付きの爪または釘の形状である。

本発明のアンカーと組み立てられたアンカー索の斜視図である。 海底を引き摺られる図１のアンカー装置の斜視図である。 図２に対応するが、アンカーが、先端で海底に引っかかり、後端が上昇しながら傾き始めた状態を示す図である。 本発明の好適な実施形態を示す斜視図である。

以下、添付の図を参照しながら、本発明を記載する。

まず、図１を参照すると、概略して示したアンカー装置１は、一般的に長く平らなアンカー２と、中央のアンカー索４と互いに向かい合ったアンカー索５を有する関連した３本のリムから構成されるアンカー索３を備える。アンカー本体は、アンカー配備時、設置される間及び設置後、ほぼ水平な姿勢のままでいるように設計されており、アンカー本体は、落される間および回収の間のみ、アンカー索から垂直に垂れさがる。

アンカー２の本体は、金属またはその他の構造シートから製作され、各端において、海底（不図示）を掘り込んで、例えば砂または泥を通すような１つ以上の下向きの溝付きの開いた釘または爪６ａ、６ｂを含む。

爪は、アンカーの水平な裏板に、永久的に、かつ、堅く取り付けられ、それにより、アンカー本体に対し縦方向の曲げ剛性を与える不可欠な構造要素として作用する。アンカー２の各端において、爪６ａ、６ｂの各組の開いた方の端の上方に、横方向と捻じれ方向の剛性を付加する為の（示された例では「Ｖ」字状の）板が固定されており、その板は、３本の平行なアンカー索レールである、中央のアンカー索レール７と１対のわずかに短い外側のアンカー索レール８が、溶接、または、別の方法で固定される場所を提供している。

このアンカーは、アンカー索と下記のようなアンカー索の摺動する付属品以外には、移動する部品を有しない。製造は、簡単な製作技術に基づいて行われ、特注の鍛造物も鋳造物も必要としない。同様に、必要なメインテナンスも、最小限なものであり、かつ、簡単である。

必要な任務に合うように、サイズ変更等の設計変更が可能であり、基本のアンカーを、専門家による利用の為に、より複雑な構成に組み込むことも可能だろう。逆に、簡略化した一方向の変形例において、または、最小のサイズおよび重量が要求される応用例においても、設計の多数の利点を、実現できるだろう。

アンカー索３が、方向を変えてアンカー２の一端の示された位置から反対の端に移動できるように、アンカー索の中央リム４およびアンカー索の外側リム５は、アンカー索レール７、８に沿って摺動自在なアンカー索リング９を介して、各々アンカー索レール７、８に連結されている。アンカー索の３本のリム４、５は、アンカーチェーンまたはケーブル（不図示）を介して、各々の他端において、図２および３に示されたような形態で、アンカー２を引く為の１つの引きリング１０に連結されている。

中央のアンカー索レール7は、アンカー２の上方において、爪６ａ、６ｂの内の中央の爪に下端が連結された先端および後端のアンカー索レール支持板１１ａ、１１ｂによって支持され、主に、横側のアンカー索レール８の端に連結されたクロスストラット１２により支持されている。

図２に、海底に置かれたアンカー２を示し、アンカー索３が、例えば船またはナビゲーションブイのケーブルまたはチェーン（不図示）に連結された引きリング１０を介して、引かれている。この状態において、アンカー２の海底に沿った進行方向は、矢印で示されたような、したがって、先端の爪６ａが海底に沿って引き摺られると海底を掘り込むことができるような方向である。一方、後端の爪６ｂは、海底の上での引き摺りに対し、相対的に非常に低い抵抗を与える。干満等によって、リング１０を引く方向が反転すると、リング１０、したがって、アンカー索３が反対の構成をとり、元の後端の爪６ｂが先端の爪になることは明らかだろう。シャベル等として作用する爪６ａ、６ｂが溝付きの形状なので、そのような反転の度に、発生する海底物質の抵抗とアンカー綱にかかる最大負荷とが均衡するまで、アンカー２が徐々に深く海底に埋め込まれることは明らかだろう。したがって、潮の流れの方向が変わる度に、アンカー２は、この揺れ動く動作によって海底に埋め込まれ、これは、アンカーがマーカーブイ等の船舶を留めるのに用いられる場合に特に適した特性である。

アンカー綱の１点での取り付けと比較して、アンカー索を使用することで、さらに有利な設計となり、アンカー２の設置時、主にアンカー２の船外側範囲に近いアンカー索の外側リム５によってアンカーは海底に沿って引き摺られ、外側リム５は、各々の外側のブライドレール８への取り付け点で、物理的に離れている。これにより、アンカーが海底を引き摺られる時、より整然と通過し、海底の凸凹および非均一性に起因するヨーイングおよび横方向のローリングを最小限にし、最終的に、引く方向に合うように確実に正しく配列される。

アンカー索の中央リム４、および、それが取り付けられ、アンカー２の各端で外側のアンカー索レール８よりわずかに長く延びる中央のアンカー索レール７は、上述したアンカーの基本設置作業では必要ないが、図２および３を参照してわかるような重要な特徴をさらに実現させるものである。図２において、アンカー２は海底に平らに置かれ、アンカー索の中央リム４が緩んだ状態で、アンカー索の外側リム５によって引かれている。これに対して、図３に示された位置では、海底部の固い地点に遭遇したこと等により、アンカー２は、（矢印で示したように）後端が上昇し始め、傾き出し始めている。このようにアンカー２が前方にわずかに回転することで、アンカー索の中央リム４が、ぴんと張って、それに応じてアンカー索の外側リム５が緩む。それによって、アンカーに対する引き綱による負荷の作用点を低くすることになる。この比較的急な移動は、アンカー重量と合わさって作動し、アンカーの先端に対し一時的回復モーメントを発生させ、修正された配置が、再度、張力を掛けて引っ張り負荷を再びアンカー索の外側リム４に伝えるようになるまで、アンカーの先端をほぼ水平な望ましい姿勢に戻す。上述したようなアンカー索による一般的により効果的な方向制御と合わさって、この自動修正機能は、アンカーが設置中に跳ねたりひっくり返ったりする傾向を大幅に減らす。海底の状態が同様な場合、従来のアンカーと比較して、設置作業の信用性が改善され、さらに、確実な設置に必要な引き摺り距離が大幅に減る。

一旦設置されると、アンカーは、多数の有利な性能および作業性を提供する。

アンカーは、その重量と比較して、把駐力が非常に強い。従来のアンカーと比較して、装置の大部分が最終的に「有益に」埋め込まれ、把駐する海底のずり、および、ずれ抵抗を最大限にする。同様に、効率的な爪が設計されたことで、初期の確実な埋め込みを実現するのに、アンカー重量に対する依存を低減する。

上述したように動作の反転が可能なので、干潮または変化する海流や風の状態において、海底の確実な把駐を実現するものである。

アンカーは、従来のシャンクを有していないので、海底上に最小限の側面の姿を有している。それにより、航行可能な深度が限定されているような場合、近くで操業する他の船への危険を減らすものである。

アンカーは、係留綱が比較的急な角度で固定された続け、プロトタイプの試作品において、従来のアンカーでは引き上げられてしまう可能性のある角度のおよそ２倍にあたる約４５度の角度で、安全に動作することが示された。これにより、揺れ回り円の半径を大幅に減らすことができる。これによって、チェイサーシステムを必要とせずに、単に垂直に引き上げるだけで簡単に回収することには、影響しない。

図４は、図１から３を参照して示した実施形態とは異なる発明の好適な実施形態を示し、特に、クロスストラット１２を除いた構成が異なる。その構成においては、中央のアンカー索レール７が、アンカー２の本体の上方に、先端支持板１１ａと、後端では後端支持板１１ｂとだけにより支持され、その間に、３個のアンカー索レール受けスリーブ１５を有する細長いアンカーシャンク１４が、摺動自在に中央のアンカー索レール７上に配置されている。アンカーシャンク１４は、アンカー索レール受けスリーブ１５によって、摺動自在に中央のアンカー索レール７に固定されており、中央のアンカー索レール７自体は、高張力鋼で構成されることが望ましい。１つのアンカー索リング９の代わりに、摺動自在なアンカーシャンク１４を用いることで、全体の配置構成の強度を改善し、アンカー２の設置時に、最大荷重が、中央のアンカー索レール７とそのアンカー索の中央リム４への取り付け部とによって支えられると考えられる。

図４を参照して示した好適な実施形態において、外側のアンカー索レール８ａは、各々、先端および後端の爪６ａ、６ｂの反対側に、そこから間隔を開けて固定されており、アンカーがアンカー索の２本の外側リム５によって引かれた時、アンカー索のリムが直線方向から半径方向に滑らかに変わるように、各々の端１６ａ，１６ｂは湾曲していることが示されている。

１ アンカー装置
２ アンカー
３ アンカー索
４、５ リム
６ａ、６ｂ 錨泊形成物
７，８ アンカー索レール
１２ クロスストラット

Claims (12)

1. アンカー（２）と摺動自在なアンカー索（３）を備えたアンカー装置（１）であって、前記アンカーは、向かい合って配置された錨泊形成物（６ａ、６ｂ）が、そこから延びる下部または本体部分と、少なくとも２本の平行なアンカー索レール（７、８）が前記向かい合って配置された錨泊形成物（６ａ、６ｂ）の上方および間に延びる形状のアンカー索取り付け手段を含む上部とを有し、使用時には、前記アンカー索のリム（４，５）が前記アンカー索レール（７、８）に摺動自在に各々取り付けられ、また、その配置構成は、前記アンカー配備時には、前記アンカーを一方向に引くことが可能なもので、それにより、前記向かい合って配置された錨泊形成物の１つが海底に食い込むことを可能にし、その後、前記アンカー索のリムが前記アンカー索レールに沿って摺動した後に、もし前記アンカーが反対方向に引かれた場合には、前記向かい合って配置された他方の錨泊形成物も海底に食い込み、その後、前記アンカーが、海底にしっかりと固定されるまで、さらに徐々に海底に食い込むように、前記アンカー索を介して、前記アンカーが連続して交互の方向に引かれ続けることが可能であることを特徴とするアンカー装置。
2. 前記向かい合って配置された錨泊形成物（６ａ、６ｂ）が、溝付きの爪または釘であることを特徴とする請求項１に記載のアンカー装置。
3. 前記向かい合って配置された錨泊形成物（６ａ、６ｂ）が、前記アンカー（２）の各端から突き出していることを特徴とする請求項１または２に記載のアンカー装置。
4. 前記アンカーは、３本の平行なアンカー索レール（７、８）を含み、前記アンカーが、前傾する前記アンカー索（３）の外側リム（５）により引かれた場合には、前記アンカー索の中央リム（４）に直ちに張力が掛かり、前記アンカー索の外側リムが緩むことが可能となるように、かつ、中央のアンカー索レールの端で、アンカー索の中央リムが前方に突き出して位置していることにより、アンカーが、再度適切な姿勢を開始し、その引き摺り荷重が再度前記アンカー索の外側リムに伝えられるようになるまで、前傾の影響を相殺する回復モーメントを前記アンカーに対し与えるように、前記中央のアンカー索レール（７）が前記他のアンカー索レール（８）より、わずかに長いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアンカー装置。
5. 前記アンカー（２）の本体が、金属またはその他の構造シートから作られていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアンカー装置。
6. 前記アンカー（２）の各端で、横方向と捻じれ方向の剛性を付加する為のクロスストラット（１２）が、前記爪（６ａ、６ｂ）の各組の開いた方の端の上方に固定されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のアンカー装置。
7. 前記アンカー（２）の各端において前記クロスストラットの対が、各々「V」字状であることを特徴とする請求項６に記載のアンカー装置。
8. 摺動自在なアンカー索との使用に適合したアンカーであって、前記アンカーは、向かい合って配置された錨泊形成物（６ａ、６ｂ）が、そこから延びる本体部分と、少なくとも２本の平行なアンカー索レール（７、８）が、前記向かい合って配置された錨泊形成物（６ａ、６ｂ）の上方および間に延びる形状のアンカー索取り付け手段とを備え、使用時にアンカーが配備された時には、アンカーを一方向に引くことが可能なように、前記アンカー索レールがアンカー索の各リムに取り付け可能であり、それにより、向かい合って配置された錨泊形成物の１つが海底に食い込むことを可能にし、その後、前記アンカー索のリムがアンカー索レールに沿って摺動した後に、もしアンカーが反対方向に引かれた場合には、向かい合って配置された他方の錨泊形成物も海底に食い込み、その後、前記アンカーが、さらに海底にしっかりと固定されるまで徐々に海底に食い込むように、前記アンカー索を介して、アンカーが連続して交互の方向に引かれ続けることが可能であることを特徴とするアンカー。
9. 中央のアンカー索レール（７）と、２本の向かい合って配置された横側のアンカー索レール（８）とを備えたことを特徴とする請求項８に記載のアンカー。
10. 前記横側のアンカー索レール（８）が、湾曲した端（１６ａ、１６ｂ）を有することを、さらに特徴とする請求項９に記載のアンカー。
11. 前記湾曲した端（１６ａ、１６ｂ）は、前記向かい合って配置された錨泊形成物（６ａ、６ｂ）に固定されていることを、さらに特徴とする請求項１０に記載のアンカー。
12. 前記錨泊形成物（６ａ、６ｂ）が、溝付きの爪または釘の形状であることを、さらに特徴とする請求項８から１１いずれか１項に記載のアンカー。

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