JP6869714B2 - 船舶を係留する係留ユニット - Google Patents

Description

本発明は、ベースと、ベースに取り付けられるアームと、船舶の係留線を接続するためにアームによって支持されるフックとを含む、船舶を係留する係留ユニットであって、アームは、引込位置と延出位置との間で移動可能であり、係留ユニットは、アームを延出位置から引込位置に動かす作動デバイスを含む、係留ユニットに関する。

そのような係留ユニットは、特許文献１から知られている。この既知の係留ユニットは、係留フックに接続されるアクチュエータと、係留ベースとを有する。アクチュエータは、係留ベースに向かう係留フックの並進移動をもたらす。係留ユニットは、船舶運動検出システムや、係留ユニット制御システムも含む。係留ユニットは、係留線張力計を含んでよい。船舶運動検出システムは、船舶運動を示す入力を係留ユニット制御システムに提供する。次に、係留ユニット制御システムは、係留ユニットの適切な部分に出力信号を提供して、係留線張力を調節する。

特許文献２は、浮揚チャージを水の中に配置し且つ浮揚チャージを水から取り出すデバイスを開示している。

特許文献３は、直立位置から側方に延びる位置に蝶番付けされることができるロボットアームで構成され、側方に延びる位置において、船舶を係留するためにロボットアームを適用することができる、係留システムを開示している。

特許文献４は、埠頭から側方に延びるアームを含み、アームは、アームに対して作用する引張力を軽減するために制動システムにリンクされる、海上船舶係留デバイスを開示している。

特許文献５は、船舶のための液圧係留ケーブル保持デバイスを開示している。

本発明は従来技術の係留ユニットの異なる課題に取り組むことを目標としている。

本発明の第１の目的は、ヒーブ(heave)、スウェイ(sway)、サージ(surge)、ヨー(yaw)、ピッチ(pitch)及びロール(roll)のような、異なる船舶の動き及びそのような動きによって引き起こされる力に適合するようにより良好に備え付けられる、係留ユニットを提供することである。

本発明の第２の目的は、船舶の動きに対する改良された制動(damping)をもたらすように備え付けられる、係留ユニットを提供することである。

本発明の第３の目的は、その拡張位置に向かうアームの偏位(excursion)の増大に伴って増大するような可変な剛性挙動を示す、係留ユニットを提供することである。

本発明の第４の目的は、単純で確実な係留ユニットを提供することを目標とする。

本発明によれば、付属の請求項の１つ又はそれよりも多くに従った係留ユニットが提案される。

特許文献６は、請求項１の前文に従った構成を備える係留ユニットを教示しており、アームは、ベースの第１の部分に取り付けられ、ベースの第１の部分は、水平面に対して直交する垂直軸の周りでのベースの第１の部分の回転を可能にするよう、回転的に固定されるベースの第２の部分に回転可能に取り付けられ、アームは、中間ロッドでベースに取り付けられ、中間ロッドの１つの末端は、ベースに繋がり、中間ロッドの他の末端は、フックから遠いヒンジでアームに繋がり、ヒンジは、フックと作動デバイスがアームに繋がる位置との間で前記アームに位置付けられる。

本発明によれば、係留ユニットの作動デバイスは、潜在的なエネルギをエネルギ蓄積デバイス又はアキュムレータ、好ましくは、空圧シリンダに放出するように構成されるデバイスとして選択される。引込位置から延出位置に向かうアームの移動後にエネルギ貯蔵デバイス又はアキュムレータ内に貯蔵されるエネルギは、後の場合に、係留ユニットに対して作用する力が所定の第２の閾値より下に落ちるときに、アームを延出位置から引込位置に向かって戻すために用いられ得る。このエネルギの貯蔵及び再使用は、係留ユニットが実質的に外部源から如何なるエネルギも供給されずに機能することを可能にする。

よって、係留ユニットのアームは、係留線内の張力を増大させずに係留される船舶の前後の動きにより良好に追従することができる。係留ユニットの全自由度の故に、係留ユニットは常に係留線（荷重）と一致する。従って、フックの動きは、係留線内の張力及び係留線に対して作用する異なる指向性の力に依存し且つそれらによって起こされる。

更に、本発明の係留ユニットのフットプリントは、本発明の構造が水平運動を垂直運動に変換するという構成の故に制限されることをもたらす。従って、本発明の係留ユニットが必要とする空間は限定的である。何故ならば、引込位置と延出位置との間のアームの水平運動は、アームの動きに依存する係留ユニットの可変な高さにおいて具現されるような垂直運動と対応するからである。他の利点は、フックが作動デバイスと係留アームとの間の比率変化を拡張し、それがフック荷重に提供されるより高い抵抗をもたらすという事実の故に、この特定の幾何学的構成が係留ユニットの剛性の変化をサポートすることである。換言すれば、引込位置から延出位置とのアームの移動は、係留ユニットのフックで測定されるときのアームの剛性を増大させる。これは、アームのより大きな偏位(excursions)で、係留される船舶が増大させられた抵抗に晒されることを意味する。本発明の係留ユニットは、６秒以上の時間期間を有する係留力に対して作用するように適切に具えられる。

係留ユニットは、ベースから離れる方向にフックに対して適用される力が所定の第１の閾値を超えるときに、アームが引込位置から延出位置に動くのを可能にする、制御システムを含むのが好ましい。

制御システムは、係留荷重、係留ユニット内の液圧及び空圧、係留ユニットのアームに関する温度及びパラメータを測定するための、センサを含んでよい。

第１の閾値は、係留ロープ又は線に対する並びに係留ユニット自体に対する過剰な力に起因する損傷を避けるために、所定の最小値と所定の最大値との間にあるのが好ましい。

他方、係留ユニットに対して作用する力が十分に弱い又は十分に弱くなるならば、アームを延出位置から引込位置に戻し得る。従って、係留ユニットは、アームを延出位置から引込位置に動かす作動デバイスを含む。これを達成するために、ベースから離れる方向にフックに対して適用される力が所定の第２の閾値より下に落ちるときに、作動デバイスによって電力供給されるアームが引込位置に向かって動くよう、制御システムが構成されるのが好ましい。正に、係留ユニットに対して作用する係留される船舶の動きによって生成される力が所定の第２の閾値より下に落ちるとき、これは係留線が緩みがちであること並びに船舶を緊密に固定するためにアームが引込位置に向かって戻る余地を有することの表示である。その場合には、係留ユニットが、アームが引込位置に向かって戻るときにアームを支持するバネとして作用する、アーム平衡要素を含むのが好ましい。

適切には、作動デバイスは、液圧シリンダ、機械式バネ、電気モータによって電力供給される回転可能なネジ、空圧シリンダ、機械式エネルギ消散器、及びそれらのいずれかの組み合わせを含む群から選択される、１つである。

本発明の係留ユニットの重要な構成は、−係留される船舶の動きに晒される−アームが引込位置から延出位置に動くときに、作動デバイスから受けるエネルギの少なくとも一部を吸収するよう、作動デバイスとアキュムレータとの間に、エネルギ消散要素が設けられることである。アームは係留される船舶の動きに起因する頻繁な動きを受けるので、作動デバイスの出力で利用可能なエネルギの量は、アキュムレータが限定的な容積(dimensions)を有するならば、アキュムレータ内に貯蔵されるには高すぎる。従って、エネルギの余剰が消散されることが必要とされる。

本発明は、以下に、付属の請求項を限定しない本発明に従った係留ユニットの例示的な実施態様の図面を参照して更に解明される。

アームが延出位置にある本発明に従った係留ユニットの側面図を示している。 アームが引込位置にある本発明に従った係留ユニットの側面図を示している。 アームが延出位置にある本発明に従った係留ユニットの三次元図を示している。 アームが引込位置にある本発明に従った係留ユニットの三次元図を示している。 本発明に従った制御システムの動作方法を表すフロー図を示している。

図面において同じ参照番号が適用されるときにはいつでも、これらの番号は同じ部品を指す。

図１乃至４は、第１の部分２’と第２の部分２”とを含むベース２と、ベース２に取り付けられるアーム３と、船舶の係留線（図示せず）を接続するためにアーム３によって支持されるフック４とを含む、船舶を係留する係留ユニット１を示している。

アーム３は、ベース２の第１の部分２’に取り付けられ、ベース２の第１の部分２’は、回転可能に固定されるベース２の第２の部分２”に回転可能に取り付けられ、それは水平面に対して直交する垂直軸の周りでのベース２の第１の部分２’の回転を可能にし、係留ユニットが係留される船舶の動きに依存する係留線の可変な向きと整列させられるのを可能にする。

アームは、更に、引込位置（図２及び４）と延出位置（図１及び３）との間で移動可能である。フック４は、従来技術から知られるような急速離脱フック(quick release hook)として具現されるのが好ましく、それは図１及び２では連続線（＝閉塞）及び破線（＝開放）によって表される２つの位置において示され、図３及び４では閉塞位置のみにおいて示されている。アーム３とフック４との間のフック平衡要素１３が適用されて、フックを特定の所望の位置において維持する。

係留ユニット１は、作動デバイス、例えば、アーム３が図２及び４に示される引込位置から図１及び３に示される延出位置に動くときにエネルギを蓄積する液圧シリンダ５を含む。液圧シリンダ５からのエネルギは、アキュムレータのようなエネルギ貯蔵デバイス内に貯蔵され、アーム３を図１及び３に示される延出位置から図２及び４に示される引込位置に戻すために液圧シリンダ５にエネルギを与えるために後に用いられ得る。それは更に引込位置に戻るときにアーム３を支持するバネとして作用するアーム平衡要素１２を更に示している。

作動デバイス５とアキュムレータ１０との間には、エネルギ消散要素１１が設けられており、アーム３が、係留される船舶の力に晒されて、引込位置から延出位置に向かって動くときに、作動デバイス５から受けるエネルギの少なくとも部分を吸収する。

作動デバイスが液圧シリンダでなく、機械式バネ、電気モータによって電力供給される回転可能なネジ、空圧シリンダ、機械式エネルギ消散器、又はそれらのいずれかの組み合わせであることが可能である。

丁度記載したような係留ユニット１の意図される動作に順応するために、係留ユニット１は、所定の第１の閾値を超えるある力（図２中に矢印として示されているＦ）がベース２から離れる方向にフック４に対して適用されるときに、アーム３が引込位置から延出位置に向かって動くのを可能にする、制御システム６を含む（制御システム６の動作は、図５中に概略的に示されている）。加えて、制御システムは、ベース２から離れる方向においてフック４に対して作用する力Ｆが所定の第２の閾値よりも下に落ちるときに、アーム３が引込位置に向かって戻るよう、作動デバイスに電力供給するように構成される。

図１乃至４に戻ると、アーム３が中間ロッド７でベース２に取り付けられることが示されており、ロッド７の１つの末端は、フック４から遠いヒンジ７でアーム３に繋がり、作動デバイス５は、第２の位置９でアーム４に繋がり、その第２の位置９は、ヒンジ８よりも更にフック４から離れている。ヒンジ８の位置は、アーム３が引込位置と延出位置との間で動くときに、フック４が所定の曲線軌跡に従うのが可能にされるように、選択される。具体的には、この位置は、係留ユニット１のアーム３の所望の剛性特性を配備し、前記剛性は、アームが引込位置から延出位置に動くときに増大する。

本発明の係留ユニットの例示的な実施態様を参照して本発明を上で議論したが、本発明はこの特定の実施態様に限定されず、この特定の実施態様は本発明から逸脱することなく多くの方法において異なり得る。従って、議論した例示的な実施態様は、それらに厳密に従って付属の請求項を解釈するために用いられてならない。逆に、実施態様は、請求項をこの例示的な実施態様に限定することを意図せずに、付属の請求項の表現法を説明することを意図するに過ぎない。従って、本発明の保護範囲は、付属の請求項のみに従って計酌されるべきであり、請求項の表現法の可能な曖昧さは、この例示的な実施態様を用いて解決されなければならない。

１ 係留ユニット (Mooring unit)
２ ベース (Base)
２’ 第１の部分 (first part)
２” 第２の部分 (second part)
３ アーム (Arm)
４ フック (Hook)
５ 作動デバイス (Actuating device)
６ 制御システム (Control System)
７ ロッド (rod)
８ ヒンジ (Hinge)
９ 作動デバイス５をアーム３に接続する位置
(Position connecting the actuating device 5 to the arm 3)
１０ アキュムレータ (accumulator)
１１ エネルギ消散要素 (Energy dissipation element)
１２ アーム平衡要素 (Arm balancing element)
１３ フック平衡要素 (Hook balancing element)

国際公開第２０１３／１１５９５８号 仏国特許出願公開第２３１９５７０号明細書 国際公開第９１／１４６５１号 米国特許第５，４０８，９４６号明細書 国際公開第２０１０／１１０６６６号 特開平１１−１２９９７９号公報

Claims (6)

1. 船舶を係留する係留ユニットであって、
   ベースと、該ベースに取り付けられるアームと、船舶の係留線を接続するために前記アームによって支持されるフックとを含み、前記アームは、引込位置と延出位置との間で移動可能であり、当該係留ユニットは、前記アームを前記延出位置から前記引込位置に動かす作動デバイスを含み、
   前記アームは、前記ベースの第１の部分に取り付けられ、前記ベースの前記第１の部分は、水平面に対して直交する垂直軸の周りでの前記ベースの前記第１の部分の回転を可能にするよう、回転的に固定される前記ベースの第２の部分に回転可能に取り付けられ、
   前記アームは、中間ロッドで前記ベースに取り付けられ、前記中間ロッドの１つの末端は、前記ベースに繋がり、前記中間ロッドの他の末端は、前記フックから遠いヒンジで前記アームに繋がり、前記ヒンジは、前記フックと前記作動デバイスが前記アームに繋がる位置との間で前記アームに位置付けられ、
   前記作動デバイスは、潜在的なエネルギをエネルギ蓄積デバイス又はアキュムレータ、好ましくは、空圧シリンダに放出するように構成されるデバイスとして選択されることを特徴とする、
   係留ユニット。
2. 当該係留ユニットは、前記ベースから離れる方向に前記フックに対して適用される力が所定の第１の閾値を超えるときに、前記アームが前記引込位置から前記延出位置に動くのを可能にする、制御システムを含むことを特徴とする、請求項１に記載の係留ユニット。
3. 当該係留ユニットは、前記ベースから離れる方向に前記フックに対して適用される力が所定の第２の閾値よりも下に落ちるときに、前記アームが前記引込位置に向かって動くようにする、制御システムを含むことを特徴とする、請求項１乃至２のうちのいずれか１項に記載の係留ユニット。
4. 当該係留ユニットは、前記アームを前記引込位置に向かって動くときに前記アームを支持するバネとして作用する、アーム平衡要素を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の係留ユニット。
5. 前記作動デバイスは、液圧シリンダ、機械式バネ、電気モータによって電力供給される回転可能なネジ、空圧シリンダ、機械式エネルギ消散器、及びそれらのいずれかの組み合わせを含む群から選択される、１つであることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の係留ユニット。
6. 前記アームが前記引込位置から前記延出位置に動くときに前記作動デバイスから受けるエネルギの少なくとも一部を吸収するよう、前記作動デバイスと前記アキュムレータとの間に、エネルギ消散要素が設けられることを特徴とする、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の係留ユニット。

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