WO2012132400A1 - 昇降式スラスタ装置 - Google Patents

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WO2012132400A1
WO2012132400A1 PCT/JP2012/002101 JP2012002101W WO2012132400A1 WO 2012132400 A1 WO2012132400 A1 WO 2012132400A1 JP 2012002101 W JP2012002101 W JP 2012002101W WO 2012132400 A1 WO2012132400 A1 WO 2012132400A1
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WO
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thruster
elevating
canister
rack
lifting
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/002101
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
賢一 小野田
達也 小野寺
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
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Priority to BR112013024864A priority patent/BR112013024864A2/pt
Priority to KR1020137024815A priority patent/KR101531780B1/ko
Priority to EP12764722.0A priority patent/EP2692630A4/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B63H2025/425—Propulsive elements, other than jets, substantially used for steering or dynamic anchoring only, with means for retracting, or otherwise moving to a rest position outside the water flow around the hull

Definitions

  • the present invention relates to a lifting / lowering thruster apparatus incorporating a thruster used for holding a fixed point in an excavation ship, a floating production facility, or the like.
  • Such a drilling ship equipped with a plurality of thrusters can control the thrust and the like of each thruster so that a fixed point can be maintained using, for example, a GPS signal even under stormy weather.
  • a GPS signal even under stormy weather.
  • about 4 to 6 thrusters are provided so that a fixed point can be held.
  • the above thruster may require failure due to aging or accidental maintenance.
  • the excavation ship or the like when the excavation ship or the like is in operation, for example, it is necessary to maintain a state where the seabed is excavated by an excavation drill, and the fixed point cannot be left. For this reason, when it becomes necessary to check and repair the thruster, it is necessary to perform underwater removal work of the thruster by a diver, which is difficult.
  • the repair time is also limited.
  • a thruster is moved up and down by a rack and pinion drive system or a hydraulic cylinder drive system.
  • a rack and pinion drive system a pinion is provided on the thruster side so that the rack on the hull side can be extended upward, and the thruster is pulled up above the draft surface by the pinion along the rack.
  • a hydraulic cylinder drive system a raising / lowering cylinder is suspended under a deck, and a raising / lowering body is raised / lowered by this raising / lowering cylinder (for example, refer patent document 1).
  • a thruster is raised and lowered by a hydraulic cylinder drive system or a rack and pinion drive system.
  • This prior art describes a one-step push-up method and a one-step push-up telescope method as the hydraulic cylinder drive method, and the rack and pinion drive method uses a pinion provided on the hull side to unify the thruster side rack. What is raised and lowered in the process and what is raised and lowered by another pinion in the middle of raising and lowering are described.
  • the thruster is raised and lowered between a position below the ship bottom and a position above the deck (for example, see Patent Document 2).
  • an object of the present invention is to provide an elevating type thruster apparatus including a compact elevating apparatus that can raise the thruster up above the draft surface so that the thruster can be inspected and repaired even at an offshore operating point.
  • the present invention includes a thruster provided so as to protrude downward from the bottom, and a canister that moves up and down in a hoistway provided in a hull incorporating a drive device that drives the thruster.
  • An elevating thruster device having at least a pair of racks with a predetermined pitch in the vertical direction and provided in positions in the horizontal direction on the outer surface of the canister, and the vertical direction along each rack.
  • a pair of elevating devices for elevating the canister between the operating position of the thruster and a position above the draft surface in the hoistway along the pair of racks.
  • the lifting device includes a pair of upper and lower catches that are independently fitted to and disengaged from the top and bottom tooth portions of the rack, a pair of upper and lower frames provided with the catches, and the pair of upper and lower A lifting cylinder provided between the frames, wherein the lifting cylinder is configured to move up and down with respect to one frame fixed to the hoistway side with the other frame as a guide. It is characterized by.
  • the “hull” in this specification and the claims refers to an object provided with a lifting and lowering thruster apparatus including a drilling ship and a floating production facility.
  • the “canister” refers to a cylindrical container having a thruster projecting downward and a drive device for driving the thruster.
  • one catch is fitted to the rack tooth portion provided in the canister and lifted by the lifting cylinder, and then the other catch is fitted to the rack tooth portion to load the lifting thruster device.
  • By repeating the scale-worming operation it can be stably raised by a compact lifting device having a short stroke lifting cylinder. Moreover, it can descend
  • the lifting device frame is increased in size. It is possible to cope easily without doing.
  • the pair of upper and lower frames may be attached so as to fix a frame located below to the hoistway. If comprised in this way, the self-weight of a raising / lowering thruster apparatus can be raised / lowered at the bore side with a large area of the raising / lowering cylinder provided between a pair of upper and lower frames, and the raising / lowering cylinder is used in an optimal design. be able to.
  • the hoistway includes a maintenance inspection floor at a position above the draft surface
  • the canister includes a rack having a required length for raising the thruster to the maintenance inspection floor position
  • the elevating device includes the thruster. May be arranged at a required height position of the hoistway so that it can be raised and lowered from the operating position to the maintenance inspection floor position. If comprised in this way, a thruster can be raised / lowered to the maintenance inspection floor position which can be maintained from an operation position, and a maintenance inspection work can be performed by removing a thruster from a canister on a maintenance inspection floor.
  • the pair of upper and lower frames includes a drive cylinder that allows the catch to be fitted and detached independently from the rack at the upper and lower positions, and a guide that allows the catch to be fitted to and detached from the rack teeth by the expansion and contraction of the drive cylinder.
  • a drive cylinder that allows the catch to be fitted and detached independently from the rack at the upper and lower positions
  • a guide that allows the catch to be fitted to and detached from the rack teeth by the expansion and contraction of the drive cylinder.
  • the elevating cylinder engages the pair of upper and lower catches with the teeth of the rack and applies a force in the reverse direction to the catch to hold the vertical load acting on the canister. It may be configured to. If configured in this way, as a load holding method acting on the canister, the vertical static load acting on the canister is applied to the frame fixedly attached to the hoistway by the reverse force applied to the pair of catches. The dynamic load acting in the opposite direction to the static load due to waves or the like can be held by the catch provided in the moving frame.
  • the hoistway includes a fixing portion of the elevating device provided at a plurality of locations separated in the vertical direction, and a load holding device that temporarily holds a load of the elevating thruster device when the fixing portion is changed.
  • the lifting device may include a fixing means that can be attached to and detached from a fixing portion of the hoistway. If comprised in this way, at the time of raising / lowering of a raising / lowering thruster apparatus, a load holding device is temporarily hold
  • the lifting distance of the lifting / lowering thruster device can be secured by suppressing the length of the lifting / lowering thruster device.
  • the hoistway includes a support guide that supports a horizontal load acting on the canister, and a surrounding plate that reduces the distance between the canister and the hoistway at the entire circumference at the position of the support guide. It may be. If comprised in this way, the water surface fluctuation
  • a jack for supporting the canister in the horizontal direction may be provided between the support guide and the canister. If comprised in this way, the play by the clearance gap between a canister and a hoistway at the time of operation
  • movement of a thruster can be eliminated easily.
  • the raising / lowering thruster apparatus provided with the compact raising / lowering apparatus which can raise / lower so that a thruster can be pulled up above a draft surface in an offshore operation point, and can be inspected and repaired. It becomes.
  • FIG. 1 is a side view showing an elevating thruster apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the elevating thruster apparatus shown in FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the line III-III shown in FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along arrow IV-IV shown in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along arrow VV shown in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the VI part shown in FIG. 7 is an enlarged sectional view taken along arrow VII-VII shown in FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the lifting device portion shown in FIG. 9 is a cross-sectional view taken along arrow IX-IX shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along arrow XX shown in FIG. 11 is a cross-sectional view taken along arrow XI-XI shown in FIG.
  • FIG. 12 shows the ascending operation in a state where a downward positive load is applied to the catches on (a) to (i).
  • FIG. 13 shows a lowering operation in a state where a downward positive load is applied to the catches on (a) to (i).
  • FIG. 14 shows the ascending operation in the state where upward load weight is applied to the catches on (a) to (i).
  • FIG. 15 shows the lowering operation in a state where upward load weight is applied to the catches on (a) to (i).
  • FIGS. 16A and 16B are side views showing the ascending operation of the elevating thruster device according to the first embodiment.
  • 17A and 17B are side views showing the ascending operation of the elevating thruster device according to the first embodiment following FIG.
  • FIGS. 18A and 18B are side views showing the ascending operation of the elevating thruster apparatus according to the second embodiment.
  • FIGS. 19A and 19B are side views showing the ascending operation of the elevating thruster device according to the second embodiment following FIG. 20A and 20B are side views showing the ascending operation of the elevating thruster device according to the second embodiment following FIG. 21 (a) and 21 (b) are side views showing the ascending operation of the elevating thruster device according to the second embodiment following FIG. FIG.
  • FIG. 22 is a front view showing the relationship between a rack and a catch according to a first example of wave countermeasures in the elevating thruster device of the present invention.
  • FIG. 23 is a front view showing a relationship between a rack and a catch according to a second example of wave countermeasures in the elevating thruster device of the present invention.
  • the lifting thruster device 20 includes a canister 21 that moves up and down a hoistway 2 provided in the hull 1 and a thruster 22 that protrudes downward from the lower portion of the canister 21.
  • the canister 21 and the hoistway 2 are formed in a rectangular cross section in plan view (FIGS. 4 and 5). Between these canisters 21 and the hoistway 2, predetermined intervals S1 and S2 are provided. The gaps S1 and S2 are larger S2 when a rack 31 described later is provided.
  • a turning drive unit 23 for turning the thruster 22 Inside the canister 21, there are a turning drive unit 23 for turning the thruster 22, a drive motor 25 for rotating the propeller 24, a turning pump unit 26 for supplying driving oil to the turning drive unit 23, and various parts.
  • a lubricating oil pump unit 27 and the like for lubrication are provided inside the canister 21, there are a turning drive unit 23 for turning the thruster 22, a drive motor 25 for rotating the propeller 24, a turning pump unit 26 for supplying driving oil to the turning drive unit 23, and various parts.
  • a lubricating oil pump unit 27 and the like for lubrication are provided.
  • a pair of racks 31 are provided on the two outer surfaces of the canister 21 facing each other.
  • the rack 31 is formed with teeth 32 having a constant pitch in the vertical direction, and is continuously provided in the vertical direction of the canister 21. In the drawing, the illustration of the tooth portion 32 at the intermediate portion is omitted.
  • the rack 31 is connected to the opposing racks 31 of the portion protruding outward from the canister 21 by a reinforcing member 31b.
  • the hoistway 2 where the canister 21 ascends and descends is provided with a support guide 3 for supporting a horizontal load acting on the canister 21 when the thruster 22 is operated, and a horizontal load support for the canister 21 and a guide when the canister 21 is raised and lowered.
  • a supporting / elevating guide 4 and an elevating guide 5 serving as a guide for elevating the canister 21 are provided.
  • a support guide 3 is provided at the lowermost part, and support / elevation guides 4 are provided at two upper and lower positions.
  • an elevating guide 5 is provided above the hoistway 2 so as to be positioned above the canister 21 when the thruster 22 is in operation and to serve as a guide when the elevating thruster device 20 is raised and lowered.
  • a pair of elevating devices 30 that elevate the thruster 22 by elevating the canister 21 along the hoistway 2 are provided.
  • the elevating device 30 is provided at the position of the rack 31 and is provided with elevating cylinders 33 for elevating the canister 21 via the rack 31.
  • the lift cylinder 33 has a lower portion supported on the hoistway 2 side and an upper portion supported on the canister 21 side. The support of the lift cylinder 33 and the lift of the canister 21 by the lift device 30 will be described later.
  • racks 31 provided on two outer surfaces facing the canister 21 protrude outward.
  • the rack 31 is formed with a required length extending in the vertical direction (FIG. 1).
  • the load of the lifting type thruster device 20 is supported on the hull 1 by the lifting device 30 through the rack 31.
  • the rack 31 is provided on the two opposing surfaces of the canister 21, but the rack 31 may be provided at a diagonal position.
  • the canister 21 is guided by the lifting guides 5 provided at the four corners of the hoistway 2 as a cross section at the lower position of the lifting device 30 above the canister 21.
  • the load support structure (fixed portion) 9 of the lifting device 30 is provided at this position.
  • the canister 21 is supported by the support / elevation guide 4 provided at the four corners of the hoistway 2 as a cross section at the position of the support / elevation guide 4 of the canister 21.
  • the support / elevation guide 4 includes a support guide portion 4 a that supports a horizontal load acting on the canister 21, and an elevating guide portion 4 b that guides the elevating and lowering guide 4.
  • the raising / lowering guide part 4b is provided in the corner part so that it may be located on the extension line of the said raising / lowering guide 5, and the support guide part 4a is provided in the inner side.
  • a pad 6 (FIGS. 1 and 2) is provided on the canister 21 at a position where the support guide portion 4a abuts.
  • the gap between the support guide portion 4a and the pad 6 is narrow, and the gap between the lifting guide portion 4b and the canister 21 is set slightly wider.
  • the gap T between the pad 6 and the support guide portion 4a allows the canister 21 to move up and down, but a small gap T that suppresses the horizontal movement as much as possible (for example, about a few mm: exaggerated in the figure).
  • the canister 21 is supported in the horizontal direction by the support guides 3 provided at the four corners of the hoistway 2 as a cross section at the lowest position of the canister 21.
  • the support guide 3 is provided so as to be positioned on a downward extension line of the support guide portion 4 a provided in the support / elevation guide 4.
  • the surrounding plate 7 is provided on the upper portion of the support guide 3 with the intervals S1 and S2 from the periphery of the canister 21 being a small interval S3.
  • the surrounding plate 7 is provided so that the space around the canister 21 is a predetermined small interval S3.
  • the surrounding plate 7 is provided on the lowermost support guide 3 and the lower one support / lift guide 4 (FIGS. 1 and 2).
  • a jack 8 may be provided near the level of the support guide 3 below the canister 21 during operation (FIG. 1). As the jack 8, for example, it is also provided at the position of the upper support / lift guide 4 (not shown) and provided at two places on each surface, for a total of eight places, stable holding can be achieved.
  • the elevating device 30 includes a lower frame 34 that supports the lower part of the elevating cylinder 33 on the hoistway 2 side (hereinafter, this lower frame 34 is referred to as a holding catch frame “HC frame 34”). ) And an upper frame 35 (hereinafter, referred to as a working catch frame “WC frame 35”) that is provided above the elevating cylinder 33 and moves up and down.
  • the WC frame 35 is supported on the canister 21 side.
  • the elevating cylinder 33 is connected to the HC frame 34 and the WC frame 35 by a pin 33a, and can be bent around the pin 33a.
  • the HC frame 34 has a built-in (provided) holding catch (locking piece) 36 (hereinafter referred to as “HC36”) that fits (including engagement with a gap) into the tooth portion 32 of the rack 31.
  • a holding catch drive cylinder 37 (hereinafter referred to as “HC cylinder 37”) for moving the HC 36 in the horizontal direction is provided in the anti-rack direction.
  • the WC frame 35 has a working catch (locking piece) 38 (hereinafter referred to as “WC38”) built-in (provided), and a working catch drive cylinder 39 (hereinafter referred to as “WC”) that moves the WC 38 in the horizontal direction. Cylinder 39 ”) is provided in the anti-rack direction.
  • These HC cylinder 37 and WC cylinder 39 are alternately and independently driven and controlled as will be described later.
  • the elevating cylinder 33 is provided on both the left and right sides of the rack 31.
  • a WC frame 35 provided at the upper part of the elevating cylinder 33 and an HC frame 34 provided at the lower part are also provided with the rack 31 interposed therebetween.
  • the HC 36 and WC 38 that are advanced and retracted from the HC frame 34 and the WC frame 35 toward the rack 31 have high portions that fit into the tooth portions 32 of the rack 31, and the HC frames 34 and WC frames 35 at both ends in the width direction are high.
  • the part which advances and retreats along is formed with the low thick board.
  • These WC 38 and HC 36 are formed with a plate thickness that can support a load when the elevating thruster device 20 is raised and lowered and a vertical load acting on the elevating thruster device 20 during operation.
  • the HC 36 and WC 38 are advanced and retracted along guide portions 34a and 35a provided on the HC frame 34 and the WC frame 35.
  • the HC 36 is fitted into and removed from the rack 31 by the HC cylinder 37 provided on the HC frame 34, and the WC 38 is fitted by the WC cylinder 39 provided on the WC frame 35.
  • the HC frame 34 is fixed to a load support structure 9 provided in the hoistway 2 on the hull 1 side with the rack 31 interposed therebetween.
  • the HC frame 34 is fixed by, for example, pin coupling attachment or bolt attachment so that it can be welded or attached or detached.
  • the HC frame 34 provided with the rack 31 interposed therebetween is provided with a guide portion 34 a for guiding the HC 36, and the HC 36 is directed toward the rack 31 by the HC cylinder 37 provided in the opposite rack direction. Can be removed.
  • the WC frame 35 is also provided with the rack 31 in the same manner as the HC frame 34, but the left and right portions are integrally formed (FIG. 9).
  • the WC frame 35 is provided with a guide groove 41 that can be moved up and down along a guide member 40 provided in the base portion 31 a of the rack 31.
  • the guide members 40 are provided on both sides of the rack 31 so as to be continuous in the vertical direction of the canister 21. Therefore, the WC frame 35 is always moved up and down while the guide groove 41 is guided by the guide member 40 provided in the canister 21.
  • the WC frame 35 can be moved up and down along the guide members 40 provided on both sides of the rack 31 as described above, the WC frame 35 in a state where the WC 38 is detached from the tooth portion 32 of the rack 31 is also attached to the canister 21. Can be moved up and down. Therefore, the lifting device 30 does not need to increase the size of the WC frame 35 even if the cross-section of the canister 21 is increased due to the increase in the size of the swivel thruster 22. Can respond.
  • the raising / lowering operation of the lifting / lowering thruster device 20 by the lifting device 30 will be described with reference to FIGS.
  • the engagement and disengagement of the catches 36 and 38 by the WC cylinder 39 and the HC cylinder 37 and the lifting and lowering operation of the rack 31 provided in the canister 21 of the lifting and lowering thruster device 20 by the lifting and lowering cylinder 33 will be described.
  • the figure shows the state of the limit switch for checking whether the catches 36 and 38 are fitted and removed, the change of the vertical position (changeover), the state of the valve operation of the elevating cylinder 33 for raising and lowering the catches 36 and 38, and the like. ing.
  • the catch supporting the load of the liftable thruster device 20 is hatched.
  • a horizontal line is shown in a part of the rack 31 so that the raising / lowering operation becomes clear.
  • the state shown in FIG. 12A is a state in which the liftable thruster device 20 is supported by the HC 36 fitted to the tooth portion 32 of the rack 31 by the HC cylinder 37 of the lift device 30. It explains from.
  • the WC 38 is slightly raised by the elevating cylinder 33, and the load of the elevating thruster device 20 is supported by the WC 38, and then the HC 36 is detached from the tooth portion 32 of the rack 31 (b), (c).
  • the WC 38 is raised by the elevating cylinder 33 and the WC frame 35 is raised by one pitch of the rack 31 while pressing the HC 36 against the rack 31 by the HC cylinder 37.
  • the HC 36 is fitted to the tooth portion 32 at a position 1 pitch below the rack 31 (d), (e).
  • the WC 38 is slightly lowered by the elevating cylinder 33 and the load of the elevating thruster device 20 is supported by the lower HC 36, and then the WC 38 is detached from the tooth portion 32 of the rack 31 (f), (g).
  • the WC 38 is lowered by the elevating cylinder 33, and the WC 38 is lowered by one pitch of the rack 31 while the WC 38 is pressed toward the rack 31 by the WC cylinder 39.
  • the WC 38 is fitted to the tooth portion 32 at a position 1 pitch below the rack 31 (h), (i).
  • the elevating-type thruster device 20 raised by one pitch of the rack 31 is sequentially raised by repeating the above operation.
  • the state shown in FIG. 13 (a) is a state where the lifting thruster device 20 is supported by the HC 36 fitted to the tooth portion 32 of the rack 31 by the HC cylinder 37 of the lifting device 30. explain.
  • the WC 38 is slightly raised by the elevating cylinder 33, and the load of the elevating thruster device 20 is supported by the WC 38, and then the HC 36 is detached from the tooth portion 32 of the rack 31 (b), (c).
  • the WC 38 is lowered by the elevating cylinder 33 and the WC frame 35 is lowered by one pitch of the rack 31 while pressing the HC 36 against the rack 31 by the HC cylinder 37.
  • the HC 36 is fitted into the tooth portion 32 at a position one pitch above the rack 31 (d), (e).
  • the WC 38 is raised by the elevating cylinder 33 and the WC frame 35 is raised by one pitch of the rack 31 while pressing the WC 38 toward the rack 31 by the WC cylinder 39.
  • the WC 38 is fitted to the tooth portion 32 at a position one pitch above the rack 31 (h), (i).
  • FIG. 14 (a) to (i) and (a) to (i) shown in FIG. 15 are in a state where the catches 36 and 38 are receiving an upward load from the rack 31 (“the own weight of the lifting thruster device”). -The lifting operation in the state of buoyancy ⁇ 0 "acting on the lifting thruster device. (A) to (i) ⁇ shown in FIG. 14 are diagrams showing one cycle of the raising operation, and one cycle for raising the elevating thruster device 20 will be described based on this drawing.
  • the state shown in FIG. 14 (a) is a state in which the lifting / lowering thruster device 20 is supported by the HC 36 fitted to the tooth portion 32 of the rack 31 by the HC cylinder 37 of the lifting / lowering device 30. explain.
  • the WC 38 is slightly lowered by the elevating cylinder 33, and after the load of the elevating thruster device 20 is supported by the WC 38, the HC 36 is detached from the tooth portion 32 of the rack 31 (b), (c).
  • the WC 38 is raised by the elevating cylinder 33 and the WC frame 35 is raised by one pitch of the rack 31 while pressing the HC 36 against the rack 31 by the HC cylinder 37.
  • the HC 36 is fitted to the tooth portion 32 at a position 1 pitch below the rack 31 (d), (e).
  • the WC 38 is lowered by the elevating cylinder 33, and the WC 38 is lowered by one pitch of the rack 31 while the WC 38 is pressed toward the rack 31 by the WC cylinder 39.
  • the WC 38 is fitted to the tooth portion 32 at a position 1 pitch below the rack 31 (h), (i).
  • the elevating-type thruster device 20 raised by one pitch of the rack 31 is sequentially raised by repeating the above operation.
  • FIGS. 15A to 15I are diagrams showing one cycle of the lowering operation. One cycle for lowering the elevating thruster device 20 will be described with reference to FIG.
  • the state shown in FIG. 15 (a) is a state where the lifting thruster device 20 is supported by the HC 36 fitted to the tooth portion 32 of the rack 31 by the HC cylinder 37 of the lifting device 30. explain.
  • the WC 38 is slightly lowered by the elevating cylinder 33, and after the load of the elevating thruster device 20 is supported by the WC 38, the HC 36 is detached from the tooth portion 32 of the rack 31 (b), (c).
  • the WC 38 is lowered by the elevating cylinder 33 and the WC frame 35 is lowered by one pitch of the rack 31 while the HC 36 is pressed against the rack 31 by the HC cylinder 37.
  • the HC 36 is fitted into the tooth portion 32 at a position one pitch above the rack 31 (d), (e).
  • the WC 38 is raised by the elevating cylinder 33 and the WC frame 35 is raised by one pitch of the rack 31 while pressing the WC 38 toward the rack 31 by the WC cylinder 39.
  • the WC 38 is fitted to the tooth portion 32 at a position one pitch above the rack 31 (h), (i).
  • the lifting / lowering operation of the lifting / lowering thruster device 20 by the lifting / lowering device 30 is performed by a so-called lifting / lowering method using a short-pitch weeping insect movement.
  • FIGS. 16A, 16B to 17A, 17B show the operation of the elevating thruster apparatus 20 according to the first embodiment shown in FIGS.
  • FIGS. 18 (a), (b) to 21 (a), (b) illustrate the operation of the elevating thruster device 50 according to the second embodiment. The operation of these two embodiments will be described below.
  • the lifting thruster device 20 of the first embodiment shown in FIG. 16A is an example in which a rack 31 provided on the side of the canister 21 protrudes upward from the upper end of the canister 21.
  • the lifting device 30 is fixed at a fixed position on the hoistway 2.
  • the position where the lifting device 30 is provided is set to a position where the canister 21 can be raised to a position where the thruster 22 can be removed above the draft surface W, as will be described later.
  • the thruster 22 (the height L in the figure) at the position (operating position) protruding from the ship bottom 10 is shown in the above figure by the lifting device 30.
  • the WC 38 and the HC 36 are alternately engaged / disengaged to perform an increase.
  • the state shown in FIG. 16B shows the position (the position at the time of navigation) when the thruster 22 is stored from the ship bottom 10.
  • FIGS. 12 (a) to 12 (i) or FIG. 14 (a) to (i) are repeated, so that the thruster 22 is moved to the draft surface W of the hoistway 2 as shown in FIG. 17 (a). It is raised to the position (maintenance inspection position) of the maintenance inspection floor 11 provided at a predetermined position above. Then, as shown in FIG. 17B, the operator or the like removes the thruster 22 from the canister 21 on the maintenance inspection floor 11 and moves it toward the maintenance inspection floor 11.
  • the maintenance inspection floor 11 is provided at a position of height B from the draft surface W with respect to the height A from the ship bottom 10 to the draft surface W.
  • the height space of the maintenance inspection floor 11 is set to a height obtained by adding the working height C to the height L of the thruster 22. Therefore, the rising amount of the canister 21 is the height H.
  • the structure which raises the thruster 22 from the draft surface W can be performed by the compact raising / lowering device 30, even if the thruster 22 fails in the offshore operation point, it is inspected and repaired at the operation point.
  • the elevating thruster device 20 capable of performing the above can be provided.
  • the left and right portions are integrally formed in the same way as the WC frame 35 so that the HC frame 34 of the lifting device 33 can also be lifted and lowered along the guide member 40 of the canister 21.
  • the height of the rack 31 provided in the canister 21 is a position where the thruster 22 is stored in the hoistway 2 (the position at the time of navigation), and the rack 31 is above the upper deck position (the position of the hull 1 shown in the figure).
  • this 2nd Embodiment can be utilized also when the upper deck position becomes low and the raising / lowering apparatus 30 cannot be equipped in a predetermined height position like 1st Embodiment.
  • the lifting type thruster apparatus 50 of the second embodiment shown in FIG. 18 (a) has a rack 31 provided on the side of the canister 21 up to the upper end position of the canister 21.
  • the lifting device 30 is fixed at a predetermined position of the hoistway 2, but the position where the lifting device 30 is provided can be changed as will be described later.
  • FIG. 18 (a) the thruster 22 protruding from the ship bottom 10 is moved by the lifting / lowering device 30 to the above-described FIG. 12 (a)-(i) or FIG. 14 (a).
  • the WC 38 and the HC 36 are raised by causing them to engage / disengage alternately.
  • the state shown in FIG. 18B shows a state in which the thruster 22 is stored from the ship bottom 10.
  • the elevating thruster device 50 of the second embodiment there is nothing that protrudes upward from the upper deck of the hull 1 in this state.
  • the lifting device 30 is raised to a predetermined upper position along the rack 31 as shown in FIG. 19B.
  • the predetermined upper position is set to a position where the thruster 22 of the liftable thruster apparatus 50 can be raised to the position of the maintenance inspection floor 11 provided above the draft surface W.
  • a load support structure 13 is provided below the lifting device 30 in the hoistway 2. Then, as shown in FIG. 20 (b), the elevating device 30 is lowered by a predetermined amount, and the HC frame 34 is fixed to the load support structure 13. As a result, the load of the elevating thruster device 50 is supported by the load support structure 13 via the elevating device 30. Thereafter, the load holding device 12 that temporarily holds the load of the elevating thruster device 50 is removed.
  • FIGS. 12 (a) to 12 (i) or FIG. 14 (a) to 14 (i) are repeated to bring the thruster 22 to a predetermined position in the hoistway 2 as shown in FIG. 21 (a). Raise to the position of the maintenance inspection floor 11 provided. Then, as shown in FIG. 21 (b), an operator or the like removes the thruster 22 from the canister 21 on the maintenance / inspection floor 11 and moves it toward the maintenance / inspection floor 11.
  • the structure which raises the thruster 22 from the draft surface W can be performed by the compact raising / lowering device 30, even if the thruster 22 fails in the offshore operation point, it is inspected and repaired at the operation point. It is possible to provide the liftable thruster apparatus 50 capable of performing the above. Moreover, according to the elevating thruster device 50 of the second embodiment, it is possible to eliminate the configuration that protrudes greatly upward.
  • the canister 21 is provided with the pair of racks 31 having a required length in the vertical direction, and the pair of elevating devices 30 are disposed at the required height position of the hoistway 2. By doing so, it is possible to stably raise and lower the thrusters 22 of the liftable thruster apparatuses 20 and 50 between the operating position and the maintenance inspection position.
  • the lifting / lowering system of the lifting / lowering thruster devices 20 and 50 by the lifting / lowering device 30 is made to be a method of repeating the so-called worming movement by the lifting / lowering cylinder 33 with a short stroke, thereby making the lifting / lowering device 30 compact and inexpensive. it can.
  • the lifting cylinder 33 of the lifting device 30 may have a short stroke, it is easy to provide sufficient buckling strength when lifting the lifting thruster devices 20 and 50 that are heavy objects.
  • the weights of the elevating thruster devices 20 and 50 are supported on the bore side having a larger area. As a result, the optimum design of the elevating cylinder 33 becomes possible.
  • the lifting and lowering thruster devices 20 and 50 including the compact lifting device 30 that can be applied at a reduced cost even in an excavation ship having a plurality of thrusters 22 in one ship.
  • the elevating thruster devices 20 and 50 are provided with predetermined intervals S1 and S2 between the hoistway 2 and the hoistway 2 of the hull 1 in order to move up and down. Therefore, in the sea area away from the land, the draft surface W greatly fluctuates due to the influence of waves and the like. In such a case, as described above, normal operation may be hindered by fluctuations in the draft surface W when the elevating thruster devices 20 and 50 are raised and lowered.
  • the lifting thruster 20 has the entire circumference of the canister 21 as described above at the position level of the lateral load support guides 3 and 4 in the operating position.
  • the surrounding plate 7 is provided with a space S3 between the entire circumference of the hoistway 2 and a small gap S3 so as to exert a throttling effect (FIG. 7).
  • the surrounding plate 7 is provided on the lowermost support guide 3 and the lower one support / elevation guide 4, and the water surface between the hoistway 2 and the canister 21 is greatly increased by waves or the like. Suppresses vertical fluctuations.
  • the surrounding plate 7 is provided at the position level of the lowermost part of the canister 21 and the support / elevating guide 4 located at the upper part of the canister 21 in the operating position, so that the movement of water can be reliably suppressed.
  • the load is set in the relationship between the rack 31 and the catches 36 and 38 as follows. You may hold it.
  • the direction of the static vertical load acting on the lifting / lowering thruster device 20 depends on the relationship between the weight of the lifting / lowering thruster device 20 and the size of the buoyancy acting on it in the state where the dynamic load due to the waves is not acting. Determined.
  • FIG. 22 shows a static state in which a downward positive load is applied to the liftable thruster device 20, that is, “the weight of the liftable thruster device—the buoyancy acting on the liftable thruster device> 0”.
  • the load holding state is shown.
  • the relationship between the rack and the catch shown in FIG. 22 is that the WC 38 built in the WC frame 35 is pulled by pulling the WC 38 built in the WC frame 35 in the direction of the HC frame 34 with the lifting cylinder 33.
  • the racks 31 are pressed against each other. Thereby, the vertical movement of the canister 21 due to waves during operation is suppressed.
  • FIG. 23 shows a static state where an upward load is applied to the lifting thruster, that is, “the weight of the lifting thruster—the buoyancy acting on the lifting thruster ⁇ 0”.
  • the load holding state is shown.
  • the relationship between the rack and the catch shown in FIG. 23 is that the WC 38 built in the WC 38 and the HC frame 34 is pushed by pushing the WC 38 built in the WC frame 35 in the direction opposite to the HC frame 34 by the lifting cylinder 33. And pull the rack 31 to each other. Thereby, the vertical movement of the canister 21 due to waves during operation is suppressed.
  • an accumulator 45 In these hydraulic circuits shown in FIGS. 22 and 23, an accumulator 45, a low pressure relief valve 46a, a high pressure relief valve 46b, Only the check valve 47 and the tank 48 are shown, and illustration of a pump, a direction switching valve, etc. is omitted.
  • the pressure of the accumulator 45 and the low pressure relief valve 46a is set to a pressure slightly higher than the pressure at which the elevating cylinder 33 can elevate and lower the empty WC frame 35.
  • the vertical static load acting on the canister 21 is held by the HC 36 built in the HC frame 34 fixedly attached to the hoistway 2.
  • both catches 36 and 38 are held in a push-pull state so as to hold a dynamic load acting in the opposite direction to the static load due to the waves with the HC 36 and WC 38 provided at the vertical position of the lifting device 30. .
  • movement can be suppressed.
  • a pair of opposing racks 31 extending in the vertical direction (vertical direction) are provided on the outer surface in the widthwise central portion of the two opposing surfaces of the canister 21. As long as it passes through the center point of the horizontal cross section, it may be on a diagonal line, or may be two pairs instead of a pair, and is not limited to the above embodiment.
  • the rack 31 has a substantially rectangular shape of the tooth portion 32.
  • the rack 31 is formed in a concavo-convex shape with a fixed pitch and can support the liftable thruster devices 20 and 50 by fitting the catches 36 and 38. What is necessary is just to be a fitting hole shape of a fixed pitch, for example, and it is not limited to the said embodiment.
  • the elevating-type thruster apparatus according to the present invention can be used for an excavation ship or the like that wants to perform inspection and maintenance by raising the thruster to a position above the draft surface in the event of a failure or the like.

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Abstract

　キャニスタ（２１）の外面に設けた、上下方向に一定ピッチの歯部（３２）を有する所要長さの一対のラック（３１）と、各ラック（３１）に沿って設けたガイド部材（４０）と、キャニスタ（２１）を昇降路（２）内で昇降させる一対の昇降装置（３０）とを備えている。一対の昇降装置（３０）は、ラック（３１）の上下に離れた位置の歯部（３２）に各々独立して嵌脱させる上下一対のキャッチ（３６），（３８）と、各キャッチ（３６），（３８）を具備した上下一対のフレーム（３４），（３５）と、フレーム（３４），（３５）の間に設けられた昇降シリンダ（３３）とを有している。昇降シリンダ（３３）は、昇降路側に固定した一方のフレーム（３４）に対し、他方のフレーム（３５）を前記ガイド部材（４０）をガイドとして昇降させるように構成されている。これにより、スラスタを喫水面よりも上方まで引き上げることができる昇降式スラスタ装置を構成する。

Description

昇降式スラスタ装置
　本発明は、掘削船や浮体式生産設備等を定点保持するために使用されるスラスタを内蔵する昇降式スラスタ装置に関する。
　従来、陸地から離れた沖合の海域で海底石油、ガス田開発が行なわれているが、近年、このような海底石油、ガス田開発は大水深化の傾向にある。そして、大水深海域での開発に使用される掘削船や浮体式生産設備等（以下、総称する場合は「掘削船等」という）の場合、数千メートルの海底を掘削するため、海底に固定することなく海上で定点保持ができるようになっている。このような掘削船等を海上で定点保持するシステムとして、複数台のスラスタを装備させて姿勢制御ができるようにしたものが増えてきている。この複数台のスラスタを備えた掘削船等は、荒天下でも、例えば、ＧＰＳ信号を利用して定点保持ができるように、各スラスタの推力等が制御できるようになっている。例えば、掘削船の場合には４台から６台程度のスラスタを設けて、定点保持ができるようになっている。
　しかしながら、上記スラスタは、経年使用による故障や、偶発的なメンテナンスを必要とする場合がある。しかし、掘削船等の稼動時は、例えば、掘削ドリルによって海底を掘削している状態を保たなければならず、その定点を離れることができない。そのため、スラスタを点検、補修する必要が生じた場合には、潜水夫によるスラスタの水中取り外し作業等が必要となり、困難さを伴っている。しかも、荒天期にはスラスタの取り外し作業も行えないため、補修作業時期も制約される。
　また、掘削船等を陸地のドックまで移動してスラスタの点検、補修作業を行なうことも考えられるが、この場合、多大な時間と費用が必要となる。
　そこで、近年、上記スラスタを沖合いの稼動地点においても点検、補修することが可能となるように、スラスタを喫水面よりも上方へ引き上げることができる装置が提案されている。
　例えば、この種の先行技術として、スラスタをラック＆ピニオン駆動方式あるいは油圧シリンダ駆動方式によって昇降させるようにした船舶がある。ラック＆ピニオン駆動方式としては、スラスタ側にピニオンを設け、船体側のラックを上方へ伸長させることができるようにし、そのラックに沿ってピニオンでスラスタを喫水面よりも上方まで引き上げるようにしている。また、油圧シリンダ駆動方式としては、昇降シリンダをデッキ下に吊り下げ、この昇降シリンダによって昇降体を昇降させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
　また、他の先行技術として、スラスタを油圧シリンダ駆動方式あるいはラック＆ピニオン駆動方式によって昇降させるようにしたものがある。この先行技術には、油圧シリンダ駆動方式としては、一工程押し上げ方式と一工程押し上げテレスコープ式とが記載され、ラック＆ピニオン駆動方式としては、船体側に設けたピニオンでスラスタ側のラックを一工程で昇降させるものと、昇降途中で別のピニオンによって昇降させるようにしたものとが記載されている。そして、これらによって、スラスタを船底よりも下方の位置と甲板よりも上方の位置との間で昇降させるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
日本国　特許第４５２６１８４号公報 日本国　特開２００１－５５１９７号公報
　しかしながら、上記特許文献１の場合、ラック＆ピニオン駆動方式でスラスタを昇降させるためには大荷重を昇降させることができる非常に大きな駆動装置が必要となる。また、この駆動装置をコンパクトにするためには、ラック、ピニオンともに高強度な材質を使用する必要があり、しかも減速歯車機構は機械加工仕上げ品となるため、昇降装置が非常に高価なものとなる。
　なお、特許文献２に記載されたラック＆ピニオン駆動方式の場合も、上記特許文献１と同様に昇降装置が非常に高価なものとなる。
　また、上記特許文献２の場合、一工程押し上げ油圧シリンダ方式では、必要押し上げ長さを油圧シリンダの一工程で押し上げるので、油圧シリンダの必要ストロークは長大となる。しかも、喫水面から上方ではスラスタの大重量を昇降させるので、十分な座屈強度を有するようにするためには非常に大掛かりな装置になり、非常に高価なものとなる。さらに、一工程押し上げテレスコープ式油圧シリンダ方式の場合、テレスコープ式のロッドを順次伸縮させてスラスタを必要昇降長さ分で昇降させるため、シリンダの構成が複雑となる。しかも、上記油圧シリンダと同様に、座屈強度対策のために非常に大掛かりな装置になり、非常に高価なものとなる。
　また、特許文献１の油圧シリンダ方式の場合、スラスタの昇降体を取り巻く環を介して昇降させているため、スラスタが大型化して昇降体断面も大型化したときに昇降体を取り巻く環も大型化することとなり、昇降装置の大型化への対応に難点がある。
　そこで、本発明は、スラスタを沖合い稼動地点においても点検、補修が可能なように喫水面よりも上方まで引き上げることができるコンパクトな昇降装置を備えた昇降式スラスタ装置を提供することを目的とする。
　この目的を達成するために、本発明は、底部から下方に突出するように設けたスラスタと、前記スラスタを駆動する駆動装置を内蔵して船体に設けた昇降路内を昇降するキャニスタとを備えた昇降式スラスタ装置であって、前記キャニスタの外面の水平方向対向位置に設けた、一定ピッチの歯部を上下方向に有する所要長さの少なくとも一対のラックと、前記各ラックに沿って上下方向に設けたガイド部材と、前記一対のラックに沿って前記キャニスタを前記昇降路内でスラスタの稼動位置と喫水面よりも上方位置との間で昇降させる一対の昇降装置とを備え、前記一対の昇降装置は、前記ラックの上下に離れた位置の歯部に各々独立して嵌脱させる上下一対のキャッチと、前記各キャッチを具備した上下一対のフレームと、前記上下一対のフレームの間に設けられた昇降シリンダとを有し、前記昇降シリンダは、前記昇降路側に固定した一方のフレームに対し、他方のフレームを前記ガイド部材をガイドとして昇降させるように構成されていることを特徴とする。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「船体」は、掘削船や浮体式生産設備等を含む昇降式スラスタ装置を備えさせる対象物をいう。また、「キャニスタ」は、スラスタを下方に突設し、前記スラスタを駆動する駆動装置を内蔵した筒型容器をいう。
　この構成により、キャニスタに設けられたラックの歯部に一方のキャッチを嵌合させて昇降シリンダで上昇させた後、他方のキャッチをラックの歯部に嵌合して昇降式スラスタ装置の荷重を支持し、一方のキャッチを歯部から離脱させて昇降シリンダで下降させて下方の歯部に嵌合した後、他方のキャッチを歯部から離脱し、一方のキャッチを昇降シリンダで上昇させる、いわゆる尺取虫動作を繰り返すことで、短ストロークの昇降シリンダを備えたコンパクトな昇降装置で安定して上昇させることができる。また、逆の動作によって、安定して下降させることができる。従って、コンパクトな昇降装置でもって、昇降式スラスタ装置を稼動位置と喫水面よりも上方位置との間で昇降させることができる。しかも、昇降装置はスラスタを大型化することによるキャニスタ断面の大型化に対しても、前記一対のラックに対し昇降装置は各ラック毎に独立して設けてあるため、昇降装置のフレームを大型化することなく容易に対応することができる。
　また、前記上下一対のフレームは、下方に位置するフレームを前記昇降路に固定するように取り付けられていてもよい。このように構成すれば、上下一対のフレーム間に設けられた昇降シリンダの面積の大きいボア側にて昇降式スラスタ装置の自重を支持して昇降させることができ、昇降シリンダを最適設計で使用することができる。
　また、前記昇降路は、喫水面よりも上方位置に保守点検床を備え、前記キャニスタは、前記保守点検床位置まで前記スラスタを上昇させる所要長さのラックを備え、前記昇降装置は、前記スラスタを稼動時位置から保守点検床位置まで昇降可能なように昇降路の所要高さ位置に配置されていてもよい。このように構成すれば、スラスタを稼動位置からメンテナンス可能な保守点検床位置まで昇降させることができ、保守点検床でキャニスタからスラスタを取り外して保守点検作業を行うことができる。
　また、前記上下一対のフレームは、前記キャッチを上下位置で各々独立して前記ラックに嵌脱させる駆動シリンダと、前記駆動シリンダの伸縮動作によって前記キャッチをラックの歯部に嵌合又は離脱させる案内部とを有していてもよい。このように構成すれば、昇降シリンダの上下位置に設けられたフレームから、ラックの歯部にキャッチを嵌合又は離脱させることがコンパクトな構成で安定して行える。
　また、前記昇降シリンダは、前記スラスタの稼動時に、前記上下一対のキャッチをラックの歯部に嵌合させ、該キャッチに上下逆方向の力を作用させてキャニスタに作用する上下方向の荷重を保持するように構成されていてもよい。このように構成すれば、キャニスタに作用する荷重保持方法として、一対のキャッチに作用させた逆方向の力によって、キャニスタに作用する上下方向静荷重は昇降路に固定して取り付けられているフレームに具備されているキャッチで保持し、波浪等で静荷重と反対方向に作用する動荷重は昇降するフレームに具備されているキャッチで保持することができる。
　また、前記昇降路は、上下方向に離れた複数箇所に設けた前記昇降装置の固定部と、前記固定部を変更するときに昇降式スラスタ装置の荷重を一時的に保持する荷重保持装置とを有し、前記昇降装置は、前記昇降路の固定部に着脱可能な固定手段を有していてもよい。このように構成すれば、昇降式スラスタ装置の昇降時に、昇降路の途中で荷重保持装置で一時的に昇降式スラスタ装置の荷重を保持して昇降装置の固定部位置を変更することで、ラックの長さを抑えて昇降式スラスタ装置の昇降距離を確保することができる。
　また、前記昇降路は、前記キャニスタに作用する水平方向の荷重を支持する支持ガイドと、前記支持ガイドの位置で、前記キャニスタと昇降路との間隔を全周で小さくする囲み板とを有していてもよい。このように構成すれば、昇降路とキャニスタとの間の水面の波浪による水面変動を抑制することができる。
　また、前記支持ガイドと前記キャニスタとの間に、該キャニスタを水平方向に支持するジャッキを具備させてもよい。このように構成すれば、スラスタの稼働時におけるキャニスタと昇降路との隙間によるガタツキを容易に無くすことができる。
　本発明によれば、スラスタを沖合い稼動地点において喫水面よりも上方まで引き上げて点検、補修が可能なように昇降させることができるコンパクトな昇降装置を備えた昇降式スラスタ装置を提供することが可能となる。
図１は、本発明の一実施形態に係る昇降式スラスタ装置を示す側面図である。 図２は、図１に示す昇降式スラスタ装置の正面図である。 図３は、図１に示すIII－III矢視拡大断面図である。 図４は、図１に示すIV－IV矢視拡大断面図である。 図５は、図１に示すＶ－Ｖ矢視拡大断面図である。 図６は、図５に示すVI部拡大図である。 図７は、図１に示すVII－VII矢視拡大断面図である。 図８は、図２に示す昇降装置部分の拡大図である。 図９は、図８に示すIX－IX矢視断面図である。 図１０は、図９に示すＸ－Ｘ矢視断面図である。 図１１は、図９に示すXI－XI矢視断面図である。 図１２は、(a) ～(i) に、キャッチに下向きの正荷重が作用している状態での上昇動作を示している。 図１３は、(a) ～(i) に、キャッチに下向きの正荷重が作用している状態での下降動作を示している。 図１４は、(a) ～(i) に、キャッチに上向きの負荷重が作用している状態での上昇動作を示している。 図１５は、(a) ～(i) に、キャッチに上向きの負荷重が作用している状態での下降動作を示している。 図１６は、(a),(b) は、第１実施形態に係る昇降式スラスタ装置の上昇動作を示す側面図である。 図１７は、(a),(b) は、図１６に続く第１実施形態に係る昇降式スラスタ装置の上昇動作を示す側面図である。 図１８は、(a),(b) は、第２実施形態に係る昇降式スラスタ装置の上昇動作を示す側面図である。 図１９は、(a),(b) は、図１８に続く第２実施形態に係る昇降式スラスタ装置の上昇動作を示す側面図である。 図２０は、(a),(b) は、図１９に続く第２実施形態に係る昇降式スラスタ装置の上昇動作を示す側面図である。 図２１は、(a),(b) は、図２０に続く第２実施形態に係る昇降式スラスタ装置の上昇動作を示す側面図である。 図２２は、本発明の昇降式スラスタ装置における波浪対策の第１例に係るラックとキャッチの関係を示す正面図である。 図２３は、本発明の昇降式スラスタ装置における波浪対策の第２例に係るラックとキャッチの関係を示す正面図である。
　以下、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、船舶に設けられた昇降式スラスタ装置を例に説明する。
　図１、２に示すように、昇降式スラスタ装置２０は、船体１に設けられた昇降路２を昇降するキャニスタ２１と、このキャニスタ２１の下部から下方へ突出するスラスタ２２とを備えている。上記キャニスタ２１及び昇降路２は、平面視が矩形状断面に形成されている（図４，５）。これらキャニスタ２１と昇降路２との間には、所定の間隔Ｓ１，Ｓ２が設けられている。この間隙Ｓ１，Ｓ２は、後述するラック３１が設けられた方が広いＳ２となっている。
　上記キャニスタ２１の内部には、上記スラスタ２２を旋回させる旋回用駆動ユニット２３と、プロペラ２４を回転させる駆動モータ２５、上記旋回用駆動ユニット２３に駆動油を供給する旋回ポンプユニット２６、及び各部を潤滑する潤滑油ポンプユニット２７等が設けられている。
　また、上記キャニスタ２１の対向する２面の外面には、一対のラック３１が設けられている。このラック３１は、上下方向に一定ピッチの歯部３２が形成され、キャニスタ２１の上下方向に連続して設けられている。図では、中間部分の歯部３２の図示を省略している。このラック３１は、キャニスタ２１から外方向に突出した部分の対向するラック３１が、補強部材３１ｂによって連結されている。
　さらに、このようなキャニスタ２１が昇降する上記昇降路２には、スラスタ２２の稼動時にキャニスタ２１に作用する水平方向の荷重を支持する支持ガイド３と、キャニスタ２１の水平方向荷重支持と昇降時にガイドする支持兼昇降ガイド４と、キャニスタ２１の昇降時のガイドとなる昇降ガイド５とが設けられている。この例では、最下部に支持ガイド３が設けられ、その上部の上下２個所に支持兼昇降ガイド４が設けられている。また、昇降路２の上部には、スラスタ２２の稼働時にはキャニスタ２１の上方に位置し、昇降式スラスタ装置２０が昇降する時にガイドとなる昇降ガイド５が設けられている。
　そして、上記キャニスタ２１と船体１の昇降路２との間には、キャニスタ２１を昇降路２に沿って昇降させることによりスラスタ２２を昇降させる一対の昇降装置３０が設けられている。
　この昇降装置３０は、上記ラック３１の位置に備えられ、ラック３１を介してキャニスタ２１を昇降させる昇降シリンダ３３がそれぞれ設けられている。この昇降シリンダ３３は、下部が昇降路２側に支持され、上部がキャニスタ２１側に支持されている。この昇降シリンダ３３の支持、及び昇降装置３０によるキャニスタ２１の昇降は、後述する。
　図３に示すように、上記キャニスタ２１の上方位置における断面としては、キャニスタ２１の対向する２面の外面に設けられたラック３１が外方向に突出している。ラック３１は、上下方向に延びる所要長さで形成されている（図１）。このラック３１を介して、昇降式スラスタ装置２０の荷重を昇降装置３０で船体１に支持している。この例では、キャニスタ２１の対向する２面にラック３１を設けた例を示しているが、対角位置にラック３１を設けるようにしてもよい。
　図４に示すように、上記キャニスタ２１の上方の昇降装置３０の下部位置における断面としては、昇降路２の４隅に設けられた昇降ガイド５によってキャニスタ２１がガイドされるようになっている。また、この実施形態では、この位置に、昇降装置３０の荷重支持構造体（固定部）９が設けられている。
　図５に示すように、上記キャニスタ２１の支持兼昇降ガイド４の位置における断面としては、昇降路２の４隅に設けられた支持兼昇降ガイド４によってキャニスタ２１が支持されている。図６に示すように、支持兼昇降ガイド４は、キャニスタ２１に作用する水平方向荷重を支持する支持ガイド部４ａと、昇降時にガイドする昇降ガイド部４ｂとを備えている。昇降ガイド部４ｂは、上記昇降ガイド５の延長線上に位置するように隅部に設けられ、支持ガイド部４ａは、その内側に設けられている。この支持ガイド部４ａが当接する位置のキャニスタ２１には、パッド６（図１，２）が設けられている。支持ガイド部４ａとパッド６との隙間は狭く、昇降ガイド部４ｂとキャニスタ２１との隙間は少し広く設置されている。なお、パッド６と支持ガイド部４ａとの間の隙間Ｔは、キャニスタ２１の昇降を許容するが、水平方向の移動は極力抑える小さな隙間Ｔ（例えば、数ｍｍ程度：図では誇張して示す）に設定される。
　図７に示すように、上記キャニスタ２１の最下部位置における断面としては、昇降路２の４隅に設けられた支持ガイド３によってキャニスタ２１が水平方向に支持されている。支持ガイド３は、上記支持兼昇降ガイド４に設けられた支持ガイド部４ａの下方延長線上に位置するように設けられている。
　また、この実施形態では、図７に示すように、支持ガイド３の上部に、キャニスタ２１の周囲との間隔Ｓ１，Ｓ２を小さな間隔Ｓ３とする囲み板７が設けられている。この囲み板７は、キャニスタ２１の周囲の空間が所定の小さな間隔Ｓ３となるように設けられており、後述するように、間隔Ｓ３の絞り効果によって、昇降路２とキャニスタ２１との間の水面の波浪による水面変動を抑制している。この囲み板７は、この例では、最下部の支持ガイド３と下側１箇所の支持兼昇降ガイド４（図１，２）とに設けられている。
　なお、上記支持ガイド３及び支持兼昇降ガイド４の支持ガイド部４ａとキャニスタ２１の外面との間には、上記隙間Ｔがある（図６）。そのため、スラスタ２２の稼働時には、キャニスタ２１は隙間Ｔ分だけ動くこととなる。そこで、このキャニスタ２１の動きを防止するために、稼動時のキャニスタ２１の下部の支持ガイド３のレベル近辺にジャッキ８を設けてもよい（図１）。このジャッキ８としては、例えば、上方の支持兼昇降ガイド４の位置にも設け（図示せず）、各面に２箇所、合計８箇所に設ければ、安定した保持ができる。
　次に、図８に示すように、上記昇降装置３０は、昇降シリンダ３３の下部を昇降路２側で支持する下部フレーム３４（以下、この下部フレーム３４を、ホールディングキャッチフレーム「ＨＣフレーム３４」という）と、昇降シリンダ３３の上部に設けられて昇降する上部フレーム３５（以下、この上部フレーム３５を、ワーキングキャッチフレーム「ＷＣフレーム３５」という）とを有している。このＷＣフレーム３５は、キャニスタ２１側に支持される。また、昇降シリンダ３３は、ＨＣフレーム３４及びＷＣフレーム３５とピン３３ａで連結されており、ピン３３ａを中心に屈曲可能となっている。
　上記ＨＣフレーム３４には、上記ラック３１の歯部３２に嵌合（隙間を有する係合を含む）するホールディングキャッチ（係止片）３６（以下、「ＨＣ３６」という）が内蔵（具備）され、このＨＣ３６を水平方向に移動させるホールディングキャッチ駆動シリンダ３７（以下、「ＨＣシリンダ３７」という）が反ラック方向に設けられている。また、上記ＷＣフレーム３５には、ワーキングキャッチ（係止片）３８（以下、「ＷＣ３８」という）が内蔵（具備）され、このＷＣ３８を水平方向に移動させるワーキングキャッチ駆動シリンダ３９（以下、「ＷＣシリンダ３９」という）が反ラック方向に設けられている。これらのＨＣシリンダ３７及びＷＣシリンダ３９は、後述するように交互に、独立して駆動制御される。
　図９に示すように、上記昇降シリンダ３３は、ラック３１を挟んで左右両側に設けられている。また、この昇降シリンダ３３の上部に設けられたＷＣフレーム３５及び下部に設けられたＨＣフレーム３４も、ラック３１を挟んで設けられている。これらのＨＣフレーム３４、ＷＣフレーム３５からラック３１に向けて進退させられるＨＣ３６及びＷＣ３８は、ラック３１の歯部３２に嵌合する部分が高く、幅方向両端部のＨＣフレーム３４、ＷＣフレーム３５に沿って進退する部分が低い厚板で形成されている。これらのＷＣ３８及びＨＣ３６は、昇降式スラスタ装置２０を昇降させるときの荷重及び稼動時に昇降式スラスタ装置２０に作用する上下方向荷重を支持できる板厚で形成される。
　また、これらのＨＣ３６及びＷＣ３８は、ＨＣフレーム３４及びＷＣフレーム３５に設けられた案内部３４ａ，３５ａに沿って進退するようになっている。ＨＣ３６は上記ＨＣフレーム３４に設けられたＨＣシリンダ３７により、ＷＣ３８はＷＣフレーム３５に設けられたＷＣシリンダ３９によってラック３１に嵌脱させられる。ＨＣフレーム３４は、ラック３１を挟んで船体１側の昇降路２に設けられた荷重支持構造体９に固定されている。ＨＣフレーム３４の固定は、溶接接合、あるいは取り付け、取り外しが可能なように、例えば、ピン結合取り付け、ボルト取り付け等となっている。
　図１０に示すように、ラック３１を挟んで設けられたＨＣフレーム３４は、ＨＣ３６を案内する案内部３４ａがそれぞれに設けられ、反ラック方向に設けられたＨＣシリンダ３７によってＨＣ３６がラック３１に向けて嵌脱させられる。
　また、図１１に示すように、上記ＷＣフレーム３５も、上記ＨＣフレーム３４と同様にラック３１を挟んで設けられているが、左右の部分が一体的に形成されている（図９）。このＷＣフレーム３５には、ラック３１のベース部３１ａに設けられたガイド部材４０に沿って昇降可能な案内溝４１が設けられている。ガイド部材４０は、ラック３１の両側部に設けられており、キャニスタ２１の上下方向に連続するように設けられている。従って、ＷＣフレーム３５は、常に案内溝４１がキャニスタ２１に設けられたガイド部材４０に案内されて昇降するようになっている。
　さらに、このようにＷＣフレーム３５をラック３１の両側部に設けたガイド部材４０に沿って昇降可能としたことにより、ＷＣ３８がラック３１の歯部３２から離脱した状態のＷＣフレーム３５もキャニスタ２１に沿って昇降させることができる。従って、昇降装置３０は、旋回式スラスタ２２の大型化によってキャニスタ２１の断面が大型化しても、ＷＣフレーム３５を大型化させる必要がないので、昇降式スラスタ装置２０の大型化に対して容易に対応することができる。
　次に、図１２乃至図１５に基づいて、上記昇降装置３０による昇降式スラスタ装置２０の昇降動作を説明する。この説明では、ＷＣシリンダ３９とＨＣシリンダ３７とによるキャッチ３６，３８の嵌脱と、昇降シリンダ３３による昇降式スラスタ装置２０のキャニスタ２１に設けられたラック３１の昇降動作について説明する。また、図中には、キャッチ３６，３８の嵌脱をチェックするリミットスイッチの状態及び上下位置の切換え（チェンジオーバ）と、キャッチ３６，３８を昇降させる昇降シリンダ３３のバルブ操作の状態等を示している。なお、昇降式スラスタ装置２０の荷重を支持しているキャッチには、斜線を付している。また、ラック３１の一部に横線を示して昇降動作が明確となるようにしている。
　図１２に示す(a) ～(i) 及び図１３に示す(a) ～(i) は、キャッチ３６，３８がラック３１から下向きの正荷重を受けている状態（「昇降式スラスタ装置の自重－昇降式スラスタ装置に作用する浮力＞０」の状態）での昇降動作を示している。図１２に示す(a) ～(i) は上昇動作の１サイクルを示す図であり、この図に基づいて、昇降式スラスタ装置２０を上昇させる１サイクルを説明する。
　［上昇動作］
　図１２の(a) に示す状態は、上記昇降装置３０のＨＣシリンダ３７によってラック３１の歯部３２に嵌合させられたＨＣ３６によって昇降式スラスタ装置２０を支持している状態であり、この状態から説明する。
　まず、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を少し上昇させ、このＷＣ３８によって昇降式スラスタ装置２０の荷重を支持した後、ＨＣ３６をラック３１の歯部３２から離脱させる(b),(c) 。
　次に、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を上昇させるとともに、ＨＣ３６をＨＣシリンダ３７でラック３１に向けて押圧しながら、ＷＣフレーム３５をラック３１の１ピッチ分上昇させる。これにより、ＨＣ３６がラック３１の１ピッチ下位置の歯部３２に嵌合する(d),(e) 。
　次に、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を少し下降させ、下方のＨＣ３６によって昇降式スラスタ装置２０の荷重を支持した後、ＷＣ３８をラック３１の歯部３２から離脱させる(f),(g) 。
　次に、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を下降させるとともに、ＷＣシリンダ３９でＷＣ３８をラック３１に向けて押圧しながら、ＷＣ３８をラック３１の１ピッチ分下降させる。これにより、ＷＣ３８がラック３１の１ピッチ下位置の歯部３２に嵌合する(h),(i) 。
　このようにして、ラック３１の１ピッチ分上昇させられた昇降式スラスタ装置２０は、上記作業を繰り返すことで順次上昇させられる。
　［下降動作］
　図１３に示す(a) ～(i) は、下降動作の１サイクルを示す図である。この図に基づいて、昇降式スラスタ装置２０を下降させる１サイクルを説明する。
　図１３(a) に示す状態は、上記昇降装置３０のＨＣシリンダ３７によってラック３１の歯部３２に嵌合させられたＨＣ３６によって昇降式スラスタ装置２０を支持している状態であり、この状態から説明する。
　まず、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を少し上昇させ、このＷＣ３８によって昇降式スラスタ装置２０の荷重を支持した後、ＨＣ３６をラック３１の歯部３２から離脱させる(b),(c) 。
　次に、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を下降させるとともに、ＨＣ３６をＨＣシリンダ３７でラック３１に向けて押圧しながら、ＷＣフレーム３５をラック３１の１ピッチ分下降させる。これにより、ＨＣ３６がラック３１の１ピッチ上位置の歯部３２に嵌合する(d),(e) 。
　引き続いて、昇降シリンダ３３を少し下降させてＨＣ３６によって昇降式スラスタ装置２０の荷重を支持した後、ＷＣ３８をラック３１の歯部３２から離脱させる(f),(g) 。
　次に、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を上昇させるとともに、ＷＣシリンダ３９でＷＣ３８をラック３１に向けて押圧しながら、ＷＣフレーム３５をラック３１の１ピッチ分上昇させる。これにより、ＷＣ３８がラック３１の１ピッチ上位置の歯部３２に嵌合する(h),(i) 。
　このようにして、ラック３１の１ピッチ分下降させられた昇降式スラスタ装置２０は、上記作業を繰り返すことで順次下降させられる。
　図１４に示す(a) ～(i) 及び図１５に示す(a) ～(i) は、キャッチ３６，３８がラック３１から上向きの負荷重を受けている状態（「昇降式スラスタ装置の自重－昇降式スラスタ装置に作用する浮力＜０」の状態）での昇降動作を示している。図１４に示す(a) ～(i) は上昇動作の１サイクルを示す図であり、この図に基づいて、昇降式スラスタ装置２０を上昇させる１サイクルを説明する。
　［上昇動作］
　図１４(a) に示す状態は、上記昇降装置３０のＨＣシリンダ３７によってラック３１の歯部３２に嵌合させられたＨＣ３６によって昇降式スラスタ装置２０を支持している状態であり、この状態から説明する。
　まず、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を少し下降させ、このＷＣ３８によって昇降式スラスタ装置２０の荷重を支持した後、ＨＣ３６をラック３１の歯部３２から離脱させる(b),(c) 。
　次に、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を上昇させるとともに、ＨＣ３６をＨＣシリンダ３７でラック３１に向けて押圧しながら、ＷＣフレーム３５をラック３１の１ピッチ分上昇させる。これにより、ＨＣ３６がラック３１の１ピッチ下位置の歯部３２に嵌合する(d),(e) 。
　次に、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を少し上昇させてＨＣ３６によって昇降式スラスタ装置２０の荷重を支持した後、ＷＣ３８をラック３１の歯部３２から離脱させる(f),(g) 。
　次に、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を下降させるとともに、ＷＣシリンダ３９でＷＣ３８をラック３１に向けて押圧しながら、ＷＣ３８をラック３１の１ピッチ分下降させる。これにより、ＷＣ３８がラック３１の１ピッチ下位置の歯部３２に嵌合する(h),(i) 。
　このようにして、ラック３１の１ピッチ分上昇させられた昇降式スラスタ装置２０は、上記作業を繰り返すことで順次上昇させられる。
　［下降動作］
　図１５(a) ～(i) は、下降動作の１サイクルを示す図である。この図に基づいて、昇降式スラスタ装置２０を下降させる１サイクルを説明する。
　図１５(a) に示す状態は、上記昇降装置３０のＨＣシリンダ３７によってラック３１の歯部３２に嵌合させられたＨＣ３６によって昇降式スラスタ装置２０を支持している状態であり、この状態から説明する。
　まず、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を少し下降させ、このＷＣ３８によって昇降式スラスタ装置２０の荷重を支持した後、ＨＣ３６をラック３１の歯部３２から離脱させる(b),(c) 。
　引き続いて、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を下降させるとともに、ＨＣ３６をＨＣシリンダ３７でラック３１に向けて押圧しながら、ＷＣフレーム３５をラック３１の１ピッチ分下降させる。これにより、ＨＣ３６がラック３１の１ピッチ上位置の歯部３２に嵌合する(d),(e) 。
　次に、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を少し上昇させてＨＣ３６によって昇降式スラスタ装置２０の荷重を支持した後、ＷＣ３８をラック３１の歯部３２から離脱させる(f),(g) 。
　引き続いて、昇降シリンダ３３でＷＣ３８を上昇させるとともに、ＷＣシリンダ３９でＷＣ３８をラック３１に向けて押圧しながら、ＷＣフレーム３５をラック３１の１ピッチ分上昇させる。これにより、ＷＣ３８がラック３１の１ピッチ上位置の歯部３２に嵌合する(h),(i) 。
　このようにして、ラック３１の１ピッチ分下降させられた昇降式スラスタ装置２０は、上記作業を繰り返すことで順次下降させられる。
　以上のように、上記昇降装置３０による昇降式スラスタ装置２０の昇降動作は、いわゆる、短ピッチの尺取虫運動による昇降方式によって行なわれる。
　次に、図１６(a),(b) 乃至図２１(a),(b) に基づいて、上記昇降装置によって昇降させる昇降式スラスタ装置の動作を説明する。図１６(a),(b) 乃至図１７(a),(b) は、上述した図１，２に示す第１実施形態に係る昇降式スラスタ装置２０の動作を示している。図１８(a),(b) 乃至図２１(a),(b) は、第２実施形態に係る昇降式スラスタ装置５０の動作を示している。以下、これら２つの実施形態の動作を説明する。
　［第１実施形態の動作］
　図１６(a) に示す第１実施形態の昇降式スラスタ装置２０は、キャニスタ２１の側部に設けられたラック３１が、キャニスタ２１の上端から上方に突出した例である。この第１実施形態の場合、昇降装置３０が昇降路２の一定位置に固定されている。この昇降装置３０を設ける位置は、後述するようにスラスタ２２を喫水面Ｗよりも上方で取外すことができる位置までキャニスタ２１を上昇させることが可能な位置に設定される。
　この第１実施形態の場合、図１６(a) に示すように船底１０から突出させている位置（稼動位置）のスラスタ２２（図では高さＬとしている）を、上記昇降装置３０によって上記図１２(a) ～(i) 又は図１４(a) ～(i) に示すように、ＷＣ３８とＨＣ３６とを交互に嵌合／離脱させる動作を行なわせることで上昇させる。図１６(b) に示す状態は、スラスタ２２を船底１０から格納した状態の位置（航海時位置）を示している。
　その後、上記図１２(a) ～(i) 又は図１４(a) ～(i) に示す動作を繰り返すことにより、図１７(a) に示すように、スラスタ２２を昇降路２の喫水面Ｗよりも上方の所定位置に設けた保守点検床１１の位置（保守点検位置）まで上昇させる。そして、図１７(b) に示すように、保守点検床１１で作業者等がスラスタ２２をキャニスタ２１から取り外し、保守点検床１１の方に移動させる。この例では、図１７(a) に示すように、船底１０から喫水面Ｗまでの高さＡに対し、保守点検床１１が喫水面Ｗから高さＢの位置に設けられている。そして、保守点検床１１の高さ空間を、上記スラスタ２２の高さＬに作業用高さＣを加えた高さにしている。そのため、上記キャニスタ２１の上昇量としては高さＨとなっている。
　このように、スラスタ２２を喫水面Ｗよりも上昇させる構成をコンパクトな昇降装置３０で行うことができるようにしたので、スラスタ２２が沖合い稼動地点において故障したとしても、その稼動地点で点検、補修を行うことが可能な昇降式スラスタ装置２０を提供することができる。
　［第２実施形態の動作］
　次に、図１８(a),(b) 乃至図２１(a),(b) に基づいて第２実施形態を説明する。上記第１実施形態と同一の構成には、同一符号を付して説明する。この第２実施形態では、昇降装置３３のＨＣフレーム３４もキャニスタ２１のガイド部材４０に沿って昇降可能なように、ＷＣフレーム３５と同様に左右の部分が一体的に形成され、案内溝４１が設けられている（図１１参照）。また、キャニスタ２１に設けられるラック３１の高さは、スラスタ２２を昇降路２内に格納した状態の位置（航海時位置）で、ラック３１が上甲板位置（図示する船体１位置）よりも上方へ突出しないようにしている。従って、この第２実施形態によれば、航海時等に上方へ突出する構成があることが許容されない場合に利用できる。また、この第２実施形態は、上甲板位置が低くなって、昇降装置３０を第１実施形態のように所定高さ位置に装備することができない場合等にも利用できる。
　図１８(a) に示す第２実施形態の昇降式スラスタ装置５０は、キャニスタ２１の側部に設けられたラック３１が、キャニスタ２１の上端位置までに設けられている。この第２実施形態の場合、昇降装置３０が昇降路２の所定位置に固定されているが、この昇降装置３０を設ける位置は、後述するように変更可能となっている。
　この第２実施形態の場合も、図１８(a) に示すように船底１０から突出させているスラスタ２２を、上記昇降装置３０によって上記図１２(a) ～(i) 又は図１４(a) ～(i) に示すように、ＷＣ３８とＨＣ３６とを交互に嵌合／離脱させる動作を行なわせることで上昇させる。図１８(b) に示す状態は、スラスタ２２を船底１０から格納した状態を示している。この第２実施形態の昇降式スラスタ装置５０では、この状態で船体１の上甲板から上方へ突出するものはない。
　その後、上記図１２(a) ～(i) 又は図１４(a) ～(i) に示す動作を繰り返すことにより、図１９(a) に示すように、スラスタ２２を喫水面Ｗの近くまで上昇させる。この状態で、昇降路２に設けられた荷重保持装置１２（二点鎖線で示す位置で、キャッチ３６と同様の構成をラック３１の歯部３２に嵌合させて荷重を支持する装置）によって、昇降式スラスタ装置５０の荷重を一時的に保持する。
　その後、昇降装置３０のＨＣフレーム３４を船体１に固定している構成を外し、昇降装置３０をフリーの状態にする。そして、上記図１５(a) ～(i) に示す動作を繰り返すことにより、図１９(b) に示すように、昇降装置３０をラック３１に沿って所定の上部位置まで上昇させる。この所定の上部位置は、後述するように、昇降式スラスタ装置５０のスラスタ２２を喫水面Ｗの上方に設けた保守点検床１１の位置まで上昇させることができる位置に設定される。
　次に、図２０(a) に示すように、昇降路２における昇降装置３０の下方に、荷重支持構造体１３を設ける。そして、図２０(b) に示すように、昇降装置３０を所定量下降させて上記荷重支持構造体１３にＨＣフレーム３４を固定する。これにより、昇降式スラスタ装置５０の荷重を、昇降装置３０を介して荷重支持構造体１３によって支持する。その後、上記昇降式スラスタ装置５０の荷重を一時的に保持している荷重保持装置１２が取外される。
　その後、上記図１２(a) ～(i) 又は図１４(a) ～(i) に示す動作を繰り返すことにより、図２１(a) に示すように、スラスタ２２を昇降路２の所定位置に設けた保守点検床１１の位置まで上昇させる。そして、図２１(b) に示すように、保守点検床１１で作業者等がスラスタ２２をキャニスタ２１から取り外し、保守点検床１１の方に移動させる。
　このように、スラスタ２２を喫水面Ｗよりも上昇させる構成をコンパクトな昇降装置３０で行うことができるようにしたので、スラスタ２２が沖合い稼動地点において故障したとしても、その稼動地点で点検、補修を行うことが可能な昇降式スラスタ装置５０を提供することができる。しかも、この第２実施形態の昇降式スラスタ装置５０によれば、上方へ大きく突出する構成をなくすことができる。
　以上のように、上記昇降式スラスタ装置２０，５０によれば、キャニスタ２１に所要長さの一対のラック３１を上下方向に設け、一対の昇降装置３０を昇降路２の所要高さ位置に配置することにより、昇降式スラスタ装置２０，５０のスラスタ２２を稼動位置と保守点検位置との間で昇降させることが安定して可能となる。
　しかも、昇降装置３０による昇降式スラスタ装置２０，５０の昇降方式を、短ストロークの昇降シリンダ３３による、いわゆる尺取虫運動を繰り返す方式とすることにより、昇降装置３０をコンパクトで安価な構成とすることができる。また、昇降装置３０の昇降シリンダ３３は短ストロークでよいため、重量物である昇降式スラスタ装置２０，５０を昇降させる時の座屈強度も十分に備えさせることが容易にできる。
　その上、昇降シリンダ３３の下部側（シリンダの向きは間わない。）を昇降路２に固定する構成としたことで、昇降式スラスタ装置２０，５０の自重は面積の大きいボア側で支持することになり、昇降シリンダ３３の最適設計が可能となる。
　これにより、１隻に複数台のスラスタ２２を備える掘削船等においても、コストを抑えて適用が可能なコンパクトな昇降装置３０を備えた昇降式スラスタ装置２０，５０を提供することができる。
　ところで、上記昇降式スラスタ装置２０，５０は、昇降させるために船体１の昇降路２との間に所定の間隔Ｓ１，Ｓ２を設けている。そのため、陸地から離れた海域などでは波浪等の影響で喫水面Ｗが大きく変動する。このような場合、上記したように昇降式スラスタ装置２０，５０を昇降させる時の喫水面Ｗの変動によって正常な動作が妨げられるおそれがある。
　そこで、上記図１，２，７に示すように、上記昇降式スラスタ装置２０（５０）には、稼動位置における横荷重支持ガイド３，４の位置レベルに、上述したようにキャニスタ２１の全周と昇降路２の全周との間隔Ｓ１，Ｓ２を小さい間隙Ｓ３として絞り効果を発揮するようにした囲み板７が設けられている（図７）。この囲み板７は、上記したように最下部の支持ガイド３と下側１箇所の支持兼昇降ガイド４とに設けられており、昇降路２とキャニスタ２１との間の水面が波浪等によって大きく上下変動するのを抑えている。この実施形態では、囲み板７を稼動位置におけるキャニスタ２１の最下部とその上部に位置する支持兼昇降ガイド４の位置レベルに設けることで、水の移動を確実に抑えることができて好ましい。
　また、図２２，２３に示すように、上記したような波浪等も考慮し、昇降式スラスタ装置２０，５０の稼動時においては、以下のようなラック３１とキャッチ３６，３８の関係にして荷重保持をしてもよい。昇降式スラスタ装置２０に作用する静的な上下方向荷重の方向は、波浪による動的荷重が作用していない状態では、昇降式スラスタ装置２０の自重とこれに作用する浮力の大きさとの関係によって決まる。
　図２２は静的な状態で、昇降式スラスタ装置２０に下向きの正荷重が作用している状態、すなわち「昇降式スラスタ装置の自重－昇降式スラスタ装置に作用する浮力＞０」の状態での荷重保持状態を示している。
　図２２に示すラックとキャッチとの関係は、ＷＣフレーム３５に内蔵されているＷＣ３８を昇降シリンダ３３でＨＣフレーム３４の方向に引くことで、このＷＣ３８とＨＣフレーム３４に内蔵されているＨＣ３６とが互いにラック３１を押合う状態にしている。これにより、稼動時の波浪によるキャニスタ２１の上下動を抑制している。
　また、図２３は静的な状態で、昇降式スラスタ装置に上向きの負荷重が作用している状態、すなわち「昇降式スラスタ装置の自重－昇降式スラスタ装置に作用する浮力＜０」の状態での荷重保持状態を示している。
　図２３に示すラックとキャッチとの関係は、ＷＣフレーム３５に内蔵されているＷＣ３８を昇降シリンダ３３でＨＣフレーム３４とは逆方向に押すことで、このＷＣ３８とＨＣフレーム３４に内蔵されているＨＣ３６とが互いにラック３１を引合う状態にしている。これにより、稼動時の波浪によるキャニスタ２１の上下動を抑制している。
　なお、これら図２２，２３に示す油圧回路では、昇降シリンダ３３によってＨＣ３６とＷＣ３８とでラック３１を上下方向に押し引きした状態を保つための、アキュムレータ４５、低圧リリーフ弁４６ａ，高圧リリーフ弁４６ｂ，チェック弁４７及びタンク４８のみを示し、ポンプ、方向切替弁等の図示を省略している。アキュムレータ４５及び低圧リリーフ弁４６ａの圧力は、昇降シリンダ３３が空荷のＷＣフレーム３５を昇降することが可能な圧力より少しだけ高めの圧力に設定される。
　このように、キャニスタ２１に作用する上下方向静荷重は昇降路２に固定して取り付けられているＨＣフレーム３４に内蔵されているＨＣ３６で保持するようにしている。この保持は、波浪によって静荷重と反対方向に作用する動荷重を昇降装置３０の上下位置に設けられたＨＣ３６、ＷＣ３８で保持すべく、両キャッチ３６，３８を押し引き状態として保持するものである。これにより、稼動時の波浪によるキャニスタ２１の上下動を抑制することができる。
　なお、上述した実施形態では、キャニスタ２１の対向する２面の幅方向中央部分における外面に、上下方向（鉛直方向）に延びる一対の対向するラック３１を設けているが、ラック３１は、キャニスタ２１の水平方向断面中心点を通っていれば、対角線上であってもよく、また、一対でなく二対としてもよく、上記実施形態に限定されるものではない。
　また、上記ラック３１は、歯部３２を略矩形形状としているが、一定ピッチの凹凸状に形成されてキャッチ３６，３８を嵌合することで昇降式スラスタ装置２０，５０を支持できる構成であればよく、例えば、一定ピッチの嵌合孔形状であってもよく、上記実施形態に限定されるものではない。
　さらに、上述した実施形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
　本発明に係る昇降式スラスタ装置は、故障時等に喫水面の上方位置までスラスタを上昇させて点検・整備を行いたい掘削船等に利用できる。
　　　　　１　船体
　　　　　２　昇降路
　　　　　３　支持ガイド
　　　　　４　支持兼昇降ガイド
　　　　４ａ　支持ガイド部
　　　　４ｂ　昇降ガイド部
　　　　　５　昇降ガイド
　　　　　６　パッド
　　　　　７　囲み板
　　　　　８　ジャッキ
　　　　　９　荷重支持構造体（固定部）
　　　　１０　船底
　　　　１１　保守点検床
　　　　１２　荷重保持装置
　　　　１３　荷重支持構造体（固定部）
　　　　２０　昇降式スラスタ装置
　　　　２１　キャニスタ
　　　　２２　スラスタ
　　　　３０　昇降装置
　　　　３１　ラック
　　　３１ａ　ベース部
　　　　３２　歯部
　　　　３３　昇降シリンダ
　　　３３ａ　ピン
　　　　３４　ホールディングキャッチフレーム（ＨＣフレーム）
　　　３４ａ　案内部
　　　　３５　ワーキングキャッチフレーム（ＷＣフレーム）
　　　３５ａ　案内部
　　　　３６　ホールディングキャッチ（ＨＣ）
　　　　３７　ホールディングキャッチ駆動シリンダ（ＨＣシリンダ）
　　　　３８　ワーキングキャッチ（ＷＣ）
　　　　３９　ワーキングキャッチ駆動シリンダ（ＷＣシリンダ）
　　　　４０　ガイド部材
　　　　４１　案内溝
　　　　５０　昇降式スラスタ装置
　Ｓ１，Ｓ２　間隔
　　　　　Ｔ　隙間
　　　　　Ｗ　喫水面

Claims (8)

  1. 　底部から下方に突出するように設けたスラスタと、前記スラスタを駆動する駆動装置を内蔵して船体に設けた昇降路内を昇降するキャニスタとを備えた昇降式スラスタ装置であって、
    　前記キャニスタの外面の水平方向対向位置に設けた、一定ピッチの歯部を上下方向に有する所要長さの少なくとも一対のラックと、
    　前記各ラックに沿って上下方向に設けたガイド部材と、
    　前記一対のラックに沿って前記キャニスタを前記昇降路内でスラスタの稼動位置と喫水面よりも上方位置との間で昇降させる一対の昇降装置とを備え、
    　前記一対の昇降装置は、前記ラックの上下に離れた位置の歯部に各々独立して嵌脱させる上下一対のキャッチと、前記各キャッチを具備した上下一対のフレームと、前記上下一対のフレームの間に設けられた昇降シリンダとを有し、
    　前記昇降シリンダは、前記昇降路側に固定した一方のフレームに対し、他方のフレームを前記ガイド部材をガイドとして昇降させるように構成されていることを特徴とする昇降式スラスタ装置。
  2. 　前記上下一対のフレームは、下方に位置するフレームを前記昇降路に固定するように取り付けられている請求項１に記載の昇降式スラスタ装置。
  3. 　前記昇降路は、喫水面よりも上方位置に保守点検床を備え、
    　前記キャニスタは、前記保守点検床位置まで前記スラスタを上昇させる所要長さのラックを備え、
    　前記昇降装置は、前記スラスタを稼動時位置から保守点検床位置まで昇降可能なように昇降路の所要高さ位置に配置されている請求項１又は２に記載の昇降式スラスタ装置。
  4. 　前記上下一対のフレームは、前記キャッチを上下位置で各々独立して前記ラックに嵌脱させる駆動シリンダと、前記駆動シリンダの伸縮動作によって前記キャッチをラックの歯部に嵌合又は離脱させる案内部とを有している請求項１～３のいずれか１項に記載の昇降式スラスタ装置。
  5. 　前記昇降シリンダは、前記スラスタの稼動時に、前記上下一対のキャッチをラックの歯部に嵌合させ、該キャッチに上下逆方向の力を作用させてキャニスタに作用する上下方向の荷重を保持するように構成されている請求項１～４のいずれか１項に記載の昇降式スラスタ装置。
  6. 　前記昇降路は、上下方向に離れた複数箇所に設けた前記昇降装置の固定部と、
    　前記固定部を変更するときに昇降式スラスタ装置の荷重を一時的に保持する荷重保持装置とを有し、
    　前記昇降装置は、前記昇降路の固定部に着脱可能な固定手段を有している請求項１～５のいずれか１項に記載の昇降式スラスタ装置。
  7. 　前記昇降路は、前記キャニスタに作用する水平方向の力を支持する支持ガイドと、前記支持ガイドの位置で、前記キャニスタと昇降路との間隔を全周で小さくする囲み板とを有している請求項１～６のいずれか１項に記載の昇降式スラスタ装置。
  8. 　前記支持ガイドと前記キャニスタとの間に、該キャニスタを水平方向に支持するジャッキを具備させた請求項７に記載の昇降式スラスタ装置。
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