WO2014181623A1 - 縦型空気式防舷材 - Google Patents

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WO2014181623A1
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rubber layer
layer
vertical pneumatic
intermediate rubber
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榊原　繁樹
南 和泉
山田　周
晃宏 家本
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横浜ゴム株式会社
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    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02B3/20—Equipment for shipping on coasts, in harbours or on other fixed marine structures, e.g. bollards
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways

Definitions

  • the present invention relates to a vertical pneumatic fender, and more particularly to a vertical pneumatic fender that can cope with a sudden increase in berthing energy.
  • the pneumatic fender has a vertical pneumatic fender with a weight connected to the lower mirror and a predetermined amount of ballast water stored in the internal space (see, for example, Patent Document 1). .
  • the vertical pneumatic fender keeps the posture stable by balancing the downward force of the ballast water contained in the weight and the internal space and the buoyancy of the fender.
  • a pneumatic fender generally includes a bowl-shaped mirror at both ends of a cylindrical body, and the body is configured by laminating a plurality of reinforcing layers between an inner rubber layer and an outer rubber layer.
  • the reinforcing layer is a cord layer formed by arranging a large number of cords in parallel, and the cords are arranged at a predetermined cord angle with respect to the cylinder axis direction.
  • the cords of the laminated reinforcing layers adjacent to each other on the top and bottom are arranged to cross each other.
  • the cord angle is set to be about the static angle (54 ° to 55 °) in the neutral state, the size of the trunk portion (even if the specified internal pressure is obtained by injecting air into the pneumatic fender) The length and outer diameter) do not change much.
  • the safety valve opens and the air in the internal space is discharged to the outside .
  • the safety valve continues to open, air is excessively discharged to the outside, and in the worst case, the fender is sunk due to insufficient buoyancy.
  • the speed at which the fender is compressed with respect to the air discharge speed to the outside is too fast, the internal pressure of the fender rises rapidly and there is a risk of bursting in the worst case. Therefore, there has been a demand for a vertical pneumatic fender that can cope with a sudden increase in berthing energy.
  • An object of the present invention is to provide a vertical pneumatic fender that can cope with a sudden increase in berthing energy.
  • the vertical pneumatic fender according to the present invention includes mirror portions at both ends of a cylindrical body, and the body includes a plurality of reinforcing layers laminated between an inner rubber layer and an outer rubber layer.
  • the reinforcing layer is a cord layer formed by arranging a large number of cords in parallel, and the cords of the laminated reinforcing layers adjacent to each other at the top and bottom intersect to be predetermined in the cylinder axis direction.
  • a vertical pneumatic fender that is disposed at a cord angle and has a weight connected to the lower mirror part and contains ballast water in the internal space, an intermediate rubber layer between the reinforcing layers
  • the cord angle is set to 15 ° or more and 45 ° or less in a neutral state, and an air injection device for injecting additional air into the internal space is connected.
  • the intermediate rubber layer is interposed between the reinforcing layers in a neutral state that is not inflated, and the cords of the laminated reinforcing layers adjacent to each other in the vertical direction intersect with each other. Since it is arranged at a cord angle of 15 ° or more and 45 ° or less with respect to the direction, if additional air is injected into the neutral fender by an air injection device, the cord angle tends to increase to a stable stationary angle. . At that time, each intermediate rubber layer undergoes shear deformation, so that the cord angle smoothly increases to a static angle. Thereby, since a trunk
  • the air injection device for example, a built-in power supply operation or non-electric operation air injection cylinder is used.
  • air injection cylinder air can be rapidly injected into the interior space of the fender without the need for an external power supply, so that the energy absorbed by the fender can be reliably ensured even in an emergency such as a power outage. It becomes possible to greatly improve.
  • the thickness of the intermediate rubber layer is, for example, 1 mm or more and 5 mm or less. If the intermediate rubber layer is less than 1 mm, it is difficult to smoothly increase the cord angle to about the stationary angle and expand the barrel. On the other hand, if the intermediate rubber layer exceeds 5 mm, the weight of the fender is excessive.
  • the diameter of the body portion can be stably expanded sufficiently. If the 100% modulus of the rubber of the intermediate rubber layer is less than 0.5 MPa, it takes time to shrink the body part to reduce the diameter, and the original diameter may not be restored. On the other hand, if it exceeds 5.0 MPa, the shearing force of the intermediate rubber layer becomes large when the diameter is expanded, and it is difficult to deform, and it is difficult to sufficiently expand the body part.
  • the intermediate rubber layer may be thicker toward the outer peripheral intermediate rubber layer. Since the outer intermediate rubber layer may require larger shear deformation when the body diameter is expanded, according to this specification, it is possible to prevent an excessive load from being generated on some intermediate rubber layers. Will be advantageous.
  • FIG. 1 is an explanatory view illustrating the usage state of a vertical pneumatic fender according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view illustrating a state in which the reinforcing layer of the trunk portion of the vertical pneumatic fender in FIG. 1 in a neutral state is partially cut away.
  • FIG. 3 is an explanatory view illustrating the state of the reinforcing layer of the mirror part of FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a body portion of the vertical pneumatic fender shown in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory view illustrating the state of the reinforcing layer when the diameter of the body portion is enlarged, with a part cut away.
  • a vertical pneumatic fender 1 (hereinafter referred to as fender 1) of the present invention includes bowl-shaped mirror parts 3 at both ends of a cylindrical body part 2. Yes. Each mirror part 3 is provided with a base part 9. A predetermined amount of ballast water W is accommodated in the internal space of the fender 1.
  • a safety valve 10 is provided in the base part 9 of the upper mirror part 3, and a pressure sensor 13 is provided in the base part 9 or in the vicinity thereof.
  • the safety valve 10 opens when the internal pressure of the fender 1 exceeds a preset upper limit pressure, and discharges air a in the internal space to the outside to reduce the internal pressure.
  • the pressure sensor 13 detects the internal pressure of the fender 1.
  • an injection tube 12 a of an air injection device 12 is connected to the base portion 9 of the upper mirror portion 3.
  • the injection tube 12a is a pipe, a hose, or the equivalent thereof.
  • the air injection device 12 is normally stopped, and the injection tube 12a is closed.
  • the air injection device 12 injects additional air a into the interior space of the fender 1 when necessary.
  • As the air injection device 12 for example, a built-in power supply operation or non-electric operation air injection cylinder is used.
  • a weight 11 is connected to the base part 9 of the lower mirror part 3. Further, one end portion of the guy chain 14 is connected to each base portion 9. The other end of each guy chain 14 is fixed to the quay 16 via an anchor or the like.
  • a vertical downward force is applied to the fender 1 by the ballast water W and the weight 11, and the vertical downward force and the buoyancy of the fender 1 are balanced so that the fender 1 has the mirror portions 3 at both ends. Maintaining a standing posture with the up and down direction.
  • the body portion 2 is configured by laminating a plurality of reinforcing layers 5 between an inner rubber layer 4 and an outer rubber layer 7.
  • six reinforcing layers 5 (5a to 5f) are laminated.
  • the number of laminated reinforcing layers 5 is, for example, about 6 to 12.
  • Intermediate rubber layers 8 (8a to 8e) are interposed between the respective reinforcing layers 5.
  • Each reinforcing layer 5 is a cord layer formed by arranging a large number of cords 6a (6b) in parallel.
  • the cords 6a and 6b between the adjacent reinforcing layers 5 that are stacked intersect each other and are arranged at a predetermined cord angle A with respect to the cylinder axis direction (cylinder axis CL) of the trunk portion 2. That is, the inner-layer-side first-layer reinforcing layer 5a, the third-layer reinforcing layer 5c, and the fifth-layer reinforcing layer 5e have the cord angle A in the same direction.
  • the reinforcing layer 5b of the second inner layer, the reinforcing layer 5d of the fourth layer, and the reinforcing layer 5f of the sixth layer have the cord angle A in the same direction, and the cord angle A is the reinforcing layers 5a, 5c, 5e. It is the opposite direction.
  • the outer diameters of the cords 6a and 6b are, for example, about 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the mirror part 3 is configured by laminating a plurality of reinforcing layers between an inner layer rubber 4 and an outer layer rubber 7. Reinforcing layers (cord layers) formed of cords 6c extending radially and reinforcing layers (cord layers) formed of cords 6d extending in the circumferential direction are alternately stacked.
  • the specifications of the cords 6c and 6d are basically the same as the cords 6a and 6b of the reinforcing layer 5 of the trunk portion 2.
  • the fender 1 of the present invention is in a neutral state, the thickness of the intermediate rubber layer 8 is set to 1 mm to 5 mm, and the cord angle A is set to 15 ° to 45 °.
  • the neutral state is a state in which the internal space of the fender 1 is at a specified internal pressure during normal use.
  • the specified internal pressure is, for example, about 50 kPa to 100 kPa.
  • an intermediate rubber layer 8 is specially interposed in addition to the adhesive rubber.
  • the rubber forming the intermediate rubber layer 8 for example, natural rubber, butyl rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, or the like is used.
  • the rubber forming the inner layer rubber 4 for example, natural rubber, butyl rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber or the like is used.
  • the rubber forming the outer layer rubber 7 for example, natural rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber or the like is used.
  • the inner layer rubber 4 has a thickness of, for example, about 2 mm to 5 mm
  • the outer layer rubber 7 has a thickness of, for example, about 3 mm to 12 mm.
  • the ballast water W is injected into the internal space through the valve installed in the base 9 and air a is injected.
  • the cord angles A of the cords 6a and 6b of the respective reinforcing layers 5 are 15 ° or more and 45 ° or less. In this state, the air injection device 12 remains stopped.
  • the fender 1 is normally used in this neutral state, and the ship 15 moored on the quay 16 abuts.
  • the internal pressure of the fender 1 increases abnormally.
  • the pressure sensor 13 detects an internal pressure exceeding the reference pressure, the air injection device 12 is activated.
  • the reference pressure is a pressure at which the fender 1 set higher by a predetermined pressure than the neutral specified pressure does not burst.
  • the internal pressure of the fender 1 is, for example, about 150 kPa.
  • the cord angle A in the neutral state is less than 15 °, an excessive shear stress is generated in the intermediate rubber layer 8 in order to increase the cord angle A to a static angle.
  • the cord angle A exceeds 45 °, the diameter expansion of the trunk portion 2 when the additional air a is injected from the neutral state becomes small. Therefore, the cord angle A is set to 15 ° or more and 45 ° or less in the neutral state.
  • the fender 1 When the fender 1 is over-compressed as described above, the body 2 is expanded in diameter, the volume of the internal space is rapidly increased, and the allowable compression amount is increased. Therefore, the energy absorption performance of the fender 1 is improved rapidly and significantly. Moreover, since an internal pressure rises by inject
  • the safety valve 10 is opened to discharge the air a in the internal space to the outside and reduce the internal pressure.
  • the pressure sensor 13 detects this and activates the air injection device 12 to bring the additional air a into the internal space. Inject to the specified internal pressure.
  • the inside of the fender 1 can be rapidly increased without the need for an external power source. Additional air a can be injected into the space. Therefore, it becomes possible to significantly improve the absorbed energy of the fender 1 even in an emergency such as a power failure.
  • the upper and lower end portions of the fender 1 are held on the quay 16 by the guy chains 14 so that the fender 1 can be prevented from being inadvertently washed away.
  • the thickness of the intermediate rubber layer 8 is preferably 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the 100% modulus of the rubber forming the intermediate rubber layer 8 is more preferably 0.5 MPa or more and 5.0 MPa or less.
  • the 100% modulus of the intermediate rubber layer 8 is less than 0.5 MPa, it takes time to shrink the body portion 2 to reduce the diameter, and the original diameter may not be restored.
  • it exceeds 5.0 MPa when the diameter of the body portion 2 is increased, the shearing force of the intermediate rubber layer 8 becomes large and is not easily deformed, making it difficult to sufficiently expand the diameter.
  • the intermediate rubber layer 8 in the neutral state, all the intermediate rubber layers 8 have the same thickness, but the intermediate rubber layer 8 may be thicker as the intermediate rubber layer 8 on the outer peripheral side. Since the outer intermediate rubber layer 8 may require a larger shear deformation when the diameter of the body portion 2 is increased, according to this specification, when the diameter of the body portion 2 is increased, some intermediate rubber It is advantageous to prevent overloading of the layer 8.

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Abstract

　急激な接岸エネルギーの増大に対応できる縦型空気式防舷材を提供する。下方の鏡部３に重錘１１が接続されて、内部空間に所定量のバラスト水Ｗが収容され、胴部２が内層ゴム４と外層ゴム７との間に複数の補強層５が積層されて構成され、積層されて上下に隣り合う補強層５どうしのコード６ａ、６ｂが交差して、筒軸方向に対して所定のコード角度Ａで配置され、それぞれの補強層５どうしの間に中間ゴム層８を介設するとともに、中立状態でコード角度Ａを１５°以上４５°以下に設定することにより、防舷材１の内部空間に空気注入装置１２から注入管１２ａを通じて追加の空気ａを注入すると、中間ゴム層８がせん断変形しつつコード角度Ａが静止角程度まで大きくなって胴部２が拡大、膨張して防舷材１のエネルギー吸収性能が迅速に増大する。

Description

縦型空気式防舷材
　本発明は、縦型空気式防舷材に関し、さらに詳しくは、急激な接岸エネルギーの増大に対応できる縦型空気式防舷材に関するものである。
　空気式防舷材には、下方の鏡部に重錘が接続されるとともに、内部空間に所定量のバラスト水が収容された縦型空気式防舷材がある（例えば、特許文献１参照）。縦型空気式防舷材は、重錘および内部空間に収容されたバラスト水による鉛直下向きの力と防舷材の浮力とをバランスさせて姿勢の安定が維持される。
　空気式防舷材は、一般的に円筒状の胴部の両端にボウル状の鏡部を備え、胴部は内層ゴムと外層ゴムとの間に複数の補強層が積層されて構成されている。その補強層は多数のコードが平行に引き揃えられて形成されたコード層であり、そのコードは筒軸方向に対して所定のコード角度で配置されている。積層されて上下に隣り合う補強層どうしのコードは交差して配置されている。従来、コード角度は、中立状態で静止角程度（５４°～５５°）に設定されているので、空気式防舷材の内部に空気を注入して規定内圧にしても胴部の大きさ（長さおよび外径）は、それ程変化しない。
　ところで、津波等によって係留船舶の急激な搖動が生じて、想定以上の接岸エネルギーが防舷材に負荷されて過剰圧縮されると、安全弁が開弁して内部空間の空気が外部に排出される。この際に、安全弁が開弁し続けると過度に空気が外部に排出されて、最悪の場合、浮力不足によって防舷材が沈んでしまう。一方、外部への空気の排出速度に対して防舷材が圧縮される速度が速すぎると、防舷材の内圧が急激に上昇して最悪の場合はバーストする危険性がある。そのため、急激な接岸エネルギーの増大に対応できる縦型空気式防舷材が望まれていた。
日本国特開平１１－１１７２６１号公報
　本発明の目的は、急激な接岸エネルギーの増大に対応できる縦型空気式防舷材を提供することにある。
　上記目的を達成するため本発明の縦型空気式防舷材は、円筒状の胴部の両端に鏡部を備え、前記胴部は内層ゴムと外層ゴムとの間に複数の補強層が積層されて構成され、前記補強層は多数のコードが平行に引き揃えられて形成されたコード層であり、積層されて上下に隣り合う補強層どうしのコードが交差して筒軸方向に対して所定のコード角度で配置され、下側の鏡部に重錘が接続されるとともに、内部空間にバラスト水が収容された縦型空気式防舷材において、それぞれの補強層どうしの間に中間ゴム層が介設され、中立状態で前記コード角度が１５°以上４５°以下に設定され、前記内部空間に追加の空気を注入する空気注入装置が接続されていることを特徴とする。
　本発明によれば、それぞれの補強層どうしの間に、膨張させていない中立状態で中間ゴム層が介設されるとともに、積層されて上下に隣り合う補強層どうしのコードが交差して筒軸方向に対して１５°以上４５°以下のコード角度で配置されているので、中立状態の防舷材に空気注入装置によって追加の空気を注入すると、コード角度が安定な静止角まで大きくなろうとする。その際に、それぞれの中間ゴム層がせん断変形するので、コード角度が円滑に静止角程度にまで大きくなる。これにより、胴部が拡径して内部空間の容積が迅速に増大するので、エネルギー吸収性能が迅速かつ大幅に向上する。
　また、追加の空気を内部空間に注入することにより内圧が上昇するので、この内圧上昇によってもエネルギー吸収性能が向上する。そのため、津波等によって係留船舶の急激な搖動が生じて急激に接岸エネルギーが増大しても、バーストすることなく十分に対応することが可能になる。
　ここで、前記空気注入装置としては、例えば、内蔵電源作動または非電気作動の空気注入ボンベを用いる。このような空気注入ボンベであれば、外部電源を必要とせずに急速に防舷材の内部空間に空気を注入できるので、停電等の緊急事態であっても確実に防舷材の吸収エネルギーを大幅に向上させることが可能になる。
　中立状態で前記中間ゴム層の厚さを例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下にする。中間ゴム層が１ｍｍ未満であると、コード角度を円滑に静止角度程度まで大きくして胴部を拡径させることが困難になる。一方、中間ゴム層が５ｍｍ超であると防舷材の重量が過大になる。
　前記中間ゴム層のゴムの１００％モジュラスが０．５ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下であると、安定的に胴部を十分に拡径させることができる。前記中間ゴム層のゴムの１００％モジュラスが０．５ＭＰａ未満であると、胴部を収縮させて縮径させるのに時間を要し、元の直径に戻らない可能性もある。一方、５．０ＭＰａ超では、拡径する際に中間ゴム層のせん断力が大きくなり変形し難くなって胴部を十分に拡径させ難くなる。
　中立状態で前記中間ゴム層の厚さが外周側の中間ゴム層ほど厚くなっている仕様にすることもできる。胴部が拡径する際に、外側の中間ゴム層ほど大きなせん断変形が必要になることがあるので、この仕様によれば、一部の中間ゴム層に過大な負荷が生じることを防止するには有利になる。
図１は本発明の縦型空気式防舷材の使用状態を例示する説明図である。 図２は中立状態の図１の縦型空気式防舷材の胴部の補強層の状態を一部切欠いて例示する説明図である。 図３は図２の鏡部の補強層の状態を例示する説明図である。 図４は図２の縦型空気式防舷材の胴部の一部拡大断面図である。 図５は胴部を拡径させた際の補強層の状態を一部切欠いて例示する説明図である。
　以下、本発明の縦型空気式防舷材を図に示した実施形態に基づいて説明する。
　図１～図３に例示するように本発明の縦型空気式防舷材１（以下、防舷材１という）は、円筒状の胴部２の両端にボウル状の鏡部３を備えている。それぞれの鏡部３には口金部９が設けられている。防舷材１の内部空間には所定量のバラスト水Ｗが収容されている。
　上側の鏡部３の口金部９には安全弁１０が設けられ、この口金部９またはその周辺には圧力センサ１３が設けられている。安全弁１０は、防舷材１の内圧が予め設定されている上限圧力を超えた際に開弁して内部空間の空気ａを外部に排出して内圧を低減させる。圧力センサ１３は防舷材１の内圧を検知する。
　上側の鏡部３の口金部９には、さらに、空気注入装置１２の注入管１２ａが接続されている。注入管１２ａはパイプやホース、或いはこれらの相当物であり、空気注入装置１２は通常停止していて、注入管１２ａは閉じられている。空気注入装置１２は、必要な時に防舷材１の内部空間に追加の空気ａを注入する。空気注入装置１２としては、例えば、内蔵電源作動または非電気作動の空気注入ボンベを用いる。
　下側の鏡部３の口金部９には重錘１１が接続されている。また、それぞれの口金部９にはガイチェーン１４の一端部が接続されている。それぞれのガイチェーン１４の他端部は、アンカー等を介して岸壁１６に固定されている。
　この防舷材１には、バラスト水Ｗと重錘１１によって鉛直下向きの力が加わり、この鉛直下向きの力と防舷材１の浮力とがバランスして防舷材１は両端の鏡部３を上下方向にした立った姿勢を維持している。
　図４に例示するように、胴部２は内層ゴム４と外層ゴム７との間に複数の補強層５が積層されて構成されている。この実施形態では６層の補強層５（５ａ～５ｆ）が積層されている。補強層５の積層数は、例えば６～１２程度である。それぞれの補強層５どうしの間には中間ゴム層８（８ａ～８ｅ）が介設されている。
　それぞれの補強層５は、多数のコード６ａ（６ｂ）が平行に引き揃えられて形成されたコード層である。積層されて隣り合う補強層５どうしのコード６ａ、６ｂが交差して、胴部２の筒軸方向（筒軸心ＣＬ）に対して所定のコード角度Ａで配置されている。即ち、内周側第１層の補強層５ａ、第３層の補強層５ｃおよび第５層の補強層５ｅは同じ方向のコード角度Ａである。内周側第２層の補強層５ｂ、第４層の補強層５ｄおよび第６層の補強層５ｆは同じ方向のコード角度Ａであり、かつ、このコード角度Ａは補強層５ａ、５ｃ、５ｅとは反対の向きになっている。
　コード６ａ、６ｂとしては、スチールコードや有機繊維コード等が用いられる。コード６ａ、６ｂの外径は、例えば０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下程度である。
　鏡部３は、内層ゴム４と外層ゴム７との間に複数の補強層が積層されて構成されている。放射状に延設されたコード６ｃで形成された補強層（コード層）と、円周方向に延設されたコード６ｄで形成された補強層（コード層）とが交互に積層されている。コード６ｃ、６ｄの仕様は、基本的に胴部２の補強層５のコード６ａ、６ｂと同じである。
　本発明の防舷材１は、中立状態で、中間ゴム層８の厚さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下、コード角度Ａが１５°以上４５°以下に設定されている。中立状態とは防舷材１の内部空間が通常使用時の規定内圧になっている状態である。規定内圧は、例えば５０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下程度である。
　従来の空気式防舷材では、半径方向に隣り合う補強層どうしの間には両者を接着するためのごく薄い接着ゴムしか介在していない。本発明では、図４に例示するように、接着ゴムの他に特別に中間ゴム層８を介在させている。中間ゴム層８を形成するゴムとしては、例えば天然ゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム等が用いられる。
　内層ゴム４を形成するゴムとしては、例えば天然ゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム等が用いられる。外層ゴム７を形成するゴムとしては、例えば天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム等が用いられる。防舷材１が中立状態において、内層ゴム４の厚さは、例えば２ｍｍ以上５ｍｍ以下程度、外層ゴム７の厚さは、例えば３ｍｍ以上１２ｍｍ以下程度である。
　防舷材１を実際に設置場所に取付けて使用する場合は、口金部９に設置されたバルブを介して内部空間にバラスト水Ｗを注入するとともに、空気ａを注入する。空気ａを注入して規定内圧にした中立状態で、それぞれの補強層５のコード６ａ、６ｂのコード角度Ａは１５°以上４５°以下になる。この状態では空気注入装置１２は停止したままである。
　防舷材１は通常、この中立状態で使用され、岸壁１６に係留される船舶１５が当接する。ここで、例えば、津波等によって、岸壁１６に係留されている船舶１５が急激に搖動して防舷材１が過剰に圧縮されると防舷材１の内圧が異常に上昇する。この際に、圧力センサ１３が基準圧力を超える内圧を検知すると、空気注入装置１２を作動させる構成になっている。基準圧力は、中立状態の規定圧力よりも所定圧力だけ高く設定された防舷材１がバーストしない圧力である。
　空気注入装置１２が作動すると防舷材１の内部空間に追加の空気ａが即座に注入される。追加の空気ａの注入により、それぞれの補強層５のコード６ａ、６ｂのコード角度Ａが安定な静止角程度（５４°以上５５°以下）まで大きくなろうとする。その際に、中間ゴム層８が存在しているので、それぞれの中間ゴム層８が適度にせん断変形する。これにより、図５に例示するように、コード角度Ａが円滑に静止角程度まで変化するので、迅速に胴部２を大きく拡径させて膨張させることが可能になる。
　例えば、追加の空気ａを注入して胴部２を最大に拡径、膨張させた状態で、防舷材１の内圧は例えば１５０ｋＰａ程度である。
　中立状態のコード角度Ａが１５°未満では、コード角度Ａを静止角程度に大きくするには中間ゴム層８に過大なせん断応力が生じて好ましくない。一方、コード角度Ａが４５°超では、中立状態から追加の空気ａを注入した際の胴部２の拡径具合が小さくなる。そのため、中立状態でコード角度Ａを１５°以上４５°以下に設定している。
　上記のように防舷材１が過剰圧縮された際に、胴部２が拡径して内部空間の容積が迅速に増大して許容圧縮量が増加する。そのため、防舷材１のエネルギー吸収性能が迅速かつ大幅に向上する。また、追加の空気ａを内部空間に注入することにより内圧が上昇するので、この内圧上昇によっても防舷材１のエネルギー吸収性能が向上する。したがって、係留している船舶１５に急激な搖動が生じて接岸エネルギーが急激に増大しても、防舷材１はバーストすることなく十分に対応することが可能になる。
　尚、防舷材１の内圧がさらに上昇して上限内圧を超えた際には、安全弁１０が開弁して、内部空間の空気ａを外部に排出して内圧を低減させる。空気ａを外部に排出し続けて防舷材１の内圧が下限内圧以下になった場合は、圧力センサ１３がこれを検知し、空気注入装置１２を作動させて追加の空気ａを内部空間に注入して規定内圧にする。
　空気注入装置１２として、内蔵電源で作動する空気注入ボンベまたは非電気作動（機械式に開弁作動する）の空気注入ボンベを用いると、外部電源を必要とせずに急速に防舷材１の内部空間に追加の空気ａを注入できる。そのため、停電等の緊急事態であっても確実に防舷材１の吸収エネルギーを大幅に向上させることが可能になる。
　この実施形態のように、防舷材１の上下端部をそれぞれガイチェーン１４によって岸壁１６に保持することにより、防舷材１が不用意に流されることを防止できる。
　中間ゴム層８の厚さが１ｍｍ未満では胴部２を拡径させる際に十分にせん断変形させ難く、５ｍｍ超では防舷材１の重量が過大になる。そのため、中間ゴム層８の厚さは１ｍｍ以上５ｍｍ以下にするのが好ましい。
　中間ゴム層８を形成するゴムの１００％モジュラスは０．５ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下であることがより好ましい。中間ゴム層８の１００％モジュラスが０．５ＭＰａ未満では、胴部２を収縮させて縮径させるのに時間を要し、元の直径に戻らない可能性もある。一方、５．０ＭＰａ超では、胴部２を拡径させる際に中間ゴム層８のせん断力が大きくなり変形し難くなって十分に拡径させ難くなる。
　この実施形態では、中立状態において、すべての中間ゴム層８の厚さが同じになっているが、中間ゴム層８の厚さが外周側の中間ゴム層８ほど厚い仕様にすることもできる。胴部２が拡径する際に、外側の中間ゴム層８ほど大きなせん断変形が必要になることがあるので、この仕様によれば、胴部２を拡径させた際に一部の中間ゴム層８に過大な負荷が生じることを防止するには有利になる。
　１　空気式防舷材
　２　胴部
　３　鏡部
　４　内層ゴム
　５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ　補強層
　６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ　コード
　７　外層ゴム
　８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ　中間ゴム層
　９　口金部
　１０　安全弁
　１１　重錘
　１２　空気注入装置
　１２ａ　注入管
　１３　圧力センサ
　１４　ガイチェーン
　１５　船舶
　１６　岸壁
　Ｗ　バラスト水

Claims (5)

  1. 　円筒状の胴部の両端に鏡部を備え、前記胴部は内層ゴムと外層ゴムとの間に複数の補強層が積層されて構成され、前記補強層は多数のコードが平行に引き揃えられて形成されたコード層であり、積層されて上下に隣り合う補強層どうしのコードが交差して筒軸方向に対して所定のコード角度で配置され、下側の鏡部に重錘が接続されるとともに、内部空間にバラスト水が収容された縦型空気式防舷材において、それぞれの補強層どうしの間に中間ゴム層が介設され、中立状態で前記コード角度が１５°以上４５°以下に設定され、前記内部空間に追加の空気を注入する空気注入装置が接続されていることを特徴とする縦型空気式防舷材。
  2. 　前記空気注入装置が内蔵電源作動または非電気作動の空気注入ボンベである請求項１に記載の縦型空気式防舷材。
  3. 　中立状態で前記中間ゴム層の厚さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下である請求項１または２に記載の縦型空気式防舷材。
  4. 　前記中間ゴム層のゴムの１００％モジュラスが０．５ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下である請求項１～３のいずれかに記載の縦型空気式防舷材。
  5. 　中立状態で前記中間ゴム層の厚さが外周側の中間ゴム層ほど厚くなっている請求項１～４のいずれかに記載の縦型空気式防舷材。
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