JP2666850B2 - 互いに相対運動する２つの装置を結合させるカツプリング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は互いに相対運動する２つの装置を結合させる
ためのカツプリングに関する。２つの装置は例えば船舶
の繋留装置とから成るが、その少なくともいずれかは
波、風、流れ等の外力の作用で自由に運動する。これら
両装置を結合するカツプリングはガイドピンと、ガイド
及び受容開口を有する受容ユニットとを備え、ガイドピ
ンは一方の装置から旋回自在に懸架され、受容ユニット
はガイドピンの受容のために他方の装置に設けられる。

〔従来の技術〕

オランダ国特許出願第8100936号明細書によれば、タ
ンカと繋留装置との間にカツプリングとして迅速解離部
材を使用することが公知であり、これによつて、例えば
気象上の理由で必要なときにタンカと繋留装置とが解離
される。解離されたカツプリングは再び結合されなけれ
ばならない。この結合の仕方がOTC−レポート5490,198
7,A.J.Mace and K.C.Hunten著「Disconnectable Riser
Turret Mooring System for Jabiru′s Tanker−Based
Floating Production System」に記載されている。この
公知結合形式によれば、自由に揺動可能なピンがユニバ
ーサルジヨイントを介してタンカから懸架され、このピ
ンがタンカから繋留装置内の受容ユニット内へ案内され
る。この繋留装置は上記文献では円筒形のブイから成
る。前記作業を簡便にするために、受容ユニツト及びピ
ンを通じてケーブルが延びており、このケーブルが、結
合を行なう前に持上げられてピンを介して案内される。
さらに、受容ユニットのガイトリングが設けられてい
る。ピンを受容ユニツト内に挿入して連結を行った後
に、最終的な力伝達結合及び導管接続を行わなければな
らない。

結合中にタンカと繋留装置は波、風、流れ等の外的条
件によつて互いに無関係に運動する。タンカ及び繋留装
置はそれぞれ大質量を有する。

結合中及び結合後、ピン及び受容ユニツトは大きな力
に耐えられなければならない。それゆえ、ピン及び受容
ユニツトは比較的大きな質量を有していなければならな
い。ガイドケーブルの有無に係わらずピンと受容ユニツ
トとの接近中には、タンカと繋留装置との間の同期され
ない不定の運動を生じるという大きな問題が発生する。
この不定の運動はピン及び受容ユニツトの軸線相互の鉛
直運動、水平運動及び互いに異なる角度位置となつて現
われる。このことによつて生じる不可避の衝撃力に耐え
るためにはピン及び受容ユニツトが著しく強く形成され
なければならない。公知技術では角度位置の変化に順応
させるために受容ユニツトが漏斗状に形成されている。
しかし、漏斗状の受容ユニツトは良いガイドではない。

〔本発明の課題〕

本発明の課題は船舶と繋留装置を結合する公知カツプ
リングの欠点を有せず、互いに相対的に運動する装置、
例えば船舶と定置の装置とを結合するのに適したカツプ
リングを提供することにある。大きな衝撃力も回避され
なければならない。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決した本発明の要旨は、互いに相対運動
する２つの装置を結合させるカツプリングであつて、少
なくとも一方の装置が外力によつて自由に運動可能であ
り、このカツプリングが、一方の装置から旋回可能に懸
架されたピンと、このピンを受容するために他方の装置
に設けた、ガイド及び受容開口を有する受容ユニツトと
を備えた形式のものにおいて、受容ユニツトが、ピンを
受容してピンをその軸線方向に滑動せしめるスリーブか
ら成り、このスリーブが、受容ユニットの受容開口の近
くで、少なくとも２つの互いに直角な軸線を中心として
旋回可能にサスペンシヨンから懸架されていると共にこ
のサスペンシヨンから離れたところで、スリーブの軸線
の周りに配置された少なくとも２つのロツク可能なスト
ライクに結合されており、このストラツトが他方の装置
に支持されていることにある。

〔本発明の作用・効果〕

本発明による受容ユニツトによつて、ピンがガイドケ
ーブルの有無に係わずスリーブ内へ案内され、このスリ
ーブが直ちに、ガイドピンとして作用するピンの軸線の
位置に応じてこの軸線に沿つて運動する。ピンの軸線に
沿つたこの運動はスリーブを通つて延びるガイドケーブ
ルが使用されている場合にはこのガイドケーブルによつ
て助成される。ピンの軸線に沿つたスリーブのこの運動
はスリーブの揺動可能な懸架によつて可能である。この
スリーブは初期にはその運動の自由度に関してストラツ
トによつて影響されない。ピンが充分にスリーブ内へ案
内されると、ストラツトのシリンダの油圧回路内の弁の
閉鎖によつてストラツトの作動のモードが変化する。

ストラツトの作動のモードの変化を生じる時期は、こ
の時期における両装置の相対運動に無関係である。両装
置の相対的な最大速度の時点にストラツトの作動のモー
ドが生じると、ピンとスリーブとの間に作用する力がス
トラツトを短縮するに必要な負荷に比して大きくなり、
従つて、負荷されたストラツトは短縮してスリーブの運
動を許す。

２つの装置の相対運動は周期的であり、従つて両装置
の相対運動速度がゼロになる時点では、両装置間の負荷
は波、風、流れ等の外的な負荷だけとなり、この負荷は
ストラツトを短縮させるのに必要な負荷に比して小さ
く、従つて両装置は互いにロツクされる。両装置の横方
向の運動が効果的にロツクされるため、ピンはロツクさ
れたスリーブ内で軸方向に自由に運動可能となり、これ
によつて両装置の相対的な軸方向運動のロックを行い得
る状態になって、最終的な結合を生ぜしめることができ
る。

本発明によれば、スリーブを支持する装置に揺動可能
なスリーブを結合させる各ストラツトはシリーズに結合
された少なくとも２つのシリンダピストンユニツトから
成る。各ストラツトの第１のシリンダピストンユニツト
は遮断弁を備えた油圧回路によつて他のストラツトの同
様なシリンダピストンユニツトに接続されている。シリ
ンダピストンユニツトを接続せしめる油圧回路の遮断弁
が開くと、一方のシリンダピストンユニツトから他方の
シリンダピストンユニツト内へ流体が流れ、これによ
り、連結の実施の初期にスリーブの自由な運動性が保証
される。遮断弁の閉鎖時には各シリンダピストンユニツ
トは互いに独立に作動し、自由な伸長のためにはタンク
から流体を吸込むことができるが、油圧回路内のチエツ
ク弁を流体が通過できないためシリンダピストンユニツ
トの収縮は阻止される。ストラツトの形成のために第１
のシリンダピストンユニツトにシリーズに結合された第
２のシリンダピストンユニツトは蓄圧器に接続された油
圧回路に接続されている。この油圧回路内に、蓄圧器へ
向つてシリンダピストンユニツトから流体を流出させる
ことができるシリンダピストンユニツト内へ流体を戻す
ことができないチエツク弁が設けられている。

蓄圧器に接続された第２のシリンダピストンユニツト
の機能は、ノンビスカス式シヨツクアブソーバのよう
に、押のけユニツトによるコンスタントな負荷を生じる
ユニツトによつても得ることができる。

本発明によれば、第１及び第２のシリンダピストンユ
ニツトから成るストラツトは第１の油圧回路の遮断弁の
開放位置で自由に伸縮できる。しかし遮断弁の閉鎖時に
は伸長は自由にできるが、収縮は第２のシリンダピスト
ンユニツトに作動する蓄圧器圧力に比して大きな圧縮負
荷の作用によつてのみ可能である。

有利には各ストラツトの第２のシリンダピストンユニ
ツトの全ピストン横断面は第１のシリンダピストンユニ
ツトの全ピストン横断面に比して小さい。

連結を実施した後、かつ最終的な結合を行なう前に、
スリーブ及びスリーブ内のピンは中央位置へ戻さなけれ
ばならない。なぜならば、スリーブは連結の終りでは、
ロツクされた第１のシリンダピストンユニツトによつて
傾斜位置に在り、他面において少なくとも１つの第２の
シリンダピストンユニツトでは蓄圧器の圧力に逆つて押
のけが行なわれているからである。

第１のシリンダピストンユニツトに蓄圧器を接続する
ことにより、この第１のシリンダピストンユニツトはス
リーブを中央位置に戻す。要するに、第１のシリンダピ
ストンユニツトは完全に伸長し、第２のシリンダピスト
ンユニツトは完全に収縮し、これにより、スリーブが中
央に位置させられる。

ストラツトの目的は旋回可能なサスペンシヨンから離
れたところでスリーブをその軸線に対して横方向に拘束
することによつてスリーブの運動を阻止し、場合により
ロツクすることにある。ストラツトの軸線をスリーブの
軸線に対して横方向に位置させるためには著しいスペー
スが必要である。そのため、本発明によれば、スリーブ
と他の装置との間に位置するストラツトはスリーブの軸
線に対して鋭角を成す。この傾斜した位置決めによつ
て、著しくスペースが節約される。

それ以上のスペースの節約及び充分な力の分配を得る
ためには、第１及び第２のシリンダピストンユニツトの
シリンダは互いに同心的に内外に配置される。

スリーブの旋回可能なサスペンシヨンはボールジヨイ
ントから成り、このボールジヨイントは互いに内外に係
合する球面デイスクの形状を有する。しかしこのジヨイ
ントは２つの同軸的な球面デイスクの間の層を形成する
エラストマを備えることができる。

〔実施例〕

第１図によればタンカ又は船舶１が舷側の符号２のと
ころにヒンジ結合された繋留アーム又はヨーク３を備え
ている。このヨーク３は外端部４を有し、この外端部４
は軸線５を中心として回転すると共にその外端にリング
６を支持しており、このリング６は軸線５に対して直角
に延びる水平軸７回りに旋回可能である。

リング６にリム８が回転可能に支持されており、リム
８はピン９を支持している。

ヨーク３は略示した持上部材10,11を介して俯仰す
る。

符号12は水中に浮遊するコラムの上端を示す。このコ
ラムは図示しないがその下端でアンカチエンによつて繋
留されている。しかし、このコラムは剛性的なコラムで
あつてもよく、又は下端がボトムアンカにヒンジ結合さ
れたコラムであつてもよい。

符号15のところでスリーブ14がコラムの上部13内で、
互いに直交する２つの水平な軸線を中心とする互いに直
角方向の運動を許すジヨイントを介して懸架されてい
る。ガイドケーブル16がスリーブ14を通つて延びてお
り、このガイドケーブルは連結の実施のためにピン９を
貫通して案内されており、図示しないがガイドローラを
介して、船舶のデツキに配置されたウインチへ向かつて
延びている。このガイドケーブルはわずかな剛さを有し
ている。このガイドケーブルの役目はピンをスリーブ内
に案内することにある。

スリーブ14の下端とコラムの上部13のブラケツト17と
の間にシリンダピストンユニツトかな成るストラツト18
が設けられており、このストラツト18はスリーブ14の軸
線に対して鋭角に配置されている。

第３図にはピン９及びスリーブが詳細に示されてお
り、この場合ピンは既にスリーブ14内へかなり深く侵入
している。

シリンダピストンユニツトは内側の第２のシリンダピ
ストンユニツト20と、これを同心的に取囲む外側の第１
のシリンダピストンユニツト21とから成り、両シリンダ
ピストンユニツトは第２図に示す油圧回路に接続されて
いる。

第３図ではスリーブ14が、スリーブ内へピンを挿入す
る過程中の状態で示されている。

第２図ではスリーブ14の下端が符号22のところで第１
の油圧式のシリンダピストンユニツト21のピストンロツ
ド23に結合されていることが示されている。スリーブの
周りに少なくとも３つのシリンダピストンユニツトが規
則的に分配されて配置される。第２図には４つのシリン
ダピストンユニツトを備えた実施例の一平面内に位置す
る２つのシリンダピストンユニツトが示されている。

第２図には第１のシリンダピストンユニツト21と第２
のシリンダピストンユニツト20とが互いに同心的に内外
に配置され、そのケーシングによつて剛性的なユニツト
を形成している。

第１のシリンダピストンユニツト21のオイルによつて
充てんされたシリンダ室24はそれぞれ導管25を介してタ
ンク26に接続されている。各導管25の間には弁28,29を
備えた接続導管27が設けられている。

導管25はさらにチエツク弁30を備えており、このチエ
ツク弁はタンクから第１のシリンダピストンユニツト21
への流体の流れを許すが、その逆方向の流れは許さな
い。

弁28,29が開くと、流体は一方の第１のシリンダピス
トンユニツトのシリンダ室24から導管25、接続導管27、
導管25を介して他方の第１のシリンダピストンユニツト
のシリンダ室24内へ流れることができる。流体の不足分
は供給タンク26から導管31,32を介して補充される。

弁28,29の閉鎖時に、ピストン33はそのときの位置、
すなわち原則として第３図に示すようにピンの傾いた位
置でシリンダ内でロツクされる。

このようにロツクされたときに、互いに連結される両
方の装置が相対運動を続行すると吸収すべき大きな力が
生じる。

第２図に示したように第２のシリンダピストンユニツ
ト20が大きな力の吸収のために役立つ。

第２のシリンダピストンユニツト20のピストン34は第
２図では外側の位置を占めている。要するにシリンダ室
35は流体によつて完全に充てんされている。ピストン34
はピストンロツド36を介してコラムの上端に結合されて
おり、コラム内ではスリーブ14が旋回可能に支持されて
いる。

シリンダ室35は蓄圧器39に接続されている。

第１のシリンダピストンユニツト21のロツク後に生じ
る力は、大きな力を吸収すべき緩衝器として作用する第
２のシリンダピストンユニツト20によつて吸収される。
ピストン34がシリンダ室35内へ深く侵入してシリンダ室
35から流体を導管37及びチエツク弁38を介して蓄圧器39
へ圧送する。蓄圧器内の圧力が低いうちはピストン34の
運動が継続するが、蓄圧器内の圧力が増大して第２のシ
リンダピストンユニツト20のシリンダ室35内の圧力が増
大するピストン34の運動が停止する。

全体の構造についていえば、この連結位置においてピ
ン及びスリーブの軸線に対して平行な運動以外の相対運
動はもはや生じない。しかしこの連結位置では、スリー
ブは第３図に示すような不所望に傾斜した位置を占め
る。最終的な連結を生じる前に中央位置へスリーブを戻
すことが所望される。この目的のために、油圧回路は弁
41を備えた導管40を備えており、この導管40はチエツク
弁43を備えた接続導管42及び導管25を介して第１のシリ
ンダピストンユニツトのシリンダ室24へ通じている。

連結が完了すると、弁41が開放され、これにより蓄圧
器39から導管40と接続導管42とチエツク弁43と導管25と
を介して第１のシリンダピストンユニツト21のシリンダ
室24内へ流体が供給される。第１及び第２のシリンダピ
ストンユニツトのケーシングが互いに１ユニツトを形成
していると共に、本実施例では第１のシリンダピストン
ユニツト21が第２のシリンダピストンユニツト20に比し
て大きな直径を有しているため、さらには、両シリンダ
ピストンユニツト20,21が蓄圧器39から同じ流体圧を受
けているために、第１のシリンダピストンユニツト21の
ピストンロツド23は伸長し、第２のシリンダピストンユ
ニツト20のピストンロツド36は収縮する。この最終位置
が第2a図に示されている。これにより、スリーブ14が中
央位置へ戻される。第２のシリンダピストンユニツト20
への流体の戻りはチエツク弁38の機能を停止するか又は
チエツク弁38を符号38′で示すようにバイパスさせるこ
とによつて達成させる。これにより、システムはその最
初の位置へリセツトされる。

第４図は本発明の別の実施例を示し、第２図と同じ部
分は同じ符号で示されている。

この実施例では油圧式のシリンダピストンユニツト21
だけが示されており、そのシリンダ室24は導管25と接続
導管27内の弁28,29とを介して互いに接続されていると
共にタンク26にも接続されている。弁28,29を閉じると
シリンダピストンユニツト21内でピストン33がロツクさ
れる。

ピストン33は依然としてシリンダピストンユニツト21
に沿つて伸長することができ、流体は導管25とチエツク
弁30とを介して交換される。

第２図のシリンダピストンユニツト20の代りに第４図
の実施例ではシヨツクアブソーバ44が設けられている。

連結終了後弁41が開放され、これにより蓄圧器39から
導管40,41とチエツク弁43とを介してシリンダピストン
ユニツト21のシリンダ室24に流体が供給され、ピストン
33を完全に伸長させると共にシヨツクアブソーバを圧縮
し、スリーブ14を中央位置へ戻す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の略示側面図、第２図は本発
明の１実施例の油圧回路を示す図、第2a図は第２図に示
す油圧回路の別の作動状態を示す図、第３図は本発明の
１実施例の部分断面側面図、第４図は本発明の別の実施
例の油圧回路を示す図である。 １……船舶、３……繋留アーム（ヨーク）、４……外端
部、５……軸線、６……リング、７……水平軸、８……
リム、９……ピン、10,11……持上部材、13……上部、1
4……スリーブ、16……ガイドケーブル、17……ブラケ
ツト、18……ストラツト、20,21……シリンダピストン
ユニツト、23……ピストンロツド、24……シリンダ室、
25……導管、26……タンク、27……接続導管、28,29…
…弁、30……チエツク弁、31,32……導管、33,34……ピ
ストン、35……シリンダ室、36……ピストンロツド、38
……チエツク弁、39……蓄圧器、40……導管、41……
弁、42……導管、43……チエツク弁

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに相対運動する２つの装置（1,12）を
   結合させるカップリングであって、少なくとも一方の装
   置が外力によって自由に運動可能であり、このカップリ
   ングが、一方の装置（１）から旋回可能に懸架されたピ
   ン（９）と、このピン（９）を受容するために他方の装
   置（12）に設けた、ガイド及び受容開口を有する受容ユ
   ニットとを備えた形式のものにおいて、受容ユニット
   が、ピン（９）を受容してピンをその軸線方向に滑動せ
   しめるスリーブ（14）から成り、このスリーブ（14）
   が、受容ユニットの受容開口の近くで、少なくとも２つ
   の互いに直角な軸線を中心として旋回可能にサスペンシ
   ョン（15）から懸架されていると共に、このサスペンシ
   ョンから離れたところで、スリーブ（14）の軸線の周り
   に配置された少なくとも２つのロック可能なストラット
   （18）に結合されており、これらのストラット（18）は
   他方の装置（12）に支持されていることを特徴とする、
   互いに相対運動する２つの装置を結合させるカップリン
   グ。
2. 【請求項２】ストラット（18）がシリンダピストンユニ
   ット（21）から成り、このシリンダピストンユニットの
   シリンダ室（24）が、遮断弁（28,29）を備えた油圧回
   路を介して互いに接続されており、遮断弁がその開位置
   で一方のシリンダピストンユニットから他方のシリンダ
   ピストンユニットへ流体の流れを許すと共にその閉位置
   でそれぞれのシリンダ内でピストン（33）をロックする
   ことを特徴とする、請求項１記載のカップリング。
3. 【請求項３】ストラット（18）が緩衝器（44）を介して
   他方の装置（12）に支持されていることを特徴とする、
   請求項１又は２記載のカップリング。
4. 【請求項４】ストラット（18）が各第１のシリンダピス
   トンユニット（21）のところに第２の油圧式のシリンダ
   ピストンユニット（20）を備えており、両シリンダピス
   トンユニットのシリンダケーシングが常時剛性的に結合
   されており、各第２のシリンダピストンユニット（20）
   のピストンロッド（36）が他方の装置（12）との結合部
   材を形成しており、各第２のシリンダピストンユニット
   の、流体によって充てんされたシリンダ室（35）が、第
   ２のシリンダピストンユニットのシリンダ室（35）から
   蓄圧器（39）へ向かう流体に流れを許すチェック弁（3
   8）を備えた導管（37）を介して蓄圧器（39）に接続さ
   れており、この蓄圧器（39）が、遮断弁（41）を備えた
   導管（40）と、蓄圧器から第１のシリンダピストンユニ
   ット（21）のシリンダ室（24）への流れだけを許すチェ
   ック弁（43）とを介して第１のシリンダピストンユニッ
   トのシリンダ室（24）に接続されていることを特徴とす
   る、請求項３記載のカップリング。
5. 【請求項５】第２のシリンダピストンユニット（20）の
   シリンダが第１のシリンダピストンユニット（21）のピ
   ストン横断面に比して小さいピストン横断面を有してい
   ることを特徴とする、請求項４記載のカップリング。
6. 【請求項６】第２のシリンダピストンユニット（20）の
   シリンダとハイドロニューマチック式蓄圧器（39）との
   間の導管内のチェック弁（38）の機能が解除可能である
   ことを特徴とする、請求項４又は５記載のカップリン
   グ。
7. 【請求項７】第１のシリンダピストンユニット（21）又
   は第１及び第２のシリンダピストンユニット（21,20）
   がそれぞれスリーブ（14）と他方の装置（12）との間で
   スリーブ（14）の軸線に対して鋭角に位置していること
   を特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記
   載のカップリング。
8. 【請求項８】第１及び第２のシリンダピストンユニット
   （21,20）のシリンダ室が互いに同心的に内外に配置さ
   れていることを特徴とする、請求項１から７までのいず
   れか１項に記載のカップリング。
9. 【請求項９】スリーブ（14）の旋回可能なサスペンショ
   ン（15）がボールジョイントから成っていることを特徴
   とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載のカ
   ップリング。
10. 【請求項１０】スリーブ（14）の旋回可能なサスペンシ
    ョン（15）がスリーブ（14）と他方の装置（12）との間
    の弾性的な結合部材を備えていることを特徴とする、請
    求項１から８までのいずれか１項に記載のカップリン
    グ。