JPS5929751B2 - 深海用採鉱船等の船用昇降機及び安定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、深海採鉱船からパイプを下降、上昇或いは保
持する為の安定化装置を備えた昇降機に関する。

一般に大洋には、貴重で基本的な原材料が、多量に寝っ
ている事が知られている。

現在、大陸だなに堆積した砂、じやり、貝、粘土質の砂
及びその他の物質を浚渫により採鉱している。

しかしもつと深い海底には、非常に多量の鉱物、例えば
第１次鉱物資源として亜鉛、銅、銀、鉛、マンガン、リ
ンを含む鉱石が存在している事が知られている。

しかし、これらの鉱物の探査には、大洋海面から該鉱物
を取り出す技術が不足している為に制限がある。

堆積物中の鉱物が大洋の底で溜塊状となって拡がって存
在している事は、かなり以前から知られているが、これ
らの溜塊は、水中の鉱物が長期間かかつて徐々に沈澱し
て形成されたものであると一般に知られている。

溜塊は基本的には鉄酸化物、マンガン酸化物、銅、コバ
ルト、ニッケルから成っており、比較的硬質で平担な深
海底によく発見される。

採鉱して採算が合うだけの量の溜塊があるのは、一般に
海岸から３．２０ｋＩｒＬ（２００マイル）以上離れ、
５，４００ｎ（１８，０００フイート）以上の深さの所
である。

大洋の海底から溜塊を採鉱する多くのシステムの中、水
圧システムは一般に、ある一定の長さのパイプを浮上し
ているプラットフォーム又は船から吊す構成を有する。

更に又、該システムは浚渫ヘッドを必要とし、それによ
って海底の堆積物中から溜塊のみを選り分け、パイプラ
インに送り込む。

更に又、パイプライン中の水をかなり速く上昇させる手
段を有し、これにより溜塊をシステム中に吸い込み海面
まで運搬するのである。

しかし上記採鉱法では、波の動きに応じてパイプを支え
る船が揺れると、パイプに曲げ圧力が加わる問題が起こ
る。

又、一連のパイプを上昇或いは下降させて、パイプの差
し込み及び取り除き作業をする為には、昇降機とパイプ
を一直線上に配置しなけれはならず、困難な問題となる
。

更に、パイプの上昇及び下降操作時に、急激な加速成い
は減速を行なうと軸方向に余分な力が加わるが、それも
避けねばならない。

海底から運搬船まで貴金属溜塊を運ぶ為に、略垂直な真
空パイプが設計されているが、これは以下のシステムパ
ラメータの変化範囲内で機能的に不安定となったり働か
すくする事かある。

即ち、パイプのつまり、軸方向圧力、フローレートとパ
イプの基本周波数との比、一連のパイプ質量とパイプ中
を流れる混合物の質量比、パイプ押圧力と端部の移動ｌ
こ影響を及ぼす支持船の動き、パイプの傾斜角度、船の
速度と海流によって起こる過方等である。

パイプラインの軸方向圧力は、海へパイプを昇降させる
時に逆方向にかかるが、この操作はパイプの長さ調整を
する為、パイプラ・インを装置床面に停止させる時に減
速が必要となるからである。

初歩的な失敗としては、急激にパイプを停止させる事に
よりパイプに過大な圧力をかけてしまう事が挙げられる
。

この様な失敗をすると、採鉱作業は大幅に遅れ、場合に
よってはパイプラインを取り換える必要も生じる。

従来上記問題を減少させる為、特殊な支持船が設計され
ているが、これらは風や波の動きに反応が遅く、又作業
可能な水深にも制限を受ける。

一例として、米国特許第３，５２２，６７０号が開示さ
れている。

しかしながら、より深い海の鉱物を探査するとなると、
波も荒くなり保持船の揺れも大きく、又パイプラインの
長さも深海に達する為には延長されねばならず、更にパ
イプラインの昇降及び位置移動操作時のパイプの曲げ力
及び軸方向の押圧力も減少しなければならない。

本発明の目的とするところは、パイプラインと垂直方向
位置を一致させる為に昇降機を能動的に位置変化させる
装置を提供する事であって、パイプラインは差し込み及
び抜き取り作業を適切に行ない、船が横揺れ及び縦揺れ
に対してもパイプに起こる曲げ力を最小なものとする為
、船から揺動自在に保持されている。

本発明が更に目的とするところは、パイプラインを昇降
機に差ｊ、込み或いは抜き取り作業をする際の加速又は
減速時に軸方向に加わる力を最小なものにする為の、荷
重支持片の弾性ベアリング装置を提供する事である。

実施例として本発明では、デツキと十分大きな開口部を
有する浮きいかだを使用して、該開口部からプラットフ
ォーム下方の大洋に直接作業を可能としている。

又該開口上方には基部を有する垂直なマスト構造を配備
しており、該マストでパイプラインを保持して大洋に対
し揺動自在に吊している。

マスト構造は更に該マストを横切って昇降手段を設ける
と共に、該昇降手段には、パイプ降下操作中はパイプに
差し込まれ、上昇操作中はパイプから取り除かれるパイ
プの一部分を把持する手段を具えている。

弾性ベアリング部材を基部と船のデツキ間に配備して基
部と共に荷重を支える事により、デツキに対してマスト
構造が傾斜可能とすると共に、該基部を傾斜させる水圧
力手段を配備する事により、大洋の波動に応じて浮きプ
ラットフォームがロール及びピッチ運動しても、弾性ベ
アリングを動かしてパイプの垂直軸とマストの軸を略平
行に維持させる。

本発明の他の実施例として、昇降機には滑りボウルを配
備してパイプライン上部のジョインの球面を適宜に把持
可能とすると共に、第２弾性ベアリング部材を滑りボウ
ルと基部間に配して荷重を支持可能としたので、基部は
滑りボウルに対しロール及びピッチ軸の回りに傾斜可能
となった。

本実施例に於いては、プラットフォームの決められた位
置に基部を固定する手段を具えたのでｔ動力を使用しな
い受動支持操作時に大洋の波動に応じて、滑りボウルに
対しマスト構造がロール及びピッチ動作を可能とした。

基部とマスト構造の能動的位置変更の為に電気機械式制
御手段を有しており、該制御手段には一組の電気機械式
トランスジューサーを具えて基部のロール及びピンチ動
作に比例した姿勢信号を発生すると共に、電子回路手段
を具えて第１、第２姿勢信号に比例した位置修正信号を
発生し、更に水圧式アクチュエータは位置修正信号に応
じて基部をそのロール軸及びピッチ軸の回りに回動させ
て、パイプラインの軸とマスト構造の軸とを略平行１に
保つ。

パイプラインと昇降機の軸とを合わせる事は、パイプ操
作中にパイププジョイントが曲って通るのを避ける為に
も必要である。

各ベアリング部材は、弾性材と非弾性材とを重ねた積層
材を略球状の部分を有する環状の円錐台状に形成したも
のであって、回転の共通中心附近に略同上田上に配備さ
れている。

パイプラインを昇降時に加減速すると軸方向に力が加わ
るが、核力はベアリングの弾性力により減少される。

これは、該ベアリングが適度な弾性力を有している為で
、これにより加減速時の衝撃を受は止め、ショックアブ
ソーバ−として働く。

以下図面に示す実施例に基づき、本発明の他の目的、効
果及び構成を具体的に説明するが、図面の実施例に限ら
れることなく、適宜変更して実施出来る。

又、図面は本発明を、海での掘削に適した自走式の船に
実施した一例を示すが、浮きいかだ等にも適宜変更して
実施出来ることに勿論である０ 第１図に於いて、深海用採鉱船１０は、太平洋等の大洋
１２上の採鉱現場に配備されている。

深海用採鉱船１０から大洋１２には一連のパイプ１４が
吊されており、該パイプ１４で海底１８から鉱物溜塊を
採鉱船１０の収容部に運ぶ。

一連のパイプ１４の下端には連結部材２０を取り付けて
、船１０が採鉱現場を移動した場合でもパイプ１４を略
垂直に維持出来る様にしている。

パイプライン１４下端には浚渫用ヘッド２２をブーム２
４を介して接続しており、該ブーム２４の一端は連結部
材２０に取り付けている。

海底の溜塊１６は浚渫機２２により集めらイ１、真空力
によりパイプライン１４内を、海水及び沈澱物のスラリ
ー中に混って運ばれる。

上記真空力は、パイプ１４の上端に沿っである設定地点
から空気を流入させる事により誘起される。

パイプ１４によって集められた溜塊１６は、採鉱船１０
から運搬船２６へ、浮上式運搬ライン２８等の適轟な手
段で移される。

採鉱船１０には、集められた溜塊に対する伺らかの緩衝
収容部を設けるのが良い。

パイプライン１４中を運ばれた溜塊１６含有のスラリー
は、パイプライン中を吸い上げられて海面に達するが、
該スラリー中に含まれる溜塊の重量比は普通１５係程度
である。

一般的に溜塊スラリーは、運搬船２６へ直接運搬される
が、該運搬船２６の積載量が満杯となり、採鉱船１０を
離れた後、空の運搬船が到着するまでの期間も休まず採
鉱を続けようきすれば、予備収容部が必要となる場合も
ある。

深海用採鉱船１０として標準的なタイプを挙げると、船
長が約１８０ｍ（約６００フイート）、船幅が約３０ｍ
（約１００フイート）、最大積載量が約４万７千トンで
ある。

又、船のローリング周期は１３乃至１５秒である。

採鉱船１０は、口ＩＪソング横方向±２３度以内に、ピ
ッチングは前後方向に±１３度以内に抑える為、バラス
トを積んでいる。

第１図及び第２図に示す如く、パイプ操作の為の昇降機
３０が配備されている。

該昇降機３０は、採鉱船１０のデツキ３４及び船体３６
を垂直にくり抜いて形成したムーンプール３２上方に位
置しており、該プール３２を通じて直接海洋に働きかけ
る事が出来る。

パイプライン１４は、昇降機３０により揺動自在に吊り
下げられており、ムーンプール３２から鎖線３８で示す
様な垂直位置にある。

なお、該鎖線３８は横方向の負荷がパイプに加４つって
いない場合の正常位置を示す。

浚渫ヘッド２２が溜塊１６の採鉱の為に海底１８を移動
さイすると、パイプライン１４には、曲げモーメントが
加わり正常位置から稍外される。

昇降機３０の詳細構造を第２図に示す。

昇降機３０は桁基台４０で支えられており、該基台４０
をムーンプール３２の両端に配備した１組のレール４２
，４４上に載置する事により、ムーンプール上方での昇
降機３０の正確な位置決めを可能としている。

基台４０はレール４２，４４上に摺動可能に取り付けら
れており、従って、ムーンプール上方から基台４０を引
っ込めれば、該孔を通して浚渫ヘッド２２を回収出来る
。

更に昇降機３０は、基部４８上にマスト構造４６を構築
している。

該マスト構造４６は、４本の垂直な管体５０からなり、
普通は基部４８上に正方形に配される。

略同形状のマスト構造５２が基部４８上に配備され、前
記したもう一方のマスト４６間にパイプ操作部５３を設
けている。

マスｌ−４６，５２には夫々適当な支柱部材５４を設け
、該マストを強固なものとしている。

更に強固にする為には、米国特許第３，９６０，３６０
号で開示さイ９た如く、マスト構造４６，５２の管体５
０内に圧力流体を封入する事も可能である。

２本のマス１−４６．５２間のパイプ操作域５３には、
移動ブ吊ツク５６が垂直に誘導されている。

該ブロック５６は、ガイドとして設けられたマストの前
脚に沿って上下往復移動される。

移動フ宅ツク５６上には回転テーブル５８を設けて、パ
イプの差し込みと回収作業を確実なものとしている。

移動ブロック５６を上下動させる力は空気シリンダーで
あって、核力は番号６０で示されるケーブルによりブロ
ック５６に伝達される。

回転テーブル５８は、従来同様、滑りボウルと把持部を
具える事によりパイプの降下中はパイプ中に差し込まれ
るのを、上昇中はパイプから抜は落ちるのを防止してい
る。

本発明の主要部として、昇降機３０は水圧力手段６２，
６４，６６．６８により船１０に動的に支持されており
、該水圧力手段は夫々ピストン６２Ａ、６４Ａ、６６Ａ
、６８Ａを有する水圧式のりニヤアクチュエーターであ
る。

アクチュエーター内の水圧を変化させる事により、各ピ
ストンを作動させ、基部４８に垂直方向の移動力を与え
る。

マスト部４６．５２は、１３．５ｍ（４５フイート）の
パイプジヨイントに更に適当な余裕を持つ様に、移動ブ
ロック５８が１４．４ｍ（４８フイート）の動きを可能
としている。

又、マストは従来通り、最高７２０トン（１６０万ポン
ド）のパイプ荷重に耐えうる様に設計されている。

次いで、第３図に於いて、昇降機からパイプを揺動自在
に吊下げ保持する為のベアリング構造を示す。

ベアリング構造は、一般に弾性ベアリング部材ＴＯを有
しており、該部材７０は基台４０と基部４８間に配備さ
れて荷重を支える。

ベアリング部材は、弾性体Ｔ２と比較的非弾性な物質７
４とを交互に重ねて略球面状部分を有する環状の円錐台
状に形成している。

ベアリング部材を使用する目的は、大洋１２の波の動き
に応じて船が揺れる時、該船１０のデツキ３４の傾きに
応じて基部４８及び昇降機３０の傾きを変える事により
、常にパイプの垂直軸３８とマスト構造４６．５２とを
略平行に維持するものである。

弾性層７２はゴムの様なエラストマーで形成し、非弾性
層７４は、鋼板の様な金属材料で形成する事により、パ
イプラインの荷重が過大となっても、圧縮荷重を十分支
える事が出来る。

上記ベアリングは、７，２００トン（１，６００万ポン
ド）以上の荷重に耐える様に構成して使用されている。

弾性ベアリング部材７０は、第１及び第２環状カラ一部
材７６．７８の間にはさまっており、両カラ一部材７６
．７８は夫々基部４８と基台４０に取付けられている。

本発明の実施例中には、基部４８と滑り容器８１間に第
２のベアリング部材８０が配備されている。

第２弾性ベアリング部材８０の構成は、第１ベアリング
部材７０と略同じであって、ゴムの様な弾性体の層８２
と、鋼の様な非弾性体の層８４を積層して形成している
。

第２弾性ベアリング部材８０の重要な機能の１つは、パ
イプ操作を活動的に行なっている時にショックアブリー
バとして働く受動的な支持部材を提供する事にある。

この機能はパイプラインに加わる軸方向の圧力を軽減す
る為に重要なものであって、該圧力は例えばパイプを大
洋に降下させ或いはパイプの新しい長さをパイプライン
１４に加えて延長し、又ハ大洋から引き揚げて停止部に
運びパイプの長さを減少する時に、パイプラインを加速
成いは減速すると生じる。

急激に停止させるとパイプライン１４にはすぐに過重な
圧力が加わり、初歩的な失敗を引き起こす。

昇降機はパイプラインがリブの床面と接触する時、スム
ーズに減速する様に設計されているが、より安全の為に
は第２弾性ベアリング部材８０がベアリング構造中に加
えられ、装置が故障した場合、装置の床面でもう１つの
ショック吸収手段として作用させる。

受動ベアリング部材８０の第２の重要な機能は、採鉱の
為に適当な深さまでパイプラインを降下させた後、操作
が非１駆動モードに入ると、弾性ジンバルとして作用す
る事である。

この期間中、例えば水圧アクチュエーター６２−６８を
固定する事により、デツキ３８に対して垂直な位置に固
定された基部４８と、弾性力を有するベアリング部材８
０でパイプラインは支持される。

弾性ベアリング８０は、第１及び第２カラ一部材８６．
８８間に配備され、該カラ一部材は夫々滑りボウル８１
の肩部９０及び基部４８に取付ける。

パイプ端摺動部９２が滑りボウル８１とパイプライン１
４の軸３８に中心線を一致して配備されており、パイプ
の差し込み及び抜き取り操作時にガイドとして働き、弾
性ベアリング部材７０゜８０と乱雑な嵌め方がされるの
を避ける事が出来る。

Ｉｔリボウル８１は、パイプと選択的に結合されるパイ
プ昇降機及び移動ブロック５６に配備された吊下げつか
み具（図示せず）と共に一連のパイプを支持している。

なお、上記つかみ具は、パイプラインの適所、例えば２
つのパイプジョインを結合した部分を把持する。

ベアリング部材７０．８０は、ゴムと鋼板の積層板から
成り略球状の部分を有する環状の円錐台形であって、彎
曲部分の半径は夫々番号９４ 、９６で示される。

ベアリング部材７０．８０は共通軸３８に中心を一致さ
せ、又、両者とも該軸３８上に彎曲部の中心を有するの
が良い。

更に望ましくは、第１ベアリング部材７０の彎曲中心は
、第２ベアリングの彎曲中心と点９８で一致させる。

叉点９８は、パイプライン１４が２つの弾性ベアリング
で保持されている時、パイプライン１４の回転軸とも一
致する。

上記構成は、回転中心９８からパイプを傾は得るロール
及びピッチの変位角度を最大にする為にも望ましいもの
である。

上記積層ベアリング部材７０．８０の各種パラメータを
変えることにより、軸方向、半径方向、回転方向のバネ
弾性率を違った組み合４っせにすることが出来る。

パラメータとして問題となるのは、ベアリングの形、弾
性及び非弾性積層板の肉厚、弾性物質の物理的性質、積
層部の彎曲半径である。

一般に動的位置決めベアリング７０は、受動ベアリング
８０に比較してかなり高い弾性率を有する。

例えばベアリング７０の軸方向弾性率が２７０トン／Ｃ
１ｎ（１，５００万ポンド／インチ）であるのに対しベ
アリング８０は３６トン／ｃＩ′ｒＬ（２００万ポンド
／インチ）である。

下方の動的ベアリング７０を比較的硬く構成することに
より、船１０のロール及びピッチに応じ水力アクチュエ
ータ−６２〜６８で基部４８を傾斜した時、昇降機３０
の動きを緩衝出来る。

上方の弾性ベアリング部材８０は、比較的柔軟に形成さ
れるべきであって、こうすると例えば採鉱中に基部４８
が位置を固定されて受動的支持モードとなっても、ベア
リング８０はボールジヨイントとして機能し、船及び昇
降機は滑りボール８１の周りを自由に動く事が可能であ
る。

なお、受動ベアリング部材８０は、昇降機を適正に操作
する上で、必須要素ではない。

なぜなら正常な垂直軸３８から稍傾いた状態でパイプラ
インを引きずりながら採鉱する場合を含めて、何時でも
パイプラインに対し昇降機を動的に動かす事が可能だか
らである。

しかしながら、パイプライン１４を適当な水深に配備し
た後は、経済上の問題から水圧アクチュエーターを停止
して位置を固定し、受動ベアリング８０でのみ支持して
滑りボール８１力）らパイプラインを揺動自在ζこ吊す
のである。

第４図に、パイプラインの中心軸３８から昇降機が角度
αだけ傾いた例を示す。

動的モードに於いては、以下で詳述する位置制御信号に
応じて水圧アクチュエーター６２〜６８が作動し、基台
４０と基部４８間の下部ベアリング部材７０のみか変形
して傾むく。

第５図に、昇降機３０及び基台４０がパイプライン１４
の軸４８から角度θだけ傾いた場合を図示する。

この受動位置決めモードに於いては、水圧アクチュエー
ター６２〜６８は固定され、船１０のデツキに対し基部
４８を設定方向に向けているので、パイプラインの荷重
は上部ベアリング部材８０からベアリング部材７０に等
分配される。

従って受動モードに於いては、上部弾性ベアリングのみ
が船のピッチ及びロールに応じて変形される。

パイプラインが昇降機３０から吊され採鉱作業を行なっ
ている間、上記した受動的な位置調整を行なうと、パワ
ーを使うことなくパイプライン１４を形式上曲げモーメ
ンドナしで維持出来て好都合である。

次に第６図に於いて、基部４８を動的に位置変更させる
為の電子機械式なサーボ機構を有する制御システムを示
す。

該制御システムは、パイプライン１４の軸３８に対しマ
スト構造４６．５２を一直線上に位置させるべく、基部
４８に接続してローリング軸１００とピッチング軸１０
２の回りに基部４８を回動させる。

該システムにはロールトランスジューサー１０４とピッ
チトランスジューサー１０６とを配備し、該トランスジ
ューサー１０４，１０６からは夫々基準軸から基部４８
が傾いた角度に比例した値の第１及び第２姿勢電気信号
を出す。

本実施例に於いては、基準軸はパイプライン１４の軸３
８を使用する事が好ましい。

しかし他の実施例として、基準軸をその場所の重力方向
と平行に採ることも出来る。

制御システム中には、更に電子コントロールユニット１
１１を具えておす、該ユニット１１１では、前記した姿
勢信号１０８゜１１０に比例した大きさの位置修正信号
１１２〜１１８を発生する。

位置修正信号１１２〜１１８は電気的に制御バルブ１２
０〜１２６に接続されており、該バルブでは水圧カニニ
ット１２８からの圧力流体の流れを、リニヤアクチュエ
ーター６２〜６８に接続されている流入及び戻し管１２
０Ａ、１２０Ｂ〜１２６Ａ、１２６Ｂを通じて制御する
。

ピッチ及びロールトランスジューサー１０４゜１０６は
、揺動自在で重力方向からの傾きを検出するセンサーで
あって、各々基部４８のロール軸１００及びピッチ軸１
０２に取付けている。

これらのトランスジューサーは比較的単純で衝撃にも強
く、出力も電気的に取出し得るものであるが、これに代
えて同様な機能を有し更に複雑で高価なジャイロスコー
プ装置を利用してもよい。

しかしながらトランスジューサーは衝撃的な入力により
干渉を受ける為、場合によっては不適当な事もある。

もしより安定な位置決めシステムが必要なら、ロール及
びピッチトランスジューサーとして比較位置トランスジ
ューサーを使用し、該トランスジューサーを夫々基部４
８のロール及びピンチ軸１００．１０２に沿い且つプラ
ットフォームに向けて配備する事により、船１０に対す
る基部のロール及びピッチ角度に応じた電気信号を出力
する。

本実施例に於いて、トランスジューサーからの比較ロー
ル及びピッチ信号１０８，１１０は夫々ジャイロで安定
化されたロール及びピッチ信号から引き算される。

該信号は、垂直ジャイロ式重力センサー１３０から供給
されるもので、センサー１３０を船１０上に載置して回
転軸１３２を重力場１３４と平行に向ける事により、出
力されるロール及びピッチ出力信号１３６，１３８で、
その附近の重力方向１３４から船１０がどれぐらい傾い
ているか示す。

制御ユニット１１１には電子回路（図示せず）を有して
おり、姿勢信号１０８゜１１０とジャイロ式ロール及び
ピッチ信号１３６゜１３８の違いを検出して、位置制御
信号１１２〜１１８を出力する。

更に他の実施例に於いては、重力比較センサー１３０は
動的支持昇降機３０に直接取付ける事により、重力方向
に対するマスト構造４６．５２のロール及びピッチに比
例したロール及びピッチ出力信号１３６．’ｆ３８を出
力する。

本構成の為に、制御ユニット１１１は一般的な電子回路
（図示せず）を具えて、基部のロール・ピッチ信号１０
８゜１１０と重力比較センサーからのロール及びピツ子
信号１３６，１３８との差に比例した位置修正信号１１
２〜１１８を発生する。

重力比較センサー１３０は、昇降機３０に直接載置され
た垂直型ジャイロであるのが好ましく、該ジャイロの回
転軸はその附近の重力方向と一致している。

しかしながら、重力比較センサー１３０は、一組の揺動
自在な傾斜角センサーでも可能で、その場合は各センサ
ーの揺動錘に於ける回動面は互いに直角に向けると共に
、船のピッチ及びロール軸と一致させている。

更に又、本装置には操作者がパイプの昇降操作を直接観
察しながら手動操作する装置も具えている。

即ち制御システムには手動バイアス制御ユニット１４０
を具えて、操作者の手動命令に応じた大きさのロール及
びピッチ信号を発生させる。

該手動のロール及びピッチ信号１４２，１４４は適宜、
比較選択ユニット１４６により制御ユニット１１１の入
力に接続されて、操作者の手動操作による位置制御を可
能とする。

選択された参照信号は、ロール信号ρ及びピッチ信号φ
である。

本発明は上記の如く、変化しやすく頑丈な位置変更シス
テムを採用して、昇降機のマストとパイプラインの垂直
軸とを略同−線上に位置する様に構成したので、船のロ
ール及びピンチによりパイプラインに誘起される曲げ力
を最少に維持出来る。

該効果は、球状の弾性ベアリング部材で可能となるもの
であって、更に昇降機の移動ブロックと組み合わせる事
により、パイプを海に降下、或いは海から引き揚げで保
管する様な、パイプ操作時に起こる加減速力によりパイ
プに誘起する軸方向圧力をも最少に出来る。

従って、上記ベアリング部材を使用すれば、従来の採鉱
船では不可能であった深海でも採鉱が可能となる等、産
業利用上、顕著な効果を有するものである。

なお上記した詳細な構造は、ただ単に図示例を示したも
のであって、特許請求の範囲に記載した内容から離れる
事なく、適宜変更出来る事は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は深海用採鉱船による採鉱状況を示す概略図、第
２図は本発明にかかる昇降機の斜面図、第３図はベアリ
ング装置の一部を破断した拡大正面図、第４図は動的モ
ードでベアリング装置の傾きが最高となった状態を示す
断面図、第５図は受動モードに於けるベアリング装置の
最高傾き位置を示す断面図、第６図は制御システムの実
施例を示す概略図である。 １０・・・・・・深海用採鉱船、１４・・・・・・パイ
プライン、３０・・・、・・昇降機、３４・・・・・・
デツキ、４８・・・・・・基部、４６．５２・・・・・
・マスト構造、７０．８０・川・・ベアリング部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デツキ３４及び採鉱開口３２を有し該開口３２を通
   じて下方の大洋へ接近可能な深海の大洋に浮かぶプラッ
   トフォーム１０上に設けられ、該プラットフォーム１０
   からパイプライン１４を下降、上昇、保持する昇降機で
   あって、該昇降機は、採鉱開口３２上方の基部４８から
   垂直に延びてパイプライン１４を揺動自在に保持するマ
   スト構造４６と、パイプライン１４に対する結合手段を
   有しマスト４６に沿い移行してパイプ降下時にはノ々イ
   ブラインに嵌ってパイプと結合しパイプ上昇時にはパイ
   プから離れる昇降手段と、該昇降手段と連繋して適宜昇
   降手段を昇降させる第１動力手段と、基部４８とデツキ
   ３４間にあって基部４８と結合して荷重を支持し且つ基
   部をパイプラインに対しロール及びピッチ軸の回りに回
   動変位させる第１ベアリング部材７０とを有す昇降機に
   於て、基部４８に連繋し動的支持操作時に海の波動によ
   ってプラットフォームカ釦−ル及びピッチ動作をすると
   きパイプラインの垂直軸とマスト構造の中心軸をほぼ平
   行に保つ様に基部４８を第１ベアリング部材７０の周り
   で回動させる第２動力手段６２．６４，６６．６８を具
   えたことを特徴とする深海用採鉱船等の船用昇降機。 ２ ベアリング部材は弾性材料７２と比較的非弾性な材
   料７４とを積層して略球状に形成し、同心円の環状断面
   を有する特許請求の範囲第１項に規定する船用昇降機。 ３ ベアリング部材の弾性材料はエラストマーであり、
   非弾性材料は鋼である特許請求の範囲第２項に規定する
   昇降機。 ４ 第１弾性ベアリング７０は、第１及び第２環状カラ
   一部材７６．７８の間に配置され弾性体７２とそれに較
   べて比較的非弾性の物質を積層して形成した略球状体の
   第１環状断面を有している特許請求の範囲第２項に規定
   する昇降機。 ５ 第２駆動手段６２，６４，６６．６８には電気機械
   式制御手段１０４，１０６，１１１が連繋されて基部４
   ８をベアリング部材７０の周りに駆動し、プラットフォ
   ームのローリング及びピッチングに応じて基部をパイプ
   ラインの軸に対し予め設定された偏倚角度に維持するも
   のである特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れかに規
   定する昇降機。 ６ 電気機械式制御手段には、基部がローリング及びピ
   ッチングにより予め設定した基準軸から偏倚した角度に
   比例する第１及び第２姿勢電気信号を発する電気機械式
   トランスジューサ手段１０４゜１０６及び第１、第２姿
   勢信号に対応して予め設定された動作に比例して作動す
   る電気的第１及び第２姿勢修正信号を発する電気回路手
   段１１１を有する特許請求の範囲第５項に規定する昇降
   機。 ７ 電気機械式トランスジューサ手段１０４゜１０６は
   、プラットフォーム上に設定され重力に対する振子角度
   を検出する第１及び第２センサーを有し、各センサーの
   振子錘の作動面は、互いに直交し且つ基台のピッチング
   軸及びローリング軸に略一致している特許請求の範囲第
   ６項の昇降機。 ８ 電気機械式トランスジューサは、プラットフォーム
   に載置された垂直式ジャイロであって、該ジャイロの回
   転軸はその附近の重力方向と平行である特許請求の範囲
   第６項に規定する昇降機。 ９ 電気機械式トランスジューサは、基部４８のロール
   軸１００及びピンチ軸１０２に向けて基部４８上に配置
   した第１及び第２の相対変位型ローリング及びピッチン
   グトランスジューサ１０４゜１０６であって、これ等ト
   ランスジューサは基部上にあってプラットフォームに対
   する基部独自のローリング及びピッチング変位の電気信
   号を出力し、回転軸１３２をその附近の重力方向１３４
   に向けた垂直型ジャイロ１３０を更にプラットフォーム
   上に配置し、プラットフォームがその附近の重力方向か
   ら外れるロール角及びピッチ角に比例したロール信号及
   びピッチ信号１３６，１３８を出力させ、相対変位型ト
   ランスジューサのロール信号及びピッチ信号と、ジャイ
   ロのロール信号及びピッチ信号の夫々の差に比例した第
   １及び第２姿勢修正信号を発する電子式制御手段１１１
   を有している特許請求の範囲第６項に規定する昇降機。 １０電気機械式制御手段には、更に操作者の手動操作に
   応じて人工的にロール１４２及びピッチ１４４バイアス
   信号を発生するバイアス手段１４０を有すると共に、該
   ロール及びピッチバイアス信号は選択的に電子式制御手
   段１１１に接続して操作者によるプラットフォームの手
   動位置制御を可能としている特許請求の範囲第７項乃至
   第９項の 。 伺わかに規定する船用昇降機。 １１ デツキ３４及び採鉱開口３２を有し該開口３２
   を通じて下方の大洋へ接近可能な深海の大洋に浮かぶプ
   ラットフォーム１０上に設けられ、該プラットフォーム
   １０からパイプライン１４を下 。 降、上昇、保持する昇降機であって、該昇降機は、採鉱
   開口３２上方の基部４８から垂直に延びてパイプライン
   １４を揺動自在に保持するマスト構造４６と、パイプラ
   イン１４に対する結合手段を有しマスト４６に沿い移行
   してパイプ降下時にはパ 。 イブラインに嵌ってパイプと結合しパイプ上昇時にはパ
   イプから離れる昇降手段と、該昇降手段と連繋して適宜
   昇降手段を昇降させる第１動力手段と、パイプラインの
   円周面を支持する手段９０を有する辷りボール８１と、
   基部４８とデツキ３４間にあって基部４８と結合して荷
   重を支持し且つ基部をパイプラインに対しロール及びピ
   ンチ軸の回りに回動変位させる第１ベアリング部材１０
   とを有す昇降機に於て、 辷りボール８１と基部４８との間に第２ベアリング部材
   ８０を配置し、該第２ベアリング部材８０は辷りボール
   ８１に係合して負荷を支持すると共に、基部４８を辷り
   ボール８１に対し回動変位せしめることを特徴とする昇
   降機。 １２第１及び第２弾性ベアリング７０．８０は、夫々、
   弾性体７２とそれに較べて比較的非弾性の物質７４を積
   層して略球状体に形成し、第１及び第２弾性ベアリング
   ７０．８０の環状断面は夫々共通の回転中心線の周りに
   略同心円状に配置されている特許請求の範囲第１１項の
   昇降機。 １３弾性ベアリング部材の何れか或は夫々の弾性材料は
   エラストマーであり、非弾性材料は鋼である特許請求の
   範囲第１１項又は第１２項に規定する昇降機。 １４第１ベアリング部材の弾性率は第２ベアリング部材
   の弾性率より太きく形成している特許請求の範囲第１１
   項乃至第１３項の何れかに規定する昇降機。 １５第１及び第２弾性ベアリング部材７０．８０は、第
   １及び第２環状カラ一部材７６．７８の間に配置され弾
   性体７２とそれに較べて比較的非弾性の物質７４を積層
   して形成した略球状体の第１環状断面と、第１及び第２
   環状カラ一部材８６゜８８の間に配置され弾性体８２と
   それに較べて比較的非弾性の物質８４を積層して形成し
   た略球状体の第２環状断面と、デツキ３４及びマスト４
   ６へ夫々係合して保持されている第１ベアリング７０の
   第１及び第２環状カラー７６．７８と、マスト４６と辷
   りボール８１へ夫々係合して保持されている第２ベアリ
   ングの第１及び第２環状カラー８６．８８と、共通軸上
   へ略同心円状に配置され共通軸上に曲率中心を有する第
   １及び第２ベアリング部材とを有している特許請求の範
   囲第１１項乃至第１４項の何れかに規定する昇降機。 １６第１ベアリング部材の彎曲中心は、第２ベアリング
   部材の彎曲中心とほぼ一致している特許請求の範囲第１
   ５項に規定する昇降機。 １７辷りボ・−ル８１に保持され第１及び第２ベアリン
   グ部材７０．８０のカラー７６．７８，８６゜８８を貫
   通して突出し、パイプラインの一端を機械的に支持する
   円筒状パイプ端部溶接物９２を具えている特許請求の範
   囲第１１項乃至第１６項の何れかに規定する昇降機。