JP2014077295A - Pneumatic fender - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、取付板と前衝板との間に可撓性中空体が設けられた空気式防舷材に関し、さらに詳しくは、可撓性中空体の損傷を抑制するとともに、エネルギー吸収体の耐用期間を長くすることができる空気式防舷材に関するものである。 The present invention relates to a pneumatic fender provided with a flexible hollow body between a mounting plate and a front plate, and more specifically, while suppressing damage to the flexible hollow body, The present invention relates to a pneumatic fender capable of extending the service life.
空気式防舷材の1つのタイプとして、取付板と前衝板との間に可撓性中空体が設けられた空気式防舷材がある。可撓性中空体は補強層が埋設されたゴムにより形成され、取付板および前衝板に気密的に接続される。取付板は岸壁等に取り付けられて、前衝板には船舶が当接する。船舶が前衝板に当接して可撓性中空体が圧縮されることにより、船舶から受けるエネルギーが吸収される。船舶が強く前衝板に衝突する等、船舶から受けるエネルギーが過大であると、可撓性中空体が過剰に圧縮されて損傷することがある。 One type of pneumatic fender is a pneumatic fender with a flexible hollow body between a mounting plate and a front plate. The flexible hollow body is formed of rubber in which a reinforcing layer is embedded, and is hermetically connected to the mounting plate and the front plate. The mounting plate is attached to a quay or the like, and the ship comes into contact with the front impact plate. When the ship comes into contact with the front plate and the flexible hollow body is compressed, the energy received from the ship is absorbed. If the energy received from the ship is excessive, such as when the ship strongly collides with the front plate, the flexible hollow body may be excessively compressed and damaged.
そこで、可撓性中空体の内部にハニカム構造のエネルギー吸収体を設けた空気式防舷材が提案されている(特許文献1参照)。この提案の空気式防舷材によれば、可撓性中空体が過剰に圧縮される前に前衝板がエネルギー吸収体に当接して船舶から受けるエネルギーを吸収するため、可撓性中空体が過剰圧縮されて損傷する不具合を低減させることができる。しかしながら、エネルギー吸収体は、エネルギーを吸収することによって変形、損傷するので、その損傷具合が大きければエネルギー吸収体として機能しなくなるため、空気式防舷材を交換しなければならない。それ故、可撓性中空体の損傷を抑制しつつ、エネルギー吸収体の耐用期間を長くすることができる空気式防舷材が望まれている。 In view of this, a pneumatic fender having a honeycomb structure energy absorber inside a flexible hollow body has been proposed (see Patent Document 1). According to this proposed pneumatic fender, since the front plate abuts the energy absorber and absorbs the energy received from the ship before the flexible hollow body is excessively compressed, the flexible hollow body It is possible to reduce the problem of over-compression and damage. However, since the energy absorber is deformed and damaged by absorbing energy, if the degree of damage is large, the energy absorber does not function as an energy absorber, so the pneumatic fender must be replaced. Therefore, a pneumatic fender that can extend the useful life of the energy absorber while suppressing damage to the flexible hollow body is desired.
本発明の目的は、可撓性中空体の損傷を抑制するとともに、エネルギー吸収体の耐用期間を長くすることができる空気式防舷材を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pneumatic fender capable of suppressing damage to a flexible hollow body and extending the life of an energy absorber.
上記目的を達成するため本発明の空気式防舷材は、取付板と前衝板との間に可撓性中空体が設けられた空気式防舷材において、前記取付板または前衝板のいずれか一方の前記可撓性中空体の内部に位置する表面に、内部空間を有する剛体のケーシングが突設され、このケーシングにオリフィス部と安全弁とが設けられ、前記オリフィス部は前記可撓性中空体の内部空間のうちの前記ケーシングの外側の空間と前記ケーシングの内部空間とを連通させ、前記安全弁は前記可撓性中空体の内圧が所定圧力に達した時に開弁して、この安全弁を通じて前記可撓性中空体の内部空間のうちの前記ケーシングの外側の空間とケーシングの内部空間とを連通させる構成にしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the pneumatic fender according to the present invention is a pneumatic fender having a flexible hollow body provided between a mounting plate and a front plate, wherein the mounting plate or the front plate A rigid casing having an internal space protrudes from a surface located inside one of the flexible hollow bodies, and an orifice part and a safety valve are provided on the casing. The orifice part is provided with the flexible part. Of the internal space of the hollow body, the space outside the casing communicates with the internal space of the casing, and the safety valve opens when the internal pressure of the flexible hollow body reaches a predetermined pressure. The space outside the casing in the internal space of the flexible hollow body and the internal space of the casing are communicated with each other.
本発明によれば、取付板または前衝板のいずれか一方の可撓性中空体の内部に位置する表面に、内部空間を有する剛体のケーシングが突設されているので、圧縮される前の初期の可撓性中空体の容積がケーシングの体積分だけ小さくなる。そのため、可撓性中空体の圧縮初期の反力を大きくすることができる。反力が大きくなることに伴って、可撓性中空体が過剰に圧縮され難くなるので損傷を防止するには有利になる。 According to the present invention, since the rigid casing having the internal space protrudes on the surface located inside the flexible hollow body of either the mounting plate or the front plate, The volume of the initial flexible hollow body is reduced by the volume of the casing. Therefore, the reaction force at the initial stage of compression of the flexible hollow body can be increased. As the reaction force increases, the flexible hollow body becomes difficult to be compressed excessively, which is advantageous in preventing damage.
また、ケーシングに設けられた安全弁は可撓性中空体の内圧が所定圧力に達した時に開弁して、この安全弁を通じて可撓性中空体の内部空間のうちのケーシングの外側の空間とケーシングの内部空間とを連通させるので、可撓性中空体の内圧がある程度大きくなると、ケーシングの内部空間に空気が流入して可撓性中空体の内圧の上昇を抑制できる。そして、ケーシングの内部空間に流入した空気は、ケーシングに設けられたオリフィス部を通じてケーシングの外側の可撓性中空体の内部空間に徐々に排出される。これにより、可撓性中空体が圧縮される前の状態に復元するので、エネルギー吸収体として機能するケーシングを損傷させることなく、繰り返し長期間使用することが可能になる。 The safety valve provided in the casing is opened when the internal pressure of the flexible hollow body reaches a predetermined pressure, and the space outside the casing of the internal space of the flexible hollow body through the safety valve and the casing Since the internal space communicates with each other, when the internal pressure of the flexible hollow body increases to some extent, air flows into the internal space of the casing, and an increase in the internal pressure of the flexible hollow body can be suppressed. And the air which flowed into the internal space of the casing is gradually discharged into the internal space of the flexible hollow body outside the casing through the orifice part provided in the casing. Thereby, since the flexible hollow body is restored to the state before being compressed, it can be repeatedly used for a long time without damaging the casing functioning as the energy absorber.
さらに、可撓性中空体が圧縮される前の状態に復元する速度が遅いので、この復元する際に生じる反力が小さくなる。そのため、この復元の際に前衝板に当接している船舶の揺動を低減させることができる。 Furthermore, since the speed at which the flexible hollow body is restored to the state before being compressed is slow, the reaction force generated at the time of restoration is reduced. Therefore, it is possible to reduce the swing of the ship that is in contact with the front impact plate during the restoration.
以下、本発明の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。 Hereinafter, a pneumatic fender according to the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
図1に例示するように本発明の空気式防舷材1(以下、防舷材1という)は、取付板2と前衝板3と可撓性中空体4とを備えている。取付板2は岸壁11などに取付けられ、前衝板3には船舶の側舷などが当接する。
As illustrated in FIG. 1, a pneumatic fender 1 (hereinafter referred to as fender 1) of the present invention includes a
可撓性中空体4は、取付板2と前衝板3との間に介在して取付板2および前衝板3に気密的に接合されている。可撓性中空体4は、例えば、円筒状であり、補強層6を埋設したゴム5により構成されている。取付板2と前衝板3との間隔H、即ち、可撓性中空体4の高さ寸法は、防舷材1に要求されるエネルギー吸収性能等に基づいて設定される。
The flexible
取付板2の表面にはケーシング7が突出高さhで突設されていて、ケーシング7が可撓性中空体4の内部空間4aに配置された構造になっている。ケーシング7は、鋼や鉄等の剛性材で形成された剛体である。このケーシング7が、可撓性中空体4が過剰に圧縮されて損傷することを防止する。
A
ケーシング7は、前衝板3の表面に突設して可撓性中空体4の内部空間4aに配置することもできる。ケーシング7を前衝板3に取付けると、岸壁11に対して片持ち梁状に設置される可撓性中空体4には、ケーシング7の重さが作用する。したがって、ケーシング7の重さによって可撓性中空体4に生じる負荷をなくすには、ケーシング7を取付板2に取付けるとよい。
The
ケーシング7には、オリフィス部10と安全弁8とが設けられている。オリフィス部10は可撓性中空体4の内部空間4aのうちのケーシング7の外側の空間とケーシング7の内部空間7aとを連通させる。ケーシング7の壁面に形成した***(例えば、開口面積が0.5mm2〜80mm2程度、または開口直径1mm〜10mm程度)をオリフィス部10にすることができる。***に限らず***と同じ効果を奏するものをオリフィス部10として用いることができる。オリフィス部10の数は特に限定されないが、何らかの原因で詰まることも考えられるので、複数設けることが好ましい。
The
安全弁8は可撓性中空体4の内圧P(内部空間4aのうちのケーシング7の外側の空間の圧力)が所定圧力P1に達した時に開弁する。そして、開弁した安全弁8を通じて、内部空間4aのうちのケーシング7の外側の空間とケーシング7の内部空間7aとを連通させる。
The
この実施形態の安全弁8は、ケーシング7の壁面に形成された貫通穴9aと、弁体9bと、バネ等の付勢部材9cと、シール部材9dとで構成されている。弁体9bが付勢部材9cによって貫通穴9aが形成された壁面に向かって付勢される。そして、弁体9bに取り付けられたシール部材9dが貫通穴9aの外周を囲むように壁面に圧接されることにより、安全弁8は閉弁して貫通穴9aを塞ぐ構造になっている。安全弁8は、この実施形態に例示する構造に限らず、可撓性中空体4の内圧Pが所定圧力P1に達した時に開弁する構造であればよい。
The
図1に例示する可撓性中空体4が圧縮されていない防舷材1の前衝板3に船舶が当接すると、図2に例示するように前衝板3が押圧されて、可撓性中空体4が圧縮された状態になる。本発明の防舷材1は、ケーシング7が可撓性中空体4の内部空間4aに設置されているので、圧縮される前の初期の可撓性中空体4の容積は、内部空間4aからケーシング7の体積を差し引いた値になる。そのため、可撓性中空体4の内部空間4aにケーシング7を設置しない場合に比して、可撓性中空体4の圧縮初期の反力Rを大きくすることができる。この反力Rが大きくなることに伴って、可撓性中空体4が過剰に圧縮され難くなるので損傷を防止するには有利になる。
When the ship comes into contact with the
図3、図4に例示するように前衝板3がさらに押圧されることにより、可撓性中空体4がさらに圧縮されて、可撓性中空体4の内圧Pが所定圧力P1に達すると、この所定圧力P1により押圧された弁体9bが付勢部材9cの付勢力に対抗して貫通穴9aが形成された壁面から離れる方向に移動する。これにより、シール部材9dが壁面から離れて安全弁8が開弁する。安全弁8が開弁する所定圧力P1は、例えば、防舷材1の保証耐圧力の20%〜90%程度に設定する。
When the
この開弁した安全弁8を通じて、可撓性中空体4の内部空間4aのうちのケーシング7の外側の空間とケーシング7の内部空間7aとが連通する。このように、可撓性中空体4の内圧Pがある程度大きくなると、ケーシング7の内部空間7aに空気Aが流入して可撓性中空体4の内圧Pの上昇が抑制される。
Through the opened
そして、ケーシング7の内部空間7aに流入した空気Aは、オリフィス部10を通じてケーシング7の外側の可撓性中空体4の内部空間4aに徐々に排出される。ケーシング7の内部空間7aからの空気Aの排出により、可撓性中空体4は圧縮される前の状態に復元する。このように本発明では、ケーシング7を損傷させることなく、エネルギー吸収体として機能させるので、繰り返し長期間使用することが可能になる。
The air A that has flowed into the
さらに、ケーシング7の内部空間7aから、小孔のオリフィス部10を通じて空気Aを排出させるので、可撓性中空体4が圧縮される前の状態に復元する速度が遅くなる。そのため、この復元する際に生じる反力Rが小さくなり、この復元の際に前衝板3に当接している船舶の揺動を低減させることができる。
Furthermore, since the air A is discharged from the
オリフィス部10の総開口面積を適切に決めて、例えば、複数あるオリフィス部10の総開口面積をケーシング7の壁面積の1%〜30%、好ましくは2%〜15%に設定する。これにより、船舶が低速で接岸した場合には可撓性中空体4がゆっくりと圧縮されるので、内部空間4aの圧力上昇に対してオリフィス部10の直径および総開口面積が十分に大きく内部空間4aとケーシング7の内部空間7aの圧力は等しくなるためケーシング7の影響はなくなり、当初の防舷材1の持つソフトな反力で船舶の接岸エネルギーを吸収することができる。
The total opening area of the
一方、船舶が台風などの強風により異常接岸した場合には、可撓性中空体4は動的に圧縮されるので、内部空間4aの圧力上昇に対してオリフィス部10の直径および総開口面積が十分に小さく、可撓性中空体4の容積は、内部空間4aからケーシング7の体積を差し引いた値となり反力Rを大きくすることができる。それ故、船舶の接岸速度に応じて空気式防舷材の特性を活かしたソフトな反力と異常接岸に対応した大きな反力の両方を得ることができる。
On the other hand, when the ship abnormally touches due to strong wind such as typhoon, the flexible
図5には、可撓性中空体4が圧縮されて復元するまでの1サイクルにおける圧縮量Xと反力Rとの関係を模式的に示している。図5では実線が本発明を示し、一点鎖線は可撓性中空体4の内部空間4aにケーシング7を設置していない従来の防舷材を示している。
FIG. 5 schematically shows the relationship between the compression amount X and the reaction force R in one cycle until the flexible
圧縮量Xが0以上X1未満の圧縮初期の状態では上述したように、従来の防舷材に比して圧縮される可撓性中空体4の容積が小さくなる。それ故、本発明の防舷材1は従来の防舷材に比して大きな反力Rを得ることができる。
As described above, in the initial compression state where the compression amount X is 0 or more and less than X1, the volume of the flexible
可撓性中空体4がさらに圧縮されて圧縮量XがX1になり、可撓性中空体4の内圧Pが所定圧力P1に達すると(この時の反力RはR1)、安全弁8が開弁してケーシング7の内部空間7aに空気Aが流入する。圧縮量XがX2になるまでは、可撓性中空体4は概ね一定の内圧P1になって内圧上昇が抑制され、反力Rは概ね一定の反力R1になる。
When the flexible
可撓性中空体4がさらに圧縮されて圧縮量XがX2になり、流入する空気Aによって内部空間7aの圧力が可撓性中空体4の内圧と同等にまで上昇すると反力Rが上昇する。反力R2になるまで可撓性中空体4が圧縮された後に、圧縮が解除されると可撓性中空体4は圧縮前の状態に復元する。この復元する速度は上述したように遅いので反力Rは小さくなる。そのため、従来の防舷材に比して、船舶の揺動を低減させるには有利になる。
When the flexible
ケーシング7の突出高さhは、取付板2と前衝板3との間隔Hの40%以下に設定するとともに、ケーシング7の内部空間7aの容積を可撓性中空体4の内部空間4aの容積の10%〜35%に設定することが好ましい。突出高さhが間隔Hの40%超に設定されていると、ケーシング7と押圧された前衝板3とが干渉し易くなるためである。また、ケーシング7の内部空間7aの容積が可撓性中空体4の内部空間4aの容積の10%未満では、可撓性中空体4の圧縮初期の反力Rを十分に大きくすることが難しく、35%超ではケーシング7と押圧された前衝板3とが干渉し易くなるためである。
The protruding height h of the
尚、ケーシング7と押圧された前衝板3とが干渉し難くするために、前衝板3と対向するケーシング7の壁面は前衝板3と平行な平面状にするとよい。また、実施形態のように安全弁8をケーシング7の内部空間7a側に設けると、安全弁8と押圧された前衝板3との干渉を防止できる。
In order to make it difficult for the
安全弁8は、何らかの原因で故障することも考えられるので、図6に例示するように複数設けることが好ましい。複数の安全弁8のすべてが同じ所定圧力P1で開弁する設定にすることもできる。或いは、複数の安全弁8のうち、少なくとも1つの安全弁8が異なる所定圧力P1で開弁する設定にすることもできる。
Since the
開弁する所定圧力P1をすべての安全弁8に対して同じ設定にした場合、図5に例示したように可撓性中空体4の内圧Pが所定圧力P1(反力R1)に達すると、一定反力R1のままで可撓性中空体4の圧縮量Xは、X1からX2まで比較的早く変化し、圧縮速度が速くなる。
When the predetermined pressure P1 to be opened is set to be the same for all the
一方、開弁するタイミングが異なる安全弁8を混在させた場合、図5に例示した反力Rが一定になる水平直線部分が複数に分割されることになる。これにより、前者の場合に比して、可撓性中空体4の圧縮速度を遅くすることが可能になる。
On the other hand, when the
複数の安全弁8を設けた場合、図7に例示するようにケーシング7を分割して複数にすることもできる。複数に分割したケーシング7の内部空間7aの容積はすべて同じ設定にすることもでき、異なる設定にすることもできる。
When a plurality of
防舷材1に要求されるエネルギー吸収性能に応じて、例えば、開弁する所定圧力P1が低い安全弁8を取付けたケーシング7の内部空間7aの容積を、開弁する所定圧力P1が高い安全弁8を取付けたケーシング7の内部空間7aの容積よりも小さくする。或いは、その反対で、開弁する所定圧力P1が低い安全弁8を取付けたケーシング7の内部空間7aの容積を、開弁する所定圧力P1が高い安全弁8を取付けたケーシング7の内部空間7aの容積よりも大きくする。このようにして、それぞれのケーシング7の内部空間7aの圧力を、他のケーシング7の内部空間7aの圧力とは、独立に制御することもできる。
Depending on the energy absorption performance required for the
安全弁8は、開弁する所定圧力P1を変えることができる圧力可変構造にすることもできる。この実施形態では、付勢部材9cを付勢力が異なるものに交換することにより、容易に安全弁8が開弁する圧力を変えることができる。このような圧力可変構造にすれば、安全弁8を変えるだけで、エネルギー吸収性能を異ならせた様々な防舷材1を容易に製造することが可能になる。したがって、様々な大きさの船舶に適応する防舷材1を早期に製造コストを抑えて製造するには有利になる。
The
1 空気式防舷材
2 取付板
3 前衝板
4 可撓性中空体
4a 内部空間
5 ゴム
6 補強層
7 ケーシング
7a 内部空間
8 安全弁
9a 貫通穴
9b 弁体
9c 付勢部材
9d シール部材
10 オリフィス部
11 岸壁
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