JP7191945B2 - フレットナロータのための起伏用機構 - Google Patents

Description

本発明は概して、ただし非限定的に、フレットナロータに関し、詳細にはフレットナロータのための起伏用機構に関する。

マグヌスロータとしても知られるフレットナロータは、水上輸送船舶上で推進のために使用され得る。このようなロータは、船舶の推進のためにマグヌス効果を使用する。

フレットナロータは概して使用中、水上輸送船舶の甲板上に直立して設置される。典型的には、フレットナロータは、ステータの周りに配置された円筒形管の形をした外側ロータ本体を含み、このロータは、通常ステータの頂端部に向かう上位軸受および多くの場合およそその中間点にあるステータのさらに下にある下位軸受を含む回転可能な継手を介してステータに結合されている。ステータは典型的には、それ自体船舶の甲板に連結されているベースに連結される。ロータはステータよりも長く、ステータの上方に突出していてよく、こうして、上位軸受は、ロータの高さのおよそ中間点に来ることができる。

水上輸送船舶に適合したフレットナロータの場合、ロータは、その垂直軸を中心にして回転させられ、周囲の空気流が回転するロータ上を移動するにつれて、ロータの回転する本体と空気の間の相対運動が空気中に圧力差を発生させる。空気流内へ回転するロータの側は、ロータの表面によってひき起こされる抗力の結果として局所的に空気流を遅延させ、一方、空気流から離れるように回転するロータの側は、空気流を局所的に加速させる。このとき、ロータの空気流内へと回転している側には高圧領域が発生し、ロータの空気流から離れるように回転している側には低圧領域が発生する。したがって、ロータの低圧領域の方向の力が生成される。この力は船舶に移送される。この力は船舶の推進を補助することができる。多数のフレットナロータを単一の船舶上で併用することが可能である。

フレットナロータの今日の利用分野は、貨物船などの大型船舶上におけるものである。フレットナロータは、航行中一次推進システム上の負荷を軽減する目的で船舶の一次推進システムと併せて使用される。これにより、特に好適な風条件の下での長距離の航程について、著しい燃料の節約をもたらすことができる。フレットナロータは、一次推進システムに比べてより高効率の船舶推進手段であり得、したがってフレットナロータが備わった船舶の環境への影響は、これが装備されていない船舶に比べ著しく削減され得る。

フレットナロータが使用されていない場合、航行中にこのフレットナロータが組付けられる船舶が受ける抗力の全体的増大がもたらされる可能性がある。荒れたまたは暴風雨の条件下では、直接的風の力からおよび船舶の動きの増大の結果という両方の原因でフレットナロータは著しい力を受ける可能性があり、それがロータおよび船舶の損傷を導く可能性がある。

さらに、フレットナロータの寸法は、船舶の高さを著しく増大させ得るものであり、このことは、例えば入港時および船舶から貨物を荷積みおよび／または荷卸しする場合に問題をひき起こす可能性がある。１つ以上のフレットナロータが船舶に装備されている場合には、ロータのサイズおよび船舶の甲板上のその場所に起因して、船舶が港湾に停泊している間に問題が発生する可能性がある。フレットナロータは、クレーンおよび荷積みおよび陸揚げ用および他の機械類が船舶の甲板にアクセスするのを妨害し得る。これにより、船舶の荷積みおよび荷卸しの遅延がひき起こされるかまたは、いくつかの事例では荷積み及び荷降しが妨げられる可能性があり、これは同様に危険でもあり得る。

したがって、船舶へのアクセスが妨害されるという欠点無く、上述の燃料節約のメリットを提供するため、船舶の甲板上でフレットナロータを使用できるようにする手段を提供する必要性が存在する。

したがって、荷役機器のためのクリアランスを増大させるため、使用されていないときにはフレットナロータを保管または収納しておくことが好ましい。

特許文献１（国際公開第２０１３／１１０６９５号）は、垂直に組付けられた作動状態からフレットナロータを、非作動状態で船舶の甲板に向かって移動させるための装置について記載している。ロータは、甲板にヒンジ式に連結され、ヒンジの周りでロータを枢動させることによってロータを倒すために油圧式拡張甲板３８を使用することができ、再びロータを立てるためにはロープおよび滑車システムを使用することができる。

このような起伏用システムは、ロータそしてロータが組付けられる船舶の動きによって生成される力のサイズに制限がある比較的小さいフレットナロータの場合に使用するために好適であり得るものの、ロータとベースの間のヒンジ式の連結は、起伏用機構の弱点部であり、ロータおよび船舶の動きにより生成される力はここに集中する。

フレットナロータがその起立位置にあるとき、フレットナロータの長さおよび質量の増加に起因する大きな力を受ける可能性のある油圧式拡張機構についても、同様のことが言える。

特許文献２（英国特許出願公開第２１８７１５４号明細書）は、組付けられる船舶の甲板のウェル内に入れ子式に格納可能なフレットナロータについて記載している。このような設計は、甲板下の体積の減少を導き、その結果、このようなシステムを用いる船の貨物容量が削減されることになる。さらに、複雑な作動機構は、それが設置されることになる船の有意な構造的改変を必要とする。したがって、このようなシステムを船に組み込むことは困難でかつ費用がかかる。その上、このようなシステムを設置するにあたっては、船の露天甲板を貫通する必要があり、これは冠水の危険性を増大させる原因となり得る。

国際公開第２０１３／１１０６９５号 英国特許出願公開第２１８７１５４号明細書

したがって、既存の起伏用機構の設計における上述の欠点を克服するフレットナロータのための改良型の起伏用機構に対するニーズが存在する。

本発明の第１の態様によると、細長い部材を起立位置から倒伏位置まで倒伏させる方法において、細長い部材がフレットナロータのステータを含み：細長い部材をベースから分離し、間に枢動機構を係合させることによって：細長い部材とベースの間の第１の荷重経路に沿って荷重が担持されている第１のモードから：細長い部材とベースの間の枢動軸を含む第２の荷重経路に沿って荷重が担持されている第２のモードへと：細長い部材を移行させるステップと、細長い部材が第２のモードにある状態で、枢動軸を中心として細長い部材を倒伏させるステップとを含む方法が提供されている。

このような方法によると、弱点として作用することが考えられる枢動軸が荷重経路内に全く存在しないことからフレットナロータが作動している場合に好適である第１のモードにおいて、フレットナロータのステータは安全な位置に保たれる。フレットナロータのステータを倒伏させるためには、結び付けられた第２の荷重経路が枢動軸を含む第２のモードへと移行させられる。

好ましくは、細長い部材をベースから分離するステップは、細長い部材をベースとの関係において持上げるステップを含む。

好ましくは、持上げステップは、持上げ用機構を用いて行なわれ、細長い部材とベースの間の一時的荷重経路を中に形成する。

好ましくは、該方法は、持上げ用機構を少なくとも部分的に格納するステップと、一時的荷重経路を除去するステップと、細長い部材をベースとの関係において元の位置に降下させて枢動機構の係合および第２の荷重経路の形成を完成させるステップと、をさらに含む。

好ましくは、枢動機構を係合するステップは、第２の荷重経路を完成させるための構成要素を挿入するステップを含む。

本発明の第２の態様によると、細長い部材を倒伏位置から起立位置まで起立させる方法において、細長い部材がフレットナロータのステータを含み：細長い部材とベースの間の枢動軸を含む第２の荷重経路に沿って荷重が担持されている第２のモードに細長い部材がある状態で、枢動軸を中心として細長い部材を起立させるステップと；起立させられた時点で、細長い部材とベースの間にある枢動軸を格納する枢動機構を係合解除し細長い部材およびベースを統合することによって、細長い部材を第２のモードから、細長い部材とベースの間の第１の荷重経路に沿って荷重が担持されている第１のモードへと移行させるステップと；を含む方法が提供されている。

好ましくは、枢動機構を係合解除するステップは、第２の荷重経路を遮断するために構成要素を除去するステップを含んでいる。

好ましくは、細長い部材およびベースを統合するステップは、ベースとの関係において細長い部材を降下させるステップを含む。

好ましくは、降下ステップは、最初に細長い部材とベース間の一時的荷重経路を中に作り出すため細長い部材をベースとの関係において持上げ次に降下させる持上げ用機構を介して行なわれる。

好ましくは、枢動機構を係合解除するステップは、持上げ用機構を用いて細長い部材をベースとの関係において持上げるステップを含む。

好ましくは、第１のモードから第２のモードへおよびその逆への細長い部材の移行は、トラニオン機構によって達成される。

好ましくは、細長い部材はさらに、フレットナロータのロータを含む。

本発明の第３の態様によると、細長い部材の起伏用機構において：フレットナロータのステータを含む細長い部材と；ベースと；細長い部材とベースの間の第１の荷重経路に沿って荷重が担持されている第１のモードと細長い部材とベースの間の枢動軸を含む第２の荷重経路に沿って荷重が担持されている第２のモードの間で細長い部材を移行させるための荷重移送機構とをふくむ機構が提供されている。

有利には、該機構は、弱点として作用することが考えられる枢動軸が荷重経路内に全く存在しないことからフレットナロータが作動している場合に好適である第１のモードにおいて、フレットナロータのステータを安全な位置に保つ。フレットナロータのステータを倒伏および起立させるためには、結び付けられた第２の荷重経路が枢動軸を含む第２のモードへと移行させられる。

有利には、上述の機構および方法は、フレットナロータを、安全、迅速かつ効率良く起立させ倒伏させることを可能にする。このことは、橋梁または送電線などの障害物の下を航行しなければならない船舶（すなわち、船舶が安全に通過するための障害物の下のクリアランスが制限されている場合）にとって極めて有益である。このような船舶としては一般に、その耐用期間中橋梁下および運河を頻繁に通過することが求められる場合のあるフェリー、クルーズ船およびコンテナ船が含まれる。

好ましくは、荷重移送機構は：細長い部材に取付けられたトラニオンアクスルと；トラニオンアクスルに対し回転可能な形で係合されベースと摺動可能な形で係合させられたトラニオン支持支柱と；を含むトラニオン機構を含む。

好ましくは、トラニオン支持支柱は、各々トラニオンアクスルに対して回転可能な形で結合されベースに対し摺動可能な形で係合された第１のトラニオン支持支柱および第２のトラニオン支持支柱を含む。

好ましくは、トラニオンアクスルは第１のトラニオンアクスルおよび第２のトラニオンアクスルを含み、第１のトラニオン支持支柱は第１のトラニオンアクスルに対して回転可能な形で結合され、第２のトラニオン支持支柱は第２のトラニオンアクスルに対して回転可能な形で結合されている。

好ましくは、トラニオン機構はさらに：トラニオン支柱担持用ブロックと；トラニオン支柱とベースの間にトラニオン支柱担持用ブロックを挿入し、それらを通って第２の荷重経路を完成させるための機構と；を含む。

好ましくは、トラニオン支柱とベースの間にトラニオン支柱担持用ブロックを挿入するための機構は、複動式油圧シリンダを含む。

好ましくは、起伏用機構は、細長い部材とベースの間および第１の荷重経路に沿って配置された１つ以上の担持点をさらに含む。

好ましくは、起伏用機構は、細長い部材の第１のモードと第２のモードの間での移行を可能にする目的でベースから細長い部材を分離するように構成された持上げ用機構をさらに含む。

好ましくは、持上げ用機構は１つ以上のジャッキを含む。

好ましくは、起伏用機構は、細長い部材とベースの間に結合され、第２のモードにあるときに細長い部材を起立および／または倒伏させるように構成された起動用機構をさらに含み、好ましくは、起動用機構は起動用ラムおよび巻上げ用機構の一方または両方である。

好ましくは、起動用機構は、１つ以上のクランク状タイを介して細長い部材に結合されている。

好ましくは、起動用機構は、細長い部材が倒伏位置にあるときに格納状態にある起動用ラムを含む。

好ましくは、起伏用機構は、ベースに対して細長い部材を固定するように構成された押下機構をさらに含む。

好ましくは、押下機構は、細長い部材とベースの間に結合された、例えばターンバックルなどの１つ以上の固縛手段を含む。

好ましくは、ベースは甲板に固定されているかまたは甲板と一体化して形成されている。

好ましくは、細長い部材はさらにフレットナロータのロータを含む。

ここで、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら、単なる一例として説明する。

フレットナロータを概略的に描いている。 フレットナロータを起立位置で示す。 図２ａで示されたフレットナロータのペデスタルとベースのクローズアップを示す。 フレットナロータが第１のモードにある場合のトラニオン支持体を示す。 フレットナロータが第１のモードと第２のモードの間の遷移途中にある場合のトラニオン支持体を示す。 フレットナロータが第２のモードにある場合のトラニオン支持体を示す。 第２のモードにあるフレットナロータを描いている。 図４に示されているスライドビーム、主油圧シリンダ、第１のスライドおよび第２のスライドを描いている。 巻上げ用機構が油圧シリンダに代って第２のスライドに取付けられている図５ａに描かれたものの代替的配設を描いている。 起立および倒伏プロセス中のさまざまな点におけるフレットナロータを示す。 起立および倒伏プロセスに関与するステップを示す流れ図である。

図１は、（内部にある要素が見えるように透けた状態で示されている）ロータ１０２、ステータ１０４、ペデスタル１０６、上位軸受１０８および下位軸受１１０を含むフレットナロータ１００を概略的に描いている。当該技術分野において公知であるように、ロータは、空力特性を改善するため頂部ディスク１１２で蓋がされていてよい。頂部ディスク１１２は、典型的に、ロータ１０２の直径の２倍の直径を有していてよい。ロータ１０２はさらに、追加のディスクまたは、空力的強化のための他の特徴を含んでいてよい。

ロータ１０２はステータ１０４の周りに配置され、上位軸受１０８および下位軸受１１０を介してステータに対し回転可能な形で結合されている。ステータ１０４の基端部は、ペデスタル１０６上に載り、このペデスタルに固定されており、ロータ１０２の下端部はペデスタル１０６の内部に載っている。ペデスタル１０６は、ベース１１４の頂部に載っている。下位軸受１１０は、その基端部においてロータの半径方向の動きを抑えている。

図２ａは、起立位置にあるフレットナロータ１００を示しており、ここでロータ１０２は、ステータ１０４および上位軸受１０８を顕示するために除去されている。

図２ｂは、図２ａに示されているフレットナロータ１００のペデスタル１０６とベース１１４のクローズアップを示す。隅軸受２０２の形をした担持点が、ペデスタル１０６の各隅においてペデスタル１０６とベース１１４の間に配置されている。ロータ１０２、ステータ１０４およびペデスタル１０６の重量は、ロータ１００に作用するあらゆる力（例えば風および／またはマグヌス効果に起因するもの）と共に、隅軸受２０２を通ってベース１１４へと移送される。

この起立位置において、かつ第１のモードで、荷重（ステータ１０４およびペデスタル１０６の荷重）は、隅軸受２０２を介してペデスタル１０６とベース１１４の間の第１の荷重経路に沿って担持される。

フレットナロータ１００は、ペデスタル１０６の各隅でペデスタル１０６とベース１１４の間に配置され、フレットナロータ１００が起立位置および第１のモードにあるときペデスタル１０６およびステータ１０４をベース１１４に固定するように作用する押下機構（この例示された実施形態中ではターンバックルを含むが、固縛手段または他の好適な固定用機構を使用してもよい）を含む。したがって、フレットナロータ１００が起立位置かつ第１のモードにある場合、それはベース１１４に対ししっかりと組付けられる。

図２ｂは同様に、ペデスタル１０６上に配置されたトラニオンアクスル２０６も示している。第２のトラニオンアクスル２０６が、ペデスタル１０６の反対側に配置されている（図２ｂには見えない）。トラニオンアクスル２０６は、ペデスタル１０６に対して固定的に連結されるかまたはペデスタル１０６と一体化して形成されてよい。トラニオンアクスル２０６は、以下でより完全に説明するように、フレットナロータ１００が第２のモードにあるときペデスタル１０６およびロータ１０４がそれを中心として枢動する軸を画定する。代替的配設においては、ペデスタル１０６とステータ１０４がそれを中心として枢動する軸を画定するように、ペデスタル１０６を通って走る単一のトラニオンアクスルが提供されてよい。

トラニオンアクスルにより画定される枢動軸は、ステータ１０４およびペデスタル１０６の重心から水平方向にオフセットされ得る。これは、ステータ１０４およびペデスタル１０６が自重により倒伏する傾向を有することを保証するためである。有利にもこのことはすなわち、ステータ１０４およびペデスタル１０６が、必要な場合には力を介することなく倒伏され得ること、そして図４に描かれ以下でさらに詳述する主油圧シリンダ４０４がつねに圧縮状態にあることを意味する。

図３ａ、３ｂおよび３ｃは、第１のモードと第２のモードの間の遷移のさまざまな段階におけるトラニオン支持体を示す。フレットナロータ１００は２つのトラニオン支持体３００を含み、各トラニオンアクスル２０６に１つずつ結合されている。トラニオン支持体３００は、トラニオン支柱３０４と担持用ブロック３０６を収容するトラニオンフレーム３０２を含む。担持用ブロック３０６は、それがトラニオン支柱３０４の下側に配置されている拡張位置（図３ｃに示す）と、トラニオン支柱３０４に隣接して配置されている格納位置（図３ａおよび３ｂに示す）との間で担持用ブロック３０６を移動させるように構成された複動式油圧シリンダ３０８に結合されている。

トラニオンフレーム３０２の底端部は、例えばボルト連結、溶接またはそれらの組合せによってベース１１４にしっかりと固定されている。トラニオン支柱３０４は、トラニオンフレーム３０２の内部を垂直方向に移動可能であり、トラニオン支柱３０４の水平方向の動きはガイド３０３により拘束される。トラニオン支柱３０４は、結び付けられたトラニオンアクスル２０６に対して回転可能な形で結合されるように構成されているアパーチャ３１０を含む。

図３ａは、フレットナロータ１００が第１のモードにある場合のトラニオン支持体３００を示す。担持用ブロック３０６は、その格納位置でトラニオン支柱３０４の側面にあり、複動式油圧シリンダ３０８はその格納位置にある。ロータ１０２、ステータ１０４およびペデスタル１０６の荷重は、隅軸受２０２により担持される。

ベース１１４との関係においてペデスタル１０６を上昇させると、それ自体ペデスタル１０６に結合されているトラニオンアクスル２０６の１つにトラニオン支柱３０４が結合されているため、トラニオンフレーム３０２内部でトラニオン支柱３０４が上昇することになる。ペデスタル１０６は、（図６ｂに示された）ベース１１４の内部に収納された４つのコーナージャッキ６０２により上昇および下降させられて、ロータ１０２、ステータ１０４およびペデスタル１０６とベース１１４の間に一時的荷重経路を形成することができる。

第１のモードと第２のモードの間で遷移するとき、ペデスタル１０６およびトラニオン支柱３０４は、コーナージャッキ６０２により、トラニオン支柱３０４の下位面が担持用ブロック３０６の上位面より上に上昇している点まで上昇させられ、こうして、遷移が第１のモードから出るものであるかまたは第１のモードへ入るものであるかに応じて、担持用ブロック３０６をトラニオン支柱３０４の下側に摺動させるかまたは、そこから除去することが可能になっている。

図３ｂは、ペデスタル１０６およびトラニオン支柱３０４が完全に上昇させられている上述の段階においてフレットナロータ１００が第１のモードと第２のモードの間の遷移の途中にある場合のトラニオン支持体３００を示す。担持用ブロック３０６は、その格納位置においてトラニオン支柱３０４の側面にあり、トラニオン支柱３０４は、その下位面が担持用ブロック３０６の上方に来るような形でトラニオンフレーム３０２の内部で上昇させられている。

第２のモードへと移行するためには、担持用ブロック３０６はトラニオン支柱３０４の下側を摺動させられ、ペデスタル１０６は４つのコーナージャッキ６０２により下降させられ、トラニオン支柱３０４は、担持用ブロック３０６上へと下降させられ、こうしてロータ１０２、ステータ１０４およびペデスタル１０６の重量は、トラニオンアクスル２０６、トラニオン支柱３０４、担持用ブロック３０６およびベース１１４の間の第２の荷重経路に沿って担持されるようになっている。この時点で、フレットナロータ１００は第２のモードにある（図３ｃに示されている通り）。

図３ｃは、フレットナロータ１００が第２のモードにある場合のトラニオン支持体３００を示す。担持用ブロック３０６はトラニオン支柱３０４の下側のその拡張位置にあり、複動式油圧シリンダ３０８もその拡張位置にある。

図４は、ロータ１０２、ステータ１０４およびペデスタル１０６の荷重が第２の荷重経路に沿って担持されている第２のモードにあるフレットナロータ１００を描いている。図４には、第１のトラニオン支持体３００のみが完全に見えている。

この構成において、ペデスタル１０６と同様それに取付けられたステータ１０４およびロータ１０２も、トラニオンアクスル２０６とそれに結び付けられたトラニオン支柱３０４との間の回転可能な結合により画定される枢動軸を中心として回転可能である。

２つのスライドビーム４０２は、ベース１１４の内部に配置されている。スライドビームは、フレットナロータ１００を起立させ倒伏させるために起動可能な主油圧シリンダ４０４として描かれている起動用ラムを収容する。スライドビーム４０２は、フレットナロータ１００が第２のモードにある場合、起伏用機構の載荷部分を形成する。

主油圧シリンダ４０４は、第２のスライド４０８に取付けられた巻上げ用機構などの、任意の好適な起動用ラムまたは起動用手段で置換され得る。これは、トラニオンアクスル２０６をステータ１０４の重心から水平方向にオフセットさせることができ、こうしてステータ１０４およびペデスタル１０６がつねにその自重により倒伏する傾向を有し、その結果としてウインチラインがつねに緊張状態にあることが保証されるという上述の事実によって可能となる。

主油圧シリンダ４０４は、スライドビーム４０２と摺動可能な形で係合されている第１のスライド４０６および第２のスライド４０８を介してスライドビーム４０２に連結される。

図５ａは、図４に示されたスライドビーム４０２、主油圧シリンダ４０４、第１のスライド４０６および第２のスライド４０８を描いている。第１および第２のスライド４０６および４０８は、スライドビーム４０２内に形成されたフランジおよび／またはウェブを用いて、スライドビーム４０２によって垂直方向に拘束されて、スライド４０６および４０８がスライドビーム４０２との関係において持上げられるのを防いでいる。

第１のスライド４０６は、主油圧シリンダ４０４のシリンダバレルを収容するための開口部を含む。第１のスライド４０６は、第１のスライド４０６内部に配置された主シリンダ中間トラニオン配設（図示せず）を介してシリンダバレル５０６に回転可能な形で結合されている。第１のスライド４０６とシリンダバレル５０６の間の他の連結も可能である。

スライドビーム４０２は各々、第１のスライド４０６と係合し、第２のスライド４０８から離れる方向での第１のスライド４０６の水平方向の動きを防止するように構成されたエンドストッパ５０２を含む。例えば主油圧シリンダ４０４が「休止」している、すなわちフレットナロータ１００が起立させられ第１のモードにあり完全に格納される時に、第２のスライド４０８に向かう方向でエンドストッパ５０２から離れるように第１のスライド４０６を移動させることができる。

第２のスライド４０８は、第１のスライド４０６が結合されている主油圧シリンダ４０４の端部とは反対側である主油圧シリンダ４０４のピストンロッド５０８の端部に結合される。２つのクランク状タイ５０４は、それらが第２のスライド４０８を介して主油圧シリンダ４０４の端部に結合されるような形で、第２のスライド４０８に結合される。

クランク状タイ５０４は、一方の端部で第２のスライド４０８に回転可能な形で結合され、他方の端部でペデスタル１０６の下側に回転可能な形で結合されている。例えば、クランク状タイ５０４は、第２のスライド４０８およびペデスタルの上にそれぞれ配置されたピンプレート（図示せず）にピン留めされることによって第２のスライド４０８とペデスタル１０６に対して回転可能な形で結合され得る。

主油圧シリンダ４０４の起動は、クランク状タイ５０４を介してペデスタル１０６に伝達される。

主油圧シリンダ４０４は、クランク状タイ５０４を介してトラニオンアクスル２０６の軸の周りにモーメントを提供する。主油圧シリンダ４０４およびクランク状タイ５０４は、ペデスタル１０６の下側に結合されたクランク状タイ５０４の端部がたどる運動経路が、フレットナロータ１００が上昇させられた場合にトラニオン支持体３００に対するレバレッジが最小であり（抵抗すべき最低のモーメント）、フレットナロータ１００が倒伏された場合に最大となる（抵抗すべき最大のモーメント）ようなものであるように、幾何学的に配設されている。換言すると、第２のスライド４０８に結合されたクランク状タイ５０４の端部は、フレットナロータ１００の起立および倒伏中、直線経路をたどり、一方ペデスタル１０６の下側に結合されたクランク状タイ５０４の端部は曲線経路をたどる。これにより主油圧シリンダ４０４上の荷重は、フレットナロータ１００の運動の範囲全体にわたりそれを恒常に保つことによって制限される。

クランク状タイ５０４の形状は複雑であり、多くの要件によって制約を受ける。クランク状タイ５０４は、その全運動範囲を通してペデスタル１０６と衝突してはならず、同様に、クランク状タイ５０４が内部に配置されているベース１１４が上に据え付けられる表面とクランク状タイ５０４の間のクリアランスも維持されなければならない。クランク状タイ５０４は、これらの要件を満たすように整形される。

図５ｂは、巻上げ用機構５１０が油圧シリンダ４０４の代りに第２のスライド４０８に取付けられている代替的配設を描いている。この配設は、実質的に図５ｂで描かれているものと同じ形で作動するが、第２のスライド４０８を介したクランク状タイ５０４の起動が巻上げ用機構５１０によるものであるという点が異なる。

巻上げ用機構５１０は、２つの起動用手段を有する配設を提供するために追加の起動用手段として図５ａに描かれている配設内の油圧シリンダ４０４と併用することも同じく可能である。有利には、一方の起動用手段は、他方の起動用手段に対するフェイルセーフとして作用し得る。

フレットナロータ１００の起立および倒伏に関与するステップについて、ここで、起立および倒伏プロセス中のさまざまな点におけるフレットナロータ１００を示す図６ａ～６ｂならびに起立および倒伏プロセス中に関与するステップを示す流れ図である図７ａおよび７ｂを参照して、詳細に説明する。

図６ａは、４つの隅軸受２０２を介してベース１１４に対しステータ１０４およびペデスタル１０６の荷重が伝達される第１のモードにあるフレットナロータ１００を示す。ペデスタル１０６はさらに、押下機構２０４を介してベース１１４に固定される。図６ａに示されていないのは、ロータ１０２、トラニオン支持体３００および主油圧シリンダ４０４である。

図６ｂは、押下機構２０４が解放されペデスタル１０６およびステータ１０４がコーナージャッキ６０２によりベースとの関係において上昇させられてロータ１０２、ステータ１０４およびペデスタル１０６とベース１１４の間に一時的荷重経路を形成しているフレットナロータ１００を示す。コーナージャッキは、ベース１１４から離れるように、ステータ１０４およびロータ１０２を含めペデスタル１０６全体を持上げることができる。これにより、ペデスタル１０６、ステータ１０４およびロータ１０２の重量を、隅軸受２０４からトラニオンアクスル２０６上に移送することが可能になる。

図６ｂではコーナージャッキ６０２が示されているものの、ペデスタル１０６を、任意の好適な手段によって上昇させてよい。例えば、起動用ラムを使用してもよい。同様に、コーナージャッキ６０２をペデスタルの隅に設置する必要もない。ペデスタル１０６を上昇させるためには単一のジャッキまたは任意の好適なジャッキ構成を具備することができる。

コーナージャッキ６０２によるペデスタル１０６の上昇は、トラニオンフレーム３０２との関係においてトラニオンアクスル２０６を上昇させる効果を有する。これにより今度は、フレームの内部でトラニオンアクスル２０６に結合されているトラニオン支柱３０４が上昇させられる。コーナージャッキ６０２は、担持用ブロック３０６をトラニオン支柱３０４の下側に挿入できるようになる程度までトラニオンフレーム３０２内部でトラニオン支柱を上昇させる。したがって、コーナージャッキ６０２を格納することによりペデスタル１０６を下降させた時点で、ペデスタル１０６の重量は、トラニオンアクスル２０６を介してトラニオン支柱３０４および担持用ブロック３０６によってと同様、クランク状タイ５０４、スライド４０６および４０８、スライドビーム４０２および主シリンダ４０４によって担持される。これは、図６ｃに示されているフレットナロータ１００の第２のモードである。

フレットナロータ１００は、第２のモードにある場合、トラニオンアクスル２０６とトラニオン支柱３０４の間の回転可能な結合によりトラニオンアクスル２０６の軸を中心として枢動可能である。クランク状タイ５０４を介してペデスタル１０６に結合された主油圧シリンダ４０４の起動により、フレットナロータ１００を起立および／または倒伏させることができる。

フレットナロータ１００が起立位置かつ第２のモードにある場合（図６ｃに示されている通り）、主油圧シリンダ４０４は、拡張位置にある。主油圧シリンダ４０４を格納すると、第２のスライド４０８は第１のスライド４０６に向かって移動し、その動きはエンドストッパ５０２により阻止される。これによりクランク状タイ５０４も第１のスライド４０６に向かって移動させられ、こうしてペデスタル１０６は、トラニオンアクスル２０６を中心にして枢動させられ、これがフレットナロータ１００を図６ｄに示された位置まで倒伏させる。

甲板に恒常的にまたは一時的に固定されているクラッチ構造（図示せず）を使用して、倒伏位置にある場合にロータ１０２を支持することができ、こうしてロータを固定し、主油圧シリンダ４０４から荷重を解放することが可能になる。

図６ｄに描かれた倒伏位置において、ステータ１０４の下側およびステータ１０４に取付けられた場合のロータ１０２は、ベース１１４が上に取付けられている船の甲板の上方で既定の距離のところに位置する。有利にも、ステータ１０４およびロータ１０２は、甲板レベルでのいかなる作業をも妨げないように、船の甲板に近付かないようになっている。ベース１１４およびフレットナロータ１００の構成要素の寸法は、フレットナロータ１００が倒伏位置にある場合に甲板からステータ１０４の下側およびロータ１０２までの所望の距離を提供するように構成され得る、ということが理解される。

図６ｄに示された位置からフレットナロータ１００を起立させるためには、主油圧シリンダ４０４が起動させられる。フレットナロータ１００は第２のモードにあることから、油圧シリンダ４０４を起動させることで、フレットナロータ１００は図６ｃに示された位置まで起立する。

フレットナロータ１００がひとたび図６ｃに示された完全に起立した位置になった時点で、第２のモードから第１のモードへの移行が行なわれる。ペデスタル１０６は、コーナージャッキ３０２によりベース１１４との関係において図６ｂに示された位置まで上昇させられる。以上で詳述した通り、ペデスタル１０６を上昇させることでトラニオン支柱３０４は上昇し、これにより担持用ブロックをトラニオン支柱３０４の下側から格納させることが可能になる。こうして、ペデスタル１０６は、コーナージャッキ６０２を格納することによって下降させられた時に、図６ａに示されているように、隅軸受２０２上へと下降させられる。

隅軸受２０２上にひとたび下降させられると、押下機構を係合させることができる。すなわち、ターンバックル２０４を用いてペデスタル１０６およびステータ１０４をベース１１４に固定することができる。

図７ａは、フレットナロータ１００の倒伏に関与するステップを示す流れ図である。

第１のステップ７０１は、主油圧シリンダ４０４をその休止位置から拡張させるという任意のステップである。主油圧シリンダ４０４は、フレットナロータ１００がその倒伏位置にあるとき完全に格納されており、同様にひとたびフレットナロータ１００が起立させられかつ主油圧シリンダ４０４を「休止」させるために第１のモードにある時点でも完全に格納され得る。主油圧シリンダ４０４を休止状態する、すなわち完全に格納させると、ピストンロッド５０８はシリンダバレル５０６内部に収納され、主油圧シリンダ４０４に対する損傷または腐食の尤度は低減される。実際、海上航行状態では、システム内の全ての油圧シリンダを格納することができる。これにより、バッフルまたは他の保護機構の必要性は無くなる。

ステップ７０２で、押下機構２０４は解放される。押下機構がペデスタル１０６とベース１１４の間に配置された１つ以上のターンバックルを含む場合、ステップ７０２にはこれらのターンバックルの解放ステップが含まれる。

ステップ７０３で、コーナージャッキ６０２は、ジャッキ６０２を通る一時的荷重経路を介してベース１１４との関係においてペデスタル１０６を上昇させるために、同時に付勢される。

ステップ７０４で、複動式油圧シリンダ３０８は、トラニオン支柱３０４の下側に担持用ブロック３０６を摺動させて、トラニオン支柱を所定の位置に係止する。

ステップ７０５で、コーナージャッキ６０２は格納され、ペデスタルの重量をトラニオンアクスル２０６を介してトラニオン支持体３００に移送する。

ステップ７０６で、フレットナロータ１００は主油圧シリンダ４０４の起動を通して倒伏させられる。例えば、主油圧シリンダ４０４は格納されてよい。

倒伏作業の終りにおける速度は、クランク状タイ５０４の上述の幾何形状の結果として低下する。フレットナロータ１００が主油圧シリンダ４０４の動きにより一定速度で倒伏させられていることから、フレットナロータ１００の角回転速度は、クランク状タイ５０４のレバレッジの長さが増大するにつれて減少する。

ステップ７０７で、クラッチが存在する場合、フレットナロータ１００は任意に、倒伏作業の終りでクラッチ上に位置するバッファと接触する。

ステップ７０８で、クラッチが存在する場合、フレットナロータ１００は任意にクラッチに固定される。

図７ｂは、倒伏位置からフレットナロータ１００を起立させることに関与するステップの概要を示している。

ステップ０９で、クラッチが存在する場合、ロータ１００は任意にクラッチから解放される。

ステップ７１０で、主油圧シリンダ４０４は、フレットナロータ１００を起立させるように起動される。例えば、主油圧シリンダ４０４は拡張され得る。

ステップ７１１で、ペデスタル１０６は、位置付け補助具として作用するトラニオンフレーム３０２上に組付けられた受け座と接触する。

ステップ７１２で、コーナージャッキ６０２は、トラニオン支持体３００からペデスタル１０６の荷重を受ける目的でベース１１４との関係においてペデスタル１０６を持上げるべく付勢される。

ステップ７１３で、複動式油圧シリンダ３０８は、トラニオン支柱３０４がトラニオンフレーム３０２内部を垂直方向下向きに自由に移動するような形でトラニオン支柱３０４の下側から担持用ブロック３０６を格納する。

ステップ７１４で、コーナージャッキ６０２は、ペデスタル１０６を隅軸受２０２上に下降させるような形で格納される。

ステップ７１５で、押下機構２０４は、ベース１１４に対しペデスタル１０６を固定するために係合される。

本明細書に記載の実施形態は、フレットナロータ１００の構成要素がその上で移動するペデスタル１０６およびベース１１４に関連するものであるが、本明細書中で実質的に説明されているものと全く同じ起伏用機構を他の構造で使用することもできるということが理解される。フレットナロータ１００の構成要素、すなわちロータ１０２、ステータ１０４、上位軸受１０８、下位軸受１１０および頂部ディスク１１２は、多くの他の構造で置換可能であると考えられる。

例えば、フレットナロータ１００の以上で概略説明した構成要素の代りに、風力タービン、旗竿、アンテナまたは他のこのような細長い部材をペデスタル１０６に結合し、上述の機構およびプロセスにより起立または倒伏させることができると考えられる。

Claims (23)

1. 細長い部材を起立位置から倒伏位置まで倒伏させる方法において、前記細長い部材がフレットナロータ（１００）のステータ（１０４）を含み：
   前記細長い部材をベース（１１４）から分離し、前記細長い部材と前記ベースとの間に枢動軸（２０６）を含む枢動機構（２０６、３０４）を係合させることによって：
   前記細長い部材と前記ベース（１１４）の間の第１の荷重経路に沿って荷重が担持されている第１のモードから：
   前記細長い部材と前記ベース（１１４）の間の、前記枢動軸（２０６）を含む第２の荷重経路に沿って荷重が担持されている第２のモードへと：
   前記細長い部材を移行させるステップと；
   前記細長い部材が前記第２のモードにある状態で、前記枢動軸を中心として前記細長い部材を倒伏させるステップと；
   を含む方法。
2. 前記細長い部材を前記ベース（１１４）から分離することが、前記細長い部材を前記ベースとの関係において持上げることを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記持上げることが、持上げ用機構を用いて行なわれ、前記細長い部材と前記ベース（１１４）の間の一時的荷重経路を中に形成することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記方法は、
   前記持上げ用機構を少なくとも部分的に格納することと、前記一時的荷重経路を除去することと、前記細長い部材を前記ベース（１１４）との関係において元の位置に倒伏させて前記枢動機構の係合および前記第２の荷重経路の形成を完成させることと、をさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記枢動機構を係合することが、前記第２の荷重経路を完成させるための構成要素を挿入することを含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 細長い部材を倒伏位置から起立位置まで起立させる方法において、前記細長い部材がフレットナロータ（１００）のステータ（１０４）を含み：
   前記細長い部材とベース（１１４）の間の、枢動軸を含む第２の荷重経路に沿って荷重が担持されている第２のモードに前記細長い部材がある状態で、前記枢動軸を中心として前記細長い部材を起立させるステップと；
   起立させられた時点で、前記細長い部材と前記ベース（１１４）の間にあり前記枢動軸（２０６）を格納する枢動機構（２０６、３０４）を係合解除し、その後前記細長い部材および前記ベースを統合することによって、前記細長い部材を前記第２のモードから、前記細長い部材と前記ベース（１１４）の間の第１の荷重経路に沿って荷重が担持されている第１のモードへと移行させるステップと；
   を含む方法。
7. 前記第１のモードから前記第２のモードへおよびその逆への前記細長い部材の移行が、トラニオン機構によって達成される、及び／または、
   前記細長い部材がさらに、フレットナロータ（１００）のロータ（１０２）を含む、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 細長い部材の起伏用機構において：
   フレットナロータ（１００）のステータ（１０４）を含む細長い部材と；
   ベース（１１４）と；
   前記細長い部材と前記ベースの間の第１の荷重経路に沿って荷重が担持されている第１のモードと、前記細長い部材と前記ベースの間の枢動軸（２０６）を含む第２の荷重経路に沿って荷重が担持されている第２のモードとの間で前記細長い部材を移行させるための荷重移送機構とを含み、
   前記荷重移送機構は、前記細長い部材を前記第１のモードから前記第２のモードへと移行させることが、前記細長い部材を前記ベースから分離し、その後、前記細長い部材と前記ベースとの間に、前記枢動軸（２０６）を含む枢動機構（２０６、３０４）を係合することを含むように、構成される、
   起伏用機構。
9. 前記荷重移送機構が、
   前記細長い部材に取付けられたトラニオンアクスル（２０６）と；
   前記トラニオンアクスル（２０６）に対し回転可能な形で係合され前記ベース（１１４）と摺動可能な形で係合させられたトラニオン支持支柱（３００）と；
   を含むトラニオン機構を含む、請求項８に記載の起伏用機構。
10. 前記トラニオン支持支柱（３００）が、各々前記トラニオンアクスル（２０６）に対して回転可能な形で結合され前記ベース（１１４）に対し摺動可能な形で係合された第１のトラニオン支持支柱および第２のトラニオン支持支柱を含む、請求項９に記載の起伏用機構。
11. 前記トラニオンアクスル（２０６）が第１のトラニオンアクスルおよび第２のトラニオンアクスルを含み、前記第１のトラニオン支持支柱が前記第１のトラニオンアクスルに対して回転可能な形で結合され、前記第２のトラニオン支持支柱が前記第２のトラニオンアクスルに対して回転可能な形で結合されている、請求項１０に記載の起伏用機構。
12. 前記トラニオン機構がさらに：
    トラニオン支柱担持用ブロック（３０６）と；
    トラニオン支持支柱（３００）と前記ベース（１１４）の間に前記トラニオン支柱担持用ブロック（３０６）を挿入し、それらを通って前記第２の荷重経路を完成させるための機構と；
    を含む、請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の起伏用機構。
13. 前記トラニオン支持支柱（３００）と前記ベース（１１４）の間に前記トラニオン支柱担持用ブロック（３０６）を挿入するための前記機構が、複動式油圧シリンダ（３０８）を含む、請求項１２に記載の起伏用機構。
14. 前記細長い部材と前記ベース（１１４）の間であって、かつ前記第１の荷重経路に沿って配置された、１つ以上の担持点（２０２）をさらに含む、及び／または、
    前記細長い部材の前記第１のモードと前記第２のモードの間での移行を可能にする目的で前記ベース（１１４）から前記細長い部材を分離するように構成された持上げ用機構をさらに含む、請求項８ないし１３のいずれか１項に記載の起伏用機構。
15. 前記持上げ用機構が１つ以上のジャッキ（６０２）を含む、請求項１４に記載の起伏用機構。
16. 前記細長い部材と前記ベース（１１４）の間に結合され、前記第２のモードにあるときに前記細長い部材を起立および／または倒伏させるように構成された起動用機構をさらに含む、請求項８ないし１５のいずれか１項に記載の起伏用機構。
17. 前記起動用機構が起動用ラムおよび巻上げ用機構の一方または両方である、請求項１６に記載の起伏用機構。
18. 前記起動用機構が、１つ以上のクランク状タイ（５０４）を介して前記細長い部材に結合されている、請求項１６または１７に記載の起伏用機構。
19. 前記起動用機構は、前記細長い部材が倒伏位置にあるときに格納状態にある起動用ラムを含む、請求項１８に記載の起伏用機構。
20. 前記ベース（１１４）に対して前記細長い部材を固定するように構成された押下機構をさらに含む、請求項８ないし１９のいずれか１項に記載の起伏用機構。
21. 前記押下機構が、前記細長い部材と前記ベース（１１４）の間に結合された、１つ以上の固縛手段を含む、請求項２０に記載の起伏用機構。
22. 前記ベース（１１４）が甲板に固定されているかまたは甲板と一体化して形成されている、請求項８ないし２１のいずれか１項に記載の起伏用機構。
23. 前記細長い部材がさらにフレットナロータ（１００）のロータ（１０２）を含む、請求項８ないし２２のいずれか１項に記載の起伏用機構。

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