JPS60154131A - 係留用ロ−プの方位角、張力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、作業船などを係留するだめの係留用ロープ
の展張方位角および張力水平成分を同時に測薙すること
のできる、係留用ロープの方位角、張力測定装置に関す
るものである。

近年、Ａ’イブ敷設船のように、係留用ロープの巻取シ
、繰出しによって推進する作業船の操船を自動化する試
みがなされている３、この場合、係留用ロープの張力お
よび展張方位角は重要な制御情報であシ、これらの計測
手法の確立が強く望まれている。また、これらの計測は
海上作業中に行なわれることから、その測定装置の信頼
性および保守性が高いことも重要である。

従来、係留用ロープの張力測定には、いくつかの方法お
よび装置が提案されている。例えば特公昭５４−１５５
０７号では、係留用ロープの張力を受けるビンに剪断力
を測定する歪ゲージを取付け、この剪断力に対して歪ゲ
ージの感度が高くなるような方向にｊ？ンを回動させる
ことを行なっている。しかしながら、これら従来の係留
用ローフの張力ｄ１す定は、係留用ローフ０の切断を防
止することを目的としておシ、張力の大きさのみを測定
することしか考慮してない。操船の自動化を図る上では
、単に張力の大きさのみを測定するだけでなく、その水
平成分および方位角を知ることが重要である。

一方、係留用ロープの展張方位角の測定に関しては、方
法および装置は余υ公表芒れていない。

その中で、第１図に示すような装置が知られている。こ
の装置は、フェアリーダ１の上部に回転自在にキャップ
２を設け、キャップ２に係留用ロープ３を挾む接触片４
をビン留めしたもので、係留用ロープブ３の展張方向の
変化によってキャップ２を回転させ、このキャップ２の
回転をセルシンモータ発信器５の回転子に伝えるように
しである。

しかしながら、このような接触片４による方法では、係
留用ロープ３の巻取勺、繰出しによって接触片４が摩耗
、変形し易く、装置の信頼性および寿命の点で問題を生
じる虞れがある。

この発明は、上述の現状に鑑み、係留用ロープの展張方
位角および張力の水平成分を同時に測定することができ
、かつ、信頼性が高い、構成の簡単な、係留用ロープの
方位角、張力測定装置を提供するもので、 船上から船外に繰シ出される係留用ローフ°が万りけ渡
された、ビンに回転自在に取（＝Ｊけられたロープ車と
、前記ロープ車の頂部における接線を揺動軸として前記
ロープ車を揺動自在に保持する）こめの保持部拐と、前
記係留用ロープの張力によって前記ビンに発生した、前
記ビンの異なる２つの直径方向の剪断力を測定するだめ
の、Ｍｉｊ記ピンに組込まれた２つの歪ゲージと、前記
ロープ車に数個けられた、前記ロープ車の揺動角を測定
するための傾き角計と、前記２つの歪ゲージによって測
定された前記２つの直径方向の剪断力および前記傾き角
計によって測定された＠記ロープ車の揺動角から、前記
係留用ロープの展張方位角および張力の水平成分を演算
するための演算器とで構成されることに特徴を有する。

以下、この発明の実施例を図面に基づき詳述す力測定装
置の正面図、第３図は、同じく、側面図である。寸だ、
第４図（ａ）〜（Ｃ）は、この発明の装置による測定項
目を概念的に示す図で、第４図（ａ）は船６の甲板７上
のフェアリーダ８を通って繰出された係留川口〜プ９の
展張方位角αを示し、第４図（ｂ）は、第４図（ａ）の
Ａ−Ａ線矢視図で、同じく、係留用ローフ９の展張０θ
角βを示し、第一４図（Ｃ）は、係留用ロープ９の張力
Ｔの水平成分子Ｈを示す。

なお、第４図（ａ）において、１０はウィンチ、１１は
アンカーである。

ことで、係留用ローン°９の展張方位角α等をめるのは
、次の理由による。すなわち、係留用ロープ５）の張力
Ｔにより船６Ｉ′ｉ並進、回転を起こすが、この船６の
運動は、係留用ロープ９の展張力位角αと、係留用ロー
プ９の張力Ｔおよび展張俯角βからめられる張力水ＸＦ
−１ｊＸ分子Ｈとの２つによって完全に規足され、それ
以外の組合せでは不充分であるからである。

第２〜３図において１２は第４図（ａ）、（ｂ）に示し
たフェアリーダ８のロープ車で、ロープ車１２は、２つ
の支持片１３．１３間に固定され／こビンＩ　／１の中
央部に取付けられている。ロープ車１２は、ロープ車１
２に掛は渡された係留用ローフ９の摩擦によって、係留
用ロープ９の張力Ｔがビンｊ１１にねじれて作用しない
ように、ビン■４とのｌｉ４，１にホールヘアリンクラ
介在させて、ピン１イＫ　Ｊ４Ｚ　（’Ｊけられる。２
つの支持片１３．１３は、ご字状の保持フレーム１５の
側面に取（１けられている。

保持フレーム１５は、ロープ車１２の頂部１２ａを通る
接線ＢＢ’を揺動軸としてロープ車１２を揺動自在、す
なわち頂部１２ａを中Ｊしとしてロープ車１２を第２図
の紙面に平行な面内で揺動自在に保持するもので、保持
フレーム１５は、接線Ｂ　Ｂ′を揺動軸として揺動自在
に配設されている。このようにロープ車１２を揺動自在
としたのは、船６に対する係留用ロープ９の展張方位角
αもしくは展張俯角βが変化して、係留用ロー１９の構
成する平面、すなわち第３図のＣＣ′とＤＤ’とを含む
平面が変化したときに、ロープ車１２がこの変化に追従
できるようにするためで、このようにすることによって
、係留用ロープ９はビン１４と常に直交した位置関係と
なる。

保持フレーム１５の上面には、ローフ”車１２（７）揺
動角０を測定するためのポテンショメータ等のによって
発生した剪断力を、ビン１４の異なる２つの直径方向で
測定するだめの歪ゲージ１７が２つ組込１れている。こ
の２つの歪ゲージ１７によって、例えば第３図のＤＤ’
に平行な剪断力成分ＦＩと、ビン１４に直交する面内で
Ｆｌに対して直角方向の剪断力成分Ｆ２とを測定する。

傾き角計１６によって測定されたロープ車１２の揺動角
θと２つの歪ゲージ１７によって測定されたビン１４の
剪断力成分Ｆ１　、　Ｆ２とは、第５図に示すように、
演算器１８に入力され、これらに基づいて、演算器１８
において、以下に説明するようにして、係留用ロープ９
の張力水平成分子Ｈと展張方位角αとが演算される。

次に、Ｍ動向θと剪断力成分Ｆｌ、　Ｆ２　とから、張
力水平成分子Ｈと展張力方位角αとをめる方法について
説明する。

の関係を示す。

張力Ｔの係留用ロープ９によってロ：プ車１２を介して
ビン１４に加わる力とビン１４に発生する剪断力の、水
平方向および垂直方向の釣９合いをとると、次のように
なる。

水平方向：　Ｔ　−Ｔ　ｃｏｓψ＝Ｆｌ　・・・・・・
・・・・・の垂直方向：Ｔｓｌｎψ　−Ｆ２　・・・・
・・・・・・・・■　１■式、■式から巻付は角ψを消
去すると、張力Ｚｆ”１ この■式を■式に代入すれば、巻付は角ψは次のように
なる。

次に、展張方位角α、展張俯角β、張力水平成分子Ｈを
める。

ここで、け−プ車１２の頂部１２ａの位置を、第７図に
示すように、原点Ｑにょシ、りを中心とする単位法を考
える。ロープ車１２の揺動軸（第３図の接線ＢＢ’）を
ＸＩＩ！１ｉｌ（ＯＡ）、鉛直方向上方をＺｉＩｌｌＩ
（○Ｃ）とし、Ｘ軸、Ｚ軸に垂直にｙ軸（ＯＢ）をとる
。い舊、係留用ｏ　−７’　９の展張方向を、球面上の
点Ｐ　（Ｘｐ、　ｙｐ、す）に対応させると、点Ｐは、
ＯＡを中心に平面○ＡＣをθだけ回転させた平面○ＡＣ
’上で、ＯＡと角度ψをなす位置にある。

平面ＯＡ１ノ　の法線ベクトル（０、ｃｏｓθ、ｓｉｎ
θ）は（′）Ｐ　と直交する〃・ら、平面○ＡＰは次の
ように表わされる。

ｙ、ｃ６ｓθ十ｚｐｓｉｎθ＝０　・・叩・自・・■ま
た。＝Ａ□）ｐ−ψ　から次式を得る。

Ｘｐ　＝ｃｏｓψ　・・・・・・・・・・・・■ここで
、点Ｐは単位球面上の点でめるから、０式よシ次式を得
る。

ｙｐ２＋”　ｐ　２−１−ｘ　ｐ　２＝ｓ　ｌＩＩ　２
　ψ、、、、、・、、、、、００式、０式より、ｙｐｌ
Ｚｐは次のように表わされる。

ｙ、　＝　ｓｉｎ　Ｏｓｉｎψ　・・・叩・・・・・■
Ｚｐ−００８０Ｓｉｎψ　・・・・・・・・・・■従っ
て、展張方位角α、展張俯角βは次式のようになる。

ｙｐ　、 ｔａｎα＝　−＝　ｓｔｎ　Ｏｔａｎ　９）　−−−−
（Ｌｌ、）＋ｐ ｊａｎβ＝　−ｚｐ＝　ｃｏｓθｓｉｎψ　・・・・・
・・・、１ｌＩＪ）また、張力水平成分子Ｈは、■式の
Ｔ、（１１１式のβを用いて、次式のように表わせる。

’ｆ’Ｈ＝　Ｔ　ｃｏｓβ　−−−−０第８図に、この
発明の装置によってめた係留用ロープの展張方位角測定
値と、実測によってめた展張方位角実測値との対応関係
を一例として示す。第８図から明らかなように、この発
明の装置によって測定した展張方位角は、実測佃に非常
に良く一致していることがわかる。

この発明の測定装置は以上のように構成されるので、次
のような有用な効果が得られる。（１）係留用ロープの
展張方位角αと張力水平成分子Ｈとを同時に測定できる
。勿論、展張俯角β、張力Ｔを同時に測定することも可
能である。（２）ロープ車のビンに歪ゲージを組込むの
で、装置の検出部を極めてコンパクトに構成することが
できる。（３）歪ゲージは精度、信頼性が高く、またビ
ンの防水加工も容易に行なえることから、稼動率が高く
、保守の困難なｆｌυ上作業で使用するのに適している
。（４）傾き角剖も、ポテンショメータ等非常に信頼性
の高いものを使用することができるので、装置の信頼性
が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の展張方位角測定装置の断面図、第２図
は、この発明の展張方位角、張力測定装置の正面図、第
３図は、同じく、側面図、第４図（ａ）〜（Ｃ）は、こ
の発明の装置による測定項目を示す概念図、第５図は、
この発明の装置に用いられる演算器の入出力の内容を示
す図、第６図は、剪断力と巻付は角と張力の関係を示す
図、第７図は、揺動角と巻付は角との関係を示す図、第
８図は、この発明の装置による辰張方位角の測定値と実
測値との対応を示すグラフである。図面において、６・
・・船、　８・・フェアリーグ、 ９・・・係留用ロープ、１２・・・ロープ車、１２ａ・
・・ロープ車の頂部、 １３・・・支持片、　１４・・ビン、 １５・・・保持フレーム、１６・・・傾き余計、１７・
・・歪ゲージ、ＢＢ’・・・揺動軸（接線）。 出願人　日本鋼管株式会社 代理人　潮　谷　奈津夫（他２名） 拳１図 条２図 （Ｃ） 鍍５図 第７図 楚８〜 Δ−系３１１すｑノ（肩４１（〕身ノ 手続補正書（自発） １１ｉ１ｆｔ＋５９年３　月２９日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 特願昭５．９−　１０２６３　号 ２、発明の名称 保留用ロープの方位角、張力測定装置 （１所　東京都千代田区丸の内−丁目１番２号ｒ”；：
、Ａ（械格）　日本鋼管株式会社代表者　金　尾　實 ４、代理人 ７、ｈｌｉ歪の内容　別紙の通り （１）願書の発明者の項、発明者 「大川登志夫」の記載において、「登志夫」は「登志男
」を誤ってタイプしたものですので、 「大川登志男」と訂正し１す。 （２）　明細書の特許請求の範囲の項を次の通り訂正す
る。 ［船上から船外に繰り出される係留用ロープが掛は渡さ
れた、ピンに回転自在に取刊けられたロープ車と、前記
ロープ車より船内側に位置する前記係留用ロープの軸を
揺動軸として前記ロープ車を揺動自在に保持するための
保持部材と、前記係留用ロープの張力によって前記ピン
に発生した、前記ピンの異なる２つの直径方向の剪断力
を測定するための、前記ピンに組込まれた２つの歪ゲー
ジと、前記ロープ車に取付けられた、前記ロープ車の揺
動角を測定するだめの傾き角割と、前記２つの歪ゲージ
によって測定された前記２つの直径方向の剪断力および
前記傾き余計によって測定さまた前記ロープ車の揺動角
から、前記係留用ｏ＝プの展張方位角および張力の水平
成分を演算するだめの演算器とで構成されることを特徴
とする係留用ロープの方位角、張力測定装置。」（３）
　明細書、３、発明の詳細な説明の項、コ　３ジ　〜　
コ　４　行、 「装置か知られている。」とあるを１ 、「装ｆ６−か知られている（特公昭５８−５８３’７
号）。」と訂正する３、 （４）　明細告、４頁、発明の詳細な説明の項、１１行
、 「前記ロープ車の頂部における接線を」とあるを、 「前７．己ロープ車より船内側に位置する前記係留用旧
−プの軸を」と訂正する。 （５）明細書、ｂ貞、発明の詳細な説明の項、１５行、 ［−ローフ゛−中１２」とあるを、 「係留用ロープ９の、ロープ車１２より船内側に位置す
る部分の軸である、ロープ車１２」と１−１止する。１ （６）　明細書、９頁、発明の詳細な説明の項、８行、 「原点Ｏにより」とあるを、 「原点Ｏにとシ」と訂正する。 ８　添付書類の目録 （１）訂正願書　１通 （２）　住　民　票　１通 （３）不在籍証明書　１通 （４）　譲　渡　証　１通 板」−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船上から船外に繰シ出される係留用ロープが掛は渡され
   た、ビンに回転自在に数例けられたロープ車ト、１）１
   」記ローソ°車の頂部における接線を揺動リフ１１とし
   て）’ｊｌ記ローゾ車を揺動自在に保持するだめの保持
   部相と、前記係留用ロープの張力によって前記ビンに発
   生した、前記ビンの異なる２つの直径方向の剪断力を４
   １１１定するだめの、前記ビンに組込１れた２つの歪ゲ
   ージと、前記ロープ車に取付けられた、前記ロープ車の
   揺動角を測定するだめの傾き角１．１と、前記２つの歪
   ゲージによって測定された前記２つの直径方向の剪断力
   および前記傾き角割によってｇ＋＋ｊ定された前記ロー
   プ車の揺動角から、ｉ）ｉ＋記係留用ロープの展張方位
   角および張力の水平成分を演算するための演算器とで構
   成されることを特徴とする係留用ロープの方位角、張力
   測定装置。