船舶係留用ローラーフェアリードの選定：SWL（安全荷重）と艦隊角度

ローラーフェアリードは、固定面ではなく回転ローラー上でロープの方向転換をガイドする船上係留金具です。選定は、その位置で支えられる安全作業荷重と、ロープがそこで掃引する艦隊角度の範囲という2つの数値に基づいて行われます。ISO、JIS、DIN、CBなどの規格群は、形状、材質等級、および上限安全作業荷重を規定しています。これらの規格はいずれも、特定のデッキが支える荷重を規定していません。IMOのガイダンスでは、船体の建造日によってどの規則セットが適用されるかが決定され、転動の利点はベアリングが回転している間だけ持続します。.

係留デッキにおけるローラーフェアリードの役割

ローラーフェアリードは船体側面とウインチまたは ボラード ラインを保持するローラーは、リードが十分に急激に曲がる場所でのみその役割を果たし、静止面ではロープが擦り切れてしまいます。ローラーは滑り接触を転がり接触に変換します。滑り摩擦は摩耗に局所的な熱を加えます。その熱がどの程度重要かは、ロープの材質、構造、張力、および負荷がかかった状態でラインが動く長さによって異なります。そのため、 係留ロープの仕様 適切な判断を下すために必要だ。.

IMOは、買い手を惑わせるような境界線を引いています。MSC.1/Circ.1175では、船上艤装品とは、ボラード、ビット、フェアリード、台座ローラー、チョックを指します。艤装品を船体支持構造に接続する溶接、ボルト、その他の締結具はすべて艤装品の一部です。船体支持構造とは、船体から加えられる力を直接受ける部分です。座面溶接部も艤装品に含まれます。.

この記事では、1つの係留位置における装備について説明します。船舶に必要な係留位置の数やそれらの位置については、MSC.1/Circ.1619に基づく係留配置設計の範疇となり、これは別の技術審査の対象となります。.

ローラーが固着すると、ロープの摩耗が深刻化する危険性がある理由

固着したローラーは、ローラーの直径、表面の状態、およびフレーム内を通るロープの経路によっては、交換前の固定金具よりも激しい滑り接触を引き起こす可能性があります。その理由は幾何学的なものであり、条件付きです。閉じたチョックは、ロープのサイズに合わせた連続した半径を提供します。ローラーフェアリードは、ローラーの端がフレームに接する部分に隙間を設けて、個々の直径が小さい複数のローラーに同じ回転を分散させます。.

ローラーが回転している間は、ロープがローラーを擦ることがないから、半径が小さいことによるデメリットはない。ベアリングが固着すると、ロープはチョックが提供していたよりも狭い半径を滑り、ローラー間の移行部も滑る可能性がある。どちらが悪いかは、特定の組み合わせにおける2つの半径の比較によって決まる。大きくて滑らかな固着したローラーでも、小さくて傷のついたチョックの喉部を叩くことができる。ローラーフェアリードの使用時の負担を軽減するメカニズムは、同時に故障モードをより深刻にするメカニズムでもある。.

潮位差の大きいバースでは、リードが常に一方向に負荷がかかっているため、通常、車軸とベアリング室が最初に再点検が必要な部品となります。この用途ではローラーが完全な回転を完了しないため、同じベアリングアークがすべての負荷サイクルを支えます。ISO 13742:2020では、すべての回転部品にグリースを塗布することが求められています。これは製造要件であり、グリースガンで誰も届かない位置にある部品にグリースを塗布し続けるのは所有者の責任となります。取り付けとメンテナンス計画は一緒に決定してください。.

ローラーフェアリードの種類：標準番号が解決する問題と未解決の問題

ローラーフェアリードの規格は、形状と材質によって分類されているため、規格番号によって形状、公称サイズ、鋼材グレードが定められ、ロープの適合性、フリート角度、設置時の安全使用荷重はプロジェクトごとに決定されます。.

最後のコラムに関して、2点注意点があります。DIN規格は、必ずしも正式名称と一致しない商標名で流通しているため、DIN規格の参照番号はサプライヤーのページではなく、DINカタログで確認してください。材料要件も規格に規定されています。ISO 13742:2020では、フレームとローラープレートの降伏点を最低235 N/mm²とし、公称サイズ400A、400B、400Cでは315 N/mm²まで引き上げています。車軸は最低345 N/mm²の炭素鋼、ブッシュは真鍮、青銅、または同等品です。この規格を引用した見積書は、これらの数値を記載しているかどうかにかかわらず、これらの数値を約束していることになります。.

ロープ側チェックは、ほとんどの購入者の習慣よりも新しいものです。ISO 13742:2020 §7.3では、曲げ強度損失を低減するために、継手とロープの選択において、継手の接触直径Dとロープ直径dの比率を考慮する必要があると規定しています。§7.4では、ロープメーカーのガイドラインに従って、ロープの引張強度は曲げ半径とともに低下する可能性があると付け加えています。これらの条項はどちらも2012年版には存在しませんでした。第2版の変更リストには、§7.3が新たに追加された技術ガイダンスとして記載されています。.

日付を合わせて読むと、その結果は不快なものとなる。2012年版図面に基づいてサイズが決められた継手は、その比率がロープにどのような影響を与えるかを誰も確認することなく、完全に規格に適合していた。なぜなら、規格でそのことが求められていなかったからだ。そのサイズを、同じ強度を持つワイヤーロープよりも太く、狭い曲げ半径に対する許容度が低い合成ロープに適用すると、選択は規格に適合し、同時に確認もされないことになる。特定の公称サイズから特定のロープに対してD/d比を算出し、ロープメーカーの曲げ損失に関するガイダンスと照らし合わせて確認する必要がある。規格のサイズ範囲の極端な値では答えは得られない。.

まず確認すべき2つの変数：設置済みSWLとフリートアングル

設置時の安全使用荷重（SWL）とフリート角度は、ローラー数、材質等級、規格ファミリーを決定する前に確定しておく必要があります。なぜなら、これらのいずれかが、書類上は正しくても、選定を無効にしてしまう可能性があるからです。シートの溶接が完了すると、これら2つは固定されます。その他の項目は、仕様の範囲内で変更可能です。.

4つの用語が互換的に使われているが、それらは互換的なものではない。.

規則の連鎖は意外な方向へと進んでいます。MSC.1/Circ.1175 §4.6.1 では、表示目的で、係留索の船舶設計最小破断荷重を SWL と定めています。§4.3.1.1 では、支持船体構造にかかる最小設計荷重をその 1.15 倍と定めています。§4.4.1 では、少なくともその基準では、管理局が承認した業界標準からフィッティングを選択することを認めています。ISO は、実際に船上に搭載される SWL に関する条件を追加しています。基礎とデッキ下の補強を考慮し、曳航および係留計画に表示する必要があります。また、規格で規定されている SWL を超えてはなりません。.

つまり、設計基準は船体の定数であり、現在使用されているロープの定数ではありません。より強いロープを取り付けても、係留能力は向上しません。意図された破損箇所がロープからフェアリードとその下の構造物に移るだけです。ロープを購入しても、フェアリードの設計基準を更新することはできません。.

フリートアングルは2番目のゲートであり、IMOはそれを直接命名しています。曳航および係留配置計画では、各フィッティングについて、制限フリートアングル、つまりフィッティングにおけるロープの方向転換角度を明記する必要があります。この角度は荷重変数であり、その理由は算術です。ロープが曲がる場所では、フィッティングにかかる設計荷重は、ロープにかかる設計荷重の合力に等しくなりますが、ロープにかかる設計荷重の2倍に制限されます。両方の脚の張力Tが等しく、方向転換Δの場合、その合力は次のようになります。 R = 2T · sin(Δ/2):

100トンの張力が90°方向転換されても、フェアリードにかかる張力は100トンではありません。§4.3.1.1の構造係数が支持構造に到達する前に、約141トンの張力がかかります。.

円形の2倍のキャップは、丸められた安全余裕ではないため、注意深く読む必要があります。関数 2 · sin(Δ/2) は、両方の脚が同じ方向に引っ張られ、フィッティングが両方の張力を一直線に保持する Δ = 180° のときにのみ 2 に達します。IMO の天井は、ルールとして記述された幾何学です。これをマージンとして扱う設計者は、数学的な最大値をクッションと誤解しています。.

2つの結果が生じます。負荷状態のリード線のみに選択された継手は、バラスト内で異なるローラー接触パターンをとる可能性があるため、水平方向と垂直方向の完全な範囲を製造元の形状と許容される船体角度と照らし合わせて確認してください。計画のSWL規定は、1つ以下にも適用されます。 係留索. 2つの要素が見られる可能性のある位置は、マークされた図の外側にあります。.

建造日によって適用される規則セットが決まります。2025年8月28日に承認されたMSC.1/Circ.1175/Rev.2は、2028年1月1日以降に建造された船舶に適用されます。Rev.1は、2024年1月1日以降2028年1月1日以前に建造された船舶を対象としています。元の通達は、2007年1月1日以降2024年1月1日以前に建造された船舶を引き続き対象としています。窓は2つではなく3つです。間違った窓に指定されたフィッティングは、技術的な問題である前に文書上の問題です。.

閉鎖式チョークが依然として正しい解決策である場合

リードが一方向に流れ、荷重がほぼ静止しており、点検間隔が長い場合は、密閉型チョックの方が適しています。なぜなら、転動による利点は、ベアリングのメンテナンスを行っている間しか得られないからです。内陸のバージ、固定バースに停泊している作業船、あるいは一度ラインを張ったらそのまま放置するような場所では、柔軟性のある密閉型チョックで十分です。ローラーによる摩擦軽減効果は、それに伴うメンテナンス費用に見合うものではありません。.

固定リードがあるからといって、それだけでチョックが許容されるわけではありません。接触半径、表面状態、選択したラインとのD/d適合性については、適用規格の§7.3に照らして検証する必要があり、係留配置解析が依然として重要です。.

境界線となるのは船の大きさではなく、力学的な特性である。潮位差、うねりの影響、張力下での頻繁な調整、合成ロープの使用など、すべてがローラー側に作用する。一方、固定角度の安定した荷重経路は、チョック側に作用する。この2つの特性の中間に位置する状況こそ、この一般的な配置が真価を発揮する場所である。.

保守義務はどちらの場合も並行して発生します。MSC.1/Circ.1620は、係留索を含む係留設備の点検および保守を規定しており、既存船と新造船の両方に適用されます。ローラーを選択すると、特定の位置でのその義務を負うことになります。チョックを選択すると、取り外さずにその位置を下げることになります。.

ローラーフェアリードの調達を始めるには？

ローラーフェアリードの仕様の大部分は、2つの答えで決まります。1つは、基礎とデッキ下の補強を考慮した上で、その位置が支えられる安全荷重（SWL）です。もう1つは、ロープがその位置で掃引する船体角度の全範囲です。この2つが確定すれば、標準の系統とローラーの数も決まります。.

テーブルのSWL（安全使用荷重）を標準仕様書からそのまま発注書に反映させ、デッキ下の点検を行わなかった場合、後になって問題となるのはフィッティングの不具合であることは稀です。問題はシート周辺のデッキ構造の変形として現れ、局所的な補強によって修正される一方で、原因とされた部品は棚に戻されてしまいます。.

調査を行う際には、以下の9つの情報を考慮に入れてください。

1. 船舶の種類、サイズ、建造年月日によって、2007年、2024年、2028年の基準値に基づいて、どのIMOガイダンスが適用されるかが決まる。
2. 係留索の使用状況：材質、構造、直径、LDBF、または計算された場合はMBL _SD
3. 潮汐範囲および積載範囲における、位置での水平および垂直方向の最小および最大艦隊角度
4. 必要な安全荷重、および基礎とデッキ下の補強が評価済みか、またはまだ確認が必要か。
5. 標準ファミリーと、ヤードまたはオーナーが作業するエディション、固定されている場合は公称サイズ
6. 取り付けインターフェース：溶接式シート、ボルト締めベース、またはブルワーク一体型、デッキプレートの厚さ
7. 船級協会、および必要な特定の証明書または承認
8. 業種に適した表面処理および防錆処理
9. 一般配置図または係留図の抜粋（位置を示す）

この9つの製品に関しては、カタログではなく仕様書から話が始まる。. Zhonghaihang Shipping Supply 見積もりを作成する前に、係留計画図とロープデータに基づいて作業を行い、デッキ下の点検が行われていない場合は、安全使用荷重（SWL）を記載する前にその旨を明記します。.