JP2003334692A

JP2003334692A - 洋上接合治具

Info

Publication number: JP2003334692A
Application number: JP2002143178A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Shingu; 清志新宮; Takashi Mizota; 喬士溝田; Takashi Takaishi; 敬史高石
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-11-25
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: JP4106597B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な作業で２つの構造物を互いに引き寄
せ、使用する機材も少なく、２つ構造物が衝突して損傷
することを防止でき、繰り返し使用可能な洋上接合治具
を提供すること。【解決手段】脚部、胴部及び胴部とからなる第１部材
１０と第２部材２０を、それぞれ軸止して回転自在に重
ね、距離調節手段４０が第１部材１０と第２部材２０の
各腕部の間隔を狭めると第１部材１０と第２部材２０の
各脚部の間隔も狭まる構成となっており、第１部材１０
と第２部材２０の各脚部が各浮体ユニット７０に着脱可
能に取り付けられている洋上接合治具１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洋上で浮体ユニッ
トを接合して浮体式構造物を設置する際に、２基の浮体
ユニットを引き寄せて接触させ、両浮体ユニットを相互
に固定し、両浮体ユニット間で生じる相対的動揺を抑制
する治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、大型浮体式構造物を洋上に設置す
るにあたっては、ドックで浮体ユニットをそれぞれ建造
し、その設置海域で各浮体ユニット間を順次連結し、大
型浮体式構造物を形成する。２基の浮体ユニットの連結
作業では、一方の浮体ユニットを仮繋留し、一次引き寄
せによって２基の浮体ユニットを数十ｃｍ以内に引き寄
せて接近させる。そして、二次引き寄せによって互いの
浮体ユニットを接触させて所定位置に位置させ、両浮体
ユニット間を固定して浮体ユニット相互の相対的動揺を
抑制し、両浮体ユニットの間から海水を排水する。その
後、浮体ユニット同士を溶接して接合する。

【０００３】二次引き寄せを行い、両浮体ユニット間を
固定する従来技術には、水平誘導・機械接合法（第１従
来技術）、喫水差方式（第２従来技術）、ヒンジ方式
（第３従来技術）がある。第１従来技術においては、２
基の浮体ユニットの各甲板同士及び各底部同士をワイヤ
で繋いで引き寄せて接触させ、甲板同士間及び底部同士
間をボルトとナットで繋いで固定する。また、甲板同士
の間に治具を渡して繋ぎ、２基の浮体ユニット間の相対
的動揺を抑制する。さらに、鋼管を各浮体ユニットの底
部に取り付けており、この鋼管内にワイヤを通して底部
同士を繋ぎ引き寄せる。

【０００４】また、第２従来技術では、まず、一方の浮
体ユニットの喫水を深くとり、他方の浮体ユニットの喫
水を浅くとる。ＧＰＳを利用して各浮体ユニットの位置
決めを行い、喫水の深い浮体ユニットを浮上させ、両浮
体ユニットの甲板同士及び底部同士の位置を合わせ、甲
板同士間及び底部同士間を仮付け溶接する。さらに、第
３従来技術では、第１従来技術または第２従来技術と同
様の方法で２基の浮体ユニットを互いに引き寄せて接触
させ、ヒンジを双方の甲板の間に渡して繋ぎ、各甲板と
ヒンジを溶接する。そして、浮体ユニットの底部同士を
ワイヤで繋いで引き寄せ接触させ、底部同士を溶接して
繋ぐ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１従
来技術にあっては、二次引き寄せ及び固定の作業が２つ
の段階に分かれており、すなわち、第１段階でワイヤを
ジャッキで巻き上げて各浮体ユニットの甲板同士及び底
部同士を引き寄せ、第２段階で甲板同士及び底部同士を
ボルトとナットで繋ぐことが必要であることから、作業
が複雑化し、各段階で使用する機材の数も多くなるとい
う不具合があった。そして、浮体ユニットに鋼管を取り
付け、この鋼管にワイヤを通して底部同士を繋ぐ特別な
作業も必要となっている。

【０００６】また、第２従来技術にあっては、浮体ユニ
ットの喫水を調整する時間がかかるという不具合があっ
た。そして、波高が高くなると、浮体ユニットの甲板同
士及び底部同士が衝突して損傷するおそれもある。さら
に、第３従来技術にあっては、多数のヒンジが必要であ
り、これらのヒンジは溶接されてしまうので再利用でき
ず、浮体式構造物を設置した後は廃棄物となってしまう
という不具合があった。

【０００７】本発明は、上記した従来の技術の問題点を
除くためになされたものであり、その目的とするところ
は、簡易な作業で２つの構造物を引き寄せることがで
き、使用機材も少なくてすみ、構造物同士が引き寄せら
れて接触するときの衝撃を緩和でき、繰り返し使用可能
な洋上接合治具を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、その課題を解
決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明
は、２つの構造物を引き寄せて接触させ相互に固定する
洋上接合治具において、腕部と、前記構造物の一方に着
脱可能に取り付けられる脚部と、当該腕部及び当該脚部
の間にある胴部とからなる第１部材を有し、腕部と、前
記構造物の一方に着脱可能に取り付けられる脚部と、当
該腕部及び当該脚部の間にある胴部とからなる第２部材
を有し、前記第１部材の胴部と前記第２部材の胴部と
は、交差するとともに同一の軸を中心に互いに回転自在
に取り付けられており、前記第１部材の腕部と前記第２
部材の腕部との間隔の調節を行う距離調節手段を備える
洋上接合治具であることを特徴とする。

【０００９】請求項１の発明によると、距離調節手段が
第１部材の腕部と第２部材の腕部との間隔を狭めると、
軸周りに第１部材と第２部材がそれぞれ回転して、第１
部材の脚部と第２部材の脚部との間隔が狭まり、第１部
材の脚部と第２部材の脚部にそれぞれ取り付けられた２
つの構造物は互いに引き寄せられる。請求項２の発明
は、請求項１に記載の洋上接合治具であって、前記距離
調節手段は、形状記憶合金からなる第１連結部材と、当
該第１連結部材の温度調節を行う第１温度調節手段とか
ら構成され、前記第１連結部材を前記第１部材の腕部と
前記第２部材の腕部との間に掛け渡してある洋上接合治
具であることを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明によると、形状記憶合金は
常温で弾性係数が小さく、大きな負荷によりマルテンサ
イト相での弾性限界を超える変形を生じさせると、除荷
後も歪が残り変形したままとなる。また、形状記憶合金
を加温すると弾性係数は大きくなるとともに、形状記憶
合金に残っていた歪はなくなって原形に復帰する。かか
る形状記憶合金の特性を利用して第１連結部材を形成す
る。

【００１１】また、第１部材の脚部と第２部材の脚部を
それぞれ各構造物に取り付けるときは、第１部材の腕部
と第２部材の腕部との間隔を開き、この間隔を前記一次
引き寄せ後の２つの構造物間の間隔に見合った距離とす
る。そして、第１連結部材を第１部材の腕部と第２部材
の腕部との間隔に見合った形状とするため、第１連結部
材に常温で負荷をかけて変形させる。第１連結部材の弾
性係数は小さいので、第１連結部材の形状は除荷後も変
形後の形状を維持する。

【００１２】さらに、２つの構造物がそれぞれ動揺して
相互の相対的位置が変化すると、第１部材の脚部と第２
部材の脚部との間隔が変化し、第１部材の腕部と第２部
材の腕部との間隔も変化し、これに応じて第１連結部材
が変形する。第１連結部材は常温で変形後の形状を維持
するので、第１連結部材は、相対的位置の変化を打ち消
すような力を第１部材の脚部と第２部材の脚部を介して
構造物に殆ど及ぼさない。

【００１３】そして、第１連結部材を第１温度調節手段
によって加温し、その弾性係数を大きくする。弾性係数
が大きくなると、第１連結部材の弾性変形可能な変形量
が大きくなり、構造物同士の相対的位置の変化によって
第１連結部材に生じる変形が弾性変形となり、この変形
と拮抗する力を第１部材の脚部と第２部材の脚部を介し
て構造物へ及ぼす。したがって、２つの構造物がそれぞ
れ動揺して生じる相対的位置の変化が調節され抑制され
る。

【００１４】また、第１連結部材を加温して原形に復帰
させるにつれて、第１部材の腕部と第２部材の腕部との
間隔が狭まり、第１部材の脚部と第２部材の脚部との間
隔も狭まり、構造物が相互に引き寄せられる。請求項３
の発明は、請求項２に記載の洋上接合治具であって、前
記第１連結部材は線状をなし、前記第１部材の腕部が前
記第１連結部材を把持している位置から、前記第２部材
の腕部が前記第１連結部材を把持している位置までの間
を、この間で最短距離をなす経路からずれて前記第１連
結部材を導く迂回手段が、前記第１部材及び前記第２部
材のうち少なくとも一方に取り付けられている洋上接合
治具であることを特徴とする。

【００１５】請求項３の発明によると、第１連結部材の
形状が線状であるとは、その長さ／幅の比が大きな値と
なっていることであり、具体的には例えば紐状、ワイヤ
ー状、棒状等の形状をとる。また、第１連結部材を線状
としてその軸方向の長さを長くすると、第１連結部材が
軸方向に弾性変形可能な長さの量は長くなる。第１部材
の腕部が第１連結部材を把持している位置から、第２部
材の腕部が第１連結部材を把持している位置までの間の
第１連結部材の軸方向の長さは、途中が迂回手段に導か
れることで長くなり、第１連結部材が調節し抑制できる
２つの構造物の相対的位置の変化の量が大きくなる。

【００１６】請求項４の発明は、請求項３に記載の洋上
接合治具であって、前記迂回手段は円盤状部材からな
り、前記第１連結部材は前記第１部材の腕部と前記第２
部材の腕部との間で前記円盤状部材の外周面上を巻回し
ている洋上接合治具であることを特徴とする。請求項４
の発明によると、迂回手段を円盤状部材とし、第１連結
部材をこの円盤状部材の外周上に掛けて巻回させると、
円盤状部材の直径と巻回する回数に応じて第１連結部材
の軸方向の長さが長くなる。したがって、第１連結部材
が調節し抑制できる２つの構造物の相対的位置の変化の
量はより大きなものとなる。

【００１７】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４のいずれか１項に記載の洋上接合治具であって、前記
第１部材の腕部と前記第２部材の脚部とを相互に引き寄
せ合う方向に付勢力を付与する付勢力付与手段を有する
洋上接合治具であることを特徴とする。請求項５の発明
によると、かかる付勢力を付勢力付与手段から付与する
と、第１部材の脚部と第２部材の脚部の間隔は広がろう
とする。したがって、２つの構造物が急激に接近し合う
ことが防止される。

【００１８】請求項６の発明は、請求項５に記載の洋上
接合治具であって、前記付勢力付与手段は、形状記憶合
金からなる第２連結部材と、当該第２連結部材の温度調
節を行う第２温度調節手段とから構成され、前記第２連
結部材を前記第１部材の腕部と前記第２部材の脚部との
間に掛け渡してある洋上接合治具であることを特徴とす
る。

【００１９】請求項６の発明によると、第２連結部材を
第２温度調節手段によって温度調節すると、その弾性係
数が調節される。そして、第２連結部材の弾性係数を調
節して付勢力付与手段が付与する付勢力は調節される。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。まず、図１ないし図７を参照して本発明
に係る実施の形態の構成を説明する。２基の浮体ユニッ
ト７０が浮体式構造物を設置する予定海域に既に曳航さ
れている。浮体ユニット７０の概形は扁平な板状の直方
体をなしており、上面に甲板７２が形成されており、側
面の１つが接合面７４となっている。これらの２基の浮
体ユニット７０を互いに引き寄せ、固定する作業で使用
する洋上接合治具１について以下説明する。

【００２１】洋上接合治具１は、図１ないし図３に示す
ように、第１部材１０、第２部材２０、迂回手段３０、
距離調節手段４０、付勢力付与手段５０とから構成され
ている。なお、図２の洋上接合治具１の側面図において
は、付勢力付与手段５０を省略してある。そして、図４
（ｉ）、（ｉｉ）に示すように、第１部材１０は脚部１
２、胴部１３及び腕部１４とからなっている。脚部１
２、胴部１３及び腕部１４はそれぞれ矩形の断面が軸方
向に連続する四角柱をなし、胴部１３の一方の端部と脚
部１２の端部とが曲がって接続しており、胴部１３の他
方の端部と腕部１４の端部とが曲がって接続しており、
脚部１２と腕部１４がそれぞれ胴部１３から連なってい
る方向は互いに逆の方向を向いており、第１部材１０を
正面側から見ると脚部１２、胴部１３及び腕部１４がジ
グザグに曲がって連続している。

【００２２】また、第１部材１０の脚部１２側の端部に
は脚部軸孔１５が形成されており、胴部１３の真中から
脚部１２側に寄った部分に中心軸孔１６が形成されてお
り、脚部軸孔１５と中心軸孔１６はともに第１部材１０
の正面側から裏面側まで貫通している。さらに、胴部１
３のほぼ真中から腕部１４側の端までの部分と、脚部１
２、腕部１４はともに同じ厚さであるが、胴部１３のほ
ぼ真中から脚部１２側の端までの部分は、他の部分の厚
さの半分の寸法となっており、第１部材１０を正面側か
ら見ると、脚部１２、胴部１３及び腕部１４が同一面を
形成しており、第１部材１０を裏面側から見ると、胴部
１３の中心軸孔１６まわりが薄くなって窪んでいる。

【００２３】また、第２部材２０は第１部材１０と同一
の形状を有し、脚部２２、胴部２３及び腕部２４とから
なっている。そして、１つの第１部材１０と１つの第２
部材２０とが対をなして組み合わさっており、第１部材
１０の胴部１３の裏面の窪みと第２部材２０の胴部２３
の裏面の窪みとが向かい合って交差して重なっている。
かかる対をなす第１部材１０と第２部材２０が２組あ
り、１本の中心軸６４が第１部材１０、第２部材２０、
後述する迂回手段３０の円盤、第１部材１０、第２部材
２０の各中心軸孔を順番に貫いている。

【００２４】また、２つの第１部材１０の各腕部１４は
互いにグリップ６２によって繋がれて一体化しており、
２つの第１部材２０の各腕部２４も互いにグリップ６２
によって繋がれて一体化している（図２及び図３を参
照）。グリップ６２には後述する第１連結部材４１の一
端をボルト止めして把持可能な構成を有する。２つの第
２部材２０の各腕部２４も同様にグリップ６２によって
繋がれて一体化している。そして、グリップ６２は後述
する付勢力付与手段５０のコイルばねの上端を把持可能
な構成を有する。

【００２５】さらに、２つの第１部材１０の各脚部１２
は脚部固定ブロック６３によって繋がれて一体化してい
る。脚部固定ブロック６３と各脚部１２の脚部軸孔１５
を脚部軸６５が貫通しており、脚部軸６５周りで各脚部
１２は一緒に旋回可能となっているとともに、脚部固定
ブロック６３を甲板７２上にボルト止めして固定可能な
構成となっている。同様に、２つの第２部材２０の各脚
部２２も脚部固定ブロック６３によって繋がれて一体化
している。したがって、第１部材１０の腕部１４と第２
部材２０の腕部２４が接近すると、第１部材１０の脚部
１２と第２部材２０の脚部２２が接近し、脚部固定ブロ
ック６３同士も接近する構成となっている。さらに、脚
部固定ブロック６３には後述する付勢力付与手段５０の
コイルばねの下端を把持可能な構成を有する。

【００２６】また、迂回手段３０が１対の第１部材１０
及び第２部材２０と、他の１対の第１部材１０及び第２
部材２０との間に挟まれている。図５（ｉ）、（ｉｉ）
に示すように、迂回手段３０は板状の円盤からなり、中
心軸孔３２が円盤面の中心を正面側から裏面側へ貫通し
ている。この中心軸孔３２を中心軸６４が貫通してい
る。また、溝３３が迂回手段３０の外周面上に螺旋を描
いて円盤面の正面側から裏面側にかけて形成されてい
る。この溝３３は断面がほぼ半円状をなし、迂回手段３
０の外周面上を１回転以上旋回している。

【００２７】また、距離調節手段４０は第１連結部材４
１と第１温度調節手段４２とから構成されている。第１
連結部材４１は形状記憶合金により形成され、ワイヤー
状をなす。第１連結部材４１は、その一端を一方のグリ
ップ６２にボルト止めして把持されており、他端を他方
のグリップ６２に同様に把持されており、グリップ６２
を介して第１部材１０の腕部１４及び第２部材２０の腕
部２４との間に掛け渡されている（図１及び図３を参
照）。そして、第１連結部材４１の中間は、溝３３に沿
って迂回手段３０の外周面上をほぼ１周して巻回してい
る。第１連結部材４１に歪が内在しないとき、各グリッ
プ６２の間隔は最も接近し、第１部材１０の脚部１２と
第２部材２０の脚部２２とが接触する状態となってい
る。

【００２８】また、第１温度調節手段４２は第１連結部
材４１に通電して加熱することを可能とする電流装置か
らなり、各グリップ６２が把持する第１連結部材４１の
両端は、それぞれ第１温度調節手段４２の電流装置と接
続されている。なお、迂回手段３０と各グリップ６２は
それぞれ絶縁体により形成されており、第１連結部材４
１を流れる電流は迂回手段３０、各グリップ６２に流れ
ない構成となっている。

【００２９】また、図１に示すように、付勢力付与手段
５０は第２連結部材５１と第２温度調節手段５２とから
構成されている。第２連結部材５１は形状記憶合金によ
り形成されたコイルばねである。第２連結部材５１の上
端は、各第１部材１０の腕部１４を繋ぐグリップ６２に
把持されており、下端は第２部材２０の脚部２２にある
脚部固定ブロック６３に把持されており、第２連結部材
５１はグリップ６２と脚部固定ブロック６３とを介して
第１部材１０の腕部１４と第２部材２０の脚部２２との
間に掛け渡されている。同様に、第２部材２０の腕部２
４と第１部材１０の脚部１２との間にも、他の第２連結
部材５１が掛け渡されている。第２連結部材５１のコイ
ルばねは、歪を内在しない状態で縮んだ状態となってい
る。そして、第２温度調節手段５２は第１温度調節手段
４２と同様の構成となっており、第２連結部材５１の両
端は第２温度調節手段５２と接続され通電加熱が可能と
なっている。また、グリップ６２と脚部固定ブロック６
３はそれぞれ絶縁体により形成されており、第２連結部
材５１を流れる電流はグリップ６２、脚部固定ブロック
６３に流れない構成となっている。

【００３０】本実施の形態は上記のように構成されてお
り、次にその作用について説明する。図６に示すよう
に、２基の浮体ユニット７０は互いに前記一次引き寄せ
によって既に引き寄せられており、それぞれの接合面７
４を向かい合わせて位置しており、接合面７４同士の間
隔は数十ｃｍ程度となっている。そして、複数の洋上接
合治具１が２つの接合面７４間の間隙を跨いで、２つの
甲板７２間に掛け渡されて設置し、一方の脚部固定ブロ
ック６３を一方の甲板７２にボルト止めにより固定して
おり、他方の脚部固定ブロック６３を他方の甲板７２に
ボルト止めにより固定している。

【００３１】まず、各浮体ユニット７０の甲板７２間に
掛け渡されている洋上接合治具１の距離調節手段４０の
作用について説明する。第１温度調節手段４２の電源を
投入すると、第１温度調節手段４２から第１連結部材４
１へ電流が流れ、第１連結部材４１は通電加熱される。
このとき、電流は迂回手段３０、グリップ６２を流れな
いので、これらは発熱しない。第１連結部材４１の温度
が常温から上昇すると、第１連結部材４１は形状記憶の
処理で与えられた原形に復帰しようとする。加熱前の第
１連結部材４１の軸方向の長さが伸長して変形してお
り、伸びた状態から原形に加熱して復帰すると、各グリ
ップ６２の間隔が狭まり、第１部材１０の脚部１２と第
２部材２０の脚部２２が接近し、各浮体ユニット７０の
接合面７４同士も互いに接近し、脚部固定ブロック６３
同士も接近し、甲板７２同士が引き寄せられる。

【００３２】また、第１連結部材４１の温度が上昇する
と、第１連結部材４１の弾性係数が大きくなる。このと
き、第１連結部材４１は超弾性の効果を示し、第１連結
部材４１の弾性変形可能な変形量は大きくなる。また、
第１連結部材４１は２つのグリップ６２間で迂回手段３
０の外周面上をほぼ１周しており、軸方向の長さは、迂
回手段３０に導かれずに２つのグリップ６２間を最短距
離で繋いでいるときよりも長い。このため、第１連結部
材４１の軸方向に弾性変形可能な長さは長くなってい
る。したがって、波力によって各浮体ユニット７０の甲
板７２同士が離れようとし、脚部固定ブロック６３同士
の間隔が開き、第１部材１０の脚部１２と第２部材２０
の脚部２２との間隔も開き、グリップ６２同士の間隔も
開き、第１連結部材４１が軸方向に伸長しても、第１連
結部材４１の伸長は弾性変形の範囲内に収まり、第１連
結部材４１は伸長前の長さに縮もうとし、浮体ユニット
７０の甲板７２同士の間隔が広がることは抑制される。

【００３３】また、第１温度調節手段４２の電源が投入
されていないときは、第１連結部材４１の温度は常温で
あり、第１連結部材４１の弾性係数は小さい。かかる状
態で、第１部材１０の腕部１４と第２部材２０の腕部２
４との間隔が変化し、第１連結部材４１が変形しても、
この変形は弾性変形可能な範囲を超え、第１連結部材４
１は変形したままとなり変形前の形状に復帰しない。そ
して、変形後の第１連結部材４１は、第１部材１０の腕
部１４と第２部材２０の腕部２４に力を殆ど及ぼさな
い。

【００３４】次に、各浮体ユニット７０の甲板７２間に
掛け渡されている洋上接合治具１の付勢力付与手段５０
の作用について説明する。第２温度調節手段５２の電源
を投入し、第２温度調節手段５２から第２連結部材５１
へ電流を流すと、第２連結部材５１は通電加熱される。
このとき、電流はグリップ６２、脚部固定ブロック６３
を流れないので、これらは発熱しない。第２連結部材５
１の温度が上昇すると、第２連結部材５１の弾性係数は
大きくなる。第２連結部材５１の弾性係数が大きくなる
と、第２連結部材５１が弾性変形可能な変形量が大きく
なる。

【００３５】また、波力によって各浮体ユニット７０の
甲板７２同士の相対的位置が変化すると、第１部材１０
の脚部１２と第２部材２０の脚部２２との間隔が変化
し、第１部材１０の脚部１２と第２部材２０の腕部２４
との間隔も変化し、第２連結部材５１が伸縮して変形す
る。加熱された第２連結部材５１は超弾性の効果によ
り、第２連結部材５１の変形量は弾性変形可能な変形量
の中に収まり、第２連結部材５１は変形する前の形状に
復帰しようとする。第２連結部材５１は、この復帰しよ
うとする力を第１部材１０の脚部１２と第２部材２０の
腕部２４に付勢する。この付勢力が、第１部材１０の脚
部１２と第２部材２０の腕部２４との間隔の変化を打ち
消そうとし、第１部材１０の脚部１２と第２部材２０の
脚部２２との間隔の変化を打ち消そうとし、各浮体ユニ
ット７０の甲板７２同士の相対的位置の変化を打ち消そ
うとする。したがって、第２連結部材５１からの付勢力
によって、波力に起因する各浮体ユニット７０の甲板７
２同士の相対的位置の変化が抑制される。かかる抑制を
行うことで、波力によって各浮体ユニット７０の甲板７
２同士が衝突して損傷することを防止できる。

【００３６】次に、各浮体ユニット７０の甲板７２間に
掛け渡されている洋上接合治具１を用いた各浮体ユニッ
ト７０の二次引き寄せについて説明する。一次引き寄せ
が終わった各浮体ユニット７０は、波力によって相互に
接近したり離れたりしようとし、各浮体ユニット７０間
の相対的位置が変化する。洋上接合治具１を各浮体ユニ
ット７０の甲板７２同士の間に掛け渡して設置した直後
は、第１温度調節手段４２及び第２温度調節手段５２の
電源は投入されておらず、第１連結部材４１及び第２連
結部材５１はともに常温であり、それぞれの弾性係数は
小さい。各浮体ユニット７０の甲板７２同士の相対的位
置が変化して、第１部材１０の脚部１２と第２部材２０
の脚部２２との間隔が変化し、第１連結部材４１及び第
２連結部材５１に変形が生じても、第１連結部材４１及
び第２連結部材５１は変形したままで変形前の形状に復
帰せず、各浮体ユニット７０の甲板７２同士の相対的位
置は波力によって変化したままとなる。

【００３７】そこで、洋上接合治具１を２つの甲板７２
間に掛け渡して設置したら、第１温度調節手段４２の電
源は投入せず、第２温度調節手段５２の電源のみ投入す
る。第２連結部材５１の弾性係数が大きくなり、各浮体
ユニット７０の甲板７２同士が接触するときの衝撃が緩
和される。次いで、第２連結部材５１を流れる電流を徐
々に減少させ、第２連結部材５１の温度を徐々に下げて
いく。第２連結部材５１を流れる電流の調節と並行し
て、第１温度調節手段４２の電源を投入し、第１連結部
材４１を流れる電流を徐々に増大させ、第１連結部材４
１の温度を徐々に上げていく。第２連結部材５１の温度
を下げて、付勢力付与手段５０による各浮体ユニット７
０の甲板７２同士の相対的な位置変化の抑制を徐々に小
さくし、第１連結部材４１の温度を上げて、距離調節手
段４０により各浮体ユニット７０の甲板７２同士を接近
させ、甲板７２同士の間隔が拡大することを抑制する。
第２温度調節手段５２と第１温度調節手段４２をそれぞ
れ並行して調節することで、付勢力付与手段５０と距離
調節手段４０がそれぞれ各浮体ユニット７０の甲板７２
同士の相対的な位置変化に及ぼす作用を調節でき、甲板
７２同士を最終的に接触し合うまで引き寄せることがで
きる。

【００３８】次いで、各浮体ユニット７０の甲板７２同
士が接触したら、甲板７２同士を互いに固定して、各浮
体ユニット７０間における相対的動揺を抑制する（図７
を参照）。そして、各浮体ユニット７０同士を溶接して
接合する。接合を完了したら、洋上接合治具１の脚部固
定ブロック６３を各浮体ユニット７０の甲板７２から取
り外し、洋上接合治具１を撤去する。

【００３９】したがって、第１連結部材４１と第２連結
部材５１の温度を第１温度調節手段４２と第２温度調節
手段５２とにより調節し、洋上接合治具１が各浮体ユニ
ット７０に及ぼす力を調節することができ、浮体ユニッ
ト７０同士が引き寄せられて接触するときの衝撃を緩和
することができる。また、洋上接合治具１を使用して浮
体ユニット７０同士の二次引き寄せを行い、互いを固定
するので、必要な作業機材の数を減らすことができ、大
型機材も必要ではなくなり、洋上接合治具１の設置・除
去の作業量を少なくすることができ、作業期間を短縮す
ることができる。

【００４０】さらに、作業終了後は洋上接合治具１を浮
体ユニット７０から撤去するので、撤去した洋上接合治
具１を別の作業で繰り返し使用でき、廃棄物の発生を防
止できる。なお、本実施の形態においては、洋上接合治
具１を各浮体ユニット７０の甲板７２同士の間に掛け渡
して使用することとしたが、洋上接合治具１を各浮体ユ
ニット７０の底部同士の間に掛け渡して、底部同士を引
き寄せて互いを固定することが可能であることは勿論で
ある。

【００４１】また、洋上接合治具１に第１部材１０と第
２部材２０とからなる対が２組あり、１対の第１部材１
０と第２部材２０とからなる組と、他の１対の第１部材
１０と第２部材２０とからなる組との間に迂回手段３０
の円盤を挟むこととしたが、替わりに、洋上接合治具１
は第１部材１０と第２部材２０とからなる対を１組だけ
有し、第１部材１０と第２部材２０との間に迂回手段３
０の円盤を挟み、第２連結部材５１を第１部材１０の腕
部１４と第２部材２０の脚部２２との間に直接掛け渡す
ことも可能である。

【００４２】さらに、距離調節手段４０は形状記憶合金
により形成された第１連結部材４１と第１温度調節手段
４２とから構成されるとしたが、替わりに油圧シリンダ
等によって距離調節手段４０を構成し、この油圧シリン
ダ等によって第１部材１０の腕部１４と第２部材２０の
腕部２４とを動かし、これらの間隔を調節することも可
能である。同様に、付勢力付与手段５０を油圧シリンダ
等によって構成し、この油圧シリンダ等を用いて付勢力
を付与することも可能である。

【００４３】また、第１部材１０と第２部材２０はとも
に同一の中心軸６４の周りを回転可能な構成としたが、
替わりに２本の軸を有する別の部材の各軸に第１部材１
０と第２部材とをそれぞれ回転可能に取り付けることも
可能である。また、迂回手段３０、グリップ６２、脚部
固定ブロック６３をそれぞれ絶縁体により形成すること
としたが、第１連結部材４１と迂回手段３０との間、第
１連結部材４１とグリップ６２との間、第２連結部材５
１とグリップ６２との間、第２連結部材５１と脚部固定
ブロック６３との間にそれぞれ絶縁体を挟み、これらの
間を絶縁することも可能である。

【００４４】また、洋上接合治具１は付勢力付与手段５
０を備える構成としたが、付勢力付与手段を備えない構
成の洋上接合治具を用いて２基の浮体ユニットを引き寄
せ、相互を固定し、各浮体ユニット間における相対的動
揺を抑制することも可能である。また、浮体ユニット７
０の概形は扁平な板状の直方体をなすとしたが、他の形
状とすることが可能であることは勿論である。たとえ
ば、浮体ユニットを半浮遊式浮体ユニットとすることも
可能である。

【００４５】（実施例）次に、本発明に係る洋上接合治
具１を用いて２基の浮体ユニット７０を引き寄せた実施
例を以下に示す（図８ないし図１９を参照）。まず、本
実施例の構成を説明する。図８及び図９に示すように、
試験水槽９０にモデル化した２基の浮体ユニット７０
ａ、７０ｂを浮かべ、浮体ユニット７０ａと７０ｂの間
を２基の洋上接合治具１によって繋いだ。試験水槽９０
は図８及び図９において右方に造波板９１を備えてお
り、造波板９１は図８及び図９の右側から左側に向かっ
て進行する波を発生可能である。かかる試験水槽９０に
おいて、造波板９１が発生させる波の進行方向をＸ軸と
し、水平面内でＸ軸と直交してＹ軸をとり、ＸＹ平面と
垂直にＺ軸をとった。

【００４６】各浮体ユニット７０ａ、７０ｂは、その長
さＬを６００ｍｍ、幅Ｗを１１００ｍｍ、高さを１００
ｍｍとし、重量を２８．９１ｋｇｆとし、喫水を５０ｍ
ｍとした。また、各浮体ユニット７０ａ、７０ｂの上面
を甲板７２とし、幅Ｗ方向の一方の側面を接合面７４と
した。浮体ユニット７０ａ、７０ｂはそれぞれの接合面
７４同士が間隙を開けて向かい合っており、それぞれの
長さＬ方向をＸ軸方向と一致させ、造波板９１がある側
から順番に浮体ユニット７０ａ、７０ｂを並べて試験水
槽９０に浮かべた。

【００４７】また、２基の洋上接合治具１を各浮体ユニ
ット７０の接合面７４同士がなす間隙を跨いで甲板７２
同士の間に掛け渡して設置した。各洋上接合治具１は付
勢力付与手段を有していない点を除いて、他の構成は前
述の実施の形態における洋上接合治具と同様である。ま
た、各洋上接合治具１の第１部材の脚部は、脚部固定ブ
ロックを介して浮体ユニット７０ａの接合面７４に沿っ
た甲板７２の縁沿いに固定されており、第２部材の脚部
も同様に浮体ユニット７０ｂの甲板７２に固定されてい
る。そして、第１部材の脚部と第２部材の脚部が接近し
て接触すると、脚部固定ブロック同士も接触し、各浮体
ユニット７０ａ、７０ｂの甲板７２同士も接触する構成
となっている。

【００４８】そして、各洋上接合治具１の脚部固定ブロ
ック同士の最大間隔を４２ｍｍとし、各グリップにおけ
る第１連結部材の把持位置間の最短距離を１１６ｍｍと
し、迂回手段の円盤の半径は４０ｍｍとした。また、第
１連結部材はＮｉ−Ｔｉ合金（Ｎｉ：５０％、Ｔｉ：５
０％）からなる直径０．４ｍｍの形状記憶合金線とし、
３００℃ないし６００℃で１時間ほど熱処理を行って形
状記憶の処理を施した。さらに、第１連結部材の途中を
迂回手段の円盤外周面上で１周させた。

【００４９】また、洋上接合治具１の各脚部固定ブロッ
ク間の最大間隔を４２ｍｍとなっているとき、第１連結
部材の長さを３７５．２ｍｍとし、脚部固定ブロック同
士が接触しているとき、第１連結部材の長さを３６１．
８４ｍｍとした。第１連結部材の伸び率は直線状態にお
いて３．９％であり、電気抵抗は８９×１０^-8Ω・ｍで
ある。また、グリップと迂回手段はポリカーボネイトに
よって形成し、第１連結部材とグリップ及び迂回手段他
との間を絶縁した。

【００５０】また、浮体ユニット７０ａの甲板７２上で
あって長さＬ方向の縁沿いに観測点Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞ
れ設けた。浮体ユニット７０ａの接合面７４側の端から
５７５ｍｍ離れた位置を観測点Ａとし、同じく３３０ｍ
ｍ離れた位置を観測点Ｂとし、同じく２５ｍｍ離れた位
置を観測点Ｃとした。同様に、浮体ユニット７０ｂの甲
板７２上であって長さＬ方向の縁沿いに観測点Ｄ、Ｅ、
Ｆをそれぞれ設け、浮体ユニット７０ｂの接合面７４側
の端から２５ｍｍ離れた位置を観測点Ｄとし、同じく３
３０ｍｍ離れた位置を観測点Ｅとし、同じく５７５ｍｍ
離れた位置を観測点Ｆとした。さらに、洋上接合治具１
の中心軸上に観測点Ｇを設けた。そして、試験水槽９０
の外部にはセンサ９２を設置し、各観測点Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの位置を記録可能とした。

【００５１】次に、本実施例の測定結果を示す。測定は
造波板９１で発生させる波の条件を変えつつ行い、波は
造波板９１から浮体ユニット７０ａ、７０ｂに向けてＸ
軸方向に進行させた。まず、波条件１では、造波板９１
が発生させる波を以下のものとした。波の波長浮体ユニ
ット長比λ／Ｌを０．８０、周期を０．５５ｓｅｃ、振
動数を１．８１８Ｈｚとした。なお、波長浮体ユニット
長比λ／Ｌとは、波の波長λと浮体ユニット長さＬとの
比であり、波が浮体ユニット７０ａ、７０ｂに及ぼす影
響の大きさを表す。波長浮体ユニット長比λ／Ｌが０の
場合、水面は静水面となっており、浮体ユニット７０
ａ、７０ｂは波から影響を受けず、波長浮体ユニット長
比λ／Ｌが大きくなると浮体ユニット７０ａ、７０ｂは
波の影響で大きく動揺することとなる。波条件１の場合
は海洋の気象が比較的穏やかな場合を表している。一般
に、海洋で２基の浮体ユニットの二次引き寄せを行い固
定する作業が実施されるときの波条件は、波長浮体ユニ
ット長比λ／Ｌが０．８０前後以下となっている。波を
発生させた後にセンサ９２で観測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇの位置計測を開始し、計測開始から５秒後に
第１温度調節手段の電源を投入し、計測開始から１８０
秒後に第１温度調節手段の電源を切り、全体の計測時間
を２４０秒間とした。

【００５２】図１０（ｉ）は計測開始時（０秒）に、観
測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦがＸＺ平面内でとる相対的
位置を示したものである。横軸にはＸ軸方向の相対的位
置をとっており、観測点ＣとＤの中間点を横軸の０目盛
上に一致させてある。縦軸は、Ｚ軸方向の高さをとって
おり、観測点ＣとＤの中間点を基準として各観測点Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの相対的高さを表し、縦軸の１目盛
間隔は０．２ｍｍである。観測点Ａ、Ｂ、Ｃを結ぶライ
ンは浮体ユニット７０ａの甲板７２がＸＺ平面内で占め
る位置を示し、観測点Ｄ、Ｅ、Ｆを結ぶラインは浮体ユ
ニット７０ｂの甲板７２がＸＺ平面内で占める位置を示
す。ラインＡＢＣとラインＤＥＦを比較すると、浮体ユ
ニット７０ａの甲板７２と浮体ユニット７０ａの甲板７
２の相対的位置がわかる。

【００５３】同様に、図１０（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、
（ｉｖ）、（ｖ）に、それぞれ計測開始時（０秒）から
０．５秒後、１．０秒後、１．５秒後、２．０秒後、
２．５秒後における各観測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが
ＸＺ平面内で占める相対的位置を示したものである。図
１０（ｉ）ないし（ｖ）を比較すると、第１温度調節手
段の電源を投入前は、浮体ユニット７０ａの甲板７２と
浮体ユニット７０ｂの甲板７２がそれぞれ独立して動揺
していることがわかる。

【００５４】また、図１１（ｉ）ないし（ｖ）は、図１
０（ｉ）ないし（ｖ）と同様に、それぞれ計測開始時
（０秒）から１００秒後、１００．５秒後、１０１秒
後、１０１．５秒後、１０２秒後における各観測点Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦがＸＺ平面内で占める相対的位置を
示したものである。１００秒から１０２秒までの間は、
第１温度調節手段の電源が投入されており、浮体ユニッ
ト７０ａと７０ｂは互いに引き寄せられ、図１０に示し
た場合と比べると、観測点ＣとＤの間の距離が短くなっ
ている。これは、当初接合面７４同士の間にあった間隙
が０となっているからである。また、浮体ユニット７０
ａと７０ｂの動揺はほぼ一致しており、浮体ユニット７
０ａと７０ｂは一体となってＸＺ面内で動揺しているこ
とがわかる。

【００５５】さらに、図１２は、観測点ＣとＤ間のＸ軸
方向の間隔の変化を示したものである。横軸には時間を
とり、計測開始時（０秒）からの経過時間を示し、縦軸
は観測点ＣとＤ間のＸ軸方向の間隔をとっている。図１
２より、第１温度調節手段の電源を投入した後、浮体ユ
ニット７０ａと７０ｂは互いに引き寄せられていること
がわかる。

【００５６】また、図１３は、ＸＺ平面内で浮体ユニッ
ト７０ａ、７０ｂの各甲板７２がＸ軸となす傾きを比較
したものである。横軸には時間をとり、計測開始時（０
秒）からの経過時間を示す。縦軸には角度をとり、ＸＺ
面内で観測点ＡとＣを結ぶラインがＸ軸との間になす角
度と、同じく観測点ＦとＤを結ぶラインがＸ軸との間に
なす角度との差を示す。これらの角度の差はほぼ０ｒａ
ｄとなっており、浮体ユニット７０ａ、７０ｂは一体と
なって動揺しており、浮体ユニット７０ａ、７０ｂ間の
相対的動揺は殆ど抑制されていることがわかる。

【００５７】また、図１４は観測点ＣとＤの間のＺ軸方
向間隔の変化を表したものである。横軸には時間をと
り、計測開始時（０秒）からの経過時間を示し、縦軸に
はＸＺ面内で観測点ＣとＤの間のＺ軸方向の間隔を示
す。浮体ユニット７０ａと７０ｂが引き寄せられた後
も、観測点ＣとＤの間には±５ｍｍ程度のＺ軸方向の間
隔が生じている。これは、浮体ユニット７０ａと７０ｂ
が引き寄せられた後も、観測点ＣとＤとは接しておら
ず、両者の間隔が５５ｍｍ程離れているからであり、観
測点ＣとＤとを結ぶラインが浮体ユニット７０ａと７０
ｂの動揺とともにＸＺ面内で傾斜するからである。

【００５８】したがって、本実施例より、実際に二次引
き寄せ作業が実施される波条件１若しくはこれよりも穏
やかな波条件の下では、本発明に係る洋上接合治具１を
用いて浮体ユニット７０ａと７０ｂとを引き寄せて互い
に固定でき、浮体ユニット７０ａと７０ｂとの間の相対
的動揺を抑制できることを確認した。次に、波条件２の
ときの計測結果を図１５から図１９に示す。波条件２で
は、波長浮体ユニット長比λ／Ｌを２．５０、周期を
０．９８ｓｅｃ、振動数を１．０１５Ｈｚの波とした。
図１５ないし図１９は、図１０ないし図１４と同様にそ
れぞれ計測結果を表したものである。なお、波条件２は
荒天時を表しており、一般に海洋で二次引き寄せの作業
は実施されない。

【００５９】かかる波条件２の場合でも、図１５ないし
図１９より、波条件１の場合と同様に洋上接合治具１を
用いて浮体ユニット７０ａと７０ｂとを引き寄せて互い
に固定でき、浮体ユニット７０ａと７０ｂとの間の相対
的動揺を抑制できることがわかる。すなわち、実際に洋
上接合治具１を用いて作業を実施する気象条件下で、洋
上接合治具１は充分有効に機能することが確認された。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、上記のような洋上接合治具で
あるので、以下のような効果がある。すなわち、洋上接
合治具の脚部を２つの構造物に取り付け、第１部材の腕
部と第２部材の腕部とを接近させるだけの簡易な作業
で、２つの構造物を互いに引き寄せ、構造物同士を互い
に固定し、構造物間の相対的動揺を抑制することがで
き、また、使用する機材も少なくてすみ、さらに、２つ
構造物の間隔を調節できるので、２つ構造物が接触する
ときの衝撃を緩和でき、また、引き寄せて互いに固定し
た構造物から洋上接合治具を撤去できるので、繰り返し
使用可能な洋上接合治具を提供することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る洋上接合治具の正面
図である。

【図２】第２連結部材を省略した洋上接合治具の側面図
である。

【図３】洋上接合治具の上面図である。

【図４】第１部材の説明図であって、（ｉ）は正面図、
（ｉｉ）は裏面図である。

【図５】迂回手段の説明図であって、（ｉ）は正面図、
（ｉｉ）は側面図である。

【図６】一次引き寄せが終了した状態の浮体ユニットの
状況の説明図である。

【図７】浮体ユニットを引き寄せ、互いに固定した状況
の説明図である。

【図８】実施例における浮体ユニットのと洋上接合治具
の上面図である。

【図９】実施例における浮体ユニットのと洋上接合治具
の正面図である。

【図１０】波条件１の下で第１温度調節手段投入前に観
測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦがＸＺ平面内で占める位置
の観測結果である。

【図１１】波条件１の下で第１温度調節手段投入後に観
測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦがＸＺ平面内で占める位置
の観測結果である。

【図１２】波条件１の下で観測点ＣとＤ間のＸ軸方向の
間隔変化の観測結果である。

【図１３】波条件１の下でＸＺ平面内で各浮体ユニット
の甲板がＸ軸となす傾きの観測結果である。

【図１４】波条件１の下で観測点Ｃ、Ｄ間のＺ軸方向の
間隔変化の観測結果である。

【図１５】波条件２の下で第１温度調節手段投入前に観
測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦがＸＺ平面内で占める位置
の観測結果である。

【図１６】波条件２の下で第１温度調節手段投入後に観
測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦがＸＺ平面内で占める位置
の観測結果である。

【図１７】波条件２の下で観測点ＣとＤ間のＸ軸方向の
間隔変化の観測結果である。

【図１８】波条件２の下でＸＺ平面内で各浮体ユニット
の甲板がＸ軸となす傾きの観測結果である。

【図１９】波条件２の下で観測点Ｃ、Ｄ間のＺ軸方向の
間隔変化の観測結果である。

【符号の説明】

１洋上接合治具１０第１部材１２第１部材脚部１３第１部材胴部１４第１部材腕部１５脚部軸孔１６中心軸孔２０第２部材２２第２部材脚部２３第２部材胴部２４第２部材腕部３０迂回手段３２迂回手段中心軸孔３３溝４０距離調節手段４１第１連結部材４２第１温度調節手段５０付勢力付与手段５１第２連結部材５２第２温度調節手段６２グリップ６３脚部固定ブロック６４中心軸６５脚部軸７０浮体ユニット７２甲板７４接合面９０試験水槽９１造波板９２センサＬ浮体ユニット長さＷ浮体ユニット幅Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ観測点 λ 波の波長 λ／Ｌ波長浮体ユニット長比

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高石敬史東京都調布市深大寺東町７丁目28番10号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの構造物を引き寄せて接触させ相互
に固定する洋上接合治具において、腕部と、前記構造物の一方に着脱可能に取り付けられる
脚部と、当該腕部及び当該脚部の間にある胴部とからな
る第１部材を有し、腕部と、前記構造物の一方に着脱可能に取り付けられる
脚部と、当該腕部及び当該脚部の間にある胴部とからな
る第２部材を有し、前記第１部材の胴部と前記第２部材の胴部とは、交差す
るとともに同一の軸を中心に互いに回転自在に取り付け
られており、前記第１部材の腕部と前記第２部材の腕部との間隔の調
節を行う距離調節手段を備えることを特徴とする洋上接
合治具。
【請求項２】請求項１に記載の洋上接合治具であっ
て、前記距離調節手段は、形状記憶合金からなる第１連
結部材と、当該第１連結部材の温度調節を行う第１温度
調節手段とから構成され、前記第１連結部材を前記第１部材の腕部と前記第２部材
の腕部との間に掛け渡してあることを特徴とする洋上接
合治具。
【請求項３】請求項２に記載の洋上接合治具であっ
て、前記第１連結部材は線状をなし、前記第１部材の腕部が前記第１連結部材を把持している
位置から、前記第２部材の腕部が前記第１連結部材を把
持している位置までの間を、この間で最短距離をなす経
路からずれて前記第１連結部材を導く迂回手段が、前記
第１部材及び前記第２部材のうち少なくとも一方に取り
付けられていることを特徴とする洋上接合治具。
【請求項４】請求項３に記載の洋上接合治具であっ
て、前記迂回手段は円盤状部材からなり、前記第１連結部材は前記第１部材の腕部と前記第２部材
の腕部との間で前記円盤状部材の外周面上を巻回してい
ることを特徴とする洋上接合治具。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか１項
に記載の洋上接合治具であって、前記第１部材の腕部と
前記第２部材の脚部とを相互に引き寄せ合う方向に付勢
力を付与する付勢力付与手段を有することを特徴とする
洋上接合治具。
【請求項６】請求項５に記載の洋上接合治具であっ
て、前記付勢力付与手段は、形状記憶合金からなる第２
連結部材と、当該第２連結部材の温度調節を行う第２温
度調節手段とから構成され、前記第２連結部材を前記第１部材の腕部と前記第２部材
の脚部との間に掛け渡してあることを特徴とする洋上接
合治具。