JP2005042313A - 塔型構造物の組立方法及び組立装置 - Google Patents
塔型構造物の組立方法及び組立装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】構造物の連結体の安定した支持を実現しながら塔型構造物の組立に要する労力やコストを低減する。
【解決手段】基礎Ｂ上で風車Ｗを構成する構造物Ｓ（または構造物Ｓの連結体Ｊ）を昇降させる昇降装置２と、架台６の上下方向にわたって設けられた案内部材１１を把持しつつ案内部材１１に沿った相対的な移動が可能とされた駆動部１２とを備え、構造物Ｓの上下方向の固定位置の変更を行う固定装置３とを用意する。構造物Ｓの昇降を行う際に、昇降装置２による構造物Ｓの昇降動作と固定装置３による構造物Ｓの固定位置の変更動作とを同期させて行う。
【選択図】 図２
【解決手段】基礎Ｂ上で風車Ｗを構成する構造物Ｓ（または構造物Ｓの連結体Ｊ）を昇降させる昇降装置２と、架台６の上下方向にわたって設けられた案内部材１１を把持しつつ案内部材１１に沿った相対的な移動が可能とされた駆動部１２とを備え、構造物Ｓの上下方向の固定位置の変更を行う固定装置３とを用意する。構造物Ｓの昇降を行う際に、昇降装置２による構造物Ｓの昇降動作と固定装置３による構造物Ｓの固定位置の変更動作とを同期させて行う。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塔型構造物の組立方法及び塔型構造物の組立装置（以下、単に「組立装置」という。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の鉄塔や風力発電用風車のタワー部分などの塔型構造物には、複数の構造物を上下に連結した構成のものがある。このように複数の構造物からなる塔型構造物は、例えば後述する特許文献１に示すように、基礎の上方に持ち上げられた構造物の下方に新たに構造物を連結し、このようにして得られた構造物の連結体を再度持ち上げてこの連結体の下方に新たに構造物を連結していくことによって組立てられる（この組立方法をリフトアップ工法という）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２５４６６８号公報（段落００１８、図１６〜図１９）
【０００４】
連結体は、構造物の連結数が増えてその高さが増すにつれて重心の位置が高くなるので、基礎から持ち上げた状態ではバランスを崩しやすくなる。特に、風力発電用風車の場合には、連結体の最上部に風車回転翼及びナセルが設置されるために重心の位置がより高い上、設置場所は風の強い場所であるので、風の影響を受けて連結体のバランスがより崩れやすい。
このような連結体Ｊの転倒を防止するため、リフトアップ工法では、例えば図８に示すように、基礎Ｂ上に連結体Ｊの上下移動を可能にしつつ支持する架台１０１を設置して、図示せぬジャッキ等の昇降装置によって連結体Ｊの昇降を行う。
架台１０１は、構造物Ｓの昇降方向に沿って設けられるガイドレール１０２を有している。このガイドレール１０２に沿って、連結体Ｊの側面に取り付けられたガイドローラ１０３が上下動する。ガイドローラ１０３は、連結体Ｊの側面に対して、上下方向に離間させて複数箇所に取り付けられている。
連結体Ｊは、上下に配置されたガイドローラ１０３によって傾きを防止されながら昇降する。
【０００５】
上下に配置されたガイドローラ１０３間の間隔Ｄは、ガイドレール１０２に対して連結体Ｊが揺動する際の支点・力点間の距離となる。すなわち、てこの原理により、この距離Ｄが大きいほど連結体Ｊの傾きに対する支持が強固になり、安定して連結体Ｊを支持することができる。そして、連結体Ｊを安定して支持するためには、この間隔Ｄをある程度確保する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のリフトアップ工法は、次のような問題がある。
連結体Ｊの傾きを抑えるためには、上下に離間されたガイドローラ１０３のいずれもがガイドレール１０２に対して接触しうるようになっていなければならない。そうすると、ガイドローラ１０３を最上方に持ち上げることができる位置は、せいぜい、上側のガイドローラ１０３がガイドレール１０２の最上端に達したところまでである。したがって、架台１０１の高さは、少なくとも、連結体Ｊを昇降させる高さに加えて、さらにガイドローラ１０３の上下方向の間隔Ｄを加えた高さが余計に必要となる。
このように架台が間隔Ｄだけ大きくなるため、架台設置に必要な資材も多くなり、また架台の設置及び除去に大型のクレーンが必要となるので、塔型構造物の設置コストが高くなってしまう。さらに、架台の設置及び除去に手間がかかり、工期が長くなるので、これもコストアップの要因となる。
また、大型のクレーンの搬入が困難な山間部や、水上に浮かべられて波等の影響で揺れが生じる浮体構造物上など、大型クレーンの使用が困難な場所での塔型構造物の設置が困難となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、構造物の連結体の安定した支持を実現しながら塔型構造物の組立に要する労力やコストを低減することができる塔型構造物の組立方法及び組立装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明にかかる塔型構造物の組立方法は、基礎の上方に持ち上げられた構造物の下方に新たに構造物を連結することによって、前記基礎上に、複数の構造物が上下に連結されてなる塔型構造物を組み立てる塔型構造物の組立方法であって、前記基礎上に設置された架台に設けられるとともに、前記基礎上で前記構造物を昇降させる昇降装置と、前記架台の上下方向にわたって設けられた案内部材を把持しつつ該案内部材に沿った相対的な移動が可能とされた把持部を備えた、前記構造物の上下方向の固定位置の変更を行う固定装置とを用い、前記構造物の昇降を行う際に、前記昇降装置による前記構造物の昇降動作と前記固定装置による前記構造物の固定位置の変更動作とを同期させて行うことを特徴としている。
【０００９】
案内部材を把持する把持部によって、昇降装置により昇降される構造物の上下方向の位置の固定を行うとともに該構造物の固定位置の変更をすることとしたので、昇降装置によって構造物を昇降する一方で、固定装置の案内部材を把持する把持部によって構造物の上下方向の位置の固定を行うことができる。これにより、構造物の傾きが防止される。
そして、昇降装置による昇降動作と固定装置による固定位置の変更動作を同期させて行い、構造物の昇降に伴ってその固定位置を変更することで、構造物の傾きを防止しつつ、構造物の昇降が行われる。
案内部材を把持部によって把持して固定することとしたので、上下方向に間隔（図８の間隔Ｄ参照）を設けなくても構造物を傾かせることなく固定することができる。したがって、架台の高さを低くできる。
【００１０】
この塔型構造物の組立方法において、基礎から構造物を持ち上げる前に、前記案内部材に張力を与えるようにしてもよい。
案内部材に張力を与えることによって案内部材の剛性が増す。そして、この張力は、把持部を介して固定された構造物を元の姿勢に保つように作用するので、構造物の傾きがより効果的に防止される。張力の与え方としては、例えば、昇降装置による構造物の上昇動作と固定装置による構造物の固定位置の下方への変更動作とのうちのいずれか一方、もしくは両方を行えばよい。
また、構造物の傾きが大きくなると、構造物が倒れようとする力（すなわち構造物を元の姿勢に戻すのに要する力）が大きくなり、構造物の傾きを戻すことが困難になるが、このように予め張力を発生させておくことで、構造物が傾き始める段階（すなわち構造物が倒れようとする力がごく小さい段階）から張力を作用させて傾きが抑えられる上、構造物の傾きが同じであれば予め張力を発生させていない場合に比べて張力（構造物を元の姿勢に戻す力）が大きいので、構造物の傾きがより効果的に防止される。
また、基礎から構造物を持ち上げる前に張力を与えることとしたので、構造物を持ち上げている間であっても張力が加わっていることになり、構造物が傾くことがない。
【００１１】
本発明にかかる組立装置は、複数の構造物が上下に連結されてなる塔型構造物の組立てに用いる組立装置であって、基礎上に設置された架台と；該架台に設けられるとともに、前記基礎上で前記構造物を昇降させる昇降装置と；前記架台の上下方向にわたって設けられた案内部材と、前記案内部材を把持しつつ該案内部材に沿った相対的な移動が可能とされた把持部とを備え、前記構造物の上下方向の固定位置の変更を行う固定装置と；を有していることを特徴としている。
【００１２】
昇降装置によって構造物を昇降する一方で、固定装置の案内部材を把持する把持部によって構造物の上下方向の位置の固定を行うことができる。これにより、構造物の傾きが防止される。
そして、昇降装置による昇降動作と固定装置による固定位置の変更動作を同期させて行い、構造物の昇降に伴ってその固定位置を変更することで、構造物の傾きを防止しつつ、構造物の昇降が行われる。
案内部材を把持部によって把持して固定することとしたので、上下方向に間隔（図８の間隔Ｄ参照）を設けなくても構造物を傾かせることなく固定することができる。したがって、架台の高さを低くできる。
【００１３】
この組立装置は、昇降装置及び固定装置の動作を同期させて制御可能な制御装置を有していてもよい。
【００１４】
この構成では、手作業で昇降装置及び固定装置の動作を制御する場合に比べて、昇降装置の動作と固定装置の動作とを容易かつ正確に同期させることができるので、構造物がその傾きを確実に防止した状態で昇降させられる。
【００１５】
案内部材は基礎と架台上部との間に設けられていてもよい。
案内部材が基礎と架台上部との間に設けられているので、構造物は架台と基礎との両方に支持されるので、構造物の支持がより確実となり、その傾きが効果的に防止される。
【００１６】
この組立装置は、構造物の外周を保持する保持架台を有し、昇降装置及び固定装置は、保持架台を介して構造物と接続されており、架台は、保持架台の上下方向の移動を案内するガイドを兼ねていてもよい。
【００１７】
この構成では、基礎上に設けられる架台によって、構造物を保持する保持架台が案内されて、保持架台の揺れや傾きが防止された状態で構造物の昇降が行われる。
【００１８】
この組立装置において、保持架台には、保持架台と構造物とを接続するとともに接続する構造物の大きさや形状に応じて寸法や形状を変更可能な固定具が設けられていてもよい。
この構成では、大きさや水平断面形状の異なる構造物を連結してなる塔型構造物の組立てを行う際にも、保持架台に設けられる固定具の寸法や形状を、各構造物の大きさや水平断面形状に応じて変更することで、同一の保持架台を用いてこれら構造物の昇降を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態にかかる塔型構造物の組立方法及びこれに用いる組立装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、一例として、複数の構造物が上下に連結されてなる風力発電用風車（以下、単に「風車」という。）の組立方法及び組立装置について説明する。
【００２０】
まず、この風車の組立てに用いる組立装置について説明する。
図１及び図２に示すように、組立装置１は、風車Ｗが設置される基礎Ｂ上に設置されるものであって、基礎Ｂ上で風車Ｗを構成する構造物Ｓ（または構造物Ｓの連結体Ｊ）を昇降させる昇降装置２と、昇降装置２により昇降される構造物Ｓの上下方向の位置の固定を行うとともにこの構造物Ｓの固定位置の変更が可能な固定装置３とを有している。
また、組立装置１には、昇降装置２と固定装置３の動作を同期させて制御可能な制御装置４が設けられている（図２参照）。
【００２１】
この組立装置１は、基礎Ｂ上に設けられる架台６を有しており、この架台６には、昇降装置２を介して、構造物Ｓの外周を保持する保持架台７が吊り下げられている。本実施の形態では、架台６及び保持架台７をトラス構造によって構成している。
保持架台７には、さらに固定装置３が接続されていて、昇降装置２によって保持架台７の昇降が行われるとともに、固定装置３によって保持架台７の上下方向の位置の固定が行われるようになっている。すなわち、本実施の形態に示す組立装置１では、昇降装置２によって保持架台７を昇降させることにより構造物Ｓの昇降が行われ、固定装置３によって保持架台７を固定することにより構造物Ｓの固定が行われる。
【００２２】
基礎Ｂは、例えば、図３（図１のα−α矢視断面図）に示すように、平面視略正方形に形成される。
架台６は、この基礎Ｂの各コーナーからそれぞれ略鉛直に立設される四本の支柱６ａを有している。これら支柱６ａは、保持架台７の上下方向の移動を案内するガイドを兼ねている。
また、図４（図１のβ−β矢視断面図）に示すように、これら支柱６ａの上端には、これら支柱６ａの上端を各頂点とする四角形の各辺に沿って、支柱６ａ同士を接続する桁部６ｂが設けられている。
【００２３】
保持架台７は、平面視において中央に構造物Ｓが挿通される空間が設けられている。また、周縁部において架台６の支柱６ａの側面に対向する部位には、支柱６ａの側面によって受けられる受け部が設けられており、保持架台７は、支柱６ａの側面によって上下方向の移動を案内されるようになっている。本実施の形態では、保持架台７には、受け部として、各辺の端部に側方へ突出する突出部７ａが設けられており（すなわち、保持架台７は平面視略＃字形状をなしている）、隣り合う突出部７ａ間に架台６の支柱６ａが挟み込まれるようになっている。また、この突出部７ａは、架台６の桁部６ｂの鉛直下方に位置している（図３及び図４参照）。
保持架台７上には、図３に示すように、保持架台７と構造物Ｓとを接続し固定する固定具８が設けられている。この固定具８は、保持架台７及び構造物Ｓに対して、ボルト止め等によって着脱を可能にして接続される。
この固定具８は、例えば複数部品に分割可能な構成とされていて、各部材同士の接続位置を変更したり各部材間に新たな部材を設けることで、接続する構造物Ｓの大きさや形状に応じて内径寸法や形状を変更可能とされている。
本実施の形態では、固定具８は、平面視略四角形枠形状とされており、その内周側には、隣接する各辺間にまたがって補強部材８ａが設けられていて、固定具８のねじれが防止されている。
【００２４】
昇降装置２は、構造物Ｓの昇降方向に沿って設けられる棒状の案内部材１１と、案内部材１１を把持しつつ案内部材１１に沿って相対的な移動が可能とされた駆動部１２とを有するものであって（図２参照）、図４に示すように、架台６の桁部６ｂ上の複数箇所に設けられている。
ここで、昇降装置２の設置数は、要求される出力に応じて適宜設定されるものであり、またその配置も、昇降させる構造物Ｓのバランスが適切に保たれるように設定されるものである。本実施の形態では、昇降装置２は、平面視において対向する一対の桁部６ｂにおいてそれぞれの端部近傍に４つ設けられている。
各昇降装置２の駆動部１２は、それぞれ桁部６ｂに固定されており、案内部材１１は、上端側を駆動部１２に保持され、下端を保持架台７（本実施の形態では駆動部１２の直下に位置する突出部７ａ）に固定されている（図３参照）。
このように構成される昇降装置２は、駆動部１２によって案内部材１１を上下方向に送り出すことによって保持架台７を上下方向に移動させるようになっている。
【００２５】
固定装置３は、昇降装置２と同様に、構造物Ｓの昇降方向に沿って設けられる棒状の案内部材１１と、案内部材１１を把持しつつ案内部材１１に沿って相対的な移動が可能とされた駆動部（把持部）１２とを有するものである。案内部材１１は、図１及び図２に示すように、架台６の桁部６ｂと基礎Ｂとの間にわたって設けられている。
ここで、固定装置３の設置数は、要求される出力に応じて適宜設定されるものであり、またその配置も、固定する構造物Ｓのバランスが適切に保たれるように設定されるものである。本実施の形態では、固定装置３は、図４に示すように、桁部６ｂのうち、昇降装置２が設けられる対とは異なる対においてそれぞれの端部近傍に４つ設けられている。
具体的には、固定装置３の案内部材１１は、下端を基礎Ｂに固定され、上端は、桁部６ｂを貫いて設けられて、架台６上に設けられる支持台６ｃに保持されている。また、駆動部１２は、保持架台７上（本実施の形態では支持台６ｃの直下に位置する突出部７ａ）上に固定されている。
このように構成される固定装置３は、駆動部１２を停止させて案内部材１１の移動を規制することによって保持架台７の上下方向の移動を規制し、また、駆動部１２を動作させて案内部材１１を上下方向に相対的に送り出すことによって、保持架台７の固定位置（すなわち構造物Ｓの固定位置）を上下方向に変更するようになっている。
【００２６】
次に、昇降装置２及び固定装置３の詳細な構成について説明する。
図５に示すように、案内部材１１は、鋼材等の棒状部材の外周面に、長手方向に沿って略等間隔に切り欠きＣを設けたものである。
駆動部１２は、この案内部材１１の切り欠きＣに対して係合及び係合の解除が可能な上下一対のクランプ装置（上クランプ２１，下クランプ２２とする）と、上下のクランプ２１，２２間に設けられてこれら上下のクランプ２１，２２間の距離を変更するシリンダ機構２３とを有している。
また、下クランプ２２と保持架台７もしくは架台６との間には、これらの間隔を調整可能な間隔調整装置２４が設けられており、各昇降装置２、固定装置３の下クランプ２２の上下方向の位置の差や案内部材１１の伸び量の差を吸収させて、昇降装置２、固定装置３に保持される保持架台７が水平を保つことができるようになっている。
また、案内部材１１と架台６または基礎Ｂとの接続部、及び駆動部１２の間隔調整装置２４と架台６または保持架台７との間には、球座２５が設けられていて、これらの相対的な傾きが許容されており、これらの間に曲げ応力が生じないようになっている。
【００２７】
このように構成される駆動部１２は、次のように動作するものである。
駆動部１２の上クランプ２１と下クランプ２２とのうち少なくともいずれか一方が案内部材１１に係合させられており、これによって駆動部１２が案内部材１１に固定されている。
まず、上クランプ２１と下クランプ２２とのうちのいずれか一方のクランプを案内部材１１に係合させた状態で、他方のクランプと案内部材１１との係合を解除し、シリンダ機構２３によって他方のクランプを押圧して一方のクランプから離間させる。
そして、この他方のクランプを案内部材１１に係合させた後に、一方のクランプと案内部材１１との係合を解除し、シリンダ機構２３によって一方のクランプを他方のクランプに引き寄せ、以降は上記の手順を必要回数繰り返すことで（すなわち、尺取虫と同じ動作を行うことによって）、駆動部１２が案内部材１１に沿って相対的に移動する。
【００２８】
以下、駆動部１２のより詳細な構成について説明する。
駆動部１２は、基本的な部分について、特許第２５０９４９８号公報に示された油圧ジャッキと同様である。
上クランプ２１は、図６（ａ）に示すように、案内部材１１が挿通されるとともに 下端内面は、下方に向かうにつれて縮径されたテーパー面をなす円筒状のクランプ本体２６と、クランプ本体２６内で案内部材１１が挿通された状態にして設けられて切り欠きＣとの係合及び係合の解除が可能なコレット２７と、クランプ本体２６においてコレット２７の上方に上下動可能にして設けられるコレットピストン２８と、コレットピストン２８を下方に向けて付勢する付勢部材２９、及び付勢部材２９に逆らってコレットピストン２８を上方向に油圧にて押し上げる（コレットを開く）コレットシリンダ３０とを有している。
【００２９】
コレット２７は、外力を受けていない状態ではコレットシリンダ３０への油圧注入により内径が案内部材１１の外径以上に保たれていて案内部材１１の通過を許容するものである。
このコレット２７は、通常は付勢部材２９によってコレットシリンダ２８を介して下方に付勢されて下端がクランプ本体２６のテーパー面に押し付けられており、これによってコレット２７の下端が径方向内側に押圧されて切り欠きＣと係合するようになっている。
また、コレット２７に対して案内部材１１が相対的に上方に移動させられ、更にコレットシリンダ３０への油圧注入が行われた場合には、コレット２７の下端内面が押し広げられて、コレット２７と切り欠きＣとの係合が解除されるようになっている。
上クランプ２１は、このようにコレット２７を案内部材１１の切り欠きＣに係合させることによって案内部材１１の相対的な移動を規制し、コレット２７と切り欠きＣとの係合を解除することによって案内部材１１の相対的な移動を許容するものである。
【００３０】
下クランプ２２も、図６（ｂ）に示すように、上クランプ２１とほぼ同様の構成を有しており、その作動原理も上クランプ２１と同じである。
【００３１】
シリンダ機構２３は、図５に示すように、シリンダロッドの先端が上方に向けられて上クランプ２１のクランプ本体２６に接続される上シリンダ機構２３ａと、シリンダロッドの先端が下方に向けられて下クランプ２１のクランプ本体２６に接続される下シリンダ機構２３ｂとを有している。
【００３２】
上シリンダ機構２３ａは、ピストンロッドを収縮して上クランプ２１のクランプ本体２６を下方に引き寄せることで、上クランプ２１のコレット２７に対して案内部材１１を相対的に上方に移動させることとなる。すなわち、上シリンダ機構２３ａのピストンロッドを収縮させることによってコレット２７と切り欠きＣとの係合が解除されて、上クランプ２１が案内部材１１に沿って相対的に下方に移動することとなる。
一方、上シリンダ機構２３ａのピストンロッドを伸張させると、案内部材１１がコレット２７を押し広げずに係合したままとなるので、コレット２７と切り欠きＣとが係合して上クランプ２１に対する案内部材１１の相対的な移動が規制される。
【００３３】
下シリンダ機構２３ｂは、ピストンロッドを伸張させて下クランプ２２を押し下げることで、下クランプ２２のコレット２７に対して案内部材１１を相対的に上方に移動させることとなる。すなわち、下シリンダ機構２３ｂのピストンロッドを伸張させることによってコレット２７と切り欠きＣとの係合が解除されて、下クランプ２２が案内部材１１に沿って相対的に下方に移動することとなる。一方、下シリンダ機構２３ｂのピストンロッドを収縮して下クランプ２２のクランプ本体２６を上方に引き寄せると、案内部材１１がコレット２７を押し広げずに係合したままとなるので、コレット２７と切り欠きＣとが係合して下クランプ２２に対する案内部材１１の相対的な移動が規制される。
【００３４】
間隔調整装置２４としては、例えばピストンロッドを略鉛直にして下クランプ２２に接続され、シリンダ本体を保持架台７もしくは架台６と接続されるシリンダ機構が用いられる。そして、このシリンダ機構のピストンロッドの突出量を調整することで、下クランプ２２と保持架台７もしくは架台６との間隔を調整できるようになっている。
【００３５】
次に、このように構成される組立装置１を用いた風車Ｗの組立方法について、図７を用いて説明する。なお、図７では、基礎Ｂ上に組立装置１を設置して、風車Ｗを構成する構造物Ｓをすでにいくつか連結した段階での組立作業の様子を示しているが、基本的に、どの段階における連結作業も、下記の作業と同一の手順で行われる。
【００３６】
まず、新たに構造物Ｓを連結するにあたって、構造物Ｓの連結体Ｊのうち、最下段に位置する構造物Ｓの外周に、固定具８を介して保持架台７を取り付ける（図７（ａ）参照）。本実施の形態では、固定具８は、連結体Ｊの外周に予め設けられているボルト穴に対してボルト止めされることによって連結体Ｊと接続している。
続いて、昇降装置２を動作させて連結体Ｊを保持架台７ごと基礎Ｂ上に持ち上げる。この工程の前に、昇降装置２による連結体Ｊの上昇動作と固定装置３による連結体Ｊの固定位置の下方への変更動作とのうちのいずれか一方を行い、昇降装置２と固定装置３との間に張力を発生させておく。例えば、昇降装置２の駆動部１２を案内部材１１に対して固定した後、固定装置３の駆動部１２を案内部材１１に対して下方に移動させる。これにより、昇降装置２の駆動部１２から昇降装置２の案内部材１１と保持架台７との接続部にかけての案内部材１１と、固定装置３の駆動部１２から固定装置３の案内部材１１と基礎Ｂとの接続部にかけての案内部材１１とに張力が発生する。
このように張力を発生させた後、昇降装置２によって連結体Ｊを持ち上げて、連結体Ｊの下に、新たに連結する構造物Ｓを搬入するスペースを確保する（図７（ｂ）参照）。
【００３７】
ここで、連結体Ｊは、昇降装置２によって昇降される一方で、固定装置３によって上下方向の位置の固定が行われることでその傾きが防止される。
すなわち、昇降装置２と固定装置３とはそれぞれ制御装置４によってその動作が制御されており、このように連結体Ｊを昇降させる際には、昇降装置２の動作と同期して、固定装置３による保持架台７の上下方向の位置の変更動作も行われるので、連結体Ｊの傾きを防止しつつ、連結体Ｊの昇降が行われる。
また、昇降装置２と固定装置３とは、制御装置４によって同期させられるので、昇降装置２の動作と固定装置３の動作とを手作業で同期させる場合に比べて、昇降装置２の動作と固定装置３の動作とを容易かつ正確に同期させることができ、連結体Ｊはその傾きがより確実に防止された状態で昇降させられる。
【００３８】
さらに、前記のように連結体Ｊを持ち上げるに先立って昇降装置２と固定装置３との間に発生させた張力は、連結体Ｊを元の姿勢に保つように作用するので、連結体Ｊの傾きがより効果的に防止される。また、構造物Ｓの傾きが大きくなると、構造物Ｓが倒れようとする力（すなわち構造物Ｓを元の姿勢に戻すのに要する力）が大きくなり、構造物Ｓの傾きを戻すことが困難になるが、このように予め張力を発生させておくことで、構造物Ｓが傾き始める段階（すなわち構造物Ｓが倒れようとする力がごく小さい段階）から傾きが抑えられる上、予め張力を発生させていない場合に比べて構造物Ｓを元の姿勢に戻す力が大きいので、構造物Ｓの傾きがより効果的に防止される。
【００３９】
そして、このように連結体Ｊを所望の高さまで持ち上げた後は、連結体Ｊの下方に新たに連結する構造物Ｓを搬入し（図７（ｃ）参照）、その後連結体Ｊを降下させて、新たに搬入した構造物Ｓ上に載置し、連結体Ｊの最下段をなす連結体Ｓと新たに搬入した連結体Ｓとを連結する（図７（ｄ）参照）。この連結作業は、例えば構造物Ｓ同士をボルト止めすることによって行われる。
【００４０】
このように連結体Ｊと新たな構造物Ｓとの連結作業を終えた後は、連結体Ｊに対する保持架台７の固定を解除し、連結体Ｊにおいて保持架台７との固定に用いていたボルト穴を盲ねじなどによって閉じた後に、上記の手順を繰り返して順次構造物Ｓの連結を行ってゆき、風車Ｗを完成させる。
ここで、風車Ｗを構成する構造物Ｓは、連結体Ｊの下方に連結されるものほど外径が大きくなっているので、新たな構造物Ｓに保持架台７を固定する際には、保持架台７と構造物Ｓとを接続する固定具８を調整して適切な大きさまたは形状にする。
【００４１】
以上説明した本実施形態にかかる塔型構造物の組立方法および組立装置１は、以下のような作用効果を奏する。
固定装置３は、保持架台７に設けた固定装置２の駆動部１２によって、基礎Ｂと架台６上の支持台６ｃとの間にわたって固定された案内部材１１を把持することで固定するようになっている。そして、固定装置３は平面視して複数箇所（本実施形態では４箇所）設けられているので、固定装置３が取り付けられた保持架台７が傾くことはない。このように、固定装置３によって構造物Ｓを支持する保持架台７が傾かないように固定されるので、構造物Ｓの傾きが防止される。
また、案内部材１１に対する固定装置３の固定位置の変更動作と、昇降装置２の昇降動作とを同期させているので、昇降装置２によって構造物Ｓを昇降させている間であっても、構造物Ｓの傾きが防止される。
そして、固定装置３は、上下方向における一点（駆動部１２が案内部材１１を把持している箇所）で保持架台７を固定する。したがって、保持架台７は、架台６の最上端（架台６の桁部６ｂ）まで引き上げることができる。したがって、上下方向に接続点を２点設けて保持架台の傾きを防止する手段（従来の技術参照）のように、架台６の下方に傾き防止のための間隔Ｄ（図８参照）を設ける必要がないので、架台６の高さを抑えることができる。これにより、架台設置に必要な資材も少なくて済み、また架台の設置及び除去に大型のクレーンが不要となるので、塔型構造物の設置コストを低減することができる。また、大型のクレーンの搬入が困難な山間部や、水上に浮かべられて波等の影響で揺れが生じる浮体構造物上など、大型クレーンの使用が困難な場所でも、塔型構造物の設置が可能となる。さらに、架台の設置及び除去に手間がかからないので、工期を短縮することができ、コストダウンを図ることができる。
また、基礎Ｂから固定装置３の駆動部１２を介して昇降装置２の駆動部１２に至るまでの案内部材１１に張力をかけることとしたので、案内部材１１の剛性が増し、保持部材７の傾きをより効果的に防止することができる。
【００４２】
また、構造物Ｓは、基礎Ｂと架台６上の昇降装置２との間にわたって固定された棒状の案内部材１１を介して保持されている。このため、構造物Ｓが傾こうとすると、案内部材１１には、上下に引き伸ばす向きに力が作用し、これによって案内部材１１に生じた応力が構造物の傾きを低減する向きに作用するので、構造物Ｓの傾きを効果的に防止することができる。
【００４３】
また、この組立装置１では、構造物Ｓは、架台６と基礎Ｂとの両方から支持されるので、構造物Ｓの支持がより確実となり、その傾きが効果的に防止される。
さらに、この組立装置１は、構造物Ｓの外周を保持するとともに昇降装置２によって昇降される保持架台７が、架台６によって上下方向の移動が案内されるので、保持架台７の揺れや傾きが防止された状態で構造物Ｓの昇降を行うことができる。
【００４４】
また、この組立装置１では、保持架台７には、保持架台７と構造物Ｓとを、構造物Ｓの大きさや形状に応じて寸法や形状を変更可能な固定具８を介して接続している。このため、大きさや水平断面形状の異なる構造物Ｓを連結してなる塔型構造物の組立てを行う際にも、保持架台７に設けられる固定具８の寸法や形状を適切に変更することで、同一の保持架台７を用いてこれら構造物Ｓの昇降を行うことができ、構造物Ｓの種類ごとに保持架台７を用意する必要がないので、組立装置１にかかるコストを低減することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、基礎Ｂを平面視正方形状とし、架台６の支柱６ａを、基礎Ｂの各コーナーにそれぞれ配置した例を示したが、これに限られることなく、基礎Ｂの形状は任意であり、支柱６ａの本数及び配置も、必要に応じて適宜選択することができる。
また、本実施の形態では、昇降装置２を架台６に設けて保持架台７を引揚げるように配置し、固定装置３を保持架台７上に置き、基礎Ｂとの間にわたって設けた例を示したが、これに限られることなく、保持架台７上に昇降装置２及び案内部材１１を天地逆にして配置し、架台６より吊下げてもよい。又、昇降装置２及び固定装置３にスクリュージャッキ等を使用し、案内部材１１にポール状のネジ等を使用して架台６と基礎Ｂにそれぞれ固定し、架台６側でテンションをかけて設置する場合は、昇降装置２及び固定装置３をスクリュージャッキ等の１台に兼用させて保持架台７上に設置してもよい。
更に、昇降装置２及び固定装置３には、速度制御の付いたウインチ等のワイヤージャッキも使用出来る。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる塔型構造物の組立方法および組立装置によれば、案内部材を把持する把持部によって、昇降装置により昇降される構造物の上下方向の位置の固定を行うとともに該構造物の固定位置の変更をすることとしたので、昇降装置によって構造物を昇降する一方で、固定装置の案内部材を把持する把持部によって構造物の上下方向の位置の固定を行うことができる。これにより、構造物の傾きが防止される。
そして、昇降装置による昇降動作と固定装置による固定位置の変更動作を同期させて行い、構造物の昇降に伴ってその固定位置を変更することとしたので、構造物の傾きを防止しつつ、構造物の昇降を行うことができる。
案内部材を把持部によって把持して固定することとしたので、上下方向に間隔（図８の間隔Ｄ参照）を設けなくても構造物を傾かせることなく固定することができる。したがって、架台の高さを低くできる。
これにより、架台設置に必要な資材も少なくて済み、また架台の設置及び除去に大型のクレーンが不要となるので、塔型構造物の設置コストを低減することができる。また、大型のクレーンの搬入が困難な山間部や、水上に浮かべられて波等の影響で揺れが生じる浮体構造物上など、大型クレーンの使用が困難な場所でも、塔型構造物の設置が可能となる。
さらに、架台の設置及び除去に手間がかからないので、工期を短縮することができ、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる組立装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１のα−α矢視断面図である。
【図４】図１のβ−β矢視断面図である。
【図５】本発明にかかる昇降装置、固定装置に用いられる駆動部の構成を示す縦断面図である。
【図６】図５の要部拡大図であって、（ａ）は駆動部の上部構造を示す縦断面図、（ｂ）は駆動部の下部構造を示す縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる塔型構造物の組立方法による塔型構造物の組立過程を示す図である。
【図８】従来のリフトアップ工法を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１ 組立装置
２ 昇降装置
３ 固定装置
４ 制御装置
６ 架台
７ 保持架台
８ 固定具
１１ 案内部材
１２ 駆動部（把持部）
Ｂ 基礎
Ｓ 構造物
Ｗ 風車（塔型構造物）
【発明の属する技術分野】
本発明は、塔型構造物の組立方法及び塔型構造物の組立装置（以下、単に「組立装置」という。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の鉄塔や風力発電用風車のタワー部分などの塔型構造物には、複数の構造物を上下に連結した構成のものがある。このように複数の構造物からなる塔型構造物は、例えば後述する特許文献１に示すように、基礎の上方に持ち上げられた構造物の下方に新たに構造物を連結し、このようにして得られた構造物の連結体を再度持ち上げてこの連結体の下方に新たに構造物を連結していくことによって組立てられる（この組立方法をリフトアップ工法という）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２５４６６８号公報（段落００１８、図１６〜図１９）
【０００４】
連結体は、構造物の連結数が増えてその高さが増すにつれて重心の位置が高くなるので、基礎から持ち上げた状態ではバランスを崩しやすくなる。特に、風力発電用風車の場合には、連結体の最上部に風車回転翼及びナセルが設置されるために重心の位置がより高い上、設置場所は風の強い場所であるので、風の影響を受けて連結体のバランスがより崩れやすい。
このような連結体Ｊの転倒を防止するため、リフトアップ工法では、例えば図８に示すように、基礎Ｂ上に連結体Ｊの上下移動を可能にしつつ支持する架台１０１を設置して、図示せぬジャッキ等の昇降装置によって連結体Ｊの昇降を行う。
架台１０１は、構造物Ｓの昇降方向に沿って設けられるガイドレール１０２を有している。このガイドレール１０２に沿って、連結体Ｊの側面に取り付けられたガイドローラ１０３が上下動する。ガイドローラ１０３は、連結体Ｊの側面に対して、上下方向に離間させて複数箇所に取り付けられている。
連結体Ｊは、上下に配置されたガイドローラ１０３によって傾きを防止されながら昇降する。
【０００５】
上下に配置されたガイドローラ１０３間の間隔Ｄは、ガイドレール１０２に対して連結体Ｊが揺動する際の支点・力点間の距離となる。すなわち、てこの原理により、この距離Ｄが大きいほど連結体Ｊの傾きに対する支持が強固になり、安定して連結体Ｊを支持することができる。そして、連結体Ｊを安定して支持するためには、この間隔Ｄをある程度確保する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のリフトアップ工法は、次のような問題がある。
連結体Ｊの傾きを抑えるためには、上下に離間されたガイドローラ１０３のいずれもがガイドレール１０２に対して接触しうるようになっていなければならない。そうすると、ガイドローラ１０３を最上方に持ち上げることができる位置は、せいぜい、上側のガイドローラ１０３がガイドレール１０２の最上端に達したところまでである。したがって、架台１０１の高さは、少なくとも、連結体Ｊを昇降させる高さに加えて、さらにガイドローラ１０３の上下方向の間隔Ｄを加えた高さが余計に必要となる。
このように架台が間隔Ｄだけ大きくなるため、架台設置に必要な資材も多くなり、また架台の設置及び除去に大型のクレーンが必要となるので、塔型構造物の設置コストが高くなってしまう。さらに、架台の設置及び除去に手間がかかり、工期が長くなるので、これもコストアップの要因となる。
また、大型のクレーンの搬入が困難な山間部や、水上に浮かべられて波等の影響で揺れが生じる浮体構造物上など、大型クレーンの使用が困難な場所での塔型構造物の設置が困難となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、構造物の連結体の安定した支持を実現しながら塔型構造物の組立に要する労力やコストを低減することができる塔型構造物の組立方法及び組立装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明にかかる塔型構造物の組立方法は、基礎の上方に持ち上げられた構造物の下方に新たに構造物を連結することによって、前記基礎上に、複数の構造物が上下に連結されてなる塔型構造物を組み立てる塔型構造物の組立方法であって、前記基礎上に設置された架台に設けられるとともに、前記基礎上で前記構造物を昇降させる昇降装置と、前記架台の上下方向にわたって設けられた案内部材を把持しつつ該案内部材に沿った相対的な移動が可能とされた把持部を備えた、前記構造物の上下方向の固定位置の変更を行う固定装置とを用い、前記構造物の昇降を行う際に、前記昇降装置による前記構造物の昇降動作と前記固定装置による前記構造物の固定位置の変更動作とを同期させて行うことを特徴としている。
【０００９】
案内部材を把持する把持部によって、昇降装置により昇降される構造物の上下方向の位置の固定を行うとともに該構造物の固定位置の変更をすることとしたので、昇降装置によって構造物を昇降する一方で、固定装置の案内部材を把持する把持部によって構造物の上下方向の位置の固定を行うことができる。これにより、構造物の傾きが防止される。
そして、昇降装置による昇降動作と固定装置による固定位置の変更動作を同期させて行い、構造物の昇降に伴ってその固定位置を変更することで、構造物の傾きを防止しつつ、構造物の昇降が行われる。
案内部材を把持部によって把持して固定することとしたので、上下方向に間隔（図８の間隔Ｄ参照）を設けなくても構造物を傾かせることなく固定することができる。したがって、架台の高さを低くできる。
【００１０】
この塔型構造物の組立方法において、基礎から構造物を持ち上げる前に、前記案内部材に張力を与えるようにしてもよい。
案内部材に張力を与えることによって案内部材の剛性が増す。そして、この張力は、把持部を介して固定された構造物を元の姿勢に保つように作用するので、構造物の傾きがより効果的に防止される。張力の与え方としては、例えば、昇降装置による構造物の上昇動作と固定装置による構造物の固定位置の下方への変更動作とのうちのいずれか一方、もしくは両方を行えばよい。
また、構造物の傾きが大きくなると、構造物が倒れようとする力（すなわち構造物を元の姿勢に戻すのに要する力）が大きくなり、構造物の傾きを戻すことが困難になるが、このように予め張力を発生させておくことで、構造物が傾き始める段階（すなわち構造物が倒れようとする力がごく小さい段階）から張力を作用させて傾きが抑えられる上、構造物の傾きが同じであれば予め張力を発生させていない場合に比べて張力（構造物を元の姿勢に戻す力）が大きいので、構造物の傾きがより効果的に防止される。
また、基礎から構造物を持ち上げる前に張力を与えることとしたので、構造物を持ち上げている間であっても張力が加わっていることになり、構造物が傾くことがない。
【００１１】
本発明にかかる組立装置は、複数の構造物が上下に連結されてなる塔型構造物の組立てに用いる組立装置であって、基礎上に設置された架台と；該架台に設けられるとともに、前記基礎上で前記構造物を昇降させる昇降装置と；前記架台の上下方向にわたって設けられた案内部材と、前記案内部材を把持しつつ該案内部材に沿った相対的な移動が可能とされた把持部とを備え、前記構造物の上下方向の固定位置の変更を行う固定装置と；を有していることを特徴としている。
【００１２】
昇降装置によって構造物を昇降する一方で、固定装置の案内部材を把持する把持部によって構造物の上下方向の位置の固定を行うことができる。これにより、構造物の傾きが防止される。
そして、昇降装置による昇降動作と固定装置による固定位置の変更動作を同期させて行い、構造物の昇降に伴ってその固定位置を変更することで、構造物の傾きを防止しつつ、構造物の昇降が行われる。
案内部材を把持部によって把持して固定することとしたので、上下方向に間隔（図８の間隔Ｄ参照）を設けなくても構造物を傾かせることなく固定することができる。したがって、架台の高さを低くできる。
【００１３】
この組立装置は、昇降装置及び固定装置の動作を同期させて制御可能な制御装置を有していてもよい。
【００１４】
この構成では、手作業で昇降装置及び固定装置の動作を制御する場合に比べて、昇降装置の動作と固定装置の動作とを容易かつ正確に同期させることができるので、構造物がその傾きを確実に防止した状態で昇降させられる。
【００１５】
案内部材は基礎と架台上部との間に設けられていてもよい。
案内部材が基礎と架台上部との間に設けられているので、構造物は架台と基礎との両方に支持されるので、構造物の支持がより確実となり、その傾きが効果的に防止される。
【００１６】
この組立装置は、構造物の外周を保持する保持架台を有し、昇降装置及び固定装置は、保持架台を介して構造物と接続されており、架台は、保持架台の上下方向の移動を案内するガイドを兼ねていてもよい。
【００１７】
この構成では、基礎上に設けられる架台によって、構造物を保持する保持架台が案内されて、保持架台の揺れや傾きが防止された状態で構造物の昇降が行われる。
【００１８】
この組立装置において、保持架台には、保持架台と構造物とを接続するとともに接続する構造物の大きさや形状に応じて寸法や形状を変更可能な固定具が設けられていてもよい。
この構成では、大きさや水平断面形状の異なる構造物を連結してなる塔型構造物の組立てを行う際にも、保持架台に設けられる固定具の寸法や形状を、各構造物の大きさや水平断面形状に応じて変更することで、同一の保持架台を用いてこれら構造物の昇降を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態にかかる塔型構造物の組立方法及びこれに用いる組立装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、一例として、複数の構造物が上下に連結されてなる風力発電用風車（以下、単に「風車」という。）の組立方法及び組立装置について説明する。
【００２０】
まず、この風車の組立てに用いる組立装置について説明する。
図１及び図２に示すように、組立装置１は、風車Ｗが設置される基礎Ｂ上に設置されるものであって、基礎Ｂ上で風車Ｗを構成する構造物Ｓ（または構造物Ｓの連結体Ｊ）を昇降させる昇降装置２と、昇降装置２により昇降される構造物Ｓの上下方向の位置の固定を行うとともにこの構造物Ｓの固定位置の変更が可能な固定装置３とを有している。
また、組立装置１には、昇降装置２と固定装置３の動作を同期させて制御可能な制御装置４が設けられている（図２参照）。
【００２１】
この組立装置１は、基礎Ｂ上に設けられる架台６を有しており、この架台６には、昇降装置２を介して、構造物Ｓの外周を保持する保持架台７が吊り下げられている。本実施の形態では、架台６及び保持架台７をトラス構造によって構成している。
保持架台７には、さらに固定装置３が接続されていて、昇降装置２によって保持架台７の昇降が行われるとともに、固定装置３によって保持架台７の上下方向の位置の固定が行われるようになっている。すなわち、本実施の形態に示す組立装置１では、昇降装置２によって保持架台７を昇降させることにより構造物Ｓの昇降が行われ、固定装置３によって保持架台７を固定することにより構造物Ｓの固定が行われる。
【００２２】
基礎Ｂは、例えば、図３（図１のα−α矢視断面図）に示すように、平面視略正方形に形成される。
架台６は、この基礎Ｂの各コーナーからそれぞれ略鉛直に立設される四本の支柱６ａを有している。これら支柱６ａは、保持架台７の上下方向の移動を案内するガイドを兼ねている。
また、図４（図１のβ−β矢視断面図）に示すように、これら支柱６ａの上端には、これら支柱６ａの上端を各頂点とする四角形の各辺に沿って、支柱６ａ同士を接続する桁部６ｂが設けられている。
【００２３】
保持架台７は、平面視において中央に構造物Ｓが挿通される空間が設けられている。また、周縁部において架台６の支柱６ａの側面に対向する部位には、支柱６ａの側面によって受けられる受け部が設けられており、保持架台７は、支柱６ａの側面によって上下方向の移動を案内されるようになっている。本実施の形態では、保持架台７には、受け部として、各辺の端部に側方へ突出する突出部７ａが設けられており（すなわち、保持架台７は平面視略＃字形状をなしている）、隣り合う突出部７ａ間に架台６の支柱６ａが挟み込まれるようになっている。また、この突出部７ａは、架台６の桁部６ｂの鉛直下方に位置している（図３及び図４参照）。
保持架台７上には、図３に示すように、保持架台７と構造物Ｓとを接続し固定する固定具８が設けられている。この固定具８は、保持架台７及び構造物Ｓに対して、ボルト止め等によって着脱を可能にして接続される。
この固定具８は、例えば複数部品に分割可能な構成とされていて、各部材同士の接続位置を変更したり各部材間に新たな部材を設けることで、接続する構造物Ｓの大きさや形状に応じて内径寸法や形状を変更可能とされている。
本実施の形態では、固定具８は、平面視略四角形枠形状とされており、その内周側には、隣接する各辺間にまたがって補強部材８ａが設けられていて、固定具８のねじれが防止されている。
【００２４】
昇降装置２は、構造物Ｓの昇降方向に沿って設けられる棒状の案内部材１１と、案内部材１１を把持しつつ案内部材１１に沿って相対的な移動が可能とされた駆動部１２とを有するものであって（図２参照）、図４に示すように、架台６の桁部６ｂ上の複数箇所に設けられている。
ここで、昇降装置２の設置数は、要求される出力に応じて適宜設定されるものであり、またその配置も、昇降させる構造物Ｓのバランスが適切に保たれるように設定されるものである。本実施の形態では、昇降装置２は、平面視において対向する一対の桁部６ｂにおいてそれぞれの端部近傍に４つ設けられている。
各昇降装置２の駆動部１２は、それぞれ桁部６ｂに固定されており、案内部材１１は、上端側を駆動部１２に保持され、下端を保持架台７（本実施の形態では駆動部１２の直下に位置する突出部７ａ）に固定されている（図３参照）。
このように構成される昇降装置２は、駆動部１２によって案内部材１１を上下方向に送り出すことによって保持架台７を上下方向に移動させるようになっている。
【００２５】
固定装置３は、昇降装置２と同様に、構造物Ｓの昇降方向に沿って設けられる棒状の案内部材１１と、案内部材１１を把持しつつ案内部材１１に沿って相対的な移動が可能とされた駆動部（把持部）１２とを有するものである。案内部材１１は、図１及び図２に示すように、架台６の桁部６ｂと基礎Ｂとの間にわたって設けられている。
ここで、固定装置３の設置数は、要求される出力に応じて適宜設定されるものであり、またその配置も、固定する構造物Ｓのバランスが適切に保たれるように設定されるものである。本実施の形態では、固定装置３は、図４に示すように、桁部６ｂのうち、昇降装置２が設けられる対とは異なる対においてそれぞれの端部近傍に４つ設けられている。
具体的には、固定装置３の案内部材１１は、下端を基礎Ｂに固定され、上端は、桁部６ｂを貫いて設けられて、架台６上に設けられる支持台６ｃに保持されている。また、駆動部１２は、保持架台７上（本実施の形態では支持台６ｃの直下に位置する突出部７ａ）上に固定されている。
このように構成される固定装置３は、駆動部１２を停止させて案内部材１１の移動を規制することによって保持架台７の上下方向の移動を規制し、また、駆動部１２を動作させて案内部材１１を上下方向に相対的に送り出すことによって、保持架台７の固定位置（すなわち構造物Ｓの固定位置）を上下方向に変更するようになっている。
【００２６】
次に、昇降装置２及び固定装置３の詳細な構成について説明する。
図５に示すように、案内部材１１は、鋼材等の棒状部材の外周面に、長手方向に沿って略等間隔に切り欠きＣを設けたものである。
駆動部１２は、この案内部材１１の切り欠きＣに対して係合及び係合の解除が可能な上下一対のクランプ装置（上クランプ２１，下クランプ２２とする）と、上下のクランプ２１，２２間に設けられてこれら上下のクランプ２１，２２間の距離を変更するシリンダ機構２３とを有している。
また、下クランプ２２と保持架台７もしくは架台６との間には、これらの間隔を調整可能な間隔調整装置２４が設けられており、各昇降装置２、固定装置３の下クランプ２２の上下方向の位置の差や案内部材１１の伸び量の差を吸収させて、昇降装置２、固定装置３に保持される保持架台７が水平を保つことができるようになっている。
また、案内部材１１と架台６または基礎Ｂとの接続部、及び駆動部１２の間隔調整装置２４と架台６または保持架台７との間には、球座２５が設けられていて、これらの相対的な傾きが許容されており、これらの間に曲げ応力が生じないようになっている。
【００２７】
このように構成される駆動部１２は、次のように動作するものである。
駆動部１２の上クランプ２１と下クランプ２２とのうち少なくともいずれか一方が案内部材１１に係合させられており、これによって駆動部１２が案内部材１１に固定されている。
まず、上クランプ２１と下クランプ２２とのうちのいずれか一方のクランプを案内部材１１に係合させた状態で、他方のクランプと案内部材１１との係合を解除し、シリンダ機構２３によって他方のクランプを押圧して一方のクランプから離間させる。
そして、この他方のクランプを案内部材１１に係合させた後に、一方のクランプと案内部材１１との係合を解除し、シリンダ機構２３によって一方のクランプを他方のクランプに引き寄せ、以降は上記の手順を必要回数繰り返すことで（すなわち、尺取虫と同じ動作を行うことによって）、駆動部１２が案内部材１１に沿って相対的に移動する。
【００２８】
以下、駆動部１２のより詳細な構成について説明する。
駆動部１２は、基本的な部分について、特許第２５０９４９８号公報に示された油圧ジャッキと同様である。
上クランプ２１は、図６（ａ）に示すように、案内部材１１が挿通されるとともに 下端内面は、下方に向かうにつれて縮径されたテーパー面をなす円筒状のクランプ本体２６と、クランプ本体２６内で案内部材１１が挿通された状態にして設けられて切り欠きＣとの係合及び係合の解除が可能なコレット２７と、クランプ本体２６においてコレット２７の上方に上下動可能にして設けられるコレットピストン２８と、コレットピストン２８を下方に向けて付勢する付勢部材２９、及び付勢部材２９に逆らってコレットピストン２８を上方向に油圧にて押し上げる（コレットを開く）コレットシリンダ３０とを有している。
【００２９】
コレット２７は、外力を受けていない状態ではコレットシリンダ３０への油圧注入により内径が案内部材１１の外径以上に保たれていて案内部材１１の通過を許容するものである。
このコレット２７は、通常は付勢部材２９によってコレットシリンダ２８を介して下方に付勢されて下端がクランプ本体２６のテーパー面に押し付けられており、これによってコレット２７の下端が径方向内側に押圧されて切り欠きＣと係合するようになっている。
また、コレット２７に対して案内部材１１が相対的に上方に移動させられ、更にコレットシリンダ３０への油圧注入が行われた場合には、コレット２７の下端内面が押し広げられて、コレット２７と切り欠きＣとの係合が解除されるようになっている。
上クランプ２１は、このようにコレット２７を案内部材１１の切り欠きＣに係合させることによって案内部材１１の相対的な移動を規制し、コレット２７と切り欠きＣとの係合を解除することによって案内部材１１の相対的な移動を許容するものである。
【００３０】
下クランプ２２も、図６（ｂ）に示すように、上クランプ２１とほぼ同様の構成を有しており、その作動原理も上クランプ２１と同じである。
【００３１】
シリンダ機構２３は、図５に示すように、シリンダロッドの先端が上方に向けられて上クランプ２１のクランプ本体２６に接続される上シリンダ機構２３ａと、シリンダロッドの先端が下方に向けられて下クランプ２１のクランプ本体２６に接続される下シリンダ機構２３ｂとを有している。
【００３２】
上シリンダ機構２３ａは、ピストンロッドを収縮して上クランプ２１のクランプ本体２６を下方に引き寄せることで、上クランプ２１のコレット２７に対して案内部材１１を相対的に上方に移動させることとなる。すなわち、上シリンダ機構２３ａのピストンロッドを収縮させることによってコレット２７と切り欠きＣとの係合が解除されて、上クランプ２１が案内部材１１に沿って相対的に下方に移動することとなる。
一方、上シリンダ機構２３ａのピストンロッドを伸張させると、案内部材１１がコレット２７を押し広げずに係合したままとなるので、コレット２７と切り欠きＣとが係合して上クランプ２１に対する案内部材１１の相対的な移動が規制される。
【００３３】
下シリンダ機構２３ｂは、ピストンロッドを伸張させて下クランプ２２を押し下げることで、下クランプ２２のコレット２７に対して案内部材１１を相対的に上方に移動させることとなる。すなわち、下シリンダ機構２３ｂのピストンロッドを伸張させることによってコレット２７と切り欠きＣとの係合が解除されて、下クランプ２２が案内部材１１に沿って相対的に下方に移動することとなる。一方、下シリンダ機構２３ｂのピストンロッドを収縮して下クランプ２２のクランプ本体２６を上方に引き寄せると、案内部材１１がコレット２７を押し広げずに係合したままとなるので、コレット２７と切り欠きＣとが係合して下クランプ２２に対する案内部材１１の相対的な移動が規制される。
【００３４】
間隔調整装置２４としては、例えばピストンロッドを略鉛直にして下クランプ２２に接続され、シリンダ本体を保持架台７もしくは架台６と接続されるシリンダ機構が用いられる。そして、このシリンダ機構のピストンロッドの突出量を調整することで、下クランプ２２と保持架台７もしくは架台６との間隔を調整できるようになっている。
【００３５】
次に、このように構成される組立装置１を用いた風車Ｗの組立方法について、図７を用いて説明する。なお、図７では、基礎Ｂ上に組立装置１を設置して、風車Ｗを構成する構造物Ｓをすでにいくつか連結した段階での組立作業の様子を示しているが、基本的に、どの段階における連結作業も、下記の作業と同一の手順で行われる。
【００３６】
まず、新たに構造物Ｓを連結するにあたって、構造物Ｓの連結体Ｊのうち、最下段に位置する構造物Ｓの外周に、固定具８を介して保持架台７を取り付ける（図７（ａ）参照）。本実施の形態では、固定具８は、連結体Ｊの外周に予め設けられているボルト穴に対してボルト止めされることによって連結体Ｊと接続している。
続いて、昇降装置２を動作させて連結体Ｊを保持架台７ごと基礎Ｂ上に持ち上げる。この工程の前に、昇降装置２による連結体Ｊの上昇動作と固定装置３による連結体Ｊの固定位置の下方への変更動作とのうちのいずれか一方を行い、昇降装置２と固定装置３との間に張力を発生させておく。例えば、昇降装置２の駆動部１２を案内部材１１に対して固定した後、固定装置３の駆動部１２を案内部材１１に対して下方に移動させる。これにより、昇降装置２の駆動部１２から昇降装置２の案内部材１１と保持架台７との接続部にかけての案内部材１１と、固定装置３の駆動部１２から固定装置３の案内部材１１と基礎Ｂとの接続部にかけての案内部材１１とに張力が発生する。
このように張力を発生させた後、昇降装置２によって連結体Ｊを持ち上げて、連結体Ｊの下に、新たに連結する構造物Ｓを搬入するスペースを確保する（図７（ｂ）参照）。
【００３７】
ここで、連結体Ｊは、昇降装置２によって昇降される一方で、固定装置３によって上下方向の位置の固定が行われることでその傾きが防止される。
すなわち、昇降装置２と固定装置３とはそれぞれ制御装置４によってその動作が制御されており、このように連結体Ｊを昇降させる際には、昇降装置２の動作と同期して、固定装置３による保持架台７の上下方向の位置の変更動作も行われるので、連結体Ｊの傾きを防止しつつ、連結体Ｊの昇降が行われる。
また、昇降装置２と固定装置３とは、制御装置４によって同期させられるので、昇降装置２の動作と固定装置３の動作とを手作業で同期させる場合に比べて、昇降装置２の動作と固定装置３の動作とを容易かつ正確に同期させることができ、連結体Ｊはその傾きがより確実に防止された状態で昇降させられる。
【００３８】
さらに、前記のように連結体Ｊを持ち上げるに先立って昇降装置２と固定装置３との間に発生させた張力は、連結体Ｊを元の姿勢に保つように作用するので、連結体Ｊの傾きがより効果的に防止される。また、構造物Ｓの傾きが大きくなると、構造物Ｓが倒れようとする力（すなわち構造物Ｓを元の姿勢に戻すのに要する力）が大きくなり、構造物Ｓの傾きを戻すことが困難になるが、このように予め張力を発生させておくことで、構造物Ｓが傾き始める段階（すなわち構造物Ｓが倒れようとする力がごく小さい段階）から傾きが抑えられる上、予め張力を発生させていない場合に比べて構造物Ｓを元の姿勢に戻す力が大きいので、構造物Ｓの傾きがより効果的に防止される。
【００３９】
そして、このように連結体Ｊを所望の高さまで持ち上げた後は、連結体Ｊの下方に新たに連結する構造物Ｓを搬入し（図７（ｃ）参照）、その後連結体Ｊを降下させて、新たに搬入した構造物Ｓ上に載置し、連結体Ｊの最下段をなす連結体Ｓと新たに搬入した連結体Ｓとを連結する（図７（ｄ）参照）。この連結作業は、例えば構造物Ｓ同士をボルト止めすることによって行われる。
【００４０】
このように連結体Ｊと新たな構造物Ｓとの連結作業を終えた後は、連結体Ｊに対する保持架台７の固定を解除し、連結体Ｊにおいて保持架台７との固定に用いていたボルト穴を盲ねじなどによって閉じた後に、上記の手順を繰り返して順次構造物Ｓの連結を行ってゆき、風車Ｗを完成させる。
ここで、風車Ｗを構成する構造物Ｓは、連結体Ｊの下方に連結されるものほど外径が大きくなっているので、新たな構造物Ｓに保持架台７を固定する際には、保持架台７と構造物Ｓとを接続する固定具８を調整して適切な大きさまたは形状にする。
【００４１】
以上説明した本実施形態にかかる塔型構造物の組立方法および組立装置１は、以下のような作用効果を奏する。
固定装置３は、保持架台７に設けた固定装置２の駆動部１２によって、基礎Ｂと架台６上の支持台６ｃとの間にわたって固定された案内部材１１を把持することで固定するようになっている。そして、固定装置３は平面視して複数箇所（本実施形態では４箇所）設けられているので、固定装置３が取り付けられた保持架台７が傾くことはない。このように、固定装置３によって構造物Ｓを支持する保持架台７が傾かないように固定されるので、構造物Ｓの傾きが防止される。
また、案内部材１１に対する固定装置３の固定位置の変更動作と、昇降装置２の昇降動作とを同期させているので、昇降装置２によって構造物Ｓを昇降させている間であっても、構造物Ｓの傾きが防止される。
そして、固定装置３は、上下方向における一点（駆動部１２が案内部材１１を把持している箇所）で保持架台７を固定する。したがって、保持架台７は、架台６の最上端（架台６の桁部６ｂ）まで引き上げることができる。したがって、上下方向に接続点を２点設けて保持架台の傾きを防止する手段（従来の技術参照）のように、架台６の下方に傾き防止のための間隔Ｄ（図８参照）を設ける必要がないので、架台６の高さを抑えることができる。これにより、架台設置に必要な資材も少なくて済み、また架台の設置及び除去に大型のクレーンが不要となるので、塔型構造物の設置コストを低減することができる。また、大型のクレーンの搬入が困難な山間部や、水上に浮かべられて波等の影響で揺れが生じる浮体構造物上など、大型クレーンの使用が困難な場所でも、塔型構造物の設置が可能となる。さらに、架台の設置及び除去に手間がかからないので、工期を短縮することができ、コストダウンを図ることができる。
また、基礎Ｂから固定装置３の駆動部１２を介して昇降装置２の駆動部１２に至るまでの案内部材１１に張力をかけることとしたので、案内部材１１の剛性が増し、保持部材７の傾きをより効果的に防止することができる。
【００４２】
また、構造物Ｓは、基礎Ｂと架台６上の昇降装置２との間にわたって固定された棒状の案内部材１１を介して保持されている。このため、構造物Ｓが傾こうとすると、案内部材１１には、上下に引き伸ばす向きに力が作用し、これによって案内部材１１に生じた応力が構造物の傾きを低減する向きに作用するので、構造物Ｓの傾きを効果的に防止することができる。
【００４３】
また、この組立装置１では、構造物Ｓは、架台６と基礎Ｂとの両方から支持されるので、構造物Ｓの支持がより確実となり、その傾きが効果的に防止される。
さらに、この組立装置１は、構造物Ｓの外周を保持するとともに昇降装置２によって昇降される保持架台７が、架台６によって上下方向の移動が案内されるので、保持架台７の揺れや傾きが防止された状態で構造物Ｓの昇降を行うことができる。
【００４４】
また、この組立装置１では、保持架台７には、保持架台７と構造物Ｓとを、構造物Ｓの大きさや形状に応じて寸法や形状を変更可能な固定具８を介して接続している。このため、大きさや水平断面形状の異なる構造物Ｓを連結してなる塔型構造物の組立てを行う際にも、保持架台７に設けられる固定具８の寸法や形状を適切に変更することで、同一の保持架台７を用いてこれら構造物Ｓの昇降を行うことができ、構造物Ｓの種類ごとに保持架台７を用意する必要がないので、組立装置１にかかるコストを低減することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、基礎Ｂを平面視正方形状とし、架台６の支柱６ａを、基礎Ｂの各コーナーにそれぞれ配置した例を示したが、これに限られることなく、基礎Ｂの形状は任意であり、支柱６ａの本数及び配置も、必要に応じて適宜選択することができる。
また、本実施の形態では、昇降装置２を架台６に設けて保持架台７を引揚げるように配置し、固定装置３を保持架台７上に置き、基礎Ｂとの間にわたって設けた例を示したが、これに限られることなく、保持架台７上に昇降装置２及び案内部材１１を天地逆にして配置し、架台６より吊下げてもよい。又、昇降装置２及び固定装置３にスクリュージャッキ等を使用し、案内部材１１にポール状のネジ等を使用して架台６と基礎Ｂにそれぞれ固定し、架台６側でテンションをかけて設置する場合は、昇降装置２及び固定装置３をスクリュージャッキ等の１台に兼用させて保持架台７上に設置してもよい。
更に、昇降装置２及び固定装置３には、速度制御の付いたウインチ等のワイヤージャッキも使用出来る。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる塔型構造物の組立方法および組立装置によれば、案内部材を把持する把持部によって、昇降装置により昇降される構造物の上下方向の位置の固定を行うとともに該構造物の固定位置の変更をすることとしたので、昇降装置によって構造物を昇降する一方で、固定装置の案内部材を把持する把持部によって構造物の上下方向の位置の固定を行うことができる。これにより、構造物の傾きが防止される。
そして、昇降装置による昇降動作と固定装置による固定位置の変更動作を同期させて行い、構造物の昇降に伴ってその固定位置を変更することとしたので、構造物の傾きを防止しつつ、構造物の昇降を行うことができる。
案内部材を把持部によって把持して固定することとしたので、上下方向に間隔（図８の間隔Ｄ参照）を設けなくても構造物を傾かせることなく固定することができる。したがって、架台の高さを低くできる。
これにより、架台設置に必要な資材も少なくて済み、また架台の設置及び除去に大型のクレーンが不要となるので、塔型構造物の設置コストを低減することができる。また、大型のクレーンの搬入が困難な山間部や、水上に浮かべられて波等の影響で揺れが生じる浮体構造物上など、大型クレーンの使用が困難な場所でも、塔型構造物の設置が可能となる。
さらに、架台の設置及び除去に手間がかからないので、工期を短縮することができ、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる組立装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１のα−α矢視断面図である。
【図４】図１のβ−β矢視断面図である。
【図５】本発明にかかる昇降装置、固定装置に用いられる駆動部の構成を示す縦断面図である。
【図６】図５の要部拡大図であって、（ａ）は駆動部の上部構造を示す縦断面図、（ｂ）は駆動部の下部構造を示す縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる塔型構造物の組立方法による塔型構造物の組立過程を示す図である。
【図８】従来のリフトアップ工法を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１ 組立装置
２ 昇降装置
３ 固定装置
４ 制御装置
６ 架台
７ 保持架台
８ 固定具
１１ 案内部材
１２ 駆動部（把持部）
Ｂ 基礎
Ｓ 構造物
Ｗ 風車（塔型構造物）
Claims (7)
- 基礎の上方に持ち上げられた構造物の下方に新たに構造物を連結することによって、前記基礎上に、複数の構造物が上下に連結されてなる塔型構造物を組み立てる塔型構造物の組立方法であって、
前記基礎上に設置された架台に設けられるとともに、前記基礎上で前記構造物を昇降させる昇降装置と、前記架台の上下方向にわたって設けられた案内部材を把持しつつ該案内部材に沿った相対的な移動が可能とされた把持部を備えた、前記構造物の上下方向の固定位置の変更を行う固定装置とを用い、
前記構造物の昇降を行う際に、前記昇降装置による前記構造物の昇降動作と前記固定装置による前記構造物の固定位置の変更動作とを同期させて行うことを特徴とする塔型構造物の組立方法。 - 前記基礎から前記構造物を持ち上げる前に、前記案内部材に張力を与えることを特徴とする請求項１記載の塔型構造物の組立方法。
- 複数の構造物が上下に連結されてなる塔型構造物の組立てに用いる塔型構造物の組立装置であって、
基礎上に設置された架台と、
該架台に設けられるとともに、前記基礎上で前記構造物を昇降させる昇降装置と、
前記架台の上下方向にわたって設けられた案内部材と、前記案内部材を把持しつつ該案内部材に沿った相対的な移動が可能とされた把持部とを備え、前記構造物の上下方向の固定位置の変更を行う固定装置と、
を有していることを特徴とする塔型構造物の組立装置。 - 前記昇降装置及び前記固定装置の動作を同期させて制御可能な制御装置を有していることを特徴とする請求項３記載の塔型構造物の組立装置。
- 前記案内部材は、前記基礎と前記架台上部との間に設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の塔型構造物の組立装置。
- 前記構造物を保持する保持架台を有し、
前記昇降装置及び前記固定装置は、前記保持架台を介して前記構造物と接続されており、
前記架台は、前記保持架台の上下方向の移動を案内するガイドを兼ねていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の塔型構造物の組立装置。 - 前記保持架台には、該保持架台と前記構造物とを接続するとともに接続する構造物の大きさや形状に応じて寸法や形状を変更可能な固定具が設けられていることを特徴とする請求項６記載の塔型構造物の組立装置。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061003 |