JP2005120775A

JP2005120775A - 塔状構造物の構築方法

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Publication number: JP2005120775A
Application number: JP2003358932A
Authority: JP
Inventors: Noboru Isohata; 登五十畑; Takanari Satou; 登也佐藤; Manabu Uchiki; 学内木
Original assignee: TOMOE GIKEN KK; Tomoe Research and Development Ltd
Current assignee: TOMOE GIKEN KK; Tomoe Research and Development Ltd
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2023-10-20
Also published as: JP4143517B2

Abstract

【課題】風力発電機の構築作業をより安全に行なうことができる塔状構造物の構築方法を提供する。
【解決手段】基礎部に最下部となるブロックの塔体構造物１ａを立設し、最下部ブロックの塔体構造物１ａを囲むように４本の支柱２１〜２４からなるガイドタワー２を組立て、塔体構造物１ａとガイドタワー２の間に２個の帯体及び帯体をフレームに連結する部材並びにフレームの外側に設けられたガイドローラを有している支持機構３を取り付け、このガイドタワー２にクライミング装置５を取付け、クライミング装置５により塔体構造物等を持ち上げ、またクライミング装置５によりガイドタワー２を持ち上げて、その下に継ぎ枠を接続してガイドタワー２を高くし、高くなったガイドタワー２で塔状構造物を構築する方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、塔体構造物を囲むようにガイドタワーを組立て塔体構造物とガイドタワーの間に支持機構を設け、ガイドタワーにクライミング装置を取り付け、クライミング装置によりガイドタワーの持ち上げ及び下げる操作、また塔体構造物を持ち上げて塔状構造物を構築する方法に関し、特に風力発電機の塔状構造物を構築する方法に関するものである。

一般に、高い塔は複数個のブロック構造物を接続して構築するもので、その構築に際しては、基礎の上に一番下のブロック化された構造物を立設し、次いでブロック化された構造物をトラッククレーン、クライミングクレーンで吊り上げて順次、積上げて高い鉄塔を構築するものである。
また、風力発電機のような塔もブロック化された鉄塔構造物、発電機や羽根をを順次、大型のトラッククレーンやクライミングクレーンで吊り上げて構築するものである。風力発電機は道路が整備されていないような山や海岸に建設することが多く、まず、塔の構築に用いる大型トラッククレーンを搬入する道路を整備して大型のトラッククレーンを設置する作業場所を確保をしなければならなかった。このように鉄塔を構築する準備段階での道路整備が、風力発電機を構築する工期や工費に大きく影響するという問題があった。
このような問題を解決するために、効率的な風力発電機などの塔状構造物を構築することが要求されており、それに応ずるべく風力発電機などの塔状構造物の構築方法について提案を行なった（特許文献１、２）。
特開２００２−２４２４８３号公報特開２００３−１８４７３０号公報

本発明は、先に提案とした風力発電機などの塔状構造物の構築方法をさらに改善し、風力発電機の塔状構造物の構築作業をより安全に行なうことができるようにするもので、塔体構造物を囲むようにガイドタワーを組立て塔体構造物とガイドタワーの間に支持機構を設け、ガイドタワーにクライミング装置を取り付け、クライミング装置によりガイドタワーの持ち上げ及び下げる操作を行い、またクライミング装置により塔体構造物を持ち上げる塔状構造物の構築方法で、特に風力発電機の構築作業をより安全に行なう方法を提供するものである。
風力発電機は、風の日が多くまた風の強い場所に設置するものであり、それを構築する作業中は当然のことながら風の日が多くまた風が強いので、風の対策を考慮して構築作業を行う必要がある。そこで、本発明は、基礎部に最下部となるブロック塔体構造物、最下部となるブロック塔体構造物の上に接続された塔体構造物と、ガイドタワーを構成する支柱との間に取り付ける支持機構を改善して、多少の風があっても風力発電機の構築作業を安全に行なえるようにする風力発電機などの塔状構造物の構築方法を提供するものである。

本発明は、基礎部に最下部となるブロック塔体構造物を立設し、前記最下部ブロック塔体構造物を囲むように支柱で構成されているガイドタワーを組み立て、前記ガイドタワーに伸縮機構及び台車を備えたクライミング装置を取り付け、前記クライミング装置を停止させてその伸縮機構の間欠動作で前記ガイドタワーの持ち上げ及び下げる操作によりガイドタワーの継ぎ枠の接続及び取外しを行うものであり、また前記クライミング装置はその伸縮機構の間欠動作で前記ガイドタワーに沿って昇降して塔体構造物を持ち上げ複数個のブロック塔体構造物を接続して塔状構造物を構築する方法であって、塔体構造物とガイドタワーの間には支持機構が設けられており、前記支持機構はフレームとその外側に設けられたガイドローラ並びにその内側に設けられた塔体を締め付ける帯体及び前記帯体を揺動可能に連結する手段と長さ調整手段介して前記フレームに連結しているものであることを特徴とする塔状構造物の構築方法である。

また、本発明の塔状構造物の構築方法は、支持機構が、フレームの内側に設けられた塔体を締め付ける上側帯体と下側帯体からなり、上側帯体は上側当板に連結され、前記上側当板にヒンジで揺動できるように連結されて、ヒンジは間隔調整部材を介して上側の接続具に連結され、下側帯体は下側当板に連結され、前記下側当板にヒンジで揺動できるように連結されて、ヒンジは間隔調整部材を介して下側の接続具に連結され、上側接続具と下側接続具は連結部材を介してフレームに連結していることを特徴とするものである。

また、本発明の塔状構造物の構築方法は、支持機構が、上側当板とヒンジと上側の接続具及び下側当板とヒンジと下側の接続具並びにガイドローラが、塔体のほぼ中心とガイドタワーを構成する支柱の間に、ほぼ一直線に配設されていることを特徴とするものである。
また、本発明の塔状構造物の構築方法は、支持機構のフレームが接合部で接合されていることを特徴とするものである。
さらに、本発明の塔状構造物の構築方法は、クライミング装置により複数個のブロック化された塔体構造物を持ち上げる複数個のブロック塔体構造物を接続して塔状構造物を構築し、さらに発電機を組み立て、次いで羽根を発電機に組み付け風力発電機を構築するものであることを特徴とするものである。

本発明によれば、基礎部に最下部となるブロック塔体構造物をしっかりと立設し、これを囲むようにガイドタワーを組立て、基礎部に最下部となるブロック塔体構造物、最下部となるブロック塔体構造物の上に接続された塔体構造物とガイドタワーを構成する支柱との間に取り付ける支持機構が、フレームと外側角部に設けられたガイドローラ及びその内側に設けられた締め付け帯体、その当板、ヒンジ、接続具等でフレームに連結されていることにより、風でガイドタワーが揺れても塔体構造物にガイドタワーを支持することができるものであり、風でも構築作業を中止することなく、安全に風力発電機のような高い塔状構造物を構築することができるものである。

風力発電機は風の日が多くまた風の強い場所に設置するものであり、それを構築する作業中は当然のことながら風の日が多くまた風が強いので、風の対策を考慮して構築作業を行う必要がある。本発明は塔体構造物を囲むように支柱で構成されているガイドタワーを組立て、塔体構造物とガイドタワーの間に支持機構を設けるものであるが、風でガイドタワーあるいは塔体構造物が揺れて、ガイドタワーを塔体構造物で充分に支えることができなくなり、構築作業を中止しなければならないこととなる。そこで本発明は支持機構として、フレームとその外側に設けられたガイドローラ並びにその内側に設けられた塔体を締め付ける帯体及び帯体を揺動可能に部材を介してフレームに連結しているものを用いることにより、風でも構築作業を中止することなく、安全に風力発電機の高い塔状構造物を構築することができるものである。

また、本発明は塔体構造物を囲むように支柱で構成されているガイドタワーを組立て、ガイドタワーを持ち上げて、その下に継ぎ枠を接続してガイドタワーを高くするものである。ガイドタワーは４本の支柱により構成されているもので、それぞれの支柱の微かな曲りや捩じれでも、高くなると曲りや捩じれが大きくなり、ガイドタワーの支持機構の役割を果たせなくなる場合もあるが、本発明は支持機構として、フレームとその外側に設けられたガイドローラ並びにその内側に設けられた塔体を締め付ける帯体及び帯体を揺動可能に部材を介してフレームに連結しているものを用いることにより、支柱の曲りや捩じれに対応することができるものである。また継ぎ枠の接続によって生ずる曲りや捩じれにも対応することができるものである。

本発明において構築する塔状構造物としては、ブロック化された塔体構造物を接続して塔を構築するものであり、特に、ブロック化された塔体構造物を接続して塔を構築し、その塔の最上部に発電機及び羽根を取り付けて風力発電機の鉄塔を構築に適しているものである。

本発明の実施の形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態の塔状構造物の構築について概略を示す斜視図である。図２は本発明の実施形態の塔体構造物とガイドタワーの間の支持機構の概略を示す斜視図である。図３は塔体構造物とガイドタワーの間の支持機構を示す平面図、図４は図３の支持機構の破線Ｘ−Ｘの断面図、図５は支持機構のガイドローラーを拡大して示した図である。図６は本発明のもう１つの実施形態の支持機構を示した図である。図７は図１のクライミング装置５の一例を詳細に示した斜視図、図８は図７の側面図、図９は図７の平面図、図１０は図８のＸ−Ｘ断面図である。

図１に示すように、基礎部に最下部となるブロックの塔体構造物１ａを立設し、最下部ブロックの塔体構造物１ａを囲むように４本の支柱２１〜２４からなるガイドタワー２を組立てる。ガイドタワー２の４本の支柱２１〜２４は、梁２７（その一部を破線で示した）や図示していないトラスで連結して強固な構造にされる。またガイドタワー２の支柱２３、２４は持ち上げられたブロック塔体構造物等を搬入する側の支柱であり、ブロック塔体構造物等を搬入する位置（図１ではガイドタワー２の上方の位置のように）では支柱２３と２４の間に梁やトラスを設けていない。

また、図１では塔体構造物１ａの一部だけを図示したが、最下部となるブロックの塔体構造物１ａは構築しようとする塔の正規の位置に、その基礎部に建設するものであり、最下部のブロックの塔体構造物１ａの上に順次ブロックの塔体構造物を接続して風力発電機の鉄塔を構築するものである。
また、４本の支柱２１〜２４からなるガイドタワー２は、ブロックの塔体構造物を持ち上げるなどの作業を行うものである。ガイドタワー２は、その下部に継ぎ枠を接続してガイドタワー２を高くし、高くしたガイドタワー２で高い位置に塔体構造物、発電機、羽根を持ち上げることができるようにして風力発電機の鉄塔を構築するものである。

塔体構造物１ａとガイドタワー２の間に支持機構３を取り付ける。支持機構３は、塔体構造物１ａにガイドタワー２を支持するためのものであり、適宜の位置に、複数の支持機構３を取り付けるものである。
支持機構３は、フレームとその内側に設けられた塔体１ａを上・下で締め付ける２個の帯体及び帯体をフレームに連結する部材並びにフレームの外側に設けられたガイドローラを有しているものである。ガイドタワー２には伸縮機構を備えたクライミング装置５を取り付ける。

クライミング装置５には、構造物を保持し横方向に移動させる台車６が載置されている。クライミング装置５は伸縮機構によりガイドタワー２に沿って上昇・下降するものであり、塔体構造物等を持ち上げて、最下部のブロック塔体構造物１ａの上に次ぎのブロック化塔体構造物を接続して塔状構造物を構築するものである。
またクライミング装置５は、下に止まってガイドタワー２を持ち上げる作用をするものであり、クライミング装置５によりガイドタワー２を持ち上げ、その下に継ぎ枠を接続してガイドタワー２を高くする。
高くしたガイドタワー２に沿ってクライミング装置５を上昇させて塔体構造物、発電機、羽根を持ち上げるものである。

塔体構造物１ａとガイドタワー２の間の支持機構３について説明する、
図２の斜視図は塔体構造物とガイドタワーの間の支持機構の概略を示すものである。塔体１ａを上側の帯体２８ａと下側の帯体２８ｂで締め付けている。上側の帯体２８ａは上側の当板２９ａに連結され、当板２９ａのフランジ部３０ａにピン３２ｃでヒンジ３２ａが揺動できるように連結されている。ヒンジ３２ａに接続されているネジ軸３４ａは、上側の接続具３５ａに間隔調整ナット３１ａと３１ｃで固定される。また下側の帯体２８ｂは下側の当板２９ｂに連結され、当板２９ｂのフランジ３０ｂにピン３２ｃでヒンジ３２ｂが揺動できるように連結されている。ヒンジ３２ｂのネジ軸３４ｂは下側の接続具３５ｂに間隔調整ナットで固定される。

上側の接続具３５ａと下側の接続具３５ｂは連結部材３６に接続され、連結部材３６はフレーム３８に連結されている。また、連結部材３６には補強部材３９が設けられている。フレーム３８の外側隅には取付け治具４２ではガイドローラ３７が設けられており、ガイドローラ３７の溝３７ａが支柱２１〜２４の角２１ａ〜２４ａに適合しているものである。

図３〜図５で支持機構の詳細を説明する。
図３の平面図に示すように、支持機構のフレームは、フレーム部材３８−１と部材３８−２を接合部４０で接合して四角形のフレーム３８に構成する。支持機構の四角形のフレーム３８は、４本の支柱２１〜２４の内に位置するサイズに形成される。
塔体１ａはその上側を当板２９ａ−１、締め付け具４１、帯体２８ａ−１、当板２９ａ−２、締め付け具４１、帯体２８ａ−２、当板２９ａ−３、締め付け具４１、帯体２８ａ−３、当板２９ａ−４、締め付け具４１、帯体２８ａ−４、当板２９ａ−１を接続してその周囲に巻き付けられている。締め付け具４１例えばターンバックル４１を締め付けることにより、塔体１ａは帯体２８ａ−１〜２８ａ−４で締め付けられる。
なお、図３の平面図では塔体１ａの上側の帯体２８ａと上側の当板２９ａを示し、塔体１ａの周囲に巻き付けて締め付ける状態を説明するために、帯体２８ａを２８ａ−１〜４と、上側の当板２９ａを２９ａ−１〜４と符号を付けた。

当板２９ａ−１には、ヒンジがそのピン３２ｃで揺動可能に連結され、ヒンジにはネジ軸が接続されており、ネジ軸はその長さを調整する接続具３５に連結されている。接続具３５は連結部材３６に接続され、連結部材３６はフレーム３８の隅に連結されている。また、連結部材３６は補強部材３９でフレーム３８に連結されている。当板２９ａ−２〜２９ａ−４も当板２９ａ−１と同様に、ヒンジで揺動可能に連結され、ヒンジにはネジ軸が接続されており、ネジ軸はその長さを調整する接続具３５に連結され、接続具３５は連結部材３６に接続され、フレーム３８の隅に連結されている。

図４の断面図で、塔体１ａを上側と下側を締め付ける支持機構の帯体、当板について説明する。
塔体１ａの上側を締め付ける帯体２８ａは上側の当板２９ａに連結される。当板２９ａにはヒンジ３２ａが連結され、ヒンジ３２ａにはネジ軸３４ａが接続されており、ネジ軸３４ａはネジ軸を調整する接続具３５ａに連結されている。ヒンジ３２ａは、そのピン３２ｃを当板２９ａのフランジ部３０ａの穴に挿入してピン３２ｃで揺動可能に連結されている。またヒンジ３２ａに接続されているネジ軸３４ａは、間隔を調整し、接続具３５ａにナット３１ａと３１ｃで固定される。

塔体１ａの下側を締め付ける帯体２８ｂは下側の当板２９ｂに連結される。当板２９ｂにはヒンジ３２ｂが連結され、ヒンジ３２ｂにはネジ軸３４ｂが接続されており、ネジ軸３４ｂはネジ軸を調整する接続具３５ｂに連結されている。ヒンジ３２ｂは、そのピン３２ｃを当板２９ａのフランジ部３０ｂの穴に挿入してピン３２ｃで揺動可能に連結されている。またヒンジ３２ｂに接続されているネジ軸３４ｂは、間隔を調整し、接続具３５ｂにナット３１ｂと３１ｄで固定される。
上側の接続具３５ａと下側の接続具３５ｂは連結部材３６に接続され、連結部材３６はフレーム３８に連結されている。また、連結部材３６は補強部材３９でフレーム３８に連結し補強することが好ましい。

支持機構は、そのフレーム３８の外側にガイドローラ３７が設けられている。ガイドローラ３７はフレーム３８の隅の取付け治具４２に設けらており、４本の支柱２１〜２４に対向している。図５に拡大して示すように、ガイドローラ３７には支柱２１〜２４の角２１ａ〜２４ａに対応した溝３７ａが設けられている。ガイドローラの溝３７ａは、支柱２１〜２４の角２１ａ〜２４ａに接する面３７ｂ、３７ｃが凸状の曲面になっている。これはガイドローラ３７の溝３７ａで支柱２１〜２４を外れないように適合し、またガイドローラ３７が支柱２１〜２４の角２１ａ〜２４ａに接するときに、凸状の曲面３７ｂ、３７ｃの２箇所で接触させることにより、円滑に、支柱２１〜２４を持ち上げることができるものである。

このように、帯体２８ａで塔体構造物１ａの上側を締め付け、帯体２８ｂで塔体構造物１ａの下側を締め付けているものであり、複数個の帯体で塔体構造物の上と下を締め付けることにより、支持機構は塔体構造物に安定的に固定され、ガイドタワーとの間を安定的に支持することができるものである。
また、当板２９ａにはヒンジ３２ａ、当板２９ｂにはヒンジ３２ｂが設けられているので、ガイドタワー２の支柱２１〜２４の曲りや捩じれ等の変化に対応することができるものであり、また塔体の揺れによる変動に対応することができるものである。

図３の破線Ｘ−Ｘ及び図４に示したように、塔体構造物１ａのほぼ中心Ｏから一直線に、当板２９ａと２９ｂ、ヒンジ３２ａと３２ｂ、ネジ軸３４ａと３４ｂ、接続具３５ａと３５ｂ、連結部材３６及びガイドローラ３７が配設されているものである。ガイドタワーを構成する支柱２１〜２４に捩じれが生じたような場合、風でガイドタワーや塔体構造物が揺れたり捩じれりした場合、あるいは継ぎ枠を接続したガイドタワーに捩じれが生じたような場合にも、当板２９ａ、２９ｂのそれぞれにヒンジ３２ａ、３２ｂが設けられていので、このような変化に支持機構が対応できるものである。
また、２個の帯体２８ａ、２８ｂの当板２９ａ、２９ｂと連結部材３６及び溝付きローラ３７が、塔体構造物１ａのほぼ中心Ｏからほぼ一直線に配設されていることにより、塔体構造物とガイドタワーの間を安定的に支持することができ、かつクライミング装置により持ち上げるガイドタワーを安定的で円滑に上昇・下降させることができるものである。

また、支持機構は、その上側の帯体２８ａは、当板２９ａ、ヒンジ３２ａ、ネジ軸３４ａが接続具３５ａに接続されており、ネジ軸３４ａをナット３１ａと３１ｃでその間隔を調整することができるものであり、下側の帯体２８ｂは、当板２９ｂ、ヒンジ３２ｂ、ネジ軸３４ｂが接続具３５ｂに接続されており、ネジ軸３４ｂをナット３１ｂと３１ｄでその間隔を調整することができものである。このように上側の帯体２８ａと下側の帯体２８ｂは、間隔を調整して同じ力で連結部材３６に連結されるので、２個の帯体２８ａと２８ｂで塔体構造物の上、下を締め付けて支持機構でガイドタワーと塔体構造物との間を確実に支持しているものである。

また、一般に、塔体構造物１ａは上が細くなるようにテーパーが付いているもので、上側の帯体２８ａの当板２９ａと接続具３５ａの間の間隔と、下側の帯体２８ｂの当板２９ｂと接続具３５ｂの間の間隔は異なっているが、ネジ軸３４ａ及びネジ軸３４ｂをそれぞれナットでその間隔を調整することにより、上側の帯体２８ａと下側の帯体２８ｂは、間隔を調整して同じ力でなるようにして、塔体構造物とガイドタワーとの間を支持するものである。

また、支持機構のフレーム３８は、フレーム部材３８−１と部材３８−２が接合部４０で接合されてるものである。
それぞれのフレーム部材３８−１とフレーム部材３８−２には、上側当板２９ａと下側当板２９ｂ、ヒンジとネジ軸と上側接続具３５ａと下側接続具３５ｂ及び連結部材３６が接続されているものである。この上側当板２９ａと下側当板２９ｂ、ヒンジとネジ軸と上側接続具３５ａと下側接続具３５ｂ及び連結部材３６が接続されているフーム部材３８−１とフレーム部材３８−２を、４個組み合わせて接合部４０で接合することにより、支持機構を組み立てることができる。また接合部４０で離すことにより、それぞれのフレーム部材３８−１とフレーム部材３８−２に支持機構を容易に分解することができるものである。

支持機構の取り付けは、上側当板２９ａと下側当板２９ｂ、ヒンジとネジ軸と上側接続具３５ａと下側接続具３５ｂ及び連結部材３６が接続されているフーム部材３８−１とフレーム部材３８−２を４個組み合わせ、上側当板２９ａの間に上側帯体２８ａを掛け渡し、また下側当板２９ｂの間に下側帯体２８ｂを掛け渡し、締め付け具４１で塔体１ａに締め付け、また４個のガイドローラ３７を４本の支柱２１〜２４に接触させて、塔体構造物でガイドタワーを支えるようにするものである。
このように、支持機構のフレーム３８は、フレーム部材３８−１と部材３８−２が接合部４０で接合されているので、容易に組み立てることができ、またその分解も容易である。

図６（ａ）（ｂ）は本発明のもう１つの実施形態の支持機構を示した図で、図２及び図３に示した支持機構に設けられている接続具３５ａ及び接続具３５ｂと連結部材３６の接続についてのもう１つの実施形態のである。
図６（ａ）の平面図及び（ｂ）の側面図に示すように、塔体構造物１ａを帯体２８ａで締め付け、その当板２９ａにはヒンジ３２ａが連結され、ネジ軸３４ａが接続されており、ネジ軸３４ａはネジ軸を調整する接続具３５ａに連結されているものである。なお、塔体構造物１ａは２個の帯体で締め付けられるものであるが、図６（ａ）（ｂ）では上側の帯体と当板だけを図示し、下側の帯体と当板は省略した。

連結部材３６には調整部材４６を設け、その上に接続具３５ａを接続する。連結部材３６の調整部材４６には両側に複数のネジ穴４９を設けている。接続具３５ａは両側に、調整部材４６と接合されるフラクジ部４５を設け、両側のフラクジ部４５に複数のネジ穴４８を設けている。
調整部材４６のネジ穴４９と接続具３５ａのネジ穴４８をボルトとナット４７で固定することにより、接続具３５ａを連結部材３６に接続する。
調整部材４６のネジ穴４９と接続具３５ａのネジ穴４８を適宜組み合わせることにより、塔体構造物とガイドタワーとの間の距離に対応させて調整することができる。

図３及び図４に示した支持機構では、接続具３５ａのネジ軸３４ａで間隔を調整する場合を示したが、図６（ａ）（ｂ）のもう１つの実施形態の支持機構では、接続具３５ａのネジ軸３４ａによる調整に加えて、調整部材４６のネジ穴４９と接続具３５ａのネジ穴４８により塔体構造物とガイドタワーとの間の距離に対応させて調整するものである。これにより塔体構造物とガイドタワーとの間が大きく変ってた場合でも対応することができるものであり、４個のガイドローラ３７の溝３７ａは支柱２１〜２４に安定的に接触させることができる。またガイドタワーをクライミング装置により持ち上げる場合に、持ち上げるガイドタワーをガイドローラ３７の溝３７ａに接触させて、安定的で、かっ円滑に上昇させることができるものである。

図１に示したように、ガイドタワー２には、クライミング装置５が取り付けるものである。クライミング装置について、図７〜図１０を参照して説明する。
図７〜図１０に示すように、クライミング装置５は、張出部５３ａを有する２個のビーム５３及びその一方の端を連結部材５４でコの字型フレームを形成し、もう一方には持ち上げた塔体構造物等を横方向に搬入できる開放部５５を有するもので、ガイドタワーを構成する４本の支柱２１〜２４の外周に取り付けられる。
また、クライミング装置５のコの字型フレームは、図１０に示すように、張出部５３ａの端部に部材５４ａ（破線で示した）を連結してフレームを補強することが好ましい。
コの字型フレームは、吊り用門型フレーム６３、６４の吊下げ部材６５に、塔体構造物、発電機、羽根を吊下げる場合に、作業しやすいものである。吊下げ部材６５に塔体構造物、発電機、羽根を吊下げてクライミング装置５を上昇させる場合には、張出部５３ａの端部に部材５４ａを連結して強固な構造にすることにより、安全に塔体構造物、発電機、羽根を持ち上げることができるものである。ガイドタワーを構成する支柱２１〜２４は、図９及び図１０に示すように、塔体構造物１ａを囲むように組立てられ、塔体構造物１ａとの間に支持機構３が取付けられている。支持機構３は上述した図２〜図５に示したものである。

また、クライミング装置５のコの字型フレームには、ガイドタワーの搬入側の支柱２３、２４に対応するように、２個のビーム５３の各々から下方に柱状脚部５６が設けられている。柱状脚部５６の各々にはシリンダとピストンを備えた伸縮機構５８が設けてられている（図７及び図８参照）。また伸縮機構５８のピストンには、搬入側支柱２３、２４の楕円の係合孔２６に係合するピンが設けてられている（図１０参照）。
柱状脚部５６には部材５３ｂ、５３ｃが設けられ、部材５３ｂ、５３ｃにはローラー６０が設けられている。また連結部材５４にはローラ５９が設けられている（図７及び図８参照）。
クライミング装置５は、ガイドタワーの搬入側支柱２３、２４をローラー６０で挟持してガイドタワーに取り付けられる。また支柱２１、２２に連結部材５４のローラー５９で接するようにして円滑に昇降できるようにすることが好ましい（図７〜図９参照）。
なお、図７〜図９には、ガイドタワーの搬入側支柱２３、２４に案内レール２５を設け、ローラー６０の凹部で案内レール２５を挟持するようにして、安定的に上昇、下降させる場合を示したが、これら限るものではない。

クライミング装置５は、張出部５３ａを有する２個のビーム５３に台車６１が載置されている。２個のビーム５３にはレール５１が設けられ、台車６１はその車輪６２で横方向に走行できるように載置されている。
台車６１には、吊り用門型フレーム６３、６４が設けられ、その上部に吊下げ部材６５を設けている。また、吊り用門型フレーム６３、６４のそれぞれに、吊り上げる羽根を保持する緩衝部材としてのバネ６９が設けられている。
また、台車６１には、破線で示したように横部材６７を設けた柱部材６６を取り付けることが好ましい。横部材６７にチェーンブロックとフック６８を取り付け、これにより門型フレーム６３や上部の吊下部材６５を持ち上げるようにし、また横部材６７を柱部材６６に回転可能に取り付け、持ち上げた門型フレーム６３、６４や上部の吊下部材６５を矢印のように回転させることができるようにしている（図７参照）。

ガイドタワーの搬入側支柱２３、２４には、長円状の係合孔２６が多数設けられている（図８参照）。
搬入側支柱２３、２４の係合孔２６に、伸縮機構５８のピンを係合させ、伸縮機構５８のシリンダとピストンの尺取り虫的な間欠動作で、クライミング装置５はガイドタワーに沿って上昇・下降する。
クライミング装置５は下部に停止して、搬入側支柱２３、２４の係合孔２６に伸縮機構５８のピンを係合させてガイドタワーを支える。またクライミング装置５の伸縮機構５８のピンを搬入側支柱２３、２４の長円状の係合孔２６に係合させて、伸縮機構５８のシリンダとピストンによる尺取り虫的な間欠動作で、ガイドタワーを持ち上げる操作及びガイドタワーを下降させる操作を行うものである。

本発明の実施例について、図１１〜図２０を参照して説明する。
図１１〜図２０は、実施例の風力発電機の構築工程を示す図である。
まず、図１１（ａ）に示すように、基礎部１０に鉄塔の最下部となるブロックの塔体構造物１ａを立設する。最下部となるブロックの塔体構造物１ａは、仮設ではなく正規位置しっかりと立設する。
次いで、図１１（ｂ）に示すように、ベース１１を設置し、最下部ブロックの塔体構造物１ａを囲むように４本の支柱からなるガイドタワー２ａとガイドタワー２ｂを接続し組立てる。ベース１１からガイドタワー２ａと２ｂを持ち上げることができるように載置する。なお、ガイドタワーとして十分に荷重に耐えるように設ける。

次いで、図１１（ｃ）に示すように、塔体構造物１ａとガイドタワー２ａ、２ｂの間に支持機構３を取り付ける。支持機構３は、図２〜図６に示したものであり、支持機構３により塔体構造物１ａにガイドタワー２ａ、２ｂが支持されている。また支持機構３は、塔体構造物１ａとガイドタワー２ａ、２ｂの間の適宜の位置に複数個取り付けるものである。
図１１（ｃ）のＸ１−Ｘ１は、その断面図に示すように、ガイドタワーを構成する４本の支柱２１〜２４と塔体構造物１ａとの間に支持機構３が取り付けられる。４本の支柱２１〜２４は梁２７やトラスで強固な構造にされる。また図１１（ｃ）のＸ２−Ｘ２は、その断面図に示すように、ガイドタワーを構成する４本の支柱２１〜２４と塔体構造物１ａとの間に支持機構３が取り付けられる。４本の支柱２１〜２４の３箇所には梁２７やトラスで強固にされるが、搬入側支柱２３と２４の間には横部材を設けない。これは持ち上げた塔体構造物を台車で搬入できるようにするためである。

次いで、図１２（ｄ）とそのＸ３−Ｘ３断面図に示すように、搬入側支柱２３と２４の近傍に支持台７を設け、図１２（ｅ）に示すように、ガイドタワー２ａ、２ｂにクライミング装置５を取り付ける。クライミング装置５は図７〜図１０に示したものである。クライミング装置５の柱状脚部５６は搬入側支柱２３と２４側に位置させ、支持台７に載置する。

次いで、図１２（ｆ）に示すように、台車の吊り用門型フレームの吊下げ部材６５でブロックの塔体構造物１ｂを吊り、図１３（ｇ）に示すように、クライミング装置５の伸縮機構を作動させその尺取り虫的な間欠動作により矢印のように上昇させ、図１３（ｈ）とそのＸ４−Ｘ４断面図にに示すように、台車を横方向に移動させてブロック塔体構造物１ｂを矢印のようにブロック塔体構造物１ａの上の位置に搬入し、ブロック塔体構造物１ａと１ｂを接続する。

次いで、図１３（ｉ）に示すように、クライミング装置５の台車をガイドタワー２ａと２ｂの外に移動させて、クライミング装置５の伸縮機構を作動して下降させ、柱状脚部５６を支持台７に載置する。また塔体構造物１ａに接続したブロック塔体構造物１ｂとガイドタワー２ｂの間にも支持機構３を取り付ける。

次いで、図１４（ｊ）に示すように、柱状脚部５６を支持台７に載置されているクライミング装置５の伸縮機構を作動してガイドタワー２ａと２ｂを持ち上げる。塔体構造物１ａ、１ｂとガイドタワー２ａ、２ｂの間に図２〜図６に示した支持機構３が取り付けられているので、支持機構３のガイドローラーによりガイドタワー２ａと２ｂは円滑に持ち上げられる。
次いで、図１４（ｋ）に示すように、持ち上げたガイドタワー２ａと２ｂの下に台車８で継ぎ枠２ｃを搬入して、ガイドタワー２ｂの下に継ぎ枠２ｃを継ぎ足す。この工程を繰り返して図１５（ｌ）に示すように、継ぎ枠２ｄ及び継ぎ枠２ｅを継ぎ足す接合してガイドタワーを高くする。

次いで、図１５（ｍ）に示すように、高くなったガイドタワー２ａ〜２ｅに沿って、台車の吊下げ部材６５にブロックの塔体構造物１ｃを吊り、クライミング装置５を上昇させ、図１６（ｎ）に示すように、台車を横方向に移動させてブロック塔体構造物１ｃをブロック塔体構造物１ｂの上の位置に搬入し、ブロック塔体構造物１ｂにブロック塔体構造物１ｃを接続する。
次いで、図１６（ｏ）に示すように、ガイドタワー２ａ〜２ｅに沿って、台車の吊下げ部材６５に発電機１ｄを吊り、クライミング装置５を上昇させ、台車を横方向に移動させてブロック塔体構造物１ｃの上の位置（破線で位置）に搬入し、ブロック塔体構造物１ｃに発電機１ｄを接続する。

次いで、図１７（ｐ）に示すように、ガイドタワー２ａ〜２ｅに沿って、台車の吊下げ部材６５に羽根１ｅを吊りクライミング装置５を上昇させ、図１８（ｑ）に示すように、台車を横方向に移動させて発電機１ｄに羽根１ｅを組み付ける。
台車に羽根１ｅを吊るときは、図７に示した門型フレーム６３の６４の間に吊下げ部材６５で羽根を吊り、緩衝部材としてのバネ６９で羽根の翼を保持して揺れないようにする。また発電機１ｄに羽根１ｅを組み付けて台車を戻すときには、図７に示した破線で示したように柱部材６６とその横部材６７を用いて門型フレーム６３、６４と上部の吊下部材６５を上げ、矢印のように回転させて、門型フレーム６３、６４が羽根１ｅに干渉しないようにして台車を戻す。

以上、図１１（ａ）〜図１８（ｑ）で示したような工程で風力発電機を構築した後、ガイドタワー２ａ〜２ｅの足した部分である継ぎ枠２ｃ〜２ｅを取り外す。
図１９（ｒ）に示すように、クライミング装置５を下降して、その柱状脚部５６を支持台７に載置する。そしてクライミング装置５でガイドタワー２ａ〜２ｅを支える。これは搬入側支柱２３、２４の係合孔２６にクライミング装置５の伸縮機構５８のピンを係合させてガイドタワーを支えるものである。
ここで、ガイドタワーの継ぎ枠２ｄと２ｅの接合を解除して、搬入台車８で横に搬出する。

次いで、クライミング装置５で継ぎ枠２ｅを取り外したガイドタワー２ａ〜２ｄを下降させる。これは搬入側支柱２３、２４の係合孔２６にクライミング装置５の伸縮機構５８のピンを係合させて伸縮機構５８のシリンダとピストンによる尺取り虫的な間欠動作で、ガイドタワーを下降させる操作を行うものである。
下降したガイドタワーの継ぎ枠２ｃと２ｄの接合を解除して、搬入台車８で横に搬出する。このようにしてガイドタワーの継ぎ枠２ｃも取り外し、その後にクライミング装置５を取り外しガイドタワーを解体する。このようにして図２０（ｓ）に示すようなブロック塔体構造物１ａ、１ｂ、１ｃ、発電機１ｄ、羽根１ｅよりなる風力発電機が構築される。

以上のように、基礎部に最下部となるブロック塔体構造物をしっかりと立設し、これを囲むようにガイドタワーを組立て、塔体構造物とガイドタワーの４本の支柱との間に取り付ける支持機構が、四角形のフレームと外側角部に設けられたガイドローラ及びその内側に設けられた複数本の締め付け帯体、その当板、ヒンジ、接続具等でフレームに連結されていることにより、多少の風でも作業を中止することなく、安全に風力発電のような塔状構造物を構築することができるものである。

図２１及び図２２でクライミング装置を昇降させる機構ついて、図２３及び図２４でクライミング装置によりガイドタワーを持ち上げる機構について説明する。これは、図１１〜図２０で示した風力発電機の構築工程においてクライミング装置の伸縮機構の尺取り虫的な間欠動作を示すものである。

図２１〜図２４は、図７〜図１０に示したクライミング装置５の柱状脚部５６に設けたシリンダとピストンの伸縮機構５８の部分の説明図であり、また伸縮機構５８と対応した位置のガイドタワーの搬入側支柱２３、２４を拡大した説明図である。伸縮機構５８はシリンダで示し、シリンダ５８には上ピン５７ａ、下ピン５７ｂを設けている。また、ガイドタワーの搬入側支柱２３、２４には楕円状の係合孔２６が設けられており、昇降を説明するために係合孔を間隔Ｐで２６ａ〜２６ｇの符号を付けている。なお係合孔２６ａ〜２６ｇは支柱との関係を示すために凹部に図示したが、貫通した係合孔が用いられる。
また、ガイドタワーの搬入側支柱２３、２４に設けられている係合孔２６を楕円状としたのは、伸縮機構５８のピン５７ａ、５７ｂを係合孔２６に係合させ易くするためである。即ち、係合孔２６の位置と伸縮機構５８のピン５７ａ、５７ｂの位置に多少のズレがあっても容易にピンを孔に係合させることができる。

クライミング装置がガイドタワーに沿って上昇する場合について、図２１（ａ）〜（ｃ）及び図２２（ｄ）〜（ｆ）で説明する。
これは、風力発電機の構築工程を説明した図１３（ｇ）、図１５（ｍ）、図１６（ｏ）、図１７（ｐ）の工程のクライミング装置５の伸縮機構の尺取り虫的な間欠動作に相当するものである。
まず、図２１（ａ）に示すように、ガイドタワーの搬入側支柱２３、２４の孔２６ｂに下部ピン５７ｂを矢印Ｋ１方向に挿入し係合させる。上部ピン５７ａは矢印Ｌ１方向に退却させて解除状態にする。この状態で柱状脚部５６は支持台７に載置され止った状態になっている。この柱状脚部５６が支持台７に載置され止った状態とは、クライミング装置５は止っている状態である。
次いで、図２１（ｂ）に示すように、支柱２３、２４の孔２６ｂに下部ピン５７ｂを係合させた状態で、ピストン５８を矢印Ｍ方向に間隔Ｐだけ押出し、クライミング装置５を矢印Ａのように上昇させる。
なお、図２１（ａ）ではピン５７ｂか楕円状の係合孔２６ｂの底部に接していないが、図２１（ｂ）のようにピストン５８で楕円状の係合孔２６ｂの底部に下部ピン５７ｂを押し付けて上昇させるものである。

次いで、図２１（ｃ）に示すように、孔２６ｅに上部ピン５７ａを矢印Ｌ２方向に挿入して係合させ、その後で下部ピン５７ｂは孔２６ｂから矢印Ｋ２方向に退却させて解除状態とする。
次いで、図２２（ｄ）に示すように、ピストン５８を矢印方向に間隔Ｐだけ引いて縮める。次いで図２１（ｅ）に示すように、孔２６ｃに下部ピン５７ｂを矢印Ｋ１方向に進めて係合する。その後に上部ピン５７ａは孔２６ｅから矢印Ｌ１方向に退却させて解除状態にする。図２１（ｃ）〜図２２（ｅ）では支柱２３、２４の孔２６のいずれかにピン５７ａ，５７ｂが係合しており、ガイドタワーにクライミング装置５が止った状態になっている。
次いで、図２２（ｆ）に示すように、孔２６ｃと下部ピン５７ｂを係合させた状態で、ピストン５８を矢印Ｍ方向に押出し、クライミング装置５を矢印Ａのように上昇させる。
このような作動を繰り返して、尺取り虫的な間欠動作でクライミング装置５をガイドタワーに沿って上昇させるものであり、また下降されるものである。

クライミング装置によりガイドタワーを持ち上げる場合について、図２３（ａ）〜（ｃ）及び図２４（ｄ）〜（ｆ）で説明する。
これは、風力発電機の構築工程を説明した図１４（ｊ）、図１５（ｌ）の工程のクライミング装置５の伸縮機構の尺取り虫的な間欠動作に相当するものである。
図２３（ａ）に示すように、クライミング装置はその柱状脚部５６を支持台７に載置して止った状態になっている。ガイドタワーの搬入側支柱２３、２４の孔２６ｂに下部ピン５７ｂを矢印Ｋ１方向に進めて係合し、上部ピン５７ａは矢印Ｌ１方向に退却させて解除状態にする。
次いで、図２３（ｂ）に示すように、支柱２３、２４の孔２６ｂに下部ピン５７ｂを係合させた状態で、ピストン５８を矢印Ｎ方向に引いて支柱２３、２４（ガイドタワー）をＤ方向に上昇させる。なお、図２３（ａ）ではピン５７ｂか楕円状の係合孔２６ｂの上部に接していないが、図２３（ｂ）のようにピストン５８を矢印Ｎ方向に引き上げて楕円状の係合孔２６ｂの上部にピン５７ｂを接触させ、さらにピストン５８を矢印Ｎ方向に引いて支柱２３、２４（ガイドタワー）をＤ方向に上昇させるものである。

次いで、図２３（ｃ）に示すように、上部ピン５７ａを矢印Ｌ２方向に進めて孔２６ｄに係合する。その後下部５７ｂを孔２６ｂから矢印Ｋ２方向に退却させて解除状態にする。
次いで、図２４（ｄ）に示すように、上部ピン５７ａを孔２６ｄに係合した状態でピストン５８を矢印Ｍ方向に伸ばす。．
次いで、図２４（ｅ）に示すように、孔２６ｂに下部ピン５７ｂを矢印Ｋ１方向に進めて係合し、上部ピン５７ａは矢印Ｌ１方向に退却させて解除状態にする。
次いで、図２４（ｆ）に示すように、支柱２３、２４の孔２６ｂに下部ピン５７ｂを係合させた状態で、ピストン５８を矢印Ｎ方向に引いて支柱２３、２４（ガイドタワー）をＤ方向に上昇させる。
このような作動を繰り返して、クライミング装置の尺取り虫的な間欠動作で、ガイドタワーを持ち上げ、ガイドタワーを高くするものであり、またクライミング装置の尺取り虫的な間欠動作でガイドタワーを下げる作動を行わせるものである。

本発明の実施形態の塔状構造物の構築を示す斜視図本発明の実施形態の支持機構を示す斜視図本発明の実施形態の支持機構の平面図本発明の実施形態の支持機構の断面図本発明の実施形態の支持機構のガイドローラーを示した図本発明のもう１つの実施形態の支持機構を示した図本発明の実施形態のクライミング装置の斜視図本発明の実施形態のクライミング装置の側面図本発明の実施形態のクライミング装置の平面図本発明の実施形態のクライミング装置の断面図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例の構築工程を示す図本発明の実施例のクライミング装置の伸縮機構を説明する図本発明の実施例のクライミング装置の伸縮機構を説明する図本発明の実施例のクライミング装置の伸縮機構を説明する図本発明の実施例のクライミング装置の伸縮機構を説明する図

符号の説明

１ａ〜１ｃブロック塔体構造物
１ｄ発電記
１ｅ羽根
２、２ａ、２ｂガイドタワー
２ｃ、２ｄ、２ｅ継ぎ枠
３支持機構
５クライミング装置
６、６１台車
７支持台
１０基礎部
２１〜２４支柱
２５案内レール
２６長孔
２７梁
２８ａ、２８ｂ帯体
２９ａ、２９ｂ当板
３２ａヒンジ
３４ａネジ軸
３５ａ、３５ｂ接続具
３６連結部材
３７ガイドローラ
３８フレーム
３９補強部材
４０フレーム部材を接合部
４１締め付け具
４２取付け治具
５３ビーム
５３ａビームの張出部
５４連結部材
５５開放部
５６柱状脚部
５７伸縮機構のピン
５８伸縮機構
６３、６４吊り用門型フレーム
６５吊下げ部材
６９緩衝部材

Claims

基礎部に最下部となるブロック塔体構造物を立設し、前記最下部ブロック塔体構造物を囲むように支柱で構成されているガイドタワーを組み立て、前記ガイドタワーに伸縮機構及び台車を備えたクライミング装置を取り付け、前記クライミング装置を停止させてその伸縮機構の間欠動作で前記ガイドタワーの持ち上げ及び下げる操作によりガイドタワーの継ぎ枠の接続及び取外しを行うものであり、また前記クライミング装置はその伸縮機構の間欠動作で前記ガイドタワーに沿って昇降して塔体構造物を持ち上げ複数個のブロック塔体構造物を接続して塔状構造物を構築する方法であって、塔体構造物とガイドタワーの間には支持機構が設けられており、前記支持機構はフレームとその外側に設けられたガイドローラ並びにその内側に設けられた塔体を締め付ける帯体及び前記帯体を揺動可能に連結する手段と長さ調整手段介して前記フレームに連結しているものであることを特徴とする塔状構造物の構築方法。
支持機構は、フレームの内側に設けられた塔体を締め付ける上側帯体と下側帯体からなり、上側帯体は上側当板に連結され、前記上側当板にヒンジで揺動できるように連結されて、ヒンジは間隔調整部材を介して上側の接続具に連結され、下側帯体は下側当板に連結され、前記下側当板にヒンジで揺動できるように連結されて、ヒンジは間隔調整部材を介して下側の接続具に連結され、上側接続具と下側接続具は連結部材を介してフレームに連結していることを特徴とする請求項１に記載の塔状構造物の構築方法。
支持機構は、上側帯体は上側当板に締め付け具を介して連結され、下側帯体は下側当板に締め付け具を介して連結されていることを特徴とする請求項２に記載の塔状構造物の構築方法。
支持機構は、上側当板とヒンジと上側の接続具及び下側当板とヒンジと下側の接続具並びにガイドローラが、塔体のほぼ中心とガイドタワーを構成する支柱の間に、ほぼ一直線に配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の塔状構造物の構築方法。
支持機構は、そのフレームが接合部で接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の塔状構造物の構築方法。
クライミング装置により複数個のブロック化された塔体構造物を持ち上げる複数個のブロック塔体構造物を接続して塔状構造物を構築し、さらに発電機を組み立て、次いで羽根を発電機に組み付け風力発電機を構築するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の塔体構造物の構築方法。