JP5773748B2 - 重量物の水中切離し装置、吊枠、重量物の沈設装置並びに沈設工法 - Google Patents

Description

本発明は、重量物の沈設のための技術に関するものである。

人工漁礁を構成するための構造物等、重量物の沈設作業は、従来、起重機船のクレーンのワイヤロープに、いわゆるオートリリースフックを取付けて重量物を吊り込み、重量物を着底させることによりワイヤロープの荷重を抜き、オートリリースフックを自動開放して重量物の沈設を行う手法が広く用いられている。そして、重量物を設置目標地点へと正確に沈降させるべく、起重機船の位置をＧＰＳで確認する試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。
又、上記従来の重量物の沈設工法は、比較的水深の浅い海域に重量物を設置する場合には適したものであるが、大水深の海域に大型の重量物を沈設する際には、起重機船から海底までの距離も遠く、かつ、海象、気象の影響もより大きく受けることとなる。そこで、大水深の海域における設置目標地点へと、正確に重量物を沈設させる技術も発明されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−１８９０４２号公報 特開２０１０−２２９６５６号公報

ところで、大水深において重量物の水中切離し装置の動作が確実に実行されているか否かを確認することは困難であり、従来は、ワイヤロープを巻き上げ、重量物の水中切離し装置を水面近く又は水上へと引き上げることにより、最終的な確認を行うことが必要な場合もあった。又、重量物の水中切離し装置の対応荷重を増加させ、外的圧力に対しより強固なものとすることは、重量物の水中切離し装置の動作をより確実にする上でも、必要なことである。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、重量物の水中切離し装置の動作をより確実なものとして、重量物を、大水深の海域に正確かつ効率的に沈設させることにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）先端部にリリースフックが設けられ、基端部に荷重受け部が設けられたフレームと、前記リリースフックを開閉作動させる電動アクチュエータと、該電動アクチュエータの作動制御信号を受信する、超音波送受波器とを備え、前記電動アクチュエータは、前記フレームの、前記リリースフックと前記荷重受け部とを結ぶ荷重伝達系を構成する部材から除外される態様で、前記フレームに固定されている重量物の水中切離し装置。
本項に記載の重量物の水中切離し装置は、下記（２）項の構成を有し、重量物の吊り込みの際に、リリースフックに加わる荷重は、フレームの荷重伝達系を構成する部材を介して、リリースフックから荷重受け部へと伝えられることとなり、リリースフックを開閉作動させる電動アクチュエータ自体が、リリースフックに加わる荷重を受けるものではない。従って、本装置が受けることが可能な荷重は、電動アクチュエータの耐用荷重により制限されること無く、フレームの荷重伝達系を構成する部材の強度の如何によって定められるものとなる。

（２）上記（１）項において、前記リリースフックは、前記フレームの先端部に形成されたＵ字状開放部と、前記フレームに軸着され、Ｕ字状開放部を有して、その角度に応じて前記フレームの先端部に形成されたＵ字状開放部を開閉する可動部と、該可動部を、前記フレームの先端部に形成されたＵ字状開放部を閉じる位置に固定するストッパーとを備え、該ストッパーは、前記電動アクチュエータの動作を受けて回転制限され又は回転可能に、前記電動アクチュエータに軸着されたサブフックと、前記サブフックと噛合う位置にて前記可動部から突出するキーとを含み、前記サブフックが前記可動部のキーと噛合うことで前記可動部の回転が制限され、前記サブフックが前記電動アクチュエータの動作を受けて前記可動部のキーとの噛合いを開放する位置に回転し、前記可動部が回転可能となるものである重量物の水中切離し装置（請求項１）。
本項に記載の重量物の水中切離し装置は、リリースフックが、フレームの先端部に形成されたＵ字状開放部と、フレームに軸着され、Ｕ字状開放部を有して、その角度に応じてフレームの先端部に形成されたＵ字状開放部を開閉する可動部とで構成され、双方のＵ字状解放部の位相変化によって、ワイヤロープ等吊り下げ対象物の保持と、開放とを確実に行うものである。又、ストッパーによって、リリースフックの可動部を、フレームの先端部に形成されたＵ字状開放部を閉じる位置に、確実に固定するものである。このストッパーは、前記電動アクチュエータの動作を受けて回転制限され又は回転可能に、電動アクチュエータに軸着されたサブフックと、このサブフックと噛合う位置にて可動部から突出するキーとを含み、サブフックが可動部のキーと噛合うことで可動部の回転が制限され、リリースフックによる吊り下げ対象物の保持が、確実になされる。又、サブフックが電動アクチュエータの動作を受けて可動部のキーとの噛合いを開放する位置に回転することで、可動部が回転可能なる。そして、可動部のＵ字状開放部にかけ回された吊り下げ対象物の荷重を受けて、可動部が回転することで、リリースフックからの吊り下げ対象物の開放が、確実になされるものである。このように、電動アクチュエータ自体は、リリースフックの可動部の回転を制限するサブフックを介して、可動部の回転力を受ける構成を有しており、リリースフックに加わる荷重を受けるものではない。

（３）上記（２）項において、前記電動アクチュエータは、出没作動するサブフック固定ピンを備え、前記サブフックは、前記サブフック固定ピンと係合する凹部を有し、更に、前記電動アクチュエータには、前記サブフック固定ピンの、前記サブフックの凹部と完全係合する位置又は係合が完全に解除される位置にて、検知信号を出力するセンサを備える重量物の水中切離し装置（請求項２）。
本項に記載の重量物の水中切離し装置は、電動アクチュエータが、出没作動するサブフック固定ピンを備え、この固定ピンがサブフックの凹部と係合することで、リリースフックの可動部を、フレームの先端部に形成されたＵ字状開放部を閉じる位置に、確実に固定するものである。そして、電動アクチュエータに設けられたセンサから、サブフック固定ピンの、サブフックの凹部と完全係合する位置又は係合が完全に解除される位置にて、検知信号が出力されることで、サブフック固定ピンの位置を介して、リリースフックの開閉を正確に把握するものである。

（４）上記（３）項において、前記センサは、前記サブフックの開センサと閉センサとを含む重量物の水中切離し装置（請求項３）。
本項に記載の重量物の水中切離し装置は、サブフックの開センサと閉センサとを含み、開センサの検知信号がＯＮ、かつ、閉センサの検知信号がＯＦＦであることの双方を以って、サブフックの開状態を把握するものである。又、開センサの検知信号がＯＦＦ、かつ、閉センサの検知信号がＯＮであることの双方を以って、サブフックの閉状態を把握する。すなわち、開センサ及び閉センサの双方の検知信号に基きサブフックの開閉状態を確実に把握するものである。

（５）上記（２）から（４）項において、前記フレームには、前記電動アクチュエータを覆うプロテクタが設けられている重量物の水中切離し装置（請求項４）。
本項に記載の重量物の水中切離し装置は、フレームに設けられた、電動アクチュエータを覆うプロテクタにより、外的圧力から電動アクチュエータを保護し、リリースフックの確実な開閉作動を確保するものである。なお、プロテクタは、フレームと別体であっても良く、フレームの一部であっても良い。

（６）上記（２）から（５）項において、前記電動アクチュエータは、電池残量確認手段を備える重量物の水中切離し装置（請求項５）。
本項に記載の重量物の水中切離し装置は、電動アクチュエータの電池残量確認手段により、重量物の水中切離し装置が確実に作動することを確認するものである。

（７）上記（１）から（６）項において、前記フレームには、接地用ローラが設けられている重量物の水中切離し装置。
本項に記載の重量物の水中切離し装置は、フレームに設けられた接地用ローラによって、接地状態での移動を容易とし、本装置を、クレーンの吊り下げ用ワイヤロープその他の吊下げ手段にセットする際の、取り回し性を向上させるものである。

（８）起重機船のクレーンにより重量物を吊り下げる際に用いられる吊枠であって、（２）から（６）項記載の重量物の水中切離し装置が吊下げられる複数のシャックルと、前記重量物の水中切離し装置が吊り下げられたシャックルとは別のシャックルに一端が吊り下げられ他端部が前記重量物の水中切離し装置のリリースフックに連結される玉掛け用ワイヤロープと、トランスポンダー発信器とを備える吊枠（請求項６）。
本項に記載の吊枠は、起重機船を用いて重量物を沈設する際に用いられるものであり、トランスポンダー発信器の信号によって当該吊枠に吊り込まれた重量物の位置を、沈設作業中、常時把握するものである。そして、重量構造部の設置目標地点の許容範囲内への着底を確認した後に、重量物の水中切離し装置のリリースフックを開放することで、重量物に玉掛けされたワイヤロープを解いて吊枠から開放し、重量物を海底に沈設させるものである。

（９）上記（８）項において、前記重量物の水中切離し装置及び前記玉掛け用ワイヤロープを少なくとも四組備える吊枠。
本項に記載の吊枠は、少なくとも四組のワイヤロープを重量物に玉掛けすることにより、ワイヤロープ一本あたりの長さを短くして、重量物を安定して吊り込むと共に、ワイヤロープの開放時にワイヤロープの吊筋への引っ掛かりの発生を防止するものである。そして、ワイヤロープの開放時には、各重量物の水中切離し装置のリリースフックを順番に開放して、重量物に玉掛けされたワイヤロープを一本づつ解いて吊枠から順次開放し、重量物を海底に沈降させるものである。

（１０）上記（８）、（９）項記載の吊枠と共に、起重機船に設置される、トランスポンダー受信器と、前記重量物の水中切離し装置の操作部と、少なくとも起重機船のクレーンブームトップに設置されるＧＰＳとを含む重量物の沈設装置（請求項７）。
本項に記載の重量物の沈設装置は、起重機船を用いて重量物を沈設する際に用いられるものであり、請求項１記載の吊枠に重量物を吊り込み、ＧＰＳによって少なくとも起重機船のクレーンブームトップの位置を把握して、クレーンブームトップの位置を重量物の設置目標地点上に移動させて重量物の沈降を開始する。そして、トランスポンダー受信器によって、トランスポンダー発信器の信号を受信し、吊枠に吊り込まれた重量物の位置を、沈設作業中、常時把握するものである。そして、重量構造部の設置目標地点の許容範囲内への着底を確認した後に、重量物の水中切離し装置の操作部によって、吊枠の重量物の水中切離し装置のリリースフックを開放することで、重量物に玉掛けされたワイヤロープを解いて吊枠から開放し、重量物を海底に沈設させるものである。

（１１）上記（１０）項記載の重量構造部の沈設装置を用いた沈設工法であって、前記ＧＰＳを用いて起重機船を沈降目標位置近傍に位置決めし、前記吊枠に重量物を吊り込み、前記クレーンブームトップの位置を重量物の設置目標地点上に移動させて重量物の沈降を開始し、沈設完了までの間、前記トランスポンダー受信器によって前記トランスポンダー発信器の位置を把握し、重量構造部の設置目標地点の許容範囲内での着底が確認された後、前記超音波式切離し装置のリリースフックを開放する重量物の沈設工法（請求項８）。
本項に記載の重量物の沈設工法は、ＧＰＳを用いて起重機船を沈降目標位置近傍に位置決めし、吊枠に重量物を安定的に吊り込み、ＧＰＳによって少なくとも起重機船のクレーンブームトップの位置を把握して、クレーンブームトップの位置を重量物の設置目標地点上に移動させて重量物の沈降を開始する。そして、トランスポンダー受信器によって、トランスポンダー発信器の信号を受信し、吊枠に吊り込まれた重量物の位置を、沈設作業中、常時把握する。そして、重量構造部の設置目標地点の許容範囲内への着底を確認した後に、重量物の水中切離し装置の操作部によって、吊枠の重量物の水中切離し装置のリリースフックを開放することで、重量物に玉掛けされたワイヤロープを解いて吊枠から開放し、海底の設置目標地点の許容範囲内に重量物を沈設するものである。

（１２）上記（１１）項記載の重量構造部の沈設工法であって、重量構造部の設置目標地点の許容範囲内での着底が確認された後、一旦重量物を水底から離間させ、前記超音波式切離し装置のリリースフックを開放する重量物の沈設工法（請求項９）。
本項に記載の重量物の沈設工法は、重量構造部の設置目標地点の許容範囲内での着底が確認された後、一旦重量物を水底から離間させるよう吊上げることで、玉掛け用ワイヤロープに荷重が掛かり、タルミのない状態とする。この状態で、超音波式切離し装置のリリースフックを開放することで、玉掛け用ワイヤロープのリリースを確実に行い、海底の設置目標地点の許容範囲内に重量物を沈設するものである。なお、一旦重量物を水底から離間させる際の離間高さは、当然に、重量物が着底時に損傷しない程度の高さとする。

（１３）上記（１１）、（１２）項において、前記重量構造部の着底が確認された時点で、着底位置が設置目標地点の許容範囲を外れている場合には、重量物を必要な位置まで引き上げて前記クレーンブームトップの位置を修正し、再度、重量物の沈降を開始する重量物の沈設工法（請求項１０）。
本項に記載の重量物の沈設工法は、重量構造部の着底が確認された時点で、着底位置が設置目標地点の許容範囲を外れている場合には、重量物を必要な位置まで引き上げてクレーンブームトップの位置を修正することにより、吊枠に吊り込まれた重量物の位置を適切に補正する。そして、再度、重量物の沈降を開始することにより、重量物を、海底の設置目標地点の許容範囲内に正確に沈設するものである。

（１４）上記（１１）から（１３）項において、前記吊枠に重量物を吊り込む前段階で、前記重量物の水中切離し装置の、前記リリースフックの開閉確認を行う重量物の沈設工法（請求項１１）。
本項に記載の重量物の沈設工法は、吊枠に重量物を吊り込む前段階で、リリースフックの開閉確認を行うことで、玉掛け用ワイヤロープのリリースを確実に行い、海底の設置目標地点の許容範囲内に重量物を沈設するものである。

（１５）上記（１１）から（１４）項において、前記吊枠に重量物を吊り込む前段階で、前記重量物の水中切離し装置の、前記電動アクチュエータの電池残量確認を行う重量物の沈設工法（請求項１２）。
本項に記載の重量物の沈設工法は、吊枠に重量物を吊り込む前段階で、電動アクチュエータの電池残量確認を行うことで、重量物の水中切離し装置が確実に作動することを確認した上で、重量物の沈設作業を進め、玉掛け用ワイヤロープのリリースを確実に行い、海底の設置目標地点の許容範囲内に重量物を沈設するものである。

本発明はこのように構成したので、重量物の水中切離し装置の動作をより確実なものとして、重量物を、大水深の海域に正確かつ効率的に沈設させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る、重量物の水中切離し装置の単体図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は下面図、（ｅ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。 図１に示される重量物の水中切離し装置の、リリースフックの可動部の単体図であり、（ａ）は正面図（部分断面図）、（ｂ）は斜視図である。 図２に示されたリリースフックの可動部に係合するサブフックの単体図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図（部分断面図）である。 図１に示される重量物の水中切離し装置のフックの、サブフックの固定ピン及び開センサの動作を示す断面図であり、（ａ）はロック閉状態を、（ｂ）はロック開状態を示すものである。 図４の反対方向から見た断面図であり、サブフックの固定ピン及び閉センサの動作を示すものであり、（ａ）はロック閉状態を、（ｂ）はロック開状態を示すものである。 図１に示される重量物の水中切離し装置を備える吊枠、及び、重量物の沈設装置を示すものであり（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図６に示される吊枠の単体図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ図、（ｃ）は（ａ）の矢視Ｂ図である。 図６に示される吊枠に重量物が吊り込まれた状態を示す斜視図である。 図６に示される重量構造部の沈設装置を用いた沈設工法を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係る重量物の沈設装置１０は、図６に示されるように、起重機船１２を用いて重量物１４を水底に沈設する際に用いられるものであり、特に大水深の海域への沈設作業に適したものである。具体的には、図示の重量物１４は、２０ｔ〜５０ｔ程度の魚礁ブロックであり、水深３００ｍ前後の海域を設置の対象としている。そして、重量物の沈設装置１０は、起重機船１２のクレーン１６に吊り下げられる吊枠１８と、重量物の水中切離し装置２２を含むものである。この吊枠１８は、図７、図８にも示されるように、複数のシャックル２０を備え、図１に示される重量物の水中切離し装置２２が、シャックル２０に吊り下げられている。又、重量物の水中切離し装置２２が吊下げられていない別のシャックル２０に一端が吊り下げられ他端部が重量物の水中切離し装置２２のリリースフックに連結される玉掛け用ワイヤロープ２４と、トランスポンダー発信器２６（図６、図８）とを備えるものである。

吊枠１８は、重量物１４の重さに耐え得るだけの強度と、重量物１４を安定して吊り込むための形状および大きさを有しており、図７、図８に示される例では、円筒鋼管を日の字状に組み合わせることで、上記要請を満たすように構成されている。また、起重機船１２の甲板への搭載時の安定性を確保するために、複数の脚２８を備えている。なお、図７中符号３０で示される部分は、トランスポンダー発信器２６の取付部である。また、吊枠１８の下面に設けられたシャックル２０Ａは、重量物の水中切離し装置２２及び玉掛け用ワイヤロープ２４を掛けるためのものであり、図示の例では、重量物の水中切離し装置２２及び玉掛け用ワイヤロープ２４を四組吊り下げるために、八個設けられている。一方、吊枠の上面に設けられたシャックル２０Ｂは、クレーン１６の吊り下げ用ワイヤロープ３２を掛けるためのものであり、図示の例では、吊枠１８の四隅近傍に四個設けられている。

重量物の水中切離し装置２２は、図１に示されるように、フレーム６０を備えている。図示のフレーム６０は、鋼製の二枚のプレート６０ａの間に複数のカラー６０ｂを配置し、かつ、各カラー６０ｂに挿通されるようにして、複数のボルト６０ｃでプレート６０ａ同士を固定したものである。又、フレーム６０には、取り扱い用のハンドル６０ｄが設けられている。更に、二枚のプレート６０ａに挟まれるようにして、接地用ローラ７０が設けられている。図示の接地用ローラ７０には、ウレタンローラが用いられている。
又、フレーム６０の先端部にはリリースフック６２が、基端部には吊枠１８のシャックル２０に吊り下げられるための荷重受け部として、留め環６４が設けられている。リリースフック６２及び留め環６４は、各々、フレーム６０のプレート６０ａに対して、軸６２ａ、６４ａによって軸着されており、プレート６０ａが、フレーム６０の、リリースフック６２と留め環６４とを結ぶ、荷重伝達系を構成する部材となっている。

又、フレーム６０のプレート６０ａには、リリースフック６２を開閉作動させる電動アクチュエータ３６が固定されている。図示の電動アクチュエータ３６は、フレーム６０の、リリースフック６２と留め環６４とを結ぶ線と平行に配置され、ステー６６を介してフレーム６０に固定されている。よって、電動アクチュエータ３６は、リリースフック６２と荷重受け部６４とを結ぶ荷重伝達系を構成する部材であるプレート６０ａに対し、加重負担の観点からは除外される態様となっている。この電動アクチュエータ３６には、作動制御信号を受信して伸縮作動制御するための、超音波送受波器３４を備えている。又、電動アクチュエータ３６は、電池残量確認手段として、次作業を完了することが出来ない状態まで電池残量が減少した時点で点灯する、ＬＥＤ等の表示灯３６ａを備えている。

更に、電動アクチュエータ３６を覆うプロテクタ６８が、フレーム６０のプレート６０ａに固定されている。図示の例では、プロテクタ６８は、棒材を枠状に組合せて構成されたものであるが、例えば、プレート６０ａを拡大し、電動アクチュエータ３６を二枚のプレート６０ａ自体で挟持する構成として、プレート６０ａをプロテクタとしても用いることも可能である。

リリースフック６２は、フレーム６０のプレート６０ａの先端部に形成された、Ｕ字状開放部６０ｅ（図１（ｂ）にのみ示す。）と、可動部７２（図２参照）とを有している。可動部７２は、プレート６０ａに固定された軸６２ａに対し回転自在に軸着され、Ｕ字状開放部７２ａを有するものである。そして、軸６２ａを中心として回転することにより、フレーム６０に対する角度が変更され、その角度に応じて、フレーム６０のプレート６０ａの先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅを開閉するものであり、図１（ｂ）には、実線で閉状態が、二点差線で開状態が示されている。

又、リリースフック６２には、可動部７２を、フレーム６０のプレート６０ａの先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅを閉じる位置に固定する、ストッパー７４を備えている。ストッパー７４は、主に図１（ｂ）に示されるように、電動アクチュエータ３６に軸着されたサブフック７６（図３参照）と、可動部７２からサブフック７６と噛合う位置にて突出するキー７２ｂ（図２参照）とを含んでいる。又、図３に示されるように、サブフック７６には、可動部７２のキー７２ｂと噛合うＵ字状開放部７６ａを備えている。なお、図２において、符号７２ｃは、プレート６０ａに固定された軸６２ａに対する挿通穴を、符号７２ｄは、可動部７２を閉状態により強固に位置決めするための、セット棒７８（図１（ｂ）にのみ、点線で示す。）を差し込むための穴である。
そして、ストッパー７４は、図１（ｂ）に実線で示されるように、サブフック７６（のＵ字状開放部７６ａ）が、可動部７２のキー７２ｂと噛合うことで可動部７２の回転が制限される。又図１（ｂ）に二点差線で示されるように、サブフック７６が電動アクチュエータ３６の動作を受けて可動部７２のキー７２ｂとの噛合いを開放することで、可動部７２が回転可能となる。

又、電動アクチュエータ３６には、図４、図５に示されるように、その先端部から出没作動するサブフック固定ピン８０を備えている。そして、サブフック７６には、図３に示されるように、サブフック固定ピン８０と係合する凹部７６ｂを有している。なお、図３中の符号７６ｃは、サブフック７６を電動アクチュエータ３６の先端部に軸着するための軸７４ａの挿通穴である。そして、図４、図５に示されるように、電動アクチュエータ３６の先端部には、Ｕ字状開放部８２ａを有するブラケット８２が設けられており、このブラケットに対し軸７４ａを介して、サブブック７６が軸着されているものである。
更に、図４に示されるように、電動アクチュエータ３６には、サブフック固定ピン８０の、サブフック７６の凹部７６ａとの係合が、完全に解除される位置（図４（ｂ）、図５（ｂ）参照）にて、検知信号を出力する開センサ８４を備えている。又、図５に示されるように、サブフック固定ピン８０の、サブフック７６の凹部７６ａとが完全係合する位置（図４（ａ）、図５（ａ）参照）にて、検知信号を出力する閉センサ８６を備えている。

図示の例では、電動アクチュエータ３６の内部には、固定ブロック８８と、サブフック固定ピン８０が固定された可動ブロック９０とが設けられている。そして、図４（ｂ）に示されるように、サブフック固定ピン８０が、電動アクチュエータ３６のエンドキャップ９２のガイド穴９２ｂ内に完全に没入し、サブフック７６の凹部７６ａに対するサブフック固定ピン８０の係合が完全に解除される位置へと、可動ブロック９０が上昇したとき、固定ブロック８８に固定された開センサ８４の接触子８４ａ（図４（ａ）参照）が、可動ブロック９０に当接する。そして、開センサ８４は、ストッパー７４のロック開の確認信号を出力するものである。

一方、図５（ａ）に示されるように、サブフック固定ピン８０が、電動アクチュエータ３６のエンドキャップ９２のガイド穴９２ｂから突出し、サブフック７６の凹部７６ｂに対しサブフック固定ピン８０が完全に係合する位置へと、可動ブロック９０が下降したとき、可動ブロック９０に固定された閉センサ８６の接触子８６ａ（図５（ｂ）参照）が、エンドキャップ９０に形成された検知溝９２ａの底面に当接する。そして、閉センサ８６は、ストッパー７４のロック閉の確認信号を出力するものである。
なお、図４、図５の符号８４ｂ、８６ｂは、各開センサ８４、８６の検知信号を、超音波送受波器３４へと伝達するための信号線である。

そして、図１（ｂ）に実線で示されるように、フレーム６０のプレート６０ａの先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅに対し、可動部７２のＵ字状開放部７２ａが交差するように可動部７２を位置決めして、ストッパー７４を構成する可動部７２のキー７２ｂを、サブフック７６のＵ字状開放部７２ａに噛合わせることで、フレーム６０のプレート６０ａの先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅが閉じられ、玉掛け用ワイヤロープ２４のシンブル２４ａは、フレーム６０のプレート６０ａの先端部及び可動部７２の双方によって係止される。一方、図１の状態から電動アクチュエータ３６を作動させ、軸７４ａを中心として図１（ａ）の反時計回りにサブフック７６を回転させ、可動部７２のキー７２ｂとサブフック７６のＵ字状開放部７６ａとの噛合いを解除し、ストッパー７４をロック開状態とすることで、可動部７２は玉掛け用ワイヤロープ２４のシンブル２４ａからの荷重を受けて、可動部７２は軸６２ａを中心として図１（ａ）の時計回りに回転し、フレーム６０のプレート６０ａの先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅが開放される。よって、シンブル２４ａはプレート６０ａの先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅから下方へとすり抜けるようにして、落下することとなる。

又、本発明の実施の形態に係る重量物の沈設装置１０は、図６に示されるように、起重機船１２に設置されるトランスポンダー受信器４８と、重量物の水中切離し装置２２の操作部５０と、ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）５２とを含むものである。重量物の水中切離し装置２２の操作部５０は、計測室５４内に設置されている。ＧＰＳ５２は、図示の例では、主として起重機船１２の位置を把握するためのＧＰＳ５２Ａ、５２Ｂと、主としてクレーンブームトップに設置されるＧＰＳ５２Ｃの三つが用いられている。又、詳しい説明は省略するが、計測室５４には、ＧＰＳ５２による位置把握システムも設置されている。
なお、図６中符号５６で示される部分は、クレーン１６の操作室である。又、符号５８で示される部分は、クレーン荷重を把握するための歪ゲージであり、クレーン１６のブームトップに設置されるＧＰＳ５２Ｃと併せて、クレーンブームトップの位置が正確に把握されるものである。

続いて、図９を参照しながら、重量物の沈設装置１０を用いた沈設工法について説明する。なお、図９中Ｓ１０は港での作業を、Ｓ３０は重量物の沈設海域での作業を表している。
（Ｓ１０）港にて、起重機船１２に重量物１４である魚礁ブロックを積み込む。又、必要に応じ、重量物の水中切離し装置２２の、リリースフック６２の開閉確認等の点検を行う。
（Ｓ２００）曳舟によって起重機船１２を魚礁ブロックの沈設海域へと曳航する。
（Ｓ３１０）沈設海域に起重機船１２を係留する。
（Ｓ３１２）ＧＰＳ５２を用い、起重機船１２の船体位置決めを正確に行う。
（Ｓ３１４）起重機船１２の甲板上で、吊枠作業（吊枠１８のクレーン１６への吊り下げ、重量物の水中切離し装置２２のセット等）を行う。又、この時点で、重量物の水中切離し装置２２の、超音波送受波器３４の送受信の確認、各開センサ８４、８６の検知確認等のアンサーチェックや、リリースフック６２の開閉確認、ストッパー７４のロック開閉確認等を行う。
（Ｓ３１６）漁礁ブロックに玉掛け用ワイヤロープを玉掛けし、吊枠１８に吊り込む。
（Ｓ３１８）ＧＰＳ５２Ｃによって得られる位置データを参照しながら、起重機船１２の移動、クレーン１６の旋回、起状を行い、クレーン１６のブームトップの座標を目標座標にセットする。
（Ｓ３２０）クレーン１６の吊り下げ用ワイヤロープ３２を繰出し、魚礁ブロックの沈設を開始する。この際、吊荷重の変化を歪ゲージ５８で把握する。又、吊り下げ用ワイヤロープ３２の繰出し量、繰出し速度や、トランスボンダー発信器２６の信号をトランスボンダー受信機４８で受けることにより、吊枠１８の水深、水中位置、沈降速度を、常時把握する。
（Ｓ３２２）歪ゲージ５８による吊り加重の変化や音響測定から、魚礁ブロックの着底を判断する。

（Ｓ３２４）魚礁ブロックの着底が確認された時点で、着底位置が設置座標の許容範囲を外れているか否かを、トランスボンダー発信器２６の信号をトランスボンダー受信機４８で受けることにより把握する。ここで、着底位置が設置座標の許容範囲を外れている場合には、以下のＳ３２５へと移行する。
（Ｓ３２５）クレーン１６を操作して、少なくとも吊枠１８が目視可能な位置まで、吊枠１８を上昇させ、Ｓ３１８に戻る。
（Ｓ３２６）上記Ｓ３２４において、魚礁ブロックの着底位置が設置座標の許容範囲にあることが確認された場合は、クレーン１６を操作して吊枠１８を微上昇させ（例えば１ｍ程度上昇）、一旦重量物を水底ＧＬ（図６）から離間させる。
（Ｓ３２８）重量物の水中切離し装置２２を作動させ、リリースフック６２を開放し、魚礁ブロックに玉掛けされたワイヤロープ２４を解いて吊枠１８から開放する。この際、四つの重量物の水中切離し装置２２のリリースフック６２を順番に開放し、漁礁ブロックに玉掛けされたワイヤロープ２４を一本づつ解いて吊枠１８から順次開放し、海底ＧＬに沈設させる。
（Ｓ３３０）クレーン１６を操作して吊枠１８を上昇させ、起重機船１２の甲板に戻す。
（Ｓ３３２）最終の魚礁ブロックの沈設作業が完了している場合にはＳ２１０へと移行し、曳舟によって起重機船１２を港へと曳航する。完了していない場合には、Ｓ３３３へと移行する。
（Ｓ３３３）重量物の水中切離し装置２２の、電動アクチュエータ３６の電池残量確認を行う。電池残量確認作業は、起重機船１２の甲板上で、電動アクチュエータ３６の表示灯３６ａの点灯の有無を確認することにより、行うことができる。表示灯３６ａが点灯していない場合には、Ｓ３３４へと移行する。一方、表示灯３６ａが点灯している場合（この時点で、次の作業を行うにあたり電池残量が不足している場合）には、Ｓ２１０へと移行し、曳舟によって起重機船１２を港へと曳航する。
（Ｓ３３４）次の魚礁ブロックの沈設に適した位置へと、起重機船１２の転船作業を行い、上記Ｓ３１２以降の作業を繰り返す。
（Ｓ２２０）曳航中に再度電池残量を確認し、電池残量が不足している場合には、電池交換作業と交換後の作動確認を行う（Ｓ２３０）。電池残量が不足していない場合には、Ｓ１０へと復帰する。なお、Ｓ２３０の電池残量確認作業は、Ｓ１０にて実施することとしても良い。

さて、上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。まず、発明の実施の形態に係る、重量物の水中切離し装置２２は、重量物１４の吊り込みの際に、リリースフック６２に加わる荷重は、フレーム６０の荷重伝達系を構成する部材であるプレート６０ａを介して、リリースフック６２から荷重受け部である留め環６４へと伝えられる。よって、リリースフック６２を開閉作動させる電動アクチュエータ３６自体が、リリースフック６２に加わる荷重を受けるものではない。従って、本装置が受けることが可能な荷重を、電動アクチュエータ３６の耐用荷重により制限されること無く、フレーム６０の荷重伝達系を構成する部材であるプレート６０ａの強度の如何によって、定めることが可能となる。そして、重量物の水中切離し装置２２の対応荷重を増加させ、その動作をより確実にすることができる。

又、リリースフック６２が、フレーム６０のプレート６０ａの先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅと、フレーム６０に軸着され、その角度に応じてフレーム６０の先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅを開閉する、Ｕ字状開放部７２ａを有する可動部７２とで構成され、双方のＵ字状解放部６０ｅ、７２ａの位相変化によって、ワイヤロープ２４等の吊り下げ対象物の保持と、開放とを確実に行うことができる。又、ストッパー７４によって、リリースフック６２の可動部７２を、フレーム６０の先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅを閉じる位置に、確実に固定することができる。このストッパー７４は、電動アクチュエータ３６の動作を受けて回転制限され又は回転可能に、電動アクチュエータ３６に軸着されたサブフック７６と、このサブフック７６と噛合う位置にて可動部から突出するキー７２ｂとを含み、サブフック７６が可動部７２のキー７２ｂと噛合うことで、可動部７２の回転が制限され、リリースフック６２によるワイヤロープ２４等の吊り下げ対象物の保持が確実になされるものとなる。又、サブフック７６が電動アクチュエータ３６の動作を受けて可動部７２のキー７２ｂとの噛合いを開放する位置に回転することで、可動部７２が回転可能なる。そして、可動部７２のＵ字状開放部７２ａに掛け回された吊り下げ対象物の荷重を受けて、可動部７２が回転することで、リリースフック６２からの吊り下げ対象物の開放が、確実になされるものである。

又、電動アクチュエータ３６は、その先端から出没作動するサブフック固定ピン８０を備え、このサブフック固定ピン８０がサブフック７６の凹部７６ｂと係合することで、リリースフック６２の可動部７２を、フレーム６０の先端部に形成されたＵ字状開放部６０ｅを閉じる位置に、確実に固定することができる。そして、電動アクチュエータ３６に設けられた開センサ８４、８６から、サブフック固定ピン８０の、サブフック７６の凹部７６ｂと完全係合する位置（図４（ａ）、図５（ａ））又は係合が完全に解除される位置（図４（ｂ）、図５（ｂ））にて、検知信号が出力されることで、サブフック固定ピン８０の位置を介して、リリースフック６２の開閉を正確に把握することができる。

更に、サブフック７６の開センサ８４と閉センサ８６とを含み、開センサ８４の検知信号がＯＮ、かつ、閉センサ８６の検知信号がＯＦＦであることの双方を以って、サブフック７６の開状態を把握する。又、開センサ８４の検知信号がＯＦＦ、かつ、閉センサ８６の検知信号がＯＮであることの双方を以って、サブフック７６の閉状態を把握する。従って、開センサ８４及び閉センサ８６の双方の検知信号に基き、サブフック７６の開閉状態、すなわち、リリースフックの開閉を確実に把握することが可能となる。
なお、１つのセンサによっても、サブフック７６の開閉状態を確実に把握できるものである場合には、何れか一方のセンサのみ用いることとしても良い。

又、フレーム６０に設けられた、電動アクチュエータ３６を覆うプロテクタ６８により、外的圧力から電動アクチュエータ３６を保護し、リリースフック６２の確実な開閉作動を確保するものである。
更に、電動アクチュエータ３６の電池残量確認手段３６ａにより、重量物の水中切離し装置２２が確実に作動することを確認することが可能となる。
加えて、フレーム６０に設けられた接地用ローラ７０によって、重量物の水中切離し装置２２の接地状態での移動を容易とし、重量物の水中切離し装置２２を、クレーン１６の吊り下げ用ワイヤロープ３２その他の吊下げ手段にセットする際の、取り回し性を向上させることができる。

又、発明の実施の形態に係る吊枠１８を用いることにより、トランスポンダー発信器２６の信号によって吊枠１８に吊り込まれた重量物１４の位置を、沈設作業中、常時把握することができる。そして、重量構造部１４の設置目標地点の許容範囲内への着底を確認した後に、重量物の水中切離し装置２２のリリースフック６２を開放することで、重量物１４に玉掛けされたワイヤロープ２４を解いて吊枠１８から開放し、重量物１４を海底に沈設させることができる。

しかも、少なくとも四組のワイヤロープ２４を重量物１４に玉掛けすることにより、ワイヤロープ２４一本あたりの長さを短くして、重量物１４を安定して吊り込むと共に、ワイヤロープ２４の開放時にワイヤロープ２４の吊筋への引っ掛かりの発生を防止することができる。そして、ワイヤロープ２４の開放時には、各重量物の水中切離し装置２２のリリースフック６２を順番に開放して、重量物１４に玉掛けされたワイヤロープ２４を一本づつ解いて吊枠１８から順次開放し、重量物１４を海底に沈降させることができる。
なお、重量物の重さが比較的軽い場合や、比較的水深の浅い海域に重量物を設置する場合には、重量物の水中切離し装置２２を、吊枠１８と組合せることなく、単体で用いて、重量物の沈設作業を行うことも可能である。

又、本発明の実施の形態に係る重量物の沈設装置１０は、起重機船１２を用いて重量物１４を沈設する際に用いられるものであり、吊枠１８に重量物１４を吊り込み、ＧＰＳ５２によって少なくとも起重機船のクレーン１６のブームトップの位置を把握して、クレーン１６のブームトップの位置を重量物１４の設置目標地点に移動させて（Ｓ３１８）、重量物１４の沈降を開始する（Ｓ３２０）。そして、トランスポンダー受信器４８によって、トランスポンダー発信器２６の信号を受信し、吊枠１８に吊り込まれた重量物１４の位置を、沈設作業中、常時把握するものである。そして、重量構造部１４の設置目標地点の許容範囲内への着底を確認した後に（Ｓ３２２）、重量物の水中切離し装置２２の操作部５０によって、吊枠１８の重量物の水中切離し装置２２のリリースフック６２を開放することで、重量物１４に玉掛けされたワイヤロープ２４を解いて吊枠１８から開放し、重量物１４を海底ＧＬに沈設させることができる。

又、重量物の沈設作業時に、重量構造部１４の設置目標地点の許容範囲内での着底が確認された後（Ｓ３２２）、一旦重量物を水底から離間させるよう吊上げることで（Ｓ３３０）、玉掛け用ワイヤロープ２４に荷重が掛かりタルミのない状態とする。この状態で、超音波式切離し装置２２のリリースフック６２を開放することで、玉掛け用ワイヤロープ２４のリリースを確実に行い、海底ＧＬの設置目標地点の許容範囲内に重量物１４を沈設することができる。

又、重量構造部１４の着底が確認された時点で、着底位置が設置目標地点の許容範囲を外れている場合には（Ｓ３２４）、重量物１４を必要な位置まで引き上げて（Ｓ３２５）クレーンブームトップの位置を修正することにより（Ｓ３１８）、吊枠に吊り込まれた重量物の位置を補正する。そして、再度、重量物の沈降を開始することにより（Ｓ３２０〜）、重量物１４を、海底ＧＬの設置目標地点の許容範囲内に正確に沈設することができる。

しかも、吊枠１８に重量物１４を吊り込む前段階（Ｓ３１２）で、リリースフック６２の開閉確認を行うことで、玉掛け用ワイヤロープ２４のリリースを確実に行い、海底の設置目標地点の許容範囲内に重量物１４を沈設することが可能となる。
又、重量物１４を沈設完了後、再度吊枠１８に重量物１４を吊り込む前段階（Ｓ２２０、Ｓ３３３）で、電動アクチュエータ３６の電池残量確認を行うことで、重量物の水中切離し装置２２が確実に作動することを確認した上で、重量物１４の沈設作業を進め、玉掛け用ワイヤロープ２４のリリースを確実に行い、海底の設置目標地点の許容範囲内に重量物１４を沈設することが可能となる。

なお、本発明者らの効果確認試験によれば、重量物１４の設置目標地点の許容範囲を±３０ｍに設定し、８９個の魚礁ブロック（重量２０ｔ〜４３ｔ）を、水深約２７０ｍの海底に沈設させたところ、８６個については再浮上することなく沈設することができ、３個については、再浮上の後の沈設作業で所定の精度を満足し、沈設を完了することが可能であった。

１０：重量物の沈設装置、１２：起重機船、１４：重量物、１６：クレーン、１８：吊枠、 ２０、２０Ａ、２０Ｂ：シャックル、２２：重量物の水中切離し装置、２２ａ：リリースフック、２４：玉掛け用ワイヤロープ、２６：トランスポンダー発信器、３２：吊り下げ用ワイヤロープ、３４：超音波送受波器、３６：電動アクチュエータ、３６ａ：表示灯、４８：トランスポンダー受信器、 ５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ：ＧＰＳ、６０：フレーム、６０ａ：プレート、６０ｅ：Ｕ字状開放部、６２：リリースフック、６４：留め環、６８：プロテクタ、７０：接地用ローラ、７２：可動部、７２ａ：Ｕ字状開放部、７４：ストッパー、７６：サブフック、７６ｂ：凹部、８０：サブフック固定ピン、８４：開センサ、８６：閉センサ

Claims (12)

1. 先端部にリリースフックが設けられ、基端部に荷重受け部が設けられたフレームと、前記リリースフックを開閉作動させる電動アクチュエータと、該電動アクチュエータの作動制御信号を受信する、超音波送受波器とを備え、
   前記リリースフックは、前記フレームの先端部に形成されたＵ字状開放部と、前記フレームに軸着され、Ｕ字状開放部を有して、その角度に応じて前記フレームの先端部に形成されたＵ字状開放部を開閉する可動部と、該可動部を、前記フレームの先端部に形成されたＵ字状開放部を閉じる位置に固定するストッパーとを備え、
   
   該ストッパーは、前記電動アクチュエータの動作を受けて回転制限され又は回転可能に、前記電動アクチュエータに軸着されたサブフックと、前記サブフックと噛合う位置にて前記可動部から突出するキーとを含み、
   前記サブフックが前記可動部のキーと噛合うことで前記可動部の回転が制限され、前記サブフックが前記電動アクチュエータの動作を受けて前記可動部のキーとの噛合いを開放する位置に回転し、前記可動部が回転可能となるように構成されることで、
   前記電動アクチュエータは、前記フレームの、前記リリースフックと前記荷重受け部とを結ぶ荷重伝達系を構成する部材から除外される態様で、前記フレームに固定されていることを特徴とする重量物の水中切離し装置。
2. 前記電動アクチュエータは、出没作動するサブフック固定ピンを備え、前記サブフックは、前記サブフック固定ピンと係合する凹部を有し、更に、前記電動アクチュエータには、前記サブフック固定ピンの、前記サブフックの凹部と完全係合する位置又は係合が完全に解除される位置にて、検知信号を出力するセンサを備えることを特徴とする請求項１記載の重量物の水中切離し装置。
3. 前記センサは、前記サブフックの開センサと閉センサとを含むことを特徴とする請求項２記載の重量物の水中切離し装置。
4. 前記フレームには、前記電動アクチュエータを覆うプロテクタが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の重量物の水中切離し装置。
5. 前記電動アクチュエータは、電池残量確認手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の重量物の水中切離し装置。
6. 起重機船のクレーンにより重量物を吊り下げる際に用いられる吊枠であって、請求項１から５のいずれか１項記載の重量物の水中切離し装置が吊下げられる複数のシャックルと、前記重量物の水中切離し装置が吊り下げられたシャックルとは別のシャックルに一端が吊り下げられ他端部が前記重量物の水中切離し装置のリリースフックに連結される玉掛け用ワイヤロープと、トランスポンダー発信器とを備えることを特徴とする吊枠。
7. 請求項６記載の吊枠と共に、起重機船に設置される、トランスポンダー受信器と、前記重量物の水中切離し装置の操作部と、少なくとも起重機船のクレーンブームトップに設置されるＧＰＳとを含むことを特徴とする重量物の沈設装置。
8. 請求項７記載の重量構造部の沈設装置を用いた沈設工法であって、前記ＧＰＳを用いて起重機船を沈降目標位置近傍に位置決めし、前記吊枠に重量物を吊り込み、前記クレーンブームトップの位置を重量物の設置目標地点上に移動させて重量物の沈降を開始し、沈設完了までの間、前記トランスポンダー受信器によって前記トランスポンダー発信器の位置を把握し、重量構造部の設置目標地点の許容範囲内での着底が確認された後、前記超音波式切離し装置のリリースフックを開放することを特徴とする重量物の沈設工法。
9. 重量構造部の設置目標地点の許容範囲内での着底が確認された後、一旦重量物を水底から離間させ、前記超音波式切離し装置のリリースフックを開放することを特徴とする請求項８記載の重量物の沈設工法。
10. 前記重量構造部の着底が確認された時点で、着定位置が設置目標地点の許容範囲を外れている場合には、重量物を必要な位置まで引き上げて前記クレーンブームトップの位置を修正し、再度、重量物の沈降を開始することを特徴とする請求項８又は９記載の重量物の沈設工法。
11. 前記吊枠に重量物を吊り込む前段階で、前記重量物の水中切離し装置の、前記リリースフックの開閉確認を行うことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項記載の重量物の沈設工法。
12. 前記吊枠に重量物を吊り込む前段階で、前記重量物の水中切離し装置の、前記電動アクチュエータの電池残量確認を行うことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項記載の重量物の沈設工法。

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