(57)【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、前記構造物の他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。
【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、前記構造物の他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１２、胴部１３及び腕部１４とからなっている。脚部１２、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１３のほぼ真中から腕部１４側の端までの部分と、脚部１２、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３０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４１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４１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２４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６３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７４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４１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３０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２４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４１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５１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７２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７２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４１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７０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１０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３０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１０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５１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５０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７０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７０ａ、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１００ｍｍとし、重量を２８．９１ｋｇｆとし、喫水を５０ｍｍ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：５０％）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３３０ｍｍ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３３０ｍｍ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７０ａ、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７２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１０（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７０ａと７０ｂの動揺はほぼ一致しており、浮体ユニット７０ａ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１２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０ｒａｄ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７０ｂ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
【図１】
0004106597.tif 000002
【図２】
0004106597.tif 000003
【図３】
0004106597.tif 000004
【図４】
0004106597.tif 000005
【図５】
0004106597.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004106597.tif 000008
【図８】
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【図９】
0004106597.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004106597.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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