(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面に浮ぶ浮体を係留する浮体係留装置であって、
傾斜面及び該傾斜面の上端部に連なる平坦部を備えて水底に固設されたマウンドと、前記傾斜面に摺接する摺動面を備えたシンカーと、該シンカーと前記浮体との間を連結する係留索鎖と、前記シンカーが前記傾斜面に沿って摺動する上限を定めるストッパ手段とを具備して構成され、前記係留索鎖のシンカー側は、前記シンカーが前記傾斜面に沿って上昇した位置で前記平坦部上に載置されていることを特徴とする浮体係留装置。
【請求項２】
水面に浮かぶ浮体を係留する浮体係留装置であって、
水底の設置面上に載置位置と傾倒位置との間を揺動可能に載置された摺動面を有するシンカーと、該シンカーの傾倒位置を所定の角度に制限するとともに前記摺動面が摺接する傾斜面及び該傾斜面の上端部に連なる平坦部を備えたマウンドと、前記シンカーと前記浮体との間を連結する係留索鎖とを具備して構成され、前記係留索鎖のシンカー側は、前記シンカーの傾倒位置で前記平坦部上に載置され、かつ、前記傾斜面の傾斜角度は前記シンカーが自重で載置位置に戻る角度に設定されていることを特徴とする浮体係留装置。
【請求項３】
水面に浮ぶ浮体を係留する浮体係留装置であって、
傾斜面及び該傾斜面の上端部に連なる平坦部を備えて水底に固設されたマウンドと、水底の設置面上に載置位置と傾倒位置との間を揺動可能に載置され前記傾斜面に摺接する摺動面を備えたシンカーと、該シンカーと前記浮体との間を連結する係留索鎖と、前記シンカーが前記傾斜面に沿って摺動する上限を定めるストッパ手段とを具備して構成され、前記係留索鎖のシンカー側は、前記シンカーが前記傾斜面に沿って上昇した位置で前記平坦部上に載置され、かつ、前記傾斜面の傾斜角度は前記シンカーが自重で載置位置に戻る角度に設定されていることを特徴とする浮体係留装置。
【請求項４】
前記係留索鎖が中間シンカーを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の浮体係留装置。
【請求項５】
前記シンカーが摺動する前記傾斜面の前記平坦部側端部付近に位置し、前記係留索鎖が摺動して接する前記マウンドの角部に滑動部材を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の浮体係留装置。
【請求項６】
前記シンカーの摺動面に滑動部材を設けたことを特徴とする請求項１または３に記載の浮体係留装置。
【請求項７】
前記マウンドの傾斜面に滑動部材を設けたことを特徴とする請求項１または３に記載の浮体係留装置。
【請求項８】
前記シンカーが水底の設置面と接する載置面に、前記設置面との間に間隙部を形成するスペーサを設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の浮体係留装置。
【請求項９】
水底の設置面に、前記シンカーの載置面との間に間隙部を形成するスペーサを設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の浮体係留装置。
【請求項１０】
前記マウンド及び前記シンカーを具備してなる浮体係留装置ユニットを水底に沈めて所定の位置に固定設置することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の浮体係留装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶や海洋構造物のごとく水上に浮かぶ浮体を係留するために適用される浮体係留装置に係り、特に、浮消波堤や浮き桟橋のような浅海域向けの浮体構造物を係留するのに適した浮体係留装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶や海洋構造物のごとき浮体をチェーンやワイヤロープ等の係留索鎖を用いて係留する場合、予想される外力や水深に応じて係留索鎖のサイズや長さ・本数を決定する必要がある。このような係留設計において、従来より設計者を悩ませている問題のひとつは、水深が浅い地形などの関係から限られた長さのチェーンで係留しなければならない場合である。
【０００３】
図９は従来技術の一例としてチェーンによる係留状態を示す第１の従来例である。ここで、係留されるべき浮体０１は、水底０２に固定されたアンカー０３にチェーン０４によって繋がれている。なお、ＷＬは水面を示しており、この係留の特性を概念的に示したのが図１０である。
図１０において、横軸はチェーン０４を引っ張る方向への浮体０１の水平変位であり、縦軸はチェーン０４による係留力である。浮体０１の水平変位が増加するにつれ係留力は初め緩やかな上昇を示し、しだいに加速度的に増加する。
【０００４】
ここで、浮体に風や流れによる静的な荷重が作用し、対象としているチェーンにＦａの係留力が発生し、また、チェーンの強度から許容される係留力をＦｂとすると、Ｆｂ，Ｆａに応じた浮体の水平変位ＸｂとＸａとの差が、波による浮体の動揺の許容範囲となる。この許容範囲（Ｘｂ−Ｘａ）を大きくして必要なだけ確保するには、
（１）チェーンの本数を増やしてＦａを下げＸａを下げる。
（２）チェーンの径を大きくし破断強度の高いチェーンを使用することによってＦｂを上げＸｂを上げる。
（３）チェーンの長さを長くしてＸａとＸｂとの間の係留特性の勾配を緩やかにする。
などの手段があるが、いずれもコスト増を招くことになる。特に水深が浅く、チェーン長さが限られている場合には、ＸａとＸｂとの間の係留特性の勾配が非常に急なので、前記（１）、（２）項によるコスト増が著しくなり、非現実的なものになる。
【０００５】
また、図１１に示す第２の従来例には、図示省略の浮体とシンカー０５との間を係留索鎖０４で連結し、シンカー０５をマウンド０６の傾斜面０７に沿って摺動させるように構成した浮体係留装置が示されている。
このような構成の浮体係留装置によれば、シンカー０５を傾斜面０７に沿って摺動させることで、係留索鎖０４の長さを十分に取れない浅い水深においても定常外力と波の強制変位に適応しうる装置となり、また、従来より小さい径の係留索鎖での係留が可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第１の従来例において、水深が浅く係留索鎖の長さが制限される水域に浮体を係留する場合の問題点は、係留索鎖に十分な長さが得られず係留特性の勾配がかなり急になるため、水平変位の許容範囲（Ｘｂ−Ｘａ）を大きくするのが困難なことにある。
また、十分な長さの係留索鎖を使用できない場合でも、係留索鎖の数を増やしたり係留索鎖の破断強度を増すことで水平変位の許容範囲（Ｘｂ−Ｘａ）を大きくすることが可能ではあるが、実際には大幅なコストの増加を伴うものであるから容易に採用することはできない。
【０００７】
一方、第２の従来例においては、浮体が元の位置に戻る時にはシンカー０５も傾斜面０７を摺動して降下する必要がある。しかし、従来のマウンド０６は傾斜面０７の上端部から先がないものとなっているため、傾斜面０７の角度θが小さいとシンカー０５が摩擦抵抗を受けてスムーズに降下できず、図１１中に想像線で示すように、係留索鎖０４が垂れ下がることがある。このようにして係留索鎖０４が垂れ下がると、係留索鎖０４自体の重量がシンカー０５の降下を妨げる方向に作用するため、シンカー０５の降下をさらに妨げることになる。
また、シンカー０５がスムーズに降下できるよう傾斜面０７の角度θを大きくすると、傾斜面０７の上端部に形成される角部０８において係留索鎖０４が引っかかるなどして、所期の性能を発揮できなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、水深が浅く係留索鎖に十分な長さを与えられない条件下であっても、水平変位の許容範囲（Ｘｂ−Ｘａ）を低コストで大きくすることができ、しかも、シンカーのスムーズな降下が妨げられることのない浮体係留装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の浮体係留装置は、水面に浮ぶ浮体を係留する浮体係留装置であって、傾斜面及び該傾斜面の上端部に連なる平坦部を備えて水底に固設されたマウンドと、前記傾斜面に摺接する摺動面を備えたシンカーと、該シンカーと前記浮体との間を連結する係留索鎖と、前記シンカーが前記傾斜面に沿って摺動する上限を定めるストッパ手段とを具備して構成され、前記係留索鎖のシンカー側は、前記シンカーが前記傾斜面に沿って上昇した位置で前記平坦部上に載置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような浮体係留装置によれば、シンカーの摺動面がマウンドの傾斜面に沿って引き上げられている間中、係留力がほぼ一定のままで浮体の水平変位を増加させることができるので、水平変位の許容範囲を大きくすることができる。
また、傾斜面に連なる平坦部を設け、係留索鎖のシンカー側は、シンカーが傾斜面に沿って上昇した位置で平坦部上に載置されているので、垂れ下がった係留索鎖の重量がシンカーを引き上げる方向の力として作用するのを防止でき、シンカーを傾斜面に沿ってスムーズに降下させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の浮体係留装置は、水面に浮かぶ浮体を係留する浮体係留装置であって、水底の設置面上に載置位置と傾倒位置との間を揺動可能に載置された摺動面を有するシンカーと、該シンカーの傾倒位置を所定の角度に制限するとともに前記摺動面が摺接する傾斜面及び該傾斜面の上端部に連なる平坦部を備えたマウンドと、前記シンカーと前記浮体との間を連結する係留索鎖とを具備して構成され、前記係留索鎖のシンカー側は、前記シンカーの傾倒位置で前記平坦部上に載置され、かつ、前記傾斜面の傾斜角度は前記シンカーが自重で載置位置に戻る角度に設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
このような浮体係留装置によれば、載置位置にあるシンカーが傾倒位置まで引き倒される間中、係留力の増加を緩やかにして浮体の水平変位を増加させることができるので、水平変位の許容範囲を大きくすることができる。
また、シンカーの摺動面が摺接する傾斜面に連なる平坦部を設け、係留索鎖のシンカー側は、シンカーが傾斜面に沿って上昇した位置で平坦部上に載置され、かつ、シンカーの摺動面が摺接する傾斜面の傾斜角度はシンカーが自重で載置位置に戻る角度に設定されているので、垂れ下がった係留索鎖の重量がシンカーを引き倒す方向の力として作用するのを防止でき、傾斜位置にあるシンカーを載置位置までスムーズに戻すことができる。なお、揺動可能なシンカーとしての好適な形状は、たとえば横長の直方体などのように重心位置が揺動の支点から浮体と反対側に離れているものであり、係留力を受けて載置位置から傾斜位置へ引き倒され、かつ、自重により傾斜位置から載置位置へ容易に戻れるものとなる。
【００１３】
請求項３に記載の浮体係留装置は、水面に浮ぶ浮体を係留する浮体係留装置であって、傾斜面及び該傾斜面の上端部に連なる平坦部を備えて水底に固設されたマウンドと、水底の設置面上に載置位置と傾倒位置との間を揺動可能に載置され前記傾斜面に摺接する摺動面を備えたシンカーと、該シンカーと前記浮体との間を連結する係留索鎖と、前記シンカーが前記傾斜面に沿って摺動する上限を定めるストッパ手段とを具備して構成され、前記係留索鎖のシンカー側は、前記シンカーが前記傾斜面に沿って上昇した位置で前記平坦部上に載置され、かつ、前記傾斜面の傾斜角度は前記シンカーが自重で載置位置に戻る角度に設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
このような浮体係留装置によれば、載置位置にあるシンカーが傾倒位置まで引き倒される間中、係留力の増加を緩やかにして浮体の水平変位を増加させることができ、さらに、シンカーの摺動面がマウンドの傾斜面に沿って引き上げられている間中、係留力がほぼ一定のままで浮体の水平変位を増加させることができるので、シンカーの傾倒及び摺動が協働して水平変位の許容範囲を大きくすることができる。
また、傾斜面に連なる平坦部を設け、係留索鎖のシンカー側は、前記シンカーが前記傾斜面に沿って上昇した位置で前記平坦部上に載置され、かつ、前記傾斜面の傾斜角度は前記シンカーが自重で載置位置に戻る角度に設定されているので、垂れ下がった係留索鎖の重量がシンカーを引き倒す方向の力として作用するのを防止でき、傾斜位置にあるシンカーを載置位置までスムーズに戻すことができる。
そして、この場合の傾斜面は、シンカーを引き倒す方向の係留力が作用しなくなったら、傾斜位置にあるシンカーが自らの重量で載置位置に戻れる角度に設定しておく必要がある。なお、揺動可能なシンカーとしての好適な形状は、たとえば横長の直方体などのように重心位置が揺動の支点から浮体と反対側に離れているものであり、係留力を受けて載置位置から傾斜位置へ引き倒され、かつ、自重により傾斜位置から載置位置へ容易に戻れるものとなる。
【００１５】
上述した各浮体係留装置においては、前記係留索鎖が中間シンカーを備えていることが好ましく、これにより、中間シンカーが水底から引き上げられる間は緩やかな傾斜で浮体の水平変位を大きくすることができる。
また、上述した各浮体係留装置においては、前記シンカーが摺動する前記傾斜面の前記平坦部側端部付近に位置し、前記係留索鎖が摺動して接する前記マウンドの角部に滑動部材を設けるのが好ましく、これにより、係留索鎖が角部に引っかかって異常な張力を生じたり、摩耗により切断しやすくなるのを防止できる。なお、好適な滑動部材としては、ローラや滑らかな曲面に形成した鞍などがある。
【００１６】
請求項１または３に記載の傾斜面を有する浮体係留装置は、前記シンカーの摺動面に滑動部材を設けてもよいし、あるいは、前記マウンドの傾斜面に滑動部材を設けてもよく、これにより、摺動面と傾斜面との間の吸着作用により異常な張力が作用するのを防止できる。なお、滑動部材としてはローラなどが好適である。
また、上述した各浮体係留装置においては、前記シンカーが水底の設置面と接する載置面に、前記設置面との間に間隙部を形成するスペーサを設けてもよいし、あるいは、  水底の設置面に、前記シンカーの載置面との間に間隙部を形成するスペーサを設けてもよく、これにより、シンカーの裁置面と設置面との間の吸着作用により異常な張力が作用するのを防止できる。
【００１７】
上述した各浮体係留装置においては、前記マウンド及び前記シンカーを具備してなる浮体係留装置ユニットを水底に沈めて所定の位置に固定設置することが好ましく、これにより、浮体係留装置ユニットを陸上で製作して水中に沈めることが可能になるので、水中での作業を最小限にすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る浮体係留装置の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
＜実施例１＞
図１に示す実施例１において、図中の符号１は水面２に浮ぶ浮体、３は水底４に設置されたマウンド、５はマウンド３の傾斜面６に摺接するシンカー、７は浮体１とシンカー５とを接続する係留索鎖、８はストッパ、９は傾斜面６の上端部に連なる平坦部、１０は設置面である。
浮体１は、たとえば船舶、浮消波堤や浮き桟橋などの海洋構造物のように、水上に浮かび所定位置に係留されている構造物である。
マウンド３は、水底４に固定設置された鉄筋コンクリート等よりなる構造物であり、水底に設けられたシンカー５の設置面１０から上方へ続く傾斜面６と、該傾斜面６の上端部に連なる平坦部９とを備えている。なお、図示の例では、マウンド３の垂直断面形状が上底を下底より短くしたほぼ台形となっており、上底である平坦部９から傾斜面６の他端側にも傾斜面６ａが形成されている。
【００１９】
シンカー５には、たとえばステンレス製の鋳造部品など、適度な摩擦係数と、浮力を受けても水中に沈下するのに十分な重量を有するものが用いられる。図示の例では、平行四辺形の垂直断面形状を有する柱状部材が用いられ、設置面１０の上に底面５ａが載置され、該底面５ａから鈍角をなして上向きに連なる摺動面５ｂが傾斜面６と摺接している。なお、矩形断面のシンカー５とし、傾斜面６の下端部に対して設置面１０が直角となるようにしてもよい。
摺動面５ｂの上端部近傍には、係留索鎖７の一端が固定されている。この係留索鎖７にはチェーンやワイヤーロープなどが用いられ、該係留索鎖７の他端は、平坦部９の傾斜面６側端部付近に設けたストッパ８を通り抜けて浮体１の適所に固定されている。ストッパ８は、設置面１０から傾斜面６に沿って引き上げられるシンカー５の上限を定めるストッパ手段として設けられたもので、鉄筋などを係留索鎖７が通り抜け可能な大きさのほぼ半リング状に成形して固定したものである。このストッパ８を設けたことにより、シンカー５の摺動は傾斜面６の範囲に制限されることになり、平坦部９にまで引き上げられるようなことはない。
なお、係留索鎖７については、図示した初期位置において水底４に到達するまで垂れ下がるよう十分な長さを有しているのが好ましい。
【００２０】
以下、上述した構成の浮体係留装置について、その作用を図２に基づいて詳細に説明する。なお、図２は、図１に示す浮体係留装置の係留特性を概念的に示したものである。
浮体１が潮流や風、波の影響を受けて、図１に示す初期位置から水平変位を増す方向（たとえば図１の矢印Ａ方向）へ移動すると、係留力が増加して係留索鎖７は水底４から引き上げられる。浮体１の水平変位が増すにつれて、図２に示す曲線部分アのように、係留力は点イまで上昇していく。なお、点イでは、係留索鎖７が水底４から持ち上げられているものの、シンカー５は設置面１０に載置された状態にあり、従って、係留力はシンカー５を引き上げる力と釣り合った状態にある。
【００２１】
次いで、設置面１０に載置されているシンカー５が傾斜面６に沿って摺動しながら引き上げられると、直線部分ウのように、係留力はほぼ一定のままで水平変位が増加する。この水平変位の増加は点エまで継続し、この点エでは、シンカー５の上昇摺動がストッパ８により制限される。すなわち、シンカー５は、浮体１の水平変位により引き上げられ、点イから点エまで上昇摺動する。
そして、係留索鎖７を通過させる程度の小さなリング状に形成されているストッパ８に当接するなどしてシンカー５が係止されると、以後はシンカー５の上昇摺動は不可能になるので、曲線部オのように水平変位はあまり増加せず係留力が上昇する。
【００２２】
このように、上述した図２の係留特性は点イにおいてステップ状になっているので、係留力の変化（Ｆｂ−Ｆａ）に対し図１０に示す従来のものより大きな許容変位（Ｘｂ−Ｘａ）が得られるようになる。従って、風や流れにより浮体１に作用する静的な荷重をＦａ点に設定しておけば、波による動的な荷重が作用しても相当の許容変位（Ｘｂ−Ｘａ）に対して直線部ウのように係留力はほとんど上昇しないので、係留索鎖７の許容強度Ｆｂ内に収まり破断のおそれなく安全に係留することができる。
【００２３】
ところで、上述した図１の構成では、マウンド３に平坦部９を設けてある。この平坦部９は、傾斜面６の上端部に連なるものであるから、傾斜面６に沿ってシンカー５が上昇摺動した場合、係留索鎖７のシンカー５側は平坦部９上に載置された状態となる。
このため、浮体１が水平変位を小さくする方向（矢印Ａの反対方向）に移動する場合、係留索鎖７が垂れ下がって自重によりシンカー５を引き上げる方向の力が作用するのを防止できるようになり、シンカー５が傾斜面６に沿って下降摺動するのを妨げられるようなことはない。また、傾斜面６と平坦部９とにより形成される角部は鈍角となるため、摺動する係留索鎖７は比較的引っかかりにくいものとなる。
【００２４】
＜実施例２＞
続いて、本発明による浮体係留装置の第２実施例を図３に示して説明する。
この浮体係留装置が第１実施例と異なる点は、図示した初期状態で傾斜面６と摺接しないシンカー５Ａを用いていることにある。このシンカー５Ａには、矩形断面を有する直方体などを採用することができ、底面５ｃを設置面１０上に載置した状態で自立させることができる。以後、このような初期状態のシンカー５Ａを「載置位置」と呼ぶ。
【００２５】
また、このシンカー５Ａは、浮体１の水平変位により引っ張られることで傾斜面６の方向へ傾倒し、最終的には傾斜面６によりその傾倒角度が制限される。以後、このように傾斜面６に接触して傾斜角度を制限された状態のシンカー５Ａを「傾倒位置」と呼ぶ。
そして、このシンカー５Ａは、浮体１の水平変位が減少してくると、傾倒位置から載置位置へ向けて、だるまのように自重で戻る必要がある。このため、傾倒位置における傾斜角度、すなわち傾斜面６の傾斜角度については、シンカー５Ａの重心位置を考慮して決める必要がある。
なお、他の構成については上述した第１実施例と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００２６】
図示の載置位置から潮流や風波で浮体１が移動すると、係留索鎖７が水底４から引き上げられ、浮体１の水平変位が増すにつれて図４の曲線部カのように係留力が上昇する。この後、点キでシンカー５Ａが傾き始めると、曲線部クのように係留力が緩やかに上昇する。そして、シンカー５Ａが傾斜面６に制限される傾倒位置まで完全に傾倒した状態にある点ケからは、２点鎖線で示す曲線部スのように、水平変位はあまり増加せずに係留力が上昇する。
換言すれば、シンカー５Ａは載置位置と傾斜位置との間で揺動可能に載置されており、同シンカー５Ａが載置位置から傾倒位置まで傾倒する間に、水平変位の変化に伴う係留力の上昇が緩やかになる曲線部スが設けられるため、水平変位の許容範囲を増加させることができる。
【００２７】
このように、上述した図４の係留特性は点キにおいてステップ状になっているので、係留力の変化（Ｆｂ−Ｆａ）に対し図１０に示す従来のものより大きな許容変位（Ｘｂ−Ｘａ）が得られるようになる。従って、風や流れにより浮体１に作用する静的な荷重をＦａ点に設定しておけば、波による動的な荷重が作用しても相当の許容変位（Ｘｂ−Ｘａ）に対して曲線部クのように係留力はほとんど上昇しないので、係留索鎖７の許容強度Ｆｂ内に収まり破断のおそれなく安全に係留することができる。
【００２８】
図３に示す第２実施例では、点ケからさらに浮体１の水平変位が増すと、図１に示した第１実施例と同様に、傾倒したシンカー５Ａが傾斜面６に沿って引き上げられて上昇摺動する。この結果、図２の直線部ウに相当する直線部コ（図４参照）が形成されるため、係留力の上昇を伴うことなく水平変位を増加させることができる。なお、シンカー５Ａがストッパ８に当接して上昇摺動を制限された状態にある点サからは、曲線部シのように水平変位はあまり増加せずに係留力が上昇する。
【００２９】
このように、上述した図４の係留特性は点キ及び点ケにおいて２段階のステップ状になっているので、係留力の変化（Ｆｂ−Ｆａ）に対し図１０に示す従来のものよりかなり大きな許容変位（Ｘｂ−Ｘａ）が得られるようになる。従って、風や流れにより浮体１に作用する静的な荷重をＦａ点に設定しておけば、波による動的な荷重が作用しても相当の許容変位（Ｘｂ−Ｘａ）に対して曲線部ク及び直線部コのように係留力はほとんど上昇しないので、係留索鎖７の許容強度Ｆｂ内に収まり、より波の大きい水域でも破断のおそれなく安全に係留することができる。
なお、マウンド３の平坦部９については、上述した第１実施例と同様の作用効果が得られる。
【００３０】
＜実施例３＞
続いて、本発明による浮体係留装置の実施例３を図５及び図６に示して説明する。この実施例３では、上述した実施例１及び２の係留索鎖７に中間シンカー２０を設けた点が異なっている。すなわち、図５は図１に示す実施例１に中間シンカー２０を追加した構成を示し、図６は図３に示す実施例２に中間シンカー２０を追加した構成を示している。この中間シンカー２０は、浮力を受けても自重で水底４に沈下する重量を有しており、マウンド３にできるだけ近い位置の係留索鎖７に取り付けられている。
このような構成とすれば、中間シンカー２０が水底４から引き上げられる間において、浮体１の水平変位が増加しても係留力の変化が緩やかになるので、その分だけ水平変位の許容範囲を増加させることができる。
【００３１】
ここで、上述した実施例３の係留特性を図７に示して説明する。なお、図７に示す係留特性は、図６に示した構成の浮体係留装置に関するものである。
潮流や風、波で浮体１が移動して水平変位が変化すると、係留索鎖７が水底４から引き上げられ、浮体１の水平変位が増すにつれて曲線部タのように係留力が上昇する。点チで中間シンカー２０が水底４から引き上げられると、以後曲線部ツのように点テまで緩やかに係留力が上昇する。
さらに浮体１の水平変位が変化すると、点テで載置位置のシンカー５Ａが傾倒を開始し、以後は曲線部トのように再度緩やかな係留力の上昇になる。次いで、点ナでシンカー５Ａが傾斜面６に傾倒を制限されて傾倒位置となり、この傾倒位置から傾斜面６に摺接してシンカー５Ａが引き上げられる。このようなシンカー５Ａの上昇摺動では、直線部ニのように係留力はほぼ一定のまま浮体１の水平変位が増加する。そして、点ヌでシンカー５Ａがストッパ８で係止されると、以後は曲線部ネのように変位はあまり増加せず係留力が上昇する。
【００３２】
このように、係留特性が点チ、点テ、点ナで３段階のステップ状になっているので、同じＦｂ−Ｆａに対し一層大きな変位Ｘｂ−Ｘａが得られ、一層波の大きい水域でも安全な係留装置を設計できるようになる。
なお、図５に示すように構成された浮体係留装置の場合、図７の係留特性からシンカー５Ａの傾倒に相当する曲線部トがなくなることとなる。
【００３３】
＜実施例４＞
最後に、本発明による浮体係留装置の実施例４を図８に示して説明する。
図８に示す浮体係留装置は、マウンド・シンカーユニット３０を陸上の施設で製作し、水中に沈めて所定位置に固定設置するものである。このマウンド・シンカーユニット３０は、マウンド３１及びシンカー３４を一体的に組み合わせて製作したものであり、必要に応じて付属の構成部品も一体的に組み付けてある。
鉄筋コンクリート製のマウンド３１にはシンカー３４を摺動させる傾斜面３２及び係留索鎖７の真下への垂れ下がりを防止する平坦部３３が設けられ、傾斜面３２の平坦部３３側端部付近（角部）にはストッパ３５が取り付けられている。そして、傾斜面３２の下端部には、シンカー３４の載置面３４ａを設置する設置面３６が一体的に設けられている。
なお、この場合の設置面３６は、矩形断面としたシンカー３４に合わせて傾斜面３２と直交するものとなっているが、たとえば図１に示した平行四辺形の断面を有しているシンカーには水平な設置面を設ければよい。
【００３４】
また、上述した角部には、ストッパ３５より浮体１側の近傍に、滑動部材としてローラ４２が取り付けられている。このローラ４２は、傾斜面３２に沿うシンカー３４の摺動時、係留索鎖７が角部をスムーズに摺動できるよう設けたものである。なお、ローラ４２に代わる滑動部材としては、摩擦力の小さい素材を用いて滑らかな曲面に成形した鞍などがある。
さらに、シンカー３４の摺動面３４ｂには、同じく滑動部材として適当な数のローラ４２が取り付けられている。このローラ４１を設けたことにより、面接触の場合に生じやすく異常張力の原因となる吸着作用を防止でき、また、ローラ４１の滑動によりシンカー３４のスムーズな摺動が可能になる。なお、このような滑動部材は、傾斜面３２側に設けても同様の作用効果が得られる。
さらにまた、シンカー３４の載置面３４ａには、適当な個数のスペーサ４３を突設してある。このスペーサ４３は、載置面３４ａと設置面３６との間に適当な間隙部を形成して面接触を防止し、吸着作用による異常な張力が発生しないようにする目的で設けたものである。従って、このスペーサ４３は、設置面３６側に設けることも可能であり、載置面３４ａ側に設けた場合と同様の作用効果が得られる。
【００３５】
上述したように、マウンド３１とシンカー３４を一つのユニットとし、陸上の施設においてコンクリート等で製作すれば、水中での作業を最小限にすることができるので、通常のアンカーブロックとそれほど変わりなく、浮体係留装置の製作や設置に要する費用及び時間の節減になる。なお、このようなユニット化は、図８に示した構成に限定されることはなく、たとえば上述した実施例１から３のいずれの場合においても適用可能である。
【００３６】
また、マウンド３１における傾斜面３２の上端角部にローラ４１などの滑動部材を設けたので、係留索鎖７がマウンド３１に引っかかって異常な張力が生じ生じることを防ぎ、この結果、所期の係留性能を発揮できて信頼性の高い浮体係留装置を提供できる。なお、このような滑動部材の設置は、上述した各実施例にも適用可能なことはいうまでもない。
そして、シンカー３４の摺動面３４ｂまたは傾斜面３２にローラ４２などの滑動部材を設けたり、あるいは、シンカー３４の載置面３４ａまたは設置面３６にスペーサ４３を設けることにより、シンカー３４とマウンド３１との吸着作用で異常な張力が生じることを防ぎ、所期の係留性能を発揮できて信頼性の高い浮体係留装置を提供できる。なお、このような滑動部材やスペーサの設置は、上述した各実施例にも適用可能なことはいうまでもない。
【００３７】
ところで、本発明は上述した各実施例に限定されることはなく、たとえば実施例１の浮体係留装置に実施例４で説明したローラ４１を単独で設けたり、あるいは、ローラ４１、ローラ４２及びスペーサ４３の全部または一部を設けたりというように、種々の変形例が可能である。
また、シンカー５，５Ａ，３４の断面形状についても、矩形や平行四辺形に限定されるものではなく、たとえば五角形や六角形のような多角形から条件を満たすものを採用してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
上述した本発明の浮体係留装置によれば、以下の効果を奏する。
（１）  請求項１に記載の浮体係留装置によれば、シンカーを摺動面に沿って引き上げることで、係留力がほぼ一定のまま浮体の水平変位を増加させることができるので、水深が浅く十分に長い係留索鎖を使用できない場合でも、係留索鎖の径を大きくしたり数を増やしたりすることなく、低コストで水平変位の許容範囲を増すことができる。また、平坦部を備えたマウンドとしたので、係留索鎖の垂れ下がりによりシンカーのスムーズな降下が妨げられるようなことはない。
（２）  請求項２に記載の浮体係留装置によれば、載置位置で自立しているシンカーを傾倒位置まで傾倒させることで、係留力の増加を緩やかにして水平変位を増加させることができるので、水深が浅く十分に長い係留索鎖を使用できない場合でも、係留索鎖の径を大きくしたり数を増やしたりすることなく、低コストで水平変位の許容範囲を増すことができる。また、平坦部を備えたマウンドとしたので、係留索鎖の垂れ下がりによりシンカーのスムーズな降下が妨げられるようなことはない。
（３）  請求項３に記載の浮体係留装置によれば、シンカーの傾倒及び摺動により、係留力を緩やかに増加させて、そして係留力をほぼ一定にして、水平変位をかなり増すことができるので、水深が浅く十分に長い係留索鎖を使用できない場合でも、係留索鎖の径を大きくしたり数を増やしたりすることなく、低コストで水平変位の許容範囲を大幅に増すことができる。また、平坦部を備えたマウンドとしたので、係留索鎖の垂れ下がりによりシンカーのスムーズな降下が妨げられるようなことはない。
（４）  係留索鎖に中間シンカーを設けたことにより、中間シンカーが浮上する間は係留力を緩やかに増加させて、水平変位を増すことができる。
（５）  マウンドの角部に滑動部材を設けたことで、係留索鎖が引っかかって異常張力の原因になったり、あるいは、摩耗による耐久性の低下を防止できるようになるので、信頼性や耐久性を向上させることができる。
（６）  シンカーの摺動面またはマウンドの傾斜面に滑動部材を設け、シンカーの載置面または設置面にスペーサを設けることで、吸着作用による異常張力を防止できるので、スムーズな摺動や信頼性の向上に効果を奏する。
（７）  マウンド及びシンカーをユニット化したことで、製作や設置に要する費用及び時間を低減できるようになり、コストの削減に大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る浮体係留装置の一実施形態（実施例１）を示す図である。
【図２】  図１に示す実施例１の係留特性を概念的に示した図である。
【図３】  本発明に係る浮体係留装置の一実施形態（実施例２）を示す図である。
【図４】  図３に示す実施例２の係留特性を概念的に示した図である。
【図５】  本発明に係る浮体係留装置の一実施形態（実施例３）を示す図で、実施例１に中間シンカーを設けたものである。
【図６】  本発明に係る浮体係留装置の一実施形態（実施例３）を示す図で、実施例２に中間シンカーを設けたものである。
【図７】  図６に示す実施例６の係留特性を概念的に示した図である。
【図８】  本発明に係る浮体係留装置の一実施形態（実施例４）を示す図である。
【図９】  浮体係留装置に係る第１の従来例を示す図である。
【図１０】  図９に示す浮体係留装置に係る第１の従来例の係留特性を概念的に示した図である。
【図１１】  浮体係留装置に係る第２の従来例を示す図である。
【符号の説明】
１                    浮体
３，３１              マウンド
５，５Ａ，３４        シンカー
５ａ，５ｃ            底面
５ｂ，５ｄ，３４ｂ    摺動面
６，３２              傾斜面
７                    係留索鎖
８，３５              ストッパ（ストッパ手段）
９，３３              平坦部
１０，３６              設置面
２０                    中間シンカー
３０                    マウンド・シンカーユニット
３４ａ                  載置面
４１                    ローラ（滑動部材）
４２                    ローラ（滑動部材）
４３                    スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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