JP6177659B2 - 水上作業台船の支持構造 - Google Patents

Description

本願発明は、水上で各種作業（例えば、風力発電設備の建設、浚渫工事等）を行う際に使用する水上作業台船に関し、さらに詳しくは該水上作業台船を水面から浮上させた状態で支持させ得るようにした水上作業台船の支持構造に関するものである。

洋上、沼湖、河川等の水上において、各種設備の建設や各種工事を行うのに水上作業台船が用いられるが、この種の水上作業台船として一般に図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すものがある。

図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す水上作業台船は、船体１の複数箇所（例えば前後左右の４箇所）にそれぞれ船体支持用のスパッド８，８を縦向き姿勢で上下動自在にガイトする各ガイド装置２，２を設け、該各ガイド装置２，２にそれぞれ挿通させた各スパッド８，８を各昇降装置３，３によって昇降させ得るとともに、船体１を水面から浮上させた状態でスパッド８に支持させるための支持装置４とを備えて構成されている。尚、昇降装置３と支持装置４は、それぞれスパッド８を順次掴み替えながら所定長さ（例えば１ｍ程度）ずつ昇降させ得るようにしたものが一般的である。

そして、この水上作業台船を水上に設置（固定）するには、船体１を設置場所まで移動（曳航）し、その設置場所において各昇降装置３，３により各スパッド８，８（例えば４本）を順次所定長さずつ降下させていき（図５（Ａ）は各スパッド８，８の下端部８ａが水底面Ｇに近接する状態）、図５（Ａ）の状態からさらに昇降装置３をスパッド下動側に作動させて、図５（Ｂ）に示すように各スパッド８，８の下端部８ａ，８ａをそれぞれ水底面Ｇの地中に所定深さ打ち込む。続いて、図５（Ｂ）の状態からさらに各昇降装置３，３をスパッド下動側に操作して（スパッド８は下動できないのでその反力により船体１が持ち上げられる）、図５（Ｃ）に示すように船体１を水面Ｗから所定高さ浮上させ、その浮上させた船体１を支持装置４で支持することで、この水上作業台船の設置作業が完了する。

ところで、本件出願人は、この種の水上作業台船を水面から所定小高さ浮上させた状態で支持するための支持構造として、図６〜図１３に示すものを既に開発しているが、本願発明の水上作業台船の支持構造は、図６〜図１３に示す本件出願人の既開発にかかる水上作業台船の支持構造をベースにしたものであり、まずこの既開発の水上作業台船の支持構造について説明する。尚、この本件出願人の既開発にかかる水上作業台船の支持構造は、公知のものではなく且つ本願発明の要旨とかなり重複する構成を有しているので、既開発のものではあるが、ここでその構成を詳しく説明しておく。尚、以下の説明では、図６〜図１３に示す本件出願人の既開発にかかる水上作業台船の支持構造を、単に既開発の支持構造ということがある。

図６に示す既開発の支持構造は、図５（Ａ）〜（Ｃ）における１つのガイド装置２部分を拡大図示したものである。そして、この既開発の支持構造は、船体１におけるスパッド８で支持すべき各位置（例えば前後左右の４隅付近）に、該スパッド８を縦向き姿勢で上下動自在にガイドするガイド装置２（図６〜図１１参照）を設けている。

このガイド装置２には、図６〜図１１に示すように、スパッド８を船体１（及びガイド装置２）に対して相対的に上下動させるための昇降装置３と、船体１を水面から浮上させた状態（図５（Ｃ）の状態）で該船体１をスパッド８に支持させるための支持装置４とを設けている。

スパッド８は、鋼材からなる円筒形であって、用途に応じて所定長さで所定外径（例えばスパッド本体部分の直径が２０００mm程度）のものが使用されている。

スパッド８の外周面には、周方向及び上下方向にそれぞれ所定間隔をもって四角形の外向き突起８１，８１・・が多数個取付けられている。この例のスパッド８における外向き突起８１，８１・・は、周方向に所定角度（例えば角度４５°）間隔をもった複数箇所（例えば８箇所）で且つ上下に所定長さ（例えば１回の昇降ピッチとなる９０〜１００cm）間隔をもった各位置にそれぞれ点在させた状態に配置している。尚、周方向に隣接する各外向き突起８１，８１間及び上下に隣接する各外向き突起８１，８１間には、それぞれ後述するキャッチリング３３（４３）の内向き突起３４（４４）を上下及び周方向に通過させるための隙間（縦溝と横溝）が形成されている。

上記ガイド装置２は、スパッド８を上下動自在にガイドするものであって、図６〜図７に示すように、船体１に設けたスパッド挿通穴１１と、該スパッド挿通穴１１の上部に立設された所定高さの枠体２０とで構成されている。

上記枠体２０は、スパッド挿通穴１１を囲繞するように配置された４本の支柱２１，２１・・と、各支柱２１，２１・・の上端部に四角枠状に設けた上段梁２２と、各支柱２１，２１・・の下部寄り位置に四角枠状に設けた下段梁２３とを有している。尚、この枠体２０は船体１に一体化されていて、各スパッド８で各枠体２０を支持することで船体１も同時に支持し得るようになっている。

スパッド８をガイドするガイド装置２としては、実質的には、枠体２０の上端部に設けた上ガイド穴２６と、船体１のスパッド挿通穴１１の下端部である下ガイド穴２７とで構成されていて、上下両ガイド穴２６，２７の各内周縁にスパッド外面が衝合することにより、スパッド８の傾動を規制するようになっている。尚、上ガイド穴２６と下ガイド穴２７間の上下長さＬ（図７参照）は、とくに限定するものではないが、６〜６.５ｍ程度に設定されている。

枠体２０の上端部に設けた上ガイド穴２６と船体１に設けたスパッド挿通穴１１（下ガイド穴２７となる）との各内径は、スパッド８の外周面（筒体部分の外周面）との間に所定クリアランスＳ（例えば１０mm程度の環状隙間）が形成される程度に設定されている。例えば、スパッド８の外径（筒体部分の外径）が２１００mmである場合には、下ガイド穴２７及び上ガイド穴２６の各内径を２１２０mm程度に設定することで、周方向のクリアランスＳを１０mmにすることができる。

ところで、スパッド８の外周には各外向き突起８１，８１・・が取付けられている関係で、上記上ガイド穴２６と下ガイド穴２７は、図８に示す上ガイド穴２６を例にすると、該上ガイド穴２６におけるスパッド８の各外向き突起８１，８１・・が対応する部分にはそれぞれ外側に拡径された大径部２６ｂ，２６ｂ・・を設けている。尚、下ガイド穴２７の場合は、図７に示すようにスパッド８の各外向き突起８１，８１・・が対応する部分に符号２７ｂで示す大径部を設けている。

そして、上記上ガイド穴２６と下ガイド穴２７は、後述するように（図１２参照）スパッド８がガイド装置２に対して傾斜して、スパッド８の筒体外周面８ａが上ガイド穴２６の内面（図１２の符号２６ａ）及び下ガイド穴２７の内面（図１２の符号２７ａ）にそれぞれ接触したときでも、該上下各ガイド穴２６，２７部分に対応するスパッド８側の各外向き突起８１，８１が上ガイド穴２６の大径部２６ｂ及び下ガイド穴２７の大径部２７ｂにそれぞれ入り込むことで、各外向き突起８１，８１が上下各ガイド穴２６，２７に衝突しないようになっている。

枠体２０には、該枠体２０の上半部にスパッド８を船体１に対して相対的に上下動させるための昇降装置３を設けている一方、該枠体２０の下半部に船体１をスパッド８に支持させるための支持装置４を設けている。

上記昇降装置３は、図６及び図７に示すように、上段梁２２の下面側にワーキングキャッチ３１を複数本（４本）の昇降シリンダ３２，３２・・で上下動自在に吊持して構成されている。

ワーキングキャッチ３１は、その中心位置にスパッド外径よりやや大きい内径を有したキャッチリング３３を回動自在に配置している。

キャッチリング３３の内周面には、所定角度間隔（角度４５°間隔）をもってスパッド８側の各外向き突起８１，８１・・を係脱自在に係止し得る複数個（８個）の内向き突起３４，３４・・設けている。又、このキャッチリング３３は、図９に示す回動シリンダ３５（１本のみ）で、キャッチリング３３側の各内向き突起３４，３４・・がスパッド８側の各外向き突起８１，８１・・に対して上下に重合する係合位置（図６、図７の保持状態）と、該キャッチリング３３側の各内向き突起３４，３４・・がスパッド８側の各外向き突起８１，８１・・に対して上下に重合しない非係合位置（図９の符号３４′の位置）との間で回動させ得るようになっている。

そして、この昇降装置３は、図６及び図７に示すように、ワーキングキャッチ３１側の各内向き突起３４がスパッド８側の各外向き突起８１に下方から衝合している状態（スパッド保持状態）で、各昇降シリンダ３２を伸長させるとスパッド８を船体１（枠体２０）に対して相対的に下動させ得る一方、伸長状態の各昇降シリンダ３２を縮小させるとスパッド８を船体１（枠体２０）に対して相対的に上動させ得るようになっている。

尚、このワーキングキャッチ３１をスパッド８に対して非保持状態にするには、回動シリンダ３５（図９）でキャッチリング３３を回動させて、該キャッチリング３３側の内向き突起３４がスパッド８側の外向き突起８１と上下に重合しない位置（図９の符号３４′の位置）に位置させることで達成できる。

他方、上記支持装置４は、図６、図７、図１０に示すように、下段梁２３の下面側にホールディングキャッチ４１を複数本（４本）の吊持材（吊りボルト）２４，２４・・で上下動不能状態で吊持して構成されている。

ホールディングキャッチ４１は、上記ワーキングキャッチ３１とほぼ同構造のものが使用されている。即ち、ホールディングキャッチ４１は、その中心位置にスパッド外径よりやや大きい内径を有したキャッチリング４３を回動自在に配置している一方、該キャッチリング４３の内周面に所定角度間隔（角度４５°間隔）をもってスパッド８側の各外向き突起８１，８１・・を係脱自在に係止し得る複数個（８個）の内向き突起４４，４４・・設けている。又、このキャッチリング４３は、図１０に示す回動シリンダ４５（４本ある）で、該キャッチリング４３側の各内向き突起４４，４４・・がスパッド８側の各外向き突起８１，８１・・に対して上下に重合しない非係合位置（図６、図７、図１０の状態）と、該キャッチリング４３側の各内向き突起４４，４４・・がスパッド８側の各外向き突起８１，８１・・に対して上下に重合する係合位置（図１０において内向き突起４４が外向き突起８１の下に隠れる位置）との間で回動させ得るようになっている。

そして、図６〜図１１に示す既開発の支持構造は、次のように機能する。

まず、図６及び図７に示すように、上側のワーキングキャッチ３１でスパッド８を保持している一方、下側のホールディングキャッチ４１はスパッド８を開放（非保持）している状態から、昇降装置３の各昇降シリンダ３２，３２・・を１ピッチ分だけ伸長させると、ワーキングキャッチ３１がスパッド８を保持したまま下動して（図６に鎖線図示する符号３１′の状態）、該スパッド８を１ピッチ（例えば１ｍ程度）だけ下方に押し下げるようになる。尚、スパッド８を１ピッチだけ下動させた状態でも、下側のホールディングキャッチ４１の内向き突起４４がスパッド８側の上下各外向き突起８１，８１間の横溝に対応している。そして、その後（各昇降シリンダ３２を１ピッチ分伸長した後）、下側のホールディングキャッチ４１の回動シリンダ４５によりキャッチリング４３を回動させて、ホールディングキャッチ４１側の内向き突起４４をスパッド８の外向き突起８１に対して上下に重合する位置（保持位置）に移動させる。続いて、上側のワーキングキャッチ３１のキャッチリング３３を非保持位置（内向き突起３４がスパッド側の外向き突起８１に重合しない位置）に回動させた状態で、各昇降シリンダ３２を縮小させると、ワーキングキャッチ３１のみが元の上位置まで戻る。尚、この状態では、図１１に示すように、下側のホールディングキャッチ４１の内向き突起４４がスパッド８の外向き突起８１に対して上下に重合していて、スパッド８は下側のホールディングキャッチ４１で位置保持される。その後、図１１の状態から、上側のワーキングキャッチ３１のキャッチリング３３を保持位置に回動させ（ワーキングキャッチ３１側の内向き突起３４がスパッド８側の外向き突起８１に対して上下に重合する）、下側のホールディングキャッチ４１のキャッチリング４３を非保持位置に回動させる（ホールディングキャッチ４１側の内向き突起４４がスパッド８側の外向き突起８１に対して上下に重合しない位置となる）と、スパッド８を上側のワーキングキャッチ３１で保持できる図６、図７の状態となる。

そして、上記の動作を繰り返すと、スパッド８が順次１ピッチずつ降下していき、図５（Ｂ）に示すようにスパッド下端８ａが水底Ｇに着底した後に、さらに昇降装置３の各昇降シリンダ３２によるスパッド８の押し下げを行うと、その反力で船体１が水面より浮上するようになる（図５（Ｃ）の状態となる）。そして、図５（Ｃ）に示す船体浮上状態では、図１１に示すように、支持装置４となる下側のホールディングキャッチ４１がスパッド８（着底している）に支持されている（ホールディングキャッチ４１側の内向き突起４４がスパッド８側の外向き突起８１の上に載っている）ことで、該ホールディングキャッチ４１及び枠体２０を介して船体１を浮上状態で４本のスパッド８にて支持させることができる。

ところで、ガイド装置２の上ガイド穴２６及び下ガイド穴２７の各内周面とスパッド８の外周面（各外向き突起８１の外面）との間には、それぞれスパッド８を上下動させるためのクリアランスＳが必要である。このクリアランスＳは、スパッド８を上下動させ得る条件で可及的に小さくすることが好ましく、図６〜図１１の例では該クリアランスＳとして片側が１０mm程度（左右合計で２０mm程度）の小隙間に設定されている。尚、上下各ガイド穴２６，２７におけるスパッド８の各外向き突起８１が対応する部分（大径部２６ｂ，２７ｂ）は、該クリアランスＳより大きい間隔となっている。

他方、ガイド装置２となる上ガイド穴２６と下ガイド穴２７との上下間隔Ｌは、スパッド８を長い範囲でガイドすることが安定性の点で有効であることから、図６〜図１１の例では該上下間隔Ｌを６〜６.５ｍ程度に設定している。

そして、図５（Ｃ）に示すように各スパッド８で船体１を浮上状態で支持している状態では、図１１に示すように、ホールディングキャッチ４１の各内向き突起４４，４４・・がスパッド８の周方向に位置する各外向き突起８１，８１上にそれぞれ載せられ、さらにホールディングキャッチ４１上にスペーサ５Ａ，５Ａ・・を介して枠体２０の下段梁２３（四角形状に４つある）が載置されていて、該枠体２０（４箇所にある）を介して船体１を４本のスパッド８で支承している。

又、ホールディングキャッチ４１の上面と下段梁２３の下面との間には、スパッド８の外側周方向の複数箇所（４箇所）で上下に圧接する上衝合材５１Ａと下衝合材５２Ｂとを一対とする複数個（４個）のスペーサ５Ａ，５Ａ・・を介在させている。

この各スペーサ５Ａの上衝合材５１Ａは、下段梁２３の下面に固定（溶接）されている一方、各スペーサ５Ａの下衝合材５２Ａは、ホールディングキャッチ４１の上面に固定（溶接）されている。又、上衝合材５１Ａの下面と下衝合材５２Ａの上面とは、水平面同士で接合させている。

上衝合材５１Ａと下衝合材５２Ａの各中心にはボルト挿通穴が形成されていて、上下両衝合材５１Ａ，５２Ａの各ボルト挿通穴に共通の吊持材（吊りボルト）２４を挿通させている。尚、上衝合材５１Ａと下衝合材５２Ａに形成したボルト挿通穴は吊りボルト２４の外径より大きいバカ穴となっており、上衝合材５１Ａと下衝合材５２Ａとが各ボルト挿通穴の穴径の範囲内で水平方向に位置ずれ可能となっている。

ところで、この種の水上作業台船は、船体１及び船体に搭載する基材等の総荷重が大きくなり、水面から浮上させた状態の船体１を複数本（４本）のスパッド８，８・・で支承する場合でも、１箇所当たりの支承部での負担荷重がかなり大きいものとなる。従って、各支承部は、それぞれの負担荷重に見合った支持強度に設計されている。

そして、図５（Ｃ）のように４本のスパッド８で船体１を水面Ｗから浮上させて支承した状態では、各支承部分（４本の各スパッド部分）において、通常は図１１に示すようにガイド装置２の中心軸線Ｍ（上ガイド穴２６の中心と下ガイド穴２７の中心を通る軸線で鉛直方向に向いている）に対してスパッド８の中心軸線Ｎが鉛直方向に向く姿勢でほぼ重合していて、ホールディングキャッチ４１の上面は下段梁２３の下面に対してはほぼ平行に維持されている。従って、船体１の各支承部分（４箇所）において、ホールディングキャッチ４１と下段梁２３との間に介設されている４つのスペーサ５Ａ，５Ａ・・にはほぼ均等な圧縮力が作用するので、１箇所の支承部分に加わる船体１側の荷重を４箇所の各スペーサ５Ａ，５Ａ・・部分でほぼ均等に分散して支持できる（１箇所当たりのスペーサ部分での負担荷重を軽減できる）。

ところで、図５（Ｃ）に示す船体浮上状態では、潮流や風等の影響で、スパッド８と船体１（枠体２０）とが水平方向に相対変位することがあり、そのとき図１２に示すようにガイド装置２の中心軸線Ｍに対してスパッド８の中心軸線Ｎが僅かではあるが傾動することがある。即ち、ガイド装置２（上ガイド穴２６と下ガイド穴２７）に対してスパッド８が最大傾斜し得る角度θは、図１２に示す例では、上ガイド穴２６の内周面の右端部２６ａにスパッド８の外周面８ａが衝合し且つ下ガイド穴２７の内周面の左端部２７ａにスパッド８の外周面８ａが衝合した状態のときであるが、このときのガイド装置２（上ガイド穴２６と下ガイド穴２７）に対するスパッド８の傾動中心Ｐは、上ガイド穴２６と下ガイド穴２７との上下長さＬの１／２の位置となる。

そして、図１２の例では、ガイド装置２の中心軸線Ｍに対してスパッド８の中心軸線Ｎが最大傾斜したときの角度θは０.３°〜０.４°程度になるが、このとき図１３に拡大図示するように、ホールディングキャッチ４１がガイド装置２（下段梁２３）に対して僅かではあるが左移動するとともに、ホールディングキャッチ４１の上面４１ａが下段梁２３の下面２３ａに対してごく僅かではあるが平行度が狂うことになる。即ち、図１２及び図１３において、ホールディングキャッチ４１の上面４１ａが下段梁２３の下面２３ａに対して僅かに右側に下降傾斜することになる。

ところで、図５（Ｃ）のように船体浮上状態において、図１２に示すようにガイド装置２の中心軸線Ｍに対してスパッド８の中心軸線Ｎが傾斜したときには、図１３に拡大図示するように、下段梁２３に対してホールディングキャッチ４１が水平状態から右側に下降傾動することにより、下段梁２３とホールディングキャッチ４１間に介設した４つのスペーサ５Ａ，５Ａ・・のうちの左位置にある１つのスペーサ５Ａ部分は上衝合材５１Ａと下衝合材５２Ａとが強く圧接する一方、他の３つ（右位置及び前後各位置）の各スペーサ５Ａ部分は上衝合材５１Ａと下衝合材５２Ａとが非接触状態（隙間Ｔが発生する）となって荷重支持力がなくなる。

そして、このように図１２、図１３の状態（ホールディングキャッチ４１が傾斜状態）では、４つのスペーサ５Ａ，５Ａ・・のうちの１つ（左位置のもの）しか船体１の荷重を支持しないので、当該支承部分（ホールディングキャッチ４１部分）での負担すべき荷重が１点（左位置のスペーサ５Ａ部分）に集中して、当該荷重を支持する部分（特に下段梁２３部分）に偏荷重が加わることにより、該荷重支持部分（特に下段梁２３部分）での支持強度が不足する事態に陥ることが考えられる。

そこで、本願発明は、スパッドにより船体を水面から浮上させて支承した状態で、上記図１２のようにガイド装置２の中心軸線Ｍに対してスパッド８の中心軸線Ｎが傾斜した場合（ホールディングキャッチ４１が下段梁２３に対して平行度が崩れた場合）でも、ホールディングキャッチ４１と下段梁２３間に介設した複数個のスペーサが常に有効に機能するようにした水上作業台船の支持構造を提供することを目的としてなされたものである。

本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。尚、本願発明は、水上作業台船を複数本のスパッドで水面から浮上させた状態で支持し得るようにした水上作業台船の支持構造を対象にしたものである。

そして、本願発明で使用される水上作業台船は、添付の図１〜図４（図５併用）に例示するように、船体１における平面方向の複数箇所（図５の場合は４箇所）にそれぞれ船体支持用のスパッド８を縦向き姿勢で上下動自在にガイドするガイド装置２を設け、さらに該ガイド装置２部分に上記スパッド８を周方向から囲繞する状態で配置させた支持装置４を設けて、該支持装置４により上記船体１を水面から浮上させた状態で支持させ得るように構成されている。

尚、本願の水上作業台船の支持構造においても、上記各スパッド８をそれぞれ各ガイド装置２部分において昇降装置３で船体１に対して相対的に下動させることで、各スパッド８の下端を水底に着底させた後に船体１を水面から浮上させ得るようにした構成が採用されている。

又、この水上作業台船では、上記ガイド装置２はスパッド８の所定長さ範囲と重合する上下長さＨを有し、該ガイド装置２の上端位置と下端位置とにスパッド８の外周面に対して所定クリアランスＳを有した状態で上ガイド穴２６と下ガイド穴２７とをそれぞれ設けて、スパッド８の外面が上記上ガイド穴２６と下ガイド穴２７の各内周縁に衝合する範囲内でスパッド８がガイド装置２に対して相対的に傾斜し得るようになっている。

尚、本願発明で適用される水上作業台船の基本的構成は、本件出願人の既開発分として説明した上記の図６〜図１１のものと同じものを採用できる。例えば、昇降装置３としては、図１〜図３に示すようにワーキングキャッチ３１を４本の昇降シリンダ３２で昇降させ得るようにしたものを使用できる一方、上記支持装置４としては、図１〜図４に示すようにホールディングキャッチ４１を使用できる。又、ガイド装置２における上記上ガイド穴２６及び下ガイド穴２７として、本件出願人の既開発分である図８と同様に、スパッド８の各外向き突起８１，８１・・が対応する部分にそれぞれ大径部（図８の符号２６ｂ）を設けたものを採用するとよい。

そして、本願発明の水上作業台船の支持構造は、次のように構成されている。

まず、上記支持装置４は、上記ガイド装置２におけるスパッド８を囲繞する位置に設けた支持材２３から周方向の複数箇所においてそれぞれ吊持材（吊りボルト）２４により吊持している。尚、この構成も、上記既開発（図６〜図１１）のものと同じものを採用でき、その場合、枠体２０の下段梁２３が本願の支持材２３に相当する一方、吊りボルト２４が本願の吊持材２４に相当する。

又、本願発明の水上作業台船の支持構造は、上記支持装置４の上面と上記支持材２３の下面との間に、船体１を支持装置４で水面から浮上させた支持状態において各スパッド８の外側周方向の複数箇所で上下に圧接する上衝合材５１と下衝合材５２とを一対とする複数個のスペーサ５を介在させているとともに、該各スペーサ５における上衝合材５１と下衝合材５２との各接触面が、ガイド装置２の中心軸線Ｍを通り且つガイド装置２の上記上下長さＨの１／２の高さ位置Ｐを中心とする球面の一部をなしていることを特徴としたものである。

ところで、本願発明の支持構造において、各スペーサ５における上衝合材５１と下衝合材５２との各接触面が、ガイド装置２の中心軸線Ｍを通り且つガイド装置２の上記上下長さＨの１／２の高さ位置Ｐを中心とする球面の一部をなすように設定したことの背景及び理由は、次の通りである。

即ち、本願発明の水上作業台船の支持構造においても、図２に示すように、スパッド８をガイド装置２に対して上下動させるために、スパッド８の外周面（外向き突起８１の外面）とガイド装置２の上ガイド穴２６及び下ガイド穴２７の各内周縁との間にそれぞれ所定クリアランスＳ（例えば１０mm程度の環状隙間）を設けているが、このようにスパッド８の外周面と上ガイド穴２６及び下ガイド穴２７の各内周縁との間にクリアランスＳがあると、船体１を水面から浮上状態で支持させたときに、潮流や風等の影響で、図３に示すようにガイド装置２の中心軸線Ｍに対してスパッド８の中心軸線Ｎがごく僅かではあるが傾斜する（最大傾斜角度θ＝０.３°〜０.４°）ことがある。つまり、図３の例では、上ガイド穴２６の内周面の右端部２６ａにスパッド８の外周面（外向き突起８１の外面）が衝合し且つ下ガイド穴２７の内周面の左端部２７ａにスパッド８の外周面（外向き突起８１の外面）が衝合する範囲で両者（各中心軸線Ｍ、Ｎ）が相対的に傾動するが、このときのガイド装置２（上ガイド穴２６と下ガイド穴２７）に対するスパッド８の傾動中心Ｐは、上ガイド穴２６と下ガイド穴２７間の上下長さＨの１／２の位置となる。尚、ガイド装置２に対するスパッド８の傾動方向は、スパッド８の周方向の全方向が対象となる。又、スパッド８が傾動しても、該スパッド８側の各外向き突起８１，８１・・は上ガイド穴２６及び下ガイド穴２７の各内周縁に衝合することはない。

そして、図３の例では、ガイド装置２の中心軸線Ｍに対してスパッド８の中心軸線Ｎが傾斜（角度θ）しているが、このとき図４に拡大図示するように該スパッド８の傾動に伴って支持装置４（ホールディングキャッチ４１）がガイド装置２の支持材（下段梁）２３に対して僅かではあるが左移動するとともに、支持装置４（ホールディングキャッチ４１）の上面が支持材（下段梁）２３の下面に対して僅かではあるが平行度が狂うことになる。即ち、図４に拡大図示するように、各スペーサ５，５部分において、下衝合材５２が上衝合材５１に対して僅かに左側に位置ずれする一方、下段梁２３の下面２３ａとホールディングキャッチ４１の上面４１ａとの間隔が、左側端では寸法Ｕ１であるのに対して右側端ではそれよりやや大きい寸法Ｕ２（Ｕ２＞Ｕ１）となる。このとき、既開発の支持構造では、図１２及び図１３に示すように支持装置による船体の荷重支持を１箇所のスペーサ部分だけで行うようになる（１箇所に過大な偏荷重が加わる）。

ところが、本願発明の支持構造では、各スペーサ５，５における上衝合材５１と下衝合材５２の接合面同士は、スパッド８の傾動中心Ｐを中心とする半径Ｒの球面の一部をなす状態で接合させているので、該スパッド８の傾動に伴って支持装置４（ホールディングキャッチ４１）が支持材（下段梁）２３に対して位置ずれしても、図４に拡大図示するように各位置（４箇所）にある各スペーサ５，５・・は、それぞれ下衝合材５２と上衝合材５１の各接合面５２ａ，５１ａが相互に接合したままとなる。

従って、スパッド８がガイド装置２に対して傾斜（最大傾斜角度θ）しても、スパッド８に保持された支持装置４（ホールディングキャッチ４１）上にガイド装置２の支持材（下段梁）２３をスパッド８の外側周方向の複数箇所（４箇所のスペーサ５部分）でそれぞれほぼ均等荷重ずつ支持できるようになっている。

本願発明の水上作業台船の支持構造は、船体１の荷重を各支持装置４を介して各スパッド８に支持させるようにしたものにおいて、支持装置４の上面とガイド装置２の支持材２３の下面との間に、各スパッド８の外側周方向の複数箇所で上下に圧接する上衝合材５１と下衝合材５２とを一対とする複数個のスペーサ５を介在させているとともに、各スペーサ５における上衝合材５１と下衝合材５２との各接触面が、ガイド装置２の中心軸線Ｍを通り且つガイド装置２の上記上下長さＨの１／２の高さ位置Ｐ（スパッド８の傾動中心Ｐとなる）を中心とする球面の一部をなしていることを特徴としたものである。

このように、各スペーサ５における上衝合材５１と下衝合材５２との各接触面が、スパッド傾動中心Ｐを中心とする球面の一部をなしていると、上記のようにガイド装置２の中心軸線Ｍに対してスパッド８の中心軸線Ｎが傾斜することで支持装置４がガイド装置２に対して水平方向に位置ずれしたり傾いても、各スペーサ５，５・・部分においてはそれぞれ上衝合材５１と下衝合材５２との各接触面がそれぞれ常時圧接状態に維持される。

従って、本願発明の水上作業台船の支持構造は、船体を浮上させた支持状態で、スパッド８の中心軸線Ｎが船体１側のガイド装置２の中心軸線Ｍに対して傾動した場合でも（支持装置４が位置ずれしたり傾く）、船体１側の荷重を支持装置４上における複数箇所のスペーサ５，５・・部分で分散して支持できるので、１箇所当たりのスペーサ５部分での負担荷重が重くならない（軽減できる）とともに、該負担荷重を支持装置４上におけるスパッド８の外側周方向から均等に支持できる（偏荷重がかからない）という効果がある。

本願実施例に係る水上作業台船の支持構造であって、船体側のガイド装置にスパッドを挿通させ且つスパッドを昇降装置で保持した状態の側面図である。 図１のII−II断面相当図で、船体浮上状態で該船体の荷重を支持装置を介してスパッドに支持させた状態の説明図である。 図２からの状態変化図で、スパッドがガイド装置に対して傾動した状態での説明図である。 図３における各スペーサ部分の拡大図である。 従来の水上作業台船の設置工程を示す説明図である。 本件出願人の既開発の水上作業台船の支持構造であって、船体側のガイド装置にスパッドを挿通させ且つスパッドを昇降装置で保持した状態の側面図である。 図６（既開発分）のVII−VII断面図である。 図６（既開発分）のVIII−VIII断面図である。 図６（既開発分）のIX−IX断面図である。 図６（既開発分）のＸ−Ｘ断面図である。 図７（既開発分）からの状態変化図で、船体浮上状態で該船体の荷重を支持装置を介してスパッドに支持させた状態の説明図である。 図１１（既開発分）からの状態変化図で、スパッドがガイド装置に対して傾動した状態での説明図である。 図１２（既開発分）における各スペーサ部分の拡大図である。

［実施例］
以下、図１〜図４に示す本願実施例の水上作業台船の支持構造を説明する。

本願実施例の水上作業台船の支持構造でも、先に説明した本件出願人の既開発（以下、これを単に既開発という）に係る上記図６〜図１１の支持構造の大部分をそのまま採用しており、本願実施例（図１〜図４）の水上作業台船の構成における既開発（図６〜図１１）の構成と共通部分は、重複説明を避けるために上記背景技術の項の説明を援用し、ここでは本願実施例の水上作業台船の構成として、本願の支持構造に関連する部分についてのみ説明する。

図１〜図４に示す本願実施例で使用される水上作業台船は、図５（Ｃ）に示すように、船体１を最終的に水面Ｗから浮上させた状態で使用されるものである。尚、図１は、図５の（Ａ）〜（Ｃ）における１つのガイド装置２部分を拡大図示したものである。

そして、本願実施例で使用される水上作業台船は、図１〜図４（図５併用）に例示するように、船体１における平面方向の複数箇所（図５の場合は４箇所）にそれぞれ船体支持用のスパッド８を縦向き姿勢で上下動自在にガイドするガイド装置２を設け、各スパッド８をそれぞれ各ガイド装置２部分において昇降装置３で船体１に対して相対的に下動させることで、各スパッド８の下端を水底Ｇに着底させた後に船体１を水面から浮上させ、さらにガイド装置２部分にスパッド８を周方向から囲繞する状態で配置させた支持装置４により船体１を水面から浮上させた状態で支持させ得るようにしているように構成されている。

尚、この種の水上作業台船に使用されるスパッド８の太さは、船体１の規模や使用環境等によって適宜に選択されるが、この例ではスパッド本体の外径として２０００mmのものを使用し、該スパッド本体の外面に取付けた外向き突起８１，８１（厚さが６０mm）を含めると、スパッド８全体の外径として２１２０mmのものを採用している。

この実施例の水上作業台船では、上記ガイド装置２としてスパッド８の所定長さ範囲と重合する上下長さＨを有したものを採用している。このガイド装置２は、船体１の上面におけるスパッド挿通穴１１を囲う位置に立設した枠体２０を有している。この枠体２０は、４本の支柱２１，２１・・と、該各支柱２１，２１・・の上端部に四角枠状に設けた上段梁２２と、各支柱２１，２１・・の下部寄り位置に四角枠状に設けた下段梁２３とを有している。尚、この枠体２０は船体１に一体化されていて、各スパッド８で各枠体２０を支持することで船体１も同時に支持し得るようになっている。

ガイド装置２には、その上部寄り位置に昇降装置３の一部となるワーキングキャッチ３１が設けられている一方、その下部寄り位置に支持装置４となるホールディングキャッチ４１が設けられている。

ホールディングキャッチ４１は、四角枠状に設けた下段梁２３から、スパッド８の外側周方向の４箇所においてそれぞれ吊りボルト２４，２４・・で吊持されている。尚、この実施例では、上記下段梁２３が特許請求の範囲における支持材となり、上記吊りボルト２４が特許請求の範囲における吊持材となるものである。

ホールディングキャッチ４１の上面４１ａと下段梁２３の下面２３ａとの間には、４本の吊りボルト２４，２４・・部分において上下に圧接する上衝合材５１と下衝合材５２とを一対とする４個のスペーサ５，５・・を介在させている。

この各スペーサ５の上衝合材５１は、下段梁２３の下面２３ａに固定（溶接）されている一方、各スペーサ５の下衝合材５２は、ホールディングキャッチ４１の上面４１ａに固定（溶接）されている。

上衝合材５１と下衝合材５２の各中心にはボルト挿通穴が形成されていて、上下両衝合材５１，５２の各ボルト挿通穴に共通の吊りボルト２４を挿通させている。尚、上衝合材５１と下衝合材５２に形成したボルト挿通穴は吊りボルト２４の外径より大きいバカ穴となっており、上衝合材５１と下衝合材５２とが各ボルト挿通穴の穴径の範囲内で水平方向に位置ずれ可能となっている。

上記ガイド装置２は、枠体２０の上端部に設けた上ガイド穴２６と、船体１のスパッド挿通穴１１の下端部である下ガイド穴２７とを有したものである。尚、このガイド装置２における上ガイド穴２６と下ガイド穴２７間の上下長さＨは、特に限定するものではないが、この実施例では６.５〜７ｍ程度に設定している。

尚、本願実施例で採用しているガイド装置２の上下長さＨ（上ガイド穴２６と下ガイド穴２７間の上下高さ）は、既開発の図６〜図１１におけるガイド装置２の上下長さＬ（上ガイド穴２６と下ガイド穴２７間の上下高さ）よりやや長くしているが、これは後述するようにスペーサ５の上衝合材５１と下衝合材５２の接合面をスパッド８の傾動中心Ｐを中心とする球面（半径Ｒ）の一部とするのに、該スペーサ５の厚さを確保するために設計したものである。

ガイド装置２における上ガイド穴２６と下ガイド穴２７の各穴径は、スパッド８の外周面（スパッド筒体の外周面）に対して所定クリアランスＳ（図２）を有した状態で該スパッド８を上下に挿通させ得るものであるが、該各クリアランスＳは可及的に小さいものが好ましい。そして、この例では該クリアランスＳとして片側１０mm（両側で２０mm）程度に設定している。

ところで、この実施例でも、上記上ガイド穴２６及び下ガイド穴２７には、図８（既出願分）と同様に、スパッド８の各外向き突起８１が対応する部分にそれぞれ外側に拡径された大径部２６ｂ，２７ｂ（図２、図３参照）を設けている。そして、これらの上下各ガイド穴２６，２７における各大径部２６ａ，２７ａは、図３に示すようにスパッド８が傾動してスパッド８の筒体外周面８ａがそれぞれ上ガイド穴２６の右端部２６ａ及び下ガイド穴２７の左端部２７ａに接触とたときでも、各外向き突起８１が上下各ガイド穴２６，２７に衝合しないようにするためのものである。

上記のように、上ガイド穴２６と下ガイド穴２７の各内周縁とスパッド８の外面との間にクリアランスＳを設けていると、船体１を水面から浮上状態で支持させたときに、潮流や風等の影響で、図３に示すようにガイド装置２の中心軸線Ｍに対してスパッド８の中心軸線Ｎがごく僅かではあるが傾斜する（最大傾斜角度θ＝０.３°〜０.４°）ことがある。つまり、図３の例では、上ガイド穴２６の内周面の右端部２６ａにスパッド８の外周面が衝合し且つ下ガイド穴２７の内周面の左端部２７ａにスパッド８の外周面（外向き突起８１の外面）が衝合する範囲で両者（各中心軸線Ｍ、Ｎ）が相対的に傾動可能であるが、この傾動時のガイド装置２（上ガイド穴２６と下ガイド穴２７）に対するスパッド８の傾動中心Ｐは、上ガイド穴２６と下ガイド穴２７間の上下長さＨの１／２の位置となる。尚、ガイド装置２に対するスパッド８の傾動方向は、スパッド８の周方向の全方向が対象となる。

そして、図３の例では、ガイド装置２の中心軸線Ｍに対してスパッド８の中心軸線Ｎが傾斜（角度θ）すると、図４に拡大図示するように該スパッド８の傾動に伴って支持装置４（ホールディングキャッチ４１）がガイド装置２（下段梁２３）に対して僅かではあるが左移動するとともに、ホールディングキャッチ４１の上面４１ａが下段梁２３の下面２３ａに対して僅かではあるが平行度が狂うことになる。即ち、図４において、下段梁２３の下面２３ａとホールディングキャッチ４１の上面４１ａとの間隔が、左側端では寸法Ｕ１であるのに対して右側端ではそれよりやや大きい寸法Ｕ２（Ｕ２＞Ｕ１）となる。このとき、既開発の支持構造では、図１２及び図１３に示すように支持装置による船体の荷重支持を１箇所のスペーサ部分だけで行うようになる（１箇所に過大な偏荷重が加わる）。

そこで、上記のようにスパッド８がガイド装置２に対して傾動することによる、支持装置４（ホールディングキャッチ４１）部分での偏荷重発生を防止するための手段として、本願実施例の水上作業台船の支持構造では、上記各スペーサ５，５・・における上衝合材５１と下衝合材５２との各接触面が、ガイド装置２の中心軸線Ｍを通り且つガイド装置２の上記上下長さＨの１／２の高さ位置Ｐを中心とする球面の一部をなすようにしている。

即ち、ガイド装置２に対してスパッド８が傾動する際の傾動中心Ｐは、図３に示すように、ガイド装置２の上ガイド穴２６と下ガイド穴２７間の上下長さＨの１／２の位置であり、スパッド８の傾動時に各スペーサ５，５・・の下衝合材５２の上面が変位する方向は、上記傾動中心Ｐから下衝合材５２の上面までの距離を半径Ｒとする球面方向である。

そして、各スペーサ５，５・・における上衝合材５１と下衝合材５２の接合面を、上記半径Ｒの球面の一部をなすように設定していると、図３に示すようにスパッド８の中心軸線Ｎがガイド装置２の中心軸線Ｍに対して最大傾動（傾斜角度θ）した場合でも、図４に拡大図示するように各下衝合材５２の上面５２ａが各上衝合材５１の下面５１ａに対して常に接触状態を維持するようになる。即ち、各スペーサ５，５・・は、それぞれ下衝合材５２と上衝合材５１の各接合面５２ａ，５１ａが相互に接合したままとなる。

従って、スパッド８がガイド装置２に対して傾斜（最大傾斜角度θ）しても、スパッド８に保持された支持装置４（ホールディングキャッチ４１）上にガイド装置２の下段梁２３をスパッド８の外側周方向の複数箇所（４箇所のスペーサ５部分）でそれぞれほぼ均等荷重ずつで支持できるので、１箇所当たりのスペーサ５部分での負担荷重が重くならない（軽減できる）とともに、支持装置４（ホールディングキャッチ４１）上に偏荷重がかからないという効果が得られる。

１は船体、２はガイド装置、３は昇降装置、４は支持装置、５はスペーサ、８はスパッド、１１はスパッド挿通穴、２０は枠体、２３は支持材（下段梁）、２４は吊持材（吊りボルト）、２６は上ガイド穴、２７は下ガイド穴、３１はワーキングキャッチ、３２は昇降シリンダ、３４は内向き突起、４１はホールディングキャッチ、４４は内向き突起、５１は上衝合材、５２は下衝合材、Ｈは上ガイド穴２６と下ガイド穴２７間の上下長さ、Ｍはガイド装置の中心軸線、Ｎはスパッドの中心軸線、Ｐはスパッドの傾動中心、Ｓはクリアランスである。

Claims (1)

1. 船体（１）における平面方向の複数箇所にそれぞれ船体支持用のスパッド（８）を縦向き姿勢で上下動自在にガイドするガイド装置（２）を設け、さらに該ガイド装置（２）部分に上記スパッド（８）を周方向から囲繞する状態で配置させた支持装置（４）を設けて、該支持装置（４）により上記船体（１）を水面から浮上させた状態で支持させ得るようにしている一方、上記ガイド装置（２）は上記スパッド（８）の所定長さ範囲と重合する上下長さ（Ｈ）を有し、上記ガイド装置（２）の上端位置と下端位置とに上記スパッド（８）の外周面に対して所定クリアランス（Ｓ）を有した状態で上ガイド穴（２６）と下ガイド穴（２７）とをそれぞれ設けて、上記スパッド（８）の外面が上記上ガイド穴（２６）と下ガイド穴（２７）の各内周縁に衝合する範囲内で上記スパッド（８）が上記ガイド装置（２）に対して相対的に傾斜し得るようにした水上作業台船において、
   上記支持装置（４）は、上記ガイド装置（２）における上記スパッド（８）を囲繞する位置に設けた支持材（２３）から周方向の複数箇所においてそれぞれ吊持材（２４）により吊持し、
   上記支持装置（４）の上面と上記支持材（２３）の下面との間に、上記船体（１）を上記支持装置（４）で水面から浮上させた支持状態において上記各スパッド（８）の外側周方向の複数箇所で上下に圧接する上衝合材（５１）と下衝合材（５２）とを一対とする複数個のスペーサ（５）を介在させているとともに、
   上記各スペーサ（５）における上記上衝合材（５１）と上記下衝合材（５２）との各接触面が、上記ガイド装置（２）の中心軸線（Ｍ）を通り且つ該ガイド装置（２）の上記上下長さ（Ｈ）の１／２の高さ位置（Ｐ）を中心とする球面の一部をなしている、
   ことを特徴とする水上作業台船の支持構造。

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