JPH0342107Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は例えば第７図及び第８図に示す如きポ
ンツーン１の４隅にそれぞれ昇降自在に縦設され
た脚柱２を海上の所望施行位置で昇降装置３より
沈降着座せしめ、ポンツーン１を波浪、潮流、風
勢等に抗して固定した後、脚柱２に対してポンツ
ーン１を海上に上昇させた状態で水中杭打、水底
ボーリング、潜函沈設その他の海上作業を施行す
るようにした自己上昇式作業台の如き構造物の昇
降装置に関する。

〔従来の技術〕 脚柱と楔との摩擦力を利用した昇降装置に第９
図〜第１１図に示す如き昇降装置（特公昭55−
35529号公報）が知られている。この昇降装置は、
水上に浮揚し得るポンツーン５１の貫通孔５２を
貫通する脚柱５３に嵌挿し、且つ内面に円錐面５
４，５５を有する上下二段の外環５６，５７と、
該円錐面５４，５５に嵌まり合い、外面に円錐面
８１，８２を有しポンツーン５１を昇降させる時
に使用する多数の上・下楔５８，５９と該楔を作
動させるための数個の上下楔用シリンダ６０，６
１と、上下楔５８，５９を保持するための上下楔
保持枠６２，６３と、上下楔用シリンダ６０，６
１を支持し、該シリンダの受ける荷重を上下外環
５６，５７に伝えると同時に、脚柱５３と上下外
環５６，５７とのクリアランスを一定許容値以内
に保つための上下ガイド金物６４，６５と、上下
外環５６，５７の上面において内面に逆向きの円
錐面６６，６７を有する数個の上下逆外環６８，
６９と、該逆外環の円錐面６６，６７に嵌まり合
い、外面に円錐面を有し脚柱昇降時に使用する数
個の上下逆楔７０，７１と、該逆楔を保持するた
めの上下逆楔用保持枠７２，７３と、上下逆楔７
０，７１を動作させるための上下逆楔用シリンダ
７４，７５と、上下逆楔用保持枠７２，７３を所
定の方向へ動作させるためのガイド金物７６，７
７と、上下外環５６，５７を連結し、ポンツーン
昇降及び脚柱昇降のための主シリンダ７８と、荷
重をポンツーン５１に伝達するため上下外環５
６，５７を貫通しポンツーン５１に固定され上端
を外環５６上で抜止めされたタイロツド７９とか
ら構成されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、前記従来装置は下記の如き問題点が
ある。

ａ 楔５８，５９はそれぞれ上下方向に駆動して
上下二つの外環５６，５７の円錐面５４，５５
に嵌まり合う機構であるため、必然的に外環５
６，５７とは別に、これら楔５８，５９を保持
するための楔用保持枠６２，６３を必要とす
る。

ｂ 楔５８，５９は、保持枠６２，６３にばね８
０介して支持されているため、楔５８，５９が
脚柱５３に接触したときは、楔５８，５９の脚
柱５３に対する上下レベルに不揃いが生じる。

これを説明すると、まず、楔５８，５９を保
持している保持枠６２，６３と結合された楔用
シリンダ６０，６１を駆動することにより、保
持枠６２，６３を外環５６，５７の円錐面５
４，５５に引き込む。この時、まず最初に楔５
８，５９の外側円錐面８１，８２と外環５６，
５７の内面の円錐面５４，５５とが接触し、楔
５８，５９と脚柱５３との間には隙間があいて
いる。

さらに、楔用シリンダ６０，６１には保持枠
６２，６３を引き込むことにより、円錐面の楔
作用により楔５８，５９は脚柱５３の方に押さ
れて脚柱と接触することになる。

楔５８，５９と脚柱５３とが接触するまでの
間は、楔５８，５９を支持するばね８０は円錐
面に作用する摩擦力ｆの下向き分力f_vと釣り合
う位置まで圧縮されることになる。

いま、第１２図において、Ｆをばね圧縮力、
Ｋをばね常数、δをばね縮み量、θを楔角度と
すれば、 Ｆ＝Kδ f_v＝fcos θ Ｆ＝f_vより Kδ＝fcos θ ここでばね常数Ｋ、楔角度θが一定とする
と、 δ＝af ａ＝cosθ／ｋ（定数） となり、ばね縮み量δは円錐面の摩擦力ｆに比
例することになる。この摩擦力ｆは円錐面の摩
擦係数μの函数であるから、脚柱５３の周りに
設けられた楔５８，５９と外環５６，５７とが
接触する円錐面の摩擦係数に僅かでもばらつき
があると、それに応じてばね縮み量にもばらつ
きが生じ、楔５８，５９の脚柱５３に接触した
ときには、楔５８，５９の脚柱５３に対する上
下レベルに不揃いが生じることになる。

従つて、この状態で例えば外環５６内の楔５
８にポンツーン重量をあずけると、すべての楔
５８に一様に荷重がかからず、１部の楔５８に
集中荷重が作用することになる。

ｃ ポンツーン５１の昇降時には上向きの楔５
８，５９でもつて、また脚柱５３の昇降時には
下向きの逆楔７０，７１でもつて昇降する機構
であるので、ポンツーン５１のジヤツキング操
作の過程で、脚柱下降からポンツーン上昇に移
るときには、逆楔７０，７１から楔５８，５９
への切換えが必要となり、ポンツーン下降から
脚柱上昇に移るときには、楔５８，５９から逆
楔７０，７１への切換えが必要となる。しかし
て逆楔７０，７１から楔５８，５９への楔切換
え時、丁度脚柱５３の自重は海底面で支持さ
れ、ポンツーン５１は海面に浮いている状態で
あるので、主シリンダ７８には負荷がない状態
となる。それゆえ、圧力ゲージの読みで楔切換
えのタイミングの判断をすることは困難であ
り、試行錯誤的な操作を行わざるを得なくな
る。

ｄ 脚柱下降時には、必要に応じ脚下端が海底面
から数メートルまで下降したときに脚柱を自由
落下させることがあるが、脚柱昇降時は下向き
楔７０，７１でもつて昇降する機構であるた
め、脚柱自重がかかつている限り逆楔７０，７
１を抜くことができず、脚柱５３の自由落下が
できない。脚柱自由落下を可能にするには本装
置とは別に脚柱自由落下装置が必要である。

本考案は前記の点に鑑みてなされたもので、
前記するような従来技術の欠点を解消した昇降
装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するための本考案の構成を第１
図及び第３図を用いて説明する。

ポンツーン１に貫通する脚柱２に嵌挿し、脚柱
対向面に上向きの楔１１，１２を案内する傾斜案
内面５，６及び水平の楔支持面７，８を有する上
下二つの外環９，１０と、外環９，１０の傾斜案
内面５，６と脚柱２に係脱させる複数の上向きの
楔１１，１２と、前記外環９，１０に上下回転可
能に取付けられ前記楔支持面７，８上の楔１１，
１２を脚柱２に押付けて同じ外環の他の楔用シリ
ンダと協働して脚柱重量を支持する楔用シリンダ
１５，１６と、上下二つの外環９，１０を連結し
ポンツーン昇降及び脚柱昇降のための複数の主シ
リンダ１９と、中間を上下二つの外環９，１０に
貫挿し下部をポンツーン１に取付け上部にポンツ
ーン昇降自ポンツーン１の荷重を脚柱２に伝達す
るため係止部２３を設けた複数のテンシヨンロツ
ド２６から構成されている。

〔作用〕

Ａ 脚柱下降 第４図−ａにおいては、ポンツーン１は海面に
浮かんでいる。主シリンダ１９は伸張されてい
て、上側外環９の楔１１は楔用シリンダ１５によ
つて脚柱２に押付けられており、下側外環１０の
楔１２は楔用シリンダ１６によつて引き込まれて
いる。脚柱重量は上側外環９の多数の楔用シリン
ダ１５で支持されているため、この状態では脚柱
重量は上側楔１１→上側外環９→主シリンダ１９
→下側外環１０→ポンツーン１へと伝達される。

ここで、主シリンダ１９を短縮すると脚柱２は
下降し、わずかのストロークを残すところまで短
縮したところで主シリンダ１９を停止させる（第
４図ｂ）。この状態で下側外環１０の楔１２を楔
用シリンダ１６によつて脚柱２に押付け、しかる
後、楔用シリンダ１５を引き込み操作に切換える
と、楔１１への押付力がなくなると同時に脚柱荷
重は上側外環９から下側外環１０に移り替わり、
楔１１は引き込まれて第４図−ｃの状態となる。

この状態から、主シリンダ１９を僅かのストロ
ークを残すところまで伸張すると、第４図−ｄの
状態となる。ここで、上側外環９の楔１１を楔用
シリンダ１５によつて脚柱２に押付け、しかる
後、楔用シリンダ１６を引き込み操作に切換える
と、楔１２への押付力がなくなると同時に脚柱荷
重は下側外環１０から上側外環９に移り替わり、
楔１２は引き込まれ、第４図−ａの状態に戻る。

前記１サイクルで脚柱２をシリンダストローク
分下降させることになり、このサイクルを繰返す
ことにより所望高さまで脚柱２を下降させること
ができる。

脚柱上昇は前記脚柱下降サイクルと逆のサイク
ルによつて行うことができる。

Ｂ ポンツーン上昇 第５図−ａにおいては、脚柱２は海底面で支持
されている。主シリンダ１９は短縮していて、下
側外環１０の楔１２は楔用シリンダ１６によつて
脚柱２に押付けられていると同時に、楔１２の外
側傾斜案内面３０は外環１０の傾斜案内面６と嵌
まり合つており、上側外環９の楔１１は、楔用シ
リンダ１５によつて引き込まれている。この状態
でポンツーン重量はテンシヨンロツド２６→上側
外環９→主シリンダ１９→下側外環１０→下側楔
１２→脚柱２→海底面へと伝達される。

第５図−ａの状態から主シリンダ１９を伸長す
ると、ポンツーン１は上昇し、主シリンダ１９を
わずかのストロークを残すところまで伸長したと
ころで主シリンダ１９を停止させると、第５図−
ｂの状態となる。ここで、上側外環９の楔１１を
楔用シリンダ１５によつて脚柱２に押付け、つい
で下側楔１２に対し楔用シリンダ１６を引き込み
操作に切換える（第５図−ｃ）。しかし、下側楔
１２にはポンツーン荷重がかかつているため、下
側楔１２は引き込めない状態にある。ところが、
主シリンダ１９を短縮操作に切換えると、ポンツ
ーン１は下降し始め、上側楔１１は楔用シリンダ
１５によつて脚柱２に押付けられていてその位置
は変らないため、上側楔１１の外側傾斜面２９と
上側外環９の傾斜案内面５とが接触し始め、ポン
ツーン荷重は下側外環１０より上側外環９に移り
替わり、下側楔１２は荷重が抜けて引き込まれ、
第５図−ｄの状態となる。この状態から主シリン
ダ１９を短縮する操作に切換え、僅かのストロー
クを残すところまで短縮し（第５図−ｅ）、つい
で下側外環１０の楔１２を楔用シリンダ１６によ
つて脚柱２に押付けると、第５図−ｆの状態とな
る。ここで楔用シリンダ１５を引き込み操作に切
換える。しかし、上側楔１１にはポンツーン荷重
がかかつているため、上側楔１１は引き込めない
状態となつている。次に、主シリンダ１９を伸長
操作に切換えると、下側楔１２は楔用シリンダ１
６によつて脚柱２に押付けられていてその位置は
変らないから、下側楔１２の外側傾斜面３０と下
側外環１０の傾斜案内面６とが接触し始め、ポン
ツーン荷重は上側外環９より下側外環１０に移り
替わり、上側楔１１は荷重が抜けて引き込まれ、
第５図−ａの状態に戻る。

前記１サイクルでポンツーン１をシリンダスト
ローク分上昇させることになり、このサイクルを
繰返すことにより、所望高さまでポンツーン１を
上昇させることができる。

ポンツーン下降は、前記ポンツーン上昇サイク
ルと逆サイクルによつて行うことができる。

Ｃ 脚柱下降からポンツーン上昇への移行 第６図−ａでは、ポンツーン１は海面に浮か
び、下側楔１２は引き込み、楔支持面７で支持さ
れた上側楔１１は楔用シリンダ１５で脚柱２に押
付けられていて脚柱重量が上側外環９→主シリン
ダ１９→下側外環１０を経てポンツーン１にかか
つている状態の下で、主シリンダ１９を短縮し脚
柱が下降中であるとする。この状態から、引き続
き主シリンダ１９を短縮する操作をして脚柱２下
降中、主シリンダ１９のストローク途中で脚柱重
量が海底面で全て支持された状態になつたとする
と、上側楔１１の外側傾斜面２９と上側外環９の
傾斜案内面５とが接触し、下側外環１０がポンツ
ーン１上から引き上げられる。

この状態は、いまだポンツーン重量を支えてい
る状態ではなく、上側外環９には昇降装置の重量
のみがかかつている状態であるが、昇降サイクル
は、下側外環１０がポンツーン１から離れたとき
から第５図に示すポンツーン昇降サイクルと同じ
となる。それゆえ、下側外環１０がポンツーン１
上にあるか、ポンツーン１から浮き上つた状態に
あるかを検知することによつて、昇降サイクルの
切換えを行う。

即ち、下側外環１０がポンツーン１から浮き上
つたことを検知すると、第６図−ｃに示す如く、
下側楔１２を楔用シリンダ１６によつて脚柱２に
押付け、ついで楔用シリンダ１５を引き込み操作
に切換える。次に主シリンダ１９を伸長操作に切
換えると、下側楔１２は楔用シリンダ１６によつ
て脚柱２に押付けられていてその押付け位置は変
らないから、下側楔１２の外側傾斜面３０と下側
外環１０の傾斜案内面６とが接触し始め、ポンツ
ーン荷重は上側外環９より下側外環１０に移り替
わり、上側楔１１は荷重が抜かれて引き込められ
る（第６図−ｄ）。さらに主シリンダ１９の伸長
により上側外環９はテンシヨンロツド２６の頂部
で係止されてポンツーン１は上昇し（第６図−
ｅ）、以下、第５図のｂ→ｃ→ｄ→ｆ→ａ→ｂ…
…とポンツーン上昇サイクルによつてポンツーン
１は上昇する。

Ｄ ポンツーン下降から脚柱上昇への切換えも同
様に、下側外環１０がポンツーン１から浮き上つ
ている状態からポンツーン１上に移り変つたこと
を検知することによつて、昇降サイクルの切換え
を行うことができる。

以上のように脚柱と楔との摩擦力を利用した昇
降装置において、本考案では、脚柱昇降時同じ外
環９，１０の楔用シリンダ１５，１６によつて楔
１１，１２を脚柱２に押付け、この押付力のみに
よつて脚柱荷重を支持できるようにしているの
で、脚柱下降時、必要とあらば、脚柱２を支える
楔１１，１２を楔用シリンダ１５，１６で引き込
むことによつて自由落下させることができる。ま
た、ポンツーン昇降時、まず同じ外環９，１０に
設けた水平の楔支持面７，８で支持された複数の
楔１１，１２をそれぞれ楔用シリンダ１５，１６
で脚柱２に押付けた後、ポンツーン重量を楔１
１，１２にあずけるようにしたので、楔１１，１
２が脚柱２に接触したときには、各楔１１，１２
の脚柱２に対する上下レベルは楔支持面７，８と
同一レベルにそろうことになり、この状態で楔１
１，１２にポンツーン重量をあずけるため、各楔
１１，１２に一様に荷重がかかることになる。さ
らに、外環９，１０に嵌まり合う楔として上向き
の楔１１，１２のみ設け、脚柱昇降時には同じ外
環９，１０の楔用シリンダ１５，１６によつて楔
１１，１２を脚柱２に押付け、この押付力のみで
もつて脚柱荷重を支持できるようにし、ポンツー
ン昇降時には楔１１，１２を本来の楔として使用
してポンツーン１の自重により楔１１，１２に発
生する締付力によつてポンツーン昇降荷重を支持
できるようにしたので、ポンツーン１のジヤツキ
ング操作の過程で脚柱下降からポンツーン上昇へ
の移行時期は下側外環１０がポンツーン１から離
れたことを検知することによつて、またポンツー
ン下降から脚柱上昇への移行時期は下側外環１０
がポンツーン１に接触したことを検知することに
よつて容易に知ることができるから、直ちに昇降
サイクルの切換えを行うことができる。ことた
め、試行錯誤的操作を解消できる。

（実施例） 本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図及び第２図において、１はポンツーン、２は
ポンツーン１の貫通孔４に貫挿された断面円形の
脚柱、３は昇降装置である。

昇降装置３は、脚柱２に嵌挿し、脚柱対向面に
上向きの円錐面５，６と水平の楔支持面７，８を
有する上下二つの外環９，１０と、外環９，１０
の円錐面５，６には外側円錐面２９，３０で、ま
た脚柱２には内側部分円筒面で係脱させる楔１
１，１２と、後端部を係支持面７，８の外端部に
突設した支持部に設けるピン１３，１４により上
下回転可能に取付けられ楔支持面７，８上の楔１
１，１２を脚柱に押付けて同じ外環の他の楔用シ
リンダと協働して脚柱荷重を支持する楔用シリン
ダ１５，１６と、外環９，１０に突設されて脚柱
２と外環９，１０とのクリアランスを一定許容値
以内に保つためのガイド金物１７，１８と、上下
二つの外環９，１０を連結してポンツーン昇降及
び脚柱昇降のための数個の主シリンダ１９と、ポ
ンツーン昇降時ポンツーン荷重を脚柱２に伝達す
ると共に、外環９，１０の回り止めを兼ねるた
め、外環９，１０の外周部に適宜間隔をおいて突
設した案内突起２１，２２に貫挿し上端にナツト
２３を取付け下端をポンツーン１のアイプレート
２４に取付ピン２５を介して取付けたテンシヨン
ロツド２６と、上側外環９の上面のテンシヨンロ
ツド貫通箇所に取付けられたクツシヨン部材２７
と、ポンツーン１上の主シリンダ１９直下に取付
けられたクツシヨン部材２８を備えている。

本実施例は脚柱２が断面円形であるため、外環
９，１０の脚柱対向面を円錐面としたが、断面が
角形では脚柱対向面は勾配を付した平面となる。

尚、本考案は例示の如き実施例に拘束されるも
のではなく、その要旨の範囲内において各様に改
変し得るもので、例えば本実施例では楔用シリン
ダ１５，１６に楔１１，１２を直接取付けている
が、第３図に示す如く中間てこ棒３１を介して取
付けてもよい。

〔考案の効果〕

本考案は第９図〜第１１図に示す従来装置に比
べて下記の如き効果を奏する。

(1) 外環内に設けた楔支持面で支持した楔を楔用
シリンダによつて脚柱に押付けるようにしてい
るので、外環とは別の楔用保持枠は不要とな
る。

(2) ポンツーン昇降時、まず水平の楔支持面で支
持された複数の楔をそれぞれ楔用シリンダで脚
柱に押付け後、ポンツーン重量を楔にあずける
ようしたので、楔が脚柱に接触したときには、
各楔の脚柱に対する上下レベルは水平の楔支持
面と同一レベルにそろうことになり、この状態
で楔にポンツーン重量をあずけるため、各楔に
一様に荷重がかかり、１部の楔に集中荷重がか
かることがない。

(3) 外環に嵌まり合う楔として上向き楔のみ設
け、脚柱昇降時には同じ外環の楔用シリンダに
よつて楔を脚柱に押付け、この押付力のみでも
つて脚柱荷重を支持できるようにし、ポンツー
ン昇降時には楔を本来の楔として使用してポン
ツーンの自重により楔に発生する締付力によつ
てポンツーン昇降荷重を支持できるようにした
ので、ポンツーンのジヤツキング操作の過程で
脚柱下降からポンツーン上昇への移行時期は下
側外環がポンツーンから離れたことを検知する
ことによつて、また、ポンツーン下降から脚柱
上昇への移行時期は下側外環がポンツーンに接
触したことを検知することによつて容易に知る
ことができるから、直ちに昇降サイクルの切換
えを行うことができる。従つて、従来のような
試行錯誤的操作を解消できる。また、従来の逆
楔用の保持枠、シリンダ等が不要となるため構
造が簡単になる。

(4) 脚柱昇降時には楔用シリンダによつて楔を脚
柱に押付け、この押付力のみによつて脚柱荷重
を支持できるようにしているので、脚柱下降
時、必要とあらば、脚柱を支える楔を楔用シリ
ンダで引き込むことによつて自由落下させるこ
とができる。

(5) ポンツーン昇降時、前記従来装置はポンツー
ン自重により楔に発生する締付力のみによつて
ポンツーン荷重を支持することになるが、本考
案はこの締付力に加えて楔用シリンダの押付力
が締付力として付加されるため、締付力を一層
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の一部断面した正面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断面図、第
３図は楔と楔用シリンダを連結する機構の他の実
施例を示す側面図、第４図は脚柱下降操作説明
図、第５図はポンツーン上昇操作説明図、第６図
は脚柱下降からポンツーン上昇への移行操作説明
図、第７図は自己上昇式作業台の正面図、第８図
は同平面図、第９図は従来装置の平面図、第１０
図は第９図におけるＢ−Ｂ線断面図、第１１図は
第９図におけるＣ−Ｃ線断面図、第１２図は楔を
支持するばねの縮み量と円錐面の摩擦力との比例
関係を証明するための図である。 １……ポンツーン、２……脚柱、５，６……傾
斜案内面（円錐面）、７，８……楔支持面、９，
１０……外環、１１，１２……楔、１５，１６…
…楔用シリンダ、１９……主シリンダ、２３……
係止部（ナツト）、２６……テンシヨンロツド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンツーンに貫通する脚柱に嵌挿し、脚柱対向
   面に後述する上向きの楔を案内する傾斜案内面及
   び水平の楔支持面を有する上下二つの外環と、前
   記傾斜案内面と脚柱に係脱させる複数の上向きの
   楔と、前記外環に上下回転可能に取付けられ前記
   楔支持面上の楔を脚柱に押付けて同じ外環の他の
   楔用シリンダと協働して脚柱重量を支持する楔用
   シリンダと、上下二つの外環を連結しポンツーン
   昇降及び脚柱昇降のための複数の主シリンダと、
   上下二つの外環に貫挿し下部をポンツーンに取付
   け上部にポンツーン昇降時ポンツーンの荷重を脚
   柱に伝達するため係止部を設けた複数のテンシヨ
   ンロツドから構成されていることを特徴とする昇
   降装置。