(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底に倒伏した状態から起立する回転式防波堤であって、
防波板と、
防波板の下端と水底面とをそれぞれ回動自在に連結する、第１のリンクと、
防波板の途上と水底面とをそれぞれ回動自在に連結し、前記第１のリンクよりも長尺な、第２のリンクと、
前記防波板に設け、浮力の導入及び解放によって前記防波板の重心位置を制御可能な、浮沈制御体と、
からなり、
前記浮沈制御体での浮力導入による防波板の浮上状態から、前記浮沈制御体での浮力開放による防波板の重心位置の変更によって、防波板の起立状態或いは倒伏状態への遷移を選択可能としたことを特徴とする、
回転式防波堤。
【請求項２】
前記浮沈制御体が、空気又は水を貯留可能な複数の空気室からなり、各空気室への空気又は水の貯留を制御することによって、前記防波板の重心位置を変更することを特徴とする、請求項１に記載の回転式防波堤。
【請求項３】
（ａ）防波板の倒伏時には、
（ａ１）浮沈制御体に浮力を導入して、防波板を所定の位置まで浮上し、
（ａ２）浮沈制御体が有する浮力の一部を解放して、防波板の重心位置を該防波板の上端側へと遷移し、
（ａ３）防波板が前面側へと回転して水底に起立した状態を呈し、
（ａ４）浮沈制御体の浮力をすべて開放した状態で、防波板が起立した状態を保持する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の回転式防波堤。
【請求項４】
（ｂ）防波板の起立時には、
（ｂ１）浮沈制御体に浮力を導入して、防波板を所定の位置まで浮上し、
（ｂ２）浮沈制御体が有する浮力の一部を解放して、防波板の重心位置を該防波板の下端側へと遷移し、
（ｂ３）防波板が背面側へと回転して水底に倒伏した状態を呈し、
（ｂ４）浮沈制御体の浮力をすべて開放した状態で、防波板が倒伏した状態を保持する、
ことを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転式防波堤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式防波堤に関し、より詳細には、通常時には水底に倒伏した状態を呈し、津波や高潮の発生時に起立して防波機能を発揮することが可能な回転式防波堤に関する。
【背景技術】
【０００２】
津波や高潮等（以下、単に「津波等」という。）の侵入を防止する為に設けた防波堤は、コンクリートや鋼による構造物が一般的である。
コンクリートや鋼による構造物でもって防波堤を構築した場合、その設置に莫大なコストがかかるだけでなく、防波堤が海上に定常的に設置されることとなるため、船舶の運行の妨げになったり、景観を阻害したり、或いは海流を変えてしまうことにより周辺環境に影響を与えることもある。
【０００３】
上記従来の問題を解決すべく、津波等の発生時にのみ防波機能を発揮させることのできる防波堤として、以下のような発明が提案されている。
【０００４】
例えば、図５に示す従来の可動式防波堤は、フラップ式の防波堤であり、一端を回転可能な支持により海底に固定された防波板とこれを平穏時に海底に伏置きするための固定装置からなり、必要な時に浮力によりこれを海面上に起立させるものである（以下、「従来発明１」という）。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の発明は、可動式の防波堤であって、海底地盤内に鉛直に挿通され上面を開口させて配列された複数の下部鋼管と、これに摺動可能に挿通され、かつ下面が開口し上部が閉塞された上部鋼管とからなり、通常時には前記上部鋼管は海底面下に挿入された状態であり、必要な時に空気により上部鋼管に浮力を生じさせて海面上に突出させる構成が開示されている（以下、「従来発明２」という）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３７４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記した従来技術では、以下に示す問題のうち、少なくとも一つの問題を有する。
（１）従来発明１、２共に、大規模な構造物を設置するため、設置費用や保守費用が多大となってしまう。特に従来発明２では、防水板が水面上へ突出するだけの大きな浮力を確保しなければならないため、設備がさらに大がかりとなる。
（２）従来発明２では、全ての管を格納するために、海底地盤への大規模な鋼管設置工事を伴うため、その施工に多大な労力と費用を要する。また、下部鋼管の交換が実質不可能であるため、保守性にも改善の余地が残されている。
（３）従来発明２では、下部鋼管を水底面下に鉛直に打設する必要があるため、高精度な施工が求められるため、施工コストの圧縮が見込みづらい。
（４）従来発明１、２共に、浮力を導入し続けることにより起立した状態を保持するため、水面の変動により揺動してしまう。また、津波の来襲等により吸気装置等が損傷した場合には浮力を維持することができないため、信頼性が低い。また、水面の低下時には完全な浮上状態を保持できないため、津波等の来襲時の信頼性が低い。
【０００８】
すなわち、本願発明の目的は、津波等の発生時にのみ防波機能を発揮することができ、施工やメンテナンスが簡便で低コストな防波堤を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、水底に倒伏した状態から起立する回転式防波堤であって、防波板と、防波板の下端と水底面とをそれぞれ回動自在に連結する、第１のリンクと、防波板の途上と水底面とをそれぞれ回動自在に連結し、前記第１のリンクよりも長尺な、第２のリンクと、前記防波板に設け、浮力の導入及び解放によって前記防波板の重心位置を制御可能な、浮沈制御体と、からなり、前記浮沈制御体での浮力導入による防波板の浮上状態から、前記浮沈制御体での浮力開放による防波板の重心位置の変更によって、防波板の起立状態或いは倒伏状態への遷移を選択可能としたことを特徴とする、回転式防波堤を提供するものではある。
また、本願の第２発明は、前記発明において、前記浮沈制御体が、空気又は水を貯留可能な複数の空気室からなり、各空気室への空気又は水の貯留を制御することによって、前記防波板の重心位置を変更することを特徴とするものである。
また、本願の第３発明は、前記発明において、（ａ）防波板の倒伏時には、（ａ１）浮沈制御体に浮力を導入して、防波板を所定の位置まで浮上し、（ａ２）浮沈制御体が有する浮力の一部を解放して、防波板の重心位置を該防波板の上端側へと遷移し、（ａ３）防波板が前面側へと回転して水底に起立した状態を呈し、
（ａ４）浮沈制御体の浮力をすべて開放した状態で、防波板が起立した状態を保持する、ことを特徴とするものである。
また、本願の第４発明は、前記発明において、（ｂ）防波板の起立時には、（ｂ１）浮沈制御体に浮力を導入して、防波板を所定の位置まで浮上し、（ｂ２）浮沈制御体が有する浮力の一部を解放して、防波板の重心位置を該防波板の下端側へと遷移し、（ｂ３）防波板が背面側へと回転して水底に倒伏した状態を呈し、
（ｂ４）浮沈制御体の浮力をすべて開放した状態で、防波板が倒伏した状態を保持する、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、下記に示す効果のうち、少なくとも何れか一つを得ることができる。
（１）通常時には、防波堤を構成する各部材が水底若しくは水底面上に収納されているため、船舶の運航の妨げとなったり、海流に影響を及ぼすといった問題が発生しない。
（２）従来の浮上式防波堤では、津波や高潮の来襲時に浮力を導入することにより姿勢を保持するため継続して浮力を確保する必要があるのに対し、本発明では防波板が自重により自立するため、浮力の解放が可能となり防波機能の信頼性が高い。
（３）従来の浮上式防波堤と比較して構造が簡易であるため、安価で短期間に設置することが可能となる。
（４）装置が全て水底面上に設置されるため、保守性にも優れる。
（５）浮力の導入・解放の作業でもって防波堤を展開・収納できるため、稼働訓練が容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の回転式防波堤の構造を示す概略図。
【図２】本発明の回転式防波堤の作用例を示す概略図。
【図３】本発明の回転式防波堤の倒伏時から浮上時までの状態を示す概略側面図。
【図４】本発明の回転式防波堤が浮上時から起立時までの状態を示す概略側面図。
【図５】従来発明１の可動式防波堤を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
各図面を参照しながら、本発明の回転式防波堤について説明する。
【実施例】
【００１３】
＜１＞全体構成
本発明の回転式防波堤の構成を図１に示す。
本発明の回転式防波堤Ａは、防波板１と、防波板１の下端と水底面とをそれぞれ回動自在に連結する第１のリンク２１と、防波板１の途上と水底面とをそれぞれ回動自在に連結し、前記第１のリンクよりも長尺な、第２のリンク２２と、前記防波板１に設け、浮力の導入及び解放によって前記防波板１の重心位置を制御可能な、浮沈制御体３を少なくとも含んで構成し、通常時には、防波板１が水底に倒伏した状態を保持し、津波等の発生時に防波板１が起立して水上に露出するものである。
以下、各部材及びその他の構成の詳細について説明する。
【００１４】
＜２＞事前構成
防波堤の構築に当たり、まず始めに津波等の来襲方向に亘って水底に基礎ａを設けておくことが望ましい。基礎ａ上には津波等の来襲方向に亘って間隔を設けて、二つの連結部（背面側連結部ｂ１，前面側連結部ｂ２）を配しておく。
また、倒伏する防波板１を支持する為の台座ｃを基礎ａ上に設けておいても良い。
【００１５】
＜３＞防波板
防波板１は、水中に起立した状態で津波等に抵抗するための部材である。
防波板１は、津波等の発生時に予想される水位や、所望される強度、重量、体積などの諸条件から、材料やサイズを適宜設計すればよい。
なお、防波板１は、通常時には倒伏した状態で水底に載置しておくため、高さ方向に対して長尺となっても、船舶などの運航に障害となることはない。
【００１６】
＜４＞リンク機構
リンク機構は、前記防波板の１移動・回転を制御するための部材である。
リンク機構は、長短の異なる第１のリンク２及び第２のリンク３からなる。
第１のリンク２は、短尺状のリンク部材であって、一端を背面側連結部ｂ１に回動自在に連結し、他端を防波板１の下端に回動自在に連結しておく。
第２のリンク３は、長尺状のリンク部材であって、一端を前面側連結部ｂ２に回動自在に連結し、他端を防波板１の高さ方向の途上に回動自在に連結しておく。
本構成によれば、二つのリンクと水底面と防波板とであたかも４リンクの機構を呈することとなる。
【００１７】
＜５＞浮沈制御体
浮沈制御体４は、前記防波板１に設ける部材であって、浮力の導入及び解放によって前記防波板１を浮上、沈降させるとともに、内部に水を取り込むことにより該防波板１の重心位置を任意に遷移させる為の部材である。
【００１８】
図１に示すように、浮沈制御体４は、防波板１の下部背面側に設けてある。これは、防波板１を倒伏する際に防波板１の前面側が載置面になるため、水底に浮沈制御体４が干渉することを防止するためである。
【００１９】
浮沈制御体４は、浮力の導入及び解放が自在で且つ防波板１の重心位置を制御できる構成であれば良く、種々の構成を採用することができる。
その一例として、浮沈制御体４は、防波板１の高さ方向に対して分割した複数の空気室でもって構成することができる。
例えば、図１では、浮沈制御体４を、防波板１の下部に配した第１の空気室４１と、第１の空気室４１よりも上部に配した第２の空気室４２とで構成している。
各空気室４１，４２は、独立して吸排気又は給排水自在に構成する。
図１では、各空気室へと個別に繋いだ第１及び第２の吸排気管５，６を設け、陸上等に設置された操作室から空気を供給できる構造となっている。
各吸排気管５，６は第２のリンク３に沿わせて配置し、各空気室４１，４２には開閉自在な通水孔４１１，４２１を設けておくことで、吸排気管５，６から給気を行って空気室の内部に気体を導入・貯留して浮力を得たり、吸排気管５，６から排気を行って各空気室の内部に水を導入・貯留して防波板に対する重量体として機能することができる。
【００２０】
上記構成とすることで、空気室４１，４２の一部又は全部に気体を導入して浮力を得ることができるとともに、空気室４１，４２の一部又は全部に水を導入して重量体とすることで、防波板１の重量バランスを調整し、防波板１の重心位置を任意に制御することができる。
【００２１】
＜６＞作用
防波板１が浮上している状態から、起立状態若しくは倒伏状態へ遷移させる作用について、図２を参照しながら説明する。なお、説明の簡略のため、以下の説明では２つのリンク３，４の重量を無視している。
【００２２】
＜６．１＞浮上時（図２（ａ）（ｂ））
防波板１が安定した状態では、２つのリンク３，４には張力が働き、鉛直方向の力の吊り合いから防波板に働く重力（浮沈制御体に供給された水の重量を含む）ＦGは浮力Ｆ0よりも小さい状態となる。また、２つのリンクに働く力の作用線の交点をＯとする。
【００２３】
＜６．２＞倒伏状態への遷移モデル（図２（ａ））
重力ＦGの作用線が浮力Ｆ0の作用線よりも左にあるとした場合、点Ｏ周りのモーメントの吊り合いから、これらの力が点Ｏよりも左にある状態で防波板１は安定する。このとき、ＦGを大きくするように浮沈制御体４内に水を注入すると、点Ｏは右に移動する必要があるため、防波板１は左に回転して倒伏された状態に近づき、ＦGとＦ0の大きさが一致すると完全に倒伏される。
【００２４】
＜６．３＞起立状態への遷移モデル（図２（ｂ））
反対に、ＦGの作用線がＦ0の作用線よりも右にあるとすると、点Ｏ周りのモーメントの吊り合いから、ＦGとＦ0作用線がともに点Ｏよりも右にある状態で防波板１は安定する。このとき、ＦGを大きくするように浮沈制御体４内に水を注入すると、点Ｏは左に移動する必要があるため、防波板１は右に回転して起立された状態に近づき、ＦGとＦ0の大きさが一致すると完全に起立される。
【００２５】
＜６．４＞まとめ
以上のことから、重力ＦGの作用点である重心を、浮力Ｆ0の中心である浮心の左右に任意に移動させることができれば、防波板の起立・倒伏機構が成立するといえる。
【００２６】
＜６．５＞浮沈制御体の具体例
前述の通り、防波板１の重心の移動可能範囲は、浮沈制御体４の重量を調整することにより任意に設定することができる。
図２（ｃ）は浮沈制御体を第１の空気室４１及び第２の空気室４２で構成した場合の力学モデルを示した図である。
例えば、防波板１が十分薄いとして浮力を無視（ただし、重量はあるものとする）した場合、浮心は２つの浮力対の中央に位置する。本機構が成立する最も簡単な例は、空気室に水がない場合の防波板１の重心を、防波板１にカウンターウェイト１１を設置して浮心と同じ作用線上に位置するようにした場合である。この場合、第１の空気室４１のみに水を入れた場合には、重心は浮心よりも右に移動し、第２の空気室４２のみに水を入れた場合には、重心は浮心よりも左に移動する。
以上のように、第１の空気室４１および第２の空気室４２の給排気により移動可能な重心範囲内に浮心が含まれるよう、カウンターウェイト等を利用して重心位置を調整することにより本機構が成立することが分かる。
【００２７】
必要な浮力体の例としては、一方の空気室に水を入れた状態で、ＦGとＦ0が一致する浮力体（すなわち、一方の空気室で防波板の重量と同等の浮力を発生可能なもの）を設置すれば、少なくとも防波板１を起立および倒伏した状態で着底させることが可能である。なお、ここでは、モデルを単純化しているため、実際はこれよりも小さな浮力体で成立するものと考えられる。
【００２８】
＜７＞使用方法
（ａ）倒伏状態〜浮上状態
図３を参照しながら、本発明の回転式防波堤の動作態様について説明する。
図３（ａ）は、通常時（平穏時）の状態を示すものであり、防波板１が完全に倒伏している。このとき、浮沈制御体４を構成する各空気室４１，４２は吸気されず、浮力が発生している状態ではない。
津波等の発生が予想される時点で、各給排気管５，６より各空気室に給気を開始すると各空気室４１，４２に気体が貯留し、徐々に浮力が発生していく。
増加する浮力に応じて、防波板１は、第１のリンク２及び第２のリンク３によって姿勢を制限されながら徐々に浮上していく（図３（ｂ））。
そして、所定の位置で防波板１は浮上を停止する（図３（ｃ））。
【００２９】
（ｂ）浮上状態〜起立状態
図３（ｃ）の状態で気体の供給を停止し、第１の給排気管５より、第１の空気室４１内の排気を行うと、該空気室４１内に注水されて防波板１下部側の浮力が減少するため，防波板１は時計回り（防波板前面側）に回転しながら沈降していく（図４（ａ）（ｂ））。
そして、第２の給排気管６でも排気を行って第２の空気室内４２にも注水させると、防波板１は自重により安定した状態で起立する（図４（ｃ））。
この際、前記浮沈制御体４の各空気室４１、４２を完全に排気して浮力を解放した状態となっても、防波板１は自重により安定して起立した状態となる。
【００３０】
（ｃ）起立状態〜倒伏状態
起立した状態（図４（ｃ））の防波板を再び倒伏する場合には，各給排気管５，６より各空気室４１，４２に空気を供給し，浮力により前記図３（ｃ）の状態まで、防波板１を回転浮上させる。
この状態において、第２の給排気管６より排気を行うと，第２の空気室４２内に水が流入し、防波板１上部側の浮力が減少するため，防波板１は反時計回り（防波板背面側）に回転しながら沈降し、図３（ａ）の倒伏状態へと戻すことができる。
【符号の説明】
【００３１】
１    防波板
２    第１のリンク
３    第２のリンク
４    浮沈制御体
４１  第１の空気室
４２  第２の空気室
５    第１の吸排気管
６    第２の吸排気管
ａ    基礎
ｂ１  背面側連結部
ｂ２  前面側連結部
ｃ    台座
【図１】
0005525474.tif 000002
【図２】
0005525474.tif 000003
【図３】
0005525474.tif 000004
【図４】
0005525474.tif 000005
【図５】
0005525474.tif 000006