(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上に浮かぶ浮体本体の少なくとも波上側の側部下端に、該浮体本体の底面より下方に延びる鉛直板を、前記浮体本体と通水可能な間隔を存して固設したことを特徴とする浮体の動揺低減装置。
【請求項２】
前記鉛直板を上下動可能に設けたことを特徴とする請求項１記載の浮体の動揺低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水上に浮かぶ浮桟橋、浮倉庫、作業船、浮駐車場等の浮体構造物（以下、浮桟橋等という）浮体が入射波によって動揺するのを低減する浮体の動揺低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は浮桟橋等の浮体の動揺低減装置として提案されたものの一例である。図１４に示すように、浮体ｅの波上側及び波下側に水面下張出部材ｇを固設し、この水面下張出部材ｇに波方向に対して直角方向に離間して複数個の減揺浮体ｈを配置した。これら減揺浮体ｈは、水面下張出部材ｇにヒンジｉを介して回動自在に取付け、減揺浮体ｈが入射波を受けると、ヒンジｉを支点として揺動して吸収し、浮体ｅに伝わる入射波を減衰するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、浮体ｅだけのものと、浮体ｅに設けた水面下張出部材ｇにヒンジｉを介して減揺浮体ｈを設けたものとの浮体ｅが受けるロール振幅を実験によって求めたところ、両者に差異がほとんどなく、波周期によっては、減揺浮体ｈを設けたものの方がロール振幅が大きくなるという問題があり、減揺浮体ｈを設けても入射波を減衰できないことが判った。
【０００４】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、浮体に設けた簡単な構造の部材によって効率良く消波でき、使用範囲の波周期において動揺を低減できる浮体の動揺低減装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、水上に浮かぶ浮体本体の少なくとも波上側の側部下端に、該浮体本体の底面より下方に延びる鉛直板を、前記浮体本体と通水可能な間隔を存して固設したことを特徴とする浮体の動揺低減装置にある。
【０００６】
請求項２は、請求項１の前記鉛直板を上下動可能に設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は第１の実施形態を示し、（ａ）は浮桟橋等の浮体１の側面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向から見た図である。浮体１は、例えば鋼板によって直方体形状に構成し、内部には密閉された複数の浮き室（図示しない）が設けられている。そして、浮き室が発生する浮力によって浮体１は水上に浮かんでいる。なお、２は浮体１の喫水線を示し、３は波の方向を示す。
【０００９】
浮体１の波上側１ａ及び波下側１ｂには水面下張出部材４ａ，４ｂが固設されている。この水面下張出部材４ａ，４ｂの先端上面には波方向に回動自在なヒンジ５を介して減揺浮体６が取付けられている。
【００１０】
減揺浮体６は中空箱体形状で、ヒンジ５を支点として波方向に傾斜しても浮力によって垂直方向に戻るようになっている。さらに、減揺浮体６の外側には水面を貫通する鉛直板７が固設されている。なお、本実施形態においては、減揺浮体６及び鉛直板７が浮体１の全幅に亘って設けられているが、浮体１の幅方向（紙面に直角方向）に複数個に分割し、所定間隔を存して配置してもよい。
【００１１】
前述のように構成された鉛直板７を有する減揺浮体６を備えた浮体１によれば、水上に浮かした状態で、波上側から入射波が鉛直板７に加わると、鉛直板７と一体に減揺浮体６がヒンジ５を支点として矢印方向に傾き、減揺浮体６の浮力による復原力が入射波の力に勝ると、減揺浮体６はヒンジ５を支点として矢印と反対方向に戻り、この繰り返しによって浮体１の入射波の影響を低減できる。
【００１２】
図２は第１の実施形態の変形例１であり、浮体１の波上側１ａだけに水面下張出部材４ａを設け、この水面下張出部材４ａにヒンジ５を介して鉛直板７を有する減揺浮体６を設けたものであり、作用は第１の実施形態と同様である。
【００１３】
図３は第１の実施形態の変形例２であり、浮体１の波下側１ｂだけに水面下張出部材４ｂを設け、この水面下張出部材４ｂにヒンジ５を介して鉛直板７を有する減揺浮体６を設けたものであり、作用は第１の実施形態と同様である。
【００１４】
図４は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、浮体１の上端部と減揺浮体６の上端部との間をコイルバネ等の弾性部材８によって連結し、浮体１と減揺浮体６の動揺の固有周期を略等しくしたものである。なお、減揺浮体６の内部に水またはウエイトを設置し、浮力を調整して固有周期を略等しくしてもよい。
【００１５】
図５は第３の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、浮体１の波上側１ａだけに水面を貫通して浮体１の底面１ｃより下方に延びる鉛直板７を固設したものである。
【００１６】
前述のように構成された鉛直板７を浮体１の波上側１ａに固設し、浮体１を水上に浮かした状態で、波上側から入射波が鉛直板７に加わると、鉛直板７が入射波による浮体１の回転運動（ローリング）を抑制するため、浮体１の入射波の影響を低減できる。
【００１７】
図６は第４の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、浮体１の波上側１ａ及び波下側１ｂの底面１ｃに下方に延びる鉛直板９ａ，９ｂを上下動可能に設けたものである。鉛直板９ａ，９ｂはヒンジ１０を介して浮体１の底面１ｃに波方向に回動可能であり、ヒンジ１０には鉛直板９ａ，９ｂを水平または垂下状態でロックできるロック機構（図示しない）が設けられている。
【００１８】
従って、矢印Ｂ方向が波上側の場合には鉛直板９ａをヒンジ１０を支点として回動して垂下し、鉛直板９ｂをヒンジ１０を支点として回動して水平に倒すことができ、矢印Ｃ方向が波上側の場合には、逆に鉛直板９ｂを垂下し、鉛直板９ａを水平に倒すことができ、第４の実施形態と同様の作用がある。
【００１９】
図７は第４の実施形態の変形例を示し、浮体１の波上側１ａ及び波下側１ｂの側面１ｄに浮体１の底面１ｃより下方に延びる鉛直板１１ａ，１１ｂを上下動可能に設けたものである。浮体１の側面１ｃには上下方向にガイドレール１２が設けられ、このガイドレール１２には鉛直板１１ａ，１１ｂが上下方向にスライド自在に設けられている。鉛直板１１ａ，１１ｂにはストッパピン１３が突設され、ガイドレール１２の端部１４に当接してストロークが規制されるようになっている。
【００２０】
従って、矢印Ｂ方向が波上側の場合には鉛直板１１ａを下方にスライドして浮体１の底面１ｃより下方に垂下し、鉛直板１１ｂを上方にスライドして浮体１の側面１ｄに格納することができ、矢印Ｃ方向が波上側の場合には、逆に鉛直板１１ｂを垂下し、鉛直板１１ａを格納することができ、第５の実施形態と同様の作用がある。
【００２１】
図８は第５の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、浮体１の甲板１ｅに波上側１ａ及び波下側１ｂに、減揺浮体６及び鉛直板７の上方まで延出する延長甲板１５が設けられている。この延長甲板１５の先端部には減揺浮体６及び鉛直板７の可動範囲の外側で、しかも水面を貫通して鉛直板７の下端近傍まで延長する通水可能な部材１７が垂下して設けられている。
【００２２】
通水可能な部材１７は、網状部材、多孔板、スリット板、格子部材または適当な間隔に設けた長尺部材であり、入射波は通水可能な部材１７を通過するときに破砕され、波浪エネルギが減衰され、減揺浮体６及び鉛直板７を浮体１の入射波の影響を低減できる。また、延長甲板１５により甲板面積を広くでき、部材１７に船舶等が接岸できる。
【００２３】
図９（ａ）（ｂ）は第６の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、浮体１の波上側１ａ及び波下側１ｂの底面１ｃに間隔１８ａ，１８ｂを存して下方に延びる鉛直板１９ａ，１９ｂを固設したものである。すなわち、浮体１の底面１ｃ両側部には下方に延びる適当間隔の支持部材２０が設けられ、この一対の支持部材２０に鉛直板１９ａ，１９ｂが固定されている。
【００２４】
これにより図５と同様に浮体１の動揺が抑制される。なお、間隔の作用であるが、この隙間がないと、水は浮体底面と隙間のない板との間に閉じ込められ、あたかも単純な箱型浮体のように減揺効果のないものとなるが、隙間があると水が通過するのでそのような逆効果は防止される。
【００２５】
図１０（ａ）（ｂ）は第６の実施形態の変形例を示し、浮体１の波上側１ａ及び波下側１ｂに波上側及び波下側に水面下で水平に延びる支持部材２１を適当間隔で設け、この支持部材２１に浮体１の底面１ｃより下方に延びる鉛直板２２ａ，２２ｂを固設し、浮体１と鉛直板２２ａ，２２ｂとの間に間隔２３ａ，２３ｂを設けたものである。
【００２６】
これにより図５と同様に浮体１の動揺が抑制される。なお、間隔の作用であるが、この隙間がないと、水は浮体底面と隙間のない板との間に閉じ込められ、あたかも単純な箱型浮体のように減揺効果のないものとなるが、隙間があると水が通過するのでそのような逆効果は防止される。
【００２７】
なお、第２〜第６の実施形態においても、第１の実施形態に述べたことと同様に減揺浮体及び鉛直板または鉛直板を浮体の幅方向（紙面と直角方向）に複数個に分割し、所定間隔を存して配置してもよい。このように構成することにより、浮体の斜め方向からの入射波に対しても効果的である。
【００２８】
次に、模型浮体を用いた実験結果について説明する。図１１は浮体１にヒンジ付減揺浮体を取付けた実験である。横軸が波周期（sec）であり、縦軸が浮体のRoll振幅／波振幅（deg/m）である。Ａ曲線は、浮体１だけであり、Ｂ曲線は、浮体１の波上側にヒンジ５を介して減揺浮体６を取付け、この減揺浮体６に鉛直板７を取付けた図２に相当するものであり、Ｃ曲線は、浮体１の波上側及び波下側にヒンジ５を介して減揺浮体６を取付け、この減揺浮体６に鉛直板７を取付けた図１に相当するものである。
【００２９】
この実験結果によれば、減揺浮体６に鉛直板７を取付けた図２に相当するもの、及び浮体１の波上側及び波下側に鉛直板７を有した減揺浮体６を取付けた図１に相当ものは、Ｂ，Ｃ曲線で示すように、波周期の広い範囲、特に通常の浮桟橋における波周期４〜６秒の範囲で入射波を減衰させ、浮体１のロール振幅を低減できることが分かった。
【００３０】
次に、図１２は浮体１に鉛直板７を固設した実験である。横軸が波周期（sec）であり、縦軸が浮体のRoll振幅／波振幅（deg/m）である。Ａ曲線は、浮体１だけであり、Ｄ曲線は、浮体１の波上側に鉛直板７を固設した図５に相当するものである。
【００３１】
この実験結果によれば、浮体１の波上側に鉛直板７を取付けたものは、Ｄ曲線で示すように、入射波を減衰させ、浮体１のロール振幅を低減できることが分かった。
【００３２】
次に、図１３は浮体１にヒンジ付減揺浮体を取付け、浮体１の上下方向の振幅（Heave振幅）を測定した実験である。横軸が波周期（sec）であり、縦軸が浮体のHeave振幅／波振幅（m/m）である。ａ曲線は、浮体１だけであり、ｂ曲線は、浮体１の波上側及び波下側にヒンジ５を介して減揺浮体６を取付け、両減揺浮体６に鉛直板７を取付けた図１に相当するものである。
【００３３】
この実験結果によれば、浮体１の波上側及び波下側に鉛直板７を有した減揺浮体６を取付けた図１に相当するものは、波周期が４〜６secで入射波を減衰させ、浮体１のHeave振幅を低減できることが分かった。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、浮体本体の少なくとも波上側の側部下端に、該浮体本体の底面より下方に延びる鉛直板を、前記浮体本体と通水可能な間隔を存して固設したことを特徴とする。
従って、波上側から入射波が鉛直板に加わると、鉛直板が入射波による浮体本体のローリングを抑制するため、浮体本体の入射波の影響を低減でき、簡単な構造で、浮体本体の揺れを低減できるという効果がある。
さらに、鉛直板と浮体本体との間に通水可能な間隔を設けることにより、入射波が間隔をくぐり抜け、その波高が徐々に減衰され、浮体が受ける影響を低減できるという効果がある。つまり、前記間隔がないと、水は浮体底面と間隔のない板との間に閉じ込められ、あたかも単純な箱型浮体のように減揺効果のないものとなるが、間隔があると水が通過するのでそのような逆効果は防止される。
請求項２によれば、鉛直板を上下動可能に設けたことにより、浮体が受ける波の方向に対して鉛直板の位置を切替え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】  この発明の第１の実施形態を示し、（ａ）は浮体の動揺低減装置の側面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向から見た図。
【図２】  同実施形態の変形例１を示す浮体の動揺低減装置の側面図。
【図３】  同実施形態の変形例２を示す浮体の動揺低減装置の側面図。
【図４】  この発明の第２の実施形態を示す浮体の動揺低減装置の側面図。
【図５】  この発明の第３の実施形態を示す浮体の動揺低減装置の側面図。
【図６】  この発明の第４の実施形態を示す浮体の動揺低減装置の側面図。
【図７】  同実施形態の変形例を示す浮体の動揺低減装置の側面図。
【図８】  この発明の第５の実施形態を示す浮体の動揺低減装置の側面図。
【図９】  この発明の第６の実施形態を示し、（ａ）は浮体の動揺低減装置の側面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｄ方向から見た図。
【図１０】  同実施形態の変形例を示し、（ａ）は浮体の動揺低減装置の側面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｅ方向から見た図。
【図１１】  ヒンジ付減揺浮体を備えた浮体のRoll振幅の実験例を示す図。
【図１２】  鉛直板を備えた浮体のRoll振幅の実験例を示す図。
【図１３】  ヒンジ付減揺浮体を備えた浮体のHeave振幅を測定した実験例を示す図。
【図１４】  従来の減揺浮体を備えた浮体を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｆ方向から見た図。
【符号の説明】
１…浮体
４a，４ｂ…水面下張出部材
６…減揺浮体
７…鉛直板
１８ａ、１８ｂ…間隔
１９…鉛直板
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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