(57)【要約】      （修正有）【課題】水難災害時を伴う自然災害に備えて、一次避難用の浮き輪を常備することで、命だけは助かるという減災の考えのもと、避難用木製浮き輪を提供する【解決手段】浮き輪を木製（丸太）とした。直径約４５センチメートル、厚さ約１０センチメートルの杉材をくり抜いた木製浮き輪は外力には耐えられ自然災害時の一次避難用具の木製浮き輪として十分機能する。また、鋭利なものとの衝突についても、丸太の表皮は丸くて固いので刺さりにくく、仮に刺さっても中空でないため空気漏れによる破損はない。一方、循環する自然素材である木を使用するため環境負荷が少なく、廃棄かチップ材としての活用しかない成木の短材や曲がり材、間伐材などが有効利用されることから素材の歩留り率が高く、経済的にも有利である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
津波や洪水などの水難災害時の避難用浮き輪を木製で作るもの
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、津波・洪水などの自然災害時の水難避難用具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  東日本大震災・大津波の教訓として自然に逆らわず逃げて助かった人々が多数いたことや、浮いた木材のがれきや畳につかまって命拾いした体験談など、自然の猛威と闘う防災から、体ひとつで逃げて命だけは辛うじて助かる減災の考え方が主流になった。その点、浮き輪は水に浮いて一命を取り留める手段として注目される。
ただ、これまでの浮き輪は海水浴や一時的な救助用として利用されていて、一般的にはゴムやビニールなどの素材に空気を注入して水に浮く物体であり、それに手や腕、体全体を掛けて水中での重力沈下を抑え、水中、水上での活動を容易にするものである。災害時に一定時間水に浮き、二次避難を待つことは巨大自然災害時の人命救助上、きわめて有効である。
しかし、長時間漂流することを前提とした避難用浮き輪では、その間に鋭利なものが刺さったり、強い圧力がかかれば損傷して空気が漏れ、機能を果たせない可能性が高い。
そこで家庭や職場に常備する避難用浮き輪を発明した。建設市場で価値の低い短材や曲がり材などの木材を有効活用した本発明の「木製浮き輪」は、予知しがたい水難に遭遇した際、空気を膨らませる手間や時間をかけず水に浮いて一命を取り留める方法であり、普及すれば洪水や津波などの水難事故からひとりでも命を救うことができる。
また、身近な国産材の活用で需要拡大が図られ、疲弊した国内の森林・低迷する国内林業の活性化、ひいては地下水保全、良好な景観形成、森林の更新による流木災害防止など森林の公益的機能が向上することから、健全な国土形成にも貢献できると考える。
【特許文献１】  浮き輪に関する特許は、その収納技術や持ち運び、膨らむスピードなどの簡便性の向上や、屋根付きなど付加価値を高める技術はあるが、そもそも遊具や一時的な救助が目的で、原則、空気注入型の浮き輪となっている。  特許公開２００８−２８００２４（浮き輪及び浮き輪システム）、特許公開２００６−２５６４３１（屋根付き浮き輪）
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  従来のゴムやビニール材使用の空気注入型の浮き輪は、遊具や一時的な水難救助が目的であるから、水に浮く時間は最大数時間が目安で、水環境も海や川など水以外の衝撃物や浮遊物はほとんど考慮しなくてよかった。
しかし、自然災害時の避難用浮き輪には、ヘリコプターや船などに救助される二次避難を待つため、水上に浮くがれきや障害物と接触ながら一昼夜以上、長時間漂流することを考慮しなければならない。鋭利なものの衝撃に耐える素材であり、浮き輪にかかる圧力に一定の耐える強度を持つ必要がある。
また、災害時は、瞬時に使用するため、空気注入など浮き輪を作る手間や時間がかからず、なるべく軽い出来合いの浮き輪が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】    一時避難用の浮き輪の課題解決策として
１、確実に水に浮くこと（比重が１≧）
２、外部からの曲げ、圧縮の力に一定耐えること
３、鋭利なものが刺さっても破損しないこと
４、緊急的に使えること
５、軽いこと
６、障がいの有無、大人・子どもに関係なく誰でも使い易いこと
７、安価で安定的なコストであること
などが求められる。また、地球環境保全の観点から
１、資源の枯渇に結びつく石油化学製品でなく持続可能な自然の循環素材であること
２、生産・廃棄エネルギーの少ないこと
３、ゴミにならないこと
４、他分野、国土保全等にも寄与すること
などが補足的に求められる。
これらの課題を解決するために、無垢の木材（丸太）を使い、
１、  直径約４５センチメートル程度の丸太を約１０センチメートルの長さで輪切りにして中をくり抜いた木製浮き輪・・・くり抜き型木製浮き輪
２、  直径１０センチメートルから２０センチメートルほどの小径木を約６センチメートルの長さに輪切りした丸太をワイヤー等で連結した木製浮き輪・・・連結型木製浮き輪
の２つの避難用木製浮き輪を考案した。
図１は、くり抜き型の避難用木製浮き輪の斜視図である。直径約４５センチメートルの丸太の外周の皮をはぎ、長さ約１０センチメートルを輪切りし、体型等に合わせて中央（樹心）部分を約２５センチメートルくり抜く。くり抜き部分や外周部分をサンダーやサンドペーパーを使って丸みを持たせて、角に当たってケガをしないようにする。
外周は正円にこだわらずに年輪に合わせて加工する。また、中央のくり抜き部分も樹木の年輪に合わせてくり抜き、出来るだけ原型を改変しない。自然素材のため、丸太の大きさや形状、年輪の詰まり具合などが異なるが、内部強度を低減させないことや鋭利なものの衝突から外周の損傷を防ぐため、なるべく年輪や木材の繊維を切断しないように加工する。目視により、樹心方向に向かう乾燥（収縮）割れや死に節、腐れ、トビなどが著しい場合は使用しない。
含水率は強度に連動するので、出荷時、１５パーセント以下の確認を行う。在庫する場所は、直射日光が当たらず、通風が良好な場所を選定する。シロアリ等の虫害の有無の点検も怠らないこととする。
避難用木製浮き輪の樹種、厚さ、直径、くり抜き部分の直径などは、使用者の体型、体格、障がいの有無、障がいの内容・程度等によっては標準型（外直径４５センチメートル、内直径約２５センチメートル、厚さ約１０センチメートル）以外も製作可能である。塗装は木材の腐食・劣化防止、使用時の木材への水分吸収防止のため、防虫処理のうえ、ウレタン塗装などで表面保護を施す。
物理的解析
１、最小部分の直径４５センチメートル（Ｗ１）、くり抜き部分最小直径２８センチメートル（Ｗ２）、厚さ１２センチメートル（ｈ）の杉材（５０年成木）の曲げ破壊試験行った。その結果、曲げ破壊強度（Ｍ）は６．５２３Ｎであった。
（サンプルＳ１）
２、最小部分の直径４５センチメートル（Ｗ１）、くり抜き部分最小直径２４センチメートル、（Ｗ２）厚さ１０センチメートル（ｈ）の杉材（５０年成木）の圧縮破壊試験を行った。その結果、圧縮破壊強度（Ｐ）は８．８０２Ｎであった。
（サンプルＳ２）
３、同上の結果から、水平においた浮き輪の中央部への圧力（曲げ・Ｍ）及び外面からの圧力（圧縮・Ｐ）に対して、ともに５００キログラムＮ程度の力がかかっても破壊しないことが判明した。特に浮き輪の側面からかかる荷重に対しては、円形であるため、３６０度いずれの方向から圧縮力がかかっても均等に対応できる利点がある。
４、樹木の皮をむいただけの丸太を使用するので、表面は固く鋭利なものが刺さりにくく、仮に鋭利なものが刺さっても中空式でないので、影響がほとんど出ないのが特徴である。
５、比重試験においてはサンプルＳ１の絶乾状態で０．３、サンプルＳ２で０．２８であった。試験に使用した時点の比重は、Ｓ１で０．７２（含水率１４５．６％）、Ｓ２で０．６６（含水率１５３．１％）であった。したがって、ともに比重は１．０以下であり、水に浮く。実験に使った木製浮き輪（くり抜き型）を含水率１５％にすると、比重が小さくなるため、さらに浮きやすく、比重に比例して強度も向上する。（いずれも試験は沖縄県工業技術センター）
運用上の利点
１、既に一般的な浮き輪状態で成形されているので、緊急時に組立やふくらませる手間や時間が不要である。
２、気乾状態の重さは、供試体とほぼ同じ厚さ約１０センチメートル、直径約４５センチメートル、くり抜き部分を直径約２５センチメートにすると、体積は約０．０１０９立方メートル、比重０．４、含水率１５％だと約５キログラムで、子どもや女性でも動かしやすい。
木製浮き輪に使用する木材（丸太）は、長さ１０センチ以下を使用するため、建築用材としては通常、廃棄処理にされているような丸太の元（根っこ）部分や、曲がり材、中心部分に割れや腐れが生じている丸太も使える。また、製作が煩雑でないこと、日本国内に広く分布している杉・ヒノキ・松などの身近な人工林の木材を使用することなどから、普及に必要な安定的で安価なコストが実現可能である。
【０００５】  図２は、連結型の避難用木製浮き輪の斜視図である。これは、くり抜き型より軽量で小型の小径木連結型の木製浮き輪である。
直径約１０センチメートルから２０センチメートルほどの丸太を、約６センチメートルに輪切りし、それぞれの丸太の中央部に約２センチメートルの穴を開ける。直径１０センチメートル程度の丸太（Ｓ）と直径２０センチメートル程度の丸太（Ｎ）を、使用者の体型などに合わせて数個配して、中央の穴にワイヤー等（Ｃ）を通して連結すると、中央に人が入る程度の空洞ができ、簡易浮き輪として機能するというものである。
日本の森林・林業分野での緊急的課題は、良質な木材生産、健全な森林保全を行うための間伐材の有効利用である。そこで、直径１０センチメートルほどの一次間伐材（Ｓ）や、２０センチメートル以上の二次間伐で出る中目材（Ｎ）を利用した避難用浮き輪とした。
小径木や需要が少なく行き場のない中目材を数個、丸太の中央に約２センチメートルの穴を開け、これにワイヤー等（Ｃ）を挿入してつなぎ合わせ、一体化した浮き輪であり、くり抜き型より柔軟性が高い。
丸太の数を増やせば人が入れる空洞ができて浮き輪として機能するし、連結する丸太の数を減らせば水泳の練習に使われるビート板のように、手や体を載せて取り敢えず水に浮くことができる。したがって、くり抜き型より簡易の木製浮き輪といえる。
ワイヤー等で連結するので、小径の丸太が自在に動き浮き輪としては使いにくいが、丸太自体の強度は、くり抜き丸太より数段高い。
くり抜かない丸太の曲げ破壊強度は、直径４５センチメートルの供試体で３７．５６６Ｎ、圧縮破壊強度は（６２．６４８Ｎ）の値を示していて、これは、中央部を直径の約２分の１くり抜いた丸太（６．５２７Ｎ、８．８０２Ｎ）よりそれぞれ５．７倍、７．１倍の強度を持つ。
（試験方法ＪＩＳ  Ｚ  ２１０１、沖縄県工業技術センター）
【発明の効果】
【０００６】  日本は世界で有数の火山列島であり、国土の６６パーセントは森林で、標高１００メートル以下の土地に人口の８２．９パーセント、約１億人が住んでいることを考えれば、津波や洪水などの水難災害から木製浮き輪によって一次避難して一命を取り留めるという自然に逆らわない手段は減災に通じる。
海岸や河川に近い平坦地に住む人や老人、心身の障がい者、妊産婦、乳児を持つ母親など災害避難弱者の命を救う最後の手段でもある。職場や家庭の目に付きやすいところに置けば、とっさに使用できるとともに、毎日目に止まることから危機管理の象徴として危機意識の向上にもつながる。
また、自然素材の木材は、化学製品に比べ自然に戻る速度が早く、環境負荷が少ない。また、自然循環の資源なので持続可能な素材といえる。くり抜いた心材は赤味で脂分が多く、水に強くシロアリの食害も少ないので、室内のインテリアや工芸品、置物の台座などに利用でき、材料になる木材に捨てるところはほとんどなく廃棄物は極めて少ない。中央のくり抜き部や全体の形状も年輪に合わせて加工するので、材料のムダも少なく、かつ、強度も保持できる。
【０００７】  連結型木製浮き輪は、くり抜き型浮き輪と同様、循環する自然素材である木材を使用することから、環境保全に効果的であるばかりではなく、小径木、中目材を利用するので、間伐材の需要拡大により、日本の人工林の健全な維持・成長に大きく貢献する。そのほか、比重も同様に気乾状態で０．４程度なので水に浮き、鋭利なものから刺されにくく、刺されても破壊することは少ない。
また、中央部の穴もワイヤー等が通る必要最小限とすることから、廃棄物の量も少なく、穴を開ける加工だけなので、生産エネルギーも小さい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  自然素材である木材、しかも丸太を利用することから、同一材は一つもない。樹種、形状、樹齢、年輪層、強度などまちまちだが、だからこそ、使う人たちに合わせて多様に製作できる利点がある。
くり抜き型では、図１にあるように、全体の直径、中央のくり抜き部分や残された浮き輪部分の寸法、厚さなど自由に特定できる。ただ、自然素材なので限界もある。
【実施例】
【０００９】  日本は自然災害の多発国であり、特に津波や洪水など水難災害が毎年全国いたるところで発生している。一方で日本は世界で有数の森林国である。国内林業が衰退したとはいえ、全国に素材市場や製材所が点在しており、木製浮き輪の材料になる木材（丸太）も豊富にある。
したがって、避難用木製浮き輪の生産は、地域の木材を使い、地域の製材所等が使用者と顔の見える身近な関係で製作可能である。地産地消で、輸送費や化石燃料の軽減にもつながり、山と都市、海との相互理解、交流にも期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００１０】  避難用木製浮き輪は、水難を伴う自然災害時の一次避難用具が最大の目的である。
第二の目的は、木材使用による、国産材の利活用による森林・国内林業の活性化である。特に成木の元（根っこ）部分、短材、曲がり材等や、人工林の成長に不可欠な間伐材を加工せず、マテリアル（素材そのもの）として利用することから、生産エネルギーが極めて少なくて済む。また、木は放っておいても自然に戻る素材なので、廃棄エネルギーもゼロに近い。したがって、環境保全にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】  図はともに斜視図である。標準的なくり抜き型と連結型であり、実際は注文に応じて直径の大きさや厚み、樹種などが決められる。
【図１】成木の元（根っこ）の短材、曲がり材などを利用したくり抜き型避難用木製浮き輪
【図２】一次間伐の小径木、二次間伐の中目材を利用した連結型避難用木製浮き輪
【符号の説明】
【００１２】Ｗ１  丸太外周の最小直径（センチメートル）
Ｗ２  くり抜き部分の最小直径（センチメートル）
ｈ    浮き輪の厚さ（センチメートル）
Ｍ    曲げ荷重（Ｎ）  （支点間距離２８センチメートル）
Ｐ    圧縮荷重（Ｐ）
Ｃ    丸太連結用材（ワイヤー等）
Ｎ    中目材（二次間伐材）
Ｓ    小径木（一次間伐材）
【図１】
2014051259.tif 000003
【図２】
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