(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め想定される水の進行方向に交差する方向に延びる回転軸と、
前記回転軸を中心にして回転可能な壁部であって、当該回転軸の位置で２つに区切られた、水の進行方向下流側にある第１の部分および水の進行方向上流側にある第２の部分からなる壁部と、
前記壁部の姿勢を水の進行を抑止するような姿勢に維持する維持手段と
を備え、
前記第１の部分の質量は、前記第２の部分の質量よりも小さく、
前記壁部が回転する前において、前記第１の部分が水没したときに水に接する面の水平方向の面積が、前記第２の部分が水没したときに水に接する面の水平方向の面積よりも大きく、
前記壁部が回転したときに前記第１の部分の通過する空間が、当該第１の部分の下方に設けられている
ことを特徴とする浸水抑止壁。
【請求項２】
前記第１の部分の密度と前記第２の部分の密度とが同じで、前記第１の部分の厚さが前記第２の部分の厚さよりも小さい
ことを特徴とする請求項１記載の浸水抑止壁。
【請求項３】
前記維持手段は、前記壁部が水の進行を抑止するような姿勢になったときに前記第１の部分に沿うように設けられた、前記空間の外縁を形成する面である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の浸水抑止壁。
【請求項４】
水の進行を妨げる妨害手段が途切れた箇所であって、人又は車両が通行する箇所に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の浸水抑止壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、津波や高潮などによる浸水を抑止する浸水抑止壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
津波による浸水を抑止するため、例えば特許文献１には、蝶番を中心として回転可能な蓋部材が水中に沈むと、その蓋部材が浮力によって立ち上がるように回転し、浸水を防ぐ壁として機能する仕組みが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６７７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、浸水を防ぐ役割を果たす壁を浮力によって立ち上がらせるという構成の場合には、その壁材を水よりも密度が小さい材料で構成しなければならない。一般に物質の密度と強度には相関関係があるから、特許文献１のように蓋部材の密度を小さくして浮力を生じさせるような仕組みでは、壁に向かって進行してくる水の力に対抗するのに十分な強度を確保するのが難しいという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、浮力を用いずに浸水を抑止する浸水抑止壁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、予め想定される水の進行方向に交差する方向に延びる回転軸と、前記回転軸を中心にして回転可能な壁部であって、当該回転軸の位置で２つに区切られた、水の進行方向下流側にある第１の部分および水の進行方向上流側にある第２の部分からなる壁部と、前記壁部の姿勢を水の進行を抑止するような姿勢に維持する維持手段とを備え、前記第１の部分の質量は、前記第２の部分の質量よりも小さく、前記壁部が回転する前において、前記第１の部分が水没したときに水に接する面の水平方向の面積が、前記第２の部分が水没したときに水に接する面の水平方向の面積よりも大きく、前記壁部が回転したときに前記第１の部分の通過する空間が、当該第１の部分の下方に設けられていることを特徴とする浸水抑止壁を提供する。
【０００７】
上記構成において、前記第１の部分の密度と前記第２の部分の密度とが同じで、前記第１の部分の厚さが前記第２の部分の厚さよりも小さくてもよい。また、上記構成において、前記維持手段は、前記壁部が水の進行を抑止するような姿勢になったときに前記第１の部分に沿うように設けられた、前記空間の外縁を形成する面であってもよい。また、この浸水抑止壁は、水の進行を妨げる妨害手段が途切れた箇所であって、人又は車両が通行する箇所に設けられていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、浮力を用いずに浸水を抑止する浸水抑止壁を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】浸水抑止壁が設置されている平常時の様子を示す斜視図である。
【図２】浸水抑止壁が設置されている平常時の様子を示す平面図および立面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線で鉛直方向に切断したときの断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線で鉛直方向に切断したときの断面図であって、浸水抑止壁が水没したときの様子を示す図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線で鉛直方向に切断したときの断面図であって、浸水抑止壁が水没したときの様子を示す図である。
【図６】図２のＡ−Ａ線で鉛直方向に切断したときの断面図であって、浸水抑止壁が水没したときの様子を示す図である。
【図７】浸水抑止壁が立ち上がったときの様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は、浸水抑止壁が設置されている平常時の状態を示す斜視図である。ここでいう平常時とは、津波や高潮（以下、津波等という）が陸上に到来していないときを指す。図２の上段は、この平常時の状態を上方から鉛直方向に見たときの平面図であり、下段はこの状態を水平方向から見たときの立面図である。これらの図において、直交座標系であるＸＹＺ座標系を想定している。Ｙ軸の正方向は、津波等が陸上に到来したときに水が進行する方向として予め想定されている方向であり、例えば、海岸線に直交し、内陸に向かう方向である。
【００１１】
津波等に備えて、海岸線に沿って防潮堤や堤防（以下、防潮堤等という）のように、水の進行を妨げる妨害手段が設置されている地域がある。この防潮堤等は、人または車両が内陸と海岸線とを相互に通行できるように途切れた状態になっていることがある。本実施形態に係る浸水抑止壁２０は、防潮堤等が途切れた箇所、つまり図１では防潮堤１０ａと防潮堤１０ｂとの間に設けられている。防潮堤１０ａと防潮堤１０ｂとの間は、防潮堤の上端よりも低い位置にある平面であり、例えばコンクリート製の通路である。矢印ａ方向（Ｙ軸負方向）が海に向かう方向であり、矢印ｂ方向（Ｙ軸正方向）が内陸に向かう方向である。浸水抑止壁２０は板状の部材であり、コンクリート製の通路に埋め込まれるようにして設けられている。浸水抑止壁２０の上面とコンクリートの上面とは高さが揃っており、この浸水抑止壁２０の上面を人や車両が通行する。浸水抑止壁２０のＸ軸方向の長さはＷであり、Ｙ軸方向の長さはＬである。
【００１２】
図３は、図２のＡ−Ａ線で鉛直方向に切断したときの断面図である。図３における浸水抑止壁２０は、水の進行を抑止する役割を果たす壁部２１と、壁部２１をコンクリートに対して回転可能に支持する回転軸２２とを備えている。壁部２１は、板状の第１の部分２０１と、板状の第２の部分２０２とを有する。第１の部分２０１は、水の進行方向の下流側にあり、第２の部分２０２は、水の進行方向の上流側にある。第１の部分２０１は、図３に示す状態でＺ軸方向の長さ（厚さ）がｄ１で、Ｙ軸方向の長さがＬ１である。第２の部分２０２は、Ｚ軸方向の長さ（厚さ）がｄ２で、Ｙ軸方向の長さがＬ２である。なお、
ｄ１＜ｄ２
Ｌ１＞Ｌ２
Ｌ２×Ｗ×ｄ２（第２の部分２０２の体積）＞Ｌ１×Ｗ×ｄ１（第１の部分２０１の体積）
である。第１の部分２０１と第２の部分２０２はいずれも、例えば金属などのように、水から受ける力に耐えうる程度の剛性を持つ素材で形成されており、両者の密度は同じである。両者の体積は、Ｌ２×Ｗ×ｄ２＞Ｌ１×Ｗ×ｄ１という関係にあるから、第２の部分２０２の質量は第１の部分２０１の質量よりも大きい。
【００１３】
第１の部分２０１と第２の部分２０２の境界には、Ｘ軸方向に平行な方向に延びる孔が設けられており、その孔に対して、両端がコンクリート３０に固定された回転軸２２が挿入されている。つまり、この回転軸２２は、予め想定される水の進行方向（Ｙ軸方向）に交差する方向（Ｘ軸方向）に延びており、壁部２１は、Ｙ軸方向において回転軸２２の位置で第１の部分２０１および第２の部分２０２の２つに区切られていることになる。
【００１４】
第１の部分２０１の下方には、Ｘ軸方向の長さがＷである空間４０が設けられている。空間４０をＸ軸に垂直な平面で切ったときのその空間４０の断面は、中心角９０度で半径Ｌ１の扇形である。この空間４０は、壁部２１が回転したときに第１の部分２０１が通過する空間である。一方、第２の部分２０２の下方には空間は設けられていない。このため、壁部２１は、図３の状態から、回転軸２２を中心にして時計回りに９０度回転可能である。壁部２１が時計回りに９０度回転すると、図３において第１の部分２０１の下方にある面が空間４０の外縁を形成する面４１に当たり、その以上の回転が阻止される。なお、コンクリート３０において、第２の部分２０２のＹ軸負方向側には、壁部２１が回転するときに第２の部分２０２が当たらないようにスペースが設けられており、平常時にはこのスペースに砂礫５０が詰められている。
【００１５】
前述したように第２の部分２０２の質量が第１の部分２０１の質量よりも大きいため、第２の部分２０２の反時計回りの回転モーメントＭ２sは、第１の部分２０１の時計回りの回転モーメントＭ１s よりも大きい。このような回転モーメントの差があるため、壁部２１は平常時には回転せずに、図３のような状態で静止している。なお、このような静止状態を維持するための第１の部分２０１および第２の部分２０２の質量差は、壁部２１の上を所定数の人や車両が通行することで第１の部分２０１および第２の部分２０２に作用する回転モーメントが変化したとしても、この静止状態を維持し得る程度の大きさである。
【００１６】
この図３の状態において海から矢印Ｃ方向に向かって水が進行してきたときの様子を図４に示す。このとき第１の部分２０１及び第２の部分２０２は水没して、それぞれの上方の領域Ｇ１，Ｇ２には、第１の部分２０１及び第２の部分２０２の面積比に応じた量の水がある。ここでいう面積比とは、第１の部分２０１の上方にあって水と接する面と、第２の部分２０２の上方にあって水に接する面との比である。
【００１７】
このような水没時において、第１の部分２０１と第２の部分２０２にそれぞれ作用する回転モーメントは、水深をｄｐｔとすると、次のような式で表される。
第１の部分２０１に作用する回転モーメントＭ１
＝平常時の回転モーメントＭ１s＋領域Ｇ１にある水の質量（Ｌ１×Ｗ×ｄｐｔ）よる重力が第１の部分２０１に作用することで発生する回転モーメントＭdpt1
第２の部分２０２に作用する回転モーメントＭ２
＝平常時の回転モーメントＭ２s＋領域Ｇ２にある水の質量（Ｌ２×Ｗ×ｄｐｔ）よる重力が第２の部分２０２に作用することで発生する回転モーメントＭdpt2
前述したように、平常時の回転モーメントＭ２s＞平常時の回転モーメントＭ１sである。よって、水深ｄｐｔが或る値ｄｐｔLに至るまでは、第２の部分２０２に作用する回転モーメントＭ２＞第１の部分２０１に作用する回転モーメントＭ１となる。回転モーメントＭ１，Ｍ２がこのような関係にある期間にわたっては、図４に示すように、壁２１は水平方向に静止した状態が保たれている。
【００１８】
この図４の状態からさらに浸水が進み、図５に示すように、水深がｄｐｔLを超えたとする。このとき、
[領域Ｇ１にある水の質量（Ｌ１×Ｗ×ｄｐｔ）よる重力が第１の部分２０１に作用することで発生する回転モーメントＭdpt1]−[領域Ｇ２にある水の質量（Ｌ２×Ｗ×ｄｐｔ）よる重力が第２の部分２０２に作用することで発生する回転モーメントＭdpt2]
＞第２の部分２０２に作用する平常時の回転モーメントＭ２s−第１の部分２０１に作用する平常時の回転モーメントＭ１s
となり、回転モーメントＭ１＞回転モーメントＭ２となる。つまり、壁部２１を時計回りに回転させようとする回転モーメントが、壁部２１を反時計回りに回転させようとする回転モーメントよりも大きくなり、この結果、壁部２１は時計回りに回転し始める。このように、ある一定の水深以上で、壁部２１は回転し始め、徐々に立ち上がることになる。
【００１９】
壁部２１が時計回りに回転し始めると、この回転に伴って、第１の部分２０１の上方にある面（水に接する面）を水平面に対して正射影したときの面積が徐々に小さくなる。よって、｛第２の部分２０２の上方にある水の質量（Ｌ２×Ｗ×ｄｐｔ）よる重力が第２の部分２０２に作用することで発生する回転モーメントＭdpt1｝も徐々に小さくなる。従って、壁部２１が完全に立ち上がった状態（つまり鉛直方向に屹立した状態）には至らずに、壁部２１の回転が途中で停止することがある。しかし、壁部２１が時計回りに回転し始めると、立ち上がり始めた第２の部分２０２の下面が矢印Ｃ方向に進行する水の力Ｆ（図６）を受ける。これにより発生する時計回りの回転モーメントの作用で、壁部２１は、図６に示すように鉛直方向に屹立する。このように、壁部２１の回転が始まった後は、水の進行するときの力を利用して、壁部２１の回転が完了し、壁部２１が鉛直方向に屹立することになる。壁部２１が鉛直方向に屹立すると、第１の部分２０１が空間４０の面に当たるので、それ以上の壁部２１の回転は阻止される。図６、７の状態で、浸水抑止壁２０は矢印Ｃ方向に進む浸水を抑止することができる。
【００２０】
なお、上述した浸水抑止壁２０は、海からの浸水を抑止する目的に限らず、湖沼や河川或いは水路等からの浸水を抑止する目的で利用されてもよい。
また、上記実施形態では、壁部２１が水の進行を抑止するような姿勢になったときにその姿勢を維持する維持手段として、空間４０の外縁を形成する面４１を用いていた。維持手段はこれに限らず、例えば回転軸２２が図３の状態から９０度以上は回転しないような回転ロック機構を備え、これを維持手段としてもよい。また、回転軸２２の回転角度の上限は９０度に限らず、壁部２１が水の進行を抑止する効果があるような角度であれば、どのような角度であってもよい。
また、壁部２１の形状は実施形態の例に限らず、水没したときに第１の部分２０１と第２の部分２０２とにそれぞれ作用する水圧の合計値に差が生じるような形状であればよい。具体的には、壁部２１が回転する前において、第１の部分２０１が水没したときに水に接する面の水平方向の面積が、第２の部分２０２が水没したときに水に接する面の水平方向の面積よりも大きくなるような形状であればよい。ここでいう、第１の部分２０１が水没したときに水に接する面の水平方向の面積とは、第１の部分２０１において水に接する面を水平面に対して正射影したときの面積のことである。同様に、第２の部分２０２が水没したときに水に接する面の水平方向の面積とは、第２の部分２０２において水に接する面を水平面に対して正射影したときの面積のことである。
また、実施形態において、第１の部分２０１の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、第２の部分２０２の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）よりも小さく、且つ第１の部分２０１の全域にわたって一様な大きさである。また、第２の部分２０２の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、第１の部分２０１の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）よりも大きく、且つ第２の部分２０２の全域にわたって一様な大きさである。壁部２１の形状はこの例に限らず、例えば第１の部分２０１の一部の厚さが、第２の部分２０２の厚さと同じであってもよいし、また、第２の部分２０２の一部の厚さが、第１の部分２０１の厚さと同じであってもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１０  防潮堤、２０  浸水抑止壁、２１  壁部、２２  回転軸、２０１  第１の部分、２０２  第２の部分、３０  コンクリート、４０  空間
【図１】
0005805564.tif 000002
【図２】
0005805564.tif 000003
【図３】
0005805564.tif 000004
【図４】
0005805564.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005805564.tif 000007
【図７】
0005805564.tif 000008