JP6458178B1 - フロートユニット、フロートおよび浮体構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】 水上での浮遊姿勢が安定し、陸上から水上への搬送も容易になるフロートユニット１と、それを使用したフロートおよび浮体構造物を提供する。
【解決手段】 水面上に設置される浮体構造物に浮力を付与する合成樹脂製のフロートユニット１について、筒状をなす本体部２の上部には、各種設備等の据え付けに供される基台部３を、本体部２の長手方向に沿って設ける一方、本体部２の底部には、直線状の下縁を有するフィン５を１条ないし複数条、本体部２の長手方向に沿って設ける。このフロートユニット１を直列的に連結してフロート１０を構成し、それをさらに並列的に連結して浮体構造物１００となす。
【選択図】 図１

Description

本発明は、合成樹脂製のフロートユニットと、それを複数個、連結して構成されるフロート、さらにそのフロートユニットまたはフロートを連結して構成される浮体構造物に関する。

本出願人は、太陽光発電パネル等を水上に設置するための浮体構造物に関する技術として、容易に組み立てることができ、かつ、水上での安定性や耐久性にも優れる合成樹脂製のフロート（浮体ブロック）を利用した浮体構造物を、特許文献１に開示している。

該文献記載の浮体構造物は、外周面に螺旋突条を設けた円筒形状のフロートユニットを複数個、組み合わせて構成される。フロートユニットの上部には、太陽光発電パネルの架台等の取り付けに供される取付板が、フロートユニットの長手方向に沿って設けられている。フロートユニットは、一端面と他端面とが凹凸嵌合するように形成されて長手方向に突き合わされ、その両端部に連結環を螺合させることによって直列的に連結される。こうして連結された複数組のフロートを所定の間隔で並列的に配置し、フロートの長手方向と直交する方向に梁部材や並設板を架け渡してフロート同士を相互に連結することにより、筏状の浮体構造物が形成される。

特許第５９７００８４号公報

前記従来の浮体構造物は、その構成要素であるフロートユニットの外周面が螺旋状に形成されているので、表面積が大きくなって、外周面に受ける波の衝撃を緩和することができ、優れた耐久性を発揮する。しかしながら、水上に浮遊している状態では、その姿勢が安定しにくく、風によって流されたり向きが変わったりしやすいので、姿勢を安定させるために多数のアンカーを周囲に取り付ける必要があり、そのための手間やコストが嵩んでしまうという不都合がある。

また、前記従来の浮体構造物は、陸上で全体を組み立てて、その上に太陽光発電パネル等の設備を取り付けてから水上に運ばれるのが一般的であるが、このとき、水際の傾斜面に設置した搬送用のコロ車（コロ棒）の上を滑らせて水上へと移動させることが多い。しかし、フロートユニットが螺旋状に形成されているため、その底面がコロ車に引っかかって、水面までの搬送が円滑に行えない、という不都合もある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、水上での浮遊姿勢を、より安定させることができるとともに、陸上から水上への搬送も容易になるような構造のフロートユニットと、それを使用したフロートおよび浮体構造物を提供するものである。

前述の目的を達成するため、本発明は、水面上に設置される浮体構造物に浮力を付与する合成樹脂製のフロートユニットについて、中空の円筒形状をなす本体部を有し、前記本体部の外周面の全域に亘って凹凸が設けられ、前記本体部の上部には、前記本体部から立ち上がる首部と、前記首部の上端から水平に張り出す天板部とを有する基台部が、前記本体部の長手方向に沿って設けられる一方、前記本体部の底部には、薄板状をなす１条のフィンが、前記本体部の全長に亘って、前記基台部の直下に直立するように設けられ、前記フィンの下縁は直線状に形成されて、前記凹凸よりも下方に突出している、との基本的構成を採用する。

このように構成されるフロートユニットは、下部に設けられたフィンが水に対する抵抗を増大させるので、風に煽られにくくなって浮遊姿勢が安定する。また、フィンが船のキールのように剛性を高めるので、全体の強度も向上する。さらに、フィンの下縁が直線状に形成されていることで、コロ車の上を滑らせて搬送する際の作業性も改善される。

このフロートユニットにおいては、前記本体部の底部に薄板状をなす２条のフィンが、前記本体部の全長に亘って、互いに平行に、または該長手方向に直交する断面においてハ字状になるように設けられ、前記２条のフィンの下縁が互いの高さを揃えてともに直線状に形成され、前記凹凸よりも下方に突出しているようにするのも好ましい。これによると、フロートユニットを地上に載置したときの姿勢が一層、安定するので、浮体構造物を組み立てたり、その上に設備等を取り付けたりする際の作業性も良好になる。また、浮体構造物を水上ではなく陸上等の平坦面に設置して使用する可能性も拡がる。

また、本発明のフロートは、前述のように構成されるフロートユニットが、長手方向に連続するように複数個、直列的に配置されたものとして特徴づけられる。これにより、複数個のフロートユニットが簡便な構造で強固に連結されたフロートを得ることができる。

また、本発明の浮体構造物は、前述のように構成されるフロートユニットまたはフロートが、前記フロートユニットの長手方向と直交する方向に適宜の間隔を設けて複数個、並列的に配置され、該直交方向に架け渡された並結材を介して相互に連結されたものとして特徴づけられる。これにより、強度に優れ、浮遊姿勢も安定した浮体構造物を得ることができる。

前述のように構成される本発明のフロートユニットによれば、下部に設けられたフィンが水に対する抵抗を増大させるので、風に煽られにくくなって浮遊姿勢が安定する。また、フィンの下縁が直線状に形成されていることで、コロ車の上を滑らせて搬送する際の作業性も改善される。

さらに、前述のフィンが２条、互いの下縁を揃えて平行に設けられる構成を採用した場合には、フロートユニットを地上に載置したときの姿勢が一層、安定する。したがって、浮体構造物を組み立てたり、その上に各種設備の架台等を取り付けたりする際の作業性も良好になる。

また、前述のように構成されるフロートユニットを複数個、直列的に連結して得られるフロートは、簡便な構造で優れた強度を発揮するものとなる。

また、前述のように構成されるフロートユニットまたはフロートを複数個、並列的に連結して得られる浮体構造物も、強度に優れ、安定した浮遊姿勢を保持するものとなる。

本発明の第１実施形態に係るフロートユニットの斜視図である。 図１に示すフロートユニットの長手方向側面図および端面図である。 本発明の第２実施形態に係るフロートユニットの斜視図である。 図３に示すフロートユニットの長手方向側面図および端面図である。 図３に示すフロートユニットを用いて形成されるフロートの連結前後の状態を示す斜視図である。 図３に示すフロートユニットの連結に用いられる連結部材の長手方向側面図および端面図である。 図５に示すフロートを用いて形成される浮体構造物の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るフロートユニットの斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るフロートユニットの斜視図である。 図９に示すフロートユニットを用いて形成されるフロートおよび浮体構造物の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、部位・部材の位置関係や向きを特定する際には、水上に浮かべた実際の使用態様を基準にして上下方向および水平方向を特定することとする。また、複数の実施形態について説明する際には、機能または作用が共通する構成要素に同一の符号を付して、後述の実施形態における重複説明を簡略化する。また、先述の実施形態における特定の構成要素と、後述の実施形態における類似の構成要素とを区別する場合には、それらの構成要素に対応する符号にアルファベット（Ａ，Ｂ，Ｃ…）を付すが、当該構成要素に関する基本的概念は各実施形態を通じて共通である。

［フロートユニット］
図１および図２は、本発明の第１実施形態に係るフロートユニット１（１Ａ）を示している。このフロートユニット１Ａは、水面上に設置される浮体構造物１００（図７参照）に浮力を付与する合成樹脂製のユニットであって、筒状をなす本体部２を有している。例示の形態は、本体部２が中空の略円筒形状をなし、その外周面の全域に亘って螺旋突条２１が設けられている。

本体部２の上部には、太陽光発電パネルその他、各種設備（図示せず）等の据え付けに供される基台部３が、本体部２の長手方向に沿って設けられている。

基台部３は、本体部２と同一または類似の樹脂材料によって本体部２と一体的に成形されている。基台部３は、本体部２の上面から立ち上がる首部３１と、首部３１の上端から水平に張り出す天板部３２とを有している。天板部３２は、略平坦な天端面を有して、一様の幅で本体部２の長手方向に延びている。天板部３２には、平面視略Ｌ字状の溝孔３３が適宜間隔で形成されており、これらの溝孔３３に各種設備の架台等が、ボルト・ナットその他適宜の結合手段（図示せず）によって取り付けられるようになっている。

首部３１は、本体部２に接続する下側が天板部３２に接続する上側よりも肉厚となる裾拡がりの断面形状をなしている。また、首部３１には、本体部２の長手方向に沿って、風抜き孔３４が適宜間隔で形成されている。この風抜き孔３４は、水面付近の風や波に対する抵抗を減じて浮遊姿勢を安定させるとともに、天板部３２の上に据え付けられる設備等の放熱を促進する作用をなす。

本体部２の両端には、フロートユニット１Ａ同士を長手方向に連続するように連結するための継手部４が設けられている。例示の形態では、本体部２よりも小径の円筒形状をなすように形成された継手部４が、本体部２の両端から本体部２と同軸状に突設されている。この継手部４の外周面には、本体部２よりも小径の螺旋突条４１が設けられている。

フロートユニット１は、本体部２の内部を中空にした状態で、継手部４の端面が蓋状の部材等によって水密的に封止されてもよいし、本体部２の内部に、水よりも比重の小さい、例えば発泡ポリスチレンや発泡ウレタン等からなる浮力保持材（図示せず）が充填または挿入されていてもよい。

本発明の要部は、本体部２の底部にフィン５が設けられた点にある。例示の形態にあっては、薄板状をなす１条のフィン５Ａが、本体部２の長手方向に沿って、基台部３の直下（反対側）に直立するように設けられている。フィン５Ａは、本体部２と同一または類似の樹脂材料によって本体部２と一体的に成形されている。フィン５Ａの下縁は直線状に形成され、その下縁が本体部２の軸心と平行に揃えられて、螺旋突条２１よりも下方に突出している。フィン５Ａの長さは、本体部２の長さとほぼ同寸である。

このように設けられたフィン５Ａは、フロートユニット１Ａの、特に上下方向の曲げ剛性を高めるとともに、浮遊状態においては、特に横方向（長手方向に直交する方向）の水に対する抵抗を増大させる。この作用により、フロートユニット１Ａの浮遊姿勢が安定し、強風に煽られても向きが変わりにくくなる。

図３および図４は、本発明の第２実施形態に係るフロートユニット１（１Ｂ）を示している。このフロートユニット１Ｂの本体部２と、その両端に設けられる継手部４、および上部に設けられる基台部３の構成は、前述した第１実施形態に係るフロートユニット１Ａの本体部２、継手部４および基台部３とそれぞれ同様なので、それらの詳細な説明は省略する。

この第２実施形態においては、本体部２の底部にフィン５が２条、設けられている。２条のフィン５Ｂは、ともに直線状の下縁を有し、それらの下縁が本体部２の軸心と平行に、かつ互いに同じ高さに揃えられて、本体部２の螺旋突条２１よりも下方に突出している。例示形態では、２条のフィン５Ｂが、フロートユニット１の長手方向に直交する断面において略ハ字状になるように配置されているが、２条のフィン５Ｂが共に直立して、互いに平行になるように配置されていてもよい。

このように設けられた２条のフィン５Ｂは、フロートユニット１の曲げ剛性と、浮遊姿勢の安定性をさらに向上させる。また、平坦面に載置した際に転動しないので、フロートユニット１同士を連結したり、その上に各種設備類を据え付けたりする際の作業性も良好になる。

［フロート］
図５は、フロートユニット１同士を直列的に連結して構成されるフロート１０の基本的構造を示し、図６は、その連結に用いられる連結部材６を示している。例示のフロート１０は、前述の第２実施形態に係るフロートユニット１Ｂを２個、連結したものであるが、第１実施形態に係るフロートユニット１Ａを連結する場合も、以下の構成は同様である。

長手方向に隣接するフロートユニット１は、それぞれの継手部４同士を突き合わせるように配置され、連結部材６を介して連結される。例示の形態に係る連結部材６は、フロートユニット１と同一または類似の樹脂材料により成形されており、略筒状の連結筒６１を有している。連結筒６１の内周面には、フロートユニット１の継手部４に設けられた螺旋突条４１に螺合し得る螺旋溝６２が形成されている。この連結筒６１に、隣接するフロートユニット１の、それぞれの継手部４を螺合することにより、フロートユニット１Ｂを所望の個数だけ長手方向に連結することができる。

連結筒６１の上部には、フロート１０同士を並列的に連結する並結材（後述）を取り付けるための並結材取付部６３が設けられている。

例示の形態に係る並結材取付部６３は、フロートユニット１に設けられた基台部３と同様に、連結筒６１の上面から立ち上がる首部６４と、首部６４の上端から水平に張り出す天板部６５とを具備している。天板部６５は、一様の幅で連結筒６１の長手方向に延びており、その適宜箇所には平面視略Ｌ字状の溝孔６６が形成されている。ただし、この並結材取付部６３は、その天端面の高さが、フロートユニット１に設けられる基台部３の天端面よりもやや低くなるように、首部６４が短く形成されている。これは、並結材としての並結板７（後述、図７参照）を並結材取付部６３に載架したときに、並結板７の表面がフロートユニット１の基台部３の天端面よりも高くならないようにするための配慮である。さらに、天板部６５の上面には、載架した並結板７の姿勢を安定させるため、連結筒６１の長手方向に延びる直線状の位置決め突条６７が突設されている。

［浮体構造物］
図７は、フロート同士を並列的に連結して構成される浮体構造物１００の基本的構造を示している。例示の浮体構造物１００は、図５に示したフロート１０を３個、連結したものである。

フロート１０の長手方向と直交する方向に適宜の間隔を設けて配置された複数個のフロート１０は、連結部材６の並結材取付部６３に取り付けられる並結材を介して相互に連結される。例示の形態では、並結材として、フロートユニット１Ｂと同一または類似の樹脂材料により成形された平面視略矩形の並結板７を用いている。並結板７の幅（短辺の長さ）は、連結部材６に設けられた並結材取付部６３の長さと略同寸である。並結板７には、その長辺方向に延びる長孔７１が複数ヶ所に形成されている。この並結板７の短辺側の端部を連結部材６の並結材取付部６３に載架し、並結板７の長孔７１と並結材取付部６３の溝孔とをボルト・ナットその他適宜の結合部材（図示せず）で結合することにより、フロート１０同士を所望の個数だけ並列方向に連結することができる。

なお、並結材としては、例示した並結板７に換えて、例えば溝形や山形等の異形小断面を有する棒状の並結梁（図示せず）等を用いることもできる。そのような並結梁も、その部材形状に応じた適宜の手段によって、連結部材６の並結材取付部６３、あるいはフロートユニット１の基台部３に結合されればよい。また、図７中には表していないが、フロート１０の最端部（フロートユニット１同士が連結されていない部分）にも連結部材６を取り付けて、その最端部同士を並結材によって連結すれば、浮体構造物１００の外周部分が枠状に拘束されるので、強度面で、より好ましい。

こうして、所望の大きさを有する筏状の浮体構造物１００を、簡素な構造で形成することができる。この浮体構造物１００は、複数個のフロートユニット１の基台部３の天端面が同一平面上に揃うように連結されるので、その平面上に各種設備の架台等を好適に据え付けることができる。

［他の実施形態］
図８は、本発明の第３実施形態に係るフロートユニット１（１Ｃ）を示している。このフロートユニット１Ｃは、本体部２が螺旋突条のない直円筒形状をなすように形成されている。その本体部２の上部には、前述の第１実施形態および第２実施形態に係るフロートユニット１Ａ、１Ｂと同様の構成を有する基台部３が設けられている。また、本体部２の底部には、第１実施形態に係るフロートユニット１Ａと同様に、薄板状をなす１条のフィン５（５Ｃ）が、本体部２の長手方向に沿って、直立するように設けられている。本体部２の両端は円形に開口した継手部４となっており、その開口内に例えば略筒状の連結部材６（６Ｃ）を嵌挿するなどして、フロートユニット１Ｃ同士が直列的に連結される。

図９は、本発明の第４実施形態に係るフロートユニット１（１Ｄ）を示している。このフロートユニット１Ｄは、本体部２の外周面に、螺旋状ではなく個々に独立した複数個の環状突条２２が等間隔で設けられている。その本体部２の上部には、前述の第１実施形態および第２実施形態に係るフロートユニット１Ａ、１Ｂの基台部３と同様の構成を有する基台部３が設けられている。また、本体部２の底部には、第２実施形態に係るフロートユニット１Ｂと同様に、薄板状をなす２条のフィン５（５Ｄ）が、本体部２の長手方向に沿って設けられている。２条のフィン５Ｄは、フロートユニット１Ｄの長手方向に直交する断面において略ハ字状になるように配置され、直線状の下縁を環状突条２２よりも下方に突出させている。

本体部２の両端には、筒状ではなく略板状に形成された継手部４（４Ｄ）が、本体部２の軸心の延長線上に直立姿勢で突設されている。この継手部４Ｄは、本体部２と略同寸の高さを有して、先端側の略半部の材厚が本体部２側の略半部の材厚の半分程度になるように形成されている。そして、フロートユニット１Ｄ同士を直列的に連結する際には、隣接するフロートユニット１Ｄの継手部４Ｄ同士が相欠き状に重合され、その重合箇所がボルト・ナットその他適宜の結合手段（図示せず）によって固定される。

図１０は、図９に示したフロートユニット１Ｄを連結して構成されるフロート１０および浮体構造物１００を示している。

例示の形態では、フロート１０同士を並列的に連結するための並結材として、上面が平坦で、下面の中央付近が山谷状に膨出した並結板７（７Ｄ）が用いられている。この並結板７Ｄの端部が、フロートユニット１Ｄの継手部４Ｄの重合箇所に載架されて、例えばボルト・ナットや凹凸係合その他適宜の結合手段によって固定される。

前述の通り、本発明に係るフロートユニット１を直列方向および並列方向に適宜連結して得られる浮体構造物１００は、簡単な構造で強固に連結されたものとなり、水面に浮かんだ状態でも長期間に亘って劣化せず、安定した浮遊姿勢を保持するものとなる。

なお、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態によって限定的に解釈されるべきものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて概念的に解釈されるべきものである。本発明の実施に際しては、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で、特許請求の範囲において具体的に特定していない部材・部品の形状や位置関係、接合形態等を適宜、改変して実施することはもちろん可能である。

例えば、フロートユニット１は、その本体部２の断面形状が、楕円形や角丸多角形等の非円形であってもよいし、その外周面に螺旋状や環状以外の凹凸等が形成されていてもよい。また、フロートユニット１には３条以上のフィン５が設けられていてもよい。複数条のフィン５が設けられる場合、それらの長さや下縁の高さは必ずしも全て統一されていなくてもよい。また、フィン５は、一様の厚さでなく、例えば本体部２側から下縁に向けて薄くなるテーパ状の断面を有していてもよい。基台部３の詳細な形状や構造も、その上に設置される各種設備等の種類や形態に応じて適宜、設計されればよい。

フロートユニット１同士を直列方向および並列方向に連結する個数は任意であり、それらの連結構造や、連結部材、並結材等の具体的構成も、例示形態と実質的に同程度の作用効果が得られる範囲内で、適宜改変することができる。

本発明は、水上に各種設備等を設置するための支持体として様々な態様で利用できるものであり、その設備等の種類については、フロートユニットによって得られる浮力とバランスし得る範囲内で任意である。

また、水中に、養殖用ネットや漁網などを吊設するための支持体として漁業の分野でも利用でき、或いは、海水浴場などで越境防止用或いは危険生物の侵入防止用の水中ネットを吊設するための支持体として保安設備の分野でも利用できるものである。

さらに、本発明を利用して構成される構造物は、水上以外の場所、例えば陸上の地面や人工舗装面、あるいは氷上その他の平坦面に設置することも可能である。

１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ） フロートユニット
１０ フロート
１００ 浮体構造物
２ 本体部
２１ 螺旋突条
２２ 環状突条
３ 基台部
３１ 首部
３２ 天板部
３３ 溝孔
３４ 風抜き孔
４、４Ｄ 継手部
４１ 螺旋突条
５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ） フィン
６、６Ｃ 連結部材
６１ 連結筒
６２ 螺旋溝
６３ 並結材取付部
６４ 首部
６５ 天板部
６６ 溝孔
６７ 位置決め突条
７ 並結板（並結材）
７１ 長孔

Claims (4)

1. 水面上に設置される浮体構造物に浮力を付与する合成樹脂製のフロートユニットであって、
   中空の円筒形状をなす本体部を有し、
   前記本体部の外周面の全域に亘って凹凸が設けられ、
   前記本体部の上部には、前記本体部から立ち上がる首部と、前記首部の上端から水平に張り出す天板部とを有する基台部が、前記本体部の長手方向に沿って設けられる一方、
   前記本体部の底部には、薄板状をなす１条のフィンが、前記本体部の全長に亘って、前記基台部の直下に直立するように設けられ、
   前記フィンの下縁は直線状に形成されて、前記凹凸よりも下方に突出している
   ことを特徴とするフロートユニット。
2. 水面上に設置される浮体構造物に浮力を付与する合成樹脂製のフロートユニットであって、
   中空の円筒形状をなす本体部を有し、
   前記本体部の外周面の全域に亘って凹凸が設けられ、
   前記本体部の上部には、前記本体部から立ち上がる首部と、前記首部の上端から水平に張り出す天板部とを有する基台部が、前記本体部の長手方向に沿って設けられる一方、
   前記本体部の底部には、薄板状をなす２条のフィンが、前記本体部の全長に亘って、互いに平行に、または該長手方向に直交する断面においてハ字状になるように設けられ、
   前記２条のフィンの下縁は互いの高さを揃えてともに直線状に形成され、前記凹凸よりも下方に突出している
   ことを特徴とするフロートユニット。
3. 請求項１または２に記載のフロートユニットが、長手方向に連続するように複数個、直列的に連結されてなるフロート。
4. 請求項１もしくは２に記載のフロートユニット、または請求項３に記載のフロートが、前記フロートユニットの長手方向と直交する方向に適宜の間隔を設けて複数個、並列的に配置され、
   該直交方向に架け渡された並結材を介して相互に連結されてなる浮体構造物。

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