津波対策救命いかだ

報道で、万一の時に備え、自力で逃げることが困難な人々を、高台へ避難させようと訓練をされているボランティアの方々を知りました。
でも、津波到達時間内に避難する事は非常に困難であるそうです。(その訓練では、避難に40分かかり、
その地域の津波到達予想時間は地震発生の15分後とのことでした。)
人助けに行かれた方まで犠牲になるのはとてもしのびないことです。
もし、自力で避難が困難な方に助かる『可能性』が提供されていれば、そういった犠牲が一人でも救えるのではないか・・・
そう考えているときに、津波の映像で人が乗った自動車が半分沈みながらも流されていくのを思い出しました。
もしそのまま沈まなければ乗員の命は救われたはずです。
よし、沈まない車を作ってみよう!
そうして、孤軍奮闘の開発が進行中です。

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買っちゃいました!10年落ちのニュービートル。

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車体価格10万円、大阪からの陸送38,000円(マフラーが無いので不動車扱い)
車体はきれいでもったいない様な気がしますが、乗る人がいなくて部品取り車になっていました。
なるべく年式が新しく塗装が痛んでいない安定感のある形状が選定のポイントです。

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エンジン快調(爆音ですが・・・ でも、イカダにするので軽量化のため・・・

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近所の整備工場で、エンジンを下してもらいました。
専用工具が必要とかで、工賃47,250円!慣れたら安くしてもらえるかな?
自分でやってみるつもりでしたが(取り付けるのは無理ですが、壊すだけならできそうな・・)、
陸送屋さんが、コンプライアンス上マフラーの無い車両を修理工場でないところへは運べないとのことでしたので、修理工場にお願いしました。(修理工場が休みの土曜に到着したので、結局はうちに着きました。)

エンジンルームが空っぽになって地べたが見えてます。

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さらに軽量化するため余計な部品は取り除きます。(かわいそうなのでお目目は後で戻します。)

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ニュービートルの脱皮!丸ごと外す構造でした。

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実は、ラジエターを残すかどうかで迷ったのですが、車体強度にあまり影響がなさそうなので少しでも軽くするため取り外すことに・・・脱皮が必要になり大変でした。エンジンルームには、補強のためにラリー車のサイドシルにも使用する発砲ウレタンを充填するので、強度は問題ないでしょう。
浮力が十分なら無理してラジエターまで外す必要は無さそうです。

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さてどのくらい軽量化できたでしょうか?前輪・後輪を少しずつ持ち上げて計量したところ、945kg以下になっている・・はずです。元が1,280kgですので、335kgくらい軽量化できた様です。完全に浸水しても沈没しない様にするには、最低1000リットルの浮きが必要になりそうです。35倍発泡の発泡ウレタンなら概算で30kg必要でしょうか。(これが意外に高価なので、なんとかコストダウンが必要です。)

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当初は、エンジンルームと荷室に発泡ウレタンをつければ十分かと思いましたが、安定性を保ちながらも浮力と気密性を高められるように、床下にも10cmの発泡ウレタンを充填することにしました。コンパネの上にガラスマットを敷きその上に発泡ウレタンを充填します。ノズルから二液が混合して噴射する二液型簡易発泡ウレタンなら作業も楽なのですが・・・何しろ価格が高価(30kgで17万円弱)なので、手で撹拌するタイプ(40kgで5万円弱)を使用します。それでも高価なので、ドラム缶で買ってコストダウンが必要でしょう。
今回は、4回に分けて充填していきましたが、やはりシッカリした型枠の必要性を感じます。
この隙間に発泡ウレタンを流し込み膨張させます。車体との接着をより強力にするため、底面の水抜き穴のゴムキャップを取り外し、アセトンで表面を整えておきます。

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 反対側に漏れ出さない様にダンボールで枠を作っておきます。P1030085

隙間への充填はツールを使用する必要がありそうです。
使用したのはこれらのツール(自作)です。
ペットボトル:底に攪拌機が入るだけの穴を開ける。この時、キャップを開ける時に傾けても液が漏れない様底を半分くらい残しておくと作業が楽です。
PPパイプ:圧縮空気で液を送り出すためのポリエチレンとスポンジ玉で造ったテルテル坊主状のものを、打ち終わった後回収できるようにPP紐で繋ぎ、空気入れ用の穴の開いた栓をします。
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ペットボトルに2液を入れて撹拌。
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ペットボトルで撹拌した原液を、スポンジ玉を仕込んだPPパイプに注入します。
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圧縮空気で打ち込みます。
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打ち終わったところです。中の液はきれいに放出され、紐でつるされたスポンジ玉が飛び出しています。
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いよいよエンジンルームへの充填です。コンパネの上にポリシートで養生し、ガラスマットを敷いてFRP樹脂を塗っておきます。

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充填開始!原液を計量しておきます。
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開口部への投入なので、バケツとポリ袋を使用します。
ポリ袋を巻き込まない様に注意しながら撹拌します。(巻き込むと悲惨なことになりそうです。)
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投入部へ絞り出します。
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数度に分けて投入したので、折り重なるように膨れてつながっています。
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半分充填したところで、万一ボンネットが開いてしまった時も発泡樹脂が車体から外れない様
木材の支柱を設置します。(発泡ポリウレタンの接着力は十分強力なので必要ないかもしれません)

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トランクルームにも、剥離防止のため支柱を入れておきます。

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エンジンルーム充填完了!

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トランクルーム充填完了!

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とりあえずはこれで浮くはずです。

バックドア(リアハッチ)からぶら下がっている赤い紐を引くと、ロックが解除して中からバックドアを開けることが出来ます。万一、洋上での脱出が必要な時はここから脱出してください。

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運転席の窓ガラスもモーターを外してあるので、手動で開け閉めすることが出来ます。

換気やイカリの投入、万一ドアが開かない時はここから脱出します。

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まだ表面の処理は出来ていませんが、車体下部には一面発泡ウレタンの層が出来ました。底面からの浸水防止と浮力アップが期待できます。 タイヤは水中ではバネが伸びて下ににさがります。水面下の距離が伸びるので、海まで流されない様ストッパーになるのを期待したいと思います。イカリも併用してなんとか陸地にとどまりたいものです。大規模な災害では、待てば救助が来るというのは楽観的すぎるかもしれません。

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発泡ウレタンはラリー車のサイドシルなどに充填して剛性アップに使用されています。 エンジンルームとトランクルームにはパンパンに充填していますので、きっと瓦礫に揉まれても生存可能な空間を確保してくれるハズです。 シートの下等の、力のかからない部分には空のペットボトルを詰めて安価に浮力をつけたいと思います。 あとは、ポリウレタンを覆っているガラスシートにFRP樹脂をコーティングして補強すれば完成です。 でも底に塗るのは厄介なので、量産時には型枠を造ってあらかじめ底面のFRP型を作る方が良さそうです。

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陸地に残るためには、念のためイカリも備えておきましょう。
牽引フックからイカリ用伸縮ロープをサイドミラーまで伸ばしておきます。
(サイドミラーがちぎれるかな?浮くロープなので何とか車内に引き入れられることを祈ります。)

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流れが落ち着いたら窓を開けてロープを引き込みイカリを装着します。

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一番内陸部に入って流れが止まった時がイカリ投下のチャンスです。

潮が引いて高台が近くにあれば避難しましょう。

避難できそうな場所が無ければ、イカリを回収し、ロープを再設置して第2波、第3波に備え車の中で待機するのが良いかもしれません。

帰る場所が無くなってしまったら雨風をしのぐのにも役だってもらいましょう。

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FRP樹脂で仕上げをしたら、浮上実験に入りたいと考えていました。
発泡ウレタン部分にガラス繊維のクロスを貼ってあるので、樹脂を塗るだけなのですが、
車体を裏返さないと上向きの作業になり、つららが沢山出来てしまう心配があります。
そうなっては始末に負えないので、やはり車体の底部の形のFRPの型枠を造って設置
する方が良いと思い直しました。
実は発泡ウレタンを充填する時、色々な隙間から固まる前の液体が漏れ出して、地面
に大きな団子を沢山作って、発泡ウレタンをかなり無駄遣いしてしまっていました。
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底部を覆う型枠があれば、作業も楽で材料の無駄も軽減できるでしょう。方針転換!
コンパネとダンボールで型枠を造りました。(すでにウレタンがついているので今回は目測です。)
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FRP型に直角はふさわしくないそうなので、45度になる様角にプレートを貼っていきます。
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段ボールなので離型剤は使えないため、ポリシートで養生しました。
でもFRPの粘着力は想像以上に強くて、後でこれが失敗だったと思い知ることになります。
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ガラスマットを敷き詰めます。
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ローラーでFRP樹脂を塗り込んでいきます。
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ポリシートにシワがあるので、空気が入って少し凸凹になりました。
型から抜き取りました。それほど強度は求めていないのでFRP一層です。
でも、よく見ると小さな穴が沢山開いているので、もう1層重ねる必要がありそうです。

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ポリシートを剥せば完成の予定でしたが、ポリシートが薄過ぎたので、引っ付いて
なかなか取れません。剥そうとすると千切れて粉々に、後で塗装をする予定なので
きれいに剥さないとペンキが乗りません。やっぱりしっかした型を造って、離型剤を使うべきですね。
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縦半分の型枠だったので、ひっくり返してもう片方も造りました。左右で1台分です。
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前後から、片方ずつ挿入すれば、車体を吊り上げなくても車体の下に設置出来ます。
木枠などを利用し、車体の下に設置して密着させ、隙間に発泡ウレタンを注入すれば、
発泡ウレタンには接着剤としての機能があるので一体化するでしょう。

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最後の仕上げに掛かろうとしているとき、もみじ銀行様が全国初の知的財産支援と銘
打って、特許申請のための弁理士費用を肩代わりして下さると言う事業にお誘いいただ
きました。失敗から生まれた発明を申請してみることになり、しばらく作業を中断し
特許が下りるのを待つことになりました。

平成29年2月17日、優秀な弁理士さんのお力で拒絶理由通知書を受けることなく、
1発で特許が下りました。さすがですね。
芦田・木村国際特許事務所の木村先生、末次先生、森先生、毛受先生、どうもありが
とうございました。
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特許第6090887号 『救命筏製造用型枠、救命筏の製造方法及び救命筏』
(7月25日現在、まだ特許情報プラットホームには掲載されていません。)
Google Patents

実用新案第3175093号 津波対策『自動車の車体を利用した救命いかだ』
PDF

ウィキペディアによると、「津波てんでんこ」と言う標語は、北海道南西沖地震(1993年)の奥尻島で、手をつないで避難していた母子3名が、すでに避難していた祖母の家に立ち寄ったため、わずかな時間差で命を落としたという痛ましい教訓から、津波災害史研究家である山下文男氏により、平成2年の第1回「全国沿岸市町村津波サミット」で提唱された言葉だとの事です。
とはいえ、『私が助けに行かなければ助かるすべが無い』という方の顔が浮かぶと、無理しても行ってしまう方もいるでしょう。せめて生存の可能性が残されていれば、津波てんでんこの標語に従いやすくなるのではないかと思います。津波てんでん号がその可能性を担える様、ぜひ実用化したいと考えます。

しばらく作業を中断してしまいましたが、約2年ぶりの作業再開です。
ポリウレタンを開封して2年放置してしまったので、膨らむかどうかの
不安があり、もう必要ないくらい充填済みなのですが、エンジンルーム
に再投入してみることにしました。
また、発泡スチロールとうまく結合出来ればコストダウンにつながります。
2液型発泡ウレタンの反応熱で溶けたりしないか実験を兼ねてみました。

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発泡スチロールは溶けることなく、しっかり結合してくれました。
これなら強度の必要ない部分は、発泡スチロールを詰めて発泡ウレタンを
節約できそうです。

いよいよ底となるFRP型枠を取付けます。左半分の枠を車体に設置します。
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車軸と干渉する部分を切り込みます。
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ジャッキ等で車体の下にセットします。目測で造ったので不安もありましたが、
とりあえず許容範囲かな?

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サイドが波打つので木材で押さえます。
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車軸周りや底等、発泡ウレタンが漏れだしそうな隙間を1液型スプレータイプ
の発泡ウレタンで埋めておきます。

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発泡ウレタンを流し込むため、車体底部の水抜き穴を利用します。
内張りを剥すのは大変なので、マットに隠れる部分を切り開けました。
ウレタンに穴を開けて注ぎ口を作ります。

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最初から型枠を造って発泡ウレタンを流し込めば楽だったのですが、車体底部
にはすでに10cmくらいのウレタンの層が出来ているため、FRP型枠との
隙間が1cm位のところもありました。これでは重力で流し込むのは無理があ
りそうなので、パイプに仕込んでエアーで打ち込むことにしました。

ところがパイプに仕込む時点で大失敗!
何度も経験してきていて自信あったのですが、気温が高すぎたのと念入りに撹拌
してしまったため、パイプに半分充填した時点で膨張が始まり溢れ出してしまい
ました。

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P1150187

スピーディに作業するため手袋もしていなかったので、ウレタンだらけの手が
膨張して行くのも経験しました。膨張する時の温度も体感し、火傷するほどでは
無かったので発泡スチロールとの併用に問題ないことは確認できました。
また、手についたウレタンが取れるには三日以上掛かりましたので、発泡ウレタン
の接着力の強さも確認できたのが良かったです。(負け惜しみです)

ちょっとへこみましたが続けます

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