(57)【要約】【課題】力と情報等を伝達することができる高機能複合構造体を提供すること。【解決手段】一方向に伸延する被保護体と、同被保護体の外周面を被覆して保護する保護体とを具備し、被保護体は、情報を供給するための光ファイバー、電気を供給するための電線、若しくは、水等を供給するための配管の内の少なくとも一つであり、保護体は、被保護体と同一方向に伸延する長繊維束に接着剤を全体的若しくは部分的に塗布し、同接着剤が硬化する前に長繊維束にその伸延方向に沿って一定の張力を加え、同接着剤が硬化した後に一定の張力を解放して形成した。【選択図】　　　　　図１
2004022390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に伸延する被保護体と、同被保護体の外周面を被覆して保護する保護体とを具備し、
被保護体は、情報を供給するための光ファイバー、電気を供給するための電線、若しくは、水等を供給するための配管の内の少なくとも一つであり、
保護体は、被保護体と同一方向に伸延する長繊維束に接着剤を全体的若しくは部分的に塗布し、同接着剤が硬化する前に長繊維束にその伸延方向に沿って一定の張力を加え、同接着剤が硬化した後に一定の張力を解放して形成したことを特徴とする高機能複合構造体。
【請求項２】
保護体の外周面を拘束体により被覆して、同拘束体により保護体がその伸延方向と直交する方向に膨張する歪みを拘束したことを特徴とする請求項１記載の高機能複合構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高機能複合構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、情報インフラの一形態として、光ファイバーケーブルが敷設されており、同光ファイバーケーブルは、光ファイバーを複数層のラッピング材によりラッピング等して保護している。
【０００３】
そして、光ファイバーの情報ネット網は、国レベルの光ファイバーＢＯＸや共同溝による基幹的なものが構築されている。
【０００４】
また、海岸防災においては、波圧センサ等の端末情報をケーソンの表面に設置した光ファイバーケーブルを介して集めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した光ファイバーケーブルを敷設した情報インフラでは、未だ、以下のような不具合がある。
【０００６】
（１）光ファイバーケーブルを敷設する工事において、情報施設を一部を供用しながら別の情報施設を敷設する場合、新たな作業空間や一般市民を含む安全性の確保、ライフラインの維持（交通トップを避け、民間には電気、ガス等の提供）等の重大な課題が加わるため、工事が難航すると共に、用地代等が加わって、施工コストが高くなっている。
【０００７】
（２）光ファイバーケーブルを設置するための特別な施設（情報ＢＯＸや共同溝）のスペース・用地と共に、重要な区域ではテロ対策・保安対策が必要であり、その分、施工コストが高くなる。
【０００８】
（３）一般的に、光ファイバーケーブルの性能（光伝達機能等）は、一定以上の曲げや捩り変形の下では、劣化したり、破損したりするために、従来の現場施工法では、細心の注意と熟練が要求されており、光ファイバーの性能が施工精度に左右されている。
【０００９】
（４）光ファイバーケーブルは、光ファイバーを複数層のラッピング材によりラッピング等して保護しているが、▲１▼地下共同溝では、ネズミにかじられて機能障害を起こした事例があり、▲２▼海底ケーブルが鮫等にかじられて機能障害を起こした事例があり、▲３▼自動車等の繰り返し荷重を受ける路面等には簡便に敷設することができない。
【００１０】
（５）高速道等のような直線的な区間では、一般的に、光ファイバーケーブルを構造物を介して連続的に通す方が伝達機能が高く、コストも安いが、その区間内に施設がある場合には直進性が得にくく、スペース確保が困難であるため、既設の高速道や一般国道では、側方用地か中央分離帯、オーバーブリッジ等を利用しなければならないという制約がある。
【００１１】
（６）国レベルの光ファイバーＢＯＸや共同溝による基幹的な光ファイバーの情報ネット網は、大災害に遭うと不通となり、復旧に多大な時間を要する。
【００１２】
（７）海岸防災において、波圧センサ等の端末情報をケーソンの表面に設置した光ファイバーケーブルを介して集める従来方式では、ケーソンの表面に設置した光ファイバーケーブルが大波に持っていかれることが多く、破損し易いという不具合がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、一方向に伸延する被保護体と、同被保護体の外周面を被覆して保護する保護体とを具備し、被保護体は、情報を供給するための光ファイバー、電気を供給するための電線、若しくは、水等を供給するための配管の内の少なくとも一つであり、保護体は、被保護体と同一方向に伸延する長繊維束に接着剤を全体的若しくは部分的に塗布し、同接着剤が硬化する前に長繊維束にその伸延方向に沿って一定の張力を加え、同接着剤が硬化した後に一定の張力を解放して形成したことを特徴とする高機能複合構造体を提供するものである。
【００１４】
また、本発明は、保護体の外周面を拘束体により被覆して、同拘束体により保護体がその伸延方向と直交する方向に膨張する歪みを拘束したことにも特徴を有する。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
すなわち、本発明に係る高機能複合構造体は、一方向に伸延する被保護体と、同被保護体の外周面を被覆して保護する保護体とを具備し、被保護体は、情報を供給するための光ファイバー、電気を供給するための電線、若しくは、水等を供給するための配管の内の少なくとも一つであり、保護体は、被保護体と同一方向に伸延する長繊維束に接着剤を全体的若しくは部分的に塗布し、同接着剤が硬化する前に長繊維束にその伸延方向に沿って一定の張力を加え、同接着剤が硬化した後に一定の張力を解放して形成している。
【００１９】
しかも、かかる高機能複合構造体は、保護体の外周面を拘束体により被覆して、同拘束体により保護体がその伸延方向と直交する方向に膨張する歪みを拘束している。
【００２０】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
〔第１実施例〕
図１に示すＡは、本発明に係る第１実施例としての高機能複合構造体であり、同高機能複合構造体Ａは、図６にも示すように、一方向に伸延する被保護体Ｈと、同被保護体Ｈの外周面を被覆して保護する保護体と、同保護体に１次元的にプレストレスＰを導入した被拘束体Ｋ１と、同被拘束体Ｋ１の外周面を被覆して、同被拘束体Ｋ１がその伸延方向と直交する方向に膨張する歪みを拘束する第１拘束体Ｋ２と、同第１拘束体Ｋ２の外周面に螺旋状に巻回して、上記被拘束体Ｋ１がその伸延方向と直交する方向に膨張する歪みを拘束する第２拘束体Ｋ３とを具備して、２次元的にプレストレスを導入してなるものである。
【００２２】
被保護体Ｈは、図２及び図３に示すように、情報を供給するための光ファイバーケーブルｈ１と、電気を供給するための電線ｈ２とを、プラスチック製の内側保護シースＳ１内に平行させて収容し、同内側保護シースＳ１の外周にグリース等の滑り易い充填剤Ｊを介してプラスチック製の外側保護シースＳ２を嵌合し、同外側保護シースＳ２の外周面に沿わせて光センサ用の光ファイバーｈ３を上記光ファイバーケーブルｈ１や電線ｈ２と平行に配置してなるものである。なお、被保護体Ｈの端部においては充填剤Ｊに代えて防水用のブチルゴム（図示せず）をパッキンとして配置する（図１４（ｂ）参照）。
【００２３】
そして、保護体としての被拘束体Ｋ１は、図１に示すように、一方向に伸延する構造体本片１と、同構造体本片１の両端部に一体成形した二又状のアンカー片２，２，２，２とを具備しており、各アンカー片２はループ状に形成している。
【００２４】
しかも、被拘束体Ｋ１は、図４〜図７に示すように、長繊維束３に接着剤４を全体的に塗布し、同接着剤４が硬化する前に長繊維束３（例えば、長繊維３ａの束１２，０００本（１２Ｋ））にその伸延方向に沿って一定の張力Ｆ（例えば、５ｋｇ）を加え、同接着剤４が硬化した後に一定の張力Ｆを解放して、硬化した接着剤４に長繊維束３の伸延方向に沿ったプレストレスＰを導入してなるものである。
【００２５】
すなわち、長繊維束３は、図４（ａ）に示すように、例えば、長繊維３ａの束１２，０００本（１２Ｋ）を、さらに１２０本集めて束ねたものを使用することができ、図４（ｂ）に示すように、ボビン５に巻回されている長繊維束３を引き出すと共に、途中で液体状の接着剤４中に浸漬させてａ方向に引き出すことにより、同長繊維束３に接着剤４を塗布する。６は接着剤槽、７は引き出しガイドローラ、８は浸漬ガイドローラである。
【００２６】
そして、長繊維３ａは、少なくとも腐食することがなく、しかも、軽量で引張に対して高強度のものであれば良く、好ましくは、耐衝撃性及び耐熱性に優れたものが良い。
【００２７】
使用する長繊維３ａとしては、例えば、炭素繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）繊維、アラミド繊維、ケプラー繊維、及び、ザイロン繊維等がある。
【００２８】
また、長繊維束３にあらかじめ一定の張力Ｆ（例えば、５ｋｇ）を加えるのは、プレストレスＰを導入する以外に、長繊維３ａ，３ａ間の相対的な緩みやずれ変形、さらには、バラツキを是正するためでもある。
【００２９】
すなわち、長繊維束３にあらかじめ一定の張力を加えた状態にて、同長繊維束３に接着剤４を全周（全長）にわたって塗布すると共に、同接着剤４を硬化させた後に、固定していた長繊維束３の両端部を後述する高機能複合構造体製造装置Ｂに設けた係止片から取り外して、あらかじめ加えていた一定の張力Ｆ（例えば、５ｋｇ）を解放して、硬化した接着剤４に長繊維束３の伸延方向に沿ったプレストレスＰを導入することができる。
【００３０】
その結果、長繊維束３の引張強度のバラツキを小さくして、その有効引張強度を増大させると共に、取扱性を良好となすことができ、しかも、接着剤４による長繊維３ａの相互の接着性を良好となすことができる。
【００３１】
従って、接着剤４としては、高い接着強度を必要としないことから、常温で硬化する安価なものを使用することができ、例えば、常温（２０℃〜３０℃）で１０時間〜４８時間後に硬化し、引張強度σｐ＝５００ｋｇｆ／ｃｍ２〜１，０００ｋｇｆ／ｃｍ２を有するものを使用することができ、硬化時間は、長繊維束３に直接電流を流してジュール熱（６０℃〜７０℃弱）を利用すれば、作業条件等に応じて接着剤４の種類を選択することにより、１時間〜２時間の範囲で設定することができる。
【００３２】
しかも、かかる接着剤４が硬化した後には一定の張力を解放して、硬化した接着剤４に長繊維束３の伸延方向に沿ったプレストレスＰを導入することにより、引張強度を良好に確保した被拘束体Ｋ１を、安価にかつ短時間に製造することができる。
【００３３】
なお、接着剤４は、長繊維束３の全周（全長）にわたって塗布する以外に、所要の個所に部分的に塗布すると共に、硬化させることもできる。
【００３４】
第１拘束体Ｋ２は、図１及び図８に示すように、帯状の長繊維束３を被拘束体Ｋ１の外周面に一定の張力を加えながら巻き付けて形成している。
【００３５】
第２拘束体Ｋ３は、図１及び図８に示すように、第１拘束体Ｋ２の外周面に紐状体を一定の張力を加えながら螺旋状に緩解して形成している。
【００３６】
ここで、前記したように、本発明に係る高機能複合構造体Ａは、２次元的にプレストレスを導入してなるものであるが、長手方向をＸ軸、半径方向をｒ軸、そして、円周方向をθ軸とすれば、硬化した接着剤４にはＸ軸方向の応力σｘとｒ軸方向の応力σｒ（≒σθ）が働くことになり、σｘとσｒとで２次元、σｘとσｒとσθ（≒σｒ）とで３次元となる軸対称問題となるので、２次元的とした。
【００３７】
（高機能複合構造体の製造装置の説明）
図８は、前記した高機能複合構造体Ａを製造する製造装置Ｂを示しており、同製造装置Ｂは、左右一対の軸支持台１０，１１を左右方向に一定の間隔を開けて配置し、両軸支持台１０，１１にそれぞれ中空の回動軸１２，１３を左右方向に対向させて取り付け、各回動軸１２，１３に回転体１４，１５を介して係止片１６，１６，１７，１７を取り付ける一方、各軸支持台１０，１１の近傍位置には駆動用モータ１８，１９を配置して、各駆動用モータ１８，１９の出力軸２０，２１と各回動軸１２，１３との間に伝動ベルト２２，２３をプーリ２４，２５，２６，２７を介して連動連結している。
【００３８】
そして、各回動軸１２，１３中には、その軸線方向に沿って被保護体Ｈを挿通することができるようにしている。
【００３９】
（高機能複合構造体の製造方法の説明）
次に、前記した製造装置Ｂにより２次元的にプレストレスを導入した高機能複合構造体Ａの製造方法について説明する。
【００４０】
（１）図８に示すように、製造装置Ｂの両係止片１６，１６，１７，１７間に接着剤４を塗布した長繊維束３を一定の張力を加えながら所要回数にわたって平行弦状に掛け回して被拘束体Ｋ１となす。
【００４１】
（２）図８に示すように、細幅帯状となして接着剤４を塗布した長繊維束３を、上記被拘束体Ｋ１の左側端部より一定の張力を加えながら螺旋状に巻き付けて被覆することにより第１拘束体Ｋ２となす。
【００４２】
この際、第１拘束体Ｋ２は、細幅帯状となして接着剤４を塗布した長繊維束３の先端部を被拘束体Ｋ１である構造体本片１の左側端部に接着して、同状態にて引っ張って一定の張力を加えると共に、左右一対の駆動用モータ１８，１９を同調させて回動させ、左右一対の係止片１６，１６，１７，１７間に掛け回した被拘束体Ｋ１を左右一対の回動軸１２，１３の軸線廻りに回転させることにより、長繊維束３を構造体本片１の外周面に巻き付けることができ、さらに、同長繊維束３を構造体本片１と平行に右方向ｂへゆっくり移動させることにより、同構造体本片１の外周面に簡単に螺旋状に巻き付けて被覆（ラッピング）して形成することができる。ｃは、被拘束体Ｋ１の回転方向を示す。
【００４３】
（３）図８に示すように、異形鉄筋と同様に、膨張コンクリート等との付着性能を高める場合には、このラッピングと同時平行して、第１拘束体Ｋ２の外周面に第２拘束体Ｋ３としての繊維材等の紐状片を右方向ｄへゆっくり移動させながら略一定のピッチで螺旋状に巻き付ける。
【００４４】
（４）図５に示すように、左右方向に１次元的に張力Ｆを加えられた被拘束体Ｋ１と、同被拘束体Ｋ１の外周面に被覆（ラッピング）した第１拘束体Ｋ２にそれぞれ塗布した接着剤４，４が硬化したところで、各係止片１６，１６，１７，１７に係止していたアンカー片２，２，２，２を、各係止片１６，１６，１７，１７から取り外すことにより、加えていた一定の張力Ｆを解放する。
【００４５】
このようにして、図６に示すように、硬化した接着剤４に被拘束体Ｋ１の伸延方向（左右方向）に沿ったプレストレスＰと、図７に示すように、第１拘束体Ｋ２の円周方向に沿ったプレストレス（図示せず）とを導入して、同被拘束体Ｋ１がその伸延方向と直交する方向（半径方向）に膨張する膨張力ｆ１を第１・第２拘束体Ｋ２，Ｋ３により拘束して、両第１・第２拘束体Ｋ２，Ｋ３により被拘束体Ｋ１側へ作用する拘束力ｆ２となして、被拘束体Ｋ１に導入した１次元的なプレストレスＰを第１・第２拘束体Ｋ２，Ｋ３により封じ込めることができるようにしている。
【００４６】
すなわち、１次元的にプレストレスＰを導入した棒状の被拘束体Ｋ１では、一般に偏心力などによって反り易く、直線性を求められる長尺物に対しては一定の限界があるが、上記したように第１・第２拘束体Ｋ２，Ｋ３により拘束して２次元的にプレストレスＰを導入した高機能複合構造体Ａでは、被拘束体Ｋ１に１次元的に作用するプレストレスＰは、硬化した接着剤４のマトリックスを圧縮し、同被拘束体Ｋ１の方向に膨らもうとし、ひずみを生じる。
【００４７】
これに対して、被拘束体Ｋ１をラッピングする外周の第１・第２拘束体Ｋ２，Ｋ３は、この膨らみを抑止し、同被拘束体Ｋ１の硬化した接着剤４のマトリックスはその反力として、外方から中心に向かう半径方向に圧縮力を受ける。
【００４８】
その結果、被拘束体Ｋ１は、２方向（被拘束体Ｋ１の伸延方向とその半径方向）のプレストレスを受ける（コンファイン効果を得る）ことになる。これが２次元的なプレストレス原理を高機能複合構造体Ａに導入する例の１つであり、この種の棒材は、主として、引張力材や曲げ材や捩り材等として用いられることになる。
【００４９】
このように、上記のようにして製造した棒状の高機能複合構造体Ａでは、被拘束体Ｋ１に導入した１次元的なプレストレスＰを、設定した通りに確保することができるものである。
【００５０】
次に、上記のように構成した本発明に係る高機能複合構造体Ａの適用例について、図９〜図２１を参照しながら説明する。
【００５１】
（第１適用例）
図９〜図１２は、高機能複合構造体Ａのコンクリート版Ｃへの適用例を示しており、左右方向に隣接するコンクリート版Ｃ，Ｃ中にそれぞれ高機能複合構造体Ａ，Ａ，Ａ，Ａを左右方向に伸延させて埋設すると共に、各高機能複合構造体Ａ，Ａ，Ａ，Ａのアンカー片２，２，２，２をコンクリート版Ｃ，Ｃの端面より突出させて、対向するアンカー片２，２同士を前後方向に一部重合状態となして、前後方向に符合するループ中に、前後方向に軸線を向けた連結ピン３０，３０を挿通することにより、高機能複合構造体Ａ，Ａ同士を連結している。
【００５２】
そして、コンクリート版Ｃ，Ｃの上側端部は、それぞれ段付き凹部３１，３１を形成して、一定の間隔を開けて突き合わせ状となしたコンクリート版Ｃ，Ｃの上部に端末収容空間Ｓｐを形成し、同端末収容空間Ｓｐ中に光ファイバーユニット接続用端末３２を連結体３３を介して収容することができるようにしている。
【００５３】
しかも、連結体３３は、左右方向に伸延する筒状に形成して、中央部周壁より連通パイプ３４を上方へ向けて立ち上げ、同連通パイプ３４の上端部に光ファイバーユニット接続用端末３２を連通連設しており、連結体３３と連通パイプ３４は金属により一体成形している。
【００５４】
さらには、連結体３３の中央部には、前後方向に連通する連結ピン挿通孔３５，３５を形成して、同連結ピン挿通孔３５，３５中に連結ピン３０を横断状態に貫通させて、同連結ピン３０により左右に対向する上部の高機能複合構造体Ａ，Ａのアンカー片２，２同士を連結体３３中にて連結するようにしている。
【００５５】
また、各高機能複合構造体Ａ，Ａが具備する被保護体Ｈ，Ｈは、それぞれ連結体３３中より連結パイプ３４中を通して光ファイバーユニット接続用端末３２に接続している。Ｍ１は無収縮モルタル、Ｍ２は膨張モルタルである。
【００５６】
このようにして、コンクリート版Ｃ中に高機能複合構造体Ａを挿通することにより、同高機能複合構造体Ａの一部を構成する被拘束体Ｋ１と第１・第２拘束体Ｋ２，Ｋ３が一体となって引張耐力を有することから、強度部材として機能させることができると共に、同高機能複合構造体Ａの一部を構成する被保護体Ｈ中の光ファイバーケーブルｈ１や電線ｈ２を通して情報を伝達することができ、同情報は、被保護体Ｈに接続した光ファイバーユニット接続用端末３２から随時入手することができる。
【００５７】
従って、コンクリート版Ｃを所要の方向に接続することにより、光ファイバー網を容易に構築することができる。
【００５８】
〔第２実施例〕
図１３及び図１４は、本発明に係る第２実施例としての高機能複合構造体Ａを示しており、同高機能複合構造体Ａは、前記した第１実施例としての高機能複合構造体Ａと基本的構造を同じくしているが、一方向に伸延する高機能複合構造体Ａの端部にアンカー片２として雄ネジ体を形成した点において異なる。
【００５９】
すなわち、高機能複合構造体Ａの端部外周面に、外周面に雄ネジ部を形成した筒状の雄ネジ片４０を嵌合すると共に、同雄ネジ片４０の内周面と構造体本片１の端部外周面との間に膨張モルタルＭ２を充填して、同膨張モルタルＭ２を固化させることにより、高機能複合構造体Ａと雄ネジ片４０とを一体化している。
【００６０】
そして、高機能複合構造体Ａ，Ａ同士を連結する場合には、内周面に雌ネジ部を形成した筒状の雌ネジ片４１の両端部より、各高機能複合構造体Ａ，Ａの端部に形成した雄ネジ片４０，４０を螺着するようにしている。
【００６１】
この際、両高機能複合構造体Ａ，Ａの被保護体Ｈ，Ｈは、図１４（ａ）に示すように、連結管４２を介して連結するようにしており、図１４（ｂ）にも示すように、同連結管４２の両端部にはブチルゴム等の防水パッキン４３，４３を設けて、防水性を良好に確保している。なお、雄ネジ片４０と雌ネジ片４１は、ステンレス製として防錆を図っている。
【００６２】
このようにして、図１５にも示すように、それぞれコンクリート構造物Ｃｋ，Ｃｋ中に埋設した高機能複合構造体Ａ，Ａ同士を雌ネジ片４１を介して連結することにより、一方の高機能複合構造体Ａから雌ネジ片４１を介して他方の高機能複合構造体Ａに力を伝達することができると共に、被保護体Ｈ，Ｈ同士を連結管４２を介して連結して、情報を伝達することができるようにしている。
【００６３】
〔第３実施例〕
図１６は、本発明に係る第３実施例としての高機能複合構造体Ａを示しており、同高機能複合構造体Ａは、前記した第１実施例としての高機能複合構造体Ａと基本的構造を同じくしているが、一方向に伸延する高機能複合構造体Ａの端部に設けたアンカー片２の構造において異なる。
【００６４】
すなわち、アンカー片２は、高機能複合構造体Ａの端部外周面に鍔状係止片４４をコンクリート構造物Ｃｋ中に埋設状態にて設け、同鍔状係止片４４より高機能複合構造体Ａの外周面を囲繞する筒状のスライド片４５を外側方へ向けて延設すると共に、コンクリート構造物Ｃｋの端面より外方へ突出させ、同スライド片４５の内周面と高機能複合構造体Ａの外周面との間に膨張モルタルＭ２を充填して、同膨張モルタルＭ２を固化させることにより、高機能複合構造体Ａとスライド片４５とを一体化している。
【００６５】
そして、連結すべき高機能複合構造体Ａ，Ａ同士を近接状態にて左右に対向させて配置すると共に、両スライド片４５，４５間に筒状のスライドガイド片４６を介設しており、同スライドガイド片４６は両端部を各スライド片４５，４５の外側端部の外周面にスライド自在に嵌合させている。４７はブチルゴム等の防水パッキンである。
【００６６】
このようにして、左右側のコンクリート構造物Ｃｋ，Ｃｋ同士が接近したり離隔したりする場合でも、両コンクリート構造物Ｃｋ，Ｃｋ中に埋設した高機能複合構造体Ａ，Ａのスライド片４５，４５がスライドガイド片４６を介して左右方向にスライドするようにしている。
【００６７】
そして、両高機能複合構造体Ａ，Ａの被保護体Ｈ，Ｈをスライドガイド片４６内に設けた伸縮自在の中継用被保護体Ｈ’を介して連結して、図１７にも示すように、左右側のコンクリート構造物Ｃｋ，Ｃｋが接近・離隔した場合にも、一方の被保護体Ｈから中継用被保護体Ｈ’を介して他方の被保護体Ｈに情報を伝達することができるようにしている。この場合、力は各コンクリート構造物Ｃｋ内でつり合うものである。
【００６８】
〔第２適用例〕
図１８は、第２実施例としての高機能複合構造体Ａのアースアンカーへの適用例を示しており、同高機能複合構造体Ａを地滑りを起こす虞のある地山Ｄに貫入すると共に、先端部を岩盤Ｇにグラウトｇにより固定する一方、頂部をステンレス製の頂部アンカー５０により支持体５１を介して固定し、同状態にて被保護体Ｈを地滑り防災検知システム５２に接続している。
【００６９】
そして、図１９及び図２０にも示すように、高機能複合構造体Ａの所定の個所に部分的にカーボンファイバーをラッピングして複数の電極５３を形成し、同電極５３にリード線５４を介して被保護体Ｈ中の電線ｈ２を接続している。Ｍ３は多孔質細骨材のモルタルである。
【００７０】
このようにして、地山Ｄに歪みが生じると光ファイバーケーブルｈ１中を屈折しながら進行する光の屈折率が変化することより、歪みを検出することができると共に、隣接する電極５３，５３間の電気抵抗値の変化を検出することにより、地山Ｄ中の水位を検出することができる。
【００７１】
従って、高機能複合構造体Ａをアースアンカーに適用することにより、同アースアンカーとして機能させることができると共に、防災検知も行える。
【００７２】
〔第３適用例〕
図２１（ａ）は、第１・第２実施例としての高機能複合構造体Ａの適用例を示しており、アスファルト道路Ｒの基盤５５上にセメント安定路盤５６を形成し、同セメント安定路盤５６上に断熱材５７を敷設して、同断熱材５７上にアスファルト道路Ｒの伸延方向に沿って伸延する高機能複合構造体Ａ，Ａを上下二段に左右幅方向に一定の間隔を開けて敷設し、上下二段の高機能複合構造体Ａ，Ａ間に蓄熱材５８を敷設している。５９はアスファルトコンクリートである。
【００７３】
ここで、高機能複合構造体Ａの保護体は、通電性を有する長炭素繊維束により形成し、同長炭素繊維束に通電することにより、同長炭素繊維束を発熱させることがでるようにしている。
【００７４】
このようにして、高機能複合構造体Ａの保護体を発熱させることにより、蓄熱材５８に蓄熱すると共に、アスファルト道路Ｒを加熱（ロードヒーティング）して、アスファルト道路Ｒ上の雪を溶かすことができる。
【００７５】
また、アスファルト道路Ｒのガードレール６０にその伸延方向に沿って多数の送受信用のアンテナ６１を一定の間隔を開けて突設し、各アンテナ６１を同アスファルト道路Ｒの側縁部に敷設した高機能複合構造体Ａに接続して、同高機能複合構造体Ａの被保護体Ｈを通して供給される情報を、アンテナ６１を介してアスファルト道路Ｒ上を走行する車両Ｃａが送受信することができるようにした道路情報提供システム６２を構成している。
【００７６】
図２１（ｂ）は、前記した地滑り防災検知システム５２を示しており、また、図２１（ｃ）は、建物内情報伝達システム６９を示しており、同建物内情報伝達システム６９は、建物６３の壁部６４や天井部６５や床部６６に高機能複合構造体Ａを敷設し、同高機能複合構造体Ａに設けた送受信器６７を介して建物６３内に設置したコンピュータ６８により情報の伝達を行うように構成している。
【００７７】
そして、建物内情報伝達システム６９は、前記した地滑り防災検知システム５２と道路情報提供システム６２に接続して、同建物内情報伝達システム６９により地滑り防災検知システム５２や道路情報提供システム６２に情報伝達が行えるようにしている。
【００７８】
〔第４実施例〕
図２２は、第４実施例としての高機能複合構造体Ａを示しており、同高機能複合構造体Ａは、前記した第１実施例〜第３実施例としての高機能複合構造体Ａと基本的構造を同じくしているが、被保護体Ｈとして水やガスのような気体燃料や石油のような液体燃料等を供給するための配管７０を設けた点において異なる。
【００７９】
このようにして、例えば、高機能複合構造体Ａに、被保護体Ｈとして水を供給する配管７０を設けることにより、同配管７０を通して水を供給して緑地に灌水することができ、都市のヒートアイランド対策を講じることができる。
【００８０】
さらには、前記したように長繊維束３の保護体（被拘束体Ｋ１）と第１拘束体Ｋ２とによりコンファイン効果が生起されるため、かかる配管７０中を通して高圧水を圧送することができて、高圧ジェット水の安定供給も行える。その結果、配管７０を具備する高機能複合構造体Ａを多目的に利用することができる。
【００８１】
【発明の効果】
（１）請求項１記載の本発明では、一方向に伸延する被保護体と、同被保護体の外周面を被覆して保護する保護体とを具備し、被保護体は、情報を供給するための光ファイバー、電気を供給するための電線、若しくは、水等を供給するための配管の内の少なくとも一つである。
【００８２】
このように、情報を供給するための光ファイバー、電気を供給するための電線、若しくは、水等を供給するための配管の内の少なくとも一つを被保護体として、同被保護体を保護体により保護することにより、同被保護体の機能を良好に確保することができる。
【００８３】
そして、保護体は、被保護体と同一方向に伸延する長繊維束に接着剤を全体的若しくは部分的に塗布し、同接着剤が硬化する前に長繊維束にその伸延方向に沿って一定の張力を加え、同接着剤が硬化した後に一定の張力を解放して形成している。
【００８４】
このように、接着剤が硬化する前に長繊維束に一定の張力を加えているため、同長繊維束を構成している素線間の相対的な緩みやずれ変形、さらには、バラツキを是正することができる。
【００８５】
その結果、長繊維束の引張強度のバラツキを小さくして、その有効引張強度を高めることがでると共に、接着剤による長繊維相互の接着性を良好となすことができる。
【００８６】
従って、接着剤としては高い接着強度を必要としないことから、常温で硬化する安価のものを使用することができる。
【００８７】
しかも、かかる接着剤が硬化した後には一定の張力を解放して、硬化した接着剤に長繊維束の伸延方向に沿ったプレストレスを導入することにより、引張強度を良好に確保した保護体を、安価に、かつ、短時間に製造することができる。
【００８８】
さらには、かかる保護体は、材料レベルで１次元的にプレストレスを導入しているため、引張強度も強く、軽量で、施工もし易く、強度部材としても機能する。
【００８９】
また、保護体を形成する長繊維束は、耐食性にも優れているため、土木・建築の既設構造物への取付作業を楽にかつ安価に行うことができ、しかも、既設構造物の重量を大きく増大させることなく、同既設構造物の耐震補強も図れる。
【００９０】
しかも、高機能複合構造体は、容易に束ねてコンパクト化することができると共に軽量であるため、大量輸送が楽に行えると共に、輸送コストも大幅に削減することができる。
【００９１】
さらには、高機能複合構造体は、耐食性に優れるため、鉄筋に比べて「かぶり」を大幅に小さく設定することができて、その分、コンクリート製構造物の横断面積を小さく設計することができる。
【００９２】
従って、鉄筋を使用した場合に比べて、コンクリート製構造物の耐久性及び耐震性を向上させることができると共に、施工期間の短縮、及び、施工費の削減が図れる。
【００９３】
ここで、保護体の接着剤として、フェノール樹脂系の接着剤を用いた場合には、同保護体が不燃性ないしは難燃性になる等の利点を有するため、特に、既設建築物の補強材として有利となる。
【００９４】
また、長繊維束として、長炭素繊維束を使用した場合には、同長炭素繊維束が通電性を有するため、同長炭素繊維束に通電して発熱させることにより加熱手段としても機能させることができる。
【００９５】
しかも、高機能複合構造体は、前記したように保護体が力の伝達機能と通電による発熱機能とを有すると共に、被保護体として、情報を供給するための光ファイバーと、電気を供給するための電線と、水等を供給するための配管とを全て組み込んでおくことにより、同被保護体が情報と電気と水等を供給する機能を有して、多機能かつ高機能を確保することができる。
【００９６】
そして、高機能複合構造体は、光ファイバー等の被保護体の伸延方向と、保護体を形成する長繊維束の伸延方向とを整合させて平行に配置しているため、コンパクトな線状に形成することができると共に、工場にて品質管理しながら製造することができて、強靱にして軽量な構造材となすことができ、従って、現場施工が容易となる。
【００９７】
その結果、本発明では、具体的には、〔施工性〕と〔機能・システム〕の面から以下のような効果が生起される。
【００９８】
〔施工性〕
▲１▼高機能複合構造体は、前記したように多機能かつ高機能であるため、構造体と情報網等を１期で連続して施工することができ、仮設資材等を効率的に使用して安価に施工することができる。
【００９９】
しかも、高機能複合構造体は、特別のスペース（用地）が不要で、設計・施工の自由度が高いため、一般市民を含む安全性の確保とライフラインの維持を図りながら施工が楽に行えて、施工性と経済性とを著しく向上させることができる。
【０１００】
特に、用地代を大幅に削減することができるため、従来に比して施工コストを半分以下に押さえることができる。
【０１０１】
▲２▼高機能複合構造体は、コンクリート製構築物中に簡単に埋設することができるため、同高機能複合構造体を設置するための特別な施設（情報ＢＯＸや共同溝）のスペース・用地が不要となり、重要な区域でのテロ対策・保安対策も不要となって、その分、施工コストが安くなる。
【０１０２】
▲３▼高機能複合構造体は、前記したようにその品質が工場管理により保証されていると共に、被保護体に局部的な曲げや捩りが生じないように保護体により補強・保護されているため、特に、光ファイバー性能が現場の施工性に左右されにくくなり、施工自体も楽に行える。
【０１０３】
▲４▼高機能複合構造体は、アスファルト舗装では基層に埋設し、また、コンクリート舗装道路ではコンクリート版舗装中に埋設することにより、光ファイバーや電線や配管を簡単に地中化することができて、システムの構築が容易に行える。
【０１０４】
この際、自動車荷重に対して、保護体が被保護体を保護する強度部材兼防水・保護材の役割を果たす。
【０１０５】
また、既設のアスファルト舗装に高機能複合構造体を埋設する際には、同高機能複合構造体を埋設するのに必要な幅（例えば、３０ｃｍ）だけアスファルト舗装を剥がして、そこに高機能複合構造体を敷設し、その後、アスファルトを充填すれば良く、かかる埋設作業を余分なスペースを必要とせずに、より高い自由度を持って低コストで設置することができる。
【０１０６】
〔機能・システム〕
▲１▼高機能複合構造体は、被保護体を高強度・高耐食性の保護体により保護し、さらに、同高機能複合構造体をコンクリート中に埋設することにより、被保護体を二重に保護することができる。
【０１０７】
従って、地下共同溝でネズミにかじられて機能障害を起こしたり、海底で鮫等にかじられて機能障害を起こしたりするのを防止することができ、しかも、自動車等の繰り返し荷重を受ける路面等にも簡便に敷設することができ、さらには、耐久性に優れ、メンテナンスコストも安価なものとなすことができる。
【０１０８】
▲２▼高速道等のような直線的な区間では、一般的に、光ファイバーケーブルを構造物を介して連続的に通す方が伝達機能が高く、コストも安いが、その区間内に施設がある場合にも、高機能複合構造体では、直進性が得やすく、スペース確保が容易であるため、既設の高速道や一般国道でも制約を受けることなく敷設することができる。
【０１０９】
▲３▼高機能複合構造体は、高速道路、橋、トンネル、市町村道、ダム、地盤補強部、堤防、ケーソン、各種コンクリートビル、工場、民家等のあらゆる社会基盤となる施設や住居の強度材兼情報伝達材として幅広く用いることができる。
【０１１０】
従って、高機能複合構造体の被保護体として光ファイバーを設けることにより、光ファイバーの情報ネット網を構築することができるが、この場合、従来の国レベルの光ファイバーＢＯＸや共同溝による基幹的なもの（情報の大動脈：国土交通省のＩＴＳ等の光ファイバーシステム）と、地方自治体レベルや民間レベルの広範囲で細密で自立的なもの（情報の毛細血管に相当する）が、重合的、立体的、相互補完的に成長・構築される。
【０１１１】
その結果、大災害で基幹の光ファイバー網が一時的に不通となった場合でも、代替システムのセーフティネットが作動して、情報ライフラインを正常に確保することができる。
【０１１２】
▲４▼携帯電話等のモバイル情報機器の普及が一段と加速し、道路も自動車もよりインテリジェント化（ＩＴＳ等で実用化）するＩＴ時代にあっては、光ファイバーネットシステムを如何に自由度を持って速く、安く構築するかが重要な鍵となるが、高機能複合構造体によれば、かかる課題を容易に解決することができる。
【０１１３】
すなわち、無線通信用の周波数容量には限界があるため、より高い周波数領域が利用対象とされているが、この種のミリ波は、直進性が強く、建物、山等の障害を受けやすい。
【０１１４】
そのため、道路の数百メートル毎にアンテナを設け（ミリ波を光に変調するインターフェース）、光ファイバーによる有線通信に変換するシステムが省エネ性と超高速通信性の効率が高く、有用性が高いと考えられている（総務省のユビキタスネットワーク、国土交通省の防災情報システム）。
【０１１５】
この場合に、高機能複合構造体では、光ファイバーネットシステムを自由度を持って速く、安く構築することができる。
【０１１６】
▲５▼高機能複合構造体は、コンクリート埋設タイプの強度部材であり、光センサとの対応性がよいため、海岸防災の場合に、波圧等を検出する光センサからの末端情報をケーソン中に埋設した光ファイバーを介して集める構造となすことにより、光ファイバーが波にさらわれることがなく、海岸構造物の防災情報を光センサから光ファイバーを通してリアルタイムで極限まで入手することができる。
【０１１７】
そして、そのデータの集積によって、海岸防災構造工学のさらなる発展が期待できる。
【０１１８】
▲６▼軽量、高強度、耐食性に優れた高機能複合構造体を、アースアンカーとして使用した場合には、地滑り防災情報システムを構築することができる。
【０１１９】
すなわち、豪雨などの災害時には、光センサにより地山の圧力、変形、水位（電気抵抗）、振動等の情報を検出し、同検出結果を高機能複合構造体に設けた光ファイバーを通してリアルタイムでモニタリングすることができる。
【０１２０】
そして、危険が予測される場合には、周辺住民に避難勧告を行う等幅広く有効に活用することができる。
【０１２１】
特に、この種のアースアンカーに用いられる高機能複合構造体の場合、比較的に細径（高々３ｃｍ）でも引張耐力が大きい（約３０ｔ）ため、全体経費に占めるウエイトが大きいボーリング孔径も約５ｃｍと小さく押さえることができて、施工コストの削減が図れるという利点がある。
【０１２２】
▲７▼高機能複合構造体は、あらゆる社会基盤や建物に分散して埋設することができて、従来の光ファイバー網を補強・補完することができる。
【０１２３】
そして、部分的に損傷を受けた構造物に高強度で強靱な高機能複合構造体を分散させて配置しておくことにより、火災や地震等の災害時に、その構造部の残存耐力等の情報を所要の検出手段により検出し、同検出結果を高機能複合構造体に設けた光ファイバーを通して入手することができる。
【０１２４】
そのため、重機等の導入可否の迅速な判断が可能となり、人命救助に役立てられる。
【０１２５】
さらに、これによって構造物の健全度も適正に判断することができるため、再利用法や維持・管理等に有用となる。
【０１２６】
▲８▼高機能複合構造体は、被保護体として電線を設けることにより、力と情報を伝える機能に加えて、光源、光センサ、光増幅起用の電気も伝えることができるため、従来の力のみを伝達する鉄筋や炭素繊維補強体、また、情報を伝達する光ファイバーに比べて、高機能の複合材料となる。
【０１２７】
これは、ロボットの次世代構造体（力と情報と電気等を伝達する）にも利用できる。
【０１２８】
また、高機能複合構造体は、被保護体として水を供給する配管を設けることにより、同配管を通して水を供給して緑地に灌水することができ、都市のヒートアイランド対策を講じることができる。
【０１２９】
そして、高機能複合構造体の保護体に長炭素繊維束を用いることにより、熱制御を容易に行うことができる。
【０１３０】
すなわち、長炭素繊維束は通電性を有し、通電により発熱する機能を有するため、床部に高機能複合構造体を埋設しておくことにより、長炭素繊維束より発熱させて床暖房を行うことができる。
【０１３１】
また、道路に高機能複合構造体を埋設しておくことにより、長炭素繊維束に通電して、同長炭素繊維束を発熱させることにより、ロードヒーティングを行うことができる。
【０１３２】
（２）請求項２記載の本発明では、保護体の外周面を拘束体により被覆して、同拘束体により保護体がその伸延方向と直交する方向に膨張する歪みを拘束している。
【０１３３】
このようにして、拘束体により被拘束体となる保護体に対して周囲より圧縮力を作用させて、被拘束体の伸延方向と、その周囲から内方向への２方向の（２次元的に）プレストレスを導入することができて、コンファイン効果を生起させることができる。
【０１３４】
その結果、これまで弱点とされていた長繊維束の層間すべりを改善・回避することができて、保護体の保護機能を著しく高めることができると共に、前記した高機能複合構造体の多機能性かつ高機能性を良好に確保することができる。
【０１３５】
しかも、被保護体として水を供給する配管を設けた場合には、前記したように長繊維束の保護体と拘束体とによりコンファイン効果が生起されるため、かかる配管中を通して高圧水を圧送することができて、高圧ジェット水の供給も行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施例としての高機能複合構造体の一部省略正面図。
【図２】同高機能複合構造体の斜視説明図。
【図３】同高機能複合構造体の断面側面図。
【図４】長繊維束と同長繊維束に接着剤を塗布する工程説明図。
【図５】２次元的にプレストレスを導入して製造する高機能複合構造体の製造過程説明図。
【図６】同高機能複合構造体の製造過程説明図。
【図７】同高機能複合構造体の断面説明図。
【図８】同高機能複合構造体の製造装置の説明図。
【図９】同高機能複合構造体の第１適用例を示す斜視図。
【図１０】同第１適用例を示す断面正面図。
【図１１】同第１適用例の要部拡大断面正面図。
【図１２】同第１適用例の要部拡大断面側面図。
【図１３】本発明に係る第２実施例としての高機能複合構造体の斜視説明図。
【図１４】同高機能複合構造体の断面説明図。
【図１５】力と情報の流れの説明図。
【図１６】本発明に係る第３実施例としての高機能複合構造体の断面正面説明図。
【図１７】力と情報の流れの説明図。
【図１８】高機能複合構造体の第２適用例を示す断面正面図。
【図１９】同高機能複合構造体の斜視説明図。
【図２０】同高機能複合構造体の断面側面図。
【図２１】高機能複合構造体の第３適用例を示す斜視説明図。
【図２２】本発明に係る第４実施例としての高機能複合構造体の断面正面説明図。
【符号の説明】
Ａ　高機能複合構造体
１　構造体本片
２　アンカー片
３　長繊維束
４　接着剤
５　ボビン
６　接着剤槽
【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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【図１５】
2004022390.tif 000017
【図１６】
2004022390.tif 000018
【図１７】
2004022390.tif 000019
【図１８】
2004022390.tif 000020
【図１９】
2004022390.tif 000021
【図２０】
2004022390.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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