(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の合成繊維ロープと、
複数の合成繊維ロープが互いに交差しないように各合成繊維ロープの少なくとも一端を支持する支持部材とを備え、
各合成繊維ロープは、複数のストランドを撚り合せて形成した合成繊維ロープであって、複数のストランドが撚り合された合成繊維ロープ本体と、前記複数のストランドの少なくとも一本のストランドの一部が合成繊維ロープの外側であって合成繊維ロープの長手方向に所定間隔で突出した突出部とを有し、合成繊維ロープの半径方向に流動する流体が合成繊維ロープを通過するときに、前記突出部が流体抵抗を増加させることを特徴とする流体エネルギー減衰装置。
【請求項２】
各合成繊維ロープの前記少なくとも一本のストランドは長手方向に所定間隔で突出した突起物を有し、前記突出部は前記少なくとも一本のストランドの前記突起物であることを特徴とする請求項１に記載の流体エネルギー減衰装置。
【請求項３】
各合成繊維ロープの前記突起物が木の葉形状を有することを特徴とする請求項２に記載の流体エネルギー減衰装置。
【請求項４】
各合成繊維ロープの前記突起物は、葉状部と、葉状部と前記合成繊維ロープ本体とを接続する葉柄部とを有する請求項３に記載の流体エネルギー減衰装置。
【請求項５】
各合成繊維ロープの流体抵抗が前記合成繊維ロープ本体の流体抵抗の３〜５倍である請求項１〜４の何れか一項に記載の流体エネルギー減衰装置。
【請求項６】
各合成繊維ロープは、鉛直方向に延びるようにその一端が前記支持部材に支持されている請求項１に記載の流体エネルギー減衰装置。
【請求項７】
各合成繊維ロープは、水平方向に延びるようにその両端が前記支持部材に支持されている請求項１に記載の流体エネルギー減衰装置。
【請求項８】
流体のエネルギーを減衰させる流体エネルギー減衰部材であって、
複数のストランドが撚り合された合成繊維ロープと、
前記合成繊維ロープに編み込まれた少なくとも一つの流体抵抗増加部材とを有し、
前記流体抵抗増加部材は、前記合成繊維ロープに編み込まれたときに合成繊維ロープの外側であって合成繊維ロープの長手方向に所定間隔で突出する突出部を有し、
前記合成繊維ロープの半径方向に流動する流体が流体エネルギー減衰部材を通過するときに、前記突出部が流体抵抗を増加させることにより、流体のエネルギーを減衰させることを特徴とする流体エネルギー減衰部材。
【請求項９】
請求項８に記載の複数の流体エネルギー減衰部材と、
複数の流体エネルギー減衰部材が互いに交差しないように各流体エネルギー減衰部材の少なくとも一端を支持する支持部材とを備える流体エネルギー減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成繊維ロープに関し、さらに詳細には、流体エネルギーを有効に減衰させることができる新しい形態の合成繊維ロープ、該合成繊維ロープを用いた流体エネルギー減衰部材及び該合成繊維ロープを用いた流体エネルギー減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維ロープは、近年その特性を生かして多くの分野で利用されている。合成繊維ロープの優れた特性としては、単位重量あたりの強度、伸縮性、耐腐食性などの耐候性、耐薬品性などが挙げられる。該合成繊維ロープの用途は、一般的に陸上用、船舶・海事用、漁業用に分けることができる。陸上用としては作業用命綱、ザイル、農業用ロープ、電設用ロープなどがある。船舶・海事用ロープとしてはタグロープ、係船用ロープ、ヨット用ロープ、海事作業用ロープ、海洋土木用ロープなどがある。また漁業用ロープには各種漁獲網を作成するためのロープ、養殖用ロープなどを挙げることができる。さらに最近では、新しい利用分野として、流氷流入対策やザイルクライミングなどの遊具に利用されている。
【０００３】
合成繊維ロープの特殊用途として、特許文献１に示されるごとく、合成繊維ロープでネット（網）を作成し、津波などのエネルギーを吸収するために利用することが提案されている。これは合成繊維ロープを網状にすることにより、合成繊維ロープの機械的な強度というよりはむしろ、流体力学的な効果を利用するものである。すなわち、対象とする水域にネットなどの通水性部材を展開し、この通水性部材を通過する水流の流速を低減しようとするものである。
【０００４】
このようなネットなどの通水性部材のほとんどは、合成繊維ロープを編み合わせて形成している。通水性部材による津波などの水流の運動エネルギーの低減率は、水流が通過する通水性部材にかかる流体力学的な抵抗値に比例する。一般的にはネットの目が細かくなればなるほどその低減率は高くなり、水流の運動エネルギーの吸収率が高くなるが、通水性部材にかかる抵抗値も同様に高くなる。
【０００５】
上記の流体力学的現象を、図１を参照しつつ以下に説明する。例えば空気や水（海水を含む）などの流体が物体の周りを通過するとき、該流体のエネルギー損失は、該物体が受ける抵抗力（Drug）に比例する。該物体の単位長さ当たりの抵抗力（Drug，Newton/m）は一般的に、
0005255720.tif 000002
で表される。ここでρは流体の密度（kgf/m3）、ｖは流体の速度（m/s）、Dは物体の代表的な寸法（例えば直径,m）、そしてKは物体の抵抗係数（無次元数）であるが、これはまた流体の粘性度を表すレイノルズ数の関数でもある。
【０００６】
ここで合成繊維ロープのような単純な円筒形状物体では、Kは1以下である。このため、既存の形状（線状）の合成繊維ロープでは、十分な流体力学的効果を得ることはできない。また、式（１）において、物体の代表的な寸法D（例えば直径）を大きくすれば、該物体の単位長さ当たりの抵抗力もDに比例して大きくなるが、Dを大きくすることによって抵抗力を増やす方法は、経済的な観点からは効率的とはいえない。一方、合成繊維ロープを網状に密に編んだ物体では、実質的なKの値は網の目の細かさに比例して飛躍的に大きくなるが、合成繊維ロープを網状に密に編むという作業が別途必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−６３８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような状況を鑑み、流体力学的な抵抗力を効率的に増加させることが可能な合成繊維ロープを提供することを目的とする。さらに、該合成繊維ロープを用いて、流体エネルギーを効率的に減衰させることが可能な流体エネルギー減衰装置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】
【０００９】
本発明の第１の態様に従えば、複数の合成繊維ロープと、複数の合成繊維ロープが互いに交差しないように各合成繊維ロープの少なくとも一端を支持する支持部材とを備える流体エネルギー減衰装置が提供される。
【００１０】
ここで、各合成繊維ロープは、複数のストランドを撚り合せて形成した合成繊維ロープであって、複数のストランドが撚り合された合成繊維ロープ本体と、上記複数のストランドの少なくとも一本のストランドの一部が合成繊維ロープの外側であって合成繊維ロープの長手方向に所定間隔で突出した突出部とを有し、合成繊維ロープの半径方向に流動する流体が合成繊維ロープを通過するときに、前記突出部が流体抵抗を増加させる。
【００１１】
本発明の第１の態様に従う流体エネルギー減衰装置に用いられる各合成繊維ロープは、合成繊維ロープの外部に突出した突出部を有する。突出部は、流体が合成繊維ロープの周りを通過するときに、合成繊維ロープ本体との接続部分を基点として揺れ動き、流体抵抗を増加させるので、合成繊維ロープの径を太くすることなく、流体エネルギーを効率よく減衰させることができる。
【００１２】
本発明の第１の態様に従う流体エネルギー減衰装置では、上記のように作用する複数の合成繊維ロープが、互いに交差しないように支持部材に支持されている。このため、各合成繊維ロープの合成繊維ロープ本体及び突起物が流体抵抗となり、津波などの流体エネルギーを効率的に減衰させることができる。
【００１３】
さらに、本発明の第１の態様に従う流体エネルギー減衰装置では、複数の合成繊維ロープが互いに交差しないように、複数の合成繊維ロープを支持部材に支持させればよく、合成繊維ロープを網状に密に編むという作業も必要としない。
【００１４】
そして、このように構成された流体エネルギー減衰装置を海岸沿いの陸地に複数設置することにより、自然界の樹木帯、あるいは防潮林と同様に、津波や高波などの流体エネルギーを減衰することができる。
【００１５】
本発明の第２の態様に従えば、流体のエネルギーを減衰させる流体エネルギー減衰部材であって、複数のストランドが撚り合された合成繊維ロープと、前記合成繊維ロープに編み込まれた少なくとも一つの流体抵抗増加部材とを有し、前記流体抵抗増加部材は、前記合成繊維ロープに編み込まれたときに合成繊維ロープの外側であって合成繊維ロープの長手方向に所定間隔で突出する突出部を有し、前記合成繊維ロープの半径方向に流動する流体が流体エネルギー減衰部材を通過するときに、前記突出部が流体抵抗を増加させることにより、流体のエネルギーを減衰させることを特徴とする流体エネルギー減衰部材が提供される。
【００１６】
本発明の第２の態様に従う流体エネルギー減衰部材を構成する流体抵抗増加部材は、合成繊維ロープの外側に突出した突出部を有する。突出部は、流体が合成繊維ロープの周りを通過するときに揺れ動き、流体抵抗を増加させるので、合成繊維ロープの径を太くすることなく、流体エネルギーを効率よく減衰させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の流体エネルギー減衰装置に用いられる合成繊維ロープ及び流体エネルギー減衰部材は、流体力学的な抵抗力を効率的に増加させることにより、流体エネルギーを効率よく減衰させることができる。また、本発明の流体エネルギー減衰装置は、合成繊維ロープ又は流体エネルギー減衰部材を用いて、流体エネルギーを効率的に減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】物体の周りを通過する流体のエネルギー損失を説明するための図である。
【図２】本発明の機能性合成繊維ロープの側面図である。
【図３】物体の附帯物と該物体の抵抗係数Ｋとの関係を示す図である。なお、Ｋ0は該物体に附帯物が付いていない場合の抵抗係数Ｋである。
【図４】一般的な合成繊維ロープの側面図であり、（ａ）は三つ打ロープの側面図、（ｂ）はエイトロープの側面図である。
【図５】本発明の機能性合成繊維ロープの製造工程を示す図であり、（ａ）は三本の突起物を有さないストランドと突起物を編みこんだ一本の長尺ストランドとを用いる実施例、（ｂ）は三本の突起物を有さないストランドと突起物を一つずつ編みこんだ複数の短尺ストランドとを用いる実施例、（ｃ）は二本の突起物を有さないストランドとポケット状の突起物を有する一本の長尺ストランドとを用いる実施例、（ｄ）は突起物を有するストランドの変形例、（ｅ）は四本の突起物を有さないストランドと複数のテープ状の流体抵抗増加部材とを用いる実施例を示す。
【図６】本発明の機能性合成繊維ロープの応用例を示す図であり、（ａ）は機能性合成繊維ロープを垂直方向に張った流体エネルギー減衰装置、（ｂ）は流体エネルギー減衰装置の配置例、（ｃ）は機能性合成繊維ロープを水平方向に張った流体エネルギー減衰装置を示す。
【図７】流体エネルギー減衰装置の実証実験に用いた津波発生装置の概要を示す図である。
【図８】流体エネルギー減衰装置の実証実験に用いた簡易的な流体エネルギー減衰装置の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る合成繊維ロープの一つの実施形態について、図２及び図３を参照しつつ説明する。合成繊維ロープ１は、図２に示すように、合成繊維ロープ本体２と、合成繊維ロープ本体２から合成繊維ロープ本体２の長手方向と交差する方向に突出して延在する突起物３とを備える。各突起物３は木の葉形状を有しており、葉状部３ａと、合成繊維ロープ本体２から突出し葉状部３ａを支持する葉柄部３ｂとを備える。木の葉状の突起物３の前記交差する方向の長さは、合成繊維ロープ本体２の直径に対して、例えば１〜２０倍にすることができる。なお、突起物３の長さとは、突起物３が柔軟性又は可撓性のある素材から形成されている場合は、合成繊維ロープ本体２の長手方向と直交する方向（半径方向）に真直ぐに伸ばしたときの長さを意味する。また、一つの突起物３の突出方向における、葉状部３ａと葉柄部３ｂとの長さの比は、１：０．１〜１：１程度である。各突起物３は、合成繊維ロープ本体２から突出しているので、流体が合成繊維ロープ１の周囲を通過するときに、葉柄部３ｂの合成繊維ロープ本体２側の一端３ｃを基点として揺れ動き、流体抵抗を生じさせる。
【００２０】
図３は、古典流体力学において理論的に確立されている、物体の附帯物の大きさ及び複雑性と、その物体の抵抗係数Ｋとの関係を示している。なお、図３において、K0は物体に附帯物がない場合の抵抗係数Kを意味する。図３に示される関係によれば、合成繊維ロープ１の単位長さあたりの突起物３の数や大きさを増加させることにより、上述した式（１）における抵抗係数Kを大きくすることができる。本実施形態では、合成繊維ロープ本体２の長手方向に複数の木の葉状の突起物３を設けているので、式（１）における抵抗係数Kの値を大きくすることができる。例えば、合成繊維ロープ本体２に突起物３を複数設けることにより、式（１）における抵抗係数Kの値を２倍にすることができれば、２倍の径を有する通常の合成繊維ロープ（突起物３が設けられていない）と同程度の流体力学的な抵抗力を得ることができる。突起物３は、例えば、φ６ｍｍの合成繊維ロープ１の長手方向に関し、所定の間隔、例えば、約０．１ｍ毎に設けられている。但し、所定の間隔とは必ずしも一定間隔である必要はなく、不規則に間隔が変化してもよい。また、周方向に分散するように、例えば、約６０度毎に、分散するよう設けられ得る。
【００２１】
次に、合成繊維ロープ１の製造方法について説明する。合成繊維ロープ１は、突起物を有さないストランドと、突起物３を有するストランドとを編み込むことにより作成する。突起物を有さないストランドは、ある程度の太さになるまで極細の合成繊維を複数編み込むことにより作成する。突起物を有さないストランドの太さは、例えば、φ６ｍｍ程度である。また、突起物を有さないストランドを作成するための材料（合成繊維）としては、例えば、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、ポリプロピレン、又はこれらの混紡繊維などを挙げることができる。突起物３を有するストランドは、線状素材（ストランド）３ｃと、線状素材３ｃに葉柄部３ｂを介して接続された葉状部３ａとを有する。突起物３を有するストランドは、極細の合成繊維を複数編み込む過程において、突起物３を長手方向に所定の間隔で挿入し編み込むことにより作成する。突起物３を有するストランドを作成するための素材としては、例えば、合成繊維ロープ本体２は、ビニロン、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、葉状部３ａ、及び葉柄部３ｂはナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、アセテート、木綿、又はこれらの混紡繊維などを挙げることができる。
【００２２】
そして、上述のように作成した、突起物を有さないストランドと突起物３を有するストランドとを編み込むことにより、合成繊維ロープ１を製造する。一般に、合成繊維ロープは、その編み方によって、図４（ａ）に示す三つ打ちロープ４や図４（ｂ）に示すエイトロープ５に分類することができる。三つ打ちロープ４は、合成繊維を予め編み込んだ、いわゆるストランドを三本用意し、これらを捩りながら編んで作り上げたロープである。一方、エイトロープ５は、Ｓ撚（右撚）ストランド４本と、Ｚ撚（左撚）ストランド４本とをお互いに撚り合せて作り上げたロープであり、三つ打ちロープと比べて、荷重をかけたときに捩れが生じにくいという特徴がある。本実施形態では、突起物を有さないストランドと、突起物３を有するストランドとを、三つ打ちロープを作成する要領で編み込むことにより、突起物３を有する合成繊維ロープ１を作成する。
【実施例１】
【００２３】
図５（ａ）に示すように、突起物を有さない三本のストランド６ａと、複数の突起物３を有する一本の長尺ストランド６ｂとを用意した。複数の突起物３を有する一本の長尺ストランド６ｂの長さは、通常のストランド６ａの長さと略同じである。そして、これら４本のストランドを通常の三つ打ちではなく四つ打ちとして連続的に編み込むことにより、複数の突起物３が合成繊維ロープ本体２から突出する図２に示す合成繊維ロープ１を作成した。なお、各ストランドは、長さ１．２ｍ、太さφ６ｍｍとし、完成した合成繊維ロープ１における突起物３が、合成繊維ロープ１の長手方向に５０ｍｍの間隔で、周方向に６０°毎に合成繊維ロープ本体２から突出するように作成した。
【００２４】
このようにして製造した合成繊維ロープ１は、合成繊維ロープ１と同じ長さ及び同じ太さを有し、突起物３を有しない合成繊維ロープと比べて、約３〜５倍の流体抵抗を有することになる。
【実施例２】
【００２５】
図５（ｂ）に示すように、三本の突起物を有さないストランド６ａと、突起物３を一つずつ予め編み込んだ複数の短尺ストランド６ｃとを用意した。一本の短尺ストランド６ｃの長さは、該短尺ストランド６ｃの太さの１０〜２０倍程度とし得る。そして、三つ打ちにより三本の突起物を有さないストランド６ａを編み込む過程において、適宜、短尺ストランド６ｃを三本の突起物を有さないストランド６ａに加えて編み込むことにより、突起物３が合成繊維ロープ本体２から突出する図２に示す合成繊維ロープ１を作成した。突起物を有さないストランド６ａの長さを１．２ｍ、短尺ストランド６ｃの長さを６０ｍｍ、突起物を有さないストランド６ａ及び短尺ストランド６ｃの太さをいずれもφ６ｍｍとし、完成した合成繊維ロープ１における突起物３が、合成繊維ロープ１の長手方向に１００ｍｍの間隔で、周方向に６０°毎に合成繊維ロープ本体２から突出するように作成した。
【００２６】
このようにして製造した合成繊維ロープ１は、合成繊維ロープ１と同じ長さ及び同じ太さを有し、突起物３を有しない合成繊維ロープと比べて、約３〜５倍の流体抵抗を有することになる。
【実施例３】
【００２７】
図５（ｃ）に示すように、二本の突起物を有さないストランド６ａと、複数の突起物３を有する一本の長尺ストランド６ｄとを用意した。複数の突起物３を有するストランド６ｄは、一本の幅広のテープ状素材６ｅを、テープ状素材６ｅの長手方向が突起物を有さないストランド６ａと交差するように複数箇所で折り返しながら、突起物を有さないストランド６ａに接着することにより形成した。テープ状素材６ｅを折り返すことにより、突起物３はリング状となった。テープ状素材６ｅは例えばナイロン、ビニロン、ポリエチレン、ポリエステル、アセテート、木綿、又はこれらの混紡繊維などで形成し得る。テープ状素材６ｅと突起物を有さないストランド６ａとが交差する部分は、例えば、熱硬化性接着剤を塗布して加熱することにより接着し得る。テープ状素材６ｅの幅は３０〜５０ｍｍ程度とし得る。また、テープ素材６ｅを１００〜２００ｍｍ程度毎に折り返すことにより、リング状の突起物３をストランド６ａから１００〜２００ｍｍ程度突出させることができる。そして、これら三本のストランドを三つ打ちで連続的に編み込むことにより、複数のリング状の突起物３が合成繊維ロープ本体２から突出する合成繊維ロープ１を作成した。
【００２８】
このようにして製造した合成繊維ロープ１は、合成繊維ロープ１と同じ長さ及び同じ太さを有し、突起物３を有しない合成繊維ロープと比べて、約３〜５倍の流体抵抗を有することになる。
【実施例４】
【００２９】
図５（ｅ）に示すように、突起物を有さない四本のストランド６ａと、複数のテープ状の流体抵抗増加部材６ｇとを用意した。突起物を有さない四本のストランド６ａはそれぞれ、長さ２５０ｃｍ、太さφ４ｍｍとした。複数のテープ状の流体抵抗増加部材６ｇは、幅３２ｍｍの塩化ビニル樹脂（ＥＰＤＭ）製テープを２００ｍｍ毎に切断することにより作成した。本実施例において、各流体抵抗増加部材６ｇの幅方向一端部の厚みは３ｍｍであるのに対し、幅方向他端部の厚みは１ｍｍである。次に、四本のストランド６ａを四つ打ちで連続的に撚り合せることにより、合成繊維ロープ本体２を作成した。そして、各流体抵抗増加部材６ｇをＷ字状となるように湾曲させながら、合成繊維ロープ本体２の網目に編み込むことにより、流体抵抗増加部材６ｇの湾曲部が合成繊維ロープ本体２から突起物３として突出する合成繊維ロープ１を作成した。なお、図５（ｅ）では簡略的に表しているが、各流体抵抗増加部材６ｇは、その幅方向に折り曲げられた状態で合成繊維ロープ本体２の網目に編み込まれており、各突起物３は、合成繊維ロープ本体２の周方向に任意の角度で合成繊維ロープ本体２から突出し得る。本実施例では、各突起物３が、合成繊維ロープ本体２の長手方向と直交する方向（半径方向）に、合成繊維ロープ本体２から最大で約３０ｍｍ突出するように、流体抵抗増加部材６ｇを湾曲させた。また、４００ｍｍの合成繊維ロープ本体２に、Ｗ字状となった流体抵抗増加部材６ｇが三つ編み込まれるようなピッチで、流体抵抗増加部材６ｇを編み込んだ。
【００３０】
このようにして製造した合成繊維ロープ１は、合成繊維ロープ１と同じ長さ及び同じ太さを有し、突起物３を有しない合成繊維ロープと比べて、約２〜５倍の流体抵抗を有することになる。
【００３１】
実施例１及び２では、自然界において木の葉をつけた樹木が防風林や防潮林としての役割を果たしていることに着目し、突起物３を葉状部３ａと葉柄部３ｂとを有する木の葉形状としたが、流体が通過するときに合成繊維ロープ本体２に対して揺れ動くことができれば、葉柄部３ｂを設けずに、葉状部３ａが合成繊維ロープ本体２に直接接続されていてもよい。また、木の葉形状にも限られず、実施例３のリング状突起物３のように、合成繊維ロープ１の周りを通過する流体の抵抗となり得る形状であれば、どのような形状にもし得る。
【００３２】
実施例３では、テープ状素材６ｅの長手方向が突起物を有さないストランド６ａと交差するように複数箇所で折り返すことにより、リング状の複数の突起物３を有するストランドを形成したが、リング状の突起物３を形成する方法はこれに限られない。例えば、図５（ｄ）に示すように、一本の突起物を有さないストランド６ａを長手方向の複数箇所で湾曲させてリング状とし、ストランド６ａが交差する部分を接着剤等で接着することにより、リング状の複数の突起物３を有するストランド６ｆを形成してもよい。あるいは、突起物を有さないストランドを三本用意し、三つ打ちで連続的に編み込む過程において、少なくとも一本のストランドの少なくとも一部を湾曲させてリング状とし、リング状となった部分が合成繊維ロープの外側に突出するように編み込むことにより、リング状の突起物３を形成してもよい。さらに、リング状の突起物３の、テープ状素材６ｅ又はストランド６ａにより形成される空間（リングの内側）には、流体抵抗をより増加させるための部材が挿入又は充填されていてもよい。そのような部材の形状は、テープ状素材６ｅ又はストランド６ａにより形成される空間を埋めて流体抵抗をより増加させることができる形状であれば、球状や直方体状などどのような形状でもよい。また、そのような部材は、例えば、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性合成樹脂発泡体などにより形成し得る。
【００３３】
実施例４では、合成繊維ロープ本体２への編み込み作業が容易となるように、塩化ビニル樹脂製テープを２００ｍｍ毎に切断して複数の流体抵抗増加部材６ｇを作成したが、テープは切断せず、一本の長いテープを流体抵抗増加部材として合成繊維ロープ本体２に編み込んでもよい。また、実施例４では、各流体抵抗増加部材６ｇがＷ字状となるように合成繊維ロープ本体２に編み込んだが、各流体抵抗増加部材６ｇの形状はＷ字状に限らず、例えばＳ字状やＵ字状やＶ字状のような任意の形状にし得る。さらに、流体抵抗増加部材６ｇを合成繊維ロープ本体２に編み込んだ後に、流体抵抗増加部材６ｇを編み込んだ網目に対して接着剤を塗布し、流体抵抗増加部材６ｇを合成繊維ロープ本体２に固定してもよい。なお、流体抵抗部材６ｇを合成繊維ロープ本体２に対して固定する手段は接着剤には限られず、例えば、ピンやネジ止め式の固定手段によって固定してもよい。また、テープの材料は塩化ビニル樹脂には限られず、合成ゴムなどの材料も使用し得る。
【００３４】
複数の突起物３は、合成繊維ロープ本体２の長手方向に、一定の間隔で規則的に設けられてもよく、不規則に設けられてもよい。さらに、実施例１では三本の突起物を有さないストランド６ａと一本突起物を有する長尺ストランド６ｂとを、実施例２では三本の突起物を有さないストランド６ａと複数本の突起物を有する短尺ストランド６ｃとをそれぞれ撚り合わせたが、突起物を有さないストランド６ａ、突起物を有するストランド６ｂ、及び６ｃの本数は適宜変更し得る。
【００３５】
本実施例では、突起物を有さないストランドと突起物３を有するストランドとを、三つ打ちロープを作成する要領で編み込むことにより、突起物３を有する合成繊維ロープ１を作成したが、エイトロープを作成する要領で編み込むことにより、合成繊維ロープ１を作成してもよい。この場合、例えば、Ｓ撚ストランド４本と、Ｚ撚ストランド４本のそれぞれに、複数の突起物３を有する長尺ストランド６ｂを一本ずつ加えて連続的に編み込んでもよい。あるいは、突起物３を一つずつ予め編み込んだ複数の短尺ストランド６ｃを用意し、４本のＳ撚ストランドと４本のＺ撚ストランドとを編み込む過程において、適宜、短尺ストランド６ｃを加えて編み込んでもよい。
【００３６】
以上、本発明の合成繊維ロープ１について実施例により説明してきたが、合成繊維ロープ本体２の径や突起物３の大きさ、ストランドを作成するための合成繊維の種類などは一例に過ぎず、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３７】
次に、本発明の合成繊維ロープを流体エネルギー減衰部材として流体エネルギー減衰装置に適用した応用例について説明する。
【００３８】
樹木帯、あるいは防潮林により津波の被害が大幅に軽減されたとする報告は数多く、例えば、独立行政法人港湾空港技術研究所の「植栽による津波力減殺効果に関する検討」（技術資料  No.1171,  March  2008）では、２００４年のいわゆるスマトラ地震によって誘引された津波において、樹木帯が家屋や人命の被害を軽減したことが報告されている。
【００３９】
しかし、人工的に樹木帯、あるいは防潮林を育成するためには３０〜５０年程度の年月が必要となる。また過去の報告では、ある種の樹木を除いては、大津波の場合は樹木を根こそぎさらってしまい、その役割を果たさないことが多い。
【００４０】
そこで、発明者は、本発明の合成繊維ロープを流体エネルギー減衰部材として用いて図６（ａ）に示すような流体エネルギー減衰装置（衝立）を構成し、津波などのエネルギーを減衰するために用いることを考案した。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、流体エネルギー減衰装置１０は、複数の流体エネルギー減衰部材としての合成繊維ロープ１と、水平方向に延在し複数の合成繊維ロープ１を吊り下げる線状の吊下部１１、及び鉛直方向に延在し吊下部１１の両端を支持する二本の支持棒１２を有する支持部材１３とを備える。そして、流体エネルギー減衰装置１０は、複数の合成繊維ロープ１の配列方向（吊下部１１の長手方向）が、流体の流れ方向に対して交差するように設置される。
【００４２】
複数の合成繊維ロープ１は、互いに交差しないように、それぞれの一端が所定の間隔を隔てて吊下部１１に接続されることにより、吊下部１１から吊り下げられている。各合成繊維ロープ１は、長さ１０〜２０ｍ程度、太さφ１８ｍｍ〜φ１００ｍｍ程度であればよく、吊下部１１の長手方向の配置間隔は０．１ｍ〜０．１５ｍ程度とし得る。なお、木の葉状の突起物３を有する合成繊維ロープ１を流体エネルギー減衰装置に適用する場合、一つの突起物３の突出方向の長さは、合成繊維ロープ本体２の太さに対して５〜１２倍程度とするのが好ましい。また、一つの突起物３の突出方向における葉状部３ａと葉柄部３ｂとの長さの比は１：０．５〜１：１程度とするのが好ましい。
【００４３】
吊下部１１は、複数の合成繊維ロープ１の重量に耐えることができ、且つ、津波などの流体のエネルギーを受けても各合成繊維ロープ１を支持し得る程度の強度が必要となる。このため、吊下部１１は合成繊維ロープから形成してもよく、突起物３を有する合成繊維ロープ１から構成してもよい。あるいは、吊下部１１は剛性のある棒材から構成してもよい。吊下部１１は、長さを１０〜２０ｍ程度とし、例えば合成繊維としてナイロン、ビニロン、ポリエチレン、アセテート、木綿、又はこれらの混紡繊維などを使用した場合に、太さφ３０ｍｍ〜φ１００ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００４４】
支持棒１２は、複数の合成繊維ロープ１が接続された吊下部１１の両端を支持する上端部１２ａを有するとともに、下端側に地中に埋設される埋設部１２ｂを有する棒状部材であり、鉄骨材料又はコンクリート材料から形成され得る。流体エネルギー減衰装置１０は、支持棒１２の埋設部１２ｂを地中に埋め込み固定することにより、地上に立設される。支持棒１２は、長さ１５〜２８ｍ程度、太さφ０．５ｍ〜φ１．５ｍ程度とすることが好ましい。また、支持棒１２の長さに対する埋設部１２ｂの長さの割合は１／５程度とするのが好ましい。津波などにより支持棒１２が地面から抜けて流体エネルギー減衰装置１０が流されるのを防止するため、埋設部１２ｂにアンカーを設けてもよい。あるいは、埋設部１２は、下端側ほど径が大きくなる円錐台形状であってもよい。アンカーとして、埋設部１２ｂに支持棒１２の径より大きいプレートを支持棒１２と直交するように設けてもよい。なお、流体エネルギー減衰装置１０が津波などにより流されずに機能するためには、支持棒１２の流体に対する抵抗は小さい方が望ましい。このため、例えば支持棒１２を棒状ではなく板状とし、板の厚みを示す面が流体の流れ方向を向くように設置してもよい。
【００４５】
このように、本発明の合成繊維ロープ１を用いて衝立状の流体エネルギー減衰装置１０を構成することにより、各合成繊維ロープ１の合成繊維ロープ本体２及び突起物３が流体抵抗となり、合成繊維ロープ本体２の径を太くすることなく流体抵抗を効率的に増加させることができる。また、複数の合成繊維ロープ１が互いに交差しないように支持部材１３の水平部１１に吊り下げればよく、合成繊維ロープを網状に密に編むという作業も必要としない。そして、このように本発明の合成繊維ロープ１を用いて構成された流体エネルギー減衰装置１０を海岸沿いの陸地に複数設置することにより、自然界の樹木帯、あるいは防潮林と同様の効果、すなわち、津波や高波などの流体エネルギーを減衰するという効果や、防風効果を得ることができる。さらに、複数の流体エネルギー減衰装置１０をこのように設置することにより、津波や高波に伴う様々な漂流物を捕獲することも可能となる。また、流体エネルギー減衰装置１０は、支持部材１３の水平部１１に柔軟性を有する本発明の合成繊維ロープ１を吊下げることにより構成されているため、二本の支持棒１２を埋め込める場所であれば設置可能であり、二本の支持棒１２を埋め込む場所の傾斜や高低差の制約を受けにくい。
【００４６】
以上の説明では、流体エネルギー減衰装置１０が常時地上に立設されている例について述べたが、流体エネルギー減衰装置１０は、平時は地中に埋設されており、津波などの発生時のみ地上に表れるように構成してもよい。例えば、複数の合成繊維ロープ１を吊下げた状態で流体エネルギー減衰装置１０を格納し得る大きさの格納溝を地中に形成し、格納溝の底部には昇降機構を設置する。流体エネルギー減衰装置１０は、複数の合成繊維ロープ１を吊下げた状態で、二本の支持棒１２の埋設部を、例えば、吊下部１１の長手方向に延在し格納溝に格納し得る長さ及び幅を有するベース部材にコンクリート等で固定する。そして、ベース部材を昇降機構に接続し、平時は、流体エネルギー減衰装置１０の全体を格納溝に格納しておく。津波などの発生時には、昇降機構を駆動し、ベース部材を地上に向かって上昇させることにより、流体エネルギー減衰装置１０の全体が、複数の合成繊維ロープ１を吊下げた状態で地上に表れるように構成すればよい。この場合、平時においては、流体エネルギー減衰装置１０が海岸沿いで生活する者の障害となることはない。さらに図６（ｂ）に示すように、複数のエネルギー減衰装置１０を、津波などの進行方向、すなわち内陸部に向かって所定の間隔（例えば１ｍ程度の間隔）で多層的に設置してもよく、この場合、津波などのエネルギーをより効率的に減衰することができる。
【００４７】
次に、本発明の合成繊維ロープ１を流体エネルギー減衰部材として利用した流体エネルギー減衰装置の流体エネルギー減衰効果を検証するために行った実証実験について説明する。
【００４８】
本実験は、流体エネルギーとして津波のエネルギーを想定し、図７に示すような、津波発生装置１００を作成して行った。津波をスケールモデルで再現する手法には、ダム隔壁破壊方式、水路押し出しピストン方式などがあるが、本実験ではダム隔壁破壊方式の変形として、隔壁の代わりに水槽の底面の一部を急速に取り除いて水槽内の水を一気に水路に流し込むことにより、水路に津波を発生させる方式を採用した。水槽１１０は、１ｍ角の鉄製コンテナーをニ個溶接することにより作成した。具体的には、二個のコンテナーの接続面となる部分を予め取り除き、側面を溶接することにより、二個のコンテナーを連通させ、約２ｍ３の水槽１１０を作成した。また、幅２５０ｍｍ、深さ６００ｍｍ、長さ５０００ｍｍの、上面が開放された溝状の水路１２０を作成した。そして、水槽１１０と水路１２０とを、市販のφ２５０ｍｍの９０°エルボー１３０で接続することにより、津波発生装置１００を作成した。水槽１１０の底面の一部を急速に取り除くことによって水路１２０に水槽内の水を一気に流し込み、ＩＲを利用した速度測定、及び水路に落した浮遊物による速度測定を行ったところ、水路１２０を流れる水の速度分布はほぼ一定（速度として１０％以内）であった。
【００４９】
また、本実験では、上記津波発生装置１００の水路１２０に設置するための、図８に示すような簡易的な流体エネルギー減衰装置２００を作成した。まず、縦約４５５ｍｍ、横約６００ｍｍの鉄製の枠組み２１０を二個作成した。そして、各枠組み２１０の縦方向が水路１２０の高さ方向、横方向が水路１２０の長さ方向となるように二個の枠組み２１０を向かい合わせた状態で、二個の枠組み２１０の上側の横枠同士、及び下側の横枠同士をそれぞれ、五本の支柱２２０を介して接続することにより、直方体形状の枠体を作成した。なお、このような枠体が水路１２０の幅に収まるよう、支柱２２０の長さはいずれも２５０ｍｍとした。そして、各支柱２２０の長さ方向が水路１２０の長さ方向に直交するように、上側の横枠あるいは下側の横枠に接続した。上側の横枠同士を接続する五本の支柱２２０は、水路１２０の長さ方向の間隔が１００ｍｍとなるように設置した。下側の横枠同士を接続する五本の支柱２２０は、水路１２０の長さ方向の位置がそれぞれ上側の横枠同士を接続する五本の支柱と同じ位置になるように、１００ｍｍの間隔で設置した。そして、水路１２０の長さ方向の位置が同じ上下の支柱２２０に対し、実施例４で作成した流体エネルギー減衰部材としての合成繊維ロープ１の両端を、水路１２０の幅方向に約４０ｍｍ間隔で五本結びつけることにより、簡易的な流体エネルギー減衰装置２００を作成した。
【００５０】
次に、上記水路１２０内に、上記の簡易的な流体エネルギー減衰装置２００を設置しない場合（実験１）と設置した場合（実験２、３）の各々について複数回実験を行い、水路１２０における水流の速度及び水位を測定した。
【００５１】
まず、実験１では、津波発生装置１００の特性を調べるため、水路１２０に流体エネルギー減衰装置２００は設置せず、水槽１１０の底面の一部を急速に取り除いて水路１２０に水を流し込むことにより津波を発生させ、水路１２０における津波の速度及び高さを測定する実験を複数回行った。なお、津波の速度及び高さを測定した地点は、エルボー１３０との接続部分から２０００ｍｍの地点である。この結果、上記測定地点における津波の速度の平均値は４ｍ／ｓ、高さの平均値は２０ｃｍであった。
【００５２】
次に、実験２では、上記の簡易的な流体エネルギー減衰装置２００を、上下の支柱２２０が水路１２０の幅方向に延在するように水路１２０に設置し、流体エネルギー減衰装置２００よりも前の地点と後の地点とで、津波の速度及び高さを測定した。具体的には、エルボー１３０との接続部分から３３００ｍｍの地点に流体エネルギー減衰装置２００の前端部が位置するように、流体エネルギー減衰装置２００を設置し、エルボー１３０との接続部分から３４００ｍｍの第１地点における津波の高さと、エルボー１３０との接続部分から３６００ｍｍの第２地点における津波の速度及び高さを測定した。なお、実験２では、流体エネルギー減衰装置２００において、水流の最も上流側（エルボー１３０との接続部分に最も近い側）に設置された一組の上下の支柱２２０にのみ、五本の合成繊維ロープ１を結び付けた。この結果、第１地点における津波の高さは５０ｃｍであった。また、津波が流体エネルギー減衰装置２００における五本の合成繊維ロープ１を通過したあとの第２地点における津波の速度は３．４ｍ／ｓ、高さは２５ｃｍであった。
【００５３】
実験３は、流体エネルギー減衰装置２００において、水流の最も上流側に設置された上下一組の支柱２２０だけでなく、上流側から３番目に設置された上下一組の支柱２２０にも五本の合成繊維ロープ１を結びつけた点のみが実験２と異なる。水路１２０の長さ方向（水流の方向）における支柱の間隔は１００ｍｍであるので、最も上流側の支柱２２０と上流側から３番目の支柱２２０との間隔は２００ｍｍである。換言すれば、上流側から３番目の支柱２２０に結び付けられた五本の合成繊維ロープ１は、最も上流側の支柱２２０に結び付けられた五本の合成繊維ロープ１よりも、２００ｍｍ下流側に設置されている。実験３において、第１地点における津波の高さは６０ｃｍであった。また、第２地点における津波の速度は３．２ｍ／ｓ、高さは２０ｃｍであった。
【００５４】
本実験に用いた上記津波発生装置１００の水路１２０における津波の速度ｖは、単純な流体解析（ベルヌーリの定理）によると、理論的には、
0005255720.tif 000003
となる。これは、種々の損失を考慮すると、実験１の実測値に極めて近い値となる。なお、上記の式（２）において、Ｈは図Ｘに示す水深を意味しており、津波の速度は水槽の水位が下がるに従って減速する。
【００５５】
また、実験２及び３における第１地点の津波の高さは、実験１における津波の高さと比べると極めて高い。これは、流体エネルギー減衰装置２００の流体力学的抵抗が極めて大きく、津波の動的なエネルギーが減少して静的なエネルギーに変換されたことを示している。流体エネルギー減衰装置２００を通過した津波のエネルギーは、津波の速度をｖ、高さをｈとすると、ｖ２ｈに比例する。実験１〜３について、ｖ２ｈを計算するとそれぞれ、４×４×０．２＝３．２、３．４×３．４×０．２５＝２．８９、３．２×３．２×０．２＝２．０４８となることから、実験２では実験１の約９０％、実験３では実験１の６４％まで津波のエネルギーが減衰していることが分った。
【００５６】
以上の実験はきわめて簡略化された装置及び簡易測定法によるものであり、実スケールの津波に対応可能な流体エネルギー減衰装置を建設するに当たっては、より正確且つ大規模な実験方法で、本発明によるエネルギー減衰効果を確認する必要が有る。しかし、以上の実験から、本発明の合成繊維ロープ１を適用した流体エネルギー減衰装置２００により、津波のエネルギーを減衰する効果が十分に得られることが実証された。
【００５７】
以上、本発明の合成繊維ロープを流体エネルギー減衰装置に適用した応用例について説明したが、図６（ａ）や図６（ｂ）の構成は一例に過ぎず、流体のエネルギーを減衰するという目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、図６（ａ）では、各合成繊維ロープ１が鉛直方向に延びるように、支持部材１３の吊下部１１に吊り下げたが、図６（ｃ）に示すように、複数の合成繊維ロープ１がそれぞれ水平方向に延びるように、各合成繊維ロープ１の両端を支持部材１３の支持棒１２に接続してもよい。この場合、支持部材１３の吊下部１１は不要となる。また、図６（ｃ）に示すように複数の合成繊維ロープ１を水平方向に張った流体エネルギー減衰装置１０を、内陸部に向かって所定の間隔で多層的に設置してもよく、複数の合成繊維ロープ１を垂直方向に吊り下げた図６（ａ）の流体エネルギー減衰装置１０と交互に所定の間隔で多層的に設置してもよい。
【００５８】
また、上記応用例では、流体エネルギー減衰装置１０を海岸沿いの陸地に設置する例について説明したが、陸地には限られず、海中に設置してもよい。
【００５９】
以上、本発明の合成繊維ロープを流体エネルギー減衰装置に適用した応用例について説明してきたが、本発明の合成繊維ロープは、流体エネルギー減衰装置に限らず、多様な用途に応用することができる。例えば、本発明の合成繊維ロープは、海水中において海産物を付着・生育させるために用いることができる。家庭においては、本発明の合成繊維ロープを窓辺に複数吊下げることにより、日除け、風除け、人目除けとして用いることもできる。菜園等においては、植物の蔓や茎等を本発明の合成繊維ロープに絡ませることにより、植物の成長を補助するために用いることもできる。また、例えば原子力発電所などの取水口に本発明の合成繊維ロープを複数取り付けることにより、海底生物の進入を防ぐ用途に用いることもできる。本発明の合成繊維ロープであれば、安価で取替えも容易である。また、航空機や車両の走路の側方に、走路に沿って本発明の合成繊維ロープを複数吊下げ、航空機や車両が走路から逸脱しないようにするために用いることもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１  合成繊維ロープ  ２  合成繊維ロープ本体  ３  突起物  ３ａ  葉状部  ３ｂ  葉柄部  ４  三つ打ちロープ  ５  エイトロープ  ６ａ  突起物を有さないストランド  ６ｂ  突起物を有する長尺ストランド  ６ｃ  突起物を有する短尺ストランド  １０  流体エネルギー減衰装置  １１  吊下部  １２  支持棒  １３  支持部材  １００  津波発生装置  ２００  流体エネルギー減衰装置
【要約】
【課題】流体力学的な抵抗力を効率的に増加させることが可能な合成繊維ロープを提供することを目的とする。
【解決手段】合成繊維ロープ１は、合成繊維ロープ本体２と、合成繊維ロープ本体２の長手方向に所定間隔を隔てて突出する複数の突起物３とを備える。各突起物３は、流体が合成繊維ロープ１の周りを通過するときに、合成繊維ロープ本体２との接続部分を基点として揺れ動き、流体抵抗を増加させる。
【選択図】図２【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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