(57)【要約】      （修正有）【課題】津波が襲来した際に、係留索が破断したり、船体が漂流したり、他の物体に損害を与えることがない係留システムを提供する。【解決手段】船体１と係船岸の間を、緩衝材３２を介在させた緩衝索３で連結し、船体１とマーカーブイ４の間を、係留索５で連結し、マーカーブイ４と海底のチェーン９の間を緩衝材６２を介在させた緩衝索６とで連結し、チェーン９の他端はブロック７に連結して構成したことを特徴とする。さらに、上記の小型船舶の係留システムを複数組設置し、隣接するシステムの間に存在する海底のブロック７を共有するように構成した。【選択図】図１
2012131332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
津波対策のために、
船体と係船岸の間、および船体と海底のブロックの間を、
緩衝材を介在させた緩衝索で連結して構成した、
小型船舶の係留システム。
【請求項２】
津波対策のために、
船体と係船岸の間を、緩衝材を介在させた緩衝索で連結し、
船体とマーカーブイの間を、係留索で連結し、
マーカーブイと海底のブロックの間を、緩衝材を介在させた緩衝索とで連結して構成した、
小型船舶の係留システム。
【請求項３】
津波対策のために、
船体と係船岸の間を、緩衝材を介在させた緩衝索で連結し、
船体とマーカーブイの間を、係留索で連結し、
マーカーブイと海底のチェーンの間を緩衝材を介在させた緩衝索とで連結し、
チェーンの他端はブロックに連結して構成した、
小型船舶の係留システム。
【請求項４】
請求項１記載の請求項１〜３に記載の小型船舶の係留システムを複数組設置し、
隣接するシステムの間に存在する海底のブロックを共有するように構成した、
小型船舶の係留システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、津波の来襲時の安全性を考慮した小型船舶（以下「船舶」）の係留システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本には漁船、遊漁船とプレジャーボート合わせて約１００万隻ほどあり、そのうちの９割以上が５総トン未満の小型船舶と言われている。
これらの船舶の係留方法は、船首部分を係船岸に直角に向け、係船岸上の係船柱にロープでその船首部分だけを繋ぎとめる縦付け方法が一般的である。
あるいは図８に示すように、係船岸に余裕があって荷さばきをする場合一般的に船体ｂの舷側の前後の複数個所と係船岸上の桟橋ａの複数の係船柱ｄにそれぞれ対応する形で係留索ｃで繋ぎとめる横着け方法を採用してきている。
いずれの係留方法も急激な海面の上昇、低下を伴う大きな津波が襲来した場合、衝撃的な大きな力が係留索に加わり、係留索が破断することが知られている。
その結果、船溜り、泊地など港内（以下港内）では多数の船舶が一挙に津浪とともに漂流を始める。
これが上げ潮時であると、船舶は波とともに互いに衝突しながら陸上に遡上し、住宅地や公共施設を襲う。
また引き潮時には座礁あるいは水路に打ち上げられながら外洋に潮とともに流され多大な損害を与えてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような従来の船舶の係留システムの課題は、港内の急激な海面上昇もしくは低下によって船首もしくは舷側と係船柱が離れようとする力が係留索に衝撃力として働き、係留索が切断されるか、船の係留金具であるビットの破断がおき、続いてくる急速な潮の流れで漂流を始めることにあった。
しかし従来は津波の現象としての研究、船舶へ働く外力の研究は行われてきたものの、現実に即した係留システムの開発が遅れており、特許文献を調査しても見つけることができない状態である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような課題を解決するために本発明の小型船舶の係留システムは、津波対策のために、船体と係船岸の間、および船体と海底のブロックの間を、緩衝材を介在させた緩衝索で連結して構成したことを特徴とする。
さらに本発明の小型船舶の係留システムは、津波対策のために、船体と係船岸の間を、緩衝材を介在させた緩衝索で連結し、船体とマーカーブイの間を、係留索で連結し、マーカーブイと海底のブロックの間を、緩衝材を介在させた緩衝索とで連結して構成したことを特徴とする。
さらに本発明の小型船舶の係留システムは、津波対策のために、船体と係船岸の間を、緩衝材を介在させた緩衝索で連結し、船体とマーカーブイの間を、係留索で連結し、マーカーブイと海底のチェーンの間を緩衝材を介在させた緩衝索とで連結し、チェーンの他端はブロックに連結して構成したことを特徴とする。
さらに本発明の小型船舶の係留システムは、上記の小型船舶の係留システムを複数組設置し、隣接するシステムの間に存在する海底のブロックを共有するように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の小型船舶の係留システムは以上のようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞  津波の最初の襲来によって海面が急激に変化し、衝撃力が係留索に働くが伸縮性のある緩衝索で衝撃張力の緩和と漂流エネルギーの吸収を行うことで係留索の破断を阻止する。津波の第二波、第三波が押し寄せるが同じように船舶の漂流を防止することができる。
＜２＞  ブロックとチェーンを設置することで、その後に続く早い流れに抵抗できる。
＜３＞  マ―カブイを設置することで、船から離れる時、乗船するときに、津波対策用の係留索の脱着が日常の習慣として容易にできる。
＜４＞  津波はときとして、想定以上の高い波が起き、ある時間を置いて数波繰り返し襲ってくる。最初の第一波、第二波で運悪く船が流出しても、予備の緩衝索を付ける、違うマ―カブイに着け直すことで被害を少なくできる。
＜５＞  このシステムによって、津波による大量の船舶の喪失を防ぐとともに、港の背後の住宅や公的施設が漂流物による潜在的な破壊を受ける危険性を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の船舶の係留システムの実施例の説明図。
【図２】係留システムの他の実施例の説明図。
【図３】平常時の係船岸側面からの説明図。
【図４】津波襲来時の係船岸側面からの説明図。
【図５】船舶漂流時の側面からの説明図。
【図６】複数のシステムを平行に設置した状態の説明図。
【図７】複数のシステムの組み合わせの他の実施例の説明図。
【図８】従来の係留システムの実施例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【０００８】
＜１＞全体の構成。
本発明は５総トン未満の船舶を対象とし、係留索３、５、緩衝材３２、６２、マーカーブイ４、海側ブロック７などの技術を組み合わせて、津波の衝撃力、流圧力を科学的に克服する初めての係留システムである。
従来、船舶の揺れを防止するシステムなどの技術はあるが、津波時の小型船舶の被害を抑制するような技術は存在しない。
【０００９】
＜２＞海側ブロック。
海側ブロック７とは船体１が流されないように海底に設置する錘である。
具体的にはコンクリート製造のブロックもしくは石などを詰めた袋で構成する。
このシステムでは、津浪の来襲時には、最初の衝撃力は船首側緩衝索３と船尾側緩衝索６の緩衝材で吸収するから、海側ブロック７は機能しない。
その後に、船体１に流圧力がかかると、それに対抗する抗力を生むのが海側ブロック７である。
海側ブロック７は、それ自体の重量と、さらに海底面との摩擦力によって抵抗する。
海側ブロック７は海底の土質によって引っ張る力、すなわち把駐力が、とくに砂と岩では対応が違うので、設置する前に現地でけん引実験を行い、材質、重量など考慮し設計することが望ましい。
【００１０】
＜３＞チェーン。
海側ブロック７と後述する船尾側緩衝索６の間はチェーン９で連結する。
すなわち一端をマーカーブイ４に連結した船尾側緩衝索６の他端を、チェーン９に連結して構成する。
そのチェーン９の他端は、前記した海側ブロック７に連結する。
その際に、図１に示すように、船尾側緩衝索６とチェーン９と海側ブロック７とを一直線状に連結する構成、あるいは図２に示すように、船尾側緩衝索６の端部を、チェーン９の中間に連結し、そのチェーン９の両端は海側ブロック７に連結する構成を採用することもできる。
【００１１】
＜４＞隣接するブロックの連結。
海側ブロック７は単独で海底に配置することもできるが、隣接する複数の海側ブロック７間をブロック間緩衝索８とチェーン９で連結することもできる。
このブロック間緩衝索８も、係留索の中間に緩衝材を介在させて構成し、船尾側緩衝索６とブロック間緩衝索８とを連結する。
すると、船尾側緩衝索６が一定の距離以上に伸長した場合に、ブロック間緩衝索８に引張力が作用して伸長することになる。
さらに船尾側緩衝索６は、海側ブロック７間を連結するチェーン９の中間に連結する。
すると、船尾側緩衝索６とブロック間緩衝索８が一定以上に伸長すると、チェーン９が引かれて抵抗として作用する。
さらにチェーン９がその限界まで引かれると、海側ブロック７を海底を移動させる力となって抵抗となる。
場合によっては、海側ブロック７が先に移動し、吊りあげられた後に、チェーン９が引かれるような寸法に構成することもできる。
【００１２】
＜５＞係留索。
船体１とマーカーブイ４との間を船尾側係留索５で連結する。
この船尾側係留索５は、市販の繊維ロープ、鋼製ロープなど一般的な素材で構成する。
船舶の乗組員は、船を離れるときにその船尾側係留索５の端をマーカーブイ４に繋止するだけの慣習的な操作だけで簡単に津波対策が可能になる。
出港時には船岸にある係船柱２、マーカーブイ４に繋止しておいた係留索３．６を外して行う。
【００１３】
＜６＞緩衝索。
本発明のシステムでは、船首側と係船柱２を連結する船首側緩衝索３、および船尾側と海側ブロック７を連結する船尾側緩衝索６を使用する。
各緩衝索３、６は、係留索の中間、あるいはその一端に緩衝材３１、６１を介在させて構成する。
介在させる緩衝材は、高い伸縮特性を備えた索または帯状の部材であり、高伸縮特性によって衝撃張力の緩和やエネルギーの吸収を行うものである。
その性能は、想定される津波の条件に基づいて決定し、船舶が津波によって漂流した場合のエネルギー吸収性能と漂流時に係留ロープに作用する最大張力について検討を行い、何れの条件にも対応可能な性能を有する機能とする。
【００１４】
＜７＞緩衝材の伸び。
津波の漂流エネルギーと緩衝材に作用する張力は次の式で算定される。
2012131332.tif 000003
A  漂流エネルギー 
ここに、  Ｅ0  ：  漂流エネルギー  （ｔ・ｍ）
ｍ   ：  船舶重量   （ｔ）
ｍ'  ：  仮想重量   （ｔ）
ｇ   ：  重力加速度  （ｍ／ｓ2）
Ｖ0  ：  漂流速度  （ｍ／ｓ）
ρ   ：  海水の単位体積重量  （ｔ／ｍ3）
Ｄ   ：  喫水  （ｍ）
Ｂ   ：  船幅  （ｍ）
Ｂ  緩衝材に作用する最大張力      
2012131332.tif 000004
ここに、    Tmax   ：  緩衝材に作用する最大張力  （ｋｇｆ）
E      ： 緩衝材のヤング率  （ｋｇｆ／ｃｍ2）
a     ：  緩衝材の断面積  （ｃｍ2）
l0      ：  索長さ  （ｃｍ）
鴫原良典・藤間功司・大久保暢之・中村雅博・坪田幸雄・三宅健一・斎藤正文「津波船舶係留索に働く張力について」2008.11  地域安全学会論文集No10
pp387-392 引用
以上の（１）〜（３）式によって算出されるエネルギーや張力に対応可能な緩衝材を採用するが、津波の大きなエネルギーを吸収して係留索に作用する衝撃張力を緩和するためには伸びの非常に大きい緩衝材が必要となる。
津波の衝撃を受ける緩衝材は４〜５倍伸びることが想定される。
大津波は繰り返し５〜６波襲来するので、緩衝材を構成する材料はゴム弾性体やスプリングなどの繰り返し大きく伸縮できる特性を備えた材料を用いることが望ましい。
【００１５】
＜８＞マーカーブイ。
マーカーブイは、水面に設置するブイである。
このマーカーブイによって、船尾から海中の海側ブロックと係留索を含む緩衝索の着脱を船尾から容易にすることができる。
マーカーブイは、夜間など緊急着脱を考えれば蛍光や蓄光もしくは自発光装置を備えるなどの夜間の視認性を高めたブイが望まれる。
【００１６】
＜９＞複数の組み合わせ。
本発明では上記した係留システムを複数配置し、それを海底で結びあうことで海側ブロック７や、ブロック間緩衝索８を共有させることができる。
その際に、図６に示すように、各船尾側緩衝索６の端部を直接海側ブロック７に連結し、隣接する海側ブロック７の間はブロック間緩衝索８で連結して複数の組み合わせを採用することができる。
あるいは図７に示すように、各船尾側緩衝索６の端部を、ブロック間緩衝索８に連結し、隣接する海側ブロック７の間はブロック間緩衝索８とチェーン９で連結する組み合わせを採用することもできる。
このように複数の組み合わせを採用する結果、ネット状に隣接する船舶と外力が分散でき、港内全体の船舶の安全性を担保できる。
【００１７】
＜１０＞船舶の挙動の説明。
次に津波来襲時の本発明のシステムによる船舶挙動について説明する。
【００１８】
＜１１＞平常時。
平常時には船体１は通常の係留ロープとともに津波対策用の緩衝索３、６で係船柱２とマーカーブイ４に繋がれた状態にある。
【００１９】
＜１２＞津波第一波の到来
大津波の第一波は海面が急激に上昇するケースと海底が見えるまで潮が引いてゆく二つのケースがある。
前者の場合、船体１が波によって持ち上げられるが、係船柱２と船体１を繋いでいた長さ数十センチから１ｍ程度の船首側緩衝索３の緩衝索３２が数ｍ伸びることで、船体１の漂流エネルギーを吸収して係留索３１に作用する張力を小さくでき、係留索３１の破断とそれに続く船体１の漂流を止めることができる。
引き波の場合、船体１は沖に流されようとして岸から離れ、港の海底が見える状態になるが、船首側緩衝索３は前述の海面が上昇する場合と同様の機能によって、切れることなく船体１は係船柱２に繋がれた状態でかく坐していることになる。
これが、もし緩衝材３２が存在しない場合には、津波による衝撃的な張力が係留ロープに作用するために係留ロープが破断することになる。
【００２０】
＜１３＞津波の大きな早い潮の流れの状態。
津波によって海面が更なる上昇と早い流れが続くと船尾側緩衝索６の緩衝索６２の伸びは限界に達する。
しかし次の段階で海底のチェーン９が引かれて荷重となり、さらにアンカーとしての海側ブロック７がその把駐力によって抵抗しながら移動することで、船体１の漂流を抑えることになる。
ここに把駐力とは、海底の錨やブロックが海底で引っ張られたときに抵抗する力のことである。
【００２１】
＜１４＞第二波、第三波と繰り返しの襲来と船体の位置補正。
第一波の海面の上昇が終わり、平常時の水位に戻り、第二波の襲来までの時間で伸びていた各部材は収縮して元の長さに戻り、船体１は安定した姿勢でその位置を復元できる。
【符号の説明】
【００２２】
１：船体
２：係船柱
３：船首側緩衝索
４：マーカーブイ
５：船尾側係留索
６：船尾側緩衝索
７：海側ブロック
８：ブロック間緩衝索
９：チェーン
【図１】
2012131332.tif 000005
【図２】
2012131332.tif 000006
【図３】
2012131332.tif 000007
【図４】
2012131332.tif 000008
【図５】
2012131332.tif 000009
【図６】
2012131332.tif 000010
【図７】
2012131332.tif 000011
【図８】
2012131332.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2012131332.tif 000013
【図２】
2012131332.tif 000014
【図３】
2012131332.tif 000015
【図４】
2012131332.tif 000016
【図５】
2012131332.tif 000017
【図６】
2012131332.tif 000018
【図７】
2012131332.tif 000019
【図８】
2012131332.tif 000020