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JP3366976B2 - 衝撃吸収防護柵および衝撃吸収方法 - Google Patents

衝撃吸収防護柵および衝撃吸収方法

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JP3366976B2
JP3366976B2 JP05472499A JP5472499A JP3366976B2 JP 3366976 B2 JP3366976 B2 JP 3366976B2 JP 05472499 A JP05472499 A JP 05472499A JP 5472499 A JP5472499 A JP 5472499A JP 3366976 B2 JP3366976 B2 JP 3366976B2
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博 吉田
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Nippon Zenith Pipe Co Ltd
Protec Engineering Inc
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Nippon Zenith Pipe Co Ltd
Protec Engineering Inc
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は大型落下物、自動
車、鉄道、航空機等のオーバーラン抑止施設として適用
できる衝撃吸収防護柵および衝撃吸収方法に関する。
【0002】
【従来の技術】斜面に所定の間隔を隔てて立設した剛性
の支柱間にロープ製の防護ネットを張り巡らし、防護ネ
ットの変形強度と支柱の剛性で以って落石を受止める落
石防護柵は周知である。
【0003】また剛性の支柱に複数の緩衝具を取り付
け、各緩衝具に複数の横ロープ材を把持させて横架し、
横ロープ材と緩衝具間の摺動摩擦抵抗により衝撃エネル
ギーを減衰する落石防護柵も提案されている。
【0004】またロープ材を円形に丸め、その両端を固
定してリング体を形成し、このリング体の内周を相互に
接触させて鎖状に形成したネットが特開平10−885
27号公報に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】<イ> 従来の落石防
護柵においては、落石を受け止めできる運動エネルギー
が最大で1500KJ程度と低く、それ以上の運動エネ
ルギーに対応可能な工法は未だ提案されていない。殊に
国上の狭い我が国においては、山岳地帯に建設した道路
や鉄道が落石の危険に晒されていて、大型の落石事故を
防止できる新技術の開発が切望されている。
【0006】<ロ> 従来の落石防護柵は、落石の衝撃
エネルギーを支柱間に張ったネットで吸収し、支柱自身
にエネルギー吸収作用を期待していない。そのため、落
石が直接支柱に衝突すると、落石防護柵本来の減衰性能
を発揮できず、支柱が落石防護柵の強度的弱点となって
いる。
【0007】本発明は以上の点に鑑み成されたもので、
その目的とするところは、衝撃エネルギーの減衰効果が
格段に向上し、4000KJ以上の運動エネルギーを有
する物体を停止させることが可能な、衝撃吸収技術を提
供することにある。
【0008】
【課題が解決するための手段】請求項1に係る発明は、
所定の間隔を隔てて支柱を立設し、前記支柱間にネット
を張り巡らした衝撃吸収防護柵において、前記支柱がそ
の全長に亘って弾性変形する弾性支柱であり、前記ネッ
ト又は弾性支柱に作用した衝撃を前記弾性支柱の軸方向
の圧縮力として作用せしめるように、前記ネットの上縁
部を弾性支柱に取り付けると共に、前記ネットの下縁部
を地表に取り付けたことを特徴とする、衝撃吸収防護柵
である。請求項2に係る発明は、所定の間隔を隔てて支
柱を立設し、前記支柱間にネットを張り巡らした衝撃吸
収防護柵において、前記支柱がその全長に亘って弾性変
形する弾性支柱であり、前記ネット又は弾性支柱に作用
した衝撃を前記弾性支柱の軸方向の圧縮力として作用せ
しめるように、前記ネットの上縁部及び下縁部を弾性支
柱に取り付けたことを特徴とする、衝撃吸収防護柵であ
る。請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記
載の衝撃吸収防護柵において、逆U字形に曲げた弾性支
柱の両端部を地上に接地させて立設したことを特徴とす
る、衝撃吸収防護柵である。請求項4に係る発明は、請
求項1又は請求項2に記載の衝撃吸収防護柵において、
弾性支柱の上部に地表から延びる控えロープを接続して
傾倒を抑制すると共に、前記控えロープの中途に一定以
上の張力が作用すると摺動する緩衝装置を介装したこと
を特徴とする、衝撃吸収防護柵である。請求項5に係る
発明は、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の衝撃吸
収防護柵において、ネットがループ状に形成したロープ
材の重合部を緩衝具で縮径可能に把持して縦横方向に連
鎖する単体輪の集合体として形成されたループネットで
あることを特徴とする、衝撃吸収防護柵である。請求項
6に係る発明は、所定の間隔を隔てて立設した支柱間に
ネットを張り巡らし、支柱の剛性とネットの変形力で衝
撃を吸収する方法において、前記請求項1乃至請求項5
の何れかに記載の衝撃吸収防護柵を使用し、衝撃をネッ
トで包み込むように受け止めながら、衝撃エネルギーを
弾性支柱の軸方向の圧縮力として作用せしめ、弾性支柱
の全長に亘る弾性変形により減衰することを特徴とす
る、衝撃吸収方法である。
【0009】
【発明の実施の形態1】以下図面を参照しながら本発明
の実施の形態1について説明する。
【0010】(イ)衝撃吸収防護柵の基本構成 図1に衝撃吸収防護柵の横断面図を示す。衝撃吸収防護
柵柵は斜面1Oに所定の間隔を隔てて立設した弾性支柱
20と、弾性支柱20に張り巡らしたループネット30
よりなる。以下各部について詳述する。
【0011】(ロ)弾性支柱 弾性支柱20は剛性と弾性を併有する柱体で、その下部
が斜面10に横移動不能に埋設又は載置されていて、そ
の上部に山側控えロープ21と谷側控えロープ22が接
続してあって、各控えロープ21,22の他端が斜面側
のアンカー11,12に接続されている。本例では山側
控えロープ21の中途に、摺動摩擦抵抗によリエネルギ
ーを減衰する公知の緩衝装置23を介装した場合につい
て示すが、緩衝装置23は必須の要素ではない。
【0012】弾性支柱20は例えば、多数の塑性変形し
難い鋼製、樹脂製の弾性線材群を並べて柱体に形成した
り、ばね鋼をコイル状に成形したものを含み、要は衝撃
力が支柱20の剛性を超えたとき、支柱20がその全長
に亘り弾性変形して衝撃エネルギーを減衰できる素材と
構造であればよい。
【0013】(ハ)ループネット ループネット30はロープ材を用いて、縮径可能な連鎖
した単体輪の集合体に形成すると共に、各ロープ材の重
合部に緩衝具40を付設した衝撃吸収作用を有するネッ
トで、その上端縁が弾性支柱20の上部に摺動不能又は
斜面10の横方向に向け摺動可能に取り付けられ、また
その下端が斜面10のアンカー13に摺動不能又は斜面
10の横方向に向け摺動可能に取り付けられている。図
1ではループネット30の下部を弾性支柱20の山側に
取り付けた場合を示すが、谷側であっても良い。
【0014】図2に例示したループネット30について
説明すると、ループネット30は複数の連続輪要素31
a,31b,31c…と、複数の緩衝具40とにより構
成される。各連続輪要素31a,31b,31c…は隣
接して係合されている。ここで「係合」とは、ロープ材
の巻き掛けの有無に関係なく、ロープ材が相互に力の伝
達を可能とする状態を意味する。
【0015】尚、ループネット30の向きは図2に示す
向きに限定されるものではなく、例えば図の上下を反対
にしたり、或いは図を90度、又は45度回転した状態
であってもよい。
【0016】連続輸要素31aは1本のロープ材をルー
プ形状(又はスパイラルを展開した形状)に編成した複
数の単休輪32a,32a…の連続体により構成され
る。他の連続輪要素31b,31c…についても同様
に、1本のロープ材をもとに素材的に連続した複数の単
休輪32,32b…、32c,32c…により構成され
る。
【0017】各単体輸32a,32b,32c…間は相
互に係合して縦横方向に連続性が付与されていて、引張
力等の外力が作用したとき、各単体輪32a,32b,
32c…の内径が小さく変化する構造になっている。本
例では各単体輸32a,32b,32c…の間を巻き掛
けて係合させた場合について示すが、巻き掛けせずに緩
衝具で接続して係合させるようにしてもよい。
【0018】またループネット30を構成するロープ材
は、ワイヤロープが好適であるが、PC鋼線、PC鋼よ
り線や炭素繊維、アラミド繊維も使用可能である。
【0019】(ニ)緩衝具 緩衝具40はロープ材の交差部にそ両側から把持し、設
定した把持力(摺動摩擦抵抗)を越える過大な外力(引
張力)が作用したときにロープ材との間で摺動抵抗を発
生する構造で、少なくとも各単体輪32a,32b,3
2c…に夫々1つ取り付けられる。図示しないが、緩衝
具40は縦横方向に隣接する各単体輪32a,32b,
32c…の隣接部(交差部)に追加して設けてもよい。
【0020】図3を基に緩衝具40について説明する
と、緩衝具40は、2枚の把持板41,41と、これら
の把持板41,41を締結する締結ボルト42及びナッ
ト43とよりなる。
【0021】把持板41,41の対向面には、夫々断面
半円形の収容溝44が凹設されている。これらの収容溝
44は各単体輪32a、(32b,32c…)を構成す
るロープ材の二箇所を収容して把持できるようになって
いる。
【0022】上記した緩衝具40は一例であり、その他
に3枚の板体の間にロープ材の二箇所を挟み込み、ボル
ト、ナットで締め付けて把持する構造の治具や、公知の
ワイヤクリップ等を使用できる
【0023】
【作用】次に衝撃吸収作用について説明する。 (イ)衝撃吸収要素 衝撃吸収防護柵に落石等の衝撃が作用した場合、以下に
説明するループネット30及び弾性支柱20の減衰作用
によって落石等を包み込むように変形して受け止める。
便宜上、ループネット30と弾性支柱20の減衰作用を
個別に説明するが、実際は並行して作用する。
【0024】(ロ)ループネットの衝撃吸収作用 ループネット30の一部に作用した衝撃はネット全体に
分散され、まず、ネット全体の変形により減衰される。
さらに衝撃エネルギーは図2に示すループネット30を
構成する単体輪23a,32b,32c群が円形から非
円形に変形する際に、ロープ材の変形抵抗力により減衰
される。
【0025】さらにまた衝撃エネルギーは各単体輪32
a,32b,32cを構成する各ロープ材に引張力とし
て作用し、この引張力が緩衝具40の把持力を越える
と、ロープ材が摺動して単体輪32a,32b,32c
が縮径する際に、衝撃エネルギーが減衰される。各ロー
プ材の摺動に伴いループネット30のネット面が斜面1
0の下流側へ向けて実質的に伸び、落石等を包み込みな
がら衝撃エネルギーを減表する。一般のネットは受撃体
箇所が開いて落石等が通過し易い傾向にあるが、ループ
ネット30の場合は受撃箇所が縮径することから、落石
等が通過し難い。このように、ループネット30に作用
した衝撃エネルギーは、ネット全体で複数の減衰作用に
より効率よく速やかに減衰される。
【0026】(ハ)弾性支柱の衝撃吸収作用 ループネット30を介して、或いは直接、弾性支柱20
に衝撃が作用すると、衝撃エネルギーの一部は弾性支柱
20の剛性で以って減衰される。ループネット30の上
部のみが弾性支柱20の上部に取り付けられているた
め、衝撃エネルギーは弾性支柱20にその軸方向の圧縮
力として作用する。
【0027】 この圧縮力が弾性支柱20の強度を越え
ると、図4に示すように弾性支柱20の中間部が一体的
に又は弾性線材群がバラケながら弾性変形し、この変形
時に衝撃エネルギーが減衰される。
【0028】また控えロープ21に緩衝装置23が介装
してある場合は、緩衝装置23の摺動抵抗により衝撃エ
ネルギーが減衰される。落石等の通過後、或いは撤去後
において、弾性支柱20は自己弾性力により元の形状に
復元する。
【0029】
【発明の実施の形態2】以降の説明に際し、既述した実
施の形態と同一の部位は同一の符号を付して構造や作用
についての詳しい説明を省略する。
【0030】図5はループネット30の上下部を夫々弾
性支柱20り上下部に摺動不能又は斜面10の横方向に
向け摺動可能に取り付けた他の形態を示す。本例の基本
的な衝撃吸収作用は既述した実施の形態1と同様であ
る。
【0031】
【発明の実施の形態3】図6に弾性支柱20を逆∪字形
に折曲し、その両端部を斜面10に固定した他の形態を
示す。
【0032】図6の(A)は先の実施の形態1と同様に
ループネット30の上縁部を弾性支柱20の起立部の上
部に取り付け、その下縁部を斜面10のアンカー13に
取り付けた形態を示し、図6の(B)はループネット3
0の上下縁部を弾性支柱20の起立部に取り付けた例を
示す。
【0033】両形態共にループネット30により減衰作
用は既述した作用と同様であるが、本例は衝撃エネルギ
ーの作用時に、ループネット30の取着されていない範
囲、すなわち弾性支柱20の全長に亘る弾性を利用して
減衰できる利点がある。
【0034】
【発明の実施の形態4】ループネット30は図7に示す
ように独立した単体輪33を内接させて縦横方向に連鎖
させたネットであっても良い。各単休輪33はループ状
に形成したロープ材の重合部を緩衝具40で把持して形
成され、緩衝具40から延びるロープ材が摺動を許容す
る余長部34として形成される。符号35はロープ材の
抜け出しを規制するストッパである。
【0035】
【発明の実施の形態5】以上はネットがループネット3
0である場合について説明したが、ネットはこの他に各
種公知のネットを適用できることは勿論である。本例の
場合、公知のネットの下部を地上に固定することは既述
した実施の形態1と同様である。
【0036】
【発明の効果】本発明は次の効果を得ることができる。 (イ) ネット及び弾性支柱の速やかでかつ効率のよい
減衰作用によって、衝撃エネルギーを受け止めることが
できる。 (ロ)弾性支柱とループネットを組み合わせた場合は、
衝撃エネルギーの減衰効果が格段に向上し、4000K
J以上の運動エネルギーを有する物体をゆっくりと包み
込むようにして停止させることが可能となる。 (ハ) 巨大落石の防護柵としてだけでなく、オーバー
ランした航空機や列車或いは自動車の非常停止柵として
も活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る衝撃吸収防護柵の縦断面図
【図2】 ループネットの正面図
【図3】 図2におけるIII-IIIの断面図
【図4】 衝撃吸収作用の説明図
【図5】 ループネットの上下部を弾性支柱20に取り
付けた他の実施の形態に係る衝撃吸収防護柵の断面図
【図6】 逆U字形の弾性支柱を用いた他の実施の形態
に係る衝撃吸収防護柵の断面図
【図7】 他の実施の形態に係るループネットの正面図
【符号の説明】
10 斜面 20 弾性支柱 21,22 控えロープ 23 緩衝装置 30 ループネット 40 緩衝具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 596183125 株式会社シビル 新潟市鳥屋野3丁目14番13号 (72)発明者 吉田 博 富山県小矢部市水島561番地 (56)参考文献 特開 平10−88527(JP,A) 特開 平5−295713(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E01F 7/04 F16F 7/00 - 7/14

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の間隔を隔てて支柱を立設し、前
    記支柱間にネットを張り巡らした衝撃吸収防護柵におい
    て、 前記支柱がその全長に亘って弾性変形する弾性支
    柱であり、 前記ネット又は弾性支柱に作用した衝撃を前記弾性支柱
    の軸方向の圧縮力として作用せしめるように、前記ネッ
    トの上縁部を弾性支柱に取り付けると共に、 前記ネットの下縁部を地表に取り付けたことを特徴とす
    る、 衝撃吸収防護柵。
  2. 【請求項2】 所定の間隔を隔てて支柱を立設し、前
    記支柱間にネットを張り巡らした衝撃吸収防護柵におい
    て、 前記支柱がその全長に亘って弾性変形する弾性支柱であ
    り、 前記ネット又は弾性支柱に作用した衝撃を前記弾性支柱
    の軸方向の圧縮力として作用せしめるように、前記ネッ
    トの上縁部及び下縁部を弾性支柱に取り付けたことを特
    徴とする、 衝撃吸収防護柵。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の衝撃吸
    収防護柵において、逆U字形に曲げた弾性支柱の両端部
    を地上に接地させて立設したことを特徴とする、衝撃吸
    収防護柵。
  4. 【請求項4】 請求項1又は請求項2に記載の衝撃吸
    収防護柵において、弾性支柱の上部に地表から延びる控
    えロープを接続して傾倒を抑制すると共に、前記控えロ
    ープの中途に一定以上の張力が作用すると摺動する緩衝
    装置を介装したことを特徴とする、衝撃吸収防護柵。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4の何れかに記載
    の衝撃吸収防護柵において、ネットがループ状に形成し
    たロープ材の重合部を緩衝具で縮径可能に把持して縦横
    方向に連鎖する単体輪の集合体として形成されたループ
    ネットであることを特徴とする、衝撃吸収防護柵。
  6. 【請求項6】 所定の間隔を隔てて立設した支柱間に
    ネットを張り巡らし、支柱の剛性とネットの変形力で衝
    撃を吸収する方法において、 前記請求項1乃至請求項5の何れかに記載の衝撃吸収防
    護柵を使用し、 衝撃をネットで包み込むように受け止めながら、衝撃エ
    ネルギーを弾性支柱の軸方向の圧縮力として作用せし
    め、弾性支柱の全長に亘る弾性変形により減衰すること
    を特徴とする、 衝撃吸収方法。
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