支柱構造体及び防護柵
【課題】斜面に起伏があっても、防護ネットの受面の起立角度と柵高を一定に保つことができて、支柱構造体が定常的な減衰性能を発揮する。
【解決手段】軸力吸収体２０を複数の弾発杆２１で構成し、変形誘導体３０を剛性材で構成し、変形誘導体３０に作用する軸力を、連結材１２、１３、１４を介して軸力吸収体２０へ誘導するように構成する。
【解決手段】軸力吸収体２０を複数の弾発杆２１で構成し、変形誘導体３０を剛性材で構成し、変形誘導体３０に作用する軸力を、連結材１２、１３、１４を介して軸力吸収体２０へ誘導するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は落石、崩落土砂、雪崩等の動的荷重または積雪圧等の静的荷重（以下「エネルギー」という）の吸収に好適なエネルギー吸収技術に関し、より詳細にはエネルギーを効果的に吸収できる支柱構造体及び防護柵に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にこの種の防護柵における支柱は、曲げと軸力に対抗するため鋼材やコンクリート充填鋼管等の剛性体で形成しているが、従来の支柱は重たく山岳地の設置現場への搬入が困難なだけでなく、現場での据付け作業も重機に頼っており、施工性に問題がある。
【０００３】
また特許文献１には、高剛性の主支柱、高剛性の斜め支柱及び複数の連結ロープを組合せた支柱構造体と、これを用いた雪崩防護柵が開示されている。
この支柱構造体は、両支柱をＸ形に交差させ、斜め支柱の基端を斜面にグラウンドアンカーで固定し、両支柱の自由端間と基端間を夫々連結ロープで接続して構成する。防護ネットはその上下辺を主支柱の上部と斜め支柱の下部に固定する。
防護ネットに作用する雪荷重を、両支柱の圧縮耐力と連結ロープの張力で対抗する構造になっている。
【０００４】
出願人は特許文献１に開示された防護柵が内包する問題点を解決するため、主支柱と斜め支柱を可撓性を有する複数の棒材で構成した支柱構造体と、これを用いた防護柵を先に提案した（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６３８３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５５６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先の特許文献１に記載された防護柵は、以下のような問題がある。
（１）主支柱及び斜め支柱は、高い圧縮強度を有するものの、荷重の吸収機能を有しない。
そのため、主支柱及び斜め支柱に想定を超えた軸力が作用すると、支柱が突発的に座屈破壊して柵機能を喪失する。
（２）防護柵に対し雪崩や落石等のように高速で、或いは局所的に荷重が作用すると、各支柱に対して圧縮だけでなく、曲げや捩じりも一緒に加わる。
支柱構造体は曲げや捩じりに対して対応できないため支柱構造体の安定バランスが崩れ易い。バランスが崩れると支柱構造体が突発的に破壊する。
（３）支柱構造体を構成する主支柱及び斜め支柱の基端は、斜面傾斜方向に沿った回動を許容するものの、斜面傾斜方向と直交する方向への回動が拘束されている。
そのため、支柱構造体が斜面の傾斜と直交方向に大きな力が作用すると、両支柱の基端の軸支箇所が破壊する。
（４）複数の支柱構造体のうち一部の支柱が上記した（１）〜（３）の要因で破壊されると、支柱構造体の破壊が連鎖的に広がり、防護柵全体としての機能を失ってしまう。
（５）破壊された支柱構造体を復旧するには、支柱構造体一式を新たに交換する必要があり、その交換に多くの時間、労力及びコストを要する。
【０００７】
特許文献２に記載された防護柵は、以下のような改善すべき点がある。
（１）主支柱と斜め支柱に適正に荷重分散をさせるためには、各支柱の弾性と硬度のバランス、各支柱の交差角度、連結ロープの長さ、および両支柱下部の据付距離を設計モデル通りに設置することが重要となる。
山の斜面は平らな一定勾配ではなく多数の起伏があるため、支柱構造体を上記した設計モデル通りに設置することが難しい。
そのため、設計モデルを犠牲にして個々の設置現場の起伏に対応させて支柱構造体を設置すると、両支柱の基端間の据付距離や防護ネットの起立角度が不均一となり、特に防護ネットが大きく傾斜した箇所では柵高が低くなるといった不都合がある。
（２）支柱構造体は主支柱と斜め支柱による減衰作用の分担割合を決めた構造になっている。
上記したように、斜面の起伏の影響を受けて両支柱の交差角度や据付間隔が変動すると、各支柱構造体の単位で減衰作用の分担割合が変化し、各支柱構造体の減衰性能を定常的に算定することが難い。
殊に弾性変形する各支柱の減衰バランスが崩れると、本来の減衰性能を発揮することができないだけでなく、一回目の受撃時に柵高が極端に低く変形して、以降の受撃に対応できない場合もある。
（３）支柱構造体の寸法バランスはある程度余裕を持たせて設計しているが、）支柱構造体の寸法バランスが許容値を超えると、エネルギー吸収性能に影響を及ぼして、安定した性能を発揮できない。
（４）斜面の起伏の影響を回避して支柱構造体の寸法バランスを取るには、支柱構造体を構成する各資材の寸法を個別に設計する必要があり、資材の加工や組立て等が複雑となる。
（５）支柱構造体を組み立てる際、両支柱が撓むために組み立てがし難い。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは少なくとも何れか一つの支柱構造体及び衝撃吸収柵を提供することにある。
＜１＞支柱構造体が定常的に減衰性能を発揮できること。
＜２＞斜面の起伏が変化している現場であっても、防護ネットの受面の起立角度と柵高を一定に保つこと。
＜３＞支柱構造体の破壊を回避しつつ、防護ネットの受面に作用するエネルギーを効率的に吸収すること。
＜４＞支柱構造体に曲げやねじりが加わっても破壊しないこと。
＜５＞積雪圧等の静的荷重に対してだけでなく、落石、雪崩等の動的荷重に対しても対応性に優れていること。
＜６＞支柱構造体が自己復元性を有し、衝撃吸収柵の修復性に優れること。
＜７＞衝撃吸収柵の資材の軽量化に伴う施工性の改善とコストの低減を図ること。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の第１発明は、基端を固定して傾倒自在に立設した軸力吸収体と、前記軸力吸収体と交差して配置するとともに、基端を固定して傾倒自在に立設した変形誘導体と、前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端との間、および前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端と斜面との間をそれぞれ連結した連結材とを具備した衝撃吸収柵の支柱構造体であって、前記軸力吸収体を、両端を拘束した複数の弾発杆で構成し、前記変形誘導体を剛性材で構成し、前記変形誘導体に作用する軸力を、前記連結材を介して前記軸力吸収体へ誘導するように構成したことを特徴とする。
本願の第２発明は、前記第１発明において、前記連結材の一部に長さ調整具を介装して連結材の長さを調整可能に構成したことを特徴とする。
本願の第３発明は、前記第１または第２発明において、複数の弾発杆の自由端の間を結束板で連結し、該結束板の設置位置を弾発杆に沿って変位可能に構成したことを特徴とする。
本願の第４発明は、前記第２発明において、弾発杆に螺合したナットにより前記結束板の設置位置を弾発杆に沿って変位可能に構成したことを特徴とする。
本願の第５発明は、前記第１乃至第４発明の何れかにおいて、前記軸力吸収体と変形誘導体の基端をそれぞれ固定するアンカーを具備することを特徴とする。
【００１０】
本願の第６発明は、間隔を隔てて立設した複数の支柱構造体と、支柱構造体の間に張設した防護ネットとを具備した衝撃吸収柵であって、前記第１乃至第５発明の何れかの支柱構造体を使用し、軸力吸収体の基端を谷側斜面に固定するとともに、該軸力吸収体と交差して配置した変形誘導体の基端を山側斜面に固定して前記支柱構造体を立設し、隣り合う前記各支柱構造体を構成する軸力吸収体の自由端に防護ネットの上辺を取り付けて山側斜面に配置したことを特徴とする。
本願の第７発明は、前記第６発明において、防護ネットに作用するエネルギーを、交差する軸力吸収体と変形誘導体とに分散させて、該変形誘導体に生ずる軸力を軸力吸収体へ伝達可能なように、前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端との間、および前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端と斜面との間をそれぞれ連結材で連結したことを特徴とする。
本願の第８発明は、前記第６または第７発明において、防護ネットの下辺を前記各支柱構造体を構成する変形誘導体の基端に取り付けたことを特徴とする。
本願の第９発明は、前記第６または第７発明において、防護ネットの下辺を山側斜面に固定したことを特徴とする。
【００１１】
本発明における「エネルギー」とは、落石や雪崩等の動的荷重だけでなく、積雪圧等の静的荷重による運動エネルギー及び位置エネルギーを含む。
【００１２】
本発明における「弾性変形」とは、軸力吸収体の長手方向への圧縮変形や、該長手方向を軸心とするねじれ変形、その他あらゆる方向への撓み変形を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、下記の効果のうち少なくとも何れか一つを得ることができる。
（１）柔構造の軸力吸収体と剛構造の変形誘導体とを組合せてなる支柱構造体は、エネルギーを伝達する部材（変形誘導体等）とエネルギーを吸収する部材（軸力吸収体）の役割が明確である。
したがって、各支柱構造体は斜面の起伏の影響があっても定常的に減衰性能を発揮することができる。
（２）軸力吸収体と変形誘導体の役割が明確であるため、支柱構造体全体としてのエネルギー吸収量の算定が正確に行えるとともに、役割に応じた部材の選定もし易くなる。
（３）斜面に起伏があっても、連結材に介装した長さ調整具で連結材の全長を調整することで、防護ネットの受面の起立角度と柵高を一定に保つことができる。
（４）軸力吸収体の自由端において、防護ネットの上辺の垂下高さを任意に調整することで、軸力吸収体と変形誘導体の据付距離を一定に保ちながら、防護ネットの受面の起立角度と柵高をさらに正確に保つことができる。
（５）軸力吸収体の直立性を維持したまま弾性変形させて吸収を許容して、防護ネットの受面に作用するエネルギーを効率的に吸収することができる。
（６）軸力吸収体がクッション機能を発揮するため、変形誘導体および複数の連結材の破壊を回避できるから、衝撃吸収柵の突発的な機能喪失を回避できる。
（７）支柱構造体の構成部材を簡素化できて、製作コストを大幅に削減できる。
（８）軸力吸収体を複数の弾発杆で構成することで、あらゆる方向に対して弾性変形が可能である。そのため、予期せぬ方向からの荷重に起因する変形や、ねじれに対しても弾発杆の基端に過度の応力が集中せずに柔軟に変形に追従することができる。
（９）支柱構造体を構成する軸力吸収体と変形誘導体等の軽量化が図れるので、支柱構造体の現場への運搬性及び組立性がよくなり、施工性の改善とコストの低減を図ることができる。
（１０）支柱構造体が自己復元性を有するから、衝撃吸収柵の修復性に優れる。
（１１）積雪等の静的荷重だけでなく、落石・雪崩等の動的荷重に対しても、十分なエネルギー吸収性能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る一部を省略した衝撃吸収柵の斜視図
【図２】実施例１に係る支柱構造体の側面図
【図３】斜面谷側から見た支柱構造体のモデル図
【図４】軸力吸収体の基端の拡大図
【図５】変形誘導体の基端の拡大図
【図６】理想的な支柱構造体のモデル図
【図７】起伏がある斜面に支柱構造体を設置する方法の説明図で、（Ａ）は後下がりの斜面に設置する場合の支柱構造体のモデル図、（Ｂ）は後上がり斜面に設置する場合の支柱構造体のモデル図
【図８】余長部を備えた理想的な支柱構造体のモデル図
【図９】起伏がある斜面に支柱構造体を設置する方法の説明図で、（Ａ）は後下がりの斜面に設置する場合の支柱構造体のモデル図、（Ｂ）は後上がりの斜面に設置する場合の支柱構造体のモデル図
【図１０】エネルギー作用時における衝撃吸収柵のモデル図
【図１１】実施例３に係る支柱構造体の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
＜１＞衝撃吸収柵
図１に本発明の衝撃吸収柵の斜視図を示し、図２に支柱構造体１０の側面図を示し、図３に斜面谷側から見た支柱構造体１０のモデル図を示す。
【００１７】
本発明に係る衝撃吸収柵は、斜面１１等に間隔を隔てて設けた複数の支柱構造体１０と、支柱構造体１０の間に張設した防護ネット４０とにより構成する。
尚、図１において符号１８は端部の支柱構造体１０と斜面１１との間に張設した単数または複数の控えロープである。
【００１８】
＜２＞支柱構造体
支柱構造体１０は受面４１で受けたエネルギーを吸収する機能と支柱機能を併有する構造体で、基端を谷側斜面に固定して斜面１１に回動自在に立設した軸力吸収体２０と、軸力吸収体２０と交差して配置し、基端を山側斜面に固定して斜面１１に回動自在に立設した変形誘導体３０と、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の各自由端との間、および軸力吸収体２０と変形誘導体３０の各自由端と基端（斜面１１）との間をそれぞれ連結した非伸縮性の第一〜第三の連結材１２〜１４とを具備する。
【００１９】
軸力吸収体２０と変形誘導体３０の交差角度と、各連結材１２〜１４の全長は、受面４１に作用するエネルギーを軸力吸収体３０と各連結材１２〜１４に分散して伝達しつつ、軸力吸収体２０に軸力として作用するように関係付けている。
以降に支柱構造体１０の詳細について詳述する。
【００２０】
＜２．１＞軸力吸収体
軸力吸収体２０は、受面４１に作用するエネルギーを圧縮変形により吸収するダンパー機能を有した弾性構造体であり、両端部を収束した複数の弾発杆２１からなる。
本例では軸力吸収体２０を二本の弾発杆２１，２１で構成する場合について説明するが、弾発杆２１の本数は適宜でよく、一本、又は三本以上であってもよい。
弾発杆２１の素材は、例えば、棒鋼、バネ鋼等の金属材料や樹脂等の弾性材料を適用できる。
【００２１】
弾発杆２１の周面におねじが形成されていて、防護ネット４０の上辺の吊り高さを調整できるようになっている。
【００２２】
＜２．１．１＞軸力吸収体の基端側の構造
図２〜４に示すように、弾発杆２１の基端は支軸２２により接地板２３の支持ブラケット２４に回動自在に枢支され、接地板２３にアンカー２５を打設して斜面１１に固定されている。
【００２３】
＜２．１．２＞軸力吸収体の自由端の構造
図２，３に示すように、各弾発杆２１の自由端には、上下一対のナット２６，２６が螺着してある。
複数の弾発杆２１の自由端の間は、上下一対の結束板２７，２７を貫挿して配置して、両弾発杆２１，２１の自由端を分離不能に結束している。
【００２４】
各弾発杆２１の上部に外装したスペーサ管２８と結束板２７，２７は弾発杆２１に対し拘束を維持したままスライド移動が可能であり、上下一対のナット２６，２６の螺着位置を上下することで結束板２７，２７の設置位置を弾発杆２１に沿って任意の高さに調整することができる。
尚、各結束板２７，２７と管２８はそれぞれ別体であるが、下位の結束板２７と管２８は一体構造であってもよい。
【００２５】
各弾発杆２１の上部の管２８には、防護ネット４０を垂下するための上ロープ１５の端部が分離不能に係留し、結束板２７には第一および第三の連結材１２，１４の各上端が分離不能に係留している。
【００２６】
防護ネット４０の上辺の吊り高さを調整する手段は、ナット２６，２６に限定されるものではなく、ピン止めや溶接等のように弾発杆２１の任意の位置で結束板２７を位置決めできる公知の位置決め手段を適用できる。
【００２７】
＜２．２＞変形誘導体
変形誘導体３０は軸力吸収体２０を構成する弾発杆２１，２１の間に位置する形態で変形誘導体３０と交差している。
変形誘導体３０は受面４１に作用するエネルギーを軸力吸収体２０の軸力として誘導するために機能する剛性材で、例えは鋼管等で構成する。
前記機能を発揮するため、変形誘導体３０の圧縮強度は軸力吸収体２０より大きい関係にある。
【００２８】
＜２．２．１＞変形誘導体の基端の枢支構造
図２に示すように、変形誘導体３０の基端は、支軸３１により接地板３２の支持ブラケット３３に回動在に枢支され、接地板３２にアンカー３４を打設して斜面１１へ固定されている。
【００２９】
図５に拡大して示すように、接地板３２に起立して形成した前方接続片３２ａには第三の連結材１４の下端を連結し、左右斜め方向に起立して形成した各側方接続片３２ｂ，３２ｂには防護ネット４０の下辺に接続した下ロープ１６，１６を連結する。
【００３０】
＜２．２．２＞変形誘導体の自由端
図２に示すように、変形誘導体３０の自由端には掛止用の突起３５が突設してあって、変形誘導体３０の自由端に係留した第１および第二の連結材１２，１３の一端のループ部を位置決めして接続できるようになっている。
第１および第二の連結材１２，１３の係留手段は突起３５に限定されず、公知の係留手段を適用できる。
【００３１】
＜２．３＞連結材
各連結材１２〜１４は、引張耐力に優れた例えば鋼製又は繊維製のロープ、鋼棒、鋼板等で構成することができる。
第一の連結材１２は軸力吸収体２０の自由端と変形誘導体３０の自由端との間に連結し、第二の連結材１３は変形誘導体３０の自由端と軸力吸収体２０の基端側との間を連結し、第三の連結材１４は変形誘導体３０の自由端と変形誘導体３０の基端との間を連結する。
尚、第一〜第三の連結材１２〜１４は１本の連続した部材で構成してもよい。
【００３２】
本発明では軸力吸収体２０が緩衝機能を有するため、従来と比較して各連結材１２〜１４の張力負担と各アンカー２５，３４の負担が小さくなる。
【００３３】
本発明では、第二の連結材１３の途中に、現場で長さ調整が可能な長さ調整具１７を介装する場合について説明する。
長さ調整具１７はターンバックル等の他に、張力に耐え得る公知の調整具を適用できる。
【００３４】
＜３＞防護ネット
防護ネット４０は受面４１を有する構造体で、例えば金網、又はロープ製ネット、或いはこれらを組合せた公知のネットを含む。
又、防護ネット４０は複数のスパンに亘る全長を有するものの他に、支柱構造体１０の１スパン単位に分割したものであってもよい。
【００３５】
防護ネット４０は山側斜面に配設され、その上辺を軸力吸収体２０の自由端に取り付けて垂下させる。
本例では、防護ネット４０の上辺を軸力吸収体２０の自由端の間に横架した上ロープ１５に取り付け、また防護ネット４０の下辺を変形誘導体３０の基端の間に横架した下ロープ１６に取り付けている。
【００３６】
［衝撃吸収柵の組立］
次に衝撃吸収柵の組立方法について説明する。
【００３７】
＜１＞資材の搬入
衝撃吸収柵を構成する支柱構造体１０と防護ネット４０を現場へ搬入する。
資材の搬入に際し、支柱構造体１０を構成する棒鋼製の弾発杆２１や連結材１２〜１４が作業員による持ち運びが可能な重量に小分けして軽量化されているので、現場が山岳地帯であっても資材の搬入が容易である。
【００３８】
＜２＞支柱構造体の組立て
図１，２を参照して支柱構造体１０の組立て例について説明する。
斜面１１に間隔を隔てて打設した各アンカー２５，３４に接地板２３，３２をセットした後、各アンカー２５，３４の頭部をナットで固定する。
つぎに、下位側の設置板２３に支軸２２を介して、軸力吸収体２０の基端を枢支するとともに、上位の設置板３２に支軸３１を介して、変形誘導体３０の基端を枢支する。
変形誘導体３０に交差させた軸力吸収体２０の自由端に結束板２７，２７と管２８をセットし、その両側にナット２６，２６を螺着する。
最後に、軸力吸収体２０および変形誘導体３０の各自由端と基端との間をそれぞれ非伸縮性の第一〜第三の連結材１２〜１４を連結して支柱構造体１０の組立てを完了する。
【００３９】
軸力吸収体２０が多少撓んでも変形誘導体３０が変形しないので、両部材２０，３０を交差させて支柱構造体１０を立体的に組み上げる組立作業がし易い。
さらに、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の起立設置作業を人力で行えるので、支柱構造体１０の組立てにクレーン等が不要である。
【００４０】
＜３＞防護ネットの組付け
隣り合う各支柱構造体１０の頂部間、すなわち軸力吸収体２０の上部間に上ロープ１５を横架する。隣り合う各支柱構造体１０の下部間、すなわち変形誘導体３０の基端の接地板３２の間に下ロープ１６を横架する。
上下ロープ１５，１６の間に防護ネット４０の上下辺をそれぞれ分離しないように取り付けて衝撃吸収柵の組み立てを完了する。
【００４１】
完成した衝撃吸収柵を示した図２において、斜面山側に傾倒する軸力吸収体２０の重量は、連結材１２，１３を介して斜面１１と剛性の変形誘導体３０に分散して支持される。
斜面谷側に傾倒する変形誘導体３０の重量は、連結材１２，１４を介して斜面１１と軸力吸収体２０に分散して支持されている。
防護ネット４０の重量は、軸力吸収体２０と、連結材１２，１３を介して斜面１１と剛性の変形誘導体３０に分散して支持されている。
このように支柱構造体１０を構成する軸力吸収体２０と変形誘導体３０は、互いに重量がバランスして安定姿勢を維持することができる。
【００４２】
［斜面に起伏がある場合の対処法］
衝撃吸収柵が本来の落石等の捕捉機能を果たすためには、防護ネット４０の受面４１の起立角度を一定に保つことと、防護ネット４０の受面４１の高さ（柵高）を十分に確保することが求められる。
支柱構造体１０を構成する各部材の寸法長さが一定規格（定寸）であると、斜面１１の起伏の影響を受けて、受面４１の起立角度（水平または鉛直に対する角度）と柵高を一定に揃えることができない。
そこで本発明では、起伏がある斜面１１に支柱構造体１０を設置するときにはつぎの方法で対処する。
【００４３】
＜１＞対処法１
図６に理想的な寸法バランスをした支柱構造体１０のモデル図を示す。
同図において、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の基端の据付距離（斜距離）
をＬ、防護ネット４０の柵高をＨ、第一の連結材１２の全長をｘ、第二の連結材１３の全長をｙとした場合、本対処法では、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の全長、防護ネット４０の柵高Ｈ、および第一の連結材１２の全長ｘが変化しないことを前提とした対処法について説明する。
【００４４】
図７の（Ａ）は斜面１１が図６の基準勾配と比べて勾配θ1の角度で余分に傾斜した後下がり（または前上がり）状態を示し、また図７の（Ｂ）は斜面１１が図６の基準勾配と比べて勾配θ2の角度で逆向きに傾斜した後上がり（または前下がり）状態を示している。
【００４５】
図７の（Ａ）に示すように、斜面１１が後下がりのときは、防護ネット４０が斜面谷側へ向けた過剰な傾倒を回避するため、支柱構造体１０の基端の据付距離Ｌ1を短くする。
据付距離Ｌ1のみを短くすると全体の寸法バランスが崩れてしまう。
そこで、調整具１７を延長操作して第二の連結材１３の全長ｙ1を長くすることで、全体の良好な寸法バランスを保つことができる。
【００４６】
図７の（Ｂ）に示すように、斜面１１が後上がりのときは、防護ネット４０が斜面山側へ向けた過剰な傾倒を回避するため、支柱構造体１０の基端の据付距離Ｌ2を長くする。
据付距離Ｌ2のみを長くすると全体の寸法バランスが崩れてしまう。
そこで、調整具１７を用いて第二の連結材１３の全長ｙ2を短くすることで、全体の良好な寸法バランスを保つことができる。
【００４７】
本対処法では、防護ネット４０、第一の連結材１２および変形誘導体３０の三辺で形成される三角形の形状と各辺の長さが変わらない。
以上のように、設置現場の斜面１１の勾配に応じて第二の連結材１３の全長ｙを調整するだけの操作で、理想的な寸法バランスを維持して、受面４１の起立角度と柵高を一定に保つことができる。
【００４８】
＜２＞対処法２
図８に理想的な寸法バランスをした支柱構造体１０のモデル図を示す。
本対処法では、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の全長、防護ネット４０の柵高Ｈ、第一の連結材１２の全長ｘが変化しないことは先の対処法１と同様であるが、本体処法は軸力吸収体２０と変形誘導体３０の据付距離Ｌを変化させないことを前提とする。
【００４９】
本対処法において使用する軸力吸収体２０は、対処法１と比べて全長の長い弾発杆で構成して、軸力吸収体２０の自由端部に余長部２０ａが形成してあり、ナット２６を回転操作することで防護ネット４０の上辺の垂下高さを任意に調整できる構造となっている。
余長部２０ａとは、軸力吸収体２０のうちのナット２６の螺着位置から先端までの区間を指し、ナット２６の螺着位置を変位することで余長部２０ａの長さが変化する。
【００５０】
図９の（Ａ）に示すように、斜面１１が後下がりのときは、防護ネット４０が斜面谷側へ傾倒するのを回避するため、調整具１７を延長操作して第二の連結材１３の全長ｙ1を長くするとともに、軸力吸収体２０上のナット２６を先端側へ変位させることで、受面４１の起立角度と柵高を一定に保つことが可能となる。
【００５１】
図９の（Ｂ）に示すように、斜面１１が後上がりのときは、防護ネット４０が斜面山側へ傾倒するのを回避するため、調整具１７を短縮操作して第二の連結材１３の全長ｙ2を短くするとともに、軸力吸収体２０上のナット２６を基端側へ変位させることで、受面４１の起立角度と柵高を一定に保つことが可能となる。
【００５２】
本対処法においても、防護ネット４０、第一の連結材１２および変形誘導体３０の三辺で形成される三角形の形状と各辺の長さが変わらない。
本対処法においては、設置現場の斜面１１の勾配に応じて第二の連結材１３の全長ｙを調整する操作と、軸力吸収体２０上のナット２６の位置を調整する操作により、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の据付距離Ｌを一定に保ちながら、理想的な寸法バランスを維持して、受面４１の起立角度と柵高を一定に保つことができる。
【００５３】
前記した対処法１，２は現場の状況に応じて使い分けするか、或いは併用する。
【００５４】
［衝撃吸収柵のエネルギー吸収］
次に図１０に基づき衝撃吸収柵によるエネルギーの吸収メカニズムについて説明する。
【００５５】
＜１＞防護ネットの撓み変形
受面４１にエネルギーが作用すると防護ネット４０は斜面谷側へ向けて撓み変形し、防護ネット４０の撓み変形によりエネルギーの一部が減衰される。
【００５６】
＜２＞変形誘導体の非圧縮変形
軸力吸収体２０が基端を中心として時計回りの方向へと回動しようとして第一及び第二の連結材１２，１３に張力が生じる。
第一及び第二の連結材１２，１３に張力は、斜面谷側へ傾倒する変形誘導体３０に対して軸力として作用するが、その剛性により圧縮変形をせずに変形誘導体３０に支持される。
【００５７】
＜３＞変形誘導体の傾倒拘束
しかも変形誘導体３０の自由端が斜面１１に接続した第二の連結材１３と、軸力吸収体２０の自由端に接続した第一の連結材１２により支持されていて、変形誘導体３０の傾倒角度はほとんど変わらず、変形誘導体３０の傾倒が拘束される。
そのため、変形誘導体３０に作用するエネルギーを軸力吸収体２０へ誘導することができる。
【００５８】
＜４＞軸力吸収体の回動拘束
同時に、軸力吸収体２０が基端を中心として時計回りの方向へと回動しようとして第一及び第二の連結材１２，１３に張力を生じる。
第一及び第二の連結材１２，１３に作用する張力は最終的にアンカー２５に支持されて、軸力吸収体２０の時計回りの方向の回動が拘束される。
【００５９】
＜５＞軸力吸収体の圧縮変形
【００６０】
防護ネット４０により生じる張力と、第一及び第二の連結材１２，１３により生じる張力の合力が、軸力吸収体２０に対して軸力として作用する。
軸力吸収体２０に生じる軸力がその変形強度を越えると、軸力吸収体２０が圧縮変形する。
軸力吸収体２０の圧縮変形によりエネルギーが効率的に吸収される。
殊に、エネルギーの吸収部材が軸力吸収体２０だけであるため、エネルギーの吸収性能の計算がし易く、しかも安定したエネルギーの吸収性能を発揮できる。
【００６１】
さらに、大きなエネルギーが作用しても軸力吸収体２０がクッションとなって第一及び第二の連結材１２，１３の破断と、変形誘導体３０の座屈破壊を回避するので、衝撃吸収柵の機能が突発的に失われることがない。
【００６２】
また軸力吸収体２０に斜面１１の横断方向の曲げや、ねじりが作用しても、軸力吸収体２０を構成する弾発杆２１，２１の自由端が曲げ変形したり、ねじれるだけで、弾発杆２１，２１のの基端に曲げ力やねじり力が作用しない。
そのため、軸力吸収体２０に曲げやねじりが作用しても破壊しない。
【００６３】
このように本発明に係る衝撃吸収柵は、防護ネット４０で受けたエネルギーを、軸力吸収体２０のみに軸力として伝達し、控え材である連結材１２，１３に引張として伝達するように構成するとともに、軸力吸収体２０に作用する軸力を、直立性を維持したまま軸力吸収体２０を圧縮変形させてエネルギーを効率的に吸収することが可能となる。
さらに支柱構造体１０が緩衝機能を有するため、各連結材１２，１３の張力負担と各アンカー２３，３４の荷重負担を小さくできる。
【００６４】
＜６＞エネルギーの消滅後
防護ネット４０（受面４１）からエネルギーの発生要因が取り除かれた後は、支柱構造体１０を構成する軸力吸収体２０が自己の弾性復元力によって元の待機位置へと戻る。
支柱構造体１０の復元に伴い、防護ネット４０も元の位置に引き上げられる。
そのため、エネルギーの作用前の状態を保ち衝撃吸収柵の機能を引き続き維持することができる。
例えば、エネルギーの発生要因が積雪圧の場合には、雪が溶けると自然に軸力吸収体２０が元の位置へと戻るため、特段の処置を施すことなく、衝撃吸収柵の機能を常に発揮させておくことができる。
【００６５】
支柱構造体１０を構成する軸力吸収体２０や変形誘導体３０が変形したり破壊したりしても、損傷した資材のみの交換を簡単かつ短時間に行える。
【実施例２】
【００６６】
実施例１では、防護ネット４０の下辺を変形誘導体３０の基端に固定した形態について説明した。
軸力吸収体２０の自由端に防護ネット４０を垂下することで、重量バランスがとれて支柱構造体１０の安定姿勢を維持できるので、防護ネット４０の下辺を山側斜面に固定することも可能である。
防護ネット４０の下辺を山側斜面に固定することで、実施例１と比べて防護ネット４０の斜面傾斜方向の長さを長くして、防護ネット４０の撓み変形量を大きくできるので、エネルギーの吸収性能が高くなるといった利点がある。
【実施例３】
【００６７】
実施例１，２では長さ調整具１７を第二の連結材１３に介装した形態について説明したが、長さ調整具１７は第一の連結材１２に介装してもよい。
或いは図１１に示すように、第一の連結材１２および第二の連結材１３長さ調整具１７を介装したり、またはすべての連結材１２〜１４に長さ調整具１７を介装したりしてもよい。
長さ調整具１７の介装数を増やすことで、斜面１１の起伏に応じて軸力吸収体２０と変形誘導体３０の設置角度を個別に調整できる。
さらに実施例２と組み合わせることで、斜面１１に大小様々な起伏が存在する現場でも、受面４１の起立角度と柵高を一定に保った設置作業がしやすくなるといった利点がある。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 支柱構造体
１２ 第一の連結材
１３ 第二の連結材
１４ 第三の連結材
１５ 上ロープ
１６ 下ロープ
１７ 長さ調整具
２０ 軸力吸収体
２１ 弾発杆
２２ 支軸
３０ 変形誘導体
３１ 支軸
４０ 防護ネット
４１ 受面
【技術分野】
【０００１】
本発明は落石、崩落土砂、雪崩等の動的荷重または積雪圧等の静的荷重（以下「エネルギー」という）の吸収に好適なエネルギー吸収技術に関し、より詳細にはエネルギーを効果的に吸収できる支柱構造体及び防護柵に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にこの種の防護柵における支柱は、曲げと軸力に対抗するため鋼材やコンクリート充填鋼管等の剛性体で形成しているが、従来の支柱は重たく山岳地の設置現場への搬入が困難なだけでなく、現場での据付け作業も重機に頼っており、施工性に問題がある。
【０００３】
また特許文献１には、高剛性の主支柱、高剛性の斜め支柱及び複数の連結ロープを組合せた支柱構造体と、これを用いた雪崩防護柵が開示されている。
この支柱構造体は、両支柱をＸ形に交差させ、斜め支柱の基端を斜面にグラウンドアンカーで固定し、両支柱の自由端間と基端間を夫々連結ロープで接続して構成する。防護ネットはその上下辺を主支柱の上部と斜め支柱の下部に固定する。
防護ネットに作用する雪荷重を、両支柱の圧縮耐力と連結ロープの張力で対抗する構造になっている。
【０００４】
出願人は特許文献１に開示された防護柵が内包する問題点を解決するため、主支柱と斜め支柱を可撓性を有する複数の棒材で構成した支柱構造体と、これを用いた防護柵を先に提案した（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６３８３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５５６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先の特許文献１に記載された防護柵は、以下のような問題がある。
（１）主支柱及び斜め支柱は、高い圧縮強度を有するものの、荷重の吸収機能を有しない。
そのため、主支柱及び斜め支柱に想定を超えた軸力が作用すると、支柱が突発的に座屈破壊して柵機能を喪失する。
（２）防護柵に対し雪崩や落石等のように高速で、或いは局所的に荷重が作用すると、各支柱に対して圧縮だけでなく、曲げや捩じりも一緒に加わる。
支柱構造体は曲げや捩じりに対して対応できないため支柱構造体の安定バランスが崩れ易い。バランスが崩れると支柱構造体が突発的に破壊する。
（３）支柱構造体を構成する主支柱及び斜め支柱の基端は、斜面傾斜方向に沿った回動を許容するものの、斜面傾斜方向と直交する方向への回動が拘束されている。
そのため、支柱構造体が斜面の傾斜と直交方向に大きな力が作用すると、両支柱の基端の軸支箇所が破壊する。
（４）複数の支柱構造体のうち一部の支柱が上記した（１）〜（３）の要因で破壊されると、支柱構造体の破壊が連鎖的に広がり、防護柵全体としての機能を失ってしまう。
（５）破壊された支柱構造体を復旧するには、支柱構造体一式を新たに交換する必要があり、その交換に多くの時間、労力及びコストを要する。
【０００７】
特許文献２に記載された防護柵は、以下のような改善すべき点がある。
（１）主支柱と斜め支柱に適正に荷重分散をさせるためには、各支柱の弾性と硬度のバランス、各支柱の交差角度、連結ロープの長さ、および両支柱下部の据付距離を設計モデル通りに設置することが重要となる。
山の斜面は平らな一定勾配ではなく多数の起伏があるため、支柱構造体を上記した設計モデル通りに設置することが難しい。
そのため、設計モデルを犠牲にして個々の設置現場の起伏に対応させて支柱構造体を設置すると、両支柱の基端間の据付距離や防護ネットの起立角度が不均一となり、特に防護ネットが大きく傾斜した箇所では柵高が低くなるといった不都合がある。
（２）支柱構造体は主支柱と斜め支柱による減衰作用の分担割合を決めた構造になっている。
上記したように、斜面の起伏の影響を受けて両支柱の交差角度や据付間隔が変動すると、各支柱構造体の単位で減衰作用の分担割合が変化し、各支柱構造体の減衰性能を定常的に算定することが難い。
殊に弾性変形する各支柱の減衰バランスが崩れると、本来の減衰性能を発揮することができないだけでなく、一回目の受撃時に柵高が極端に低く変形して、以降の受撃に対応できない場合もある。
（３）支柱構造体の寸法バランスはある程度余裕を持たせて設計しているが、）支柱構造体の寸法バランスが許容値を超えると、エネルギー吸収性能に影響を及ぼして、安定した性能を発揮できない。
（４）斜面の起伏の影響を回避して支柱構造体の寸法バランスを取るには、支柱構造体を構成する各資材の寸法を個別に設計する必要があり、資材の加工や組立て等が複雑となる。
（５）支柱構造体を組み立てる際、両支柱が撓むために組み立てがし難い。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは少なくとも何れか一つの支柱構造体及び衝撃吸収柵を提供することにある。
＜１＞支柱構造体が定常的に減衰性能を発揮できること。
＜２＞斜面の起伏が変化している現場であっても、防護ネットの受面の起立角度と柵高を一定に保つこと。
＜３＞支柱構造体の破壊を回避しつつ、防護ネットの受面に作用するエネルギーを効率的に吸収すること。
＜４＞支柱構造体に曲げやねじりが加わっても破壊しないこと。
＜５＞積雪圧等の静的荷重に対してだけでなく、落石、雪崩等の動的荷重に対しても対応性に優れていること。
＜６＞支柱構造体が自己復元性を有し、衝撃吸収柵の修復性に優れること。
＜７＞衝撃吸収柵の資材の軽量化に伴う施工性の改善とコストの低減を図ること。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の第１発明は、基端を固定して傾倒自在に立設した軸力吸収体と、前記軸力吸収体と交差して配置するとともに、基端を固定して傾倒自在に立設した変形誘導体と、前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端との間、および前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端と斜面との間をそれぞれ連結した連結材とを具備した衝撃吸収柵の支柱構造体であって、前記軸力吸収体を、両端を拘束した複数の弾発杆で構成し、前記変形誘導体を剛性材で構成し、前記変形誘導体に作用する軸力を、前記連結材を介して前記軸力吸収体へ誘導するように構成したことを特徴とする。
本願の第２発明は、前記第１発明において、前記連結材の一部に長さ調整具を介装して連結材の長さを調整可能に構成したことを特徴とする。
本願の第３発明は、前記第１または第２発明において、複数の弾発杆の自由端の間を結束板で連結し、該結束板の設置位置を弾発杆に沿って変位可能に構成したことを特徴とする。
本願の第４発明は、前記第２発明において、弾発杆に螺合したナットにより前記結束板の設置位置を弾発杆に沿って変位可能に構成したことを特徴とする。
本願の第５発明は、前記第１乃至第４発明の何れかにおいて、前記軸力吸収体と変形誘導体の基端をそれぞれ固定するアンカーを具備することを特徴とする。
【００１０】
本願の第６発明は、間隔を隔てて立設した複数の支柱構造体と、支柱構造体の間に張設した防護ネットとを具備した衝撃吸収柵であって、前記第１乃至第５発明の何れかの支柱構造体を使用し、軸力吸収体の基端を谷側斜面に固定するとともに、該軸力吸収体と交差して配置した変形誘導体の基端を山側斜面に固定して前記支柱構造体を立設し、隣り合う前記各支柱構造体を構成する軸力吸収体の自由端に防護ネットの上辺を取り付けて山側斜面に配置したことを特徴とする。
本願の第７発明は、前記第６発明において、防護ネットに作用するエネルギーを、交差する軸力吸収体と変形誘導体とに分散させて、該変形誘導体に生ずる軸力を軸力吸収体へ伝達可能なように、前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端との間、および前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端と斜面との間をそれぞれ連結材で連結したことを特徴とする。
本願の第８発明は、前記第６または第７発明において、防護ネットの下辺を前記各支柱構造体を構成する変形誘導体の基端に取り付けたことを特徴とする。
本願の第９発明は、前記第６または第７発明において、防護ネットの下辺を山側斜面に固定したことを特徴とする。
【００１１】
本発明における「エネルギー」とは、落石や雪崩等の動的荷重だけでなく、積雪圧等の静的荷重による運動エネルギー及び位置エネルギーを含む。
【００１２】
本発明における「弾性変形」とは、軸力吸収体の長手方向への圧縮変形や、該長手方向を軸心とするねじれ変形、その他あらゆる方向への撓み変形を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、下記の効果のうち少なくとも何れか一つを得ることができる。
（１）柔構造の軸力吸収体と剛構造の変形誘導体とを組合せてなる支柱構造体は、エネルギーを伝達する部材（変形誘導体等）とエネルギーを吸収する部材（軸力吸収体）の役割が明確である。
したがって、各支柱構造体は斜面の起伏の影響があっても定常的に減衰性能を発揮することができる。
（２）軸力吸収体と変形誘導体の役割が明確であるため、支柱構造体全体としてのエネルギー吸収量の算定が正確に行えるとともに、役割に応じた部材の選定もし易くなる。
（３）斜面に起伏があっても、連結材に介装した長さ調整具で連結材の全長を調整することで、防護ネットの受面の起立角度と柵高を一定に保つことができる。
（４）軸力吸収体の自由端において、防護ネットの上辺の垂下高さを任意に調整することで、軸力吸収体と変形誘導体の据付距離を一定に保ちながら、防護ネットの受面の起立角度と柵高をさらに正確に保つことができる。
（５）軸力吸収体の直立性を維持したまま弾性変形させて吸収を許容して、防護ネットの受面に作用するエネルギーを効率的に吸収することができる。
（６）軸力吸収体がクッション機能を発揮するため、変形誘導体および複数の連結材の破壊を回避できるから、衝撃吸収柵の突発的な機能喪失を回避できる。
（７）支柱構造体の構成部材を簡素化できて、製作コストを大幅に削減できる。
（８）軸力吸収体を複数の弾発杆で構成することで、あらゆる方向に対して弾性変形が可能である。そのため、予期せぬ方向からの荷重に起因する変形や、ねじれに対しても弾発杆の基端に過度の応力が集中せずに柔軟に変形に追従することができる。
（９）支柱構造体を構成する軸力吸収体と変形誘導体等の軽量化が図れるので、支柱構造体の現場への運搬性及び組立性がよくなり、施工性の改善とコストの低減を図ることができる。
（１０）支柱構造体が自己復元性を有するから、衝撃吸収柵の修復性に優れる。
（１１）積雪等の静的荷重だけでなく、落石・雪崩等の動的荷重に対しても、十分なエネルギー吸収性能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る一部を省略した衝撃吸収柵の斜視図
【図２】実施例１に係る支柱構造体の側面図
【図３】斜面谷側から見た支柱構造体のモデル図
【図４】軸力吸収体の基端の拡大図
【図５】変形誘導体の基端の拡大図
【図６】理想的な支柱構造体のモデル図
【図７】起伏がある斜面に支柱構造体を設置する方法の説明図で、（Ａ）は後下がりの斜面に設置する場合の支柱構造体のモデル図、（Ｂ）は後上がり斜面に設置する場合の支柱構造体のモデル図
【図８】余長部を備えた理想的な支柱構造体のモデル図
【図９】起伏がある斜面に支柱構造体を設置する方法の説明図で、（Ａ）は後下がりの斜面に設置する場合の支柱構造体のモデル図、（Ｂ）は後上がりの斜面に設置する場合の支柱構造体のモデル図
【図１０】エネルギー作用時における衝撃吸収柵のモデル図
【図１１】実施例３に係る支柱構造体の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
＜１＞衝撃吸収柵
図１に本発明の衝撃吸収柵の斜視図を示し、図２に支柱構造体１０の側面図を示し、図３に斜面谷側から見た支柱構造体１０のモデル図を示す。
【００１７】
本発明に係る衝撃吸収柵は、斜面１１等に間隔を隔てて設けた複数の支柱構造体１０と、支柱構造体１０の間に張設した防護ネット４０とにより構成する。
尚、図１において符号１８は端部の支柱構造体１０と斜面１１との間に張設した単数または複数の控えロープである。
【００１８】
＜２＞支柱構造体
支柱構造体１０は受面４１で受けたエネルギーを吸収する機能と支柱機能を併有する構造体で、基端を谷側斜面に固定して斜面１１に回動自在に立設した軸力吸収体２０と、軸力吸収体２０と交差して配置し、基端を山側斜面に固定して斜面１１に回動自在に立設した変形誘導体３０と、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の各自由端との間、および軸力吸収体２０と変形誘導体３０の各自由端と基端（斜面１１）との間をそれぞれ連結した非伸縮性の第一〜第三の連結材１２〜１４とを具備する。
【００１９】
軸力吸収体２０と変形誘導体３０の交差角度と、各連結材１２〜１４の全長は、受面４１に作用するエネルギーを軸力吸収体３０と各連結材１２〜１４に分散して伝達しつつ、軸力吸収体２０に軸力として作用するように関係付けている。
以降に支柱構造体１０の詳細について詳述する。
【００２０】
＜２．１＞軸力吸収体
軸力吸収体２０は、受面４１に作用するエネルギーを圧縮変形により吸収するダンパー機能を有した弾性構造体であり、両端部を収束した複数の弾発杆２１からなる。
本例では軸力吸収体２０を二本の弾発杆２１，２１で構成する場合について説明するが、弾発杆２１の本数は適宜でよく、一本、又は三本以上であってもよい。
弾発杆２１の素材は、例えば、棒鋼、バネ鋼等の金属材料や樹脂等の弾性材料を適用できる。
【００２１】
弾発杆２１の周面におねじが形成されていて、防護ネット４０の上辺の吊り高さを調整できるようになっている。
【００２２】
＜２．１．１＞軸力吸収体の基端側の構造
図２〜４に示すように、弾発杆２１の基端は支軸２２により接地板２３の支持ブラケット２４に回動自在に枢支され、接地板２３にアンカー２５を打設して斜面１１に固定されている。
【００２３】
＜２．１．２＞軸力吸収体の自由端の構造
図２，３に示すように、各弾発杆２１の自由端には、上下一対のナット２６，２６が螺着してある。
複数の弾発杆２１の自由端の間は、上下一対の結束板２７，２７を貫挿して配置して、両弾発杆２１，２１の自由端を分離不能に結束している。
【００２４】
各弾発杆２１の上部に外装したスペーサ管２８と結束板２７，２７は弾発杆２１に対し拘束を維持したままスライド移動が可能であり、上下一対のナット２６，２６の螺着位置を上下することで結束板２７，２７の設置位置を弾発杆２１に沿って任意の高さに調整することができる。
尚、各結束板２７，２７と管２８はそれぞれ別体であるが、下位の結束板２７と管２８は一体構造であってもよい。
【００２５】
各弾発杆２１の上部の管２８には、防護ネット４０を垂下するための上ロープ１５の端部が分離不能に係留し、結束板２７には第一および第三の連結材１２，１４の各上端が分離不能に係留している。
【００２６】
防護ネット４０の上辺の吊り高さを調整する手段は、ナット２６，２６に限定されるものではなく、ピン止めや溶接等のように弾発杆２１の任意の位置で結束板２７を位置決めできる公知の位置決め手段を適用できる。
【００２７】
＜２．２＞変形誘導体
変形誘導体３０は軸力吸収体２０を構成する弾発杆２１，２１の間に位置する形態で変形誘導体３０と交差している。
変形誘導体３０は受面４１に作用するエネルギーを軸力吸収体２０の軸力として誘導するために機能する剛性材で、例えは鋼管等で構成する。
前記機能を発揮するため、変形誘導体３０の圧縮強度は軸力吸収体２０より大きい関係にある。
【００２８】
＜２．２．１＞変形誘導体の基端の枢支構造
図２に示すように、変形誘導体３０の基端は、支軸３１により接地板３２の支持ブラケット３３に回動在に枢支され、接地板３２にアンカー３４を打設して斜面１１へ固定されている。
【００２９】
図５に拡大して示すように、接地板３２に起立して形成した前方接続片３２ａには第三の連結材１４の下端を連結し、左右斜め方向に起立して形成した各側方接続片３２ｂ，３２ｂには防護ネット４０の下辺に接続した下ロープ１６，１６を連結する。
【００３０】
＜２．２．２＞変形誘導体の自由端
図２に示すように、変形誘導体３０の自由端には掛止用の突起３５が突設してあって、変形誘導体３０の自由端に係留した第１および第二の連結材１２，１３の一端のループ部を位置決めして接続できるようになっている。
第１および第二の連結材１２，１３の係留手段は突起３５に限定されず、公知の係留手段を適用できる。
【００３１】
＜２．３＞連結材
各連結材１２〜１４は、引張耐力に優れた例えば鋼製又は繊維製のロープ、鋼棒、鋼板等で構成することができる。
第一の連結材１２は軸力吸収体２０の自由端と変形誘導体３０の自由端との間に連結し、第二の連結材１３は変形誘導体３０の自由端と軸力吸収体２０の基端側との間を連結し、第三の連結材１４は変形誘導体３０の自由端と変形誘導体３０の基端との間を連結する。
尚、第一〜第三の連結材１２〜１４は１本の連続した部材で構成してもよい。
【００３２】
本発明では軸力吸収体２０が緩衝機能を有するため、従来と比較して各連結材１２〜１４の張力負担と各アンカー２５，３４の負担が小さくなる。
【００３３】
本発明では、第二の連結材１３の途中に、現場で長さ調整が可能な長さ調整具１７を介装する場合について説明する。
長さ調整具１７はターンバックル等の他に、張力に耐え得る公知の調整具を適用できる。
【００３４】
＜３＞防護ネット
防護ネット４０は受面４１を有する構造体で、例えば金網、又はロープ製ネット、或いはこれらを組合せた公知のネットを含む。
又、防護ネット４０は複数のスパンに亘る全長を有するものの他に、支柱構造体１０の１スパン単位に分割したものであってもよい。
【００３５】
防護ネット４０は山側斜面に配設され、その上辺を軸力吸収体２０の自由端に取り付けて垂下させる。
本例では、防護ネット４０の上辺を軸力吸収体２０の自由端の間に横架した上ロープ１５に取り付け、また防護ネット４０の下辺を変形誘導体３０の基端の間に横架した下ロープ１６に取り付けている。
【００３６】
［衝撃吸収柵の組立］
次に衝撃吸収柵の組立方法について説明する。
【００３７】
＜１＞資材の搬入
衝撃吸収柵を構成する支柱構造体１０と防護ネット４０を現場へ搬入する。
資材の搬入に際し、支柱構造体１０を構成する棒鋼製の弾発杆２１や連結材１２〜１４が作業員による持ち運びが可能な重量に小分けして軽量化されているので、現場が山岳地帯であっても資材の搬入が容易である。
【００３８】
＜２＞支柱構造体の組立て
図１，２を参照して支柱構造体１０の組立て例について説明する。
斜面１１に間隔を隔てて打設した各アンカー２５，３４に接地板２３，３２をセットした後、各アンカー２５，３４の頭部をナットで固定する。
つぎに、下位側の設置板２３に支軸２２を介して、軸力吸収体２０の基端を枢支するとともに、上位の設置板３２に支軸３１を介して、変形誘導体３０の基端を枢支する。
変形誘導体３０に交差させた軸力吸収体２０の自由端に結束板２７，２７と管２８をセットし、その両側にナット２６，２６を螺着する。
最後に、軸力吸収体２０および変形誘導体３０の各自由端と基端との間をそれぞれ非伸縮性の第一〜第三の連結材１２〜１４を連結して支柱構造体１０の組立てを完了する。
【００３９】
軸力吸収体２０が多少撓んでも変形誘導体３０が変形しないので、両部材２０，３０を交差させて支柱構造体１０を立体的に組み上げる組立作業がし易い。
さらに、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の起立設置作業を人力で行えるので、支柱構造体１０の組立てにクレーン等が不要である。
【００４０】
＜３＞防護ネットの組付け
隣り合う各支柱構造体１０の頂部間、すなわち軸力吸収体２０の上部間に上ロープ１５を横架する。隣り合う各支柱構造体１０の下部間、すなわち変形誘導体３０の基端の接地板３２の間に下ロープ１６を横架する。
上下ロープ１５，１６の間に防護ネット４０の上下辺をそれぞれ分離しないように取り付けて衝撃吸収柵の組み立てを完了する。
【００４１】
完成した衝撃吸収柵を示した図２において、斜面山側に傾倒する軸力吸収体２０の重量は、連結材１２，１３を介して斜面１１と剛性の変形誘導体３０に分散して支持される。
斜面谷側に傾倒する変形誘導体３０の重量は、連結材１２，１４を介して斜面１１と軸力吸収体２０に分散して支持されている。
防護ネット４０の重量は、軸力吸収体２０と、連結材１２，１３を介して斜面１１と剛性の変形誘導体３０に分散して支持されている。
このように支柱構造体１０を構成する軸力吸収体２０と変形誘導体３０は、互いに重量がバランスして安定姿勢を維持することができる。
【００４２】
［斜面に起伏がある場合の対処法］
衝撃吸収柵が本来の落石等の捕捉機能を果たすためには、防護ネット４０の受面４１の起立角度を一定に保つことと、防護ネット４０の受面４１の高さ（柵高）を十分に確保することが求められる。
支柱構造体１０を構成する各部材の寸法長さが一定規格（定寸）であると、斜面１１の起伏の影響を受けて、受面４１の起立角度（水平または鉛直に対する角度）と柵高を一定に揃えることができない。
そこで本発明では、起伏がある斜面１１に支柱構造体１０を設置するときにはつぎの方法で対処する。
【００４３】
＜１＞対処法１
図６に理想的な寸法バランスをした支柱構造体１０のモデル図を示す。
同図において、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の基端の据付距離（斜距離）
をＬ、防護ネット４０の柵高をＨ、第一の連結材１２の全長をｘ、第二の連結材１３の全長をｙとした場合、本対処法では、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の全長、防護ネット４０の柵高Ｈ、および第一の連結材１２の全長ｘが変化しないことを前提とした対処法について説明する。
【００４４】
図７の（Ａ）は斜面１１が図６の基準勾配と比べて勾配θ1の角度で余分に傾斜した後下がり（または前上がり）状態を示し、また図７の（Ｂ）は斜面１１が図６の基準勾配と比べて勾配θ2の角度で逆向きに傾斜した後上がり（または前下がり）状態を示している。
【００４５】
図７の（Ａ）に示すように、斜面１１が後下がりのときは、防護ネット４０が斜面谷側へ向けた過剰な傾倒を回避するため、支柱構造体１０の基端の据付距離Ｌ1を短くする。
据付距離Ｌ1のみを短くすると全体の寸法バランスが崩れてしまう。
そこで、調整具１７を延長操作して第二の連結材１３の全長ｙ1を長くすることで、全体の良好な寸法バランスを保つことができる。
【００４６】
図７の（Ｂ）に示すように、斜面１１が後上がりのときは、防護ネット４０が斜面山側へ向けた過剰な傾倒を回避するため、支柱構造体１０の基端の据付距離Ｌ2を長くする。
据付距離Ｌ2のみを長くすると全体の寸法バランスが崩れてしまう。
そこで、調整具１７を用いて第二の連結材１３の全長ｙ2を短くすることで、全体の良好な寸法バランスを保つことができる。
【００４７】
本対処法では、防護ネット４０、第一の連結材１２および変形誘導体３０の三辺で形成される三角形の形状と各辺の長さが変わらない。
以上のように、設置現場の斜面１１の勾配に応じて第二の連結材１３の全長ｙを調整するだけの操作で、理想的な寸法バランスを維持して、受面４１の起立角度と柵高を一定に保つことができる。
【００４８】
＜２＞対処法２
図８に理想的な寸法バランスをした支柱構造体１０のモデル図を示す。
本対処法では、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の全長、防護ネット４０の柵高Ｈ、第一の連結材１２の全長ｘが変化しないことは先の対処法１と同様であるが、本体処法は軸力吸収体２０と変形誘導体３０の据付距離Ｌを変化させないことを前提とする。
【００４９】
本対処法において使用する軸力吸収体２０は、対処法１と比べて全長の長い弾発杆で構成して、軸力吸収体２０の自由端部に余長部２０ａが形成してあり、ナット２６を回転操作することで防護ネット４０の上辺の垂下高さを任意に調整できる構造となっている。
余長部２０ａとは、軸力吸収体２０のうちのナット２６の螺着位置から先端までの区間を指し、ナット２６の螺着位置を変位することで余長部２０ａの長さが変化する。
【００５０】
図９の（Ａ）に示すように、斜面１１が後下がりのときは、防護ネット４０が斜面谷側へ傾倒するのを回避するため、調整具１７を延長操作して第二の連結材１３の全長ｙ1を長くするとともに、軸力吸収体２０上のナット２６を先端側へ変位させることで、受面４１の起立角度と柵高を一定に保つことが可能となる。
【００５１】
図９の（Ｂ）に示すように、斜面１１が後上がりのときは、防護ネット４０が斜面山側へ傾倒するのを回避するため、調整具１７を短縮操作して第二の連結材１３の全長ｙ2を短くするとともに、軸力吸収体２０上のナット２６を基端側へ変位させることで、受面４１の起立角度と柵高を一定に保つことが可能となる。
【００５２】
本対処法においても、防護ネット４０、第一の連結材１２および変形誘導体３０の三辺で形成される三角形の形状と各辺の長さが変わらない。
本対処法においては、設置現場の斜面１１の勾配に応じて第二の連結材１３の全長ｙを調整する操作と、軸力吸収体２０上のナット２６の位置を調整する操作により、軸力吸収体２０と変形誘導体３０の据付距離Ｌを一定に保ちながら、理想的な寸法バランスを維持して、受面４１の起立角度と柵高を一定に保つことができる。
【００５３】
前記した対処法１，２は現場の状況に応じて使い分けするか、或いは併用する。
【００５４】
［衝撃吸収柵のエネルギー吸収］
次に図１０に基づき衝撃吸収柵によるエネルギーの吸収メカニズムについて説明する。
【００５５】
＜１＞防護ネットの撓み変形
受面４１にエネルギーが作用すると防護ネット４０は斜面谷側へ向けて撓み変形し、防護ネット４０の撓み変形によりエネルギーの一部が減衰される。
【００５６】
＜２＞変形誘導体の非圧縮変形
軸力吸収体２０が基端を中心として時計回りの方向へと回動しようとして第一及び第二の連結材１２，１３に張力が生じる。
第一及び第二の連結材１２，１３に張力は、斜面谷側へ傾倒する変形誘導体３０に対して軸力として作用するが、その剛性により圧縮変形をせずに変形誘導体３０に支持される。
【００５７】
＜３＞変形誘導体の傾倒拘束
しかも変形誘導体３０の自由端が斜面１１に接続した第二の連結材１３と、軸力吸収体２０の自由端に接続した第一の連結材１２により支持されていて、変形誘導体３０の傾倒角度はほとんど変わらず、変形誘導体３０の傾倒が拘束される。
そのため、変形誘導体３０に作用するエネルギーを軸力吸収体２０へ誘導することができる。
【００５８】
＜４＞軸力吸収体の回動拘束
同時に、軸力吸収体２０が基端を中心として時計回りの方向へと回動しようとして第一及び第二の連結材１２，１３に張力を生じる。
第一及び第二の連結材１２，１３に作用する張力は最終的にアンカー２５に支持されて、軸力吸収体２０の時計回りの方向の回動が拘束される。
【００５９】
＜５＞軸力吸収体の圧縮変形
【００６０】
防護ネット４０により生じる張力と、第一及び第二の連結材１２，１３により生じる張力の合力が、軸力吸収体２０に対して軸力として作用する。
軸力吸収体２０に生じる軸力がその変形強度を越えると、軸力吸収体２０が圧縮変形する。
軸力吸収体２０の圧縮変形によりエネルギーが効率的に吸収される。
殊に、エネルギーの吸収部材が軸力吸収体２０だけであるため、エネルギーの吸収性能の計算がし易く、しかも安定したエネルギーの吸収性能を発揮できる。
【００６１】
さらに、大きなエネルギーが作用しても軸力吸収体２０がクッションとなって第一及び第二の連結材１２，１３の破断と、変形誘導体３０の座屈破壊を回避するので、衝撃吸収柵の機能が突発的に失われることがない。
【００６２】
また軸力吸収体２０に斜面１１の横断方向の曲げや、ねじりが作用しても、軸力吸収体２０を構成する弾発杆２１，２１の自由端が曲げ変形したり、ねじれるだけで、弾発杆２１，２１のの基端に曲げ力やねじり力が作用しない。
そのため、軸力吸収体２０に曲げやねじりが作用しても破壊しない。
【００６３】
このように本発明に係る衝撃吸収柵は、防護ネット４０で受けたエネルギーを、軸力吸収体２０のみに軸力として伝達し、控え材である連結材１２，１３に引張として伝達するように構成するとともに、軸力吸収体２０に作用する軸力を、直立性を維持したまま軸力吸収体２０を圧縮変形させてエネルギーを効率的に吸収することが可能となる。
さらに支柱構造体１０が緩衝機能を有するため、各連結材１２，１３の張力負担と各アンカー２３，３４の荷重負担を小さくできる。
【００６４】
＜６＞エネルギーの消滅後
防護ネット４０（受面４１）からエネルギーの発生要因が取り除かれた後は、支柱構造体１０を構成する軸力吸収体２０が自己の弾性復元力によって元の待機位置へと戻る。
支柱構造体１０の復元に伴い、防護ネット４０も元の位置に引き上げられる。
そのため、エネルギーの作用前の状態を保ち衝撃吸収柵の機能を引き続き維持することができる。
例えば、エネルギーの発生要因が積雪圧の場合には、雪が溶けると自然に軸力吸収体２０が元の位置へと戻るため、特段の処置を施すことなく、衝撃吸収柵の機能を常に発揮させておくことができる。
【００６５】
支柱構造体１０を構成する軸力吸収体２０や変形誘導体３０が変形したり破壊したりしても、損傷した資材のみの交換を簡単かつ短時間に行える。
【実施例２】
【００６６】
実施例１では、防護ネット４０の下辺を変形誘導体３０の基端に固定した形態について説明した。
軸力吸収体２０の自由端に防護ネット４０を垂下することで、重量バランスがとれて支柱構造体１０の安定姿勢を維持できるので、防護ネット４０の下辺を山側斜面に固定することも可能である。
防護ネット４０の下辺を山側斜面に固定することで、実施例１と比べて防護ネット４０の斜面傾斜方向の長さを長くして、防護ネット４０の撓み変形量を大きくできるので、エネルギーの吸収性能が高くなるといった利点がある。
【実施例３】
【００６７】
実施例１，２では長さ調整具１７を第二の連結材１３に介装した形態について説明したが、長さ調整具１７は第一の連結材１２に介装してもよい。
或いは図１１に示すように、第一の連結材１２および第二の連結材１３長さ調整具１７を介装したり、またはすべての連結材１２〜１４に長さ調整具１７を介装したりしてもよい。
長さ調整具１７の介装数を増やすことで、斜面１１の起伏に応じて軸力吸収体２０と変形誘導体３０の設置角度を個別に調整できる。
さらに実施例２と組み合わせることで、斜面１１に大小様々な起伏が存在する現場でも、受面４１の起立角度と柵高を一定に保った設置作業がしやすくなるといった利点がある。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 支柱構造体
１２ 第一の連結材
１３ 第二の連結材
１４ 第三の連結材
１５ 上ロープ
１６ 下ロープ
１７ 長さ調整具
２０ 軸力吸収体
２１ 弾発杆
２２ 支軸
３０ 変形誘導体
３１ 支軸
４０ 防護ネット
４１ 受面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端を固定して傾倒自在に立設した軸力吸収体と、前記軸力吸収体と交差して配置するとともに、基端を固定して傾倒自在に立設した変形誘導体と、前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端との間、および前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端と斜面との間をそれぞれ連結した連結材とを具備した衝撃吸収柵の支柱構造体であって、
前記軸力吸収体を、両端を拘束した複数の弾発杆で構成し、
前記変形誘導体を剛性材で構成し、
前記変形誘導体に作用する軸力を、前記連結材を介して前記軸力吸収体へ誘導するように構成したことを特徴とする、
衝撃吸収柵の支柱構造体。
【請求項２】
請求項１において、前記連結材の一部に長さ調整具を介装して連結材の長さを調整可能に構成したことを特徴とする、衝撃吸収柵の支柱構造体。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、複数の弾発杆の自由端の間を結束板で連結し、該結束板の設置位置を弾発杆に沿って変位可能に構成したことを特徴とする、衝撃吸収柵の支柱構造体。
【請求項４】
請求項３において、弾発杆に螺合したナットにより前記結束板の設置位置を弾発杆に沿って変位可能に構成したことを特徴とする、衝撃吸収柵の支柱構造体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項において、前記軸力吸収体と変形誘導体の基端をそれぞれ固定するアンカーを具備することを特徴とする、支柱構造体。
【請求項６】
間隔を隔てて立設した複数の支柱構造体と、支柱構造体の間に張設した防護ネットとを具備した衝撃吸収柵であって、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の支柱構造体を使用し、
軸力吸収体の基端を谷側斜面に固定するとともに、該軸力吸収体と交差して配置した変形誘導体の基端を山側斜面に固定して前記支柱構造体を立設し、
隣り合う前記各支柱構造体を構成する軸力吸収体の自由端に防護ネットの上辺を取り付けて山側斜面に配置したことを特徴とする、
衝撃吸収柵。
【請求項７】
請求項６において、防護ネットに作用するエネルギーを、交差する軸力吸収体と変形誘導体とに分散させて、該変形誘導体に生ずる軸力を軸力吸収体へ伝達可能なように、前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端との間、および前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端と斜面との間をそれぞれ連結材で連結したことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、防護ネットの下辺を前記各支柱構造体を構成する変形誘導体の基端に取り付けたことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項９】
請求項６または請求項７において、防護ネットの下辺を山側斜面に固定したことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項１】
基端を固定して傾倒自在に立設した軸力吸収体と、前記軸力吸収体と交差して配置するとともに、基端を固定して傾倒自在に立設した変形誘導体と、前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端との間、および前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端と斜面との間をそれぞれ連結した連結材とを具備した衝撃吸収柵の支柱構造体であって、
前記軸力吸収体を、両端を拘束した複数の弾発杆で構成し、
前記変形誘導体を剛性材で構成し、
前記変形誘導体に作用する軸力を、前記連結材を介して前記軸力吸収体へ誘導するように構成したことを特徴とする、
衝撃吸収柵の支柱構造体。
【請求項２】
請求項１において、前記連結材の一部に長さ調整具を介装して連結材の長さを調整可能に構成したことを特徴とする、衝撃吸収柵の支柱構造体。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、複数の弾発杆の自由端の間を結束板で連結し、該結束板の設置位置を弾発杆に沿って変位可能に構成したことを特徴とする、衝撃吸収柵の支柱構造体。
【請求項４】
請求項３において、弾発杆に螺合したナットにより前記結束板の設置位置を弾発杆に沿って変位可能に構成したことを特徴とする、衝撃吸収柵の支柱構造体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項において、前記軸力吸収体と変形誘導体の基端をそれぞれ固定するアンカーを具備することを特徴とする、支柱構造体。
【請求項６】
間隔を隔てて立設した複数の支柱構造体と、支柱構造体の間に張設した防護ネットとを具備した衝撃吸収柵であって、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の支柱構造体を使用し、
軸力吸収体の基端を谷側斜面に固定するとともに、該軸力吸収体と交差して配置した変形誘導体の基端を山側斜面に固定して前記支柱構造体を立設し、
隣り合う前記各支柱構造体を構成する軸力吸収体の自由端に防護ネットの上辺を取り付けて山側斜面に配置したことを特徴とする、
衝撃吸収柵。
【請求項７】
請求項６において、防護ネットに作用するエネルギーを、交差する軸力吸収体と変形誘導体とに分散させて、該変形誘導体に生ずる軸力を軸力吸収体へ伝達可能なように、前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端との間、および前記軸力吸収体と変形誘導体の各自由端と斜面との間をそれぞれ連結材で連結したことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、防護ネットの下辺を前記各支柱構造体を構成する変形誘導体の基端に取り付けたことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項９】
請求項６または請求項７において、防護ネットの下辺を山側斜面に固定したことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２３７１４５（Ｐ２０１２−２３７１４５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７０７４（Ｐ２０１１−１０７０７４）
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００２２９１２８）日本ゼニスパイプ株式会社 (31)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００２２９１２８）日本ゼニスパイプ株式会社 (31)
【Ｆターム（参考）】
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