衝撃吸収柵
【課題】重機類を使用せずに支柱や防護ネットを設置できて、現場での施工性と組立コストを改善すること。
【解決手段】支柱と、伸縮性を有する合成繊維製の防護ネットを備えた衝撃吸収柵において、支柱は全ピボット機構を介して支承した中空の支柱本体と、支柱本体の端部に設けた端部キャップと、支柱本体と支柱本体の上部に設けた端部キャップに貫挿した緊張芯材とを具備し、前記緊張芯材に反力を得て支柱本体に軸方向の圧縮力を付与した状態で前記緊張芯材の端部を定着具で固定したことを特徴とする。
【解決手段】支柱と、伸縮性を有する合成繊維製の防護ネットを備えた衝撃吸収柵において、支柱は全ピボット機構を介して支承した中空の支柱本体と、支柱本体の端部に設けた端部キャップと、支柱本体と支柱本体の上部に設けた端部キャップに貫挿した緊張芯材とを具備し、前記緊張芯材に反力を得て支柱本体に軸方向の圧縮力を付与した状態で前記緊張芯材の端部を定着具で固定したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は落石、崩落土砂、雪崩等の衝撃吸収構造体を吸収する衝撃吸収柵に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の間隔を隔てて立設した支柱と、支柱間に横架した防護ネットとよりなる衝撃吸収柵が特許文献１等により広く知られている。
防護ネットはワイヤーロープと金網を組合せて構成し、その金属素材の引張強度で以って衝撃を受け止め、最終的にその衝撃を支柱に伝えて支持する構造になっている。
この種の支柱としては、鋼製の支柱や鋼管内にコンクリートを充填した合成構造体が主流であり、支柱の下部を直接地中に埋設したり、基礎コンクリートに立設している。さらに支柱上部と斜面との間にワイヤロープ製の控えロープを接続して支柱の自立性を高めている。
【０００３】
また、支柱を上下に２つに分割して構成し、支柱下部を先行して埋設した後に、支柱上部を連結することが特許文献２に開示されている。
【０００４】
さらに特許文献３には、防護ネットを合成樹脂製の網体で構成するとともに、支柱下部にヒンジを設けて支柱を傾倒自在に立設して軽量化を図った衝撃吸収柵が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１１５２１３号公報
【特許文献２】特開２００８−８８７１３号公報
【特許文献３】特開２００４−７６２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の衝撃吸収柵にあってはつぎのような問題点がある。
（１）衝撃吸収柵の設置場所は山岳地帯や山間部等の交通不便な場所が多い。
このような現場において、埋設長を含む長尺の支柱を搬入する作業と、現場で長尺の支柱を吊り上げて立設する作業に多大の時間とコストがかかるといった問題点がある。
特に、鋼管内にコンクリートを充填して予め工場で製作した特許文献１の支柱は、重量が重たく、しかも支柱の建込み深さが深いために、支柱の搬入と建込みに重機類の使用が必須とされる。
（２）特許文献２に記載の支柱は、支柱下部の上部と支柱上部の下部の間を、接着剤を介して嵌合させてだけの連結構造であるため、連結部が強度的な弱点になりやすい。
（３）特許文献３では、支柱の下部に設けた基板を着地させ、該基板に複数のロックボルトを固定することで支柱を立設している。
複数のロックボルトは支柱の横ずれ防止には機能するものの、支柱の強度を高めることに何ら機能していない。
（４）従来の何れの衝撃吸収柵にあっては、支柱の自立のために控えロープを接続して支持いる。
受撃時において、支柱に伝達された衝撃は、支柱上部と控えロープ上端との接続部と、斜面側のアンカーと控えロープ下端との接続部に集中して作用する。
そのため、大きな衝撃が作用すると、控えロープの端部の接続部が破断したり、アンカーが破損するおそれがある。
防護ネットや支柱が本来の衝撃吸収作用を発揮するまえに、控えロープによる支柱の支持機能が喪失すると、衝撃吸収柵がもつ本来の性能を発揮することができない。
（５）控えロープの破断を回避するため、控えロープの接続部に摩擦抵抗式の緩衝金具を介在することが知られている。
一般に、緩衝金具はロープ材を挟持する複数の挟持体と、これらの挟持板を介してロープ材を締め付ける複数のボルト等の締結手段とにより構成されているが、コストが高くつく問題と、締結力のバラツキにより安定した緩衝性能を発揮できないといった問題がある。
【０００６】
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つぎのひとつの衝撃吸収柵を提供することにある。
（１）重機類を使用せずに支柱を設置できて、現場での施工性に優れていること。
（２）簡易な構造で以って支柱の支持強度を高め支柱の自立性を向上させること。
（３）資材コストと施工コストの削減が可能であること。
（４）緩衝金具を用いることなく、控えロープの破断とアンカーの破壊を未然に防止すること。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の第１発明に係るは、間隔を隔てて立設した支柱と、支柱に接続した控え材と、複数の支柱の間に横架した防護ネットを備えた衝撃吸収柵において、前記支柱は、全方向の傾倒を許容するようにピボット機構を介して支承した中空の支柱本体と、支柱本体の端部に設けた端部キャップと、下部を地中に定着し、支柱本体と支柱本体の上部に設けた端部キャップに貫挿した緊張芯材とを具備し、前記緊張芯材に反力を得て支柱本体に軸方向の圧縮力を付与した状態で前記緊張芯材の端部を定着具で固定したことを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
本願の第２発明は、前記した第１発明において、控え材の一部に該控え材の破断伸度よりも大きい合成繊維製の緩衝ロープ材を介装したことを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
本願の第３発明は、前記した第１又は２に発明において、支柱の立設位置に合わせて基礎アンカーを設け、該基礎アンカーに緊張芯材を連結したことを特徴とする、、衝撃吸収柵を提供する。
本願の第４発明は、前記した第１乃至３に発明の何れか１において、ピボット機構が半球状の接合凹部と、該接合凹部に回動自在に枢支可能な接合凸部との組合せであることを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
本願の第５発明は、前記した第１乃至４に発明の何れか１において、防護ネットが伸縮性を有する合成繊維よりなる網目状の第１衝撃吸収体と、支柱間に配設し、伸縮性を有する合成繊維よりなる第２衝撃吸収体とにより構成することを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明はつぎの効果を得ることができる。
（１）支柱を構成する各資材が軽量であるため、重機類を使用せずに作業員の人力だけで現場への搬入と組立てが可能である。
そのため、従来まで衝撃吸収柵の設置が困難とされてきた山岳地帯や急斜面においても衝撃吸収柵を簡易な手法で構築することができる。
（２）支柱本体には特別な追加加工を一切施す必要がなく、市販の鋼管をそのまま使用できる。
そのため、支柱のコストを削減できるだけでなく、支柱の組立て時間とコストも削減することができる。
（３）緊張芯材を介して支柱に圧縮力を加えた状態で立設できる。
支柱下部を地中深く埋設する従来の立設技術と比べて、支柱の自立性が格段に向上することに伴い、支柱による衝撃の吸収性能が高くなる。
（４）支柱本体の下部をピボット機構を介して全方向に向けて傾倒自在に支承したので、傾倒方向に制限がある従来のヒンジ機構と比べて、支柱の支承箇所が破壊され難くなる。
（５）控え材の一部に緩衝ロープ材を介在させることで、控え材としての基本機能（支柱の傾倒抑制機能）を保持しつつ、過大な衝撃荷重が作用した場合に、緩衝ロープ材が伸張して控え材の破断やアンカーの破壊を安全確実に回避することができる。
そのため、衝撃吸収柵としての安全性に対する評価がより高くなる。
（６）防護ネットを合成繊維製の第１衝撃吸収体と第２衝撃吸収体とにより構成することで、従来の金属製ネットと比べて防護ネットの大幅な軽量化が図れるとともに、従来の金属製ネットと同等の強度を確保することが可能である。
（７）従来の金属製ネットと比べて、合成繊維製の防護ネットの伸長量が格段に増大するので、防護ネット単体による衝撃吸収性能が大幅に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
（１）衝撃吸収柵の概要
衝撃吸収柵は、落石、土砂崩落、雪崩等の発生が予想される山腹や斜面等に設置される柵であって、図４に所定の間隔を隔てて立設した支柱１０と、支柱１０間に横架した防護ネット２０と、地山から反力を得て支柱１０を支持する控え材４０とを具備する。
【００１１】
控え材４０は合成繊維製の引張材で、各支柱１０の上部と斜面の山側、および必要に応じて谷側に設けたアンカー３５との間に配設されている。
【００１２】
支柱１０の構造とその立設構造の詳細について後述するが、本発明では支柱１０の下部を地中に埋設せずに、基礎アンカー３０を利用して支柱１０を立設する。
以降に衝撃吸収柵を構成する主要な資材について説明する。
【００１３】
（２）防護ネット
本例では防護ネット２０を伸縮性を有する合成繊維よりなる網目状の第１衝撃吸収体２１と、支柱１０間に配設し、伸縮性を有する合成繊維よりなる第２衝撃吸収体２２とを具備し、第１衝撃吸収体２１および第２衝撃吸収体２２の伸長変形により衝撃を吸収するように構成した場合について説明する。
【００１４】
第１衝撃吸収体２１は、全体形状が長方形を呈する網状体で、落石等の落下物を捕捉するためのネット状物であり、その編み構成は特に限定はなく、結節タイプ、無結節タイプのいずれであってもよい。
第１衝撃吸収体２１の形状、網目の大きさ（目合い）、太さにも特に限定はなく、設置場所で予想される落石等の規模に応じて適宜決定すればよい。
【００１５】
第２衝撃吸収体２２は隣り合う支柱１０の間に横方向に向けて互いに平行に向けて張設されロープ材で、第１衝撃吸収体２１と同様に、伸縮性を有する合成繊維で構成されている。
【００１６】
第１衝撃吸収体２１、及び第２衝撃吸収体２２及び控え材４０を構成する合成繊維としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、低圧ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド４６、ポリアミド６６等のポリアミド繊維、ポリパラテレフタルアミド、ポリメタテレフタルアミド等のアラミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維、炭素繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリオキシケトン繊維、アクリル繊維、レーヨン繊維、ガラス繊維等のうちの何れか１種類、又は２種類以上を混合して用いることができる。
【００１７】
緩衝ネット２０の破断強度は５〜４０ｋＮであることが好ましく、５〜１０ｋＮであることがより好ましい。
上記緩衝ネット２０の破断強度は５ｋＮ未満であると、破断強度が上記範囲内にある場合と比較して、衝撃を吸収することはできても衝撃に耐えられず破断を起こし易い難点がある。
また、強度が４０ｋＮを超えると、強度が上記範囲内にある場合と比較して、緩衝ネット２０の直径が大きくなるために重くなって、防護柵の施工時の作業性が悪くなるといった問題がある。
【００１８】
また防護ネット２０は、上記した合成繊維以外にワイヤーロープと金網を組合せて構成する公知のネットを含む。
【００１９】
（３）基礎アンカーと緊張芯材
基礎アンカー３０は支柱１０の立設位置に合わせて設けたアンカーであり、本例では簡易なアンカーロッドを採用した場合について説明する。
地表に露出する基礎アンカー３０の突出部は図１に示すジョイント具であるカプラ３１を介して延長用の緊張芯材３２と連結可能なようにねじ山が形成されている。
【００２０】
基礎アンカー３０と緊張芯材３２には公知のＰＣ鋼棒、鉄筋等を使用できる。
基礎アンカー３０に延長用の緊張芯材３２と連結したのは、これらの部材３０，３２を緊張して支柱１０を定着することにより、支柱１０の自立性を高めるためと支柱１０の傾倒抵抗を高めるためである。
【００２１】
（４）支柱
図１，２に示すように、支柱１０は、中空の支柱本体１１と、支柱本体１１の端部に設ける端部キャップ１２と、支柱本体１１の下部に設ける載荷版１３と、支柱本体１１下部と載荷版１３の間に介装する皿板１４とを具備する。
【００２２】
［支柱本体］
支柱本体１１は鋼管等の中空管で、衝撃吸収柵の柵高に応じて適宜の長さに設定されている。
次記するように、端部キャップ１２を使用することで支柱本体１１にロープ接続のための構造要素を付設する必要がなくなって、支柱本体１１の構造の簡略化が図れる。
支柱本体１１を簡略化できることに伴い、支柱本体１１の外面に各種の化粧材を被覆したり着色する等して装飾化が可能である。例えば支柱本体１１の外面に擬木化した装飾を施すと、衝撃吸収柵を周辺環境と調和させることができる。
【００２３】
［端部キャップ］
図２に示すように、端部キャップ１２は中心に透孔１２ａを形成した外径を異径に形成した短柱体で、少なくとも支柱１０を緊張するときの支圧板として機能と、防備ネット２０の取付け部材としての機能を併有する。
端部キャップ１２の小径部１２ｂは、支柱本体１１の内挿可能な径に設定され、その大径部１２ｃは支柱本体１１の内挿不能な径に設定されている。
大径部１２ｃの外周面には、リング状の複数のフック１２ｄが設けられている。
フック１２ｄは防備ネット２０や控え材４０の取付け部材として機能するものであり、本例では大径部１２ｃに対して２つのフック１２ｄを一直線状に設けた場合について図示するが、図５に示すようにフック１２ｄを３つ設けたり、４つ設ける場合もある。
【００２４】
［載荷版と皿板］
載荷版１３はその中央に透孔１３ａを形成して、支柱本体１１を傾倒自在に支持するための板体である。
透孔１３ａを形成した載荷版１３の中央は、半球状に窪んだ接合凹部１３ｂが形成されている。
中央に透孔１４ａを形成した皿板１４の上面は平面に形成してあり、皿板１４の下面は前記接合凹部１３ｂと対応して回動自在に枢支可能な接合凸部１４ｂが形成してある。
載荷版１３の接合凹部１３ｂに皿板１４の接合凸部１４ｂを収容して、支柱１０の全方向の傾倒を許容するピポット機構を構成している。
【００２５】
またピポット機構は、載荷版１３と皿板１４の接合凹凸部の形成部材を逆の組合せで構成してもよく、或いは皿板１４を省略し、端部キャップ１２の大径部の端面に接合凹凸部の何れか一方を形成してもよい。
接合凹部１３ｂと接合凸部１４ｂを互いに対応した半球状に形成したのは、支柱１０を全方向に向けた傾倒を許容するためである。
【００２６】
（５）控え材と緩衝ロープ材
支柱１０の上部の端部キャップ１２と地山に定着したアンカー３５との間に張設する控え材４０は、合成繊維製の引張材である。
【００２７】
本例では、控え材４０の下部とアンカー３５との間、又は控え材４０の上部と上部の端部キャップ１２との間に合成繊維製の緩衝ロープ材４１を介装する。
【００２８】
緩衝ロープ材４１の破断伸度は、控え材４０の破断伸度よりも大きい。
緩衝ロープ材４１の破断伸度は、３０〜３００％である。より好ましく、１００〜３００％であることがより一層好ましく、１００〜２００％であることが特に好ましい。
控え材４０の破断伸度は１０〜１００％である。
【００２９】
ここで、破断伸度とは、試料に荷重を負荷して伸張させ、試料が破断した場合において、その破断時の試料の長さをＡ、荷重を負荷する前の当初の試料の長さをＢとした場合に、（Ｂ−Ａ）×１００／Ａで表される値（％）である。
具体的には、（社）仮設工業会「安全ネットの構造等に関する安全基準と解説」の６．２［ｋ１］に準拠して測定された値である。
【００３０】
［作用］
つぎに衝撃吸収柵の構築方法について説明する。
【００３１】
（１）基礎アンカー工
図３に支柱１０の組立工程を示す。
同図の（Ａ）に示すように、支柱１０の立設位置にアンカーロッド等の基礎アンカー３０を設ける。
基礎アンカー３０の上部は地表から突出させておく。
また図示しないが、控え材４０を固定するためのアンカー３５を設置する（図１）。
【００３２】
（２）支柱の組立て
図３（Ｂ）に示すように、地表に突出した基礎アンカー３０に載荷版１３を貫通セットする。さらに基礎アンカー３０に貫通させながら、載荷版１３の上に皿板１４と端部キャップ１２の大径部１２ｃを下側に向けて載置する。
このとき、載荷版１３と皿板１４の対向面にそれぞれ形成した半球状の接合凹部１３ｂと接合凸部１５ｂとを嵌合する。
基礎アンカー３０の上部は端部キャップ１２の上面から突出する長さに予め設定されている。
【００３３】
つぎに図３（Ｃ）に示すように、基礎アンカー３０の露出端にカプラ３１を介して緊張芯材３２の下部を連結する。
【００３４】
つづいて、図３（Ｄ）に示すように緊張芯材３２の上方から支柱本体１１を被せ、さらに支柱本体１１の下部開口を端部キャップ１２の小径部１２ｂに外装する。
【００３５】
図１に示すように相互に連結した基礎アンカー３０及び緊張芯材３２に支柱本体１１を外装したら、支柱本体１１の上部に別途の端部キャップ１２を搭載する。
上部の端部キャップ１２はその小径部１２ｂを下方に向けて支柱本体１１の上口に挿入して嵌合する。
緊張芯材３２の上端は上部の端部キャップ１２を貫通して上方に突出している。
【００３６】
支柱本体１１の上部にセットした端部キャップ１２から上方に突出する緊張芯材３２にナット等の定着具３４を締め付けて支柱１０の組立を完了する。
【００３７】
定着具３４を締め付けて基礎アンカー３０と緊張芯材３２にプレストレスを導入することで、支柱本体１１を軸方向に向けた圧縮力を加えて、支柱１０に高い自立性を付与する。
【００３８】
（３）控え材の設置
図１に示すように、支柱１０の上部とアンカー３５との間に緩衝ロープ材４１を介装して控え材４０で接続する。
本例では、控え材４０の上端を支柱１０の上部に接続し、控え材４０の下端に接続した緩衝ロープ材４１をアンカー３５側に接続した場合を示すが、緩衝ロープ材４１を支柱１０の上部側に接続してもよい。
【００３９】
また控え材４０の上端を支柱１０の上部に接続するにあたり本例では、支柱本体１１の上部の端部キャップ１２に搭載した接続板３６に連結した場合について示すが、上部の端部キャップ１２のフックに連結してもよい。
【００４０】
控え材４０の下端とアンカー３５との間に緩衝ロープ材４１を介装する。
【００４１】
（４）防護ネットの取付け
以上の作業工程で立設した支柱１０の間に、合成繊維製の防護ネット２０を取り付ける。
防護ネット２０は金属製のものと比べて大幅に軽量であるため、防護ネット２０の施工性を改善できて、工費の削減と工期の短縮が図ることができる。
【００４２】
［衝撃吸収のメカニズム］
【００４３】
（１）防護ネットによる衝撃吸収
防護ネット２０に衝撃が作用すると、この衝撃は防護ネット２０を構成する第１衝撃吸収体２１と第２衝撃吸収体２２に分散して伝達し、第１衝撃吸収体２１および第２衝撃吸収体２２の伸長変形により衝撃を吸収する。
特に第２衝撃吸収体２２が第１衝撃吸収体２１を補強するため、第１衝撃吸収体２１が破損し難くなって、第１衝撃吸収体２１の衝撃吸収性能を保証することができる。
従来の金属製ネットと比べて防護ネットの大幅な軽量化が図れるとともに、従来の金属製ネットと同等又は同等以上の強度を確保することが可能である。
【００４４】
（２）支柱による衝撃吸収
防護ネット２０に作用したよる衝撃は、支柱１０に伝達される。
支柱１０は基礎アンカー３０と緊張芯材３２にプレストレスを導入して支柱本体１１に高い圧縮力が加えて強度が増強されている。
そのため、支柱１０の強度により衝撃を吸収する。
【００４５】
また支柱１０の自立強度以上の衝撃が加わったときは、支柱本体１１の下部と載荷版１３の間に形成した接合凹部１３ｂと接合凸部１５ｂとの嵌合構造により、支柱１０の傾倒を許容する。
支柱１０が傾倒する間も支柱本体１１に高い圧縮力が加え続けられているため、支柱１０の傾倒に伴い衝撃を吸収する。
【００４６】
従来のヒンジ構造であると、傾倒方向に制限があるためヒンジ箇所に荷重が集中的に作用してヒンジが破損し易いという問題があった。
これに対して、本発明では、支柱１０の下部を全方向に向けたピボットを可能とするため、支柱１０の傾倒方向に制限がなく、全方向の傾倒が可能である。
そのため、支柱１０の枢支部に荷重が集中することを回避できる。
【００４７】
（３）控えロープによる衝撃の吸収メカニズム
前記した支柱１０の傾倒により衝撃を吸収することと並行して、支柱１０の上部とアンカー３５の架設した緩衝ロープ材４１の伸長変形によっても衝撃を吸収する。
支柱１０に作用する衝撃は、控え材４０と緩衝ロープ材４１に対して引張力として作用し、この引張力が控え材４０及び緩衝ロープ材４１の引張強度を越えると、緩衝ロープ材４１のみが伸長変形する。
したがって、衝撃が作用した直後において、控え材４０の破断やアンカー３５が一挙に破壊することを未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る衝撃吸収柵のモデル図
【図２】支柱の分解図
【図３】支柱の組立て工程の説明図
【図４】本発明に係る衝撃吸収柵のモデル図
【図５】フック数の異なる端部キャップの底面図
【符号の説明】
【００４９】
１０・・・・・支柱
１１・・・・・支柱本体
１２・・・・・端部キャップ
１２ａ・・・・透孔
１２ｂ・・・・小径部
１２ｃ・・・・大径部
１２ｄ・・・・フック
１３・・・・・載荷版
１４・・・・・皿板
２０・・・・・防護ネット
２１・・・・・第１衝撃吸収体
２２・・・・・第２衝撃吸収体
３０・・・・・基礎アンカー
３１・・・・・カプラ
３２・・・・・緊張芯材
３５・・・・・アンカー
４０・・・・・控え材
４１・・・・・緩衝ロープ材
【技術分野】
【０００１】
本発明は落石、崩落土砂、雪崩等の衝撃吸収構造体を吸収する衝撃吸収柵に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の間隔を隔てて立設した支柱と、支柱間に横架した防護ネットとよりなる衝撃吸収柵が特許文献１等により広く知られている。
防護ネットはワイヤーロープと金網を組合せて構成し、その金属素材の引張強度で以って衝撃を受け止め、最終的にその衝撃を支柱に伝えて支持する構造になっている。
この種の支柱としては、鋼製の支柱や鋼管内にコンクリートを充填した合成構造体が主流であり、支柱の下部を直接地中に埋設したり、基礎コンクリートに立設している。さらに支柱上部と斜面との間にワイヤロープ製の控えロープを接続して支柱の自立性を高めている。
【０００３】
また、支柱を上下に２つに分割して構成し、支柱下部を先行して埋設した後に、支柱上部を連結することが特許文献２に開示されている。
【０００４】
さらに特許文献３には、防護ネットを合成樹脂製の網体で構成するとともに、支柱下部にヒンジを設けて支柱を傾倒自在に立設して軽量化を図った衝撃吸収柵が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１１５２１３号公報
【特許文献２】特開２００８−８８７１３号公報
【特許文献３】特開２００４−７６２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の衝撃吸収柵にあってはつぎのような問題点がある。
（１）衝撃吸収柵の設置場所は山岳地帯や山間部等の交通不便な場所が多い。
このような現場において、埋設長を含む長尺の支柱を搬入する作業と、現場で長尺の支柱を吊り上げて立設する作業に多大の時間とコストがかかるといった問題点がある。
特に、鋼管内にコンクリートを充填して予め工場で製作した特許文献１の支柱は、重量が重たく、しかも支柱の建込み深さが深いために、支柱の搬入と建込みに重機類の使用が必須とされる。
（２）特許文献２に記載の支柱は、支柱下部の上部と支柱上部の下部の間を、接着剤を介して嵌合させてだけの連結構造であるため、連結部が強度的な弱点になりやすい。
（３）特許文献３では、支柱の下部に設けた基板を着地させ、該基板に複数のロックボルトを固定することで支柱を立設している。
複数のロックボルトは支柱の横ずれ防止には機能するものの、支柱の強度を高めることに何ら機能していない。
（４）従来の何れの衝撃吸収柵にあっては、支柱の自立のために控えロープを接続して支持いる。
受撃時において、支柱に伝達された衝撃は、支柱上部と控えロープ上端との接続部と、斜面側のアンカーと控えロープ下端との接続部に集中して作用する。
そのため、大きな衝撃が作用すると、控えロープの端部の接続部が破断したり、アンカーが破損するおそれがある。
防護ネットや支柱が本来の衝撃吸収作用を発揮するまえに、控えロープによる支柱の支持機能が喪失すると、衝撃吸収柵がもつ本来の性能を発揮することができない。
（５）控えロープの破断を回避するため、控えロープの接続部に摩擦抵抗式の緩衝金具を介在することが知られている。
一般に、緩衝金具はロープ材を挟持する複数の挟持体と、これらの挟持板を介してロープ材を締め付ける複数のボルト等の締結手段とにより構成されているが、コストが高くつく問題と、締結力のバラツキにより安定した緩衝性能を発揮できないといった問題がある。
【０００６】
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つぎのひとつの衝撃吸収柵を提供することにある。
（１）重機類を使用せずに支柱を設置できて、現場での施工性に優れていること。
（２）簡易な構造で以って支柱の支持強度を高め支柱の自立性を向上させること。
（３）資材コストと施工コストの削減が可能であること。
（４）緩衝金具を用いることなく、控えロープの破断とアンカーの破壊を未然に防止すること。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の第１発明に係るは、間隔を隔てて立設した支柱と、支柱に接続した控え材と、複数の支柱の間に横架した防護ネットを備えた衝撃吸収柵において、前記支柱は、全方向の傾倒を許容するようにピボット機構を介して支承した中空の支柱本体と、支柱本体の端部に設けた端部キャップと、下部を地中に定着し、支柱本体と支柱本体の上部に設けた端部キャップに貫挿した緊張芯材とを具備し、前記緊張芯材に反力を得て支柱本体に軸方向の圧縮力を付与した状態で前記緊張芯材の端部を定着具で固定したことを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
本願の第２発明は、前記した第１発明において、控え材の一部に該控え材の破断伸度よりも大きい合成繊維製の緩衝ロープ材を介装したことを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
本願の第３発明は、前記した第１又は２に発明において、支柱の立設位置に合わせて基礎アンカーを設け、該基礎アンカーに緊張芯材を連結したことを特徴とする、、衝撃吸収柵を提供する。
本願の第４発明は、前記した第１乃至３に発明の何れか１において、ピボット機構が半球状の接合凹部と、該接合凹部に回動自在に枢支可能な接合凸部との組合せであることを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
本願の第５発明は、前記した第１乃至４に発明の何れか１において、防護ネットが伸縮性を有する合成繊維よりなる網目状の第１衝撃吸収体と、支柱間に配設し、伸縮性を有する合成繊維よりなる第２衝撃吸収体とにより構成することを特徴とする、衝撃吸収柵を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明はつぎの効果を得ることができる。
（１）支柱を構成する各資材が軽量であるため、重機類を使用せずに作業員の人力だけで現場への搬入と組立てが可能である。
そのため、従来まで衝撃吸収柵の設置が困難とされてきた山岳地帯や急斜面においても衝撃吸収柵を簡易な手法で構築することができる。
（２）支柱本体には特別な追加加工を一切施す必要がなく、市販の鋼管をそのまま使用できる。
そのため、支柱のコストを削減できるだけでなく、支柱の組立て時間とコストも削減することができる。
（３）緊張芯材を介して支柱に圧縮力を加えた状態で立設できる。
支柱下部を地中深く埋設する従来の立設技術と比べて、支柱の自立性が格段に向上することに伴い、支柱による衝撃の吸収性能が高くなる。
（４）支柱本体の下部をピボット機構を介して全方向に向けて傾倒自在に支承したので、傾倒方向に制限がある従来のヒンジ機構と比べて、支柱の支承箇所が破壊され難くなる。
（５）控え材の一部に緩衝ロープ材を介在させることで、控え材としての基本機能（支柱の傾倒抑制機能）を保持しつつ、過大な衝撃荷重が作用した場合に、緩衝ロープ材が伸張して控え材の破断やアンカーの破壊を安全確実に回避することができる。
そのため、衝撃吸収柵としての安全性に対する評価がより高くなる。
（６）防護ネットを合成繊維製の第１衝撃吸収体と第２衝撃吸収体とにより構成することで、従来の金属製ネットと比べて防護ネットの大幅な軽量化が図れるとともに、従来の金属製ネットと同等の強度を確保することが可能である。
（７）従来の金属製ネットと比べて、合成繊維製の防護ネットの伸長量が格段に増大するので、防護ネット単体による衝撃吸収性能が大幅に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
（１）衝撃吸収柵の概要
衝撃吸収柵は、落石、土砂崩落、雪崩等の発生が予想される山腹や斜面等に設置される柵であって、図４に所定の間隔を隔てて立設した支柱１０と、支柱１０間に横架した防護ネット２０と、地山から反力を得て支柱１０を支持する控え材４０とを具備する。
【００１１】
控え材４０は合成繊維製の引張材で、各支柱１０の上部と斜面の山側、および必要に応じて谷側に設けたアンカー３５との間に配設されている。
【００１２】
支柱１０の構造とその立設構造の詳細について後述するが、本発明では支柱１０の下部を地中に埋設せずに、基礎アンカー３０を利用して支柱１０を立設する。
以降に衝撃吸収柵を構成する主要な資材について説明する。
【００１３】
（２）防護ネット
本例では防護ネット２０を伸縮性を有する合成繊維よりなる網目状の第１衝撃吸収体２１と、支柱１０間に配設し、伸縮性を有する合成繊維よりなる第２衝撃吸収体２２とを具備し、第１衝撃吸収体２１および第２衝撃吸収体２２の伸長変形により衝撃を吸収するように構成した場合について説明する。
【００１４】
第１衝撃吸収体２１は、全体形状が長方形を呈する網状体で、落石等の落下物を捕捉するためのネット状物であり、その編み構成は特に限定はなく、結節タイプ、無結節タイプのいずれであってもよい。
第１衝撃吸収体２１の形状、網目の大きさ（目合い）、太さにも特に限定はなく、設置場所で予想される落石等の規模に応じて適宜決定すればよい。
【００１５】
第２衝撃吸収体２２は隣り合う支柱１０の間に横方向に向けて互いに平行に向けて張設されロープ材で、第１衝撃吸収体２１と同様に、伸縮性を有する合成繊維で構成されている。
【００１６】
第１衝撃吸収体２１、及び第２衝撃吸収体２２及び控え材４０を構成する合成繊維としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、低圧ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド４６、ポリアミド６６等のポリアミド繊維、ポリパラテレフタルアミド、ポリメタテレフタルアミド等のアラミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維、炭素繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリオキシケトン繊維、アクリル繊維、レーヨン繊維、ガラス繊維等のうちの何れか１種類、又は２種類以上を混合して用いることができる。
【００１７】
緩衝ネット２０の破断強度は５〜４０ｋＮであることが好ましく、５〜１０ｋＮであることがより好ましい。
上記緩衝ネット２０の破断強度は５ｋＮ未満であると、破断強度が上記範囲内にある場合と比較して、衝撃を吸収することはできても衝撃に耐えられず破断を起こし易い難点がある。
また、強度が４０ｋＮを超えると、強度が上記範囲内にある場合と比較して、緩衝ネット２０の直径が大きくなるために重くなって、防護柵の施工時の作業性が悪くなるといった問題がある。
【００１８】
また防護ネット２０は、上記した合成繊維以外にワイヤーロープと金網を組合せて構成する公知のネットを含む。
【００１９】
（３）基礎アンカーと緊張芯材
基礎アンカー３０は支柱１０の立設位置に合わせて設けたアンカーであり、本例では簡易なアンカーロッドを採用した場合について説明する。
地表に露出する基礎アンカー３０の突出部は図１に示すジョイント具であるカプラ３１を介して延長用の緊張芯材３２と連結可能なようにねじ山が形成されている。
【００２０】
基礎アンカー３０と緊張芯材３２には公知のＰＣ鋼棒、鉄筋等を使用できる。
基礎アンカー３０に延長用の緊張芯材３２と連結したのは、これらの部材３０，３２を緊張して支柱１０を定着することにより、支柱１０の自立性を高めるためと支柱１０の傾倒抵抗を高めるためである。
【００２１】
（４）支柱
図１，２に示すように、支柱１０は、中空の支柱本体１１と、支柱本体１１の端部に設ける端部キャップ１２と、支柱本体１１の下部に設ける載荷版１３と、支柱本体１１下部と載荷版１３の間に介装する皿板１４とを具備する。
【００２２】
［支柱本体］
支柱本体１１は鋼管等の中空管で、衝撃吸収柵の柵高に応じて適宜の長さに設定されている。
次記するように、端部キャップ１２を使用することで支柱本体１１にロープ接続のための構造要素を付設する必要がなくなって、支柱本体１１の構造の簡略化が図れる。
支柱本体１１を簡略化できることに伴い、支柱本体１１の外面に各種の化粧材を被覆したり着色する等して装飾化が可能である。例えば支柱本体１１の外面に擬木化した装飾を施すと、衝撃吸収柵を周辺環境と調和させることができる。
【００２３】
［端部キャップ］
図２に示すように、端部キャップ１２は中心に透孔１２ａを形成した外径を異径に形成した短柱体で、少なくとも支柱１０を緊張するときの支圧板として機能と、防備ネット２０の取付け部材としての機能を併有する。
端部キャップ１２の小径部１２ｂは、支柱本体１１の内挿可能な径に設定され、その大径部１２ｃは支柱本体１１の内挿不能な径に設定されている。
大径部１２ｃの外周面には、リング状の複数のフック１２ｄが設けられている。
フック１２ｄは防備ネット２０や控え材４０の取付け部材として機能するものであり、本例では大径部１２ｃに対して２つのフック１２ｄを一直線状に設けた場合について図示するが、図５に示すようにフック１２ｄを３つ設けたり、４つ設ける場合もある。
【００２４】
［載荷版と皿板］
載荷版１３はその中央に透孔１３ａを形成して、支柱本体１１を傾倒自在に支持するための板体である。
透孔１３ａを形成した載荷版１３の中央は、半球状に窪んだ接合凹部１３ｂが形成されている。
中央に透孔１４ａを形成した皿板１４の上面は平面に形成してあり、皿板１４の下面は前記接合凹部１３ｂと対応して回動自在に枢支可能な接合凸部１４ｂが形成してある。
載荷版１３の接合凹部１３ｂに皿板１４の接合凸部１４ｂを収容して、支柱１０の全方向の傾倒を許容するピポット機構を構成している。
【００２５】
またピポット機構は、載荷版１３と皿板１４の接合凹凸部の形成部材を逆の組合せで構成してもよく、或いは皿板１４を省略し、端部キャップ１２の大径部の端面に接合凹凸部の何れか一方を形成してもよい。
接合凹部１３ｂと接合凸部１４ｂを互いに対応した半球状に形成したのは、支柱１０を全方向に向けた傾倒を許容するためである。
【００２６】
（５）控え材と緩衝ロープ材
支柱１０の上部の端部キャップ１２と地山に定着したアンカー３５との間に張設する控え材４０は、合成繊維製の引張材である。
【００２７】
本例では、控え材４０の下部とアンカー３５との間、又は控え材４０の上部と上部の端部キャップ１２との間に合成繊維製の緩衝ロープ材４１を介装する。
【００２８】
緩衝ロープ材４１の破断伸度は、控え材４０の破断伸度よりも大きい。
緩衝ロープ材４１の破断伸度は、３０〜３００％である。より好ましく、１００〜３００％であることがより一層好ましく、１００〜２００％であることが特に好ましい。
控え材４０の破断伸度は１０〜１００％である。
【００２９】
ここで、破断伸度とは、試料に荷重を負荷して伸張させ、試料が破断した場合において、その破断時の試料の長さをＡ、荷重を負荷する前の当初の試料の長さをＢとした場合に、（Ｂ−Ａ）×１００／Ａで表される値（％）である。
具体的には、（社）仮設工業会「安全ネットの構造等に関する安全基準と解説」の６．２［ｋ１］に準拠して測定された値である。
【００３０】
［作用］
つぎに衝撃吸収柵の構築方法について説明する。
【００３１】
（１）基礎アンカー工
図３に支柱１０の組立工程を示す。
同図の（Ａ）に示すように、支柱１０の立設位置にアンカーロッド等の基礎アンカー３０を設ける。
基礎アンカー３０の上部は地表から突出させておく。
また図示しないが、控え材４０を固定するためのアンカー３５を設置する（図１）。
【００３２】
（２）支柱の組立て
図３（Ｂ）に示すように、地表に突出した基礎アンカー３０に載荷版１３を貫通セットする。さらに基礎アンカー３０に貫通させながら、載荷版１３の上に皿板１４と端部キャップ１２の大径部１２ｃを下側に向けて載置する。
このとき、載荷版１３と皿板１４の対向面にそれぞれ形成した半球状の接合凹部１３ｂと接合凸部１５ｂとを嵌合する。
基礎アンカー３０の上部は端部キャップ１２の上面から突出する長さに予め設定されている。
【００３３】
つぎに図３（Ｃ）に示すように、基礎アンカー３０の露出端にカプラ３１を介して緊張芯材３２の下部を連結する。
【００３４】
つづいて、図３（Ｄ）に示すように緊張芯材３２の上方から支柱本体１１を被せ、さらに支柱本体１１の下部開口を端部キャップ１２の小径部１２ｂに外装する。
【００３５】
図１に示すように相互に連結した基礎アンカー３０及び緊張芯材３２に支柱本体１１を外装したら、支柱本体１１の上部に別途の端部キャップ１２を搭載する。
上部の端部キャップ１２はその小径部１２ｂを下方に向けて支柱本体１１の上口に挿入して嵌合する。
緊張芯材３２の上端は上部の端部キャップ１２を貫通して上方に突出している。
【００３６】
支柱本体１１の上部にセットした端部キャップ１２から上方に突出する緊張芯材３２にナット等の定着具３４を締め付けて支柱１０の組立を完了する。
【００３７】
定着具３４を締め付けて基礎アンカー３０と緊張芯材３２にプレストレスを導入することで、支柱本体１１を軸方向に向けた圧縮力を加えて、支柱１０に高い自立性を付与する。
【００３８】
（３）控え材の設置
図１に示すように、支柱１０の上部とアンカー３５との間に緩衝ロープ材４１を介装して控え材４０で接続する。
本例では、控え材４０の上端を支柱１０の上部に接続し、控え材４０の下端に接続した緩衝ロープ材４１をアンカー３５側に接続した場合を示すが、緩衝ロープ材４１を支柱１０の上部側に接続してもよい。
【００３９】
また控え材４０の上端を支柱１０の上部に接続するにあたり本例では、支柱本体１１の上部の端部キャップ１２に搭載した接続板３６に連結した場合について示すが、上部の端部キャップ１２のフックに連結してもよい。
【００４０】
控え材４０の下端とアンカー３５との間に緩衝ロープ材４１を介装する。
【００４１】
（４）防護ネットの取付け
以上の作業工程で立設した支柱１０の間に、合成繊維製の防護ネット２０を取り付ける。
防護ネット２０は金属製のものと比べて大幅に軽量であるため、防護ネット２０の施工性を改善できて、工費の削減と工期の短縮が図ることができる。
【００４２】
［衝撃吸収のメカニズム］
【００４３】
（１）防護ネットによる衝撃吸収
防護ネット２０に衝撃が作用すると、この衝撃は防護ネット２０を構成する第１衝撃吸収体２１と第２衝撃吸収体２２に分散して伝達し、第１衝撃吸収体２１および第２衝撃吸収体２２の伸長変形により衝撃を吸収する。
特に第２衝撃吸収体２２が第１衝撃吸収体２１を補強するため、第１衝撃吸収体２１が破損し難くなって、第１衝撃吸収体２１の衝撃吸収性能を保証することができる。
従来の金属製ネットと比べて防護ネットの大幅な軽量化が図れるとともに、従来の金属製ネットと同等又は同等以上の強度を確保することが可能である。
【００４４】
（２）支柱による衝撃吸収
防護ネット２０に作用したよる衝撃は、支柱１０に伝達される。
支柱１０は基礎アンカー３０と緊張芯材３２にプレストレスを導入して支柱本体１１に高い圧縮力が加えて強度が増強されている。
そのため、支柱１０の強度により衝撃を吸収する。
【００４５】
また支柱１０の自立強度以上の衝撃が加わったときは、支柱本体１１の下部と載荷版１３の間に形成した接合凹部１３ｂと接合凸部１５ｂとの嵌合構造により、支柱１０の傾倒を許容する。
支柱１０が傾倒する間も支柱本体１１に高い圧縮力が加え続けられているため、支柱１０の傾倒に伴い衝撃を吸収する。
【００４６】
従来のヒンジ構造であると、傾倒方向に制限があるためヒンジ箇所に荷重が集中的に作用してヒンジが破損し易いという問題があった。
これに対して、本発明では、支柱１０の下部を全方向に向けたピボットを可能とするため、支柱１０の傾倒方向に制限がなく、全方向の傾倒が可能である。
そのため、支柱１０の枢支部に荷重が集中することを回避できる。
【００４７】
（３）控えロープによる衝撃の吸収メカニズム
前記した支柱１０の傾倒により衝撃を吸収することと並行して、支柱１０の上部とアンカー３５の架設した緩衝ロープ材４１の伸長変形によっても衝撃を吸収する。
支柱１０に作用する衝撃は、控え材４０と緩衝ロープ材４１に対して引張力として作用し、この引張力が控え材４０及び緩衝ロープ材４１の引張強度を越えると、緩衝ロープ材４１のみが伸長変形する。
したがって、衝撃が作用した直後において、控え材４０の破断やアンカー３５が一挙に破壊することを未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る衝撃吸収柵のモデル図
【図２】支柱の分解図
【図３】支柱の組立て工程の説明図
【図４】本発明に係る衝撃吸収柵のモデル図
【図５】フック数の異なる端部キャップの底面図
【符号の説明】
【００４９】
１０・・・・・支柱
１１・・・・・支柱本体
１２・・・・・端部キャップ
１２ａ・・・・透孔
１２ｂ・・・・小径部
１２ｃ・・・・大径部
１２ｄ・・・・フック
１３・・・・・載荷版
１４・・・・・皿板
２０・・・・・防護ネット
２１・・・・・第１衝撃吸収体
２２・・・・・第２衝撃吸収体
３０・・・・・基礎アンカー
３１・・・・・カプラ
３２・・・・・緊張芯材
３５・・・・・アンカー
４０・・・・・控え材
４１・・・・・緩衝ロープ材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を隔てて立設した支柱と、支柱に接続した控え材と、複数の支柱の間に横架した防護ネットを備えた衝撃吸収柵において、
前記支柱は、全方向の傾倒を許容するようにピボット機構を介して支承した中空の支柱本体と、
支柱本体の端部に設けた端部キャップと、
下部を地中に定着し、支柱本体と支柱本体の上部に設けた端部キャップに貫挿した緊張芯材とを具備し、
前記緊張芯材に反力を得て支柱本体に軸方向の圧縮力を付与した状態で前記緊張芯材の端部を定着具で固定したことを特徴とする、
衝撃吸収柵。
【請求項２】
請求項１において、控え材の一部に該控え材の破断伸度よりも大きい合成繊維製の緩衝ロープ材を介装したことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、支柱の立設位置に合わせて基礎アンカーを設け、該基礎アンカーに緊張芯材を連結したことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項において、ピボット機構が半球状の接合凹部と、該接合凹部に回動自在に枢支可能な接合凸部との組合せであることを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項において、防護ネットが伸縮性を有する合成繊維よりなる網目状の第１衝撃吸収体と、支柱間に配設し、伸縮性を有する合成繊維よりなる第２衝撃吸収体とにより構成することを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項１】
間隔を隔てて立設した支柱と、支柱に接続した控え材と、複数の支柱の間に横架した防護ネットを備えた衝撃吸収柵において、
前記支柱は、全方向の傾倒を許容するようにピボット機構を介して支承した中空の支柱本体と、
支柱本体の端部に設けた端部キャップと、
下部を地中に定着し、支柱本体と支柱本体の上部に設けた端部キャップに貫挿した緊張芯材とを具備し、
前記緊張芯材に反力を得て支柱本体に軸方向の圧縮力を付与した状態で前記緊張芯材の端部を定着具で固定したことを特徴とする、
衝撃吸収柵。
【請求項２】
請求項１において、控え材の一部に該控え材の破断伸度よりも大きい合成繊維製の緩衝ロープ材を介装したことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、支柱の立設位置に合わせて基礎アンカーを設け、該基礎アンカーに緊張芯材を連結したことを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項において、ピボット機構が半球状の接合凹部と、該接合凹部に回動自在に枢支可能な接合凸部との組合せであることを特徴とする、衝撃吸収柵。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項において、防護ネットが伸縮性を有する合成繊維よりなる網目状の第１衝撃吸収体と、支柱間に配設し、伸縮性を有する合成繊維よりなる第２衝撃吸収体とにより構成することを特徴とする、衝撃吸収柵。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１０６５０３（Ｐ２０１０−１０６５０３Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７８５６６（Ｐ２００８−２７８５６６）
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００２０１４９０）前田工繊株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００２０１４９０）前田工繊株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
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