JP2003082625A - 歪み検知機能付き防護柵及び異常検知システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガードレール等の防護柵にあっては、設置場
所が広域に及ぶことが多く、その破壊、損傷を受けた箇
所の検知等が難しい。広域にわたって、防護柵の破壊や
損傷に加え、応力の作用等による歪み発生を効果的に検
知、監視できる技術の開発が求められていた。 【解決手段】 ガードレール４のビーム５に、棒状の導
電性繊維束含有プラスチック複合材１０を一体的に取り
付け、ビーム５の変形に一体的なプラスチック複合材１
０の変形を、プラスチック複合材１０中に一体的に埋設
されている導電性繊維束１１の電気抵抗の増大として検
知するようにした歪み検知機能付き防護柵１及び、導電
性繊維束１１の電気抵抗の増大に基づいて防護柵１の検
知信号出力部から出力された異常検知信号の受信した時
に、警報出力装置から警報を出力する異常検知システム
を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路付帯設備とし
てのガードレール、地山斜面からの落石や土砂崩れや雪
塊の崩落等に備えて施工される防護柵、牧場の周囲に設
けられる牧柵等の動物飼育施設用の柵などである防護
柵、及び、防護柵の歪みや変形等の検知によって異常発
生を検知したものとして警報を出力する異常検知システ
ムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】道路付帯設備としてのガードレール、地
山斜面からの落石や土砂崩れや雪塊の崩落等に備えて施
工される防護柵、牧場の周囲に設けられる牧柵等の動物
飼育施設用の柵などである防護柵について、近年、この
防護柵に取り付けたセンサによって、防護柵に加わった
衝撃を検知したり、崩落土砂や落石等が防護柵に到達し
たことを検知することで、事故や災害等の異常発生を検
知するとともに、警報を出力して、救命、防災、補修、
復旧の迅速化等に役立てる技術がいくつか提案されてい
る。

【０００３】例えば、特開２０００−２２７９８９号
は、道路上で発生した事故を検知する事故検知装置に関
するものであり、防護柵（ガードレール）に与えられた
衝撃をセンサ（衝撃センサ）が検知したときに検知信号
を出力する端末装置を道路長手方向複数箇所に設置して
おき、事故発生時に前記端末装置から検知信号を通信衛
星経由で司令部（警察等）に通報することで、司令部に
て事故発生位置等を把握できるようになっている。しか
しながら、衝撃センサの検知信号を利用するものである
ため、路面上での車両の走行に伴う振動や工事による振
動等をも衝撃センサが検知して、誤作動しやすいといっ
た問題がった。

【０００４】また、特開２０００−４４１３号には、道
路に設けられた落石防護柵に設置した防護柵に付設した
網状体等の可動物（接触センサ）が崩落土砂や落石によ
って移動されることで、警報を出力する警告手段のスイ
ッチがオンされ、道路を走行する車両の運転手に異常発
生を警告するようにした落石・土砂等の崩落検知警告装
置が記載されている。しかしながら、崩落土砂や落石と
接触される網状体等の可動物に、犬や猫、鹿等の動物が
接触してもスイッチがオンされてしまうため、誤作動し
やすいといった問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来提
案されている異常検知装置（前述の事故検知装置や崩落
検知警告装置等）は、いずれも誤作動を生じやすいもの
であるため、長期の設置によっても誤作動を生じにくい
技術の開発が求められていた。また、このような異常検
知装置では、事故や災害等の異常発生の検知時に、防護
柵の変形や破壊の状況、異常発生現場の状況等をも検知
したい要求があるが、前述の特開２０００−４４１３号
記載の技術ではこのような検知は不可能である。一方、
特開２０００−２２７９８９号記載の技術では、ケーブ
ル状の衝撃センサが振動したときに観測される電圧変化
によって事故発生を検知するようになっており、観測さ
れる電圧変化の大きさから衝撃力の大きさも概略検知で
き、検知した衝撃力の大きさから事故の規模等の予測も
概略行える。しかしながら、このようなケーブル状の衝
撃センサは、間隔をおいて設置された固定用の治具の間
に張設して、治具間での張設部分の振動によって衝撃を
検知するようになっているため、治具間のスパンが変わ
ると振動特性も変わってしまうため、出来る限り、治具
間のスパンが一定に保たれるように施工して、振動の大
きさに対して観測される電圧値のばらつきを小さくする
必要がある。このため、この衝撃センサを利用した検知
装置では、施工上の制約が大きいといった問題もある。

【０００６】さらに、地山斜面からの崩落土砂や崩落し
た雪塊等が道路等に流入することを食い止める防護柵用
の検知装置としては、崩落の規模をも検知できる適切な
ものがこれまでに無かったため、この開発が求められ
る。例えば、前述のケーブル状の衝撃センサを利用した
検知装置を適用しても、崩落した土砂や雪塊が防護柵に
衝突する時の衝撃力が小さければ、土砂や雪塊の崩落を
検知できないし、崩落の規模も検知できない。

【０００７】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、施工上の制約が少なく、しかも誤作動しにくく、
さらに、防護柵の変形や破壊の状況、異常発生現場の状
況等をより的確に検知できる防護柵及び異常検知システ
ムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発明は、地盤或いは構造物に立設された防護柵と、この
防護柵に１本又は複数本設けられ該防護柵の変形に伴い
一体的に変形する棒状の導電性繊維束含有プラスチック
複合材と、この導電性繊維束含有プラスチック複合材の
導電性繊維束の電気抵抗を測定する抵抗測定器と、この
抵抗測定器と接続され、該抵抗測定器によって前記導電
性繊維束の電気抵抗の増大が測定されたときに異常検知
信号を出力する検知信号出力部とを有し、前記導電性繊
維束含有プラスチック複合材は、１本又は複数本の前記
導電性繊維束が棒状のプラスチック材に該プラスチック
材の長手方向と並行させて埋設、一体化され、しかも前
記導電性繊維束が前記プラスチック材の長手方向に直交
する断面の中央部を避けて外側にずらされた位置に配置
されていることを特徴とする歪み検知機能付き防護柵を
前記課題の解決手段とした。請求項２記載の発明は、請
求項１又は２に記載の歪み検知機能付き防護柵におい
て、前記導電性繊維束含有プラスチック複合材は、導電
性繊維束が、前記プラスチック材の長手方向に直交する
断面の周方向のほぼ均等に分散された４カ所に配置され
ている断面構造になっていることを特徴とする。請求項
３記載の発明は、請求項１又は２記載の歪み検知機能付
き防護柵において、プラスチック材の長手方向に直交す
る断面の中央部を介して両側に対向配置された導電性繊
維束の対を有する前記導電性繊維束含有プラスチック複
合材が、前記対を構成する導電性繊維束の内の一方を、
前記防護柵によって仕切られた一方の領域の側、前記導
電性繊維束を前記防護柵によって仕切られた他方の領域
の側となるようにして前記防護柵に設けられていること
を特徴とする。請求項４記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の歪み検知機能付き防護柵において、前
記導電性繊維束含有プラスチック複合材のプラスチック
材には、前記導電性繊維束に加えて、該導電性繊維束よ
りも伸び率が大きい強化繊維束が前記導電性繊維束にほ
ぼ沿って延在させて埋設されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載
の歪み検知機能付き防護柵において、前記防護柵に設け
られた複数本の導電性繊維束含有プラスチック複合材に
よって、該導電性繊維束含有プラスチック複合材間にて
導電性繊維束同士を電気導通可能に接続して複数本の導
電性繊維束含有プラスチック複合材を直列に接続してな
るセンサユニットが構成され、このセンサユニットの両
端にて導電性繊維束と抵抗測定器とが接続されているこ
とを特徴とする。請求項６記載の発明の異常検知システ
ムは、請求項１〜５のいずれかに記載の歪み検知機能付
き防護柵と、この歪み検知機能付き防護柵の検知信号出
力部から出力された異常検知信号を受信したときに警報
を出力するとともに、前記異常検知信号に含まれる情報
から前記異常検知信号を出力した検知信号出力部が設け
られている歪み検知機能付き防護柵の位置情報を出力す
る警報出力装置とを有することを特徴とする。

【０００９】ここで防護柵とは、例えば、道路付帯設備
としてのガードレール、防風柵、防雪柵、地山斜面から
の落石や土砂崩れや雪塊の崩落等に備えて施工される防
護柵、牧場の周囲に設けられる牧柵等の動物飼育施設用
の柵等を指す。

【００１０】本発明に係る歪み検知機能付き防護柵及び
異常検知システムでは、棒状の導電性繊維束含有プラス
チック複合材（以下、「プラスチック複合材」と称する
場合がある）が曲げ変形を受けたとき、導電性繊維束の
電気抵抗の増大を検知することで、プラスチック複合材
に生じた歪みを敏感に検知できることを利用して、防護
柵に生じた歪み、変形、破壊等を検知できる。導電性繊
維束は、炭素繊維等からなる連続する多数本の導電性繊
維を一体化したものであり、防護柵の変形や破壊に伴う
曲げ方向の歪みによって導電性繊維の一部又は全部が破
断することで、抵抗測定器にて測定される電気抵抗が増
大する。この電気抵抗の増大を検知することで、プラス
チック複合材に生じた曲げ歪みや曲げ応力を検知でき
る。

【００１１】プラスチック複合材は、防護柵の変形時に
防護柵と一体的に変形するようにして防護柵に設けるか
ら、防護柵に歪みや変形が生じたら、防護柵と同様の向
き、大きさの歪みや変形がプラスチック複合材にも生じ
る。然るに、防護柵に歪みや変形が生じたときには、こ
れに追従するようにして、プラスチック複合材内に埋
設、一体化されている導電性繊維束に歪みが与えられ、
電気抵抗の増大の検知によって、防護柵に歪みが生じた
ことが検知される。本発明に係る歪み検知機能付き防護
柵は、棒状のプラスチック複合材を、外付け、内部への
組み込み、埋設等によって防護柵と一体的に変形するよ
うにして設けることで組み立てることができる。棒状の
プラスチック複合材は、長さ等のサイズ、防護柵での設
置位置や設置向き等を選択することで、防護柵の具体的
形状等に幅広く対応して設置できる。

【００１２】なお、導電性繊維束として、前述の炭素繊
維束等の通電によって発熱するものを採用した場合は、
このプラスチック複合材自体を発熱体として利用するこ
とも可能であり、例えば融雪等に利用できる。

【００１３】複数本（例えば４本）の導電性繊維束が断
面周方向に分散配置されている構成（請求項２、３）の
プラスチック複合材を採用した場合では、各導電性繊維
束の電気抵抗の分布から、歪みや応力の方向性をも検知
できる。しかも、プラスチック複合材（プラスチック
材）の長手方向に直交する断面の中央部を介して両側に
対向配置された導電性繊維束の電気抵抗の測定値の関係
から、プラスチック複合材に生じた曲げ歪みや応力の大
きさを概略把握でき、防護柵の変形状況や破壊状況も概
略把握できるといった利点もある。防護柵の変形状況や
破壊状況から、発生した事故の規模、地山斜面で生じた
土砂や雪塊の崩落の規模等、事故や災害の発生現場の概
略の状況把握等が可能である。

【００１４】プラスチック複合材は、導電性繊維束がプ
ラスチック材の補強材として機能する上、別途の補強繊
維束の埋設（請求項４）等によって、充分な強度を確保
できる。そのため、このプラスチック複合材自体を補強
材として用いることも可能である。

【００１５】防護柵にプラスチック複合材を複数本設置
する場合は、プラスチック複合材間にて導電性繊維束同
士を電気導通可能に接続して複数本のプラスチック複合
材を直列に接続してなるセンサユニットを構成し、この
センサユニットの両端にて導電性繊維束と抵抗測定器と
を接続する構成（請求項５）を採用することで、一つの
抵抗測定器を介して、防護柵の歪みや変形等の監視をよ
り広い範囲にわたって行うことができる。ここで、セン
サユニットは、棒状のプラスチック複合材を防護柵と一
体的に変形できるようにして防護柵に複数本設置して構
成できるが、センサユニットを構成する複数本のプラス
チック複合材の配置は例えば一直線上に配列することに
限定されず、様々な態様が採用可能である。プラスチッ
ク複合材間での導電性繊維束同士の接続は、電線等を介
して電気導通可能になっていれば良く、例えば導電性繊
維束間の接続を行うプラスチック複合材間の距離が離れ
ていても、接続用の電線の長さや柔軟性等によって接続
すればよい。したがって、防護柵でのプラスチック複合
材の設置位置は自由度は高く、防護柵の形状、構造等に
よらず、センサユニットを効率良く組み立てることがで
きる。

【００１６】本発明に係る異常検知システム（請求項
６）では、導電性繊維束の電気抵抗の増大が検知された
ときに、検知信号送信部からの異常検知信号の送信によ
って、所定の通報先に異常発生を通報できる。ここで所
定の通報先とは、例えば、道路での事故発生を検知する
異常検知システムでは、警察署や消防署（救急車出動要
請を受け付ける窓口等）、病院等であり、道路近くの地
山斜面からの落石、土砂や雪塊の崩落を検知する異常検
知システムであれば、警察署、消防署、道路管理事務
所、土砂や雪塊の崩落や落石の発生検知箇所に通じる道
路に設置された警報表示灯等である。通報先では、警報
出力手段が、異常検知信号の受信に基づいて警報を出力
して、異常発生を報知する。また、この警報に合わせ
て、前記異常検知信号を出力した検知信号出力部が設け
られている防護柵の位置情報も出力する。これにより、
異常発生箇所の位置が判明するため、被害の拡大防止、
救命、防災、補修、復旧の迅速化等に役立てることがで
きる。位置情報の出力は、例えば、異常検知信号に含ま
れる位置情報等に基づいて行うことができる。これによ
り、本発明に係る歪み検知機能付き防護柵が広域にわた
って多数配置されている場合でも、異常発生箇所の位置
を迅速に把握できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００１８】（第１実施形態）図１〜図４は、本発明の
第１実施形態の歪み検知機能付き防護柵１及び異常検知
システム２を示す。図１は前記歪み検知機能付き防護柵
１が設けられた道路３を示す横断面図、図２は平面図、
図３（ａ）は歪み検知機能付き防護柵１を構成する防護
柵４としてのガードレール（以下、防護柵を「ガードレ
ール」と称する場合がある）を示す拡大斜視図であっ
て、ビーム５の裏面５ａ側のカバー６を取り外した状態
を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）のビーム５上部での
導電性繊維束含有プラスチック複合材の固定状態を示す
断面図、図４はガードレール４に設けられたセンサユニ
ット１００の構成の概略を示す正面図である。

【００１９】図１〜図４において、歪み検知機能付き防
護柵１は、道路３の車道３ａと、この車道３ａの幅方向
（図１左右、図２左右）両側に設けられた歩道３ｂとの
間の境界にそれぞれ構築されている。この歪み検知機能
付き防護柵１は、前記車道３ａと歩道３ｂとの間に立設
されて道路３の長手方向に沿って延在されたガードレー
ル４と、このガードレール４に取り付けられた複数本の
導電性繊維束含有プラスチック複合材１０（以下「プラ
スチック複合材」と略称する場合がある）によって構成
されたセンサユニット１００と、抵抗測定器６０と、検
知信号出力部６１とを有して構成されている。

【００２０】前記ガードレール４は、道路３の長手方向
に沿った複数箇所に間隔をおいて複数立設した支柱７
と、この支柱７によって支持して道路３の長手方向に沿
って延在配置したビーム５とを有して構成されている。
前記ビーム５は、断面波形に成形した長尺帯状の鋼板で
形成されており、長手方向に直交する幅方向が上下方向
（以下、ビーム５の幅方向を指す場合に「上下方向」と
称する場合がある）となるようにして各支柱７の車道３
ａ側に固定されている。

【００２１】図５（ａ）、（ｂ）は、センサユニット１
００を構成する前記プラスチック複合材１０を示す図で
あって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断
面矢視図である。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、こ
のプラスチック複合材１０は、断面円形の真っ直ぐな棒
状に成形されたプラスチック材１２中に導電性繊維束１
１が埋設されている構成であり、前記導電性繊維束１１
は、プラスチック材１２の長手方向（プラスチック複合
材１０の長手方向と同じ）と並行させて該プラスチック
材１２中に直線状に配置して埋設、一体化されている。
なお、プラスチック材１２は導電性繊維束１１間の電気
絶縁性を確保する絶縁材としての機能も果たす。

【００２２】プラスチック材１２は、ここでは、基材と
してのプラスチックに強化繊維束１３としてガラス繊維
束を前記導電性繊維束１１にほぼ沿って延在させて埋
設、一体化したＦＲＰ（繊維強化プラスチック）を採用
している。このプラスチック複合材１０は、導電性繊維
束１１と強化繊維束１３とによって優れた強度が得られ
るものであり、ガードレール４に取り付けることで、該
ガードレール４の補強材としても機能する。このよう
に、導電性繊維束１１と強化繊維束１３とが長手方向に
沿って埋設、一体化されている棒状のプラスチック複合
材１０は、引抜成形や押し出し成形によって連続的に製
造することができ、量産化が容易であり、低コスト化で
きる利点がある。なお、強化繊維束１３の素材として
は、前述のガラス繊維以外、例えば、ボロン繊維、アラ
ミド繊維等も採用可能である。但し、強化繊維束として
は、前記導電性繊維束１１よりも伸び率が大きいものが
採用される。

【００２３】また、このプラスチック複合材１０では、
プラスチック材１２の長手方向に直交する断面の周方向
のほぼ均等に分散された４カ所に導電性繊維束１１を１
本ずつ配置している（図１（ｂ）参照）。但し、導電性
繊維束１１の配置位置は、プラスチック材１２の長手方
向に直交する断面の中心から外周に向かって該断面の半
径の二分の一のよりも外側の領域（図１（ｂ）中、仮想
線Ｄよりも径方向外側の領域）であり、特に、図１
（ｂ）の例では、導電性繊維束１１の外側に１ｍｍ程
度、あるいはそれよりも小さい僅かな被り厚を確保し
て、プラスチック材１２の外面近傍に配置、埋設してい
る。なお、プラスチック複合材１０の断面径は８ｍｍか
ら数十ｍｍ程度に形成される。

【００２４】前記導電性繊維束１１としては、連続する
炭素長繊維を多数本集合して樹脂で一体化して断面円形
のロッド状に成形した炭素繊維束を採用している。な
お、４本の導電性繊維束１１の断面径は一定に揃えられ
ている。このプラスチック複合材１０において導電性繊
維束１１は、プラスチック材１２の長手方向全長にわた
って延在させて埋設されており、プラスチック複合材１
０の強化繊維としての機能も果たす。さらに、前記導電
性繊維束１１は、通電により発熱する発熱体としての機
能も果たす。

【００２５】図８に示すように、このプラスチック複合
材１０の長手方向両端部に設けられた通電用端子部１４
は、該プラスチック複合材１０の外部の電気回路と導電
性繊維束１１とを電気導通可能に接続するためのもので
ある。例えば、図６に示すような電気接続部品２０を用
いて通電端子部１４間を接続することで、プラスチック
複合材１０にて導電性繊維束１１同士を電気導通可能に
接続できる。通電用端子部１４としては、例えば、プラ
スチック複合材１０の長手方向端部に位置する導電性繊
維束１１先端部や、導電性繊維束１１先端部に接続され
たピン端子等、各種構成が採用可能であるが、ここでは
図８に示すように、プラスチック材１２の長手方向端部
の端面１２ａへのはんだ等の導電性金属の被着、導電性
金属薄板片の接着固定などによって膜状あるいはパッド
状に形成した導電層を採用している。この通電用端子部
１４は、プラスチック材１２に埋設されている複数本の
導電性繊維束１１毎に個別に形成されており、通電用端
子部１４間は導電層が形成されていない領域１６を介し
て電気絶縁されている。

【００２６】センサユニット１００は、前記ビーム５の
裏面５ａ側（道路３幅方向両側の歩道３ｂに臨む側）に
て、複数本のプラスチック複合材１０を、その長手方向
をビーム５の延在方向に沿わせた姿勢で、ビーム５の延
在方向に沿って直列に配列させてビーム５に固定し、隣
り合うプラスチック複合材１０間で、それぞれの４本の
導電性繊維束１１同士を電気導通可能に接続した構成に
なっている。導電性繊維束１１同士の接続は、図６〜図
８に示す電気接続部品２０を用いて行っている。また、
図７（ｃ）に、プラスチック複合材１０間での導電性繊
維束１１の４本同士をこの電気接続部品２０を用いて接
続した状態を示す。各プラスチック複合材１０は、図示
しない固定金具や接着剤等によって、ビーム５に一体的
に固定されており、例えば自動車８（図２参照）の衝突
等によってビーム５が変形されると、ビーム５と一体的
に変形されるようになっている。

【００２７】図４に示すように、ビーム５の裏面５ａ側
には、複数本のプラスチック複合材１０をビーム５の延
在方向に沿って直列に配列、接続してなる２本のユニッ
ト（上ユニット１０１と下ユニット１０２）が該ビーム
５の上下方向の異なる位置に互いに並行となるように形
成されている。前記センサユニット１００は具体的に
は、ガードレール４（詳細にはビーム５）の長手方向一
端にて、これら２本のユニット１０１、１０２の端部間
を電気接続部品２０で接続して導電性繊維束１１間を電
気導通可能に接続した構成になっている。したがって、
センサユニット１００は、上下ユニット１０１、１０２
を構成する全てのプラスチック複合材１０を導電性繊維
束１１同士の接続によって直列に接続した構成になって
いる。

【００２８】前記ビーム５には、上下方向２カ所を車道
３ａ側に突出させるようにして屈曲成形した部分によっ
て、該ビーム５の長手方向全長にわたって２本平行に延
在する凹溝５ｂ、５ｃ（裏面５ａ側から見た凹溝）が形
成されており、前記センサユニット１００の上ユニット
１０１を構成するプラスチック複合材１０は上側の凹溝
５ｃの溝底を形成する張り出し部５ｄに一体的に固定さ
れ、下ユニット１０２を構成するプラスチック複合材１
０は下側の凹溝３ｄの溝底を形成する張り出し部５ｅに
一体的に固定されている。張り出し部５ｄ、５ｅは、い
ずれも、ビーム５を屈曲成形して車道３ａ側に張り出さ
せた部分であり、例えば、車道３ａ側での事故によって
自動車８がビーム５に衝突する場合、ビーム５に対する
最初の衝突箇所になりやすい。なお、センサユニット１
００を構成する上下ユニット１０１、１０２は、ビーム
裏面５ａ側に取り付けられるカバー６によって外側から
覆われるため、例えば歩道３ｂ側を通行する歩行者によ
るいたずらや自転車の転倒等の不用意な衝突等を防ぐこ
とができる。このため、センサユニット１００を構成す
る各プラスチック複合材１０は、ビーム５の変形や破損
を伴うような外力が作用しない限り歪みや破壊が生じな
いようになっている。

【００２９】図９に示すように、このセンサユニット１
００では、隣り合うプラスチック複合材１０間での４本
の導電性繊維束１１同士の接続によって、それぞれセン
サユニット１００の全長にわたって連続する４本のセン
シング回路７１〜７４が形成されている。但し、このセ
ンサユニット１００では、その全長にわたって、ガード
レール４に対する各センシング回路７１〜７４の配置位
置関係が一定になっている。つまり、このセンサユニッ
ト１００では、該センサユニット１００を構成する各プ
ラスチック複合材１０を、図３（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに４本の導電性繊維束１１が上下左右（以下、説明の
便宜上、下側の導電性繊維束１１に符号１１１、上側の
導電性繊維束１１に符号１１２、左側の導電性繊維束１
１に符号１１３、右側の導電性繊維束１１に符号１１４
を付して説明する場合がある。なお、上下は図３
（ａ）、（ｂ）上下、左右は図３（ｂ）左右）の位置と
なる向きでガードレール４に固定しており、図９に示す
ように、プラスチック複合材１０間での４本の導電性繊
維束１１間の接続は、下側の導電性繊維束１１１同士、
上側の導電性繊維束１１２同士、左側の導電性繊維束１
１３同士、右側の導電性繊維束１１４同士を接続してい
る。４本のセンシング回路７１〜７４は、センサユニッ
ト１００を構成する各プラスチック複合材１０の下側の
導電性繊維束１１１を接続したものがセンシング回路７
１であり、上側の導電性繊維束１１２同士を接続したも
のがセンシング回路７２であり、左側の上側の導電性繊
維束１１３同士を接続したものがセンシング回路７３で
あり、右側の導電性繊維束１１４同士を接続したものが
センシング回路７４であり、この各センシング回路７１
〜７４の配置位置関係は、上下の各ユニット１０１、１
０２でも変わらない。

【００３０】図６〜図８に例示した電気接続部品２０
は、プラスチック複合材１０間で導電性繊維束１１を４
対４で簡単に一括接続できる。この電気接続部品２０
は、プラスチック複合材１０の端部に連結して通電端子
部と電気導通可能に接続されるコネクタＣ１、Ｃ２を電
線２１の両端に取り付けた構成になっている。なお、コ
ネクタＣ１、Ｃ２の構成は同じであるため、両コネクタ
Ｃ１、Ｃ２に共通の構成を説明する場合、「コネクタ
Ｃ」と称する場合がある。

【００３１】このコネクタＣは、プラスチック複合材１
０の長手方向両端部に形成されたネジ部１７に螺着可能
な雌ネジを構成するリング部２２の内側に、可動端子部
２３と、付勢部材２４（ここではスプリング。以下「ス
プリング２４」と称する場合がある）とを収容した構成
になっている。前記可動端子部２３は、リング部２２内
にて該リング部２２の中心軸線回りに回転自在かつリン
グ部２２の中心軸線に沿って移動自在になっている端子
部本体２７の前面２７ａ側（図７（ａ）、（ｂ）左側）
に、位置決めピン２５と４本のピン端子２６ａ〜２６ｄ
とを突設させた構成になっている。但し、端子部本体２
７ではピン端子２６ａ〜２６ｄ間の電気絶縁性を確保し
ている。

【００３２】このコネクタＣをプラスチック複合材１０
の端部に接続するには、まず、プラスチック材１２の端
面１２ａに穿設されている位置決め穴１２ｂに位置決め
ピン２５を挿入し、次いで、ネジ部１７にリング部２２
をねじ込んでいけば良い。ここで、各ピン端子２６ａ〜
２６ｄは端子部本体２７からの突出長を一定に揃えてい
るが、位置決めピン２５の端子部本体２７からの突出長
は各ピン端子２６ａ〜２６ｄに比べて数ｍｍ〜十数ｍｍ
程度長い。しかも、接続前の状態では、可動端子部２３
は、スプリング２４によってリング部２２の接続方向前
端（図７（ａ）、（ｂ）左側）へ押し出された状態にな
っており、位置決めピン２５がリング部２２から接続方
向前側に突出状態になっているから、位置決め穴１２ｂ
への位置決めピン２５の挿入作業は、位置決め穴１２ｂ
及び位置決めピン２５を目視確認しながら効率良く行え
る。

【００３３】プラスチック材１２の端面１２ａの位置決
め穴１２ｂに位置決めピン２５を挿入すると、コネクタ
２０の４本のピン端子２６ａ〜２６ｄが、プラスチック
複合材１２の端面１２ａの４つの通電端子部１４に個別
に位置決めされる。そして、ネジ部１７にリング部２２
をねじ込んでいくと、各導電性繊維束１１個別に設けら
れている通電端子部１４に各ピン端子２６ａ〜２６ｄが
１対１で当接される。また、ネジ部１７へのリング部２
２のねじ込みによって、可動端子部２３がスプリング２
４を押し縮めつつリング部２２後ろ側に向けて押し込ま
れ、このスプリング２４の付勢力が各ピン端子２６ａ〜
２６ｄの通電端子部１４に対する押し付け力として作用
するため、各ピン端子２６ａ〜２６ｄの通電端子部１４
との間の電気導通可能な接続状態が確実に確保される。

【００３４】図６に示すように、各コネクタＣ１、Ｃ２
の可動端子部２３からリング部２２後端に突出されたブ
ーツ部２８の側面には、可動端子部２３の向きを示す表
示２８ａが形成されている。図７（ｃ）の模式図に示す
ように、電気接続部品２０では、各コネクタＣ１、Ｃ２
における位置決めピン２５及びピン端子２６ａ〜２６ｄ
と表示２８ａとの位置関係が一致され、しかも、表示２
８ａに対する位置関係が対応するピン端子同士が電線２
１の芯線２１ａ〜２１ｄを介して接続されている。この
ため、該電気接続部品２０の２つのコネクタＣ１、Ｃ２
をそれぞれプラスチック複合材１０の導電性繊維束１１
と接続すると、各プラスチック複合材１０の導電性繊維
束１１の内、表示２８ａに対する位置関係が同じ導電性
繊維束１１同士が電線２１の芯線２１ａ〜２１ｄを介し
て接続される。

【００３５】図７（ｃ）は、電気接続部品２０を、図
４、図９に例示したセンサユニット４１を構成する隣り
合うプラスチック複合材１０間の接続に利用した場合を
例示している。電気接続部品２０の２つのコネクタＣ
１、Ｃ２をそれぞれプラスチック複合材１０の導電性繊
維束１１と接続した後、電線２１の可撓性等を利用し
て、各コネクタＣ１、Ｃ２の表示２８ａが同じ側、例え
ば図３（ｂ）右側を向くように向きを統一すると、この
電気接続部品２０を介して接続されている各プラスチッ
ク複合材１０の向きが位置決めされる。この状態では、
前述のように、表示２８ａに対する位置関係が同じ導電
性繊維束１１同士が電線２１の芯線２１ａ〜２１ｄを介
して接続されているから、例えば、各プラスチック複合
材１０の下側の導電性繊維束１１１同士が電線２１の芯
線２１ａを介して接続され、各プラスチック複合材１０
の上側の導電性繊維束１１２同士が電線２１の芯線２１
ｂを介して接続されている。

【００３６】図４、図９に示すように、抵抗測定器６０
は、センサユニット１００の両端にて導電性繊維束１１
と電気導通可能に接続することで、４本のセンシング回
路７１〜７４に接続され、各センシング回路７１〜７４
の電気抵抗を個別に測定するようになっている。なお、
図９において、センサユニット１００の各センシング回
路７１〜７４と抵抗測定器６０との間を接続する接続回
路６０ａとしては、センサユニット１００のセンシング
回路の本数と同じ芯数を有する電線等が採用される。但
し、図４に示すように、この歪み検知機能付き防護柵１
では、センサユニット１００を構成する上ユニット１０
１及び下ユニット１０２の、ガードレール４の延在方向
（長手方向）他端側に位置する端部間に抵抗測定器６０
を接続するようになるため、例えば、ガードレール１０
０の延在方向両端でセンサユニット１００の両端に接続
した接続回路６０ａを介してセンサユニット１００の各
センシング回路と抵抗測定器６０とを接続する場合に比
べて接続回路６０ａの長さを短くできるといった利点が
ある。このため、例えば、抵抗測定器６０を、センサユ
ニット１００の一端或いは両端に直接コネクタ接続し
て、この接続に用いるコネクタ内の導電体（例えばピン
端子等）自体を接続回路とすることも可能である。

【００３７】抵抗測定器６０と接続されている検知信号
出力部６２は、抵抗測定器６０によるセンシング回路７
１〜７４の電気抵抗の測定結果に基づいて、この歪み検
知機能付き防護柵１を構成するプラスチック複合材１０
の曲げ歪みの有無を判定し、前記曲げ歪みの発生を検知
した場合に異常検知信号を出力する。つまり、センサユ
ニットを構成するプラスチック複合材１０に生じた曲げ
方向の歪み（曲げ歪み）によって該プラスチック複合材
１０内の導電性繊維束１１にも曲げ方向が歪みが与えら
れ、導電性繊維束１１を構成する導電性繊維（ここでは
炭素繊維）の一部又は全部が破断するから、抵抗測定器
６０にて抵抗値の増大が観測される。そして、抵抗測定
器６０による抵抗値の測定結果に基づいて、検知信号出
力部６１がプラスチック複合材１０の歪みの発生を検知
すると、検知信号出力部６１から異常発生信号が出力さ
れる。プラスチック複合材１０は、ガードレール４のビ
ーム５と一体的に変形するようになっているから、セン
シング回路７１〜７４の電気抵抗の測定結果に基づいて
プラスチック複合材１０に生じた曲げ歪みを検知するこ
とで、例えば交通事故等（図２参照）に起因するビーム
５の変形を検知できる。なお、検知信号出力部６２がセ
ンシング回路７１〜７４の電気抵抗の測定結果に基づい
てガードレール４（詳細にはビーム５）に生じた歪みを
検知するための具体的手法については、後で詳述する。

【００３８】図４に示すように、本発明に係る異常検知
システム２は、道路３に沿って多数設置された歪み検知
機能付き防護柵１と、通報先（例えば道路管理事務所、
消防署等）に設けられ、検知信号出力部６１から出力さ
れた異常検知信号を受信したときに表示パネルへの表示
や音声等によって警報を出力する警報出力装置６２とを
有して構成されている。例えば、交通事故での自動車８
の衝突（図２参照）等によってガードレール４に変形が
与えられ、抵抗測定器６０の測定値（抵抗値）に基づい
てガードレール４の変形を検知した検知信号出力部６１
から出力された異常検知信号の受信によって警報出力装
置６３から警報を出力することで、異常発生とほぼ同時
に異常発生を通報先に報知できるので、救助、救命、事
故車の撤去等のための作業員の迅速な派遣に役立てるこ
とができる。異常検知信号の通報先としては、警報出力
装置６３は、前述の道路管理事務所、消防署、警察署等
の施設のほか、例えば、異常検知時に救命、救助、事故
車の撤去等のために現場に派遣される作業員が所持する
携帯端末（図１０参照）等であっても良い。

【００３９】なお、検知信号出力部６１からの異常検知
信号の出力は、道路３に沿って設けられた通信ケーブル
を利用して伝送される信号（電気信号又は光信号）であ
っても良いが、ここでは無線（電波）信号を採用してい
る。通信ケーブル経由での信号伝送では、交通事故等に
よる通信ケーブルの切断や、通信ケーブルを含む全体の
保守が必要となるため保守コストが高く付くといった問
題があるが、無線信号の場合、このような問題を生じる
懸念が無い。

【００４０】図１０は、警報出力装置６２の一例として
の携帯端末６３（ここでは携帯電話）を示す。この携帯
端末６３は、異常検知信号（ここでは無線信号）を受信
すると、スピーカ６４から音声によって警報を出力する
とともに、表示パネル６５に、異常検知信号に含まれる
情報に基づいて、異常を検知した該当の歪み検知機能付
き防護柵１の位置を示す情報（位置情報６６）と、破壊
レベル６７と、応力方向６８とを表示する。

【００４１】位置情報６６は、歪み検知機能付き防護柵
１毎に付した番号であり、この番号表示から、異常が検
知された該当の歪み検知機能付き防護柵１の位置を割り
出すことができる。一つの歪み検知機能付き防護柵１
は、道路３に沿って延在するガードレール４の数十ｍ〜
数百ｍを利用して組み立てられており、例えば、高速道
路等の長大な道路では、道路に沿って多数の歪み検知機
能付き防護柵１を連続的に組み立てることで、交通事故
等の異常発生を広域にわたって監視することができ、ま
た、異常発生時にその位置を簡単に特定できる。なお、
位置情報６６は歪み検知機能付き防護柵１の番号に限定
されず、例えば、住所表示（地番等）、地図画面上での
表示等であっても良い。この位置情報６６の出力によっ
て、異常発生が検知された歪み検知機能付き防護柵１の
位置を簡単に把握できるため、救助、救命等のための作
業員の現場への派遣などをより迅速かつ的確に行えるよ
うになる。

【００４２】また、破壊レベル６７は、プラスチック複
合材１０の破壊の程度を４段階で評価したものであり、
検知信号出力部６１が、抵抗測定器６０によるセンシン
グ回路７１〜７４の電気抵抗の測定結果に基づいて、異
常が検知されたセンサユニット１００に設けられている
プラスチック複合材１０の破壊の程度がどの破壊レベル
に属するかを判定し、異常検知信号を構成する情報とし
て出力する。応力方向６８は、異常（プラスチック複合
材１０の曲げ歪み）が検知されたときに、曲げ歪みが与
えられたプラスチック複合材１０の引っ張り側の４本の
センシング回路７１〜７４の電気抵抗の測定結果から、
曲げに伴うプラスチック複合材１０の引っ張り側と圧縮
側とを特定することで、プラスチック複合材１０に歪み
を発生させている応力の方向を判定した判定結果であ
る。図１０では、具体的には矢印によって表示している
が、応力方向６８の表示形態としてはこれに限定され
ず、例えば文字情報による表示等、各種構成が採用可能
である。ここでは、図１０の応力方向６８の表示は、図
３（ｂ）のプラスチック複合材１０での上下左右の導電
性繊維束１１の配置に準拠しており、応力方向６８を示
す矢印の向きによって上下左右のいずれかが選択的に表
示される。つまり、応力方向６８を示す矢印の向きは、
図３（ｂ）において、圧縮側として判定された導電性繊
維束１１を矢印の尾側、引っ張り側として判定された導
電性繊維束１１を矢印の先端側として、圧縮側から引っ
張り側へ向かうように表示される。なお、破壊レベル及
び応力方向の具体的判定手法については、後で詳述す
る。

【００４３】携帯端末６３以外の警報出力装置６２で
も、検知信号出力部６１からの異常検知信号に基づい
て、異常を検知したことを報知するための警報に合わせ
て、異常を検知した歪み検知機能付き防護柵の位置を示
す情報（位置情報）と、破壊レベルと、応力方向とを表
示や音声によって出力する構成を採用する。

【００４４】ところで、プラスチック複合材１０に曲げ
歪み（湾曲又は屈曲の変形）が与えられた場合、プラス
チック複合材１０の湾曲又は屈曲の外周側が引っ張り
側、湾曲又は屈曲の内周側が圧縮側となり、変形の外周
側に配置されている導電性繊維束１１には引っ張り力、
変形の内周側に配置されている導電性繊維束１１には圧
縮力が作用する。したがい、プラスチック複合材１０の
ように、複数本の導電性繊維束を断面周方向に沿った複
数箇所に分散配置して埋設した構成の棒状のプラスチッ
ク複合材では、曲げ歪みが与えられた場合に各導電性繊
維束に与えられる歪みは一様では無い。前述の歪み検知
機能付き防護柵１でも、例えば前述の図２に例示したよ
うな事故による自動車８の車道３ａ側（一方の領域）か
らの衝突によって、ガードレール４のビーム５が局所的
に歩道３ｂ（他方の領域）へ屈曲変形された場合、４本
の導電性繊維束１１に与えられる歪みは一様ではなく、
車道３ａ側（図３（ｂ）左側）に配置されている導電性
繊維束１１３には引っ張り力による伸び歪み、歩道３ｂ
側（図３（ｂ）右側）に配置されている導電性繊維束１
１４には圧縮力による座屈が生じやすい。

【００４５】本発明者等は、プラスチック複合材１０に
係る試験片と、比較例の試験片とについて曲げ試験を行
い、歪み、応力の検知感度を比較した。この曲げ試験
は、図１１（ａ）に示すように、棒状の試験片８０を、
スパンＬを確保して配置した一対の下圧子８１、８２上
に載置し、試験片８０の各下圧子８１、８２による支持
位置の中間位置を、一定速度で移動させた上圧子８３に
よって下方に押圧して試験片８０に曲げ歪みを与える３
点曲げであり、試験片８０の曲げ歪み、及び、試験片８
０に埋設されている導電性繊維束の電気抵抗を測定し
た。その結果を図１２〜図１６に示す。なお、導電性繊
維束の抵抗値は、試験片８０に埋設されている導電性繊
維束に接続した抵抗測定器６０による測定値、試験片８
０の曲げ歪みは、試験片８０に取り付けた歪みゲージ８
４の測定データに基づいて算出した計算値である。歪み
ゲージ８４は、上圧子８３による試験片８０の押圧位置
に対向させて試験片８０の下面側に取り付けており、こ
の位置の試験片８０の伸び歪みを精度良く測定する。

【００４６】まず、図１１（ｂ）に示す断面構造の試験
片８０（比較例。試験片の区別のため符号８０ａを付
す）と、図１１（ｃ）に示す断面構造の試験片８０（実
施例。本発明に係るプラスチック複合材１０。試験片の
区別のため符号８０ｂを付す）とについて行った曲げ試
験の試験結果の比較を説明する。以下に試験条件を示
す。

【００４７】（実施例）試験片８０ｂ：本発明に係る前
記プラスチック複合材１０を径１０ｍｍの断面円形の棒
状に成形したもの。プラスチック材１２中に埋設、一体
化されている４本の導電性繊維束１１は、それぞれ、連
続する多数本の炭素長繊維を樹脂で一体化して、径１ｍ
ｍの断面円形ロッド状に形成したもの。また、４本の導
電性繊維束１１を、断面円形のプラスチック複合材１０
の断面周方向の４箇所に均等配置した配置位置や、プラ
スチック複合材１０の外面近傍に埋設、配置された各導
電性繊維束１１の外側を覆うプラスチック材１２の被り
厚等は、図１（ａ）、（ｂ）等を参照して先に説明した
通りである。

【００４８】（比較例） 試験片８０ａ：径１０ｍｍの断面円形棒状のプラスチッ
ク材１２の断面中央に導電性繊維束１１が１本のみ埋設
されている断面構造。プラスチック材１２の材質及び導
電性繊維束１１の構成は、実施例の試験片８０ｂと同じ
である。

【００４９】試験：図１１（ａ）に示したように、試験
治具を構成する３つの圧子８１〜８３の間に試験片８０
を配置し、３点曲げ試験を行った。上圧子８３の移動速
度は１．０ｍｍ/ｍｉｎである。試験治具は、ＪＩＳ
Ｋ−７０５５の曲げ試験に準拠した構成になっており、
圧子８１〜８３は径５ｍｍの断面円形ロッド状のもので
あり、下圧子８１、８２間のスパンＬは１００ｍｍであ
る。比較例の試験片８０ａの試験結果を図１２、実施例
の試験片８０ｂの試験結果を図１３に示す。

【００５０】但し、図１３（図１４〜図１６でも共通）
では、図１１（ｃ）に示すように、４本の導電性繊維束
１１が上下左右に配置される向きで試験片８０ｂを、試
験治具にセットしている。図１３〜図１６のΔＲ−ｂｏ
ｔｔｏｍ、ΔＲ−ｔｏｐ、ΔＲ−ｆｒｏｎｔ、ΔＲ−ｂ
ａｃｋは、それぞれ、試験片８０ｂの４本の導電性繊維
束１１の抵抗増加率（後述）の測定結果を示すものであ
り、ΔＲ−ｂｏｔｔｏｍは図１１（ｃ）下側に配置され
た導電性繊維束１１（図１１（ｃ）中、符号１１ｂ）、
ΔＲ−ｔｏｐは図１１（ｃ）上側に配置された導電性繊
維束１１（図１１（ｃ）中、符号１１ｔ）、ΔＲ−ｆｏ
ｒｏｎｔは図１１（ｃ）中符号「１１ｃｆ」の導電性繊
維束１１、ΔＲ−ｂａｃｋは図１１（ｃ）中符号「１１
ｃｂ」の導電性繊維束１１にそれぞれ対応している。

【００５１】なお、図１２〜図１６において、縦軸の曲
げ応力（ＭＰａ）は試験片８０に作用している曲げ応力
（計算値）である。抵抗増加率ΔＲ（％）は導電性繊維
束１１について抵抗測定器６０にて測定された抵抗値の
増加率であり、曲げ荷重を与える前の測定値（抵抗値Ｒ
₀）と、曲げ荷重を作用によって上昇した測定値（Ｒ）
の増加分（Ｒ−Ｒ₀）とから、 抵抗増加率ΔＲ（％）＝（Ｒ−Ｒ₀）／Ｒ₀ の計算式によって算出したものである。

【００５２】図１２に示すように、比較例の試験片８０
ａは曲げ歪みが２．４％で破壊し始めている。導電性繊
維束１１の電気抵抗は、曲げ歪み３．２％付近から上昇
しはじめ、試験片８０ａの破壊がかなり進行した５％付
近で大きく上昇している。

【００５３】図１３に示すように、本発明に係るプラス
チック複合材１０である試験片８０ｂは、曲げ歪みが
２．８％付近で最大強度を示している。また、曲げ歪み
が１．７％付近で、特にΔＲ−ｂｏｔｔｏｍ及びΔＲ−
ｔｏｐに急激な上昇が見られる。但し、複数の試験片８
０ｂについて同じ条件で試験を行った結果、ΔＲ−ｆｒ
ｏｎｔ及びΔＲ−ｂａｃｋは、試験片８０ｂの曲げ歪み
が１．８％付近で上昇するものとしないものとがあり、
ばらつきがある。ΔＲ−ｂｏｔｔｏｍの上昇は試験片８
０ｂの引っ張り側の伸び歪みに伴う導電性繊維束１１ｂ
の導電性繊維（ここでは炭素繊維）の破断の進行に起因
するものであり、ΔＲ−ｔｏｐの上昇は試験片８０ｂの
圧縮側の座屈に伴う導電性繊維束１１ｔの導電性繊維
（ここでは炭素繊維）の破断の進行に起因するものであ
り、ΔＲ−ｂｏｔｔｏｍ及びΔＲ−ｔｏｐの同時上昇
は、試験片８０ｂの引っ張り側及び圧縮側の変形が同時
に進行していることを示す。試験片８０ｂの曲げ歪みが
１．７％を超え５．０〜５．４％で試験片８０ｂ全体が
折れ曲がる（屈曲）まで、ΔＲ−ｂｏｔｔｏｍのみは曲
げ歪みの増大に伴う継続的な上昇傾向が１．７％付近か
ら４．３％歪み付近まで認められるが、他のΔＲ−ｔｏ
ｐ、ΔＲ−ｆｒｏｎｔ、ΔＲ−ｂａｃｋには、試験片８
０ｂ全体が折れ曲がってしまう直前まで、継続的な上昇
傾向は見られず、プラスチック複合材１０全体が折れ曲
がるような屈曲を開始する頃から破断（抵抗値が無限
大）に至る急激な上昇を開始する。

【００５４】次に、実施例の試験片８０ｂについて、圧
子８１〜８３の断面半径ｒ、下圧子８１、８２間のスパ
ンＬを変更して曲げ試験を行った。その結果を図１４〜
図１６に示す。図１４〜図１６では、下圧子８１、８２
間にスパンＬ＝１２０ｍｍを確保している。図１４〜図
１６では使用した圧子８１〜８３の断面半径ｒが異な
り、図１３は５ｍｍ、図１５は１０ｍｍ、図１６は２０
ｍｍである。下圧子８１、８２間のスパンＬ、圧子８１
〜８３の断面半径ｒを調整したこと以外の試験条件は、
図１３と同様である。

【００５５】図１３〜図１６の結果から、傾向として、
曲げ歪みの増大に伴う抵抗値（抵抗増加率）の上昇はΔ
Ｒ−ｂｏｔｔｏｍが最も大きく、次いでΔＲ−ｔｏｐが
大きくなっており、ΔＲ−ｆｒｏｎｔ及びΔＲ−ｂａｃ
ｋは試験片８０ｂの破壊が進行して試験片８０ｂ全体の
座屈が開始（全ての導電性繊維束１１の抵抗増加率が無
限大に至る急激な上昇により非常に大きくなっていると
ころ。概ね４．０％歪み以上。）されるまで、曲げ歪み
の増加に伴う抵抗増加率の上昇の関係が明瞭に現れな
い。また、図１３〜図１５では、曲げ歪み１．６〜１．
８％でΔＲ−ｂｏｔｔｏｍ及びΔＲ−ｔｏｐに急激な上
昇（該当の同時上昇箇所に符号８５を付した。以下「初
期上昇」）が見られるが、図１６ではこの曲げ歪みの領
域でΔＲ−ｂｏｔｔｏｍのみに急激な上昇（図１６中、
この急激な上昇を示す箇所に符号８５ａを付した）が見
られ、ΔＲ−ｔｏｐのはっきりとした上昇傾向は曲げ歪
みが３．０％付近に達するまで認められない。

【００５６】図１３〜図１５にて前記初期上昇８５が確
認されたところで試験を中断し、試験片８０ｂを確認し
たところ、試験片８０ｂ上部の上圧子８３との接触部分
に局所的な破壊が認められ、一方、図１６の試験にてΔ
Ｒ−ｂｏｔｔｏｍのみの急激な上昇８５ａが確認された
試験片８０ｂでは上圧子８３との接触部分の局所的な破
壊はきわめて小さいものであった。このことから、前述
の初期上昇８５は、試験片８０ｂ上部の上圧子８３と点
接触されている部分付近の応力集中による局所的な破壊
に起因するものと考えられる。図１３〜図１５の試験条
件にて複数の試験片８０ｂについて試験を行った結果、
前述の初期上昇８５が見られない場合もあり、また、初
期上昇８５時のΔＲ−ｔｏｐの値にもばらつきが大き
い。断面半径ｒの小さい圧子８１〜８３を用いた場合に
は初期上昇８５の発現頻度が高く、断面半径ｒの大きい
圧子８１〜８３を用いた場合には初期上昇８５の発現頻
度が低くなる。初期上昇８５が発現しない場合は、図１
６に示すように、ΔＲ−ｂｏｔｔｏｍのみに急激な上昇
が確認される。

【００５７】図１３〜図１６の結果、曲げ歪みに対して
試験片８０ｂの引っ張り側の破壊が、他の箇所に比べて
先行して進行していくことが明瞭に判る。したがい、プ
ラスチック複合材１０の４本の導電性繊維束１１の内の
１本のみに抵抗値の上昇が検知された場合、プラスチッ
ク複合材１０において該導電性繊維束１１が埋設されて
いる側を引っ張り側、プラスチック複合材１０の断面中
央を介して前記導電性繊維束１１と対向する側を圧縮側
とする曲げ歪みがプラスチック複合材１０に作用してい
ることが判る。つまり、４本の導電性繊維束１１につい
て抵抗値の分布を把握することで、プラスチック複合材
１０に生じた歪みの方向や、作用している応力の方向を
も検知することが可能であり、これら歪みや応力の方向
から、これら歪みや応力の原因となっている荷重の向き
も把握できる。

【００５８】また、比較例（図１２）と実施例（図１３
〜図１６）の試験結果の比較から、実施例のプラスチッ
ク複合材１０は、比較例のように導電性繊維束の埋設位
置が断面中央部であるプラスチック複合材に比べて、プ
ラスチック複合材全体の曲げ歪みが小さい段階から引っ
張り側の導電性繊維束１１に抵抗値の上昇が確認される
ことが明らかであり、感度が非常に敏感であると言え
る。したがい、この引っ張り側の導電性繊維束１１に測
定される抵抗値の上昇の検知によって、プラスチック複
合材１０の曲げ歪みの検知感度を向上させることができ
る。歪み検知機能付き防護柵１の検知信号出力部６１で
は、センサユニット１００の４本のセンシング回路７１
〜７４のそれぞれについて、引っ張り側の導電性繊維束
１１（センシング回路）として抵抗値の上昇傾向が顕在
化するところに閾値を定めておき、センシング回路７１
〜７４のいずれかの電気抵抗の測定値（抵抗値）が前記
閾値を超えたところで、センサユニット１００を構成す
るプラスチック複合材１０に生じた歪みを検知したもの
として異常検知信号を出力するようにする。これによ
り、比較例のプラスチック複合材８５ａに比べてプラス
チック複合材１０の歪みをより敏感に検知することがで
きる。

【００５９】さらに、引っ張り側、圧縮側の導電性繊維
束１１の電気抵抗の測定値に基づいて、その比較から、
プラスチック複合材１０の変形や破壊の状況を割り出す
ことも可能である。つまり、前述の曲げ試験の結果（図
１３〜図１６）、プラスチック複合材１０が曲げ歪みの
増大に伴って破壊していく過程で、引っ張り側、圧縮側
の導電性繊維束１１の電気抵抗の測定値の関係が以下の
ような４段階で変化することに着目して、引っ張り側、
圧縮側の導電性繊維束１１の電気抵抗の測定値の比較か
ら、プラスチック複合材１０の変形や破壊の状況を割り
出すことができる。前述の４段階とは以下の通りであ
る。 （１）引っ張り側、圧縮側の導電性繊維束１１のいずれ
も破断前であり、しかも、引っ張り側の導電性繊維束１
１の抵抗値のみが曲げ歪みの増大に伴って上昇する第１
段階。 （２）引っ張り側、圧縮側の導電性繊維束１１のいずれ
も破断前であり、しかも、引っ張り側及び圧縮側の導電
性繊維束１１の抵抗値が曲げ歪みの増大に伴って上昇す
る第２段階。 （３）引っ張り側の導電性繊維束１１のみが破断に至っ
ており、圧縮側の導電性繊維束１１の抵抗値が前記曲げ
歪みの増大に伴って上昇する第３段階。 （４）引っ張り側及び圧縮側の導電性繊維束１１が破断
に至っており、プラスチック複合材１０も折れ曲がるよ
うにして座屈している第４段階。

【００６０】以下、プラスチック複合材１０が曲げ歪み
の増大に伴って破壊していく過程での、引っ張り側、圧
縮側の導電性繊維束１１の電気抵抗の測定値の関係の変
化をやや詳しく説明する。図１３〜図１６から判るよう
に、プラスチック複合材１０に曲げ歪みが与えられる
と、まず、引っ張り側の導電性繊維束１１の抵抗値が前
記曲げ歪みの増大に伴ってプラスチック複合材の応力
（ＭＰａ）が最大となるところまで上昇を継続する。こ
こで、圧縮側の導電性繊維束１１の抵抗値については前
述の初期上昇８５が発生する場合があるものの、曲げ歪
みの増大に伴う継続的な上昇傾向は見られない。最大応
力付近、詳細には曲げ歪みが最大応力を発生するあたり
或いはそれよりもやや大きいところでは、プラスチック
複合材１０の破壊開始によって、曲げ歪みの増大に伴う
引っ張り側の導電性繊維束１１の抵抗値の継続的な上昇
は一旦停止状態となる（抵抗値が不安定になる場合があ
る）が、その後、プラスチック複合材１０の曲げ歪みの
さらなる増大によって応力が下降を開始し、プラスチッ
ク複合材１０の破壊が顕在化してくると、この導電性繊
維束１１の抵抗値が急激な上昇を開始し、無限大（破
断）に至る（図１３〜図１６では曲げ歪みが３．８〜
４．２％程度）。一方、圧縮側の導電性繊維束１１の抵
抗値は、プラスチック複合材の応力（ＭＰａ）が最大と
なった後、引っ張り側の導電性繊維束１１が破断する前
に、曲げ歪みが最大応力を発生するあたり或いはそれよ
りもやや大きいところから上昇を開始し、曲げ歪みの増
大に伴って上昇していく上昇傾向が、引っ張り側の導電
性繊維束１１が破断した後も暫く継続される。そして、
圧縮側の導電性繊維束１１の抵抗値は、引っ張り側の導
電性繊維束１１が破断した後、さらなる曲げ歪みの増大
によってプラスチック複合材１０の破壊（応力の低下）
が進行することで、上昇が急激になり無限大（破断）に
至る。

【００６１】前述の第１〜第４段階は曲げ歪みの値の領
域によって区分けすることができる。引っ張り側の導電
性繊維束１１の抵抗値の上昇開始から圧縮側の導電性繊
維束１１の抵抗値の上昇が開始されるまでが第１段階の
曲げ歪みの領域（第１領域ε１）であり、圧縮側の導電
性繊維束１１の抵抗値の上昇開始から引っ張り側の導電
性繊維束１１の破断前までが第２段階の曲げ歪みの領域
（第２領域ε２）であり、引っ張り側の導電性繊維束１
１の破断から圧縮側の導電性繊維束１１の破断前までが
第３段階の曲げ歪みの領域（第３領域ε３）であり、圧
縮側の導電性繊維束１１の破断後が第４段階の曲げ歪み
の領域（第４領域ε４）である。なお、第１〜第４領域
ε１〜ε４の具体例を図１６に記載した。

【００６２】第１〜第４の各段階の曲げ歪みの領域（第
１〜第４領域ε１〜ε４）に対応するプラスチック複合
材１０の変形や破壊の状況は以下の通りである。第１段
階の領域の曲げ歪み（第１領域ε１）では、プラスチッ
ク複合材１０の破壊は微小又は破壊が無い。第２段階の
領域の曲げ歪み（第２領域ε２）では、プラスチック複
合材１０の座屈破壊が進行し始める。第３段階の領域の
曲げ歪み（第３領域ε３）では、プラスチック複合材１
０の引っ張り側の破壊が進行しており、第４段階の領域
の曲げ歪み（第４領域ε４）では、プラスチック複合材
１０全体を折り曲げたような座屈破壊を生じている。

【００６３】引っ張り側、圧縮側の導電性繊維束１１の
電気抵抗の測定値の関係から、プラスチック複合材１０
に生じている曲げ歪みが第１〜第４領域ε１〜ε４のど
れに該当するかを特定できれば、上述したように第１〜
第４領域ε１〜ε４とプラスチック複合材１０の変形、
破壊状況との対応関係により、プラスチック複合材１０
の変形、破壊状況を割り出すことができる。これによ
り、プラスチック複合材１０の破壊の程度や、プラスチ
ック複合材１０を設置した構造物の変形や破壊の程度等
を、直接、プラスチック複合材１０を観察しなくても把
握することが可能となる。

【００６４】本発明に係る歪み検知機能付き防護柵１の
検知信号出力部６１は、抵抗測定器６０が４本のセンシ
ング回路７１〜７４についてそれぞれ測定した抵抗値の
測定結果に基づいて、プラスチック複合材１０の破壊状
況が、前述の曲げ歪みの第１〜第４領域ε１〜ε４に対
応する４段階の破壊レベル１〜４のどれに属するかを判
定し、異常検知信号の構成情報として出力するようにな
っている。 （破壊レベル１）引っ張り側及び圧縮側の導電性繊維束
１１のいずれも破断前であり、かつ、引っ張り側の導電
性繊維束１１にのみ抵抗値の増大が検知されれば、プラ
スチック複合材１１に生じている曲げ歪みは第１領域ε
１であり、プラスチック複合材１０の破壊は微小又は破
壊が無い。 （破壊レベル２）引っ張り側及び圧縮側の導電性繊維束
１１のいずれも破断前であり、かつ、引っ張り側及び圧
縮側の両方の導電性繊維束１１に抵抗値の増大が検知さ
れれば、プラスチック複合材１１に生じている曲げ歪み
は第２領域ε２であり、プラスチック複合材１０の座屈
破壊が進行し始めていることが想定される。 （破壊レベル３）引っ張り側の導電性繊維束１１が破断
されており、しかも圧縮側の導電性繊維束１１に抵抗値
の増大（ここでの抵抗値は破断時の値よりも小さい値）
が検知されれば、プラスチック複合材１１に生じている
曲げ歪みは第３領域ε３であり、プラスチック複合材１
０の引っ張り側の破壊が進行していることが想定され
る。 （破壊レベル４）引っ張り側及び圧縮側の導電性繊維束
１１の破断が検知されれば、プラスチック複合材１１に
生じている曲げ歪みは第４領域ε４であり、プラスチッ
ク複合材１０全体を折り曲げたような座屈破壊を生じて
いることが想定される。

【００６５】したがい、本発明に係る異常検知システム
２によれば、異常発生箇所から離れたところでも、検知
信号出力部６１での破壊レベル１〜４の判定結果から防
護柵の変形状況、破壊状況を知ることができ、例えば、
図２に例示した交通事故の場合、事故の規模等を知るこ
とができる。また、例えば、破壊レベルが３又は４の場
合には防護柵の破壊が比較的大きく、交通の障害になっ
ている可能性があるなど、防護柵の応急補修の要否等が
判るため、警報出力装置６２によって破壊レベル３又は
４が報知されたことに基づいて防護柵の補修用機器を準
備して異常発生現場に持ち込むことで、防護柵の補修を
迅速に行えるといった利点もある。

【００６６】ガードレール４を利用して組み立てられた
歪み検知機能付き防護柵１並びに異常検知システム２の
場合、前述のような自動車８の衝突による車道３ａ側か
ら歩道３ｂ側へのビーム５の局所的な変形の検知に限定
されず、例えば、倒木やトラック上からの積み荷の落下
等によってビーム５が局所的に下押しされて変形したこ
とも検知できる。この場合、図３（ｂ）において、プラ
スチック複合材１０の曲げ歪みによって、下側の導電性
繊維束１１１が引っ張り側、上側の導電性繊維束１１２
が圧縮側となるため、この一対の導電性繊維束１１１、
１１２に係るセンシング回路７１、７２の電気抵抗の測
定結果の比較（電気抵抗の増加量の比較、増加率の比較
等）から、破壊レベルを判定できる。

【００６７】検知信号出力部６１は、異常（プラスチッ
ク複合材１０の曲げ歪み）を検出した際に、４本のセン
シング回路７１〜７４の電気抵抗の比較から、曲げ歪み
によるプラスチック複合材１０の引っ張り側に位置する
導電性繊維束１１と、圧縮側に位置する導電性繊維束１
１とを特定し、プラスチック複合材１０の曲げ歪みの原
因になっている応力の方向を判定する。つまり、図１３
〜図１６に示すように、プラスチック複合材１０の引っ
張り側に位置する導電性繊維束１１は、抵抗値の上昇傾
向が最も早く現れ、破壊、破断も最も早いことから、破
壊レベル１、２では抵抗値増大率（または増加量）が最
も大きいセンシング回路、破壊レベル３では破断（抵抗
値が無限大或いは無限大に至る大幅上昇が観測される）
が観測されているセンシング回路を引っ張り側と判定
し、プラスチック複合材１０の断面中央部を介して引っ
張り側の導電性繊維束１１に対向する導電性繊維束１１
に係るセンシング回路を圧縮側と判定する。判定された
応力方向は、前述のように、例えば図１０の矢印（応力
方向６８）による表示等によって出力、報知される。但
し、破壊レベル４では、全てのセンシング回路７１〜７
４の抵抗値が無限大になってしまい、応力方向を特定で
きないため、応力方向の出力は無い。

【００６８】さらに、この歪み検知機能付き防護柵１
は、道路３に立設されたガードレール４の変形及び応力
方向の検知によって、例えば地盤沈下による道路３の局
所的な破壊の検知や、大規模地震の発生による道路３の
破壊状況等の把握等にも利用することができる。つま
り、地盤沈下や地震等によって道路３が変形や破壊を受
けたときに、道路３と一体的にガードレール４も変形や
破壊を受けることで、センシング回路７１〜７４の電気
抵抗の増大から道路３の変形、破壊を検知でき、変形や
破壊の状況の概略も把握できる。大規模地震の発生時等
では、異常が検知されていない道路３を把握すること
で、避難路の設定や、救援物資の搬送路の確保等に役立
てることができる。

【００６９】（第２実施形態）次ぎに本発明の第２実施
形態を説明する。図１７、図１８（ａ）、（ｂ）に示す
ように、本実施形態の歪み検知機能付き防護柵４０は、
道路４１横や道路４１近傍に存在する地山Ｔ斜面上に立
設されて地山Ｔ斜面から崩落した土砂Ｔ１や雪塊や岩石
（落石Ｔ２）の道路４１（他方の領域）への流入を防止
する防護柵４２を利用して組み立てたものであり、防護
柵４２と、この防護柵４２に取り付けた複数本のプラス
チック複合材１０によって構成されたセンサユニット４
３と、このセンサユニット４３の両端にて該センサユニ
ット４３のセンシング回路７１〜７４と接続された抵抗
測定器６０と、この抵抗測定器６０に接続された検知信
号出力部６１（図１７では検知信号出力部の図示を省略
している）とを有して構成されている。

【００７０】図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、前記
防護柵４２は、地盤に立設された複数本の支柱４４によ
って、横方向に延在する細長形状の防護横材４５を複数
本上下に配列状態に支持して、地山Ｔ斜面の勾配（図１
８（ｂ）矢印Ｐ）に直交するようにして立設する壁状に
構成されており、上下に連設された複数本の防護横材４
５によって、支柱４４の地山Ｔ斜面上流側（図１８
（ｂ）右上側。一方の領域）からの崩落土砂Ｔ１や雪
塊、落石Ｔ２等を受ける受圧面４６を形成している。各
防護横材４５には、その長手方向に沿わせるようにして
棒状のプラスチック複合材１０が固定されている。この
防護柵４２に設けられた各プラスチック複合材１０は、
上下方向に隣り合うプラスチック複合材１０間で４本の
導電性繊維束１１同士を電気導通可能に接続して、複数
本のプラスチック複合材１０を電気的に直列に接続して
なるセンサユニット４３を構成している。センサユニッ
ト４３を構成する各プラスチック複合材１０は、図１９
に示すように、２対、合計４本の導電性繊維束１１の
内、地山Ｔ斜面の勾配Ｐに沿った方向に１対の導電性繊
維束１１が対向配置され、前記勾配Ｐに垂直の方向に別
の一対の導電性繊維束１１が対向配置されている。この
センサユニット４３は、各プラスチック複合材１０の４
本の４本の導電性繊維束１１同士の接続によって形成さ
れた４本のセンシング回路７１〜７４を有している。な
お、プラスチック複合材１０間での４本の導電性繊維束
１１同士の接続には、ここでは、前述図６〜図８に例示
した電気接続部品２０を採用しているが、電気接続部品
としては、後述のようにセンサユニット４３の各センシ
ング回路７１〜７４の配置を一定に維持する接続を簡単
に実現できるものであれば良く、電気接続部品２０以外
の構成も採用可能である。

【００７１】センサユニット４３を構成する各プラスチ
ック複合材１０でのセンシング回路の配置位置は一定に
なっており、つまり、センシング回路７１は各プラスチ
ック複合材１０間にて勾配下流側の導電性繊維束１１
（図１９中１１Ｐ１）同士を接続したものであり、セン
シング回路７２は勾配上流側の導電性繊維束１１（図１
９中１１Ｐ２）同士を接続したものであり、センシング
回路７３は下側の導電性繊維束１１（図１９中１１Ｐ
３）同士を接続したものであり、センシング回路７４は
上側の導電性繊維束１１（図１９中１１Ｐ４）同士を接
続したものである。

【００７２】各センシング回路７１〜７４は、センサユ
ニット４３の両端での導電性繊維束１１と抵抗測定器６
０との接続によって、抵抗測定器６０に個別に接続さ
れ、個別に電気抵抗が測定される。また、抵抗測定器６
０に接続された検知信号出力部６１は、抵抗測定器６０
での各センシング回路７１〜７４の電気抵抗の測定結果
に基づいて異常（防護柵４２の変形）が検知されたとき
に、異常検知信号を出力する。

【００７３】ここで、図１７に示すように、地山Ｔ斜面
には、複数の歪み検知機能付き防護柵４０が勾配上下に
多段に立設されている。また、図１７等では明示してい
ないが、歪み検知機能付き防護柵４０は、道路４１の延
在方向に沿った方向にも連設されている。各歪み検知機
能付き防護柵４０は、所定の連絡先に設置された警報出
力装置（図示略）とともに異常検知システムを構成して
おり、検知信号出力部６１から出力した異常検知信号に
基づいて警報出力装置からパネル表示や音声等によって
出力した警報によって、異常検知を報知する。警報出力
装置の設置場所は、道路管理事務所や警察署、消防署の
ほか、地山斜面下に通じる道路に設置されて自動車の運
転者に危険を連絡する防災連絡用表示パネルや、地山斜
面の下方に位置する住宅地に設置された防災放送用施設
等であっても良い。警報出力装置から出力される警報に
は、異常を検知した歪み検知機能付き防護柵４０の位置
情報、破壊レベル、応力方向等の情報が含まれているこ
とが好ましい。破壊レベル、応力方向は、抵抗測定器６
０での各センシング回路７１〜７４の電気抵抗の測定結
果に基づく検知信号出力部６１での判定結果を、検知信
号出力部６１からの異常検知信号の情報の一部として警
報出力装置に出力したものである。検知信号出力部６１
での破壊レベル、応力方向の判定手法は、前述の第１実
施形態にて説明したものと同様である。

【００７４】各プラスチック複合材１０は、防護横材４
５と一体的に変形するように固定されており、地山Ｔ斜
面上流側から崩落した土砂Ｔ１や雪塊、落石Ｔ２等が防
護柵４２によって防護柵４２が押圧され、この押圧力に
よって防護横材４５に変形されると、防護横材４５と一
体的に変形するようになっている。このとき、曲げ歪み
を生じたプラスチック複合材１０において、勾配下流側
の導電性繊維束１１Ｐ１が引っ張り側、勾配上流側の導
電性繊維束１１Ｐ２が圧縮側となり、センシング回路７
１、７２の電気抵抗の測定値の比較によって、防護横材
４５の変形に伴うプラスチック複合材１０の変形の検知
とともに、その破壊レベル、応力方向をも検知すること
ができる。また、この歪み検知機能付き防護柵４０によ
れば、動物が軽く接触した程度では、プラスチック複合
材１０に曲げ歪みが与えられないので、誤検知を防止で
きる利点がある。また、図示を略しているが、防護柵４
２には各プラスチック複合材１０を受圧面４６側から覆
うカバーを設けて、地山Ｔ斜面から落下した小石の衝突
等によるプラスチック複合材１０の破損を防止すること
が好ましい。

【００７５】また、図１７に例示したように、この歪み
検知機能付き防護柵４０を、地山Ｔ斜面に沿ってその上
下に多段に連設した構成では、異常を検知した歪み検知
機能付き防護柵４０の位置から、地山Ｔ斜面上方から崩
落した土砂や雪塊、落石の下方への到達位置も把握でき
るといった利点もある。

【００７６】ところで、このプラスチック複合材１０
は、導電性繊維束１１を通電によって発熱させることが
できることから、発熱体としても利用できる。例えば、
図１７、図１８（ａ）、（ｂ）に例示した歪み検知機能
付き防護柵４０を雪止め柵として機能させた場合、崩落
した雪塊の落下を防ぐ防護柵としての機能と、雪塊の崩
落を検知するセンサ体としての機能を兼ねる上、雪塊を
融解させる融雪体としても機能させることができる。

【００７７】図２０（ａ）〜（ｅ）、図２１（ａ）〜
（ｅ）は、本発明に係るプラスチック複合材の断面構造
の例を示す。ここに例示したプラスチック複合材は全て
断面円形になっている。図２０（ａ）〜（ｅ）は、この
プラスチック複合材の断面外周部（側面近傍）に導電性
繊維束１１を配置してプラスチック材１２に埋設した例
であり、（ａ）は８本の導電性繊維束１１を断面周方向
の複数箇所にほぼ均等に分散配置した例、（ｂ）は前述
の図１（ｂ）等に例示したプラスチック複合材１０の断
面である。（ｃ）は３本の導電性繊維束１１を断面周方
向の複数箇所にほぼ均等に分散配置した例、（ｄ）は２
本の導電性繊維束１１を断面径方向に対向配置した例、
（ｅ）は１本の導電性繊維束１１をプラスチック複合材
の断面外周部（側面近傍）に配置した例である。図２１
（ａ）〜（ｅ）は、このプラスチック複合材の断面の中
心から外周に向かって半径の二分の一の位置（図２１
（ａ）〜（ｅ）中の仮想線１８）に導電性繊維束１１を
配置してプラスチック材１２に埋設した例であり、
（ａ）は８本の導電性繊維束１１を断面周方向の複数箇
所にほぼ均等に分散配置した例、（ｂ）は４本の導電性
繊維束１１を断面周方向の複数箇所にほぼ均等に分散配
置した例、（ｃ）は３本の導電性繊維束１１を断面周方
向の複数箇所にほぼ均等に分散配置した例、（ｄ）は２
本の導電性繊維束１１を断面径方向に対向配置した例、
（ｅ）は導電性繊維束１１を１本のみ配置した例であ
る。

【００７８】ここで、図２０（ａ）、（ｂ）、図２１
（ａ）、（ｂ）に示す断面構造では、検知しようとする
歪みや応力に対する方向性が殆ど無いため、各種方向の
曲げ歪み、曲げ応力に対応して検知が可能である。ま
た、この断面構造のプラスチック複合材では、導電性繊
維束１１の抵抗値の増大によって曲げ歪みの発生が検知
されたときに、各導電性繊維束１１の抵抗値を比較し
て、抵抗値の増加が大きい導電性繊維束１１の分布、位
置を把握することで、歪み、応力の方向をより詳細かつ
正確に把握、判定できるといった利点もある。

【００７９】図２０（ｃ）〜（ｅ）、図２１（ｃ）〜
（ｅ）の断面構造のプラスチック複合材は、歪みや応力
の検知感度の方向性が強いことから、特定の方向の歪み
や応力の検知に適しており、検知しようとする特定方向
以外の歪みや応力を誤検知しにくいといった利点があ
る。このプラスチック複合材は、施工にあたって、検知
しようとする歪みや応力の向きに対応して、プラスチッ
ク複合材に曲げ歪みが与えられたときに引っ張り側とな
る位置に導電性繊維束１１が配置される向きで設置す
る。つまり、図２０（ｃ）、（ｄ）、図２１（ｃ）、
（ｄ）の断面構造のプラスチック複合材は、複数本の導
電性繊維束１１の内の一本が引っ張り側となる向きで設
置する。図２０（ｅ）、図２１（ｅ）の断面構造のプラ
スチック複合材は、プラスチック材に埋設されている１
本の導電性繊維束１１が引っ張り側となる向きで設置す
る。

【００８０】図２０（ａ）〜（ｅ）に例示した断面構造
の方が、図２１（ａ）〜（ｅ）に例示した断面構造に比
べて、導電性繊維束１１の埋設位置がプラスチック複合
材の断面中心からの離間距離を大きく確保できる。然る
に、プラスチック複合材に曲げ歪みが与えられた場合に
は、図２０（ａ）〜（ｅ）に例示した断面構造の方が、
図２１（ａ）〜（ｅ）に例示した断面構造に比べて、引
っ張り側の導電性繊維束１１に効率良く歪みが与えられ
ることとなり、前記曲げ歪みをより敏感に検知できる。
また、導電性繊維束１１が複数本埋設されている図２０
（ａ）〜（ｄ）と図２１（ａ）〜（ｄ）との対比では、
図２０（ａ）〜（ｄ）の断面構造の方が、曲げ歪みが与
えられたプラスチック複合材の引っ張り側の導電性繊維
束と圧縮側の導電性繊維束との間の距離をより大きく確
保できるため、プラスチック複合材に曲げ歪みが生じた
ときの引っ張り側と圧縮側とで導電性繊維束の抵抗値の
違いがより明瞭に現れるようになり、プラスチック複合
材の歪みや応力の方向の検知をより確実に行えるように
なる。

【００８１】なお、本発明は、前記実施の形態に限定さ
れず、各種変更が可能であることは言うまでも無い。例
えば、プラスチック複合材の断面構造は、前述の図２０
（ａ）〜（ｅ）並びに図２１（ａ）〜（ｅ）に例示した
ものに限定されず、他の構成も採用可能である。また、
プラスチック複合材の断面形状（断面外形）は円形に限
定されず、例えば、正方形や正六角形等の正多角形、楕
円形、長方形等も採用可能である。

【００８２】本発明に係る歪み検知機能付き防護柵及び
異常検知システムの適用対象としては、前述のガードレ
ールや、崩落土砂、雪塊、落石防護用の防護柵に限定さ
れず、例えば牧場等に設置される牧柵、道路に沿って設
置される防風柵、防雪柵等が採用可能であり、幅広く適
用できる。また、前記実施の形態の図１等（ガードレー
ルへの適用例）では複数本のプラスチック複合材を一次
元的に連結した構成、図１１、図１２（ａ）、（ｂ）等
では複数本のプラスチック複合材を二次元的に連結した
構成を例示したが、複数本のプラスチック複合材の一次
元的連結、二次元的連結の形態は図示したものに限定さ
れず、これら一次元的連結と二次元的連結とを組み合わ
せた構成等、各種採用可能である。

【００８３】通電用端子部としては、プラスチック材の
長手方向の端面に形成した導電層に限定されず、例え
ば、プラスチック材の長手方向端面に突出させた導電性
繊維束自体、導電性繊維束先端に接続されたピン端子、
プラスチック材の長手方向端面から窪んだ凹所内に露出
された導電性繊維束先端等、各種構成が採用可能であ
る。通電用端子部に接続するコネクタ等も、この通電用
端子部の具体的構成に対応して電気導通可能に接続でき
る構成のものを採用することは言うまでも無い。

【００８４】

【発明の効果】本発明に係る歪み検知機能付き防護柵及
び異常検知システムでは、棒状の導電性繊維束含有プラ
スチック複合材（以下、「プラスチック複合材」と称す
る場合がある）が曲げ変形を受けたとき、導電性繊維束
の電気抵抗の増大を検知することで、プラスチック複合
材に生じた歪みを敏感に検知できることを利用して、防
護柵に生じた歪み、変形、破壊等を検知できる。特に、
導電性繊維束がプラスチック材の断面中央部を避けて外
側にずらされている断面構造のプラスチック複合材の採
用によって、優れた歪み検知感度が得られるから、防護
柵が破壊していなくても、その歪みをも精度良く検知で
き、防護柵に作用している応力の検知も可能である。

【００８５】複数本（例えば４本）の導電性繊維束が断
面周方向に分散配置されている構成（請求項２、３）の
プラスチック複合材を採用した場合では、各導電性繊維
束の電気抵抗の分布から、歪みや応力の方向性をも検知
できる。しかも、曲げ歪みを生じたプラスチック複合材
（プラスチック材）の引っ張り側と圧縮側とに位置する
導電性繊維束の電気抵抗の測定値を比較することで、プ
ラスチック複合材に生じた曲げ歪みの大きさや応力の大
きさを概略把握できることから、防護柵の変形状況や破
壊状況も概略把握でき、これによって、防護柵の変形状
況や破壊状況から、発生した事故の規模、地山斜面で生
じた土砂や雪塊の崩落の規模等、事故や災害の発生現場
の概略の状況把握等が可能である。

【００８６】プラスチック複合材は、導電性繊維束がプ
ラスチック材の補強材として機能する上、別途の補強繊
維束の埋設（請求項４）等によって、充分な強度を確保
できる。そのため、このプラスチック複合材自体を補強
材として用いることも可能である。

【００８７】防護柵にプラスチック複合材を複数本設置
する場合は、プラスチック複合材間にて導電性繊維束同
士を電気導通可能に接続して複数本のプラスチック複合
材を直列に接続してなるセンサユニットを構成し、この
センサユニットの両端にて導電性繊維束と抵抗測定器と
を接続する構成（請求項５）を採用することで、一つの
抵抗測定器を介して、防護柵の歪みや変形等の監視をよ
り広い範囲にわたって行うことができる。

【００８８】本発明に係る異常検知システム（請求項
６）によれば、導電性繊維束の電気抵抗の増大が検知さ
れたときに、検知信号送信部からの異常検知信号の送信
によって、所定の通報先に異常発生が通報され、警報出
力手段が、異常検知信号の受信に基づいて警報を出力し
て、異常発生を報知する。また、この警報に合わせて、
前記異常検知信号を出力した検知信号出力部が設けられ
ている防護柵の位置情報も出力する。これにより、異常
発生箇所の位置が判明するため、被害の拡大防止、救
命、防災、補修、復旧の迅速化等に役立てることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の歪み検知機能付き防
護柵を示す図であって、歪み検知機能付き防護柵を構成
するガードレールが設けられた道路を示す横断面図であ
る。

【図２】 図１の平面図である。

【図３】 図１の歪み検知機能付き防護柵を構成する防
護柵としてのガードレールを示す図であって、（ａ）は
ビームの裏面側のカバーを取り外した状態を示す拡大斜
視図、（ｂ）は（ａ）のビーム上部での導電性繊維束含
有プラスチック複合材の固定状態を示す断面図である。

【図４】 本発明に係る歪み検知機能付き防護柵及び異
常検知システムの構成の概略を示す正面図である。

【図５】 図１の歪み検知機能付き防護柵を構成する導
電性繊維束含有プラスチック複合材（以下「プラスチッ
ク複合材」略称する場合がある）を示す図であって、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図
である。

【図６】 図５のプラスチック複合材の長手方向端部の
ネジ部に螺着可能な構成のコネクタを有する電気接続部
品を示す斜視図である。

【図７】 （ａ）〜（ｃ）は、図６の電気接続部品の構
成を示す断面図であって、（ａ）はプラスチック複合材
の通電端子部とコネクタとの接続前、（ｂ）は接続状
態、（ｃ）は一対のプラスチック複合材間を接続した状
態を示す。

【図８】 図２の電気接続部品の可動端子部を示す斜視
図である。

【図９】 図１の歪み検知機能付き防護柵を模式的に示
す図であって、特に、センサユニットの複数本のプラス
チック複合材間にて導電性繊維束同士を電気導通可能に
接続して形成された複数本のセンシング回路を示す。

【図１０】 本発明の異常検知システムを構成する警報
出力装置の一例として携帯端末（携帯電話）を示す正面
図である。

【図１１】 プラスチック複合材の曲げ試験を示す図で
あって、（ａ）は試験治具でのプラスチック複合材の設
置状態、（ｂ）〜（ｃ）は試験片のプラスチック複合材
の断面構造を示す図である。

【図１２】 図１１の曲げ試験における比較例の試験片
の試験結果を示すグラフである。

【図１３】 図１１の曲げ試験における実施例の試験片
の試験結果を示すグラフである。

【図１４】 図１１の曲げ試験における実施例の試験片
の試験結果を示すグラフであり、下圧子間のスパンＬを
変更した場合を示す。

【図１５】 図１１の曲げ試験における実施例の試験片
の試験結果を示すグラフであり、下圧子間のスパンＬと
圧子断面半径とを変更した場合を示す。

【図１６】 図１１の曲げ試験における実施例の試験片
の試験結果を示すグラフであり、下圧子間のスパンＬと
圧子断面半径とを変更した場合を示す。

【図１７】 本発明の第２実施形態の歪み検知機能付き
防護柵を示す図であって、地山斜面から崩落した土砂、
雪塊、落石等から道路を保護する防護柵としての適用例
を示す図である。

【図１８】 図１７の歪み検知機能付き防護柵を示す図
であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図１９】 図１７の歪み検知機能付き防護柵に設けら
れているプラスチック複合材付近を示す側断面図であ
る。

【図２０】 （ａ）〜（ｅ）は、本発明に係るプラスチ
ック複合材の断面構造の別態様を示す断面図である。

【図２１】 （ａ）〜（ｅ）は、本発明に係るプラスチ
ック複合材の断面構造の別態様を示す断面図であり、特
に、断面中心から該プラスチック複合材の半径の二分の
一の位置に導電性繊維束を配置した例を示す。

【符号の説明】

１…歪み検知機能付き防護柵、２…異常検知システム、
３ａ…一方の領域（車道）、３ｂ…他方の領域（歩
道）、４…防護柵、１０…導電性繊維束含有プラスチッ
ク複合材、１１，１１１〜１１４，１１ｂ，１１ｔ，１
１ｃｆ，１１ｃｂ，１１Ｐ１，１１Ｐ２，１１Ｐ３，１
１Ｐ４…導電性繊維束（炭素繊維束）、１２…プラスチ
ック材、１３…強化繊維束（ガラス繊維）１４…通電用
端子部、４０…歪み検知機能付き防護柵、４２…防護
柵、４３…センサユニット、６０…抵抗測定器、６１…
検知信号出力部、６２…警報出力装置、６３…警報出力
装置（携帯端末、携帯電話）、６６…位置情報。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１２月７日（２００１．１２．
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発明は、地盤或いは構造物に立設された防護柵と、この
防護柵に１本又は複数本設けられ該防護柵の変形に伴い
一体的に変形する棒状の導電性繊維束含有プラスチック
複合材と、この導電性繊維束含有プラスチック複合材の
導電性繊維束の電気抵抗を測定する抵抗測定器と、この
抵抗測定器と接続され、該抵抗測定器によって前記導電
性繊維束の電気抵抗の増大が測定されたときに異常検知
信号を出力する検知信号出力部とを有し、前記導電性繊
維束含有プラスチック複合材は、１本又は複数本の前記
導電性繊維束が棒状のプラスチック材に該プラスチック
材の長手方向と並行させて埋設、一体化され、しかも前
記導電性繊維束が前記プラスチック材の長手方向に直交
する断面の中央部を避けて外側にずらされた位置に配置
されていることを特徴とする歪み検知機能付き防護柵を
前記課題の解決手段とした。請求項２記載の発明は、請
求項１記載の歪み検知機能付き防護柵において、前記導
電性繊維束含有プラスチック複合材は、導電性繊維束
が、前記プラスチック材の長手方向に直交する断面の周
方向のほぼ均等に分散された４カ所に配置されている断
面構造になっていることを特徴とする。請求項３記載の
発明は、請求項１又は２記載の歪み検知機能付き防護柵
において、プラスチック材の長手方向に直交する断面の
中央部を介して両側に対向配置された導電性繊維束の対
を有する前記導電性繊維束含有プラスチック複合材が、
前記対を構成する導電性繊維束の内の一方を、前記防護
柵によって仕切られた一方の領域の側、前記導電性繊維
束を前記防護柵によって仕切られた他方の領域の側とな
るようにして前記防護柵に設けられていることを特徴と
する。請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか
に記載の歪み検知機能付き防護柵において、前記導電性
繊維束含有プラスチック複合材のプラスチック材には、
前記導電性繊維束に加えて、該導電性繊維束よりも伸び
率が大きい強化繊維束が前記導電性繊維束にほぼ沿って
延在させて埋設されていることを特徴とする。請求項５
記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の歪み検
知機能付き防護柵において、前記防護柵に設けられた複
数本の導電性繊維束含有プラスチック複合材によって、
該導電性繊維束含有プラスチック複合材間にて導電性繊
維束同士を電気導通可能に接続して複数本の導電性繊維
束含有プラスチック複合材を直列に接続してなるセンサ
ユニットが構成され、このセンサユニットの両端にて導
電性繊維束と抵抗測定器とが接続されていることを特徴
とする。請求項６記載の発明の異常検知システムは、請
求項１〜５のいずれかに記載の歪み検知機能付き防護柵
と、この歪み検知機能付き防護柵の検知信号出力部から
出力された異常検知信号を受信したときに警報を出力す
るとともに、前記異常検知信号に含まれる情報から前記
異常検知信号を出力した検知信号出力部が設けられてい
る歪み検知機能付き防護柵の位置情報を出力する警報出
力装置とを有することを特徴とする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｌ 1/20 Ｇ０８Ｇ 1/00 Ｊ ５Ｃ０８６ 5/00 Ｅ０１Ｆ 15/00 １０１ ５Ｈ１８０ Ｇ０８Ｂ 21/00 Ｇ０１Ｂ 7/18 Ｇ Ｇ０８Ｇ 1/00 (72)発明者 山口 哲生 神奈川県横浜市都筑区中川中央１−５−９ −1002 Ｆターム(参考） 2D001 PA05 PA06 PF11 2D101 CA06 CB00 EA02 FA11 FA22 GA32 2F051 AA06 AB07 BA07 2F063 AA25 BA30 DA02 DA05 EC01 EC07 ZA01 2F076 BA13 BB08 BD10 BE02 BE09 5C086 AA14 AA34 BA30 CA04 DA01 DA14 5H180 AA01 BB04 BB05 CC23 EE15

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤或いは構造物に立設された防護柵
   と、この防護柵に１本又は複数本設けられ該防護柵の変
   形に伴い一体的に変形する棒状の導電性繊維束含有プラ
   スチック複合材と、この導電性繊維束含有プラスチック
   複合材の導電性繊維束の電気抵抗を測定する抵抗測定器
   と、この抵抗測定器と接続され、該抵抗測定器によって
   前記導電性繊維束の電気抵抗の増大が測定されたときに
   異常検知信号を出力する検知信号出力部とを有し、 前記導電性繊維束含有プラスチック複合材は、１本又は
   複数本の前記導電性繊維束が棒状のプラスチック材に該
   プラスチック材の長手方向と並行させて埋設、一体化さ
   れ、しかも前記導電性繊維束が前記プラスチック材の長
   手方向に直交する断面の中央部を避けて外側にずらされ
   た位置に配置されていることを特徴とする歪み検知機能
   付き防護柵。
2. 【請求項２】 前記導電性繊維束含有プラスチック複合
   材は、導電性繊維束が、前記プラスチック材の長手方向
   に直交する断面の周方向のほぼ均等に分散された４カ所
   に配置されている断面構造になっていることを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の歪み検知機能付き防護柵。
3. 【請求項３】 プラスチック材の長手方向に直交する断
   面の中央部を介して両側に対向配置された導電性繊維束
   の対を有する前記導電性繊維束含有プラスチック複合材
   が、前記対を構成する導電性繊維束の内の一方を、前記
   防護柵によって仕切られた一方の領域の側、前記導電性
   繊維束を前記防護柵によって仕切られた他方の領域の側
   となるようにして前記防護柵に設けられていることを特
   徴とする請求項１又は２記載の歪み検知機能付き防護
   柵。
4. 【請求項４】 前記導電性繊維束含有プラスチック複合
   材のプラスチック材には、前記導電性繊維束に加えて、
   該導電性繊維束よりも伸び率が大きい強化繊維束が前記
   導電性繊維束にほぼ沿って延在させて埋設されているこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の歪み検
   知機能付き防護柵。
5. 【請求項５】 前記防護柵に設けられた複数本の導電性
   繊維束含有プラスチック複合材によって、該導電性繊維
   束含有プラスチック複合材間にて導電性繊維束同士を電
   気導通可能に接続して複数本の導電性繊維束含有プラス
   チック複合材を直列に接続してなるセンサユニットが構
   成され、このセンサユニットの両端にて導電性繊維束と
   抵抗測定器とが接続されていることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の歪み検知機能付き防護柵。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の歪み検
   知機能付き防護柵と、この歪み検知機能付き防護柵の検
   知信号出力部から出力された異常検知信号を受信したと
   きに警報を出力するとともに、前記異常検知信号に含ま
   れる情報から前記異常検知信号を出力した検知信号出力
   部が設けられている歪み検知機能付き防護柵の位置情報
   を出力する警報出力装置とを有することを特徴とする異
   常検知システム。