JP2007191906A

JP2007191906A - 機械的特性の付与構造

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Publication number: JP2007191906A
Application number: JP2006010751A
Authority: JP
Inventors: Shigenobu Hamanaka; 重信濱中
Original assignee: Hamanaka Nut Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Hamanaka Nut Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2026-01-19
Also published as: JP4744307B2

Abstract

【課題】シンプルな構造で引張り強度、低温における延性又は耐衝撃性などの所望の機械的特性を付与することのできる機械的特性の付与構造を提供する。
【解決手段】機械的特性を必要とする２つの箇所(10,11,12)には取付けブラケット(21)を各々取付け、両取付けブラケットの挿通穴(21A)には連結ケーブル(20)の一端部を挿通して固定具(23)によって抜止め又は固定する一方、連結ケーブルを途中でエネルギー吸収部材(30)に巻回し、荷重又は衝撃が加わった時に連結ケーブルの巻回部分を引っ張ってエネルギー吸収部材を弾性変形又は塑性変形させることにより、機械的特性を得る。この機械的特性の付与構造は例えば落橋防止装置に適用することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は機械的特性の付与構造に関し、例えばシンプルな構造で引張り強度、低温時における延性あるいは耐衝撃性などを必要とする箇所に所望の引張り強度、低温時における延性あるいは耐衝撃性を付与することができるようにした付与構造に関する。

例えば、大地震が発生すると、橋脚や橋台の下部構造体に大きな揺れが作用すると、下部構造体が損壊するばかりでなく、橋桁が下部構造体から落下する、いわゆる落橋事故が発生するおそれがある。

従来、隣接する橋桁の間や橋桁と下部構造体の間を連結ケーブルやリンクで連結することが行われていたが、大地震には衝撃的な荷重が作用することから、連結ケーブルやリンクでは十分に対応しきれない。

これに対し、ゴムやばね部材の弾性変形を利用して連結ケーブルに加わる衝撃的なエネルギーを吸収するようにした落橋防止装置が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６）。

特開２００４−３５３３０４号公報特開２００４−２４４８１５号公報特開２００１−２４８１１１号公報特開２００１−５５７０９号公報特開２００１−３３７１号公報特開２０００−２２０１１１号公報

しかし、上記特許文献１〜６記載の落橋防止装置はゴムやばね部材を取付ける構造を必要とし、構造が複雑になってコスト高を招来する。

本発明はかかる問題点に鑑み、シンプルな構造で落橋事故を確実に防止できるようにした落橋防止装置を提供することを課題とする。

本件発明者らは上述の課題を解決すべく鋭意研究を重ねたところ、連結ケーブルの途中をエネルギー吸収部材に巻回し、必要に応じて結ばれるようにし、大地震の発生時において衝撃的な荷重が連結ケーブルが加わったときに連結ケーブルの巻回部分を引っ張ってエネルギー吸収部材を弾性変形又は塑性変形させるようにすると、衝撃的な荷重を緩和できることに着目するに至った。

また、寒冷地においては伸びやシャルピー値が低下することが知られているが、かかる場合にも上述の構造を適用すると、低温時における伸びやシャルピー値などの機械的特性を所望の値にアップさせることができる。

本発明に係る機械的特性の付与構造は、引張り強度、低温における延性又は耐衝撃性などの機械的特性を必要とする箇所に、所望の機械的特性を付与することのできるようにした構造であって、上記機械的特性を必要とする２つの箇所には取付けブラケットが各々取付けられ、該両取付けブラケットの挿通穴には連結ケーブルの端部が挿通されて固定具によって抜止め又は固定され、上記連結ケーブルは途中でエネルギー吸収部材に巻回されており、上記機械的特性を必要とする箇所に荷重又は衝撃が加わった時に上記連結ケーブルの巻回部分が径を収縮する方向に引っ張られてエネルギー吸収部材を弾性変形又は塑性変形させることにより、上記所望の機械的特性を得るようにしたことを特徴とする。

本発明の特徴の１つは機械的特性を必要とする２つの箇所に取付けた連結ケーブルの途中をエネルギー吸収部材に巻回させるようにした点にある。

連結ケーブルに荷重又は衝撃が加わると、連結ケーブルの巻回部分が径を収縮する方向に引っ張られてエネルギー吸収部材を弾性変形又は塑性変形させ、この弾性変形又は塑性変形によって連結ケーブルに加わったエネルギーが緩和され吸収されるので、所望の引張り強度、低温度における延性や耐衝撃性などの機械的特性を得ることができる。

また、連結ケーブルをエネルギー吸収部材に巻回するだけであるので、非常にシンプルな構造で所望の機械的特性を得ることができる。

エネルギー吸収部材は連結ケーブルを巻回させることのみによってその巻回された状態に保持されるようにしてもよいが、連結ケーブルが引っ張られると、連結ケーブルやエネルギー吸収部材に対する荷重の加わり方によって連結ケーブルがエネルギー吸収部材から外れるおそれがある。そこで、連結ケーブルの途中をエネルギー吸収部材に巻回させ結んでから両側方に引っ張るようにすると、エネルギー吸収部材に対する連結ケーブルの位置が安定するので、エネルギー吸収部材が外れるおそれを解消できる。

また、エネルギー吸収部材を取付けブラケットに支持するようにすると、エネルギー吸収部材の姿勢が安定するので、上記と同様に、連結ケーブルが引っ張られたときに、エネルギー吸収部材が外れるおそれを解消することができる。

上記では連結ケーブルの途中をエネルギー吸収部材に巻回するようにしたが、連結ケーブルに環状部分を形成し、この環状部分をエネルギー吸収部材に外嵌させるようにしても同様の作用効果が得られる。

即ち、本発明に係る機械的特性の付与構造は、引張り強度、低温における延性又は耐衝撃性などの機械的特性を必要とする箇所に、所望の機械的特性を付与することのできるようにした構造であって、上記機械的特性を必要とする２つの箇所には取付けブラケットが各々取付けられ、該両取付けブラケットの挿通穴の各々には連結ケーブルの端部が挿通されて固定具によって抜止め又は固定され、上記連結ケーブルの他端部分には環状部分が形成されてエネルギー吸収部材に外嵌されており、上記機械的特性を必要とする箇所に荷重又は衝撃が加わった時に上記連結ケーブルの環状部分が相互に離れる方向に引っ張られてエネルギー吸収部材を弾性変形又は塑性変形させることにより、上記所望の機械的特性を得るようにしたことを特徴とする。

連結ケーブルの環状部分は連結ケーブルを切断してその端部を環状に曲げ、固定具で固定することにより形成することができる。

エネルギー吸収部材は機械的特性を必要とする２つの箇所に対して１つだけ設けるようにしてもよく、又両箇所の各々に設けるようにしてもよい。

即ち、機械的特性を必要とする２つの箇所の各々にエネルギー吸収部材を設け、２つのエネルギー吸収部材の各々に連結ケーブルを巻回しあるいは連結ケーブルの環状部分を外嵌するようにしてもよい。

エネルギー吸収部材は連結ケーブルの巻回部分によって締付けられて弾性変形し又は塑性変形し得るものであれば特に材料は限定されず、例えばアルミウム系材料などの軽金属材料、あるいはゴムなどの弾性部材、軟質のプラスチック材料などで製作されることができる。

また、エネルギー吸収部材の形状は連結ケーブルの巻回部分によって締付けられて弾性変形しあるいは塑性変形し得るものであれば特に限定されないが、連結ケーブルを円滑にかつ安定に巻回できる形状、例えば円筒状や円柱状を採用するのがよい。

本発明に係る機械的特性の付与特性は機械装置や構造体などにおける所望の引張り強度、低温度における延性（伸び）や耐衝撃性（シャルピー値）を必要とする箇所に適用することができる。例えば、落橋防止装置に適用する場合、橋桁が下部構造体から落下するのを防止する落橋防止装置に適用した機械的特性の付与構造であって、下部構造体上に２つの橋桁を載置し、２つの橋桁には取付けブラケットを取付け、両取付けブラケットには連結ケーブルの端部を抜止め又は固定する一方、連結ケーブルを途中で弾性変形又は塑性変形し得るエネルギー吸収部材に巻回して構成することができる。

また、橋桁が下部構造体から落下するのを防止する落橋防止装置に適用した機械的特性の付与構造であって、下部構造体上に２つの橋桁を載置し、２つの橋桁には取付けブラケットを取付け、両取付けブラケットには連結ケーブルの端部を抜止め又は固定する一方、連結ケーブルの環状部分を弾性変形又は塑性変形し得るエネルギー吸収部材に外嵌して構成することができる。

さらに、橋桁が下部構造体から落下するのを防止する落橋防止装置に適用した機械的特性の付与構造であって、橋桁及び下部構造体には取付けブラケットを各々取付け、両取付けブラケットには連結ケーブルの端部を抜止め又は固定する一方、連結ケーブルを途中で弾性変形又は塑性変形し得るエネルギー吸収部材に巻回して構成することもできる。

さらにまた、橋桁が下部構造体から落下するのを防止する落橋防止装置に適用した機械的特性の付与構造であって、橋桁及び下部構造体には取付けブラケットを各々取付け、両取付けブラケットには連結ケーブルの端部を抜止め又は固定する一方、連結ケーブルの環状部分を弾性変形又は塑性変形し得るエネルギー吸収部材に外嵌して構成することができる。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係る機械的特性の付与構造の好ましい実施形態を示し、これは落橋防止装置に適用した例である。図において、橋脚（下部構造体）１０上には一対の橋桁１１が相互に対向して載置され、隣接する橋桁１１の間は連結ケーブル２０によって相互に連結されている。

即ち、橋桁１１の端部側壁面には取付けブラケット２１が締結ボルト（図示せず）等によって固定されている。この取付けブラケット２１はコ字状の本体部分２１Ａに台部２１Ｂを一体に形成した形状をなし、本体部分２１Ａの縦辺部分には挿通穴２１Ｃが形成され、挿通穴２１Ｃには連結ケーブル２０の端部が挿通されている。

また、取付けブラケット２１の本体部分２１Ａの内側にはゴムブッシュ２２が設けられ、ゴムブッシュ２２及びその座金２２Ａには挿通穴が形成され、両挿通穴には連結ケーブル２０が挿通されている。

連結ケーブル２０の端部には取付け金具２４が外嵌され、カシメや溶接などによって固定され、取付け金具２４の端部には雄ねじ２４Ａが形成され、雄ねじ２４Ａにはナット２３が螺合されて締付けられ、これによって連結ケーブル２０の端部は取付けブラケット２１に対して抜止めされている。

また、連結ケーブル２０の両端部には橋落防止装置３０が設けられている。この橋落防止装置３０において、取付けブラケット２１の台部２１Ｂにはエネルギー吸収部材３１が載置されて取付け具３１Ａによって固定されている。このエネルギー吸収部材３１は例えばアルミニウム系金属材料を用いて円柱状に製作され、エネルギー吸収部材３１の外側面には連結ケーブル２０の途中が巻回されている。

連結ケーブル２０の長さは連結ケーブル２０がエネルギー吸収部材３０を破断しても橋桁１１が橋脚１０上に残っているように、橋脚１０の幅と等しいか少し短い長さとするのが好ましい。

大きな地震などに起因していずれか一方の橋桁１１にこれが橋脚１０から落下する方向に揺れが加わると、連結ケーブル２０には衝撃的な引っ張り力が作用する。すると、まずゴムブッシュ２２が弾性変形し、次に連結ケーブル２０の巻回部分が引っ張られて伸びようとし、巻回部分の径が収縮してエネルギー吸収部材３０を締付け、エネルギー吸収部材３０が塑性変形し、これによって衝撃的なエネルギーは緩和され、橋桁１１の落下は防止される。

図３は第２の実施形態を示し、図において図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では橋桁１１に取付けた連結ケーブル２０の他端部を橋台（下部構造体）１２に橋桁１１と同様の構造によって取付けるとともに、本例の橋落防止装置３０を設けている。このように、連結ケーブル２０の他端は橋桁１１ではなく、橋台などの下部構造体に連結することもできる。

図４及び図５は第３の実施形態を示し、図において図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では連結ケーブル２０を切断してその端部を環状に折り曲げ、固定具２０Ａによって折り曲げた状態に固定し、この環状部分２０Ｃをエネルギー吸収部材３１に外嵌している。図では一方のエネルギー吸収部材３１を示しているが、他方のエネルギー吸収部材３１についても同様の構成が採用されている。このように、連結ケーブル２０をエネルギー吸収部材３１に巻回するのではなく、環状部分２０Ｃを構成してエネルギー吸収部材３１に外嵌するように構成することもできる。この場合、一方の環状部分２０Ａを形成する際に他方の環状部分２０Ａの中を挿通して環状に折り曲げて固定すると、２つの環状部分２０Ａを両者が相互に結ばれるように連結することができる。

なお、上記の実施形態では落橋防止装置を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、引張り強度、低温度における延性や耐衝撃性を必要とする箇所に、そのような引張り強度、低温度における延性や耐衝撃性を付与する場合に同様に適用できる。この場合、橋桁又は下部構造体を機械的強度を必要とする２つの箇所に置き換えて上記の実施形態と同様の構造を採用すればよい。

本発明に係る機械的特性の付与構造の好ましい実施形態を適用した落橋防止装置を示す概略構成図である。上記実施形態を示す拡大断面図である。第２の実施形態を示す概略構成図である。第３の実施形態を示す拡大断面図である。上記実施形態を示す平面構成図である。

符号の説明

１０橋脚（下部構造体、機械的特性を必要とする２つのうちの一方の箇所）
１１橋桁（機械的特性を必要とする２つのうちの一方の箇所）
１２橋台（下部構造体、機械的特性を必要とする２つのうちの一方の箇所）
２０連結ケーブル
２０Ａ環状部分
２１取付けブラケット
３０エネルギー吸収部材

Claims

引張り強度、低温における延性又は耐衝撃性などの機械的特性を必要とする箇所に、所望の機械的特性を付与することのできるようにした構造であって、
上記機械的特性を必要とする２つの箇所には取付けブラケットが各々取付けられ、該両取付けブラケットの挿通穴には連結ケーブルの端部が挿通されて固定具によって抜止め又は固定され、上記連結ケーブルは途中でエネルギー吸収部材に巻回されており、
上記機械的特性を必要とする箇所に荷重又は衝撃が加わった時に上記連結ケーブルの巻回部分が径を収縮する方向に引っ張られてエネルギー吸収部材を弾性変形又は塑性変形させることにより、上記所望の機械的特性を得るようにしたことを特徴とする機械的特性の付与構造。
上記連結ケーブルは径を収縮する方向に引っ張った時に結ばれるように上記エネルギー吸収部材に巻回されている請求項１記載の機械的特性の付与構造。
引張り強度、低温における延性又は耐衝撃性などの機械的特性を必要とする箇所に、所望の機械的特性を付与することのできるようにした構造であって、
上記機械的特性を必要とする２つの箇所には取付けブラケットが各々取付けられ、該両取付けブラケットの挿通穴の各々には連結ケーブルの端部が挿通されて固定具によって抜止め又は固定され、上記連結ケーブルの他端部分には環状部分が形成されてエネルギー吸収部材に外嵌されており、
上記機械的特性を必要とする箇所に荷重又は衝撃が加わった時に上記連結ケーブルの環状部分が相互に離れる方向に引っ張られてエネルギー吸収部材を弾性変形又は塑性変形させることにより、上記所望の機械的特性を得るようにしたことを特徴とする機械的特性の付与構造。
上記機械的特性を必要とする２つの箇所の各々に上記エネルギー吸収部材が設けられ、上記２つのエネルギー吸収部材の各々に上記連結ケーブルが巻回されあるいは上記連結ケーブルの環状部分が外嵌されている請求項１又は３記載の機械的特性の付与構造。
上記エネルギー吸収部材が上記取付けブラケットに支持されている請求項１又は３記載の機械的特性の付与構造。
上記エネルギー吸収部材が軽金属材料で製作されている請求項１又は３記載の機械的特性の付与構造。
上記エネルギー吸収部材が弾性部材で製作されている請求項１又は３記載の機械的特性の付与構造。
上記エネルギー吸収部材が円筒状又は円柱状をなしている請求項６又は７記載の機械的特性の付与構造。
橋桁が下部構造体から落下するのを防止する落橋防止装置に適用した機械的特性の付与構造であって、
下部構造体上に２つの橋桁が載置され、該２つの橋桁には上記取付けブラケットが取付けられ、該両取付けブラケットには連結ケーブルの端部が抜止め又は固定されている一方、上記連結ケーブルは途中で弾性変形又は塑性変形し得るエネルギー吸収部材に巻回されている請求項１記載の機械的特性の付与構造。
橋桁が下部構造体から落下するのを防止する落橋防止装置に適用した機械的特性の付与構造であって、
下部構造体上に２つの橋桁が載置され、該２つの橋桁には上記取付けブラケットが取付けられ、該両取付けブラケットには連結ケーブルの端部が抜止め又は固定されている一方、上記連結ケーブルの環状部分が弾性変形又は塑性変形し得るエネルギー吸収部材に外嵌されている請求項３記載の機械的特性の付与構造。
橋桁が下部構造体から落下するのを防止する落橋防止装置に適用した機械的特性の付与構造であって、
橋桁及び下部構造体には上記取付けブラケットが各々取付けられ、該両取付けブラケットには連結ケーブルの端部が抜止め又は固定されている一方、上記連結ケーブルは途中で弾性変形又は塑性変形し得るエネルギー吸収部材に巻回されている請求項１記載の機械的特性の付与構造。
橋桁が下部構造体から落下するのを防止する落橋防止装置に適用した機械的特性の付与構造であって、
橋桁及び下部構造体には上記取付けブラケットが各々取付けられ、該両取付けブラケットには連結ケーブルの端部が抜止め又は固定されている一方、上記連結ケーブルの環状部分が弾性変形又は塑性変形し得るエネルギー吸収部材に外嵌されている請求項３記載の機械的特性の付与構造。