JP2011522978A - 特に落石、地滑り及び雪止め用の柵に用いられるロープ構造用衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

特に落石、地滑り及び雪止め用の柵に用いられる、ロープ構造のための過剰荷重による衝撃吸収装置であって、引張力によって変形が可能な少なくとも１つの中間部材（１、１’）を有し、該中間部材が引張力に曝されるロープに組み込まれて構成されている。該中間部材（１、１’）が、それぞれ帯材、棒材、線材、ロープ及び／又は撚り線の形成からなる１つ又は複数の長さ方向要素（７、８、２０）を含んでいる。該１つ又は複数の長さ方向要素（７、８、２０）は、その一端部（７ａ、８ａ、２０ａ）がロープの一端部に接続される。撓み要素（１０、１０’）周りを案内される他端部が、ロープの他端部に接続される。中間部材（１、１’）への負荷作用によって、前記１つ又は複数の長さ方向要素に形成された撓み角度を実質的に維持する手段が備えられる。したがって、衝撃吸収特性がより良好に定められると共に最適化される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１の前文に記載したロープ構造の過剰荷重による衝撃吸収装置、特に落石、地滑り及び雪止め用の柵に用いられる衝撃吸収装置に関する。

この種の装置は、スイス国特許第６５９，２９９号明細書（特許文献１）に開示されている。この装置は、ロープ鋼に組み込まれ、引張力によって変形する中間部材を含んでおり、該中間部材は湾曲してリングを形成し、負荷が作用した時に引き伸ばされる。この装置における衝撃吸収特性は、非常に精密な用途では許容することができない変化を示す。

スイス国特許第６５９，２９９号明細書

本発明の基本を構成する目的は、衝撃吸収特性をより良好に定めると共に最適化され、しかも、より繰返し可能である、冒頭で特定された形式の装置を提供することである。

本発明によれば、その目的は、請求項１の特徴部分を有する装置により達成される。更に本発明による装置の好ましい実施形態は、従属請求項の命題を構成する。

本発明によれば、中間部材が引張を受けるロープに組み込まれ、該中間部材は、帯材、棒材、線材、ロープ又は撚り線、及び／又は撚り線の組合わせから形成される１つ又は複数の長さ方向要素を有しており、一方の長さ方向要素が一方のロープ端に接続され、該長さ方向要素は、他方のロープ端に接続された撓み要素の周りを案内される。帯材、棒材、線材、ロープ又は撚り線の他端は自由端であり、撓み角は、好ましくは９０〜２２５度の間である。中間部材に負荷が作用した時、その撓み角を実質的に維持する手段が備えられる。

引張荷重の増大により、長さ方向要素が撓み要素（例えば１つ又は複数の撓みボルト）を一方に引張り、例えば落石又は落雪によってロープ上に働く衝撃荷重が、撓みと摩擦とにより緩和され、そこに含まれる運動エネルギーが吸収される。この衝撃吸収特性は、所望の方法で調整が出来、例えば帯材の数、厚み、又は幅の変更、これら長さ方向要素の形態、材料特性（例えば強度、降伏強度、弾性係数）、又は棒材、線材又は撚り線の長さ全体に渡って、数、又は厚みの変更により調整することが出来る。

しかし、これらに対応する他の装置にすることも可能であり、多数の同様な撓み作用により、長さ方向要素を繰返し撓ませることができるようにして、エネルギー吸収作用を強化することができる。

以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図面は以下の通りである。
本発明による、引張りに曝されるロープのための過剰荷重衝撃吸収装置の第１実施形態の側面図である。 図１の装置の平面図である。 本発明による、引張りに曝されるロープのための過剰荷重衝撃吸収装置の第２実施形態の側面図である。 図３の装置の平面図である。

図１及び図２に、ロープ構造の過剰荷重衝撃吸収装置、例えば、特に落石、地滑り及び雪止め用の柵のような自然の脅威に備えた装置に使用される中間部材１が示されており、この中間部材は、例えば、落石又は落雪による、増大する引張荷重に曝されるロープの衝撃荷重を緩和し、かつ運動エネルギーを弱めることができるように、引張力に曝されるロープに組合わされ、これによりロープ強度を十分に利用可能としている。ロープ構造、特に落石、地滑り及び雪止め用の柵に用いられるロープ構造が、本発明の請求項１の前文に示される。質量に起因する運動エネルギーが動的な減速作用により吸収されるようにするシステム並びに装置といった、更に他分野への応用が可能である。

中間部材１は、連結金具３を備えた第１接続部材２を有し、該連結金具３には、図示されないロープが、その引張り取付要素を介して又はロープ端において取り付けられる。他方の引張り取付け要素又はロープ端は、第２接続部材４の連結金具５に連結される。接続要素として、連結金具の代わりに他の接続部材を利用することもできる。

本発明による図１及び図２に示される実施形態において、中間部材１は、長さ方向要素としての互いに重合わされた２つの帯材又は平らな棒材７、８を有し、該長さ方向要素はその端部７ａ、８ａと第１接続部材２とが、連結金具３を固定するねじ付ボルト９によって取付けられる。第２接続部材４は、２つの板材１１、１２を有し、これらの板材は、ねじ１３、１４により、前記帯材幅に相当する距離だけ互いに離した状態で結合される。一方のねじ１３は、連結金具５とねじ付きボルト１５に割当てられ、もう一方のねじ１４は、撓みボルト１０を構成し、その周りを帯材７，８が案内される。ねじ結合に代えて、それに対応する溶接結合も利用可能である。撓み角は、好ましくは少なくとも１８０度である。

第１接続部材２に一端部７ａ、８ａが固定された帯材７、８は、その他端部７ｂ、８ｂは自由端である。この端部領域で、帯材７，８は、互いにねじ１６結合され、また帯材７、８は、第１接続部材２の始端領域において、ねじ１７で結合する。

更に、第２接続部材４は、撓んだ帯材７，８用の撓みボルト１０に対して平行な２つの案内ボルト２１、２２を備え、かつこれらの案内ボルトは、自由端７ｂ、８ｂの方、つまり第１接続部材２の方向に位置をずらして配置され、外側の帯材８が支えられ、中間部材１に荷重がかかった時に、撓み角を維持するのを確実にする。自由端７ｂ、８ｂをその位置に固定するためには、とりわけ案内ボルト２１が重要であるが、２つの案内ボルト２１、２２があることがより望ましい。

帯材７，８は、好ましくは、未加工の鋼、耐候性鋼（コルテン）、鍍金鋼又はステンレス鋼から製造されるが、非鉄鋼、好ましくは亜鉛、銅又は銅合金から製造してもよい。

一方、腐食保護策がまた、適切な塗布処理（２重塗布又は粉末塗布）又は他の表面処理により実施されてもよい。

更に、表面処理法が、エンボス加工、粗面化加工、潤滑等として長さ方向要素及び／又は撓みボルトに施すことができ、実質的に装置中の付着及び滑り摩擦作用を変化させ、これによって減速特性が特定の特性に適するようにすることができる。

同様に、非金属材料から製造される実施形態、例えば、変形した時にエネルギー吸収する特殊な合成物、又はこれらの材料の組合せにより製造される実施形態とすることも可能である。

引張荷重の増大によって、連結金具３を通って一方のロープ端部に接続された帯材７、８は、撓みボルト１０を片側に引張る。帯材７、９の変形と摩擦により、ロープに作用した衝撃荷重は緩和され、例えば落石衝撃に含まれる運動エネルギーが吸収される。

単一の長さ方向要素のみを用いることが可能であるが、２又はそれ以上の長さ方向要素を互いに重ね合わせて使用することにより、その効果を著しく増大することができる。

本発明に基づく、少なくとも１つの帯材を含む中間部材１では、例えば帯材長さに渡り、その数、厚み又は幅を変更することにより、衝撃吸収特性を最適化することができる。

例えば、帯材厚みを帯材の自由端に向かう所定長さで連続的に増加させること、及び／又は帯材厚みの選択により、衝撃緩和工程の緩やかな開始手段を設けることができる。

同じ目的のために、１つ又は複数の帯材には、撓みボルト１０直径よりも大径の初期湾曲となるように事前に湾曲を形成することも可能である。

また、事前の熱処理により、１つ又は複数の帯材の始端領域における強度を弱めることも可能である。

単一又は複数の帯材に代わりに、互いに隣り合うように配置される個々の、又は多数の長さ方向要素を変形要素として利用してもよい（材料は、これまでに述べた帯材と同一の材料が利用できる）。

図３及び図４では、更に別の実施形態である中間部材１’が示されており、該中間部材１’は、ロープを挿入する為の、長さ方向要素として設けられた線材２０（又は棒材又は撚り線）が一端２０ａに接続される第１接続部材２’と、撓みボルト１０’を備えた第２接続部材４’とを有する。これらの接続部材２’、４’はそれぞれ両側に、ロープ端部を取付ける連結金具３’、５’を有する。線材２０の自由端２０ｂは、撓みボルト１０’の周りを約１８０度の撓み角で順に案内され、終端止め具１９で結合される（図１及び図２の実施形態のように止め具を設けても、又は止め具をねじ１６により形成してもよい）。

撓みボルト１０’は、第２接続部材４’のフォーク形状部２４に割当てられたねじ２５により形成される。また、該フォーク形状部２４には、好ましくは撓みボルト１０’に平行な２つの案内ボルト２１’、２２’が備えられ、これらの撓みボルト１０に対する位置関係と案内ボルト２１、２２の機能は、図１及び図２のものと対応しており、平行に伸びる線材２０に外側から接触する。フォーク形状部２４は、連結金具５’のねじ付ボルト２６によって保持される。

中間部材１’の第１接続部材２’には、２つの追加の連結金具２７、２８が備えられ、これらの連結金具は、一方のロープ端部に取り付けられる連結金具３’を、線材端部２０ａの取付け部分に接続する。

本発明による、特に落石、地滑り及び雪止め用の柵に用いられる、ロープ構造用の過剰荷重によるこの態様の衝撃吸収装置では、線材、又は棒材又は撚り線の数、或いは太さを変更することにより衝撃吸収特性を最適化することができる。１又は複数の帯材を使用した場合と同様に、この態様においても緩やかな衝撃緩和工程を実施することができる。

言うまでもなく、接続部材の構造設計については、ここに示された実施形態から変更することが可能であり、撓みボルト１０又は１０’に代えて、他の撓み要素を使用することもできる。さらに、中間部材に荷重が作用した際に撓み角を維持するために、案内ボルト２１、２２及び２１’、２２’に代えて、他の手段を用いてもよい。２つの撓み要素以上についての長さ方向要素の撓み態様も想定でき、これにより１又は複数の長さ方向要素が、多回数の曲げが可能となり、より大エネルギーの吸収が可能となる。

これらの撓み要素は、軸受形状としたり、又は回転可能にすることもでき、これらにより同様に、装置の付着及び／又は滑り摩擦作用を実質的に変更でき、減速特性を特定の特性に調整することが可能になる。回転可能な撓み要素により、所望の表面摩擦低減を達成することができる。同様にこの特性は、長さ方向要素及び撓み要素の特別な表面設計によって変えることができる。この目的のために、例えば、滑り摩擦を低減させる表面に潤滑剤を塗布することが好ましい。

中間部材とロープ端部との間のねじ接続に代えて、例えば、溶接構造又は相互圧縮のような他の接続方法が用いられてもよい。

衝撃緩和特性の最適化は、材料の特性、例えば、強度、材料流れ限界、弾性係数によって実施することができる。

１、１’ 中間部材； ２、２’ 第１接続部材； ３、３’ 連結金具；
４、４’ 第２接続部材； ５、５’ 連結金具； ７、８ 帯材（長さ方向要素）；
１０、１０’撓みボルト； １１、１２ 板材； ２０ 線材（長さ方向要素）；
２１、２２ 案内ボルト； ２４ フォーク形状部； ２７、２８ 追加の連結金具。

Claims (11)

1. 柵に用いられるロープ構造の過剰荷重による衝撃吸収装置であって、引張力によって変形が可能な少なくとも１つの中間部材（１、１’）を有し、該中間部材が引張力に曝されるロープに組み込まれて構成されており、
   前記中間部材（１、１’）が、それぞれ帯材、棒材、線材、ロープ及び／又は撚り線の形態とすることができる１つ又は複数の長さ方向要素（７、８、２０）を含み、該少なくとも１つの長さ方向要素（７、８、２０）は、その一端（７ａ、８ａ、２０ａ）がロープの一端部に接続され、他端が、ロープの他端部に接続された撓み要素（１０、１０’）の周りを案内され、
   前記中間部材（１、１’）に負荷が作用したときの、前記１つ又は複数の長さ方向要素に形成される撓み角を実質的に維持する手段が設けられる
   ことを特徴とする装置。
2. 請求項１による装置であって、前記１つ又は複数の長さ方向要素の一端部（７ｂ、８ｂ、２０ｂ）が自由端であり、撓み角が９０〜２２５度の間であることを特徴とする装置。
3. 請求項１による装置であって、前記長さ方向要素（７、８、２０）が、鋼、好ましくは、耐候性鋼（コルテン）、鍍金鋼又はステンレス鋼、及び／又は非鉄鋼、好ましくは亜鉛、銅又は銅合金から製造されることを特徴とする装置。
4. 請求項１から３までのいずれか１つによる装置であって、前記長さ方向要素（７、８、２０）の一端部（７ａ、８ａ、２０ａ）は、ロープ端部接続用の連結金具（３、３’）を備える第１接続部材（２、２’）内にそれぞれ取付けられることを特徴とする装置。
5. 請求項４による装置であって、前記撓み要素が第２接続部材（４．４’）内に取付けられた撓みボルト（１０、１０’）により形成され、前記第２接続部材（４．４’）がロープの他端部と接続された連結金具（５、５’）を備えることを特徴とする装置。
6. 請求項５による装置であって、前記中間部材（１、１’）に負荷が作用したときの撓み角度を維持する前記手段が、撓みボルト（１０、１０’）に平行で、かつ、該撓みボルトから前記長さ方向要素（７、８、２０）の自由端部（７ｂ、８ｂ、２０ｂ）の方向に離れた少なくとも１つの案内ボルト（２１、２２、２１’、２２’）により形成され、前記１つ又は複数の案内ボルト（２１、２２、２１’、２２’）は、撓みボルト（１０、１０’）の周りで撓まされる前記長さ方向要素（７、８、２０）の外側に接触することを特徴とする装置。
7. 請求項１から６までのいずれか１つによる装置であって、終端止め具（１６、１９）が前記長さ方向要素（７、８、２０）の自由端部（７ｂ、８ｂ、２０ｂ）に備えられていることを特徴とする装置。
8. 請求項１から７までのいずれか１つによる装置であって、前記中間部材（１）が、少なくとも１つの帯材（７、８）を含み、該帯材の厚み及び／又は幅がその自由端部（７ｂ、８ｂ）に向かって所定長さに渡って連続的に増加することを特徴とする装置。
9. 請求項１から８までのいずれか１つによる装置であって、前記中間部材（１）が、少なくとも２つの帯材（７、８）を含み、該帯材は互いに重なり合い、かつ撓み要素（１０）周りを案内されることを特徴とする装置。
10. 請求項１から７までのいずれか１つによる装置であって、前記中間部材（１’）が、多数の長さ方向要素（２０）を含み、該長さ方向要素が隣り合って伸びて撓み要素（１０）の周りを案内されることを特徴とする装置。
11. 請求項９又は１０による装置であって、衝撃吸収特性が前記長さ方向要素、即ち、帯材、棒材、線材、ロープ又は撚り線又は撚り線の組合せであり、その長さに渡り、その数、形状又は厚みにより変更されることを特徴とする装置。

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