JP3368375B2 - 衝撃吸収用柱体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は山岳地における落石
や雪崩等の大型落下物の保有する運動エネルギーを減衰
する衝撃吸収用柱体に関する。

【０００２】

【従来の技術】落石や雪崩の保有する巨大落下物の運動
エネルギーを吸収する技術として、斜面に構築したコン
クリート製の大型擁壁の自重と強度で以て受け止める方
法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の巨大落
下物の運動エネルギー減衰技術には次のような課題があ
る。

【０００４】〈イ〉 大型擁壁のエネルギー減衰作用に
ついて考察すると、受撃時に減衰作用をするのは大型擁
壁の一部だけであって、擁壁の全体強度が作用するもの
ではない。そのため、減衰効率が極めて低いものであ
る。

【０００５】〈ロ〉 落石や雪崩の発生が予想される現
場は山岳地帯や断崖等である場合が多く、また大型擁壁
の支持地盤が軟弱である場合が多い。このような現場に
大型擁壁を構築するには、建設機材搬入用の道路を建設
したり、現場においては擁壁基礎部の掘削工や基礎杭
工、型枠工等の多くの工程を経る必要があり、大型擁壁
の構築に多大の工期と工費の負担を強いられる。

【０００６】〈ハ〉 山岳地帯や断崖で施工する場合、
重機の操作を誤ると重機の転倒、転落事故に繋がり易
い。また作業者も平地での作業と比べて危険負担が大き
い。

【０００７】〈ニ〉 また大型擁壁の衝撃を緩和するた
め、擁壁前面に砂層を形成することも提案されている。
砂層は衝撃の緩和に役立つものの、受撃範囲の砂層のみ
が作用するだけで、受撃していない範囲は減衰作用を期
待できない。そのため砂層の層厚を相当大きく設計する
必要があるだけでなく、砂層を介しても衝撃が大型擁壁
の一部に集中して作用することは避けられない。

【０００８】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、現場の製作性に優れ、エ
ネルギー減衰効率の高い衝撃吸収用柱体を提供すること
にある。

【０００９】請求項１に係る発明は、衝撃を吸収する衝
撃吸収用柱体を、落下物の落下の衝撃を直接吸収する受
撃体と、受撃体の受けた衝撃を、地上に固定した抵抗体
に伝達する伝達体とによって構成し、受撃体と伝達体と
は、袋体と、その内部に投入した衝撃吸収材とによって
構成し、受撃体の袋体の伸び率を、伝達体の袋体の伸び
率よりも大きく構成したことを特徴とする、衝撃吸収用
柱体である。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１におい
て、受撃体または伝達体を、筒状の袋体と、その内部に
投入した衝撃吸収材とによって構成し、袋体の内部には
シート状の仕切材を配置し、この仕切材は、その周縁を
袋体に固着せずに内部を区画するように配置した、衝撃
吸収用柱体である。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１におい
て、受撃体または伝達体を、直列に並べた複数の短柱
と、複数の短柱を一体に被覆するシート状、または袋状
の外装材とによって構成し、前記短柱は、筒状の袋体
と、その内部に投入した衝撃吸収材とによって構成し
た、衝撃吸収用柱体である。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態１】以下図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【００１７】〈イ〉衝撃吸収用柱体の適用例 図１に衝撃吸収用柱体１を衝撃吸収用の堤体Ａに適用し
た一例を示す。この堤体Ａは斜面２の途中又は裾部に構
築した盛土製の抵抗体３と、抵抗体３の山側に縦横方向
に交差して配列した複数の衝撃吸収用柱体１群とにより
構成される。

【００１８】本例では説明の便宜上、抵抗体３の最前列
に縦置して並設した衝撃吸収用柱体１を受撃体４とし、
受撃体４の背面側で抵抗体３の山側に横置きして積み上
げた衝撃吸収用柱体１を伝達体５として区別して説明す
る。以下各部について詳述する。

【００１９】〈ロ〉受撃体 受撃体４は変形力で以って落下運動エネルギーの減衰を
図る衝撃吸収用柱体１で、筒状の袋体４１と、袋体４１
に封入する衝撃吸収材４２とにより構成される。

【００２０】袋体４１は伸縮性と高い引張強度を併有す
る素材を細長の一重又は多重構造の筒体に形成されてい
る。ここでいう伸縮性とは、一定範囲だけ伸びるがそれ
以降は伸びないという性質を意味し、ストレッチマット
（前田工繊株式会社製）が好適である。その他の素材例
としては、ジオテキスタイルやアラミド繊維、或いは鋼
線等の高強度素線を用いて伸縮性を有するように編成し
た素材を使用することもできる。

【００２１】袋体４１の伸び率が伝達体５と比べて相対
的に大きく設定してある。袋体４１の伸び率を大きく設
定したのは、受撃体４の変形性を高めて落下運動エネル
ギーの減衰効果を促進させるためである。袋体４１の伸
び率（伸び前の長さに対する極限伸び量を百分率化した
値）は、１００％乃至２００％程度が好適である。これ
は各種の実験から求めたもので、伸び率が１００％より
小さいと衝撃吸収材４２の良好な変形性が阻害され、ま
た２００％より大きいと衝撃吸収材４２の変形を許容し
過ぎて袋体４１が破損し易くなるといった不都合があ
る。

【００２２】落石等のエネルギーを変形しながら吸収す
る衝撃吸収材４２の選択に当たっては、変形強度を有
すること、大きな衝撃を受けて締め固まらないこと、
封入作業性が良好であること、受撃時に容易に弾き
飛ばされないだけの重量を有すること等の諸条件を満た
すことが肝要である。

【００２３】衝撃吸収材４２としては、上記諸条件を満
たす例えば砂、砕石、現地発生土、粘土、或いはゲル化
した膨潤体、発泡ポリウレタンフォームの発泡材等、或
いはこれらを任意に選択して混在させたものを使用でき
る。運動エネルギーの変形吸収性能を高めるためには、
衝撃吸収材４２に均一粒度の砕石等の骨材を用いる事が
望ましい。

【００２４】〈ハ〉伝達体 伝達体５は受撃体４を経由した運動エネルギーを分散し
て抵抗体３へ伝達することを主たる作用とする衝撃吸収
用柱体１で、複数の短柱５１と、直線状に並べた複数の
短柱５１を一体化を目的として包み込むシート状または
筒状の外装材５２とにより構成される。

【００２５】短柱５１は筒状の袋体５３と、袋体５３に
封入した衝撃吸収材５４とにより構成される。袋体５３
は受撃体４の袋体４１と比べて伸縮性が相対的に小さく
設定してあり、例えば１０％乃至５％程度が望ましい。

【００２６】また外装材５２は袋体５３と同等の伸び率
の素材で形成しても良いが、外装材５２が伸縮性を具備
することを必須要件とするものではない。

【００２７】また衝撃吸収材５４は、受撃体４の如く均
一粒度の良質のものを用いても良いが、現地発生土等の
低品質のもので十分である。

【００２８】次に図２〜図４を基に伝達体４の製造方法
について説明する。図２に示すように上口のみを開口し
た袋体５３内に衝撃吸収材５４を投入し、上口をロープ
材やクリップ等閉鎖して短柱５１を製作する。このよう
にして作成した複数の短柱５１を、細長シート状の外装
材５２に直列に並べる。

【００２９】図３に示す如く外装材５２を複数の短柱５
１に巻き付け、外装材５２の長辺側の端部を図４に示す
ロープ材５５等で縫い合わせて袋状にする。外装材５２
の短辺側もロープ材やクリップ類を用いて閉鎖し、伝達
体４の製作を完了する。

【００３０】以上は外装材５２がシート状の場合である
が、外装材５２が袋状である場合は一方の開口から順次
短柱５１を直列に入れていき、最後に開口を閉鎖すれば
良い。

【００３１】伝達体５は衝撃規模にもよるが、直径が５
０ｃｍ以上で、全長が１０ｍ前後に及ぶ重量物である。
袋体の強度や取扱性を考慮すると、製作可能な伝達体５
の大きさに限界を受けるが、本例のように伝達体４を複
数の短柱５１に分割して製作することで、全長の制限の
問題は回避できる。さらにまた外装材５２が複数の短柱
５１を一体化する機能だけでなく、袋体５３と積層構造
を呈することで袋体５３及び衝撃吸収材５４の防護機能
も併有する。

【００３２】〈ニ〉抵抗体 抵抗体３は最終的に落下運動エネルギーを支持する構造
体で、ジオグリッドやジオテキスタイル等の補強材３１
を階層的に埋設した盛土堤体で構成される。

【００３３】

【作用】つぎに運動エネルギーの吸収メカニズムについ
て説明する。

【００３４】〈イ〉受撃体による衝撃吸収のメカニズム 図１において、堤体Ａの最前列の受撃体４に落石等の衝
撃が作用する。受撃体４を構成する袋体４１は大きな伸
縮性を有することから、衝撃の作用初期は均一粒度の衝
撃吸収材４２が変形することで、受撃範囲を中心として
運動エネルギーが効果的に減衰される。

【００３５】袋体４１の伸びが限界に達すると、高強度
の袋体４１が衝撃吸収材４２の自由な移動を拘束する。
その結果、衝撃による変形力が袋体４１に封入された衝
撃吸収材４２の全体に分散され、その後、受撃体４の背
後に位置する伝達体５へ伝達される。

【００３６】伝達体５は受撃体４に対して交差してい
る。そのため、運動エネルギーは受撃体４との交差部を
経由して伝達体５へ伝えられる。

【００３７】伝達体５も僅かながら伸縮性を有するか
ら、衝撃吸収材５４の変形が許容される範囲で運動エネ
ルギーが減衰される。

【００３８】伝達体５を構成する外装材５２及び袋体５
３の伸びが限界に達すると、外装材５２及び袋体５３の
強度により衝撃吸収材５４の変形が拘束される。その結
果、衝撃による変形力が衝撃吸収材５４の全体に分散し
て伝わる。伝達体５に分散した衝撃は最終的に伝達体５
と広範囲に接する抵抗体３で支持される。すなわち、衝
撃は伝達体５群を経由することで受撃体４の受撃範囲を
超えて広範囲に分散される。そのため抵抗体３が受ける
単位面積当たりの衝撃荷重が軽減される。

【００３９】抵抗体３が衝撃吸収性を有する盛土柱体で
ある場合は、盛土柱体に減衰作用を期待できるから、よ
り大きな運動エネルギーを減衰して受け止めることが可
能となる。

【００４０】また堤体Ａを補修するときは、破損した受
撃体４や伝達体５を部分的に撤去して新しいものと交換
するだけの簡単な対応で済む。

【００４１】

【発明の実施の形態２】以降に他の実施の形態について
説明するが、その説明に際し、前記した実施の形態１と
同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略
する。

【００４２】図５，６は他の衝撃吸収用柱体１を示すも
ので、袋体４１内に衝撃吸収材４２を複数回に分けて投
入する際、袋体４１に内接可能な仕切材４３を介在させ
て衝撃吸収用柱体１である受撃体４を構成する他の形態
を示す。仕切材４３はジオテキスタイル等の高強度の可
撓性シート等で構成され、袋体４１内の衝撃吸収材４２
を区画するように配置される。仕切材４３は単に衝撃吸
収材４３を区画するだけでその周縁を袋体４１に固着す
る必要はない。

【００４３】本実施の形態にあっては、図６に示すよう
に仕切材４３が受撃時に衝撃吸収材４２に作用する衝撃
（土圧）を分散すると共に、袋体４１の一部の破損時に
すべての衝撃吸収材４２が流出するのを阻止するために
機能する。

【００４４】またこの仕切材４３を介在させる構造は受
撃体４だけでに限定されるものではなく、伝達体５を構
成する各短柱５１に適用できることは勿論である。

【００４５】

【発明の実施の形態３】前記した実施の形態１では、受
撃体４を一本ものの袋体で構成し、伝達体５を複数の短
柱５１と外装材５２で構成する場合について説明した
が、この組み合わせを入れ替えて、受撃体を複数の短柱
と外装材で構成し、伝達体を一本ものの袋体に衝撃吸収
材を投入したもので構成するようにしてもよい。

【００４６】或いは、衝撃吸収用柱体１を交差して配置
する場合、既述した受撃体４又は伝達体５の何れか一方
だけを用いても良い。

【００４７】

【発明の効果】本発明は次の効果を得ることができる。

【００４８】＜イ＞ 伸縮性を有する袋体内に衝撃吸収
材を封入することで、受撃時に衝撃吸収材の閉経を許容
して衝撃の高い減衰効果を期待できると共に、袋体の伸
びが限界に達したときは袋体り高強度により衝撃吸収材
の変形を拘束して衝撃吸収材全体に変形力を効果的に分
散することができる。特に、衝撃吸収材に均一粒度の骨
材を用いると減衰性がさらに向上する。

【００４９】＜ロ＞ 衝撃吸収用柱体を複数の短柱に分
けることで、全長の長い衝撃吸収用柱体を現場で容易に
製作できる。さらに短柱を一体化する外装材が衝撃や紫
外線からの防護材として機能するため、耐久性にも優れ
る。

【００５０】＜ハ＞ 衝撃吸収材内にシート状の仕切材
を介在させることで、衝撃吸収材に作用する衝撃を分散
できると共に、袋体の一部が破損したときも衝撃吸収材
の自由な流出を規制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る衝撃吸収用柱体を用いた衝撃吸
収用堤体の斜視図

【図２】 衝撃吸収用柱体である伝達体の説明図

【図３】 伝達体の縦断面図

【図４】 外装材の固定手段の一例の説明図

【図５】 仕切材を介在させた他の衝撃吸収用柱体の製
造方法の説明図

【図６】 図５の衝撃吸収用柱体の作用の説明図

【符号の説明】

Ａ 衝撃吸収用堤体 １ 衝撃吸収用柱体 ２ 斜面 ３ 抵抗体 ４ 衝撃吸収用柱体である受撃体 ４１ 袋体 ４２ 衝撃吸収材 ５ 伝達体 ５１ 短柱 ５２ 外装材 ５３ 袋体 ５４ 衝撃吸収材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 博 富山県小矢部市水島561番地 (72)発明者 野村 利充 新潟県新潟市五十嵐２の町9143−48 (56)参考文献 特開 平９−221720（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−74214（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−64272（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E01F 7/00 - 7/04 E02D 17/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】衝撃を吸収する衝撃吸収用柱体を、 落下物の落下の衝撃を直接吸収する受撃体と、 受撃体の受けた衝撃を、地上に固定した抵抗体に伝達す
   る伝達体とによって構成し、 受撃体と伝達体とは、 袋体と、その内部に投入した衝撃吸収材とによって構成
   し、 受撃体の袋体の伸び率を、伝達体の袋体の伸び率よりも
   大きく構成した、 衝撃吸収用柱体。
2. 【請求項２】 請求項１において、受撃体または伝達
   体を、筒状の袋体と、その内部に投入した衝撃吸収材と
   によって構成し、袋体の内部にはシート状の仕切材を配
   置し、この仕切材は、その周縁を袋体に固着せずに内部
   を区画するように配置した、衝撃吸収用柱体。
3. 【請求項３】 請求項１において、受撃体または伝達
   体を、直列に並べた複数の短柱と、複数の短柱を一体に
   被覆するシート状、または袋状の外装材とによって構成
   し、前記短柱は、筒状の袋体と、その内部に投入した衝
   撃吸収材とによって構成した、衝撃吸収用柱体。