JP4223492B2 - エネルギー吸収ネット - Google Patents

Description

本発明は、主として、道路や鉄道線路沿いに形成されている崖や土手などの土砂崩れなどを防止するためのエネルギー吸収ネットに関する。
より詳しくは、地震や大雨等の影響により土砂崩れが発生した場合、網目（すなわちネット目）を構成する紐体が一挙に破断してしまうことがない安全性の高いエネルギー吸収ネットに関する。

従来、補強用ネットとして、崖や土手などの斜面にワイヤを吊り下げ、金網を張設したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、金網でなく、紐体（ロープ）を網目状に張り巡らしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
このロープの材質としては、金属の他、合成繊維紐体が用いられている。

特開昭６１−１０９８０６号公報 特開２００４−１２４６８９号公報

しかしながら、地震等があった場合に、発生する圧力に耐えきれず崖や土手等の斜面が全面に迫り出し土砂崩れが発生する原因となる。
その場合、金網やロープ網には土砂荷重による負荷を負うことで大きな張力が発生し伸長する。
それが一定の限度を越えて破断伸度に達すると、その時点で金網やロープ網が耐えきれずに破断する。
その場合、金網やロープ網は破断伸度を越えると、突然、一挙に破断することとなる。
金網や紐体が破断すると、瞬時に土砂崩れが発生し、例えば、道路上の人や車が逃げる余裕もなく被害を被る。
金網やロープ網の破断が瞬時的ではなく段階的に起き時間的に余裕があるならば、このような問題は解決できよう。

本発明は、かかる背景技術をもとになされたもので、上記の背景技術の問題点を克服するためになされたものである。
すなわち、本発明は、法面等の土砂崩れを防止するために使用するエネルギー吸収ネットにおいて、ネット目を形成している紐体がエネルギー吸収ネット全体で一挙に破断するのを防止することができることを目的とする。

かくして、本発明者は、このような課題背景に対して鋭意研究を重ねた結果、破断伸度の異なる複数種類の紐体を用いてネット目を形成することで、全部の破断に一定時間が生じることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は、（１）、土砂崩れを防止するためのネット目を有するエネルギー吸収ネットであって、ネット目は材質の異なる複数種類の紐体で形成され、各紐体は破断伸度が相互に異なるものであり、破断伸度が大きい紐体により形成されたネット目の内側に、該紐体より破断伸度が小さい紐体により形成されたネット目が存在し、該ネット目が破断伸度が大きい紐体により形成されたネット目より小さいエネルギー吸収ネットに存する。

また、本発明は、（２）、前記ネット目は、紐体の結束により形成されている上記（１）記載のエネルギー吸収ネットに存する。

また、本発明は、（３）、前記ネット目は、紐体の編込みにより形成されている上記（１）記載のエネルギー吸収ネットに存する。

また、本発明は、（４）、前記破断伸度が相互に異なる各紐体の材質は、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、又はポリエステル樹脂の中から選択された２つ以上の組み合わせで上記（１）記載のエネルギー吸収ネットに存する。

なお、本発明の目的に沿ったものであれば、上記（１）から（４）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明によれば、ネット目が材質の異なる複数種類の紐体で形成され、各紐体は破断伸度が相互に異なるものであるので、法面等の崩壊による土砂崩れによってエネルギー吸収ネット全体に圧力が加わった場合、破断伸度の小さい紐体から先に破断する。
地震等の発生により法面が前方に迫り出してもエネルギー吸収ネット全体が一挙に破断してしまうことがなく（すなわち伸びに応じた破断が行われる）、段階的に時間的な余裕をもって破断するため大きなエネルギーを吸収しながら破断することとなり土砂崩れの突然の発生を確実に防止することができる。

そして、地震等の発生後に紐体の破損を確認することで、前もって手直し又は交換すべきエネルギー吸収ネットを簡単に見つけることができる。
また、破断伸度が大きい紐体により形成されたネット目の内側に、該紐体より破断伸度が小さい紐体により形成されたネット目が存在していることにより、内側のネット目を形成する紐体が先に切断し、その後、外側のネット目を形成する紐体が切断し、段階的な破断が発生する。
その間に法面等の崩壊による大きなエネルギーを吸収することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
本発明のエネルギー吸収ネットは、例えば、道路沿いの崖や土手等の法面（斜面）の保護、更には、土砂崩れ防止網、落石柵、ガードレール等の防御部材等に広く敷設使用される。

図１は、その敷設状態の例である土砂崩れ防止網を模式的に示す図である。
図１（Ａ）では、この法面の手前に立設されたエネルギー吸収ネット１は、例えばポール等の固定具２によって張設固定され（必要に応じて紐体３によって引っ張って杭４で固定する）、法面の一部の崩壊による土砂崩れを阻止している。
図１（Ｂ）では、道路際に立設されたエネルギー吸収ネット１は、コンクリート基礎に立てられたポール等の固定具２によって張設固定され、同様に土砂崩れを阻止している。

図２は、法面Ｇに敷設されたエネルギー吸収ネット１において、例えば法面が地震により迫り出し、エネルギー吸収ネット全体に圧力が加わって、紐体が伸び最終的に切断するまでの経過を模式的に示した原理図である。
図２（ａ）は、法面Ｇの手前にエネルギー吸収ネット１が敷設された状態を示す。
この場合、法面Ｇは安定した状態となっている。
図２（ｂ）は、法面Ｇの土砂Ｊ等が迫り出した状態を示している。
この場合、例えば、地震等が発生してネットに圧力が加わろうとする。
図２（ｃ）は、図２（ｂ）の状態から更に法面Ｇの土砂Ｊ等が迫り出した状態を示す。
この状態では、ネット目を形成する紐体に大きく引張り力が作用する。

図２（ｄ）は、図２（ｃ）の状態から、更に一段と法面Ｇの土砂Ｊ等が迫り出した状態を示す。
この場合、引張り力が作用して、先ず、ネット目を形成している紐体のうち破断伸度の小さい紐体が破断伸度に達して切断する（「×」は切断を示す）。
しかし、破断伸度の大きい紐体は破断伸度に達していないために切断せずに残っている。
図２（ｅ）は、図２（ｄ）の状態から、更に一段と法面Ｇの土砂Ｊ等が迫り出した状態を示す。
ネット目を形成している紐体の未だ切断しないで残っている紐体のうち、破断伸度に達した紐体が切断する。
更にまた、切断しないで残っている紐体のうち破断伸度に達した紐体が切断する（図示省略）。
以上の繰り返しを順次行って、段階的にエネルギー吸収ネットが破断していくのである。
図２（ｆ）は、最終的に切断しないで残っている最後の紐体が切断した状態を示す。
この時点で、エネルギー吸収ネットが全体的に破断することとなる。

図３は、本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ネット１を模式的に示す説明図である。
このエネルギー吸収ネットは大きさの異なるネット目を有しており、この各ネット目は材質の異なる複数種類の紐体で形成されている。（なお、便宜的に紐体の種類を線の太さで表している）。
本発明においてネット目を形成する紐体とは、ネット目を主として区画している紐体をいう。

正方形のネット目が３段階の大きさで形成されている。
第１紐体１１により第１ネット目Ｎが形成されており、その第１紐体１１より破断伸度が大きい第２紐体１２によって、第１ネット目の外側に更に拡大された第２ネット目（４個のＮを含む目）が形成されている。
換言すれば、破断伸度が大きい第２紐体１２により形成された第２ネット目の内側に、該紐体より破断伸度が小さい第１紐体１１により形成された第１ネット目が存在していることとなる。
更に第２紐体１２より破断伸度が大きい第３紐体１３によって外側に更に拡大された第３ネット目（１６個のＮを含む目）が形成されている。
上述したネット目の形成方法には、種々の方法があるので、次にそれを例示する。

図４は、ネット目の形成方法の一つを模式的に示す。
第１ネット目Ｎは、第２ネット目（４個のＮを含む目）を縦横方向に第１紐体１１で連結することで形成され、第２ネット目は、第３ネット目（１６個のＮを含む目）を縦横方向に第２紐体１２で連結することで形成される。
なお、便宜的に紐体の太さは紐体の種類を示すものである。
この場合、連結とは、編込みにより一体化して連結する場合や、結束により連結する場合等がある。
また紐体の材質としては、例えば、第１紐体１１はアラミド繊維糸、第２紐体１２はポリビニルアルコール繊維糸（ビニロン繊維糸）、第３紐体１３はポリエステル繊維糸が採用される。

図５は、ネット目の他の形成方法を模式的に示す。
各ネット目は、第１ネット目Ｎを形成する第１紐体１１、第２ネット目（４個のＮを含む目）を形成する第２紐体１２、及び第３ネット目（１６個のＮを含む目）を形成する第３紐体１３を、それぞれ正方形にして角部等を連結することで形成される（なお、便宜的に紐体の太さは紐体の種類を示す）。

図６は、正方形のネット目を有するエネルギー吸収ネット１に引張り力が加わった場合の切断原理を示す説明図である。

まず、エネルギー吸収ネット１に引張り力が加わり、ネットが均一に（ａ）→（ｂ）→（ｃ）と伸長していくと仮定すると、最初に、破断伸度が小さい第１紐体１１のみが切断されて第１ネット目が崩れることとなる（図ａ→図ｂ）。
しかし、第２紐体１２は第１紐体１１より破断伸度が大きいために、この状態では、まだ第２紐体１２は切断しないで、第２ネット目はそのままの状態で残っている。

更に紐体に引張り力が加わると、今度は破断伸度が第３紐体１３より小さい第２紐体１２が切断されて、第２ネット目が崩れることとなる（図ｂ→図ｃ）。
この状態では、まだ第３紐体１３は切断しないので、第３ネット目はそのままの状態で残っている。
更に更に引張り力が加わると、図示しないが、最後に第３紐体１３が切断されて第３ネット目が崩れることとなる。
この時点でエネルギー吸収ネット全体が破断することとなる。

以上のように、エネルギー吸収ネットは、破断伸度の小さい紐体から切断されていくこととなる。
すなわち、一番小さい第１ネット目（１個のネット目よりなる）を形成している第１紐体１１が切断され、次に中くらいの大きさの第２ネット目（４個のネット目よりなる）を形成している第２紐体１２が切断され、最後に一番大きい第３ネット目（１６個のネット目よりなる）を形成している第３紐体１３が切断されるのである。
このように段階的に紐体が切断されるために、補強ネット全体が切断されるには大きなエネルギーの吸収ができ時間的な余裕が生じる。

図７は、三角形のネット目を有するエネルギー吸収ネット１に引張り力が加わった場合の切断原理を示す説明図である。
この場合も、図７に示す四角形の目と同様な切断の態様となる。
まず、エネルギー吸収ネット１に引張り力が加わり、ネットが均一に伸長すると、最初に、破断伸度が小さい第１紐体１１が切断されて第１ネット目が崩れ（図ａ→図ｂ）、更に紐体に引張り力が加わると、今度は破断伸度が第３紐体１３より小さい第２紐体１２が切断されて第２ネット目が崩れ（図ｂ→図ｃ）、最後に第３紐体１３が切断されて第３ネット目が崩れることとなる。
さて次に、参考までに、破断伸度の異なった具体的な紐体の組み合わせの例を示す。

（２種類の破断伸度の紐体を使った場合）
第１紐体１１と第２紐体１２を使った補強ネット１の場合には、アラミド繊維糸ｐとそれより破断伸度の大きいビニロン繊維糸ｑとを組み合わせる。
ここで、第１紐体１１を構成するアラミド繊維糸ｐ：テクノーラＴ−２００（帝人株式会社製、１６７０ｄｔ、フィラメント数１０００、破断伸度約４％における破断応力３３０Ｎ）、

第２紐体１２を構成するビニロン繊維糸ｑ：ビニロンＨＭ１（ユニチカ株式会社製、２０００ｄｔ、フィラメント数２５０、破断伸度約６％における破断応力２０９Ｎ）、
を使う。
第１紐体１１は上記アラミド繊維糸１本で構成し、第２紐体１２は上記ビニロン繊維糸６本で構成する。
このようにすることで、破断伸度の異なる２種類の紐体からなる補強ネット１が得られる。

（３種類の破断伸度の紐体を使った場合）
第１紐体１１、第２紐体１２、及び第３紐体１３を使った補強ネット１の場合には、アラミド繊維糸ｐ（第１紐体）、該アラミド繊維糸ｐより破断伸度の大きいビニロン繊維糸ｑ（第２紐体）、該ビニロン繊維糸ｑより破断伸度の大きいポリエステル繊維糸ｒ（第３紐体）とを組み合わせる。
ここで、第１紐体１１を構成するアラミド繊維糸ｐ：テクノーラＴ−２００（帝人株式会社製、１６７０ｄｔ、フィラメント数１０００、破断伸度約４％における破断応力３３０Ｎ）、
第２紐体１２を構成するビニロン繊維糸ｑ：ビニロンＨＭ１（ユニチカ株式会社製、２０００ｄｔ、フィラメント数２５０、破断伸度約６％における破断応力２０９Ｎ）、
第３紐体１３を構成するポリエステル繊維糸ｒ：テトロンＰ９００ＭＰ（帝人株式会社製、１６７０ｄｔ、フィラメント数７５０、破断伸度約１２％における破断応力１３３Ｎ）、を使う。

第１紐体１１は上記アラミド繊維糸１本で構成し、第２紐体１２は上記ビニロン繊維糸５本で構成し、第３紐体１３は上記ポリエステル繊維糸５本で構成する。
このようにすることで、破断伸度の異なる３種類の紐体からなる補強ネット１が得られる。

参考までに、図８にアラミド繊維糸１本のＳ−Ｓ曲線、図９にビニロン繊維糸１本のＳ−Ｓ曲線、及び図１０にポリエステル繊維糸１本のＳ−Ｓ曲線を示しておく。
このように各紐体の材質は、好ましくは、アラミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂又はポリエステル樹脂の中から選択された２つ以上の組み合わせを使うことができる。
もっとも、上記の他の破断伸度が相互に異なる材料の組み合わせも可能なことはいうまでもない。

以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、他の種々の変形が可能であることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態では、２種類又は３種類の異なる紐体を有するエネルギー吸収ネットを示したが、４種類以上の破断伸度の異なる紐体を用いてネット目を形成することも当然可能である。

また上述した実施形態では、エネルギー吸収ネット１のネット目が正方形及び三角形である例について説明したが、長方形、亀甲形、多角形等の他の形状であっても良い。

本発明は、主として、道路や鉄道線路沿いに形成されている崖や土手などの土砂崩れなどに対応するためのエネルギー吸収ネットに関するものであるが、段階的に時間的な余裕をもって破断するという原理を利用する限り、建設・土木等に関する如何なる分野にも適用可能であり、その応用分野は広い。

図１は、その敷設状態の例である土砂崩れ防止網を模式的に示す図である。 図２は、法面に敷設されたエネルギー吸収ネットにおいて、エネルギー吸収ネット全体に圧力が加わって、紐体が伸びて切断するまでの状態を模式的に示す原理図であり、（ａ）は法面にエネルギー吸収ネットが敷設された状態、（ｂ）は法面の土砂等が迫り出した状態、（ｃ）は（ｂ）の状態から更に法面の土砂等が迫り出した状態、（ｄ）は、更に法面の土砂等が迫り出して紐体が切断した状態、（ｅ）は、更に法面の土砂等が迫り出して別の紐体が切断した状態、（ｆ）は、更に法面の土砂等が迫り出して最後の紐体が切断した状態をそれぞれ示す。 図３は、本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ネットを模式的に示す説明図である。 図４は、ネット目の形成方法の一つを模式的に示す。 図５は、ネット目の他の形成方法を模式的に示す。 図６は、正方形のネット目を有するエネルギー吸収ネットに引張り力が加わった場合の切断原理を示す説明図であり、（ａ）は切断前、（ｂ）は第１紐体が切断した状態、（ｃ）は第２紐体が切断した状態をそれぞれ示す。 図７は、三角形のネット目を有するエネルギー吸収ネットに引張り力が加わった場合の切断原理を示す説明図であり、（ａ）は切断前、（ｂ）は第１紐体が切断した状態、（ｃ）は第２紐体が切断した状態をそれぞれ示す。 図８は、アラミド繊維糸１本のＳ−Ｓ曲線を示す。 図９は、ビニロン繊維糸１本のＳ−Ｓ曲線を示す。 図１０は、ポリエステル繊維糸１本のＳ−Ｓ曲線を示す。

符号の説明

１ エネルギー吸収ネット
１１ 第１紐体
１２ 第２紐体
１３ 第３紐体
２ 固着具（ポール）
３ 紐体
４ 杭
ｐ アラミド繊維糸
ｑ ポリビニルアルコール繊維糸（ビニロン繊維糸）
ｒ ポリエステル繊維糸
Ｇ 法面
Ｊ 土砂
Ｎ ネット目（第１）

Claims (4)

1. 土砂崩れを防止するためのネット目を有するエネルギー吸収ネットであって、
   ネット目は材質の異なる複数種類の紐体で形成され、
   各紐体は破断伸度が相互に異なるものであり、
   破断伸度が大きい紐体により形成されたネット目の内側に、該紐体より破断伸度が小さい紐体により形成されたネット目が存在し、該ネット目が破断伸度が大きい紐体により形成されたネット目より小さいことを特徴とするエネルギー吸収ネット。
2. 前記ネット目は、紐体の結束により形成されていることを特徴とする、請求項１記載のエネルギー吸収ネット。
3. 前記ネット目は、紐体の編込みにより形成されていることを特徴とする、請求項１記載のエネルギー吸収ネット。
4. 前記破断伸度が相互に異なる各紐体の材質は、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、又はポリエステル樹脂の中から選択された２つ以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１記載のエネルギー吸収ネット。

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