JP6957266B2 - 緩衝装置、及びこの緩衝装置を備えた落石防護装置 - Google Patents

Description

本発明は、落石を捕捉する落石防護用装置に取り付けられる緩衝装置、及びこの緩衝装置を備えた落石防護装置に関する。

岩石、土砂、倒木等が路上或いは家屋へ落下することを防止するために、道路脇や山腹斜面等に設置され、落下途中の岩石等（以下、落石と称する）を捕捉する落石防護装置が知られている。また、落石防護装置には、落石を捕捉して、落石のエネルギーを吸収する緩衝装置が用いられている。

例えば、落石を捕捉する落石防止網を支えるロープ材に、引張ばね又は圧縮ばねが設けられ、落石を捕捉する際にロープ材に作用する張力をこれらのばねの伸び又は圧縮によって吸収することができる落石防護装置用の緩衝装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２００４−３３２２７８号公報 特開２００２−５４１０９号公報 特開２００９−２２２１３３号公報

従来の落石防護装置に取り付けられる緩衝装置は、引張ばね又は圧縮ばねを用いて複数の部品で構成されている。しかし、落石防護装置は、落石のエネルギーを十分に吸収するために緩衝装置を複数設置する必要がある。そのため、緩衝装置は、落石のエネルギーを十分に吸収すると共に、設置コストがかからない簡易な構造で構成されることが望まれる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、落石のエネルギーを吸収し、かつ、簡易な構造で構成される緩衝装置、及びこの緩衝装置を備えた落石防護装置を提供することを目的とする。

本発明に係る緩衝装置は、被支持部に固定される複数の支柱と、複数の支柱の間に架設された横柱と、横柱と被支持部との間において複数の支柱の間を覆い落石を捕捉する落石捕捉部と、横柱と被支持部との間に配置され落石捕捉部を支持するロープ状の第１支持部材と、複数の支柱の間に配置され落石捕捉部を支持するロープ状の第２支持部材とを有する落石防護装置に取り付けられる緩衝装置であって、被支持部に固定されるアンカー部材と、弾性方向において、アンカー部材側に配置される一方の端部がアンカー部材に直接固定され、アンカー部材と反対側に配置される他方の端部が第１支持部材の一端側と連結する弾性部材と、アンカー部材と、弾性部材とを固定する固定部材と、を備えるものである。

本発明に係る緩衝装置は、弾性方向において一方の端部がアンカー部材に固定され、他方の端部が第１支持部材の一端側と連結する弾性部材を有する。そのため、緩衝装置は、落石のエネルギーを吸収し、かつ、簡易な構造で構成することができる。

本発明の実施の形態１に係る緩衝装置が取り付けられた落石防護装置の概略図である。 本発明の実施の形態１に係る緩衝装置の正面図である。 本発明の実施の形態１に係る緩衝装置のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態１に係る緩衝装置の背面図である。 本発明の実施の形態１に係る緩衝装置の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る緩衝装置の底面図である。 図６のフランジ部から固定部材を外したＢ部拡大図である。 図６の弾性部材からアンカー部材を取り外した図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る緩衝装置１００が取り付けられた落石防護装置２００の概略図である。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。また、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など）を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置及び向きを限定するものではない。

［落石防護装置２００］
まず、本発明の実施の形態１に係る緩衝装置１００が取り付けられる落石防護装置２００について説明する。落石防護装置２００は、岩石、土砂、倒木等が路上或いは家屋へ落下することを防止するために、道路脇や山腹斜面等に設置され、落下途中の岩石等を捕捉する柵である。落石防護装置２００は、被支持部２１０に固定される複数の支柱２２０と、複数の支柱２２０の間に架設された横柱２３０とを有する。また、落石防護装置２００は、横柱２３０と被支持部２１０との間において複数の支柱２２０の間を覆い落石を捕捉する落石捕捉部２４０を有する。また、落石防護装置２００は、横柱２３０と被支持部２１０との間に配置され落石捕捉部２４０を支持するロープ状の第１支持部材２５０と、複数の支柱２２０の間に配置され落石捕捉部２４０を支持するロープ状の第２支持部材２６０とを有する。さらに、落石防護装置２００は、第１支持部材２５０と、被支持部２１０との間に配置される緩衝装置１００を有する。落石防護装置２００は、支柱２２０と、横柱２３０と、落石捕捉部２４０と、第１支持部材２５０と、第２支持部材２６０と、緩衝装置１００とを用いて、落石を捕捉し、落石の運動エネルギーを吸収する。

［被支持部２１０］
被支持部２１０は、道路脇や山腹斜面等の地盤、あるいは擁壁等の基礎部分である。被支持部２１０は、斜面を構成する部分でもよく、平坦面を構成する部分であってもよい。

［支柱２２０］
複数の支柱２２０は、被支持部２１０に立てられる円柱状の柱であり、一端が被支持部２１０内に埋設されて固定される。なお、支柱２２０は、円柱状の柱に限定されるものではなく、多角柱状等他の形状の柱であってもよい。なお、落石捕捉部２４０が、一定以上の落石の運動エネルギーを吸収した場合に、支柱２２０は、所定の方向に折れ曲がり、落石の運動エネルギーを所定の方向へと逃がす。

［横柱２３０］
横柱２３０は、支柱２２０の他端側に架設される円柱状の柱であり、支柱２２０の上部と直接的に又は間接的に固定される。なお、横柱２３０は、円柱状の柱に限定されるものではなく、多角柱状等他の形状の柱であってもよい。横柱２３０は、断面剛性により、支柱２２０の変形の方向を定める。

［落石捕捉部２４０］
落石捕捉部２４０は、落石が発生した際にその落石を捕捉するものである。落石捕捉部２４０は、例えば、鋼製のワイヤーロープを格子状に編んで形成されたものである。落石捕捉部２４０は、略矩形状に形成されており、落石捕捉部２４０には複数の第１支持部材２５０及び第２支持部材２６０が張り巡らされている。落石捕捉部２４０は、横柱２３０と被支持部２１０との間において複数の支柱２２０の間を覆うように配置されている。

［第１支持部材２５０］
第１支持部材２５０は、ロープ状に形成され、横柱２３０と被支持部２１０との間に配置され落石捕捉部２４０を支持するものである。第１支持部材２５０は、例えば、鋼製のワイヤーロープで形成されている。第１支持部材２５０は、その一端が緩衝装置１００と係合し、他端が直接的又は間接的に横柱２３０に固定されている。なお、第１支持部材２５０は、横柱２３０と緩衝装置１００との間に図示しない他の緩衝装置を設けてもよい。なお、第１支持部材２５０の詳細な構成については後述する。

［第２支持部材２６０］
第２支持部材２６０は、ロープ状に形成され、複数の支柱２２０の間に配置され落石捕捉部２４０を支持するものである。第２支持部材２６０は、例えば、鋼製のワイヤーロープで形成されている。なお、第２支持部材２６０は、支柱２２０の間において図示しない他の緩衝装置を設けてもよい。複数の第２支持部材２６０の中で被支持部２１０に近い１本は、後述する第１支持部材２５０の環状部２５２に形成された貫通孔２５３内に挿通されている。そのため、第１支持部材２５０及び第２支持部材２６０に支持される落石捕捉部２４０は、落石防護装置２００の下端部でも支持されており、被支持部２１０との間に必要以上の隙間を作ることがない。

［緩衝装置１００］
図２は、本発明の実施の形態１に係る緩衝装置１００の正面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る緩衝装置１００のＡ−Ａ線断面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る緩衝装置１００の背面図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る緩衝装置１００の平面図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る緩衝装置１００の底面図である。図７は、図６のフランジ部１２から固定部材３０を外したＢ部拡大図である。図８は、図６の弾性部材２０からアンカー部材１０を取り外した図である。図２〜図８を用いて、緩衝装置１００について説明する。

緩衝装置１００は、落石の運動エネルギーを吸収する装置の一つである。緩衝装置１００は、被支持部２１０に固定されるアンカー部材１０と、弾性方向において一方の端部２０ａがアンカー部材１０に固定され、他方の端部２０ｂが第１支持部材２５０の一端側２５０ａと連結する弾性部材２０とを有する。また、緩衝装置１００は、アンカー部材１０と、弾性部材２０とを固定する固定部材３０を有する。また、緩衝装置１００は、第１支持部材２５０を構成部品の１つとしてもよい。

［アンカー部材１０］
アンカー部材１０は、一端が被支持部２１０内に埋設されて、被支持部２１０に固定される部材である。アンカー部材１０は、被支持部２１０に打設される柱状部１１と、柱状部１１の一端に設けられたフランジ部１２とを有する。柱状部１１は、例えば、図３に示すように、円筒形のパイプ状に形成されており、あるいは、円柱状に形成されている。なお、上記の柱状１１部の形状は、一例であり、例えば、多角柱状等他の形状であってもよい。フランジ部１２は、図３及び図４に示すように、柱状部１１の端部１１ａから張り出した部分であり、図６及び図７に示すように矩形の板状に形成されている。フランジ部１２には、図７に示すように２つの貫通孔１３が形成されている。貫通孔１３には、後述する固定部材３０が挿通される。図７では、フランジ部１２に２つの貫通孔１３が形成されているが、貫通孔１３の形成数は、２つに限定されるものではない。アンカー部材１０と、後述する弾性部材２０との固定に必要な締結力、あるいは、アンカー部材１０の設置の場所等を考慮して、貫通孔１３の形成数は１つでもよく、あるいは、３つ以上の複数であってもよい。なお、貫通孔１３は、本発明の「第１貫通孔」に相当する。

［弾性部材２０］
弾性部材２０は、弾性方向において一方の端部２０ａがアンカー部材１０に固定され、他方の端部２０ｂが第１支持部材２５０の一端側２５０ａと連結する。弾性部材２０は、落石捕捉部２４０が落石を捕捉することで第１支持部材２５０に係る張力を、弾性力で吸収することで落石の運動エネルギーを吸収するものである。より具体的には、落石防護装置２００において、落石捕捉直後から時間の経過と共に、第１支持部材２５０に作用する張力が増加していく。しかし、第１支持部材２５０に作用する張力が、ある張力に達すると弾性部材２０の変形に張力が使われるので、第１支持部材２５０に作用する張力はさらに上昇することはない。従って、緩衝装置１００は、第１支持部材２５０に作用する張力のピークをカットすることができる。また、弾性部材２０は、比較的小さな荷重で変形し、かつ形状が戻ることで、繰り返し落石の運動エネルギーを吸収することができる。

弾性部材２０は、複数の折曲部を有する板バネ材で構成されている。弾性部材２０は、例えば、長尺状のばね鋼鋼材などを折曲加工することにより構成されている。なお、弾性部材２０は、ばね鋼鋼材を用いるものに限定するものではなく、一定の強度と耐久性を確保できれば他の素材を用いてもよい。弾性部材２０は、図３に示すように、アンカー部材１０に固定される基板部２１と、第１支持部材２５０に係合する係合部２２と、基板部２１と係合部２２との間に位置する中間部２３とを有する。基板部２１と、係合部２２と、中間部２３とは、それぞれ平板状に形成されている。弾性部材２０は、基板部２１と中間部２３との間には谷折部２５が形成されており、中間部２３と係合部２２との間には山折部２６が形成されている。なお、谷折部２５と山折部２６とは、本発明の「折曲部」に相当する。弾性部材２０は、基板部２１と中間部２３との間の角度θ１（例えば、３０度）が、中間部２３と係合部２２との間の角度θ２（例えば、６０度）よりも小さい。弾性部材２０は、図３に示すように逆Ｚ字形状に形成されている。

基板部２１は、後述する固定部材３０によってアンカー部材１０と固定される部分である。基板部２１は、矩形の平板状に形成されている。基板部２１には、図８に示すように２つの貫通孔２７が形成されている。貫通孔２７は、弾性部材２０と、アンカー部材１０とを固定する際に、アンカー部材１０の貫通孔１３と連通する。貫通孔２７には、固定部材３０が挿通される。図８では、基板部２１に２つの貫通孔２７が形成されているが、貫通孔２７の形成数は、２つに限定されるものではない。弾性部材２０と、アンカー部材１０との固定に必要な締結力、あるいは、アンカー部材１０の設置の場所等を考慮して、貫通孔２７の形成数は１つでもよく、あるいは、３つ以上の複数であってもよい。なお、貫通孔２７は、本発明の「第２貫通孔」に相当する。

係合部２２は、後述する第１支持部材２５０と連結する部分である。係合部２２は、矩形の平板状に形成されている。基板部２１には、図４及び図５に示すように１つの貫通孔２８が形成されている。貫通孔２８には、第１支持部材２５０が挿通されて、係合部２２に第１支持部材２５０が係止される。なお、貫通孔２８は、本発明の「第３貫通孔」に相当する。

中間部２３は、基板部２１と係合部２２との間に位置する部材である。図２〜図３に示すように、中間部２３は平板状に形成されている。なお、中間部２３は、複数の平板状の板部と１又は複数の折曲部とから構成されていてもよい。

［固定部材３０］
固定部材３０は、アンカー部材１０と、弾性部材２０とを固定するものである。図２〜図４に示すように、固定部材３０は、ボルト３１と、ナット３２とを有する。固定部材３０は、貫通孔１３と貫通孔２７とに挿入されたボルト３１をナット３２で締結することにより、アンカー部材１０と基板部２１とを固定している。緩衝装置１００は、固定部材３０を２つ用いているが、固定部材３０の使用数は、２つに限定されるものではない。弾性部材２０と、アンカー部材１０との固定に必要な締結力、あるいは、アンカー部材１０の設置の場所等を考慮して、固定部材３０の使用数は１つでもよく、あるいは、３つ以上の複数であってもよい。

［第１支持部材の詳細な構成］
第１支持部材２５０は、図３に示すように、先端部２５１に環状部２５２を有する。先端部２５１は、第１支持部材２５０において、弾性部材２０の貫通孔２８に挿通している側に位置する先端部分である。環状部２５２は、第１支持部材２５０の端部を折り曲げて環状に形成された部分である。環状部２５２は、第１支持部材２５０が環状に折り曲げられることで貫通孔２５３が形成されている。環状部２５２は、貫通孔２５３内に第２支持部材２６０を挿通させる。折り曲げられた第１支持部材２５０の端部は、係止部２５４によって第１支持部材２５０の途中部分に固定されている。係止部２５４は、環状部２５２と、係合部２２との間に位置し、貫通孔２８の直径よりも外側に張り出した端縁部２５４ａを有している。係止部２５４は、貫通孔２８の直径よりも外側に張り出した端縁部２５４ａを有していることで、第１支持部材２５０に張力がかかっても、貫通孔２８内を通過することができず、係合部２２と当接して係止される。なお、図３では、環状部２５２は、第１支持部材２５０によって成形されているが、貫通孔を形成する他の環状部品を設けてもよい。この場合、係止部２５４は、環状部２５２と、係合部２２との間に位置し、貫通孔２８の直径よりも外側に張り出した端縁部２５４ａを有する部材であればよく、折り曲げられた第１支持部材２５０同士を固定するものでなくてもよい。

［緩衝装置１００の動作］
上記の落石防護装置２００によれば、落石が発生して石が落石捕捉部２４０に衝突すると、落石が有する運動エネルギーが落石捕捉部２４０に作用して、石が落石捕捉部２４０を突き破ろうとする。これに伴い、落石捕捉部２４０を支持する第１支持部材２５０は、落石捕捉部２４０に引っ張られ、張力が作用し、第１支持部材２５０に連結されている弾性部材２０も引っ張られる。ここで、弾性部材２０の一端が落石捕捉部２４０に向けて移動しないように基板部２１がアンカー部材１０に固定されているため、弾性部材２０の一端のみが落石捕捉部２４０に向けて移動する。これにより、弾性部材２０が変形する。この変形に第１支持部材２５０の張力が用いられるため、第１支持部材２５０に作用する張力は軽減される。その結果、第１支持部材２５０の破断を防止することができる。

以上のように、緩衝装置１００は、弾性方向において一方の端部がアンカー部材１０に固定され、他方の端部が第１支持部材２５０の一端側２５０ａと連結する弾性部材２０を有する。そのため、緩衝装置１００は、落石のエネルギーを吸収し、かつ、簡易な構造で構成することができる。

また、緩衝装置１００は、落石捕捉部２４０が落石を捕捉すると、弾性部材２０が変形する。この変形に第１支持部材２５０の張力が用いられるため、第１支持部材２５０に作用する張力は軽減される。その結果、第１支持部材２５０の破断を防止することができる。

また、弾性部材２０は、複数の折曲部を有する板バネ材から構成されている。そのため、緩衝装置１００は、落石のエネルギーを吸収し、かつ、簡易な構造で構成することができる。

また、弾性部材２０は、アンカー部材１０と固定される基板部２１と、第１支持部材２５０と係合する係合部２２と、基板部２１と係合部２２との間に位置する中間部２３とを有する。また、基板部２１と、係合部２２と、中間部２３とは、それぞれ平板状に形成されている。また、基板部２１と中間部２３との間には谷折部２５が形成されており、中間部２３と係合部２２との間には山折部２６が形成されている。そのため、弾性部材２０の変形方向を特定することができ、第１支持部材２５０の被支持部２１０に対する傾きを特定することができる。また、板厚を調整することで、第１支持部材２５０の張力に対する弾性部材２０の変形量を調整することができる。

また、弾性部材２０は、基板部２１と中間部２３との間の角度θ１が、中間部２３と係合部２２との間の角度θ２よりも小さい。そのため、係合部２２に形成された貫通孔２８を挿通している第１支持部材２５０の環状部２５２において、第２支持部材２６０を挿通させやすい。そのため、緩衝装置１００は、弾性部材２０の弾性力を確保することができると共に、作業者の作業性が向上する。

また、固定部材３０は、ボルト３１と、ナット３２とを有し、アンカー部材１０は、第１貫通孔が形成されたフランジ部１２を有し、基板部２１には、第２貫通孔が形成されている。そして、固定部材３０は、第１貫通孔と第２貫通孔とに挿入されたボルト３１をナット３２で締結することにより、アンカー部材１０と基板部２１とを固定している。そのため、緩衝装置１００は、被支持部２１０に確実に固定され、弾性部材２０の弾性力を発揮させることができる。

また、係合部２２には、第１支持部材２５０が挿通されて係止される第３貫通孔が形成されている。また、第１支持部材２５０は、第３貫通孔に挿通している側の先端部２５１に環状に形成された環状部２５２を有し、環状部２５２は、第２支持部材２６０を挿通させる。そのため、第１支持部材２５０及び第２支持部材２６０に支持される落石捕捉部２４０は、落石防護装置２００の下端部でも支持されており、被支持部２１０との間に必要以上の隙間を作ることがない。

また、第１支持部材２５０は、環状部２５２と、係合部２２との間に第３貫通孔の直径よりも外側に張り出した端縁部２５４ａを有する係止部２５４を備える。係止部２５４は、貫通孔２８の直径よりも外側に張り出した端縁部２５４ａを有していることで、第１支持部材２５０に張力がかかっても、貫通孔２８内を通過することができず、係合部２２と当接して係止される。その結果、係合部２２は、落石の捕捉により張力がかかった第１支持部材２５０を支持することができる。

また、落石防護装置２００は、実施の形態１に係る緩衝装置１００を備えることによって、緩衝装置１００の上記効果を有する落石防護装置２００を得ることができる。

なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態１に限定されず、種々の変更を加えることができる。例えば、図２〜図８では、基板部２１及び係合部２２は、矩形の平板状に形成されているが、角部が面取りされていてもよい。また、弾性部材２０は、基板部２１と中間部２３との間の角度θ１（例えば、３０度）が、中間部２３と係合部２２との間の角度θ２（例えば、６０度）よりも小さいとされているが、想定される第１支持部材２５０張力によってそれぞれの角度を変更してもよい。また、被支持部２１０は、地盤或いは擁壁等の基礎部分に限られず、鋼材（例えば、Ｈ型鋼、角形鋼管、丸形鋼管）でもよい。また、緩衝装置１００は、すべての第１支持部材２５０に設ける必要はなく、第１支持部材２５０に大きな張力が作用する箇所のみに設けてもよい。

１０ アンカー部材、１１ 柱状部、１１ａ 端部、１２ フランジ部、１３ 貫通孔、２０ 弾性部材、２０ａ 端部、２０ｂ 端部、２１ 基板部、２２ 係合部、２３ 中間部、２５ 谷折部、２６ 山折部、２７ 貫通孔、２８ 貫通孔、３０ 固定部材、３１ ボルト、３２ ナット、１００ 緩衝装置、２００ 落石防護装置、２１０ 被支持部、２２０ 支柱、２３０ 横柱、２４０ 落石捕捉部、２５０ 第１支持部材、２５０ａ 一端側、２５１ 先端部、２５２ 環状部、２５３ 貫通孔、２５４ 係止部、２５４ａ 端縁部、２６０ 第２支持部材。

Claims (11)

1. 被支持部に固定される複数の支柱と、前記複数の支柱の間に架設された横柱と、前記横柱と前記被支持部との間において前記複数の支柱の間を覆い落石を捕捉する落石捕捉部と、前記横柱と前記被支持部との間に配置され前記落石捕捉部を支持するロープ状の第１支持部材と、前記複数の支柱の間に配置され前記落石捕捉部を支持するロープ状の第２支持部材とを有する落石防護装置に取り付けられる緩衝装置であって、
   前記被支持部に固定されるアンカー部材と、
   弾性方向において、前記アンカー部材側に配置される一方の端部が前記アンカー部材に直接固定され、前記アンカー部材と反対側に配置される他方の端部が前記第１支持部材の一端側と連結する弾性部材と、
   前記アンカー部材と、前記弾性部材とを固定する固定部材と、
   を備えた緩衝装置。
2. 前記弾性部材は、複数の折曲部を有する板バネ材から構成された請求項１に記載の緩衝装置。
3. 前記弾性部材は、前記アンカー部材と固定される基板部と、前記第１支持部材と係合する係合部と、前記基板部と前記係合部との間に位置する中間部とを有する請求項１又は２に記載の緩衝装置。
4. 前記基板部と、前記係合部と、前記中間部とは、それぞれ平板状に形成されている請求項３に記載の緩衝装置。
5. 前記基板部と前記中間部との間には谷折部が形成されており、前記中間部と前記係合部との間には山折部が形成されている、請求項４に記載の緩衝装置。
6. 前記弾性部材は、前記基板部と前記中間部との間の角度θ１が、前記中間部と前記係合部との間の角度θ２よりも小さい、請求項３〜５のいずれか１項に記載の緩衝装置。
7. 前記固定部材は、ボルトと、ナットとを有し、
   前記アンカー部材は、第１貫通孔が形成されたフランジ部を有し、
   前記基板部には、第２貫通孔が形成されており、
   前記固定部材は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とに挿入された前記ボルトを前記ナットで締結することにより、前記アンカー部材と前記基板部とを固定している請求項３〜６のいずれか１項に記載の緩衝装置。
8. 前記係合部には、前記第１支持部材が挿通されて係止される第３貫通孔が形成されている請求項３〜７のいずれか１項に記載の緩衝装置。
9. 前記第１支持部材は、前記第３貫通孔に挿通している側の先端部に環状に形成された環状部を有し、
   前記環状部は、前記第２支持部材を挿通させる、請求項８に記載の緩衝装置。
10. 前記第１支持部材は、前記環状部と、前記係合部との間に前記第３貫通孔の直径よりも外側に張り出した端縁部を有する係止部を備えた請求項９に記載の緩衝装置。
11. 前記第１支持部材と前記被支持部との間に配置される請求項１〜１０のいずれか１項に記載の緩衝装置を備えた落石防護装置。

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