JP6038592B2 - 衝撃吸収機構、および衝撃吸収機構を有する落下物防護装置 - Google Patents

Description

本発明は、衝撃を吸収するための衝撃吸収機構、並びに衝撃吸収機構が組み込まれた落下物防護装置に関する。

衝撃吸収機構、並びに衝撃吸収機構を備えた落下物防護装置として、例えば、下記特許文献に示す落石防護柵１００がある（図１１参照）。
この落石防護柵１００は、斜面幅方向に間隔をあけて立設された複数の支柱１０１と、これら複数の支柱１０１によって保持されると共にその端部が斜面側方のアンカー１０２に固定される上側サポートロープ１０３及び下側サポートロープ１０４と、斜面谷側に配置されてその上縁及び下縁が各サポートロープに連結される金網１０５とを備え、この金網１０５によって落石を受け止めて近隣の道路等に対する落石を防止している。

また、上記の従来技術によれば、各サポートロープ１０３，１０４とアンカー１０２との間に衝撃吸収用のブレーキ装置１０３ａ，１０４ａが組み込まれている（図１１，図１２参照）。このブレーキ装置１０３ａ，１０４ａは、鋼製のループ管１１０と、ループ管１１０の両端部近傍に組み付けられた緊締部材１１１とで構成され、ループ管１１０の一端からサポートロープ１０３，１０４を挿入して同ロープの一区間をループ状に巻き回した後、緊締部材１１１によってループ管の両端部をきつく共締めすることでロープとループ管内面との間に摩擦力を発生させる。すなわち、摩擦力によってサポートロープに、一定のブレーキをかけながらロープの延伸を許容することで、落石の衝撃を緩和する。

特開２００９−０２４３７８

ところで、上記したブレーキ装置は、ロープとの間に働く摩擦力を利用してブレーキをかけるため、エネルギーの吸収力が最大限に発揮されるまで時間がかかる。 すなわち、摩擦を利用したブレーキ装置は、初期制動が弱く指数関数的にエネルギーの吸収量が増加するため、エネルギー量の最も高い衝突初期において落石の衝突エネルギーを十分に吸収できなかった。

また、この点に絡み、上記した落石防護柵では衝突初期のブレーキ力が不足するため、衝撃を受けたロープは必要以上に伸びてしまう。よって、落石を受けた防護網は斜面谷側に大きく張り出してしまう。このため落石防護柵を設置するときには、落石防護柵を保護対象の道路等から十分に離して設置しなければならなかった。すなわち、その設置場所は施工性の悪い斜面を選ばざるを得なかった。

また、落石の衝突初期におけるエネルギー吸収量の算定が困難なため、この種のブレーキ装置を用いた落石防護柵の設計では、ロープの繰り出し量を多く見積もったり、エネルギーの吸収量を過小に評価せざるを得ず、装置全体の重量増や製造コストの増加を招く。

本発明は、上記した技術的課題を解決するためになされたもので、衝突エネルギーの吸収能力を効率よく且つ安定して発揮できる衝撃吸収機構、並びに衝突エネルギーの吸収能力に優れ、製造・施工に掛かるコストも安価な落下物防護装置の提供を課題とする。

上記した技術的課題を解決するため本発明は、衝撃作用部位に接続される衝撃吸収機構であって、
第１のロープと、この第１のロープに並列に接続される第２のロープとを備え、
前記第１のロープは、前記第２のロープに対する余長を有し、且つ、その余長が確保された状態で前記第２のロープが接続されていることを特徴とする。

このように構成された本発明の衝撃吸収機構によれば、第１のロープと、この第１のロープに並列に接続される第２のロープとを備える。また、第１のロープは、第２のロープに対して余長を有するため、これらロープに作用する衝突エネルギーは、始めに第２のロープに伝達されて吸収される。

つまり、本発明によれば、第２のロープを第１のロープに先立って弾性変形及び塑性変形させて衝突エネルギーを吸収する。また、摩擦ブレーキを利用せずにロープそのものの変形に委ねて衝突エネルギーを吸収させるため、エネルギーの吸収ロスが無く、また、衝突エネルギーの作用直後から安定したエネルギー吸収能力を発揮できる。

また、前記第２のロープは、前記第１のロープに較べて縦弾性係数が小さく且つ同じ長さで比較したときに、その破断に至る伸びしろが前記第１のロープに較べて長いエネルギー吸収型のロープであってもよい。

すなわち、本構成によれば、縦弾性係数が小さく、破断荷重付近での伸びが大きいエネルギー吸収型のロープを第２のロープとして採用している。よって、本衝撃吸収機構のエネルギー吸収能力を一層高めることができる。

また、前記第１のロープの余長を前記第２のロープの伸びしろよりも多く設定してもよい。
この構成では、衝撃作用時に第２のロープが伸びきるため、第２のロープによる衝突エネルギーの吸収力を最大限まで引き出すことができる。また、エネルギーの吸収量が飽和して第２のロープが仮に破断しても第１のロープでその接続状態を維持できる。

また、前記第１のロープの余長を前記第２のロープの伸びしろよりも少なく設定してもよい。
この構成では、伸びしろに対して余長が少ないため、第２のロープが破断する前に第１のロープによる衝突エネルギーの吸収が開始される。すなわち、初期の高い衝突エネルギーを第２のロープに積極的に吸収させ、次いで、衝撃が十分に弱まったところで第１のロープ及び第２のロープ双方で衝撃を吸収する。よって、エネルギー吸収量の飽和による第２のロープの破断を抑制できる。

また、前記第１のロープの余長は、この第１のロープの長さが前記第２のロープの長さに対して１．０〜２．０倍となるように設定されている構成でもよい。

このように第１のロープの余長を設定すれば、第２のロープに対して衝突エネルギーを十分に吸収させることができ、また、その破断も抑制できる。すなわち、バランスの取れた衝撃吸収機構の設計が可能になる。

また、前記第１のロープを撓めて前記第２のロープに対する余長を確保した構成でもよい。本構成によれば、ロープを撓めるといった簡単な作業で余長を確保できる。

なお、エネルギー吸収ロープではない第１のロープは本衝撃吸収機構用に準備したロープの他、例えば、落下物防護装置の各部に設けられた既設のロープ等を利用してもよい。
また、第１のロープ及び第２のロープは共にエネルギー吸収型のロープであってもよい。

また、上記した課題を解決するため本発明は、
斜面幅方向に張設される防護網と、この防護網に連結されて防護網を支持する索体と、この索体を固定するためのアンカーと、前記索体とアンカーとの間に設けられる衝撃吸収機構と、を備えた落下物防護装置であって、
前記衝撃吸収機構は、第１のロープと、この第１のロープに並列に接続される第２のロープとを備え、
前記第１のロープは、前記第２のロープに対する余長を有し、且つ、その余長が確保された状態で前記第２のロープが接続されていることを特徴とする。

この構成の落下物防護装置によれば、防護網に落石が衝突すると、その衝撃は索体を通じて衝撃吸収機構に伝達され、衝撃吸収機構に設けられた第２のロープの弾性変形及び塑性変形によって即座に吸収される。よって斜面谷側に対する防護網の迫り出しが最小限に抑えられる。また、ロープそのものの変形に委ねて衝突エネルギーを吸収するため、エネルギーの吸収にロスが無く、エネルギー吸収量の算出も正確且つ容易になる。

また、前記第２のロープは、前記第１のロープに較べて縦弾性係数が小さく且つ同じ長さで比較したときに、その破断に至る伸びしろが前記第１のロープに較べて長いエネルギー吸収型のロープであってもよい。

この構成では、第２のロープとしてエネルギー吸収型のロープを採用している。よって、第２のロープによる衝突エネルギーの吸収量が増えるため、本落下物防護装置のエネルギー吸収能力を一層高めることができる。

また、前記第１のロープの余長を前記第２のロープの伸びしろよりも多く設定してもよい。
この構成では、第２のロープのエネルギー吸収力を最大限まで引き出すことができると共に、そのエネルギーの吸収量が飽和して第２のロープが仮に破断したとしても第１のロープで索体とアンカーとの連結状態を維持できる。

また、前記第１のロープの余長を前記第２のロープの伸びしろよりも少なく設定してもよい。

この構成では、第２のロープが破断する前に第１のロープによるエネルギーの吸収も開始されるため、エネルギー吸収量の飽和による第２のロープの破断を抑制できる。

また、前記第１のロープの余長は、この第１のロープの長さが前記第２のロープの長さに対して１．０〜２．０倍となるように設定されている構成でもよい。

このように第１のロープの余長を設定すれば、第２のロープに対して衝突エネルギーを十分に吸収させることができると共にその破断も抑制できる。

また、前記第１のロープを撓めて前記第２のロープに対する余長を確保した構成でもよい。本構成によれば、ロープを撓めるといった簡単な作業で余長を確保できるため、現場合わせでの施工も可能になる。

なお、エネルギー吸収ロープではない第１のロープは本衝撃吸収機構用に準備したロープの他、防護網を支持するための索体を利用してもよい。すなわち、防護網を支持するための索体と衝撃吸収機構に用いられる第１のロープとを兼用してもよい。

以上、本発明によれば、衝突エネルギーの吸収能力を効率よく且つ安定して発揮できる衝撃吸収機構、並びに衝突エネルギーの吸収能力に優れ、製造・施工に掛かるコストも安価な落下物防護装置を提供できる。

本実施の形態に示す落下物防護装置の正面図。 本実施の形態に示す落下物防護装置の平面図。 本実施の形態に示す支柱の側面図。 本実施の形態に示す衝撃吸収機構の正面図。 本実施の形態に示す衝撃吸収機構の他の仕様を示す正面図。 本実施の形態に示す衝撃吸収機構の他の仕様を示す正面図。 本実施の形態に示す高張力防護網の要部拡大図。 本実施の形態に示す高張力防護網の防護性能を比較・評価するためのグラフ。 図６で用いる試験体（交点強度供試体）を示す図。 本実施の形態に示す支柱の他の仕様を示す側面図。 従来の落石防護柵を示す斜視図。 従来の落石防護柵に組み込まれたブレーキ装置の斜視図。

以下、本発明に係る衝撃吸収機構５０の説明と共にこの衝撃吸収機構５０が摘要された落下物防護装置１を説明する。
はじめに落下物防護装置１は、斜面の下縁（法尻）に沿ってその斜面幅方向（左右方向）に立設される複数本の支柱１０と、各支柱１０を斜面山側に引きつけて固定するための支柱控えロープ２と、支柱１０に対してその上下方向に配索される連結部材である支柱補強ロープ３と、各支柱１０に支持されて斜面幅方向に延びる上部横ロープ４及び下部横ロープ５と、これら上部横ロープ４及び下部横ロープ５間に設けられる高張力金網である高張力防護網６（面材）と、を備えている。

支柱１０は、その本体部分１１（支柱本体）がφ１１４．３ｍｍ×肉厚４．５ｍｍの鋼管製で、本体部分１１の下端には地面に設けられたアンカー２０に支柱１０を繋ぎ止めるためのヒンジ１７が設けられている。また、このヒンジの支軸１７ａは、斜面上下方向と直交するように配置され、斜面に対してその上下方向に傾斜可能に支持されている。

また、支柱１０の本体部分１１には、上記した各種ロープを組み付けるためのブラケット１２が設けられている。
このブラケット１２は、支柱１０の頭部と地面直近の上下２カ所に設けられ、支柱１０を立てた状態で斜面山側を向くように溶接されている。
また、各ブラケット１２，１２の先端部分には支柱補強ロープ３を結索するためのＵ字ボルト１３が組み付けられている。そして、各ブラケット１２，１２に支柱補強ロープ３の端部がそれぞれ接続され、両ブラケット１２，１２は支柱補強ロープ３によって相互に連結されている。

なお、支柱補強ロープ３には、３×７φ１８、両端アイ加工の鋼製ワイヤロープを採用している。また、ブラケット１２の全長は、支柱補強ロープ３と支柱本体部分１１との間に１５０ｍｍ以上の空間が確保されるように設定されている。また、支柱補強ロープ３をブラケット１２に組み付けた状態で各Ｕ字ボルト１３を締め付けると支柱補強ロープ３にテンションが掛かり、支柱補強ロープ３はブラケット１２，１２間でしっかりと張られる。

また、支柱１０の頭部には通しボルト１４が組み付けられている。この通しボルト１４は支柱１０の頭部を横方向から貫通し、支柱頭部より差し入れた支柱控えロープ２は、この通しボルト１４によって支柱１０の頭部に係止される。
ここで支柱控えロープ２の端部には、支柱１０の直径よりも大きい輪（ループ）を有するアイ加工が施されており、支柱頭部が挿通された支柱控えロープ２の端部が、この通しボルト１４に引っ掛かることで、支柱控えロープ２は支柱１０の頭部から滑り落ちることなく支柱１０の頭部に係止される。

続いて、上部横ロープ４及び下部横ロープ５の接続方法を説明する。
上部横ロープ４及び下部横ロープ５は、３×７φ１８の鋼製ワイヤロープであり、支柱１０の上下方向に設けられたブラケット１２，１２を介して支柱１０の斜面山側に支持されている。詳細には、ブラケット１２に組み付けられた支柱補強ロープ３のアイ加工部分（リング状端部３ｂ，３ｃ）の輪を通すように各横ロープ４，５が配索されている。すなわち、各横ロープ４，５はブラケット１２にその動きを拘束されることなく支持されている。

また、本実施の形態に示す落下物防護装置１では、支柱補強ロープ３を除く各ロープ２，４，５に対して、落石衝突時のエネルギーを吸収するための衝撃吸収機構５０を設けている。そして、この衝撃吸収機構５０を介して各ロープ２，４，５をアンカーに固定している。なお、図１と図２の２ａ，４ａ，５ａは、各ロープ２，４，５をアンカー側に引きつけて固定するためのターンバックルであり、ターンバックル２ａは、必須のものではなく、必要に応じて設けられる。

衝撃吸収機構５０は、鋼製の汎用ワイヤロープ（例えば、ＪＩＳ Ｇ ３５２５に規定される硬鋼線の撚りロープ）と、破断荷重近傍で高いエネルギー吸収力を発揮するエネルギー吸収ロープ（東京製綱製）とを組み合わせて構成している。
具体的には、実長１〜２ｍ程のエネルギー吸収ロープ５１(第２のロープ)に対して１．３〜１．５倍程度の余長を有する従来型の汎用鋼製ロープ５２を付設し、エネルギー吸収ロープ５１の各端部を汎用鋼製ロープ５２(第１のロープ)側にかしめ束ね合わせている。

なお、その仕様としては、エネルギー吸収ロープ５１の両端部を汎用鋼製ロープ５２の両端部にかしめ束ね合わせてアイ加工を施した両端末止めのもの（図４参照）、並びに、一端にアイ加工を施し、他端は現場合わせで巻付グリップ５３を継ぎ足せるようにした切りっぱなしの仕様などがあり（図５参照）、各部ロープ２，４，５の端末仕様に合わせて適宜選択されて各部ロープ２，４，５に接続される。また、本実施の形態では、従来型の汎用鋼製ロープ５２として３×７φ１８の構成のワイヤロープを採用し、エネルギー吸収ロープ５１には３×７φ１８の構成のものを採用している。

また、エネルギー吸収ロープ５１の特性を説明すると、エネルギー吸収ロープ５１は、汎用鋼製ロープ５２に対して、縦弾性係数が小さく、破断荷重付近での伸びが大きい特性を有する。

この特性は、ロープの特殊な組成比率によって得られ、例えば、成分比率Ｃ：０．００１％〜０．１５％、Ｓｉ：０．０１％〜１．５％、Ｍｎ：０．３％〜３．０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｃｒ：１４．０％〜２６．０％、Ｎｉ：８６．０％〜２２．０％、Ｎ：０．０２％以下、残部実質上Ｆｅ等の軟質ステンレス線からなる鋼素線を伸線して撚り加工した後、このロープをオーステナイト生成熱処理して得ることができる。

表１にエネルギー吸収ロープ１本あたりのロープ長とエネルギー吸収量との関係を示す。
なお、試験体のロープ仕様は、φ１８（３×７ ＳＳ／Ｏ）、断面積Ａ：１３４ｍ²、破断荷重ＲＢＳ：８０ｋＮ、弾性伸びＥＬ１：５％、塑性伸びＥＬ２：１５％（衝突エネルギーを受けた後の伸び ＥＬ１＜ＥＬ２）、ロープ長Ｌ１：１〜２０ｍである。

また、エネルギー吸収量の算出式は下記式によって導かれる。

上記数式によれば、弾性伸びＥＬ１、及び塑性伸びＥＬ２の値が共に大きい程、ロープ１本あたりのエネルギー吸収量が増える。すなわち、伸びやすいロープ材ほど、エネルギー吸収率が高いといえる。

また、各種試験によれば、横ロープ４，５や支柱控えロープ２に適用される従来型の汎用鋼製ロープ５２の破断荷重付近における伸びは３〜５％に留まり、一方のエネルギー吸収ロープ５１の破断荷重付近における伸びは５０％以上の伸びを示す。つまり、落石に伴いエネルギー吸収ロープ５１が引っ張られて塑性変形を起こすと、従来型の鋼製ロープに対して数倍の衝突エネルギーが吸収される。
なお、エネルギー吸収ロープとしては、上記表１に示した試験体のロープのほか、他の仕様のものを用いることができる。

なお、上記のようにエネルギー吸収ロープ５１は塑性変形域で多くのエネルギーを吸収するため、エネルギーの吸収量が飽和するとロープが破断し易くなる。このため本衝撃吸収機構５０では、エネルギー吸収ロープ５１に従来型の汎用鋼製ロープ５２を余長を持たせて並列に接続し、仮にエネルギー吸収ロープ５１が伸びきって破断してもこの従来型の汎用鋼製ロープ５２によって各ロープ２，４，５とアンカーとを繋ぎ止めるようにしている。

このように本実施の形態に示す衝撃吸収機構５０は、汎用鋼製ロープ５２と、この汎用鋼製ロープ５２に較べて縦弾性係数が小さく、且つ同じ長さで比較したときに、その破断に至る伸びしろが汎用鋼製ロープ５２に較べて長いエネルギー吸収ロープ５１と、を有する。また、汎用鋼製ロープ５２を撓めてエネルギー吸収ロープ５１に対する余長を確保すると共に、その余長が確保された状態でエネルギー吸収ロープ５１と汎用鋼製ロープ５２とを並列に接続している。

上記のような衝撃吸収機構５０は、例えば、次のような変形を許容するものである。すなわち、エネルギー吸収ロープ５１と汎用性鋼製ロープ５２とは、これらを互いに接合することなく、図６に示すように、それぞれを分割して別体に形成し、それぞれの端部を、ロープ４とターンバックル４ａとに接続するようにしてもよい。このようにすれば、落下物の衝突による荷重によって変形したロープのみを交換すればよいことになる。

そして、このように衝撃吸収機構５０が組み込まれた各ロープ２，４，５によって高張力防護網である高張力金網６が斜面山側に支持される。

高張力金網６は、高張力線を素線として、この素線をひし形状に編網加工して得られる。また、編網加工では、図７に示すように素線６ａと素線６ｂとが互いに編み込まれて交差する箇所６ｄで、各素線６ａ，６ｂが折れ曲がることなく弧を描くように内接している。
具体的には、各素線に楕円状の螺旋を描くスパイラル加工を施し、隣り合う素線において、一方の素線を他の素線のピッチ間に順次差し込むように編み込む。また、同様にして他の素線６ｃを高張力金網６の幅方向に継ぎ足して網状にする。

なお、本実施の形態では、高張力線として径３．２φ〜５．０φ（好ましくは４．０φ）、断面強度１４００Ｎ／ｍｍ２級の線材を使用する。また、網目としては５０ｍｍの等辺ひし形目合い若しくは縦長ひし形状目合いを採用し、厚みは２０〜３０ｍｍ程度となるように各素線の加工量を調節している。

また、本構造の高張力金網６は、落石防護用の金網として普及している従来型のひし形金網（ＪＩＳ Ｇ 3552 に規定される亜鉛めっき鉄線のひし形金網）に較べて衝撃吸収性能が高く、破網しづらい特性を有する。この特性は、上記した編網加工と、線材に用いられる高張力線との相互作用によって得られる。

始めに落石等による衝撃が高張力金網６に加わると、楕円状の螺旋を描く各素線は、その螺旋の進行方向から見て楕円の長辺方向（図７中矢印Ａ，Ｂ方向）に弾性変形しながら衝突エネルギーを吸収する。すなわち、衝突の初期では螺旋状に巻かれた各素線が高張力金網６の幅方向に弾性変形しながら衝突エネルギーを吸収する。続いて、各素線の交点における変形が塑性域に達すると各素線は交点で折れ曲げられ、この交点での塑性変形によって衝突エネルギーが吸収される。また、この状態から各素線が交点間でその線方向に引っ張られると、素線が線方向に弾性変形及び塑性変形して衝突エネルギーを吸収する。

このように本高張力防護網である高張力金網６では、素線をその線方向に変形させることに留まらず、衝撃によって各素線が交点で折れ曲がるように編網したため、従来型のひし形金網等に較べて衝突エネルギーの吸収力が高くなっている。

なお、図８は、上記仕様の高張力金網６と従来型のひし形金網との防護性能を比較・評価するための荷重−伸び曲線グラフである。
各グラフにおいて縦軸は、試験荷重（単位：Ｎ）、横軸は、変形量（ｍｍ）を示している。
また、本実施の形態に示す高張力金網６の評価結果を図８（ａ）の実線に示し、比較対象の従来型ひし形金網の評価結果を図８（ｂ）の実線に示す。また、試験体として、各防護網の目合いを再現した交点強度供試体を使用した。なお、各試験体で再現した網仕様は、交点角度８５°φ４の編網で比較した。また、図９に試験体を示している。各試験体６０は上下一対の凸型ピース６１，６１からなり、この凸型ピース６１，６１間に素線６２を編網して目合いを再現している。また、試験体６０は各金網毎に３体準備し、この試験体を試験機にかけて上下に引っ張り荷重をかけることで、その耐荷重を計測する。

また、その評価方法は両者のグラフを比較することで把握できる。なお、図８（ａ）において実線が途切れているものがあるが、これは試験中に試験体が試験機より外れたためであり、高張力金網６の試験結果は残る２本の実線ａ，ｂで評価した。

図８（ａ）及び図８（ｂ）を比較すると、図８（ｂ）に示す従来型のひし形金網は各試行（実線ｃ）において約７０００Ｎ付近で約１３ｍｍ程度の伸びを示し、図８（ａ）に示す高張力金網（実線ａ）では１６０００Ｎ付近で約３０ｍｍ前後の伸びを示している。
すなわち、高張力金網６は耐荷重及び伸びしろが多く、従来型のひし形金網に比べて最大許容荷重で２倍程度高いと言える。

続いて、上記した高張力金網である防護網６の組み付け方法を説明する。この高張力金網６は、上部横ロープ４及び下部横ロープ５間に結合コイル１６（φ４ｍｍ×７０ｍｍ×３００ｍｍ）を使用して組み付けられている。詳しくは、上部横ロープ４から下部横ロープ５にかけて斜面山側から高張力金網６を被せ、さらに高張力金網６の上縁及び下縁を裏側に折り返して結合コイル１６を組み付ける。なお、結合コイル１６は高張力金網６の上縁及び下縁に２カ所づつ設けられている。また、図１に示すように支柱１０，１０間に高張力金網６の切れ目がある場合には、結合コイル１６を高張力金網６の縦方向に組み込んで防護網同士を繋ぎ合わせる。

また、高張力金網６が横ロープ４，５に組み付けられた状態で、この高張力金網６と支柱本体部分１１との間には１５０ｍｍ程度の空間８が確保されている。この空間８は、各横ロープ４，５がブラケット１２を介して支柱１０から離れた位置に懸架されているため、この横ロープ４，５間に高張力金網６を組み付けることで支柱１０の斜面山側に自ずと空間８が確保される。

また、支柱１０の上下方向に配索される支柱補強ロープ３と高張力金網６とは固定されておらず、また、上記したように横ロープ４，５も支柱１０にその線方向の動きを拘束されることなく支持されているため、高張力金網６は支柱１０にその動きを拘束されることなく全域で撓むことができる。つまり、高張力金網６は支柱１０並びに支柱補強ロープ３に対して移動可能に設けられている。

このように本実施の形態に示す落下物防護装置１は、斜面幅方向に間隔をあけて立設される複数の支柱１０と、この支柱１０に連結される各部ロープ２，３，４，５と、これら各ロープ（索体）のうち、上部横ロープ４並びに下部横ロープ５に支持される高張力金網６とを備えている。そして、上部横ロープ４、下部横ロープ５、支柱控えロープ２には衝撃吸収機構５０が設けられ、各ロープ４，５，２は衝撃吸収機構５０を介してアンカーに接続されている。

また、衝撃吸収機構５０は、摩擦ブレーキを利用せず、エネルギー吸収ロープ５１そのものの変形に委ねて衝突エネルギーを吸収するため、各部ロープ２，４，５を通じてエネルギー吸収ロープ５１に衝突エネルギーが作用すると、その衝突エネルギーはエネルギー吸収ロープ５１の弾性変形及び塑性変形を伴ってロスなく即座に吸収される。よって、斜面谷側に対する高張力金網である防護網６の迫り出しが最小限に抑えられるため、落下物防護装置１を保護対象の道路等に近づけて設置できる。すなわち、足場の悪い斜面のみならず、施工性の良い平坦な場所にも落下物防護装置１を設置できる。

また、衝突エネルギーの吸収量は、エネルギー吸収ロープ５１の耐荷重試験並びに、施工面における落石の衝突速度等を推定することで容易に把握することができるため、落下物防護装置１の強度設計においてコスト的に有利な設計が可能になる。

なお、上記した実施の形態はあくまでも一例であり、その細部は各種仕様に応じて変更可能である。
例えば、本実施の形態では 支柱１０の下部にヒンジ１７を設けて支柱１０を設置しているが、例えば、地中に埋設した鋼管杭１８を利用して支柱１０を設置することもできる。この場合、図１０に示すように支柱１０の下端から、例えば約１／６を地中に埋設する。埋設する支柱１０の下端の長さは上記に限定されるものではないが、具体的には、基礎となる鋼管杭１８を地中深くまで差し込み、次いで、この鋼管杭１８の内部に支柱１０の下端を差し入れ、更にその隙間にコンクリート１９を流し込んで支柱１０を定着させる。

また、本実施の形態では、汎用鋼製ロープ５２の余長の設定において、その汎用鋼製ロープ５２の長さがエネルギー吸収ロープ５１の長さに対して１．３〜１．５倍となるように余長を設定したが、汎用鋼製ロープ５２の余長をエネルギー吸収ロープ５１の伸びしろよりも多く設定してもよい。この場合、エネルギー吸収ロープ５１が完全に伸びきるため、エネルギー吸収ロープ５１における衝突エネルギーの吸収力を最大限まで引き出すことが可能である。

また、逆に汎用鋼製ロープ５２の余長をエネルギー吸収ロープ５１の伸びしろよりも少なく設定してよい。この場合、エネルギー吸収ロープ５１が破断する前に汎用鋼製ロープ５２に衝突エネルギーが作用するため、エネルギー吸収ロープ５１と汎用鋼製ロープ５２の双方で衝突後期の衝突エネルギーを吸収することができる。また、これによってエネルギー吸収量の飽和によるエネルギー吸収ロープ５１の破断も抑制される。

なお、余長の設定にあたり本実施の形態に記載した上記数値を採用すると、エネルギー吸収ロープ５１において、その衝突エネルギーの吸収力を十分に発揮させることができると共にその破断も抑制できる。すなわち、バランスの取れた衝撃吸収機構５０の設計が可能になる。

また、本実施の形態では、汎用鋼製ロープ５２に対してエネルギー吸収ロープ５１を１本組み付けたが複数本設けても良い。また、この汎用鋼製ロープ５２にかえて落下物防護装置１に設けられる各部ロープ２，４，５を直接利用してもよい。すなわち、既設のロープと衝撃吸収機構５０に用いられる汎用鋼製ロープ５２とを兼用してもよい。この場合、既設のロープ２，４，５を現場合わせて撓めて余長を確保してもよい。

また、本実施の形態では、汎用鋼製ロープ５２とエネルギー吸収ロープ５１とを組み合わせて衝撃吸収機構５０を構成したが、エネルギー吸収ロープ５１同士を組み合わせてもよい。すなわち、衝突吸収機構５０に用いるロープは双方共にエネルギー吸収ロープ５１であってもよい。

また、本実施の形態では、本落下物防護装置１を斜面の下縁（法尻）に沿って設けたが、斜面中腹に設けてもよい。さらに斜面幅方向に複数の支柱１０を設けたが、場所によっては支柱１本でも構わない。また、落下物防護装置１の各ロープ２，３，４，５の仕様、並びに衝撃吸収機構５０に設けられるロープ５１，５２の仕様も変更可能である。また、面材の仕様も高張力防護網である高張力金網に限られず、従来型の防護網であるひし形金網を用いても良い。このように本実施の形態に示す落下物防護装置１の仕様は種々変更可能である。

また、本実施の形態では衝撃吸収機構５０を落下物防護装置１に組み付けたが、衝撃吸収機構５０の用途は落下物防護装置１に限られず、衝撃が作用する場所であれば様々な場所に組み付けて使用できる。

１ 落下物防護装置
２ 支柱控えロープ
２ａ ターンバックル
３ 支柱補強ロープ
３ｂ，３ｃ 支柱補強ロープのアイ加工部分（リング状端部）
４ 上部横ロープ
４ａ ターンバックル
５ 下部横ロープ
５ａ ターンバックル
６ 高張力防護網（面材, 高張力金網）
６ａ，６ｂ，６ｃ 素線
６ｄ 素線の交点
８ 衝突回避用の空間
１０ 支柱
１１ 支柱の本体部分（支柱本体）
１２ ブラケット（面材支持部）
１３ Ｕ字ボルト
１４ 通しボルト
１６ 結合コイル
１７ ヒンジ
１７ａ 支軸
１８ 鋼管杭
１９ コンクリート
５０ 衝撃吸収機構
５１ エネルギー吸収ロープ
５２ 従来型の汎用鋼製ロープ
５３ 巻付グリップ
６０ 試験体
６１ 凸型ピース
６２ 素線
１００ 落石防護柵
１０１ 支柱
１０２ アンカー
１０３ 上側サポートロープ
１０３ａ ブレーキ装置
１０４ 下側サポートロープ
１０４ａ ブレーキ装置
１０５ 金網
１１０ ループ管
１１１ 緊締部材

Claims (10)

1. 衝撃作用部位に接続される衝撃吸収機構であって、
   第１のロープと、この第１のロープに並列に接続される第２のロープとを備え、
   前記第１のロープは、前記第２のロープに対する余長を有し、且つ、その余長が確保された状態で前記第２のロープが接続され、
   前記第２のロープは、前記第１のロープに較べて縦弾性係数が小さく且つ同じ長さで比較したときに、その破断に至る伸びしろが前記第１のロープに較べて長いエネルギー吸収型のロープであることを特徴とする衝撃吸収機構。
2. 前記第１のロープの余長を前記第２のロープの伸びしろよりも多く設定したことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収機構。
3. 前記第１のロープの余長を前記第２のロープの伸びしろよりも少なく設定したことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収機構。
4. 前記第１のロープの余長は、この第１のロープの長さが前記第２のロープの長さに対して１．０〜２．０倍となるように設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の衝撃吸収機構。
5. 前記第１のロープを撓めて前記第２のロープに対する余長を確保したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の衝撃吸収機構。
6. 斜面幅方向に張設される防護網と、この防護網に連結されて防護網を支持する索体と、
   この索体を固定するためのアンカーと、前記索体とアンカーとの間に設けられる衝撃吸収機構と、を備えた落下物防護装置であって、
   前記衝撃吸収機構は、第１のロープと、この第１のロープに並列に接続される第２のロープとを備え、
   前記第１のロープは、前記第２のロープに対する余長を有し、且つ、その余長が確保された状態で前記第２のロープが接続され、
   前記第２のロープは、前記第１のロープに較べて縦弾性係数が小さく且つ同じ長さで比較したときに、その破断に至る伸びしろが前記第１のロープに較べて長いエネルギー吸収型のロープであることを特徴とする落下物防護装置。
7. 前記第１のロープの余長を前記第２のロープの伸びしろよりも多く設定したことを特徴とする請求項６に記載の落下物防護装置。
8. 前記第１のロープの余長を前記第２のロープの伸びしろよりも少なく設定したことを特徴とする請求項６に記載の落下物防護装置。
9. 前記第１のロープの余長は、この第１のロープの長さが前記第２のロープの長さに対して１．０〜２．０倍となるように設定されていることを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の落下物防護装置。
10. 前記第１のロープを撓めて前記第２のロープに対する余長を確保したことを特徴とする請求項６〜９の何れかに記載の落下物防護装置。

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