JP6979838B2 - 緩衝装置及び落石防護装置 - Google Patents

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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当該緩衝装置を有する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を重合させて形成した重合箇所を挟持具により一定の力で挟持し、ロープ材に設定張力以上の張力が作用したとき、ロープ材が一定の摩擦力を保持したまま重合箇所のロープ材が伸長して張力を吸収する緩衝装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開平6−173221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、ワイヤーロープを重合させてロープ材同士が接触することによる摩擦を利用している。しかし、ワイヤーロープはストランドを撚り合わせて作られており、ワイヤーロープの周面は凹凸状に形成されている。そのため、ワイヤーロープ同士の摺動による摩擦は、摩擦力が一定ではなく、ロープ材の張力の低減を一定にすることが難しい。落石防護装置において、落石防止網を指示するロープ材の張力の低減が一定ではないと、ロープ材を支持する支柱或いはアンカーなどにロープ材の張力が急激に加わり、例えば、支柱が意図しない方向に倒壊する恐れがある。
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、ロープ材に加わる張力の低減を一定にする緩衝装置及び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、落石を捕捉する落石捕捉部を支持するロープ状の支持部材を有する落石防護装置に取り付けられ、支持部材を構成し、落石捕捉時に反対方向に張力が作用する2本のロープ部材の重合部分を把持する緩衝装置であって、平板状に形成された第1平板部と、第1平板部の短手方向の中央部分において長手方向に沿って膨出した第1膨出部とを有する第1拘束板と、平板状に形成された第2平板部と、第2平板部の短手方向の中央部分において長手方向に沿って膨出した第2膨出部とを有する第2拘束板と、第1拘束板と第2拘束板との間に配置される中間板と、第1拘束板の第1平板部と第2拘束板の第2平板部とを締付ける締結部材と、を有し、第1膨出部と中間板との間に2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材が配置され、第2膨出部と中間板との間に2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材が配置されるものである。
本発明に係る緩衝装置は、落石捕捉時に反対方向に張力が作用する2本のロープ部材の重合部分を把持する緩衝装置であって、第1膨出部と中間板との間に2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材が配置され、第2膨出部と中間板との間に2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材が配置されるものである。そのため、落石捕捉時に2本のロープ部材は、第1拘束板及び第2拘束板と、並びに、中間板と面接触し、摺動摩擦抵抗に抗しながら摺動する。この際、緩衝装置は、2本のロープ部材が、第1拘束板及び第2拘束板と、並びに、中間板と面接触することで、2本のロープ部材に加わる張力の低減を一定にすることができる。
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。 図1の支持部材の概略図である。 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に係る緩衝装置の側面図である。
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ものである。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、落石捕捉部240を支持するロープ状の支持部材250を有する。さらに、落石防護装置200は、支持部材250に緩衝装置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、支持部材250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251及び第2支持部材255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。
[支持部材250]
図2は、図1の支持部材の概略図である。図1及び図2を用いて、支持部材250について説明する。支持部材250は、図1に示すように、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251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255とを有する。
(第1支持部材251)
第1支持部材251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251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251は、その一端が直接的又は間接的に被支持部210に固定され、他端が直接的又は間接的に横柱230に固定されている。緩衝装置100は、図1に示すように横柱230と被支持部210との間の第1支持部材251に設置することができる。第1支持部材251は、図2に示すように、その一端が被支持部210に固定され、他端が緩衝装置100と係合するロープ部材253と、その一端が横柱230に固定され、他端が緩衝装置100と係合するロープ部材252とを有する。なお、第1支持部材251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、緩衝装置100が、第1支持部材251に設置される場合には、ロープ部材252と、ロープ部材253とが、本発明の「2本のロープ部材」に相当する。
(第2支持部材255)
第2支持部材255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255は、例えば、鋼製のワイヤーロープで形成されている。第2支持部材255は、支柱220に直接的又は間接的に固定されてもよい。緩衝装置100は、図1に示すように支柱220間の第2支持部材255に設置することができる。第2支持部材255は、一端が支柱220に固定されて他端が緩衝装置100と係合するロープ部材256と、一端が隣接する他の支柱220に固定されて他端が緩衝装置100と係合するロープ部材257とから構成され、本発明の「2本のロープ部材」に相当する。
[緩衝装置100]
図3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4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5は、本発明の実施の形態1に係る緩衝装置100の側面図である。図1〜図5を用いて、緩衝装置100について説明する。図5において矢印は、落石捕捉部240が落石捕捉している時にロープ部材252及びロープ部材253に作用する張力の方向を示す。なお、以下の説明では、緩衝装置100は、第1支持部材251に配置されているものとする。そして、本発明に記載の「2本のロープ部材」は、第1支持部材251を構成するロープ部材252及びロープ部材253として説明する。緩衝装置100が第2支持部材255に配置される場合には、ロープ部材252及びロープ部材253として説明する部分は、ロープ部材256及びロープ部材257に該当するものとする。
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、落石を捕捉する落石捕捉部240を支持するロープ状の支持部材250を有する落石防護装置200に取り付けられている。緩衝装置100は、支持部材250を構成し、落石捕捉時に反対方向に張力が作用するロープ部材252及びロープ部材253の2本のロープ部材の重合部分を把持する。緩衝装置100は、第1拘束板10と、第2拘束板20と、中間板30と、締結部材40と、を有する。
第1拘束板10は、矩形の板体を折曲加工して形成したもので、平板状に形成された第1平板部11と、第1平板部11の短手方向の中央部分において長手方向に沿って断面円弧状に膨出した第1膨出部12とを有する。第2拘束板20は、矩形の板体を折曲加工して形成したもので、平板状に形成された第2平板部21と、第2平板部21の短手方向の中央部分において長手方向に沿って断面円弧状に膨出した第2膨出部22とを有する。第1拘束板10及び第2拘束板20の長手方向の長さは、ロープ部材252及びロープ部材253に作用する張力に応じて適宜決定するものとする。第1拘束板10及び第2拘束板20は、ばね鋼など、引張度の高い各種金属板を使用することが望ましい。なお、第1膨出部12及び第2膨出部22の断面形状は、円弧形状に限定するものではなく、例えば、逆V字形状、逆U字形状、等他の断面形状であってもよい。
第1膨出部12及び第2膨出部22の両側の、第1平板部11及び第2平板部21には、長手方向に沿って、それぞれ一列にボルト孔(図示せず)が穿設されている。第1平板部11及び第2平板部21によるロープ部材252及びロープ部材253の拘束効果を考慮すると、ボルト孔の形成位置、すなわち締結部材40の締結位置は、第1膨出部12及び第2膨出部22により近い位置が望ましい。
第1拘束板10及び第2拘束板20は、お互いを重ね合わせた時に、互いに反対方向に膨出するように第1膨出部12及び第2膨出部22が形成されている。第1膨出部12及び第2膨出部22には、それぞれロープ部材252及びロープ部材253が挿通される。第1膨出部12及び第2膨出部22の内周面は、ロープ部材252及びロープ部材253の周面と面接触が可能な形状とする。
中間板30は、対峙する第1拘束板10と第2拘束板20との間に配置される。中間板30は、矩形状に形成された剛性体であり、第1平板部11及び第2平板部21のボルト孔に併せて孔が穿設された板体である。中間板30は、ロープ部材252及びロープ部材253の2本のロープ部材と当接する面が平滑面で形成されている。
締結部材40は、第1膨出部12を介して両側に位置する第1平板部11と、第2膨出部22を介して両側に位置する第2平板部21とを締付けるものである。締結部材40は、第1膨出部12及び第2膨出部22に沿って、第1膨出部12及び第2膨出部22の両側に設けられている。締結部材40は、ボルト41とナット42と有する。なお、締結部材40は、第1拘束板10、第2拘束板20、及び、中間板30と、ロープ部材252及びロープ部材253とを軟結合(所定の引っ張り力で摺動する結合)できるものであればよく、ボルト41及びナット42に限定されるものではない。締結部材40の設置数は、図3〜図5に示すように、第1膨出部12及び第2膨出部22の両側において、片側に4箇所ずつの合計8箇所である。しかし、締結部材40の設置数は、合計8箇所に限定するものではなく、ロープ部材252及びロープ部材253に作用する張力に応じて適宜決定するものとする。
第1膨出部12と中間板30との間に2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材252が配置され、第2膨出部22と中間板30との間に2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材253が配置される。第1拘束板10及び第2拘束板20に作用させた締結部材40による締結力により、第1膨出部12及び第2膨出部22と、中間板30とは、ロープ部材252及びロープ部材253の2本のロープ部材を挟持する。緩衝装置100は、ロープ部材252及びロープ部材253に所定以上の張力が負荷されると緩衝装置100に対して摺動するような摩擦力でロープ部材252及びロープ部材253を挟持している。
ロープ部材252及びロープ部材253の2本のロープ部材は、それぞれロープの途中部分が挟持されている。そのため、ロープ部材252及びロープ部材253の2本のロープ部材は、それぞれ第1拘束板及び第2拘束板から所定の長さだけ延出した余長部252a及び余長部253aを有しており、その端部は自由端とされている。余長部252a及び余長部253aは、第1拘束板及び第2拘束板から、それぞれ反対方向に延出している。なお、2本のロープ部材を構成する支持部材250が、横柱230と被支持部210との間に配置され落石捕捉部240を支持する第1支持部材251である場合には、2本のロープ部材はロープ部材252とロープ部材253とから構成される。2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材252は、横柱230に直接的又は間接的に固定され、記2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材253は、被支持部210に直接的又は間接的に固定されている。また、2本のロープ部材を構成する支持部材250が、横複数の支柱220の間に配置され落石捕捉部240を支持する第2支持部材255である場合には、2本のロープ部材はロープ部材256とロープ部材257とから構成される。2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材256は、支柱220に直接的又は間接的に固定され、2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材257は、支柱220に隣接する他の支柱220に直接的又は間接的に固定されている。
ロープ部材252及びロープ部材253が、第1拘束板10及び第2拘束板20と、中間板30との間から抜け落ちないようにロープ部材252及びロープ部材253の端部には係止部270及び係止部271が設けられている。係止部270及び係止部271は、余長部252a及び余長部253aの先端部分に設けられている。係止部270及び係止部271は、第1拘束板10及び第2拘束板20と、中間板30との間に形成された開口部35の直径よりも外側に張り出した端縁部270a及び端縁部271aを有する。ロープ部材252及びロープ部材253が摺動しても、端縁部270a及び端縁部271aが、第1拘束板10と、第2拘束板20と、中間板30と当接する。そのため、係止部270及び係止部271は、ロープ部材252及びロープ部材253が、開口部35から抜け落ちることを防ぐ。
[緩衝装置100の動作]
ロープ部材252及びロープ部材253は、落石が捕捉されていない通常の状態では、第1拘束板10及び第2拘束板20と、中間板30とに面接触して強く固定されている状態である。落石捕捉部240によって落石が捕捉されると、落石捕捉部240を支持するロープ部材252及びロープ部材253には落石による負荷が加えられ、張力が作用する。ロープ部材252及びロープ部材253に一定以上の張力が作用すると、ロープ部材252及びロープ部材253は、第1拘束板10及び第2拘束板20と、中間板30との間摺動摩擦抵抗に抗しながら、第1拘束板10及び第2拘束板20と、中間板30とから抜ける方向に摺動する。ロープ部材252及びロープ部材253が、摺動摩擦抵抗に抗しながら摺動することによって落石の衝撃力が緩衝されるとともにロープ部材252及びロープ部材253に作用する張力が低減する。
以上のように、緩衝装置100は、落石捕捉時に反対方向に張力が作用するロープ部材252及びロープ部材253の2本のロープ部材の重合部分を把持するものである。そして、緩衝装置100は、第1膨出部12と中間板30との間に2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材252が配置され、第2膨出部22と中間板30との間に2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材253が配置される。そのため、緩衝装置100は、ロープ部材252及びロープ部材253が、第1拘束板10及び第2拘束板20と、中間板30と面接触し、摺動摩擦抵抗に抗しながら摺動する。この際、緩衝装置100は、2本のロープ部材が、第1拘束板10及び第2拘束板20と、並びに、中間板30と面接触することで、2本のロープ部材に加わる張力の低減を一定にすることができる。また、緩衝装置100は、ロープ部材252及びロープ部材253に加わる張力の低減を一定にすることができることで、意図した荷重でロープ部材252及びロープ部材253を摺動させることができる。
また、中間板30は、ロープ部材252及びロープ部材253の2本のロープ部材と当接する面が平滑面で形成されている。そのため、緩衝装置100は、ロープ部材252及びロープ部材253の摺動時の初期移動荷重を一定にすることができる。
また、締結部材40は、第1膨出部12及び第2膨出部22に沿って、第1膨出部12及び第2膨出部22の両側に設けられ、第1膨出部12を介して両側に位置する第1平板部11と、第2膨出部22を介して両側に位置する第2平板部21とを締結する。そのため、緩衝装置100は、第1拘束板10と第2拘束板20との締結に偏心がなく、ロープ部材252及びロープ部材253は同一線上で張力が働くため、ロープ部材252及びロープ部材253に加わる張力の低減を一定にすることができる。
また、ロープ部材252及びロープ部材253の2本のロープ部材は、第1拘束板10及び第2拘束板20から延出した余長部252a及び余長部253aを有する。そのため、緩衝装置100は、余長部252a及び余長部253aの長さを調節することで、落石捕捉部240にかかる荷重が意図した吸収エネルギー(仕事量)になるまでロープ部材252及びロープ部材253を摺動させることができる。
また、ロープ部材252及びロープ部材253の2本のロープ部材は、余長部252a及び余長部253aの先端部分に、第1拘束板10及び第2拘束板20と、中間板30との間に形成された開口部35の直径よりも外側に張り出した端縁部270a及び端縁部271aを有する係止部270及び係止部271を備えている。そのため、緩衝装置100は、ロープ部材252及びロープ部材253の摺動する長さを調節することで、落石捕捉部240にかかる荷重が意図した吸収エネルギー(仕事量)になるまでロープ部材252及びロープ部材253を摺動させることができる。
また、2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材252は、横柱230に直接的又は間接的に固定され、2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材253は、被支持部210に直接的又は間接的に固定されている。そのため、緩衝装置100は、横柱230と被支持部210との間の第1支持部材251の張力を低減することができる。
前記2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材256は、支柱220に直接的又は間接的に固定され、2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材257は、支柱220に隣接する他の支柱220に直接的又は間接的に固定される。そのため、緩衝装置100は、支柱220間の第2支持部材255の張力を低減することができる。
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、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251及び第2支持部材255に設ける必要はなく、第1支持部材251及び第2支持部材255において大きな張力が作用する箇所のみに設けてもよい。
10 第1拘束板、11 第1平板部、12 第1膨出部、20 第2拘束板、21 第2平板部、22 第2膨出部、30 中間板、35 開口部、40 締結部材、41 ボルト、42 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 支持部材、251 第1支持部材、252 ロープ部材、252a 余長部、253 ロープ部材、253a 余長部、255 第2支持部材、256 ロープ部材、257 ロープ部材、270 係止部、270a 端縁部、271 係止部、271a 端縁部。

Claims (8)

  1. 落石を捕捉する落石捕捉部を支持するロープ状の支持部材を有する落石防護装置に取り付けられ、前記支持部材を構成し、落石捕捉時に反対方向に張力が作用する2本のロープ部材の重合部分を把持する緩衝装置であって、
    平板状に形成された第1平板部と、前記第1平板部の短手方向の中央部分において長手方向に沿って膨出した第1膨出部とを有する第1拘束板と、
    平板状に形成された第2平板部と、前記第2平板部の短手方向の中央部分において長手方向に沿って膨出した第2膨出部とを有する第2拘束板と、
    前記第1拘束板と前記第2拘束板との間に配置される中間板と、
    前記第1拘束板の前記第1平板部と前記第2拘束板の前記第2平板部とを締付ける締結部材と、
    を有し、
    前記第1膨出部と前記中間板との間に前記2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材が配置され、
    前記第2膨出部と前記中間板との間に前記2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材が配置される緩衝装置。
  2. 前記第1膨出部及び前記第2膨出部は、前記中間板を介して互いに対向するように前記第1平板部及び前記第2平板部の長手方向に沿って延設されている請求項1に記載の緩衝装置。
  3. 前記中間板は、前記2本のロープ部材と当接する面が平滑面で形成されている請求項1又は2に記載の緩衝装置。
  4. 前記締結部材を複数有し、複数の前記締結部材は、前記第1膨出部及び前記第2膨出部に沿って、前記第1膨出部及び前記第2膨出部の両側に設けられ、前記第1膨出部を介して両側に位置する前記第1平板部と、前記第2膨出部を介して両側に位置する前記第2平板部とを締結する請求項1〜3のいずれか1項に記載の緩衝装置。
  5. 落石を捕捉する落石捕捉部と、
    落石捕捉時に反対方向に張力が作用する2本のロープ部材を有し、前記落石捕捉部を支持するロープ状の支持部材と、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の緩衝装置であって、前記2本のロープ部材の重合部分を把持する緩衝装置と、
    を有し、
    前記2本のロープ部材は、前記第1拘束板及び前記第2拘束板から延出した余長部を有する落石防護装置
  6. 前記2本のロープ部材は、前記余長部の先端部分に、前記第1拘束板及び前記第2拘束板と、前記中間板との間に形成された開口部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に記載の落石防護装置
  7. 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、を更に有し、
    前記2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材は、前記横柱に直接的又は間接的に固定され、
    前記2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材は、前記被支持部に直接的又は間接的に固定される請求項5又は6に記載の落石防護装置
  8. 支持部に固定される複数の支柱を更に有し、
    前記2本のロープ部材のうちの一方のロープ部材は、前記支柱に直接的又は間接的に固定され、
    前記2本のロープ部材のうちの他方のロープ部材は、前記支柱に隣接する他の前記支柱に直接的又は間接的に固定される請求項5又は6に記載の落石防護装置
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