JP5116741B2 - 索端金具及び該索端金具を使用したワイヤロープの固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、落石防護柵やガードケーブル等において、ワイヤロープと支柱を固定するための索端金具及び該索端金具を使用したワイヤロープの固定構造に関し、特には、ワイヤロープに所定値以上の荷重が掛かった場合に、ワイヤロープを索端金具から摺動させて繰り出すことにより、ワイヤロープの破断や支柱の変形を防ぐとともに、落石防護柵やガードケーブル等の許容荷重の増加を図って安全性を高めるものである。

道路や駐車場、各種建築物への傾斜面からの落石を防止する落石防護柵や、車両の衝突等の非常事態からの安全性を確保するガードケーブルは、弾性域内で働く複数のワイヤロープと適度な剛性、靱性を有する支柱により構成され、落石や車両衝突時の衝撃に対してワイヤロープの引張りと支柱の変形によりエネルギーを吸収している。

従来の索端金具はワイヤロープ端部を支柱に固定するものであり、例えば、ワイヤロープの端末部のよりを緩めてストランドの間に楔塊を介挿することにより、ワイヤロープを開口部に抜絡不能にブラケットに固定する。そして、そのブラケットを支柱に固定したボルト軸に螺合する手段が一般的に行われている。

また、基端部に締結ダブルナットを螺合したボルト軸の先端を環状部又はフック部に形成してなり、支柱に固定したボルト軸の環状部又はフック部にワイヤロープの端部に付設した巻付グリップを掛けるようにした索端金具も提供されている（特許文献１）。そして、ワイヤロープの端部の処理手段として、円錐状管の大径外側にネジ部を螺設し、前記円錐状管の内側に合致するワイヤーロープを係合できる凹溝部を対向させて縦設したクサビと、前記円錐状管のネジ部に螺合できる縁つきナットとからなる手段も提供されている（特許文献２）。更に、ワイヤロープの端部に付設した巻付グリップを掛け通すヘッド部を支柱に固定したボルト軸に挟持ナットを介して連結する索端金具も提供されている（特許文献３）。

実用新案登録第３０２９２８９号 特開平９−３１８７７号 実用新案登録第３０４４５６５号

しかしながら、従来の索端金具はいずれもワイヤロープ端部を支柱に固定する構成であるため、落石発生時や車両の衝突時には、落石や衝突の荷重が直接ワイヤロープに作用することとなり、ワイヤロープの許容荷重以上の荷重が作用した場合にはワイヤロープの破断、索端金具や支柱の変形などが発生することとなり、落石防護柵やガードケーブルとしての使命を果たすことができない。即ち、従来の索端金具はワイヤロープに、ワイヤロープ自体の許容荷重以上の荷重が作用すると、このエネルギーを吸収することができず、ワイヤロープが破断してしまうこととなる。

近時は平成２１年７月に富士山富士宮口の駐車場で起きた落石による死亡事故を受けて、落石防護柵やガードケーブルの安全性の向上が強く求められている。特に予期しない大きな落石や衝突があった場合においても、これらのエネルギーを吸収することができ、少なくとも落石や衝突車両が落石防護柵やガードケーブルを突き破ることを防止して停止させることによる安全性の確保が特に求められている。

一方において、落石防護柵やガードケーブルの安全性を高めるために、落石防護柵やガードケーブルにおけるワイヤロープの許容荷重の設計値をむやみに大きくし、許容荷重の大きいワイヤロープを使用することは現実性に欠け、又経済効率上も実施が困難である。

そこで、本発明は上記した従来の索端金具及び索端金具を使用したワイヤロープの固定構造の問題点を解決するとともに、ワイヤロープに所定値以上の荷重が掛かった場合においても、ワイヤロープを索端金具から摺動させて繰り出すことによって、その荷重を吸収し、ワイヤロープの破断や支柱の変形を防ぐとともに、ワイヤロープ自体の許容荷重の制約を超えて落石防護柵やガードケーブル等の許容荷重の増加を図って、より高い安全性を実現することのできる索端金具及び該索端金具を使用したワイヤロープの固定構造を提供することを目的としている。

本発明はその目的を達成するために、ワイヤロープに所定値以上の荷重が掛かった場合に、ワイヤロープを摺動させて繰り出すように、ワイヤロープの端部を支柱に固定するための索端金具であって、ワイヤロープの外周面に固定可能な楔部材と、楔部材を離脱不能に収納する中空テーパ部を有するとともに、一端部に径大の係合鍔部を形成した係合部材と、ワイヤロープを挿通可能な中空筒状部を有するとともに、外周面に螺子溝を刻設してなる径大の螺子状鍔部を一端部に形成した金具本体と、一端部の開口部に環状鍔部を形成するとともに、内周面に螺子溝を刻設した継手部材と、金具本体を支柱に固定するための固定具とからなり、継手部材の環状鍔部に係合部材の係合鍔部を係止するとともに、継手部材の螺子溝に金具本体の螺子状鍔部を螺合することにより係合部材と金具本体を連結することを特徴とする索端金具を基本として提供する。

また、楔部材は複数に分割可能であるとともに、ワイヤロープに固定した際に、外周面がテーパ状に形成されている。

そして、金具本体の他端部に螺子溝を刻設し、該螺子溝を支柱に挿通し、固定具としてのナットで螺合することにより、支柱に固定する。

より具体的には、ワイヤロープに所定値以上の荷重が掛かった場合に、ワイヤロープを摺動させて繰り出すように、ワイヤロープの端部を支柱に固定するための索端金具であって、ワイヤロープの外周面に固定した楔部材を離脱不能に係合部材の中空テーパ部に収納し、係合部材から延長させたワイヤロープの端部を金具本体の中空筒状部に挿入するとともに、係合部材の一端部に形成された径大の係合鍔部と、金具本体の一端部に形成され、外周面に螺子溝を刻設した径大の螺子状鍔部を対面させて、一端部の開口部に係合部材の係合鍔部を係止する環状鍔部を形成してなる継手部材の内周面に刻設した螺子溝を金具本体の螺子状鍔部の螺子溝と螺合するとともに、継手部材の環状鍔部と係合部材の係合鍔部を相互に係合させることにより、金具本体と係合部材を一体に連結し、金具本体の他端部に形成された螺子溝を支柱に挿通し、固定具としてのナットを螺合することにより支柱に固定する索端金具を提供する。

更に、上記した構成の索端金具を使用し、落石防護柵又はガードケーブルにおけるワイヤロープの索端を支柱に固定する索端金具を使用したワイヤロープの固定構造を提供する。そして、ワイヤロープが所定値以上の荷重によって、楔部材による係合部材の内周面への固定に抗して、所定長さ摺動する構造、ワイヤロープに所定値以上の荷重が掛かった場合に、楔部材による係合部材の内周面への固定に抗して、ワイヤロープが摺動することによって索端金具からワイヤロープを繰り出すことにより、ワイヤロープの破断や支柱の変形を防ぐ構造を提供する。

上記構成の本発明によれば、落石等によってワイヤロープに荷重が掛かった場合は、荷重が楔部材によるワイヤロープの固定力より小さければ、ワイヤロープは楔部材によって係合部材内の内周面に固定された状態を保ち、落石等を落石防護柵やガードケーブルの内方に支えることができる。一方、楔部材の固定力を超える所定値以上の荷重が作用した場合には、楔部材による係合部材の内周面への固定に抗して、ワイヤロープが楔部材，係合部材及び金具本体内を所定長さ摺動して索端金具から繰り出される。このとき、ワイヤロープの端部は金具本体の中に延長されているため、所定長さ摺動して索端金具から繰り出されるだけの余裕を有している。このようにワイヤロープを索端金具から繰り出すことにより、ワイヤロープの破断や支柱の変形を防ぐことができ、落石等を落石防護柵から飛び出すことなく、保持することができる。同様にガードケーブルに自動車等が衝突した場合においても、ガードケーブルの破損を防ぐことができ、車両等がガードケーブルから飛び出すことを防ぐことができる。

よって、従来の索端を支柱に固定して使用するワイヤロープと同じ許容荷重のワイヤロープを使用しても、落石防護柵やガードケーブルの許容荷重を向上させることができ、経済的な負担を生じることなく、その安全性を高めることができる。

本発明にかかる索端金具の全体正面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 本発明にかかる索端金具の組付説明図。 本発明にかかる楔部材の中央横断面図。 本発明に索端金具の斜視図。 本発明にかかる索端金具の使用状態を示す斜視図。 本発明にかかるワイヤロープの使用状態を示す正面図。

以下図面に基づいて本発明にかかる索端金具及び該索端金具を使用したワイヤロープの固定構造の実施形態を説明する。図１は本発明にかかる索端金具の全体正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３はその組付説明図である。図において、１は索端金具であり、落石防護柵やガードケーブルにおいて、ワイヤロープ７を端末支柱等の支柱８に固定するための金具である。なお、本発明におけるワイヤロープ７には、ＰＣ鋼線その他のワイヤロープとして使用可能な索状体全般を含むものである。この索端金具１は、ワイヤロープ７の外周面に固定可能な楔部材２と、楔部材２を離脱不能に収納する中空テーパ部１５を有する係合部材３と、ワイヤロープ７を挿通可能な中空筒状部１７を有する金具本体４と、係合部材３と金具本体４を連結する継手部材５と、金具本体４を支柱８（図６参照）に固定するための固定具６から構成されている。

楔部材２は中空部９を有し、一端部に大径の開口部１０と他端部に小径の開口部１１が開口されており、外周面１２がテーパ状に形成されている。そして大径の開口部１０から小径の開口部１１に向けて、又小径の開口部１１から大径の開口部１０に向けて相互に１又は複数のスリット１３，１４が穿設されている（図４参照）。この楔部材２は一体として又は複数に分割されて構成されており、ワイヤロープ７の端部近傍の所定位置において、中空部９にワイヤロープ７を挿通した状態で圧縮することにより、ワイヤロープ７の外周面に所定圧力で固定される。前記したスリット１３，１４はワイヤロープ７への圧着を容易とするためのものである。なお、楔部材２の形状に限定はなく、係合部材３の中空テーパ部１５内において、ワイヤロープ７を固定できる形状であれば、どのような形状であってもよい。

係合部材３は、両端部に開口部を有する中空テーパ部１５を有しており、この中空テーパ部１５は楔部材２のテーパ状の外周面１２とほぼ整合する傾斜面を有している。また、中空テーパ部１５の径小側の開口部端面には環状停止部３ａが形成されている。そのため、楔部材２を外周面に固定したワイヤロープ７を係合部材３の中空テーパ部１５に挿通して楔部材２を中空テーパ部１５に収納することにより、或いはワイヤロープ７を中空テーパ部１５に挿通した後に楔部材２を固定して中空テーパ部１５に収納することにより、楔部材２の小径の開口部１１が環状停止部３ａに係止された状態で、楔部材２は中空テーパ部１５の径小方向（矢印Ｘ方向）に離脱不能に係合部材３に収納される。よって、ワイヤロープ７は係合部材３に固定されることとなる。また、中空テーパ部１５の径小方向（矢印Ｘ方向）と反対方向の係合部材３の一端部には、継手部材５に係合するための径大の係合鍔部１６が形成されている。

このとき、肝要なことは係合部材３の中空テーパ部１５内における楔部材２による楔部材２の許容荷重（固定力）がワイヤロープ７自体の許容荷重より小さくなるように設計しておく。即ち、楔部材２の許容荷重（固定力）＜ワイヤロープ７の許容荷重の状態としておくことである。これにより、落石等によって所定値以上の荷重がワイヤロープ７に作用すると、ワイヤロープ７の許容荷重以上の荷重が掛かる前に、楔部材２の許容荷重（固定力）以上の荷重が掛かることとなり、その場合にはワイヤロープ７は楔部材２による固定に抗して摺動し、楔部材２から繰り出されることとなって、切断されたり、所定値以上の荷重が支柱に直接作用して、支柱が変形したり、倒壊することを防ぐことができる。具体的には楔部材２の許容荷重（固定力）を５０ｋｊ程度の運動エネルギーに設定しておくとよい。よって、ワイヤロープ７に５０ｋｊ以上の運動エネルギーの荷重がかかると、ワイヤロープ７は楔部材２による固定に抗して摺動を始める。なお、楔部材２の許容荷重（固定力）は目的やワイヤロープ７自体の許容荷重に応じて自由に設定すればよい。また、ワイヤロープ７にかかる荷重が楔部材２による固定力より小さければ、ワイヤロープ７は楔部材２から繰り出されることなく、荷重の原因となった落石等を支えることができる。

金具本体４は、所定長さを有する棒状体であって、両端部に開口部を有しワイヤロープ７を摺動自在に挿通可能な中空筒状部１７を有している。そして、金具本体４は、一端部に継手部材５と係合するための螺子溝１８を外周面に刻設してなる径大の螺子状鍔部１９を形成するとともに、他端部を外周面に螺子溝２０を刻設した螺子状端部２１としている。この螺子状端部２１を支柱８に穿設した孔に挿通し、ナット等の適宜の固定具６で螺合することにより、支柱８に固定することができる。なお、螺子状鍔部１９は係合部材３の係合鍔部１６と略同径である。この金具本体４の中空筒状部１７にワイヤロープ７の端部を挿入して延長しておくことによって、ワイヤロープ７は所定長さ摺動して索端金具１から繰り出されるだけの余裕を有している。

継手部材５は、両端部に開口部を有する中空部２２を有する筒状体であって、内周面に金具本体４の螺子状鍔部１９と螺合する螺子溝２３を刻設しているとともに、一端部の開口部に係合部材３の係合鍔部１６を係止する環状鍔部２４を形成している。

次に上記構成の索端金具１の使用方法を説明する。先ず、落石防護柵やガードケーブル等において、支柱８と固定するためのワイヤロープ７の端部を係合部材３の中空テーパ部１５に係合鍔部１６がワイヤロープ７の端部側に位置するように挿通する。次にワイヤロープ７の外周面に楔部材２を圧着して固定した後、係合部材３の中空テーパ部１５に楔部材２のテーパ状の外周面１２を圧接させることによって、楔部材２を矢印Ｘ方向（係合鍔部１６とは反対方向）に離脱不能に係合部材３に収納する。このとき、係合部材３を予め継手部材５の中空部２２に挿通し、係合鍔部１６を継手部材５の環状鍔部２４に係止しておく。或いは楔部材２を外周面に固定したワイヤロープ７を係合部材３の中空テーパ部１５に挿通し、楔部材２を中空テーパ部１５に収納するようにしてもよい。要すれば、各部材が図２に示す位置関係にあればよい。

この状態で、係合部材３から延長させたワイヤロープ７の端部を金具本体４の中空筒状部１７に挿入するとともに、金具本体４の螺子状鍔部１９を係合部材３の係合鍔部１６と対面させて、継手部材５の螺子溝２３と金具本体４の螺子状鍔部１９の螺子溝１８を螺合させることによって、係合部材３と金具本体４を一体に連結することができる。

そして、図６，図７に示すように、落石防護柵２５の支柱８の所定の位置に孔（図示略）を穿設し、その孔に金具本体の螺子状端部２１を挿通し、ナット等の適宜の固定具６で螺合することにより、ワイヤロープ７を索端金具１を使用して支柱８に固定することができる。なお図６，図７において支柱８は索端支柱として図示したが、その他の中間支柱に固定する際にもそのまま使用することができる。また、ワイヤロープ７を利用して金網を敷設することも可能である。２６は支柱８を補助するためのサポート材である。

上記使用状態において、落石等によってワイヤロープ７に荷重が掛かった場合は、荷重が楔部材２の固定力より小さい荷重であれば、ワイヤロープ７は楔部材２によって係合部材３内の内周面に固定された状態を保ち、落石等を落石防護柵２５の内方に支えることができる。一方、楔部材２の固定力の許容荷重を超える所定値以上の荷重が作用した場合には、ワイヤロープ７が切断される前に、ワイヤロープ７は楔部材２による係合部材３の内周面への固定に抗して、ワイヤロープ７が楔部材２，係合部材３及び金具本体４内を矢印Ｘ方向に所定長さ摺動して索端金具１から繰り出される。このとき、ワイヤロープ７の端部は金具本体４の中空筒状部１７の中に延長されているため、所定長さ摺動して索端金具１から繰り出されるだけの余裕を有している。このようにワイヤロープ７を索端金具１から繰り出すことにより、ワイヤロープ７の破断や支柱８の変形を防ぐことができる。

実施例として、本発明にかかる索端金具１を使用してワイヤロープを高さ方向に等間隔で５本配置するとともに金網を敷設した、高さ１．５ｍ、長さ９ｍの落石防護柵を製造した。また、従来例としてワイヤロープの索端を固定する従来の索端金具を使用して実施例と同様の落石防護柵を製造した。これらの落石防護柵について、質量２トンの球状のコンクリート塊を速度１０ｍ／秒（３６ｋｍ／時間）、運動エネルギー１００ｋｊの条件で衝突させる実験を行った。一般に落石防護柵の吸収可能エネルギーは５５ｋｊとされているので、実験した衝突エネルギーはおよそその２倍となる。

従来の索端金具を使用した落石防護柵では、索端金具が変形し、ワイヤロープが索端金具から外れ、或いはワイヤロープが破断し、コンクリート塊が落石防護柵から飛び出してしまい、落石防護柵として機能しなかった。これに対して、本発明にかかる索端金具を使用した落石防護柵では、索端金具の形状に変化はなく、ワイヤロープを僅かに繰り出しており、コンクリート塊を停止させることができた。これは索端金具によって、ワイヤロープにかかる荷重を制御して調節することにより、許容荷重以上の荷重がワイヤロープに掛からないようにしたためである。

以上記載した本発明によれば、落石防護柵やガードケーブル等において、ワイヤロープに所定値以上の荷重が掛かった場合に、ワイヤロープを索端金具から摺動させて繰り出すことにより、ワイヤロープの破断や支柱の変形を防ぐとともに、落石防護柵やガードケーブル等の許容荷重の増加を図って安全性を高めることができる。即ち、ワイヤロープの固定力を超える所定値以上の荷重が作用した場合には、楔部材による係合部材の内周面への固定に抗して、ワイヤロープが係合部材から所定長さ摺動して繰り出される。このようにワイヤロープを繰り出すことにより、ワイヤロープの破断や支柱の変形を防ぐことができ、落石等を落石防護柵から飛び出すことなく、保持することができる。よって、従来の索端を支柱に固定して使用するワイヤロープと同じ許容荷重のワイヤロープを使用しても、落石防護柵やガードケーブルの許容荷重を増加させることができ、経済的な負担を生じることなく、その安全性を高めることができる。

１…索端金具
２…楔部材
３…係合部材
３ａ…環状停止部
４…金具本体
５…継手部材
６…固定具
７…ワイヤロープ
８…支柱
９，２２…中空部
１０，１１…開口部
１２…外周面
１３，１４…スリット
１５…中空テーパ部
１６…係合鍔部
１７…中空筒状部
１８，２０，２３…螺子溝
１９…螺子状鍔部
２１…螺子状端部
２４…環状鍔部
２５…落石防護柵
２６…サポート材

Claims (7)

1. ワイヤロープに所定値以上の荷重が掛かった場合に、ワイヤロープを摺動させて繰り出すように、ワイヤロープの端部を支柱に固定するための索端金具であって、
   ワイヤロープの外周面に固定可能な楔部材と、楔部材を離脱不能に収納する中空テーパ部を有するとともに、一端部に径大の係合鍔部を形成した係合部材と、ワイヤロープを挿通可能な中空筒状部を有するとともに、外周面に螺子溝を刻設してなる径大の螺子状鍔部を一端部に形成した金具本体と、一端部の開口部に環状鍔部を形成するとともに、内周面に螺子溝を刻設した継手部材と、金具本体を支柱に固定するための固定具とからなり、
   継手部材の環状鍔部に係合部材の係合鍔部を係止するとともに、継手部材の螺子溝に金具本体の螺子状鍔部を螺合することにより係合部材と金具本体を連結することを特徴とする索端金具。
2. 楔部材は複数に分割可能であるとともに、ワイヤロープに固定した際に、外周面がテーパ状に形成されている請求項１記載の索端金具。
3. 金具本体の他端部に螺子溝を刻設し、該螺子溝を支柱に挿通し、固定具としてのナットで螺合することにより、支柱に固定する請求項１又は２記載の索端金具。
4. ワイヤロープに所定値以上の荷重が掛かった場合に、ワイヤロープを摺動させて繰り出すように、ワイヤロープの端部を支柱に固定するための索端金具であって、
   ワイヤロープの外周面に固定した楔部材を離脱不能に係合部材の中空テーパ部に収納し、係合部材から延長させたワイヤロープの端部を金具本体の中空筒状部に挿入するとともに、係合部材の一端部に形成された径大の係合鍔部と、金具本体の一端部に形成され、外周面に螺子溝を刻設した径大の螺子状鍔部を対面させて、一端部の開口部に係合部材の係合鍔部を係止する環状鍔部を形成してなる継手部材の内周面に刻設した螺子溝を金具本体の螺子状鍔部の螺子溝と螺合するとともに、継手部材の環状鍔部と係合部材の係合鍔部を相互に係合させることにより、金具本体と係合部材を一体に連結し、金具本体の他端部に形成された螺子溝を支柱に挿通し、固定具としてのナットを螺合することにより支柱に固定することを特徴とする索端金具。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の索端金具を使用し、落石防護柵又はガードケーブルにおけるワイヤロープの索端を支柱に固定することを特徴とする索端金具を使用したワイヤロープの固定構造。
6. ワイヤロープが所定値以上の荷重によって、楔部材による係合部材の内周面への固定に抗して、所定長さ摺動する請求項５記載の索端金具を使用したワイヤロープの固定構造。
7. ワイヤロープに所定値以上の荷重が掛かった場合に、楔部材による係合部材の内周面への固定に抗して、ワイヤロープが摺動することによって索端金具からワイヤロープを繰り出すことにより、ワイヤロープの破断や支柱の変形を防ぐ請求項５記載の索端金具を使用したワイヤロープの固定構造。

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