JP2016035197A - 柵構造体及びそれに用いられる繊維金属複合ロープ - Google Patents

Abstract

【課題】人や動物、車両等の移動を防ぐ必要がある遮蔽対象物を遮蔽する、軽量化された柵構造体及びそれに用いられる繊維金属複合ロープを提供すること。
【解決手段】ロープと、前記ロープを張架する支持体とを備える柵構造体であって、前記ロープは、高強度繊維素線が撚り合わされた心と、前記心の外周に配され金属素線が撚り合わされた複数の側ストランドとを備えることを特徴とする柵構造体及びそれに用いられる繊維金属複合ロープに関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、柵構造体及びそれに用いられる繊維金属複合ロープに関する。より詳しくは、人や動物、車両等の遮蔽対象物を遮蔽することが可能な柵構造体及びそれに用いられる繊維金属複合ロープに関する。

ロープＬと、該ロープＬを張架する支持体Ｂからなる柵構造体は人や動物、車両、その他通行、通過や侵入等の移動を防ぐことを目的として設置されている。柵構造体のロープＬは、疾走中に誤って衝突したり、柵構造体内への侵入の際に人に意図的に引っ張られたり、金具や刃物による柵の切断・接触等による衝撃を受けたりすることがある。そのため、特に直接衝撃を受けることが多いロープには高い破断強度が要求される（図８参照）。

これまで、高い破断強度を有する柵構造体としては、支持体に金属製（ステンレス鋼製）のロープを横手方向に張設した柵が知られている（下記特許文献１参照）。

特許第３８５６２８５号公報

ここで、柵構造体に金属製のロープを用いると、柵構造体自体の重量が重くなる。更に使用するロープが長くなると、柵構造体の重量が増し、その重量を支えるための足場が必要となる。一方、柵構造体が設置される公園や道路脇等の地面、駅などの建築物は、金属製ロープを支えるほど十分な土台を有していないため、その足場を設けるための基礎工事が必要となる。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであって、人や動物、車両等の移動を防ぐ必要がある遮蔽対象物を遮蔽する、軽量化された柵構造体及びそれに用いられる繊維金属複合ロープを提供することを目的とする。

本発明は、ロープと、前記ロープを張架する支持体とを備える柵構造体であって、前記ロープは、高強度繊維素線が撚り合わされた心と、前記心の外周に配され金属素線が撚り合わされた複数の側ストランドとを備えることを特徴とする柵構造体に関する。

また、本発明は、前記ロープの破断強度は、金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープの破断強度と同等以上であることをも特徴とする柵構造体に関する。

また、本発明は、前記ロープの伸び率が０．０５〜１．０、好ましくは０．０５〜０．３％であることをも特徴とする柵構造体に関する。

また、本発明は、前記支持体を移動させる駆動手段を備え、前記柵構造体は、前記駆動手段により昇降することをも特徴とする柵構造体に関する。

また、本発明は、高強度繊維素線が撚り合わされた心と、前記心の外周に配され金属素線が撚り合わされた複数の側ストランドとを備えることを特徴とする柵用の繊維金属複合ロープに関する。

本発明によれば、柵構造体はロープと、該ロープを張架する支持体からなり、前記ロープは高強度繊維素線が撚り合わされた心と、前記心の外周に配され金属素線が撚り合わされた複数の側ストランドとを備えているので、軽量でかつ可撓性を有し、金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープと同等以上の強度を有する柵構造体とすることができる。さらに、本発明の柵構造体は、金属素線が撚り合わされた複数の側ストランドが外側に配置されているので、遮蔽対象物の接触による切断・摩擦に強く、物が接触することでの傷に強い。

本発明によれば、前記ロープは、金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープと同等以上の破断強度を得ることができ、遮蔽対象物を遮蔽できる柵構造体とすることができる。

本発明によれば、ロープの伸び率が０．０５〜１．０、好ましくは０．０５〜０．３％であることから、遮蔽対象物を遮蔽しつつ柵構造体に接触した遮蔽対象物に損傷を与えることがない。

本発明によれば、柵構造体を駆動手段により昇降させることができ、更にロープが軽量化されていることから、容易に昇降操作を行うことができる柵構造体とすることができる。

本発明によれば、ロープは高強度繊維素線が撚り合わされた心と、前記心の外周に配され金属素線が撚り合わされた複数の側ストランドとを備えることから、軽量化を図り且つ柔軟性が得られ、金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープと同等以上の強度を有する繊維金属複合ロープとすることができる。前記繊維金属複合ロープは軽量であることから柵用のロープとして好適に用いることができる。

本発明に係る柵構造体を示す図である。 図１の要部拡大図であり、（ａ）は支持部材の平面図、（ｂ）は支持部材の斜視図、（ｃ）は端末部材の拡大図である。 駆動手段を備えた柵構造体を示す図であり、（ａ）はロープを上昇させた状態の図、（ｂ）はロープを下降させた状態の図である。 本発明に係る柵構造体の他の実施形態を示す図である。 本発明に係る繊維金属複合ロープを示す図である。 本発明に係る繊維金属複合ロープを示す図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は心の詳細図である。 本発明に係る繊維金属複合ロープの他の実施形態を示す図である。 従来の柵構造体を示す図である。

本発明に係る柵構造体及びそれに用いられる繊維金属複合ロープの実施形態について図面を参照しながら説明する。

本発明に係る柵構造体１は、図１に示すように、ロープ２と、ロープ２を張架する支持体３を含む。柵構造体１は、上下方向にロープが複数段となるように支持体３の間に渡されており、図１の実施形態においては８本のロープ２が両端を支持体３に固定されている。ロープ２の本数については、移動等の規制の対象である遮蔽対象物を移動等ができないように遮蔽することができれば、特に限定されるものではない。支持体３は支持部材３ａとロープ２を保持する保持部材３ｂとからなる。保持部材３ｂは保持部３１ｂと取付部３２ｂからなり、形状は平面視略Ｔ字状である（図２（ａ）参照）。取付部３２ｂには後述する雄ねじ部４ｂを挿入する挿入孔３３が設けられている（図２（ｂ）参照）。保持部材３ｂは、保持部３１ｂが支持部材３ａに取り付けられて、ロープ２の端部が保持部材３ｂに接続して支持体３の所定の位置となるように、支持体３に固定される。支持部材３ａは、ロープを支持する役割を果たすものであり、ロープ２を所定の位置に張り渡すように設けられる。

ロープ２の端部には端末部材４が取り付けられており、ロープ２は端末部材４を介して支持体３に張架されている。端末部材４はロープ２の端部を収納する端末収納部４ａと雄ねじ部４ｂからなり、端末収納部４ａは、鋳込み・カシメ等によりロープ２の端部に取り付けられている。

ここで、端末部材４を保持部材３ｂに取り付ける方法としては、図２の（ｃ）に示すように、雄ねじ部４ｂの端末収納部側に雌ねじ部を有するナット４１を螺合することにより取り付け、雄ねじ部４ｂを挿入孔３３へ挿入する。そして、雄ねじ部４ｂの先端側から先端側ナット４１を螺合し、ロープが所定の張力となるように２つのナット４１、４１で取付部３２ｂを挟み込むようにする。
このように、端末部材４を保持部材３ｂに取り付けることにより、支持体３はロープ２を張架する。また、必要に応じて端末収納部４ａに１又は複数の圧縮コイルバネや空気バネ等からなる弾性部材４２を収容し、弾性部材４２は、ロープ２のエンド部２１を伸長方向外側へ付勢するように設けてもよい。これにより、経年使用によるロープの緩みを解消することが可能となる。

支持体３に張架されるロープ２は、遮蔽対象物を遮蔽することができればその数は特に限定されず、複数本のロープが支持体間に渡されていても、１本のロープが複数段となるように蛇行状に支持体間に渡されていてもよい。また、ロープ２の張架は、図１の実施形態のように横方向に張架されるものに限定されるものではなく、遮蔽対象物が柵の向こう側へ移動することを制限することができるものであれば、ロープ２を縦方向に張架しても、縦方向及び横方向の組合せで張架してもよく、支持体を枠状として枠内をロープによる網目状の柵としてもよい。支持体３の材質は特に限定されず、例えば金属材料やプラスチック材料、木材あるいはこれらの２種以上を組み合わせたもの等を使用してもよい。支持体３の数はロープ２を張架することができれば２つでも３つ以上設けてもよく、複数のロープ２を張架する際に、支持体３の間にロープ２の間隔を一定に保つための部材（スペーサ等）を設けてもよい。

本発明に係る柵構造体１は、ロープ２及び支持体３を移動させる駆動手段５を備えていてもよい。駆動手段５を備える柵構造体１は、図３に示すように支柱６と、ロープ２と、該ロープ２を張架する支持体３と、ロープ２及び支持体３を昇降させる昇降部材７と、昇降部材７を介して支持体３を駆動させる駆動手段５とを備えている。一定の形状とされた支持体３をロープ２と共に昇降させることによりロープ２が張架された状態で昇降することが可能であり、図３（ａ）の遮蔽状態と図３（ｂ）の非遮蔽状態とを往復移動することができる。遮蔽状態と非遮蔽状態とは、遮蔽対象の位置等の使用用途に応じて適宜適用することができ、例えば視認されない状態とするために上昇した状態で遮蔽とすることも可能である。

柵構造体１に駆動手段５を備えることで、ロープ２及び支持体３を駆動手段５により昇降させることができ、更にロープが軽量化されていることから、より小さな駆動力で昇降を行うことができるので大がかりな駆動手段を必要とせずに簡単な構造の柵構造体とすることができる。
柵構造体１は支持体３を駆動手段５により昇降可能とすることにより、遮蔽対象物に対して、その大きさに応じて通行を制限することが可能となる。具体的には、踏切の遮断機や、有料道路の料金所や有料の駐車場等で車両を一時停車させる場合に利用することができる。また、遮蔽する遮蔽対象物の大きさに応じて支持体３の高さを設定することができる。

昇降部材７は、支柱６の上部及び下部に取り付けられる方向転換部材７ａと、支持体３の上端、及び下端に取り付けられる駆動用ワイヤ７ｂとからなる。方向転換部材７ａは、駆動用ワイヤ７ｂを上下方向の何れかに方向転換させる部材であり、ガイド溝を有する回転体や、スプロケット等が好適に使用される。昇降部材７は、駆動手段５を介して支持体３を昇降させることができれば特に限定されず、公知の部材を使用することができる。

駆動手段５は、電動モータによる電動駆動装置を用いることが好ましい。これにより、電動駆動装置を用いてより容易に支持体３を昇降させることが可能となる。
更に、駆動手段５として電動駆動装置を用いる場合、昇降操作を制御する制御手段を備えていることが好ましい。これにより、支持体３が昇降する際の位置決めが容易となり、ロープ２を張架している２つの支持体３の昇降操作を同期させることが可能となる。
駆動手段５としては他に、油圧・水圧・空気圧等の圧力を利用して駆動力を発生させる圧力モーター、ガソリンや軽油により駆動力を発生させる内燃機関、手動で回転させることにより駆動力を発生させる手動レバー、ウインチ等が好適に利用される。なお、駆動手段５は、ロープ２と支持体３とで構成される柵体とは別体として支柱６に設けられているが、支柱６と離間して設けられていてもよく、該柵体と一体化されていてもよい。

本発明に係る柵構造体１は、ロープ２に支持された網体８を備えていてもよい。図４に示すように、本発明に係る柵構造体１の他の実施形態として、ロープ２は端末部材４を介して支持体３の上部、及び下部に張設し、このロープ２の間に網体８が支持されている。網体８は、縦横に配置された複数本の縦撚線と横撚線からなり、夫々が交差部で固着している。これにより、様々な大きさの遮蔽対象物を遮蔽することが可能となる。

本発明に係る柵構造体１に使用されるロープ２は繊維金属複合ロープである。図５に示すように、ロープ２は、高強度繊維素線が撚り合わされた心９と、該心９の外周に配され金属素線が撚り合わされた複数の側ストランド１０とを備えている。

心９は高強度繊維素線が撚り合わされており、図６（ａ）に示すように、１束の高強度繊維素線束の周りに６束の高強度繊維素線束が撚り合わされているが、この撚り合わされる束の数や撚り構造は特に限定されず公知の撚り構造を用いることができる。また、図６（ｂ）に示すように、３束の高強度繊維束を撚り合わされたものを用いてもよい。心９に高強度繊維を用いることで、金属素線を心として用いるロープよりも軽量化を図ることができ、細い高強度繊維素線を撚り合わせることで、柔軟性を有するロープとすることができる。心９に使用される高強度繊維は、パラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、炭素繊維、あるいはこれらの２種以上を組み合わせたもの等が好適に利用される。

側ストランド１０は金属素線が撚り合わされており、図６（ａ）に示すように、１本の第１層素線１０ａ、第１層素線１０ａに接するように６本の第２層素線１０ｂ、そして第２層素線１０ｂの周囲を囲うように１２本の第３層素線１０ｃが配され、夫々が撚り合わされている。更に側ストランド１０は心９と接するように６本の側ストランド１０が心９の外周に配されている。このとき、側ストランド１０は心９が露出しないように、心９を覆うように撚られている。これにより、高強度繊維素線を外部による衝撃から防ぐことができることで、ロープの軽量化を図ると共に、摩擦や切断に強いロープとすることが可能となる。また、通常の金属素線のみにより撚り合わされた金属ロープの場合には、衝撃により破断されてしまうと撚りが解けてストランド・素線が発散してしまい、人が通行する場所で使用する場合には危険となるが、破断強度の強い高強度繊維を用いることによりストランド・素線が破断の際の発散を防ぐことができるので、公共場所用の柵構造体として優れている。

本発明に係る繊維金属複合ロープの破断強度は、金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープと同等以上の破断強度であることが好ましい。具体的には、本発明に係る繊維金属複合ロープと心線径及び線径が同じである金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープと同等以上の破断強度であることが好ましい。また、破断強度が２５［ｋＮ］以上であることが望ましく、より好ましくは３０［ｋＮ］以上であることが望ましい。
この理由は、破断強度が２５［ｋＮ］未満の場合、破断強度が不十分となり、本発明の目的である軽量化を図り且つ高強度を維持することを達成できないため好ましくない。なお、破断強度については、ＪＩＳＺ２２４１に記載の通りである。

側ストランド１０に使用される金属素線の数はロープの径に応じて適宜変更される。例えば図７に示すように、１本の第１層素線１０１、第１層素線１０１に接するように６本の第２層素線１０２が配され、夫々が撚り合わされている。更に側ストランド１０は心９と接するように６本の側ストランド１０が心９の外周に配されており、心９が露出しないように心９を覆うように撚られている。

側ストランド１０に使用される素線の素材は金属であれば特に限定されないが、ステンレスが好適に利用される。ステンレスとしてはオーステナイト系ステンレスであればよく、例えばＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等が用いられる。

ロープ２は、側ストランド１０の外周を被覆するようにコート１１を設けていてもよい。心９及び側ストランド１０の撚り方（Ｓ方向、Ｚ方向）やピッチは、使用条件に応じて適宜変更することができる。

本発明に係る柵構造体１で使用するロープ２の伸び率は０．０５〜１．０％が望ましく、より好ましくは０．０５〜０．３％であることが望ましい。
この理由は、伸び率が０．０５％未満の場合伸びが不十分で強靭となり、人がロープに衝突や接触することにより怪我をするおそれがあるため衝突緩和機能を有する部材で被覆するなどの対応が必要となり、１．０％を超える場合には撓みすぎてしまう。また、例えば１０ｍ以上などの長い場合には、３％の伸びであっても、３０ｃｍ以上の伸びとなり、遮蔽対象物がロープを押すことによりロープが伸びてしまうためにロープが遮蔽対象物を遮蔽する遮蔽位置から移動してしまう。ここで、ロープが遮蔽位置から近い位置に配置されている場合には、遮蔽位置からのロープのズレにより遮蔽対象物の遮蔽位置を超えた侵入を許してしまって遮蔽させることができなくなってしまう。そのため、ロープの伸び率が０．０５〜０．３％であることがより好ましい。
尚、本発明における伸び率とは、破断伸び率から永久伸び率を除した原標点距離に対して百分率で表した伸び率のことを示す（ＪＩＳＺ２２４１）。

本発明に係る、柵構造体に関する実施例を示すことにより、本発明の効果をより明確なものとする。但し、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。

＜実施例＞
図６に示すように、心は、高強度繊維（ケブラー（登録商標）：東レ・デュポン社製）を用いた。繊維心線径は２．８ｍｍ、撚り構成は１×７、撚り方向はＺであった。側ストランドは、ステンレス（ＳＵＳ３０４）を用い、１本の第１層素線（線径：０．４５ｍｍ）、６本の第２層素線（線径：０．４２ｍｍ）、１２本の第３層素線（線径：０．４２ｍｍ）からなり、撚り方向はＺとした。心の外周を覆うように６本の側ストランドを撚り（撚り方向：Ｓ）、側ストランドのピッチを２４．９とし、ロープピッチを４５とした、実施例１のロープを作製した。実施例１のロープに替えて、実施例２においては、側ストランドのピッチを２０．９とし、実施例３においては、ロープピッチを５５として、それぞれ実施例２及び実施例３のロープを作製した。
＜比較例＞
心はステンレス（ＳＵＳ３０４）を用い、１本の第１層素線（線径：０．４５ｍｍ）、６本の第２層素線（線径：０．４２ｍｍ）、１２本の第３層素線（線径：０．４２ｍｍ）からなり、撚り方向はＺとした。側ストランドは実施例と同じものを用いた。心の外周を覆うように６本の側ストランドを撚り（撚り方向：Ｓ）、ロープを作製した。

上記した、実施例１〜３、比較例について、破断強度、伸び率、重量測定を行った。尚、破断強度、伸び率については、ＪＩＳＺ２２４１に記載の測定方法に準拠した。結果を表１に示す。

［備考］本実施例のロープにおいて、心に接触する側ストランドの相対角度は０±６°であった。

実施例の破断強度が、比較例よりも高くなったことから、本発明に係る繊維金属複合ロープの破断強度は、金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープの破断強度と同等以上であることがわかる。
伸び率は、実施例の方が比較例より高いことから、本発明に係る繊維金属複合ロープは、金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープよりも柔軟性を有することがわかる。
重量は、実施例の方が比較例よりもおよそ１１〜１３％低くなったことが分かる。

従って、本発明に係る繊維金属複合ロープを柵構造体に用いることで、軽量化を図り且つ柔軟性が得られ、遮蔽対象物の接触による切断・摩擦に強く、金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープと同等以上の強度を有する柵構造体とすることができる。

本発明に係る柵構造体は、遮蔽対象物を遮蔽する目的であれば設置場所については特に限定されず、工事現場、駅のホーム、踏切、崖沿いの山道等の危険箇所に設けられる。

１ 柵構造体
２ ロープ
３ 支持体
５ 駆動手段
９ 心
１０ 側ストランド

Claims (5)

1. ロープと、前記ロープを張架する支持体とを備える柵構造体であって、
   前記ロープは、高強度繊維素線が撚り合わされた心と、前記心の外周に配され金属素線が撚り合わされた複数の側ストランドとを備えることを特徴とする柵構造体。
2. 前記ロープの破断強度は、金属素線が撚り合わされた心及び複数の側ストランドを備えるロープの破断強度と同等以上であることを特徴とする請求項１記載の柵構造体。
3. 前記ロープの伸び率が０．０５〜１．０、好ましくは０．０５〜０．３％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の柵構造体。
4. 前記支持体を移動させる駆動手段を備え、
   前記柵構造体は、前記駆動手段により昇降することを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の柵構造体。
5. 高強度繊維素線が撚り合わされた心と、前記心の外周に配され金属素線が撚り合わされた複数の側ストランドとを備えることを特徴とする柵用の繊維金属複合ロープ。

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