JP2013112962A - 車落下防護柵 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量であっても充分な車の落下防止効果を得ることができ、よって施工が容易で経済性にも優れる車落下防護柵を提供する。
【解決手段】柱２間に、帯板状の鋼製プレート６がその板面を鉛直方向に沿わせて横架されてなり、かつ当該鋼製プレート６は、車Ｃが衝突した際の運動エネルギーを、自らが軸方向に伸びることによって蓄積される歪みエネルギーにより吸収可能な諸元に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば駐車場の柱間に横架されて、当該柱間から車が外部に落下することを防止するための車落下防護柵に関するものである。

一般に、路面よりも高い土地に設置された駐車場や立体駐車場等においては、駐車場内の車が、ブレーキとアクセルとの操作ミス等によって暴走した際に、当該車が駐車場から外れて落下することを防止するための車落下防護柵が設けられている。

従来の上記車落下防護柵として、下記特許文献１においては、床壁によって複数階に区画された立体駐車場に架設されるケーブル形式の防護柵において、形鋼からなる縦梁材のウエブまたはフランジに複数の横孔を高さ方向で間隔をおいて設け、それら横孔にそれぞれケーブル径よりも内径が大きいケーブル保持用のパイプを貫挿し、それら各パイプにガードケーブルを構成するワイヤロープをそれぞれ挿通した立体駐車場用ケーブル式防護柵が提案されている。

ところが、このような高さ方向に間隔をおいて複数本のワイヤロープを張り巡らした防護柵にあっては、構造が複雑になるとともに、各々のワイヤロープに、予め所定の張力を付与しておく必要があり、施工にも多くの手間を要する。加えて、縦梁材を固定する床下の梁部材の補強や、ねじれ剛性を高めるための補剛材を設けなければならない等の問題点があった。

そこで、従来の他の車落下防護柵として、例えば下記特許文献２に見られるような、Ｈ形鋼を用いた防護柵が多く実用に供されている。
一般的に、このようなＨ形鋼を用いた防護柵においては、図１２に示すように、駐車場の柱２０間の床から所定高さ位置に、Ｈ形鋼からなるつなぎ梁２１を横架した構造や、図１３に示すように、駐車場の下部梁や床スラブ（図示を略す。）に下端部を支持させた複数本（図では２本）のキャンチ柱２２を互いに間隔をおいて立設し、これらキャンチ柱２２上に、Ｈ形鋼からなる落下防止梁２３を水平に固定した構造が採用されている。

ところで、上記特許文献２に記載の従来の車落下防護柵にあっては、車の衝突荷重を静的荷重として捉え、つなぎ梁２１や落下防止梁２３として、当該衝突荷重により生じる応力に抵抗できる断面を有するＨ形鋼を用いている。このため、つなぎ梁２１や落下防止梁２３の断面が大きなものになってしまうという問題点があった。

また、上記つなぎ梁２１や落下防止梁２３の重量も嵩むために、これを支持する柱２０の面内応力やキャンチ柱２２を支持する床スラブの補強配筋あるいは下部梁のねじれ補強等を別途考慮する必要があるという問題点もあった。

実用新案登録第２５２７２３６号公報 特開平１１−３５０７７４号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量であっても充分な車の落下防止効果を得ることができ、よって施工が容易で経済性にも優れる車落下防護柵を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明に係る車落下防護柵は、柱間に、帯板状の鋼製プレートがその板面を鉛直方向に沿わせて横架されてなり、かつ当該鋼製プレートは、車が衝突した際の運動エネルギーを、自らが軸方向に伸びることによって蓄積される歪みエネルギーにより吸収可能な諸元に形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記柱に固定金物が固定され、かつ当該固定金物に上記鋼製プレートの端部が着脱自在に取り付けられていることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記柱に固定金物が固定され、かつ当該固定金物に上記鋼製プレートの端部がその面外方向に回動自在にピン接合されていることを特徴とするものである。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記鋼製プレートの少なくとも一部が、低降伏点鋼によって形成されていることを特徴とするものである。

請求項１〜４のいずれかに記載の発明においては、例えば駐車場等内において車が暴走して上記鋼製プレートの板面に衝突した際に、その衝突による運動エネルギーを、自らが軸方向に伸びることによって蓄積される歪みエネルギーによって吸収することができる。このため、Ｈ形鋼を用いた従来の車落下防護柵と比較して断面を小さくすることができるため、大幅な軽量化を図ることができ、よって施工が容易であるとともに、施工コストの低減化も実現することができる。

この際に、請求項２に記載の発明によれば、上記鋼製プレートが、柱に固定された固定金物に着脱自在に取り付けられているために、上記車の衝突により大きな歪みが生じた場合には、当該鋼製プレートのみを容易に新たなものと交換することができる。

また、請求項３に記載の発明においては、柱に固定された固定金物に、上記鋼製プレートの端部がその面外方向に回動自在にピン接合されているために、車が上記鋼製プレートに衝突した際に、固定金物に曲げ力が発生することがなく、よって上記固定金物の設計が容易になる。しかも、鋼製プレートのみに軸方向の伸びを発生させることにより、小さな力によって所望の歪みエネルギーを発生させることができるために、当該鋼製プレートの断面を一層小さくすることが可能になる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、鋼製プレートの少なくとも一部を構成する低降伏点鋼によって、一段とエネルギー吸収性能を高めることができるために、さらに鋼製プレートの軽量化を図ることができる。

本発明に係る車落下防護柵の第１の実施形態を示すもので、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線視断面の拡大図である。 図１の要部の拡大図である。 （ａ）は図２のＩ−Ｉ線視図であり、（ｂ）は図２のＩＩ−ＩＩ線視図である。 図１の鋼製プレートの歪みエネルギーの計算式を説明するための模式図である。 第１の実施形態の変形例を示すもので図１の要部拡大図である。 （ａ）は図５のＩＩＩ−ＩＩＩ線視図であり、（ｂ）は図５のＩＶ−ＩＶ線視図である。 本発明の第２の実施形態の要部を示すもので、（ａ）は底面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の第３の実施形態の要部を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は鋼製プレートの端部を示す拡大図である。 （ａ）は図８の横断面図、（ｂ）は車が衝突した際の動作を示す横断面図である。 本発明の第３の実施形態の変形例を示す要部の斜視図である。 （ａ）は、本発明の第４の実施形態の要部を示す斜視図であり、（ｂ）はその変形例を示す斜視図である。 従来の車落下防護柵を示す要部の分解斜視図である。 従来の他の車落下防護柵を示す要部の斜視図である。

図１〜図４は、本発明に係る車落下防護柵を駐車場に設置される車落下防護柵に適用した第１実施形態を示すもので、図中符号１が、Ｈ形鋼からなる柱２および梁３の架構によって構成された鉄骨造の駐車場である。そして、この駐車場１において通路が設けられていない開口部に、駐車場１内の車Ｃが上記開口部から外へ落下することを防止するための車落下防護柵が設けられている。

図１〜図３に示すように、この車落下防護柵は、隣接する柱２の所定の高さ位置に、互いに対向するようにして固定された固定金物５と、隣接する柱２の固定金物５間に横架された鋼製プレート６とから概略構成されている。ここで、固定金物５は、板面を鉛直方向に沿わせた方形板状の取付板５ａと、この取付板５ａの上下縁部に板面を水平方向に沿わせて接合一体化されたリブプレート５ｂとからなるＨ形の部材で、一端部が柱１のフランジ面に溶接により固定されている。

また、鋼製プレート６は、鋼板を帯板状に加工したもので、中央部分６ａにおいて一定の幅寸法に形成されるとともに、両端部分６ｂにおいては、当該端部に向けて漸次幅寸法が大きくなるように形成されている。そして、この鋼製プレート６は、その板面を鉛直方向に沿わせて配設されるとともに、両端部分６ｂの板面を固定金物５の取付板５ａに当接させた状態で、複数本（図では２０本）の高力ボルト７によって固定金物５に着脱自在に取り付けられている。

ここで、この鋼製プレート６の中央部分６ａは、その弾性係数Ｅ、厚さ寸法、幅寸法、長さ寸法等の諸元が、駐車場１内の車Ｃが当該鋼製プレート６に衝突した際の運動エネルギーを、自らの軸方向の伸びによって蓄積される歪みエネルギーによって吸収可能な寸法等の諸元に形成されている。

すなわち、これを図４に基づいて具体的に説明すると、先ず、車Ｃが鋼製プレート６に衝突する際の運動エネルギーＥ₁は、当該車Ｃの質量をｍ、衝突時の速度をｖとすると、Ｅ₁＝（１／２）ｍｖ² である。他方、これによって、バネ定数がＫである鋼製プレート６に力Ｐが作用して歪みδが発生すると、当該鋼製プレート６の歪みエネルギーＥ₂は、Ｅ₂＝（１／２）Ｋδ² ＝（１／２）（Ｐ／δ）δ² ＝（１／２）Ｐδ である。

一方、車Ｃの衝突による鋼製プレート６の伸びによる歪みエネルギーＥ₃は、当該鋼製プレート６の長手方向ｘにおける断面積をＡ_Ｘとすると、Ｅ₃＝Σ（ＥＡ_X／２Ｌ_X）ΔＬ_Xである。そして、Ｅ₂＝Ｅ₃ であるから、上記車Ｃの質量ｍおよび想定される衝突時の速度ｖから、当該衝突によるエネルギーを自らの歪δによって吸収可能な鋼製プレート６の寸法等の諸元を決定することができる。

ちなみに、上式による鋼製プレート６の諸元の決定条件においては、車Ｃ自体における衝突の際のエネルギー吸収量を考慮していない。そして、実際の車Ｃによる衝突時には、当該車Ｃ自体の変形によるエネルギー吸収が行われるために、上式により鋼製プレート６を設計することにより、より安全性を高めることができる。

なお、隣接する柱２のスパンが長い場合には、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、駐車場１の下部梁３に下端部を支持させた複数本（図では３本）のキャンチ柱４を互いに間隔をおいて立設し、常時これらキャンチ柱４によって鋼製プレート６の中央部分６ａが自重によって面外方向に撓むことを防止する。この際に、図１（ｂ）に示すように、当該キャンチ柱４の取付板４ａに水平方向に長穴４ｂを形成し、この長穴４ｂにキャンチ柱４の脚部をボルト接合すれば、車Ｃが衝突した際に、キャンチ柱４を鋼製プレート６の面外方向の変位に追従して変位させることができるために好適である。

また、図５および図６は、本実施形態の変形例を示すもので、この車落下防護柵は、２枚の鋼製プレート８、８を用いたものである。
すなわち、この車落下防護柵においては、同形状の２枚の鋼製プレート８が、各々互いの板面を鉛直方向に沿わせて配設されるとともに、両端部分８ｂの板面を、固定金物５の取付板５ａを両面側から挟むようにして当接させた状態で複数本（図では１２本）の高力ボルト７によって固定金物５に着脱自在に取り付けられている。

そして、これら鋼製プレート８についても、その弾性係数Ｅ、厚さ寸法、幅寸法、長さ寸法等の諸元が、駐車場１内の車Ｃが当該鋼製プレート８に衝突した際の運動エネルギーを、２枚の当該鋼製プレート８の軸方向の伸びによって蓄積される歪みエネルギーによって吸収可能な寸法等の諸元に形成されている。

上記第１の実施形態およびその変形例の車落下防護柵においては、駐車場１内において車Ｃが暴走などして鋼製プレート６、８の板面に衝突した際に、その衝突による運動エネルギーＥ₁を、当該鋼製プレート６、８が軸方向に伸び変形することによって生じる歪みエネルギーＥ₃によって吸収することができる。このため、Ｈ形鋼を用いた従来の車落下防護柵と比較して、大幅な軽量化を図ることができ、よって施工が容易であるとともに、施工コストの低減化も実現することができる。

特に、図５および図６の示した、２枚の鋼製プレート８を用いた車落下防護柵によれば、１枚あたりの鋼製プレート８の板厚が薄くなるために、材料の入手が簡単で、作業も軽量のために容易になるという効果が得られる。しかも、高力ボルト７による固定金物５との継手部分において、せん断摩擦面が２面になる結果、１本のボルトのせん断耐力が２倍となるために、当該高力ボルト７の本数を少なくすることができ、より一層経済性に優れる。

また、鋼製プレート６、８が、柱２に固定された固定金物５に高力ボルト７によって着脱自在に取り付けられているために、車Ｃの衝突により大きな歪みが生じた場合には、当該鋼製プレート６、８のみを容易に新たなものと交換することができる。

図７は、本発明の第２の実施形態を示すもので、図１〜図６に示したものと同一構成部分については同一符号を付してその説明を簡略化する。
この車落下防護柵が特徴とする点は、柱２に固定金物１０が高力ボルト７によって固定され、この固定金物１０に鋼製プレート６の両端部分６ｂが、各々その面外方向に回動自在にピン接合されていることにある。

すなわち、固体金物１０は、柱２のフランジ面に当接して高力ボルト７によって固定される基板１０ａと、この基板１０ａの上下端部に水平に接合されたリブプレート１０ｂとから構成されたもので、リブプレート１０ｂの先端部には、上下方向に貫通する孔部が穿設されている。他方、鋼製プレート６の両端部分６ｂには、取付金物１１が設けられている。

この取付金物１１は、固定金物１０のリブプレート１０ｂ間に挿入される鋼管１１ａと、この鋼管１１ａの外周に接合されて対向する一対の連結板１１ｂとから構成されたもので、これら連結板１１ｂ間に挿入された鋼製プレート６と、高力ボルト７を介して一体化されている。そして、この取付金物１１が設けられた鋼製プレート６は、鋼管１１ａが固定金物１０のリブプレート１０ｂの孔部間に配設され、さらに下部リブプレート１０ｂの孔部から当該鋼管１１ａを通して上部リブプレート１０ｂの孔部に挿入されたピン１２に、上方からナット１３が螺合されることにより、その面外方向に回動自在に設けられている。

上記構成からなる第２の実施形態の車落下防護柵によっても、第１の実施形態に示したものと同様の作用効果を得ることができる。加えて、柱２に固定された固定金物１０に取付金物１１を介して、上記鋼製プレート６が、その面外方向に回動自在にピン接合されているために、車Ｃが鋼製プレート６に衝突した際に、固定金物１０に曲げ力が発生することがなく、よって固定金物１０の設計が容易になる。しかも、鋼製プレート６のみに軸方向の伸びを発生させることにより、小さな力によって所望の歪みエネルギーＥ₃を発生させることができるために、鋼製プレート６の断面を一層小さくすることができるといった効果も得られる。

なお、上記第２の実施形態においては、１枚の鋼製プレート６をもちいた場合についてのみ示したが、これに限定されるものではなく、図５および図６に示した第１の実施形態の変形例と同様に、２枚の鋼製プレート６を用いること可能である。

次いで、図８〜図１０は、本発明の第３の実施形態およびその変形例を示すもので、これらの車落下防護柵が第１および第２の実施形態に示したものと相違する点は、鋼製プレート６を、ピン仕口によって柱２に連結したところにある。
すなわち、図８および図９に示す第３の実施形態においては、鋼製プレート６が均一の幅寸法に形成されるとともに、その両端部分６ｂの上下方向に間隔をおいた複数箇所（図では２箇所）に、孔部６ｃが穿設されている。

他方、柱２には、そのフランジの両側から突出する一対の固定金物１４が固定されているとともに、これら固定金物１４の上端部および下端部間に補強板１４ａが接合されている（なお、図８（ａ）においては、目視の便宜のために上端部の補強板１４ａの一部を切り欠いてある。）。そして、鋼製プレート６は、両端部分６ｂが各々固定金物１４間に挿入されるとともに、上記孔部６ｃ内に挿通されたピン１５の両端部が、各々固定金物１４に接合されることにより、固定金物１４にピン仕口によって連結されている。さらに、固定金物１４および補強板１４ａによって囲まれた空間には、図９に示すように、緩衝材１４ｂが充填されている。

なお、図８（ｂ）に示すように、孔部６ｃの内径は、ピン１５の外径よりも大きく形成されるとともに、ピン１５は、上方のピン１５が上部の孔部６ｃの上縁に当接し、下方のピン１５が下部の孔部６ｃの下縁に当接するように位置決めされている。

上記構成からなる第３の実施形態に示した車落下防護柵にあっても、第１の実施形態に示したものと同様に作用効果を得ることができる。また、本実施形態においては、鋼製プレート６と固定金物１４との接合部分を、孔部６ｃとピン１５とが図８（ｂ）に示した寸法および位置関係を有するピン仕口としているために、図９（ｂ）に示すように、車Ｃが衝突した際に、鋼製プレート６を鉛直に保持した状態でピン１５を支点としてその両端部６ｂを回転させることができ、かつ当該鋼製プレート６における上記回転以外の鉛直方向や水平方向の変位を拘束することができる。

また、図１０は、第３の実施形態の示す変形例を示すもので、この車落下防護柵においては、載置板１６ａおよび係止板１６ｂからなる固定金物１６が用いられている。ここで、載置板１６ａは、柱２のフランジ２ａ間に水平に挿入されるとともに先端部をウエブ２ｂに当接させた状態で、これらフランジ２ａおよびウエブ２ｂに溶接・一体化されたもので、フランジ２ａ間から外方に突出させた上面に、係止板１６ｂが設けられている。

この係止板１６ｂは、柱２のフランジ２ａの縁部から所定の間隔（具体的には、鋼製プレート６の厚さ寸法よりも僅かに大きな間隔）をおいて、載置板１６ａ上に立設されるとともに、ブラケット１６ｃによって補強されている。

そして、鋼製プレート６は、その両端部分６ｂが各々係止板１６ｂと柱２との間に緩く挿入された状態で、載置板１６ａ上に載置されている。なお、図中符号６ｄは、鋼製プレート６の両端部分６ｂの端面に接合されて鋼製プレート６が係止板１６ｂと柱２のフランジ２ａとの間から抜け出すことを防止するための端板である。

上記構成からなる車落下防護柵によっても、第３の実施形態と同様の作用効果が得られる他、特に図１０に示したものによれば、鋼製プレート６が、単にその両端部分６ｂを係止板１６ｂと柱２との間に緩く挿入した状態で載置板１６ａ上に設置されているために、車Ｃの衝突により変形した鋼製プレート６の交換が、極めて容易になるという効果が得られる。

さらに、図１１（ａ）は、本発明の第４の実施形態を示すもので、同様に図１に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してある。
図１１（ａ）に示す車落下防護柵においては、鋼製プレート６の中央部分６ａと両端部分６ｂとの間が所定長さ寸法だけ切断され、当該切断部に低降伏点鋼からなるプレート１７が挿入されて連結金物１８および高力ボルト７により鋼製プレート６に一体的に介装されている。

上記構成からなる第４の実施形態の車落下防止柵によれば、第１の実施形態と同様の作用効果が得られることに加えて、さらに車Ｃが衝突した際に、上記低降伏点鋼からなるプレート１７が、鋼製プレート６よりも先に軸方向に伸びて降伏するために、固定金物５に過度の力が作用することを防止することができるという効果が得られる。

また、図１１（ｂ）は、上記第４の実施形態の変形例を示すもので、この車落下防護柵においては、鋼製プレート６の中央部分６ａの全体が低降伏点鋼からなるプレート１９によって構成され、当該プレート１９と両端部分６ｂとが、それぞれ連結金物１８および高力ボルト７によって一体化されている。

上記第４の実施形態の変形例として示した車落下防護柵によれば、鋼製プレート６の略全長を低降伏点鋼からなるプレート１９によって構成しているために、衝突エネルギーＥ₁の吸収性能を大幅に高めることができるとともに、さらに鋼製プレート６の断面を小さくして、全体の軽量化を図ることができるという効果が得られる。

１ 駐車場
２ 柱
５、１０、１４、１６ 固定金物
６、８ 鋼製プレート
７ 高力ボルト
１７、１９ 低降伏点鋼のプレート
Ｃ 車

Claims (4)

1. 柱間に、帯板状の鋼製プレートがその板面を鉛直方向に沿わせて横架されてなり、かつ当該鋼製プレートは、車が衝突した際の運動エネルギーを、自らが軸方向に伸びることによって蓄積される歪みエネルギーにより吸収可能な諸元に形成されていることを特徴とする車落下防護柵。
2. 上記柱に固定金物が固定され、かつ当該固定金物に上記鋼製プレートの端部が着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の車落下防護柵。
3. 上記柱に固定金物が固定され、かつ当該固定金物に上記鋼製プレートの端部がその面外方向に回動自在にピン接合されていることを特徴とする請求項１に記載の車落下防護柵。
4. 上記鋼製プレートの少なくとも一部が、低降伏点鋼によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車落下防護柵。