(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車道に沿った地覆又は中央分離帯上に立設され、係る地覆等に配設されたアンカーボルトにより固定されるベースと、
上記ベース上に一体に形成され且つ車道側に横梁の支持部を有する支柱本体とからなり、
上記支柱本体は、その水平断面が略Ｔ字形又は略Ｈ字形を呈する一つ又は一対のフランジとその中央に直角に接続するウェブとからなり、車道側に位置する上記フランジに上記横梁の支持部が形成されていると共に、
上記ベースに穿孔されるアンカーボルトの貫通孔は、上記支柱本体を形成するウェブ下端の両側に対称に形成され、上記支柱本体を形成するフランジ下端の左右先端部の外側に位置しており、
上記横梁に車両が衝突した際、上記支柱本体の座屈変形に依存することなく全体が車道と反対側に傾くように、上記ベースが塑性変形する、
ことを特徴とする車道用防護柵の支柱。
【請求項２】
前記ベースの板厚は、２６〜３４ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載の車道用防護柵の支柱。
【請求項３】
前記ベースに穿孔されるアンカーボルトの貫通孔は、前記支柱本体を形成するウェブ下端の左右先端部の両外側に複数個が対称に形成され、係る貫通孔間の中心間距離は、２００〜２４０ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車道用防護柵の支柱。
【請求項４】
前記支柱の素材であるアルミニウム合金が、Ａｌ−Ｍｇ系鋳物用合金である、
ことを特徴とする請求項１乃至３に記載の車道用防護柵の支柱。
【請求項５】
前記アルミニウム合金が、Ｍｇを２.５〜３.５wt％含む鋳物用アルミニウム合金である、
ことを特徴とする請求項４に記載の車道用防護柵の支柱。
【請求項６】
前記アルミニウム合金が、Ｍｇ２.５〜３.５ｗｔ％、Ｓｉ０.１ｗｔ％以下、Ｆｅ０.２０ｗｔ％以下、Ｔｉ０.０５〜０.２ｗｔ％、Ｂ０.０００７〜０.０１ｗｔ％、Ｃｕ０.１ｗｔ％以下、Ｎａ０.００１ｗｔ％以下、Ｂｅ０.００１〜０.００５ｗｔ％を含み、上記Ｓｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎａを除く不純物の合計が０.１ｗｔ％以下で、且つＴｉ／Ｂが３０以下であり、残部Ａｌからなる靭性及び耐食性に優れた非熱処理型の鋳物用アルミニウム合金である、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の車道用防護柵の支柱。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車道の路肩における地覆や車道間の中央分離帯に沿って配置される車道用防護柵に用いる支柱に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車道用防護柵は、自動車が誤って衝突しても、乗用者の安全を図り且つその車体が車道の外に飛び出す事態を防ぐため、衝突エネルギを吸収すると共に破断しないことが求められる。このため、車道用防護柵の支柱は、自動車が衝突する横梁と共に或る程度の範囲で塑性変形する機能が求められる。
係る塑性変形を可能とするため、従来における車道用防護柵の支柱７０は、図７(Ａ)に示すように、車道Ｒの路肩における地覆Ｔ上に、アンカーボルト７９により下端のベース７１を固定して立設されている。支柱７０はアルミニウム合金からなる一体の鋳造材で、図７(Ｂ)に示すように、ベース７１上で車道Ｒ側に面した厚肉のフランジ７２と、その反対側で薄肉のフランジ７６と、これらの中央を直角に結合するウェブ７５とからなる水平断面が略Ｈ字形状を有する。
【０００３】
図７(Ａ)に示すように、車道Ｒ側のフランジ７２は、側面視で細長い略Ｓ字形状を呈し、その中間と上端に略半円形の支持部７３，７４を有する。この支持部７３，７４には、アルミニウム合金の押出形材からなる断面略楕円形の横梁７８ａ，７８ｂが図示しないボルト・ナットにより固定されている。尚、受け部７３の上部とフランジ７２との間には、補強用のステイ７３ａが設けてある。
また、背面側のフランジ７６も側面視で細長い略Ｓ字形状を呈すると共に、下部に座屈誘発用の凹部７７を有する。且つ、フランジ７６の上端は、上記受け部７４の一部を形成すると共に、その背面に補強用のフィン７４ａを有する。
【０００４】
そして、図７(Ａ)に示すように、自動車が横梁７８ａ，７８ｂに衝突した場合、支柱７０には略水平な荷重Ｐが加わる。この際、支柱７０は、前記背面側の凹部７７近傍のウェブ７５を座屈させ、全体として図７(Ａ)で左側に傾くようにして塑性変形する。その結果、支柱７０の上端は、衝突エネルギを吸収しながら少なくとも３００ｍｍ左側に水平移動するが、下端のベース７１は各アンカーボルト７９によって地覆Ｔ上に強固に固定されている。これにより、衝突した自動車に過度の衝撃を与えず、且つ車道Ｒの外側に飛び出す事態を防ぐことが可能となる(特公昭６０−７０８８号公報参照)。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、上記のような支柱７０は、凹部７７近傍のウェブ７５により生じる座屈に、衝突エネルギの吸収を依存している。このため、支柱７０を例えば鋳造法により製造した場合、この製法によって生じる形状誤差により、吸収エネルギにバラ付きが生じ易い。従って、高い寸法精度を有しないと、衝突の際における塑性変形がスムースに行われない場合がある、という問題があった。
また、支柱７０は、図７(Ａ)に示すように、前記凹部７７を背面側の下部に必須とし、側面視で略Ｓ字形状のデザインにせざるを得ず、防護柵を設置する場所毎の景観に応じた任意のデザインを有する支柱にし難い、という問題もあった。
更に、設計変更に際して、従来の支柱７０のような構造では、エネルギ吸収を座屈に依存するため、設計時に正確なエネルギ吸収性能を予測することが困難であった。このため、試行錯誤により種々の試験体に対する破壊試験を繰り返すことにより、支柱の形状やサイズを決定する必要があった。
しかも、前記支柱７０では車道間に挟まれた幅の狭い中央分離帯にて、両側の車道に沿った横梁を支持する防護柵の支柱には、適用しにくい難点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上において説明した従来の技術における問題点を解決し、衝突の際における塑性変形が常にスムースに行われると共に、設置する場所の景観に応じたデザインを容易に適用でき、且つ上述したような中央分離帯にも設置が容易な車道用防護柵の支柱を提供する、ことを課題とする。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、自動車を走行する車両が誤って横梁に衝突した際、係る横梁を支持する支柱本体が座屈変形することなく、その支柱のベースの塑性変形により、支柱全体が車道と反対側に傾くようにする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の車道用防護柵の支柱（請求項１）は、車道に沿った地覆又は中央分離帯上に立設され、係る地覆等に配設されたアンカーボルトにより固定されるベースと、上記ベース上に一体に形成され且つ車道側に横梁の支持部を有する支柱本体とからなり、上記支柱本体は、その水平断面が略Ｔ字形又は略Ｈ字形を呈する一つ又は一対のフランジとその中央に直角に接続するウェブとからなり、車道側に位置する上記フランジに上記横梁の支持部が形成されていると共に、上記ベースに穿孔されるアンカーボルトの貫通孔は、上記支柱本体を形成するウェブ下端の両側に対称に形成され、上記支柱本体を形成するフランジ下端の左右先端部の外側に位置しており、上記横梁に車両が衝突した際、上記支柱本体の座屈変形に依存することなく全体が車道と反対側に傾くように、上記ベースが塑性変形する、ことを特徴とする。
尚、本明細書において「支柱本体の座屈変形に依存することなく」とは、ベースの塑性変形と共に、座屈によらずに支柱本体が塑性変形して衝突エネルギを吸収するものも含んでいる。
【０００８】
これによれば、横梁に車両が衝突してもベースが塑性変形することにより、支柱本体の座屈変形に依存することなく支柱全体が車道と反対側に傾くため、衝突した自動車に過度の衝撃を与えず且つ車道の外側に飛び出す事態を防ぐことが可能となる。更に、支柱本体はある程度の剛性を有すれば、高欄を設置する場所の景観に応じた任意のデザインにできると共に、車道間に挟まれた幅の狭い中央分離帯において、両側の車道に沿って各車道寄りに位置する横梁を支持する防護柵の支柱にも適用することができる。
しかも、支柱本体が前記フランジとウェブとからなり、係るフランジに横梁の支持部が形成されているため、支柱本体にある程度の剛性を与えつつ、任意のデザインを適用することも容易となる。
加えて、アンカーボルトの貫通孔が前記位置に穿孔されているため、ベースにおいて支柱本体の下端を挟んで対称に形成されるボルトの貫通孔の位置に応じて、ベースにおける車道側寄りの付近全体が持ち上がるように塑性変形するか、又は、ベースにおける車道側寄りで且つ支柱本体の下端付近のみが塑性変形するか、を設計段階から容易に設定できる。従って、上記ボルトの貫通孔の位置を選択することにより、支柱本体のデザインやサイズに応じ、且つ所要の変形量を容易に確保することも可能となる。
【０００９】
また、前記ベースの板厚は、２６〜３４ｍｍである、車道用防護柵の支柱（請求項２）も含まれる。
更に、前記ベースに穿孔されるアンカーボルトの貫通孔は、前記支柱本体を形成するウェブ下端の左右先端部の両外側に複数個が対称に形成され、係る貫通孔間の中心間距離は、２００〜２４０ｍｍである、車道用防護柵の支柱（請求項３）も含まれる。これらによれば、前記効果を具体的に得ることが可能となる。
【００１０】
尚、前記ベースには、平面視で正方形を含む矩形の他、車道側を長辺とし且つ反対側を短辺とすると共に、係る短辺の両側に位置する傾斜辺が対称な平面視で台形状のものも含まれる。
また、前記防護柵の横梁は車道に沿って互いに平行な２本又は３本以上の他、支柱の上端に支持される１本のみの形態も含まれ、その数に応じて支柱の上記支持部が形成される。
【００１１】
また、前記支柱の素材には、アルミニウム合金の他、鉄や鋼を用いることができ、その製造方法も金型鋳造や砂型鋳造により、支柱本体部分とベース部分とを一体に成形する他、これらを別々に成形した後で溶接により一体化する方法も含まれる。しかし、本発明の支柱の好ましい素材として、アルミニウム合金を用いることが、耐食性に優れ且つ塗装等のメンテナンスが不要であると共に、軽量なため現場での設置工事における作業性の点でも望ましい。
【００１２】
そこで、前記支柱の素材であるアルミニウム合金が、Ａｌ−Ｍｇ系合金であり、具体的にはＭｇを２.５〜３.５ｗｔ％含む鋳物用アルミニウム合金であり、より一層具体的には、Ｍｇ２.５〜３.５ｗｔ％、Ｓｉ０.１ｗｔ％以下、Ｆｅ０.２０ｗｔ％以下、Ｔｉ０.０５〜０.２ｗｔ％、Ｂ０.０００７〜０.０１ｗｔ％、Ｃｕ０.１ｗｔ％以下、Ｎａ０.００１ｗｔ％以下、Ｂｅ０.００１〜０.００５ｗｔ％を含み、上記Ｓｉ,Ｆｅ,Ｃｕ,Ｎａを除く不純物の合計が０.１wt％以下で、且つＴｉ／Ｂが３０以下であり、残部Ａｌからなる靭性及び耐食性に優れた非熱処理型の鋳物用アルミニウム合金である、車道用防護柵の支柱（請求項４〜６）も本発明に含まれる。
これによれば、砂型鋳造品で１５.４％、金型鋳造品で３０％の伸びを有し、前述したベースの塑性変形と、支柱本体の剛性を確保しつつ破断しないという優れた靭性と共に、高い耐食性を支柱に与えることができるため、係る支柱を含む防護柵全体における耐久性を高められ、且つ乗用者等の安全を長期間に渉って図ることが可能となる。
【００１３】
上記アルミニウム合金における各添加元素の範囲は、以下の理由に基づく。
Ｍｇは非熱処理型で強度を得るのに必須の元素であり、添加量が２.５ｗｔ％未満では引張強度や耐力を十分得られなくなり、一方、添加量が３.５ｗｔ％を越えると強度が十分でも伸び及び衝撃値が低下し始めるので、これらを除いた上記範囲としたものである。Ｍｇの好ましい範囲は２.７〜３.３ｗｔ％である。
Ｔｉは機械的性質を改善する元素であり、添加量が０.０５ｗｔ％未満では係る効果が十分に得られず、一方、添加量が０.２ｗｔ％を越えるとＴｉ−Ａｌ系の巨大な金属間化合物が析出する等により靭性が低下し始めるので、これらを除いた上記範囲としたものである。十分な耐衝撃性を発揮し得るＴｉの好ましい範囲は０.１０〜０.１５ｗｔ％である。特に、Ｂが０.０００７〜０.０１ｗｔ％の範囲で併存していると、機械的性質が著しく改善され、本発明のような大きな支柱を鋳造した際に強度を高めることができる。しかし、Ｔｉ／Ｂ(比)が３０を越えると効果が飽和乃至減衰するため、Ｔｉ／Ｂを３０以下に限定したものである。
【００１４】
Ｓｉを０.１ｗｔ％以下とし、且つＦｅを０.２０ｗｔ％以下としたのは、これらの値を超えて添加すると、両者共に伸びと衝撃値を低下させるので、これらを防ぐべくそれぞれ上限を規定した。好ましい添加範囲は、Ｓｉでは０.０５ｗｔ％以下、Ｆｅでは０.１５ｗｔ％以下である。
Ｃｕを０.１ｗｔ％以下としたのは、０.１ｗｔ％を越えて添加すると耐食性が急速に低下し始めるので、これを防ぐためである。
Ｎａはアルミニウム合金を溶解、溶製、及び鋳造する過程で使用するフラックスから侵入するが、０.００１ｗｔ％を越えると結晶粒界に偏析することにより、粒界を脆化させて靭性を著しく低下させるので、０.００１ｗｔ％以下とした。
Ｂｅは溶湯中に添加されると溶解、溶製、及び鋳造工程でＭｇよりも優先的に大気と反応して緻密な酸化被膜を湯面上に形成し、これによりＭｇの酸化損失を抑制するために添加される。しかし、Ｂｅが０.００１ｗｔ％未満では上記効果が十分に得られず、一方、０.００５ｗｔ％を越えるとＢｅ自体の酸化が激しくなり作業環境の上から好ましくないため、これらを除いた前記範囲とした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１(Ａ)は、本発明の支柱６，６を含む車道用防護柵１を車道Ｒ側から見た状態を示す。防護柵１は、車道Ｒの路肩に沿った地覆Ｔの長手方向に沿って立設した複数の支柱６，６と、これらに支持される上下一対の横梁２，３とからなる。
図１(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、上下一対の横梁２，３は、断面円形のアルミニウム合金からなる押出形材で、長手方向におけるそれぞれの継ぎ目には、隣接する横梁２又は横梁３の中空部に跨るスリーブ４をねじ止めして連結している。
【００１６】
支柱６は、Ｍｇを２.５〜３.５ｗｔ％含むＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合金の砂型鋳物からなり、図１(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、地覆Ｔ中でアンカーボルト９ａ，９ｃにより固定される下端のベース７と、このベース７上に一体に形成され且つ地覆Ｔ上で車道Ｒ側に向けてやや傾斜すると共に、車道Ｒ側の上端と中間に横梁２，３の支持部１４，１５を有する支柱本体１０と、を備えている。
図１(Ｃ)に示すように、ベース７は平面視で長方形を呈し、上記ボルト９ａ，９ｃを貫通させる長円形の貫通孔８を対称に四個形成している。車道Ｒ寄りの一対の貫通孔８には、図１(Ａ)，(Ｂ)に示すように、直線形のアンカーボルト９ａが貫通してナット止めされ、これらの下部に跨ってアンカープレート９ｂがナットで固定されている。一方、車道Ｒと反対側の一対の貫通孔８には、側面視で略Ｌ字形のアンカーボルト９ｃが貫通してナット止めされている。尚、ベース７は、地覆Ｔの表面上に突出するアンカーボルト９ａ，９ｃに、係る地覆Ｔの表面と接触させつつ固定するように配設しても良い。
【００１７】
図１(Ｂ)及び(Ｃ)に示すように、支柱６の支柱本体１０は、車道Ｒ側のフランジ１２とその中央から直角に伸びるウェブ１７とからなる断面略Ｔ字形を呈する。フランジ１２には横梁２，３を受け入れる上下の円弧形の支持部１４，１５と、上端の水平部１６とが連続して形成されている。支持部１４，１５では、横梁２，３が個別に図示しないボルト・ナットを用いて常法により固定される。係るフランジ１２は、ベース７付近から上端に向けて車道Ｒ側に約１５°程度の傾斜を付されている。このため、図１(Ｂ)に示すように、大径の横梁２がやや小径の横梁３よりも車道Ｒ側に突出して固定される。
また、ウェブ１７は、フランジ１２寄りの下部にこれに沿った厚肉部１８を含み、且つ車道Ｒと反対側の下端に小さな凹み１９を形成している。尚、凹み１９は地覆Ｔ内にベース７を容易に埋設するために設けたものであり、本発明の支柱６において必須の要素ではない。
【００１８】
車道Ｒを走行する自動車が誤って横梁２，３に斜め方向から衝突する場合がある。この際、図２(Ａ)に示すように、横梁２，３を介して支柱６の本体１０には図中で矢印で示す荷重Ｐが加わる。係る荷重Ｐを伴う衝突エネルギを吸収して自動車への衝撃を緩和すると共に、自動車が横梁２，３や支柱６を破断して車道Ｒの外側へ飛び出す事態を防ぐことが必要となる。
このため、図２(Ｂ)及び(Ｃ)に示すように、支柱６においては、支柱本体１０自体は殆ど座屈変形することなく、ベース７の寄り車道Ｒにおける支柱本体１０の下端付近が持ち上がるように塑性変形し、高さ８００ｍｍの位置において衝突前よりも水平方向に少なくとも３００ｍｍの距離Ｌの変位を可能としている。
係る支柱６の変形を可能とするため、その素材を高い靭性を有する前記Ａｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合金とすると共に、ベース７の板厚とアンカーボルト９ａ，９ｃを貫通させる各貫通孔８の位置を選定する。例えば、ベース７における車道Ｒ寄りの各貫通孔８の位置を、支柱本体１０寄りに近接させると、図２(Ｄ)及び(Ｅ)に示すように、ベース７における車道Ｒ寄りの長辺付近全体を、支柱本体１０と共に持ち上がるように塑性変形させることができる。
【００１９】
因みに、図１に示す形状を有し、且つ前記請求項６のアルミニウム合金の鋳物からなり、各部が以下の寸法等を有する支柱６を二本用意し、図示しないＨ鋼上にボルト(車道Ｒ側:Ｍ２０×２本、反対側:Ｍ２２×２本、何れもＳＵＳ３０４)で固定した。この状態で、各支柱６の高さ６６０ｍｍの位置で車道Ｒと反対側に水平な静的荷重Ｐを加えて、高さ８００ｍｍの位置における変形量を測定した。
ベース７：３２０ｍｍ(長辺ｙ)×２４０ｍｍ(短辺ｘ)×３５ｍｍ(厚さｔ)
ボルト貫通孔８の中心位置:車道Ｒ又は反対側と長辺端部から各々５０ｍｍ(ｓ)
支柱本体１０：全高８００ｍｍ、傾斜１５°
フランジ１２：幅１６０ｍｍ×厚さ３０ｍｍ
ウェブ１７：幅１６５ｍｍ×厚さ１７ｍｍ
厚肉部１８：高さ５００ｍｍ×平均幅８０ｍｍ×厚さ３０ｍｍ
凹み１９：高さ１００ｍｍ×幅４０ｍｍ
支柱６の重量：２５.６ｋｇ
【００２０】
その結果、各支柱６における最大支持力(Ｐmax)は、５６.３ｋＮ，５７.９ｋＮ、極限支持力(Ｐw)は、４５.６ｋＮ，４６.１ｋＮ、支柱６の上端(高さ８００ｍｍの位置)における水平方向の変形量が３００ｍｍ時の支持力(Ｐ３０)は、５５.５ｋＮ，５４.３ｋＮであった。
しかも、何れの支柱６も上記３００ｍｍの変形時までに、それぞれの支柱本体１０には座屈変形が生じていなかった。係る結果から、本発明の支柱６は、実用的な強度と変形能を有することが確認された。尚、上記支持力(Ｐ３０)の一般的な目標値は２９.４ｋＮである。
【００２１】
図３(Ａ)は、異なる形態の支柱２４を用いた防護柵２０を示し、これは、車道Ｒの路肩に沿った地覆Ｔ上に立設した前記アルミニウム合金鋳物からなる支柱２４と、これに支持される押出形材からなる上下一対の横梁２１，２２とを有する。
図３(Ａ)に示すように、支柱２４は、下端のベース２５と、このベース２５上に一体に形成され且つ車道Ｒ側に向けてやや傾斜すると共に、車道Ｒ側の上端と中間に横梁２１，２２の支持部２９，３０を有する支柱本体２７と、を備えている。図３(Ｃ)に示すように、ベース２５は、車道Ｒ側を長辺とし反対側に対称な一対の斜辺２５ａを有する平面視で略台形を呈し、車道Ｒ寄りの各アンカーボルト(図示せず)用の貫通孔２６は長辺方向の両端寄りに、反対側の貫通孔２６は支柱本体２７の下端寄りに形成されている。
【００２２】
また、支柱２４の支柱本体２７は、車道Ｒ側のフランジ２８とその中央から直角に後方に伸びるウェブ３２，３４と反対側のフランジ３６からなる断面略Ｈ字形を呈する。厚肉のフランジ２８は横梁２１，２２を受け入れる上下の円弧形の支持部２９，３０と、上端の水平部３１とを連続して形成している。支持部２９，３０では、横梁２１，２２が個別に図示しないボルト・ナットを用いて常法により固定される。上記フランジ２８は、支持部３０の上下で車道Ｒ側に向け数°の傾斜を付されている。このため、図３(Ａ)に示すように、大径の横梁２１とやや小径の横梁２２の先端は、車道Ｒ側において同じ位置に突出する。
更に、図３(Ｂ)に示すように、ウェブ３２，３４は肉厚差を有し、中間のテーパ部３３を介して上下に連続している。尚、フランジ２８とベース２５との内隅におけるウェブ３４には、これよりも厚めの厚肉部３５が配置されている。一方、薄肉のフランジ３６は、上記テーパ部３３の後方付近に屈曲部３８を有する側面視で略く字形を呈し、且つその下辺３９は二つの傾斜部分を有する。
【００２３】
また、図３(Ｄ)は支柱２４の変形形態の支柱４４を含む防護柵４０を示す。
防護柵４０も、車道Ｒの路肩に沿った地覆Ｔ上に立設した前記アルミニウム合金鋳物からなる支柱４４と、これに支持されるアルミニウム合金の押出形材からなる上下一対の横梁４１，４２とを有する。図３(Ｄ)に示すように、支柱４４は、下端のベース４５と、この上に一体に形成され且つ車道Ｒ側に向けてやや傾斜すると共に、車道Ｒ側の上端と中間に横梁４１，４２の支持部４９，５０を有する支柱本体４７とを備えている。図３(Ｆ)に示すように、ベース４５も、車道Ｒ側を長辺とし反対側に対称な一対の斜辺４５ａを有する平面視で略台形を呈し、車道Ｒ側の各アンカーボルト(図示せず)用の貫通孔４６は長辺方向の両端寄りに、反対側の貫通孔４６は支柱本体４７の下端寄りに形成されている。
【００２４】
また、支柱４４の支柱本体４７は、車道Ｒ側のフランジ４８とその中央から直角に後方に伸びるウェブ５２，５４とからなる断面略Ｔ字形を呈する。厚肉のフランジ４８は、横梁４１,４２を受け入れる上下の円弧形の支持部４９,５０と、上端の水平部５１とを連続して形成している。支持部４９,５０では、横梁４１,４２が図示しないボルト・ナットを用いて常法により固定される。フランジ４８は、支持部５０の上下で車道Ｒ側に向けて数°ずつの傾斜を付されている。このため、図３(Ｄ)に示すように、直径が異なる横梁４１と横梁４２の先端は車道Ｒ側の同じ位置に突出している。更に、ウェブ５２,５４は互いに肉厚差を有し、図３(Ｅ)に示すように、中間のテーパ部５３を介して上下に連続している。即ち、支柱４４は、前記支柱２４に比べ車道Ｒと反対側にフランジのない断面略Ｔ字形の支柱本体４７を有し、且つウェブ５４は一様な厚さである点で相違する。
以上のような支柱２４，４４によっても前述したのと同様の実用的な強度及び変形能を得ることが可能である。
【００２５】
図４は更に異なる支柱６０を含む車道用防護５６に関する。この防護柵５６は、図４(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、対面交通となる一対の車道Ｒ，Ｒ間に形成された中央分離体５５上に、その長手方向に沿って立設される複数の支柱６０と、これらの両側にて左右対称に支持される上下一対の横梁５７，５８とを含む。
図４(Ａ)，(Ｂ)に示すように、横梁５７，５８は、断面円形のアルミニウム合金からなる押出形材で、長手方向におけるそれぞれの継ぎ目では、隣接する横梁５７又は横梁５８の中空部に跨るスリーブ５９をねじ止めして連結している。
図４(Ｂ)に示すように、支柱６０は、下端のベース６６と、このベース６６の上に一体に形成され且つ垂直に立設すると共に、左右の各車道Ｒ側に横梁５７，５８の支持部６３，６４を有する支柱本体６１と、を備えている。
【００２６】
図４(Ｃ)に示すように、ベース６６は、各車道Ｒ側に沿って長辺を有する平面視で長方形を呈し、各アンカーボルト６９用の四つの貫通孔６８は長辺方向の両端寄りに対称にして形成されている。
また、支柱６０の支柱本体６１は、図４(Ｂ)及び(Ｃ)に示すように、各車道Ｒ寄りの一対のフランジ６２とその間の中央を結ぶウェブ６５からなる断面略Ｈ字形を呈する。各フランジ６２には横梁５７，５８を受け入れる上下の円弧形の支持部６３，６４を連続して形成されている。フランジ６２は、支持部６４の上下で肉厚が相違し、この肉厚差に応じてウェブ６５の下方の幅が狭くなっている。更に、支持部６３，６４は、図示で奥行き方向にやや張り出すと共に、横梁５７，５８を個別に図示しないボルト・ナットを用いて常法により固定している。
以上のような防護柵５６によれば、左右何れかの車道Ｒから自動車が誤って横梁５７，５８に衝突した場合、支柱６０のベース６６が前記図２(Ｂ)及び(Ｃ)に示したような塑性変形を生じ、且つこの間に支柱本体６１は座屈変形することなく反対側に傾斜する。従って、衝突エネルギを吸収して自動車への衝撃を緩和すると共に、自動車が横梁５７，５８や支柱６０を破損して反対側の車道Ｒへ飛び出す事態を防ぐことが可能となる。
【００２７】
ここで前記図３(Ａ)にて示した支柱２４について、具体的に特性を測定した。
前記請求項６のアルミニウム合金の鋳物から成形し、各部が以下の寸法等を有する支柱２４を複数本用意し、図示しないＨ鋼上にボルト(車道Ｒ側:Ｍ２０×２本、反対側:Ｍ２２×２本、何れもＳＵＳ３０４)で固定した。そして、高さ６６０ｍｍの位置で車道Ｒと反対側に水平な静的荷重Ｐを加えて、この荷重Ｐ及び高さ８００ｍｍの位置での変形量を測定した。その結果、主としてベース２５の塑性変形により、支柱２４は十分な荷重に耐えると共に、水平方向に３００ｍｍの変形量が得られることが判った。
【００２８】
以下において、上記支柱２４に対して行った、有限要素法に基づく弾塑性解析によるシュミレーションの結果を示す。
ベース２５：３００ｍｍ(長辺ｙ1)×１２０ｍｍ(短辺ｙ2)×２２５ｍｍ(幅ｘ)
支柱本体２７：全高７４０ｍｍ、車道Ｒ側への傾斜５°
フランジ２８：幅１００ｍｍ×厚さ１２〜３３ｍｍ
フランジ３６：幅１００ｍｍ×厚さ７〜９ｍｍ
ウェブ３２：幅１１３ｍｍ×厚さ１０ｍｍ
ウェブ３４：幅１１３ｍｍ×厚さ７ｍｍ
支持部２９：半径８０ｍｍ、  支持部３０：半径６７.５ｍｍ
【００２９】
各支柱２４について、図５(Ａ)に示すように、そのベース２５における車道Ｒ側のボルト貫通孔２６間の中心間距離Ｌを２００〜２４０ｍｍ間で変化させ、且つベース２５の板厚ｔを２６〜３４ｍｍ間で変化させた状態で、前記静的荷重Ｐを加えた。尚、上記貫通孔２６の中心は、車道Ｒ側端から７５ｍｍの距離ｓに統一した。その結果、図５(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、ベース２５は、支柱本体２７のフランジ２８付近を中心に曲面状に高さ(ｈ)分持ち上がる塑性変形を示した。
係る塑性変形した各支柱２４につき、ベース２５の板厚(ｔ)を２６,３０,３４ｍｍと変化させ、且つ上記ボルト間距離Ｌを２００,２２０,２４０ｍｍと変化させた場合における、上記持ち上がり量(ｈ)とその際における最大荷重との関係を、図５(Ｄ)のグラフに示した。
【００３０】
図５(Ｄ)のグラフの結果によれば、実線で示す持ち上がり量(ｈ)は、ボルト間距離Ｌが大きく且つベース２５の板厚(ｔ)が薄い程高くなる傾向にあった。
また、図５(Ｄ)中で破線で示す最大荷重は、一部を除きボルト間距離Ｌが小さく且つベース２５の板厚(ｔ)が厚くなる程大きくなる傾向にあると共に、全て一般的な目標される２９.４ｋＮを大きく越えていた。
更に、同じ各支柱２４について、ボルト間距離Ｌを２００,２２０,２４０ｍｍと変化させ、且つ上記ベース２５の板厚(ｔ)を２６,３０,３４ｍｍと変化させた場合における、上記持ち上がり量(ｈ)とその際における最大荷重との関係を、図５(Ｅ)のグラフに示した。
【００３１】
図５(Ｅ)のグラフに示す結果によれば、実線で示す持ち上がり量(ｈ)は、上記と同様にベース２５の板厚(ｔ)が薄く且つボルト間距離Ｌが大きくなる程高くなる傾向にあった。また、図５(Ｅ)中で破線で示す最大荷重も、ベース２５の板厚(ｔ)が厚く且つボルト間距離Ｌが小さい程大きくなる傾向にあり、且つ、全て一般的な目標される２９.４ｋＮを大きく越えていた。
以上の傾向を考慮して支柱２４のベース２５を設計し、前記横梁２１等に自動車が衝突してもベース２５が塑性変形することにより、支柱本体２７が座屈変形することなく支柱２４全体を車道Ｒと反対側に傾けさせ、衝突した自動車に過度の衝撃を与えず、且つ車道Ｒの外側に飛び出す事態を防ぐことが可能となる。
【００３２】
次に、前記各部の寸法等の支柱本体２７を有する参考形態の支柱２４を複数本用意し、且つ前記と同様に固定して、高さ６６０ｍｍの位置で車道Ｒと反対側に水平な静的荷重Ｐを加えて、その荷重と高さ８００ｍｍの位置での変形量とを測定した。
係る参考形態の支柱２４のベース２５′は、図６(Ａ)に示すように、平面視で長方形を呈し、長辺２５５ｍｍ×短辺１６０ｍｍで、ボルト貫通孔２６は全て支柱本体２７におけるフランジ２８，３６の両先端間の内側付近に位置する。
尚、車道Ｒ側の各ボルト貫通孔２６の中心間距離Ｌを８０ｍｍに統一している。そして、車道Ｒ側の各ボルト貫通孔２６の車道Ｒ側端からの距離(ｓ)を５５,６０,６５ｍｍと変化させ、ベース２５′の板厚(ｔ)を２５〜３１ｍｍ間で変化させた支柱２４に、前記同様に静的荷重Ｐを加えた。その結果、図６(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、ベース２５′は、車道Ｒ寄りの付近全体が高さ(ｈ)分持ち上がる塑性変形を示した。
【００３３】
上記塑性変形した各支柱２４につき、上記ベース２５′の車道Ｒ側における各ボルト貫通孔２６の車道Ｒ側端からの距離ｓを５５,６０,６５ｍｍと変化させ、且つベース２５′の板厚(ｔ)を２５,２８,３１ｍｍと変化させた場合における、上記持ち上がり量(ｈ)とその際における最大荷重との関係を、図６(Ｄ)のグラフに示した。これによれば、実線で示す持ち上がり量(ｈ)は、上記距離ｓが大きく且つベース２５′の板厚(ｔ)が薄い程高くなる傾向にあった。また、図６(Ｄ)中で破線で示す最大荷重は、上記距離ｓが小さく且つベース２５′の板厚(ｔ)が厚くなる程大きくなる傾向にあり、しかも、全て一般的な目標される２９.４ｋＮを大きく越えていた。即ち、前記図５(Ｄ)のグラフと同様な傾向が現れた。
【００３４】
また、各支柱２４について、上記ベース２５′の板厚(ｔ)を２５,２８,３１ｍｍと変化させ、且つベース２５′における車道Ｒ側の各ボルト貫通孔２６の車道Ｒ側端からの距離(ｓ)を５５,６０,６５ｍｍと変化させた場合における、上記持ち上がり量(ｈ)とその際における最大荷重との関係を、図６(Ｅ)のグラフに示した。尚、車道Ｒ側の各貫通孔２６の中心間距離Ｌは、８０ｍｍに統一した。
図６(Ｅ)のグラフによれば、実線で示す持ち上がり量(ｈ)は、ベース２５′の板厚(ｔ)が薄く且つ車道Ｒ側端部からの距離(ｓ)が大きくなる程高くなる傾向にあった。また、図６(Ｅ)中で破線で示す最大荷重は、ベース２５′の板厚(ｔ)が厚く且つ上記距離(ｓ)が小さい程大きくなる傾向にあると共に、全ての支柱２４は一般的な目標される２９.４ｋＮを大きく越えていた。
【００３５】
尚、以上の各支柱において、ベースの塑性変形と共に、座屈によらず支柱本体が塑性変形することにより、衝突エネルギの一部を吸収しても差し支えない。
【００３６】
【発明の効果】
以上にて説明した本発明による車道用防護柵の支柱によれば、横梁に自動車が衝突してもベースが塑性変形することにより、支柱本体が座屈変形することなく支柱全体が車道と反対側に傾く。このため、衝突した自動車に過度の衝撃を与えず且つ車道の外側に飛び出す事態を防ぐことが可能となる。更に、支柱本体はある程度の剛性を有すれば、防護柵を設置する場所の景観に応じた任意のデザインにできると共に、例えば車道間における幅の狭い中央分離帯上であって、両側の車道に向けた横梁を支持する支柱を含む防護柵に適用することもできる。
しかも、支柱本体が前記フランジとウェブとからなり、係るフランジに横梁の支持部が形成されているため、支柱本体にある程度の剛性を与えつつ、任意のデザインを適用することも容易となる。加えて、アンカーボルトの貫通孔が前記位置に穿孔されているため、ベースにおいて支柱本体の下端を挟んで対称に形成されるボルトの貫通孔の位置に応じて、ベースにおける車道側寄りの付近全体が持ち上がるように塑性変形するか、又は、ベースにおける車道側寄りで且つ支柱本体の下端付近のみが塑性変形するか、を設計段階から容易に設定できる。
また、請求項４〜６のアルミニウム合金からなる支柱によれば、ベースの塑性変形と、支柱本体の剛性を確保しつつ破断しないという優れた靭性を有すると共に、高い耐食性を支柱に与えることができる。このため、係る支柱を含む防護柵全体における耐久性を高められ、且つ乗用者等の安全を長期間に渉って図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(Ａ)は本発明の支柱を用いた車道用防護柵の正面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った一部に断面を含む側面図、(Ｃ)は(Ｂ)中のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図２】(Ａ)及び(Ｂ)は図１の支柱の変形前後の状態を示す概略図、(Ｃ)〜(Ｅ)は変形後におけるベース付近を示す概略図。
【図３】(Ａ)は異なる形態の支柱を示す概略図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った断面図、(Ｃ)は(Ａ)中のＣ−Ｃ線に沿った断面図、(Ｄ)は(Ａ)の支柱の変形形態を示す概略図、(Ｅ)は(Ｄ)中のＥ−Ｅ線に沿った断面図、(Ｆ)は(Ｄ)中のＦ−Ｆ線に沿った断面図。
【図４】(Ａ)は更に異なる形態の支柱を含む防護柵の平面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った一部に断面を含む側面図、(Ｃ)は(Ｂ)中のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図５】(Ａ)は本発明の支柱におけるベースの平面図、(Ｂ)及び(Ｃ)は係るベースの変形後を示す概略図、(Ｄ)及び(Ｅ)は(Ａ)のベースを有する支柱に対して行ったシュミレーションによる変形特性等を示すグラフ。
【図６】(Ａ)は参考形態の支柱におけるベースの平面図、(Ｂ)及び(Ｃ)は係るベースの変形後を示す概略図、(Ｄ)及び(Ｅ)は(Ａ)のベースを有する支柱に対して行ったシュミレーションによる変形特性等を示すグラフ。
【図７】(Ａ)は従来の車道用防護柵の支柱を示す概略図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１】
0003700521.tif 000002
【図２】
0003700521.tif 000003
【図３】
0003700521.tif 000004
【図４】
0003700521.tif 000005
【図５】
0003700521.tif 000006
【図６】
0003700521.tif 000007
【図７】
0003700521.tif 000008