(57)【要約】      （修正有）【課題】住宅等の庇を試験対象とする衝撃試験の試行回数を低減することができる衝撃試験方法を提供する。【解決手段】試験サンプル１０として、庇１２は、壁１１から突き出す形で片流れ状に壁１１に設けられている。重り２１は、密度１，５００ｋｇ／ｍ３に調整された砂が充填されたポリエチレンの袋であり、その袋の開口部は袋内に空隙が残存しないように結束バンド２２で閉じられている。重り２１に取り付けられたロープ２４は、滑車２３に掛けられており、ロープ２４の他端２４ｂはクランプ３６により保持されている。これにより、重り２１は所定の高さｈ２の位置で滑車２３により吊り状態とされている。ロープ２４の他端２４ｂがクランプ３６から解放されると、重り２１は庇１２に向かって重力により落下し、庇１２に衝突する。【選択図】図１
2019184487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃付与体を庇から所定の高さに配置した状態から落下させて、前記衝撃付与体を前記庇に衝突させることにより、前記庇の耐衝撃性を評価する庇の衝撃試験方法であって、
前記衝撃付与体は、密度１，５００ｋｇ／ｍ３に調整された砂が充填された袋であり、前記袋の内面と砂との間に空隙が生じないようにして前記袋の開口部が閉じられており、
前記袋は、ポリエチレンであり、
前記衝撃付与体にはロープの一端が取り付けられており、
前記衝撃付与体を落下可能な状態で吊るすための定滑車と、
前記衝撃付与体を前記所定の高さの位置で保持し、その保持を解除することが可能な保持部と、
が備えられ、
前記定滑車に前記ロープを掛けて、前記ロープの他端を前記保持部に保持させることにより、前記衝撃付与体を前記所定の高さで吊り状態とする吊り工程と、
前記保持部による前記ロープの他端の保持を解除して、前記衝撃付与体の前記吊り状態を解除することにより、前記衝撃付与体を前記庇に向けて落下させる落下工程と、
を有する、庇の衝撃試験方法。
【請求項２】
前記衝撃付与体の重さが３ｋｇ以上６ｋｇ未満であり、かつ前記所定の高さが４ｍ以上６ｍ以下である、又は
前記衝撃付与体の重さが６ｋｇ以上であり、かつ前記所定の高さが２ｍ以上６ｍ以下である、請求項１に記載の庇の衝撃試験方法。
【請求項３】
前記衝撃付与体には、下方に垂れ下がる紐が設けられており、
前記吊り工程において、前記紐の長さを指標として、前記衝撃付与体を前記所定の高さに吊り上げる、請求項１又は２に記載の庇の衝撃試験方法。
【請求項４】
前記砂は、水を加えられて密度調整されたものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の庇の衝撃試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、庇の衝撃試験方法に関する。より詳しくは、落雪等の落下物が衝突した場合における住宅等の庇の耐衝撃性を測定する衝撃試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築物に関する衝撃試験として、組み立てられた建築物自体、又は使用に準じた状態に取り付けた試験対象（外壁、屋根、庇及び床材等）に対して試験が行われている。試験対象に衝突させて衝撃を付与する衝撃付与体としては、鋼球や砂袋（サンドバッグ）が多く使用されている。耐衝撃性は、それらの衝突により機能の低下や外観の変化（変形、損傷等）が試験対象に生じたか否かによって評価されている（非特許文献１）。
【０００３】
従来の住宅等の庇の衝撃試験方法について、図３に基づき説明する。図３は、試験対象の庇１２を通常の使用に準じた状態として壁１１に取り付けた試験サンプル１０の概略図である。試験サンプル１０において、庇１２は、壁１１から突き出す形で片流れ状で壁１１に設けられている。
【０００４】
図３に示されるように、重り１３にロープ１４をつなげ、ロープ１４を吊り上げることで、重り１３を庇１２の上方における所定の高さｈ１に位置させる（吊り状態）。その後、吊り上げたロープ１４を解放することで、重り１３の吊り状態を解除して重り１３を図中矢印のように落下させる。そうして、その直下の位置に設置しておいた庇１２に重り１３を衝突させて、衝突後における庇１２の状態の検証等を行なう。
【０００５】
なお、重り１３としては、革製の袋に砂が充填されたものが多く用いられている。図３において、重り１３は吊り下げられているため、重力により扇状に下方に拡がった状態となっている。その扇状となった重り１３の上部は、砂の充填されていない空隙Ｓとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】一般財団法人日本建築総合試験所、“わかりやすい試験シリーズ  圧−０６  ドアセットのねじり強さ、鉛直荷重強さ、耐衝撃試験”、［online］、［平成３０年３月２６日検索］、インターネット〈URL：http://www.gbrc.or.jp/assets/test_series/documents/cl_06.pdf〉、（一財）日本建築総合試験所試験研究センター  環境部  耐風試験室
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような重り１３の自由落下による衝撃試験では、空隙Ｓの存在により落下時に砂が袋内で移動してしまい、衝突時の重り１３の形状やその変化にばらつきが生じる。これにより庇１２への衝撃（衝撃力）にばらつきが生じやすい。そのため、庇１２の耐衝撃性を判断するために多数回の試験を行う必要があった。
【０００８】
庇等の建築物に関する衝撃試験は、建築物自体又は使用に準じた状態に取り付けた試験対象に対して行われるため、衝撃試験の試行回数が多いとコスト及び手間がかかるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、住宅等の庇を試験対象とする衝撃試験の試行回数を低減することができる衝撃試験方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決すべく、第１の発明の庇の衝撃試験方法は、
衝撃付与体を庇から所定の高さに配置した状態から落下させて、前記衝撃付与体を前記庇に衝突させることにより、前記庇の耐衝撃性を評価する庇の衝撃試験方法であって、
前記衝撃付与体は、密度１，５００ｋｇ／ｍ３に調整された砂が充填された袋であり、前記袋の内面と砂との間に空隙が生じないようにして前記袋の開口部が閉じられており、
前記袋は、ポリエチレンであり、
前記衝撃付与体にはロープの一端が取り付けられており、
前記衝撃付与体を落下可能な状態で吊るすための定滑車と、
前記衝撃付与体を前記所定の高さの位置で保持し、その保持を解除することが可能な保持部と、
が備えられ、
前記定滑車に前記ロープを掛けて、前記ロープの他端を前記保持部に保持させることにより、前記衝撃付与体を前記所定の高さで吊り状態とする吊り工程と、
前記保持部による前記ロープの他端の保持を解除して、前記衝撃付与体の前記吊り状態を解除することにより、前記衝撃付与体を前記庇に向けて落下させる落下工程と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
第１の発明によれば、衝撃付与体は、ポリエチレンの袋に密度１，５００ｋｇ／ｍ３の砂が充填されたものとされる。そして、当該衝撃付与体は、砂を充填された後に、その開口部が袋内に空隙が生じないように閉じられている。ポリエチレンの袋は柔軟性に優れているため、袋の形状を充填された砂の形に沿わせることができ、空隙が生じないように封をしやすい。そして、このような衝撃付与体は、袋内に砂の充填されていない空隙がほぼないため、吊り状態から落下させても袋内での砂の移動が生じにくく、落下時や衝突時に衝撃付与体の形状が変化しにくいし、形状の変化のばらつきも少なくなる。これにより衝撃（衝撃力）のばらつきが抑制されうる。
【００１２】
したがって、第１の発明によれば、衝撃のばらつきを減らすことができ、これにより衝撃試験の試行回数を低減することができる。
【００１３】
第２の発明の衝撃試験方法は、第１の発明において、
前記衝撃付与体の重さが３ｋｇ以上６ｋｇ未満であり、かつ前記所定の高さが４ｍ以上６ｍ以下である、又は
前記衝撃付与体の重さが６ｋｇ以上であり、かつ前記所定の高さが２ｍ以上６ｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
衝撃付与体の重さと衝撃付与体を落下させる落下高さが上記条件を満たす場合、更にばらつきが抑制された衝撃試験とすることができる。
【００１５】
第３の発明の衝撃試験方法は、第１又は第２の発明において、
前記衝撃付与体には、下方に垂れ下がる紐が設けられており、
前記吊り工程において、前記紐の長さを指標として、前記衝撃付与体を前記所定の高さに吊り上げることを特徴とする。
【００１６】
衝撃試験を行う場合、まず、衝撃付与体を所定の高さに配置する必要がある。衝撃付与体が吊り状態とされると、紐は落下地点に向かって垂れ下がる。これにより、衝撃付与体を吊り状態とする際の所定の高さの指標となり、利便性に優れる。
【００１７】
第４の発明の衝撃試験方法は、第１〜３のいずれかの発明において、前記砂は、水を加えられて密度調整されたものであることを特徴とする。
【００１８】
袋に充填される砂が加水されて調整されることにより、袋内の砂は湿った状態となる。このような湿った砂は、乾いた砂に比べて袋内での移動が抑制される。これにより、落下時や衝突時の衝撃付与体の形状の変化を更に抑制し、形状の変化のばらつきも更に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】衝撃試験方法の一例を示す概念図。
【図２】検証実験の装置を示す図。
【図３】従来の住宅等の庇の衝撃試験を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
落雪等により、住宅等の庇に落下物が衝突した場合、その加わる衝撃により庇が変形・破壊されることがありうる。本実施形態は、このような落下物の衝突により庇が破壊されないように、庇の強度担保を目的として庇の耐衝撃性を評価する衝撃試験方法である。
【００２１】
以下、本発明の衝撃試験方法を、図１に示した実施形態に基づいて説明する。実施形態では、耐衝撃性を評価する試験対象が住宅の庇である場合を例にして説明する。
【００２２】
図１は、試験対象の庇を通常の使用に準じた状態として壁に取り付けた概略図である。試験サンプル１０として、庇１２は、壁１１から突き出す形で片流れ状に壁１１に設けられている。以下、庇１２の突出方向としては、壁１１に対して垂直方向を意味し、庇１２の幅方向としては、壁１１に対して平行方向を意味する。
【００２３】
庇１２の上方には、ホイストクレーン３１（一部のみ図示）が配置されている。ホイストクレーン３１にはフック３２が備えられており、フック３２は衝撃試験の対象である庇１２への落下地点の上方（例えば、庇の突出方向及び幅方向の中央部の上方）に位置するように配置されている。フック３２には滑車２３が掛けられている。ホイストクレーン３１及びフック３２は、滑車２３が衝撃試験中に移動しないように保持するものである。したがって、ホイストクレーン３１、フック３２及び滑車２３により「定滑車」が構成されている。
【００２４】
滑車２３には、ロープ２４が掛けられ、そのロープ２４の一端２４ａには重り２１が吊り下げられている。すなわち、ロープ２４の一端２４ａが重り２１（例えば、後述の結束バンド２２）に取り付けられ、ロープ２４が滑車２３に掛けられていることで、重り２１は、ロープ２４により吊り上げられて庇１２の上方で保持されている（吊り状態）。滑車２３は、重り２１が所定の高さｈ２で吊り状態とされるのを支えるものである。
【００２５】
試験サンプル１０である庇１２の正面側には、スタンド３５（一部のみ図示）が設置され、スタンド３５にはクランプ３６が設けられている。クランプ３６には、ロープ２４の他端２４ｂが留められている。本実施形態では、ロープ２４の他端２４ｂがリング状にされ、リング部分をクランプ３６に掛けることにより、ロープ２４の他端２４ｂがクランプ３６に保持される。これにより、重り２１は、滑車２３により吊るされ、スタンド３５及びクランプ３６により所定の高さｈ２となるように保持されている。
【００２６】
本実施形態の衝撃試験方法においては、クランプ３６に留められているロープ２４の他端２４ｂがクランプ３６から解放される（保持が解除される）と、重り２１は重力により落下する。クランプ３６によりロープ２４の他端２４ｂを解放する方法としては、クランプ３６よりリング部分を作業者が取り外してもよいし、作業者がロープ２４の他端２４ｂ（リング部分等）を切り放すことでクランプ３６から解放してもよい。
【００２７】
すなわち、スタンド３５及びクランプ３６は、重り２１を所定の高さｈ２に保持し、当該保持した状態（換言すれば、重り２１の吊り状態）を解除することができるものである。スタンド３５及びクランプ３６が「保持部」に相当する。
【００２８】
重り２１の最下部には、紐２５の一端２５ａが取り付けられている。紐２５の一端２５ａは、重り２１に対して縫い付けられたり、テープ等により貼り付けられたりして、取り付けられる。紐２５の長さは、所定の高さｈ２と同じ長さになっている。紐２５の他端２５ｂは、庇１２の目標落下地点にテープ等で固定されている（図示せず）。これにより、紐２５が所定の高さｈ２まで重り２１を吊り上げる際の指標となる。
【００２９】
本実施形態において、重り２１は、密度１，５００ｋｇ／ｍ３に調整された砂が充填された袋であり、その袋の開口部は袋内に空隙が生じないように結束バンド２２で閉じられている。重り２１が「衝撃付与体」に相当する。
【００３０】
本実施形態において、砂を充填する袋としては、ポリエチレンの袋が用いられる。袋がポリエチレンであれば、充填された砂の形に沿って袋が変形できるため、袋内（袋の内面と砂との間）に空隙が生じないように結束バンド２２により閉じることができる。
【００３１】
ポリエチレン製の袋の形状は、平袋、自立袋、ガゼット袋等、形状は特に制限されないが、平袋形状の土のう袋が特に好ましい。土のう袋のサイズとしては、幅４８０ｍｍ×長さ６２０ｍｍが好ましい。
【００３２】
袋に充填される砂としては、ＪＩＳＡ１５１８（１９９６）に準拠した砂を用いる。すなわち、２ｍｍのふるいを通過し、０．６ｍｍのふるいに留まる砂を、密度１５００ｋｇ／ｍ３に調整する。例えば、密度１，５００ｋｇ／ｍ３になるように砂に水を加えて調整すればよい。砂に水を加えて密度調整することにより、袋内の砂は湿った状態となる。湿った砂は、乾いた砂に比べて袋内での砂の移動が抑制され、これにより落下時や衝突時の重り２１の形状の変化が更に抑制され、形状の変化のばらつきも更に抑制される。よって、重り２１に充填される砂が加水されて調整されることにより、衝撃のばらつきが低減される。また、砂が湿った状態であれば、重り２１が雪の状態と類似するため、落雪による庇への衝撃試験の重り２１として好ましい。
【００３３】
ここで、本実施形態の衝撃試験方法において、重り２１の重さは、２ｋｇ以上であるのが好ましく、より好ましくは４ｋｇ以上であり、更に好ましくは６ｋｇ以上である。重り２１の重さの上限としては、特に制限されないが、衝撃試験を行うのに際しての実用的な面から２０ｋｇ以下であるのが好ましく、より好ましくは１８ｋｇ以下であり、さらに好ましくは１５ｋｇ以下である。
【００３４】
本実施形態の衝撃試験方法において、重り２１を落下させる高さｈ２としては、特に制限されないが、低い方が衝撃試験を行うのに際しての実用的な面から好ましい。よって、落下高さｈ２としては、３０ｃｍ〜１０ｍであるのが好ましく、より好ましくは５０ｃｍ〜８ｍであり、更に好ましくは１ｍ〜６ｍであり、特に好ましくは２〜６ｍである。
【００３５】
衝撃のばらつきは重さと高さとにより影響されるため、そのバランスを考慮するのが好ましい。例えば、重り２１の重さが３ｋｇ以上６ｋｇ未満である場合は、所定の高さ（落下高さ）ｈ２が４ｍ以上（好ましくは４ｍ以上６ｍ以下）であると、衝撃のばらつきが低減される。重り２１の重さが６ｋｇ以上である場合は、所定の高さｈ２が２ｍ以上（好ましくは２ｍ以上６ｍ以下）であれば衝撃のばらつきが十分低減される。
【００３６】
重り２１の形状（結束バンド２２により閉じられた後の形状）は、形状安定性の観点及び初期衝突時点の庇１２との衝突が点に近くなるように、球形状としてある。ただし、その他の形状であってもよい。
【００３７】
重り２１において砂が充填された部分のサイズ（ただし、土のう袋の角部分を除く）としては、吊り状態において、直径３０ｃｍ以下のほぼ球状であるのが好ましく、直径２５ｃｍ以下のほぼ球状であるのがより好ましい。また、直径１２ｃｍ以上のほぼ球状であるのが好ましく、直径１５ｃｍ以上のほぼ球状であるのがより好ましい。
【００３８】
なお、土のう袋は空隙を生じないよう閉じているため、土のう袋の角部分においても空隙は最小限に抑えられている。本実施形態では、砂に加水をしているため、乾いた砂に比べて袋内での砂の移動が抑えられている。したがって、角部分に空隙がわずかに存在していたとしても、空隙の影響（空隙への砂の移動）も抑制されうる。
【００３９】
本実施形態の衝撃試験方法において、ロープ２４は、重り２１を吊るすためのものであり、重り２１を保持するのに十分な強度があれば特に制限されず、綿、麻、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロン等から構成されるものが用いられうる。ロープ２４の長さ及び幅も、重り２１の重さ、高さｈ２等の条件により適宜選択すればよい。
【００４０】
紐２５は、落下及び衝突時に障害とならないように、ロープ２４に比べて薄い又は細い紐であるのが好ましい。紐２５は、綿、麻、絹、ナイロン、ポリプロピレン等から構成されるものが適宜用いられうる。
【００４１】
また、滑車２３のサイズ等も特に制限されず、重り２１の重さやロープ２４の形状等に応じて適宜選択すればよい。滑車２３を保持するホイストクレーン３１及びフック３２、ロープ２４を保持するスタンド３５及びクランプ３６等についても、同様の効果の得られる他の手段により代用されてもよい。
【００４２】
次に、試験手順について説明する。
【００４３】
庇１２において衝撃を加える部分（目標落下地点）に歪み等がないことを確認する。その後、重り２１に取り付けたロープ２４を滑車２３に掛け、ロープ２４の他端２４ｂをスタンド３５のクランプ３６に保持させる。これにより、重り２１が吊り状態となる。
【００４４】
次に、吊り状態とされた重り２１が、目標落下地点に位置するように、かつ紐２５の弛みがなくなるように、ホイストクレーン３１を移動させる。これにより、重り２１を、目標落下地点の真上であり、かつ、所定の高さ位置ｈ２に吊り下げられた状態となる。当該工程が「吊り工程」に相当する。
【００４５】
そして、重り２１の揺れが止まったことを確認した後、ロープ２４の他端２４ｂをクランプ３６から解放することにより、重り２１の吊り状態が解除される。吊り状態が解除されると、重り２１は庇１２に向けて自由落下し（図１の矢印）、庇１２の目標落下地点の付近に重り２１が衝突する。当該工程が「落下工程」に相当する。
【００４６】
重り２１の衝突後、庇１２に、へこみ、割れ、剥がれ、曲がり等の変形や損傷の有無について目視によって調べる。試験結果については、変形、損傷の有無を記録する。なお、試験結果を記録する際に試験条件（落下高さｈ２、重り２１の重さ、試験対象の庇１２のサイズ、衝撃（落下）回数等）を付記する。
【００４７】
本実施形態の衝撃試験方法は、例えば、後述する検証方法により再現性が高い（ばらつきが少ない）ことが確認できる。より好ましい条件であれば、後述する検証方法により衝撃力の誤差が１０％未満であることも確認できる。すなわち、本実施形態の衝撃試験方法は、重り２１を自由落下状態ないし自由落下に近い状態で試験対象（庇）に向かって落下及び衝突させた際の重り２１の形状の変化を抑制し、形状の変化のばらつきを抑制する。これにより、衝撃のばらつきを低減でき、衝撃試験の試行回数を低減することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本実施形態の衝撃試験方法によれば、衝撃力のばらつきが少ない試験となることを検証する実験を実施した。
【００４９】
検証実験１
図２に検証実験を行う装置を示した。
【００５０】
図２に示されるように、鋼板４２を設置し、鋼板４２の面上に３つのロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃを、各ロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃが正三角形の頂点となるように設置した。そして、各ロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃ上に鋼板４３を載せ、各ロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃが鋼板４２，４３により挟持された状態とした。
【００５１】
各ロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、各配線４４ａ，４４ｂ，４４ｃによりデータロガ４５へ接続されている。
【００５２】
重り２１は、図２のように（図１と同様にして）、ホイストクレーン３１、滑車２３、スタンド３５、クランプ３６等を用いて吊り状態としてある。本実験では、紐２５の他端２５ｂに重し２６を取り付けて、重し２６が落下目標地点４６に位置するように配置してある。上記実施形態でも、本実験のように、紐２５の他端２５ｂを庇１２に固定することに代えて、重し２６を取り付けるようにしてもよい。なお、落下目標地点４６は各ロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃにより形成される正三角形の重心付近とする。
【００５３】
重り２１は、以下のように準備した。
【００５４】
密度１４６４ｋｇ／ｍ３の砂に水を加え、砂の密度を１５００ｋｇ／ｍ３に調整した。調整した砂を、ポリエチレン土のう袋（幅４８ｃｍ×長さ６２ｃｍ、品名：土のう袋）の袋に充填し、空隙が残存しないように袋の口を結束バンド２２で閉じた。重り２１は、吊り状態で、土のう袋の角部分を除いて、砂の充填部分がそれぞれ以下のサイズのほぼ球形状となった。なお、土のう袋は空隙を生じないよう閉じているため、土のう袋の角部分においても空隙は最小限に抑えられている。
【００５５】
・３ｋｇの重り２１…直径１６ｃｍのほぼ球形状
・４ｋｇの重り２１…直径１７ｃｍのほぼ球形状
・５ｋｇの重り２１…直径１９ｃｍのほぼ球形状
・６ｋｇの重り２１…直径２０ｃｍのほぼ球形状。
【００５６】
検証実験に用いた道具を以下に示す。
【００５７】
滑車２３：直径６０ｍｍ、回転部分（鋼製）の幅２０ｍｍ
ロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃ：２種類のロードセルを組み合わせて使用；荷重変換機２００ｋｇｆ（型番：９Ｅ０１−Ｌ２１−２００Ｋ、直径１００ｍｍ、高さ８０ｍｍ）を１つと、荷重変換機５ｔｆ（型番：９Ｅ０１−Ｌ２２−５Ｔ、直径１００ｍｍ、高さ８０ｍｍ）を２つとを用いた
データロガ４５：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ社製データロガ（型番：ＵＤＡＳ）
ロープ２４：太さ５ｍｍの綿紐
鋼板４２，４３：サイズ９０ｃｍ×９０ｃｍ（厚さ９ｍｍ）。
【００５８】
検証実験１では、クランプ３６に留められているロープ２４の他端２４ｂ（リング部分）を作業者が取り外し、作業者がロープ２４の他端２４ｂを放すことにより重り２１を落下させた。そして、重り２１の重さと、高さｈ２とを変えて、重り２１が落下することにより生じる衝撃力（Ｎ）を各ロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃを用いて測定した。重り２１の落下による衝撃力（Ｎ）は各ロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃが測定した衝撃力（Ｎ）を合算した値とする。なお、各ロードセル４１ａ，４１ｂ，４１ｃにより測定される衝撃力としては、衝撃力の極大値を採用した。
【００５９】
同じ条件の測定を１０回行い、１０回の実験により得られた衝撃力について、衝撃力の平均値と、衝撃力のばらつきの程度（±３σ）として衝撃力の誤差（％）とを算出した（表１参照）。
【００６０】
【表１】
2019184487.tif 000003
【００６１】
表１の結果より、衝撃力の誤差が１０％未満である条件が得られた。重り２１の重さと落下させる高さｈ２とが以下の条件を満たしていると考えられる。
【００６２】
（１）重り２１の重さが３ｋｇ以上６ｋｇ未満、かつ落下高さｈ２が４ｍ以上
（２）重り２１の重さが６ｋｇ以上、かつ落下高さｈ２が２ｍ以上。
【００６３】
したがって、上記（１）又は（２）を選択すれば、検証実験１の他の条件に比べてより再現性が高いため、試行回数がさらに減らせることが示唆された。
【００６４】
なお、衝撃のばらつきとしては、理論上、落下高さが高くなるほど、重さが重くなるほど低減される。そのため、誤差が１０％未満となった時点で、その重り２１の重さにおける衝撃試験（検証実験）を終了した。したがって、落下高さｈ２が６ｍであれば、重り２１の重さは３ｋｇ以上６ｋｇ未満の場合は誤差１０％未満、重り２１が６ｋｇの場合は誤差６．５％未満となると考えられる。
【００６５】
比較実験
検証実験１の結果と比較するために、比較実験１〜５を行った。
【００６６】
比較実験１
比較実験１は、滑車２３を用いずに、重り２１に取り付けたロープ２４を手で保持し、ロープ２４を手から放すことにより重り２１を落下させた。すなわち、重り２１の高さがｈ２となる位置でロープ２４を手で保持し、その後、その高さｈ２の位置でロープ２４を手から放すことにより重り２１を落下させること以外は検証実験１と同様にして実験を行い、衝撃力の平均値及び衝撃力の誤差を算出した（表２）。
【００６７】
比較実験２
比較実験２は、滑車２３を用いずに、重り２１に取り付けたロープ２４をクランプ３６で保持し、ロープ２４をクランプ３６から放させることにより重り２１を落下させた。すなわち、重り２１の高さがｈ２となる位置でロープ２４をスタンド３５のクランプ３６に保持させ、その後、高さｈ２の位置でロープ２４をクランプ３６から放すことにより重り２１を落下させること以外は検証実験１と同様にして実験を行い、衝撃力の平均値及び衝撃力の誤差を算出した（表２）。
【００６８】
【表２】
2019184487.tif 000004
【００６９】
比較実験１及び２の結果から、滑車２３を用いていない場合は衝撃力の誤差が大きいことが確認された。この方法で衝撃試験を実施する場合は、再現性が低いため、試行回数が多く必要となることがわかる。
【００７０】
比較実験３
比較実験３は、比較実験１と同様の実験を、以下の重りを用いて行った。
【００７１】
ポリエチレン土のう袋に、所定の重さの密度１，５００ｋｇ／ｍ３に調整した砂を充填した後、土のう袋の上部に付属した紐により土のう袋を閉じて、重りとした。したがって、重りには、砂が充填されていない空間（空隙）が含まれている。
【００７２】
比較実験３では、重り２１の代わりに、袋上部の紐により閉じられた３ｋｇ及び６ｋｇの重りを用いた以外は比較実験１と同様にして実験を行った。比較実験３において、３ｋｇの重りの場合、１ｍからの落下で衝撃力の誤差３７．３％（衝撃力の平均  ８９７Ｎ）であり、６ｋｇの重り２１の場合、１ｍからの落下で衝撃力の誤差６０．４％（衝撃力の平均  １８７１Ｎ）であった。
【００７３】
比較実験４
比較実験４は、比較実験２と同様の実験を、比較実験３の重りを用いて行った。
【００７４】
比較実験４において、３ｋｇの重りの場合、１ｍからの落下で衝撃力の誤差９５．６％（衝撃力の平均  ６２０Ｎ）であり、６ｋｇの重りの場合、１ｍからの落下で衝撃力の誤差４７．１％（衝撃力の平均  １１９９Ｎ）であった。
【００７５】
比較実験３及び４の結果から、結束バンド２２により閉じられていない重りの場合、衝撃力の誤差が比較実験１及び２に比べてさらに大きいことが確認された。したがって、衝撃実験における重り２１は空隙が生じないように閉じられることが重要であることが示唆された。
【００７６】
比較実験５
比較実験５は、重り２１の袋を、ポリエチレン土のう袋からポリプロピレン土のう袋（幅４８ｃｍ×長さ６２ｃｍ）に変更したこと以外は検証実験１と同様にして実験を行った。ただし、ポリプロピレン製であるため袋全体に柔軟性がなく、空隙が生じないように袋の口を閉じようとしても空隙が残存し、袋内の砂が動ける状態となった。
【００７７】
６ｋｇの密度１５００ｋｇ／ｍ３の砂が充填されたポリプロピレン土のう袋の重りを、高さ２ｍの位置から落下させて衝撃試験を行った。その結果、衝撃力の誤差１０．８％（衝撃力の平均  ３１４１Ｎ）であった。
【００７８】
比較実験５により、同じ条件で落下させた場合、重り２１の袋をポリエチレン製にすることにより衝撃のばらつきが低減されていることが確認された。ポリエチレン製がポリプロピレン製に比べて好ましい理由としては、ポリエチレン製の袋の方がポリプロピレン製の袋に比べて柔軟性が高いことが考えられる。すなわち、結束バンド２２にて袋内に空隙が生じないように閉じる際に、ポリエチレン製の袋の方がポリプロピレン製の袋に比べて充填された砂の形に沿って変形できる。これにより、ポリエチレン製の袋は、ポリプロピレン製の袋に比べて空隙を減少できた状態で結束バンド２２により閉じることができる。
【００７９】
以上のように、検証実験１及び比較実験１〜５の結果より、検証実験１の系では、誤差を例えば２０％未満とできる条件（重り２１の重さ及び落下高さｈ２）が多くみられることがわかる。これにより、本実施形態の衝撃試験方法は、衝撃のばらつきが低減され、再現性が向上しているといえる。すなわち、重り２１はポリエチレンの袋に砂が充填され、空隙が生じないように袋が閉じられており、重り２１の吊り状態の解除がされる際に滑車２３が用いられている場合、衝撃のばらつきが低減され、再現性が向上する。
【００８０】
また、衝撃力の誤差が１０％未満であれば、再現性がさらに高く、試行回数をさらに減らすことができる衝撃試験方法であるといえる。衝撃力の誤差が１０％未満である条件は、重り２１はポリエチレンの袋に砂が充填され、空隙が生じないように袋が閉じられており、重り２１の吊り状態の解除がされる際に滑車２３が用いられ、重り２１の重さと落下させる高さｈ２とが上記（１）又は（２）の条件を満たしていると考えられる。また、（２）の条件であれば、衝撃力の誤差が６．５％未満とすることができるため、衝撃試験の試行回数がさらに低減できる。
【符号の説明】
【００８１】
１２…庇、２１…重り、２２…結束バンド、２３…滑車、２４…ロープ、２４ａ…ロープ２４の一端、２５…ロープ、３５…スタンド、３６…クランプ、ｈ２…所定の高さ。
【図１】
2019184487.tif 000005
【図２】
2019184487.tif 000006
【図３】
2019184487.tif 000007