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受圧体 - 積水化学工業株式会社
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発明の名称 受圧体
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−9553(P2007−9553A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−192169(P2005−192169)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100100480
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 隆
発明者 斉藤 康宏 / 谷口 良一
要約 課題
法面上に設置して、法面の崩壊や地滑りの発生を防止する受圧体において、複数の材料を用いて高性能のものを提供する。

解決手段
本発明の受圧体1は、法面側部材10と上側部材11とを有している。法面側部材10は、長繊維で補強されている繊維補強樹脂成形体であって長繊維は法面82に沿う方向に配向させたものであり、また、上側部材11は法面側部材10の上側に重ねるように配置され、法面側部材10よりも厚いものであって繊維を含有する樹脂材料を用いて圧縮成形したものである。そして、法面側部材10及び上側部材11を貫通する貫通孔22、23にアンカー部材83を挿通し、アンカー部材83に締結されたアンカー締結部材84によって上側部材11の上側から法面側へ押しつけて法面82を押さえて使用する。
特許請求の範囲
【請求項1】
長繊維で補強されている繊維補強樹脂成形体である法面側部材と、法面側部材の上側に重ねるように配置される上側部材とを有し、法面側部材及び上側部材を貫通する貫通孔にアンカー部材を挿通し、アンカー部材に締結されたアンカー締結部材によって上側部材の上側から法面側へ押しつけて法面を押さえて使用するものであり、
法面側部材の長繊維は法面に沿う方向に配向させたものであり、上側部材は法面側部材よりも厚いものであって繊維を含有する樹脂材料を用いて圧縮成形したものであることを特徴とする受圧体。
【請求項2】
上側部材の形状は、上側部材の法面側の面の縁と、上側部材の上側の貫通孔の入口とを直線で結んだ線で囲まれる仮想領域と同じ又は仮想領域よりも大きく、仮想領域に欠落部分がないものであることを特徴とする請求項1に記載の受圧体。
【請求項3】
上側部材の法面側の面の面積は、法面側部材の法面側の面の面積に対して40%以上100%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の受圧体。
【請求項4】
上側部材の法面側の面の縁は、法面側部材の法面側の面の縁よりも内側であり、上側部材の法面側の面の縁と、法面側部材の法面側の面の縁との間の法面方向の距離は、法面側部材の厚みに対して6.5倍以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の受圧体。
【請求項5】
上側部材の上側であって、貫通孔の入口付近には、貫通孔が設けられた金属板が配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の受圧体。
【請求項6】
上側部材の成形に用いられる樹脂材料の繊維及び樹脂は、法面側部材に用いられる材料と同じであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の受圧体。
【請求項7】
上側部材と法面側部材とを接着剤で一体化されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の受圧体。
【請求項8】
上側部材と法面側部材との間には、補強板が配置されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の受圧体。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、地滑りや法面の崩壊を防止すべく法面に設置される受圧体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
法面の崩壊や地滑りの発生を防止する有力な手法として、法面上に受圧体を設置し、この受圧体により法面を押さえ込む手法が広く採用されている。従来より法面上に設置されている受圧体としては、鉄製や鉄筋コンクリート製のものが多用されている。鉄製や鉄筋コンクリート製の受圧体は、工場において成型加工された後、法面上に搬入され、設置されている。これらの鉄製や鉄筋コンクリート製の受圧体は、強度が高い反面、極めて重量が大きく、設置には大型の建設機械などを用いて搬入しなければならないという問題があった。
【0003】
そこで、かかる知見に基づき、本発明者らは、下記特許文献1に開示されているような繊維強化樹脂製の板体を積み重ねた受圧体を提供している。かかる構成の受圧体は、鉄製や鉄筋コンクリート製の受圧体より軽量で、設置施工が容易である。そのため、特許文献1に開示されているような受圧体によれば、大型の建設機械の使用が困難な狭い場所や、法面勾配が急な場所においても設置施工を比較的容易に実施できる。
【特許文献1】特開2003−176539号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
受圧体を法面に設置する場合、受圧体の中央付近に貫通孔を設け、この貫通孔にアンカーを挿通して行われる。使用時などには法面と板体との間で全体的に面圧が発生するが、外側から押しつける力はアンカーの固定部分周辺に限られるのに対し、内側から外側へ作用する力は全面であるので、板体には端部が外側に向かって湾曲する。
そして、この湾曲が大きくなると、端部付近の法面への押しつけ力が小さくなったり、接触面積が小さくなったりしてしまう。
【0005】
そのため、特許文献1などの受圧体では、上記変形を小さくするために、積み重ねる板体の面積を外側ほど小さくし、全体の形状がピラミッド状のものが用いられており、ピラミッドの頂上にアンカーが固定されている。そして、積層される各板体の内側に接触する部分の縁の位置と、外側に接触する部分の縁の位置との距離を小さくし、各板体の湾曲を小さくする工夫がなされている。
また、かかる受圧体では、板体に板面に沿う方向に繊維強化した樹脂で成形された板体が採用されている。繊維強化されると引張強度の補強効果が高く、板体の板面の法線の方向に作用して湾曲する場合には、曲げの外側が延びることとなるので受圧体の強度を大きくすることができる。
【0006】
ピラミッド状の受圧体は、中央付近が他の部分より厚くなる。そのため、中央付近の曲げ強度が他の部分に比較して大きくなる。また、上記のような湾曲の場合、アンカーの固定部分側(上側)は圧縮荷重を受けるので、圧縮強度が大きく荷重に対する変形が小さい材料を用いることが望ましい。さらに、アンカーの固定部分から法面側の受圧板の縁へ向かう方向の圧縮強度を大きく、荷重に対する変形を小さくすることができれば、アンカーの固定部分と法面側の受圧板の縁付近との間で圧縮されにくくなり、上記の湾曲を小さくすることができる。
【0007】
また、繊維強化樹脂製の板体を切断したり加工したりする際に、端尺や屑など発生するので、これを用いて製造することができる受圧体であれば、このような材料を廃棄処分することなくリサイクルすることができる。
【0008】
そこで、本発明は、使用する材料を複数用い、かかる材料を適材適所とすることで、高性能の受圧体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
そして、上記した目的を達成するための請求項1に記載の発明は、長繊維で補強されている繊維補強樹脂成形体である法面側部材と、法面側部材の上側に重ねるように配置される上側部材とを有し、法面側部材及び上側部材を貫通する貫通孔にアンカー部材を挿通し、アンカー部材に締結されたアンカー締結部材によって上側部材の上側から法面側へ押しつけて法面を押さえて使用するものであり、法面側部材の長繊維は法面に沿う方向に配向させたものであり、上側部材は法面側部材よりも厚いものであって繊維を含有する樹脂材料を用いて圧縮成形したものであることを特徴とする受圧体である。
ここで、圧縮成形とは、成形材料である粉粒体を金型の凹所(キャビティ)に入れて成形するものであり、成形時には圧縮しながら行われるものである。なお、圧縮成形において、金型に充填されるものについては、粉粒体以外のもの(バインダーや添加物など)を入れても良い。
【0010】
請求項1に記載の発明によれば、法面側部材と、法面側部材の上側に重ねるように配置される上側部材とを有し、法面側部材の長繊維は法面に沿う方向に配向させたものであり、上側部材は法面側部材よりも厚いものであって繊維を含有する樹脂材料を用いて圧縮成形されているので、使用時に湾曲の外側となる法面側に引張強度の高い法面側部材が配置され、湾曲の内側となる上側に圧縮強度の高い上側部材が配置されているので、受圧体の使用時に湾曲しにくくすることができる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、上側部材の形状は、上側部材の法面側の面の縁と、上側部材の上側の貫通孔の入口とを直線で結んだ線で囲まれる仮想領域と同じ又は仮想領域よりも大きく、仮想領域に欠落部分がないものであることを特徴とする請求項1に記載の受圧体である。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、上側部材の形状は、上側部材の法面側の面の縁と、上側部材の上側の貫通孔の入口とを直線で結んだ線で囲まれる仮想領域と同じ又は仮想領域よりも大きく、仮想領域に欠落部分がないものであるので、アンカー部材に締結されたアンカー締結部材の締結力が、上側部材の法面側の面の縁付近に伝わりやすく、受圧体の使用時に湾曲しにくくすることができる。
【0013】
上側部材の法面側の面の面積は、法面側部材の法面側の面の面積に対して40%以上100%以下とすることができる(請求項3)。
【0014】
また、上側部材の法面側の面の縁は、法面側部材の法面側の面の縁よりも内側であり、上側部材の法面側の面の縁と、法面側部材の法面側の面の縁との間の法面方向の距離は、法面側部材の厚みに対して6.5倍以下とすることができる(請求項4)。
【0015】
請求項5に記載の発明は、上側部材の上側であって、貫通孔の入口付近には、貫通孔が設けられた金属板が配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の受圧体である。
【0016】
請求項5に記載の発明によれば、上側部材の上側であって、貫通孔の入口付近には、貫通孔が設けられた金属板が配置されているので、アンカー締結部材による締結力を確実に伝達することができる。
【0017】
請求項6に記載の発明は、上側部材の成形に用いられる樹脂材料の繊維及び樹脂は、法面側部材に用いられる材料と同じであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の受圧体である。
【0018】
請求項6に記載の発明によれば、上側部材の成形に用いられる樹脂材料の繊維及び樹脂は、法面側部材に用いられる材料と同じであるので、法面側部材の粉砕材などを用いることができ、また、法面側部材と上側部材とを接着して固定する場合に高強度とすることができる。
【0019】
また、上側部材と法面側部材とを接着剤で一体化することができる(請求項7)。
【0020】
上側部材と法面側部材との間には、補強板が配置されていてもよい(請求項8)。
【発明の効果】
【0021】
本発明の受圧体は使用する材料を複数用いており、適材適所に配置されているので高性能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態である受圧体の設置構造を示す断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態である受圧体を示す正面図である。図3は、本発明の第1の実施形態である受圧体を示す分解斜視図である。図4は、本発明の第2の実施形態である受圧体を示す分解斜視図である。
【0023】
本発明の第1の実施形態における受圧体1は、図1、図2に示されており、法面82に固定されたアンカー部材83やアンカー締結部材84によって法面82側に押しつけて法面82を押さえて使用するものである。
【0024】
また、受圧体1には、法面側部材10と上側部材11とが設けられている。法面側部材10は正方形状の平板である。そして、法面側部材10の一方の面20は、法面82と接触する受圧面であり、他方の面21は上側部材11と接着されて固定される面である。
【0025】
法面側部材10は、2枚の板が積層された積層板であり、具体的には、図3に示されるように、板部材10a、10bにより構成されている。板部材10a、10bは、長繊維で補強されている繊維補強樹脂成形体である。そして、板部材10a、10bの具体的な材質は、ポリウレタン樹脂を発泡させたものが用いられている。
【0026】
板部材10a、10bの長繊維は配向しており、この配向方向は図3の矢印に示される方向である。そして、長繊維の配向方向は、板部材10a、10bの板面に沿っており、受圧体1が設置されると法面82に沿う方向となる。また、長繊維の配向方向は板部材10a、10bの間では異なる方向であり、互いに直交する方向である。したがって、法面側部材10がいずれの方向に撓む場合にも撓みを小さくすることができる。
また、板部材10a、10b同士は接着されて固定されている。
【0027】
法面側部材10には貫通孔22が形成されている。貫通孔22は厚み方向に貫通する孔であり、正方形の中央付近に位置している。また、貫通孔22は、上側部材11の貫通孔23の位置に合わせられている。
【0028】
上側部材11は、四角錐台状の部材であり、ピラミッドの先端付近が無いような形状をしている。そして、上側部材11には、底面部25、頂面部26、4ヵ所の斜面部27及び4ヵ所の側面部28を有している。底面部25、頂面部26、斜面部27、側面部28は、いずれも平面状である。
【0029】
また、底面部25と頂面部26とは互いに平行であり、上側部材11の厚みは、これらの間の距離である。そして、上側部材11の厚みは、法面側部材10よりも厚い。
【0030】
底面部25は正方形状であり、その大きさは法面側部材10の他方の面21より小さい。そして、底面部25の面積は、法面側部材10の他方の面21の面積に対して40%以上100%以下が望ましい。
また、図2に示されるように、底面部25の縁25aと一方の面20の縁20aの距離Lは、法面側部材10の厚みTに対して、6.5倍以下が望ましい。
法面側部材10と上側部材11との関係を、上記のような関係とすることにより、受圧体1の使用時に法面側部材10の湾曲を小さくすることができる。
【0031】
そして、法面側部材10の形状は、上側部材11の形状に対してある程度の自由度があるので、同じ形状の上側部材11を用いた場合にも、法面側部材10の大きさを変えることができる。そのため、法面側部材10の大きさを変える場合に、同じ形状の上側部材11を用いることができ、上側部材11の成形に用いる圧縮成形用の金型を同じものを用いることができる。
【0032】
また、図2に示されるように、上側部材11の形状は、貫通孔23の入口23aと、底面部25の縁25aの任意の点とを結ぶ直線Sは、斜面部27や側面部28の内側に位置している。そして、上側部材11は、これらの直線Sで囲まれる仮想領域Wよりも大きいものであり、仮想領域W内に欠落する部分がない形状である。そして、本実施形態の上側部材11では、底面部25の形状が長方形状であるので、この仮想領域Wの形状は四角錐状である。
【0033】
そして、上側部材11の形状は、上記のようなものであるので、いずれの直線Sが欠けることが無く、直線Sの方向に圧縮する力が作用した場合に、圧縮されにくい。したがって、受圧体1を使用する場合に、貫通孔23の入口23aの上側に配置されるアンカー締結部材84と、底面部25の縁25aとの間で圧縮されにくく、法面側部材10の湾曲が発生しにくい。
なお、上側部材11の形状は、上記以外の形状であっても良く、仮想領域Wと同じ形状でもよく、より大きなものでもよい。
【0034】
上側部材11は法面側部材10の上側に重ねるように配置され、法面側部材10と接着されて固定される。具体的には、上側部材11の底面部25と、法面側部材10の他方の面21とが合わせられた状態で接着されている。また、上側部材11には貫通孔23が形成され、貫通孔22及び貫通孔23は連通しており、法面側部材10及び上側部材11を貫通している貫通部30が形成される。
したがって、後述するように、受圧体1を法面82上に設置して使用する場合には、上側部材11と法面側部材10との間で位置合わせすることなく設置が可能である。
【0035】
上側部材11は、繊維を含有する樹脂材料を用いて圧縮成形したものである。具体的には、原材料として繊維を含有する樹脂の粉粒体を用い、この粉粒体を所定の形状の型に充填して、型内を圧縮する。なお、このとき、必要なバインダーや添加物などを入れ、必要に応じて、金型を加熱しながら圧縮することもできる。
この粉粒体は、圧縮成形が可能であればどのような形状・大きさでもよいが、大きすぎると成形時の圧縮の際に大きな圧縮力を必要とするので、粉粒体の一番小さい部分の長さが50mm以下であることが望ましい。
【0036】
この原材料となる粉粒体の繊維及び樹脂は、どのような種類のものを用いても良く、法面側部材10に使用される材料と同じ繊維、同じ樹脂の材料を用いることができる。また、この原材料は、一旦成形された繊維強化樹脂を粉砕などにより、細かい状態にしたものが用いられる。また、法面側部材10と同じ種類の材料であるポリウレタン繊維強化樹脂の粉粒体を用いた場合には、法面側部材10の成形、切断等の際に発生する切削粉や、使用後の成形品を粉砕したものを用いることができるのでリサイクル性に優れ、上側部材11と法面側部材10との接着性を優れる。
上側部材11に使用される樹脂は、熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でもよく、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
また、上側部材11の成形の際に入れられる添加物として、例えば、珪砂、タルク、ガラス繊維、ガラス粉末がある。
【0037】
粉粒体は、バインダーを用いて結着されて上側部材11が成形されるものであるが、バインダーは、成形時に上記粉粒体同士を結着させることができるものであればいかなるものでもよい。本実施形態で使用される粉粒体は、ポリウレタン樹脂の破砕物を主原料とするものであるため、バインダーとしてMDI(Methylene Diphenyl Isocyanate)などのイソシアネートを好適に用いることができる。
【0038】
上側部材11に用いられる粉粒体とバインダーの混合比は特に限定されるものではないが、原料全体の重量(破砕物とバインダーの合計の重量)に対するバインダーの重量の割合は、15%以上40%以下が望ましく、20%以上35%以下であることがより一層好ましい。バインダーの重量割合は、25%以上30%以下であることが最も好ましい。かかる割合が少ないと、粉粒体の結着が不十分となり、また多すぎると、成形時に外部に排出されるなどして無駄になってしまうおそれがあるからである。
【0039】
受圧体1を使用する場合には、図1に示されるように、法面82にアンカー部材83を立設し、アンカー部材83を貫通部30に挿入して受圧体1を法面82上に設置して行われる。アンカー部材83は棒状の部材であり、一方の端部86側には雄ねじ部83aが設けられ、雄ねじ部83aはナットであるアンカー締結部材84を螺合することができ、貫通部30に挿入している状態のアンカー部材83と締結することにより、受圧体1を法面82側に押しつける。
なお、受圧体1を法面82の上に設置する前に、ある程度土木作業機械等により平坦化しておき、受圧面となる法面側部材10の一方の面20にできるだけ面圧が均一となるようにする。
【0040】
アンカー部材83は、法面82に形成された掘削穴85に、雄ねじ部83aが設けられていないアンカー部材83の他方の端部87を挿入されており、一方の端部86が法面82から突出するような状態となるように立設される。そして、アンカー部材83の他方の端部87は、掘削穴85内に充填されたセメント等のグラウト材88により固定されている。
【0041】
また、アンカー部材83の突出長さは受圧体1の厚みよりも長く、受圧体1の貫通部30にアンカー部材83を挿入した状態では、上側部材11の頂面部26よりも上側に雄ねじ部83aが位置している。
アンカー締結部材84は貫通孔23の内径よりも大きいものが用いられ、貫通部30に挿入している状態のアンカー部材83と締結して、上側部材11の頂面部26を法面82側に押しつけることができる。
【0042】
そして、受圧体1は、アンカー部材83とアンカー締結部材84との締結力により、法面82側に押しつけられた状態になる。これにより、受圧体1が法面82に接地した状態になり、法面82の崩壊が防止される。
また、受圧体1が設置されて使用される状態では、法面側部材10の端部付近が上側に向く方向に湾曲するように撓みやすいが、本実施形態の受圧体1では、湾曲の外側となる下側に引張強度が高い法面側部材10が配置され、湾曲の内側となる上側に圧縮強度が高い上側部材11が配置されているので、受圧体1が湾曲しにくくすることができる。また、湾曲の内側に配置される上側部材11は、法面側部材10よりも厚いものであって繊維を含有する樹脂材料を用いて圧縮成形されたものが用いられているので、より撓みにくい。
【0043】
次に、本発明の第2の実施形態における受圧体2について説明する。
受圧板2は、上記した第1の実施形態における受圧体1の構成に、金属板35と補強板36とを加えたものであり、図4に示されている。なお、受圧板2の他の構成については、受圧板1と同様である。
【0044】
金属板35は、上側部材11の頂面部26とほぼ同じ大きさの鋼板であり、使用されるアンカー締結部材84の大きさよりも大きいものである。そして、金属板35は、頂面部26に固定されている。金属板35の中央部には貫通部30の一部となる貫通孔35aが形成されている。
【0045】
また、補強板36は、上側部材11の底面部26とほぼ同じのFRP板であり、具体的には、ポリエステル樹脂をガラス繊維強化したものが用いられている。そして、補強板36は上側部材11と法面側部材10との間に配置され、上側部材11の底面部26及び法面側部材10の他方の面21に接着されて固定されている。また、補強板36の中央には貫通孔36aが形成されている。なお、補強板36はFRP板以外のものを用いることができる。
【0046】
受圧板2では、金属板35が頂面部26に固定されており、アンカー締結部材84と上側部材11の間に位置する状態で使用される。そして、アンカー締結部材84の締結力は、金属板35の全面に伝わる。
また、受圧板2では、補強板36が上側部材11と法面側部材10との間に配置されているので、法面側部材10の湾曲をより小さくすることができる。
【0047】
なお、この補強板36を用いる代わりに、上側部材11の底面部25付近にガラスマットなどの補強部分を形成することもできる。かかる場合には、上側部材11を成形する際に補強部分を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の第1の実施形態である受圧体の設置構造を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態である受圧体を示す正面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態である受圧体を示す分解斜視図である。
【図4】本発明の第2の実施形態である受圧体を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【0049】
1、2 受圧体
10 法面側部材
11 上側部材
20 一方の面
22、23 貫通孔
23a 入口
25 底面部
30 貫通部
35 金属板
36 補強板
L 距離
S 直線
T 厚み
W 仮想領域




 

 


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