JPS6316522B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、暴走車輛のエネルギを減衰するため
の慣性障壁装置に関する。

高速道路の路床のわきに配置された多くの障害
物が安全に対する危険物を作ることが良く知られ
ている。これらの障害物は、高架道路の支柱、橋
台、ガードレール、道路標識、さく等の形態をと
る。これらの危険物の存在が認識されているの
で、車輛の損傷と乗客の人的障害を実質的に減少
させるために、暴走車輛の潜在的な走行進路にお
いて、障害物の前に適当なエネルギ減衰装置を設
ける努力が絶えずなされている。

路床の物品の前に置くためのエネルギ減衰媒体
として砂又は他の形態の容易に分散する粒状物形
態を用いる従来の装置は、「エネルギ吸収減速障
壁」と題するジエイ・シー・フイツチ（J.C.
Fitch）に付与された米国特許第3606258号に示さ
れている。砂又は他の分散可能な粒状物を用いる
他のタイプのエネルギ減衰装置は、「慣性障壁装
置」と題するヴアン・ゼーグミラー（Wan
Seegmiller）とブルース・オー・ヤング（Bruce
O.Young）に付与された米国特許4073482号に開
示されている。本発明の慣性障壁装置は、これら
前述の米国特許に記載された障壁装置の変更又は
改良である。

例えば、これら前述の特許は、暴走車輛の「ラ
ンピング（ramping、後車輛で立上がること）」
の問題即ち、車輛の重心より下に破片が堆積した
ために車輛がエネルギ減衰装置に乗り上げてひつ
くり返る傾向を論じている。これらの特許は又、
車輛の前部が押し下げられるため車輛がひつくり
返えろうとする「ノーズ・ダイビング（nose
diving、急降下）」の反対の問題を一般的に論じ
ている。ランピング又はノーズ・ダイビングを最
少にするための周知の技術は、分散可能なエネル
ギ吸収密集体（mass）の重心を移動中の車輛の
平均重心と本質的に一直線に配置すること、例え
ば道路表面から約22〜25インチ（55.88〜63.5cm）
に配置することである。密集体（mass）の重心
のこの配置は、暴走車輛をランピングさせ又はノ
ーズ・ダイビングさせるような偶力の発生を除去
する傾向がある。本発明による慣性障壁装置は、
密集体の重心を暴走車輛の平均重心と本質的に一
直線にまで上昇させることによつて、ランピング
又はノーズ・ダイビングを防ぐ特徴を有する。

前述の米国特許第4073482号は又、路傍の長い
振動作用により、装置の環境的劣化を最小にする
装置を説明している。装置のこの劣化も又、本発
明によつて排除される。この特徴を達成するため
に、本装置は、分散物が下方へ移動して分散可能
な密集体の重心が装置の設計上の重心より下方に
下がるのを実質的に除去する。

更に、本エネルギ減衰装置は、砂のような分散
可能なエネルギ減衰材料の密集体を容器の高さ全
体にわたつて連続的に受入れるような容器を提供
することによつて環境的劣化をなくする。この設
計は、分散可能な密集体の主要部分と支持表面と
の間に軽量の単位体構成部品を介在させる必要が
なく、このような介在は容器の望ましくない移動
即ち「歩行（walking）」と密集体の下方への移
動を引き起すことが判つている。

加うるに、本発明は、装置の構成部品の数を減
らす方法で前述の利点を達成する。装置の一形態
に於て、例えば、各単位体（module）の構成部
品の数は、保護被覆用のふたを含めて２個に減少
される。構成部品数の減少から生ずる経済的利益
に加えて、本発明はそれによつて、暴走車輛によ
る衝突と同時に車道に分散して２次災害を引き起
すおそれのある材料の量を減少させる。

その上、本発明は、密集体の重心を適確に高め
る助けとなる相当な空間を各単位体の下方部分に
設けることにより、慣性障壁単位体の機能を高め
る。又、この空間により、暴走車輛による最初の
衝突時に、単位体の中に収容されている砂又はそ
の他の分散可能な密集体の一部をこの空間の中へ
分散させる。この空間の中への密集体の一部の最
初の移りにより、密集体のより早い分散を可能に
し、単位体によつて暴走車輛に加えられるピーク
停止力を低下させる傾向がある。この特徴はま
た、単位体のすべての壁部の破砕を待つて密集体
を実質的に分散させるのではなくて、衝突と殆ど
同時に密集体を分散させることによつて、車輛に
より均一な「Ｇ」荷重を与える。更に、本発明に
よる各単位体の内部は、衝突が起るとき単位体の
一部を垂直に突出させる傾向をもつように形づく
られている。密集体の分布のこの垂直成分は、単
位体により衝突する車輛に加えられる「Ｇ」荷重
のピークを改善する。

要約すれば、本発明の上述の特徴と利点は、少
くとも１つの単位体（module）を有する慣性障
壁装置により達成される。この単位体は、ほぼ逆
Ｕ字形の輪郭を有する脆い容器を形成する。容器
の壁部は、砂等の分散可能な密集体が漏れない容
器を作るために、一体であるのが好ましい。容器
の上方部分は、分散可能な密集体を受入れるよう
に、拡げられ且つ開かれている。容器の下方部分
は、実質的に減少した横断面積を有し、相当な容
積の中央空間を形成する。好ましくは、この空間
は、輪郭が円形即ち円筒状であり、支持表面に向
かつて下方に延びる容器の環状部分を形成する。

容器の上方部分と下方部分は、砂のような分散
可能な密集体を容器の高さ全体にわたつて連続的
に受入れるように協働する。容器はまた、密集体
の重心を拡大された上方部分へ高め位置決めする
ように密集体を維持する。下方部分の空間Ｖ（第
２図）は、密集体の重心をそのように高めること
を保証する。その空間Ｖはまた、空間Ｖに隣接す
る容器の部分３８，３９が衝突時に破損して密集
体が衝突で分散されるときその一部を受入れるよ
うになつている。従つて空間Ｖを有する容器３０
の形状は、砂Ｍの適当な重心を保証する利点と、
衝突時に砂Ｍが分散しうる空間を与える利点とを
提供する。容器のカバーは、好ましくはプラスチ
ツク材料で作られ、そして各容器の頂部に嵌めら
れる。

本発明の他の目的と特徴は、添付図面を参照し
て以下に述べる実施態様の説明からより明らかと
なるであろう。

約700ポンド（317.52Kg）の砂を受入れるよう
になつている本発明によるモジユール即ち単位体
が、第１図に参照数字２０で全体的に指示されて
いる。単位体２０は、たつた２つの構成部品、容
器３０とカバー４０、を含む単純設計である。こ
れらの構成部品３０と４０は、暴走車輛が単位体
に衝突する際、単位体２０の内部に収容されてい
る分散可能な密集体によるエネルギの吸収を妨げ
ない様に、脆い材料で形成されている。単位体２
０に適した脆い材料は、ポリプロピレン又は発泡
高密度ポリエチレンである。

第１図に見られるように、単位体２０に設けら
れた図示の容器３０は、輪郭がほぼ円筒状であ
る。ふた４０の下方に曲つたリム４２は、容器３
０′の頂部の周りに設けられたリムフランジ３２
にぱちんと嵌まる。カバー４０は、要素から容器
３０の中味を保護しており、容器の内部を満した
り又は検査するために容易に取外すことができ
る。

図示の実施態様における容器３０の外壁３４
は、内方が下方にテーパーした連続円筒壁部材で
ある。この内側へのテーパーは、使用しないとき
の容器３０の積み重ねと、製造中金型からの容器
の取り出しと、を容易にする。外壁部材３４は、
単位組立体２０を見え易くするため、安全山形し
るし（chevrons）等で塗装するか又はエンボス
加工を施すのがよい。容器３０はまた、第２図に
見るように、支持表面Ｓの上に載つて支えられる
一体的底壁部材３６をも包含する。底壁３６は、
それによつて、支持表面Ｓと直接に接触する連続
的環状支持領域を容器３０に与えている。この支
持表面Ｓのいかなる運動エネルギ又は振動エネル
ギも、底壁部材３６を通して直接に容器３０内の
密集体に伝達される。底壁３６の一体的構造は、
また、使用中分散可能な材料が容器３０から漏れ
るのを防ぐ。

本発明による容器３０の下方部分は、容器３０
内部に含まれている砂のような分散可能な密集体
のない相当大きい空間「Ｖ」を備えている。空間
「Ｖ」は、容器３０の内壁部材３８によつて構成
される。第２図に見るように、この内壁部材３８
の一部は、ほぼ内側にテーパーが付いており、輪
郭は円錐台状である。第２図に示す実施態様で
は、内壁部材３８の頂部は、所定の半径「Ｒ」を
有するほぼ半球状支持表面３９を形成する。

内壁部材３８は、底壁３６と一体的であり、そ
れによつて容器の高さ全体にわたり分散可能な材
料「Ｍ」を受入れる容器３０を構成する。壁部材
３４と３８のテーパーは、容器３０内の分散可能
な材料の質量を垂直上方方向に徐々に増加させる
と共に、鋳型の中子による内壁３８の形成を容易
にする。第１図〜第３図に示す容器３０の寸法と
輪郭は、単位体２０に約700ポンド（317.52Kg）
の砂又は他の分散可能な材料「Ｍ」を入れられる
様に選ばれる。ドーム形支持表面３９は、材料の
密集体の重心が容器３０の下方部分より上方にあ
るように、容器３０の上方部分に材料「Ｍ」の大
部分を支持する。

本発明による単位体５０の第２の実施態様が第
４図に画かれている。この修正された単位体５０
は、上述の単位体２０と類似の構造を有する。カ
バー４０（第１図参照）は、単位体５０に組込ま
れている容器６０のリム６２の上に嵌まるように
なつている。容器６０は、下方にテーパーを付け
られた外壁６４と環状底壁６６を有する。容器６
０の下方部分にある空間V₁は、底壁６６に一体
的に連結された円錐台状下方部分を有する内壁６
８により作られる。内壁６８の半球状部分７０
は、分散可能な密集体「Ｍ」のための支持表面を
構成する。

第４図に示す実施態様では、空間「V₁」の容
積は、第２図に示す空間「Ｖ」の容積により大き
くなつている。この変化を達成するために、壁部
分３８の高さを高くして、半球状支持部分７０を
第２図の半球状部分３９よりも上方に上昇させて
いる。容器６０は、従つて、上述の容器３０と比
較してより小さい体積の砂又は他の分散可能な材
料を受入れてこれを支持する。図示の容器６０
は、密集体の重心を上昇させて、約400ポンド
（181.44Kg）の砂を入れるように設計されている。
容器６０の寸法は、特定の設置条件に適するよう
に、容器６０内の分散可能な材料の質量を変える
ため、種々の観点からこれを変えることができる
のは勿論である。

上述の単位体２０と５０は、分散可能な密集体
「Ｍ」の重心を高くして、容器に衝突するかも知
れない車輛の平均重心と整列させるように、密集
体「Ｍ」を保持する容器を提供する。更に、容器
３０と６０のこの設計は、分散可能の密集体
「Ｍ」が容器の高さ全体を通して連続的であるこ
とを保証する。それ故、支持表面における振動エ
ネルギは、底壁３６と６６を介して密集体「Ｍ」
に直接伝達される。それ故、このような振動エネ
ルギによる単位体２０と５０の状態の劣化が、実
質的に減少する。

容器３０と６０はまた、容器の下方部分に中央
空間「Ｖ」と「V₁」を形成する。これらの空間
は、上述のように、密集体「Ｍ」の重心を上昇さ
せることを保証するように機能する。この空間
は、更に、暴走車輛が容器３０と６０に最初に衝
突するとき密集体「Ｍ」の一部が中へ分散できる
スペースを与える。容器全体が破壊する前に、密
集体「Ｍ」の分散が始まることが出来るし、暴走
車輛から分散可能な密集体へ運動量の伝達を開始
することができる。従つて、これらの空間「Ｖ」
と「V₁」を設けることにより、車のエネルギを
減衰するのに必要なピーク停止力が低下すると共
に、衝突する車輛により均一な「Ｇ」荷重（即
ち、外力と車の自重との比）を与える。これらの
機能はまた、密集体「Ｍ」の一部が衝突で上方に
分散する傾向によつても高められる。

好ましい形態の容器３０と６０の設計は、２部
品単位体を与える。これが、衝突時に役立つ脆い
材料の量を減少させ、又同様に、容器から飛び散
る破片により引き起される２次災害の可能性をも
減少させる。

第５図に示されている容器８０は、砂のような
分散可能な材料で十分に満たされるように設計さ
れている。この容器は、テーパーの付いた輪郭の
側壁８４と側壁８６とを有する。この底壁８６
は、容器８０内部の分散可能の密集体「Ｍ」の重
心を上昇させる傾向のある半球状環体８８を包含
する。図示の実施態様において、容器８０は約
1400ポンド（635.04Kg）の砂を受入れるように設
計されている。使用中、1400ポンド（635.04Kg）
の容器８０は、配列中の砂の質量を増加させるた
めと、暴走車輛が障害物「Ｏ」に衝突する前にこ
の車輛を停止させる傾向があるように、第６図に
示すように、単位体の配列の後方に位置決めされ
ている。

第６図及び第７図は、道路の障害物「Ｏ」の前
の複数の単位組立体の配列を示す。エネルギ減衰
の段階的な増加が、この継続的な単位体組立体の
中に含まれている質量「Ｍ」を選択的に変えるこ
とにより、この配列の中に作られる。この結果を
達成するために、配列中の最初の単位体は、約
400ポンド（181.44Kg）の砂を入れた単位体５０
である（第４図参照）。これらの最初の単位体５
０は、比較的少ない密集体を有しているので、車
輛が単位体と最初に衝突するときのエネルギ減衰
量は比較的少ない。配列中の単位体の次の列は、
第１図〜第３図に示すような700ポンド（317.52
Kg）の単位体２０である。これら単位体の密集体
を増加させることにより、暴走車輛のエネルギの
減衰が、単位体５０の効果と比較して増大する。
エネルギ減衰は、第６図に示すように、配列内に
２個以上の単位体２０を複数列に設けることによ
り、更に高めることができる。

最後に、配列即ち障壁は、第５図に示すような
一連の単位体８０を備えることができる。これら
の単位体８０は、約1400ポンド（635.04Kg）の砂
を入れるように設計されている。従つて、これら
は十分な程度のエネルギ減衰を与え、暴走車輛が
路傍の障害物「Ｏ」に衝突する前に、この車輛を
クツシヨン付きストツパーに付勢する助けとな
る。

第７図は、段階的に増加するエネルギ減衰特性
が、本発明による単位体の配列によつて容易に提
供されることを示す。単位体２０と５０のような
異なる単位体が、配列に沿つて置かれ、異なる質
量の砂等で満たすことができる。各単位体におい
て、密集体「Ｍ」の重心は、暴走車輛の重心と大
体一直線に配置されている。それ故、この配列
は、前述のようなランピング（Ramping）又は
ノーズ・ダイビング（Nose―diving）をする実
質的な傾向は全くなしに、車輛のエネルギを段階
的に減衰させる。

第１０図に示す修正された容器９０は、第２図
に示すようなドーム形内部支持表面３９を有する
容器３０と類似した方法で構成される。然しなが
ら、第１０図に示す内壁９８と容器９０は、円錐
形支持表面９９に終つている。その他の点では、
容器９０の構造は、容器３０と同様である。何れ
の場合も、容器３０と９０は、上述と同じ方法で
機能する。これらの容器３０と９０は、分散可能
の密集体「Ｍ」の重心を高くし、容器の高さ全体
にわたり連続する密集体を与え、最初の衝突で密
集体をその中へ分散させうる中央空間「Ｖ」を与
える。

第８図及び第９図は、本発明による単位体１０
０の他の変形例を示す。異なる成型技術と製造技
術を使用できるように、単位体１００は３つの構
成部品からなる組立体である。カバー４０は、単
位体２０，５０，８０について上述したものと同
じである。この実施態様の下方の容器部分は、外
側の円筒形固定部分１１０とドーム形内側部分１
２０とで形成されている。固定部分１１０上のリ
ム１１２は、カバー４０のリム４２を受入れる。
固定部分１１０の側部は、下方にテーパーが付い
ており、第８図に見られるように底部が開いてい
る。

内側部分１２０は、固定部分１１０の中に挿入
するように寸法決めされている。第９図に見るよ
うに、下方フランジ１２２は固定部分１１０に当
接し、単位体１００の底壁を形成している。内側
部分１２０は、上述の空間「Ｖ」と「V₁」に機
能が類似する空間「V₂」を形成する。分散可能
の密集体「Ｍ」は、それ故、重心を上昇させて、
単位体１００の内部に保持することができる。

作用において、単位体１００は、上述と同じ方
法で車輛のエネルギを減衰させるように機能する
であろう。単位体１００の内部の密集体「Ｍ」の
量は、内側部分１２０の寸法を変えて空間「V₂」
の容積を変えることにより、変化させることがで
きる。

本発明は、種々の実施態様について或る程度詳
細に上述したけれども、この開示は実施例として
のみなされていることを理解されるべきである。
構造の細部と構成部品の配列の組合せにおける多
くの変更、並びに本発明による慣性障壁装置の利
用の可能な態様は、当業者にとり明らかであり、
本発明の範囲から離脱することなくこれに頼るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるエネルギ減衰装置の一
実施態様を包含する２部品単位体の構成部品を示
す分解斜視図である。第２図は、第１図に示す単
位体の断面図で、組立てられた形で示されてお
り、所定の充填量の分散可能なエネルギ減衰材料
で満されている。第３図は、第２図の３―３線に
沿う断面図で、本発明による単位体により形成さ
れた中央空間を示している。第４図は、第１図と
第２図に示す単位体により受入れられる分散可能
なエネルギ減衰材料の充填量よりも選択的に少な
い充填量を受入れるようになつている第２単位体
の縦断面図である。第５図は、第１図〜第４図に
示す単位体により受入れられるエネルギ減衰材料
の充填量よりも選択的に多くの充填量を受入れる
ようになつている第３単位体の縦断面図である。
第６図は、本発明に従つて路傍の障害物の前に配
列されたエネルギ減衰単位体の配列を示す平面図
である。第７図は、第６図に示す単位体の配列の
立面図で、段階的に変化するエネルギ減衰特性を
配列に与えるための単位体の設計を図示するため
に、単位体の一部を断面で示してある。第８図
は、分離した内側壁構造と外側壁構造に従う単位
体の他の実施態様の一部断面分解斜視図である。
第９図は、単位体の内側と外側の壁構造の最終組
立てを示す、第８図に示されている変形単位体の
縦断面図である。第１０図は、第１図に示されて
いる単位体の他の変更態様の一部断面斜視図であ
り、そこには内壁のドーム形部分は、円錐形に形
作られるよう修正されている。 ２０，５０，１００…単位体、Ｖ，V₁，V₂…
中央空間、４０…カバー、３４，６４，１１０…
外壁、３６，６６…底壁、１２２…下方フラン
ジ、３８，６８，１２０…内壁、３９，７０…半
球状支持表面、９９…円錐形支持表面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 暴走車輛のエネルギを減衰するための慣性障
   壁装置に於て： 比較的大きい所定の容積を有する開かれ且つ拡
   大された上方部分と比較的小さい容積を有する閉
   じられた下方部分とを用いてほぼ逆Ｕ字形の輪郭
   を有する脆い容器を構成する単位体手段を備え、
   前記容器の上方部分と下方部分は、 単位体手段の内部に分散可能なエネルギ減衰材
   料の連続的密集体を受入れ、前記密集体の重心が
   前記下方部分より上方に在るように前記材料を維
   持するようになつており、前記容器の前記下方部
   分は、暴走車輛による前記単位体手段への最初の
   衝突の間に分散可能な密集体の一部を受入れるた
   めの相当な容積の中央空間を形成し；及び 前記単位体手段の前記上方の開かれた部分を覆
   うための手段を包含してなる慣性障壁装置。 ２ 前記容器の前記上方と下方の部分が、前記容
   器とカバー手段が２部品からなる単位体手段を作
   るように、一体的に形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の慣性障壁装
   置。 ３ 前記容器は、ほぼ円筒形輪郭の外壁手段と、
   前記外壁と一体のほぼ環状輪郭の底壁手段と、前
   記底壁部材と一体の下方に開く凹面輪郭を有し且
   つ前記容器の下方部分の内部に前記中央空間を形
   成する内壁手段と、を包含することを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載の慣性障壁装置。 ４ 前記外壁手段がほぼ内側下方へテーパを有
   し、前記内壁手段が内側上方へテーパを有し、そ
   れによつて、容器の高さを通じて連続的であると
   共に前記容器の上方部分へ向つて質量が徐々に増
   加する前記分散可能な密集体のための容器を形成
   するように、前記外壁手段と内壁手段が協働する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
   慣性障壁装置。 ５ 前記内壁手段の上方部分が、前記容器の上方
   部分内の前記分散可能な密集体のための一体的ド
   ーム形支持表面を形成することを特徴とする特許
   請求の範囲第３項に記載の慣性障壁装置。 ６ 前記内壁手段の上方部分が、前記容器の上方
   部分内の前記分散可能な密集体のための一体的円
   錐形支持表面を形成することを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の慣性障壁装置。 ７ 前記容器手段が、ほぼ円筒状の外壁部材と、
   前記外壁部材内部に挿入するための下方に開口す
   る凹面状内壁部材と、を包含することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の慣性障壁装置。 ８ 前記内壁部材の上端が、前記容器の上方部分
   内にある前記分散可能な密集体のためのドーム形
   支持表面を形成することを特徴とする特許請求の
   範囲第７項に記載の慣性障壁装置。 ９ 前記内壁部材の上端が、前記容器の上方部分
   内にある前記分散可能な密集体のための円錐形支
   持表面を形成することを特徴とする特許請求の範
   囲第７項に記載の慣性障壁装置。 １０ 暴走車輛のエネルギを減衰させるための慣
   性障壁装置であつて： 車輛の移動の径路にある危険物に隣接して所定
   の整列をなして配列された複数の単位体手段を包
   含し、 前記単位体手段の各々は、比較的大きい容積を
   有する開かれ且つ拡大された上方部分と比較的小
   さい容積を有する下方部分とをもつほぼ逆Ｕ字形
   輪郭を有する脆い容器を包含し、各容器は、分散
   可能なエネルギ減衰材料の連続的な密集体を受入
   れると共に前記密集体の重心を前記下方部分より
   上方に維持するようになつており、前記容器の
   各々の下方部分は、暴走車輛が脆い容器に最初に
   衝突するとき分散するエネルギ減衰材料の一部を
   受入れるための相当な容積の中央空間を形成し；
   及び 各容器の前記開かれた部分を覆うための手段を
   包含してなる慣性障壁装置。 １１ 前記容器内部のエネルギ減衰材料の質量を
   前記車輛の移動の径路に沿つて変化させて前記整
   列に段階的に増加するエネルギ減衰特性を与えた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載
   の慣性障壁装置。 １２ 前記容器の下方部分に設けられた中央空間
   の容積を減少させることによつて前記装置内の前
   記質量を変化させ、それによつて、前記暴走車輛
   の移動の径路に沿つて前記容器内の材料の質量を
   増大させることを特徴とする特許請求の範囲第１
   １項に記載の慣性障壁装置。 １３ 前記慣性障壁装置が、実質的にその全長に
   わたりエネルギ減衰材料を収容し且つ前記整列の
   端部に配置された少くとも１つの端部単位体手段
   を包含し、それによつて、暴走車輛が前記危険物
   と衝突する前に、前記端部単位体がこの車輛をク
   ツシヨンを与えて停止させることを特徴とする特
   許請求の範囲第１２項に記載の慣性障壁装置。