JP2002227151A - 車両衝撃減衰器 - Google Patents

車両衝撃減衰器

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JP2002227151A JP2001383014A JP2001383014A JP2002227151A JP 2002227151 A JP2002227151 A JP 2002227151A JP 2001383014 A JP2001383014 A JP 2001383014A JP 2001383014 A JP2001383014 A JP 2001383014A JP 2002227151 A JP2002227151 A JP 2002227151A
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tube
compression
rail
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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F15/00Safety arrangements for slowing, redirecting or stopping errant vehicles, e.g. guard posts or bollards; Arrangements for reducing damage to roadside structures due to vehicular impact
    • E01F15/14Safety arrangements for slowing, redirecting or stopping errant vehicles, e.g. guard posts or bollards; Arrangements for reducing damage to roadside structures due to vehicular impact specially adapted for local protection, e.g. for bridge piers, for traffic islands
    • E01F15/145Means for vehicle stopping using impact energy absorbers
    • E01F15/146Means for vehicle stopping using impact energy absorbers fixed arrangements

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  • Architecture (AREA)
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  • Structural Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Refuge Islands, Traffic Blockers, Or Guard Fence (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸線方向衝撃車両を安全停止させ、且つ減衰
器の側面に衝突する横方向衝撃車両を向け直すようにし
た減衰器を提供する。 【解決手段】 車両衝撃減衰器が、長手方向軸線に沿っ
て配置された、弾性の自己復元管の縦列を含む。この縦
列は、横列に2つ又は3つ以上の管を含む。各管は、縦
列の長手方向軸線に関して鋭角に向けられたそれぞれの
圧縮要素を含み、1組のケーブル又はレールのような細
長い構造体が、管の間に、且つ長手方向軸線と整列して
位置決めされる。管は、軸線方向の衝撃の際に、レール
又はケーブルに沿って滑動するために案内され、管、圧
縮要素、ガイド、及びレールは横方向に衝撃を与える車
両を向け直すように協働する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路に置かれた、
車両用衝撃減衰器に関し、特に軸線方向衝撃車両を安全
停止させ、且つ減衰器の側面に衝突する横方向衝撃車両
を向け直すようにした減衰器に関する。
【0002】
【従来の技術】カーニーの米国特許第4645375号
及び同第5011326号は、2つの定置衝撃減衰装置
を開示している。いずれも垂直配向の金属円筒体の縦列
に頼っている。米国特許第4645375号では、圧縮
要素54が、縦列の長手方向軸線に対して横方向の選択
された円筒体内に配置される。米国特許第501132
6号では、円筒体は、縦列の両外面で円筒体に沿って延
びるケーブルによって、長手方向の移動が案内される。
個々の円筒体は、アイボルト又はUボルトによってケー
ブルに沿って案内される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】現在、バリヤーの側面
に衝撃を与える車両に改善された向け直しを提供し、且
つ衝撃後に作業状態にもっと容易に復元される、改良衝
撃減衰器の要求がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】まず、以下に説明する衝
撃減衰器は、横たわみに抵抗するように設計された、中
央の、細長い構造体を含む。管は、この細長い構造体の
両側に取り付けられ、軸線方向の衝撃では構造体に沿っ
て滑動し、横方向の衝撃では構造体に反動し、且つ車両
を向け直す。管は、エラストマー又は高密度高分子ポリ
エチレンのような、弾性の、自己復元材料で形成され
る。圧縮要素は円筒体内に取り付けられ、これらの圧縮
要素は、縦列の長手方向軸線に対しておよそ60°の角
度に向けられ、装置の向け直し能力を改善する。
【0005】前述の段落は、一般的な概要によって与え
られ、特許請求の範囲を減縮するのに使用されるべきで
はない。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、衝撃前の初期状態車両衝
撃減衰器10の全体図を示す。減衰器10は、車両を保
護しようとする、道路に沿う危険物である、バックアッ
プ12の前方に位置決めされた状態で示されている。例
えばバックアップ12は、橋脚、壁、或いは道路に沿っ
て位置決めされた他の障害物である。
【0007】減衰器10は管16の縦列14を含む。本
実施形態では、すべての管16は、形状が円筒であり、
そして、それらの管16は、それらの円筒軸線が垂直方
向に位置決めされた状態で配向される。管16は、好ま
しくは、管16が衝撃後自己復元するように、高密度ポ
リエチレン(HDPE)のような弾性の、高分子材料で
作られる。ここに使用されるように、用語「自己復元」
は、管が少なくともいくらかの衝撃後に実質的に(すべ
ての場合完全ではないが)もとの状態に戻ることを意味
する。かくして、管は、自己復元と考えるべき、もとの
状態まで正確に戻る必要はない。
【0008】縦列14は、バックアップ12から前方に
延びる長手方向軸線18を定め、そして縦列14は、後
端22よりもバックアップからより遠くに位置決めされ
た前端20を含む。
【0009】以下により詳細に説明するように、管16
は、バックアップ12に一緒に固定され、縦列14の少
なくとも大部分は、管16の横列を含み、各横列は少な
くとも2つの管を有する。この例においては、各横列は
2つの隣接した管を含み、各々、長手方向軸線18のそ
れぞれの側に配置される。これらの管の各々は、圧縮軸
線26に沿う管16の伸び、及び縦列の長手方向軸線に
沿う管のつぶれを可能にしながら、それぞれの圧縮軸線
26に沿うそれぞれの管16の圧縮に抵抗するように設
計された圧縮要素24を含む。
【0010】本実施形態では、細長い構造体28がレー
ル30の形態をとり、このレール30は、例えば、レー
ル30を支持面にボルト締めすることによって、長手方
向軸線18と整合して適所に固定される。このレール
は、本発明の譲り受け人に譲渡され、ここに援用され
る、米国特許第5733062号に説明されたレールの
形態をとってもよい。減衰器10はまた、複数のガイド
32を含む。本実施形態では、各ガイド32は、管16
のうちの隣接した管に固定され、且つ軸線方向の衝撃に
おいてレール30の長さに沿って摺動するように構成さ
れる、横要素34を含む。
【0011】軸線方向の衝撃の際には、横要素34はレ
ール30に沿って摺動し、管16は長手方向に沿って平
らにされる。管16の変形が運動エネルギーを吸収し、
衝撃車両を減速させる。
【0012】横方向の衝撃の際には、圧縮要素24は圧
縮荷重を横要素34に伝え、横要素34はこれらの圧縮
荷重をレール30に伝える。このことは、実質的な横剛
性を減衰器10に与え、減衰器10は、減衰器10に横
方向に衝突する衝撃車両を向け直す。ガイド32及び細
長い構造体28が中央に位置決めされているので、減衰
器10の側面を移動する車両は、衝撃車両の安定性又は
軌道に悪影響を及ぼすような障害面にほとんど遭遇しな
い。
【0013】図2は減衰器10の選択された要素のより
詳細な図を提供する。本実施形態の横要素34が実質的
な剛性を有するフレームとして形成され、横要素34が
レール30の長さに沿う軸線方向の滑り運動以外のすべ
ての移動から抑制されるように、横要素34には、レー
ル30(図1)の最上のフランジの下に取り付けるよう
に形成されたプレート38が設けられることに気付くべ
きである。各横要素は、レールの両側の支持面に載る2
つの脚40を含む。横方向の衝撃の場合には、衝撃と反
対側のレールの側の脚は、プレート38及びレール30
と協働して、横要素34の回転及び持上げに抵抗する。
好ましくは、プレート38は、レール30での拘束を減
ずるために、垂直軸線を中心に所望範囲(例えば、±2
5°)にわたって横要素34のねじれを可能にする。
【0014】図3及び図4はプレート38及びレール3
0の構造の詳細を示す。プレート38とレール30との
間の取り付けはゆるく、この取り付けは、拘束なしに横
要素の所望程度のねじれを許すことに気付くべきであ
る。許容されるねじれの範囲は、好ましくは±10°よ
りも大きく、より好ましくは±20°、最も好ましくは
およそ±25°であり、これらは、すべてレール30の
長手方向軸線に関して測定される。
【0015】
【表1】
【0016】表1の寸法は、プレート38が図4aに示
すように形成され、プレート38がレールに沿って7.
6cm(面取りされたコーナーを含む)延びた1つの例
では適していることがわかった。図5は、レール30に
関して25°だけねじられた横要素34の1つを示す。
プレート38に関する他の形態を含む多くの変形例が可
能である。例えば、プレート38は湾曲弾丸ノーズをレ
ールに与えてもよい。
【0017】この対策を、他のタイプの車両衝撃減衰
器、例えば、米国特許第5733062号の減衰器に使
用してもよく、シートメタル要素、発泡要素、及び種々
のタイプの圧縮要素を含む広範な種類のエネルギー吸収
要素を横要素の間に使用してもよい。例えば、米国特許
第5733062号、同第5875875号、同第44
52431号、同第4635981号、同第46749
11号、同第4711481号、及び同第435248
4号のエネルギー吸収要素を参照。
【0018】図2に示すように、管16は、各々、例え
ば、孔37に通すボルトのような適当な留め具によっ
て、二箇所で、各隣接した要素34に固定される。ま
た、図6に示すように、圧縮要素24の各々は、一端の
みが例えば、ボルトのような適当な留め具によって、そ
れぞれの管に固定される。各圧縮要素24は、初期状態
(例えば、管の直径のおよそ80%以上)では、それぞ
れの管16を実質的に完全に横切って延び、そして各圧
縮要素24は、圧縮軸線26に沿って管16の伸長を可
能にしながら、圧縮に抵抗するように設計されている。
図6に示すように、各圧縮要素24の一端は、それぞれ
の管16に対して引張抵抗取付がなされていない。
【0019】図6は、管16の1つ及び関連した圧縮要
素24の斜視図を示す。圧縮要素24を図7により詳細
に示す。図7に示すように、圧縮要素24は、この実施
形態ではフレームとして形成され、圧縮要素は、留め具
(図示せず)を受け入れる孔25を含み、この留め具
は、各圧縮要素24の一端のみをそれぞれの管16に固
定する。
【0020】図2は、横要素34に固定された2つの管
16のみを示し、完全に組立てられているときには、各
横要素34に固定された全体で4つの管16、すなわち
レール30の一方の側に2つ、他方の側に2つがある。
かくして、各管16は2つの隣接した横要素34の間に
適所にボルト締めされる。この構成を図1に示す。
【0021】軸線方向の衝撃の場合、衝撃車両はまず前
端20に衝突する。衝撃車両の運動量により、横要素3
4をレール30に沿って滑らせ、これによって管16を
圧縮させ、管16は長手方向軸線に対して横方向に伸長
し、長手方向軸線に沿って平らになる。所望でないいか
なる拘束をも防止するために、どの横列の管16も、初
期状態では、例えば管16の直径の約1/2だけ、互い
に間隔を隔てることが好ましい。衝撃後、装置を、前方
の横要素34をバックアップ12から引き離すことによ
って、元の形態に回復させることができる。多くの場
合、回復によって何も要求されない。
【0022】例えば、20°の視射角の横衝撃の場合、
衝撃車両は縦列14の側面に衝撃を与える。圧縮要素2
4は圧縮荷重を横要素34に伝え、横要素34はこの圧
縮荷重をレール30に伝える。このように、減衰器10
は、実質的な横剛性及び衝撃車両の有効な向け直しをも
たらす。
【0023】上述の好ましい実施形態において、縦列の
長手方向軸線に関してほぼ60°の圧縮要素の配向は、
改善された車両の向け直しに関して利点を提供すること
がわかった。この形態においては、各圧縮要素の外面
は、長手方向軸線と図示の角度で、各圧縮要素の内面の
前方に位置決めされる。もちろん、他の角度を使用して
もよい。
【0024】図1乃至図7の実施形態では、縦列10は
長さ9.1mを有し、各管は高さ102cm及び直径6
1cmを有する。管16は、壁厚が(縦列の前部の管に
関して)1.875cm及び(縦列の後部の管に関し
て)2.903cmを有する、すべてASTM F71
4によってすべて規定されているような、超高分子ポリ
エチレン樹脂(例えばEHMW PE 408 ASTM
F714)で作れられるのがよい。これらの寸法のすべ
てを特別な用途に合うように変えてもよい。
【0025】もちろん、多くの変形が上述した好ましい
実施形態について可能である。図8は横要素34の変形
形態を示す。この変形例では、横要素34には、管を横
要素に固定する留め具を受け入れるように位置決めされ
たスロットが設けられている。スロットによって、管は
軸線方向の衝撃中、必要なだけ横方向外方に移動し、中
心線における横列の管の間の望ましくないいかなる拘束
をも防止する。
【0026】図9は、横剛性を与える細長い構造体が一
組のケーブル44として実施される他の変形実施形態に
関する。これらのケーブル44は、管16の中央部分を
支持するように位置決めされ、管16は、アイボルト又
はUボルトの形態をとるガイド45によってケーブル4
4に固定される。この例では、圧縮要素24は、長手方
向軸線18に対して横方向に位置決めされ、ガイド45
に固定される。荷重分配ダイヤフラム46が、横荷重を
ケーブルの一方から他方に伝えるために与えられてい
る。ケーブルは、後方ではバックアップ12に、前方で
はグランドアンカー46にアンカー留めされる。所望な
らば、特別な向け直し円筒体48を管16の間に位置決
めしてもよい。
【0027】図10及び図11は、多くの点で図9の実
施形態と同様である、第3実施形態に関する。図10は
車両との衝撃前の装置を示し、図11は軸線方向の衝撃
後の装置を示す。圧縮要素24は、管16の横方向の拡
張を可能にしながら、管16の横方向のつぶれに抵抗す
るように設計されていることに気付くべきである。
【0028】図10及び図11の実施形態は、入れ子式
に嵌まり込み、両端が管16に固定される変形例の圧縮
要素24を使用している。図12は、初期状態の入れ子
式圧縮要素を示し、図13は、管を伸長させたときの、
軸線方向の衝撃中の入れ子式圧縮要素を示す。所望なら
ば、引張ばね50が、衝撃後歪んだ管16を図12の初
期状態に戻すために圧縮要素24に設けられてもよい。
これらの図の入れ子式圧縮要素は、上述したいかなる実
施形態に使用されてもよい。
【0029】もちろん、多くの変形及び修正が、上述し
た好ましい実施形態になされてもよい。例えば、細長い
構造体がレールとして実施されるとき、上述した単一の
レールではなく2本又は3本以上のレールを使用しても
よい。管16は、広範な種類の材料で作られてもよい
し、(例えば、方形、卵形、或いは三角形の)非円形横
断面であってもよい。圧縮要素は、フレーム又は支柱と
して、或いは変形例として圧縮に効果的に抵抗するよう
に設計されたパネル又は他の形態として形成されてもよ
い。ある場合においては、単一の圧縮要素が、各管内に
配置されてもよい。他の場合においては、多圧縮要素
が、例えば、可変高さで、各管内に配置されてもよい。
【0030】同様に、上述したガイドは、多くの形態を
とることができ、ケーブルに沿って滑動するようになっ
ているガイド並びに1本又は2本以上のレールに沿って
滑動するようになっているガイドを含む。ガイドは横要
素を含んでもよいし、含まなくてもよく、もし含んでい
るなら、横要素は、上述した横要素と異なって形成され
てもよい。例えば、剛体パネルは、開示されたフレーム
に代用されてもよい。
【0031】他の変形例として、多管を取り付ける単一
の横要素を有するのではなく、各管に別々のガイドを設
けてもよい。また、管のいくつかが、(例えば中間の管
を介して)1つ又は2つ以上のガイドに間接的にのみ連
結されるように、ガイド対管のより小さな比であっても
よい。この変形例では、縦列の長手方向軸線に沿って間
隔を隔てた2つ又は3つ以上の管が、それらの間にガイ
ドを有しなくてもよい。
【0032】圧縮軸線の角度、装置当たりの横要素34
の数、装置当たりの管の数、管内の圧縮要素の位置、及
び管当たりの圧縮要素の数は、すべて特定の用途につい
て適当に変えられてもよい。また、すべての管は圧縮要
素を含み、或いはすべての管はガイドに直接結合される
ことは本質的ではなく、圧縮要素及び又はいくつかの管
のみを有するガイドの選択的な使用が考えられる。
【0033】ここで使用されているように、用語「管」
は、任意所望な横断面の管を広く含むものである。かく
して、管は、図示した実施形態におけるように横断面が
円形である必要はない。用語「組」は、1つ又は2つ以
上を指示するために便宜的に使用される。用語「圧縮要
素」は、圧縮軸線に対して横方向の実質的な圧縮を可能
にしながら、圧縮軸線に沿う圧縮荷重に効果的に抵抗す
る、広範な種類の構造体を含むものである。
【0034】前述の詳細な説明は、本発明が取ることが
できる多くの形態のうちのほんのいくつかだけを論じ
た。このため、この詳細な説明は、例示のものであり、
限定ではない。特許請求の範囲は、本発明の範囲を定め
ようとするあらゆる均等物を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい第1実施形態を有する衝撃減
衰器の斜視図である。
【図2】図1の一対の管及び関連したガイド及び圧縮要
素の斜視図である。
【図3】図1の横要素の一部分を示す斜視図である。
【図4】図1の横要素の一部分を示す拡大正面図であ
る。
【図4a】図1の横要素の一部分を示す斜視図である。
【図5】図1の横要素の一部分を示す平面図である。
【図6】内部圧縮要素を示す、図1の一つの管の斜視図
である。
【図7】図6の圧縮要素の斜視図である。
【図8】ガイドと隣接した管との間の摺動取付けを可能
にする変形ガイドの部分の斜視図である。
【図9】本発明の衝撃減衰器の好ましい第2実施形態の
平面図である。
【図10】本発明の衝撃減衰器の好ましい第3実施形態
の軸線方向圧縮前の平面図である。
【図11】本発明の衝撃減衰器の好ましい第3実施形態
の軸線方向圧縮後の平面図である。
【図12】軸線方向圧縮前の図10の円筒体及び関連し
た圧縮要素の一つの平面図である。
【図13】軸線方向圧縮後の図11の円筒体及び関連し
た圧縮要素の一つの平面図である。
【符号の説明】
10 車両衝撃減衰器 12 バックアップ 14 縦列 16 管 18 長手方向軸線 20 前端 22 後端 24 圧縮要素 25,37 孔 26 軸線 28 細長い構造体 30 レール 32 ガイド 34 横要素 38 プレート 40 脚 44 ケーブル 45 ガイド 46 荷重分配ダイヤフラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ジェイ ビューラー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95678 ローズヴィル クレストヘイヴン ドライヴ 1121 Fターム(参考) 2D101 CA04 DA04 DA05 EA01 GA12 GA15 GA18 HA05

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長手方向軸線に沿って配置された、弾性
    の、自己復元する管の縦列を有し、前記縦列は管の多横
    列を有し、横列の少なくとも大部分が少なくとも2つの
    管を有し、前記縦列はバックアップと反対側の前端と、
    バックアップに近い後端と、を有し、 管の少なくともいくつかは、各々それぞれの圧縮要素を
    有し、各圧縮要素はそれぞれの圧縮軸線に沿って向けら
    れ、圧縮軸線の少なくともいくつかは長手方向軸線と鋭
    角をなし、それぞれの圧縮要素の外側部分が、それぞれ
    の圧縮要素の内側部分よりも、縦列の前端により近くに
    位置決めされ、 前記圧縮要素の各々は、初期状態ではそれぞれの管を実
    質的に完全に横切って延び、圧縮軸線に沿ってそれぞれ
    の管の伸長を可能にしながら圧縮に抵抗するようにそれ
    ぞれの管に結合される、車両衝撃減衰器。
  2. 【請求項2】 長手方向軸線に沿って配置された、弾性
    の、自己復元する管の縦列を有し、前記縦列は管の多横
    列を有し、横列の少なくとも大部分が少なくとも2つの
    管を有し、前記縦列はバックアップと反対側の前端と、
    バックアップに近い後端と、を有し、 管の少なくともいくつかは、各々それぞれの圧縮要素を
    有し、各圧縮要素は初期状態ではそれぞれの管を実質的
    に完全に横切って延び、圧縮要素によって定められた圧
    縮軸線に沿ってそれぞれの管の伸長を可能にしながら、
    圧縮に抵抗するようにそれぞれの管に結合され、 長手方向軸線と整列し、且つ長手方向軸線と直交するた
    わみに抵抗するように形成された細長い構造体を有し、
    前記細長い構造体は少なくとも一部が管の間に位置決め
    され、管は細長い構造体の両側から横方向外方に延び、 複数のガイドを有し、各ガイドは少なくとも1つのそれ
    ぞれの管に固定され、細長い構造体と結合され、管を細
    長い構造体に沿ってすべり運動で案内し、前記ガイドは
    長手方向軸線に向かって管の中央に延びる、車両衝撃減
    衰器。
  3. 【請求項3】 圧縮軸線の少なくともいくつかは、長手
    方向軸線と鋭角をなし、それぞれの圧縮要素の外側部分
    が、それぞれの圧縮要素の内側部分よりも、縦列の前端
    により近くに位置決めされる、請求項2に記載の車両衝
    撃減衰器。
  4. 【請求項4】 各圧縮要素はそれぞれの支柱を有する、
    請求項1又は請求項2に記載の車両衝撃減衰器。
  5. 【請求項5】 各圧縮要素はそれぞれのフレームを有す
    る、請求項1又は請求項2に記載の車両衝撃減衰器。
  6. 【請求項6】 各圧縮要素は、一端がそれぞれの管に固
    定され、他端がそれぞれの管に引張抵抗取付がなされて
    いない、請求項1又は請求項2に記載の車両衝撃減衰
    器。
  7. 【請求項7】 各圧縮要素は、各端がそれぞれの管に固
    定された入れ子式構造体からなる、請求項1又は請求項
    2に記載の車両衝撃減衰器。
  8. 【請求項8】 細長い構造体は、管の中央に延びる1組
    のケーブルを有し、ガイドはそれぞれのケーブルに沿っ
    て滑動するためにそれぞれの管をそれぞれのケーブルに
    固定する、請求項2に記載の車両衝撃減衰器。
  9. 【請求項9】 細長い構造体はレールからなり、ガイド
    は、レールに沿って摺動するように管に結合され、且つ
    管の少なくとも1つに固定された、それぞれの横要素か
    らなる、請求項2に記載の車両衝撃減衰器。
  10. 【請求項10】 横要素の少なくともいくつかは、レー
    ルの第1の側の2つの第1の管に、又、レールの第2の
    側の2つの第2管に固定される、請求項9に記載の車両
    衝撃減衰器。
  11. 【請求項11】 管の少なくともいくつかは、長手方向
    軸線から遠くに滑動するためにそれぞれの横要素に固定
    される、請求項9又は請求項10に記載の車両衝撃減衰
    器。
  12. 【請求項12】 各横要素は1組の脚を有し、各脚はレ
    ールのそれぞれの側で支持面に接触するように位置決め
    される、請求項9又は請求項10に記載の車両衝撃減衰
    器。
  13. 【請求項13】 レールと、 レールに沿って滑動可能に案内される複数の横要素と、
    を有し、各横要素は、レールに対して拘束なしに、垂直
    軸線を中心に少なくとも±10°だけ自由にねじれるよ
    うに、レールにゆるく取り付けられ、 横要素の間に複数のエネルギー吸収要素を配置した、車
    両衝撃減衰器。
  14. 【請求項14】 各横要素はレールに対して拘束なし
    に、垂直軸線を中心に少なくとも±20°だけ自由にね
    じれる、請求項13に記載の車両衝撃減衰器。
  15. 【請求項15】 各横要素はレールに対して拘束なし
    に、垂直軸線を中心に少なくとも±25°だけ自由にね
    じれる、請求項14に記載の車両衝撃減衰器。
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