JP2002528682A - 衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】衝撃吸収構造体が小さな寸法にもかかわらず比較的長いつぶれ長さを提供し、減速時のつぶれ移動にも危険がない衝撃吸収装置を提供する。 【解決手段】モバイルマシン１と障害物２との間、あるいは２つのモバイルマシン間で衝撃を吸収する装置である。アクチュエータ手段４により展開可能なエネルギー吸収構造体３を備える。アクチュエータ手段４は制御手段によってセットされる。構造体３は圧縮可能ビーム６を有し、ビーム６は構造体３が展開した位置にある時に、特定の方向に従い、ビームの軸線方向の永久圧縮により、衝撃によって生成されたエネルギを吸収する。圧縮可能ビーム６は相互に連結されるか、ジョイント８，９，１１により堅固なガイド要素７に連結されるか、又は両者に連結され、ジョイントは構造体３が展開する間にビーム６の回転及び／又は軸線方向の移動を許容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、自動車、エレベータ、列車、ボート、カート、旅行用プラットフォ
ーム等のモバイルマシンと、バリア、バッファ等の障害物との間、あるいは２つ
のモバイルマシンの間で、衝撃を吸収する装置に関する。 さらに詳細には、本発明はエネルギ吸収構造体に関し、この構造体はアクチュ
エータ手段によって展開可能であり、このアクチュエータ手段は好適な制御手段
によって衝撃の危険を検出した後でかつこの衝撃より前に作動するようにセット
されている。 エネルギーを吸収することにより衝撃を吸収しかつ衝突の効果を減少させる多
くのシステムが、線路輸送手段、自動車、船舶、航空機、その他衝撃の危険にさ
らされている多くの工業的適用の分野において、発展してきた。

【０００２】

【従来の技術】

今日の衝撃吸収装置は２つのグループに分類される。 第１のグループは展開可能な構造体から成る全ての衝撃吸収装置を包含する。
これらの装置は一般に低いエネルギー吸収レベルと遅い展開スピードという特徴
を有し、ある種の適用には向いていない。この展開可能構造体は特許公報ＥＰ−
Ａ−８１６１７８号に記載されているような膨張式のバッグの形状をしている。
しかしながら、この場合、エネルギー吸収レベルは低い。この展開可能構造体が
自動車に適用される場合、国際出願番号ＷＯ−Ａ−９２／１８３５５号に記載さ
れているように、構造体は自動車のフェンダーとシャーシーの間に配置される。
この場合、かかるシステムはその複雑性に特徴を有する。さらに、それらはきわ
めてわずかなエネルギー吸収量を増大させるだけで、非常に短い移動距離で非常
に重いものとなる。

【０００３】 最後に、特許公報ＥＰ−Ａ−７２４９９９号には、特に列車の分野で、安全障
壁（バリアー）として用いられる他の展開可能構造体が記載されている。この公
報では、構造体のデザインは、その展開が遅く、衝突がリバウンド現象を発生さ
せ、これが深刻な結果をもたらすおそれがある。実際、この構造体は、堅固なビ
ームがはさみで切るような運動によって展開しつぶれるようになっている。エネ
ルギーはトーションスプリングによるジョイントで蓄積される。このようなアプ
ローチは、たとえ他の推進手段を用いたり、構造体をできるだけ軽量に作ったと
しても、迅速な展開を許容する構造体（１ｍ／ｓ以上）のデザインとしては不向
きである。さらに、このアプローチは、堅固な部材が回転運動する結果になるた
め、高速での衝突から生じるエネルギを吸収する手段のデザインには向いていな
い。（１０ｍ／ｓ程度の高速では、エネルギーが蓄積される前の構造体の強度は
スピードに強く依存する）

【０００４】 衝撃吸収の第２のグループは、固定したあるいは静止したエネルギー吸収構造
体を包含する。これは例えば特許公報ＦＲ−Ａ−２７１２９５０号に記載された
衝撃吸収装置である。同様な装置が、特許公報ＦＲ−Ａ−２７４７６３３号にも
記載されている。これらの装置は、一般に、これらが特別に大きな寸法を有して
いるという点に特徴を有する。一方、これらの装置の吸収要素の配置は、構造体
がつぶれるために比較的長い距離を許容することになるが、これでもなお高速で
の衝撃の際における破壊を防ぐための減速が不充分である。さらに、これらの吸
収要素は特定の自動車のシャーシーやフレームのデザインのレベルには収容可能
であるが、現存する自動車の衝突に対する抵抗を改良するために用いることはで
きない。その結果、この限定された吸収容量のために、新規なデザインに対して
は特別の研究と認証テストが必要となり、これらは高価なものとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

従って、本発明の目的は、構造的なつぶれ長さ／初期の構造的長さの比率を高
くできるような構造的デザインを実現し、これによりこの構造体がその小さな寸
法にもかかわらず比較的長いつぶれ長さを提供し、減速時のつぶれ移動に危険を
発生させないようなデザインの衝撃吸収装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、エネルギー吸収構造体が高いレベルのエネルギー吸収を
実現し、迅速に展開可能で、衝撃条件に応じて容易に修正可能な衝撃吸収装置を
提供することにある。 本発明のさらに他の目的は、構造体がつぶれる際の抵抗が制御可能で、これに
より構造体が高度に正確な減速を行う吸収機能と非常に広い範囲におけるつぶれ
速度にわたる吸収機能とを提供できるような衝撃吸収装置を提供することにある
。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

かかる目的のため、本発明は、自動車、ボート、カート、エレベータ、列車、
航空機、旅行用プラットフォーム等のモバイルマシンと、バリア、バッファ等の
障害物との間、あるいは２つのモバイルマシンの間、あるいはマシンに与えられ
る衝撃によって衝突する可能性がある単一マシン内の２つの部分の間などで、衝
撃を吸収する装置であり、特に障害物の上、及び／又はモバイルマシン上に搭載
されるように構成された装置であって、エネルギ吸収構造体を備え、この構造体
はアクチュエータ手段によって展開可能であり、このアクチュエータ手段は好適
な制御手段によって衝撃の危険を検出した後でかつこの衝撃より前に作動するよ
うにセットされており、前記エネルギ吸収構造体は少なくとも圧縮可能なビーム
を有し、このビームは前記構造体が展開した位置にある時に、与えられた方向に
従い、最初はビームの軸線方向の永久圧縮により、衝撃によって生成されたエネ
ルギを吸収するようになっており、前記圧縮可能ビームは相互に連結されるか、
あるいはジョイントにより堅固なガイド要素に連結されるか、あるいは両者に連
結されており、前記ジョイントは前記構造体が展開する間に前記ビームの回転及
び／又は軸線方向の移動を許容するようになっており、これらのジョイントは前
記構造体の展開位置でロックされるようになっていることを特徴とする衝撃吸収
装置を提供する。

【０００７】

【作用】

エネルギー吸収構造体はその初期位置において小さな寸法であるにもかかわら
ず、そのデザインの結果として、衝撃前に、構造体が延伸する走行距離及びその
つぶれ走行距離は大きく、これによりモバイルマシンにおけるいかなる危険な減
速をも回避できるようになる。 本発明の好適な実施例によれば、堅固なガイド要素は細長い本体形状、例えば
ビーム形状に作られ、衝撃の方向に対し概ね垂直な平面内を延伸する。

【０００８】 これらの堅固なガイド要素が存在することの結果として、展開が完全でかつ信
頼性高く実行され、たとえ高速での衝突や非常に高いエネルギーレベルであって
も、衝撃の瞬間に構造体がその位置から離脱することが回避される。 本発明は添付図面を参照した以下の実施例の記載によってさらに良く理解され
るであろう。図において、図１は閉鎖位置にある構造体を備えた衝撃吸収装置の
概略断面図、図２は構造体が半閉鎖位置にある本発明による衝撃吸収装置の概略
断面図、図３は構造体が展開位置にある本発明による衝撃吸収装置の概略断面図
、図４は衝撃が発生して構造体がつぶれた位置にある衝撃吸収装置の概略断面図
、図５は３次元構造をした構造体が展開した位置にある本発明による衝撃吸収装
置の概略断面図、図６は圧縮可能ビームを展開位置とつぶれた位置とで表した概
略断面図である。

【０００９】

【発明の実施の形態】

本発明の主題である衝撃吸収装置はエネルギー吸収構造体３を備えている。こ
の衝撃吸収装置が適用される例に依存して、エネルギー吸収構造体３はモバイル
マシン１、例えば自動車、エレベータ、列車、ボート等、あるいは障害物２、例
えばバリアー（障壁）やバッファー（緩衝装置）等に取り付けられる。従って、
このシステムには多くのアプリケーションが考えられる。それらは、線路、航海
、航空機、道路輸送などの分野が含まれる。さらに民間事業及び軍事工業に関す
る他のアプリケーションも想像できる。かくして、この種の構造体は障害物に衝
突する可能性のあるいかなる移動機械に対しても適用できることになる。また、
移動機械による事故によって衝撃を受ける可能性のある静止した障害物に対して
も適用できる。また、１つの機械が衝撃を受けてその機械の他の部分によって衝
撃を受けるような移動機械の部分に対しても適用できる。かくして、線路輸送手
段の分野では、この装置はエンジン、列車の両端、列車の車両間のスペースなど
に適用することができる。また、バッファーやトラック端部のような障害物上に
適用することもできる。航海分野において、この構造体はボートやドックに適用
することもできる。

【００１０】 このエネルギー吸収構造体３はアクチュエータ４により展開可能で、アクチュ
エータ４は好適な制御手段５によって、衝撃より前に、衝撃の危険を検知した後
で動作するようにセットされる。アクチュエータ４は各種のタイプにすることが
できる。しかしながら、本発明の実施例の好適なモードでは、アクチュエータ４
はリニアアクチュエータであり、特に爆発性のスラスター（押圧器）であって、
スラスターが延伸したときにピストンが本体から分離するようになっていること
が望ましい。この種の解決手段は図１〜３に示されている。この装置は、構造体
のデザインに依存して複数のアクチュエータ４を備え、これらのアクチュエータ
４のトリガー（引金）は同時に作動しないように設定することができる。

【００１１】 これらのアクチュエータ４のための制御手段５もまた多くの形態をとることが
できる。このことは、すなわち、最も簡単な態様としては、１つの衝撃検出器と
１つの信号生成器を用いて、スラスターの起動システムのトリガーを動作させる
ことになる。さらに改良された態様では、特に構造体がモバイルマシン上に取り
付けられる場合には、制御手段は衝撃検出器、相対速度測定システム、計算機、
及びスラスターの起動システムのトリガーを動作させる信号生成器を備えること
になる。環境により測定されあるいは伝達されたデータの取得、演算、数学的操
作の分析、及び爆発性スラスターのトリガー信号生成器は、１つの電子的ユニッ
ト内に集中させることができる。決定に用いられるパラメータは環境や内的・外
的測定値からの他のデータを含むことができる。

【００１２】 アクチュエータ４の動作は外部から、例えば手動操作のスイッチを用いて制御
したり停止させたりすることができる。爆発性のスラスターが好適ではあるが、
他の推進システム、特に空気圧を利用したスラスターを衝撃吸収装置に用いるこ
とができる。爆発性スラスターの場合は、爆発物生成器によって駆動ガスが供給
される。空気圧スラスターの場合は、ガスは加圧ガスで満たされたリザーバを開
放することによって供給される。スラスターのトリガー動作は電気作動弁を高速
で開放することにより実行され、この電気作動弁は加圧ガスが貯蔵されたリザー
バとスラスターのシリンダとを分離している。爆発物生成器によって駆動ガスが
生成される場合は、スラスターのトリガー動作は爆発物生成器からスラスターへ
の爆発物の供給によって開始される。

【００１３】 スラスターのスラスト（押し出し）長さは、必ずしも展開長さに等しいとは限
らない。スラスターは、構造体をその移動距離の限定された部分を超えて前進方
向へと単に加速するための手段として用いることができる。その後、構造体は加
速期間において得られる運動エネルギーによってその展開を継続する。

【００１４】 展開可能なエネルギー吸収構造体自身は少なくとも圧縮可能なビーム６を有し
、このビーム６はエネルギー吸収構造体３が展開位置にある時に所定の方向Ｄに
従い、最初はビーム６の軸線方向の永久圧縮により、衝撃によって生成されるエ
ネルギーを吸収する。衝撃の方向Ｄは演算によって定義される。構造体のかかる
展開を許容するために、圧縮可能ビーム６は相互に連結されるか、あるいはジョ
イント８，９，１１により堅固なガイド要素７に連結されるか、あるいは両者に
連結されており、これらのジョイントは、構造体が展開する間に、これらのビー
ムが軸線方向運動、固定軸線回りの回転運動、及びモバイルの軸線回りの回転運
動をそれぞれ行うことを許容する。これら簡単なジョイントは構造体が癒着する
ことなく迅速に展開するのを許容するようになっている。

【００１５】 展開するにつれて、ジョイント８，９，１１は構造体の展開位置へとロックさ
せることができる。これら連結部分のロック手段は図示されていない。しかしな
がら、これらのロック手段は古典的な解決手段、例えばピンをスプリングで位置
決めするような方法を利用することができる。構造体はまた粘弾性体や弾性プラ
スチック体の衝撃吸収部材を備えることができる。例えば、これらの衝撃吸収部
材及び制動手段はプラスチックのリング、金属製チューブ、あるいは機械加工部
品を用いることができる。構造体の展開運動は加速段階と減速段階の２つの段階
から成る。加速段階はアクチュエータ４により与えられる力によって実行される
。展開移動の端部に達する前に、構造体はその展開位置に停止し、移動の端部で
急激に停止することによる破損を回避するように、運動は減速されなければなら
ない。展開する構造体の移動端部でビームに制動をかけてクッション作用を起こ
させるような機能を果たさせるために各種のシステムを用いることができる。こ
れらの要素の性質は運動している質量、減速移動距離、及び展開速度などに依存
する。例としてバッファ（緩衝器）の形態をした粘弾性あるいはプラスチック製
の衝撃吸収器が含まれ、これらはつぶれる間のエネルギーを吸収する。これらの
停止要素によって吸収されるエネルギーは、アクチュエータ４によって加速され
る間に構造体によって取得される運動エネルギーに等しい。構造体３が移動の端
部で急激に停止することによる破損を回避するために、上述したクッション手段
が用いられる。いったん展開させられると、構造体はジョイントの少なくともい
くつかがロックされることにより堅固に維持される。

【００１６】 好適には、堅固なガイド要素７自身は構造体３のアーキテクチャ（構成）の一
部であって、例えばビームなどの細長い本体形状を有し、衝撃の方向Ｄに対し概
ね垂直な平面内を延伸する。構造体が閉鎖位置にある時、これらのガイド要素は
他の機械的機能を有することができる。この衝撃方向Ｄは、図に示すように、概
ね構造体の展開の主軸に対応していることに注目されたい。この衝撃方向Ｄは演
算によって決定され、構造体３の位置は保護すべきモバイルマシン上あるいは障
害物上に位置決めされる。反対に、構造体３が展開位置にある時、圧縮可能ビー
ム６は衝撃方向Ｄに概ね平行な位置あるいは角度をなす位置を占有し、この角度
は９０度以外の角度になる。１つ又は複数の圧縮可能ビーム６、あるいは１つ又
は複数のガイド要素７は、マシン内であるいは固定した設備あるいは移動設備の
内部で、展開可能構造体の機能以外の機能を有する別の機械的サブアッセンブリ
（部分的組立体）の一部であっても良い。アクチュエータ４は圧縮ビーム６と同
様な機能を果たすことがあり、すなわち衝撃の瞬間に軸線方向に永久圧縮される
か、あるいは堅固なガイド要素の機能を供給するという点で同様な働きをしてい
ることに注目されたい。換言すれば、アクチュエータ４は本体及び／又はシャフ
トがさらに堅固なガイド要素及び／又は圧縮ビーム６を構成しているスラスター
でもある。

【００１７】 構造体が迅速に展開できるように、複数のビーム６の間、あるいはビーム６と
ガイド要素７との間にあるジョイント８，９，１１は単純なジョイントである。
かくして、ビーム６の軸線方向移動を許容するジョイント８は、ビーム６が少な
くともその長手方向軸線と平行に移動することを許容するように作られている。
ジョイント９又は１１は、ビーム６がそれ自身の上で回転しあるいは堅固なガイ
ド要素７上でそれぞれ回転することを許容し、かつそれら自身も、少なくともこ
れらビーム６が、ビーム６の長手方向軸線に対して垂直に固定された軸線あるい
は移動可能な軸線のまわりで回転できるような構造に作られている。図２に示す
ジョイント１１の場合は、ジョイントのモバイル軸線がそれ自身と平行に移動し
、中間にある堅固なガイド要素７に沿ってスライドするようになっている。かく
して、ジョイント１１は、ビーム６が連結されている要素の長手方向軸線と平行
にビーム６が回転したり軸線方向に移動することの両方を許容している。この原
理に基づき、多くの異なるタイプの構造体がこのようにして展開することができ
る。このような例は図１と図５に示されている。

【００１８】 構造体の最後の形態は、構造体に対し、側部方向及び／又は横断方向及び／又
は軸線方向の力がかかった際に必要とされる抵抗に依存する。従って、この種の
構造体のデザインは、前述した力に抵抗できるように、３次元構造を有する構造
体を提供し、ビーム６における曲げモーメントや側部方向の力を結果として生じ
させるような全体的な力が構造体に作用しないようにする。なぜなら、これらは
本来単純な圧縮力とされるべきだからである。このような構造体の例は図５に示
されている。

【００１９】 構造体３が閉鎖した時の寸法を最小にしながら、構造体３の展開長さとつぶれ
る長さとをさらに増大させるために、少なくともいくつかの圧縮ビーム６がテレ
スコープ状（入れ子式）に取り付けられる。テレスコープ状に取り付けられたビ
ーム間のジョイント８は、ビームが長手方向軸線に従い、直線的に軸線移動する
ことを許容する。展開した位置で、ジョイントはロック手段によりロックされ、
これによりビーム内へと自由にスライドして後戻りすることを阻止する。これら
テレスコープ状に取り付けられたビームの構造的特性は、衝撃の瞬間にビーム６
が縮小し、その一方が他方の内部へと進入し、換言すれば押しつぶされた状態に
なるように選ばれる。吸収されるべきエネルギーに依存して、これら圧縮可能ビ
ーム６に対し、多くの異なるタイプの構造体を用いることができる。

【００２０】 例えば、構造体３の少なくとも１つのビーム６に軸線方向圧縮のための空所を
設けることができる。図６Ａに示す他の実施例では、ビーム６の少なくとも１つ
が機械加工−圧縮可能ビームとして知られるビームであり、このビームは機械加
工用工具と共働し、ビーム６と機械加工用工具とが圧縮力の結果として相互に相
対的に移動させられ、このとき工具によってビームの長手方向の機械加工が行わ
れる。この場合、エネルギーの吸収は工具が金属を切削することにより実行され
る。ビームにより伝達される力は工具によって引き起こされる切削力の軸線方向
の結果成分に等しい。つぶれた後にビームによって占有されるスペースを削減す
るため、機械加工されていないビームの断面形状は圧縮力に抵抗できるような形
状が望ましい。その後、機械加工による切削部はＩｘ又はＩｙに従いそれらのイ
ナーシャ（慣性）によるモーメントを大きく減少させる。

【００２１】 この結果、これらのビームは小さな力の下で座屈しながらつぶれることができ
る。テレスコープ状の取付けの場合は、機械加工の後で圧縮されることによりビ
ームが大きく弱体化されるようなデザインとし、これが図６Ｂに示すような第２
のステップで、小さな力を受けてビームがつぶれるのを容易にする。この代わり
に、構造体３のビーム６の１つは好適には正方形断面を有するビームとし、この
ビームは圧縮力の結果として、長手方向における４隅で同時に裂けるようになり
、かくして４つの面は外部に向かって折り曲げられるように分離され、各面はビ
ームの外表面に接するような円を描くようになる。

【００２２】 複合材料によるビームを供給することもできる。これらのビームはチューブ状
に作られる。圧縮力に対応すべく、構造体３の少なくとも１つのビーム６が複合
材料で作られ、このビームは圧縮力を受けてその壁面が破断・損傷・破壊される
ことにより圧縮される。材料が損傷・破断を受けて小さな破片になることで、材
料が占有する容積が減少する。（ジャーナルオブコンポジットマテリアル、１６
巻（１９８２年１１月）の５２１頁、ジャーナルオブコンポジットマテリアル、
１７巻（１９８３年５月）の２６７頁、ジャーナルオブコンポジットマテリアル
、２０巻（１９８６年７月）の３２２頁を参照されたい。）構造体内で少なくと
も１つのビームが局所的な座屈を受けて変形するようにし、この座屈が連続した
折り畳み形状で伝達されるようにすることもできる。（ジャーナルメカニカルア
ンドアプリケーション、マス、１３巻、パート１、１９６０年、インターナショ
ナルジェイメカニカルサイエンス、２８巻、ナンバー５、２９５〜３２２頁、１
９８６年を参照されたい。）この種の構造体の実施例もまた図６Ａに示されてい
る。

【００２３】 さらに、ビームは連続してあるいは同時に変形することができる。かくして、
図６Ａ，６Ｂの例では、工具によって機械加工を受けながら、圧縮力の結果とし
て、テレスコープ状に取り付けられた組立体内で内側のビームが他方のビーム内
へと進入する。この機械加工がビームを弱体化させる。その後、内側のビームが
機械加工されるのに続いて外側のビームがつぶれることになる。機械加工により
弱体化された内側ビームは外側ビーム内でつぶれ、この外側ビームのつぶれを阻
止することはない。それゆえ、内側ビームは高速機械加工により変形させられ、
一方外側ビームは局所的な座屈を受けて変形させられる。この結果、特別に長い
ビームのつぶれ移動が発生し、危険な減速を回避させることになる。

【００２４】 さらに他の実施例では、内側ビームが局所的な座屈によってつぶれる一方で、
複合材料のチューブ製の外側ビームが外側へと裂けることによってつぶれるよう
になる。展開位置において、内側ビームはロック手段により延伸位置にロックさ
れる。最初に内側のビームが座屈によってつぶれるのに続いて、ブロック手段が
作動を阻止されあるいは破壊され、すでにつぶれた内側ビーム内に押し込まれる
形で外側の複合材料製ビームがつぶれるようになる。このような結果はビーム組
立体について特に長いつぶれ移動が実行されることになり、最初に挿入されてい
た状態の組立体の長さよりも大きくなることがある。上述したようなビーム構造
体の組立体に基づき、他のタイプの圧縮ビームを用いた他のコンビネーションを
考えることも可能である。

【００２５】 図１〜５に示すように、エネルギー吸収構造体３は少なくとも１つのステージ
（段）１０を有する。このステージ１０は少なくとも２つの堅固なガイド要素７
を備え、それらは圧縮ビーム６により相互に連結されている。少なくとも１つの
堅固なガイド要素７は、構造体３が展開する間に、それ自身と概ね平行に移動す
る。ある形状において、第１ステージ１０の少なくとも１つの堅固なガイド要素
７は、衝撃から保護されるべきモバイルマシン１あるいは障害物２の構成要素と
することができる。

【００２６】 図１〜４に示す構造体３は２つのステージ１０を備えている。図１に示す閉鎖
時において、この構造体３の寸法は小さい。図２に示す例では、構造体３が部分
的に展開しており、２つのビームのグループ６Ａ，６Ｂを備え、これらは２つの
平行な平面（Ｘ，Ｙ）内を延伸し、一方図５には真正な参照軸線（ｘ，ｙ，ｚ）
が示されている。ビームには参照符号６が付されているが、図２及び図４では理
解を容易にするために、符号６Ａ，６Ｂが付されている。ビーム６Ａは単独のビ
ームであるか、あるいはジョイント８により相互連結された２つのテレスコープ
状ビームである。各ビーム６Ａあるいは２つのテレスコープ状ビーム６Ａで形成
される組立体は、その末端の一方でジョイント９によりガイド要素７に連結され
ており、ジョイント９はビーム６Ａ又はビーム組立体がガイド要素に固定された
軸線Ｙの回りを回転移動するのを許容し、その末端の他方ではガイド要素７に固
定され、ここでガイド要素７は中間要素でありジョイント１１により軸線Ｙ回り
の回転移動を許容しており、この軸線は移動可能で中間のガイド要素７内で軸線
Ｙと垂直にスライドする。このガイド要素７が中間要素と呼ばれるのは、２つの
ステージ１０を分離する働きをしているからである。構造体３の最終的な展開位
置において、これらのビーム６Ａは衝撃方向Ｄに概ね平行な位置を占有する。

【００２７】 他のビームの列はビーム６Ｂから成る。これらのビーム６Ｂは単独のビーム、
あるいはジョイント８で連結された少なくとも２つのテレスコープ状ビームの組
立体から成る。各ビーム６Ｂ、あるいは２つのテレスコープ状ビーム６Ｂで形成
される組立体は、その一方の末端で回転式ジョイント９によりガイド要素７に連
結され、他方の末端で他の回転式ジョイント９により中間ガイド要素７に連結さ
れている。各ステージ１０において、これらビーム６Ｂの対は概ねＶ字形状を形
成しており、そのポイントは中間ガイド要素７上に位置決めされている。これら
のビーム６Ｂは、構造体３の部分上で、側部方向の力に抵抗するようになってい
る。ビーム６Ｂは、ビーム６Ａを包含する平面に平行な平面（Ｘ，Ｙ）内に位置
し、ビームの組立体６Ａ，６Ｂが同時に展開できるようになっている。

【００２８】 図２に示される上述したビーム６Ａの各々は、他のビーム６Ａをテレスコープ
状に収納するビームであり、構造体３の展開長さを増大させるようになっている
。図２に示される上述したビーム６Ｂの各々は、他のビーム６Ｂをテレスコープ
状に収納するビームであり、その長さを増大させかつ対角線方向の展開を許容す
るようになっている。この長さの増大は幾何学的な要求に基づく。ビーム６Ａ，
６Ｂは２つのガイド要素７間にＷ字形を形成し、Ｗ字形の一方は正立し他方は倒
立している。衝撃の間に、ビーム６Ａ，６Ｂの組立体は圧縮される傾向を有し、
図４に示される位置を占めるようになる。このつぶれは、さらにこれらのビーム
が完全につぶされるまで継続することになる。

【００２９】 ビームが展開する同じ原理に基づき、構造体は図５に示すような複雑な構造に
作ることができる。構造体の支えの部分をガイドしかつ支持する要素７は、多く
の形態を取ることができる。これらの要素７は通常は細長い本体形状を有し、直
線状あるいは曲線状にすることができる。ガイド要素７は、展開位置にある時は
構造体３内の最前方に位置するが、構造体３が閉鎖位置にある時は、保護すべき
モバイルマシン１あるいは障害物２のためのハウジングとして機能することもで
きる。

【００３０】 構造体のデザインの観点からは、１次元の展開構造体１Ｄを用いることができ
る。この場合、エネルギー吸収構造体の展開はこれらのビームが軸線ｚに関して
直線移動することによって実行される。展開中は１つの軸線に沿った直線移動だ
けが許容される。ビーム間のジョイント、及びビームと連結要素７との間のジョ
イントは、符号８で示される。従って、ビームは全てが軸線ｚに平行というわけ
ではない。それらの軸線方向移動だけが軸線ｚに平行となる。

【００３１】 ２次元の展開構造体２Ｄが第２のケースであり、展開はビーム６の長手方向軸
線に従い平面（ｘ，ｙ）内を移動することによって実行され、これらビーム６が
固定されあるいは移動する軸線Ｙの回りを回転することにより実行されるが、こ
の場合軸線Ｙはつねにビームの長手方向軸線に対し垂直となる。図１〜４の実施
例は２Ｄの例である。この展開モードが有利な第１の点は、構造体が１つの方向
へと横たわるように蓄積され、他の方向へと長い距離にわたって展開させられる
ため、その最初の閉鎖位置ではこの方向でのスペースがきわめて小さくなるとい
うことである。この展開モードが有利な第２の点は、ビームが平面（Ｘ，Ｙ）内
の対角線内で展開されるように格子状になるということである。側部からの衝撃
を受けた場合、Ｘ軸線に沿う側部コンポーネントは、Ｙ軸線に関して全体が曲げ
られる結果として、構造体がつぶれる結果を生じる。このタイプの三角形状をし
た構造体の形状は、構造体をはるかに強化し、これら側部からの力によって引き
起こされる剪断及び曲げモーメントに対して強化することができる。

【００３２】 ３次元の展開構造体３Ｄでは、３次元構造体３は、３つの軸線Ｘ，Ｙ，Ｚに従
い軸線方向及び回転方向の移動によって展開される。平面（Ｘ，０，Ｚ）及び平
面（Ｘ，０，Ｙ）での三角形状は、構造体のデザインに、側部方向及び横断方向
の力に抵抗することを可能にする。Ｘ軸回りのビームの回転は、構造体の側部形
状を不等辺四辺形に変形させる。Ｙ軸回りのビームの回転は、構造体３の上側側
部と下側側部とが同様に不等辺四辺形に変形することを許容する。展開された構
造体の外部形状は常に四角形とは限らないことは明らかである。さらに、ビーム
の複数のグループを平面（Ｘ，Ｚ）内で平行にスーパーインポーズ（二重写し）
させることができる。

【００３３】

【発明の効果】

この結果、基本的な構成要素が極めて簡単であるにもかかわらず、この種の構
造体は極めて多くの態様で実行され、衝撃に対し増大した抵抗を供給する。これ
ら格子構造体の主な利点は、長い構造体のデザインで、側部方向及び横断方向の
力に抵抗し、それらがつぶれる際に非常に大きな安定性を確保し、それにもかか
わらず非常に低い慣性モーメントを有する軽量のビーム６で構成され、ビーム６
がその長手方向軸線に関する圧縮についてだけ作動するということである。

【００３４】 さらに、かかる装置の作動原理はきわめて単純であり、次の４つのメインステ
ップに要約することができる。 （１）障害物の検知、運動解析、電子的トリガー信号の生成 （２）トリガー信号によって開始されるアクチュエータのスラスト力の結果とし
ての構造体の展開 （３）減速手段による展開の停止及び最終展開位置でのビームの停止、及びこれ
らの手段のいくつかのロック （４）衝突の間における構造体のつぶれ

【００３５】 この種の衝撃吸収装置は多くのアプリケーションが可能である。例えば、かか
る装置は列車の車両間で衝突が起きた際のクッションとして適用することもでき
る。また、この装置は構造体の固定された要素に適用して、この要素が同じ構造
体に取り付けられた他の要素と、衝撃を受けた際に要素間での衝撃を吸収するた
めに用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 構造体が閉鎖位置にある本発明による衝撃吸収装置の概略断面図である。

【図２】 構造体が半閉鎖位置にある本発明による衝撃吸収装置の概略断面図である。

【図３】 構造体が展開位置にある本発明による衝撃吸収装置の概略断面図である。

【図４】 衝撃により構造体がつぶれた位置にある衝撃吸収装置の概略断面図である。

【図５】 ３次元の構造体が展開した位置にある衝撃吸収装置の概略断面図である。

【図６】 圧縮可能ビームを展開位置とつぶれた位置とで表した概略断面図である。

【符号の説明】

１ モバイルマシン ２ 障害物 ３ エネルギー吸収構造体 ４ アクチュエータ手段 ５ 制御手段 ６ ビーム ７ ガイド要素 ８，９，１１ ジョイント １０ ステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車、ボート、カート、エレベータ、列車、航空機、旅行
   用プラットフォーム等のモバイルマシン（１）と、バリア、バッファ等の障害物
   （２）との間、あるいは２つのモバイルマシンの間、あるいはマシンに与えられ
   る衝撃によって衝突する可能性がある単一マシン内の２つの部分の間などで、衝
   撃を吸収する装置であり、特に障害物の上、及び／又はモバイルマシン上に搭載
   されるように構成された装置であって、 エネルギ吸収構造体（３）を備え、この構造体はアクチュエータ手段（４）に
   よって展開可能であり、このアクチュエータ手段は好適な制御手段（５）によっ
   て衝撃の危険を検出した後でかつこの衝撃より前に作動するようにセットされて
   おり、 前記エネルギ吸収構造体（３）は少なくとも１つの圧縮可能なビーム（６）を
   有し、このビームは前記構造体（３）が展開した位置にある時に、与えられた方
   向（Ｄ）に従い、最初はビームの軸線方向の永久圧縮により、衝撃によって生成
   されたエネルギを吸収するようになっており、 前記圧縮可能ビーム（６）は相互に連結されるか、あるいはジョイント（８，
   ９，１１）により堅固なガイド要素（７）に連結されるか、あるいは両者に連結
   されており、前記ジョイントは前記構造体（３）が展開する間に前記ビーム（６
   ）の回転及び／又は軸線方向の移動を許容するようになっており、これらのジョ
   イント（８，９，１１）は前記構造体（３）の展開位置でロックされるようにな
   っていることを特徴とする衝撃吸収装置。
2. 【請求項２】 前記堅固なガイド要素（７）はビームのような細長い本体形
   状に作られ、衝撃の方向（Ｄ）に概ね垂直な平面内を延伸していることを特徴と
   する請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記ビーム（６）の移動を許容するジョイント（８）はビー
   ム（６）が少なくともその長手方向軸線と平行に移動するのを許容するようにな
   っていることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
4. 【請求項４】 前記ビーム（６）どうしが相互に回転あるいは前記堅固な要
   素（７）上で回転するのを許容するためのジョイント（９，１１）が、前記ビー
   ム（６）の長手方向軸線に対して固定された軸線、あるいは長手方向軸線に対し
   て垂直に移動可能な軸線のまわりを前記ビーム（６）が少なくとも回転するのを
   許容するように作られていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
   の装置。
5. 【請求項５】 前記圧縮可能ビーム（６）の少なくともいくつかがテレスコ
   ープ状に取り付けられて前記エネルギー吸収構造体（３）の展開した長さを増大
   するようになっており、前記テレスコープ状に取り付けられたビーム（６）の構
   造的特性が、衝撃を受けた時に前記ビーム（６）が圧縮されながら相互に進入す
   るように選択されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の装
   置。
6. 【請求項６】 前記エネルギー吸収構造体（３）が３次元構造を有し、側部
   方向及び／又は横断方向及び／又は軸線方向の力に抵抗できるようになっている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
7. 【請求項７】 前記アクチュエータ（４）は爆発性のスラスターであり、そ
   のピストンは延伸した時にスラスターの本体部分から分離されるようになってい
   ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 【請求項８】 前記アクチュエータ（４）はスラスターであり、その本体及
   び／又はシャフトは堅固なガイド要素（７）及び／又は圧縮可能ビーム（６）を
   さらに構成できるようになっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
   に記載の装置。
9. 【請求項９】 複数のアクチュエータ（４）を有し、これらのアクチュエー
   タ（４）の作動時期が同時でないようになっていることを特徴とする請求項１乃
   至８のいずれかに記載の装置。
10. 【請求項１０】 展開した構造体の進行方向端部で前記ビームのために衝撃
    を吸収しかつ制動をかける手段を有することを特徴とする請求項１乃至９のいず
    れかに記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記ビーム（６）の少なくとも１つはいわゆる機械加工型
    圧縮ビームであり、このビームは機械加工用の工具と共働し、前記ビーム（６）
    及び工具は圧縮力によって相互に相対移動させられ、工具によりビームを長手方
    向に機械加工するようになっていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれ
    かに記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記構造体（３）のビーム（６）の少なくとも１つは複合
    材料で作られたビームであり、圧縮力を受けた結果として、その壁面が破断・損
    傷・破壊を受けることにより圧縮されるようになっていることを特徴とする請求
    項１乃至１１のいずれかに記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記構造体のビーム（６）の少なくとも１つは局地的な座
    屈によって変形可能であり、この座屈は連続した折り畳み形状で伝達されるよう
    になっていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記ビームが連続してあるいは同時に変形するようになっ
    ていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記衝撃吸収構造体（３）が少なくとも１つのステージ（
    １０）を有し、このステージは圧縮可能ビーム（６）により相互に連結された少
    なくとも２つの堅固なガイド要素（７）を有し、少なくとも１つの堅固なガイド
    要素（７）が前記構造体（３）の展開中にそれ自身と概ね平行に移動するように
    なっていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の装置。