JP2010144510A - エネルギー吸収システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の進入による大きな荷重に耐え、エネルギーを吸収できる踏切のための自動車バリヤーを提供する。
【解決手段】道路のそれぞれの側に配置されるコンクリートバンカー３０内に固定された直立した支柱３２は、回転運動及び軸方向運動するスリーブ７２を有する。緩衝器８４が、それぞれのスリーブ７２に取り付けられる。ネット２０は、道路を横断して延び、緩衝器８４の向かい側の端部に取り付けられる。自動車がネット８４に衝突することによって、ネット２０に引張力を発生させ、緩衝器８４が伸長し、支柱３２の軸を中心にして回転する。ネット２０からの力は、支柱３２へ伝達される。ネット２０は、鉄道線路に平行に道路を横断する溝に収納され、必要に応じて、上げ下げされる。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、例えば、無謀な走行をする自動車のエネルギーのような、望ましくないエネルギーを散逸させるのに使用することのできるエネルギー吸収システムに関する。このシステムは、様々な用途に使用することができ、その用途には、ＨＯＶレーン交通制御、可動橋、セキュリティゲート又は衝突クッションが含まれる。一つの用途においては、システムは、警報遮断機が降りているとき又はその近くに列車が存在するときに、自動車が鉄道線路を横断してしまうのを防止するのに使用される。

列車の平均速度の増加や、道路上の自動車の数の増加のために、自動車が鉄道線路を無理に横断する問題が、益々、表面化してきている。例えば、米国の東海岸において、人口密集地域を通る新しい高速鉄道が、最近、開通した。自動車が時間的に無理に鉄道線路を横断するのを防止するための従来のシステムは、決して十分に満足できるものではないことが分かっている。従来の遮断機は、列車が来ていることにまだ気づいていない短気なドライバが通り抜けることができ、また、いずれにしても、制御不能の自動車を停止させることができない。

その他の自動車遮断装置が、提案されてきたが、それらのいずれもが、実用的でありかつ商業的に実施することができるような形でこの問題を解決してはいない。したがって、時代遅れの遮断機が、今でも踏切を守るための最も一般的なシステムであり続けている。

一様態においては、本発明によるエネルギー吸収システムは、支柱と、支柱を中心にして回転することのできる支持スリーブと、スリーブに接続された圧縮された状態にある一つか又はそれ以上の液圧緩衝器と、緩衝器に接続されたしきい値力固定機構と、緩衝器に接続された地面の中へ引っ込むことのできる制止ネットとを含み、固定機構は、少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは緩衝器が伸長するのを防止し、最小しきい値力は、静的状態において制止ネットによって緩衝器に加えられる静的引張力よりも大きく、最小しきい値力は、自動車が相当な速度でネットに衝突したときにネットが緩衝器に加える動的引張力よりも小さい。

別の態様においては、本発明によるエネルギー吸収システムは、垂直軸を固定するための固定手段と、引張力を吸収するとともに垂直軸を中心にして回転するための、固定手段に接続された衝撃吸収手段と、少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは衝撃吸収手段が伸長するのを防止するための、衝撃吸収手段に接続されたしきい値力固定手段とを含む。好ましくは、衝撃吸収手段は、固定手段及び／又は軸を中心にして回転するための回転手段に接続される。回転手段は、例えば、支持スリーブであってもよい。
エネルギー吸収システムは、衝撃吸収手段に作用するトルクによる変形を阻止するために、衝撃吸収手段の構造強度を増大するためのトルク保護手段をさらに備えてもよい。制止手段は、力を吸収するために、かつ、力を衝撃吸収手段に伝達し、そして、衝撃吸収手段を介して支持手段に伝達するために、衝撃吸収手段に接続されてもよい。制止手段は、制止ネット又はネット手段を含んでもよい。それは、好ましくは、馬蹄形ケーブル、すなわち、山、谷及び中間点を有する垂直振幅を備えた波形でもって実質的に水平に延びるケーブルを備え、波の中間点の接線は、山及び谷の接線に対して少なくとも９０°の角度を有する。

さらに別の態様においては、本発明によるエネルギー吸収システムは、支柱と、支柱を中心にして回転することができ、かつ、オプションとして、支柱上を垂直方向に摺動することのできる支持スリーブと、スリーブに接続された緩衝器と、少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは緩衝器が伸長するのを防止する、緩衝器に接続された剪断ピンとを含む。好ましくは、最小しきい値力は、約３，０００ポンドから約１５，０００ポンドまでの範囲にある。より好ましくは、約５，０００ポンドから約１０，０００ポンドまでの範囲にある。エネルギー吸収システムは、車輪と、支柱上の少なくとも２つの緩衝器間に存在するクロスバーとを含んでもよく、それによって、緩衝器を支持する。

さらなる態様においては、本発明によるエネルギー吸収システムは、支柱と、支柱を中心にして回転することができ、かつ、オプションとして、支柱上を垂直方向に摺動することのできる支持スリーブと、スリーブに接続された緩衝器と、緩衝器に接続された制止ネットと、少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは緩衝器が伸長するのを防止する、緩衝器に接続された剪断ピンとを含む。好ましくは、静的状態にある制止ネットは、緩衝器に静的引張力を加え、最小しきい値力は、静的引張力よりも大きい。ネットは、好ましくは、道路を横断して延び、かつ、地面の中へ引っ込むことができる。ネットは、好ましくは、馬蹄形ケーブル、すなわち、山、谷及び中間点を有する垂直振幅を備えた波形でもって実質的に水平に延びるケーブルを備え、波の中間点の接線は、山及び谷の接線に対して少なくとも９０°の角度を有する。

また、さらなる態様においては、本発明による制止ネットは、上部、中央部及び下部の水平に延びる構造ケーブルと、水平に延びる構造ケーブルに沿って延び、かつ、水平に延びる構造ケーブル間に延びる馬蹄形ケーブル、すなわち、山、谷及び中間点を有する垂直振幅を備えた波形でもって、水平に延びる構造ケーブルに沿って実質的に水平に延びるケーブルを含み、波の中間点の接線は、山及び谷の接線に対して少なくとも９０°の角度を有する。

なおまた、さらなる態様においては、本発明による踏切安全システムは、道路と、道路を横断する鉄道線路と、道路のそれぞれの側にそれぞれ設置された第１及び第２のエネルギー吸収システムと、自動車が鉄道線路を横断するのを制止するための地面の中へ引っ込むことのできる制止手段とを含み、制止手段は、鉄道線路のそれぞれの側において第１及び第２のエネルギー吸収システム間に道路を横断して延び、第１及び第２のエネルギー吸収システムのそれぞれは、固定手段をしっかりと支持するための支持手段と、支持手段に対して垂直軸をしっかりと固定するための固定手段と、衝撃吸収システムに加えられた力を吸収するための衝撃吸収手段とを備え、衝撃吸収手段は、垂直軸を中心にして回転するように固定手段に取り付けられ、緩衝器に接続されたしきい値力固定機構が、少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは緩衝器が伸長するのを防止し、制止手段は、馬蹄形ケーブルを備える。

多車線道路の踏切を示す斜視図であり、本発明の一実施の形態が導入され、自動車を制止している様子が示されている。 多車線道路の踏切を示す斜視図であり、好適な実施の形態が導入され、自動車を制止している様子が示されている。 鉄道線路の一方の側に存在する実施の形態の部分断面平面図である。 ネットスロット、バンカー、ネット、支柱及びネット上げ下げ機構（しきい値力固定機構を備えた一対の液圧緩衝器を含み、緩衝器を支持するために、車輪及び垂直クロスバーを備えている）を示す部分断面側面図である。 ネットスロット、バンカー、ネット、支柱及びネット上げ下げ機構（しきい値力固定機構を備えた一対の液圧緩衝器を含み、緩衝器を支持するための車輪及び垂直クロスバーは備えていない）を示す部分断面側面図である。 鉄道線路の一方の側に存在する第２の実施の形態の平面図である。 鉄道線路の一方の側に存在する第２の実施の形態（緩衝器を支持するために、車輪及び垂直クロスバーを備えている）の側面図である。 鉄道線路の一方の側に存在する第２の実施の形態（緩衝器を支持するための車輪及び垂直クロスバーは、備えていない）の側面図である。 スリーブ及びネット上げ下げジャッキを備えた支柱の断面図である。 スリーブ及びネット上げ下げジャッキを備えた支柱の側面図である。 スリーブとしきい値力固定機構を備えた緩衝器とを備えた支柱の分解斜視図である。 しきい値力固定機構の役割をなす剪断ピンを備えた液圧緩衝器（静的状態にある）の好適な実施の形態の側面図であり、部分的に断面図として示されている。 しきい値力固定機構の役割をなす剪断ピンを備えた液圧緩衝器（自動車がネットに衝突した後の伸長した状態にある）の好適な実施の形態の側面図であり、部分的に断面図として示されている。 しきい値力固定機構の役割をなす剪断ピン及びトルク保護構造体を備えた液圧緩衝器（静的状態にある）の第２の好適な実施の形態の側面図であり、部分的に断面図として示されている。 しきい値力固定機構の役割をなす剪断ピン及びトルク保護構造体を備えた液圧緩衝器（自動車がネットに衝突した後の伸長した状態にある）の第２の好適な実施の形態の側面図であり、部分的に断面図として示されている。 一実施の形態によるネットの拡大側面図である。

好適な実施の形態の一態様におけるエネルギー吸収システムは、固定された垂直軸を提供するための支柱又はその他の機構と、力を吸収するために支柱に取り付けられた衝撃吸収機構と、衝撃吸収機構に接続された制止ネット又はその他のバリヤーとを備える。衝撃吸収機構は、好ましくは、軸を中心にして回転することができるように取り付けられ、かつ、軸に対して実質的に直角をなす方向へ伸長することができる。

好ましくは、衝撃吸収機構は、固定機構を備えた液圧緩衝器であり、それによって、ピストンは、最小しきい値力に等しいか又はそれよりも大きい引張力に応答して伸長する以外、伸長することはない。一態様においては、静的状態にある制止ネットから加えられる静的引張力は、この最小しきい値力よりも小さいが、制止ネットに衝突する自動車によって緩衝器に加えられる動的引張力のために増加する引張力は、この最小しきい値力よりも大きいと考えられる。

別の実施の形態によれば、制止ネットは、上部、中央部及び下部の水平に延びる構造ケーブルを備える。馬蹄形曲線の形で配置されたケーブルが、水平に延びるケーブルに沿って延び、かつ、その水平に延びるケーブル間に延びる。「馬蹄形曲線」という用語は、馬蹄の形状をした複数の山及び馬蹄の形状をした複数の谷を備えた波の形をした曲線を含む。そのようなケーブルは、改善された捕捉能力を有することが知られている。好適な実施の形態においては、このケーブルは、山、谷及び中間点を有する垂直振幅（正弦波に類似する）を備えた波形でもって実質的に水平に延び、波の中間点の接線は、以下でさらに説明するように、山及び谷の接線に対して少なくとも９０°の角度を有する。

図面を参照すると、類似する符号は、いくつかの図面を通して、同一の又は類似する構成要素を表現しており、そして、とりわけ、図１を参照すると、典型的な踏切に配置された一実施の形態の概略的な構成が、示される。道路は、符号１０によって概略的に示され、鉄道線路は、符号１２によって概略的に示される。一対の捕捉ネット２０が、道路１０を横断して線路１２に平行に張られている。それぞれの捕捉ネット２０は、道路１０の両側に配置された一対のハウジング２２間に延びる。ネット２０は、それぞれの端部において、緩衝器に接続され、そして、その緩衝器は、以下でより詳細に説明するように、ネット２０を上昇及び降下させるための機構に接続され、あるいは、そのような機構の一部と考えてもよい。その機構は、全体がハウジングに含まれていてもよい。あるいは、図１に示されるように、機構は、ハウジングから突き出ていてもよい。あるいは、ハウジングは、完全に省略されてもよい。機構は、踏切において遮断機を制御するために一般的に使用されるような標準的な列車検出システムの制御下にある。それぞれのハウジング２２は、ハウジングを支持しかつハウジングに安定性を提供する支持体２８を含む。

好ましくは、それぞれのネット２０は、通常、ハウジング２２間において道路１０を直角に横断して延びるスロット２４内に収納されている。図１の上部に示されるのは、自動車２６であり、その自動車２６は、ネット２０に衝突しており、かつ、列車が通過するときに自動車２６及びその搭乗者が線路１２に侵入するのを防止するために、ネット２０によって制止させられている。上部に示されるネット２０は、衝突によって、その静的状態から撓められており、それによって、浅い「Ｖ」字形を形成している。撓むことができることは、さらに、制止力を提供し、自動車２６を徐々に停止させるのを可能にし、それによって、自動車２６及びその搭乗者に作用する衝撃力の悪影響を小さくする。撓みかつ制止させる機能は、以下でより詳細に説明する独特のエネルギー吸収システムによって達成される。

平面図が、図２Ａに示され、道路１０及びハウジング２２は、省略されている。図２Ｂは、図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿った側面図を示す。図２Ｃは、類似する側面図を示す。支持体２８は、コンクリートバンカー３０及び支柱３２を備える。支柱３２は、垂直軸５２をしっかりと固定するための構造体である。バンカー３０は、現場で流し込まれてもよく、あるいは、どこかほかの場所で製造され、現場で道路１０のそれぞれの側に敷設されてもよく、そして、基礎３４及び直立バンカー壁３６を備える。壁３６は、バンカー３０内におけるピット３８を画成し、そのピット３８は、道路１０に向かって上方へ開放している。典型的には、基礎３４は、例えば、２フィートから１２フィートまでの幅及び３フィートから９フィートまでの深さであってもよい。壁３６の上部４０は、好ましくは、地表面４２から約６インチの高さにあり、バンカー３０の周囲に保護縁石を提供する。水がピット３８内に少しでも溜まればそれを排水管４６へ除去するために、好ましくは、排水ポンプ４４が、提供される。

２５インチの鉄パイプ４８から構成されてもよい支柱３２には、コンクリート５０が充填され、好ましくは、ピット３８の底部において、約４フィートの深さだけ基礎３４の中に埋め込まれ、基礎３４の上部から上方へ５フィートから６フィートだけ延びる。支柱３２は、垂直軸５２を有し、その役割は、以下で明らかとなる。基礎３４と壁３６とは、一体のコンクリートであってもよい。支持体２８の寸法及び質量のために、支持体２８は、それに加えられる力に耐えることのできるしっかりとした支持体を提供する。

また、典型的には、現場には、コンクリートの道路基礎５４が存在し、その道路基礎５４は、道路１０を横断して他方のバンカー３０まで延びるが、すべてのバンカー３０は、同じものであってもよいので、他方のバンカーについては、詳細には説明しない。道路基礎５４は、好ましくは、少なくとも一つのキースロット５６を含み、そのキースロット５６は、都合の良いどのような寸法及び形状を有してもよい凹部を備える。

道路基礎５４は、一対のプレキャストコンクリート構造体５８、５８′を支持し、そのコンクリート構造体５８、５８′は、道路内にネットスロット２４、２４′を備え、そのネットスロット２４、２４′内に、ネット２０が、格納のために降下させられる。図２Ｂ及び図２Ｃに示されるように、ネットスロット２４、２４′の上部６０は、地表面４２の高さにあり、そのために、それらの上部６０は、道路１０の表面と同一平面をなす。構造体５８、５８′は、基本的に、図２Ａ〜図２Ｃに並べて示される一対のネットスロット２４、２４′を形成する。構造体５８、５８′のそれぞれは、実質的にＵ字形であり、基部６２、６２′及びスロット２４、２４′を画成する一対の直立アーム６４、６４′を有する。コンクリート構造体５８、５８′は、鏡像をなすものであり、さもなければ、同一のものであるので、構造体５８に関する以下の説明は、構造体５８′にも当てはまる。例としてのネットスロット２４が、ここに援用されるＧｅｌｆａｎｄらへの米国特許第５，７６２，４４３号明細書に記載された図８に断面図で示される。

図２Ｂ及び図２Ｃに示される部分断面図は、スロット２４及びピット３８を二等分したものである。基部６２の上表面は、凍結して障害物を発生させるかもしれない雨水がスロット２４内に溜まらずに流れ去るのを可能にするように、ピット３８へ向かって傾斜している。図２Ｂ及び図２Ｃに示される勾配は、徐々に減少してもよいことに注意されたい。
ネットスロット２４を形成するコンクリート構造体５８は、どこかほかの場所でプレキャストされ、その後に、現場に搬送されてもよい。ネットスロット２４の基部６２は、好ましくは、少なくとも一つの下方へ延びるキー６６を有し、そのキー６６は、キースロット５６に対して相補的な寸法及び形状を有する。キー６６は、システムを道路基礎５４に位置合わせするのを助け、また、道路基礎５４に対するコンクリート構造体５８の剪断運動を阻止する。キー６６が、キースロット５６に嵌め込まれた後、キースロット５６は、好ましくは、グラウトを注入してしっかりと固められる。コンクリート構造体５８をプレキャストし、それにキー６６を提供することは、現場での組み立てを容易にし、それによって、建設費を節減する。

図２Ｂ及び図２Ｃにそれぞれ示されるように、エネルギー吸収システムは、緩衝器を支持するために、車輪８０と、緩衝器間の垂直クロスバー８２とを備えてもよく、あるいは備えなくてもよい。また、クロスバーは、もしそれがなければ、ネットに衝突する自動車が上部ケーブル及び下部ケーブル（すなわち、緩衝器）をお互いに近づけようとすることによって発生するかもしれない緩衝器に作用する垂直トルクを軽減する。したがって、クロスバーは、この垂直トルクを防止する安定器として動作することができる。緩衝器８４が、長く、及び／又は、重たい場合には、車輪８０及びクロスバー８２は、とりわけ、好ましいものである。馬蹄形ケーブルを備えたネット構造において、車輪８０及びクロスバー８２が、示されているが、図１Ａに示される構造も含めて、その他のネット構造で使用されてもよいことが分かる。さらに、スキッドプレート又はその他の支持手段が、車輪と組み合わせて使用され、あるいは、車輪の代わりとして使用されてもよいことが容易に分かる。

図４、図５、図６及び図７を参照すると、エネルギー吸収システムの好適な実施の形態は、支柱３２を軸にして回転することができかつ支柱３２上を垂直方向に摺動することのできる支持スリーブ７２と、緩衝器フランジ１１４を支持スリーブフランジ１１６に固定することによって支持スリーブ７２に取り付けられた一対の緩衝器８４とを備える。緩衝器８４は、以下でより詳細に説明するように、しきい値力固定機構を備える。

支柱３２は、基礎３４に埋め込まれ、それによって、垂直軸５２の位置をコンクリート内にしっかりと固定する。支持スリーブ７２は、支柱３２上を垂直方向に摺動することができる。好ましくは、図４及び図５から分かるように、支持スリーブ７２は、亜鉛めっき鋼スリーブ７４を備え、そのスリーブ７４は、その内部にプレス嵌めされた潤滑青銅インサート７６を備え、そのインサート７６は、外面が機械加工された支柱３２にぴったりと嵌り込むようにリーマー仕上げされたものである。図５において、インサート７６は、鋼スリーブ７４から分離して示されている。支持スリーブ７２に上下に取り付けられているのは、２つの衝撃吸収機構８４である（図５）。

それぞれの衝撃吸収機構８４のハウジング１１０は、鋼スリーブ７４に取り付けられ、衝撃吸収機構８４のピストン１１２は、ネット２０に接続される。図３及び図８に示される接続は、ネット２０をピストン１１２に取り付ける多くの方法の例にすぎない。

一実施の形態においては、緩衝器８４は、１２インチのストロークによる約５０，０００ポンドの抵抗力及び５，０００ポンドの戻り力を有するアキュムレータを備えた液圧装置である。別の実施の形態においては、緩衝器８４は、４フィートのストロークによる約２０，０００ポンドの抵抗力及び５，０００ポンドの戻り力を有するアキュムレータを備えた液圧装置である。

図５から最もよく分かるように、鋼スリーブ７４は、緩衝器フランジ１１４に接続するフランジ１１６を有する。緩衝器シリンダ１１０は、フランジ１１４によって、フランジ１１６に着脱可能に取り付けられる。緩衝器ピストン１１２は、ネット２０に着脱可能に取り付けられる。一実施の形態においては、その取付は、ピストン１１２のねじ付き延長部分１１８によって達成され、その延長部分１１８は、ネット２０に取り付けられた内面にねじを有するスリーブボルト（図示しない）にねじ込まれる。好ましくは、図６〜図７に示されるように、取付は、ピストン１１２のアイレット延長部分１１９によって達成され、ネット２０をピストン１１２にしっかりと取り付けるために、ケーブル、クランプ又はその他の適切な固定機構が、そのアイレットの中に通されてもよい。

図６Ａ及び図６Ｂは、衝撃吸収機構の好適な実施の形態を示す。緩衝器８４は、それらの静的状態及び伸長状態がそれぞれ示されている。平面図であるので、上側の緩衝器８４しか見えず、下側の緩衝器は、見ることのできる上側の緩衝器の真下にある。静的状態（図６Ａ）において、ネット２０は、図１の下部に示されるネット２０によって例示されるように、道路１０を横断して横に張られる。図６Ａに示されるように、ネット２０は、まだ、自動車の衝突による影響を受けていない。

緩衝器８４は、通常、しきい値力固定機構によってしっかりと固定された圧縮状態にある。しきい値力固定機構は、しきい値引張力に耐えることができる。一実施の形態においては、しきい値力固定機構は、剪断ピンカラー１０１を介して剪断ピンリング１０２内に挿入された一連の剪断ピン１００を含む。剪断ピンカラー１０１は、緩衝器のその他の部材と一体のものであってもよく、あるいは、分離したものであってもよい。剪断ピンは、オプションとして、止めねじ１０３によって固定されてもよい。剪断ピンと組み合わせて使用されあるいは剪断ピンの代わりに使用されてもよい、その他のしきい値力固定機構を容易に考え出すことができる。例えば、ブレーキパッド、又は釣り合いおもり、又はその他の反対に作用する力のような固定機構が、使用されてもよい。しきい値力固定機構は、その圧縮状態から伸長することなく、緩衝器８４がネット２０を引っ張ってぴんと張ることを可能にする。道路１０の反対側にある同一の構造を有する緩衝器は、ネット２０のもう一方の側を引っ張ってぴんと張る。典型的には、捕捉ネット２０は、そのケーブルに５，０００〜１０，０００ポンドのプレテンション水平荷重をかけて取り付けられる。

自動車２６が、ネット２０に衝突すると、自動車は、ネットを撓め、そのネットは、最小しきい値力を超える引張力を緩衝器８４に加える。しきい値力手段が、剪断ピンを含む場合、その引張力によって、ピンが剪断され、それによって、緩衝器８４のピストン１１２は、シリンダ１１０内にある作動液の抵抗力に逆らって伸長することができる（図６Ｂ）。それによって、ピストンが伸長しているときに、衝撃が吸収され、また、ネット２０の力は、緩衝器８４及び支持スリーブ７２を回転させる。それによって、ネット２０に加えられる力は、基礎３４の中に埋め込まれてしっかりと固定された支柱３２の中心に伝達される。エネルギーは、ネット２０、緩衝器８４及び支柱３２の全体に分散され、かつ、ネット２０、緩衝器８４及び支柱３２によって吸収される。これは、比較的小さな寸法を可能にするとともに、加えられた力に抵抗するのに効果的である。

衝撃吸収機構の第２の実施の形態は、トルク保護構造を含む。図７Ａ及び図７Ｂに示されるような好ましい形態においては、緩衝器８４は、保護スリーブ１１１を含み、その保護スリーブ１１１は、自動車を捕捉し緩衝器８４を変形させるときにネット２０が加えるトルクによるハウジング１１０又は緩衝器８４のその他の部材の変形を阻止するために、構造強度を増大させる。保護スリーブ１１１は、適切な、どのような構造材料から製造されてもよいが、好ましくは、アルミニウム又は鋼である。

図１、図３及び図８を参照すると、制止機構は、６１トンか又はそれ以上の破壊強度を有する１インチの亜鉛めっき構造ストランドからなる複数の水平に延びる構造ケーブル１３６を備えるネット２０を含む。制止機構の一実施の形態においては、構造ケーブル１３６は、図１Ａに示されるように、複数の垂直に延びるケーブル１３８によって接続される。これらの垂直ケーブル１３８は、好ましくは、スエージ成形ソケットを介して水平ストランド１３６に接続された２４トンの最小破壊強度を有する５〜８インチの亜鉛めっき構造ストランドである。

制止機構の別の実施の形態においては、構造ケーブル１３６は、図１Ｂ、図３及び図８に示されるように、馬蹄形ケーブル１３８によって接続される。好ましくは、馬蹄形ケーブルは、ワイヤロープからなり、ワイヤロープケーブルクランプ１４０によって構造ケーブルに固定されていてもよい。馬蹄形ケーブルは、複数のケーブルからなっていてもよいが、より数の少ないことが好ましい。馬蹄形ケーブルの設計構造は、ネットが自動車を包み込むのを可能にすることによって、典型的な自動車捕捉特性を提供し、自動車が、ネット上を滑り抜けるのを防止する。図１Ｂ、図３及び図８から分かるように、ケーブルは、垂直振幅を備えた波形でもって実質的に水平に延び、山、谷及び中間点を有する。これらの図面に示される実施の形態においては、山は、上部水平ケーブルに配置され、谷は、下部水平ケーブルに配置され、中間点は、中央部水平ケーブルに配置されている。波の中間点の接線は山及び谷の接線に対して９０°以上の角度を有することが、図面からはっきりと分かる。

ここで、図４Ａ及び図４Ｂに戻り、リフト機構の好ましい形態について説明する。支持スリーブ７２の鋼スリーブ７４には、図４及び図５に円形として示されるリフトフランジ１５４がそれに一体的に取り付けられるが、そのリフトフランジ１５４は、適切な、どのような形状を有してもよい。支持スリーブ７２を工場で完成品にすることは、都合がよくかつ実際的なことである。青銅インサート７６が、鋼スリーブ７４内にプレス嵌めされ、所定の寸法にリーマー仕上げされ、そして、フランジ１１６及び１５４が、スリーブ７４に溶接される。そして、そのユニットは、いつでも、現場に運搬することができ、かつ、インサート７６と嵌合するようにあらかじめ機械加工された鉄パイプ４８に簡単に取り付けることができる。

リフトフランジ１５４は、複数のリフティングジャッキ１６０の引き上げボルト１５８のキャップ１５６上に支持される。リフティングジャッキ１６０は、好ましくは、ボルトが４８インチだけ延びた位置において最低限でも５，０００ポンドを支持することができるべきであり、また、モーター１６２（図２）及び減速装置（図示しない）を備え、それらのモーター及び減速装置は、好ましくは、ジャッキごとに３，５００ポンドの重さを２０秒以内に４８インチだけ持ち上げることのできるものである。複数のリフティングジャッキ１６０の動作は、ロータリーリミットスイッチを使用することによって、うまく同期させることができる。リフティングジャッキ１６０は、ベースプレート１６４に取り付けられる。ベースプレート１６４は、好ましくは、鉄パイプ４８に溶接されていてもよい。
ボルト１５８を持ち上げるためのポケット１６８を提供する一対の３インチの鉄パイプ１６６が、ベースプレート１６４からそれと一体化されて垂れ下がり、それによって、適切な間隔を置いて制御可能に配置される。また、現場に搬送する前に、パイプ４８、ベースプレート１６４及びパイプ１６６を一体に組み立てることは、現場での組み立てを容易にする。なぜなら、それらをユニットとして現場に搬送することができ、かつ、所定の位置に容易に配置することができるからである。よりいっそう好ましくは、ユニットは、（どこかほかの場所で）バンカー３０内に事前に取り付けられてもよく、そのバンカー３０そのものが、現場に搬送され、そして、設置されてもよい。

図１に示されるハウジング２２は、好ましくは、ステンレス鋼の外部パネルを備えたプレハブ式の容器であり、それによって、最も過酷な気象条件にも耐えることができる。ハウジング２２の側面パネルは、容易にアクセスすることができるように、ヒンジ結合されてもよく、あるいは、ハウジング２２は、バンカー壁３６から取り去ることのできる一体成形の容器であってもよい。ハウジング２２内には、ステンレス鋼の巻き上げ式ドア（図示しない）が、含まれてもよく、そのドアは、ネット２０によって持ち上げられ、かつ、重力によって自動的に閉じる。

動作中、制御システム（図示しない）が、近づいてくる列車の存在を感知し、それによって、ネットの動作を制御する。複数のリフトモーター１６２が、同期して駆動され、それによって、リフティングジャッキ１６０の引き上げボルト１５８が、支持スリーブ７２及びそれと一緒にネット２０を持ち上げる。自動車がネット２０に衝突すれば、ネット２０は撓み、支柱３２の軸５２を中心にして衝撃吸収機構７８を回転させ、液圧緩衝器８４を伸長させ、自動車を制止させる。制止力は、軸５２を介して作用し、コンクリート基礎内にしっかりと埋め込まれたコンクリート充填鉄パイプに引張力を加える。列車が通過した後、制御システムは、ネット２０をコンクリート構造体のスロット２４又はネットスロット５８内に降下させるために、モーター１６２を逆回転させる。

踏切に加えて、このシステムは、その他の様々な用途に使用されてもよく、ＨＯＶレーン交通制御、可動橋、セキュリティゲート、衝突クッションのような用途が含まれる。そのような用途のための制御システムは、踏切に使用されるシステムとは異なるかもしれないことが容易に分かる。セキュリティゲートの場合、例えば、制止ネット又はその他のバリヤーは、通常、持ち上げられた位置にあり、セキュリティシステムの作動（例えば、守衛、暗証カード、キーボード入力、などによる）は、そのバリヤーを降下させ、通行を許可する。

図３Ａ及び図３Ｂに示されるものに類似する実施の形態が、地面の中へ引っ込める能力を備えずに、以下のように構成された。装置の全幅は、支柱の中心線から中心線までの距離が１８．４ｍ（６０．４ｆｔ）であった。ネット幅は、１０．５ｍ（３４．５ｆｔ）であった。取り付けられていないときの組み立てられたネットの高さは、０．９ｍ（３．０ｆｔ）であった。取り付けられかつぴんと張った時のネットの高さは、ネット組立品の中心線において測定した場合、上部ケーブルの中心まで１．０ｍ（３．３ｆｔ）であり、下部ケーブルの中心まで０．２ｍ（０．７ｆｔ）であった。引張力の測定は、上部ケーブル及び下部ケーブルにおいて、それぞれ、２７．５ｋＮ（６１８２．３ｌｂ）及び１７．５ｋＮ（３９３４．２ｌｂ）が記録された。

ケーブルネットは、等間隔に配置された３つの水平部材から組み立てられた。上部及び下部の水平部材は、直径が１９ｍｍ（０．８ｉｎ）のＥｘｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（ＥＨＳ）ワイヤストランドであった。中央部材は、直径が１６ｍｍの６×２６ワイヤロープであった。馬蹄形ケーブルネット部材は、単一の直径が１６ｍｍ（０．６ｉｎ）の６×２６ワイヤロープであった。ワイヤロープは、ネット幅の全体にわたって上下に編まれ、それぞれの位置においては、３つの１９ｍｍ（０．８ｉｎ）のケーブルクランプによって上部及び下部の水平ワイヤストランド部材に取り付けられ、また、ロープが中央ストランドと交差する箇所においては、一つの３２ｍｍ（１．３ｉｎ）の変形ケーブルクランプによって取り付けられた。上部及び下部のストランドの端部には、Ｐｒｅｆｏｒｍｅｄ Ｌｉｎｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（商標）の１．８ｍ（６．０ｆｔ）のＢｉｇ Ｇｒｉｐ Ｄｅａｄ Ｅｎｄｓが取り付けられた。ネットは、一方の側が、上部及び下部の水平ストランドの位置において、３２ｍｍ（１．３ｉｎ）×４５７ｍｍ（１８ｉｎ）のターンバックル及び１９ｍｍ（０．８ｉｎ）のクレビスによって緩衝器に取り付けられた。反対側のネット端部は、上部及び下部の水平ストランドの位置において、１９ｍｍ（０．８ｉｎ）のクレビスによって緩衝器に接続された。

支柱は、回転するアンカーシステム又はヒンジ結合されたアンカーシステムを構成するために、２つの部分の鉄パイプから製造された。支柱のうち埋め込まれてしっかりと固定される内部部分は、ＯＤ３０５ｍｍ（１２．０ｉｎ）、肉厚２５ｍｍ（１．０ｉｎ）×１３７２ｍｍ（５４．０ｉｎ）のＡ３６鋼管から製造された。さらに、支持体を構成するために、２つの６ｍｍ（０．２５ｉｎ）の圧延青銅プレートが、それぞれの内部部分に溶接された。道路表面から１５２ｍｍ（６．０ｉｎ）だけ上方にある外部部分を垂直方向に支持するために、厚さ６ｍｍ（０．３ｉｎ）×幅５４ｍｍ（２．１ｉｎ）の鉄シェルフリングが、内部部分の外周に溶接された。内部部分は、２５ｍｍ（１．０ｉｎ）×６８６ｍｍ（２７．０ｉｎ）×６８６ｍｍ（２７．０ｉｎ）の鉄板に隅肉溶接され、１６個の２５ｍｍ（１．０ｉｎ）の機械的アンカーを埋め込むことによってしっかりと固定された。外部部分は、ＯＤ３８１ｍｍ（１５．０ｉｎ）、肉厚１９ｍｍ（０．８ｉｎ）×１３７２ｍｍ（５４．０ｉｎ）のＡ３６鋼管から製造された。

液圧緩衝器シリンダは、全長が２．９ｍ（９．６ｆｔ）であった。有効ピストンストロークは、２．４ｍ（８．０ｆｔ）であった。

この特定の実施の形態は、地面の中へ引っ込める能力を有するものではないが、ネット及び／又は支柱を部分的に又は完全に地面の中へ引っ込めるのを可能にする様々な手段がこの実施の形態及びその他の実施の形態において使用されてもよいことが分かる。例えば、上述した垂直方向に摺動することのできる支持スリーブは、ネットを地面の中へ引っ込めるのを可能にするために選択することのできる手段の一つである。別の選択可能な手段は、支柱の全体又は一部分を、例えば、垂直方向に引っ込めるものであってもよく、あるいは、水平軸を中心にして回転させることによって引っ込めるものであってもよい。

Claims (61)

1. 支柱と、
   緩衝器と、
   少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは前記緩衝器が伸長するのを防止する固定機構と、
   を備えたエネルギー吸収システム。
2. 前記支柱が、垂直軸を固定するための固定手段であり、
   前記緩衝器が、前記固定手段に接続された衝撃吸収手段であり、引張力を吸収し、かつ、前記垂直軸を中心にして回転し、
   前記固定機構が、前記衝撃吸収手段に接続されたしきい値力固定手段であり、前記少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは前記衝撃吸収手段が伸長するのを防止する、
   請求項１に記載のエネルギー吸収システム。
3. 前記衝撃吸収手段が、前記垂直軸に平行な方向へ直線移動することができる、請求項２に記載のエネルギー吸収システム。
4. 前記衝撃吸収手段が、前記垂直軸に対して実質的に直角をなす方向へ伸長することができる、請求項２に記載のエネルギー吸収システム。
5. 前記衝撃吸収手段が、前記垂直軸に対して実質的に直角をなす方向へ伸長することができる、請求項３に記載のエネルギー吸収システム。
6. 前記衝撃吸収手段が、前記固定手段を中心にして回転する回転手段に接続された、請求項２に記載のエネルギー吸収システム。
7. 前記衝撃吸収手段が、５０，０００ポンドの抵抗力を有する、請求項２に記載のエネルギー吸収システム。
8. 前記衝撃吸収手段が、１２インチのストロークを有する、請求項７に記載のエネルギー吸収システム。
9. 前記衝撃吸収手段が、５，０００ポンドの戻り力を備えたアキュムレータを有する、請求項７に記載のエネルギー吸収システム。
10. 前記衝撃吸収手段が、２０，０００ポンドの抵抗力を有する、請求項９に記載のエネルギー吸収システム。
11. 前記衝撃吸収手段が、４フィートのストロークを有する、請求項１０に記載のエネルギー吸収システム。
12. 前記衝撃吸収手段が、５，０００ポンドの戻り力を備えたアキュムレータを有する、請求項１１に記載のエネルギー吸収システム。
13. 前記回転手段が、前記固定手段に取り付けられた、請求項６に記載のエネルギー吸収システム。
14. 前記回転手段が、支持スリーブを備えた、請求項６に記載のエネルギー吸収システム。
15. 前記衝撃吸収手段に作用するトルクによる変形を阻止するために、前記衝撃吸収手段の構造強度を増大させるトルク保護手段をさらに備えた、請求項２に記載のエネルギー吸収システム。
16. 前記衝撃吸収手段に作用するトルクによる変形を阻止するために、前記衝撃吸収手段の構造強度を増大させるトルク保護手段をさらに備えた、請求項６に記載のエネルギー吸収システム。
17. 力を吸収するために、かつ、力を前記衝撃吸収手段に伝達し、そして、前記衝撃吸収手段を介して前記支持手段に伝達するために、前記衝撃吸収手段に接続された制止手段を備えた、請求項２に記載のエネルギー吸収システム。
18. 力を吸収するために、かつ、力を前記衝撃吸収手段に伝達し、そして、前記衝撃吸収手段を介して前記支持手段に伝達するために、前記衝撃吸収手段に接続された制止手段を備えた、請求項６に記載のエネルギー吸収システム。
19. 前記制止手段が、制止ネット手段を備えた、請求項１８に記載のエネルギー吸収システム。
20. 前記制止手段が、馬蹄形ケーブルを備えた、請求項１８に記載のエネルギー吸収システム。
21. 前記制止手段が、山、谷及び中間点を有する垂直振幅を備えた波形でもって実質的に水平に延びるケーブルを備え、波の中間点の接線が、山及び谷の接線に対して少なくとも９０°の角度を有する、請求項１８に記載のエネルギー吸収システム。
22. 前記衝撃吸収手段に作用するトルクによる変形を阻止するために、前記衝撃吸収手段の構造強度を増大させるトルク保護手段と、
    力を吸収するために、かつ、力を前記衝撃吸収手段に伝達し、そして、前記衝撃吸収手段を介して前記支持手段に伝達するために、前記衝撃吸収手段に接続された制止手段と、 をさらに備えた、請求項６に記載のエネルギー吸収システム。
23. 前記支柱の前記軸を中心にして回転することのできる支持スリーブであって、前記緩衝器が、前記スリーブに接続された支持スリーブと、
    少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは前記緩衝器が伸長するのを防止する、前記緩衝器に接続された剪断ピンと、
    を備えた、請求項１に記載のエネルギー吸収システム。
24. 前記支柱が固定されるバンカーをさらに備えた、請求項２３に記載のエネルギー吸収システム。
25. 基礎及び前記基礎の中に埋め込まれたパイプをさらに備えた、請求項２３に記載のエネルギー吸収システム。
26. 前記緩衝器が、液圧緩衝器である、請求項２３に記載のエネルギー吸収システム。
27. 前記最小しきい値力が、約３，０００ポンドから約１５，０００ポンドまでの範囲にある、請求項２３に記載のエネルギー吸収システム。
28. 前記最小しきい値力が、約５，０００ポンドから約１０，０００ポンドまでの範囲にある、請求項２３に記載のエネルギー吸収システム。
29. 前記緩衝器が、アルミニウム及び鋼からなるグループから選択された材料からなるトルク保護スリーブを備えた、請求項２３に記載のエネルギー吸収システム。
30. 車輪と、支柱上の少なくとも２つの緩衝器間に存在するクロスバーとをさらに備え、前記緩衝器を支持する、請求項２３に記載のエネルギー吸収システム。
31. 前記支柱の前記軸を中心にして回転することのできる支持スリーブであって、前記緩衝器が、前記スリーブに接続された支持スリーブと、
    前記緩衝器に接続された制止ネットと、
    少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは前記緩衝器が伸長するのを防止する、前記緩衝器に接続された剪断ピンと、
    を備えた、請求項１に記載のエネルギー吸収システム。
32. 静的状態にある前記制止ネットが、前記緩衝器に静的引張力を加え、前記最小しきい値力が、前記静的引張力よりも大きい、請求項３１に記載のエネルギー吸収システム。
33. 前記緩衝器に取り付けられたトルク保護スリーブをさらに備えた、請求項３１に記載のエネルギー吸収システム。
34. 前記ネットが、道路を横断して延び、かつ、地面の中へ引っ込めることができる、請求項３１に記載のエネルギー吸収システム。
35. 前記ネットが、鉄道線路の近くにあり、かつ、鉄道線路にほぼ平行である、請求項３１に記載のエネルギー吸収システム。
36. 前記ネットが、馬蹄形ケーブルを備えた、請求項３１に記載のエネルギー吸収システム。
37. 前記馬蹄形ケーブルが、ワイヤロープからなる、請求項３６に記載のエネルギー吸収システム。
38. 前記馬蹄形ケーブルが、実質的に１本のケーブルである、請求項３７に記載のエネルギー吸収システム。
39. 前記制止ネットが、山、谷及び中間点を有する垂直振幅を備えた波形でもって実質的に水平に延びるケーブルを備え、波の中間点の接線が、山及び谷の接線に対して少なくとも９０°の角度を有する、請求項３１に記載のエネルギー吸収システム。
40. 制止ネットであって、
    上部、中央部及び下部の水平に延びる構造ケーブルと、
    前記水平に延びる構造ケーブルに沿って延び、かつ、前記水平に延びる構造ケーブル間に延びる馬蹄形ケーブルと、
    を備えた制止ネット。
41. 前記構造ケーブルが、ワイヤストランドからなる、請求項４０に記載の制止ネット。
42. 前記上部の構造ケーブル及び前記下部の構造ケーブルが、ワイヤストランドからなり、前記中央部の水平ケーブルが、ワイヤロープからなる、請求項４０に記載の制止ネット。
43. 前記馬蹄形ケーブルが、ワイヤロープからなる、請求項４０に記載の制止ネット。
44. 前記上部の構造ケーブル及び前記下部の構造ケーブルが、ワイヤストランドからなり、前記中央部の水平ケーブルが、ワイヤロープからなり、前記馬蹄形ケーブルが、ワイヤロープからなる、請求項４０に記載の制止ネット。
45. 前記馬蹄形ケーブルが、ワイヤロープケーブルクランプによって、前記構造ケーブルに固定された、請求項４４に記載の制止ネット。
46. 前記馬蹄形ケーブルが、山、谷及び中間点を有する垂直振幅を備えた波形でもって、前記水平に延びる構造ケーブルに沿って延び、かつ、波の中間点の接線が、山及び谷の接線に対して少なくとも９０°の角度を有する、請求項４０に記載の制止ネット。
47. 前記構造ケーブルが、ワイヤストランドからなる、請求項４６に記載の制止ネット。
48. 前記上部の構造ケーブル及び前記下部の構造ケーブルが、ワイヤストランドからなり、前記中央部の水平ケーブルが、ワイヤロープからなる、請求項４６に記載の制止ネット。
49. 前記馬蹄形ケーブルが、ワイヤロープからなる、請求項４６に記載の制止ネット。
50. 前記上部の構造ケーブル及び前記下部の構造ケーブルが、ワイヤストランドからなり、前記中央部の水平ケーブルが、ワイヤロープからなり、前記馬蹄形ケーブルが、ワイヤロープからなる、請求項４６に記載の制止ネット。
51. 前記馬蹄形ケーブルが、ワイヤロープケーブルクランプによって、前記構造ケーブルに固定された、請求項５０に記載の制止ネット。
52. 踏切安全システムにおいて、鉄道線路と交差する道路のそれぞれの側に設置された、請求項１に記載のエネルギー吸収システムにおいて、
    自動車が前記鉄道線路を横断するのを制止するための、地面の中へ引っ込めることのできる制止手段であって、前記道路のそれぞれの側に存在する前記エネルギー吸収システム間に前記道路を横断して延びる制止手段と、
    前記制止手段に加えられた力を吸収するための衝撃吸収手段であって、前記垂直軸を中心にして回転するように前記固定手段に取り付けられた衝撃吸収手段と、
    少なくとも最小しきい値力に等しい引張力が作用するまでは前記緩衝器が伸長するのを防止する、前記緩衝器に接続されたしきい値力固定機構と、をさらに備え、
    前記制止手段が、馬蹄形ケーブルを備えた、
    エネルギー吸収システム。
53. 前記システムの少なくとも一部分を地面の中へ引っ込めるための手段をさらに備えた、請求項１に記載のエネルギー吸収システム。
54. 前記引っ込めるための手段が、前記支柱上を垂直方向に摺動することのできる支持スリーブをさらに備え、前記緩衝器が、前記スリーブに接続された、請求項５３に記載のエネルギー吸収システム。
55. 前記支柱の少なくとも一部分を地面の中へ引っ込めるための手段をさらに備えた、請求項１に記載のエネルギー吸収システム。
56. 前記支柱の少なくとも一部分が、地面の中へ引っ込むことができる、請求項１に記載のエネルギー吸収システム。
57. 前記支柱の少なくとも一部分が、地面の中へ垂直方向に引っ込むことができる、請求項５６に記載のエネルギー吸収システム。
58. 前記支柱の少なくとも一部分が、水平軸を中心にして回転することによって、地面の中へ引っ込むことができる、請求項５６に記載のエネルギー吸収システム。
59. 前記支柱上を垂直方向に摺動することのできる支持スリーブをさらに備え、前記緩衝器が、前記スリーブに接続された、請求項１に記載のエネルギー吸収システム。
60. 前記支柱の前記軸を中心にして回転することのできる支持スリーブであって、前記緩衝器が、前記スリーブに接続された、液圧装置であり、かつ、それが圧縮された状態にある支持スリーブと、
    前記緩衝器に接続された、地面の中へ引っ込むことのできる制止ネットと、をさらに備え、
    最小しきい値力が、静的状態において前記制止ネットによって前記緩衝器に加えられる静的引張力よりも大きく、
    前記最小しきい値力が、自動車が相当な速度で前記ネットに衝突したときに前記ネットが前記緩衝器に加える動的引張力よりも小さい、
    請求項１に記載のエネルギー吸収システム。
61. 前記支持スリーブが、前記支柱の軸に沿って垂直方向に摺動することができる、請求項６０に記載のエネルギー吸収システム。

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