JP2018053713A - 用途にエネルギー吸収を含むがそれには限定されない、安定化された骨材、その他の材料及び構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】車両停止をもたらすためのエネルギー吸収材を提供する。【解決手段】滑走路の表面に沿って移動する航空機を拘束するためのエネルギー吸収材は、変形してエネルギーを吸収するように構成された骨材１４と、ベッド１０を形成するように前記骨材の位置を安定させる安定化手段とを備える。前記骨材はばらばらの粒子から構成された骨材であり、前記安定化手段はネットを含み、前記ばらばらの粒子から構成された骨材は、前記ネットによって覆われており、１つ又は複数のアンカー２２が前記ネットを前記ばらばらの粒子から構成された骨材に対して位置固定する。【選択図】図１

Description

＜関連出願情報＞
本願は、２０１２年９月６日付で出願された米国特許出願第１３／６０４，７８７号による優先権を主張し、その開示を参照により援用して本文に組み入れる。

本発明は、骨材（集合体、砕石）、材料、及びその他の構造体に関し、より具体的には、限定はされないが、骨材、材料又はその他の構造体を用いてエネルギーを吸収させ、その結果車両を停止させる車両停止システムに関する。

本件出願人によって所有されているアレン（Ａｌｌｅｎ）らの米国特許第７，５９７，５０２号（アレン特許）は、車両停止を補助するためにセラミック又はフェノール樹脂の発泡体、又は多泡コンクリート（多孔質コンクリート）などの圧縮材料を用いることを開示している。この圧縮材料は、所望に応じて、特定の圧縮傾斜強度を有するブロック又はベッドの形状を有して形成されてよい。織物、フィルム、又はその他の包装材料でこれらブロックの各々の少なくとも一部分を囲んでよい。ここで「（この包装材料の）基本的な機能は非緊急状態においては」ブロックの「構造統合性（まとまり）の維持を補助することであるが、その一方で車両停止に際しては断裂、破壊（破砕）又はその他の部分的もしくは完全な崩壊をうける」。アレン特許の第４欄、１１行、４３〜４８行を参照されたい。

ナルモ（Ｎａｒｍｏ）の米国特許出願公開第２０１２／００５７９３１号（ナルモ出願）は、同様に、気泡ガラスの骨材を車両停止のために用いる事を開示している。ナルモ出願のシステムは、気泡ガラスの骨材が充填された複数のベッド、及び「上部カバー（単数又は複数）」を含む。ナルモ出願で定義されているように、「上部カバー」は「気泡ガラス骨材の集合体が、空中に浮遊する粒子によって汚染又は充填されること、集合体で植物が成長すること、又は気泡ガラス骨材の集合体の性能を（妨げる）その他の環境による影響を受けることを防止するであろう任意のカバー」を含む。ナルモ出願の２頁、第２欄、段落[００２８]を参照されたい。

ナルモ出願の任意の「上部カバー」が、それと対応する骨材のベッドの構造統合性（まとまり）を維持するのに十分であるか否かは不明である。したがって本発明は、（限定はされないが）特にガラス又はその他の骨材が用いられる場合にベッドの統合性（まとまり）を維持するための、部分的又は完全な「包装」及びその他の解決策を提供する。非限定的な例として、塑造可能であって、集めてベッド形状に組み立てることが可能なバッグが塊状の粒子を収容し得る。代替的に、粒子は接着剤又はその他の結合剤中に埋め込まれてよく、箱に入れられてよく、又は、屋根、天井もしくはその他の構造体に固定されてよい。

本発明の少なくとも一つの形態は、ジオテキスタイル（地盤用シート）のカバー及び略垂直に延在する固定材（アンカー）を含んでよい。この実施形態において、気泡ガラス又はその他の材料の粒子は、完全に又は部分的に、例えばメッシュ状又はネット状のジオテキスタイルカバーで覆われたベッドを形成してよい。
適切であれば、垂直ロッド又はその他の構造体が、ベッドの土台又はその他の場所にカバーを連結するアンカーとして機能してよい。このようなアンカーは車両停止を過度に妨げないように、破砕可能又は変形可能な材料で作成され得る。

本発明のその他の形態において、粒子の少なくともいくらかは、箱の内部又はバッグ（塑造可能であってもそうでなくてもよい）の内部に配置されてよい。もしもバッグがカバー及びベッドの土台に接着又は取り付けられる場合には、バッグ自体が、ロッド又はその他の構造体に代わって又はそれらに加えて、カバーの固定を支援してよい。好ましいバッグはオープンネット、脆弱材料などで形成されてよいが、これらに代えてその他の種類の材料を用いてもよい。

バッグに入れられるか否かにかかわらず、骨材（集合体）は小区画（キュービクル）、又は床及び所望に応じて直立壁を有するその他の構造体の中に配置されてよい。本発明の少なくともいくつかの実施形態において、壁の上端部を折り曲げて、カバーへの取付を容易にする突縁（フランジ）を創出してもよい。このような構造体は、１８０度向きを変えられて（すなわち、上下逆向きにされて）、フランジが土台に取り付けられてよい。いくつかの場合において、骨材はキュービクル又はその他の構造体の床に接着されてよい。

代替的に又は追加的に、ばらばらの（まとめられていない）骨材を接着剤又は結合剤と混合して、レンガ（ブリック、レンガ状ブロック）又はその他の一体化された単位（ユニット）を形成してもよい。そのような接着剤は非セメント質であることが望ましく、現在望ましい結合剤は化学結合リン酸塩セラミック（ＣＢＰＣ）、アスファルト、又は、フライアッシュ、スラグ、ガラス粉などの充填成分を備えるポリマー混合物（例えば、エポキシなど）を含む。これらのユニットの大きさ及び形状は、良好な設置のために必要に応じて変更されてよく、これらのユニットはベッドの一部分として間隙を設けて又は設けずに積層されてよく、隣接するユニット同士は互いに接着又は取り付けられてよいが、必ずしもそうされる必要は無い。選択的に（オプションとして）、これらのユニットも同様に、キュービクル又はその他の構造体の中に配置されてよく、キュービクル又はその他の構造体の床に接着されてよい。

さらに、ばらばらの骨材と結合剤をそのように混合することは、適切であれば現場で行われてもよい。この種の「現場打ち」技術は、現場で混合が行われるとともに、混合物が直ちに（例えばスラリーとして）ベッドに流し込まれるため、ベッドの形成をはかどらせることが出来るであろう。その後、流し込まれた混合物はベッドの内部で固まる（硬化する）であろう。打ち込みは単数又は複数の層において行われてよく、織物又はその他の層間仕切りを用いても用いなくてもよい。

代替的な変形可能な材料として、気泡ガラスの代わりに、その他の種類の連続気泡（気孔）性セラミック又は独立気泡（気孔）性セラミックが挙げられる。必要に応じて、例えば遮水性材料（又は耐水性材料）を連続気泡性セラミックを含む構造体に塗膜するか、或いはその他の方法を用いて、遮水性材料（又は耐水性材料）で連続気泡性セラミックを含む材料を被膜してもよい。そのような塗膜自体の一つは、非多孔性セラミックであってよい。代替的に、その他の塗膜又は被覆を用いてもよい。さらに別の変形可能な材料は、軽量気泡コンクリート（ＡＡＣ）、リン酸塩結合多孔性複合材、アルカリ賦活多孔性フライアッシュ、又は多孔性ポリマーであってよいか、もしくはこれらを含んでよい。

特定の寒冷気候地においては、加熱素子、流路、導管、又は通気口を含む、太陽エネルギー又はその他のエネルギーで動く加熱システムがベッドに含まれてよいか、又はベッドに隣接して備えられてよい。ジェット機が運航しない（従って、ベッドはジェット噴射を受けないであろう）空港用としては、ばらばらの又はバッグに入れられた骨材もしくはその他の材料を、被覆無しで用いてもよく、又は低強度のネットもしくは塗膜とともに用いてもよい。代替的に、骨材又はその他の材料は、実質上は滑走路の延長部として、アスファルトで覆われてよい。ただし、この場合のアスファルトの強度は、必要に応じて車両停止を実行する補助となるべく十分に低い。ベッドは自己排水式であるか又は排水用配管もしくはトンネルを含んでよく、必要に応じて伸縮継手を含んでよい。

したがって、本発明のオプションであり限定的ではない目的は、エネルギー吸収材及び構造体を提供することである。

本発明のオプションであり限定的でないその他の目的は、車両停止をもたらすための材料及び構造体を提供することである。

また、本発明のオプションであり限定的でない目的は、骨材がエネルギー吸収材として用いられる場合にベッドの統合性（まとまり）を維持するための「包装」及びその他の解決策を提供することである。

本発明のオプションであり限定的でないさらなる目的は、エネルギー吸収材を現場で打ち込む（流し込む）ための技術を提供することである。

さらに、本発明のオプションであり限定的でない目的は、エネルギー吸収材のための支持体、キュービクル、又はその他の構造体を提供することである。

本発明のその他の目的、特徴、及び利点は、当業者が本出願の以下の記載及び図面を参照することによって明らかになるであろう。

図１は、本発明の例示的なベッドの模式図である。 図２は、本発明の例示的なベッドの模式図である。 図３は、本発明のベッドの例示的な構成部品の原寸模型を描いたものである。図３Ａは、図３に示されたものと同様なベッドの例示的な構成部品の斜視図である。図３Ｂは、図３Ａのベッドの構成部品の断面図である。 図４は、本発明のベッドの例示的な構成部品の原寸模型を描いたものである。図４Ａは、図４に示されたものと同様なベッドの構成部品の断面図である。 図５は、本発明のベッドの例示的な構成部品の模式図である。 図６は、結合剤により接着されるか又は支持体に接着されてユニットを形成する、例示的なばらばらの材料を示す。図６Ａは、図６と同様の趣旨の別図面である。 図７は、結合剤で接着されてキュービクル内に配置される例示的なばらばらの材料を示す。図７Ａは、図７と同趣旨の別図面である。 図８Ａ及び８Ｂは、上部被覆又は塗膜（のみ）を含むユニット（図８Ａ）、上部並びに側部の被覆又は塗膜を含むユニット（図８Ｂ）をそれぞれ示す模式図である。 図９は本発明の第３の例示的なベッドの模式図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の例示的なベッドの模式的な上面図（図１０Ａ）及び模式的な平面図（図１０Ｂ）である。 図１１Ａは、材料を現場で流し込むための例示的な技術の模式図である。 図１１Ｂは、材料を現場で流し込むための例示的な技術の模式図である。 図１２は、材料を現場で流し込むための例示的な技術の模式図である。 図１３は、材料を現場で流し込むための例示的な技術の模式図である。 図１４Ａ〜１４Ｃは、本発明のベッドの例示的な構成部品の模式図である。

図１は本発明の例示的なベッド１０を模式的に示す。本文に記載されるベッド１０及びその他の任意のベッドは、地上、地中、又は所望に応じて地上及び地中の両方に延在してよい。図１には地面又は地表Ｓが示されており、ベッド１０の少なくとも一部が地表Ｓの上部に延在している。もしもベッド１０が（少なくとも主に）固定翼航空機の停止をもたらすために設計されている場合には、有利なことに地表Ｓは滑走路又は誘導路とし得る。

ベッド１０は少なくとも、変形可能な材料１４、屋根又はカバー１８、及びアンカー２２を含んでよい。材料１４は、ナルモ出願に従い気泡ガラス粒子の形態の骨材（集合体）であってよく又は気泡ガラス粒子の形態の骨材を含んでよい。代替的に又は付加的に、材料１４はその他の永久的に変形可能な材料もしくは一時的に変形可能な材料であってよく、又はその他の永久的に変形可能な材料もしくは一時的に変形可能な材料を含んでよい。材料１４は、米国連邦航空局のガイドラインに従い、（着火しても）火を維持しないことが有利である。

カバー１８が無い場合、ベッド１０を形成する少なくともいくらかの材料１４は、ジェット噴射、風、又は材料１４を散逸させ得るその他の条件に晒される可能性がある。したがって、カバー１８は、地表又は地表よりも上部に存在する材料１４を拘束するために機能し得る。カバー１８は、停止対象としての車両の重みを受けた時に変形可能であることが有利であり、カバー１８の現在好ましいとされているが限定はされない形態は、材料１４を形成するばらばらの粒子の大半よりも編み目（メッシュ）が小さいプラスチック製のネットなどのジオテキスタイルであろう。

１つ以上のアンカー２２が、材料１４に対してカバー１８を所定位置に固定する働きを行ってもよい。アンカー２２はカバー１８に取り付けられるか又は接着されて、ベッド１０を貫通して地面又はベッド１０を支持するその他の土台へと略垂直に延在し、カバー１８を土台に係留し得る。図１４Ａ〜１４Ｃに示されているように、採用される可能性のあるアンカー２２のいくつかは、複数のプラスチックパイプ２６と、オプションとして迅速離脱の又は壊れやすい連結部３０及びディスク３４を備えてよい。パイプ２６は、停止対象としての車両の重みを受けたときに車両停止を妨げないように変形することが好ましい。一方ディスク３４がもしも備えられている場合には、ディスク３４は、アンカー２２が振動又はその他の力によって骨材の内部で動かないように、アンカー２２の安定化を補助し得る。

図２は本発明の代替的なベッド１００を示す。ベッド１０と同様に、ベッド１００は材料１４とカバー１８とを含んでよい。同様に、ベッド１００は所望であればアンカー２２を含んでよい。しかしながらベッド１００は、ベッド１０とは異なり、ばらばらの骨材の代わりに又はそれらに加えて、バッグ３８、箱、又はその他の材料１４の収納容器を含んでよい。このように材料１４を収容することで、材料１４の滑りその他の所望されない動きが低減されるであろう。さらに、もしもこれらのバッグ３８がベッド１００の土台からカバー１８へと延在する場合、バック３８は、図２に示されるように、追加の又は代替的なアンカーとして土台及びカバー１８に接着又は取り付けられてよい。図２はバッグ３８の各々がベッド１００の高さまで延在するものとして示しているが、代わりに複数のより短いバック３８を一つに連結してベッド１００の高さにわたって延在させてもよい。

図３は材料１４のための例示的な支持構造体４２の原寸模型の詳細を示す。支持構造は、基部４６及び複数の直立壁５０を含んでよく、これらの直立壁５０は互いに交差して小区画（キュービクル）５４を形成する。材料１４がベッド内で所望されない動きをする機会をさらに減らすため、材料１４のばらばらな骨材をキュービクル５４内に配置してもよい。さらに壁５０は、カバー１８への取り付けを容易にするためフランジ５８を含んでよい。図４は、構造体４２と類似の構造体４２’を示しており、この構造体４２’においては、材料１４はバック３８及びキュービクル５４の両方の内部に収容されている。このバック３８とキュービクル５４の組み合わせが、材料１４がベッド内で所望されない動きをする機会を更に少なくする。

材料１４は、固化により一体化されたレンガ（ブリック）、ブロック、又はユニット６２を形成している混合物、例えば骨材と結合剤の混合物を含んでよい。
代替的に、材料１４は基材６６に糊付け又はその他の方法で接着されて一体化されたユニット６２’を形成してもよい（図６参照）。いずれの状況においても、ユニット６２（又はユニット６２’）はベッドの一部分として積層されてよく、個々のユニット６２（又はユニット６２’）の間には間隙を設けても設けなくてもよい。図５は、間隙を設けて積層されたユニット６２を示す。二列（二層）のユニット６２が図示されているが、二つより大きい又は少ない列数（層数）のユニット６２がベッドに含まれていてもよい。同様に、一様な大きさ及び形状の複数のユニット６２が図５に示されているが、個々のユニット６２の大きさ又は形状（又はその両方）を、隣接する又は近くのユニット６２の大きさ及び形状の一方又は両方と異ならせてもよい。これらのユニット６２はまた、接触点において互いに接着又は取り付けられてよいが、そのような接着又取付けは必須ではない。

図６に示すユニット６２’の一形態において、材料１４は気泡ガラスであることが好ましく、一方で基材６６はアスファルトであることが好ましい。もちろん、当業者はその他の材料が気泡ガラス及びアスファルトの代わりに用いられ得ることを認識するであろう。ユニット６２、６２’であっても、ベッドの統合性（まとまり）を維持するためにさらに拘束されてもよいので、図７において、支持構造体４２’のキュービクル５４内の例示的なユニット６２を示す。

様々な特性を向上するため、ユニット６２又はユニット６２’の上面、側面及び底面のいずれか又はその全てに塗膜を施してもよい（図８Ａ、８Ｂ参照）。特に、耐水性塗膜をユニット６２又はユニット６２’に付加することが有益であろう。このような塗膜はセラミック、プラスチック、又はその他の適切な塗膜とすることも可能であろう。代替的に、上述の材料のウェハをユニット６２、６２’に接着又は取り付けてもよい。さらに、（高密度のものであることが好ましくはあるが）気泡ガラス自体をセラミック塗膜又はウェハとして用いる事も可能であろう。

図９はカバー１８が備えられていない、更に別のベッド２００を示す。むしろ、ベッド２００は、アスファルトを地表Ｓ上に渡って延ばし、材料１４又はバック３８などの材料１４の収納容器をアスファルトに接着することによって形成され得る。カバー１８はこのベッド２００に関しては必要とされないが、それでもなおかつ所望があれば、カバー１８を設けてもよい。

図１０Ａ及び１０Ｂは、ベッド３００を模式的に示す図である。ベッド３００は、材料１４に加えて、ベッド加熱用の要素又は構成部品を含んでもよい。これらの要素又は構成部品は、ベッド３００が寒冷気候地に設置される場合に特に有利である。なぜならば、極限的な温度によってベッド３００の性能特性が影響を受けることが予測されるからである。

任意の種類の加熱（暖房）をベッド３００と共に用い得る。しかしながら、図１０Ａ、１０Ｂは、ベッド３００の非電気的加熱のための、一つの例示的な技術を示している。この技術に従えば、通気口を備えた単数又は複数のパイプ７０が土台に据え付けられるかもしれず、強制（押し込み）温気の供給源７４と連通するかもしれない。強制温気はパイプを通って動く際に（通気口から出て行く温気が上昇する際に）、ベッド３００を土台から上向きに加熱する。温気によって溶かされた積雪及び氷は、次いで下方に移動し、周辺領域の好適な傾斜によってベッド３００の位置する領域から外に出るであろう。もしも材料１４が密封されていない場合には、温気は材料１４の亀裂又は空隙を介してベッド３００から排出されるであろう。対照的に、もしも材料１４が密封されている場合には、温気のための排出口を創出する必要があるかもしれない。

材料１４を、ベッドの形成に先立ってバッグに入れ、箱に入れ、又はその他の方法で収納する代わりに、場合によっては材料１４を現場で流し込んでもよい。図１１Ａ及び１１Ｂ並びに図１２、図１３はいくつかの現場打ち方法を模式的に示しており、例えば材料１４のスラリーがベッドの中に投下されており、又は吹き付けられている。これらの方法のいずれにおいても、材料１４は一体的構造体として固められてよく、複数層に形成されてよく、複数のブロックに形成されてよく、又はその他の方法で形成されてよい。ここで、繊維、織物、その他の材料又は物質が材料１４の一体的構造体、複数層、複数のブロック、その他の中に散在されていてもよく、散在されていなくてもよい。

上記の記載は本発明の実施形態を図示し、説明し、及び記載する目的で提供されたものである。これらの実施形態に対するさらなる改変及び改造は、当業者にとって明らかとなるであろうし、本発明の範囲又は精神から逸脱しない範囲でなされ得る。実際のところ、本出願において特定された実施形態に対する複数の改定を、車両停止システムの一部として用いられる材料を安定化（固定化）するという概念に従って行ってよい。方向及び相対的な位置定めについての用語（例えば、上部、下部、上向き等）は、構成部品同士の絶対的な関係ではなく、むしろ構成部品間の名目上の関係又は好ましい関係を特定するために用いられており、適切に改変してよい。最後に、アレン特許及びナルモ出願は、それらの開示全体を参照により援用して、本文の記載の一部とされる。

Claims (11)

1. 滑走路の表面に沿って移動する航空機を拘束するためのエネルギー吸収材であって、
   （ａ）変形してエネルギーを吸収するように構成された骨材と、
   （ｂ）ベッドを形成するように前記骨材の位置を安定させる安定化手段とを備え、
   前記骨材はばらばらの粒子から構成された骨材であり、
   前記安定化手段はネットを含み、
   前記ばらばらの粒子から構成された骨材は、前記ネットによって覆われており、
   １つ又は複数のアンカーが前記ネットを前記ばらばらの粒子から構成された骨材に対して位置固定するエネルギー吸収材。
2. 前記１つ又は複数のアンカーは、前記ベッドを通って略垂直に延在する請求項１に記載のエネルギー吸収材。
3. 前記１つ又は複数のアンカーの各々は車両停止を過度に妨げないように破砕可能な材料又は変形可能な材料で作成されている請求項１又は２に記載のエネルギー吸収材。
4. 前記１つ又は複数のアンカーの各々は、迅速離脱の又は壊れやすい連結部を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のエネルギー吸収材。
5. 前記ネットはプラスチック材料により形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載のエネルギー吸収材。
6. 前記１つ又は複数のアンカーの少なくとも１つがパイプを備える請求項１〜５のいずれか一項に記載のエネルギー吸収材。
7. 前記ベッドが地盤面の下方へ延びる請求項１〜６のいずれか一項に記載のエネルギー吸収材。
8. 前記骨材は、連続気泡ガラス、独立気泡ガラス、セラミック、リン酸塩結合多孔性複合材、アルカリ賦活多孔性フライアッシュ、多孔性ジオポリマー、及び軽量気泡コンクリートからなる群から選択された少なくとも一つである請求項１〜７のいずれか一項に記載のエネルギー吸収材。
9. さらに、前記骨材を加熱するための加熱手段を備える請求項１〜８のいずれか一項に記載のエネルギー吸収材。
10. 前記加熱手段は強制温気を備える請求項９に記載のエネルギー吸収材。
11. 前記安定化手段は、更に前記骨材を収納するバッグ、箱、又は壁を含む請求項１〜１０のいずれか一項に記載のエネルギー吸収材。

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