JP3292985B2 - 車両衝突時の安全施設用緩衝材 - Google Patents

車両衝突時の安全施設用緩衝材

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JP3292985B2
JP3292985B2 JP17664998A JP17664998A JP3292985B2 JP 3292985 B2 JP3292985 B2 JP 3292985B2 JP 17664998 A JP17664998 A JP 17664998A JP 17664998 A JP17664998 A JP 17664998A JP 3292985 B2 JP3292985 B2 JP 3292985B2
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昌志 佐藤
久志 今野
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大建産業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルや落石覆
工の出入り口の面壁、橋梁端部及び親柱、道路分岐点に
おける施設等の道路施設全般における車両の衝突、接触
時における死亡事故防止を目的とする安全施設用緩衝材
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、一般的に用いられている上記目的
の緩衝材(クッションドラム)は、材質が硬質ポリエチ
レン樹脂製で、内部が空洞の円柱形状であり、緩衝効果
と重量増加を目的に内部には水(寒冷地では不凍液)が
充填されており、上部をネジ付きの蓋で塞ぐ構造となっ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたも
のにあっては、下記のような問題点を有していた。硬質
ポリエチレン樹脂製の緩衝材は、車両の衝突によって容
器の破損や本体の変形によりネジ蓋がはずれ、内部の緩
衝材である水(不凍液)が飛び出すなどの可能性が大き
く、その場合には、緩衝効果はほとんど期待できない。
また、上記緩衝材では車両衝突部のみが局部的に変形す
ることから十分な緩衝効果を得るためには複数の緩衝材
を設置することが必要となるが、設置スペースの関係か
ら困難である。さらに、上記緩衝材は固定されておらず
本体の重さで抵抗する構造であることから、車両の衝突
角度によっては、緩衝材が大きく移動することも考えら
れる。そこで、本発明は、緩衝効果に優れる発泡樹脂体
と衝撃荷重分散層としての剛性体を組み合わせることに
よって、限られた大きさの緩衝材によって効率的に緩衝
効果の得られる車両衝突時の安全施設用緩衝材を提供す
ることを目的とするものである。すなわち、本発明は、
軽量で緩衝効果に優れた発泡樹脂体の内部に、車両衝突
面と平行な状態に衝撃荷重を分散させるための剛性体を
挿入し、緩衝層と衝撃荷重分散層を互層構造とすること
により、上述の目的を達成するようにした。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は下記のようになるものである。すなわち、
本発明のものは、トンネルや落石覆工の出入り口の面
壁、橋梁端部及び親柱、道路分岐点における施設等の前
面に設置される緩衝材において、当該緩衝材を発泡樹脂
体よりなる緩衝層と、この緩衝層の内部に挿入した衝撃
荷重分散層である板状の部材でなる剛性体により構成し
た車両衝突時の安全施設用緩衝材である。
【0005】この場合、下記のように構成することがで
きる。 A.緩衝材は、立方体状に構成された緩衝層である発泡
樹脂体1における内部の中央部に、当該発泡樹脂体1に
おける前面に位置する車両衝突面と平行な状態に衝撃荷
重分散層である板状の部材でなる剛性体2が1層設置さ
れ、全体が表面被覆材3で覆われている。 B.緩衝材は、立方体状に構成された緩衝層である発泡
樹脂体1における内部に、当該発泡樹脂体1における前
面に位置する車両衝突面と平行な状態で衝撃荷重分散層
である板状の部材でなる剛性体2が等間隔をもって前後
に2層設置され、全体が表面被覆材3で覆われている。 C.緩衝材は、立方体状に構成された緩衝層である発泡
樹脂体1における内部の中央部に、当該発泡樹脂体1に
おける前面に位置する車両衝突面に対する衝撃荷重分散
層である板状の部材でなる剛性体2が1層設置され、当
板状の部材でなる剛性体2は車両衝突面に対して平面
凸状の略C状に湾曲するよう構成され、全体が表面被覆
材3で覆われている。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例にもとづき図面を参照して説明する。図1,図2を参
照して、イは本発明の車両衝突時の安全施設用緩衝材で
ある。図中、1は緩衝層である発泡樹脂体(以下、発泡
樹脂体1と云う)、2は衝撃荷重分散層である剛性体
(以下、剛性体2と云う)、3は表面被覆材を示す。立
方体状に構成された発泡樹脂体1における内部の中央部
に、当該発泡樹脂体1における前面に位置する車両衝突
面と平行な状態に剛性体2が1層設置され、全体が表面
被覆材3で覆われている。1Aは剛性体2の前面に位置
する前方の発泡樹脂体、1Bは剛性体2の背面に位置す
る後方の発泡樹脂体を示す。
【0007】図3を参照して、ロは他の実施例の車両衝
突時の安全施設用緩衝材である。立方体状に構成された
発泡樹脂体1における内部に、当該発泡樹脂体1におけ
る前面に位置する車両衝突面と平行な状態で剛性体2が
等間隔をもって前後に2層設置され、全体が表面被覆材
3で覆われている。1Aは剛性体2の前面に位置する前
方の発泡樹脂体、1Bは剛性体2の背面に位置する後方
の発泡樹脂体、1Cは2層設置されている剛性体2の中
央に位置する発泡樹脂体を示す。
【0008】図4を参照して、ハは他の実施例の車両衝
突時の安全施設用緩衝材である。立方体状に構成された
発泡樹脂体1における内部の中央部に、当該発泡樹脂体
1における前面に位置する車両衝突面に対する剛性体2
が1層設置され、当該剛性体2は車両衝突面に対して平
面凸状の略C状に湾曲するよう構成され、発泡樹脂体1
は表面被覆材3で覆われている。1Aは剛性体2の前面
に位置する前方の発泡樹脂体、1Bは剛性体2の背面に
位置する後方の発泡樹脂体を示す。剛性体2を湾曲させ
ることにより、剛性体2を車両衝突時に変形しにくくし
たものであり、より大きな衝撃荷重の分散効果と車両が
斜めから衝突する場合にも大きな緩衝効果を期待したも
のである。
【0009】A.本発明の安全施設用緩衝材イ,ロ,ハ
における積層順序は、発泡樹脂体1、剛性体2、発泡樹
脂体1の順である。この場合、剛性体2は複層としても
良いが必ず発泡樹脂体1との積層構造とするものであ
る。 B.本発明の安全施設用緩衝材イ,ロ,ハは、車両衝突
面側の発泡樹脂体1によって衝撃荷重を緩和し、剛性体
2によって緩和された衝撃荷重を剛性体2の背後の発泡
樹脂体1に広く分散し、さらに緩衝層の発泡樹脂体によ
って緩和させるものである。 C.発泡樹脂体1は、軽量で緩衝効果の大きい材料、例
えば発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン、発泡ウレタ
ン...を用いる。また、同様な緩衝効果の期待できる
発泡ゴム系の材料を用いることもできる。 D.剛性体2は、衝撃荷重を分散することのできる材料
で、例えば厚さ0.8mm〜2.3mm程度の波形鋼板
を用いる。また、上記波形鋼板と同程度の曲げ剛性を有
する鋼板、樹脂板、硬質ゴム板等を用いることもでき
る。 E.発泡樹脂体1、剛性体2、発泡樹脂体1の個々でな
く、ブロック状に積層されている全体の表面は、車両衝
突時に緩衝材が膨張することを拘束する目的や、材料の
劣化防止、飛散防止の目的で表面被覆材3に覆われてい
る。表面被覆材3は、車両衝突時の緩衝材の変形に追随
できる剛性を有する材料で、例えば厚さ2mm〜5mm
程度の樹脂吹付け材を用いる。また、炭素繊維やアラミ
ド繊維等の連続繊維を用いることもできる。 F.本発明の安全施設用緩衝材イ,ロ,ハの形状寸法
は、1辺が1m〜2mの立方体が好ましいが、角を丸め
たり、衝突面を曲面とすることもできる。
【0010】この緩衝材イ,ロ,ハは、構造体4に固定
でき反力を取れる構造とする。すなわち、例えば図1を
参照して、安全施設用緩衝材イにおける発泡樹脂体1の
背面部分に取付け用フレーム5を添着し、これを構造体
4側に設けた金物4Aに係止固定するよう構成すること
ができる。
【0011】ハ1は、衝突面を曲面とした場合の安全施
設用緩衝材で、発泡樹脂体1を立方体における正面から
左側面にかけて車両衝突面としての曲面Rを形成して構
成された発泡樹脂体1の内部に、曲面Rに沿うように湾
曲された剛性体2が設置され、全体が表面被覆材3で覆
われている。このような安全施設用緩衝材ハ1を高欄6
に取付ける場合は、発泡樹脂体1の背面部分に高欄6の
端部6Aを嵌合するくぼみハ11を形成しておき、この
くぼみを高欄6の端部に装着し、事前に高欄側に挿入さ
れた固定材1B1に固定ボルト1Bで固定するよう構成
されている。
【0012】
【実施例】さらに、以下のような条件で実験した結果、
極めて良好な結果が得られた。 A.図8に示すような実験設備7を野外に設置して本発
明の緩衝材の緩衝効果を車両衝突実験によって確認し
た。 B.図8において、7Aは車両、7Bは重量2トンの重
錘、7Cは車両走行のガイドレールおよびガイドレール
の支持材として使用したH形鋼、7Dは車両が緩衝材に
衝突する際の速度を測定するための光電管、7Eは緩衝
材、7Fはコンクリートブロックの反力体、7Gは滑
車、7Hはワイヤーロープ、7Iは脱着装置を示してい
る。車両7Aの前面に固定されたワイヤーロープ7H
は、緩衝材7Eの下部にある滑車7Gを介して車両後方
の重錘7Bに接続されている。ワイヤーロープ7Hには
重錘7Bが落下しようとする力が常に作用しており、脱
着装置7Iを切り離すことによって、重錘7Bは落下を
開始し、車両7Aはワイヤーロープ7Hに引っ張られて
緩衝材7Eに衝突する。衝突速度は、重錘7Bの落下高
さを変えることで調節した。図9において、7A1は加
速度計である。 C.実験に使用した緩衝材は、図3に示す構造のもの
で、形状寸法は1辺が1mの立方体、内部の発泡樹脂体
は密度が24kgf/m3 の発泡スチロールであり、剛
性体は厚さ1.6mmの波形鋼板、表面被覆材は厚さ3
mmの吹付けウレタン樹脂である。この緩衝材を供試体
として図8の実験設備において行った実験(実験1)、
緩衝材を設備せず車両を直接コンクリートブロックの反
力体7Fに衝突させた実験(比較実験1)および現在一
般的に使用されているクッションドラムを用いた実験
(比較実験2)を実施し、車両の加速度および車両の変
形量を測定した。表1に実験結果を示す。
【0013】
【表1】
【0014】表1の結果より、本発明の緩衝材の緩衝効
果を考察すると、クッションドラムを使用した比較実験
2では、クッションドラムが円柱形状をしていることか
ら、車両とクッションドラムの衝突部分が局部的に変形
し、車両の変形量が比較実験1の場合よりも大きくなっ
ている。本発明の緩衝材ロを使用した実験1では、衝突
速度が比較実験1,2よりも速いにもかかわらず、車両
変形量は比較実験1の72%,比較実験2の47%と小
さくなっている。
【0015】
【発明の効果】本発明は、上述の通り構成されているの
で次に記載する効果を奏する。 1.このことから、本発明の緩衝材を使用することによ
って、緩衝材を使用しない場合やクッションドラムを使
用する場合よりも車両衝突時の変形量が小さく、運転者
がハンドル等に挟まれる等の可能性がより小さくなる。 2.また、車両の最大加速度についても本発明による緩
衝材が最も小さく、車両衝突時に作用する衝撃荷重の低
減効果に優れていることが判る。 3.このほか、比較的安価に製造でき、部品点数が少な
いので組立が容易であり経済的であるなどの効果をも有
するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1部を切欠いた分解斜視図である。
【図2】本発明の使用状態を示す1部を切欠いた平面図
である。
【図3】本発明の他の実施例の使用状態を示す1部を切
欠いた平面図である。
【図4】本発明の他の実施例の使用状態を示す1部を切
欠いた平面図である。
【図5】高欄に使用した場合の要部拡大斜視図である。
【図6】同上の1部を切欠いた要部拡大分解斜視図であ
る。
【図7】A−A線断面図である。
【図8】実験設備の略図的側面図である。
【図9】車両における測定器の取付け位置を示す平面図
である。
【符号の説明】
イ 車両衝突時の安全施設用緩衝材 ロ 車両衝突時の安全施設用緩衝材 ハ 車両衝突時の安全施設用緩衝材 1 発泡樹脂体 2 剛性体 3 表面被覆材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−61746(JP,A) 特開 平10−338912(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E01F 15/00 E01F 1/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネルや落石覆工の出入り口の面壁、
    橋梁端部及び親柱、道路分岐点における施設等の前面に
    設置される緩衝材において、当該緩衝材を発泡樹脂体よ
    りなる緩衝層と、この緩衝層の内部に挿入した衝撃荷重
    分散層である板状の部材でなる剛性体により構成したこ
    とを特徴とする車両衝突時の安全施設用緩衝材。
  2. 【請求項2】 緩衝材は、立方体状に構成された緩衝層
    である発泡樹脂体(1)における内部の中央部に、当該
    発泡樹脂体(1)における前面に位置する車両衝突面と
    平行な状態に衝撃荷重分散層である板状の部材でなる
    性体(2)が1層設置され、全体が表面被覆材(3)で
    覆われている請求項1記載の車両衝突時の安全施設用緩
    衝材。
  3. 【請求項3】 緩衝材は、立方体状に構成された緩衝層
    である発泡樹脂体(1)における内部に、当該発泡樹脂
    体(1)における前面に位置する車両衝突面と平行な状
    態で衝撃荷重分散層である板状の部材でなる剛性体
    (2)が等間隔をもって前後に2層設置され、全体が表
    面被覆材(3)で覆われている請求項1記載の車両衝突
    時の安全施設用緩衝材。
  4. 【請求項4】 緩衝材は、立方体状に構成された緩衝層
    である発泡樹脂体(1)における内部の中央部に、当該
    発泡樹脂体(1)における前面に位置する車両衝突面に
    対する衝撃荷重分散層である板状の部材でなる剛性体
    (2)が1層設置され、当該板状の部材でなる剛性体
    (2)は車両衝突面に対して平面凸状の略C状に湾曲す
    るよう構成され、全体が表面被覆材(3)で覆われてい
    る請求項1記載の車両衝突時の安全施設用緩衝材。
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