JP5932767B2 - 車両用エネルギー吸収緩衝体及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に車両障害物に関し、詳細には、衝突する車両のエネルギーを非致死的に吸収できる車両障害物に関する。

幹線道路沿いのコンクリート壁、料金所、トンネルの入り口、橋などの障害物の直前には、通常、ハイウェー衝突緩衝体などのエネルギー吸収車両障害物が使用される。１つの種類の衝突緩衝体は、ダイヤフラムの列内に配置された複数のエネルギー吸収要素、及びこれらのダイヤフラムと平行に延びるフェンダパネルの列を利用する。この衝突緩衝体は、軸方向の衝突の場合には、衝突緩衝体が軸方向すなわち長手方向に崩壊しつつ、衝突する車両の運動エネルギーを吸収するように設計される。衝突緩衝体が崩壊すると、ダイヤフラムが互いに接近し、フェンダパネルが互いに入れ子状に嵌まり合い、これによりダイヤフラム内に配置されたエネルギー吸収要素が圧縮されて変形し、この結果、衝突する車両の運動エネルギーを吸収する。このような衝突後、これらの構成部品の多くは、ダイヤフラム及びフェンダパネルを元の位置に戻し、エネルギー吸収要素及びその他の損傷した構成部品を交換することによって再使用することができる。通常、エネルギー吸収要素は、組み立て及び修繕を容易にするために、垂直方向には制約されていない。

米国特許第５，８６８，５２１号明細書 米国特許第４，３５２，４８４号明細書

１つの態様では、エネルギー吸収車両障害物の１つの実施形態が、コンパートメントを定めるフレームと、このコンパートメント内に配置されたエネルギー吸収カートリッジと、フレームに連結された保持装置とを含む。保持装置は、カートリッジの上面の少なくとも一部の上方に配置され、この上に広がることができる。保持装置は、コンパートメントが車両に衝突された時にカートリッジの上面に接触してこれに係合し、これにより衝突中にカートリッジの垂直方向の動きを実質的に防ぐようになっている。

１つの実施形態では、フレームが、コンパートメントの対向する側部に配置された第１及び第２の長手方向に延びる側部と、この第１及び第２の側部間に延びるノーズとを含むことができる。保持装置は、ノーズに取り付けられたブラケットとして構成することができ、１つの実施形態では、このブラケットが、カートリッジの上面上で片持ち状にされる。

別の実施形態では、保持装置が、フレームの長手方向に延びる側部に連結された第１及び第２の端部を含み、１つの実施形態ではノーズを含む。保持装置は、実質的にカートリッジの幅全体にわたって横方向に広がる。１つの実施形態では、保持装置が、フレームに解除可能に連結されたバーを含むことができる。

別の態様では、衝突する車両を停止させる方法が、コンパートメントを定める少なくとも１つのフレームを含むエネルギー吸収車両障害物と、このコンパートメント内に配置されたエネルギー吸収カートリッジとを提供するステップを含む。フレームには保持装置が連結され、カートリッジの上面の少なくとも一部の上方に配置されてこの上に広がる。この方法は、障害物に車両を衝突させて、衝突中にカートリッジを少なくとも実質的に垂直方向に抑制し、これにより衝突中に保持装置及びフレームがカートリッジをコンパートメント内に実質的に保持するようにするステップを含むこともできる。

さらに別の態様では、エネルギー吸収車両障害物の組み立て方法が、少なくとも１つのコンパートメントを定めるフレームを組み立てるステップと、コンパートメント内にカートリッジを配置して、フレームのカートリッジの上面上方に保持装置を取り付けるステップとを含む。

上述の段落は、概略を紹介するために示したものであり、以下の特許請求の範囲を限定するためのものではない。以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照することにより、現在のところ好ましい実施形態及びさらなる利点を最も良く理解できるであろう。

エネルギー吸収車両障害物の１つの実施形態の斜視図である。 ガイドレールのセグメントの上面図である。 図２の線３−３に沿って切り取った側面図である。 図２の線４−４に沿って切り取った端面図である。 図２のガイドレールセグメントの端面斜視図である。 ダイヤフラム組立体とガイドレールの関係を示す、ダイヤフラム組立体の正面図である。 図６のダイヤフラム組立体の側面図である。 エネルギー吸収カートリッジの分解斜視図である。 保持装置とともに構成された図１に示すエネルギー吸収車両障害物の部分拡大図である。 保持装置の分解詳細図である。 図１０ａの保持装置を組み立てた詳細図である。 エネルギー吸収障害物のノーズコンパートメントの側断面図である。 エネルギー吸収車両障害物の別の実施形態の斜視図である。 エネルギー吸収車両障害物の別の実施形態の斜視図である。 保持装置の別の実施形態とともに構成されたエネルギー吸収車両障害物の１つの実施形態の部分拡大図である。 衝突の初期段階中に車両を減衰させるエネルギー吸収車両障害物を示す図である。 衝突の初期段階中に車両を減衰させるエネルギー吸収車両障害物を示す図である。 エネルギー吸収カートリッジを内部に配置していないノーズコンパートメントの部分切り欠き図である。

「横方向の（ｌａｔｅｒａｌ）」、「横方向に（ｌａｔｅｒａｌｌｙ）」という用語、及びこれらの変化形は、エネルギー吸収車両障害物１０の第１及び第２のフェンダパネル１６間を横に延びる幅方向Ｙを意味する。横方向は、車両障害物１０の最前端１０１から最後端１０２に延びる長手方向すなわち軸方向Ｘに対して実質的に垂直である。「後方に（ｒｅａｒｗａｒｄ）」という用語は、橋の支柱、料金所などの障害物又は危険物に隣接して位置する車両障害物１０の一端１０１のノーズフェンダ２４から遠ざかって反対端１０２へ向かう位置又は配向を意味する。「上部の（ｕｐｐｅｒ）」又は「上方に（ａｂｏｖｅ）」という用語は、エネルギー吸収車両障害物１０の最上端へ向かう垂直方向又は配向を意味し、用語「下部の（ｌｏｗｅｒ）」又は「下方に（ｂｅｌｏｗ）」という用語は、地面に向かう垂直方向又は配向を意味する。「重複構成（ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）」という用語は、内部又は外部構成において重なっていることを意味することができる。本明細書を通じて、同じ参照数字は同じ要素を示す。

ここで図面を参照すると、図１〜図７には、本出願の譲受人であるＥｎｅｒｇｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ社に譲渡された米国特許第５，８６８，５２１号に記載されるハイウェー衝突緩衝体と同様のエネルギー吸収車両障害物１０を示しており、この特許はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。図２〜図５を参照すると、図１のエネルギー吸収車両障害物１０が、２又はそれ以上のセグメント２６を含むガイドレール１２を含むことができる。セグメント２６の各々は、上部プレート２８及び２つの側部プレート３０を含む。上部プレート２８は、２つの対向する水平に延びるフランジ２９を形成する。側部プレート３０は、一連の下部プレート３２に固定される。下部プレート３２の各々は、それぞれのグラウンドアンカー１５を受け入れるようにサイズ決めされた少なくとも２つの開口部３４を定める。側部プレート３０と下部プレート３２の間には、ブレーシングプレート３６を固定してさらなる剛性を与えることができる。図４に示すように、セグメント２６の一端は、この実施形態では形状が略矩形の中央凹部３８を定める。図２、図３及び図５に示すように、セグメント２６の他端は、中央隆起部４０を定める。中央隆起部４０は形状が略矩形であるが、傾斜した下面４２を定めることもできる。

上部プレート２８は、例えば、限定するわけではないが、幅が１０ｃｍ及び厚みが１．３ｃｍの鋼板で形成することができる。側部プレート３０は、高さが７、６ｃｍ及び厚みが０．９５ｃｍの平棒で形成することができる。下部プレート３２は、厚みを１．３ｃｍとすることができる。ＡＳＴＭ Ａ−３６又はＡＩＳＭ１０２０などの熱間圧延鋼が適当であることが分かっており、標準的な溶接技術を使用して様々な構成要素を互いに固定することができる。ガイドレール１２は、セグメント化されているので、単一構成のガイドレールよりも容易に輸送及び設置することができる。さらに、損傷した場合には、損傷したセグメント２６のみを交換すればよく、このためメンテナンス費用が減少する。中央隆起部４０の傾斜した下面４２及び中央隆起部４０に近接する下部プレート３２のスロットにより、中央凹部３８を形成する端部を持ち上げることによって損傷したセグメント２６を取り外すことができる。

図６及び図７に、ダイヤフラム組立体１４を示す。各ダイヤフラム組立体１４は、上側部分４４及び下側部分４６を含むことができる。上側部分４４はダイヤフラムを成して中央パネル４８を含み、この中央パネル４８は、この実施形態では畝状金属板であり、フェンダパネルと同一の断面を有することができる。パネル４８は、各端部がそれぞれの金属板５０にしっかりと固定される。エネルギー吸収要素すなわちカートリッジ２２を支持するために、パネル４８の下端には支持ブラケット５２を固定することができる。エネルギー吸収カートリッジ２２をベイ又はノーズコンパートメント内に横向きに配置するために、パネル４８に位置合わせブラケット５４を固定することができる。ダイヤフラム組立体１４の下側部分４６は、脚部組立体５６を含む。この実施形態１０の脚部組立体５６は、例えば溶接などによって上側部分４４にしっかりと固定された２つの矩形断面脚部５８を含む。脚部組立体５６は、ダイヤフラム組立体１４のダイヤフラム、２つの側部６２、及び下部６４に固定された上部６０を形成する。側部６２は、車両障害物１０の横方向すなわち幅方向の中心線６６に対して対称に位置する。この実施形態では、中心線６６が垂直方向に配向される。

脚部５８の各々は、それぞれの足部６８を支持する。足部６８は、脚部５８の下部６４から下向きかつ外向きに延びる。足部６８の各々は、下部プレート７０及び一対の側部プレート７２内で終端する。下部プレート７０は、支持面上にダイヤフラム組立体１４を支持するとともに支持面に沿って自由に摺動するように成形される。この支持面は、例えばコンクリートパッドで形成することができる。側部プレート７２は、下部プレート７２から足部６８まで上向きに延びる斜面を形成する。これらの斜面は、衝突する車両のタイヤ又は車輪が足部６８の最下部にひっかかるのを抑える。図６に示すように、脚部５８間には、締結具７６などによって２つのガイド７４が取り外し可能に固定される。ガイド７４の各々は、中心線６６に面する間隔を空けた水平プレート７８、８０のそれぞれの対を含む。プレート７８、８０は、間にフランジ２９を受け入れ、上部プレート７８はフランジ２９の上面に載り、下部プレート８０はフランジ２９の下面に係合するように位置決めされる。動作中、ダイヤフラム組立体１４の重量は、足部６８及びプレート７８によって支持される。

動作中、プレート８０は、車両との衝突中にダイヤフラム組立体１４がガイドレール１２に対して上向きに移動するのを防ぐ。ガイド７４は、取り外し可能な締結具７６によってダイヤフラム組立体１４内の適所に保持されているので、衝突時に損傷した場合、ダイヤフラム組立体１４を取り外すことなくガイド７４を交換することができる。軸方向の衝突で車両障害物１０が崩壊すると、ダイヤフラム組立体１４がガイドレール１２を後方に摺動し、このガイドレール１２が、車両障害物１０の実質的に全ての横方向の動きを防ぐ。ガイド７４は、かなりの長さを有することができ、例えば２０ｃｍの長さ及び約１．３ｃｍの厚みを有することができる。ガイド７４は、例えば、ＡＳＴＭ Ａ−３６又はＡＩＳＭ１０２０などの熱間圧延鋼で作成することができる。このガイド７４の長さは、軸方向／長手方向の崩壊／圧縮時にダイヤフラム組立体１４が揺動してガイドレール１２に結合するあらゆる傾向を低減し、これにより車両障害物１０の安定した着実な軸方向崩壊を保証する。下部プレート８０がフランジ２９の下側に係合するので、下部プレート８０及びフランジ２９は、衝突イベント中に車両障害物１０が横転又は反転するのを防ぐ。
ガイド７４の上部プレート７８は、支持面が不規則であるにもかかわらず、ダイヤフラム組立体１４をガイドレール１２に対して適当な高さに維持する。ガイドレール１２及びガイド７４は、崩壊する車両障害物１０の軸方向の行程全体にわたって、横方向の抑制、誘導された崩壊、及び耐横転性を実現する。さらに、フェンダパネル１６にぶつかる側面衝突の場合、ガイド７４は、衝突する車両によってガイドレール１２に対して斜めの位置に動いた時にガイドレール１２にぶつかってロックされる傾向にある。このロック作用は、側面衝突の際に車両障害物１０に一層の横方向剛性を与える。足部６８間が広く離れていることにより、車両障害物１０の安定性及び側面衝突の際の耐横転性が増大する。図１に示すように、フェンダパネル１６の後部は、締結具１０４及びプレート１０６によって後方の隣接するダイヤフラムに固定される。このプレート１０６は、隣接する隆起部８２に適合するように成形された側部、並びに車両のひっかかりを減少させるように勾配を付けた前端部及び後端部を有することができる。プレート１０６は比較的大きく、例えば２５ｃｍの長さを有することができ、またそれぞれのスロット８８内へ下向きに延びるラグを定めることができる。この構成は、軸方向の崩壊においてフェンダパネル１６が互いに円滑に入れ子状に嵌まり合い、締結具１０４が抜けるのを実質的に防ぐシステムを実現する。

図８に、エネルギー吸収カートリッジ２２の１つの分解図を示す。このエネルギー吸収カートリッジ２２は、水平に配向されたシーム１１０の位置で接触する２つの部分で形成された外側ハウジング１０８を含む。このハウジングは、隣接するダイヤフラム組立体１４に接して位置決めされる前面及び後面１１２、１１４を定める。各ハウジング１０８は、それぞれの上面１１６も定める。上面１１６は、この実施形態では平行なプリーツすなわちひだ１２０の列を定める圧縮率の高い区域１１８を定める。これらのひだ１２０は、前面１１２及び後面１１４とほぼ平行に延びる。圧縮率の高い区域１１８は、ハウジング１０８が前面１１２と後面１１４の間で軸方向に圧縮された場合に、この圧縮が最初に区域１１８内に集中することを確実にする。単に一例として、ハウジング１０８は、約８２ｃｍの長さ、約５７ｃｍの高さ、及び約５５ｃｍの幅を有することができ、区域１１８は、約１１ｃｍの幅を有することができる。ハウジング１０８は、例えば紫外線阻害物質を有する線形の高密度又は低密度ポリエチレン類などのあらゆる適当な材料で成形することができる。ハウジング１０８は、あらゆる適当なエネルギー吸収部品１０９を収容することができ、本発明は、いずれの特定の部品の構成にも限定されるものではない。例えば、エネルギー吸収部品は、脆弱なペーパーハニカム材料（セル径５ｃｍ及び層厚５ｃｍ）及びポリウレタンフォームを使用して、米国特許第４，３５２，４８４号に記載されているように形成することができる。或いは、エネルギー吸収要素１０９を、各々が１７．８ｃｍの厚みと３．８ｃｍのセル径を有する４つの脆弱な金属製ハニカム要素１１１として形成することもできる。これらの要素は、十分に焼き鈍した低炭素鋼板（１つの要素の厚みが０．４５ｍｍ、他の３つの要素の厚みが０．７１ｍｍ）で形成されることが好ましい。図１の実施形態では、ノーズコンパートメント内に配置されたカートリッジ２２などの（単複の）前方カートリッジ２２にペーパーハニカム材料を使用し、２つのベイなどの後方コンパートメントに鉄材を利用したカートリッジ２２を使用することができる。しかしながら、エネルギー吸収カートリッジ２２は上述の実施形態に限定されるものではなく、適当なエネルギー吸収特性を示すあらゆる自由浮動エネルギー吸収装置をコンパートメント２内で利用できると理解されたい。

１つの実施形態では、カートリッジ２２が脆弱であるため、これらをコンパートメント２内に、例えばノーズコンパートメント内又はベイ４のうちの１つの中の適所に恒久的に固定するのは困難な場合がある。さらに、カートリッジ２２は、ノーズコンパートメント及びベイ４のダイヤフラム１４が加圧されて後方にめり込む際に崩壊するように設計されているので、衝突及び変形中には適所に固定されたままでないことが好ましい。
従って、１つの実施形態では、カートリッジ２２が、ノーズコンパートメント及びベイ４を含むコンパートメント２内に、ダイヤフラム及びフェンダパネルを含むフレームに取り付けられないように配置される。この実施形態では、カートリッジ２２の下面が、各コンパートメント２内に配置された支持体上に単に載っているだけである。例えば、図１、図１１、図１３及び図１７に示すように、最前方のカートリッジ２２を、最前方のダイヤフラム１４の前面に取り付けられた棚ブラケット２０３上、及びノーズフェンダに取り付けられた棚ブラケット２０１上に載せることができる。しかしながら、カートリッジ２２は、ノーズコンパートメント内のノーズフェンダ２４又はその他の構成要素に取り付けられるのではなく、コンパートメント内でこれらによって単に支持されるだけである。同様に、ベイ４内では、カートリッジ２２が、ダイヤフラム１４、フェンダパネル１６又はガイドレール１２に実際に取り付けられず、これらによって定められるコンパートメント内に支持される。他の実施形態では、衝突時に機能を損ない、衝突イベント中にコンパートメント２が入れ子状に嵌まり合って崩壊するとカートリッジ２２が後方に移動できるようにするように設計された剪断ピンなどによって、カートリッジ２２をフレームに脆弱に取り付けることができる。

取り付けられていないカートリッジ２２を利用する実施形態では、車両障害物１０が、簡単な組み立て工程及び車両と衝突した後の修復／交換過程から恩恵を受ける。しかしながら、これらの実施形態のカートリッジ２２は、車両障害物１０に実際に取り付けられていないので、衝突中にカートリッジが剪断され、又はコンパートメント２から飛び出す可能性がある。例えば、ノーズコンパートメント内のカートリッジが、垂直方向に動きやすくなり得る。ノーズコンパートメント内では、この種の動きが、潰れてノーズコンパートメントの中心方向へ内向きに曲がることにより最前部のカートリッジ２２の前端に「把持」効果を与える傾向にある鋼製のノーズフェンダ２４によって部分的に緩和される。しかしながら、保持装置３が存在しなければ、衝突中にカートリッジ２２がずれたり、回転したり、又は別様に上向きに動いたりする可能性があり、これによりカートリッジ２２が破損し及び／又はフェンダパネル１６の上方に突き出ることがあり得る。カートリッジ２２全体がもはやコンパートメント２内に十分に収容されていない場合、実際にはカートリッジの一部しか圧縮衝撃力を受けず、従ってカートリッジ２２の潜在的なエネルギー吸収力全体の一部しか利用されない。

従って、このような場合、車両衝突中にカートリッジ２２が十分に活用されず、その後は、さらなるエネルギーを、（ベイ４などの）他のコンパートメント２内に配置された残りのカートリッジ２２によって吸収しなければならない。状況によっては、（単複の）カートリッジ２２、特にノーズコンパートメント内に配置された最前部のカートリッジ２２のエネルギー吸収能力がこのように十分に活用されないと、車両障害物１０全体が十分な又は所望の量のエネルギーを吸収できなくなる可能性がある。すなわち、最前部のカートリッジ２２が実質的にその最大潜在エネルギー量を吸収しなければ、システム全体の効率が低下し、車両障害物１０の最大規定エネルギー吸収能力が低下する可能性がある。従って、所望のレベルのエネルギー吸収を達成するために車両障害物１０にさらなるベイを追加する必要性が生じることがあり、このことが不必要なコスト及び資源の浪費を引き起こす。

用途に応じて、エネルギー吸収車両障害物１０は、フレームにより定められるコンパートメント２の数が異なってもよい。フレームは、複数のダイヤフラム組立体１４、フェンダパネル１６、ガイドレール及びノーズフェンダ２４から組み立てられる。他の実施形態では、コンパートメントを形成する異なる構成部品でフレームを構築できると理解されたい。図１に示す例では、車両障害物が、１つのノーズコンパートメント及び２つのベイ４という３つの別個のコンパートメント２を含む。しかしながら、車両障害物１０はこれに限定されるものではなく、２つのベイ４よりも多くの、例えば、限定するわけではないが、５つ又はそれ以上のベイ４を含むこともできると理解されたい。本明細書では、ベイ４が、エネルギー吸収車両障害物１０の、一対の長手方向に間隔を空けたダイヤフラム１４と、エネルギー吸収カートリッジ２２と、カートリッジ２２の対向する側部に配置された２つの横方向に間隔を空けた長手方向に延びるフェンダパネル１６とを含む部分を表すことができる。

ノーズコンパートメントは、カートリッジ２２を包み込んで、第１のベイ４の対向する側部に配置されたフェンダパネルを接続するノーズフェンダ２４を含むことができる。或いは、ノーズフェンダ２４は、カートリッジ２２の対向する側部に配置された２つの長手方向に延びるフェンダパネル１６又はその他のフレーム部分を接続することもできる。ノーズフェンダ２４は、例えば１４ゲージ鋼板から作成すること、及び１枚の一体構造の鋼板から形成することができ、或いは図１及び図１７に示すような機械的締結具などによって接続された２又はそれ以上の薄板から形成することもできる。他の実施形態では、ノーズフェンダを、例えば、限定するわけではないが、他のゲージの鋼、アルミニウムなどの他の金属類、様々なプラスチック類、グラスファイバなどの複合物類、又はこれらの様々な組み合わせを含む、その他の好適な材料で作成することができる。

図９及び図１０ａ〜図１０ｂに示すように、ノーズフェンダ２４には保持装置３が取り付けられる。１つの実施形態では、保持装置３が、底面２５９と、その対向する端部に配置された２つの垂直に延びる直立壁２５４とを有する箱型形状のブラケットとして構成される。直立壁２５４の各々の延長部分として、各々がブラケットの横方向中心へ向かって内向きに曲がって実質的に直角を成す取付フランジ２５７が形成される。単一の一体構造金属板から、すなわち上述した形状に曲がった平坦なパターンとしてブレースを作成することができ、これにより特に直立壁２５４を底面２５９に接合する曲がった縁部、及び直立壁２５４と取付フランジ２５７の間の接合部において、車両からの衝突力を受けた場合に変形しにくい高強度設計が得られる。

図１０ａ及び図１０ｂに示すように、２つの「Ｌ字形」ブレース部材２５２を、機械的締結具２３、溶接、接着剤など、又はこれらの組み合わせによってブラケットに取り付けることができる。１つの実施形態では、底面２５９上及び取付フランジ２５７の各々上に配置された取り付け穴２５８を通じて締結具が挿入される。ブレース部材を使用せずに保持装置を使用することもできるが、ブレース部材２５２は、その取り付け地点においてブラケットを補強する役目を果たし、具体的には保持装置の曲げ強度を高める。ブラケット及びブレース部材２５２は、例えば、限定するわけではないが、ＡＳＴＭ Ａ−３６又はＡＩＳＭ１０２０鋼などの１０ゲージ鋼から作成することができる。他の実施形態では、ブラケット及びブレース部材を、例えば、限定するわけではないが、他のゲージの鋼、アルミニウムなどの他の金属類、様々なプラスチック類、グラスファイバなどの複合物類、又はこれらの様々な組み合わせを含む、その他の好適な材料で作成することができる。以下でより詳細に説明するように、ブラケット及び／又はブレース部材２５２は、十分な強度を与えるとともに、車両との衝突中にエネルギー吸収カートリッジ２２をコンパートメント２内に抑制して保持するのに十分な広さの接触面を提供するあらゆる構成を有することができるあらゆる材料から製造できると理解されたい。

保持装置３は、恒久的変形が生じ得る領域をごくわずかしか示さずに、底面下で均等に分布した１０００ｌｂｓの静的力に耐えることができる。実際の衝突試験では、この保持装置３の実施形態のブラケットとブレース部材２５２の組み合わせは、衝突イベント中に変形を大いに回避するのに十分なほど頑丈であるとともに、複数の全システム能力衝突試験において損傷せずに再使用できることが判明した。

図９及び図１１に示すように、保持装置は、ノーズフェンダ２４の前方部の上面を覆って片持ち状に取り付けることができる。１つの実施形態では、保持装置が、ノーズフェンダの実質的に平坦な表面に取り付けられる。ブラケットは、その底面２５９がカートリッジ２２の上面よりも上又はこれと同じ高さに配置されるようにして取り付けられる。ブラケットは、例えばピン又はタブなどの締結具２３などによってノーズフェンダ２４に取り外し可能に接続されることが好ましい。ブラケットの底面２５９は、エネルギー吸収カートリッジ２２の上面の上方に、これらの間に少なくとも最小限の間隙２２４が形成されるように間隔を空けて配置されることが好ましい。この間隙２２４により、公差／厚みの増大によって生じる干渉を伴わずに保持装置３をノーズフェンダ２４に取り付けることができ、これにより製造工程、組み立て工程、及び交換工程が単純化される。ブラケットの底面２５９は、カートリッジ２２の少なくとも一部を重なる形で覆って後方へ片持ち状に縦に広がる。ブラケットは、例えば３インチ又はそれ以上に及ぶことができる量２２５だけカートリッジ２２と重なることができ、３２インチコンパートメントの１つの実施形態では、この量が約１０％の重なりとなる。なお、ブラケットを、カートリッジ２２の横幅の一部のみを覆って延びるように示しているが、ブラケットはこれに限定されず、カートリッジ２２の全幅及び全長に及ぶこともできる。さらに、ブラケットは、ブレース２５９の有無にかかわらずノーズフェンダ２４に取り付けることができると理解されたい。１つの代替の実施形態では、保持装置が、実質的に長手方向の全長にわたって広がり、一端がノーズフェンダに、他端がダイヤフラム部材に固定される。保持装置を、ノーズフェンダにより定められるコンパートメント内に設置されているように開示しているが、ベイとして定められる他のコンパートメント内にも同様の保持装置を使用できると理解されたい。

図１５及び図１６に示すように、保持装置３は、衝突中にカートリッジ２２を保持して抑制し、カートリッジ２２のエネルギー吸収特性の不十分な活用を防ぐために提供される。上述したように、保持装置３は、コンパートメント２が衝突を受けた時に底面２５９がカートリッジ２２の上面に対する反応面としての役割を果し、これによりカートリッジ２２が少なくとも垂直方向Ｚに回転又は移動するのを実質的に防ぐように、カートリッジ２２の上面の少なくとも一部の上方に配置される。カートリッジ２２がＺ方向に上向きに急激に動くのを防ぐことにより、カートリッジ２２は、例えばカートリッジの破損又は剪断の原因となり得る車両３００のバンパとの直接的な衝突を受けなくなる。さらに、カートリッジ２２がコンパートメント２内に留まるので、実質的にカートリッジ２２全体が圧縮衝突力を受ける。従って、カートリッジ２２は、衝突から受ける実質的に最大量のエネルギー吸収量を吸収することができる。

さらに、カートリッジ２２がコンパートメント２内に収容されたままになるので、ノーズフェンダ２４がフェンダパネルから離れて曲がり、システムに加わるトルクを増加させる可能性も減少する。ノーズフェンダ２４は、衝突中に離れて曲がらないので、車両３００の前部を車両障害物１０の中心に直接誘導し、これによりカートリッジ２２の各々のエネルギー吸収を最大化させる役に立つ。

図１２に、コンパートメント２の各々に保持装置３を取り付けた、ノーズコンパートメント及び全部で６つのベイ４を含むエネルギー吸収車両障害物の別の実施形態４００を示す。保持装置３は、図９〜図１１のブラケットとして示しているが、これに限定されるものではない。例えば、図１３及び図１４に示すように、保持装置を、バー３’又はその他の同様の横材として構成することもできる。バー３’は、ノーズフェンダ２４の対向する側部に機械的締結具などによって交換自在に取り付けることができ、カートリッジ２２の横幅全体にわたって延びることができる。同様に、バー３’は、ベイ４にわたって延びることもでき、また対向するフェンダパネル１６に交換自在に取り付けることもできる。図１〜図１１の実施形態１０でもバー状の保持装置３’を使用できると理解されたい。

好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく形状及び細部に変更を加えることができると認識するであろう。従って、上記の詳細な説明は、限定的なものではなく例示的なものであると見なすべきであり、また本発明の範囲は、その全ての同等物を含め、添付の特許請求の範囲によって定められることを意図している。

２ コンパートメント
３ 保持装置
４ ベイ
１０ エネルギー吸収車両障害物
１２ ガイドレール
１４ ダイヤフラム組立体
１５ グラウンドアンカー
１６ フェンダパネル
２２ エネルギー吸収カートリッジ
２３ 締結具
２４ ノーズフェンダ
２５ 明細書に記載なし
８２ 隆起部
８４ 明細書に記載なし
８８ スロット
９６ 明細書に記載なし
１０１ 最前端
１０２ 最後端
１０４ 締結具
１０６ プレート
２００ 明細書に記載なし
２０１ 棚ブラケット
Ｘ 長手方向
Ｙ 幅方向

Claims (21)

1. 車両用エネルギー吸収緩衝体であって、
   コンパートメントを定めるフレームであって、ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルを含み、前記フレームは車両の衝突に応答して長手方向に崩壊可能になっているフレームと、
   前記コンパートメント内に配置されたエネルギー吸収カートリッジであって、前記フレームの前記ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルと、前記長手方向に係合可能でありかつ前記フレームが前記長手方向に崩壊することに応答して、変形可能である、エネルギー吸収カートリッジと、
   前記フレームに連結され、前記カートリッジの上面の少なくとも一部の上方に配置されてこの上に広がる剛体保持装置と、
   を備え、
   前記剛体保持装置が、前記車両の衝突の間に前記車両の衝突に応答して、前記カートリッジの前記上面に接触してこれに係合するようになっており、かつ前記エネルギー吸収カートリッジが前記フレームによって変形されるように、前記エネルギー吸収カートリッジの垂直方向の動きを実質的に防ぐようになっており、
   前記剛体保持装置が、前記フレームに、片持ち状に取り付けられたブラケットであることを特徴とする車両用エネルギー吸収緩衝体。
2. 前記剛体保持装置が、前記エネルギー吸収カートリッジに取り付けられない、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用エネルギー吸収緩衝体。
3. 前記エネルギー吸収カートリッジが、前記フレームにより取り外し可能に支持される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用エネルギー吸収緩衝体。
4. 前記エネルギー吸収カートリッジが脆弱である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用エネルギー吸収緩衝体。
5. 脆弱な前記エネルギー吸収カートリッジの底部側の少なくとも一部が前記フレームによって支持され、前記エネルギー吸収カートリッジが前記フレームに実質的に取り付けられない、
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両用エネルギー吸収緩衝体。
6. 前記ノーズフェンダが、前記ノーズコンパートメントを定める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用エネルギー吸収緩衝体。
7. 前記剛体保持装置の第１及び第２の端部が、前記フレームの対向する側部にそれぞれ連結され、前記剛体保持装置が、前記エネルギー吸収カートリッジの上方で、該カートリッジの幅全体にわたって横方向に広がる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用エネルギー吸収緩衝体。
8. 前記剛体保持装置が、前記フレームに解除可能に連結されたバーを含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載の車両用エネルギー吸収緩衝体。
9. 車両を停止させる方法であって、
   横方向に延びるコンパートメントを画定する少なくとも１つのフレームを含む車両用エネルギー吸収緩衝体と、前記コンパートメント内に配置されたエネルギー吸収カートリッジと、前記カートリッジの上面の少なくとも一部の上方に配置されてこの上に広がる、前記フレームに連結された剛体保持装置とを提供するステップと、
   前記車両用エネルギー吸収緩衝体に長手方向に前記車両を衝突させるステップと、
   前記車両用エネルギー吸収緩衝体と車両との衝突に応答して前記長手方向に前記フレームを破壊させるステップと、
   前記破壊するフレームのノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルを、前記長手方向において前記エネルギー吸収カートリッジに係合し、かつ前記破壊するフレームのノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルによって前記エネルギー吸収カートリッジを前記長手方向において変形させるステップと、
   前記車両に前記車両用エネルギー吸収緩衝体を破壊させ、前記エネルギー吸収カートリッジを、前記破壊するフレームで前記剛体保持装置を実質的に変形させることなく、変形させる間、前記カートリッジを前記剛体保持装置で少なくとも実質的に垂直方向に抑制し、これにより前記車両で前記車両用エネルギー吸収緩衝体を破壊し、前記エネルギー吸収カートリッジを前記破壊するフレームで変形させる間、前記剛体保持装置及び前記フレームが前記エネルギー吸収カートリッジを前記コンパートメント内に実質的に保持するようにするステップと、
   を含み、前記剛体保持装置が、前記フレームに、片持ち状に取り付けられたブラケットであることを特徴とする方法。
10. 前記車両用エネルギー吸収緩衝体が、前記エネルギー吸収カートリッジにより吸収できる最大吸収力よりも大きい又はこれに等しい力で衝突を受けた時に、前記エネルギー吸収カートリッジが、実質的に前記最大吸収力全体を吸収する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記剛体保持装置の第１及び第２の端部が、前記フレームの対向する側部に連結され、前記剛体保持装置が、前記エネルギー吸収カートリッジの上方で、及び実質的に該エネルギー吸収カートリッジの幅全体にわたって横方向に広がる、
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 前記剛体保持装置が、前記フレームに解除可能に連結されたバーを含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記エネルギー吸収カートリッジの底部側の少なくとも一部が前記フレームによって支持され、前記カートリッジが前記フレームに実質的に取り付けられない、
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
14. 前記剛体保持装置は前記エネルギー吸収カートリッジに取り付けられていない、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
15. 車両用エネルギー吸収緩衝体の組み立て方法であって、
    少なくとも１つのコンパートメントを定めるフレームを組み立てるステップを含み、前記フレームが、該フレームの長手方向に延びる少なくとも２つの対向する側部と、該側部間に延びて該側部に連結されたノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルとを有し、
    前記フレームは車両衝突に応答して長手方向に破壊可能であり、
    さらに、前記コンパートメント内にエネルギー吸収カートリッジを配置するステップを備え、
    前記エネルギー吸収カートリッジは、前記ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルと前記長手方向に係合可能であり、かつ前記長手方向における前記フレームの破壊に応答して、前記フレームの前記ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルにより前記長手方向に変形可能であり、
    さらに、前記フレームの前記エネルギー吸収カートリッジの上面の上方に剛性保持装置を取り付けるステップと、を備え、
    前記剛体保持装置は前記衝突中に剛性を維持するようになっており、これによって、前記衝突中に、前記エネルギー吸収カートリッジを前記フレームによって変形させるようにして前記エネルギー吸収カートリッジの垂直方向の動きを実質的に防止するようになっており、前記剛体保持装置が、前記フレームに、片持ち状に取り付けられたブラケットであることを特徴とする方法。
16. 前記コンパートメント内に前記エネルギー吸収カートリッジを配置する前記ステップが、前記エネルギー吸収カートリッジの底部側の少なくとも一部を前記フレームで支持するステップを含み、前記カートリッジが、前記コンパートメントの前記フレームに実質的に取り付けられない、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記フレームに前記剛体保持装置を取り付ける前記ステップが、前記コンパートメント内に前記エネルギー吸収カートリッジを配置する前記ステップの後に行われる、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. さらに前記剛体保持装置を前記エネルギー吸収カートリッジに取り付けることなく維持するステップを備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
19. 前記フレームが複数のコンパートメントを画定し、ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルを含み、さらに前記複数のコンパートメントの対応するそれぞれに配置された複数の前記エネルギー吸収カートリッジを含み、
    前記複数のエネルギー吸収カートリッジは、前記ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルと前記長手方向に係合され、かつ前記長手方向における前記フレームの破壊に応答して前記長手方向に変形されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車両用エネルギー吸収緩衝体。
20. 前記フレームが複数のコンパートメントを画定し、且つ前記ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルを含み、さらに前記複数のコンパートメントの対応するそれぞれに配置された複数の前記エネルギー吸収カートリッジを含み、
    前記破壊するフレームのノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルを、前記長手方向において前記エネルギー吸収カートリッジに係合し、かつ前記破壊するフレームのノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルによって前記長手方向において変形させるステップは、前記複数のエネルギー吸収カートリッジを、前記長手方向において、前記ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルに係合させ、前記フレームの破壊に応答して、前記複数のエネルギー吸収カートリッジを前記長手方向において、変形させることを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
21. 前記フレームは複数のコンパートメントを画定し、ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルを含み、さらに前記複数のコンパートメントの対応するそれぞれに配置された複数の前記エネルギー吸収カートリッジを含み、
    前記複数のエネルギー吸収カートリッジは、前記ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルと前記長手方向に係合可能であり、かつ前記長手方向における前記フレームの破壊に応答して前記ノーズフェンダ及び／又はダイヤフラムのパネルによって変形可能であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。

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