(57)【要約】  【課題】  １．８t車が時速６０kmで衝突した場合の前後方向最大加速度２０Ｇ以下という高い安全基準をクリアすることができる、安価な衝撃緩衝装置を提供する。  【解決手段】  熱可塑性樹脂を溶融押し出して形成された溶融状態の線条にカール又はループを形成して隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造のクッション構造体４０と、前記クッション構造体４０の空隙を充填する充填液５０とを封入した区画容器３０を、収容袋２０を介して保形容器１０内に充填する。  【選択図】  図１     
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保形容器と、該保形容器内に収容されて該保形容器内を複数の独立した小室に区画して形成される複数の区画容器と、前記保形容器内において前記複数の区画容器を同時に包囲する収容袋を備え、
前記区画容器内に、熱可塑性樹脂を線条に溶融押し出し、隣接する線条相互を接触絡合させ、ランダムなカール又はループからなる空隙を備える３次元スプリング構造のクッション構造体と、該クッション構造体の前記空隙を充填する充填液とを封入したことを特徴とする衝撃緩衝装置。
【請求項２】
前記保形容器の底部より一定高さの範囲に、衝突時に変形乃至は縮小する嵩上げ空間を形成したことを特徴とする請求項１記載の衝撃緩衝装置。
【請求項３】
前記クッション構造体のかさ密度が０．１０〜０．５０g/cm３である請求項１又は２記載の衝撃緩衝装置。
【請求項４】
前記クッション構造体の線径が０．２〜５．０mm である請求項１〜３いずれか１項記載の衝撃緩衝装置。
【請求項５】
前記クッション構造体の空隙率が５２．４〜９０．４％である請求項１〜４いずれか１項記載の衝撃緩衝装置。
【請求項６】
前記区画容器内に前記クッション構造体を体積比で８５〜１００％収容したことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の衝撃緩衝装置。
【請求項７】
前記クッション構造体を収容した前記区画容器内に、液面の位置が前記区画容器の高さの６０〜９８％となるよう前記充填液を充填したことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の衝撃緩衝装置。
【請求項８】
前記保形容器の容量に対する前記クッション構造体の体積比が、３０〜９５％である請求項１〜７いずれか１項記載の衝撃緩衝装置。
【請求項９】
前記収容袋を前記区画容器を包囲した状態において封止すると共に、前記封止状態における前記収容袋を、前記保形容器の容量の１００％以上に膨張可能としたことを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の衝撃緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衝撃緩衝装置に関し、より詳しくは、自動車の前後面衝突および側面衝突時に車体の室内側への破損を防止し、かつ、衝突時のエネルギーを吸収し乗員を保護するクッション性を有する衝撃緩衝装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝撃緩衝装置としては、例えば、従来からいわゆるクッションドラムとして提供されているものがある。このクッションドラムは高速道路上の分岐点におけるバリヤーなどの施設に車両が衝突した際の衝撃を緩和吸収し、人身、施設双方の被害を小さくする目的で設置されており、１００〜４００リットルの水袋を収納したドラム本体から成る。
【０００３】
また、高速道路等に設置されている衝撃吸収装置としては、鋼製の蛇腹式衝撃吸収防護柵がある。
【０００４】
これらの衝撃緩衝装置に関する基準の一例として、ドライバーの安全基準を定めた米国運輸省の「ドライバーの安全を確保する安全基準」によれば、衝突時の車輌が受ける重力加速度（前後方向の床Ｇ）が２０Ｇ以下の場合、乗員被害を生命に危険のないレベル（但し、３週間以上の入院加療を要し重い後遺症を残す）に止めることができ、また、１５Ｇ以下の場合、後遺症が残らないレベルの乗員被害（但し、入院加療を必要とする）とすることができ、さらに、１２Ｇ以下の場合には専門医の手当を必要とするが、かならずしも入院を必要としないレベルに止めることができるとされている。
【０００５】
これに対して、前述のクッションドラムにおいても、９００×９００×９００mm、重量１８kg、水袋４００リットルのドラムが前記用途において衝突により６５km/hの１．５tの自動車を衝突時４５．７km/hに減速できる。
【０００６】
しかし、前述のクッションドラムは衝撃エネルギーを受けると変形、破裂し完全に飛散してしまうので、走行中の自動車等がこの衝撃緩衝装置に衝突した場合完全に衝撃を吸収することができず、その背後にあるバリアー等に衝突することを避けられない。
【０００７】
また、前述のクッションドラムにあっては、前述したように水袋を収納したドラム本体より成るものであり、衝撃緩衝装置自体を所望の形状に成形して例えば道路標識の基部を形成したり、カーブに形成された壁面を形成し、又は分岐点における分離体等を構築することはできない。
【０００８】
なお、前述のようなクッションドラムにおいて、水に代えて他の物質を充填することも考えられるが、このような衝撃緩衝材は道路上等の屋外に設置するものであることから、衝撃緩衝材自体が風や振動、又は人によるいたずら等によって移動しない重量を有すると共に、温度変化に対する耐久性や、燃焼し難い性質であること、紫外線による劣化を防止するための紫外線遮断性を有すること、および所定の耐久性を有しメンテナンスが不要であること等が要求されると共に、衝撃緩衝装置自体が衝撃を吸収し得る所定の強度であることが要求される。
【０００９】
しかし、前述のクッションドラム本体内に例えば既知のコンクリート等を充填する場合には、重量や難燃性、耐久性等の条件は充足されるものの、充填されたコンクリートの強度が高く衝突時の重力加速度を前述した生命に危険のない２０Ｇ以下となし得ない。
【００１０】
一方、前述の鋼製の蛇腹式衝撃吸収防護柵にあっては、１．３t、時速８０kmで衝突した車輛の衝撃を吸収し得るよう設計されているが、最も事故の多い排気量２０００cc以上の車輌が車重１．８t前後であることを考えれば、これらの車輛の衝突に対して対応し得るものではない。また、蛇腹式衝撃吸収防護柵は、設置工事に多大な費用、時間、労力を必要とする。
【００１１】
なお、このような従来技術における問題点を解消するために、各種の衝撃緩衝装置が提案されており、一例として熱可塑性樹脂を溶融押し出して連続線条を形成させ、ついでこの溶融状態の線条にカール又はループを形成させ、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体の少なくとも一部を、水和水硬性の結合材を含み発泡硬化された充填材中に埋設固化して緩衝材とし、この緩衝材をそのままで、またはプラスチック製の容器等に収容して成る衝撃緩衝装置（特許文献１参照）や、熱可塑性樹脂材料に脆性破壊原因物質であるタルク、炭酸カルシウム、コンクリート粉、スラグ（汚泥）等の無機物、有機物、または有機・無機複合物を混入して、前記特許文献１と同様の３次元スプリング構造としたクッション構造体を衝撃緩衝材とし、これを容器内に収容した衝撃緩衝装置がある（特許文献２参照）。
【００１２】
この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。  
【特許文献１】特開２０００−１２０７４３号公報（１−１０頁）
【特許文献２】特開２００２−３３９３２８号公報（１−１０頁；図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記特許文献１に記載の衝撃緩衝装置にあっては、衝撃緩衝性能については前述の「ドライバーの安全を確保する安全基準」に規定された重力加速度（前後方向の床Ｇ）２０Ｇ以下という基準を達成する安全性の高いものとなっているが、ここで使用される水和水硬性の結合材を含む発泡性の充填材は、充填後２８日程養生して硬化・乾燥させる必要があり（特許文献１の「００３４」欄）、注文を受けてから納品迄に比較的長期間を要するという問題がある。
【００１４】
また、この納期を短縮するために予めこのような衝撃緩衝装置を作り置きすれば、これを保管するための比較的広いスペースが必要であり保管のためのコストがかかるという問題がある。
【００１５】
さらに、この特許文献１に記載の緩衝材において、その全体を前述の充填材で一体的に成型する場合には、例えば車両がその一部と接触しただけでもその全てを交換する必要があり経済的でないという問題点がある。
【００１６】
さらに、前述のようにクッション構造体を前述の充填材内に埋設して形成されているため、完成された製品は重く、製造後にこれを設置場所に搬送するためには多大な労力を必要とすると共に、設置等に際してもフォークリフト等の重機を使用する必要がある。
【００１７】
一方、前述の特許文献２に示す衝撃緩衝装置にあっては、外気温によりその特性が変化するという温度依存性があり、外気温が高くなるにつれて衝撃吸収能力が低下し、日本国内における使用であっても、夏期にこれを屋外に設置する場合にはその温度は８０℃近くまで上昇し、衝撃吸収能力が大幅に低下する。そのため、その設置場所が限定されるという問題がある。
【００１８】
なお、前述の特許文献１及び特許文献２として示した衝撃吸収装置の他、前掲の「ドライバーの安全を確保する安全基準」に規定する、重力加速度（前後方向の床Ｇ）２０Ｇ以下という基準に適合した衝撃緩衝装置が各種提案されているが、これらの衝撃緩衝装置にあってはその性能を重視するあまりに高価な原料を使用したり、または大掛かりな基礎工事を必要とするなど、製造乃至は設置に多大な費用負担を強いるものが多い。
【００１９】
そのため、前述の従来技術として紹介したクッションドラム等に比較して安全性において優れたものでありながら普及の日の目を見ず、未だコスト面の重視から前述のクッションドラムが使用される場合が多いのが現状である。
【００２０】
また、スペースが狭く、歩行者と車とが共存する一般道への普及を図る場合、歩行者に対する二次災害防止策を図る必要があるが、このような対策が成されているものも少なく、その結果、前述のクッションドラム以上に普及するものとはなっていない。
【００２１】
そこで、本発明は上記従来技術における欠点を解消するためになされたもので、前掲の米国運輸省の「ドライバーの安全を確保する安全基準」を参照し、一般道において最も通行量が多いと予想される１．８t車が時速６０kmで衝突した場合の、車体重心の前後方向重力加速度が２０Ｇ以下となる衝撃吸収性を有するだけでなく、前述のクッションドラムと同程度の価格で、設置が容易であると共に、大掛かりな基礎工事や重機等を使用することなく容易に設置ができる易設置性を備え、しかも、部分的に交換ができる等、設置後のメンテナンス性にも優れると共に、内容物の飛散防止等の歩行者に対する配慮や、事故後比較的短時間で復帰できる等、一般道で使用する際の利便性を備えた衝撃緩衝装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明の衝撃緩衝装置１は、保形容器１０と、前記保形容器１０内に収容されて前記保形容器１０内を複数の独立した小室に区画する複数の区画容器３０と、前記保形容器１０内において前記複数の区画容器３０を同時に包囲する収容袋２０を備え、
前記区画容器３０内に、熱可塑性樹脂を溶融押し出して形成された溶融状態の線条でカール又はループを形成して、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる、前記線条間に好ましくは大きな、空隙を備える３次元スプリング構造のクッション構造体４０と、前記クッション構造体４０の空隙を充填する充填液５０とを封入したことを特徴とする（請求項１）。
【００２３】
前述の構成の衝撃緩衝装置１において、前記保形容器１０の底部より一定高さの範囲に、衝突時に変形乃至は縮小する嵩上げ空間７０を形成することもでき（請求項２）、この嵩上げ空間７０は、衝突時に変形乃至は破損する嵩上げ材７１を前記保形容器１０の底部に敷設して確保するものであっても良い。
【００２４】
前述の区画容器３０内に収容される前述のクッション構造体４０は、
そのかさ密度を、０．１０〜０．５０g/cm３、好ましくは０．２０〜０．４０g/cm３、より好ましくは０．２５〜０．３５g/cm３（請求項３）、
線径を、０．２〜５．０mm、好ましくは１．５〜３．５mm、より好ましくは２．０〜３．０mm（請求項４）、
空隙率を５２．４〜９０．４％、好ましくは６１．９〜８１．０％、より好ましくは６６．７〜７６．２％とすることができる（請求項５）。
【００２５】
また、前記区画容器３０内には、前記クッション構造体４０を体積比で８５〜１００％、好ましくは９０〜１００％、より好ましくは９５〜１００％収容することができる（請求項６）。
【００２６】
前記クッション構造体４０を収容した前記区画容器３０内には、液面の位置が前記区画容器の高さの６０〜９８％、好ましくは８０〜９５％、より好ましくは８５〜９０％となるよう前記充填液を充填する（請求項７）。
【００２７】
また、前記保形容器１０の容量に対する前記クッション構造体４０の体積比は、３０〜９５％、好ましくは４０〜８０％、より好ましくは４５〜６０％である（請求項８）。
【００２８】
なお、前記収容袋２０は、前記区画容器３０を包囲した状態においてその開口部を縛る等して封止されており、この封止された状態における前記収容袋２０が、前記保形容器１０の容量の１００％以上、例えば１５０％程度に膨張可能に余裕をもたせることが好ましい（請求項９）。
【発明の効果】
【００２９】
以上の本発明の構成により、本発明の衝撃緩衝装置によれば、比較的安価に製造することができ、設置が容易であると共に、大掛かりな基礎工事や重機等を使用することなく容易に設置ができる易設置性を備え、しかも、部分的に交換ができる等、設置後のメンテナンス性にも優れるものでありながら、前述した米国運輸省の「ドライバーの安全を確保する安全基準」である、前後方向最大加速度２０Ｇ以下という高い安全基準をクリアすることができた。
【００３０】
また、リバウンドおよび飛散もなく、二次災害を引き起こす可能性を排除することができると共に、事故後の復帰も容易で、一般道での使用にも耐え得る衝撃緩衝装置を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の実施の形態につき以下に説明する。
【００３２】
本発明の衝撃緩衝装置は、図１に示すように、衝撃緩衝装置１の外形を成す保形容器１０と、該保形容器１０の内に収容された収容袋２０と、該収容袋２０内に収容され、前記保形容器内１０を小室に区画する区画容器３０を備え、前記区画容器３０内に、熱可塑性樹脂を溶融押し出して線条を形成させ、ついでこの溶融状態の線条にカール又はループを形成させ、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体（以下、単に「クッション構造体」という。）４０と、充填液５０とが封入されている。
【００３３】
〔クッション構造体〕
前述のクッション構造体４０は、本発明の衝撃緩衝装置１の主要な要素であり、連続線条及び／又は、例えば短線条がランダムに絡合集合して成る空隙を備える三次元構造体であり、前記連続線条及び／又は短線条は、複数のループ又はカールを形成している。
【００３４】
このようなクッション構造体４０は、例えば図２に示すように、熱可塑性樹脂を複数の射出口６１より所定押出速度において溶融押し出し、引き取り機６２により引き取り、線径０．２〜５．０mm、好ましくは１．５〜３．５mm、より好ましくは２．０〜３．０mmの無垢又は中空の連続線条を形成し、溶融状態の線条に、例えば直径１〜１０mm、好ましくは直径１〜５mmのループを形成させ、隣同士の線条と水中で接触絡合させ区画容器ごとにランダムなループを形成しつつ、水中において前記引取機６２により引き取ることにより形成することができる。このようにして形成されたクッション構造体４０の各線条の上記接触絡合部位の少なくとも一部は、相互に溶融接着されて成る。
【００３５】
このように構成されたクッション構造体４０により、本発明の衝撃緩衝装置１に衝突した車の衝突エネルギーは、このクッション構造体４０を構成する各線条の破壊エネルギーと、前記接触絡合部分の引裂エネルギー、およびこのクッション構造体を構成する各線条が中空である場合には、この中空線条の圧壊エネルギーに置換されて吸収される。
【００３６】
このクッション構造体４０の原料は特に限定されず熱可塑性樹脂全般を使用可能であるが、破壊特性を持つポリスチレン(ＰＳ)またはアクリロニトリル・スチレン共重合樹脂（ＡＳ）を使用することが好ましい。
【００３７】
このうち、ポリスチレンにはスチレンモノマーを単体重合した一般用ポリスチレン（ＧＰ−ＰＳ）とスチレンとポリブタジエンをグラフト共重合した耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩ−ＰＳ）があるが、特に復元性の無い先述の一般用ポリスチレン（ＧＰ−ＰＳ）の使用が好ましく、また、より好ましくは難燃剤が配合されている原料を使用する。
【００３８】
このクッション構造体４０の原料としては、バージン材を使用しても良いが、コスト面、環境面から見てリサイクル材を使用することが好ましく、例えばポリスチレン（ＰＳ）を原料とする場合には、魚箱や化学畳等で使用されたポリスチレン（ＰＳ）の発泡体を脱泡処理して再生したリサイクル材がペレットとして安定して供給されており、これらの再生材を好適に使用することができる。
【００３９】
より好ましくは、クッション構造体４０を製造する前に、このような再生ペレットを押出機にかけ、この押出機の出口で＃１００程度のスクリーンに通過させて再生ペレット中に混入する炭化物や、未溶融樹脂等の異物を除去したものを使用する。
【００４０】
クッション構造体４０の原料として使用可能な熱可塑性樹脂のメルトインデックス（ＭＩ）の範囲は、５〜４０、好ましくは１０〜３０で、より好ましくは１５〜２０である。
【００４１】
メルトインデックス（ＭＩ）が５未満では、太い溶融線条が射出され良好なループ形状が得難く３次元スプリング構造とすることが困難であり、また、メルトインデックス（ＭＩ）が４０を越えると、後述するように線条の形状として好ましい、中空構造に射出することが難くなるためである。
【００４２】
この、クッション構造体４０を構成する各線条は、これを中空構造とすることが好ましい。このように中空構造とすることにより、衝撃エネルギーが中空線条を圧壊するエネルギーに置換され、優れた衝撃吸収性を付与できるからである。
【００４３】
各線条の径は前述のように０．２〜５．０mm、好ましくは１．５〜３．５mm、より好ましくは２．０〜３．０mmであり、０．２mm未満では一本一本の線条の強度が低すぎて、衝撃エネルギーから繊維の破断エネルギーへの置換量が少なくなり、必要な衝撃エネルギー吸収量が得難く、また、５．０mmを越えると、ループ径が大きくなり、線条相互間の融着点の数が減って、衝撃エネルギーから線条の融着点引裂エネルギーへの置換量が少なく、必要な衝撃エネルギー吸収量が得難いためである。
【００４４】
このような線条が絡合して形成されたクッション構造体４０のかさ密度の範囲は、０．１０〜０．５０g/cm３、好ましくは０．２０〜０．４０g/cm３、より好ましくは０．２５〜０．３５g/cm３であり、０．１０g/cm３未満では、繊維の破断および融着点の引裂エネルギー量が少なく必要な衝撃エネルギー吸収量が得難く、また、０．５０g/cm３を越えると、強度が高すぎ衝突車の車体重心加速度（前後方向の床Ｇ）が高くなり易いためである。
【００４５】
また、このクッション構造体４０の空隙率の範囲は、５２．４〜９０．４％、好ましくは６１．９〜８１．０％、より好ましくは６６．７〜７６．２％であり、５２．４％未満では衝撃エネルギー吸収に有効な蛇腹変形領域が短く、すぐに底付いてしまい、車体重心加速度（前後方向の床Ｇ）が高くなり易いためであり、また、９０．４％を越えると強度が小さく、衝撃エネルギー吸収量が少なくなり易いためである。
【００４６】
もっとも、前述のクッション構造体４０の材質、前述のメルトインデックス（ＭＩ）、線径、かさ密度、空隙率等の条件は、同一の保形容器１０内に収容されるクッション構造体４０の全てにおいて同一である必要はなく、保形容器４０内のいずれの位置に配置するかによりその材質、メルトインデックス、線径、かさ密度、空隙率等を変更し、これらを組み合わせて使用しても良い。
【００４７】
この、クッション構造体４０の形状は特に限定されないが、少なくとも後述する区画容器３０内に収容可能な形状及びサイズであることが必要である。
【００４８】
なお、製造の容易性、交換の容易性、運搬や保管の際の利便性を考慮して、クッション構造体をいずれも同一の形状としても良い。
【００４９】
このクッション構造体４０は、衝撃の加わる方向に対して直交方向を長さ方向として配置され、図１に示す実施形態にあっては保形容器１０の高さ方向を長さ方向として配置しているが、保形容器１０の幅方向を長さ方向として配置しても良く、または縦、横方向に交互に配置するなど、これらを組み合わせて配置しても良くその配置方法は図１に示す実施形態に限定されない（図３，図４参照）。
【００５０】
また、このクッション構造体４０は、後述する区画容器３０を介して保形容器１０内に隙間無く収容することが好ましく、本実施形態にあっては角柱状に形成している。
【００５１】
もっとも、図１に示すような角柱状に限定されず、クッション構造体４０を円柱状やその他の多角柱状（例えば六角柱状）に形成し、クッション構造体の配列状態が平面として見たときににハニカム状となるように配置するものであっても良く、このような形状に形成することによりクッション構造体の衝撃に対する異方性を少なくすることが可能となる。
【００５２】
但し、クッション構造体４０を円柱状とする場合には、隣接するクッション構造体４０間に隙間ができ、また、円柱状、六角柱状のいずれの形状とした場合においても、保形容器１０の側壁が平面である場合には、側壁内面とクッション構造体４０間に空隙ができ、一例として円柱の場合、保形容器１０に対する最大体積含有率が理論上９０．７ｖｏｌ％になり、同量のエネルギー吸収量を得る為には、衝撃緩衝材の容積が少なくとも１．１倍以上必要になる。従って、衝撃吸収装置１の全体形状を可及的に小型化するためには角柱状とすることが好ましい。
【００５３】
〔充填液〕
以上のように形成されたクッション構造体４０は、充填液５０と共に後述の区画容器３０内に密閉状態で収容される。
【００５４】
この充填液５０は、前述のクッション構造体４０の空隙を充填し、衝撃吸収装置１内部の温度上昇を抑制し、衝撃吸収装置１の設置後、これを定位置に固定する錘の役割をすると共に、前述のクッション構造体４０と共にエネルギー吸収を補助的に分担し、かつ、クッション構造体４０の繊維に対し全方向から力を伝播させる機能を持つものであり、好ましくは、飛散や漏出等する場合があったとしても、人体や周辺環境に対して無害であることが好ましい。
【００５５】
このような充填液５０としては、一例として「水」を使用することができ、また、寒冷地等において本発明の衝撃吸収装置１を使用する場合は、凍結による衝撃吸収性の低下や、膨張による区画容器３０破裂等を防止するために不凍液を充填液として使用しても良い。なお、このような不凍液としては既知の各種のものが使用可能である。
【００５６】
〔区画容器〕
前述のクッション構造体４０及び充填液５０は、保形容器１０内に複数収容されて保形容器１０内の空間を仕切る区画容器３０内に封入される。このように、クッション構造体４０と充填液５０とを各区画容器３０内に収容することにより、本発明の衝撃吸収装置１を区画容器３０単位で分割して持ち運び可能となると共に、部分的な交換等にも対応し得るものとなっている。
【００５７】
また各区画容器３０は、それぞれが密封された室を形成し、その中に充填された充填液５０の揮発を抑えたり、衝突時に飛散しようとする充填液５０に抵抗を与え衝撃エネルギーを吸収する機能を持つ。また、クッション構造体４０を拘束しエネルギー吸収量を向上させる機能も持つ。
【００５８】
この区画容器３０としては、前述のクッション構造体４０および充填液５０を封入可能な既知の各種樹脂製品を使用でき、前述のクッション構造体４０と充填液５０とを共に収容可能であると共に、個々独立して密封可能なものであれば、前述のクッション構造体４０と同形状に形成された容器、可撓材料により形成された袋体等を、射出成形、回転成形、ブロー成形、インフレーション、ヒートシール等の、既知の各種の方法で製造して得ることができる。
【００５９】
この区画容器３０は、一例として肉厚０．５〜４mmのＰＥ製とすることができる。肉厚０．５mm未満では、区画容器３０の強度が低く、設置時に破けてしまう恐れがあるためであり、また、４mmを越えると、衝突後に復元力が発生し、衝突車を跳ね返す、所謂「リバウンド」が生じてしまい、二次災害の危険があるためである。
【００６０】
区画容器３０は、充填液５０が揮発しないよう密封可能な構造を備えており、区画容器３０が定型性を有する容器である場合には、前述のクッション構造体４０を挿入し、前述の充填液５０を充填するための開口を密封可能な蓋３２を備えるものを使用し、また、区画容器３０が袋状である場合には、その開口部をひも、ロープ、ゴムバンド等の結束材にて縛り、またはヒートシールする等して密封し、この状態において保形容器１０内に展開された後述の収容袋２０内に整列して配置される。
【００６１】
〔収容袋〕
前述の収容袋２０は、本発明の衝撃緩衝装置１に衝撃が加えられた際に、この収容袋２０内に収容された区画容器３０、該区画容器３０内に収容されたクッション構造体４０や充填液５０が飛散することを抑制する機能を持ち、後述する保形容器１０内においてこれらの区画容器３０を包囲する。
【００６２】
この収容袋２０としては、前述のように本発明の衝撃吸収装置１に衝撃が加わった際に、収容された区画容器３０等が飛散することを防止し得る強度を有する必要があり、一例としてナイロン、ビニロン、テトロン等の織物を基材としてこれに塩化ビニル樹脂、あるいはエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）等で加工して作られた、高強度の布材により作成する。
【００６３】
なお、このような高強度の布材を使用してなる既知のフレキシブルコンテナは、これをそのまま前述の収容袋２０として使用することができる。
【００６４】
この収容袋２０は、後述する保形容器１０内に、保形容器１０の内部形状に一致した形状で展開され、その内部に前述のクッション構造体４０及び充填液５０が収容された区画容器３０を収容した後、その開口部が封止される。
【００６５】
この収容袋２０としては、保形容器１０以上の容量を有するものを使用し、一例として、保形容器１０の容量に対して約１．５倍に広がるように余裕を持って前述の開口部を閉じておく。
【００６６】
この収容体２０として使用することができる前述のフレキシブルコンテナは、既知の製品として量産されており、比較的安価に入手可能であり、これを使用することにより本発明の衝撃緩衝装置を比較的安価に製造することが可能である。
【００６７】
〔保形容器〕
保形容器１０は、上記で説明したクッション構造体４０、充填液５０、これらを収容した区画容器３０、及び、前記区画容器３０を集合状態に包囲した収容袋２０を収容し、本発明の衝撃緩衝装置１を設置状態において所定形状に保持するもので、本発明の衝撃緩衝装置１の設置場所等にあわせて各種の形状に形成することが可能である。
【００６８】
この保形容器１０は、本発明の衝撃緩衝装置１が設置されているとき、内部の各構成部材を収容して定型を保ち得るものであると共に、衝撃が加わった際、破損、変形して、内部に収容されたクッション構造体４０等を衝撃吸収材として機能させ得る脆性を備えたものであれば、プラスチック、セラミックス、金属等の各種材質により形成することができ、本実施形態にあっては、比較的成型が容易であると共に耐候性にも優れたプラスチック材料、一例としてＰＥにより形成している。
【００６９】
この保形容器１０として、プラスチック製のものを使用する場合には、射出成形、回転成形、ブロー成形等、既知の各種の方法で成形することができる。
【００７０】
この保形容器１０は、前述のクッション構造体４０と充填液５０とが封入された前述の区画容器３０、該区画容器３０を収容する収容袋２０を収容する、上部を開口した保形容器本体１１と、この保形容器本体１１の上部開口を被蓋する蓋体１２により構成されており、前述の各構成部品を保形容器本体１１内に収容後、保形容器本体１１の上部開口を被蓋した蓋体１２が、保形容器本体１１より容易に外れることがないように固定されて形成されている。
【００７１】
この蓋止めの方法としては、保形容器本体１１と蓋体１２とをボルト止めし、または接着剤により接着する等しても良いが、本実施形態にあっては、蓋体１２と保形容器本体１１との相互に対応する位置に通し穴１３，１４をあけておき、この通し穴１３，１４を介して保形容器本体１１と蓋体１２とをロープ１５で固定している。
【００７２】
なお、この保形容器１０の表面には、例えば黄色と黒の縞模様や市松模様を表示したり、または蛍光塗料や反射板を取り付ける等、ドライバー等の注意を喚起し得る塗装や装飾等を施しても良く、または、周辺環境に調和する着色や装飾等を施しても良い。
【００７３】
〔嵩上げ空間〕
前述の保形容器１０内には、好ましくは嵩上げ空間７０を設けることができる。
【００７４】
衝撃緩衝装置１に衝突した車体は、衝撃緩衝装置の変形が６０％を越えたあたりから破壊した衝撃緩衝装置１によって上向きの反力を受け、この反力により車体前方が浮き上がる現象が発生する。
【００７５】
この現象は衝撃緩衝装置１の破壊の後半において、破壊した部分の衝撃緩衝装置１が車体と路面の間に入り込み、逃げ場を失って発生するものであり、このようにして衝撃緩衝装置１が車体と路面との間に入り込むと、衝撃緩衝装置１による衝撃の緩衝作用は急激に低減する。
【００７６】
上記嵩上げ空間７０は、このように破壊した衝撃緩衝装置１が車体の下側に入り込んだ際、車体を上方に持ち上げる上向きの反力を減殺するために保形容器１０の底部に形成されるもので、衝撃緩衝装置１が車体の下側に入り込んだ際にこの嵩上げ空間７０が潰れて上向きの反力を減殺する。
【００７７】
なお、この嵩上げ空間７０は、前述のように車両の衝突時における上向きの反力を減殺するために使用されるものであることから、衝撃緩衝装置１の用途によっては必ずしも設ける必要はない。
【００７８】
この嵩上げ空間７０は、図４に示すように保形容器本体１１内の底部に敷設された嵩上げ材７１により確保するものであっても良く、保形容器本体１０の底面上に直接敷設された嵩上げ材７１上に前述の収容袋２０を載置し、または保形容器本体１１内に展開された収容袋２０の底部上にこの嵩上げ材７１を配置した後、その上方にクッション構造体４０及び充填液５０が封入された区画容器３０を載置しても良い。
【００７９】
この嵩上げ空間７０は、衝撃緩衝装置１に対して衝撃が加わっていないときには、前述のクッション構造体４０、充填液５０、区画容器３０及び収容袋２０の重量を支え、クッション構造体４０及び充填液５０を収容した区画容器３０を、衝撃の加わる位置（路面より所定の高さ位置）に配置することができると共に、車両の衝突後に潰れる空間を確保し得るものであれば如何なる構造であっても良く、保形容器本体１１の底部を二重底、上げ底などに形成する等して確保することもできる。
【００８０】
本実施形態にあっては、車体の衝突時に破壊乃至は変形する嵩上げ材７１を、保形容器本体１１内の底部に敷設することにより、この嵩上げ空間７０を確保している。
【００８１】
本実施形態にあっては、この嵩上げ材７１として、前述の区画容器３０内に収容されたクッション構造体４０と同様の構造を有するクッション構造体を使用している。
【００８２】
この嵩上げ材７１であるクッション構造体の原料は、前述のクッション構造体４０と同様に熱可塑性樹脂全般が使用可能であるが、前述の区画容器３０内に収容されるクッション構造体４０に比較してより脆弱なものであることが好ましく、そのかさ密度の範囲を０．０１〜０．０９g/cm３、好ましくは０．０３〜０．０７g/cm３、より好ましくは０．０４〜０．０５g/cm３としている。
【００８３】
これは、かさ密度が０．０１g/cm３未満では強度が低く、クッション構造体４０及び充填液５０を収容した区画容器３０の重量を安定して支えることができないためであり、また０．０９g/cm３を越えると、車両の衝突時においても容易に破損し難く、嵩上げ材７１の機能を発揮できないためである。
【００８４】
空隙率の範囲は、９０〜９９％、好ましくは９２〜９７％、より好ましくは９４〜９６％である。９０％未満では、空間が少なく嵩上げ材の機能を発揮できない。９９％を越えると、強度が低くその上部に配置されるクッション構造体や充填液が収容された保形容器３０を安定して保持できないためである。
【００８５】
嵩上げ高さは、衝撃緩衝装置１の用途等にもよるが、一例として嵩上げ材７１の厚みを１００〜２５０mm、好ましくは１５０〜２２０mm、より好ましくは１８０〜２００mmとする。これは、１００mm未満では、破壊した衝撃緩衝装置１の逃げ場が少なく嵩上げ材７１としての機能を十分に発揮しないためであり、また、２５０mm以上とすると、区画容器３０が車両の最低地上高より高所に配置されることとなり、衝撃エネルギーの吸収に支障をきたしてしまうためである。
【００８６】
この嵩上げ材７１は、保形容器本体１１の内部底面形状にあわせてカットされ、保形容器本体１１の底面に敷設される。なお、嵩上げ材７１は、必ずしもこれを一体に形成する必要はなく、複数個の嵩上げ材を組み合わせることにより保形容器本体の底部に敷設するよう構成しても良い。
【００８７】
〔製造工程〕
前述した衝撃緩衝装置１の各構成部品は、一例として図５に示す手順で組み立てられて、本発明の衝撃緩衝装置１となる。
【００８８】
図５に示すように、本発明の衝撃緩衝装置１の各構成部品である前述のクッション構造体４０、区画容器３０、保形容器１０、収容袋２０及び必要に応じて嵩上げ材７１が準備される（Ｓ１）。
【００８９】
このうち、クッション構造体４０は、これを前述の区画容器３０内に挿入する（Ｓ２）。
【００９０】
各区画容器３０内には、前述のクッション構造体４０を可及的に隙間なく収容することが好ましく、区画容器３０内の体積に対するクッション構造体４０の体積比（クッション構造体内の空隙は、クッション構造体の体積として計算）は、これを８５ｖｏｌ％未満とすると必要な衝撃吸収量が得にくくなるため、これを８５〜１００ｖｏｌ％、好ましくは９０〜１００ｖｏｌ％、より好ましくは９５〜１００ｖｏｌ％となるように挿入する。
【００９１】
その後、このクッション構造体を収容した区画容器内に充填液（本実施形態にあっては「水」）を充填する（Ｓ３）。
【００９２】
充填液の注入量は、クッション構造体４０の挿入後で、区画容器３０内の水位が６０〜９８％、好ましくは８０〜９５％、より好ましくは８５〜９０％となるように注入する。
【００９３】
水位が６０％未満では、充填液５０は前述した機能を果たさず、９８％を越えると、気温変化による体積膨張により、密閉された区画容器３０の封印が破られる危険がある。また、設置の際の利便性を考慮し、上記範囲内において人が運べる重量となるように収容することが好ましい。
【００９４】
このようにしてクッション構造体４０及び充填液５０を収容した区画容器３０は、その開口部が密封され（Ｓ４）、保形容器１０内に収容可能な状態となる。
【００９５】
この各区画容器３０の開口部の密封は、各区画容器３０が定型性を有する容器である場合には、開口部に対して蓋３２を接着剤で接着し、または、開口部と蓋３２との隙間にコーキング材を充填したり、テープ等で開口部と蓋３２とを同時に固着することにより密封する。区画容器３０が袋状に形成されている場合には、空気を抜き取った後、開口部をヒートシール機で溶着する等して封印する。
【００９６】
また、予め準備された前述の保形容器１０の本体１１内には、必要に応じてその底部に嵩上げ材７１が敷設され（Ｓ５）、この嵩上げ材７１上に収容袋２０として本実施形態にあってはフレキシブルコンテナが収容・展開される（Ｓ６）。
【００９７】
この収容袋２０であるフレキシブルコンテナは、後述するようにその内部に区画容器３０を収容し易いよう、保形容器本体１１の内部形状に沿って展開すると共に、その開口部を保形容器本体１１の開口部と同大に開口しておく。
【００９８】
なお、上記区画容器３０に対するクッション構造体４０と充填液５０の密封、及び保形容器１０内への嵩上げ材７１の敷設及び収容袋２０の展開迄の工程（Ｓ１〜Ｓ６）は、これを予め工場施設内等において行っておき、ここで得られた密封後の前記区画容器３０と、嵩上げ材７１及び収容袋２０が配置された保形容器１０とを、設置現場に搬送し、以下の作業を設置現場において行うように構成することが好ましい。
【００９９】
設置現場において、前述の保形容器１０を本衝撃緩衝装置１の設置場所に配置した後、この保形容器１０内に展開された収容袋２０内に前述の区画容器３０を収容する（Ｓ７）。
【０１００】
この保形容器１０内に収容されるクッション構造体４０の構成比率は、嵩上げ材を除き、保形容器１０の容積に対する体積比で３０〜９５％、好ましくは４０〜８０％、より好ましくは４５〜６０％である（クッション構造体の空隙は、クッション構造体の体積に換算）。
【０１０１】
クッション構造体４０の構成比率が３０％未満では必要な衝撃吸収量が得られず、９５％を越えると嵩上げ材７１の構成比率が小さくなり、破壊した材料の逃げ場に乏しく、底付きが早く、車体前方の浮き上がり現象が生じてしまうためである。
【０１０２】
このようにして、区画容器３０の収容が完了した後、該区画容器３０を収容した収容袋２０の開口部を封止する（Ｓ８）。
【０１０３】
収容袋２０の開口部の封止は、収容袋２０であるフレキシブルコンテナの開口部に設けられている紐やロープ等でこれを縛れば良く、開口部の封止後の収容袋２０内の容量が、保形容器の容量に対して１５０％程度に膨張可能となるように余裕をもってその開口部を閉塞する。
【０１０４】
このようにして、収容袋２０の開口部を閉塞した後、保形容器本体１１の開口部に、蓋体１２を被せ、保形容器本体１１と蓋体１２とを固定して保形容器本体１１を被蓋する（Ｓ９）。
【０１０５】
保形容器本体１１に対する蓋体１２の固定方法は特に限定されるものではなく、既知の各種固定方法により固定することが可能であるが、本実施形態にあっては予め保形容器本体１１と蓋体１２との対応部分に形成されている前述の通し穴１３，１４を介して両者を紐やロープ１５で固定している。これは、保形容器本体１１と蓋体１２との固定にビスやボルト等の金属部品を使用する場合、車両の衝突時の衝撃によりこの金属部品が飛散して歩行者を傷つける等の二次災害の発生の防止を図るためである。また、このような方法で固定する場合には、作業に際して特殊な技量が必要とされず、何人も容易に設置可能である。
【０１０６】
このように、本発明の衝撃緩衝装置１にあっては、保形容器１０内の空間を多数の区画容器３０で分割すると共に、各区画容器３０を重機等を使用することなく移動可能なサイズとすることにより、その設置を重機等を使用することなく、人手により行うことが可能となっている。
【０１０７】
また、前述のように、保形容器１０内を多数の区画容器３０で区画したことにより、車両等が該衝撃緩衝装置１に接触する等して衝撃緩衝装置１の一部が破損した場合には、この破損部分の区画容器３０のみを交換することによりその他の部分を交換することなく再度使用可能であり、極めて経済的である。
【実施例】
【０１０８】
次に、本発明の衝撃緩衝装置の性能試験を行った結果を以下に示す。
【０１０９】
１．実施例
実施例として使用した本発明の衝撃緩衝装置の各部の構成は、下記の通りである。なお、収容袋として、市販のフレキシブルコンテナを使用した。
【０１１０】
〔クッション構造体〕
各区画容器３０内に配置されるクッション構造体４０の原料として、発泡スチロール製魚箱より再生された再生ポリスチレン（ＰＳ）を使用した。
【０１１１】
原料の再生方法は、株式会社名濃製ＦＳＣ−３１０ＳＮ破砕機を用い、直径３５mmの穴を通過した破砕品を空気輸送してストックタンクに回収し、次いで、出口に＃１００メッシュ(目開１５０μm)のスクリーンを備えた株式会社名濃製ＦＭ１５０Ｓ溶融押出機にこの破砕品を投入し、溶融・脱泡・ろ過し、溶融線条に押出した。そして、この溶融線条を冷却して所定のサイズに切断して再生ＰＳペレットを得た。
【０１１２】
クッション構造体の製造は、直径７５mmの単軸押出機を使用し、下記の表１に示す条件で、ｔｙｐｅＡ、ｔｙｐｅＢの２種類のクッション構造体を製造した。
【０１１３】
【表１】
2005172130.tif 000003
クッション構造体の線径： ２．５mm
クッション構造体の形状： 直方体
クッション構造体の寸法： 厚さ１４２mm×幅２９２mm×高さ５９２mm
【０１１４】
〔区画容器〕
材質及び製造方法：ＰＥ製  射出成形品
区画容器サイズ： 厚さ１５０mm×幅３００mm×高さ６００mm、肉厚４mm
区画容器重量：１．５kg
区画容器のスプリング構造体占有率：１００％
区画容器に対する充填液（水）の充填量：区画容器全高に対して９０％の水位
クッション構造体及び充填液（水）注入後の区画容器の重量
Ｔｙｐｅ Ａ：２４．９kg
Ｔｙｐｅ Ｂ：２３．７kgである。
【０１１５】
〔嵩上げ材〕
線径１mm、かさ密度０．０３５g/cm３、空隙率９６．１％のＰＰ製スプリング構造体で、高さ２００mm嵩上げした。
【０１１６】
〔保形容器〕
材質及び製造方法：ＰＥ製  射出成形品
寸法；衝撃方向の長さ：１１５０mm（矩形部分）+３５０mm（円弧部分）
幅：７００mm， 高さ：１０００mm， 肉厚：４mm，空重量２５kg。
【０１１７】
〔全体構造〕
収容区画容器数：１７個（前方部１列、以降２個置で計９列；図３及び図４参照）
前方５個（図３，４中の斜線が施されたもの）は表１のＴｙｐｅＡのクッション構造体、後方１２個はＴｙｐｅＢのクッション構造体
区画容器の収容方法：衝突方向に対し長さ方向を直交方向として、衝撃方向に縦置、横置を交互に配置（図３，４参照）
保形容器の全体積に対しスプリング構造体が占める体積比：４５％
全体積に対し水が占める体積比：２１％
生産時間： 約３時間。
【０１１８】
２．比較例（特許文献１：特開２０００−１２０７４３号公報）
上記実施例で使用した保形容器と同一の保形容器内に、同一のフレキシブルコンテナを収容・展開した。
【０１１９】
線径１mm、かさ密度０．０３５g/cm３、空隙率９６．１％のＰＰ製のクッション構造体を一端より巻き取ってロール状に成形し、このロール状に成形されたクッション構造体を前述のように保形容器内に収容・展開されているフレキシブルコンテナ内に収容した。
【０１２０】
その後、このクッション構造体を収容するフレキシブルコンテナ内に、下記の表２に示す原料を、表３に示す配合比で混合して作成した充填材を注入した後、２８日間養生して乾燥・硬化させた。
【０１２１】
なお、上記比較例の衝撃緩衝装置の生産に要した時間は、前述の養生のための期間を含めて２８日間であった。
【０１２２】
【表２】
2005172130.tif 000004
【０１２３】
【表３】
2005172130.tif 000005
【０１２４】
３．試験方法及び試験結果
衝撃吸収性能を評価する為に、ムービングバリア試験を行った。
【０１２５】
図６に示すように、本衝突試験においては、側壁に衝撃緩衝装置の背面を接して配置し、この衝撃緩衝装置に対して車幅１．６５mのムービングバリアに１．８tのウエイトを載置して６０km/hで衝突試験を行った。なお、ムービングバリアに乗せるウエイトを１．８tとしたのは、事故率の高い、排気量２０００cc以上のクラスの乗用車の車輌重量が１．８t前後であり、この車輌重量の車輌が衝突した際の衝撃を緩衝し得るか否かをテストするためである。
【０１２６】
なお、ムービングバリアとは、鋼構造で作られた車で、それ自体は衝突しても変形等が発生しない高剛性の衝突実験車輌である。
【０１２７】
以上のムービングバリア試験において、
(1) ムービングバリア車体重心の前後方向最大加速度
(2) リバウンドの有無
(3) 飛散の有無
を評価した。その結果を、表４に示す。
【０１２８】
【表４】
2005172130.tif 000006
【０１２９】
以上の性能試験の結果、本発明の衝撃緩衝装置は、比較的安価に製造することができ、設置が容易であると共に、大掛かりな基礎工事や重機等を使用することなく容易に設置ができる易設置性を備え、しかも、部分的に交換ができる等、設置後のメンテナンス性にも優れるものでありながら、前述した米国運輸省の「ドライバーの安全を確保する安全基準」に規定された、前後方向最大加速度２０Ｇ以下という高い安全基準をクリアすることができるものであることが確認できた。
【０１３０】
また、リバウンドおよび飛散も確認されなかったことから、二次災害を引き起こす可能性を排除することができると共に、事故後の復帰も容易で、一般道での使用にも耐え得るものであることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
以上説明した本発明の衝撃緩衝装置は、車両等の衝突が予測される各種の場所に設置可能であり、サーキット、道路上の分岐点におけるバリヤー、中央分離体、待避所、駐車場、その他の駐車施設における車両止め等として使用することが可能であり、また、道路上に設置された施設、工事現場における作業員や設備の前面に配置して、施設、作業員、作業機器と車両の運転者双方を保護するための装備等としても使用することができる。
【０１３２】
また、衝突時の飛散や、二次災害の危険性がなく、かつ、設置が容易であること等から、高速道路、その他の自動車専用道路等に対する設置のみならず、一般道に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の衝撃緩衝装置の分解斜視図。
【図２】クッション構造体の製造装置を示す概略説明図。
【図３】本発明の衝撃緩衝装置の平面透視図。
【図４】本発明の衝撃緩衝装置の側面透視図。
【図５】本発明の衝撃緩衝装置の製造工程フロー。
【図６】ムービングバリア試験の概略説明図。
【符号の説明】
【０１３４】
１  衝撃緩衝装置
１０  保形容器
１１  保形容器本体
１２  蓋体
１３，１４  通し穴
１５  ロープ
２０  収容袋（フレキシブルコンテナ）
３０  区画容器
３２  蓋
４０  クッション構造体
５０  充填液（水）
６１  射出口
６２  引き取り装置
７０  嵩上げ空間
７１  嵩上げ材
【図１】
2005172130.tif 000007
【図２】
2005172130.tif 000008
【図３】
2005172130.tif 000009
【図４】
2005172130.tif 000010
【図５】
2005172130.tif 000011
【図６】
2005172130.tif 000012