(57)【要約】【課題】  安価であり、しかも衝突速度依存性を有するとともに再使用を可能とする車両止め緩衝装置を提供する。【解決手段】  衝突する車両を受け止めて停止させる車両止め固定台と、この車両止め固定台に取り付く衝撃緩和手段とを具える。衝撃緩和手段は、後端が開口する有底の袋状本体と、前記開口を囲むフランジ状のビード部とを一体に有し、しかも内部に水充填スペースを形成するゴム製のダンパー本体と、一端部が前記水充填スペース内で開口するとともに他端部から水充填スペース内の水を外部に放出することにより車両の衝撃エネルギーを吸収する放水管を具える。【選択図】図３
2013060058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突する車両を受け止めて停止させる車両止め固定台と、
この車両止め固定台に取り付き、衝突時の衝撃を緩和させる衝撃緩和手段とを具えた車両止め緩衝装置であって、
前記衝撃緩和手段は、
筒状の胴部の前端が底部によって閉止されかつ後端が開口する有底の袋状本体と、この袋状本体の開口を囲んで半径方向外側に突出するフランジ状のビード部とを一体に有し、しかも該ビード部が前記車両止め固定台の前面に密に取り付くことにより、前記袋状本体の内面と前記前面との間に水を充填する気密な水充填スペースを形成するゴム製のダンパー本体、
及び、前記車両止め固定台に設けられ、一端部が前記水充填スペース内で開口するとともに該水充填スペース内に充填される水を他端部から外部に放出することにより車両の衝撃エネルギーを吸収するオリフィス部を有する放水管を具えることを特徴とする車両止め緩衝装置。
【請求項２】
前記放水管は、前記他端部に口径を絞ったオリフィス部を具え、該オリフィス部から水を、衝突する車両に向かって前方側に放出することを特徴とする請求項１記載の車両止め緩衝装置。
【請求項３】
前記ダンパー本体は、前記胴部及びビード部に、該ダンパー本体とは同芯なリング状をなし軸心方向に間隔を隔ててゴム中に埋設される金属性の補強リングを具えることを特徴とする請求項１又は２記載の車両止め緩衝装置。
【請求項４】
前記ダンパー本体は、ゴム中に、補強繊維からなる補強布がその全面に亘って配されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両止め緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が衝突する際に、その衝撃を緩和させて停止させる車両止め緩衝装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
列車の車両止めとして、第１〜４種のように、砂利盛り、鋼材による枠組み体、コンクリート壁などを線路終端部に配置しただけのものが一般的に用いられている。又衝撃吸収性が高く、列車を比較的安全に止められる油圧式ダンパーも一部で使用されているものの、この油圧式ダンパーは、コストが非常に大であるため、利用客の多い大都市圏等の路線に限られている。
【０００３】
そのため近年、安価でかつ衝撃吸収性の高い車両止め緩衝装置が求められており、例えば、
（ア）繊維強化プラスチック製のパイプ状体の挫屈変形を利用した衝撃吸収用構造部材（特許文献１）、
（イ）一端面を斜面とした２つの短筒状体を、その斜面で同心状に重ね合わせ、一方の短筒状体が他方の短筒状体を押し広げること、及び各々が挫屈変形することを利用した衝撃吸収装置（特許文献２）、
（ウ）脆性粒体を容器に詰め、この脆性粒体の圧壊を利用した衝撃緩衝装置（特許文献３）、が提案されている。
【０００４】
しかし何れのものも、衝突速度依存性がほとんどなく、高速で衝突した場合にも低速で衝突した場合とほとんど同じ反力しか得られず、充分な衝撃緩和効果を得るのが難しい。又衝突後は、衝撃吸収用の部材が壊れるため、再使用することができなくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２４７２３９号公報
【特許文献２】再表２００６−０２５５５９号公報
【特許文献３】特開２００２−１２１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、安価であり、しかも衝突速度依存性を有するとともに再使用を可能とする車両止め緩衝装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、衝突する車両を受け止めて停止させる車両止め固定台と、
この車両止め固定台に取り付き、衝突時の衝撃を緩和させる衝撃緩和手段とを具えた車両止め緩衝装置であって、
前記衝撃緩和手段は、
筒状の胴部の前端が底部によって閉止されかつ後端が開口する有底の袋状本体と、この袋状本体の開口を囲んで半径方向外側に突出するフランジ状のビード部とを一体に有し、しかも該ビード部が前記車両止め固定台の前面に密に取り付くことにより、前記袋状本体の内面と前記前面との間に水を充填する気密な水充填スペースを形成するゴム製のダンパー本体、
及び、前記車両止め固定台に設けられ、一端部が前記水充填スペース内で開口するとともに該水充填スペース内に充填される水を他端部から外部に放出することにより車両の衝撃エネルギーを吸収するオリフィス部を有する放水管を具えることを特徴としている。
【０００８】
また請求項２では、前記放水管は、前記他端部に口径を絞ったオリフィス部を具え、該オリフィス部から水を、衝突する車両に向かって前方側に放出することを特徴としている。
【０００９】
また請求項３では、前記ダンパー本体は、前記胴部及びビード部に、該ダンパー本体とは同芯なリング状をなし軸心方向に間隔を隔ててゴム中に埋設される金属性の補強リングを具えることを特徴としている。
【００１０】
また請求項４では、前記ダンパー本体は、ゴム中に、補強繊維からなる補強布がその全面に亘って配されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、衝撃緩和手段を、車両止め固定台に取り付きかつ内部に水を充填するゴム製のダンパー本体と、車両止め固定台に設けた放水管とで構成している。従って構成簡易であり、かつ低コストで提供することができる。
【００１２】
又前記衝撃緩和手段では、車両の衝突によってダンパー本体が車両進行方向に押され、内部の水圧が上昇することで反力が生じる。そして、前記ダンパー本体内に、オリフィス部を有する放水管を導通させることにより、前記反力を発生させながらダンパー本体を車両進行方向に縮小させることができ、その分の運動エネルギーを吸収することが可能となる。即ち、車両の衝撃エネルギーを吸収し、衝撃を緩和させながら車両を停止させることができる。しかも衝撃緩和手段では、衝突速度が速いほど高い反力を発生させることができ、速度に応じて衝撃緩和効果を変化させうる。
【００１３】
又前記衝撃緩和手段では、水の充填によって繰り返し使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の車両止め緩衝装置の使用例を示す断面図である。
【図２】車両止め緩衝装置の拡大断面図である。
【図３】車両止め緩衝装置の斜視図である。
【図４】衝撃緩和手段における反力とダンパー本体の軸心方向歪み量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１において、本実施形態の車両止め緩衝装置１は、衝突する車両２を受け止めて停止せる車両止め固定台３と、この車両止め固定台３に取り付き衝突時の衝撃を緩和させる衝撃緩和手段４とを具えて構成される。
【００１６】
本例では、前記車両２が、鉄道車両（列車）である場合が示され、前記車両止め緩衝装置１は、線路５の終端部５Ｅに形成される。なお線路５は、従来と同様、基礎６上に枕木７を介して敷設される。
【００１７】
前記車両止め固定台３は、本例では、前記基礎６から立ち上がる例えばコンクリート製の強固な固定壁であって、その前面３Ｓを車両進行方向に対して略直角に向けて立設している。
【００１８】
又前記衝撃緩和手段４は、内部に水Ｗが充填されるゴム製のダンパー本体８と、充填された前記水Ｗを外部に放出する放水管９とを具える。
【００１９】
図２、３に示すように、前記ダンパー本体８は、筒状の胴部１０Ａの前端が底部１０Ｂによって閉止されかつ後端が開口する有底の袋状本体１０と、この袋状本体１０の開口を囲んで半径方向外側に突出するフランジ状のビード部１１とを一体に具える。そして、前記ビード部１１が前記前面３Ｓに、取り付け金具１４を介して密に取り付くことにより、前記袋状本体１０の内面１０Ｓと前記前面３Ｓとの間に、水Ｗを充填する気密な水充填スペースＨが形成され
【００２０】
詳しくは、本例の袋状本体１０は、前記胴部１０Ａが円筒状をなし、その軸心ｉを車両進行方向に向けて取り付けられる。
【００２１】
この袋状本体１０には高い耐圧性能が必要であり、そのために本例では、ゴム中に補強繊維１２を埋設して補強している。前記補強繊維１２としては、例えばナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維などの有機繊維、及びカーボン繊維、ガラス繊維などの無機繊維などが好適に採用しうる。又補強方法としては、前記補強繊維１２を撚り合わせて補強繊維糸（コードを含む）とし、この補強繊維糸を平行配列した補強配列体をゴム中に埋設する、或いは、前記補強繊維糸にて織られた補強布（織布）１２Ｆを、ゴム中に埋設するなどの方法が採用しうる。このうち、特に補強布１２Ｆは、全方向に補強効果があり、内圧による袋状本体１０の膨張変形を抑制しうる点でより好適である。本例の補強布１２Ｆは、袋状本体１０と略同形の袋状に形成されている。
【００２２】
前記袋状本体１０に用いるゴム材料としては、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロブチルゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレン三元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）などを含むゴム組成物が挙げられる。このゴム組成物には、加硫剤および加硫促進剤のほか、必要に応じてカーボンブラック、シリカ、クレー等の充填材、老化防止材、加工助剤、軟化剤などの周知のゴム用の添加剤を適宜配合することができる。又袋状本体１０では、水Ｗと接触する前記内面１０Ｓを、疎水性、遮水性の高い薄いインナーライナー層（図示しない。）にて被覆するのが、水漏れを抑制する上で好ましい。このインナーライナーゴム層として、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム、ＥＰＤＭ等のゴムのほか、ポリプロピレン、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００２３】
又本例では、前記袋状本体１０の形状を維持するために、胴部１０Ａ及びビード部１１に、複数の金属性の補強リング１３が配される。この補強リング１３は、前記袋状本体１０とは同芯なリング状をなし、その軸心ｉ方向に間隔を隔ててゴム中に埋設される。補強リング１３としては、特に規制されないが、例えば高炭素綱などからなる高強度の金属フィラメントを撚り合わせた１本の金属コードを用い、この金属コードを周方向に一周巻きしかつその両端を溶接などによって接合することによって形成しうる。
【００２４】
この補強リング１３は、前記袋状本体１０の断面形状を維持し、半径方向外側への膨張変形を抑制しながら、車両２が衝突したとき車両進行方向である軸心ｉ方向に縮小変形させることができる。なお形状維持の効果を高めるために、前記補強リング１３を補強布１２Ｆの半径方向外側に配するのが好ましい。
【００２５】
又前記取り付け金具１４は、本例では、前記前面３Ｓに取り付く固定片１４ａと、この固定片１４ａに段差を介して連なる押さえ片１４ｂとを有する断面クランク状をなす。そして、前記押さえ片１４ｂと前面３Ｓとの間で前記ビード部１１を挟圧することで、前記ビード部１１を前面３Ｓに密に取り付けている。このときビード部１１の狭圧位置に、前記補強リング１３が配されるのが、取り付け強度を高めるために好ましい。前記固定片１４ａの前面３Ｓへの取り付けは、例えば前記前面３Ｓにアンカーボルト（図示しない。）を突出させ、このアンカーボルトに前記固定片１４ａをナットを用いて取り付ける等、種々の方法が採用できる。
【００２６】
次に、前記放水管９は、前記車両止め固定台３に設けられ、一端部９Ｅａが前記水充填スペースＨ内で開口するとともに、該水充填スペースＨ内に充填される水Ｗを他端部９Ｅｂから外部に放出する。この前記放水管９には、その口径が最も小となる絞り状のオリフィス部２０を具える。
【００２７】
本例の放水管９は、車両止め固定台３内に埋設される下端側の埋入部分９Ａと、この埋入部分９Ａに連なり外部に露出する上方側の露出部分９Ｂとを具える。そして、前記埋入部分９Ａの先端には、前記水充填スペースＨ内の水Ｗが流入する流入口２１ａが開口するとともに、前記露出部分９Ｂの先端には、流入した水Ｗを外部に放出する放出口２１ｂが開口する。特に本例では、前記露出部分９Ｂには前方に向かって伸びる前延出部分２２が設けられ、その先端に、前記放出口２１ｂを開口させたオリフィス部２０を形成している。
【００２８】
このような衝撃緩和手段４では、車両２が衝突する際、ダンパー本体８が車両２によって圧縮され、水充填スペースＨ内の水圧が上昇することで反力が生じる。
そして、水充填スペースＨ内に、オリフィス部２０を有する放水管９が導通することにより、前記反力を発生させながら水Ｗを排出して、前記ダンパー本体８を車両進行方向に縮小しうる。即ち、その分の運動エネルギーを吸収することができ、衝撃を緩和させながら車両２を停止させうる。
【００２９】
又図４に示すように、前記衝撃緩和手段４では、衝突速度が速いほど高い反力を発生させうるなど衝突速度依存性を具える。前記図４は、外径１５００ｍｍ、軸心ｉ方向に長さ２０００ｍｍ、肉厚２０ｍｍのダンパー本体８を用いて車両止め緩衝装置１を試作し、総重量３５トンの先頭車両のみを、速度１０ｋｍ／ｈ、２０ｋｍ／ｈ、４０ｋｍ／ｈの速度で衝突させ、そのとき生じる反力と、ダンパー本体８の軸心ｉ方向の歪み量ΔＬとを測定した「反力−歪み量曲線ｆ」のグラフである。前記歪み量ΔＬは、ダンパー本体８の軸心ｉ方向長さ（１５００ｍｍ）に対する比率にて表している。同図に示すように、衝突速度が速いほど、高い反力を発生することができるのが確認できる。
【００３０】
ここで同図において、例えば、車両２が衝突して、ダンパー本体８の歪み量ΔＬが４０％まで縮小した時の、各衝突速度における衝撃エネルギーの吸収量Ｋ１０、Ｋ２０、Ｋ４０は、反力−歪み量曲線ｆと、横軸Ｘ（歪み量ΔＬの軸）と、歪み量ΔＬが４０％で立ち上がる縦線Ｘ４０とで囲まれる面積（斜線で示す。）で示される。このように、このように前記衝撃緩和手段４では、衝突速度が速いほど高い反力を発生して高い衝撃緩和効果を奏しうるなど、衝突速度依存性を発揮することができる。又発生する反力は、前記オリフィス部２０の口径によって調整できる。
【００３１】
又本例の放水管９では、前記前延出部分２２の先端にオリフィス部２０を形成しているため、オリフィス部２０から水Ｗを、衝突する車両２に向かって前方側に放出することができる。これにより、衝突に伴う粉塵などの発生を、前記オリフィス部２０からの水によって抑えることができ、環境悪化を抑制しうる。
【００３２】
又前記衝撃緩和手段４では、ゴム製のダンパー本体８と、放水管９とで構成されるため、構成が簡易、かつ低コストで形成することができるとともに、衝突によってダンパー本体８が破損しない限り、水の充填によって繰り返し再使用しうる。
【００３３】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００３４】
図１〜３に示す構造をなす、車両止め緩衝装置１を試作し、総重量３５トンの先頭車両のみを、速度１０ｋｍ／ｈ、２０ｋｍ／ｈ、４０ｋｍ／ｈの速度にてダンパー本体８に衝突させて衝突テストを行った。
【００３５】
前記ダンパー本体８は、天然ゴム（ＮＲ）６０質量部とブタジエンゴム（ＢＲ）４０質量部とを混合したブレンドゴム、ナイロン６６の繊維補強糸で編み上げた袋状の補強布２１Ｆ、及びスチールコード（コード構成：５×３複撚り構造、材料；高炭素綱φ１．０mm）からなる複数の補強リング１３を用い、これらを金型内で組み合わせかつ加熱加圧することで、外径１５００ｍｍ、軸心ｉ方向に長さ２０００ｍｍ、肉厚２０ｍｍのダンパー本体８を形成した。そしてこのダンパー本体８を、取り付け金具１４にて車両止め固定台３の前面３Ｓに固定し、しかる後、ダンパー本体８を軸心ｉ方向に押しつぶして内部空気を排気した後、前記放水管９の他端９Ｅｂから水充填スペースＨ内に水を充填している。
【００３６】
又放水管９は、肉厚０．５ｍｍのステンレス管を加工して形成した。オリフィス部２０での口径は１５ｍｍであった。
【００３７】
前記衝突テストでは、衝突速度が１０ｋｍ／ｈ、２０ｋｍ／ｈの場合、車両に損傷を与えることなく停止させることができた。又衝突速度が４０ｋｍ／ｈの場合、車両前部が僅かにゆがみ、一部塗料がはげ、かつフロントガラスの一部に割れが発生したが、車両２に向かって放出された水により、衝突時の粉塵が飛散することがなかった。又各衝突速度ともに、歪み量σが約４０％の位置で車両が停止していたのが確認できた。
【符号の説明】
【００３８】
１     車両止め緩衝装置
２     車両
３     車両止め固定台
３Ｓ   前面
４     衝撃緩和手段
８     ダンパー本体
９     放水管
９Ｅａ 一端部
９Ｅｂ 他端部
１０   袋状本体
１０Ａ 胴部
１０Ｂ 底部
１１   ビード部
１２   補強繊維
１２Ｆ 補強布
１３   補強リング
２０   オリフィス部
Ｈ     水充填スペース
【図１】
2013060058.tif 000003
【図２】
2013060058.tif 000004
【図３】
2013060058.tif 000005
【図４】
2013060058.tif 000006