(57)【要約】【課題】  緩衝部材を大型、大重量化することなく、衝突時における衝突荷重変動を抑制しつつ吸収エネルギーを増大し得る衝撃緩衝部材を提供する。【解決手段】  軸方向衝撃荷重により座屈変形を生起して該衝撃荷重を緩和する多角錐台状の緩衝部材において、前記緩衝部材は、板材により構成された中空の外殻体の内部に樹脂材等の充填材を充填してなり、前記外殻体には基部側の縁部を充填材側に突出させるとともに端部側の縁部を外殻体の外面よりも外方に突出させて形成した座屈変形孔が該外殻体の各側面の長手方向に沿って複数個穿設されたことを特徴とする。【選択図】  図１
2006341820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部が取付部材に連結されるとともに端部が衝撃荷重が付与される荷重受け部材に連結され、衝突時に該荷重受け部材に作用する軸方向衝撃荷重により座屈変形を生起して該衝撃荷重を緩和する多角錐台状の緩衝部材において、前記緩衝部材は、板材により構成された中空の外殻体の内部に樹脂材等の充填材を充填してなり、前記外殻体には前記基部側の縁部を充填材側に突出させるとともに前記端部側の縁部を前記外殻体の外面よりも外方に突出させて形成した座屈変形孔が該外殻体の各側面の長手方向に沿って複数個穿設されたことを特徴とする衝撃緩衝部材。
【請求項２】
前記緩衝部材の外殻体の隅部に、該緩衝部材の長手方向において前記複数個の座屈変形孔間に対応する部位に座屈誘導孔を穿設し、前記複数個の座屈誘導孔の面積を前記端部側から基部側になるに従い小さく形成したことを特徴とする請求項１記載の衝撃緩衝部材。
【請求項３】
前記外殻体をアルミニウム材を含むアルミニウム合金材で構成したことを特徴とする請求項１記載の衝撃緩衝部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路維持作業車等に適用され、車両前後方向衝突時に軸方向衝撃荷重により座屈変形を生起して該衝撃荷重を緩和する多角錐台状の緩衝部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
取付部材に作用する衝撃荷重を緩和する緩衝装置として、たとえば特許文献１（実公平２−４９４０２号公報）に示されるようなメカニカルヒューズを備えた緩衝装置を該取付部材の端部に装着してなる緩衝装置付き取付部材を備えた車両が、道路維持作業車等に用いられている。
特許文献１にて提供されている衝撃緩衝部材においては、取付部材の端部に、基部を取付部材に連結されるとともに端部を衝撃荷重が付与される荷重受け部材に連結された中空で四角形状の緩衝部材を装着し、該緩衝部材の長手方向に複数個の座屈誘導孔を穿設して、車両前後方向衝突時に該荷重受け部材に作用する軸方向衝撃荷重により前記座屈誘導孔を起点として座屈変形を生起して該衝撃荷重を緩和するように構成されている。
【０００３】
また、かかる衝撃緩衝部材において、衝撃荷重に対する吸収エネルギーを増大する手段として特許文献２（特開平１０−４４８８８号公報）の技術が提供されている。
かかる技術においては、取付部材の端部に、薄鋼板からなる筐体（保護カバー）内に、難燃性発泡体等からなる樹脂脆弱性体を密封充填した座屈性格子状枠を設け、該樹脂脆弱性体によって衝撃荷重対する吸収エネルギーを増大している。
【０００４】
【特許文献１】実公平２−４９４０２号公報
【特許文献２】特開平１０−４４８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１（実公平２−４９４０２号公報）に示されるようなメカニカルヒューズからなる緩衝部材を備えた緩衝装置においては、緩衝部材の変位と衝突荷重との関係は、図５（Ａ）、（Ｂ）のＢ線のように、衝突による緩衝部材の圧縮破壊時には、複数個の座屈誘導孔を起点とした座屈を繰り返すため荷重変動が大きくなる。必要な吸収エネルギーを得るには、破壊荷重の小さい緩衝部材を用いて該緩衝部材の長さを長くすることを要する。
このため、かかる従来技術にあっては、緩衝部材の長さが長くなって緩衝装置が大型化するとともに重量も増大する。
【０００６】
また、特許文献２（特開平１０−４４８８８号公報）のように、薄鋼板からなる筐体（保護カバー）内に、難燃性発泡体等からなる樹脂脆弱性体を密封充填した座屈性格子状枠を設けた緩衝装置においては、難燃性発泡体等からなる樹脂脆弱性体及び座屈性格子状枠による衝突時における吸収エネルギーの増大効果はあるが、樹脂脆弱性体を薄鋼板からなる筐体で覆う構造であり、樹脂脆弱性体及び座屈性格子状枠と薄鋼板からなる筐体とは衝撃荷重に対して別個に機能しており、該樹脂脆弱性体及び座屈性格子状枠並びに筐体それぞれの変形能によって衝撃荷重対する吸収エネルギーが左右される。
【０００７】
従って、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、緩衝部材を大型、大重量化することなく、衝突時における衝突荷重変動を抑制しつつ吸収エネルギーを増大し得る衝撃緩衝部材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】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、基部が取付部材に連結されるとともに端部が衝撃荷重が付与される荷重受け部材に連結され、衝突時に該荷重受け部材に作用する軸方向衝撃荷重により座屈変形を生起して該衝撃荷重を緩和する多角錐台状の緩衝部材において、前記緩衝部材は、板材により構成された中空の外殻体の内部に樹脂材等の充填材を充填してなり、前記外殻体には前記基部側の縁部を充填材側に突出させるとともに前記端部側の縁部を前記外殻体の外面よりも外方に突出させて形成した座屈変形孔が該外殻体の各側面の長手方向に沿って複数個穿設されたことを特徴とする。
【０００９】
かかる発明において好ましくは、前記緩衝部材の外殻体の隅部に、該緩衝部材の長手方向において前記複数個の座屈変形孔間に対応する部位に座屈誘導孔を穿設し、前記複数個の座屈誘導孔の面積を前記端部側から基部側になるに従い小さく形成する。
【００１０】
また、かかる発明において好ましくは、前記外殻体をアルミニウム材を含むアルミニウム合金材で構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基部が取付部材に連結されるとともに端部が荷重受け部材に連結されて衝撃荷重の作用方向に対して配設された多角錐台状の緩衝部材を、板材により構成された中空の外殻体の内部に樹脂材等の充填材を充填し、前記基部側の縁部を充填材側に突出させるとともに前記端部側の縁部を前記外殻体の外面よりも外方に突出させて形成した座屈変形孔を該外殻体の各側面の長手方向に沿って複数個穿設して形成したので、衝突時に作用する軸方向衝撃荷重によって、緩衝部材が座屈変形孔を起点として座屈変形を起こして衝突エネルギーを吸収していく際に、座屈変形孔の基部側の縁部を樹脂材等の充填材側（内方）に突出させているため、外方に突出させた端部側の縁部の緩衝部材長手方向移動により前記基部側の縁部が内方に折り曲げられて充填材を押圧する。
【００１２】
かかる基部側の縁部による充填材の押圧によって該充填材側から外殻体側に反力が発生し、この反力によって緩衝部材の座屈変形時における座屈変形孔近傍の見かけ上の剛性が上昇して衝突荷重の落ち込みが小さくなり、衝撃荷重作用時における座屈による荷重変動が小さくなる。
従って、衝突時に作用する軸方向衝撃荷重の変動幅を抑えつつ衝突エネルギーを吸収できることとなって、従来技術のように衝撃荷重の変動幅が大きい状態で衝突エネルギーを吸収するため破壊荷重の小さい緩衝部材を用いて該緩衝部材の長さを長くする必要がなく、長さの短い緩衝部材で以って所要の衝突エネルギーの吸収効果を得ることが可能となる。
これにより、従来技術よりも前記緩衝部材を小型化でき且つ緩衝部材の軽量化も可能となる。
【００１３】
また請求項２のように、前記外殻体の隅部に、緩衝部材の長手方向において複数個の座屈変形孔間に対応する部位に座屈誘導孔を穿設し、該複数個の座屈誘導孔の面積を端部側から基部側になるに従い小さく形成すれば、初期の衝突エネルギーを小さくし、且つ滑らかに衝突エネルギー吸収量を大きくしていくことができ、衝突側、被衝突側ともに受圧衝撃力の緩和が図れる。
【００１４】
また請求項３のように、前記外殻体を延性の大きいアルミニウム材を含むアルミニウム合金材で構成すれば、該アルミニウムは鉄と比較してヤング率が小さいので、衝撃荷重の立ち上がりが緩やかで、衝撃荷重の変動量が小さく抑えられ滑らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１６】
図４は、本発明が適用される衝撃緩衝部材（道路維持作業車）の側面図である。    
図４において、１００は該道路維持作業車の取付部材、１０１はキャビン、１０２は前輪、１０３は後輪、１０４は荷台、１は車体前後方向に延設された左右１対のサイドレールである。
３０は該サイドレール１の後端部に取り付けられた緩衝装置で、車幅方向に亘って設けられて前記取付部材１００に作用する衝撃荷重を緩和するものである。該緩衝装置３０は、取付部材１００への取付部材５と荷重受け部材３ａとの間に複数のメカニカルヒューズ１０が並設され、車両の衝突により該荷重受け部材３ａに衝撃荷重が作用すると、該メカニカルヒューズ（緩衝部材）１０が押し潰されることにより、該衝撃荷重を吸収するようになっている。
【００１７】
本発明は、前記緩衝装置３０の改良に係るものである。
図１は本発明の実施例に係る衝撃緩衝部材における緩衝部材（メカニカルヒューズ）の一部切断斜視図、図２は前記実施例における緩衝部材（メカニカルヒューズ）の外観斜視図、図３は前記実施例における図２のＡ―Ａ線断面図である。
図１〜２において、１０は多角錐台状（この例では四角錐台状）に形成されたメカニカルヒューズで、前記取付部材１００への取付部材５（図４参照）に固定される基部１０ａの断面積が、取付板１３を介して前記荷重受け部材３ａ（図４参照）が固定される端部１０ｂの断面積よりも大きくなるように、長手方向に滑らかに変化する断面形状となっている。
【００１８】
前記メカニカルヒューズ１０において、１１はアルミニウム材あるいはアルミニウム合金の薄板材からなる中空の外殻体、１２は該外殻体１１の内部に充填された樹脂材または発泡樹脂材からなる充填材である。
前記外殻体１１を延性の大きいアルミニウム材あるいはアルミニウム合金材で構成すれば、該アルミニウムは鉄と比較してヤング率が小さいので、衝撃荷重の立ち上がりが緩やかで、衝撃荷重の変動量が小さく抑えられ滑らかになる。
尚、前記外殻体１１を、薄い鋼板により構成することも可能である。
【００１９】
前記外殻体１１の面１１ｃには、複数個（この例では面１１ｃ毎に６個）の座屈変形孔１５が該メカニカルヒューズ１０の長手方向に沿って穿孔されている。前記座屈変形孔１５は、この例では同一形状であるが、たとえば衝撃荷重を抑制するため大きさを大きくする等、座屈変形能を勘案して大きさを変化させてもよい。
前記座屈変形孔１５は、図３に示されるように、前記基部１０ａ側の縁部１５ａを充填材１２側に突出させて該充填材１２内に埋め込む形態にし、前記端部１０ｂ側の縁部１５ｂを前記外殻体１１の外面１１ａよりも外方に突出させている。
【００２０】
１６は前記メカニカルヒューズ１０の外殻体１１に、長手方向に複数個穿孔された座屈誘導孔で、該座屈誘導孔１６はメカニカルヒューズ１０の各隅部の座屈変形孔１５間に対応する部位に穿孔されている。
前記複数個の座屈誘導孔１６は、開口面積つまり孔径を前記端部１０ｂ側から基部１０ａ側になるに従い小さくなるように形成している。
このように構成すれば、座屈変形孔１５に対応する部分のみならず、剛性が高い隅部で且つ座屈変形孔１５間に対応する部分も座屈し易くなり、衝突時における初期の衝突荷重を小さくし、且つ滑らかに衝突エネルギー吸収量を大きくしていくことができ、衝突側つまり車両側、被衝突体側ともに受圧衝撃力の緩和が図れる。
【００２１】
かかる実施例において、車両の衝突によって、図４に示す、前記緩衝装置３０の荷重受け部材３ａに、車体中心から車幅方向にずれた衝撃偏荷重が作用すると、複数のメカニカルヒューズ１０が同時に押し潰されることにより該衝撃偏荷重を吸収する。該緩衝装置３０にて衝撃が吸収された後の荷重は、該緩衝装置３０の取付部材５を介して取付部材１００側に伝達され、該取付部材１００で支承される。
【００２２】
かかる実施例によれば、基部１０ａが取付部材１００に連結されるとともに端部１０ｂが荷重受け部材３ａに連結されて衝撃荷重の作用方向に対して複数個並列に配設された多角錐台状のメカニカルヒューズ１０を、好ましくはアルミニウム材あるいはアルミニウム合金材により構成された中空の外殻体１１の内部に樹脂材等の充填材１２を充填し、さらに該外殻体１１の長手方向に沿って複数個の座屈変形孔１５を穿設して該座屈変形孔１５の前記基部１０ａ側の縁部１５ａを充填材１２側に突出させるとともに前記端部１０ｂ側の縁部１５ｂを前記外殻体１１の外面１１ａよりも外方に突出させて形成したので、車両前後方向衝突時に作用する軸方向衝撃荷重によって、メカニカルヒューズ１０が座屈変形孔１５を起点として座屈変形を起こして衝突エネルギーを吸収していく際に、該座屈変形孔１５の基部側の縁部１５ａを樹脂材からなる充填材１２側（内方）に突出させているため、外方に突出させた端部側の縁部１５ｂのメカニカルヒューズ１０の長手方向移動により前記基部側の縁部１５ａが内方に折り曲げられて充填材を押圧する。
【００２３】
かかる基部側の縁部１５ａによる充填材１２の押圧によって該充填材１２側から外殻体１１側に反力が発生し、この反力によってメカニカルヒューズ１０の座屈変形時における座屈変形孔１５近傍の見かけ上の剛性が上昇して衝突荷重の落ち込みが小さくなり、衝撃荷重作用時における座屈による荷重変動が小さくなる。
即ち、図５（Ａ）は緩衝部材（メカニカルヒューズ１０）の変位に対する衝突荷重の変化についての実験結果を示し、図においてＢは充填材１２をそなえない外殻体１１のみの場合、Ｄは充填材１２のみの場合、Ｃは外殻体１１と充填材１２とを単に足し合わせた場合、Ａはこの実施例を示している。
また図５（Ｂ）は前記実験結果で、最大荷重が同じ場合におけるこの実施例Ａと外殻体１１のみの場合Ｂとの比較を示す。
図５（Ａ）、（Ｂ）のＺで示す斜線内が、この実施例における衝突荷重の落ち込みの改善量である。
【００２４】
図５（Ａ）、（Ｂ）に明らかなように、かかる実施例によれば、前記のような構成によって衝突荷重の落ち込みが小さくなって、Ｚで示す斜線内のように衝突荷重の落ち込みが改善されることとなる。これにより、車両前後方向衝突時に作用する軸方向衝撃荷重の変動幅を抑えつつ衝突エネルギーを吸収できることとなって、従来技術のように衝撃荷重の変動幅が大きい状態で衝突エネルギーを吸収するために破壊荷重の小さい緩衝部材（メカニカルヒューズ）を用いて該緩衝部材の長さを長くする必要がなく、長さの短い緩衝部材で以って所要の衝突エネルギーの吸収効果を得ることが可能となる。
従って、従来技術よりも前記緩衝部材（メカニカルヒューズ）を小型化でき且つ該緩衝部材の軽量化も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、緩衝部材を大型、大重量化することなく、衝突時における衝突荷重変動を抑制しつつ吸収エネルギーを増大し得る衝撃緩衝部材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例に係る衝撃緩衝部材における緩衝部材（ヒューズ）の一部切断斜視図である。
【図２】前記実施例における緩衝部材（ヒューズ）の外観斜視図である。
【図３】前記実施例における図２のＡ―Ａ線断面図である。
【図４】本発明が適用される衝撃緩衝部材（道路維持作業車）の側面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の効果を示す比較線図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    サイドレール
３ａ  荷重受け部材
４      ブラケット
５      取付部材
１０    メカニカルヒューズ
１０ａ  基部
１０ｂ  端部
１１    外殻体
１２    充填材
１５    座屈変形孔
１５ａ  基部側の縁部
１５ｂ  端部側の縁部
１６  座屈誘導孔
３０    緩衝装置
１００  取付部材
【図１】
2006341820.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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