(57)【要約】【課題】  移動体の衝突時の衝撃吸収のための異方性衝撃吸収材を採用した衝撃吸収装置であって、衝撃吸収効率の最も優れた方向からずれた方向から荷重が作用した場合でも、できるだけ高い衝撃吸収効率が得られるよう改良すること。【解決手段】  本発明の衝撃吸収装置は、移動体又は車両２に於ける支持面４ａ上にて耐荷重能力の高い方向が支持面より外方へ延在するよう固定された異方性衝撃吸収材３と、異方性衝撃吸収材の外端面に接合された複数に分割されたプレート５ａとを含む。荷重を受けて異方性衝撃吸収材が変形した際、複数のプレート５ａは、互いに独立して異方性衝撃吸収材の変形に追従して変位する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体又は車両の衝突時に衝撃を吸収するための衝撃吸収装置であって、
前記移動体又は車両に於ける支持面上にて耐荷重能力の高い方向が前記支持面より外方へ向けて延在するよう固定された異方性衝撃吸収材と、
前記異方性衝撃吸収材の外端面に接合された複数に分割されたプレートと
を含む衝撃吸収装置。
【請求項２】
請求項１の衝撃吸収装置であって、前記異方性衝撃吸収材がハニカム構造体であり、該ハニカム構造体のセルが前記支持面から外方へ向けて延在している衝撃吸収装置。
【請求項３】
請求項１の衝撃吸収装置であって、前記異方性衝撃吸収材が変形したときに、前記複数に分割されたプレートの各々が互いに独立して前記異方性衝撃吸収材の変形部位に追従して変位する衝撃吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機、自動車等の移動体の衝突時に衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収装置に係り、より詳細には、ハニカム構造体の如き異方性衝撃吸収材を用いた衝撃吸収装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
航空機、自動車等の移動体に於いては、衝突時の衝撃を緩和すべく、種々の形式の衝撃エネルギー吸収用の構造が設けられている。そのような衝撃吸収装置としては、例えば、耐荷重性能に優れ、軽量なハニカム構造から成る緩衝材を移動体の胴体下部又はバンパーに設け、移動体の衝突時、例えば、航空機の墜落又は不時着時に、機体又は車体に作用する衝撃を緩和する構成が知られている。かかる衝撃吸収構造に関しては、より効率的にできるだけ大きな衝撃エネルギーを吸収可能とするべく、種々の構成が提案されている。例えば、特許文献１、２には、航空機の地面衝突時に於いて、エネルギー吸収体に作用する、エネルギー吸収体の最も効率的に衝撃を吸収する方向に垂直な方向のせん断力を低減すべく、衝撃吸収材の外側を覆う板部材が摺動又は分離する構成が提案されている。特許文献３には、自動車のバンパーに於ける衝撃吸収用のエネルギーアブソーバーに板状部材を設け、エネルギー吸収性能を高めることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７４７０３
【特許文献２】特開２０１０−２０８４７９
【特許文献３】特表２００３−５０３２７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如き移動体に設けられる衝撃緩和に使用される衝撃吸収材又は緩衝材は、軽量化を考慮して、一般に、一方向の荷重のみに対して耐荷重能力を有するデバイス（異方性衝撃吸収材）が採用されることが多い。例えば、緩衝材として最も頻繁に利用されるハニカム構造体の場合には、圧縮方向（ハニカムセルの延在方向）に於いては、十分な耐荷重能力を有するが、横方向の耐荷重能力が低い。従って、緩衝材は、高い耐荷重能力が有する方向が衝突時に機体又は車体へ作用する荷重の方向となるように、胴体から高い耐荷重能力を有する方向が外方に向けられるように延在される。
【０００５】
しかしながら、実際の移動体の衝突は、かかる必ずしも想定された方向に生ずると限らず、衝突による荷重は、異方性衝撃吸収材である緩衝材の衝撃吸収効率（衝撃吸収量／デバイス重量）の最も優れた方向からずれた方向から作用することがあり、その場合、入力された荷重によって、緩衝材が本来有する衝撃吸収効率を達成できずに、変形され、或いは、破壊されることとなり得る。例えば、航空機の場合、墜落又は不時着時の衝撃を緩和する目的で緩衝材が気流面となるスキンの内側などの機体の底面に配置されるところ、機体の底面が地面に接触する状況では、機体の前進速度成分と接地面との速度差により作用する強い摩擦せん断荷重によって緩衝材が衝撃吸収効率が高くない方向に変形又は破壊され、緩衝材に於いて期待される衝撃エネルギーの吸収効果が得られないこととなり得る。従来に於いて、上記の如き異方性衝撃吸収材を用いた緩衝材の問題を解消すべく、多方向に耐荷重能力を有するデバイスの設計も試みられているが、そのようなデバイスは、中空構造の設計の難度が高く、製造コストや質量の観点から有利ではない。
【０００６】
かくして、本発明の一つの目的は、移動体の衝突時の衝撃吸収のための緩衝材として異方性衝撃吸収材を採用した衝撃吸収装置であって、緩衝材に対して、衝撃吸収効率の最も優れた方向からずれた方向から荷重が作用した場合でも、できるだけ高い衝撃吸収効率が得られるように改良された衝撃吸収装置を提供することである。
【０００７】
また、本発明のもう一つの目的は、圧縮方向に高い衝撃吸収効率を有する異方性衝撃吸収材から成る衝撃吸収装置に於いて、異方性衝撃吸収材に対して圧縮方向からずれた荷重が作用する状況に於いても、異方性衝撃吸収材に対して作用するせん断荷重の影響をできるだけ少なくできるよう構成された衝撃吸収装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記の課題は、移動体又は車両の衝突時に衝撃を吸収するための衝撃吸収装置であって、移動体又は車両に於ける支持面上にて耐荷重能力の高い方向が支持面より外方へ延在するよう固定された異方性衝撃吸収材と、異方性衝撃吸収材の外端面に接合された複数に分割されたプレートとを含む衝撃吸収装置によって達成される。この構成に於いて、「耐荷重能力」とは、荷重に対する耐久性の大きさであり、耐荷重能力が大きいほど、荷重を受けても塑性的な変形又は破壊が生じ難くなる一方、衝撃吸収効率（衝撃吸収量／デバイス重量）が増大する。「異方性衝撃吸収材」とは、前記の如き耐荷重能力が、作用される荷重の方向によって異なる構造から成る衝撃吸収材であり、耐荷重能力の高い方向と低い方向とを有する。なお、異方性衝撃吸収材としては、典型的には、ハニカム構造体であり、該ハニカム構造体のセルが支持面から外方へ向けて延在するように異方性衝撃吸収材が支持面上に固定されてよい。
【０００９】
既に述べた如く、異方性衝撃吸収材が耐荷重能力の高い方向からずれた方向から荷重を受けた際には、せん断力によって、衝撃吸収効率の低い変形・破壊が生じ易いところ、かかる現象は、後述の実施形態の欄に於いて説明される如く、異方性衝撃吸収材の外端の荷重を受容する面にプレートを接合すると、せん断力が分散されて、衝撃吸収効率の低い変形・破壊が生じ難くなる（特許文献２）。しかしながら、その場合、プレートには、回転方向の引張り力が作用し、かかる力によってプレートと異方性衝撃吸収材の外端面との接合が解離してしまうと、せん断力を分散する効果が得られなくなる。従って、異方性衝撃吸収材の外端面に接合されるプレートが外端面全域を覆う一枚のプレートである場合には、そのプレートが脱離すると、異方性衝撃吸収材全体に於いて、せん断力を分散する効果が低減することとなる。
【００１０】
そこで、本発明に於いては、異方性衝撃吸収材の外端面に接合されるプレートとして複数の分割されたプレートが接合される。なお、プレートは、外端面内に沿って並置されて、それぞれが外端面に接合される。かかる構成によれば、仮に一片のプレートが脱離しても、残りのプレートが接合されている限り、そのプレートの直近の異方性衝撃吸収材の部分に於いては、せん断力を分散する効果が維持できることとなり、衝撃吸収効率の低い変形・破壊が生じ難くなる。
【００１１】
また、上記の複数の分割されたプレートは、異方性衝撃吸収材が変形したときには、互いに独立して異方性衝撃吸収材の変形部位に追従して変位するようになっていてよい。異方性衝撃吸収材が荷重に負けて変形・破壊を生じた場合、プレートは、脱離しなければ、異方性衝撃吸収材の変形に追従して変位する。その場合、プレートが一体的であると、部分的に異方性衝撃吸収材の変形に追従できず、プレートが異方性衝撃吸収材の外端面から脱離し易くなるところ、上記の如く複数のプレートが互いに独立に変位できるようになっていることにより、プレートが異方性衝撃吸収材の変形に追従しプレートが脱離されにくくなる。
【発明の効果】
【００１２】
かくして、上記の本発明の構成によれば、異方性衝撃吸収材から成る緩衝材が耐荷重能力の高い方向以外から荷重を受けた場合でも、せん断力による衝撃吸収効率の低い変形・破壊の程度を低減し或いは抑制すると共に、プレートが部分的に脱離又は変位できるようになっていることにより、せん断力に負けて、部分的にプレートの脱離、異方性衝撃吸収材の衝撃吸収効率の低い変形・破壊等が生じても、かかる状態をできるだけ小さく抑えられ、これにより、できるだけ高い衝撃吸収効率が維持できることが期待される。
【００１３】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（Ａ）は、本発明による衝撃吸収装置の一つの実施形態の模式的な側面図である。図１（Ｂ）は、緩衝材が変形した際の複数のプレートの変位の態様を例示する模式的な側面図である。
【図２】図２（Ａ）は、異方性荷重が作用した際に、外側のプレートが脱離して緩衝材に作用するせん断力が低減されるよう構成された衝撃吸収装置の模式的な側面図である。図２（Ｂ）は、外側のプレートが脱離した状態の図２（Ａ）の衝撃吸収装置の模式的な側面図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、衝撃吸収装置を備えた航空機又は自動車に於いて、緩衝材にせん断荷重が作用する場合の例を模式的に示している。図３（Ｃ）は、従前の衝撃吸収装置の模式図である。図３（Ｄ）は、緩衝材に一枚のプレートが接合されている衝撃吸収装置の模式図である。
【符号の説明】
【００１５】
１…衝突物又は地面
２…胴体又は車体
３…緩衝材（異方性衝撃吸収材）
４…フレーム
５、５ａ、５ｂ…プレート
６、７…接着剤層
８…剥離可能な接着層
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
【００１７】
図３を参照して、既に述べた如く、航空機の墜落又は不時着時（図３（Ａ））、自動車の壁などへの衝突時（図３（Ｂ））に於いて、機体又は車体に作用する衝撃を緩和する目的で、衝撃吸収特性に優れ且つ軽量なハニカム構造から成る緩衝材３を胴体又は車体２のフレーム４に設けて成る衝撃吸収装置が構成される。かかる緩衝材３は、例えば、航空機の場合には、胴体前方の下部に設けられ、自動車の場合には、バンパーを支持する部材として配備される。
【００１８】
上記の如き緩衝材３を採用した衝撃吸収装置に於いて、もし図３（Ａ）、（Ｂ）に例示されている如く、航空機又は自動車等の移動体が衝突物１に対して斜めに衝突した場合、図３（Ｃ）にて例示されている如く、緩衝材３には、その延在方向又は長手方向（支持面４ａに対して垂直な方向）に対して斜め方向から衝突物１が接触することとなり、緩衝材３には、その圧縮荷重（支持面４ａに対して垂直な方向の荷重）と共にせん断荷重（支持面４ａに対して垂直な方向の荷重）が作用することとなる。この点に関し、航空機又は自動車の移動体に設けられる衝撃吸収用の緩衝材は、一般に、一方向の荷重成分に対してのみ十分な高い耐荷重能力を有し（「異方性衝撃吸収材」と称する。）、かかる高い耐荷重能力の無い方向の荷重成分が作用すると、比較的容易に衝撃吸収効率の低い変形又は破壊が生ずる場合がある。例えば、図示の如き、ハニカム構造体の緩衝材３の場合、ハニカムセルの延在方向の荷重成分に対しては高い耐荷重性能を有するので、緩衝材３は、通常、ハニカムセルの延在方向が移動体のフレーム４から外方に沿うように配置される。しかしながら、緩衝材３は、ハニカムセルの延在方向に垂直な方向の荷重成分に対しては、その耐荷重性能が比較的低く、塑性的な変形又は破壊が生じ易い。従って、図３（Ｃ）の如く、緩衝材が矢印αの方向に衝突物１に接触すると、緩衝材３に作用するハニカムセルの延在方向に垂直な方向のせん断荷重成分（黒矢印）によって、線βの如く、緩衝材３が容易に変形又は破壊され、これにより、緩衝材３の衝撃吸収効率（衝撃吸収量／デバイス重量）の低下が惹き起されることとなる。
【００１９】
上記の如き、ハニカムセルの延在方向に垂直な方向のせん断荷重成分の作用は、図３（Ｄ）の如く、ハニカムセルの延在方向に垂直な方向の緩衝材３の外端面にプレート５を接合することで緩和することが可能である。プレート５が緩衝材３の外端面に存在すると、せん断荷重成分は、緩衝材３と衝突物１との接触部分の近傍だけでなく、矢印ａの如く、緩衝材３の外端面の全域に分散され、これにより、緩衝材３の局所的領域に於けるせん断荷重の集中が回避できることとなる。また、プレート５として、低摩擦材料を用いる場合には、プレート５が衝突物１上で滑ることにより、せん断荷重の緩衝材３に対する作用を低減すること（せん断力を逃すこと）が可能となる。しかしながら、この場合、プレート５には、せん断荷重の他に、衝突物１の接触部分に於いてハニカムセルの延在方向の荷重が作用しているので、プレート５と衝突物１との接触部分を支点として、プレート５を矢印ｂの方向に回転する方向に引張力が作用し、プレート５と緩衝材３との間の接合部分（接着剤層７）の接合力がかかる引張力ｂに負けてしまうと、プレート５が緩衝材３から脱離してしまうおそれがある。
【００２０】
そこで、本発明に於いては、緩衝材３の外端面に接合されるプレートとして、図１（Ａ）に示されている如く、外端面の面内にて分割され並置された複数のプレート５ａが用いられる。かかる分割された複数のプレート５ａが緩衝材３の外端面に接合されている場合、プレート５を矢印ｂの方向に回転する方向に作用する引張力は、緩衝材３の外端面全域には及ばないので、かかる回転方向の引張力によって緩衝材３の外端面全域のプレートが脱離するおそれが低減される。また、複数のプレート５ａの各々は、図１（Ｂ）に示されている如く、緩衝材３の外端面が変形した際には、それに追従して変位するようになっていてよく、これにより、緩衝材３の外端面からのプレートの脱離を防止することが可能となる。
【００２１】
なお、プレートの脱離を惹起させずに、緩衝材３に対するせん断荷重の作用を低減する構成としては、図２の如く、緩衝材３のプレート５の外側に外側のプレート５ｂが設けられ、かかる外側のプレート５ｂが、プレート５から脱離できるようになっていてよい。例えば、外側のプレート５ｂは、離型フィルム積層や低せん断強度樹脂などにて形成され、せん断力を受けるとプレート５から脱離される。かかる構成によれば、図示の如き、衝撃吸収装置が斜め方向に衝突物１と接触した際に、せん断荷重は、外側のプレート５ｂを脱離するために消費され、プレート５と緩衝材３とは、外側のプレート５ｂを滑りながら移動し、これにより、緩衝材３自体に作用するせん断力を低下させることが可能となる。
【００２２】
かくして、上記の本発明の衝撃吸収装置では、緩衝材３の外端面に接合されるプレートとして、外端面内にて分割され並置された複数のプレートを採用することにより、プレートの剥離を防止し、緩衝材３に対して作用するせん断力の低減が図られる。そして、かかるせん断力の低減により、効率の悪い緩衝材３の変形・破壊が回避され、緩衝材３が、できるだけその本来有している衝撃吸収効率にて衝撃を吸収できることとなる。
【００２３】
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。
【図１】
2013244790.tif 000003
【図２】
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【図３】
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