(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料で構成した複数本の断面六角形の筒状のセルを、その軸方向が互いに平行になるように配置したハニカムブロックから成り、前記セルの側壁の箔厚を前記ハニカムブロックの軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に変化させることにより、前記セルの側壁の肉厚を該軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に薄くなるように変化させて前記ハニカムブロックの軸方向の強度を変化させて構成した緩衝装置。
【請求項２】
金属材料で構成した複数本の断面六角形の筒状のセルを、その軸方向が互いに平行になるように配置したハニカムブロックから成り、前記セルの側壁に施した金属メッキ層の層厚を前記ハニカムブロックの軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に変化させることにより、前記セルの側壁の肉厚を該軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に薄くなるように変化させて前記ハニカムブロックの軸方向の強度を変化させて構成した緩衝装置。
【請求項３】
前記セルの側壁金属箔の箔厚をエッチングにより変化させる請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項４】
前記ハニカムブロックのセルの側壁面に前記ハニカムブロックの軸方向に沿って複数個の貫通孔を設けた請求項１または３に記載の緩衝装置。
【請求項５】
前記複数個の貫通孔を前記ハニカムブロックの軸方向の一端から他端側に向かって徐々に大径となるように変化させた請求項４に記載の緩衝装置。
【請求項６】
前記セルの一つの側壁面に設けた複数個の貫通孔が、前記ハニカムブロックの軸方向と直交する平面において前記ハニカムブロックの軸方向に互いに重なるように配置して成る請求項４に記載の緩衝装置。
【請求項７】
前記セルの一つの側壁面に設けた複数個の貫通孔と、この側壁面と隣接する側壁面に設けた複数個の貫通孔とが、前記ハニカムブロックの軸方向と直交する平面において前記ハニカムブロックの軸方向に互いに重なるように配置して成る請求項４に記載の衝撃装置。
【請求項８】
前記複数本のセルのうち、一本のセルの側壁面に設けた複数個の貫通孔と、他のセルの側壁面に設けた複数個の貫通孔とが、前記ハニカムブロックの軸方向と直交する平面において前記ハニカムブロックの軸方向に互いに重なるように配置して成る請求項４に記載の衝撃装置。
【請求項９】
前記セルがアルミニウム材料からなる請求項１〜８のいずれかに記載の緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属または非金属材料で構成したハニカムブロックを使用した緩衝装置にかかわり、更に詳しくはハニカムブロックの強度または衝撃荷重を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させた緩衝装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の衝突試験部材や衝撃吸収部材として、積層させたハニカムブロックを使用することが知られている。
【０００３】
ところで、上記のような積層ハニカムブロックを自動車の側面衝突試験用として用いる場合には、法規で定められた特性を満足する必要がある。またその特性は自動車の前面剛性を想定したもので、変形量の増加に伴い荷重も増加すると言うものである。
【０００４】
更に、任意の変形量に対して荷重の上下限値が設定されており、その範囲に荷重を入れることが要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来緩衝装置として使用されている積層ハニカムブロックとしては、例えば、図８に示すように、前後面にセルの開口部１ａを備えた複数のハニカムブロック１の間に、金属板等から成る中間板２を介在させ、該中間板２には、ハニカムブロック１の内部と外部との通気性を確保するために多数の通気孔３が形成されている。
【０００６】
また、この他に図９に示すように、通気孔３が全く無い中間板２ａを介在させたものも知られている。
【０００７】
然しながら、このような通気孔３を備えた中間板２または通気孔３が全く無い中間板２ａを用いた積層ハニカムブロック１の荷重特性は、図１０（ａ）の（Ａ）線図に示すように段階状の荷重増加を示し、直線的に荷重増加を示す要求範囲を満足するような特性を得ることが難しいと言う問題があった。
【０００８】
また、自動車衝突試験等に用いる金属ハニカムは、その緩衝特性（反力特性）を調整するために、例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ハニカムブロック４を複数の層に積層させて組み立て、金属ハニカムの強度を段階的に変化させる方法が知られている。
【０００９】
然しながら、より連続的に強度を変化させるには、一層の高さを低くし積層段数を増やす必要があり、構造が複雑になると言う問題があった。
【００１０】
この発明の目的は、ハニカムブロックの強度を軸方向に沿って任意に変化させることが出来ると共に、衝撃荷重に対する緩衝特性を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることを可能とし、ハニカムブロックの強度、並びに荷重特性を任意に設計することが出来る緩衝装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、金属材料で構成した複数本の断面六角形の筒状のセルを、その軸方向が互いに平行になるように配置したハニカムブロックから成り、前記セルの側壁の箔厚を前記ハニカムブロックの軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に変化させることにより、前記セルの側壁の肉厚を該軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に薄くなるように変化させて前記ハニカムブロックの軸方向の強度を変化させて構成したことを要旨とするものである。
【００１２】
また、本発明の別の緩衝装置は、金属材料で構成した複数本の断面六角形の筒状のセルを、その軸方向が互いに平行になるように配置したハニカムブロックから成り、前記セルの側壁に施した金属メッキ層の層厚を前記ハニカムブロックの軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に変化させることにより、前記セルの側壁の肉厚を該軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に薄くなるように変化させて前記ハニカムブロックの軸方向の強度を変化させて構成したことを要旨とするものである。
【００１３】
ここで、上記前者の緩衝装置においては、前記セルの側壁金属箔の箔厚をエッチングにより変化させることもでき、前記ハニカムブロックのセルの側壁面に前記ハニカムブロックの軸方向に沿って複数個の貫通孔を設けることもできる。この場合、前記複数個の貫通孔を前記ハニカムブロックの軸方向の一端から他端側に向かって徐々に大径となるように変化させることもでき、前記セルの一つの側壁面に設けた複数個の貫通孔が、前記ハニカムブロックの軸方向と直交する平面において前記ハニカムブロックの軸方向に互いに重なるように配置することもでき、前記セルの一つの側壁面に設けた複数個の貫通孔と、この側壁面と隣接する側壁面に設けた複数個の貫通孔とが、前記ハニカムブロックの軸方向と直交する平面において前記ハニカムブロックの軸方向に互いに重なるように配置することもできる。また、前記複数本のセルのうち、一本のセルの側壁面に設けた複数個の貫通孔と、他のセルの側壁面に設けた複数個の貫通孔とが、前記ハニカムブロックの軸方向と直交する平面において前記ハニカムブロックの軸方向に互いに重なるように配置することもできる。また、上記前者および後者の緩衝装置においては、前記セルをアルミニウム材料から形成することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づきこの発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１（ａ）は、この発明の第１実施形態を示すハニカムブロックの斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡーＡ矢視断面図、図２は第１実施形態の荷重と変位との関係を示すグラフであって、１０は、複数のセル１１から構成された軽金属材料（例えば、アルミニウム材料）からなるハニカムブロックを示し、前記セル１１の前後部は、蜂の巣状の断面六角形の開口部１２が形成されている。これら複数のセル１１は、その軸方向が互いに平行になるように配置されている。
【００１６】
上記第１実施形態のハニカムブロック１０は、軸方向の強度を、連続的に変化させて構成するために、ハニカムブロック１０の肉厚ｔを軸方向の一端１０ａ（下端側）から他端側１０ｂ（上端側）に向かって変化（肉厚を厚い→薄い）させて構成してある。
【００１７】
この肉厚ｔを変化させる手段としては、例えば、ハニカムブロック１０の箔厚をエッチング方法により軸方向の一端１０ａから他端側１０ｂに向かって変化させたり、またセル１１の壁面の一部または全部に金属メッキを施し、メッキ層の厚さを軸方向に段階的または連続的に変化させて構成することも可能である。
【００１８】
また、図３及び図４（ａ）に示すように、ハニカムブロック１０のセル１１の側面に複数の貫通孔１３を形成して軸方向の強度を調整するようにしたハニカムブロック１０の参考形態もある。
【００１９】
また、この他に図４（ｂ）に示すように、貫通孔１３の密度を調整したり、図４（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、貫通孔１３の配置や、貫通孔１３の大きさ、形状を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることにより、衝撃荷重に対する強度を調整するように構成する参考形態もある。
【００２０】
また、前記ハニカムブロック１０のセル１１の側面に形成する貫通孔１３の密度を軸方向に変化させるために、図５（ａ）に示すように、貫通孔１３の数を上端側から下端側に向かって徐々に少なくなるように構成したり、更に図５（ｂ）に示すように、貫通孔１３の孔径を上端側から下端側に向かって徐々に小径となるように変化させることにより、衝撃荷重に対する強度を段階的または連続的に調整する参考形態もある。
【００２１】
更に、衝撃荷重に対する強度をより連続的（直線的）に調整する手段として、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような方法が考えられる。
【００２２】
即ち、図６（ａ）はセル１１の一つの側面１１ａに軸方向と交差する位置に複数個の貫通孔１３ａを形成し、この複数個の貫通孔１３ａが、軸方向と直交する平面において互いに重なる（ラップ）ように配置することで、軸方向から荷重が作用した場合に、複数個の貫通孔１３ａは軸方向において連続的に潰される形態となり、衝撃荷重に対する強度をより連続的（直線的）に調整することが出来るものである。
【００２３】
また、図６（ｂ）の場合には、セル１１の一つの側面１１ａと隣接する側面１１ｂに軸方向と交差する位置に複数個の貫通孔１３ａを形成し、この複数個の貫通孔１３ａが、軸方向と直交する平面において互いに重なる（ラップ）ように配置することで、軸方向から荷重が作用した場合に、図６（ａ）と同様に、衝撃荷重に対する強度をより連続的（直線的）に調整することが出来るものである。
【００２４】
更に、図６（ｃ）の場合には、複数本のセル１１から成るハニカムブロック１０において、一本のセル１１の側面１１ａに軸方向に設けた複数個の貫通孔１３ａが、他のセル１１ｘの側面１１ａに軸方向に設けた複数個の貫通孔１３ａと、軸方向と直交する平面において互いに重なる（ラップ）ように配置することで、上記と同様な効果を期待することが出来るものである。
【００２５】
以上のように、この発明の実施形態は、ハニカムブロック１０の肉厚ｔを軸方向の一端側から他端側に向かって変化させたり、セル壁の一部または全部に金属メッキを施し、メッキ層の厚さを軸方向に段階的または連続的に変化させて構成したり、金属箔の厚さをエッチング方法により軸方向に段階的または連続的に変化させて構成することで、ハニカムブロック１０の強度または衝撃荷重を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることを可能とし、任意の荷重特性を設計することが出来るものである。
【００２６】
また、ハニカムブロック１０のセル１１の側面に貫通孔１３を設けた緩衝装置の参考形態では、貫通孔の密度、配置、大きさ、形状を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させたり、より連続的に変化させる場合には、軸方向に沿って形成する貫通孔１３ａを軸方向と直交する平面において互いに重なる（ラップ）ように配置することで、衝撃荷重に対する強度を精度良く調整することが出来る。
【００２７】
更に、図７（ａ），（ｂ）に示す本発明の他の実施形態は、ハニカムブロック１０のセル１１の側面に貫通孔１３を設ける参考形態と、ハニカムブロック１０のセル１１の箔厚をエッチング方法により軸方向の一端１０ａから他端側１０ｂに向かって変化させたる本発明の実施形態とを組み合わせた実施形態であり、図７（ａ）の実施形態は、セル１１の側面に形成する貫通孔１３の孔径を上端側から下端側に向かって徐々に小径となるように変化させて形成すると共に、セル１１の箔厚を軸方向の一端１０ａから他端側１０ｂに向かって除々に薄く形成したものである。
【００２８】
また、図７（ｂ）の実施形態は、セル１１の側面に形成する貫通孔１３の孔径を上端側から下端側に向かって同一径にすると共に、セル１１の箔厚を軸方向の一端１０ａから他端側１０ｂに向かって除々に薄く形成したものである。
【００２９】
なお、本発明のその他の実施形態としては、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような複数個の貫通孔１３ａが、軸方向と直交する平面において互いに重なる（ラップ）ように配置した参考形態のセル１１において、セル１１の箔厚を軸方向の一端１０ａから他端側１０ｂに向かって除々に薄く形成したものを組み合わせて構成することも可能である。
【００３０】
以上のような各実施形態の構成にすることで、図１０（ａ）に示す荷重−変位特性線図では、（Ｂ）線図及び（Ｃ）線図に示すように、滑らかで連続的に荷重を増加させたり、段階的に荷重を増加させることが出来、また図１０（ｂ）に示す荷重−変位特性線図では、軸方向に沿って形成する貫通孔１３ａを軸方向と直交する平面において互いに重なる（ラップ）ように配置する参考形態の構成にすることで、荷重変動を孔なし（従来）と同程度まで小さくすることが出来ることが実験結果から判った。
【００３１】
なお、図１０（ｂ）において、（Ａ）線図は、セルの側面に孔が無い参考形態の場合、（Ｂ）線図は、孔径が小の参考形態の場合、（Ｃ）は、孔径が大の参考形態の場合を示しており、この（Ａ）〜（Ｃ）線図からも明らかなように、軸方向に設けた貫通孔の間隔が同一の場合には、孔径が大きいほど荷重変動を小さくすることが出来る。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。
▲１▼．簡単な構成で、ハニカムブロックの強度または衝撃荷重を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることが出来る。
▲２▼．ハニカムブロックの強度または衝撃荷重を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることが出来る結果、緩衝装置を任意の荷重特性に設計でき、設計の自由度を増すことが出来る。
▲３▼．軸方向に沿って形成する貫通孔を軸方向と直交する平面において互いに重なる（ラップ）ように配置することで、衝撃荷重に対する変動をより小さくすることが可能である。
▲４▼．貫通孔を形成したセルに、箔厚（肉厚）の調整を併用させることで、強度の微調整が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、この発明の第１実施形態を示すハニカムブロックの斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡーＡ矢視断面図である。
【図２】図１に示す第１実施形態の荷重と変位との関係を示すグラフ説明図である。
【図３】ハニカムブロックの参考形態を例示する斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、ハニカムブロックのセルの側面に貫通孔を設けた参考形態を例示したものであり、貫通孔の密度、配置、形状を示している。
【図５】（ａ）は、ハニカムブロックのセルの側面に形成する貫通孔の密度を軸方向に変化させた参考形態を例示するものであり、（ｂ）は、ハニカムブロックのセルの側面する貫通孔の穴径を軸方向に変化させた参考形態を例示したものである。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、ハニカムブロックの参考形態において、セルの側面する貫通孔の配置関係を示す説明図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、ハニカムブロックのセルの側面に貫通孔を形成し、かつセルの肉厚を軸方向の一端から他端側に向かって変化させた場合の本発明の他の実施形態を示し、（ａ）は図５（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図に相当し、（ｂ）は図６（ｂ）のＣ−Ｃ矢視断面図に相当するものである。
【図８】従来の積層ハニカムブロックの緩衝装置の分解斜視図である。
【図９】従来の積層ハニカムブロックの緩衝装置の分解斜視図である。
【図１０】（ａ）は、この発明の緩衝装置と従来の緩衝装置との荷重特性を比較したグラフ説明図であり、（ｂ）はセルの側面に貫通孔を設けた参考形態の緩衝装置（ハニカムブロック）と従来の緩衝装置との荷重特性を比較したグラフ説明図である。
【図１１】（ａ）は、従来の金属ハニカムとして、その緩衝特性（反力特性）を調整するために、ハニカムブロックを複数の層に積層させて組み立てたハニカムブロックの正面図、（ｂ）は、（ａ）の積層ハニカムブロックの荷重と変位の関係を示すグラフ説明図である。
【符号の説明】
１０  ハニカムブロック
１０ａ  ハニカムブロックの一端
１０ｂ  ハニカムブロックの他端
１１  セル
１２  開口部
１３  貫通穴
ｔ  肉厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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