(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期破壊生成を担う先端部と衝撃吸収部材本体部で構成され、衝撃を受けた際に、自己破壊により前記衝撃を吸収する、複数の繊維強化樹脂層からなり、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる自己破壊の初期荷重のピーク値を制御する衝撃吸収部材であって、
先端部における少なくとも一つの繊維強化樹脂層の強化繊維が、エネルギー吸収軸方向に対して１０°以上の角度差を持って配向されているとともに、
前記先端部以外の衝撃吸収部材本体部が、前記先端部よりも、エネルギー吸収軸方向の強度、弾性率が高く、衝撃吸収部材本体部の少なくとも一つの繊維強化樹脂層は、先端部と共有する層で構成されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
初期破壊生成を担う先端部と衝撃吸収部材本体部で構成され、衝撃を受けた際に、自己破壊により前記衝撃を吸収する、複数の繊維強化樹脂層からなり、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる自己破壊の初期荷重のピーク値を制御する衝撃吸収部材であって、
先端部が、エネルギー吸収軸方向に沿って圧潰しようとする荷重を徐々に加えていき、その変位が、所望の値になったところで荷重による圧潰を停止させることによって形成された破壊部とされていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項３】
初期破壊生成を担う先端部と衝撃吸収部材本体部で構成され、衝撃を受けた際に、自己破壊により前記衝撃を吸収する、複数の繊維強化樹脂層からなり、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる自己破壊の初期荷重のピーク値を制御する衝撃吸収部材であって、
先端部が、周方向内側または周方向外側に突出しつつ強化繊維が局所的に蛇行する蛇行部、あるいは周方向の内部に強化繊維が局所的に蛇行する蛇行部とされていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項４】
初期破壊生成を担う先端部と衝撃吸収部材本体部で構成され、衝撃を受けた際に、自己破壊により前記衝撃を吸収する、複数の繊維強化樹脂層からなり、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる自己破壊の初期荷重のピーク値を制御する衝撃吸収部材であって、
先端部が、隣接する繊維強化樹脂層間に離型成分を有する離型部とされていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材を具備してなることを特徴とする耐衝撃性構造部材。
【請求項６】
請求項５に記載の耐衝撃性構造部材を具備してなることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃吸収部材に関し、例えば、航空機等の航行体や、自動車等の走行体に適用して好適な衝撃吸収部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機等の航行体（移動体）や、自動車等の走行体（移動体）に適用され、かつ、破壊モードに移行するまでの間に生じる過大な初期反力立ち上がりを抑制する衝撃吸収能力を備えた衝撃吸収部材としては、例えば、特許文献１に開示されたエネルギー吸収部材が知られている。
【特許文献１】特許第３３６０８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたエネルギー吸収部材では、厚さ方向中心部位の繊維強化樹脂層の強化繊維が、エネルギー吸収軸方向に対して９０°±１５°の範囲内の方向に延びている。そのため、このエネルギー吸収部材に軸方向に沿って荷重が加わると、厚さ方向中心部位の繊維強化樹脂層自体および、この繊維強化樹脂層に隣接して配置された繊維強化樹脂層との間がそれぞれ軸方向にわたって容易に破壊が進展してしまい、自己破壊を進展させるときにエネルギー吸収部材が受け持つ荷重が大幅に低下してしまい、結果として、エネルギー吸収量が大幅に低下してしまうといった問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる自己破壊の初期荷重のピーク値を制御することができるとともに、所望のエネルギー吸収量を確保することができる衝撃吸収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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る衝撃吸収部材は、初期破壊生成を担う先端部と衝撃吸収部材本体部で構成され、衝撃を受けた際に、自己破壊により前記衝撃を吸収する、複数の繊維強化樹脂層からなる衝撃吸収部材であって、先端部における少なくとも一つの繊維強化樹脂層の強化繊維が、エネルギー吸収軸方向に対して１０°以上の角度差を持って配向されているとともに、前記先端部以外の衝撃吸収部材本体部が、前記先端部よりも、エネルギー吸収軸方向の強度、弾性率が高く、衝撃吸収部材本体部の少なくとも一つの繊維強化樹脂層は、先端部と共有する層で構成されている。
【０００６】
本発明に係る衝撃吸収部材によれば、エネルギー吸収軸方向に沿って初期破壊を誘発する荷重が加わった場合、自己破壊の初期において、衝撃吸収本体部よりも軸方向に強度の弱い先端部が先に破壊に至り、つづいて、自己破壊の中期および終期において、衝撃吸収部材本体部が破壊に至ることとなる。すなわち、本発明に係る衝撃吸収部材によれば、例えば、図４に示すように、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる初期荷重のピーク値を制御することができる。言い換えれば、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる。
【０００７】
また、本発明に係る衝撃吸収部材によれば、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値は、衝撃吸収部材を構成する繊維強化樹脂複合材の組成（すなわち、強化繊維の材料および樹脂の材料）を変えたり、先端部を衝撃吸収部材の一端部または他端部もしくは両端部に設けるかによって、あるいは先端部の長さＬ１（図３参照）を調整したりすることによって、所望の値に自由に設定することができる。
【０００８】
さらに、先端部における少なくとも一つの繊維強化樹脂層の強化繊維が、エネルギー吸収軸方向に対して９０°±４５°の範囲内で配置し、同一繊維強化樹脂層内の衝撃吸収部材本体部における強化繊維の方向を０°±４５°の範囲内で配置することにより、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値をさらに細かく設定することができて、衝撃吸収部材の設計自由度をさらに拡げることができる。
【０００９】
本発明に係る衝撃吸収部材は、初期破壊生成を担う先端部と衝撃吸収部材本体部で構成され、衝撃を受けた際に、自己破壊により前記衝撃を吸収する、複数の繊維強化樹脂層からなり、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる自己破壊の初期荷重のピーク値を制御する衝撃吸収部材であって、先端部が、エネルギー吸収軸方向に沿って圧潰しようとする荷重を徐々に加えていき、その変位が、所望の値になったところで荷重による圧潰を停止させることによって形成された破壊部とされている。
【００１０】
本発明に係る衝撃吸収部材によれば、エネルギー吸収軸方向に沿って初期破壊を誘発する荷重が加わった場合、自己破壊の初期において、衝撃吸収本体部よりも軸方向に強度の弱い先端部が先に破壊に至り、つづいて、自己破壊の中期および終期において、衝撃吸収部材本体部が破壊に至ることとなる。すなわち、本発明に係る衝撃吸収部材によれば、例えば、図４に示すように、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる初期荷重のピーク値を制御することができる。言い換えれば、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る衝撃吸収部材によれば、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値は、衝撃吸収部材を構成する繊維強化樹脂複合材の組成（すなわち、強化繊維の材料および樹脂の材料）を変えたり、先端部を衝撃吸収部材の一端部または他端部もしくは両端部に設けるかによって、あるいは先端部の長さＬ２（図５参照）を調整したりすることによって、所望の値に自由に設定することができる。
【００１２】
本発明に係る衝撃吸収部材は、初期破壊生成を担う先端部と衝撃吸収部材本体部で構成され、衝撃を受けた際に、自己破壊により前記衝撃を吸収する、複数の繊維強化樹脂層からなり、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる自己破壊の初期荷重のピーク値を制御する衝撃吸収部材であって、先端部が、周方向内側または周方向外側に突出しつつ強化繊維が局所的に蛇行する蛇行部、あるいは周方向の内部に強化繊維が局所的に蛇行する蛇行部とされている。
【００１３】
本発明に係る衝撃吸収部材によれば、エネルギー吸収軸方向に沿って初期破壊を誘発する荷重が加わった場合、自己破壊の初期において、衝撃吸収本体部よりも軸方向に強度の弱い先端部が先に破壊に至り、つづいて、自己破壊の中期および終期において、衝撃吸収部材本体部が破壊に至ることとなる。すなわち、本発明に係る衝撃吸収部材によれば、例えば、図４に示すように、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる初期荷重のピーク値を制御することができる。言い換えれば、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る衝撃吸収部材によれば、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値は、衝撃吸収部材を構成する繊維強化樹脂複合材の組成（すなわち、強化繊維の材料および樹脂の材料）を変えたり、先端部を衝撃吸収部材の一端部または他端部もしくは両端部に設けるかによって、あるいは先端部の長さＬ３（図６参照）を調整したりすることによって、所望の値に自由に設定することができる。
【００１５】
本発明に係る衝撃吸収部材は、初期破壊生成を担う先端部と衝撃吸収部材本体部で構成され、衝撃を受けた際に、自己破壊により前記衝撃を吸収する、複数の繊維強化樹脂層からなり、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる自己破壊の初期荷重のピーク値を制御する衝撃吸収部材であって、先端部が、隣接する繊維強化樹脂層間に離型成分を有する離型部とされている。
【００１６】
本発明に係る衝撃吸収部材によれば、エネルギー吸収軸方向に沿って初期破壊を誘発する荷重が加わった場合、自己破壊の初期において、衝撃吸収本体部よりも軸方向に強度の弱い先端部が先に破壊に至り、つづいて、自己破壊の中期および終期において、衝撃吸収部材本体部が破壊に至ることとなる。すなわち、本発明に係る衝撃吸収部材によれば、例えば、図４に示すように、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる初期荷重のピーク値を制御することができる。言い換えれば、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る衝撃吸収部材によれば、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値は、衝撃吸収部材を構成する繊維強化樹脂複合材の組成（すなわち、強化繊維の材料および樹脂の材料）を変えたり、先端部を衝撃吸収部材の一端部または他端部もしくは両端部に設けるかによって、あるいは先端部の長さＬ４（図７参照）を調整したりすることによって、所望の値に自由に設定することができる。
【００１８】
本発明に係る耐衝撃性構造部材は、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる衝撃吸収部材を複数本備えている。このような耐衝撃性構造部材の例としては、ヘリコプター・航空機等の航行体や陸上の走行体の床構造が挙げられる。
【００１９】
本発明に係る耐衝撃性構造部材によれば、追突時あるいは墜落時の衝撃が、優れた衝撃エネルギー吸収能力を有する衝撃吸収部材によって吸収されることとなるので、万が一追突あるいは墜落等が起こって不慮の衝撃を受けた場合でも、搭乗者の生存を高い確率で確保することができる。
【００２０】
本発明に係る移動体は、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる耐衝撃性構造部材を備えている。
【００２１】
本発明に係る移動体によれば、追突時あるいは墜落時の衝撃が、優れた衝撃エネルギー吸収能力を有する耐衝撃性構造部材によって吸収されることとなるので、万が一追突あるいは墜落等が起こって不慮の衝撃を受けた場合でも、搭乗者の生存を高い確率で確保することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる自己破壊の初期荷重のピーク値を制御することができるとともに、所望のエネルギー吸収量を確保することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る衝撃吸収部材の第１実施形態について、図１から図４を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る衝撃吸収部材を具備したヘリコプターの胴体部骨格構造を示す斜視図、図２は本発明に係る衝撃吸収部材の概略全体斜視図、図３は図２のａ−ａ矢視断面図、図４は本発明の衝撃吸収部材にかかる衝撃荷重と変位との関係を示すグラフである。
【００２４】
さて、本発明に係る衝撃吸収部材（「衝撃吸収チューブ」ともいう。）は、例えば、図１に示すようなヘリコプター（回転翼航空機）１の床構造２に適用され得るものである。
本実施形態に係る衝撃吸収部材３は、例えば、図２に示すような中空角柱（本実施形態では四角柱）状の外観を呈するものであり、例えば、強化繊維（例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維（ケブラー（登録商標）等）、セラミック繊維、芳香族ポリアミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維等からなる強化繊維に、樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、ポリイミド樹脂等）を予め含有させたシート状のプリプレグを必要な枚数（本実施形態では７枚）積層した後、図示しない加熱炉（オートクレーブ）内において加圧成形させた繊維強化樹脂複合材で作られている。
【００２５】
衝撃吸収部材３は、エネルギー吸収軸方向（以下、「軸方向」という。）における端部（一端部（上端部）および／または他端部（下端部））を構成する先端部（「イニシエータ部」ともいう。「イニシエータ部」とは、破壊の起点となる部分のことをいう。）３ａと、それ以外の部分を構成する衝撃吸収部材本体部（以下、「本体部」という。）３ｂとを備えている。
図２に示すように、先端部３ａは、周方向にわたって、衝撃吸収部材３の先（末）端（図２に示すようなチャンファー加工（４５°テーパ加工：面取り加工）が施されていないものでは先端面）から本体部３ｂの側（本体部３ｂの中央側）に長さＬ１（例えば、５ｍｍ〜１０ｍｍ）だけ設けられている。
【００２６】
先端部３ａを構成する繊維強化樹脂複合材は、例えば、図３に示すような、強化繊維（図示せず）が軸方向に対して＋４５°傾斜して配列された＋４５°繊維強化樹脂層４、強化繊維が軸方向（図３において上下方向）に対して９０°傾斜して（直交するように）配列された９０°繊維強化樹脂層５、強化繊維が軸方向に対して−４５°傾斜して配列された−４５°繊維強化樹脂層６、９０°繊維強化樹脂層５、−４５°繊維強化樹脂層６、９０°繊維強化樹脂層５、＋４５°繊維強化樹脂層４が順次積層されたものである。
【００２７】
一方、本体部３ｂを構成する繊維強化樹脂複合材は、例えば、図３に示すような、強化繊維が軸方向（図３において上下方向）に対して＋４５°傾斜して配列された＋４５°繊維強化樹脂層４、強化繊維が軸方向に沿って配列された（すなわち、軸方向に対して傾斜しないように配列された）０°繊維強化樹脂層７、強化繊維が軸方向に対して−４５°傾斜して配列された−４５°繊維強化樹脂層６、０°繊維強化樹脂層７、−４５°繊維強化樹脂層６、０°繊維強化樹脂層７、＋４５°繊維強化樹脂層４が順次積層されたものである。
【００２８】
本実施形態に係る衝撃吸収部材３によれば、軸方向に沿って荷重が加わった場合、自己破壊の初期において、本体部３ｂよりも軸方向に強度の弱い先端部３ａが先に破壊に至り、つづいて、自己破壊の中期および終期において、本体部３ｂが破壊に至ることとなる。すなわち、本実施形態に係る衝撃吸収部材３によれば、図４に示すように、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる初期荷重のピーク値を制御することができる。言い換えれば、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る衝撃吸収部材３によれば、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値は、衝撃吸収部材３を構成する繊維強化樹脂複合材の組成（すなわち、強化繊維の材料および樹脂の材料）を変えたり、先端部３ａを衝撃吸収部材３の一端部または他端部もしくは両端部に設けるかによって、あるいは先端部３ａの長さＬ１を調整したりすることによって、所望の値に自由に設定することができる。
例えば、衝撃吸収部材３に軸方向に動的条件で荷重を加えて（圧潰）破壊試験を行った結果、ある繊維強化樹脂複合材で構成された衝撃吸収部材３では、荷重均一比（初期ピーク荷重（ｋＮ）を平均荷重（ｋＮ）で除した値）：０．８４〜０．８７という試験結果を得ることができた。
また、別の繊維強化樹脂複合材で構成された衝撃吸収部材３では、荷重均一比：０．７６〜１．０４という試験結果を得ることができた。
【００３０】
なお、本実施形態では、先端部３ａが＋４５°繊維強化樹脂層４、９０°繊維強化樹脂層５、−４５°繊維強化樹脂層６、９０°繊維強化樹脂層５、−４５°繊維強化樹脂層６、９０°繊維強化樹脂層５、＋４５°繊維強化樹脂層４からなるものを一具体例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、９０°繊維強化樹脂層５の代わりに、強化繊維（図示せず）が軸方向に対して＋４５°〜＋９０°あるいは−４５°〜−９０°傾斜して配列された９０°±４５°繊維強化樹脂層、９０°±１５°繊維強化樹脂層、９０°±５°繊維強化樹脂層、あるいは９０°±１°繊維強化樹脂層等を適宜必要に応じて使用することもできる。
また、９０°繊維強化樹脂層５の代わり使用することができるのは、９０°±４５°繊維強化樹脂層、９０°±１５°繊維強化樹脂層、９０°±５°繊維強化樹脂層、９０°±１°繊維強化樹脂層に限定されるものではなく、９０°±４５°の範囲内であればいかなるものであってもよい。
これにより、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値をさらに細かく設定することができて、衝撃吸収部材３の設計自由度をさらに拡げることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、本体部３ｂが＋４５°繊維強化樹脂層４、０°繊維強化樹脂層７、−４５°繊維強化樹脂層６、０°繊維強化樹脂層７、−４５°繊維強化樹脂層６、０°繊維強化樹脂層７、＋４５°繊維強化樹脂層４からなるものを一具体例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、０°繊維強化樹脂層７の代わりに、強化繊維（図示せず）が軸方向に対して０°〜＋４５°あるいは０°〜−４５°傾斜して配列された０°±４５°繊維強化樹脂層、０°±１５°繊維強化樹脂層、０°±５°繊維強化樹脂層、あるいは０°±１°繊維強化樹脂層等を適宜必要に応じて使用することもできる。
また、０°繊維強化樹脂層７の代わり使用することができるのは、０°±４５°繊維強化樹脂層、０°±１５°繊維強化樹脂層、０°±５°繊維強化樹脂層、０°±１°繊維強化樹脂層に限定されるものではなく、０°±４５°の範囲内であればいかなるものであってもよい。
これにより、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値をさらに細かく設定することができて、衝撃吸収部材３の設計自由度をさらに拡げることができる。
【００３２】
本発明に係る衝撃吸収部材の第２実施形態について、図２、図４、および図５を参照しながら説明する。
図５は本発明に係る衝撃吸収部材の第２実施形態を示す図であって、図３と同様の図である。
なお、図５において、上述した第１実施形態と同じ部材には、同じ符号を付している。
【００３３】
本実施形態に係る衝撃吸収部材１０は、例えば、図２に示すような中空角柱（本実施形態では四角柱）状の外観を呈するものであり、例えば、強化繊維（例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維（ケブラー（登録商標）等）、セラミック繊維、芳香族ポリアミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維等からなる強化繊維に、樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、ポリイミド樹脂等）を予め含有させたシート状のプリプレグを必要な枚数（本実施形態では７枚）積層した後、図示しない加熱炉（オートクレーブ）内において加圧成形させた繊維強化樹脂複合材で作られている。
【００３４】
衝撃吸収部材１０は、軸方向における端部（一端部（上端部）および／または他端部（下端部））を構成する先端部（「イニシエータ部」あるいは「破壊部」ともいう。）１０ａと、それ以外の部分を（構成）する衝撃吸収部材本体部（以下、「本体部」という。）１０ｂとを備えている。
図５に示すように、先端部１０ａは、周方向にわたって、衝撃吸収部材１０の先（末）端（図５に示すようなチャンファー加工（４５°テーパ加工：面取り加工）が施されていないものでは先端面）から本体部１０ｂの側（本体部１０ｂの中央側）に長さＬ２（例えば、２ｍｍ〜５ｍｍ）だけ設けられている。
【００３５】
衝撃吸収部材１０（すなわち、先端部１０ａおよび本体部１０ｂ）を構成する繊維強化樹脂複合材は、例えば、図５に示すような、強化繊維が軸方向（図５において上下方向）に対して＋４５°傾斜して配列された＋４５°繊維強化樹脂層１１、強化繊維が軸方向に沿って配列された（すなわち、軸方向に対して傾斜しないように配列された）０°繊維強化樹脂層１２、強化繊維が軸方向に対して−４５°傾斜して配列された−４５°繊維強化樹脂層１３、０°繊維強化樹脂層１２、−４５°繊維強化樹脂層１３、０°繊維強化樹脂層１２、＋４５°繊維強化樹脂層１１が順次積層されたものである。
【００３６】
また、先端部１０ａは、熱硬化性樹脂が硬化した後に、静的試験機（図示せず）を用いて軸方向に沿って初期破壊を誘発する荷重を徐々に加えていき、その変位が、２ｍｍ〜５ｍｍ（先端部１０ａが一端部または他端部に設けられている場合）または４ｍｍ〜１０ｍｍ（先端部１０ａが両端部に設けられている場合）の範囲内で、かつ、所望の値になったところで静的試験機を停止させることによって形成された部分である。そして、この先端部１０ａには、破壊された部分（すなわち、チャンファーが潰れて、層間が剥がれた（層間剥離した）部分）が形成されていることとなる。
【００３７】
本実施形態に係る衝撃吸収部材１０によれば、軸方向に沿って荷重が加わった場合、自己破壊の初期において、本体部１０ｂよりも軸方向に強度の弱い先端部１０ａが先に破壊に至り、つづいて、自己破壊の中期および終期において、本体部１０ｂが破壊に至ることとなる。すなわち、本実施形態に係る衝撃吸収部材１０によれば、図４に示すように、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる初期荷重のピーク値を制御することができる。言い換えれば、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る衝撃吸収部材１０によれば、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値は、衝撃吸収部材１０を構成する繊維強化樹脂複合材の組成（すなわち、強化繊維の材料および樹脂の材料）を変えたり、先端部１０ａを衝撃吸収部材１０の一端部または他端部もしくは両端部に設けるかによって、あるいは先端部１０ａの長さＬ２を調整したりすることによって、所望の値に自由に設定することができる。
例えば、衝撃吸収部材１０に軸方向に動的条件で荷重を加えて（圧潰）破壊試験を行った結果、ある繊維強化樹脂複合材で構成された衝撃吸収部材１０では、荷重均一比（初期ピーク荷重（ｋＮ）を平均荷重（ｋＮ）で除した値）：１．１６という試験結果を得ることができた。
【００３９】
本発明に係る衝撃吸収部材の第３実施形態について、図２、図４、および図６を参照しながら説明する。
図６は本発明に係る衝撃吸収部材の第３実施形態を示す図であって、図３および図５と同様の図である。
なお、図６において、上述した実施形態と同じ部材には、同じ符号を付している。
【００４０】
本実施形態に係る衝撃吸収部材２０は、例えば、図２に示すような中空角柱（本実施形態では四角柱）状の外観を呈するものであり、例えば、強化繊維（例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維（ケブラー（登録商標）等）、セラミック繊維、芳香族ポリアミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維等からなる強化繊維に、樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、ポリイミド樹脂等）を予め含有させたシート状のプリプレグを必要な枚数（本実施形態では７枚）積層した後、図示しない加熱炉（オートクレーブ）内において加圧成形させた繊維強化樹脂複合材で作られている。
【００４１】
衝撃吸収部材２０は、軸方向における端部（一端部（上端部）および／または他端部（下端部））を構成する先端部（「イニシエータ部」あるいは「蛇行部」ともいう。）２０ａと、それ以外の部分を構成する衝撃吸収部材本体部（以下、「本体部」という。）２０ｂとを備えている。
図６に示すように、先端部２０ａは、周方向にわたって、衝撃吸収部材２０の先（末）端から本体部２０ｂの側（本体部２０ｂの中央側）に長さＬ３（例えば、２ｍｍ）の局所的な位置に先端部２０ａの内周端が位置するように設けられている。
【００４２】
衝撃吸収部材２０（すなわち、先端部２０ａおよび本体部２０ｂ）を構成する繊維強化樹脂複合材は、例えば、図６に示すような、強化繊維が軸方向（図６において上下方向）に対して＋４５°傾斜して配列された＋４５°繊維強化樹脂層１１、強化繊維が軸方向に沿って配列された（すなわち、軸方向に対して傾斜しないように配列された）０°繊維強化樹脂層１２、強化繊維が軸方向に対して−４５°傾斜して配列された−４５°繊維強化樹脂層１３、０°繊維強化樹脂層１２、−４５°繊維強化樹脂層１３、０°繊維強化樹脂層１２、＋４５°繊維強化樹脂層１１が順次積層されたものである。
【００４３】
また、先端部２０ａは、＋４５°繊維強化樹脂層１１、０°繊維強化樹脂層１２、−４５°繊維強化樹脂層１３を順次積層していく前に、周方向にわたってプリプレグ（本実施形態では直径１ｍｍのコヨリ状のプリプレグ）２１を予め配置しておき、つぎにこのプリプレグの外側（外方）に、＋４５°繊維強化樹脂層１１、０°繊維強化樹脂層１２、−４５°繊維強化樹脂層１３、０°繊維強化樹脂層１２、−４５°繊維強化樹脂層１３、０°繊維強化樹脂層１２、＋４５°繊維強化樹脂層１１を順次積層していくことによって軸方向の蛇行を局所的に形成された部分である。
【００４４】
本実施形態に係る衝撃吸収部材２０によれば、軸方向に沿って荷重が加わった場合、自己破壊の初期において、本体部２０ｂよりも軸方向に強度の弱い先端部２０ａが先に破壊に至り、つづいて、自己破壊の中期および終期において、本体部２０ｂが破壊に至ることとなる。すなわち、本実施形態に係る衝撃吸収部材２０によれば、図４に示すように、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる初期荷重のピーク値を制御することができる。言い換えれば、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る衝撃吸収部材２０によれば、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値は、衝撃吸収部材２０を構成する繊維強化樹脂複合材の組成（すなわち、強化繊維の材料および樹脂の材料）を変えたり、先端部２０ａを衝撃吸収部材２０の一端部または他端部もしくは両端部に設けるかによって、あるいは先端部２０ａの長さＬ３を調整したりすることによって、所望の値に自由に設定することができる。
例えば、衝撃吸収部材２０に軸方向に動的条件で荷重を加えて（圧潰）破壊試験を行った結果、ある繊維強化樹脂複合材で構成された衝撃吸収部材２０では、荷重均一比（初期ピーク荷重（ｋＮ）を平均荷重（ｋＮ）で除した値）：０．８９という試験結果を得ることができた。
【００４６】
本発明に係る衝撃吸収部材の第４実施形態について、図２、図４、図７、および図８を参照しながら説明する。
図７は本発明に係る衝撃吸収部材の第４実施形態を示す図であって、図３、図５、および図６と同様の図、図８は本実施形態に係る衝撃吸収部材の作製方法を説明するためのフローチャートである。
なお、図７において、上述した実施形態と同じ部材には、同じ符号を付している。
【００４７】
本実施形態に係る衝撃吸収部材３０は、例えば、図２に示すような中空角柱（本実施形態では四角柱）状の外観を呈するものであり、例えば、強化繊維（例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維（ケブラー（登録商標）等）、セラミック繊維、芳香族ポリアミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維等からなる強化繊維に、樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、ポリイミド樹脂等）を予め含有させたシート状のプリプレグを必要な枚数（本実施形態では７枚）積層した後、図示しない加熱炉（オートクレーブ）内において加圧成形させた繊維強化樹脂複合材で作られている。
【００４８】
衝撃吸収部材３０は、軸方向における端部（一端部（上端部）および／または他端部（下端部））を構成する先端部（「イニシエータ部」あるいは「離型部」ともいう。）３０ａと、それ以外の部分を構成する衝撃吸収部材本体部（以下、「本体部」という。）３０ｂとを備えている。
図７に示すように、先端部３０ａは、周方向にわたって、衝撃吸収部材３０の先（末）端から本体部３０ｂの側（本体部３０ｂの中央側）に長さＬ４（例えば、５ｍｍ〜１０ｍｍ）だけ設けられている。
【００４９】
衝撃吸収部材３０（すなわち、先端部３０ａおよび本体部３０ｂ）を構成する繊維強化樹脂複合材は、例えば、図７に示すような、強化繊維が軸方向（図７において上下方向）に対して＋４５°傾斜して配列された＋４５°繊維強化樹脂層１１、強化繊維が軸方向に沿って配列された（すなわち、軸方向に対して傾斜しないように配列された）０°繊維強化樹脂層１２、強化繊維が軸方向に対して−４５°傾斜して配列された−４５°繊維強化樹脂層１３、０°繊維強化樹脂層１２、−４５°繊維強化樹脂層１３、０°繊維強化樹脂層１２、＋４５°繊維強化樹脂層１１が順次積層されたものである。
【００５０】
また、先端部３０ａには、＋４５°繊維強化樹脂層１１、０°繊維強化樹脂層１２、−４５°繊維強化樹脂層１３を順次積層していく度に、図８に示すような処理（離型処理）が施されることとなる。
すなわち、（１）ピールプライ（例えば、ポリエステル製のクロス）に離型剤（例えば、Henkel社の「FREKOTE 44NC」（商品名））を塗布し、（２）このピールプライに塗布された離型剤を完全に揮発させる。（３）そして、離型剤が完全に揮発したピールプライを衝撃吸収部材３０の内周側に位置する一の繊維強化樹脂層（例えば、＋４５°繊維強化樹脂層１１）の先端部３０ａの上に積層（レイアップ）し、（４）つづいて、デバルク（一の繊維強化樹脂層とピールプライを密着させるために空気を抜く作業）を行い、離型成分を一の繊維強化樹脂層に転写する。（５）ピールプライを除去した後、次の繊維強化樹脂層（例えば、０°繊維強化樹脂層１２）を一の繊維強化樹脂層の上に積層する。以後、この作業を所定回数（本実施形態では６回）繰り返し行う。
【００５１】
本実施形態に係る衝撃吸収部材３０によれば、軸方向に沿って荷重が加わった場合、自己破壊の初期において、本体部３０ｂよりも軸方向に強度の弱い先端部３０ａが先に破壊に至り、つづいて、自己破壊の中期および終期において、本体部３０ｂが破壊に至ることとなる。すなわち、本実施形態に係る衝撃吸収部材３０によれば、図４に示すように、安定的な順次破壊モードに移行するまでの間に生じる初期荷重のピーク値を制御することができる。言い換えれば、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる。
【００５２】
また、本実施形態に係る衝撃吸収部材３０によれば、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値は、衝撃吸収部材３０を構成する繊維強化樹脂複合材の組成（すなわち、強化繊維の材料および樹脂の材料）を変えたり、先端部３０ａを衝撃吸収部材３０の一端部または他端部もしくは両端部に設けるかによって、あるいは先端部３０ａの長さＬ４を調整したりすることによって、所望の値に自由に設定することができる。
例えば、衝撃吸収部材３０に軸方向に動的条件で荷重を加えて（圧潰）破壊試験を行った結果、ある繊維強化樹脂複合材で構成された衝撃吸収部材３０では、荷重均一比（初期ピーク荷重（ｋＮ）を平均荷重（ｋＮ）で除した値）：１．０４〜１．２８という試験結果を得ることができた。
【００５３】
さらに、本発明に係るヘリコプター１の床構造２は、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができる、上述した衝撃吸収部材３，１０，２０，３０のいずれかを備えている。
したがって、万が一墜落等が起こって不慮の接地衝撃を受けた場合でも、墜落等による不慮の接地衝撃は、優れた衝撃エネルギー吸収能力を有する衝撃吸収部材によって吸収されることとなるので、搭乗者の生存を高い確率で確保することができる。
【００５４】
さらにまた、本発明に係るヘリコプター１は、自己破壊の初期に発生する有害な初期荷重のピーク値を除去できるとともに、自己破壊の中期および終期における衝撃荷重を一定期間にわたって保持することができて、一定荷重（例えば、平均荷重近傍）で破壊を進展させることができるヘリコプター１の床構造２を備えている。
したがって、万が一墜落等が起こって不慮の接地衝撃を受けた場合でも、墜落等による不慮の接地衝撃は、優れた衝撃エネルギー吸収能力を有するヘリコプター１の床構造２によって吸収されることとなるので、搭乗者の生存を高い確率で確保することができる。
【００５５】
なお、本発明に係る衝撃吸収部材は、ヘリコプター１の床構造２のみに適用され得るものではなく、その他の用途、例えば、固定翼航空機の床構造や自動車のバンパー等の耐衝撃性構造部材にも適用することができる。
また、本発明に係る耐衝撃性構造部材は、ヘリコプター１のみに適用され得るものではなく、その他の用途、例えば、固定翼航空機や自動車等の移動体にも適用することができる。
【００５６】
さらに、本発明に係る衝撃吸収部材の外観形状は、図２に示したような中空角柱形状に限定されるものではなく、例えば、円筒の頂部を円錐状あるいは球面状に形成した円筒の他に、角筒、円錐、角錐、円錐台、角錐台、あるいは、横断面が楕円の筒、さらにはフランジ部を備えた円筒（又は角筒）等の筒状形状としてもよい。また、筒状形状以外に、例えば、円柱、角柱の柱形状とするようにしてもよい。さらに、一個の部材から構成するようにしてもよいが、これに限定されるものではなく、複数の部材を重ねて、あるいは組み合わせて構成するようにしてもよい。さらにまた、その側面（外周面）に湾曲部を有するようなものであってもよい。
【００５７】
さらにまた、第２実施形態から第４実施形態においては、衝撃吸収部材１０，２０，３０が、＋４５°繊維強化樹脂層４、０°繊維強化樹脂層７、−４５°繊維強化樹脂層６、０°繊維強化樹脂層７、−４５°繊維強化樹脂層６、０°繊維強化樹脂層７、＋４５°繊維強化樹脂層４からなるものを一具体例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、０°繊維強化樹脂層７の代わりに、強化繊維（図示せず）が軸方向に対して＋４５°あるいは−４５°傾斜して配列された０°±４５°繊維強化樹脂層、０°±１５°繊維強化樹脂層、０°±５°繊維強化樹脂層、あるいは０°±１°繊維強化樹脂層等を適宜必要に応じて使用することもできる。
また、０°繊維強化樹脂層７の代わり使用することができるのは、０°±４５°繊維強化樹脂層、０°±１５°繊維強化樹脂層、０°±５°繊維強化樹脂層、０°±１°繊維強化樹脂層に限定されるものではなく、０°±４５°の範囲内であればいかなるものであってもよい。
これにより、初期荷重のピーク値および自己破壊を進展させるときの一定荷重の値をさらに細かく設定することができて、衝撃吸収部材３の設計自由度をさらに拡げることができる。
【００５８】
さらにまた、衝撃吸収部材を構成する樹脂材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシアクリレート(ビニルエステル)樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、グアナミン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリジアリルフタレート樹脂、アミノ樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。
また、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン６１０、ナイロン６１２などのポリアミド、またはこれらポリアミドの共重合ポリアミド、また、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、またはこれらポリエステルの共重合ポリエステル、さらに、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリオレフィン等、さらにまた、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー等に代表される熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。
さらには、上述の範囲を満たす樹脂として、例えばアクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム等のゴムを用いることもでき、さらには、上記の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴムから選ばれた複数を配合してなる配合樹脂を用いるようにしてもよい。
【００５９】
さらにまた、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、第１実施形態に係る発明と第２実施形態から第４実施形態のいずれかに係る発明とを組み合わせて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る衝撃吸収部材を具備したヘリコプターの胴体部骨格構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る衝撃吸収部材の概略全体斜視図である。
【図３】図２のａ−ａ矢視断面図である。
【図４】本発明の衝撃吸収部材にかかる衝撃荷重と変位との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る衝撃吸収部材の第２実施形態を示す図であって、図３と同様の図である。
【図６】本発明に係る衝撃吸収部材の第３実施形態を示す図であって、図３および図５と同様の図である。
【図７】本発明に係る衝撃吸収部材の第４実施形態を示す図であって、図３、図５、および図６と同様の図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る衝撃吸収部材の作製方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１    ヘリコプター
２    床構造
３    衝撃吸収部材
３ａ  先端部
３ｂ  本体部（衝撃吸収部材本体部）
４    ＋４５°繊維強化樹脂層
５    ９０°繊維強化樹脂層
６    −４５°繊維強化樹脂層
７    ０°繊維強化樹脂層
１０    衝撃吸収部材
１０ａ  先端部（破壊部）
２０    衝撃吸収部材
２０ａ  先端部（蛇行部）
３０    衝撃吸収部材
３０ａ  先端部（離型部）
【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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