JP2020105657A - エネルギー吸収体 - Google Patents
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Abstract
【課題】エネルギー吸収体の性能低下を抑制すること。【解決手段】エネルギー吸収体10は、緯糸13を有する複数の緯糸層と、緯糸13に交差した経糸14を有する複数の経糸層と、が積み重ねられた板状の繊維構造体11からなる。繊維構造体11は、緯糸層と経糸層が積み重ねられた方向を積層方向とすると、緯糸層及び経糸層が拘束糸によって積層方向に拘束されてなる第1平面部16及び第2平面部17を備える。繊維構造体11は、繊維構造体11の端部11a,11b同士が積層方向で重なって接続された重なり部を有する第2曲面部20を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、エネルギー吸収体に関する。
車両等には、車両が受けた衝撃に応じて変形かつ圧縮破壊することによって衝撃に伴うエネルギーを吸収するエネルギー吸収体が設けられる。エネルギー吸収体は、繊維構造体で構成されることにより軽量化が図られている。繊維構造体で構成されたエネルギー吸収体としては、例えば、特許文献1に記載のように四角筒状のような閉じ断面を有する立体物や、特許文献2に記載のように断面W字型の板状のような開き断面を有する立体物が採用されている。こうしたエネルギー吸収体としての立体物については、製造を容易にする目的で、平板状の繊維構造体から形成することが考えられる。その場合では、樹脂を含浸させたり、接着剤によって接着したりすることにより、平板状の繊維構造体の端部同士を接続して、立体物として形成する。例えば、特許文献1に記載のように閉じ断面を有する立体物は、共通の繊維構造体の端部同士を接続することで形成できる。特許文献2に記載のように開き断面を有する立体物は、異なる繊維構造体の端部同士を接続することで形成できる。
ところで、衝撃に応じてエネルギー吸収体が変形する際は、上記繊維構造体の端部同士の接続部分において、厚み方向と直交する方向に荷重がかかり、その接続部分で端部同士が互いに開くように変形するおそれがある。こうした変形が生じると、その接続部分で十分な大きさの荷重を吸収できなくなってしまうため、エネルギー吸収体の性能低下に繋がるおそれがある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、性能低下を抑制できるエネルギー吸収体を提供することにある。
上記課題を解決するエネルギー吸収体は、第1の糸を有する複数の第1繊維層と、前記第1の糸に交差した第2の糸を有する複数の第2繊維層と、が積み重ねられた板状の繊維構造体を有するエネルギー吸収体であって、前記第1繊維層と前記第2繊維層が積み重ねられた方向を積層方向とすると、前記繊維構造体は、積み重ねられた全ての前記第1繊維層及び前記第2繊維層が拘束糸によって前記積層方向に互いに拘束されてなる平面部と、前記平面部と連続する曲面部と、を備え、前記曲面部は、前記繊維構造体の端部同士が前記積層方向で重なって接続された重なり部を有することを特徴とする。
上記構成によれば、衝撃に応じてエネルギー吸収体が変形する際に、重なり部に厚み方向と直交する方向に荷重がかかるときは、重なり部を構成する繊維構造体の2つの端部のいずれも曲面部の湾曲の外側に向けて変形しようとする。その際には、上記2つの端部が干渉し合うことで互いに変形を抑制し合うこととなり、重なり部での変形が抑制される。したがって、荷重がかかった後の重なり部でも十分な大きさの荷重を吸収でき、エネルギー吸収体の性能低下を抑制できる。
エネルギー吸収体において、前記重なり部を構成する前記繊維構造体の端部のうち、一方端部を構成する前記第1繊維層及び前記第2繊維層の積層体を第1端部層とし、他方端部を構成する前記第1繊維層及び前記第2繊維層の積層体を第2端部層とするとき、前記重なり部は、前記第1端部層と前記第2端部層とが前記積層方向で一層ずつ重なっていることが好ましい。
上記構成によれば、第1端部層と第2端部層とを積層方向で複層ずつ重ねて重なり部を形成する場合と比較して、重なり部の厚みを小さくすることができ、重なり部での積層方向の余剰を抑えることができる。
エネルギー吸収体において、前記重なり部を構成する前記繊維構造体の端部において積み重ねられた前記第1繊維層及び前記第2繊維層の積層数が、前記平面部において積み重ねられた前記第1繊維層及び前記第2繊維層の積層数の半分に設定されていることが好ましい。
上記構成によれば、繊維構造体の端部の厚みが平面部の厚みの半分の大きさとなるため、繊維構造体の端部同士が重なった重なり部の厚みが平面部の厚みと同じとなる。したがって、平面部と重なり部とで厚みの変化がなくなるため、エネルギー吸収体全体でのエネルギー吸収特性を安定させることができる。
この発明によれば、エネルギー吸収体の性能低下を抑制できる。
以下、エネルギー吸収体を具体化した一実施形態について図1〜図3を用いて説明する。
図1及び図2に示すように、エネルギー吸収体10は、強化基材となる繊維構造体11にマトリックス樹脂12を含浸させて構成されている。マトリックス樹脂12としては、例えば、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。繊維構造体11は、全体形状が筒状であり、且つ矩形状の閉じ断面を有するように、平板状の1つの繊維構造体11を賦形して形成されている。繊維構造体11は、対向する一対の第1平面部16と、対向する一対の第2平面部17と、隣り合う第1平面部16と第2平面部17の間である四隅に位置する曲面部18と、が連続する立体的な板状である。
図1及び図2に示すように、エネルギー吸収体10は、強化基材となる繊維構造体11にマトリックス樹脂12を含浸させて構成されている。マトリックス樹脂12としては、例えば、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。繊維構造体11は、全体形状が筒状であり、且つ矩形状の閉じ断面を有するように、平板状の1つの繊維構造体11を賦形して形成されている。繊維構造体11は、対向する一対の第1平面部16と、対向する一対の第2平面部17と、隣り合う第1平面部16と第2平面部17の間である四隅に位置する曲面部18と、が連続する立体的な板状である。
次に、繊維構造体11を賦形される前の平板状の状態で説明する。
図3に示すように、繊維構造体11は、複数の繊維層が積層されて構成されている。なお、繊維層が積み重なった方向を繊維構造体11の積層方向Yとする。積層方向Yは、繊維構造体11の厚み方向と一致する。また、繊維構造体11は、第1の糸としての複数本の緯糸13と、第2の糸としての複数本の経糸14と、を有する。また、繊維構造体11は、複数の繊維層を積層方向Yに拘束する拘束糸15を有する。
図3に示すように、繊維構造体11は、複数の繊維層が積層されて構成されている。なお、繊維層が積み重なった方向を繊維構造体11の積層方向Yとする。積層方向Yは、繊維構造体11の厚み方向と一致する。また、繊維構造体11は、第1の糸としての複数本の緯糸13と、第2の糸としての複数本の経糸14と、を有する。また、繊維構造体11は、複数の繊維層を積層方向Yに拘束する拘束糸15を有する。
繊維構造体11において、緯糸13及び経糸14は互いに交差する方向に延びている。緯糸13の糸主軸が延びる方向を第1方向X1とし、経糸14の糸主軸が延びる方向を第2方向X2とする。なお、緯糸13及び経糸14は、それぞれ繊維を束ねて形成された繊維束である。繊維としては、有機繊維や無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。有機繊維としては、アラミド繊維、ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられ、無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。
繊維構造体11は、複数本の緯糸13が第2方向X2へ配列されて形成された第1繊維層としての緯糸層21を複数有する。また、繊維構造体11は、複数本の経糸14が第1方向X1へ配列されて形成された第2繊維層としての経糸層22を複数有する。繊維構造体11では、緯糸層21と経糸層22とが積層方向Yの一端から他端へ交互に積層されている。
次に、繊維構造体11を賦形された状態で説明する。
図1に示すように、繊維構造体11では、一方の第1平面部16と、1つの曲面部18と、一方の第2平面部17とが、経糸14によって第2方向X2に連続している。以下では、第1平面部16及び第2平面部17と経糸14によって連続している3つの曲面部18を第1曲面部19とする。第1平面部16と第2平面部17と第1曲面部19では、複数本の緯糸13が第2方向X2に並べられるとともに、複数本の経糸14が第1方向X1に並べられる。また、第1平面部16及び第2平面部17では、各緯糸13が第1方向X1に直線状に延びているとともに、各経糸14が第2方向X2に直線状に延びている。第1曲面部19では、複数本の緯糸13が第1曲面部19の弧に沿って並べられるとともに、各経糸14が第1曲面部19の弧に沿って延びている。また、第1曲面部19では、複数本の経糸14が第1方向X1に並べられるとともに、各緯糸13が第1方向X1に直線状に延びている。
図1に示すように、繊維構造体11では、一方の第1平面部16と、1つの曲面部18と、一方の第2平面部17とが、経糸14によって第2方向X2に連続している。以下では、第1平面部16及び第2平面部17と経糸14によって連続している3つの曲面部18を第1曲面部19とする。第1平面部16と第2平面部17と第1曲面部19では、複数本の緯糸13が第2方向X2に並べられるとともに、複数本の経糸14が第1方向X1に並べられる。また、第1平面部16及び第2平面部17では、各緯糸13が第1方向X1に直線状に延びているとともに、各経糸14が第2方向X2に直線状に延びている。第1曲面部19では、複数本の緯糸13が第1曲面部19の弧に沿って並べられるとともに、各経糸14が第1曲面部19の弧に沿って延びている。また、第1曲面部19では、複数本の経糸14が第1方向X1に並べられるとともに、各緯糸13が第1方向X1に直線状に延びている。
図3に示すように、第1平面部16と第2平面部17と第1曲面部19では、積層方向Yの一端から他端へ複数の緯糸13と複数の経糸14とが複数本の拘束糸15によって積層方向Yに拘束されている。すなわち、第1平面部16と第2平面部17と第1曲面部19では、積み重ねられた全ての緯糸層21及び経糸層22である複数の緯糸層21と複数の経糸層22とが複数の拘束糸15により積層方向Yに互いに拘束されている。なお、図1では、拘束糸15の図示を省略している。
図3に示すように、複数の拘束糸15は、強化繊維の繊維束であり、第1方向X1に並んでいる。強化繊維としては、有機繊維や無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。複数本の拘束糸15は、各経糸14と略平行に配列されるとともに、第1平面部16と第2平面部17と第1曲面部19における積層方向Yの最外層に位置する緯糸層21の緯糸13の外面を通って折り返すように配置されている。これにより、拘束糸15は、積層方向Yにおける両端の緯糸層21の緯糸13に係合している。
図1又は図2に示すように、繊維構造体11の4つの曲面部18のうち、上記第1曲面部19ではない1つの曲面部18では、板状の繊維構造体11の第2方向における端部11a,11b同士が積層方向Yで重なっている。以下では、繊維構造体11の端部11a,11b同士が重なる曲面部18を、第2曲面部20とする。本実施形態では、第2曲面部20を含む繊維構造体11の全体にマトリックス樹脂12が含浸されることにより、第2曲面部20における繊維構造体11の端部11a,11b同士が重なった状態で接続されている。すなわち、賦形された状態での繊維構造体11において、第2曲面部20は、繊維構造体11の端部11a,11b同士が積層方向Yで重なって接続された重なり部を有する。
繊維構造体11の端部11a,11bのうち、エネルギー吸収体10の筒内側(内側)に位置する一方端部としての端部11aは、第2曲面部20と隣り合う第1平面部16と経糸14によって第2方向X2に連続している。また、繊維構造体11の端部11a,11bのうち、エネルギー吸収体10の筒外側(外側)に位置する他方端部としての端部11bは、第2曲面部20と隣り合う第2平面部17と経糸14によって第2方向X2に連続している。
第2曲面部20を構成する繊維構造体11の端部11aは、第2曲面部20と隣り合う第1平面部16と連続する複数の緯糸層21及び複数の経糸層22の積層体である第1端部層20aからなる。第2曲面部20を構成する繊維構造体11の端部11bは、第2曲面部20と隣り合う第2平面部17と連続する複数の緯糸層21及び複数の経糸層22の積層体である第2端部層20bからなる。本実施形態の第2曲面部20は、第1端部層20aと第2端部層20bとが積層方向Yで一層ずつ重なった態様となっている。
また、第2曲面部20を構成する繊維構造体11の端部11a,11bでは、緯糸層21及び経糸層22の積層数が、第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19を構成する繊維構造体11の部分の半分に設定されている。また、第1端部層20aのエネルギー吸収体10の筒内側の端面が、第2曲面部20と隣り合う第1平面部16のエネルギー吸収体10の筒内側の端面に沿って延びている。第2端部層20bのエネルギー吸収体10の筒外側の端面が、第2曲面部20と隣り合う第2平面部17のエネルギー吸収体10の筒外側の端面に沿って延びている。そのため、第2曲面部20にて繊維構造体11の端部11a,11b同士が積層方向Yで重ねられることにより、第2曲面部20での緯糸層21及び経糸層22の積層数が、第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19を構成する繊維構造体11と同数となっている。そして、第2曲面部20において、繊維構造体11の端部11a,11b同士が重ねられた状態では、積層方向Yの大きさ(厚み)が、第1曲面部19の大きさ(厚み)と同じ大きさとなっている。なお、本実施形態では、第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19を構成する緯糸層21及び経糸層22の積層数が奇数となっている。そして、繊維構造体11の端部11a,11bを構成する緯糸層21及び経糸層22の積層数は、端部11a及び端部11bのうち一方では奇数となっており、他方では偶数であり、且つ一方より一層多い又は少ない積層数となっている。これら繊維構造体11の端部11a,11bを構成する緯糸層21及び経糸層22の積層数は、端部11aと端部11bとでの上記積層数の合計が、第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19を構成する緯糸層21及び経糸層22の積層数と同数となるように、それぞれ設定されている。これにより、第2曲面部20を構成する繊維構造体11の端部11a,11bでは、緯糸層21及び経糸層22の積層数が、第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19を構成する繊維構造体11の部分の半分となっている。
第2曲面部20では、複数本の経糸14が第1方向X1に並べられるとともに、各緯糸13が第1方向X1に直線状に延びている。また、第2曲面部20では、複数本の緯糸13が第2曲面部20の弧に沿って並べられるとともに、各経糸14が第2曲面部20の弧に沿って延びている。そのため、繊維構造体11の端部11aと繊維構造体11の端部11bとが同方向に湾曲することにより、第2曲面部20の全体がアール状に湾曲した形状となっている。すなわち第2曲面部20は、アールを有したものとなっている。また、第2曲面部20において、繊維構造体11の端部11aと端部11bとのそれぞれでは、第1平面部16と第2平面部17と第1曲面部19と同様に、積層方向Yの一端から他端へ複数の緯糸13と複数の経糸14とが複数本の拘束糸15(図3)によって積層方向Yに拘束されている。
上記実施形態によれば、以下のような作用及び効果を得ることができる。
(1)衝撃に応じてエネルギー吸収体10が変形する際に、第2曲面部20に厚み方向(積層方向Y)と直交する方向に荷重がかかるときは、繊維構造体11の端部11a,11bのいずれもエネルギー吸収体10の筒外側(外側)に向けて変形しようとする。その際には、繊維構造体11の端部11a,11bが干渉し合うことで互いに変形を抑制し合うこととなり、第2曲面部20での変形が抑制される。そのため、繊維構造体11の端部11a,11b同士を重ねた重なり部を第1平面部16や第2平面部17に位置させる等により、上記重なり部が曲面部に位置しないものとする場合と比較して、繊維構造体11の端部11a,11b同士の接続部分の破壊モードが安定する。したがって、荷重がかかった後の第2曲面部20でも十分な大きさの荷重を吸収でき、エネルギー吸収体10の性能低下を抑制できる。
(1)衝撃に応じてエネルギー吸収体10が変形する際に、第2曲面部20に厚み方向(積層方向Y)と直交する方向に荷重がかかるときは、繊維構造体11の端部11a,11bのいずれもエネルギー吸収体10の筒外側(外側)に向けて変形しようとする。その際には、繊維構造体11の端部11a,11bが干渉し合うことで互いに変形を抑制し合うこととなり、第2曲面部20での変形が抑制される。そのため、繊維構造体11の端部11a,11b同士を重ねた重なり部を第1平面部16や第2平面部17に位置させる等により、上記重なり部が曲面部に位置しないものとする場合と比較して、繊維構造体11の端部11a,11b同士の接続部分の破壊モードが安定する。したがって、荷重がかかった後の第2曲面部20でも十分な大きさの荷重を吸収でき、エネルギー吸収体10の性能低下を抑制できる。
(2)第2曲面部20は、第1端部層20aと第2端部層20bとが積層方向Yで一層ずつ重なっている。そのため、第1端部層20aと第2端部層20bとを積層方向Yで複層ずつ重ねて第2曲面部20を形成する場合と比較して、第2曲面部20の厚みを小さくすることができ、第2曲面部20での積層方向Yの余剰を抑えることができる。
(3)繊維構造体11の端部11a,11bにおいて積み重ねられた緯糸層21及び経糸層22の積層数が、第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19において積み重ねられた緯糸層21及び経糸層22の積層数の半分に設定されている。そのため、繊維構造体11の端部11a,11bの厚みが第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19の厚みの半分の大きさとなり、繊維構造体11の端部11a,11bが重なった重なり部の位置する第2曲面部20の厚みが第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19の厚みと同じとなる。したがって、第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19と第2曲面部20とで厚みの変化がなくなるため、エネルギー吸収体10全体でのエネルギー吸収特性を安定させることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ エネルギー吸収体10は複数の繊維構造体11を有するものであってもよい。この形態では、異なる繊維構造体11の端部11a,11b同士を積層方向Yに重ねて重なり部とすることで第2曲面部20が構成される。また、エネルギー吸収体10を形成する繊維構造体11の数に応じて、第2曲面部20に加えて、第1曲面部19の一部又は全てにおいて、第2曲面部20と同様に、異なる繊維構造体11の端部11a,11b同士を積層方向Yで重ねて重なり部としてもよい。
○ 図4に示すように、矩形断面を有する筒状の2つの繊維構造体51,52の立体物を繋げて1つのエネルギー吸収体50としてもよい。例えば、このエネルギー吸収体50において、エネルギー吸収体50を構成する2つの繊維構造体51,52は、それぞれ4つの平板状の繊維構造体11が接続されて構成される。そして、各繊維構造体51,52に位置する曲面部18の全てにおいて、異なる繊維構造体11の端部11a,11b同士が積層方向Yで重なることにより、曲面部18の全てが重なり部を有するものとなっている。また、エネルギー吸収体50を構成する2つの繊維構造体51,52のうち、一方(図4の上側)の繊維構造体51における繊維構造体52側(図4の下側)に位置する第1平面部16と、他方(図4の下側)の繊維構造体52における繊維構造体51側(図4の上側)に位置する第1平面部16と、が繊維構造体51,52の筒外で接している。そして、繊維構造体51と繊維構造体52とが図4の上下方向に積み重ねられた状態で、繊維構造体51,52の全体にマトリックス樹脂12が含浸されることにより、各繊維構造体51,52の曲面部18における繊維構造体11の端部11a,11b同士が重なった状態で接続されている。
○ 図5に示すように、矩形断面を有する筒状の3つの繊維構造体61,62,63の立体物を繋げて1つのエネルギー吸収体60としてもよい。例えば、このエネルギー吸収体60において、エネルギー吸収体60を構成する3つの繊維構造体61,62,63は、それぞれ4つの平板状の繊維構造体11が接続されて構成される。そして、各繊維構造体61,62,63に位置する曲面部18の全てにおいて、異なる繊維構造体11の端部11a,11b同士が積層方向Yで重なることにより、曲面部18の全てが重なり部を有するものとなっている。また、図5に示すエネルギー吸収体60では、繊維構造体61における繊維構造体62側(図5の下側)に位置する第1平面部16と、繊維構造体62における繊維構造体61側(図5の上側)に位置する第1平面部16と、が繊維構造体61,62の筒外で接している。繊維構造体62における繊維構造体63側(図5の下側)に位置する第1平面部16と、繊維構造体63における繊維構造体62側(図5の上側)に位置する第1平面部16と、が繊維構造体62,63の筒外で接している。そして、繊維構造体61,62,63が図5の上下方向に積み重ねられた状態で、繊維構造体61,62,63の全体にマトリックス樹脂12が含浸されることにより、各繊維構造体61,62,63の曲面部18における繊維構造体11の端部11a,11b同士が重なった状態で接続されている。
○ 上記変形例のエネルギー吸収体50,60と同様の態様で、矩形断面を有する筒状の繊維構造体の立体物を4つ以上繋げることも可能である。
○ 図6に示すように、矩形断面を有する筒状の4つの繊維構造体71,72,73,74の立体物を繋げて1つのエネルギー吸収体70としてもよい。例えば、このエネルギー吸収体70において、エネルギー吸収体60を構成する4つの繊維構造体71,72,73,74は、それぞれ4つの平板状の繊維構造体11が接続されて構成される。そして、各繊維構造体71,72,73,74に位置する曲面部18の全てにおいて、異なる繊維構造体11の端部11a,11b同士が積層方向Yで重なることにより、曲面部18の全てが重なり部を有するものとなっている。また、エネルギー吸収体70では、図4に示すエネルギー吸収体50や図5に示すエネルギー吸収体60と同様に、繊維構造体71の第1平面部16と繊維構造体72の第1平面部16とが接しているとともに、繊維構造体73の第1平面部16と繊維構造体74の第1平面部16とが接している。さらに、エネルギー吸収体70では、繊維構造体71の第2平面部17と繊維構造体73の第2平面部17とが図6の左右方向で接しているとともに、繊維構造体72の第2平面部17と繊維構造体74の第2平面部17とが図6の左右方向で接している。そして、繊維構造体71,72,73,74が図6で示すように積み重ねられた状態で、繊維構造体71,72,73,74の全体にマトリックス樹脂12が含浸されることにより、各繊維構造体71,72,73,74の曲面部18における繊維構造体11の端部11a,11b同士が重なった状態で接続されている。
○ 図6に示すように、矩形断面を有する筒状の4つの繊維構造体71,72,73,74の立体物を繋げて1つのエネルギー吸収体70としてもよい。例えば、このエネルギー吸収体70において、エネルギー吸収体60を構成する4つの繊維構造体71,72,73,74は、それぞれ4つの平板状の繊維構造体11が接続されて構成される。そして、各繊維構造体71,72,73,74に位置する曲面部18の全てにおいて、異なる繊維構造体11の端部11a,11b同士が積層方向Yで重なることにより、曲面部18の全てが重なり部を有するものとなっている。また、エネルギー吸収体70では、図4に示すエネルギー吸収体50や図5に示すエネルギー吸収体60と同様に、繊維構造体71の第1平面部16と繊維構造体72の第1平面部16とが接しているとともに、繊維構造体73の第1平面部16と繊維構造体74の第1平面部16とが接している。さらに、エネルギー吸収体70では、繊維構造体71の第2平面部17と繊維構造体73の第2平面部17とが図6の左右方向で接しているとともに、繊維構造体72の第2平面部17と繊維構造体74の第2平面部17とが図6の左右方向で接している。そして、繊維構造体71,72,73,74が図6で示すように積み重ねられた状態で、繊維構造体71,72,73,74の全体にマトリックス樹脂12が含浸されることにより、各繊維構造体71,72,73,74の曲面部18における繊維構造体11の端部11a,11b同士が重なった状態で接続されている。
○ 上記変形例のエネルギー吸収体70と同様の態様で、矩形断面を有する筒状の繊維構造体の立体物を6つ以上繋げることも可能である。
○ 図4に示すエネルギー吸収体50の繊維構造体51,52や、図5に示すエネルギー吸収体60の繊維構造体61,62,63や、図6に示すエネルギー吸収体70の繊維構造体71,72,73,74において、互いに接触する第1平面部16を同一の平板状の繊維構造体11から形成してもよい。この形態では、1つの平板状の繊維構造体11の端部11a,11bのそれぞれについて、上部端部と下部端部との2つに厚み方向に分離させる。そして、上記の分離させた繊維構造体11の端部11aにおいて、上部端部を繊維構造体51,61,62,71,73の第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11bと接続させ、下部端部を繊維構造体52,62,63,72,74の第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11aと接続させる。上記の分離させた繊維構造体11の端部11bにおいて、上部端部を繊維構造体51,61,62,71,73の第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11aと接続させ、下部端部を繊維構造体52,62,63,72,74の第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11bと接続させる。そして、こうした上部端部及び下部端部と、第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11a,11bとの接続部分についても、図4、図5、及び図6に示した曲面部18と同様に、湾曲した形状とすることにより、重なり部を有する曲面部として機能させることができる。
○ 図4に示すエネルギー吸収体50の繊維構造体51,52や、図5に示すエネルギー吸収体60の繊維構造体61,62,63や、図6に示すエネルギー吸収体70の繊維構造体71,72,73,74において、互いに接触する第1平面部16を同一の平板状の繊維構造体11から形成してもよい。この形態では、1つの平板状の繊維構造体11の端部11a,11bのそれぞれについて、上部端部と下部端部との2つに厚み方向に分離させる。そして、上記の分離させた繊維構造体11の端部11aにおいて、上部端部を繊維構造体51,61,62,71,73の第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11bと接続させ、下部端部を繊維構造体52,62,63,72,74の第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11aと接続させる。上記の分離させた繊維構造体11の端部11bにおいて、上部端部を繊維構造体51,61,62,71,73の第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11aと接続させ、下部端部を繊維構造体52,62,63,72,74の第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11bと接続させる。そして、こうした上部端部及び下部端部と、第2平面部17を構成する繊維構造体11の端部11a,11bとの接続部分についても、図4、図5、及び図6に示した曲面部18と同様に、湾曲した形状とすることにより、重なり部を有する曲面部として機能させることができる。
○ 図6に示すエネルギー吸収体70の繊維構造体71,72,73,74において、互いに接触する第2平面部17を同一の平板状の繊維構造体11から形成してもよい。この形態では、1つの平板状の繊維構造体11の端部11a,11bのそれぞれについて、左部端部と右部端部との2つに厚み方向に分離させる。そして、上記の分離させた繊維構造体11の端部11aにおいて、左部端部を繊維構造体71,72の第1平面部16を構成する繊維構造体11の端部11bと接続させ、右部端部を繊維構造体73,74の第1平面部16を構成する繊維構造体11の端部11aと接続させる。上記の分離させた繊維構造体11の端部11bにおいて、左部端部を繊維構造体71,72の第1平面部16を構成する繊維構造体11の端部11aと接続させ、右部端部を繊維構造体73,74の第1平面部16を構成する繊維構造体11の端部11bと接続させる。そして、こうした左部端部及び右部端部と、第1平面部16を構成する繊維構造体11の端部11a,11bとの接続部分についても、図6に示した曲面部18と同様に、湾曲した形状とすることにより、重なり部を有する曲面部として機能させることができる。
○ 図4に示すエネルギー吸収体50の繊維構造体51,52や、図5に示すエネルギー吸収体60の繊維構造体61,62,63や、図6に示すエネルギー吸収体70の繊維構造体71,72,73,74において、構成する繊維構造体11の数を減らしてもよい。この場合、繊維構造体51,52,61,62,63,71,72,73,74の曲面部18の一部にて、繊維構造体11の端部11a,11b同士が重ならない態様となる。
○ 第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19を構成する緯糸層21及び経糸層22の積層数は偶数であってもよい。この場合、繊維構造体11の端部11a,11bを構成する緯糸層21及び経糸層22の積層数が、端部11a及び端部11bの双方で奇数又は偶数の同数である。そして、これら繊維構造体11の端部11a,11bを構成する緯糸層21及び経糸層22の積層数を、端部11aと端部11bとでの上記積層数の合計が、第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19を構成する緯糸層21及び経糸層22の積層数と同数となるように、それぞれ設定する。これにより、第2曲面部20を構成する繊維構造体11の端部11a,11bでは、緯糸層21及び経糸層22の積層数が、第1平面部16、第2平面部17、及び第1曲面部19を構成する繊維構造体11の部分の半分とされる。また、積層方向Yで重なる繊維構造体11の端部11a,11bにおける緯糸層21及び経糸層22の積層数は、第1平面部16や第2平面部17を構成する繊維構造体11の部分の半分より多くてもよいし、少なくてもよい。
○ 第2端部層20bを積層方向Yで2つに分離させ、その分離させた2つの第2端部層20bによって第1端部層20aを積層方向Yの両側から挟むように、第1端部層20aと第2端部層20bとを重ねてもよい。
○ 第1端部層20a及び第2端部層20bを積層方向Yでそれぞれ複数層に分離させ、その分離させた複数の第1端部層20a及び第2端部層20bを積層方向Yで交互に重ねてもよい。
○ エネルギー吸収体10,50,60,70は周方向の一部分に繊維構造体11が位置しない開き断面を有する立体物であってもよい。また、エネルギー吸収体10の断面形状は、矩形状でなくてもよい。例えば、エネルギー吸収体10の断面形状は、H字状であってもよい。この形態のエネルギー吸収体10では、例えば、1つの平板状の繊維構造体11と、その繊維構造体11とは異なる4つの平板状の繊維構造体11とが、上記1つの繊維構造体11の端部11a,11bと上記4つの繊維構造体11の端部11a,11bとが対向するように配置される。上記1つの繊維構造体11と上記4つの繊維構造体11とは、最外層に位置する繊維層からなる面が互いに直交するように配置される。そして、上記1つの繊維構造体11の端部11a,11bのそれぞれについて、上部端部と下部端部との2つに厚み方向に分離させる。分離させた繊維構造体11の端部11aにおいて、上部端部及び下部端部をそれぞれ異なる繊維構造体11の端部11a(端部11b)と接続させる。上記の分離させた繊維構造体11の端部11bにおいて、上部端部及び下部端部をそれぞれ異なる繊維構造体11の端部11a(端部11b)と接続させる。そして、こうした上部端部及び下部端部と、繊維構造体11の端部11a,11bとの接続部分についても、図4、図5、及び図6に示した曲面部18と同様に、湾曲した形状とすることにより、上記実施形態と同様の効果を奏する重なり部を有する曲面部として機能させることができる。
○ 積層方向Yで重なる繊維構造体11の端部11a及び端部11bのうち、一方又は双方で拘束糸15による拘束を省略してもよい。また、繊維構造体11の端部11a,11bにおいて、第1端部層20aと第2端部層20bとの間を接着剤によって接続させてもよい。
○ 拘束糸15にかえて、経糸14の一部を拘束糸として機能させてもよい。
○ 第1の糸を経糸14とし、第2の糸を緯糸13としてもよい。
○ 第1の糸を経糸14とし、第2の糸を緯糸13としてもよい。
10,50,60,70…エネルギー吸収体、11,51,52,61,62,63,71,72,73,74…繊維構造体、11a,11b…端部、13…緯糸、14…経糸、15…拘束糸、16…第1平面部、17…第2平面部、18…曲面部、19…第1曲面部、20…第2曲面部、20a…第1端部層、20b…第2端部層、21…緯糸層、22…経糸層。
Claims (3)
- 第1の糸を有する複数の第1繊維層と、前記第1の糸に交差した第2の糸を有する複数の第2繊維層と、が積み重ねられた板状の繊維構造体を有するエネルギー吸収体であって、
前記第1繊維層と前記第2繊維層が積み重ねられた方向を積層方向とすると、
前記繊維構造体は、積み重ねられた全ての前記第1繊維層及び前記第2繊維層が拘束糸によって前記積層方向に互いに拘束されてなる平面部と、前記平面部と連続する曲面部と、を備え、
前記曲面部は、前記繊維構造体の端部同士が前記積層方向で重なって接続された重なり部を有するエネルギー吸収体。 - 前記重なり部を構成する前記繊維構造体の端部のうち、一方端部を構成する前記第1繊維層及び前記第2繊維層の積層体を第1端部層とし、他方端部を構成する前記第1繊維層及び前記第2繊維層の積層体を第2端部層とするとき、
前記重なり部は、前記第1端部層と前記第2端部層とが前記積層方向で一層ずつ重なっている請求項1に記載のエネルギー吸収体。 - 前記重なり部を構成する前記繊維構造体の端部において積み重ねられた前記第1繊維層及び前記第2繊維層の積層数が、前記平面部において積み重ねられた前記第1繊維層及び前記第2繊維層の積層数の半分に設定されている請求項1又は請求項2に記載のエネルギー吸収体。
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