JPS63140139A - エネルギ−吸収部材及びその製造方法 - Google Patents
エネルギ−吸収部材及びその製造方法Info
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- JPS63140139A JPS63140139A JP61285575A JP28557586A JPS63140139A JP S63140139 A JPS63140139 A JP S63140139A JP 61285575 A JP61285575 A JP 61285575A JP 28557586 A JP28557586 A JP 28557586A JP S63140139 A JPS63140139 A JP S63140139A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
- F16F7/121—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members the members having a cellular, e.g. honeycomb, structure
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はエネルギー吸収部材及びその製造方法に関し、
詳しくは、車両のステアリング機構あるいはシートベル
ト機構等に好適に用いられ、衝撃吸収作用を理想的に行
うことが出来るパイプ等の部材および、該部材を極めて
簡単に製造する方法に関するものである。
詳しくは、車両のステアリング機構あるいはシートベル
ト機構等に好適に用いられ、衝撃吸収作用を理想的に行
うことが出来るパイプ等の部材および、該部材を極めて
簡単に製造する方法に関するものである。
従来の技術
従来、この種のエネルギー吸収部材としては、第６図に
示すように、金属板１０に穴加工した多数の穴１１をあ
けたエネルギー吸収板１２を設け、該エネルギー吸収板
１２の端部１２ａを互いに接合してパイプキ４としてい
るものが用いられている。
示すように、金属板１０に穴加工した多数の穴１１をあ
けたエネルギー吸収板１２を設け、該エネルギー吸収板
１２の端部１２ａを互いに接合してパイプキ４としてい
るものが用いられている。
上記構造のものは、金属の塑性変形によりエネルギー吸
収を行うが、第７図の一点鎖線で示すように立上がりの
衝撃荷重が大きく突出し、又荷重の変動中が大きいとい
う問題点があった。
収を行うが、第７図の一点鎖線で示すように立上がりの
衝撃荷重が大きく突出し、又荷重の変動中が大きいとい
う問題点があった。
発明の目的
本発明は上記した問題を解消Ｕ・んとするもので、立上
りの衝撃荷重が突出せず、又、荷重の変動ｌ】が小さく
、かつ、該エネルギーの吸収が構造体の全体に亙って均
一に行われると共に、圧縮力および引張力のいずれに対
しても同様のエネルギー吸収特性を有する理想的なエネ
ルギー吸収部材および、その簡単な製造方法を提供せん
とするものである。
りの衝撃荷重が突出せず、又、荷重の変動ｌ】が小さく
、かつ、該エネルギーの吸収が構造体の全体に亙って均
一に行われると共に、圧縮力および引張力のいずれに対
しても同様のエネルギー吸収特性を有する理想的なエネ
ルギー吸収部材および、その簡単な製造方法を提供せん
とするものである。
発明の生状
上記した目的を達成するため、本発明は、カーボンファ
イバー、ガラスファイバー等からなるエンドレスの長繊
維を熱硬化性あるいは熱可塑性樹脂でコーデングした長
尺の素材を用い、該素材を網目状に接合して網目構造体
を形成し、該網目構造体で円筒形などの所要の形状に成
形したことを特徴とし、網目の交差部における界面らし
くは層間剥離力を利用してエネルギーの吸収を行い、該
交差部にかかる荷重を網目の一つの片で受け、数片が座
屈すると他の片に荷重が順次かかることにより、エネル
ギーの吸収量を多くすると共に均一に行えるようにした
エネルギー吸収部材を提供するものである。
イバー、ガラスファイバー等からなるエンドレスの長繊
維を熱硬化性あるいは熱可塑性樹脂でコーデングした長
尺の素材を用い、該素材を網目状に接合して網目構造体
を形成し、該網目構造体で円筒形などの所要の形状に成
形したことを特徴とし、網目の交差部における界面らし
くは層間剥離力を利用してエネルギーの吸収を行い、該
交差部にかかる荷重を網目の一つの片で受け、数片が座
屈すると他の片に荷重が順次かかることにより、エネル
ギーの吸収量を多くすると共に均一に行えるようにした
エネルギー吸収部材を提供するものである。
さらに、本発明はカーボンファイバー、ガラスファイバ
ー等からなるエンドレスの長繊維を熱硬化性あるいは熱
可塑性樹脂でコーデングした素材を設ける一方、該素材
を巻き付ける素材巻付部を有する金型を設け、上記該素
材巻付部を一筆書きが可能なエンドレス形状とすると共
に素材を巻き付けた際に素材が網目構造になるように設
定しており、かつ上記金型の素材巻付部に上記素材を巻
き付け、巻き付けた時に生じる網目の交差部で互いに樹
脂を接合さｄ“て網目構造体を成形すると共に、該網目
構造体を金型の形状により円筒形等の所要の形状に成形
することを特徴とし、長繊維によりエネルギー吸収構造
となる網目構造体を成形すると同時に所要の部材に成形
出来るようにし、簡単かつ安価にエネルギー吸収部材を
製造することが出来る方法を提供するものである。
ー等からなるエンドレスの長繊維を熱硬化性あるいは熱
可塑性樹脂でコーデングした素材を設ける一方、該素材
を巻き付ける素材巻付部を有する金型を設け、上記該素
材巻付部を一筆書きが可能なエンドレス形状とすると共
に素材を巻き付けた際に素材が網目構造になるように設
定しており、かつ上記金型の素材巻付部に上記素材を巻
き付け、巻き付けた時に生じる網目の交差部で互いに樹
脂を接合さｄ“て網目構造体を成形すると共に、該網目
構造体を金型の形状により円筒形等の所要の形状に成形
することを特徴とし、長繊維によりエネルギー吸収構造
となる網目構造体を成形すると同時に所要の部材に成形
出来るようにし、簡単かつ安価にエネルギー吸収部材を
製造することが出来る方法を提供するものである。
Ｋ１鯉
以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する
。
。
第１図は本発明に係わるエネルギー吸収部材を示し、該
エネルギー吸収部材目ま円筒形のパイプ材である。該エ
ネルギー吸収部材１は、エンドレスの長繊維ファイバー
に樹脂を含浸させて形成したテープ状の長尺な素材２を
図示のように網目を構成するように位置決めし、該網目
の交差部へを互いに接合して網目構造体を形成し、該網
目構造体により円筒形のパイプ状としたものである。
エネルギー吸収部材目ま円筒形のパイプ材である。該エ
ネルギー吸収部材１は、エンドレスの長繊維ファイバー
に樹脂を含浸させて形成したテープ状の長尺な素材２を
図示のように網目を構成するように位置決めし、該網目
の交差部へを互いに接合して網目構造体を形成し、該網
目構造体により円筒形のパイプ状としたものである。
上記繊維ファイバーとしては強度の大きなガラスファイ
バーやカーボンファイバーが好適に用いられ、また、該
繊維ファイバーに含浸させる樹脂としてはエポキシ、ポ
リエステル等の熱硬化性樹脂アルイハ、熱可塑性のＰＩ
３Ｔ、ＰＡＳＰＥ’ｌ’等の熱可塑性樹脂か好適に用い
られろ。
バーやカーボンファイバーが好適に用いられ、また、該
繊維ファイバーに含浸させる樹脂としてはエポキシ、ポ
リエステル等の熱硬化性樹脂アルイハ、熱可塑性のＰＩ
３Ｔ、ＰＡＳＰＥ’ｌ’等の熱可塑性樹脂か好適に用い
られろ。
上記エネルギー吸収部材の製造方法を以下に説明する。
まず、エンドレスのガラス長繊維束を一方向に揃えるか
或はクロスさせて長尺なテープ状とし、該テープ状とし
たしのに上記樹脂を含浸さ仕、エンドレスのガラス長繊
維強化テープからなる素材２を形成する。
或はクロスさせて長尺なテープ状とし、該テープ状とし
たしのに上記樹脂を含浸さ仕、エンドレスのガラス長繊
維強化テープからなる素材２を形成する。
上記素材２を第２図に示す金型３の素材巻付部４に巻き
付ける。
付ける。
上記金型３は、図示のように、上下２個の断面五ｒ９形
の保持体５と、該上下保持体５の各辺に」二下両端を夫
々取り付ける５つのロール片６と、ロール片６間に取り
付けるバー７とよりなる。上記ロール片６には円弧状の
外周面６ａを設けるとノ（に、上下両端部に保持体への
取付用ネジ穴６ｂを穿設しており、保持体５にネジ７で
締着して菅脱自在に固定している。５つのロール片６を
保持体５に固定した状聾で、第２図（ＩＩ）に示すよう
に、各ロール片６の外周面６ａは１つの円の外周面を構
成するように設定している。各ロール片６の外周面６ａ
には、図示のように網目状の溝からなる素材巻付部４を
設けている。該素材巻付部１１は右下がりの傾斜ｉ？４
４ ａと右上がりの傾斜溝４ｂとからなり、該傾斜ｌ？
ｉ ４ ａと４ｂをロール片６の中心部で交差さＵ・る
と共に、これら傾斜溝４ａ、４ｂをそれぞれ平行に複数
段設け、上下−列に連続した網目状の溝を形成している
、該素材巻付部４の各傾斜Ｗｉ４ａ、４ｂは隣接するロ
ール片６の傾斜溝４ａ、４ｂと連続するように設定して
おり、かつ、５つのロール片６の連続する傾斜溝４ａ、
４ｂは一筆書きで連続さＵ゛ることか出来ろように設定
し、素材巻付部４をエンドレス状としている。
の保持体５と、該上下保持体５の各辺に」二下両端を夫
々取り付ける５つのロール片６と、ロール片６間に取り
付けるバー７とよりなる。上記ロール片６には円弧状の
外周面６ａを設けるとノ（に、上下両端部に保持体への
取付用ネジ穴６ｂを穿設しており、保持体５にネジ７で
締着して菅脱自在に固定している。５つのロール片６を
保持体５に固定した状聾で、第２図（ＩＩ）に示すよう
に、各ロール片６の外周面６ａは１つの円の外周面を構
成するように設定している。各ロール片６の外周面６ａ
には、図示のように網目状の溝からなる素材巻付部４を
設けている。該素材巻付部１１は右下がりの傾斜ｉ？４
４ ａと右上がりの傾斜溝４ｂとからなり、該傾斜ｌ？
ｉ ４ ａと４ｂをロール片６の中心部で交差さＵ・る
と共に、これら傾斜溝４ａ、４ｂをそれぞれ平行に複数
段設け、上下−列に連続した網目状の溝を形成している
、該素材巻付部４の各傾斜Ｗｉ４ａ、４ｂは隣接するロ
ール片６の傾斜溝４ａ、４ｂと連続するように設定して
おり、かつ、５つのロール片６の連続する傾斜溝４ａ、
４ｂは一筆書きで連続さＵ゛ることか出来ろように設定
し、素材巻付部４をエンドレス状としている。
上記金型３の素材巻付部４に上記素材２を挿入して巻き
付けると、索材２は各ロール片６の傾斜１＾テ４ａと４
ｂの交差部Ａ１で交差すると共に隣接するロール片６間
で交差し、該交差部Ａ、と上記交差部Ａ、とて交差した
網目状の構造体を成形する。
付けると、索材２は各ロール片６の傾斜１＾テ４ａと４
ｂの交差部Ａ１で交差すると共に隣接するロール片６間
で交差し、該交差部Ａ、と上記交差部Ａ、とて交差した
網目状の構造体を成形する。
また、同時に、各ロール片６を組み立てることにより形
成される金型３の円筒形の形状に応じて、網目構造体で
全体として円筒状の部材を成形することとなる。
成される金型３の円筒形の形状に応じて、網目構造体で
全体として円筒状の部材を成形することとなる。
上記素材２の樹脂が熱硬化性である場合には、金型３に
素材２を巻き付けて後に加熱すると、上記交差部Ａ３、
Ａ２で水付２の樹脂が接合した状態で硬化し、網目構造
体を成形すると共に、金型３の形状により全体として円
筒形に硬化し、網目構造体よりなる円筒形部材を成形す
る。
素材２を巻き付けて後に加熱すると、上記交差部Ａ３、
Ａ２で水付２の樹脂が接合した状態で硬化し、網目構造
体を成形すると共に、金型３の形状により全体として円
筒形に硬化し、網目構造体よりなる円筒形部材を成形す
る。
上記加熱硬化後に、ロール片６を保持体５から取り外す
ことにより、成形品を取り出すと、前記第１図に示すエ
ネルギー吸収部材１が製造出来る。
ことにより、成形品を取り出すと、前記第１図に示すエ
ネルギー吸収部材１が製造出来る。
一方、素材２の樹脂が熱可塑性である場合には、素材２
を加熱し樹脂が溶は合う状態で金型３の素材巻付部４に
素材して巻き付け、素材の交差部Ａ、、Ａ、で樹脂を接
合し、その後、冷却して成形品を取り出す。
を加熱し樹脂が溶は合う状態で金型３の素材巻付部４に
素材して巻き付け、素材の交差部Ａ、、Ａ、で樹脂を接
合し、その後、冷却して成形品を取り出す。
尚、金型３は上記実施例に限定されず、成形される網目
構造体の網目を小さくして網目の数を増加さ仕る方か構
造体の均質化の面から好ましいため、多角形の角か増え
ろ程よいが、ｍ敗が多くなるとロール片の組み立て、分
解か容易でなくなるため、五角形が最も好ましい。また
、組み立てたロール片６により構成される素材巻付部４
が一筆書きとならないと、重ね合わせ部が生じて強度が
でないため、−筆書きにする必要があり、よって、−筆
書きとするために、上記多角形は奇数段にする必要があ
る。
構造体の網目を小さくして網目の数を増加さ仕る方か構
造体の均質化の面から好ましいため、多角形の角か増え
ろ程よいが、ｍ敗が多くなるとロール片の組み立て、分
解か容易でなくなるため、五角形が最も好ましい。また
、組み立てたロール片６により構成される素材巻付部４
が一筆書きとならないと、重ね合わせ部が生じて強度が
でないため、−筆書きにする必要があり、よって、−筆
書きとするために、上記多角形は奇数段にする必要があ
る。
次に、上記エンドレスの素材２よりなる網目構造体で成
形したエネルギー吸収部材ｌのエネルギー吸収の原理を
第４図により説明する。
形したエネルギー吸収部材ｌのエネルギー吸収の原理を
第４図により説明する。
網目の交差部Ａ１．：Ｐという圧縮荷重が加わると、Ｐ
／５ｉｎ（１？という力が網目の一辺Ｘに圧縮荷重とし
てかかり、該荷重が弾性限界を越すと一辺Ｘが座屈し、
該−辺Ｘは応力緩和され、他の辺に圧縮荷重が負荷され
る。該作用が順次繰り返され、その結果としてエネルギ
ーの吸収が網目構造体の全体で行われることとなる。か
つ、該エネルギー吸収過程においてプラト一部（平行部
）を有するため、理想的にエネルギーの吸収がなされる
。
／５ｉｎ（１？という力が網目の一辺Ｘに圧縮荷重とし
てかかり、該荷重が弾性限界を越すと一辺Ｘが座屈し、
該−辺Ｘは応力緩和され、他の辺に圧縮荷重が負荷され
る。該作用が順次繰り返され、その結果としてエネルギ
ーの吸収が網目構造体の全体で行われることとなる。か
つ、該エネルギー吸収過程においてプラト一部（平行部
）を有するため、理想的にエネルギーの吸収がなされる
。
このように、本エネルギー吸収部材では、塑性変形や摩
擦によるものでなく、長繊維と樹脂の接着力の界面らし
くは層間剥離力を主に利用してエネルギーの吸収を行い
、かつ、上記のように圧縮荷重を一辺の線で受けて、座
屈が線で生じるため、該座屈によるエネルギー吸収量が
多く、第７図の実線で示すように、該座屈において立上
り荷重に大きな突出荷重がなく、かつ、均一となる。そ
の点で、前記第６図に示す従来例では、座屈は中が最ら
小さい所では点で生じるためエネルギー吸収Ｍが少なく
、かつ、一点鎖線で示すように、均一にエネルギー吸収
が行われない。
擦によるものでなく、長繊維と樹脂の接着力の界面らし
くは層間剥離力を主に利用してエネルギーの吸収を行い
、かつ、上記のように圧縮荷重を一辺の線で受けて、座
屈が線で生じるため、該座屈によるエネルギー吸収量が
多く、第７図の実線で示すように、該座屈において立上
り荷重に大きな突出荷重がなく、かつ、均一となる。そ
の点で、前記第６図に示す従来例では、座屈は中が最ら
小さい所では点で生じるためエネルギー吸収Ｍが少なく
、かつ、一点鎖線で示すように、均一にエネルギー吸収
が行われない。
尚、引張荷重について乙同様に作用してエネルギーの吸
収が行われ、引張荷重が作用ずろ部材に６刊用出来る。
収が行われ、引張荷重が作用ずろ部材に６刊用出来る。
また、弾性限界内では弾性域を存するため、高弾性体と
して６利用出来る。
して６利用出来る。
第５図は本発明に係わるエネルギー吸収部材ををシート
ベルトに（１１用した実施例を示すもので、シートベル
ト２ＯＡと２０［３の間にエネルギー吸収部材ビを介設
している。
ベルトに（１１用した実施例を示すもので、シートベル
ト２ＯＡと２０［３の間にエネルギー吸収部材ビを介設
している。
発明の効果
以上の説明より明らかなように、本発明に係るエネルギ
ー吸収部材によれば、エンドレス状のガラス長繊維に樹
脂をコーデングしたものを索ｔ４とし、該素材を網目構
造体として樹脂により接合し、その界面もしくけ層間剥
離力を利用してエネルギーの吸収を行い、かつ、該エネ
ルギー吸収過程で網目の辺により荷重を受けて座屈を線
で生じさせるため、該座屈において立上り荷重に大きな
突出荷重がなく、かつ、均一となる。また、圧縮荷重お
よび引張荷重のいずれに対してエネルギー吸収作用を行
うことが出来る共に、弾性体としても利用でき、利用範
囲が広い。
ー吸収部材によれば、エンドレス状のガラス長繊維に樹
脂をコーデングしたものを索ｔ４とし、該素材を網目構
造体として樹脂により接合し、その界面もしくけ層間剥
離力を利用してエネルギーの吸収を行い、かつ、該エネ
ルギー吸収過程で網目の辺により荷重を受けて座屈を線
で生じさせるため、該座屈において立上り荷重に大きな
突出荷重がなく、かつ、均一となる。また、圧縮荷重お
よび引張荷重のいずれに対してエネルギー吸収作用を行
うことが出来る共に、弾性体としても利用でき、利用範
囲が広い。
さらに、製造過程においては、素材によりエネルギー吸
収作用を行う網目構造体を成形すると同時に、所要の部
材の形状に成形することが出来、本エネルギー吸収部材
の製造を極めて簡単に、かつ、低コストで行うことが出
来る。また、該製造時に他のものとの複合化も可能とな
る等の種々の利点を有する。
収作用を行う網目構造体を成形すると同時に、所要の部
材の形状に成形することが出来、本エネルギー吸収部材
の製造を極めて簡単に、かつ、低コストで行うことが出
来る。また、該製造時に他のものとの複合化も可能とな
る等の種々の利点を有する。
第１図は本発明に係わるエネルギー吸収部材の斜視図、
第２図は製造用の金型を示しく１）は正面図（ＩＩ）は
平面図、第３図は金型の保持具を示しく１）は平面図（
ＩＴ）は正面図、第４図はエネルギー吸収原理を示す概
略図、第５図はシートベルトに１−１１用した状態を示
す概略図、第６図は従来例を示す斜視図、第７図は従来
および本発明に係わるエネルギー吸収部材におけろ荷重
とストロークの関係を示す販路線図である。 ■・・エネルギー吸収部材 ２・・索材 ３・・金型 ４・・素材巻付部 ６・・ロール片 持許出願人 株式会社東海理化電機製作所代理人弁理士
青 山 葆 ばか２名第１図 第２図（１） 第４図 第５図
第２図は製造用の金型を示しく１）は正面図（ＩＩ）は
平面図、第３図は金型の保持具を示しく１）は平面図（
ＩＴ）は正面図、第４図はエネルギー吸収原理を示す概
略図、第５図はシートベルトに１−１１用した状態を示
す概略図、第６図は従来例を示す斜視図、第７図は従来
および本発明に係わるエネルギー吸収部材におけろ荷重
とストロークの関係を示す販路線図である。 ■・・エネルギー吸収部材 ２・・索材 ３・・金型 ４・・素材巻付部 ６・・ロール片 持許出願人 株式会社東海理化電機製作所代理人弁理士
青 山 葆 ばか２名第１図 第２図（１） 第４図 第５図
Claims (2)
- （１）カーボンファイバー、ガラスファイバー等からな
るエンドレスの長繊維を熱硬化性あるいは熱可塑性樹脂
でコーデングした長尺の素材を用い、該素材を網目状に
接合して網目構造体を形成し、該網目構造体で円筒形な
どの所要の形状に成形したことを特徴とするエネルギー
吸収部材。 - （２）カーボンファイバー、ガラスファイバー等からな
るエンドレスの長繊維を熱硬化性あるいは熱可塑性樹脂
でコーデングした素材を設ける一方、上記素材を巻き付
ける素材巻付部を有する金型を設け、上記該素材巻付部
を一筆書きが可能なエンドレス形状とすると共に素材を
巻き付けた際に素材が網目構造になるように設定してお
り、上記金型の素材巻付部に上記素材を巻き付け、巻き
付けた時に生じる網目の交差部で互いに樹脂を接合させ
て網目構造体を成形すると共に、該網目構造体を金型の
形状により円筒形等の所要の形状に成形することを特徴
とするエネルギー吸収部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285575A JPS63140139A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | エネルギ−吸収部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285575A JPS63140139A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | エネルギ−吸収部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140139A true JPS63140139A (ja) | 1988-06-11 |
Family
ID=17693329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61285575A Pending JPS63140139A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | エネルギ−吸収部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63140139A (ja) |
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1986
- 1986-11-28 JP JP61285575A patent/JPS63140139A/ja active Pending
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