JPH05118370A - エネルギー吸収構造体 - Google Patents

エネルギー吸収構造体

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JPH05118370A JP3338266A JP33826691A JPH05118370A JP H05118370 A JPH05118370 A JP H05118370A JP 3338266 A JP3338266 A JP 3338266A JP 33826691 A JP33826691 A JP 33826691A JP H05118370 A JPH05118370 A JP H05118370A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝突する場合におけるエネルギー吸収性に優
れたエネルギー吸収構造体を提供すること。 【構成】 本発明のエネルギー吸収構造体は、移動体の
外壁又は該移動体が接触する静止体の外壁に繊維補強熱
可塑性樹脂中空体を該中空体の開口部がこれらの外壁に
対向するように取付けてなり、前記繊維補強熱可塑性樹
脂中空体は繊維が該中空体の軸方向に対して０°〜45°
傾斜して配向していると共に、両方又は片方の先端部が
斜めに面取りされた形状となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、衝突エネルギー又は圧
縮エネルギーの吸収性に優れたエネルギー吸収構造体に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両、船舶などの移動体が互いに
或いは岸壁、橋脚などの静止体に衝突する場合に、でき
るかぎりその衝突エネルギー又は圧縮エネルギーを吸収
させるために、複数のコアからなる蜂の巣状のアルミニ
ウムハニカム構造体を緩衝材として移動体の外壁（又は
外表面）に取付けることが行われていた。しかし、この
アルミニウムハニカム構造体では、満足の行くほど十分
にはエネルギーを吸収できなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情にかんがみなされたものであって、衝突する場合に
おけるエネルギー吸収性に優れたエネルギー吸収構造体
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このために本発明のエネ
ルギー吸収構造体は、移動体の外壁又は該移動体が接触
する静止体の外壁に、一端から他端までの長さが１周に
亘って同一でかつ両端が開口した繊維補強熱可塑性樹脂
筒状中空体を該中空体の開口部がこれらの外壁に対向す
るように取付けてなり、前記繊維補強熱可塑性樹脂筒状
中空体は繊維が該中空体の軸方向に対して０°〜45°傾
斜して配向していると共に、両方又は片方の先端部が該
中空体の１周に亘り内側から外側に向って斜めに面取り
された先細り形状をしたことを特徴とする。
【０００５】このように本発明では、先端部が斜めに面
取りされた先細り形状の繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空
体を緩衝材として用いたために、衝突時のエネルギーを
十分に吸収することが可能となる。以下、図を参照して
本発明の構成につき詳しく説明する。図１は本発明で用
いる繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体の一例の斜視説明
図、図２はその断面図である。これらの図において、繊
維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１は、繊維と熱可塑性樹
脂とからなる。この場合の繊維は、例えば、炭素繊維、
ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭化珪素繊維、ボ
ロン繊維、アルミナ繊維などである。また、熱可塑性樹
脂は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエ
ーテルエーテルケトン（PEEK) 、ポリフェニレンサルフ
ァイド(PPS) 、ポリエーテルイミド(PEI) 、ポリエーテ
ルスルホ(PES) 、ポリアリレンケトン、ポリアリレンサ
ルファイド、ポリアリ−ルイミド、ポリアリルイミド、
ポリイミド、ポリイミドスルホン、ポリアリ−ルスルホ
ン、ポリエステル等の高融点又は高軟化点の熱可塑性樹
脂である。特に、エンジニアリングプラスチック又はス
ーパーエンジニアリングプラスチックと称される融点20
0 ℃以上の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【０００６】この繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１を
製造するには、まず、上記熱可塑性樹脂をマトリックス
としかつ上記繊維を含有するプリプレグを、熱膨張性の
中子と該中子の外側に配された外型との間に介在させ、
ついで上記熱可塑性樹脂の可塑化温度以上の温度に該プ
リプレグおよび該中子を加熱して該中子を膨張させた
後、該中子および該プリプレグを冷却することによれば
よい。この場合に用いる熱可塑性樹脂をマトリックスと
するプリプレグは、具体的には、複数本の連続繊維を引
き揃えて一方向に帯状に配列させた一般にトウと呼ばれ
る繊維束にマトリックスの熱可塑性樹脂を含浸させたも
の（一方向引き揃えのプリプレグ（UDプリプレグ））な
どである。このプリプレグは、室温においてタック性や
可塑性がないばかりでなく、剛性が高い。このプリプレ
グは、シート状又は短冊状（スリットテープ状）をして
いる。また、この場合に用いる熱膨張性の中子は、熱可
塑性樹脂よりも耐熱性を有する樹脂からなるもので、例
えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE 、商品名テフ
ロン) 、ポリ弗化アルコキシエチレン(PFA) 、弗化エチ
レンプロピレンエーテル共重合体樹脂(FEP) 等のフッソ
系樹脂からなる。外型は、例えば、銅パイプ等の金属パ
イプである。
【０００７】繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１は、図
１および図２に示されるように、その一端から他端まで
の長さが１周に亘って同一でかつ両端が開口したもので
ある。この繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１は、繊維
が繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１の軸Ｔの方向に対
して０°〜45°、好ましくは５°〜25°傾斜して配向し
ていなければならない（繊維角度）。45°を超えて傾斜
した場合には、移動体が衝突するに際してのエネルギー
吸収性に劣ることになるからである。
【０００８】また、繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１
の先端部２は、図１および図２に示されるように、斜め
に面取りされた先細り形状、すなわち繊維補強熱可塑性
樹脂筒状中空体１の１周に亘り内側から外側に向って斜
めに切断された先細り形状、いわゆるトリガーとなって
いる。繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１は、片方の先
端部だけこのように面取りされていてもよく、両方の先
端部が面取りされていてもよい。すなわち、先端部２又
は先端部５のいずれか、或いは先端部２および先端部５
の両方が面取りされていてもよい（トリガー部分（面取
りされた部分）は繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１の
どちらか一方又は両方の端に設けられる）。その面取り
部分の傾斜角度は、繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１
の軸Ｔの方向に対して20°〜60°程度であればよい。
【０００９】本発明のエネルギー吸収構造体は、車両、
船舶などの移動体の外壁又はこの移動体が接触する岸
壁、橋脚などの静止体の外壁に、この繊維補強熱可塑性
樹脂筒状中空体１をその開口部３がこれらの外壁に対向
するように取付けてなる。この取付けは適当な手段によ
ればよい。また、繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１を
外壁に取付けるに際しては、座屈を起こさない程度の長
さに繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１を切断し、１本
でもよいが図３および図４に示すように複数本の束４に
まとめて取付けるとよい。
【００１０】このように繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空
体１が移動体又は静止体の外壁に取付けられると、衝突
が生じた場合、トリガー部分で破壊が生じ、その破壊が
繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体１の軸方向に一端から
他端に徐々に最後まで進行する（いわゆるプログレッシ
ブクラッシング）。これによって、衝突エネルギー又は
圧縮エネルギーの有効な吸収が可能となる。
【００１１】
【実施例】外径55 mm および肉厚2.5 mmのパイプを表１
に示す複合材料でそれぞれ作製した。炭素繊維／ポリア
リ−ルスルホンのパイプの場合には、肉厚を3.6 mmとし
た。これらのパイプにつき、常法により圧縮強度（MP
a)、クラッシング荷重(KN)、エネルギー吸収量(KJ/kg)
を測定した。なお、トリガー付きのパイプの場合、トリ
ガー部分の軸Ｔに対する傾斜角度は、45°とした。これ
らの結果を表１に示す。
【００１２】 表１から明らかなように、炭素繊維／PEEKのパイプの場
合および炭素繊維／ポリアリ−ルスルホンのパイプの場
合には、それぞれ、エネルギー吸収量が大きいことが判
る。したがって、このパイプを用いた本発明のエネルギ
ー吸収構造体は高いエネルギー吸収性を有する。ちなみ
に、アルミニウムハニカム構造体ではエネルギー吸収量
が22〜25 KJ/kg程度である。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明のエネルギー
吸収構造体は、移動体の外壁又は該移動体が接触する静
止体の外壁に、一端から他端までの長さが１周に亘って
同一でかつ両端が開口した繊維補強熱可塑性樹脂筒状中
空体を該中空体の開口部がこれらの外壁に対向するよう
に取付けてなり、前記繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体
は繊維が該中空体の軸方向に対して０°〜45°傾斜して
配向していると共に、両方又は片方の先端部が該中空体
の１周に亘り内側から外側に向って斜めに面取りされた
先細り形状をしたために、衝突エネルギー又は圧縮エネ
ルギーを十分に吸収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いる繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空
体の一例の斜視説明図である。
【図２】その断面図である。
【図３】繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体を複数個集め
た束の一例の平面図である。
【図４】その束の側面図である。
【符号の説明】
１ 繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体、２ 先端部、３
開口部、４ 束。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移動体の外壁又は該移動体が接触する静
    止体の外壁に、一端から他端までの長さが１周に亘って
    同一でかつ両端が開口した繊維補強熱可塑性樹脂筒状中
    空体を該中空体の開口部がこれらの外壁に対向するよう
    に取付けてなり、前記繊維補強熱可塑性樹脂筒状中空体
    は繊維が該中空体の軸方向に対して０°〜45°傾斜して
    配向していると共に、両方又は片方の先端部が該中空体
    の１周に亘り内側から外側に向って斜めに面取りされた
    先細り形状をしたエネルギー吸収構造体。
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