JPS6213533B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 開示の概要 保護されるべき物体に対する外部物外の衝撃を
吸収するエネルギ減衰器が開示されている。該エ
ネルギ減衰器は、所望の形状をした複数の層を有
し、各層は該積層体又は層を処理する際に遭遇す
る鋳造条件によつて溶融せずまた融和もしくは変
性もしない高温耐性を有する熱可塑性材料のフイ
ルムによつて隣接する層から分離され得る。該エ
ネルギ減衰器は、各層が形成され、しかる後分離
材料によつて分離され、他の層が該材料の上に乗
せられて積層構造を形成し、各層間に分離材料を
設けて複数の層を連続的に形成することにより所
望の厚さにするビルドアツプ・プロセスによる
か、又は複数の層を別々に形成して、それらを積
み重ねて組立る重ね合わせプロセスによつて製造
され得る。

発明の背景 バンパ用の減衰装置は種々様々な型式のものが
ある。斯る装置の或るものは、流動体を用いるピ
ストン・シリンダ配列を含んでいた。他のもの
は、衝撃を受けたとき押しつぶされ、衝撃が取除
かれると原形をとり戻してその変形の間に僅かな
エネルギを吸収する圧壊部材及び弾性部材を含ん
でいた。

近年、車輛又は保護されるべき物体を損傷する
ことなく時速５マイル（8.05Km）の衝撃に耐える
ことのできるバンパの開発に努力が払われて来
た。これを達成する装置は、概して重量が大き
く、製造に費用が掛り、さもなければ大量生産に
適していなかつた。

Epel及びWilkinsonにより出願された米国特許
第766462号のバンパ・スプリングに関する特許出
願は、衝撃力の下で有効に変形し、衝撃力が除去
されたとき元の形状に復する固体バンパスプリン
グを開示しているが、衝撃力を吸収する効果は、
各衝撃により減少する。本発明の一目的は、限定
された変形寸法にわたつて比較的一定な吸収効果
をもつて反復して衝撃力を吸収するエネルギー減
衰装置を提供することである。

Roubinetの米国特許第3999793号は、コアのま
わりに重合し得る樹脂を含浸させたガラス繊維を
巻きつけて樹脂を重合させ、しかる後そのループ
を二つの片に切断して二つのバンパに形成したエ
ネルギ吸収バンパを開示している。この方法によ
つて形成されたバンパは、実質的に中実の梁状を
なしている。本発明の他の目的は、Roubinetの
バンパを改良することであつて、適切なマトリツ
クス状に支持された整列されたフイラメントの薄
い層間に高温に耐える熱可塑性材料のフイルムを
与え、斯くて中実バンパに於て遭遇する層間剥離
の問題を減少することである。

発明の要約 本発明は、密接に重ねられた積層エネルギ減衰
器とその製造方法に関する。該エネルギ減衰器は
型材のまわりに樹脂を含浸させた繊維を巻きつ
け、周期的に層の分離のため高温に耐える熱可塑
性材料を挿入して、積層された材料を所望の形状
に硬化せしめることによつて製造される。得られ
るエネルギ減衰装置は、変形によつてエネルギを
吸収し、しかも中実の構造に於て見られる層間剥
離の損傷なしに元の形状に復することのできる軽
量な構造を与える。

本発明の積層エネルギ減衰器はまた、樹脂含浸
繊維シートを型に入れて所望の形状に成形し、加
熱、圧縮して所望の寸法に硬化せしめ、しかる後
適合した構成部品を組立てゝ積層エネルギ減衰器
を形成することによつても製造され得る。分離層
が必要に応じて層間に付加され得る。

本発明のこれら及びその他の目的は、添附図面
及び以下の記述を参照することにより明らかとな
ろう。

本発明の幾つかの好適な具体例が、添附図面に
見られるが、それらの図面の第１，２及び３図を
参照すると、リング・タイプのエネルギ減衰装置
１０が示されており、それは複数の層１２，１
４，１６及び１８を持つており、各層１２乃至１
８はフイルム又は分離層２０，２２及び２４によ
つて隣接する層から分離されている。該分離層
は、ナイロン、ポリエステル又はポリプロピレン
のフイルムの様な高温に耐える熱可塑性材料で出
来ている。この分離層は、場合によつては層間か
ら取除いても良い。

このエネルギ減衰器１０が第１図に於ける架空
線で示される如くに固定されたとき、層は互いに
関して移動可能であり、中実構造に於て遭遇する
層間剥離の効果を大いに減少する。

第４，５，７及び８図を参照すると、コラム・
タイプの積層弾性エネルギ減衰器２６，２６ａが
車体２８とバンパ３０との間に装着されて示され
ている。該減衰器２６は、フイルム又は分離層３
６によつて分離された積層３２及び３４を持つて
いる。コラム２６，２６ａの各々の一端は、ボル
ト４０又は他の適当な装着手段によつて座屈板３
８に固定され、そして該座屈板３８はボルト４２
又は他の適当な手段によつて車体２８に固定され
ている。該コラム２６，２６ａの他方の端部は、
ボルト４４及びナツト４６又はその他の適当な装
着手段によつて、バンパ３０に固定されている。

車輛は、座屈板３８がとりつけボルト４０から
充分遠くに延長していて、バンパに力を与えてい
る間に、該コラムの変形が、該板の縁部をして変
形されたコラム上に剪断器として作用させないよ
うに保証すべく座屈板３８を設計するよう配慮さ
れなければならない。

第６図に見られるように、変形されたコラム構
造又はシグマ型コラム４８，４８ａは、予じめ形
成された角度を持つており、該コラム２６，２６
ａよりも変形に対して低い初期抵抗性を有する弾
性エネルギ減衰器を与えている。

本発明の積層構造を形成するために、新規な方
法が用いられている。連続したガラス又はカーボ
ンの単繊維の如き繊維（fiber strands）がスプ
ールから緊張下に引き出され、液状樹脂材料のバ
ス内を通過され、そこで樹脂が繊維に含浸せしめ
られる。樹脂が含浸せしめられた繊維は、しかる
後型材（mandrel）上に巻かれて予じめ決められ
た厚さに巻かれ、積層の処理に於て遭遇する鋳造
条件（molding conditions）や樹脂によつて溶融
せず、融和もしくは変性もしない高熱に耐える熱
可塑性材料の一定の厚さのフイルムが層のまわり
に巻かれ、その上に樹脂の他の一層が巻かれる。

これらの工程は、所望数の層が形成されるまで
反復される。しかる後、積層構造は炉内に入れら
れ、リング状の減衰器として型材から抜かれて硬
化され、所望の長さに截断され、そして加熱され
た型内で成形され硬化される。当業技術に於て良
く知られている適当な供給機構を使用することに
より、型材の上に各層に於て望み通りに均一の巻
回又は一定パターンの巻回がなされ得る。

斯くて、層の数および個々の層の厚さを変更す
ることにより、所望の硬度と強度のエネルギ減衰
器が容易に製造され得る。減衰器の強度はまたタ
イプと繊維のサイズによつても調整することがで
きる。

積層されたエネルギ減衰器を製造する他の方法
は、一対のダイスに樹脂を含浸させた繊維のシー
ト材料を所望の寸法に截断してその中に置き、圧
力を与えて所望の形状に成形し、加熱して硬化せ
しめ、積層されたエネルギ減衰器に於ける隣接す
る層に納まるよう適切に成形された層を形成す
る。これらの層を組立てる方法に於ても層間に分
離層が設けられても良く、また省かれても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のエネルギ吸収減衰器の端面
図であつて、架空線で変形位置が示してある。第
２図は、第１図の減衰器の側面図であつて、積層
構造を示すべく一部分を切り欠いで示してある。
第３図は、第１図の一部分の拡大図である。第４
図は、柱状構造を用いた、積層エネルギ減衰器の
他の具体例を示している。第５図は、第４図の５
―５線に於ける断面図であつて、座屈柱
（buckling columns）の装着手段を示す。第６図
は、シグマ柱構造を用いた、積層エネルギ減衰器
の他の具体例を示す。第７図は、第４図の直角ア
ングル部分の拡大図であつて積層構造を示す。第
８図は、第７図の８―８線に於ける断面図であ
る。 符号の説明、１０：エネルギ減衰器、１２，１
４，１６，１８：層、２０，２２，２４：分離
層、２６，２６ａ：コラム、２８：車体、３０：
バンパ、３２，３４：積層、３６：分離層、３
８：座屈板、４０，４２，４４：ボルト、４６：
ナツト、４８，４８ａ：シグマ型コラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バンパと保護すべき物体との間に固定されて
   装着されるものであつて、該バンパに固定するた
   めの第一の装着手段と該保護すべき物体に固定す
   るための第二の装着手段とを有し、これら装着手
   段により該バンパを該保護すべき物体から離隔せ
   しめて支持することができるものであり、 弾性を有する熱硬化性可塑性樹脂より成るマト
   リツクス内に複数の屈曲性のエネルギー吸収層が
   互いに離隔して整列配置され、もつて該マトリツ
   クスが該エネルギー吸収層によつて分離されて該
   マトリツクスより成る層と該エネルギー吸収層と
   が複数積層された積層構造を形成しており、しか
   も該積層構造に於いて該マトリツクス層は隣接す
   る該エネルギー吸収層に対して移動可能であるこ
   とを特徴とする、エネルギー減衰器。 ２ 上記エネルギー吸収層は隣接する上記マトリ
   ツクス層に密着して積層されているが接着されて
   はおらず、しかも該吸収層の材質は該マトリツク
   ス層との密着によつても溶融せずまた変性もされ
   ないものであることを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項に記載のエネルギー減衰器。 ３ 実質的に円筒形のスプリング部材より成るこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の
   エネルギー減衰器。 ４ 上記装着手段から実質的に垂直方向に延出す
   る一対の対向面を有するコラム部材より成ること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のエ
   ネルギー減衰器。 ５ 上方及び下方に平行部材を有するΣ字形部材
   より成り、該夫々の平行部材と上記第一と第二の
   装着手段との協働により上記バンパと上記保護す
   べき物体との間に固定されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載のエネルギー減
   衰器。 ６ 互いに密接に入れ子になつている複数の層
   と、上記層を分離している分離フイルムとを有す
   る積層エネルギー減衰器の製造方法であつて、 Ａ 連続した繊維材料を液状の重合可能な樹脂の
   バスを通過させて、該繊維材料に該樹脂を含浸
   せしめる工程、 Ｂ かくして含浸せしめられた繊維を回転してい
   るマンドレルのまわりに予定された緊張下に巻
   きつけて適当な厚さの所望の層の設計で薄層を
   形成する工程、 Ｃ 耐熱性熱可塑性材料の一枚のシートを該マン
   ドレル上に露呈されている該薄層の表面周側に
   巻きつけて、更にその上に次の薄層を巻きつけ
   る工程、 Ｄ 上記C.の工程を反復して該マンドレル上に
   所望数の薄層を形成する工程、 Ｅ 該マンドレルから形成された積層構造を取り
   除く工程、及び、 Ｆ 該積層構造の該樹脂を重合せしめる工程、よ
   り成ることを特徴とする、エネルギー減衰器の
   製造方法。 ７ 上記積層構造を成形ダイス中に入れ、所望形
   状に該構造を成形し硬化させる工程を更に含むこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載の
   エネルギー減衰器の製造方法。