JP2017527492A

JP2017527492A - 弾性構造の衝突防止フレーム体

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Publication number: JP2017527492A
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Inventors: 姜立平
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Abstract

船、自動車、航空機、列車及び鉄道車両等のビークルに適用される弾性構造の衝突防止フレーム体であって、該フレーム体は全体または局所的弾性フレームであり、フレーム体を構成する支持部材は円弧状又は曲線波状であり、且つフレーム体は弾性材料で製造される弾性構造の衝突防止フレーム体。弾性構造の衝突防止フレーム体は全体又は局所的に弾性変形機能を有し、弾性構造が正常な運転及び運搬能力に影響を与えず、衝撃された後、衝撃力により、フレーム体は相応する安全範囲内で弾性変形が発生して衝撃によるエネルギーを緩衝、吸収することができ、フレーム体が衝撃エネルギーを解放すると同時にもとに回復し、その衝突防止の安全係数を大幅に増大する。【選択図】図４

Description

本発明は、ビークル構造の安全保護分野、特に弾性構造の衝突防止フレーム体に関し、船、自動車、航空機、列車、鉄道車両等の交通手段を含むビークルに適用される。

経済、科学の発展に伴い、船、自動車、航空機、列車、鉄道車両等の搬送キャリアの進展は日進月歩であり、数量、走行速度、及び利用率が大幅に増大してきた。様々なビークルは、交通手段として国民生活に便宜を与えているが、頻繁に交通事故、例えば、列車衝突、ヘリ墜落、特に自動車衝突が起きて、大きな損失をもたらす。このような事情を鑑みて、交通手段の衝突防止能力を向上させ、その安全性を効果的に高めることで、事故を低減することは、社会、民生及び経済には、とても重要である。

本発明は、柔をもって剛を制すという思想に基づいて、船、自動車、航空機、列車、鉄道車両等のビークルに適用される、構造が合理的な弾性構造の衝突防止フレーム体を提供する。本発明によれば、衝突が発生する時に、ビークルの正常運転に影響を与えずに、ビークルの剛性衝突を弾性衝突に転換し、衝撃エネルギーを緩衝、吸収することにより、ビークルが衝撃エネルギーを解放すると同時に、元に復元することができ、その衝突防止の安全係数を大幅に向上させ、さらに、ビークル内の人の安全を保護することに達する。

本発明は、以下の技術案を採用する。
フレーム体及び他の構成部分を有する弾性構造の衝突防止フレーム体であって、前記フレーム体は全体又は局所的に弾性フレーム体であり、前記フレーム体を構成する支持部材は円弧状又は曲線波状であり、前記フレーム体は弾性材料で作製されたことを特徴とする弾性構造の衝突防止フレーム体。本発明の前記弾性構造の衝突防止フレーム体は、船、自動車、航空機、列車、鉄道車両を含むビークルに適用される。

前記技術案の改良として、前記弾性材料は、バネ鋼、弾性ステンレス鋼、チタン合金、合金鋼発泡金属、ハニカム金属、炭素繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維、PBO繊維、石英繊維、ケブラー繊維、ポリカーボネート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、黒鉛繊維、炭化ケイ素繊維、ホウ素繊維、改質天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ポリウレタン、ポリカーボネート(Polycarbonate、PC)、ポリアミド(ナイロン、Polyamide、PA)、ポリアセタール(Polyacetal、Polyoxy Methylene、POM)、改質ポリフェニレンエーテル(Poly Phenylene Oxide、改質PPE)、ポリエステル(PETP、PBTP)、ポリフェニレンサルファイド(Polyphenylene Sulfide、PPS)、ポリアリレート、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン溶融化合物、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリビスマレイミドトリアジン(Polybismaleimide)、ポリスルホン(Polysufone、PSF)、ポリエーテルスルホン樹脂(PES)、プロピレン樹脂、改質メラミン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone、PEEK)、ポリエーテルイミド(Polyetherimide、PEI)、液晶樹脂のうちの１種、又は複数種を複合加工した材料を含む。

前記技術案において、前記支持部材は、円弧状又は曲線波状である。前記技術案の改良として、前記支持部材は直線状構造で、且つ前記支持部材の端部が弾性部材により隣接する構造に固定接続するものであってもよい。又は、前記支持部材は、上下面を、複数の互いに位置をずらして反対方向に突出した凹部と凸部を有する凹凸形状の面となるように加工した板である。

前記技術案の改良として、前記フレーム体を船に使用する場合に、前記支持部材は、船の主竜骨、副竜骨、肋骨を含み、船における一部の補強リブ、補強板などの補強部材も、支持部材の一部として、弾性支持強度を有する。

前記フレーム体を自動車に使用する場合に、前記支持部材は、自動車の前衝突防止梁、後衝突防止梁、左縦梁、右縦梁、横梁、補強リブを含む。前記自動車は、カー、バスその他のカバー付きの車である。

前記技術案の改良として、前記フレーム体を航空機(飛行機、飛行艇、ヘリコプター等を含む)に使用する場合に、前記支持部材は、航空機の主梁、副梁、主肋骨、側肋骨を含む。

前記技術案の改良として、前記フレーム体を列車(トレイン、高速鉄道、地下鉄等、その他の様々な専用鉄道車両を含む)に使用する場合に、前記支持部材は、列車の側梁、横梁、リンク梁等の構造を含む。

ビークルは、前記フレーム体及び他の部材を含み、前記フレーム体の弾性性能を保証するため、必要に応じて、前記フレーム体に関連する他の部材を適切に改良してもよい。

本発明に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体は、主に船、自動車、航空機、列車、鉄道車両等の交通手段を含むビークルに適用される。前記ビークルのフレーム体は全体又は局所的に弾性フレーム体であり、弾性材料で製造されることで、外力を受けた時の許可範囲内の多方向弾性変形が大幅に増大されるとともに、ビークル、例えば船、自動車、新幹線の運搬能力が高まる。前記フレーム体を構成する支持部材は、円弧状又は曲線波状でもよく、或いは直線状部材の端部に弾性部材を設置したものであってもよく、或いは上下面を、複数の互いに位置をずらして反対方向に突出した凹部と凸部を有する凹凸形状の面となるように加工した板であってもよく、いずれも、前記フレーム体の弾性変形の機能を強化するための設計である。前記ビークルは衝突が発生した場合に、そのフレーム体構造は、まず、剛性衝突を弾性衝突に転換するように弾性変形し、大部分の衝撃エネルギーを緩衝、吸収することで、フレーム体に隣接する他の部材に転送した衝撃エネルギーが大幅に低減され、ビークルが破裂して損傷するのに至ることはない。それにより、ビークル内の人員及び他の設備の保護に達することができる。

図１は、本発明の実施例１の弾性構造の衝突防止フレーム体を船のフレーム体に用いた場合の縦断面図である。図２は、本発明の実施例１の弾性構造の衝突防止フレーム体を船のフレーム体の船殻及び骨格に用いた場合の平面図である。図３は、図２におけるAの部分拡大模式図である。図４は、本発明の実施例１の弾性構造の衝突防止フレーム体を船のフレーム体に用いた場合の横断面図である。図５は、本発明の実施例２の弾性構造の衝突防止フレーム体を船のフレーム体の船殻及び骨格に用いた場合の平面図である。図６は、本発明の実施例３の弾性構造の衝突防止フレーム体を船の構造フレームに用いた場合の縦断面図である。図７は、本発明の実施例３の弾性構造の衝突防止フレーム体を船のフレーム体の船殻及び骨格に用いた場合の平面図である。図８は、図７におけるBの拡大模式図である。図９は、本発明の実施例４の弾性構造の衝突防止フレーム体を船のフレーム体に用いた場合の横断面図である。図１０は、本発明の実施例５の弾性構造の衝突防止フレーム体を船の船殻に用いた場合の横断面図である。図１１は、本発明の実施例６の弾性構造の衝突防止フレーム体を自動車のフレーム体に用いた場合の模式図である。図１２は、本発明の実施例７の弾性構造の衝突防止フレーム体を自動車のフレーム体に用いた場合の模式図である。図１３は、本発明の実施例８の弾性構造の衝突防止フレーム体をヘリコプターに用いた場合の模式図である。図１４は、本発明の実施例９の弾性構造の衝突防止フレーム体を新幹線のフレーム体に用いた場合の平面図である。図１５は、本発明の実施例９の弾性構造の衝突防止フレーム体を新幹線のフレーム体に用いた場合の等角図である。

１：船殻；２：骨格；２１：主竜骨；２２：肋骨；２３：副竜骨；３：甲板；３１：下層甲板；３２：上層甲板；４：弾性減衰滑り構造部品；５：弾性保護層構造；５１：円弧状ケース；５２：内部骨格；６：弾性部材；７：車体；８：車枠構造；８１：前衝突防止梁；８２：後衝突防止梁；８３：左縦梁；８４：右縦梁；８５：横梁；８６：補強リブ；９：ヘリコプターの構造フレーム；９１：ヘッド；９２：間隔枠；９３：横梁；９４：接続板；９５：縦梁、９６：肋骨；１０１、側梁；１０２、横梁；１０３：リンク梁。

以下、本発明の目的、技術案、及び利点をもっと明確にするため、実施例及び図面を参照しながらさらに説明する。
実施例１

図１〜４に示すように、本実施例は、弾性構造の衝突防止フレーム体の船への応用、即ち、弾性構造の衝突防止フレーム体船を開示する。船体は、由船殻１、骨格２、甲板３、及び他の部材からなり、本発明に記載のフレーム体は、本実施例の船殻の骨格２である。

前記骨格２は、縦横に交錯して固定された主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３を含み、さらに、補強リブ、補強板(不図示)等の補強部材を含む。前記骨格２を構成する各主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３は、いずれも板状構造であり、且つ前記船殻１の内表面に固定接続される。ここで、前記主竜骨２１が船体の進行方向の軸線に設置され、副竜骨２３と前記主竜骨２１とは平行で前記主竜骨２１の両側に対称的に設置され、前記肋骨２２は、主竜骨２１、副竜骨２３と垂直で、軸線に対して対称である。

本実施例において、骨格２(即ち、本発明に記載のフレーム体)の支持部材は、主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３等の構造を含み、いずれも円弧状又は曲線波状であり、その中の補強リブ、補強板等の補強部材は、必要に応じて同様に円弧状又は曲線波状構造を採用してもよい。

船体骨格２の弾性性能を保証し、その変形特性が船体上の部材により制限されることを避けるために、船体と骨格２が接続する他の部材、特に、船殻１及び甲板３を適切に改良する。前記船殻１を円弧状又は楕円弧状に改良することにより、応力集中が克服され、船体が損傷して割れにくくなる。前記甲板３を、上層甲板３２と下層甲板３１とを含む二層構造甲板に改良し、そのうち、下層甲板３１は円弧面状構造で船殻１及び骨格２に接続し、船殻１、骨格２とともに全体として略楕円体状の船体構造である一方、前記上層甲板３２は、通常の平面甲板であり、弾性減衰滑り構造部品４の支持により下層甲板３１の上に被覆する。前記弾性減衰滑り構造部品４は、バネ又はダンパー又はゴム又は高分子材料の弾性パッド等である。そのため前記弾性減衰滑り構造部品４により、前記上層甲板３２と下層甲板３１とは相対的に滑ることができる。

前記弾性材料は、バネ鋼、弾性ステンレス鋼、チタン合金、合金鋼発泡金属、ハニカム金属、炭素繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維、PBO繊維、石英繊維、ケブラー繊維、ポリカーボネート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、黒鉛繊維、炭化ケイ素繊維、ホウ素繊維、改質天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ポリウレタン、ポリカーボネート(Polycarbonate、PC)、ポリアミド(ナイロン、Polyamide、PA)、ポリアセタール(Polyacetal、Polyoxy Methylene、POM)、改質ポリフェニレンエーテル(Poly Phenylene Oxide、改質PPE)、ポリエステル(PETP、PBTP)、ポリフェニレンサルファイド(Polyphenylene Sulfide、PPS)、ポリアリレート、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン溶融化合物、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリビスマレイミドトリアジン(Polybismaleimide)、ポリスルホン(Polysufone、PSF)、ポリエーテルスルホン樹脂(PES)、プロピレン樹脂、改質メラミン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone、PEEK)、ポリエーテルイミド(Polyetherimide、PEI)、液晶樹脂のうちの１種、又は複数種を複合加工した材料を含む。

本実施例に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船は、弾性材料で全体として弾性フレーム体であるフレーム体となるように製造され、該フレーム体(即ち、骨格２)を構成する支持部材は、円弧状又は曲線波状であるため、その安全許可範囲内の弾性変形が大幅に増大されるとともに、船の運搬能が高まる。また、二層甲板３の構造を採用し、下層甲板３１は弧面形構造であり、船殻１と骨格２に接続され、船首、船尾又は両側が衝突すると、衝突力により、船体の骨格２、船殻１、下層甲板３１は、いずれも弾性変形が発生するが、この弾性変形が船の通常の走行に影響を与えることはない。上層甲板３２は、通常の平面甲板であり、弾性減衰滑り構造部品４の支持により下層甲板３１の上に被覆し、且つ下層甲板３１と相対的に滑ることができ、該弾性減衰滑り構造４は、衝撃エネルギーを緩衝、吸収する作用を有するため、下層甲板３１が変形する時に上層甲板３２が変形せず、船体上部構造その他の設備が通常の船体と同様に平穏で快適であることを保証することができ、安全係数を大幅に向上させる。

船体底部の衝突防止性能を考慮すると、前記船体底部についても同様に二層構造に改良し、即ち、底部に弾性保護層構造５を追加することが好ましい。該弾性保護層構造５は、船体全体のフレーム体に従って設計される。具体的には、該弾性保護層構造５の内部骨格５２、補強リブ、補強板等の支持部材は、何れも円弧状又は曲線波状であり、前記弾性保護層構造５のケース５１が船殻と同様に円弧状であり、前記円弧状ケース５１が船体の船殻１に円滑に接続する。前記内部骨格５２及びケース５１は、いずれも弾性材料で製造される。船の底部が座礁するときに、船体底部の弾性保護層構造５は適度に弾性変形して大部分の衝撃エネルギーを緩衝、吸収することにより、船体底部が破裂することがなく、船の運転安全が確保される。該実施例の船体底部の設計は、局所弾性衝突防止フレーム体構造設計と呼ばれている。
実施例２

図５に示すように、本実施例は、別の弾性構造の衝突防止フレーム体の船への応用を開示する。実施例１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船と同様に、本実施例に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船の船体は、船殻１、骨格２、甲板３及び他の部材からなり、本発明に記載のフレーム体は全体として弾性フレーム体で、即ち、本実施例の船体の骨格２であり、前記前記フレーム体を構成する支持部材は、本実施例の縦横に交錯して固定する主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３、構造性補強リブ、補強板(図未示)等の構造であり、前記主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３は板状構造で、前記船殻１の内表面に固定接続させる。

実施例１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船との相違点は、本実施例の弾性構造の衝突防止フレーム体船の骨格２の支持部材、即ち主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３等構造は、いずれも円弧状又は曲線波状構造ではなく、直線状であり、且つ各前記主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３の端部は、弾性部材６により前記船殻１の内表面に固定接続されることである。主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３の端部にいずれも弾性部材６が設置されるため、前記弾性部材６が一定の弾性変形能力を有し、さらに、それで構成する骨格２も相当する弾性性能を有することにより、船が衝突する時、その効果は実施例１の円弧状又は曲線波状の骨格２による効果に類似し、その弾性変形を増大することができる。該弾性部材は、金属ばね、ダンパーであってもよく、改質高分子材料、例えばポリウレタン、マイクロ発泡ポリエチレン等であってもよい。

本実施例において、他の技術は実施例１に記載の、用いられる材料及び船殻１及び甲板３に対する改造と同じであるため、ここで、説明を省略する。
実施例３

図６〜８に示すように、本実施例は、別の弾性構造の衝突防止フレーム体の船への応用を開示する。実施例１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船と同様に、本実施例に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船の船殻フレーム体は全体として弾性フレーム体の構造であり、船体は船殻１、骨格２、甲板３、及び他の部材からなり、本発明に記載のフレーム体は本実施例の船殻の骨格２であり、前記フレーム体を構成する支持部材は、本実施例の縦横に交錯して固定する主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３、構造性補強リブ、及び補強板等の構造であり、前記主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３は、いずれも板状構造であり、前記船殻１の内表面に固定接続され、同様に全体的な弾性衝突防止フレーム体構造を構成する。

実施例１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船との相違点は、本実施例に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船の骨格２の支持部材である主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３は、非実施例１のような円弧状又は曲線波状の構造ではなく、上下面を複数の互いに位置をずらして反対方向に突出した凹部と凸部を有する凹凸形状の面となるように加工した板であることにある。前記上下面を複数の互いに位置をずらして反対方向に突出した凹部と凸部を有する凹凸形状の面となるように加工した板は、衝撃力の方向にもかかわらず、ある程度の伸縮変形が発生でき、通常の平板より、良好な変形及び回復力を有する。前記主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３は、上下面を複数の互いに位置をずらして反対方向に突出した凹部と凸部を有する凹凸形状の面となるように加工した板であり、このように形成する骨格２(本発明に記載のフレーム体)は相当する弾性変形性能を有し、船が衝突する時、その効果は実施例１の円弧状又は曲線波状の骨格２による効果に類似し、その弾性変形を増大することができる。

本実施例において、他の技術は実施例１に記載の、船殻１に対する改造と同じであるため、ここで、説明を省略する。
実施例４

図９に示すように、本実施例は、別の弾性構造の衝突防止フレーム体の船への応用を開示する。実施例１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船と同様に、本実施例に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船の船体は、船殻１、骨格２、甲板３、及び他の部材からなり、本発明に記載のフレーム体は船体の骨格２で、全体的な弾性フレーム体である。前記骨格２、船殻１、及び甲板３は、いずれも弾性材料で製造される。前記骨格２を構成する支持部材は、縦横に交錯して固定する主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３、構造性補強リブ、及び補強板を含み、前記主竜骨２１、肋骨２２、副竜骨２３は板状構造であり、前記船殻１の内表面に固定接続され、同様に全体的な弾性衝突防止フレーム構造を構成する。

実施例１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船との相違点は、本実施例に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船の甲板３は、上下面を複数の互いに位置をずらして反対方向に突出した凹部と凸部を有する凹凸形状の面となるように加工した単層平面甲板３であることにある。該上下面を複数の互いに位置をずらして反対方向に突出した凹部と凸部を有する凹凸形状の面となるように加工した単層平面甲板３は、多方向の弾性伸縮性能を有し、衝突する時に、甲板３は弾性変形が発生し、同様に一定の緩冲衝突防止能力を有する。
実施例５

図１０に示すように、本実施例は、別の弾性構造の衝突防止フレーム体の船への応用を開示する。実施例１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船の構造との相違点は、本実施例に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船は、船体構造の他の衝突されやすい場所(例えば、本実施例において、船体の船殻の両側である)に弾性保護層構造５を設置し、前記弾性保護層構造５は、円弧状ケース５１、内部骨格５２、補強リブ、及び補強板を含み、そのうち、その内部骨格５２、補強リブ、及び板からなる構造を本発明に記載の局所弾性衝突防止フレーム体とすると、前記フレーム体を構成する支持部材は、内部骨格５２、補強リブ、補強板であり、いずれも円弧状又は曲線波状に製造され、前記支持部材は、バネ鋼又は弾性ステンレス鋼を加工成形したものであることにある。前記弾性保護層５の弧状ケース５１は円弧状であり、船体のケースに円滑に接続されることにより、応力集中が解消され、その耐衝撃強度が強化される。本実施例に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体船は、衝突されやすい場所に弾性保護層構造５を設置することにより、衝突する時に、弾性保護層構造５は弾性変形が発生して、衝撃エネルギーを緩衝、吸収することにより、船殻、内部支持部材、さらに船体に伝える衝撃力のエネルギーが大幅に低減され、船の耐衝撃強性が増加され、安全係数が高まる。同様に、このような設計は、局所衝突防止フレーム体構造設計と呼ばれている。
実施例６

図１１に示すように、本実施例は、弾性構造の衝突防止フレーム体の自動車への応用を開示する。自動車は、車体７及び車体７の下方に位置する車枠構造８を含み、自動車の衝突防止パラメータは、主に車枠構造８の衝突防止性能に依頼する。車枠構造８を本発明の弾性フレーム体の構造に設置することにより、同様に自動車の衝突防止性能を大幅に向上させることができる。

具体的には、車枠構造８は、前衝突防止梁８１、後衝突防止梁８２、左縦梁８３、右縦梁８４、横梁８５、補強リブ８６を含み、各部分は相互に接続して堅固な車枠構造８を形成する。本発明のフレーム体は、本実施例に記載の車枠構造８であり、フレーム体全体は弾性フレーム体であり、前記フレーム体を構成する支持部材は、本実施例に記載の前衝突防止梁８１、後衝突防止梁８２、左縦梁８３、右縦梁８４、横梁８５、補強リブ８６等の構造であり、前記支持部材は、いずれも円弧状又は曲線波状であるため、車枠構造８が高い弾性を有する。フレーム体(本実施例において、車枠構造８である)全体は、弾性材料で製造される。

本実施例は、特別に設計された車枠構造８を利用して、衝撃力を緩衝、分散、転移することにより、運転室に伝える衝撃力が減少され、車内乗員の保護目的に達する。自動車が衝突する時に、車内人員の安全を保護することは重要であるため、衝突による運転室の変形が小さければ小さいほど良い。従来、この点を考慮した上で、自動車を設計する際に、自動車が衝突する時に、一部を先に潰れさせて衝撃エネルギーを吸収することにより、運転室に伝える衝撃力を減少する。その構造は、車の先端及び車の後端に位置し、車体側面の衝突防止は、主に車のドアの衝突防止梁の強度又はサイドエアバッグによる。本発明の実施例において、弾性構造の衝突防止フレーム体は、強い弾性変形性能を有し、同様に車体部分の変形により衝撃エネルギーを緩衝、吸収するが、従来の自動車のクラッシャブル構造と異なる。従来の自動車の衝突防止クラッシャブル構造は、変形が不可逆であり、自動車が衝突した後、車体が不可逆的塑性変形を発生する。クラッシャブル構造とは、実質的に、人身安全のため、車体を犠牲にするものである。それに対して、本発明に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体を自動車に応用した場合に、変形してエネルギーを吸収するが、その変形が可逆的である。自動車が前又は後ろからの衝撃を受けたとき、自動車の前(又は後)衝突防止梁８１(又は８２)は先に変形して一部のエネルギーを緩衝、吸収し、さらに、衝撃力を左縦梁８３、右縦梁８４に移転して、左縦梁８３、右縦梁８４を変形させてエネルギーを緩衝することにより、運転室に伝える衝撃力が大幅に減少される。自動車の設計する際に、衝撃時に必要な安全な伸縮スペースを十分に考慮した上で、車体がエネルギーを解放すると同時にもとに回復するように設計する。衝撃力がなくなると、変形した左縦梁８３、右縦梁８４が弾性回復力によりもとに回復大修するため、外観と使用に影響を与えず、大規模な修理の必要がない。

本実施例において、フレーム体の一部(横梁又は縦梁のみ)を弾性材料で円弧状又は曲線波状構造に製造することにより、横方向又は縦方向のみに良好な弾性性能を持たせ、衝突防止能力を一定方向に向上させ、全体的弾性フレーム体構造を構成してもよい。
実施例７

図１２に示すように、本実施例は、弾性構造の衝突防止フレーム体の自動車への応用を開示する。実施例６と同様に、自動車は、車体７及び車体７の下方に位置する車枠構造８を含み、自動車の衝突防止能力は主に車枠構造８に依頼する。車枠構造８は本実施例の前記フレーム体であり、それを優れた弾性性能を有するように設計することにより、自動車の衝突防止性能を大幅に向上させることができる。

実施例６との相違点は、前記車枠構造８(即ち、本発明に記載のフレーム体)を構成する支持部材は、前衝突防止梁８１、後衝突防止梁８２、左縦梁８３、右縦梁８４、横梁８５、補強リブ８６等の構造を含み、円弧状又は曲線波状ではなく、通常設計の直線状構造を採用することにある。ただし、左縦梁８３、右縦梁８４は通常設計の直線状であるが、その端部は弾性部材８により前衝突防止梁８１、後衝突防止梁８２に固定接続されることにより、左縦梁８３、右縦梁８４の局所が高い弾性性能を有する。自動車は前後からの衝撃力を受けた時に、大きな弾性変形が発生し、エネルギーをより効果的に吸収することができる。

本実施例の效果は実施例６と同じであるため、ここで説明を省略する。また、実施例６と実施例７を同時に同一の自動車の設計に使用することにより、全体と局所との弾性衝突防止フレーム体構造を効果的に結合してもよい。
実施例８

本実施例は、弾性構造の衝突防止フレーム体の航空機への応用を開示する。本実施例において、航空機は、ヘリコプターを例として説明するが、他の航空機、例えば、飛行機、飛行艇、熱気球等であってもよい。ヘリコプターは、構造フレームと、他の部材、例えばカバー、レーダー、プロペラ、着陸装置、尾翼、動力装置、武器装置等とからなる。図１３には、ヘリコプターの構造フレームのみを示す。図１３に示すように、ヘリコプターの構造フレーム体は、主梁９１、副梁９２、主肋骨９３、側肋骨９４、及び補強リブ板９５等の構造からなる。本発明によれば、前記フレーム体は、全体的弾性フレーム体であり、前記フレーム体を構成する支持部材は円弧状又は曲線波状であり、且つ前記フレーム体は弾性材料で製造される。本実施例において、前記ヘリコプターを上記のように改造することにより、ヘリコプターのフレーム体は全体として高い弾性変形性能を有する。

前記弾性材料は、バネ鋼、弾性ステンレス鋼、チタン合金、合金鋼発泡金属、ハニカム金属、炭素繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維、PBO繊維、石英繊維、ケブラー繊維、ポリカーボネート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、黒鉛繊維、炭化ケイ素繊維、ホウ素繊維、改質天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ポリウレタン、ポリカーボネート(Polycarbonate、PC)、ポリアミド(ナイロン、Polyamide、PA)、ポリアセタール(Polyacetal、Polyoxy Methylene、POM)、改質ポリフェニレンエーテル(Poly Phenylene Oxide、改質PPE)、ポリエステル(PETP、PBTP)、ポリフェニレンサルファイド(Polyphenylene Sulfide、PPS)、ポリアリレート、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン溶融化合物、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリビスマレイミドトリアジン(Polybismaleimide)、ポリスルホン(Polysufone、PSF)、ポリエーテルスルホン樹脂(PES)、プロピレン樹脂、改質メラミン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone、PEEK)、ポリエーテルイミド(Polyetherimide、PEI)、液晶樹脂のうち１種、又は複数種を複合加工した材料を含む。

時には、ヘリコプター、飛行艇、熱気球の墜落事故が発生し、飛行機が水上又は陸上に不時着する場合も多い。本実施例のヘリコプターは、弾性構造の衝突防止フレーム体に設計されることにより、大きな弾性変形範囲を有し、ヘリコプターが衝突し又は飛行機が水上又は陸上に不時着する時に、衝撃エネルギーを効果的に緩衝、吸収して、衝撃力を分散でき、安全係数を大幅に向上させる。
実施例９

図１４、１５にしめすように、本実施例は、弾性構造の衝突防止フレーム体の列車への応用を開示する。列車は、トレイン、新幹線、高速鉄道、地下鉄等を含む。列車は、両端の車体及び複数の中間の車体からなり、本実施例において、新幹線の一端の車体を例として、本発明の列車への応用をさらに説明する。

新幹線のその一端の車体は、主に運転室、アンダーフレーム、天井、左右の側壁、端壁等からなり、そのうち、車体フレームは、アンダーフレームの側梁１０１、アンダーフレームの横梁１０２、及び左右側壁と天井を貫通するリンク梁１０３を含み、側梁１０１は新幹線の走行方向に平行で、横梁１０２は前記側梁１０１に垂直である。本実施例において、車体フレームは本発明に記載のフレーム体であり、前記前記フレーム体を構成する支持部材は車体フレームの側梁１０１、横梁１０２及びリンク梁１０３等の構造であり、前記側梁１０１、横梁１０２及びリンク梁１０３等の支持部材はいずれも円弧線状又は曲線波状に設計される。他の車体フレームに関連する部材についても、なるべく変形に不利な要素を取り除くことで、フレーム体構造は良好な弾性変形能力を有する。同様に、弾性性能の点から、前記フレーム体を弾性材料で製造され、前記弾性材料は実施例１に例示された弾性材料と同じである。

以上の実施例と同様に、新幹線の一端の車体が衝撃された時に、該車体の車体フレームは弾性変形して衝撃エネルギーを緩衝、吸収する。以上、新幹線の1つの車体のみを分析した。前記新幹線(又は他の列車)の他の中間の車体についても同様に改造することにより、新幹線(又は他の列車)全体は良好な衝突防止性能を有し、新幹線及び車内乗員の安全が保護される。

一部の自動車(例えば、カー、バス、カバー付きの車等)は前記新幹線のリンク梁構造に類似する構造を有し、車体のカバーを支持する。実施例６及び実施例７の前記弾性構造の衝突防止フレーム体自動車にはリンク梁構造を含む場合に、前記リンク梁を実施例９の前記リンク梁１０３と同様に円弧状又は曲線波状に設計することにより、上記の効果と同様に、自動車全体の安全性能を向上させることができる。

以上は本発明の好適な実施態様に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではなく、本発明の技術範囲を脱出しない限り、様々な変化又は変更を実施したものが本発明の範囲に含まれることは、当業者にとって明らかである。従って、本発明の保護範囲は特許請求の範囲に基づいているべきである。

Claims

フレーム体は全体又は局所的に弾性フレーム体であり、前記フレーム体を構成する支持部材は円弧状又は曲線波状であり、前記フレーム体は弾性材料で作製されたことを特徴とする弾性構造の衝突防止フレーム体。
前記弾性材料は、バネ鋼、弾性ステンレス鋼、チタン合金、合金鋼発泡金属、ハニカム金属、炭素繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維、PBO繊維、石英繊維、ケブラー繊維、ポリカーボネート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、黒鉛繊維、炭化ケイ素繊維、ホウ素繊維、改質天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ポリウレタン、ポリカーボネート(Polycarbonate、PC)、ポリアミド(ナイロン、Polyamide、PA)、ポリアセタール(Polyacetal、Polyoxy Methylene、POM)、改質ポリフェニレンエーテル(Poly Phenylene Oxide、改質PPE)、ポリエステル(PETP、PBTP)、ポリフェニレンサルファイド(Polyphenylene Sulfide、PPS)、ポリアリレート、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン溶融化合物、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリビスマレイミドトリアジン(Polybismaleimide)、ポリスルホン(Polysufone、PSF)、ポリエーテルスルホン樹脂(PES)、プロピレン樹脂、改質メラミン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone、PEEK)、ポリエーテルイミド(Polyetherimide、PEI)、液晶樹脂のうちの１種、又は複数種を複合加工した材料であることを特徴とする請求項１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体。
前記フレーム体は、ビークルに適用され、該ビークルは、船、自動車、航空機、列車、鉄道車両を含むことを特徴とする請求項１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体。
前記支持部材は、円弧状又は曲線波状であり、或いは
前記支持部材は、直線状であり、且つ、前記支持部材の端部が弾性部材により隣接する構造に固定接続し、或いは、
前記支持部材は、上下面を、複数の互いに位置をずらして反対方向に突出した凹部と凸部を有する土凹凸形状の面となるように加工した板であることを特徴とする請求項１に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体。
前記支持部材は、船の主竜骨、副竜骨、肋骨を含むことを特徴とする請求項１又は４に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体。
前記支持部材は、自動車の前衝突防止梁、後衝突防止梁、左縦梁、右縦梁、横梁を含むことを特徴とする請求項１又は４に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体。
前記支持部材は、航空機の主梁、副梁、主肋骨、側肋骨を含むことを特徴とする請求項１又は４に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体。
前記支持部材は、列車又は鉄道車両の側梁、横梁、リンク梁を含むことを特徴とする請求項１又は４に記載の弾性構造の衝突防止フレーム体。