JPH05504813A - 衝撃負荷の減衰装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 衝撃負荷の減衰装置 本発明は、衝撃負荷のエネルギを吸収する減衰装置であって、ベース体が弾性的 に変形可能な材料より成っていて弾性的に圧縮可能であって、液体の満たされた 室を制限しており、ベース体に設けられた弁のない通路が前記室から出発して、 ベース体の外側でそれぞれ１つの外側開口を形成し、液体圧力下で弾性的に撓む 媒体に接続されており、この弾性的に撓む媒体と前記室との間に液圧絞りが設け られており、ベース体が互いに向き合う支持面と負荷面とを形成していて、この 場合前記通路がこれらの面の方向に延びている形式のものに関する。

このような形式の公知の減衰装置（ＤＥ−ＰＳ　１２０３５７８号明細書）に８ いては、通路は接続通路として広く形成されている。これらの接続通路は外側開 口と共に導管に移行しており、この導管には、ベース体が負荷を受けた時に弾性 的に圧縮されるガスクッションが接続されている。一方向弁を介してガスクッシ ョンに侵入する液体は絞り弁を介して導管に逆流する。このような減衰装置は、 導管、ガスクッション及び弁が設けられているためにコストが高い。

本発明の課題は、ｗｌｉに述べた形式の減衰装置で、よりコストの低いものを提 供することである。この課題を解決した本発明による減衰装置は、通路が絞り通 路として狭く形成されていて、優性的に撓む媒体が、円形Ｊこ巡ってソールしな がら固定された、弾性的に伸張可能なダイヤプラムであって、該ダイヤプラムが 絞り通路の外側開口を覆っている、ことを特徴としている。

エネルギ吸収は、衝撃又は打撃エネルギによって液体が狭い絞り通路を通って押 し込まれ、弾性的なダイヤフラムが伸張せしめられることによって行われる。

この減衰装置は所要空間が少なく、より簡略化されている。何故ならば、リング 導管、ガスクック９ン及び弁等の多くの付加的な部材の代わりに、伸張可能なダ イヤフラムだけが設けられているからである。減衰は段階的なエネルギ減少及び 振動無しで行われる。減衰作用は始めに衝撃的に強く行われるのではなく、次第 Ｊこ上昇する。

本発明の減衰装置は、能力に応じて成形された弾性的な室から絞り通路を通って 液体が押し出される、弾性的な液三武の二不ルギ吸収システムに関するものであ る。押し出された液体はダイヤスラムに集められて、作業タクトで、衝撃若しく は打撃によって交換された室内に戻し案内される。弾性、容積及び絞りのパラメ ータによって、正確に規定された能力が影響を受ける。剛性なシステムにおいて 生じる、慣性に基づくピーク力は避けられる。この減衰装置は、一定のスタティ ックな負荷！＝おいて減衰された振動する／ステムとして使用される。

ダイヤフラム若しくはフォイルは例えば弾性的なプラスチック又は合成ゴムより 成っている。ベース体は、例えば密閉細胞状のポリウレタン、シリコーンゴム又 はラバースポンジより成っている。絞り通路の直径は、減衰装置のそれぞれの使 用条件及び所望の減衰特性に応じて決められる。ベース体は原則として一体的で ある。本発明ｌ二よる構成は一平面で見て、円形、楕円形又は方形でもある。

２つよりも多い絞り通路が設けられていれば有利である。多数の、例えば３つよ りも多い絞り通路は、減衰装置の効力を改善する。

本発明による減衰装置は、高い初期振動を伴わず徐々に大きくなる減衰特性を有 するように構成されている。ベース体、絞り通路及びダイヤフラムは放物線に似 た減衰特性に合わされていれば特に有用かつ有利である。このような減衰特性、 つまり負荷面に衝撃的に負荷が加わったときに支持面で時間に関連して測定され た、府記放物線に似た減衰特性を有する力は、多くの使用例で有利である。

ベース体が長く延びｔ：円筒形体であって、該円筒形体の側面側が閉じられてい て、円鯖形体外濁部に絞り通路が設けられていれば、特に有用でを利な構成が得 られる。支持面及び負荷面は長く延びた形状をしている。この減衰装置のセット バックは、つまり液体がダイヤフラムの湾曲部から室内に逆流することは絞り通 路によってゆっくりと行われる。円筒形体外周部はダイヤフラムに大きな面の湾 曲のためのスペースを提供する。

室が、ベース体の帽状部とこの帽状部を覆うダイヤフラムの範囲とによって制限 されていて、このダイヤフラムが、樽状部を形成する隆起部を越えて絞り通路の 外側開口を越えるまで延びていれば、特に有用で有利な構成が得られる。このよ うな構成によれば、液体は、衝撃の終了時ｌ二、絞り通路の外側開口に存在する 、ダイヤプラムの湾曲部から非常に迅速に隆起部を通って室内に逆流する。

本発明の構成によれば、絞り通路は完全にベース体内に配置されていて、このベ ース体によって円形に取り囲まれており、この場合に絞り通路は支持面からも負 荷面からも間隔を保っている。本発明の有利な実施例の構成によれば、室は、ベ ース体の支持面又は負荷面に設けられた樽状部によってＳ庚されており、絞り通 路が、樽状部を形成するベース体の負荷面又は支持面に一方側が開放して設けら れていて、カバ一体によって覆われており、絞り通路が、ベース体によって形成 された、自由端部に向かって横断面が次第に小さくなるフィンによって側方で制 限されている。

二のような構成によれば、衝撃下におけるベース体〆　の縮充度はより小さく、 また直径の増大はより小さい１　。負荷及び負荷解除によって制限された形状変 化時に〆　おける、ベース体に対するダイヤフラムの摩擦は減少ｔ　される。柵 状部及びフィン若しくは突出部を備えた面が、負荷面であるか支持面であるかは どちらでもよい。ベース体の材料の柔軟性及び圧縮性は小さいので、縮充性及び 非安定性は減少され、事実上避けられる。

シ　フィンは、衝撃又は打撃時に圧縮され、また、フィン「　の設計によってエ ネルギ吸収の程度及び特性がより良好に計算及びｇＩＩ節され得る。ベース体は 一般に、一平面で見て円形又は楕円形であって、フィンは一般に半１　径方向に 延びている。　横断面が自由端部に向かって次第に先細りしているフィンにおい て、一方のフィン側面が他方のフィン側面よりもなだらかに上昇していれば特に 有用で有利である。このフィンは衝撃又は打撃時に、より急勾配の側面側に向か って移動し、これによってエネルギ吸収はより良好に調節され得る。この移動の 作用は、急勾配の及びなだらかな側面をａＳすることによって影響を受ける。

また、フィンがベース体のほぼ平らなボディー面に設けられていて、このボディ ー面から突き出るフィンの高さがボディー面の外側縁部に向かう方向で大きくな っていて樽状部を形成していれば、特に有用で有利である。この場合に絞り通路 はまず、最大のフィン高さの範囲だけがカバ一体によって閉じられていて、絞り 通路はこの閉じられた範囲内でのみ絞り作用を行う。衝撃によって規定された、 増大する押し込み作用に伴って、通路接続部はフィン高さの低い部分にも延び、 これによって絞り作用を有する絞り通路の長さは延長される。

また、フィンの長さが、支持面又は負荷面の、フィン方向に延びる直径の半分の 少なくともｌ／３であれば、特に有用で有利である。このフィンの最小長さ以上 の長さから、絞り通路は、多くの使用例において有用な結果を提供する長さを得 る。

また液体がシリコーン油であれば、特に有用で有利である。シリコーン油は毒性 はなく、マイナス７０６からプラス２００’までの広い温度範囲に使用可能であ る。エネルギ吸収の設計は／リコーン油を使用することによって簡略化された。

フィンを備えた本発明による減衰装置が、所定方向の力の衝撃を受けると、次の ような結果になる。　液体の圧力が高められ、これによって液体が外方向に向か って加速せしめられ、フィン構造部を流過する。それと同時に外部の負荷によっ てフィン構造部は湾曲せしめられ、貫流路は負荷が大きくなるにつれて次第に狭 くなり、絞り作用が生じ、指数関数的に上昇するエネルギ消費を伴う圧力形成が 行われる。

負荷の終わりに液体の大部分はベース体の外側に集められ、ダイヤフラムは伸張 せしめられる。次いで負荷か解除されると、フィン構造部は直ちに立ち直り、こ れによって及び、伸張したダイヤプラムの力によって液体は負荷解除と同時に樽 状部に戻し案内される。

本発明による減衰装置は、特にこれがフィンを有していれば、靴の下部、持Ｊこ 踵部ｌ二側用すれば特に有利である。この減衰装置は、靴の使用快適性を簡単な 手段によって高める。

図面には本発明の有利な実施例が示されている。

第１図は、負荷が加えられていない状態の、衝撃負荷の減衰装置の断面図、 第２図は、第１図に示した減衰装置の、衝撃負荷を受けた状態、 第３因は、第１因に示した減衰装置の、衝撃負荷が終わった状態、 第４図は、第１図の減衰装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図、 第５図は、衝撃負荷を受ける負荷面を備えた減衰装置の支持面における、時間に 関連した力の上昇を示す図、 ８６図は、負荷が加えられていない状態の、衝撃負荷の減衰装置の第２実施例の 断面図、 第７囚は、第６１！ｌの減衰装置の、衝撃負荷を受けた状態、 第８図は、第６図の■〜■線に沿った断面図、第９図は、第７図のト（線に沿っ た断面図、ｇｉｏ図、第１Ｉ図、第１２図、第１３図は、第３実施例による衝撃 負荷の減衰装置の、負荷及び負荷解除のそれぞれ種々異なる状態における横断面 図、第１４図、第１５１３！！！及び第１６図は、第１０図に示した減衰装置の 、フィンの種々異なる状態の断面図である。

第１図から第４＠までに示した減衰装置は一体的なベース体ｌを有している。該 ベース体ｌは、円形の外周を有していて、一方側で基礎３上に載る扁平な支持面 ２を形成している。この支持面２とは反対の側でベース体ｌは、槽状の室を取り 囲む自己閉鎖する隆起部４を形成している。ベース体ｌの隆起部４は、支持面２ とは反対側で負荷部分７に作用するリング状の負荷面６を形成している。このベ ース体には、半径方向に真っすぐに延びる、円形に閉鎖された縦長の４つの絞り 通路８が埋め込まれている。これら４つの絞り通路８は、ベース体の外側の端縁 部でそれぞれ１つの外側開口９を形成していて、その内側開口１０は、槽状の室 ５の中央範囲の底部に位置している。支持面２、それもこの支持面２の縁部範囲 に液密に固定されているダイヤフラム１１が設けられている。このダイヤフラム ＩＪはベース体ｌの外側端縁部及びこの外側端縁部に設けられた外側開口９を越 えて延びていて、端縁部にゆるく当てつけられている。このダイヤフラムは第１ 図によればやや緊張されていて、外側開口９を／−ルしており、液体が自然に檀 状部から出てベース体ｌの外側の端縁部に達することがないようになっている次 いでダイヤフラム１１は隆起部の先端まで達していて、範囲Ｉ２で室５を覆って いる。室５及び絞り通路８は液体、例えば水によって満たされている。負荷ｇ７ が矢印１３に従って打撃的若しくは衝撃的に減衰装置に作用すると、ベース体ｌ は材料圧を受けて圧縮され、室５の容積は減少する。外側開口９で液体が漏れ出 るので、ダイヤフラム１１は伸張して第２＠に示しであるように環状の湾曲部１ ４を形成する。第３図に示したように衝撃が負荷解除されると、液体は狭い絞り 通路８を通って室５に戻るのではなく、湾曲部４を介して室にザブンと戻し案内 され、この時にダイヤフラム１１は隆起部からやや引き離される。

ｖｇ５図では、支持面２で測定した、矢印１３で示された衝撃負荷によって生ぜ しめられたカと時間との関係が示されている。衝撃負荷は減衰されて伝達される 。つまり、衝撃負荷は高い初期ピークなしで支持面２に達し、常に最大値に向か って安定して上昇する。

！６図〜第９図によればベース体Ｉは円筒形に細長く形成されていて、端部で端 ！！１５を有している。支持面２は第８図によれば負荷のかかっていない状態で 狭いスジ状である。室５は縦長の円筒形であって、第１図〜第４図に示されてい るのと同＃ＩＩこ、本体を収容していない。負荷面６も第８図によれば負荷のか かっていない状態で狭いスジ状である。互いに向き合う短い２列の絞り通路８９ が設けられている。ダイヤフラム１１はベース体ｌ全体を収容しており、その両 側の端部部材で固定されていて絞り通路８の範囲でベース体から離れている。負 荷が加わると、ベース体の両側に絞り通路の列に沿って各１つの湾曲部１４が形 成され、この湾曲Ｎ１４から液体が絞り通路８を通って室５に逆流する。第９図 によればベース体は衝撃負荷を受けると材料は圧縮せずにその外形だけが変形す る。

本明細書で説明されている減衰装置は例えば、車両のシート用のヘッドレストに 使用される。このヘッドレストはシートの背もたれの上側に配置されていて、後 方への戻し衝撃が加わった時に座っている人の後頭部を支える。この戻し衝撃時 に、本明細書で説明されている減衰装置によって得られる減衰が非常に望まし第 １ＦｇＪ〜第）Ｏ図Ｉこよる減衰装置は、一体的なベース体ｌを有しており、該 ベース体ｌは円環状の外周を有していて、一方側で非偏平の支持面２を形成して おり、二の支持面２は図示していない基礎上に載っティる。支持面の範囲でベー ス体ｌは、槽状の室５を取り囲む環状に連続する隆起部４を形成している。隆起 部４は半径方向に延びるフィン１６によって形成されている。このフィンは副室 １７の中央で切欠きかれていて、その高さが扁平なボディ面Ｉ８に対して連続的 に大きくなっている。支持面２に向き合っている、ベース体Ｉの側には扁平な負 荷面６が設けられており、該負荷面６に詳しく図示していない矢印Ｉ８による負 荷部分が作用する。ベース体ｌの表面には、半径方向に真っすぐに延びる、一方 側の開放した縦長の絞り通路８が設けられている。これらの絞り通路８は、ベー ス体の外側の端縁部でそれぞれ１つの外側開口９を形成しており、その内側開口 ＩＯが槽状の室５の中央範囲の底部で副室１７のそばに位置している。負荷面６ に面状に液密に固定されたダイヤフラム１１が設けられている。このダイヤフラ ム１１はベース体ｌの外側の端縁部及びこの端Ｗ１ｓに設けられた外側開口９を 越えて延びていて、端縁部から離れている。ダイヤフラム１１は第１θ図によれ ば、ややゆるくなっていて、ベース体の端部側に対してやや遊びを保っていて、 また隆起部４の先端に対しても遊びを保っている。

絞り通路８はそれぞれ側方でフィン１６によって制限されている。このフィン１ ６の横断面は第１４図に示されている。フィン１６は半径方向に延びていて、そ の厚さの横断面寸法はベース体ｌの内側から外側に向かって大きくなっている。

各フィン１６の横断面は第１Ｏ図によればその自由端部若しくは先端に向かって 減少している。この減少度は第１０図によれば比較的大きく、鋭角である。また 、丸味のつけられた又は台形に減少する横断面も可能である。各フィン１δは、 なだらかな傾斜側面１９及び急勾配の傾斜側面２０を有している。

ダイヤフラム１１はベース体の端縁部にゅるく当接しているだけではなく、遊び ２１を保って隆起部４の先端にまで延びていて、範Ｍ１２で室５を覆っている。

室５と絞り通路８と遊び室２１は、液体、例えばシリコン油で満たされている。

矢印１８で示した負荷部分が打撃的若しくは衝撃的に第１０図に示した減衰装置 に作用すると、ベース体Ｉはそのフィン１６と共に材料圧縮下で圧縮され、この 時にフィンは第１５図及び第１６図に示したように変形せしめられる。室５の容 積は減少され、絞り通路８はベース体１の外側縁部から半径方向内側にさ迷いな がら閉鎖され、横断面が減少される。外側開口９で液体が吐出されるので、ダイ ヤフラム１１は第１２図に示したように半径方向で伸張して環状の湾曲部１４を 形成する。第１３図に示したように、衝撃負荷が解除されると、液体は絞り通路 １８を通って逆流する。この絞り通路■８は、たとえそれが狭い横断面であって も、フィン１６を立て直しながら非常に迅速に完全な横断面を再び得る。

第１０図〜第１３図１二よれば、ダイヤフラム１１は円板状の部分と林状の部分 とから組み合わされている。これらの部分は、環状の縁部範囲２２に沿って互い に密に溶接されている。第１Ｏ図〜第１３図によれば、通路８を覆うカバ一体２ ３はダイヤフラムの一部より形成されている。しかしながら、共通に取り囲むダ イヤフラム内に、２つ又はそれ以上のベース体を、１つのベース体のフィンが隣 接するベース体の扁平な負荷面に当接しこの時にこの負荷面がカバ一体を形成す るよう（こ、互いに配置することも考えられ得る。

■ １）野　ｉｉｉ＊　報　告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．衝撃負荷のエネルギを吸収する減衰装置であって、ベース体が弾性的に変形 可能な材料より成っていて弾性的に圧格可能であって、液体の満たされた室を制 限しており、ベース体に設けられた弁のない通路が前記室から出発して、ベース 体の外側でそれぞれ１つの外側開口を形成し、液体圧力下で弾性的に撓む媒体に 接続されており、この弾性的に撓む媒体と前記室との間に液圧絞りが設けられて おり、ベース体が互いに向き合う支持面と負荷面とを形成していて、この場合、 前記通路がこれらの面の方向に延びている形式のものにおいて、通路が絞り通路 （８）として狭く形成されていて、弾性的に撓む媒体が、円形に巡ってシールし ながら固定された、弾性的に伸張可能なダイヤフラム（１１）であって、該ダイ ヤフラムが絞り通路（８）の外側開口（９）を覆っていることを特徴とする、衝 突負荷のためのエネルギを吸収する減衰装置。 ２．２つより多い絞り通路（８）が設けられている請求項１記載の減衰装置。 ３．ベース体（１）と絞り通路（８）とダイヤフラム（１１）とが、放物線に似 た減衰特性に合わされている、請求項１又は２記載の減衰装置。 ４．ベース体が長く延びた円筒形体であって、該円筒形体の側面側（１５）が閉 じられていて、円筒形体外周部に絞り通路（８）が設けられている、請求項１２ 又は３記載の減衰装置。 ５．室（５）が、ベース体（１）の槽状部とこの槽状部をおおうダイヤアラム（ １１）の範囲（１２）とによって制限されていて、このダイヤフラム（１１）が 、槽状部を形成する隆起部（４）を越えて絞り通路（８）の外側開口（９）を越 えるまで延びている、請求項１，２又は３記載の減衰装置。 ６．室（５）は、ベース体（１）の支持面又は負荷面（２，６）に設けられた槽 状部によって制限されており、絞り通路（８）が、槽状部を形成するベース体（ １）の負荷面又は支持面（２，６）に一方側が開放して設けられていて、カバー 体（２３）によって覆われており、絞り通路（８）が、ペース体（１）によって 形成された、自由端部に向かって横断面が次第に小さくなるフィン（１６）によ って側方で制限されている、請求項１，２又は３記載の減衰装置。 ７．自由端部に向かって横断面が次第に先細りしているフィン（６）において、 一方のフィン側面（１９）が他方のフィン側面（１９）よりもなだらかに上昇し ている、請求項６記載の減衰装置。 ８．フィン（１６）がベース体（１）のほぼ平らなボディー面（１８）に設けら れていて、このボディー面（１８）から突き出るフィン（１６）の高さがボディ ー面の外側縁部に向かう方向で大きくなっていて層状部を形成している、請求項 ６又は７記載の、減衰装置。 ９．フィン（１６）の長さが、支持面又は負荷面（２，６）のフィン方向に延び る直径の半分の少なくとも１／３である、請求項６，７又は８記載の減衰装置。 １０．液体がシリコーン油である、請求項１から９までのいずれか１項記載の減 衰装置。 １１．減衰装置を車両のシートのためのヘッドレストに使用する、請求項１から ９までのいずれか１項記載の減衰装置。 １２．減衰装置を靴の下部、特に踝範囲に使用する、請求項１から１０までのい ずれか１項記載の減衰装置。