JPH1018257A - 段階衝撃吸収材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の衝撃吸収材を使えば、衝撃を受けた
場合、弱い部分が先に壊れ（変形し）、衝撃のくる方向
に垂直な、最終的に衝撃を受止める面は弱い部分が吸収
できなかった衝撃を吸収する。そして衝撃エネルギー方
向に平行な側面を蛇腹形状で相対的に弱く作れば衝撃を
受けた時、順次蛇腹部が破壊または変形し効果的に衝撃
エネルギーを吸収する。また、衝撃のくる方向に垂直な
面は断面が壊れるごとに重なり合い、より衝撃を受止め
るパワーが増す。よって衝撃エネルギーをスムーズに受
止める事ができる。 【構成】相対的に壊れ（変形し）易い部分と壊れ（変形
し）難い部分よりなる衝撃吸収材とその構造を応用した
建造物、ガードレール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は衝撃吸収材に関する
ものである。乗り物やガードレール、塀、家、ビル、
橋、高速道路等建造物など、衝撃吸収を必要とする物に
使うことが出来る。

【０００２】

【従来の技術】従来、衝撃吸収材は、スプリング形状や
層状、あるいは単なる棒状やパイプ形状もしくはその組
み合わせで作られてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】衝撃吸収材は、衝撃を
受止めるために頑丈でなければならない。しかし、衝撃
を吸収するために壊れ（変形し）やすくなければならな
い。この頑丈で壊れ（変形し）やすいという一見相反し
た性質を合せもち、かつ軽量な構造にするのが課題であ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】衝撃吸収材を軽量化する
ために中空構造とする。そしてその断面の部分の、材
料、厚みを衝撃方向を考慮し変えることで、衝撃を効果
的に吸収する。つまり、衝撃吸収材の構造を衝撃エネル
ギーを最終的に受止める面を強く、それ以外の面は相対
的に壊れ（変形し）易く作ればよい。また衝撃を段階的
に受け止めるために衝撃エネルギーに対し平行な側面を
蛇腹構造とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】衝撃吸収材を一つの断面に壊れ
（変形し）易い部分と壊れ（変形し）難い部分を持つよ
うに素材や厚みを変えて形成する。異素材を使ったテー
ラードブランク等の工法によりできたプレス素材を中空
の円柱や多角柱といった断面の閉じたパイプ形状とす
る。この衝撃吸収材を衝撃を受ける物体の内部または外
部に溶接、ボルト締め等でセットする。この時衝撃エネ
ルギーの方向性を考慮し、衝撃吸収材の強い部分が最終
的に衝撃を受止める面となるようにセットする。衝撃吸
収材を、衝撃エネルギーにたいし平行な側面を蛇腹構造
とし相対的に壊れ易く作る事もできる。また衝撃を受け
る物体自身にこの構造をとりこみ形成してもよい。

【０００６】

【実施例】衝撃吸収材の材料は、衝撃の種類、エネルギ
ーの大きさにより、鉄・アルミ・チタン等金属、プラス
チック、カーボン、ゴム、コンクリート等最適なものを
選択する。

【０００７】衝撃方向Ｓに対し近い（最初に衝撃を受け
る）方の面を相対的に壊れ（変形し）易い素材で作り、
遠い方の面を壊れ難い素材で作る。（図１）（図３） 相対的に壊れ（変形し）易いとは例えば、同厚ならアル
ミは鉄より壊れ（変形し）易いという意味である。

【０００８】衝撃方向Ｓに対し，垂直に受け止める部分
を壊れ難い素材で作り、それ以外の部分を相対的に壊れ
易い素材で作る。（図２）（図４）

【０００９】同素材で形成する場合、衝撃方向Ｓに対し
近い（最初に衝撃を受ける）方の面を相対的に薄く作
り、遠い（衝撃から守る）方の面を厚く作る。（図５）
（図７）

【００１０】同素材で形成する場合、衝撃方向Ｓに対
し，垂直に受け止める部分を厚く作り、それ以外の部分
を相対的に壊れ易く薄く作る。（図６）（図８）

【００１１】（図１）から（図８）はパイプ状で断面が
円と六角形の場合で説明したが、楕円やその他の多角形
の断面でも上記の原理で衝撃吸収材を作成できる。

【００１２】この衝撃吸収材の中空部分にガス等を封入
してもよいし、金属で補強したり、固体、液体、ジェル
等いれてもよい。

【００１３】同素材、同厚でも円柱や（多）角柱が複数
組み合わさる事で、構造的により効果的な衝撃吸収材を
形成できる。（図９）（図１０）この場合、衝撃を最終
的に受止める側の円柱や（多）角柱を相対的に強い素材
であるいは厚く作ってもよい。

【００１４】上記の衝撃吸収材を複数組み合わせた場
合、衝撃方向に平行な側面は蛇腹状となり、この部分を
相対的に壊れ（変形し）易い素材（厚み）で作り、衝撃
方向Ｓに対し，垂直に受け止める部分を壊れ（変形し）
難い素材（厚み）で作る。（図１１）（図１２）（図１
６）（図１７）

【００１５】衝撃吸収材の断面の内部の衝撃エネルギー
を垂直方向に受け止める部分をなくし側面の蛇腹状の部
分を残し一体形状とした構造でもよい。（図１３）（図
１４）なお、蛇腹の段数は必要とする衝撃吸収力に応じ
増減する。

【００１６】衝撃方向Ｓに対し平行の側面の蛇腹状の部
分を素材・厚みをかえ、相対的に壊れ（変形し）易く作
り、衝撃方向Ｓに対し垂直の両端または一方の面を壊れ
（変形し）難くしてもよい。（図１５）

【００１７】この衝撃吸収材の構造を橋や高速道路、
家、ビル、博物館、美術館等建造物の土台として使うこ
とができる。地震といった予測を超えた衝撃エネルギー
Ｓに対し、ある震度をこえたばあい衝撃を吸収し壊れる
（変形する）部分を予め作っておく。そして、そこが壊
れ（変形し）ても土台上の面の角度は一定以上変わらな
いようにしておく。そうすれば、根こそぎ倒壊する最悪
のケースを避けられる。（図１８）（図１９）

【００１８】（図１９）のように、土台が壊れなくても
（１）の部分だけ衝撃を吸収し壊れる事もある。そし
て、（１）の部分が壊れても上の道路は残るようにつな
ぎめを上下の振動に耐えるよう設計しておく。

【００１９】ガードレールも衝撃エネルギーを最終的に
受止める面を強く、それ以外の面は相対的に壊れ（変形
し）易い構造にするとよい（図２０）（図２１）（図２
２）。（１）の部分を壊れ易く、相対的に弱い素材ある
いは薄い肉厚あるいは蛇腹構造やギザギザ構造にする。
そして、交換可能な構造とするとよい。もちろん（図
１）−（図１５）の構造で作ってもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明の衝撃吸収材（の構造）を使え
ば、衝撃を受けた場合、まわりの弱い部分が先に壊れ
（変形し）、衝撃のくる方向に垂直な面はまわりの弱い
部分が吸収できなかった衝撃のみを吸収しようとする。
そして衝撃エネルギー方向に平行な側面を蛇腹形状で相
対的に弱く作れば衝撃を受けた時、順次蛇腹部が破壊ま
たは変形し効果的に衝撃エネルギーを吸収する。また、
衝撃のくる方向に垂直な面は断面が壊れるごとに重なり
合い、より衝撃を受止めるパワーが増す。よって衝撃エ
ネルギーをスムーズに受止める事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】異素材で形成した中空の衝撃吸収材の断面図で
ある。以下Ｓは衝撃方向を表わす。

【図２】異素材で形成した中空の衝撃吸収材の断面図で
ある。

【図３】異素材で形成した中空の衝撃吸収材の断面図で
ある。

【図４】異素材で形成した中空の衝撃吸収材の断面図で
ある。

【図５】同素材で形成した中空の衝撃吸収材の断面図で
ある。

【図６】同素材で形成した中空の衝撃吸収材の断面図で
ある。

【図７】同素材で形成した中空の衝撃吸収材の断面図で
ある。

【図８】同素材で形成した中空の衝撃吸収材の断面図で
ある。

【図９】蛇腹状の側面を持つ衝撃吸収材の斜視図であ
る。

【図１０】蛇腹状の側面を持つ衝撃吸収材の断面図であ
る。

【図１１】異素材で形成した蛇腹状の側面を持つ衝撃吸
収材の断面図である。

【図１２】異素材で形成した蛇腹状の側面を持つ衝撃吸
収材の断面図である。

【図１３】断面内部にしきりのない蛇腹状の側面を持つ
衝撃吸収材の断面図である。

【図１４】断面内部にしきりのない蛇腹状の側面を持つ
衝撃吸収材の断面図である。

【図１５】断面内部にしきりのない蛇腹状の側面を持つ
衝撃吸収材の三面図である。

【図１６】蛇腹状の側面を持つ衝撃吸収材の断面図であ
る。

【図１７】蛇腹状の側面を持つ衝撃吸収材の断面図であ
る。

【図１８】衝撃吸収材の構造を組み込んだ高速道路の透
視図である。

【図１９】過度の衝撃を受けた後の高速道路の透視図で
ある。

【図２０】衝撃吸収材の構造を組み込んだガードレール
の斜視図である。

【図２１】衝撃吸収材の構造を組み込んだガードレール
の斜視図である。

【図２２】衝撃を受けた後のガードレールの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 相対的に壊れ（変形し）易い素材 ２ 相対的に壊れ（変形し）難い素材 ３ 中空部分 ４ 壊れ易くまたは変形し易く作る側面の蛇腹部分 ５ 衝撃を垂直方向に受け止める部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉じた一つの断面に壊れ（変形し）易い部
   分と壊れ（変形し）難い部分を持つ衝撃吸収材
2. 【請求項２】衝撃方向に平行な側面が蛇腹状の衝撃吸収
   材
3. 【請求項３】段階的に衝撃を吸収するガードレール