JPS5833943B2 - オンドタイオウシヨウゲキトクセイコウゾウタイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、圧縮弾性率を異にする発泡密度の異なる高
比重と低比重の２種の素材によって、温度依存性の少な
い温度対応衝撃特性構造体に関するものであり、詳しく
は、低温時と高温時の衝撃発生荷重の幅を出来るだけ狭
めることを自差したものである。

従来、一般の弾性高分子物質を主材とする緩衝用物体は
、温度の影響によって大きくその性能を異にするもので
、低温時を考慮して設計すると高温時には底つき現象を
生起するほどのストロークの増大と衝撃発生荷重の過度
の上昇を来たすため、必要以上に大型化する必要があっ
た。

これは弾性高分子物質の一般的属性によるもので、低温
では弾性率が高く、温度の上昇に伴って弾性率の低下現
象が著しいためであって、たとえば、バンパーのような
製品では、常温において一定の衝撃ストロークと一定の
衝撃荷重に耐えられるように設計されていても、温度状
況によってその弾性率が大きく変化する。

すなわち、高温時に好適な状態にあるものは低温時に剛
性が車体の設計強度以上になるおそれがあり、筐た、低
温時に好適な状態にあるものは温度の上昇に伴ってスト
ローク（変位）が漸増し、高温時に底つき現象の傾向を
示すおそれｘ＝６る。

従って、低温時の衝撃発生荷重を可及的低下させ、高温
時のストロークと衝撃発生荷重を出来るだけ低下させる
ようにする必要がある。

この発明は、使用される弾性高分子物質の温度に対応す
る弾性率Ｅを勘案し、その低温・高温時の弾性率比の値
に対応する構造体として、可及的温度の影響の少ない衝
撃発生荷重・変位曲線が得られる温度対応衝撃特性構造
体であり、原理的には第１図の断面図に示すように、外
側体に、高比重の高圧縮弾性率物質（略号ＨＧ）を用い
、内側には、外側に比較して低比重の低圧縮弾性率物質
（略号ＩＧ）の支持体を用いて形成するものである。

使用材料としては、出来るだけ弾性率温度勾配の小さい
物質り３好ｔＬいものであり、高比重の高圧縮弾性率物
質ＨＧとしてはマイクロセルラー工ラストマー類（略号
ＭＣ）がよいが、％にマイクロセルラーウレタンエラス
トマー（比重約０．７〜１．２程度）が好捷しく、低比
重の低圧縮弾性率物質ＩＧとしては、弾性高分子物質の
低比重フオーム類（略号ＥＦ）がよいが、特に、発泡比
重が約０．０８〜０．５程度のウレタンフオームが好ま
しいものである。

このような２種の圧縮弾性率の異なる素材を用いる事に
よって、特に高温時の底つき現象を生起するストローク
（変位）の増大と衝撃発生荷重の増大を抑制する効果を
上げるものである。

すなわち、この発明は、低温（−３０℃）時にあ・いて
は。

低温にて必要以上に剛性が増大しないマイクロセルラー
エラストマー類ＭＣの相当な圧縮強度金有する外側体に
て衝撃荷重を吸収支持し、高温時においては、内側に弾
性高分子物質の低比重フオーム類ＦＦにて形成される支
持体を配設し、ストローク（変位）と衝撃荷重の増加全
抑制し、衝撃特性の温度依存性を少なくするものである
。

次に、実施の一例を示す例示の図面に基づいて、この発
明の詳細な説明する。

第１図は高比重の高圧縮弾性率物質ＨＧと低比重の低圧
縮弾性率物質ＩＧとの関連説明図、第２図は、この発明
の構成が利用さ力るバンパーのような緩衝用の外側体１
の形状の一例を示したもので１弾性品分子物質の低比重
フオーム類を組み合わせる前の状態のもので一部切欠し
て内部構造を示した平面図でらシ、内部はリブ３によっ
て複数個に区画され区画部２が構成されており、第３図
は、第２図の背面図であり、図において、１ａは外側体
１の前面壁、１ｂは外側体の上側壁ｓ Ｉｃは外側体
の下側壁でちる。

上記外側体１は第４図の部分平面図に示すように、裏側
支持板４に固定板５とボルト６によって取り付は使用さ
れる。

この外側体１Ｖ′ｉ高比重のマイクロセルラーエラスト
マー類にて構成されるものでちる。

第５図は、この発明の構成を示すもので、上記外側体１
の区画の一部を拡大して、高比重のマイクロセルラーエ
ラストマー類ＭＣからなる外側体１と弾性高分子物質の
低比重フオーム類ＦＦからなる支持体７との位置関係全
売した部分横断面図で、一部には裏側支持板４と支持体
７を挿入配設した使用時の状態を示した。

第６図は、第５図の背面図を示したものである。

本実施例ＫＶｉ、外側体１を構成する高比重のマイクロ
セルラーエラストマー類ＭＣには最も好ましいマイクロ
セルラーウレタンエラストマー全イ吏用し、内側に設定
する弾性高分子物質の低比重フオーム類ＦＦＫは最も好
昔しいウレタンフオームを使用した。

上記のマイクロセルラーエラストマーとフオーム類との
相互の位置関係は、第５図、第６図に示す、ａ、ｃ、ｄ
の間隔を次式（１式、２式）の範囲に構成するものであ
る。

なあ・、弾性高分子物質の低比重フオーム類ＦＦにて形
成される支持体７は１区画部２の内部背面部に外側体１
の上、下側壁１ｂ、１０間に設けられ、リブとの間に間
隔をおいて裏側支持板４上に設定される。

それぞれの間隔における関係は次式の範囲に構成される
。

図において、ａは、高比重のマイクロセルラーエラスト
マー類にて形成される外側体上の左右のリブ３と支持体
７との間隔で、外側体の衝撃座屈時にリブ３の変形の妨
害を避けるためである。

ｂは支持体７の幅、ｃＶｉ支持体７の高さ、ｄＵ外側体
１の前面壁１ａと支持体７との間隔であシ。

この間隔は、低温時に外側体１が衝撃荷重によって座屈
した場合の内部の支持体７壕で到達しないための距離で
あり、到達による荷重の増加を避けるための空間である
。

但し、異状衝撃によって仮に接触しても、支持体は低圧
縮弾性率のため数量の圧縮ならば荷重の増７１１］Ｋは
大きな影響はない。

ｅＶ′ｉ外側体１のリブ間の間隔である。

本実施例においては、ａ＝３０關、ｃ−５０順。

ｄ＝２５ｍｒｔｔ、ｂ＝５０ｒｔｕｔｔ、ｅ＝Ｉ １０
ｒｔｕｔｔ、リブ厚−５ｍ１Ｌ、外側厚＝５間、ｆ＝１
００間の寸法構成の一例について行なった。

この実施例についての衝撃試験用資料は、第２図の一部
分である長さ４２０皿の試料について、実際の使用状態
と同様に、第１図に示すように裏側支持板４に取り付け
、固定板５とボルト６にて固定して平面板上に設置し矢
印方向より、試料面をおおいうる大きさの直方体錘（落
錘重量４３０ ｋｙ）を衝撃時の速度が５マイル／時（
８，０５ｋｍ／Ｉ侍）になるように設定して衝撃を加え
た。

この衝撃試験用試料は、あらかじめ所定温度の恒温室に
て一定の温度にしてすみやかに取り出し衝撃試験を実施
した。

＊＊その結果を１弾性高分子
物質の低比重フオーム類ＦＦにて形成される支持体７を
使用しない場合との比較において、その特性を第１表並
びに第７図に表示した。

本実施例に使用された高比重のマイクロセルラーエラス
トマー類ＭＣと弾性高分子物質の低比重フオームＥＦの
特性を第２表に示す。

第７図は、この発明の構造体と従来例との衝撃発生荷重
Ｆ（トン）と変位δ（Ｊｌ！１ｌｌ）との関係曲線の一
例を示すもので、縦軸は衝撃発生荷重、横軸は変位を示
し、−３ＯＡは一３０℃におけるこの発明の衝撃発生荷
重・変位曲線、−３０ＢＶｉ３０℃における支持体７を
使用しない場合の衝撃発生荷重・変位曲線であり、６０
ＡＶｉ６０’ＣＫおけるこの発明の構造体の衝撃発生荷
重・変位曲線、６０Ｂｌｄ６０℃における支持体７を使
用しない場合の衝撃発生荷重・変位曲線である。

この６０Ａと６０Ｂの曲線を比較するに、支持体７を使
用した場合の６ＯＡ曲線は、支持体７を使用しない場合
の６０Ｂ曲線に比べて、変位δの値の小さｂ部分におい
ても大きな衝撃発生荷重が得られる。

それは、第５図、第６図に示すとおり支持体７は裏側支
持板４に取り付けられ、支持体７と前面壁１ａとの間ｉ
’ｉ１ｍＶ′ｉ間隔ｄなる空間があるが、上側壁１ｂと
下側壁１Ｃの両側壁と支持体７との間には空間はなく接
触して因るため、衝撃時ＫＶｉ、変位δが小さい部分に
おじでも、上側壁１ｂと下側壁１ｃの座屈により支持体
７への反力が影響して、支持体７のない場合にくらべて
衝撃発生荷重が大きくなる利点を有し、底付き現象が防
止されるものである。

次に、０．２５＜ −＜ ０．６５ なる条件のｃ＋
ｄ 設定に言及する。

Ｓ 低温時（実施例−３０℃）においては、低比重フオ
ームの支持体７も相当硬化しているので。

ｄ＝１５ｍｍ、 （ｃ＝６０． −０．２ ）
のよＣ＋ｄ うに外側体１に接近すると、１５間変位から支持体７と
リブ３との両者によって支持され、リブの座屈性は阻止
され、２０朋変位から急激に発生荷重は増大するため、
少なくとも、ｄ＝２０ｍｍ以上とする必要がちり、従っ
て、 −＞ ０．２５ にｃ十ｄ 限定したもので、第７図の一３ＯＡの曲線は、前記のと
おり、ｄ＝２５１１！ｆｆｌで、 ｃ ＝ ５０ｍｍ
、 −＝ｃ＋ｄ ０．３３で、ａ＝３０ｍｍの場合である。

この場合は、支持体を使用しない場合より、支持体の挿
入によって空気の体積が少ない関係か変位が３０朋昔で
は、支持体を使用しない場合の曲線−３０Ｂより衝撃発
生荷重は低値を示している付随効果をも有するものであ
る。

上記の条件の場合、高温時（実施例６０℃）にふ゛いて
は、外側体１も支持体７も相当軟化するが、相当緩衛性
を発揮し、衝撃発生荷重は、第７図の６ＯＡの曲線とな
９．異状な発生荷重の増大は防止される。

Ｓ 一方 □ ＜０．６５の場合 ｃ ＋ ｄ 低温時（実施例−３０℃）においては、 ａｍ４９ｍｖｔ（ｃ＝２６． −０．６５ ）
のよｃ＋ｄ うに外側体１から相当遠ざかり、支持体７の高さが低く
、前記のと釦りａｍ３０Ｗｌｉｉで、ａの影響もない場
合で支持体７を使用しない場合の曲線−３０Ｂとほとん
ど変化のない曲線となるものでちる。

この場合の高温時（実施例６０°Ｃ）にオイテｉｊ。

第７図の６ＯＡ’の曲線に示すとおシ、第７図の６ＯＡ
の曲線より衝撃発生荷重は増大するが、底付き現象は防
止され、急激な発生荷重の増大は阻止されるが、この場
合、底付き現象の曲線６０Ｂに近くたるので、−＜ ０
．６５ となるようにｃ＋ｄ ｃ＋ｄ 限定する必要がある。

次に、 ≦ａ≦ｃ＋ｄ □なる条件に言及する。

（ａｔｒｉ’）ブ３と支持体７との左右の間隔、ｂは支
持体７の幅）衝撃時に、リブ３が屈曲し、ストロークが
大きくなるとリブ３の座屈現象を生起し、リブ３と支持
体７とが干渉り合い、高温時ＶｃＶｉ好ｔＬいが。

低温時には衝撃発生荷重が異状に太きぐなり好寸しくな
い。

従って１間隔ａの値が小さいと、すなわち、支持体７の
幅すが大きくなシすぎると、低温衝撃時に釦いて、リブ
３と支持体７との干渉現象が大きく発生して衝撃発生荷
重が異状に増大する。

また１間隔ａの値が大きすぎると、高温衝撃時において
、すなわち、支持体７の幅すが小さすぎると、リブ３と
支持体７との干渉現象は起らないが、支持体７に期待す
る底付き現象の防止効果に役立たない。

従って、実施例に示すとおり、ｄ＝２５ｍｍ、ｃ＝５０
皿、ｅ＝１］０１１１において、 ｃ＋ｄ ７５ ａ≧ −２５，すなわち、ａは２５１１！胤よ３ り大きいことが必要である。

もり、ａ＝２０ｍｌ！。ｂ ＝ ７ Ｑ ａｍの場合は
、低温時にかいて、第７図の一３０Ｃの曲線のように変
位が３Ｑｍｒｔｔ近くから急に尚撃発上荷重が増大する
から好ｔＬ＜ない。

従って、少なくともａｍ２５ｍｒｔｔよシ犬きｂことが
必要である。

ａｍ３０ｍｍの場合は、第７図の一３ＯＡの曲線の状態
を示すものである。

ｃ＋ｄ また％ ３≦ −＝３７．５ すなわち、ａｍ３７．５ＷＬ７ＩＬ、 ｂ＝３５ｍｍ
の場合は第７図の一３ＱＢ曲線と同様の曲線を描くもの
である。

また、高温衝撃時においては、ａ−２５皿、ｂ＝６０ｍ
１１Ｌ、ｄ＝２５ｒＩＬＩＩ、 ｃ＝５０ｍｍの場合
は、第７図６０ａの曲線状態となり、ａ＝３７．５朋の
場合は、第７図の６０ａ′の曲線状態となり衝撃発生荷
重の増大は防止される。

上記実施例に示すとおり、この発明の構造体は従来例に
比較して、特に高温時の最大筒型発生荷重が著しく低下
する効果を有するばかりでなく。

曲線が示すように衝撃発生荷重も急上昇する事なく好１
Ｌい漸増傾向を示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は高比重の高圧縮弾性率物質にて構成された外側
体と低比重の低圧縮弾性率物質の内部支持体との関係を
示す説明的断面図、第２図は緩衛用の外側体の形状の一
例を示した一部切欠して内部構造を示した平面図、第３
図は同背面図、第４図は部分平面図、第５図はこの発明
の温度対応衛撃特性構造体の拡大部分横断面図、第６図
は第５図の背面図、第７図ｔ′ｉ衝撃発生荷重・変位曲
線図である。 ＭＣ・・・・・・高比重のマイクロセルラーエラストマ
ー類、ＥＦ・・・・・・弾性高分子物質の低比重フオー
ム類、１・・・・・・外側体、 １ａ・・・・・・前
面壁、ｌｂ・・・・・・上側壁、１Ｃ・・・・・・下側
壁、２・・・・・・区画部、３・・・・・・リブ、４・
・・・・・裏側支持板、７・・・・・・支持体、ａ・・
・・・・左右のリブと支持体との間隔、Ｃ・・・・・・
支持体の高さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高比重のマイクロセルラーエラストマー類にて構成
   される複数個のリブを有する緩衝用の外側体において、
   上側壁と下側壁および前面壁を連結するリブにて複数個
   に区画された区画部の内部背面部に取９付けられる裏側
   支持板に１弾性品分子物質の低比重フオーム類にて形成
   される支持体を。 上側壁と下側壁の両側壁間においては空間を設けること
   なく慶触状態に配置し、左右のリブと支持体との間には
   両側に間隔ａを、高さＣなる支持体と前面壁との間には
   間隔ｄを設け、支持体の高さＣと間隔ａ、 ｄとのそれ
   ぞれの関係を、の範囲に構成することを特徴とする温度
   対応衝撃特性構造体。