JPS589299B2 - タイシヨウゲキセイエネルギキユウシユウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は米国特許第３，６ ９ ６，８ ９ １号及
び係属中の米国特許出願に記載された発明の改良に関す
る。

前の発明でも或る程度の耐衝撃性はあったが、この発明
は、装置に何回も衝撃荷重が加わるような用途で主に使
われるようにしたエネルギ吸収装置に関する。

この発明の目的は次の通りである。

第１に、弾性部材に係合し且つそれに対して移動して、
前掲特許に記載されるように、漸進的に変形させ且つそ
れに伴ってエネルギ吸収を行なわせる押込み手段を用い
、更に付加的な衝撃荷重が加えられた程度に比例して、
希望によっては装置の各部分の相対的な移動を停止する
程度にまでも、一属の押込みが出来るようにする調節自
在且つ降伏可能な支持手段を用いた耐衝撃性エネルギ吸
収装置を提供することである。

第２に、１実施例として、弾性体のスリーブと、環状に
配置されたばね支持の１組の押込み玉を用いた移動集成
体とを持つ細長い軸を有する耐衝撃性エネルギ吸収装置
を提供することである。

第３に、別の実施例として、向い合う１対の弾性体条件
を持つ矩形断面の新規なハウジングを用い、条片の間に
、衝撃荷重を受けた場合、抵抗力が著しく増加するよう
にばねによって支持された１対の押込みころを装着した
耐衝撃性エネルギ吸収装置を提供することである。

第４に、更に別の実施例として、弾性リングで内張りさ
れた新規な円形ハウジングを用い、このリングが、衝撃
荷重を受けた時、著しく増大した抵抗力を持つように構
成されたばね荷重の取付け手段によって支持される角度
方向に可動の押込み手段と係合し得るようにした耐衝撃
性エネルギ吸収装置を提供することである。

最初に第１図乃至第５図について説明する。

ここに示す実施例は支持部材である軸１を含み、その１
端に取付けリング２、他端に頭部３がある。

軸に弾性材料で形成されたスリーブ４即ちエネルギ吸収
部材をかぶせてある。

スリーブは軸に結合されず、取付けリング２と頭部３と
によって形成された肩の間で、スリーブの一部分を軸方
向に圧縮し、残りの部分が張力を受ける程度に、限られ
た縦方向の移動が出来る。

ねじ接続部８によって結合された円筒形部材６及びキャ
ップ部材７即ち保持体で構成される支持集成体５がスリ
ーブに摺動自在に装着されている。

キャツプ部材の一部分が本体部材６をこえて突出し、そ
の中孔に割込み円錐体又はカム９即ち案内体が入る。

このカムは接着又はその他の方法でキャップ部材に固定
することが出来る。

円錐体９の軸方向外側端即ち大きい方の端に保持リング
１０が設けられ、これが永久的に所定位置に固定されて
いる。

スリーブ４に向い合う割込み円錐体が、スリーブ４に係
合する１組の押込み玉１１即ち押込み手段を受入れる。

押込み玉はリブ１２によって相隔てることが出来る。

玉に係合してその移動を制御するストツパ・カラー１３
即ち当接体が割込み円錐体９の内部に摺動自在にはめ込
まれ、玉１１と係合し得る。

ストツパ・カラーが本体部材６の中に入り込み、そのフ
ランジ付きの端１４が、本体部材６の内部に装着された
圧縮ばね１５と係合する。

第１図乃至第５図に示す耐衝撃性エネルギ吸収装置の動
作は次の通りである。

支持集成体５を第１図で見て左へ移動すると、玉がばね
により割込み円錐体９の大きい方の端の中に保持される
。

この位置では、玉が最小限の距離だけスリーブの中に押
込まれる。

支持集成体５を第１図で見て右へ移動すると、玉が一層
深くスリーブの中に押込まれ、第３図に示すように、玉
の近辺でスリーブを変形させ、玉と頭部３との間でスリ
ーブの或る程度の分布した圧縮も起る。

種々の部分の割合は、移動に対する抵抗力、即ちスリー
ブ４によって吸収されるエネルギーが予定の限界内にあ
り、所望の程度に移動が阻止されるようにする。

然し、支持体を増大した速度で移動させようとするよう
な衝撃荷重が突然に支持体に加わった場合、移動に対す
る抵抗力が実際に大幅に増加し、支持集成体５の移動を
停止する程にもなる。

この状態が第４図に示されている。衝撃荷重が解放され
た時、支持体の移動は正常に戻る。

エネルギ吸収装置の用途は広い範囲にわたる。

図に示してないが、種々の取付け手段を支持集成体に取
付け、リング２又は頭部３に他の取付け手段を結合する
ことが出来る。

好ましい動作様式は、支持集成体が、軸に圧縮でなく張
力が加わる方向に移動させられる時、エネルギを吸収す
るようにするものである。

前掲米国特許第３，６ ９ ６，８ ９ １号ではスリ
ーブとその支持軸との関係は、スリーブが軸に結合され
ず、摺動出来るようになっており これにより、弾性部
材に対する大抵の局部的な応力を減少させながら、吸収
し得るエネルギ量が大幅に増加する。

これは前掲米国特許に更に詳しく説明されている。

この発明に於ける最も重要な特徴は、衝撃荷重があった
時、ばねが後退し、衝撃荷重に対抗するように、弾性ス
リーブに生ずるエネルギ吸収効果を大幅に増大するよう
にする押込み玉１１とばね１５の関係である。

次に第６図乃至第９図について説明する。

この実施例は矩形断面のハウジング構造１６を持ち、構
造の幅の狭い側に沿って向い合う２つの相補的な穀体１
７で構成される。

ハウジング構造の幅の狭い側で穀体の内部に１対の弾性
条片１８がはめ込まれている。

１端の近くで、穀体１７にリベット１９が入っており、
これが弾性条片１８の対応する端を所定位置に保持する
ように作用する。

ハウジング構造の反対側の端にリベット２１によって固
定された取付けブロック２０が入っており、このリベッ
トは穀体１７の対応する端を固定する作用もする。

取付けリング２２が取付けブロックに固定され且つハウ
ジング構造から伸びている。

取付けリングは軸受を含んでいてよい。

軸２４を含む支持集成体２３がハウジング構造１６の内
部で摺動し得る。

この軸がねじ接続部２５によって、軸延長部２６に結合
されている。

軸延長部はハウジング構造１６から突出し、その末端に
取付けリング２２と同様な取付けリング２７を備えてい
る。

ねじ接続部２５に設けたストツパ・リング２８により、
軸２４及びその延長部２６の外向きの移動が制限される
。

支持集成体２３は軸２４に装着された割込み部材２９を
含む。

割込み部材が、弾性条片１８と向い合う１対の向い合っ
たカム面３０を持っている。

カム面は支持集成体の軸方向内側端に向って収斂し、１
対のストツパ用肩３１に終端する。

１対の押込みころ３２がカム面３０と弾性条片１８の間
に配置されている。

軸２４にカラー３３が摺動自在に設けられ、このカラー
が１対の突起３４を有する。

これらの突起はカム面３０と弾性条片１８の間を伸び、
押込みころ３２に係合する。

ばね３５がストツパ・リング２８とカラー３３との間に
介在配置される。

ストツパ・リング２８は、ばね３５から加えられる力を
変える為、調節することが出来る。

弾性条片１８、ころ３２、カム面３０、突起３４を持つ
カラー３３及びばね３５の間の作動関係は、最初の実施
例の場合と本質的に同じである。

具体的に云うと、軸延長部２６に張力が加わった時、支
持集成体２３が第６図に示すように左へ移動する。

この移動は支持集成体の復帰運動を構成し、ころと弾性
条片１８との接触は最小限である。

軸延長部２６に圧縮荷重が加わると、ころがカム面に沿
って移動する傾向を持ち、一層深く弾性条片１８の中に
押込まれ、移動に対する抵抗を呈しながら、弾性条片が
エネルギを吸収するようにする。

これは第３図に示す状態に対応する状態である。

軸延長部２６及び支持集成体２３に、第６図に示す右向
きの移動の間衝撃荷重が加わると、ばね３５が更に後退
し、弾性条片１８によって吸収されるエネルギが衝撃荷
重に比例する。

弾性条片の内、押込みころ３２と係合する領域全体にわ
たり、弾性条片がハウジング構造の向い合った面に対し
て移動することが出来、この為条片によって吸収される
エネルギが局部的ではなく、条片に沿って分布し、こう
して弾性条片が衝撃荷重の下で損傷せずに作用出来るよ
うにしている。

次に第１０図乃至第１６図について説明する。

こ５に示すこの発明の実施例は、縦方向の相対的な移動
ではなく、互いに回転するように部品に使うものである
。

この実施例はハウジング構造３６を含み、そのハブ３７
が半径方向の円板３８に結合され、この円板が、ハブ３
７とは反対向きの軸方向に伸びる円筒形の壁３９に結合
されている。

円筒形の壁３９の内部に弾性リング４０がはめ込まれ、
その突起４１が壁３９内の開口を通抜け、この為、リン
グは壁内で回転することは出来ないが、その実質的な部
分が限られた円周方向の変位が出来、エネルギ分布を達
成するようになっている。

リング４０の内部に、ハブ３７と整合したハブ４３及び
１組の放射状ボス４４を持つ支持集成体４２が回転自在
に装着されている。

図示の構成では、１対のボスが示されているが、ボスの
数は異なる動作条件に合うように増やすことが出来る。

各々のボス４４の半径方向外側に、半径方向内向きに傾
斜するカム面４５が設けられている。

各々のカム面の半径方向内側端に肩４６がある。

ころ４７が各々のカム面とそれを取巻く弾性リング４０
との間に介在配置される。

カバー円板４８がハブ４３に取付けられ、ハブ４３及び
そのボス４４に対して回転することが出来る。

カバー円板４８から、各々の押込みころ４７に対して１
つづつ、１組のストツパ部分４９が軸方向に伸びている
。

各々のストツパ部分の１端は対応するボス４４から離れ
、対応する押込みころ４７に係合するようにしている。

各々の部分４９の他端が他方のボス４４の側面に係合す
る。

３つ以上のボスを設ける場合、各々の部分の残りの端が
円周方向に隣接したボスに係合する。

いずれの場合も、部分４９はカバー円板４８が或る限度
内で弓状に移動することが出来るようにし、該部分を対
応する押込みころ４７に対して伸び出させ又は後退させ
るようになっている。

ハブ４３の周りにばね５０が巻かれ、その１端がハブ又
は１つのボス４４に固定され、他端が、カバー円板４８
内に設けられた弓状溝孔を通抜けるボルト又はねじの形
をした調節自在の係止部５１に取付けられる。

このねじが締付けナット５３に係合する。ねじはカバー
円板の外側から接近することが出来、締付けナットは、
１つのストツパ部分に係合して回転を阻止し、こうして
ねじをカバー円板の外側から緩め又は締めることが出来
るような形になっている。

係止ねじ５１の位置を調節することにより、ばね５０に
よって加えられる力を調節することが出来る。

カバー円板４８の外側から接近出来る着脱自在のストツ
パ・ピン５４を設けて、カム面３５に対するストツパ部
分４９の移動範囲を制限することができる。

第１０図乃至第１６図に示した実施例の動作は、相対的
な移動が縦方向ではなく回転であることを別にすれば、
前に説明した実施例と本質的に同じである。

具体的に云うと、支持集成体４２が第１４図、第１５図
及び第１６図で見て弾性リング４０に対して時計廻りに
回転すると、ころが肩４６にのつかり、弾性リング４０
との接触は最小限になる。

これは第１４図に示す状態である。通常のエネルギ吸収
動作では、支持集成体が反時計廻りに回転し、ころをカ
ム面４５に外向きにのつかるようにし、対応するストツ
パ部分４９の位置によって決まる予定の程度だけ、弾性
リング４０にくい込む。

衝撃荷重が起った場合、ころがストツパ部分４９に当接
し、ストツパ部分を第１６図で見て時計廻りに回転させ
、リング４０内への押込みの程度を増加し、こうして衝
撃荷重によって発生された増大したエネルギを吸収する
。

衝撃荷重が終了すると、ころは第１３図に示すその正常
位置に戻る傾向を持つ。

この発明を十分に説明したが、この発明は図示の細部に
制約されるものではなく、この発明を特許請求の範囲内
で種々に変更することが出来ることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐衝撃性エネルギ吸収装置の１実施例の側面図
、第２図は第１図の２−２で切った拡大部分断面図で、
支持装置が後退している時の本質的に中性位置にある部
分を示す。 第３図は正常のエネルギ吸収時の移動の際の各部分を示
す同様な図、第４図も同様な図であるが、衝撃荷重の時
の各部分を示す。 第５図は第２図の５−５で切った横断面図、第６図は耐
衝撃性エネルギ吸収装置の第２の実施例を示す部分縦断
面図で、各部分は装置が伸び出している時又は支持装置
が引っ込められている時の中性位置で示されている。 第７図、第８図及び第９図は夫々第６図の７−７．８−
８及び９−９で切った横断面図、第１０図は各部分が縦
方向の相対的な移動ではなく、相対的に回転をするよう
に配置された耐衝撃性エネルギ吸収装置の別の実施例の
端面図、第１１図は第１０図に示すのとは反対の端から
見た側面図、第１２図は第１０図の１２−１２で切った
拡大横断面図、第１３図は第１０図の１ ３ｉ３で切っ
た拡大断面図、第１４図は第１２図の１４−１４で切っ
た断面図で、本質的に中性位置にある各部分を示す。 第１５図は第１４図と同様な断面図であるが、正常のエ
ネルギ吸収動作中の各部分を示す。 第１６図は第１４図及び第１５図に対応する断面図であ
るが、装置が衝撃荷重を受けている時の各部分を示す。 １・・・・・・軸、４・・・・・・スリーブ、５・・・
・・・支持集成体、９・・・・・・割込み円錐体（カム
）、１１・・・・・・押込み玉、１５・・・・・・圧縮
ばね、１６・・・・・・ハウジング構造、１８・・・・
・・弾性条片、２３・・・・・・支持集成体、２４・・
・・・・軸、２９・・・・・・割込み部材、３０・・・
・・・カム面、３２・・・・・・押込みころ、３５・・
・・・・ばね、３６・・・・・・ハウジング構造、４０
・・・・・・弾性リング、４２・・・・・・支持集成体
、４３・・・・・・ハブ、４４・・・・・・ボス、４５
・・・・・・カム面、４７・・・・・・ころ、５０・・
・・・・ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸１、ハウジング構造１６または３６のような支持
   部材と、該支持部材に保持したスリーブ４、弾性条件１
   ８、弾性リング４０のような弾性材料のエネルギ吸収部
   材と、前記支持部材にエネルギ吸収部材を介して嵌まり
   かつ支持部材に対し軸方向または円周方向に相対移動可
   能な支持集成体５、２３または４２とを備え、該支持集
   成体は、前記エネルギ吸収部材に圧接する玉１１、ころ
   ３２または４７のような押込み手段と、該押込み手段を
   案内するカム面が形成された円錐体９、割込み部材２９
   または放射状ボス４４のような案内体と、該案内体を保
   持するキャップ部材γ、軸２４またはハブ４３のような
   保持体と、前記案内体と押込み手段を介して対向しかつ
   押込み手段と当接するカラー１３，３３またはカバー円
   板４８のような当接体と、該当接体または案内体と保持
   体側の間に介在しかつ保持体に対し押込み手段を前記カ
   ム面の反押込み方向に附勢するばね１５，３５または５
   ０とを有し、前記エネルギ吸収部材は支持部材と支持集
   成体の相対移動方向に延びる形状を有し、該移動方向に
   強い衝撃荷重があったとき、押込み手段がばねに抗して
   カム面の押込み方向に移動し、エネルギ吸収部材に押込
   まれるようにしたことを特徴とする耐衝撃性エネルギ吸
   収装置。