WO1998026195A1 - Antichoc en resine - Google Patents

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WO1998026195A1
WO1998026195A1 PCT/JP1997/004596 JP9704596W WO9826195A1 WO 1998026195 A1 WO1998026195 A1 WO 1998026195A1 JP 9704596 W JP9704596 W JP 9704596W WO 9826195 A1 WO9826195 A1 WO 9826195A1
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WO
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resin
impact
molded body
compression
absorber
Prior art date
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PCT/JP1997/004596
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshio Araki
Sakashi Kamata
Yujiro Matsuyama
Kiyoshi Negishi
Chisato Nonomura
Original Assignee
Toyo Boseki Kabushiki Kaisha
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Priority claimed from JP33387596A external-priority patent/JPH10169685A/ja
Priority claimed from JP33387796A external-priority patent/JPH10169687A/ja
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Priority to US09/117,978 priority patent/US6085878A/en
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/121—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members the members having a cellular, e.g. honeycomb, structure

Definitions

  • the present invention relates to a resin shock absorber that can be applied to a portion that requires absorption or mitigation of an impact, for example, a shock absorbing portion of a side wall of a road or a quay, a floor or a wall of a building, a vehicle, or the like.
  • metal panels, friction type shock absorbers, hydraulic shock absorbers, rubber moldings, and the like have been used as impact absorbing means, and any of these may be used in combination.
  • the above metal spring has excellent cushioning performance, it has little ability to absorb collision energy.
  • the above-mentioned friction type shock absorber and hydraulic shock absorber generally have a complicated structure, and the panel constant has a very large dependency on the deformation speed, and has problems such as lack of restorability.
  • Rubber molded articles have the characteristic of good resilience, but the low elastic modulus of the material requires the use of a large amount of material in order to secure a satisfactory amount of impact absorption. There is a disadvantage that the weight of the member increases and the size of the member increases.
  • the present inventors comprise a cushioned resin molded body in which a plurality of compressively deformed portions such as arches and domes are erected on a perforated or non-perforated flat plate.
  • a shock absorber is proposed.
  • the shock absorber has a small absorption amount of impact energy, and is difficult to be applied to a case where the shock absorber must be installed in a very limited space.
  • a technique for manufacturing a resin molded article characterized in that a hollow molded article using a thermoplastic elastomer as an impact absorber made of a resin molded article is axially compressed to impart permanent strain.
  • Japanese Patent Publication No. 61-127779 Power There was a problem in that the resin molded article obtained by this technique had excellent cushioning performance, but had poor ability to absorb collision energy.
  • the present invention has been made in consideration of the above-described problems of the conventional shock absorbing means, and has a purpose of being small, lightweight, and simple in structure, and having a large energy absorption amount as compared with the reaction force.
  • a resin-impact absorber with excellent energy absorption characterized in that it has protection, water resistance, and weather resistance and can be used maintenance-free regardless of whether it is on the ground or in the sea. It is.
  • the resin-made impact absorbers of the present invention that can solve the above problems are as follows.
  • a shock energy is applied to the molded body, the impact energy is absorbed by the buckling deformation of the molded body, and a reaction force / compression rate curve at the time of compression in the longitudinal direction of the molded body.
  • a resin shock absorber characterized by satisfying the following (a) and (b).
  • Yield strength is 1 ⁇ ⁇ ⁇ ir / irf or more.
  • the compression energy absorption shall be 5 OTf ⁇ mZrri or more.
  • Embodiments of the present invention include the following examples.
  • the molded body has a hollow portion partitioned by a partition wall, and the hollow portion is continuously opened in the same direction to form a large number of through holes, and has a honeycomb-shaped cross section.
  • the above-mentioned honeycomb shape is a shape having a large number of through holes in a honeycomb shape or a lattice shape.
  • a stepped portion is provided at a part of a partition end portion of a formed body having a honeycomb shape cross section, This is preferable because the reaction force generated with respect to the reaction force applied to the surface can be made uniform, and the impact relaxation effect can be further improved.
  • the resin shock absorber of the present invention needs to be used so as to absorb impact energy by compressive deformation (buckling deformation of partition walls and cavities) in the length (axial) direction.
  • the resin forming the resin shock absorber of the present invention is a resin having a flexural modulus of 500 to 500 kg / en! And a flexural modulus of 500 to 500 O kgf.
  • the Zcni resin include thermoplastic polyester elastomers, polyolefin elastomers, polyurethane elastomers, polyamide elastomers, and blends thereof, and curable resins such as cast polyurethane elastomers. You.
  • elastic resins such as thermoplastic polyester elastomers, polyolefin elastomers, and polyamide elastomers, which are excellent in weather resistance and water resistance, are particularly preferred.
  • the panel constant of the obtained shock absorber will be insufficient, so the thickness of the components must be large in order to have satisfactory energy absorption performance. In this case, the shock absorber becomes large and heavy, so that the object of the present invention is not met.
  • the flexural modulus exceeds 500 Okf Zcni, the resulting shock absorber becomes too rigid and lacks flexibility, and the buckling deformation of the cavity partition walls when subjected to compressive force In this case, it is easy to burst, and the object of the present invention cannot be achieved.
  • the reaction force of the impact absorber can be quickly raised or the yield reaction force can be increased as necessary.
  • the preferred range of the flexural modulus is more preferably 900 to 20 ° O kg f ⁇ than SOOSSOO kg f Z i.
  • FIG. 1 illustrates an example of the structure of the shock absorber according to the present invention, which is a resin shock absorber integrally formed of a resin having a flexural modulus of 500 to 500 O kg i Zcni.
  • a plurality of cavities 2 having a hexagonal cross section surrounded by the partition walls 1 are continuously opened in the same direction to form a so-called many through-holes.
  • the cavity 2 surrounded by the partition 1 is provided with a partition against the impact load in the longitudinal direction of the shock absorber.
  • the impact energy is absorbed by bending deformation, the cross-sectional shape and dimensions of the resin impact absorber are set as necessary, and the shape of the through-hole is not limited at all. It can be made into various shapes such as polygons, circles, inequalities, etc.
  • the number of installations can be arbitrarily set according to the degree of impact absorbing power required according to the application place, but in order to achieve the object of the present invention.
  • the yield strength (plateau) confirmed by the anti-Kerr compression ratio curve when this impact absorber is compressed in the direction of the arrow (length direction) in Fig. 1 is greater than l OOT f Z ⁇ and the compression energy absorption It is necessary that the amount be 5 OTf ⁇ mZrrf or more.
  • the anti-Kerr compression ratio curve (hereinafter sometimes referred to as SS curve) is, for example, a reaction force (compression) when a resin-made impact absorber is compressed in the impact action direction (impact load direction).
  • SS curve is, for example, a reaction force (compression) when a resin-made impact absorber is compressed in the impact action direction (impact load direction).
  • This is a graph showing the correlation between the pressure receiving area) and the compression ratio.
  • the SS curve rises sharply in proportion to the compression ratio, and then the curve gradually becomes gentle and local.
  • the resin-made shock absorber absorbs the cavity after the cavity begins to yield and the cavity begins to buckle.
  • the reaction force remains at a substantially constant level (flat portion) irrespective of the increase in compression ratio (this portion is also referred to as plateau).
  • the partition wall of the resin shock absorber when the partition wall of the resin shock absorber is formed into a shape having a stepped portion by partially cutting the partition wall, the yield reaction force is reduced and the flat portion reaction is reduced. This is preferable because the force can be adjusted to a substantially constant level with the force and the reaction force generated with respect to the reaction force applied to the honeycomb-shaped surface can be made uniform.
  • the yield (plateau) strength in the SS curve of the present invention means a reaction force value that shows the maximum in a flat portion (ie, a plateau) after the first rise, and the compression energy absorption is a compression ratio of 8 Absorbed energy indicated by the area surrounded by the S-S curve (shaded area in Fig. 2) up to 0% (when the compression ratio can be reduced to less than 80%, the final sharp rising area) It means the value divided by the volume of the shock absorber.
  • the yield strength in the present invention does not always coincide with the maximum reaction force in the entire S-S curve of the impact absorber, a value close to the maximum reaction force received by the impact object when the impact absorber is subjected to an impact It is considered as a guide of the maximum reaction force value.
  • the yield strength of the body must be 1 OO TfZnf or more and the compression energy per absorption must be 5 OTf'ra / rrf or more.
  • the yield strength is 150 TfZni or more, and the compression energy absorption is SOO Tf ⁇ mZirf. According to the resin shock absorber of the present invention, such required characteristics are sufficiently satisfied.
  • the resin-made impact absorber of the present invention in which the bending elastic modulus of the resin is specified and the shape and structure thereof are determined as described above, Not only is the rise of the steel steep, but also the yield strength is moderate. After a further change in the compression ratio, the reaction force remains almost constant for a while, and then the final sharp rise is observed. It has very high compression energy absorption of 0 Tf ⁇ m / rrf or more.
  • FIGS. 5 and 6 illustrate the structure of the shock absorber.
  • a flat cylindrical portion (flange) 5 is provided at both ends of the hollow cylindrical large deformable portion 4 and is necessary for mounting to the structure.
  • a through hole 6 is formed in accordance with.
  • the flat plate portion 5 constitutes an impact receiving surface, while the large deformable portion 4 serves as an elastic deformation portion and a buckling deformation portion for relaxing or absorbing an impact force.
  • the shape is not limited at all, and various shapes and structures can be used.
  • the rise of the reaction force can be accelerated and the yield reaction force can be increased. Furthermore, in the case of a hollow ⁇ -shaped body, the large deformable portion yields during the compression process, and the displacement of the reaction force generated in the entire compression region is always positive, so that the impact mitigation effect is further improved. It can be.
  • the number of installations can be set arbitrarily according to the degree of impact absorption required according to the application place.
  • the yield strength as confirmed by the anti-Kerr compression ratio curve when compressed in the direction of ⁇ ) is 100 0 ⁇ ⁇ ⁇ or more, and the amount of compression energy absorption per unit volume of the impact absorber is 20 OT f ⁇ Set to be at least m / nf.
  • the impact absorber of the present invention provides impact energy by providing a dashpot and a spring-like energy absorption behavior by combining the viscoelastic properties of a resin having an appropriate bending elasticity and its shape as described above. It can be absorbed very efficiently and damage to the structure due to impact energy can be minimized.
  • any method for producing the resinous shock absorber according to the present invention any method such as injection molding, extrusion molding, or press molding can be employed.
  • the resin impact absorber of the present invention can adopt a normal attachment method, for example, a method of attaching to the other structure through a hole provided in a flat plate portion constituting the shock absorber, and the like.
  • the mounting method is not limited at all.
  • the preferred types of resins used in the present invention are as described above, but these resins may include various stabilizers such as thermal antioxidants and ultraviolet absorbers, dyes and the like, depending on the application or purpose. Additives such as fillers such as carbon black and glass beads, metal fibers, fibrous reinforcing agents such as glass fibers and carbon fibers, antistatic agents, plasticizers, flame retardants, foaming agents, mold release agents, etc. It is also possible to modify by adding an agent.
  • the present invention is configured as described above. By using a resin having a specified flexural modulus, and by specifying its shape and structure, the present invention is superior in terms of the elastic properties of the resin and the buckling deformation of the molded product.
  • an impact absorber that has high impact energy absorbing ability while having excellent impact absorption characteristics and is small and lightweight. By making use of its excellent properties, the impact absorber can be widely applied to places where impact cushioning is required, for example, road or quay side walls, building floors and walls, and vehicles. Wear.
  • a shock absorber 2 lcmx2 lcmx with eight arch-shaped large deformable parts was erected and injection molded to a height of 3.3 cm.
  • the body was able to be compressed to a maximum of 80% in the height direction, and this shock absorber was joined in the vertical and horizontal directions and in the height direction with a resin rivet to assemble the shock absorber 101 cmx 01 cmx99 cm.
  • the impact absorber was compressed in the height direction and evaluated, and the results are shown in Table 1.
  • this impact absorber was compressed in the length (height) direction by the following evaluation method, it could be substantially compressed to 80%.
  • the evaluation results are shown in Table 2.
  • this impact absorber was compressed in the length (height) direction by the following evaluation method, it could be compressed to substantially 80%, and the evaluation results are shown in Table 2.
  • Compressed energy absorption The amount of energy absorbed per unit volume of the impact absorber when compressed to 80% in the anti-Kerr compression ratio curve. If the compression ratio cannot exceed 80%, it refers to the energy absorption up to the sharp rising region after the flat portion.
  • Impactor receiving surface area Refers to the flat plate contact area at the end of the large deformable portion.
  • the resin-made shock absorber of the present invention is applied to a part where shock absorption is required, such as a part where shock absorption or mitigation is required, for example, a road or quay side wall, a building floor or wall, a vehicle, and the like. By doing so, it is possible to prevent significant damage or destruction when an object or structure on which the impact absorber is installed is impacted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Description

明 細 書
樹脂製衝擊吸収体
技術分野
本発明は、 衝搫の吸収や緩和を必要する部分、 例えば道路または岸壁の側壁、 建物の床や壁及び車両などの衝搫緩衝部などに適用することができる樹脂製衝撃 吸収体に関する。
背景技術
従来、 衝擊吸収手段としては、 金属パネ、 摩擦式緩衝器、 油圧式緩衝器、 ゴム 成形体等が利用されており、 また、 これらのうちいずれかを組み合わせて使用す る場合もある。 上記金属バネは、 緩衝性能に優れるものの衝突エネルギーの吸収 能力はほとんどない。 また、 上記摩擦式緩衝器や油圧式緩衝器は、 一般にその構 造が複雑であり、 パネ定数における変形速度依存性が極めて大きく、 復元性がな い等の問題点を有している。
ゴム成型体は、 復元性が良いという特徴を有している反面、 材料の弾性率が低 いので満足いく衝擊吸収量を確保するためには、 材料の使用量を多く しなければ ならず、 部材の重量が大きくなり大型化してしまうという欠点がある。
樹脂成形体による衝撃吸収手段として本発明者らは有孔もしくは無孔の平板上 にアーチ状、 ドーム状などの圧縮変形部が複数個立設されたクッション性を有す る樹脂成形体よりなる衝撃吸収体を提案している。 しかしながら該衝撃吸収体は、 衝氅エネルギーの吸収量が小さく、 かつごく限られたスペースに設匱せねばなら ない場合に適用し難いという問題があった。
また、 樹脂製成形体による衝搫吸収体として熱可塑性エラス卜マ一を使用した 中空成形体を軸方向に圧縮して永久歪みを付与することを特徴とする樹脂成形体 の製造技術が開示されている （特公昭 6 1— 1 2 7 7 9号） 力 該技術による樹 脂成形体は緩衝性能に優れるものの衝突エネルギーの吸収能力に乏しいという問 題があった。
発明の開示 本発明は以上のような従来の衝撃吸収手段の課題を考慮してなされたもので あり、 その目的は小型 ·軽量でかつ簡単な構造で、 反力に比較して大きなェネル ギー吸収量を有し、 しかも防銪、 耐水、 耐候性を備えて地上、 海中を問わずメン テナンスフリーで使用することができることを特徴とするエネルギー吸収能に優 れた樹脂衝搫吸収体を提供しょうとするものである。
上記課題を解決することができた本発明の樹脂製衝擊吸収体とは、 以下のとお りである。
(1) 曲げ弹性率5 0 0〜5 0 0 01^ 3ノ£；[1?の樹脂から成形され、 中空部を有す る成形体であり、 該成形体は該成形体の長さ方向に衝撃エネルギーを受けた際に、 衝擊エネルギーを該成形体の座屈変形によつて吸収するように搆成されており、 かつ該成形体の長さ方向の圧縮時における反力 ·圧縮率曲線において、 下記 (a)及 び (b)を満足するように構成されていることを特徴とする樹脂製衝撃吸収体。
(a) 降伏強度が 1 Ο Ο Τ ί /irf以上であること。
Cb) 圧縮エネルギー吸収量が 5 O T f · mZrri以上であること。
本発明の実施態様としては以下の例がある。
(2) 前記成形体が隔壁で仕切られた空洞部を有し、 該空洞部が同一方向に複数 連続して開孔して多数の貫通孔をなし、 断面形状がハニカム型形状であり、 衝 ¾ エネルギーを前記空洞部隔壁の座屈変形により吸収するようになしたことを特徴 とする前記 (1)記載の樹脂製衝擊吸収体。
(3) 前記成形体が中空筒状体であり、 衝撃エネルギーを該中空商状体の座屈変 形により吸収するようになしたことを特徴とする前記 (1)記載の樹脂製衝擊吸収体。
(4) 前記 (a)降伏強度が 1 0 0 0 T f ノ πί以上、 （b)単位体積当たりの圧縮エネル ギー吸収量が 2 O O T f · mZrrf以上である前記 (3)記載の樹脂製衝撃吸収体。
(5) 前記成形体が中空简状体であり、 該中空简状体の大変形可能部の座屈変形 により衝搫エネルギーを吸収するようになした前記 (4)記載の樹脂製衝搫吸収体。
(6) 前記の反力 '圧縮率曲線において、 全圧縮領域で生じる変位量が常に正で ある前記 (2)〜(4)のいずれかに記載の樹脂製衝擊吸収体。 (7) 前記成形体の隔壁端部に段差部を設け、 反力が均一化されるようになした 前記 (2)記載の樹脂製衝搫吸収体。
前記の断面形状がハニカム型とは、 ハニカム状や格子状などに多数の貫通孔を 有する形状であり、 ハニカム型断面を有する成形体の隔壁端部の一部に段差部を 設けると、 該断面に加わる反力に対して発生する反力を均一化することができ、 衝搫緩和効果を一層優れたものとすることができるので好ましい。
また、 本発明の樹脂製衝撃吸収体は長さ（軸）方向の圧縮変形 （隔壁、 空洞部の 座屈変形） により衝搫エネルギーを吸収せしめるように使用することが必要であ る。 本発明の樹脂製衝撃吸収体を形成する樹脂は、 曲げ弾性率が 5 0 0〜5 0〇 0 kg f /en!の樹脂であり、 曲げ弾性率が 5 0 0〜5 0 0 O kg f Zcniの樹脂として は、 熱可塑性のポリエステルエラストマ一、 ポリオレフイ ンエラス卜マー、 ポリ ウレ夕ンエラストマ一、 ポリアミ ドエラストマ一、 あるいはそれらのブレンド物 や注型ポリウレ夕ン等の硬化性樹脂などが例示される。 これらの中でも特に好ま しいのは、 耐候性や耐水性に優れた熱可塑性のポリエステルエラストマ一やポリ ォレフィ ンエラストマ一、 ポリアミ ドエラストマ一などの弾性樹脂であるが、 曲 げ弾性率が上記規定範囲に納まるものであればその種類は一切制限されない。 ちなみに曲げ弾性率が 5 0 O kg f Zcnf未満の樹脂では、 得られる衝搫吸収体の パネ定数が不足するため、 満足のいくエネルギー吸収性能を持たせるためには、 構成要素の肉厚を大きく しなければならなくなり、 衝撃吸収体が大きく且つ重い ものとなるため、 本発明の趣旨に沿わなくなる。
一方、 曲げ弾性率が 5 0 0 O k f Zcni超えると、 得られる衝搫吸収体が剛直に なり過ぎて撓み性が不足することになり、 圧縮力を受けたときに空洞部隔壁の座 屈変形の際に破裂し易くなり、 本発明の目的を果せなくなる。
これに対して曲げ弾性率が 5 0 0〜 5 0 0 Okg i Zcniである樹脂を使用すると、 必要に応じて衝搫吸収体の反力の立上がりを早く したり、 降伏反力を大きく した りできるため、 従来から使用されているゴム成形体のように肉厚を極端に厚くす ることもなく小型 ·軽量な衝撃吸収体とすることができ、 圧縮時に破壊しやすく なることもなくなる。 曲げ弾性率の好ましい範囲は、 S O O S S O O kg f Z i より好ましくは 9 0 0〜2 0〇 O kg f Ζαιϊである。
図面の簡単な説明
本発明の中空部を有する衝撃吸収体は、 上記曲げ弾性率の要件を満たす樹脂を 使用して、 以下に詳述するような形状 '構造に成形することにより、 全体として 衝擊を吸収できるように構成する。 即ち図 1は本発明に係わる衝撃吸収体の構造 の 1例を例示するものであり、 曲げ弾性率 5 0 0〜5 0 0 O kg i Zcniの樹脂で一 体成形した樹脂製衝撃吸収体で、 隔壁 1によって囲まれた六角形状の断面の空洞 部 2が同一方向に複数連続して開孔して、 いわゆる多数の貫通孔をなしている。 図示したような構造のハニカム状断面の貫通孔を有する衝擊吸収体において、 隔壁 1によって囲まれた空洞部 2は、 該衝撃吸収体の長さ方向の衝撃負荷に対し て隔壁及び空洞部が座屈変形することにより、 衝搫エネルギーを吸収するもので あり、 該樹脂製衝搫吸収体の断面形状及び寸法は必要に応じて設定され、 貫通孔 の形状には一切制限がなく、 三角〜八角などの多角形、 円形、 不等辺形などの様 々な形状にすることができる。
また、 本発明の衝撃吸収体を実用化するにあたっては、 適用場所に応じて必要 とされる衝擊吸収力の程度に応じて設置個数を任意に設定できるが、 本発明の目 的を達成するには、 この衝搫吸収体を図 1の矢印方向 （長さ方向） に圧縮したと きの反カー圧縮率曲線によって確認される降伏 （プラトー） 強度が l O O T f Z ηί以上で且つ圧縮エネルギー吸収量が 5 O T f · mZrrf以上であることが必要で ある。
ここで、 反カー圧縮率曲線 （以下、 S— Sカーブと呼ぶことがある） とは、 例 えば樹脂製衝擊吸収体に衝擊作用方向 （衝擊負荷方向） に圧縮させた時の反力 (圧縮力 受圧面積） と圧縮率の相関性を示すグラフであり、 圧縮の初期におい ては圧縮率に略比例にして S— Sカーブは急激に立ち上がり、 その後カーブは徐 々に緩やかになつて局部的に最大反力を示す降伏点に達し、 ここで樹脂製衝擊吸 収体は空洞部が降伏を起こし、 空洞部が座屈変形し始めた後は、 空隙の滅少によ つて S— Sカープが再び急激に立上るまでは、 圧縮率の増大に依らず反力は、 略 一定のレベル （平坦部） を維持する （この部分をプラト一とも称する。 ） 。 また、 該樹脂製衝撃吸収体の隔壁部は図 1に例示されるように、 隔壁端部は一部切削す るなどして段差部を有する形状にすると、 降伏反力を下げ、 平坦部反力と略一定 のレベルに合わせることができ、 ハニカム状の面に対して加わる反力に対して発 生する反力を均一化することができるので好ましい。
本発明の S— Sカーブにおける降伏 （プラトー） 強度とは、 最初の立ち上がり 後の平坦部 （即ち、 プラトー） において最大を示す反力値を意味し、 また圧縮ェ ネルギー吸収量とは圧縮率 8 0 % (圧縮率が 8 0 %未満までしか圧縮できない場 合は、 最終の急激な立上り領域） までの S— Sカーブで囲まれる面積 （図 2の斜 線の領域） で示される吸収エネルギーを衝撃吸収体の体積で割った値を意味する。 本発明における降伏強度は衝擊吸収体の S— Sカーブ全領域における最大の反 力値とは必ずしも一致しないが、 当該衝擊吸収体が衝擊カを受けた時に衝撃物が 受ける最大反力に近い値であり、 最大反力値の目安と考える。 降伏強度が不足す る場合は衝擊エネルギー吸収体としての機能が実質的に発揮されず、 一方降伏強 度が大きすぎる場合は衝搫時に生ずる反力が大きくなって衝擊を満足に緩和でき なくなる。 効率良く衝搫エネルギーを吸収するためには S— Sカーブの最初の立 ち上がりをできるだけ急激にするとともに、 降伏点を過ぎた後の反力の低下を極 力少なくすることが有効となる。
こうした観点から本発明に係わる樹脂製衝搫吸収体に要求される物性を種々検 討した結果、 衝撃力にたいして過度の反力を与えることなく衝撃力を十分に緩和 するには、 樹脂製衝撃吸収体の降伏強度を 1 O O TfZnf以上でかつ圧縮エネルギ 一吸収量が 5 O Tf 'ra/rrf以上にする必要があり、 好ましくは、 降伏強度は 1 5 0 TfZni以上、 圧縮エネルギー吸収量は S O O Tf ^ mZirfである。 本発明の樹脂製衝 撃吸収体によればこうした要求特性を十分に満たすものである。
ちなみに従来から知られているゴム成型品のような衝擊吸収体では、 図 3のよ うに S— Sカープの立ち上がりが緩慢であるため、 満足のいく衝撃吸収量を確保 W
6 するには、 材料の使用量を多く しなければならず、 部材の重量が大きくなり、 大 型化せざるを得なくなる。
一方、 樹脂の曲げ弾性率を特定すると共に、 その形状 '構造を前述の如く定め た本発明の樹脂製衝搫吸収体は、 図 4の概略図に示すように、 S— Sカーブの最 初の立上がりが急激であるばかりでなく適度の降伏強度を示した後、 それ以上圧 縮率を変えてもしばらくは略一定の反力を示し、 その後に最終の急激な立上がり を見せ、 その結果 5 0 T f · m/rrf以上という非常に高い圧縮エネルギー吸収を 有するものとなる。
圧縮エネルギー吸収量を 2 0 0 T f ·πιΖηί以上、さらには降伏強度を 1 0 0 0 T f Zniとするには、 中空筒状の形状にすることが好ましく、 成形体全体として 衝撃を吸収できるように構成する。 即ち図 5及び図 6はこの衝撃吸収体の構造を 例示するものであり、 中空筒状の大変形可能部 4の両端に平板部 （フランジ） 5 を設け、 構造体への取付けのために必要に応じて貫通孔 6を穿設する。
図示したような構造の衝撃吸収体において平板部 5は衝擊カ受け面を構成し、 一方大変形可能部 4は衝撃力を緩和乃至吸収するための弾性変形部及び座屈変形 部となるものであり、 中空筒状であれば形状には一切制限がなく、 様々な形状 · 構造にすることができる。
必要に応じて中空筒状の大変形可能部形状を変更することにより、 反力の立上 がりを早く したり、 降伏反力を大きく したりできる。 さらに、 中空简状体の場合、 大変形可能部が圧縮過程において降伏を起こし、 全圧縮領域で生じる反力の変位 量が常に正であるようにすることにより、 衝撃緩和効果を一層優れたものとする ことができる。
また、 適用場所に応じて必要とされる衝擊吸収力の程度に応じて設置個数を任 意に設定できるが、 この衝搫吸収体を図 5及び図 6の矢印方向（成形体の長さ方 向）に圧縮したときの反カー圧縮率曲線によつて確認される降伏強度が 1 0 0 0 Τ ί Ζπί以上で且つ衝搫吸収体の単位体積当たりの圧縮エネルギー吸収量が 2 0 O T f · m/nf以上であるように設定する。 中空筒状の大変形可能部の形状 ·構造 ·肉厚等には格別の制限がなく、 用途 ' 目的に応じて適当に変更して実施しうることは先に述べた通りであるが、 前述の 降伏強度や圧縮エネルギー吸収量を確保するためには、 大変形可能部高さ Hと外 径 Rの比が RZH = 0. 3〜 1 . 5の範囲となるように形状を選定することが好ま しい。 その理由は、 RZHが 0. 3未満では大変形可能部が高さ不足となり、 座 屈変形によるエネルギー吸収量が少なくなり、 一方 RZHが 1 . 5を超えると大 変形可能部不規則な方向に横倒れを起しやすくなる傾向があるからである。
本発明の衝撃吸収体は、 前述の如く適度の曲げ弾性を持った樹脂の粘弾性特性 とその形状の組み合わせによっていわばダッシュポッ トとバネ的なエネルギー吸 収挙動を付与することにより、 衝擊エネルギーを極めて効率良く吸収することが でき衝搫エネルギーによる構造体の損傷を最小限に抑制することができる。
本発明に係わる樹脂製衝擊吸収体の製造方法としては、 射出成形、 押出成形あ るいはプレス成形等任意の方法を採用することができる。
また、 本発明の樹脂製衝搫吸収体は、 通常の取り付け方法、 例えば当該衝撃吸 収体を構成する平板部に設けた孔を介して他の構造物に取り付ける方法などが採 用できるが、 もとより取り付け方法は一切制限されるものではない。
本発明で使用される樹脂の好ましい種類は先に例示した通りであるが、 これら の樹脂には、 用途または目的に応じて、 例えば熱酸化防止剤や紫外線吸収剤など の各種安定剤、 染料やカーボンブラック、 夕ルクゃガラスビーズのような充塡剤、 金属繊維、 ガラス繊維やカーボン繊維のような繊維状強化剤、 帯電防止剤、 可塑 剤、 難燃剤、 発砲剤、 離型剤などの添加剤を配合して改質することも可能である。 本発明は以上のように構成されており、 曲げ弾性率の特定された樹脂を使用し、 かつその形状 ·構造を特定することによって、 樹脂の弾性特性と成形体の座屈変 形によって、 優れた衝撃吸収特性を有し、 かつ小型 .軽量でありながら、 高い 衝擊エネルギー吸収能力を示す衝 ¾吸収体を提供しうることになつた。 そして該 衝搫吸収体は、 その優れた特性を生かしてたとえば道路または岸壁の側壁、 建物 の床や壁、 及び車両などの衝搫緩衝性が要求される場所に広く適用することがで きる。
発明を実施するための最良の形態
以下、 実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、 本発明は もとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、 前述の趣旨に適合しう る範囲で適当に変更して実施することはいずれも本発明の技術範囲に含まれる。
〔実施例 1〕
東洋紡績 （株） 製のポリエステルエラストマ一「ペルプレン P— 90BJ を 使用し、 図 1に示す 6角断面形状の貫通孔を有する衝擊吸収体 （肉厚 t=4.3 mm、 辺長 1 =25蘭、 長さ H= 100mm) を射出成形した （全体寸法；横 W=5 0 Ommx縦 D = 20 Omm) 。 この衝搫吸収体を、 下記の評価方法によって長 さ方向に圧縮して評価した結果を表 1に示した。
〔実施例 2〕
東洋紡績 （株） 製のポリエステルエラストマ一「ペルプレン P— 70BJ を 使用し、 図 1に示す 6角断面形状の貫通孔を有する衝搫吸収体（肉厚 t =4.3隨、 辺長 l=25mm、 長さ H= 10 Omm) を射出成形した （全体寸法；横 W=500 匪 X縱 D=200匪） 。 この衝撃吸収体を、 下記の評価方法によって長さ方向に 圧縮して評価した結果を表 1に示した。
〔比較例 1〕
東洋紡績 （株） 製のポリエステルエラストマ一 「ペルプレン P— 280BJ を使用し、 アーチ形状大変形可能部を 8個立設した衝聲吸収体 2 lcmx2 lcmx 高さ 3.3cmを射出成形した。 この衝擊吸収体は、 高さ方向に実質上最大 80% まで圧縮できた。 また、 この吸収体を縦横方向および高さ方向に樹脂リベッ 卜に よって接合して組付け衝撃吸収体 101 cmx l 01 cmx99 cmを作製した。 この衝擎吸収体を高さ方向に圧縮して評価した結果を表 1に示した。
〔実施例 3〕
東洋紡縝㈱製のポリエステルエラストマ一「ペルプレン P— 55BJ を使用 し、 図 5に示す中空筒状の衝擊吸収体 （大変形可能部高さ H= 1 Ocrax筒部外径 R=8cm) を射出成形した。 この衝搫吸収体を下記の評価方法で長さ （高さ） 方 向に圧縮したところ、 実質上 80%まで圧縮可能であり、 評価結果を表 2に示し た。
〔実施例 4〕
東洋紡績㈱製のポリエステルエラストマ一「ペルプレン P— 90B」 を使用 し、 図 6に示す中空筒状の衝撃吸収体 （大変形可能部高さ H== 2 Ocm X简部外径 R= 16απ) を射出成形した。 この衝擊吸収体を下記の評価方法で長さ （高さ） 方向に圧縮したところ、 実質上 80%まで圧縮可能であり、 評価結果を表 2に示 した。
〔評価方法〕
樹脂の曲げ弾性率：一般に用いられている ASTM— D790によって測定し た。
降伏強度： 50蘭 分で定速に圧縮したときに反カー圧縮曲線が、 圧縮の初期 において圧縮率に略比例してたちあがり、 その後徐々に緩やかになって （平坦部） 最大反力となったときの衝! ^力受け面の単位面積当たり強度をいう。
圧縮エネルギー吸収量：反カー圧縮率曲線において圧縮率 80%まで圧縮した 場合の衝搫吸収体単位体積当たりのエネルギー吸収量をいう。 圧縮率 80%を越 える圧縮ができな 、場合は、 平坦部以後の急激な立上り領域までのエネルギー吸 収量をいう。
衝搫カ受け面面積：大変形可能部端の平板接触面積をいう。
表 1
Figure imgf000012_0001
表 2 実施例 3 実施例 4 材料樹脂 P-55 B P-90B
H (on) 10 20
R (cm) 8 16 成形体重量 （kg) 0.5 3.0 衝擊カ受け面面積 (πί) 2.5 X 10-3 1.0X 10-2 樹脂の曲げ弾性率 (kgfZcn!) 770 1650 降伏強度 （TfZirf) 2000 4000 単位体積あたりの
圧縮 Iネルギ -吸収量 (Tf-m/rrf) 400 1500 表 1、 表 2から明らかであるように、 本発明の衝擊吸収体は、 従来の衝撃吸収 体に比べて大きな衝擊エネルギーを吸収することができる。 このため、 衝突物や 構造体の損傷を抑制する効果が大きい。
しかもこのものは空中や海中でも支障なく使用することができ、 防銪、 耐水性、 耐候性にも優れたものであってメインテナンスフリ一なものである。
産業上の利用可能性
本発明の樹脂製衝擊吸収体は衝^の吸収や緩和を必要とする部分、 例えば道路 または岸壁の側壁、 建物の床や壁、 車両などの衝搫緩衝性が必要とされる場所な どに適用することにより、 該衝擊吸収体を設置した物体や構造物が衝撃を受けた 場合の著しい損傷や破壊を防止することが可能になる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 曲げ弾性率 5 0 0〜5 0 0 0kg f Zcniの樹脂から成形され、 中空部を有する 成形体であり、 該成形体は該成形体の長さ方向に衝搫エネルギーを受けた際に、 衝擊エネルギーを該成形体の座屈変形によつて吸収するように構成されており、 かつ該成形体の長さ方向の圧縮時における反力 ·圧縮率曲線において、 下記 (a) 及び (b)を満足するように構成されていることを特徴とする樹脂製衝撃吸収体。
(a) 降伏強度が 1 O O T f Zrrf以上であること。
(b) 圧縮エネルギー吸収量が 5 O T f · m/rrf以上であること。
2. 前記成形体が隔壁で仕切られた空洞部を有し、 該空洞部が同一方向に複数連 続して開孔した多数の貰通孔をなし、 断面形状がハニカム型形状であり、 衝擊 エネルギーを前記空洞部隔壁の座屈変形により吸収するようになしたことを特 徴とする特許請求の範囲第 1項に記載の樹脂製衝撃吸収体。
3. 前記成形体が中空简状体であり、 衝擊エネルギーを該中空简状体の座屈変形 により吸収するようになしたことを特徴とする特許請求の範囲第 1項に記載の 樹脂製衝擊吸収体。
4. 前記 (a)降伏強度が 1 0 0 0 T f Ζπί以上、 （b)単位体積当たりの圧縮エネルギ —が 2 O O T f · mZrri以上である特許請求の範囲第 3項に記載の樹脂製衝氅 吸収体。
5. 前記成形体が中空筒状体であり、 該中空筒状体の大変形可能部の座屈変形に より衝搫エネルギーを吸収するようになした特許請求の範囲第 4項に記載の樹 脂製衝擊吸収体。
6. 前記の反力 '圧縮率曲線において、 全圧縮領域で生じる変位量が常に正であ る特許請求の範囲第 2項〜第 4項のいずれかに記載の樹脂製衝撃吸収体。
7. 前記成形体の隔壁端部に段差部を設け、 反力が均一化されるようになした特 許請求の範囲第 2項に記載の樹脂製衝擊吸収体。
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