WO2020137669A1 - エネルギー吸収体 - Google Patents

エネルギー吸収体 Download PDF

Info

Publication number
WO2020137669A1
WO2020137669A1 PCT/JP2019/049249 JP2019049249W WO2020137669A1 WO 2020137669 A1 WO2020137669 A1 WO 2020137669A1 JP 2019049249 W JP2019049249 W JP 2019049249W WO 2020137669 A1 WO2020137669 A1 WO 2020137669A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fiber
surface portion
fiber structure
curved surface
layers
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/049249
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
神谷隆太
Original Assignee
株式会社豊田自動織機
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社豊田自動織機 filed Critical 株式会社豊田自動織機
Publication of WO2020137669A1 publication Critical patent/WO2020137669A1/ja

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D13/00—Woven fabrics characterised by the special disposition of the warp or weft threads, e.g. with curved weft threads, with discontinuous warp threads, with diagonal warp or weft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/03—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by material, e.g. composite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D11/00—Double or multi-ply fabrics not otherwise provided for
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an energy absorber.
  • Vehicles, etc. are provided with energy absorbers that absorb the energy associated with the impact by deforming and compressively breaking in response to the impact received by the vehicle.
  • the energy absorber is made of a fibrous structure to reduce its weight.
  • Examples of the energy absorber composed of the fiber structure include a three-dimensional object having a closed cross section such as a rectangular tube shape as described in Patent Document 1 and a W-shaped cross section as described in Patent Document 2.
  • a three-dimensional object having an open cross section like a plate is adopted.
  • a three-dimensional object as such an energy absorber may be formed from a flat fiber structure for the purpose of facilitating production. In that case, by impregnating with resin or adhering with an adhesive, the end portions of the flat fiber structure are connected to each other to form a three-dimensional object.
  • a three-dimensional object having a closed cross section as described in Patent Document 1 can be formed by connecting ends of a common fiber structure.
  • a three-dimensional object having an open cross-section as described in Patent Document 2 can be formed by
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an energy absorber capable of suppressing performance degradation.
  • a plurality of first fiber layers having a first yarn and a plurality of second fiber layers having a second yarn intersecting with the first yarn are stacked.
  • 1 fibrous layer and said 2nd fibrous layer are mutually restrained in the said lamination direction by the restraining thread,
  • the curved surface part continuous with the said planar part is provided,
  • the said curved surface part is an edge of the said fiber structure. It is characterized in that it has an overlapping portion in which the portions overlap and are connected in the stacking direction.
  • a laminated body of the first fiber layer and the second fibrous layer constituting one end portion is a first end portion layer, and the other end
  • the overlapping portion is such that the first end layer and the second end layer are the same. It is preferable that the layers are stacked one by one in the stacking direction.
  • the thickness of the overlapping portion can be reduced as compared with the case where the overlapping portion is formed by stacking the first end layer and the second end layer in the stacking direction in multiple layers. It is possible to suppress a surplus in the stacking direction in a part.
  • the number of layers of the first fiber layer and the second fiber layer stacked at the end of the fiber structure forming the overlapping portion is the first fiber layer stacked at the plane portion. And, it is preferable that the number of layers of the second fiber layer is set to half.
  • the thickness of the end portion of the fiber structure is half the thickness of the flat surface portion, the thickness of the overlapping portion where the end portions of the fiber structure are overlapped is the same as the thickness of the flat surface portion. .. Therefore, since there is no change in thickness between the flat surface portion and the overlapping portion, the energy absorption characteristics of the entire energy absorber can be stabilized.
  • the performance deterioration of the energy absorber can be suppressed.
  • the perspective view which shows the energy absorber of embodiment The front view which shows an energy absorber.
  • the figure which shows a fiber structure typically.
  • the energy absorber 10 is configured by impregnating a matrix structure 12 into a fiber structure 11 serving as a reinforcing base material.
  • a matrix resin 12 for example, an epoxy resin which is a thermosetting resin is used.
  • the fibrous structure 11 is formed by shaping one fibrous structure 11 having a flat plate shape so that the overall shape is a tubular shape and has a rectangular closed cross section.
  • the fibrous structure 11 has a pair of first flat surface portions 16 facing each other, a pair of second flat surface portions 17 facing each other, and curved surfaces located at the four corners between the adjacent first flat surface portions 16 and second flat surface portions 17.
  • the part 18 and the part 18 are three-dimensional plates.
  • the fiber structure 11 is formed by laminating a plurality of fiber layers.
  • the stacking direction of the fiber layers is defined as the stacking direction Y of the fiber structure 11.
  • the stacking direction Y coincides with the thickness direction of the fiber structure 11.
  • the fiber structure 11 has a plurality of wefts 13 as first yarns and a plurality of warp yarns 14 as second yarns.
  • the fiber structure 11 has a binding yarn 15 that binds the plurality of fiber layers in the stacking direction Y.
  • the weft threads 13 and the warp threads 14 extend in directions intersecting with each other.
  • the direction in which the weft yarn 13 extends is the first direction X1
  • the direction in which the warp yarn 14 extends is the second direction X2.
  • the weft yarn 13 and the warp yarn 14 are fiber bundles formed by bundling fibers.
  • the fibers organic fibers or inorganic fibers may be used, or different types of organic fibers, different types of inorganic fibers, or mixed fiber obtained by mixing organic fibers and inorganic fibers may be used.
  • the organic fiber include aramid fiber, poly-p-phenylenebenzobisoxazole fiber, and ultra-high molecular weight polyethylene fiber
  • examples of the inorganic fiber include carbon fiber, glass fiber, ceramic fiber and the like.
  • the fiber structure 11 has a plurality of weft layers 21 as first fiber layers formed by arranging a plurality of wefts 13 in the second direction X2. Further, the fiber structure 11 has a plurality of warp layers 22 as second fiber layers formed by arranging a plurality of warps 14 in the first direction X1. In the fiber structure 11, the weft yarn layers 21 and the warp yarn layers 22 are alternately laminated from one end to the other end in the laminating direction Y.
  • the fiber structure 11 will be described in a shaped state.
  • one first flat surface portion 16, one curved surface portion 18, and one second flat surface portion 17 are continuously formed in the second direction X2 by the warp yarns 14.
  • the three curved surface portions 18 that are continuous with the first flat surface portion 16 and the second flat surface portion 17 by the warp threads 14 are referred to as first curved surface portions 19.
  • the plurality of weft yarns 13 are arranged in the second direction X2 and the plurality of warp yarns 14 are arranged in the first direction X1.
  • each weft yarn 13 extends linearly in the first direction X1 and each warp yarn 14 extends linearly in the second direction X2.
  • a plurality of weft yarns 13 are arranged along the arc of the first curved surface portion 19, and each warp yarn 14 extends along the arc of the first curved surface portion 19.
  • a plurality of warp yarns 14 are arranged in the first direction X1, and each weft yarn 13 extends linearly in the first direction X1.
  • a plurality of weft threads 13 and a plurality of warp threads 14 are constrained from one end to the other end in the stacking direction Y. It is restrained in the stacking direction Y by the thread 15. That is, in the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19, the plurality of weft layers 21 and the plurality of warp layers 22 that are all the stacked weft layers 21 and warp layers 22 and the plurality of warp layers 22 are plural.
  • the binding threads 15 restrain each other in the stacking direction Y. In FIG. 1, the restraint yarn 15 is not shown.
  • the plurality of binding yarns 15 are fiber bundles of reinforcing fibers and are arranged in the first direction X1.
  • the reinforcing fibers organic fibers or inorganic fibers may be used, or different types of organic fibers, different types of inorganic fibers, or mixed fiber obtained by mixing organic fibers and inorganic fibers may be used.
  • the plurality of binding yarns 15 are arranged substantially parallel to the respective warp yarns 14 and are located at the outermost layer in the laminating direction Y of the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19 in the weft yarn layer 21.
  • the weft 13 is arranged so as to be folded back through the outer surface thereof. Thereby, the binding yarn 15 is engaged with the weft yarns 13 of the weft yarn layers 21 at both ends in the stacking direction Y.
  • one curved surface portion 18 that is not the first curved surface portion 19 is in the second direction of the plate-shaped fiber structure 11.
  • the ends 11a and 11b overlap each other in the stacking direction Y.
  • the curved surface portion 18 where the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 overlap each other is referred to as a second curved surface portion 20.
  • the matrix resin 12 is impregnated into the entire fibrous structure 11 including the second curved surface portion 20, so that the end portions 11a and 11b of the fibrous structure 11 in the second curved surface portion 20 overlap each other.
  • the second curved surface portion 20 has an overlapping portion in which the end portions 11 a and 11 b of the fiber structure 11 are overlapped and connected in the stacking direction Y.
  • the end portion 11a as one end portion located inside the cylinder (inner side) of the energy absorber 10 is the first flat surface portion 16 adjacent to the second curved surface portion 20.
  • the warp yarns 14 are continuous in the second direction X2.
  • the end portion 11 b as the other end portion located outside the cylinder of the energy absorber 10 (outer side) is a second flat surface portion adjacent to the second curved surface portion 20. 17 and the warp 14 continue in the second direction X2.
  • the end portion 11a of the fiber structure 11 that constitutes the second curved surface portion 20 is a laminated body of a plurality of weft layers 21 and a plurality of warp layers 22 that are continuous with the first flat surface portion 16 adjacent to the second curved surface portion 20. It is composed of the first end layer 20a.
  • the end portion 11b of the fiber structure 11 forming the second curved surface portion 20 is a laminated body of a plurality of weft layers 21 and a plurality of warp layers 22 continuous with the second flat surface portion 17 adjacent to the second curved surface portion 20. It consists of the second end layer 20b.
  • the second curved surface portion 20 of the present embodiment has a mode in which the first end layer 20a and the second end layer 20b are superposed one by one in the stacking direction Y.
  • the number of layers of the weft yarn layer 21 and the warp yarn layer 22 is the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface. It is set to half of the portion of the fiber structure 11 that constitutes the portion 19. Further, the end surface of the first end layer 20 a on the cylinder inner side of the energy absorber 10 extends along the end surface of the first flat surface portion 16 adjacent to the second curved surface portion 20 on the cylinder inner side of the energy absorber 10.
  • the end surface of the second end layer 20b on the outer side of the cylinder of the energy absorber 10 extends along the end surface of the second flat surface portion 17 adjacent to the second curved surface portion 20 on the outer side of the cylinder of the energy absorber 10. Therefore, since the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 are overlapped with each other in the laminating direction Y on the second curved surface portion 20, the number of laminated layers of the weft layer 21 and the warp layer 22 on the second curved surface portion 20 is The number is the same as that of the fiber structures 11 forming the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19.
  • the size (thickness) in the stacking direction Y is the same as the size (thickness) of the first curved surface portion 19 when the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 are stacked. It is the same size.
  • the number of the weft yarn layers 21 and the warp yarn layers 22 forming the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19 is an odd number.
  • the number of layers of the weft yarn layers 21 and the warp yarn layers 22 forming the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 is odd in one of the end portions 11a and 11b and is even in the other.
  • the number of laminated layers is larger or smaller than that on the other hand.
  • the total number of the above-mentioned layers at the end portion 11a and the end portion 11b is the first plane portion 16
  • the number is set to be the same as the number of layers of the weft yarn layers 21 and the warp yarn layers 22 forming the two-plane portion 17 and the first curved surface portion 19, respectively.
  • the number of the weft yarn layers 21 and the warp yarn layers 22 stacked is determined by the first plane portion 16, the second plane portion 17, and the first plane portion 17. It is half of the portion of the fiber structure 11 forming the curved surface portion 19.
  • each weft yarn 13 extends linearly in the first direction X1.
  • a plurality of wefts 13 are arranged along the arc of the second curved surface portion 20, and each warp yarn 14 extends along the arc of the second curved surface portion 20. Therefore, the end portion 11a of the fibrous structure 11 and the end portion 11b of the fibrous structure 11 are curved in the same direction, so that the entire second curved surface portion 20 has a curved shape. That is, the second curved surface portion 20 has a radius.
  • the stacking direction Y is the same as the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19 at each of the end portion 11 a and the end portion 11 b of the fiber structure 11. From one end to the other end, a plurality of weft yarns 13 and a plurality of warp yarns 14 are constrained in the laminating direction Y by a plurality of constraining yarns 15 (FIG. 3).
  • the following actions and effects can be obtained.
  • the overlapping portion where the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 are overlapped with each other is positioned on the first flat surface portion 16 or the second flat surface portion 17 so that the overlapping portion is not positioned on the curved surface portion.
  • the fracture mode of the connecting portion between the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 is stable. Therefore, the second curved surface portion 20 after the load is applied can also absorb a sufficient amount of load, and the performance degradation of the energy absorber 10 can be suppressed.
  • the first end layer 20a and the second end layer 20b are superposed one by one in the stacking direction Y. Therefore, the thickness of the second curved surface portion 20 is reduced as compared with the case where the second curved surface portion 20 is formed by stacking the first end portion layer 20a and the second end portion layer 20b in the stacking direction Y in multiple layers. Therefore, the surplus in the stacking direction Y on the second curved surface portion 20 can be suppressed.
  • the number of layers of the weft layer 21 and the warp layer 22 stacked at the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 is stacked in the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19.
  • the number of layers of the weft yarn layer 21 and the warp yarn layer 22 is set to half. Therefore, the thickness of the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 is half the thickness of the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19, and the end portion 11a of the fiber structure body 11 is formed.
  • 11b, the thickness of the second curved surface portion 20 where the overlapping portion is located is the same as the thickness of the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19. Therefore, since there is no change in thickness between the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19 and the second curved surface portion 20, the energy absorption characteristics of the entire energy absorber 10 can be stabilized. it can.
  • the energy absorber 10 may have a plurality of fiber structures 11.
  • the second curved surface portion 20 is configured by overlapping the end portions 11a and 11b of different fiber structures 11 in the stacking direction Y to form an overlapping portion.
  • some or all of the first curved surface portions 19 are different depending on the number of the fibrous structures 11 forming the energy absorber 10, similarly to the second curved surface portions 20.
  • the ends 11a and 11b of the fiber structure 11 may be overlapped in the stacking direction Y to form an overlapping part.
  • one energy absorber 50 may be formed by connecting three-dimensional objects of two tubular fiber structures 51 and 52 having a rectangular cross section.
  • the two fibrous structures 51 and 52 forming the energy absorber 50 are each configured by connecting four flat plate-like fibrous structures 11. And in all the curved surface parts 18 located in each fiber structure 51, 52, since the end parts 11a and 11b of different fiber structure 11 overlap in the stacking direction Y, all of the curved surface parts 18 have an overlapping part. It has become a thing. Further, of the two fibrous structures 51, 52 forming the energy absorber 50, the first fibrous structure 51 located on the fibrous structure 52 side (lower side in FIG.
  • one energy absorber 60 may be formed by connecting three-dimensional objects of three tubular fiber structures 61, 62, 63 having a rectangular cross section.
  • the three fibrous structures 61, 62, 63 forming the energy absorber 60 are each configured by connecting four flat plate-like fibrous structures 11. Then, in all of the curved surface portions 18 located in each of the fiber structures 61, 62, 63, the end portions 11a, 11b of different fiber structures 11 overlap each other in the stacking direction Y, whereby all of the curved surface portions 18 overlap It has become.
  • the first flat surface portion 16 located on the fiber structure 62 side (lower side in FIG.
  • the first flat surface portion 16 located on the upper side of FIG. 5 is in contact with the fiber structures 61 and 62 outside the cylinder.
  • a first plane portion 16 located on the fiber structure 63 side (lower side in FIG. 5) of the fiber structure 62, and a first plane portion located on the fiber structure 62 side (upper side in FIG. 5) in the fiber structure 63. 16 and 16 are in contact with each other outside the cylinder of the fiber structures 62 and 63. Then, in a state where the fiber structures 61, 62, 63 are stacked in the vertical direction of FIG.
  • the matrix resin 12 is impregnated into the entire fiber structures 61, 62, 63, so that each fiber structure 61, The end portions 11a and 11b of the fibrous structure 11 in the curved surface portions 62 and 63 are connected in an overlapping state.
  • three energy objects 70 may be formed by connecting three-dimensional objects of four tubular fiber structures 71, 72, 73, 74 having a rectangular cross section.
  • the four fiber structures 71, 72, 73, and 74 that form the energy absorber 70 are each configured by connecting four flat plate-like fiber structures 11.
  • the end portions 11a, 11b of different fiber structures 11 overlap each other in the stacking direction Y, so that all of the curved surface portions 18 are formed. It has an overlapping part.
  • the energy absorber 70 similarly to the energy absorber 50 shown in FIG. 4 and the energy absorber 60 shown in FIG. 5, the first flat surface portion 16 of the fiber structure 71 and the first flat surface portion 16 of the fiber structure 72. And the first flat surface portion 16 of the fiber structure 73 and the first flat surface portion 16 of the fiber structure 74 are in contact with each other.
  • the second flat surface portion 17 of the fiber structure 71 and the second flat surface portion 17 of the fiber structure 73 are in contact with each other in the left-right direction in FIG.
  • the portion 17 and the second flat surface portion 17 of the fiber structure 74 are in contact with each other in the left-right direction in FIG. 6.
  • the entire matrix of the fiber structures 71, 72, 73, 74 is impregnated with the matrix resin 12.
  • the end portions 11a and 11b of the fibrous structure 11 in the curved surface portion 18 of the structures 71, 72, 73 and 74 are connected in an overlapping state.
  • the fiber structures 51, 52 of the energy absorber 50 shown in FIG. 4, the fiber structures 61, 62, 63 of the energy absorber 60 shown in FIG. 5, and the fiber structure 71 of the energy absorber 70 shown in FIG. , 72, 73, 74, the first flat surface portions 16 contacting each other may be formed of the same flat plate-like fiber structure 11.
  • each of the end portions 11a and 11b of one flat plate-like fiber structure 11 is separated in the thickness direction into an upper end portion and a lower end portion.
  • the upper end portion constitutes the second flat surface portion 17 of the fiber structure body 51, 61, 62, 71, 73 and the end portion 11b of the fiber structure body 11 is formed.
  • the lower end is connected to the end 11a of the fiber structure 11 forming the second flat surface portion 17 of the fiber structures 52, 62, 63, 72, 74.
  • the upper end portion is connected to the end portion 11a of the fiber structure body 11 that constitutes the second flat surface portion 17 of the fiber structure body 51, 61, 62, 71, 73.
  • the lower end portion is connected to the end portion 11b of the fiber structure 11 forming the second flat surface portion 17 of the fiber structures 52, 62, 63, 72, 74.
  • the connecting portions between the upper end portion and the lower end portion and the end portions 11a and 11b of the fibrous structure 11 forming the second flat surface portion 17 also have the curved surfaces shown in FIGS. 4, 5, and 6. Similar to the portion 18, by having a curved shape, it can function as a curved surface portion having an overlapping portion.
  • the second flat surface portions 17 that are in contact with each other may be formed from the same flat plate-shaped fiber structure 11.
  • each of the end portions 11a and 11b of one flat plate-like fiber structure 11 is divided into two parts, a left end part and a right end part, in the thickness direction. Then, in the separated end 11a of the fiber structure 11, the left end is connected to the end 11b of the fiber structure 11 forming the first flat surface portion 16 of the fiber structures 71, 72, and the right The end portion is connected to the end portion 11a of the fiber structure 11 forming the first flat surface portion 16 of the fiber structure 73, 74.
  • the left end portion is connected to the end portion 11a of the fiber structure 11 that constitutes the first flat surface portion 16 of the fiber structure bodies 71 and 72, and the right end portion is connected.
  • the portion is connected to the end portion 11b of the fiber structure 11 forming the first flat surface portion 16 of the fiber structures 73 and 74.
  • By having a curved shape it can function as a curved surface portion having an overlapping portion.
  • the fiber structures 51, 52 of the energy absorber 50 shown in FIG. 4, the fiber structures 61, 62, 63 of the energy absorber 60 shown in FIG. 5, and the fiber structure 71 of the energy absorber 70 shown in FIG. , 72, 73, 74, the number of constituent fiber structures 11 may be reduced.
  • the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 do not overlap with each other in a part of the curved surface portion 18 of the fiber structures 51, 52, 61, 62, 63, 71, 72, 73 and 74. ..
  • the number of layers of the weft yarn layers 21 and the warp yarn layers 22 forming the first flat surface portion 16, the second flat surface portion 17, and the first curved surface portion 19 may be even.
  • the number of layers of the weft yarn layers 21 and the warp yarn layers 22 constituting the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 is the same in odd number or even number in both the end portions 11a and 11b.
  • the total number of layers of the weft layer 21 and the warp layer 22 constituting the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 is the first plane portion 16
  • the second flat surface portion 17 and the first curved surface portion 19 are set to have the same number as the number of layers of the weft yarn layers 21 and the warp yarn layers 22 respectively.
  • the number of the weft yarn layers 21 and the warp yarn layers 22 stacked is determined by the first plane portion 16, the second plane portion 17, and the first plane portion 17. It is half of the fiber structure 11 forming the curved surface portion 19.
  • the number of layers of the weft layer 21 and the warp layer 22 at the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 that overlap in the stacking direction Y is determined by the number of layers of the fiber structure 11 forming the first plane portion 16 and the second plane portion 17. May be more or less than half.
  • the second end layer 20b is separated into two in the stacking direction Y, and the first end layer 20a is sandwiched by the two separated second end layers 20b from both sides in the stacking direction Y.
  • the end layer 20a and the second end layer 20b may be overlapped.
  • the first end layer 20a and the second end layer 20b are each separated into a plurality of layers in the stacking direction Y, and the plurality of separated first end layers 20a and second end layers 20b are stacked in the stacking direction Y. You may pile up by turns.
  • the energy absorbers 10, 50, 60, 70 may be three-dimensional objects having an open cross section in which the fiber structure 11 is not located in a part of the circumferential direction. Moreover, the cross-sectional shape of the energy absorber 10 does not need to be rectangular. For example, the cross-sectional shape of the energy absorber 10 may be H-shaped. In the energy absorber 10 of this form, for example, one flat fiber structure 11 and four flat fiber structures 11 different from the fiber structure 11 are the same as the above one fiber structure 11. The end portions 11a and 11b are arranged so that the end portions 11a and 11b of the four fiber structures 11 face each other. The one fiber structure 11 and the four fiber structures 11 are arranged such that the surfaces of the outermost fiber layers are orthogonal to each other.
  • each of the end portions 11a and 11b of the one fiber structure 11 is separated in the thickness direction into an upper end portion and a lower end portion.
  • the upper end portion and the lower end portion are connected to different end portions 11a (end portions 11b) of the fiber structure 11, respectively.
  • the upper end portion and the lower end portion are connected to different end portions 11a (end portion 11b) of the fiber structure 11, respectively.
  • the connecting portions between the upper end portion and the lower end portion and the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11 are curved like the curved surface portion 18 shown in FIGS. 4, 5, and 6. By having a shape, it can function as a curved surface portion having an overlapping portion that achieves the same effect as the above embodiment.
  • One or both of the end portions 11a and 11b of the fiber structures 11 overlapping in the stacking direction Y may omit the restraint by the restraint yarn 15. Further, in the end portions 11a and 11b of the fiber structure 11, the first end layer 20a and the second end layer 20b may be connected by an adhesive.
  • a part of the warp yarn 14 may function as a restraint yarn.
  • the first yarn may be the warp yarn 14 and the second yarn may be the weft yarn 13.

Landscapes

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

Abstract

エネルギー吸収体（１０）は、緯糸（１３）を有する複数の緯糸層と、緯糸（１３）に交差した経糸（１４）を有する複数の経糸層と、が積み重ねられた板状の繊維構造体（１１）からなる。繊維構造体（１１）は、緯糸層と経糸層が積み重ねられた方向を積層方向とすると、緯糸層及び経糸層が拘束糸によって積層方向に拘束されてなる第１平面部（１６）及び第２平面部（１７）を備える。繊維構造体（１１）は、繊維構造体（１１）の端部（１１ａ，１１ｂ）同士が積層方向で重なって接続された重なり部を有する第２曲面部（２０）を備える。

Description

エネルギー吸収体
　本発明は、エネルギー吸収体に関する。
　車両等には、車両が受けた衝撃に応じて変形かつ圧縮破壊することによって衝撃に伴うエネルギーを吸収するエネルギー吸収体が設けられる。エネルギー吸収体は、繊維構造体で構成されることにより軽量化が図られている。繊維構造体で構成されたエネルギー吸収体としては、例えば、特許文献１に記載のように四角筒状のような閉じ断面を有する立体物や、特許文献２に記載のように断面Ｗ字型の板状のような開き断面を有する立体物が採用されている。こうしたエネルギー吸収体としての立体物については、製造を容易にする目的で、平板状の繊維構造体から形成することが考えられる。その場合では、樹脂を含浸させたり、接着剤によって接着したりすることにより、平板状の繊維構造体の端部同士を接続して、立体物として形成する。例えば、特許文献１に記載のように閉じ断面を有する立体物は、共通の繊維構造体の端部同士を接続することで形成できる。特許文献２に記載のように開き断面を有する立体物は、異なる繊維構造体の端部同士を接続することで形成できる。
特開２００５－１９３７８７号公報 特開２００８－２２１９８５号公報
　ところで、衝撃に応じてエネルギー吸収体が変形する際は、上記繊維構造体の端部同士の接続部分において、厚み方向と直交する方向に荷重がかかり、その接続部分で端部同士が互いに開くように変形するおそれがある。こうした変形が生じると、その接続部分で十分な大きさの荷重を吸収できなくなってしまうため、エネルギー吸収体の性能低下に繋がるおそれがある。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、性能低下を抑制できるエネルギー吸収体を提供することにある。
　上記課題を解決するエネルギー吸収体は、第１の糸を有する複数の第１繊維層と、前記第１の糸に交差した第２の糸を有する複数の第２繊維層と、が積み重ねられた板状の繊維構造体を有するエネルギー吸収体であって、前記第１繊維層と前記第２繊維層が積み重ねられた方向を積層方向とすると、前記繊維構造体は、積み重ねられた全ての前記第１繊維層及び前記第２繊維層が拘束糸によって前記積層方向に互いに拘束されてなる平面部と、前記平面部と連続する曲面部と、を備え、前記曲面部は、前記繊維構造体の端部同士が前記積層方向で重なって接続された重なり部を有することを特徴とする。
　上記構成によれば、衝撃に応じてエネルギー吸収体が変形する際に、重なり部に厚み方向と直交する方向に荷重がかかるときは、重なり部を構成する繊維構造体の２つの端部のいずれも曲面部の湾曲の外側に向けて変形しようとする。その際には、上記２つの端部が干渉し合うことで互いに変形を抑制し合うこととなり、重なり部での変形が抑制される。したがって、荷重がかかった後の重なり部でも十分な大きさの荷重を吸収でき、エネルギー吸収体の性能低下を抑制できる。
　エネルギー吸収体において、前記重なり部を構成する前記繊維構造体の端部のうち、一方端部を構成する前記第１繊維層及び前記第２繊維層の積層体を第１端部層とし、他方端部を構成する前記第１繊維層及び前記第２繊維層の積層体を第２端部層とするとき、前記重なり部は、前記第１端部層と前記第２端部層とが前記積層方向で一層ずつ重なっていることが好ましい。
　上記構成によれば、第１端部層と第２端部層とを積層方向で複層ずつ重ねて重なり部を形成する場合と比較して、重なり部の厚みを小さくすることができ、重なり部での積層方向の余剰を抑えることができる。
　エネルギー吸収体において、前記重なり部を構成する前記繊維構造体の端部において積み重ねられた前記第１繊維層及び前記第２繊維層の積層数が、前記平面部において積み重ねられた前記第１繊維層及び前記第２繊維層の積層数の半分に設定されていることが好ましい。
　上記構成によれば、繊維構造体の端部の厚みが平面部の厚みの半分の大きさとなるため、繊維構造体の端部同士が重なった重なり部の厚みが平面部の厚みと同じとなる。したがって、平面部と重なり部とで厚みの変化がなくなるため、エネルギー吸収体全体でのエネルギー吸収特性を安定させることができる。
　この発明によれば、エネルギー吸収体の性能低下を抑制できる。
実施形態のエネルギー吸収体を示す斜視図。 エネルギー吸収体を示す正面図。 繊維構造体を模式的に示す図。 別の形態におけるエネルギー吸収体を示す正面図。 別の形態におけるエネルギー吸収体を示す正面図。 別の形態におけるエネルギー吸収体を示す正面図。
　以下、エネルギー吸収体を具体化した一実施形態について図１～図３を用いて説明する。
　図１及び図２に示すように、エネルギー吸収体１０は、強化基材となる繊維構造体１１にマトリックス樹脂１２を含浸させて構成されている。マトリックス樹脂１２としては、例えば、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。繊維構造体１１は、全体形状が筒状であり、且つ矩形状の閉じ断面を有するように、平板状の１つの繊維構造体１１を賦形して形成されている。繊維構造体１１は、対向する一対の第１平面部１６と、対向する一対の第２平面部１７と、隣り合う第１平面部１６と第２平面部１７の間である四隅に位置する曲面部１８と、が連続する立体的な板状である。
　次に、繊維構造体１１を賦形される前の平板状の状態で説明する。
　図３に示すように、繊維構造体１１は、複数の繊維層が積層されて構成されている。なお、繊維層が積み重なった方向を繊維構造体１１の積層方向Ｙとする。積層方向Ｙは、繊維構造体１１の厚み方向と一致する。また、繊維構造体１１は、第１の糸としての複数本の緯糸１３と、第２の糸としての複数本の経糸１４と、を有する。また、繊維構造体１１は、複数の繊維層を積層方向Ｙに拘束する拘束糸１５を有する。
　繊維構造体１１において、緯糸１３及び経糸１４は互いに交差する方向に延びている。緯糸１３の糸主軸が延びる方向を第１方向Ｘ１とし、経糸１４の糸主軸が延びる方向を第２方向Ｘ２とする。なお、緯糸１３及び経糸１４は、それぞれ繊維を束ねて形成された繊維束である。繊維としては、有機繊維や無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。有機繊維としては、アラミド繊維、ポリ－ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられ、無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。
　繊維構造体１１は、複数本の緯糸１３が第２方向Ｘ２へ配列されて形成された第１繊維層としての緯糸層２１を複数有する。また、繊維構造体１１は、複数本の経糸１４が第１方向Ｘ１へ配列されて形成された第２繊維層としての経糸層２２を複数有する。繊維構造体１１では、緯糸層２１と経糸層２２とが積層方向Ｙの一端から他端へ交互に積層されている。
　次に、繊維構造体１１を賦形された状態で説明する。
　図１に示すように、繊維構造体１１では、一方の第１平面部１６と、１つの曲面部１８と、一方の第２平面部１７とが、経糸１４によって第２方向Ｘ２に連続している。以下では、第１平面部１６及び第２平面部１７と経糸１４によって連続している３つの曲面部１８を第１曲面部１９とする。第１平面部１６と第２平面部１７と第１曲面部１９では、複数本の緯糸１３が第２方向Ｘ２に並べられるとともに、複数本の経糸１４が第１方向Ｘ１に並べられる。また、第１平面部１６及び第２平面部１７では、各緯糸１３が第１方向Ｘ１に直線状に延びているとともに、各経糸１４が第２方向Ｘ２に直線状に延びている。第１曲面部１９では、複数本の緯糸１３が第１曲面部１９の弧に沿って並べられるとともに、各経糸１４が第１曲面部１９の弧に沿って延びている。また、第１曲面部１９では、複数本の経糸１４が第１方向Ｘ１に並べられるとともに、各緯糸１３が第１方向Ｘ１に直線状に延びている。
　図３に示すように、第１平面部１６と第２平面部１７と第１曲面部１９では、積層方向Ｙの一端から他端へ複数の緯糸１３と複数の経糸１４とが複数本の拘束糸１５によって積層方向Ｙに拘束されている。すなわち、第１平面部１６と第２平面部１７と第１曲面部１９では、積み重ねられた全ての緯糸層２１及び経糸層２２である複数の緯糸層２１と複数の経糸層２２とが複数の拘束糸１５により積層方向Ｙに互いに拘束されている。なお、図１では、拘束糸１５の図示を省略している。
　図３に示すように、複数の拘束糸１５は、強化繊維の繊維束であり、第１方向Ｘ１に並んでいる。強化繊維としては、有機繊維や無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。複数本の拘束糸１５は、各経糸１４と略平行に配列されるとともに、第１平面部１６と第２平面部１７と第１曲面部１９における積層方向Ｙの最外層に位置する緯糸層２１の緯糸１３の外面を通って折り返すように配置されている。これにより、拘束糸１５は、積層方向Ｙにおける両端の緯糸層２１の緯糸１３に係合している。
　図１又は図２に示すように、繊維構造体１１の４つの曲面部１８のうち、上記第１曲面部１９ではない１つの曲面部１８では、板状の繊維構造体１１の第２方向における端部１１ａ，１１ｂ同士が積層方向Ｙで重なっている。以下では、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が重なる曲面部１８を、第２曲面部２０とする。本実施形態では、第２曲面部２０を含む繊維構造体１１の全体にマトリックス樹脂１２が含浸されることにより、第２曲面部２０における繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が重なった状態で接続されている。すなわち、賦形された状態での繊維構造体１１において、第２曲面部２０は、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が積層方向Ｙで重なって接続された重なり部を有する。
　繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂのうち、エネルギー吸収体１０の筒内側（内側）に位置する一方端部としての端部１１ａは、第２曲面部２０と隣り合う第１平面部１６と経糸１４によって第２方向Ｘ２に連続している。また、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂのうち、エネルギー吸収体１０の筒外側（外側）に位置する他方端部としての端部１１ｂは、第２曲面部２０と隣り合う第２平面部１７と経糸１４によって第２方向Ｘ２に連続している。
　第２曲面部２０を構成する繊維構造体１１の端部１１ａは、第２曲面部２０と隣り合う第１平面部１６と連続する複数の緯糸層２１及び複数の経糸層２２の積層体である第１端部層２０ａからなる。第２曲面部２０を構成する繊維構造体１１の端部１１ｂは、第２曲面部２０と隣り合う第２平面部１７と連続する複数の緯糸層２１及び複数の経糸層２２の積層体である第２端部層２０ｂからなる。本実施形態の第２曲面部２０は、第１端部層２０ａと第２端部層２０ｂとが積層方向Ｙで一層ずつ重なった態様となっている。
　また、第２曲面部２０を構成する繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂでは、緯糸層２１及び経糸層２２の積層数が、第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９を構成する繊維構造体１１の部分の半分に設定されている。また、第１端部層２０ａのエネルギー吸収体１０の筒内側の端面が、第２曲面部２０と隣り合う第１平面部１６のエネルギー吸収体１０の筒内側の端面に沿って延びている。第２端部層２０ｂのエネルギー吸収体１０の筒外側の端面が、第２曲面部２０と隣り合う第２平面部１７のエネルギー吸収体１０の筒外側の端面に沿って延びている。そのため、第２曲面部２０にて繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が積層方向Ｙで重ねられることにより、第２曲面部２０での緯糸層２１及び経糸層２２の積層数が、第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９を構成する繊維構造体１１と同数となっている。そして、第２曲面部２０において、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が重ねられた状態では、積層方向Ｙの大きさ（厚み）が、第１曲面部１９の大きさ（厚み）と同じ大きさとなっている。なお、本実施形態では、第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９を構成する緯糸層２１及び経糸層２２の積層数が奇数となっている。そして、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂを構成する緯糸層２１及び経糸層２２の積層数は、端部１１ａ及び端部１１ｂのうち一方では奇数となっており、他方では偶数であり、且つ一方より一層多い又は少ない積層数となっている。これら繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂを構成する緯糸層２１及び経糸層２２の積層数は、端部１１ａと端部１１ｂとでの上記積層数の合計が、第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９を構成する緯糸層２１及び経糸層２２の積層数と同数となるように、それぞれ設定されている。これにより、第２曲面部２０を構成する繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂでは、緯糸層２１及び経糸層２２の積層数が、第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９を構成する繊維構造体１１の部分の半分となっている。
　第２曲面部２０では、複数本の経糸１４が第１方向Ｘ１に並べられるとともに、各緯糸１３が第１方向Ｘ１に直線状に延びている。また、第２曲面部２０では、複数本の緯糸１３が第２曲面部２０の弧に沿って並べられるとともに、各経糸１４が第２曲面部２０の弧に沿って延びている。そのため、繊維構造体１１の端部１１ａと繊維構造体１１の端部１１ｂとが同方向に湾曲することにより、第２曲面部２０の全体がアール状に湾曲した形状となっている。すなわち第２曲面部２０は、アールを有したものとなっている。また、第２曲面部２０において、繊維構造体１１の端部１１ａと端部１１ｂとのそれぞれでは、第１平面部１６と第２平面部１７と第１曲面部１９と同様に、積層方向Ｙの一端から他端へ複数の緯糸１３と複数の経糸１４とが複数本の拘束糸１５（図３）によって積層方向Ｙに拘束されている。
　上記実施形態によれば、以下のような作用及び効果を得ることができる。
　（１）衝撃に応じてエネルギー吸収体１０が変形する際に、第２曲面部２０に厚み方向（積層方向Ｙ）と直交する方向に荷重がかかるときは、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂのいずれもエネルギー吸収体１０の筒外側（外側）に向けて変形しようとする。その際には、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂが干渉し合うことで互いに変形を抑制し合うこととなり、第２曲面部２０での変形が抑制される。そのため、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士を重ねた重なり部を第１平面部１６や第２平面部１７に位置させる等により、上記重なり部が曲面部に位置しないものとする場合と比較して、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士の接続部分の破壊モードが安定する。したがって、荷重がかかった後の第２曲面部２０でも十分な大きさの荷重を吸収でき、エネルギー吸収体１０の性能低下を抑制できる。
　（２）第２曲面部２０は、第１端部層２０ａと第２端部層２０ｂとが積層方向Ｙで一層ずつ重なっている。そのため、第１端部層２０ａと第２端部層２０ｂとを積層方向Ｙで複層ずつ重ねて第２曲面部２０を形成する場合と比較して、第２曲面部２０の厚みを小さくすることができ、第２曲面部２０での積層方向Ｙの余剰を抑えることができる。
　（３）繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂにおいて積み重ねられた緯糸層２１及び経糸層２２の積層数が、第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９において積み重ねられた緯糸層２１及び経糸層２２の積層数の半分に設定されている。そのため、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂの厚みが第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９の厚みの半分の大きさとなり、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂが重なった重なり部の位置する第２曲面部２０の厚みが第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９の厚みと同じとなる。したがって、第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９と第２曲面部２０とで厚みの変化がなくなるため、エネルギー吸収体１０全体でのエネルギー吸収特性を安定させることができる。
　なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　〇　エネルギー吸収体１０は複数の繊維構造体１１を有するものであってもよい。この形態では、異なる繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士を積層方向Ｙに重ねて重なり部とすることで第２曲面部２０が構成される。また、エネルギー吸収体１０を形成する繊維構造体１１の数に応じて、第２曲面部２０に加えて、第１曲面部１９の一部又は全てにおいて、第２曲面部２０と同様に、異なる繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士を積層方向Ｙで重ねて重なり部としてもよい。
　〇　図４に示すように、矩形断面を有する筒状の２つの繊維構造体５１，５２の立体物を繋げて１つのエネルギー吸収体５０としてもよい。例えば、このエネルギー吸収体５０において、エネルギー吸収体５０を構成する２つの繊維構造体５１，５２は、それぞれ４つの平板状の繊維構造体１１が接続されて構成される。そして、各繊維構造体５１，５２に位置する曲面部１８の全てにおいて、異なる繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が積層方向Ｙで重なることにより、曲面部１８の全てが重なり部を有するものとなっている。また、エネルギー吸収体５０を構成する２つの繊維構造体５１，５２のうち、一方（図４の上側）の繊維構造体５１における繊維構造体５２側（図４の下側）に位置する第１平面部１６と、他方（図４の下側）の繊維構造体５２における繊維構造体５１側（図４の上側）に位置する第１平面部１６と、が繊維構造体５１，５２の筒外で接している。そして、繊維構造体５１と繊維構造体５２とが図４の上下方向に積み重ねられた状態で、繊維構造体５１，５２の全体にマトリックス樹脂１２が含浸されることにより、各繊維構造体５１，５２の曲面部１８における繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が重なった状態で接続されている。
　〇　図５に示すように、矩形断面を有する筒状の３つの繊維構造体６１，６２，６３の立体物を繋げて１つのエネルギー吸収体６０としてもよい。例えば、このエネルギー吸収体６０において、エネルギー吸収体６０を構成する３つの繊維構造体６１，６２，６３は、それぞれ４つの平板状の繊維構造体１１が接続されて構成される。そして、各繊維構造体６１，６２，６３に位置する曲面部１８の全てにおいて、異なる繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が積層方向Ｙで重なることにより、曲面部１８の全てが重なり部を有するものとなっている。また、図５に示すエネルギー吸収体６０では、繊維構造体６１における繊維構造体６２側（図５の下側）に位置する第１平面部１６と、繊維構造体６２における繊維構造体６１側（図５の上側）に位置する第１平面部１６と、が繊維構造体６１，６２の筒外で接している。繊維構造体６２における繊維構造体６３側（図５の下側）に位置する第１平面部１６と、繊維構造体６３における繊維構造体６２側（図５の上側）に位置する第１平面部１６と、が繊維構造体６２，６３の筒外で接している。そして、繊維構造体６１，６２，６３が図５の上下方向に積み重ねられた状態で、繊維構造体６１，６２，６３の全体にマトリックス樹脂１２が含浸されることにより、各繊維構造体６１，６２，６３の曲面部１８における繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が重なった状態で接続されている。
　〇　上記変形例のエネルギー吸収体５０，６０と同様の態様で、矩形断面を有する筒状の繊維構造体の立体物を４つ以上繋げることも可能である。
　〇　図６に示すように、矩形断面を有する筒状の４つの繊維構造体７１，７２，７３，７４の立体物を繋げて１つのエネルギー吸収体７０としてもよい。例えば、このエネルギー吸収体７０において、エネルギー吸収体７０を構成する４つの繊維構造体７１，７２，７３，７４は、それぞれ４つの平板状の繊維構造体１１が接続されて構成される。そして、各繊維構造体７１，７２，７３，７４に位置する曲面部１８の全てにおいて、異なる繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が積層方向Ｙで重なることにより、曲面部１８の全てが重なり部を有するものとなっている。また、エネルギー吸収体７０では、図４に示すエネルギー吸収体５０や図５に示すエネルギー吸収体６０と同様に、繊維構造体７１の第１平面部１６と繊維構造体７２の第１平面部１６とが接しているとともに、繊維構造体７３の第１平面部１６と繊維構造体７４の第１平面部１６とが接している。さらに、エネルギー吸収体７０では、繊維構造体７１の第２平面部１７と繊維構造体７３の第２平面部１７とが図６の左右方向で接しているとともに、繊維構造体７２の第２平面部１７と繊維構造体７４の第２平面部１７とが図６の左右方向で接している。そして、繊維構造体７１，７２，７３，７４が図６で示すように積み重ねられた状態で、繊維構造体７１，７２，７３，７４の全体にマトリックス樹脂１２が含浸されることにより、各繊維構造体７１，７２，７３，７４の曲面部１８における繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が重なった状態で接続されている。
　〇　上記変形例のエネルギー吸収体７０と同様の態様で、矩形断面を有する筒状の繊維構造体の立体物を６つ以上繋げることも可能である。
　〇　図４に示すエネルギー吸収体５０の繊維構造体５１，５２や、図５に示すエネルギー吸収体６０の繊維構造体６１，６２，６３や、図６に示すエネルギー吸収体７０の繊維構造体７１，７２，７３，７４において、互いに接触する第１平面部１６を同一の平板状の繊維構造体１１から形成してもよい。この形態では、１つの平板状の繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂのそれぞれについて、上部端部と下部端部との２つに厚み方向に分離させる。そして、上記の分離させた繊維構造体１１の端部１１ａにおいて、上部端部を繊維構造体５１，６１，６２，７１，７３の第２平面部１７を構成する繊維構造体１１の端部１１ｂと接続させ、下部端部を繊維構造体５２，６２，６３，７２，７４の第２平面部１７を構成する繊維構造体１１の端部１１ａと接続させる。上記の分離させた繊維構造体１１の端部１１ｂにおいて、上部端部を繊維構造体５１，６１，６２，７１，７３の第２平面部１７を構成する繊維構造体１１の端部１１ａと接続させ、下部端部を繊維構造体５２，６２，６３，７２，７４の第２平面部１７を構成する繊維構造体１１の端部１１ｂと接続させる。そして、こうした上部端部及び下部端部と、第２平面部１７を構成する繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂとの接続部分についても、図４、図５、及び図６に示した曲面部１８と同様に、湾曲した形状とすることにより、重なり部を有する曲面部として機能させることができる。
　〇　図６に示すエネルギー吸収体７０の繊維構造体７１，７２，７３，７４において、互いに接触する第２平面部１７を同一の平板状の繊維構造体１１から形成してもよい。この形態では、１つの平板状の繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂのそれぞれについて、左部端部と右部端部との２つに厚み方向に分離させる。そして、上記の分離させた繊維構造体１１の端部１１ａにおいて、左部端部を繊維構造体７１，７２の第１平面部１６を構成する繊維構造体１１の端部１１ｂと接続させ、右部端部を繊維構造体７３，７４の第１平面部１６を構成する繊維構造体１１の端部１１ａと接続させる。上記の分離させた繊維構造体１１の端部１１ｂにおいて、左部端部を繊維構造体７１，７２の第１平面部１６を構成する繊維構造体１１の端部１１ａと接続させ、右部端部を繊維構造体７３，７４の第１平面部１６を構成する繊維構造体１１の端部１１ｂと接続させる。そして、こうした左部端部及び右部端部と、第１平面部１６を構成する繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂとの接続部分についても、図６に示した曲面部１８と同様に、湾曲した形状とすることにより、重なり部を有する曲面部として機能させることができる。
　〇　図４に示すエネルギー吸収体５０の繊維構造体５１，５２や、図５に示すエネルギー吸収体６０の繊維構造体６１，６２，６３や、図６に示すエネルギー吸収体７０の繊維構造体７１，７２，７３，７４において、構成する繊維構造体１１の数を減らしてもよい。この場合、繊維構造体５１，５２，６１，６２，６３，７１，７２，７３，７４の曲面部１８の一部にて、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂ同士が重ならない態様となる。
　〇　第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９を構成する緯糸層２１及び経糸層２２の積層数は偶数であってもよい。この場合、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂを構成する緯糸層２１及び経糸層２２の積層数が、端部１１ａ及び端部１１ｂの双方で奇数又は偶数の同数である。そして、これら繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂを構成する緯糸層２１及び経糸層２２の積層数を、端部１１ａと端部１１ｂとでの上記積層数の合計が、第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９を構成する緯糸層２１及び経糸層２２の積層数と同数となるように、それぞれ設定する。これにより、第２曲面部２０を構成する繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂでは、緯糸層２１及び経糸層２２の積層数が、第１平面部１６、第２平面部１７、及び第１曲面部１９を構成する繊維構造体１１の部分の半分とされる。また、積層方向Ｙで重なる繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂにおける緯糸層２１及び経糸層２２の積層数は、第１平面部１６や第２平面部１７を構成する繊維構造体１１の部分の半分より多くてもよいし、少なくてもよい。
　〇　第２端部層２０ｂを積層方向Ｙで２つに分離させ、その分離させた２つの第２端部層２０ｂによって第１端部層２０ａを積層方向Ｙの両側から挟むように、第１端部層２０ａと第２端部層２０ｂとを重ねてもよい。
　〇　第１端部層２０ａ及び第２端部層２０ｂを積層方向Ｙでそれぞれ複数層に分離させ、その分離させた複数の第１端部層２０ａ及び第２端部層２０ｂを積層方向Ｙで交互に重ねてもよい。
　〇　エネルギー吸収体１０，５０，６０，７０は周方向の一部分に繊維構造体１１が位置しない開き断面を有する立体物であってもよい。また、エネルギー吸収体１０の断面形状は、矩形状でなくてもよい。例えば、エネルギー吸収体１０の断面形状は、Ｈ字状であってもよい。この形態のエネルギー吸収体１０では、例えば、１つの平板状の繊維構造体１１と、その繊維構造体１１とは異なる４つの平板状の繊維構造体１１とが、上記１つの繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂと上記４つの繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂとが対向するように配置される。上記１つの繊維構造体１１と上記４つの繊維構造体１１とは、最外層に位置する繊維層からなる面が互いに直交するように配置される。そして、上記１つの繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂのそれぞれについて、上部端部と下部端部との２つに厚み方向に分離させる。分離させた繊維構造体１１の端部１１ａにおいて、上部端部及び下部端部をそれぞれ異なる繊維構造体１１の端部１１ａ（端部１１ｂ）と接続させる。上記の分離させた繊維構造体１１の端部１１ｂにおいて、上部端部及び下部端部をそれぞれ異なる繊維構造体１１の端部１１ａ（端部１１ｂ）と接続させる。そして、こうした上部端部及び下部端部と、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂとの接続部分についても、図４、図５、及び図６に示した曲面部１８と同様に、湾曲した形状とすることにより、上記実施形態と同様の効果を奏する重なり部を有する曲面部として機能させることができる。
　〇　積層方向Ｙで重なる繊維構造体１１の端部１１ａ及び端部１１ｂのうち、一方又は双方で拘束糸１５による拘束を省略してもよい。また、繊維構造体１１の端部１１ａ，１１ｂにおいて、第１端部層２０ａと第２端部層２０ｂとの間を接着剤によって接続させてもよい。
　〇　拘束糸１５にかえて、経糸１４の一部を拘束糸として機能させてもよい。
　〇　第１の糸を経糸１４とし、第２の糸を緯糸１３としてもよい。
　１０，５０，６０，７０　　エネルギー吸収体
　１１，５１，５２，６１，６２，６３，７１，７２，７３，７４　　繊維構造体
　１１ａ，１１ｂ　　端部
　１３　　緯糸
　１４　　経糸
　１５　　拘束糸
　１６　　第１平面部
　１７　　第２平面部
　１８　　曲面部
　１９　　第１曲面部
　２０　　第２曲面部
　２０ａ　　第１端部層
　２０ｂ　　第２端部層
　２１　　緯糸層
　２２　　経糸層

Claims (3)

  1. 　第１の糸を有する複数の第１繊維層と、前記第１の糸に交差した第２の糸を有する複数の第２繊維層と、が積み重ねられた板状の繊維構造体を有するエネルギー吸収体であって、
    　前記第１繊維層と前記第２繊維層が積み重ねられた方向を積層方向とすると、
    　前記繊維構造体は、積み重ねられた全ての前記第１繊維層及び前記第２繊維層が拘束糸によって前記積層方向に互いに拘束されてなる平面部と、前記平面部と連続する曲面部と、を備え、
    　前記曲面部は、前記繊維構造体の端部同士が前記積層方向で重なって接続された重なり部を有するエネルギー吸収体。
  2. 　前記重なり部を構成する前記繊維構造体の端部のうち、一方端部を構成する前記第１繊維層及び前記第２繊維層の積層体を第１端部層とし、他方端部を構成する前記第１繊維層及び前記第２繊維層の積層体を第２端部層とするとき、
    　前記重なり部は、前記第１端部層と前記第２端部層とが前記積層方向で一層ずつ重なっている請求項１に記載のエネルギー吸収体。
  3. 　前記重なり部を構成する前記繊維構造体の端部において積み重ねられた前記第１繊維層及び前記第２繊維層の積層数が、前記平面部において積み重ねられた前記第１繊維層及び前記第２繊維層の積層数の半分に設定されている請求項１又は請求項２に記載のエネルギー吸収体。
PCT/JP2019/049249 2018-12-27 2019-12-16 エネルギー吸収体 WO2020137669A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018245848A JP2020105657A (ja) 2018-12-27 2018-12-27 エネルギー吸収体
JP2018-245848 2018-12-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020137669A1 true WO2020137669A1 (ja) 2020-07-02

Family

ID=71129843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/049249 WO2020137669A1 (ja) 2018-12-27 2019-12-16 エネルギー吸収体

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020105657A (ja)
WO (1) WO2020137669A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005193787A (ja) * 2004-01-07 2005-07-21 Toyota Industries Corp エネルギー吸収体
JP2012047340A (ja) * 2011-10-14 2012-03-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 衝撃吸収部材
JP2016053405A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 株式会社豊田自動織機 エネルギー吸収部材
JP2016102548A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 株式会社豊田自動織機 衝撃吸収材、及び衝撃吸収材の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005193787A (ja) * 2004-01-07 2005-07-21 Toyota Industries Corp エネルギー吸収体
JP2012047340A (ja) * 2011-10-14 2012-03-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 衝撃吸収部材
JP2016053405A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 株式会社豊田自動織機 エネルギー吸収部材
JP2016102548A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 株式会社豊田自動織機 衝撃吸収材、及び衝撃吸収材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020105657A (ja) 2020-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4422627A (en) Endless spring, such as ringspring
JP5880671B1 (ja) 衝撃吸収材、及び衝撃吸収材の製造方法
WO2018008340A1 (ja) 荷重エネルギ吸収材
JP4404019B2 (ja) 複合材
JP2007009028A (ja) 繊維強化樹脂製の部材
WO2016035694A1 (ja) エネルギー吸収部材
JP6766770B2 (ja) 繊維構造体及び繊維強化複合材
WO2020137669A1 (ja) エネルギー吸収体
CN111344448A (zh) 纤维构造体、纤维强化复合材料以及它们的制造方法
JP2021025164A (ja) 繊維構造体及び繊維強化複合材
JP6083383B2 (ja) エネルギー吸収部材およびその製造方法
KR102200951B1 (ko) 섬유 강화 플라스틱 시트와 이를 포함하는 적층체
JP5644755B2 (ja) 織物基材及び繊維強化複合材料
JP7287162B2 (ja) 繊維構造体及び繊維強化複合材
WO2020218040A1 (ja) 構造材
WO2018179877A1 (ja) 繊維構造体及び繊維強化複合材
JP2022182788A (ja) 衝撃吸収構造体
JP2022122656A (ja) 繊維構造体、繊維強化複合材、及び繊維構造体の製造方法
WO2020218039A1 (ja) 衝撃吸収構造体
JP2022119368A (ja) 繊維構造体及び繊維強化複合材
JP6528651B2 (ja) 繊維構造体
WO2020105531A1 (ja) 衝撃吸収構造体
JP2023158516A (ja) 衝撃吸収部材
JP6295939B2 (ja) エネルギー吸収部材
JP2021017964A (ja) 衝撃吸収構造体

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19902467

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19902467

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1