JP2013193537A - 移動体衝撃吸収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ハニカムセルの縦軸線を吸収すべき衝撃力の作用方向に向けたハニカムセル集合体を発泡接着剤にて移動体の表面に固定した移動体衝撃吸収構造の接着剤による固定力を発泡接着剤の発泡による体積膨張を利用して高める。
【解決手段】ハニカムセルの縦軸線を吸収すべき衝撃力の作用方向に向けたハニカムセル集合体を発泡接着剤にて移動体の表面に固定した移動体衝撃吸収構造に於いて、ハニカムセル集合体のセル壁の発泡接着剤の層に浸る位置に該壁を貫通する周囲が閉じた孔を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、航空機や車輌の如き移動体が地面、建物、他の移動体等に衝突した時の衝撃を吸収する構造に係る。

グライダーの如き移動体がその首部より地面に衝突したような場合を想定して衝撃力を自身の圧縮破壊によって緩和するＦＲＰ製の筒形エネルギー吸収部材を移動体に衝撃力負荷方向に対向して設けた衝撃エネルギー吸収構造が下記の特許文献１に於いて提案されている。また下記の特許文献２、３，４には、衝撃エネルギー吸収構造としてハニカムセルの縦軸線を吸収すべき衝撃力の作用方向に向けたハニカムセルの集合体を用いることが記載されている。この内、特許文献２には、更に、ハニカムセル集合体のセル開放面に板材を発泡接着剤にて張り合わせるに当たって、ハニカムセル集合体のセル壁の板材と接する端部に切欠きを形成し、この切欠きを通ってセル壁の両側にある接着剤層が繋がることにより発泡接着剤による接合の強度を高めることが記載されている。また特許文献４には、金属箔製のハニカムセル集合体の衝撃による圧壊強度を調整するために、セル壁にその全体にわたって分散された多数の孔を開けることが記載されている。

特開平７-２２４８７５号公報 特開平５-２３９９１４号公報 特開平７-１６５１９７号公報 特開２００２-３１０２１１号公報

グライダーや飛行機の如き飛行体がその首部より地面に衝突する場合、飛行体に地面から作用する衝撃力の作用方向は、飛行体の水平移動速度と垂直移動速度（落下速度）の合成によって定まるので、例えば添付の図１に示す如く、衝撃力の作用方向として矢印ａの方向が想定され、それに沿った衝撃力を受けるとき最適緩衝性能を発揮する衝撃吸収構造Ｓが飛行体の下部に設けられていても、水平移動速度に対する垂直移動速度が想定時よりも小さければ、地面からの衝撃力は矢印ｂの方向に作用し、また水平移動速度に対する垂直移動速度が想定時よりも大きければ、地面からの衝撃力は矢印ｃの方向に作用するので、それぞれの場合に衝撃吸収構造Ｓには想定された緩衝方向に対し垂直方向の衝撃力ｒまたはｆが作用することになる。同じことは、多くの衝突事故が他物体に斜めに衝突する事故である自動車等の車輌に同様の衝撃吸収構造を設ける場合についてもいえる。

衝撃エネルギー吸収構造としてハニカムセルの縦軸線を吸収すべき衝撃力の作用方向に向けたハニカムセルの集合体を用い、ハニカムセル集合体をそのセル開放端にて移動体の表面に接着剤にて固定することが考えられる。この場合、ハニカムセル集合体に作用する衝撃力の内、ハニカムセル集合体を移動体の表面に垂直に押し付ける方向の力成分は、接着剤の接着力に頼らず移動体により受けられるが、移動体の表面に沿う方向の力成分は接着剤のピール接着力に頼って移動体により受けられることになるので、もしこの力成分に対し接着剤のピール接着力が不足すると、ハニカムセル集合体は移動体より剥がれることになり、ハニカムセル集合体の衝撃吸収性能が損なわれることになる。

本発明は、ハニカムセルの縦軸線を吸収すべき衝撃力の作用方向に向けたハニカムセル集合体を接着剤にて移動体の表面に固定した移動体衝撃吸収構造に於ける上記の問題に鑑み、接着剤として特に発泡接着剤を用いる場合に、接着剤が施行時に発泡して体積膨張を来たすことを利用して、接着剤によるハニカムセル集合体の移動体表面に対する固定力を高めることを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明は、ハニカムセルの縦軸線を吸収すべき衝撃力の作用方向に向けたハニカムセル集合体を発泡接着剤にて移動体の表面に固定した移動体衝撃吸収構造に於いて、前記ハニカムセル集合体のセル壁の前記発泡接着剤の層に浸る位置に該壁を貫通する周囲が閉じた孔が設けられていることを特徴とする移動体衝撃吸収構造を提案するものである。

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前記孔は前記ハニカムセル集合体の隣接するセル壁を直線または曲線に沿って貫通する孔として形成されていてよい。

前記孔には、該孔より前記セル壁の壁面に垂直に突き出て前記発泡接着剤層に浸るセル壁抜け止め片が装着されていてよい。

或いはまた、前記孔には、ハトメが装着されていてよい。

ハニカムセルの縦軸線を吸収すべき衝撃力の作用方向に向けたハニカムセル集合体を発泡接着剤にて移動体の表面に固定した移動体衝撃吸収構造に於いて、前記ハニカムセル集合体のセル壁の前記発泡接着剤の層に浸る位置に該壁を貫通する周囲が閉じた孔が設けられていれば、発泡接着剤の層はセル壁の両側の部分が前記孔を通って連続し、周囲が閉じた前記孔より端面に至るセル壁の部分を引っ掛けた構造となるので、接着剤は、単に耐剥離作用によりハニカムセル集合体を移動体の表面に固定するだけでなく、前記孔を通る部分を含むフック状に形成された接着剤層の耐破壊強度によってもハニカムセル集合体を移動体の表面に固定する作用が得られ、移動体に作用する衝撃力に移動体の表面に沿う力成分が含まれていても、またハニカムセル集合体がその一部から圧壊し始めて反り、ハニカムセル集合体の他の部分にそこを移動体表面より引き離す方向の力が作用しても、当該部分を移動体の表面により強固に保持し、ハニカムセル集合体が移動体の表面により剥がれないようにすることにより、ハニカムセル集合体の衝撃吸収能を最大限に発揮せしめることができる。

前記の貫通孔がハニカムセル集合体の隣接するセル壁を直線または曲線に沿って貫通する孔として形成されるものとされれば、特にハニカムセル集合体が樹脂製であるとき、直線状または曲線状の加熱された焼き串を樹脂製ハニカムセル集合体のセル開放端面に沿ってそれより所定の距離だけ隔たった位置にてセル壁に串刺し状に通すことにより、樹脂製ハニカムセル集合体の複数のセル壁に前記貫通孔を一挙に形成することができる。

前記の貫通孔に、該孔よりセル壁の壁面に垂直に突き出て発泡接着剤層に浸るセル壁抜け止め片が装着されていれば、接着剤層に対するセル壁の機械的係合の面積を増大させ、接着剤層の耐破壊強度による移動体表面へのハニカムセル集合体の固定の強度を高めることができる。

前記の貫通孔にハトメが装着されていれば、上記のセル壁抜け止め片と同様に接着剤層に対するセル壁の機械的係合の面積を増大させ、接着剤層の耐破壊強度による移動体表面へのハニカムセル集合体の固定の強度を高めると同時に、該貫通孔が上記の焼き串によって形成されたような場合であって、不規則な縁を有する場合にも、接着材層に接する孔の縁を滑らかにし、滑らかな貫通孔を貫通して形成される接着剤層のフック状部分の機械的強度を増大させ、接着剤層の耐破壊強度による移動体表面へのハニカムセル集合体の固定の強度を高めることができる。またハトメにより孔周辺が強化されるので、ハニカムセル集合体の孔開き部も補強され、孔明き部に於けるハニカムセル集合体の強度も向上する。

機首下部に衝撃吸収構造Ｓが設けられた飛行機が機首下部より地面に衝突した際に衝撃吸収構造Ｓが受ける衝撃力の作用方向を例示する図である。 本発明による移動体衝撃吸収構造を、一つの実施例について、ハニカムセル集合体が移動体の表面に発泡接着剤により固定される前の分離状態にて示す斜視図である。 本発明による移動体衝撃吸収構造に於いて、ハニカムセル集合体のセル壁が発泡接着剤により移動体の表面に固定される過程を示す要部の断面図である。 本発明によりハニカムセル集合体のセル壁に設けられる孔についての変更例の一つを示す要部の断面図である。 本発明によりハニカムセル集合体のセル壁に設けられる孔についての変更例の他の一つを示す要部の断面図である。

本発明による移動体衝撃吸収構造を、一つの実施例について、ハニカムセル集合体が移動体の表面に発泡接着剤により固定される前の分離状態にて斜視図により示す図２に於いて、１０がハニカムセル集合体であり、図１に示す飛行機の如き移動体１２の要部の表面に発泡接着剤１４により固定されるようになっている。発泡接着剤は既に種々市販されているが、図示の状態では、発泡接着剤１４は発泡前の板状体の状態にて示されている。図示の例では、ハニカムセル集合体１０は六角筒を前後左右に集合させた構造を有し、六角筒の縦軸線をハニカムセルの縦軸線とし、該縦軸線に沿う方向に加えられる衝撃的圧縮力により該縦軸線に沿う方向に圧壊して衝撃力を緩衝的に吸収するようになっている。かかるハニカムセル集合体は、例えば、炭素繊維強化樹脂、ガラス繊維強化樹脂、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネイト等により造られていてよい。１６は移動体１２の表面にハニカムセル集合体１０が発泡接着剤１４により固定されたとき、ハニカムセル集合体の表面を装飾的に覆う外板である。

ハニカムセル集合体１０のセル壁１８には、ハニカムセル集合体１０が移動体１２の表面に発泡接着剤１４により固定されたとき、発泡した発泡接着剤の層に浸る位置（以下に説明する図３〜図５に示されているような位置）に、図示の如く周囲が閉じた貫通孔２０（即ち、前記特許文献２に於ける切欠き連通部３のようにセル壁の端面へ向けて開いてはいない貫通孔）が開けられている。図示の実施例では、貫通孔２０はセル壁１８の六角筒の一辺に対応する部分のほぼ全てに１つずつ開けられている。上記の如く発泡前には板状体をなしている発泡接着剤１４がハニカムセル集合体１０と移動体１２の表面の間に押し挟まれた状態にて発泡すると、発泡後の接着材の層はほぼ一様な厚みを有する層となるので、全ての貫通孔２０はハニカムセルの開放端面より同じ距離だけ離れた位置に開けられている。図示の実施例では、ハニカムセル集合体１０が取り付けられる移動体１２の表面は曲面であり、それに対応してハニカムセル集合体１０の移動体表面に固定される端面も曲面とされている。図示の実施例では、ハニカムセル集合体の隣接するセル壁に開けられた貫通孔２０は、ハニカムセルの端面よりハニカムセルに沿って見れば直線状に整合しているが、ハニカムセルの端面が曲面とされているので、これらの貫通孔２０は隣接するセル壁を曲線に沿って貫通する孔（ハニカムセルの端面が平面であれば、直線に沿って貫通する孔）として形成されている。このように曲線に沿って整合する一連の貫通孔は、ハニカムセル集合体１０が樹脂製であれば、直線状の加熱された焼き串をハニカムセル集合体のセル開放端面に沿ってそれより所定の距離だけ隔たった位置にてセル壁に串刺し状に通すことにより、一挙に形成することができる。

図３は、移動体１２の表面に未発泡で板状の発泡接着剤１４を挟んでハニカム集合体１０を押し付け、発泡接着剤を発泡させることにより、発泡した発泡接着剤がその一部をハニカム集合体のセル壁１８に開けられた貫通孔２０内に侵入させた層に形成される態様にてハニカム集合体１０を移動体１２の表面に固定する要領を図Ａ、Ｂ、Ｃとして３つの段階にて示す。発泡接着剤１４が図Ｃに示す如くその一部をハニカム集合体のセル壁１８に開けられた周囲が閉じた貫通孔２０内に侵入させた層に形成されて固化すると、発泡接着剤の層はセル壁１８の両側の部分が貫通孔２０を通って連続し、セル壁１８の周囲が閉じた貫通孔２０より端面に至る部分を引っ掛けたフック状となるので、接着剤は、単に耐剥離作用によりハニカムセル集合体１０を移動体１２の表面に固定するだけでなく、貫通孔２０を通るフック状に形成された接着剤層の耐破壊強度によってハニカムセル集合体１０を移動体１２の表面に固定する作用が得られる。

図４は、貫通孔２０に、それよりセル壁１８の壁面に垂直に突き出て発泡接着剤１４の層に浸るセル壁抜け止め片２２が装着された実施例を示す。図示の状態は、図３の図Ｃに示す状態に対応している。この実施例に於けるセル壁抜け止め片２２は、円筒状スリーブの両端部が図示の如くＶ字形に切り欠かれ、ハニカムセルの縦軸線に沿って隔置された突き出し部２２a，２２bが接着剤層に対するセル壁の機械的係合の面積を増大させ、接着剤層の耐破壊強度による移動体表面へのハニカムセル集合体の固定の強度を高めるようになっているものである。

図５は、貫通孔２０にハトメ２４が装着された実施例を示す。図示の状態は、図３の図Ｃに示す状態に対応している。このように貫通孔２０にハトメ２４が装着されていれば、上記のセル壁抜け止め片２２と同様に接着剤層に対するセル壁の機械的係合の面積を増大させ、接着剤層の耐破壊強度による移動体表面へのハニカムセル集合体の固定の強度を高めると同時に、貫通孔２０が上記の焼き串によって形成され、不規則な縁を有する場合にも、接着材層に接する孔の縁を滑らかにし、滑らかな貫通孔２０を貫通して形成される接着剤層のフック状部分の機械的強度を増大させ、接着剤層の耐破壊強度による移動体表面へのハニカムセル集合体の固定の強度を高める。またハトメ２４により貫通孔２０の周辺のハニカムセル壁が補強されるので、孔開き部に於けるハニカムセル集合体の強度が向上する。尚、かかる貫通孔の形状は円に限定されず、楕円、三角、四角、その他の多角形であってもよい。また貫通孔に棒体を挿入した状態で接着剤を施し、棒体が接着剤層中に埋設された状態にすれば、移動体表面に対するハニカムセル集合体の固定をより強固にすることができる。

以上に於いては、本発明をいくつかの実施例について詳細に説明したが、これらの実施例について本発明の範囲内にて種々の修正が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

１０…ハニカムセル集合体、１２…移動体、１４…発泡接着剤、１６…外板、１８…セル壁、２０…貫通孔、２２…セル壁抜け止め片、２２a，２２b…突き出し部、２４…ハトメ

Claims (4)

1. ハニカムセルの縦軸線を吸収すべき衝撃力の作用方向に向けたハニカムセル集合体を発泡接着剤にて移動体の表面に固定した移動体衝撃吸収構造に於いて、前記ハニカムセル集合体のセル壁の前記発泡接着剤の層に浸る位置に該壁を貫通する周囲が閉じた孔が設けられていることを特徴とする移動体衝撃吸収構造。
2. 前記孔は前記ハニカムセル集合体の隣接するセル壁を直線または曲線に沿って貫通する孔として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の移動体衝撃吸収構造。
3. 前記孔に該孔より前記セル壁の壁面に垂直に突き出て前記発泡接着剤層に浸るセル壁抜け止め片が装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の移動体衝撃吸収構造。
4. 前記孔にハトメが装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の移動体衝撃吸収構造。

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