JP3938265B2 - Shock absorber - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属または非金属材料で構成したハニカムブロックを使用した緩衝装置にかかわり、更に詳しくはハニカムブロックの強度または衝撃荷重を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させた緩衝装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車の衝突試験部材や衝撃吸収部材として、積層させたハニカムブロックを使用することが知られている。
【0003】
ところで、上記のような積層ハニカムブロックを自動車の側面衝突試験用として用いる場合には、法規で定められた特性を満足する必要がある。またその特性は自動車の前面剛性を想定したもので、変形量の増加に伴い荷重も増加すると言うものである。
【0004】
更に、任意の変形量に対して荷重の上下限値が設定されており、その範囲に荷重を入れることが要求されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来緩衝装置として使用されている積層ハニカムブロックとしては、例えば、図8に示すように、前後面にセルの開口部1aを備えた複数のハニカムブロック1の間に、金属板等から成る中間板2を介在させ、該中間板2には、ハニカムブロック1の内部と外部との通気性を確保するために多数の通気孔3が形成されている。
【0006】
また、この他に図9に示すように、通気孔3が全く無い中間板2aを介在させたものも知られている。
【0007】
然しながら、このような通気孔3を備えた中間板2または通気孔3が全く無い中間板2aを用いた積層ハニカムブロック1の荷重特性は、図10(a)の(A)線図に示すように段階状の荷重増加を示し、直線的に荷重増加を示す要求範囲を満足するような特性を得ることが難しいと言う問題があった。
【0008】
また、自動車衝突試験等に用いる金属ハニカムは、その緩衝特性(反力特性)を調整するために、例えば、図11(a),(b)に示すように、ハニカムブロック4を複数の層に積層させて組み立て、金属ハニカムの強度を段階的に変化させる方法が知られている。
【0009】
然しながら、より連続的に強度を変化させるには、一層の高さを低くし積層段数を増やす必要があり、構造が複雑になると言う問題があった。
【0010】
この発明の目的は、ハニカムブロックの強度を軸方向に沿って任意に変化させることが出来ると共に、衝撃荷重に対する緩衝特性を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることを可能とし、ハニカムブロックの強度、並びに荷重特性を任意に設計することが出来る緩衝装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、金属材料で構成した複数本の断面六角形の筒状のセルを、その軸方向が互いに平行になるように配置したハニカムブロックから成り、前記セルの側壁の箔厚を前記ハニカムブロックの軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に変化させることにより、前記セルの側壁の肉厚を該軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に薄くなるように変化させて前記ハニカムブロックの軸方向の強度を変化させて構成したことを要旨とするものである。
【0012】
また、本発明の別の緩衝装置は、金属材料で構成した複数本の断面六角形の筒状のセルを、その軸方向が互いに平行になるように配置したハニカムブロックから成り、前記セルの側壁に施した金属メッキ層の層厚を前記ハニカムブロックの軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に変化させることにより、前記セルの側壁の肉厚を該軸方向の一端から他端側に向かって段階的または連続的に薄くなるように変化させて前記ハニカムブロックの軸方向の強度を変化させて構成したことを要旨とするものである。
【0013】
ここで、上記前者の緩衝装置においては、前記セルの側壁金属箔の箔厚をエッチングにより変化させることもでき、前記ハニカムブロックのセルの側壁面に前記ハニカムブロックの軸方向に沿って複数個の貫通孔を設けることもできる。この場合、前記複数個の貫通孔を前記ハニカムブロックの軸方向の一端から他端側に向かって徐々に大径となるように変化させることもでき、前記セルの一つの側壁面に設けた複数個の貫通孔が、前記ハニカムブロックの軸方向と直交する平面において前記ハニカムブロックの軸方向に互いに重なるように配置することもでき、前記セルの一つの側壁面に設けた複数個の貫通孔と、この側壁面と隣接する側壁面に設けた複数個の貫通孔とが、前記ハニカムブロックの軸方向と直交する平面において前記ハニカムブロックの軸方向に互いに重なるように配置することもできる。また、前記複数本のセルのうち、一本のセルの側壁面に設けた複数個の貫通孔と、他のセルの側壁面に設けた複数個の貫通孔とが、前記ハニカムブロックの軸方向と直交する平面において前記ハニカムブロックの軸方向に互いに重なるように配置することもできる。また、上記前者および後者の緩衝装置においては、前記セルをアルミニウム材料から形成することもできる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づきこの発明の実施の形態を説明する。
【0015】
図1(a)は、この発明の第1実施形態を示すハニカムブロックの斜視図、図1(b)は、図1(a)のAーA矢視断面図、図2は第1実施形態の荷重と変位との関係を示すグラフであって、10は、複数のセル11から構成された軽金属材料(例えば、アルミニウム材料)からなるハニカムブロックを示し、前記セル11の前後部は、蜂の巣状の断面六角形の開口部12が形成されている。これら複数のセル11は、その軸方向が互いに平行になるように配置されている。
【0016】
上記第1実施形態のハニカムブロック10は、軸方向の強度を、連続的に変化させて構成するために、ハニカムブロック10の肉厚tを軸方向の一端10a(下端側)から他端側10b(上端側)に向かって変化(肉厚を厚い→薄い)させて構成してある。
【0017】
この肉厚tを変化させる手段としては、例えば、ハニカムブロック10の箔厚をエッチング方法により軸方向の一端10aから他端側10bに向かって変化させたり、またセル11の壁面の一部または全部に金属メッキを施し、メッキ層の厚さを軸方向に段階的または連続的に変化させて構成することも可能である。
【0018】
また、図3及び図4(a)に示すように、ハニカムブロック10のセル11の側面に複数の貫通孔13を形成して軸方向の強度を調整するようにしたハニカムブロック10の参考形態もある。
【0019】
また、この他に図4(b)に示すように、貫通孔13の密度を調整したり、図4(c),(d),(e)に示すように、貫通孔13の配置や、貫通孔13の大きさ、形状を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることにより、衝撃荷重に対する強度を調整するように構成する参考形態もある。
【0020】
また、前記ハニカムブロック10のセル11の側面に形成する貫通孔13の密度を軸方向に変化させるために、図5(a)に示すように、貫通孔13の数を上端側から下端側に向かって徐々に少なくなるように構成したり、更に図5(b)に示すように、貫通孔13の孔径を上端側から下端側に向かって徐々に小径となるように変化させることにより、衝撃荷重に対する強度を段階的または連続的に調整する参考形態もある。
【0021】
更に、衝撃荷重に対する強度をより連続的(直線的)に調整する手段として、図6(a)〜(c)に示すような方法が考えられる。
【0022】
即ち、図6(a)はセル11の一つの側面11aに軸方向と交差する位置に複数個の貫通孔13aを形成し、この複数個の貫通孔13aが、軸方向と直交する平面において互いに重なる(ラップ)ように配置することで、軸方向から荷重が作用した場合に、複数個の貫通孔13aは軸方向において連続的に潰される形態となり、衝撃荷重に対する強度をより連続的(直線的)に調整することが出来るものである。
【0023】
また、図6(b)の場合には、セル11の一つの側面11aと隣接する側面11bに軸方向と交差する位置に複数個の貫通孔13aを形成し、この複数個の貫通孔13aが、軸方向と直交する平面において互いに重なる(ラップ)ように配置することで、軸方向から荷重が作用した場合に、図6(a)と同様に、衝撃荷重に対する強度をより連続的(直線的)に調整することが出来るものである。
【0024】
更に、図6(c)の場合には、複数本のセル11から成るハニカムブロック10において、一本のセル11の側面11aに軸方向に設けた複数個の貫通孔13aが、他のセル11xの側面11aに軸方向に設けた複数個の貫通孔13aと、軸方向と直交する平面において互いに重なる(ラップ)ように配置することで、上記と同様な効果を期待することが出来るものである。
【0025】
以上のように、この発明の実施形態は、ハニカムブロック10の肉厚tを軸方向の一端側から他端側に向かって変化させたり、セル壁の一部または全部に金属メッキを施し、メッキ層の厚さを軸方向に段階的または連続的に変化させて構成したり、金属箔の厚さをエッチング方法により軸方向に段階的または連続的に変化させて構成することで、ハニカムブロック10の強度または衝撃荷重を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることを可能とし、任意の荷重特性を設計することが出来るものである。
【0026】
また、ハニカムブロック10のセル11の側面に貫通孔13を設けた緩衝装置の参考形態では、貫通孔の密度、配置、大きさ、形状を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させたり、より連続的に変化させる場合には、軸方向に沿って形成する貫通孔13aを軸方向と直交する平面において互いに重なる(ラップ)ように配置することで、衝撃荷重に対する強度を精度良く調整することが出来る。
【0027】
更に、図7(a),(b)に示す本発明の他の実施形態は、ハニカムブロック10のセル11の側面に貫通孔13を設ける参考形態と、ハニカムブロック10のセル11の箔厚をエッチング方法により軸方向の一端10aから他端側10bに向かって変化させたる本発明の実施形態とを組み合わせた実施形態であり、図7(a)の実施形態は、セル11の側面に形成する貫通孔13の孔径を上端側から下端側に向かって徐々に小径となるように変化させて形成すると共に、セル11の箔厚を軸方向の一端10aから他端側10bに向かって除々に薄く形成したものである。
【0028】
また、図7(b)の実施形態は、セル11の側面に形成する貫通孔13の孔径を上端側から下端側に向かって同一径にすると共に、セル11の箔厚を軸方向の一端10aから他端側10bに向かって除々に薄く形成したものである。
【0029】
なお、本発明のその他の実施形態としては、図6(a)〜(c)に示すような複数個の貫通孔13aが、軸方向と直交する平面において互いに重なる(ラップ)ように配置した参考形態のセル11において、セル11の箔厚を軸方向の一端10aから他端側10bに向かって除々に薄く形成したものを組み合わせて構成することも可能である。
【0030】
以上のような各実施形態の構成にすることで、図10(a)に示す荷重−変位特性線図では、(B)線図及び(C)線図に示すように、滑らかで連続的に荷重を増加させたり、段階的に荷重を増加させることが出来、また図10(b)に示す荷重−変位特性線図では、軸方向に沿って形成する貫通孔13aを軸方向と直交する平面において互いに重なる(ラップ)ように配置する参考形態の構成にすることで、荷重変動を孔なし(従来)と同程度まで小さくすることが出来ることが実験結果から判った。
【0031】
なお、図10(b)において、(A)線図は、セルの側面に孔が無い参考形態の場合、(B)線図は、孔径が小の参考形態の場合、(C)は、孔径が大の参考形態の場合を示しており、この(A)〜(C)線図からも明らかなように、軸方向に設けた貫通孔の間隔が同一の場合には、孔径が大きいほど荷重変動を小さくすることが出来る。
【0032】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。
▲1▼.簡単な構成で、ハニカムブロックの強度または衝撃荷重を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることが出来る。
▲2▼.ハニカムブロックの強度または衝撃荷重を軸方向に沿って段階的または連続的に変化させることが出来る結果、緩衝装置を任意の荷重特性に設計でき、設計の自由度を増すことが出来る。
▲3▼.軸方向に沿って形成する貫通孔を軸方向と直交する平面において互いに重なる(ラップ)ように配置することで、衝撃荷重に対する変動をより小さくすることが可能である。
▲4▼.貫通孔を形成したセルに、箔厚(肉厚)の調整を併用させることで、強度の微調整が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、この発明の第1実施形態を示すハニカムブロックの斜視図、(b)は、(a)のAーA矢視断面図である。
【図2】図1に示す第1実施形態の荷重と変位との関係を示すグラフ説明図である。
【図3】ハニカムブロックの参考形態を例示する斜視図である。
【図4】(a)〜(e)は、ハニカムブロックのセルの側面に貫通孔を設けた参考形態を例示したものであり、貫通孔の密度、配置、形状を示している。
【図5】(a)は、ハニカムブロックのセルの側面に形成する貫通孔の密度を軸方向に変化させた参考形態を例示するものであり、(b)は、ハニカムブロックのセルの側面する貫通孔の穴径を軸方向に変化させた参考形態を例示したものである。
【図6】(a)〜(c)は、ハニカムブロックの参考形態において、セルの側面する貫通孔の配置関係を示す説明図である。
【図7】(a),(b)は、ハニカムブロックのセルの側面に貫通孔を形成し、かつセルの肉厚を軸方向の一端から他端側に向かって変化させた場合の本発明の他の実施形態を示し、(a)は図5(b)のB−B矢視断面図に相当し、(b)は図6(b)のC−C矢視断面図に相当するものである。
【図8】従来の積層ハニカムブロックの緩衝装置の分解斜視図である。
【図9】従来の積層ハニカムブロックの緩衝装置の分解斜視図である。
【図10】(a)は、この発明の緩衝装置と従来の緩衝装置との荷重特性を比較したグラフ説明図であり、(b)はセルの側面に貫通孔を設けた参考形態の緩衝装置(ハニカムブロック)と従来の緩衝装置との荷重特性を比較したグラフ説明図である。
【図11】(a)は、従来の金属ハニカムとして、その緩衝特性(反力特性)を調整するために、ハニカムブロックを複数の層に積層させて組み立てたハニカムブロックの正面図、(b)は、(a)の積層ハニカムブロックの荷重と変位の関係を示すグラフ説明図である。
【符号の説明】
10 ハニカムブロック
10a ハニカムブロックの一端
10b ハニカムブロックの他端
11 セル
12 開口部
13 貫通穴
t 肉厚[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shock absorber using a honeycomb block made of a metal or a non-metallic material, and more particularly to a shock absorber in which the strength or impact load of the honeycomb block is changed stepwise or continuously along the axial direction. Is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is known to use a laminated honeycomb block as a collision test member or a shock absorbing member of an automobile.
[0003]
By the way, when the laminated honeycomb block as described above is used for a side impact test of an automobile, it is necessary to satisfy the characteristics defined by laws and regulations. The characteristic assumes the front rigidity of the automobile, and the load increases as the amount of deformation increases.
[0004]
Furthermore, the upper and lower limits of the load are set for an arbitrary amount of deformation, and it is required to put the load in that range.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As a laminated honeycomb block conventionally used as a shock absorber, for example, as shown in FIG. 8, an intermediate plate made of a metal plate or the like between a plurality of
[0006]
In addition to this, as shown in FIG. 9, an
[0007]
However, the load characteristics of the laminated
[0008]
Further, in order to adjust the buffer characteristics (reaction force characteristics) of the metal honeycomb used for the automobile crash test or the like, for example, as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the honeycomb block 4 is formed into a plurality of layers. A method of stacking and assembling and changing the strength of the metal honeycomb stepwise is known.
[0009]
However, in order to change the strength more continuously, it is necessary to further reduce the height and increase the number of stacked layers, and there is a problem that the structure becomes complicated.
[0010]
An object of the present invention is to make it possible to change the strength of the honeycomb block arbitrarily along the axial direction, and to change the shock-absorbing characteristics against the impact load stepwise or continuously along the axial direction. An object of the present invention is to provide a shock absorber capable of arbitrarily designing the strength and load characteristics of a block.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises a honeycomb block in which a plurality of hexagonal cross-section cylindrical cells made of a metal material are arranged so that their axial directions are parallel to each other, and the side walls of the cells The thickness of the side wall of the cell is changed from one end to the other end side in the axial direction by changing the foil thickness of the cell block stepwise or continuously from one end to the other end side in the axial direction of the honeycomb block. The gist is that the strength in the axial direction of the honeycomb block is changed by changing the thickness to be thin stepwise or continuously.
[0012]
Further, another shock absorber of the present invention comprises a honeycomb block in which a plurality of hexagonal cross-section cylindrical cells made of a metal material are arranged so that their axial directions are parallel to each other, and the side walls of the cells The thickness of the side wall of the cell is changed from one end in the axial direction by changing stepwise or continuously from one end in the axial direction of the honeycomb block to the other end side. The gist is that the strength in the axial direction of the honeycomb block is changed by changing the thickness in a stepwise or continuous manner toward the other end side .
[0013]
Here, the shock absorber of the former, the foil thickness of the side wall metal foil of the cell can be varied by etching, a plurality pieces along the axial direction of the honeycomb block to the side wall surfaces of the cells of the honeycomb block A through hole can also be provided. In this case, the Ki plurality pieces of the through hole toward the other end from the one axial end of the honeycomb block out also be varied to gradually become large, provided on one side wall surface of the cell a plurality of through holes, wherein in the axial direction and a plane perpendicular of the honeycomb block Ki de also be arranged to overlap each other in the axial direction of said honeycomb block, a plurality of through provided on the one sidewall surface of the cell The holes and the plurality of through holes provided in the side wall surface adjacent to the side wall surface may be arranged so as to overlap each other in the axial direction of the honeycomb block in a plane orthogonal to the axial direction of the honeycomb block. Further, among the plurality of cells, a plurality of through holes provided in a side wall surface of one cell and a plurality of through holes provided in a side wall surface of another cell are in the axial direction of the honeycomb block. Can be arranged so as to overlap each other in the axial direction of the honeycomb block in a plane orthogonal to the honeycomb block. In the former and the latter shock absorbers, the cell may be formed from an aluminum material .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0015]
Fig. 1 (a) is a perspective view of a honeycomb block showing a first embodiment of the present invention, Fig. 1 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA in Fig. 1 (a), and Fig. 2 is the first embodiment. a graph showing the relationship between load and displacement of, 10, light metal material composed of a plurality of cells 11 (e.g., aluminum material) shows a honeycomb block of the front and rear portions of the
[0016]
Since the
[0017]
As means for changing the thickness t, for example, the foil thickness of the
[0018]
Further , as shown in FIGS. 3 and 4A, there is also a reference form of the
[0019]
In addition to this, as shown in FIG. 4B, the density of the
[0020]
Further, in order to change the density of the through
[0021]
Furthermore, as a means for adjusting the strength against the impact load more continuously (linearly), a method shown in FIGS. 6A to 6C can be considered.
[0022]
That is, in FIG. 6A, a plurality of through
[0023]
In the case of FIG. 6B, a plurality of through
[0024]
Furthermore, in the case of FIG. 6 (c), in the
[0025]
As described above, implementation forms of the invention, or varied toward the other end side thickness t from one end side in the axial direction of the
[0026]
Further, in the reference form of the shock absorber provided with the through
[0027]
Furthermore, in another embodiment of the present invention shown in FIGS. 7A and 7B, the reference form in which the through-
[0028]
In the embodiment of FIG. 7B, the diameter of the through
[0029]
As another embodiment of the present invention, a plurality of through-
[0030]
With the configuration of each embodiment as described above, in the load-displacement characteristic diagram shown in FIG. 10 (a), as shown in the (B) diagram and (C) diagram, smooth and continuous. In the load-displacement characteristic diagram shown in FIG. 10B, the through
[0031]
In FIG. 10 (b), (A) diagram is a reference form in which there is no hole on the side surface of the cell, (B) diagram is a reference form having a small hole diameter, and (C) is a pore diameter. There is shown a case of a large reference form, the (a) ~ as is clear from (C) diagram, and the gap of the through hole formed in the axial direction are the same, the load as the pore diameter is large Variation can be reduced.
[0032]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following excellent effects can be obtained.
(1). With a simple configuration, the strength or impact load of the honeycomb block can be changed stepwise or continuously along the axial direction.
(2). As the strength or impact load of the honeycomb block can be changed stepwise or continuously along the axial direction, the shock absorber can be designed to have an arbitrary load characteristic, and the degree of freedom in design can be increased.
(3). By arranging the through holes formed along the axial direction so as to overlap (wrap) each other on a plane orthogonal to the axial direction, it is possible to further reduce the fluctuation with respect to the impact load.
(4). Fine adjustment of the strength is possible by using the adjustment of the foil thickness (wall thickness) in combination with the cell in which the through hole is formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view of a honeycomb block showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 2 is a graph explanatory view showing the relationship between load and displacement in the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view illustrating a reference form of a honeycomb block .
4A to 4E exemplify a reference form in which through holes are provided on the side surface of a honeycomb block cell, and show the density, arrangement, and shape of the through holes. FIG.
FIG. 5A illustrates a reference form in which the density of through holes formed in the side surface of the honeycomb block cell is changed in the axial direction, and FIG. 5B illustrates the side surface of the honeycomb block cell; The reference form which changed the hole diameter of the through-hole to the axial direction is illustrated .
FIGS. 6A to 6C are explanatory views showing the arrangement relationship of through-holes on the side surface of a cell in a reference form of a honeycomb block.
FIGS. 7A and 7B show the present invention when a through-hole is formed in the side surface of a cell of a honeycomb block and the thickness of the cell is changed from one end to the other end in the axial direction. shows the other embodiment, (a) corresponds to the taken along line B-B sectional view of FIG. 5 (b), (b) is equivalent to taken along line C-C sectional view shown in FIG. 6 (b) It is.
FIG. 8 is an exploded perspective view of a buffer device for a conventional laminated honeycomb block.
FIG. 9 is an exploded perspective view of a buffer device for a conventional laminated honeycomb block.
FIG. 10A is a graph explanatory view comparing the load characteristics of the shock absorber of the present invention and a conventional shock absorber , and FIG. 10B is a shock absorber according to a reference embodiment in which a through hole is provided on the side surface of the cell. It is graph explanatory drawing which compared the load characteristic of (honeycomb block) and the conventional buffer device .
FIG. 11A is a front view of a honeycomb block assembled by laminating honeycomb blocks in a plurality of layers in order to adjust the buffer characteristics (reaction force characteristics) of a conventional metal honeycomb; These are graph explanatory drawings which show the relationship between the load and displacement of the laminated honeycomb block of (a).
[Explanation of symbols]
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