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衝撃吸収用の鈴形中空金属球および衝撃吸収用構造材 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P09P006593
整理番号 444-743
掲載日 2010年1月15日
出願番号 特願2008-162841
公開番号 特開2010-000530
登録番号 特許第4742375号
出願日 平成20年6月23日(2008.6.23)
公開日 平成22年1月7日(2010.1.7)
登録日 平成23年5月20日(2011.5.20)
発明者
  • 吉村 英徳
  • 三原 豊
  • 宅島 裕太
  • 品川 一成
出願人
  • 国立大学法人 香川大学
発明の名称 衝撃吸収用の鈴形中空金属球および衝撃吸収用構造材 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】衝撃吸収能力の高い鈴形中空金属球とその製造方法と衝撃吸収用構造材を提供する。
【解決手段】鈴形中空金属球1は、金属薄板を湾曲させて球状の隔壁に形成して得た球体であって、隔壁に開孔部1bが形成されている。金属薄板を楕円形に切り抜いて、長軸寸法と短軸寸法が異なるようにしたブランクを用い、このブランクを深絞りして、短軸方向の両縁部を曲げると共に長軸方向の両端部を立ち上らせる深絞り工程Iと、深絞り工程Iで得られたブランクの長軸方向の両端部を互いに接近させる口閉め工程IIと、口閉め工程IIで得られたブランクの全周の縁部を互いに接近させつつ球形に仕上げる仕上げ工程IIIとを順に実行する。中空構造材に多数の鈴形中空金属球1を充填した構造体は、外力を加えると鈴形中空金属球1が時間をかけてつぶれていくので、良好な圧縮エネルギー吸収特性を発揮する。このため、衝撃吸収用構造材を軽量にできる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


本発明者は、中空金属球の高い衝撃エネルギー吸収能力を活かして、多数の中空金属球を連続的に結合した衝撃吸収用構造材を既に提供している(WO2005-084854)。この衝撃吸収用構造材は、自動車の剛性を維持しながら軽量化を果すのに非常に有効であるが、この衝撃吸収用構造材を得るには、中空金属球自体を得なければならない。



上記した中空金属球の製造法としては、特許文献1および特許文献2の従来技術がある。
特許文献1の従来技術は、ニッケル、鉄、アルミニウムもしくは銅のごとき金属またはそれらの合金から成り、外部と遮断された中空部を有し、継目ないし開孔部を有しない球状またはそれに類似の形状の薄肉中空体であって、溶融状態にある金属または合金を粒状化する工程と、上記粒状化された金属または合金を、それらの溶融点より低い温度で気化し得る液体、化学反応により気体を発生し得る液体ないし固体に対して接触させる工程とからなり、上記接触の際に発生した気体を上記粒状化した金属または合金の溶融体内部にまきこみ外部と遮断された中空部を有する極く肉薄の中空金属球を形成させる方法である。



特許文献2の従来技術は、金属溶湯流を流体中もしくは一部が液体中に置かれた回転体に衝突させ、分散させて、液体中にて金属溶融体を形成させることにより、金属溶融体と液体とを接触させ、その際に発生した気体を金属溶融体中にまきこませて中空部を形成させる方法である。



しかるに、上記特許文献1,2の従来例では、材料費が高価で工程数が多いため製造コストが高く、また、成形時における中空金属球の寸法精度が低い等の問題がある。



ところで、上記従来技術はいずれも継目や開孔部の全くない、表面が完全に密閉された中空金属球を得ようとするものであった。
ところが、本発明者の研究によれば、中空金属球は必ずしも完全密閉される必要のないことが見出された。たとえば、中空金属球に小さな開孔部があったとしても、このような開孔部付き中空金属球(以下、本明細書では、このような形状の中空金属球を鈴形中空金属球という)を多数用いた場合は、完全密閉型の中空金属球を用いた場合と同等、あるいはそれ以上の衝撃吸収能力を有することが分ったのである。その理由は、開孔部があると中空金属球に圧縮抵抗力の方向依存性が発現するものの、多数の中空金属球を密閉空間へ充填した場合は、開孔部の向きや位置はランダムになって、全体としては圧縮抵抗力に方向依存性は無くなると共に、開孔部があるため緻密化までの変形が大きいからである。




【特許文献1】特公昭52-15057号

【特許文献2】特公昭53-2420号

産業上の利用分野


本発明は、衝撃吸収用の鈴形中空金属球および衝撃吸収用構造材に関する。
地球温暖化対策として、自動車の更なる燃費向上を目的に自動車の軽量化が図られている。その一方で、自動車安全基準を満たすために、高剛性化も求められているが、高剛性化には重量増加が伴うのが普通である。この相反する要求を満たすため、軽量かつ高エネルギー吸収特性をもつ超軽量の中空金属球を、ピラーやクラッシュボックスの中に充填してエネルギー吸収材として使用することが検討されている。本発明は、このような用途に適した衝撃吸収用の鈴形中空金属球、その製造方法および衝撃吸収用構造材に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
加圧によって徐々に潰れていく衝撃吸収用の金属球であって、
金属薄板を湾曲させて球状の隔壁に形成して得た中空の球体であり、
前記隔壁には開孔部が形成されており、
該開孔部が、2ヵ所の小孔と、それらをつなぐスリットとからなる
ことを特徴とする衝撃吸収用の鈴形中空金属球。

【請求項2】
中空構造体に請求項1の鈴形中空金属球を充填した
ことを特徴とする衝撃吸収用構造材。
産業区分
  • 加工
  • 機構・伝動
  • 圧搾
  • 自動車
  • 交通
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008162841thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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