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ロックウェル硬さとショア硬さ、アイザック衝撃強さの関係性について
- ロックウェル硬さやショア硬さとアイザック衝撃強さの関係性について研究しています。
- 装具の踵に必要な硬さや衝撃吸収について調査しており、素材の形状による変化を検証したいと考えています。
- 硬さによってどれくらい衝撃強さが必要なのか、また衝撃吸収しない値はどれくらいなのかを知りたいです。
- プラスチック
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「衝撃を吸収しない」とはどんのような物性なのか。 破壊せず塑性変形もしないで衝撃を吸収するということは、弾性変形により荷重を吸収することになる。ゴムが典型。「衝撃を吸収する」ためには弾性率が低く、弾性変形量が大きい(弾性限が高い)ことが必要。「衝撃を吸収しない」はその逆。 弾性率はプラスチック物性表の中にある。一方弾性限は出ていない。その替りになる指標は「伸び」。同じ強度なら伸びが低い方が弾性限が高いと推定される。 「破壊してしまう素材では困る」 伸びが低いということは脆いことになり、使用中に破壊する懸念が高まる。それを防ぐためには引張強度が高く、かつ衝撃値が高いものを選ぶ。 しかし「衝撃値が高い」ことは「伸びが大きい」ことになる。つまり理屈上理想的な材質は存在しないことになる。また各指標値が幾つなら良いかも全く不明。 結論としては回答(5)「特別な素材を探すよりも、身近なもので試してみるべき」。自分で切削加工で部品を試作するのなら、モノキャストナイロンあたりで試作し、その結果を見て目標物性値を決める方が早い。
お金が掛かるか否かは不明ですが、出世払いにてURLへ話しを持っていったら如何でしょうか？ 相談に乗ってくれると思いますよ。 それか、踵の面圧力が不明ですが、金属のバネ(皿ばね)を使用して、円筒の筒踵を内作したら 如何でしょうか？
プラスチックに ＞ロックウェル硬さ 硬いものなら使えなくないがバーコール硬さなどが適する。 ＞ショア硬さ ほぼ金属専用で無理。 ＞アイザック衝撃強さ アイゾッド（Izod）衝撃強さでは？ ＞装具の踵に必要な硬さや衝撃吸収がどれくらいか プラスチックは硬いものでも摩滅が早く、適材とは言えない。 ゴムは自動車タイヤでは地球一周に耐えるほど磨耗に強い。 乗り心地を左右し、衝撃吸収性は望みのものが得られる。 衝撃強さと衝撃吸収とは違う概念でほぼ関係性無し。物性の誤解大きい。 金属は硬いほど耐摩耗性を増すがゴムには及ばず、衝撃吸収性も全然ダメ。 バネにすると弾性を得られるが衝撃吸収ではない。 結論、ゴムの一択なのでは？ ゴムとプラスチックを混同する人いるけど間違い。 ＞衝撃吸収性が低い（私の考えでは、クッション性の低い）素材の選定 スポンジゴムのように押して戻りが悪いものは、衝撃エネルギーを吸収して熱エネルギーに変換するから衝撃吸収性が良い。 https://www.youtube.com/watch?v=7rPP9DGYqDQ タマゴを落としても割れない低反発ウレタン！ ほとんどの固体材料は衝撃吸収しません。ゴムも反発して元に戻るから吸収はしない。しかし変形能力が数百％もありタイヤのようにエアー（気体）の助けがあると少しは吸収し車の乗り心地を良くする。 関連して考えるなら、タイヤとサスペンションスプリング（かなり硬い鉄）の役目は同じ。 形状の工夫こそがキモであって、なにか特別な素材を探すよりも、身近なもので試してみるべきです。鉄とプラスチックを置き換えて、使い心地が如何程変わるかを 【訂正】バーコール硬さをショア硬さと言うこともあるようです。 JIS では原理も装置も異なる金属用との混同を避けるため、ショア硬さの言葉を避けてます。 http://www.teclock.co.jp/GScatalog.pdf プラスチックの硬さはあまり違わない。 樹脂素材物性表 http://www.kk-hanshin.co.jp/contents/pdf/jushi.pdf ポリエチレンなど軟質、フェノール（ベーク）など硬質での違いは大きいが、仲間同士では似たようなもの。違いは耐熱性など。 なので軟質、硬質で入手しやすいものを試してみられては
”衝撃吸収をしない、沈みこまない素材”が踵に適するか？の話は置いといて、「研究の題材」ですよね？ ”素材の形状によっての変化を検証”が研究テーマ。 >硬さによってどれくらい衝撃強さがあれば、破壊せず衝撃吸収しない値はでどれくらいなのでしょうか？ これって、研究の結論じゃないの？ どれくらいの力が、どれくらいの期間、どれくらいの頻度でかかる・・・程度の前提がないと、貴殿のおっしゃる「破壊」になるのか見当もつきませんが。 ”装具の踵”で、前提まで教えて！ってこと？？？
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返信ありがとうございます。 まず、研究題材ですが、あくまで形状の変化による歩行への影響を調べる題材です。 そのため、クッション性に富んでいたり、また、一歩歩いただけで破壊してしまう素材では困ります。そのようにならない素材の見分け方がわからず、質問させていただきました。 本来であれば、クッション性が全くない素材だと逆に歩きにくくなってしまうため、靴の踵部分や装具の踵部分には適しません。 ですが、今回の研究では形状を見るため、あえて硬い素材を必要としています。 破壊とは、60kgの人が試歩行のために20mほど歩きます。その時の歩行を観察し、普段の歩行との比較を行います。その状況下で破壊していない素材の選定方法を知りたいです。 貴重なご意見ありがとうございました。 よろしくお願いいたします。
私の使ったことのあるエンジニアリングプラスチックでは、高いですがＰＥＥＫが強いと思います。 https://jp.misumi-ec.com/pdf/fa/2012/p2_899.pdf
補足
返信ありがとうございます。 参考にさせていただきます。 ありがとうございました。
装具の踵・・・ 貴殿の仰る"硬さ"は、当然御存知だろうと思うが金属を計測するときのもの。 人の踵に使うのであれば違うんじゃないかな？何か素材を探しているのかな？ ＞硬さによってどれくらい衝撃強さがあれば、破壊せず衝撃吸収しない 何となくピントが外れている気がします。衝撃を硬さで対抗するのではなくて クッション性とか素材そのものより構造で考えるべきではないだろうか？ このように迷った時は初心に戻ることだ。 人間の踵の”構造”をよく観察してみたほうが良いのではないかと思う。 機械的な大発明にしても多くは昆虫とか自然界に大きなヒントが隠されている 答えではないです。ヒントとか閃きに繋がれば貴殿の小さな助けになるかも
補足
ご指摘ありがとうございます。 ショア硬度タイプAは、ゴムやプラスチックの硬度をはかる。と、記載されている計測器メーカーカタログがあったため、上記のように記載しました。 調査して、訂正させていただきます。 私は、装具の底材の踵部分の形状の研究をしております。 形状の変化を示すために人体の圧によって変形、またクッション性が出てしまうと、正確な研究結果が得られません。 貴重なご意見ありがとうございました。
対称素材は、カテゴリーでのプラスチック(樹脂)でしょうか？ PPS等の金属音がするものは、硬いですがね。
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返信ありがとうございます。 対象は、プラスチック樹脂で考えております。 金属も考えたのですが、自分に加工技術がないこと、また外部に委託する資金がないため、今回は考えておりません。 よろしくお願いいたします。
補足
返信ありがとうございます。 バーコール硬さですか。 一般的な製品紹介ページにて、ロックウェル硬さのみの記載だったため、ロックウェルのみ考えておりました。参考にします。 アイゾット衝撃強さです。 ご指摘ありがとうございます。 衝撃吸収性が低い（私の考えでは、クッション性の低い）素材の選定には、何の数値を見ればいいのでしょうか？ ゴムだと撓んだり、衝撃を吸収してしまうのではないかと思い、プラスチックを検討しておりました。 貴重なご意見ありがとうございます。参考にして、また調査してみます。 よろしくお願いいたします。