JP2001208119A - 衝撃吸収構造体およびその用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗員の頭部等の保護に適した衝撃吸収特性を
持ち、かつ、安価に製造可能な、シンプルな形状を持
つ、衝撃吸収構造体を提供すること。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなり、下記式（１）で
定義される強度指標Ｐが０．７×１０⁵ 〜５．０×１０
⁵ Ｎ／ｍである筒状の衝撃吸収構造体、および該衝撃吸
収構造体を用いてなる自動車内装部品。 Ｐ＝Ｅ×Ｌ×ｔ³ ÷ｈ³ （１） （式中、Ｅは該熱可塑性樹脂の曲げ弾性率（Ｐａ）を表
し、Ｌは該筒状の衝撃吸収構造体の長さ（ｍ）を表し、
ｔは該筒状の衝撃吸収構造体の肉厚（ｍ）を表し、ｈは
該筒状の衝撃吸収構造体の高さ（ｍ）を表す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒状の衝撃吸収構
造体およびその用途に関する。詳細には、例えばフロン
トピラーやセンターピラーの内方のピラーガーニッシュ
やルーフサイドガーニッシュの様な自動車の内装部品に
用いられ、車両の衝突や横転により乗員の頭部が衝突し
た場合に、頭部へのダメージを抑え、頭部を保護するの
に好適な衝撃吸収構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の車両においては、車室
内の乗員の保護をより高いレベルで確保するために、乗
員の保護対策等に対して益々高い基準が定められる傾向
にある。その中でも、車両の衝突や横転といった事故等
の際に乗員の頭部が衝突する恐れの高い自動車内装部
品、例えば、フロントピラー、センターピラー、リアピ
ラー等の各種ピラーの車室内側を覆うピラーガーニッシ
ュやルーフサイドレールを覆うルーフサイドガーニッシ
ュ等に対して、より優れた衝撃エネルギー吸収特性が要
求されている。そこで、この要求を満たすため、これら
の内装部品に格子状のリブを配置させることが、特開平
１０−３５３７２号公報、特開平１０−３５３７８号公
報、特開平１０−２２６２８４号公報等に開示されてい
る。

【０００３】しかしながら、格子状のリブを配置させた
内装部品は、その製造方法として射出成形方法を用いる
のが一般的であるが、形状が複雑なため、金型作製のコ
ストが高く、経済性の向上が望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、乗員
の頭部等の保護に適した衝撃吸収特性を持ち、かつ、安
価に製造可能な、シンプルな形状を持つ、衝撃吸収構造
体を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記課題を解決する衝撃吸収構造体について鋭意検討し
た結果、特定の筒状の衝撃吸収構造体を見出し、本発明
を完成させるに至った。即ち本発明は、熱可塑性樹脂か
らなり、下記式（１）で定義される強度指標Ｐが０．７
×１０⁵ 〜５．０×１０⁵ Ｎ／ｍである筒状の衝撃吸収
構造体、および該衝撃吸収構造体を用いてなる自動車内
装部品にかかるものである。 Ｐ＝Ｅ×Ｌ×ｔ³ ÷ｈ³ （１） （式中、Ｅは該熱可塑性樹脂の曲げ弾性率（Ｐａ）を表
し、Ｌは該筒状の衝撃吸収構造体の長さ（ｍ）を表し、
ｔは該筒状の衝撃吸収構造体の肉厚（ｍ）を表し、ｈは
該筒状の衝撃吸収構造体の高さ（ｍ）を表す。）以下、
本発明を詳細に説明する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の衝撃吸収構造体の形状は
筒状であれば、特に限定されるものではないが、例え
ば、断面が円である円筒状の衝撃吸収構造体が挙げられ
る。あるいは、その断面が楕円のものであっても良い。
そして、上記衝撃吸収構造体が断面方向に変形される時
の抵抗を利用して、衝撃を吸収する。

【０００７】本発明の衝撃吸収構造体は通常、ピラーや
ルーフサイドレールなど金属製の車両の構造部材と、ピ
ラーガーニッシュやルーフサイドガーニッシュなど、該
構造部材を覆う樹脂製の内装部品とで囲まれた空間に配
置させて用いられる。図１を用いて更に詳細を説明す
る。図１は、本発明の衝撃吸収構造体の一例を示してい
る。図１において、１１は、円筒状の衝撃吸収構造体で
あり、矢印Ａの向きに衝撃が加わるように該空間に配置
することにより、衝撃吸収構造体１１が圧縮される時の
抵抗を利用して、衝撃を吸収する。

【０００８】本発明の衝撃吸収構造体は、下記式（１）
で定義される強度指標Ｐが０．７×１０⁵ 〜５．０×１
０⁵ Ｎ／ｍである筒状の衝撃吸収構造体である。 Ｐ＝Ｅ×Ｌ×ｔ³ ÷ｈ³ （１） （式中、Ｅは該熱可塑性樹脂の曲げ弾性率（Ｐａ）を表
し、Ｌは該筒状の衝撃吸収構造体の長さ（ｍ）を表し、
ｔは該筒状の衝撃吸収構造体の肉厚（ｍ）を表し、ｈは
該筒状の衝撃吸収構造体の高さ（ｍ）を表す。）

【０００９】上記式（１）におけるＥは、衝撃吸収構造
体に用いる熱可塑性樹脂の曲げ弾性率であり、ＪＩＳ
Ｋ６７５８に従い、２３℃で測定した値を用いる。本発
明で使用する熱可塑性樹脂の曲げ弾性率として好ましく
は７００×１０⁶〜３０００×１０⁶ Ｐａである。

【００１０】上記式（１）における高さｈ、長さＬおよ
び肉厚ｔについては、図１の衝撃吸収構造体１１を例に
とると、それぞれ、高さｈはｈ₁ 、長さＬはＬ₁ 、肉厚
ｔはｔ₁ を採用するものとする。即ち、長さ方向に対し
て垂直な断面における外径（直径）を高さｈとし、該断
面における肉厚をｔとする。また、図１では、肉厚が均
一な衝撃吸収構造体を示しているが、肉厚が不均一な場
合においては、肉厚ｔとして、その平均値を用いること
とする。長さ方向に対して垂直な断面の形状が円ではな
く楕円の場合においては、高さｈとしては、衝撃が加わ
る方向の外径（直径）を用いることとする。

【００１１】筒状の衝撃吸収構造体の長さが十分に長
く、乗員の頭部等の衝撃物がぶつかる幅がそれよりもせ
まい場合等、即ち衝撃吸収構造体および衝撃物を衝撃が
加わる方向に垂直な平面に投影した時に、衝撃吸収構造
体が投影される範囲が、衝撃物が投影される範囲に、完
全に含まれない場合には、衝撃物が投影される範囲に存
在する衝撃吸収構造体について、高さｈ、長さＬおよび
肉厚ｔを求めることとする。なお、衝撃物とは、衝撃を
与える物体のことである。

【００１２】本発明では、用いる衝撃吸収構造体の個数
を限定するものではない。例えば、小さな筒状の衝撃吸
収構造体を複数使用することもできる。Ｎ個の衝撃吸収
構造体を用いる場合には、各々の衝撃吸収構造体につい
て、強度指標Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ ₃ 、・・・・・、Ｐ_N を求
め、その合計Ｐ₁ ＋Ｐ₂ ＋Ｐ₃ ＋・・・・＋Ｐ_N を強度
指標Ｐとする。複数の衝撃吸収構造体を用いる場合に
は、その配置の仕方を限定するものではない。

【００１３】図２は、複数の衝撃吸収構造体を平行に配
置させて用いる場合の一例を示している。図２で、１
２、１３および１４はそれぞれ円筒状の衝撃吸収構造体
を、Ｂは衝撃が加わる方向を示している。

【００１４】本発明では、上記強度指標Ｐが０．７×１
０⁵ 〜５．０×１０⁵ Ｎ／ｍであり、本衝撃吸収構造体
を自動車内装部品に用いると、乗員の頭部が衝突した際
にも、乗員の頭部は大きな障害を受けず、乗員の頭部の
保護に好適な衝撃吸収特性を示す。

【００１５】Ｐの値が５．０×１０⁵ Ｎ／ｍより大きい
場合には、該衝撃吸収構造体は強過ぎ、衝突の際に該衝
撃吸収構造体により乗員の頭部等の受ける衝撃が大きく
なり、頭部の保護に好適な衝撃吸収特性を得ることが困
難である。一方、Ｐの値が０．７×１０⁵ Ｎ／ｍより小
さい場合には、該衝撃吸収構造体は弱過ぎ、衝撃吸収構
造体のみで衝撃を吸収しきれず、この様な衝撃吸収構造
体を自動車内装部品に用いた場合には、乗員の頭部等が
ピラーやルーフサイドレールなどの車体の金属部から大
きな荷重を受けることになり、乗員の頭部等の保護に好
適な衝撃吸収特性を得ることが困難である。本発明にお
いて、上記強度指標Ｐの範囲としては、１．０×１０⁵
〜３．０×１０⁵ Ｎ／ｍが好ましい。

【００１６】本発明では高さｈは特に限定されるもので
はないが、高さｈを小さくすることにより、本衝撃吸収
構造体を、例えば、ピラーガーニッシュなどの自動車内
装部品に用いた場合に、乗員に与える圧迫感を少なくす
ることできる。好ましくは０．０１５〜０．０４０ｍ、
より好ましくは０．０１５〜０．０３０ｍである。本発
明では長さＬは特に限定されるものではないが、０．０
２０〜０．２００ｍが好ましい。本発明では肉厚ｔは特
に限定されるものではないが、好ましくは０．００１〜
０．００５ｍである。

【００１７】本発明で用いる熱可塑性樹脂は、特に限定
されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリカーボネー
卜、ポリエチレンテレフタレート、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ樹
脂などやこれらの変性物、ポリマーアロイ、あるいはこ
れらの混合物などの各種熱可塑性樹脂が挙げられる。こ
れらの中でも、エチレン単独重合体、プロピレン単独重
合体、エチレンとα−オレフィンとの共重合体、プロピ
レンとプロピレン以外のα−オレフィンとの共重合体、
またはプロピレンとエチレンとの共重合体などのオレフ
ィン系樹脂が好ましく、中でもプロピレン系樹脂がより
好ましい。プロピレン系樹脂は、プロピレン単独重合
体；プロピレンを主成分とする、エチレン、炭素数４以
上のα−オレフィンもしくはその他モノマーとのランダ
ム共重合体；プロピレンを主成分とする、エチレン、炭
素数４以上のα−オレフィンもしくはその他モノマーと
のブロック共重合体である。このような熱可塑性樹脂に
は、例えばタルク、マイカ、ガラスファイバーなどの充
填材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤など
の通常使用されている各種の添加剤を必要に応じて含有
させてもよい。

【００１８】本発明の衝撃吸収構造体は、かかる熱可塑
性樹脂を異形押出、ブロー成形、ガスアシスト成形など
の公知の方法により成形し、得た成形品を所望のサイズ
に裁断することにより得ることができる。

【００１９】本発明の衝撃吸収構造体は自動車内装部品
用衝撃吸収構造体として好適に用いられ、ピラーやルー
フサイドレールなど金属製の車両の構造部材と、ピラー
ガーニッシュやルーフサイドガーニッシュなど、該構造
部材を覆う樹脂製の内装部品とで囲まれた空間に配置さ
せて用いることで、乗員の頭部等の保護に適した衝撃吸
収特性を発揮することができる。

【００２０】本発明の自動車内装部品は、上記の衝撃吸
収構造体を用いてなる自動車内装部品であり、特にピラ
ーガーニッシュまたはルーフサイドガーニッシュである
ことが好ましい。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施
例および比較例における評価方法は以下のとおりとし
た。

【００２２】（１）衝撃試験 米国の自動車安全基準で定められている乗員頭部保護規
定ＦＭＶＳＳ２０１（Ｆｅｄｅｒａｌ Ｍｏｔｏｒ Ｖ
ｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｎｏ．２０１）に準
拠した方法により衝撃試験を実施した。具体的には次の
とおりである。衝撃試験機（製造：(株)保土ヶ谷技研、
型式：ＨＧ−１２１３２）を用いてダミー人形の頭部
（ＦＭＨ：ベクタ社製）を空気圧力にて２４ｋｍ／ｈｒ
で自由飛翔させ、円筒状の成形品に、その径を圧縮する
向きに衝突させた。そして、ダミー人形頭部中の３軸加
速度センサー値から算出された合成加速度を求め、その
値から頭部障害値であるＨＩＣ（ｄ）値を算出した。

【００２３】（２）曲げ弾性率 プレス成形により得た９０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの試
験片の曲げ弾性率を、ＪＩＳ Ｋ６７５８に従い、２３
℃で測定した。

【００２４】（３）メルトインデックス（ＭＩ） ＪＩＳ Ｋ６７５８に従い、温度２３０℃、荷重２１．
１８Ｎで測定した。

【００２５】実施例１ 実施例１の衝撃吸収構造体は、高さが０．０２５ｍ、肉
厚が０．００２８ｍ、長さが０．１２０ｍの円筒状の成
形品である。強度指標Ｐは、１．７×１０⁵ Ｎ／ｍであ
った。この衝撃吸収構造体は、プロピレン−エチレンブ
ロック共重合体（住友化学工業(株)製住友ノーブレンＡ
Ｄ５７１、メルトインデックス（ＭＩ）＝０．９０ｇ／
１０分、曲げ弾性率＝１０３０×１０⁶ Ｐａ）のペレッ
トを用い、ブロー成形したものから切り出し上記の構造
にした。評価結果を表１に示す。

【００２６】実施例２ 実施例２の衝撃吸収構造体は、高さが０．０２５ｍ、肉
厚が０．００３１ｍ、長さが０．２１３ｍの円筒状の成
形品である。強度指標Ｐは、４．０×１０⁵ Ｎ／ｍであ
った。この衝撃吸収構造体は、プロピレン−エチレンブ
ロック共重合体（住友化学工業(株)製住友ノーブレンＡ
Ｄ５７１、メルトインデックス（ＭＩ）＝０．９０ｇ／
１０分、曲げ弾性率＝１０３０×１０⁶ Ｐａ）のペレッ
トを用い、ブロー成形したものから切り出し上記の構造
にした。評価結果を表１に示す。

【００２７】比較例１ 比較例１の衝撃吸収構造体は、高さが０．０２５ｍ、
肉厚が０．００２７ｍ、長さが０．２００ｍ、高さが
０．０２５ｍ、肉厚が０．００２６ｍ、長さが０．２０
１ｍ、高さが０．０２５ｍ、肉厚が０．００２７ｍ、
長さが０．２０１ｍの３つの成形品からなるものであ
る。強度指標は、が２．５×１０⁵ Ｎ／ｍ、が２．
４×１０⁵ Ｎ／ｍ、が２．６×１０⁵ Ｎ／ｍであり、
その合計より求まる強度指標Ｐは、７．５×１０⁵Ｎ／
ｍであった。この衝撃吸収構造体は、プロピレン−エチ
レンブロック共重合体（住友化学工業(株)製住友ノーブ
レンＡＤ５７１、メルトインデックス（ＭＩ）＝０．９
０ｇ／１０分、曲げ弾性率＝１０３０×１０⁶ Ｐａ）の
ペレットを用い、ブロー成形したものから切り出し上記
の構造にした。そして、〜を、互いに約０．０１０
ｍ程度づつ離して、平行に配置させ、ダミー人形の頭部
を衝突させた。評価結果を表１に示す。

【００２８】比較例２ 比較例２の衝撃吸収構造体は、高さが０．０２５ｍ、肉
厚が０．００２６ｍ、長さが０．０４０ｍの円筒状の成
形品である。強度指標Ｐは、０．４×１０⁵ Ｎ／ｍであ
った。この衝撃吸収構造体は、プロピレン−エチレンブ
ロック共重合体（住友化学工業(株)製住友ノーブレンＡ
Ｄ５７１、メルトインデックス（ＭＩ）＝０．９０ｇ／
１０分、曲げ弾性率＝１０３０×１０⁶ Ｐａ）のペレッ
トを用い、ブロー成形したものから切り出し上記の構造
にした。評価結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】上表に示す様に、強度指標Ｐを０．７×１
０⁵ 〜５．０×１０⁵ Ｎ／ｍの筒状の衝撃吸収構造体
は、ＨＩＣ（ｄ）が１５００以下を示しており、衝撃吸
収性能に優れる。この様な衝撃吸収構造体をピラーガー
ニッシュなどの自動車内装部品に用いることにより、自
動車のボディのエネルギー吸収性能の効果と合わせ、優
れた衝撃吸収性能を発現することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
強度指標Ｐを０．７×１０⁵ 〜５．０×１０⁵ Ｎ／ｍに
することにより、自動車内装部品に用いた場合に乗員の
頭部等の保護に適した衝撃吸収特性を示し、安価に製造
可能な、筒状の衝撃吸収構造体を提供できる。また、本
発明の衝撃吸収構造体は、自動車内装部品、特にピラー
ガーニッシュやルーフサイドガーニッシュに好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衝撃吸収構造体の一例を示す図面であ
る。

【図２】本発明において、複数の衝撃吸収構造体を用い
る場合の一例を示す図面である。

【符号の説明】

ｈ₁・・・高さ ｔ₁・・・肉厚 Ｌ₁・・・長さ １１、１２、１３、１４・・・円筒状の衝撃吸収構造体 Ａ、Ｂ・・・衝撃が加わる方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒渕 雅明 千葉県市原市姉崎海岸５の１ 住友化学工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J066 AA01 AA21 BA01 BB10 BC01 BD05 BE01 4J002 AA011 BB031 BB121 BB141 BD031 BG061 BN151 CF061 CG001 CL001 GN00

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂からなり、下記式（１）で定
   義される強度指標Ｐが０．７×１０⁵ 〜５．０×１０⁵
   Ｎ／ｍである筒状の衝撃吸収構造体。 Ｐ＝Ｅ×Ｌ×ｔ³ ÷ｈ³ （１） （式中、Ｅは該熱可塑性樹脂の曲げ弾性率（Ｐａ）を表
   し、Ｌは該筒状の衝撃吸収構造体の長さ（ｍ）を表し、
   ｔは該筒状の衝撃吸収構造体の肉厚（ｍ）を表し、ｈは
   該筒状の衝撃吸収構造体の高さ（ｍ）を表す。）
2. 【請求項２】ｈが、０．０４０ｍ以下である請求項１記
   載の衝撃吸収構造体。
3. 【請求項３】筒状の衝撃吸収構造体が、円筒状の衝撃吸
   収構造体である請求項１または２記載の衝撃吸収構造
   体。
4. 【請求項４】熱可塑性樹脂がプロピレン系樹脂である請
   求項１〜３のいずれかに記載の衝撃吸収構造体。
5. 【請求項５】衝撃吸収構造体が、自動車内装部品用衝撃
   吸収構造体である請求項１〜４のいずれかに記載の衝撃
   吸収構造体。
6. 【請求項６】自動車内装部品が、ピラーガーニッシュま
   たはルーフサイドガーニッシュである請求項５記載の衝
   撃吸収構造体。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の衝撃吸収
   構造体を用いてなる自動車内装部品。
8. 【請求項８】自動車内装部品が、ピラーガーニッシュま
   たはルーフサイドガーニッシュである請求項７記載の自
   動車内装部品。