JP2002104041A - 車両用内装材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手触り等の通常使用時における快適性等の諸
物性と、衝突事故等により発生する衝撃エネルギーの吸
収性とを両立させ得る車両用内装材を提供する。 【解決手段】 車両用内装材が備える衝撃吸収部材のエ
ネルギー吸収率を４０％以上の範囲に設定すると共に、
通気量を１０〜６０ｍｌ/ｃｍ²・ｓｅｃに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両用内装材に
関し、更に詳細には、追突事故等の際に乗員に加わる衝
撃を低減し得る衝撃吸収部材を備えるヘッドレスト等の
車両用内装材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の衝突事故等により生ずる外来の衝
撃を吸収緩和して乗員を保護する手段として、シートバ
ックの上部に取付けられるヘッドレストやピラー内側に
設けられるクッション材等の緩衝用内装材が使用されて
いる。

【０００３】このヘッドレストに代表される車両用内装
材に使用される緩衝手段としては、事故等の発生時に乗
員の身体が当接する部位に配設されるクッション等の衝
撃吸収部材が挙げられる。この衝撃吸収部材は、外部の
衝撃が加わることで圧縮や割れ、その他座屈等の形状変
形を生じて、外来から入力される衝撃エネルギーの効率
的な吸収・分散を図り、これにより乗員を該衝撃から保
護するものである。

【０００４】ところで、前述の衝撃吸収部材によって効
果的な衝撃吸収を達成するには、衝突時に乗員を介して
入力される外来の衝撃を吸収することで、該衝撃吸収部
材が吸収しきれなかった結果として該乗員に跳ね反る形
で出力される反衝撃を極力小さくなるようにすればよ
い。これは前記衝撃吸収部材における圧縮や割れ、その
他座屈等により変形する量に反比例するので、該衝撃吸
収部材の容量を可能な限り大きなものとすればよい。し
かし車両内という限られた空間を考慮すると、衝撃吸収
部材の大きさには自ずと制限があるので、結果として材
質的または構造的に容易に圧縮や割れ、その他座屈等の
形状変形を起こすものが採用されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら形状変
形を割れや座屈に依存するものでは、基本的にワンウェ
イ使用が前提であるので、殊に車両内部に一体的に取付
けられている部位については、交換等に大きな手間が必
要となってしまう欠点がある。従って、例えば弾性変形
の容易な材質を用いて、圧縮変形により衝撃時のエネル
ギーを吸収する方法が、今後省資源等の観点からも望ま
しい。

【０００６】そこで、容積的に大きくなし得ない衝撃吸
収部材を弾性変形させて、乗員に加わる外来の衝撃を吸
収し、逆に跳ね反る形で戻される反衝撃を小さくするた
めには、効率的にエネルギーを吸収させる、すなわち該
乗員が衝撃吸収部材に接触して完全に圧縮するまでに速
度を０に近づけると共に、該衝撃吸収部材の形状回復速
度を小さく取るようにすればよい。このような条件は、
前記衝撃吸収部材の弾性率を小さくすることで達成され
るが、この場合、通常使用下において車両用内装材とし
て充分な剛性が確保できなかったり、ヘッドレストの如
き常時乗員が接触する部材の場合には、使用快適性が損
なわれたりする欠点が指摘される。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、従来の車両用内装材に内在
する前記問題に鑑み、これを好適に解決するべく提案さ
れたものであって、手触り等の使用快適性等の諸物性
と、事故等により発生する衝撃エネルギーの吸収性とを
両立させ得る車両用内装材を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、所期
の目的を達成するため本発明の車両用内装材は、車両衝
突時に乗員に加わる衝撃を吸収緩和するための車両用内
装材であって、前記車両用内装材が備える衝撃吸収部材
のエネルギー吸収率を４０％以上の範囲に設定すると共
に、通気量を１０〜６０ｍｌ/ｃｍ²・ｓｅｃに設定した
ことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る車両用内装材
につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しなが
ら以下説明する。これまで得られた知見等から、衝突に
おける乗員へ影響を充分に緩和するためには、衝撃時の
エネルギー吸収率が４０％以上、好適には６０％以上必
要であることが分かっている。

【００１０】従って衝撃吸収部材としての車両用内装材
に求められる特性は、事故等の際に乗員が車両内装材に
衝突する際の外来から入力される衝撃エネルギーを、少
なくとも４０〜６０％程度吸収することである。この特
性を確保し得るために必要とされる具体的な物性として
は、通常使用時の快適さと、衝撃発生時のエネルギー吸
収性とを両立し得る弾性強度および硬度等が挙げられ
る。ここでいう弾性強度とは、前記衝撃吸収部材への応
力と歪みの比、すなわち弾性率と、この弾性率の発現度
合いとから得られる該衝撃吸収部材の可逆的変形の起こ
り易さとして表すことができる。前記弾性率は、前記衝
撃吸収部材内の気孔の数、すなわち気孔率(芯材を形成
する単位体積当たりの骨材の量)と、該セル骨格におけ
る骨材部分の強度とに関係している。また前記弾性率の
発現度合いは、該弾性率の発現を阻害する衝撃吸収部材
内の空気の外部への抜け易さ、すなわち該気孔の連通度
に関係している。前記硬度としては、通常使用に差し支
えがない程度ものであればよい。

【００１１】前述した如く弾性率は、気孔率およびセル
骨格の骨材強度に関係しており、これらの値から評価が
可能ではあるが、実際の使用を考えた場合には、完全非
弾性衝突の如き挙動を発現する衝撃吸収部材が最も優れ
ているといえる点を考慮し、外部からの入力により圧縮
変形した後の形状回復力を指標として用いることで、具
体的な評価が可能であると考えた。

【００１２】前記形状回復力を表す指標としては、「Ｊ
ＩＳ Ｋ ６４０１」に定義がなされている反発弾性率
(％)(すなわち衝撃吸収部材の圧縮時の入力エネルギー
量と、回復時の出力エネルギー量との比(構造的に吸収
し得るエネルギーの割合))が好適であり、本発明につい
てもこれを採用した。例えばヘッドレストにおいてこの
値が優れている場合、発生した衝撃を乗員が受け止める
ことで吸収する一方で、その形状回復による該乗員に対
する反発を抑えることで"むち打ち"等の発生を低減でき
る。

【００１３】前記連通度を表す指標としては、「ＪＩＳ
Ｌ １０９６」に定義がなされている通気量(ｍｌ/ｃｍ
²・ｓｅｃ)(すなわち単位時間・面積当たりの気体の通
過量)が好適であることを本願発明者は知見し、この値
を利用することとした。

【００１４】本発明の好適な実施例に係るヘッドレスト
１０は、図１に示す如く、図示しないシートに嵌合する
ステー２０と、このステー２０の所要部位を覆うように
型成形され、本体部分を構成する芯材としての衝撃吸収
部材１２と、この衝撃吸収部材１２の表面を覆う表皮材
１４とから基本的に構成される。前記ステー２０は、ヘ
ッドレスト１０をシートに高さ位置調節可能に固定する
と共に、前記衝撃吸収部材１２作製時の基部となる部材
である。またここで実施例として採用したヘッドレスト
以外に、例えば乗員の側方に配設されるピラーガード
や、膝部前方に配設されるニーパット等の車両用内装材
にも好適に採用可能である。

【００１５】前記衝撃吸収部材１２は、弾性発泡体から
所要形状に成形された形状物であり、該弾性発泡体とし
ては、形状自由度が高く、かつ前述の気孔率等の諸物性
を容易に変更し得るポリウレタンフォームが好適に使用
される。

【００１６】そして前記弾性発泡体が、前述の４０〜６
０％程度以上のエネルギー吸収率を得るためには、前記
反発弾性率が４０％以下であり、同時に通気量が１０〜
６０ｍｌ/ｃｍ²・ｓｅｃの範囲であることが分かった。

【００１７】これまで前記反発弾性率については、使用
時の快適性、すなわち触り心地等の点から５０％程度が
好適とされていたが、４０％以下である場合であって
も、使用時の快適性およびエネルギー吸収率の双方を高
い水準で満足させることが分かった。前記反発弾性率が
４０％を越える場合には、エネルギー吸収率が４０％を
下回ってしまい、衝撃吸収部材として充分に機能しない
畏れがある。

【００１８】前記通気量については、１０〜６０ｍｌ/
ｃｍ²・ｓｅｃの範囲内が、好適には３５〜５０ｍｌ/ｃ
ｍ²・ｓｅｃであることが必要であり、この値が１０ｍ
ｌ/ｃｍ²・ｓｅｃ未満である場合、すなわち前記衝撃吸
収部材１２の構造が独立気泡のみや、連通気泡の割合が
少ない場合には、前記反発弾性率が４０％以下であり構
造的にエネルギー吸収が可能であっても、内部に閉じこ
められた空気等の気体がクッションの役割を果たすこと
になり、結果としてエネルギー吸収率は低下してしまっ
て所望の結果は得られないことになる。また６０ｍｌ/
ｃｍ²・ｓｅｃを越える場合には、通常使用時の快適性
が大きく損なわれたり、衝撃吸収部材１２の復元時に容
易に気体が取り込まれ、衝撃吸収部材のセル骨格自体が
有する構造的な反発弾性率の瞬間的な発現が阻害され
ず、逆にエネルギー吸収率が低下してしまうので注意が
必要である。

【００１９】また連通気泡の割合が少ない場合には、圧
縮変形後の形状回復時に、前記衝撃吸収部材１２内部か
ら抜けてしまった気体が容易に戻らないことになるの
で、変形自体や圧縮変形時に発生したシワ等が回復せず
に触感上および外観上の点で問題が生じる。

【００２０】前記衝撃吸収部材１２の表面を覆う表皮材
１４としては、従来公知の如何なる材質も使用可能であ
る。

【００２１】

【製造方法】前記ヘッドレスト１０の如き車両用内装材
に使用される衝撃吸収部材１２は、従来公知の方法によ
り、ポリオール、イソシアネート並びに各種触媒、整泡
剤または／およびセルオープナー等の各種添加材と、水
とを所定割合で混合し、発泡・所要形状に成形すること
で製造される。

【００２２】前記通気量は、前述のボリウレタンフォー
ム等の主原料であるポリオール成分１００重量部に対し
て、０.３〜１.０重量部の整泡剤、０.３〜１.０重量部
の触媒または／および０.５〜１.５重量部のセルオープ
ナーが添加されることにより達成される。前記整泡剤と
しては、例えばシリコーンが、また触媒としては、例え
ば３級アミン等が夫々好適である。殊に前記セルオープ
ナーの添加は、所望の通気量の確保に効果的であり、ポ
リアルキレンオキシドポリオール等が好適である。この
他に製品成形後に発泡したセル表面膜を物理的、制限下
爆発による衝撃または溶解によりに除去する方法があ
る。

【００２３】前記反発弾性率を達成するための手段とし
ては、セル骨格を微細化する、ハードセグメント内の応
力緩和能を向上させるまたは／およびＯＨＶ(水酸基量)
の高いポリオールを使用する等の方法が挙げられ、具体
的には低活性シリコーンの使用、分子的柔和性を有する
イソシアネートの使用または／および数平均分子量の低
いポリオールの使用その他の方法により達成される。

【００２４】

【別の実施例】前述の実施例では、表皮材１４に覆われ
た内側全部、すなわちヘッドレスト１０の殆どが衝撃吸
収部材１２である場合を説明したが、図２に示す如く、
所定位置の一部のみに衝撃吸収部材１２を使用し、その
他の部分を通常の発泡体１６とした構造としてもよい。

【００２５】

【実験例】以下に実施例に係る車両用内装材のセルオー
プナーの添加量による通気量およびエネルギー吸収率の
変化と、通気量、反発弾性率およびエネルギー吸収率と
の関係について実験例を示す。

【００２６】公知の製造方法によって、所定の組成物か
ら得られた衝撃吸収部材や、所定の物性を有するよう製
造された衝撃吸収部材における、反発弾性率、通気量お
よびエネルギー吸収率の各物性値を以下の方法により夫
々測定するようにした。

【００２７】(反発弾性率) 得られた衝撃吸収部材を利
用して通常形状のヘッドレストを作製し、「ＪＩＳ Ｋ
６４０１」に従って反発弾性率を得た。すなわち図３に
示す如く、ヘッドレストを所定位置に固定後、該ヘッド
レストに向けて６.８ｋｇ、φ１６５の半球状頭部模型
を、衝突時速度６.２ｋｍ/ｈｒとなるように落下させ、
その際の該半球状頭部模型の落下距離と、跳ね反り距離
とから反発弾性率を測定する。

【００２８】(通気量) 得られた衝撃吸収部材を利用し
て通常形状のヘッドレストを作製し、「ＪＩＳ Ｌ １０
９６」に従って通気量を得た。すなわち前記ヘッドレス
トの異なる部位から、適当な大きさの試験片を計５つ取
り出し、図４に示すような所定のフラジール型試験機を
用いて以下のように通気量を測定する。・前記フラジー
ル型試験機の上側に試験片を取付け、傾斜式気圧計が水
柱１.２７ｃｍの圧力となるように吸い込み、吸込ファ
ンを調整し、そのときの垂直式気圧計の示す圧力と、使
用した空気穴の種類とから付属の表を用いて通気量を算
出する。

【００２９】(エネルギー吸収率) 前記反発弾性率測定
時のヘッドレストに加わる荷重およびタワミ量から得ら
れて、図５に示すような荷重−タワミ量相関図の面積か
らエネルギー吸収率を求める。

【００３０】(実験１) 従来のボリウレタンフォーム製
造方法により、下記の表１に示すＡ〜Ｃの各組成物から
得られた衝撃吸収部材からヘッドレストを作製し、各物
性値を夫々測定した。そして下記の表２に示す結果を得
た。ここから、セルオープナーの添加量を変化させるだ
けでも、容易に通気量を制御し得ることと、該通気量に
伴いエネルギー吸収量が変化することが分かった。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】(実験２) 実験１と同様の組成を用い、温
度等の製造時条件や、セルオープナー添加量等を制御し
て通気量だけを変化させて各物性値を測定した。そして
下記の表３に示すよう結果を得た。この結果を基とし
て、エネルギー吸収率と通気量との関係をグラフ化した
ところ、図６に示す如く、通気量４０〜５０ｍｌ/ｃｍ²
・ｓｅｃ当たりに該エネルギー吸収率の最大値が確認さ
れ、同様の反発弾性率であっても通気量が１０ｍｌ/ｃ
ｍ²・ｓｅｃ未満および６０ｍｌ/ｃｍ²・ｓｅｃを越え
るような場合には、充分なエネルギー吸収率が確保され
ないことが分かった。

【００３４】

【表３】

【００３５】(実験３) 実験１の組成を基本として、温
度等の製造時条件、ポリオール成分の平均数分子量また
は／およびセルオープナー添加量等を変化させて、反発
弾性率および通気量を略比例的に変化させて各物性値を
測定したところ、下記の表４に示す結果が得られた。す
なわち通気量によっては、反発弾性率が３０％未満の低
反発弾性率であってもエネルギー吸収率が低く、また該
反発弾性率が４０％前後であっても充分なエネルギー吸
収率を示すことが分かった。

【００３６】

【表４】

【００３７】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係る車両
用内装材によれば、通常使用時の快適さを保持するだけ
でなく、充分な衝撃吸収性を発現させ、かつ衝撃吸収後
も製品としての外形状を容易に保持し得る効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る車両用内装材とし
てのヘッドレストの断面図である。

【図２】別の実施例に係る車両用内装材としてのヘッド
レストの断面図である。

【図３】実験例に係るJIS K 6401に使用される測定装置
の概略図である。

【図４】実験例に係るJIS L 1096に使用されるフラジー
ル型試験機の概略図である。

【図５】実験例におけるエネルギー吸収率の算出に使用
される荷重−タワミ量相関図である。

【図６】実験２より得られたエネルギー吸収率と、通気
量との関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１２ 衝撃吸収部材

フロントページの続き (72)発明者 大山 哲夫 愛知県安城市今池町３丁目１番36号 株式 会社イノアックコーポレーション安城事業 所内 Ｆターム(参考） 3B087 DC05 3D023 BA01 BA07 BB01 BB07 BB09 BB22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両衝突時に乗員に加わる衝撃を吸収緩
   和するための車両用内装材であって、 前記車両用内装材が備える衝撃吸収部材(12)のエネルギ
   ー吸収率を４０％以上の範囲に設定すると共に、通気量
   を１０〜６０ｍｌ/ｃｍ²・ｓｅｃに設定したことを特徴
   とする車両用内装材。
2. 【請求項２】 前記衝撃吸収部材(12)は、ポリウレタン
   フォームである請求項１記載の車両用内装材。
3. 【請求項３】 前記衝撃吸収部材(12)は、ヘッドレスト
   の本体部分として使用される請求項１または２記載の車
   両用内装材。