JP2004352028A

JP2004352028A - バンパーの芯材および該芯材を備えたバンパー

Info

Publication number: JP2004352028A
Application number: JP2003150692A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Taniguchi; 貴彦谷口; Hideo Sugimura; 英夫杉村; Toranosuke Kajiwara; 虎之介梶原
Original assignee: HAYASHI GIJUTSU KENKYUSHO KK; Hayashi Gijutsu Kenkyusho KK
Current assignee: HAYASHI GIJUTSU KENKYUSHO KK; Hayashi Gijutsu Kenkyusho KK
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】衝撃荷重に対する緩衝機能を向上させる。
【解決手段】芯材１２は、第１の発泡体１３と第２の発泡体１４とを有する。第１の発泡体１３は、互いに間隔をあけて重ねて配置された複数の壁部１３ａ〜１３ｄの端部を連結部１３ｅ〜１３ｇで連結して構成され、隣り合う壁部１３ａ〜１３ｄの間には、凹部１５ａ〜１５ｃが形成される。第２の発泡体１４は、中央の凹部１５ｂ内に保持される。第２の発泡体１４の密度は第１の発泡体１３の密度よりも小さい。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の前後など、乗物の周囲の一部に取り付けられるバンパーの構造に関し、特に、衝突時の衝撃吸収性を向上させるためにバンパーの内部に配設される芯材の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の乗物においては、その前後に乗物の幅方向にわたってバンパーを取り付け、運転者が意図しない接触や衝突事故により乗物のボディが損傷するのを低減することが行われている。さらに今日では、バンパーが歩行者等に接触した場合に、当該歩行者等を傷つけないようにするために、バンパーには衝撃吸収性を高める要求が高まっている。
【０００３】
この種のバンパーは、一般的に、バンパーの外形を形作る、内部が空洞の外側カバーと、その空洞内に内包された、衝撃吸収性の素材からなる芯材とを有して構成される。
【０００４】
外側カバーは、耐熱性の高い樹脂を比較的薄い肉厚で内側が凹状に成形されたものである。意匠性が重要視される乗物、特に自動車においては、バンパーは乗物の外装の一部を構成し、そのために、外側カバーの表面は乗物の色に合せて塗装され、一定の意匠性を確保している。また、外側カバーは、内包される芯材が太陽光の照射を受けて劣化することから保護する作用もなす。
【０００５】
一方、芯材は、低密度で緩衝性を有する樹脂を成形（しばしば発泡成形）してなる。外側カバーに衝撃的な荷重が付加された場合には、その荷重は芯材に伝えられ、芯材の緩衝性によって衝撃が緩和される。これによって、衝撃が乗物のボディや歩行者等に伝わるのが低減される。
【０００６】
上述のように、バンパーの衝撃吸収性は主として芯材が担う。そこで、芯材の材料特性、形状等を変えて、衝撃吸収能力を高めようとする種々の提案がなされている。例えば特許文献１には、密度の異なる２種類の発泡体を組み合わせ、衝突時の発生荷重は小さく、かつ変形を小さくした芯材が開示されている。具体的には、密度０．０３０〜０．１００ｇ／ｃｍ^３の高密度発泡体Ａと、密度０．０１５〜０．０８ｇ／ｃｍ^３の低密度発泡体Ｂとからなり、かつ発泡体Ａと発泡体Ｂとの密度差が０．０１ｇ／ｃｍ^３以上である、密度の異なる２種類の発泡体を組み合わせている。
【０００７】
同文献には実験データとして応力−歪み曲線が示されており、その応力−歪み曲線によれば、歪みの初期で応力の立ち上がりが早く、その後の歪みの増加に対しては応力の増加が少ない結果が得られている。
【０００８】
【特許文献１】
実開平２−７５２４９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された芯材は、高密度の発泡体が低密度の発泡体を完全にサンドイッチされた構造となっているため、圧縮歪みの増加に対しては、発生する応力も少しずつではあるが常に右上がりの増加傾向が維持される。その結果、理想的な応力が発生する歪みの領域が狭く限られ、その前後では応力が大きすぎたり、小さすぎたりする状態になることがある。
【００１０】
そこで本発明は、理想的な応力が発生する歪みの領域が広い、より平坦な応力−歪み曲線が得られ、その結果、衝撃荷重に対する緩衝機能を向上させるバンパー用の芯材、およびその芯材を用いたバンパーを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のバンパーの芯材は、衝突発生時の衝撃を緩和するために乗物の周囲の一部に取り付けられるバンパーの内部に配設される芯材であって、互いに間隔をあけて重ねて配置された複数の壁部、および隣り合う２つの前記壁部の間に凹部を形成するように前記壁部を連結する連結部を備えた第１の発泡体と、前記凹部内に保持され、密度が前記第１の発泡体の密度よりも小さい第２の発泡体とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のバンパーは、衝突発生時の衝撃を緩和するために乗物の周囲の一部に取り付けられるバンパーであって、上記本発明の芯材と、この芯材を覆う外装カバーとを有することを特徴とする。
【００１３】
上記のとおり構成された本発明では、芯材は、壁部の立設方向が、衝突発生時に衝撃が作用する方向になるように乗物に取り付けられる。したがって、芯材に荷重が作用し、芯材が圧縮されると、まず、第１の発泡体が荷重を受け、壁部が座屈する。さらに芯材が圧縮されると、壁部が割れ、第２の発泡体が圧縮荷重を受ける。ここで、第２の発泡体は第１の発泡体よりも密度が小さいので、圧縮の初期段階では、密度の高い第１の発泡体で圧縮荷重を受け、次いで、第１の発泡体の破壊の後、破壊によるエネルギー吸収効率の低下が第２の発泡体で補われる。これにより、理想的な応力が発生する歪みの範囲が広がり、結果的に、芯材による衝撃吸収性能がより向上する。
【００１４】
壁部は、芯材が乗物に取り付けられた状態において、衝突による衝撃が作用する方向に対して傾斜していることが好ましい。これにより、壁部の破壊後の荷重低下が抑制される。また、上述した作用をより効果的に発揮するためには、第２の発泡体の外形寸法を、それが保持される凹部の寸法と実質的に等しくすることが好ましい。さらに、第１の発泡体および第２の発泡体のそれぞれの役割をより効果的に発揮させるには、第２の発泡体を、第１の発泡体と部分的な接触により保持することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるバンパーの分解斜視図である。本実施形態は、自動車のフロント部に装着されるバンパー１０を示している。バンパー１０は、自動車のフロントグリル１の下方に、自動車の幅方向にわたって取り付けられ、このバンパー１０の衝撃吸収性能の大部分を担う芯材１２と、芯材１２を覆い、自動車の外装の一部を構成する外側カバー１１とを有する。
【００１７】
外側カバー１１は、フロントグリル１の下方に、自動車の幅方向にわたって装着されるものであり、ゴム系添加物、無機フィラーが配合されたポリプロピレン樹脂等を射出成形して、装着位置に沿う形状で一体に形成される。外側カバー１１は、全体として、自動車への取り付け面側が凹状となっており、芯材１２は、この凹状の部分の内側に保持される。外側カバー１１には、リブや弾性クリップなどの装着手段が一体的に設けられており、この装着手段によって外側カバー１１は、芯材１２を覆って自動車に装着される。また、外側カバー１１の表面には、必要に応じて、意匠性向上のための塗装が施される。外側カバー１１の塗装を、特に熱硬化性樹脂からなる塗料で行えば、外側カバー１１の太陽光の照射による経時的な劣化を防止することもできる。
【００１８】
芯材１２は、外側カバー１１の凹状の部分の内側に保持されるものであり、全体として外側カバー１１に沿って湾曲した形状をなしている。図２に、芯材１２をその長手方向に垂直な断面で切断した断面図を示す。図２に示すように、芯材１２は、互いに密度の異なる、リブ状の第１の発泡体１３と塊状の第２の発泡体１４とを組み合わせて構成される。第１の発泡体１３は、第２の発泡体１４と比べて高い密度を有する。
【００１９】
発泡体１３，１４の素材としては、ポリプロピレン（ポリスチレン共重合体、ポリエチレン・ポリスチレン・変性ポリフェニレンエーテル共重合体など）の樹脂粒子発泡体を好ましく用いることができる。特にポリプロピレン樹脂粒子発泡体は、耐水性をはじめ、環境の変化に対して影響を受けにくいため安定した物性が発揮され、しかもリサイクル性にも優れるため、望ましい。また、発泡体１３，１４のその他の素材として、硬質ウレタン発泡体、硬質アクリル発泡体などを用いることもできる。さらに、発泡体１３，１４はそれぞれ別の素材の発泡体であってもよく、また、同じ素材の発泡体を異なる密度に成形したものでもよい。
【００２０】
以下、第１の発泡体１３および第２の発泡体１４について、図２を参照して詳細に説明する。
【００２１】
第１の発泡体１３は、互いに上下に間隔をあけて重ねた状態として配置された４つの壁部１３ａ〜１３ｄを連結部１３ｅ〜１３ｇで互いに連結した形状を有する。各壁部１３ａ〜１３ｄは、それぞれ自動車の幅方向に沿った長手成分を有し、かつ、その全域にわたって、自動車の衝突時に芯材１２に圧縮力が加わる方向（以下、「作用方向」といい、本実施形態では具体的には自動車の前後方向である。）に延びている。連結部１３ｅ〜１３ｇは、上下に隣り合う壁部１３ａ〜１３ｄの、芯材１２の作用方向におけるいずれか一方の端部同士を連結する。
【００２２】
本実施形態では、中間の２つの壁部１３ｂ、１３ｃを連結する連結部１３ｆは、自動車への取り付け側の端部でこれらの壁部１３ｂ、１３ｃを連結し、最も上方の壁部１３ａとその下の壁部１３ｂ、および最も下方の壁部１３ｄとその上の壁部１３ｃをそれぞれ連結する連結部１３ｅ、１３ｇは、中間の連結部１３ｆとは反対側の端部で上側２つの壁部１３ａ、１３ｂ、および下側２つの壁部１３ｃ、１３ｄを連結している。これにより、上側２つの壁部１３ａ、１３ｂの間、および下側２つの壁部１３ｃ、１３ｄの間にはそれぞれ、芯材１２の取り付け側端および幅方向両端が開放した凹部１５ａ、１５ｃが形成され、中間の２つの壁部１３ｂ、１３ｃの間には、芯材１２の取り付け側と反対側の端および幅方向両端が開放した凹部１５ｂが形成される。
【００２３】
第１の発泡体１３に形成された凹部１５ａ〜１５ｃの少なくとも一つは、第２の発泡体１４で充填されている。本実施形態では、中間の凹部１５ｂが第２の発泡体１４で充填されている。第２の発泡体１４の形状は、少なくとも凹部１５ｂから突出しない形状とされ、好ましくは、凹部１５ｂと同形状である。
【００２４】
上記のように構成されたバンパー１０によれば、自動車のフロント部が他の構造物などと衝突した場合、外側カバー１１に所定以上の負荷が作用し外側カバー１１が撓むと、その負荷は芯材１２に伝播する。負荷が芯材１２に伝播すると、芯材１２には圧縮荷重が作用する。
【００２５】
このときの芯材１２の挙動および応力−歪みの関係について、図３および図４を参照して説明する。なお、図４のグラフ中の領域（ａ）〜（ｄ）は、図３の（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ対応している。
【００２６】
芯材１２の圧縮の初期（歪み０〜１０％）では、図３の（ａ）に示すように、芯材１２は、未だ圧縮されず、または変形が目に見えない程度のわずかな圧縮しか生じておらず、第１の発泡体１３によって、応力が素早く立ち上がる（図４の領域（ａ）参照）。その後、歪みが約２５％になるまでの間に、図３（ｂ）に示すように、壁部１３ａ〜１３ｄが座屈を開始し、応力の増加が緩和される（図４の領域（ｂ）参照）。このように壁部１３ａ〜１３ｄが直ちに座屈するのは、壁部１３ａ〜１３ｄは、作用方向に延びており、その一端部でのみしか支持されていないからである。第１の発泡体１３は、衝突時に搭乗者に大きな損傷を与えないような許容最大荷重（上限応力）が働いたときに壁部１３ａ〜１３ｄが座屈するように、壁部の厚さや連結部からの突出高さなどが設計される。
【００２７】
さらに芯材１２が圧縮されると、図３（ｃ）に示すように、壁部１３ａ〜１３ｄが割れ、第２の発泡体１４が圧縮荷重を受ける。壁部１３ａ〜１３ｄが割れることによって、第１の発泡体１３によるエネルギー吸収効率は低下するが、その低下した分の応力を第２の発泡体１４が立ち上げ、第２の発泡体１４によってエネルギー吸収効率の低下を補う。この状態は、歪みが約７０％となるまで維持され、この間は、ほぼ一定の応力を保ちながら歪みが増していく。つまり、この間ではほぼフラットな応力−歪み曲線が得られる（図４の領域（ｄ）参照）。
【００２８】
そして、芯材１２の歪みが７０％を越えると、図３（ｄ）に示すように第２の発泡体１４もほぼ完全に圧縮された状態となり、それ以降は歪みに対して応力が急激に立ち上がる。
【００２９】
このように、本実施形態の芯材１２は、互いに密度の異なる２種類の発泡体１３，１４を組み合わせ、圧縮の初期段階では、密度の高い第１の発泡体１３で圧縮荷重を受けて第１の発泡体１３の破壊を生じさせ、次いで、第１の発泡体１３の破壊によるエネルギー吸収効率の低下を、第１の発泡体１３よりも低い密度を有する第２の発泡体１４で補う働きをする。これにより、理想的な応力が発生する歪みの範囲を広げることができ、結果的に、芯材１２による衝撃吸収性能をより向上させることができる。
【００３０】
上述した作用をより効果的に発揮させるには、壁部１３ａ〜１３ｄ、特に第２の発泡体１４が充填される凹部１５ｂを形成する２つの壁部１３ｂ、１３ｃは、望ましくは作用方向に垂直な面であるバンパー１０の取り付け面Ｓに対して、８０〜８８°の傾斜角で配置されるのが好ましい。このように壁部１３ａ〜１３ｄを傾斜面とすることにより、結果的には作用方向に対しても傾斜することになり、適度に衝撃を吸収した後に壁部１３ａ〜１３ｄに割れを生じさせることができる。この傾斜角が８０°より大きいと、壁部１３ａ〜１３ｄが取り付け面Ｓに対して垂直あるいは垂直に近くなるため、壁部１３ａ〜１３ｄの座屈後の割れが急激に生じ、このときに大きな荷重低下が生じるおそれがある。一方、傾斜角が８０°より小さいと、圧縮作用にて衝撃を吸収しにくくなり、また、圧縮荷重によって壁部１３ａ〜１３ｄが倒れやすくなり、壁部１３ａ〜１３ｄが倒れたときに大きな荷重低下が生じるおそれがある。
【００３１】
また、第２の発泡体１４の外形寸法は、それが保持される凹部１５ｂの寸法と実質的に等しいこと、特に、第２の発泡体１４の表面が、第１の発泡体１３の、凹部１５ｂが開放した面と、同一面上にあることが好ましい。第２の発泡体１４の寸法が大きすぎ、特に第２の発泡体１４が凹部１５ｂから突出していると、第２の発泡体１４が圧縮作用を受けたとき、同時に両側の壁部１３ｂ、１３ｃを押し広げることになり、このことにより、壁部１３ｂ、１３ｃの割れを助長してしまい、大きな荷重低下が生じるおそれがある。この逆に、第２の発泡体１４の寸法が凹部１５ｂに比べて小さすぎると、圧縮の過程で第２の発泡体１４が倒れてしまい、また、作用方向における第２の発泡体１４の寸法が凹部１５ｂの深さよりも小さすぎると、壁部１３ｂ、１３ｃに割れが生じたときに直ちに第２の発泡体１４が圧縮荷重を受けることができなくなり、やはり大きな荷重低下が生じるおそれがある。
【００３２】
第２の発泡体１４は、第１の発泡体１３と別に成形された後、凹部１５ｂに嵌め込むか、または接着剤や接着テープで接着することによって、凹部１５ｂに充填することができる。また、第１の発泡体１３となる発泡性材料と第２の発泡体１４となる発泡性材料とを組み合わせて発泡させ、両者を一体成形することもできる。いずれの場合でも、第２の発泡体１４を、部分的な接触によって第１の発泡体１３に支持させることが好ましい。
【００３３】
第２の発泡体１４を部分的な接触によって第１の発泡体１３に支持させる構造として、例えば、図５に示すように、第２の発泡体１４の、第１の発泡体１３との対向面に複数の突起１６を設け、この突起１６を第１の発泡体１３に接触させるようにした構造が挙げられる。また、図示しないが、第１の発泡体１３に突起を設けたり、双方の発泡体１３、１４に突起を設けたりしてもよい。このように、第２の発泡体１４を部分的な接触によって第１の発泡体１３に支持させることで、圧縮時の相互のずれが生じ易くなるので、第１の発泡体１３には衝突初期の荷重の確保および狙い荷重以下での破壊（割れ）という役割を持たせる一方、第２の発泡体１４には第１の発泡体１３の破壊後の荷重低下分を補間する役割を持たせることができ、各々の役割を発揮させやすくなる。
【００３４】
第１の発泡体１３および第２の発泡体１４は、互いに密度が異なることは前述したとおりであるが、その具体的な値として、第１の発泡体１３の密度は０．０６５ｇ／ｃｍ^３以上、第２の発泡体１４の密度は０．０６５ｇ／ｃｍ^３未満であることが好ましい。その理由は、第１の発泡体１３の機能は、狙い荷重の範囲内で可能な限り素早く衝突初期の荷重を立ち上げることであり、そのため、密度を０．０６５ｇ／ｃｍ^３以上とすることにより、第１の発泡体１３に必要な、硬質で高剛性な特性を発現させることができる。一方、第２の発泡体１４の機能は、第１の発泡体１３が破壊した後の荷重低下分を補完し、歪みが増加しても荷重の上昇を招き難くすることなので、密度を０．０６５ｇ／ｃｍ^３未満とすることにより、第２の発泡体１４に必要な、軟質で低剛性な特性を発現させることができる。両者の機能をより効果的に発生させるには、第１の発泡体１３の密度と第２の発泡体１４の密度との差が、０．０１０ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましい。
【００３５】
本実施形態では、図１に示したように、第１の発泡体１３および第２の発泡体１４が自動車の幅方向にわたって一様に形成された例を示したが、第１の発泡体１３と、それに保持された第２の発泡体１４とを有した構造であれば、第１の発泡体１３および第２の発泡体１４は、自動車の幅方向に一様な断面形状を有していなくてもよいし、また、第２の発泡体１４は自動車の幅方向に連続して存在していなくてもよい。さらに、第１の発泡体１３についても、自動車の幅方向に連続しているのではなく複数に分割して配置し、それぞれ第２の発泡体１４を保持する構成としてもよい。
【００３６】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態による芯材の、図２と同様の断面図である。図６に示す芯材２２も、第１の実施形態と同様に、第１の発泡体２３は４つの壁部２３ａ〜２３ｄを有し、それらが連結部２３ｅ〜２３ｇで連結されている。ただし、図６に示す形態では、各壁部２３ａ〜２３ｄの間の間隙は全て同じ側が開放されており、この開放された側を取り付け側としている。
【００３７】
芯材２２を製造するに際し、芯材２２の形状や、それを成形するのに適した金型構造上の理由から、第２の発泡体２４の樹脂粒子充填口を取り付け面側に配置できない場合がある。
【００３８】
そこで、このような制約がある場合に、図６に示したような構造の芯材２２とすることで、第２の発泡体２４のための樹脂粒子充填口を取り付け面側へ配置することなく、第１の発泡体２３と第２の発泡体２４とを一体成形した芯材２２を製造することができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態による芯材の、図２と同様の断面図である。図７に示す芯材３２は、第１の発泡体３３は、断面がコの字形の樋形状に形成され、互いに対向する２つの壁部３３ａ、３３ｂと、これらの一端同士を連結する連結部３３ｃとを有する。そして、これら壁部３３ａ、３３ｂおよび連結部３３ｃで形成される凹部に、第２の発泡体３４が充填されている。
【００４０】
本実施形態では、壁部３３ａ、３３ｂの数が第１の実施形態よりも少ないので、狙い荷重を合せるために、壁部３３ａ、３３ｂの厚さを第１の実施形態と比べて厚くしている。そのことにより、一定荷重範囲（図２における（ｃ）の領域）が若干低歪み側で完了する傾向が現れるため、第１の実施形態よりは衝撃吸収性能は低下する。しかし、本実施形態では、軽い衝突時に壁部３３ａ、３３ｂの破損が生じても、密度の小さい軟質な第２の発泡体３４が大きく配置され形状の復元性に優れるため、外側カバー（不図示）の破損を防止することができる。
【００４１】
上述した各実施形態では、本発明を自動車のフロントバンパーに適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はフロントバンパーだけでなく、リアバンパーやサイドバンパー、さらには自動車以外の乗物のバンパーにも適用することができる。
【００４２】
【実施例】
以下に、本発明の具体的な実施例について、比較例とともに評価した結果を示す。
【００４３】
（実施例１）
本実施例では、図２に示した断面形状を有し、一定範囲の衝突荷重値として５±１ｋＮを目標とした芯材を作製した。この芯材の外形寸法は、図２における縦×横×奥行き＝１００ｍｍ×５０ｍｍ×１５０ｍｍとした。
【００４４】
第１の発泡体は、壁部の厚さを９ｍｍとした。また、取り付け面Ｓに対する中央の２つの壁部の傾斜角度は８２°とし、これにより第２の発泡体が配される凹部の、壁部の対向する方向における寸法は、開口側長さが２２ｍｍ、底部での長さが１０ｍｍであった。第１の発泡体は、ポリプロピレン樹脂を８倍の倍率で発泡させて成形し、その密度は０．１１ｇ／ｃｍ^３であった。
【００４５】
第２の発泡体は、それが支持される凹部に合致した形状とした。すなわち、第２の発泡体を凹部に挿入した状態において、凹部の底部側に位置する面を先端面、凹部の開口側に位置する面を開口側面としたとき、開口側面に対する対向する２つの側面の傾斜角度を８２°とし、先端面および開口側面の、傾斜した側面の対向する方向における長さを、それぞれ１０ｍｍおよび２２ｍｍとした。また、第２の発泡体は、ポリプロピレン樹脂を１５倍の倍率で発泡させて成形し、その密度は０．０６ｇ／ｃｍ^３であった。
【００４６】
そして、第２の発泡体の第１の発泡体との接触面に粗面加工を施して高さ約２ｍｍの凹凸を形成し、凹凸が形成された第２の発泡体を、第１の発泡体の凹部に圧入して摩擦力で支持し、これを芯材とした。
【００４７】
（比較例１）
図８に示すように、実施例１で用いたのと同じ第１の発泡体４３のみで芯材４２を構成した。
【００４８】
（比較例２）
比較例２の芯材の断面形状を図９に示す。本比較例では、第２の発泡体５４がプレート状の３枚の第１の発泡体５３の間に２層に分けて配置されるように、第１の発泡体５３と第２の発泡体５４を交互に積層して芯材５２を構成した。また、第１の発泡体５３と第２の発泡体５４は、互いに剥離することのないように密に密着させた。積層方向における第２の発泡体５４の厚みは３２ｍｍとし、芯材５２の全体の寸法は、実施例１と同じにした。また、第１の発泡体５３の材料および第２の発泡体５４の材料も、それぞれ実施例１と同じである。
【００４９】
（評価方法）
実施例１および比較例１，２の各芯材に、５ｍ／ｓの速度で急速な圧縮力を加えて、芯材を歪み率８０％まで圧縮し、芯材の変形の様子を目視で確認するとともに、発生する応力を測定した。
【００５０】
（評価結果）
図１０に、実施例１および比較例１，２についての応力−歪み曲線を示す。また、図１１に、比較例１についての各段階における変形状態を示し、図１２に、比較例２についての各段階における変形状態を示す。なお、実施例１の変形状態は、図３に示したとおりである。
【００５１】
実施例１の場合、目視による観察の結果、壁部は破壊に至ったものの、側面には圧縮作用を受けたことによるしわが発生しており、圧縮によるエネルギー吸収が生じたことが見受けられた。また、図１０に示すように、歪みに対する発生応力は矩形的であり、２０〜７０％の歪みの領域にわたって応力が上限値に近く、広いレンジに対して発生応力をほぼ一定に保つことができた。
【００５２】
比較例１の場合、目視による観察の結果、壁部は破壊に至っており、側面に圧縮作用を受けたような形跡は確認されず、衝突初期に圧縮作用を受けた直後、早期の割れが生じたことが見受けられた。その結果、図１０にも示されるように、２０〜２５％の歪みの領域では応力を上限値に近くできるが、２５％の歪みを超えると、壁部の割れによる大きな荷重低下が発生してしまい、広いレンジに対して発生応力をほぼ一定に保つことはできなかった。
【００５３】
比較例２の場合、目視による観察の結果、第１の発泡体は第２の発泡体に密に密着していることから、第１の発泡体には割れや座屈等は発生せず、圧縮作用が強く生じたことが見受けられた。その結果、図１０にも示されるように、歪みに対する発生応力は全体として右上がりとなり、２０〜６０％の歪みの領域では応力を上限値に近くできるが、歪みが６０％を超えると応力が上限値以上となってしまい、広いレンジに対して発生応力をほぼ一定に保つことはできなかった。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明によれば、芯材を、複数の壁部およびこれらを連結する連結部を備えた第１の発泡体と、この第１の発泡体に形成される凹部内に保持され、かつ第１の発泡体よりも密度が小さい第２の発泡体とを有する構成とすることで、広い歪みの範囲にわたって応力をほぼ一定に保つことができ、結果的に、衝撃吸収性能をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるバンパーの分解斜視図である。
【図２】図１に示す芯材の、長手方向に垂直な面での断面図である。
【図３】図１に示す芯材の、圧縮荷重が作用したときの挙動を示す図である。
【図４】図１に示す芯材に圧縮荷重が作用したときの、応力と歪みの関係を示すグラフである。
【図５】第１の発泡体と第２の発泡体との接触面構造の一例の拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による芯材の断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による芯材の断面図である。
【図８】比較例１の断面図である。
【図９】比較例２の断面図である。
【図１０】実施例１、および比較例１，２の応力−歪み曲線である。
【図１１】比較例１に圧縮荷重を加えたときの各段階での変形状態を示す図である。
【図１２】比較例２に圧縮荷重を加えたときの各段階での変形状態を示す図である。
【符号の説明】
１フロントグリル
１０バンパー
１１外側カバー
１２、２２、３２芯材
１３、２３、３３第１の発泡体
１３ａ〜１３ｄ、２３ａ〜２３ｄ、３３ａ、３３ｂ壁部
１３ｅ〜１３ｇ、２３ｅ〜２３ｇ、３３ｃ連結部
１４、２４、３４第２の発泡体
１５ａ〜１５ｃ凹部
１６突起

Claims

衝突発生時の衝撃を緩和するために乗物の周囲の一部に取り付けられるバンパーの内部に配設される芯材であって、
互いに間隔をあけて重ねて配置された複数の壁部、および隣り合う２つの前記壁部の間に凹部を形成するように前記壁部を連結する連結部を備えた第１の発泡体と、
前記凹部内に保持され、密度が前記第１の発泡体の密度よりも小さい第２の発泡体とを有することを特徴とする芯材。
前記壁部は、前記芯材が乗物に取り付けられた状態において、衝突による衝撃が作用する方向に対して傾斜している、請求項１に記載の芯材。
前記第２の発泡体の外形寸法は、それが保持される前記凹部の寸法と実質的に等しい、請求項１または２に記載の芯材。
前記第２の発泡体は、前記第１の発泡体と部分的な接触により保持されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の芯材。
前記第１の発泡体の密度は０．０６５ｇ／ｃｍ^３以上であり、前記第２の発泡体の密度は０．０６５ｇ／ｃｍ^３未満である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の芯材。
前記第１の発泡体の密度と前記第２の発泡体の密度との差が０．０１０ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の芯材。
衝突発生時の衝撃を緩和するために乗物の周囲の一部に取り付けられるバンパーであって、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の芯材と、
前記芯材を覆う外装カバーとを有することを特徴とするバンパー。