JP2005280560A - 防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッド - Google Patents

Abstract

【課題】 衝撃を有効に吸収できると共に、自動車室内の防音性能（吸音性と遮音性の双方またはそれぞれ）をも効果的に向上できるようにした、防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドを提供する。
【解決手段】 乗員の足が載置される車両用下肢部衝撃吸収パッドＡ，Ａ１，Ａ２において、熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品からなり、複数の縦長状の貫通孔１３がほぼ等間隔に平行に形成されているパッド本体１０を備える。パッド本体１０には遮音シート１５、吸音材１６、通気性を有する熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品１７などを適宜積層する。通気性を有しないまたは有するカーペット３０，３１をさらに積層してもよい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両衝突時における乗員の下肢部を保護するための車両用衝撃吸収パッドに係り、特に、厚みを増すことなく衝撃をより有効に吸収でき、かつ自動車室内の防音性能を向上させることを可能とした防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドに関する。

車両衝突時に乗員の下肢部を保護するための構造に関して、例えば特許文献１（特開２００３−１２７７９６号公報）には、硬質発泡プラスチック製であって、室内側は平面に形成し、床面側はハニカム構造、スリット構造または突起構造とすると共に、敷設した際の床面への設置面積が、１０％以上６０％以下とした構造の衝撃吸収性自動車用フロアスペーサ（衝撃吸収パッド）が提案されている。この構成の衝撃吸収パッドは、硬質発泡プラスチック自体が有する緩衝性とハニカム等の構造による衝撃吸収効果が相乗的に働き、高い衝撃吸収性能を発揮する。

また、衝撃緩和材としての機能に加えて、遮音性および吸音性にも優れた自動車のフロア嵩上げ材としての材料として、特許文献２（特開２００３−２５３６１号公報）には、加熱発泡により成形される樹脂フォーム材であって、面積が５ｍｍ^２程度の貫通孔が、開孔率３％以上で開いていることを特徴とする有孔発泡プラスチックが提案されている。

特開２００３−１２７７９６号公報 特開２００３−２５３６１号公報

車両用下肢部衝撃吸収パッドとして、特許文献１に記載の構造を持つ衝撃吸収パッドは厚みを増すことなく衝撃をより有効に吸収できるものと期待できる。しかし、自動車室内の静音性に対する要求が高まっている現在、車両用下肢部衝撃吸収パッドにも、衝撃吸収性に加えて吸音性および遮音性を備えることが求められるようになってきているが、特許文献１に記載の自動車用フロアスペーサは、その点についての配慮がなされていない。

特許文献２に記載の有孔発泡プラスチックは、吸音性の向上と共に発泡プラスチックであることから衝撃緩和効果もある程度は期待できるが、孔の断面積が５ｍｍ^２程度と小さく、基本的に板状の発泡プラスチックであることから、それを車両用下肢部衝撃吸収パッドとして使用した場合に、発泡プラスチックそのものが持つ衝撃吸収効果以上のものを期待することはできず、乗員の十分な安全性を確保することは困難である。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、厚みを増すことなく衝撃を有効に吸収できると共に、自動車室内の防音性能（吸音性と遮音性の双方またはそれぞれ）をも効果的に向上できるようにした、防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドを提供することを目的とする。

本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドは、乗員の足が載置される車両用下肢部衝撃吸収パッドであって、少なくとも、熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品からなり、複数の縦長状の貫通孔がほぼ等間隔に平行に形成されているパッド本体を有することを特徴とする（請求項１）。

上記の車両用下肢部衝撃吸収パッドは、パッド本体に縦長状の貫通孔をほぼ等間隔に平行に形成したことにより、単に平板状の衝撃吸収パッドと比較して、厚みを増すことなく衝撃をより有効に吸収することができ、かつ、吸音性も向上する。また、本発明者らの実験では、単に径の小さい円筒形の貫通孔を多数形成したものと比較して、貫通孔の開口率が同じであっても、衝撃吸収特性は大きく向上した。その理由は、衝撃を受けた際、縦長状の複数の脚部（貫通孔と貫通孔との間に形成される部分）が折れたり潰れたりして変形し易く、それによりパッド本体が効果的に下方に沈み込んで変形するためであると考えられる。

上記の車両用下肢部衝撃吸収パッドにおいて、パッド本体を成形するための熱可塑性樹脂には、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂）、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネート系樹脂、などが挙げられる。

なかでも、ポリオレフィン系樹脂粒子にスチレン系単量体を含浸重合して得られるスチレン改質ポリオレフィン系樹脂、特に、スチレン改質ポリエチレン系樹脂の発泡ビーズを用いることは好ましい。その理由は、スチレン改質ポリオレフィン系樹脂の成形品は、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂に比べて寸法安定性と形状保持性に優れ、ポリスチレン系樹脂に比べ擦れによる粉が出にくいことによる。また、ポリエチレン系樹脂ビーズやポリプロピレン系樹脂ビーズの発泡成形品は全体の寸法収縮率が大きく、スチレン改質ポリオレフィン系樹脂ビーズの発泡成形品と比較して寸法精度が出にくく、かつ、二次発泡力も小さいことによる。

スチレン改質ポリオレフィン系樹脂を用いる場合、スチレン成分の割合は４０〜９０重量％であり、好ましくは５０〜８５重量％、さらに好ましくは５５〜７５重量％である。スチレン成分の割合が４０重量％未満では、成形されるパッド本体は材料強度が相当低下し十分な衝撃吸収性が得られない不都合があり、９０重量％を越える場合には、ポリスチレン系樹脂単体と同様に擦れによる粉の発生や、自動車のボデー（車体パネル）との擦れ音の発生などの不都合がある。

このようなスチレン改質ポリオレフィン系樹脂に、乾式法あるいは湿式法により発泡剤を含浸させ発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂とし、それを加熱水蒸気などで予備発泡させて得られる熱可塑性樹脂ビーズを成形型に充填し、加熱蒸気を供給することにより、本発明による車両用下肢部衝撃吸収パッド（パッド本体）が得られる。発泡倍率は１０〜５０倍、好ましくは２０〜４０倍であり、１０倍未満では成形されるパッド本体は衝撃吸収材としては強度が強すぎる不都合があり、４０倍を越えるものは強度が弱くて十分な衝撃吸収性能が得られない不都合がある。発泡剤にはブタン、プロパン等を用いることができる。

なお、所望の衝撃吸収性能を得るためには、本発明者らの実験では、パッド本体に形成する縦長状の貫通孔は、幅が５〜１５ｍｍ程度、隣接する貫通孔間に形成される縦長状の脚部の幅が８〜２０ｍｍ程度であることが望ましいことがわかった。

本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドの他の形態では、上記したパッド本体の一方の面には遮音シートが積層される（請求項２）。この形態の車両用下肢部衝撃吸収パッドでは、遮音シート側を室内側として車体パネル（車体の鉄板）に貼り付けることにより、遮音シートと車体パネルとの間に貫通孔を有するパッド本体が位置する中空２重壁構造が形成されることとなり、車外からの音に対する遮音効果が向上する。後の実施例に示すように、特に高い周波数領域で有効な遮音効果が得られる。また、パッド本体の上に遮音シートを配置することにより、運転席あるいは補助席にいる乗員の踵からの衝撃荷重をパッド本体の全面に分散できる効果もある。

遮音シートには、天然ゴム、合成ゴム（例えば、ブチルゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム等）、合成樹脂（例えば、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂、ＳＩＳ，ＳＢＳ，ＥＰＤＭ等の１種もしくは２種以上の混合樹脂）、瀝青などからなるシート、前記素材にタルク，クレー，雲母，マイカ，硫酸バリウム，炭酸カルシウム，古紙解繊物，スラッグウール，シリカバルーン等を１種あるいは２種以上充填材として添加したシート、などが挙げられる。他に、再生ゴムやリサイクル樹脂も適宜に単独あるいは他の素材と混合して使用することができる。それらの中でも、特に、充填材として硫酸バリウムや炭酸カルシウムを混入したポリプロピレン樹脂シートは有効である。

前記遮音シートの上面に通気性を有しないカーペットをさらに積層してもよい（請求項３）。通気性を有しないカーペットを積層することにより、遮音性のさらなる向上を図ることができると共に、カーペットの柔らかさにより緩衝性の改善と踏み心地の良好さがもたらされる。通気性を有しないカーペットとしては、特に制限はないが、ポリエステル系樹脂、熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などを素材とするものが挙げられる。後記する通気性を有するカーペットの片面あるいは両面に非通気性である合成樹脂層を積層したものであってもよい。

本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドの他の形態では、上記したパッド本体の一方の面に吸音材が積層される（請求項４）。この形態の車両用下肢部衝撃吸収パッドを、吸音材を室内側、パッド本体を車体パネル側として車両内に配置することにより、車内の吸音性が大きく向上する。吸音性が向上する理由は、パッド本体に形成した縦長状の貫通孔により吸音材の背後に背後空気層領域が形成され、それにより中低周波領域での吸音性が向上することによる。背後空気層領域が形成されることで吸音性が向上する理由は、車体パネルに反射した音波のエネルギが最も高くなるのは、車体パネルからの距離が音の波長の４分の１に相当する位置であり、吸音材は音波エネルギの高い位置に配置することが効果的であるところ、この形態の衝撃吸収パッドでは、パッド本体の厚さ分だけ吸音材の位置を反射面となる車体パネルから遠ざけており、吸音したい音波のエネルギが高い位置に吸音材を近づけていることである。さらに、前記背後空気層領域の存在は音響的バネ常数を低下させることとなり、このことから、遮音性能も向上する。吸音材の材質にもよるが、パッド本体の上に積層される吸音層は、踵からの衝撃荷重をパッド本体の全面に分散できる効果も備える。

なお、吸音材に特に制限はないが、自動車の分野で一般に使用されているものを適宜用いることができる。具体的には、フェルト（例えば、綿、化学繊維等の雑反毛をＰＥＴで固めたもの）、ポリウレタンフォーム、不織布等、車両用部材のリサイクル材（ウレタン、綿、化学繊維等の粉砕品）をＰＥＴ樹脂で固めたもの、解繊繊維や動植物製繊維材料、グラスウール、アスファルト発泡体、などを挙げることができる。

上記の車両用下肢部衝撃吸収パッドにおいて、吸音材の上面（室内側）に通気性を有するカーペットをさらに積層するようにしてもよい（請求項５）。本発明者らの実験では、このように通気性を有するカーペットをさらに積層することにより、室内の吸音性がさらに向上した。なお、通気性を有するカーペットとしては、タフテッドカーペット、ニードルパンチカーペット、ウィルトンカーペット、アキスミンスターカーペット、段通、フックドラグ、不織布等が挙げられる。カーペットの素材としては、ウール、麻、綿等の天然繊維、ポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル系樹脂繊維、ポリアクリル系樹脂繊維、ポリプロピレン系樹脂繊維等の合成樹脂繊維が挙げられる。中でも、ポリエステル系樹脂繊維やポリアミド系樹脂繊維を使用したタフテッドカーペットやニードルパンチカーペットは好ましい。

本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドの他の形態では、パッド本体の一方の面に吸音材を積層し、さらにその上に、通気性を有する熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品が積層される（請求項６）。積層する熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品は、吸音材の柔らかさによる足場の不安定感を解消して良好な踏み心地感を与えると共に、吸音材よりも通気度の低いものを用いることによって中空２重壁構造を形成し、吸音性に加えて遮音性能をも向上させることができる。通気性を有する発泡成形品の上面に通気性を有するカーペットをさらに積層してもよく（請求項７）、一層安定した踏み心地感が得られる。

本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドにおいて、パッド本体の貫通孔は長手方向が車両の前後方向と同じ向きとなるように形成することが推奨される（請求項８）。それにより、運転席あるいは補助席にいる乗員の踵が、車両用下肢部衝撃吸収パッドのどの位置にあっても、衝撃吸収特性がばらつくことがなく、等しい衝撃吸収性が得られることが実験により確かめられた。

本発明によれば、厚みを増やすことなく、衝撃を有効に吸収することができると共に、自動車室内の防音性能（吸音性と遮音性の双方またはそれぞれ）をも効果的に向上させるようにした、防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドを得ることができる。それにより、車両衝突時における乗員の下肢部を一層効果的に保護できると共に、通常運転時での室内の高い静音性をも維持することが可能となる。

以下、本発明を実施の形態により説明する。図１（ａ）は本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドの１つの形態を裏側から見た図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線による断面図、図１（ｃ）はその一部を拡大して示す図１（ａ）でのｃ−ｃ線に沿う模式図である。また、図２は車両用下肢部衝撃吸収パッドを車両に取り付けた状態を模式的に示している。

この例において、図１に示す車両用下肢部衝撃吸収パッドＡは、スチレン改質ポリエチレン系樹脂の予備発泡ビーズ（粒子）を成形金型に充填し、蒸気加熱して得た発泡倍率２０〜４０倍の発泡成形品であるパッド本体１０と、その室内側に積層した遮音シート１５と、さらにその上に積層した通気性のないカーペット３０とで構成される。なお、通気性のないカーペット３０は省略可能であり、また、主に衝撃吸収性を目的とする場合には、パッド本体１０のみで車両用下肢部衝撃吸収パッドＡとして使用することもできる。

パッド本体１０は厚み２０〜４０ｍｍ程度であり、水平部１１と傾斜部１２とを有し、水平部１１と傾斜部１２のほぼ全面には、当該車両の前後方向と同方向となるようにして複数の縦長状の貫通孔１３がほぼ等間隔に平行に形成されている。縦長状の貫通孔１３は衝撃吸収性の向上機能と共に、背後空気層としても機能するものであり、この幅は５〜１５ｍｍ程度、隣接する縦長状の貫通孔間の幅は８〜２０ｍｍ程度であることが望ましい。遮音シート１５は、好ましくは、充填材として例えば硫酸バリウムなどを混入したポリオレフィン系樹脂の非発泡シートであり、厚さは１〜２ｍｍ程度である。通気性のないカーペット３０は、厚さ２〜８ｍｍ程度である。

図２に示すように、上記の車両用下肢部衝撃吸収パッドＡは車両のパネル２１にパッド本体１０がパネル２１に面するようにして適宜の留め具により取り付けられる。図示の例では、車両のパネル２１の室内側にダッシュサイレンサー２２が貼り付けられ、その上にパッド本体１０が載るようになっているが、ダッシュサイレンサー２２は省略することもできる。

そして、この例では、乗員の足２３の踵がその水平部１１の上に載り、つま先側が傾斜部１２に乗る姿勢で、当該車両（自動車）が運転される。なお、図示される車両用下肢部衝撃吸収パッドＡの全体形状は一例であって、車両側の形状や操作具の位置などにより、種々の形状のものが用いられる。図示しないが、傾斜部１２がより狭い面積とされたり、場合によっては、水平部１１のみのものも形成される。

この形態の車両用下肢部衝撃吸収パッドＡは、パッド本体１０により有効な衝撃吸収特性が発揮されることに加え、遮音シート１５および通気性のないカーペット３０の作用により、エンジン音などが室内に入り込むのが効果的に阻止される。それにより、車両室内は高い静音性が維持される。

図３は、本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドの他の形態を示しており、図３（ａ）は図１（ｂ）に相当する断面図であり、図３（ｂ）は図１（ｃ）に相当する一部を拡大して示す模式図である。この車両用下肢部衝撃吸収パッドＡ１において、パッド本体１０は図１に示したものと同じであり、その室内側の面には遮音シートに変えて厚さ１０ｍｍ程度のフェルトのような吸音材１６が積層され、さらにその上に、通気性のあるカーペット３１が積層されている点で、図１のものと相違している。通気性のあるカーペット３１は厚さ２〜８ｍｍ程度が好ましい。しかし、通気性のあるカーペット３１は省略可能である。

この形態の車両用下肢部衝撃吸収パッドＡ１は、パッド本体１０により有効な衝撃吸収特性が発揮されることに加え、吸音材１６および通気性のあるカーペット３１の作用と、前記したように、吸音材１６が車体パネル２１から離れた位置にあること、パッド本体１０に形成した縦長状の貫通孔１３が背後空気層領域として機能することにより、室内音の吸音性が良好となり、車両室内は高い静音性が維持される。

図４は、本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドのさらに他の形態を示しており、図４（ａ）は図１（ｂ）に相当する断面図であり、図４（ｂ）は図１（ｃ）に相当する一部を拡大して示す模式図である。この車両用下肢部衝撃吸収パッドＡ２において、パッド本体１０は図１に示したものと基本的に同じものであるが、縦長状の貫通孔１３を形成した領域部分の全面にわたり、室内側から厚さの２／３程度の彫り込みが形成され、その中に、図３に示した衝撃吸収パッドＡ１で用いたと同様な厚さ１０ｍｍ程度のフェルトのような吸音材１６が敷き詰められ、さらにその上に、厚さ１０ｍｍ程度である通気性を有する熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品１７が積層されている。そして、パッド本体１０の全面にわたって通気性のあるカーペット３１がさらに積層されている。この場合も、通気性のあるカーペット３１は省略してもよい。

なお、通気性を有する熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品１７は、ポーラスな成形品でもよく、ニードルなどにより後加工して通気性を持たせたものでもよい。この発泡成形品１７は、車体パネル２１側に位置する吸音材１６よりも通気度が低くされ、それにより、車体パネル２１との間に前記したような中空２重壁構造が形成されるので、吸音性能だけでなく遮音性能も向上させることができる。さらに、吸音材１６の上に発泡成形品１７を積層したことにより、表面のふわふわ感を解消することができ踏み心地が良好となる。また、車体パネル側のダッシュサイレンサー２２を省略しても、有効な衝撃吸収特性と高い防音性が得られる。

上記した本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドを用いた場合に、運転中に衝突が起こったとする。衝突により生じる運動エネルギは車両用下肢部衝撃吸収パッドを構成するパッド本体１０により効果的に吸収され、乗員の下肢部に障害を与えるのを相当な確率で回避することができる。すなわち、本発明による車両用下肢部衝撃吸収パッドＡのエネルギ吸収の挙動は、１．衝突直後は無垢の発泡体パッドと同様に短時間で多くのエネルギを吸収し、２．所要の荷重からは、荷重を大きく上げることなく、歪みを進行させながらエネルギを吸収する。そのために、厚みを厚くすることなく、衝突時の運動エネルギ量、すなわち乗員の下肢部にかかる衝撃力を効果的に緩和して下肢部に生じる障害を低減することができる。一方、縦長状の貫通孔１３が存在することにより、防音効果は相当向上する。さらに、パッド本体１０に対して、遮音シート１５、吸音材１６、通気性を有しないカーペット３０、通気性を有するカーペット３１などを、図示した形態のようにして適宜積層することにより、一層効果的な防音性能（遮音効果あるいは吸音効果）を達成することができる。

［実施例１：遮音性能のテスト］
前記した本発明による車両用下肢部衝撃吸収パッドＡ（図１、図２に基づき説明したもの）、Ａ１（図３に基づき説明したもの）、Ａ２（図４に基づき説明したもの）についての遮音性能を、ＪＩＳＡ１４１６の実験室における音響透過損失測定方法に準じてテストした。なお、遮音性能は、鋼板（厚み０．８ｍｍ）に測定対象である車両用下肢部衝撃吸収パッドを積層した積層体の音響透過損失の値から、鋼板（厚み０．８ｍｍ）のみで測定した音響透過損失の値を差し引いた値により評価し、それを図５に示した。

試験用のパッド本体１０として、スチレン改質ポリエチレン系樹脂の予備発泡ビーズ（粒子）を成形金型に充填し、加熱蒸気を使用して型内発泡成形して得た発泡倍率３０倍の発泡成形品であって、縦幅５００ｍｍ，横幅６００ｍｍ，厚み３０ｍｍの板状体に、縦長４６０ｍｍ，横幅８ｍｍの貫通孔１３を１８ｍｍピッチ（貫通孔同士の間隔は１０ｍｍ）で形成したものを共通に用いた。貫通孔の開孔率は約３８％である。

［実施例１−１］ 図１（ｃ）に示すように、上記パッド本体１０に遮音シート１５として厚み１ｍｍの硫酸バリウムを添加したポリプロピレンシートを積層して試験パッドＡとした。その結果を図５（ａ）に曲線Ａとして示す。

［比較例１−１］ パッド本体として、縦長の貫通孔１３の形成されていないものを用いた以外は、実施例１−１と同様にして試験パッドＢを作製し、同じ遮音性能テストを行った。その結果を図５（ａ）に曲線Ｂとして示す。

［評価］ 図５（ａ）から、同じ層構成の車両用下肢部衝撃吸収パッドであっても、パッド本体１０に縦長の貫通孔を形成するかしないかで、その遮音性能に大きな違いが出ていることがわかる。これにより、本発明による車両用下肢部衝撃吸収パッドが優位性を持つことが示される。

［実施例１−２］ 図３（ｂ）に示すように、上記パッド本体１０に吸音材１６として厚み１０ｍｍのフェルト（高密度層３ｍｍと低密度層７ｍｍの積層品）を積層して試験パッドＡ１とした。その結果を図５（ｂ）に曲線Ａ１として示す。

［比較例１−２］ パッド本体として、縦長の貫通孔１３の形成されていないものを用いた以外は、実施例１−２と同様にして試験パッドＢ１を作製し、同じ遮音性能テストを行った。その結果を図５（ｂ）に曲線Ｂ１として示す。

［評価］ 図５（ｂ）から、試験パッドＡ１では、遮音シートをフェルトの吸音材に代えたことにより、実施例１−１での試験パッドＡと比較して周波数２５０Ｈｚ付近での騒音性能が向上していることがわかる。また、実施例１−１での試験パッドＡとの比較では周波数４００Ｈｚ付近より高い周波数において遮音性能が低下しているが、比較例品の試験パッドＢ１よりは高い遮音性能を示していることがわかる。これも、パッド本体１０が縦長の貫通孔を有していることに起因していると解することができる。

［実施例１−３］ 図４（ｂ）に示すように、上記パッド本体１０に吸音材１６として厚み１０ｍｍのフェルト（高密度層３ｍｍと低密度層７ｍｍの積層品）を積層し、その上に、厚み１０ｍｍの通気性を有する発泡成形品１７を積層して試験パッドＡ２とした。なお、通気性を有する発泡成形品１７は、スチレン改質ポリエチレン系樹脂の予備発泡ビーズを成形金型に充填し、加熱蒸気を使用して型内成形して得た発泡倍率３０倍の発泡成形品で、予備発泡ビーズ同士に通気性を有する隙間が形成されているものである。その結果を図５（ｃ）に曲線Ａ２として示す。

［評価］ 図５（ｃ）および（ｂ）から、試験パッドＡ２は試験パッドＡ１と同等の遮音性能を示していることがわかる。つまり、実施例１−１での試験パッドＡと比較して周波数２５０Ｈｚで遮音性能が向上していることがわかる。また、実施例１−１での試験パッドＡとの比較では、周波数４００Ｈｚ付近より高い周波数においては遮音性能が低下しているが、比較例品の試験パッドＢ１よりは高い遮音性能を示していることがわかる。

［実施例２：吸音性能のテスト］
前記した本発明による車両用下肢部衝撃吸収パッドＡ１（図３に基づき説明したもの）とＡ２（図４に基づき説明したもの）についての吸音性能を、ＪＩＳＡ１４０９の残響室法吸音率の測定方法に準じてテストした。試験用のパッド本体１０として、スチレン改質ポリエチレン系樹脂の予備発泡ビーズ（粒子）を成形金型に充填し、加熱蒸気を使用して型内発泡成形して得た発泡倍率３０倍の発泡成形品であって、縦１０００ｍｍ，横１２００ｍｍ，厚み３０ｍｍの板状体に、縦長９６０ｍｍ，横幅８ｍｍの貫通孔１３を１８ｍｍピッチ（貫通孔同士の間隔は１０ｍｍ）で形成したものを共通に用いた。貫通孔の開孔率は約４１％である。

［実施例２−１］ 図３（ｂ）に示すように、上記パッド本体１０に吸音材１６として厚み１０ｍｍのフェルト（高密度層３ｍｍと低密度層７ｍｍの積層品）を積層して試験パッドＡ１とした。その結果を図６（ａ）に曲線Ａ１として示す。

［比較例１−２］ パッド本体として、縦長の貫通孔１３ではなく、深さが２０ｍｍの縦長の凹溝となっているものを用いた以外は、実施例２−１と同様にして試験パッドＢ１を作製し、同じ吸音性能テストを行った。その結果を図６（ａ）に曲線Ｂ１として示す。

［評価］ 図６（ａ）から、同じ層構成の車両用下肢部衝撃吸収パッドであっても、パッド本体１０に縦長の貫通孔を形成するかしないかで、その吸音性能に大きな違いが出ていることがわかる。これにより、本発明による車両用下肢部衝撃吸収パッドが優位性を持つことが示される。

［実施例２−２］ 図４（ｂ）に示すように、上記パッド本体１０に吸音材１６として厚み１０ｍｍのフェルト（高密度層３ｍｍと低密度層７ｍｍの積層品）を積層し、その上に、厚み１０ｍｍの通気性を有する発泡成形品１７を積層して試験パッドＡ２とした。なお、通気性を有する発泡成形品１７は、スチレン改質ポリエチレン系樹脂の予備発泡ビーズを成形金型に充填し、加熱蒸気を使用して型内成形して得た発泡倍率３０倍の発泡成形品で、予備発泡ビーズ同士に通気性を有する隙間が形成されているものである。その結果を図６（ｂ）に曲線Ａ２として示す。

［評価］ 図６（ｂ）および（ａ）から、試験パッドＡ２は試験パッドＡ１同等の優れた吸音性能を示している。

［実施例３：踵形状動的衝撃特性のテスト］
前記した本発明による車両用下肢部衝撃吸収パッドＡ（図１、図２に基づき説明したもの）についての踵形状動的衝撃特性をテストした。試験用のパッド本体１０として、スチレン改質ポリエチレン系樹脂の予備発泡ビーズ（粒子）を成形金型に充填し、加熱蒸気を使用して型内発泡成形して得た発泡倍率３０倍の発泡成形品であって、縦幅２００ｍｍ，横幅２００ｍｍ，厚み３０ｍｍの板状体に、縦長１６０ｍｍ，横幅８ｍｍの貫通孔１３を１８ｍｍピッチ（貫通孔同士の間隔は１０ｍｍ）で形成したものを用いた。図１（ｃ）に示すように、上記パッド本体１０に遮音シート１５として厚み１ｍｍの硫酸バリウムを添加したポリプロピレンシートを積層して試験パッドＡとした。ただし、テストは通気性のないカーペット３０は積層しなかった。

テストは、図７（ｂ）に示すように、落下衝撃試験機に荷重として踵に類似したアルミニウム加工品５１（２５ｋｇ）を取り付け、水平台５２上に試験パッドＡを遮音シート１５が上面になるようにして取り付けた。アルミニウム加工品５１を落下速度３．３ｍ／ｓ（Ｈ＝５７ｃｍ）（総エネルギ量１４０Ｊ）で落下させて、試験パッドＡの荷重−歪み曲線を得た。その結果を図７（ａ）に曲線Ａとして示す。比較例として、パッド本体として、縦長の貫通孔１３ではなく、深さが２０ｍｍの縦長の凹溝となっているものを用いた以外は、試験パッドＡと同様にして試験パッドＢを作製し、同じ試験を行った。その結果を図７（ａ）に曲線Ｂとして示す。

図７（ａ）に示すように、同じ層構成の車両用下肢部衝撃吸収パッドであっても、パッド本体１０に縦長の貫通孔を形成するか、貫通孔ではなく天井のある凹溝を形成するかで、その荷重−歪み曲線にも違いが出ていることがわかる。すなわち、試験パッドＡは、動的荷重１．５〜２．０ＫＮでの荷重増加に対する歪み量が試験パッドＢのものよりも大きくなっており、同じ層構成の車両用下肢部衝撃吸収パッドであっても、パッド本体１０に天井のある凹溝ではなく、縦長の貫通孔を形成することにより、衝突時の運動エネルギをより効果的に吸収できることがわかる。ここからも、本発明の有効性が示される。

図１（ａ）は本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドの１つの形態を裏側から見た図、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線による断面図、図１（ｃ）はその一部を拡大して示す図１（ａ）でのｃ−ｃ線に沿う模式図。 車両用下肢部衝撃吸収パッドを車両に取り付けた状態を模式的に示す図。 本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドの他の形態を示しており、図３（ａ）は図１（ｂ）に相当する断面図であり、図３（ｂ）は図１（ｃ）に相当する一部を拡大して示す模式図。 本発明による防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッドのさらに他の形態を示しており、図４（ａ）は図１（ｂ）に相当する断面図であり、図４（ｂ）は図１（ｃ）に相当する一部を拡大して示す模式図。 実施例１：遮音性能のテストの結果を示すグラフ。 実施例２：吸音性能のテストの結果を示すグラフ。 実施例３：踵形状動的衝撃特性のテストの結果を示すグラフ。

符号の説明

Ａ，Ａ１，Ａ２…車両用下肢部衝撃吸収パッド、１０…パッド本体、１３…縦長状の貫通孔、１５…遮音シート、１６…吸音材、１７…通気性を有する発泡成形品、３０…通気性のないカーペット、３１…通気性のあるカーペット

Claims (8)

1. 乗員の足が載置される車両用下肢部衝撃吸収パッドであって、前記車両用下肢部衝撃吸収パッドは、少なくとも、熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品からなり、複数の縦長状の貫通孔がほぼ等間隔に平行に形成されているパッド本体を有することを特徴とする防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッド。
2. パッド本体の一方の面には遮音シートが積層されていることを特徴とする請求項１に記載の防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッド。
3. 遮音シートの上面に通気性を有しないカーペットが積層されていることを特徴とする請求項２に記載の防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッド。
4. パッド本体の一方の面には吸音材が積層されていることを特徴とする請求項１に記載の防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッド。
5. 吸音材の上面に通気性を有するカーペットが積層されていることを特徴とする請求項４に記載の防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッド。
6. 吸音材の上面にはさらに通気性を有する熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品が積層されていることを特徴とする請求項４に記載の防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッド。
7. 熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品の上面に通気性を有するカーペットが積層されていることを特徴とする請求項６に記載の防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッド。
8. パッド本体の貫通孔は長手方向が車両の前後方向と同じ向きとなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の防音性を付与した車両用下肢部衝撃吸収パッド。

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