JP2006117006A - 衝撃吸収構造及び衝撃吸収構造物の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 低荷重の衝撃も吸収することができる衝撃吸収構造及び衝撃吸収構造物の成形方法を得る。
【解決手段】 ボンネット１６に荷重が作用した場合には、アッパーケースカバー２８がボンネット１６を介して作用する荷重を受ける。ここで、アッパーケース本体２６とアッパーケースカバー２８とを接続する薄肉接続部３４は、成形時にアッパーケース本体２６側からの樹脂とアッパーケースカバー２８側からの樹脂とが合流した薄肉の樹脂接合部を備えているので、低い衝撃荷重が作用しても破断し、これにより、衝撃が吸収される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車体外板の内側における衝撃吸収構造及び衝撃吸収構造物の成形方法に関する。

自動車のボンネット下方においては、ボンネットに衝突した歩行者に対する衝撃を低減するために、衝撃吸収構造が適用されたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような衝撃吸収構造では、ボンネットを介してエアクリーナが押圧されると、エアクリーナの上部を支える薄肉部が破断してエアクリーナの上部が下方へ移動した状態となる。

この従来の衝撃吸収構造では、破断されるか否かが薄肉化に依存しているので、薄肉化を図っても破断されない程度の荷重に対しては、衝撃を吸収することができない。
特開２００４−９８８１１公報

本発明は、上記事実を考慮して、低荷重の衝撃も吸収することができる衝撃吸収構造及び衝撃吸収構造物の成形方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載する本発明の衝撃吸収構造は、車体に支持されるケース本体と、前記ケース本体の車体外板側に配置され、前記車体外板を介して作用する荷重を受けるケースカバーと、前記ケース本体と前記ケースカバーとを接続し、成形時に前記ケース本体側からの樹脂と前記ケースカバー側からの樹脂とが合流した薄肉の樹脂接合部を備える接続部と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載する本発明の衝撃吸収構造によれば、ケース本体が車体に支持されており、車体外板に荷重が作用した場合には、ケースカバーが車体外板を介して作用する荷重を受ける。ここで、ケース本体とケースカバーとを接続する接続部は、成形時にケース本体側からの樹脂とケースカバー側からの樹脂とが合流した薄肉の樹脂接合部を備えているので、低い衝撃荷重が作用しても破断してケースカバーがケース本体内等のケース本体側に移動し、衝撃を吸収することができる。

なお、「車体に支持される」は、車体に直接的又は間接的に支持されることをいう。

請求項２に記載する本発明の衝撃吸収構造は、請求項１記載の構成において、前記ケース本体、前記ケースカバー、及び前記接続部が、自動車のエンジンルーム内に配置されるエアクリーナの一部を構成することを特徴とする。

請求項２に記載する本発明の衝撃吸収構造によれば、ケース本体、ケースカバー、及び接続部が、自動車のエンジンルーム内に配置されるエアクリーナの一部を構成するので、エンジンルーム上方の車体外板に荷重が作用した場合には、衝撃を吸収することができる。

請求項３に記載する本発明の衝撃吸収構造物の成形方法は、車体に支持されるケース本体、前記ケース本体の車体外板側に配置されるケースカバー、及び前記ケース本体と前記ケースカバーとを接続する接続部を備える衝撃吸収構造物の成形方法であって、前記ケース本体の金型部分に樹脂を流し込むと共に、前記ケースカバーの金型部分に樹脂を流し込む第１の工程と、前記接続部の金型部分で前記ケース本体側からの樹脂と前記ケースカバー側からの樹脂とを合流させて樹脂同士を接合させ、薄肉の前記接続部を形成する第２の工程と、を有することを特徴とする。

請求項３に記載する本発明の衝撃吸収構造物の成形方法によれば、第１の工程で、ケース本体の金型部分に樹脂を流し込むと共に、ケースカバーの金型部分に樹脂を流し込む。第２の工程で、接続部の金型部分でケース本体側からの樹脂とケースカバー側からの樹脂とを合流させて樹脂同士を接合させ、薄肉の接続部を形成する。このように、接続部の金型部分で樹脂同士を接合させることにより、成形された衝撃吸収構造物は、低い衝撃荷重に対しても接続部が破断してケースカバーがケース本体内等のケース本体側に移動し、衝撃を吸収することが可能となる。

以上説明したように、本発明の衝撃吸収構造及び衝撃吸収構造物の成形方法によれば、低い衝撃荷重をも吸収することができるという優れた効果を有する。

本発明における衝撃吸収構造及び衝撃吸収構造物の成形方法の第１の実施形態を図面に基づき説明する。

図１及び図２に示されるように、自動車１０のエンジンルーム１２内には、車体外板としてのボンネット１６の直下にエアクリーナ１４が配置されている。

図２に示されるように、エアクリーナ１４は、上下に配置されるアッパーケース２０及びロアケース１８を備え、アッパーケース２０とロアケース１８とによってエアエレメント１９が挟持されている。アッパーケース２０及びロアケース１８は、合成樹脂（ガラス入り若しくはタルク入りのポリプロピレン（ＰＰ））で構成されている。

図示しないインレットパイプからエアクリーナ１４のロアケース１８内に吸入された空気はエアエレメント１９を通過し、アッパーケース２０に形成されたアウトレットパイプ２２を通って（矢印Ｃ方向に）流れ、図示しないエンジンへ流入するようになっている。

アッパーケース２０の下部は、軸心が略垂直な角筒状の側壁部２４とされおり、この側壁部２４は、軸心が略水平なアウトレットパイプ２２と共にアッパーケース本体２６を構成して車体に支持される。

アッパーケース本体２６のボンネット１６側には、ケースカバーとして軸心が略垂直な角筒蓋状のアッパーケースカバー２８が配置される。アッパーケースカバー２８の側壁部３０の外径は、アッパーケース本体２６の側壁部２４の内径に比べて若干小さく、想像線で示されるように、アッパーケースカバー２８は、アッパーケース本体２６の側壁部２４の内側へ入り込めるようになっている。アッパーケースカバー２８の上部は、上壁部３２とされ、ボンネット１６に荷重が作用した場合には、ボンネット１６を介して作用する荷重を受けるようになっている。

アッパーケース本体２６の上端部２４Ｕとアッパーケースカバー２８の下端部３０Ｄとの間には段差が設けられており、アッパーケース本体２６の側壁部２４の内周とアッパーケースカバー２８の側壁部３０の外周とは、矩形枠状の薄肉接続部３４によって全周が接続されて封止されている。図３に示されるように、この薄肉接続部３４は、アッパーケース本体２６の側壁部２４の上端部２４Ｕよりやや下方部と、アッパーケースカバー２８の側壁部３０の下端部３０Ｄよりやや上方部と、を接続している。脆弱部としての薄肉接続部３４は、成形時にアッパーケース本体２６側からの樹脂（矢印Ａ方向に流れる樹脂）とアッパーケースカバー２８側からの樹脂（矢印Ｂ方向に流れる樹脂）とが合流した薄肉の樹脂接合部３６を備える。この樹脂接合部３６は、図３に示されるように、垂直接合面であることが好ましい。

ウェルド部である薄肉接続部３４の厚みは、アッパーケース本体２６の厚み及びアッパーケースカバー２８の厚みに比べて薄く、車両振動や内外圧力差によっても破断することなく、形状を維持でき、かつ、図２に示されるように、ボンネット１６の変形によりアッパーケースカバー２８の上壁部３２に荷重が作用した際にボンネット１６の変形を大きく妨げずに破断（破壊）する程度の厚みである。

側壁部２４の内側は、薄肉接続部３４の破断によってアッパーケースカバー２８が下方へ移動した場合に入り込み可能な空間が確保されており、アッパーケースカバー２８の入り込みの障害となるリブ等は設定されていない。

次に、衝撃吸収構造物としてのアッパーケース２０の成形方法について説明する。

図４及び図５に示されるように、アッパーケース本体２６及びアッパーケースカバー２８の金型３９（図５参照）内に樹脂を流し込む樹脂注入口３８は、薄肉接続部３４を挟んで、薄肉接続部３４までの距離がそれぞれ等距離になるような位置に配置する。ここで、樹脂注入口３８は、複数箇所（本実施形態では、５箇所（図４参照））に設ける。

薄肉接続部３４に樹脂接合部３６（図３参照）が形成されるように、樹脂注入の圧力及びタイミングを設定して樹脂を流し込むと、まず、アッパーケース本体２６の金型部分及びアッパーケースカバー２８の金型部分に樹脂が流入する（第１の工程）。

成形型内においては、薄肉接続部３４の金型部分でアッパーケース本体２６側からの樹脂とアッパーケースカバー２８側からの樹脂とを合流し、樹脂同士が接合して薄肉接続部３４が形成される（第２の工程）。

図３には、アッパーケース本体２６側からの樹脂（矢印Ａ方向に流れる樹脂）とアッパーケースカバー２８側からの樹脂（矢印Ｂ方向に流れる樹脂）とが合流した樹脂接合部３６が示される。合流された樹脂接合部３６は、流動する樹脂の表層同士が接触した部分であるため、他の部分に比べてせん断強度が弱くなる。

次に、第１の実施形態の作用について説明する。

車両衝突時に、歩行者が、図１に示されるボンネット１６の上に当たる等により、ボンネット１６に荷重が作用してボンネット１６が変形した場合には、図２に示されるように、ボンネット１６がアッパーケースカバー２８に接触し、アッパーケースカバー２８がボンネット１６を介して作用する荷重を受ける。

ここで、アッパーケース本体２６とアッパーケースカバー２８とを接続する薄肉接続部３４は、射出成形時にアッパーケース本体２６側からの樹脂とアッパーケースカバー２８側からの樹脂とが合流した樹脂接合部３６（図３参照）を備えているので、薄肉化を図っても破断されない程度の荷重Ｆ（低荷重）が作用しても破断する。荷重Ｆに対して薄肉接続部３４が破断すると、アッパーケースカバー２８がボンネット１６に押圧されて移動し、アッパーケース本体２６（側壁部２４）の内側に入り込む。

これにより、衝撃のエネルギーが薄肉接続部３４の破断によって吸収されると共に、アッパーケースカバー２８によってボンネット１６の変形はほとんど妨げられないので、ボンネット１６に落下した歩行者に加えられる衝撃が和らぐ。

なお、薄肉接続部３４は、荷重Ｆに対して破断（破壊）しやすい構造となっているので、従来の薄肉部に比べて肉厚を厚くしてもよい。これにより、通常時における薄肉接続部３４の形状を維持する剛性及びアッパーケース２０の全体の剛性を確保できるので、振動等による騒音や断熱性の低下を抑制することができる。

また、樹脂注入口３８（図４参照）が薄肉接続部３４を挟んで等距離になるように設定されるため、射出成形時に樹脂の流れが薄肉接続部３４で阻害されるのを抑えることができ、歪みや欠肉が起こりにくくなる。

次に、衝撃吸収構造及び衝撃吸収構造物の成形方法の第２の実施形態を図６及び図７に基づき説明する。第２の実施形態の構成は、アッパーケースカバー４０の形状をドーム形状にした点が特徴であり、他の構成については、第１の実施形態とほぼ同様の構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。

図６及び図７に示されるように、アッパーケースカバー４０の形状は、剛性の強いドーム形状とされる。アッパーケース本体２６とアッパーケースカバー４０とは、リング状の薄肉接続部４２によって全周が接続されて封止されている。薄肉接続部４２は、図７に示されるように、アッパーケース本体２６の先端部２６Ｓとアッパーケースカバー４０の下端部４０Ｄよりやや上方部とを接続している。ここで、薄肉接続部４２は、第１実施形態の薄肉接続部３４と平面視の形状が異なるのみであり、構成は同様である。

図示しないボンネットが変形してアッパーケースカバー４０の上面部４０Ｕに接触した場合、薄肉接続部４２が破断（破壊）され、図７に示されるドーム形状のアッパーケースカバー４０がボンネットに押圧されてアッパーケース本体２６（側壁部２４）の内側に入り込む。これによって衝撃を吸収するようになっている。

なお、上記実施の形態では、車体外板がボンネットである場合について説明したが、車体外板はボンネットに限定されず、クオータパネル等の他の車体外板であってもよい。

また、上記実施の形態では、エアクリーナのアッパーケースにおける衝撃吸収構造について説明したが、衝撃吸収構造は、エアクリーナのアッパーケースの場合に限定されず、車体外板を介して荷重を受ける各種の構成部品について適用することができる。

さらに、上記実施の形態では、樹脂注入口を５箇所に配置しているが、樹脂注入口の配置箇所数は、これに限定されない。

本発明の第１の実施形態におけるエアクリーナを搭載した自動車を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収構造を示す断面図である（ボンネットに荷重が作用した状態を二点鎖線で示す。） 本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収構造の薄肉接続部を示す拡大断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収構造及び樹脂注入口を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収構造物の成形方法を説明するために型及び樹脂注入口を示す断面図である。（図４の５−５線断面に対応する。） 本発明の第２の実施形態に係る衝撃吸収構造及び樹脂注入口を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る衝撃吸収構造及び樹脂注入口を示す断面図である。（図６の７−７線断面に対応する。）

符号の説明

１０ 自動車
１２ エンジンルーム
１４ エアクリーナ
１６ ボンネット（車体外板）
２０ アッパーケース（衝撃吸収構造物）
２６ アッパーケース本体（ケース本体）
２８ アッパーケースカバー（ケースカバー）
３４ 薄肉接続部（接続部）
３６ 樹脂接合部
４０ アッパーケースカバー（ケースカバー）
４２ 薄肉接続部（接続部）

Claims (3)

1. 車体に支持されるケース本体と、
   前記ケース本体の車体外板側に配置され、前記車体外板を介して作用する荷重を受けるケースカバーと、
   前記ケース本体と前記ケースカバーとを接続し、成形時に前記ケース本体側からの樹脂と前記ケースカバー側からの樹脂とが合流した薄肉の樹脂接合部を備える接続部と、
   を有することを特徴とする衝撃吸収構造。
2. 前記ケース本体、前記ケースカバー、及び前記接続部が、自動車のエンジンルーム内に配置されるエアクリーナの一部を構成することを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収構造。
3. 車体に支持されるケース本体、前記ケース本体の車体外板側に配置されるケースカバー、及び前記ケース本体と前記ケースカバーとを接続する接続部を備える衝撃吸収構造物の成形方法であって、
   前記ケース本体の金型部分に樹脂を流し込むと共に、前記ケースカバーの金型部分に樹脂を流し込む第１の工程と、
   前記接続部の金型部分で前記ケース本体側からの樹脂と前記ケースカバー側からの樹脂とを合流させて樹脂同士を接合させ、薄肉の前記接続部を形成する第２の工程と、
   を有することを特徴とする衝撃吸収構造物の成形方法。

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