JP2006151250A - 車両用衝撃吸収体 - Google Patents

Abstract

【課題】 衝撃吸収体の厚みに制約がある場合であっても所要の衝撃吸収性能を確保できるとともに、特に衝撃が加わった直後の衝撃吸収性能に優れ、高い衝撃吸収性能を維持することができる車両用衝撃吸収体を提供する。
【解決手段】 車両用衝撃吸収体１は、熱可塑性プラスチックをブロー成形することにより成形される中空状である。車両用衝撃吸収体１の第一壁４と対向する第二壁５に、互いに先端部が溶着一体化された溶着面８を有する一対の凹状リブ６，７を複数形成する。第一壁４および第二壁５のから中空部３側へ突出し且つ凹状リブ６，７を繋ぐように溝状リブ９，１０を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両構成部材、例えばドア、ドアトリムあるいはボディーサイドパネル、ルーフパネル、ヘッドライナー、ピラー、バンパーなどの車両構成部材の内側の空間に配置することによって搭乗者が車両構成部材の内壁へ衝突するような内部からのまたは他の車両、歩行者との衝突のような外部からの衝撃を吸収するための車両用衝撃吸収体に関するものである。

この種の車両用衝撃吸収体であって、熱可塑性樹脂をブロー成形して中空二重壁構造で中空部を有し、その表面壁と裏面壁から凹状リブを形成してその互いの先端部を接合して一体化し、衝撃吸収性の向上を企図したものは、特開２００２−１８７５０８公報に記載されている。また、曲げ弾性率が５０００ｋｇ／ｃｍ²〜２５００ｋｇ／ｃｍ²のポリプロピレン樹脂により構成した車両用衝撃吸収体は、特許第３３１３９９９号公報に記載されている。

なお、凹状リブと板状リブを形成した衝撃吸収性を有する車両用ダクトは特開２０００−１９３０５７公報および特開２００１−２３９５７３公報に、強化芯材を挿入した衝撃吸収性を有する車両用ダクトは特開２００１−３４１５６公報に、さらに凹状リブと板状リブを有するバンパーレインホースメントは特許第２７１４５６７号公報にそれぞれ記載されている。
特開２００２−１８７５０８公報 特許第３３１３９９９号公報 特開２０００−１９３０５７公報 特開２００１−２３９５７３公報 特開２００１−３４１５６公報 特許第２７１４５６７号公報

上記特開２００２−１８７５０８公報および特許第３３１３９９９号公報に記載されている車両用衝撃吸収体のように、熱可塑性樹脂からなる中空二重壁構造体の表面壁と裏面壁から凹状リブを形成してその互いの先端部を接合して一体化したものは、衝撃吸収体の厚みが十分であれば所要の衝撃吸収量を確保できるが、その厚みに制約がある場合には所要の衝撃吸収量が得られず、特に衝撃が加わった直後の衝撃吸収性能の改善が要求される。

そこで、本発明は、熱可塑性プラスチックをブロー成形することにより成形される中空状の車両用衝撃吸収体の第一壁と対向する第二壁に、互いに先端部が溶着一体化されて溶着面を有する一対の凹状リブを複数形成するとともに、第一壁および第二壁をそれぞれ中空部側へ突出させた一対の溝状リブを凹状リブを繋ぐように形成して、一対の溝状リブの対向端部を溶着一体化した溶着面を有する構成としたことにより、衝撃吸収体の厚みに制約がある場合であっても所要の衝撃吸収性能を確保できるとともに、特に衝撃が加わった直後の衝撃吸収性能に優れ、高い衝撃吸収性能を維持することができる車両用衝撃吸収体を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するための本発明の請求項１に係る車両用衝撃吸収体は、車両構成部材に内設することによって内部または外部からの衝撃を吸収するための中空状の車両用衝撃吸収体であって、車両用衝撃吸収体は、熱可塑性プラスチックをブロー成形することにより中空状に形成されていて、間隔をあけて互いに対向する第一壁および第二壁を有しており、前記第一壁を対向する前記第二壁へ向けて窪ませ且つ前記第二壁を対向する前記第一壁へ向けて窪ませて一方の凹状リブと他方の凹状リブからなる一対の凹状リブが複数形成され、前記一方の凹状リブと前記他方の凹状リブの互いの先端部が溶着一体化された溶着面を有し、前記第一壁および第二壁をそれぞれ中空部側へ窪ませて一対の溝状リブが前記凹状リブを繋ぐように形成され、且つ一対の溝状リブの対向端部を溶着一体化した溶着部を有していることを特徴とするものである。

また、請求項２に係る車両用衝撃吸収体は、請求項１の構成において、一方の凹状リブの第一壁から溶着面までの高さ（ｂ）が２．５〜３５．０ｍｍに形成され且つ他方の凹状リブの第二壁から溶着面までの高さ（ｃ）が２．５〜３５．０ｍｍに形成され、一方の溝状リブの第一壁から溶着部までの高さおよび他方の溝状リブの第二壁から溶着部までの高さが２７．５ｍｍ以下に形成され、第一壁と第二壁の間隔（ａ）が７０．０ｍｍ以下に形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項３に係る車両用衝撃吸収体は、請求項１または２の構成において、第一壁および第二壁に形成された凹状リブは略円筒状であり、第一壁および第二壁には凹状リブによる直径（ｄ）が５．０〜３０．０ｍｍの略円形の開孔を有し、凹状リブの溶着面の直径（ｅ）が２．５〜１５．０ｍｍの略円形に形成されており、溝状リブは幅（ｆ）が２．０〜１０．０ｍｍの溝状に形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項４に係る車両用衝撃吸収体は、請求項１、２または３の構成において、第一壁および第二壁の何れか一方または両方に、溝状リブと直交する方向に深さ（ｇ）が３．０〜８．０ｍｍの凹条を設けたことを特徴とするものである。

さらに、請求項５に係る車両用衝撃吸収体は、請求項１、２、３または４記載の構成において、車両用衝撃吸収体は搭乗者の頭部が衝突する位置に対応した車両構成部材の内側の空間に配置され、車両用衝撃吸収体が車両構成部材を介して搭乗者の頭部の衝突によって押し潰され、さらに変形することにより搭乗者の頭部への衝撃を吸収することを特徴とするものである。

請求項６に係る車両用衝撃吸収体は、請求項１、２、３または４記載の構成において、車両用衝撃吸収体は搭乗者の肩または腰が衝突する位置に対応した車両構成部材の内側の空間に配置され、車両用衝撃吸収体が車両構成部材を介して搭乗者の肩または腰の衝突によって押し潰され、さらに変形することにより搭乗者の肩または腰への衝撃を吸収することを特徴とするものである。

請求項７に係る車両用衝撃吸収体は、請求項１、２、３または４記載の構成において、車両用衝撃吸収体は搭乗者の脚部が衝突する位置に対応した車両構成部材の内側の空間に配置され、車両用衝撃吸収体が車両構成部材を介して搭乗者の脚部の衝突によって押し潰され、さらに変形することにより搭乗者の脚部への衝撃を吸収することを特徴とするものである。

請求項８に係る車両用衝撃吸収体は、請求項１、２、３または４記載の構成において、車両用衝撃吸収体は車両の外部から衝突を受ける部位に位置する車両構成部材であるドアまたはバンパーの内側の空間に配置され、車両用衝撃吸収体が車両構成部材を介して衝突による外部からの衝撃によって押し潰され、さらに変形することにより外部からの衝撃または外部への衝撃を吸収することを特徴とするものである。

本発明に係る車両用衝撃吸収体によれば、熱可塑性プラスチックをブロー成形することにより成形される中空状の衝撃吸収体の第一壁と対向する第二壁に、互いに先端部が溶着一体化されて溶着面を有する一対の凹状リブを複数形成するとともに、第一壁および第二壁をそれぞれ中空部側へ突出させた一対の溝状リブを凹状リブを繋ぐように形成して、一対の溝状リブの対向端部を溶着一体化した溶着面を有する構成としたことにより、衝撃吸収体の厚みに制約がある場合であっても所要の衝撃吸収性能を確保できるとともに、特に衝撃が加わった直後の衝撃吸収性能に優れるうえ、車両用衝撃吸収体１の厚みが７０．０ｍｍ以下で部分的な厚みが５５．０ｍｍ以下のものあっても衝撃エネルギーが効果的に吸収され、所要の衝撃吸収性能を維持することができる効果が得られる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を破断して示す斜視図、図２は図１の平面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は同じくＢ−Ｂ断面図、図５は一部の斜視図、図６は本発明の第２の実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を破断して示す斜視図、図７は図６の平面図、図８は図６のＣ−Ｃ断面図、図９は本発明に係る車両用衝撃吸収体の圧縮荷重に対するひずみ（変位）を示すグラフ、図１０は第１および第２の実施の形態に係る衝撃吸収体のブロー成形態様を示す断面図、図１１は同上型締めした状態の断面図、図１２は本発明に係る車両用衝撃吸収体を車両のドアトリムに内設した態様を示す斜視図、図１３は同上断面図、図１４は本発明に係る車両用衝撃吸収体を自動車のルーフパネルに内設した態様を示す断面図、図１５は本発明に係る車両用衝撃吸収体を内設したバンパーの背面図である。

図１ないし図５において、１は車両用衝撃吸収体である。この車両用衝撃吸収体１は、熱可塑性プラスチックをブロー成形して中空状に成形されたものであって２は中空部、３は周壁面、４は第一壁、５は第二壁である。上記中空状の車両用衝撃吸収体１を形成する第一壁４および第二壁５の両方をそれぞれ他方へ向けて窪ませて形成された対をなす凹状リブ６，７を多数有しており、これら凹状リブ６，７の先端部が互いに当接して溶着面８をなしている。第一壁４には凹状リブ６間を繋ぐように、溝状リブ９が形成されており、同様に第二壁５には凹状リブ７間を繋ぐように溝状リブ１０が形成されている。これら溝状リブ９，１０は幅ｆが２．０〜１０．０ｍｍのスリット状であり、互いに対向していて、その対向端部が溶着一体化されており、１１はその溶着部である。溝状リブ９，１０は第一壁４と第二壁５の間隔ａが５５．０ｍｍ以下の部位に設けられる。つまり、一方の溝状リブ９の第一壁から溶着部までの高さおよび他方の溝状リブ１０の第二壁から溶着部までの高さが２７．５ｍｍ以下となるように形成される。第一壁４と第二壁５の間隔ａが５５．０ｍｍより大きい部位に溝状リブ９，１０を形成すると壁面に薄肉部分が生じ、衝撃吸収効果が得られない。

凹状リブ６の第一壁４から溶着面８までの高さｂは２．５〜３５．０ｍｍに形成され、凹状リブ７の第二壁５から溶着面８までの高さｃは２．５〜３５．０ｍｍに形成されている。第一壁４と第二壁５の間隔ａは７０．０ｍｍ以下に形成されている。また、第一壁４および第二壁５に形成された凹状リブ６，７は略円筒状であり、第一壁４および第二壁５には凹状リブ６，７による直径ｄが５．０〜３０．０ｍｍの略円形の開孔１２，１３を有している。凹状リブ６，７の溶着面８の直径ｅは２．５〜１５．０ｍｍであって開孔１２，１３より若干小さく、凹状リブ６，７は円筒状またはカップ状となっている。

車両用衝撃吸収体１は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタート等のポリエステル系樹脂、ポリアミドおよびこれらの混合物など、剛性等の機械的高度の大きい樹脂で構成する。

車両用衝撃吸収体１の第一壁４には、図６ないし図８に示すように、凹状リブを繋ぐように凹条１４を形成してもよく、この凹条１４は深さｇが３．０〜８．０ｍｍである。凹条１４を形成する方向は溝状リブ９，１０と直交する方向にて図示しているが、凹状リブを繋ぐものであれば溝状リブ９，１０と傾斜する方向に形成してもよい（図示せず）。なお、凹条１４は第一壁４でなく第二壁５に形成してもよく、また第一壁４および第二壁５の両方に形成してもよい。

グラフは圧縮荷重に対する圧縮歪みの変化（変位）を計測した結果を示している。実線は実施例として本発明に係る車両量衝撃吸収体として一対の凹状リブおよび一対の溝状リブを有する車両用衝撃吸収体、破線は比較例として一対の溝状リブのない車両用衝撃吸収体の圧縮荷重に対するひずみ（変位）を示すものである。

本発明に係る車両用衝撃吸収体１によれば、図９に実線で示すように、衝撃が加わったときのひずみ（変位）が１５％付近で初期極大応力を示すのに対し、溝状リブのない従来のものではひずみ（変位）が４０％付近まではなだらかに応力が増加してから初期極大応力を示す。このことから、本発明に係る車両用衝撃吸収体１では、衝撃が加わった直後の衝撃吸収性能が格段に向上していることが明らかである。

このように、一対の溝状リブのない車両用衝撃吸収体にあっては衝撃が加わった直後により小さな圧縮荷重によって変位が進行してしまうため応力の発生が緩やかで初期極大応力の発生時期が遅く初期段階での衝撃吸収性能が比較的低くなっている。これに対して、一対の凹状リブおよび一対の溝状リブを有する車両用衝撃吸収体にあっては衝撃が加わった直後より圧縮荷重が増加し、変位が小さい段階において目的の応力が発生し、初期段階での衝撃吸収性能が向上している。

図１ないし図８に示す車両用衝撃吸収体１は、図１０および図１１に示すようにブロー成形される。すなわち、１５，１５は一対の分割金型、１６，１６は凹状リブ成形キャビティ、１７は押出ダイ、１８はパリソンである。図１０に示すように、一対の分割金型１５，１５の間にパリソン１８を配置後、図１１に示すように型締めした後、エア吹込みピン（図示せず）をパリソンに突き刺し、加圧エアを導入してブロー成形する。

図１２ないし図１５は、本発明に係る車両用衝撃吸収体１の使用例を示している。すなわち、図１２および図１３はドア１９のドアトリム２０に、図１４は自動車のルーフパネル２１に、図１５はバンパー２２に、それぞれ本発明に係る車両用衝撃吸収体１を内設した例である。図１４においてＡは搭乗者の頭部を示している。

本発明に係る車両用衝撃吸収体は、自動車等のドア、ドアトリム、ボディーサイドパネル、ルーフパネル、ヘッドライナー、ピラー、バンパーなどの車両構成部材に内設して、それらの部分の衝撃吸収性を格段に高めることができるものであり、自動車の安全性向上に大いに貢献するものである。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を破断して示す斜視図である。 同上平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図３に対応する一部の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を破断して示す斜視図である。 同上平面図である。 図６のＣ−Ｃ断面図である。 本発明に係る車両用衝撃吸収体の圧縮荷重に対するひずみ（変位）を示すグラフである。 第１および第２の実施の形態に係る衝撃吸収体のブロー成形態様を示す断面図である。 同上型締めした状態の断面図である。 本発明に係る車両用衝撃吸収体を車両のドアトリムに内設した態様を示す断面図である。 同上断面図である。 本発明に係る車両用衝撃吸収体を自動車のルーフパネルに内設した態様を示す断面図である。 本発明に係る車両用衝撃吸収体を内設したバンパーの背面図である。

符号の説明

１ 車両用衝撃吸収体
２ 中空部
３ 周壁面
４ 第一壁
５ 第二壁
６，７ 凹状リブ
８ 溶着面
９，１０ 溝状リブ
１１ 溶着部
１２，１３ 開孔
１４ 凹条
１５，１５ 一対の分割金型
１６，１６ 凹状リブ成形キャビティ
１７ 押出ダイ
１８ パリソン
１９ ドア
２０ ドアトリム
２１ ルーフパネル
２２ バンパー

Claims (8)

1. 車両構成部材に内設することによって内部または外部からの衝撃を吸収するための中空状の車両用衝撃吸収体であって、車両用衝撃吸収体は、熱可塑性プラスチックをブロー成形することにより中空状に形成されていて、間隔をあけて互いに対向する第一壁および第二壁を有しており、前記第一壁を対向する前記第二壁へ向けて窪ませ且つ前記第二壁を対向する前記第一壁へ向けて窪ませて一方の凹状リブと他方の凹状リブからなる一対の凹状リブが複数形成され、前記一方の凹状リブと前記他方の凹状リブの互いの先端部が溶着一体化された溶着面を有し、前記第一壁および第二壁をそれぞれ中空部側へ窪ませた一対の溝状リブが前記凹状リブを繋ぐように形成され、且つ一対の溝状リブの対向端部を溶着一体化した溶着部を有していることを特徴とする車両用衝撃吸収体。
2. 一方の凹状リブの第一壁から溶着面までの高さ（ｂ）が２．５〜３５．０ｍｍに形成され且つ他方の凹状リブの第二壁から溶着面までの高さ（ｃ）が２．５〜３５．０ｍｍに形成され、一方の溝状リブの第一壁から溶着部までの高さがおよび他方の溝状リブの第二壁から溶着部までの高さが２７．５ｍｍ以下に形成され、第一壁と第二壁の間隔（ａ）が７０．０ｍｍ以下に形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用衝撃吸収体。
3. 第一壁および第二壁に形成された凹状リブは略円筒状であり、第一壁および第二壁には凹状リブによる直径（ｄ）が５．０〜３０．０ｍｍの略円形の開孔を有し、凹状リブの溶着面の直径（ｅ）が２．５〜１５．０ｍｍの略円形に形成されており、溝状リブは幅（ｆ）が２．０〜１０．０ｍｍのスリット状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用衝撃吸収体。
4. 第一壁および第二壁の何れか一方または両方に、凹状リブを繋ぐように深さ（ｇ）が３．０〜８．０ｍｍの凹条を設けたことを特徴とする請求項１、２または３記載の車両用衝撃吸収体。
5. 車両用衝撃吸収体は搭乗者の頭部が衝突する位置に対応した車両構成部材の内側の空間に配置され、車両用衝撃吸収体が車両構成部材を介して搭乗者の頭部の衝突によって押し潰され、さらに変形することにより搭乗者の頭部への衝撃を吸収することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の車両用衝撃吸収体。
6. 車両用衝撃吸収体は搭乗者の肩または腰が衝突する位置に対応した車両構成部材の内側の空間に配置され、車両用衝撃吸収体が車両構成部材を介して搭乗者の肩または腰の衝突によって押し潰され、さらに変形することにより搭乗者の肩または腰への衝撃を吸収することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の車両用衝撃吸収体。
7. 車両用衝撃吸収体は搭乗者の脚部が衝突する位置に対応した車両構成部材の内側の空間に配置され、車両用衝撃吸収体が車両構成部材を介して搭乗者の脚部の衝突によって押し潰され、さらに変形することにより搭乗者の脚部への衝撃を吸収することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の車両用衝撃吸収体。
8. 車両用衝撃吸収体は車両の外部から衝突を受ける部位に位置する車両構成部材であるドアまたはバンパーの内側の空間に配置され、車両用衝撃吸収体が車両構成部材を介して衝突による外部からの衝撃によって押し潰され、さらに変形することにより外部からの衝撃または外部への衝撃を吸収することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の車両用衝撃吸収体。

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