JP2007098985A - 車両用衝撃吸収部材 - Google Patents

Abstract

【課題】圧潰変形時の圧潰ストローク量を確保することで衝撃吸収性能を向上させる。
【解決手段】車両用衝撃吸収部材ＥＡは、相互に所要間隔をおいて配列された円錐台形状を呈する複数の衝撃吸収突部１０と、各衝撃吸収突部１０の非存在部分に位置し、これら衝撃吸収突部１０の裾部分を連結支持する面状連結部１８と、各衝撃吸収突部１０の外周部分において面状連結部１８に設けられた圧潰変形許容部２０とから構成される。各衝撃吸収突部１０は、面状連結部１８の一方側へ突出したカップ状を呈する。圧潰変形許容部２０は、衝撃吸収突部１０を中心とした２つの円に沿って断続的に延在する複数のスリット２２,２６から構成され、該衝撃吸収突部１０が圧潰変形した際にその外周側面部１２が外方へ変形するのを許容する。
【選択図】図２

Description

本発明は、合成樹脂からなる車両用衝撃吸収部材に関するものである。

近年、自動車等の車両に対しては、衝突事故発生時における乗員保護だけではなく、歩行者保護に関する安全対策の確立も希求されており、歩行者が衝突した際にはその衝撃により車体(ボディ)が適度に変形することで、衝撃吸収を図るようにした所謂「歩行者傷害軽減ボディ」が開発されている。すなわち、走行中の車両が誤って歩行者に衝突した場合、当該歩行者はその反動でボディのボンネットやフェンダー等に叩き付けられるようになるため、これらボンネットやフェンダーが歩行者との衝突による衝撃力で陥凹的に変形する構造とすることで、衝撃を緩和して歩行者の負傷度合を軽減する対策が施されている。

しかしながらスチール製のボディは、変形し易い衝撃吸収構造に設計したとしても、これだけでは充分な衝撃吸収を図り得ない場合が多い。このため、ボディの内側に適宜の車両用衝撃吸収部材(エネルギーアブゾーバー(ＥＡ)ともいう)を介在させておき、ボディの変形が生ずるような衝撃が外部から加わった場合には、当該車両用衝撃吸収部材が圧潰的に変形して衝撃吸収を図るようにすることが多い。この車両用衝撃吸収部材は、形状、構造、材質等が多種に亘っており、例えば(1)硬質ウレタン製の成形体、(2)合成樹脂製の構造体、(3)発泡ビーズ、(4)アルミ製やスチール製のリブ構造体、等が実用化されている。このような車両用衝撃吸収部材に関しては、例えば特許文献１に開示されている。

ここで、車両用衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を測定する試験として、例えば「ヘッドインパクト試験」が挙げられる。このヘッドインパクト試験は、ヘッドフォームインパクタを使用するもので、セット台にセットした規定サイズのサンプル材に、ヘッドフォーム(頭部模型)を２４ｋｍ／ｈ(１５マイル／ｈ)でフリーフライトさせることで、この際に取得されたデータをもとにＨＩＣ(Head Injury Criteria：頭部傷害度)値を算出するものである。このＨＩＣ値は、衝突時にヘッドフォームに発生した加速度の時間履歴データを所要の評価式に代入して求めた数値であって、その数値が小さいほど頭部傷害を軽減可能と評価されるもので、一般的には「１０００」が評価基準値でこれより小さいことが望ましいとされている。
特開平９−１５０６９２号公報

ところで近年、車両用衝撃吸収部材においては、外部からの衝撃が加わった場合、単に圧潰的に変形して衝撃を吸収するだけに留まらず、いかに衝撃を効率的かつ有効的に吸収して衝撃吸収性能を向上させ得るかが希求されている。例えば図１４および図１５は、特許文献１に開示された緩衝体を概略的に示した部分斜視図である。車両用衝撃吸収部材である緩衝体ＥＡ１は、ポリプロピレン等の樹脂製で衝撃吸収機能を発現するカップ状体６０が、その中空部の軸芯が平行になるように一定間隔で配置され、連結機能を有するブリッジ６６で縦横に結合された構造となっている。しかしながらこのような構造では、杆状のブリッジ６６を適度に太く設定したとしても、例えば図１６に例示したように部分的に外力が加わった場合には、カップ状体６０の傾倒的な姿勢変位を規制することができない。このようにカップ状体６０が姿勢変位した場合には、外力に対して適切な圧潰変形が起こり難くなるため、効率的な衝撃吸収が発現され得ない欠点を内在している。

また、各カップ状体６０の裾部分６４を４方向から支持する各ブリッジ６６が、該カップ状体６０が圧潰変形するに際して所謂「支え棒」の如く作用してしまい、外周側面部６２の拡開的な変形を規制する場合がある。このためカップ状体６０は、図１７に例示したように、外周側面部６２が折り重なるように折曲変形するようになるから、変形前の突出高さＨの半分程度までしか圧潰変形が許容されず、この突出高さＨと同程度の圧潰ストローク量が得られない。すなわち、圧潰変形の途中で早期に底付き状態が発生してしまうから、それに伴って衝撃吸収量が少なくなり、好適な衝撃吸収が発現され得ない課題も内在していた。

従って本発明は、圧潰変形時の圧潰ストローク量を確保することで、衝撃吸収性能を向上させた車両用衝撃吸収部材を提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
合成樹脂からなる車両用衝撃吸収部材であって、
相互に所要間隔をおいて配列された円錐台形状を呈する複数の衝撃吸収突部と、
前記各衝撃吸収突部の非存在部分に位置し、これら衝撃吸収突部の裾部分を連結支持する面状連結部と、
前記各衝撃吸収突部の外周部分において前記面状連結部に設けられ、該衝撃吸収突部が圧潰変形した際に、その外周側面部が外方へ変形するのを許容する圧潰変形許容部とからなることを要旨とする。

従って、請求項１に係る発明によれば、各衝撃吸収突部の間に存在する面状連結部により、全体的な形状保持が図られると共に各衝撃吸収突部の姿勢保持が図られる。そして、各衝撃吸収突部を面状連結部で支持するようにしたもとで、該衝撃吸収突部の外周部分に圧潰変形許容部を設けたことにより、当該衝撃吸収突部に外力が加わって圧潰変形する際の圧潰ストローク量を確保することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧潰変形許容部は、前記衝撃吸収突部を中心とした１つまたは２つ以上の円に沿って断続的に延在する複数のスリットから構成されることを要旨とする。
従って、請求項２に係る発明によれば、圧潰変形許容部を、衝撃吸収突部を中心とした円の円周上に沿って形成したスリットから構成したことにより、該衝撃吸収突部の周囲に適切な空間が画成され、圧潰ストローク量が確実に確保できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、複数の円に沿って延在して内外に隣接する前記スリットは、円周方向へ偏倚して位置するよう形成されたことを要旨とする。
従って、請求項３に係る発明によれば、衝撃吸収突部の圧潰ストローク量を効率的に拡大させ得ると共に、該衝撃吸収突部の姿勢保持を図ることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、各衝撃吸収突部の裾部分に、その外周縁に沿って所要幅に突出した鍔部が延設されていることを要旨とする。
従って、請求項４に係る発明によれば、衝撃吸収突部の外周部分に圧潰変形許容部を設けたことによる該衝撃吸収突部の剛性低下と、これに伴う衝撃吸収性能の低下とを、好適に防止することが可能である。特に、圧潰変形時の初期段階における衝撃吸収性能の向上に好適に機能する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記各衝撃吸収突部は、前記面状連結部の一方側へ突出したカップ状を呈することを要旨とする。
従って、請求項５に係る発明によれば、衝撃吸収突部へ外力が加わった際に、適切に圧潰変形して衝撃を吸収できる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、所要厚の発泡樹脂部材に装着して使用に供されることを要旨とする。
従って、請求項６に係る発明によれば、これら発泡樹脂部材と車両用衝撃吸収部材とを組み合わせた場合には、例えばボンネットの裏側等に装着して使用するのに好適である。

本発明に係る車両用衝撃吸収部材によれば、衝撃吸収突部の姿勢を保持できると共に圧潰ストローク量を確保することができるため、該衝撃吸収突部の圧潰変形を適切に発現させて衝撃吸収性能の向上を好適に図り得る等の利点がある。

次に、本発明に係る車両用衝撃吸収部材につき、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。

図１は、好適実施例に係る車両用衝撃吸収部材の部分斜視図、図２は、車両用衝撃吸収部材に設けられている衝撃吸収突部の一つを拡大表示した斜視図である。本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡは、ポリプロピレン(ＰＰ)等の合成樹脂等を材質とし、全体的に厚さが略均一で１〜２ｍｍ程度とされている。このような車両用衝撃吸収部材ＥＡは、例えば公知の真空成形または圧空成形等の成形技術に基づき、これと同一の外形サイズ・厚さのシート状部材または板状部材として予備成形された樹脂材Ｐを真空成形または圧空成形して成形されたものである。なお車両用衝撃吸収部材ＥＡは、前述した成形方法の他に、インジェクション成形やパウダースラッシュ成形技術等を利用して、溶融樹脂または粉末樹脂から一体的に成形することも可能である。

このような車両用衝撃吸収部材ＥＡは、樹脂材Ｐの片面側(一方側)へ突出すると共に他面側(他方側)に開口する、換言すると後述する面状連結部１８の一方側へ突出してカップ状を呈する円錐台形状の複数の衝撃吸収突部１０が、相互に所要間隔をおいて配列されている。これら衝撃吸収突部１０は、基本的に同一形状・同一寸法でかつ各部位の厚さが略同一であって、例えば外周側面部１２における裾部分１４の直径Ｄ１＝４０ｍｍ、頂面部１６の直径Ｄ２＝２５ｍｍ、突出高さＨ＝１５ｍｍ程度とされている。また、周囲に隣接する各々の衝撃吸収突部１０との間隔Ｌは、１００ｍｍ程度に設定されている。この間隔Ｌは、例えば車両用衝撃吸収部材ＥＡがボディのボンネットの裏面等に配設して実施に供される場合、歩行者の頭部が該ボンネットに衝突する際のことを考慮して設定されたものである。

そして、各衝撃吸収突部１０の間の部分、すなわち各衝撃吸収突部１０の非存在部分は、樹脂材Ｐにおける非変形部分がそのまま位置しており、これら衝撃吸収突部１０を連結すると共に姿勢保持する面状連結部１８とされる。すなわち、本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡは、各衝撃吸収突部１０の周囲全体に面状連結部１８が存在していて、これら衝撃吸収突部１０の裾部分が該面状連結部１８で連結支持されているため、該衝撃吸収突部１０の頂面部１６に対して部分的に外力が作用したとしても、当該衝撃吸収突部１０が単独的に姿勢変位するのが規制される構造となっている。また、面状連結部１８に多少の撓曲的な変形が発現するため、車両用衝撃吸収部材ＥＡが全体的に若干撓むものの、部分的に折れ曲がる等の局部変形は起こり難くなっており、必要かつ充分な形状保持性を有している。

また、各衝撃吸収突部１０の外周部分における面状連結部１８には、図４に例示するように、圧潰変形許容部２０が設けられている。この圧潰変形許容部２０は、衝撃吸収突部１０の周囲に設けた空間部であって、該衝撃吸収突部１０が外力により圧潰変形するに際してその外周側面部１２が外方へ拡開的に変形するのを許容するもので、外周側面部１２が折り重ならないようにして圧潰変形時の圧潰ストローク量の増大を図るためのものである。このような圧潰変形許容部２０は、対応の衝撃吸収突部１０を中心とした２重の同心の円に沿って断続的に延在する複数のスリット２２,２６から構成されている。そして、全てのスリット２２,２６の幅を適度に設定することにより、圧潰変形した該衝撃吸収突部１０が嵩張ることなく平面状に押し潰されることを許容するようになっている。

このうち、衝撃吸収突部１０のすぐ外側、すなわち内側の円の周上には、合計３個の第１スリット２２が延設されており、各第１スリット２２の端部間には第１連設部２４が形成されている。ここで、各第１スリット２２の幅Ｒ１＝５ｍｍ程度、各第１連設部２４の幅Ｔ１＝７ｍｍ程度に設定されている。また、外側の円の円周上には、合計３個の第２スリット２６が延設されており、各第２スリット２６の端部間には第２連設部２８が形成されている。なお、各第２スリット２６の幅Ｒ２＝５ｍｍ程度、各第２連設部２８の幅Ｔ２＝７ｍｍ程度に設定されている。また、第１スリット２２と第２スリット２６との間隔Ｔ３＝３ｍｍ程度に設定されている。

そして、内外に隣接する第１スリット２２および第２スリット２６は、円周方向へずれて位置するよう形成されている。すなわち、各々の第２スリット２６は、第１スリット２２に対して概ね１／２ピッチ(全長の約１／２)だけ円周方向へ偏倚しており、各々の第１連設部２４が第２スリット２６の略中央部分に隣接して位置し、各々の第２連設部２８が第１スリット２２の略中央部分に隣接して位置している。これにより、第１連設部２４および第２連設部２８が整合していないため、後述するように、衝撃吸収突部１０の圧潰変形に際して外周側面部１２の拡開的な変形が阻害されないよう考慮されている。

但し、圧潰変形許容部２０は、衝撃吸収突部１０を中心とした１つの円に沿って１重で断続的に延在する複数のスリットから構成したものや、衝撃吸収突部１０を中心とした３重またはこれ以上の円に沿って断続的に延在する複数列のスリットから構成したものであってもよい。

そして、各衝撃吸収突部１０における外周側面部１２の裾部分１４には、その外周縁に沿って所要幅に突出した鍔部３０が延設されている。すなわち鍔部３０は、前述した各第１スリット２２を、外周側面部１２から所要量だけ半径方向外方へオフセットさせた位置に形成することで、該第１スリット２２に臨むように形成されたものである。この鍔部３０は、衝撃吸収突部１０の外周部分に前述した圧潰変形許容部２０(第１スリット２２および第２スリット２６)を形成したことにより、剛性が低下した該衝撃吸収突部１０の裾部分１４の強度を補うべく機能する。

すなわち衝撃吸収突部１０は、圧潰変形許容部２０の第１スリット２２を形成したことで裾部分１４の外周に沿って空間が形成されているため、小さな外力が加わるだけでも、外周側面部１２が径方向外方および／または径方向内方へ不用意に変形してしまい、衝撃吸収性能が充分に発揮されないおそれがある。そこで、裾部分１４の外周に沿って鍔部３０を設けることで、外周側面部１２の強度を適度に高めるようにすることで、該外周側面部１２の拡開的な変形を規制することができる。なお、鍔部３０の延出幅Ｇは、後述する実験結果に基づき、０.５〜３ｍｍの範囲内に設定するのが望ましい。

次に、前述のように構成された車両用衝撃吸収部材ＥＡにおける衝撃吸収突部１０の圧潰変形のプロセスにつき、図３〜図８を引用して説明する。本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡは、図１に例示したように多数個の衝撃吸収突部１０を有し、各衝撃吸収突部１０の裾部分１４は面状連結部１８により連結されている。そして、各衝撃吸収突部１０の外周部分には、図３および図４に例示したように、第１スリット２２および第２スリット２６からなる圧潰変形許容部２０が設けられている。また、各衝撃吸収突部１０の裾部分１４には、鍔部３０が延設されている。

このような車両用衝撃吸収部材ＥＡでは、図３および図４の状態から衝撃吸収突部１０に上方から衝撃が加わった場合、先ず図５および図６に例示するように、該衝撃吸収突部１０の外周側面部１２の裾部分１４が、圧潰変形許容部２０の存在により、外方へ拡開的に変形するようになる。なお、外周側面部１２の裾部分１４に鍔部３０が延設されていることにより、該裾部１４が径方向内方へ不用意に変形することはなく、所定の押圧力が加わると径方向外方へ変位するようになる。そして、押圧力が加わるに従い、外周側面部１２が拡開的に変形しながら倒れ込むことにより、頂面部１６は、周囲全体から押されるようになるから、その中央部分が下方へ変位して陥凹的かつ縮小的に変形するようになる。従って、図５および図６の時点では、まだ底付きが発現されない。

更に、外力が加わる場合には、図７および図８に例示するように、各第１スリット２２および各第２スリット２６の隙間が殆どなくなった時点で、頂面部１６の外周輪郭部分が縮小的に変形するようになるため、外周側面部１２の上縁部分が該頂面部１６の上方へ折り重なるようになる。これにより衝撃吸収突部１０は、外周側面部１２の上縁部分が頂面部１６の上へ迫り上がり、これら外周側面部１２と頂面部１６とがその境界部分近傍において折り重なると共に弛むようになり、場合によっては図８に示したように、頂面部１６に折り重なった部分の複数箇所(図では６箇所)にリブ状弛み部分が形成されることがある。このような折り重なり現象が発生した場合には、有効な圧潰ストローク量のロスが多少発生してしまうものの、外周側面部１２自体は適宜部位で折れ曲がってしまうことは殆どなく略平面に近い状態まで変形するようになるから、最大に圧潰変形した際には突出高さＨ(１５ｍｍ)にかなり近い圧潰ストローク量が確保され、衝撃吸収量が多くなって衝撃吸収が好適に図られるようになる。

なお、外周側面部１２の拡開的な変形および頂面部１６の縮小的な変形は、必ずしも前述したようにタイムラグを以て経時的に進行するものではなく、これらの変形が同時に進行する場合もあり得る。このように、外周側面部１２の拡開的な変形と頂面部１６の縮小的な変形とが同時に進行したとしても、該外周側面部１２自体が折り重なるように変形することが殆どないから、衝撃吸収突部１０は平面に近い状態までの圧潰変形が可能となり、圧潰ストローク量が充分に確保される。

次に、圧潰変形許容部２０の有無による衝撃吸収性能の差異を、本願発明者が実施した実験結果をもとにして説明する。また、圧潰変形許容部２０の態様の違いによる衝撃吸収性能の違いについても実験した。すなわち、図９に例示するように、各衝撃吸収突部１０の寸法、形成位置、厚さ等を同一とすると共に材質を同一とし、前述した圧潰変形許容部２０を設けていない車両用衝撃吸収部材(図９(ａ)；試料Ｓ１)と、圧潰変形許容部２０を設けた車両用衝撃吸収部材(図９(ｂ)；試料Ｓ２,図９(ｃ)；試料Ｓ３)とを準備し、夫々について衝撃吸収性能の実験を行なった。ここで試料Ｓ２は、圧潰変形許容部２０を構成する第１スリット２２および第２スリット２６の夫々を横並びに形成し、第１連設部２４および第２連設部２８を整合させた態様である。また試料Ｓ３は、第１スリット２２および第２スリット２６の夫々を１／２ピッチだけ周方向へ偏倚するよう形成し、第１連設部２４および第２連設部２８を非整合とした態様である。

比較例である試料Ｓ１は、図１０のグラフに２点鎖線で表示したように、各衝撃吸収突部１０の突出高さＨ＝１５ｍｍに設定してあるにも拘わらず、許容内最大荷重値以下での実質的な圧潰ストローク量は僅か４ｍｍ程度であり、この時点で底付き状態となるため以降は荷重が一気に上昇してしまうことが確認できる。これは、特に圧潰変形許容部２０を設けていないために外周側面部１２の拡開的な変形が困難であることを意味し、図１７に例示した圧潰変形状態と同様に、外周側面部１２が折曲的に変形して折り重なり、早期に底付き状態を招来してしまうからである。

これに対して試料Ｓ２では、許容内最大荷重値以下での圧潰変形時の圧潰ストローク量が約１１.５ｍｍ、試料Ｓ３では、許容内最大荷重値以下での圧潰変形時の圧潰ストローク量が約１２.５ｍｍとなった。すなわち、圧潰変形許容部２０を設けた試料Ｓ２および試料Ｓ３は、圧潰変形許容部２０を設けない試料Ｓ１と比較すると、何れの場合も圧潰ストローク量が７ｍｍ以上も増加したことが確認できる。このことから、圧潰変形許容部２０を設けることが、衝撃吸収突部１０の圧潰変形時の圧潰ストローク量を増加させる点において、極めて効果的であることが確認できた。

また、圧潰変形許容部２０の態様による特性の違いに関しては、連設部非整合態様である試料Ｓ３の方が、連設部整合態様である試料Ｓ２よりも圧潰ストローク量が増加している。これは、第１連設部２４および第２連設部２８が直線状に整合していると、図１４〜図１７に例示した従来実施の緩衝体ＥＡ１におけるブリッジ６６と同様に、衝撃吸収突部１０の圧潰変形時に外周側面部１２が拡開的に変形するに際し、両連設部２４,２８が所謂「支え棒」のように作用してしまうためと推察できる。従って、圧潰変形許容部２０を複数列のスリット２２,２６で構成する場合には、試料Ｓ３のように、内外に隣接するスリット２２,２６を円周方向へ適宜ずらせて位置するようにし、第１連設部２４および第２連設部２８を非整合とする方が、圧潰ストローク量を効率的に増加させ得ることが確認された。

なお、圧潰変形許容部２０を設けた試料Ｓ２および試料Ｓ３の場合には、圧潰変形の全般において荷重の立ち上がりが少なく、衝撃吸収突部１０の圧潰変形が容易に進行する傾向が見られる。これは、衝撃吸収突部１０の外周部分に第１スリット２２および第２スリット２６を形成したことによる空間部が存在しているため、外周側面部１２の拡開的な変形が発現し易くなっているからであると推測できる。換言すると、圧潰変形許容部２０を設けることは、衝撃吸収突部１０の圧潰ストローク量を確保して衝撃吸収性能を向上させる点では極めて効果的に作用するが、該衝撃吸収突部１０の圧潰変形初期における衝撃吸収性能が多少低くなる点で若干の課題があると云える。従って、この圧潰変形許容部２０を設けた場合には、前述した鍔部３０を形成することで、この課題を適切に克服することが可能となる。

なお、圧潰変形許容部２０におけるスリットの数を、半径方向外方へ更に増設すれば(３列またはそれ以上)、空間の拡大により圧潰ストローク量の増加が期待できると思われる。しかしながら、このようにスリットを半径方向外方へ増設した場合には、連設部(第１連設部２４および第２連設部２８を含む)の長さが更に長くなってしまい、図２２に例示した従来の緩衝体ＥＡ１と近似した構造となるから、各衝撃吸収突部１０の適切な姿勢保持が図り得なくなるおそれがあると推測できる。

図１２は、前述した圧潰変形許容部２０を設けることを前提として、前述した鍔部３０の有無による衝撃吸収性能の差異を確認すると共に、図１１に例示したように、該鍔部３０の延出幅Ｇの違いによる衝撃吸収性能の差異を確認するために行なった実験の結果を示したグラフである。なお、実際の実験においては、鍔部３０の延出幅Ｇを、０.３〜４.０ｍｍまで０.１ｍｍ毎に変更させて実験を行なったが、図１２に示したグラフでは、そのうちの代表的な寸法である延出幅Ｇ＝０.３ｍｍ(試料Ｓ４)、延出幅Ｇ＝０.５ｍｍ(試料Ｓ５；図１３(ａ))、延出幅Ｇ＝３ｍｍ(試料Ｓ６；図１３(ｂ))、延出幅Ｇ＝３.５ｍｍ(試料Ｓ７)における実験結果のみを表示した。

鍔部３０の延出幅Ｇ＝０.３ｍｍとした試料Ｓ４の場合は、図１４のグラフに破線で表示したように、該鍔部３０を設けない前述の試料Ｓ３と殆ど差がなく、荷重の立ち上がりが若干良好となるだけで鍔部３０を設けた効果が顕現されない。また、延出幅Ｇ＝０.５ｍｍとした試料Ｓ５の場合は、グラフに細実線で表示したように、荷重増加の効果があると判断できる。一方、延出幅Ｇ＝３.０ｍｍとした試料Ｓ６の場合は、グラフに太実線で表示したように、圧潰変形の初期段階における荷重の立ち上がりがかなり良好となることが確認できる。但し、許容内最大荷重値以下での圧潰ストローク量は１１ｍｍ程度となり、鍔部３０を設けない場合に比べて１〜１.５ｍｍ程度減少した。更に、延出幅Ｇ＝３.５ｍｍとした試料Ｓ７の場合は、グラフに１点鎖線で表示したように、圧潰変形許容部２０を設けたとしても、外周側面部１２の拡開的な変形が起こり難くなるため、許容内最大荷重値以下での圧潰ストローク量は、一気に７ｍｍ程度まで減少してしまう。

従って鍔部３０は、前述した圧潰変形許容部２０を設けた場合に起こる衝撃吸収突部１０の裾部分１４の剛性低下を補う意味では極めて有益であり、圧潰変形の初期段階における荷重の増加に効果を発揮することが確認できた。そして、この鍔部３０を設ける際の延出幅Ｇは、０.５ｍｍ以下ではその効果が期待できず、また３.０ｍｍ以上とした場合には圧潰変形許容部２０を設けた効果が相殺されてしまうことから、０.５〜３.０ｍｍの範囲内で設定するのが望ましいと云える。

ここで、衝撃吸収突部１０の圧潰変形に伴う総衝撃吸収量は、図１２のグラフにおいて、斜線表示部分の面積に相当する。従って、本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡは、外力が加わると圧潰変形の初期段階で荷重がある程度まで立ち上がり、許容内最大荷重値以下で１１ｍｍ程度のストロークまで圧潰変形が進行するため、斜線表示部分の面積が大きくなって総衝撃吸収量が増加している。これに対して試料Ｓ１の場合は、圧潰変形の初期段階における荷重の立ち上がりは一段と早いものの、圧潰ストローク量が極めて小さいため、斜線表示部分の面積が小さくなって総衝撃吸収量は本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡの１／３程度である。従って、本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡは、前述した圧潰変形許容部２０および鍔部３０を設けたことにより、衝撃吸収性能の向上が好適に図られていることが確認できた。

前述のように構成された本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡは、各衝撃吸収突部１０の頂面部１６をボディの鋼板裏側に指向させた状態で、該ボディの内側に取り付けて単独で実施に供される。そして、ボディに対して外方が衝撃的な外力が加わり、これにより該ボディが内側へ陥凹的に変形した際には、前述した衝撃吸収突部が圧潰変形するようになり、この際に衝撃が吸収されるようになる。

また本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡは、図１３(ａ)に例示するように、所要厚の発泡樹脂部材５０の片面に装着して使用に供することも可能である。この際、図１３(ｂ)に例示するように、各衝撃吸収突部１０が突出した側を発泡樹脂部材５０に指向するように装着した場合には、これら衝撃吸収突部１０が発泡樹脂部材５０の圧縮変形に伴って突入するようになるため、両部材ＥＡ,５０を組み合わせても厚さの増加は殆どない。ここで前述した発泡樹脂部材５０は、吸音機能を発揮する吸音部材として実施に供されるものであるから、これら発泡樹脂部材５０と車両用衝撃吸収部材ＥＡを組み合わせた場合には、例えばボンネットの裏側等に装着して使用するのに好適である。なお、車両用衝撃吸収部材ＥＡと発泡樹脂部材５０との組み合わせは、図１３(ａ)とは反対、すなわち各衝撃吸収突部１０が突出しない側を発泡樹脂部材５０に指向するように装着してもよい。

前述した本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡによれば、次のような作用効果を奏する。先ず、車両用衝撃吸収部材ＥＡは、各衝撃吸収突部１０の間に面状連結部１８が存在するようになり、全体的な形状保持が図られると共に各衝撃吸収突部１０の姿勢保持も好適に図られる。そして、各衝撃吸収突部１０の裾部分１４を面状連結部１８で支持するようにしたもとで、該衝撃吸収突部１０の外周部分に圧潰変形許容部２０を設けたことにより、当該衝撃吸収突部１０に外力が加わって圧潰変形する際の圧潰ストローク量を充分に確保することができる。また、各衝撃吸収突部１０は、面状連結部１８の一方側へ突出したカップ状を呈しているため、外力が加わった際には適切に圧潰変形して衝撃を好適に吸収できる。

また圧潰変形許容部２０は、衝撃吸収突部１０を中心とした内外複数の円の円周上に沿って形成したスリット２２,２６から構成されているので、該衝撃吸収突部１０の周囲に適切な空間が画成されて圧潰ストローク量が確実に確保できる。しかも、衝撃吸収突部１０を中心とした同心円の円周上に形成して内外に隣接する第１スリット２２および第２スリット２６は、円周方向へ１／２ピッチ程度ずらして形成するようにしたため、該衝撃吸収突部１０の圧潰ストローク量を効率的に拡大させ得ると共に、該衝撃吸収突部１０の姿勢保持を図ることができる。

そして、衝撃吸収突部１０の外周部分に圧潰変形許容部２０を設けたもとで、該衝撃吸収突部１０の外周側面部１２の裾部分１４に沿って鍔部３０を延設したことにより、該圧潰変形許容部２０を設けたことによる該衝撃吸収突部１０の剛性低下およびこれに伴う衝撃吸収性能の低下を好適に防止することが可能である。特に、圧潰変形時の初期段階における衝撃吸収性能の向上に好適に機能する。この鍔部３０は、延出幅Ｇを０.５〜３.０ｍｍの範囲内で設定することにより、衝撃吸収突部１０の剛性と衝撃吸収性能とのバランスが好適に図られる。

前述した実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡでは、各衝撃吸収突部１０の全てに、圧潰変形許容部２０および鍔部３０を設けた場合を例示した。しかしながら、車両用衝撃吸収部材ＥＡを配設するボディの箇所に応じて、ＨＩＣ値を満足する許容内最大荷重値が異なるため、例えば(１)圧潰変形許容部２０だけを設ける、(２)圧潰変形許容部２０および鍔部３０の両方を設ける等、必要に応じて変更するようにしてもよい。また、単一の車両用衝撃吸収部材ＥＡにおいて、圧潰変形許容部２０だけを設けた衝撃吸収突部１０と、圧潰変形許容部２０および鍔部３０の両方を設けた衝撃吸収突部１０とを混在させてもよく、この場合は部位ごとに衝撃吸収性能が異なるようにすることが可能となる。

また、前述した本実施例の車両用衝撃吸収部材ＥＡは、所要厚のシート状の樹脂材Ｐから真空成形または圧空成形したものであるため、基本的には各衝撃吸収突部１０および面状連結部１８が略同一の厚さとなっていた。しかしながら、前述したインジェクション成形またはパウダースラッシュ成形等により製作される車両用衝撃吸収部材ＥＡの場合には、(１)各衝撃吸収突部１０および面状連結部１８の厚さを異なるよう設定する、(２)各衝撃吸収突部１０毎に厚さを異なるよう設定する、(３)各衝撃吸収突部１０において部位(例えば外周側面部１２と頂面部１６)毎に厚さを変化させる、等が可能である。

本発明に係る車両用衝撃吸収部材は、合成樹脂から形成されたものであり、車両のボディにおけるボンネットやフェンダーの裏側に配設されて、該ボンネット等に衝突した歩行者の傷害を軽減するようにした車両用衝撃吸収部材として好適に実施可能である。

本発明の好適実施例に係る車両用衝撃吸収部材の部分斜視図。 衝撃吸収突部を拡大表示した斜視図。 図４のIII−III線断面図。 衝撃吸収突部の平面図であって、圧潰変形する前を示している。 図６のＶ−Ｖ線断面図。 衝撃吸収突部の平面図であって、圧潰変形の途中を示している。 図８のVII−VII線断面図。 衝撃吸収突部の平面図であって、完全に圧潰変形した状態を示している。 (ａ)は、比較例である試料Ｓ１の衝撃吸収突部を例示した部分斜視図、(ｂ)は、試料Ｓ２の衝撃吸収突部を例示した部分平面図、(ｃ)は、試料Ｓ３の衝撃吸収突部を例示した部分平面図。 試料Ｓ１〜試料Ｓ３に係る衝撃吸収性能の実験結果を表示したグラフ。 (ａ)は、試料Ｓ５の衝撃吸収突部を例示した部分平面図、(ｂ)は、試料Ｓ６の衝撃吸収突部を例示した部分平面図。 試料Ｓ１および試料Ｓ３〜試料Ｓ７に係る衝撃吸収性能の実験結果を表示したグラフ。 (ａ)は、本実施例の車両用衝撃吸収部材を発泡樹脂部材に装着して使用する場合を例示した説明図、(ｂ)は、両部材の断面図。 従来の車両用衝撃吸収部材である緩衝体の部分斜視図。 図１４のＺ−Ｚ線断面図。 カップ状体に部分的な外力が加わった場合に、該カップ状体が姿勢変位してしまう不都合を示した説明図。 カップ状体が圧潰変形するに際し、外周側面部が折れ曲がることで圧潰ストローク量が減少する不都合を示した説明図。

符号の説明

１０ 衝撃吸収突部，１４ 裾部分，１８ 面状連結部，２０ 圧潰変形許容部，
２２ 第１スリット，２６ 第２スリット，３０ 鍔部，５０ 発泡樹脂部材，

Claims (6)

1. 合成樹脂からなる車両用衝撃吸収部材であって、
   相互に所要間隔をおいて配列された円錐台形状を呈する複数の衝撃吸収突部(10)と、
   前記各衝撃吸収突部(10)の非存在部分に位置し、これら衝撃吸収突部(10)の裾部分を連結支持する面状連結部(18)と、
   前記各衝撃吸収突部(10)の外周部分において前記面状連結部(18)に設けられ、該衝撃吸収突部(10)が圧潰変形した際に、その外周側面部(12)が外方へ変形するのを許容する圧潰変形許容部(20)とからなる
   ことを特徴とする車両用衝撃吸収部材。
2. 前記圧潰変形許容部(20)は、前記衝撃吸収突部(10)を中心とした１つまたは２つ以上の円に沿って断続的に延在する複数のスリット(22,26)から構成される請求項１記載の車両用衝撃吸収部材。
3. 複数の円に沿って延在して内外に隣接する前記スリット(22,26)は、円周方向へ偏倚して位置するよう形成された請求項２記載の車両用衝撃吸収部材。
4. 各衝撃吸収突部(10)の裾部分(14)に、その外周縁に沿って所要幅に突出した鍔部(30)が延設されている請求項１〜３の何れかに記載の車両用衝撃吸収部材。
5. 前記各衝撃吸収突部(10)は、前記面状連結部(18)の一方側へ突出したカップ状を呈する請求項１〜４の何れかに記載の車両用衝撃吸収部材。
6. 所要厚の発泡樹脂部材(50)に装着して使用に供される請求項１〜５の何れかに記載の車両用衝撃吸収部材。
   

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