JP2010107027A - 車両用衝撃吸収体 - Google Patents

Abstract

【課題】凹状リブで補強された部分の衝撃に対する応力とブロー成形時のブロー比により薄肉となる部分の衝撃に対する応力とを均衡させ、全体としての衝撃吸収性を向上させて所期の衝撃吸収効果を得ることができる車両用衝撃吸収体を提供する。
【解決手段】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形成されていて、間隔をあけて互いに対向する一方の壁４および他方の壁５を有している。一方の壁４および他方の壁５をそれぞれ窪ませて互いの先端部を溶着部８として一体化した凹状リブ６，７を複数分散状に形成してある。凹状リブ６，７の窪み方向と交差する方向に延びた突起１０からなる座屈誘導部９を形成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両構成部材、例えばドアあるいはボディーサイドパネルに内設することによって搭乗員が車両構成部材の内壁へ衝突するような車両内部で発生する衝撃、または他の車両との衝突のような外部から受ける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２００４−１４９０７４号公報に記載されている。また、円筒状の衝撃エネルギー吸収部材に破壊のトリガーとして、切れ込みまたはノッチ形状を形成し、安定した自己破壊を生じさせるものとしては、特開２０００−１９３００８号公報に記載されており、衝撃吸収体が押し潰された際にその壁面の一部を破裂誘導部より早期に破壊させて開口させることによって安定した衝撃吸収性能を発揮させることができる車両用衝撃吸収体は特開２００６−９６３０７号公報に記載されている。さらに、衝突エネルギ吸収用のリブを備えたトリム本体のエネルギ吸収効果の向上のためリブ側壁から所定の部位にリブの座屈変形を誘起させる剛性変化部を設けた構成については特開平８−１１５４２号公報に記載されている。
特開２００４−１４９０７４号公報 特開２０００−１９３００８号公報 特開２００６−９６３０７号公報 特開平８−１１５４２号公報

この種の車両用衝撃吸収体は、ドアあるいはボディーサイドパネルなどの車両構成部材に内設するものであるが、前掲の特開２００４−１４９０７４号公報および特開２００６−９６３０７号公報に示すように、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して中空状に形成され、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たものであるから、凹状リブで補強された部分の衝撃に対する応力と、ブロー成形時のブロー比により薄肉となる部分の衝撃に対する応力とに差が生じることは避けられないものである。このため、この種の車両用衝撃吸収体にあっては、衝撃を受けた際に全体として均等な変形が進行しないことに起因して衝撃吸収性がかえって低下する現象がみられ、所期の衝撃吸収効果が得られないことがその後判明している。また、特開平８−１１５４２号公報に示すものにあっては、トリム本体が衝撃を受けた際の初期反力を小さく抑えることができるとしても、初期反力のタイミングを一定にすることはできないところから、衝撃吸収効果が劣ることは否めない。

そこで、本発明は、熱可塑性プラスチックをブロー成形して中空状に形成され、その一方の壁および他方の壁をそれぞれ窪ませて互いの先端部を溶着一体化した凹状リブに窪み方向と交差する方向に延びた突起、凹みその他の変形部からなる座屈誘導部を形成したことにより、凹状リブで補強された部分の衝撃に対する応力とブロー成形時のブロー比により薄肉となる部分の衝撃に対する応力とを均衡させ、全体としての衝撃吸収性を向上させて所期の衝撃吸収効果を得ることができる車両用衝撃吸収体を提供するものである。

上記目的を達成する本発明の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車両の内部または外部からの衝撃を吸収するための車両用衝撃吸収体であって、衝撃吸収体は、熱可塑性プラスチックをブロー成形して中空状に形成されていて、間隔をあけて互いに対向する一方の壁および他方の壁を有しており、前記一方の壁および他方の壁をそれぞれ窪ませて互いの先端部を溶着一体化した凹状リブを複数分散状に形成してあり、前記複数分散状に形成されている凹状リブの少なくとも一部には、凹状リブの窪み方向と交差する方向に延びた突起、凹みその他の変形部からなる座屈誘導部を形成してあることを特徴とするものである。

本発明の車両用衝撃吸収体においては、凹状リブを、一方の壁または他方の壁を対向する壁方向に窪ませてその先端部を対向する壁に溶着一体化して形成したものとしてもよい。また、座屈誘導部を形成する突起または凹みとしては、凹状リブの窪み方向と交差する方向の長さが１．０ｍｍ〜６．０ｍｍ、凹状リブの窪み方向の長さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、深さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍとするのが好適である。

本発明によれば、熱可塑性プラスチックをブロー成形して中空状に形成され、その一方の壁および他方の壁をそれぞれ窪ませて互いの先端部を溶着一体化したものにおいて、凹状リブで補強された部分の衝撃に対する応力とブロー成形時のブロー比により薄肉となる部分の衝撃に対する応力とを均衡させ、全体としての衝撃吸収性を向上させて所期の衝撃吸収効果を得ることができる。

図１は本発明の一実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を一部破断して示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４は図２に対応して作用を説明するための断面図、図５は本発明の一実施の形態に係る車両用衝撃吸収体の荷重と歪みとの関係を示すグラフ、図６は本発明に係る車両用衝撃吸収体を車両のドアパネルに内設した態様を示す断面図、図７は本発明に係る車両用衝撃吸収体を自動車のリヤーピラーに内設した態様を示す断面図、図８は本発明に係る車両用衝撃吸収体をフロントバンパーのバンパーフェイシアとバンパービームの間に介在させた態様の一部破断斜視図である。また、図９は本発明の他実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を示す斜視図、図１０は図９のＣ−Ｃ線拡大断面図、図１１は本発明のさらに他実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を示す斜視図、図１２は図１１のＤ−Ｄ線拡大断面図、図１３は図１１のＥ−Ｅ線拡大断面図、図１４は図１３に対応して作用を説明するための断面図である。

図１ないし図４において、１は衝撃吸収体である。この衝撃吸収体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は一方の壁、５は他方の壁である。一方の壁４および他方の雄壁５は間隔をあけて互いに対向しており、中空状の衝撃吸収体１を形成する前記一方の壁４および他方の壁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を多数分散状に有している。そして、前記一方の壁４および他方の壁５をそれぞれ窪ませて形成した凹状リブ６，７はその互いの先端部を溶着して一体化して厚肉の溶着部８を形成している。

前記複数分散状に形成されている凹状リブ６，７には、その凹状リブ６側に座屈誘導部９を形成してあり、その座屈誘導部９は凹状リブ６の窪み方向と交差する方向（図示の実施の形態では直交する方向）に延びかつ凹状リブ６内に凸となっている突起１０を複数連鎖状に全周にわたって形成してなるものである。この座屈誘導部９は図示のような突起のほか、ノッチ形状、凹みその他の適宜の変形部からなる形態によって構成することができる。衝撃吸収体１において凹状リブ６，７の一部に前記座屈誘導部９をできるだけ均等に分散するように設けるとよいが、場合によっては多数分散状に形成されている凹状リブ６，７の全部に座屈誘導部９を設けてもよい。なお、座屈誘導部９を構成する突起１０は複数連鎖状でなく一連に連続する凸状に形成してもよく、突起１０を全周にわたって形成する場合には衝撃吸収体１の厚み方向と直交する面において同一平面とするほか、意図的に同一平面からずらすこともできる。

衝撃吸収体１の平気肉厚は０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであり、座屈誘導部９を形成する突起１０は、凹状リブ６の窪み方向と交差する方向の長さが１．０ｍｍ〜６．０ｍｍ、凹状リブ６の窪み方向の長さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、深さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍとする。凹状リブ６の窪み方向と交差する方向の長さが１．０ｍｍ未満であると座屈を誘導する効果が得られず、また凹状リブ６の窪み方向の長さが６．０ｍｍを超えるか窪み方向に４ｍｍを超えると衝撃を受ける応力としては小さくなり過ぎて衝撃吸収効果が不足する。突起１０の深さが４ｍｍを超えると凹状リブ６の強度低下をきたし、ブロー成形時に金型の操作も複雑になる。座屈誘導部９を凹部で形成する場合も同様である。

本発明に係る衝撃吸収体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、ポリアミドなど、剛性等の機械的高度の大きい樹脂で構成する。特に、座屈誘導部９を好適に機能させる観点からポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリフェニレンエーテル樹脂が好適であり、さらにこれらのブレンド物またはポリマーアロイとすることが好ましい。衝撃吸収体１をポリエチレンに比べて剛性の高いポリプロピレン系樹脂で構成すると、衝撃吸収体１自体の機械的強度と荷重負荷における初期の衝撃吸収特性のバランスを保つことができる点で有利である。

本発明に係る衝撃吸収体１に衝撃が加わってそれが一定の限界を超えた場合には、図４に示すように凹状リブ６，７に設けてある座屈誘導部９が他の部分より先に凹状リブ６，７に座屈が生じる。このため、衝撃吸収体１が熱可塑性プラスチックをブロー成形して中空状に形成されていて、ブロー比によって薄肉部分を有していても、凹状リブ６，７で補強された部分の衝撃に対する応力とブロー成形時のブロー比により薄肉となる部分の衝撃に対する応力とが均衡して、全体としての衝撃吸収性を向上させて所期の衝撃吸収効果を得ることができる。

図５のグラフは本発明に係る衝撃吸収体の圧縮荷重に対する変位（圧縮歪みの変化）を計測した結果を概略的に示している。すなわち、グラフに実線で示すように、本発明に係る衝撃吸収体１においては、衝撃吸収体１が押し潰された際に座屈誘導部９を設けてあることによって、安定した衝撃吸収性能を発揮させることができるのに対し、座屈誘導部９を有しない従来のものでは、グラフに破線で示すように荷重の値のバラツキが現れて、衝撃吸収性能を調整することが困難であるうえ所期の衝撃吸収効果を得ることができない。

なお、本発明に係る車両用衝撃吸収体は、凹状リブを、一方の壁または他方の壁を対向する壁方向に窪ませてその先端部を対向する壁に溶着一体化して形成したものとしてもよいが、これについては図示していない。

図６ないし図８は、本発明に係る車両用衝撃吸収体の使用例を示している。すなわち、図６はドアトリム１１に、図７は自動車のリヤピラー１２に、図８はフロントバンパー１３のバンパーフェイシアとバンパービームの間にそれぞれ内設した例である。図７においてＡは乗車者の頭部を示している。

図９および図１０には本発明の他の実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を示している。すなわち、この実施の形態においては、衝撃吸収体１がその一方の壁４と他方の壁５との間の高さの大なる部分と小なる部分とを一体にブロー成形されているものである。そして、ブロー成形時のブロー比が大きくなる高さの大なる隅部ａが薄肉になるので、その薄肉となる隅部ａを有する高さの大なる部分の衝撃に対する初期荷重カーブの変動が起きる現象をともなうが、この実施の形態の衝撃吸収体１の薄肉となる側である一方の壁４の高さの小なる部分の凹状リブ６には座屈誘導部９を形成してあるので、この実施の形態のような衝撃吸収体１においても全体としての衝撃に対する荷重カーブの変動が抑制され、所期の衝撃吸収効果を得ることができる。

図１１および図１４に示す本発明のさらに他の実施の形態に係る車両用衝撃吸収体においては、衝撃吸収体１の高さの大なる部分と小なる部分の境界部分に凹状リブ６，７を形成してあるので、その部分の凹状リブ６の立ち上がり壁ｂの衝撃に対する補強効果も加わって、衝撃吸収体１の高さの大なる部分と小なる部分の衝撃時の荷重カーブの変動が効果的に抑制され、いっそう優れた衝撃吸収効果を期待することができるものとなる（図１４参照）。

本発明の一実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を一部破断して示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図２に対応して作用を説明するための断面図である。 本発明の一実施の形態に係る車両用衝撃吸収体の荷重と歪みとの関係を示すグラフである。 本発明に係る車両用衝撃吸収体を車両のドア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自動車のリヤーピラー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フロントバンパーのバンパーフェイシアとバンパービームの間に装着した態様の一部破断斜視図である。 本発明の他実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を示す斜視図である。 図９のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 本発明のさらに他実施の形態に係る車両用衝撃吸収体を示す斜視図である。 図１１のＤ−Ｄ線拡大断面図である。 図１１のＥ−Ｅ線拡大断面図である。 図１３に対応して作用を説明するための断面図である。

符号の説明

１ 衝撃吸収体
２ 中空部
３ 周壁面
４ 一方の壁
５ 他方の壁
６，７ 凹状リブ
８ 溶着部
９ 座屈誘導部
１０ 突起
１１ ドアトリム
１２ リヤピラー
１３ フロントバンパー
Ａ 頭部
ａ 隅部
ｂ 立ち上がり壁

Claims (3)

1. 車両構成部材に内設することによって車両の内部または外部からの衝撃を吸収するための車両用衝撃吸収体であって、
   衝撃吸収体は、熱可塑性プラスチックをブロー成形して中空状に形成されていて、間隔をあけて互いに対向する一方の壁および他方の壁を有しており、
   前記一方の壁および他方の壁をそれぞれ窪ませて互いの先端部を溶着一体化した凹状リブを複数分散状に形成してあり、
   前記複数分散状に形成されている凹状リブの少なくとも一部には、凹状リブの窪み方向と交差する方向に延びた突起、凹みその他の変形部からなる座屈誘導部を形成してある
   ことを特徴とする車両用衝撃吸収体。
2. 凹状リブは、一方の壁または他方の壁を対向する壁方向に窪ませてその先端部を対向する壁に溶着一体化して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. 座屈誘導部を形成する突起または凹みは、凹状リブの窪み方向と交差する方向の長さが１．０ｍｍ〜６．０ｍｍ、凹状リブの窪み方向の長さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ、深さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍであ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。

Images