JP2013208936A - 衝撃吸収体 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、圧縮荷重を受けて潰れる初期から底突付近までにおいてリブを潰す荷重が急激に増加することがなく、また圧縮荷重に対するリブの変形量を十分に確保可能な衝撃吸収体を提供する。
【解決手段】 衝撃吸収体２０は、箱状に形成されたボックス本体２１内に設けられて自動車の座席の足元を形成する床面に設置される。衝撃吸収体２０は、板状の基板部２２と、基板部２２の裏面に突出して設けられ高さが異なる複数の第１リブ４１、第２リブ５０、第３リブ６０、第４リブ７０とを有し、これらリブは、圧縮変形された後に互いに干渉しない位置に配置される。これらの各リブの根本部４１ａ、５０ａ、６０ａ、７０ａには、リブの圧縮変形時に根本部４１ａ、５０ａ、６０ａ、７０ａが曲がらないようにするための連結部材４３，５２，６２，７２で繋がっている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、衝撃荷重が作用したときに、そのエネルギの一部を吸収して、衝撃を緩和するための衝撃吸収体に関し、特に、自動車の乗員座席の足元に設置される衝撃吸収体に関する。

自動車においては、万一の衝突時に乗員を保護するために、車室へのダメージを最小限に抑えることを目的として、ボディーを構造的に変形し易くしたり、バンパ、天井、ドア等の内部に衝撃吸収体を設けたりして、衝突時の衝撃をできるだけ吸収することが一般的に行われている。

近年、衝撃吸収体として、エネルギ吸収性を有した発泡材を使用したものや（特許文献１参照）、ボックス形状のエネルギ吸収構造を有したものが提案されている。

特公平６−１７０９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発泡材で形成された衝撃吸収体は、圧縮されて潰れる初期の力は小さく、圧縮ひずみが大きくなる底突付近では力が急激に上昇して、傷害値が潰れ後半では高くなり、衝撃吸収体としての性能が低下する。

また、ボックス構造をした衝撃吸収体は、圧縮荷重を受けると全体が潰れ難く、蛇腹状に潰れるため、潰れ残りが多くなる。このため、衝撃吸収体の変形量を大きくできないので、エネルギを十分に吸収することができなくなる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、圧縮荷重を受けて潰れる初期から底突付近までにおいてリブを潰す荷重が急激に増加することがなく、また圧縮荷重に対するリブの変形量を十分に確保することができる衝撃吸収体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、自動車の座席の足元を形成する床面に設置される衝撃吸収体であって、板状の基板部と、基板部の一方側の面に突出して設けられ高さが異なる複数のリブ（実施の形態における第１リブ４１、第２リブ５０、第３リブ６０、第４リブ７０）とを有し、複数のリブは、圧縮変形された後に互いに干渉しない位置に配置されていることを特徴とする（請求項１）。

また、本発明の複数のリブの基板部側の根本部には、リブの圧縮変形時に根本部が曲がらないようにするための補強部材（実施の形態における連結部材４３、５２、６２、７２）が設けられていることを特徴とする（請求項２）。

また、本発明の補強部材は、リブの根本部と該リブに隣接する他のリブの根本部とを繋ぐ連結部材であることを特徴とする（請求項３）。

また、本発明の複数のリブのうち高さが同じリブは、少なくとも４個以上の偶数個設けられ、これら高さの同じ偶数個のリブは、基板部の一方側の面に直交する中心軸線の回りに等間隔を有して配置されていることを特徴とする（請求項４）。

以上説明したように、本発明に係わる衝撃吸収体によれば、上記特徴を有することで、圧縮荷重を受けて潰れる初期から底突付近までにおいて生じる力が急激に増加することがなく、また圧縮荷重に対する変形量を十分に確保することができる衝撃吸収体を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係わる衝撃吸収体が設けられた自動車の運転席側の車室前側の斜視図を示す。 衝撃吸収体の斜視図を示す。 衝撃吸収体の内部構造を説明するための側面側説明図を示す。 図４（ａ）は衝撃吸収体の内部構造を説明するための裏面側斜視図を示し、図４（ｂ）は潰れた状態のリブを説明するための裏面側斜視図を示す。 衝撃吸収体に圧縮荷重が作用したときの衝撃吸収体が潰れる荷重と衝撃吸収体の変位との関係を示すグラフである。 図６（ａ）は衝撃荷重が斜めに作用する衝撃吸収体の側面図を示し、図６（ｂ）は衝撃吸収体に斜め方向の衝撃荷重及び直角方向の衝撃荷重が作用したときの衝撃吸収体が潰れる荷重と衝撃吸収体の変位との関係を示すグラフである。

以下、本発明の衝撃吸収体の好ましい実施の形態を図１から図６に基づいて説明する。先ず、図１を参照して、衝撃吸収体が設けられる自動車の前側について概説する。

図１は、自動車１の運転席側の車室３の前側の斜視図を示したものである。自動車１の車室３の前側には、図１に示すように、インストルメントパネル４が車室幅方向に延びて設けられ、このインストルメントパネル４の運転席の前方には、操作ハンドルが設けられ、操作ハンドルの下方には運転席に座った乗員における右側にアクセルペダル５が前後方向に移動自在に設けられ、車幅方向外側にブレーキペダル６が前後方向に移動自在に設けられている。アクセルペダル５の下方の車室３の床面８に、本願発明の衝撃吸収体２０、２０'が設置されている。なお、本実施例では、大きさの異なる２つの衝撃吸収体２０、２０'が車室前後方向に設けられている。２つの異なる大きさの衝撃吸収体２０、２０'は相似した形状であり、また衝撃吸収体２０、２０'の内部構造は同一であるので、大きさの大きい方の衝撃吸収体２０について以下説明する。

次に、衝撃吸収体２０について、図２、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）を参照しながら説明する。衝撃吸収体２０は、図２、図３、図４（ａ）に示すように、下側が開口した箱状のボックス本体２１と、ボックス本体２１の上面に設けられた板状の滑り止め板２７と、ボックス本体２１内に設けられた複数のリブ４０とを有してなる。ボックス本体２１は、合成樹脂材料製であって一体成形され、正方形状に形成された基板部２２と、基板部２２の各辺から下方へ延びる側面視長方形状の側壁部２３とを有してなる。基板部２２と４つの側壁部２３に囲まれたボックス本体２１の内側には空間部２４が形成され、この空間部２４内にリブ４０が設けられる。

これらの側壁部２３の高さｈｂは全て略同一であり、後述するリブ４０の第１リブの高さｈ１より大きい。このため、衝撃吸収体２０の下側の開口を床面に面するようにして衝撃吸収体２０を床面上に設置すると、４つの側壁部２３の先端部は床面に接触した状態になる。

側壁部２３は、その両側が隣接する他の側壁部２３と隙間２５を有して基板部２２に一体的に繋がっている。側壁部２３は、この上下方向の長さに対する側壁部２３の厚さが小さいので、所定以上の圧縮荷重が衝撃吸収体２０の基板部２２に作用すると、側壁部２３の基板部側の根本部２３ａはボックス本体２１の外側方向へ座屈するようになっている（図４（ｂ）参照）。

滑り止め板２７は、図２，図３に示すように、金属材料（例えば、鋼）で形成された板状部材であり、ボックス本体２１の基板部２２上に設置される。滑り止め板２７は、基板部２２と略同じ正方形状に形成され、その下面の前後方向両端部には下方へ突出した一対の係止突起部２８が設けられている。この係止突起部２８はボックス本体２１の前後方向に配設された側壁部２３の外側に配置されて、ボックス本体２１に対する滑り止め板２７の前後方向の移動を規制している。

滑り止め板２７の上面には、前後方向に所定間隔を有して配置されるとともに滑り止め板２７の幅方向に延びる突起部２９が設けられている。これらの突起部２９は、前突時に乗員の足裏が滑り止め板２７の上面に対して前側に滑るのを防止する。

リブ４０は、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、衝撃吸収体２０の基板部２２の裏面の内側に突出して設けられた４つの第１リブ４１と、４つの第１リブ４１の内側の基板部２２の裏面に突出して設けられた４つの第２リブ５０と、４つの第２リブ５０の内側の基板部２２の裏面に突出して設けられた４つの第３リブ６０と、４つの第３リブ６０の内側の基板部２２の裏面に突出して設けられた４つの第４リブ７０とを有してなる。

第１リブ４１は、基板部２２の裏面に正方形状をした第１仮想線Ｌ１の四隅に配置されて基板部２２と一体的に形成されている。つまり、４つの第１リブ４１は、基板部２２の内面の中央部に直交する中心軸線Ｓの回りに等間隔を有して配設されている。第１リブ４１は、互いに直交する方向に延びて繋がった一対の第１平面部４１ａを有して第１仮想線Ｌ１の四隅に基板部２２の裏面に対して略垂直方向に延びている。第１リブ４１の第１平面部４１ａの根本部４１ｂには、隣接する他の第１リブ４１の第１平面部４１ａの根本部４１ｂとの間を繋ぐ連結部材４３が接続されている。この連結部材４３は、基板部２２の裏面に一体的に接続されている。このため、第１リブ４１の根本部４１ｂは連結部材４３を介して補強されているので、第１リブ４１の長手方向に圧縮荷重が作用しても、第１リブ４１は根本部４１ｂから折れ曲がることはない。第１リブ４１は、その第１平面部４１ａの厚さに対する長さが大きいので、第１リブ４１に圧縮荷重が作用すると、第１リブ４１は長手方向中間部で座屈して、基板部２２の裏面の中心部から離反する方向に折れ曲がる（図４（ｂ）参照）。これら４つの第１リブ４１は、略同じ高さｈ１を有しているとともに、後述する第２リブ５０の高さｈ２よりも大きい高さを有している。

第２リブ５０は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、正方形状に配設された第１リブ４１の内側に所定間隔を有して正方形状をした第２仮想線Ｌ２の各辺の中央部に配置されて基板部２２と一体的に形成されている。つまり、４つの第２リブ５０は、基板部２２の内面の中央部に直交する中心軸線Ｓの回りに等間隔を有して配設されている。第２リブ５０は、基板部２２の裏面に直交する方向に延びる第２平面部５０ａを有し、第２平面部５０ａの幅方向両側が基板部２２の裏面の中央部側に折れ曲がって強度の増大を図っている。第２リブ５０の第２平面部５０ａの根本部５０ｂには隣接する他の第２リブ５０の第２平面部５０ａの根本部５０ｂとの間を繋ぐ連結部材５２が接続されている。連結部材５２は第２仮想線Ｌ２に沿って配設されて、基板部２２の裏面に一体的に接続されている。このため、第２リブ５０の根本部５０ｂは連結部材５２を介して補強されているので、第２リブ５０の長手方向に圧縮荷重が作用しても、第２リブ５０は根本部５０ｂから折れ曲がることはない。第２リブ５０は、その第２平面部５０ａの厚さに対する長さが大きいので、第２リブ５０に圧縮荷重が作用すると、第２リブ５０は長手方向中間部で座屈して、基板部２２の裏面の中心部側に折れ曲がる（図４（ｂ）参照）。このため、第２リブ５０の座屈時に第２リブ５０が第１リブ４１や後述する第３リブ６０、第４リブ７０に接触する虞はない。これら４つの第２リブ５０は、略同じ高さｈ２を有しているとともに、後述する第３リブ６０の高さｈ３よりも大きい高さを有している（図３参照）。

第３リブ６０は、正方形状に配設された第２リブ５０の内側に所定間隔を有して正方形状をした第３仮想線Ｌ３の四隅に配置されて基板部２２と一体的に形成されている。つまり、４つの第３リブ６０は、基板部２２の内面の中央部に直交する中心軸線Ｓの回りに等間隔を有して配設されている。このため、隣接する第３リブ６０間には空間部６１が形成されて、第２リブ５０の座屈時に第２リブ５０が第３リブ６０に接触することはない。第３リブ６０は、互いに直交する方向に延びて繋がった一対の第３平面部６０ａを有して第３仮想線Ｌ３の四隅に基板部２２の裏面に対して略垂直方向に延びている。第３リブ６０の第３平面部６０ａの根本部６０ｂには隣接する他の第３リブ６０の第３平面部６０ａの根本部６０ｂとの間に繋がる連結部材６２が接続されている。この連結部材６２は、基板部２２の裏面に一体的に接続されている。このため、第３リブ６０の根本部６０ｂは連結部材６２を介して補強されているので、第３リブ６０の長手方向に圧縮荷重が作用しても、第３リブ６０は根本部６０ｂから折れ曲がることはない。第３リブ６０は、その第３平面部６０ａの厚さに対する長さが大きいので、第３リブ６０に圧縮荷重が作用すると、第３リブ６０は長手方向中間部で座屈して、基板部２２の裏面の中心部から離反する方向に折れ曲がる。これら４つの第３リブ６０は、略同じ高さｈ３を有しているとともに、後述する第４リブ７０の高さｈ２よりも大きい高さを有している（図３参照）。

第４リブ７０は、正方形状に配設された第３リブ６０の内側に所定間隔を有して正方形状をした第４仮想線Ｌ４の各辺の中央部に配置されて基板部２２と一体的に形成されている。つまり、４つの第４リブ７０は、基板部２２の内面の中央部に直交する中心軸線Ｓの回りに等間隔を有して配設されている。このため、隣接する第４リブ７０間には空間部７１が形成されて、第３リブ６０の座屈時に第３リブ６０が第４リブ７０に接触することはない。第４リブ７０は、基板部２２の裏面に直交する方向に延びる第４平面部７０ａを有し、第４平面部７０ａの幅方向両側が基板部２２の裏面の中央部側に折れ曲がって強度の増大を図っている。第４リブ７０の第４平面部７０ａの根本部７０ｂには隣接する他の第４リブ７０の第４平面部７０ａの根本部７０ｂとの間に繋がる連結部材７２が接続されている。連結部材７２は第４仮想線Ｌ４に沿って配設されて、基板部２２の裏面に一体的に接続されている。このため、第４リブ７０の根本部７０ｂは連結部材７２を介して補強されているので、第４リブ７０の長手方向に圧縮荷重が作用しても、第４リブ７０は根本部７０ｂから折れ曲がることはない。第４リブ７０は、その第４平面部７０ａの厚さに対する長さが大きいので、第４リブ７０に圧縮荷重が作用すると、第４リブ７０は長手方向中間部で座屈して、基板部２２の裏面の中心部側に折れ曲がる。このため、第４リブ７０の座屈時に第４リブ７０が第３リブ６０に接触することはない。これら４つの第４リブ７０は、略同じ高さｈ４を有しているとともに、前述する第３リブ６０の高さｈ３よりも小さい高さを有している（図３参照）。

このように、リブ４０の第１リブ４１、第２リブ５０、第３リブ６０、第４リブ７０は、座屈時に互いに接触することはなく、また各リブの高さは相違している。このため、リブ４０に圧縮荷重が作用すると、最初に高さの一番高い第１リブ４１が座屈し、次に第２リブ５０が座屈し、次に第３リブ６０が座屈し、最後に第４リブ７０が座屈する。

図５は、衝撃吸収体２０に圧縮荷重が作用したときの、衝撃吸収体２０が潰れる荷重（Ｆ）と衝撃吸収体２０の変位（Ｓ）との関係を示したグラフである。衝撃吸収体２０は、第１リブ４１〜第４リブ７０の全てのリブに同時に圧縮荷重が作用するのではなく、第１リブ４１が最初に変形するので、図５に示すように、衝撃吸収体２０に圧縮荷重が作用すると、先ず第１リブ４１が変形して一定の荷重（Ｆ）（図５の一点鎖線）が生じるまでの立ち上がり速度を速くすることができる。また、衝撃吸収体２０に圧縮荷重が作用すると、高さの高いリブから次々と座屈するので、衝撃吸収体２０の変形に対する衝撃吸収体２０が潰れる荷重の大きさを略一定にすることができる。

従って、自動車の前突時に運転席に座った乗員の下肢に圧縮方向の力が作用した場合、衝撃吸収体２０は略一定の荷重（Ｆ）によって潰れるので、下肢の圧縮方向の力が略一定に作用する。このため、下肢への傷害値が急激に増大する虞を無くすことができる。

図６（ａ）は、圧縮荷重Ｓが衝撃吸収体２０の上面に対して斜めにずれた方向から作用する場合の衝撃吸収体２０の側面図を示している。この場合には、図６（ｂ）の一点鎖線が示すように、足裏の片当たりの影響で初期の荷重Ｆは、図６（ｂ）の実線で示すような圧縮荷重が衝撃吸収体２０の上面に対して略垂直方向に作用する場合と比較して、小さくなるものの、その後は一定荷重で安定的に衝撃吸収体２０が変形することが判る。このため、衝撃吸収体２０に作用する圧縮荷重Ｓの作用方向がずれた場合でも、下肢への傷害値が急激に増大する虞を無くすことができる。

なお、前述した実施例では、運転席の前方の床面に衝撃吸収体２０を設置した例を示したが、助手席の前方の床面に衝撃吸収体２０を設置してもよい。

また、前述した実施例では第１リブ４１、第２リブ５０、第３リブ６０、第３リブ７０の根本部４１ｂ、根本部５０ｂ、根本部６０ｂ、根本部７０ｂを補強する手段として隣接する根本部間を繋ぐ連結部材４３、５２，６２，７２を示したが、各リブの根本部毎に補強するような部材を設けても良い。

１ 自動車
２０ 衝撃吸収体
２２ 基板部
４１ 第１リブ（リブ）
４１ｂ、５０ｂ、６０ｂ、７０ｂ 根本部
４３、５２、６２、７２ 連結部材（補強部材）
５０ 第２リブ（リブ）
６０ 第３リブ（リブ）
７０ 第４リブ（リブ）

Claims (4)

1. 自動車の座席の足元を形成する床面に設置される衝撃吸収体であって、
   板状の基板部と、
   前記基板部の一方側の面に突出して設けられ高さが異なる複数のリブとを有し、
   前記複数のリブは、圧縮変形された後に互いに干渉しない位置に配置されている
   ことを特徴とする衝撃吸収体。
2. 前記複数のリブの基板部側の根本部には、前記リブの圧縮変形時に前記根本部が曲がらないようにするための補強部材が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収体。
3. 前記補強部材は、前記リブの根本部と該リブに隣接する他のリブの根本部とを繋ぐ連結部材である
   ことを特徴とする請求項２に記載の衝撃吸収体。
4. 前記複数のリブのうち高さが同じリブは、少なくとも４個以上の偶数個設けられ、
   これら高さの同じ偶数個のリブは、前記基板部の一方側の面に直交する中心軸線の回りに等間隔を有して配置されている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の衝撃吸収体。
   

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