JP2017214954A - 衝撃吸収体 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃吸収性能に優れた衝撃吸収体を提供する。
【解決手段】本発明によれば、衝撃が加わったときに変形して前記衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部と、前記衝撃吸収部と一体形成され且つ前記衝撃吸収部を取付対象物に固定するための取付片を備える衝撃吸収体であって、前記衝撃吸収部は、互いに離間されて対向する前面壁及び背面壁と、前記前面壁と前記背面壁を連結する周壁を備え、前記取付片は、前記周壁の、前記前面壁側に偏った位置から突出するように設けられ、前記衝撃が加わったときに前記周壁の破壊を促進する破壊促進構造が前記取付片の近傍に設けられる、衝撃吸収体が提供される。
【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、ピラー、バンパー（特に、バンパーフェイシアとバンパービームとの間に介在させてバンパーフェイシアが受ける衝撃を吸収させるもの）など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の衝突するような内部または他の車両との衝突のような外部からの衝撃を吸収するための衝撃吸収体に関するものである。

特許文献１の衝撃吸収体は、衝撃が加わったときに変形して衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部を備えている。衝撃吸収部は、互いに対向する第１壁及び第２壁と、これらを連結する周壁面を備える。周壁面には、第１壁及び第２壁の中央にパーティングラインが設けられ、パーティングラインから突出する取付片が折り曲げられて第２壁に向かって形成されている。取付片の先端には、取付孔が設けられている。この結果、取付孔が第２壁と略同一面上に設けられている。

特開２００６−９６３０７公報

特許文献１の構成では、第１壁及び第２壁の中央から突出する突出片を折り曲げて第２壁に向かうように形成した取付片の先端に取付孔を設けているために、取付孔が衝撃吸収部からある程度離れてしまう。このため、取付孔の位置が決められていて、且つ衝撃吸収体を収容する空間に制限ある場合には、取付孔が衝撃吸収部から離れている分だけ、衝撃吸収部が小さくなってしまい、その結果、衝撃吸収性能が低下する場合がある。

また、取付孔と衝撃吸収部の距離を近づける方法としては、パーティングラインの位置を第２壁に近い位置に移動させ、その位置から突出させた突出片に取付孔を設ける方法が挙げられる。この場合、突出片を折り曲げなくても、取付孔が第２壁と略同一面上に設けられるので、取付孔を衝撃吸収部に近づけやすくなって、その分だけ、衝撃吸収部を大きくすることができるという利点がある。

しかし、パーティングラインを第２壁に近い位置に移動させると、第２壁に隣接した位置において周壁面が厚くなりすぎ、その結果、衝撃吸収部の圧縮に伴って圧縮荷重が過度に増大してしまう場合があることが分かった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、衝撃吸収性能に優れた衝撃吸収体を提供するものである。

本発明によれば、衝撃が加わったときに変形して前記衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部と、前記衝撃吸収部と一体形成され且つ前記衝撃吸収部を取付対象物に固定するための取付片を備える衝撃吸収体であって、前記衝撃吸収部は、互いに離間されて対向する前面壁及び背面壁と、前記前面壁と前記背面壁を連結する周壁を備え、前記取付片は、前記周壁の、前記前面壁側に偏った位置から突出するように設けられ、前記衝撃が加わったときに前記周壁の破壊を促進する破壊促進構造が前記取付片の近傍に設けられる、衝撃吸収体が提供される。

本発明の衝撃吸収体では、取付片を、周壁の、前面壁側に偏った位置から突出するように設け、且つ衝撃が加わったときに周壁の破壊を促進する破壊促進構造を取付片の近傍に設けている。取付片を、周壁の、前面壁側に偏った位置から突出するように設けた場合には、衝撃吸収部の圧縮に伴って圧縮荷重が過度に増大してしまいやすくなるが、このような位置から突出片を突出させた場合でも、破壊促進構造を取付片の近傍に設けることによって、圧縮荷重が過度に増大を抑制することができ、衝撃吸収性能を高めることができる。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記破壊促進構造は、前記取付片と前記前面壁の間に設けられた溝を含む。
好ましくは、前記溝は、台形形状であり、前記台形の先端の曲率半径は、１ｍｍ以下である。
好ましくは、前記溝の入り口での幅は、３〜１５ｍｍである。
好ましくは、前記破壊促進構造は、前記取付片から前記背面壁に向かう部位において前記周壁に設けられた段差を含む。
好ましくは、前記周壁及び前記取付片を取り囲むようにパーティングラインが設けられ、前記取付片が設けられる取付領域では、前記パーティングラインは、前記前面壁側に偏った位置に設けられ、前記周壁の周方向に沿って前記取付領域に隣接した隣接領域では、前記パーティングラインは、前記取付領域での前記パーティングラインよりも前記前面壁から離れた位置に設けられ、前記段差は、前記隣接領域での前記パーティングラインの延長線上又はこれに隣接した位置に設けられる。
好ましくは、前記段差の立ち上がり部の曲率半径は、０．５ｍｍ以下である。
好ましくは、前記段差の幅は、０．５〜２ｍｍである。
好ましくは、前記段差よりも前記前面壁に近い部位での前記周壁のテーパー角度は１〜５度であり、前記段差よりも前記前面壁から離れた部位でのテーパー角度は３〜８度である。
好ましくは、前記周壁及び前記取付片を取り囲むようにパーティングラインが設けられ、前記取付片が設けられる取付領域では、前記パーティングラインは、前記前面壁側に偏った位置に設けられ、前記周壁の周方向に沿って前記取付領域に隣接した隣接領域では、前記パーティングラインは、前記取付領域での前記パーティングラインよりも前記前面壁から離れた位置に設けられる。
好ましくは、前記隣接領域と前記取付領域の間の連結領域では、前記パーティングラインは、前記隣接領域での前記パーティングラインと前記取付領域での前記パーティングラインを連結するように設けられる。
好ましくは、前記取付領域での前記パーティングラインは、前記取付片の側縁と前記周壁を連結する支持壁に設けられる。

本発明の一実施形態の衝撃吸収体１０を示し、（ａ）は前面壁１ｆ側からの斜視図、（ｂ）は背面壁１ｒ側からの斜視図である。 （ａ）は衝撃吸収体１０の背面壁１ｒ側の平面図、（ｂ）は衝撃吸収体１０の側面図である。 衝撃吸収体１０の前面壁１ｆ側の平面図である。 （ａ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の領域Ｘの拡大図である。 衝撃吸収体１０の製造工程を示し、（ａ）は分割金型１１，１３を閉じる前の状態、（ｂ）は分割金型１１，１３を閉じた後の状態を示す。 衝撃吸収体１０に溝５及び段差７が設けられない場合の構造を示す、図４（ａ）に対応する断面図である。 本発明及び比較例の衝撃吸収体１０についての圧縮歪み−圧縮荷重の関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。

以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態の衝撃吸収体１０について説明する。
本実施形態では、衝撃吸収体１０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る。この場合、取付対象物は、車両である。衝撃吸収体１０は、軽自動車のドアの内部に配設されることが想定されている。

図１に示すように、衝撃吸収体１０は、中空の衝撃吸収部１と、取付片３を備える。衝撃吸収部１は、衝撃が加わったときに変形して衝撃を吸収する機能を有する。取付片３は、衝撃吸収部１を取付対象物に固定するために用いられる。

衝撃吸収部１は、互いに離間されて対向する前面壁１ｆ及び背面壁１ｒと、前面壁１ｆと背面壁１ｒを連結する周壁１ｓを備える。衝撃吸収部１内には中空部１ｈが設けられる。取付片３は、周壁１ｓの、前面壁１ｆ側に偏った位置から突出するように設けられている。取付片３には、取付孔３ａが設けられており、取付孔３ａに挿通させたボルトを取付対象物に固定することによって衝撃吸収体１０を取付対象物に固定することが可能になっている。前面壁１ｆには、前面壁１ｆが凹まされて形成された丸リブ１ｆａと溝リブ１ｆｂが設けられている。背面壁１ｒには、背面壁１ｒが凹まされて形成された丸リブ１ｒａと溝リブ１ｒｂが設けられている。丸リブ１ｆａ，１ｒａは、溶着部１ａにおいて互いに溶着されている。溝リブ１ｆｂ，１ｒｂは、溶着部１ｂにおいて互いに溶着されている。

衝撃吸収部１と取付片３は、図５に示すように、分割金型１１，１３の間に円筒状の溶融パリソン９を配置した状態で分割金型１１，１３を閉じ、溶融パリソン９内部にエアーを吹き込むことによって得られた成形体を取り出し、この成形体に対してプレス加工を行ってバリ１５の除去及び取付孔３ａの形成を行うことによって形成することができる。このような工程によって、衝撃吸収部１と取付片３が一体で形成される。なお、取付片３は、溶融パリソン９がコンプレッションされることで形成される。

図５に示すように、取付片３は、分割金型１１，１３に互いに対向するように設けられた取付片形成面１１ｂ，１３ｂによって挟まれた部位に形成される。このため、図１〜図３に示すように、パーティングラインＰＬは、周壁１ｓ及び取付片３を取り囲むように形成される。図２（ｂ）に示すように、取付片３が設けられる取付領域Ａでは、パーティングラインＰＬは、前面壁１ｆ側に偏った位置に形成される。また、取付片３の付け根も前面壁１ｆ側に偏った位置に形成されている。このように、取付片３は、前面壁１ｆ側に偏った位置において周壁１ｓから突出し、パーティングラインＰＬが取付片３を取り囲むように設けられている。周壁１ｓの周方向に沿って取付領域Ａに隣接した隣接領域Ｎでは、パーティングラインＰＬは、取付領域ＡでのパーティングラインＰＬよりも前面壁１ｆから離れた位置に（具体的には、前面壁１ｆと背面壁１ｒのほぼ中間の位置に）形成される。隣接領域Ｎと取付領域Ａの間の連結領域Ｃでは、パーティングラインＰＬは、隣接領域ＮでのパーティングラインＰＬと取付領域ＡでのパーティングラインＰＬを連結するように形成される。図１（ｂ）に示すように、取付領域ＡではパーティングラインＰＬは、取付片３の先端３ｃを通るように形成されている。このため、図１（ｂ）に示すように、連結領域Ｃでは、パーティングラインＰＬは、周壁１ｓから取付片３の先端３ｃに向かって斜め方向に延びるように形成されている。また、連結領域ＣでのパーティングラインＰＬに対応した部位には、取付片３の側縁３ｄと周壁１ｓを連結する支持壁３ｂが形成されている。取付片３は、支持壁３ｂによって強固に支持される。

ブロー成形では、パーティングラインＰＬから離れるほど溶融パリソンが引き伸ばされる程度が大きくなるので、ブロー成形体の肉厚は、パーティングラインＰＬから離れるほど小さくなる傾向がある。そして、本実施形態では、取付片３が前面壁１ｆ側に偏った位置に設けられているので、取付片３に隣接した部位での周壁１ｓの肉厚は、前面壁１ｆから背面壁１ｒに向かって徐々に薄くなる。このような形状では、図７の比較例で示すように、圧縮歪みの増大に伴って圧縮荷重が過剰に増大するという問題がある。そこで、本実施形態では、このような問題を解決すべく衝撃吸収部１に衝撃が加わったときに周壁１ｓの破壊を促進する破壊促進構造が取付片３の近傍に設けられている。破壊促進構造を設けることによって周壁１ｓの破壊が促進されて圧縮荷重の過剰な増大が抑制される。破壊促進構造としては、周壁１ｓの破壊を促進する任意の構成が採用可能であるが、衝撃が加わったときに応力集中を引き起こしてクラックの発生を誘起する構造が好適であり、応力集中を引き起こしやすい溝又は段差が好ましい。

本実施形態では、破壊促進構造として、溝５及び段差７が設けられている。溝５は、取付片３と前面壁１ｆの間に設けられており、段差７は、取付片３から背面壁１ｒに向かう部位において周壁１ｓに設けられている。このような位置に溝５又は段差７を設けると、衝撃吸収部１に衝撃が加わったときにクラックが発生して周壁１ｓの破壊が促進される。溝５と段差７は、一方のみを設けてもよく、両方を設けてもよい。溝５と段差７は、取付領域Ａの全体に渡って設けることが好ましい。

溝５は、周壁１ｓの周方向に延びるように設けられている。別の表現では、溝５は、取付片３の主面３ｅ（図１（ａ）及び図３に図示）に略平行になるように設けられている。さらに別の表現では、溝５は、前面壁１ｆに略平行になるように設けられている。溝５の形状は、特に限定されないが、図４（ｂ）に示すような台形形状が好ましい。また、台形の先端５ａの曲率半径が１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましく、エッジであることがさらに好ましい。溝５の入り口での幅Ｗ１は、３〜１５ｍｍであることが好ましい。このような構成の場合、台形の先端５ａに応力が集中してクラックが生じやすい。また、取付片３が取付対象物に固定された状態で衝撃吸収部１の前面壁１ｆに衝撃が加わると、溝５を起点として、衝撃吸収部１が取付片３に対して相対回転する方向に力が加わり、その結果、溝の５の幅が広がって、溝５の底（台形形状の先端）にクラックが入り、そのクラックを起点として周壁１ｓの破壊が促進される。

段差７は、周壁１ｓの周方向に延びるように設けられている。別の表現では、段差７は、取付片３の主面３ｅ（図１（ａ）及び図３に図示）に略平行になるように設けられている。さらに別の表現では、段差７は、前面壁１ｆに略平行になるように設けられている。さらに別の表現では、段差７は、溝５に略平行になるように設けられている。図４（ｂ）に示すように、段差７は、立ち上がり部７ａの曲率半径が０．５ｍｍ以下であることが好ましく、エッジであることがさらに好ましい。段差７の幅Ｗ２は、０．５〜２ｍｍであることが好ましい。段差７は、隣接領域ＮでのパーティングラインＰＬの延長線上又はこれに隣接した位置に設けることが好ましい。このような構成の場合、立ち上がり部７ａに応力が集中してクラックが生じやすく、そのクラックを起点として周壁１ｓの破壊が促進される。

図４（ｂ）に示すように、段差７よりも前面壁１ｆに近い部位での周壁１ｓのテーパー角度α１は１〜５度であることが好ましく、段差７よりも前面壁１ｆから離れた（背面壁１ｒに近い）部位でのテーパー角度α２は３〜８度であることが好ましい。また、α１は、α２よりも小さいことが好ましい。このような構成によれば、衝撃吸収体１０が分割金型１１から外れやすいという利点がある。

また、段差７よりも前面壁１ｆに近い部位では、一対の支持壁３ｂの対向する側面３ｂ１が背面壁１ｒに向かって開くテーパー面となっている。段差７よりも前面壁１ｆから離れた部位には凹領域７ｂが設けられており、凹領域７ｂの両側の側面７ｂ１が背面壁１ｒに向かって開くテーパー面となっている。このような構成によれば、衝撃吸収体１０が分割金型１１から外れやすいという利点がある。

ここで、本発明の作用効果について説明する。衝撃吸収部１に溝５及び段差７に設けない場合には、図６に示す構造になる。本発明者がこのような構造の衝撃吸収体１０について圧縮歪みと圧縮荷重の関係を調べたところ、図７の「比較例」のグラフで示すように、圧縮歪みの増大に伴って圧縮荷重が過度に大きくなることが分かった。一方、本発明の衝撃吸収体１０では、衝撃が加わったときに周壁の破壊を促進する破壊促進構造が取付片３の近傍に設けられているので、圧縮歪みがある程度大きくなると側壁が破壊されて圧縮荷重の増大が抑制されるので、図７の「本発明」のグラフで示すように圧縮歪み−圧縮荷重の関係が理想的な状態となる。

１ ：衝撃吸収部
１ａ ：溶着部
１ｆ ：前面壁
１ｆａ ：前面壁側の丸リブ
１ｆｂ ：前面壁側の溝リブ
１ｒ ：背面壁
１ｒａ ：背面壁側の丸リブ
１ｒｂ ：背面壁側の溝リブ
１ｓ ：周壁
３ ：取付片
３ａ ：取付孔
３ｂ ：支持壁
３ｂ１ ：支持壁の側面
３ｃ ：取付片の先端
３ｄ ：取付片の側縁
３ｅ ：取付片の主面
５ ：溝
５ａ ：溝を構成する台形の先端
７ ：段差
７ａ ：段差の立ち上がり部
７ｂ ：凹領域
７ｂ１ ：凹領域の側面
９ ：溶融パリソン
１０ ：衝撃吸収体
１１ ：分割金型
１１ｂ ：取付片形成面
１３ ：分割金型
１３ｂ ：取付片形成面
１５ ：バリ
Ａ ：取付領域
Ｃ ：連結領域
Ｎ ：隣接領域
ＰＬ ：パーティングライン
α１ ：テーパー角度
α２ ：テーパー角度

Claims (12)

1. 衝撃が加わったときに変形して前記衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部と、前記衝撃吸収部と一体形成され且つ前記衝撃吸収部を取付対象物に固定するための取付片を備える衝撃吸収体であって、
   前記衝撃吸収部は、互いに離間されて対向する前面壁及び背面壁と、前記前面壁と前記背面壁を連結する周壁を備え、
   前記取付片は、前記周壁の、前記前面壁側に偏った位置から突出するように設けられ、
   前記衝撃が加わったときに前記周壁の破壊を促進する破壊促進構造が前記取付片の近傍に設けられる、衝撃吸収体。
2. 前記破壊促進構造は、前記取付片と前記前面壁の間に設けられた溝を含む、請求項１に記載の衝撃吸収体。
3. 前記溝は、台形形状であり、前記台形の先端の曲率半径は、１ｍｍ以下である、請求項２に記載の衝撃吸収体。
4. 前記溝の入り口での幅は、３〜１５ｍｍである、請求項２又は請求項３に記載の衝撃吸収体。
5. 前記破壊促進構造は、前記取付片から前記背面壁に向かう部位において前記周壁に設けられた段差を含む、請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の衝撃吸収体。
6. 前記周壁及び前記取付片を取り囲むようにパーティングラインが設けられ、
   前記取付片が設けられる取付領域では、前記パーティングラインは、前記前面壁側に偏った位置に設けられ、
   前記周壁の周方向に沿って前記取付領域に隣接した隣接領域では、前記パーティングラインは、前記取付領域での前記パーティングラインよりも前記前面壁から離れた位置に設けられ、
   前記段差は、前記隣接領域での前記パーティングラインの延長線上又はこれに隣接した位置に設けられる、請求項５に記載の衝撃吸収体。
7. 前記段差の立ち上がり部の曲率半径は、０．５ｍｍ以下である、請求項５又は請求項６に記載の衝撃吸収体。
8. 前記段差の幅は、０．５〜２ｍｍである、請求項５〜請求項７の何れか１つに記載の衝撃吸収体。
9. 前記段差よりも前記前面壁に近い部位での前記周壁のテーパー角度は１〜５度であり、前記段差よりも前記前面壁から離れた部位でのテーパー角度は３〜８度である、請求項５〜請求項８の何れか１つに記載の衝撃吸収体。
10. 前記周壁及び前記取付片を取り囲むようにパーティングラインが設けられ、
    前記取付片が設けられる取付領域では、前記パーティングラインは、前記前面壁側に偏った位置に設けられ、
    前記周壁の周方向に沿って前記取付領域に隣接した隣接領域では、前記パーティングラインは、前記取付領域での前記パーティングラインよりも前記前面壁から離れた位置に設けられる、請求項１〜請求項９の何れか１つに記載の衝撃吸収体。
11. 前記隣接領域と前記取付領域の間の連結領域では、前記パーティングラインは、前記隣接領域での前記パーティングラインと前記取付領域での前記パーティングラインを連結するように設けられる、請求項１０に記載の衝撃吸収体。
12. 前記取付領域での前記パーティングラインは、前記取付片の側縁と前記周壁を連結する支持壁に設けられる、請求項１１に記載の衝撃吸収体。