JP2020020386A - 衝撃吸収体 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃吸収性能に優れる。【解決手段】中空部１と取付片３を備え、中空部１は、互いに離間されて対向する表壁１ｆ及び裏壁１ｒと、両者を連結する周壁１ｓを備え、取付片３は、周壁１ｓから突出するように設けられ、かつ板状部３ｂと、補強部３ｃを備え、板状部３ｂは、取付対象物に固定される取付部３ｂ１と、取付部３ｂ１から立ち上がる立ち壁部３ｂ２を備え、取付部３ｂ１は、裏壁１ｒ側に偏った位置に設けられ、補強部３ｃは、板状部３ｂの幅方向の端において立ち壁部３ｂ２と取付部３ｂ１をまたぐように設けられ、以下の構成（１）〜（２）の少なくとも一方を備える。（１）補強部３ｃは、負荷が加わったときに破断を誘発する破断誘発部を設ける。（２）中空部１と取付片３の全体を覆いかつ裏壁１ｒの外面に平行な負荷面を有する負荷子を衝突させる負荷試験において、中空部１の圧縮歪みが９０％以下の範囲内において補強部３ｃが破断される。【選択図】図１

Description

本発明は、衝撃吸収体に関する。

特許文献１〜２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部を備えている。中空部は、互いに対向する表壁及び裏壁と、これらを連結する周壁を備える。周壁には、周壁から突出する取付片が折り曲げられて裏壁に向かって形成されている。

特開２００６−９６３０７号公報 特開２０１７−１５９７５６号公報

特許文献１の取付片は、板状の部位を折り曲げて形成するので、運送時などに取付片に力が加わってしまうと、取付片が変形してしまう場合があるという問題がある。

このような問題を解消するために、特許文献２では、取付片の幅方向の両側に板状の部位を補強する補強部が設けられている。

このような補強部を設けることによって、取付片が変形してしまうという問題は解決できるが、衝撃吸収体の衝撃吸収性能に悪影響を与える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、中空部と取付片を備える衝撃吸収体であって、前記中空部は、互いに離間されて対向する表壁及び裏壁と、前記表壁と前記裏壁を連結する周壁を備え、前記取付片は、前記周壁から突出するように設けられ、かつ板状部と、補強部を備え、前記板状部は、取付対象物に固定される取付部と、前記取付部から立ち上がる立ち壁部を備え、前記取付部は、前記裏壁側に偏った位置に設けられ、前記補強部は、前記板状部の幅方向の端において前記立ち壁部と前記取付部をまたぐように設けられ、以下の構成（１）〜（２）の少なくとも一方を備える、衝撃吸収体が提供される。
（１）前記補強部は、破断誘発部を有し、前記破断誘発部は、前記補強部に負荷が加わったときに前記補強部の破断を誘発する部位である。
（２）前記中空部と前記取付片の全体を覆いかつ前記裏壁の外面に平行な負荷面を有する負荷子を、前記外面に垂直に衝突させる負荷試験において、前記中空部の圧縮歪みが９０％以下の範囲内において前記補強部が破断されるように構成される。

本発明の衝撃吸収体は、構成（１）〜（２）の少なくとも一方を有するので、取付片を補強する補強部に荷重が加わると補強部が容易に破断される。このため、補強部を設けることによる衝撃吸収性能の悪化が抑制される。

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、前記記載の衝撃吸収体であって、前記構成（１）を備え、前記補強部は、前記取付部と前記立ち壁部の何れにも連結されていない開放端を備え、前記破断誘発部は、前記開放端に設けられる、衝撃吸収体である。
好ましくは、前記記載の衝撃吸収体であって、前記補強部は、ベースと、前記ベースよりも薄肉の薄肉部を備え、前記破断誘発部は、前記薄肉部によって構成される、衝撃吸収体である。
好ましくは、前記記載の衝撃吸収体であって、前記ベースの厚さに対する前記薄肉部の厚さの比は、０．０１〜０．８である、衝撃吸収体である。

図１Ａは、本発明の一実施形態の衝撃吸収体１０の斜視図である。図１Ｂは、図１Ａ中の領域Ｂの拡大図である。 図２Ａは、図１Ｂ中の領域Ｃの拡大図である。図２Ｂは、図２Ａと同じ領域を、補強部３ｃの左側からみた斜視図である。 図３Ａは、衝撃吸収体１０の右側面図である。図３Ｂは、図３Ａ中の領域Ｂの拡大図である。 図４Ａは、図３Ｂ中の領域Ｃの拡大図である。図４Ｂは、図４Ａ中のＡ−Ａ断面図である。 図５Ａは、図１の衝撃吸収体の取付孔３ｂ１１を通り表壁１ｆに垂直な断面の断面図である。図５Ｂは、図５Ａ中の領域Ｂの拡大図である。 衝撃吸収体１０の製造工程を示す、図５Ａと同じ断面の断面図である。 衝撃吸収体１０の負荷試験を説明するための正面図である。 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。

１．衝撃吸収体１０の構成
図１に示す衝撃吸収体１０は、ドアなどの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。本実施形態では、取付対象物は、車両である。

図１に示すように、衝撃吸収体１０は、中空部１と、取付片３を備える。中空部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、中空部１を取付対象物に固定するために用いられる。

図５Ａに示すように、中空部１は、互いに離間されて対向する表壁１ｆ及び裏壁１ｒと、表壁１ｆと裏壁１ｒを連結する周壁１ｓを備える。表壁１ｆには、表壁１ｆが凹まされて形成された丸リブ１ｆａが設けられている。裏壁１ｒには、裏壁１ｒが凹まされて形成された丸リブ１ｒａ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。

取付片３は、周壁１ｓから突出するように設けられている。図５Ｂに示すように、取付片３は、板状部３ｂと、補強部３ｃを備える。板状部３ｂは、取付部３ｂ１と、立ち壁部３ｂ２と、根本３ｄを備える。

取付部３ｂ１には、取付孔３ｂ１１が設けられており、取付孔３ｂ１１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。取付部３ｂ１は、裏壁１ｒ側に偏った位置に設けられている。取付部３ｂ１の下面３ｂ１２は、裏壁１ｒの外面１ｒ１に平行であることが好ましい。

取付片３の根本３ｄの下側から裏壁１ｒの外面１ｒ１までの距離をＬ１と、取付片３の根本３ｄの下側から取付部３ｂ１の下面３ｂ１２までの距離をＬ２とすると、Ｌ１／Ｌ２は、例えば０．２〜１．５であり、０．６〜１が好ましい。Ｌ１／Ｌ２は、具体的には例えば、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。本実施形態では、Ｌ１／Ｌ２は、０．６５である。

立ち壁部３ｂ２は、取付部３ｂ１から立ち上がる部位である。本実施形態では、根本３ｄと取付部３ｂ１が立ち壁部３ｂ２によって連結されている。取付部３ｂ１と立ち壁部３ｂ２の間の角度αは、例えば９０〜１２０度であり、具体的には例えば、９０、９５、１００、１０５、１１０、１１５、１２０度であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

補強部３ｃは、板状部３ｂの幅方向の端において立ち壁部３ｂ２と取付部３ｂ１をまたぐように設けられている。補強部３ｃを設けることによって、板状部３ｂが補強されて、輸送時等に板状部３ｂが変形することが抑制される。補強部３ｃは、板状部３ｂの幅方向の片端にのみ設けられていてもよいが、両端に設けられていることが好ましい。補強部３ｃは、略三角形状であり、第１端３ｃ７が取付部３ｂ１に連結され、第２端３ｃ８が立ち壁部３ｂ２に連結される。残りが取付部３ｂ１と立ち壁部３ｂ２の何れにも連結されていない開放端３ｃ３である。開放端３ｃ３は、傾斜している。

図２に示すように、補強部３ｃは、ベース３ｃ１と、破断誘発部３ｃ２を有する。破断誘発部３ｃ２は、補強部３ｃに負荷が加わったときに補強部３ｃの破断を誘発する部位である。言い換えると、破断誘発部３ｃ２は、補強部３ｃに負荷が加わったときにベース３ｃ１が破断される起点となる部位である。破断誘発部３ｃ２は、開放端３ｃ３に設けられている。この場合、補強部３ｃに負荷が加わったときに、補強部３ｃの破断が開放端３ｃ３からスムーズに開始される。

本実施形態では、破断誘発部３ｃ２は、ベース３ｃ１よりも薄肉の薄肉部３ｃ４によって構成される。図２に示すように、薄肉部３ｃ４は、ベース３ｃ１の厚さ方向の両側に凹部３ｃ５，３ｃ６を形成してベース３ｃ１を薄厚化することによって形成される。補強部３ｃに薄肉部３ｃ４を設けると、補強部３ｃに負荷が加わったときに薄肉部３ｃ４が容易に裂け、薄肉部３ｃ４が裂けた部位に応力が集中してベース３ｃ１が破断されやすくなる。従って、薄肉部３ｃ４を設けることによって、補強部３ｃの破断が誘発される。なお、破断誘発部３ｃ２としては、薄肉部３ｃ４の代わりに、切れ目、スリット、切り欠きなどのような応力集中構造を設けてもよい。この場合でも、補強部３ｃに負荷が加わったときに、応力集中構造が設けられた部位に応力が集中して、補強部３ｃの破断が誘発される。

ベース３ｃ１の厚さに対する薄肉部３ｃ４の厚さの比の値は、例えば０．０１〜０．８であり、具体的には例えば、０．０１、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。なお、ベース３ｃ１の厚さは、ベース３ｃ１の全体の厚さの平均値である。

図２Ｂ及び図４Ｂに示すように、凹部３ｃ５は、ベース３ｃ１の内側に設けられた凹部であり、基面３ｃ５１と、傾斜面３ｃ５２と、立設面３ｃ５３を有する。基面３ｃ５１では、凹部３ｃ５は深さが略一定である。傾斜面３ｃ５２は、開放端３ｃ３に沿って基面３ｃ５１よりも周壁１ｓに近い側に設けられており、傾斜面３ｃ５２では、基面３ｃ５１から離れるにつれて凹部３ｃ５の深さが徐々に浅くなる。立設面３ｃ５３は、基面３ｃ５１に対して略垂直に立設し、基面３ｃ５１及び傾斜面３ｃ５２の縁に沿って設けられる。

図２Ａ及び図４Ｂに示すように、凹部３ｃ６は、ベース３ｃ１の外側に設けられた凹部であり、基面３ｃ６１と、傾斜面３ｃ６２，３ｃ６３と、立設面３ｃ６４，３ｃ６５を有する。基面３ｃ６１では、凹部３ｃ６は深さが略一定である。傾斜面３ｃ６２は、開放端３ｃ３に沿って基面３ｃ６１よりも周壁１ｓから遠い側に設けられており、傾斜面３ｃ６２では、基面３ｃ６１から離れるにつれて凹部３ｃ６の深さが徐々に浅くなる。傾斜面３ｃ６３は、基面３ｃ６１の奥縁３ｃ６６から延び、傾斜面３ｃ６３では、開放端３ｃ３にから離れるにつれて凹部３ｃ６の深さが徐々に浅くなる。立設面３ｃ６４は、基面３ｃ６１に対して略垂直に立設し、基面３ｃ６１の縁に沿って設けられる。立設面３ｃ６５は、傾斜面３ｃ６３に対して略垂直に立設し、傾斜面３ｃ６３の縁に沿って設けられる。

２．衝撃吸収体１０の製造方法
衝撃吸収体１０は、図６に示すように、分割金型１１，１３の間に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の除去及び取付孔３ｂ１１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、中空部１と取付片３が一体で形成される。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。薄肉部３ｃ４は、成形時に形成してもよく、後加工で形成してもよい。

凹部３ｃ５は、金型１１に設けられた突起によって形成され、凹部３ｃ６は、金型１３に設けられた突起によって形成される。衝撃吸収体１０を型抜きする際に、金型１１，１３に設けられた突起は、それぞれ、図４Ｂ及び図６中の矢印Ｘ１，Ｘ２の方向に移動する。傾斜面３ｃ５２は、金型１１に設けられた突起の、型抜きの際の移動軌跡上に設けられており、傾斜面３ｃ５２を設けることによって金型１１と衝撃吸収体１０の干渉が回避又は緩和可能になっている。また、傾斜面３ｃ６２，３ｃ６３は、金型１３に設けられた突起の、型抜きの際の移動軌跡上に設けられており、傾斜面３ｃ６２，３ｃ６３を設けることによって金型１３と衝撃吸収体１０の干渉が回避又は緩和可能になっている。

このような方法で衝撃吸収体１０を形成すると、図１に示すように、取付片３が設けられている部位以外では、周壁１ｓに沿って（より具体的には、表壁１ｆと裏壁１ｒの略中間において周壁１ｓに沿って）パーティングラインＰＬが設けられる。取付片３が設けられている部位では、取付片３の周縁に沿ってパーティングラインＰＬが設けられる。補強部３ｃにおいては、開放端３ｃ３に沿ってパーティングラインＰＬが設けられる。

３．衝撃吸収体１０に対する負荷試験
ここで、図７〜図８を用いて、衝撃吸収体１０に負荷を与える負荷試験について説明する。

負荷試験は、図７に示す負荷子４を用いて行う。負荷子４は、負荷面４ａを有し、シリンダ機構５によって負荷面４ａを衝撃吸収体１０に衝突させることができるように構成されている。

負荷試験では、表壁１ｆの外面１ｆ１を固定面６に当接させ、負荷面４ａが中空部１と取付片３の全体を覆い、かつ裏壁１ｒの外面１ｒ１に平行になるようにセッティングし、この状態で、負荷子４を外面１ｒ１に垂直に衝突させることによって中空部１を圧縮させる。負荷子４の衝突速度は、例えば１７ｋｍ／ｈｒとする。雰囲気温度は、例えば２３±２℃とする。

このときの圧縮歪みと圧縮荷重の関係は、図８に示すようになる。比較例は、補強部３ｃに破断誘発部３ｃ２がない以外は実施例と同じ構成の衝撃吸収体についての結果である。実施例と比較例のグラフは、圧縮歪みが５０％程度まで同じ形状になるが、圧縮歪みが５０％を超えた辺りから比較例での圧縮荷重が実施例よりも大きくなる。これは、圧縮歪みが５０％を超えた辺りから取付片３の変形が始まるが、比較例では、補強部３ｃに破断誘発部３ｃ２が設けられていないので、取付片３が容易には破断されず、圧縮荷重が大きく上昇する。一方、実施例では、補強部３ｃに破断誘発部３ｃ２が設けられているので、補強部３ｃに負荷が加わると、破断誘発部３ｃ２によって誘発されて補強部３ｃが破断されるので、取付片３が容易に変形し、圧縮荷重の上昇が小さく、衝撃吸収性能が優れている。

衝撃吸収体１０は、上記負荷試験において、中空部１の圧縮歪みが９０％（好ましくは７０％）以下の範囲内において補強部３ｃが破断されるように構成されることが好ましい。この場合、中空部１の圧縮歪みが大きくなりすぎる前に補強部３ｃが破断されるので、衝撃吸収性能の低下が抑制される。補強部３ｃが破断する圧縮歪みは、具体的には例えば、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

上記実施形態では、補強部３ｃに破断誘発部３ｃ２を設けることによって、補強部３ｃが破断されやすくなるようにしているが、例えば、補強部３ｃの全体の厚さを薄くしたり、補強部３ｃの面積を小さくしたりすることによって補強部３ｃが破断されやすくなるようにしてもよい。この場合、に破断誘発部３ｃ２を設けることなくても、中空部１の圧縮歪みが７０％以下の範囲内において補強部３ｃが破断されるようにすることができる。

１ ：中空部
１ａ ：溶着部
１ｆ ：表壁
１ｆ１ ：外面
１ｆａ ：丸リブ
１ｒ ：裏壁
１ｒ１ ：外面
１ｒａ ：丸リブ
１ｓ ：周壁
３ ：取付片
３ｂ ：板状部
３ｂ１ ：取付部
３ｂ１１ ：取付孔
３ｂ１２ ：下面
３ｂ２ ：立ち壁部
３ｃ ：補強部
３ｃ１ ：ベース
３ｃ２ ：破断誘発部
３ｃ３ ：開放端
３ｃ４ ：薄肉部
３ｃ５ ：凹部
３ｃ５１ ：基面
３ｃ５２ ：傾斜面
３ｃ５３ ：立設面
３ｃ６ ：凹部
３ｃ６１ ：基面
３ｃ６２ ：傾斜面
３ｃ６３ ：傾斜面
３ｃ６４ ：立設面
３ｃ６５ ：立設面
３ｃ６６ ：奥縁
３ｃ７ ：第１端
３ｃ８ ：第２端
３ｄ ：根本
４ ：負荷子
４ａ ：負荷面
５ ：シリンダ機構
６ ：固定面
９ ：溶融パリソン
１０ ：衝撃吸収体
１１ ：分割金型
１３ ：分割金型
ＰＬ ：パーティングライン

Claims (4)

1. 中空部と取付片を備える衝撃吸収体であって、
   前記中空部は、互いに離間されて対向する表壁及び裏壁と、前記表壁と前記裏壁を連結する周壁を備え、
   前記取付片は、前記周壁から突出するように設けられ、かつ板状部と、補強部を備え、
   前記板状部は、取付対象物に固定される取付部と、前記取付部から立ち上がる立ち壁部を備え、
   前記取付部は、前記裏壁側に偏った位置に設けられ、
   前記補強部は、前記板状部の幅方向の端において前記立ち壁部と前記取付部をまたぐように設けられ、
   以下の構成（１）〜（２）の少なくとも一方を備える、衝撃吸収体。
   （１）前記補強部は、破断誘発部を有し、前記破断誘発部は、前記補強部に負荷が加わったときに前記補強部の破断を誘発する部位である。
   （２）前記中空部と前記取付片の全体を覆いかつ前記裏壁の外面に平行な負荷面を有する負荷子を、前記外面に垂直に衝突させる負荷試験において、前記中空部の圧縮歪みが９０％以下の範囲内において前記補強部が破断されるように構成される。
2. 請求項１に記載の衝撃吸収体であって、
   前記構成（１）を備え、
   前記補強部は、前記取付部と前記立ち壁部の何れにも連結されていない開放端を備え、
   前記破断誘発部は、前記開放端に設けられる、衝撃吸収体。
3. 請求項２に記載の衝撃吸収体であって、
   前記補強部は、ベースと、前記ベースよりも薄肉の薄肉部を備え、
   前記破断誘発部は、前記薄肉部によって構成される、衝撃吸収体。
4. 請求項３に記載の衝撃吸収体であって、
   前記ベースの厚さに対する前記薄肉部の厚さの比は、０．０１〜０．８である、衝撃吸収体。