JP4021928B2 - 自動車用フロアスペーサの衝撃吸収部材 - Google Patents
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一方、自動車衝突時の乗員保護のため、衝突安全性向上を目的に、車体構造の改善や衝撃吸収部材の採用が行われており、自動車用の衝撃吸収部材としては、硬質発泡ウレタンが多く採用されてきたが、乗員の足元周りの安全性向上と軽量化の両立は、これからの課題とされていた。
しかしながら、発泡ウレタンは熱硬化性樹脂であることからリサイクルできないことや、他の発泡プラスチックと比較して同一密度での強度が低いこと、吸水率が高いこと、コスト的に割高になる等の問題があり、自動車用フロアスペーサへの適用範囲は限られたものにならざるを得なかった。
図1は、本実施形態にかかる衝撃吸収部材をフロアスペーサに取り付けた状態の全体図を示す。
本実施形態にかかる衝撃吸収部材3は、自動車の床面に敷設されるフロアスペーサ2の前部において、斜め上方に取り付けられることによって、全体として自動車用フロアスペーサ1を構成する。
衝撃吸収部材3は後端に突起(凸構造)3aが設けてある。そして、この突起3aが、フロアスペーサ2の前部に設けた貫通孔2aに取り付けられることによって、一体化された自動車用フロアスペーサ1を構成する。
図8に、本実施形態で用いられる硬質発泡プラスチックの一例であるスチレン/アクリロニトリル樹脂発泡体(日立化成工業(株)製 ハイビーズGR)の密度を変えた場合の静的圧縮試験における圧縮歪みとそのときの圧縮応力との関係を示した。
図8から、圧縮歪みを10%としたとき、圧縮強度が0.2MPa以上となる密度は、25kg/m3以上であることが判る。
先と同様に、図8より圧縮歪みを10%としたとき、圧縮強度が0.3MPa以上となる硬質発泡プラスチックの密度は33kg/m3以上であることが判る。本実施形態では、想定される耐圧荷重と衝撃吸収部材の構造によって、必要な圧縮強度と密度が異なるものの、強度の維持及び軽量性から硬質発泡プラスチックの密度は10kg/m3以上200kg/m3以下であることが好ましい。
また、自動車用フロアスペーサ2に応力が働いた場合には、凹部である貫通孔2aに嵌合した凸部である突起3aの部分に応力が集中し、凸部3aから破損の起こる可能性があるので、凸部3aを有する衝撃吸収部材3側を高密度にし、凹部2aを有するフロアスペーサ2側を低密度とすることが好ましい。本実施形態の自動車用フロアスペーサにおいては、硬質発泡プラスチック自体が有する緩衝性とハニカム等の構造要因による効果が相乗的に働き、より高い衝撃吸収性能が発揮される。
図2に示す外観を有するフロアスペーサ2を、日立化成工業(株)製発泡性ポリスチレン/アクリロニトリル樹脂、ハイビーズGRを素材とした、密度20kg/m3の硬質発泡プラスチックで作製した。フロアスペーサ2の全容積は、15000ml、重量は、300gであった。
図6(a)、(b)及び(c)に示す外観を有する衝撃吸収部材3を、日立化成工業(株)製発泡性ポリスチレン/アクリロニトリル樹脂、ハイビーズGRを素材とした、密度67kg/m3の硬質発泡プラスチックで作製した。衝撃吸収部材3の全容積は2100ml、重量は140g、衝撃吸収部材3のハニカム構造の寸法は、肉厚44mm、表皮肉厚8mm、ハニカム高さ36mm、ハニカムのリブ幅5mmとした。
同容積のフロアスペーサをウレタンチップの圧縮物で作った場合の重量は約3kgとなることから、フロアスペーサ2については2.7kg重量を低減することができた。
衝撃吸収部材3の機能比較の一例として、同一素材で、同一重量となるハニカムのない、密度33kg/m3の発泡プラスチック(比較例)と比較した。JIS−Z0235に準拠して衝撃試験を行った結果を図8に示す。試験は、底面積が70cm2、重量が4.5kgのおもりを、高さを変えて自由落下させて成形品に衝突させ、そのときの圧縮歪みと圧縮応力の関係を調べた。
図9より、比較例は圧縮歪みが大きくなるにつれて圧縮応力が増加していくのに対し、本実施例品は、圧縮歪み15%〜60%の間では圧縮応力がほぼ一定の値を示し、衝撃吸収性能が優れていることが判った。
2 フロアスペーサ
2a 凹部
3 衝撃吸収部材
3a 凸部
Claims (4)
- 自動車の乗員座席の足元に敷設される硬質発泡体からなる自動車用フロアスペーサの衝撃吸収部材であって、
前記自動車の乗員座席床面に敷設されるフロアスペーサの前方に、前記床面の前方傾斜面に敷設されるよう取り付けられ、かつ、前記傾斜面と接触する裏面側に、ハニカム構造、スリット構造及び/又は突起構造を形成し、
さらに、前記衝撃吸収部材を硬質発泡プラスチック成形品とし、前記フロアスペーサより高密度とした
ことを特徴とする自動車用フロアスペーサの衝撃吸収部材。 - 前記衝撃吸収部材の素材を前記フロアスペーサの硬質発泡プラスチックと同一としたことを特徴とする請求項1に記載の自動車用フロアスペーサの衝撃吸収部材。
- 前記硬質発泡プラスチックからなる衝撃吸収部材が、発泡性熱可塑性樹脂粒子を所定の密度に一次発泡したのち、金型に充填し、スチーム等の加熱により成形され、密度が10kg/m3以上200kg/m3以下の発泡成形品であることを特徴とする請求項1又は2記載の自動車用フロアスペーサの衝撃吸収部材。
- 前記衝撃吸収部材に凸部を形成し、前記フロアスペーサに形成した凹部に、前記凸部が嵌合することによって取り付けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の自動車用フロアスペーサの衝撃吸収部材。
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