JP4390689B2 - Shock absorber - Google Patents
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Description
本発明は、衝撃吸収材に関し、特には自動車の前席乗員のかかとに加わる衝撃を吸収するため、自動車のエンジンルームと車室との間の隔壁と車両フロアマットとの間に設けられる衝撃吸収材(ティビア・パッドと称される。)に関する。 The present invention relates to an impact absorbing material, and in particular, to absorb an impact applied to a heel of a front seat passenger of an automobile, the impact absorption provided between a partition between an engine room and a passenger compartment of the automobile and a vehicle floor mat. It relates to a material (referred to as a tibia pad).
従来、自動車には、種々の部位に衝撃吸収材が配設されている。前記衝撃吸収材としては、硬質ポリウレタンフォームからなるものや、ポリオレフィン系樹脂を格子状リブとしたものや、ビーズ樹脂成形体などが一般的に用いられている。またそれ以外のものとして、軟質ポリウレタンフォームのチップと硬質ポリウレタンフォームのチップからなる混合物をバインダーで結合させた混合チップ成形体や、硬質ポリウレタンフォームを所定形状にモールド成形したものなどがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, shock absorbers are disposed at various sites in automobiles. As the impact absorbing material, those made of rigid polyurethane foam, those made of a polyolefin-based resin with lattice-like ribs, bead resin molded bodies and the like are generally used. Other than these, there are a mixed chip molded body in which a mixture of a chip of a flexible polyurethane foam and a chip of a rigid polyurethane foam is bonded with a binder, and a molded product of a rigid polyurethane foam in a predetermined shape.
しかし、従来の衝撃吸収材を前記かかとの衝撃吸収材として用いると、衝撃時の反力が高すぎて乗員のかかとに大きな衝撃が加わったり、また反力を低くするために衝撃時の圧縮変形量を大にすると衝撃吸収材全体の厚みが大きくなり過ぎて車内のレッグスペースが狭くなったりする問題がある。
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、自動車の前席乗員のかかとに加わる衝撃吸収用として好適な自動車の衝撃吸収材を提供する。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a shock absorber for automobiles suitable for absorbing shock applied to the heel of a front seat passenger of the automobile.
請求項1の発明は、軟質ポリウレタンフォームのチップをバインダーで結合したチップ成形体からなる軟質発泡体で構成された平板の片面が衝撃受け面とされ、前記平板における前記衝撃受け面とは反対の裏面に、硬質独立気泡体からなる複数のリブが互いに略平行に埋設されて前記リブの先端側で前記平板の裏面から突出した構成からなり、エネルギー量27Jの衝撃を吸収したときの圧縮変形量が15〜23mmであり、かつ反力が2500N以下であることを特徴とする衝撃吸収材に係る。 According to the first aspect of the present invention, one side of a flat plate made of a soft foam made of a chip molded body in which chips of flexible polyurethane foam are bonded with a binder is used as an impact receiving surface, and is opposite to the impact receiving surface of the flat plate. On the back surface, a plurality of ribs made of hard closed cells are embedded substantially parallel to each other and protrude from the back surface of the flat plate on the leading end side of the rib, and the amount of compressive deformation when absorbing an impact of 27 J Is 15 to 23 mm, and the reaction force is 2500 N or less.
請求項2の発明は、請求項1において、前記平板の衝撃受け面と前記リブの埋設側端部間の距離が3〜10mmであり、前記リブの全体高さが15〜30mmであって、前記衝撃吸収材全体の厚みが18〜40mmであることを特徴とする。
The invention of
本発明者は、自動車のエンジンルームと車室との間の隔壁と車両フロアマットとの間に設けられる衝撃吸収材(ティビア・パッド)について、衝突条件64km/hオフセット前突からなる自動車の衝突時に、前席乗員のかかとが受ける影響を検討したところ、衝撃吸収材がエネルギー量27Jの衝撃を吸収したときの反力が2500N以下であれば、前席乗員についてかかとの損傷を抑えられることが判明した。このことから、請求項1の発明によれば、自動車の前席乗員におけるかかとの損傷を抑えられることができる。また、エネルギー量27Jの衝撃を吸収したときにおける衝撃吸収材の圧縮変形量を、15〜23mmとすれば、衝撃吸収材の厚みが極端に大きくなるのを抑えることができ、車内におけるレッグスペースを十分確保することができる。
The inventor of the present invention relates to a shock absorber (tibia pad) provided between a partition wall between a vehicle engine room and a vehicle compartment and a vehicle floor mat. When the impact on the heel of the front seat occupant was examined, damage to the heel of the front seat occupant can be suppressed if the reaction force when the impact absorbing material absorbs the impact of 27J is less than 2500N. found. For this reason, according to the invention of
さらに請求項1の発明によれば、平板の片面が衝撃受け面とされ、前記平板における前記衝撃受け面とは反対の裏面に、硬質独立気泡体からなる複数のリブが互いに略平行に埋設されて前記リブの先端側で前記平板の裏面から突出している構成としたことにより、平板の衝撃受け面で受けた衝撃を平板裏面の硬質独立気泡体からなるリブに確実に伝えてリブを圧縮変形することができ、効果的に衝撃を吸収することができる。しかもリブを構成する硬質独立気泡体は、公知のごとく変形による衝撃吸収性が高いため、良好な衝撃吸収性を得ることができる。さらに、リブのサイズを調節することにより、エネルギー量27Jの衝撃を吸収したときの反力を2500N以下にすることも容易である。
Further , according to the invention of
さらに請求項1の発明において平板を構成する軟質発泡体は、公知のごとく変形による衝撃吸収性が低いものである。したがって、請求項1の発明によれば、平板の衝撃受け面で受けた衝撃の殆ど全てを平板裏面のリブに伝えることができ、リブの圧縮変形によって衝撃を効果的に吸収することができるので、リブのサイズを調節することによって衝撃時の反力を容易に2500N以下にすることができる。
Further, in the invention of
請求項2の発明によれば、前記平板の衝撃受け面と前記リブの埋設側端部間の距離が3〜10mmであり、前記リブの全体高さ(埋設量及び突出高さの合計)が15〜30mmであって、前記衝撃吸収材全体の厚みを18〜40mmとすることにより、リブによる衝撃吸収性を良好にすることができるのみならず、衝撃吸収材の厚みが極端に大きくなるのを防ぐことができ、車内のレッグスペースを十分確保することができる。
According to the invention of
以下本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は本発明における一実施形態に係る衝撃吸収材の斜視図、図2は図1の2−2断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a perspective view of a shock absorber according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line 2-2 of FIG.
図1及び図2に示す衝撃吸収材10は、自動車の前席乗員のかかとに加わる衝撃を吸収するために、自動車のエンジンルームと車室との間の隔壁と車両フロアマットとの間に設けられるものであって、エネルギー量27Jの衝撃を吸収したときの圧縮変形量が15〜23mmであり、かつ反力が2500N以下からなり、平板11とリブ15とで構成される。エネルギー量27Jの衝撃を吸収したときの圧縮変形量が15mmより少ない場合には、反力が規定の2500Nよりも大きくなる問題を生じ易く、それに対して圧縮変形量が23mmより大の場合には、衝撃吸収材の圧縮変形量が長くなるという問題を生じ易くなる。また、反力が2500Nを超えると、乗員のかかとを損傷するおそれが高くなる。
The shock absorber 10 shown in FIGS. 1 and 2 is provided between the partition between the engine room and the vehicle compartment of the automobile and the vehicle floor mat in order to absorb the impact applied to the heel of the front passenger of the automobile. The amount of compressive deformation when absorbing an impact with an energy amount of 27 J is 15 to 23 mm, the reaction force is 2500 N or less, and is configured by the
平板11は、軟質発泡体からなり、片面が衝撃の加わる衝撃受け面11aとされ、衝撃受け面11aとは反対の裏面11bにはリブ15が埋設されている。前記軟質発泡体としては、軟質ポリウレタンフォームのチップをバインダーで結合したチップ成形体が、製造作業性などの点から好ましい。より好ましくは、リブ15をインサートとして成形されたチップ成形体である。前記軟質ポリウレタンフォームのチップ成形体からなる平板11は、具体的には、リブ15を、前記衝撃吸収材10の形状に応じて形成されたモールドのキャビティに所要本数セットし、次いで、軟質ウレタンフォームのチップとバインダーの混合物をキャビティ内に充填し、閉型して加熱等によってバインダーを硬化させることにより得られ、またこれによって衝撃吸収材10が得られる。前記チップのサイズは適宜とされるが、通常、平均粒径3〜15mmのものが用いられる。バインダーは、公知のチップ成形品の成形に使用されているものを用いることができる。例えば、湿分硬化型のウレタンプレポリマーあるいはクルード・メチレンジフェニルジイソシアネート(クルード・MDI)等を用いることができる。
The
前記平板11における衝撃受け面11aとリブ15の埋設側端部間の距離bは、3〜10mmが好ましい。前記衝撃受け面11aとリブ15の埋設側端部間の距離bが3mm未満になると、リブ15が平常時に傾くおそれがあるなど、リブ15を正しく保持するのが難しくなる。それに対して、前記bの値が10mmを超え、前記衝撃吸収材10の全体厚みaに対する前記衝撃受け面11aとリブ15の埋設側端部間の距離bの割合が増えると、衝撃時に前記平板11における衝撃受け面11aからリブ15の埋設側端部間の部分が担う衝撃荷重も考慮する必要が出てくるため、リブ15のサイズ等で衝撃吸収時の反力等をコントロールするのが難しくなる。なお、前記チップ成形体からなる平板11の密度は、40〜400kg/m3が好ましい。40kg/m3未満の場合、チップ成形体を成形する際に、モールド内へのチップの充填不良を生じてチップ成形体に欠肉を生じるおそれがあり、それに対して400kg/m3を超えると、リブ15をインサートとして平板11をチップモールド成形によって成形しようとする際に、リブ15が変形するおそれがある。
The distance b between the impact receiving surface 11a of the
リブ15は、細長い硬質独立気泡体のブロックからなり、前記平板11の裏面11bに複数本が互いに略平行にされて基部側15aで埋設され、先端側15bで前記平板11の裏面11bから突出している。前記リブ15は埋設によって、平板11から分離するのが防がれている。本実施例におけるリブ15の形状は、横断面が長方形からなる角棒形状からなる。前記独立気泡体とは、ASTM D 2856に準拠して求められる独立気泡率が、30%以上の構成物をいう。さらには、独立気泡率が50%以上のものが、前記リブ15を構成する硬質独立気泡体としてより好ましい。前記リブ15を構成する硬質独立気泡体としては、適宜の硬質独立気泡体が用いられるが、特には硬質ポリウレタンフォームが、衝撃吸収性などの点から好ましい。
The
前記リブ15は、前記衝撃吸収材10の厚み方向をリブ15の高さ方向として平板11に埋設されている。前記リブ15の全体高さ(前記平板11への埋設量eと平板11からの突出高さdとの合計高さ)cは、15〜30mmが好ましい。15mm未満の場合、リブ15の衝撃吸収性が劣り、それに対して30mmを超える場合、衝撃吸収材10の厚みaが大になって、車内のレッグスペースが狭くなる。また、前記リブ15の幅wはリブ15の間隔uと関連して決定される。すなわち、前記リブ15の幅wが小さい場合には、リブ15の本数を増やさなければ良好な衝撃吸収性が得られなくなるため、リブ15の間隔uも小さくなり、逆にリブ15の幅wが大きい場合には、衝撃吸収材10の反力が大になるため、所定の反力以下にするにはリブ15の本数を減らす必要があることから、リブ15の間隔uも大になる。なお、前記衝撃受け面11aにおいて衝撃位置が異なっても一定の衝撃吸収性を得るためには、全てのリブ15について幅や高さ等の寸法をそれぞれ略等しくし、間隔も均一にするのが好ましい
The
前記リブ15として用いられる硬質独立気泡体は、密度35〜100kg/m3のものが好ましい。前記リブ15の平板11への埋設量eは、平常時にリブ15を平板11に正しく保持可能な深さとされ、通常は3〜5mmとされる。また、前記リブ15の平板11からの突出高さdは、適宜とされるが、衝撃吸収材10全体の厚みaを考慮すると15〜27mmが好ましい。なお、前記衝撃吸収材10全体の厚みaは、前記リブ15の好ましい全高15〜30mm及び車内のレッグスペース等を考慮すると、18〜40mmが好ましい。
The hard closed cells used as the
本発明の実施例について具体的に示す。表1に示す実施例1〜4及び比較例1〜2の衝撃吸収材を作成した。実施例1〜4及び比較例1〜2における衝撃吸収材の構造は、図1に示す構造と同様である。平板は、軟質ポリウレタンフォームのチップに湿熱硬化型のバインダー(イノアックコーポレーション製、品名:KF−1)を重量比20:80で混合させたチップ混合物から成形したチップ成形体からなり、密度が80kg/m3である。また、リブは密度45kg/m3、硬さ25N/cm2の硬質ポリウレタンフォームからなり、リブをインサートとして平板をチップモールド成形することにより平板とリブが一体にされている。 Examples of the present invention will be specifically described. The shock absorbers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 shown in Table 1 were prepared. The structure of the impact absorbing material in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 is the same as the structure shown in FIG. The flat plate is composed of a chip molded body formed from a chip mixture in which a wet heat curable binder (product name: KF-1 manufactured by Inoac Corporation) is mixed at a weight ratio of 20:80 to a chip of flexible polyurethane foam, and the density is 80 kg / m is 3. The rib is made of a rigid polyurethane foam having a density of 45 kg / m 3 and a hardness of 25 N / cm 2 , and the flat plate and the rib are integrated by chip molding of the flat plate using the rib as an insert.
実施例1〜4及び比較例1〜2から、平面サイズ150×150mmの試験片サンプルを切り出し、各試験片サンプルにおける平板の衝撃受け面に、衝突面の面積65.92cm2、重さ8.5kgからなる衝突子を3.5m/secのスピードで衝突させ、その際の衝撃荷重(圧縮応力)と圧縮変形量(たわみ)を測定すると共に、衝撃吸収エネルギーが27Jに達したときの圧縮変形量と反力(圧縮応力)を測定した。その結果は表1の下部に示す通りである。実施例1〜4では、いずれもエネルギー量27Jの衝撃を吸収したときの圧縮変形量が15〜23mmであり、かつ反力が2500N以下であるのに対し、比較例1では、リブの全高が13mmと低いため、衝撃時にリブが底突きを起こすことによって反力が3400Nと非常に高くなり、乗員のかかとに加わる衝撃が大となる。また比較例2では、エネルギー量27Jの衝撃を吸収したときの圧縮変形量が30mmと大きく、衝撃吸収材の厚みが大であるため、車内のレッグスペースが狭くなる。 A test piece sample having a plane size of 150 × 150 mm was cut out from Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, and an impact surface area of 65.92 cm 2 and a weight of 8. The impactor (compressive stress) and the amount of compressive deformation (deflection) at that time are collided with a collision of 5 kg at a speed of 3.5 m / sec, and the compressive deformation when the impact absorption energy reaches 27J. The quantity and reaction force (compressive stress) were measured. The results are as shown in the lower part of Table 1. In each of Examples 1 to 4, the amount of compressive deformation when absorbing an impact with an energy amount of 27 J is 15 to 23 mm and the reaction force is 2500 N or less, whereas in Comparative Example 1, the total height of the ribs is Since it is as low as 13 mm, the reaction force is very high at 3400 N due to the bottom of the rib during impact, and the impact applied to the heel of the occupant increases. In Comparative Example 2, the amount of compressive deformation when absorbing an impact with an energy amount of 27 J is as large as 30 mm and the thickness of the shock absorber is large, so the leg space in the vehicle is narrowed.
10 衝撃吸収材
11 平板
11a 平板の衝撃受け面
11b 平板の裏面
15 リブ
15a リブの基部側
15b リブの先端側
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
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