JP5053938B2

JP5053938B2 - 衝撃吸収体

Info

Publication number: JP5053938B2
Application number: JP2008161284A
Authority: JP
Inventors: 泰弘豊口
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: JP2010000895A

Description

本発明は、自動車等に取り付けられる衝撃吸収体に関する。

従来、自動車には衝突時に乗員を保護するための衝撃吸収体が種々の位置に取り付けられている。前記衝撃吸収体としては、衝撃による圧縮変形する格子状リブやブロック状あるいはハット状の衝撃吸収部を設けたプラスチック製のものが提案されている。

しかし、格子状リブやブロック状あるいはハット状の衝撃吸収部を設けた衝撃吸収体は、成形用の金型費用が嵩む問題がある。さらに、ブロック状やハット状の衝撃吸収部は、衝撃による変形量を大にするために衝撃吸収部を高くすると、衝撃吸収部が充分圧縮変形する前に衝撃吸収部に倒れが発生し、良好な衝撃吸収性を発揮できないおそれがある。また、衝撃吸収部の倒れを防止するために衝撃吸収部の底面積を大きくすると、衝撃吸収体の重量が嵩むことになり、軽量化が求められる自動車用部品にとっては不利になる。

特開２００５−１２５９６２号公報特開２００２−２６４７４１号公報特開２００７−２２３５１５号公報特開平１１−３４８６９９号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、衝撃吸収性能が高く、軽量性及び成形性に優れると共に金型費を安価にすることができる衝撃吸収体の提供を目的とする。

請求項１の発明は、天面壁と側面壁とよりなって一側面と底面が開放された中空柱状からなる衝撃吸収部が隣の前記衝撃吸収部との間隔を開けて並列に複数設けられ、隣り合う前記衝撃吸収部同士は、対向する側面壁が前記開放された底面側の底部で取付用底壁を介して一連とされると共に前記開放された一側面側の背部で連結壁を介して一連とされ、前記取付用底壁には前記衝撃吸収部の底部との境界位置に衝撃吸収部変形用孔が形成され、前記連結壁は前記取付用底壁との間の角度が鋭角となっていることを特徴とする衝撃吸収体に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、前記衝撃吸収体には頂部側フランジと取付部側フランジとを有し、前記頂部側フランジは、前記衝撃吸収部の天面壁において前記開放された一側面側から突出した部分と前記連結壁の頂部側から突出した部分が一平面上に一連に形成されて前記天面壁の延長方向へ突出したものからなり、前記取付部側フランジは、前記衝撃吸収部の前記開放された一側面とは反対側の側面壁において前記開放された底面側から突出した部分と前記取付用底壁において前記連結壁とは反対側から突出した部分が一平面上に一連に形成されて前記取付用底壁の延長方向へ突出したものからなることを特徴とする。

本発明によれば、衝撃吸収部の天面壁に衝撃が加わると、衝撃吸収部の側面壁が屈曲変形して衝撃を吸収する。その際、衝撃荷重が大きく、衝撃吸収部の側面壁における屈曲変形が衝撃吸収部の底部側まで必要となる場合、取付用底壁において衝撃吸収部の底部との境界位置に形成されている衝撃吸収部変形用孔により、衝撃吸収部の側面壁は底部側で剛性が低下して底部側まで変形が容易となる。そのため、衝撃時における衝撃吸収部の底付きを遅らせて衝撃吸収性を高めることができる。

また、本発明の衝撃吸収体は、連結壁側において衝撃吸収部の一側面が開放されているため、衝撃吸収部は、開放された一側面側へ押されて圧縮された場合には側面壁の圧縮変形が少ない状態で潰れることになり、衝撃吸収性が悪くなる。しかし、本発明では、開放された一側面側の連結壁と取付用底壁との間の角度が鋭角となっているため、衝撃吸収部の天面壁に衝撃が加わった際には開放された一側面側とは反対側へ衝撃吸収部が押されることになり、衝撃吸収部の側面壁が十分変形して衝撃を吸収することができ、これによっても、衝撃時における衝撃吸収部の底付きを遅らせて衝撃吸収性を高めることができる。

また、本発明の衝撃吸収体は、隣り合う衝撃吸収部が連結壁で一連に連結されているため、衝撃時には衝撃吸収部同士が連結された状態で圧縮変形し、衝撃吸収部の高さを高くした場合でも、個々の衝撃吸収部が充分圧縮変形される前に独立して倒れるおそれがなく、良好な衝撃吸収性を発揮することができる。さらに、衝撃吸収部は一側面と底面が開放された中空柱状からなるため、格子状リブやブロック状あるいはハット状の衝撃吸収部と比べ、軽量性及び成形性に優れると共にプラスチックから成形する際の金型費を安価にすることができる。

以下本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る衝撃吸収体の正面図、図２は同衝撃吸収体の平面図、図３は同衝撃吸収体の３−３断面図、図４は同衝撃吸収体の４Ａ−４Ａ及び４Ｂ−４Ｂ断面図、図５は同衝撃吸収体の衝撃吸収部を示す斜視図、図６は衝撃吸収部変形用孔の他の例を有する衝撃吸収体の平面図、図７は衝撃吸収部変形用孔の他の例を示す斜視図である。
である。

図１ないし図５に示す衝撃吸収体１０は、自動車の内装部部品（例えば、天井材、ピラーガーニッシュ、インストルメントパネル等）や外装部品（例えばバンパー）等に設けられるのに好適なものであってプラスチック製からなり、複数の衝撃吸収部１１（例えば１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）と、前記衝撃吸収部間に形成された取付用底壁２１及び連結壁３１と、頂部側フランジ４１と、取付部側フランジ５１とを有する。

前記衝撃吸収部１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）は、天面壁１２と側面壁１３，１４，１５とよりなって一側面１８と底面１９が開放された中空柱状からなり、隣の衝撃吸収部１１との間隔を開けて並列に（すなわち間隔を開けて平行に）複数設けられている。前記天面壁１２は、前記衝撃吸収部１１の頂部を塞ぐ壁部である。また前記側面壁１３，１４，１５は、前記衝撃吸収部１１の天面壁１２あるいはその反対の底部に加わった衝撃により屈曲変形して衝撃を吸収する壁部であり、前記天面壁１２と前記開放された一側面１８及び前記開放された底面１９を除いて三方に設けられている。前記衝撃吸収部１１の数、大きさ、隣の衝撃吸収部との間隔は、前記衝撃吸収体１０のサイズや、加わる衝撃の大きさ等によって最適な数、大きさ、間隔が決定される。また、前記衝撃吸収部１１を構成する中空柱状は、本実施例のように中空の四角錐台において一側面と底面とが開放された形状のものが好ましいが、それに限定されず天面壁と側面壁とを有し、かつ一側面と底面が開放された中空柱状であればよい。

前記取付用底壁２１は、前記複数の衝撃吸収部１１において隣り合う衝撃吸収部（例えば１１Ａと１１Ｂ、１１Ｂと１１Ｃ）同士の対向する側面壁（１５ａと１３ｂ、１５ｂと１３ｃ）の底部（１５１ａと１３１ｂ、１５１ｂと１３１ｃ）間に設けられ、当該取付用底壁２１を介して、前記対向する側面壁１５ａと１３ｂ、１５ｂと１３ｃが一連とされている。前記取付用底壁２１には、前記衝撃吸収部１１の底部（すなわち前記隣り合う衝撃吸収部同士の対向する側面壁の底部１５１ａ，１３１ｂ，１５１ｂ，１３１ｃ）との境界位置に衝撃吸収部変形用孔５２が形成されている。前記衝撃吸収部変形用孔５２は、図２、図３及び図５に示すように前記境界位置（すなわち前記側面壁の底部１５１ａ，１３１ｂ，１５１ｂ，１３１ｃ）に沿って前記側面壁の底部１５１ａ，１３１ｂ，１５１ｂ，１３１ｃの一部と対応する部分に設ける場合に限られず、図６及び図７のように前記境界位置に沿って前記側面壁の底部１５１ａ，１３１ｂ，１５１ｂ，１３１ｃの全範囲（奥行きの全体）と対応する部分に設けてもよい。また、前記隣り合う衝撃吸収部の一方の底部との境界位置に形成された衝撃吸収部変形用孔５２ａと、他方の底部との境界位置に形成された衝撃吸収部変形用孔５２ｂは、互いに離れて形成され、両衝撃吸収部変形用孔５２ａ，５２ｂの間に、前記取付用底壁２１の少なくとも一部が存在するように構成されている。前記取付用底壁２１をネジやクリップ等で自動車の所定部に固定することにより、前記衝撃吸収体１０を取り付けることができる。

前記連結壁３１は、前記複数の衝撃吸収部１１において隣り合う衝撃吸収部（例えば１１Ａと１１Ｂ、１１Ｂと１１Ｃ）同士の対向する側面壁（１５ａと１３ｂ、１５ｂと１３ｃ）の背部（１５２ａと１３２ｂ、１５２ｂと１３２ｃ）間に設けられ、当該連結壁３１を介して、前記隣り合う衝撃吸収部同士において対向する側面壁１５ａと１３ｂ、１５ｂと１３ｃが一連に形成されている。また、前記連結壁３１と前記取付用底壁２１は一連に形成されている。これによっても前記衝撃吸収体１０の強度が高められている。さらに、衝撃により前記連結壁３１が衝撃吸収部１１と共に変形することによって衝撃吸収することができる。さらに、前記連結壁３１と前記取付用底壁２１の間の角度θは鋭角とされている。前記θを鋭角とすることにより、前記衝撃吸収部１１の天面壁１２に衝撃が加わった際に、前記開放された一側面１８側とは反対の側面壁１４側へ衝撃吸収部１１が押されるようになり、前記衝撃吸収部１１の側面壁１３，１４，１５の変形量が大きくなって衝撃吸収量を大にすることができ、衝撃吸収部１１の底付きを遅らせて衝撃吸収性を高めることができる。なお、前記θの値が小さ過ぎると衝撃時に側面壁１３，１４，１５の変形量が少なくなって衝撃吸収性が減少するため、より好ましい角度の範囲は、８０°＜θ＜９０°である。

前記頂部側フランジ４１は、前記衝撃吸収部１１の天面壁１２において前記開放された一側面１８側から突出した部分４１ａと前記連結壁３１の頂部側から突出した部分４１ｂが一平面上に一連に形成されて前記天面壁１２の延長方向Ｋへ突出したものからなる。前記頂部側フランジ４１によって、前記衝撃吸収部１１の天面壁１２と前記連結壁３１を補強している。

一方、前記取付部側フランジ５１は、前記衝撃吸収部１１の前記開放された一側面１８とは反対側の側面壁１４において前記開放された底面１９側から突出した部分５１ａと前記取付用底壁２１において前記連結壁３１とは反対側から突出した部分５１ｂが一平面上に一連に形成されて前記取付用底壁２１の延長方向Ｌへ突出したものからなる。前記取付部側フランジ５１によって、前記衝撃吸収部１１の底部側及び前記取付用底壁２１を補強している。なお、前記取付部側フランジ５１を前記取付用底壁２１と共に、あるいは前記取付用底壁２１に代えて衝撃吸収体１０の取付に利用してもよい。

なお、前記衝撃吸収体１０の長さ方向両端部については、衝撃吸収部間に設けた前記取付用底壁２１、前記連結壁３１、前記頂部側フランジ４１、前記取付部側フランジ５１に相当する部分を設けてもよい。さらに、前記衝撃吸収体１０の長さ方向両端に前記取付用底壁２１に相当する部分を設けて、前記衝撃吸収部の底部との境界に前記衝撃吸収部変形用孔５２に相当する孔を形成してもよい。

前記衝撃吸収体１０は、前記取付用底壁２１、あるいは前記取付用底壁２１と前記取付部側フランジ５１、または前記取付部側フランジ５１を用いてネジやクリップ等で自動車に取り付けられる。例えば、前記衝撃吸収体１０は、前記取付用底壁２１が自動車前部バンパー裏の車両フレームに固定され、前記天面壁１２がバンパーフェース側（前方）へ向けられて、バンパー内に設置される。そして、自動車の衝突によって、衝撃吸収体１０の設置されているバンパーに歩行者の脚部が衝突すると、前記衝撃吸収体１０の衝撃吸収部１１に衝撃が加わり、前記衝撃吸収部１１が前記車両フレームとバンパーフェースとの間で圧縮されて前記側面壁１３，１４，１５及び連結壁３１が変形し、衝撃を吸収する。その際、前記取付用底壁２１において前記衝撃吸収部１１の底部との境界に形成されている衝撃吸収部変形用孔５２の存在により、前記衝撃吸収部変形用孔５２と接する衝撃吸収部１１の側面壁１３，１５は底部まで変形し易くなり、衝撃時における衝撃吸収部１１の底付きを遅らせて衝撃吸収性を高めることができる。さらに、前記連結壁３１と前記取付用底壁２１との間の角度θが鋭角となっているので、衝撃時に衝撃吸収部１１が充分圧縮変形する

図１〜図５に示した形状からなり、前記θを８９．５°とした実施例の衝撃吸収体を、ポリプロピレン樹脂で形成し、衝撃吸収性を荷重−たわみ特性により測定した。実施例の衝撃吸収体は、長さが９００ｍｍ、衝撃吸収部１１の個数が１３個、衝撃吸収部１１の高さが６０ｍｍ、天面壁１２が一辺３０ｍｍの正方形、側面壁１３，１４，１５の底辺が４０ｍｍ、衝撃吸収部変形用孔５２の幅及び長さが５×２０ｍｍ、衝撃吸収部間の間隔が３０ｍｍ、頂部側フランジ４１の幅が５ｍｍ、取付部側フランジ５１の幅が１０ｍｍ、各壁及びフランジの厚みが２．０ｍｍであり、両端にも前記取付用底壁２１、前記連結壁３１、前記頂部側フランジ４１、前記取付部側フランジ５１、前記衝撃吸収部変形用孔５２に相当する部分を設けた。衝撃吸収性の測定は、フレームに固定した衝撃吸収体の天面壁１２に、半径３５ｍｍの半円柱体となすインパクターの円弧面部分を時速４０ｋｍで衝突させ、その際、インパクターに加わる荷重を測定することにより行った。また、前記θが９１．５°の比較例１、θが９３．５°の比較例２、θが９５．５°の比較例３についても実施例と同様にして衝撃吸収性を測定した。測定結果を図８に示す。

図８の測定結果から理解されるように、本実施例の衝撃吸収体は、比較例よりも初期荷重立ち上がり後の荷重低下が少なくなり、衝撃吸収性に優れるものである。

前記衝撃吸収体１０は、歩行者保護用のバンパーに設けられる衝撃吸収体を例示したが、その板厚や大きさを適宜変更して、車両用内装部材に取り付けてもよい。例えば、前記衝撃吸収体１０は、前記取付用底壁２１が自動車の車体構造体であるサイドルーフレールに固定され、前記天面壁１２が車両用内装部材である天井材（ルーフライナ）へ向けられて、乗員頭部に近い天井部に埋設される。そして、自動車の衝突によって、衝撃吸収体１０の設置されている天井部に乗員の頭部が衝突すると、前記衝撃吸収体１０の衝撃吸収部１１に衝撃が加わり、前記衝撃吸収部１１が前記サイドレールと天井材間で圧縮されて前記側面壁１３，１４，１５及び連結壁３１が変形し、衝撃を吸収する。

本発明の一実施例に係る衝撃吸収体の正面図である。同衝撃吸収体の平面図である。同衝撃吸収体の３−３断面図である。同衝撃吸収体の４Ａ−４Ａ及び４Ｂ−４Ｂ断面図である。同衝撃吸収体の衝撃吸収部を示す斜視図である。衝撃吸収部変形用孔の他の例を有する衝撃吸収体の平面図である。図６の衝撃吸収体の衝撃吸収部及び衝撃吸収部変形用孔を示す斜視図である。荷重−変形曲線である。

符号の説明

１０衝撃吸収体
１１衝撃吸収部
１２天面壁
１３，１４，１５側面壁
２１取付用底壁
３１連結壁
４１頂部側フランジ
５１取付部側フランジ
５２衝撃吸収部変形用孔

Claims

天面壁（１２）と側面壁（１３，１４，１５）とよりなって一側面（１８）と底面（１９）が開放された中空柱状からなる衝撃吸収部（１１）が隣の前記衝撃吸収部（１１）との間隔を開けて並列に複数設けられ、
隣り合う前記衝撃吸収部（１１）同士は、対向する側面壁（１５ａ，１３ｂ）が前記開放された底面（１９）側の底部で取付用底壁（２１）を介して一連とされると共に前記開放された一側面（１８）側の背部で連結壁（３１）を介して一連とされ、
前記取付用底壁（２１）には前記衝撃吸収部（１１）の底部との境界位置に衝撃吸収部変形用孔（５２）が形成され、
前記連結壁（３１）は前記取付用底壁（２１）との間の角度（θ）が鋭角となっていることを特徴とする衝撃吸収体。
前記衝撃吸収体（１１）には頂部側フランジ（４１）と取付部側フランジ（５１）とを有し、
前記頂部側フランジ（４１）は、前記衝撃吸収部（１１）の天面壁（１２）において前記開放された一側面（１８）側から突出した部分（４１ａ）と前記連結壁（３１）の頂部側から突出した部分（４１ｂ）が一平面上に一連に形成されて前記天面壁（１２）の延長方向（Ｋ）へ突出したものからなり、
前記取付部側フランジ（５１）は、前記衝撃吸収部（１１）の前記開放された一側面（１８）とは反対側の側面壁（１４）において前記開放された底面（１９）側から突出した部分（５１ａ）と前記取付用底壁（２１）において前記連結壁（３１）とは反対側から突出した部分（５１ｂ）が一平面上に一連に形成されて前記取付用底壁（２１）の延長方向（Ｌ）へ突出したものからなることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収体。