JP5933248B2

JP5933248B2 - 車両用衝撃吸収部材

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Publication number: JP5933248B2
Application number: JP2011276345A
Authority: JP
Inventors: 橋本　圭一; 圭一橋本; 佳久大垣; 福田　雅幸; 雅幸福田
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Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2016-06-08
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Description

本発明は、車両衝突時に生じる衝撃から乗員の下肢部を保護するための車両用衝撃吸収部材に関するものである。

車両衝突時に乗員の下肢部を保護するための車両用衝撃吸収部材として、車両に設置したときに室内側に位置する天板と、該天板の裏面側の全面に一体成形された複数本の縦長状凸条や格子状の凸部を備える発泡樹脂成形品からなる衝撃吸収部材や、該天板の裏面側に車両の前後方向に複数の縦長状凹溝が形成されている発泡樹脂成形品からなる衝撃吸収部材が開発されている（例えば、特許文献１〜３）。

これらの衝撃吸収部材は、衝突時の初期の段階では、天板の裏面側に形成された凸条などの凸部分などが圧縮され、主に弾性変形することにより短時間で多くの衝撃エネルギーを吸収する。そして、ある荷重値（下肢部に障害を与える障害限界荷重値よりも低い荷重値）からは、凸部分が塑性変形（破壊や折れ曲がり等）し、荷重を大きく上げることなく衝撃エネルギーを吸収する構造のものであった。そのため、ある荷重値を超える衝撃時に凸部分が塑性変形（破壊等）するよう、該凸部分の幅は部材全厚みの３０％以下の薄いものに設計されていた。

ただし、凸部分に折れ曲がりが生じるとエネルギー吸収量が過度に低下してしまうことがあるため、凸条（主リブ）間に主リブよりも低い副リブを設けて、主リブの折れ曲がり位置を制御することにより、エネルギー吸収量を制御する技術が開発されている（例えば、特許文献４及び５）。

特開２００３−１２７７９６号公報特開２００４−３０６７９１号公報特開２００８−１８４１４６号公報特開２００４−９８７７４号公報特開２００７−１９７０３２号公報

近年、自動車業界では、車内の限られた空間内でより広い居住スペースを確保することが求められ、また低燃費化のために自動車全体の更なる軽量化が求められている。
ここで、居住スペースを確保するため、また軽量化のためには、上記した衝撃吸収部材の全体厚みの更なる薄肉化が求められるが、衝撃吸収部材の厚みを単純に薄くすると、衝撃エネルギー吸収のための十分なストローク（ひずみ量）が確保できず、衝撃エネルギー吸収量が不充分なものとなる。そのため、従来とは異なる衝撃吸収部材の設計が必要となってきた。

本発明は、上述した背景技術に鑑みなされたものであって、全体的に薄く、かつ軽量化を図りつつ、限られたストローク（ひずみ量）の中で安定して十分な衝撃エネルギーを吸収することが可能な、より改良された車両用衝撃吸収部材を提案することを目的とする。

本発明者等は、上記した目的を達成すべく鋭意研究を進めた結果、限られたストローク中で安定して十分なエネルギー吸収を行うためには、可能な限り凸部分を折れ曲がって破壊するなどの塑性変形を生じさせずに、主に圧縮による弾性変形のみによって衝撃エネルギーを吸収させる必要があること、更には、ストローク確保や軽量化のために天板を薄くすると荷重がかかった際に天板が撓んでしまい、凸部分への荷重がかかり難くなるため、衝撃時に天板の撓みを抑えて効率よく凸部分に荷重をかける必要があることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、次の〔１〕〜〔４〕に記載の車両用衝撃吸収部材とした。
〔１〕ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂との複合樹脂発泡粒子成形体からなり、乗員の足が載置される天板と、該天板の足載置面とは反対の面に立設された凸条を有する車両用衝撃吸収部材であって、前記発泡粒子成形体を構成する複合樹脂中のポリスチレン系樹脂の割合が４０〜９０重量％であると共に、前記発泡粒子成形体の見掛け密度が２０〜２００ｋｇ／ｍ ³ であり、前記凸条は、車両の前後方向に立設された複数列の主凸条と、足が載置される衝撃吸収部位の前記主凸条間に差し渡して立設された一列または二列以上の副凸条とからなり、前記衝撃吸収部位の全体厚みが２０〜５０ｍｍであって、該衝撃吸収部位の天板の厚みが全体厚みの３０％以下であり、前記主凸条の幅が１０ｍｍ以上であると共に、前記衝撃吸収部位の全体厚みの３０％を超え、前記副凸条の平均高さが主凸条の高さの３０〜７０％であり、かつ該副凸条の幅の合計が１０〜２０ｍｍであることを特徴とする、車両用衝撃吸収部材。
〔２〕前記主凸条間の間隔が１０〜２０ｍｍであることを特徴とする、〔１〕に記載の車両用下肢部衝撃吸収部材。
〔３〕前記副凸条が二列以上であり、それぞれの副凸条の幅方向中心間の距離が前記主凸条の幅方向中心間の距離と略同一であることを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載の車両用衝撃吸収部材。
〔４〕前記衝撃吸収部位を、天板側から１５ｍｍ／分の速度で圧縮した際の５％歪時圧縮荷重（Ｆ５）、５０％歪時圧縮荷重（Ｆ５０）及び６５％歪時圧縮荷重（Ｆ６５）が、Ｆ５≦Ｆ５０≦Ｆ６５の関係を示すことを特徴とする、〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の車両用衝撃吸収部材。

上記した本発明に係る車両用下肢部衝撃吸収部材によれば、ポリスチレン樹脂とポリオレフィン樹脂との複合樹脂発泡粒子成形体を採用し、かつ特定の形状の主凸条と副凸条を設けることによって、天板が薄い部材においても、該副凸条が天板の撓みを抑制することにより主凸条に適正に荷重をかけることができ、さらに、ポリスチレン樹脂とポリオレフィン樹脂との複合樹脂発泡粒子成形体を採用することにより、ポリスチレン樹脂発泡粒子成形体の高弾性と、ポリオレフィン樹脂発泡粒子成形体の粘り強さを併せ持つため、幅の広い主凸条とすることにより、荷重を大きく上げることなく主に弾性変形によって短いストローク（ひずみ量）の中で衝撃エネルギーを効率よく吸収することができる。その結果、部材の全体厚を可及的に薄くすることによって、居住スペースの確保と軽量化が図れるものとなる。

本発明の車両用衝撃吸収部材の要部を下方（車両の床面側）から視た概念的な斜視図である。図１に示した車両用衝撃吸収部材の裏面図である。図１に示した車両用衝撃吸収部材の正面図である。図１に示した車両用衝撃吸収部材の側面図である。本発明の車両用衝撃吸収部材の具体例を上方（車両の室内側）から視た斜視図である。図５に示した具体例の車両用衝撃吸収部材を下方（車両の床面側）から視た斜視図である。図６におけるＩ−Ｉ線に沿う部分の拡大断面図である。図６におけるII−II線に沿う部分の拡大断面図である。圧縮試験の測定方法を概念的に示した図である。本発明に係る車両用衝撃吸収部材の実施例１〜５と参考例の衝撃吸収部材の荷重−変位特性を示したグラフである。参考例の衝撃吸収部材と比較例１〜４の衝撃吸収部材の荷重−変位特性を示したグラフである。

以下、本発明に係る車両用衝撃吸収部材の実施の形態について、図面等を示して詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の車両用衝撃吸収部材の要部を示した概念的な図であって、これらの図に示すように、本発明に係る車両用衝撃吸収部材（以下、単に「衝撃吸収部材」という場合もある）１は、天板１０、主凸条２０及び副凸条３０を備えて構成されている。

この本発明の衝撃吸収部材１は、その全体がポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂との複合樹脂発泡粒子成形体により一体的に形成されている。かかる複合樹脂発泡粒子成形体は、ポリスチレン系樹脂発泡粒子成形体の高弾性と、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子成形体の粘り強さとを併せ持ち、後に説明する優れた性状の衝撃吸収部材１を形成できる。かかる観点から、この複合樹脂におけるポリスチレン系樹脂の割合は、４０〜９０重量％であり、好ましくは５０〜８５重量％、特に好ましくは５５〜７５重量％である。

上記発泡粒子成形体を形成する複合樹脂の相構造は、（１）ポリオレフィン系樹脂が連続相（海相）を形成し、ポリスチレン系樹脂が該連続相中に分散する分散相（島相）を形成する海島構造、（２）ポリスチレン系樹脂が連続相（海相）を形成し、ポリオレフィン系樹脂が該連続相中に分散する分散相（島相）を形成する海島構造、或いは（３）ポリスチレン系樹脂とポリスチレン系樹脂が共に連続相を形成する海海構造が挙げられる。
上記相構造の中でも、高弾性と粘り強さを両立する発泡粒子成形体とするためには、発泡粒子成形体を構成する複合樹脂が、上記（１）又は（３）の相構造をとることが好ましい。

上記複合樹脂は以下のようにして製造することができる。
例えば、ポリオレフィン系樹脂粒子（以下、適宜「核粒子」という）を懸濁剤、界面活性剤、及び水溶性重合禁止剤等を含む水性媒体中に懸濁させ、懸濁液を作製し、次いで、該懸濁液にスチレン系モノマーを添加し、核粒子に該スチレン系モノマーを含浸させ、重合開始剤の存在下で懸濁重合させる。これにより、ポリオレフィン系樹脂成分とポリスチレン系樹脂成分とから構成される複合樹脂粒子を得ることができる。また、ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂とを押出機などにより溶融混練して複合樹脂粒子を得てもよい。

さらに、本発明の衝撃吸収部材１の成形に当たっては、上記複合樹脂粒子に発泡剤、例えばプロパン、ブタン、ペンタンなどの炭化水素等を含浸させて発泡性樹脂粒子とし、該発泡性樹脂粒子を過熱水蒸気等の加熱媒体で加熱して予備発泡させるか、或いは圧力容器内で水性媒体中に分散させた上記複合樹脂粒子に発泡剤、例えば、上記炭化水素や、窒素、二酸化炭素などの無機ガス等を含浸させ、分散媒と共に発泡剤を含んだ複合樹脂粒子を圧力容器から放出することにより予備発泡させ、次いで前記予備発泡粒子を成形型内に充填し、該成形型内において予備発泡粒子を過熱水蒸気等の加熱媒体により二次発泡、融着させ型内成形することで、本発明の衝撃吸収部材を製造することができる。

本発明においてポリオレフィン系樹脂とは、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が例示でき、これらの樹脂の中から選択される１種又は２種以上の混合物を利用できる。ポリエチレン系樹脂としては、例えば低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ブテン−１共重合体、エチレン・ブテン−１共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン・メタクリル酸アルキルエステル共重合体等がある。ポリプロピレン系樹脂としては、例えばプロピレンホモ重合体、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・ブテン−１共重合体、プロピレン・エチレン・ブテン−１共重合体、プロピレン・４−メチルペンテン−１共重合体等がある。好ましくは、強度の優位性の観点から、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、又はこれらの混合物を用いることがよい。

ポリスチレン系樹脂としては、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂もしくはこれらの２種以上の混合物が挙げられる。好ましくは、ポリスチレン、スチレンとブチルアクリレート等のアクリル系モノマーとの共重合体が挙げられる。但し、スチレンモノマーと該スチレンモノマーと共重合可能なモノマーとの共重合体は、その共重合体中にスチレンモノマー成分単位が５０質量％以上であることが好ましい。

また、上記ポリスチレン系樹脂としては、スチレンモノマーの重合体、スチレンモノマーと該スチレンモノマーと共重合可能なモノマーとの共重合体が挙げられる。該スチレンモノマーと共重合可能なモノマーとしては、アクリル酸の炭素数が１〜１０のアルキルエステル、メタクリル酸の炭素数が１〜１０のアルキルエステル、スチレンの誘導体、ニトリル基含有不飽和化合物等が挙げられる。本明細書では、スチレンモノマーをポリオレフィン系樹脂に含浸、重合させる場合は、当該スチレンモノマーが当然にスチレン系モノマーであり、また、スチレンモノマーと、スチレンモノマーと共重合可能なモノマーとを併用してポリオレフィン系樹脂に含浸、重合させる場合は、スチレンモノマーと、スチレンモノマーと共重合可能なモノマーとを併せてスチレン系モノマーと称する。

本発明の衝撃吸収部材１を構成する上記複合樹脂発泡粒子成形体の見掛け密度は、２０〜２００ｋｇ／ｍ³ である。これは、見掛け密度が低すぎる場合には、要求される圧縮応力を達成する物性を得ることが難しい場合があり、逆に高すぎる場合には、圧縮応力値が高くなるばかりでなく、軽量化が困難となる虞があるために好ましくない。かかる観点から、複合樹脂発泡粒子成形体の見掛け密度は２５〜１００ｋｇ／ｍ³であることがより好ましく、３０〜６０ｋｇ／ｍ³であることがさらに好ましい。
なお、上記複合樹脂発泡粒子成形体の見掛け密度とは、発泡粒子成形体の重量を該発泡粒子成形体の体積で除した値である。発泡粒子成形体の体積は、水没法などにより求めればよい。

本発明の衝撃吸収部材１の天板１０は、乗員が足を載置するもので略平板状に形成されており、該天板１０の足載置面とは反対の面（車両の床面と対向する面）に、車両の前後方向に沿って複数列の主凸条２０が立設され、足が載置される衝撃吸収部位Ａの前記主凸条２０間に該主凸条と直交する方向に差し渡して一列または二列以上の副凸条３０が立設された構成に、上記複合樹脂発泡粒子成形体により一体的に形成されている。

上記衝撃吸収部材１の衝撃吸収部位Ａの全体厚みＴ₁は、２０〜５０ｍｍであり、該衝撃吸収部位Ａの天板１０の厚みＴ₁₀は、前記全体厚みＴ₁の３０％以下である。衝撃吸収部位Ａの全体厚みＴ₁が２０ｍｍに満たないものである場合には、衝撃エネルギーを吸収する十分なストローク（ひずみ量）が得られ難く、逆に５０ｍｍを超える厚みである場合には、居住スペースの確保と軽量化が図れない。また、天板１０の厚みＴ₁₀が前記全体厚みＴ₁の３０％を超えるものである場合には、軽量化が図れないと共に、主凸条２０の高さが短いものとなり、変位−荷重曲線の立ち上がりが早く、限界荷重値以下で吸収できる衝撃エネルギーの吸収が小さくなる。かかる観点から、衝撃吸収部位Ａの全体厚みＴ₁は２０〜４０ｍｍであることが好ましく、２５〜３５ｍｍであることがより好ましい。また、天板１０の厚みＴ₁₀は前記全体厚みＴ₁の２７％以下であることが好ましく、２０〜２５％であることがより好ましい。

また、天板１０に立設された上記主凸条２０は、その幅Ｗ₂₀が１０ｍｍ以上であると共に、上記衝撃吸収部位Ａの全体厚みＴ₁の３０％を超える幅である。このような幅の広い主凸条２０とすることにより、該主凸条２０が折れて破壊されることを防止すると共に、荷重を大きく上げることなく弾性変形により短いストローク（ひずみ量）の中で衝撃エネルギーを効率よく吸収させることができる。かかる観点から、主凸条２０の幅Ｗ₂₀は衝撃吸収部位Ａの全体厚みＴ₁の３５％を超える幅とすることが好ましく、３７〜４５％の幅とすることがより好ましい。
なお、上記主凸条２０の幅Ｗ₂₀は、主凸条が断面台形形状のように厚みが一定割合で変化するような形状に形成されている場合は、主凸条の最も狭い幅W_minと主凸条の最も広い幅Ｗ_maxとの平均値（（Ｗ_max＋Ｗ_min）／２）を指す。また、主凸条の幅が主凸条ごとに異なる場合は、各主凸条の幅の平均値を指す。

また、上記主凸条２０間の間隔Ｌ₂₀は、１０〜２０ｍｍに設計されていることが好ましく、１２〜１７ｍｍに設計されていることがより好ましい。これは、主凸条２０間の間隔Ｌ₂₀が狭すぎる場合には、軽量化が困難となり、一方、間隔が広すぎる場合には、衝撃荷重を支えきれない虞があるために好ましくない。
なお、上記主凸条２０間の間隔Ｌ₂₀は、主凸条が断面台形形状であり、主凸条間の間隔が一定割合で変化するような場合は、主凸条間の最も狭い間隔Ｌ_minと主凸条間の最も広い間隔Ｌ_maxとの平均値（（Ｌ_max＋Ｌ_min）／２）を指す。また、主凸条の間隔が主凸条ごとに異なる場合は、各主凸条の間隔の平均値を指す。

足が載置される衝撃吸収部位Ａの上記主凸条２０間に該主凸条と略直交する方向に差し渡して一列または二列以上立設された上記副凸条３０は、その高さＨ₃₀が上記主凸条２０の高さＨ₂₀の３０〜７０％であり、かつ該副凸条３０の幅Ｗ₃₀の合計Ｗ_30Tが１０〜２０ｍｍとなるように設計されている。このような高さ及び幅の副凸条３０を主凸条２０間の天板１０に立設することにより、荷重が作用した場合の天板１０の撓みを効果的に抑え、荷重により主凸条２０を適正に弾性変形させて衝撃エネルギーを効率よく吸収させることができる。即ち、形成した副凸条３０の高さＨ₃₀が高すぎると、変位−荷重吸収曲線の立ち上がりが早くなってしまい、障害限界荷重値以下で吸収できる衝撃エネルギー吸収量が小さくなってしまう。かかる観点から、副凸条３０の高さＨ₃₀は主凸部の高さＨ₂₀の６０％以下が更に望ましい。また、副凸部３０の高さＨ₃₀が低すぎると、天板１０の撓みを十分に抑えることができなくなる虞があるため、やはり衝撃エネルギー吸収量が小さくなってしまう。かかる観点から、副凸条３０の高さＨ₃₀は主凸部の高さＨ₂₀の４０％以上が更に望ましい。また副凸条３０の幅Ｗ₃₀の合計Ｗ_30Tが大きすぎるとやはり変位−荷重吸収曲線の立ち上がりが早くなってしまい、一方、小さすぎると、天板１０の撓みを十分に抑えることができなくなる虞がある。かかる観点から、副凸条３０の幅Ｗ₃₀の合計Ｗ_30Tは１２〜１７ｍｍに設計することがより望ましい。
なお、副凸部３０の高さＨ₃₀は、形成した副凸部が高さの異なるものである場合は、平均高さを指す。また、副凸条３０の幅Ｗ₃₀は、副凸条が台形に形成されている場合は最も狭い先端における幅を指す。また、副凸条が一列しか形成されていない場合は、その一列の副凸条の幅が合計Ｗ_30Tとなる。

また、上記副凸条３０を二列以上設けた場合には、それぞれの副凸条３０の幅方向中心間の距離Ｎ₃₀は主凸条２０の幅方向中心間の距離Ｎ₂₀と略同一とすることが好ましい。これは、このような正方形格子点を形成する副凸条３０と主凸条２０との配置とすることにより、バランス良く衝撃荷重を受けることができる。この副凸条３０の幅方向中心間の距離Ｎ₃₀は１５〜５０ｍｍとすることが望ましく、２０〜３５ｍｍとすることがより望ましい。

上記した主凸条２０及び副凸条３０を形成した衝撃吸収部位Ａを、天板側から１５ｍｍ／分の速度で圧縮した際の５％歪時圧縮荷重（Ｆ５）、５０％歪時圧縮荷重（Ｆ５０）及び６５％歪時圧縮荷重（Ｆ６５）は、Ｆ５≦Ｆ５０≦Ｆ６５の関係を示すように衝撃吸収部材１を設計することが望ましい。この関係は、主凸条２０が折れることなく衝撃エネルギーを吸収していることを示す構成であり、５％歪時圧縮荷重（Ｆ５）の値は、変形初期の荷重を意味し、変形の初期段階で十分な衝撃エネルギー吸収量を得るためにはこのＦ５の値は高い方が好ましく、０．５〜２．２ｋＮとなることが望ましい。一方、６５％歪時圧縮荷重（Ｆ６５）は、変形後半の荷重を意味し、許容荷重を超えない範囲で高いことが望ましく、１．５〜２．２ｋＮとなることが望ましい。

上記圧縮物性は、ＪＩＳＫ７２２０：２００６に準拠し次のようにして測定する。
まず、衝撃吸収部材から、衝撃吸収部位を中心として縦１２０ｍｍ×横１２０ｍｍの試験片を切り出す。次に、図９のように、該試験片１００を鋼鉄製の受け治具１０１上に載置し、試験片中央部の天板側から踵を模したアルミ製の圧縮子１０２により試験速度１５ｍｍ／分の速度で圧縮試験を行い、５％歪時、５０％歪時、６５％歪時の各圧縮荷重（Ｆ５、Ｆ５０、Ｆ６５）を求める。
なお、圧縮試験時の総エネルギー吸収量は、上記圧縮試験により得られた変位―荷重曲線を元に荷重値を変位で積分することにより得ることができる。

次に、上記の如く設計された本発明の衝撃吸収部材１の作用について説明する。
本発明の衝撃吸収部材１は、衝撃吸収部位Ａの全体厚みＴ₁が２０〜５０ｍｍであるため、全体厚みが薄く、居住スペースの確保と軽量化が図れる。さらに、該衝撃吸収部位Ａの天板１０の厚みＴ₁₀が前記全体厚みＴ₁の３０％以下であるため、限られた全体厚みの中でエネルギー吸収に必要なストロークを確保することができる。また、衝撃吸収部位Ａの主凸条２０間に該主凸条と直交する方向に差し渡して一列または二列以上の副凸条３０を立設することとし、該副凸条３０は、高さＨ₃₀が主凸条２０の高さＨ₂₀の３０〜７０％、幅Ｗ₃₀の合計Ｗ_30Tが１０〜２０ｍｍに設計されているため、該副凸条３０によって、軽量化を阻害せずに荷重が作用した場合の天板１０の撓みを効果的に抑え、荷重により主凸条２０を適正に弾性変形させて衝撃エネルギーを効率よく吸収させることができる。更に、本発明の衝撃吸収部材１は、その全体をポリスチレン樹脂とポリオレフィン樹脂との複合樹脂発泡粒子成形体により形成することとし、主凸条２０は、幅Ｗ₂₀が１０ｍｍ以上であると共に、衝撃吸収部位Ａの全体厚みＴ₁の３０％を超える幅に設計されているため、荷重によって該主凸条２０が折れて破壊されることがなくても、荷重を大きく上げることなく弾性変形により短いストローク（ひずみ量）の中で衝撃エネルギーを効率よく吸収することができる。即ち、本発明の衝撃吸収部材１は、ポリスチレン樹脂とポリオレフィン樹脂との複合樹脂発泡粒子成形体がもつ衝撃吸収性能と特定の凸条構造が相乗的に働き、限られたストローク（ひずみ量）の中で十分な衝撃吸収性能を発現できる。

なお、本発明の実施の形態を示した図１〜図４は、衝撃吸収部材１の一部を示したものであり、主凸条２０と副凸条３０の配置、形状及び数等は、適宜変更することができる。また、衝撃吸収部材１の全体の形状も、車種等に合わせて各形状に成形することができる。

例えば、図１〜図４に示した衝撃吸収部材１では、すべての副凸条３０の高さを同じにしているが、高さが異なる副凸条３０を配置したり、副凸条３０を部分的に省いて歯抜け状に構成することもできる。また、複数の副凸条３０を段階的に高さを変化させて配置することもできる。また、図示した衝撃吸収部材１では、副凸条３０の向きが主凸条２０に対して直交しているが、副凸条３０の向きを主凸条２０に対して傾斜させてもよい。

更には、主凸条２０の断面形状は、台形に限らず長方形、半円形状等であってもよい。また、主凸条２０は、幅が同一のものに限らず、衝撃荷重の作用方向に沿って段階的に幅が変化するものであってもよい。このようにすると、圧縮ひずみが大きくなっても急激な圧縮応力の上昇を抑制することができるという利点がある。

具体例

次に、本発明に係る車両用下肢部衝撃吸収部材の具体例（実施例１）を、図面を示して説明する。

図５〜図８に示した衝撃吸収部材５１は、直鎖状低密度ポリエチレン７５重量％とエチレン−酢酸ビニル共重合体２５重量％との混合物からなるポリオレフィン系樹脂核粒子にスチレンモノマーを含浸重合させてなるポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂との複合樹脂（ポリスチレン樹脂の割合７０重量％）を基材樹脂とする見掛け密度３３ｋｇ／ｍ³の発泡粒子成形体により形成された、本発明に係る車両用衝撃吸収部材の具体例である。

この図示した衝撃吸収部材５１は、車両の床面に添った形状、即ち、足を載置する中間平坦面部６１、その前後方向に屈曲して斜めに延びる前部平坦面部６２及び後部平坦面部６３で形成された天板６０と、該天板６０の足載置面とは反対の面に形成された、車両の前後方向全長に亘って立設された複数列の主凸条７０と、足（特に踵）が載置される衝撃吸収部位Ａに存在する左右それぞれ４本の主凸条７０間に、該主凸条７０とほぼ直交する方向に差し渡して立設された、それぞれ二列、計１２本の副凸条８０とから構成されている。

上記衝撃吸収部材５１の衝撃吸収部位Ａの全体厚みＴ₅₁は３０ｍｍに形成され、該衝撃吸収部位Ａの天板６０の厚みＴ₆₀は７．５ｍｍ（前記全体厚みＴ₅₁の２５％）に形成されている。また、天板６０に立設された上記主凸条７０は、その高さＨ₇₀が２２．５ｍｍ、幅Ｗ₇₀が１５ｍｍ（前記全体厚みＴ₅₁の５０％）に形成され、主凸条７０間の間隔Ｌ₇₀は１５ｍｍに形成されている。また、足が載置される衝撃吸収部位Ａの上記主凸条７０間に該主凸条と直交する方向に差し渡して立設された上記副凸条８０は、その高さＨ₈₀が１１．３ｍｍ（前記主凸条７０の高さＨ₇₀の５０％）、幅Ｗ₈₀が７．５ｍｍに形成され、二列合計の幅Ｗ_80Tが１５ｍｍに形成されている。また、二列形成されたそれぞれの副凸条８０の幅方向中心間の距離Ｎ₈₀は３０ｍｍに形成され、上記主凸条７０の幅方向中心間の距離Ｎ₇₀の２８ｍｍと略同一に形成されている。

上記した主凸条７０及び副凸条８０が形成された衝撃吸収部材５１の衝撃吸収部位Ａに、天板側から１５ｍｍ／分の速度で圧縮荷重を加えたところ、５％歪時圧縮荷重（Ｆ５）は０．９２ｋＮ、５０％歪時圧縮荷重（Ｆ５０）は１．５８ｋＮ、そして６５％歪時圧縮荷重（Ｆ６５）は２．０７ｋＮであり、圧縮荷重２．２ｋＮ到達時のエネルギー吸収量は２６．６Ｊであった。実施例１の衝撃吸収部材は、下記参考例の衝撃吸収部材よりも軽量でありながらも、同等のエネルギー吸収特性を有していた。

試験例

以下、上記した本発明に係る車両用衝撃吸収部材を見出した試験例につき説明するが、本発明は、これらの試験例により制限されるものではない。

表１に試験例（実施例１〜５、参考例、比較例１〜４）を開示する。

表１における実施例１は、上記具体例として示した衝撃吸収部材５１の例である。

表１における実施例２は、実施例１の副凸条の設計を変更した例であり、具体的には、実施例１の２列の副凸条の代わりに、衝撃吸収部位の中央部に、幅Ｗ₈₀が１５ｍｍの副凸条を１列だけ設けた以外は、実施例１と同形状とした衝撃吸収部材の例である。

表１における実施例３は、実施例１の副凸条の設計を変更した例であり、具体的には、同一高さの２列の副凸条を、高さＨ₈₀４．５ｍｍと１８ｍｍの異なる高さの２列の副凸条（平均高さ１１．３ｍｍ、主凸条の高さＨ₇₀の５０％）に変更した以外は、実施例１と同形状とした衝撃吸収部材の例である。

表１における実施例４は、実施例１の副凸条の設計を変更した例であり、具体的には、副凸条の高さＨ₈₀を２列とも１１．３ｍｍから９ｍｍ（主凸条の高さＨ₇₀の４０％）に変更した以外は、実施例１と同形状とした衝撃吸収部材の例である。

表１における実施例５は、実施例１の副凸条の設計を変更した例であり、具体的には、副凸条の高さＨ₈₀を２列とも１１．３ｍｍから１３．５ｍｍ（主凸条の高さＨ₇₀の６０％）に変更した以外は、実施例１と同形状とした衝撃吸収部材の例である。

表１における参考例は、従来の設計による衝撃吸収部材の例であり、天板の厚みＴ₆₀が１０ｍｍであり、主凸条の高さＨ₇₀が２０ｍｍであり、副凸条を有さない以外は、実施例１と同形状とした衝撃吸収部材の例である。

表１における比較例１は、参考例の衝撃吸収部材の天板の厚みを単に薄くした例であり、具体的には、天板の厚みをＴ₆₀を７．５ｍｍとし、主凸条の高さＨ₇₀を２２．５ｍｍとした以外は、参考例と同形状とした衝撃吸収部材の例である。

表１における比較例２は、副凸部を設けずに比較例１の主凸部の幅を厚くした例であり、具体的には、主凸条の幅Ｗ₇₀を１７ｍｍとした以外は、比較例１と同形状とした衝撃吸収部材の例である。

表１における比較例３は、本発明で特定する高さよりも高い副凸条を設けた例であり、具体的には、副凸条の高さＨ₈₀を２０ｍｍ（主凸条の高さＨ₇₀の１００％）とした以外は、実施例１と同形状とした衝撃吸収部材の例である。

表１における比較例４は、本発明で特定する高さよりも低い副凸条を設けた例であり、具体的には、副凸条の高さＨ₈₀を４．５ｍｍ（主凸条の高さＨ₇₀の２０％）とした以外は、実施例１と同形状とした衝撃吸収部材の例である。

これらの実施例、参考例及び比較例の特性を表２に示し、荷重−変位特性を図１０、図１１に示す。

実施例１〜５の衝撃吸収部材は、表２及び図１０のグラフで明らかなように、天板の厚みが薄く軽量であるにもかかわらず、参考例の衝撃吸収部材と遜色のないエネルギー吸収特性を示し、障害限界荷重値に対して荷重が適切であるため、最適な衝突エネルギーの吸収量が確保される。
これに対して、表２及び図１１のグラフで明らかなように、比較例１の衝撃吸収部材は障害限界荷重に対して荷重が小さ過ぎるため、十分なエネルギー吸収ができなかった。比較例３の衝撃部材は荷重−変位曲線の立ち上がりが早く、十分なストロークを確保する前に障害限界荷重値を超えてしまうため、エネルギー吸収量が不十分であった。比較例４も比較例１と同様にエネルギー吸収量が不十分であり、何れも好ましくない。また、表２から明らかなように、比較例２の衝撃吸収部材の場合には軽量化が図れない。

１，５１衝撃吸収部材
Ｔ_1,Ｔ₅₁ 衝撃吸収部材の全体厚み
１０，６０天板
Ｔ₁₀，Ｔ₆₀ 天板の厚み
２０，７０主凸条
Ｈ₂₀，Ｈ₇₀ 主凸条の高さ
Ｗ₂₀，Ｗ₇₀ 主凸条の幅
Ｌ₂₀，Ｌ₇₀ 主凸条間の間隔
Ｎ₂₀，Ｎ₇₀ 主凸条の幅方向中心間の距離
３０，８０副凸条
Ｈ₃₀，Ｈ₈₀ 副凸条の高さ
Ｗ₃₀，Ｗ₈₀ 副凸条の幅
Ｗ_30T，Ｗ_80T 副凸条の幅の合計
Ｌ₃₀，Ｌ₈₀ 副凸条間の間隔
Ｎ₃₀，Ｎ₈₀ 副凸条の幅方向中心間の距離
Ａ衝撃吸収部位
６１中間平坦面部
６２前部平坦面部
６３後部平坦面部

Claims

ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂との複合樹脂発泡粒子成形体からなり、乗員の足が載置される天板と、該天板の足載置面とは反対の面に立設された凸条を有する車両用衝撃吸収部材であって、前記発泡粒子成形体を構成する複合樹脂中のポリスチレン系樹脂の割合が４０〜９０重量％であると共に、前記発泡粒子成形体の見掛け密度が２０〜２００ｋｇ／ｍ ³ であり、前記凸条は、車両の前後方向に立設された複数列の主凸条と、足が載置される衝撃吸収部位の前記主凸条間に差し渡して立設された一列または二列以上の副凸条とからなり、前記衝撃吸収部位の全体厚みが２０〜５０ｍｍであって、該衝撃吸収部位の天板の厚みが全体厚みの３０％以下であり、前記主凸条の幅が１０ｍｍ以上であると共に、前記衝撃吸収部位の全体厚みの３０％を超え、前記副凸条の平均高さが主凸条の高さの３０〜７０％であり、かつ該副凸条の幅の合計が１０〜２０ｍｍであることを特徴とする、車両用衝撃吸収部材。
前記主凸条間の間隔が１０〜２０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の車両用衝撃吸収部材。
前記副凸条が二列以上であり、それぞれの副凸条の幅方向中心間の距離が前記主凸条の幅方向中心間の距離と略同一であることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用衝撃吸収部材。
前記衝撃吸収部位を、天板側から１５ｍｍ／分の速度で圧縮した際の５％歪時圧縮荷重（Ｆ５）、５０％歪時圧縮荷重（Ｆ５０）及び６５％歪時圧縮荷重（Ｆ６５）が、Ｆ５≦Ｆ５０≦Ｆ６５の関係を示すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用衝撃吸収部材。