JP6492842B2 - 車両用衝撃吸収体 - Google Patents

Description

本発明は、車両構成部材、例えばドア、ドアトリムあるいはボディーサイドパネル、ルーフパネル、ピラー、バンパー（特に、バンパーフェイシアとバンパービームとの間に介在させてバンパーフェイシアが受ける衝撃を吸収させるもの）などに内設することによって搭乗員が車両構成部材の内壁への衝突するような内部または他の車両との衝突のような外部からの衝撃を吸収するための衝撃吸収体に関するものである。

この種の衝撃吸収体であって、熱可塑性樹脂をブロー成形して中空二重壁構造で中空部を有し、その表面壁と裏面壁から凹状リブを形成してその互いの先端部を接合して一体化し、衝撃吸収性の向上を企図したものは、特許文献１に開示されている。

特許文献１の衝撃吸収体では、衝撃吸収体が衝撃を吸収する過程において、衝撃吸収体が押し潰されるように破壊される際に、側壁が「＞」字状に変形するために衝撃吸収性能を発揮することができないという問題を解決するために、側面が開放された凹状リブ（以下、「溝リブ」）の深さを増大させることによって側壁の「＞」字変形を抑制して、側壁を蛇腹状に変形させることによって、圧縮歪みが２０〜８０％の範囲において圧縮荷重の低下がなく所望の衝撃吸収量を得ることを可能にしている。

特開２００６−９６３０８公報

しかし、本発明者らがさらに検討を行ったところ、特許文献１の衝撃吸収体では、圧縮歪みが大きくなるに従って圧縮荷重が過度に上昇してしまう場合があること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、圧縮荷重の過度な上昇を抑制しつつ衝撃吸収性能を適切に発揮させることができる衝撃吸収体を提供するものである。

本発明によれば、中空部を有するブロー成形体からなる衝撃吸収体であって、前記ブロー成形体は、互いに離間されて対向する前面壁及び背面壁と、前記前面壁及び背面壁をつなぐ側壁を備え、前記側壁には前記前面壁が凹まされて形成された前面側溝リブと前記背面壁が凹まされて形成された背面側溝リブが設けられ、前記前面側溝リブの前面側先端壁と前記背面側溝リブの背面側先端壁は、前記前面側先端壁と前記背面側先端壁が互いに離間された離間部が前記中空部側に設けられ且つ前記前面側先端壁と前記背面側先端壁が互いに溶着された溶着部が前記側壁側に設けられるように、互いに溶着される、衝撃吸収体が提供される。

本発明者は、圧縮荷重が過度に上昇する原因について検討を行ったところ、特許文献１の図４〜図５に示す実施形態では、側壁が「＞」字変形せずに蛇腹状に変形するために圧縮歪みの増大に伴って圧縮荷重が増大することが分かった。「＞」字変形を生じさせるには、溝リブを浅くすればいいが、その場合には、衝撃吸収体による衝撃吸収性能が大幅に低下してしまうという問題が生じるので、圧縮荷重の過度な上昇を抑制しつつ衝撃吸収性能を適切に発揮させることは極めて困難であった。
このような状況において、本発明者は、溝リブの溶着部の、中空部側の一部を離間させてみたところ、側壁が蛇腹変形しながら徐々に「＞」字変形するという現象が起こることによって、圧縮荷重の過度な上昇が抑制され且つ高い衝撃吸収性能が発揮されることを見出し、本発明の完成に到った。

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、前記前面側先端壁と前記背面側先端壁は、前記離間部以外の全面で溶着される。
好ましくは、（前記離間部の幅）／（前記溶着部の幅＋前記離間部の幅）の値は、０．１〜０．９である。
好ましくは、前記離間部では、前記前面側先端壁と前記背面側先端壁が最も離れている部位での離間距離が前記前面側先端壁の厚さ以上である。
好ましくは、前記前面側溝リブ及び前記背面側溝リブは、前記前面壁に平行な断面が略半円状である。
好ましくは、前記前面壁には前記前面壁が凹まされて形成された略円筒状の前面側凹状リブが設けられ、前記背面壁には前記背面壁が凹まされて形成された略円筒状の背面側凹状リブが設けられ、前記前面側凹状リブと前記背面側凹状リブは、その先端部が互いに溶着され、前記前面側溝リブの深さは、前記前面側凹状リブの半径よりも大きく、前記背面側溝リブの深さは、前記背面側凹状リブの半径よりも大きい。

本発明の第１実施形態の衝撃吸収体１０を示し、（ａ）は一部破断して示す斜視図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１（ｂ）中のＡ−Ａ断面図を示し、衝撃吸収体１０を構成するブロー成形体１に荷重Ｆが加わった時に変形する態様を示す。 図２（ａ）中の領域Ａの拡大図である。 （ａ）は溝リブ４ｆ，４ｒが比較的深く蛇腹変形する従来例１のブロー成形体１を示し、（ａ）は溝リブ４ｆ，４ｒが比較的浅く「＞」字変形する従来例２のブロー成形体１を示す。 本発明、従来例１及び２のブロー成形体１についての圧縮歪みと圧縮荷重の関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態の衝撃吸収体１０を示し、図２（ａ）に対応した断面図である。

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．第１実施形態
以下、図１〜図２を用いて、本発明の第１実施形態の衝撃吸収体１０について説明する。
本実施形態では、衝撃吸収体１０は、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。

図１に示すように、衝撃吸収体１０は、中空部８を有するブロー成形体１からなる。ブロー成形体１は、互いに離間されて対向する前面壁１ｆ及び背面壁１ｒと、前面壁１ｆ及び背面壁１ｒをつなぐ側壁１ｓを備える。ブロー成形体１の厚さは、特に限定されないが、例えば、５０ｍ以上であり、５０〜２００ｍｍが好ましい。前面壁１ｆには、前面壁１ｆが凹まされて形成された略円筒状の前面側凹状リブ２ｆが設けられ、背面壁１ｒには、背面壁１ｒが凹まされて形成された略円筒状の背面側凹状リブ２ｒが設けられる。凹状リブ２ｆ，２ｒは、その先端部３が互いに溶着されている。

側壁１ｓには、前面壁１ｆが凹まされて形成された前面側溝リブ４ｆと、背面壁１ｒが凹まされて形成された背面側溝リブ４ｒが設けられている。図２（ａ）に示すように、溝リブ４ｆの先端壁５ｆと溝リブ４ｆの先端壁５ｒは、先端壁５ｆと先端壁５ｒが互いに離間された離間部６が中空部８側に設けられるように、互いに溶着されている。つまり、先端壁５ｒ，５ｆは、側壁１ｓ側に設けられた溶着部７においては溶着されていて、中空部８側では互いに離間されている。図３に示すように、離間部６の幅をｄ１、溶着部７の幅をｄ２とすると、ｄ１／（ｄ１＋ｄ２）の値は、０．１〜０．９が好ましく、０．２〜０．８がさらに好ましい。この値は、具体的には例えば、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９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。離間部６の幅ｄ１は、溝リブ４ｆ，４ｒの側壁４ｆｓ，４ｒｓの中空部８側の延長面４ｆｓ１，４ｒｓ１の交線Ｐと、溶着部７と離間部６の間の境界線Ｑの間の距離である。溶着部７の幅ｄ２は、交線Ｐ及び境界線Ｑを通る平面と側壁１ｓの交線Ｒと、境界線Ｑの間の距離である。離間部６の幅ｄ１が小さすぎると、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓの「＞」字変形を誘起する効果が小さくなり、溶着部７の幅ｄ２が小さすぎると先端壁５ｒ，５ｆの間の溶着が外れやすくなる。離間部６を設けることによって「＞」字変形が誘起される点については後述する。

離間部６では、先端壁５ｒ，５ｆは、テーパー状に離れる形状になっている。境界線Ｑと交線Ｐの間で、先端壁５ｒ，５ｆが最も離れている部位での離間部６の離間距離（前後方向の長さ）／（先端壁５ｆの厚さ）の値は、１以上であることが好ましい。この場合に、離間部６が「＞」字変形を誘起する効果が高まるからである。また、（離間距離／先端壁５ｆの厚さ）の値は、５以下が好ましい。この値が大きすぎると「＞」字変形が過剰に誘起される場合があるからである。（離間距離／先端壁５ｆの厚さ）の値は、例えば１〜５であり、具体的には例えば、０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、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。

図１（ｂ）に示すように、溝リブ４ｆの深さｄは、凹状リブ２ｆの半径ｒよりも大きくなっている。同様に、溝リブ４ｒの深さは、凹状リブ２ｒの半径よりも大きくなっている。このような構成によって、特許文献１で説明されているように、ブロー成形体１の側面１ｓが「＞」字変形しにくくなっている。ｄ／ｒの値は、例えば１．１〜２であり、具体的には例えば、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２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。深さｄの値は、ブロー成形体１のサイズによっても変わるが、一例では、１５ｍｍ以上であり、１５〜３０ｍｍが好ましく、１５〜２０ｍｍが好ましい。

ここで、図２を用いて、ブロー成形体１の前面壁１ｆに荷重Ｆが加わったときのブロー成形体１の変形態様について説明する。

図２（ａ）に示すように、前面壁１ｆに荷重Ｆが加わると、ブロー成形体１は前面壁１ｆと背面壁１ｒの間の間隔が狭まるように変形する。この際に、荷重Ｆは、ブロー成形体１の側壁１ｓ，溝リブ４ｆ，４ｒの側壁４ｆｓ，４ｒｓ，及び凹状リブ２ｆ，２ｒの側壁２ｆｓ，２ｒｓに伝達されて、図２（ｂ）に示すように、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓが蛇腹状に変形する（なお、この際、側壁２ｆｓ，２ｒｓも蛇腹状に変形するが、以下の説明ではこの点は説明を省略する。）。また、溝リブ４ｆ，４ｒの先端壁５ｆ，５ｒは、荷重Ｆによって互いに押し付けられて、離間部６においても先端壁５ｆ，５ｒが互いに当接するように変形する。先端壁５ｆ，５ｒが当接する際に、図２（ｂ）に示すように、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓの前後方向の略中央部が幅方向外側に広がりながら、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓがわずかに「＞」字変形する。このわずかな「＞」字変形によってその後の「＞」字変形が誘起される。

前面壁１ｆに荷重Ｆがさらに加わると、図２（ｃ）〜（ｄ）に示すように、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓがさらに「＞」字変形しながら、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓがさらに蛇腹状に変形する。

ここで、図４〜図５を用いて、従来例と比較しながら、本発明では、圧縮荷重の過度な上昇を抑制しつつ衝撃吸収性能を適切に発揮させることが可能である点について説明する。
図４（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ、特許文献１の図３及び図５に示す衝撃吸収体を示し、前者を従来例１、後者を従来例２と称する。従来例１，２のどちらにも溝リブ４ｆ，４ｒが形成されており、その先端壁５ｆ，５ｒは全面が溶着部７となっていて、離間部６が存在していない。

従来例１では、側壁１ｓに比較的深い溝リブ４ｆ，４ｒが形成されており、前面壁１ｆに荷重Ｆが加わってブロー成形体１が圧縮されると、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓが「＞」字変形することなく、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓが蛇腹状に変形する。このような変形態様では、図５に示すように、ブロー成形体１の圧縮歪みが５０％を超えると圧縮荷重が急激に上昇して衝撃エネルギーが適切に吸収されない場合がある。

従来例２では、側壁１ｓの溝リブ４ｆ，４ｒが従来例１よりも浅くなっており、前面壁１ｆに荷重Ｆが加わってブロー成形体１が圧縮されると、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓがほとんど蛇腹状に変形することなく容易に「＞」字変形する。このような変形態様では、図５に示すように、ブロー成形体１の初期荷重（圧縮の初期段階でのピーク荷重）が非常に低くなってしまうという問題がある。

一方、本発明では、側壁１ｓに比較的深い溝リブ４ｆ，４ｒが形成されており、且つ先端壁５ｆ，５ｒの中空部８側に離間部６が設けられているので、前面壁１ｆに荷重Ｆが加わってブロー成形体１が圧縮されると、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓが蛇腹状に変形しながら「＞」字変形する。このため、ブロー成形体１の圧縮歪みが増大すると、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓの蛇腹変形と「＞」字変形の両方が進行する。この結果、図５に示すように、圧縮荷重の上昇が抑制され、且つ初期荷重が高くなっている。

従来例においても、溝リブ４ｆ，４ｒの深さが従来例１と従来例２の中間程度である場合には、側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓの蛇腹変形と「＞」字変形の両方が生じる可能性があるが、その場合には、必然的に従来例１よりも初期荷重が低下してしまって衝撃吸収性能が低下するという問題がある。また、製造のばらつきによっては側壁１ｓ，４ｆｓ，４ｒｓの蛇腹変形と「＞」字変形の一方のみが起こってしまう可能性もあるので、安定して性能が発揮されない可能性もある。一方、本発明においては、離間部６が「＞」字変形のきっかけとなるので、溝リブ４ｆ，４ｒが十分に深い場合でも、確実に「＞」字変形を起こさせることが可能である。このため、本発明の衝撃吸収体では、高い衝撃吸収性能が安定して発揮される。

２．第２実施形態
以下、図６を用いて、本発明の第２実施形態の衝撃吸収体１０について説明する。
第１実施形態では、離間部６では、先端壁５ｒ，５ｆがテーパー状に広がる形状になっているが、本実施形態では、離間部６では、先端壁５ｒ，５ｆは略平行になっている。このような形態であっても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

１：ブロー成形体、１ｆ：前面壁、１ｒ：背面壁、１ｓ：側壁、２ｆ：前面側凹状リブ、２ｒ：背面側凹状リブ、４ｆ：前面側溝リブ、４ｒ：背面側溝リブ、５ｆ：前面側先端壁、５ｒ：背面側先端壁、６：離間部、７：溶着部、８：中空部、１０：衝撃吸収体、Ｆ：荷重

Claims (7)

1. 中空部を有するブロー成形体からなる衝撃吸収体であって、
   前記ブロー成形体は、互いに離間されて対向する前面壁及び背面壁と、前記前面壁及び背面壁をつなぐ側壁を備え、
   前記側壁には前記前面壁が凹まされて形成された前面側溝リブと前記背面壁が凹まされて形成された背面側溝リブが設けられ、
   前記前面側溝リブの前面側先端壁と前記背面側溝リブの背面側先端壁は、前記前面側先端壁と前記背面側先端壁が互いに離間された離間部が前記中空部側に設けられ且つ前記前面側先端壁と前記背面側先端壁が互いに溶着された溶着部が前記側壁側に設けられるように、互いに溶着され、
   （前記離間部の幅）／（前記溶着部の幅＋前記離間部の幅）の値は、０．２０〜０．９０である、衝撃吸収体。
2. 中空部を有するブロー成形体からなる衝撃吸収体であって、
   前記ブロー成形体は、互いに離間されて対向する前面壁及び背面壁と、前記前面壁及び背面壁をつなぐ側壁を備え、
   前記側壁には前記前面壁が凹まされて形成された前面側溝リブと前記背面壁が凹まされて形成された背面側溝リブが設けられ、
   前記前面側溝リブの前面側先端壁と前記背面側溝リブの背面側先端壁は、前記前面側先端壁と前記背面側先端壁が互いに離間された離間部が前記中空部側に設けられ且つ前記前面側先端壁と前記背面側先端壁が互いに溶着された溶着部が前記側壁側に設けられるように、互いに溶着され、
   前記離間部では、前記前面側先端壁と前記背面側先端壁が最も離れている部位での離間距離が前記前面側先端壁の厚さの２．０倍以上である、衝撃吸収体。
3. 前記前面側先端壁と前記背面側先端壁は、前記離間部以外の全面で溶着される、請求項１又は請求項２に記載の衝撃吸収体。
4. （前記離間部の幅）／（前記溶着部の幅＋前記離間部の幅）の値は、０．１〜０．９である、請求項２に記載の衝撃吸収体。
5. 前記離間部では、前記前面側先端壁と前記背面側先端壁が最も離れている部位での離間距離が前記前面側先端壁の厚さ以上である、請求項１に記載の衝撃吸収体。
6. 前記前面側溝リブ及び前記背面側溝リブは、前記前面壁に平行な断面が略半円状である、請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の衝撃吸収体。
7. 前記前面壁には前記前面壁が凹まされて形成された略円筒状の前面側凹状リブが設けられ、
   前記背面壁には前記背面壁が凹まされて形成された略円筒状の背面側凹状リブが設けられ、
   前記前面側凹状リブと前記背面側凹状リブは、その先端部が互いに溶着され、
   前記前面側溝リブの深さは、前記前面側凹状リブの半径よりも大きく、
   前記背面側溝リブの深さは、前記背面側凹状リブの半径よりも大きい、請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の衝撃吸収体。