JP6789167B2 - 衝撃吸収材 - Google Patents

Description

本発明は、支持ベースから突出する複数の突部によって対象物の衝撃を吸収する衝撃吸収材に関する。

特許文献１に開示の衝撃吸収材は、車両のフロアに敷設されるパネルから格子状のリブが突出する構造を有し、その格子状のリブの座屈的な変形によって乗員の踵からの荷重を吸収する。

特許第４２５７６５１号（段落［００１０］、図３）

特許文献１の衝撃吸収材では、格子状のリブの変形に必要な荷重が格子点の数に依存する。従って、特許文献１の衝撃吸収材において低荷重での衝撃吸収を実現するためには、格子の間隔を広くして格子点の数を減らす必要がある。しかしながら、格子の間隔が広くなると、衝撃吸収材が衝撃を受ける範囲に含まれる格子点の数のバラつきが大きくなり、安定的な衝撃吸収を発揮できなくなるという問題が起こり得る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低荷重での衝撃吸収を安定的に行える衝撃吸収材の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、扁平な形状をなす支持ベースと、前記支持ベースの表裏の一方側の面から突出する複数の突部と、を有する衝撃吸収材であって、前記突部は、前記支持ベースから突出すると共に互いに対向する１対の対向壁と、それら１対の対向壁の先端部を連絡する先端連絡壁と、で構成されると共に、前記突部には、前記１対の対向壁の対向方向が互いに直交する第１突部と第２突部の２種類が設けられ、前記第１突部と前記第２突部は、隣接する前記突部における前記１対の対向壁の対向方向が互いに直交するように互い違いに並べられている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の衝撃吸収材において前記支持ベースは、複数の縦桟と複数の横桟とを備えて、正方形状又は長方形状の開口部を縦横に複数有する井桁状に形成され、前記突部は、前記開口部の縁部において互いに対向する辺部に架け渡されている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の衝撃吸収材において、前記縦桟又は前記横桟には、前記支持ベースを折り曲げ可能にするヒンジ部が形成されている。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のうち何れか１の請求項に記載の衝撃吸収材において、前記１対の対向壁が突出方向の先端側へ向かうにつれて互いに近づく。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載の衝撃吸収材において、前記対向壁と前記先端連絡壁の連絡部位が角Ｒになっている。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のうち何れか１の請求項に記載の衝撃吸収材において、前記突部の一部又は全部が軟質ウレタン発泡体に埋設されている。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のうち何れか１の請求項に記載の衝撃吸収材であって、該衝撃吸収材は、乗り物の乗員の踵に加わる衝撃を吸収するティビアパッドである。

［請求項１，２，７の発明］
本発明に係る衝撃吸収材では、支持ベースから突出する複数の突部が、１対の対向壁と、それら１対の対向壁の先端部を連絡する先端連絡壁と、で構成されている。そして、衝撃吸収材に衝撃吸収の対象物から荷重がかかると、１対の対向壁が曲げ変形する。ここで、対向壁の曲げ変形に必要な荷重は、対向壁の高さ、幅、厚み等に依存によって変化するので、対向壁の高さ、幅、厚み等の調整によって低荷重の衝撃吸収が可能となる。また、衝撃の吸収が１対の対向壁の曲げ変形によって行われるので、衝撃吸収材が衝撃を受ける箇所に依存した衝撃吸収性能のばらつきが抑えられる。このように、本発明の衝撃吸収材によれば、低荷重での衝撃吸収を実現することができると共に、その低荷重での衝撃吸収を安定的に行うことが可能となる。

しかも、本発明の衝撃吸収材は、隣接する突部における１対の対向壁の対向方向が互いに直交する構成を有するので、支持ベースに対して斜めに荷重がかかったときに、１対の対向壁が全て横倒れになることが抑えられ、安定的な衝撃吸収が図られる。また、当該構成によれば、１対の対向壁が互いに離れるように曲げ変形する場合に、隣接する突部間において曲げ変形した対向壁同士の干渉を抑制可能となる。

ここで、支持ベースは、複数の縦桟と複数の横桟とを備える井桁状に形成されることが好ましい。この場合、突部は、井桁の開口部の縁部において互いに対向する辺部に架け渡される。この構成によれば、衝撃吸収材の成形が容易となる（請求項２の発明）。

なお、衝撃吸収材は、建物に用いられるものであってもよいし、乗り物に用いられるものであってもよい。後者において、衝撃吸収の対象物は、乗員の頭部であってもよいし、胴部であってもよいし、踵であってもよい（請求項７の発明）。

［請求項３の発明］
本発明によれば、衝撃吸収材の設置場所に対応する形状に支持ベースを折り曲げることが可能となる。

［請求項４の発明］
本発明によれば、衝撃吸収材に荷重がかかったときに、１対の対向壁を互いに離れる方向に曲げ易くなる。これにより、本発明では、曲げ変形する１対の対向壁が互いに当接することで対向壁のさらなる曲げ変形が阻害されるという事態が起こり難くなる。

［請求項５の発明］
本発明によれば、対向壁と先端連絡壁との連絡部位の破壊が抑制されるので、連続的な衝撃吸収が図られる。

［請求項６の発明］
本発明によれば、衝撃吸収材に吸音性能を付加することが可能となる。

第１実施形態に係る衝撃吸収材としてのティビアパッドの設置状況を説明するための図 ティビアパッドを突部側から見た斜視図 ティビアパッドを支持ベース側から見た斜視図 ティビアパッドの側断面図 荷重を受けて突部が変形したときのティビアパッドの側断面図 第２実施形態に係るティビアパッドの斜視図 ティビアパッドの側断面図 他の実施形態に係るティビアパッドの側断面図 他の実施形態に係るティビアパッドの側断面図 他の実施形態に係るティビアパッドの側断面図

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１には、本実施形態における衝撃吸収材としてのティビアパッド１０が示されている。ティビアパッド１０は、車両９０のフロアパネル９１の上に敷設される。ティビアパッド１０の上にはフロアカーペット９３が敷設される。ティビアパッド１０は、車両９０が衝突等した場合に、乗員９５の踵９５Ａに加わる衝撃を吸収するもので、シートベルトやエアバック等が機能するまでの乗員９５の姿勢変化により発生する脚部軸力を吸収する。そのため、ティピアパッド１０には、圧縮される面積が小さく且つ低い荷重での衝撃吸収を安定的に行うことが要求される。なお、ティビアパッド１０は、車両９０においてエンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル９２の上にも敷設される場合がある。本実施形態のダッシュパネル９２は、フロアパネル９１の前端部に連設されて、斜め前方に立ち上がっている。

図２，３に示されるように、ティビアパッド１０は、支持ベース１１と、支持ベース１１から突出する複数の突部２０と、を備えている。支持ベース１１は扁平な形状をなし、上述のフロアパネル９１及びダッシュパネル９２（図１参照）に敷設されて、車両９０の乗員９５の踵９５Ａ（図１参照）が置かれる位置に配置される。複数の突部２０は、支持ベース１１の表裏方向（即ち、支持ベース１１と踵９５Ａとの対向方向）で同じ側に配置される。ここで、ティビアパッド１０において踵９５Ａを向く側を表側と称すると、複数の突部２０は、支持ベース１１の表側に配置されてもよいし、支持ベース１１の裏側に配置されてもよい。本実施形態では、複数の突部２０が支持ベース１１の裏側に配置される例について説明する。

図３に示されるように、支持ベース１１は、複数の縦桟１２と複数の横桟１３を備える井桁状に形成されている。複数の縦桟１２は等間隔に配置され、複数の横桟１３も等間隔に配置されている。また、隣り合う２つの縦桟１２，１２の間隔と隣り合う２つの横桟１１３，１３の間隔は同じになっている。そして、支持ベース１１は、隣り合う２つの縦桟１２，１２と隣り合う２つの横桟１３，１３とに囲まれた正方形状の開口部１１Ａを縦横に複数ずつ有している。

一部の縦桟１２には、縦桟１２の幅方向での支持ベース１１の折れ曲がりを許容するヒンジ部１５が形成されている。これにより、支持ベース１１をフロアパネル９１とダッシュパネル９２の両方に沿って配置することが可能となる。

ヒンジ部１５は、縦桟１２の延在方向に延びるＶ字溝１６によって構成される。本実施形態では、Ｖ字溝１６は、縦桟１２の表側（踵９５Ａ（図１参照）を向く側）の面に形成されている。

図２〜４に示されるように、突部２０は、互いに対向する１対の対向壁２５，２５と、１対の対向壁２５，２５を連絡する先端連絡壁２６と、で構成されている。１対の対向壁２５，２５は、支持ベース１１の開口部１１Ａの縁部のうち対向する辺部から突出している。先端連絡壁２６は、１対の対向壁２５，２５の突出方向における先端部同士を連絡している。そして、突部２０は、開口部１１Ａの縁部の対向する辺部に架け渡されている。

図４に示されるように、１対の対向壁２５，２５は、支持ベース１１から遠ざかるにつれて互いに近づくように傾斜している。支持ベース１１と垂直な方向に対する対向壁２５の傾斜の勾配は、樹脂成形によってティビアパッド１０を製造する場合の金型の抜き勾配となる。また、突部２０における対向壁２５と先端連絡壁２６との連絡部位は、丸みを帯びた角Ｒ部２５Ｒとなっている。なお、対向壁２５は、先端側へ向かうにつれて幅狭となるように形成されている。

図２，３に示されるように、本実施形態では、突部２０に、１対の対向壁２５，２５の対向方向が互いに直交する第１突部２１と第２突部２２の２種類が設けられている。第１突部２１においては、１対の対向壁２５，２５が横桟１３に沿って配置され、縦桟１２の延在方向で対向する。第２突部２２においては、１対の対向壁２５，２５が縦桟１２に沿って配置され、横桟１３の延在方向で対向する。

第１突部２１と第２突部２２は、縦桟１２の延在方向と横桟１３の延在方向の両方で互い違いに並べられている。その結果、隣接する２つの突部２０における１対の対向壁２５，２５の対向方向が互いに直交している。

本実施形態に係るティビアパッド１０の構造に関する説明は以上である。次に、ティビアパッド１０による衝撃吸収について説明する。

図５に示されるように、ティビアパッド１０に踵９５Ａ（図１参照）が衝突すると、踵９５Ａからの荷重を受けて突部２０における１対の対向壁２５，２５が圧縮的に曲げ変形する。対向壁２５の曲げ変形に必要な荷重は、対向壁２５の高さ、幅、厚み等に依存する。別の見方をすれば、対向壁２５の高さ、幅、厚み等を調整することで、ティビアパッド１０にかかる荷重の大きさに合わせた衝撃吸収が実現可能となる。

ここで、上述の如く、１対の対向壁２５，２５は、突出方向の先端側へ向かうにつれて互いに近づくように傾斜している。従って、１対の対向壁２５，２５は、その突出方向に荷重を受けたときに互いに離れるように曲げ変形する。その結果、曲げ変形する１対の対向壁２５，２５が互いに当接することで対向壁２５のさらなる曲げ変形が阻害されるという事態が起こり難くなっている。

また、対向壁２５と先端連絡壁２６の連絡部位が角Ｒ部２５Ｒになっているので、対向壁２５と先端連絡壁２６との連絡部位での破壊が起こり難くなる。その結果、連続的な衝撃吸収が図られている。しかも、突部２０の破壊が抑制されることで、荷重が除去されたときに突部２０を復元させることが可能となり、ティビアパッド１０を繰り返し利用することが可能となる。

ところで、１対の対向壁２５，２５が互いに離れるように曲げ変形すると、隣接する２つの突部２０，２０の間で、曲げ変形した対向壁２５，２５が干渉することが考えられる。しかしながら、本実施形態のティビアパッド１０では、隣接する２つの突部２０，２０は第１突部２１と第２突部２２の組合せによって構成され、第１突部２１において１対の対向壁２５，２５が曲げ変形される方向（図５では、紙面奥行き方向）と第２突部２２において１対の対向壁２５，２５が曲げ変形される方向（図５では、横方向）とが直交する。これにより、本実施形態のティビアパッド１０では、隣接する突部２０，２０の間での対向壁２５，２５の干渉が抑制される。

このように、本実施形態のティビアパッド１０では、乗員９５の踵９５Ａから荷重を受けると、突部２０における１対の対向壁２５，２５が曲げ変形する。ここで、対向壁２５の曲げ変形に必要な荷重は、対向壁の高さ、幅、厚み等によって変化するので、対向壁２５の高さ、幅、厚み等の調整によって低荷重の衝撃吸収が可能となる。また、衝撃の吸収が１対の対向壁２５，２５の曲げ変形によって行われるので、ティビアパッド１０が衝撃を受ける箇所に依存した衝撃吸収性能のばらつきが抑えられる。即ち、本実施形態のティビアパッド１０によれば、低荷重での衝撃吸収を実現することができると共に、その低荷重での衝撃吸収を安定的に行うことが可能となる。

また、本実施形態では、突部２０は、１対の対向壁２５，２５が突出方向の先端に向かうにつれて近づく形状に形成されているので、１対の対向壁２５，２５が互いに離れる方向に曲げ変形し易くなっている。これにより、本実施形態では、互いに近づく方向に曲げ変形した１対の対向壁２５，２５同士が当接することで、対向壁２５の曲げ変形が阻害されることが抑制される。

また、本実施形態では、隣接する２つの突部２０，２０における１対の対向壁２５，２５の対向方向が互いに直交する構成となっているので、支持ベース１１に対して斜めに荷重がかかったときに、対向壁２５が全て横倒しになることが抑えられる。しかも、ティビアパッド１０は、上記構成を有することによって、隣接する２つの突部２０，２０の間で、対向壁２５，２５同士の干渉を抑制することが可能となる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。図６に示されるように、本実施形態のティビアパッド１０Ｖは、上記第１実施形態のティビアパッド１０に軟質ウレタン発泡体３０が付加された構成となっている。具体的には、図７に示されるように、ティビアパッド１０Ｖの支持ベース１１から突部２０の先端連絡壁２６までが軟質ウレタン発泡体３０に埋設されている。本実施形態のティビアパッド１０Ｖでは、ティビアパッド１０が奏する効果に加えて、吸音性能を発揮することが可能となる。

本実施形態のティビアパッド１０Ｖは、上記第１実施形態のティビアパッド１０を発泡成形金型にインサートして、発泡樹脂原液を発泡成形することによって得られる。なお、ここで、突部２０が容器状に形成されていると、発泡成形時に、突部２０の内側に発泡樹脂原液を入り込ませることができず、隣り合う２つの突部２０，２０の間に発泡樹脂原液を入り込ませることも困難となり、発泡樹脂原液の流れが突部２０によって阻害され易いが、本実施形態では、突部２０の内側の空間が対向壁２５の幅方向に開放しているので、発泡樹脂原液を突部２０の内側にも隣り合う２つの突部２０，２０の間にも入り込ませ易くなり、発泡樹脂原液の流れが突部２０によって阻害され難い。

［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態において、突部２０は、図８，９に示されるように、１対の対向壁２１，２１が平行となった矩形状に形成されもよい。また、突部２０は、図９，１０に示されるように、角アール部２５Ｒを有しない構成であってもよい。

（２）上記実施形態において、支持ベース１１は、開口部１１Ａを有しない板状に形成されてもよい。この場合、支持ベース１１と別体に形成された複数の突部２０が支持ベース１１に固定されることで、ティビアパッド１０が形成される。

（３）上記実施形態の例では、衝撃吸収材がフロアパネル９１に敷設されていたが、ドアトリムやピラーガーニッシュに敷設されてもよい。

（４）上記実施形態では、ヒンジ部１５（Ｖ字溝１６）が縦桟１２に形成されていたが、横桟１３に形成されてもよい。この場合、ヒンジ部１５は、横桟１３の幅方向での支持ベース１１の折れ曲がりを許容する。

（５）上記実施形態において、ヒンジ部１５を備えない構成としてもよい。この場合、フロアパネル９１とダッシュパネル９２にティビアパッド１０を敷設するには、２枚のティビアパッド１０を用いればよい。

（６）上記第２実施形態では、突部２０の全体が軟質ウレタン発泡体３０に埋設されていたが、突部２０の全体が埋設されず、突部２０の基端寄り部分のみ又は突部２０の先端寄り部分のみが軟質ウレタン発泡体３０に埋設されてもよい。

１０ ティビアパッド（衝撃吸収材）
１１ 支持ベース
２０ 突部
２１ 第１突部
２２ 第２突部
２５ 対向壁
２６ 先端連絡壁
９５Ａ 踵

Claims (7)

1. 扁平な形状をなす支持ベースと、
   前記支持ベースの表裏の一方側の面から突出する複数の突部と、を有する衝撃吸収材であって、
   前記突部は、前記支持ベースから突出すると共に互いに対向する１対の対向壁と、それら１対の対向壁の先端部を連絡する先端連絡壁と、で構成されると共に、
   前記突部には、前記１対の対向壁の対向方向が互いに直交する第１突部と第２突部の２種類が設けられ、
   前記第１突部と前記第２突部は、隣接する前記突部における前記１対の対向壁の対向方向が互いに直交するように互い違いに並べられている。
2. 請求項１に記載の衝撃吸収材において
   前記支持ベースは、複数の縦桟と複数の横桟とを備えて、正方形状又は長方形状の開口部を縦横に複数有する井桁状に形成され、
   前記突部は、前記開口部の縁部において互いに対向する辺部に架け渡されている。
3. 請求項２に記載の衝撃吸収材において、
   前記縦桟又は前記横桟には、前記支持ベースを折り曲げ可能にするヒンジ部が形成されている。
4. 請求項１乃至３のうち何れか１の請求項に記載の衝撃吸収材において、
   前記１対の対向壁が突出方向の先端側へ向かうにつれて互いに近づく。
5. 請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載の衝撃吸収材において、
   前記対向壁と前記先端連絡壁の連絡部位が角Ｒになっている。
6. 請求項１乃至５のうち何れか１の請求項に記載の衝撃吸収材において、
   前記突部の一部又は全部が軟質ウレタン発泡体に埋設されている。
7. 請求項１乃至６のうち何れか１の請求項に記載の衝撃吸収材であって、
   該衝撃吸収材は、乗り物の乗員の踵に加わる衝撃を吸収するティビアパッドである。

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