JP7460910B2 - 衝撃吸収体 - Google Patents

Description

本発明は、衝撃吸収体に関する。衝撃吸収体としては、車両構成部材に内設することにより、衝突時等の当該車両の搭乗員に対する衝撃を吸収するためのニーボルスターやバンパーアブソーバーなどが例示される。ニーボルスターは、車両の前部座席に座る乗員の膝の前方に設置され、車両が正面衝突した際にニーボルスターが塑性変形することによって乗員の膝を保護する機能を有する。バンパーアブソーバーは、対人事故において、歩行者の脚部に対して与える負荷を小さくして、歩行者の損害値を軽減することが可能なバンパー構造に用いられる。

特許文献１には、ブロー成形体で構成された衝撃吸収体が開示されている。

特開２０１７－９６４６６号公報

特許文献１のような衝撃吸収体では、衝撃吸収体が塑性変形する際に衝撃を吸収するが、衝撃吸収体の連結面が「＞」状に変形せずに蛇腹状に変形すると、図１の変形量－荷重のグラフでの点線で示すように、変形例の増大に伴って荷重が過度に増大する。このため、特許文献１では、側溝リブ内に設けられた側溝壁に脆弱箇所を設けて破壊を誘発し、「＞」状変形が起こりやすくしている。

しかし、特許文献１の構成では、脆弱箇所が設けられた部位では「＞」状変形が起こりやすいが、脆弱箇所から離れた位置では「＞」状変形が起こりにくく、衝撃の加わり方によっては蛇腹変形になってしまう場合があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、蛇腹変形が抑制可能な衝撃吸収体を提供するものである。

本発明によれば、中空のブロー成形体で構成された衝撃吸収体であって、前記ブロー成形体は、前面と、前記前面に対向する後面と、前記前面と前記後面を連結する中間面を備え、前記中間面は、互いに対向する一対の側面と、前記一対の側面を連結する一対の連結面を備え、前記ブロー成形体は、前記前面、前記後面、及び一対の前記連結面を通る環状のパーティングラインを備え、前記側面は、横溝リブ及び凸状屈曲部を備え、前記凸状屈曲部は、前記ブロー成形体の外側に向かって凸状に屈曲する部位であり、前記凸状屈曲部は、溝内部位と、溝外部位を備え、前記溝内部位は、前記横溝リブが局所的に浅くなった部位であり、前記溝外部位は、前記横溝リブの外側において、前記横溝リブに非平行に延びる部位であり、前記溝外部位の一端が前記溝内部位に隣接する、衝撃吸収体が提供される。

本発明の衝撃吸収体を構成するブロー成形体は、横溝リブに非平行に延びる溝外部位の一端が溝内部位に隣接するように構成しているので、溝内部位での「＞」状変形と溝外部位での「＞」状変形が連動して起こりやすい。このため、横溝リブ内にのみ脆弱箇所を設けるような形態に比べて、蛇腹変形が一層抑制される。また、パーティングラインは比較的剛性が高いので、中間面の周方向に環状のパーティングラインが設けられる場合、パーティングラインが「＞」状変形を妨げる虞があるが、本発明のブロー成形体では、前面、後面、及び一対の連結面を通るようにパーティングラインが設けられるので、パーティングラインによって「＞」状変形が妨げられにくい。このため、本発明の衝撃吸収体は、衝撃が加わったときに、「＞」状変形されやすく、蛇腹変形が起こることが抑制される。その結果、変形量－荷重の関係が、図１の実線で示す理想状態のようになりやすい。

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、前記記載の衝撃吸収体であって、前記溝外部位の一端が前記溝内部位に連結されている、衝撃吸収体である。
好ましくは、前記記載の衝撃吸収体であって、前記溝外部位は、前記横溝リブに非平行に延びる縦溝リブの縁によって構成される、衝撃吸収体である。
好ましくは、前記記載の衝撃吸収体であって、前記横溝リブを第１横溝リブとし、前記溝内部位を第１溝内部位とすると、前記側面は、第２横溝リブを備え、前記凸状屈曲部は、第２溝内部位を備え、第２溝内部位は、第２横溝リブが局所的に浅くなった部位であり、前記溝外部位の一端が第１溝内部位に隣接し、前記溝外部位の他端が第２溝内部位に隣接する、衝撃吸収体である。
好ましくは、前記記載の衝撃吸収体であって、第１及び第２溝内部位は、前記前面からの距離が互いに異なる、衝撃吸収体である。
好ましくは、前記記載の衝撃吸収体であって、前記凸状屈曲部は、前記連結面の少なくとも一方に到達するように設けられる、衝撃吸収体である。

衝撃吸収体１の変形量と荷重の関係を示すグラフである。実線は理想的な状態を示し、点線は、蛇腹変形が起きたときに変形量の増大に伴って荷重が過度に増大する状態を示す。 衝撃吸収体１をニーボルスターとして車両に取り付けた状態を示す斜視図である。 衝撃吸収体１の斜視図である。 図３の衝撃吸収体１の左側面図である。 図４中のＡ－Ａ断面図である。 図４中のＢ－Ｂ断面図である。 図７Ａは、図４中のＣ－Ｃ断面図であり、図７Ａは、図７Ａ中の領域Ａの拡大図である。

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。

１．衝撃吸収体１の取り付け例
まず、図２を参照しながら、本実施形態の衝撃吸収体１の取り付け例について説明する。図２は、後述する衝撃吸収体１をニーボルスターとして自動車１００に取り付けた状態を示す。

図２に示す自動車１００は、ドライバー１０１を含む乗員のための前部座席１０２を備える乗員車室１０３を有して構成しており、メータ１０４がハンドル１０５の側面に位置している。ハンドル１０５は、ステアリングコラム（図示せず）と接続しており、そのステアリングコラムを支持するステアリングサポートメンバが車体内壁面に支持されて車幅方向に設けられる。本実施形態の衝撃吸収体１は、ステアリングコラムの両側にステアリングコラムを挟んで運転席側に取り付けられる。但し、ステアリングコラムの両脇のスペースは、他の車両構成部材（メータ１０４、ナビ装置、空調機器等）の設置スペースとの関係で、縦長となるため、その縦長のスペースにおいてドライバー１０１の各々の膝１０６に隣接するように衝撃吸収体１が取り付けられる。これにより、自動車１００が衝撃を受けた場合に、ドライバー１０１の膝１０６が各々の衝撃吸収体１に接触し、衝撃吸収体１により衝撃を吸収し、膝１０６に加わる衝撃を低減することにしている。なお、図２には、運転席側の衝撃吸収体１を示したが、助手席側にも運転席側と同様に、助手席に乗員した乗員者の膝に隣接するように肘受け部材が取り付けられることになる。

２．衝撃吸収体１の構成
図３に示す衝撃吸収体１は、荷重の入力によって変形し、衝撃を吸収する。衝撃吸収体１は、中空のブロー成形体２で構成される。ブロー成形体２は、ブロー成形によって形成される中空の構造体であり、図５に示すように、内部に中空部２ａを有する。ブロー成形体２の肉厚は、例えば、０．１～８ｍｍであり、２～６ｍｍが好ましい。この肉厚は、具体的には例えば、０．５、１、２、３、４、５、６、７、８ｍｍ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３～図７に示すように、ブロー成形体２は、前面３と、後面４と、中間面５を備える。前面３と後面４は、対向する。中間面５は、前面３と後面４の間に配置され、前面３と後面４を連結する。以下、後面４側が車両に取り付けられ、前面３側に荷重が入力されると想定して説明を行う。

中間面５は、一対の側面６と一対の連結面７を備える。一対の側面６は、対向する。一対の連結面７は、一対の側面６を連結する。好ましくは、一対の側面６は、右面６ｒと左面６ｌで構成され、一対の連結面７は、上面７ｕと下面７ｂで構成される。上面７ｕは、右面６ｒと左面６ｌの上端において右面６ｒと左面６ｌを連結する。下面７ｂは、右面６ｒと左面６ｌの下端において右面６ｒと左面６ｌと連結する。上面７ｕ、右面６ｒ、下面７ｂ、左面６ｌが周方向にこの順に連結されて環状の中間面５が構成される。

ブロー成形体２は、開閉可能な一対の金型を用いて形成されるために、ブロー成形体２には金型のパーティング面に対応した位置に環状のパーティングラインＰＬが形成される。本実施形態では、パーティングラインＰＬは、前面３、後面４、及び一対の連結面７を通るように設けられる。パーティングラインＰＬは剛性が高いので、パーティングラインＰＬを側面６に設けると、右面６ｒと左面６ｌが互いに離れるように「＞」状に変形する「＞」状変形がパーティングラインＰＬによって妨げられる虞があるが、本実施形態でゃ、パーティングラインＰＬは側面６を通らないので、パーティングラインＰＬによって「＞」状変形が妨げられることがない。このため、衝撃が加わったときにブロー成形体２がスムーズに「＞」状変形しやすく、右面６ｒと左面６ｌがそれぞれ蛇腹状になる蛇腹変形が抑制される。

図３～図４に示すように、ブロー成形体２は、側面６に横溝リブ８及び凸状屈曲部１０を備える。横溝リブ８は、側面６からパーティングラインＰＬに向かって（つまり中空部側へ）凹んでいる。横溝リブ８を設けることによって、ブロー成形体２の耐荷重が高められる。前面３に対する横溝リブ８の長手方向の角度は、例えば４５～９０度であり、６０～９０度が好ましい。この角度は、具体的には例えば、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０度であり、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。横溝リブ８は、右面６ｒと左面６ｌのそれぞれに１～５本設けられることが好ましく、２～４本設けられることがさらに好ましい。本実施形態では、横溝リブ８は、右面６ｒと左面６ｌのそれぞれに３本設けられている。図５に示すように、横溝リブ８は、横溝リブ８の長手方向に垂直な断面が円弧状であることが好ましい。

図５に示すように、横溝リブ８の幅Ｗｒ１は、例えば１０～５０ｍｍであり、２０～４０ｍｍが好ましく、具体的には例えば、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０ｍｍ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。横溝リブ８の深さＤｒ１は、例えば、５～４０ｍｍであり、１０～３０が好ましく、具体的には例えば、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０ｍｍ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。なお、本願明細書では、幅、深さ、角度などは、別段の規定がない限り、平均値を意味する。

凸状屈曲部１０は、ブロー成形体２の外側に向かって凸状に屈曲する部位である。凸状屈曲部１０は、溝内部位１１と、溝外部位１２を備える。図６に示すように、溝内部位１１は、横溝リブ８が局所的に浅くなった部位である。図４に示すように、溝外部位１２は、横溝リブ８の外側において、横溝リブ８に非平行に延びる部位であり、溝外部位１２の一端が溝内部位１１に隣接する。溝外部位１２の一端を溝内部位１１に隣接させると、溝内部位１１での「＞」状変形と溝外部位１２での「＞」状変形が連動して起こりやすくなる。

特許文献１のように横溝リブ内にのみ脆弱箇所を設けると、脆弱箇所から離れた位置では「＞」状変形が起こりにくく、衝撃の加わり方によっては蛇腹変形になってしまう場合があったが、本実施形態のように凸状屈曲部１０を設けると、溝内部位１１での「＞」状変形と溝外部位１２での「＞」状変形が連動する結果、比較的広い範囲に渡って「＞」状変形が誘起されるので、蛇腹変形の発生がより一層抑制される。

溝外部位１２の一端は、溝内部位１１に連結されていることが好ましい。この場合、溝内部位１１での「＞」状変形と溝外部位１２での「＞」状変形がより一層連動しやすくなる。一方、溝内部位１１での「＞」状変形と溝外部位１２での「＞」状変形が連動可能な範囲であれば、溝外部位１２の一端と溝内部位１１の間に隙間が空いていてもよい。この隙間をＧとすると、隙間Ｇは、例えば、０．１～１５ｍｍであり、具体的には例えば、０．１、１、２、３、４、５、１０、１５ｍｍ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。別の表現では、Ｇ／Ｗｒ１は、例えば、０．０１～０．５であり、具体的には例えば、０．０１、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５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。

前面３に対する溝外部位１２の長手方向の角度は、例えば０～６０度であり、０～４５度が好ましい。この角度は、具体的には例えば、０、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０度であり、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。溝外部位１２の少なくとも一部において上記角度が上記範囲内であればよく、溝外部位１２の全体についての上記角度の平均が上記範囲内であることが好ましく、溝外部位１２の全体について上記角度が上記範囲内であることが好ましい。

また、横溝リブ８の長手方向に対する溝外部位１２の長手方向の角度は、例えば４５～９０度であり、６０～９０度が好ましい。この角度は、具体的には例えば、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０度であり、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。

一例では、溝外部位１２は、横溝リブ８に非平行に延びる縦溝リブ１３の縁１３ａで構成される。縦溝リブ１３は横溝リブ８に繋がっていることが好ましい。図７に示すように、縁１３ａは、ブロー成形体２の外側に向かって凸となっており、縁１３ａによって、細長い溝外部位１２が構成される。溝外部位１２は、縦溝リブ１３の縁１３ａで構成する代わりに、段差形状の縁や山形状の稜線で構成してもよい。何れの場合も、細長い溝外部位１２が構成される。

縦溝リブ１３の幅Ｗｒ２は、例えば１～５０ｍｍであり、５～４０ｍｍが好ましく、具体的には例えば、１、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０ｍｍ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。縦溝リブ１３の深さＤｒ２は、例えば、５～４０ｍｍであり、１０～３０が好ましく、具体的には例えば、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０ｍｍ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４に示すように、側面６に複数の横溝リブ８が設けられている場合、溝外部位１２の一端及び他端に隣接する横溝リブ８（第１及び第２横溝リブ８ａ，８ｂ）の両方に溝内部位１１（第１及び第２溝内部位１１ａ，１１ｂ）が設けられることが好ましい。この場合、溝外部位１２の一端が溝内部位１１ａに隣接し、溝外部位１２の他端が溝内部位１１ｂに隣接することが好ましい。このような構成では、より広い範囲において、「＞」状変形を連動させることができる。一例では、隣接する横溝リブ８ａ，８ｂを縦溝リブ１３で連結し、縦溝リブ１３の一端を溝内部位１１ａに隣接させ、縦溝リブ１３の他端を溝内部位１１ｂに隣接させることによって、上記構成を実現することができる。

溝内部位１１ａ，１１ｂは、前面３からの距離が互いに異なることが好ましい。ブロー成形体２の側面６の全体で同時に「＞」状変形が起きると、その直後にブロー成形体２が受けることができる荷重が極端に低下してしまう場合があるが、前面３からの距離が互いに異なるように溝内部位１１ａ，１１ｂを設けると、溝内部位１１ａ，１１ｂで「＞」状変形が誘起されるタイミングがずれやすいので、荷重の極端な低下が抑制される。

また、図４に示すように、側面６に３つ以上の横溝リブ８が設けられている場合、隣接する３つの横溝リブ８のそれぞれに溝内部位１１（１１ａ～１１ｃ）が設けられていることが好ましい。便宜上、中央の横溝リブ８を横溝リブ８ａとし、その両側の横溝リブ８をそれぞれ横溝リブ８ｂ，８ｃとする。各隣接する２つ横溝リブ８の間に溝外部位１２（１２ａ，１２ｂ）が設けられていることが好ましい。また、連結面７に最近接の横溝リブ８と連結面７の間にも溝外部位１２（１２ｃ，１２ｄ）が設けられていることが好ましい。

凸状屈曲部１０は、一対の連結面７（上面７ｕと下面７ｂ）の間の少なくとも一部の領域に設けられていればよいが、凸状屈曲部１０が設けられている領域が広いほど、広い範囲において「＞」状変形が連動しやすいので、蛇腹変形をより効果的に抑制することができる。このため、凸状屈曲部１０は、一対の連結面７の少なくとも一方に到達していることが好ましく、両方に到達することがさらに好ましい。また、到達していない場合、一対の連結面７の間の距離をＤ１とし、凸状屈曲部１０の端と連結面７の間の距離をＤ２とすると、Ｄ２／Ｄ１は、例えば１～３０％であり、具体的には例えば、１、５、１０、１５、２０、２５、３０％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。

１ ：衝撃吸収体
２ ：ブロー成形体
２ａ ：中空部
３ ：前面
４ ：後面
５ ：中間面
６ ：側面
６ｌ ：左面
６ｒ ：右面
７ ：連結面
７ｂ ：下面
７ｕ ：上面
８ ：横溝リブ
８ａ～８ｃ：第１～第３横溝リブ
１０ ：凸状屈曲部
１１ ：溝内部位
１１ａ～１１ｃ：第１～第３溝内部位
１２ ：溝外部位
１２ａ～１２ｄ：第１～第４溝外部位
１３ ：縦溝リブ
１３ａ ：縁
１００ ：自動車
１０１ ：ドライバー
１０２ ：前部座席
１０３ ：乗員車室
１０４ ：メータ
１０５ ：ハンドル
１０６ ：膝
ＰＬ ：パーティングライン

Claims (6)

1. 中空のブロー成形体で構成された衝撃吸収体であって、
   前記ブロー成形体は、前面と、前記前面に対向する後面と、前記前面と前記後面を連結する中間面を備え、
   前記中間面は、互いに対向する一対の側面と、前記一対の側面を連結する一対の連結面を備え、
   前記ブロー成形体は、前記前面、前記後面、及び一対の前記連結面を通る環状のパーティングラインを備え、
   前記側面は、横溝リブ及び凸状屈曲部を備え、
   前記凸状屈曲部は、前記ブロー成形体の外側に向かって凸状に屈曲する部位であり、
   前記凸状屈曲部は、溝内部位と、溝外部位を備え、
   前記溝内部位は、前記横溝リブが局所的に浅くなった部位であり、
   前記溝外部位は、前記横溝リブの外側において、前記横溝リブに非平行に延びる部位であり、
   前記溝外部位の一端が前記溝内部位に隣接する、衝撃吸収体。
2. 請求項１に記載の衝撃吸収体であって、
   前記溝外部位の一端が前記溝内部位に連結されている、衝撃吸収体。
3. 請求項１又は請求項２に記載の衝撃吸収体であって、
   前記溝外部位は、前記横溝リブに非平行に延びる縦溝リブの縁によって構成される、衝撃吸収体。
4. 請求項１～請求項３の何れか１つに記載の衝撃吸収体であって、
   前記横溝リブを第１横溝リブとし、前記溝内部位を第１溝内部位とすると、
   前記側面は、第２横溝リブを備え、
   前記凸状屈曲部は、第２溝内部位を備え、
   第２溝内部位は、第２横溝リブが局所的に浅くなった部位であり、
   前記溝外部位の一端が第１溝内部位に隣接し、前記溝外部位の他端が第２溝内部位に隣接する、衝撃吸収体。
5. 請求項４に記載の衝撃吸収体であって、
   第１及び第２溝内部位は、前記前面からの距離が互いに異なる、衝撃吸収体。
6. 請求項１～請求項５の何れか１つに記載の衝撃吸収体であって、
   前記凸状屈曲部は、前記連結面の少なくとも一方に到達するように設けられる、衝撃吸収体。