JPH05330341A - 車輌用衝撃吸収材及び車輌用構造材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で衝撃吸収特性が良好な車輌用衝撃吸収
材を提供する。 【構成】 衝撃吸収材６は、複数個の円筒状の部材１０
が集合して一体化したものである。円筒状の部材１０
は、樹脂発泡体から構成されている。この衝撃吸収材６
は、円筒状の発泡体からなるので軽量であり、また、圧
縮強度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝撃吸収材及び構造
材、特に、車輌用衝撃吸収材及び車輌用構造材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術とその課題】自動車の天井材、床材、ドア
及びエンジンルームと室内とを区画するための隔壁、バ
ンパーには、衝突時等の衝撃から乗客を保護するための
衝撃吸収材が内部に配置されている。一般的な衝撃吸収
材としては、たとえば板状またはブロック状の発泡体や
金属製のビームが採用されている。ところが、これらの
衝撃吸収材は、重量が大きいため、車輌用構造材に大量
に用いると、車輌重量が大きくなる。

【０００３】第１の発明の目的は、軽量で衝撃吸収性が
良好な車輌用衝撃吸収材を提供することにある。第２の
発明の目的は、軽量に構成された、衝撃吸収性が良好な
車輌用構造材を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る車輌用
衝撃吸収材は、複数個の樹脂発泡体製筒状体が集合して
なるものである。第２の発明に係る車輌用構造材は、内
部に空間を有する構造材本体と、空間内に配置されかつ
複数個の樹脂発泡体製筒状体が集合してなる衝撃吸収材
とを備えている。衝撃吸収材は、各樹脂発泡体製筒状体
の軸線が構造材本体の厚み方向に延びている。

【０００５】

【作用】第１の発明に係る車輌用衝撃吸収材は、樹脂発
泡体製であり、しかも中空の筒状体が集合したものであ
るため、軽量である。また、筒状体は、衝撃を受けると
変形して衝撃エネルギーを吸収するので、衝撃吸収性が
良好である。第２の発明に係る車輌用構造材は、構造材
本体内に配置された衝撃吸収材が第１の発明に係る衝撃
吸収材であるため、軽量である。また、構造材本体に加
わった衝撃は、衝撃吸収材により良好に吸収される。特
に、衝撃吸収材は、各筒状体の軸線が構造材本体の厚み
方向に延びているので、構造材本体の厚み方向に加わっ
た衝撃を効果的に吸収できる。

【０００６】

【実施例】図１に、第２の発明の一実施例に係る車輌用
ドア１を示す。図において、車輌用ドア１は、乗用車の
後席の左ドアであり、窓ガラス２ａを有する窓枠２が一
体に形成されたドア本体３と、ドア本体３の内側に装着
された内張り材４とから主に構成されている。ドア本体
３は、窓ガラス２ａ、パワーウィンドー用のモータ（図
示せず）等を収容するための空間５を有している（図
２）。この空間５内には、図２に示すように、窓ガラス
２ａの移動等を妨げないよう衝撃吸収材６（第１の発明
の一実施例）が略全体に配置されている。内張り材４
は、アームレスト７、開閉ハンドル８及びランプ９等を
一体に有している。

【０００７】図３を参照して、前記衝撃吸収材６を詳細
に説明する。衝撃吸収材６は、複数個の円筒状の部材１
０が、互いに軸線が平行になるよう縦横に整然と並べら
れた板状である。各円筒状の部材８は、隣り合う他の円
筒状の部材８と一体に接合されている。各円筒状の部材
８は、樹脂発泡体製である。樹脂発泡体としては、ポリ
スチレン，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリ塩化ビ
ニル等の熱可塑性樹脂発泡体、ウレタン，フェノール等
の熱硬化性樹脂発泡体のいずれが用いられてもよい。た
だし、本実施例では、特に熱可塑性樹脂発泡体を用いる
のが好ましい。本実施例で用いる発泡体のうち、特に好
ましいのは、たとえば架橋型ポリプロピレン系樹脂発泡
体等の架橋型ポリオレフィン系樹脂発泡体である。これ
は、架橋されていない樹脂発泡体に比べて、架橋型ポリ
オレフィン系樹脂発泡体は緩衝特性が良好なためであ
る。なお、架橋型ポリオレフィン系樹脂発泡体は、過酸
化物による化学架橋や、電子線による電子線架橋等種々
の方法により架橋されたものが採用され得る。

【０００８】本実施例で用いる上述の発泡体は、良好な
衝撃吸収特性を得るために、低発泡倍率のものが好まし
い。具体的には、発泡倍率が５〜５０倍、特に１０〜２
０倍のものが好ましい。また、発泡体は、独立気泡を有
するものが特に好ましい。円筒状の部材８は、内径が１
０ｍｍ〜１００ｍｍでありかつ肉厚が４〜５０ｍｍのも
のが好ましい。内径が１０ｍｍ未満の場合は、肉厚が４
ｍｍ以上の部材を構成するのが不可能になる。逆に、１
００ｍｍを超えると、緩衝材としての充分な効果が期待
できない。また、肉厚が４ｍｍ未満の場合は、充分な緩
衝効果が期待できない。逆に、５０ｍｍを超えると、製
造が困難になり、コストアップになる。

【０００９】円筒状の部材８は、接着剤、粘着テープま
たは熱融着により相互に一体化されている。円筒状の部
材８相互は、密着部全体が接着されて一体化されていて
も良いし、点接着により一体化されていても良い。前記
衝撃吸収材６は、図２に示すように、円筒状の部材８の
軸線がドア本体３の厚み方向に延びるようドア本体３内
に収容されている。

【００１０】上述の衝撃吸収材６は、図４に示すような
樹脂発泡体製の円筒１０ａが縦横に整然と並べられたブ
ロック状の部材１１を用意し、このブロック状の部材１
１を所定の厚みで円筒１０ａの軸線に対して垂直に切断
していくと製造できる。なお、樹脂発泡体の円筒１０ａ
は、シート状の発泡体を中空円筒状に成形または曲げ加
工すると製造できる。その他、注型発泡や特殊押し出し
発泡により製造することもできる。

【００１１】ここで、円筒状の部材１０相互が接着剤ま
たは粘着テープにより接着された衝撃吸収材６を製造す
る場合は、ブロック状の部材１１を製造するときに円筒
１０ａ相互を予め接着しておく。一方、円筒状の部材１
０相互が熱融着された衝撃吸収材６を製造する場合は、
円筒１０ａ相互を接着せずにブロック状の部材１１を製
造する。この場合は、熱線切断刃を用いる熱線切断法に
よりブロック状の部材１１を切断すると、円筒１０ａ相
互が切断面付近で互いに熱融着する。

【００１２】前記車輌ドア１は、外側（図２の左側）か
ら受けた衝撃を衝撃吸収材６により吸収できる。衝撃吸
収材６は、ドア１に加わった衝突エネルギーを円筒状の
部材１０の圧縮エネルギーに変換し、衝突による衝撃を
吸収する。このため、車輌用ドア１によれば、車室内の
乗客を、側面衝突等から効果的に保護できる。前記車輌
用ドア１は、衝撃吸収材６を備えた分だけ重量が増す
が、衝撃吸収材６が軽量な中空の部材１０からなるた
め、従来のように板状やブロック状の発泡体またはビー
ムを備えている場合に比べて軽量に構成できる。

【００１３】〔他の実施例〕 （ａ） 前記実施例では、衝撃吸収材６を円筒状の部材
１０により構成したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、筒状の部材は、軸線と垂直な断面が三角形、四
角形又は多角形でも良い。 （ｂ） 前記実施例では、衝撃吸収材６を構成する円筒
状の部材１０を１種類の樹脂発泡体から構成したが、円
筒状の部材１０は２種類以上の樹脂発泡体から構成され
ていても良い。このような部材１０は、たとえば、シー
ト状のポリプロピレン樹脂発泡体とシート状のポリエチ
レン樹脂発泡体とを熱融着や接着剤により積層し、得ら
れた積層体を筒状に加工すると製造できる。この場合、
ポリプロピレン樹脂発泡体は、筒状の部材の外周側に配
置されてもよいし、内周側に配置されてもよい。 （ｃ） 前記実施例において、衝撃吸収材６を構成する
円筒状の部材１０は、外周面または内周面が膜状の部材
により被覆されていてもよい。膜状の部材としては、た
とえば、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリ塩化ビニ
ル，ポリエステル等の各種樹脂フィルムまたはシート、
アルミ箔、紙、織物、不織布、塗料その他が挙げられ
る。

【００１４】このように、円筒状の部材１０の内周面ま
たは外周面に膜状の部材が配置されていると、衝撃吸収
材６の圧縮強度がさらに向上する。 （ｄ） 前記衝撃吸収材６の一方の面には、ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，ウレタン等の各
種樹脂の板状発泡体、不織布、段ボール、ベニヤ板等の
平板状部材が配置されていてもよい。これらの平板状部
材は、接着剤、粘着テープ及び熱融着等により衝撃吸収
部材６に接着され得る。 （ｅ） 前記実施例では、ドア本体３内に一連の衝撃吸
収材６を配置したが、本発明はこれに限られない。たと
えば、ドア本体３内に設けられた区画ごとに衝撃吸収材
６を別個に収納した場合も本発明を同様に実施できる。 （ｆ） 前記衝撃吸収材６では、同一径の円筒状の部材
１０を縦横に整然と配列したが、本発明はこれに限られ
ない。例えば、円筒状の部材１０が千鳥状に配列されて
いる場合や、径の異なる部材を配列した場合も本発明を
同様に実施できる。 （ｇ） 前記実施例では、本発明を車輌用ドアに採用し
たが、本発明はこれに限られない。たとえば、車輌の天
井材、床材、及びエンジンルームと室内との隔壁、バン
パー等の他の構造部材にも本発明を同様に実施できる。

【００１５】図５及び図６を参照して、本発明を車輌の
バンパーに適用した場合について説明する。図５におい
て、バンパー２０は車輌２１の後端に取り付けられてい
る。このバンパー２０は、図６に示すように、鉄製の芯
体２２と、芯体２２の端面に取り付けられた、衝撃吸収
材２３と、これらを覆うプラスチック製の外装材２４と
から構成されている。芯体２２は、車輌２１の幅方向に
延びるブロック状であり、図示しないブラケットにより
車輌２１に固定されてバンパー２０全体を支持してい
る。衝撃吸収材２３は、前記実施例で用いた衝撃吸収材
６と同様の部材であり、それを構成する円筒状の部材２
３ａの軸線がバンパー２０の厚み方向（図５，図６のＤ
方向）と一致するよう芯体２２に貼着されている。外装
材２４は、断面コ字状で内部に空間２４ａを有してお
り、内部に一体に形成された複数のボス２５を有してい
る。このボス２５は、衝撃吸収材２３の部材２３ａ内に
挿入されて芯体２２方向に延びており、芯体２２とビス
２６により固定されている。

【００１６】〔実験例〕実験例１ 厚さ４ｍｍのシート状ポリプロピレン樹脂発泡体を融着
により２枚積層し、見かけ密度が０．０３４ｇ／ｃｍ³
で厚さが約８ｍｍのポリプロピレン樹脂発泡体シートを
製造した。そして、このポリプロピレン樹脂発泡体シー
トを、外径が約５０ｍｍで長さが約１ｍの円筒に熱成形
した。この円筒３６本を、金属製枠体（図示せず）を用
いて図４に示すように積層し、ブロック状部材を製造し
た。そして、このブロック状部材を端から約５０ｍｍず
つ熱線切断刃を用いて切断し、衝撃吸収材を得た。得ら
れた衝撃吸収材では、熱融着により円筒状の部材相互が
接着していた。

【００１７】得られた衝撃吸収材は、見かけ密度が０．
０１７ｇ／ｃｍ³ であり、円筒に熱成形前の発泡体シー
トの約２分の１であった。したがって、本実施例によれ
ば、軽量の衝撃吸収材が製造できた。得られた衝撃吸収
材について、緩衝特性を調べたところ、図７の曲線Ｘで
示す結果が得られた。なお、緩衝特性は、ＪＩＳ−Ｚ０
２３５−１９７０に従い、重錘の落下高さＨおよび試験
片の厚さＴをパラメータにして最大減速速度Ｇ_m −静的
応力Ｗ／Ａの関係を測定した。

【００１８】比較のため、円筒に熱成形前の樹脂発泡体
シートについて緩衝特性を調べたところ、図７のＹで示
す結果が得られた。これらの結果から明らかなように、
実験例の衝撃吸収材は、比較例に比べて緩衝特性が優れ
ている。実施例２ 厚さが４ｍｍのポリプロピレン樹脂発泡体シートを２枚
積層した、見かけ密度が０．０６７ｇ／ｃｍ³ で厚さが
約８ｍｍのポリプロピレン樹脂発泡体シートを製造し
た。そして、このポリプロピレン樹脂発泡体シートを外
径が約３０ｍｍで長さが約１ｍの円筒に熱成形した。得
られた円筒を１００本用いて実施例１と同様に衝撃吸収
材を製造した。得られた衝撃吸収材の見かけ密度は、
０．０５６ｇ／ｃｍ³ であり、熱成形前のポリプロピレ
ン樹脂発泡体シートの約５分の１であった。この結果か
ら明らかなように、この実験例によれば、実験例１に比
べてさらに軽量の衝撃吸収材が製造できた。

【００１９】

【発明の効果】第１の発明によれば、軽量で衝撃吸収性
が良好な車輌用衝撃吸収材が実現できる。第２の発明に
よれば、第１の発明に係る車輌用衝撃吸収材を備えてい
るので、軽量でありかつ衝撃吸収性が良好な車輌用構造
材が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が採用された車輌用ドアの斜
視図。

【図２】図１のII−II断面図。

【図３】前記実施例に採用された衝撃吸収材の斜視図。

【図４】前記衝撃吸収材の製造工程の一工程を示す斜視
図。

【図５】本発明の一実施例が採用された車輌後部の斜視
図。

【図６】図５のVI−VI断面図。

【図７】実験例の緩衝特性を示すグラフ。

【符号の説明】

３ ドア本体 ５，２４ａ 空間 ６，２３ 衝撃吸収材 １０，２３ａ 円筒状の部材 ２０ バンパー ２４ 外装材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の樹脂発泡体製筒状体が集合してな
   る、車輌用衝撃吸収材。
2. 【請求項２】内部に空間を有する構造材本体と、 前記空間内に配置された、複数個の樹脂発泡体製筒状体
   が集合してなる衝撃吸収材とを備え、 前記衝撃吸収材は、前記各樹脂発泡体製筒状体の軸線が
   前記構造材本体の厚み方向に延びている、車輌用構造
   材。