JPWO2017138039A1 - 車両用緩衝部材 - Google Patents

Abstract

入力エネルギーの吸収効率に優れる車両用緩衝部材を提供する。車両用緩衝部材である緩衝パッド（１０）は、平板状の基板部（１１）と、基板部（１１）の縁部にフランジ状に連設される縦壁（１３）と、基板部（１１）に並列的に立設され、それぞれが縦壁（１３）と交差する方向に延在して縦壁（１２）に接続する複数のリブ（１７）と、隣り合う一対のリブ（１７）の間に設定される脆弱部（２０）と、を有している。この場合、脆弱部（２０）は、縦壁（１３）に設けられた溝部（２１）と、基板部（１１）に穿孔されたスリット部（２２）と、で構成される。

Description

本発明は、車両用緩衝部材に関する。

従来より、車室側からトリム材へと荷重が入力したとき、あるいは、車外から車体パネルへと荷重が入力したときの対策として、車体パネルとトリム材との間の空間部に緩衝部材（車両用緩衝部材）を配設する構造が知られている。例えば特許文献１には、車体パネルとトリム材との間で緩衝部材が圧潰変形することで衝突エネルギーを吸収する構造が開示されている。この緩衝部材は、平板形状を備える基板上に、複数のリブを互いに直交するように立設して構成されている。

また、特許文献２には、車体パネルのパネル本体裏面側の所定範囲に、複数の補強リブを突設した構造が開示されている。この構造において、複数の補強リブは、互いに交差するように配置されて複数のハニカム形状を構成している。

特開２００４−２１７１０７号公報 特開２０１３−２３７４０６号公報

ところで、自動車のルーフ部といったように、車体パネルとトリム材との間の空間部が狭い場合には、緩衝部材の高さ（リブの起立方向の長さ）も小さく設定される。このため、緩衝部材の剛性が高くなり、リブに割れや潰れが発生し難くなる。これにより、入力エネルギーの吸収効率が低下するという不都合がある。

また、緩衝部材の圧潰状態をコントロールすることが難しくなるため、その圧潰変形時、基板上の周縁に位置するリブ（縦壁）と、当該縦壁の内側に位置するリブとが重なり、緩衝部材に潰れ残りが発生してしまうという不都合がある。これにより、入力エネルギーの吸収効率が低下するという不都合がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力エネルギーの吸収効率に優れる車両用緩衝部材を提供することである。

かかる課題を解決するために、本発明は、車体パネルを覆って装着されるトリム材の裏面に配置され、入力荷重を受けて圧潰変形することにより入力エネルギーを吸収する車両用緩衝部材において、平板状の基板部と、基板部の縁部にフランジ状に連設される縦壁と、基板部に並列的に立設され、それぞれが縦壁と交差する方向に延在して縦壁に接続する複数のリブと、隣り合う一対のリブの間に設定され、縦壁の強度が局所的に弱くなる脆弱部と、を有し、脆弱部は、縦壁に設けられた溝部と、基板部に穿孔されたスリット部と、で構成される。

ここで、本発明において、溝部は、縦壁の上端部において当該縦壁の厚み方向に連続する第１溝部と、第１溝部と連通し、縦壁の高さ方向に連続する第２溝部とで構成され、スリット部は、縦壁に接して設けられ、当該縦壁の延在方向に沿って横長となる開口形状を備えることが好ましい。

また、本発明において、基板部は、車両左右方向に横長となる略矩形形状を有し、縦壁は、基板部の縁部全周にわたって設けられており、縦壁は、基板部の四隅に対応して、当該縦壁が部分的に切り欠かれていることが好ましい。

本発明によれば、縦壁に溝部が設定されているため、荷重を受けた場合には、脆弱な溝部に誘因されて縦壁に割れが発生することとなる。また、基板部にはスリット部が設けられ、縦壁の基端部が基板部と連続していない構成とされるため、縦壁の高さ方向に沿って亀裂が入り易く、割れの発生が容易となる。これにより、縦壁の圧潰が整然と行われ、入力エネルギーを効果的に吸収することができる。

図１は、本実施形態に係る緩衝パッドをルーフ部に適用した例におけるルーフトリムを模式的に示す平面図である。 図２は、ルーフ部の要部を模式的に示す断面図である。 図３は、緩衝パッドを模式的に示す斜視図である。 図４は、図３に示す緩衝パッドの要部を拡大して示す斜視図である。 図５は、図３に示す緩衝パッドのＡＡ断面図である。 図６は、図３に示す緩衝パッドの端部を拡大して示す斜視図である。

以下、本実施形態に係る車両用緩衝部材である緩衝パッド１０を自動車のルーフ部１に適用して説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る緩衝パッド１０をルーフ部１に適用した例におけるルーフトリム４を模式的に示す平面図であり、図２は、ルーフ部１の要部を模式的に示す断面図である。また、図３は、緩衝パッド１０を模式的に示す斜視図である。

ルーフ部１は、車体パネルとしてのルーフパネル２を備えており、このルーフパネル２の内面側には、当該ルーフパネル２に近接した状態でルーフトリム４が装着されている。

ルーフトリム４は、例えば、適宜の厚さの発泡シートと、その両側面に積層されて剛性を確保する補強シートと、車室内に露出する意匠面となる表皮材とからなる積層体で構成されている。ルーフトリム４は、この積層体構造により、クッション性、断熱性及び吸音性を適度に具備している。

ルーフトリム４の所要位置、例えばサンバイザー（図示せず）を収容する収容部４ａの前方側の位置には、高衝撃吸収性能を持つ緩衝パッド１０が配設されている。

緩衝パッド１０は、ルーフトリム４に入力される入力荷重Ｆを受けて圧潰変形することで入力エネルギーを吸収する。緩衝パッド１０による入力エネルギーの吸収特性は、緩衝パッド１０の高さ方向（後述する縦壁１２及びリブ１５の起立方向）の変形ストロークと変形反力とによって一義的に定められる。

緩衝パッド１０は、基板部１１と、縦壁１２と、リブ１５とで構成されており、適宜の合成樹脂材（熱可塑性樹脂等）を用いた型成形によって一体的に形成されている。

基板部１１は、平板状の基材であり、本実施形態では、車両前後方向に比して車両左右方向に横長となる略矩形形状とされている。なお、基板部１１は、車両左右方向に沿った形状をストレート形状とする以外にも、パネル材などの車両造形に応じて適宜の変形を加えることができる。例えば、基板部１１は、車両左右方向に沿った形状を円弧形状としてもよい。

縦壁１２は、基板部１１の縁部にフランジ状に連設される部材（リブ）である。本実施形態では、縦壁１２は、基板部１１の縁部全周にわたって設けられており、車両左右方向に延在する一対の第１縦壁１３と、車両前後方向に延在する一対の第２縦壁１４とで構成されている。緩衝パッド１０は、ルーフパネル２とルーフトリム４との間の狭い空間部に搭載されるため、縦壁１２の高さは、概ね４ｍｍ乃至７ｍｍの範囲で設定されている。

リブ１５は、基板部１１において縦壁１２によって囲まれる範囲に立設されている。リブ１５は、車両左右方向に延在するリブ（以下、必要に応じて「第１リブ」という）１６と、車両前後方向に延在する複数のリブ（以下、必要に応じて「第２リブ」という）１７とで構成されており、これらのリブ１６，１７が格子状に配置されている。本実施形態に示す例では、第１リブ１６と複数の第２リブ１７とは直交状態で交差している。各リブ１６，１７の高さは、縦壁１２の高さと対応して設定されている。

なお、本実施形態では、縦壁１２及びリブ１５の高さを車両左右方向にかけて同一としている。しかしながら、空間部の形状に応じて適宜の変形を加えることができる。例えば、縦壁１２及びリブ１５は、車両左右方向にかけてその高さが序々に増大するような形状であってもよい。

このような構成の緩衝パッド１０は、縦壁１２又はリブ１５の強度が局所的に弱くなるような３つの脆弱部２０，３０，４０を備えている。

図４は、図３に示す緩衝パッド１０の要部を拡大して示す斜視図であり、図５は、図３に示す緩衝パッド１０のＡＡ断面図である。第１脆弱部２０は、第１縦壁１３の強度が局所的に弱くなるように、隣り合う一対の第２リブ１７の間に設定されるものである。この第１脆弱部２０は、隣り合って並列する第２リブ１７の間にそれぞれ設けられており、個々の第１脆弱部２０は、溝部２１と、スリット部２２とで構成されている。

溝部２１は、第１縦壁１３に設けられており、その位置は、隣り合う一対の第２リブ１７の中間位置と対応している。この溝部２１は、第１縦壁１３の先端部１３ａにおいて当該第１縦壁１３の厚み方向に連続する第１溝部２１ａと、この第１溝部２１ａと連通し、第１縦壁１３の高さ方向に直線的に連続する第２溝部２１ｂとで構成されている。個々の溝部２１ａ，２１ｂは、例えばＶ字形状に設定されるが、これ以外の溝形状であってもよい。また、本実施形態では、第２溝部２１ｂは、第１縦壁１３の内側に設定されている。しかしながら、第２溝部２１ｂは第１縦壁１３の外側に設定されてもよい。

スリット部２２は、基板部１１に穿孔されており、その位置は、隣り合う一対の第２リブ１７の中間位置と対応している。具体的には、スリット部２２は、第１縦壁１３に接して設けられており、当該第１縦壁１３の延在方向に沿って横長となる開口形状を備えている。スリット部２２の存在により、第１縦壁１３の基端部側は、基板部１１から切り離された状態で存在することとなる。

図６は、図３に示す緩衝パッド１０の端部を拡大して示す斜視図である。第２脆弱部３０は、縦壁１２の強度が弱くなるように、当該縦壁１２のコーナー部、すなわち、第１縦壁１３と第２縦壁１４とが連設する連設部に設定されるものである。具体的には、第２脆弱部３０は、第１縦壁１３と第２縦壁１４との連設部（コーナー部）を切り欠いたものであり、基板部１１の四隅に対応して設定されている。

さらに、第３脆弱部４０は、リブ１５の強度が局所的に弱くなるように、格子状のリブ１５の交点、すなわち、第１リブ１６及び第２リブ１７が交差する交点に設定されている。図４に示すように、各リブ１６，１７において交点に繋がる部位では、当該交点に向かって下方に傾斜する傾斜部１６ａ，１７ａが設定されている。これにより、交点に対応するリブ１６，１７の高さｈ１は、一般部のリブ１６，１７の高さｈ２よりも低く設定される。さらに、交点に対応するリブ１６，１７の板厚ｔ１は、一般部のリブ１６，１７の板厚ｔ２よりも薄く設定されている。

このような構成の緩衝パッド１０は、図１，２に示すように、その長手方向を車両左右方向と一致させた状態で、ルーフパネル２とルーフトリム４との間の空間部に配置される。この場合、緩衝パッド１０は、ルーフトリム４の裏面に基板部１１を当接させた状態でルーフトリム４に取り付けられる。これにより、緩衝パッド１０は、縦壁１２及びリブ１５の先端側がルーフパネル２と向き合うように空間部に配置される。

緩衝パッド１０のルーフトリム４への取付手法としては、例えばルーフトリム４にホットメルト接着剤を介して接着する手法を用いることができる。また、ルーフパネル２に緩衝パッド１０が当接することによる異音の発生を防止する観点から、縦壁１２の先端側を覆うように不織布などのシートを適宜の箇所に配置してもよい。

そして、緩衝パッド１０を備える車両構造（車両ルーフ構造）においては、ルーフトリム４に車室側から荷重Ｆが入力すると、当該ルーフトリム４の裏面側に配置された緩衝パッド１０の基板部１１が入力荷重Ｆを受け止める。これにより、緩衝パッド１０がルーフパネル２側へ移動すると、縦壁１２及びリブ１５の先端がルーフパネル２に突き当たり、緩衝パッド１０の高さ方向に沿って縦壁１２及びリブ１５に荷重Ｆが入力する。

このとき、縦壁１２及びリブ１５では、脆弱部２０，４０に対応する箇所から割れが発生し、当該縦壁１２及びリブ１５が適切に圧潰する。これにより、入力エネルギーを吸収することができる。

第１脆弱部２０では、第１縦壁１３に溝部２１が設定されているため、脆弱な溝部２１に誘因されて第１縦壁１３に割れが発生することとなる。また、溝部２１と対応する箇所にはスリット部２２が設けられ、第１縦壁１３の基端部が基板部１１と連続していないため、当該第１縦壁１３に高さ方向に沿って亀裂が入り易く、割れの進行が容易となる。このような割れにより、第１縦壁１３の圧潰が整然と行われ、入力エネルギーを効果的に吸収することができる。そして、本実施形態の構成によれば、割れの発生を容易に促すことができるので、高さ方向の寸法が小さく設定される緩衝パッド１０においても入力エネルギーの吸収効率を損なうことがない。

また、第１脆弱部２０は、隣り合って並列する第２リブ１７の間にそれぞれ設けられている。このため、１箇所の第１脆弱部２０で割れが発生し、当該箇所で第１縦壁１３が圧潰すると、これが第１縦壁１３を介して他の第１脆弱部２０へと拡散し、第１縦壁１３の割れが促進される。これにより、第１縦壁１３全体で圧潰が行われるので、入力エネルギーを効果的に吸収することができる。

また、第１縦壁１３における割れの発生を溝部２１が誘発するので、緩衝パッド１０の圧潰状態をコントロールすることができる。これにより、圧潰変形時、第１縦壁１３とリブ１５とが重なることを抑制できるので、緩衝パッド１０の潰れ残りを抑制することができる。

さらに、緩衝パッド１０には、縦壁１２のコーナー部が切り欠かれることで、第２脆弱部３０が設定されている。そのため、コーナー部近傍における縦壁１２の圧潰変形が容易となり、縦壁１２の全てにおいて圧潰が進行する。これにより、入力エネルギーを効果的に吸収することができる。

加えて、緩衝パッド１０には、リブ１６，１７の交点の高さｈ１がその一般部の高さｈ２よりも低く設定されることで、第３脆弱部４０が設定されている。このため、各リブ１６，１７の交点に割れが発生し易くなり、各リブ１６，１７の圧潰変形が容易となる。これにより、リブ１６，１７が適切に圧潰するので、入力エネルギーを効果的に吸収することができる。

このように本実施形態の緩衝パッド１０は、隣り合う一対の第２リブ１７の間に設定され、第１縦壁１３の強度が局所的に弱くなる第１脆弱部２０を有している。そして、この第１脆弱部２０は、第１縦壁１３に設けられた溝部２１と、基板部１１に穿孔されたスリット部２２と、で構成されている。

この構成によれば、第１縦壁１３に溝部２１が設定されているため、脆弱な溝部２１に従って第１縦壁１３に割れが発生することとなる。また、基板部１１にはスリット部２２が設けられ、第１縦壁１３の基端部が基板部１１から分離された構成とされている。これにより、第１縦壁１３の高さ方向に沿って亀裂が入り易くなり、割れの発生が容易となる。その結果、第１縦壁１３の圧潰が整然と行われ、入力エネルギーを効果的に吸収することができる。

換言すれば、第１脆弱部２０を構成する溝部２１（第１溝部２１ａ及び第２溝部２１ｂ）とスリット部２２とが連設状態（接してつながっている状態）であるため、第１縦壁１３の溝部２１の一方端が基板部１１に接していないこととなる。これにより、第１縦壁１３の溝部２１周辺端部が基板部１１に対してもフリー状態となるので、第１縦壁１３の圧潰が有効に行われる。

なお、本実施形態では、溝部２１を、厚み方向に連続する第１溝部２１ａと、高さ方向に直線的に連続する第２溝部２１ｂとで構成している。しかしながら、溝部２１を単に第１溝部２１ａのみで構成してもよい。

また、本実施形態では、第１縦壁１３に第１脆弱部２０を設定しているが、隣り合う第２リブ１７の間に位置する第１リブ１６に対してこれを設定してもよい。また、第１リブ１６を複数本備える場合には、第２縦壁１４に第１脆弱部２０を設定してもよい。ただし、第１脆弱部２０の設定箇所を増やすと緩衝パッド１０全体の剛性が低下し、緩衝パッド１０の変形反力も低下することとなるから、所望とする反力に応じて第１脆弱部２０を設定することが好ましい。

また、縦壁１２とリブ１５との接続点に、第３脆弱部４０を設定してもよい。

以上、本発明の実施形態にかかる車両用緩衝部材としての緩衝パッドについて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。

例えば、本実施形態では、車両用緩衝部材を車両のルーフ部に適用したが、車体パネルとトリム材との間の空間部に広く適用することができる。

また、車両用緩衝部材を備える車両構造も本発明の一部として機能する。

１ ルーフ部
２ ルーフパネル
４ ルートリム
１０ 緩衝パッド
１１ 基板部
１２ 縦壁
１３ 第１縦壁
１４ 第２縦壁
１５ リブ
１６ 第１リブ
１７ 第２リブ
２０ 第１脆弱部
２１ 溝部
２１ａ 第１溝部
２１ｂ 第２溝部
２２ スリット部
３０ 第２脆弱部
４０ 第３脆弱部

この場合において、溝部は、縦壁の上端部において当該縦壁の厚み方向に連続する第１溝部と、第１溝部と連通し、縦壁の高さ方向に連続する第２溝部とで構成され、スリット部は、縦壁に接して設けられ、当該縦壁の延在方向に沿って横長となる開口形状を備えている。

Claims (3)

1. 車体パネルを覆って装着されるトリム材の裏面に配置され、入力荷重を受けて圧潰変形することにより入力エネルギーを吸収する車両用緩衝部材において、
   平板状の基板部と、
   前記基板部の縁部にフランジ状に連設される縦壁と、
   前記基板部に並列的に立設され、それぞれが前記縦壁と交差する方向に延在して前記縦壁に接続する複数のリブと、
   隣り合う一対のリブの間に設定され、前記縦壁の強度が局所的に弱くなる脆弱部と、を有し、
   前記脆弱部は、
   前記縦壁に設けられた溝部と、
   前記基板部に穿孔されたスリット部と、で構成されることを特徴とする車両用緩衝部材。
2. 前記溝部は、
   前記縦壁の上端部において当該縦壁の厚み方向に連続する第１溝部と、
   前記第１溝部と連通し、前記縦壁の高さ方向に連続する第２溝部とで構成され、
   前記スリット部は、
   前記縦壁に接して設けられ、当該縦壁の延在方向に沿って横長となる開口形状を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載された車両用緩衝部材。
3. 前記基板部は、車両左右方向に横長となる略矩形形状を有し、
   前記縦壁は、前記基板部の縁部全周にわたって設けられており、
   前記縦壁は、前記基板部の四隅に対応して、当該縦壁が部分的に切り欠かれていることを特徴とする請求項１に記載された車両用緩衝部材。

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