(57)【要約】【課題】車両正面からの衝撃入力時に乗員の足首を保護する衝撃吸収構造体であって製造の容易な衝撃吸収構造体の提供を課題とする。【解決手段】衝撃吸収構造体３０に、車体パネル１０に沿う形状に形成された第一衝撃吸収体４０と、該第一衝撃吸収体４０から車室方向Ｄ４へ離間して配置された橋掛部６０と、この橋掛部６０から第一衝撃吸収体４０を挟む位置で車体パネル１０に向かって延出した一対の側壁部７０，７０と、該一対の側壁部７０，７０の間で橋掛部６０から第一衝撃吸収体４０に向かって凸とされた凸部８０と、を有する第二衝撃吸収体５０とを設け、衝撃吸収構造体３０を、車体パネル１０から第一衝撃吸収体４０へ衝撃が入力されたときに少なくとも凸部８０の一部が第一衝撃吸収体４０の中へ挿入し、かつ、後側の凸部８０よりも前側の凸部８０の方が第一衝撃吸収体４０の中へ深く挿入するように形成する。【選択図】図６
2010120471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の乗員の足下において車体パネルの車室側に設置される衝撃吸収構造体であって、
衝撃を吸収する材料で前記車体パネルに沿う形状に形成された第一衝撃吸収体と、
該第一衝撃吸収体から前記車室方向へ離間して配置された橋掛部と、この橋掛部から前記第一衝撃吸収体を挟む位置で前記車体パネルに向かって延出した一対の側壁部と、該一対の側壁部の間で前記橋掛部から前記第一衝撃吸収体に向かって凸とされた凸部と、を有し、衝撃を吸収する材料で形成された第二衝撃吸収体とを備え、
前記凸部が前記橋掛部に対して前記自動車の前後方向にわたって一以上設けられ、
前記車体パネルから前記第一衝撃吸収体へ衝撃が入力されたときに少なくとも前記凸部の一部が前記第一衝撃吸収体の中へ挿入し、かつ、後側の前記凸部よりも前側の前記凸部の方が前記第一衝撃吸収体の中へ深く挿入するように形成された、衝撃吸収構造体。
【請求項２】
前記凸部は、前記橋掛部に対して前後に分離して設けられた前側凸部及び後側凸部を含み、
前記前側凸部は、前記車体パネルから前記第一衝撃吸収体へ衝撃が入力されたときに前記後側凸部よりも前記第一衝撃吸収体の中へ深く挿入する形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収構造体。
【請求項３】
前記一対の側壁部が前記第一衝撃吸収体に接して配置され、
前記前側凸部及び前記後側凸部が前記第一衝撃吸収体における前記車室側の面に接して配置され、
前記前側凸部と前記第一衝撃吸収体との接触面積が前記後側凸部と前記第一衝撃吸収体との接触面積よりも小さくされた、請求項２に記載の衝撃吸収構造体。
【請求項４】
前記第一衝撃吸収体が圧縮変形により衝撃を吸収する発泡材で形成され、
前記第二衝撃吸収体が樹脂成形材料で成形された、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の衝撃吸収構造体。
【請求項５】
前記第一衝撃吸収体は、前後に設けられた前側衝撃吸収部及び後側衝撃吸収部を含み、
前記前側衝撃吸収部は、圧縮応力が前記後側衝撃吸収部よりも小さくされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の衝撃吸収構造体。
ただし、前記圧縮応力は、１００mm×１００mm×５０mmの試験体に対して１００mm×１００mmの面に１０mm／minで全面圧縮をして測定されるものとする。
【請求項６】
前記第一衝撃吸収体における前記車体パネル側の面に、後ろから前方に向かって放射状に広がるように配置されて前記車体パネルに向かって延出した複数の延出部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の衝撃吸収構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の乗員の足下において車体パネルの車室側に設置される衝撃吸収構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の自動車では、フロアパネル上に内装材としてフロアカーペットを敷設することにより、意匠性を高め、防音性能等を改善することが行われている。このフロアカーペットとフロアパネルとの間に、前席乗員等の乗員の足を保護する衝撃吸収部材が設置されることがある。乗員の脛を保護するための衝撃吸収部材は、ティビアパッド（tibia pad）とも呼ばれる。このような衝撃吸収部材として、合成樹脂を発泡させた材質からなる衝撃吸収体に対してフロアカーペットに面する側に無発泡の合成樹脂板が積層されて一体化された衝撃吸収構造体が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献２には、車室のフロア面から斜め前方に立ち上がるトーボード面に前上がりの傾斜姿勢で配置される自動車用フットレストが記載されている。このフットレストは、乗員の足載せ面の裏面に対して前後左右にリブが形成された樹脂製フットレスト本体と、前記リブに囲まれる複数の空間のそれぞれに挿入されたゴム等の衝撃吸収材と、から構成されている。フットレスト本体は、後側よりも前側の方が高くされている。各衝撃吸収材は、リブの高さよりも小さい厚みとされ、足載せ面の裏面に接する位置まで前記空間に挿入される。
【特許文献１】特開２００６−８８７３７号公報
【特許文献２】特許第３８０８１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献２記載のフットレストの製造は、フットレスト本体のリブで囲まれる複数の空間のそれぞれに対して衝撃吸収材を足載せ面の裏面に接する位置まで挿入する必要があるため、容易ではない。
【０００５】
以上を鑑み、本発明は、車両正面からの衝撃入力時に乗員の足首を保護する衝撃吸収構造体であって製造の容易な衝撃吸収構造体の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、自動車の乗員の足下において車体パネルの車室側に設置される衝撃吸収構造体であって、衝撃を吸収する材料で前記車体パネルに沿う形状に形成された第一衝撃吸収体と、該第一衝撃吸収体から前記車室方向へ離間して配置された橋掛部と、この橋掛部から前記第一衝撃吸収体を挟む位置で前記車体パネルに向かって延出した一対の側壁部と、該一対の側壁部の間で前記橋掛部から前記第一衝撃吸収体に向かって凸とされた凸部と、を有し、衝撃を吸収する材料で形成された第二衝撃吸収体とを備え、前記凸部が前記橋掛部に対して前記自動車の前後方向にわたって一以上設けられ、前記車体パネルから前記第一衝撃吸収体へ衝撃が入力されたときに少なくとも前記凸部の一部が前記第一衝撃吸収体の中へ挿入し、かつ、後側の前記凸部よりも前側の前記凸部の方が前記第一衝撃吸収体の中へ深く挿入するように形成されたことを特徴とする。
【０００７】
以上の構成により、車両正面からの衝撃入力時、少なくとも凸部の一部が第一衝撃吸収体の中へ挿入し、かつ、後側の凸部よりも前側の凸部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入する。このとき、衝撃吸収構造体へ入力される衝撃を第一衝撃吸収体が吸収するとともに側壁部も吸収する。そして、橋掛部の後側よりも橋掛部の前側の方が第一衝撃吸収体へ近づくので、乗員の足と脛のなす角度が減少することが抑止され、乗員の足首が保護される。また、本衝撃吸収構造体は、一対の側壁部の間へ第一衝撃吸収体を挿入するだけで容易に形成される。
【０００８】
ところで、上記車体パネルには、フロアパネル、トーボード、ダッシュボード下部、これらの組み合わせ、等が含まれる。上記車体パネルの車室側に敷物が敷設される場合、この敷物と車体パネルとの間に衝撃吸収構造体が設置されてもよい。
上記側壁部は、第一衝撃吸収体に接して配置されてもよいし、第一衝撃吸収体から離間されて配置されてもよい。
上記凸部は、第一衝撃吸収体に接して配置されてもよいし、第一衝撃吸収体から離間されて配置されてもよい。当該凸部は、橋掛部から第一衝撃吸収体に向かって突出した部位、橋掛部から第一衝撃吸収体に向かって延出した部位、等を含む。
上記凸部が橋掛部に対して前後に分離して設けられた前側凸部及び後側凸部を含む場合、後側の凸部よりも前側の凸部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入するとは、後側凸部よりも前側凸部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入することを意味する。ここで、前記凸部は、前側凸部と後側凸部との間に分離して設けられた中間凸部を有してもよい。また、上記凸部が橋掛部に対して長手方向を前後に向けて配置されて第一衝撃吸収体に向かって延出した延出部を含む場合、後側の凸部よりも前側の凸部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入するとは、該延出部の後部よりも該延出部の前部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入することを意味する。
なお、上記凸部は、上記前側凸部及び上記後側凸部並びに上記延出部を含んでもよい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、車両正面からの衝撃入力時に乗員の足首を保護する衝撃吸収構造体であって製造の容易な衝撃吸収構造体を提供することができる。
請求項２〜請求項４に係る発明では、製造のさらに容易な衝撃吸収構造体を提供することができる。
請求項５、請求項６に係る発明では、乗員の足首の保護機能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（１）衝撃吸収構造体の構成：
図１は本発明の一実施形態に係る衝撃吸収構造体３０を採用した乗用自動車１の要部を前後方向Ｄ１と平行な垂直断面にて示す要部断面図、図２は衝撃吸収構造体３０の外観を斜め上から見て示す斜視図、図３は衝撃吸収構造体３０を上下逆に分解して示す分解斜視図、図４（ａ）〜（ｃ）は衝撃吸収構造体を形成する一例を前側から見て示す図、図５（ａ），（ｂ）は衝撃吸収構造体の要部を前側から見て示す図、図６（ａ），（ｂ）は衝撃入力時の衝撃吸収構造体３０の変化を図２のＡ１−Ａ１に相当する位置で断面視して示す垂直断面図、図７（ａ），（ｂ）は衝撃入力時の衝撃吸収構造体３０の変化を前側から見て示す図である。
なお、左右の位置関係を説明するときには、自動車１の後方から前方を見たときを基準として説明する。
【００１１】
図１では、前後の座席を有する乗用自動車１のフロアのうち前席乗員Ｍの足下部が示されている。自動車の乗員Ｍの足下では、車体パネル１０の一部を構成する金属製のパネル１２，１４，１６が配置され、これらのパネル１２，１４，１６よりも車室ＳＰ１側にフロアカーペット（敷物）２０が敷設されている。ここで、パネル１２は、略水平に配置されたフロアパネルである。パネル１４は、フロアパネル１２の前縁から斜め前方へ立ち上がったトーボードである。パネル１６は、トーボード１４の前縁から略鉛直に立ち上がったダッシュボードであり、車室ＳＰ１とエンジンルームとの隔壁として機能する。
【００１２】
フロアカーペット２０は、プレス成形等により車体パネル１０及び衝撃吸収構造体３０に沿う形状に成形されている。フロアカーペット２０は、乗員Ｍの足下から後方に向かって略水平に設けられ、車室ＳＰ１の床面ＦＬ１を形成するとともに、乗員Ｍの足下から前方に向かって斜めに立ち上がって設けられる。フロアカーペットの表皮材には、基布に立毛パイルを組織したタフトカーペットや、不織ウェブをニードリングして繊維相互を絡め形成したニードルパンチカーペット等が用いられる。フロアカーペットの裏面には熱可塑性樹脂等の裏打ちが施され、バインダーには低密度ポリエチレンやエチレン酢酸ビニル等の低融点の熱可塑性樹脂等が用いられる。
【００１３】
自動車の前面衝突時、車体パネルには後方へ強い衝撃が加わる。そこで、自動車の乗員Ｍの足下において車体パネル１０とフロアカーペット２０との間にティビアパッドとも呼ばれる衝撃吸収構造体３０を設置している。衝撃吸収構造体３０は、前席、すなわち運転席や助手席の乗員足元付近において、トーボード１４上に載置されたり、さらにクリップ等でトーボード１４上に取り付けられたり、フロアカーペット２０の裏面に貼り付けられたり等して、車体パネル１０の車室ＳＰ１側に設置される。衝撃吸収構造体は、運転席の足下と助手席の足下とのそれぞれに設置されても、一方にのみ設置されても、両方に跨って単一の衝撃吸収構造体として設置されてもよい。
【００１４】
衝撃吸収構造体３０は、共に衝撃を吸収する材料で形成された衝撃吸収体４０，５０を備えている。
第一衝撃吸収体４０は、車体パネル１０に沿う形状に形成され、車体パネル１０における車室ＳＰ１側の面に設置される。本実施形態の第一衝撃吸収体４０は、略直方体状に形成され、トーボード１４における車室側の傾斜面１４ａに載置され、車体パネル側の面４０ｂが傾斜面１４ａに接触している。
【００１５】
第一衝撃吸収体４０の材質は、圧縮変形により衝撃を吸収する材質が好ましく、圧縮変形により衝撃を吸収する発泡材がより好ましく、発泡成形用の樹脂材料を発泡させた材質がさらに好ましい。当該樹脂材料を構成する樹脂（エラストマーを含む）には、合成樹脂が好ましく、衝撃吸収体に適度な衝撃吸収性を付与する観点から熱可塑性樹脂が特に好ましいが、熱硬化性樹脂を用いることも可能である。当該熱可塑性樹脂には、ポリスチレン、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、アクリルスチレン、これらの組み合わせ、等を用いることができる。前記熱硬化性樹脂には、ウレタンフォームを形成するためのポリウレタン系樹脂等を用いることができる。樹脂材料には、充てん材等の添加剤が添加されてもよい。添加剤の配合比は、樹脂の性質を十分に発揮させる観点から、例えば樹脂の重量比以下の重量比とされる。発泡材で形成される第一衝撃吸収体には、ビーズ状のプラスチックに発泡剤を含浸させて予備発泡させた発泡性樹脂粒子を金型内に充填してさらに加熱発泡させたビーズ発泡成形体、プラスチックに発泡剤を混合して発泡させた発泡プラスチックをダイから押し出して成形した押出発泡成形体、等を採用することができる。発泡剤には、ブタンやペンタン等の炭化水素を発生させる揮発性発泡剤、炭酸アンモニウム等の炭酸ガス等を発生させる無機系発泡剤、等を用いることができる。
【００１６】
第一衝撃吸収体４０の発泡倍率は、例えば１０〜５０倍とすることができる。第一衝撃吸収体４０の密度は、例えば０．０２〜０．１ｇ／cm3とすることができる。第一衝撃吸収体４０の厚みｔ１は、例えば１０〜５０mmとすることができる。前面４０ｅから後面４０ｆまでの距離は、例えば２００〜４００mmとすることができる。左側面４０ｃから右側面４０ｄまでの距離は、例えば５０〜６００mmとすることができる。第一衝撃吸収体４０の圧縮応力は、例えば圧縮方向における１０〜５０％歪みにおいて０．０５〜０．３５MPaとすることができる。ここで、圧縮応力は、１００mm×１００mm×５０mmの試験体に対して１００mm×１００mmの面に１０mm／minで全面圧縮をして測定されるものとする。第一衝撃吸収体が１００mm×１００mm×５０mmよりも小さい場合、この第一衝撃吸収体と同じ材質の１００mm×１００mm×５０mmの試験体に対する測定値を前記圧縮応力とすることができる。
【００１７】
第二衝撃吸収体５０は、橋掛部６０、一対の側壁部７０，７０、凸部８０、を備える。
橋掛部６０は、第一衝撃吸収体４０から車室方向Ｄ４へ離間して配置されている。本実施形態の橋掛部６０は、矩形の平板状に形成され、第一衝撃吸収体４０との間に空間ＳＰ２を形成するように第一衝撃吸収体４０の車室側の面４０ａと略平行に配置されている。すなわち、橋掛部６０がトーボードの傾斜面１４ａと略平行に配置されているので、橋掛部６０の位置のフロアカーペット２０に足Ｍ１を載せたときに足Ｍ１と脛Ｍ２とのなす角度が小さくならない。
なお、橋掛部６０は、ビード板状、曲板状、長方形以外の多角形の板状、側壁部７０，７０を繋ぐ複数の棒の集合、等、様々な形状とすることができる。
【００１８】
側壁部７０，７０は、橋掛部６０から第一衝撃吸収体４０を挟む位置で車体パネル１０に向かって延出している。本実施形態の側壁部７０，７０は、矩形の平板状に形成され、橋掛部の左縁部６０ｃ及び右縁部６０ｄからトーボード１４に向かう車外方向Ｄ５へ並行して延出し、先端部７０ａ，７０ａがトーボードの傾斜面１４ａに当接している。側壁部７０，７０は、第一衝撃吸収体４０の左側面４０ｃ及び右側面４０ｄに接して配置され、互いに略平行とされている。橋掛部６０及び側壁部７０，７０は、一枚の矩形状の平板をコ字状に折り曲げて橋掛部６０の両側に側壁部７０，７０が形成されるような形状とされている。従って、各側壁部７０，７０の幅方向の両縁部７０ｂ，７０ｃと橋掛部６０の幅方向の両縁部（前縁部６０ａ及び後縁部６０ｂ）とは架橋されておらず、前側の縁部７０ｂ，６０ａ，７０ｂで囲まれる部分、及び、後側の縁部７０ｃ，６０ｂ，７０ｃで囲まれる部分が開口している。
なお、側壁部７０は、ビード板状、曲板状、長方形以外の多角形の板状、複数の棒の集合、等、様々な形状とすることができる。
【００１９】
凸部８０は、一対の側壁部７０，７０の間で橋掛部６０から第一衝撃吸収体４０に向かって凸とされている。ここで、凸部８０の凸とされた形状には、突出した形状、膨出した形状、延出した形状、等が含まれる。凸部８０は、橋掛部６０に対して自動車１の前後方向Ｄ１にわたって一以上設けられる。車体パネル１０から第一衝撃吸収体４０へ衝撃が入力されたとき、少なくとも前記凸部８０の一部が第一衝撃吸収体４０の中へ挿入する（差し入る）。そして、本衝撃吸収構造体３０は、図６と図７に示すように、車体パネル１０から第一衝撃吸収体４０へ衝撃が入力されたとき、後側の凸部８０よりも前側の凸部８０の方が第一衝撃吸収体４０の中へ深く挿入するように形成されている。
【００２０】
本実施形態の凸部８０は、橋掛部６０に対して前後に分離して設けられた前側凸部８１、中間凸部８２、及び、後側凸部８３を含む。ここで、橋掛部６０が斜め前方へ立ち上がっていても、凸部８１，８２，８３は橋掛部６０に対して自動車の前後方向にわたって設けられていることに含まれる。また、自動車の前後方向にわたって複数の凸部が設けられる場合、該前後方向の所定位置（例えば前後方向における橋掛部の中間位置）から前側に設けられた凸部を前側凸部、該前後方向の所定位置（例えば前後方向における橋掛部の中間位置）から後側に設けられた凸部を後側凸部、残りの凸部を中間凸部とすることができる。例えば、前側凸部が複数あり、後側凸部が複数ある場合、各後側凸部の挿入深さの相加平均よりも各前側凸部の挿入深さの相加平均の方が大きければ、後側の凸部よりも前側の凸部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入するといえる。
図３に示す衝撃吸収構造体３０の例では、自動車の前後方向にわたって３つの凸部８１，８２，８３、車幅方向にわたって３つの凸部が互いに並行して橋掛部６０に突設されていることが示されている。むろん、凸部の数は、前後方向と車幅方向ともに４以上とされてもよいし、１又は２とされてもよい。
【００２１】
各凸部８１，８２，８３は、第一衝撃吸収体４０における車室ＳＰ１側の面４０ａに接して配置されている。各凸部８１，８２，８３と第一衝撃吸収体４０との接触面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、概略、各凸部８１，８２，８３の先端面８１ａ，８２ａ，８３ａの面積とされる。各凸部８１，８２，８３が円錐台形状又は円柱形状とされる場合、図５（ａ）に示すように各先端面８１ａ，８２ａ，８３ａの直径をｄ１，ｄ２，ｄ３とすると、Ｓ１＝π×ｄ１2／４、Ｓ２＝π×ｄ２2／４、Ｓ３＝π×ｄ３2／４となる。本実施形態では、０＜Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３とされている。すなわち、前側凸部８１は、車体パネル１０から第一衝撃吸収体４０へ衝撃が入力されたときに後側凸部８３よりも第一衝撃吸収体４０の中へ深く挿入する形状とされている。
なお、中間凸部の接触面積Ｓ２は、Ｓ２＝Ｓ１とされてもよいし、Ｓ２＝Ｓ３とされてもよい。
【００２２】
凸部８１，８２，８３の形状は、錐台状、錐体状、柱状、等とすることができる。前記錘台状には、楕円錐台状、角錐台状、が含まれる。該楕円錐台状には、円錐台状が含まれる。前記錐体状には、楕円錐体状、角錐体状、が含まれる。該楕円錐体状には、円錐体状が含まれる。前記柱状には、楕円柱状、角柱状、が含まれる。該楕円柱状には、円柱状が含まれる。本実施形態では、凸部８１，８２が直径ｄ４の基部８１ｂ，８２ｂから先端面８１ａ，８２ａに向かって先細りとされた円錐台形状とされ、後側凸部８３が基部８３ｂの直径ｄ４と先端面８３ａの直径ｄ３と同じ円柱形状とされている。
また、橋掛部における車室側の面から凸部の内部へ入り込む凹みを形成する等、凸部の内部を中空としてもよい。
【００２３】
第二衝撃吸収体５０を形成する素材は、第一衝撃吸収体４０への衝撃入力時に少なくとも凸部８０の一部が第一衝撃吸収体４０の中へ挿入する材質が好ましく、圧縮によらない変形により衝撃を吸収する樹脂成形材料がより好ましいが、アルミニウム等の金属を用いることも可能である。第一衝撃吸収体４０が樹脂材料の発泡成形体である場合、発泡剤を添加していない樹脂成形材料で第二衝撃吸収体５０を発泡させずに成形すると、通常、得られる無発泡の樹脂成形体は第一衝撃吸収体４０よりも硬質となる。従って、凸部８０は、第一衝撃吸収体４０の中へ挿入可能である。また、第一衝撃吸収体４０が樹脂材料の発泡成形体である場合、第二衝撃吸収体５０を樹脂成形材料で成形すると、樹脂系の接着剤等により両衝撃吸収体４０，５０の接着が容易である。当該樹脂成形材料を構成する樹脂（エラストマーを含む）には、合成樹脂が好ましく、衝撃吸収体に適度な衝撃吸収性を付与する観点から熱可塑性樹脂が特に好ましいが、熱硬化性樹脂を用いることも可能である。前記熱可塑性樹脂には、ポリプロピレンやポリエチレン等のオレフィン系樹脂、オレフィン系樹脂にエラストマーを添加した樹脂、ポリスチレン、これらの組み合わせ、等を用いることができる。樹脂成形材料には、充てん材等の添加剤が添加されてもよい。添加剤の配合比は、樹脂の性質を十分に発揮させる観点から、例えば樹脂の重量比以下の重量比とされる。樹脂成形材料の成形には、射出成形、プレス成形、等を用いることができる。
第二衝撃吸収体４０の密度は、例えば０．９〜１．２ｇ／cm3とすることができる。
【００２４】
図５（ａ）に示すように、本実施形態の側壁部７０の長さｈ１は、第一衝撃吸収体４０の厚みｔ１と凸部８０の高さｈ２と橋掛部６０の厚みｔ２を加えた長さとされている。これにより、車両正面からの衝撃入力時に第一衝撃吸収体４０とともに側壁部７０，７０で衝撃を即座に吸収することができる。むろん、図５（ｂ）に示す第二衝撃吸収体５２のように側壁部７０の長さｈ１をｈ２＋ｔ２＜ｈ１＜ｔ１＋ｈ２＋ｔ２とし、側壁部の先端部７０ａを車体パネルから浮かせてもよい。この場合、衝撃入力時に第一衝撃吸収体４０の圧縮変形を開始してから側壁部７０，７０で衝撃を吸収することができる。
橋掛部６０及び側壁部７０，７０の厚みは、例えば１〜３mmとすることができる。
凸部８０の高さｈ２は、例えば１０〜５０mmとすることができる。凸部の基部８１ｂ，８２ｂ，８３ｂの直径ｄ４は、例えば５〜３０mmとすることができる。前側凸部の先端面８１ａの直径ｄ１は、例えば１〜１５mmとすることができる。
【００２５】
（２）衝撃吸収構造体の製造方法、作用、効果：
本衝撃吸収構造体３０を製造するには、例えば、以下のようにすればよい。
各衝撃吸収体４０，５０は、種々の公知技術を用いて形成可能である。
第一衝撃吸収体４０を形成するには、まず、ポリプロピレン等の粒子状熱可塑性樹脂に発泡剤を添加してビーズ状に予備発泡させ、ビーズ状樹脂粒子（発泡性樹脂粒子）を多数形成する。次に、ビーズ状樹脂粒子の径よりも小さい径の蒸気孔を複数有するとともに第一衝撃吸収体の形状に合わせた成形型内にビーズ状樹脂粒子を多数充填し、型締めする。さらに、ビーズ状樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂を加熱溶融させる温度にまで所定の加熱機により温度を上昇させた水蒸気を成形型内に導入し、ビーズ状樹脂粒子をさらに発泡させながらビーズ状樹脂粒子どうしを溶融させながら結着させる。成形型内を冷却した後、成形型を開くと、成形された第一衝撃吸収体が得られる。
【００２６】
第二衝撃吸収体５０を形成するには、ポリプロピレン等の熱可塑性の樹脂成形材料の粒状原反を加熱機付き射出成形機に供給し、原反を加熱機にて加熱して溶融させ、第二衝撃吸収体の形状とされた金型内に溶融状態の樹脂成形材料を射出して成形すればよい。前記金型を冷却して樹脂を固化させることにより、第二衝撃吸収体を形成することができる。
また、図４（ａ）に示す第二衝撃吸収体５１のように、橋掛部６０と側壁部７０，７０との境界部分に薄肉化等による折曲部６２，６２を設けてもよい。図４（ａ）に示す第二衝撃吸収体５１は、部位７０，６０，７０が一枚の矩形の平板状とされ、複数の凸部８１，８２，８３が橋掛部６０の一面から外方向へ突出している。この場合、側壁部７０，７０を折り曲げていない第二衝撃吸収体５０は、上述した公知技術を用いて形成することができる。次に、図４（ｂ）に示すように折曲部６２，６２を境界として側壁部７０，７０を凸部８０の突出方向へ折り曲げると、第二衝撃吸収体５１が形成される。
なお、橋掛部の縁部６０ｃ，６０ｄに折曲部６２，６２を形成すると、車両正面からの衝撃入力時に側壁部７０，７０が互いに外方へ変形し易くなる効果が得られることが考えられる。
【００２７】
両衝撃吸収体４０，５０が形成されると、図３に示すように側壁部７０，７０の間に第一衝撃吸収体４０を挿入することにより、衝撃吸収構造体３０が形成される。ここで、第一衝撃吸収体４０と側壁部７０，７０との接触部分を接着剤や両面テープ等で接着したり、第一衝撃吸収体４０と凸部の先端面８１ａ，８２ａ，８３ａとを接着剤や両面テープ等で接着したりしてもよい。
以上説明したように、本衝撃吸収構造体３０は、一対の側壁部７０，７０の間へ第一衝撃吸収体４０を挿入するだけで容易に形成される。
【００２８】
以下、本衝撃吸収構造体３０の作用、効果を説明する。
自動車正面からの衝撃発生時、図６（ａ）に示すように、前方からトーボード１４に後方向Ｄ３の衝撃力Ｆ１が加わる。ここで、方向Ｄ２は自動車１の前方向であり、方向Ｄ３は自動車１の後方向である。すると、図６（ｂ）に示すようにトーボード１４が鉛直方向へ立ち上がる形状に変化し、それにより第一衝撃吸収体４０は後面４０ｆ側を基点として回転するように鉛直方向へ立ち上がる。ここで、衝撃入力前の水平面からトーボード１４が斜め前方へ立ち上がる角度をα１（０°＜α１＜９０°）、衝撃入力後の水平面からトーボード１４が斜め前方へ立ち上がる角度をα２とすると、α２＞α１となる。トーボード１４に従来の衝撃吸収材を載置した場合、乗員の足と脛のなす角度が衝撃入力後に非常に小さくなる可能性があり、乗員Ｍの下肢傷害値（Tibia Index）が大きくなる可能性がある。
【００２９】
トーボード１４に本衝撃吸収構造体３０を設置しておくと、車両正面からの衝撃入力時、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第二衝撃吸収体５０の前側が側壁部７０，７０の変形により衝撃を吸収する。また、少なくとも凸部８０の一部が第一衝撃吸収体４０の中へ挿入し、凸部８０の挿入による第一衝撃吸収体４０の圧縮変形によっても衝撃が吸収される。このとき、前側凸部の先端面８１ａが後側凸部の先端面８３ａよりも小さいので、後側凸部８３よりも前側凸部８１の方が第一衝撃吸収体４０の中へ深く沈むように挿入する。ここで、衝撃入力前の乗員の足Ｍ１と脛Ｍ２のなす角度をθ１（０°＜θ１＜１８０°）、衝撃入力後の乗員の足Ｍ１と脛Ｍ２のなす角度をθ２（０°＜θ２＜１８０°）とする。図６（ｂ）に示すように、橋掛部６０の後側よりも橋掛部６０の前側の方が第一衝撃吸収体４０へ近づくので、角度θ１と比べて角度θ２が極端に小さくなることが抑止される。従って、本衝撃吸収構造体３０は、車両正面からの衝撃発生時に乗員Ｍの足Ｍ１と脛Ｍ２のなす角度が非常に小さくなることを十分に防止して乗員Ｍの下肢傷害値をより低減させることができる。
なお、図６（ｂ）と図７（ｂ）に示す状態で衝撃を吸収し切れなくても、トーボード１４と橋掛部６０とに挟まれた第一衝撃吸収体４０が圧縮変形により衝撃を吸収し、側壁部７０，７０がさらなる変形により衝撃を吸収し、凸部８０（特に前側凸部８１）が変形により衝撃を吸収する。
【００３０】
以上説明したように、本衝撃吸収構造体３０は、車両正面からの衝撃入力時に乗員Ｍの足Ｍ１と脛Ｍ２のなす角度が減少することを抑止することができ、乗員Ｍの足首を保護することができる。そのうえ、衝撃吸収構造体３０を容易に製造することができる。
なお、特許第3808163号公報に記載の自動車用フットレストは、後側よりも前側の方が高くされているので、通常走行時から足を載せたときに足と脛のなす角度が小さくなってしまう。本衝撃吸収構造体３０は、橋掛部６０がトーボードの傾斜面１４ａと略平行に配置されているので、通常走行時に足と脛とのなす角度が小さくならない。
【００３１】
（３）変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
本発明を適用可能な衝撃吸収構造体は、敷物の下に配置されるティビアパッド以外にも、足を直接載せるためのフットレスト等でもよい。すなわち、車体パネルと敷物との間に設置されない衝撃吸収構造体にも、本発明を適用可能である。また、車体パネルに敷設された敷物の車室側に設置される衝撃吸収構造体にも、本発明を適用可能である。この衝撃吸収構造体も車体パネルの車室側に設置されていることになり、車体パネルから第一衝撃吸収体へ衝撃が入力されることは敷物を介して車体パネルから第一衝撃吸収体へ衝撃が入力されることを含む。
車体パネルの車室側に敷設される敷物は、マット等でもよい。むろん、車体パネルに敷物が敷設されていなくても、本発明を適用可能である。
衝撃吸収構造体は、トーボードからフロアパネル前部にかけて設置されてもよいし、トーボードからダッシュボード下部にかけて設置されてもよい。
【００３２】
側壁部７０，７０と第一衝撃吸収体４０との間に隙間があっても、車両正面からの衝撃入力時、後側の凸部８０よりも前側の凸部８０の方が第一衝撃吸収体４０の中へ深く挿入するので、乗員の足首を保護する効果が得られる。また、凸部８０と第一衝撃吸収体４０との間に隙間があっても、車両正面からの衝撃入力時、後側の凸部８０よりも前側の凸部８０の方が第一衝撃吸収体４０の中へ深く挿入するので、乗員の足首を保護する効果が得られる。
橋掛部から凸とされる凸部は、自動車の前後方向にわたって繋がっていてもよい。この場合、該前後方向の所定位置（例えば前後方向における橋掛部の中間位置）から後側となる部分の凸部よりも該前後方向の所定位置から前側となる部分の凸部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入する衝撃吸収構造体も本発明に含まれる。
橋掛部に対して凸部を複数設ける場合、各凸部の形状が同じでも、前側の橋掛部に設けられる凸部の密度を後側の橋掛部に設けられる凸部の密度よりも小さくすれば、後側の凸部よりも前側の凸部の方が第一衝撃吸収体４０の中へ深く挿入する。従って、この場合も、乗員の足首を保護する効果が得られる。
【００３３】
図８と図９に示す衝撃吸収構造体３１のように、第二衝撃吸収体５３の側壁部７０，７０が橋掛部６０の前後縁部６０ａ，６０ｂから第一衝撃吸収体４０を挟む位置で車体パネル１０に向かって延出してもよい。本変形例の側壁部７０，７０は、第一衝撃吸収体４０の前面４０ｅ及び右側面４０ｄに接して配置され、互いに略平行とされている。図９（ａ）に示すように前方からトーボード１４に衝撃力Ｆ１が加わると、図９（ｂ）に示すように前側の側壁部７０が前側へ膨らむように変形して衝撃を吸収する。また、後側凸部８３よりも前側凸部８１の方が第一衝撃吸収体４０の中へ深く挿入する。これにより、橋掛部６０の後側よりも橋掛部６０の前側の方が第一衝撃吸収体４０へ近づくので、乗員の足Ｍ１と脛Ｍ２のなす角度の減少が抑止され、乗員の足首が保護される。従って、本変形例によっても、車両正面からの衝撃入力時に乗員の足首を保護する衝撃吸収構造体であって製造の容易な衝撃吸収構造体を提供することができる。
【００３４】
図１０（ａ）は、変形例に係る衝撃吸収構造体３２を左側面から見て示している。本変形例の第二衝撃吸収体５４の側壁部７０，７０には、長手方向を車幅方向に向けた弱部７１，７１が形成されている。図示の弱部７１，７１は、側壁部７０，７０の相対向する面に第一衝撃吸収体４０の車室側の面４０ａから若干橋掛部６０側へ離間した溝を形成して薄肉化された部位とされている。これにより、車両正面からの衝撃入力時、初期段階で前側の側壁部７０が折れ曲がりやすくなり、前側の凸部８０が第一衝撃吸収体４０の中へ侵入し易くなる。従って、乗員の足と脛のなす角度の減少がさらに抑止され、乗員の足首の保護機能が向上すると考えられる。
【００３５】
図１０（ｂ）は、変形例に係る衝撃吸収構造体３３を左側面から見て示している。本変形例の第二衝撃吸収体５５の凸部８１，８２，８３に対して突出方向（車外方向Ｄ５）の途中に段差（段部８１ｃ，８２ｃ，８３ｃ）が形成されている。図１０（ｂ）では、段部８１ｃ，８２ｃ，８３ｃにおいて先端面側の径を基部側の径よりも小さくしている。これにより、車両正面からの衝撃入力時、第一衝撃吸収体４０の中へ入る凸部８１，８２，８３が段部８１ｃ，８２ｃ，８３ｃまで挿入すると、衝撃力に対する反力が大きくなる。従って、段部の位置及び大きさに応じて、第一衝撃吸収体４０の中へ侵入する凸部８０の速度をコントロールすることができる。
【００３６】
図１１（ａ）は、変形例に係る衝撃吸収構造体３４を左側面から見て示している。本変形例の第一衝撃吸収体４１は、前後に設けられた前側衝撃吸収部４２及び後側衝撃吸収部４３を含んでいる。本変形例では、比較的硬質の後側衝撃吸収部４３の前側に比較的軟質の前側衝撃吸収部４２が接して設けられている。ここで、前側衝撃吸収部４２の圧縮応力は、後側衝撃吸収部４３の圧縮応力よりも小さくされている。衝撃吸収部４２，４３が１００mm×１００mm×５０mmよりも小さい場合、該衝撃吸収部４２，４３と同じ材質の１００mm×１００mm×５０mmの試験体に対する測定値を前記圧縮応力とすることができる。第一衝撃吸収体４１を形成するためには、前側衝撃吸収部４２の密度を後側衝撃吸収部４３の密度よりも小さくしたり、前側衝撃吸収部４２の発泡倍率を後側衝撃吸収部４３の発泡倍率よりも大きくしたりすればよい。
例えば、第一衝撃吸収体の形状に合わせた成形型内にビーズ状樹脂粒子を多数充填して加熱発泡させて成形する際に、後側衝撃吸収部４３には発泡倍率の小さい発泡樹脂粒子を充填し、前側衝撃吸収部４２には発泡倍率の大きい樹脂粒子を充填して成形すれば、後側衝撃吸収部４３を前側衝撃吸収部４２よりも高密度で高剛性に形成することができる。また、前側衝撃吸収部４２よりも高剛性の材質（例えば比較的低発泡倍率の合成樹脂）で後側衝撃吸収部４３を予め形成しておき、成形型内に該後側衝撃吸収部４３を入れ、樹脂粒子を充填して成形してもよい。
【００３７】
以上により、車両正面からの衝撃入力時、後側凸部８３よりも前側凸部８１の方が第一衝撃吸収体４０の中へ挿入し易くなる。従って、本衝撃吸収構造体３４は、乗員の足首の保護機能を向上させることができる。
【００３８】
上述した第一衝撃吸収体４１は、車体パネルから第一衝撃吸収体４１へ衝撃が入力されたときに後側の凸部よりも前側の凸部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入するように形成されているといえる。
そこで、図１１（ｂ）に示すように、上記第一衝撃吸収体４１と第二衝撃吸収体５６とから衝撃吸収構造体３５を構成してもよい。本変形例では、橋掛部６０に対して自動車の前後方向にわたって複数設けられた凸部８４が同じ形状とされている。後側衝撃吸収部４３よりも前側衝撃吸収部４２の方が軟質であるので、車両正面からの衝撃入力時、後側の凸部８４よりも前側の凸部８４の方が第一衝撃吸収体４１の中へ深く挿入する。従って、本変形例によっても衝撃入力時に乗員の足首を保護する衝撃吸収構造体であって製造の容易な衝撃吸収構造体を提供することができる。
なお、前側衝撃吸収部４２及び後側衝撃吸収部４３との間に中間衝撃吸収部が設けられても、中間衝撃吸収部の圧縮応力が前側衝撃吸収部４２の圧縮応力以上かつ後側衝撃吸収部４３の圧縮応力以下であれば、同様の作用、効果が得られる。
【００３９】
図１２は、変形例の衝撃吸収構造体３６を上下逆に分解して示している。本変形例の第二衝撃吸収体５７は、橋掛部６０の左右縁部６０ｃ，６０ｄから第一衝撃吸収体４０の前側を挟む位置で車体パネルに向かって延出した一対の前側側壁部７２，７２と、橋掛部６０の左右縁部６０ｃ，６０ｄから第一衝撃吸収体４０の後側を挟む位置で車体パネルに向かって延出した一対の後側側壁部７３，７３とを有している。ここで、後側側壁部７３，７３は、前側側壁部７２，７２よりも厚くされることにより高剛性とされている。これにより、車両正面からの衝撃入力時、前側側壁部７２，７２の方が後側側壁部７３，７３よりも変形し易くなり、後側凸部８３よりも前側凸部８１の方が第一衝撃吸収体４０の中へ挿入し易くなる。従って、本衝撃吸収構造体３３は、乗員の足首の保護機能を向上させることができる。
【００４０】
上述した第二衝撃吸収体５７は、車体パネルから第一衝撃吸収体４０へ衝撃が入力されたときに後側の凸部よりも前側の凸部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入するように形成されているといえる。従って、橋掛部６０に対して自動車の前後方向にわたって複数設けられる凸部が同じ形状とされても、衝撃入力時に乗員の足首を保護する衝撃吸収構造体を提供することができる。
なお、前側側壁部と後側側壁部との間に中間側壁部が設けられても、中間側壁部の剛性が前側側壁部と後側側壁部との間にあるか、中間側壁部と前側側壁部の剛性が同じであるか、又は、中間側壁部と後側側壁部の剛性が同じであれば、同様の作用、効果が得られる。
【００４１】
図１３（ａ）は変形例に係る第一衝撃吸収体４４の底面側を示す斜視図、図１３（ｂ）は第一衝撃吸収体４４の底面図、図１４は第一衝撃吸収体４４を用いた衝撃吸収構造体３７の変化を図２のＡ１−Ａ１に相当する位置で断面視して示す垂直断面図である。本変形例の第一衝撃吸収体４４は、本体部４５と複数の延出部４６とを備えている。これらの延出部４６は、本体部４５における車体パネル側の面４５ｂに設けられ、後ろから前方に向かって放射状に広がるように配置されて、車体パネルに向かって延出している。各延出部４６の延出方向の長さは、前後で変わらないようにされている。各延出部４６の延出方向に対する厚みは、前後で変わらないようにされている。これにより、前側の延出部同士の間隔が後側の延出部同士の間隔よりも広くなっており、全体として延出部４６の後部４６ｂよりも延出部４６の前部４６ａの方が圧縮変形され易くなっている。すなわち、第一衝撃吸収体４４は、かかと側の反力よりも爪先側の反力の方が弱く設定され、かかと側よりも爪先側の方が歪み易く設定されている。
【００４２】
図１４（ａ）に示すように前方からトーボード１４に衝撃力Ｆ１が加わると、図１４（ｂ）に示すように延出部後部４６ｂよりも延出部前部４６ａの方が大きく圧縮変形する。これにより、第一衝撃吸収体４４単独でも橋掛部６０の後側よりも橋掛部６０の前側の方が第一衝撃吸収体４０へ近づく作用が得られるので、乗員の足と脛のなす角度の減少がさらに抑止され、乗員の足首の保護機能が向上する。むろん、後側凸部８３よりも前側凸部８１の方が第一衝撃吸収体４４の中へ深く挿入する。従って、本変形例によっても、車両正面からの衝撃入力時に乗員の足首を保護する衝撃吸収構造体であって製造の容易な衝撃吸収構造体を提供することができる。
【００４３】
なお、上述した延出部４６と同様の形状の凸部を橋掛部に設けてもよい。すると、前側の延出部同士の間隔が後側の延出部同士の間隔よりも広くなるので、車体パネルから第一衝撃吸収体へ衝撃が入力されたときに延出部後部よりも延出部前部の方が第一衝撃吸収体の中へ深く挿入する。従って、本変形例によっても、車両正面からの衝撃入力時に乗員の足首を保護する衝撃吸収構造体であって製造の容易な衝撃吸収構造体を提供することができる。
なお、放射状に配置される上記延出部、並びに、突出した形状の上記前側凸部及び上記後側凸部、を同じ橋掛部に設けてもよい。
【００４４】
なお、本発明は、上述した実施形態や変形例に限られず、上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】衝撃吸収構造体を採用した自動車の要部の垂直断面を例示する要部断面図。
【図２】衝撃吸収構造体の一例を斜め上から見て示す斜視図。
【図３】図２に示す衝撃吸収構造体を上下逆に分解して示す分解斜視図。
【図４】衝撃吸収構造体を形成する一例を前側から見て示す図。
【図５】図２に示す衝撃吸収構造体の要部を前側から見て示す図。
【図６】衝撃入力時の衝撃吸収構造体の変化を例示する垂直断面図。
【図７】衝撃入力時の衝撃吸収構造体の変化を例示する断面図。
【図８】変形例の衝撃吸収構造体を斜め上から見て示す斜視図。
【図９】図８に示す衝撃吸収構造体の変化を例示する垂直断面図。
【図１０】変形例の衝撃吸収構造体を側面から見て示す側面図。
【図１１】変形例の衝撃吸収構造体を側面から見て示す側面図。
【図１２】変形例の衝撃吸収構造体を上下逆に分解して示す分解斜視図。
【図１３】変形例の第一衝撃吸収体の底面側を示す図。
【図１４】変形例の衝撃吸収構造体の変化を例示する垂直断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１…自動車、
１０…車体パネル、１２…フロアパネル、１４…トーボード、１６…ダッシュボード、
２０…フロアカーペット（敷物）、
３０〜３７…衝撃吸収構造体、
４０，４１，４４…第一衝撃吸収体、４０ａ…車室側の面、４０ｂ…車体パネル側の面、
４２…前側衝撃吸収部、４３…後側衝撃吸収部、
４５…本体部、４５ｂ…車体パネル側の面、
４６…延出部、４６ａ…前部、４６ｂ…後部、
５０〜５７…第二衝撃吸収体、
６０…橋掛部、６２…折曲部、
７０…側壁部、７１…弱部、７２…前側側壁部、７３…後側側壁部、
８０，８４…凸部、８１…前側凸部、８２…中間凸部、８３…後側凸部、
Ｍ…乗員、Ｍ１…足、Ｍ２…脛、
ＳＰ１…車室、ＳＰ２…空間、
Ｄ１…前後方向、Ｄ２…前方向、Ｄ３…後方向、Ｄ４…車室方向、Ｄ５…車外方向、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010120471.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010120471.tif 000014
【図１３】
2010120471.tif 000015
【図１４】
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