(57)【要約】【課題】  比較的小さな荷重で変形して衝撃吸収性に優れ、かつ取り扱いが容易で生産性にも優れた自動車用衝撃吸収材を提供する。【解決手段】  アルミニウムまたはアルミニウム合金の押出材から構成され、押出方向に沿って伸びる長尺の帯状の基部２と、基部２に対して離間して平行に配置された長尺の帯状の荷重受け部３と、基部２と荷重受け部３との間に配置された連結部４とからなり、連結部４が荷重方向に対して非平行に配設されるとともに、基部２および荷重受け部３に対して傾斜して配設されていることを特徴とする自動車用衝撃吸収材１を採用する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムまたはアルミニウム合金の押出材から構成され、
押出方向に沿って伸びる長尺の帯状の基部と、該基部に対向して配置された長尺の帯状の荷重受け部と、前記基部と前記荷重受け部との間に配置された連結部とからなり、
前記連結部が荷重方向に対して非平行に配設されるとともに、前記基部および前記荷重受け部に対して傾斜して配設されていることを特徴とする自動車用衝撃吸収材。
【請求項２】
前記基部と前記連結部とが９０°未満の角度で接合されるとともに、前記荷重受け部と前記連結部とが９０°未満の角度で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用衝撃吸収材。
【請求項３】
前記連結部が長尺の帯状の部材とされ、該連結部の幅方向の一端側に前記基部が接合されるともに、前記連結部の他端側に前記荷重受け部が接合されていることを特徴とする請求項２に記載の自動車用衝撃吸収材。
【請求項４】
前記連結部の幅方向途中に１つ以上の折曲部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の自動車用衝撃吸収材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用衝撃吸収材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車が障害物等に衝突した際の乗員保護対策として、自動車のフロントピラー部に衝撃吸収材が内蔵されている。この衝撃吸収材は、障害物との衝突の際に乗員の頭部がフロントピラー部に激突した場合に、その衝撃力で衝撃吸収材自体を変形させ、衝撃エネルギーを吸収して頭部への衝撃を弱めるもので、従来から様々なものが提案されている。例えば、特許文献１ないし特許文献３には、中空金属材からなる衝撃吸収材が提案されている。また特許文献４および５には、樹脂製の衝撃吸収材も提案されている。
【０００３】
中空金属材の例としては、アルミニウムの中空押出材が知られている。この中空押出材は生産コストに優れるものの、押出加工により製造するためにある程度の肉厚が必要となり、このためそれ自身が変形しにくく、衝撃エネルギーの吸収が十分に行なえないという欠点がある。その一方で、肉厚を減らそうとすると、アルミニウムの押出成形が難しくなり、生産コストが大幅に増加するという問題もある。
【０００４】
そこで最近では、アルミニウムまたは鉄などの金属箔とクラフト紙とを積層し、この積層物をスパイラル加工して蛇腹の筒状に成形してなる衝撃吸収材が開発されている（特許文献６）。この衝撃吸収材は、アルミの中空押出材等に比べると比較的小さな荷重で変形するので、変形しにくい中空押出材と組み合わせて使用することで、全体として衝撃吸収性を調整することが可能になっている。
【特許文献１】特開２００１−１５１０５６号公報
【特許文献２】特開２０００−８５５０３号公報
【特許文献３】特開２０００−２９６７４５号公報
【特許文献４】特許第３００７０７０号公報
【特許文献５】特開平１０−３５３７８号公報
【特許文献６】特表２００１−５０８３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記の特許文献６に記載の衝撃吸収材は、製造工程が複雑で生産コストが高いという問題がある。またこの衝撃吸収材を自動車のフロントピラー部に装着する際に、適当な長さで切断して長さを調整する必要があるが、切断の際に切断面が潰れて変形しやすいという問題がある。更に、この衝撃吸収材をフロントピラー部に装着する際には、ボルト等による取り付けが不可能であり、接着剤等で接合させねばならず、接合方法が限定されるという問題もある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、中空金属材からなる衝撃吸収材よりも比較的小さな荷重で変形して衝撃吸収性に優れ、かつ取り扱いが容易で生産性にも優れた自動車用衝撃吸収材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の自動車用衝撃吸収材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の押出材から構成され、押出方向に沿って伸びる長尺の帯状の基部と、該基部に対向して配置された長尺の帯状の荷重受け部と、前記基部と前記荷重受け部との間に配置された連結部とからなり、前記連結部が荷重方向に対して非平行に配設されるとともに、前記基部および前記荷重受け部に対して傾斜して配設されていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、荷重を受けた際に連結部が座屈変形するおそれがない。このため、所謂荷重変位曲線において、変位量の変化によらず荷重量が一定なプラトー領域が生じ、しかもこのプラトー領域における荷重量自体が低くなるので、衝撃吸収性を高めることができる。また、アルミニウムの押出材から構成されるので、生産性に優れるとともに、加工性にも優れ、取り扱いが容易な衝撃吸収材を実現できる。
【０００９】
また本発明の自動車用衝撃吸収材は、先に記載の自動車用衝撃吸収材であり、前記基部と前記連結部とが９０°未満の角度で接合されるとともに、前記荷重受け部と前記連結部とが９０°未満の角度で接合されていることを特徴とする。
【００１０】
上記の自動車用衝撃吸収材においては、荷重を受けた際に、基部と連結部との接合部分および荷重受け部と連結部の接合部分が変形し、連結部自体が座屈変形するおそれがない。このため、所謂荷重変位曲線が上述したような理想的なカーブを描き、衝撃吸収性を高めることができる。
【００１１】
本発明の自動車用衝撃吸収材においては、前記連結部が長尺の帯状とされ、該連結部の幅方向の一端側に前記基部が接合されるともに、前記連結部の他端側に前記荷重受け部が接合されていることが好ましい。
また本発明の自動車用衝撃吸収材においては、前記連結部の幅方向途中に１つ以上の折曲部が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の自動車用衝撃吸収材によれば、比較的小さな荷重で変形して衝撃吸収性に優れ、かつ取り扱いが容易で生産性にも優れた自動車用衝撃吸収材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態である自動車用衝撃吸収材の使用例を示す模式図であり、図２は、自動車用衝撃吸収材を示す斜視図であり、図３は、図２に示す自動車用衝撃吸収材の断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の自動車用衝撃吸収材１は、自動車の車体２０のフロントピラー部２１に内蔵されている。
この自動車用衝撃吸収材１は、図２および図３に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金の押出材から構成されている。この自動車用衝撃吸収材１は、基部２と荷重受け部３と連結部４とから概略構成され、その断面形状がＺ字状とされている。基部２は、長手方向Ａ（押出方向）に沿って伸びる長尺の帯状の部材であり、また荷重受け部３は、基部２に対して平行に離間して配置された長尺の帯状の部材であり、更に連結部４は、長手方向Ａ（押出方向）に沿って伸びる長尺の帯状の部材であって、基部２と荷重受け部３との間に配置される部材である。
【００１５】
荷重受け部３は、自動車が衝突した際に乗員の頭部が激突すると想定される部材であり、自動車用衝撃吸収材１がフロントピラー部２１に装着される際には、この荷重受け部３が乗員室内部側に向くように配設される。
また、連結部４は、荷重受け部３に頭部衝突による荷重が加わった際に、その衝突エネルギーを吸収するために設けられた部材であり、連結部４の幅方向が、荷重方向に対して非平行になるように配設されるとともに、基部２および荷重受け部３に対して傾斜して配設される。
【００１６】
すなわち、連結部４は、基部２に対して第１折曲部５を介して連結されている。第１折曲部５において連結部４の幅方向の一端４ａ側が基部２に接合されている。また、第１折曲部５において基部２と連結部４は、９０°未満の鋭角で接合されている。
更に連結部４は、荷重受け部３に対して第２折曲部６を介して相互に連結されている。第２折曲部６において連結部４の幅方向の他端４ｂ側が荷重受け部３に接合されている。また第２折曲部６において荷重受け部３と連結部４は、９０°未満の鋭角で接合されている。
【００１７】
第１接合部５における基部２と連結部４の接合角度α１は９０°未満が好ましく、３０°以上６０°以下の範囲がより好ましい。また、第２接合部６における荷重受け部３と連結部４の接合角度α２は９０°未満が好ましく、３０°以上６０°以下の範囲がより好ましい。
第１，第２接合部５、６における接合角度α１、α２が９０°以上であると、良好な荷重変形曲線が得られなくなるので好ましくない。特に接合角度α１、α２が９０°であると、衝撃荷重を受けた際に連結部４が座屈変形するおそれがあるので好ましくない。
【００１８】
また、荷重受け部３は、基部２に対して平行な本体部３ａと、本体部３ａの幅方向両側に設けられた傾斜部３ｂ、３ｃとから構成されている。傾斜部３ｂ，３ｃは、本体部３ａに対して基部２側に傾斜している。この傾斜部３ｂ，３ｃを設けることによって、荷重受け部３に対して斜め方向から衝撃荷重を受けた場合でも衝撃エネルギーを効率よく吸収できるようになっている。なお本実施形態では、本体部３ａに連結部４の他端４ｂが接合されているが、荷重受け部３における連結部４の接合箇所はこれに限らず、本体部３ａと傾斜部３ｂ，３ｃとの接合部分や、傾斜部３ａまたは３ｂの端部（荷重受け部３の幅方向端部）に連結部４が接合されていてもよい。
同様に、連結部４は基部２の荷重受け部３側の一面２ａに接合されているが、連結部４の接合箇所はこれに限らず、基部２の幅方向端部に接合されていてもよい。
【００１９】
なお、自動車用衝撃吸収材１を構成するアルミニウム合金としては、押出性に優れた合金が好ましく、例えば、６０００系合金または７０００系合金を用いることができ、より具体的には６０６３合金、６Ｎ０１合金、７Ｎ０１合金等を用いることができる。
【００２０】
上記の自動車用衝撃吸収材１においては、衝撃荷重が荷重受け部３に加えられると、基部２と連結部４との接合部である第１折曲部５と、荷重受け部３と連結部４との接合部である第２折曲部６とが変形して、衝撃エネルギーを吸収する。これにより、連結部４自体が座屈変形するおそれがない。この結果得られる荷重変位曲線には、変位量の変化によらず荷重量が一定なプラトー領域が現れ、しかもこのプラトー領域における荷重量自体が比較的低くなる。よって上記の自動車用衝撃吸収材１によれば衝撃吸収性を高めることができ、自動車衝突時の乗員の頭部の保護を図ることができる。
また、上記の自動車用衝撃吸収材１は、アルミニウムの押出材から構成されるので、生産性に優れるとともに、加工性にも優れ、取り扱いが容易な衝撃吸収材を実現できる。
【実施例】
【００２１】
図２および図１に示すような断面形状を有し、基部の幅が２０ｍｍであり，基部の厚みが１．２ｍｍであり、荷重受け部の全体幅が３０ｍｍであり、荷重受け部の厚みが１．２ｍｍであり、傾斜部の幅が５ｍｍであり、基部と荷重受け部との間隔が２０ｍｍであり、連結部の厚みが１．２ｍｍであって、全長が１００ｍｍの６０６３−Ｔ５のアルミニウム合金押出材からなる実施例１の自動車用衝撃吸収材を製造した。
【００２２】
また、断面形状が略ロ字状（角パイプ状）であって、幅３０ｍｍ、高さ２０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、全長１００ｍｍの６０６３−Ｔ５のアルミニウム合金中空押出材からなる比較例１の自動車用衝撃吸収材を製造した。
更に、断面形状が略コ字状であって、幅３０ｍｍ、高さ２０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、全長１００ｍｍの６０６３−Ｔ５のアルミニウム合金押出材からなる比較例２の自動車用衝撃吸収材を製造した。
【００２３】
実施例１および比較例１並びに２の自動車用衝撃吸収材について、荷重変位曲線を測定した。測定は、図４に示すように、直径１５２．４ｍｍ（６インチ）の半球状の圧子Ｂを衝撃吸収材１の荷重受け部に押し当て、この圧子Ｂにより徐々に荷重を加えながら衝撃吸収材１の潰れ量を測定した。潰れ量は圧子の変位量の値を用いた。圧子変位量と発生荷重量との関係を荷重変位曲線としてグラフに表した。結果を図５および図６に示す。また、図７に、実施例１、比較例１および２の衝撃吸収材の試験後の変形状態を示した。
【００２４】
図５および図６に示すように、実施例１では、圧子の変位量に対して発生荷重が一定であるプラトー領域が現れており、良好な荷重変位曲線が得られていることがわかる。
【００２５】
一方、図５に示すように比較例１では、実施例１と同様にプラトー領域が見られるものの、そのときの発生荷重量は実施例１の７倍強であり、自動車の衝撃吸収材としては不適格であることがわかる。比較例１の断面形状を維持したままで発生荷重量を実施例１と同程度に調整するためには、比較例１の衝撃吸収材の肉厚を更に薄くせざるを得ない。しかし、肉厚を薄くすると、押出成形法による製造がほとんど不可能になる。本発明に係る実施例１の形状によれば、肉厚を薄くすることなく比較例１よりも大幅に低い発生荷重量を実現できる。
【００２６】
また、図６に示すように比較例２では、実施例１のようなプラトー領域が見られず、圧子変位量の増加とともに発生荷重量が増加していることがわかる。これは、衝撃吸収材が強い荷重を受けるほど大きな反発力が生じていることを意味する。すなわち、乗員の頭部が激突した場合の衝撃エネルギーの吸収が十分でないことがわかる。このように、比較例２は、自動車用の衝撃吸収材として不適格であることがわかる。
【００２７】
次に図７Ａには、比較例１の断面形状を示す。実線は試験後の形状であり、一点鎖線は試験前の形状である。図７Ａに示すように、比較例１では、基部３２と荷重受け部３３とを連結する一対の連結部３４が、基部３２および荷重受け部３３に対して９０°の角度で接合しており、連結部３４が荷重増加に伴って座屈変形している。このために、プラトー領域が現れるまでの発生荷重が大きくなったものと考えられる。
【００２８】
また図７Ｂには、比較例２の断面形状を示す。実線は試験後の形状であり、破線は試験後の形状であるが圧子をやや傾けて潰した場合の例であり、一点鎖線は試験前の形状である。図７Ｂに示すように、比較例２では、基部４２と荷重受け部４３とを連結する連結部４４が１つであり、このため比較例１よりも座屈変形しやすい。また、実線と破線で示すように、圧子の荷重方向によって変形状態が大きく異なっており、荷重方向によって荷重変位曲線が変化することが予想され、衝撃吸収材として不適格であるといえる。
【００２９】
次に図７Ｃには、実施例１の断面形状を示す。実線は試験後の形状であり、破線は試験後の形状であるが圧子をやや傾けて潰した場合の例である。図７Ｃに示すように、実施例１では、荷重が加わることによって第１、第２折曲部が曲げ変形を起こしていることがわかる。このため、座屈変形の場合と比べて発生荷重量が低くなるものと考えられる。また、曲げ変形をする箇所が２カ所あるので、圧子の荷重方向を変えても荷重変位曲線が大きく変化することがなく、衝撃吸収材として優れているといえる。
【００３０】
本発明の技術的範囲は、上記の実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々の変更を加えてもよい。図８および図９には本発明の変形例を示す。
図８は、基部８２と荷重受け部８３とを連結部８４で接合した例であって、基部８２に対する連結部８４の取り付け位置および荷重受け部８３に対する連結部８４の取り付け位置をそれぞれ変更した例である。
また図９は、基部９２と荷重受け部９３とを連結部９４で接合した例であって、連結部９４の幅方向途中に折曲部９４ａを設けた例である。
図８および図９に例示した断面形状を有する自動車用衝撃吸収材であっても、上記の実施例１と同様の荷重変位曲線を示し、良好な衝撃吸収性を有している。
【００３１】
また、上記実施形態では、衝撃吸収材をフロントピラー部に内蔵させた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、衝撃吸収材をセンターピラー部や、乗員の膝が当たる部分など、車両の居室内部において乗員の身体が衝突すると予想される部分に配置させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の実施形態である自動車用衝撃吸収材の使用例を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態の一例である自動車用衝撃吸収材を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す自動車用衝撃吸収材の断面図である。
【図４】図４は、自動車用衝撃吸収材の荷重変位曲線の測定方法を説明する斜視図である。
【図５】図５は、実施例１と比較例１の荷重変位曲線を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例１と比較例２の荷重変位曲線を示すグラフである。
【図７】図７は自動車用衝撃吸収材の変形状態を示す断面模式図であって、Ａは比較例１であり、Ｂは比較例２であり、Ｃは実施例１である。
【図８】図８は本発明の実施形態の他の例である自動車用衝撃吸収材を示す断面図である。
【図９】図９は本発明の実施形態のその他の例である自動車用衝撃吸収材を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…自動車用衝撃吸収材、２…基部、３…荷重受け部、４…連結部、４ａ…一端、４ｂ…他端、９４ａ…折曲部、Ａ…押出し方向、Ｂ…圧子
【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】
2006076336.tif 000009
【図８】
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【図９】
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