(57)【要約】【課題】従来に比して、衝撃の吸収性を保ち、吸音効果を高めた車両用下肢部衝撃吸収パッドを提供する。【解決手段】車両用下肢部衝撃吸収パッド1は、衝撃吸収材から形成されたパッド本体2を有し、該パッド本体2には、上面又は下面が開口した複数の溝20、20が開設されている。該パッド本体2の表面は通気性を有する吸音材にて被覆され、溝20、20は、該吸音材にて充填されている。【選択図】図２
2006273165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃吸収材から形成されて、上面又は下面が開口した複数の溝を開設したパッド本体を有し、該パッド本体の表面は通気性を有する吸音材にて被覆され、溝は、該吸音材にて充填されたことを特徴とする車両用下肢部衝撃吸収パッド。
【請求項２】
溝は、上面及び下面の両方が開口した請求項１に記載の車両用下肢部衝撃吸収パッド。
【請求項３】
溝は車体の前後方向に沿って延びている、請求項１又は２に記載の車両用下肢部衝撃吸収パッド。
【請求項４】
パッド本体は、熱可塑性樹脂ビーズの発泡成形品であり、吸音材は発泡ウレタン樹脂である、請求項１乃至３の何れかに記載の車両用下肢部衝撃吸収パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の乗員の下肢部を、自動車衝突時の衝撃から保護する車両用下肢部衝撃吸収パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)の平面図であり、図９は、図８のパッド(１)をＡ−Ａ線を含む面にて破断した側面断面図である(例えば、特許文献１参照)。図９に於いては、図示の便宜上、パッド(１)を９０度回転して示す。
これは、車体(４)内部に載置されるものであり、乗員の踵が載置される水平部(10)とつま先が載置される傾斜部(11)を一体に具え、スチレン改質ポリエチレン系樹脂のビーズから形成されたパッド本体(２)を有する。該パッド本体(２)の裏側、即ち車体(４)の床面側となる面には、車体(４)の前後方向に沿って延びた多数の凹溝(25)(25)が互いに平行に開設されており、隣り合う凹溝(25)(25)間は細長のリブ片(21)を形成する。車体(４)衝突時には、リブ片(21)が歪んで、衝撃を吸収し、乗員の下肢部に加わる衝撃力を緩和する。該特許文献１には、凹溝(25)(25)を車体(４)の前後方向に沿って設けることにより、乗員の足がパッド(１)上のどの位置にあっても、衝撃吸収特性がバラ付かないことが記載されている。
近年、エンジン音等を吸収して、車体(４)内部の静粛性を保つべく、車体(４)内部の内装材に吸音性を有するものが用いられることがあり、車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)も例外ではない。かかる車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)の一例として、図１０に示すものが提案されている(例えば、特許文献２参照)。これは、複数の凹部(26)(26)を縦横に配置したパッド本体(２)を、吸音性を有する被覆材(３)にて被覆したものである。被覆材(３)には、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等からなる不織布、シート等が用いられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０６７９１号公報
【特許文献２】特開２００３−１０８１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)では、衝突による衝撃を効果的に吸収することはできる。しかし、パッド本体(２)が通気性のない熱可塑性樹脂ビーズから形成されているため、吸音性が殆ど無く、車体(４)内部の静粛性を保つニーズを満たさない。
また、特許文献２に開示された車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)では、凹部(26)の形状や厚みに対応する周波数領域の吸音効果しか無いことが判明した。即ち、吸音効果が弱い。
本発明の目的は、従来と同等の衝撃吸収性を保ち、吸音効果を高めた車両用下肢部衝撃吸収パッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)は、衝撃吸収材から形成されたパッド本体(２)を有し、該パッド本体(２)には、上面又は下面が開口した複数の溝(20)(20)が開設されている。該パッド本体(２)の表面は通気性を有する吸音材にて被覆され、溝(20)(20)は、該吸音材にて充填されている。溝(20)(20)は上面及び下面の両方が開口している。また、溝(20)(20)は車体(４)の前後方向に沿って延びている。
【発明の効果】
【０００６】
溝(20)(20)を設けたパッド本体(２)を衝撃吸収材から形成することにより、従来と同等の衝撃吸収性を保つことができる。また、パッド本体(２)の表面を吸音材にて被覆することに加え、パッド本体(２)の溝(20)(20)を吸音材にて充填することにより、従来よりも吸音効果を高めることができた。これにより、乗員の足は車体衝突時の衝撃から有効に保護されるとともに、車体(４)内の静粛性を保つことができる。
複数の溝(20)(20)の上面及び下面の両方が開口していることにより、溝(20)とパッド本体(２)の表面及び裏面の吸音材を連続的に構成できるため、車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)の表面及び裏面からの音を吸音できる。
また、吸音材にてパッド本体(２)の表面を被覆し、溝(20)(20)を充填することにより、吸音材はパッド本体(２)から抜けにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
全体構成
以下、本発明の一実施例を図を用いて、詳述する。
図１は、本例に係わる車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)の平面図、図２は、図１をＢ−Ｂ線を含む面にて破断した側面断面図、図３は、図１の車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)のパッド本体(２)の平面図である。図２に於いては、図示の便宜上、パッド(１)を９０度回転させて示す。
本例のパッド(１)は、車体(４)内にて助手席の床面(40)に載置されるものであって、車体(４)のタイヤハウス(41)に対応して、切欠き(12)が設けられている。尚、パッド(１)は運転席、後部座席用には、夫々の床形状に合わせて作られる。
パッド(１)は、乗員の踵が載置される水平部(10)とつま先が載置される傾斜部(11)を一体に具え、熱可塑性樹脂のビーズから形成されたパッド本体(２)を有する。尚、パッド(１)は車体(４)の床面に適宜の留め具により取り付けられるが、該床面にダッシュサイレンサ(図示せず)を介して取り付けてもよい。
【０００８】
図３に示すように、パッド本体(２)は、車体(４)の前後方向に沿って延びた多数の溝(20)(20)が互いに等間隔に平行に開設されている。溝(20)は開口を上下に向けてパッド本体(２)の厚み方向を貫通しており、隣り合う溝(20)(20)間はリブ片(21)を形成する。パッド本体(２)の表面は通気性を有する吸音材にて被覆され、溝(20)(20)は、該吸音材にて充填される。吸音材はパッド本体(２)を形成する熱可塑性樹脂よりも弾性及び通気性のある発泡ウレタン樹脂(52)であるが、これに限定されない。
車体(４)衝突時には、リブ片(21)が歪んで、衝撃を吸収し、乗員の下肢部に加わる衝撃力を緩和する。発泡ウレタン樹脂(52)はリブ片(21)を構成する熱可塑性樹脂よりも柔らかいから、同様に歪む。従来と同様に、溝(20)(20)を車体(４)の前後方向に沿って設けることにより、乗員の足がパッド(１)上のどの位置にあっても、衝撃吸収特性がバラ付かないことが予想される。
また、パッド本体(２)をウレタンフォーム用注入発泡型内にセットし、ウレタンフォーム注入液を注入することにより、表面の被覆と溝(20)(20)の充填を同時に行うことができ、吸音材はパッド本体(２)から抜けにくくなる。更に、溝(20)(20)の上面及び下面の両方が開口していることにより、溝(20)とパッド本体(２)の表面及び裏面の吸音材を連続的に構成できるため、車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)の表面及び裏面からの音を吸音できる。
【０００９】
溝(20)の幅は、約１５ｍｍであり、隣り合う溝(20)(20)のピッチは約２５ｍｍである。パッド本体(２)の表面を被覆する吸音材の厚みは約５ｍｍ、傾斜部(11)の厚みは約４２ｍｍ、水平部(10)の厚みは約３２ｍｍであるが、上記の寸法に限定されない。即ち、これらの寸法は、吸収すべきエネルギー量に応じて適宜設定される。
【００１０】
パッド本体を形成する材料
パッド本体(２)を形成する熱可塑性樹脂には、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂(例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂)、ポリエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、ポリカーボネート系樹脂が挙げられる。
特に、ポリオレフィン系樹脂粒子に、スチレン系単量体を含浸重合して得られるスチレン改質ポリオレフィン系樹脂、とりわけスチレン改質ポリエチレン系樹脂の発泡ビーズを用いるのが好ましい。その理由は、スチレン改質ポリオレフィン系樹脂の成形品は、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂に比べて、寸法安定性と形状保持性に優れ、ポリスチレン系樹脂に比べ擦れによる粉が出にくいことによる。
【００１１】
パッド本体(２)を形成するスチレン改質ポリオレフィン系樹脂のスチレン成分の割合は、４０−９０重量％であり、５０−８５重量％が適しており、５５−７５重量％が最も好ましい。スチレン成分の割合が、４０重量％未満では、パッド本体(２)は強度が低下して、十分な衝撃吸収性が得られない不都合がある。また、スチレン成分の割合が９０重量％を越えれば、ポリスチレン系樹脂と同様に擦れによる粉の発生や、車体(４)との擦れ音の発生等の不都合がある。
【００１２】
該スチレン改質ポリオレフィン系樹脂に、乾式法或いは湿式法により発泡剤を含浸させて発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂とする。発泡剤には、ブタン、プロパンが用いられる。該発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂を加熱水蒸気などで予備発泡させて得られる熱可塑性樹脂ビーズを金型に充填し、加熱蒸気を供給し、冷却することによって、パッド本体(２)が得られる。該パッド本体(２)を別の金型に配置して、溝(20)に発泡ウレタン樹脂を充填し、表面を該発泡ウレタン樹脂にて被覆し、本例のパッド(１)を得る。
熱可塑性樹脂ビーズの発泡倍率は、１０−５０倍であり、２０−４０倍が好ましい。発泡倍率が１０倍未満のビーズでは、衝撃吸収材としては強度が強すぎて、形成したパッド本体(２)が衝突による衝撃を効果的に吸収できない事態が起こり得る。発泡倍率が４０倍を越えたビーズでは、逆に強度が弱すぎて、形成したパッド本体(２)が衝突時に十分な衝突エネルギを吸収する前に、下肢部が車体(４)にぶつかる虞れがある、即ち、柔らかすぎて、衝突による衝撃を効果的に吸収できない虞れがある。
【００１３】
衝撃緩和効果確認実験
出願人は、本例のパッド(１)の衝撃緩和効果を確認すべく、以下の実験を行った。図４は、実験の様子を示す斜視図であり、図５は、図４のテストピース(５)をＣ−Ｃ線を含む面にて破断した側面断面図である。実験は、ＪＩＳ  Ｚ０２３５の「包装用緩衝材料の動的圧縮試験方法」に準拠して行う。
先ず、パッド(１)に似せたテストピース(５)(実施例１とする)を形成する。テストピース(５)は、パッド本体(２)と同じく細長の溝(51)を多数形成した基材(50)を具え、基材(50)の表面がパッド(１)と同様に発泡ウレタン樹脂(52)にて被覆され、溝(51)が発泡ウレタン樹脂(52)にて充填されている。該テストピース(５)の上から、踵治具(６)を自由落下試験機(図示せず)にて落下させる。
テストピース(５)は厚み３５ｍｍ、縦横長さが夫々２００ｍｍであり、溝(20)は幅１５ｍｍ、深さ２５ｍｍ、ピッチ２５ｍｍである。テストピース(５)の表面を被覆する発泡ウレタン樹脂(52)の厚みは５ｍｍである。基材(50)は、スチレン改質ポリエチレン系樹脂の発泡ビーズ、具体的には積水化成品工業株式会社が販売している商品名がピオセラン(登録商標)から形成され、該ビーズの発泡倍率は３０倍で、密度が０.０３３ｇ／ｃｍ3である。
【００１４】
踵治具(６)は、重量８.４ｋｇ、幅８０ｍｍ、厚み７０ｍｍ、長さ９０ｍｍで一端部が半径４０ｍｍの円弧形を呈しており、テストピース(５)の表面から高さＨ(０.６２５ｍ)の位置から落下させる。
踵治具(６)に加速度計を取り付け、テストピース(５)に踵治具(６)の落下による変位量を測定する変位計を取り付け、踵治具(６)落下後の時間経過に伴うテストピース(５)に加わる荷重(単位：Ｎ)とテストピース(５)の変位(単位：ｍｍ)を求めた。
比較の為に、溝(51)のない、スチレン改質ポリエチレン系樹脂のみで形成したテストピース(５)(比較例１とする)、及び発泡ウレタン樹脂のみで形成したテストピース(５)(比較例２とする)についても、荷重とテストピース(５)の変位を求めた。テストピース(５)の寸法は、何れも同じである。図６は、この関係を示すグラフである。
図６のグラフは、縦軸がテストピースに作用する荷重(単位：Ｎ)で、横軸がテストピースの変位(単位：ｍｍ)である。例えば、比較例２のように、小さな荷重で変位量が大きいものは衝撃吸収が小さいため、車両用下肢部衝撃吸収パッドとしては適するものではない。また、比較例１のように、大きな荷重で変位量の小さいものは衝撃吸収が大きいため、衝撃吸収パッドとしての効果は高いものの、そのパッドから作用する反発力も大きいため、車両用下肢部衝撃吸収パッドとしては適するものではない。即ち、実施例１のような構成とすることにより、下肢部の受けるダメージが少ない所定の荷重に於いて、衝撃吸収パッドを変位させ衝撃を効果的に吸収できるため、車両用下肢部衝撃吸収パッドとして適したものとなる。
【００１５】
吸音効果確認実験
また、出願人は本例のパッド(１)の吸音効果を確認すべく、別のテストピース(５)を用いて、実験を行った。テストピース(５)(実施例２とする)は、縦横が８００ｍｍ×９００ｍｍであり、厚みが３５ｍｍである。
吸音率の測定は、ＪＩＳ  Ａ１４０９の「残響室法吸音率の測定方法」に準拠して行い、残響室の容積は６４ｍ3である。吸音率αは下記の式にて求められる。
（数１）
α＝５５.３×Ｖ／(Ｃ×Ｓ)／(１／Ｔ１−１／Ｔ２)
ここで、Ｖは残響室の容積(単位：ｍ3)、Ｃは空気中の音速(単位：ｍ／ｓｅｃ)、Ｓはテストピース(５)の施工面積(単位：ｍ2)、Ｔ１は、テストピース(５)を施行した場合の残響時間、Ｔ２は、テストピース(５)を施行しない場合の残響時間(単位：ｓｅｃ)である。残響室内の残響時間を各周波数について求め、吸音率を算出した。
【００１６】
同様に、溝(20)が発泡ウレタン樹脂(52)にて充填されていない基材を用いたテストピース(５)(従来の図９に対応、比較例３とする)、被覆材(３)にて表面が覆われたテストピース(５)(従来の図１０に対応、比較例４とする)についても、周波数に応じた吸音率を算出した。テストピース(５)の寸法は、実施例２、比較例３、比較例４の何れも同じである。結果を図７のグラフに示す。
図７のグラフは、縦軸が吸音率で、横軸が周波数(単位：Ｈｚ)であり、吸音率が大きいほど、吸音効果が高い。図７のグラフから、本例のパッド(１)が従来のパッド(１)に比して吸音率を向上させるのに効果があることが判る。
これにより、本例に係わるパッド(１)により、乗員の足は車体衝突時の衝撃から有効に保護されるとともに、車体(４)内の静粛性を保つことができることが判る。
【００１７】
使用方法
車体(４)内にて車両用下肢部衝撃吸収パッド(１)の上に、カーペット(図示せず)を掛けて使用してもよい。カーペットを掛けることにより、車体(４)内の静粛性が更に向上する、具体的にはエンジン音などが車体内に入り込むのが効果的に阻止される。また、これとともに、カーペットの柔らかさにより、緩衝性が改善され、踏み心地が良くなる。カーペットには、通気性を有さないものと有するものがあり、有さないものとしては、ポリエステル系樹脂、熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂を素材とするものが挙げられる。通気性を有するカーペットの片面或いは両面に非通気性の樹脂層を形成したものでもよい。
また、通気性を有するカーペットには、タフテッドカーペット、ニードルパンチカーペット、ウィルトンカーペット、アキスミンカーペット、段通、フックドラグ、不織布等が挙げられる。また、通気性を有するこれらのカーペットの素材には、ウール、麻、綿等の天然繊維、ポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル系樹脂繊維、ポリアクリル系樹脂繊維、ポリプロピレン系樹脂繊維が挙げられる。
【００１８】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
上記例では、パッド本体(２)の溝(20)は、パッド本体(２)の厚み方向に貫通しているとしたが、上面又は下面の一方のみが開口していてもよい。また、パッド(１)の全体形状は一例であって、車体(４)の形状及び車体(４)内の位置に対応して、傾斜部(11)がより狭く形成されたり、場合によっては、水平部(10)のみのものもある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】車両用下肢部衝撃吸収パッドの平面図である。
【図２】図１のパッドをＢ−Ｂ線を含む面にて破断した側面断面図である。
【図３】図１の車両用下肢部衝撃吸収パッドのパッド本体の平面図である。
【図４】衝撃緩和効果を確認する実験の様子を示す斜視図である。
【図５】図４のテストピースをＣ−Ｃ線を含む面にて破断した側面断面図である。
【図６】荷重と各テストピースの変位の関係を示すグラフである。
【図７】各テストピースについて、周波数と吸音率の関係を示すグラフである。
【図８】従来の車両用下肢部衝撃吸収パッドの平面図である。
【図９】図８のパッドをＡ−Ａ線を含む面にて破断した側面断面図である。
【図１０】従来の別の車両用下肢部衝撃吸収パッドを一部破断した斜視図である。
【符号の説明】
【００２０】
(１)  車両用下肢部衝撃吸収パッド
(２)  パッド本体
(４)  車体
(５)  テストピース
(20)  溝
【図１】
2006273165.tif 000003
【図２】
2006273165.tif 000004
【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】
2006273165.tif 000009
【図８】
2006273165.tif 000010
【図９】
2006273165.tif 000011
【図１０】
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