(57)【要約】【課題】  簡単な構成にしてエネルギーの吸収効率の増大を図ることができる緩衝部材の提供を図る。【解決手段】  所定硬度を有する圧縮変形可能な中実部材でそれぞれ矩形状に形成した第１パッド２および第２パッド３を、荷重Ｆ入力方向に重ね合わせて配置し、第１パッド２から突設した突出部２ａを、第２パッド３に形成した嵌入部３ａに相互に接触させた状態で挿入，結合して構成することにより、簡単な構造であるにもかかわらず、衝突荷重Ｆの入力時にはパッド２，３自体の塑性変形と、突出部２ａと嵌入部３ａとの間の摩擦力ｆａによる熱エネルギーへの変換と、が相俟って衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定硬度を有する圧縮変形可能な中実部材でそれぞれ形成されるとともに、荷重入力方向に重ね合わせて配置される第１パッドおよび第２パッドを備え、これら第１，第２パッドの一方から突設した突出部を、他方に形成した嵌入部に相互に接触させた状態で挿入して結合したことを特徴とする緩衝部材。
【請求項２】
ダッシュパネルの下部に設けたフットレストの足載置部を形成する緩衝部材であって、該緩衝部材は、所定硬度を有する圧縮変形可能な中実部材でそれぞれ形成されるとともに、足の載置方向に重ね合わせて配置される第１パッドおよび第２パッドを備え、これら第１，第２パッドの一方から突設した突出部を、他方に形成した嵌入部に相互に接触させた状態で挿入して結合したことを特徴とする緩衝部材。
【請求項３】
突出部および嵌入部は、第１，第２パッドの重ね合わせ面内で複数組設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝部材。
【請求項４】
突出部または嵌入部の少なくとも一方の横断面積を、突出部の突出方向または嵌入部の深さ方向に漸次減少させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の緩衝部材。
【請求項５】
複数組の突出部および嵌入部は、各組の挿入深さを変化させたことを特徴とする請求項３または４に記載の緩衝部材。
【請求項６】
複数組の突出部および嵌入部は、それぞれの横断面積を変化させたことを特徴とする請求項３または４に記載の緩衝部材。
【請求項７】
複数組の突出部および嵌入部は、第１，第２パッドの重ね合わせ面内でそれぞれの形成密度を変化させたことを特徴とする請求項３または４に記載の緩衝部材。
【請求項８】
複数組の突出部および嵌入部は、各組の断面形状をそれぞれ略同一に形成したことを特徴とする請求項３または４に記載の緩衝部材。
【請求項９】
第１パッドと第２パッドは、それぞれを同一材料で形成するとともに、それぞれの材料異方性を異ならせたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の緩衝部材。
【請求項１０】
第１パッドと第２パッドを互いに異なる材料で形成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の緩衝部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突時に乗員に干渉する部位に設けられて、乗員に加わる衝撃を緩和する緩衝部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の緩衝部材としては、例えば乗員の足を載置するフットレストに用いたものがあり、乗員の足を載置するフットレスト面とダッシュパネル下部のトーボードとの間に、車両の前面衝突時にトーボードが車室側へ変形した際に圧縮変形して衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収手段と、前記フットレスト面に載置した足をトーボードの傾斜上側方向に移動させるフット移動手段と、を設けて、前面衝突時に足首の反り返りを抑制しつつ、足裏全体に作用する衝撃を緩和するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１６３１０７号公報（第５−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる従来のフットレストに用いた緩衝部材では、エネルギー吸収手段がフレーム構造となっているため、部品点数が嵩んでコスト的に不利となってしまう。
【０００４】
また、前記特許文献１には第８頁、図２８にエネルギー吸収手段を合成樹脂フォーム材で形成し、この合成樹脂フォーム材の内部に複数個の穴を形成して柔領域と剛領域とを設けたものが同時に開示されているが、この場合は穴によって合成樹脂フォーム材の剛性を単に低下させたものであり、エネルギーの吸収効率を増大させるのが困難になってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は簡単な構成にしてエネルギーの吸収効率の増大を図ることができる緩衝部材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、所定硬度を有する圧縮変形可能な中実部材でそれぞれ形成されるとともに、荷重入力方向に重ね合わせて配置される第１パッドおよび第２パッドを備え、これら第１，第２パッドの一方から突設した突出部を、他方に形成した嵌入部に相互に接触させた状態で挿入して結合したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１パッドと第２パッドとを重ね合わせて、それぞれのパッド間に互いに挿入される突出部と嵌入部を形成するという簡単な構造であるにもかかわらず、衝突荷重の入力時にはパッド自体の塑性変形と、突出部と嵌入部との間の摩擦力による熱エネルギーへの変換と、が相俟って衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００９】
図１〜図６は本発明にかかる緩衝部材の第１実施形態を示し、図１は緩衝部材の斜視図、図２は図１中Ａ−Ａ線に沿った断面図、図３は図２中Ｂ−Ｂ線に沿って切断した断面斜視図、図４は緩衝部材を適用したフットレストの側面図、図５は緩衝部材によるエネルギー吸収作用を示す断面図、図６は緩衝部材のエネルギー吸収特性を（ａ）に固いパッドの場合と（ｂ）に柔らかいパッドの場合で示すグラフである。
【００１０】
図１は本発明の第１実施形態の緩衝部材１を示し、この緩衝部材１は図４に示すように自動車の前席乗員用のフットレスト１０に適用した場合を示す。
【００１１】
前記緩衝部材１は、図１に示すように弾力性を有する合成樹脂のように所定硬度を有する圧縮変形可能な中実部材でそれぞれ矩形状に形成した第１パッド２および第２パッド３を、荷重Ｆ入力方向（この場合上下方向）に重ね合わせて配置する。
【００１２】
そして、図２に示すように、これら第１，第２パッド２，３の一方、つまり上方に配置した第１パッド２から突設した突出部２ａを、他方、つまり下方に配置した第２バッド３に形成した嵌入部３ａに相互に接触させた状態で挿入，結合して構成してある。
【００１３】
前記緩衝部材１は、図４に示すように、エンジンルームＥｍと車室Ｒｍとを隔成するダッシュパネル１１の下部、つまりダッシュパネル１１からフロアパネル１２に連なる部分で、車両後方に向かって下方に傾斜するトーボード１１ａに取り付け、この緩衝部材１をフットレスト１０の足載置部として構成してある。
【００１４】
この場合、前記第１，第２パッド２，３は足ｆの載置方向、つまりトーボード１１ａの直角方向に重ね合わせて配置される。
【００１５】
そして、相互に挿入される前記突出部２ａと前記嵌入部３ａを１組として、図３に示すように、これら突出部２ａおよび嵌入部３ａを第１，第２パッド２，３の重ね合わせ面１ｐ内で複数組設けてある。
【００１６】
本実施形態では互いに組となった前記突出部２ａおよび嵌入部３ａを、前記重ね合わせ面１ｐの幅Ｗ方向に複数列（本実施形態では２列）配置するとともに、長さＬ方向に複数列（本実施形態では４列）配置してある。
【００１７】
また、前記突出部２ａおよび前記嵌入部３ａの横断面積を、突出部２ａの突出方向および嵌入部３ａの深さ方向に漸次減少させてある。
【００１８】
つまり、本実施形態では前記突出部２ａの横断面形状が円形状となっており、その横断面積が突出方向に漸次減少されることにより、この突出部２ａは略円錐形状として形成される一方、前記嵌入部３ａは前記突出部２ａの外側形状に沿って横断面形状が円形状となり、その横断面積が深さ方向に漸次減少されることにより、この嵌入部３ａはすり鉢状（円錐形状）となっている。
【００１９】
更に、前記複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａは、図２に示すように各組の挿入深さＤを変化させてある。
【００２０】
この場合、緩衝部材１をフットレスト１０に適用してあるので、突出部２ａおよび嵌入部３ａの挿入深さＤは、衝突時の荷重Ｆの入力によってトーボード１１ａの傾斜上方向への圧縮変形量が大きくなるように、緩衝部材１のトーボード１１ａに沿った傾斜上方向の前記挿入深さＤを大きくし、傾斜下方向に向かって徐々に小さくしてある。
【００２１】
以上の構成により本実施形態の緩衝部材１によれば、第１パッド２と第２パッド３とを重ね合わせて、それぞれのパッド２，３間に互いに挿入される突出部２ａと嵌入部３ａを形成するという簡単な構造であるにもかかわらず、図４に示すように、前面衝突時にトーボード１１ａが車室Ｒｍ内に変形して、その変形による荷重Ｆが緩衝部材１に入力するとその反力Ｒが足ｆに発生するが、このとき、第１，第２パッド２，３自体が塑性変形し、この塑性変形に伴って突出部２ａが嵌入部３ａ内に入り込むようになる。
【００２２】
このとき図５に示すように、突出部２ａと嵌入部３ａとが互いに接触した部分に摩擦力ｆａが発生して熱エネルギーに変換され、第１，第２パッド２，３自体の塑性変形をもたらす圧縮力ｆｂと突出部２ａと嵌入部３ａとの摩擦力ｆａとが相俟って衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【００２３】
つまり、前面衝突時の乗員の下肢障害値は、主に乗員の質量に比例した慣性力により、ダッシュパネル１１やフロアパネル１２等に接触したことにより生じ、このときの衝撃荷重の吸収は、図６に示す荷重（Ｆ）とストローク（Ｓ）との関係で示す線図（以下、Ｆ−Ｓ線図と称する）で評価することができる。
【００２４】
即ち、Ｆ−Ｓ線図で囲まれた面積は吸収されたエネルギーに等しく、図６（ａ）に示す傾斜が大きいＦ−Ｓ線図は小さいストロークで大きなエネルギーを吸収する効果があり、一方、図６（ｂ）に示す傾斜が小さいＦ−Ｓ線図は、同じエネルギーを吸収するのにストロークは大きくなる反面、最大荷重を低く抑えることができる。
【００２５】
前面衝突時には、乗員の運動エネルギーは一般にエアバッグやシートベルト、更にはニープロテクター等で吸収され、そのときの乗員の安全性はダミーを用いた衝突実験での障害値で評価することができ、この障害値のうち大腿部に作用する荷重は床面やフットレスト１０に接触した時の反力が支配的となる。
【００２６】
ところが、床面やフットレスト１０の反力特性を乗員の体格に応じて変化させることは困難であるが、本実施形態のフットレスト１０に前記緩衝部材１を用いることにより、乗員の体格により荷重点が異なる荷重位置により反力Ｒ特性を変化させることができる。
【００２７】
従って、このように緩衝部材１によって衝突エネルギーを効率良く吸収できることにより、フットレスト１０に載置した乗員の足ｆに入力される衝撃を緩和することができる。
【００２８】
また、突出部２ａおよび嵌入部３ａを第１，第２パッド２，３の重ね合わせ面１ｐ内で複数組設けたので、これら突出部２ａと嵌入部３ａとの間に発生する摩擦力ｆａを増大し、衝突エネルギーの吸収効率を更に高めることができる。
【００２９】
更に、前記突出部２ａおよび前記嵌入部３ａの横断面積Ａを、突出部２ａの突出方向および嵌入部３ａの深さ方向に漸次減少させたので、突出部２ａと嵌入部３ａの挿入部分で受け持つ弾性エネルギーは、その断面積Ａの比率で略決定することができ、従って受圧面上の各部で受け持つ荷重Ｆの比率を設計し易くなる。
【００３０】
更にまた、前記複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａは、各組の挿入深さＤを変化させたので、これら突出部２ａと嵌入部３ａ間に発生する摩擦力ｆａを前記挿入深さＤに応じて異ならせることができるため、その挿入深さＤの変化領域を必要に応じて設定しておくことにより、衝突エネルギーの吸収配分を最適に設定することができる。
【００３１】
つまり、前記緩衝部材１を取り付けたトーボード１１ａは後方が下方に傾斜しているため、前面衝突時にはトーボード１１ａはそのフロアパネル１２への連設部を中心として車両後方に回転移動されるとともに、衝突時の慣性により乗員の腰の前方移動が伴って脚部が折り畳まれることにより、足首が後方に反り返る傾向となるが、本実施形態では前記挿入深さＤを、トーボード１１ａの傾斜上方向への圧縮変形量が大きくなるように傾斜上方向で大きくし、そして、傾斜下方向に向かって小さくしたので、前面衝突時に足首の反り返りを抑えることができる。
【００３２】
尚、図５では第１パッド２に突出部２ａおよび嵌入部２ｂを形成するとともに、第２パッド３に嵌入部３ａおよび突出部３ｂを形成し、突出部２ａを嵌入部３ａに挿入し、かつ、突出部３ｂを嵌入部２ｂに挿入してあり、このように第１，第２パッド２，３からそれぞれ突出部２ａ，３ｂおよび嵌入部２ｂ，３ａを形成することもできる。
【００３３】
図７は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図７は図３に対応した断面斜視図である。
【００３４】
この第２実施形態の緩衝部材１Ａは、図７に示すように、複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａのそれぞれの横断面積Ａを変化させてある。
【００３５】
即ち、本実施形態の緩衝部材１Ａは第１実施形態（図４参照）と同様に前席乗員用のフットレスト１０に適用してあり、突出部２ａおよび嵌入部３ａを矩形状に形成した第１，第２パッド２，３の重ね合わせ面１ｐの幅Ｗ方向に複数列（本実施形態では２列）配置するとともに、長さＬ方向に複数列（本実施形態では５列）配置してある。
【００３６】
そして、前記突出部２ａおよび前記嵌入部３ａの横断面積Ａは、衝突時の荷重Ｆの入力によってトーボード１１ａ（図４参照）の傾斜上方向への圧縮変形量が大きくなるように、緩衝部材１Ａのトーボード１１ａに沿った傾斜上方向を大きくし、傾斜下方向に向かって徐々に小さくしてある。
【００３７】
従って、この第２実施形態によれば、複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａの横断面積Ａを変化させたので、これら突出部２ａと嵌入部３ａ間に発生する摩擦力ｆａを横断面積Ａに応じて異ならせることができるため、その横断面積Ａの変化領域を必要に応じて設定しておくことにより、衝突エネルギーの吸収配分を最適に設定することができる。
【００３８】
つまり、本実施形態では緩衝部材１Ａをフットレスト１０に適用した場合に、突出部２ａおよび前記嵌入部３ａの横断面積Ａを、緩衝部材１Ａのトーボード１１ａに沿った傾斜上方向を大きくし、傾斜下方向に向かって徐々に小さくしたので、前面衝突時に足首が後方に反り返るのを抑えることができる。
【００３９】
図８は本発明の第３実施形態を示し、前記第１，第２実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図８は図３に対応した断面斜視図である。
【００４０】
この第３実施形態の緩衝部材１Ｂは、図８に示すように、突出部２ａおよび嵌入部３ａを、矩形状に形成した第１，第２パッド２，３の幅Ｗ方向に連続して形成して、その幅Ｗ方向に連続した突出部２ａ，嵌入部３ａを長さＬ方向に複数列（本実施形態では４列）配置してあり、それら複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａのそれぞれの横断面積Ａを第２実施形態と同様に変化させてある。
【００４１】
従って、この第３実施形態によれば、第２実施形態と同様に複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａの横断面積Ａを変化させたので、これら突出部２ａと嵌入部３ａ間に発生する摩擦力ｆａを横断面積Ａに応じて異ならせることができ、ひいては、衝突エネルギーの吸収配分を最適に設定することができる。
【００４２】
また、本実施形態の緩衝部材１Ｂをフットレスト１０（図４参照）に適用した場合に、突出部２ａおよび前記嵌入部３ａの横断面積Ａを、緩衝部材１Ｂのトーボード１１ａに沿った傾斜上方向を大きくし、傾斜下方向に向かって徐々に小さくすることにより、前面衝突時に足首が後方に反り返るのを抑えることができる。
【００４３】
図９は本発明の第４実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図９は図３に対応した断面斜視図である。
【００４４】
この第４実施形態の緩衝部材１Ｃは、図９に示すように、突出部２ａおよび嵌入部３ａを、矩形状に形成した第１，第２パッド２，３の幅Ｗ方向に複数列（本実施形態では４列）配置し、長さＬ方向に複数列（本実施形態では７列）配置してあるが、それら複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａの長さＬ方向のピッチＰを異ならせることにより、第１，第２パッド２，３の重ね合わせ面１ｐ内でそれぞれの形成密度を変化させてある。
【００４５】
従って、この第４実施形態によれば、複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａの形成密度を変化させたので、これら突出部２ａと嵌入部３ａ間に発生する摩擦力ｆａをその形成密度に応じて異ならせることができ、ひいては、衝突エネルギーの吸収配分を最適に設定することができる。
【００４６】
また、本実施形態の緩衝部材１Ｃをフットレスト１０（図４参照）に適用した場合に、突出部２ａおよび前記嵌入部３ａの形成密度を、緩衝部材１Ｂのトーボード１１ａに沿った傾斜上方向で密にし、傾斜下方向に向かって徐々に粗にすることにより、前面衝突時に足首が後方に反り返るのを抑えることができる。
【００４７】
図１０は本発明の第５実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１０は図３に対応した断面斜視図である。
【００４８】
この第５実施形態の緩衝部材１Ｄは、図１０に示すように、突出部２ａおよび嵌入部３ａを、矩形状に形成した第１，第２パッド２，３の幅Ｗ方向に複数列（本実施形態では２列）配置し、長さＬ方向に複数列（本実施形態では４列）配置してあるが、それら複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａは、各組の断面形状をそれぞれ略同一に形成してある。
【００４９】
また、本実施形態の第１パッド２と第２パッド３は、それぞれを同一材料で形成するとともに、それぞれの材料異方性を異ならせてある。
【００５０】
即ち、ＰＰＳ樹脂にかかわらずガラス繊維や炭素繊維などの剛性の高い繊維で強化された材料で第１，第２パッド２，３を形成した場合は、成型加工時の繊維の配向によってその性質が支配される材料異方性を呈し、強度、弾性率および伸び等の機械的性質が変化し、本実施形態では図１０に示すように、上方に配置した第１パッド２の主軸Ｍ１を第１，第２パッド２，３の重ね合わせ方向（図中上下方向）とするとともに、下方に配置した第２パッド３の主軸Ｍ２を第１，第２パッド２，３の長さＬ方向としてある。
【００５１】
この場合、第１パッド２の主軸Ｍ１と第２パッド３の主軸Ｍ２は、角度を相互に３０゜以上傾斜させることが望ましい。
【００５２】
従って、この第５実施形態によれば、複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａの断面形状をそれぞれ略同一に形成したので、突出部２ａと嵌入部３ａの挿入部形状が全て略同一となるので、それぞれを成形する際の型を同形にできるため、型の設計や成形性が容易になる。
【００５３】
また、第１パッド２と第２パッド３は、それぞれを同一材料で形成して、それぞれの材料異方性を異ならせたので、緩衝部材１Ｄの機械的特性の設計自由度を広げることができるとともに、同一材料で形成したことにより第１，第２パッド２，３の材料コストを低減できる。
【００５４】
尚、本実施形態では複数組の突出部２ａおよび嵌入部３ａの断面形状をそれぞれ略同一に形成して、第１パッド２と第２パッド３の材料異方性を異ならせた場合を示したが、第１〜第４実施形態の緩衝部材１，１Ａ〜１Ｃにあっても第１パッド２と第２パッド３の材料異方性を異ならせることができる。
【００５５】
更に、図示は省略したが、第１パッド２と第２パッド３を互いに異なる材料で形成することができる。
【００５６】
このように第１パッド２と第２パッド３を互いに異なる材料で形成することにより、第５実施形態と同様に緩衝部材の機械的特性の設計自由度を広げることができる。
【００５７】
ところで、本発明の緩衝部材は前記第１〜第５実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができ、例えば、緩衝部材をフットレストに限ることなく、乗員が車体と干渉する部分に適用することができ、また、緩衝部材の形状は必要に応じて適宜設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態における緩衝部材の斜視図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図２中Ｂ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における緩衝部材を適用したフットレストの側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における緩衝部材によるエネルギー吸収作用を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態における緩衝部材のエネルギー吸収特性を（ａ）に固いパッドの場合と（ｂ）に柔らかいパッドの場合で示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態における図３に対応した断面斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態における図３に対応した断面斜視図である。
【図９】本発明の第４実施形態における図３に対応した断面斜視図である。
【図１０】本発明の第５実施形態における図３に対応した断面斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  緩衝部材
１ｐ  重ね合わせ面
２  第１パッド
２ａ  突出部
３  第２パッド
３ａ  嵌入部
１０  フットレスト
Ｄ  挿入深さ
Ａ  横断面積
【図１】
2006056352.tif 000003
【図２】
2006056352.tif 000004
【図３】
2006056352.tif 000005
【図４】
2006056352.tif 000006
【図５】
2006056352.tif 000007
【図６】
2006056352.tif 000008
【図７】
2006056352.tif 000009
【図８】
2006056352.tif 000010
【図９】
2006056352.tif 000011
【図１０】
2006056352.tif 000012