(57)【要約】【課題】部分的に強い圧縮力が加えられても部分的な圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能であるとともに、耐久性を向上させることが可能な衝撃吸収構造体および衝撃吸収構造体の製造方法の提供を課題とする。【解決手段】自動車の乗員Ｍの足下においてフロアパネル（車体パネル）２０と当該フロアパネルの車室側に敷設されるフロアカーペット（敷物）３０との間に設置される衝撃吸収構造体１０を、発泡させた材質からなる衝撃吸収体１２に対してフロアカーペット３０に面する側に無発泡の板状部材１４が積層されて一体化された構造とした。発泡させた合成樹脂からなる筒状樹脂粒子１６を多数集合させて成形して衝撃吸収体１２とすると、吸音性を良好にさせることができる。【選択図】図１
2006088737.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と当該車体パネルの車室側に敷設される敷物との間に設置される衝撃吸収構造体であって、
発泡させた材質からなる衝撃吸収体に対して上記敷物に面する側に無発泡の板状部材が積層されて一体化された構造とされていることを特徴とする衝撃吸収構造体。
【請求項２】
上記衝撃吸収体は、合成樹脂を発泡させて筒状に形成した筒状樹脂粒子を多数集合させて成形した成形体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】
上記無発泡の板状部材には、上記衝撃吸収体側の面と上記敷物側の面とを貫通した貫通穴が複数形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の衝撃吸収構造体。
【請求項４】
上記乗員の足下における車体パネルが平坦な形状とされた平坦部と当該平坦部の前縁部から斜め上方に延出した立壁部とを有し、
本衝撃吸収構造体は、上記平坦部上と上記立壁部上とに跨って設置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の衝撃吸収構造体。
【請求項５】
上記衝撃吸収体は、上記平坦部上に設置される衝撃吸収体平坦部と、上記立壁部上に設置されるとともに同当該衝撃吸収体平坦部とは別の部材にされた衝撃吸収体立壁部と、から構成され、
上記無発泡の板状部材は、上記衝撃吸収体平坦部に一体化された板状部材平坦部と、上記衝撃吸収体立壁部に一体化されるとともに同板状部材平坦部と折り曲げ動作可能に接続された板状部材立壁部と、から構成されていることを特徴とする請求項４に記載の衝撃吸収構造体。
【請求項６】
上記衝撃吸収体は、合成樹脂を発泡させて成形した成形体とされ、
上記無発泡の板状部材は、合成樹脂板とされていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の衝撃吸収構造体。
【請求項７】
上記無発泡の板状部材は、上記衝撃吸収体に貼付してサンプルとした３点曲げ試験（ＪＩＳ Ｋ７２２１に指定される加圧くさび、支持台を使用し、支点間距離を５０ｍｍ、曲げ速度を５０ｍｍ／ｍｉｎ、加圧くさびの加圧方向に対する垂直面におけるサンプルサイズを５０×１５０ｍｍとする）を行って得られる曲げ弾性勾配が１〜７５Ｎ／ｃｍとなる部材とされていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の衝撃吸収構造体。
【請求項８】
上記衝撃吸収体は、熱可塑性樹脂を発泡させて内径２〜４ｍｍ、外径４〜６ｍｍ、長さ３〜６ｍｍの筒状に形成した筒状樹脂粒子を多数集合させて成形した成形体とされ、
上記無発泡の板状部材は、ポリプロピレン製とされ、厚さ０．３〜１．３ｍｍとされていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の衝撃吸収構造体。
【請求項９】
自動車の乗員の足下において車体パネルと当該車体パネルの車室側に敷設される敷物との間に設置される衝撃吸収構造体の製造方法であって、
上記衝撃吸収構造体の形状に合わせた型内に、熱可塑性樹脂を発泡させて形成した樹脂粒子を多数充填するとともに上記敷物に面する位置に無発泡の板状部材を入れた後、同型内を加熱して同樹脂粒子どうしを溶融させながら結着させて衝撃吸収体を形成させるとともに同板状部材を同衝撃吸収体に結着させることにより、衝撃吸収体に対して上記敷物に面する側に無発泡の板状部材が積層されて一体化された衝撃吸収構造体を製造することを特徴とする衝撃吸収構造体の製造方法。
【請求項１０】
上記樹脂粒子が上記熱可塑性樹脂を発泡させて筒状に形成した筒状樹脂粒子であり、
上記型内に上記筒状樹脂粒子を多数充填するとともに上記敷物に面する位置に無発泡の板状部材を入れた後、同型内に水蒸気を導入して同型内を加熱して同筒状樹脂粒子どうしを溶融させながら結着させて衝撃吸収体を形成させるとともに同板状部材を同衝撃吸収体に結着させることにより、上記衝撃吸収構造体を製造することを特徴とする請求項９に記載の衝撃吸収構造体の製造方法。
【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設置される衝撃吸収構造体および衝撃吸収構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、乗用車等の自動車のフロアパネル上にフロアカーペットを敷設することにより、内装材としての良好な意匠性や外観を確保している。また、フロア面の平滑性を得たり、騒音を吸収したりする目的で、フロアカーペットとフロアパネルとの間に各種の嵩上げ材を配設することが一般的である。このような目的のため、嵩上げ材には、多孔質で適度のクッション性を有する各種の繊維フェルト類が用いられている。
【０００３】
近年、自動車の衝突事故、特に前面衝突時を考慮し、前席に座っている乗員の足への衝撃を緩和して負担を軽減させることを目的として、フロアパネルとフロアカーペットとの間にティビアパッドと呼ばれる衝撃吸収体を配設することが行われている（例えば、特許文献１〜３）。このような衝撃吸収体としては、衝撃発生時の圧縮荷重に対してエネルギーを吸収する性能を有する必要があるため、ポリプロピレン樹脂やポリスチレン樹脂に発泡剤を添加してビーズ状に予備発泡させ、さらに成形型内で加熱して発泡させながら成形した、いわゆるビーズ発泡成形体が用いられることが多い。
【特許文献１】特開平１０−３２９７６２号公報
【特許文献２】特開２００３−１１８４６０号公報
【特許文献３】特開２００３−１２７７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ビーズ発泡成形体を用いた衝撃吸収体では、フロアカーペットを介して狭い範囲に強い力が加えられると、その範囲に応力が集中し、当該範囲が圧縮されて塑性変形してしまうことがあった。例えば、乗員の踵の位置では局所的に強い圧縮力が加えられるため、圧縮されて反力の低下を招き、局所的に衝撃吸収性能が低下することがあった。また、衝撃吸収体を発泡成形して輸送したり、車両に組み付けたりする際、割れ、折れ、剥がれ等の破損が起きないよう、慎重に取り扱う必要があった。
【０００５】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、部分的に強い圧縮力が加えられても圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能であるとともに、耐久性を向上させることが可能な衝撃吸収構造体および衝撃吸収構造体の製造方法の提供を目的とする。
【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と当該車体パネルの車室側に敷設される敷物との間に設置される衝撃吸収構造体であって、発泡させた材質からなる衝撃吸収体に対して上記敷物に面する側に無発泡の板状部材が積層されて一体化された構造とされていることを特徴とする。
すなわち、敷物を介して狭い範囲に強い力が加えられると、敷物に面する側に積層された無発泡の板状部材がその力を受け止める。ここで、板状部材は発泡させていない材質とされているので、狭い範囲の強い力を広い範囲で受け止める。すると、部分的に応力が集中することがなくなり、狭い範囲が圧縮されて塑性変形することがなくなる。これにより、部分的に強い圧縮力が加えられても部分的な圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能な衝撃吸収構造体を提供することができる。また、発泡させた材質からなる衝撃吸収体に無発泡の板状部材が一体化されているので、良好な耐久性を有する。これにより、本衝撃吸収構造体を輸送したり、車両に組み付けたりする際、良好な歩留まりにすることができる。
【０００７】
乗員の足下の車体パネルは、フロアパネル、ダッシュボード下部、これらの組み合わせ、等が考えられる。上記敷物は、カーペット、マット、これらの組み合わせ、等が考えられる。上記無発泡の板状部材は、合成樹脂板、ハードフェルト、これらの組み合わせ、等が考えられる。
【０００８】
上記衝撃吸収体は、合成樹脂を発泡させて筒状に形成した筒状樹脂粒子を多数集合させて成形した成形体とされている構成としてもよい。
衝撃吸収体をビーズ発泡成形体とすると、衝撃吸収体の表面で音波が反射するため、音は衝撃吸収体に吸音されない。その結果、車室内に入射するロードノイズやエンジンノイズ等の侵入音が衝撃吸収体の表面で反射して乗員の耳に入ってしまう。乗員室内の静粛性を向上させる観点から、衝撃吸収体に吸音性能が付加されると好適である。
本衝撃吸収構造体の衝撃吸収体は、発泡した各泡よりも大きな貫通穴が形成された筒状樹脂粒子を多数集合させた成形体とされているので、全体として多孔質に形成されている。車室内に入射した侵入音の音波が筒状樹脂粒子の穴内に取り込まれて乱反射することにより、侵入音のエネルギーが吸収され、吸音される。
【０００９】
ここで、衝撃吸収体に発泡した各泡よりも大きな穴を多数形成すると、狭い範囲に強い力が加えられたときに、特にその範囲が圧縮されて塑性変形しやすくなる。また、衝撃吸収体を発泡成形して輸送したり、車両に組み付けたりする際、割れ、折れ、剥がれ等の破損が起きないよう、より慎重に取り扱う必要がある。本衝撃吸収構造体は筒状樹脂粒子を多数集合させて成形した衝撃吸収体に無発泡の板状部材が積層されて一体化されているので、敷物を介して狭い範囲に強い力が加えられても部分的に応力が集中せず、狭い範囲が圧縮されて塑性変形することがない。また、衝撃吸収体に無発泡の板状部材が一体化されているので、良好な耐久性を有する。従って、吸音性を良好にさせながら、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能となり、耐久性を向上させることが可能となる。
むろん、衝撃吸収体をビーズ状発泡成形体など、筒状樹脂粒子を集合させた成形体以外の発泡材質としても、吸音性能以外の点で本発明の効果が得られる。
【００１０】
上記無発泡の板状部材には、上記衝撃吸収体側の面と上記敷物側の面とを貫通した貫通穴が複数形成されている構成としてもよい。すると、車室内に入射した侵入音の音波が板状部材の貫通穴から筒状樹脂粒子の穴内に入りやすくなるので、吸音性がさらに向上する。
【００１１】
上記乗員の足下における車体パネルが平坦な形状とされた平坦部と当該平坦部の前縁部から斜め上方に延出した立壁部とを有し、本衝撃吸収構造体は、上記平坦部上と上記立壁部上とに跨って設置されている構成としてもよい。この場合、上記衝撃吸収体は、上記平坦部上に設置される衝撃吸収体平坦部と、上記立壁部上に設置されるとともに同当該衝撃吸収体平坦部とは別の部材にされた衝撃吸収体立壁部と、から構成され、上記無発泡の板状部材は、上記衝撃吸収体平坦部に一体化された板状部材平坦部と、上記衝撃吸収体立壁部に一体化されるとともに同板状部材平坦部と折り曲げ動作可能に接続された板状部材立壁部と、から構成されている構成としてもよい。
【００１２】
上記衝撃吸収体は、合成樹脂を発泡させて成形した成形体とされ、上記無発泡の板状部材は、合成樹脂板とされている構成としてもよい。衝撃発生時、敷物を介して衝撃吸収構造体から乗員の足へ衝撃が伝えられることになるが、剛性の比較的低い合成樹脂の発泡体が衝撃を吸収し、かつ、衝撃吸収構造体の敷物側とされた剛性の比較的低い合成樹脂板が乗員の足への衝撃を少なくさせる。
【００１３】
ところで、請求項９にかかる衝撃吸収構造体の製造方法は、自動車の乗員の足下において車体パネルと当該車体パネルの車室側に敷設される敷物との間に設置される衝撃吸収構造体の製造方法であって、上記衝撃吸収構造体の形状に合わせた型内に、熱可塑性樹脂を発泡させて形成した樹脂粒子を多数充填するとともに上記敷物に面する位置に無発泡の板状部材を入れた後、同型内を加熱して同樹脂粒子どうしを溶融させながら結着させて衝撃吸収体を形成させるとともに同板状部材を同衝撃吸収体に結着させることにより、衝撃吸収体に対して上記敷物に面する側に無発泡の板状部材が積層されて一体化された衝撃吸収構造体を製造することを特徴とする。むろん、請求項２〜請求項８に記載された構成を製造方法に対応させることも可能である。
【００１４】
ここで、上記樹脂粒子が上記熱可塑性樹脂を発泡させて筒状に形成した筒状樹脂粒子であり、上記型内に上記筒状樹脂粒子を多数充填するとともに上記敷物に面する位置に無発泡の板状部材を入れた後、同型内に水蒸気を導入して同型内を加熱して同筒状樹脂粒子どうしを溶融させながら結着させて衝撃吸収体を形成させるとともに同板状部材を同衝撃吸収体に結着させることにより、上記衝撃吸収構造体を製造する構成としてもよい。筒状樹脂粒子を用いて衝撃吸収体を形成する場合、筒状樹脂粒子に貫通穴が形成されているので、型内に高温蒸気を導入することにより、容易に型内全体を加熱することができる。
【００１５】
また、無発泡の板状部材に衝撃吸収体側の面と敷物側の面とを貫通した貫通穴を複数形成すると、水蒸気が板状部材の貫通穴を通過するので、さらに容易に型内全体を加熱することができ、さらに容易に衝撃吸収構造体を形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１にかかる発明によれば、部分的に強い圧縮力が加えられても部分的な圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能であるとともに、耐久性を向上させることが可能な衝撃吸収構造体を提供することができる。
請求項２にかかる発明では、吸音性を良好にさせながら、部分的に強い圧縮力が加えられても部分的な圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能になるとともに、耐久性を向上させることが可能になる。
請求項３にかかる発明では、吸音性をさらに良好にさせることが可能となる。
【００１７】
請求項４にかかる発明では、衝撃発生時に乗員の足が立壁部に滑り上がったとしても本衝撃吸収構造体により足への衝撃を吸収することが可能となる。
請求項５にかかる発明では、輸送時に、衝撃吸収構造体を二つ折りにしたり、衝撃吸収構造体を折り曲げずに平板状にしたりすることによって、荷姿が良くなり、輸送効率を向上させることが可能となる。
請求項６にかかる発明では、衝撃発生時に乗員の足への衝撃を少なくさせる好適な構成を提供することができる。
【００１８】
請求項７、請求項８にかかる発明では、良好な衝撃吸収性能を長期間維持し、耐久性を向上させ、衝撃発生時に乗員の足への衝撃をさらに少なくさせることが可能な好適な構成を提供することができる。
請求項９にかかる発明では、部分的に強い圧縮力が加えられても部分的な圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能であるとともに、耐久性を向上させることが可能な衝撃吸収構造体を製造するのに好適な製造方法を提供することができる。
請求項１０にかかる発明では、容易に型内全体を加熱することができるので、さらに容易に衝撃吸収構造体を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）衝撃吸収構造体の構成：
（２）衝撃吸収構造体の製造方法：
（３）衝撃吸収構造体の作用、効果：
（４）実施例：
（５）変形例：
【００２０】
（１）衝撃吸収構造体の構成：
図１は本発明の一実施形態にかかる衝撃吸収構造体１０を設置した乗用自動車の要部を垂直断面にて示す要部断面図であり、図２は衝撃吸収構造体１０の外観を示す斜視図である。図３は、衝撃吸収体１２を形成するために多数用いられる筒状樹脂粒子（樹脂粒子）１６の外観を示す斜視図である。
図１では、前後の座席を有する乗用自動車のフロアのうち前席乗員Ｍの足下部が示されている。自動車の乗員の足下において、金属製のフロアパネル２０が車体パネルの一部として設けられ、このフロアパネル２０の車室側にフロアカーペット（敷物）３０が敷設されている。フロアパネル２０は、前席乗員Ｍの足下から後方に向かって略水平に設けられた平坦な形状の平坦部２２とされるとともに、この平坦部２２の前縁部から前方に向かって斜め上方に立ち上がってエンジンルームとの境界を形成する立壁部２４とされている。フロアカーペット３０は、このフロアパネル２０の形状に合わせて、前席乗員Ｍの足下から後方に向かって略水平に設けられるとともに、前席乗員Ｍの足下から前方に向かって斜め上方に立ち上がって設けられている。本発明の衝撃吸収構造体１０は、フロアパネル２０とフロアカーペット３０との間で、フロアパネルの平坦部２２上と立壁部２４上とに跨って設置されている。
【００２１】
フロアカーペット３０は、意匠性、吸音性、遮音性などを主な目的として、乗員室のフロア全体を覆ってフロアパネルの平坦部２２と立壁部２４との外形に沿うように成形されてフロアパネル２０上に敷設される。フロアカーペット３０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３０の裏面には低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル等の低融点の熱可塑性樹脂からなる薄いシートが裏打ちされる。この裏打ちを加熱、可塑化させた状態で所要の形状にプレス成形することにより、自動車のフロアパネル２０に沿う形状に賦形される。
【００２２】
自動車の前面衝突時、自動車内の前席乗員Ｍの足下となるフロアパネルの平坦部２２と立壁部２４との境界部２６には、斜め上後方に突き上げられる強い衝撃が加わり、乗員Ｍの足へ大きな衝撃荷重が加わることになる。そこで、境界部２６に、フロアパネル２０とフロアカーペット３０との間にティビアパッドと呼ばれる衝撃を吸収する材料を配設している。本発明では、ティビアパッドとして、発泡させた材質からなる衝撃吸収体１２に対してフロアカーペット３０に面する側に無発泡の樹脂プレート（無発泡の板状部材）１４が積層されて一体化された構造とされた衝撃吸収構造体１０を用いる。これにより、衝撃発生時に乗員Ｍの足が立壁部２４に跳ね上がったとしても衝撃吸収構造体１０により足への衝撃を吸収することが可能となる。
上記衝撃吸収構造体１０は、自動車乗員室の運転席の足下と助手席の足下の少なくとも一方へと配設される。むろん、運転席の足下から助手席の足下にかけて単一の衝撃吸収構造体を設置してもよい。
【００２３】
衝撃吸収体１２としては、衝撃を吸収する観点から発泡させた材質が好ましく、合成樹脂を発泡させた材質がさらに好ましい。衝撃発生時、フロアカーペット３０を介して衝撃吸収構造体１０から乗員の足へ衝撃が伝えられることになるが、剛性の比較的低い合成樹脂の発泡体が衝撃を吸収するので、乗員の足への衝撃を少なくさせることができる。発泡させる合成樹脂としては、成形の容易性から熱可塑性樹脂が好ましく、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、等を用いることができる。また、衝撃吸収体の形状に成形する際には、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所定のダイから押し出して成形してもよいし、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後に金型内に充填してさらに加熱発泡させて成形してもよい。発泡剤としては、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。
【００２４】
ところで、車室内にはロードノイズやエンジンノイズ等が入射するが、衝撃吸収体を発泡プラスチックのビーズ発泡成形体とすると、衝撃吸収体の表面で音波が反射してしまうため、ロードノイズやエンジンノイズ等の侵入音は衝撃吸収体に吸音されない。乗員室内の静粛性を良好にさせる観点から、侵入音が衝撃吸収体に吸音されると好適である。
検討を進めた結果、図３に示すように、合成樹脂を発泡させて筒状に形成した筒状樹脂粒子１６を多数集合させて成形して衝撃吸収体とすると、良好な吸音性が得られることが分かった。
【００２５】
個々の筒状樹脂粒子１６は、合成樹脂に発泡剤を添加して発泡させながら筒形状に成形することにより得られる。発泡させる合成樹脂としては、成形の容易性から熱可塑性樹脂が好ましく、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、等を用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂に発泡剤を混合して発泡させた熱可塑性樹脂を環状の押出口を有するダイから筒状に押し出して所定の長さに切断して成形することにより、筒状樹脂粒子を形成することができる。発泡剤としては、上述した揮発性発泡剤や無機系発泡剤等を用いることができる。
筒状樹脂粒子１６は発泡した各泡よりも大きな貫通穴１６ａが形成されているので、同筒状樹脂粒子を用いて形成した衝撃吸収体は、全体として多孔質に形成されている。車室内に入射した侵入音の音波が筒状樹脂粒子の貫通穴１６ａ内に入って乱反射することにより、侵入音のエネルギーが衝撃吸収体に吸収され、吸音される。
【００２６】
筒状樹脂粒子１６は、内径ｄを２〜４ｍｍ、外径Ｄ（Ｄ＞ｄ）を４〜６ｍｍ、長さＬを３〜６ｍｍとした、円筒形状としている。これらのパラメータは、衝撃吸収体の衝撃吸収性能と吸音性能に影響を与えるパラメータであり、内径ｄ、外径Ｄ、長さＬをこれらの範囲内とすることにより、衝撃吸収体に良好な衝撃吸収性能と良好な吸音性能が付与される。このような筒状樹脂粒子として、株式会社ジェイエスピー製のＰＥＰＰ（ポーラスＥＰＰ）を用いることができる。むろん、筒状樹脂粒子は、円筒形状以外にも、断面が略楕円と偏平化された形状などとしてもよい。
筒状樹脂粒子１６を多数用いて衝撃吸収体を形成する際には、衝撃吸収体の形状に合わせた所定の型内に筒状樹脂粒子１６を多数充填した後、同型内に高温水蒸気を導入して同型内を加熱して筒状樹脂粒子１６どうしを溶融させながら結着させることにより、衝撃吸収体を形成することができる。
【００２７】
衝撃吸収体は、密度０．０２〜０．１ｇ／ｃｍ3、厚さ１０〜５０ｍｍが好ましい。密度０．０２ｇ／ｃｍ3未満では十分な反力が得られず、エネルギー吸収量が減少するため、衝撃吸収体が底付き、最終的に過大な反力が発生してしまう。一方、密度が０．１ｇ／ｃｍ3より大きい場合、エネルギー吸収量は大きいが、初期段階から過大な反力が発生してしまう。また、吸音性も良好でない。厚さを１０ｍｍ以上にすると衝撃吸収体に衝撃が加えられたときに十分な衝撃吸収性能が得られる。
発泡ポリプロピレンを内径２〜４ｍｍ、外径４〜６ｍｍ、長さ３〜６ｍｍに成形した筒状樹脂粒子を多数集合させて成形して衝撃吸収体を得た場合、得られた衝撃吸収体の密度は０．０３〜０．０５ｇ／ｃｍ3となる。
【００２８】
無発泡の板状部材１４は、樹脂製プレート、金属製プレート、硬質繊維成形プレート等の支持プレートが考えられるが、衝撃発生時に乗員の足への衝撃を少なくさせる観点から、合成樹脂板やハードフェルト等のフェルト等が好ましい。すると、衝撃発生時に剛性が比較的低くされた板状部材１４が衝撃を吸収するので、乗員の足への衝撃を少なくさせることができる。板状部材に用いる合成樹脂としては、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂等を用いることができる。特にポリプロピレン板は、成形が容易であり、加工が容易であり、安価である点で、好適な合成樹脂板である。
【００２９】
無発泡の板状部材１４を衝撃吸収体に貼付してサンプルとした３点曲げ試験（ＪＩＳ Ｋ７２２１−１９９５に指定される加圧くさび、支持台を使用し、支点間距離を５０ｍｍ、曲げ速度を５０ｍｍ／ｍｉｎ、加圧くさびの加圧方向に対する垂直面におけるサンプルサイズを５０×１５０ｍｍとする）を行って得られる曲げ弾性勾配が１〜７５Ｎ／ｃｍとなるように無発泡の板状部材を選定すると、衝撃発生時に乗員の足への衝撃を十分に少なくさせることができる。同曲げ弾性勾配を１Ｎ／ｃｍ以上にすると、衝撃発生時に衝撃が衝撃吸収構造体に十分に吸収されて乗員足首への負荷を十分に少なくさせ、また、衝撃吸収体に部分的に強い圧縮力が加えられたときに十分に大きな反力が得られて圧縮を十分に少なくさせる。同曲げ弾性勾配を７５Ｎ／ｃｍ以下にすると、衝撃発生時に板状部材１４からの反発を十分に少なくさせ、乗員足首への負荷を十分に少なくさせる。
例えば、無発泡の板状部材としてポリプロピレン板を用いる場合、厚さを０．３〜１．３ｍｍとしている。厚さを０．３ｍｍ以上にすると、衝撃発生時に衝撃が衝撃吸収構造体に十分に吸収されて乗員足首への負荷を十分に少なくさせる。厚さを１．３ｍｍ以下にすると、衝撃発生時に板状部材１４からの反発を十分に少なくさせ、乗員足首への負荷を十分に少なくさせる。
【００３０】
板状部材１４を衝撃吸収体１２に積層して一体化するには、例えば、接着剤を板状部材と衝撃吸収体の少なくとも一方に塗布して両部材１２，１４を互いに接着すれば一体化することができるし、両面テープを板状部材と衝撃吸収体の少なくとも一方に貼付して両部材１２，１４を互いに貼着すれば一体化することができる。本実施形態では、射出成形等により無発泡の板状部材１４を別成形し、衝撃吸収構造体の形状に合わせた所定の型内に筒状樹脂粒子１６を多数充填するとともにフロアカーペット３０に面する位置に板状部材１４を入れた後、同型内を加熱して衝撃吸収構造体１０を形成することにしている。以下、衝撃吸収構造体の製造方法を説明する。
【００３１】
（２）衝撃吸収構造体の製造方法：
図４は、衝撃吸収構造体を製造する過程を示す流れ図である。
無発泡の板状部材１４については、種々の公知技術を用いて形成可能である。例えば、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂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、板状部材１４の形状とされた所定の金型内に溶融状態の熱可塑性樹脂を射出して成形し、同金型を冷却して樹脂を固化させることにより、板状部材１４を形成することができる。熱硬化性樹脂を用いて板状部材１４を形成する場合には、液状の熱硬化性樹脂を所定の金型内に射出した後に同金型を加熱して樹脂を硬化させることにより、あるいは、液状の熱硬化性樹脂に硬化剤を添加して金型内に射出した後所定時間経過させて樹脂を硬化させることにより、形成可能である。むろん、押出成形やプレス成形等によっても板状部材１４を形成可能である。
【００３２】
筒状樹脂粒子１６についても、種々の公知技術を用いて形成可能である。
例えば、加熱機付き混練押出成形機にポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を供給して加熱機にて加熱して樹脂を溶融させ、押出機にて溶融樹脂を押し出して、まず、十分に小さい径のそろった粒（ペレット）を得る。次に、得られた多数の粒をオートクレーブに投入し、所定の圧力、温度雰囲気下で所定量の発泡剤を含浸させる。そして、多数の粒を常圧下に取り出すことによって、発泡状態の筒状樹脂粒子を多数形成することができる。
【００３３】
発泡させていない板状部材１４と多数の発泡させた筒状樹脂粒子１６とを準備すると、複数の蒸気孔を有するとともに衝撃吸収構造体１０の形状に合わせた型４２内に、筒状樹脂粒子１６を多数充填するとともにフロアカーペット３０に面する位置に板状部材１４を入れ、型締めする。ここで、型４２の蒸気孔は、筒状樹脂粒子の外径と長さの短い方よりも小さくしてある。従って、筒状樹脂粒子は、型４２内に充填されたときに蒸気孔から外へ出ない。次に、筒状樹脂粒子１６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型４２内に導入する。すると、型４２内を加熱することができ、筒状樹脂粒子１６をさらに発泡させながら筒状樹脂粒子１６どうしを溶融させながら結着させて衝撃吸収体を形成させるとともに、板状部材１４を衝撃吸収体１２に結着させる。型４２内を冷却した後、型を開くと、形成された衝撃吸収構造体を取り出すことができる。これにより、衝撃吸収体１２に対してフロアカーペット３０に面する側に無発泡の板状部材１４が積層されて一体化された衝撃吸収構造体１０が製造される。
ここで、筒状樹脂粒子には貫通穴が形成されているので、型内に高温水蒸気を導入することにより、容易に型内全体が加熱され、容易に衝撃吸収構造体を形成することができる。そして、衝撃吸収体と板状部材を接着剤により接着させたり両面テープにより貼着させたりする作業を行う必要が無くなるので、衝撃吸収構造体の製造コストをより低減させることができる。また、衝撃吸収体から板状部材が剥がれることも無い。
【００３４】
（３）衝撃吸収構造体の作用、効果：
以下、図１〜図３を参照して、本衝撃吸収構造体の作用、効果を説明する。
フロアカーペット３０を介して狭い範囲に強い力が加えられるとフロアカーペット３０に面する側に積層された板状部材１４がその力を受け止める。同板状部材１４は発泡させていない材質とされているので、狭い範囲の強い力を広い範囲で受け止める。すると、部分的に応力が集中することがなくなり、狭い範囲が圧縮されて塑性変形することがなくなる。特に乗員Ｍがハイヒールを履いていると衝撃吸収構造体においてハイヒールの踵が位置する部分では局所的に応力が集中することになるが、このような場合であっても無発泡の板状部材によって衝撃吸収体への応力が分散させられるため、衝撃吸収体は塑性変形しにくい。そして、塑性変形していない衝撃吸収体全体で衝撃荷重を吸収するため、良好な衝撃吸収性を有する。これにより、部分的に強い圧縮力が加えられても部分的な圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能となる。
また、衝撃吸収構造体が発泡させた材質からなる衝撃吸収体に無発泡の板状部材が一体化された構造とされているので、割れ、折れ、剥がれ等の破損が生じにくく、耐久性が良好とされている。これにより、本衝撃吸収構造体を輸送したり、車両に組み付けたりする際、良好な歩留まりにすることができる。
【００３５】
さらに、衝撃吸収体を筒状樹脂粒子を多数集合させて成形した成形体としても、衝撃吸収体に無発泡の板状部材が積層されて一体化されているので、フロアカーペット物を介して狭い範囲に強い力が加えられても部分的に応力が集中せず、狭い範囲が圧縮されて塑性変形することがない。従って、筒状樹脂粒子を多数集合させて成形して衝撃吸収体を形成することができ、吸音性を良好にさせることができる。
以上説明したように、本発明によると、良好な吸音性を有するとともに、部分的に強い圧縮力が加えられても圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能であり、耐久性を向上させることが可能な衝撃吸収構造体を提供することができる。
【００３６】
（４）実施例：
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
［実施例］
筒状樹脂粒子として発泡ポリプロピレン製の株式会社ジェイエスピー製のＰＥＰＰ（ポーラスＥＰＰ。内径３ｍｍ、外径５ｍｍ、長さ４ｍｍ、密度０．０４５ｇ／ｃｍ3の筒状のビーズ発泡体）を用い、縦１２０ｍｍ×横１２０ｍｍ×厚さ４０ｍｍの直方体形状の複数の蒸気孔を有する型内に筒状樹脂粒子を多数充填し、高温水蒸気を同型内に導入して多数の筒状樹脂粒子を直方体形状に発泡成形して衝撃吸収体とした。衝撃吸収体の発泡倍率は、２０倍とした。
次に、縦１２０ｍｍ×横１２０ｍｍで厚さを０．３ｍｍ、０．８ｍｍ、１．３ｍｍ、１．８ｍｍ、２．５ｍｍと、０．３〜２．５ｍｍの範囲で段階的に変えたポリプロピレンからなる樹脂プレートを上記衝撃吸収体の上面に対して両面テープで貼り付け、圧縮荷重測定用のサンプルとした。
［比較例１］
上記実施例で形成した衝撃吸収体をそのまま、すなわち樹脂プレートを貼り付けることなく、圧縮荷重測定用のサンプルとした。
［比較例２］
部分的な圧縮力に対して適度な反力を有する衝撃吸収体の例として、樹脂粒子として発泡ポリプロピレン製の株式会社ジェイエスピー製のＥＰＰ（略球形のビーズ発泡体）を用い、上述した縦１２０ｍｍ×横１２０ｍｍ×厚さ４０ｍｍの直方体形状の型内に樹脂粒子を多数充填し、高温水蒸気を同型内に導入して多数の樹脂粒子を直方体形状に発泡成形した衝撃吸収体を比較例２とした。衝撃吸収体の発泡倍率は、２０倍とした。この衝撃吸収体をそのまま、すなわち樹脂プレートを貼り付けることなく、圧縮荷重測定用のサンプルとした。
【００３７】
［試験方法］
実施例および比較例で調整したサンプルの上面に対して半径３０ｍｍの半球面を有する金属製の圧縮治具を圧縮速度（下降速度）１０ｍｍ／ｍｉｎで押して（下降させて）、サンプルの変位（圧縮治具の押し込み距離）に対する圧縮荷重を測定した。
［試験結果］
結果を、図５に示す。同図は、各実施例および比較例について圧縮荷重測定用のサンプルの変位（単位：ｍｍ）に対する圧縮荷重（単位：ｋＮ）をプロットして各点間を繋いで示している。図中、「１」〜「５」はそれぞれ厚さ０．３ｍｍ、０．８ｍｍ、１．３ｍｍ、１．８ｍｍ、２．５ｍｍのポリプロピレン板を積層した衝撃吸収構造体の実施例、「比１」は多数の筒状樹脂粒子から成形して得られた衝撃吸収体のみの比較例１、「比２」は多数の球状樹脂粒子から成形して得られた衝撃吸収体のみの比較例２、を表している。
図に示すように、衝撃吸収体の変位に対する圧縮荷重は、筒状樹脂粒子を用いた衝撃吸収体のみの比較例１が最も小さく、ポリプロピレン板の厚みが増すほど大きくなる。貫通穴を有する筒状樹脂粒子を用いた衝撃吸収構造体について、部分的な圧縮力に対して適度な反力を有する衝撃吸収体（比較例２）とほぼ同等の反力が得られるポリプロピレン板の厚みは０．３〜１．３ｍｍとなり、より同等の反力が得られるポリプロピレン板の厚みは０．８ｍｍとなる。従って、発泡ポリプロピレン製の筒状樹脂粒子とポリプロピレン板とから衝撃吸収構造体を形成するとき、ポリプロピレン板を０．３〜１．３ｍｍ、より好ましくは０．８ｍｍとすると、部分的に強い圧縮力が加えられても圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能であるとともに、衝撃発生時に乗員の足への衝撃を少なくさせることができる。
【００３８】
（５）変形例：
なお、本発明は、種々の変形例が考えられる。
本衝撃吸収構造体は、フロアパネルの平坦部２２上にのみ設置されてもよいし、立壁部２４上にのみ設置されてもよい。また、本衝撃吸収構造体は、ダッシュボード下部の車室側に設置されてもよいし、ダッシュボード下部からフロアパネル前部にかけての車室側に設置されてもよい。さらに、本衝撃吸収構造体は、車体パネルとフロアマットとの間に設置されてもよいし、フロアマットからフロアカーペットにかけての裏側に単一の構造体として設置されてもよい。
【００３９】
図６に示すように、無発泡の板状部材５４に、衝撃吸収体側の面５４ｂとフロアカーペット３０側の面５４ａとを貫通した貫通穴５４ｃを多数形成してもよい。このような板状部材５４は、例えば、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を加熱して溶融させて射出成形することにより形成したり、上記板状部材１４に対してプレスすることにより多数の貫通穴を打ち抜いて形成したりすることができる。複数の貫通穴５４ｄが形成された板状部材５４を用いると、車室内に入射した侵入音の音波が板状部材で反射せず、貫通穴５４ｃから筒状樹脂粒子の貫通穴内に入りやすくなるので、吸音性をさらに良好にさせることが可能となる。また、衝撃吸収構造体の形状に合わせた型４２内に筒状樹脂粒子を多数充填するとともにフロアカーペット３０に面する位置に板状部材５４を入れて加熱水蒸気を型４２内に導入して衝撃吸収構造体を形成する場合には、水蒸気が板状部材の貫通穴を通過するので、さらに容易に型内全体を加熱することができる。板状部材の貫通穴を蒸気の通り道とすることにより、通常のビーズ成形型で衝撃吸収体と無発泡の板状部材とを容易に一体的に成形することができ、さらに容易に衝撃吸収構造体を形成することが可能となる。
【００４０】
図７に示す衝撃吸収構造体６０のように、衝撃吸収体６２を、フロアパネルの平坦部２２上に設置される衝撃吸収体平坦部６２ａと、フロアパネルの立壁部２４上に設置される衝撃吸収体立壁部６２ｂと、から構成してもよい。ここで、衝撃吸収体平坦部６２ａと衝撃吸収体立壁部６２ｂとは、ともに発泡させた材質（好ましくは筒状樹脂粒子を多数集合させて成形した衝撃吸収体）とされ、互いに別の部材にされている。また、無発泡の板状部材６４を、衝撃吸収体平坦部６２ａに一体化された板状部材平坦部６４ａと、衝撃吸収体立壁部６２ｂに一体化された板状部材立壁部６４ｂと、から構成している。ここで、板状部材平坦部６４ａと板状部材立壁部６４ｂとは、互いに折り曲げ動作可能に接続されたヒンジ部６４ｃとされている。板状部材６４をポリプロピレン板等の合成樹脂板とする場合、板状部材平坦部６４ａと板状部材立壁部６４ｂとの境界部を薄肉化して板状部材６４を形成すると、この境界部をヒンジ部６４ｃとして折り曲げ動作可能とすることができる。
【００４１】
上記衝撃吸収構造体６０を製造するには、まず、複数の蒸気孔を有するとともに衝撃吸収構造体６０の形状に合わせた型内に、衝撃吸収体平坦部６２ａと衝撃吸収体立壁部６２ｂとの境界に耐熱性（例えば金属製）の仕切部材を入れ、筒状樹脂粒子１６を多数充填するとともにフロアカーペット３０に面する位置に板状部材６４を入れ、型締めする。次に、筒状樹脂粒子１６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型内に導入する。すると、筒状樹脂粒子１６をさらに発泡させながら筒状樹脂粒子１６どうしを溶融させながら結着させて衝撃吸収体平坦部６２ａと衝撃吸収体立壁部６２ｂとを形成させるとともに、板状部材平坦部６４ａを衝撃吸収体平坦部６２ａに結着させ、板状部材立壁部６４ｂを衝撃吸収体立壁部６２ｂに結着させる。型内を冷却した後、型を開くと、形成された衝撃吸収構造体を取り出すことができる。これにより、衝撃吸収体６２に対してフロアカーペットに面する側に無発泡の板状部材６４が積層されて一体化された衝撃吸収構造体６０が製造される。
【００４２】
上記衝撃吸収構造体６０は、輸送時に、二つ折りにしたり、折り曲げず平板状にしたりすることができる。これによって、荷姿が良くなり、輸送効率を向上させることが可能となる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、部分的に強い圧縮力が加えられても部分的な圧縮を防いで反力を維持させ、良好な衝撃吸収性能を長期間維持することが可能であるとともに、耐久性を向上させることが可能な衝撃吸収構造体およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】衝撃吸収構造体を設置した乗用自動車の要部断面図。
【図２】衝撃吸収構造体の外観を示す斜視図。
【図３】筒状樹脂粒子の外観を示す斜視図。
【図４】衝撃吸収構造体の製造方法を示す流れ図。
【図５】実施例および比較例においてサンプルの変位と圧縮荷重との関係を示す図。
【図６】変形例において無発泡の板状部材の外観を示す斜視図。
【図７】変形例にかかる衝撃吸収構造体を設置した乗用自動車の要部断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１０，６０…衝撃吸収構造体
１２，６２…衝撃吸収体
１４，５４，６４…無発泡の板状部材
１６…筒状樹脂粒子（樹脂粒子）
１６ａ…貫通穴
２０…フロアパネル
２２…平坦部
２４…立壁部
２６…境界部
３０…フロアカーペット
４２…型
５４ｃ…貫通穴
６２ａ…衝撃吸収体平坦部
６２ｂ…衝撃吸収体立壁部
６４ａ…板状部材平坦部
６４ｂ…板状部材立壁部
６４ｃ…ヒンジ部
【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】
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