(57)【要約】【課題】  衝突初期の段階で急速に所定の衝撃荷重に達し、その後、所定の衝撃荷重を一定時間持続させる車輌バンパ用緩衝材を小型化する。【解決手段】  長手方向と直交する断面形状が略Ｈ型であって、前側凹条31の上壁33又は下壁34の少なくとも一方は、後側凹条32の対応する上壁33又は下壁34の厚みよりも内側に厚く形成され、壁厚みの差の肉厚部分が押し部材36となっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌用バンパに用いられ、衝撃が加わった際に潰れて衝撃を吸収する緩衝材であって、車輌の外方向に開口する凹条及び車輌の内方向に開口する凹条を有し、凹条間に隔壁を有して車輌幅方向に横長に形成され、隔壁上には外方からの衝撃を受けた際に隔壁に曲げ力を作用させる押し部材が設けられていることを特徴とする緩衝材。
【請求項２】
車輌幅方向と直交する断面形状が略Ｈ型であって、上壁及び下壁の少なくとも一方は、隔壁より外方向の肉厚は、隔壁より内方向の対応する壁の肉厚よりも内側に厚く且つ隔壁に連続する様に形成され、壁厚みの差の肉厚部分が押し部材となっている請求項１に記載の緩衝材。
【請求項３】
外方向に開口する凹条の上壁と下壁の間に、両壁に沿って隔壁上から中間壁が突出しており、該中間壁が押し部材である請求項１に記載の緩衝材。
【請求項４】
上壁、下壁及び押し部材の夫々前端面は、面が揃っている請求項１乃至３の何れかに記載の緩衝材。
【請求項５】
発泡樹脂により一体成形された請求項１乃至４の何れかに記載の緩衝材。
【請求項６】
発泡樹脂がスチレン改質ポリエチレン系樹脂である請求項５に記載の緩衝材。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかの緩衝材をバンパリインフォースメントに固定し、緩衝材をバンパカバーで覆った車輌用バンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃が加わった際、材料自体の圧壊によって衝撃を吸収する緩衝材及び該緩衝材を組み込んだ車輌用バンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
車輌用バンパは、バンパリインフォースメントに、発泡成形された緩衝材を取り付け、これをバンパカバーで覆ったものが実施されている。該緩衝材は、自動車が歩行者と接触事故を起こした場合に、バンパが歩行者の脚部に衝突したことによって潰れて衝撃荷重を吸収し、歩行者の脚部に加わるダメージを低減する。
【０００３】
図７は、歩行者の脚部へのダメージを可及的に小さくするための衝撃荷重と緩衝材の動的ストローク(圧縮変位)の関係を示すものである。衝突初期の段階で急速に所定の衝撃荷重に達し(図７のＡ点)、その後、所定の衝撃荷重を一定時間保持(図７のＡ点〜Ｂ点の間)させる必要がある。
Ｂ点を越えると緩衝材の潰れ残し領域となって、衝撃荷重は急速に上がる。従ってＢ点は衝突時から遅い方が望ましい。
【０００４】
図６は、従来の緩衝材の一例を示しており、車輌の幅方向に長く、長手方向と直交する断面形状はＨ型であり、該緩衝材(3a)の両凹条(31a)(32a)が車輌の内外方向に開口する様にバンパリインフォースメントに取り付けられる。
図６の()内の数字は、寸法(単位mm)を表している。
該緩衝材(3a)の場合、衝撃荷重が加わると上壁(33a)と下壁(34a)が荷重方向に圧縮されることにより、衝撃荷重が吸収される(特許文献１)。
即ち、Ｈ型緩衝材(3a)の場合、上壁(33a)と下壁(34a)の２箇所で衝突荷重を受けることになり、上壁(33a)と下壁(34a)の肉厚によって衝撃荷重の吸収量が決定される。
【０００５】
Ｈ型緩衝材(3a)において、衝突初期の段階で衝撃を充分に吸収させようとすれば上壁(33a)と下壁(34a)の厚みを大きくしなければならない。
この場合、Ａ点から以後も荷重は増え続けるため、一定の荷重を保持できず、緩衝材(３)の潰れ残りが早まる。即ち、歩行者の脚部へのダメージが大きくなる。
又、一定荷重を保持させようとすれば上壁(33a)と下壁(34a)の厚みを小さくしなければならない。この場合は初期の衝撃荷重を充分に吸収できない。
【０００６】
【特許文献１】実開昭６０−３７４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記実情に鑑み、緩衝材の車輌進行の内外方向の寸法を大きくすることなく、車輌衝突の際の歩行者脚部のダメージを軽減できるバンパ及びその緩衝材を明らかにするものである。
尚、以下の説明で、「内外方向」は車輌における車輌内方向と車輌外方向に対応し、「上下方向」は車輌における上下方向に対応する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の緩衝材は、車輌の外方向に開口する凹条(31)及び車輌の内方向に開口する凹条(32)を有し、両凹条(31)(32)間に隔壁(35)を有して車輌幅方向に横長に形成され、隔壁(35)上には外方からの衝撃を受けた際に隔壁(35)に曲げ力を作用させる押し部材(36)が設けられていることを特徴とする。
ここでの曲げ力とは、隔壁(35)に対する衝撃荷重のことで、隔壁(35)に対する圧縮力、剪断力とも言える。
【０００９】
請求項２に記載の緩衝材は、請求項１の緩衝材において、車輌幅方向と直交する断面形状が略Ｈ型であって、上壁(33)及び下壁(34)の少なくとも一方は、隔壁(35)より外方向の肉厚は、隔壁(35)より内方向の対応する壁の肉厚よりも内側に厚く且つ隔壁(35)に連続する様に形成され、壁厚みの差の肉厚部分が押し部材(36)となっている。
【００１０】
請求項３に記載の緩衝材は、請求項１の緩衝材において、前側凹条(31)の上壁(33)と下壁(34)の間に両壁に沿って隔壁(35)上から中間壁(37)が突出しており、該中間壁(37)が押し部材(36)である。
【００１１】
請求項４に記載の緩衝材は、請求項１乃至３の何れかに記載の緩衝材において、上壁(33)、下壁(34)及び押し部材(36)は平行であって、夫々の前端面は、面が揃っている。
【００１２】
請求項５に記載の緩衝材は、請求項１乃至４の何れかに記載の緩衝材において、発泡樹脂で一体成形されている。
【００１３】
請求６に記載の緩衝材は、請求項５の緩衝材において、発泡樹脂はスチレン改質ポリエチレン系樹脂である。
【００１４】
請求項７に記載の車輌用バンパは、請求項１乃至６の何れかの緩衝材を車輌のバンパリインフォースメント(２)に固定し、緩衝材(３)をバンパカバー(４)で覆っている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の緩衝材(３)は、衝突荷重が加わったときに、押し部材(36)が凹条(31)(32)間の隔壁(35)に曲げ力を加える。即ち、衝突荷重を、上壁(33)、下壁(34)及び隔壁(35)の３箇所で受けることになる。これによって、衝突初期の段階で急速に所定の衝撃荷重に達し、その後、所定の荷重吸収状態を一定時間保持することができるため、緩衝材(３)が衝撃を充分吸収することができる。
【００１６】
請求項２に記載の緩衝材(３)は、押し部材(36)が上壁(33)及び下壁(34)の少なくとも一方と一体になって連続しているため、衝撃荷重を隔壁(35)に確実に作用させることができる。
【００１７】
請求項３に記載の緩衝材(３)は、押し部材(36)の位置を、上壁(33)又は下壁(34)に対する距離の大小によって、衝撃荷重の吸収量を調節できる。
【００１８】
請求項４に記載の緩衝材(３)は、上壁(33)と下壁(34)及び押し部材(36)は平行であって、前端面が揃っているため、衝撃初期の衝撃荷重を安定して吸収することができる。
【００１９】
請求項５に記載の緩衝材(３)は、発泡樹脂で一体成形するから量産に適し、低コストで生産できる。
【００２０】
請求項６に記載の緩衝材は、スチレン改質ポリエチレン系樹脂を用いているため、衝撃吸収性と成形性がより好ましい。
【００２１】
請求項７に記載のバンパ(１)は、上記した様に、小型化した緩衝材(３)をバンパリインフォースメント(２)に固定し、緩衝材緩衝材(３)をバンパカバー(４)で覆って形成されるから、好ましい衝撃吸収性を発揮し、又、意匠的な制約を受けることが少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の車輌用バンパ(１)を車輌の前部に取り付けた状態を、車輌左側から見た断面図で示している。
バンパ(１)は、車輌に固定された金属製のバンパリインフォースメント(２)の前面に緩衝材(３)を取り付け、緩衝材(３)及びバンパリインフォースメント(２)をバンパカバー(４)で覆って形成されている。
バンパカバー(４)は、薄肉樹脂で形成され、事故によって歩行者の脚部から衝撃が加わった際に、変形または破断される。
【００２３】
緩衝材(３)は、樹脂の発泡成形により製造されており車輌の幅方向に長い。バンパリインフォースメント(２)上に、１つの長尺緩衝材(３)を取り付けてもよく、或いは複数の短尺緩衝材(３)を並べて取り付けてもよい。
【００２４】
緩衝材(３)は、内外方向に沿った垂直断面が一様な略Ｈ型であり、車輌幅方向に伸びる一方の凹条(31)の開口を車輌外方向に向け、他方の凹条(32)の開口を内方向に向けている。凹条(31)(32)間の隔壁(35)は、緩衝材(３)の内外方向の中央部に位置している。
緩衝材(３)は、内外方向の寸法に対して上下方向の寸法が少し大きい。
緩衝材(３)の隔壁(35)上には、外方向に押し部材(36)が設けられている。押し部材(36)は、バンパ(１)に外方向からの衝撃が加わったときに隔壁(35)に曲げ力を加えて隔壁(35)にも荷重を負担させる機能を有する。
図３では、下壁(34)は、隔壁(35)より前部の肉厚を内側(上壁(33)側)に厚くして隔壁(35)に連続させ、下壁(34)の肉厚部ｔ3中、後部下壁(34)よりも内側に厚い部分(図３の一点鎖鎖線の内側部分)が押し部材(36)となっている。
下壁(34)の肉厚部ｔ3の厚みは、後部分の厚みの２倍である。従って下壁(34)の前部の肉厚の半分が押し部材(36)の肉厚となっている。
内方向に開口した凹条(32)の上下方向の開口幅W1は、緩衝材(３)の上方向の寸法の３／５以上である。
上壁(33)、下壁(34)及び押し部材(36)の外方向の端面は垂直面内に揃っている。又、上壁(33)、下壁(34)の内方向の端面も垂直面内に揃っている。
【００２５】
緩衝材(３)は、公知の型内発泡成形で製造できる。
例えば、物理型発泡剤を含浸させた発泡性熱可塑性樹脂を５〜２５倍に予備発泡して得られた直径１〜５mmの予備発泡粒子を成形型内に充填し、蒸気加熱によって発泡させて粒子間を融着させる。
予備発泡していない発泡性熱可塑性樹脂を型内発泡させてもよい。
発泡性熱可塑性樹脂を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン改質ポリエチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂等を挙げることができる。特に、スチレン改質ポリエチレン系樹脂を用いると成形体としての衝撃吸収性と成形性がより好ましい。
物理型発泡剤としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類等を挙げることができる。これらの物理型発泡体は、単体で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
上記バンパ(１)の作用を説明する。
車輌が歩行者と衝突事故を起こしたとき、歩行者の脚部からバンパカバー(４)に衝撃が加わって、バンパカバー(４)が変形または破断される。その際に緩衝材(３)に衝撃が加わり、緩衝材(３)が潰されることで衝撃が吸収される。
【００２７】
緩衝材(３)は衝突荷重を受けたとき、押し部材(36)が凹条(31)(32)間の隔壁(35)に曲げ力を加える。即ち、衝突荷重を、上壁(33)、下壁(34)及び隔壁(35)の３箇所で受けることなり、衝突初期の段階で急速に所定の衝撃荷重に達し、緩衝材(３)が衝撃を充分吸収することができる。
緩衝材(３)の前部において、上壁(33)と下壁(34)間に存在する押し部材(36)によって、衝突初期の段階で急速に所定の衝撃荷重に達するため、緩衝材(３)の寸法を小さくできる。
【００２８】
緩衝材(３)は、後部において、凹条(32)の上下方向の開口幅W1を緩衝材(３)の高さ寸法の３／５以上としたため、潰れ残り代を効果的に低減させることができ、緩衝材(３)が衝撃を確実且つ効率良く吸収することができる。
又、緩衝材(３)の後部において、上壁(33)の厚みｔ1と下壁(34)の厚みｔ2を同じにしたので、緩衝材(３)が衝撃をバランス良く吸収することができる。
【００２９】
緩衝材(３)は、上壁(33)、下壁(34)及び押し部材(36)は、外方向端面が揃っているため、緩衝材(３)の外方向端面が歩行者の脚部に衝突した場合、衝撃初期の衝撃荷重を安定して吸収することができる。
【００３０】
緩衝材(３)は、発泡樹脂で一体成形するから、量産に適し、低いコストで生産できる。
【００３１】
バンパ(１)は、上記した様に、緩衝材(３)をバンパリインフォースメント(２)に固定し、緩衝材緩衝材(３)をバンパカバー(４)で覆って形成されるから、好ましい衝撃吸収性を発揮する。
【００３２】
図４は、押し部材(36)の他の実施例を示している。
前側凹条(31)の上壁(33a)と下壁(34a)の間に両壁に沿って隔壁(35)上から中間壁(37)を突設しており、該中間壁(37)が押し部材(36)となっている。
上壁(33)、下壁(34)及び押し部材(36)の外方向の端面は面が揃っている。又、上壁(33)、下壁(34)及び押し部材(36)の内方向の端面も面が揃っている。
押し部材(36)の位置を、上壁(33)又は下壁(34)に対する距離の大小によって、衝撃荷重の吸収量を調節できる。
上記緩衝材(３)は、発泡樹脂で一体成形できるが、複数の部材を組み合わせて接合し形成することができる。
【実施例１】
【００３３】
実施例における緩衝材(３)は、スチレン改質ポリエチレン系発泡樹脂(商品名：ピオセランＰＯＯＰ 積水化成品工業株式会社製)を原料とし、１０倍に予備発泡させた、直径２.５〜３.５mmの粒子を、成形型内に充填し、蒸気加熱により発泡した粒子間を融着させて形成されている。
図３及び図６において、緩衝材(３)(3a)の断面形状寸法を、( )内に記載された数字(単位mm)で表す。
衝撃試験用の試験片として、実施例、比較例の断面形状で長さ２５０mmの成形体を用いた。
【００３４】
図７は、前記した様に、歩行者の脚部へのダメージを可及的に小さくするための衝撃荷重と緩衝材の圧縮の関係を示す衝撃試験のグラフである。
図７に示す如く、衝突初期の段階で急速に所定の衝撃荷重に達し(図７のＡ点)、その後、所定の衝撃荷重を一定時間保持(図７のＡ点〜Ｂ点の間)させる必要がある。緩衝材の圧縮変形が進み、Ｂ点を越えると緩衝材の潰れ残し領域となって、衝撃荷重は急速に上がる。
【００３５】
図５は、本発明の緩衝材(実線で示す)、従来の断面Ｈ型緩衝材(一点鎖線で示す)、比較例である初期荷重合わせＨ型緩衝材(二点鎖で示す)の夫々の衝撃荷重と緩衝材の圧縮の関係を示している。
比較例の初期荷重合わせＨ型緩衝材は、図６の従来のＨ型緩衝材の上壁(33)と下壁(34)の厚みを２mm大きくして、夫々１２mmとしたものであり、他の寸法は従来のＨ型緩衝材と同じである。
図５のＡ点、Ｂ点は、図７のＡ点、Ｂ点に対応するものである。
【００３６】
衝撃試験は、試験片と圧子形状が異なる以外は、ＪＩＳ Ｚ０２３５の「包装用緩衝材の動的圧縮試験法」と同じである。
試験機：垂直自由落下形
重錘重量：１５kg
落下高さ：１.０２ｍ
加速度計：衝撃加速度測定
変位計：試験体変位量測定
圧子形状：直径７５mmの半円筒形(人体の脚部の太さを想定し、円弧面を下向            きにし重錘の下面に取り付けた)
【００３７】
実施例１の緩衝材(３)では、衝突初期の段階で急速に所定の衝撃荷重に達し(図のＡ点)、その後、所定の衝撃荷重を保持(図７のＡ点〜Ｂ点の間)でき、潰れ残りが早まることはない。従って、歩行者の脚部との衝突による衝撃を効果的に吸収して該脚部に対するダメージを軽減できる。
【００３８】
従来のＨ型緩衝材(3a)の場合、図５の一点鎖線で示す様に、初期の段階で所定の衝撃荷重に達しない。
これは、Ｈ型緩衝材(3a)は、上壁(33a)と下壁(34a)で衝撃荷重を受けるだけであるので、緩衝材に衝撃が加わる初期の段階で緩衝材が衝撃を充分に吸収することができないからである。
衝突初期の段階で、衝撃を充分に吸収させようとすればＨ型緩衝材(3a)の上壁(33a)と下壁(34a)の厚みを大きくするか、内外方向の寸法を大きくしなければならない。
上壁(33a)と下壁(34a)を大きくしたのが、二点鎖で示す初期荷重合わせＨ型緩衝材であるが、この場合、Ａ点から以後も荷重は増え続けるため、潰れ残りが早まる。
即ち、歩行者の脚部へのダメージが大きい。
【００３９】
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。
【００４０】
例えば、実施例では、図３に示す如く、緩衝材(３)は下壁(34)の前部を肉厚にしたが、上壁(33)の前部を肉厚にして押し部材(36)を形成することができ、図３の場合と同様の効果を奏することができる。
又、緩衝材(３)は、上壁(33)及び下壁(34)の隔壁(35)より前部を、隔壁より後部よりも肉厚にして、２箇所に押し部材(36)を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る車輌用フロントバンパを車輌左側から見た断面側面図である。
【図２】緩衝材の斜面図である。
【図３】実施例の緩衝材の長手方向と直交する面での断面図である。
【図４】他の実施例の緩衝材の長手方向と直交する面での断面図である。
【図５】本発明の緩衝材と、従来例の緩衝材と、比較例の緩衝材の落下衝撃試験のグラフである。
【図６】従来例のＨ型緩衝材の断面図である。
【図７】衝撃荷重と緩衝材の動的ストロークの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１  フロントバンパ
２  バンパリインフォースメント
３  緩衝材
31  凹条
32  凹条
33  上壁
34  下壁
35  隔壁
36  押し部材
４  バンパカバー
【図１】
2006117031.tif 000003
【図２】
2006117031.tif 000004
【図３】
2006117031.tif 000005
【図４】
2006117031.tif 000006
【図５】
2006117031.tif 000007
【図６】
2006117031.tif 000008
【図７】
2006117031.tif 000009