(57)【要約】【課題】低い衝撃荷重が入力した際に良好な衝撃エネルギ吸収機能を発揮し、人身の保護を有利になし得る自動車用衝撃吸収部材を提供する。【解決手段】樹脂製の成形体からなり、衝撃荷重入力方向に対して略直交する方向に延び略平行に配置される二つの板状リブ１、２と、板状リブ１の両端にそれぞれの一端が連結される一対の第１板状保持部３１、３２と板状リブ２の両端にそれぞれの一端が連結される一対の第２板状保持部３３、３４とを有する筒状部材３と、から構成されている。一対の第１板状保持部３１、３２は、板状リブ１の両端に連結されたそれぞれの一端から板状リブ１と直角方向へ遠ざかるに連れて互いに接近するように傾斜して配置されている。一対の第２板状保持部３３、３４は、板状リブ２の両端に連結されたそれぞれの一端から板状リブ２と直角方向へ遠ざかるに連れて互いに接近するように傾斜して配置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃荷重入力方向に対して略直交する方向に延びるように配置される樹脂製の板状リブと、
該板状リブの両端にそれぞれの一端が連結されるとともにそれぞれの該一端から前記板状リブと直角方向へ遠ざかるに連れて互いに接近するように傾斜して配置され、衝撃荷重入力時に前記板状リブを引張変形させる一対の板状保持部と、
を備えていることを特徴とする自動車用衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記板状リブは、引張破断伸びが１００％以上、引張降伏応力が１５Ｍｐａ以上の樹脂材料で形成されている請求項１に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項３】
略平行に配置された二つの前記板状リブと、一方の前記板状リブの両端にそれぞれの一端が連結される一対の第１板状保持部と他方の前記板状リブの両端にそれぞれの一端が連結される一対の第２板状保持部とを有する筒状部材と、から構成されている請求項１又は２に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記筒状部材は、周方向において隣り合う各前記板状保持部の端部どうしを連結する四つの板状連結部を有する請求項３に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項５】
一つの前記板状リブと、前記板状リブの両端にそれぞれの一端が連結されて前記板状リブの一面側に配置される一対の第１板状保持部と前記板状リブの両端にそれぞれの一端が連結されて前記板状リブの他面側に配置される一対の第２板状保持部とを有する筒状部材と、から構成されている請求項１又は２に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項６】
前記筒状部材は、一対の前記第１板状保持部の他端どうし及び一対の前記第２板状保持部の他端どうしを連結する二つの板状連結部を有する請求項５に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項７】
前記筒状部材は、一対の前記第１板状保持部の他端どうしの間又は一対の前記第２板状保持部の他端どうしの間に形成された軸方向に延びるスリットを有し、該スリットの両側にはそれぞれ取付固定部が設けられている請求項３〜６に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項８】
前記板状保持部は、曲げ弾性率が０．８Ｇｐａ以上の樹脂材料で形成されている請求項１〜７に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項９】
前記板状保持部の肉厚は、前記板状リブの肉厚よりも厚くされている請求項８に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項１０】
前記筒状部材の肉厚は、前記板状リブの肉厚よりも厚くされている請求項９に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項１１】
前記板状保持部の肉厚は、中央部が両端部よりも厚くされている請求項８〜１０に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項１２】
前記板状保持部は、曲げ弾性率が３０Ｇｐａ以上の金属材料で形成されている請求項１〜７に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項１３】
歩行者保護用としてバンパビームの前面又は後面に取付けられている請求項１〜１２に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【請求項１４】
乗員保護用としてルーフサイド又はピラーに取付けられている請求項１〜１２に記載の自動車用衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のバンパや車室を形成する車室形成部材等に好適に採用される自動車用衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車においては、衝突時の衝撃を吸収して人身や車体を保護するために、車体フレームや車室形成部材等に種々の衝撃吸収部材が採用されている。例えば、車体フレームの前後部には、自動車の衝突時に衝撃エネルギを吸収するためのバンパが取付けられている。このようなバンパは、一般的に、車体フレームにねじ止め等により取付けられた鉄製のクラッシュボックスと、クラッシュボックスの外側に取付けられた鉄製のバンパビームと、バンパビームの外側に取付けられた樹脂製のバンパフェイシアとから構成されている。
【０００３】
このバンパは、低速走行中等に発生する軽衝突時には、柔軟な樹脂からなるバンパフェイシアが衝突相手にソフトに衝突して弾性変形することにより衝撃エネルギを吸収する。これにより、衝突相手側へのダメージを軽減することができ、特に歩行者等の人身を保護することができる。しかし、衝突相手側へのダメージを少なくするためには、バンパフェイシアの充分な弾性変形量が必要であり、その分バンパフェイシアの大きな変形スペースが必要となる。
【０００４】
また、高速走行中等に車体どうしや車体と構造物等との衝突により発生する重衝突時には、鉄製のバンパビームやクラッシュボックスが塑性変形して潰れることにより大きな衝撃エネルギを吸収する。これにより、車体や乗員等に及ぼされるダメージを軽減することができる。これらバンパビームやクラッシュボックスは、一般的には、鉄系やアルミニウム系等の金属により形成されていることから、重量の増大を回避するため、その内部に中空部を有するような中空構造にされている。
【０００５】
なお、バンパビームの強度を向上させるためには、補強板を追加したり（特許文献１参照。）、バンパビームを形成する金属板の肉厚を厚くしたり、バンパビームの中空部に発泡ウレタン等の発泡弾性体を充填したりする（特許文献２参照。）等の手法が採用されている。
【０００６】
ところで、近年においては、歩行者との衝突時における歩行者の安全性がより高いレベルで要求されるようになり、特に、歩行者と衝突する恐れの高いバンパに対しても、より高い衝撃エネルギ吸収機能を有することが要求されるようになっている。
【０００７】
そこで、この要求に対処するため、対人衝突に見合った低い衝突荷重でエネルギ吸収に必要な断面方向の変形を生じさせることができるようにした対人保護用エネルギ吸収部材が提案されている（特許文献３参照。）。このエネルギ吸収部材は、車体前後方向に略平行に設けられた前面フランジと後面フランジ及びこれらのフランジ間をつなぐ略平行に設けられた左右のウエブとから構成され、各ウエブは各々外側方に向かって湾曲しているアルミニウム合金中空形材からなるものである。
【０００８】
しかし、このエネルギ吸収部材は、アルミニウム合金中空形材からなるものであることから、樹脂材料と比較して重量の増加を招きやすく、燃費の点で不利になる。
【０００９】
一方、近年においては、衝突時における乗員の安全性もより高いレベルで要求されるようになり、特に、乗員の頭部が衝突する恐れの高い車室形成部材のルーフサイド部に対しても、より高い衝撃エネルギ吸収機能を有することが要求されるようになっている。
【００１０】
そこで、この要求に対処するため、例えば特許文献４には、車室形成部材としてのルーフパネルと、そのルーフパネルの内側に配置される天井材（内装部品）との間に、発泡ウレタン等からなる衝撃吸収部材を配設することが開示されている。また、例えば特許文献５には、車室形成部材としてのパネルと、そのパネルの室内側に配設されるトリム部材（内装部品）との間に、樹脂材料で形成された所定構造のリブ部を有するエネルギ吸収体を介設することが開示されている。
【００１１】
上記のように、比較的低い衝撃荷重が入力したときに衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収部材として、樹脂材料で所定形状に形成された成形体が従来より知られており、この衝撃吸収部材は、大きく二つに分類できる。
【００１２】
一つは、発泡ウレタンや発泡ＰＰ（ポリプロピレン）等の発泡弾性体であって、例えば、バンパに形成された中空部内に充填配置されて使用されたり（特許文献１の図４９参照。）、車室形成部材と内装部品との間に配設されて使用される（特許文献４参照。）。しかし、この発泡弾性体は、衝撃荷重入力時の荷重と変位量の関係を表す線図において比較的フラットな特性曲線を示し、エネルギ吸収効率は比較的良好であるが、潰れ残りが大きく、スペース効率が悪いという点で問題となる。
【００１３】
もう一つは、ＰＰやＰＥ（ポリエチレン）、ＡＢＳ樹脂等で形成されたリブ構造体であって、例えば特許文献５に開示されているように、車室形成部材と内装部品との間に配設されて使用される。このリブ構造体は、衝撃入力方向に延びるように配置されたリブが衝撃入力時に座屈変形することによって衝撃エネルギを吸収する。しかし、このリブ構造体は、一般的に初期の衝撃荷重が大きくなりやすいことから、衝突相手への衝撃が大きくなりやすい点で問題となる。また、このリブ構造体は、射出成形で作製されるため、長尺のものは製造コストが高くなりやすい。
【特許文献１】特開平６−１７１４４１号公報
【特許文献２】特開２００１−１３２７８７号公報
【特許文献３】特開２００４−９０９１０号公報
【特許文献４】特開２００１−３２２５０６号公報
【特許文献５】特開平１１−１９２９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、低い衝撃荷重が入力した際に良好な衝撃エネルギ吸収機能を発揮し、人身の保護を有利になし得る自動車用衝撃吸収部材を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する本発明の自動車用衝撃吸収部材は、衝撃荷重入力方向に対して略直交する方向に延びるように配置される樹脂製の板状リブと、該板状リブの両端にそれぞれの一端が連結されるとともにそれぞれの該一端から前記板状リブと直角方向へ遠ざかるに連れて互いに接近するように傾斜して配置され、衝撃荷重入力時に前記板状リブを引張変形させる一対の板状保持部と、を備えていることを特徴としている。
【００１６】
本発明の自動車用衝撃吸収部材は、例えば自動車のバンパや車室形成部材等の所定の部位に、板状リブが衝撃荷重入力方向に対して略直交する方向に延びるように配置されて、一対の板状保持部の両他端部が固定された状態に取付けられる。この状態に取付けられた衝撃吸収部材に対して低い衝撃荷重が入力すると、板状リブが一対の板状保持部の両他端部に接近するように変位する。このとき、一対の板状保持部の両一端部が互いに遠ざかるように変位することにより、板状リブの両端が遠ざかるように引っ張られて板状リブが引張変形させられ、この板状リブの引張変形によって衝撃エネルギが吸収される。
【００１７】
このように、樹脂製の板状リブの良好な伸び特性や引張特性を利用して衝撃エネルギが吸収されることから、初期の衝撃荷重が急激に大きくならず、しかも板状リブの引張変形が継続的に行われるので初期の衝撃荷重の低下が極めて少ないため、効率良く衝撃エネルギが吸収される。また、一対の板状保持部及び板状リブは、衝撃荷重入力方向に折り畳まれることがないので潰れ残りが小さくなるため、より大きな衝撃エネルギ吸収量の確保が可能となる。したがって、本発明の自動車用衝撃吸収部材は、低い衝撃荷重が入力した際に良好な衝撃エネルギ吸収機能を発揮し、人身の保護を有利になし得る。
【００１８】
本発明において、板状リブは、引張破断伸びが１００％以上、引張降伏応力が１５Ｍｐａ以上の樹脂材料で形成されているのが好ましい。このようにすれば、衝撃荷重入力時に板状保持部によって引張変形させられる板状リブの引張変形に対する良好な特性を確保することができるので、良好な衝撃エネルギ吸収性能を確保することができる。なお、ここでの引張破断伸び及び引張降伏応力とは、ＪＩＳ−Ｋ７１６２でそれぞれ定義する引張破断伸び及び引張降伏応力のことをいう。この板状リブの板厚は、０．４〜４．０ｍｍ程度にされているものが好適となる。
【００１９】
板状リブを形成する樹脂材料としては、例えば、熱可塑性樹脂組成物（未来化成株式会社製、品番「ＹＶ−２０−２００１」）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＣ／ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）アロイ、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等を好適に採用することができる。これらの樹脂材料のうちで、熱可塑性樹脂組成物（未来化成株式会社製、品番「ＹＶ−２０−２００１」）は、曲げ弾性率が０．８Ｇｐａ以上、引張破断伸びが１００％以上、引張降伏応力が１５Ｍｐａ以上であるため、特に好適に採用することができる。
【００２０】
本発明において、一対の板状保持部は、略筒状に形成されて二対の板状保持部を有する筒状部材によって構成することができる。この筒状部材は、断面形状が円形や楕円に限らず、例えば六角形や八角形のような多角形のものを採用することができる。この場合の衝撃吸収部材は、筒状部材の内周に一つ又は二つの板状リブの両端が連結されることにより構成される。
【００２１】
例えば板状リブが一つの場合には、板状リブの両端にそれぞれの一端が連結されて板状リブの一面側に配置される一対の第１板状保持部と板状リブの両端にそれぞれの一端が連結されて板状リブの他面側に配置される一対の第２板状保持部とを有する筒状部材が採用される。この場合、一対の第１板状保持部の他端どうし及び一対の第２板状保持部の他端どうしは、板状連結部によって連結される。各対の板状保持部の他端どうしを連結する板状連結部は、筒状部材の周方向において２箇所に設けられており、そのうちの少なくとも１箇所の板状連結部が取付固定部として利用される。この板状連結部の肉厚は、衝撃荷重入力時に一対の板状保持部の他端部の位置固定をより確実にするために、板状リブの肉厚よりも厚くされているのが好ましい。
【００２２】
なお、一方の板状連結部の箇所が取付固定部として利用される場合には、その板状連結部を排除するように軸方向に延びるスリットを形成し、そのスリットの両側に位置する板状保持部にそれぞれ取付固定部を設けるようにしてもよい。
【００２３】
また、板状リブが二つの場合には、一方の板状リブの両端にそれぞれの一端が連結される一対の第１板状保持部と、他方の板状リブの両端にそれぞれの一端が連結される一対の第２板状保持部とを有する筒状部材が採用される。この筒状部材は、一対の第１板状保持部の他端どうしを連結する板状連結部と、一対の第２板状保持部の他端どうしを連結する板状連結部に加えて、両板状リブの一端どうし及び他端どうしをそれぞれ連結する一対の板状連結部を有するように構成され、隣り合う板状保持部の間に合計四つの板状連結部を有する。この場合、一対の第１板状保持部の他端どうしを連結する板状連結部と一対の第２板状保持部の他端どうしを連結する板状連結部は、上記のように板状リブが一つの場合と同様にすることができる。
【００２４】
本発明において、板状保持部及び板状連結部は、板状リブと同種の上記した樹脂で形成したもの、又は例えば鉄系やアルミニウム系、マグネシウム系等の金属で形成したものを採用することができる。樹脂製のものは、入力する衝撃荷重が比較的低い場合に対応するもので、バンパ用の衝撃吸収部材に好適となる。一方、金属製のものは、入力する衝撃荷重が比較的高い場合や小型化の要求にも対応可能となることから、ルーフサイドやピラー等の車室形成部材用の衝撃吸収部材に好適となる。金属製の場合には、少なくとも板状保持部は、充分な剛性を確保するために、ＪＩＳ−Ｋ７１７１で定義する曲げ弾性率が３０Ｇｐａ以上の金属材料で形成されているのが好ましい。なお、板状保持部を金属材料で形成した場合においても、板状保持部の肉厚を薄くすることで、歩行者保護用としてバンパにも適用可能であることは勿論である。
【００２５】
なお、樹脂製の場合には、少なくとも板状保持部は、ある程度の剛性を確保するために、ＪＩＳ−Ｋ７１７１で定義する曲げ弾性率が０．８Ｇｐａ以上の樹脂材料で形成されているのが好ましい。このようにすれば、衝撃荷重入力時に板状リブをより確実に引張変形させることが可能となる。また、板状保持部の肉厚は、板状リブの肉厚よりも厚くされているのが好ましい。このようにすれば、板状保持部の充分な剛性が確保されるため、板状リブを確実に引張変形させることができる。さらには、板状保持部の中央部の肉厚を両端部よりも厚くすることによっても、板状保持部の充分な剛性を確保することができる。
【００２６】
なお、一対の板状保持部を板状リブと同じ樹脂材料で一体に形成する場合、成形処理は、従来より公知の方法を採用することができるが、特に、長尺ものの製造に有利な押出成形等の採用が可能である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の自動車用衝撃吸収部材は、衝撃荷重入力方向に対して略直交する方向に延びるように配置される樹脂製の板状リブと、該板状リブの両端にそれぞれの一端が連結されるとともにそれぞれの該一端から前記板状リブと直角方向へ遠ざかるに連れて互いに接近するように傾斜して配置され、衝撃荷重入力時に前記板状リブを引張変形させる一対の板状保持部と、を備えているため、低い衝撃荷重が負荷された際に良好な衝撃エネルギ吸収機能を発揮し、人身の保護を有利になし得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔実施形態１〕
図１は本実施形態に係る自動車用衝撃吸収部材の軸直角方向の断面図であり、図２はその自動車用衝撃吸収部材の斜視図である。
【００２９】
本実施形態の衝撃吸収部材は、図１及び図２に示すように、樹脂材料で一体に形成された長尺略筒状の成形体からなるものであって、略平行に配置された二つの板状リブ１、２と、一対の第１板状保持部３１、３２と一対の第２板状保持部３３、３４と四つの板状連結部３５〜３８とからなり板状リブ１、２を内部に保持する筒状部材３と、から構成されている。
【００３０】
二つの板状リブ１、２は、略一定の肉厚１．２ｍｍで、幅寸法Ｗ４が７０ｍｍとされた平板状に形成されている。この板状リブ１、２は、板状連結部１７、１８の幅寸法に相当する距離を隔てて略平行に配置されている。
【００３１】
筒状部材３は、周方向に距離を隔てて配列された一対の第１板状保持部３１、３２及び一対の第２板状保持部３３、３４と、隣り合う各板状保持部３１〜３４の端部どうしを連結するように周方向において４箇所に配置された板状連結部３５〜３８とからなり、断面形状が八角形の筒状に形成されている。一対の第１板状保持部３１、３２は、一方の板状リブ１の幅方向両端にそれぞれの一端が連結されるとともに、それぞれの他端どうしが板状連結部３５により連結されている。これにより、一対の第１板状保持部３１、３２は、板状リブ１の両端に連結されたそれぞれの一端から板状リブ１と直角方向へ遠ざかるに連れてそれぞれの他端どうしが接近するように傾斜して配置されている。板状連結部３５は、板状リブ１と略平行に配置されている。
【００３２】
また、一対の第２板状保持部３３、３４は、他方の板状リブ２の幅方向両端にそれぞれの一端が連結されるとともに、それぞれの他端どうしが板状連結部３６により連結されている。これにより、一対の第１板状保持部３１、３２は、板状リブ２の両端に連結されたそれぞれの一端から板状リブ２と直角方向へ遠ざかるに連れてそれぞれの他端どうしが接近するように傾斜して配置されている。板状連結部３６は、板状リブ２と略平行に配置されている。そして、両板状リブ１、２の一端どうしは板状連結部３７により連結され、両板状リブ１、２の他端どうしは板状連結部３８により連結されている。
【００３３】
各第１及び第２板状保持部３１〜３４は、外面が平面とされ、内面は中央部が内方へ膨らむように湾曲面とされていることにより、中央部の肉厚が両端部よりも厚くなるようにされており、その中央部の肉厚は４．４ｍｍとされている。各第１及び第２板状保持部３１〜３４の幅寸法Ｗ１は３５ｍｍとされている。また、第１板状保持部３１、３２の他端どうしを連結する板状連結部３５と第２板状保持部３３、３４の他端どうしを連結する板状連結部３６も、外面が平面とされ、内面は中央部が内方へ膨らむように湾曲面とされていることにより、中央部の肉厚が両端部よりも厚くなるようにされており、その中央部の肉厚は４．４ｍｍとされている。各板状連結部３５、３６の幅寸法Ｗ２は２０ｍｍとされている。
【００３４】
また、両板状リブ１、２の一端どうしを連結する板状連結部３７と両板状リブ１、２の他端どうしを連結する板状連結部３８は、外面及び内面が平面とされて略一定の肉厚３ｍｍにされており、各第１及び第２板状保持部３１〜３４の肉厚よりも少し薄くされている。よって、第１及び第２板状保持部３１〜３４と四つの板状連結部３５〜３８とからなる筒状部材３の肉厚は、板状リブ１、２の肉厚よりも厚くされている。各板状連結部１７、１８の幅寸法Ｗ３は２６ｍｍとされている。
【００３５】
本実施形態の衝撃吸収部材は、熱可塑性樹脂組成物（未来化成株式会社製、品番「ＹＶ−２０−２００１」）により形成された押出成形材を所定寸法に切断した後、所定の湾曲形状に整形加工することにより作製されている。これにより、筒状部材３の第１及び第２板状保持部３１〜３４は、曲げ弾性率が０．８Ｇｐａ以上とされ、板状リブ１、２は、引張破断伸びが１００％以上、引張降伏応力が１５Ｍｐａ以上とされている。
【００３６】
以上のように構成された本実施形態の自動車用衝撃吸収部材は、例えば図３及び図４に示すように、自動車の前後部に装備されるバンパに対して取付けられ、歩行者保護用として使用される。この衝撃吸収部材は、車体フレーム（図示せず）の前部に一対のクラッシュボックス５、５を介して取付けられた鉄製のバンパビーム６の前面（車体フレームの後部の場合は後面）に、取付固定部となる板状連結部３５の外面が接着剤で固着されることにより取付けられており、バンパビーム６とこれの外側に取付けられるバンパフェイシア７との間に配設されている。この場合、衝撃吸収部材は、板状リブ１、２が衝撃荷重入力方向（主として図４における矢印ｘ方向）に対して略直交する方向（略上下方向）に延びるように配置された状態に取付けられている。
【００３７】
このように衝撃吸収部材が取付けられた自動車が低速走行中に歩行者と衝突して、バンパフェイシア７に低い衝撃荷重が入力すると、バンパフェイシア７の弾性変形に伴う変位によって、その衝撃荷重が衝撃吸収部材に入力し、衝撃吸収部材はバンパビーム６とバンパフェイシア７により衝撃荷重入力方向（主として図４における矢印ｘ方向）に圧縮される。これにより、衝撃吸収部材は、図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、衝撃荷重入力方向において対向する両板状連結部３５、３６が接近するように変形する。このとき、第１板状保持部３１、３２の板状リブ１側の端部どうし、及び第２板状保持部３３、３４の板状リブ２側の端部どうしが互いに遠ざかるように変位することにより、板状リブ１、２の両端が遠ざかるように引っ張られて板状リブ１、２が引張変形させられ、この板状リブ１、２の引張変形によって衝撃エネルギが効率良く吸収される。
【００３８】
このように、樹脂製の板状リブ１、２の良好な伸び特性や引張特性を利用して衝撃エネルギが吸収されることから、初期の衝撃荷重が急激に大きくならず、しかも板状リブ１、２の引張変形が継続的に行われるので初期の衝撃荷重の低下が極めて少ないため、極めて効率良く衝撃エネルギが吸収される。また、本実施形態の衝撃吸収部材では、各第１及び第２板状保持部３１〜３４及び板状リブ１、２は、衝撃荷重入力方向に折り畳まれることがないので潰れ残りが小さくなるため、限られた設置スペースにおいても大きな衝撃エネルギ吸収量の確保が可能となる。よって、衝突相手の歩行者に及ぼされるダメージが大幅に軽減され、歩行者の保護が確実になされる。
【００３９】
以上のように、本実施形態の衝撃吸収部材は、樹脂材料で一体に形成された成形体からなり、衝撃荷重入力方向に対して略直交する方向に延びるように配置される二つの板状リブ１、２と、板状リブ１、２の両端にそれぞれの一端が連結されて衝撃荷重入力時に板状リブ１、２を引張変形させる第１及び第２板状保持部３１〜３４を有する筒状部材３と、から構成されているため、低い衝撃荷重が負荷された際に良好な衝撃エネルギ吸収機能を発揮することができ、歩行者の保護を確実に且つ有利になすことができる。
【００４０】
また、本実施形態の衝撃吸収部材は、長尺ものの製造に有利な押出成形で作製することができるので、製造コストの上昇を回避することができる。
【００４１】
なお、上記実施形態の衝撃吸収部材は、筒状部材３の板状連結部３５の外面が接着剤でバンパビーム６に固着されることによって取付固定されるように構成されているが、例えば図６に示すように、筒状部材３の対をなす第１板状保持部３１、３２の間部分に板状連結部３５を排除するように軸方向に延びるスリットを形成し、対をなす第１板状保持部３１、３２のスリットに沿ったそれぞれの端部に、取付固定部３１ｂ、３２ｂを設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施形態の衝撃吸収部材は、それぞれ対をなす第１板状保持部３１、３２と第２板状保持部３３、３４が、板状リブ１、２と連結されている側の端部どうしで対向するように構成されているが、例えば図７に示すように逆にして、それぞれ対をなす第１板状保持部３１、３２と第２板状保持部３３、３４が板状連結部３９と連結されている側の端部どうしで対向するように構成するようにしてもよい。この場合、板状連結部３９は、第１板状保持部３１、３２と第２板状保持部３３、３４の共有の連結部とされ、その板状連結部３９が取付固定部とされる。
【００４３】
また、上記実施形態では、歩行者保護用として自動車のバンパに衝撃吸収部材が配設されているが、本発明の衝撃吸収部材は、その他に、例えば乗員の頭部保護用として、ボディーパネル等の車室形成部材とピラーガーニッシュやルーフライニング等の内装部品との間の空間部に配設することができる。
【００４４】
〔試験〕
本発明の自動車用衝撃吸収部材の衝撃エネルギ吸収性能を調べる試験を行った。本発明に係る衝撃吸収部材として、実施例１及び実施例２を準備した。実施例１は、図８に示すように、一つの板状リブ１ａと、板状リブ１ａの両端にそれぞれの一端が連結されて板状リブ１ａの一面側に配置される一対の第１板状保持部３１ａ、３２ａと板状リブ１ａの両端にそれぞれの一端が連結されて板状リブ１ａの他面側に配置される一対の第２板状保持部３３ａ、３４ａとを有する断面形状が円形の筒状部材３ａとからなる。この実施例１は、上記実施形態で用いた樹脂材料と同じ熱可塑性樹脂組成物（未来化成株式会社製、品番「ＹＶ−２０−２００１」）で形成されている。筒状部材３ａは、外径が６０ｍｍとされ、肉厚が５ｍｍで略一定にされている。また、板状リブ１ａは、厚さが１．６ｍｍで略一定にされ、幅寸法Ｗ５が４５ｍｍとされている。実施例２は、上記実施形態の図１に示すものと同じ構成のものである。
【００４５】
比較例１として、図９に示すような発泡ＰＰを準備した。この比較例１は、発泡倍率が１５倍であり、６０ｍｍ×６０ｍｍ×６０ｍｍの大きさの方体に形成されている。
【００４６】
また、比較例２として、実施例１及び２と同じ樹脂材料で形成された図１０に示すようなリブ構造体を準備した。この比較例２は、正方形の平板状の基部６１と、基部６１に立設された縦方向に延びる平板状の２枚の縦リブ６２と横方向に延びる平板状の２枚の横リブ６３とが直角に交差して形成された格子状リブ６４とからなる。基部６１の厚みＡは２．５ｍｍであり、縦リブ６２の厚みＢは１．２〜１．７ｍｍであり、横リブ６３の厚みＣは１．２〜１．７ｍｍである。隣り合う縦リブ６２どうしの芯−芯間距離Ｄは３０ｍｍであり、隣り合う横リブ６３どうしの芯−芯間距離Ｅは３０ｍｍである。縦リブ６２及び横リブ６３の高さＦは３０ｍｍである。
【００４７】
この試験は、図１１に示すように、上下２枚の金属プレート７１、７２の間に各試験片を挟んだ状態に配置し、上方から上側の金属プレート７１に３ｍ／ｓの速度で衝撃荷重を負荷し、その負荷により加わる荷重値（ｋＮ）とその際の試験片の変形率（％）との関係を調べるものであり、その結果は図１２に示されている。
【００４８】
なお、図１２において、各試験片のエネルギ吸収量は、それぞれの特性曲線と変形率を示す横軸線とによって囲まれた領域の面積に相当し、その面積が大きい程、エネルギ吸収量が大きいと評価される。
【００４９】
図１２から明らかなように、比較例１の場合には、荷重負荷初期の段階で、荷重値がやや急激に小さく立ち上がった後、変形率が約６０％近くになるまで荷重値が緩やかに上昇し、その後、変形率が約６０％に達した以降荷重値が急激に上昇している。この比較例１の場合には、変形率が約３〜６０％となる範囲で、荷重値は緩やかに上昇しており、荷重のそれほど大きくない前半部分では大きな衝撃エネルギ吸収量が得られず、全体として衝撃エネルギ吸収効率はまだまだ改善の余地があることが解る。また、比較例１の場合にも、変形率が６５％程度のときに潰れ切りとなっていることから、スペース効率は良好とは言えない。
【００５０】
また、比較例２の場合には、荷重負荷初期の段階で、荷重値が急激に大きく立ち上がった後、急激に大きく下降し、その後、変形率が約５０％になるまで荷重値がやや大きく波打つようにして上昇し、その後、変形率が約５５％付近から荷重値が急激に上昇している。この比較例２の場合には、変形率が約５〜３０％となる範囲で荷重値が大きく落ち込んでいるので、この範囲で衝撃エネルギを充分に吸収することができず、衝撃エネルギ吸収効率は良くない。また、変形率が５５％程度のときに潰れ切りとなっていることから、スペース効率も良くない。
【００５１】
これに対して、実施例１の場合には、荷重負荷初期の段階で、変形率が３０％を越える程度まで荷重値が立ち上がった後、変形率が約８０％になるまで荷重値が殆ど変動することなく横這い状態となり、その後、荷重値が急激に大きく上昇している。この実施例１の場合には、変形率が約３０〜８０％となる広い範囲で、荷重値が変動することなく高い状態を維持していることから、比較例１及び２に比べて充分に大きい衝撃エネルギ吸収量が得られることが解る。このように広い範囲で荷重値が一定状態を維持しているのは、板状リブ２ａの引張変形により衝撃エネルギを吸収するからである。変形率が８０％程度のときに潰れ切りとなって潰れ残りが小さいのは、板状リブ１ａ、筒状部材３ａが荷重入力方向に折りたたまれることがないからである。
【００５２】
また、実施例２の場合には、実施例１と略同様の傾向を示す特性曲線となるが、荷重負荷初期の段階での荷重値の立ち上がりが実施例１よりも急激になり、変形率が約２０〜８０％となる範囲で一定の高い状態を維持している。したがって、実施例２の方が実施例１よりも大きな衝撃エネルギ吸収量を得られることが解る。
【００５３】
以上のことから、実施例１及び２のように、板状リブ１ａ、１、２の引張変形により衝撃エネルギを吸収するようにすれば、低い衝撃荷重が入力した際に良好な衝撃エネルギ吸収機能を発揮させるようにすることができ、人身の保護用に極めて好適な自動車用衝撃吸収部材が得られることが解った。
【００５４】
〔実施形態２〕
図１３は本発明の実施形態２に係る自動車用衝撃吸収部材の軸直角方向の断面図であり、図１４はその自動車用衝撃吸収部材の平面図である。
【００５５】
本実施形態の衝撃吸収部材は、図１３及び図１４に示すように、樹脂材料で長尺板状に形成された一つの板状リブ４と、一対の第１板状保持部５１、５２と一対の第２板状保持部５３、５４と第１及び第２板状連結部５５、５６とからなり断面形状が六角形の筒状に形成されて板状リブ４を内部に保持する筒状部材５と、から構成されている。
【００５６】
板状リブ４は、熱可塑性樹脂組成物（未来化成株式会社製、品番「ＹＶ−２０−２００１」）により、略一定の肉厚１ｍｍで、幅寸法Ｗ５が３５ｍｍ、長さ寸法Ｌ１が３００ｍｍとされた平板状に形成されている。これにより、板状リブ４は、引張破断伸びが１００％以上、引張降伏応力が１５Ｍｐａ以上とされている。
【００５７】
筒状部材５は、略一定の肉厚０．８ｍｍの鉄系金属板により、板状リブ４を間に挟んで軸対称となるように二つに分割形成されており、板状リブ４の一面側（図１３において上面側）に配置される半筒部材５ａと、板状リブ４の他面側（図１３において上面側）に配置される半筒部材５ｂとからなる。一方の半筒部材５ａは、板状リブ４の幅方向両端にそれぞれの一端が連結固定された一対の第１板状保持部５１、５２と、一対の第１板状保持部５１、５２の他端どうしを連結する第１板状連結部５５とを有する。一対の第１板状保持部５１、５２は、それぞれ外側へ屈曲された一端部が板状リブ４の一面側の幅方向両端部に接着剤で接着固定されており、それぞれの一端部から板状リブ４と直角方向へ遠ざかるに連れてそれぞれの他端どうしが接近するように傾斜している。また、第１板状連結部５５は、板状リブ４と略平行に配置されている。
【００５８】
また、他方の半筒部材５ｂは、板状リブ４の幅方向両端にそれぞれの一端が連結固定された一対の第２板状保持部５３、５４と、一対の第２板状保持部５３、５４の他端どうしを連結する第２板状連結部５６とを有する。一対の第２板状保持部５３、５４は、それぞれ外側へ屈曲された一端部が板状リブ４の他面側の幅方向両端部に接着剤で接着固定されており、それぞれの一端部から板状リブ４と直角方向へ遠ざかるに連れてそれぞれの他端どうしが接近するように傾斜している。また、第２板状連結部５６は、板状リブ４と略平行に配置されている。
【００５９】
本実施形態においては、図１３に示すように、各第１及び第２板状保持部５１〜５４の幅寸法Ｗ６は１２ｍｍとされ、各第１及び第２板状連結部５５、５６の幅寸法Ｗ７も１２ｍｍとされている。また、筒状部材５は、幅寸法Ｗ８が３２ｍｍ、厚さ寸法Ｗ９が約２２ｍｍとされており、実施形態１の筒状部材３に比べて小型化されている。なお、筒状部材５の長さ寸法Ｌ１は、図１４に示すように、板状リブ４と同じ３００ｍｍである。
【００６０】
以上のように構成された本実施形態の自動車用衝撃吸収部材は、例えば図１５に示すように、自動車のルーフサイドに取付けられ、乗員保護用として使用される。即ち、この衝撃吸収部材は、ルーフパネル８１の周縁部に位置するルーフサイドアウタパネル８２の内側に固着されたルーフサイドインナパネル８３の内面に対して、取付固定部となる第１板状連結部５５の外面が接着剤で固着されることにより取付けられており、ルーフサイドインナパネル８３とこれの内側に取付けられるルーフヘッドライニング８４との間に配設されている。この場合、衝撃吸収部材は、板状リブ４が衝撃荷重入力方向（主として図１５における矢印ｙ方向）に対して略直交する方向に延びるように配置された状態に取付けられている。
【００６１】
このように衝撃吸収部材が取付けられた自動車が他の自動車等に衝突した際に、乗員の頭部がルーフヘッドライニング８４に衝突して比較的低い衝撃荷重が入力すると、ルーフヘッドライニング８４の弾性変形に伴う変位によって、その衝撃荷重が衝撃吸収部材に入力し、衝撃吸収部材はルーフヘッドライニング８４とルーフサイドインナパネル８３により衝撃荷重入力方向（主として図１５における矢印ｙ方向）に圧縮される。これにより、衝撃吸収部材は、衝撃荷重入力方向において対向する両板状連結部５５、５６が接近するように変形する。このとき、、第１板状保持部５１、５２の板状リブ４側の端部どうし、及び第２板状保持部５３、５４の板状リブ４側の端部どうしが互いに遠ざかるように変位することにより、板状リブ４の両端が遠ざかるように引っ張られて板状リブ４が引張変形させられ、この板状リブ４の引張変形によって衝撃エネルギが効率良く吸収される。
【００６２】
このように、樹脂製の板状リブ４の良好な伸び特性や引張特性を利用して衝撃エネルギが吸収されることから、初期の衝撃荷重が急激に大きくならず、しかも板状リブ４の引張変形が継続的に行われるので初期の衝撃荷重の低下が極めて少ないため、極めて効率良く衝撃エネルギが吸収される。また、本実施形態の衝撃吸収部材では、各第１及び第２板状保持部５１〜５４及び板状リブ４は、衝撃荷重入力方向に折り畳まれることがないので潰れ残りが小さくなるため、限られた設置スペースにおいても大きな衝撃エネルギ吸収量の確保が可能となる。よって、ルーフヘッドライニング８４に衝突した乗員に及ぼされるダメージが大幅に軽減され、乗員の保護が確実になされる。
【００６３】
以上のように、本実施形態の衝撃吸収部材は、衝撃荷重入力方向に対して略直交する方向に延びるように配置される樹脂製の板状リブ４と、板状リブ４の両端にそれぞれの一端が連結されて衝撃荷重入力時に板状リブ４を引張変形させる第１及び第２板状保持部５１〜５４を有する金属製の筒状部材５と、から構成されているため、比較的低い衝撃荷重が負荷された際に良好な衝撃エネルギ吸収機能を発揮することができ、乗員等の人身の保護を確実に且つ有利になすことができる。
【００６４】
特に、本実施形態の衝撃吸収部材は、金属製の筒状部材５が採用されていることにより、樹脂製の筒状部材３が採用されている実施形態１のものに比べて、筒状部材５（特に、第１及び第２板状保持部５１〜５４）の剛性や強度を高めることができるため、それらの肉厚を薄くすることができ小型化することができる。また、筒状部材５（特に、第１及び第２板状保持部５１〜５４）の強度が充分に高いので、衝撃荷重入力時に引張変形させられる板状リブ４の肉厚を厚くして、対応可能な衝撃荷重を大きくすることができるため、対応可能な衝撃荷重の範囲を広くすることができる。
【００６５】
なお、上記実施形態において、筒状部材５の各第１及び第２板状保持部５１〜５４の一端は、板状リブ４の幅方向両端部に接着剤で接着固定されているが、各第１及び第２板状保持部５１〜５４の一端と板状リブ４との連結固定方法として、例えば、各第１及び第２板状保持部５１〜５４の一端部をかしめることによって板状リブ４の端部に連結固定する方法も採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態１に係る自動車用衝撃吸収部材の軸直角方向の断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る自動車用衝撃吸収部材の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る自動車用衝撃吸収部材をバンパに取付けた状態を示す平面図である。
【図４】図３のIV−IV線矢視断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）本発明の実施形態１に係る自動車用衝撃吸収部材が衝撃荷重入力によって変形する様子を段階的に示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る自動車用衝撃吸収部材の軸直角方向の断面図である。
【図７】本発明のその他の実施形態に係る自動車用衝撃吸収部材の軸直角方向の断面図である。
【図８】試験で使用した実施例１の形状及び寸法を示す説明図である。
【図９】試験で使用した比較例１の形状を示す説明図である。
【図１０】試験で使用した比較例２の形状及び寸法を示す説明図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）試験方法を示す説明図である。
【図１２】試験結果の荷重変形曲線を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施形態２に係る自動車用衝撃吸収部材の軸直角方向の断面図であって図１４のXIII−XIII線矢視断面図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係る自動車用衝撃吸収部材の平面図である。
【図１５】本発明の実施形態２に係る自動車用衝撃吸収部材をルーフサイドに取付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１、２、１ａ、４…板状リブ    ３、３ａ、５…筒状部材    ５ａ、５ｂ…半筒部材    ３１、３２、３１ａ、３２ａ、５１、５２…第１板状保持部
３３、３４、５３、５４…第２板状保持部    ３１ｂ、３２ｂ…取付固定部
３５〜３９…板状連結部    ５５…第１板状連結部    ５６…第２板状連結部
６１…基部    ６２…縦リブ    ６３…横リブ    ６４…格子状リブ
７１、７２…金属プレート    ８１…ルーフパネル
８２…ルーフサイドアウタパネル    ８３…ルーフサイドインナパネル
８４…ルーフヘッドライニング
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006062635.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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