(57)【要約】【課題】衝突時に圧縮応力が速やかに増加し、且つエネルギー吸収量の多いＥＡ材及び車両部材を提供する。【解決手段】ＥＡ材１は、発泡樹脂成形体よりなるＥＡ材本体２と、該ＥＡ材本体２内に埋設された補強部材３とからなる。ＥＡ材本体２は、略平行な前面２ａ及び後面２ｂと、４つの側面２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆとを有した盤状のものである。補強部材３は、ＥＡ材本体２の前後方向に延在した第１方向部分３ａと、該前後方向と交叉する方向に延在した第２方向部分３ｂとからなっている。この第２方向部分３ｂは、前面２ａに沿って延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。この第１方向部分３ａは、この第２方向部分３ｂを構成する線状体の両端から前後方向に延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を受け止める前面と、該前面と反対側の後面とを有した発泡樹脂成形体よりなるＥＡ材本体を有したＥＡ材であって、
該ＥＡ材本体中に補強部材が埋設されているＥＡ材において、
該補強部材は、該前面と該後面とを結ぶ第１の方向に延在した第１方向部分と、該第１の方向と交叉する該前面に沿った第２の方向に延在した第２方向部分とを有することを特徴とするＥＡ材。
【請求項２】
請求項１において、該第１方向部分と該第２方向部材の少なくとも１つが線状体であることを特徴とするＥＡ材。
【請求項３】
請求項２において、前記線状体は直径１．０〜３．０ｍｍの断面円形状であることを特徴とするＥＡ材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、該発泡樹脂成形体硬質ポリウレタンフォームであることを特徴とするＥＡ材。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＥＡ材が装着された車両部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＥＡ材（衝撃エネルギー吸収材）及びＥＡ材が装着された車両部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドアトリムには、側面衝突（側突）時の衝撃エネルギー吸収（Ｅｎｅｒｇｙ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ：ＥＡ）のために、硬質ウレタンフォームよりなるＥＡ材を取り付けている。
【０００３】
このＥＡ材の応力−歪曲線は、第１１図のｂのように直線に近いものよりも、ａのように、歪が小さい範囲で応力値が歪の増大と共に急速に立ち上がり、それからしばらくは歪が増大しても応力値はあまり増大しない矩形波の特性のものが好ましい。
【０００４】
この矩形波の応力−歪特性（ａ）を有したＥＡ材は、略直線状の特性（ｂ）を有したＥＡ材に比べてエネルギー吸収量が多く、また車両乗員に加えられる衝撃が十分に緩和されるようになる。
【０００５】
特開平５−３３１３６４号公報には、硬質ウレタンフォームに炭酸カルシウム等の粉体を分散させることにより、硬質ウレタンフォーム自体の応力−歪特性を制御することが開示されている。
【０００６】
また、特開２００７−１５４１１６号公報には、応力−歪特性を制御するために、合成樹脂発泡体の表面に、合成樹脂を塗布してなるスキン層を形成することが開示されている。
【０００７】
ところで特開２００８−６４１８８号公報には、ＥＡ材に物体が当ったときにＥＡ材に亀裂が生じることを防止するために、ＥＡ材の側面にワイヤを周回させることが開示されている。かかるＥＡ材に物体が当ってＥＡ材が厚み方向に収縮すると、ＥＡ材は厚みと直角方向に拡幅しようとするが、かかる拡幅がワイヤによって抑制される。これにより、ＥＡ材の亀裂発生が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３３１３６４号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４１１６号公報
【特許文献３】特開２００８−６４１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２のように合成樹脂発泡体の表面に合成樹脂を塗布してなるスキン層を形成する場合、スキン層を形成する分だけ手間がかかる。また、スキン層として弾性材料である合成樹脂を使用しているため、衝突の初期におけるスキン層の補強効果が小さく、圧縮応力の向上に改善の余地がある。
【００１０】
特許文献３は、ＥＡ材に亀裂が生じるのを防止することを目的とするものであり、応力−歪特性を制御することを目的とするものではない。特許文献３のようにＥＡ材の側面にワイヤを周回させる場合にあっても、衝突初期における圧縮応力の向上を図ることが困難である。
【００１１】
本発明は、衝突時に圧縮応力が速やかに増加し、且つエネルギー吸収量の多いＥＡ材及び車両部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明（請求項１）のＥＡ材は、物体を受け止める前面と、該前面と反対側の後面とを有した発泡樹脂成形体よりなるＥＡ材本体を有したＥＡ材であって、該ＥＡ材本体中に補強部材が埋設されているＥＡ材において、該補強部材は、該前面と該後面とを結ぶ第１の方向に延在した第１方向部分と、該第１の方向と交叉する該前面に沿った第２の方向に延在した第２方向部分とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２のＥＡ材は、請求項１において、該第１方向部分と該第２方向部材の少なくとも１つが線状体であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３のＥＡ材は、請求項２において、前記線状体は直径１．０〜３．０ｍｍの断面円形状であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４のＥＡ材は、請求項１ないし３のいずれか１項において、該発泡樹脂成形体硬質ポリウレタンフォームであることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明（請求項５）の車両部材は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＥＡ材が装着されたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＥＡ材にあっては、補強部材は、前面と後面とを結ぶ第１の方向に延在した第１方向部分を有するため、圧縮初期における圧縮応力が向上し、エネルギー吸収量が多くなる。
【００１８】
なお、本発明において、「前面」とは、後面と対向する面のうち該後面から最も離隔した面のことを意味する。
【００１９】
本発明において、第１方向部分が線状体である場合、第１方向部分の構造が簡易である。この線状体は直径１．０〜３．０ｍｍの断面円形状であることが好ましい。
【００２０】
本発明において、ＥＡ材の材質は発泡樹脂成形体硬質ポリウレタンフォームであるのが好ましい。
【００２１】
本発明のＥＡ材は、ドアトリム等の車両部材に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は実施の形態に係るＥＡ材の斜視図、（ｂ）は（ａ）の補強部材３の斜視図である。
【図２】第１図（ａ）のＥＡ材のII−II線に沿う断面図である。
【図３】第１図のＥＡ材用の下型の斜視図である。
【図４】異なる補強部材１０の斜視図である。
【図５】（ａ）は補強部材１３の斜視図、（ｂ）は補強部材１４の斜視図である。
【図６】補強部材２０の斜視図である。
【図７】異なるＥＡ材１Ａの斜視図である。
【図８】（ａ）はさらに異なるＥＡ材１Ｂの斜視図、（ｂ）は補強部材２２の斜視図である。
【図９】別のＥＡ材１Ｃの斜視図である。
【図１０】実施例及び比較例の応力−歪曲線の測定結果である。
【図１１】ＥＡ材の応力−歪曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。第１図（ａ）は実施の形態に係るＥＡ材の斜視図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の補強部材の斜視図、第２図は第１図（ａ）のII−II線に沿う断面図、第３図は第１図（ａ）のＥＡ材の製造方法を説明する斜視図である。
【００２４】
第１，２図に示すＥＡ材１は、硬質ポリウレタンフォームなどの発泡樹脂成形体よりなるＥＡ材本体２と、該ＥＡ材本体２内に埋設された補強部材３とからなる。
【００２５】
この実施の形態では、ＥＡ材本体２は、略平行な前面２ａ及び後面２ｂと、４つの側面２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆとを有した台形状のものである。
【００２６】
補強部材３は、ＥＡ材本体２の前後方向（前面２ａと後面２ｂとを結ぶ方向。この実施の形態では、後面２ｂと垂直方向。）に延在した第１方向部分３ａと、該前後方向と交叉する方向（本実施の形態では前面２ａと平行方向）に延在した第２方向部分３ｂとからなっている。
【００２７】
この第２方向部分３ｂは、前面２ａに沿って延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。また、この第１方向部分３ａは、この第２方向部分３ｂを構成する線状体の両端から前後方向に延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。
【００２８】
この補強部材３は、例えば１本の線状体を折り曲げて略Ｕ字形状の第１方向部分３ａ及び第２方向部分３ｂを形成し、該線状体の両端をテープ等の結合部材３ｃで結合することによって製造される。但し、この線状体の両端は溶接によって接合されてもよい。
【００２９】
この線状体としては、ワイヤー、木、プラスチック等が用いられる。
【００３０】
線状体がワイヤーである場合、その材質は求められる特性に応じて選択される。例えば、鉄材が用いられる。また、線状体は直径１．０〜５．０ｍｍの断面円形状が好ましい。より好ましくは０．１〜３．０ｍｍである。
【００３１】
第２図の通り、本実施の形態では、補強部材３の第２方向部分３ｂはＥＡ材本体２の前面２ａと面一となっている。但し、第２方向部分３ｂはＥＡ材本体２内に完全に埋設されていてもよい。また、第１方向部分３ａの後面２ｂ側の端部はＥＡ材本体２内に完全に埋設されている。
【００３２】
次に、第３図を用いてこのＥＡ材１の製造方法の一例を説明する。先ず、下型４のキャビティ５内に補強部材３を配置する。このとき、補強部材３の第２方向部分３ｂがキャビティ５内の底面と当接するように配置する。次いで、キャビティ５内に原料を供給し、下型４に対して図示しない上型を型締めして発泡成形する。その後、型開きしてＥＡ材１を取り出す。
【００３３】
上記実施の形態に係るＥＡ材１にあっては、圧縮初期における圧縮応力が向上し、エネルギー吸収量が多くなる。すなわち、前面２ａに乗員等の物体が衝突すると、衝突初期において、この補強部材３が物体から加わる力を受け止める。その結果、ＥＡ材１の圧縮初期における圧縮応力が向上する。その後、この補強部材３は物体からの力を受け止めきれなくなって座屈するが、一旦座屈した後は、補強部材３の補強効果が小さくなる。このように、補強部材３が主に衝突初期において補強効果を発揮することにより、第１２図の曲線ａのように、ＥＡ材１の衝撃吸収量が多くなると共に、衝撃が十分に緩和されるようになるものと考えられる。
【００３４】
第２図の通り、本実施の形態では、補強部材３の第２方向部分３ｂはＥＡ材本体２の前面２ａと面一となっているが、第２方向部分３ｂはＥＡ材本体２内に完全に埋設されていてもよく、一部がＥＡ材本体２から露呈していてもよい。また、第１方向部分３ａはＥＡ材本体２内に完全に埋設されているが、第１方向部分３ａは後面２ｂと面一となっていてもよく、第１方向部分３ａの一部がＥＡ材本体２から露呈していてもよい。
【００３５】
上記の実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。以下に、別の実施の形態について説明する。
【００３６】
［補強部材の別態様］  
上記の補強部材３に代えて、以下の補強部材をＥＡ材本体２に埋設してもよい。なお、以下の補強部材を埋設する場合にあっても、第１方向部分がＥＡ本体２の前後方向（前面２ａと後面２ｂとを結ぶ方向。この実施の形態では、後面２ｂと垂直方向）に延在し、第２方向部分が該前後方向と交叉する方向（本実施の形態では前面２ａと平行方向）に延在するようにして、埋設する。
【００３７】
第４図の補強部材１０は、ＥＡ材本体２の前後方向に延在する四角枠状の第１方向部分１０ａと、この第１方向部分１０ａの前面２ａ側の１辺から前面２ａに沿って延在する第２方向部分１０ｂとからなる。この第２方向部分１０ｂは略Ｕ字状となっており、その両端が、この第１方向部分１０ａの前面２ａ側の１辺の両端と連結された形状となっている。
【００３８】
第５図（ａ）の補強部材１３は、平板状の第２方向部分１３ｂと、この第２方向部分１３ｂの下面から下方に突出する略Ｕ字状の第１方向部分１３ａとならなる。この平板状の第２方向部分１３ｂには、略長方形の開口１３ｃが設けられている。
【００３９】
第５図（ｂ）の補強部材１４は、四角形の網状体（金網）よりなる第１方向部分１４ａと、その表面の上部から図中の右方向に突出する略Ｕ字状の第２方向部分１４ｂとからなる。この補強部材１４においても、ＥＡ材本体との結合が強固なものとなる。すなわち、金型内にこの補強部材１４を配置すると共に原料を供給してＥＡ材を発泡成形する際に、原料がこの網状体内に流入するため、補強部材１４とＥＡ材本体とが強固に結合する。
【００４０】
第６図の補強部材２０は、四角枠形状の第２方向部分２０ｂと、この第２方向部分２０ｂの下方に該第２方向部分２０ｂと略平行に配置された四角枠形状の第３方向部分２０ｃと、これら第２，３方向部分２０ｂ、２０ｃの四隅同士を連結する４本の線状体２０ａよりなる第１方向部分とからなる。これら４本の線状体２０ａと第３方向部分２０ｃを含む平面とのなす角度は９０°未満となっている。
【００４１】
［ＥＡ材の別態様］
上記実施の形態では、ＥＡ材内に補強部材が１個のみ埋設されていたが、２個以上埋設されていても良い。
【００４２】
第７図のＥＡ材１Ａには、２個の補強部材２１が埋設されている。各補強部材２１は、第１図の補強部材３において、第２方向部分３ｂの第１方向部分３ａからの突出長さを略１／２にしたものである。すなわち、これら補強部材２１は、ＥＡ材本体２の前後方向（前面２ａと後面２ｂとを結ぶ方向。この実施の形態では、後面２ｂと垂直方向。）に延在した第１方向部分２１ａと、該前後方向と交叉する方向（本実施の形態では前面２ａと平行方向）に延在した第２方向部分２１ｂとからなっている。
【００４３】
この第２方向部分２１ｂは、前面２ａに沿って延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。また、この第１方向部分２１ａは、この第２方向部分２１ｂを構成する線状体の両端から前後方向に延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。
【００４４】
［ＥＡ材のさらなる別態様］
ＥＡ材の形状は上記に限られず、例えば第８図に示す形態もとりうる。このＥＡ材１Ｂは、ＥＡ材本体３０と、該ＥＡ材本体３０中に埋設された補強部材２２とからなる。
【００４５】
このＥＡ材本体３０は、略平行な前面３０ａ及び後面３０ｂと、４つの側面３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆと、これら前面３０ａと側面３０ｄとを連結する階段状部３１ａ〜３１ｄとを有する。このようにＥＡ材は、上記の台形状と同様に、圧縮方向において圧縮面積が増大する形状が適している。
【００４６】
補強部材２２は、ＥＡ材本体３０の前後方向（前面３０ａと後面３０ｂとを結ぶ方向。）に延在した第１方向部分２２ａと、該前後方向と交叉する方向（本実施の形態では前面３０ａと平行方向）に延在した第２方向部分２２ｂとからなっている。
【００４７】
この第２方向部分２２ｂは、前面３０ａに沿って延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。また、この第１方向部分２２ａは、この第２方向部分２２ｂを構成する線状体の両端から前後方向に延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。
【００４８】
本実施の形態に係るＥＡ材１Ｂにあっても、圧縮初期における圧縮応力が向上し、エネルギー吸収量が多くなる。
【００４９】
なお、本実施の形態のように、ＥＡ材１Ｂが階段形状であるときに、前面の面積Ｓ１と後面の面積Ｓ２とを比較したり、これらの比Ｓ１／Ｓ２を算出する場合にあっては、「前面の面積Ｓ１」とは、後面３０ｂから最も離隔した面、すなわち前面３０ａの面積のことを意味し、水平面３１ｂ、３１ｄや垂下面３１ａ、３１ｃの面積は含まない。
【００５０】
［ＥＡ材の異なる態様］
第９図は、異なるＥＡ材１Ｃの斜視図である。このＥＡ材１Ｃは、ＥＡ材本体３０と、該ＥＡ材本体３０中に埋設された補強部材２２Ａとからなる。このＥＡ材本体３０は第８図のＥＡ材本体３０と同一のものである。
【００５１】
補強部材２２Ａは、ＥＡ材本体３０の前後方向（前面３０ａと後面３０ｂとを結ぶ方向。）に延在した第１方向部分２２ｃと、該前後方向と交叉する方向（本実施の形態では後面３０ｂと平行方向）に延在した第２方向部分２２ｄとからなっている。
【００５２】
この第２方向部分２２ｄは、後面３０ｂに沿って延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。また、この第１方向部分２２ｃは、この第２方向部分２２ｄを構成する線状体の両端から前後方向に延在する略Ｕ字状の線状体よりなっている。
【００５３】
本実施の形態に係るＥＡ材１Ｃにあっても、圧縮初期における圧縮応力が向上し、エネルギー吸収量が多くなる。
【００５４】
上記のＥＡ材は、ドアトリム等の車両部材として好適に用いられる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例及び比較例を参照して本発明を詳細に説明する。
【００５６】
実施例１
金型のキャビティ内に補強部材２２Ａ（鋼製ワイヤ、直径３ｍｍ）を配置し、樹脂原料をキャビティ内に供給して型締めして発泡成形することにより、第９図のＥＡ材１Ｃを製造した。
【００５７】
なお、このＥＡ材１Ｃの寸法は以下の通りである。ここで、前後方向とは前面３０ａと後面３０ｂとを結ぶ方向を意味し、縦方向とは側面３０ｄ、３０ｆを結ぶ方向を意味し、横方向とは側面３０ｃ、３０ｅを結ぶ方向を意味する。
【００５８】
後面３０ｂの縦方向長さ：２５０ｍｍ
後面３０ｂの横方向長さ：２００ｍｍ
前面３０ａの前後方向高さ（後面３０ｂから前面３０ａまでの距離）：８０ｍｍ
前面３０ａの縦方向長さ：５０ｍｍ
水平面３１ｄの前後方向高さ（後面３０ｂから水平面３１ｄまでの距離）：２０ｍｍ
【００５９】
比較例１
補強部材２２Ａを省略したこと以外は実施例１と同様にしてＥＡ材を製造した。
【００６０】
［応力−歪特性の測定］
得られたＥＡ材について、以下の手順によって応力−歪特性を測定した。即ち、油圧シリンダ式水平衝撃試験機でフライト重量２４ｋｇ、２００×２００平面負荷子を６ｍ／ｓの速度で実験した。その結果を第１０図に示す。
【００６１】
［考察］
実施例１と比較例１との比較から明らかな通り、ＥＡ材本体４０内に補強部材２２を埋設することにより、圧縮初期における応力が早期に増加する傾向が確認された。
【符号の説明】
【００６２】
１  ＥＡ材
２  ＥＡ材本体
２ａ  前面
２ｂ  裏面
３  補強部材
３ａ  第１方向部分
３ｂ  第２方向部分
【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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