JP4124385B2

JP4124385B2 - 車両用衝撃吸収体

Info

Publication number: JP4124385B2
Application number: JP16417598A
Authority: JP
Inventors: 輝雄玉田
Original assignee: Kyoraku Co Ltd
Current assignee: Kyoraku Co Ltd
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2018-05-28
Also published as: JPH11334504A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、側面からの衝突による衝撃を吸収するため、自動車等の車両のドアあるいはボデーサイドパネルに内装される車両用衝撃吸収体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、側面からの衝突による衝撃を吸収するための車両用衝撃吸収体としては、次に説明する（イ）および（ロ）等が知られている。
【０００３】
（イ）図７に示すように、硬質ポリウレタン発泡体から切り出して作製された衝撃吸収体本体１０３ａの外周面を合成樹脂フィルム１０３ｂでラッピングすることにより、前記硬質ポリウレタン発泡体の粉末脱落を防止した車両用衝撃吸収体１０３であって、ドア１００の外板１０１と内装材１０２との間に内設することによって側面からの衝突による衝撃を吸収するもの（特開平７−３２５２７号公報参照）。
【０００４】
（ロ）図８に示すように、一面側が開放された略箱形の外殻部２０１の内部に格子状のリブ２０２ａを有する、射出成形により一体成形された合成樹脂製の車両用衝撃吸収体２００であって、上述した（イ）と同様にドアの外板と内装材との間に内設することによって側面からの衝突による衝撃を吸収するもの（特開平８−６６９８１号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来の技術のうち（イ）は、硬質ポリウレタン発泡体から切り出して作製した衝撃吸収体本体に合成樹脂フィルムをラッピングしているため、加工工程数が多く、大量生産性に劣り、コスト高を招くという問題点がある。また、発泡ポリウレタンを用いたものは、その種類にもよるが、圧縮特性が弾性的であり、衝撃力を効率よく吸収するための静的挙動が不充分になる傾向がある。加えて、ドアのガラス摺動部等から水が入り、これを発泡ポリウレタンが吸水して本来の反発力が得られなくなるという問題点もある。
【０００６】
（ロ）は、衝突時の衝撃により破壊した際に破砕片に鋭利な角部が生じ、人体に危害を及ぼすおそれがある。加えて、構造破壊を起すときの最大荷重も高くて大きな反力を生じるため、乗員の安全性を充分に確保するのが難しく、動的挙動が悪い。さらに、車両用衝撃吸収体の衝撃吸収性能を調節するためにその平均肉厚を変更する場合は、射出成形に用いる金型を変更しなければならず、金型の作製に時間とコストがかかるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであって、衝撃力を効率よく吸収するための静的挙動にすぐれており、しかも構造破壊を起すときの最大荷重が小さくていわゆる動的挙動も良好である理想的な衝撃吸収特性を有し、かつ、大量生産性に勝れるとともに、衝撃吸収性能の調節のための平均肉厚変更を簡単に行なうことができる車両用衝撃吸収体を実現することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、第１の発明の車両用衝撃吸収体は、ドアあるいはボデーサイドパネルに内設することによって側面からの衝突による衝撃を吸収するための車両用衝撃吸収体において、ブロー成形によって一体成形された熱可塑性樹脂製のものであって、略中空立方体形状の本体と、前記本体の互いに対向する当接面および支持面をそれぞれ他方へ向けて窪ませて形成された一方の凹状リブおよび他方の凹状リブと、両凹状リブの先端が当接した接合部を有し、前記本体の側壁に、側壁全体の面積に対する開口面積の比率（開口率）が０．２％〜１５％の範囲以内である開口部が形成されており、前記当接面がトリムに当接し、前記支持面がインナパネルに当接した状態で取り付けられることを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、熱可塑性樹脂には、曲げ弾性率が５０００ｋｇ／ｃｍ² 〜２５０００ｋｇ／ｃｍ² の範囲以内のものを用いたり、あるいは、車両用衝撃吸収体の平均肉厚を１ｍｍ〜５ｍｍの範囲以内とする。
【００１０】
【作用】
ブロー成形によって一体成形するものであるため、大量生産性に勝れており、従って製造コストが低く、しかも肉厚を変化させることで衝撃吸収性能を広範囲に簡単に調整できるという利点を有するが、構造破壊を起すときの最大荷重が高くて動的挙動が充分でない傾向がある。そこで、上記範囲の開口率を有する開口部を側壁に設けることで、上記の欠点を補う。
【００１１】
その結果、静的挙動と動的挙動の双方が良好である理想的な衝撃吸収特性を有し、しかも安価である車両用衝撃吸収体を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る車両用衝撃吸収体の一実施の形態を示す模式斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う模式断面図である。車両用衝撃吸収体Ｅ₁ は、ブロー成形によって一体成形された熱可塑性樹脂製のものであって、略中空立方体形状の本体１と、本体１の互いに対向する当接面２および支持面３をそれぞれ他方に向けて窪ませて形成された一方の凹状リブ４ａおよび他方の凹状リブ４ｂと、両凹状リブ４ａ，４ｂの先端が当接した接合部４ｃを備えている。また、当接面２の角隅部を除く周縁部には周縁Ｒ面取部５が形成されており、当接面２の角隅部には角隅Ｒ面取部６が形成される。
【００１４】
なお、当接面２と支持面３との間の略中間にはブロー成形時におけるパーティングライン７が現われている。
【００１５】
ブロー成形によって一体成形される車両用衝撃吸収体Ｅ₁ は、大量生産性にすぐれており、従って、安価でしかも発泡ポリウレタン等を用いた場合に比べてエネルギー吸収量が高くて良好な静的挙動を示すが、衝突の衝撃によって破壊するときの最大荷重が大きくて動的挙動が不充分になる傾向がある。このような欠点を排除して理想的な衝撃吸収特性を得るために、車両用衝撃吸収体Ｅ₁ の本体１の側壁（周壁）１ａに側壁全体の面積の０．２％〜１５％の範囲以内である開口面積を有する開口部８を設ける。
【００１６】
車両用衝撃吸収体Ｅ₁ の本体１に上記開口率の開口部８を形成すると、ブロー成形による車両用衝撃吸収体に特有の良好な静的挙動を維持しながら、動的挙動は発泡ポリウレタン充填のものに近い極めて理想的な衝撃吸収特性を得ることができる。
【００１７】
図３は本実施の形態による有孔の車両用衝撃吸収体Ｅ₁ の衝撃吸収特性を、発泡ポリウレタン充填の車両用衝撃吸収体およびブロー成形による無孔の車両用衝撃吸収体の衝撃吸収特性と比較したグラフである。本実施の形態による車両用衝撃吸収体Ｅ₁ は実線の曲線Ａ₁ で示すように、初期荷重ａ₁ の値が適切なレベルであり、その後の変化がフラットで、しかも最大荷重ｂ₁ の値と初期荷重ａ₁ の値の間に大きい差がなく、理想的な衝撃吸収特性を有する。これに比べて、開口部を持たない（無孔の）ブロー成形による車両用衝撃吸収体Ａ₂ は、初期荷重ａ₂ の値が適切でその後の変化もフラットではあるものの、最大荷重ｂ₂ が高く動的挙動が悪い。また、発泡ポリウレタン充填の車両用衝撃吸収体Ａ₃ は、最大荷重ｂ₃ と初期荷重ａ₃ の間に大差はないが、初期荷重ａ₃ に到る勾配がゆるやかで弾性変形の範囲が広く、従ってエネルギー吸収量が小さくて静的挙動が悪いという欠点を有する。
【００１８】
側壁１ａの開口部８の開口率については、前述のように、側壁１ａの全面積の０．２％〜１５％の範囲以内が適切である。開口面積の比率が０．２％未満では最大荷重を抑制する効果が不充分で、衝突による衝撃で破壊するときの反力が大きくて乗員にとって危険である。また、開口面積の比率が１５％より大きくなると、初期荷重の低下を招き、早期に座屈を引き起こす。座屈を起こすと完全に潰れてしまうため、衝撃力を吸収できない。
【００１９】
このように本実施の形態によれば、動的挙動と静的挙動の双方にすぐれた理想的な衝撃吸収特性を有し、従って極めて高性能であって、しかも大量生産性に勝れた製造コストの低い車両用衝撃吸収体を実現できる。
【００２０】
本発明において、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアミド等、剛性等の機械的強度の大きなものが用いられる。
【００２１】
特に、曲げ弾性率が５０００ｋｇ／ｃｍ² 〜２５０００ｋｇ／ｃｍ² の範囲以内のものを用いることが望ましい。
【００２２】
曲げ弾性率が５０００ｋｇ／ｃｍ² よりも小さいと、柔らかすぎて衝撃によって変形してしまい、逆に２５０００ｋｇ／ｃｍ² より大きいと、硬くなりすぎて衝撃によって破損してしまい、車両用衝撃吸収体としての十分な衝撃吸収性能を得ることができなくなる。
【００２３】
また、車両用衝撃吸収体の平均肉厚は１ｍｍ〜５ｍｍの範囲以内であることが望ましい。特に好ましくは１．５ｍｍ〜３ｍｍである。平均肉厚が１ｍｍより小さいと、衝撃により衝撃を吸収することなく変形してしまい、逆に５ｍｍより大きくても衝撃を吸収することができなくなるおそれがある。
【００２４】
さらに、当接面の面積の比率は、当接面に対して垂直方向に投影した投影面積の７０％以上に設定すると、衝撃荷重が分散するため衝撃吸収性能が良好になる。
【００２５】
ここで、本発明に係る車両用衝撃吸収体の一使用例について説明する。
【００２６】
図４および図５は、自動車のドアに本発明に係る図１および図２に示す車両用衝撃吸収体Ｅ₁ を用いた場合を示し、自動車等の車両のドア３０のインナパネル３２とドアトリム３１との間におけるシート３３に着座した乗員の胸部および腰部に対応する部位に、車両用衝撃吸収体Ｅ₁ がそれぞれ配設されている。車両用衝撃吸収体Ｅ₁ は、胸部保護用のものと腰部保護用のものとで形状は異なるものの、両者ともに支持面３側がインナパネル３２に当接し、当接面２がドアトリム３１に当接した状態で取り付けられる。
【００２７】
なお、車両のボデーサイドパネルの場合も、上述したドアの場合に準じて内設することができることはいうまでもない。
すなわち、本発明に係る車両用衝撃吸収体は、ドアあるいはボデーサイドパネルに内設する際には、当接面がトリムに当接し、支持面がインナパネルに当接した状態で取り付けられる。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
ポリプロピレン（日本ポリケム製、グレード：ＥＣ−９、曲げ弾性率１２０００ｋｇ／ｃｍ² 、ＪＩＳＫ−７１１３）より、下記の寸法の図１および図２に示したものと同形状の車両用衝撃吸収体をブロー成形によって製造し、開口部の開口率０．１％、３．５％、１５．２％のものについて、以下の試験方法で衝突による圧縮歪を調べた。その結果を図６に示す。
【００２９】

試験方法
衝突子：８０ｍｍ×１６０ｍｍのフラット面を持つ。
衝突速度：３０ｋｍ／時
雰囲気温度：常温
測定結果：吸収エネルギーをヒステリシス・カーブとして描く。
【００３０】
図６の曲線Ｂ₁ は、開口率３．５％のサンプルの衝撃吸収特性を示すもので、初期荷重の値が高すぎたり低すぎたりすることなく、初期荷重と最大荷重の差も小さくて、その間の変化がフラットであり、従って理想曲線に近い。ところが、図６の曲線Ｂ₂ で示す開口率０．１％のサンプルの衝撃吸収特性は、最大荷重が大きくて、ブロー成形による車両用衝撃吸収体であって無孔の場合に近い動的挙動を示す。また、図６の曲線Ｂ₃ で示す開口率１５．２％のサンプルは、初期荷重が低すぎるうえに、最大荷重が大きくて動的挙動も悪い。これは、開口面積が大きすぎるために全体として剛性不足になるためと推測される。
【００３１】
側壁の開口部の開口率を様々に変化させて上記と同様の実験を行なった結果、開口率が０．２％〜１５％の範囲以内であれば動的挙動と静的挙動の双方にすぐれた良好な衝撃吸収特性を得られることが判明した。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
【００３３】
ブロー成形により一体成形する車両用衝撃吸収体であるため、大量生産性に勝れ、製造コストを著しく低減することができる。
【００３４】
このようにブロー成形によって一体成形された車両用衝撃吸収体は、構造破壊を起すときの最大荷重が高くなる傾向があるため、側壁に所定の開口率の開口部を設けることで動的挙動を改善する。
【００３５】
これによって、静的挙動および動的挙動の双方が良好であり、従って高性能で、しかも安価な車両用衝撃吸収体を実現できる。
【００３６】
また、パリスンの肉厚を変更するだけで車両用衝撃吸収体の平均肉厚を簡単に調節することができるため、短時間かつ低コストで車両用衝撃吸収体の衝撃吸収性能の調節を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用衝撃吸収体の一実施の形態の模式斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う模式断面図である。
【図３】図１の車両用衝撃吸収体の衝撃吸収特性を、無孔の場合と発泡ポリウレタン充填のものに比較したグラフである。
【図４】本発明に係る車両用衝撃吸収体の一使用例を示す説明図である。
【図５】図４に示す一使用例におけるドアの模式断面図である。
【図６】車両用衝撃吸収体の側壁の開口率を変化させた場合の衝撃吸収特性を示すグラフである。
【図７】従来のドアに内設される車両用衝撃吸収体の一例を示すドアの模式断面図である。
【図８】従来の車両用衝撃吸収体の他の例を示すドアの模式斜視図である。
【符号の説明】
１本体
２当接面
３支持面
４ａ，４ｂ凹状リブ
４ｃ接合部
５周縁Ｒ面取部
６角隅Ｒ面取部
７パーティングライン
８開口部
３０ドア
３１ドアトリム
３３シート

Claims

ドアあるいはボデーサイドパネルに内設することによって側面からの衝突による衝撃を吸収するための車両用衝撃吸収体において、
ブロー成形によって一体成形された熱可塑性樹脂製のものであって、略中空立方体形状の本体と、前記本体の互いに対向する当接面および支持面をそれぞれ他方へ向けて窪ませて形成された一方の凹状リブおよび他方の凹状リブと、両凹状リブの先端が当接した接合部を有し、前記本体の側壁に、側壁全体の面積に対する開口面積の比率が０．２％〜１５％の範囲以内である開口部が形成されており、前記当接面がトリムに当接し、前記支持面がインナパネルに当接した状態で取り付けられることを特徴とする車両用衝撃吸収体。
熱可塑性樹脂は、曲げ弾性率が５０００ｋｇ／ｃｍ^２〜２５０００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲以内のものであることを特徴とする請求項１記載の車両用衝撃吸収体。
車両用衝撃吸収体の平均肉厚が、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲以内であることを特徴とする請求項１または２記載の車両用衝撃吸収体。
当接面の面積の比率が、当接面に対して垂直方向に投影した投影面積の７０％以上であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の車両用衝撃吸収体。