JP4759497B2 - 自動車用衝撃吸収部材 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の衝突時における衝撃力を吸収して人身を保護する自動車用衝撃吸収部材に関するものである。

従来から、例えば自動車のバンパや車室を形成する部材等に採用されて、自動車の衝突に際して衝撃的な荷重を吸収する自動車用の衝撃吸収部材が知られている。このような衝撃吸収部材の一種として、衝撃荷重の入力方向に直交する方向に広がる板状のリブ部と、リブ部の幅方向両端部分に連結されて衝撃荷重をリブ部に対して幅方向の分力成分をもって伝達する荷重伝達部を備えた構造のものがある。例えば、特許文献１（特開平０６−１７１４４１号公報）や特許文献２（特開２００６−０６２６３５号公報）に示されているものが、それであり、衝撃荷重が荷重伝達部に入力されてリブ部に幅方向の引張変形が生ぜしめられ、リブ部の延性等によるエネルギ損失に基づき、衝撃エネルギが吸収されるようになっている。

ところで、上記特許文献１，２に記載の従来構造の衝撃吸収部材においては、金型加工精度のばらつきその他の製造条件により、リブ部の厚さ寸法を一定にすることが難しく、一定にするのに高度な技術を要した。

そのため、リブ部において、断面積が小さいことにより引張応力に伴う局所歪み（ネッキング）が発生し易い薄肉部分の形成箇所を予測することが困難であり、特に薄肉部分がリブ部の端部に生ぜしめられると、以下に述べる問題が生じるおそれがあった。

すなわち、リブ部の端部のような変形域が確保され難い箇所にネッキングが発生すると、断面積の減少領域が幅方向の両側に十分に広がらないため、リブ部の延性等に基づくエネルギの吸収効果が満足に得られ難くなる問題があった。しかも、変形域が小さい箇所には応力大が急に進む結果、衝撃吸収部材の変形が初期の状態で、リブ部が破断するおそれさえあったのである。

特開平０６−１７１４４１号公報 特開２００６−０６２６３５号公報

ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、板状リブ部の引張変形や延性等の特性が十分に発揮されて、所期の衝撃吸収効果が安定して得られる、新規な構造の自動車用衝撃吸収部材を提供することにある。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。

すなわち、本発明の特徴とするところは、一定の中空断面で延びる長手形状を有する合成樹脂材料の一体成形体からなり、衝撃荷重入力方向に対して直交方向に広がる板状リブ部と、板状リブ部の幅方向両側に連結されて衝撃荷重を板状リブ部に対して幅方向の分力成分をもって伝達する衝撃荷重伝達部とが形成された自動車用衝撃吸収部材において、板状リブ部が、幅方向の中央部分に位置して厚さ寸法が最も小さい薄肉部を有していると共に、薄肉部の幅方向両側において厚さ寸法が幅方向外方に向かって次第に大きくなる一対の徐変部を有していることにある。

このような本発明に従う構造とされた自動車用衝撃吸収部材においては、板状リブ部において厚さ寸法の最も小さな薄肉部が幅方向の中央部分に設けられていることにより、ネッキングが板状リブ部の中央部分に発生し易くなる。それによって、ネッキングの変形域が十分に確保され、断面積の減少領域が幅方向両側に次第に広がることで、衝突エネルギの吸収効果が有効に得られる。

しかも、薄肉部の幅方向両側には、厚さ寸法が幅方向外方に向かって次第に大きくなる一対の徐変部が設けられていることから、ネッキングが幅方向中央部分の薄肉部から幅方向両側に向かって生じる際に、断面積が急に変化することが抑えられる。これにより、例えば板状リブ部が、未だ引張変形の初期の状態で、断面積が変化する部分の応力が急に大きくなって、早期に破断することが防止される。

それ故、衝撃荷重の入力に伴う板状リブ部の引張変形を安定して生ぜしめることが出来、板状リブ部の延性等の変形特性によるエネルギ損失に基づき衝撃吸収効果が有利に発揮され得るのである。

なお、本発明において、板状リブ部の幅方向の中央部分とは、幅方向の中心および該中心から幅方向両側に向かって、それぞれ幅方向全体の１０％に亘る領域を含む部分、即ち幅方向全体における中央の２０％に亘る領域の部分をいい、また、薄肉部が板状リブ部の幅方向の中央部分に位置せしめられるとは、該薄肉部の少なくとも一部分が当該中央の２０％の領域部分にあることをいう。

また、本発明に係る自動車用衝撃吸収部材では、徐変部の最小厚さ寸法となる薄肉部の幅方向外側端部と連結される徐変部の幅方向内側端部の厚さ寸法をｔ₀ とすると共に、徐変部の最大厚さ寸法となる幅方向外側端部の厚さ寸法をｔ₁ とし、徐変部の幅寸法（ｗ）に対する厚さ寸法（ｔ）の変化率（ｔ／ｗ）をｒとして、式：ｒ＝（（（ｔ₁ −ｔ₀ ）／ｔ₀ ）×１００）／ｗを用い、０＜ｒ＜２とされている構造が、好適に採用され得る。このような構造によれば、板状リブ部の引張変形に基づく衝撃吸収効果の更なる向上が図られ得る。蓋し、徐変部の変化率が２よりも大きくなると、薄肉部から徐変部にかけての断面積の変化率が大きくなって、かかる断面積の急な変化に起因して徐変部の変形に基づくエネルギ吸収が期待され難くなり、板状リブ部が破断するおそれさえあるからである。また、徐変部の変化率が０とされて、徐変部が実質的に存在しなくなれば、成形等の条件によって板状リブ部の端部にネッキングが発生する可能性もあり、その結果、板状リブ部の変形のコントロールが殆ど不可能になるからである。

また、本発明に係る自動車用衝撃吸収部材では、薄肉部が、一定の厚さ寸法で板状リブ部の幅方向に延びるように形成されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、薄肉部の断面積の減少領域が幅方向に一層大きく確保される。

さらに、本発明に係る自動車用衝撃吸収部材では、板状リブ部の幅方向において、薄肉部と徐変部が湾曲した表面形状で滑らかに接続されている構造が、採用されても良い。これにより、薄肉部と徐変部の接続部分における顕著な応力集中が軽減される。

また、本発明に係る自動車用衝撃吸収部材では、薄肉部とその幅方向両側の一対の徐変部が、板状リブ部の幅方向において連続した湾曲面からなる表面形状をもって形成されている構造が、採用されても良い。これにより、板状リブ部において、薄肉部の幅寸法を実質的になくして、徐変部の幅寸法を一層大きく確保することが可能となる。

また、本発明に係る自動車用衝撃吸収部材では、板状リブ部が、衝撃荷重入力方向で互いに離隔して複数設けられている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、板状リブ部の一つ当たりにかかる衝撃荷重を小さくすることが出来、板状リブ部の耐久性が向上される結果、引張変形や延性等の特性が一層有利に発揮されて、所期の衝撃吸収性能がより安定して得られる。

また、本発明に係る自動車用衝撃吸収部材では、板状リブ部の全体の幅方向寸法に対する薄肉部の幅方向寸法の比が０〜０．８とされていると共に、板状リブ部の全体の幅方向寸法に対する徐変部の幅方向寸法の比が０．１〜０．５とされている構造が、好適に採用される。即ち、本発明者が鋭意検討した結果、板状リブ部の全体の幅方向寸法に対する薄肉部の幅方向寸法の比や徐変部の幅方向寸法の比が、それぞれ上述の数値の範囲内にあれば、目的とする衝撃吸収性能が極めて有効に得られることが判明した。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について説明する。先ず、図１〜２には、本発明の一実施形態としての自動車用衝撃吸収部材１０が示されている。自動車用衝撃吸収部材１０は、長手形状の筒状部１２を備えており、例えば自動車のバンパやドアフレーム等の衝撃吸収対象に設けられて、衝撃吸収対象に衝撃荷重が入力された際に、自身の変形に基づいて衝撃を吸収するようになっている。

より詳細には、筒状部１２は、略一定の中空の八角形状断面で延びる長手状の筒形状を有していると共に、合成樹脂材料を用いて、押出成形等により形成されている。かかる合成樹脂材料としては、例えばナイロン６やポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレートアロイ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＡＢＳ樹脂等が採用される。特に好適には、ポリエステル系樹脂にエラストマを溶融した樹脂材料が採用される。

筒状部１２における軸直角方向断面の中心を挟んで軸直角方向一方向（図１中、上下）で対向位置せしめられた二つの板状部分が、それぞれ幅方向（図１中、左右）に平坦に広がる板形状を呈している。これら二つの板状部分のうちの一方（図１中、上）が、第一荷重伝達部１４とされている。

また、筒状部１２において第一荷重伝達部１４の幅方向両側に連結された二つの板状部分が、それぞれ第二荷重伝達部１６，１６とされている。第二荷重伝達部１６は、第一荷重伝達部１４の幅方向（図１中、左右）の各端部から幅方向外方に向かって衝撃吸収部材１０の厚さ方向（図１中、上下）の一方に傾斜して略平坦に広がる板形状を有している。即ち、第一荷重伝達部１４と第二荷重伝達部１６の二つの連結部分が、八角形状を有する筒状部１２の二辺を構成している。

さらに、筒状部１２において第二荷重伝達部１６の幅方向外方の端部に連結されて、筒状部１２における軸直角方向断面の中心を挟んで軸直角方向一方向（図１中、左右）で対向位置せしめられた板状部分の一対が、それぞれ第三荷重伝達部１８，１８とされている。第三荷重伝達部１８は、幅方向外方に向かって膨らむような湾曲板形状を有している。

また、筒状部１２の内側には、第一板状リブ部２０と第二板状リブ部２２が一体的に設けられている。これら第一板状リブ部２０と第二板状リブ部２２が、幅方向に略平坦に広がる板形状を有しており、特に本実施形態では、互いに略同じ形状や大きさ、構造とされている。そして、第一板状リブ部２０の幅方向両端部が、筒状部１２における第二荷重伝達部１６と連結された第三荷重伝達部１８の一方（図１中、上）の端部の一対とそれぞれ連結されていると共に、第二板状リブ部２２の幅方向両端部が、筒状部１２における第三荷重伝達部１８の他方（図１中、下）の端部の一対とそれぞれ連結されている。

すなわち、第一板状リブ部２０や第二板状リブ部２２が、第一乃至は第三荷重伝達部１４，１６，１８を備えた筒状部１２と一体形成されていると共に、それら板状リブ部２０，２２の幅方向（図１中、左右）が第一荷重伝達部１４の幅方向と略平行に延びている形態で、第一荷重伝達部１４や第一板状リブ部２０、第二板状リブ部２２が、該幅方向に直交する自動車用衝撃吸収部材１０の厚さ方向（図１中、上下）にそれぞれ所定距離を隔てて対向位置せしめられている。また、これら板状リブ部２０，２２の幅方向両端部が、第一荷重伝達部１４の幅方向両端部よりも幅方向外方に位置する第二荷重伝達部１６や第三荷重伝達部１８の幅方向外方の端部に連結されていることによって、板状リブ部２０，２２の幅寸法が、第一荷重伝達部１４の幅寸法よりも大きくされている。

要するに、自動車用衝撃吸収部材１０は、第一乃至は第三荷重伝達部１４，１６，１８を備えた筒状部１２や第一板状リブ部２０、第二板状リブ部２２を含んで構成された、合成樹脂材料の一体成形体からなり、一定の中空断面で延びる長手形状を有している。また、図１中では、衝撃荷重入力方向が、第一荷重伝達部１４の上方から第一荷重伝達部１４に向かって設定されている。従って、衝撃荷重入力方向に対して直交方向に広がる板状リブ部が、第一板状リブ部２０や第二板状リブ部２２を含んで構成されている。更に、板状リブ部の幅方向両側に連結されて衝撃荷重を板状リブ部に対して幅方向の分力成分をもって伝達する衝撃荷重伝達部が、第一荷重伝達部１４、第二荷重伝達部１６および第三荷重伝達部１８を含んで構成されている。

そこにおいて、第一及び第二板状リブ部２０，２２が、図３にもモデル的に示されているように、薄肉部２４や徐変部２６、厚肉部２８を含んで構成されている。

薄肉部２４は、全体に亘って略一定の厚さ寸法：ｔ₀ で広がる略平板形状を有している。この厚さ寸法：ｔ₀ が板状リブ部２０全体において最も小さな厚さ寸法とされており、薄肉部２４の幅方向（図３中、左右）の中心が板状リブ部２０の幅方向の中心に位置せしめられて、該中心から幅方向両側に向かって略同じ長さで所定距離を延びている。その結果、最も厚さ寸法が小さい薄肉部２４が、所定の幅寸法：ｗ１をもって板状リブ部２０の幅方向の中央部分に位置せしめられている。また、板状リブ部２０（２２）の全体の幅寸法：Ｗに対する薄肉部２４の幅寸法：ｗ１の比：ｗ１／Ｗが、好適には０〜０．８に、より好適には０．１〜０．４とされる。このような薄肉部２４の幅方向両側には、一対の徐変部２６，２６が設けられている。

徐変部２６は、全体として略平板形状を有していて、幅方向内側の端部が薄肉部２４の幅方向外方の端部に連結されている。特に本実施形態では、徐変部２６の幅方向内側の端部の厚さ寸法が薄肉部２４の厚さ寸法：ｔ₀ と同じとされていると共に、徐変部２６の厚さ寸法が、その幅方向内側から外側に向かって次第に大きくされて、幅方向外側の端部において最大の厚さ寸法：ｔ₁ とされている。この徐変部２６における幅方向内側の最小厚さ寸法（ｔ₀ ）と幅方向外側の最大厚さ寸法：ｔ₁ の差は、要求される変形特性や製作性等に応じて適宜に設定変更されるものであり、特に限定されない。また、板状リブ部２０（２２）の全体の幅寸法：Ｗに対する徐変部２６の幅寸法：ｗ２の比：ｗ２／Ｗが、好適には０．１〜０．５に、より好適には０．２〜０．４とされる。このような各徐変部２６の幅方向外方には、それぞれ厚肉部２８が設けられている。

厚肉部２８は、全体として略平板形状を有していて、幅方向内側の端部が徐変部２６の幅方向外方における最大厚さ寸法：ｔ₁ の端部に連結されている。特に本実施形態では、厚肉部２８の幅方向内側の端部の厚さ寸法が徐変部２６の最大厚さ寸法：ｔ₁ と同じとされていると共に、厚肉部２８の厚さ寸法が、その幅方向内側から外側に向かって次第に大きくされている。厚肉部２８の幅寸法：ｗに対する厚さ寸法：ｔの変化率（ｔ／ｗ）が、徐変部２６の幅寸法：ｗ２に対する厚さ寸法：ｔの変化率（ｔ／ｗ２）よりも大きくされている。

第一板状リブ部２０の幅方向両端部や第二板状リブ部２２の幅方向両端部が、それぞれ厚肉部２８の幅方向外方の端部で構成されており、これら厚肉部２８の外方の端部が、前述の筒状部１２における第三荷重伝達部１８の一方の端部や他方の端部とそれぞれ一体形成されることで連結されている。

本実施形態では、板状リブ部２０，２２の幅方向において、薄肉部２４と徐変部２６の各連結部分３０や徐変部２６と厚肉部２８の各連結部分３２が、それぞれ僅かに屈曲した表面形状で接続されている。

特に本実施形態では、徐変部２６の幅寸法：ｗ２に対する厚さ寸法：ｔの変化率（ｔ／ｗ２＝ｒ）が、望ましくは０＜ｒ＜２に、より望ましくは１＜ｒ＜１．５とされる。

ところで、徐変部２６の変化率：ｒは式１：ｒ＝（ｔ₁ −ｔ₀ ）／ｗ２を用いて求められるが、実際の成形品では徐変部２６の最大厚さ寸法：ｔ₁ と最小厚さ寸法：ｔ₀ の差が微小であって、板状リブ部２０の材質等によって変化率：ｒが容易に変化する場合が多く、従って単純にｔ₀ 、ｔ₁ 、ｗ２だけの関係からなる式１では、変化率：ｒを厳密に求めることが難しいと考えられる。

そこで、本実施形態に係る徐変部２６の変化率：ｒを求める際に、望ましくは、式２：ｒ＝（（（ｔ₁ −ｔ₀ ）／ｔ₀ ）×１００）／ｗ２が採用される。上述の式１よりも式２を採用する背景には、図４にも示されるように、徐変部２６の奥行き寸法：Ｄと奥行き方向（幅方向に直交する方向）の断面積の関係から導かれる破断応力や降伏応力を考慮することが挙げられる。なお、本実施形態に係る徐変部２６の奥行き寸法：Ｄは全長に亘って一定である。

すなわち、徐変部２６において、最小厚さ寸法：ｔ₀ の幅方向内側端部と薄肉部２４の幅方向外側端部の連結部分３０が最小の断面積とされている一方、最大厚さ寸法：ｔ₁ の幅方向外側端部と厚肉部２８の幅方向内側端部の連結部分３２が最大の断面積とされていることから、板状リブ部２０，２２の引張変形に際して、最小断面積の連結部分３０に破断荷重：Ｆｂが生じる一方、最大断面積の連結部分３２に降伏荷重：Ｆｙが生じるものと考える。即ち、Ｆｂ＝ｔ₀ ・Ｄ・σｂ、Ｆｙ＝ｔ₁ ・Ｄ・σｙとなる。なお、σｙ（引張降伏応力）やσｂ（引張破断応力）は、それぞれ材料定数であり、ＩＳＯ５２７やＪＩＳＫ７１６２等で規定されている引張試験で得られる物性値である。

そうすると、Ｆｂ≧Ｆｙであれば、板状リブ部２０，２２が最小断面積の連結部分３０で破断せず、Ｆｂ≦Ｆｙであれば、板状リブ部２０，２２が最小断面積の連結部分３０で破断する。

ここで、本実施形態では徐変部２６の奥行き寸法：Ｄが一定とされていることから、破断応力と降伏応力の関係がｔ₀ やｔ₁ により定められることとなるが、前述の如く、単純にｔ₀ 、ｔ₁ 、ｗ２だけの関係からなる式１では、徐変部２６の幅方向に生ぜしめられる、奥行き寸法：Ｄおよび奥行き方向の断面積からなる破断応力や降伏応力の考えが反映されない。

従って、徐変部２６の最小厚さ寸法：ｔ₀ に対する最大厚さ寸法：ｔ₁ と最小厚さ寸法：ｔ₀ の差：ｔ₁ −ｔ₀ の割合から徐変部２６の幅方向に生ぜしめられる応力等の因子を考慮した、式２を採用することにより、実際の変化率：ｒ乃至はそれに極めて近い値が得られるものと考えられる。

このような構造とされた自動車用衝撃吸収部材１０は、例えば本出願人の先願に係る特許文献２（特開２００６−０６２６３５号公報）に示されているような、公知の自動車用のバンパ等に対して有利に用いられる。かかる自動車用衝撃吸収部材１０においては、筒状部１２の第一荷重伝達部１４と軸直角方向一方向（図１中、上下）で対向位置せしめられた板状部分からなる取付板部３４が、接着剤やボルト等を用いて特許文献２に示されるバンパビームに固定されて、第一荷重伝達部１４の幅方向に直交する方向が衝撃荷重入力方向となるようにして、バンパに配設されるようになっている。

かかる装着状態では、バンパがものに衝突すると、主たる衝撃荷重が自動車用衝撃吸収部材１０の筒状部１２の第一荷重伝達部１４に入力されて、筒状部１２が、第一荷重伝達部１４が取付板部３４に向かって接近する方向に圧縮変形する。この圧縮変形に伴い、一対の第二荷重伝達部１６，１６や一対の第三荷重伝達部１８，１８が、圧縮方向と略直交する方向に、即ち各一対の荷重伝達部１６，１８が衝撃吸収部材１０の幅方向外方に向かって相互に離隔するように変形する。

そして、第二荷重伝達部１６や第三荷重伝達部１８がそれぞれ幅方向外方に向かって変形することに伴い、第一板状リブ部２０や第二板状リブ部２２に幅方向の引張変形が生ぜしめられることとなり、この引張変形による板状リブ部２０，２２の延性に基づいて、目的の衝撃吸収効果が得られることとなる。

そこにおいて、各板状リブ部２０，２２で厚さ寸法の最も小さな薄肉部２４が幅方向の中央部分に設けられているため、板状リブ部２０，２２の引張変形に際して、断面積が局部的に減少する現象、所謂ネッキングが、幅方向の中央部分に生ぜしめられ易くなる。換言すると、板状リブ部２０，２２の幅方向両端部分等には、引張変形の初期の状態で、ネッキングが発生し難い構造とされている。

これにより、ネッキングが板状リブ部２０，２２に発生しても、断面積の減少領域が幅方向両側に次第に広がる変形域が、板状リブ部２０，２２の中央部分において十分に確保されることとなり、それによって、板状リブ部２０，２２の引張変形による延性等が安定して得られる結果、衝突エネルギの吸収効果が有利に向上され得る。

しかも、薄肉部２４の幅方向両側には、厚さ寸法が幅方向外方に向かって次第に大きくなる一対の徐変部２６，２６が設けられていることから、ネッキングが中央部分の薄肉部２４から幅方向両側に向かって生じる際に、断面積が急に変化することが抑えられる。これにより、自動車用衝撃吸収部材１０の変形が初期の状態で、板状リブ部２０，２２の断面積が変化する部分の応力が急に大きくなって、早期に破断するような現象が防止される。

特に本実施形態では、板状リブ部２０，２２の幅方向において、薄肉部２４と徐変部２６の各連結部分３０や徐変部２６と厚肉部２８の各連結部分３２が、それぞれ僅かに屈曲した表面形状で接続されていることにより、各連結部分において断面積が最も小さな薄肉部２４と徐変部２６の連結部分３０に破断応力を及ぼす一方、断面積が最も大きな徐変部２６と厚肉部３８の連結部分３２に降伏応力を及ぼすことも出来る。それによって、破断箇所を把握し易くなり、目的とする衝撃吸収効果に応じて、設計変更が容易になる。

また、本実施形態では、徐変部２６の幅方向寸法：ｗ２に対する厚さ寸法：ｔの変化率ｒが０＜ｒ＜２とされていることによって、板状リブ部２０，２２の破断を抑えつつ、延性を一層有効に得ることが出来る。

さらに、本実施形態では、板状リブ部２０，２２の全体の幅寸法：Ｗに対する薄肉部２４の幅寸法：ｗ１の比が０．２１とされていると共に、板状リブ部２０，２２の全体の幅寸法：Ｗに対する徐変部２６の幅寸法：ｗの比が０．２３とされて、互いの比が略同じとされていることにより、薄肉部２４の幅寸法が徐変部２６の幅寸法に比して大きくなることに起因して板状リブ部２０，２２の中央にネッキングが発生し難くなることが抑えられ、延性に基づく衝撃吸収効果が一層有利に発揮され得る。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であり、かかる実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様で実施可能である。また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。

例えば、筒状部１２や板状リブ部２０，２２、薄肉部２４、徐変部２６、厚肉部２８等における形状や大きさ、構造等の形態は特に限定されるものでない。具体的に挙げると、薄肉部２４における板状リブ部２０，２２の幅方向中心から両側に向かう各幅寸法が互いに異ならされていても良く、また、薄肉部２４の幅方向寸法がゼロとされることも可能である。

また、厚肉部２８の厚さ寸法が、幅方向の全体に亘って一定とされていても良く、更に厚肉部２８は必須の構成要件でないことから、徐変部２６の幅方向外方の端部が筒状部１２と直接に連結していても良い。

また、前記実施形態では、板状リブ部２０，２２の幅方向において、薄肉部２４と徐変部２６の各連結部分３０や徐変部２６と厚肉部２８の各連結部分３２が、それぞれ僅かに屈曲した表面形状で接続されていたが（図５中の一点鎖線参照。）、例えば、図３の細部ａに相当する部分を拡大した図５にも示されているように、薄肉部２４と徐変部２６の連結部分３０等が湾曲した表面形状で滑らかに接続されていても良い。なお、図５，６を用いた説明において、前記実施形態と実質的に同一の構造とされた部材および部位については、前記実施形態と同一の符号を付すことにより、それらの詳細な説明を省略する。

さらに、前記実施形態では、薄肉部２４が板状リブ部２０，２２の幅方向に所定の幅寸法：ｗ１をもって延びていたが、例えば図６にも示されているように、薄肉部２４’に幅寸法を設けずに、薄肉部２４’を一対の徐変部２６，２６の連結部分３６に設定して、且つ薄肉部２４’とその幅方向両側の一対の徐変部２６，２６を、板状リブ部２０，２２の幅方向において連続した湾曲面からなる表面形状をもって形成することも可能である。

更にまた、板状リブ部の数は例示の如き二つに限定されるものでなく、一または三以上でも良い。また、板状リブ部が三以上設けられる場合には、それらの間隔が同一であっても良いし、異なっていても良い。

また、前記実施形態では、一対の板状リブ部２０，２２が互いに同一規格とされていたが、互いに異なっていても良い。

さらに、衝撃荷重伝達部は、例示の如き筒状部１２に設けられる必要はなく、例えば特許文献２（特開２００６−０６２６３５号公報）の図６にも示されているような脚部を備えたスリット付き筒状の衝撃荷重伝達部が採用されることも可能である。

加えて、前記実施形態では、本発明の自動車用衝撃吸収部材をバンパ等に適用したものの具体例について示したが、本発明は、その他、自動車において衝撃吸収が要求される部分に対しても適用可能であることは勿論である。

前記実施形態に示された自動車用衝撃吸収部材１０を用いて、本発明の衝撃吸収効果について確認するために試験を行った。かかる試験の内容および結果を以下に実施例として記載する。

先ず、前記実施形態に係る自動車用衝撃部材１０と同一の構造とされた自動車用衝撃吸収部材を４つ準備し、各自動車用衝撃吸収部材の板状リブ部２０の板厚分布を測定した。その結果を実施例１、実施例２、実施例３および実施例４として図７に示す。

また、板状リブ部２０における幅方向一方（図１中、左）の端部を０、幅方向他方（図１中、右）の端部を１とした場合の板厚測定点において、厚さ寸法が最も小さくなる位置を最薄肉点位置とし、かかる最薄肉点位置の厚さ寸法を測定した結果を図７および表１に示す。

さらに、各実施例の徐変部２６の変化率を、式１：ｒ＝（ｔ₁ −ｔ₀ ）／ｗ２を用いて測定した結果を表１の徐変部変化率の左欄（単位：厚みｍｍ／幅ｍｍ）に示すと共に、式２：ｒ＝（（（ｔ₁ −ｔ₀ ）／ｔ₀ ）×１００）／ｗ２を用いて測定した結果を表１の徐変部変化率の右欄（単位：厚み％／幅ｍｍ）に示す。

また、板状リブ部に薄肉部や徐変部を設けずに従来と同様な製造方法により板状リブ部を全体に亘って一定の厚さ寸法となるように成形し、且つ板状リブ部を除く構造が実施例にかかる自動車用衝撃部材１０と略同じ構造とされた自動車用衝撃吸収部材を３つ準備し、上述の実施例と同様に、各自動車用衝撃吸収部材の板状リブ部の板厚分布や最薄肉点位置、徐変部変化率を測定した。その結果を比較例１、比較例２および比較例３として図８および表１に示す。なお、本比較例における徐変部変化率は、最薄肉点位置と隣り合う部分を徐変部と仮定して測定した。

図７、図８および表１からも、本実施例に係る薄肉部２４の厚さ寸法：ｔ₀ に相当する最薄肉点位置が、板状リブ部２０の幅方向の中央部分の２０％の領域にあたる測定位置の０．４〜０．６の間に設定されることが明らかである。一方、比較例に係る板状リブ部の最薄肉点位置は、それぞれバラバラに分布して統一性がなく、特に本比較例１〜３には、板状リブ部２０の幅方向の中央部分の２０％の領域にあたる測定位置の０．４〜０．６の間に一つも存在しない。

また、式２を用いて測定した徐変部変化率は、実施例では２以下とされている一方、比較例では２以上とされている。

次に、このような板厚分布を有する板状リブ部を備えた実施例１〜４および比較例１〜３に係る自動車用衝撃部材を用いて、耐衝撃試験をする。かかる試験では、図９にも示されているように、金属製のベース３８に自動車用衝撃吸収部材１０の取付板部３４を重ね合わせて固着し、第一荷重伝達部１４の上方から直径が７０ｍｍで長さが２００ｍｍの円筒形状のストライカ４０を落下させて、ストライカ４０の長手方向と自動車用衝撃吸収部材１０の長手方向が互いに直交するようにして第一荷重伝達部１４に衝突させる。これにより、第一荷重伝達部１４に３ｍ／ｓの衝撃荷重を及ぼして、第一荷重伝達部１４および第二荷重伝達部１６の変形に伴い、板状リブ部２０に引張変形を生ぜしめる。その結果、板状リブ部２０に破断が生じなかったものを○、破断が生じたものを×として、評価した結果を表１の［リブ破断］の欄に示す。

表１に示される結果からも、比較例１〜３に係る自動車用衝撃吸収部材においては、板状リブ部が破断したのに対して、実施例１〜４に係る自動車用衝撃吸収部材１０においては、板状リブ部２０が破断していないのが明らかである。このことからも、本発明に従う構造とされた自動車用衝撃吸収部材１０では、板状リブ部２０の幅方向中央部分に薄肉部２４が設けられていることによって、ネッキングの幅方向両側に広がる変形域が安定して確保されることに加え、薄肉部２４の幅方向両側に徐変部２６が設けられていることによって、引張変形に伴う断面積の急な変化が抑えられて、板状リブ部２０に破断が生じなかったものと考えられる。また、破断が生じないことから、板状リブ部２０の延性に基づく衝撃吸収性能が、比較例に比して十分に発揮されることが明らかである。

また、式２を用いて表される徐変部変化率：ｒが同じｒ＝２とされる実施例４の自動車用衝撃吸収部材１０と比較例１の自動車用衝撃吸収部材であっても、薄肉部２４が板状リブ部２０の幅方向中央部分に設けられているか否かによって、破断の結果に違いが生じることから、リブ部の破断防止において、薄肉部２４が幅方向の中央部分に設けられることは必須の構成要件であるといえる。

本発明の一実施形態としての自動車用衝撃吸収部材を示す横断面図。 同自動車用衝撃吸収部材を示す全体斜視図。 同自動車用衝撃吸収部材の一部を構成する板状リブ部を拡大してモデル的に示す横断面図。 同板状リブ部の一部を構成する徐変部を拡大してモデル的に示す斜視図。 本発明の別の一具体例としての自動車用衝撃吸収部材の要部を拡大してモデル的に示す横断面図であって、図３のａを拡大した部分に対応したものに相当する図。 本発明のまた別の一具体例としての自動車用衝撃吸収部材の要部を拡大してモデル的に示す横断面図。 本発明の一実施形態としての自動車用衝撃吸収部材を用いて衝撃吸収効果を確認した実施例に係る板状リブ部の板厚分布を示すグラフ。 本発明と異なる構造の自動車用衝撃吸収部材を用いて衝撃吸収効果を確認した比較例に係る板状リブ部の板厚分布を示すグラフ。 同自動車用衝撃吸収部材を用いて衝撃吸収効果を確認した様子を示す図面であって、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図である。

符号の説明

１０：自動車用衝撃吸収部材、１４：第一荷重伝達部、１６：第二荷重伝達部、１８：第三荷重伝達部、２０：第一板状リブ部、２２：第二板状リブ部、２４：薄肉部、２６：徐変部

Claims (7)

1. 一定の中空断面で延びる長手形状を有する合成樹脂材料の一体成形体からなり、衝撃荷重入力方向に対して直交方向に広がる板状リブ部と、該板状リブ部の幅方向両側に連結されて衝撃荷重を該板状リブ部に対して幅方向の分力成分をもって伝達する衝撃荷重伝達部とが形成された自動車用衝撃吸収部材において、
   前記板状リブ部が、幅方向の中央部分に位置して厚さ寸法が最も小さい薄肉部を有していると共に、該薄肉部の幅方向両側において厚さ寸法が幅方向外方に向かって次第に大きくなる一対の徐変部を有していることを特徴とする自動車用衝撃吸収部材。
2. 前記徐変部の最小厚さ寸法となる前記薄肉部の幅方向外側端部と連結される該徐変部の幅方向内側端部の厚さ寸法をｔ₀ とすると共に、該徐変部の最大厚さ寸法となる幅方向外側端部の厚さ寸法をｔ₁ とし、該徐変部の幅寸法（ｗ）に対する厚さ寸法（ｔ）の変化率（ｔ／ｗ）をｒとして、式：ｒ＝（（（ｔ₁ −ｔ₀ ）／ｔ₀ ）×１００）／ｗを用い、０＜ｒ＜２とされている請求項１に記載の自動車用衝撃吸収部材。
3. 前記薄肉部が、一定の厚さ寸法で前記板状リブ部の幅方向に延びるように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。
4. 前記板状リブ部の幅方向において、前記薄肉部と前記徐変部が湾曲した表面形状で滑らかに接続されている請求項１乃至３の何れか一項に記載の自動車用衝撃吸収部材。
5. 前記薄肉部とその幅方向両側の前記一対の徐変部が、前記板状リブ部の幅方向において連続した湾曲面からなる表面形状をもって形成されている請求項４に記載の自動車用衝撃吸収部材。
6. 前記板状リブ部が、衝撃荷重入力方向で互いに離隔して複数設けられている請求項１乃至５の何れか一項に記載の自動車用衝撃吸収部材。
7. 前記板状リブ部の全体の幅方向寸法に対する前記薄肉部の幅方向寸法の比が０〜０．８とされていると共に、該板状リブ部の全体の幅方向寸法に対する前記徐変部の幅方向寸法の比が０．１〜０．５とされている請求項１乃至６の何れか一項に記載の自動車用衝撃吸収部材。

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