衝撃吸収部材
【課題】自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材であって、乗員の足裏位置において、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギを確保する。
【解決手段】自動車の乗員座席の足元を形成する床面又は床面と足元前方傾斜面に敷設される硬質発泡プラスチック製の衝撃吸収部材であって、平板状の基部と、基部の一方の面に形成される複数列の主リブ１２と、主リブ１２と交わって、基部の一方の面に形成される複数列の副リブとを備え、副リブが、少なくとも乗員の足裏部分における、つま先１４１、土踏まず１４２及び／又はかかと１４３の各部位に対応して配置され、さらに、副リブの高さにより圧縮応力が調整される。
【解決手段】自動車の乗員座席の足元を形成する床面又は床面と足元前方傾斜面に敷設される硬質発泡プラスチック製の衝撃吸収部材であって、平板状の基部と、基部の一方の面に形成される複数列の主リブ１２と、主リブ１２と交わって、基部の一方の面に形成される複数列の副リブとを備え、副リブが、少なくとも乗員の足裏部分における、つま先１４１、土踏まず１４２及び／又はかかと１４３の各部位に対応して配置され、さらに、副リブの高さにより圧縮応力が調整される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃荷重が作用したときに、そのエネルギの一部を吸収して、衝撃を緩和する衝撃吸収部材に関し、特に、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車においては、万一の衝突時に乗員を保護するために、客室へのダメージを最小限に抑えることを目的として、ボディーを構造的に変形しやすくしたり、バンパ、天井、床、ドア等の内部に衝撃吸収部材を設けて、衝突時の衝撃をできるだけ吸収することが一般に行われている。
【０００３】
従来、衝撃吸収部材としては、熱硬化性の発泡ウレタンが多く用いられていた。
しかしながら、このような熱硬化性の発泡ウレタンは、リサイクルが困難である上、コスト的にも割高であるばかりでなく、耐水性、耐熱性の経時安定性に課題があり、初期衝撃吸収性能の維持が困難であった。
【０００４】
そこで、近年、リサイクルが容易で、包装用の緩衝材として広く用いられている発泡ポリスチレンや発泡ポリプロピレンなどの発泡熱可塑性樹脂が、衝撃吸収部材として多く使用されるようになってきた。
【０００５】
しかしながら、このような発泡熱可塑性樹脂も、衝撃吸収性能面で、次のような問題がある。
すなわち、発泡ポリスチレンや発泡ポリプロピレン等の発泡熱可塑性樹脂で形成された衝撃吸収部材においては、一度受けた衝撃荷重によって、圧縮ひずみが５０％を超えると、内部に発生する圧縮応力が急激に上昇し、以後、衝撃吸収部材としての性能が著しく低下する。
なお、ここで、圧縮ひずみとは、衝撃吸収部材の元の厚みに対する圧縮変形の割合を意味し、以下の説明ではひずみ量（％）で表す。
【０００６】
したがって、発泡熱可塑性樹脂の衝撃吸収部材を自動車などの用途に用いる場合は、圧縮ひずみ（ひずみ量）が許容される圧縮応力の範囲内で設計されなければならないため、最大許容圧縮応力に至るエネルギ量が十分でなくなるという問題がある。
【０００７】
また、多様な衝撃荷重に対応し、要求される圧縮応力の範囲内で要求される衝撃吸収性能を発現するためには、衝撃吸収部材の肉厚を大きくする必要があり、バンパ、天井、床、ドアなどの各部の寸法を大きくせざるを得ないといった問題がある。
【０００８】
一般に、自動車に用いられる衝撃吸収部材は設置スペースの関係から、衝撃吸収部材の潰れ代は限られており、およそ３０〜１００ｍｍ程度である。
他方、衝撃吸収部材は衝突時の乗員保護を目的とすることから、人に加わる圧縮応力を、数１０Ｎ／ｃｍ２以内に抑えなければならない。
【０００９】
また、衝撃吸収部材の性能（すなわち、衝撃吸収エネルギ）は、衝突による衝撃吸収部材の潰れ代と、そのときの応力値の積分値で表されることから、許容できる圧縮応力値の範囲内で、より大きい潰れ代を確保することが必要とされる。
【００１０】
本発明者らは、先に、発泡樹脂からなり、特定のリブ構造を有する発泡成形品が高い衝撃吸収性能を示すこと見出した（特許文献１参照）。
この発泡成形品は、比較的薄い潰れ代で設計される衝撃吸収部材としては有効であるが、大きい吸収エネルギを吸収するために大きな潰れ代を確保しなければならない衝撃吸収部材として用いるには、改善の余地があった。
【００１１】
さらに、本発明者らは、発泡樹脂からなり、基部の一方面上に形成される主リブと、この主リブと交差して基部の同一面上に形成され、主リブと高さの異なる副リブとを組み合わせた構造の発泡成形品が、衝撃吸収性能に優れていることを見出した（特許文献２参照）。
しかしながら、この発泡成形品は、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として使用する場合には、衝撃吸収性能の点で改良の余地があった。
【００１２】
すなわち、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材では、乗員の足裏位置において衝撃荷重が作用したとき衝撃加重による圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギを確保することが求められている。しかし、特許文献２に示される衝撃吸収部材では、乗員の足裏とリブの位置関係が特定されないため、乗員の足裏位置において、必要な衝撃吸収性能を得られない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−３４１４４９号公報
【特許文献２】特開２００４−９８７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、乗員の足裏位置において、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギが確保でき、その結果、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として優れた衝撃吸収性能を発揮することができる衝撃吸収部材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の衝撃吸収部材は、自動車の乗員座席の足元を形成する足元前方傾斜面、又は床面と足元前方傾斜面に敷設される硬質発泡プラスチック製の衝撃吸収部材であって、平板状の基部と、前記基部の一方の面に形成される複数列の主リブと、前記主リブと交差して前記基部の一方の面に形成され、前記主リブの高さの２５〜１００％の高さの副リブとを備え、前記主リブを乗員の足裏のつま先からかかとの方向に配置し、前記副リブを、少なくとも、前記足裏における、土踏まず及び／又はかかとの各部と対応する部分に配置し、さらに、前記各部位と対応する部分に配置した前記副リブの高さを異ならせて、圧縮応力を前記各部位と対応する部分ごとに調整した構成としてある。
【００１６】
このようにすると、乗員の足裏位置において、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギが確保できるので、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として優れた衝撃吸収性能を発揮することができる。
【００１７】
また、前記副リブの高さを、前記主リブの高さの１００％未満としてあるので、乗員の足裏位置で衝撃荷重が作用したとき、初期における動的及び静的な圧縮応力の強さを主リブで決定しつつ、衝撃による主リブの倒れを副リブで抑制すると共に、ひずみ後半における圧縮応力を副リブの高さなどに応じて調整することができる。
【００１８】
ここで、本発明の衝撃吸収部材は、副リブの高さ関係を、つま先と対応する部分＜かかとと対応する部分＜土踏まずと対応する部分とすることが好ましい。
このようにすると、足裏からの圧縮応力の強さを調節しやすいからである。
【００１９】
また、本発明の衝撃吸収部材は、前記主リブの平均幅が、前記衝撃吸収部材の全厚の０．０５倍〜０．３倍としてある。
このようにすると、衝撃吸収部材の発泡成形を困難にすることなく、衝撃吸収部材の内部に適度な圧縮応力を発生させることができる。
【００２０】
また、本発明の衝撃吸収部材は、前記硬質発泡プラスチックの密度が、０．０２ｇ／ｍｌ〜０．２ｇ／ｍｌとしてある。
このようにすると、衝撃吸収部材の重量の低減を困難にすることなく、衝撃吸収部材の内部に適度な圧縮応力を発生させることができる。
【００２１】
さらに、本発明の衝撃吸収部材は、前記硬質発泡プラスチックが、スチレン系共重合体としてある。
このようにすると、衝撃吸収部材の発泡成形を容易にして製造コストが削減できるだけでなく、衝撃吸収部材のリサイクル性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、乗員の足裏位置において、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギが確保できるので、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として優れた衝撃吸収性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の底面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材のＡ−Ａ部分拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る衝撃吸収部材の側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の副リブの配置例を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の副リブの配置例を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の副リブの配置例を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の副リブの配置例を示す斜視図である。
【図１０】実施例１〜３で製造した衝撃吸収部材における、動的圧縮応力に対する圧縮ひずみ量の関係を示すグラフである。
【図１１】実施例２、実施例４及び実施例５で製造した衝撃吸収部材における、動的圧縮応力に対する圧縮ひずみ量の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例２及び実施例６で製造した衝撃吸収部材における、動的圧縮応力に対する圧縮ひずみ量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の衝撃吸収部材について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の一部を示す底面図、図２は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の一部を示す側面図である。図２では、衝撃吸収部材を足元前方傾斜面に敷設した例を示している。
これらの図に示すように、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材１は、自動車の乗員座席の足元周りを形成する足元前方傾斜面、又は足元前方傾斜面と床面に敷設される硬質発泡体からなる衝撃緩衝部材であって、基部１１、主リブ１２及び副リブ１３を備えて構成されている。
ここで、硬質発砲体としては、スチレン系共重合体などを用いることが好ましい。
なお、図１及び図２に示される靴型形状負荷子１４は、乗員の足裏を想定した実験用治具であり、つま先１４１、土踏まず１４２及びかかと１４３を備えている。
【００２５】
基部１１は、平板状であり、その一方の面（足元前方傾斜面及び床面とする対向面）に複数列の主リブ１２及び副リブ１３が交差した状態で形成されている。すなわち、主リブ１２は、図１において縦方向へ平行に均等間隔で形成され、副リブ１３は、主リブ１２と直角に交差するように、横方向を向いて平行に形成されている。
乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材１では、乗員の足裏位置において、衝撃荷重を効率良く吸収する必要があり、具体的には、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギを確保することが求められる。
【００２６】
本実施形態の衝撃吸収部材１では、このような要求を満たすために、副リブ１３が、少なくとも乗員の足裏部分における、つま先、土踏まず及び／又はかかとの各部位に対応した部分に配置され、さらに、各部分に配置された副リブ１３の高さを異ならせて形成することによって圧縮応力が異なるように調整されている。
これにより、乗員の足裏位置において衝撃荷重を効率良く吸収でき、その結果、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として優れた衝撃吸収性能を発揮することができる。
【００２７】
副リブ１３の形成間隔は、一般的な乗員の足裏寸法を考慮して決定される。例えば、本実施形態のように、乗員の足裏における、つま先、土踏まず及びかかとの各部位に対応した部分に、それぞれ一本ずつの副リブ１３１，１３２，１３３を形成する場合、副リブ１３の形成間隔は、５〜１３ｃｍ程度とすることが好ましい。
また、衝撃吸収部材１に対する乗員の足裏位置が予め特定されていない場合は、副リブ１３の形成間隔を上記の場合よりも小さくすることが好ましい。例えば、３〜５ｃｍ程度の間隔で副リブ１３を形成する。このようにすると、乗員が衝撃吸収部材１上に適当に足を載せたときでも、乗員の足裏における、つま先、土踏まず及びかかとの各部位に対応し、副リブ１３を配置させることができる。
【００２８】
衝撃吸収部材１を足元前方傾斜面に敷設するときは、図２に示すように、かかとが床面に当接した状態で衝撃吸収部材１と当接することになるので、かかとに対応する部分の副リブ１３３の位置が特定しやすくなる。また、かかとに対応する部分の副リブ１３３の位置を基準にして土踏まずに対応する部分の副リブ１３２及びつま先に対応する部分の副リブ１３１の位置も特定しやすくなる。
具体的には、床面からかかとに対応する部分の副リブ１３３までの間隔（ｓ１）を３〜８ｃｍとし、かかとに対応する部分の副リブ１３３から土踏まずに対応する部分の副リブ１３２までの間隔（ｓ２）を５〜１３ｃｍとし、土踏まずに対応する部分の副リブ１３２からつま先に対応する部分の副リブ１３１までの間隔（ｓ３）を５〜１３ｃｍとする。
【００２９】
副リブ１３の高さは、主リブ１２の高さより低くすることが好ましい。このようにすると、乗員の足裏位置で衝撃荷重が作用したとき、初期における動的及び静的な圧縮応力の強さを主リブ１２で決定しつつ、衝撃による主リブ１２の倒れを副リブ１３で抑制すると共に、ひずみ後半における圧縮応力を副リブ１３の高さなどに応じて調整することができる。
【００３０】
また、副リブ１３１，１３２，１３３間の高低差については、つま先と対応する部分の副リブ１３１＜かかとと対応する部分の副リブ１３２＜土踏まずと対応する部分の副リブ１３３の関係とすることが好ましい。
このようにすると、足裏からの圧縮応力の強さを調節しやすいからである。
具体的には、つま先と対応する部分の副リブ１３１の高さを、主リブ１２の高さの０〜５０％の高さとし、かかとと対応する部分の副リブ１３３の高さを、主リブ１２の高さの２５〜１００％の高さとし、土踏まずと対応する部分の副リブ１３２の高さを、主リブ１２の高さの２５〜１００％の高さとすることが好ましい。
つま先と対応する部分の副リブ１３１の高さが主リブ１２の高さの０〜５０％の高さであると、足裏からの圧力応力の強さを調整しやすくなり好ましい。また、かかとと対応する部分の副リブ１３３の高さが主リブ１２の高さの２５〜１００％の高さであると、圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移しやすくなり好ましい。さらに、土踏まずと対応する部分の副リブ１３２の高さが主リブ１２の高さの２５〜１００％の高さであると、部材の剛性が向上し好ましい。
なお、つま先と対応する部分の副リブ１３１を省略すると多少剛性不足となり、かかとと対応する部分の副リブ１３３を省略すると多少圧縮応力が低下し、土踏まずと対応する部分の副リブ１３２を省略すると多少剛性不足となるが、実用上は問題ない。
【００３１】
図３は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の図１におけるＡ−Ａ断面図、図４は、同じくＡ−Ａ部分拡大断面図である。
これらの図に示すように、主リブ１２の断面形状は、台形であり、主リブ下底部１２２の幅ｗ２が主リブ上底部（基材１１との接続部）１２１の幅ｗ１よりも小さくなっている。さらに、主リブ１２の平均幅ｗａ＝（ｗ１＋ｗ２）／２と衝撃吸収部材１の全厚ｔ３との関係が０．０５×ｔ３≦ｗａ≦０．３×ｔ３となるように幅ｗ１、ｗ２及び全厚ｔ３を選択することが好ましい。０．０５倍未満では主リブ１２の幅が小さくなり過ぎ、衝撃吸収部材１の発泡成形が困難になるだけでなく、衝撃荷重を加えたときに、衝撃吸収部材１の内部に十分な圧縮応力が発生しないおそれがあり、また、０．３倍を超えると、衝撃吸収部材１の内部に発生する圧縮衝撃荷重が大きくなり過ぎ、必要とする衝撃吸収性能が十分に得られないおそれがある。
【００３２】
主リブ１２の高さｔ２は、衝撃吸収部材の全厚ｔ３に対し、０．５×ｔ３≦ｔ２≦１．０×ｔ３に設定することが好ましい。０．５倍未満では、衝撃吸収域が狭く経済的ではない。上限は、一般には０．９倍を越えると発泡成形の作業上支障をきたし、生産性を阻害するため好ましくない。しかし、後加工等により基部１１を除いてもよいし、基部１１は部分的に欠けていてもよい。衝撃吸収性能と経済上の理由により、特に０．７×ｔ３≦ｔ２≦０．９×ｔ３が好ましい。
【００３３】
また、副リブ１３の幅ｗ３（図１）は、圧縮途中での主リブ１２の倒れる位置を規定できる幅なら、特に制限はないが、通常、主リブ１２の幅ｗａの５０〜１００％程度に設定する。
また、主リブ１２は基部１１の垂線に対し、傾斜角度αで傾斜している。傾斜角度αが、０°〜７°の範囲となるようテーパ状の形態が好ましい。より好ましくは、３°〜５°の範囲である。傾斜角αが０°より小さいときは、発泡樹脂の成型工程において、離型が容易ではなく、７°より大きいと、圧縮ひずみに対する応力上昇が漸増するため好ましくない。
【００３４】
本実施形態における衝撃吸収部材１は、足元前方傾斜面に敷設する形態について説明したが、足元前方傾斜面と床面に敷設することもできる。この場合、図５に示すように、足元前方傾斜面と床面に敷設される部分を一体成形してもよく、また、別個に成形して公知の接合手段で接合してもよい。
【００３５】
次に、衝撃吸収部材１の作用について説明する。
衝撃吸収部材１は、図２の矢印に示されるように、乗員の足裏から主リブ１２及び副リブ１３に対して垂直の衝撃荷重が加わると、まず、主リブ１２が圧縮される。ここで、主リブ１２は、単に圧縮されるだけでなく、屈曲により倒れる可能性があるが、屈曲位置が副リブ１３の高さｔ１よりも高い位置に制限されるので、圧縮初期における動的及び静的な圧縮応力の強さを主リブ１２で決定しつつ、衝撃による主リブ１２の倒れを副リブ１３で抑制し、安定した圧縮応力を生じることができる。したがって、副リブ１３を有しないもののように、主リブ１２が不特定箇所で屈曲することにより生じる、ひずみ途中での急激な圧縮応力の低下を回避することができる。
【００３６】
また、ひずみ後半においては、主リブ１２及び副リブ１３が圧縮される。この起点は、副リブ１３の高さに応じて変わるので、副リブ１３の高さを調整しておくことによって、圧縮応力を調整することができる。例えば、高さの一定な格子リブ構造の場合、圧縮ひずみが大きくなったとき圧縮応力が急激に上昇する可能性があるが、副リブ１３の高さにより圧縮応力を調整することにより、急激な圧縮応力の上昇を回避できる。
その結果、乗員の足裏位置において、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギを確保することができる。
【００３７】
なお、本発明の実施形態を示す図は、衝撃吸収部材１の一部を示したものであり、主リブ１２と副リブ１３の数及び高さは、使用分野により要求される最大圧縮応力に応じて、適宜決定することができる。
また、衝撃吸収部材１の全体の形も用途に合わせて各形状に成形することができる。
【００３８】
例えば、本実施形態の衝撃吸収部材１では、図６に示すように、すべての副リブ１３の高さを同じにしているが、図７に示すように、高さが異なる二種類の副リブ１３を交互に配置したり、図８に示すように、副リブ１３を部分的に省いて歯抜け状に構成することもできる。また、図９に示すように、副リブ１３の先端面を長さ方向に傾斜する傾斜面とし、複数の副リブ１３に亘って連続的に高さを変化させるようにしてもよい。また、複数の副リブ１３に亘って段階的に高さを変化させることもできる。
また、本実施形態の衝撃吸収部材１では、図６に示すように、副リブ１３の向きが主リブ１２に対して直交しているが、図９に示すように、副リブ１３の向きを主リブ１２に対して傾斜させてもよい。
【００３９】
主リブ１２及び副リブ１３で形成される格子状の形状については、図１に示すように、主リブ１２と副リブ１３が直角に交差する四角形だけでなく、三角形、六角形等の多角形でもよい。これらは、主リブ１２と副リブ１３を明確に分けることで同様な効果を発揮することができる。但し、金型製作や最大圧縮応力値の設計等が煩雑になるため、四角形状が好ましい。
また、主リブ１２と副リブ１３の一部が欠けていてもよい。
【００４０】
主リブ１２の断面形状は、台形に限らず長方形、三角形や半円形状等であってもよい。
また、主リブ１２は、幅が連続的に変化するものに限らず、衝撃荷重の作用方向に沿って段階的に幅が変化するものであってもよい。このようにすると、衝撃に対してリブ折れによる圧縮応力の低下を制御でき、圧縮ひずみが大きくなっても急激な圧縮応力の上昇を抑制することができるという利点がある。
【００４１】
衝撃吸収部材１の基部１１、主リブ１２及び副リブ１３を構成する材料としては、使用される用途により様々な材料を用いることができる。好ましくは、発泡熱可塑性樹脂から構成される。
【００４２】
衝撃吸収部材１に使用される熱可塑性樹脂の材料としては、種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレンや、スチレンと、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−メチルスチレン、無水マレイン酸、フェニルマレイミドシクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体、アクリル酸、アクリル酸エステル等のアクリル酸系単量体、メタクリル酸、メタクリル酸エステル等のメタクリル酸系単量体を共重合させたスチレン系共重合体、又はメタクリル酸系単量体の単独重合体、メタクリル酸系単量体及びアクリル酸系単量体の２種類以上の組合せによる共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂等が挙げられる。
【００４３】
上記の中でも、製造コスト、リサイクル性、発泡成形性等の点から、スチレン系共重合体が好ましく、耐熱性、耐油性に優れるアクリロニトリル・スチレン共重合体が製造コストや性能の点から好適である。なお、発泡性アクリロニトリル・スチレン共重体の樹脂としては、例えば、日立化成工業（株）製の（商品名：ＨＩＢＥＡＤＳＧＲ）を用いることができる。もちろん、上記した本発明の要件を備えるものであって、自動車用の衝撃吸収部材として用いることができるのであれば、他の樹脂を用いてもよい。
【００４４】
本発明の衝撃吸収部材に使用される熱可塑性樹脂の発泡剤としては、発泡性スチレン系樹脂等の製造に一般的に用いられている発泡剤を用いることができる。この発泡剤は、常温常圧下で気体又は液体であり、かつ上記熱可塑性樹脂を溶解しないような易揮発性有機化合物であるのが好ましい。例えば、ブタン、プロパン、ペンタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の環式脂肪族炭化水素などが挙げられる。
【００４５】
本発明の衝撃吸収部材は、上記の熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む発泡性熱可塑性樹脂粒子を一次発泡させて、所定の密度の発泡熱可塑性樹脂粒子を得た後、所定の形状を有する金型に充填、加熱して形成される。
【００４６】
本発明の衝撃吸収部材を構成する発泡熱可塑性樹脂の密度は、０．０２ｇ／ｍｌ〜０．２ｇ／ｍｌであることが好ましい。密度が、０．０２ｇ／ｍｌ未満では、要求される圧縮応力を達成する物性を得ることが難しい場合があり、０．２ｇ／ｍｌより大きいと、圧縮応力値が高くなるばかりでなく、衝撃吸収部材の重量の低減が困難になるおそれがある。より好ましくは、０．０４ｇ／ｍｌ〜０．１ｇ／ｍｌである。
【００４７】
本発明の衝撃吸収部材は、発泡樹脂がもつ衝撃吸収性能と特定のリブ構造が相乗的に働き、高い衝撃吸収性能を発現できる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例及び比較例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらにより制限されるものではない。
【００４９】
実施例１
（１）発泡性熱可塑性樹脂粒子の一次発泡
発泡性アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂粒子（日立化成工業（株）製、商品名ＨＩＢＥＡＤＳ ＧＲ）を発泡スチロール用のバッチ発泡機（日立化成テクノプラント（株）製、商品名ＨＢＰ−５００ＬＷ）を用い、嵩密度０．０５６ｇ／ｍｌ（発泡倍率：１８倍）に一次発泡した後、成形までの１８時間、通気性の良いサイロに保管した。
【００５０】
（２）衝撃吸収部材の製造
発泡スチロール用成形機（日立化成工業（株）製、商品名モルデックス１０ＶＳ）に、下記表１及び表２に示すスリット状リブ構造となる形状を有する金型をセットし、型締めした。
次に、上記（１）で一次発泡した樹脂粒子を金型に充填し、０．０８ＭＰａのゲージ圧の水蒸気で２５秒間加熱し、金型ごと水冷し、真空冷却した後、成形品を金型から取り出した。このとき、成形品を構成する発泡熱可塑性樹脂の密度は０．０５６ｇ／ｍｌであった。
【００５１】
（３）衝撃吸収部材の衝撃吸収性能の評価
上記（２）で得られた発泡樹脂成形品の衝撃荷重試験を行った。衝撃荷重試験は、試験体より広い平面を有する試験台に試験体を設置し、靴型形状負荷子を取り付けた質量可変のおもりを、試験体の基部側の表面に面直に規定速度で落下させ、おもりに生じた加速度（Ｇ値）と試験体の厚さ変化量（圧縮ひずみ量）とを測定し、衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を評価した。なお、おもりは９ｋｇ、落下高さは１．１ｍとした。
【００５２】
実施例２〜６
金型を交換した他は、実施例１と同様にして、下記の表１及び表２に示す形状を有する衝撃吸収部材を作製し、実施例１と同様にして衝撃吸収性能を評価した。
【００５３】
実施例１〜６で製造した衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を、動的圧縮応力に対する圧縮ひずみを示すグラフを図１０〜図１２に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
図１０〜図１２のグラフから、乗員の足裏部分における、つま先、土踏まず、かかとの各部位に配置された副リブの高さにより、圧縮ひずみ量に対する動的圧縮応力の変化が小さい衝撃吸収部材に調整できることがわかる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 衝撃吸収部材
１１ 基部
１２ 主リブ
１２１ 主リブ上底部
１２２ 主リブ下底部
１３ 副リブ
１４ 靴型形状負荷子
１４１ つま先
１４２ 土踏まず
１４３ かかと
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃荷重が作用したときに、そのエネルギの一部を吸収して、衝撃を緩和する衝撃吸収部材に関し、特に、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車においては、万一の衝突時に乗員を保護するために、客室へのダメージを最小限に抑えることを目的として、ボディーを構造的に変形しやすくしたり、バンパ、天井、床、ドア等の内部に衝撃吸収部材を設けて、衝突時の衝撃をできるだけ吸収することが一般に行われている。
【０００３】
従来、衝撃吸収部材としては、熱硬化性の発泡ウレタンが多く用いられていた。
しかしながら、このような熱硬化性の発泡ウレタンは、リサイクルが困難である上、コスト的にも割高であるばかりでなく、耐水性、耐熱性の経時安定性に課題があり、初期衝撃吸収性能の維持が困難であった。
【０００４】
そこで、近年、リサイクルが容易で、包装用の緩衝材として広く用いられている発泡ポリスチレンや発泡ポリプロピレンなどの発泡熱可塑性樹脂が、衝撃吸収部材として多く使用されるようになってきた。
【０００５】
しかしながら、このような発泡熱可塑性樹脂も、衝撃吸収性能面で、次のような問題がある。
すなわち、発泡ポリスチレンや発泡ポリプロピレン等の発泡熱可塑性樹脂で形成された衝撃吸収部材においては、一度受けた衝撃荷重によって、圧縮ひずみが５０％を超えると、内部に発生する圧縮応力が急激に上昇し、以後、衝撃吸収部材としての性能が著しく低下する。
なお、ここで、圧縮ひずみとは、衝撃吸収部材の元の厚みに対する圧縮変形の割合を意味し、以下の説明ではひずみ量（％）で表す。
【０００６】
したがって、発泡熱可塑性樹脂の衝撃吸収部材を自動車などの用途に用いる場合は、圧縮ひずみ（ひずみ量）が許容される圧縮応力の範囲内で設計されなければならないため、最大許容圧縮応力に至るエネルギ量が十分でなくなるという問題がある。
【０００７】
また、多様な衝撃荷重に対応し、要求される圧縮応力の範囲内で要求される衝撃吸収性能を発現するためには、衝撃吸収部材の肉厚を大きくする必要があり、バンパ、天井、床、ドアなどの各部の寸法を大きくせざるを得ないといった問題がある。
【０００８】
一般に、自動車に用いられる衝撃吸収部材は設置スペースの関係から、衝撃吸収部材の潰れ代は限られており、およそ３０〜１００ｍｍ程度である。
他方、衝撃吸収部材は衝突時の乗員保護を目的とすることから、人に加わる圧縮応力を、数１０Ｎ／ｃｍ２以内に抑えなければならない。
【０００９】
また、衝撃吸収部材の性能（すなわち、衝撃吸収エネルギ）は、衝突による衝撃吸収部材の潰れ代と、そのときの応力値の積分値で表されることから、許容できる圧縮応力値の範囲内で、より大きい潰れ代を確保することが必要とされる。
【００１０】
本発明者らは、先に、発泡樹脂からなり、特定のリブ構造を有する発泡成形品が高い衝撃吸収性能を示すこと見出した（特許文献１参照）。
この発泡成形品は、比較的薄い潰れ代で設計される衝撃吸収部材としては有効であるが、大きい吸収エネルギを吸収するために大きな潰れ代を確保しなければならない衝撃吸収部材として用いるには、改善の余地があった。
【００１１】
さらに、本発明者らは、発泡樹脂からなり、基部の一方面上に形成される主リブと、この主リブと交差して基部の同一面上に形成され、主リブと高さの異なる副リブとを組み合わせた構造の発泡成形品が、衝撃吸収性能に優れていることを見出した（特許文献２参照）。
しかしながら、この発泡成形品は、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として使用する場合には、衝撃吸収性能の点で改良の余地があった。
【００１２】
すなわち、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材では、乗員の足裏位置において衝撃荷重が作用したとき衝撃加重による圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギを確保することが求められている。しかし、特許文献２に示される衝撃吸収部材では、乗員の足裏とリブの位置関係が特定されないため、乗員の足裏位置において、必要な衝撃吸収性能を得られない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−３４１４４９号公報
【特許文献２】特開２００４−９８７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、乗員の足裏位置において、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギが確保でき、その結果、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として優れた衝撃吸収性能を発揮することができる衝撃吸収部材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の衝撃吸収部材は、自動車の乗員座席の足元を形成する足元前方傾斜面、又は床面と足元前方傾斜面に敷設される硬質発泡プラスチック製の衝撃吸収部材であって、平板状の基部と、前記基部の一方の面に形成される複数列の主リブと、前記主リブと交差して前記基部の一方の面に形成され、前記主リブの高さの２５〜１００％の高さの副リブとを備え、前記主リブを乗員の足裏のつま先からかかとの方向に配置し、前記副リブを、少なくとも、前記足裏における、土踏まず及び／又はかかとの各部と対応する部分に配置し、さらに、前記各部位と対応する部分に配置した前記副リブの高さを異ならせて、圧縮応力を前記各部位と対応する部分ごとに調整した構成としてある。
【００１６】
このようにすると、乗員の足裏位置において、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギが確保できるので、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として優れた衝撃吸収性能を発揮することができる。
【００１７】
また、前記副リブの高さを、前記主リブの高さの１００％未満としてあるので、乗員の足裏位置で衝撃荷重が作用したとき、初期における動的及び静的な圧縮応力の強さを主リブで決定しつつ、衝撃による主リブの倒れを副リブで抑制すると共に、ひずみ後半における圧縮応力を副リブの高さなどに応じて調整することができる。
【００１８】
ここで、本発明の衝撃吸収部材は、副リブの高さ関係を、つま先と対応する部分＜かかとと対応する部分＜土踏まずと対応する部分とすることが好ましい。
このようにすると、足裏からの圧縮応力の強さを調節しやすいからである。
【００１９】
また、本発明の衝撃吸収部材は、前記主リブの平均幅が、前記衝撃吸収部材の全厚の０．０５倍〜０．３倍としてある。
このようにすると、衝撃吸収部材の発泡成形を困難にすることなく、衝撃吸収部材の内部に適度な圧縮応力を発生させることができる。
【００２０】
また、本発明の衝撃吸収部材は、前記硬質発泡プラスチックの密度が、０．０２ｇ／ｍｌ〜０．２ｇ／ｍｌとしてある。
このようにすると、衝撃吸収部材の重量の低減を困難にすることなく、衝撃吸収部材の内部に適度な圧縮応力を発生させることができる。
【００２１】
さらに、本発明の衝撃吸収部材は、前記硬質発泡プラスチックが、スチレン系共重合体としてある。
このようにすると、衝撃吸収部材の発泡成形を容易にして製造コストが削減できるだけでなく、衝撃吸収部材のリサイクル性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、乗員の足裏位置において、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギが確保できるので、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として優れた衝撃吸収性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の底面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材のＡ−Ａ部分拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る衝撃吸収部材の側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の副リブの配置例を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の副リブの配置例を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の副リブの配置例を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の副リブの配置例を示す斜視図である。
【図１０】実施例１〜３で製造した衝撃吸収部材における、動的圧縮応力に対する圧縮ひずみ量の関係を示すグラフである。
【図１１】実施例２、実施例４及び実施例５で製造した衝撃吸収部材における、動的圧縮応力に対する圧縮ひずみ量の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例２及び実施例６で製造した衝撃吸収部材における、動的圧縮応力に対する圧縮ひずみ量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の衝撃吸収部材について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の一部を示す底面図、図２は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の一部を示す側面図である。図２では、衝撃吸収部材を足元前方傾斜面に敷設した例を示している。
これらの図に示すように、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材１は、自動車の乗員座席の足元周りを形成する足元前方傾斜面、又は足元前方傾斜面と床面に敷設される硬質発泡体からなる衝撃緩衝部材であって、基部１１、主リブ１２及び副リブ１３を備えて構成されている。
ここで、硬質発砲体としては、スチレン系共重合体などを用いることが好ましい。
なお、図１及び図２に示される靴型形状負荷子１４は、乗員の足裏を想定した実験用治具であり、つま先１４１、土踏まず１４２及びかかと１４３を備えている。
【００２５】
基部１１は、平板状であり、その一方の面（足元前方傾斜面及び床面とする対向面）に複数列の主リブ１２及び副リブ１３が交差した状態で形成されている。すなわち、主リブ１２は、図１において縦方向へ平行に均等間隔で形成され、副リブ１３は、主リブ１２と直角に交差するように、横方向を向いて平行に形成されている。
乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材１では、乗員の足裏位置において、衝撃荷重を効率良く吸収する必要があり、具体的には、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギを確保することが求められる。
【００２６】
本実施形態の衝撃吸収部材１では、このような要求を満たすために、副リブ１３が、少なくとも乗員の足裏部分における、つま先、土踏まず及び／又はかかとの各部位に対応した部分に配置され、さらに、各部分に配置された副リブ１３の高さを異ならせて形成することによって圧縮応力が異なるように調整されている。
これにより、乗員の足裏位置において衝撃荷重を効率良く吸収でき、その結果、自動車の乗員座席の足元周りに敷設される衝撃吸収部材として優れた衝撃吸収性能を発揮することができる。
【００２７】
副リブ１３の形成間隔は、一般的な乗員の足裏寸法を考慮して決定される。例えば、本実施形態のように、乗員の足裏における、つま先、土踏まず及びかかとの各部位に対応した部分に、それぞれ一本ずつの副リブ１３１，１３２，１３３を形成する場合、副リブ１３の形成間隔は、５〜１３ｃｍ程度とすることが好ましい。
また、衝撃吸収部材１に対する乗員の足裏位置が予め特定されていない場合は、副リブ１３の形成間隔を上記の場合よりも小さくすることが好ましい。例えば、３〜５ｃｍ程度の間隔で副リブ１３を形成する。このようにすると、乗員が衝撃吸収部材１上に適当に足を載せたときでも、乗員の足裏における、つま先、土踏まず及びかかとの各部位に対応し、副リブ１３を配置させることができる。
【００２８】
衝撃吸収部材１を足元前方傾斜面に敷設するときは、図２に示すように、かかとが床面に当接した状態で衝撃吸収部材１と当接することになるので、かかとに対応する部分の副リブ１３３の位置が特定しやすくなる。また、かかとに対応する部分の副リブ１３３の位置を基準にして土踏まずに対応する部分の副リブ１３２及びつま先に対応する部分の副リブ１３１の位置も特定しやすくなる。
具体的には、床面からかかとに対応する部分の副リブ１３３までの間隔（ｓ１）を３〜８ｃｍとし、かかとに対応する部分の副リブ１３３から土踏まずに対応する部分の副リブ１３２までの間隔（ｓ２）を５〜１３ｃｍとし、土踏まずに対応する部分の副リブ１３２からつま先に対応する部分の副リブ１３１までの間隔（ｓ３）を５〜１３ｃｍとする。
【００２９】
副リブ１３の高さは、主リブ１２の高さより低くすることが好ましい。このようにすると、乗員の足裏位置で衝撃荷重が作用したとき、初期における動的及び静的な圧縮応力の強さを主リブ１２で決定しつつ、衝撃による主リブ１２の倒れを副リブ１３で抑制すると共に、ひずみ後半における圧縮応力を副リブ１３の高さなどに応じて調整することができる。
【００３０】
また、副リブ１３１，１３２，１３３間の高低差については、つま先と対応する部分の副リブ１３１＜かかとと対応する部分の副リブ１３２＜土踏まずと対応する部分の副リブ１３３の関係とすることが好ましい。
このようにすると、足裏からの圧縮応力の強さを調節しやすいからである。
具体的には、つま先と対応する部分の副リブ１３１の高さを、主リブ１２の高さの０〜５０％の高さとし、かかとと対応する部分の副リブ１３３の高さを、主リブ１２の高さの２５〜１００％の高さとし、土踏まずと対応する部分の副リブ１３２の高さを、主リブ１２の高さの２５〜１００％の高さとすることが好ましい。
つま先と対応する部分の副リブ１３１の高さが主リブ１２の高さの０〜５０％の高さであると、足裏からの圧力応力の強さを調整しやすくなり好ましい。また、かかとと対応する部分の副リブ１３３の高さが主リブ１２の高さの２５〜１００％の高さであると、圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移しやすくなり好ましい。さらに、土踏まずと対応する部分の副リブ１３２の高さが主リブ１２の高さの２５〜１００％の高さであると、部材の剛性が向上し好ましい。
なお、つま先と対応する部分の副リブ１３１を省略すると多少剛性不足となり、かかとと対応する部分の副リブ１３３を省略すると多少圧縮応力が低下し、土踏まずと対応する部分の副リブ１３２を省略すると多少剛性不足となるが、実用上は問題ない。
【００３１】
図３は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の図１におけるＡ−Ａ断面図、図４は、同じくＡ−Ａ部分拡大断面図である。
これらの図に示すように、主リブ１２の断面形状は、台形であり、主リブ下底部１２２の幅ｗ２が主リブ上底部（基材１１との接続部）１２１の幅ｗ１よりも小さくなっている。さらに、主リブ１２の平均幅ｗａ＝（ｗ１＋ｗ２）／２と衝撃吸収部材１の全厚ｔ３との関係が０．０５×ｔ３≦ｗａ≦０．３×ｔ３となるように幅ｗ１、ｗ２及び全厚ｔ３を選択することが好ましい。０．０５倍未満では主リブ１２の幅が小さくなり過ぎ、衝撃吸収部材１の発泡成形が困難になるだけでなく、衝撃荷重を加えたときに、衝撃吸収部材１の内部に十分な圧縮応力が発生しないおそれがあり、また、０．３倍を超えると、衝撃吸収部材１の内部に発生する圧縮衝撃荷重が大きくなり過ぎ、必要とする衝撃吸収性能が十分に得られないおそれがある。
【００３２】
主リブ１２の高さｔ２は、衝撃吸収部材の全厚ｔ３に対し、０．５×ｔ３≦ｔ２≦１．０×ｔ３に設定することが好ましい。０．５倍未満では、衝撃吸収域が狭く経済的ではない。上限は、一般には０．９倍を越えると発泡成形の作業上支障をきたし、生産性を阻害するため好ましくない。しかし、後加工等により基部１１を除いてもよいし、基部１１は部分的に欠けていてもよい。衝撃吸収性能と経済上の理由により、特に０．７×ｔ３≦ｔ２≦０．９×ｔ３が好ましい。
【００３３】
また、副リブ１３の幅ｗ３（図１）は、圧縮途中での主リブ１２の倒れる位置を規定できる幅なら、特に制限はないが、通常、主リブ１２の幅ｗａの５０〜１００％程度に設定する。
また、主リブ１２は基部１１の垂線に対し、傾斜角度αで傾斜している。傾斜角度αが、０°〜７°の範囲となるようテーパ状の形態が好ましい。より好ましくは、３°〜５°の範囲である。傾斜角αが０°より小さいときは、発泡樹脂の成型工程において、離型が容易ではなく、７°より大きいと、圧縮ひずみに対する応力上昇が漸増するため好ましくない。
【００３４】
本実施形態における衝撃吸収部材１は、足元前方傾斜面に敷設する形態について説明したが、足元前方傾斜面と床面に敷設することもできる。この場合、図５に示すように、足元前方傾斜面と床面に敷設される部分を一体成形してもよく、また、別個に成形して公知の接合手段で接合してもよい。
【００３５】
次に、衝撃吸収部材１の作用について説明する。
衝撃吸収部材１は、図２の矢印に示されるように、乗員の足裏から主リブ１２及び副リブ１３に対して垂直の衝撃荷重が加わると、まず、主リブ１２が圧縮される。ここで、主リブ１２は、単に圧縮されるだけでなく、屈曲により倒れる可能性があるが、屈曲位置が副リブ１３の高さｔ１よりも高い位置に制限されるので、圧縮初期における動的及び静的な圧縮応力の強さを主リブ１２で決定しつつ、衝撃による主リブ１２の倒れを副リブ１３で抑制し、安定した圧縮応力を生じることができる。したがって、副リブ１３を有しないもののように、主リブ１２が不特定箇所で屈曲することにより生じる、ひずみ途中での急激な圧縮応力の低下を回避することができる。
【００３６】
また、ひずみ後半においては、主リブ１２及び副リブ１３が圧縮される。この起点は、副リブ１３の高さに応じて変わるので、副リブ１３の高さを調整しておくことによって、圧縮応力を調整することができる。例えば、高さの一定な格子リブ構造の場合、圧縮ひずみが大きくなったとき圧縮応力が急激に上昇する可能性があるが、副リブ１３の高さにより圧縮応力を調整することにより、急激な圧縮応力の上昇を回避できる。
その結果、乗員の足裏位置において、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することにより、高い衝撃吸収エネルギを確保することができる。
【００３７】
なお、本発明の実施形態を示す図は、衝撃吸収部材１の一部を示したものであり、主リブ１２と副リブ１３の数及び高さは、使用分野により要求される最大圧縮応力に応じて、適宜決定することができる。
また、衝撃吸収部材１の全体の形も用途に合わせて各形状に成形することができる。
【００３８】
例えば、本実施形態の衝撃吸収部材１では、図６に示すように、すべての副リブ１３の高さを同じにしているが、図７に示すように、高さが異なる二種類の副リブ１３を交互に配置したり、図８に示すように、副リブ１３を部分的に省いて歯抜け状に構成することもできる。また、図９に示すように、副リブ１３の先端面を長さ方向に傾斜する傾斜面とし、複数の副リブ１３に亘って連続的に高さを変化させるようにしてもよい。また、複数の副リブ１３に亘って段階的に高さを変化させることもできる。
また、本実施形態の衝撃吸収部材１では、図６に示すように、副リブ１３の向きが主リブ１２に対して直交しているが、図９に示すように、副リブ１３の向きを主リブ１２に対して傾斜させてもよい。
【００３９】
主リブ１２及び副リブ１３で形成される格子状の形状については、図１に示すように、主リブ１２と副リブ１３が直角に交差する四角形だけでなく、三角形、六角形等の多角形でもよい。これらは、主リブ１２と副リブ１３を明確に分けることで同様な効果を発揮することができる。但し、金型製作や最大圧縮応力値の設計等が煩雑になるため、四角形状が好ましい。
また、主リブ１２と副リブ１３の一部が欠けていてもよい。
【００４０】
主リブ１２の断面形状は、台形に限らず長方形、三角形や半円形状等であってもよい。
また、主リブ１２は、幅が連続的に変化するものに限らず、衝撃荷重の作用方向に沿って段階的に幅が変化するものであってもよい。このようにすると、衝撃に対してリブ折れによる圧縮応力の低下を制御でき、圧縮ひずみが大きくなっても急激な圧縮応力の上昇を抑制することができるという利点がある。
【００４１】
衝撃吸収部材１の基部１１、主リブ１２及び副リブ１３を構成する材料としては、使用される用途により様々な材料を用いることができる。好ましくは、発泡熱可塑性樹脂から構成される。
【００４２】
衝撃吸収部材１に使用される熱可塑性樹脂の材料としては、種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレンや、スチレンと、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−メチルスチレン、無水マレイン酸、フェニルマレイミドシクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体、アクリル酸、アクリル酸エステル等のアクリル酸系単量体、メタクリル酸、メタクリル酸エステル等のメタクリル酸系単量体を共重合させたスチレン系共重合体、又はメタクリル酸系単量体の単独重合体、メタクリル酸系単量体及びアクリル酸系単量体の２種類以上の組合せによる共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂等が挙げられる。
【００４３】
上記の中でも、製造コスト、リサイクル性、発泡成形性等の点から、スチレン系共重合体が好ましく、耐熱性、耐油性に優れるアクリロニトリル・スチレン共重合体が製造コストや性能の点から好適である。なお、発泡性アクリロニトリル・スチレン共重体の樹脂としては、例えば、日立化成工業（株）製の（商品名：ＨＩＢＥＡＤＳＧＲ）を用いることができる。もちろん、上記した本発明の要件を備えるものであって、自動車用の衝撃吸収部材として用いることができるのであれば、他の樹脂を用いてもよい。
【００４４】
本発明の衝撃吸収部材に使用される熱可塑性樹脂の発泡剤としては、発泡性スチレン系樹脂等の製造に一般的に用いられている発泡剤を用いることができる。この発泡剤は、常温常圧下で気体又は液体であり、かつ上記熱可塑性樹脂を溶解しないような易揮発性有機化合物であるのが好ましい。例えば、ブタン、プロパン、ペンタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の環式脂肪族炭化水素などが挙げられる。
【００４５】
本発明の衝撃吸収部材は、上記の熱可塑性樹脂及び発泡剤を含む発泡性熱可塑性樹脂粒子を一次発泡させて、所定の密度の発泡熱可塑性樹脂粒子を得た後、所定の形状を有する金型に充填、加熱して形成される。
【００４６】
本発明の衝撃吸収部材を構成する発泡熱可塑性樹脂の密度は、０．０２ｇ／ｍｌ〜０．２ｇ／ｍｌであることが好ましい。密度が、０．０２ｇ／ｍｌ未満では、要求される圧縮応力を達成する物性を得ることが難しい場合があり、０．２ｇ／ｍｌより大きいと、圧縮応力値が高くなるばかりでなく、衝撃吸収部材の重量の低減が困難になるおそれがある。より好ましくは、０．０４ｇ／ｍｌ〜０．１ｇ／ｍｌである。
【００４７】
本発明の衝撃吸収部材は、発泡樹脂がもつ衝撃吸収性能と特定のリブ構造が相乗的に働き、高い衝撃吸収性能を発現できる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例及び比較例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらにより制限されるものではない。
【００４９】
実施例１
（１）発泡性熱可塑性樹脂粒子の一次発泡
発泡性アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂粒子（日立化成工業（株）製、商品名ＨＩＢＥＡＤＳ ＧＲ）を発泡スチロール用のバッチ発泡機（日立化成テクノプラント（株）製、商品名ＨＢＰ−５００ＬＷ）を用い、嵩密度０．０５６ｇ／ｍｌ（発泡倍率：１８倍）に一次発泡した後、成形までの１８時間、通気性の良いサイロに保管した。
【００５０】
（２）衝撃吸収部材の製造
発泡スチロール用成形機（日立化成工業（株）製、商品名モルデックス１０ＶＳ）に、下記表１及び表２に示すスリット状リブ構造となる形状を有する金型をセットし、型締めした。
次に、上記（１）で一次発泡した樹脂粒子を金型に充填し、０．０８ＭＰａのゲージ圧の水蒸気で２５秒間加熱し、金型ごと水冷し、真空冷却した後、成形品を金型から取り出した。このとき、成形品を構成する発泡熱可塑性樹脂の密度は０．０５６ｇ／ｍｌであった。
【００５１】
（３）衝撃吸収部材の衝撃吸収性能の評価
上記（２）で得られた発泡樹脂成形品の衝撃荷重試験を行った。衝撃荷重試験は、試験体より広い平面を有する試験台に試験体を設置し、靴型形状負荷子を取り付けた質量可変のおもりを、試験体の基部側の表面に面直に規定速度で落下させ、おもりに生じた加速度（Ｇ値）と試験体の厚さ変化量（圧縮ひずみ量）とを測定し、衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を評価した。なお、おもりは９ｋｇ、落下高さは１．１ｍとした。
【００５２】
実施例２〜６
金型を交換した他は、実施例１と同様にして、下記の表１及び表２に示す形状を有する衝撃吸収部材を作製し、実施例１と同様にして衝撃吸収性能を評価した。
【００５３】
実施例１〜６で製造した衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を、動的圧縮応力に対する圧縮ひずみを示すグラフを図１０〜図１２に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
図１０〜図１２のグラフから、乗員の足裏部分における、つま先、土踏まず、かかとの各部位に配置された副リブの高さにより、圧縮ひずみ量に対する動的圧縮応力の変化が小さい衝撃吸収部材に調整できることがわかる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 衝撃吸収部材
１１ 基部
１２ 主リブ
１２１ 主リブ上底部
１２２ 主リブ下底部
１３ 副リブ
１４ 靴型形状負荷子
１４１ つま先
１４２ 土踏まず
１４３ かかと
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の乗員座席の足元を形成する足元前方傾斜面、又は足元前方傾斜面と床面に敷設される硬質発泡体からなる衝撃吸収部材であって、
平板状の基部と、
前記基部の一方の面に形成される複数列の主リブと、
前記主リブと交差して前記基部の一方の面に形成され、前記主リブの高さの２５〜１００％の高さの副リブとを備え、
前記主リブを乗員の足裏のつま先からかかとの方向に配置し、
前記副リブを、少なくとも、前記足裏における、土踏まず及び／又はかかとの各部位と対応する部分に配置し、
さらに、前記各部位と対応する部分に配置した前記副リブの高さを異ならせて、圧縮応力を前記各部位と対応する部分ごとに調整したことを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記副リブの高さが、前記主リブの高さの１００％以内である請求項１記載の衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記主リブの平均幅が、前記衝撃吸収部材の全厚の０．０５倍〜０．３倍である請求項１又は２に記載の衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記硬質発泡プラスチックの密度が、０．０２ｇ／ｍｌ〜０．２ｇ／ｍｌである請求項１〜３のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
【請求項５】
前記硬質発泡プラスチックが、スチレン系共重合体である請求項１〜４のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
【請求項１】
自動車の乗員座席の足元を形成する足元前方傾斜面、又は足元前方傾斜面と床面に敷設される硬質発泡体からなる衝撃吸収部材であって、
平板状の基部と、
前記基部の一方の面に形成される複数列の主リブと、
前記主リブと交差して前記基部の一方の面に形成され、前記主リブの高さの２５〜１００％の高さの副リブとを備え、
前記主リブを乗員の足裏のつま先からかかとの方向に配置し、
前記副リブを、少なくとも、前記足裏における、土踏まず及び／又はかかとの各部位と対応する部分に配置し、
さらに、前記各部位と対応する部分に配置した前記副リブの高さを異ならせて、圧縮応力を前記各部位と対応する部分ごとに調整したことを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記副リブの高さが、前記主リブの高さの１００％以内である請求項１記載の衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記主リブの平均幅が、前記衝撃吸収部材の全厚の０．０５倍〜０．３倍である請求項１又は２に記載の衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記硬質発泡プラスチックの密度が、０．０２ｇ／ｍｌ〜０．２ｇ／ｍｌである請求項１〜３のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
【請求項５】
前記硬質発泡プラスチックが、スチレン系共重合体である請求項１〜４のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１９７０７８（Ｐ２０１２−１９７０７８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２６６１９（Ｐ２０１２−１２６６１９）
【出願日】平成２４年６月１日（２０１２．６．１）
【分割の表示】特願２００６−２２５８１０（Ｐ２００６−２２５８１０）の分割
【原出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【出願人】（０００１３１８１０）株式会社ジェイエスピー (245)
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月１日（２０１２．６．１）
【分割の表示】特願２００６−２２５８１０（Ｐ２００６−２２５８１０）の分割
【原出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【出願人】（０００１３１８１０）株式会社ジェイエスピー (245)
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