JP2000511132A - 衝撃吸収性内部ライニング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 表面全体にわたって分散された多数の衝撃吸収部材（７）を備えた内部ライニング（１）であって、このライニングは、連結分断層（９）によって、車両部材（３）から隔離されている。スプリング層（８）が、軽量の衝撃吸収部材どうしの間に設置されている。このスプリング層は、音響的に動的なスプリング−質量−システムとして、乗員隔室上の重量層（２）と共働して機能する。好ましい実施形態においては、気圧式スプリングが、スプリング層（８）として使用されることとなる。衝撃吸収部材（７）は、大まかには、表面全体の４０％〜６０％を占める。

Description

【発明の詳細な説明】 衝撃吸収性内部ライニング 本発明は、請求項１の前段に記載のような自動車の乗員隔室のためのライナー に関するものである。 自動車の正面衝突の際には、運転者および前座席の乗客は、乗員隔室の正面パ ネルに対して、猛烈な勢いで投げ出される。近年の自動車では、安全ベルトやエ アバッグが、そのような投出による傷害を回避したり少なくとも重傷とはならな いよう軽減させたりするように、機能する。うまくないことに、このような安全 設備は、乗員の脚が乗員の乗員隔室のフロント部に対して打ち付けられることを 防止できず、また、脚部空間内において衝撃を受けることを防止できない。この 衝撃は、骨盤領域に影響をもたらし、骨盤領域に重度のかつ複雑な傷害を引き起 こす可能性がある。 したがって、最近の自動車産業における関心は、自動車の脚部空間の少なくと もフロント部に、衝撃吸収手段を設置することである。その場合、乗員の移動の 自由度を制限してはならず、特に、乗員隔室内において利用可能な脚部空間を減 少させてはならない。 従来の中級車や高級車においては、また、トラックにおいては、乗員隔室の脚 部空間は、約３５ｍｍ厚さのライナーで被覆されている。このライナーは、通常 、いささか高価なカーペット層を備えており、このカーペット層には、音響上に おいて効果的な絶縁層が、裏当てされている。このような防音性の複合システム は、例えば、米国特許第５’０８８’５７６号に開示されており周知である。こ のような複合システムにおいては、カーペット織物には、ラバー状の付属層が設 けられあるいは付加的な曲げ可能かつ比較的重いキャリア層が設けられ（両者は 、当業者には、重量層または質量層と称される）、そして、好ましくは軽量の弾 性的なフリース（fleece）または発泡体層（当業者には、スプリング層と称され る）に対して、組み付けられる。このようなスプリング−質量−システムは、車 両底部の振動に由来するノイズを除去することができる。しかしながら、このよ うなシステムは、特に、衝撃吸収特性を有していない。 しかしながら、付加的な衝撃吸収層は、車両ライナーの総厚さを増加させてし まったり、高価な雑音防音特性を備えたカーペット層に組み付けられることとな る。 したがって、本発明の目的は、所定厚さを有するとともに、衝撃吸収特性とノ イズ絶縁特性（防音特性）とを有した、すなわち、一方においては、衝突時の衝 撃エネルギーを明確に低減し得るほど十分に硬く、他方においては、所定厚さを 超えることなく自動車振動を効果的に絶縁し得るほど十分に柔らかいような、自 動車のためのライナーを提供することである。とりわけ、本発明の目的は、約３ ５ｍｍ厚さであって、９０ジュールの衝突エネルギーに対してビーク値で最大４ ００ｄａＮまでの力を許容することができ、かつ、同時に、６００Ｈｚの領域に 対して少なくとも約２０ｄＢの防音性をもたらし得るような、衝撃吸収性カーペ ットを提供することである。 このような矛盾する技術的要求は、本発明に基づいて、請求項１記載の内部ラ イナーにより、特に、ライナーの表面全体にわたって多数の衝撃吸収性領域およ びノイズ防音領域が配置されたライナーにより、その場合、衝撃吸収領域が連結 分断層を介して車両底面から隔離されているようなライナーにより、解決される 。 このライナーの構造は、質量層が乗員隔室を向く面に設けられているとともに 質量層がカーペット層と組み合わされているような、また、衝撃吸収構造が下に 位置しているスプリング層内に組み付けられているような、スプリング−質量− システムに対応している。この衝撃吸収構造は、表面全体にわたって分散配置さ れている、すなわち、スプリング層に対して部分的に接触している。この手段に より、ライナーの衝撃吸収機能と防音機能とを、個別の形状や使用に応じて最適 化することができる。特に、衝撃吸収領域とスプリング層領域との間の関係を、 変化させることができる。このことは、順次的に傾斜しているあるいは曲がって いるようなライナーにおいて、有利である。したがって、本発明の構成であると 、通常の車両底部の振動に対して、防音性のスプリング−質量−システム（例え ば、空気スプリング）を連結させることができ、かつ、連結分断層を設けている ことで、このような振動を、衝撃吸収構造の領域には伝達させることがない。と いうのは、連結分断層が、高度に空隙性のものであって非常に小さいヤング率を 有しているからである。この理由のために、この連結分断層のフレーム（発泡体 、フリース、または、フレーク）も、このフレーム内に拘束された空気も、一切 の実質的な吸収をもたらさない。それよりもむしろ、構造内に包含された空気は 、スプリング層の領域内を自由に流通することができ、このフレーム構造内で圧 縮されることがない。 吸収可能なエネルギーまたは衝撃力の最大値は、実質的には、衝撃吸収領域に 対しての材料選択によって、また、衝撃吸収領域のライナー表面全体に対しての 分布によって、決定される。 スプリング層領域が、空気（ヤング率＞１ｄａＮ／ｃｍ²）または適切な多孔 性質量によって充填されることは、理解されるであろう。このような質量は、音 響絶縁の分野の当業者には周知であり、要求された特定の目的に応じて選択する ことができる。音響的に関係のあるスプリング層領域と衝撃吸収領域との形状ま たは構造は、また、当業者の要求に応じて最適化することができる。例えば、ス プリング層内に突出する支持部材は、衝撃吸収構造の動的硬さを最適化するため に、ボウル状形状のように中空形状とすることができる。このような支持部材は 、個別のブリッジ状リンクを介してあるいは面的に互いに連結することができる 。あるいは、質量層に対して個別にまたは独立に互いに連結することができる。 同様に、連結分断層は、ライナーの支持層全体にわたって一様に配置することが できる、あるいは、衝撃吸収部材の領域にのみ局所的に配置することができる。 この連結分断層は、フリース、フレーク、または、発泡体から形成することがで きる。質量層、スプリング領域、あるいは、衝撃吸収領域が、単一層とすること も複数層とすることもでき、異なる形状とすることができることは、理解される であろう。特に、ライナーの各部分は、異なる厚さおよび異なる物理的性質とす ることができる。 本発明のライナーの自動車産業における使用を説明したけれども、本発明のラ イナーは、当然のことながら、音響遮断特性と衝撃吸収特性との双方が要望され ているすべての技術分野において使用可能である。例えば、航空機、トンネル構 築、あるいは、保護ヘルメットにおいて使用可能である。 本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して、より詳細に説明す る。 図１は、本発明によるライナーの好ましい実施形態を示す斜視図である。 図２は、本発明によるライナーの第２実施形態を示す断面図である。 図３は、本発明によるライナーの第３実施形態を示す断面図である。 図４は、本発明によるライナーの第４実施形態を示す断面図である。 図５は、本発明によるライナーの第５実施形態を示す断面図である。 図１に示す本発明によるライナー１の実施形態においては、座席隔室を向く側 に重量層２を備えている。この重量層２は、カーペット５の適切なラバー状下敷 層であるか、あるいは、現在ＳＥＰＴＵＭ（登録商標）という名称で市販されて いる不織性重量層２であるか、のいずれかである。中央層４が、この重量層２と 車両底部３との間に設けられている。この中央層４は、多数の衝撃吸収部材７お よびスプリング層領域８を備えている。連結分断部材９は、車両底部３と比較的 硬い衝撃吸収部材７との間の連結を分断している（隔離している、あるいは、連 結度合いを減少させている）。 本発明の好ましい実施形態においては、中央層４の衝撃吸収部材７は、支持部 材をなすよう形成されており、任意形状とすることができる。 本発明の構成は、スプリング層８（エアスプリング）内に延在している複数の 堅固な部材７に対して質量層２が連結されているような、スプリング−質量−シ ステムに対応している。このような部材７は、約９０ジュールの衝撃エネルギー を変形エネルギーへと完全に変換し得るように、選択されている。本実施形態に おいては、このような衝撃吸収部材７は、６０ｋｇ／ｍ³の密度の発泡ポリスチ レン製とされている。この衝撃吸収部材７は、支持領域の約５０％を被覆し、３ ３ｍｍ厚さのライナー（５ｍｍ厚さの重量層、３５ｍｍ厚さの発泡ポリスチレン 、３ｍｍ厚さのガラスファイバマット）を約６００ｄａＮの衝撃力でもって３． ５ｍｍ厚さへと圧縮するような硬さとされている。連結分断層９は、非常に小さ な空気フロー抵抗を有しているとともに、比較的小さなヤング率（＜０．１ｄａ Ｎ／ｃｍ²）を有している。すなわち、連結分断層９は、空気に対して極度に透 過性があるとともに、ほとんど弾性を有していない。これにより、中央層４をな す硬い衝撃吸収部材７へと伝達される車両底部からの振動が防止される。したが って、連結分断層９内に包含されている空気は、車両底部の振動時には、本質的 にこの層９内を自由に循環することができる。したがって、このスブリングー質 量−システムにおいては、実際のサスペンション効果は、全面的に、衝撃吸収部 材７どうしの間に位置しているスプリング層領域８内に含有された空気によって もたらされる。 図１に示すような好ましい実施形態においては、連結分断層は、約２ｍｍの厚 さとされており、ガラスファイバ製フリースを備えている。吸収可能な最大の衝 撃力は、本質的に、使用されている材料によって、総面積に対しての衝撃吸収部 材７の支持面積の比率によって、さらに、衝撃吸収部材７の厚さによって、決ま る。６００Ｈｚの周波数領域に対しては、この実施形態は、約２０ｄＢの音響絶 縁性（防音性）を有している。 図２に示す実施形態においては、スプリング層８は、音響的に有効な発泡体（ フォーム）から形成されており、硬い材料７は、このスプリング層内にわずかに 突出しているだけである。とりわけ、硬い材料７の深さは、２０ｍｍであって、 スプリング−質量−システムの厚さは、２８ｍｍである。乗員隔室側を向いてい る重量層は、２ｍｍ厚さであって、カーペット織物６が設けられている。 図３に示す実施形態においては、重量層は、カーペット５の一部である。個々 の衝撃吸収層７は、この例では２０ｍｍ高さで構成されているが、限定するもの ではない。この実施形態および上記の２つの実施形態においては、硬い材料７ど うしは、互いに面的に連結されている。この場合においても、スプリング層８は 、発泡体製である。しかしながら、スプリング層は、もちろん、フリース製とす ることができる。 図４においては、ブリッジ状リンク１１を介して中心において互いに連結され た多数の衝撃吸収部材７が示されている。衝撃吸収部材７どうしの間に存在して いる中空キャビティは、充填されておらず、互いに連通する中空キャビティシス テムを形成している。音響効率を、これによって実質的に増大させることができ る。連結分断層９は、これら硬い材料７の領域においてのみ設けられているが、 表面全体にわたって設けることもできる。個々の硬い材料７どうしの間のブリッ ジ状リンク１１が平面状に形成可能であること、および、２つの独立したスプリ ング層８’、８”が形成可能であることは、理解されるであろう。 図５に示すさらなる実施形態においては、スプリング層８の全体が、弾性発泡 体製フレームと組み合わせた空気スプリングから構成されている。この実施形態 においては、硬い材料７は、硬度が大きくされていることのために、より小さな 径とされている。 上記すべての実施形態に対して、固体ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリス チレン（caryl）が、特に適切である。スプリング層８としては、発泡ゴムもま た使用可能であることは、理解されるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年８月２２日（１９９８．８．２２） 【補正内容】 明細書 衝撃吸収性内部ライニング 本発明は、請求項１の前段に記載のような自動車の乗員隔室のためのライナー に関するものである（独国特許出願公開明細書第４４ ２６ ２９１号を参照） 。 自動車の正面衝突の際には、運転者および前座席の乗客は、乗員隔室の正面パ ネルに対して、猛烈な勢いで投げ出される。近年の自動車では、安全ベルトやエ アバッグが、そのような投出による傷害を回避したり少なくとも重傷とはならな いよう軽減させたりするように、機能する。うまくないことに、このような安全 設備は、乗員の脚が乗員の乗員隔室のフロント部に対して打ち付けられることを 防止できず、また、脚部空間内において衝撃を受けることを防止できない。この 衝撃は、骨盤領域に影響をもたらし、骨盤領域に重度のかつ複雑な傷害を引き起 こす可能性がある。 したがって、最近の自動車産業における関心は、自動車の脚部空間の少なくと もフロント部に、衝撃吸収手段を設置することである。その場合、乗員の移動の 自由度を制限してはならず、特に、乗員隔室内において利用可能な脚部空間を減 少させてはならない。 従来の中級車や高級車においては、また、トラックにおいては、乗員隔室の脚 部空間は、約３５ｍｍ厚さのライナーで被覆されている。このライナーは、通常 、いささか高価なカーペット層を備えており、このカーペット層には、音響上に おいて効果的な絶縁層が、裏当てされている。このような防音性の複合システム は、例えば、米国特許第５’０８８’５７６号に開示されており周知である。こ のような複合システムにおいては、カーペット織物には、ラバー状の付属層が設 けられあるいは付加的な曲げ可能かつ比較的重いキャリア層が設けられ（両者は 、当業者には、重量層または質量層と称される）、そして、好ましくは軽量の弾 性的なフリース（fleece）または発泡体層（当業者には、スプリング層と称され る）に対して、組み付けられる。このようなスプリング−質量−システムは、車 両底部の振動に由来するノイズを除去することができる。しかしながら、このよ うなシステムは、特に、衝撃吸収特性を有していない。 しかしながら、付加的な衝撃吸収層は、車両ライナーの総厚さを増加させてし まったり、高価な雑音防音特性を備えたカーペット層に組み付けられることとな る。 独国特許明細書第４４ ２６ ２９１号には、衝撃吸収材を有するライナーが 開示されている。この衝撃吸収材は、本質的に、複数の円錐形状支持部材を有す るプレートを備えている。特別の実施形態においては、個々の支持部材は、対応 している対向部材に対して、鏡面対称式に配置されている。この配置は、以下、 この技術に関して最も近接した配置として見なされる。 したがって、本発明の目的は、所定厚さを有するとともに、衝撃吸収特性とノ イズ絶縁特性（防音特性）とを有した、すなわち、一方においては、衝突時の衝 撃エネルギーを明確に低減し得るほど十分に硬く、他方においては、所定厚さを 超えることなく自動車振動を効果的に絶縁し得るほど十分に柔らかいような、自 動車のためのライナーを提供することである。とりわけ、本発明の目的は、約３ ５ｍｍ厚さであって、９０ジュールの衝突エネルギーに対してピーク値で最大４ ００ｄａＮまでの力を許容することができ、かつ、同時に、６００Ｈｚの領域に 対して少なくとも約２０ｄＢの防音性をもたらし得るような、衝撃吸収性カーペ ットを提供することである。 このような矛盾する技術的要求は、本発明に基づいて、請求項１記載の内部ラ イナーにより、特に、ライナーの表面全体にわたって多数の衡撃吸収性領域およ びノイズ防音領域が配置されたライナーにより、その場合、衝撃吸収領域が連結 分断層を介して車両底面から隔離されているようなライナーにより、解決される 。 このライナーの構造は、質量層が乗員隔室を向く面に設けられているとともに 質量層がカーペット層と組み合わされているような、また、衝撃吸収構造が下に 位置しているスプリング層内に組み付けられているような、スプリング−質量− システムに対応している。この衝撃吸収構造は、表面全体にわたって分散配置さ できる、あるいは、衝撃吸収部材の領域にのみ局所的に配置することができる。 この連結分断層は、フリース、フレーク、または、発泡体から形成することがで きる。質量層、スプリング領域、あるいは、衝撃吸収領域が、単一層とすること も複数層とすることもでき、異なる形状とすることができることは、理解される であろう。特に、ライナーの各部分は、異なる厚さおよび異なる物理的性質とす ることができる。 本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して、より詳細に説明す る。 図１は、本発明によるライナーの好ましい実施形態を示す斜視図である。 図２は、本発明によるライナーの第２実施形態を示す断面図である。 図３は、本発明によるライナーの第３実施形態を示す断面図である。 図４は、本発明によるライナーの第４実施形態を示す断面図である。 図５は、本発明によるライナーの第５実施形態を示す断面図である。 連結分断層は、図２、３、５には、図示されていない。 図１に示す本発明によるライナー１の実施形態においては、座席隔室を向く側 に重量層２を備えている。この重量層２は、カーペット５の適切なラバー状下敷 層であるか、あるいは、現在ＳＥＰＴＵＭ（登録商標）という名称で市販されて いる不織性重量層２であるか、のいずれかである。中央層４が、この重量層２と 車両底部３との間に設けられている。この中央層４は、多数の衝撃吸収部材７お よびスプリング層領域８を備えている。連結分断部材９は、車両底部３と比較的 硬い衝撃吸収部材７との間の連結を分断している（隔離している、あるいは、連 結度合いを減少させている）。 図２に示す実施形態においては、スプリング層８は、音響的に有効な発泡体（ フォーム）から形成されており、硬い材料７は、このスプリング層内にわずかに 突出しているだけである。とりわけ、硬い材料７の深さは、２０ｍｍであって、 スプリング−質量−システムの厚さは、２８ｍｍである。乗員隔室側を向いてい る重量層は、２ｍｍ厚さであって、カーベット織物６が設けられている。 図３に示す実施形態においては、重量層は、カーペット５の一部である。個々 の衝撃吸収層７は、この例では２０ｍｍ高さで構成されているが、限定するもの ではない。この実施形態および上記の２つの実施形態においては、硬い材料７ど うしは、互いに面的に連結されている。この場合においても、スプリング層８は 、発泡体製である。しかしながら、スプリング層は、もちろん、フリース製とす ることができる。 図４においては、ブリッジ状リンク１１を介して中心において互いに連結され た多数の衝撃吸収部材７が示されている。衝撃吸収部材７どうしの間に存在して いる中空キャビティは、充填されておらず、互いに連通する中空キャビティシス テムを形成している。音響効率を、これによって実質的に増大させることができ る。連結分断層９は、これら硬い材料７の領域においてのみ設けられているが、 表面全体にわたって設けることもできる。個々の硬い材料７どうしの間のプリッ ジ状リンク１１が平面状に形成可能であること、および、２つの独立したスプリ ング層８’、８”が形成可能であることは、理解されるであろう。 図５に示すさらなる実施形態においては、スブリング層の全体が、弾性発泡体 製フレーム８’’’’と組み合わせた空気スプリング８’’’から構成されてい る。この実施形態においては、硬い材料７は、硬度が大きくされていることのた めに、より小さな径とされている。 上記すべての実施形態に対して、固体ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリス 請求の範囲 １．自動車のための衝撃吸収性ライナー（１）であって、 乗員隔室を向く側に設けられた被覆層（２）と、スプリング層（８）内に突出 する多数の衝撃吸収部材（７）を有する中央層（４）と、車両底部を向く側に設 けられた基層（９）と、を具備してなり、 前記被覆層（２）は、ラバー状の弾性的な重量層（２）を備え、 前記基層（９）は、連結分断層（９）を備え、 該連結分断層（９）は、少なくとも前記衝撃吸収部材（７）の領域に設けられ ているとともに、０．１ｄａＮ／ｃｍ²よりも小さなヤング率を有していること を特徴とするライナー。 ２．前記衝撃吸収部材（７）は、単位面積あたりの重量が１００ｋｇ／ｍ²より も小さく、特に、発泡した、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ま たは、フリースから形成されていることを特徴とする請求項１記載のライナー。 ３．前記中央層（４）のうちの前記衝撃吸収部材（７）は、前記衡撃吸収性ライ ナーの表面全体の４０％〜６０％を占めていることを特徴とする請求項１または ２記載のライナー。 ４．前記衝撃吸収部材（７）は、前記ライナーの表面全体にわたって均等に分散 されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のライナー。 ５．前記衝撃吸収部材（７）は、前記ライナーの表面全体にわたって非均等的に 分散されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のライナー。 ６．前記衝撃吸収部材（７）は、ブリッジ状リンク（１１）を介して互いに連結 されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のライナー。 ７．前記重量層（２）は、カーペット（５）の一部であることを特徴とする請求 項１〜６のいずれかに記載のライナー。 ８．前記重量層（２）は、前記衝撃吸収部材（７）に対して、連結されている、 とりわけ、接着または融着されていることを特徴とする請求項７記載のライナー 。 ９．前記スプリング層（８）は、開放気泡を有した発泡体、または、フリースで あることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のライナー。 １０．前記連結分断層（９）は、前記ライナー（１）の表面全体にわたって延在 していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のライナー。 【図４】【図５】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動車のための衝撃吸収性ライナー（１）であって、 スプリング層（８）内に突出する多数の衝撃吸収部材（７）を有するとともに 乗員隔室を向く側に重量層（２）を有した中央層（４）と、車両底部面上におい て少なくとも前記衝撃吸収部材（７）の領域に設けられた連結分断層（９）と、 を具備してなり、 前記連結分断層（９）は、０．１ｄａＮ／ｃｍ²よりも小さなヤング率を有し ていることを特徴とするライナー。 ２．前記衝撃吸収部材（７）は、単位面積あたりの重量が１００ｋｇ／ｍ²より も小さく、特に、発泡した、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ま たは、フリースから形成されていることを特徴とする請求項１記載のライナー。 ３．前記中央層（４）のうちの前記衝撃吸収部材（７）は、前記衝撃吸収性ライ ナーの表面全体の４０％〜６０％を占めていることを特徴とする請求項１または ２記載のライナー。 ４．前記衝撃吸収部材（７）は、前記ライナーの表面全体にわたって均等に分散 されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のライナー。 ５．前記衝撃吸収部材（７）は、前記ライナーの表面全体にわたって非均等的に 分散されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のライナー。 ６．前記衝撃吸収部材（７）は、ブリッジ状リンク（１１）を介して互いに連結 されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のライナー。 ７．前記重量層（２）は、カーペット（５）の一部であることを特徴とする請求 項１〜６のいずれかに記載のライナー。 ８．前記重量層（２）は、前記衝撃吸収部材（７）に対して、連結されている、 とりわけ、接着または融着されていることを特徴とする請求項７記載のライナー 。 ９．前記スプリング層（８）は、開放気泡を有した発泡体、または、フリースで あることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のライナー。 １０．前記連結分断層（９）は、前記ライナー（１）の表面全体にわたって延在 していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のライナー。