JP2000192432A - 乗物用衝突緩衝体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車等が衝突した際に良好な緩衝効果を有
し、設置が簡単で一時的な再使用が可能な乗物用衝突緩
衝体を提供する。 【解決手段】 比較的大径の中空体とされた熱可塑性合
成樹脂からなる外殻体と、該外殻体に収納された複数本
の熱可塑性合成樹脂製延伸パイプとからなる乗物用衝突
緩衝体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乗物用衝突緩衝体に関
する。詳しくは、道路の分岐点、中央分離帯、岸壁等に
設置され、車両、船舶等の衝突事故における衝撃を吸収
緩和させる乗物用衝突緩衝体に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用の衝突緩衝体は、比較的大径の中
空体とされた熱可塑性合成樹脂からなる外殻体の内部に
水や砂を詰めたものが多く用いられており、また船舶用
の衝突緩衝体は、発泡合成樹脂等が用いられている。道
路では分岐点に置かれることが多く、進むべき道路を間
違え、慌てて進路を変更しようとして分岐点に衝突する
車両の衝撃を緩和する目的で設置される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来型の緩衝体は、例えば外殻体に水を充填したものは、
緩衝効果は抜群の性能を発揮するが、外殻体に亀裂等が
発生すると中の水が除々抜けてしまい、肝心な衝突時に
は有効な働きをしなかったり、水の抜けている物が無い
かの保守点検も相当な労力、費用が必要となる。また、
外殻体の内部に砂を詰めたものは緩衝効果に乏しく、運
転者に掛かる衝撃が大きすぎる。また両者共、水や砂と
いった重量物を用いるため、設置作業に大変な労力が必
要となる。本発明は、上記のような問題を解決し、良好
な緩衝効果を有し、設置が簡単で一時的な再使用が可能
な乗物用衝突緩衝体を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、比較的
大径の中空体とされた熱可塑性合成樹脂からなる外殻体
と、該外殻体に収納された複数本の熱可塑性合成樹脂製
延伸パイプとからなる乗物用衝突緩衝体に存する。以
下、図面を用いて本発明の乗物用衝突緩衝体の一例につ
き説明する。図１は本発明の乗物用衝突緩衝体の一例の
斜視図、図２は加熱延伸装置の縦断面図である。図中１
は乗物用衝突緩衝体、２は外殻体、３は熱可塑性合成樹
脂製延伸パイプ、４は底部、５は蓋部、６は錘、７はフ
ランジ部、８は固定部、９はボルト１０は加熱筒、１１
はダイ、１２は冷却水、１３は冷却槽、１４はシール、
１５は内部フォーマー、１６は熱可塑性樹脂管（前駆
体）、１７は延伸成形体をそれぞれ示す。

【０００５】本発明の乗物用衝突緩衝体１は外殻体２と
その中に収容される特殊な緩衝材から構成される。特殊
な緩衝材とは即ち、熱可塑性合成樹脂からなる延伸パイ
プである。本発明の乗物用衝突緩衝体１の外殻体２を構
成する熱可塑性合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリスチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、
ポリナフタレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポ
リアミド等任意の熱可塑性樹脂が用いられる。成形方法
もブロー成形、押出成形、射出成形、回転成形等任意で
あるが、外殻体２は通常、高さ１．５ｍ程度、直径１ｍ
程度の大きさとされるので大型のブロー成形又は回転成
形を用いるのが良い。乗物用衝突緩衝体１の中に収容さ
れる熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ３を構成する熱可塑
性合成樹脂としては、結晶性の熱可塑性合成樹脂が好適
に用いられる。

【０００６】このような樹脂の好ましいものとしては未
置換またはハロゲン置換ビニル重合体、未置換もしくは
ヒドロキシ置換ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテ
ルケトン、脂肪族ポリケトン、ポリオキシメチレン等が
挙げられる。より好ましくは、エチレンまたはプロピレ
ンの線状重合体もしくはエチレンまたはプロピレンと少
なくとも１種類の他のコモノマーとの線状共重合体、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリオキシメチレンおよびこれら
と少なくとも１種類の他のコモノマーとの共重合体が挙
げられる。特に好ましいものとしては、エチレンまたは
プロピレンの線状重合体もしくはこれらと少なくとも１
種類のコモノマーとの線状共重合体が挙げられる。これ
らの熱可塑性樹脂には、ガラス、カーボンなどの繊維状
フィラー、タルク、マイカなどの板状フィラー、あるい
は炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カーボンなどの粒状
フィラーを含有していてもよい。

【０００７】上記した熱可塑性合成樹脂を用い、中空管
状の延伸パイプ３とする。中空管状の延伸パイプ３とは
円形、角形、楕円形等、の形状のパイプであって、延
伸、即ち固相で変形を与え、分子に配向を与えた状態と
したものを云う。軸方向および円周方向に延伸管を製造
する方法としては、例えば、熱可塑性合成樹脂製パイプ
（前駆体）を固相で前駆体の初期内部断面積よりも大き
な断面積を有する内部フォーマーを通過させることによ
り拡径、延伸変形させる方法により得られる。また、他
の方法としては特開平２−２５８３２３等に、中空体を
膨張成形機を通過させ、中空体を延伸変形させる方法も
開示されている。

【０００８】本発明において延伸とは、前駆体を固相の
状態、即ち融点温度以下、好ましくは融点−５℃以下、
特に好ましくは融点−１０℃以下の温度で前駆体の肉厚
を初期肉厚の２５％、好ましくは２０％より小さくする
ものである。すなわち前駆体の肉厚が１０ｍｍであれ
ば、延伸後のパイプの肉厚を２．５ｍｍ以下、好ましく
は２ｍｍ以下とするものである。肉厚が２５％より大き
い場合は、ネッキングが均一に起こらず、肉厚、強度と
もに満足な延伸された熱可塑性樹脂製パイプが得られな
い。軸方向の延伸とは、前駆体を固相の状態、即ち融点
温度以下、好ましくは融点−５℃以下、特に好ましくは
融点−１０℃以下の温度で前駆体の長手方向（軸方向）
に、前駆体の長さを長くするものである。

【０００９】また、円周方向の延伸とは、前駆体の内径
と比較して延伸後のパイプ内径を同じかまたは大きくす
るもので、例えば前駆体の外径に比べ延伸パイプの外径
が小さく、かつ延伸パイプの内径が前駆体の内径より大
きくなる場合も含まれる。熱可塑性合成樹脂からなる中
空管状の延伸成形体（延伸パイプ）は、前駆体である熱
可塑性合成樹脂製パイプを軸方向および円周方向に延伸
しつつ冷却固化するか、軸方向および円周方向に延伸を
施した後、延伸成形体を熱処理することによって得られ
る。冷却しつつ軸方向および円周方向に延伸するには、
例えば、図２に示した加熱装置１０を用い、熱可塑性合
成樹脂製前駆体１６を所定温度まで加熱し、内部フォマ
ー１５とダイ１１を同時に通過させた直後に、冷媒１２
が満たされた冷却槽１３を通すような方法を用いれば良
い。

【００１０】すなわち、ダイ１１およびフォーマー１５
によって二軸延伸された直後のパイプ（管）１７を、一
旦冷却することなく冷却槽１３で直ぐに冷却するもので
ある。冷却槽１３と内部フォーマー１５は、図２のよう
に冷却槽１３と重なっていてもよく、また内部フォーマ
ー１５を通過した直後に冷却槽１３を通しても良い。図
中１４は冷却水と管１７との間の水密を保つシール材で
ある。冷却手段としては、例えば、水等の液体または空
気等の気体を延伸された中空管状の延伸成形体１７の外
側から接触させて冷却する手段が挙げられる。冷却に液
体を用いる場合は、シールパッキン１４などで冷媒が漏
れないような機構を付けた入口と出口を設けた槽１３に
冷媒１２を満たした状態で延伸された中空管状の延伸成
形体１７を通すか、あるいは冷媒を延伸された延伸成形
体１７の表面に噴霧して冷却することができる。

【００１１】また、気体と液体を併用することもでき
る。また、液体を中に通したゴム・金属等の筒の中に延
伸された中空加工物を通すことにより冷却することも可
能である。また、熱可塑性合成樹脂からなる中空管状の
延伸成形体１７は、例えば図２の装置において冷却槽１
３を用いずに成形して得られた熱可塑性合成樹脂製延伸
パイプを、オーブン中で該成形体を構成する熱可塑性樹
脂の融点−１０℃から融点−２５℃の温度で熱処理する
ことによっても得られる。オーブンで熱処理する場合、
処理時間は、１０分以上６０分以内、好ましくは３０分
以上６０分以内である。熱処理は外殻体に熱可塑性合成
樹脂製延伸パイプを収容し、乗物用衝突緩衝体の形状と
してから行っても良い。加熱オーブンは、遠赤外線加熱
式、熱風循環式，水槽や蒸気等の加熱媒体槽式のものが
目的に応じて好適に用いられる。

【００１２】このような延伸成形体１７は熱処理後も結
晶化温度以上の温度に加熱すると大きく収縮する事から
延伸（配向）の有無が確認できる。良好な延伸とは通常
５％以上収縮するもの、好ましくは７％以上収縮するも
の、より好ましくは１０％以上収縮するものを云う。本
発明においての収縮率とは、延伸された熱可塑性樹脂成
形体（パイプ）をＩＳＯ２５０５の熱可塑性樹脂管長さ
復元試験法のＢ法に従い測定した値をいう。延伸後延伸
成形体に熱処理を行うと収縮量が小さくなるが、延伸・
配向しているか否かは、熱処理した成形体であっても、
示差走査熱量計を用いて配向結晶の量を測定すれば確認
できる。例えば示差走査熱量計を用い、サンプル（測定
したい延伸成形体の切り出し片等）の昇温時の（１次）
融解熱量を測定する。次いで、このサンプルを０℃まで
冷却し、再度昇温し、（２次）融解熱量をもう一度測定
する。この（１次）融解熱量と（２次）融解熱量の比
｛（１次）：（２次）｝が１．０１以上のものが良好な
延伸状態のものと云うことが出来る。

【００１３】この融解熱量の比｛（１次）：（２次）｝
は樹脂の種類によって多少異なり、ポリエチレンの場合
は１．０１以上、好ましくは１．０２以上、ポリプロピ
レンの場合は１．１以上、好ましくは１．１５以上、よ
り好ましくは１．２以上のものが良好な延伸状態のもの
と云うことが出来る。前駆体となる熱可塑性合成樹脂パ
イプは、熱可塑性合成樹脂を押出成形したり射出成形し
たりして形成できる。場合によっては熱可塑性合成樹脂
ブロックを切削加工を経てパイプ状にしてもよい。

【００１４】本発明においては、上述の様にして得られ
た熱可塑性合成樹脂からなる中空延伸パイプ３か管状の
延伸成形体を図１に示すように乗物用衝突緩衝体１の緩
衝用充填物として用いる、すなわち、外殻体２の内部に
熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ３を複数本収容して緩衝
材とする。外殻体２に熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ３
を収容する本数は熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ３の肉
厚、延伸程度等により変わるが、通常は３〜３０本程度
が考えられる。熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ３はそれ
らの全て、もしくは熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ３の
複数本、少なくとも３本以上を結合具を用いたり、互い
に溶着したりして連結一体化してあることが、衝撃を全
てのパイプ３に分散する上で望ましい。

【００１５】勿論、熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ３と
外殻体２とを連結一体化しておくことも衝撃を分散する
上で望ましい。更に、本発明の乗物用衝突緩衝体１は軽
量であり輸送に便利なことも特徴の一つであるが、軽量
な乗物用衝突緩衝体１は、道路等に置いただけでは車両
等が衝突した場合に跳ね飛ばされてしまい緩衝体として
働かないので、ある程度固定の必要がある。固定は、外
殻体２を道路等にボルト９等の機械的手段により固定し
たり、外殻体２の底部４に錘６用として砂や水を少量詰
めても良い。外殻体１の底部４にフランジ部７等を設
け、これに多数の固定用開口等の固定部８を形成してお
けば、固定部８の一部が破損しても他の開口（固定部）
を用いて固定可能である。蓋部５は上部から異物が入る
のを防止する。

【００１６】緩衝材として熱可塑性合成樹脂製延伸パイ
プ３を用いる理由は、このパイプが変形に対する回復性
が極めて高く、かつ変形はしても破壊しにくい（割れに
くい）性質を有し、軽量性に富むためである。特に、屈
曲に対して特異の耐久性を示す。自動車が衝突しても本
発明の乗物用衝突緩衝体の熱可塑性合成樹脂製延伸パイ
プ３は大抵破壊されることなく押しつぶされた状態とな
り、しかも回復力も大きい。この性質は材質が熱可塑性
合成樹脂であること、熱可塑性合成樹脂が延伸状態にあ
ること及び形状を中空管状としたことの組み合わせによ
り達成される。不慮の事故で乗物用衝突緩衝体１に車両
等が衝突した場合、従来の乗物用衝突緩衝体１は回復不
可能な状態まで破壊されてしまう。乗物用衝突緩衝体１
が衝撃を十分に吸収する設計とされているものなので、
当然のことである。事故発生後、事故処理は速やかに行
われるが乗物用衝突緩衝体１の取り替えまで速やかに行
うのはなかなか難しい。

【００１７】特に、水を充填した乗物用衝突緩衝体は水
が抜けてしまうので、再使用は不可能である。近年、交
通網の発達から、車両の数が多すぎ、事故処理が長引け
ば膨大な渋滞を引き起こすので事故処理は可能な限り速
やかに行わなければならず、道路等の原状復帰も勿論で
ある。しかし、乗物用衝突緩衝体の再設置をその場で行
うのは難しい。乗物用衝突緩衝体が設置されている場所
は他よりも事故の起こる可能性のある場所であるから、
この問題は極めて大きい。

【００１８】本発明の乗物用衝突緩衝体１は外殻体２の
内部に熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ３を複数本収容し
て緩衝材としており、この熱可塑性合成樹脂製延伸パイ
プ３は上述したように変形に対する回復性が極めて高
く、かつ変形はしても破壊しにくい（割れにくい）性質
を有し、軽量性に富むため外殻体２がある程度破壊され
ても再設置が可能である。勿論衝突前と同等の効果を発
揮することはできないが、一時的な仮の使用は可能であ
り、道路の安全を連続して（一時的に途切れることな
く）維持するという極めて大きい効果を奏する。本発明
の乗物用衝突緩衝体１は外殻体２と熱可塑性合成樹脂製
延伸パイプ３からなるが、強度上、外殻体２も内部に収
容される延伸パイプ３と同様の方法で成型された熱可塑
性合成樹脂製延伸パイプ（成形体）から構成されること
が望ましい。しかし、外殻体２は径の大きな成型品とな
らざるを得ない。このような大径の延伸成形体は成形す
ることが難しいので、通常はポリエチレン、ポリプロピ
レン等の樹脂からなるブロー成型品、押し出し成型品等
が用いられる。

【００１９】

【実施例】以下に実施例を示すが、本発明はその要旨を
越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１ ポリエチレン樹脂（密度：０．９４８ｇ／ｃｍ³、ＭＦ
Ｒ：０．０５ｇ／１０分）を押し出し成形し、外径６
０．１ｍｍ、内径２７ｍｍ、長さ２．３ｍの管状前駆体
を得た。図２に示した装置（内部フォーマーは半頂角１
５°最大外径８０ｍｍの円錐部をゆうするものを設け
た）を用いた。内部フォーマーを１２０℃に加熱し、加
熱状態にある管状前駆体を内部フォーマーに装着し、熱
的に安定状態になるまで放置した。前駆体を延伸速度１
００ｍｍ／分で延伸し、外径８０ｍｍ、内径７５．６ｍ
ｍの中空管状の延伸成形体を得た。この成形体から長さ
８５０ｍｍの延伸パイプを９本切り出した。同様の操作
を４回繰り返し、計３６本の延伸パイプを得た。延伸パ
イプの軸方向の加熱収縮率（長さ２００ｍｍのサンプル
を１５０℃の恒温槽に６０分自由状態に保持、加熱収縮
後のサンプル面積を元のサンプル面積で割った値（％表
示）は１３％であった。

【００２０】また、ＤＳＣで測定した（１次）融解熱量
と（２次）融解熱量の比｛（１次）：（２次）｝は１．
０１であった。外殻体は超高分子量高密度ポリエチレン
製ドラム缶（外径５９０ｍｍ、高さ９００ｍｍ、最小内
径５６０ｍｍ、実容量２０４リットル）を転用して用い
た。この外殻体の上部を切断し、上述の延伸パイプ３６
本を挿入し、切断した蓋部を溶着して乗物用衝突緩衝体
を得た。得られた乗物用衝突緩衝体を図３に示すガイド
レール（１８Ａ、１８Ｂ）付の円柱鋼材落下試験装置で
耐衝撃性を試験した。鋼材１９の重量は１００Ｋｇと
し、高さは６．３ｍから自然落下させた。目視観察した
が、外殻に変形は観察されたが、破損はなかった。

【００２１】比較例１ 実施例１で用いた外殻体に延伸パイプを入れずに、水を
充填した。重量が２００Ｋｇを越え、移動に大変手間が
掛かった。これを図３の装置を用いて、実施例１と同様
に耐衝撃性を試験した。外殻体胴部に亀裂が入り、中の
水が流出した。

【００２２】

【発明の効果】本発明の乗物用衝突緩衝体は、良好な緩
衝効果を有し、設置が簡単な乗物用衝突緩衝体であっ
て、特に、緩衝材である熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ
は変形に対する回復性が極めて高く、かつ変形はしても
破壊しにくい（割れにくい）性質を有し、軽量性に富む
ため、衝撃により外殻体がある程度破壊されても再設置
が可能である。衝突前と同等の効果を発揮することはで
きないが、一時的な仮の使用は可能であり、道路の安全
を連続して（一時的に途切れることなく）維持するとい
う極めて大きい効果を奏する等実用上大変優れた乗物用
衝突緩衝体である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の乗物用衝突緩衝体の一例の斜視図

【図２】加熱延伸装置の縦断面図

【図３】円柱鋼材落下試験装置の概略図

【符号の説明】

１ 乗物用衝突緩衝体 ２ 外殻体 ３ 熱可塑性合成樹脂製延伸パイプ ４ 底部 ５ 蓋部 ６ 錘 ７ フランジ部 ８ 固定部 ９ ボルト １０ 加熱筒 １１ ダイ １２ 冷却水 １３ 冷却用水槽 １４ シール １５ 内部フォーマー １６ 熱可塑性樹脂管（前駆体） １７ 延伸成形体

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D101 CA04 DA05 EA01 FA00 FB02 GA03 GA15 GA17 3J066 AA16 AA23 BA04 BB01 BB04 BC01 BD05 BF02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比較的大径の中空体とされた熱可塑性合
   成樹脂からなる外殻体と、該外殻体に収納された複数本
   の熱可塑性合成樹脂製延伸パイプとからなる乗物用衝突
   緩衝体。
2. 【請求項２】 外殻体が熱可塑性合成樹脂製延伸成形体
   からなる請求項１に記載の乗物用衝突緩衝体。