JP2001130355A - 樹脂スプリング構造車両用衝撃緩衝材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い衝撃吸収能力及び耐加重性、耐久性を有す
る樹脂車両用衝撃緩衝材を提供する。 【解決手段】ドアパネルを含むパネル・ボード内側又は
バンパー内に、熱可塑性樹脂の連続線条及び／又は短線
条のランダムなループ又はカールの隣接する線条相互を
接触絡合集合すると共に、前記接触絡合部位の少なくと
も一部が融着されて成る所定の嵩密度乃至空隙率から成
る三次元構造体から成る衝撃緩衝材を内装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂スプリング構
造車両用衝撃緩衝材及びその製造方法に関し、より詳し
くは、自動車の前後面衝突および側面衝突時に車体の室
内側への破損を防止し、かつ、衝突時のエネルギ ーを
吸収し乗員を保護するクッション性を有する耐衝撃性、
耐加重性、耐久性に優れ長寿命、軽量且つ製造が簡単で
安価な樹脂スプリング構造車両用衝撃緩衝材及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車ドアガードバーとして、特開平7-
309139に開示されているものは、自動車の側面に車幅方
向外側からの荷重が 作用したとき、ドアのアウタパネ
ルが車幅方向内側に変形するので、ドアの強度剛性を高
めるべく、ドアの水平方向に沿って架設した自動車ドア
用ガードバーが知られている。

【０００３】このガードバーは車幅方向外側からの荷重
を受けるビーム部が略円形断面に形成されているので、
ビーム部の剛性を高くして側面衝突時の衝撃エネルギー
吸収効率の向上を図ろうとすると，ビーム部の板厚を厚
くしたり、あるいはビーム部の径を大きくしたりするこ
とにより対応することが出来る。 また、従来、車両用
バンパービームとして、鋼板製のものが主に用いられて
いるが、かなりの重量部品であった。

【０００４】又、実開平２−４０９４０２号は、前後方
向にのびるフロントサイドメンバが車体前方から作用す
る荷重に対して蛇腹状に前方から後方へ順に圧縮変形さ
せる構造になっている。

【０００５】さらに、従来のアルミハニカムは、コルゲ
ート方式などにより製造され、セル壁間の条線結合は、
接着やろう付けにより行われており、重量は軽く、衝撃
吸収性能も有するものであった。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
7-309139に開示されているものは板厚を厚くすることは
重量増加及び加工上の問題性を伴い、径を大きくするこ
とはドア内の取り付けスペースの確保が困難になる等、
種々の制 約を受けることになり、ひいてはガードバー
の設計自由度を小さくしている。

【０００６】上述した鋼板製のバンパービームは、しか
しながら、車両の燃費の向上が課題となり、車両の軽量
化が望まれる傾向に反するものであった。このため、車
両においては様々な構成部品の軽量化が検討されてお
り、重量部品であるバンパービームにおいても例外では
なく、従来の鋼板製のものではこれらの軽量化の要請に
こたえることは困難であった。また、実開平２−４０９
４０２号の構造では、フロントサイドメンバに軸方向か
らの荷重が加わるときには、部材は軸圧潰するが、この
ような従来の強度部材構造にあっては、以下に挙げる問
題点があった。衝突エネルギーの多くを吸収する働きを
持つ角部が一定の座屈長さを持って変形する為、圧縮変
形時に節部にあたる角部で殆どの衝突エネルギーを吸収
し、節から節の間の腹の部分にあたる角部は節の部分と
比較して殆どの衝突エネルギーを吸収する効果がない。
また、過大な偏荷重が加わり折れが発生すると衝突エネ
ルギーを吸収しにくい。さらに、軽衝突時の先端の変形
のみでメンバ全体の交換が必要になり修理性が悪い。

【０００７】アルミハニカムは接着剤を用いて条線状に
接着するという構造のため、その性能が接着剤の性能に
左右されてしまうという点である。すなわち、製造され
たアルミハニカムの全体的な強度、耐熱性、耐食性が、
セル壁間の部分的な条線状接着の為に用いられた接着剤
の強度、耐熱性、耐食性にて支配、決定されてしまって
いた。また、アルミハニカムの母材を接着する前に表面
の油脂分やゴミ等を除去しておくために毒性の強い有機
溶剤、アルカリ、強酸などで前処理洗浄することが必要
となっており、製造に危険が伴い安全面に問題が指摘さ
れていた。さらに、接着剤を溶融、硬化させるとき接着
剤から有毒ガスが発生し、この面からも安全性が指摘さ
れていた。さらに、車体内部に設置するとき、車体に多
い凹凸部や曲面の個所には設置困難であった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するもので、効
率的な衝撃吸収性能を持ち、さらに全体の車両重量を重
くすることなく、また、製造工程が簡易な低コストでか
つ安全に製造が可能な樹脂スプリング構造車両用衝撃緩
衝材を提供することを目的とする。

【０００９】さらに、本発明は、従来の樹脂車両用衝撃
緩衝材と異なり、スプリング構造体により、応力集中が
生じず、長期使用に耐えると共に、製造においても、ま
た、１台の成形機と成形ダイで容易に製造することがで
き、所望の性状、特に高い耐衝撃性と、耐加重性を有す
る車両用衝撃緩衝材を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、所望の耐加重強度、耐衝撃性等の物性を
有し、リブ構造を備える軽量な車両用樹脂スプリング構
造衝撃緩衝材及びその製造方法を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂スプリング
構造車両用衝撃緩衝材は、ドアパネルを含む車体外側面
を成すパネル・ボード内側又はバンパー内に、好ましく
は、熱可塑性エラストマーよりなるポリプロピレン又は
ポリエステルなどの熱可塑性樹脂の、線径が例えば０．
２〜５．０mm、好ましくは０．５〜３．０mmの、連続線
条及び／又は短線条のランダムなループ又はカールの隣
接する線条相互を接触絡合集合すると共に、前記接触絡
合部位の少なくとも一部が融着されて成る所定の嵩密度
乃至空隙率から成る三次元構造体から成る衝撃緩衝材を
内装したことを特徴とする。

【００１１】前記熱可塑性樹脂は、これらの樹脂全般(P
P,PET,PE,PVC,PA,PS,AS,ABS,PC,アクリル,アラミド,ポ
リアセタールなど)を用いることができる。また、これ
ら熱可塑性樹脂と、炭酸カルシウム、マイカ、シリカな
どのフィラー添加、ポリマーアロイ化し脆化させた樹
脂。また、リサイクル材の使用も可能である。

【００１２】一例として、PPを使用した場合のフィラー
の配合比は、PPを70〜97wt% 好ましくは85〜95wt% より
好ましくは90〜93wt%に対し、炭酸カルシウムを3〜30wt
% 好ましくは5〜15wt% より好ましくは7〜10wt%添加す
る。炭酸カルシウム添加量が3wt%以下だと特性の変化が
無くて脆化しない。炭酸カルシウム添加量が30wt%以上
であると、ループが大きくなってしまい、融着されず構
造体としての強度が発揮されない。

【００１３】前記連続線条及び／又は短線条の線径が
０．５〜３．０mm、嵩密度を０．１〜０．９g/cm^３とす
れば、より、軽量化を図ることができる。

【００１４】前記空隙率は、粗密度、中密度、高密度部
位がそれぞれ嵩密度に対応して９３〜９９%、８５〜９
２%、４５〜８４%とすることができる。

【００１５】粗密度において、空隙率93〜99％ 99％よ
り大きいと成形が困難であり、また92％以下は弾性変形
がほとんど無くなる。中密度で空隙率85〜92％ 93％以
上では弾性変形部となってしまい、84％以下では剛性部
位となる。高密度部位において、空隙率45〜84％とした
のは、85％以上では塑性変形部となり、剛性があるとは
いえず、また45％より小さいと重量は非常に重く、車両
搭載用としての衝撃吸収体に適さなくなるためである。
線径については粗中密どれも大きな差は無く、ダイのオ
リフィスの大きさを変える方法で変化できる。線径はφ
0.2〜5.0mm好ましくは0.5〜3.0mm（より好ましくは0.7
〜1.8mm）で0.2mmより小さいと、樹脂のループが小さく
なってしまい、クッション性はまったく無くなってしま
う。逆に5.0mmより大きい樹脂のループが大きくなりす
ぎて、それぞれの繊維同士の融着がされない。強度が非
常に弱くなってしまう。

【００１６】又、例えば立方体の各一辺を例えば三等分
割する隔壁を高密度部位として形成し、この隔壁により
画定される隔室内に粗密度部位の衝撃緩衝材を充填して
形成することができる。

【００１７】さらに、金属製筒状容器内に中密度部位の
衝撃緩衝材を充填すれば、各種車両の補強部材としての
ビームの強度を圧倒的に高めることも出きる。

【００１８】又、その製造方法は、前記熱可塑性樹脂及
び／又は熱可塑性エラストマーを複数の線条に溶融押出
して連続線条のランダムなループ又はカールの隣接する
線条相互を接触絡合集合させ、所定の嵩密度の空隙を備
える三次元構造体から成る車両用衝撃緩衝材を成形する
に際し、前記溶融押出した連続線条の引き抜き速度を変
化して前記引き抜き方向に直交方向の高密度部位、中密
度部位及び粗密度部位を形成すると共に、必要に応じて
形成される中空部は、中子体を介して押出し成形し、前
記引き抜き方向の高密度部位、中密度部位及び粗密度部
位は、それぞれ射出口の密度を異にして押出し、引き抜
き形成することを特徴とする。

【００１９】前記引き抜きに際して前記各車両用衝撃緩
衝材単体の引き抜き方向において、前記各車両用衝撃緩
衝材単体の長さに対応して、前記引き抜き速度を前記粗
密度部位形成時よりも早くして、前記各車両用衝撃緩衝
材単体の引き抜き方向に直交方向において、所望の前記
衝撃緩衝材単体の長さに切断する工程により、連続して
製造することが可能となる。

【００２０】本車両用衝撃緩衝材のエネルギー吸収は、
衝突などの衝撃により車体に発生する運動エネルギーを
1)車両用衝撃緩衝材内部に存在する無数の融着部位がは
がれるエネルギー。2)線条が折れたり破壊するエネルギ
ー。の２つのエネルギーに置換することで行なわれる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（三次元構造体）本発明で使用す
る三次元構造体は、連続線条及び／又は、例えば短線条
がランダムに絡合集合して成る空隙を備える三次元構造
体であり、前記連続線条及び／又は短線条は、複数のル
ープ又はカールを形成している。このような三次元構造
体は、例えば熱可塑性エラストマーを複数の射出口より
所定押出速度において溶融押し出し、後述引き取り機１
３により引き取り、線径０．２〜５．０、好ましくは
０．５〜３．０の無垢又は中空の連続線条を形成し、溶
融状態の線条に、例えば直径１〜１０mm、好ましくは直
径１〜５mmのループを形成させ、隣同士の線条と水中で
接触絡合させることによりランダムなループを形成しつ
つ、水中において引取機１３により引き取り、車両用衝
撃緩衝材単体３０を形成する。

【００２２】上記接触絡合部位の少なくとも一部は、相
互に溶融接着される。

【００２３】前記引き取り機１３の引き取り速度を調整
して、前記引き抜き方向に直交方向に位置する車両用衝
撃緩衝材単体３０における横方向に高密度部位、中密度
部又は粗密度部位が形成される。

【００２４】前記引き抜き方向に直交方向に位置する部
位は、低速引き取り時の嵩密度の大きい部分Hすなわ
ち、高密度の部分と高速引き取り時の前記高密度以外の
中密度M、粗密度の部分Lを有する所定厚さの三次元スプ
リング構造を形成することにより製造され得る。また、
前記中空部は、成形ダイ１２に樹脂押出方向へ突設した
中空部に対応する後述雄型形状の中子体１７を介して押
出し成形することができる。

【００２５】これにより、高強度を維持したまま、粗部
位で軽量化が可能。

【００２６】粗密度部位は軽衝突時に復元性を持った部
位となりうる。これにより、軽衝突時のメンテナンスが
低コストで可能。また粗密度部位は、車両が歩行者と接
触した場合,歩行者のダメージを最小限にくいとめるこ
とが可能。重衝突時には高密度部位で受け持ち、高性能
な衝撃吸収性を発揮することになる。

【００２７】また、高・中・粗密度部位を組合せること
により局部荷重の分散化が可能となる。

【００２８】また、それぞれ成形ダイ１２に穿設形成さ
れた射出口１８の配置ないし密度を異にして押出し、引
き抜き形成することによって所望の空隙率を得ることも
できる。

【００２９】前記引き抜きに際して前記各車両用衝撃緩
衝材単体３０の引き抜き方向において、前記各車両用衝
撃緩衝材単体３０の長さに対応して、前記引き抜き速度
を所定時間前記引き抜き方向における粗密度部位L形成
時よりもさらに早くして、各繊維がほぼ直線状となる切
断部位Ｆを形成し、前記各車両用衝撃緩衝材単体の引き
抜き方向に直交方向において、前記各車両用衝撃緩衝材
単体３０の長さに切断装置１９において切断する工程に
より、連続して製造する。

【００３０】線形が太く硬く脆い部位の有る場合、成形
時曲げて水中から引き上げることは困難である。その
為、粗密度部位を作ることによってその部位を曲げ、水
中から引き上げる。（図１） 図２は、上述の引取装置のほか、衝撃緩衝材単体３０が
硬くて脆い部位がある場合、曲げることが困難となるの
で、バス１５内において切断する製造装置を示すもの
で、切断装置１９は、引取機１６下方近傍に位置し、バ
ス１５の対向側壁に、切断部位Ｆで切断された車両用衝
撃緩衝材単体の空隙に挿入される係止突起を多数突設し
たコンベアからなる搬送装置１１により構成されてい
る。図中、２５は吸水バルブ、２６は排水バルブであ
る。

【００３１】前記連続線条及び／又は短線条の線径は、
０．２〜５．０mm、好ましくは、０．５〜３．０mmであ
る。

【００３２】前記連続線条及び／又は短線条は、好まし
くは熱可塑性エラストマーよりなり、例えばポリプロピ
レン、ポリエステル、ナイロン、ＰＶＣのエラストマー
より成る。

【００３３】三次元構造体の嵩密度は、粗の部分で、0.
01〜0.1g/cm^３、好ましくは、 0.02〜0.05、高密度の
部位で0.3〜0.9g/cm^３、好ましくは、0.5〜0.7g/cm^３で
ある。中間の平坦部は、0.1〜0.9g/cm^３、好ましくは、
0.3〜0.7g/cm^３である。

【００３４】三次元構造体の空隙率は、粗の部分で、好
ましくは、９３〜９９％、高密度の部位で４５〜８４
％、中密度の部位は、両者の中間値で、８５〜９２％で
ある。

【００３５】

【式１】 本発明の樹脂スプリング構造車両用衝撃緩衝材３０の製
造方法において、図１に示すように、押出機１０のホッ
パーより、原料樹脂例えばポリプロピレンのエラストマ
ーを投入し、溶融混練して、成形ダイ１２に設けた所定
径の多数の射出口より押し出し、バス１５内の引き取り
機１３の引き取りロール１４，１４間で厚さ及び嵩密度
が設定され、カール又はループ状にランダムに成形され
ながら、バス１５の水中で固化し、巻取機１６，１６に
より取り出され、切断装置１９により前記切断部位Ｆで
切断され、樹脂スプリング構造車両用衝撃緩衝材３０と
して取り出される。

【００３６】図３は、成形ダイ１２の概略を示すもの
で、中子体１７は、前述のように、樹脂押出方向へ突設
した中空部に対応する後述雄型形状を成し、射出口１８
は、車両用衝撃緩衝材押出方向における嵩密度を決定す
べく中密度部位M、高密度部位H及び粗密度部位Lを形成
すべく所望の射出口径及び配置及び個数が画定されてい
る。

【００３７】前記中子によって形成される中空部に例え
ば金属製のバンパービームを挿着することが可能とな
る。

【００３８】又、バンパー等平面形状において湾曲する
部位が存在する場合、前記バンパー内に本願衝撃緩衝材
単体３０を装着する場合の成形ダイとして、成形後加熱
湾曲形成させると、外側は引張られる為、密度が粗にな
り、反対に内側は 圧縮される為、密度が密になってし
まい、均一な密度分布が得られにくい。したがって、金
型自体を前記バンパーの平面形状に対応して湾曲形成す
るれば良い。

【００３９】尚、衝撃緩衝材は、水中から引き上げ後も
10〜50％程度の水分（特に密度の高い部位は水分保持率
が高くなる）を保持しており、熱プレス成形工程時にこ
の水分の影響を除去するため、バスより取り出し又は切
断後、例えば、株式会社松井製作所製のスピードドライ
ヤーPO-200：最大消費電力ヒーター9.0kw：ファンモー
ター0.75kwのような箱型熱風乾燥機を用いて衝撃緩衝材
を温風乾燥することが好ましい。。

【００４０】乾燥温度は、樹脂により異なるが、各樹脂
とも軟化点以下。（特に、PETは加水分解を起こしやす
いため、40〜60℃の温度で乾燥する。60℃以上では加水
分解を起こしやすく、また、40℃以下では乾燥時間が長
くなり、製造時間が長くなる。

【００４１】乾燥後の含有水分は、1wt％以下。 含有
水分量が、1wt％より高いと次工程の熱プレスを行う場
合、成形性が良くない場合がある。しかし、切断工程の
みの場合は自然乾燥のみでも良い）。

【００４２】ついで、必要に応じ、熱プレス成形工程、
例えば、所定の寸法に切断されたシート等を加熱軟化さ
せ、雌雄一対の型内に入れてプレスし、スタンビング成
形により所定の形状を得る。

【００４３】すなわち、ドアパネル等パネルボード内側
各部に装着可能な形状にする為に、熱プレス成形を行な
う。各部は様々な形状をしているためその形状に合うよ
う金型を作成し、成形する。圧縮することで、平滑な表
面も得ることができる。

【００４４】又、熱プレス工程を必要としない場合は、
上述切断装置又は別途切断工程のみでブロック状とし、
パネルボード等の内側各部に適合するようにする。

【００４５】以下、例示する粗密度部位、中密度部位、
高密度部位とは、それぞれ、空隙率95％ 中：空隙率90
％ 密：空隙率80％をいい、粗密度部位は空隙率の高い
空間の多い車両用衝撃緩衝材で弾性変形部となりまた、
高密度部位は空隙率が低く空間も少なく剛性部位とな
り、中密度部位はその中間でエネルギーを吸収する塑性
変形部となる。 実施例：衝撃緩衝材 実施例１ 材質：PP、中密度 PPを用いて前記衝撃緩衝材成形工程で空隙率90％の車両
用衝撃緩衝材を得た。 実施例2 材質：PP90wt%＋炭酸カルシウム10wt％、中密度） PPに10wt％炭酸カルシウム粉をドライブレンドし、リペ
レット後、前記衝撃緩衝材成形工程で空隙率90％の車両
用衝撃緩衝材を得た。 実施例3 材質：PET、中密度 比較例1 アルミハニカム（以下「AH」と略称する。） A3003 セルサイズ 1/2 inch 箔厚 76μm 見かけ比重
0.043g/cm^３ 〔試験例1〕 上記実施例1,2,3、比較例1をそれぞれW200mm×
L200mm×H200mmの立方体（図４参照）とし、落錘試験を
行う。

【００４６】落錘試験装置を図５に示す 垂体重量：100Kg 落下高さ：6.3m 衝突速度（終速
度）：40km/h ストライカー面積：W:200mm×L:200mm 実施例1:平均荷重 41kN 最大変位 150mm 実施例2:平均荷重 47kN 最大変位 130mm 実施例3:平均荷重 47kN 最大変位 130mm 比較例1:平均荷重 36kN 最大変位 170mm 試験結果をグラフに示す（図７） 理想的な衝撃吸収性能をもつ荷重-変位曲線を示す図６
（紙面右）を基に、試験例1を示す図７より、前面衝突
ではアルミハニカム（AH）と同程度の衝撃吸収性能があ
ることが確認された。 〔試験例2〕 実施例3、比較例1をそれぞれW200mm×L200mm×H200
mmの立方体とし、落錘試験を行う。図８に示すように、
上下対向面（ハニカム長手方向）に対して４５゜回転し
て切り出し、斜め衝突を想定した。

【００４７】垂体重量：100Kg 落下高さ：6.3m 衝突
速度：40km/h ストライカー面積：W:200mm×L:200mm 実施例3:平均荷重 41kN 最大変位 150mm 比較例1:平均荷重 29kN 最大変位 200mm 最大変位200mmとは底付きの状態となったことを示す。

【００４８】図９の試験例２の試験結果を示すグラフに
よれば、斜め衝突ではアルミハニカム（AH）より衝撃吸
収性能良好であった。 〔試験例3〕 実施例4（粗密度＋中密度） 材料にPETを用い前記衝撃緩衝材の成形工程で、粗密度
部位及び中密度部位をそれぞれ上下に１／２づつ、W200
mm×L200mm×H100mmとし、空隙率95％と90％の交互にな
るように成形する。

【００４９】実施例４、実施例３を、それぞれW200
mm×L200mm×H200mmの立方体とし、落錘試験を行った。 垂体重量：100Kg 落錘高さ1m 衝突速度：16km/h。 ストライカー面積：W200mm×L200mm 主要各国のバンパー法規を比較すると最も厳しい条件は
カナダのCMVSS215で8km/hで固定物へ衝突した際に車の
安全の為の機構が損傷を受けないこととあるので衝突速
度は8km/hの2倍の16km/hとした。

【００５０】実施例4 ：永久変位 0mm 実施例3 :永久変位 20mm 試験結果を示す図1０グラフにより、粗密度部位及び中
密度部位が存在していることにより、は永久変位20mm
と元の形に復元されなかったのに対し、は完全に復元
されている。軽衝突時にはこの粗密度部位の復元性が効
率的に働く。また、粗密度部位があるため、最大荷重が
小さくなり、対歩行者との接触の場合、歩行者に与える
ダメージが小さいことが確認された。 〔試験例4〕 実施例5 材質：PET（中密度＋高密度） PP樹脂を用い、前記衝撃緩衝材の成形工程で、上方に高
密度部位及び下方に中密度部位をそれぞれ上下に１／２
づつ、W200mm×L200mm×H100mmとし、空隙率８0％と９0
％の1/2づづ交互になるように成形する。密度の高いと
ころでの局部荷重の分散化について試験を行った。 実施例5、比較例1をそれぞれW200mm×L200mm×H200
mmの立方体とし、落錘試験を行った。

【００５１】垂体重量：100Kg 落錘高さ：6.3m 衝突
速度：40km/h 局部荷重をかけるため、ストライカー面
積を小さくした。

【００５２】ストライカー面積：w100mm×L100mm 実施例5：平均加重 37kN 最大変位 170mm 比較例1: 平均加重 10kN 最大変位 200mm 試験結果を示す図１３のグラフより、実施例5は高密
度部位が局部荷重を分散し約25％の低下でとどまった。
比較例1は衝突面積と荷重は比例関係にあり、荷重が7
5％低下し底付きを生じた。 〔試験例5〕軽量化の証明 実施例6 材質：PET格子状に成形（粗密度＋高密度） 前記衝撃緩衝材の成形工程で、立方体の各一辺を３等分
割する隔壁３１間の隔室３２内は粗密度部位:空隙率95
％の衝撃緩衝材を充填し、隔壁３１を成す高密度部位:
空隙率80％で図1２に示すように高密度部位の衝撃緩衝
材により格子状に成形した。

【００５３】W200mm×L200mm×H200mmの立方体、 格子状隔壁３１の厚みは、10×60×60mm、隔室60×60×
60mm 実施例6（重量：3.38kg）、実施例3（重量：4.16k
g）を、それぞれW200mm×L200mm×H200mmの立方体と
し、落錘試験を行う。

【００５４】実施例6 平均加重 58kN 最大変位 1
00mm 実施例3 平均加重 47kN 最大変位 130mm 垂体重量：100Kg 落下高さ：6.3m 衝突速度：40km/h ストライカー面積：W200mm×L200mm とを比較すると、は4.16Kgで平均荷重が47kNであ
るが、は3.38kgと軽量化されているのに平均荷重は58
kNと増加している。格子状にすることで軽量化し、さら
に衝撃吸収性能も増加することが確認された。 〔試験例6〕金属強度部材の複合化の利点 実施例7:金属補強部材とPET（中密度）の複合体 比較例2:金属補強部材のみ 金属補強部材は、材質：炭素鋼鋼管、φ60mm×H:200m
m、厚み：1.6mm 中密度PETから成る本願衝撃緩衝材を前記補強部材に内
径に密接するように切り出し、挿入した。

【００５５】充填材は前記衝撃緩衝材の成形工程で空隙
率を90％（中密度）になるよう、200mm×L200mm×H200m
mから(φ56mm)×H:198に切り出した。

【００５６】上記について落錘試験を行う 垂体重量：100kgf 落錘高さ：6.3m 衝突速度：40km/h ストライカー面積：W:100mm×L:100mm 実施例7:平均荷重 80kN 最大変位 80mm 比較例2:平均荷重 60kN 最大変位 100mm の平均荷重60kＮが空隙率90％のPET車両用衝撃緩衝材
を充填することにより、平均荷重は約30％増加し、最大
変位も20mm少なくなっている。これはPET車両用衝撃緩
衝材を充填することにより、金属強度部材のみのエネル
ギー吸収量より多くなることを示している（図１４）。

【発明の効果】従来の金属製衝撃吸収材と比較し、原料
に比重の軽いプラスチックを使用しているため、軽量に
優れている。さらに、粗密部分を作ることで少量の材料
で効率的な衝撃吸収性能を保持している。これは車両全
体の軽量化につながり、ひいてはエネルギー問題、環境
問題の解決にもなる。また、原料が少量のため、製品コ
ストが安価である。より詳細に言えば、以下の通りであ
る。

【００５７】試験例1の結果よりアルミハニカムと同程
度の衝撃吸収性を持っていることが確認された。

【００５８】一般にアルミハニカムは一方向 からの衝
撃には吸収エネルギーが大きいが、しかし、少しでも斜
めから衝突すると吸収エネルギーは大きく低下してしま
う。また、サイドビームや自動車ドアガードバーのよう
な衝撃吸収材も同様なことがいえるが、本願例の衝撃吸
収材は三次元網状構造のため、方向性 はほとんど無
く、自動車事故に多く見られる多種多様な角度からの衝
撃を吸収する性能に優れている。試験例2より確認され
た。

【００５９】軽衝突時には試験例3のように粗密度部位
により弾性を持ち、従来品のように軽衝突時のつど、部
品を取り替えなければならないというような問題が生じ
ない。かつ、歩行者との接触の場合は歩行者に与えるダ
メージを最小限にくいとめることが確認された。

【００６０】重衝突時には試験例4より密度の高く、弾
性の少ない部位が、細かく破壊されることで効率よく衝
撃エネルギーを吸収する。特に、このときアルミハニカ
ムと同程度な衝撃エネルギー吸収を発揮する。

【００６１】又、試験例６からして、本願を、例えばバ
ンパービームなどを想定した場合において、金属製容器
内に充填することで、容器のみの衝撃吸収性能をはるか
に上回る性能を発揮することができる。（試験例6よ
り）よって、バンパー内部やドア内部に充填すること
で、現状の衝撃吸収性能より効率的なエネルギー吸収力
を持たせることが可能である。

【００６２】さらに、車両のパネルボード内に設置する
際、本願衝撃緩衝材における高密度部位を設ければ、当
該高密度部位が補強部位となり外部において取付が容易
である。

【００６３】本願製造造方法においては押出し工程と切
断工程、必要に応じて乾燥工程、熱プレス成形工程と簡
易であり、製造コストが安価である。また、熱プレスや
切断機を使用できるので、加工性が非常に簡易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の製造方法に用いる装置の概略を示す
全体図、11925fig2

【図２】本願発明の他の製造方法に用いる装置の概略を
示す全体図、11925fig3

【図３】本願発明成形ダイの概略図 11925fig4

【図４】比較例1（アルミハニカム）の全体図

【図５】落錘試験装置の概略図

【図６】理想的な衝撃吸収性能を示す荷重-変位曲線を
示す。

【図７】試験例１の衝撃吸収性能を示す荷重-変位曲線
を示す。

【図８】斜め衝突を想定した試験片の作成方法を示す概
略図、

【図９】試験例２の試験結果を示すグラフ、

【図１０】試験例３の試験結果を示すグラフ、

【図１１】試験例４の試験結果を示すグラフ、

【図１２】実施例6 の格子状衝撃緩衝材を示。

【図１３】試験例５の試験結果を示すグラフ、

【図１４】試験例６の試験結果を示すグラフ、

【符号の説明】

１０ 押出機 １１ 搬送装置 １２ 成形ダイ １３ 引取機 １４ 引取ロール １５ バス １６ 巻取機 １７ 中子体 １８ 射出口 １９ 切断装置 Ｆ 切断部位 L 粗密度部位 H 高密度部位 M 中密度部位 ２５ 給水バルブ ２６ 排水バルブ ３０ 樹脂スプリング構造車両用衝撃緩衝材 ３１ 隔壁 ３２ 隔室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 19/18 Ｂ６０Ｒ 19/18 Ｐ Ｎ Ｋ 21/02 21/02 Ｎ Ｆ１６Ｆ 7/00 Ｆ１６Ｆ 7/00 Ｊ 7/12 7/12 // Ｂ２９Ｋ 21:00 Ｂ２９Ｋ 21:00 23:00 23:00 67:00 67:00 Ｂ２９Ｌ 31:58 Ｂ２９Ｌ 31:58 Ｆターム(参考） 3J066 AA01 AA23 BA04 BB01 BC01 BD05 BE01 BF03 4F207 AA11 AA24 AA45 AE07 AG14 AG15 AG18 AH24 AH25 AH26 AR08 AR15 KA01 KA20 KK54 KK76 KL64 KL91 KW21 KW23 KW41

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドアパネルを含むパネル・ボード内側又は
   バンパー内に、熱可塑性樹脂の連続線条及び／又は短線
   条のランダムなループ又はカールの隣接する線条相互を
   接触絡合集合すると共に、前記接触絡合部位の少なくと
   も一部が融着されて成る所定の嵩密度乃至空隙率から成
   る三次元構造体から成る衝撃緩衝材を内装したことを特
   徴とする樹脂スプリング構造車両用衝撃緩衝材。
2. 【請求項２】前記連続線条及び／又は短線条が熱可塑性
   エラストマーよりなることを特徴とする請求項１記載の
   樹脂スプリング構造車両用衝撃緩衝材。
3. 【請求項３】前記連続線条及び／又は短線条の線径が
   ０．２〜５．０mm、好ましくは０．５〜３．０mmである
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂スプリング
   構造車両用衝撃緩衝材。
4. 【請求項４】前記車両用衝撃緩衝材の各辺を分割する隔
   壁を高密度部位として形成し、この隔壁により画定され
   る隔室内に粗密度部位の衝撃緩衝材を充填して成る請求
   項１記載の樹脂スプリング構造車両用衝撃緩衝材。
5. 【請求項５】前記空隙率は、粗密度、中密度、高密度部
   位がそれぞれ９３〜９９%、８５〜９２%、４５〜８４%
   である請求項１記載の樹脂スプリング構造車両用衝撃緩
   衝材。
6. 【請求項６】前記熱可塑性樹脂がポリプロピレン又はポ
   リエステルである請求項１記載の樹脂スプリング構造車
   両用衝撃緩衝材。
7. 【請求項７】金属製筒状容器内に中密度部位の衝撃緩衝
   材を充填して成る請求項１記載の樹脂スプリング構造車
   両用衝撃緩衝材。
8. 【請求項８】熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラスト
   マーを複数の線条に溶融押出して連続線条のランダムな
   ループ又はカールの隣接する線条相互を接触絡合集合さ
   せ、所定の嵩密度の空隙を備える三次元構造体から成る
   車両用衝撃緩衝材を成形するに際し、前記溶融押出した
   連続線条の引き抜き速度を変化して前記引き抜き方向に
   直交方向の高密度部位、中密度部位又は粗密度部位を形
   成すると共に、必要に応じ、中空部は、中子体を介して
   押出し成形し、前記引き抜き方向の高密度部位、中密度
   部位及び粗密度部位は、それぞれ射出口の密度を異にし
   て押出し、引き抜き形成することを特徴とする樹脂スプ
   リング構造車両用衝撃緩衝材の製造方法。
9. 【請求項９】前記引き抜きに際して前記各車両用衝撃緩
   衝材単体の引き抜き方向において、前記各車両用衝撃緩
   衝材単体の長さに対応して、前記引き抜き速度を前記粗
   密度部位形成時よりも早くして、前記各車両用衝撃緩衝
   材単体の引き抜き方向に直交方向において、前記各車両
   用衝撃緩衝材単体の長さに切断することを特徴とする樹
   脂スプリング構造車両用衝撃緩衝材の製造方法。