JP2015175430A - Resin shock absorption member - Google Patents

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正 山路
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-weight resin sock absorption member freely designing a shock absorption characteristic easily.SOLUTION: A resin shock absorption member includes a shock absorption part whose thickness is made substantially constant and which comprises a shock absorption base material. The shock absorption base material is configured such that a plurality of thermoplastic resin base materials having different compression strength in a shock absorption direction are connected.

Description

本発明は、樹脂材料からなる樹脂製衝撃吸収部材に関するものであり、より詳しくは熱可塑性樹脂が用いられた樹脂製衝撃吸収部材に関するものである。   The present invention relates to a resin impact absorbing member made of a resin material, and more particularly to a resin impact absorbing member using a thermoplastic resin.

車両等においては衝突時に車両に加わる衝撃が車両骨格や運転者に直接的に伝わることを防止するために衝撃吸収部材が使用されることが一般的である。例えば、乗用車においては、車両前方及び車両後方のバンパー内部において衝撃吸収部材が用いられている。このような衝撃吸収部材としては、従来、金属材料によって構成された金属製衝撃吸収部材が用いられていた。金属製衝撃吸収部材の構造としては、例えば、鋼材をプレス成型し、スポット溶接などにより箱形状に形成され、座屈起点となる凹部を設けた構造を有するものが一般的であった(例えば、特許文献1)。また、軽量化の観点から鋼材に代わりアルミニウムの押し出し材を用いて箱形を形成し、後加工で座屈起点となる凹部を設け、さらに溶接によって他部品との取り付け部を設けた構造を有するものも知られている(例えば、特許文献2)。   In a vehicle or the like, an impact absorbing member is generally used to prevent an impact applied to the vehicle at the time of a collision from being transmitted directly to the vehicle skeleton or the driver. For example, in a passenger car, an impact absorbing member is used inside a bumper at the front and rear of the vehicle. As such an impact absorbing member, conventionally, a metallic impact absorbing member made of a metal material has been used. As a structure of a metal shock absorbing member, for example, a steel material having a structure in which a steel material is press-molded and formed into a box shape by spot welding or the like and provided with a recess serving as a buckling start point (for example, Patent Document 1). In addition, from the viewpoint of weight reduction, it has a structure in which a box shape is formed using an extruded aluminum material instead of steel, a recess that becomes a buckling starting point is provided in post-processing, and a mounting portion with other parts is provided by welding. A thing is also known (for example, patent document 2).

近年、電気自動車等の開発の進行に伴い、燃費向上等を目的として車両構造に対しても軽量化が望まれており、衝撃吸収部材についても更なる軽量化が望まれている。しかしながら、衝撃吸収部材を金属材料から構成する場合、現実的には軽量化できる程度にも限界があり、更なる軽量化を達成することは困難であるという問題点が指摘されていた。   In recent years, with the progress of the development of electric vehicles and the like, it is desired to reduce the weight of the vehicle structure for the purpose of improving the fuel efficiency, and further reduction of the weight of the impact absorbing member is also desired. However, when the shock absorbing member is made of a metal material, there is a limit to the extent that the weight can be reduced in practice, and it has been pointed out that it is difficult to achieve further weight reduction.

このような金属製衝撃吸収部材の問題点に鑑み、樹脂材料から構成された樹脂製衝撃吸収部材の検討が進められている(例えば、特許文献3)。樹脂製衝撃吸収部材は、従来の金属材料に代えて軽い樹脂材料が用いられているため、樹脂製衝撃吸収部材の大幅な軽量化を図ることができるという利点を有するものであり、車両構造の更なる軽量化を図る手段として期待されている。   In view of the problem of such a metal impact absorbing member, investigation of a resin impact absorbing member made of a resin material is underway (for example, Patent Document 3). Since the resin shock absorbing member uses a light resin material instead of the conventional metal material, it has the advantage that the resin shock absorbing member can be significantly reduced in weight. It is expected as a means to further reduce weight.

特開平2−175452号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-175252 特開2005−001462号公報JP-A-2005-001462 特開2005−247096号公報JP 2005-247096 A

ところで、上記樹脂製衝撃吸収部材は単一の樹脂材料からなるため、衝撃吸収時に突発的な荷重が発生したり、当初の設計通りの衝撃吸収性能を得られないなどのおそれがあった。また、エアバッグの作動センサーとして少なくとも2水準の衝突速度に対応して衝撃を吸収しなければならないという機能を果たせないなど、金属製衝撃吸収部材に比べて衝撃吸収特性が不十分になってしまう傾向があるため、衝撃吸収部材の用途等によっては、樹脂製衝撃吸収部材では目的とする衝撃吸収特性を達成できないという問題点が指摘されていた。   By the way, since the resin shock absorbing member is made of a single resin material, there is a possibility that a sudden load is generated at the time of absorbing the shock or the shock absorbing performance as originally designed cannot be obtained. In addition, the shock absorbing characteristic is insufficient as compared with a metal shock absorbing member, such as an air bag actuation sensor that cannot perform the function of absorbing shock corresponding to at least two levels of collision speed. Due to the tendency, a problem has been pointed out that depending on the application of the impact absorbing member, the intended impact absorbing characteristic cannot be achieved with the resin impact absorbing member.

このような問題点を解決するために、樹脂製衝撃吸収部材において衝撃が加わる先端部の強度よりも、後端部の強度を強くすることにより樹脂製衝撃吸収部材の衝撃吸収特性を最適化する方法が検討されている。具体的な方法としては、例えば、衝撃が加わる先端部よりも後端部の厚みを大きくするという方法が検討されている。しかしながら、このような厚みを変化させる態様では、(1)大きな衝撃や斜め方向からの衝撃が加わった場合、厚みの境界が破壊の起点となってしまい十分な衝撃吸収特性を発揮できない、(2)衝撃を受ける先端部近傍の厚みが薄くなるため、周辺部品との取り付け部が脆弱になる、(3)樹脂製衝撃吸収部材はプレス成形法によって製造されることが一般的であるところ、吸収するエネルギー量の変化に対応するために厚みの境界を変更したり、或いは全体の厚みを変える場合には、その都度プレス成型用金型を変更する必要があり、樹脂製衝撃吸収部材の簡便な設計変更と製作が困難である、(4)樹脂材料として繊維が混入された繊維強化樹脂材料を用いて大幅な流動成形をした場合、プレス成型時に繊維配向が発生し、設計通りの性能が得られない等の問題があった。   In order to solve such problems, the shock absorbing characteristics of the resin shock absorbing member are optimized by making the strength of the rear end portion stronger than the strength of the tip portion to which the shock is applied in the resin shock absorbing member. A method is being considered. As a specific method, for example, a method in which the thickness of the rear end portion is made larger than the front end portion to which an impact is applied has been studied. However, in such an aspect in which the thickness is changed, (1) when a large impact or an impact from an oblique direction is applied, the boundary of the thickness becomes a starting point of destruction, and sufficient shock absorption characteristics cannot be exhibited. ) Since the thickness in the vicinity of the tip part that receives the impact is reduced, the attachment part with peripheral parts becomes fragile. (3) The resin-made shock absorbing member is generally manufactured by a press molding method. When changing the boundary of thickness or changing the overall thickness in order to cope with changes in the amount of energy to be applied, it is necessary to change the press molding die each time. It is difficult to change the design and manufacture. (4) When a large amount of fluid molding is performed using a fiber reinforced resin material mixed with fiber as the resin material, fiber orientation occurs during press molding. There has been a problem such as that performance can not be obtained.

本発明は、このような各問題点に鑑みてなされたものであり、樹脂材料から構成され、軽量かつ衝撃吸収特性を自由に設計することが容易な樹脂製衝撃吸収部材を提供することを主目的とするものである。   The present invention has been made in view of such problems, and it is mainly intended to provide a resin-made shock absorbing member that is made of a resin material and that is easy to design with light weight and shock absorbing characteristics. It is the purpose.

上記課題を解決するために、本発明は、厚みが略一定の衝撃吸収性基材から構成された衝撃吸収部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、上記衝撃吸収性基材が衝撃吸収方向において圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることを特徴とする樹脂製衝撃吸収部材を提供する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a resin-made shock absorbing member including a shock absorbing portion formed of a shock absorbing base material having a substantially constant thickness, wherein the shock absorbing base material has a shock absorbing direction. And a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths are bonded to each other.

本発明の樹脂製衝撃吸収部材によれば、上記衝撃吸収性基材の厚みが略一定であることにより、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に衝撃が加わった際に、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、上記衝撃吸収性基材において圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材の境界が破壊の起点になることを防止できる。このため、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に加わる衝撃の程度や衝撃が加わる方向等に関わらず優れた衝撃吸収性能を発揮できる。
また、本発明においては、上記衝撃吸収性基材が圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることにより、衝撃吸収性基材の厚みを変化させることなく、衝撃吸収部に圧縮強度の異なる領域を形成することができる。このため、例えば、プレス金型を変更することなく熱可塑性樹脂基材の境界の位置を調整することができ、衝撃吸収性能の自由な設計・制御が可能になる。
According to the resin shock-absorbing member of the present invention, when the shock is applied to the resin shock-absorbing member of the present invention, since the thickness of the shock-absorbing base material is substantially constant, Regardless of the direction, the boundary between a plurality of thermoplastic resin substrates having different compressive strengths in the shock-absorbing substrate can be prevented from becoming a starting point of fracture. For this reason, excellent impact absorbing performance can be exhibited regardless of the degree of impact applied to the resin impact absorbing member of the present invention, the direction in which the impact is applied, and the like.
Further, in the present invention, the shock absorbing base material is formed by combining a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths, so that the thickness of the shock absorbing base material is not changed. Regions having different compressive strengths can be formed. For this reason, for example, the position of the boundary of the thermoplastic resin base material can be adjusted without changing the press die, and the design and control of the shock absorbing performance can be freely performed.

本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記衝撃吸収性基材において上記複数の熱可塑性樹脂基材が、衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順に配置されていることが好ましい。これにより、衝撃吸収部の破壊が進むにつれて衝撃吸収部の衝撃強度を強くすることができるため、衝撃吸収部に荷重が加わった際に、圧縮強度の低い先端部から徐々に破壊が始まり、逐次圧縮強度の高い側へ破壊部位が伝播させることができるからである。また、複数の圧縮荷重に対応して圧縮強度の異なる部分が圧縮破壊されるようにできるため、外部衝撃によって衝撃吸収部が完全に崩壊してしまうことを効果的に抑制することができるからである。さらに圧縮荷重の際に、ほぼ一定の衝撃吸収性能を保った状態で連続的に衝撃を吸収することが可能となるからである。   In the resin shock absorbing member of the present invention, the plurality of thermoplastic resin base materials in the shock absorbing base material are arranged in order of increasing compressive strength from the front end side to the rear end side receiving the impact. It is preferable. As a result, the impact strength of the impact absorbing portion can be increased as the impact absorbing portion progresses, so when a load is applied to the impact absorbing portion, the failure begins gradually from the tip portion having a low compressive strength. This is because the fracture site can be propagated to the side with high compressive strength. In addition, since the portions having different compressive strengths can be compressed and destroyed in response to a plurality of compressive loads, it is possible to effectively suppress the impact absorbing portion from being completely collapsed by an external impact. is there. Further, it is possible to absorb the impact continuously while maintaining a substantially constant impact absorbing performance during the compressive load.

本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記複数の熱可塑性樹脂基材が、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含有する繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなることが好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂複合材料が用いられることにより、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の更なる軽量化を図り、また製造コストを抑えることができるからである。このような繊維強化熱可塑性樹脂複合材料が用いられる場合、上記複数の熱可塑性樹脂基材は、上記強化繊維の体積含有率が互いに異なることにより圧縮強度が異なっていることが好ましい。   In the resin impact absorbing member of the present invention, it is preferable that the plurality of thermoplastic resin substrates are made of a fiber reinforced thermoplastic resin composite material containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin. This is because by using the fiber reinforced thermoplastic resin composite material, the resin impact absorbing member of the present invention can be further reduced in weight and the manufacturing cost can be reduced. When such a fiber-reinforced thermoplastic resin composite material is used, it is preferable that the plurality of thermoplastic resin base materials have different compressive strengths due to different volume contents of the reinforcing fibers.

また、本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記衝撃吸収性基材は、隣接する熱可塑性樹脂基材が、その境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合されていることが好ましい。このような態様で隣接する熱可塑性樹脂基材が結合されていることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に衝撃吸収方向へ衝撃が加わった際に、熱可塑性樹脂基材の境界が破壊の起点となることをさらに抑制できるからである。   In the resin impact absorbing member of the present invention, the impact absorbing base material is bonded so that adjacent thermoplastic resin base materials continuously change in the thickness direction at the boundary. It is preferable. When the adjacent thermoplastic resin base materials are bonded in such a manner, regardless of the magnitude of the impact or the direction of the impact, when the impact is applied to the resin impact absorbing member of the present invention in the impact absorbing direction. This is because the boundary of the thermoplastic resin base material can be further suppressed from becoming the starting point of destruction.

さらに、本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記衝撃吸収部が中空構造を有する筒状であることが好ましい。これにより、軽量でありながら、衝撃吸収時の破壊が樹脂製衝撃吸収部材の全周にわたって全ての部位で発生させることができるため、継続的に安定した破壊が進行することで大きな衝撃を吸収することが可能となり、樹脂製衝撃吸収部材の部材重量当たりの衝撃吸収効率が良くなるからである。   Furthermore, in the resin shock absorbing member of the present invention, it is preferable that the shock absorbing portion has a cylindrical shape having a hollow structure. As a result, although it is light in weight, it is possible to cause breakage at the time of shock absorption in all parts over the entire circumference of the resin shock absorbing member, so that a large shock is absorbed by continuous and stable breakage. This is because the shock absorbing efficiency per member weight of the resin shock absorbing member is improved.

本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、軽量かつ衝撃吸収特性を自由に設計することができるという効果を奏する。   The resin shock absorbing member of the present invention has an effect that it is lightweight and can freely design shock absorbing characteristics.

本発明の樹脂製衝撃吸収部材の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the resin impact-absorbing member of this invention. 本発明における熱可塑性樹脂基材の結合態様の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the coupling | bonding aspect of the thermoplastic resin base material in this invention. 本発明における衝撃吸収性基材において熱可塑性樹脂基材が配置されている態様の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the aspect by which the thermoplastic resin base material is arrange | positioned in the impact-absorbing base material in this invention. 本発明における熱可塑性樹脂基材の結合態様の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of the coupling | bonding aspect of the thermoplastic resin base material in this invention. 本発明における衝撃吸収部が板状である場合の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example in case the impact-absorbing part in this invention is plate shape. 本発明における衝撃吸収部が筒状である場合の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example in case the impact-absorbing part in this invention is cylindrical. 本発明の樹脂製衝撃吸収部材の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of the resin-made impact-absorbing members of this invention. 本発明の樹脂製衝撃吸収部材の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of the resin-made impact-absorbing members of this invention. 実施例の樹脂製衝撃吸収部材における衝撃吸収部の概略図である。It is the schematic of the impact-absorbing part in the resin-made impact-absorbing members of an Example.

以下、本発明の樹脂製衝撃吸収部材について説明する。
上述したように本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、厚みが略一定の衝撃吸収性基材から構成された衝撃吸収部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、上記衝撃吸収性基材が衝撃吸収方向において圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることを特徴とするものである。
The resin impact absorbing member of the present invention will be described below.
As described above, the resin-made shock absorbing member of the present invention is a resin-made shock absorbing member including a shock-absorbing portion composed of a shock-absorbing base material having a substantially constant thickness. A plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths in the absorption direction are combined.

ここで、本発明における「衝撃吸収方向」とは、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に対して外部から衝撃が入力した際に、衝撃吸収部が衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧壊される方向を意味するものである。本発明の樹脂製衝撃吸収部材における上記衝撃吸収部が中空構造を有する筒状である場合、当該衝撃吸収方向は、通常、当該中空構造の軸方向に対して平行方向となる。   Here, the “impact absorption direction” in the present invention refers to a direction from the front end side where the shock absorbing portion receives an impact toward the rear end side when an impact is input from the outside to the resin shock absorbing member of the present invention. It means the direction of being crushed. When the shock absorbing portion in the resin shock absorbing member of the present invention has a cylindrical shape having a hollow structure, the shock absorbing direction is usually parallel to the axial direction of the hollow structure.

このような本発明の樹脂製衝撃吸収部材について図を参照しながら説明する。図1は本発明の樹脂製衝撃吸収部材の一例を示す概略図である。また、図1(b)は、同図(a)のY−Y′線矢視断面図である。図1(a)、(b)に例示するように本発明の樹脂製衝撃吸収部材10は、厚みが略一定の衝撃吸収性基材11から構成された衝撃吸収部12を備えるものであって、上記衝撃吸収性基材11は、衝撃吸収方向Xにおいて圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材11a及び11bが結合されてなることを特徴とするものである。ここで、図1における熱可塑性樹脂基材11a、11bは、互いに圧縮強度が異なるものである(以下、本明細書において同じ)。   Such a resin impact absorbing member of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a resin impact absorbing member of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line YY ′ of FIG. As illustrated in FIGS. 1A and 1B, a resin impact absorbing member 10 of the present invention includes an impact absorbing portion 12 composed of an impact absorbing base material 11 having a substantially constant thickness. The shock-absorbing substrate 11 is characterized in that a plurality of thermoplastic resin substrates 11a and 11b having different compressive strengths in the shock-absorbing direction X are combined. Here, the thermoplastic resin base materials 11a and 11b in FIG. 1 have mutually different compressive strengths (hereinafter the same in this specification).

本発明の樹脂製衝撃吸収部材によれば、上記衝撃吸収性基材の厚みが略一定であることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、上記衝撃吸収性基材において圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材の境界が破壊の起点になることを防止できる。このため、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に加わる衝撃の程度等に関わらず優れた衝撃吸収性能を発揮できる。また、本発明においては上記衝撃吸収性基材が、圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることにより、衝撃吸収性基材の厚みを変化させることなく、衝撃吸収部に圧縮強度の異なる領域を形成することができる。このため、例えば、プレス金型を変更することなく境界の位置を調整することができ、衝撃吸収性能の自由な設計・制御が可能になる。さらに、本発明においては上記衝撃吸収性基材が熱可塑性樹脂基材からなることにより、金属製の樹脂製衝撃吸収部材と比較して著しく軽量化を図ることができる。このようなことから、本発明によれば、軽量かつ衝撃吸収特性を自由に設計することができる樹脂製衝撃吸収部材を得ることができる。   According to the resin shock-absorbing member of the present invention, the thickness of the shock-absorbing base material is substantially constant, so that the compressive strength is different in the shock-absorbing base material regardless of the magnitude or direction of the shock. It can prevent that the boundary of a some thermoplastic resin base material becomes a starting point of destruction. For this reason, excellent impact absorbing performance can be exhibited regardless of the degree of impact applied to the resin impact absorbing member of the present invention. Further, in the present invention, the shock-absorbing base material is formed by combining a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths, so that the thickness of the shock-absorbing base material is not changed. Regions having different compressive strengths can be formed. For this reason, for example, it is possible to adjust the position of the boundary without changing the press die, and it is possible to freely design and control the shock absorbing performance. Furthermore, in the present invention, the impact-absorbing substrate is made of a thermoplastic resin substrate, so that the weight can be significantly reduced as compared with a metallic resin-made impact absorbing member. For this reason, according to the present invention, it is possible to obtain a resin-made impact absorbing member that can be designed with light weight and impact absorbing characteristics.

本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、上述した特徴を有する衝撃吸収部を備えるものである。以下、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に用いられる各構成について順に説明する。   The resin impact absorbing member of the present invention includes an impact absorbing portion having the above-described characteristics. Hereafter, each structure used for the resin impact-absorbing member of this invention is demonstrated in order.

1 衝撃吸収部
まず、本発明における衝撃吸収部について説明する。本発明における衝撃吸収部は衝撃吸収性基材から構成されたものである。
1 Shock Absorbing Part First, the shock absorbing part in the present invention will be described. The impact absorbing portion in the present invention is composed of an impact absorbing base material.

(1)衝撃吸収性基材
本発明における衝撃吸収性基材は、厚みが略一定であり、かつ衝撃吸収方向において圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることを特徴とするものである。
本発明において「衝撃吸収性基材の厚みが略一定」であるとは、衝撃吸収性基材を構成する複数の熱可塑性樹脂基材の平均厚みが略一定であることを意味するものである。このように各熱可塑性樹脂基材の平均厚みが略一定であることにより、本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、衝撃吸収部に外部から衝撃が加わった際に、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、熱可塑性樹脂基材の境界部分が破壊の起点となることを抑制することができ、さらに周辺部品との取り付けが容易になるのである。
(1) Shock Absorbing Base Material The shock absorbing base material of the present invention is characterized in that a plurality of thermoplastic resin base materials having substantially constant thickness and different compressive strengths in the shock absorbing direction are combined. To do.
In the present invention, “the thickness of the shock-absorbing base material is substantially constant” means that the average thickness of the plurality of thermoplastic resin base materials constituting the shock-absorbing base material is substantially constant. . As described above, since the average thickness of each thermoplastic resin base material is substantially constant, in the resin impact absorbing member of the present invention, when an impact is applied from the outside to the impact absorbing portion, the magnitude of the impact and the impact are reduced. Regardless of the direction, it is possible to suppress the boundary portion of the thermoplastic resin base material from being a starting point of breakage, and it is easy to attach the peripheral part.

また、上記「熱可塑性樹脂基材の厚みが略一定」とは、各熱可塑性樹脂基材の厚みが完全に同一であることを意味するものではなく、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に外部から衝撃が加わった際に、各熱可塑性樹脂基材の厚みの違いに起因して、熱可塑性樹脂基材同士の境界が破壊の起点にならない程度に、各熱可塑性樹脂基材の平均厚みが近接していることを意味するものである。   Further, the above “the thickness of the thermoplastic resin base material is substantially constant” does not mean that the thickness of each thermoplastic resin base material is completely the same, regardless of the magnitude or direction of the impact. When the impact is applied to the resin impact absorbing member of the present invention from the outside, due to the difference in the thickness of each thermoplastic resin base material, the boundary between the thermoplastic resin base materials does not become a starting point of destruction. This means that the average thicknesses of the thermoplastic resin substrates are close to each other.

より具体的には、本発明に用いられる各熱可塑性樹脂基材の平均厚みの差は、±10%以下であることが好ましく、±5%以下であることがより好ましい。各熱可塑性樹脂基材の平均厚みの差がこのような範囲内であることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に外部から衝撃が加わった際に、各熱可塑性樹脂基材の平均厚みの違いに起因して熱可塑性樹脂基材同士の境界が破壊の起点になってしまうことを抑制できるからである。ここで、各熱可塑性樹脂基材の平均厚みは、例えば、各熱可塑性樹脂基材の衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって前半部、中間部、後半部の3点の厚みをノギス、マイクロメーター等を用いて測定し、その平均値を求めることにより求めることができる。   More specifically, the difference in average thickness of each thermoplastic resin substrate used in the present invention is preferably ± 10% or less, and more preferably ± 5% or less. When the difference in the average thickness of each thermoplastic resin substrate is within such a range, regardless of the magnitude of the impact and the direction of the impact, when an impact is applied to the resin impact absorbing member of the present invention from the outside. This is because it is possible to suppress the boundary between the thermoplastic resin substrates from becoming the starting point of destruction due to the difference in the average thickness of each thermoplastic resin substrate. Here, the average thickness of each thermoplastic resin base material is, for example, the caliper of the thickness at the three points of the front half, the middle part, and the rear half from the front end side to the rear end side receiving the impact of each thermoplastic resin base material. It can be determined by measuring with a micrometer or the like and determining the average value.

本発明に用いられる各熱可塑性樹脂基材の平均厚みは、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて所望の衝撃吸収特性を実現できる範囲内で適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではないが、通常、1mm〜10mmの範囲内であることが好ましく、2mm〜8mmの範囲内であることがより好ましい。   The average thickness of each thermoplastic resin substrate used in the present invention can be appropriately determined within a range in which a desired shock absorbing characteristic can be realized according to the use of the resin shock absorbing member of the present invention. Although not particularly limited, it is usually preferably in the range of 1 mm to 10 mm, and more preferably in the range of 2 mm to 8 mm.

本発明における衝撃吸収性基材は、圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなるものであるところ、各熱可塑性樹脂基材の圧縮強度は衝撃吸収部に所望の衝撃吸収特性を付与できる範囲内であれば特に限定されるものではなく、設計的に適宜調整することができるものである。ここで、上記熱可塑性樹脂基材の圧縮強度は、例えば、JIS K7076に記載された方法によって測定することができる。   The impact-absorbing base material in the present invention is formed by combining a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths. The compressive strength of each thermoplastic resin base material is a desired impact-absorbing characteristic in the impact-absorbing portion. If it is in the range which can provide, it will not specifically limit, It can adjust suitably by design. Here, the compressive strength of the thermoplastic resin substrate can be measured by, for example, the method described in JIS K7076.

上記衝撃吸収性基材において圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されている態様としては、隣接する熱可塑性樹脂基材を所望の強度以上で結合できる態様であれば特に限定されるものではない。本発明に用いられる結合態様としては、例えば、隣接する熱可塑性樹脂基材の端面同士が結合された態様(結合態様i)、隣接する熱可塑性樹脂基材の端部が一部重ね合されるように結合された態様(結合態様ii)、さらには、隣接する熱可塑性樹脂基材がその境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合された態様(結合態様iii)等を挙げることができる。これらの各態様について図を参照しながら説明する。図2は、上記各結合態様の一例を示す概略図である。図2に例示するように、本発明において熱可塑性樹脂基材が結合されている態様としては、図2(a)に例示するような熱可塑性樹脂基材11a及び11bの端面同士が結合された態様(結合態様i)であってもよく、図2(b)、(c)に例示するような熱可塑性樹脂基材11a及び11bの端部が一部重ね合されるように結合された態様(結合態様ii)であってもよく、または図2(d)、(e)に例示するように熱可塑性樹脂基材11a、11bがその境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合された態様(結合態様iii)であってもよい。   The aspect in which a plurality of thermoplastic resin bases having different compressive strengths are combined in the impact-absorbing base is particularly limited as long as adjacent thermoplastic resin bases can be combined with a desired strength or more. It is not a thing. Examples of the bonding mode used in the present invention include, for example, a mode in which end faces of adjacent thermoplastic resin substrates are bonded to each other (bonding mode i), and a part of end portions of adjacent thermoplastic resin substrates are overlapped. A bonded mode (bonded mode iii), and a mode in which adjacent thermoplastic resin base materials are bonded so that the existence ratio in the thickness direction continuously changes at the boundary (bonded mode iii), etc. Can be mentioned. Each of these aspects will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of each of the above coupling modes. As illustrated in FIG. 2, as an aspect in which the thermoplastic resin base material is bonded in the present invention, the end surfaces of the thermoplastic resin base materials 11 a and 11 b as illustrated in FIG. 2A are bonded to each other. The mode (bonding mode i) may be used, and the end portions of the thermoplastic resin base materials 11a and 11b as illustrated in FIGS. 2B and 2C are combined so as to be partially overlapped. (Bonding mode ii) may be used, or as shown in FIGS. 2D and 2E, the thermoplastic resin base materials 11a and 11b continuously change in the thickness direction at the boundary. It may be a mode (bonding mode iii) bound to.

本発明においては、上述した各結合態様のいずれであっても好適に用いることができるが、なかでも結合態様iiiが用いられることが好ましい。結合態様iiiによって隣接する熱可塑性樹脂基材が結合されていることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に衝撃吸収方向から衝撃が加わった際に、熱可塑性樹脂基材の境界部位が破壊の起点となることを更に抑制できるからである。   In the present invention, any of the above-described bonding modes can be preferably used, and among these, the bonding mode iii is preferably used. When the adjacent thermoplastic resin base material is bonded by the bonding mode iii, regardless of the magnitude of the impact or the direction of the impact, when an impact is applied to the resin impact absorbing member of the present invention from the impact absorbing direction, It is because it can further suppress that the boundary part of a thermoplastic resin base material becomes a starting point of destruction.

なお、上記各結合態様を実施する方法については、結合態様iは、例えば、圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材2種を準備し、この2種の熱可塑性樹脂基材をあらかじめ設計した金型内の所定の位置に端部が接する様に投入してプレス成形する方法を挙げることができる。結合態様iiは、例えば、圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材2種を準備し、各熱可塑性樹脂基材の端面に段差を形成した後、あらかじめ設計した金型内の所定の位置に端面の段差を重ね合わせるように投入してプレス成形する方法を挙げることができる。また、結合態様iiiは、例えば、圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材2種を準備し、この2種の熱可塑性樹脂基材をあらかじめ設計した金型内の所定の位置に端部が重なる様に投入し、プレス成形時に重なり部分が流動させることで2種の熱可塑性樹脂基材を結合する方法を挙げることができる。また、いずれの態様の場合も圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材をあらかじめ別々に成形した後に、振動溶着、超音波溶着などの熱溶着や、接着剤、ボルト・ナット等の機械締結方法によって当該面を結合することもできる。   In addition, about the method of implementing each said coupling | bonding aspect, the coupling | bonding aspect i prepares the 2 types of thermoplastic resin base materials from which compressive strength differs, for example, The mold which designed these 2 types of thermoplastic resin base materials previously An example is a method in which the end portion is brought into contact with a predetermined position in the inside and press-molded. The bonding mode ii is, for example, preparing two types of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths, forming a step on the end surface of each thermoplastic resin base material, and then setting the end surface at a predetermined position in a pre-designed mold. An example is a method in which the steps are placed so as to overlap each other and press-molded. In addition, in the bonding mode iii, for example, two types of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths are prepared, and the two end portions of the two thermoplastic resin base materials are overlapped at predetermined positions in a pre-designed mold. And a method of joining two kinds of thermoplastic resin base materials by causing the overlapping portion to flow during press molding. In either case, after the thermoplastic resin base materials having different compressive strengths are separately molded in advance, the welding is performed by thermal welding such as vibration welding or ultrasonic welding, or by a mechanical fastening method such as an adhesive, a bolt or a nut. Surfaces can also be combined.

本発明における衝撃吸収性基材は圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が衝撃吸収方向に結合されてなるが、衝撃吸収方向に複数の熱可塑性樹脂基材が配置される態様としては、本発明における衝撃吸収部に所望の衝撃吸収特性を付与できる態様であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては衝撃吸収方向に沿って圧縮強度が高くなる順に配置されている態様が好ましい。このような態様で圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が配置されていることにより、衝撃吸収部の破壊が進むにつれて衝撃吸収部の衝撃強度を強くすることができるため、外部衝撃によって衝撃吸収部が完全に崩壊してしまうことを効果的に抑制することができるからである。ここで、「衝撃吸収方向に沿って圧縮強度が高くなる順」とは、衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順である。   The impact-absorbing base material in the present invention is formed by combining a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths in the shock absorbing direction, but as an aspect in which a plurality of thermoplastic resin base materials are arranged in the shock absorbing direction, The present invention is not particularly limited as long as it can provide desired shock absorption characteristics to the shock absorbing portion in the present invention. Especially, in this invention, the aspect arrange | positioned in order with a high compressive strength along a shock absorption direction is preferable. By arranging a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths in this manner, the impact strength of the impact absorbing portion can be increased as the impact absorbing portion progresses. It is because it can suppress effectively that an absorption part collapses completely. Here, “the order in which the compressive strength increases along the shock absorption direction” is the order in which the compressive strength increases from the front end side receiving the impact toward the rear end side.

このような熱可塑性樹脂基材の配置態様について図を参照しながら説明する。図3は、本発明における衝撃吸収性基材において、圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が、衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順に配置されている場合の一例を示す概略図である。図3に例示するように、本発明における衝撃吸収性基材11においては、衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順に各熱可塑性樹脂基材11a、11b、11cが配置されていることが好ましい。なお、図3における熱可塑性樹脂基材11a、11b、11cはこの順で圧縮強度が高くなるものとする。
なお、本発明における衝撃吸収性基材を構成する熱可塑性樹脂基材の種類は2以上であれば特に限定されるものではなく、衝撃吸収部に付与する衝撃吸収特性に応じて、適宜種類を選択することができる。
Such an arrangement mode of the thermoplastic resin base material will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows a case in which a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths are arranged in the order of increasing compressive strength from the front end side to the rear end side receiving an impact in the shock absorbing base material of the present invention It is the schematic which shows an example. As illustrated in FIG. 3, in the shock-absorbing base material 11 according to the present invention, the thermoplastic resin base materials 11 a, 11 b, and 11 c are arranged in the order in which the compressive strength increases from the front end side receiving the impact toward the rear end side. It is preferable that they are arranged. In addition, the thermoplastic resin base materials 11a, 11b, and 11c in FIG. 3 shall have higher compressive strength in this order.
The type of the thermoplastic resin base material constituting the shock-absorbing base material in the present invention is not particularly limited as long as it is 2 or more. You can choose.

本発明における衝撃吸収性基材において、熱可塑性樹脂基材同士の境界方向は衝撃吸収方向と平行方向以外の方向であればいずれの方向であってもよいが、衝撃吸収方向に対して略垂直方向であることが好ましい。これにより、衝撃吸収時の破壊が全周に同等に伝わり、全ての部位で継続的に安定した破壊が持続して大きな衝撃を吸収することができるからである。また、樹脂製衝撃吸収部材の部材重量当たりの衝撃吸収効率がよくなるからである。
ここで、熱可塑性樹脂基材同士の境界方向が、衝撃吸収部の衝撃吸収方向に対して略垂直方向であるとは、図4に例示するように、衝撃吸収性基材11において熱可塑性樹脂基材11a、11bの境界の方向Z―Z‘が、衝撃吸収方向Xに対して略垂直であることを意味する。
In the shock-absorbing substrate in the present invention, the boundary direction between the thermoplastic resin substrates may be any direction as long as it is a direction other than the direction parallel to the shock-absorbing direction, but is substantially perpendicular to the shock-absorbing direction. The direction is preferred. Thereby, the destruction at the time of impact absorption is transmitted equally to the entire circumference, and stable destruction continues continuously at all the parts, and a large impact can be absorbed. Further, the impact absorption efficiency per member weight of the resin shock absorbing member is improved.
Here, the boundary direction between the thermoplastic resin base materials is substantially perpendicular to the shock absorbing direction of the shock absorbing portion, as illustrated in FIG. 4, the thermoplastic resin in the shock absorbing base material 11. It means that the direction ZZ ′ of the boundary between the base materials 11a and 11b is substantially perpendicular to the shock absorption direction X.

(2)熱可塑性樹脂基材
次に、本発明に用いられる衝撃吸収性基材を構成する熱可塑性樹脂基材について説明する。本発明に用いられる熱可塑性樹脂基材は、少なくとも熱可塑性樹脂を含有するものである。
(2) Thermoplastic resin base material Next, the thermoplastic resin base material which comprises the shock-absorbing base material used for this invention is demonstrated. The thermoplastic resin substrate used in the present invention contains at least a thermoplastic resin.

ア 熱可塑性樹脂
上記熱可塑性樹脂基材に用いられる熱可塑性樹脂としては、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて、衝撃吸収部に所望の衝撃吸収特性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、通常、軟化点が180℃〜350℃の範囲内のものが用いられるが、これに限定されるものではない。
A. Thermoplastic resin The thermoplastic resin used for the thermoplastic resin base material is not particularly limited as long as it can impart desired shock absorbing characteristics to the shock absorbing portion depending on the application of the resin shock absorbing member of the present invention. It is not particularly limited. As the thermoplastic resin used in the present invention, one having a softening point in the range of 180 ° C. to 350 ° C. is usually used, but is not limited thereto.

本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、熱可塑性ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂(ポリオキシメチレン樹脂)、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、熱可塑性ポリベンゾイミダゾール樹脂等を挙げることができる。   Examples of the thermoplastic resin used in the present invention include polyolefin resin, polystyrene resin, thermoplastic polyamide resin, polyester resin, polyacetal resin (polyoxymethylene resin), polycarbonate resin, (meth) acrylic resin, polyarylate resin, polyphenylene. Examples include ether resins, polyimide resins, polyether nitrile resins, phenoxy resins, polyphenylene sulfide resins, polysulfone resins, polyketone resins, polyether ketone resins, thermoplastic urethane resins, fluorine-based resins, and thermoplastic polybenzimidazole resins. .

上記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等を挙げることができる。上記ポリスチレン樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS樹脂)等を挙げることができる。上記ポリアミド樹脂としては、例えば、ポリアミド6樹脂(ナイロン6)、ポリアミド11樹脂(ナイロン11)、ポリアミド12樹脂(ナイロン12)、ポリアミド46樹脂(ナイロン46)、ポリアミド66樹脂(ナイロン66)、ポリアミド610樹脂(ナイロン610)等を挙げることができる。上記ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリエステル等を挙げることができる。上記(メタ)アクリル樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレートを挙げることができる。上記変性ポリフェニレンエーテル樹脂としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル等を挙げることができる。上記熱可塑性ポリイミド樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等を挙げることができる。上記ポリスルホン樹脂としては、例えば、変性ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等を挙げることができる。上記ポリエーテルケトン樹脂としては、例えば、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂を挙げることができる。上記フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。   Examples of the polyolefin resin include polyethylene resin, polypropylene resin, polybutadiene resin, polymethylpentene resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, vinyl acetate resin, and polyvinyl alcohol resin. Examples of the polystyrene resin include polystyrene resin, acrylonitrile-styrene resin (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS resin), and the like. Examples of the polyamide resin include polyamide 6 resin (nylon 6), polyamide 11 resin (nylon 11), polyamide 12 resin (nylon 12), polyamide 46 resin (nylon 46), polyamide 66 resin (nylon 66), and polyamide 610. Resin (nylon 610) etc. can be mentioned. Examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, boribylene terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate resin, and liquid crystal polyester. Examples of the (meth) acrylic resin include polymethyl methacrylate. Examples of the modified polyphenylene ether resin include modified polyphenylene ether. Examples of the thermoplastic polyimide resin include thermoplastic polyimide, polyamideimide resin, polyetherimide resin, and the like. Examples of the polysulfone resin include a modified polysulfone resin and a polyethersulfone resin. Examples of the polyetherketone resin include polyetherketone resin, polyetheretherketone resin, and polyetherketoneketone resin. As said fluororesin, polytetrafluoroethylene etc. can be mentioned, for example.

本発明に用いられる熱可塑性樹脂は1種類のみであってもよく、2種類以上であってもよい。本発明において2種類以上の熱可塑性樹脂を併用する態様としては、例えば、相互に軟化点又は融点が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様や、相互に平均分子量が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様等を挙げることができるが、この限りではない。   The thermoplastic resin used in the present invention may be only one type or two or more types. In the present invention, as an aspect of using two or more types of thermoplastic resins in combination, for example, an aspect in which thermoplastic resins having different softening points or melting points are used in combination, an aspect in which thermoplastic resins having different average molecular weights are used in combination, etc. This is not a limitation.

イ 繊維強化熱可塑性樹脂複合材料
本発明に用いられる熱可塑性樹脂基材は、熱可塑性樹脂に任意の補強材が用いられたものであってもよい。補強材を含有する熱可塑性樹脂材料の例としては、例えば、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含有する繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を挙げることができる。本発明においては、熱可塑性樹脂基材を構成する材料として、このような繊維強化熱可塑性樹脂材料が用いられることが好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂複合材料は軽量でありながら優れた強度と衝撃吸収性能を備えるため、少ない材料量で所望の強度を達成することができ、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の更なる軽量化を図ることができるからである。
以下、このような繊維強化熱可塑性樹脂複合材料について詳細に説明する。
(A) Fiber reinforced thermoplastic resin composite material The thermoplastic resin base material used in the present invention may be one in which an arbitrary reinforcing material is used for the thermoplastic resin. As an example of the thermoplastic resin material containing a reinforcing material, for example, a fiber reinforced thermoplastic resin composite material containing a reinforced fiber and a thermoplastic resin can be given. In this invention, it is preferable that such a fiber reinforced thermoplastic resin material is used as a material which comprises a thermoplastic resin base material. The fiber reinforced thermoplastic resin composite material has excellent strength and shock absorption performance while being lightweight, so it can achieve the desired strength with a small amount of material, and further reduce the weight of the resin shock absorbing member of the present invention. It is because it can plan.
Hereinafter, such a fiber reinforced thermoplastic resin composite material will be described in detail.

(ア)強化繊維
(強化繊維の種類)
上記繊維強化熱可塑性樹脂複合材料に用いられる強化繊維の種類は、熱可塑性樹脂の種類や衝撃吸収部に付与する衝撃吸収特性の程度に応じて適宜選択することができるものであり特に限定されるものではない。このため、本発明に用いられる強化繊維としては、無機繊維又は有機繊維のいずれであっても好適に用いることができる。
(A) Reinforcing fibers (types of reinforcing fibers)
The type of the reinforcing fiber used in the fiber reinforced thermoplastic resin composite material can be appropriately selected according to the type of the thermoplastic resin and the degree of the shock absorbing property imparted to the shock absorbing portion, and is particularly limited. It is not a thing. For this reason, as the reinforcing fiber used in the present invention, any of inorganic fibers and organic fibers can be preferably used.

上記無機繊維としては、例えば、炭素繊維、活性炭繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、タングステンカーバイド繊維、シリコンカーバイド繊維(炭化ケイ素繊維)、セラミックス繊維、アルミナ繊維、天然繊維、玄武岩などの鉱物繊維、ボロン繊維、窒化ホウ素繊維、炭化ホウ素繊維、及び金属繊維等を挙げることができる。上記金属繊維としては、例えば、アルミニウム繊維、銅繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維、スチール繊維を挙げることができる。上記ガラス繊維としては、Eガラス、Cガラス、Sガラス、Dガラス、Tガラス、石英ガラス繊維、ホウケイ酸ガラス繊維等からなるものを挙げることができる。上記有機繊維としては、例えば、ポリベンザゾール、アラミド、PBO(ポリパラフェニレンベンズオキサゾール)、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート等の樹脂材料からなる繊維を挙げることができる。   Examples of the inorganic fibers include carbon fibers, activated carbon fibers, graphite fibers, glass fibers, tungsten carbide fibers, silicon carbide fibers (silicon carbide fibers), ceramic fibers, alumina fibers, natural fibers, mineral fibers such as basalt, and boron fibers. , Boron nitride fiber, boron carbide fiber, and metal fiber. Examples of the metal fiber include aluminum fiber, copper fiber, brass fiber, stainless steel fiber, and steel fiber. As said glass fiber, what consists of E glass, C glass, S glass, D glass, T glass, quartz glass fiber, borosilicate glass fiber, etc. can be mentioned. Examples of the organic fibers include fibers made of resin materials such as polybenzazole, aramid, PBO (polyparaphenylene benzoxazole), polyphenylene sulfide, polyester, acrylic, polyamide, polyolefin, polyvinyl alcohol, and polyarylate. it can.

本発明においては2種類以上の強化繊維を併用してもよい。この場合、複数種の無機繊維を併用してもよく、複数種の有機繊維を併用してもよく、無機繊維と有機繊維とを併用してもよい。複数種の無機繊維を併用する態様としては、例えば、炭素繊維と金属繊維とを併用する態様、炭素繊維とガラス繊維を併用する態様等を挙げることができる。一方、複数種の有機繊維を併用する態様としては、例えば、アラミド繊維と他の有機材料からなる繊維とを併用する態様等を挙げることができる。さらに、無機繊維と有機繊維を併用する態様としては、例えば、炭素繊維とアラミド繊維とを併用する態様を挙げることができる。   In the present invention, two or more kinds of reinforcing fibers may be used in combination. In this case, a plurality of types of inorganic fibers may be used in combination, a plurality of types of organic fibers may be used in combination, or inorganic fibers and organic fibers may be used in combination. As an aspect which uses multiple types of inorganic fiber together, the aspect which uses together a carbon fiber and a metal fiber, the aspect which uses a carbon fiber and glass fiber together, etc. can be mentioned, for example. On the other hand, examples of the mode in which a plurality of types of organic fibers are used in combination include a mode in which aramid fibers and fibers made of other organic materials are used in combination. Furthermore, as an aspect using together an inorganic fiber and an organic fiber, the aspect which uses together a carbon fiber and an aramid fiber can be mentioned, for example.

本発明に用いられる強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミックス繊維、ポリベンザゾール繊維およびアラミド繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種以上であることが好ましく、中でも炭素繊維であることが好ましい。炭素繊維を用いることにより、軽量で高い強度や剛性を確保できるため、例えば、本発明の樹脂製衝撃吸収部材を自動車に適用した場合に、燃費向上や走行性能を向上できるという利点があるからである。   The reinforcing fiber used in the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of carbon fiber, glass fiber, metal fiber, ceramic fiber, polybenzazole fiber and aramid fiber, and in particular, carbon fiber. Is preferred. By using carbon fiber, light weight and high strength and rigidity can be secured. For example, when the resin impact absorbing member of the present invention is applied to an automobile, there is an advantage that fuel efficiency can be improved and driving performance can be improved. is there.

上記炭素繊維としては、一般的にポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、石油・石炭ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維、気相成長系炭素繊維などが知られているが、本発明においてはこれらのいずれの炭素繊維であっても好適に用いることができる。
本発明に用いられる強化繊維は、表面にサイジング剤が付着しているものであってもよい。サイジング剤が付着している強化繊維を用いる場合、当該サイジング剤の種類は、強化繊維及び熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択することができるものであり、特に限定されるものではない。
The carbon fibers are generally polyacrylonitrile (PAN) based carbon fibers, petroleum / coal pitch based carbon fibers, rayon based carbon fibers, cellulosic carbon fibers, lignin based carbon fibers, phenol based carbon fibers, and vapor growth systems. Although carbon fiber etc. are known, in the present invention, any of these carbon fibers can be suitably used.
The reinforcing fiber used in the present invention may have a sizing agent attached to the surface. When using the reinforcing fiber to which the sizing agent is attached, the type of the sizing agent can be appropriately selected according to the types of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin, and is not particularly limited.

(強化繊維の繊維長)
本発明に用いられる強化繊維の繊維長は、強化繊維の種類や熱可塑性樹脂の種類等に応じて熱可塑性樹脂基材に所望の圧縮強度を付与できるよう適宜決定することができるものであれば特に限定されるものではない。したがって、本発明においては目的に応じて連続繊維を用いてもよく、不連続繊維を用いてもよい。不連続繊維を用いる場合、平均繊維長は、通常、1mm〜100mmの範囲内であることが好ましく、さらには5mm〜75mmの範囲内であることがより好ましく、さらには10mm〜50mmの範囲内であることが特に好ましい。
(Fiber length of reinforcing fiber)
The fiber length of the reinforcing fiber used in the present invention can be appropriately determined so that a desired compressive strength can be imparted to the thermoplastic resin base material according to the type of the reinforcing fiber, the type of the thermoplastic resin, or the like. It is not particularly limited. Therefore, in the present invention, continuous fibers may be used or discontinuous fibers may be used depending on the purpose. When using discontinuous fibers, the average fiber length is usually preferably in the range of 1 mm to 100 mm, more preferably in the range of 5 mm to 75 mm, and further in the range of 10 mm to 50 mm. It is particularly preferred.

本発明において強化繊維として不連続繊維を用いる場合は、繊維長が互いに異なる強化繊維を併用してもよい。換言すると、本発明に用いられる強化繊維は、平均繊維長に単一のピークを有するものであってもよく、あるいは複数のピークを有するものであってもよい。ここで、強化繊維の平均繊維長(La)は、例えば、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料から無作為に抽出した100本の繊維の繊維長(Li)を、ノギス等を用いて1mm単位まで測定し、下記式に基づいて求めることができる。繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からの強化繊維の抽出は、例えば、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料に対し、500℃×1時間程度の加熱処理を施し、炉内にて樹脂を除去することによって行うことができる。
La=ΣLi/100
In the present invention, when discontinuous fibers are used as the reinforcing fibers, reinforcing fibers having different fiber lengths may be used in combination. In other words, the reinforcing fiber used in the present invention may have a single peak in average fiber length, or may have a plurality of peaks. Here, the average fiber length (La) of the reinforcing fibers is measured, for example, by measuring the fiber length (Li) of 100 fibers randomly extracted from the fiber reinforced thermoplastic resin composite material to the 1 mm unit using calipers or the like. And can be obtained based on the following equation. Extraction of reinforcing fibers from the fiber-reinforced thermoplastic resin composite material is performed, for example, by subjecting the fiber-reinforced thermoplastic resin composite material to a heat treatment of about 500 ° C. for about 1 hour and removing the resin in a furnace. be able to.
La = ΣLi / 100

(強化繊維の繊維径)
本発明に用いられる強化繊維の繊維径は、強化繊維の種類に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。例えば、強化繊維として炭素繊維が用いられる場合、平均繊維径は、通常、3μm〜50μmの範囲内であることが好ましく、4μm〜12μmの範囲内であることがより好ましく、5μm〜8μmの範囲内であることがさらに好ましい。
一方、強化繊維としてガラス繊維を用いる場合、平均繊維径は、通常、3μm〜30μmの範囲内であることが好ましい。ここで、上記平均繊維径は、強化繊維の単糸の直径を指すものとする。したがって、強化繊維が繊維束状である場合は、繊維束の径ではなく、繊維束を構成する強化繊維(単糸)の直径を指すことになる。強化繊維の平均繊維径は、例えば、JIS R−7607に記載された方法によって測定することができる。
(Fiber diameter of reinforcing fiber)
The fiber diameter of the reinforcing fiber used in the present invention may be appropriately determined according to the type of the reinforcing fiber, and is not particularly limited. For example, when carbon fiber is used as the reinforcing fiber, the average fiber diameter is usually preferably in the range of 3 μm to 50 μm, more preferably in the range of 4 μm to 12 μm, and in the range of 5 μm to 8 μm. More preferably.
On the other hand, when glass fiber is used as the reinforcing fiber, the average fiber diameter is usually preferably in the range of 3 μm to 30 μm. Here, the said average fiber diameter shall point out the diameter of the single yarn of a reinforced fiber. Therefore, when the reinforcing fiber is in the form of a fiber bundle, it refers to the diameter of the reinforcing fiber (single yarn) constituting the fiber bundle, not the diameter of the fiber bundle. The average fiber diameter of the reinforcing fibers can be measured, for example, by the method described in JIS R-7607.

(強化繊維の状態)
本発明に用いられる強化繊維は、その種類に関わらず単糸からなる単糸状であってもよく、複数の単糸からなる繊維束状であってもよい。また、本発明に用いられる強化繊維は、単糸状のもののみであってもよく、繊維束状のもののみであってもよく、両者が混在していてもよい。繊維束状の強化繊維を用いる場合、各繊維束を構成する単糸の数は、各繊維束において均一であってもよく、あるいは異なっていてもよい。本発明に用いられる強化繊維が繊維束状である場合、各繊維束を構成する単糸の数は特に限定されるものではないが、通常、1000本〜10万本の範囲内とされる。
(Reinforcing fiber state)
Regardless of the type, the reinforcing fiber used in the present invention may be a single yarn consisting of a single yarn, or may be a fiber bundle consisting of a plurality of single yarns. In addition, the reinforcing fiber used in the present invention may be only a single yarn, may be a fiber bundle, or a mixture of both. When using fiber bundle-shaped reinforcing fibers, the number of single yarns constituting each fiber bundle may be uniform or different in each fiber bundle. When the reinforcing fibers used in the present invention are in the form of fiber bundles, the number of single yarns constituting each fiber bundle is not particularly limited, but is usually in the range of 1000 to 100,000.

一般的に、炭素繊維は、数千〜数万本のフィラメントが集合した繊維束状となっている。上記強化繊維として炭素繊維を用いる場合に、炭素繊維をこの繊維束状のまま使用すると、繊維束の交絡部が局部的に厚くなり薄肉の繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を得ることが困難になる場合がある。このため、強化繊維として炭素繊維を用いる場合は、繊維束を拡幅したり、又は開繊したりして使用するのが好ましい。   Generally, carbon fibers are in the form of fiber bundles in which thousands to tens of thousands of filaments are gathered. When carbon fibers are used as the reinforcing fibers, if the carbon fibers are used in the form of fiber bundles, the entangled portions of the fiber bundles are locally thick and it is difficult to obtain a thin fiber reinforced thermoplastic resin composite material. There is a case. For this reason, when using a carbon fiber as a reinforcing fiber, it is preferable to widen or open the fiber bundle.

炭素繊維束を開繊して用いる場合、開繊後の炭素繊維束の開繊程度は特に限定されるものではないが、繊維束の開繊程度を制御し、特定本数以上の炭素繊維からなる炭素繊維束と、それ未満の炭素繊維(単糸)又は炭素繊維束を含むことが好ましい。この場合、具体的には、下記式(1)で定義される臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束(A)と、それ以外の開繊された炭素繊維、すなわち単糸の状態または臨界単糸数未満で構成される繊維束とからなることが好ましい。
臨界単糸数=600/D (1)
(ここでDは炭素繊維の平均繊維径(μm)である)
When the carbon fiber bundle is opened and used, the opening degree of the carbon fiber bundle after opening is not particularly limited, but the opening degree of the fiber bundle is controlled, and the carbon fiber bundle consists of a specific number or more of carbon fibers. It is preferable to include a carbon fiber bundle and a carbon fiber (single yarn) or a carbon fiber bundle less than that. In this case, specifically, the carbon fiber bundle (A) constituted by the number of critical single yarns or more defined by the following formula (1) and the other opened carbon fibers, that is, the state of the single yarn or the criticality It is preferably composed of a fiber bundle composed of less than a single yarn.
Critical number of single yarns = 600 / D (1)
(Where D is the average fiber diameter (μm) of the carbon fiber)

さらに、本発明においては、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料中の炭素繊維全量に対する炭素繊維束(A)の割合が0Vol%超99Vol%未満であることが好ましく、20Vol%以上99Vol未満であることがより好ましく、30Vol%以上95Vol%未満であることがさらに好ましく、50Vol%以上90Vol%未満であることが最も好ましい。このように特定本数以上の炭素繊維からなる炭素繊維束と、それ以外の開繊された炭素繊維又は炭素繊維束を特定の比率で共存させることで、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料中の炭素繊維の存在量、すなわち繊維体積含有率(Vf)を高めることが可能となるからである。   Furthermore, in the present invention, the ratio of the carbon fiber bundle (A) to the total amount of carbon fibers in the fiber-reinforced thermoplastic resin composite material is preferably more than 0 Vol% and less than 99 Vol%, and may be 20 Vol% or more and less than 99 Vol%. More preferably, it is 30 Vol% or more and less than 95 Vol%, More preferably, it is 50 Vol% or more and less than 90 Vol%. Thus, the carbon fiber in the fiber reinforced thermoplastic resin composite material can be obtained by coexisting a carbon fiber bundle composed of carbon fibers of a specific number or more and other opened carbon fibers or carbon fiber bundles in a specific ratio. This is because it is possible to increase the abundance, that is, the fiber volume content (Vf).

炭素繊維の開繊程度は、繊維束の開繊条件を調整することにより目的の範囲内とすることができる。例えば、繊維束に空気を吹き付けて繊維束を開繊する場合は、繊維束に吹き付ける空気の圧力等をコントロールすることにより開繊程度を調整することができる。この場合、空気の圧力を強くすることにより、開繊程度が高く(各繊維束を構成する単糸数が少なく)なり、空気の圧力を弱くすることより開繊程度が低く(各繊維束を構成する単糸数が多く)なる傾向がある。   The degree of opening of the carbon fiber can be set within a target range by adjusting the opening condition of the fiber bundle. For example, when the fiber bundle is opened by blowing air onto the fiber bundle, the degree of opening can be adjusted by controlling the pressure of the air blown onto the fiber bundle. In this case, by increasing the air pressure, the degree of opening is increased (the number of single yarns constituting each fiber bundle is small), and by reducing the air pressure, the degree of opening is reduced (constituting each fiber bundle). The number of single yarns to be increased).

本発明において強化繊維として炭素繊維を用いる場合、炭素繊維束(A)中の平均繊維数(N)は本発明の目的を損なわない範囲で適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。
炭素繊維の場合、上記Nは通常1<N<12000の範囲内でとされるが、下記式(2)を満たすことがより好ましい。
0.6×10/D<N<6×10/D (2)
(ここでDは炭素繊維の平均繊維径(μm)である)
When carbon fiber is used as the reinforcing fiber in the present invention, the average number of fibers (N) in the carbon fiber bundle (A) can be appropriately determined within a range not impairing the object of the present invention, and is particularly limited. It is not a thing.
In the case of carbon fiber, the N is usually within the range of 1 <N <12000, but more preferably satisfies the following formula (2).
0.6 × 10 4 / D 2 <N <6 × 10 5 / D 2 (2)
(Where D is the average fiber diameter (μm) of the carbon fiber)

(イ)熱可塑性樹脂
本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、上述したものの中から適宜、1種類又は2種類以上を選択して用いることができる。
(A) Thermoplastic resin As the thermoplastic resin used in the present invention, one or two or more types can be appropriately selected from those described above.

(ウ)繊維強化熱可塑性樹脂複合材料
繊維強化熱可塑性樹脂複合材料中における強化繊維の存在状態は、熱可塑性樹脂基材の圧縮強度を所望の範囲内にできる状態であれば特に限定されるものではなく、強化繊維の繊維長等に応じて適宜決定することができる。強化繊維の存在状態としては、例えば、強化繊維が不連続繊維である場合は、ランダム配向、一方向配向、又はこれらの組み合わせ等を例示することができる。また、強化繊維が連続繊維である場合には、一方向配向または織物状を例示することができる。
(C) Fiber reinforced thermoplastic resin composite material The presence state of the reinforced fiber in the fiber reinforced thermoplastic resin composite material is particularly limited as long as the compressive strength of the thermoplastic resin substrate can be within a desired range. Instead, it can be determined appropriately according to the fiber length of the reinforcing fiber. For example, when the reinforcing fiber is a discontinuous fiber, the presence state of the reinforcing fiber can be exemplified by random orientation, unidirectional orientation, or a combination thereof. Moreover, when a reinforced fiber is a continuous fiber, a unidirectional orientation or a textile form can be illustrated.

本発明に用いられる繊維強化熱可塑性樹脂複合材料中における熱可塑性樹脂の存在量は、熱可塑性樹脂の種類や強化繊維の種類等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではないが、通常、強化繊維100質量部に対して3質量部〜1000質量部の範囲内とされる。   The abundance of the thermoplastic resin in the fiber-reinforced thermoplastic resin composite material used in the present invention can be appropriately determined according to the type of the thermoplastic resin, the type of the reinforcing fiber, etc., and is particularly limited. Although it is not a thing, normally, it shall be in the range of 3 mass parts-1000 mass parts with respect to 100 mass parts of reinforced fiber.

また、上記繊維強化熱可塑性樹脂複合材料における強化繊維の体積含有率(Vf)は、
熱可塑性樹脂基材の圧縮強度を所望の程度にできる範囲内であれば特に限定されるものではなく、強化繊維の種類、強化繊維の平均繊維長等に応じて適宜決定することができる。なかでも本発明においては上記強化繊維の体積含有率(Vf)の下限は10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましく、30%以上であることがさらに好ましい。一方、上記強化繊維の体積含有率の上限は70%以下であることが好ましく、60以下であることがより好ましく、50%以下であることがさらに好ましい。上記強化繊維の体積含有率(Vf)がこのような範囲内であることにより、例えば、圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材をプレス成形によって結合する場合に、プレス時に適度に繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を流動させることができ、熱可塑性樹脂基材同士を結合することが容易になるという利点があるからである。
Moreover, the volume content (Vf) of the reinforced fiber in the fiber reinforced thermoplastic resin composite material is
If it is in the range which can make the compressive strength of a thermoplastic resin base material into a desired grade, it will not specifically limit, According to the kind of reinforcement fiber, the average fiber length of a reinforcement fiber, etc., it can determine suitably. In particular, in the present invention, the lower limit of the volume content (Vf) of the reinforcing fibers is preferably 10% or more, more preferably 20% or more, and further preferably 30% or more. On the other hand, the upper limit of the volume content of the reinforcing fibers is preferably 70% or less, more preferably 60 or less, and even more preferably 50% or less. When the volume content (Vf) of the reinforcing fiber is within such a range, for example, when a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths are bonded by press molding, the fiber reinforced heat is appropriately increased during pressing. This is because there is an advantage that the thermoplastic resin composite material can be flowed and it becomes easy to bond the thermoplastic resin base materials to each other.

上述したように、本発明に用いられる繊維強化熱可塑性樹脂複合材料は少なくとも強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むものであるが、本発明の目的を損なわない範囲内であれば、必要に応じて各種添加剤を含んでもよい。本発明に用いられる各種添加剤としては、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の用途等に応じて、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料に所望の機能又は性質等を付与できるものであれば特に限定されるものではない。このような各種添加剤としては、例えば、溶融粘度低下剤、帯電防止剤、顔料、軟化剤、可塑剤、界面活性剤、導電性粒子、フィラー、カーボンブラック、カップリング剤、発泡剤、滑剤、腐食防止剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、着色防止剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、滴下防止剤、滑剤、蛍光増白剤、蓄光顔料、蛍光染料、流動改質剤、無機および有機の抗菌剤、防虫剤、光触媒系防汚剤、赤外線吸収剤、フォトクロミック剤等を挙げることができる。   As described above, the fiber-reinforced thermoplastic resin composite material used in the present invention contains at least reinforcing fibers and a thermoplastic resin, but various additions are made as necessary as long as the object of the present invention is not impaired. An agent may be included. The various additives used in the present invention are particularly limited as long as they can impart a desired function or property to the fiber-reinforced thermoplastic resin composite material depending on the use of the fiber-reinforced thermoplastic resin composite material. It is not a thing. Examples of such various additives include, for example, melt viscosity reducing agents, antistatic agents, pigments, softeners, plasticizers, surfactants, conductive particles, fillers, carbon black, coupling agents, foaming agents, lubricants, Corrosion inhibitors, crystal nucleating agents, crystallization accelerators, mold release agents, stabilizers, UV absorbers, colorants, anti-coloring agents, antioxidants, flame retardants, flame retardant aids, anti-dripping agents, lubricants, fluorescence Examples include brighteners, phosphorescent pigments, fluorescent dyes, flow modifiers, inorganic and organic antibacterial agents, insecticides, photocatalytic antifouling agents, infrared absorbers, and photochromic agents.

ウ 熱可塑性樹脂基材の形態
本発明に用いられる熱可塑性樹脂基材は、単一層からなるものであってもよく、あるいは複数層に積層されることによって構成された積層体であってもよい。熱可塑性樹脂基材が積層体である態様としては、例えば、不連続繊維層と連続繊維層とを積層した様態を挙げることができる。このような態様の具体例としては、不連続繊維層をコア層に連続繊維層をスキン層に積層したサンドイッチ積層体や、不連続繊維層をスキン層に連続繊維層をコア層に積層したサンドイッチ積層体や、連続繊維層を目的にあわせ角度を振りながら積層した積層体を挙げることができる。また、熱可塑性樹脂基材が積層体である別の態様としては、異なる圧縮強度の不連続繊維層を積層した積層体などを挙げることができる。中でも本発明において不連続繊維層と連続繊維層の熱可塑性樹脂基材を積層体とする場合には、不連続繊維層をスキン層に連続繊維層をコア層に積層し、その積層比率を厚み方向でシンメトリーにしたサンドイッチ積層体とすることが好ましい。これにより熱可塑性樹脂基材の反りを防止できるからである。また、連続繊維層をスキン層に用いると、衝撃吸収時に連続繊維が破損してしまい、設計どおりの性能が得られない可能性があるが、連続繊維層をコア層に用いることによりそのような懸念が少なくなるからである。ここで、上記「連続繊維層」とは、強化繊維として連続繊維を含有する熱可塑性樹脂基材を指し、上記「不連続繊維層」とは、強化繊維として不連続繊維を含有する熱可塑性樹脂基材を指す。
C. Form of thermoplastic resin base material The thermoplastic resin base material used in the present invention may be composed of a single layer, or may be a laminate formed by being laminated in a plurality of layers. . As an aspect in which the thermoplastic resin substrate is a laminate, for example, an aspect in which a discontinuous fiber layer and a continuous fiber layer are laminated can be exemplified. Specific examples of such an embodiment include a sandwich laminate in which a discontinuous fiber layer is laminated in a core layer and a continuous fiber layer is laminated in a skin layer, or a sandwich in which a discontinuous fiber layer is laminated in a skin layer and a continuous fiber layer is laminated in a core layer. A laminate or a laminate obtained by laminating the continuous fiber layer while changing the angle for the purpose can be given. Another embodiment in which the thermoplastic resin base material is a laminate is a laminate in which discontinuous fiber layers having different compressive strengths are laminated. In particular, in the present invention, when the thermoplastic resin base material of the discontinuous fiber layer and the continuous fiber layer is used as a laminate, the discontinuous fiber layer is laminated on the skin layer, the continuous fiber layer is laminated on the core layer, and the lamination ratio is set to the thickness. A sandwich laminate that is symmetric in the direction is preferred. This is because warping of the thermoplastic resin substrate can be prevented. In addition, if the continuous fiber layer is used for the skin layer, the continuous fiber may be damaged at the time of impact absorption, and the performance as designed may not be obtained. This is because there are fewer concerns. Here, the “continuous fiber layer” refers to a thermoplastic resin base material containing continuous fibers as reinforcing fibers, and the “discontinuous fiber layer” refers to a thermoplastic resin containing discontinuous fibers as reinforcing fibers. Refers to the substrate.

エ 複数の熱可塑性樹脂基材が用いられる態様
本発明においては衝撃吸収性基材として圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなるものが用いられるが、隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度の差は、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に所望の衝撃吸収特性を付与できる範囲内であれば特に限定されるものではない。中でも本発明においては、隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度の差が、50MPa〜350MPaの範囲内であることがより好ましく、100MPa〜250MPaの範囲内であることがさらに好ましい。隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度の差が上記範囲内であることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に衝撃が加わった際に、隣接する熱可塑性樹脂基材の境界が破壊の起点等となることによって衝撃吸収特性が損なわれることを防止できるからである。
D. A mode in which a plurality of thermoplastic resin base materials are used In the present invention, an impact-absorbing base material in which a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths are combined is used. The difference in the compressive strength of the material is not particularly limited as long as it is within a range in which desired impact absorbing characteristics can be imparted to the resin impact absorbing member of the present invention. Especially in this invention, it is more preferable that the difference of the compressive strength of an adjacent thermoplastic resin base material exists in the range of 50 MPa-350 MPa, and it is further more preferable in the range of 100 MPa-250 MPa. When the difference in compressive strength between the adjacent thermoplastic resin base materials is within the above range, the impact is applied to the resin impact absorbing member of the present invention regardless of the magnitude of the impact or the direction of the impact. This is because it is possible to prevent the shock absorbing property from being damaged by the boundary of the thermoplastic resin base material being the starting point of destruction.

各熱可塑性樹脂基材間において圧縮強度が異なる態様としては、厚みが相違する態様以外の態様であれば特に限定されるものではない。このような態様としては、熱可塑性樹脂基材が熱可塑性樹脂のみからなる場合には、例えば、熱可塑性樹脂の種類が異なる態様や、熱可塑性樹脂の平均分子量等が異なる態様を挙げることができる。また、熱可塑性樹脂基材が上述した繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなる場合は、例えば、強化繊維の種類が異なる態様、強化繊維の平均繊維長が異なる態様、強化繊維の配向状態が異なる態様、強化繊維の体積含有率(Vf)が異なる態様等を挙げることができる。
また、熱可塑性樹脂基材を構成する材料に関わらず、熱可塑性樹脂基材の積層構造が異なる態様等を挙げることができる。このような態様としては、例えば、単一層からなる熱可塑性樹脂基材と積層構造を有する熱可塑性樹脂基材を組み合わせて用いる態様や、互いに構成が異なる積層構造を有する熱可塑性樹脂基材を組み合わせて用いる態様等を挙げることができる。
さらに本発明においては上述した各態様を複合した態様も用いることができる。このような態様としては、例えば、強化繊維の平均繊維長と強化繊維の体積含有率(Vf)が異なる態様や、強化繊維の種類及び積層構造が異なる態様等を挙げることができるが、この限りではない。
The aspect in which the compressive strength is different between the respective thermoplastic resin substrates is not particularly limited as long as it is an aspect other than the aspect in which the thickness is different. As such an aspect, when the thermoplastic resin base material is composed of only a thermoplastic resin, for example, an aspect in which the kind of the thermoplastic resin is different or an aspect in which the average molecular weight of the thermoplastic resin is different can be exemplified. . Further, when the thermoplastic resin base material is composed of the above-described fiber reinforced thermoplastic resin composite material, for example, a mode in which the types of the reinforcing fibers are different, a mode in which the average fiber length of the reinforcing fibers is different, a mode in which the orientation state of the reinforcing fibers is different The aspect etc. from which the volume content rate (Vf) of a reinforced fiber differs can be mentioned.
Moreover, the aspect etc. from which the laminated structure of a thermoplastic resin base material differs can be mentioned irrespective of the material which comprises a thermoplastic resin base material. As such an aspect, for example, an embodiment in which a thermoplastic resin base material composed of a single layer and a thermoplastic resin base material having a laminated structure are used in combination, or a thermoplastic resin base material having a laminated structure having a different structure is combined. Can be used.
Furthermore, the aspect which compounded each aspect mentioned above in this invention can also be used. Examples of such an embodiment include an embodiment in which the average fiber length of the reinforcing fibers and the volume content (Vf) of the reinforcing fibers are different, and an embodiment in which the types and laminated structures of the reinforcing fibers are different. is not.

熱可塑性樹脂基材が上述した繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなる場合において、強化繊維の配向状態が異なる態様としては、例えば、強化繊維がランダムに配向した熱可塑性樹脂基材と、強化繊維が一方向に配向した熱可塑性樹脂基材とを組わせる態様や、配向の等方性(異方性)の程度が互いに異なる熱可塑性樹脂基材を組わせる態様等を挙げることができる。ここで、後者の態様としては、例えば、熱可塑性樹脂基材の引張弾性率比(Eδ)が異なるものを組み合わせる態様を例示できる。なお、上記引張弾性率比(Eδ)は、熱可塑性樹脂基材の任意の方向、及びこれと直交する方向を基準とする引張試験を行い、引張弾性率を測定した後、測定した引張弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った比(Eδ)を意味する。
また、強化繊維の体積含有率(Vf)が異なる態様としては、隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度に所望の程度の差を設けられる範囲内であれば特に限定されないが、中でも本発明においては隣接する熱可塑性樹脂基材における上記Vfの差が10%以上であることが好ましく、5%〜60%の範囲内であることが好ましく、10%〜40%の範囲内であることがさらに好ましい。
さらに、強化繊維の平均繊維長が異なる態様としては、例えば、隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度に所望の程度の差を設けられる範囲内であれば特に限定されないが、中でも本発明においては隣接する熱可塑性樹脂基材における強化繊維の平均繊維長の差が5mm〜90mmの範囲内であることが好ましく、10mm〜50mmの範囲内であることがさらに好ましい。
In the case where the thermoplastic resin base material is composed of the above-described fiber-reinforced thermoplastic resin composite material, for example, the orientation state of the reinforcing fibers is different. For example, the thermoplastic resin base material in which the reinforcing fibers are randomly oriented and the reinforcing fiber are Examples include a mode in which a thermoplastic resin base material oriented in one direction is assembled, and a mode in which thermoplastic resin base materials having different degrees of orientation isotropic (anisotropy) are combined. Here, as the latter aspect, for example, an aspect in which thermoplastic resin base materials having different tensile elastic modulus ratios (Eδ) are combined can be exemplified. The tensile modulus ratio (Eδ) is determined by performing a tensile test based on an arbitrary direction of the thermoplastic resin substrate and a direction orthogonal thereto, and measuring the tensile modulus. The ratio (Eδ) obtained by dividing the larger value by the smaller value.
In addition, the aspect in which the volume content (Vf) of the reinforcing fibers is different is not particularly limited as long as it is within a range in which a desired degree of difference is provided in the compressive strength of the adjacent thermoplastic resin base material. Is preferably 10% or more, more preferably in the range of 5% to 60%, and more preferably in the range of 10% to 40%. preferable.
Furthermore, the aspect in which the average fiber length of the reinforcing fibers is different is not particularly limited as long as it is within a range in which a desired degree of difference can be provided in the compressive strength of the adjacent thermoplastic resin base material. The difference between the average fiber lengths of the reinforcing fibers in the adjacent thermoplastic resin base materials is preferably in the range of 5 mm to 90 mm, and more preferably in the range of 10 mm to 50 mm.

(3)衝撃吸収部
本発明における衝撃吸収部は上記衝撃吸収性基材からなるものである。本発明における衝撃吸収部の形状は、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて所望の衝撃吸収特性を達成できる形状であれば特に限定されるものではない。このため、本発明における衝撃吸収部の形状としては、例えば、衝撃吸収性基材からなる板状であってもよく、あるいは中空構造を有する筒状であってもよい。
(3) Shock absorption part The shock absorption part in this invention consists of the said shock-absorbing base material. The shape of the impact absorbing portion in the present invention is not particularly limited as long as it can achieve a desired impact absorbing characteristic according to the use of the resin impact absorbing member of the present invention. For this reason, as a shape of the impact-absorbing part in this invention, the plate shape which consists of an impact-absorbing base material may be sufficient, for example, and the cylinder shape which has a hollow structure may be sufficient.

これらの衝撃吸収部の形状について図を参照しながら説明する。図5は、本発明における衝撃吸収部が上記板状である場合の例を示す概略図である。図5(a)、(b)、及び(c)に例示するように、本発明における衝撃吸収部12は、衝撃吸収性基材11からなる板状であってもよい。なお、図5(a)、(b)、(c)において、衝撃吸収性基材11は、互いに圧縮強度が異なる熱可塑性樹脂基材11a、11bからなる。
ここで、上記衝撃吸収部が板状である態様としては、図5(a)、(b)に例示するように衝撃吸収性基材が屈曲されている態様であってもよく、図5(c)に例示するように衝撃吸収性基材が曲面状に曲げられている態様であってもよい。さらには、図面での例示は省略するが、衝撃吸収性基材が屈曲又は曲げられていない平板状であってもよい。
図6は、本発明における衝撃吸収部が上記筒状である場合の例を示す概略図である。図6(a)、(b)に例示するように、本発明における衝撃吸収部12は、筒状であってもよい。この場合、図6(a)、(b)に例示するように筒状の衝撃吸収部11の壁部が上記熱可塑性樹脂基材11a、11bからなることになる。
The shapes of these shock absorbing parts will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a schematic view showing an example in which the impact absorbing portion in the present invention has the plate shape. As illustrated in FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C, the impact absorbing portion 12 in the present invention may be a plate made of the impact absorbing base material 11. 5A, 5B, and 5C, the shock-absorbing base material 11 is made of thermoplastic resin base materials 11a and 11b having different compressive strengths.
Here, as an aspect in which the impact absorbing portion is plate-shaped, an aspect in which the impact-absorbing base material is bent as illustrated in FIGS. 5A and 5B may be used. As illustrated in c), the impact-absorbing base material may be bent into a curved surface. Furthermore, although illustration in a drawing is abbreviate | omitted, the flat form in which the shock-absorbing base material is not bent or bent may be sufficient.
FIG. 6 is a schematic view showing an example in which the impact absorbing portion in the present invention is the above-described cylindrical shape. As illustrated in FIGS. 6A and 6B, the impact absorbing portion 12 in the present invention may be cylindrical. In this case, as illustrated in FIGS. 6A and 6B, the wall portion of the cylindrical impact absorbing portion 11 is made of the thermoplastic resin base materials 11a and 11b.

なお、本発明に用いられる衝撃吸収部が筒状である場合、衝撃吸収部の衝撃吸収方向に対して直交する方向の断面形状は特に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形、三角形、四角形等の多角形のいずれの形状としてもよい。当該断面形状が円形である例としては、例えば、図6(a)に例示した態様を挙げることができる。また、当該断面形状が多角形の例としては、例えば、図6(b)に例示した態様を挙げることができる。   When the shock absorbing portion used in the present invention is cylindrical, the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the shock absorbing direction of the shock absorbing portion is not particularly limited, and for example, a circle, an ellipse, a triangle Any shape of a polygon such as a rectangle may be used. As an example in which the cross-sectional shape is circular, for example, the embodiment illustrated in FIG. Moreover, as an example in which the cross-sectional shape is a polygon, for example, the mode illustrated in FIG.

さらに、本発明に用いられる衝撃吸収部が筒状である態様としては、単一の筒状体からなる態様であってもよく、また複数の筒状体が連結されてなる態様であってもよい。本発明における衝撃吸収部が複数の筒状体が連結した態様である場合について、図を参照しながら説明する。図7はこのような態様の一例を示す概略図である。図7(a)、(b)に示すように、本発明に用いられる衝撃吸収部は、円形の筒状体が複数連結された態様であってもよく、或いは、多角形の筒状体が複数連結された態様であってもよい。
なお、本発明に用いられる衝撃吸収部が複数の筒状体が連結されてなる態様としては、個別に形成された筒状体が事後的に連結された態様であってもよく(例えば、図7(a))、或いは、例えば、凹部を有する複数の部品が組み合わされること等により、複数の筒状体が連結された態様であってもよい(例えば、図7(b))。
Further, the aspect in which the impact absorbing portion used in the present invention is cylindrical may be an aspect composed of a single cylindrical body, or may be an aspect in which a plurality of cylindrical bodies are connected. Good. The case where the impact absorbing portion in the present invention is an aspect in which a plurality of cylindrical bodies are connected will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic view showing an example of such an embodiment. As shown in FIGS. 7A and 7B, the impact absorbing portion used in the present invention may have a configuration in which a plurality of circular cylindrical bodies are connected, or a polygonal cylindrical body may be used. A plurality of connected modes may be used.
In addition, as an aspect formed by connecting a plurality of cylindrical bodies, the impact absorbing portion used in the present invention may be an aspect in which individually formed cylindrical bodies are connected afterwards (for example, FIG. 7 (a)), or a mode in which a plurality of cylindrical bodies are connected by, for example, combining a plurality of parts having concave portions (for example, FIG. 7B).

本発明における衝撃吸収部の形状は、上記板状又は筒状のいずれであっても好適に用いることができるが筒状であることが好ましい。衝撃吸収部が上記筒状であることにより、衝撃吸収時の破壊が衝撃吸収部の全周にわたって全ての部位で発生し、継続的に安定した破壊が持続して大きな衝撃を吸収することができるため、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の部材重量当たりの衝撃吸収効率を向上できるからである。また、筒状である場合の方が、板状である場合よりも衝撃吸収部の剛性を向上させることができ、衝撃が入力する角度によって衝撃吸収特性に差が生じることを防止できるからである。   The shape of the impact absorbing portion in the present invention can be suitably used regardless of the plate shape or the cylindrical shape, but the cylindrical shape is preferable. Due to the cylindrical shape of the shock absorbing portion, breakage at the time of shock absorption occurs in all parts over the entire circumference of the shock absorbing portion, and continuous stable breakage can be sustained to absorb a large shock. Therefore, the impact absorption efficiency per member weight of the resin impact absorbing member of the present invention can be improved. In addition, the cylindrical shape can improve the rigidity of the shock absorbing portion more than the plate shape, and can prevent a difference in shock absorption characteristics depending on the angle at which the shock is input. .

2 樹脂製衝撃吸収部材
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、少なくとも上記衝撃吸収部を備えるものであるが、必要に応じて他の構成を有してもよいものである。本発明に用いられる他の構成としては、例えば、衝撃吸収部の衝撃吸収方向に対して後端部に接続されるように形成された底部、先端部に接続されるように形成された蓋部、樹脂製衝撃吸収部材の形状剛性を確保するために板状の挿入部材等を挙げることができる。
図8は、上記他の構成として底部と蓋部が用いられる場合の一例を示す概略図である。図8に例示するように、本発明の衝撃吸収部10は、衝撃吸収部12の衝撃吸収方向に対して後端部に接続されるように形成された底部13を有していてもよく、さらに先端部に接続されるように形成された蓋部14を有していてもよい。
2 Resin Shock Absorbing Member The resin impact absorbing member of the present invention includes at least the impact absorbing portion, but may have other configurations as necessary. Other configurations used in the present invention include, for example, a bottom formed so as to be connected to the rear end with respect to the shock absorbing direction of the shock absorbing portion, and a lid formed so as to be connected to the front end. In order to ensure the shape rigidity of the resin shock absorbing member, a plate-like insertion member can be used.
FIG. 8 is a schematic view showing an example in which a bottom and a lid are used as the other configuration. As illustrated in FIG. 8, the shock absorbing portion 10 of the present invention may have a bottom portion 13 formed so as to be connected to the rear end portion with respect to the shock absorbing direction of the shock absorbing portion 12. Furthermore, you may have the cover part 14 formed so that it might be connected to a front-end | tip part.

3 樹脂製衝撃吸収部材の製造方法
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、例えば、次のような方法で製造することができる。すなわち、まず、熱可塑性樹脂と強化繊維を予め一体化させた圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材を2種類を準備し、この2種類の熱可塑性樹脂基材をあらかじめ設計した金型内の所定の位置に投入して凹または凸形状にプレス成形し、プレス成形と同時に2種の熱可塑性樹脂基材を結合する。このようにして得られた衝撃吸収性基材の成形品を、互いの凹部が向き合って閉断面を形成するように振動溶着により締結し筒状の衝撃吸収部を有する樹脂製衝撃吸収部材にする。なお、成形品の締結方法は振動溶着以外に、超音波溶着、接着、リベット、ボルト・ナットなどを用いることも可能である。
3. Method for Producing Resin Impact Absorbing Member The resin impact absorbing member of the present invention can be produced, for example, by the following method. That is, first, two types of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths, in which a thermoplastic resin and a reinforcing fiber are integrated in advance, are prepared, and the two types of thermoplastic resin base materials are preliminarily designed in a mold. The two thermoplastic resin substrates are bonded simultaneously with the press molding. The molded article of the shock-absorbing base material thus obtained is fastened by vibration welding so that the concave portions face each other to form a closed cross section, thereby forming a resin shock-absorbing member having a cylindrical shock-absorbing portion. . In addition to the vibration welding, it is also possible to use ultrasonic welding, adhesion, rivets, bolts and nuts, etc. as the fastening method of the molded product.

4 樹脂製衝撃吸収部材の用途
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、例えば、車両の骨格構造に組み込まれて車両衝突時の衝撃を吸収緩和する衝撃吸収体として用いることができる。特に自動車に装備されるバンパー内部の支持部材や、ピラー、サイドシルの内部に設置される衝撃吸収部材、サイドメンバー、クロスメンバーなどの車体構造体に用いることができる。
4. Use of Resin Impact Absorbing Member The resin impact absorbing member of the present invention can be used as, for example, an impact absorber that is incorporated in a vehicle skeleton structure and absorbs and reduces the impact at the time of a vehicle collision. In particular, it can be used for a vehicle body structure such as a support member inside a bumper equipped in an automobile, a shock absorbing member installed inside a pillar or a side sill, a side member, or a cross member.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる態様であっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the mode. It is included in the technical scope of the invention.

以下、実施例及び比較例を示すことにより、本発明についてさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically by showing examples and comparative examples.

[実施例]
強化繊維として、平均繊維長20mmにカットした東邦テナックス社製の炭素繊維「テナックス(登録商標)」STS40−24KS(平均繊維径7μm)を使用し、熱可塑性樹脂として、ユニチカ社製のナイロン6樹脂A1030(破断伸度50%)を使用して、面内方向に炭素繊維が2次元ランダム配向し、かつ、繊維強化樹脂材料全体に対する繊維体積含有率が20Vol%と35Vol%となるように混合し、280℃に加熱したプレス装置にて、圧力2.0MPaで5分間加熱圧縮することで平均繊維長は約20mm、繊維体積含有率が約20Vol%の熱可塑性樹脂基材Aと35Vol%の熱可塑性樹脂基材Bを作製した。熱可塑性樹脂基材A、Bの圧縮強度を測定した結果、それぞれ150MPa、300MPaであった。
[Example]
Carbon fiber “Tenax (registered trademark)” STS40-24KS (average fiber diameter 7 μm) manufactured by Toho Tenax Co., Ltd. cut to an average fiber length of 20 mm was used as the reinforcing fiber, and nylon 6 resin manufactured by Unitika Co., Ltd. was used as the thermoplastic resin. Using A1030 (breaking elongation 50%), carbon fibers are two-dimensionally randomly oriented in the in-plane direction, and mixed so that the fiber volume content relative to the entire fiber reinforced resin material is 20 Vol% and 35 Vol%. In a press apparatus heated to 280 ° C., heat-compressed with a pressure of 2.0 MPa for 5 minutes, the thermoplastic fiber base material A having an average fiber length of about 20 mm and a fiber volume content of about 20 Vol% and heat of 35 Vol% A plastic resin substrate B was prepared. As a result of measuring the compressive strength of the thermoplastic resin substrates A and B, they were 150 MPa and 300 MPa, respectively.

得られた熱可塑性樹脂基材A及びBを280℃まで加熱した後、熱可塑性樹脂基材A,Bの端部を一部重ね合わせてコールドプレス成形を行うことにより衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順、熱可塑性樹脂基材A、Bの順で結合し、両熱可塑性樹脂基材A、Bの長さの比が1:4である衝撃吸収性基材の成形品を得た。このとき、熱可塑性樹脂基材Aの平均厚みは1.6mmであり、熱可塑性樹脂基材Bの平均厚みは1.6mmであった。また、熱可塑性樹脂基材A、Bはその境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合されていた。なお、成形品の形状は図9(a)に示す通りであり、各部の寸法は、a=50mm、b=100mm、c=12mm、d=80度、e=150mmであった。次いで、この衝撃吸収性基材の成形品のフランジ部を振動溶着することにより、図9(b)に示す、六角形型の衝撃吸収部からなる樹脂製衝撃吸収部材を作製した。
以上のようにて作製した樹脂製衝撃吸収部材を落錐衝撃試験機に、衝撃吸収方向が鉛直となるようにセットし、衝撃吸収方向と同軸方向に500Jの圧縮荷重を付与したところ、初期衝撃荷重は34.4kN、衝撃吸収に要した変位は39.4mmであった。
After heating the obtained thermoplastic resin base materials A and B to 280 ° C., the end portions of the thermoplastic resin base materials A and B are partially overlapped, and cold press molding is performed, and the rear side from the tip side that receives an impact A shock-absorbing group in which the compressive strength increases toward the end side, the thermoplastic resin base materials A and B are bonded in this order, and the ratio of the lengths of the two thermoplastic resin base materials A and B is 1: 4. A molded product of the material was obtained. At this time, the average thickness of the thermoplastic resin substrate A was 1.6 mm, and the average thickness of the thermoplastic resin substrate B was 1.6 mm. Moreover, the thermoplastic resin base materials A and B were bonded so that the existence ratio in the thickness direction continuously changed at the boundary. The shape of the molded product was as shown in FIG. 9A, and the dimensions of each part were a = 50 mm, b = 100 mm, c = 12 mm, d = 80 degrees, and e = 150 mm. Next, the flange portion of the shock-absorbing base material was vibration welded to produce a resin shock-absorbing member comprising a hexagonal shock-absorbing portion as shown in FIG.
The resin shock absorbing member produced as described above was set in a falling rock impact tester so that the shock absorbing direction was vertical, and a compressive load of 500 J was applied in the same direction as the shock absorbing direction. The load was 34.4 kN, and the displacement required for shock absorption was 39.4 mm.

[比較例1]
実施例1の繊維強化樹脂材料Bを280℃まで加熱し、コールドプレス成形することにより衝撃吸収性基材の成形品を得た。次いで、当該衝撃吸収性基材の成形品のフランジ部を振動溶着することにより、実施例1と同形状の六角形型の衝撃吸収部からなる樹脂製衝撃吸収部材を作製した。作製した樹脂製衝撃吸収部材を落錐衝撃試験機に、衝撃吸収方向が鉛直となるようにセットし、衝撃吸収方向と同軸方向に500Jの圧縮荷重を付与したところ、初期衝撃荷重は48.6kN、衝撃吸収に要した変位は63.0mmであった。
[Comparative Example 1]
The fiber reinforced resin material B of Example 1 was heated to 280 ° C. and subjected to cold press molding to obtain a molded article of an impact-absorbing base material. Subsequently, the flange part of the molded article of the said shock-absorbing base material was vibration welded, and the resin-made impact-absorbing member which consists of a hexagonal-type impact-absorbing part of the same shape as Example 1 was produced. The prepared resin shock absorbing member was set on a falling-drop impact tester so that the shock absorbing direction was vertical, and a compressive load of 500 J was applied in the same direction as the shock absorbing direction. The initial shock load was 48.6 kN. The displacement required for impact absorption was 63.0 mm.

[比較例2]
A5052(アルミニウム)をプレス成形し、さらにフランジ部をスポット溶接することにより、実施例1と同形状で外筒部の厚みが1.5mm均一の六角形型の衝撃吸収部からなるA5052(アルミニウム)製衝撃吸収部材を作製した。作製したアルミ製衝撃吸収部材を落錐衝撃試験機に、衝撃吸収方向が鉛直となるようにセットし、衝撃吸収方向と同軸方向に500Jの圧縮荷重を付与したところ、初期衝撃荷重は108.3kN、衝撃吸収に要した変位は10.9mmであった。
[Comparative Example 2]
A5052 (aluminum) consisting of a hexagonal shock absorbing portion having the same shape as in Example 1 and a uniform outer cylinder thickness of 1.5 mm is formed by press-forming A5052 (aluminum) and spot welding the flange portion. An impact-absorbing member made was produced. The prepared aluminum shock absorbing member was set in a falling rock impact tester so that the shock absorbing direction was vertical, and a compressive load of 500 J was applied in the same direction as the shock absorbing direction, and the initial shock load was 108.3 kN. The displacement required for shock absorption was 10.9 mm.

[参考例]
実施例1の繊維強化樹脂材料Bを280℃まで加熱し、あらかじめ衝撃吸収性基材の厚みが衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって1.3mmと1.6mm、さらに衝撃を受ける先端側から後端側へ向かってその長さの比が1:4になるよう設計された金型に投入し、コールドプレス成形することにより、衝撃吸収性基材の成形品を得た。次いで、当該衝撃吸収性基材の成形品のフランジ部を振動溶着することにより、実施例1と同形状の六角形型の衝撃吸収部からなる樹脂製衝撃吸収部材を作製した。作製した樹脂製衝撃吸収部材を落錐衝撃試験機に、衝撃吸収方向が鉛直となるようにセットし、衝撃吸収方向と同軸方向に500Jの圧縮荷重を付与したところ、初期衝撃荷重は35.9kN、衝撃吸収に要した変位は38.5mmであった。
[Reference example]
The fiber reinforced resin material B of Example 1 is heated to 280 ° C., and the thickness of the shock-absorbing base material is 1.3 mm and 1.6 mm from the front end side receiving the impact to the rear end side in advance, and the front end receiving the impact The molded product of the impact-absorbing base material was obtained by putting into a mold designed to have a length ratio of 1: 4 from the side toward the rear end side and cold press molding. Subsequently, the flange part of the molded article of the said shock-absorbing base material was vibration welded, and the resin-made impact-absorbing member which consists of a hexagonal-type impact-absorbing part of the same shape as Example 1 was produced. The prepared resin shock absorbing member was set in a drop impact tester so that the shock absorbing direction was vertical, and a compressive load of 500 J was applied in the same direction as the shock absorbing direction. The initial shock load was 35.9 kN. The displacement required for shock absorption was 38.5 mm.

上記各実施例及び比較例の結果から、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、単一の熱可塑性樹脂基材からなる衝撃吸収性基材が用いられた樹脂製衝撃吸収部材に比べ、初期衝撃荷重を低く抑え、衝撃吸収に要する変位も低く抑えることが可能となることが確認検証された。また、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、圧縮強度を変更するために厚みに変化を持たせた樹脂製衝撃吸収部材(参考例)とほぼ同等の性能を得ることが可能であり、さらに、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、A5052(アルミニウム)からなる比較例2の衝撃吸収部材と比較すると重量が約2分の1程度であった。また、比較例2の衝撃吸収部材は最大変位量が小さいものの試験体全体が座屈変形したのに対し、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は先端で発生した破壊が隣接部に波及し、荷重方向に順次破壊が進むことで衝撃を吸収することが可能となるため、熱可塑性樹脂基材同士の重なりが発生しない分、樹脂製衝撃吸収部材の全長を有効に使用することが可能となり、全長を短くすることができること分かった。   From the results of the above examples and comparative examples, the resin impact absorbing member of the present invention has an initial impact as compared with the resin impact absorbing member using the impact absorbing substrate made of a single thermoplastic resin substrate. It was confirmed and verified that the load can be kept low and the displacement required for shock absorption can be kept low. In addition, the resin shock absorbing member of the present invention can obtain almost the same performance as a resin shock absorbing member (reference example) having a change in thickness in order to change the compressive strength. The resin impact absorbing member of the present invention had a weight of about one half compared to the impact absorbing member of Comparative Example 2 made of A5052 (aluminum). The impact absorbing member of Comparative Example 2 has a small maximum displacement, but the entire specimen was buckled and deformed. On the other hand, the resin impact absorbing member of the present invention has a fracture that occurs at the tip and spreads to the adjacent portion. Since it becomes possible to absorb impact by progressively breaking in the direction, it is possible to effectively use the full length of the resin shock absorbing member as much as the overlap of thermoplastic resin base materials does not occur. It was found that can be shortened.

本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、車両等のエネルギー吸収装置に用いることができる。   The resin impact absorbing member of the present invention can be used for an energy absorbing device such as a vehicle.

10 樹脂製衝撃吸収部材
11 衝撃吸収性基材
11a、11b、11c 熱可塑性樹脂基材
12 衝撃吸収部
13 底部
14 蓋部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Resin-made impact-absorbing member 11 Shock-absorbing base material 11a, 11b, 11c Thermoplastic resin base material 12 Shock-absorbing part 13 Bottom part 14 Cover part

Claims (6)

厚みが略一定の衝撃吸収性基材から構成された衝撃吸収部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、
前記衝撃吸収性基材は、衝撃吸収方向において圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることを特徴とする樹脂製衝撃吸収部材。
A resin shock absorbing member having a shock absorbing portion composed of a shock absorbing base material having a substantially constant thickness,
The impact-absorbing base material is a resin-made impact-absorbing member comprising a plurality of thermoplastic resin base materials having different compressive strengths in the direction of impact absorption.
前記衝撃吸収性基材において、前記複数の熱可塑性樹脂基材が衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の樹脂製衝撃吸収部材。   2. The shock absorbing base material according to claim 1, wherein the plurality of thermoplastic resin base materials are arranged in order of increasing compressive strength from a front end side to a rear end side where the impact is received. Resin shock absorbing member. 前記複数の熱可塑性樹脂基材が、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含有する繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の樹脂製衝撃吸収部材。   The resin-made impact absorbing member according to claim 1 or 2, wherein the plurality of thermoplastic resin base materials are made of a fiber-reinforced thermoplastic resin composite material containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin. . 前記複数の熱可塑性樹脂基材が、上記強化繊維の体積含有率が互いに異なることにより、圧縮強度が異なることを特徴とする、請求項3に記載の樹脂製衝撃吸収部材。   The resin-made impact absorbing member according to claim 3, wherein the plurality of thermoplastic resin base materials have different compressive strengths due to different volume contents of the reinforcing fibers. 前記衝撃吸収性基材は、隣接する熱可塑性樹脂基材がその境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合されていることを特徴とする、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の樹脂製衝撃吸収部材。   The shock-absorbing base material is bonded so that adjacent thermoplastic resin base materials continuously change in the thickness direction at the boundary thereof. The resin shock absorbing member according to any one of the above. 前記衝撃吸収部が中空構造を有する筒状であることを特徴とする、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の樹脂製衝撃吸収部材。   The resin impact absorbing member according to any one of claims 1 to 5, wherein the impact absorbing portion has a cylindrical shape having a hollow structure.
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