JP2018089774A - 車両用部材 - Google Patents

Abstract

【課題】木材を適切に配置しつつ、さらに車両への取付け性を向上させることにある。【解決手段】木材６と、木材６を樹脂で一体的に被覆する被覆部材４とを備え、荷重を受け止めながらこの荷重を吸収又は伝達する車両用部材２において、被覆部材４が、その内部に木材６を年輪２２の軸心方向Ａが荷重の入力方向（Ｈ）に沿うように配置した荷重作用部１０と、車両に配設されている被取付け部材に取付け可能な取付け部１２を一体で有している。【選択図】図３

Description

本発明は、木材と、木材を樹脂で一体的に被覆する被覆部材とを備え、荷重を受け止めながら吸収又は伝達する車両用部材に関する。

一般的な車両には、車両衝突時の荷重を受けてその荷重を吸収又は伝達できるように構成された車両用部材が配設されていることがある。例えば車両前部には、バンパリインフォースとサイドメンバが配置されており、これらバンパリインフォースとサイドメンバの間に筒状の車両用部材が介装されていることがある。そして車両衝突時にバンパリインフォースにかかる衝撃荷重を車両用部材で受け止め、さらにこの衝撃荷重を車両用部材が軸方向に潰れることで吸収する。またサイドドアの内部に、柱形状の車両用部材が車幅方向を向けて配置されていることがある。そして車両衝突時に、サイドドアにかかる衝撃荷重を車両用部材で受け止め、さらにこの衝撃荷重を、車両用部材を介して車室内のリインフォースに伝達する。

そして上述の車両用部材内には木材が配置されており、主に木材によって荷重が受け止められている。ここでこの種の木材は、使用環境の変化などで性能が大きく変化することが知られている。例えば乾燥により木材が硬くなって亀裂が発生したり、湿気により木材が過度に軟らかくなったりする。このため木材を備えた車両用部材においては、荷重の吸収性能又は伝達性能の悪化を回避する必要上、木材の外部露出を最小限に抑える必要がある。例えば金属製の被覆部材で木材を覆うこともできるが、そうすると車両用部材の重量増加が避けられない。ここで特許文献１に開示の技術では、射出インサート成形によって、樹脂製の基材を成形しつつ平板状の木材に一体化している。そこで特許文献１の技術を適用して、樹脂製の被覆部材で木材を被覆することにより、使用環境の変化による木材の性能劣化を極力回避しつつ、さらに車両用部材を軽量化することが考えられる。

特開２０１０−９４８２７号公報

ところで上述の木材を備えた車両用部材では、荷重を十分に受け止めるべく被覆部材内に木材を適切に配置すべきであり、さらに車両に対する取付け性を向上させる必要がある。例えば被覆部材内に木材が不適切に配置されていると、この木材に意図しない方向から荷重がかかるなどして、車両用部材が想定外の低荷重で潰れてしまうおそれがある。しかし特許文献１に開示の技術では、木材の配置と車両への取付け性については考慮されておらず、車両用部材にすんなり適用できる技術ではなかった。本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、被覆部材内に木材を適切に配置しつつ、さらに車両への取付け性を向上させることにある。

上記課題を解決するための手段として、第１発明の車両用部材は、木材と、木材を樹脂で一体的に被覆する被覆部材とを備え、荷重を受け止めながら吸収又は伝達する部材である。この種の車両用部材では、荷重を十分に受け止めるべく被覆部材内に木材を適切に配置しつつ、さらに車両への取付け性を向上させることが望まれる。そこで本発明では、被覆部材が、その内部に木材を年輪の軸心方向が荷重の入力方向に沿うように配置した荷重作用部と、車両に配設されている被取付け部材に取付け可能な取付け部を一体で有している。本発明では、木材が、年輪の軸心方向が荷重の入力方向に沿うように荷重作用部の内部に適切に配置されている。このため荷重作用部内の木材で荷重を十分に受け止めつつこの荷重を吸収又は伝達することができる。さらに被覆部材において、荷重作用部に対して取付け部を一体的に設けたことにより、車両への取付け性を向上させることができる。

第２発明の車両用部材は、第１発明の車両用部材において、荷重作用部が、荷重の入力方向に延びる柱形状であって、取付け部が、荷重作用部の外周面から外方に延出しているフランジ形状である。本発明では、取付け部を、柱形状の荷重作用部の外周面から外方に延出しているフランジ形状としている。このように適切な形状の取付け部にて被取付け部材に対する取付け安定性を向上させて、荷重作用部の転倒等を好適に回避することにより、例えば車両衝突時の衝撃荷重を荷重作用部で適切に受け止めることができる。

第３発明の車両用部材は、第１発明又は第２発明の車両用部材において、木材の密度が、０．２ｇ／ｃｍ^３〜０．６ｇ／ｃｍ^３の範囲に設定されている。本発明では、相対的に低密度の木材を使用することにより、車両用部材の衝撃吸収性能を好適に向上させることができる。

第４発明の車両用部材は、第１発明又は第２発明の車両用部材において、木材の密度が、０．６ｇ／ｃｍ^３〜１．０ｇ／ｃｍ^３の範囲に設定されている。本発明では、相対的に高密度の木材を使用することで、車両用部材の荷重伝達性能を好適に向上させることができる。

本発明に係る第１発明によれば、被覆部材内に木材を適切に配置しつつ、さらに車両への取付け性を向上させることができる。また第２発明によれば、車両への取付け性を更に向上させることができる。また第３発明によれば、衝撃吸収性能に優れている木材を被覆部材内に適切に配置しつつ、さらに車両への取付け性を向上させることができる。そして第４発明によれば、荷重伝達性能に優れている木材を被覆部材内に適切に配置しつつ、さらに車両への取付け性を向上させることができる。

車両用部材の斜視図である。 車両一部の斜視図である。 車両用部材の縦断面図である。 車両用部材の取付け部側の透視裏面図である。 射出成形機を模式的に示す断面図である。 射出成形機の一部を模式的に示す透視斜視図である。 被覆部材を成形する際の射出成形機を模式的に示す断面図である。 変形例にかかる射出成形機を模式的に示す断面図である。 実施形態２にかかる車両一部の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図９を参照して説明する。各図には、荷重作用部の軸方向Ｈ（車両取付け前における荷重の入力方向）を示す矢印と木材の年輪の軸心方向Ａを示す矢印を適宜図示する。また図２及び図９に、車両の前後方向と左右方向と上下方向を示す矢線を適宜図示するとともに、図５〜図８に、射出成形機の上下方向を示す矢線を図示する。なお図５〜図８は、木材に対する各射出口の配置関係をわかりやすく図示するため、各射出口の位置を便宜的に示した射出成形機の模式的な断面図である。

［実施形態１］
図１の車両用部材２は、車両衝突時の衝撃荷重を吸収する衝撃吸収部材として用いられる部材であり、木材６と、木材６を樹脂で一体的に被覆する被覆部材４とを有している（各部材の詳細は後述）。この車両用部材２は、図２を参照して、後述するバンパリインフォース２ｒと左右のサイドメンバ４ｒ，６ｒとの間に介装することができる。そして車両衝突時にバンパリインフォース２ｒにかかる衝撃荷重Ｆを左右の車両用部材２で受け止め、さらに被覆部材４内の木材６が圧縮しつつ潰れる（圧壊する）ことで衝撃荷重Ｆを吸収する。この種の車両用部材２においては、荷重を十分に受け止めるべく被覆部材４内に木材６を適切に配置しつつ、さらに車両への取付け性を向上させることが望まれる。そこで本実施形態では、後述する構成によって、被覆部材４内に木材６を適切に配置しつつ、さらに車両への取付け性を向上させることとした。以下、各構成について詳述する。

［被覆部材・荷重作用部］
被覆部材４は、図１及び図３を参照して、車両用部材２の外形をなすとともに、後述の木材６を樹脂で一体的に被覆する部材である。この被覆部材４は、荷重作用部１０と取付け部１２を有しており、図２に示すように本発明の被取付け部材である後述のサイドメンバ４ｒ，６ｒに取付けることができる。荷重作用部１０は、その内部に後述の木材６を配置している略四角柱形状の部位であり、略四角形の入力端面１０ａと、四つの作用部側面１０ｂを有している。入力端面１０ａは、荷重作用部の軸方向Ｈに直交して配置されている面であり、荷重作用部の軸方向Ｈにおける一端に配置されている。また各作用部側面１０ｂは、入力端面１０ａの各辺から軸方向Ｈに延長している面であり、本発明の荷重作用部の外周面に相当する部分である。

そして本実施形態では、後述する車両用部材２の車両への取付けの際に、荷重作用部の軸方向Ｈを、荷重の入力方向となる前後方向に一致させた状態とする。すなわち車両取付け前の車両用部材２の段階においては、この荷重作用部の軸方向Ｈを、本発明の「荷重の入力方向」とみなすことができる。そして後述の車両衝突時においては、被覆部材４の入力端面１０ａから衝撃荷重が入力され、この入力された衝撃荷重によって各作用部側面１０ｂが後述の木材６とともに荷重作用部の軸方向Ｈに潰れ変形する。

［取付け部］
取付け部１２は、後述する各サイドメンバ４ｒ，６ｒに取付け可能な部位であり、荷重作用部１０の入力端面１０ａとは反対側である被覆部材４の他端に一体的に設けられている。この取付け部１２は、略四角形とされたフランジ形状の部位であり、荷重作用部１０の各作用部側面１０ｂから外方（図１のＬ方向とＷ方向）に延出している。また取付け部１２の四隅には締結孔１２Ｈがそれぞれ設けられており、各締結孔１２Ｈには、図２に示す締結具としてのボルト材ＢＭを挿通できる。そして図３を参照して、取付け部１２の厚み寸法Ｔ１は、荷重作用部１０の厚み寸法Ｔ２と同一でもよいが、各サイドメンバ４ｒ，６ｒに対する取付け安定性向上の観点から荷重作用部１０の厚み寸法Ｔ２よりも大きいことが望ましい。

ここで被覆部材４を構成する樹脂として、各種の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができる。この種の熱可塑性樹脂として、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ（エチレン−２，６−ナフタレート）、ナイロン（ポリアミド）等のポリエステル樹脂、プロピレン−エチレン共重合体、ポリスチレン樹脂、芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリメチルメタクリレート等の（メタ）アクリル樹脂を例示することができる。また熱硬化性樹脂として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂を例示することができる。そして熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂は単独で使用することができ、また二種以上を混合して使用することもできる。

［木材］
木材６は、図１及び図３を参照して、車両用部材２の芯となる部材であり、車両衝突時にかかる衝撃荷重によって荷重の入力方向である荷重作用部の軸方向Ｈに圧壊することができる。この木材６は、図３を参照して、横断面形状（Ｗ×Ｌ方向の断面形状）が略四角形の角柱形状に形成されており、一端面２０ａと、四つの側面２０ｂと、他端面２０ｃを有している。一端面２０ａは、荷重作用部１０の入力端面１０ａ側に配置されている面であり、衝撃荷重が入力される側の面である。また各側面２０ｂは、一端面２０ａの各辺から軸方向Ｈに延びている面である。そして他端面２０ｃは、一端面２０ａとは反対の木材６の端部に位置する面である。この他端面２０ｃの中心には、図４を参照して、図５に示す後述の射出成形機３０の保持ピン３３を挿嵌可能な挿嵌孔２０Ｈが設けられている。この挿嵌孔２０Ｈは、略円筒形状をなす孔部（非貫通孔）であり、後述の保持ピン３３の長さ寸法と略同一の奥行き寸法を有している。

そして木材６は、図３を参照して、荷重作用部１０の樹脂で一体化され且つ被覆された状態で荷重作用部１０内に配置されている。このため木材６の高さ寸法（軸方向Ｈの寸法）と長さ寸法（Ｌ方向の寸法）と幅寸法（Ｗ方向の寸法）とが、それぞれ荷重作用部１０の対応する寸法よりも若干小さな寸法に設定されている。そして木材６は、被覆部材４内に配置された状態においては、年輪２２の軸心方向Ａが荷重作用部の軸方向Ｈとほぼ一致するように適切に配置されている。このように被覆部材４内に木材６が適切に配置されることで、車両衝突時における衝撃荷重よりも小さい荷重がかかった場合、この低荷重を木材６が圧壊することなく十分に受け止めることができる。

この種の木材６は、スギやヒノキやマツなどの針葉樹、ケヤキやブナなどの広葉樹から採取することが可能であるが、相対的に年輪２２がはっきりしている針葉樹から採取することが望ましい。ここで木材６の密度は特に限定しないが、例えば密度０．２ｇ／ｃｍ^３〜１．０ｇ／ｃｍ^３の木材６を用いることができる。特に車両用部材２を衝撃吸収部材として使用する場合には、衝撃吸収性能に優れる低密度の木材６を用いることが好ましく、例えば密度０．２ｇ／ｃｍ^３〜０．６ｇ／ｃｍ^３の木材６を好適に用いることができる。なお相対的に高密度の木材６を用いる場合には、木材６の横断面積を小さくして圧壊しやすくすることで所望の衝撃吸収性能を得ることができる。

ここで木材６の含水率は、所望の衝撃吸収性能を備える限り特に限定しないが、典型的に含水率を５〜１６％の範囲に調整することができ、概ね１０％を目安とすることが望ましく、概ね８％に設定することがより好ましい。なお木材６の含水率を概ね８％〜１０％とする方法として、室温約３０度且つ湿度約９０％の室内に木材６を予め決められた時間だけ載置する方法を例示できる。また木材６の含水率を測定する方法として、上記の手法で乾燥させた木材６の重量と、乾燥前の木材６の重量との差から含水率を測定する方法を例示できる。

［車両用部材の製造方法］
車両用部材２の製造方法は特に限定しないが、本実施形態では、例えば図５に示す射出成形機３０を用いて、後述する第一工程と第二工程によって車両用部材２を製造することができる。この射出成形機３０は、コア型３２と、キャビ型３４と、キャビティ３８と、図６に示す複数の射出口（第一射出口４１ａ〜４１ｃ，第二射出口４２ａ，４２ｂ）を有している。そして所定位置に固定されているコア型３２に対して、キャビ型３４を下方に移動させることにより、両型３２，３４を型閉じ状態とすることができる。さらに型閉じ状態とされたコア型３２とキャビ型３４の間に、後述するキャビティ３８が形成されることとなる。

コア型３２は、図５を参照して、床面等に設置された平板状の成形型であり、略平坦とされたコア側閉合面３２ａと、保持ピン３３を有している。この保持ピン３３は、後述する第一工程時において木材６が挿嵌される部材であり、コア側閉合面３２ａから上方に向けて起立している。また保持ピン３３の周面は、上端である先端部から射出成形機側であるコア側閉合面３２ａに向かって次第に大径となるテーパ形状とされており、保持ピン３３の先端部側は、図３に示す木材６の挿嵌孔２０Ｈに挿入可能とされている。そして保持ピン３３は、下部側に向かうにつれて次第に径大となっているため、挿嵌孔２０Ｈに適度に挿嵌可能であるが下端の根元までは挿嵌できない構成とされている。

またキャビ型３４は、図５を参照して、コア型３２に対して昇降可能に設置された直方体状の成形型であり、コア側閉合面３２ａに閉じ合されるキャビ側閉合面３４ａと、キャビ側閉合面３４ａに設けられた凹状の成形凹部３５とを有している。この成形凹部３５は、図６に示すように被覆部材に倣った形状の凹部であり、上側（奥側）をなす第一部位３６と、下側（開口側）をなす第二部位３７に区分けできる。第一部位３６は、図３に示す荷重作用部１０を成形するキャビティ部分となる箇所である。この第一部位３６は、図５を参照して、奥側上面３６ａと四つの奥側周面３６ｂとで囲まれている略四角柱形状の空間部である（図５では、便宜上、二つの奥側周面のみ図示する）。奥側上面３６ａは、成形凹部３５の底をなしている略四角形の面であり、各奥側周面３６ｂは、奥側上面３６ａの各辺から下方に延長している面である。また第二部位３７は、図３に示す取付け部１２を成形するキャビティ部分となる箇所である。この第二部位３７は、図５を参照して、開口側上面３７ａと四つの開口側周面３７ｂとで囲まれている空間部であり、第一部位３６よりも幅広で且つ短尺な略四角柱形状をなしている（図５では、便宜上、二つの開口側周面のみ図示する）。開口側上面３７ａは、奥側上面３６ａに平行に配置されている四角形の面であり、各開口側周面３７ｂは、開口側上面３７ａの各辺から下方に延長している面である。

またキャビティ３８は、図５及び図７を参照して、荷重作用部の軸方向Ｈを上下に向けた被覆部材４の成形空間となる部位であり、コア型３２のコア側閉合面３２ａと成形凹部３５の間に形成される。このキャビティ３８には、コア側閉合面３２ａから起立している保持ピン３３が上下方向に突出配置されており、この保持ピン３３には、後述するように木材６が挿嵌された状態となる。そしてキャビティ３８内に配置される木材６を挟んで、第一部位３６の奥側上面３６ａが木材６の上端側（木材の一端面２０ａ側）に配置され、第二部位３７の開口側上面３７ａが木材６の下端側（木材の他端面２０ｃ側）に配置される。

複数の射出口（第一射出口４１ａ〜４１ｃ，第二射出口４２ａ，４２ｂ）は、図６を参照して、それぞれキャビ型３４側に設けられているゲートであり、キャビティ３８内に成形材料を射出することができる。第一射出口４１ａ〜４１ｄは、第一部位３６の奥側上面３６ａに開口しており、後述する第二工程においてキャビティ３８内の木材６の上端側に配置される。これら各第一射出口４１ａ〜４１ｄは、それぞれキャビ型３４内の対応する第一ランナ５１ａ〜５１ｄを介してスプル５０に連通している。各第一ランナ５１ａ〜５１ｄは、キャビ型３４内でスプル５０に対して上方視で十字状をなすように配置されているとともに、下方に向けて延長する端部側で対応する第一射出口４１ａ〜４１ｄにそれぞれ連通している。そして各第一射出口４１ａ〜４１ｄは、キャビティ３８内の木材６の外周（例えば側面２０ｂ）より外側にオフセットした奥側上面３６ａの四隅に分かれて設けられており、上下方向において木材６に重ならないように配置されている。さらに図６に示す各第一射出口４１ａ〜４１ｃは、各々、図５に示すように成形材料ＷＭ１を下方に向けて射出できる（図５では、便宜上、各射出口の一部のみ図示するとともに、各成形材料を示す符号ＷＭ１，ＷＭ２を、各成形材料の射出方向を示す矢線に付す）。

また一対の第二射出口４２ａ，４２ｂは、図５及び図６を参照して、第二部位３７の開口側上面３７ａに開口しており、後述する第二工程においてキャビティ３８内の木材６の下端側に配置される。これら各第二射出口４２ａ，４２ｂは、それぞれキャビ型３４内の対応する第二ランナ５２ａ，５２ｂを介してスプル５０に連通している。各第二ランナ５２ａ，５２ｂは、キャビ型３４内でスプル５０を挟んで対称となるように配置されているとともに、下方に向けて延長する端部側で対応する第二射出口４２ａ，４２ｂにそれぞれ連通している。そして各第二射出口４２ａ，４２ｂも、キャビティ３８内の木材６の外周（例えば側面２０ｂ）より外側にオフセットした位置である開口側上面３７ａ部分に分かれて設けられている。さらに各第二射出口４２ａ，４２ｂも、各々、図５に示すように成形材料ＷＭ２を下方に向けて射出することができる。

［第一工程］
第一工程では、図５及び図７を参照して、木材６を、キャビティ３８内に突出配置される射出成形機３０の保持ピン３３に挿嵌して、キャビティ３８内に浮かせた状態（フロート状態）で保持する。本実施形態では、コア型３２とキャビ型３４の閉じ合わせに先立って、木材の年輪２２の軸心方向Ａを上下方向に向けながら、木材６の他端面２０ｃに設けた挿嵌孔２０Ｈに保持ピン３３を挿嵌する。このとき木材６の挿嵌孔２０Ｈに、テーパ状をなす保持ピン３３を先端部側から挿入しつつ、挿入不能となる位置まで押し込んでいく。こうして木材６の挿嵌孔２０Ｈにテーパ状の保持ピン３３を押し込んで挿嵌することにより、保持ピン３３に木材６をしっかりと挿嵌しておくことができる。そして保持ピン３３に挿嵌された木材６は、木材の年輪２２の軸心方向Ａを荷重作用部の軸方向Ｈ（上下方向）に沿わせた状態で保持される。また木材６の各側面２０ｂが、保持ピン３３の突出方向である上下方向に沿って配置される。つぎにコア型３２とキャビ型３４を型閉じしてキャビティ３８を形成しつつ、このキャビティ３８内に、保持ピン３３に保持された木材６を配置する。この状態の木材６は、保持ピン３３の先端部側に挿嵌されることで、キャビティ３８を囲む型の面（３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ）から離れて浮いたフロート状態でキャビティ３８の第一部位３６側に保持される。

［第二工程］
第二工程では、図５〜図７を参照して、木材６の上端側に配置されている各第一射出口４１ａ〜４１ｄと、木材６の下端側に配置されている各第二射出口４２ａ，４２ｂとが、それぞれ木材６の外周より外側にオフセットした位置からキャビティ３８内に成形材料（ＷＭ１，ＷＭ２）を射出する。本実施形態では、各第一射出口４１ａ〜４１ｄが、上下方向において木材６の外周（例えば側面２０ｂ）より外側にオフセットした奥側上面３６ａの四隅に配置されている。このため成形材料ＷＭ１が、木材６に直接当たることなく各第一射出口４１ａ〜４１ｄから下方に射出されることとなる。このとき成形材料ＷＭ１を、保持ピン３３の突出方向（上下方向）に沿うように下方に射出することで、射出された成形材料ＷＭ１によって、保持ピン３３に対して木材６が過度に揺動することを極力回避することができる。また同様に各第二射出口４２ａ，４２ｂも、木材６の外周より外側にオフセットした開口側上面３７ａ部分に配置されている。このため成形材料ＷＭ２も、木材６に直接当たることなく各第二射出口４２ａ，４２ｂから下方に射出されることとなる。このように木材６を避けながら成形材料ＷＭ１，ＷＭ２を射出することにより、成形材料ＷＭ１，ＷＭ２の射出圧によって木材６が過度に変形することを極力回避することができる。

そして各第一射出口４１ａ〜４１ｄから射出された成形材料ＷＭ１と、各第二射出口４２ａ，４２ｂから射出された成形材料ＷＭ２を、図７に示すように木材６の各側面２０ｂで合流させる。ここで木材６の各側面２０ｂは、木材６の一端をなす一端面２０ａと他端をなす他端面２０ｃの間に配置されて上下方向に延長している。例えば各成形材料ＷＭ１，ＷＭ２の射出条件（射出圧や射出量等）を調整することにより、木材６の側面２０ｂで合流するように各成形材料ＷＭ１，ＷＭ２を対応する射出口から射出することができる。

このように各射出口４１ａ〜４１ｄ，４２ａ，４２ｂから、木材６の側面２０ｂで合流するように上下にバランスよく成形材料ＷＭ１，ＷＭ２を射出することで、保持ピン３３に対する木材６の過度の浮き沈みが極力回避される。すなわち典型的な射出成形の条件下においては、木材６が保持ピン３３にしっかり挿嵌されていたとしても、成形材料ＷＭ１，ＷＭ２の射出圧や流動圧等によってどうしても木材６の浮き沈みが生じてしまう。そこで上述のように各成形材料ＷＭ１，ＷＭ２のバランスをとることで、木材６が、下方側の成形材料ＷＭ２に押されて保持ピン３３から過度に浮き上がろうとする動きを、上方側の成形材料ＷＭ１にて抑えておくことができる。また逆に木材６が、上方側の成形材料ＷＭ１に押されて保持ピン３３に向けて過度に沈み込もうとする動きを、下方側の成形材料ＷＭ２にて抑えておくことができる。こうしてキャビティ３８内で木材６が過度に浮き沈みしない条件で射出成形を行うことにより、木材６が適切なフロート状態で維持されて、図７に示すように、うまく木材６を包むように樹脂製の被覆部材４を成形することができる。こうして成形された被覆部材４には、木材６の側面２０ｂに対応する部分に、各成形材料ＷＭ１，ＷＭ２の合流箇所であるウェルドラインＷＬが形成されることとなる。

ところで各成形材料ＷＭ１，ＷＭ２の射出条件（射出圧や射出量等）は、上述の条件を満たす範囲で適宜設定可能であり、各成形材料ＷＭ１，ＷＭ２の射出条件を意識的に異ならせることもできる。例えば本実施形態では、図３に示す相対的に薄肉な荷重作用部１０を適切に成形するため、各第一射出口４１ａ〜４１ｄから射出される成形材料ＷＭ１の射出総量を相対的に多くすることが望ましい。すなわち図３に示す荷重作用部１０は、図７に示すように第一部位３６側のキャビティ部分で成形されるのであるが、このキャビティ部分は、荷重作用部の厚み寸法に応じて第二部位３７よりも狭小となっている。そこで成形材料ＷＭ１の射出総量を相対的に多くしておくことで、第一部位３６側のキャビティ部分に成形材料ＷＭ１を十分に行き渡らせることができる。こうして第一部位３６側のキャビティ部分が相対的に狭小であっても、成形材料ＷＭ１の射出総量を相対的に多くすることで、成形材料ＷＭ１の供給不足による荷重作用部１０の成形不良を極力回避できる。

そしてコア型３２とキャビ型３４を型開きして、被覆部材４と木材６を保持ピン３３から抜き外すことで、図１〜図４に示す車両用部材２を得ることができる。なお図４を参照して、取付け部１２の裏面には、保持ピン３３の配置位置に対応する箇所に貫通孔が形成され、この貫通孔から、木材６の挿嵌孔２０Ｈが露出している。そこで取付け部１２裏面の貫通孔を蓋としての他部材で覆うなどして、被覆部材４からの木材６の露出を完全に阻止することができるが、木材６の過度の露出がないならば貫通孔を残しておくこともできる。例えば本実施形態では、図２を参照して、取付け部１２裏面が後述する前フランジ部５ｒに覆われるため、木材６が貫通孔を通じて外部に過度に露出しない構成である。すなわち前フランジ部５ｒが蓋の役目を果たすため、取付け部１２裏面の貫通孔をそのまま残しておくこともできる。

［変形例］
ここで射出成形機の構成は、上述の構成のほか、各種の構成を取り得る。例えば本変形例においては、図８を参照して、コア型３２のコア側閉合面３２ａに、複数の保持ピン（実施形態１の保持ピン３３，第一補助保持ピン３３ａ，第二補助保持ピン３３ｂ）が設けられている。これら第一補助保持ピン３３ａと第二補助保持ピン３３ｂは、保持ピン３３に比して短尺である以外は保持ピン３３と略同一の構成を有している。そしてコア型３２のコア側閉合面３２ａには、第一補助保持ピン３３ａと第二補助保持ピン３３ｂが、保持ピン３３の軸方向外側にそれぞれ配置されており、本変形例では保持ピン３３を挟んで対称状に配置されている。そして第一工程において、木材６が、保持ピン３３に対して挿嵌されて保持されている状態で、さらに保持ピン３３の外側に配置されている第一補助保持ピン３３ａ及び第二補助保持ピン３３ｂに保持されている。このとき第一補助保持ピン３３ａと第二補助保持ピン３３ｂは、木材６の対応する別の挿嵌孔２１Ｈにそれぞれ挿嵌することができる。こうして本変形例では、保持ピン３３を基点とした木材６の回転が別の保持ピン３３ａ，３３ｂによって規制されるため、キャビティ３８内において木材６をより適切な状態で保持しておくことができる。

［車両用部材の取付け作業］
図２を参照して、車両用部材２を、バンパリインフォース２ｒと左右のサイドメンバ４ｒ，６ｒとの間に取付ける。このとき車両用部材２を、荷重作用部の軸方向Ｈが車両取付け時の「荷重の入力方向」である前後方向に一致するように、バンパリインフォース２ｒと左右のサイドメンバ４ｒ，６ｒとの間にそれぞれ介装する。

ここでバンパリインフォース２ｒは、車両前方において車幅方向である左右方向に延長している板状又は角柱状の部材である。また左右のサイドメンバ４ｒ，６ｒは、車両裏面において車幅方向に適宜の間隔をあけて配置されている角柱状の部材であり、バンパリインフォース２ｒの後方で車両前後方向に延長している。そして右側のサイドメンバ４ｒの前端には前フランジ部５ｒが設けられており、左側のサイドメンバ６ｒの前端にも同様に前フランジ部７ｒが設けられている。これら各前フランジ部５ｒ，７ｒは、前方視で略矩形の平板状の部位であり、取付け部１２の裏面に対面状に配置することができる。さらに各前フランジ部５ｒ，７ｒには、取付け部１２の各締結孔１２Ｈに対応する位置に締結孔（図示省略）が設けられている。

そこで右側のサイドメンバ４ｒの前フランジ部５ｒに車両用部材２の取付け部１２をあてがいながら、前フランジ部５ｒの締結孔と取付け部１２の締結孔１２Ｈを位置合わせする。こうして位置合された各締結孔に、締結具としてのボルト材ＢＭを挿通して締結することにより、右側のサイドメンバ４ｒの前端に車両用部材２をスムーズ且つ安定的に取付けることができる。また同様の手順によって、左側のサイドメンバ６ｒの前フランジ部７ｒにも別の車両用部材２の取付け部１２を締結固定して、左側のサイドメンバ６ｒの前端に別の車両用部材２を取付ける。そして左右の車両用部材２の前側を、バンパリインフォース２ｒの後面に固定することにより、バンパリインフォース２ｒと左右のサイドメンバ４ｒ，６ｒとの間に車両用部材２をそれぞれ介装することができる。なお荷重作用部１０側を中空のクラッシュボックス（図示省略）内に配置し、このクラッシュボックスを、バンパリインフォース２ｒの後面に固定することもできる。

［車両用部材の挙動］
図２を参照して、車両衝突時にバンパリインフォース２ｒにかかる衝撃荷重Ｆを左右の車両用部材２で受け止め、さらに被覆部材４内の木材６が、荷重作用部の軸方向Ｈに圧壊することで衝撃荷重Ｆを吸収する。このとき木材６が、図３に示すように年輪２２の軸心方向Ａが、荷重の入力方向である荷重作用部の軸方向Ｈに沿うように適切に荷重作用部１０の内部に配置されているため、衝撃荷重Ｆを十分に受け止めてこの衝撃荷重Ｆを適切に吸収することができる。さらにフランジ形状の取付け部１２が、荷重作用部１０の各作用部側面１０ｂから外方に延出しつつ、対応する前フランジ部５ｒ，７ｒに固定されている。こうしてフランジ形状の取付け部１２によって各サイドメンバ４ｒ，６ｒに対する取付け安定性を向上させたことにより、衝撃荷重Ｆによって荷重作用部１０と木材６が転倒する（例えば図２の上下・左右方向に傾く）ことを好適に回避することができる。このため車両衝突時において、被覆部材４内の木材６を、荷重作用部の軸方向Ｈに略真っ直ぐに圧縮しつつ潰れさせることができる。

以上説明したとおり本実施形態では、木材６が、年輪２２の軸心方向Ａが荷重の入力方向に沿うように荷重作用部１０の内部に適切に配置されている。このため荷重作用部１０内の木材６で衝撃荷重を十分に受け止めつつこの衝撃荷重を吸収することができる。このとき相対的に低密度の木材６を使用することにより、車両用部材２の衝撃吸収性能を好適に向上させることができる。また荷重作用部１０に対して取付け部１２を一体的に設けたことにより、車両への取付け性を向上させることができる。特に本実施形態においては、取付け部１２を、柱形状の荷重作用部１０の外周面（各作用部側面１０ｂ）から外方に延出しているフランジ形状としている。このように適切な形状の取付け部１２にて被取付け部材（４ｒ，６ｒ）に対する取付け安定性を向上させて、荷重作用部１０の転倒等を好適に回避することにより、例えば車両衝突時の衝撃荷重を荷重作用部１０で適切に受け止めることができる。このため本実施形態によれば、被覆部材４内に木材６を適切に配置しつつ、さらに車両への取付け性を向上させることができる。そして樹脂製の被覆部材４で木材６を被覆することにより、使用環境の変化による木材６の性能劣化を極力回避しつつ、さらに車両用部材２を軽量化することができる。

［実施形態２］
実施形態２では、実施形態１の構成部材とほぼ同一の基本構成を備える構成については、対応する符号を付す等して詳細な説明を省略する。実施形態２では、図９を参照して、サイドドアＤＭ内に車両用部材２Ａを配設するとともに、この車両用部材２Ａを、車両衝突時の衝撃荷重Ｆを伝達する荷重伝達部材として用いる点が実施形態１と異なっている。この車両用部材２Ａは、後述するように、荷重作用部の軸方向Ｈが左右方向を向いた状態でサイドドアＤＭ内に配置される。

車両用部材２Ａは、被覆部材４と木材６を有している。被覆部材４は、四角柱形状の荷重作用部１０と、荷重作用部１０の外周面（作用部側面）から外方に延出するフランジ形状の取付け部１２を有し、取付け部１２は、荷重作用部１０の軸方向Ｈにおける中央（図９で左右方向における中央）に設けられている。この荷重作用部１０の左端は、上側が庇状に左方に突出しており、後述するインパクトビーム８ｄの上方側にあてがっておくことができる。また木材６は、荷重作用部１０内に配置された状態においては、実施形態１と同様に図示しない年輪の軸心方向が荷重作用部の軸方向Ｈとほぼ一致するように配置されている。そして車両用部材２を荷重伝達部材として用いる場合には、荷重伝達性能に優れる高密度の木材６を用いることが好ましく、例えば密度０．６ｇ／ｃｍ^３〜１．０ｇ／ｃｍ^３の木材６を好適に用いることができる。なお相対的に低密度の木材６を用いる場合には、木材６の横断面積を大きくして高強度とすることで所望の荷重伝達性能を得ることができる。

またサイドドアＤＭは、車体の後部左面に設けられており、車外側のアウタパネル２ｄと、車内側のインナパネル４ｄと、車室側のドアトリム６ｄを備えている。これらアウタパネル２ｄとインナパネル４ｄとドアトリム６ｄはそれぞれ左右方向に適宜の間隔で離間しており、アウタパネル２ｄとインナパネル４ｄの間には、インパクトビーム８ｄが取付けられている。このインパクトビーム８ｄは前後方向に延長するパイプ材であり、図示しない車室内の座席を前後に横断するように配置されてサイドドアＤＭに固定されている。またドアトリム６ｄの内側には、リインフォース１０ｄが設けられており、このリインフォース１０ｄは、図示しない座席に対応する位置に配置されている。

本実施形態では、車両用部材２Ａを、荷重作用部の軸方向Ｈが車両取付け時の「荷重の入力方向」である左右方向に一致するようにサイドドアＤＭ内に配設する。すなわち荷重作用部１０を、荷重作用部の軸方向Ｈを左右方向に向けながらインナパネル４ｄに設けられている貫通孔に挿通して、インパクトビーム８ｄとリインフォース１０ｄの間に配置する。この状態で、本発明の被取付け部材に相当するインナパネル４ｄに設けられている平板状の取付け部位５ｄに、車両用部材２Ａの取付け部１２を締結固定する。そして衝突体（図示省略）がサイドドアＤＭのアウタパネル２ｄに衝突した場合には、インパクトビーム８ｄによってサイドドアＤＭの車室内側方向への変形を抑制できると共に、荷重伝達部材としての車両用部材２Ａによって衝突荷重をドアトリム６ｄ内側のリインフォース１０ｄに伝達できるようになっている。そして本実施形態においても、木材６が、年輪の軸心方向が荷重作用部の軸方向Ｈに沿うように適切に配置されているため、衝撃荷重Ｆを十分に受け止めてこの衝撃荷重Ｆを適切に伝達することができる。

［試験例］
以下、本実施形態を試験例に基づいて説明するが、本発明は試験例に限定されない。各実施例では、使用目的別に、後述の［表１］に示す構成の四角柱形状の木材を使用し、木材の含水率は概ね１０％に設定した。また木材の密度と圧縮荷重を算出する方法として、「ＪＩＳＺ２１０１：２００９ 木材の試験方法」を用いた。また図５に示す射出成形機を用いて、上述の第一工程と第二工程によって被覆部材（樹脂：ポリプロピレン、荷重作用部の板厚：１．５ｍｍ、取付け部の板厚：４ｍｍ）を成形しつつ各木材に一体化して、各実施例の車両用部材を製造した。このとき成形材料を加熱するシリンダの設定温度を２２０℃に設定し、各射出口の射出圧を２０ＭＰａに設定し、保圧を２０ＭＰａに設定し、冷却時間を４５秒に設定した。

［荷重伝達部材の衝撃試験］
本試験では、実施例２と実施例３の車両用部材に、荷重作用部の軸方向から８０ｋｇのインパクターを時速４．４ｋｍでぶつけた。そして各車両用部材の破壊の有無を目視で確認した。このとき車両用部材の外形形状がほとんど変化せず木材の圧壊がないと判断した場合には、車両用部材の破壊がないとして「○」と評価した。また車両用部材に潰れが発生して木材が圧壊していると判断した場合には、車両用部材が破壊されているとして「×」と評価した。

［結果及び考察］
実施例１の車両用部材では、木材の横断面積を適切に設定することにより、衝撃吸収部材として適切な圧縮荷重（必要荷重±１０ｋＮの圧縮荷重）を得ることができた。この結果は、木材を、年輪の軸心方向が荷重の入力方向に沿うように被覆部材の荷重作用部内に適切に配置したことによるものと考えられる。なお車両用部材の圧縮荷重が必要荷重を大きく超えてしまうと、後ろにある部材（例えば図２に示すサイドメンバ４ｒ，６ｒ）が変形してしまうので、衝撃吸収部材としての役割を果たせなくなってしまう。このため衝撃吸収部材として用いる車両用部材では、圧縮荷重が必要荷重に近い値を取るように横断面積を決めておく必要がある。

また実施例２及び実施例３の車両用部材においても、木材の横断面積を適切に設定することにより、荷重伝達部材として適切な圧縮荷重（必要荷重を大きく超える圧縮荷重）を得ることができた。すなわち実施例２及び実施例３の車両用部材では、車両用部材自身が壊れることなく、他部材（例えば図９に示すリインフォース１０ｄ）へ荷重を伝播させることが役割であるため、必要荷重に対して大きな圧縮荷重がでるように木材の横断面積を決める必要がある。そして実施例２及び実施例３の車両用部材は、いずれも衝撃試験の評価が「○」であったため、荷重伝達部材として好適に使用可能であることが実証された。

本実施形態の車両用部材は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。本実施形態では、車両用部材２，２Ａの構成（形状，寸法，配設位置，配設数など）を例示したが、同部材の構成を限定する趣旨ではない。例えば車両用部材の配設箇所として、バンパリインフォースとサイドメンバの間やサイドドアの内部を例示したが、車両用部材は、その使用目的に応じて、車両前部、車両側部、車両後部、車両裏面、車室内部などの各種の車両部分に配設することができる。

また本実施形態では、四角柱形状の荷重作用部１０とフランジ形状の取付け部１２を例示したが、これら各部の構成（形状，寸法，形成箇所など）を限定する趣旨ではない。例えば荷重作用部は、車両用部材の使用目的と木材の外形形状に応じて、四角柱形状のほかにも各種の柱形状を取り得るとともに、必ずしも木材の外形形状に倣った形状とする必要はなく、また柱形状以外の形状も取り得る。また取付け部は、フランジ形状のほか、縦断面が略Ｕ字状やＬ字状等の板状などの各種の形状を取り得る。また取付け部を、荷重作用部の外周面から適宜の方向（例えばＷ方向とＬ方向の少なくとも一つの方向）に延出させておくことができる。さらにフランジ形状の取付け部を、荷重作用部の軸方向に向けて延出させておくことができ、この場合の荷重作用部の外周面として、入力端面と、入力端部と反対側の底端面を例示できる。また被取付け部材に対する取付け部の取付け手法は、締結のほか、接着や係止や挿嵌などの各種の手法を取り得る。例えば取付け部にＪ字状のフック部位や矢尻状の突出部位を設け、このフック部位を被取付け部材に係止したり、突出部位を被取付け部材の孔部に挿嵌したりすることができる。また取付け部は、荷重作用部の適宜の位置に設けることができ、例えば一対の取付け部の間に荷重作用部を設けることもできる。また荷重作用部の少なくとも一部の厚み寸法が取付け部の厚み寸法よりも大きくなっていてもよい。

また本実施形態では、木材６の構成（形状，寸法，配置位置，配置数など）を例示したが、木材の構成を限定する趣旨ではない。例えば木材は、車両用部材の使用目的に応じて、四角柱形状のほか、各種の柱形状や筒形状や板形状などの各種形状を取り得る。また複数の木材を、荷重作用部内に配置しておくことができる。また荷重作用部内における木材の年輪の軸心方向は、車両取付け時の荷重の入力方向に合わせて適宜設定することができ、必ずしも荷重作用部の軸方向に合わせて設定する必要はない。

また車両用部材の構成や配設位置に応じて、被取付け部材を適宜設定することができる。ここで被取付け部材に、取付け部裏面の貫通孔（保持ピンが原因の成形痕である貫通孔）に挿通又は挿入可能な位置決め凸部を設けておくことができる。そして車両用部材と被取付け部材の締結等に先立って、位置決め凸部を貫通孔に挿通することにより、被取付け部材に対して車両用部材を適切に位置決めしておくことができる。この場合には、保持ピンと補助保持ピンなどで車両用部材に複数の貫通孔を設けておき、被取付け部材に対応する複数の位置決め凸部を設けることで、被取付け部材に対して車両用部材を更に適切に位置決めしておくことができる。

また本実施形態では、車両用部材２の製造方法を例示したが、車両用部材は適宜の手法で製造することができる。また射出成形機（保持ピンや各射出口）の構成も適宜変更可能である。

２ 車両用部材（衝撃吸収部材として用いられる車両用部材）
２Ａ 実施例２にかかる車両用部材（荷重伝達部材として用いられる車両用部材）
４ 被覆部材
６ 木材
１０ 荷重作用部
１０ａ 入力端面
１０ｂ 作用部側面（本発明の荷重作用部の外周面）
１２Ｈ 締結孔
１２ 取付け部
２０ａ 一端面
２０ｂ 側面
２０ｃ 他端面
２０Ｈ 挿嵌孔
２２ 年輪
３０ 射出成形機
３２ コア型
３２ａ コア側閉合面
３３ 保持ピン
３４ キャビ型
３４ａ キャビ側閉合面
３５ 成形凹部
３６ 第一部位
３６ａ 奥側上面
３６ｂ 奥側周面
３７ 第二部位
３７ａ 開口側上面
３７ｂ 開口側周面
３８ キャビティ
４１ａ〜４１ｄ 第一射出口
４２ａ，４２ｂ 第二射出口
５０ スプル
５１ａ〜５１ｄ 第一ランナ
５２ａ，５２ｂ 第二ランナ
ＷＭ１，ＷＭ２ 成形材料
２ｒ バンパリインフォース
４ｒ，６ｒ サイドメンバ（本発明の被取付け部材）
５ｒ，７ｒ 前フランジ部
ＤＭ サイドドア
２ｄ アウタパネル
４ｄ インナパネル（本発明の被取付け部材）
５ｄ 取付け部位
６ｄ ドアトリム
８ｄ インパクトビーム
１０ｄ リインフォース
ＢＭ ボルト材
Ａ 木材の年輪の軸心方向
Ｆ 衝撃荷重
Ｈ 荷重作用部の軸方向（車両取付け前における本発明の荷重の入力方向）

Claims (4)

1. 木材と、該木材を樹脂で一体的に被覆する被覆部材とを備え、荷重を受け止めながら吸収又は伝達する車両用部材において、
   前記被覆部材が、その内部に前記木材を年輪の軸心方向が荷重の入力方向に沿うように配置した荷重作用部と、車両に配設されている被取付け部材に取付け可能な取付け部を一体で有している車両用部材。
2. 前記荷重作用部が、荷重の入力方向に延びる柱形状であって、前記取付け部が、前記荷重作用部の外周面から外方に延出しているフランジ形状である請求項１に記載の車両用部材。
3. 前記木材の密度が、０．２ｇ／ｃｍ³〜０．６ｇ／ｃｍ³の範囲に設定されている請求項１又は２に記載の車両用部材。
4. 前記木材の密度が、０．６ｇ／ｃｍ³〜１．０ｇ／ｃｍ³の範囲に設定されている請求項１又は２に記載の車両用部材。
   

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