JP3684238B2 - 樹脂製自動車用衝撃緩衝部材およびその製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、樹脂製自動車用衝撃緩衝部材およびその製造方法に関するものである。
背景技術
従来より、バンパー、バンパービーム等の自動車用衝撃緩衝部材には、金属製のものが多用されてきた。この金属製のバンパー等は、強度的には問題ないが、重量が大きい、腐食しやすいなどの欠点があった。このため、近年では、省資源の要請や軽量化の観点から、プラスチック製のバンパー等が採用されるようになってきた。
このようなプラスチック製のバンパー等は、通常、射出成形により製造されている。しかし、射出成形による製造では、バンパー等が比較的大型の成形品であることから成形機が大型になるという問題、あるいは高い射出成形圧が必要であることから金型が高価になるという問題があった。さらに、射出成形による製造では、金型のキャビティ形状を変更することで成形品の外形形状については比較的自由に設計できるものの、衝撃緩衝を効果的に行うことができる中空構造を有するバンパー等の製造は困難であった。
これに対し、衝撃緩衝を効果的に行うために、ブロー成形により製造される中空構造を有する自動車用衝撃緩衝部材が提案されている。
図１６には、このようなブロー成形による中空構造を有する自動車用衝撃緩衝部材の従来の一例であるバンパービーム９０が示されている。
バンパービーム９０は、中空構造を有する湾曲部９１と、この湾曲部９１の長手方向の両端に湾曲部９１と連続して一体に設けられた自動車本体への取付用の取付部９２とを備えている。
取付部９２には、平坦な取付面９３が形成されている。そして、この取付面９３からは、成形時に埋め込み設置された接合用のボルト９４が突出している。また、取付部９２は、湾曲部９１と同様に中空構造を有している。
このようなバンパービーム９０の自動車本体への取付は、自動車本体側（図中手前側）から図示されないナットをボルト９４に通して締め込むことにより行われる。
また、他の取付方法として、埋め込み設置されたボルト９４と、図中二点鎖線で示されたＵ字状のボルト９５とを併用する方法も採用されている。このＵ字状のボルト９５は、通常、取付部９２の取付面９３とは反対側に二点鎖線で示されるような溝９６を形成しておき、この溝９６に引っ掛けて固定する。
しかしながら、図１６に示したバンパービーム９０のような従来のブロー成形による中空構造を有する自動車用衝撃緩衝部材では、取付部９２が湾曲部９１と同様に中空構造を有していることから、接合用のボルト９４が埋め込み設置されているので、自動車本体への取付け作業を、自動車前面側（但し、前面側とは自動車の進行方向を意味するものではなく、自動車の外部空間側の意味である、以下同じ）からではなく、自動車本体側（取付面９３側）から行わなければならず、作業に手間がかかるという問題があった。
そして、図１６のバンパービーム９０では、取付部９２の肉厚が薄いこと、あるいは自動車本体側から取付け作業を行うという作業性の悪さから、大径のボルトを使用することができず、比較的小径のボルト９４を各取付部９２に複数本、例えば３〜４本設けなければならないので、部品点数が多くなり、取付け作業が複雑化するという問題があった。
また、前述したＵ字状のボルト９５を用いて取付けを行う場合にも、取付け作業を自動車本体側から行わなければならず、同様に作業に手間がかかるという問題があった。
さらに、ボルト９４の埋め込み設置を成形時に行わなければならないので、成形工程が複雑化し、生産効率が低下するという問題があった。
本発明の目的は、自動車本体への取付け作業を容易に行うことができ、かつ容易に製造できるとともに、充分な強度および衝撃緩衝機能を備えた樹脂製自動車用衝撃緩衝部材およびその製造方法を提供することにある。
発明の開示
本発明は、取付部に中実部分を形成して前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材は、中空部分を有する長尺の湾曲部と、この湾曲部の長手方向の両端に湾曲部と連続して一体に設けられかつ中空部分および少なくとも前記湾曲部の長手方向延長位置に形成された中実部分を有する自動車本体への取付用の取付部とを備え、前記取付部の前記湾曲部側には、前記自動車本体に対して長手方向に係止される係止部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材は、前記取付部に、この取付部を貫通するボルト孔が設けられていることを特徴とする。
さらに、本発明の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材は、前記取付部に、前記自動車本体に取り付けられる平坦な取付面と、前記中実部分を挟んでこの取付面とは反対側に形成された凹部とが設けられていることを特徴とする。
また、本発明の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材は、前記取付部が、前記中実部分の幅方向の両側の各々に中空部分を有していることを特徴とする。
そして、以上のような本発明の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材において、前記取付部の前記湾曲部の長手方向延長側には係止部が設けられ、この係止部と前記湾曲部側に設けられた係止用部との間で前記自動車本体を挟持する構造が望ましい。
また、前記凹部は、前記中実部分から構成される底部と、この底部の幅方向の両側にそれぞれ起立して設けられた側部と、これらの側部を接続するとともに前記取付面とは反対側に形成された前面部分と前記底部とを接続する接続部と、に囲まれた空間から構成されているものでもよい。
さらに、前記凹部は前記ボルト孔に挿通されるボルトを前記自動車本体に締め付けるに十分な大きさを有することが望ましい。
さらにまた、前記側部は、前記ボルトの頭部が前記凹部に収まるように形成されているものでもよい。
また、本発明は、以上に述べたような本発明の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の製造方法であって、ブロー成形で用いるパリソンの内側の空洞部分を利用して前記湾曲部の中空部分および前記取付部の中空部分を形成するとともに、前記空洞部分の長手方向両端部分の一部を潰すように前記パリソンを重ね合わせて前記取付部の中実部分を形成することを特徴とする。
前記取付部の前記自動車本体に取り付けられる平坦な取付面と、この取付面の前記中実部分を挟んで反対側に形成された面とを成形用金型のキャビティ表面に従って形成することが望ましい。
ここで、ブロー成形に用いる材料としては、従来よりバンパー等の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の材料として用いられている熱可塑性樹脂の中から任意に選ぶことができる。
例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン三次元ゴム、ならびにこれらの混合樹脂、およびこれらの樹脂に充填剤としてガラス繊維、炭素繊維、タルク、マイカ、炭酸カルシウムなどを配合したものを挙げることができる。
しかし、本発明のような特定形状を有する樹脂製自動車用衝撃緩衝部材をブロー成形するための材料として、成形加工性、成形品の物性、耐衝撃性、ピンチオフ強度などの機械的強度の点で、特に好適な材料は、メルトインデックス〔２３０℃、２．１６ｋｇｆ〕２．０ｇ／１０分以下、アイソタクチックペンタッド分率９３％以上のプロピレン単独重合体またはメルトインデックス１．０ｇ／１０分以下、エチレン単位含有量１５重量％以下、プロピレンホモ重合部のアイソタクチックペンタッド分率９３モル％以上のプロピレン−エチレンブロック共重合体、あるいは、これらポリプロピレン系樹脂と、高密度ポリエチレンなどの他の樹脂、エチレン・プロピレン系エラストマー、エチレン・α−オレフィン（プロピレン以外）系エラストマー、エチレン・プロピレン・ジエン系エラストマーなどのエラストマー、タルクなどの充填剤の中から選択された一種以上のものとの組成物である。
ここで、プロピレン系重合体６０〜９９重量％、高密度ポリエチレン０〜３０重量％、エチレン・α−オレフィン系エラストマー０〜２０重量％、タルクなどの充填剤０〜４０重量％の範囲において用いられる。
また、この組成物には、さらに所望に応じ、アクリル酸や無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸またはその誘導体により変性されたポリオレフィンのような熱可塑性樹脂、炭酸カルシウム、マイカ、ガラス繊維、炭素繊維のような無機充填剤、あるいは酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、滑剤、難燃剤、着色剤などの各種添加剤を含有することができる。
このような本発明においては、取付部により樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の自動車本体への取付けが行われ、長尺の湾曲部および取付部により自動車に加えられる衝撃が緩衝される。
この際、湾曲部および取付部は、それぞれ中空部分を有しているので、つまり樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の全長に渡って中空部分が設けられているので、前述した図１６のバンパービーム９０のような従来のブロー成形による中空構造の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材と同様に、部材の全長に渡って充分な衝撃緩衝機能が得られる。
また、取付部には、中実部分が形成されているので、本発明の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材を自動車本体に取付けるにあたって、図１６のバンパービーム９０のように取付部９２に接合用のボルト９４を埋め込み設置する必要はなくなる。
つまり、図１６のバンパービーム９０では、取付部９２が中空構造となっているため、仮に自動車前面側からボルトを貫通させて締め付けようとすると、ボルトが中空部分を通ってしまうことになり、安定した締め付けを行うことができないので、埋め込み設置せざるを得なかったが、本発明では、この問題は解消される。
このため、ボルト、リベット、かしめ用突起部材（自動車本体から突起した部材）等の接合手段を、取付部に形成された中実部分を貫通させることにより、自動車前面側、つまり取付面とは反対側での取付け作業が可能となるので、作業が容易になり、生産性の向上が図られる。
例えば、接合手段としてボルトを用いる場合には、取付部に中実部分を貫通するボルト孔を設けておけば、ボルトを自動車前面側からこのボルト孔に挿入して締め付けることにより取付けを行うことが可能となる。
また、接合手段としてリベット、かしめ用突起部材を用いる場合には、リベット頭を潰す作業、足割れリベットの足を開く作業、あるいは、かしめ用突起部材を折り曲げてかしめる作業を自動車前面側で行うことが可能となる。
さらに、図１６のバンパービーム９０のようなボルト９４の埋め込み設置が不要となることから、成形工程が簡略化され、生産性の向上が図られる。
そして、取付部の中実部分を適切な肉厚とすることで、図１６のバンパービーム９０の場合に比べ、接合用のボルトの本数を減らすことができ、両端の各取付部に一本ずつ合計二本のボルトでの取付固定も可能となり、構造の簡略化、部品点数の削減、作業の容易化が図られ、これらにより前記目的が達成される。
また、取付部を、自動車本体に取り付けられる平坦な取付面と、中実部分を挟んでこの取付面とは反対側に形成された凹部とを設けた構造とする場合には、取付後においてボルトの頭等の接合手段の一部が凹部に隠れるようになり、外観向上が図られるうえ、平坦な取付面であることから、取付部に対応する自動車本体の形状が簡略化される。
さらに、取付部を、中実部分の幅方向の両側の各々に中空部分を有する構造とした場合には、取付部の位置における衝撃緩衝機能をより一層向上させることが可能となり、部材の全長に渡って優れた衝撃緩衝機能が得られる。
そして、取付部の湾曲部側に、自動車本体に対して長手方向に係止される係止部を設けているから、この係止部により、樹脂製自動車用衝撃緩衝部材が衝撃を受けた時に樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の長手方向に働く力（湾曲部が延びて両端の取付部どうしの間隔が広がる方向に働く力）が支持されるため、取付部と自動車本体との接合部分への衝撃力の緩和が図られ、このことによっても接合用のボルトの本数の低減が図られる。
その上、取付部の湾曲部の長手方向延長側に係止部を設け、この係止部と湾曲部側に設けられた係止部との間で自動車本体を挟持する構造とすれば、樹脂製自動車用衝撃緩衝部材を自動車本体へ取り付けるにあたり、樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の位置決めが行えるので、樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の取付作業が容易となる。なお、係止部の形態としては、特に制限はなく、衝撃緩衝部材の長手方向に働く力が支持されればよい。例えば、係止用の突起であってもよく、あるいは、自動車車体の取付部が挿入される凹部の形態であってもよい。
また、中実部分から構成される底部と、この底部の幅方向の両側にそれぞれ起立して設けられた側部と、これらの側部を接続するとともに取付面とは反対側に形成された前面部分と前記底部とを接続する接続部と、に四方が囲まれた空間から凹部を構成すれば、取付スペースを確保できるとともに、取付部自体の強度を大きなものにできる。
さらに、凹部の大きさを、ボルト孔に挿通されるボルトを前記自動車本体に締め付けるに十分な大きさとすれば、ボルトの締め付け作業が迅速かつ容易に行える。
さらにまた、側部を、ボルトの頭部が凹部に収まるように形成すれば、外観の向上を図ることができる。
また、以上に述べたような本発明の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材は、ブロー成形を用いれば容易に製造可能である。つまり、パリソンの内側の空洞部分を利用することにより、湾曲部の中空部分および取付部の中空部分が容易に形成され、パリソンの内側の空洞部分の長手方向両端部分の一部を潰すようにしてパリソンを重ね合わせることにより、取付部の中実部分が容易に形成される。
そして、このようにパリソンを重ね合わせて形成された取付部の中実部分の肉厚は、図１６のバンパービーム９０の取付部９２の肉厚（一枚分のパリソンにより形成されている）よりも厚く、高い強度が得られるため、接合用のボルトの本数低減が確実に図られる。
また、取付部の自動車本体に取り付けられる平坦な取付面と、この取付面の中実部分を挟んで反対側に形成された面とを成形用金型のキャビティ表面に従って形成すれば、ボルトの装着に必要な平行度を容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第一実施例を示す全体構成図である。
図２は前記第一実施例の湾曲部の断面図である。
図３は前記第一実施例の取付部の断面図である。
図４は前記第一実施例の取付部の分解斜視図である。
図５は前記第一実施例の係止部の断面図である。
図６は本発明の実験例の係止部の断面図である。
図７は本発明の第二実施例を示す全体構成図である。
図８は図７で示す自動車用衝撃緩衝部材とは湾曲部の勾配角度が異なる第二実施例を示す全体構成図である。
図９は本発明の第一の変形例を示す断面図である。
図１０は本発明の第二の変形例を示す斜視図である。
図１１は本発明の第三の変形例を示す斜視図である。
図１２は本発明の第四の変形例を示す斜視図である。
図１３は本発明の第五の変形例を示す斜視図である。
図１４は本発明の第六の変形例を示す斜視図である。
図１５は本発明の第七の変形例を示す構成図である。
図１６は従来例を示す斜視図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ここで、各実施例中、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
図１には、第一実施例の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材であるバンパービーム１０を自動車本体１１に取り付けた状態が示されている。
バンパービーム１０は、ブロー成形による成形品であり、図１中左右方向に延びる長尺の湾曲部２０と、この湾曲部２０の長手方向の両端に湾曲部２０と連続して一体に設けられた自動車本体１１への取付用の取付部３０とを備えている。
図２には、湾曲部１１の図１中Ａ−Ａ線に沿った断面が示されている。
湾曲部２０は、幅方向（図２中左右方向）の両端に二つの中空部分２１，２２を有している。
また、これらの中空部分２１，２２の間には、中実部分２３が形成されている。この中実部分２３は、ブロー成形時にパリソンの一部（図２中下側部分）を金型で自動車前面側（図２中上側）に突出させることによりパリソンを密着させて形成されている。
そして、湾曲部２０は、このような図２の断面形状が長手方向に連続したものとなっている。
図３には、取付部３０の図１中Ｂ−Ｂ線に沿った断面が示され、図４には、取付部３０の近傍の分解斜視状態が示されている。
図３において、取付部３０は、自動車本体１１の取付部３０を装着する部分に沿って配置された底部３１と、この底部３１の幅方向の両端から自動車前面方向（図３中上向き）に立ち上がった側部３２，３３とを備えている。そして、底部３１は、ブロー成形時にパリソンを重ね合わせて形成された中実部分となっており、一方、側部３２，３３は、中空部分３２Ａ，３３Ａを有している。
また、図４において、取付部３０は、バンパービーム１０の前面部分１３と底部３１とを接続する接続部３４，３５を備えている。そして、これらの接続部３４，３５は、一枚分のパリソンにより形成されている。なお、接続部３５よりもバンパービーム１０の端部寄り側（湾曲部２０と反対側）の部分は、中空構造となっている。
底部３１の図３中下側表面には、自動車本体１１に接触して取付けられる平坦な取付面３６が形成されている。
また、取付部３０の取付面３６とは反対側（自動車前面側）には、自動車本体１１側に向かって窪んだ凹部３７が形成されている。この凹部３７は、底部３１、側部３２，３３、および接続部３４，３５により囲まれて形成されている。
底部３１には、自動車前面側から取付面３６側にかけて貫通形成されたボルト孔４０が設けられている。このボルト孔４０には、接合用のボルト４１が通され、各取付部３０につき一本ずつ合計二本のボルト４１により、バンパービーム１０と自動車本体１１とが固定されている。
側部３２，３３の高さＳは、湾曲部２０の高さと略同じ程度となっており、ボルト４１の頭が凹部３７内に収まり、バンパービーム１０の前面部分１３の位置から外側に突出しないようになっている。
また、凹部３７の幅Ｌは、ボルト４１の締め付け作業を行うのに充分な幅となっている。
図１に戻って、各取付部３０の湾曲部２０側には、図中下向きに突出した中空構造の係止部としての係止用突起（ストッパー）５０が設けられている。この係止用突起５０は、衝撃時にバンパービーム１０を自動車本体１１に対してバンパービーム１０の長手方向に移動しようとする力を係止するために設けられている。
図５には、係止用突起５０の図１中Ｃ−Ｃ線に沿った断面が示されている。
係止用突起５０は、凹凸の断面形状を有し、幅方向の両端に二つの突部５１，５２を備えている。
このような第一実施例においては、以下のようにしてバンパービーム１０の製造および自動車本体１１への取付けを行う。
先ず、バンパービーム１０の外形形状に従ったキャビティを有する成形用金型（不図示）で筒状のパリソンを外側から挟み込むとともに、パリソンの内側の空洞部分に空気を吹き込んでパリソンを拡げて成形用金型のキャビティ表面に密着させることにより、バンパービーム１０のブロー成形による製造を行う。
この際、成形用金型でのパリソンの挟み込みにより、パリソンを二重に重ね合わせて湾曲部２０の中実部分２３を形成するとともに、同様にして各取付部３０の中実部分である底部３１を形成する。
また、成形用金型を閉じた状態でのパリソンの内側の空洞部分への空気の吹き込みにより、係止用突起５０、湾曲部２０の中空部分２１，２２を有する幅方向両端部分、および取付部３０の中空部分３２Ａ，３３Ａを有する側部３２，３３を形成する。
次に、このようにして成形されたバンパービーム１０を成形用金型から取り出し、係止用突起５０および取付面３６が自動車本体１１に対して所定の位置にくるようにバンパービーム１０を配置する。
そして、接合用のボルト４１を自動車前面側からボルト孔４０に挿入し、自動車前面側でこのボルト４１の締め込みを行い、バンパービーム１０を自動車本体１１に取り付ける。
このような第一実施例によれば、次のような効果がある。
すなわち、取付部３０に中実部分である底部３１が設けられているので、この底部３１を貫通して形成されたボルト孔４０に自動車前面側からボルト４１を通し、自動車前面側からボルト４１の締め込み作業を行うことができる。
このため、従来の自動車本体１１側から取付け作業を行う場合に比べ、作業を容易に行うことができるので、生産性の向上を図ることができるうえ、図１６の従来のバンパービーム９０のようなボルト９４の埋め込み設置を不要にすることができ、成形工程を簡略化できるので、これによっても生産性の向上を図ることができる。
さらに、中実部分である底部３１は、パリソンを二重に重ね合わせて形成されているので、図１６の従来のバンパービーム９０の取付部９２（一枚分のパリソンにより形成されている）に比べ、肉厚を厚くすることができる。このため、例えば比較的大径のボルトを使用してボルトの本数を低減でき、本実施例のように各取付部３０につき一本ずつ合計二本のボルト４１により取付けを行うこともできるので、部品点数の削減、作業の容易化を図ることができる。
そして、底部３１の両面（取付面３６および凹部３７の底面）は、成形用金型のキャビティ表面に従って成形されるため、ボルト４１の装着に必要な平行度を容易に確保することができる。この場合に取付面３６を周囲の面より、例えば、１〜２ｍｍ程度高くする（自動車本体１１側に突出させる）ことにより、より平行度に優れた取付面３６を得ることができる。
また、取付部３０に凹部３７が設けられているので、ボルト４１の頭を凹部３７内に収めることができ、外観の向上を図ることができる。
さらに、凹部３７の幅Ｌは、ボルト４１の締め付け作業を行うのに充分な幅となっているので、締め付け作業を迅速かつ容易に行うことができる。
また、係止用突起５０が設けられているので、バンパービーム１０が衝撃を受けた時にバンパービーム１０の長手方向に働く力（湾曲部２０が延びて両端の取付部３０間の間隔が広がる方向に働く力）を支持することができるため、このことによっても接合用のボルトの本数の低減を図ることができ、本実施例のような合計二本のボルト４１による取付けを実現できる。
そして、湾曲部２０には中空部分２１，２２が設けられ、かつ取付部３０にも中空部分３２Ａ，３３Ａが設けられているので、つまりバンパービーム１０の全長に渡って中空部分が設けられているので、図１６のバンパービーム９０のような従来のブロー成形による中空構造の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材と同様に、充分な衝撃緩衝機能を全長に渡って得ることができる。
なお、第一実施例の効果を確かめるために、以下のような５ＭＰＨペンデュラム試験による比較実験を行った。
第一実施例の実験例として、図５の断面形状において、係止用突起であるストッパーの高さＨおよびストッパーの肉厚Ｔを変化させたバンパービーム（実験例１〜６）と、図６に示すように、ストッパーの高さＨを１５ｍｍで一定としておきストッパーの両端の各突起の幅Ｌ２およびストッパーの肉厚Ｔを変化させたバンパービーム（実験例７〜１０）とを用意した。但し、ストッパーの全体幅Ｌ１は１２０ｍｍで一定である。
また、これらの各実験例１〜１０に対する比較例として、図１６の従来のパンパービーム９０を用意した。
そして、各実験例１〜１０および比較例のパンパービームの原料樹脂には、
（１）メルトインデックス１ｇ／１０分のポリプロピレン（出光石油化学株式会社製、Ｅ２５０Ｇ）６５重量％と、
（２）メルトインデックス０．０３ｇ／１０分の高密度ポリエチレン（出光石油化学株式会社製、７５０ＬＢ）２０重量％と、
（３）ムーニー粘度〔ＭＬ₁₊₄（１００℃）〕＝７７、エチレン含量７３重量％のエチレン・プロピレンエラストマー（日本合成ゴム株式会社製、ＥＰ０７Ｐ）５重量％と、
（４）平均粒径１．５μｍ、平均アスペクト比１５のタルク１０重量％と、
を含む樹脂組成物を用いた。
また、成形条件および温度条件は、次の通りである。

このようにして成形された各実験例１〜１０および比較例のバンパービーム（取付部近くの湾曲部の勾配角度（α）は４８°であった）を被試験体とし、製品重量３．５ｋｇ、製品長さ１．４ｍ、車両重量１０００ｋｇ、常温にて５ＭＰＨペンデュラム試験（衝撃速度８ｋｍ／Ｈｒ＝５ｍｉｌｅ／Ｈｒ）を行い、各実験例１〜１０および比較例について、それぞれ最大変形量、最大発生荷重、ストッパーの座屈状態を調べて総合評価を行った。
この比較実験の結果を次の表１および表２に示す。表１には、比較例および実験例１〜６についての結果が示され、表２には、実験例７〜１０についての結果が示されている。
【表１】

【表２】

表１によれば、ストッパーの高さＨが１０ｍｍ〜２０ｍｍである実験例３〜５では、最大変形量が小さく、かつ最大発生荷重が大きく、総合評価も良好であり、比較例と略同等かそれ以上の性能が得られている。特に、ストッパーの高さＨが１５ｍｍの実験例４の場合が最適である。また、その他の実験例１，２，６の場合も、比較例に比べて総合評価が悪くなっているものの、充分に実用に適するものとなっている。そして、これらの結果より、ストッパーの高さＨを適切な高さに設定することで、より性能の優れたバンパービームを製造できることがわかる。
表２によれば、ストッパーの両端の各突起の幅Ｌ２が１５〜６０ｍｍである実験例８，９では、最大変形量が小さく、かつ最大発生荷重が大きく、総合評価も極めて良好となっており、比較例よりも優れた性能が得られている。また、その他の実験例７，１０の場合も、比較例に比べて総合評価が悪くなっているものの、充分に実用に適するものとなっている。そして、これらの結果より、ストッパーの断面形状を適切な形状に設定することで、より性能の優れたバンパービームを製造できることがわかる。
なお、本比較実験においては、一種類のポリプロピレン樹脂組成物で評価を行ったにすぎず、樹脂の変更、断面形状の変更等によって、条件の組み合わせを適宜変更することで、より性能の優れたバンパービームを製造することも可能である。
以上の比較実験結果により、第一実施例によるバンパービームが充分に実用に適した強度および衝撃緩衝機能を確保できることが示され、第一実施例の効果が顕著に示された。
次に、本発明の第二実施例を図７および図８に基づいて説明する。
第二実施例は係止用突起およびバンパービームの端部の構造が前記第一実施例と相違し、かつ、図８で示す第二実施例は湾曲部の勾配角度が前記第一実施例と相違するものであり、他の構成は第一実施例と同じである。
すなわち、第二実施例のバンパービーム１１０は、ブロー成形による成形品であり、図７中左右方向に延びる長尺の湾曲部１２０と、この湾曲部１２０の長手方向の両端に湾曲部１２０と連続して一体に設けられた自動車本体１１への取付用の取付部１３０とを備えている。
湾曲部１２０は、その断面形状が第一実施例の湾曲部２０の断面形状と同じである。すなわち、湾曲部１２０は、幅方向（図７中紙面貫通方向）の両端に二つの前記中空部分２１，２２（図２参照）を有し、これらの中空部分２１，２２の間には中実部分２３（図２参照）が形成されている。この湾曲部１２０は、その中心部が自動車本体１１に対して平行とされており、その両端側の取付部１３０と接する部分は自動車本体１１に対して角度αの勾配を有する。この勾配角度αは、衝撃時の最大荷重を大きくするためのものであり、例えば、図７では４８°であり、図８では６４°である。
取付部１３０は、その断面形状が第一実施例の取付部３０の断面形状と同じであり、前記底部３１と、この底部３１の幅方向の両端から自動車前面方向に立ち上がった前記側部３２，３３（図３参照）とを備え、底部３１は中実部分であり、側部３２，３３は前記中空部分３２Ａ，３３Ａを有している。
また、取付部１３０は、バンパービーム１１０の前面部分１３と底部３１とを接続する接続部３４，３５を備え、接続部３５よりもバンパービーム１１０の端部寄り側の部分は、中空構造となっている。バンパービーム１１０の長手方向の両端は底部３１に対して自動車本体１１から離れる方向に折れ曲がって形成されている。
底部３１の図７中下側表面には、自動車本体１１に接触して取付けられる平坦な取付面３６が形成され、取付部１３０の取付面３６とは反対側（自動車前面側）には、自動車本体１１側に向かって窪んだ凹部３７が形成されている。この凹部３７は、底部３１、側部３２，３３、および接続部３４，３５により四方が囲まれて形成されている。
底部３１には前記ボルト孔４０が設けられ、このボルト孔４０には前記ボルト４１が通され、各取付部１３０につき一本ずつ合計二本のボルト４１により、バンパービーム１１０と自動車本体１１とが固定されている。
各取付部１３０の湾曲部１２０側には、図中下向きに突起した中空構造の係止部としての第一係止用突起（ストッパー）１５１が設けられている。この第一係止用突起５０は、衝撃時にバンパービーム１１０を自動車本体１１に対してバンパービーム１１０の長手方向に移動しようとする力を係止するために設けられている。取付部１０３の湾曲部１２０の長手方向延長側には係止部としての第二係止用突起１５２が設けられ、この第二係止用突起１５２と湾曲部側に設けられた第一係止用突起１５１との間で自動車本体１１の取付部を挟持する構造となっている。
従って、第二実施例では、第一実施例と同様の効果を奏する他に次の効果を併せて奏することができる。すなわち、湾曲部１２０の両端側の勾配角度αが比較的大きく形成されているため、衝撃時の最大荷重を大きくすることができる。その上、取付部１３０の湾曲部１２０の長手方向延長側に第二係止用突起１５２を設け、この第二係止用突起１５２と湾曲部側に設けられた第一係止用突起１５１との間で自動車本体１１の取付部を挟持する構造としたから、バンパービーム１１０を自動車本体１１へ取り付けるにあたり、バンパービーム１１０の位置決めが行えるので、バンパービーム１１０の自動車本体１１への取付作業が容易となる。
第二実施例の効果を確認するため、次の通り、５ＭＰＨペンデュラム試験および５ＭＰＨバアリアー試験による実験を行った。
この実験では、自動車本体１１への取り付けを直径８mmのボルト一本で行い、製品重量を４kgとした。５ＭＰＨペンデュラム試験の条件は第一実施例における条件に従った。５ＭＰＨバアリアー試験は、バンパービームを車体に取り付けた車両重量1000kgの車両（衝撃速度８km／Hr＝５mile／Hrで、コンクリート壁に激突させた条件下で行った。
この実験結果を表３に示す。
【表３】

この実験結果から湾曲部の両端部の勾配角度αが大きいことにより、バアリアー試験における最大荷重を大きく、しかも、最大変形量を小さくすることが可能となり、十分な耐衝撃性を有し、バンパービームとして最適なものであることがわかる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成も含み、例えば以下に示すような変形等も本発明に含まれるものである。
すなわち、前記実施例では、湾曲部２０，１２０は図２のような断面形状を有する構造となっていたが、湾曲部２０，１２０の断面形状は任意であり、また長手方向に全体として湾曲していれば一部に平行部分を含んでいてもよく、要するに、湾曲部２０，１２０は所望の衝撃緩衝機能を得ることができるような中空部分を有する構造となっていればよい。
また、取付部３０，１３０は前記実施例のような構造に限定されるものではなく、中空部分を有しかつ少なくとも湾曲部２０，１２０の長手方向延長位置に中実部分が形成されていれば任意の構造であってもよく、次のような構造としてもよい。
例えば、図９に示すように、自動車前面側（図中上側）および自動車本体１１側（図中下側）にそれぞれ凹部６１，６２を設け、凹部６１内にボルト４１の頭を収納し、凹部６２に取付面６３を形成した取付部６０としてもよい。
また、図１０に示すように、幅方向の中央に中空部分７１を有し、その両側に中実部分７２，７３を有する取付部７０としてもよく、あるいは、図１１に示すように、幅方向の一方の片側に中空部分７６を有し、他方の片側に中実部分７７を有する取付部７５としてもよい。
さらに、前記実施例の各取付部３０，１３０には、それぞれ一つの凹部３７が形成されていたが、取付部に複数の凹部を設けるようにしてもよく、例えば、図１２に示すように、幅方向に複数の凹部８１，８２を並べて設けた取付部８０としてもよく、あるいは、図１３に示すように、長手方向に複数の凹部８４，８５を並べて設けた取付部８３としてもよい。
そして、前記実施例では、取付部３０，１３０に形成された中実部分は、湾曲部２０，１２０の長手方向延長位置に形成された中実部分（底部３１）のみであったが、本発明の取付部にはその他の中実部分が形成されていてもよく、例えば、図１４に示すように、湾曲部２０の長手方向延長位置に形成された中実部分（底部３１）に加え、湾曲部２０の長手方向延長位置（湾曲部２０の幅を保ちながら湾曲部２０を長手方向に延長した位置）から幅方向の両側に突出した中実部分８７，８８を有する取付部８６としてもよい。
また、前記実施例では、取付部３０，１３０の接続部３５（図４参照）よりもバンパービーム１０の端部寄り側（湾曲部２０と反対側）の部分は、中空構造となっていたが、この部分は中実構造としてもよい。
さらに、前記実施例では、取付部３０，１３０に係止用突起（係止部）５０，１５１，１５２が設けられていたが、この係止用突起５０，１５１，１５２は省略してもよい。しかし、前述した比較実験結果に示す如く、係止用突起５０，１５１，１５２を設けておくことが、強度および衝撃緩衝機能の点で好ましい。
また、前記実施例では、係止用突起５０，１５１，１５２は、取付部３０，１３０の湾曲部２０，１２０側に設けられていたが、図１５に示すように、取付部３０の端部寄り側に設けた係止用突起８９としてもよい。また、前記各実施例では、係止部を係止用突起５０，１５１，１５２としたが、本発明では、係止部を自動車本体側取付部が挿入できる凹部としてもよい。
そして、前記実施例では、ボルト４１の本数は、各取付部３０，１３０につき一本ずつ合計二本となっていたが、合計二本以上のボルトを用いて取付けを行ってもよい。しかし、作業の容易化、部品点数の削減の点で、ボルトの本数は少なくすることが好ましい。
また、前記実施例のバンパービーム１０，１１０は、ブロー成形により製造されていたが、本発明の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材は、所望の形状を確保できる成形方法であれば、例えば、ガス射出成形法（中空射出成形法）など他の成形方法により製造されてもよい。
さらに、前記実施例では、バンパービーム１０，１１０に適用されていたが、バンパー、サイドプロテクター等の他の樹脂製自動車用衝撃緩衝部材に適用してもよい。
産業上の利用可能性
本発明は、自動車のバンパービーム、バンパー、サイドプロテクター等、自動車に装着され外部から受ける衝撃力を緩衝させる部材一般に利用できる。

Claims (10)

1. 中空部分を有する長尺の湾曲部と、この湾曲部の長手方向の両端に湾曲部と連続して一体に設けられかつ中空部分および少なくとも前記湾曲部の長手方向延長位置に形成された中実部分を有する自動車本体への取付用の取付部とを備え、前記取付部の前記湾曲部側には、前記自動車本体に対して長手方向に係止される係止部が設けられていることを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材。
2. 請求項１に記載した樹脂製自動車用衝撃緩衝部材において、前記取付部には、前記中実部分を貫通するボルト孔が設けられていることを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材。
3. 請求項１または請求項２に記載した樹脂製自動車用衝撃緩衝部材において、前記取付部には、前記自動車本体に取り付けられる平坦な取付面と、前記中実部分を挟んでこの取付面とは反対側に形成された凹部とが設けられていることを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載した樹脂製自動車用衝撃緩衝部材において、前記取付部は、前記中実部分の幅方向の両側の各々に中空部分を有していることを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載した樹脂製自動車用衝撃緩衝部材において、前記取付部の前記湾曲部の長手方向延長側には係止部が設けられ、この係止部と前記湾曲部側に設けられた係止部との間で前記自動車本体を挟持することを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材。
6. 請求項３から請求項５のいずれかに記載した樹脂製自動車用衝撃緩衝部材において、前記凹部は、前記中実部分から構成される底部と、この底部の幅方向の両側にそれぞれ起立して設けられた側部と、これらの側部を接続するとともに前記取付面とは反対側に形成された前面部分と前記底部とを接続する接続部と、に囲まれた空間から構成されていることを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材。
7. 請求項６に記載した樹脂製自動車用衝撃緩衝部材において、前記凹部は前記ボルト孔に挿通されるボルトを前記自動車本体に締め付けるに十分な大きさを有することを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材。
8. 請求項７に記載した樹脂製自動車用衝撃緩衝部材において、前記側部は、前記ボルトの頭部が前記凹部に収まるように形成されていることを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材。
9. 中空部分を有する長尺の湾曲部と、この湾曲部の長手方向の両端に湾曲部と連続して一体に設けられかつ中空部分および少なくとも前記湾曲部の長手方向延長位置に形成された中実部分を有する自動車本体への取付用の取付部とを備え、前記取付部の前記湾曲部側には、前記自動車本体に対して長手方向に係止される係止部が設けられている樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の製造方法であって、ブロー成形で用いるパリソンの内側の空洞部分を利用して前記湾曲部の中空部分および前記取付部の中空部分を形成するとともに、前記空洞部分の長手方向両端部分の一部を潰すように前記パリソンを重ね合わせて前記取付部の中実部分を形成することを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の製造方法。
10. 請求項９に記載した樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の製造方法において、前記取付部の前記自動車本体に取り付けられる平坦な取付面と、この取付面の前記中実部分を挟んで反対側に形成された面と、を成形用金型のキャビティ表面に従って形成することを特徴とする樹脂製自動車用衝撃緩衝部材の製造方法。

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