JP4951164B2 - 衝撃吸収部材 - Google Patents
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なお、ここで、圧縮ひずみとは、衝撃吸収部材の元の厚みに対する圧縮変形の割合を意味し、以下の説明ではひずみ量(%)で表す。
これにより、衝撃荷重が作用したときの圧縮応力が予め定められた値以下で、予め定められた動的圧縮ひずみの間を推移することで、より高い衝撃吸収エネルギが確保できる衝撃吸収部材であって、特に自動車の用途に適したものでありながら、多様な形状の衝撃吸収部材に好適に用いることができる。
このようにすることによって、本発明は、衝撃吸収部材の設置面に凹凸があり、この凹凸に応じてリブの高さを調整する必要がある場合に、設置面の凸部に対応する領域、すなわちリブの高さを低くした領域で潰れ代が不足し、必要な衝撃吸収性能が得られないという問題を解決することができる。
このようにすると、リブ同士を連結する基部の必要面積を確保しつつ、独立型リブの形成領域を設定し、この領域において潰れ代を増加させることができる。
このようにすると、必要なリブ同士の連結強度を確保しつつ、広い範囲でリブの高さを調整することができる。
このようにすると、衝撃吸収部材の発泡成形を困難にすることなく、衝撃吸収部材の内部に適度な圧縮応力を発生させることができる。
このようにすると、成形時の離型が容易になるだけでなく、過剰な傾斜角度によって潰れ代が減少する等の問題を回避することができる。
このようにすると、衝撃吸収部材の重量の低減を困難にすることなく、衝撃吸収部材の内部に適度な圧縮応力を発生させることができる。
このようにすると、衝撃吸収部材の発泡成形を容易にして製造コストが削減できるだけでなく、衝撃吸収部材のリサイクル性を高めることができる。
図1〜図4は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材のリブ形成領域の例を示すもので、図1の(a)は一例の斜視図、(b)はそのA−A断面図、図2の(a)は、他の例を示す平面図、(b)は、そのA−A断面図、図3の(a)は、さらに他の例を示す平面図、(b)は、そのA−A断面図、図4の(a)は、さらに他の例を示す平面図、(b)は、そのA−A断面図である。図5の(a)は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材(実施例1)を示す斜視図、(b)は、そのA−A断面図、図6は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材のリブ形状の他例を示す斜視図、図7は、衝撃吸収部材の参考例を示す斜視図である。
スリット孔13を介して隣接列のリブ12と分離される独立型リブ12bにあっては、基部11に対して垂直方向に作用する衝撃荷重によって圧縮された場合、スリット孔13も潰れ空間として利用できるので、同形状の連結型リブ12aよりも大きな潰れ代を確保することができる。
したがって、本発明の衝撃吸収部材1〜6によれば、任意のリブ形成領域で潰れ代を調整することができ、その結果、多様な形状の衝撃吸収部材において必要な衝撃吸収性能を確保することが可能になる。
衝撃吸収部材1〜6は、図に矢印で示されるように、基部11に対して垂直の衝撃荷重が作用した場合、リブ12に生じる圧縮応力により衝撃を吸収する。したがって、リブ12の高さt1は、必要な潰れ代を確保するために、衝撃吸収部材1〜6の全厚t3に相当する高さであることが好ましい。そして、図1〜図4に示す衝撃吸収部材1〜4では、全てのリブ12の高さt1が衝撃吸収部材1〜6の全厚t3に相当し、しかも、一部のリブ形成領域は、前述した独立型リブ12bの形成領域となっているので、この領域では、他の領域、つまり連結型リブ12の形成領域よりも、大きい潰れ代を確保することができる。
衝撃吸収部材1〜6に使用される熱可塑性樹脂の材料としては、種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレンや、スチレンと、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−メチルスチレン、無水マレイン酸、フェニルマレイミドシクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体、アクリル酸、アクリル酸エステル等のアクリル酸系単量体、メタクリル酸、メタクリル酸エステル等のメタクリル酸系単量体を共重合させたスチレン系共重合体、又はメタクリル酸系単量体の単独重合体、メタクリル酸系単量体及びアクリル酸系単量体の2種類以上の組合せによる共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂等が挙げられる。
(1)発泡性熱可塑性樹脂粒子の一次発泡
発泡性アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂粒子(日立化成工業株式会社製:HIBEADS GR)を発泡スチロール用のバッチ発泡機(日立化成テクノプラント株式会社製:HBP−500LW)を用い、嵩密度0.067g/ml(発泡倍率:15倍)に一次発泡した後、成形までの18時間、通気性の良いサイロに保管した。
発泡スチロール用成形機(日立化成工業株式会社製:モルデックス10VS)に、下記表1に示すリブ構造となる形状を有する金型をセットし、型締めした。上記(1)で一次発泡した樹脂粒子を金型に充填し、0.08MPaのゲージ圧の水蒸気で25秒間加熱し、金型ごと水冷し、真空冷却した後、成形品を金型から取り出した。このとき、成形品を構成する発泡熱可塑性樹脂の密度は0.067g/mlであった。
上記(2)で得られた発泡樹脂成形品の衝撃荷重試験を行った。衝撃荷重試験は、試験体より広い平面をもち、質量が可変できるおもりを、試験体表面に垂直に規定速度で落下させて、おもりに生じた加速度(G値)と試験体の厚さ変化量を測定し、衝撃吸収材の衝撃吸収性能を評価した。
金型を交換した他は、実施例1と同様にして、下記の表1に示す形状を有する衝撃吸収部材を作製し、実施例1と同様にして衝撃吸収性能を評価した。
11 基部
12 リブ
12a 連結型リブ
12b 独立型リブ
13 スリット孔
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂を発泡させて所定密度の発泡熱可塑性樹脂を得た後、この発泡熱可塑性樹脂を金型に充填、加熱して形成される衝撃吸収部材において、
平板状の基部と、この基部の少なくとも一面側に列状に形成され、衝撃荷重の作用方向と同方向に突出する複数列のリブとを有し、
これらのリブ形成領域には、
前記基部を介して隣接列のリブと連結される連結型リブの形成領域と、
前記基部に形成されるスリット孔を介して隣接列のリブと分離される独立型リブの形成領域とが含まれており、
前記リブの高さを設置面の凹凸に応じて調整するとともに、高さの低いリブを前記独立型リブとした
ことを特徴とする衝撃吸収部材。 - 前記独立型リブの平面面積が、前記衝撃吸収部材の全体平面面積の5%〜70%であることを特徴とする請求項1記載の衝撃吸収部材。
- 前記基部の厚みが、前記衝撃吸収部材の全厚の0.1倍〜0.3倍であることを特徴とする請求項1又は2に記載の衝撃吸収部材。
- 前記リブの平均幅が、前記衝撃吸収部材の全厚の0.05倍〜0.3倍であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
- 前記リブの幅が前記基部側から先端側までテーパ状に減少するように形成され、前記基部側から前記先端側までの傾斜角度αが、前記基部の垂線に対して0°≦α≦7°の範囲内であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
- 前記発泡熱可塑性樹脂の密度が、0.02g/ml〜0.2g/mlであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
- 前記発泡熱可塑性樹脂が、発泡スチレン系共重合体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
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