JPH01168543A - 車輌用衝撃エネルギー吸収バンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は車輌用衝撃エネルギー吸収バンパーに関する。

さらに詳しくは、衝撃エネルギー吸収特性の温度依存性
が小さく、衝撃エネルギー吸収効率が高く、結果として
車輌の軽量化を可能にする車輌用衝撃エネルギー吸収バ
ンパーに関する。

［従来の技術］ 車輌用衝撃エネルギー吸収バンパーとしては、従来より
種々の構成のものが知られており、その具体例としては
、たとえば、剛性の高い金属性リインフォースメントか
ら油圧シリンダーに衝撃力が伝えられ、ピストンの動き
で衝撃エネルギーが吸収されるもの（以下、従来品Ａと
いう）、フェイシャ（外皮）の内部に配置されたプラス
チックスのリブ構造体の座屈によって衝撃エネルギーが
吸収されるもので、たとえば米国特許第３８７１６３６
号明細書に開示されているごときもの（以下、従来品Ｂ
という）、フェイシャの内部に配置されたプラスチック
スのハニカム構造体の座屈によって衝撃エネルギーが吸
収されるもので、たとえば米国特許第３９９７２０７号
明細書に開示されているごときもの（以下、従来品Ｃと
いう）、フェイシャの内部に配置されたウレタンフオー
ムの圧縮変形によって衝撃エネルギーが吸収されるもの
で、たとえば米国特許第３８８６９８３号明細書に開示
されているごときもの（以下、従来品りという）、フェ
イシャの内部に配置されたポリプロピレン系樹脂成形体
の圧縮変形によって衝撃エネルギーが吸収されるもので
、たとえば米国特許第４５０４５３４号明細書や同第４
００００３８号明細書に開示されているごときもの（以
下、従来品Ｅという）、フェイシャの内部に配置された
ポリスチレン−ポリエチレン系プラスチックフオームの
圧縮変形によって衝撃エネルギーが吸収されるもので、
たとえば特開昭５７−４０１３８号公報に開示されてい
るごときもの（以下、従来品Ｆという）などがあげられ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記従来の車輌用衝撃エネルギー吸収バ
ンパーはそれぞれつぎのような問題点を有しており、そ
れらの性能はまだ充分満足できるものではない。

すなわち、従来品Ａにおいては衝撃力によって変形しな
い剛性の高い金属製リインフォースメントを用いる必要
があり、バンパーの重量が大きくなる、金属製のリイン
フォースメントに錆が発生するおそれがある、油圧シリ
ンダーの軸方向以外の衝撃力に対してあまり有効でない
などの問題がある。

従来品Ｂにおいてはリブ構造体の設計が困難である、バ
ンパー形状が複雑になり成形性がよくない、リブ構造体
材料であるプラスチックスの荷重−変位特性の温度依存
性が大きいなどの問題がある。

従来品Ｃにおいてはハニカム構造体の圧縮変形後の復元
性がよくない、ハニカム構造体材料であるプラスチック
スの荷重−変位特性の温度依存性が大きいなどの問題が
ある。

従来品りにおいてはウレタンフオームによって局所的な
衝撃力が全体に分散されるため、ウレタンフオームを支
持するリインフォースメントに要求される強度が小さく
なり、ウレタンフオーム自身の密度が０．１〜０．３ｇ
／ｃｎ＋”と小さいこととあいまってバンパーの重量低
減が可能になるという利点を有する反面、ウレタンフオ
ームの荷重−変位特性の温度依存性が大きく、高温時に
は柔らかくなりすぎて衝撃力の吸収に適した変位範囲を
こえやすくなり、低温時には変形が不充分になり、いず
れもリインフォースメントに大きな荷重が伝達されると
いう問題や、ウレタンフオームの衝撃エネルギー吸収効
率が高くないという問題がある。

従来品Ｅは、従来品りに比べ衝撃エネルギー吸収効果が
高いため、バンパーの大巾な軽量化が可能になるという
利点を有するが、従来品り同様、温度依存性が大きく、
低・高温での使用には問題があり、未だ十分満足すべき
性能とは言えない。

ポリスチレン−ポリエチレン共重合体よりなる従来品Ｆ
は非品性樹脂の特徴として、他に比べ温度依存性が小さ
くなる利点を有するが、未だ高温側において満足すべき
性能を有しているは言い難＜、かつ、バンパーとしての
耐熱性にも問題がある。さらに衝撃エネルギー吸収効果
が高くないため、従来品Ｅに比べて、バンパーの軽量化
の面で劣るという問題がある。

本発明は、前記問題を解決するためになされたものであ
り、広い温度範囲に亘って衝撃エネルギー吸収特性の温
度依存性が小さいという特徴ををし、さらに、衝撃エネ
ルギー吸収効率が非常に高く、結果として車輌の軽量化
を可能にし、燃費効率の向上に有効な車輌用衝撃エネル
ギー吸収バンパーを提供することを目的とする。

［問題を解決するための手段］ 本発明はバンパー補強用のリインフォースメントの前面
に衝撃エネルギー吸収性プラスチックフオームが配置さ
れ、かつ、該フオームを被覆するように合成樹脂からな
る外皮が該リインフォースメントに固定されてなる車輌
用衝撃エネルギー吸収バンパーであって、前記衝撃エネ
ルギー吸収性プラスチックフオームがポリプロピレン系
樹脂成形体と耐熱性付与スチレン系樹脂成形体とから形
成されてなる車輌用衝撃エネルギー吸収バンパーに関す
る。

［実施例］ 本発明に用いるポリプロピレン系樹脂成形体としては、
ポリプロピレンホモポリマーからなる成形体のほかに、
エチレン−プロピレンランダムコポリマー、エチレンー
プロピレンブロックコボリマー、エチレンーブロビレン
ーブテンランダムターボリマー、プロピレン−塩化ビニ
ルコポリマー、プロピレン−ブテンコポリマー、プロピ
レン−無ホマレイン酸コポリマーなどからなる成形体な
どを、とくに制限なく用いることができるが成形体の機
械的強度および熱的性質を向上せしめる点で立体規則性
重合方法によって製造されたものが好ましい。

前記ポリプロピレン系樹脂成形体の成形方法や成形後の
密度などにもとくに制限はないが、成形法に関しては成
形体形状の自由性、成形体密度管理の容易性、および成
形体密度の均質性などの点で、発泡ビーズを所望の形状
の金型内に充填し蒸気などで加熱して発泡融着させ所望
の形状の発泡体をうる型内ビーズ成形法などの方法で成
形されたものが好ましく、成形体密度に関しては米国車
輌安全基準の規定、および低速衝突時の車輌および歩行
者の保護を満足せしめる点で０．０２〜０．１５　ｇ／
ａｍ”さらには０．０３〜０．０９　ｇ／ｃｏ＋’の密
度を有し、１０〜３０倍の成形倍率を存するものが好ま
しい。

本発明に用いる耐熱性付与スチレン系樹脂成形体として
は、たとえば成形体を１００℃雰囲気中に１５００時間
連続して放置し、しかるのち常温下に取り出したときの
司法変化率が２％以下であるような耐熱性を有するスチ
レン系樹脂からなる成形体などを、とくに制限なく用い
ることができる。そのような成形体の具体例としては、
アルファメチルスチレン１０〜８０重量％、アクリロニ
トリル５〜５０重量％、さらにスチレン、メタアクリル
酸メチル、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレンから選
ばれた少なくとも１種の化合物０〜７０重量％の混合物
であり、より好ましくはアルファメチルスチレン２ｏ〜
８０重量９６、アクリロニトリル１０〜４０重量％、さ
らにスチレンメタアクリル酸メチル、ビニルトルエン、
ｔ−ブチルスチレンから選ばれた少なくとも１種の化合
物０〜７０重量％などからなる成形体があげられる。

前記耐熱性付与スチレン系樹脂成形体の成形方法や成形
後の密度などにもとくに制限はないが、成形方法に関し
ては成形体形状の自由性、成形体密度管理の容易性、お
よび成形体密度の均質性、生産性を高く維持できるなど
の点で、発泡ビーズを所望の形状の金型内に充填し、蒸
気などで加熱して発泡融着させ所望の形状の発泡体をう
る型内ビーズ成形法などの方法で成形されたものが好ま
しく、成形体密度に関しては一３０〜８０℃の範囲で米
国車輌安全基準（ＭＵＳＳ）の規定する衝撃エネルギー
吸収を満足させる点で０．０３〜０．２０　ｇ／ｃｍ’
　、さらには０．０５〜０、Ｌ８　ｇｒａＩ１１３の密
度を有し、６〜２０倍の成形倍率を有するものが好まし
い。

本発明に用いる衝撃エネルギー吸収性プラスチックフオ
ームは前記ポリプロピレン系樹脂成形体と耐熱性付与ス
チレン系樹脂成形体とから形成されるが、その際の組み
合わせかたにもとくに限定はなく、たとえばウレタン系
接着剤、ニトリル・フェノール系接着剤、エポキシ系接
着剤、ナイロン系接着剤などを用いて接着する、または
成形品どうしが互いに嵌合し合う凹凸形状を形成するこ
とにより装着固定させる、成形品の一方に穴部を形成し
て挿入固定するなどの方法により、第１図または第２図
で示されるような構造を形成してもよい。

なお図中（１）はポリプロピレン系樹脂成形体、（′２
Ｊは耐熱性付与スチレン系樹脂成形体を示し、以下の図
面においても同様である。

前記衝撃エネルギー吸収性プラスチックフオームはバン
パー補強用のリインフォースメントの前面に配置され、
それを被覆するように合成樹脂からなる外皮が前記リイ
ンフォースメントに固定されて、たとλば第３図ないし
第５図で示されるごとき断面番有する車輌用衝撃エネル
ギー吸収バンパーが製造される。なお、図中（３）は衝
撃エネルギー吸収性プラスチックフオーム、（４）はリ
インフォースメント、（５）は外皮である。

本発明の車輌用衝撃エネルギー吸収バンパーは、たとえ
ば−３０〜８０℃のごとき広い温度範囲で、ある一定の
変位量に対応する荷重が常温での値を基準としてたとえ
ば１４０〜７０％程度にしか変化せず、衝撃エネルギー
吸収特性の温度依存性が小さいという特徴を有する。

さらに、本発明の車両用衝撃エネルギー吸収バンパーは
、たとえば６０〜７５％程度の高い衝撃エネルギー吸収
効率を有するという特徴をも有する。

なお、衝撃エネルギー吸収効率（％）とは第６図のごと
き荷重−変位特性を示すグラフにおいて、 面積Ａ嘗 面積Ａ１十面積Ａ２ を意味する。

つぎに、本発明の車両用衝撃エネルギー吸収バンパー、
とくにそれに用いられる衝撃エネルギー吸収性プラスチ
ックフオームについて、実施例に基づいて説明する。

実施例１および比較例１ エチレン−プロピレンランダムコポリマー（エチレン含
有ｍ　３．３重量％）からなる樹脂を予備発泡してえら
れた発泡性ビーズを型内ビーズ成形法により成形してえ
られた密度０．０５　ｇ／ｃｆｉＩ３のポリプロピレン
系樹脂成形体と、アルファメチルスチレン６５重量％、
アクリロニトリル２０重量％およびスチレンメタアクリ
ル酸メチル１５重量％の化合物でなる樹脂を同じく型内
ビーズ成形法により成形してえられた密度０．１ｇ／　
ａｍ　’の耐熱性付与スチレン系樹脂成形体とをウレタ
ン系接着剤で貼り合わせて第７図および第８図のごとき
形状の衝撃エネルギー吸収性プラスチックフオームのサ
ンプルを作製した。第７図中寸法（ωは７００ｍｍ、寸
法山）は５００　ａｍ、第８図中寸法（Ｃ）Ｉｔ　１２
５＋ｕ、寸法（小は８０ｍｍ、寸法（ｅ）は１２０龍、
寸法（ｆ）は８０　ｍｕｓであり、重さは約６４０ｇで
あった。えられたサンプルを第９図に示すごとき落下衝
撃試験機にセットし、１５００ｋｇ　ｒの重錘を使用し
５ｓｐｈ（８，０５Ｋｍ／ｈｒ）の速度で衝撃エネルギ
ーを作用させ、−３０℃、２３℃および８０℃における
エネルギー吸収特性を測定した。

第９図において、（６）は重錘、（７）はロードセル、
（８）は変位計を示す。結果を第１Ｏ図に示す。

比較のため、ポリプロピレン系樹脂成形体単体からなり
、実施例１のサンプルと同一の外形を有するサンプルを
作成した。なお、２３℃の温度において実施例１のサン
プルとほぼ同じエネルギー吸収特性を示すサンプルとす
るために、密度０．０８　ｇ　／　ｃｓ　’の成形体を
用いた。サンプルの重さは約８３０ｇであった。

実施例１のばあいと同様にしてエネルギー吸収特性をａ
Ｐｊ定した結果を第１１図に示す。

第１０図および第１１図を比較することにより、実施例
１のサンプルは温度依存性が少なく、きわめてすぐれた
特性を有することがわかる。これに比べ、比較例１のサ
ンプルは温度依存性が大きすぎ、バンパーに使用するば
あいには、リインフォースメントに大幅な補強を必要と
するものであった。

実施例２および比較例２ 第１２図および第１３図のごとき形状とした以外は実施
例１と同様にして実施例２のサンプルを作製した。第１
２図中寸法（ｇ）は６００　ｍｍ、寸法（ｈ）は６０ｍ
ｍ、第１３図中寸法（１）は１００市、寸法（ｊ）は５
０　ｍｍ、寸法（ｋ）は１００ｍｍ、寸法（Ｎ）は６０
　ｍｌであり、重さは約４０．０ｇ−であった。

えられたサンプルを１００１００Ｏの重錘を使用した以
外は実施例１と同様にして一３０℃、２３℃および８０
℃におけるエネルギー吸収特性を測定した。結果を第１
４図に示す。

比較のため、ポリプロピレン系樹脂成形体担体からなり
、実施例２のサンプルと同一の外形を何するサンプルを
作成した。なお、２３℃の温度において実施例２のサン
プルとほぼ同じエネルギー吸収特性を示すサンプルとす
るために、密度０．Ｈｇ　／　ｃｍ　３の成形体を用い
た。サンプルの重さは約４８０ｇであった。

実施例２のばあいと同様にしてエネルギー吸収特性を８
１１１定した結果を第１５図に示す。

第１４図および第１５図を比較することにより、実施例
２のサンプルは温度依存性が少なく、きわめてすぐれた
特性を有することがわかる。これに比べ、比較例２のサ
ンプルは８０℃において衝撃時の許容変位量こえてしま
い、車体前後を保護するための設計変更を必要とするも
のであった。

［発明の効果］ 本発明により、広い温度範囲に亘って衝撃エネルギー吸
収特性の温度依存性が小さく、衝撃エネルギ吸収効率が
非常に高い車両容衝撃エネルギー吸収バンパーが提供さ
れ、ひいては車両の軽量化や消費効率の向上が実現され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる衝撃エネルギー吸収性プラスチ
ックフオームの一例を示す説明図、第２図は本発明に用
いる衝撃エネルギー吸収性プラスチックフオームの他の
一例を示す説明図、第３図は本発明のバンパーの一例を
示す断面図、第４図は本発明のバンパーの他の一例を示
す断面図、第５図は本発明のバンパーのさらに別の一例
を示す断面図、第６図はバンパーの荷電−変位特性の一
例を示すグラフ、第７図は実施例１のサンプルを示す斜
視図、第８図は実施例１のサンプルを示す断面図、第９
図は落下衝撃試験機の説明図、第１Ｏ図は実施例１のサ
ンプルの荷重−変位特性を示すグラフ、第１１図は比較
例１のサンプルの荷重−変位特性を示すグラフ、第１２
図は実施例２のサンプルを示す斜視図、第１３図は実施
例２のサンプルを示す断面図、第１４図は実施例２のサ
ンプルの荷重−変位特性を示すグラフ、第１５図は比較
例２の荷重−変位特性を示すグラフである。 （図面の主要符号） （１）：ポリプロピレン系樹脂成形体 （２）：耐熱性付与スチレン系樹脂成形体（３）　：　
？Ａｊ撃エネルギー吸収性プラスチックフオーム （４）：リインフォースメント （５）：外　皮 特許出願人　　鐘淵化学工業株式会社 牙１　図 １　：ポリプロピレン系樹脂成形体 ２：耐熱性付与スチレン系樹脂戊形体 第２回 オ６図 第１０図 変　　位　　　　　（ｍｍ） 才１１図 変　　　　　位　　（ｍｍ） 第１２回 第１４図 変　　　　　　位　　　（ｍｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　バンパー補強用のリインフォースメントの前面に衝
   撃エネルギー吸収性プラスチックフォームが配置され、
   かつ、該フォームを被覆するように合成樹脂からなる外
   皮が該リインフォースメントに固定されてなる車輌用衝
   撃エネルギー吸収バンパーであって、前記衝撃エネルギ
   ー吸収性プラスチックフォームがポリプロピレン系樹脂
   成形体と耐熱性付与スチレン系樹脂成形体とから形成さ
   れてなる車輌用衝撃エネルギー吸収バンパー。