(57)【要約】【課題】リブが座屈しにくい構造とし、特定の方向から負荷される外部荷重のエネルギーを効率よく高いレベルで吸収できるようにしたエネルギー吸収体を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂を用いた射出成形品から構成され、特定の方向から負荷される外部荷重のエネルギーを吸収するエネルギー吸収体であって、外部荷重の負荷部から反対側の固定部まで貫通して延びる複数のリブを有し、該複数のリブが、外部荷重中心線に対して、外部荷重の負荷部側では該外部荷重中心線に近づき、固定部側では該外部荷重中心線から離れる方向に傾斜し、かつ、該外部荷重中心線の両側に位置する傾斜リブを含んでいることを特徴とするエネルギー吸収体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を用いた射出成形品から構成され、特定の方向から負荷される外部荷重のエネルギーを吸収するエネルギー吸収体であって、該エネルギー吸収体の前記外部荷重の負荷部から、それとは反対側の固定部まで貫通して延びる複数のリブを有し、該複数のリブが、少なくとも、前記外部荷重が負荷される前記特定の方向における外部荷重負荷領域の中心の前記外部荷重の負荷部から前記固定部への仮想軌跡として表される外部荷重中心線に対して、前記外部荷重の負荷部側では該外部荷重中心線に近づき、前記固定部側では該外部荷重中心線から離れる方向に傾斜し、かつ、該外部荷重中心線の両側に位置する傾斜リブを含んでいることを特徴とするエネルギー吸収体。
【請求項２】
前記傾斜リブの前記外部荷重中心線に対する傾斜角度θが０°＜θ＜４５°の範囲にある、請求項１に記載のエネルギー吸収体。
【請求項３】
前記傾斜リブが、前記外部荷重中心線に対し線対称に配置された一対のリブを含む、請求項１または２に記載のエネルギー吸収体。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂の引張破断ひずみが５％以上である、請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー吸収体。
【請求項５】
前記外部荷重中心線の両側に位置する傾斜リブの間に、該外部荷重中心線に沿って前記外部荷重の負荷部から前記固定部まで延びる中央リブを有する、請求項１〜４のいずれかに記載のエネルギー吸収体。
【請求項６】
前記外部荷重中心線を含む面内において該外部荷重中心線と交差する方向に延びる補強リブを有する、請求項１〜５のいずれかに記載のエネルギー吸収体。
【請求項７】
全体構造として、少なくとも１枚の板体と、該板体の外周に配設された輪郭壁と、前記板体に立設された前記傾斜リブとを含む、請求項１〜６のいずれかに記載のエネルギー吸収体。
【請求項８】
全体形状が、片面開放形または両面閉塞形の箱形形状に形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載のエネルギー吸収体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を用いた射出成形品から構成され、特定の方向から負荷される外部荷重のエネルギーを効果的に吸収できるようにした熱可塑性樹脂の射出成形品からなるエネルギー吸収体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種のエネルギー吸収構造が提案されているが、エネルギー吸収体を、例えば熱可塑性樹脂の射出成形品から構成する場合、エネルギーを吸収しようとする外部荷重に対してエネルギー吸収体の強度や剛性を適切に高く保ったり、外部荷重が加わる方向に関して効率よくエネルギーを吸収できるようにするために、リブを立設しておくことが多く、縦横にリブを設けた構造(例えば、特許文献１)や、互いに交差する斜行リブを設けた構造(例えば、特許文献２)等が知られている。例えば図３（Ａ）に平面図を示すような筐体構造を有するエネルギー吸収体２１の場合、通常、外部荷重Ｐが加わる方向に対して縦横に複数のリブ２２、２３を設け、これらリブ２２、２３を射出成形により筐体全体とともに一体成形することが多い。
【０００３】
ところが、図３（Ａ）に示したような従来構造のエネルギー吸収体２１では、複数の縦リブ２２が平行に設けられているため、外部荷重Ｐの負荷直後の反力は高いものの、負荷進展中に、例えば図３（Ｂ）に示すように、エネルギー吸収体２１全体、とくに負荷側部分が横倒れを起こし、十分に高いエネルギー吸収性能が得られなかった。また、リブ２２が左右に座屈、あるいはそれに近い状態になるので、リブ２２による補強効果が一気に低下し、それに伴ってエネルギー吸収性能にも低いレベルの限界が生じ、十分に高いエネルギー吸収性能が得られないこととなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９２７９４号公報
【特許文献２】特開平６−３０５３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記のような従来構造における問題点に着目し、リブの構造を最適化し、図３における左右どちらにも横倒れしにくい構造とすることで、リブが座屈、あるいはそれに近い状態になることを防止し、それによって特定の方向から負荷される外部荷重のエネルギーを効率よく高いレベルで吸収できるようにしたエネルギー吸収体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るエネルギー吸収体は、熱可塑性樹脂を用いた射出成形品から構成され、特定の方向から負荷される外部荷重のエネルギーを吸収するエネルギー吸収体であって、該エネルギー吸収体の前記外部荷重の負荷部から、それとは反対側の固定部まで貫通して延びる複数のリブを有し、該複数のリブが、少なくとも、前記外部荷重が負荷される前記特定の方向における外部荷重負荷領域の中心の前記外部荷重の負荷部から前記固定部への仮想軌跡として表される外部荷重中心線に対して、前記外部荷重の負荷部側では該外部荷重中心線に近づき、前記固定部側では該外部荷重中心線から離れる方向に傾斜し、かつ、該外部荷重中心線の両側に位置する傾斜リブを含んでいることを特徴とするものからなる。
【０００７】
このような本発明に係るエネルギー吸収体においては、外部荷重中心線の両側に傾斜リブが配置され、外部荷重中心線の両側に位置する傾斜リブは、外部荷重の負荷部側では該外部荷重中心線に近づき、上記固定部側では外部荷重中心線から離れる特定の方向に傾斜しているので、外部荷重の負荷部側から外部荷重が負荷されると、上記両側の傾斜リブは、外部荷重の負荷部側の先端部同士が互いに近づく方向に変形しようとする。しかし、傾斜リブの先端部同士が互いに近づく方向に変形しようとする形態は、図３（Ｂ）に示したような横倒れ形態とは異なり、傾斜リブの先端部設置部同士が互いに変形を抑制ずるように作用し合うので、傾斜リブ自体には座屈が極めて起こりにくい状態となる。リブの座屈が防止される結果、該リブによるエネルギー吸収体のリブ設置部の補強効果が維持され、補強効果が一気に低下されることが防止されて、この部分においてはエネルギー吸収体の構成材料である熱可塑性樹脂に逐次破壊現象または逐次変形現象を生じさせることが可能になる。この逐次破壊現象または逐次変形現象の発生により、エネルギー吸収体自体の構成材料に最も効率よくエネルギー吸収性能を発現させることが可能になるので、エネルギー吸収体全体のエネルギー吸収性能が高く保たれることになる。このように、本発明では、設置リブの簡単な改良のみで、特定の方向から負荷される外部荷重のエネルギーを極めて効果的に吸収できるようにした熱可塑性樹脂の射出成形品からなるエネルギー吸収体が実現される。
【０００８】
上記本発明に係るエネルギー吸収体においては、上記傾斜リブの上記外部荷重中心線に対する傾斜角度θが０°＜θ＜４５°の範囲にあることが好ましい。傾斜角度θが４５°以上になると、傾斜リブがその傾斜角度をより大きくする方向に変形しやすくなるおそれがあるので好ましくなく、傾斜角度θが０°では、図３（Ａ）に示したような従来構造と変わらなくなり、傾斜リブを設けた効果が得られない。この傾斜角度θの範囲は、より好ましくは０°＜θ≦３０°の範囲であり、さらに好ましくは０°＜θ≦１５°の範囲であり、とくに好ましくは５°≦θ≦１５°の範囲である。
【０００９】
また、上述したように、特定方向の外部荷重が負荷された際に、傾斜リブは、外部荷重の負荷部側の傾斜リブの先端部同士が互いに近づく方向への変形を抑制ずるように作用し合うが、その変形抑制効果が最も効率よく発揮されるように、上記傾斜リブとしては、上記外部荷重中心線に対し線対称に配置された一対のリブを含むことが好ましい。傾斜リブが線対称の一対のリブとして配置されることにより、エネルギー吸収体に図３（Ｂ）に示したような横倒れ方向の変形が生じにくくなり、エネルギー吸収体の構成材料である熱可塑性樹脂に逐次破壊現象または逐次変形現象をより容易に生じさせることが可能になる。
【００１０】
また、本発明に係るエネルギー吸収体においては、エネルギー吸収体の構成材料である上記熱可塑性樹脂の引張破断ひずみが５％以上であることが好ましい。熱可塑性樹脂がこのような高い引張破断ひずみを有することにより、エネルギー吸収のための逐次破壊現象または逐次変形現象を生じさせやすくなる。
【００１１】
また、本発明に係るエネルギー吸収体においては、基本的に外部荷重中心線の両側に上記のような傾斜リブが配置されていればよいが、エネルギー吸収体全体の強度や剛性を高くするために、例えば、上記外部荷重中心線の両側に位置する傾斜リブの間に、該外部荷重中心線に沿って上記外部荷重の負荷部から上記固定部まで延びる中央リブを有する構造とすることもできる。
【００１２】
また、本発明に係るエネルギー吸収体においては、上記外部荷重が負荷される方向に沿って延びる上記傾斜リブや中央リブの他に、エネルギー吸収体全体の強度や剛性をさらに高めるために、例えば、上記外部荷重中心線を含む面内において該外部荷重中心線と交差する方向(例えば、直交する方向)に延びる補強リブを有する構造とすることもできる。
【００１３】
また、本発明に係るエネルギー吸収体においては、エネルギー吸収体の全体構造として種々の構造を採り得る。例えば、少なくとも１枚の板体と、該板体の外周に配設された輪郭壁と、前記板体に立設された上記傾斜リブとを含む構造とすることができる。さらに、全体形状が、片面開放形または両面閉塞形の箱形形状に形成されている構造とすることもできる。エネルギー吸収体の全体構造は、実際に使用される形態に応じて適宜設定することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明に係るエネルギー吸収体によれば、熱可塑性樹脂を用いた射出成形品からなるエネルギー吸収体に、外部荷重中心線の両側に特定の方向に傾斜した傾斜リブを設けることにより、外部荷重のエネルギーを効率よく高いレベルで吸収できるようになる。また、リブ構造の簡単な改良で本発明に係るエネルギー吸収体を製造できることから、実質的に重量増加を伴うことなく、安価に、本発明を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施態様に係るエネルギー吸収体の外部荷重負荷前の概略平面図（Ａ）および外部荷重負荷後の一状態を示す概略平面図（Ｂ）である。
【図２】本発明の一実施態様に係るエネルギー吸収体の概略斜視図である。
【図３】従来のエネルギー吸収体の外部荷重負荷前の概略平面図（Ａ）および外部荷重負荷後の一状態を示す概略平面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１（Ａ）は、本発明の一実施態様に係るエネルギー吸収体１を示している。エネルギー吸収体１は、熱可塑性樹脂を用いた射出成形品から構成され、特定の方向から負荷される外部荷重Ｐのエネルギーを吸収するエネルギー吸収体として構成されている。エネルギー吸収体１は、外部荷重Ｐの負荷部２から、それとは反対側の固定部３まで貫通して延びる複数のリブを有している。本実施態様では、これら複数のリブとして、外部荷重Ｐが負荷される前記特定の方向における外部荷重負荷領域の中心の外部荷重Ｐの負荷部２から固定部３への仮想軌跡として表される外部荷重中心線Ｃに沿って外部荷重Ｐの負荷部２から固定部３まで延びる中央リブ４と、外部荷重中心線Ｃに対して、外部荷重Ｐの負荷部２側では該外部荷重中心線Ｃに近づき、固定部３側では該外部荷重中心線Ｃから離れる方向に傾斜し、かつ、該外部荷重中心線Ｃの両側に位置する左右一対の傾斜リブ５ａ、５ｂを有している。傾斜リブ５ａ、５ｂは、外部荷重中心線Ｃに対して、線対称に配置されている。さらに本実施態様では、上記外部荷重中心線Ｃを含む面内において該外部荷重中心線Ｃと交差する方向(とくに本実施態様では、直交する方向)に延びる複数の補強リブ６が設けられている。なお、図１（Ａ）において、７は、中央リブ４、傾斜リブ５ａ、５ｂ、補強リブ６が立設された板体の外周に配設された輪郭壁を示している。
【００１７】
上記傾斜リブ５ａ、５ｂは、外部荷重中心線Ｃに対する傾斜角度θが０°＜θ＜４５°の範囲に入るように設置されており、好ましくは、０°＜θ≦３０°の範囲に入るように、さらに好ましくは０°＜θ≦１５°の範囲に入るように、とくに好ましくは５°≦θ≦１５°の範囲に入るように設置されている。
【００１８】
このように構成されたエネルギー吸収体１においては、外部荷重中心線Ｃの両側に対称に特定の方向に傾斜された傾斜リブ５ａ、５ｂが配置されているので、外部荷重Ｐの負荷部２側から外部荷重Ｐが負荷されると、傾斜リブ５ａ、５ｂは、外部荷重Ｐの負荷部２側の先端部同士が互いに近づく方向に変形しようとするが、傾斜リブ５ａ、５ｂの先端部設置部同士が互いに変形を抑制ずるように作用し合うので、傾斜リブ５ａ、５ｂ自体には座屈が極めて起こりにくい状態となって、傾斜リブ５ａ、５ｂの座屈が防止される。図１（Ｂ）に示すように、傾斜リブ５ａ、５ｂの座屈が防止される結果、該リブ５ａ、５ｂによるエネルギー吸収体１のリブ設置部の補強効果が維持され、補強効果が一気に低下されることが防止されて、この部分においてはエネルギー吸収体１の構成材料である熱可塑性樹脂に逐次破壊現象または逐次変形現象を生じさせることが可能になる(例えば、図１（Ｂ）に示すように、エネルギー吸収体１の外部荷重Ｐの負荷部２側部分に、圧縮方向に逐次破壊現象が生じる)。この逐次破壊現象または逐次変形現象の発生により、エネルギー吸収体１自体の構成材料に最も効率よくエネルギー吸収性能を発現させることが可能になり、エネルギー吸収体１全体のエネルギー吸収性能が高く保たれる。つまり、傾斜リブ５ａ、５ｂは、図３（Ｂ）に示したような横倒れ状態にはならず、傾斜リブ５ａ、５ｂ自体には座屈が極めて起こりにくい状態となって、エネルギー吸収体１のエネルギー吸収性能が高く保たれる。
【００１９】
このようなエネルギー吸収体１は、例えば図２に示すような片面開放形の箱形形状に形成されたエネルギー吸収体１１に構成することができる。また、図２に示すような片面開放形の箱形の開放面に板体を設けたり、片面開放形の箱形の開放面側同士を接合したりすることにより、両面閉塞形の箱形形状に構成することも可能である。
【００２０】
なお、上記実施態様では、傾斜リブ５ａ、５ｂに加えて、中央リブ４や補強リブ６、輪郭壁７を設けたが、これらは必要に応じて省略することも可能である。また、外部荷重中心線Ｃの両側に設けられる傾斜リブ５ａ、５ｂは、左右一対の形態に限定されず、複数対設けることも可能である。
【００２１】
また、本発明に係るエネルギー吸収体を構成する熱可塑性樹脂としては、射出樹脂材料の中でもとくに、変形することでエネルギーを吸収できる、高い伸びを有する熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。本発明に係るエネルギー吸収体に使用可能な熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ） 、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ） 、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ） 、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、スチレン系樹脂の他や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチレンメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ＰＰＥ、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、変性ＰＳＵ、ポリエーテルスルホン、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ） 、ポリアリレート（ＰＡＲ） 、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、更にポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系等の熱可塑エラストマー等が挙げられ、これらの共重合体、変性体、および２種類以上ブレンドした樹脂などであってもよい。とりわけ、高伸度の観点からはＰＣ樹脂やＡＢＳ樹脂およびそれらのブレンド材が、高強度の観点からはポリアミド樹脂およびそれらのブレンド材がより好ましく用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明に係るエネルギー吸収体は、エネルギーの吸収が要求されるあらゆる用途に適用でき、とくに射出成型品であることから、大量にかつ容易に、しかも安価に製造できることが求められる用途に好適である。
【符号の説明】
【００２３】
１、１１  エネルギー吸収体
２  外部荷重の負荷部
３  固定部
４  中央リブ
５ａ、５ｂ  傾斜リブ
６  補強リブ
７  輪郭壁
Ｃ  外部荷重中心線
Ｐ  外部荷重
θ  傾斜角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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