(57)【要約】【課題】軽量かつ衝撃吸収特性を自由に設計することが容易な樹脂製衝撃吸収部材を提供することを主目的とする。【解決手段】厚みが略一定の衝撃吸収性基材から構成された衝撃吸収部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、上記衝撃吸収性基材が衝撃吸収方向において圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなる樹脂製衝撃吸収部材を提供することにより上記課題を解決する。【選択図】図１
2015175430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが略一定の衝撃吸収性基材から構成された衝撃吸収部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、
前記衝撃吸収性基材は、衝撃吸収方向において圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることを特徴とする樹脂製衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記衝撃吸収性基材において、前記複数の熱可塑性樹脂基材が衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の樹脂製衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記複数の熱可塑性樹脂基材が、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含有する繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の樹脂製衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記複数の熱可塑性樹脂基材が、上記強化繊維の体積含有率が互いに異なることにより、圧縮強度が異なることを特徴とする、請求項３に記載の樹脂製衝撃吸収部材。
【請求項５】
前記衝撃吸収性基材は、隣接する熱可塑性樹脂基材がその境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合されていることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の樹脂製衝撃吸収部材。
【請求項６】
前記衝撃吸収部が中空構造を有する筒状であることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の樹脂製衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂材料からなる樹脂製衝撃吸収部材に関するものであり、より詳しくは熱可塑性樹脂が用いられた樹脂製衝撃吸収部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等においては衝突時に車両に加わる衝撃が車両骨格や運転者に直接的に伝わることを防止するために衝撃吸収部材が使用されることが一般的である。例えば、乗用車においては、車両前方及び車両後方のバンパー内部において衝撃吸収部材が用いられている。このような衝撃吸収部材としては、従来、金属材料によって構成された金属製衝撃吸収部材が用いられていた。金属製衝撃吸収部材の構造としては、例えば、鋼材をプレス成型し、スポット溶接などにより箱形状に形成され、座屈起点となる凹部を設けた構造を有するものが一般的であった（例えば、特許文献１）。また、軽量化の観点から鋼材に代わりアルミニウムの押し出し材を用いて箱形を形成し、後加工で座屈起点となる凹部を設け、さらに溶接によって他部品との取り付け部を設けた構造を有するものも知られている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
近年、電気自動車等の開発の進行に伴い、燃費向上等を目的として車両構造に対しても軽量化が望まれており、衝撃吸収部材についても更なる軽量化が望まれている。しかしながら、衝撃吸収部材を金属材料から構成する場合、現実的には軽量化できる程度にも限界があり、更なる軽量化を達成することは困難であるという問題点が指摘されていた。
【０００４】
このような金属製衝撃吸収部材の問題点に鑑み、樹脂材料から構成された樹脂製衝撃吸収部材の検討が進められている（例えば、特許文献３）。樹脂製衝撃吸収部材は、従来の金属材料に代えて軽い樹脂材料が用いられているため、樹脂製衝撃吸収部材の大幅な軽量化を図ることができるという利点を有するものであり、車両構造の更なる軽量化を図る手段として期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１７５４５２号公報
【特許文献２】特開２００５−００１４６２号公報
【特許文献３】特開２００５−２４７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記樹脂製衝撃吸収部材は単一の樹脂材料からなるため、衝撃吸収時に突発的な荷重が発生したり、当初の設計通りの衝撃吸収性能を得られないなどのおそれがあった。また、エアバッグの作動センサーとして少なくとも２水準の衝突速度に対応して衝撃を吸収しなければならないという機能を果たせないなど、金属製衝撃吸収部材に比べて衝撃吸収特性が不十分になってしまう傾向があるため、衝撃吸収部材の用途等によっては、樹脂製衝撃吸収部材では目的とする衝撃吸収特性を達成できないという問題点が指摘されていた。
【０００７】
このような問題点を解決するために、樹脂製衝撃吸収部材において衝撃が加わる先端部の強度よりも、後端部の強度を強くすることにより樹脂製衝撃吸収部材の衝撃吸収特性を最適化する方法が検討されている。具体的な方法としては、例えば、衝撃が加わる先端部よりも後端部の厚みを大きくするという方法が検討されている。しかしながら、このような厚みを変化させる態様では、（１）大きな衝撃や斜め方向からの衝撃が加わった場合、厚みの境界が破壊の起点となってしまい十分な衝撃吸収特性を発揮できない、（２）衝撃を受ける先端部近傍の厚みが薄くなるため、周辺部品との取り付け部が脆弱になる、（３）樹脂製衝撃吸収部材はプレス成形法によって製造されることが一般的であるところ、吸収するエネルギー量の変化に対応するために厚みの境界を変更したり、或いは全体の厚みを変える場合には、その都度プレス成型用金型を変更する必要があり、樹脂製衝撃吸収部材の簡便な設計変更と製作が困難である、（４）樹脂材料として繊維が混入された繊維強化樹脂材料を用いて大幅な流動成形をした場合、プレス成型時に繊維配向が発生し、設計通りの性能が得られない等の問題があった。
【０００８】
本発明は、このような各問題点に鑑みてなされたものであり、樹脂材料から構成され、軽量かつ衝撃吸収特性を自由に設計することが容易な樹脂製衝撃吸収部材を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、厚みが略一定の衝撃吸収性基材から構成された衝撃吸収部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、上記衝撃吸収性基材が衝撃吸収方向において圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることを特徴とする樹脂製衝撃吸収部材を提供する。
【００１０】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材によれば、上記衝撃吸収性基材の厚みが略一定であることにより、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に衝撃が加わった際に、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、上記衝撃吸収性基材において圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材の境界が破壊の起点になることを防止できる。このため、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に加わる衝撃の程度や衝撃が加わる方向等に関わらず優れた衝撃吸収性能を発揮できる。
また、本発明においては、上記衝撃吸収性基材が圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることにより、衝撃吸収性基材の厚みを変化させることなく、衝撃吸収部に圧縮強度の異なる領域を形成することができる。このため、例えば、プレス金型を変更することなく熱可塑性樹脂基材の境界の位置を調整することができ、衝撃吸収性能の自由な設計・制御が可能になる。
【００１１】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記衝撃吸収性基材において上記複数の熱可塑性樹脂基材が、衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順に配置されていることが好ましい。これにより、衝撃吸収部の破壊が進むにつれて衝撃吸収部の衝撃強度を強くすることができるため、衝撃吸収部に荷重が加わった際に、圧縮強度の低い先端部から徐々に破壊が始まり、逐次圧縮強度の高い側へ破壊部位が伝播させることができるからである。また、複数の圧縮荷重に対応して圧縮強度の異なる部分が圧縮破壊されるようにできるため、外部衝撃によって衝撃吸収部が完全に崩壊してしまうことを効果的に抑制することができるからである。さらに圧縮荷重の際に、ほぼ一定の衝撃吸収性能を保った状態で連続的に衝撃を吸収することが可能となるからである。
【００１２】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記複数の熱可塑性樹脂基材が、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含有する繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなることが好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂複合材料が用いられることにより、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の更なる軽量化を図り、また製造コストを抑えることができるからである。このような繊維強化熱可塑性樹脂複合材料が用いられる場合、上記複数の熱可塑性樹脂基材は、上記強化繊維の体積含有率が互いに異なることにより圧縮強度が異なっていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記衝撃吸収性基材は、隣接する熱可塑性樹脂基材が、その境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合されていることが好ましい。このような態様で隣接する熱可塑性樹脂基材が結合されていることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に衝撃吸収方向へ衝撃が加わった際に、熱可塑性樹脂基材の境界が破壊の起点となることをさらに抑制できるからである。
【００１４】
さらに、本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記衝撃吸収部が中空構造を有する筒状であることが好ましい。これにより、軽量でありながら、衝撃吸収時の破壊が樹脂製衝撃吸収部材の全周にわたって全ての部位で発生させることができるため、継続的に安定した破壊が進行することで大きな衝撃を吸収することが可能となり、樹脂製衝撃吸収部材の部材重量当たりの衝撃吸収効率が良くなるからである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、軽量かつ衝撃吸収特性を自由に設計することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の樹脂製衝撃吸収部材の一例を示す概略図である。
【図２】本発明における熱可塑性樹脂基材の結合態様の一例を示す概略図である。
【図３】本発明における衝撃吸収性基材において熱可塑性樹脂基材が配置されている態様の一例を示す概略図である。
【図４】本発明における熱可塑性樹脂基材の結合態様の他の例を示す概略図である。
【図５】本発明における衝撃吸収部が板状である場合の一例を示す概略図である。
【図６】本発明における衝撃吸収部が筒状である場合の一例を示す概略図である。
【図７】本発明の樹脂製衝撃吸収部材の他の例を示す概略図である。
【図８】本発明の樹脂製衝撃吸収部材の他の例を示す概略図である。
【図９】実施例の樹脂製衝撃吸収部材における衝撃吸収部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の樹脂製衝撃吸収部材について説明する。
上述したように本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、厚みが略一定の衝撃吸収性基材から構成された衝撃吸収部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、上記衝撃吸収性基材が衝撃吸収方向において圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることを特徴とするものである。
【００１８】
ここで、本発明における「衝撃吸収方向」とは、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に対して外部から衝撃が入力した際に、衝撃吸収部が衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧壊される方向を意味するものである。本発明の樹脂製衝撃吸収部材における上記衝撃吸収部が中空構造を有する筒状である場合、当該衝撃吸収方向は、通常、当該中空構造の軸方向に対して平行方向となる。
【００１９】
このような本発明の樹脂製衝撃吸収部材について図を参照しながら説明する。図１は本発明の樹脂製衝撃吸収部材の一例を示す概略図である。また、図１（ｂ）は、同図（ａ）のＹ−Ｙ′線矢視断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に例示するように本発明の樹脂製衝撃吸収部材１０は、厚みが略一定の衝撃吸収性基材１１から構成された衝撃吸収部１２を備えるものであって、上記衝撃吸収性基材１１は、衝撃吸収方向Ｘにおいて圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材１１ａ及び１１ｂが結合されてなることを特徴とするものである。ここで、図１における熱可塑性樹脂基材１１ａ、１１ｂは、互いに圧縮強度が異なるものである（以下、本明細書において同じ）。
【００２０】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材によれば、上記衝撃吸収性基材の厚みが略一定であることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、上記衝撃吸収性基材において圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材の境界が破壊の起点になることを防止できる。このため、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に加わる衝撃の程度等に関わらず優れた衝撃吸収性能を発揮できる。また、本発明においては上記衝撃吸収性基材が、圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることにより、衝撃吸収性基材の厚みを変化させることなく、衝撃吸収部に圧縮強度の異なる領域を形成することができる。このため、例えば、プレス金型を変更することなく境界の位置を調整することができ、衝撃吸収性能の自由な設計・制御が可能になる。さらに、本発明においては上記衝撃吸収性基材が熱可塑性樹脂基材からなることにより、金属製の樹脂製衝撃吸収部材と比較して著しく軽量化を図ることができる。このようなことから、本発明によれば、軽量かつ衝撃吸収特性を自由に設計することができる樹脂製衝撃吸収部材を得ることができる。
【００２１】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、上述した特徴を有する衝撃吸収部を備えるものである。以下、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に用いられる各構成について順に説明する。
【００２２】
１  衝撃吸収部
まず、本発明における衝撃吸収部について説明する。本発明における衝撃吸収部は衝撃吸収性基材から構成されたものである。
【００２３】
（１）衝撃吸収性基材
本発明における衝撃吸収性基材は、厚みが略一定であり、かつ衝撃吸収方向において圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなることを特徴とするものである。
本発明において「衝撃吸収性基材の厚みが略一定」であるとは、衝撃吸収性基材を構成する複数の熱可塑性樹脂基材の平均厚みが略一定であることを意味するものである。このように各熱可塑性樹脂基材の平均厚みが略一定であることにより、本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、衝撃吸収部に外部から衝撃が加わった際に、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、熱可塑性樹脂基材の境界部分が破壊の起点となることを抑制することができ、さらに周辺部品との取り付けが容易になるのである。
【００２４】
また、上記「熱可塑性樹脂基材の厚みが略一定」とは、各熱可塑性樹脂基材の厚みが完全に同一であることを意味するものではなく、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に外部から衝撃が加わった際に、各熱可塑性樹脂基材の厚みの違いに起因して、熱可塑性樹脂基材同士の境界が破壊の起点にならない程度に、各熱可塑性樹脂基材の平均厚みが近接していることを意味するものである。
【００２５】
より具体的には、本発明に用いられる各熱可塑性樹脂基材の平均厚みの差は、±１０％以下であることが好ましく、±５％以下であることがより好ましい。各熱可塑性樹脂基材の平均厚みの差がこのような範囲内であることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に外部から衝撃が加わった際に、各熱可塑性樹脂基材の平均厚みの違いに起因して熱可塑性樹脂基材同士の境界が破壊の起点になってしまうことを抑制できるからである。ここで、各熱可塑性樹脂基材の平均厚みは、例えば、各熱可塑性樹脂基材の衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって前半部、中間部、後半部の３点の厚みをノギス、マイクロメーター等を用いて測定し、その平均値を求めることにより求めることができる。
【００２６】
本発明に用いられる各熱可塑性樹脂基材の平均厚みは、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて所望の衝撃吸収特性を実現できる範囲内で適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではないが、通常、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、２ｍｍ〜８ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
【００２７】
本発明における衝撃吸収性基材は、圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなるものであるところ、各熱可塑性樹脂基材の圧縮強度は衝撃吸収部に所望の衝撃吸収特性を付与できる範囲内であれば特に限定されるものではなく、設計的に適宜調整することができるものである。ここで、上記熱可塑性樹脂基材の圧縮強度は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ７０７６に記載された方法によって測定することができる。
【００２８】
上記衝撃吸収性基材において圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されている態様としては、隣接する熱可塑性樹脂基材を所望の強度以上で結合できる態様であれば特に限定されるものではない。本発明に用いられる結合態様としては、例えば、隣接する熱可塑性樹脂基材の端面同士が結合された態様（結合態様ｉ）、隣接する熱可塑性樹脂基材の端部が一部重ね合されるように結合された態様（結合態様ｉｉ）、さらには、隣接する熱可塑性樹脂基材がその境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合された態様（結合態様ｉｉｉ）等を挙げることができる。これらの各態様について図を参照しながら説明する。図２は、上記各結合態様の一例を示す概略図である。図２に例示するように、本発明において熱可塑性樹脂基材が結合されている態様としては、図２（ａ）に例示するような熱可塑性樹脂基材１１ａ及び１１ｂの端面同士が結合された態様（結合態様ｉ）であってもよく、図２（ｂ）、（ｃ）に例示するような熱可塑性樹脂基材１１ａ及び１１ｂの端部が一部重ね合されるように結合された態様（結合態様ｉｉ）であってもよく、または図２（ｄ）、（ｅ）に例示するように熱可塑性樹脂基材１１ａ、１１ｂがその境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合された態様（結合態様ｉｉｉ）であってもよい。
【００２９】
本発明においては、上述した各結合態様のいずれであっても好適に用いることができるが、なかでも結合態様ｉｉｉが用いられることが好ましい。結合態様ｉｉｉによって隣接する熱可塑性樹脂基材が結合されていることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に衝撃吸収方向から衝撃が加わった際に、熱可塑性樹脂基材の境界部位が破壊の起点となることを更に抑制できるからである。
【００３０】
なお、上記各結合態様を実施する方法については、結合態様ｉは、例えば、圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材２種を準備し、この２種の熱可塑性樹脂基材をあらかじめ設計した金型内の所定の位置に端部が接する様に投入してプレス成形する方法を挙げることができる。結合態様ｉｉは、例えば、圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材２種を準備し、各熱可塑性樹脂基材の端面に段差を形成した後、あらかじめ設計した金型内の所定の位置に端面の段差を重ね合わせるように投入してプレス成形する方法を挙げることができる。また、結合態様ｉｉｉは、例えば、圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材２種を準備し、この２種の熱可塑性樹脂基材をあらかじめ設計した金型内の所定の位置に端部が重なる様に投入し、プレス成形時に重なり部分が流動させることで２種の熱可塑性樹脂基材を結合する方法を挙げることができる。また、いずれの態様の場合も圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材をあらかじめ別々に成形した後に、振動溶着、超音波溶着などの熱溶着や、接着剤、ボルト・ナット等の機械締結方法によって当該面を結合することもできる。
【００３１】
本発明における衝撃吸収性基材は圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が衝撃吸収方向に結合されてなるが、衝撃吸収方向に複数の熱可塑性樹脂基材が配置される態様としては、本発明における衝撃吸収部に所望の衝撃吸収特性を付与できる態様であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては衝撃吸収方向に沿って圧縮強度が高くなる順に配置されている態様が好ましい。このような態様で圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が配置されていることにより、衝撃吸収部の破壊が進むにつれて衝撃吸収部の衝撃強度を強くすることができるため、外部衝撃によって衝撃吸収部が完全に崩壊してしまうことを効果的に抑制することができるからである。ここで、「衝撃吸収方向に沿って圧縮強度が高くなる順」とは、衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順である。
【００３２】
このような熱可塑性樹脂基材の配置態様について図を参照しながら説明する。図３は、本発明における衝撃吸収性基材において、圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材が、衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順に配置されている場合の一例を示す概略図である。図３に例示するように、本発明における衝撃吸収性基材１１においては、衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順に各熱可塑性樹脂基材１１ａ、１１ｂ、１１ｃが配置されていることが好ましい。なお、図３における熱可塑性樹脂基材１１ａ、１１ｂ、１１ｃはこの順で圧縮強度が高くなるものとする。
なお、本発明における衝撃吸収性基材を構成する熱可塑性樹脂基材の種類は２以上であれば特に限定されるものではなく、衝撃吸収部に付与する衝撃吸収特性に応じて、適宜種類を選択することができる。
【００３３】
本発明における衝撃吸収性基材において、熱可塑性樹脂基材同士の境界方向は衝撃吸収方向と平行方向以外の方向であればいずれの方向であってもよいが、衝撃吸収方向に対して略垂直方向であることが好ましい。これにより、衝撃吸収時の破壊が全周に同等に伝わり、全ての部位で継続的に安定した破壊が持続して大きな衝撃を吸収することができるからである。また、樹脂製衝撃吸収部材の部材重量当たりの衝撃吸収効率がよくなるからである。
ここで、熱可塑性樹脂基材同士の境界方向が、衝撃吸収部の衝撃吸収方向に対して略垂直方向であるとは、図４に例示するように、衝撃吸収性基材１１において熱可塑性樹脂基材１１ａ、１１ｂの境界の方向Ｚ―Ｚ‘が、衝撃吸収方向Ｘに対して略垂直であることを意味する。
【００３４】
（２）熱可塑性樹脂基材
次に、本発明に用いられる衝撃吸収性基材を構成する熱可塑性樹脂基材について説明する。本発明に用いられる熱可塑性樹脂基材は、少なくとも熱可塑性樹脂を含有するものである。
【００３５】
ア  熱可塑性樹脂
上記熱可塑性樹脂基材に用いられる熱可塑性樹脂としては、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて、衝撃吸収部に所望の衝撃吸収特性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、通常、軟化点が１８０℃〜３５０℃の範囲内のものが用いられるが、これに限定されるものではない。
【００３６】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、熱可塑性ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂（ポリオキシメチレン樹脂）、ポリカーボネート樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、熱可塑性ポリベンゾイミダゾール樹脂等を挙げることができる。
【００３７】
上記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等を挙げることができる。上記ポリスチレン樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）等を挙げることができる。上記ポリアミド樹脂としては、例えば、ポリアミド６樹脂（ナイロン６）、ポリアミド１１樹脂（ナイロン１１）、ポリアミド１２樹脂（ナイロン１２）、ポリアミド４６樹脂（ナイロン４６）、ポリアミド６６樹脂（ナイロン６６）、ポリアミド６１０樹脂（ナイロン６１０）等を挙げることができる。上記ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリエステル等を挙げることができる。上記（メタ）アクリル樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレートを挙げることができる。上記変性ポリフェニレンエーテル樹脂としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル等を挙げることができる。上記熱可塑性ポリイミド樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等を挙げることができる。上記ポリスルホン樹脂としては、例えば、変性ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等を挙げることができる。上記ポリエーテルケトン樹脂としては、例えば、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂を挙げることができる。上記フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。
【００３８】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂は１種類のみであってもよく、２種類以上であってもよい。本発明において２種類以上の熱可塑性樹脂を併用する態様としては、例えば、相互に軟化点又は融点が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様や、相互に平均分子量が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様等を挙げることができるが、この限りではない。
【００３９】
イ  繊維強化熱可塑性樹脂複合材料
本発明に用いられる熱可塑性樹脂基材は、熱可塑性樹脂に任意の補強材が用いられたものであってもよい。補強材を含有する熱可塑性樹脂材料の例としては、例えば、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含有する繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を挙げることができる。本発明においては、熱可塑性樹脂基材を構成する材料として、このような繊維強化熱可塑性樹脂材料が用いられることが好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂複合材料は軽量でありながら優れた強度と衝撃吸収性能を備えるため、少ない材料量で所望の強度を達成することができ、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の更なる軽量化を図ることができるからである。
以下、このような繊維強化熱可塑性樹脂複合材料について詳細に説明する。
【００４０】
（ア）強化繊維
（強化繊維の種類）
上記繊維強化熱可塑性樹脂複合材料に用いられる強化繊維の種類は、熱可塑性樹脂の種類や衝撃吸収部に付与する衝撃吸収特性の程度に応じて適宜選択することができるものであり特に限定されるものではない。このため、本発明に用いられる強化繊維としては、無機繊維又は有機繊維のいずれであっても好適に用いることができる。
【００４１】
上記無機繊維としては、例えば、炭素繊維、活性炭繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、タングステンカーバイド繊維、シリコンカーバイド繊維（炭化ケイ素繊維）、セラミックス繊維、アルミナ繊維、天然繊維、玄武岩などの鉱物繊維、ボロン繊維、窒化ホウ素繊維、炭化ホウ素繊維、及び金属繊維等を挙げることができる。上記金属繊維としては、例えば、アルミニウム繊維、銅繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維、スチール繊維を挙げることができる。上記ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｔガラス、石英ガラス繊維、ホウケイ酸ガラス繊維等からなるものを挙げることができる。上記有機繊維としては、例えば、ポリベンザゾール、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート等の樹脂材料からなる繊維を挙げることができる。
【００４２】
本発明においては２種類以上の強化繊維を併用してもよい。この場合、複数種の無機繊維を併用してもよく、複数種の有機繊維を併用してもよく、無機繊維と有機繊維とを併用してもよい。複数種の無機繊維を併用する態様としては、例えば、炭素繊維と金属繊維とを併用する態様、炭素繊維とガラス繊維を併用する態様等を挙げることができる。一方、複数種の有機繊維を併用する態様としては、例えば、アラミド繊維と他の有機材料からなる繊維とを併用する態様等を挙げることができる。さらに、無機繊維と有機繊維を併用する態様としては、例えば、炭素繊維とアラミド繊維とを併用する態様を挙げることができる。
【００４３】
本発明に用いられる強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミックス繊維、ポリベンザゾール繊維およびアラミド繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましく、中でも炭素繊維であることが好ましい。炭素繊維を用いることにより、軽量で高い強度や剛性を確保できるため、例えば、本発明の樹脂製衝撃吸収部材を自動車に適用した場合に、燃費向上や走行性能を向上できるという利点があるからである。
【００４４】
上記炭素繊維としては、一般的にポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、石油・石炭ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維、気相成長系炭素繊維などが知られているが、本発明においてはこれらのいずれの炭素繊維であっても好適に用いることができる。
本発明に用いられる強化繊維は、表面にサイジング剤が付着しているものであってもよい。サイジング剤が付着している強化繊維を用いる場合、当該サイジング剤の種類は、強化繊維及び熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択することができるものであり、特に限定されるものではない。
【００４５】
（強化繊維の繊維長）
本発明に用いられる強化繊維の繊維長は、強化繊維の種類や熱可塑性樹脂の種類等に応じて熱可塑性樹脂基材に所望の圧縮強度を付与できるよう適宜決定することができるものであれば特に限定されるものではない。したがって、本発明においては目的に応じて連続繊維を用いてもよく、不連続繊維を用いてもよい。不連続繊維を用いる場合、平均繊維長は、通常、１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であることが好ましく、さらには５ｍｍ〜７５ｍｍの範囲内であることがより好ましく、さらには１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内であることが特に好ましい。
【００４６】
本発明において強化繊維として不連続繊維を用いる場合は、繊維長が互いに異なる強化繊維を併用してもよい。換言すると、本発明に用いられる強化繊維は、平均繊維長に単一のピークを有するものであってもよく、あるいは複数のピークを有するものであってもよい。ここで、強化繊維の平均繊維長（Ｌａ）は、例えば、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料から無作為に抽出した１００本の繊維の繊維長（Ｌｉ）を、ノギス等を用いて１ｍｍ単位まで測定し、下記式に基づいて求めることができる。繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からの強化繊維の抽出は、例えば、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料に対し、５００℃×１時間程度の加熱処理を施し、炉内にて樹脂を除去することによって行うことができる。
Ｌａ＝ΣＬｉ／１００
【００４７】
（強化繊維の繊維径）
本発明に用いられる強化繊維の繊維径は、強化繊維の種類に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。例えば、強化繊維として炭素繊維が用いられる場合、平均繊維径は、通常、３μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましく、４μｍ〜１２μｍの範囲内であることがより好ましく、５μｍ〜８μｍの範囲内であることがさらに好ましい。
一方、強化繊維としてガラス繊維を用いる場合、平均繊維径は、通常、３μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。ここで、上記平均繊維径は、強化繊維の単糸の直径を指すものとする。したがって、強化繊維が繊維束状である場合は、繊維束の径ではなく、繊維束を構成する強化繊維（単糸）の直径を指すことになる。強化繊維の平均繊維径は、例えば、ＪＩＳ  Ｒ−７６０７に記載された方法によって測定することができる。
【００４８】
（強化繊維の状態）
本発明に用いられる強化繊維は、その種類に関わらず単糸からなる単糸状であってもよく、複数の単糸からなる繊維束状であってもよい。また、本発明に用いられる強化繊維は、単糸状のもののみであってもよく、繊維束状のもののみであってもよく、両者が混在していてもよい。繊維束状の強化繊維を用いる場合、各繊維束を構成する単糸の数は、各繊維束において均一であってもよく、あるいは異なっていてもよい。本発明に用いられる強化繊維が繊維束状である場合、各繊維束を構成する単糸の数は特に限定されるものではないが、通常、１０００本〜１０万本の範囲内とされる。
【００４９】
一般的に、炭素繊維は、数千〜数万本のフィラメントが集合した繊維束状となっている。上記強化繊維として炭素繊維を用いる場合に、炭素繊維をこの繊維束状のまま使用すると、繊維束の交絡部が局部的に厚くなり薄肉の繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を得ることが困難になる場合がある。このため、強化繊維として炭素繊維を用いる場合は、繊維束を拡幅したり、又は開繊したりして使用するのが好ましい。
【００５０】
炭素繊維束を開繊して用いる場合、開繊後の炭素繊維束の開繊程度は特に限定されるものではないが、繊維束の開繊程度を制御し、特定本数以上の炭素繊維からなる炭素繊維束と、それ未満の炭素繊維（単糸）又は炭素繊維束を含むことが好ましい。この場合、具体的には、下記式（１）で定義される臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束（Ａ）と、それ以外の開繊された炭素繊維、すなわち単糸の状態または臨界単糸数未満で構成される繊維束とからなることが好ましい。
臨界単糸数＝６００／Ｄ  （１）
（ここでＤは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である）
【００５１】
さらに、本発明においては、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料中の炭素繊維全量に対する炭素繊維束（Ａ）の割合が０Ｖｏｌ％超９９Ｖｏｌ％未満であることが好ましく、２０Ｖｏｌ％以上９９Ｖｏｌ未満であることがより好ましく、３０Ｖｏｌ％以上９５Ｖｏｌ％未満であることがさらに好ましく、５０Ｖｏｌ％以上９０Ｖｏｌ％未満であることが最も好ましい。このように特定本数以上の炭素繊維からなる炭素繊維束と、それ以外の開繊された炭素繊維又は炭素繊維束を特定の比率で共存させることで、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料中の炭素繊維の存在量、すなわち繊維体積含有率（Ｖｆ）を高めることが可能となるからである。
【００５２】
炭素繊維の開繊程度は、繊維束の開繊条件を調整することにより目的の範囲内とすることができる。例えば、繊維束に空気を吹き付けて繊維束を開繊する場合は、繊維束に吹き付ける空気の圧力等をコントロールすることにより開繊程度を調整することができる。この場合、空気の圧力を強くすることにより、開繊程度が高く（各繊維束を構成する単糸数が少なく）なり、空気の圧力を弱くすることより開繊程度が低く（各繊維束を構成する単糸数が多く）なる傾向がある。
【００５３】
本発明において強化繊維として炭素繊維を用いる場合、炭素繊維束（Ａ）中の平均繊維数（Ｎ）は本発明の目的を損なわない範囲で適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。
炭素繊維の場合、上記Ｎは通常１＜Ｎ＜１２０００の範囲内でとされるが、下記式（２）を満たすことがより好ましい。
０．６×１０４／Ｄ２＜Ｎ＜６×１０５／Ｄ２  （２）
（ここでＤは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である）
【００５４】
（イ）熱可塑性樹脂
本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、上述したものの中から適宜、１種類又は２種類以上を選択して用いることができる。
【００５５】
（ウ）繊維強化熱可塑性樹脂複合材料
繊維強化熱可塑性樹脂複合材料中における強化繊維の存在状態は、熱可塑性樹脂基材の圧縮強度を所望の範囲内にできる状態であれば特に限定されるものではなく、強化繊維の繊維長等に応じて適宜決定することができる。強化繊維の存在状態としては、例えば、強化繊維が不連続繊維である場合は、ランダム配向、一方向配向、又はこれらの組み合わせ等を例示することができる。また、強化繊維が連続繊維である場合には、一方向配向または織物状を例示することができる。
【００５６】
本発明に用いられる繊維強化熱可塑性樹脂複合材料中における熱可塑性樹脂の存在量は、熱可塑性樹脂の種類や強化繊維の種類等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではないが、通常、強化繊維１００質量部に対して３質量部〜１０００質量部の範囲内とされる。
【００５７】
また、上記繊維強化熱可塑性樹脂複合材料における強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）は、
熱可塑性樹脂基材の圧縮強度を所望の程度にできる範囲内であれば特に限定されるものではなく、強化繊維の種類、強化繊維の平均繊維長等に応じて適宜決定することができる。なかでも本発明においては上記強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）の下限は１０％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましく、３０％以上であることがさらに好ましい。一方、上記強化繊維の体積含有率の上限は７０％以下であることが好ましく、６０以下であることがより好ましく、５０％以下であることがさらに好ましい。上記強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）がこのような範囲内であることにより、例えば、圧縮強度の異なる複数の熱可塑性樹脂基材をプレス成形によって結合する場合に、プレス時に適度に繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を流動させることができ、熱可塑性樹脂基材同士を結合することが容易になるという利点があるからである。
【００５８】
上述したように、本発明に用いられる繊維強化熱可塑性樹脂複合材料は少なくとも強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むものであるが、本発明の目的を損なわない範囲内であれば、必要に応じて各種添加剤を含んでもよい。本発明に用いられる各種添加剤としては、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の用途等に応じて、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料に所望の機能又は性質等を付与できるものであれば特に限定されるものではない。このような各種添加剤としては、例えば、溶融粘度低下剤、帯電防止剤、顔料、軟化剤、可塑剤、界面活性剤、導電性粒子、フィラー、カーボンブラック、カップリング剤、発泡剤、滑剤、腐食防止剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、着色防止剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、滴下防止剤、滑剤、蛍光増白剤、蓄光顔料、蛍光染料、流動改質剤、無機および有機の抗菌剤、防虫剤、光触媒系防汚剤、赤外線吸収剤、フォトクロミック剤等を挙げることができる。
【００５９】
ウ  熱可塑性樹脂基材の形態
本発明に用いられる熱可塑性樹脂基材は、単一層からなるものであってもよく、あるいは複数層に積層されることによって構成された積層体であってもよい。熱可塑性樹脂基材が積層体である態様としては、例えば、不連続繊維層と連続繊維層とを積層した様態を挙げることができる。このような態様の具体例としては、不連続繊維層をコア層に連続繊維層をスキン層に積層したサンドイッチ積層体や、不連続繊維層をスキン層に連続繊維層をコア層に積層したサンドイッチ積層体や、連続繊維層を目的にあわせ角度を振りながら積層した積層体を挙げることができる。また、熱可塑性樹脂基材が積層体である別の態様としては、異なる圧縮強度の不連続繊維層を積層した積層体などを挙げることができる。中でも本発明において不連続繊維層と連続繊維層の熱可塑性樹脂基材を積層体とする場合には、不連続繊維層をスキン層に連続繊維層をコア層に積層し、その積層比率を厚み方向でシンメトリーにしたサンドイッチ積層体とすることが好ましい。これにより熱可塑性樹脂基材の反りを防止できるからである。また、連続繊維層をスキン層に用いると、衝撃吸収時に連続繊維が破損してしまい、設計どおりの性能が得られない可能性があるが、連続繊維層をコア層に用いることによりそのような懸念が少なくなるからである。ここで、上記「連続繊維層」とは、強化繊維として連続繊維を含有する熱可塑性樹脂基材を指し、上記「不連続繊維層」とは、強化繊維として不連続繊維を含有する熱可塑性樹脂基材を指す。
【００６０】
エ  複数の熱可塑性樹脂基材が用いられる態様
本発明においては衝撃吸収性基材として圧縮強度が異なる複数の熱可塑性樹脂基材が結合されてなるものが用いられるが、隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度の差は、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に所望の衝撃吸収特性を付与できる範囲内であれば特に限定されるものではない。中でも本発明においては、隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度の差が、５０ＭＰａ〜３５０ＭＰａの範囲内であることがより好ましく、１００ＭＰａ〜２５０ＭＰａの範囲内であることがさらに好ましい。隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度の差が上記範囲内であることにより、衝撃の大きさや衝撃の方向にかかわらず、本発明の樹脂製衝撃吸収部材に衝撃が加わった際に、隣接する熱可塑性樹脂基材の境界が破壊の起点等となることによって衝撃吸収特性が損なわれることを防止できるからである。
【００６１】
各熱可塑性樹脂基材間において圧縮強度が異なる態様としては、厚みが相違する態様以外の態様であれば特に限定されるものではない。このような態様としては、熱可塑性樹脂基材が熱可塑性樹脂のみからなる場合には、例えば、熱可塑性樹脂の種類が異なる態様や、熱可塑性樹脂の平均分子量等が異なる態様を挙げることができる。また、熱可塑性樹脂基材が上述した繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなる場合は、例えば、強化繊維の種類が異なる態様、強化繊維の平均繊維長が異なる態様、強化繊維の配向状態が異なる態様、強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）が異なる態様等を挙げることができる。
また、熱可塑性樹脂基材を構成する材料に関わらず、熱可塑性樹脂基材の積層構造が異なる態様等を挙げることができる。このような態様としては、例えば、単一層からなる熱可塑性樹脂基材と積層構造を有する熱可塑性樹脂基材を組み合わせて用いる態様や、互いに構成が異なる積層構造を有する熱可塑性樹脂基材を組み合わせて用いる態様等を挙げることができる。
さらに本発明においては上述した各態様を複合した態様も用いることができる。このような態様としては、例えば、強化繊維の平均繊維長と強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）が異なる態様や、強化繊維の種類及び積層構造が異なる態様等を挙げることができるが、この限りではない。
【００６２】
熱可塑性樹脂基材が上述した繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなる場合において、強化繊維の配向状態が異なる態様としては、例えば、強化繊維がランダムに配向した熱可塑性樹脂基材と、強化繊維が一方向に配向した熱可塑性樹脂基材とを組わせる態様や、配向の等方性（異方性）の程度が互いに異なる熱可塑性樹脂基材を組わせる態様等を挙げることができる。ここで、後者の態様としては、例えば、熱可塑性樹脂基材の引張弾性率比（Ｅδ）が異なるものを組み合わせる態様を例示できる。なお、上記引張弾性率比（Ｅδ）は、熱可塑性樹脂基材の任意の方向、及びこれと直交する方向を基準とする引張試験を行い、引張弾性率を測定した後、測定した引張弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った比（Ｅδ）を意味する。
また、強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）が異なる態様としては、隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度に所望の程度の差を設けられる範囲内であれば特に限定されないが、中でも本発明においては隣接する熱可塑性樹脂基材における上記Ｖｆの差が１０％以上であることが好ましく、５％〜６０％の範囲内であることが好ましく、１０％〜４０％の範囲内であることがさらに好ましい。
さらに、強化繊維の平均繊維長が異なる態様としては、例えば、隣接する熱可塑性樹脂基材の圧縮強度に所望の程度の差を設けられる範囲内であれば特に限定されないが、中でも本発明においては隣接する熱可塑性樹脂基材における強化繊維の平均繊維長の差が５ｍｍ〜９０ｍｍの範囲内であることが好ましく、１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００６３】
（３）衝撃吸収部
本発明における衝撃吸収部は上記衝撃吸収性基材からなるものである。本発明における衝撃吸収部の形状は、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて所望の衝撃吸収特性を達成できる形状であれば特に限定されるものではない。このため、本発明における衝撃吸収部の形状としては、例えば、衝撃吸収性基材からなる板状であってもよく、あるいは中空構造を有する筒状であってもよい。
【００６４】
これらの衝撃吸収部の形状について図を参照しながら説明する。図５は、本発明における衝撃吸収部が上記板状である場合の例を示す概略図である。図５（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）に例示するように、本発明における衝撃吸収部１２は、衝撃吸収性基材１１からなる板状であってもよい。なお、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、衝撃吸収性基材１１は、互いに圧縮強度が異なる熱可塑性樹脂基材１１ａ、１１ｂからなる。
ここで、上記衝撃吸収部が板状である態様としては、図５（ａ）、（ｂ）に例示するように衝撃吸収性基材が屈曲されている態様であってもよく、図５（ｃ）に例示するように衝撃吸収性基材が曲面状に曲げられている態様であってもよい。さらには、図面での例示は省略するが、衝撃吸収性基材が屈曲又は曲げられていない平板状であってもよい。
図６は、本発明における衝撃吸収部が上記筒状である場合の例を示す概略図である。図６（ａ）、（ｂ）に例示するように、本発明における衝撃吸収部１２は、筒状であってもよい。この場合、図６（ａ）、（ｂ）に例示するように筒状の衝撃吸収部１１の壁部が上記熱可塑性樹脂基材１１ａ、１１ｂからなることになる。
【００６５】
なお、本発明に用いられる衝撃吸収部が筒状である場合、衝撃吸収部の衝撃吸収方向に対して直交する方向の断面形状は特に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形、三角形、四角形等の多角形のいずれの形状としてもよい。当該断面形状が円形である例としては、例えば、図６（ａ）に例示した態様を挙げることができる。また、当該断面形状が多角形の例としては、例えば、図６（ｂ）に例示した態様を挙げることができる。
【００６６】
さらに、本発明に用いられる衝撃吸収部が筒状である態様としては、単一の筒状体からなる態様であってもよく、また複数の筒状体が連結されてなる態様であってもよい。本発明における衝撃吸収部が複数の筒状体が連結した態様である場合について、図を参照しながら説明する。図７はこのような態様の一例を示す概略図である。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明に用いられる衝撃吸収部は、円形の筒状体が複数連結された態様であってもよく、或いは、多角形の筒状体が複数連結された態様であってもよい。
なお、本発明に用いられる衝撃吸収部が複数の筒状体が連結されてなる態様としては、個別に形成された筒状体が事後的に連結された態様であってもよく（例えば、図７（ａ））、或いは、例えば、凹部を有する複数の部品が組み合わされること等により、複数の筒状体が連結された態様であってもよい（例えば、図７（ｂ））。
【００６７】
本発明における衝撃吸収部の形状は、上記板状又は筒状のいずれであっても好適に用いることができるが筒状であることが好ましい。衝撃吸収部が上記筒状であることにより、衝撃吸収時の破壊が衝撃吸収部の全周にわたって全ての部位で発生し、継続的に安定した破壊が持続して大きな衝撃を吸収することができるため、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の部材重量当たりの衝撃吸収効率を向上できるからである。また、筒状である場合の方が、板状である場合よりも衝撃吸収部の剛性を向上させることができ、衝撃が入力する角度によって衝撃吸収特性に差が生じることを防止できるからである。
【００６８】
２  樹脂製衝撃吸収部材
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、少なくとも上記衝撃吸収部を備えるものであるが、必要に応じて他の構成を有してもよいものである。本発明に用いられる他の構成としては、例えば、衝撃吸収部の衝撃吸収方向に対して後端部に接続されるように形成された底部、先端部に接続されるように形成された蓋部、樹脂製衝撃吸収部材の形状剛性を確保するために板状の挿入部材等を挙げることができる。
図８は、上記他の構成として底部と蓋部が用いられる場合の一例を示す概略図である。図８に例示するように、本発明の衝撃吸収部１０は、衝撃吸収部１２の衝撃吸収方向に対して後端部に接続されるように形成された底部１３を有していてもよく、さらに先端部に接続されるように形成された蓋部１４を有していてもよい。
【００６９】
３  樹脂製衝撃吸収部材の製造方法
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、例えば、次のような方法で製造することができる。すなわち、まず、熱可塑性樹脂と強化繊維を予め一体化させた圧縮強度の異なる熱可塑性樹脂基材を２種類を準備し、この２種類の熱可塑性樹脂基材をあらかじめ設計した金型内の所定の位置に投入して凹または凸形状にプレス成形し、プレス成形と同時に２種の熱可塑性樹脂基材を結合する。このようにして得られた衝撃吸収性基材の成形品を、互いの凹部が向き合って閉断面を形成するように振動溶着により締結し筒状の衝撃吸収部を有する樹脂製衝撃吸収部材にする。なお、成形品の締結方法は振動溶着以外に、超音波溶着、接着、リベット、ボルト・ナットなどを用いることも可能である。
【００７０】
４  樹脂製衝撃吸収部材の用途
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、例えば、車両の骨格構造に組み込まれて車両衝突時の衝撃を吸収緩和する衝撃吸収体として用いることができる。特に自動車に装備されるバンパー内部の支持部材や、ピラー、サイドシルの内部に設置される衝撃吸収部材、サイドメンバー、クロスメンバーなどの車体構造体に用いることができる。
【００７１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる態様であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例及び比較例を示すことにより、本発明についてさらに具体的に説明する。
【００７３】
［実施例］
強化繊維として、平均繊維長２０ｍｍにカットした東邦テナックス社製の炭素繊維「テナックス（登録商標）」ＳＴＳ４０−２４ＫＳ（平均繊維径７μｍ）を使用し、熱可塑性樹脂として、ユニチカ社製のナイロン６樹脂Ａ１０３０（破断伸度５０％）を使用して、面内方向に炭素繊維が２次元ランダム配向し、かつ、繊維強化樹脂材料全体に対する繊維体積含有率が２０Ｖｏｌ％と３５Ｖｏｌ％となるように混合し、２８０℃に加熱したプレス装置にて、圧力２．０ＭＰａで５分間加熱圧縮することで平均繊維長は約２０ｍｍ、繊維体積含有率が約２０Ｖｏｌ％の熱可塑性樹脂基材Ａと３５Ｖｏｌ％の熱可塑性樹脂基材Ｂを作製した。熱可塑性樹脂基材Ａ、Ｂの圧縮強度を測定した結果、それぞれ１５０ＭＰａ、３００ＭＰａであった。
【００７４】
得られた熱可塑性樹脂基材Ａ及びＢを２８０℃まで加熱した後、熱可塑性樹脂基材Ａ，Ｂの端部を一部重ね合わせてコールドプレス成形を行うことにより衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって圧縮強度が高くなる順、熱可塑性樹脂基材Ａ、Ｂの順で結合し、両熱可塑性樹脂基材Ａ、Ｂの長さの比が１：４である衝撃吸収性基材の成形品を得た。このとき、熱可塑性樹脂基材Ａの平均厚みは１．６ｍｍであり、熱可塑性樹脂基材Ｂの平均厚みは１．６ｍｍであった。また、熱可塑性樹脂基材Ａ、Ｂはその境界において厚み方向の存在割合が連続的に変化するように結合されていた。なお、成形品の形状は図９（ａ）に示す通りであり、各部の寸法は、ａ＝５０ｍｍ、ｂ＝１００ｍｍ、ｃ＝１２ｍｍ、ｄ＝８０度、ｅ＝１５０ｍｍであった。次いで、この衝撃吸収性基材の成形品のフランジ部を振動溶着することにより、図９（ｂ）に示す、六角形型の衝撃吸収部からなる樹脂製衝撃吸収部材を作製した。
以上のようにて作製した樹脂製衝撃吸収部材を落錐衝撃試験機に、衝撃吸収方向が鉛直となるようにセットし、衝撃吸収方向と同軸方向に５００Ｊの圧縮荷重を付与したところ、初期衝撃荷重は３４．４ｋＮ、衝撃吸収に要した変位は３９．４ｍｍであった。
【００７５】
［比較例１］
実施例１の繊維強化樹脂材料Ｂを２８０℃まで加熱し、コールドプレス成形することにより衝撃吸収性基材の成形品を得た。次いで、当該衝撃吸収性基材の成形品のフランジ部を振動溶着することにより、実施例１と同形状の六角形型の衝撃吸収部からなる樹脂製衝撃吸収部材を作製した。作製した樹脂製衝撃吸収部材を落錐衝撃試験機に、衝撃吸収方向が鉛直となるようにセットし、衝撃吸収方向と同軸方向に５００Ｊの圧縮荷重を付与したところ、初期衝撃荷重は４８．６ｋＮ、衝撃吸収に要した変位は６３．０ｍｍであった。
【００７６】
［比較例２］
Ａ５０５２（アルミニウム）をプレス成形し、さらにフランジ部をスポット溶接することにより、実施例１と同形状で外筒部の厚みが１．５ｍｍ均一の六角形型の衝撃吸収部からなるＡ５０５２（アルミニウム）製衝撃吸収部材を作製した。作製したアルミ製衝撃吸収部材を落錐衝撃試験機に、衝撃吸収方向が鉛直となるようにセットし、衝撃吸収方向と同軸方向に５００Ｊの圧縮荷重を付与したところ、初期衝撃荷重は１０８．３ｋＮ、衝撃吸収に要した変位は１０．９ｍｍであった。
【００７７】
［参考例］
実施例１の繊維強化樹脂材料Ｂを２８０℃まで加熱し、あらかじめ衝撃吸収性基材の厚みが衝撃を受ける先端側から後端側へ向かって１．３ｍｍと１．６ｍｍ、さらに衝撃を受ける先端側から後端側へ向かってその長さの比が１：４になるよう設計された金型に投入し、コールドプレス成形することにより、衝撃吸収性基材の成形品を得た。次いで、当該衝撃吸収性基材の成形品のフランジ部を振動溶着することにより、実施例１と同形状の六角形型の衝撃吸収部からなる樹脂製衝撃吸収部材を作製した。作製した樹脂製衝撃吸収部材を落錐衝撃試験機に、衝撃吸収方向が鉛直となるようにセットし、衝撃吸収方向と同軸方向に５００Ｊの圧縮荷重を付与したところ、初期衝撃荷重は３５．９ｋＮ、衝撃吸収に要した変位は３８．５ｍｍであった。
【００７８】
上記各実施例及び比較例の結果から、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、単一の熱可塑性樹脂基材からなる衝撃吸収性基材が用いられた樹脂製衝撃吸収部材に比べ、初期衝撃荷重を低く抑え、衝撃吸収に要する変位も低く抑えることが可能となることが確認検証された。また、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、圧縮強度を変更するために厚みに変化を持たせた樹脂製衝撃吸収部材（参考例）とほぼ同等の性能を得ることが可能であり、さらに、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、Ａ５０５２（アルミニウム）からなる比較例２の衝撃吸収部材と比較すると重量が約２分の１程度であった。また、比較例２の衝撃吸収部材は最大変位量が小さいものの試験体全体が座屈変形したのに対し、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は先端で発生した破壊が隣接部に波及し、荷重方向に順次破壊が進むことで衝撃を吸収することが可能となるため、熱可塑性樹脂基材同士の重なりが発生しない分、樹脂製衝撃吸収部材の全長を有効に使用することが可能となり、全長を短くすることができること分かった。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、車両等のエネルギー吸収装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０  樹脂製衝撃吸収部材
１１  衝撃吸収性基材
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  熱可塑性樹脂基材
１２  衝撃吸収部
１３  底部
１４  蓋部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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