(57)【要約】【課題】衝撃に対する衝撃吸収特性を向上することができるとともに、より好適な衝撃吸収特性を安定的に得ることができる衝撃吸収部材を提供する。【解決手段】硬質ポリウレタン樹脂発泡体からなる衝撃吸収体の表面全体に、無発泡のポリウレタン樹脂液をスプレーコーティングすることにより被膜を形成し、これを衝撃吸収部材とする。被膜を形成するポリウレタン樹脂のＪＩＳＡ６０２１の規格に基づく引張強さは、５０〜１５０Ｎの範囲内であり、同規格に基づく伸び率は、５０〜１５０％の範囲内であり、かつ、同規格に基づく引き裂き強さは、４１〜１１２３Ｎ／ｍｍの範囲内である。この衝撃吸収部材に対して衝撃が加わったときの圧縮距離−圧縮荷重特性は、圧縮状態の進行大に伴って増大した圧縮荷重が、圧縮状態のさらなる進行に伴ってほぼ一定に維持される好適なものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂発泡体からなる衝撃吸収体の表面に、引張強さが５０〜１５０Ｎの範囲内であり、伸び率が５０〜１５０％の範囲内であり、かつ、引き裂き強さが４１〜１１２３Ｎ／ｍｍの範囲内である合成樹脂を塗布することにより同表面に被膜を形成したことを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記衝撃吸収体の表面全体に前記被膜を形成したことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記合成樹脂発泡体及び被膜は、ポリウレタン樹脂よりなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記衝撃吸収体の表面に溶融状態の合成樹脂液をスプレーコーティングして前記被膜を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材。
【請求項５】
前記衝撃吸収体を溶融状態の合成樹脂液に浸漬することにより前記被膜を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両に装備される衝撃吸収部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような衝撃吸収部材としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。これは、フォーム密度が２５〜９０ｋｇ／ｍ３の硬質ポリウレタン樹脂発泡体に、平均粒径０．５〜１００μｍの粉体が分散含有されたものである。この構成により、衝撃吸収特性の温度依存性が小さい熱硬化性樹脂である硬質ポリウレタン樹脂発泡体からなる衝撃吸収材において、圧縮の進行中に発生する圧縮荷重の降伏点が解消されるとしている。
【０００３】
また、特許文献２に記載されたものは、例えば硬質ウレタン樹脂発泡体からなる硬質発泡体の表面に、例えばポリビニル等の樹脂フィルムからなる被覆部が一体的に設けられたものである。この特許文献２の衝撃吸収部材を製造するには、まず、製品外形状をなす袋状の被覆部を形成し、次に、この被覆部の内側に発泡樹脂材料を流し込む。最後に、この被覆部を断熱材の中に配置した状態で加熱し、被覆部内において発泡樹脂材料を発泡させる。すると、発泡樹脂材料全体が均一に加熱され、いわゆるスキン層が形成されない発泡体が形成される。このことにより、無発泡で硬いスキン層が形成された衝撃吸収部材とは異なり、圧縮荷重の大きさが一時的に過大となることを防止し、圧縮距離−圧縮荷重特性の向上が図られるとしている。
【特許文献１】特開平５−３３１３６４号公報
【特許文献２】特開平６−３１２４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１，２の衝撃吸収材に対し、衝撃が加えられたときには、図６に示すように、圧縮の進行に伴って増大した圧縮荷重が、圧縮のさらなる進行に伴って下降傾向となる場合があった。これは、衝撃が衝撃吸収部材に加わることにより、衝撃が加わった方向に対して直交する方向に衝撃吸収部材が割れて移動してしまい、本来の衝撃吸収特性が発揮されないためであると考えられる。この結果、衝撃吸収部材に対して過大な衝撃が加わったときには、衝撃吸収能力が不足する虞があることが分かった。
【０００５】
その理由としては、上記特許文献１の衝撃吸収部材において以下のことが推察される。すなわち、同衝撃吸収部材は、粉体を配合分散させたポリウレタン発泡体原料を発泡させることによって形成される。このとき、ポリウレタン発泡体原料中に粉体を均一に分散させることは容易でなく、このため、衝撃吸収特性にばらつきが出やすく、製品間における性能の安定性が損なわれる可能性がある。
【０００６】
また、上記特許文献２の衝撃吸収部材においては、予め袋状に形成した被覆部の開口部から同被覆部の内側に発泡樹脂材料を流し込んで発泡成形することにより、硬質発泡体の表面に硬いスキン層を形成しないようにしているだけである。このため、被覆部の機械的な特性は衝撃吸収特性には殆ど寄与しておらず、硬質発泡体自体の衝撃吸収特性が不足することがあると考えられる。
【０００７】
この発明の目的は、衝撃に対する衝撃吸収特性を向上することができるとともに、より好適な衝撃吸収特性を安定的に得ることができる衝撃吸収部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、合成樹脂発泡体からなる衝撃吸収体の表面に、引張強さが５０〜１５０Ｎの範囲内であり、伸び率が５０〜１５０％の範囲内であり、かつ、引き裂き強さが４１〜１１２３Ｎ／ｍｍの範囲内である合成樹脂を塗布することにより同表面に被膜を形成したことを特徴とする。なお、上記「引張強さ」、「伸び率」及び「引き裂き強さ」は、ＪＩＳ  Ａ６０２１による規定によるものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記衝撃吸収体の表面全体に前記被膜を形成したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記合成樹脂発泡体及び被膜は、ポリウレタン樹脂よりなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記衝撃吸収体の表面に溶融状態の合成樹脂液をスプレーコーティングして前記被膜を形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記衝撃吸収体を溶融状態の合成樹脂液に浸漬することにより前記被膜を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、予め成形された衝撃吸収体の表面に合成樹脂を塗布することによって形成されるとともに、好適な引張強さ、延び率及び引き裂き強さを有する合成樹脂の被膜により、衝撃吸収部材に衝撃が加えられたときに衝撃吸収体が保持され、衝撃が加わった方向に直交する方向における衝撃吸収体の割れによる移動が抑制される。従って、衝撃に対する衝撃吸収特性を向上することができる。また、予め発泡成形された衝撃吸収体の表面に合成樹脂を塗布することによって被膜を形成するので、衝撃吸収体及び被膜にばらつきができにくく、衝撃吸収特性にばらつきができにくいので、より好適な衝撃吸収特性を安定的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、この発明を具体化した一実施形態について図１〜図５に従って説明する。
図３及び図４に示すように、衝撃吸収部材１０は、車両におけるダッシュパネル１１とインストルメントパネル１２との間に装備され、例えば車両の正面衝突時において、インストルメントパネル１２に対する搭乗者の脚１３の衝突に伴って脚１３に加わる衝撃を吸収する。なお、図４においては、車両における空間の制約や車装品の配置等により左右の衝撃吸収部材１０の大きさが異なっているが、その構成は同じである。
【００１４】
衝撃吸収部材１０には、図２（ａ），（ｂ）に示すように、ダッシュパネル１１に対する取付面１０ａと、インストルメントパネル１２に対して当接する衝撃受け面１０ｂとが形成されている。この衝撃吸収部材１０には、例えば車両の正面衝突時において、インストルメントパネル１２を介して衝撃受け面１０ｂ側から衝撃が加えられる。
【００１５】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、衝撃吸収部材１０は、合成樹脂発泡体としての硬質ポレウレタン樹脂発泡体からなる衝撃吸収体１４の表面全体に、無発泡の溶融状態のポリウレタン樹脂液をスプレーコーティングすることによる被膜１５を形成したものである。なお、衝撃吸収体１４の表面全体のうち、取付面１０ａを除く表面領域全体に被膜１５を形成してもよい。また、衝撃吸収体１４を、溶融状態のポリウレタン樹脂に浸漬（ディッピング処理）することによってポリウレタン樹脂の被膜１５を形成してもよい。なお、衝撃吸収体１４を、硬質ポリプロピレン樹脂発泡体、硬質フェノール樹脂発泡体、又は、硬質ポリスチレン樹脂発泡体等により形成してもよい。また、被膜１５を、ポリプロピレン樹脂、フェノール樹脂、又は、ポリスチレン樹脂等により形成してもよい。前記被膜１５を形成するポリウレタン樹脂は、ＪＩＳ  Ａ６０２１の規格に基づく引張強さが５０〜１５０Ｎの範囲内であり、同規格に基づく伸び率が５０〜１５０％の範囲内であり、かつ、同規格に基づく引き裂き強さが４１〜１１２３Ｎ／ｍｍの範囲内のものである。
【００１６】
以上のように構成された実施形態においては、予め成形された衝撃吸収体１４の表面に、好適な引張強さ、伸び率及び引き裂き強さを有するポリウレタン樹脂を塗布することによる被膜１５が形成されている。このため、衝撃吸収部材１０の衝撃受け面１０ｂに衝撃が加えられたときに、衝撃吸収体１４の表面に被覆されたポリウレタン樹脂の被膜１５によって衝撃吸収体１４が保持され、衝撃が加わった方向に直交する方向における衝撃吸収体１４の割れによる移動が抑制される。従って、たとえ限られた面積範囲に対して衝撃が加わったとしても、その衝撃によって衝撃吸収体１４が圧縮変形するときの圧縮距離−圧縮荷重特性は、衝撃吸収体１４に対しその全体に衝撃が加わったときの特性に近くなる。すなわち、図１に実線で示すように、圧縮の進行に伴って所定値まで増大した圧縮荷重は、圧縮状態がさらに進行してもほぼ一定の値を維持する。従って、衝撃吸収部材１０の衝撃受け面１０ｂに対して加えられた衝撃に対する衝撃吸収特性を向上することができる。
【００１７】
また、予め成形した衝撃吸収体１４の表面に合成樹脂を塗布することにより被膜１５を形成するので、衝撃吸収体１４及び被膜１５にばらつきがなく、衝撃吸収特性にばらつきができにくいので、より好適な衝撃吸収特性を安定的に得ることができる。
【００１８】
次に、以上のように構成されたこの実施形態の衝撃吸収部材１０の実施例について比較例とともに説明する。
【実施例】
【００１９】
（製造方法）
以下に示す各実施例及び各比較例に共通する衝撃吸収部材１０の製造方法は、次の通りである。
【００２０】
まず、硬質ポリウレタン樹脂発泡体をモールド成形することにより衝撃吸収体１４を製作する。次に、この衝撃吸収体１４の表面全体に、溶融状態のポリウレタン樹脂液をスプレーコーティングし、同ポリウレタン樹脂の被覆層を硬化させ、衝撃吸収体１４の表面全体を覆う被膜１５とする。こうして、硬質ポリウレタン樹脂発泡体からなる衝撃吸収体１４の表面全体が、ポリウレタン樹脂の被膜１５によって被覆された衝撃吸収部材１０を得る。
【００２１】
（衝撃吸収能力の評価）
被膜１５の特性を異ならせた３種類の衝撃吸収部材１０について、その衝撃受け面１０ｂの限られた面積範囲に衝撃を加えたときの衝撃吸収特性を計測する。被膜１５を形成するポリウレタン樹脂のＪＩＳ  Ａ６０２１の規格に基づく引張強さ、伸び率、及び、引き裂き強さを、表１に示すように異ならせる。そして、この３つの異なる特性の被膜１５を有する衝撃吸収部材１０について、図５に示す動的圧縮試験装置２０を用いて、圧縮距離−圧縮荷重特性を測定する。この動的圧縮試験装置２０は、直径が１００ｍｍの球体２１を秒速６．５ｍの速度で衝撃吸収部材１０の衝撃受け面１０ｂに押し付けるものである。ここで、圧縮状態は、球体２１が衝撃吸収部材１０の衝撃受け面１０ｂに当たった位置を基点とする球体２１の図５の左方への移動距離を示す。また、圧縮荷重は、球体２１によって衝撃吸収部材１０を圧縮変形させていくときに、そのときの圧縮位置において衝撃吸収部材１０から受ける弾性反撥力に抗して球体２１を同圧縮位置に保持するために必要な力である。この動的圧縮試験装置２０により、衝撃吸収部材１０の衝撃受け面１０ｂの限られた面積範囲に圧縮力が加えられる。
【００２２】
【表１】
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（評価結果）
上記実施例及び比較例１，２について、上記動的圧縮試験装置２０によりそれぞれの圧縮距離−圧縮荷重特性を測定して評価した結果を表１に示す。
【００２３】
実施例によれば、図１に実線で示すように、圧縮状態の進行に伴って増大した圧縮荷重が、一定の値に維持される好適な衝撃吸収特性が得られた。
従って、硬質ポリウレタン樹脂発泡体からなる衝撃吸収体１４の表面全体に、下記（１）〜（３）の特性を有するポリウレタン樹脂を塗布することにより被膜１５が形成された衝撃吸収部材１０によれば、限られた面積範囲に加わった衝撃に対する衝撃吸収特性が向上することが分かった。
（１）ＪＩＳ  Ａ６０２１の規格に基づく引張強さが５０〜１５０Ｎの範囲内である。
（２）同規格に基づく伸び率が５０〜１５０％の範囲内である。
（３）同規格に基づく引き裂き強さが４１〜１１２３Ｎ／ｍｍの範囲内である。
【００２４】
一方、各比較例１，２においては、図１に破線で示すように、圧縮状態の進行に伴って一旦増大した圧縮荷重が、圧縮状態のさらなる進行に伴って下降する傾向が見られた。すなわち、引張強さが４９Ｎ以下、伸び率が４９％以下、かつ、引き裂き強さが４０Ｎ以下であるポリウレタン樹脂からなる被膜１５を有する比較例１によれば、限られた面積範囲に加わった衝撃に対する衝撃吸収特性が実施例よりも明らかに劣ることが分かった。これは、被膜１５の引張強さ、伸び率及び引き裂き強さが上記（１）〜（３）の範囲よりいずれも小さいと、衝撃が加えられたときに、衝撃吸収体１４が被膜１５によって十分に保持されず、その衝撃が加えられた方向に対する直交方向に衝撃吸収体１４が割れて移動するためであると推察される。
【００２５】
また、引張強さが１５１Ｎ以上、伸び率が５２１％以上、かつ、引き裂き強さが１１２５Ｎ以上であるポリウレタン樹脂からなる被膜１５を有する比較例２によれば、比較例１と同様に、限られた面積範囲に加わった衝撃に対する衝撃吸収特性が実施例よりも明らかに劣ることが分かった。これは、被膜１５の引張強さ、伸び率及び引き裂き強さが上記（１）〜（３）の範囲よりいずれも大きいと、衝撃が加えられたときに、衝撃吸収体１４が被膜１５によって過度に保持され、衝撃吸収体１４の衝撃吸収特性が十分に発揮されなくなるためであると推察される。
【００２６】
なお、被膜１５を、合成樹脂の粉を衝撃吸収体１４の表面全体にスプレーコーティングした後、同表面全体に付着した粉を加熱溶融させることにより形成してもよい。
また、この発明を、ドアトリム、ルーフサイド、ピラー等の内側に設けられる衝撃吸収部材に具体化する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態の衝撃吸収部材の衝撃吸収特性を示すグラフ。
【図２】（ａ）は衝撃吸収部材を示す一部破断状態の側面図、（ｂ）は同じく一部破断状態の正面図。
【図３】車両に装備された衝撃吸収部材を示す側面図。
【図４】同じく衝撃吸収部材を示す平面図。
【図５】動的圧縮試験装置を示す模式図。
【図６】従来における衝撃吸収部材の衝撃吸収特性を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２８】
１０…衝撃吸収部材、１１…ダッシュパネル、１２…インストルメントパネル、１３…脚、１４…衝撃吸収体、１５…被膜。
【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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