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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6277259
(24)【登録日】2018年1月19日
(45)【発行日】2018年2月7日
(54)【発明の名称】樹脂製衝撃吸収部材
(51)【国際特許分類】
F16F 7/12 20060101AFI20180129BHJP
B62D 21/15 20060101ALI20180129BHJP
B29B 11/16 20060101ALI20180129BHJP
B29K 105/12 20060101ALN20180129BHJP
【ＦＩ】
F16F7/12
B62D21/15 B
B29B11/16
B29K105:12
【請求項の数】7
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2016-504043(P2016-504043)
(86)(22)【出願日】2015年2月9日
(86)【国際出願番号】JP2015053520
(87)【国際公開番号】WO2015125646
(87)【国際公開日】20150827
【審査請求日】2016年6月9日
(31)【優先権主張番号】特願2014-32954(P2014-32954)
(32)【優先日】2014年2月24日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003001
【氏名又は名称】帝人株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002505
【氏名又は名称】特許業務法人航栄特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100115107
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 猛
(74)【代理人】
【識別番号】100151194
【弁理士】
【氏名又は名称】尾澤 俊之
(72)【発明者】
【氏名】手島 雅智
【審査官】
保田 亨介
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００６−０２７３７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−１２５９４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−００５９０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−２３３５８３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２９Ｂ１１／１６
１５／０８−１５／１４
Ｂ６２Ｄ１７／００−２３／００
２５／００−２５／０８
２５／１４−２９／０４
Ｂ２９Ｋ１０５：１２
Ｃ０８Ｊ５／０４−５／１０
５／２４
Ｆ１６Ｆ７／００−７／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂材料からなり、底面部及び天面部と、前記底面部及び前記天面部を接続する立面部とを有する中空凸形状部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、以下の式（１）で定義されるＬが０＜Ｌ＜１．１であることを特徴とする、樹脂製衝撃吸収部材。但し、引っ張り伸び（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）が１５０％以上である樹脂材料からなるものを除く。
Ｌ＝｛ｒ×ｔａｎ（４５°−Ａ／２）｝／ｔ１ （１）
上記式（１）において、ｒは前記底面部と前記立面部との境界部分の曲率半径［ｍｍ］であり、Ａは前記底面部の面内方向に対して垂直方向と前記立面部とがなす角度［°］であり、ｔ１は前記立面部の平均厚み［ｍｍ］である。
Ｌ＝｛ｒ×ｔａｎ（４５°−Ａ／２）｝／ｔ１ （１）
上記式（１）において、ｒは前記底面部と前記立面部との境界部分の曲率半径［ｍｍ］であり、Ａは前記底面部の面内方向に対して垂直方向と前記立面部とがなす角度［°］であり、ｔ１は前記立面部の平均厚み［ｍｍ］である。
【請求項2】
前記中空凸形状部が、単一の部材として一体に形成されたものであ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】
前記天面部の平均厚みをｔ２とした場合に、当該ｔ２と前記ｔ１との比ｔ２／ｔ１が、０＜ｔ２／ｔ１＜１．５であ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Ａが０°＜Ａ＜２５°であることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の樹脂製衝撃吸収部材。
【請求項5】
前記中空凸形状部を複数備え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】
前記樹脂材料が、強化繊維とマトリックス樹脂とを含有する繊維強化樹脂材料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。
【請求項7】
前記強化繊維は平均繊維長が１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり、前記繊維強化樹脂材料は、圧縮弾性率が１０ＧＰａ以上であり、圧縮強度が１５０ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項６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、より詳しくは特定の構造を備える中空凸形状部を有することにより、衝撃吸収特性に優れる樹脂製衝撃吸収部材に関するものである。【背景技術】
【0002】
車両の前方や後方には、衝突時の衝撃が人員に直接的に伝わることを防止するために、例えば、クラッシュボックスやフロントサイドメンバ、リアサイドメンバ等の衝撃吸収部材が設けられることが多い。従来、このような衝撃吸収部材は金属材料で構成されることが一般的であった。しかしながら、近年では、燃費向上等を目的として車両の軽量化が望まれていることから、樹脂材料で衝撃吸収部材を構成した樹脂製衝撃吸収部材に関する研究が盛んに行われている。【0003】
衝撃吸収部材は、軽量化の観点から中空構造を有するものが一般的である。なかでも衝撃入力方向と水平方向に近い立ち面を有する中空構造とすることが、優れた衝撃吸収特性を得るためには望ましいとされている。また、衝撃吸収部材を樹脂材料で構成する場合は、射出成形よりもプレス成形の方が機械物性に優れたものを製造できることが知られている。このようなことから、従来、優れた衝撃吸収特性を備える樹脂製衝撃吸収部材を得るには、プレス成形で樹脂材料からなる部材を成形した後、それらの部材を衝撃入力方向と水平方向に近い立ち面を有する中空構造となるように接合する方法が用いられてきた。例えば、特許文献１には、繊維強化熱可塑性樹脂材料をプレス成形することによって、ハット形状の成形品を準備した後、当該ハット形状の凹部が向き合って閉断面を形成するように接合された樹脂製成形品が開示されている。しかしながら、上記特許文献１に記載されたような樹脂製成形品は、製造工程において樹脂材料からなる部材を接合する工程が必須であることから、製造工程が煩雑になり、生産性が乏しいという問題点があった。【0004】
このような問題点から、簡易な工程で上述したような衝撃吸収特性に優れる樹脂製衝撃吸収部材を得ることが望まれているが、そのような樹脂製衝撃吸収部材を得ることは容易ではなった。例えば、特許文献２にはプレス成形のみで形成された樹脂製衝撃吸収部材が開示されているが、この樹脂製衝撃吸収部材は、例えば、車両に用いられる衝撃吸収部材のように、比較的大きな衝撃が加わる用途に適用するには、衝撃吸収特性が不十分であることが指摘されていた。【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】日本国特開２０１２−１２５９４８号公報
【特許文献2】日本国特開２０１２−２３３５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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、簡易な製造方法で製造することができ、かつ優れた衝撃吸収特性を有する樹脂製衝撃吸収部材を提供することを目的とするものである。【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明者が鋭意検討した結果、従来は衝撃吸収方向と水平方向に近い立ち面を有する中空構造とすることによって、例外なく、優れた衝撃吸収特性が得られると考えられてきたが、樹脂製衝撃吸収部材においてはそれだけでは、衝撃吸収特性が不十分となる場合があることが明らかになった。そして、その支配的な要因を検討した結果、特定の中空凸形状部を有する中空構造を採用することによって、優れた衝撃吸収特性と生産性とを両立可能な樹脂製衝撃吸収部材が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。【0008】
すなわち、上記課題を解決するために本発明は、樹脂材料からなり、底面部及び天面部と、上記底面部及び上記天面部を接続する立面部とを有する中空凸形状部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、以下の式（１）で定義されるＬが０＜Ｌ＜１．１であることを特徴とする、樹脂製衝撃吸収部材を提供する。但し、引っ張り伸び（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）が１５０％以上である樹脂材料からなるものを除く。Ｌ＝｛ｒ×ｔａｎ（４５°−Ａ／２）｝／ｔ１ （１）
上記式（１）において、ｒは上記底面部と上記立面部との境界部分の曲率半径［ｍｍ］であり、Ａは上記底面部の面内方向に対して垂直方向と上記立面部とがなす角度［°］であり、ｔ１は上記立面部の平均厚み［ｍｍ］である。
【0009】
本発明においては、上記中空凸形状部が、単一の部材として一体に形成されたものであることが好ましい。本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記天面部の平均厚みをｔ２［ｍｍ］とした場合に、当該ｔ２と上記ｔ１との比ｔ２／ｔ１が、０＜ｔ２／ｔ１＜１．５であることが好ましい。
また、本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記Ａが０°＜Ａ＜２５°であることが好ましい。
また、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、上記中空凸形状部を複数備えることが好ましい。
【0010】
さらに、本発明の樹脂製衝撃吸収部材においては、上記樹脂材料が、強化繊維とマトリックス樹脂とを含有する繊維強化樹脂材料であることが好ましい。この場合において、上記繊維強化樹脂材料は、上記強化繊維の平均繊維長が１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり、上記繊維強化樹脂材料の圧縮弾性率が１０ＧＰａ以上であり、かつ圧縮強度が１５０ＭＰａ以上であることが好ましい。【発明の効果】
【0011】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、簡易な製造方法によって製造することができ、かつ優れた衝撃吸収特性を発揮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】
【0012】
【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3】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4】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5】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6】各実施例及び各比較例における樹脂製衝撃吸収部材の形状を説明する説明図である。
【図7】実施例及び比較例におけるＬと衝撃吸収特性との関係を示すグラフである。
【図8】実施例及び比較例における比ｔ２／ｔ１と衝撃吸収特性との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の樹脂製衝撃吸収部材について説明する。本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、樹脂製衝撃吸収部材の一端に入力された衝撃エネルギーを吸収することにより、他端側への衝撃を抑制するために使用されるものである。また、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、底面部の面内方向と垂直方向に対する衝撃吸収を想定したものであり、底面部の面内方向に対して垂直方向と同軸方向に受ける衝撃を吸収させるために用いるものである。以下、この「底面部の面内方向に対して垂直方向と同軸方向」を「衝撃吸収方向」という。
また、上記「衝撃吸収特性」とは、吸収した衝撃エネルギー量を重量で除した値を意味するものであり、この数値が大きい程「衝撃吸収特性」が優れることになる。
【0014】
上述したように、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、樹脂材料からなり、底面部及び天面部と、上記底面部及び上記天面部を接続する立面部とを有する中空凸形状部を備える樹脂製衝撃吸収部材であって、以下の式（１）で定義されるＬが０＜Ｌ＜１．１であることを特徴とするものである。Ｌ＝｛ｒ×ｔａｎ（４５°−Ａ／２）｝／ｔ１ （１）
上記式（１）において、ｒは上記底面部と上記立面部との境界部分の曲率半径［ｍｍ］であり、Ａは上記底面部の面内方向に対して垂直方向と前記立面部とがなす角度［°］であり、ｔ１は前記立面部の平均厚み［ｍｍ］である。
【0015】
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代表的な例を示す概略図であり、図２は図１の樹脂製衝撃吸収部材の要部の拡大図である。ここで、図１（ｂ）は、図１（ａ）の衝撃吸収方向Ｘの断面図である。図１（ａ）に例示するように本発明の樹脂製衝撃吸収部材１は、樹脂材料からなり、底面部２と天面部３と、上記底面部２及び上記天面部３を接続する立面部４とを有する中空凸形状部を備えるものである。これに加えて、本発明の樹脂製衝撃吸収部材１は、上記式（１）で定義されるＬが０＜Ｌ＜１．１の範囲内であることを特徴とするものである。なお、上記式（１）においてＬを定義するｒ、Ａ、及びｔ１はそれぞれ図１（ｂ）及び図２に示すとおりである。すなわち、ｒは上記底面部２と上記立面部４との境界部分の曲率半径［ｍｍ］であり、Ａは上記底面部２の面内方向に対して垂直方向と上記立面部４とがなす角度であり、ｔ１は上記立面部４の平均厚み［ｍｍ］である。また、図１中のｔ２は天面部３の平均厚みであり、点線矢印Ｘは樹脂製衝撃吸収部材１の衝撃吸収方向を示すものである。【0016】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、上記式（１）で定義されるＬが上記範囲内であることにより、優れた衝撃吸収特性を有する樹脂製衝撃吸収部材を得ることができる。また、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、底面部及び天面部と、上記底面部及び上記天面部を接続する立面部とを有する中空凸形状部を備えることにより、溶接工程等を用いることなく、プレス成形のみで製造することができる。このようなことから、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は簡易な製造方法によって製造することができ、かつ優れた衝撃吸収特性を発揮することができる。【0017】
１ Ｌについて上記式（１）にて定義されるＬ（正弦パラメーター）について説明する。Ｌは、「上記ｒの接線の長さ」、すなわち曲率半径ｒの境界部分の底面部２側の端における接線の接点から、当該接線と境界部分の立面部４側の端における接線との交点までの長さを「立面部の厚みｔ１」で除した値であり、Ｌの定義式において、分母と分子は同一単位系である。このＬは衝撃吸収部材が衝撃エネルギーを受けた際の変形状態の違いに影響する値である。すなわち、このＬの値が小さい程、底面部と立面部との間にｒを取ることによって生じる空間が小さくなるため、当該空間が破壊起点になることを防止できることになる。そして、当該空間が破壊起点になることを防止することによって、樹脂製衝撃吸収部材に衝撃が加わった際に、天面部から底面部に向かって順次破壊するようにでき、優れた衝撃吸収特性を発揮することができるのである。
【0018】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、このＬの値が０＜Ｌ＜１．１であることを特徴とするものである。本発明においてＬをこのような範囲内とするのは、Ｌの値が１．１以上の場合は上記空間が大きくなるため、上記空間周辺が衝撃吸収時の破壊起点になり、これによって衝撃吸収特性が急低下してしまうからである。【0019】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材におけるＬは、０＜Ｌ＜１．１の範囲内であれば特に限定されるのではなく、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて適宜調整することができるが、なかでも０＜Ｌ≦１．０の範囲内であることが好ましく、０＜Ｌ＜０．８５の範囲内であることがより好ましく、０＜Ｌ＜０．６の範囲内であることがさらに好ましい。Ｌがこのような範囲内であることにより、上記空間周辺が衝撃吸収時の破壊起点になることをより効果的に抑制できるため、衝撃吸収特性をさらに向上させることができるからである。【0020】
２ 中空凸形状部次に、本発明の樹脂製衝撃吸収部材における中空凸形状部について説明する。本発明における中空凸形状部は、底面部及び天面部と、前記底面部及び前記天面部を接続する立面部とを有するものである。ここで、本発明における中空凸形状部は、上記底面部、天面部、及び立面部によって内部空間が形成されたものとなるが、当該内部空間は空隙の状態であってもよく、あるいは本発明の樹脂製衝撃吸収部材の衝撃吸収特性を損なわないものであれば他の材料が充填されていてもよい。
【0021】
本発明における中空凸形状部は、上記底面部、天面部、及び立面部が単一の部材として一体に形成されたものであることが好ましい。これにより、上記中空凸形状部を形成する際に、底面部、天面部及び立面部を連結するための接合工程を省略することができるため、本発明の樹脂製衝撃吸収部材をより生産性に優れたものにできるからである。ここで、上記「単一の部材として一体に成形されたもの」とは、上記中空凸形状部が、底面部、天面部及び立面部が事後的に接合等されて一体にされたものではなく、これらが成形時に一体として形成されたものであることを意味する。【0022】
本発明における中空凸形状部の具体的形状は、上記底面部、天面部、及び立面部を有するものであり、上記式（１）で定義されるＬが本発明で規定する範囲内になる形状であれば特に限定されるものではない。すなわち、上記式（１）から明らかなように、ＬはＡ、ｒ、及びｔ１によって決定されるが、これらはいずれも中空凸形状部に起因する要素である。したがって、本発明における中空凸形状部は、少なくとも、Ａ、ｒ、及びｔ１の各値が、Ｌを本発明で規定する範囲内にできるように形成されていればよく、中空凸形状部に関するその他要素（例えば、高さＨ、開口部の長さＤ、天面部の厚みｔ２、底面部の厚みｔ３等。各部の説明は図６参照。）は、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途や製造方法等に応じて適宜決定すればよい。【0023】
本発明における中空凸形状部のＡ、ｒ、及びｔ１は、上記Ｌが本発明で規定する範囲内であれば特に限定されるものではないが、なかでも、本発明におけるｔ１は、天面部の平均厚み［ｍｍ］をｔ２とした場合に、比ｔ２／ｔ１が、０＜ｔ２／ｔ１＜１．５の範囲内であることが好ましく、０＜ｔ２／ｔ１＜１．１の範囲内となる範囲内であることがより好ましい。これにより、中空凸形状部における立面部の割合が小さくなることによる衝撃吸収特性の低下を防ぐことができるからである。【0024】
本発明におけるｔ１の具体的な値は、上記Ａ及びｒとの関係により上記Ｌを本発明で規定する範囲内であれば特に限定されるものではないが、通常１ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内とされるが、これに限られるものではない。【0025】
上記ｔ２は、上記Ｌとは関係しないため、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途や製造方法等に応じて適宜決定することができるものである。もっとも、上述したように本発明においては比ｔ２／ｔ１が上記範囲内であることが好ましいことから、ｔ２の具体的な値はｔ１の具体的な値を考慮しつつ、比ｔ２／ｔ１が上記範囲内となるようにすることが望ましい。このようなことから、本発明におけるｔ２は、通常１ｍｍ〜２２．５ｍｍの範囲内とされるが、これに限られるものではない。【0026】
また、本発明における中空凸形状部は、上記天面部及び立面部の他、底面部を有するが、当該底面部の平均厚みｔ３についても、上記Ｌとは関係しないため、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途や製造方法等に応じて適宜決定することができる。もっとも、ｔ１及びｔ２は通常、上述したような範囲内にされることから、それらに応じてｔ３も、通常１ｍｍ〜２２．５ｍｍの範囲内とされるが、これに限られるものではない。【0027】
上記ｔ１、ｔ２、及びｔ３は全て同一であってもよく、又は少なくとも一つが他の２つと異なっていてもよく、或いはすべてが異なっていてもよい。例えば、ｔ１がｔ２及びｔ３よりも大きくすると本発明における中空凸形状における立面部の割合が大きくできるため、衝撃吸収特性をさらに向上させることができる。【0028】
次に、本発明におけるＡについて説明する。本発明におけるＡは、前記底面部の面内方向に対して垂直方向と前記立面部とがなす角度を指すものである。また、上記式（１）に示すように、本発明におけるＡは上記Ｌに関連するものである。したがって、本発明におけるＡの範囲は、上記ｔ１及びｒとの関係において、Ｌを本発明で規定する範囲内にできれば特に限定されるものではないが、なかでも、０°＜Ａ＜２５°の範囲内であることが好ましく、０°＜Ａ＜２０°の範囲内であることがより好ましい。Ａが上述した範囲内であることにより、衝撃吸収時に立面部が倒れてしまうことに起因して衝撃吸収特性が低下することを防止でき、立面部が衝撃吸収方向と同軸方向である衝撃吸収部材と同等の衝撃吸収特性を発揮できるからである。【0029】
本発明における中空凸形状部において、上記Ａは上記底面部と上記立面部との境界部分全域において同一であってもよく、或いは場所によって異なっていてもよい。上記境界部分の場所によってＡが異なる態様としては、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途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。【0030】
次に、上記ｒについて説明する。本発明におけるｒは、底面部と立面部との境界部分の曲率半径［ｍｍ］を指すものである。ここで、底面部と立面部との境界部分は、底面部上側の境界部分と底面部下側の境界部分とがあるが、両境界部分においてｒの値が異なる場合、本発明におけるｒは底面部下側の境界部分における曲率半径を意味するものとする。また、境界部分の曲率半径が場所によって異なる場合、本発明におけるｒは平均曲率半径を意味するものとする。なお、上記ｒはＲゲージ等によって測定することができる。なお、上記「場所によって異なる場合」には、同一の中空凸形状部内においてｒ値が異なる場合の他、本発明の樹脂製衝撃吸収部材が例えば図４に示すように複数の中空凸形状部を備える場合には、異なる中空凸形状部間においてｒ値が異なる場合が含まれる。【0031】
本発明におけるｒの具体的な数値は、上記Ａ及びｔ１の関係において、Ｌを本発明で規定する範囲内であれば特に限定されるものではなく、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途や製造方法等に応じて適宜調整することができるものである。本発明における中空凸形状部は、上記立面部と上記天面部との境界部分が曲面となっていてもよい。この場合、当該境界部分の曲率半径Ｒの範囲は特に限定されるものではなく、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて適宜決定すればよい。
【0032】
次に、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、上記中空凸形状部に衝撃が入力した際に、当該中空凸形状部が天面部から底面部に向かって順次破壊されることによって、衝撃を吸収するものである。したがって、上記中空凸形状部の高さＨは、本発明の樹脂製衝撃吸収部材によるエネルギー吸収量に影響する要素の一つとなる。高さＨに比例して本発明の樹脂製衝撃吸収部材の衝撃吸収特性を向上させることができるため、上記高さＨは、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途に適したエネルギー吸収量を実現できるよう、樹脂材料の種類や中空凸形状部の具体的な形状等に応じて適宜決定されるものである。なお、上記中空凸形状部の高さＨは、上記底面部の下面から上記天面部の上面までの垂直距離を指すものとする。中空凸形状部の形状によっては高さＨが複数の値を有する場合もあるが、その場合は最も高いＨ値を上記垂直距離とする。【0033】
本発明における中空凸形状部は中空構造を有するものであるが、衝撃吸収方向に対して垂直方向の断面形状は、特に限定されるものではなく、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて適宜決定することができる。上記断面形状としては、例えば、真円形、楕円形、多角形、及びこれらを組み合わせた形状等を挙げることができるが、これに限定されるものではない。好ましくは、上記立面部４は、筒状に形成され、衝撃吸収方向に対して垂直方向の断面において閉じた形状とされる。それにより、衝撃吸収特性を高めることができる。
【0034】
図３は、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の種々の例を示す概略図である。図３に例示するように、本発明の樹脂製衝撃吸収部材１は、衝撃吸収方向Ｘに対して垂直方向の断面形状が、真円形であってもよく（図３（ａ））、楕円形であってもよく（図３（ｂ））、多角形であってもよく（図３（ｃ））、さらに、これらの組み合わせ（図３（ｄ））であってもよい。なお、図３中の符号は、図１と同様である。また、後述するように本発明の樹脂製衝撃吸収部材が、複数の中空凸形状部を備える場合、各中空凸形状部の上記断面形状は、全て同一であってもよく、又は異なっていてもよい。
【0035】
３ 樹脂材料次に、本発明に用いられる樹脂材料について説明する。本発明に用いられる樹脂材料としては、Ｌを本発明で規定する範囲内である中空凸形状部とした場合に、所望の衝撃吸収特性を発現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、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途に応じて、熱可塑性樹脂を用いてもよく、熱硬化性樹脂を用いてもよい。
【0036】
［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、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。【0038】
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、ポ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。【0039】
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。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。【0040】
［熱硬化性樹脂］本発明に用いられる熱硬化性樹脂の例としては、例えば、熱硬化性樹脂の場合、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、シアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂などの硬化物及びこれらの変性体を挙げることができる。上記エポキシ樹脂としては、分子中にエポキシ基を有するものであれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ジアリールスルホン型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂及びそれらの変性物などが挙げることができる。なお、本発明に用いられる熱硬化性樹脂は１種類のみであってもよく、２種類以上であってもよい。
【0041】
［繊維強化樹脂材料］本発明に用いられる樹脂材料は、上述した熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のみからなるものであってもよいが、上記熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂がマトリックス樹脂として用いられ、かつ当該マトリックス樹脂中に強化繊維が含まれる繊維強化樹脂材料が用いられることが好ましい。従来、衝撃吸収部材は金属材料から構成されることが一般的であったところ、このような繊維強化樹脂材料は、金属材料よりも重量あたりの強度が優れているため、従来の金属材料の代替材料としての使用に適しているからである。
【0042】
（強化繊維）上記強化繊維の種類は、マトリックス樹脂の種類等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。
【0043】
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。【0044】
上記有機繊維としては、例えば、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）等のポリベンザゾール、アラミド、、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。【0045】
本発明に用いられる強化繊維は１種類であってもよく、又は２種類以上であってもよい。本発明において２種類以上の強化繊維を用いる場合は、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。【0046】
本発明においては、上記強化繊維として炭素繊維を用いることが好ましい。炭素繊維は、軽量でありながら強度に優れた繊維強化樹脂材料を得ることができるからである。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。【0047】
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、強化繊維及びマトリックス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。【0048】
本発明に用いられる強化繊維の平均繊維長は特に限定されるものではないが、１〜１００ｍｍの範囲内であることが好ましく、５〜７５ｍｍの範囲内であることがより好ましく、１０〜５０ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。平均繊維長が上記範囲よりも短いと、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途によっては、繊維強化樹脂材料の圧縮強度が所望の範囲よりも不足し、衝撃吸収特性が低下してしまう場合があるからである。また、平均繊維長が１００ｍｍを超える場合、繊維長が長過ぎることにより、衝撃吸収時に座屈変形するピッチが大きくなり、衝撃吸収特性が不十分となってしまう場合があるからである。【0049】
本発明における平均繊維長は、数平均繊維長であっても、重量平均繊維長であってもよいが、繊維長の長いものを重視するように計算した重量平均繊維長で測定することが好ましい。ここで、個々の炭素繊維の繊維長をＬｉ、測定本数をｊとすると、数平均繊維長（Ｌｎ）と重量平均繊維長（Ｌｗ）とは、以下の式（ａ），（ｂ）により求められる。Ｌｎ＝ΣＬｉ／ｊ ・・・（ａ）
Ｌｗ＝（ΣＬｉ２）／（ΣＬｉ） ・・・（ｂ）
なお、強化繊維をロータリーカッターで切断した場合など、繊維長が一定長の場合は数平均繊維長と重量平均繊維長は同じ値になる。
【0050】
なお、本発明に用いられる強化繊維の平均繊維長が複数のピーク値を有する場合は、少なくともピーク値のいずれか１つが上述した範囲内であることが好ましい。【0051】
本発明に用いられる強化繊維の平均繊維径は、強化繊維の種類等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 Ｒ７６０７：２０００に記載された方法によって測定することができる。尚、ＪＩＳ Ｒ７６０７：２０００の内容はここに参照として取り込まれる。【0052】
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。繊維束状のものを用いる場合、各繊維束を構成する単糸の数は、各繊維束においてほぼ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。【0053】
一般的に、炭素繊維は、数千〜数万本のフィラメント（単糸）が集合した繊維束状となっている。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通常である。【0054】
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（２）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 （２）
（ここでＤは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である）
【0055】
さらに、本発明においては、繊維強化樹脂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、繊維強化樹脂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。【0056】
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。【0057】
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（３）を満たすことがより好ましい。０．６×１０４／Ｄ２＜Ｎ＜１×１０５／Ｄ２ （３）
（ここでＤは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である）
【0058】
（繊維強化樹脂材料）上述した通り、本発明に用いられる繊維強化樹脂材料は、強化繊維とマトリックス樹脂とを含有するものであるが、本発明においては上記マトリックス樹脂として、熱可塑性樹脂が用いられることが好ましい。上記マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂が用いられることにより、例えば、本発明の樹脂製衝撃吸収部材をプレス成形によって製造する場合に、成形時間を短くすることができる等の利点があるからである。また、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いることにより、本発明に用いられる繊維強化樹脂材料をリサイクル又はリユースすることができる場合があるからである。
【0059】
本発明に用いられる繊維強化樹脂材料の圧縮弾性率は、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が、なかでも１０ＧＰａ以上であることが好ましく、１５ＧＰａ以上であることがより好ましく、２０ＧＰａ以上であることがさらに好ましい。圧縮弾性率が上記範囲よりも小さいと、上記中空凸形状部の剛性が不足し、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の衝撃吸収特性が低下する場合があるからである。本発明に用いられる繊維強化樹脂材料の圧縮弾性率を上記範囲内にするには、例えば、繊維強化樹脂材料中の強化繊維の含有率を調整したり、繊維長を調整したり、また、強化繊維または／及びマトリックス樹脂の種類を変更する等の方法により達成される。より具体的には、強化繊維の含有率を上げる、繊維長を長くする、また、より圧縮弾性率の大きい強化繊維または／及びマトリックス樹脂を用いることで、圧縮弾性率を大きくすることができる。また、これらの逆の調整をすれば圧縮弾性率を小さくすることができる。【0060】
また、本発明に用いられる繊維強化樹脂材料の圧縮強度は特に限定されないが、１５０ＭＰａ以上であることが好ましく、２００ＭＰａ以上であることがより好ましく、２５０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。繊維強化樹脂材料の圧縮強度が上記範囲よりも小さいと、上記中空凸形状部の強度が不足し、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の衝撃吸収特性が低下する場合があるからである。本発明に用いられる繊維強化樹脂材料の圧縮強度を上記範囲内にするには、例えば、繊維強化樹脂材料中の強化繊維の含有率を調整したり、繊維長を調整したり、また、強化繊維または／及びマトリックス樹脂の種類を変更する等の方法により達成される。より具体的には、強化繊維の含有率を上げる、繊維長を長くする、また、より圧縮強度の大きい強化繊維または／及びマトリックス樹脂を用いることで、圧縮強度を大きくすることができる。なお、繊維強化樹脂材料の圧縮弾性率及び圧縮強度は、例えば、ＪＩＳ Ｋ７０７６：１９９１に記載された方法によって測定することができる。尚、ＪＩＳ Ｋ７０７６：１９９１の内容はここに参照として取り込まれる。
【0061】
上述したように、本発明に用いられる繊維強化樹脂材料は少なくとも強化繊維とマトリックス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。上記各種添加剤は、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じて、繊維強化樹脂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。本発明に用いられる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。【0062】
また、本発明に用いられる繊維強化樹脂材料には、上記各種添加剤として、繊維長が短い短繊維が含まれていてもよい。ここで用いられる短繊維とは、上述した強化繊維よりも平均繊維長（重量平均繊維長、数平均繊維長）が短いこと以外は、上述した強化繊維と同様のものを用いることができる。当該短繊維は、上述した強化繊維よりも繊維長が短いものであり、例えば、平均繊維長（重量平均繊維長、数平均繊維長）が、１ｍｍ以下のものを例示することができる。【0063】
なお、上記各種添加剤は、樹脂材料として繊維強化樹脂材料ではなく、上述した強化繊維を含まない熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いる場合においても同様に採用することができる。【0064】
本発明に用いられる繊維強化樹脂材料中におけるマトリックス樹脂の存在量は、マトリックス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。【0065】
本発明に用いられる繊維強化樹脂材料中における強化繊維の体積含有率は、１０〜７０Ｖｏｌ％であることが好ましい。繊維強化樹脂材料中における強化繊維の体積含有率が１０Ｖｏｌ％未満の場合、所望の圧縮弾性率または圧縮強度を得られず、衝撃吸収特性が不十分になってしまう場合があるからである。一方、７０Ｖｏｌ％を超える場合、繊維強化樹脂材料の流動性が低下してしまい、成形時に所望の形状を得ることが困難になる場合がある。繊維強化樹脂材料中における強化繊維の体積含有率のより好ましい範囲は２０〜６０Ｖｏｌ％であり、さらに好ましい範囲は３０〜５０Ｖｏｌ％である。【0066】
また、繊維強化樹脂材料中の強化繊維の存在状態は特に限定されるものではなく、例えば、一方向に配列した状態であってもよく、又はランダムに配列した状態であってもよい。中でも本発明においては、樹脂製衝撃吸収部材中の形状剛性や強度の均一性の観点から、強化繊維の長軸方向が繊維強化樹脂材料の面内方向においてランダムに配列した、２次元ランダム配列の状態であることが好ましい。ここで、繊維強化樹脂材料内における炭素繊維の２次元ランダム配列は、例えば、繊維強化樹脂材料の任意の方向、及びこれと直行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）を測定することで確認できる。弾性率の比が２未満である場合に、炭素繊維が２次元ランダム配列していると評価でき、弾性率の比が１．３未満の場合には、優れた２次元ランダム配列と評価される。【0067】
（繊維強化樹脂材料の製造方法）次に本発明に用いられる繊維強化樹脂材料の製造方法について説明する。本発明に用いられる繊維強化樹脂材料は、一般的に公知の方法を用いて製造することができる。例えば、１．強化繊維をカットする工程、２．カットされた強化繊維を開繊させる工程、３．開繊させた強化繊維と繊維状又は粒子状のマトリックス樹脂を混合した後、加熱圧縮してプリプレグを得る工程により製造することができるが、この限りではない。なお、この方法の場合、前記プリプレグが繊維強化樹脂材料である。
【0068】
［樹脂製衝撃吸収部材］本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、上述した中空凸形状部を有するものであるが、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、１個の中空凸形状部を有するものであってもよく、２個以上の中空凸形状部を有するものであってもよい。
【0069】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材が、上記中空凸形状部を複数有する場合について図を参照しながら説明する。図４は、本発明の樹脂製衝撃吸収部材が複数の中空凸形状部を有する場合の一例を示す概略図である。図４に例示するように、本発明の樹脂製衝撃吸収部材１は、中空凸形状部を複数有するものであってもよい。なお、図４中の符号は図１と同様である。【0070】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材が複数の中空凸形状部を有する態様は特に限定されるものではなく、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途に適した態様を適宜選択することができる。したがって、例えば、同一形状の中空凸形状部が複数用いられた態様であってもよく、異なる形状の中空凸形状部が組み合わされて用いられた態様であってもよい。また、異なる形状の中空凸形状部が組み合わされて用いられる態様としては、全ての中空凸形状部のＬが本発明で規定する範囲内である態様であってもよく、上記Ｌが本発明で規定する範囲内である中空凸形状部と、上記Ｌが本発明で規定する範囲外の中空凸形状部とが組み合わされて用いられる態様であってもよい。さらに、異なる樹脂材料からなる中空凸形状部が組み合わされて用いられた態様であってもよい。【0071】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、用途に応じて単体で用いられてもよく、又は他の部材と組み合わせて用いてもよい。本発明の樹脂製衝撃吸収部材を他の部材と組み合わせて用いる態様としては、例えば、上記中空凸形状部の天面部に他の部材が接するように組み合わせる態様や、上記中空凸形状部の底面部に他の部材が接するように組み合わせる態様を挙げることができる。【0072】
図５は、本発明の樹脂製衝撃吸収部材を他の部材と用いる場合の一例を示す概略図である。図５（ａ）に例示するように本発明の樹脂製衝撃吸収部材１は、他の部材５を、天面部３に接するように組み合わせて用いてもよく、図５（ｂ）に例示するように他の部材５を、底面部２に接するように組み合わせて用いてもよい。【0073】
本発明に用いられる上記他の部材は樹脂材料からなるものでもよく、又は鉄やアルミ等の金属材料からなるものでもよい。上記他の構成が樹脂材料からなる場合、当該他の構成は、例えば、中空凸形状部と一体物としてプレス成形してもよく、中空凸形状部とは別部品として、中空凸形状部に溶着や接着、リベット止め等の方法で接合してもよい。一方、上記他の部材が金属材料からなる場合は、通常、インサート成形や接着、ネジ止め等の方法で本発明の樹脂製衝撃吸収部材に接合される。【0074】
上述したように、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は底面部及び天面部と、前記底面部及び前記天面部を接続する立面部とからなる中空凸形状部を有するものであるが、本発明の目的を損なわない範囲で、当該中空凸形状部以外の他の構成を有していてもよい。本発明に用いられる他の構成としては、本発明の樹脂製衝撃吸収部材の用途等に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で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が、例えば、周辺の部品と接続するためのフランジ部や、樹脂製衝撃吸収部材を補強するための部品等を挙げることができる。【0075】
［樹脂製衝撃吸収部材の製造方法］次に本発明の樹脂製衝撃吸収部材の製造方法について説明する。本発明における衝撃吸収部材は、一般的に公知の方法を用いて製造することができる。例えば、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂が用いられた繊維強化樹脂材料を本発明の樹脂製衝撃吸収部材を形成する樹脂材料として用いる場合、繊維強化樹脂材料を、予め軟化点以上の温度に加熱し、繊維強化樹脂材料を構成する熱可塑性樹脂の軟化点未満の温度を有する金型でコールドプレスする方法が適用できる。また、強化繊維樹脂材料を、熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度を有する金型内に投入してプレスした後に、熱可塑性樹脂の軟化点未満の温度まで冷却するホットプレス法も適用できるが、この限りではない。なお、Ｌを本発明で規定する範囲内するには、例えば、Ｌを本発明で規定する範囲となるように上記金型の形状を決定すればよい。
【0076】
［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、底面部及び天面部と、前記底面部及び前記天面部を接続する立面部とからなる中空凸形状部を有する樹脂製衝撃吸収部材であり、樹脂製衝撃吸収部材の一端に入力された衝撃エネルギーを吸収することにより、他端側への衝撃を抑制するために使用されるものである。本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、所謂、底面と垂直方向に対する衝撃吸収を想定したものであり、底面の垂直方向と同軸方向に受ける衝撃を吸収させるために用いるものである。また、本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、様々な車両用部品に適用できる。
【0077】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材を備えた車両用部品の例としては、クラッシュボックス、フロントサイドメンバ、リアサイドメンバ、フロントホイールハウスアッパメンバ、ロアメンバ等が挙げられるが、この限りではない。【0078】
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】
【0079】
以下に実施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。もっとも、本発明は以下の実施例の態様に限定されるものではない。【0080】
本実施例における各値は、以下の方法に従って求めた。（１）強化繊維の平均繊維長
繊維強化樹脂材料中の強化繊維の平均繊維長は、繊維強化樹脂材料を５００℃の炉内にて１時間加熱して、熱可塑性樹脂を除去した後、無作為に抽出した強化繊維１００本の長さをノギスで１ｍｍ単位まで測定し、その平均値とした。平均繊維長が１ｍｍを下回る場合は、光学顕微鏡下で０．１ｍｍ単位まで測定した。なお、熱硬化性の繊維強化樹脂材料中の強化繊維の平均繊維長を測定する場合は、繊維強化樹脂材料を５００℃の炉内にて３時間加熱して、熱硬化性樹脂を除去した後、同様の方法で測定した。
なお、本実施例においては、一定のカット長を用いているので、数平均繊維長と重量平均繊維長は一致する。
（２）繊維強化樹脂材料中の強化繊維の体積含有率
繊維強化樹脂材料中の強化繊維の体積含有率は、水中置換法により繊維強化樹脂材料の密度を求め、予め測定した強化繊維単独の密度と樹脂単独の密度との関係から、強化繊維の体積含有率を算出した。
（３）繊維強化樹脂材料の圧縮弾性率及び圧縮強度
繊維強化樹脂材料の圧縮弾性率及び圧縮強度は、事前に８０℃真空下で２４時間乾燥させた試験片をＪＩＳ Ｋ７０７６に準拠して測定した。
（４）樹脂製衝撃吸収部材の衝撃吸収特性
樹脂製衝撃吸収部材の衝撃吸収特性の評価は、ＩＭＡＴＥＫ社製落錐衝撃試験機ＩＭ１０を使用して、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮した際に吸収したエネルギーを樹脂製衝撃吸収部材の重量で除した値により算出した。衝撃吸収特性が大きい方が、優れた衝撃吸収部材といえる。
【0081】
［参考例１］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ＰＡＮ系炭素繊維「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を使用して、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面内方向に炭素繊維が２次元ランダム配向した繊維強化樹脂材料Ａを作製した。
得られた繊維強化樹脂材料Ａの平均繊維長は約２０ｍｍ、圧縮弾性率は１０ＧＰａ、圧縮強度は１５０ＭＰａであり、密度は１３００ｋｇ／ｍ３あった。
【0082】
［参考例２］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）と、熱硬化性樹脂として、三菱化学社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂「ｊＥＲ（登録商標）」８２８とを加熱混合し、次いで、硬化剤として、三菱化学社製の変性芳香族アミン系硬化剤「ｊＥＲキュア（登録商標）」Ｗを追加混練し、得られた組成物をコーターにて平板状に引き延ばすことで、熱硬化性繊維強化樹脂プリプレグＢ１を得た。
得られたプリプレグＢ１を金型にセットし、加熱温度１８０℃、圧力１．０ＭＰａの条件下で４時間硬化させることにより、繊維強化樹脂材料Ｂ２を作成した。前記繊維強化樹脂材料Ｂ２の平均繊維長は約２０ｍｍ、圧縮弾性率は１０ＧＰａ、圧縮強度は１５０ＭＰａであり、密度は１３００ｋｇ／ｍ３あった。
【0083】
［参考例３］強化繊維を平均繊維長が約０．５ｍｍとなるように粉砕し、繊維体積含有率を変更した以外は、参考例１と同様の方法で、繊維強化樹脂材料Ｃを作製した。
得られた繊維強化樹脂材料Ｃの平均繊維長は約０．５ｍｍ、圧縮弾性率は５ＧＰａ、圧縮強度は７５ＭＰａであり、密度は１２００ｋｇ／ｍ３あった。
【0084】
［樹脂製衝撃吸収部材の形状］以下の各実施例及び各比較例の樹脂製衝撃吸収部材の寸法を示す各値（ｒ、Ａ，ｔ１、ｔ２、Ｒ、Ｈ、Ｄ）は、図６に示す通りである。なお、図６（ｂ）は、同図（ａ）に示す樹脂製衝撃吸収部材の衝撃吸収方向の断面形状を示すものである。
【0085】
［実施例１］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、１０ＭＰａの圧力で６０秒間のコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．２８であった。
実施例１の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は２８．０Ｊ／ｇであった。
【0086】
［実施例２］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝２ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．５６であった。
実施例２の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は２７．６Ｊ／ｇであった。
【0087】
［実施例３］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝３ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．８４であった。
実施例３の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は２７．１Ｊ／ｇであった。
【0088】
［実施例４］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１ｍｍ、Ａ＝１５°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．２６であった。
実施例４の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は２５．９Ｊ／ｇであった。
【0089】
［実施例５］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１ｍｍ、Ａ＝２５°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．２１であった。
実施例５の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は２３．３Ｊ／ｇであった。
【0090】
［実施例６］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１ｍｍ、Ａ＝３０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．１９であった。
実施例６の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は２１．８Ｊ／ｇであった。
【0091】
［実施例７］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１ｍｍ、Ａ＝３５°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．１７であった。
実施例７の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は１９．８Ｊ／ｇであった。
【0092】
［実施例８］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝４．５ｍｍ、Ｒ＝８ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．２８であった。
実施例８の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は２０．４Ｊ／ｇであった。
【0093】
［実施例９］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝６ｍｍ、Ｒ＝８ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．２８であった。
実施例９の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は２０．４Ｊ／ｇであった。
【0094】
［実施例１０］参考例２の熱硬化性繊維強化樹脂プリプレグＢ１を、加熱温度１８０℃、圧力１．０ＭＰａの条件下で４時間硬化させることにより、樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．２８であった。
実施例１０の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は２８．０Ｊ／ｇとなり、実施例１と略同等の衝撃吸収特性を示した。
【0095】
［実施例１１］参考例３の繊維強化樹脂材料Ｃを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．２８であった。
実施例１１の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は１３．４Ｊ／ｇであった。
【0096】
［実施例１２］参考例３の繊維強化樹脂材料Ｃを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝３ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝０．８４であった。
実施例１２の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は１２．１Ｊ／ｇであった。
【0097】
［比較例１］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝４ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝１．１２であった。
比較例１の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は１９．５Ｊ／ｇであった。
【0098】
［比較例２］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝８ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝２．２４であった。
比較例２の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は１８．１Ｊ／ｇであった。
【0099】
［比較例３］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１３ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝３．６４であった。
比較例３の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は１８．７Ｊ／ｇであった。
【0100】
［比較例４］参考例１の繊維強化樹脂材料Ａを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１５ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝４．２０であった。
比較例４の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は１８．１Ｊ／ｇであった。
【0101】
［比較例５］参考例３の繊維強化樹脂材料Ｃを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝４ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝１．１２であった。
比較例５の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は１０．６Ｊ／ｇであった。
【0102】
［比較例６］参考例３の繊維強化樹脂材料Ｃを２８０℃にし、実施例１と同条件でのコールドプレス成形によって樹脂製衝撃吸収部材とした。各部の寸法は、ｒ＝１５ｍｍ、Ａ＝１０°、ｔ１＝３ｍｍ、ｔ２＝３ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍ、Ｄ＝７０ｍｍ、Ｌ＝４．２０であった。
比較例６の樹脂製衝撃吸収部材を、衝撃吸収方向が鉛直となるようにして、衝撃吸収方向に樹脂製衝撃吸収部材の高さの８５％まで圧縮したところ、衝撃吸収特性は１０．４Ｊ／ｇであった。
【0103】
繊維強化樹脂材料Ａが用いられ、ｔ２／ｔ１及びＡが共通する、実施例１〜３、及び比較例１〜４の結果を、図７に示す。同図に示す通り、Ｌが１．１未満になると衝撃吸収特性が顕著に向上することが分かる。また、Ｌが０．２８である実施例１、８及び９についてｔ２／ｔ１と衝撃吸収特性の関係を図８に示す。同図に示す通り、Ｌが同一であってもｔ２／ｔ１が１．１未満になると衝撃吸収特性が顕著に向上することが分かる。
さらに、実施例４〜７の結果からＡが小さくなる程、衝撃吸収特性が向上することが分かる。
また、Ｌ、ｔ２／ｔ１及びＡが共通し、繊維強化樹脂材料が異なる、実施例１と実施例１１、実施例３と実施例１２、比較例１と比較例５、及び比較例４と比較例６の結果から、平均繊維長が１ｍｍ以上、圧縮弾性率が１０ＧＰａ以上、圧縮強度が１５０ＭＰａ以上であると衝撃吸収特性が顕著に向上することが分かる。
【産業上の利用可能性】
【0104】
本発明の樹脂製衝撃吸収部材は、一端に入力された衝撃エネルギーを吸収することにより、他端側への衝撃を抑制するために使用されるものであり、例えば、車両等の衝撃吸収装置に用いることができる。【0105】
以上本発明の実施形態、実施例を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。本出願は、２０１４年２月２４日出願の日本特許出願（特願２０１４−０３２９５４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。【符号の説明】
【0106】
１ 衝撃吸収部材２ 底面部
３ 天面部
４ 立面部
５ 他の部材
Ｘ 衝撃吸収方向