JPH11182604A - 衝撃エネルギー吸収部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂材料からなる中空円筒状体の優
れた衝撃エネルギー吸収部材を提供する。 【解決手段】 積層構造を有する中空円筒状体を有する
衝撃エネルギー吸収部材が、熱可塑性樹脂の射出成形に
より製造される。例えば、円筒状のキャビティ１３内に
熱可塑性樹脂１５を射出させて第１の中空円筒状体層を
射出成形する１次成形工程と、この工程の後、第１の中
空円筒状体層との間にさらに円筒状のキャビティを形成
し、このキャビティ内に熱可塑性樹脂を射出させて第２
の中空円筒状体層を射出成形する２次成形工程により製
造される。また、積層面の存在により安定した破壊モー
ドが確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】積載物が人間、動物、危険物
等である輸送手段には、不測の衝撃が加わったときに、
その衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収構造部材が装備
されている。本発明は、この衝撃吸収構造部材に関する
ものであり、自身の特定破壊モードで非可逆的にこのエ
ネルギーを吸収する、熱可塑性樹脂の射出成形によって
得られる衝撃エネルギー吸収部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両、船舶等の移動体が互いにあるいは
岸壁、橋脚等の静止体に衝突する衝撃を緩衝するための
緩衝装置（例えば、バンパーの支持部材）として、航空
機、ヘリコプターやエレベーターが故障で着地する際の
衝撃を緩衝するための緩衝装置として、あるいは核燃料
用輸送装置（キャスク）や放射性廃棄物を収容した容器
（キャニスタ）が落下したときの衝撃を緩衝するための
緩衝装置として、非可逆的に衝撃エネルギーを吸収する
衝撃エネルギー吸収部材が装備されている。

【０００３】従来、これらの衝撃吸収構造部材として
は、「衝撃エネルギーを摩擦エネルギーに、次いで熱エ
ネルギーに変換消費させる原理を利用した液体緩衝機構
を用いたもの」、「衝撃エネルギーを金属の塑性変形に
変換消費させる原理を利用した特定強度金属材料からな
る管状、ハニカム状等の特定形状構造体を用いたもの」
などが使用されている。

【０００４】しかし、これら衝撃吸収構造部材は、衝撃
吸収構造部材それ自体としての特性は優れるものの、 （１）構造が複雑で故障し易い（機構的、腐食等） （２）製造費が高い（高度加工、高エネルギー消費製造
プロセス等） （３）重い（金属構造材料の使用等） 等の問題点を有し、それらの点において改善が望まれて
いる。

【０００５】近年、車両、航空機、エレベーター等に搭
載される衝撃吸収構造部材に関しては、これら輸送体の
軽量化、高機能化指向に伴い、省スペース、軽量化の要
求が高まっている。この要求に対応するために、単位体
積あたりの衝突エネルギー吸収量の高い衝撃エネルギー
吸収部材、あるいは単位重量あたりの衝突エネルギー吸
収量の高い衝撃エネルギー吸収部材が素材、構造の両面
から検討されている。また、これら輸送体にはコストダ
ウンの指向も強く、この方面からも素材、構造の両面か
らの検討が行われている。

【０００６】そして、これらの検討に伴って従来の衝撃
エネルギー吸収部材が有している上記欠点が、今まで以
上に極めて大きな問題として認識されるようになってき
た。この課題を克服すべく、特に、車両用搭載型衝撃エ
ネルギー吸収部材の開発を中心として、繊維複合合成樹
脂を材料とする衝撃エネルギー吸収部材の開発が行われ
るようになってきている。

【０００７】たとえば、特開平６−３０００６８号公報
には、補強繊維と弾性率が異なる複数構造を有する繊維
強化中空構造体が提案されているが、上記改善点
（１）、（３）の問題は解決しているものの、プリプレ
グが複雑となり上記改善点（２）に関しては、さらに構
造と製造方法の複雑さが増しており、より一層の改善が
望まれる。また、各種特性要求に関する調整は、材料特
性に加えてプリプレグ特性に大きく依存しており、製造
方法の煩雑さを考慮すると、各種衝撃吸収構造部材製造
に対する適合性に問題がある。さらにこの公報は、炭素
繊維に熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等を含浸させた
プリプレグを何層にもわたって積層して中空構造体を製
造する方法を開示する。同公報の図２では４層構造のも
のを開示するが、実際には上記プリプレグは薄いために
一定の厚みにするには１０層以上の多層構造とする必要
があると考えられる。もちろん、それでは製法が複雑で
あり、得られる商品は高価ともなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】合成樹脂製の衝撃エネ
ルギー吸収部材はプリプレグ（長繊維）／熱硬化性樹脂
で検討されており、特性の優劣は軸方向から等速で加え
られる歪みに対して発生する応力の特性曲線で評価され
る。

【０００９】この時、中空円筒状体に含有されるプリプ
レグ繊維の配向方向と中空円筒状体の軸（その方向は圧
縮加重が加わる方向に一致する。）との相対角度はこの
特性に大きな影響を与えることが確認されている。コン
ポジット・サイエンス・アンド・テクノロジ（Ｃｏｍｐ
ｏｓｉｔｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ， ２４ （１９８５） ｐ．２７５−２９８）
によれば、この角度が９０°のときに最も優れた値を示
す例が挙げられている。これは、プリプレグ（長繊維）
／熱硬化性樹脂系材料の衝撃エネルギー吸収が複雑であ
るものの、繊維の破断による衝撃エネルギー吸収を最大
限に衝撃エネルギー吸収に関与させることで最良値が得
られるとの解釈が可能である。また、これは、プリプレ
グ（長繊維）／熱硬化性樹脂が優れた中空円筒状体の衝
撃エネルギー吸収部材を与えることができるのは、衝撃
エネルギー吸収に大きく関与する因子、すなわち、充填
剤繊維の配向が任意に制御できることに依存しているこ
とを示す。しかしながら、この適切な配向制御は、煩雑
な工程を経てのみ可能であることは前述したとおりであ
る。

【００１０】配向が制御された熱可塑性樹脂、あるいは
短繊維を配合した熱可塑性樹脂に関しても、その配向が
制御された方向と９０°の方向から加わる衝撃エネルギ
ーに対して、大きな衝撃エネルギー吸収特性を示すと予
想できる。このことは、通常の射出成形品でもスキン層
と呼ばれる成形品の強度に配向した部分が９０°の方向
から加わる衝撃エネルギーに対して優れた特性を示すこ
とからも確認できる。また、このときの配向とは、熱可
塑性樹脂分子自身の配向と充填剤の配向の両者、および
その相乗作用を指しており、樹脂分子自身の配向が生じ
る点が熱硬化性樹脂と大きく異なる。

【００１１】しかしながら、これら熱可塑性樹脂系の材
料で中空円筒状体を射出成形した場合、ゲートから注入
された樹脂分子、あるいは、充填剤の配向は、高速充填
・急速固化の条件が満たされた部分を除いて極めて弱い
配向しか示さない。特に、コア部分と呼ばれる成形品内
部では配向は極めて弱い。

【００１２】したがって、熱可塑性樹脂は極めて成形性
に優れるにもかかわらず、通常の射出成形法で中空円筒
状体の衝撃エネルギー吸収部材を成形した場合、その衝
撃エネルギー吸収に大きく関与する因子、すなわち、樹
脂分子の配向、および、充填剤の配向が小さく、また、
その配向を任意に制御できる方法が存在しない。このこ
とが、熱可塑性樹脂材料からなる中空円筒状体の優れた
衝撃エネルギー吸収部材を製造することができない原因
であると考えられる。

【００１３】また、熱硬化性樹脂「長繊維／熱硬化性樹
脂」からなる衝撃エネルギー吸収部材は、前述したよう
に帯状のガラス長繊維を含有した硬化前樹脂（プリプレ
グ）を積層して製造されるために複雑であるが、この各
層が相互に接着した部分は相対的な強度が弱いため円筒
体の軸方向に変位が生じたときに剥離（層間剥離）を生
じ、円筒体の破壊モードを安定化する機能を果たしてい
る。そして、この安定した破壊モードの確保は優れた衝
撃エネルギー吸収部材を得るためには必須の条件と考え
られる。

【００１４】従って、熱可塑性樹脂で衝撃エネルギー吸
収部材を製造する場合にも、その成形品内部に積層熱硬
化性樹脂の層間剥離に対応する破壊モードを安定化する
ための機能を有する構造を何らかの手法で導入すること
が好ましいと予想するが、従来このような観点からの提
案はされていない。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の衝撃エ
ネルギー吸収部材に対する合成樹脂製の衝撃吸収構造部
材の優位性を保ちつつ、熱硬化性樹脂製の衝撃エネルギ
ー吸収部材に関する問題を解決した熱可塑性樹脂製の衝
撃エネルギー吸収部材に関する。

【００１６】すなわち、本発明の第１は、少なくとも一
つの積層面を有することを特徴とする、熱可塑性樹脂の
射出成形により製造される積層中空円筒状体を有する衝
撃エネルギー吸収部材に関する。

【００１７】本発明の第２は、上記本発明の第１におい
て、熱可塑性樹脂が芳香族環を含有する化合物を主構成
モノマーとして含み、該モノマーが主鎖中に含有されて
いることを特徴とする衝撃エネルギー吸収部材に関す
る。

【００１８】本発明の第３は、本発明の第１または第２
において、熱可塑性樹脂がサーモトロピック液晶ポリマ
ーであることを特徴とする衝撃エネルギー吸収部材に関
する。

【００１９】本発明の第４は、本発明の第１から第３の
いずれかの発明において、熱可塑性樹脂が繊維充填剤を
含有することを特徴とする衝撃エネルギー吸収部材に関
する。

【００２０】本発明の第５は、工程：円筒状のキャビ
ティー内に熱可塑性樹脂を射出し、第１の中空円筒状体
を作成する工程と、工程：熱可塑性樹脂製の第１の中
空円筒状体の内側または外側に、円筒状のキャビティー
を形成し、該キャビティー内に熱可塑性樹脂を射出して
第２の中空円筒状体を製造する工程を含む成形方法によ
り成形される衝撃エネルギー吸収部材の製造方法に関す
る。この方法により、本発明の第１の発明である少なく
ともーつの積層面を有することを特徴とする、熱可塑性
樹脂の射出成形樹脂により製造される積層中空円筒状体
を有する衝撃エネルギー吸収部材が製造される。

【００２１】本発明に係る衝撃エネルギー吸収部材は、
このように１次成形および２次成形を経て製造するほ
か、各中空円筒状体層を別個に射出成形し、各層を接着
剤により接着し積層して製造することもできる。

【００２２】この衝撃エネルギー吸収部材は、積層中空
円筒状体の軸方向から圧縮歪みが発生するように取り付
けられた状態で使用される。そして、衝撃エネルギー吸
収部材は熱可塑性樹脂を射出成形して製造される積層中
空円筒状体からなり、かつ、積層面が引金となるため積
層中空円筒状体がその軸方向からの圧縮荷重を受けて非
可逆的に破壊される際、円滑かつ継続的な圧搾破壊が確
保される。

【００２３】つまり、積層中空円筒状体中の隣接層間
は、２次成形時の溶融樹脂の射出により、あるいは隣接
層間の接着剤によりかなりの強度で接着されているが、
積層中空円筒状体の破壊は、どうしても積層面部分から
始まる。そして積層円筒状体の破壊は、特に積層面の部
分から先に生じやすく、これがリード役（引金）となっ
て破壊モードを一定化させる。

【００２４】さらに、熱可塑性樹脂として、芳香族環を
含有する化合物を主構成モノマーとして含み、該モノマ
ーを主鎖中に含有するものを使用することにより、衝撃
エネルギー吸収部材を、配向性が高く、それ故高強度の
吸収エネルギーの高いものとすることができる。さらに
このことは、熱可塑性樹脂としてサーモトロピック液晶
ポリマーを採用することによりより高度に達成される。
熱可塑性樹脂に、繊維充填剤を配合すればより高強度と
なり、吸収エネルギーのレベルがより高まるものとな
る。以下、本発明を詳細に説明する。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の衝撃エネルギー吸収部材
は、両端が開放された中空円筒状構造をなしているの
で、円筒の軸方向に加わる圧縮負荷に対して非可逆的な
衝撃エネルギーの吸収を効果的に行うことができる。そ
れ故このような衝撃エネルギー吸収用の部材として最も
有効な形態である。また、両端が開放された中空円筒状
構造を保持したまま、衝撃エネルギー吸収を増大させる
ために公知の変形方法により一部変形された形状のもの
も本発明の範囲内である。すなわち、この変形として
は、例えば、１）円筒の一方の端に底板を取り付ける、
２）円筒の肉厚に、連続的または不連続的な任意の肉厚
変化をつける、３）円筒両端の開口部の面積を互いに異
ならせる（すなわちこの変形の場合、軸に沿った断面形
状としては台形形状となり、中空円錐台状体となる）、
４）円周方向にリブを設置する等の公知の衝撃エネルギ
ー吸収を増大させる、等の設計変更が可能である。本発
明では、熱可塑性樹脂を主材料としているので、これら
任意の設計変更を自由にできる。また端部に公知のトリ
ガー形状を任意に設けることも容易に行うことができ
る。

【００２６】上述のように、本発明の衝撃エネルギー吸
収部材は熱可塑性樹脂の射出成形により製造され、積層
構造を有することを特徴とし、それにより、特定方向か
ら加わる衝撃エネルギーを効果的に吸収するものであ
る。樹脂は配向すればさらに強度が向上する。したがっ
て、熱可塑性樹脂としては、配向することによって高い
弾性率が出現する分子構造を有するものを用いるのが好
ましく、これにより、極めて大きな効果を発揮させるこ
とができる。好ましい熱可塑性樹脂として代表的なもの
は、芳香族環を含有する化合物を主構成モノマーとして
含み、該モノマーが主鎖中に含有され、剛直な分子構造
を有するものである。このような主構成モノマーとして
の芳香族環を含有するモノマー化合物としては、具体的
には、ビスフェノールＡ、メタキシリレンジアミン、テ
レフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２価フ
ェノール等のモノマーが例示される。

【００２７】これら芳香族環を含有する化合物を主構成
モノマーとして含み、該モノマーが主鎖中に含有され、
剛直な分子構造を有する樹脂は市販の樹脂から容易に入
手できる。例示すれば、メタキシリレンジアミンを主構
成モノマーとするポリアミド（例えば、三菱ガス化学社
製のＭＸＤナイロン樹脂（商品名）等）；テレフタル酸
を主構成モノマーとするポリエステル（例えば、ポリエ
チレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレ
ート系樹脂系）；２，６−ナフタレンジカルボン酸を主
構成モノマーとするポリエステル（例えば、ＰＥＮ系樹
脂）；ビスフェノールＡを主構成モノマーとするポリカ
ーボネートおよびポリエステル；ポリフェニレンスルフ
ァイド；ポリフェニレンオキシド；ポリスルフォン；２
価フェノールを主構成モノマーとするポリアリレート
（例えば、ユニチカ社製のＵポリマー樹脂（商品名）
等）；ポリエーテルケトン；ポリエーテルエーテルケト
ン；ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフトエ酸、
２価フェノールまたはビフェノールを主構成モノマーと
する溶融時に光学的異方性を示すサーモトロピック液晶
ポリマー（例えば、住友化学社製のスミカスーパー（商
品名）、アモコ社製のザイダー（商品名）、デュポン社
のゼナイト（商品名）、ヘキスト−セラニーズ社製のベ
クトラ（商品名）、東レ社製のシベラス（商品名）、ユ
ニチカ社のロッドラン（商品名）等）があげられる。

【００２８】これらの中でも、サーモトロピック液晶ポ
リマー、例えばサーモトロピック液晶ポリエステルは、
その分子構造が極めて剛直で、配向しやすく、また配向
により自己補強性と呼ばれる効果を示して配向方向の弾
性率が極めて大きなものになるので本発明の材料として
好ましいものである。

【００２９】熱可塑性樹脂は単独で用いても複数の混合
物で使用してもよい。また、熱可塑性樹脂に、配向時の
配向方向の弾性率を増加させることを目的として、繊維
充填剤を加えることが効果的である。例示すれば、ガラ
ス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維（例えば、デ
ュポン社製ケブラー（商品名）等）、炭化珪素繊維、ボ
ロン繊維、フェノール樹脂繊維（例えば、群栄化学社製
カイノール（商品名）等）があげられる。

【００３０】本発明の衝撃エネルギー吸収体における積
層中空円筒状体は、少なくとも１層の積層面を有する限
りその製造方法は特に限定されない。たとえば、かかる
積層中空円筒状体の各層は、上述のように、１次成形お
よび２次成形を経て、あるいは別個に射出成形すること
ができる。

【００３１】より具体的には、積層中空円筒状体は次の
ようにして製造することができる。すなわち、円筒状キ
ャビティーを有する金型内に常法により熱可塑性樹脂を
射出することにより先ず第１の中空円筒状体を得る。次
いで、得られた第１の中空円筒状体を合わせ金型の内金
型として外金型との間で円筒状のキャビティーを形成さ
せる。そして該キャビティー内へ熱可塑性樹脂を射出成
形し、第２の中空円筒状体を製造することにより少なく
ともーつの積層面を有することを特徴とする、熱可塑性
樹脂の射出成形樹脂により製造される積層中空円筒状体
を有する衝撃エネルギー吸収部材が製造される。初めの
第１の中空円筒状体を合わせ金型の外金型として内金型
との間で円筒状のキャビティーを形成させ、該キャビテ
ィー内へ熱可塑性樹脂を射出することもできる。初めの
第１の中空円筒状体を合わせ金型の内金型とし、これと
外金型の間で円筒状のキャビティーを形成させる前者の
方法の方が、外側の樹脂層の固化時の収縮力が働き、強
固に積層され好ましい。二種の熱可塑性樹脂は同一でも
また異なってもよい。異なる樹脂の場合でも、その融点
の差は特に限定されない。いずれにしろ、初めの第１の
中空円筒状体は射出後十分固化したものを用いるのが通
常であるので、二種の樹脂の融点の差は特に問わない。
なお、もちろんであるが、初めの第１の中空円筒状体
は、射出後十分固化しない前に次の工程に供することも
できる。要は、複数回の射出工程により積層構造を発現
させればよい。十分固化する前に次の樹脂を射出するな
どの方法を採用する場合、両層が融着して一見して積層
面は強固に接合され、あたかも単一の層を構成するかの
ようにみえることがある。しかしながら、複数回の射出
工程により積層構造を発現させる限り、ミクロに観察す
ると必ず積層面としての界面が存在し、この面が引金と
して機能することにより安定した破壊モードでもって吸
収部材は破壊されることになる。

【００３２】積層構造は、適宜の接着剤層を介する積層
構造および樹脂層同士の融着による積層構造により発現
する。二つの円筒状体の機械的な勘合等により二つの円
筒状体の積層構造を発現させることも可能であるが、こ
の場合積層面の状態が均一でない可能性が高く、安定し
た破壊モードにつながることが少なく好ましい態様では
ない。

【００３３】なお、本発明の衝撃エネルギー吸収部材の
使用形態には制限はない。例えば、単独使用、複数の組
み合わせ使用が可能で、また、他の衝撃エネルギー吸収
部材、構造部材等と組み合わせて使用してもよい。

【００３４】

【実施例】次に、図１を用いて、本発明の一実施例に係
る衝撃エネルギー吸収体の製造方法を説明する。以下の
実施例では、回転コアを用いる成形法で説明するが、必
ずしも回転コアを利用する必要はなく、従来公知の積層
方法を利用することももちろん可能である。従来公知の
方法は、簡単には以下で述べる回転コアの回転が停止し
た金型でもって製造することが可能である。

【００３５】図において１は射出成形機、２は溶融した
熱可塑性樹脂（溶融樹脂）の通路、３はランナー、４は
回転コア部、５は外金型、６は回転コア部４と外金型５
で形成される円筒状体層の形成部（キャビティ）であ
る。７は回転コア部４の回転を保持する軸受け、８は回
転コア部４を駆動するチェーン、９はチェーン８を駆動
するモータ、１０は突き出しピンである。溶融樹脂が射
出成形機１から射出され、溶融樹脂の通路２およびラン
ナー３からキャビティ６内へ射出される。上記寸法の円
筒状体を成形するような場合には回転コア部の回転数は
１００〜４００ｒｐｍ、好ましくは２００〜４００ｒｐ
ｍの範囲で回転される。キャビティ内に射出された溶融
樹脂は回転コアの回転により壁面と共に連れ回り、配向
する。軸受け７は、弾性体で構成すればコアの回転中で
も焼き付く恐れは少ない。ここでは熱可塑性樹脂とし
て、サーモトロピツク液晶ポリエステル樹脂を使用して
いる。具体的には、フタル酸／イソフタル酸／４−ヒド
ロキシ安息香酸／４，４−ジヒドロキシジフェニルから
それぞれ誘導される繰返単位を有するサーモトロピツク
液晶コポリエステル樹脂であって、それぞれのモル比
は、０．７５／０．２５／３／１のものを使用すること
ができる。これは、ホットステージを装着した偏光顕微
鏡を用いて光学的異方性を観察したところ、３４０℃以
上で溶融状態で光学的異方性を示したものである。

【００３６】この樹脂にガラス繊維３０重量％（組成物
全体に対して）を含む組成物を用いて、図１の装置によ
り、例えば、外径が２０ｍｍ、肉厚１ｍｍ、長さ１５０
ｍｍ、重量１５ｇのパイプ形状の一次成形物としての第
１の中空円筒状体層を射出成形することができる。この
とき、例えば、射出時間は、約５秒、冷却時間は約１０
秒であり、計約１５秒を要する。

【００３７】次に、得られた第１の円筒状体層を内側金
型として用い、同様にして第２の円筒状体層を射出成形
する。つまり、第１の円筒状体層を適当な取付け金具に
取り付け、これを回転コア部として、前記１次成形の場
合とは逆方向に回転させながら、その外周囲に射出成形
を行うことにより、２次成形物としての第２の中空円筒
状体層を第１の中空円筒状体層に積層して形成する。し
たがって、この場合、第２の中空円筒状体層を形成する
ためのキャビティは、内側内壁が第１の中空円筒状体層
の外壁で構成され、外側内壁が、外金型５よりも第２の
中空円筒状体層の厚さ分だけ内径の大きい外金型によっ
て構成される。

【００３８】次に、別の好ましい実施例に係る衝撃エネ
ルギー吸収部材の製造方法について説明する。この方法
は、内側の金型部を固定し、外側の金型部を回転させる
ようにした点が上述の実施例と異なる。熱可塑性樹脂も
上述の実施例と同じガラス繊維３０重量％（組成物全体
に対して）を含むサーモトロピック液晶コポリエステル
樹脂である。

【００３９】図２は、１次成形に用いる金型の概要を示
す断面図である。図中、１１および１２は射出成形用の
金型を構成している外側金型部とコア金型部であり、こ
れらの間に円筒状のキャビティ１３が形成されている。
１４は熱可塑性樹脂を射出するための経路であり、１次
成形に用いる１次ゲートに接続した１次経路１４ａと、
２次成形に用いる２次ゲートに接続した２次経路１４ｂ
とに分岐している。

【００４０】１次成形時には、１次ゲートから溶融した
熱可塑性樹脂１５を射出するとともに、外側金型部１１
を一定方向に回転させる。射出される溶融樹脂は、１次
ゲートから矢印１６の方向に沿ってキャビティ１３内を
上方に向かって進行するが、その際、外側の樹脂は、回
転する外側金型部１１の内壁、すなわちキャビティ１３
を構成している円筒形の外側壁面１７により連れ回さ
れ、内側壁面１８は静止しているため、外側の樹脂は内
側の樹脂よりもより大きく回転方向へ配向する。これに
より、回転方向への配向方向成分が外側において大き
く、内側において小さい１次成形物つまり第１の中空円
筒状体層が形成される。

【００４１】これによって得られる第１の中空円筒状体
層は、内側と外側とで、配向方向の回転軸に対する傾き
の大きさが、上述実施例の場合とは、逆であるが、配向
方向が連続的に変化している点では同様であり、したが
って、同様の利点を有する。

【００４２】図３は、２次成形に用いる金型の概要を示
す断面図である。コア金型部１２は１次成形時と共通で
ある。ただし、１次成形で形成され固化した第１の中空
円筒状体層１９がそのまま残され、あるいは取り付けら
れており、これが、コア金型の外壁となって、第２の中
空円筒状体層を形成するためのキャビティ２０の内側壁
面を形成している。つまり、第２の中空円筒状体層は第
１の中空円筒状体層１９の外側に積層して形成されるよ
うになっている。外側金型部２１はこれに合わせ、１次
成形時に用いた外側金型部１１よりも、キャビティ２０
を形成する内壁の半径が大きくなっている。

【００４３】２次成形は、１次成形において成形した中
空円筒状体層１９の樹脂が冷却した後、外側金型部１１
を脱型し、代わりに２次成形用の外側金型部２１をセッ
トしてから行う。コア金型部１２は１次成形後に抜いて
もよいし、抜かずに１次成形時のままにしておいてもよ
い。通常は抜かない方がよいと考えられる。２次成形に
おいては、溶融樹脂は、キャビティ２０に通じた経路１
４ｂを経て２次ゲートから射出する。これに並行して、
外側金型部１８を１次成形における外側金型部１１の回
転方向とは逆の方向に回転させる。その際、中空円筒状
体層１９の外側表面の樹脂は、射出されてくる溶融樹脂
と接触し、その熱で一部が軟化または溶融することも可
能である。

【００４４】樹脂が冷却した後、外側金型部１１を脱型
し、コア金型部１２を抜くことにより、目的とする積層
中空円筒状体が得られる。すなわちこの積層中空円筒状
体では、回転軸方向についての配向方向の傾きが第１の
中空円筒状体層１９とは逆向きである第２の中空円筒状
体層が第１の中空円筒状体層１９の外側に積層して形成
されており、隣接層の、それらが接する面における配向
の方向が互いに異なる。また、第２の中空円筒状体層
は、第１の中空円筒状体層におけると同様の連続的に変
化した配向を有する。

【００４５】なお、中空円筒状体層１９は２次成形にお
いて上述のように一部が軟化または溶融するため、得ら
れる積層中空円筒状体において、第１および第２の中空
円筒状体層間の接着強度は高まる。このため、各層間に
接着剤を使用することは原則として不要である。もちろ
ん、適宜に接着剤を使用することは可能である。

【００４６】このように、１次成形で成形した第１の中
空円筒状体層の外側に、２次成形として第２の中空円筒
状体層を射出成形することにより、第２の中空円筒状体
層が冷却・固化するときに、その樹脂が中心に向かって
収縮するため、第１および第２の中空円筒状体層間の接
着強度をさらに高いものとすることができる。

【００４７】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ことなく種々変形して実施することができる。例えば、
上述の各実施例では２次成形においても金型部分を回転
させているが、２次成形においてはいずれの金型部分を
も回転させないで単に樹脂を射出するだけにしてもよ
い。

【００４８】また、上述の各実施例では１次成形および
２次成形を経て各層を積層しているが、この代わりに、
第１および第２の中空円筒状体層を別々に成形し、これ
らを適宜の接着剤を使用して接着することにより積層す
るようにしてもよい。その際に、各中空円筒状体層の成
形は、上述の各実施例における第１の中空円筒状体層と
同様にして成形することができるが、第１および第２の
中空円筒状体層の成形間で、回転させる金型部分の回転
方向を互いに異ならせるようにする。

【００４９】また、上述各実施例においては、回転させ
る金型部分の回転方向は１次成形と２次成形とで異なら
せているが、これを同一方向とし、回転速度や溶融樹脂
の粘度等を異ならせてもよい。例えば、回転速度と方向
が同一であっても、溶融樹脂の粘度が異なれば、配向は
異なるものとなるからである。要は、隣接層間で、接触
面における配向方向が相互に異なれば良い。つまり、同
じ配向方向の層を積層したのでは、単に厚手の積層中空
円筒状体層を作る結果となって、層間の界面が破壊のリ
ード役を勤めるということにならないので、これを避け
るようにすればよい。

【００５０】また、上述の各実施例では１次成形におい
て内側の中空円筒状体層を成形し、２次成形において外
側の中空円筒状体層を成形するようにしているが、この
逆に、１次成形において外側の中空円筒状体層を成形
し、２次成形において内側の中空円筒状体層を成形する
ようにしてもよい。

【００５１】また、上述の各実施例では１次成形と２次
成形において同じ熱可塑性樹脂を用いているが、この代
わりに、異なる熱可塑性樹脂を用いてもよい。つまりこ
の場合、回転される金型部分の回転数が同じでも、熱可
塑性樹脂の分子量、配合剤の量、種類などが異なれば
（溶融粘度が相違すれば）、配向が異なるからである。
なお、同一の熱可塑性樹脂を用いた場合においても、回
転される金型部分の回転数が異なれば、配向方向も異な
ることは、上述したとおりである。

【００５２】また、上述の各実施例では、２層の中空円
筒状体層を積層する場合について説明したが、同様の方
法で多数次の成形を繰り返すことにより、多層構造のた
とえば３、４層程度の積層中空円筒状体を成形するよう
にしてもよい。また、多層構造とする場合、各層を上述
のように別個に成形し、これらを接着剤で積層するよう
にしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の衝撃エネル
ギー吸収部材によれば、積層面を有するため、熱可塑性
樹脂の射出成形により製造される積層中空円筒状体を有
する衝撃エネルギー吸収部材を、破壊されやすい積層面
部分を破壊のリード役とした一定した安定な破壊モード
を有するものとして提供することができる。

【００５４】また、本発明の製造方法によれば、所定の
１次成形および２次成形を経て積層中空円筒状体を成形
するようにしたため、衝撃エネルギー吸収部材を、簡便
かつ安価に製造することができる。また、１次成形で成
形した第１の中空円筒状体層の外側に、２次成形として
第２の中空円筒状体層を射出成形することにより、第２
の中空円筒状体層が冷却・固化するときに、その樹脂が
中心に向かって収縮するため、第１および第２の中空円
筒状体層間の接着強度を高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例で使用される製造装置を示
す図である。

【図２】 本発明の別の実施例において１次成形に用い
る金型の概要を示す断面図である。

【図３】 本発明の別の実施例において２次成形に用い
る金型の概要を示す断面図である。

【符号の説明】

１：射出成形機、２：溶融ポリマーの通路、３：ランナ
ー、４：回転コア部、５：外金型、６：円筒状体の形成
部（キャビティ）、７：軸受け、８：チェーン、９：モ
ータ、１０：突き出しピン、１１：外側金型部、１２：
コア金型部、１３：キャビティ、１４：射出経路、１４
ａ，１４ｂ：分岐した射出経路、１５：溶融樹脂、１
６：溶融樹脂の進行方向を示す矢印、１７：外側壁面、
１８：内側壁面、１９：第１の中空円筒状体層、２０：
キャビティ、２１：外側金型部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ６６Ｂ 5/28 Ｂ６５Ｄ 81/14 Ｚ Ｂ２９Ｌ 31:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの積層面を有することを
   特徴とする、熱可塑性樹脂の射出成形により製造される
   積層中空円筒状体を有する衝撃エネルギー吸収部材。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂が芳香族環を含有する化合
   物を主構成モノマーとして含み、該モノマーが主鎖中に
   含有されていることを特徴とする請求項１に記載された
   衝撃エネルギー吸収部材。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂がサーモトロピック液晶ポ
   リマーであることを特徴とする請求請１または請求項２
   に記載された衝撃エネルギー吸収部材。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂が繊維充填剤を含有するこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記
   載された衝撃エネルギー吸収部材。
5. 【請求項５】 次の工程およびを含むことを特徴と
   する請求項１記載の衝撃エネルギー吸収部材の製造方
   法。 工程：円筒状のキャビティー内に熱可塑性樹脂を射出
   し、第１の中空円筒状体を作成する工程、 工程：熱可塑性樹脂製の第１の中空円筒状体の内側ま
   たは外側に、円筒状のキャビティーを形成し、該キャビ
   ティー内に熱可塑性樹脂を射出し第２の中空円筒状体を
   製造する工程。