JP2019156129A - Bumper device - Google Patents

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普 菅野
Susumu Sugano
普 菅野
田中 裕二
Yuji Tanaka
裕二 田中
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Abstract

To provide a bumper device which is excellent in absorption characteristics of energy and is lightweight.SOLUTION: A bumper device contains an impact absorption body which has a hollow cylindrical body portion formed of a continuous reinforcement fiber resin composite material containing a fiber bundle containing a continuous reinforcement fiber and a resin, and has an end whose angle α formed by an axial direction of the cylindrical body portion and a direction along an outer surface of the cylindrical body portion is 0.1-30° on one end in the axial direction of the cylindrical body portion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、バンパー装置に関する。   The present invention relates to a bumper device.

従来、自動車等の車両においては、衝突時に外部から車両に加わる衝撃を吸収する衝撃吸収体が搭載されることが一般的であり、例えば、乗用車では、車両前方又は後方のバンパー内部等に衝撃吸収部材が用いられている。衝撃吸収体は、例えば、円筒に形成され、衝撃を受けて軸方向に圧縮破壊されることにより、衝撃を吸収する。このような衝撃吸収体として、従来、金属材料(例えば、アルミニウム、鉄)で構成された金属製衝撃吸収体が用いられてきたが、近年では、車両の軽量化が望まれるとともに、繊維強化樹脂等のより軽量な材料で構成された衝撃吸収部材の検討が進められている。
このような繊維強化樹脂を用いた衝撃吸収部材として、例えば、特許文献1には、繊維強化プラスチック材料からなる吸収体の層間剥離でエネルギーを吸収するエネルギー吸収支持構造が記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in vehicles such as automobiles, an impact absorber that absorbs an impact applied to the vehicle from the outside at the time of a collision is generally mounted. For example, in a passenger car, shock absorption is performed inside a bumper at the front or rear of the vehicle. A member is used. The shock absorber is formed in a cylinder, for example, and absorbs the shock by being compressed and broken in the axial direction upon receiving the shock. Conventionally, a metal shock absorber made of a metal material (for example, aluminum or iron) has been used as such a shock absorber. However, in recent years, it is desired to reduce the weight of the vehicle, and a fiber reinforced resin. The impact absorbing member made of a lighter material such as the above has been studied.
As an impact absorbing member using such a fiber reinforced resin, for example, Patent Document 1 describes an energy absorbing support structure that absorbs energy by delamination of an absorber made of a fiber reinforced plastic material.

特表2015−503488号公報Special table 2015-503488 gazette

しかしながら、特許文献1のエネルギー吸収支持構造は、層を剥離するエネルギー吸収が主体となり、繊維の引張物性によるエネルギー吸収を効果的に発揮することができない、という問題があることを、本発明者らは見出した。また、エネルギー吸収を向上させるには層間接着を強くする必要があり、十分に軽量化の効果が得られない場合があることを見出した。   However, the present inventors have a problem that the energy absorption support structure of Patent Document 1 is mainly composed of energy absorption for peeling off the layers and cannot effectively exhibit energy absorption due to the tensile properties of the fiber. Found. In addition, it has been found that in order to improve energy absorption, interlayer adhesion needs to be strengthened, and the effect of weight reduction cannot be obtained sufficiently.

従って、本発明の目的は、衝撃吸収性に優れる軽量なバンパー装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a lightweight bumper device that is excellent in shock absorption.

即ち、本発明は、下記に示すとおりである。     That is, the present invention is as follows.

[1]
連続強化繊維を含む繊維束と樹脂とを含む連続強化繊維樹脂複合材からなる中空の筒状体部分を有し、前記筒状体部分の軸方向と、前記筒状体部分の外面に沿う方向とのなす角度αが0.1〜30°となる端部を、前記筒状体部分の前記軸方向の一方の端に有する衝撃吸収体を含むことを特徴とするバンパー装置。
[1]
It has a hollow cylindrical body portion made of a continuous reinforcing fiber resin composite material including a fiber bundle including continuous reinforcing fibers and a resin, and the axial direction of the cylindrical body portion and the direction along the outer surface of the cylindrical body portion And a bumper device including an impact absorber having an end portion in which the angle α is 0.1 to 30 ° with one end in the axial direction of the cylindrical body portion.

[2]
車両用の、[1]のバンパー装置。
[2]
[1] Bumper device for vehicles.

[3]
車両の車室の前方又は後方に設置され、
前記軸方向が車両の前後方向であり、
前記軸方向の他方の端が車室側に向き、
前記一方の端と前記他方の端とが平板体を介して車両に連結されている、[1]又は[2]のバンパー装置。
[3]
Installed in the front or rear of the vehicle compartment,
The axial direction is the longitudinal direction of the vehicle;
The other end of the axial direction faces toward the passenger compartment,
The bumper device according to [1] or [2], wherein the one end and the other end are connected to a vehicle via a flat plate.

[4]
電気自動車のバッテリーの周囲に設置され、
前記軸方向が車両外側から前記バッテリーに向かう方向であり、
前記軸方向の他方の端が前記バッテリー側に向き、
前記一方の端が平板体を介して車両に連結され、前記他方の端が平板体を介して前記バッテリーに連結されている[1]又は[2]のバンパー装置。
[4]
Installed around the battery of an electric vehicle,
The axial direction is a direction from the outside of the vehicle toward the battery;
The other end of the axial direction faces the battery side,
The bumper device according to [1] or [2], wherein the one end is connected to the vehicle via a flat plate and the other end is connected to the battery via a flat plate.

[5]
前記軸方向と略平行に、前記軸方向の他方の端側の前記平板体に支持棒が取り付けられた、[3]又は[4]のバンパー装置。
[5]
The bumper device according to [3] or [4], wherein a support bar is attached to the flat plate on the other end side in the axial direction substantially parallel to the axial direction.

[6]
前記筒状体部分の前記端部の形状が、n角錐台(nは3以上の整数である)、又は円錐台である、[1]〜[5]のいずれかのバンパー装置。
[6]
The bumper device according to any one of [1] to [5], wherein the shape of the end portion of the cylindrical body portion is an n-pyramidal frustum (n is an integer of 3 or more) or a truncated cone.

[7]
前記軸方向の前記一方の端から軸方向の他方の端まで、前記角度αが0.1〜30°である、[1]〜[6]のいずれかのバンパー装置。
[7]
The bumper device according to any one of [1] to [6], wherein the angle α is 0.1 to 30 ° from the one end in the axial direction to the other end in the axial direction.

[8]
前記繊維束の繊維方向の少なくとも1つの方向が、前記軸方向に対して0°超90°未満の角度をなす、[1]〜[7]のいずれかのバンパー装置。
[8]
The bumper device according to any one of [1] to [7], wherein at least one of the fiber directions of the fiber bundle forms an angle greater than 0 ° and less than 90 ° with respect to the axial direction.

[9]
前記繊維束は、織り、編み、又は組みにより、互いに異なる繊維方向を有する繊維束が互いを拘束するように配向されている、[1]〜[8]のいずれかのバンパー装置。
[9]
The bumper device according to any one of [1] to [8], wherein the fiber bundle is oriented so that fiber bundles having different fiber directions are constrained by weaving, knitting, or braiding.

[10]
少なくとも一部において、複数の前記連続強化繊維樹脂複合材が積層されている、[1]〜[9]のいずれかのバンパー装置。
[10]
The bumper device according to any one of [1] to [9], wherein at least part of the plurality of continuous reinforcing fiber resin composite materials are laminated.

[11]
前記連続強化繊維に含まれる強化繊維が降伏点を持たない繊維である、[1]〜[10]のいずれかのバンパー装置。
[11]
The bumper device according to any one of [1] to [10], wherein the reinforcing fiber included in the continuous reinforcing fiber is a fiber having no yield point.

本発明によれば、衝撃吸収性に優れる軽量なバンパー装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lightweight bumper apparatus excellent in impact absorbability can be provided.

本実施形態のバンパー装置を車室の前方に設置した、車両の前部の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the front part of a vehicle which installed the bumper apparatus of this embodiment in the front of the vehicle interior. (a)(b)は、支持棒が取り付けられた本実施形態のバンパー装置の一例を示す概略図である。(A) (b) is schematic which shows an example of the bumper apparatus of this embodiment with which the support bar was attached. (a)(b)は、本実施形態のバンパー装置に用いる衝撃吸収体の一例を示す概略図(斜視図)である。(A) (b) is the schematic (perspective view) which shows an example of the impact-absorbing body used for the bumper apparatus of this embodiment. 図3(b)の筒状体部分を示す概略図(斜視図)である。It is the schematic (perspective view) which shows the cylindrical body part of FIG.3 (b). (a)は、図4のX−X断面図である。(b)(c)(d)は、他の衝撃吸収体の筒状体部分の断面の例である。(A) is XX sectional drawing of FIG. (B), (c) and (d) are examples of the cross section of the cylindrical body portion of another shock absorber. (a)は図5(a)の軸方向の一方の端212の一例の拡大図であり、(b)は図5(d)の軸方向の一方の端212の一例の拡大図である。5A is an enlarged view of an example of one end 212 in the axial direction of FIG. 5A, and FIG. 5B is an enlarged view of an example of the one end 212 in the axial direction of FIG. 本実施形態のバンパー装置に用いる衝撃吸収体を軸方向に対して垂直な方向から見た側面図の一例である。It is an example of the side view which looked at the shock absorber used for the bumper device of this embodiment from the direction perpendicular to the axial direction. 比較例の衝撃吸収体の概略図である。It is the schematic of the shock absorber of a comparative example. 実施例1で用いた金型の模式図である。1 is a schematic diagram of a mold used in Example 1. FIG.

以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」ともいう。)について、詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter, also referred to as “this embodiment”) will be described in detail, but the present invention is not limited to this embodiment.

<バンパー装置>
本実施形態のバンパー装置は、連続強化繊維を含む繊維束と樹脂とを含む連続強化繊維樹脂複合材からなる中空の筒状体部分を有し、前記筒状体部分の軸方向と、前記筒状体部分の外面に沿う方向とのなす角度αが0.1〜30°となる端部を、前記筒状体部分の前記軸方向の一方の端に有する衝撃吸収体を含む。
<Bumper device>
The bumper device of the present embodiment has a hollow cylindrical body portion made of a continuous reinforcing fiber-resin composite material including a fiber bundle including continuous reinforcing fibers and a resin, the axial direction of the cylindrical body portion, and the cylinder The shock absorber includes an end portion having an angle α of 0.1 to 30 ° with the direction along the outer surface of the cylindrical body portion at one end in the axial direction of the cylindrical body portion.

本明細書において、「軸方向」とは、筒状体部分21の一方の端212から他方の端213に向かう方向であり、衝撃吸収体が一方の端に圧縮荷重を受ける際に筒状体部分が圧縮される方向としてもよい。「角度α」とは、筒状体部分21の軸216に沿って切断した断面(図5)における、軸方向ADと筒状体部分の外面214に沿う方向とのなす小さい方の角度であって、0〜90°の範囲の角度をいう。外面に沿う方向とは、該断面(図5)における、外面上の点を通る外面214方向としてよい(図5)。また、筒状体部分の外面が曲面である場合、外面に沿う方向とは外面上の点の接線方向として良い。ここで、図5(a)に示す角度αは、先端212及び端部211の角度αである。
また、本明細書において、筒状体部分の軸方向の一方の端212を「先端」、筒状体部分の他方の端213を「基底端」と称する場合がある。
In this specification, the “axial direction” is a direction from one end 212 of the cylindrical body portion 21 to the other end 213, and the cylindrical body when the shock absorber receives a compressive load at one end. It is good also as a direction where a portion is compressed. The “angle α” is the smaller angle formed by the axial direction AD and the direction along the outer surface 214 of the cylindrical body portion in the cross section (FIG. 5) cut along the axis 216 of the cylindrical body portion 21. An angle in the range of 0 to 90 °. The direction along the outer surface may be the direction of the outer surface 214 passing through a point on the outer surface in the cross section (FIG. 5) (FIG. 5). Further, when the outer surface of the cylindrical body portion is a curved surface, the direction along the outer surface may be a tangential direction of a point on the outer surface. Here, the angle α shown in FIG. 5A is the angle α between the tip 212 and the end 211.
In the present specification, one end 212 in the axial direction of the cylindrical body portion may be referred to as a “tip”, and the other end 213 of the cylindrical body portion may be referred to as a “base end”.

[衝撃吸収体]
上記衝撃吸収体2は、上記筒状体部分21のみからなっていてもよいし、更に平板22等の他の部分を含んでいてもよい。
角度αが0.1〜30°である端部を有することにより、圧縮破壊の初期に、中空の内面側に筒状体部分を取り込むように又は外側に開くように上記端部が変形し始め、軸方向の他方の端側に圧縮破壊が進んでも、内側に折れる変形又は外側に開く変形を連続して誘導でき、途中で折れ曲がらない。また、連続強化繊維を破断しながら内側に折れように又は外側に開くように変形するため、連続強化繊維の破断を主体として衝撃エネルギーが吸収される。そのため、衝撃吸収体の先端から基底部まで、安定且つ効率よく衝撃エネルギーを吸収できる。
[Shock absorber]
The shock absorber 2 may be composed only of the cylindrical body portion 21 or may further include other portions such as the flat plate 22.
By having an end with an angle α of 0.1 to 30 °, the end starts to deform so that the cylindrical body part is taken into the hollow inner surface or opened outward at the initial stage of compression fracture. Even if compressive fracture progresses to the other end side in the axial direction, deformation that folds inward or deformation that opens outwardly can be continuously induced, and it does not bend in the middle. Further, since the continuous reinforcing fiber is deformed so as to be folded inward or opened outward while breaking the continuous reinforcing fiber, the impact energy is absorbed mainly by the breaking of the continuous reinforcing fiber. Therefore, the impact energy can be stably and efficiently absorbed from the tip to the base of the shock absorber.

上記角度αは、変形が基底端方向に進行する際に衝撃を受ける面の面積が変わるため、その面積変化を抑えるようにエネルギーを一層吸収しやすくなるという観点から、より好ましくは1〜15°である。上記角度αが上記上限値以内であることにより、エネルギーの入力が不安定になる、座屈が起こる等の問題が生じにくく、エネルギー吸収の効率に優れる。
上記角度αは、上記先端212で軸216に近く、上記基底端側ほど軸216から離れるような直線と軸方向ADとがなす角度であってもよいし(図5(a)〜(c))、上記先端212で軸216から遠く、上記基底端側ほど軸216に近くなるような直線と軸方向ADとがなす角度であってもよい(図5(d))。中でも、基底端側ほど軸から離れる直線と軸方向とがなす角度であることが好ましい。
The angle α is more preferably 1 ° to 15 ° from the viewpoint that the area of the impacted surface changes when the deformation progresses in the direction of the base end, so that energy can be more easily absorbed so as to suppress the change in the area. It is. When the angle α is within the upper limit, problems such as unstable energy input and buckling are unlikely to occur, and the energy absorption efficiency is excellent.
The angle α may be an angle formed by a straight line that is close to the axis 216 at the tip 212 and is further away from the axis 216 toward the base end side and the axial direction AD (FIGS. 5A to 5C). ), An angle formed by a straight line that is far from the axis 216 at the tip 212 and closer to the axis 216 toward the base end side and the axial direction AD (FIG. 5D). Especially, it is preferable that it is the angle which the straight line and axial direction which leave | separate from an axis | shaft make the base end side.

上記端部211は、上記筒状体部分の軸方向の一方の端212を含む少なくとも一部に設けられている。
軸に沿って切断した断面において、対向する二つの上記一方の端212の角度αが共に0.1〜30°である断面(図5(a)(c)(d))、及び/又は一つの上記一方の端212の角度αが0.1〜30°である断面(図5(b))が、存在することが好ましい。中でも、上記一方の端212の全体に上記端部211が設けられていることが好ましい。
上記筒状体部分の軸方向ADと、上記筒状体部分の内面215に沿う方向とのなす角度βは、上記角度αと同じであることが好ましい。
The end portion 211 is provided on at least a part including one end 212 in the axial direction of the cylindrical body portion.
In the cross section cut along the axis, the cross section (FIGS. 5 (a) (c) (d)) in which the angles α of the two opposing one ends 212 are both 0.1 to 30 ° and / or one There is preferably a cross section (FIG. 5B) in which the angle α of the one end 212 is 0.1 to 30 °. In particular, the end 211 is preferably provided on the entire one end 212.
The angle β formed by the axial direction AD of the cylindrical body portion and the direction along the inner surface 215 of the cylindrical body portion is preferably the same as the angle α.

上記端部211は、軸方向の一方の端212から、軸方向の他方の端213までの全体で、角度αが上記範囲を満たしていてもよいし(図5(c))、一部で角度αが上記範囲を満たしていてもよい(図5(a)(b)(d))。角度αは、軸方向の一方の端212から他方の端側213まで、同じであってもよいし(図5(c))、異なっていてもよい(図5(a)(d))。
また、衝撃吸収時に座屈しにくく、繊維の引張応力によるエネルギー吸収が起こりやすくなるという観点から、軸方向の一方の端212から他方の端側213までにおいて角度αが大きく変化する点がないことが好ましい。
ここで、車体との接合のしやすさの観点から、本実施形態のバンパー装置の筒状体部分の上記軸方向が、取り付けられる車体部品(例えば、車体フレーム)が衝撃を受ける際に潰れる方向と同じ方向であることが好ましい。
The above-mentioned end portion 211 may have the angle α satisfying the above range as a whole from one end 212 in the axial direction to the other end 213 in the axial direction (FIG. 5C). The angle α may satisfy the above range (FIGS. 5A, 5B, and 5D). The angle α may be the same from one end 212 in the axial direction to the other end 213 (FIG. 5C) or may be different (FIGS. 5A and 5D).
In addition, there is no point that the angle α greatly changes from one end 212 in the axial direction to the other end 213 from the viewpoint that it is difficult to buckle during impact absorption and energy absorption due to tensile stress of the fiber is likely to occur. preferable.
Here, from the viewpoint of ease of joining to the vehicle body, the axial direction of the cylindrical body portion of the bumper device of the present embodiment is a direction in which the mounted vehicle body part (for example, the vehicle body frame) is crushed when subjected to an impact. Are preferably in the same direction.

上記筒状体部分21は、衝撃吸収体を適度な大きさにでき、また、衝撃吸収時に座屈しにくく、繊維の引張応力を主体とするエネルギー吸収が起こりやすくなるという観点から、上記角度αが30°超となる部分がないことが好ましい。
また、軸216と内面215との最短距離D(図5(a))は、一方の端側から他方の端側に向かうに従い、長くなってもよいし、短くなってもよい。また、最短距離Dが同じ部分があってもよい。
From the viewpoint that the cylindrical body portion 21 can have a moderate size shock absorber, is not easily buckled at the time of shock absorption, and is likely to absorb energy mainly based on the tensile stress of the fiber. It is preferable that there is no portion exceeding 30 °.
Further, the shortest distance D (FIG. 5A) between the shaft 216 and the inner surface 215 may be longer or shorter from one end side toward the other end side. Further, there may be a portion having the same shortest distance D.

軸に沿って切断した断面(図5)において、対向する2つの端部211は、共に最短距離Dが先端側から基底端側に向かうに従い同じ若しくは長くなる形状、又は最短距離Dが先端側から基底端側に向かうに従い同じ若しくは短くなる形状であることが好ましい。   In the cross-section cut along the axis (FIG. 5), the two opposing end portions 211 are both shaped so that the shortest distance D is the same or longer from the front end side toward the base end side, or the shortest distance D is from the front end side. The shape is preferably the same or shorter as it goes toward the base end side.

軸に沿って切断した断面(図5)の先端212において、上記筒状体部分の外面側の端212aと内面側の端212bとを結ぶ直線と、外面側の端212aで囲まれる面(例えば、衝撃を受ける面、水平面)とがなす、小さい方の角度であって、0〜90°の範囲の角度δ(図6)は、衝撃時にエネルギーを一層吸収しやすくなる観点から、0〜45°であることが好ましく、より好ましくは2〜20°、更に好ましくは1〜15°である。
なお、図6(a)は図5(a)の先端212の一例を拡大した図であり、図6(b)は図5(d)の先端212の一例を拡大した図である。
At the tip 212 of the cross section cut along the axis (FIG. 5), a surface surrounded by the straight line connecting the outer surface side end 212a and the inner surface side end 212b of the cylindrical body portion and the outer surface side end 212a (for example, , The angle δ (FIG. 6) in the range of 0 to 90 ° is 0 to 45 from the viewpoint of more easily absorbing energy at the time of impact. It is preferable that it is (degree), More preferably, it is 2-20 degrees, More preferably, it is 1-15 degrees.
6A is an enlarged view of an example of the tip 212 of FIG. 5A, and FIG. 6B is an enlarged view of an example of the tip 212 of FIG. 5D.

上記端部211の形状としては、n角錐台(nは3以上の整数である)(図5(a))、円錐台、であることが好ましい。
また、上記筒状体部分の形状としては、筒状体部分を取り付ける部分の形状に合わせた形状としてよく、n角錐台(nは3以上の整数である)、円錐台、n角錐台とm角柱とを組み合わせた形状(図5(a))、円錐台と円柱とを組み合わせた形状、円錐台とm角柱(mは3以上の整数である。nとmとは同じであってもよいし異なっていてもよい)とを組み合わせた形状、n角錐台と円柱とを組み合わせた形状であることが好ましい。衝撃吸収性に優れる観点から、上記形状において、nとmとは等しいことが好ましい。例えば、自動車のフレームパイプが角柱の場合は、n角錐台と角柱とを組み合わせた形状又は円錐台と角柱とを組み合わせた形状等が挙げられる。
なお、上記端部の角度αが0.1°未満の中空のn角柱状又は円柱状の形状であると、圧縮破壊の初期に、筒状体部分の端部の外壁が中空内部に取り込むような変形をしない又は外側に開くような変形をせず、途中で屈曲して内側又は外側に折れることがある。また、繊維の引張応力によるエネルギー吸収が起こりにくくなることがある。そのため、効率的なエネルギー吸収ができないため、好ましくない。
The shape of the end portion 211 is preferably an n-pyramidal frustum (n is an integer of 3 or more) (FIG. 5A) or a truncated cone.
Further, the shape of the cylindrical body portion may be a shape that matches the shape of the portion to which the cylindrical body portion is attached. A shape combining a prism (FIG. 5A), a shape combining a truncated cone and a cylinder, a truncated cone and an m prism (m is an integer greater than or equal to 3. n and m may be the same. And may be different), and a combination of an n-pyramidal frustum and a cylinder is preferable. In the above shape, n and m are preferably equal from the viewpoint of excellent shock absorption. For example, when the frame pipe of an automobile is a prism, a shape in which an n-pyramidal frustum and a prism are combined or a shape in which a frustum and a prism are combined can be used.
In addition, when the angle α of the end portion is a hollow n-prism or columnar shape less than 0.1 °, the outer wall of the end portion of the cylindrical body portion is taken into the hollow interior at the initial stage of compression fracture. It may be bent in the middle and folded inward or outward without being deformed or deformed to open outward. In addition, energy absorption due to the tensile stress of the fiber may be difficult to occur. Therefore, it is not preferable because efficient energy absorption cannot be performed.

上記筒状体部分は、剛性が高くなり、衝撃吸収時に座屈をせずにエネルギーを吸収しやすくなる観点から、一方の端212及び/又は他方の端213が閉じていてもよい。ここで、端が閉じるとは、端で囲まれる面の全面を覆う蓋、格子状の蓋、棒等を接合して、端で囲まれる面の少なくとも一部を覆うことをいう。
また上記筒状体部分は、剛性が高くなり、衝撃吸収時に座屈をせずにエネルギーを吸収しやすくなる観点から、一方の端212と他方の端213との間に、筒状体部分の内面上の点で囲まれる面(好ましくは、衝撃を受ける面に平行な面、水平面に平行な面)の少なくとも一部に、全面を覆う蓋、格子状の蓋、棒等が接合していてもよい。
また、上記筒状体部分は、剛性が高くなり、衝撃吸収時に座屈をせずにエネルギーを吸収しやすくなる観点から、一方の端212と他方の端213との間にリブを設けてもよい。
上記蓋、棒としては、上記筒状体部分と同じ素材であってもよいし、例えば金属、樹脂、木材等の他の素材であってもよい。
上記筒状体部分は、一方の端212から他方の端213まで延びる中空の孔を有することが好ましい。
One end 212 and / or the other end 213 may be closed from the viewpoint that the cylindrical body portion has high rigidity and easily absorbs energy without buckling during impact absorption. Here, closing the end means joining at least a part of the surface surrounded by the end by joining a cover covering the entire surface surrounded by the end, a lattice-shaped cover, a bar or the like.
In addition, the cylindrical body portion has high rigidity, and from the viewpoint of easily absorbing energy without buckling at the time of impact absorption, the cylindrical body portion is between the one end 212 and the other end 213. A cover, a lattice-shaped cover, a bar, etc. covering the entire surface are joined to at least a part of a surface surrounded by points on the inner surface (preferably, a surface parallel to the impact surface, a surface parallel to the horizontal surface). Also good.
In addition, the cylindrical body portion has a high rigidity, and even if a rib is provided between one end 212 and the other end 213 from the viewpoint of easily absorbing energy without buckling during impact absorption. Good.
The lid and bar may be the same material as the cylindrical body part, or may be other materials such as metal, resin, wood, and the like.
The cylindrical body portion preferably has a hollow hole extending from one end 212 to the other end 213.

上記筒状体部分は、複数の部材を組み合わせて形成されていてもよいが、エネルギー吸収性の観点から、軸方向に繊維が連続していることが好ましい。また、軸の周方向に繊維が連続していることが好ましい。例えば、先端側から基底端側に向かうに従い最短距離Dが短くなる形状の部分(図5(d))では、軸の周方向に繊維が連続していることが好ましい。軸の周方向に繊維が連続していない場合、先端側から基底端側に向かうに従い、最短距離Dが長くなることが好ましい。   Although the said cylindrical body part may be formed combining several members, it is preferable that the fiber is continuing in the axial direction from a viewpoint of energy absorptivity. Moreover, it is preferable that the fibers are continuous in the circumferential direction of the shaft. For example, it is preferable that the fibers are continuous in the circumferential direction of the shaft in a portion (FIG. 5D) in which the shortest distance D is shortened from the distal end side toward the base end side. When the fibers are not continuous in the circumferential direction of the shaft, it is preferable that the shortest distance D becomes longer from the distal end side toward the base end side.

(衝撃吸収体の構造)
上記衝撃吸収体は、予測される衝撃の方向に沿った軸216を有する柱体形状や錐台形状の筒状体部分を有することが好ましい。なお、本発明の衝撃吸収体ではないが、後述の連続強化繊維樹脂複合材からなる他の衝撃吸収体として、例えば、図8(a)に、予測される衝撃の方向に沿った折り目で平板を折り曲げた形状の衝撃吸収体の例を示す。また、図8(b)に、予測される衝撃の方向に沿った軸を有する円柱状筒体の衝撃吸収体の例を示す。
図3(a)は、上記衝撃吸収体の一例を示す図である。図3(a)は、予測される衝撃の方向に沿った軸を有する2つの六角錐台状筒体が、それぞれの一側辺で台形状の平面を介して結合し、更に各六角錐台状筒体の上記側辺と対向する側辺に、平行四辺形状の平面がその長辺で結合した構造を有する衝撃吸収体の例を示す。図3及び図8のように、稜線は、直線形状、ジグザグ形状、波形形状等の形状であってよい。また、筒状体部分の内部にリブを有していてもよい。
上記筒状体部分を連結する上記平板22としては、上記筒状体部分と同じ素材であってもよいし、例えば金属、樹脂、木材等の他の素材であってもよい。また、隣り合う上記筒状体部分を連結する平板の数としては、1枚であってもよいし(図3(b))、複数枚(図3(a))であってもよい。また1つの筒状体部分が、平板を通して複数の筒状体部分と連結していてもよい。
なお、上記平板は、上記衝撃吸収体中の上記筒状体部分の配置を維持することを目的としてもよい。この場合、平板は板状に限定されない。また、筒状体部分に含まれる繊維束と、平板に含まれる繊維束とは、連続的につながっていなくてもよい。
(Shock absorber structure)
The shock absorber preferably has a cylindrical body portion having a columnar shape or a frustum shape having an axis 216 along the predicted direction of impact. In addition, although it is not the shock absorber of this invention, as another shock absorber which consists of the below-mentioned continuous reinforcement fiber resin composite material, for example, in FIG. An example of a shock absorber having a bent shape is shown. FIG. 8B shows an example of a cylindrical cylindrical shock absorber having an axis along the predicted direction of shock.
Fig.3 (a) is a figure which shows an example of the said shock absorber. FIG. 3 (a) shows that two hexagonal frustum-shaped cylinders having axes along the predicted direction of impact are joined via a trapezoidal plane on one side of each, and each hexagonal frustum An example of a shock absorber having a structure in which a parallelogram-shaped plane is coupled to the side opposite to the above-mentioned side of the cylindrical body at its long side is shown. As shown in FIGS. 3 and 8, the ridgeline may have a shape such as a linear shape, a zigzag shape, or a wave shape. Moreover, you may have a rib inside a cylindrical body part.
The flat plate 22 connecting the cylindrical body portions may be the same material as the cylindrical body portion, or may be other materials such as metal, resin, wood, and the like. In addition, the number of flat plates connecting adjacent cylindrical body portions may be one (FIG. 3B) or a plurality (FIG. 3A). Moreover, one cylindrical body part may be connected to a plurality of cylindrical body parts through a flat plate.
In addition, the said flat plate is good also for the purpose of maintaining arrangement | positioning of the said cylindrical body part in the said shock absorber. In this case, the flat plate is not limited to a plate shape. Moreover, the fiber bundle contained in the cylindrical body portion and the fiber bundle contained in the flat plate need not be continuously connected.

上記筒状体部分の厚さは、全体で同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、筒状体の厚さは、上記角度δが0°超である場合、外面側の端212aと内面側の端212bとの間の領域を除く部分の厚さとして良い。
上記衝撃吸収体は、衝撃吸収バランスを整える観点から、少なくとも一部において、複数の連続強化繊維樹脂複合材が積層された構造を有していることが好ましい。例えば、乗用車の車両前方のバンパー内部に設置する衝撃吸収体の場合、衝撃物体による車両前方からの衝撃に対して、車両外部の衝撃物体と車両内部の物体との両方に対する衝撃を和らげるために、衝撃吸収体のうち衝撃物体側は崩壊し易く、車両内部の物体側は崩壊し難いことが望まれる。即ち、衝撃吸収体のうち、初めに衝撃を受ける車両前方の部分は弱い衝撃エネルギーでも崩壊するが、車両後方の部分にかけて崩壊に徐々に強い衝撃エネルギーが必要となるように、車両前方から後方にかけて厚みが段階的に増した構造の衝撃吸収体が望まれる。このような衝撃吸収体の厚みの調整は、連続強化繊維樹脂複合材の積層枚数を部分的に変えることにより行うことができる。連続強化繊維樹脂複合材を積層する方法としては、例えば、熱溶着、振動溶着等が挙げられる。
The thickness of the cylindrical body portion may be the same or different as a whole. When the angle δ is greater than 0 °, the thickness of the cylindrical body may be the thickness of the portion excluding the region between the outer surface side end 212a and the inner surface side end 212b.
The impact absorber preferably has a structure in which a plurality of continuous reinforcing fiber resin composites are laminated at least in part from the viewpoint of adjusting the impact absorption balance. For example, in the case of an impact absorber that is installed inside a bumper in front of a vehicle of a passenger car, in order to reduce the impact on both the impact object outside the vehicle and the object inside the vehicle with respect to the impact from the front of the vehicle due to the impact object, It is desired that the impact object side of the shock absorber is easily collapsed and the object side inside the vehicle is difficult to collapse. That is, in the shock absorber, the part in front of the vehicle that receives the shock at the beginning collapses even with weak impact energy, but from the front to the rear of the vehicle so that a strong impact energy is gradually required for the collapse toward the rear part of the vehicle. An impact absorber having a structure in which the thickness is increased stepwise is desired. Such adjustment of the thickness of the shock absorber can be performed by partially changing the number of laminated continuous reinforcing fiber resin composites. Examples of the method for laminating the continuous reinforcing fiber resin composite include thermal welding and vibration welding.

(衝撃吸収体中の繊維束の配向)
圧縮に対して面積が変わり、強化繊維方向での引張応力でエネルギーを吸収しやすくなる観点から、上記筒状体部分の繊維束の繊維方向(特に、織り、編み、又は組みにより拘束した繊維束の繊維方向)の少なくとも1つの方向が、上記軸方向に対して0°超90°未満であることが好ましく、より好ましくは30°以上90°未満、更に好ましくは35°以上80°未満、特に好ましくは40°以上60°未満である。特に、織り、編み、又は組みにより拘束した繊維束のうち、少なくとも1つの方向が上記範囲であることが好ましい。中でも、筒状体部分を構成する全ての繊維束の繊維方向が上記範囲を満たすことがより好ましい。
繊維束の繊維方向の少なくとも1つの方向に、0°又は90°が含まれないことにより、層間剥離しにくくなり、繊維の引張応力によるエネルギー吸収が起こりやすくなる。特に、角度γが45°以上の繊維方向を含むことにより、層間剥離が一層抑えられ、且つ繊維の引張応力によるエネルギー吸収が一層起こりやすくなる。
ここで、繊維束の繊維方向の少なくとも1つの上記方向が、軸方向に対してなす角度とは、軸方向ADに対して垂直な方向から筒状体部分21を見た側面図において、軸方向ADと、繊維束の少なくとも1つの方向とのなす小さい角度γであって、0〜90°の範囲の角度をいう(図7)。なお、図7は、図3(a)の筒状体部分を軸方向に対して垂直な方向から見た側面図であり、織られた2つの繊維束の方向が存在する例である。
また、上記筒状体部分の繊維束の繊維方向(特に織り、編み、又は組により拘束した繊維束の繊維方向)の少なくとも1つの方向と、衝撃吸収体の筒状体部分の軸方向に垂直な方向とは、平行であってもよく、垂直又はその他の角度を成していてもよい。垂直又はその他の角度を成す場合の当該角度は、45〜90°であってもよいし、60〜90°であってもよいし、80〜90°であってもよい。
(Orientation of fiber bundle in shock absorber)
The fiber direction of the fiber bundle of the cylindrical body part (especially, the fiber bundle restrained by weaving, knitting, or assembling from the viewpoint that the area changes with compression and the energy is easily absorbed by the tensile stress in the reinforcing fiber direction. At least one direction of the fiber direction) is preferably more than 0 ° and less than 90 ° with respect to the axial direction, more preferably 30 ° or more and less than 90 °, still more preferably 35 ° or more and less than 80 °, particularly Preferably, it is 40 ° or more and less than 60 °. In particular, it is preferable that at least one of the fiber bundles restrained by weaving, knitting, or braiding is in the above range. Especially, it is more preferable that the fiber direction of all the fiber bundles which comprise a cylindrical body part satisfy | fills the said range.
When 0 ° or 90 ° is not included in at least one direction of the fiber direction of the fiber bundle, delamination becomes difficult and energy absorption due to fiber tensile stress is likely to occur. In particular, by including a fiber direction in which the angle γ is 45 ° or more, delamination is further suppressed, and energy absorption due to fiber tensile stress is more likely to occur.
Here, an angle formed by at least one of the fiber directions of the fiber bundle with respect to the axial direction is an axial direction in a side view of the cylindrical body portion 21 viewed from a direction perpendicular to the axial direction AD. A small angle γ formed by AD and at least one direction of the fiber bundle, which is an angle in the range of 0 to 90 ° (FIG. 7). FIG. 7 is a side view of the cylindrical body portion of FIG. 3A viewed from a direction perpendicular to the axial direction, and is an example in which the direction of two woven fiber bundles exists.
Also, at least one of the fiber directions of the fiber bundle of the cylindrical body portion (particularly the fiber direction of the fiber bundle constrained by weaving, knitting, or pairing) and the axial direction of the cylindrical body portion of the shock absorber These directions may be parallel, and may be perpendicular or other angles. The angle in the case of forming a vertical or other angle may be 45 to 90 °, 60 to 90 °, or 80 to 90 °.

(衝撃吸収体の衝撃吸収エネルギー)
上記衝撃吸収体の衝撃吸収エネルギー(高さ:120mm)は、4.0〜10kJであることが好ましく、より好ましくは6.0〜10kJであり、更に好ましくは8.0〜10kJである。衝撃吸収体のエネルギーが8.0〜10kJであると、一般的な自動車の衝撃吸収部材とすることができるが、吸収エネルギーの少ない衝撃吸収体であっても、分散させて配置することによって総合的に必要な吸収エネルギーを持たすことが出来る。高い吸収エネルギーを持つという事は、少ない個数、ひいては少ないコストや少ない重量で衝撃を吸収できるという事となる。
なお本開示で、衝撃吸収体の衝撃吸収エネルギーは、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
(Shock absorption energy of shock absorber)
The impact absorption energy (height: 120 mm) of the impact absorber is preferably 4.0 to 10 kJ, more preferably 6.0 to 10 kJ, and still more preferably 8.0 to 10 kJ. When the energy of the shock absorber is 8.0 to 10 kJ, it can be used as a general automobile shock absorber, but even a shock absorber with low absorbed energy can be integrated by being dispersed. Necessary absorption energy. Having high energy absorption means that impacts can be absorbed with a small number, and therefore with low cost and low weight.
In the present disclosure, the shock absorption energy of the shock absorber can be measured by the method described in Examples described later.

(衝撃吸収体における樹脂の含浸率)
上記衝撃吸収体において、繊維束に対する樹脂の含浸率は、94%以上であることが好ましい。樹脂の含浸率が94%以上であると、引張強度の高い衝撃吸収体を得ることができる。衝撃吸収体が平板状部分を有する場合、当該平板状部分における樹脂の含浸率は、平板表面から厚み方向に94〜100%であることが好ましく、98〜100%であることがより好ましく、99〜100%であることが更に好ましい。
なお本開示で、衝撃吸収体中の繊維束に対する樹脂の含浸率は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
(Resin impregnation rate in shock absorber)
In the shock absorber, the impregnation ratio of the resin to the fiber bundle is preferably 94% or more. When the impregnation ratio of the resin is 94% or more, an impact absorber having a high tensile strength can be obtained. When the shock absorber has a flat plate portion, the resin impregnation rate in the flat plate portion is preferably 94 to 100% in the thickness direction from the flat plate surface, more preferably 98 to 100%, and 99. More preferably, it is -100%.
In the present disclosure, the impregnation rate of the resin with respect to the fiber bundle in the shock absorber can be measured by the method described in Examples described later.

(衝撃吸収体の引張強度)
上記衝撃吸収体の引張強度は、連続強化繊維樹脂複合材が織物である場合、350〜800MPaであることが好ましく、400〜500MPaであることがより好ましい。連続強化繊維樹脂複合材が編物である場合は、280MPa以上であることが好ましく、350MPa以上であることがより好ましい。また、連続強化繊維樹脂複合材が組紐である場合は、340MPa以上であることが好ましく、400MPa以上であることがより好ましい。
なお本開示で、衝撃吸収体の引張強度は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
(Tensile strength of shock absorber)
When the continuous reinforcing fiber resin composite is a woven fabric, the tensile strength of the impact absorber is preferably 350 to 800 MPa, and more preferably 400 to 500 MPa. When the continuous reinforcing fiber resin composite is a knitted fabric, it is preferably 280 MPa or more, more preferably 350 MPa or more. Moreover, when a continuous reinforcement fiber resin composite material is a braid, it is preferable that it is 340 Mpa or more, and it is more preferable that it is 400 Mpa or more.
In the present disclosure, the tensile strength of the shock absorber can be measured by the method described in Examples described later.

<衝撃吸収体の剛性>
上記衝撃吸収体(特に、筒状体部分)の剛性は、10〜40GPaであることが好ましく、より好ましくは20〜40GPaである。剛性が40GPa超であると、衝撃を受ける際に、車体のほかの部分(例えばフレーム等)が破壊され、乗車している人間に被害が及ぶこともある。また、剛性が40GPa以下であることにより、座屈をせずに繊維の引張応力によるエネルギー吸収が起こりやすくなる。
上記剛性は、例えば、樹脂の種類や含有量や含浸率、連続強化繊維の種類等により調整することができる。
なお、上記剛性は、JIS K7171に準拠した方法で測定される値をいう。
<Rigidity of shock absorber>
The impact absorber (particularly the cylindrical body portion) preferably has a rigidity of 10 to 40 GPa, more preferably 20 to 40 GPa. If the rigidity exceeds 40 GPa, other parts of the vehicle body (for example, the frame) may be destroyed when the vehicle receives an impact, causing damage to the person on board. Further, when the rigidity is 40 GPa or less, energy absorption due to the tensile stress of the fiber is likely to occur without buckling.
The said rigidity can be adjusted with the kind of resin, content, impregnation rate, the kind of continuous reinforcement fiber, etc., for example.
In addition, the said rigidity means the value measured by the method based on JISK7171.

(衝撃吸収体の製造方法)
上記衝撃吸収体は、後述の連続強化繊維樹脂複合材を、金型に設置して加熱プレスすることにより製造することができる。
金型の温度は、連続強化繊維樹脂複合材に含まれる樹脂の融点以上又はガラス転移温度以上に設定し、常に一定温度に温調しておくことが好ましい。型締め圧力は、特に限定されないが、好ましくは1MPa以上、より好ましくは3MPa以上である。
(Shock absorber manufacturing method)
The impact absorber can be manufactured by placing a continuous reinforcing fiber resin composite material, which will be described later, in a mold and hot pressing.
It is preferable that the temperature of the mold is set to be equal to or higher than the melting point of the resin contained in the continuous reinforcing fiber-resin composite or the glass transition temperature, and is always adjusted to a constant temperature. The mold clamping pressure is not particularly limited, but is preferably 1 MPa or more, more preferably 3 MPa or more.

連続強化繊維樹脂複合材は、目的とする衝撃吸収体の厚みによって、金型内に設置する枚数を調整することができる。衝撃吸収体の部分的に厚みの異なる部分についても、金型内に設置する連続強化繊維樹脂複合材の枚数を部分的に増減させることで調整することができる。即ち、肉厚の厚い部分には、薄い部分に比べて多くの枚数の連続強化繊維樹脂複合材を設置することで厚みを調整することができる。また、衝撃吸収体の厚みの変化は、連続強化繊維樹脂複合材が同じ枚数であっても、圧縮成形の圧力により熱可塑性樹脂の溶融物が流動することで調整することも可能である。   The number of continuous reinforcing fiber resin composites to be installed in the mold can be adjusted depending on the thickness of the intended shock absorber. The portions of the shock absorber that are partially different in thickness can also be adjusted by partially increasing or decreasing the number of continuous reinforcing fiber resin composites installed in the mold. That is, the thickness can be adjusted by installing a larger number of continuous reinforcing fiber resin composites in the thick part than in the thin part. Further, the change in the thickness of the shock absorber can be adjusted by flowing the melt of the thermoplastic resin by the compression molding pressure even when the number of continuous reinforcing fiber resin composites is the same.

金型に設置する連続強化繊維樹脂複合材は、同種類のものを重ねてもよいが、得られる衝撃吸収体の目標とする強度に応じて異なる種類の連続強化繊維樹脂複合材を重ねて金型内に設置してもよい。例えば、連続ガラス繊維と熱可塑性樹脂とからなる連続強化繊維樹脂複合材と連続アラミド繊維と熱可塑性樹脂とからなる連続強化繊維樹脂複合材を重ねてもよい。更に、必要に応じて樹脂フィルム等を重ねることも可能である。   The same type of continuous reinforcing fiber resin composite material installed in the mold may be stacked, but depending on the target strength of the resulting shock absorber, different types of continuous reinforcing fiber resin composite materials may be stacked. It may be installed in a mold. For example, a continuous reinforcing fiber resin composite material made of continuous glass fiber and thermoplastic resin and a continuous reinforcing fiber resin composite material made of continuous aramid fiber and thermoplastic resin may be stacked. Furthermore, it is also possible to overlap a resin film etc. as needed.

上記衝撃吸収体は、連続強化繊維を含む繊維束と樹脂とを含む連続強化繊維樹脂複合材からなり、上記繊維束は、織り、編み、又は組みにより、互いに異なる繊維方向を有する繊維束が互いを拘束するように配向されていることが好ましい。   The shock absorber is made of a continuous reinforcing fiber-resin composite material including a fiber bundle containing continuous reinforcing fibers and a resin, and the fiber bundle includes fiber bundles having different fiber directions by weaving, knitting, or assembling. It is preferable to be oriented so as to constrain.

[連続強化繊維樹脂複合材]
上記衝撃吸収体を構成する連続強化繊維樹脂複合材は、連続強化繊維を含む繊維束と樹脂とを含む。繊維束の全部又は一部に、体積割合で好ましくは40〜70%、より好ましくは50〜65%の樹脂が含浸しており、固化していることが好ましい。
[Continuous reinforced fiber resin composite]
The continuous reinforcing fiber-resin composite material constituting the impact absorber includes a fiber bundle containing continuous reinforcing fibers and a resin. The whole or part of the fiber bundle is preferably impregnated with 40 to 70%, more preferably 50 to 65% by volume of the resin, and it is preferable that the fiber bundle is solidified.

(繊維束)
上記連続強化繊維樹脂複合材に含まれる繊維束は、連続強化繊維を含み、織り、編み、又は組みにより、互いに異なる繊維方向を有する繊維束が互いを拘束するように配向されていることが好ましい。
上記繊維束は、複数の連続強化繊維を複数の束を有することが好ましく、含浸しやすさ及び取扱性の観点から、単糸数30〜15000本の連続強化繊維の束を有することが好ましい。ここで、繊維束は、連続強化繊維樹脂複合材の断面における連続強化繊維が密集した領域として確認することができ、例えば、密集した連続強化繊維の外周を結んだ領域として良い。
(Fiber bundle)
The fiber bundle included in the continuous reinforcing fiber resin composite material preferably includes continuous reinforcing fibers and is oriented so that fiber bundles having different fiber directions are constrained by weaving, knitting, or braiding. .
The fiber bundle preferably has a plurality of bundles of a plurality of continuous reinforcing fibers, and preferably has a bundle of continuous reinforcing fibers having 30 to 15000 single yarns from the viewpoint of easy impregnation and handling. Here, the fiber bundle can be confirmed as a region where the continuous reinforcing fibers in the cross section of the continuous reinforcing fiber resin composite material are densely packed. For example, the fiber bundle may be a region where the outer periphery of the dense continuous reinforcing fiber is tied.

−連続強化繊維−
上記連続強化繊維は、強化繊維単独から形成してもよく、強化繊維に熱可塑性樹脂繊維をインターレース等で絡み合わせた混繊糸や、強化繊維を芯材とし、その周りに組紐状に熱可塑性樹脂繊維を被覆した紐状の複合基材(マイクロブレーディング糸)、強化繊維を芯材としてその周りに撚紐状に熱可塑性樹脂繊維を被覆した紐状の複合基材(カバーリング糸)、もしくは強化繊維に熱可塑性樹脂をコーティングしたコーティング糸、又は強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させた含浸糸のいずれの複合糸の形態であってもよい。取扱上、連続強化繊維束の損傷やほつれを防止するという観点から、繊維束を織物又は編物にする場合はガラス繊維が露出していないコーティング糸であることが好ましく、組紐にする場合も同様にコーティング糸であることが好ましい。
-Continuous reinforcing fiber-
The continuous reinforcing fiber may be formed from a reinforcing fiber alone, a mixed yarn in which a thermoplastic resin fiber is entangled with a reinforcing fiber by an interlace or the like, and a reinforcing fiber is used as a core material, and a thermoplastic braid is formed around it. A string-like composite substrate (microblading yarn) coated with resin fibers, a string-like composite substrate (covering yarn) coated with thermoplastic resin fibers in the form of a twisted string around a reinforcing fiber as a core material, Alternatively, the composite yarn may be in any form of a coated yarn in which a reinforcing fiber is coated with a thermoplastic resin, or an impregnated yarn in which a reinforcing fiber is impregnated with a thermoplastic resin. In terms of handling, from the viewpoint of preventing damage and fraying of the continuous reinforcing fiber bundle, when the fiber bundle is made into a woven fabric or knitted fabric, it is preferably a coated yarn in which the glass fiber is not exposed. A coated yarn is preferred.

−−強化繊維−−
上記連続強化繊維に含まれる強化繊維は、吸収エネルギー量のより高い衝撃吸収体が得られる観点から、降伏点を持たない繊維であることが好ましい。
また、衝撃吸収性という観点から、強化繊維の、JIS K7127に準拠して測定される引張弾性率は、15GPa以上であることが好ましい。
また、破壊時のエネルギー吸収の観点から、強化繊維の、JIS K7161に準拠して測定される引張強さは、350MPa以上であることが好ましい。
なお、本開示において、「降伏点を持たない」とは、応力−歪み曲線図において、歪みが大きくなるにつれて応力が増大し続ける曲線を示すことであり、降伏点を持たない繊維は、破断するまで弾性変形を行い、荷重を除荷すれば元の形状に戻る。
--Reinforcing fiber--
The reinforcing fiber contained in the continuous reinforcing fiber is preferably a fiber having no yield point from the viewpoint of obtaining an impact absorber having a higher absorbed energy amount.
Further, from the viewpoint of impact absorbability, the tensile elastic modulus of the reinforcing fiber measured according to JIS K7127 is preferably 15 GPa or more.
Moreover, from the viewpoint of energy absorption at the time of destruction, the tensile strength of the reinforcing fiber measured in accordance with JIS K7161 is preferably 350 MPa or more.
In the present disclosure, “having no yield point” refers to a curve in which stress continues to increase as strain increases in a stress-strain curve diagram, and fibers having no yield point break. If the load is removed, the original shape is restored.

このような強化繊維の具体例としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、超高強カポリエチレン繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、セラミックス繊維、ポリカーボネート繊維等が挙げられる。中でも、耐熱性、不燃性、柔軟性、コストや取扱い性等の観点から、ガラス繊維好ましい。   Specific examples of such reinforcing fibers include glass fibers, aramid fibers, ultra-high strength polyethylene fibers, liquid crystal polyester fibers, polyketone fibers, ceramic fibers, and polycarbonate fibers. Among these, glass fiber is preferable from the viewpoints of heat resistance, nonflammability, flexibility, cost, handleability, and the like.

強化繊維としてガラス繊維を選択した場合、集束剤を用いてもよく、集束剤としては、シランカップリング剤、潤滑剤、及び結束剤からなることが好ましい。
ガラス繊維及びガラス繊維に用いる集束剤の種類については、特に制限はなく公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、特開2015−101794号公報に記載のものを用いることができる。
When glass fiber is selected as the reinforcing fiber, a sizing agent may be used, and the sizing agent is preferably composed of a silane coupling agent, a lubricant, and a binding agent.
There is no restriction | limiting in particular about the kind of sizing agent used for glass fiber and glass fiber, A well-known thing can be used. Specifically, for example, those described in JP-A-2015-101794 can be used.

その他の強化繊維を用いる場合においても、強化繊維の特性に応じて、ガラス繊維に用いることが可能な集束剤の種類、付与量を適宜選択して用いることができる。   Even when other reinforcing fibers are used, the type and amount of sizing agent that can be used for the glass fibers can be appropriately selected and used according to the characteristics of the reinforcing fibers.

強化繊維の単糸数は、生産性の観点から、一本あたり100本以上であることが好ましく、かつ強化繊維の繊度は、生産性の観点から、2000dtex以上であることが好ましい。ただし、これは、範囲を外れたものを除するものではない。   The number of single yarns of the reinforcing fibers is preferably 100 or more per one from the viewpoint of productivity, and the fineness of the reinforcing fibers is preferably 2000 dtex or more from the viewpoint of productivity. However, this does not exclude out of scope.

−−熱可塑性樹脂−−
上記繊維束に含まれてもよい熱可塑性樹脂は、特に制限はなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46等のポリアミド系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリオキシメチレン等のポリアセタール系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリエーテルケトン;ポリエーテルエーテルケトン;ポリエーテルスルフォン;ポリフェニレンサルファイド;熱可塑性ポリエーテルイミド;テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等の熱可塑性フッ素系樹脂、及びこれらを変性させた変性熱可塑性樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂の中でも、結晶性樹脂が好ましく、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリエーテルイミド、及び熱可塑性フッ素系樹脂が好ましく、機械的物性、汎用性の観点から、ポリオレフィン系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びポリエステル系樹脂がより好ましく、熱的物性の観点を加えると、ポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂が更に好ましい。また、繰り返し荷重負荷に対する耐久性の観点から、ポリアミド系樹脂がより更に好ましく、ポリアミド66を好適に用いることができる。
これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
--- Thermoplastic resin-
The thermoplastic resin that may be contained in the fiber bundle is not particularly limited, and examples thereof include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; polyamide resins such as polyamide 6, polyamide 66, and polyamide 46; polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate. Polyester resins such as polytrimethylene terephthalate; Polyacetal resins such as polyoxymethylene; Polycarbonate resins; Polyether ketones; Polyether ether ketones; Polyether sulfones; Polyphenylene sulfides; Thermoplastic polyether imides; Examples thereof include thermoplastic fluororesins such as ethylene copolymers, and modified thermoplastic resins obtained by modifying these. Among these thermoplastic resins, crystalline resins are preferable, for example, polyolefin resins, polyamide resins, polyester resins, polyether ketones, polyether ether ketones, polyether sulfones, polyphenylene sulfides, thermoplastic polyether imides, In view of mechanical properties and versatility, polyolefin resins, modified polyolefin resins, polyamide resins, and polyester resins are more preferable. From the viewpoint of thermal properties, polyamides are preferable. Of these, polyester resins and polyester resins are more preferable. Further, from the viewpoint of durability against repeated load loading, a polyamide-based resin is more preferable, and polyamide 66 can be suitably used.
These resins may be used alone or as a mixture of two or more.

−−−ポリエステル系樹脂−−−
ポリエステル系樹脂とは、主鎖に−CO−O−(エステル)結合を有する高分子化合物を意味する。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
その他のポリエステル系樹脂の詳細に関しては、適宜特開2015−101794号公報に記載のものを用いることができる。
---- Polyester resin ---
The polyester-based resin means a high molecular compound having a —CO—O— (ester) bond in the main chain. For example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytetramethylene terephthalate, poly-1,4-cyclohexylene dimethylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate and the like can be mentioned, but are not limited thereto. .
Regarding the details of other polyester resins, those described in JP-A-2015-101794 can be used as appropriate.

−−−ポリアミド系樹脂−−−
ポリアミド系樹脂とは、主鎖に−CO−NH−(アミド)結合を有する高分子化合物を意味する。例えば、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド、ω−アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド、ジアミン及びジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミド、並びにこれらの共重合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ポリアミドとしては、1種を単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
その他の上記のラクタム、ジアミン(単量体)、ジカルボン酸(単量体)の詳細に関しては、適宜特開2015−101794号公報に記載のものを用いることができる。
---- Polyamide resin ---
The polyamide-based resin means a polymer compound having a —CO—NH— (amide) bond in the main chain. Examples thereof include polyamides obtained by ring-opening polymerization of lactam, polyamides obtained by self-condensation of ω-aminocarboxylic acid, polyamides obtained by condensing diamine and dicarboxylic acid, and copolymers thereof. It is not limited to.
As the polyamide, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used as a mixture.
Regarding the details of the other lactam, diamine (monomer), and dicarboxylic acid (monomer), those described in JP-A-2015-101794 can be used as appropriate.

ポリアミドの具体例としては、例えば、ポリアミド4(ポリα−ピロリドン)、ポリアミド6(ポリカプロアミド)、ポリアミド11(ポリウンデカンアミド)、ポリアミド12(ポリドデカンアミド)、ポリアミド46(ポリテトラメチレンアジパミド)、ポリアミド66(ポリヘキサメチレンアジパミド)、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド6T(ポリヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド9T(ポリノナンメチレンテレフタルアミド)、及びポリアミド6I(ポリヘキサメチレンイソフタルアミド)、並びにこれらを構成成分として含む共重合ポリアミドが挙げられる。   Specific examples of the polyamide include, for example, polyamide 4 (poly α-pyrrolidone), polyamide 6 (polycaproamide), polyamide 11 (polyundecanamide), polyamide 12 (polydodecanamide), and polyamide 46 (polytetramethylene adipa). Amide), polyamide 66 (polyhexamethylene adipamide), polyamide 610, polyamide 612, polyamide 6T (polyhexamethylene terephthalamide), polyamide 9T (polynonamethylene terephthalamide), and polyamide 6I (polyhexamethylene isophthalamide) And copolymerized polyamides containing these as constituents.

共重合ポリアミドとしては、例えば、ヘキサメチレンアジパミド及びヘキサメチレンテレフタルアミドの共重合物、ヘキサメチレンアジパミド及びヘキサメチレンイソフタルアミドの共重合物、並びにヘキサメチレンテレフタルアミド及び2−メチルペンタンジアミンテレフタルアミドの共重合物が挙げられる。   Examples of the copolymerized polyamide include a copolymer of hexamethylene adipamide and hexamethylene terephthalamide, a copolymer of hexamethylene adipamide and hexamethylene isophthalamide, and hexamethylene terephthalamide and 2-methylpentanediamine terephthalate. Examples include amide copolymers.

上記混繊糸の製造方法は、特に制限されず、公知の混繊方法を利用することができる。例えば、静電気力や流体噴霧による圧力、ローラー等に押し付ける圧力等による外力によって開繊した後、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維を開繊したままの状態で合糸・引き揃える開繊合糸法、又は流体交絡(インターレース)法が挙げられる。なかでも、強化繊維の損傷が抑制でき、開繊性に優れ、かつ均一に混合可能な流体交絡法が好ましい。流体交絡法としては、空気、窒素ガス及び水蒸気等の流体による渦流乱流帯域を糸軸とほぼ平行に2個又はそれ以上作り、この帯域に繊維を導いてループや捲縮を生じない程度の張力下で非嵩高性の糸条とする方法や、強化繊維のみ開繊した後、又は強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とを共に開繊した後に流体交絡させる方法(開繊後流体交絡法)等が挙げられる。特に、熱可塑性樹脂繊維に単独で熱加工を含む工程で仮撚加工を施した後、同一の装置で連続して、流体交絡法で混繊することが好ましい。
その他、混繊法の詳細については、適宜特開2015−101794号公報に記載の方法を用いることができる。
The manufacturing method of the said mixed fiber is not restrict | limited in particular, A well-known mixed fiber method can be utilized. For example, after opening by external force due to electrostatic force, pressure by fluid spraying, pressure applied to rollers, etc., then opening and combining yarns in which the reinforcing fiber and thermoplastic resin fiber are opened and aligned, Or the fluid entanglement (interlace) method is mentioned. Among them, a fluid entanglement method that can suppress damage to the reinforcing fibers, has excellent fiber opening properties, and can be mixed uniformly is preferable. As the fluid entanglement method, two or more vortex turbulent zones by fluids such as air, nitrogen gas and water vapor are made almost parallel to the yarn axis, and fibers are guided to this zone so that loops and crimps do not occur. Non-bulky yarn under tension, method of fluid entanglement after opening only reinforcing fibers, or after opening both reinforcing fibers and thermoplastic resin fibers (fluid entanglement method after opening) Is mentioned. In particular, it is preferable that the thermoplastic resin fiber is subjected to false twisting in a process including thermal processing alone, and then continuously blended by the fluid entanglement method in the same apparatus.
In addition, about the detail of the fiber mixing method, the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2015-101794 can be used suitably.

また、上記マイクロブレーディング糸、カバーリング糸、コーティング糸、及び含浸糸の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を利用することができる。コーティング及び含浸は、連続強化繊維の繊維束の製造時に行ってもよく、連続強化繊維の繊維束を製造した後に別工程で行ってもよい。   Moreover, the manufacturing method of the said micro braiding thread | yarn, a covering thread | yarn, a coating thread | yarn, and an impregnation thread | yarn is not restrict | limited, A well-known method can be utilized. The coating and impregnation may be performed at the time of manufacturing the continuous reinforcing fiber bundle, or may be performed in a separate process after the continuous reinforcing fiber bundle is manufactured.

繊維束が強化繊維と熱可塑性樹脂との複合糸からなる場合、複合糸における強化繊維の含有量は、特に限定されないが、体積分率で40〜70%の範囲であることが好ましい。所望の強度、剛性に合わせ適宜設定できる。   When the fiber bundle is composed of a composite yarn of reinforcing fiber and thermoplastic resin, the content of the reinforcing fiber in the composite yarn is not particularly limited, but is preferably in the range of 40 to 70% in volume fraction. It can be set appropriately according to the desired strength and rigidity.

−その他の添加剤−
上記繊維束には、必要に応じて添加剤を含有させてもよい。上記繊維束は、例えば、老化防止剤、酸化防止剤、耐候剤、金属不活性剤、光安定剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、防菌・防黴剤、防臭剤、導電性付与剤、分散剤、軟化剤、可塑剤、架橋剤、共架橋剤、加硫剤、加硫助剤、発泡剤、発泡助剤、着色剤、難燃剤、制振剤、造核剤、中和剤、滑剤、ブロッキング防止剤、分散剤、流動性改良剤、離型剤等の添加剤を含有してもよい。
添加剤の含有量は、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との合計100質量%に対して、10質量%以下としてよい。
-Other additives-
You may make the said fiber bundle contain an additive as needed. The fiber bundle includes, for example, an anti-aging agent, an antioxidant, a weathering agent, a metal deactivator, a light stabilizer, a heat stabilizer, an ultraviolet absorber, an antibacterial / antifungal agent, a deodorant, a conductivity imparting agent, Dispersant, softener, plasticizer, crosslinking agent, co-crosslinking agent, vulcanizing agent, vulcanization aid, foaming agent, foaming aid, colorant, flame retardant, vibration damping agent, nucleating agent, neutralizing agent, You may contain additives, such as a lubricant, an antiblocking agent, a dispersing agent, a fluid improvement agent, and a mold release agent.
The content of the additive may be 10% by mass or less with respect to 100% by mass in total of the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin.

(繊維束の構造)
上記繊維束は、織り、編み、又は組みにより、互いに異なる繊維方向を有する繊維束が互いを拘束するように配向された構造を有する。
繊維束同士の拘束は、任意の方向から見て、繊維束同士が交差する点の平均密度が、3〜13個/cm2であることが好ましい。繊維束が、織り、編み、又は組みにより平面状部分を有する場合は、その平面の厚み方向から見るものとする。
(Fiber bundle structure)
The fiber bundle has a structure in which fiber bundles having different fiber directions are oriented so as to constrain each other by weaving, knitting, or braiding.
The constraint between the fiber bundles is preferably such that the average density at the point where the fiber bundles intersect is 3 to 13 / cm 2 when viewed from any direction. When the fiber bundle has a planar portion by weaving, knitting, or braiding, it is viewed from the thickness direction of the plane.

繊維束の上記構造が織りにより形成される場合、経糸をなす繊維束と緯糸をなす繊維束とが一定の規則により交差した織物構造となる。この交差により、互いに異なる繊維方向を有する繊維束(経糸及び緯糸)が互いを拘束する構造となる。
織り方は、特に限定されず、平織、綾織、朱子織、綟り織、紗等の公知の方法が挙げられる。伸縮性があり、しわがよりにくいという観点から、綾織であることが好ましい。
また、経糸密度は、30〜35本/インチであることが好ましく、緯糸密度は、30〜35本/インチであることが好ましい。
When the structure of the fiber bundle is formed by weaving, a woven structure in which the fiber bundle forming the warp and the fiber bundle forming the weft intersect according to a certain rule is obtained. By this intersection, fiber bundles (warp and weft) having different fiber directions are constrained to each other.
The weaving method is not particularly limited, and known methods such as plain weaving, twill weaving, satin weaving, weaving weaving, and wrinkling can be used. A twill weave is preferred from the viewpoint of elasticity and less wrinkling.
The warp density is preferably 30 to 35 yarns / inch, and the weft density is preferably 30 to 35 yarns / inch.

繊維束の上記構造が編みにより形成される場合、1本又は数本の繊維束でループを作り、そのループに次の繊維束を引っ掛けて新しいループを作ることを連続して行うことにより形成された編物構造となる。このループにより、互いに異なる繊維方向を有する繊維束が互いを拘束する構造となる。
編み方は、特に限定されず、緯編、経編、ラッシェル編等の公知の方法が挙げられる。伸縮性があり、しわがよりにくいという観点からラッシェル編であることが好ましい。
編物構造の目付けは、550〜650g/m2であることが好ましい。
When the above structure of the fiber bundle is formed by knitting, it is formed by continuously forming a loop with one or several fiber bundles and then hooking the next fiber bundle onto the loop to form a new loop. Knitting structure. By this loop, it becomes a structure where the fiber bundle which has a mutually different fiber direction restrains each other.
The method of knitting is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as weft knitting, warp knitting, and Raschel knitting. Raschel knitting is preferred from the viewpoint of elasticity and less wrinkling.
The basis weight of the knitted structure is preferably 550 to 650 g / m 2 .

繊維束の上記構造が組みにより形成される場合、3本以上の繊維束が一定の規則により交互に斜めに交差した組紐構造となる。この斜めの交差により、互いに異なる繊維方向を有する繊維束が互いを拘束する構造となる。
組み方は、特に限定されず、丸打ち、角打ち、平打ち等の公知の方法が挙げられる。
組紐構造における繊維束の交差角度は、45〜90度であることが好ましい。
When the above-described structure of the fiber bundle is formed by a braid, a braid structure in which three or more fiber bundles are alternately crossed obliquely according to a certain rule. Due to this oblique intersection, fiber bundles having different fiber directions are constrained to each other.
The method of assembling is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as round punching, square punching, and flat punching.
The crossing angle of the fiber bundles in the braided structure is preferably 45 to 90 degrees.

連続強化繊維樹脂複合材100質量%に対する繊維束の含有量は、60〜85質量%であることが好ましく、70〜80質量%であることがより好ましい。   The content of the fiber bundle with respect to 100% by mass of the continuous reinforcing fiber resin composite material is preferably 60 to 85% by mass, and more preferably 70 to 80% by mass.

(樹脂)
上記連続強化繊維樹脂複合材に含まれる樹脂は、本発明の効果を損なわない限り特に制限はなく、熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であってもよい。
(resin)
The resin contained in the continuous reinforcing fiber resin composite is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin.

上記連続強化繊維樹脂複合材に含まれ得る熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、上述の繊維束に含まれてもよい熱可塑性樹脂と同様のものを好適に用いることができる。   There is no restriction | limiting in particular as a thermoplastic resin which can be contained in the said continuous reinforcement fiber resin composite material, The thing similar to the thermoplastic resin which may be contained in the above-mentioned fiber bundle can be used suitably.

上記連続強化繊維樹脂複合材に含まれ得る熱硬化性樹脂としては、特に制限はなく、例えば、エポキシ樹脂、熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、ケイ素樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、アルキド樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、アニリン樹脂、その他工業的に供されている樹脂、及びこれらの樹脂の2種以上を混合して得られる樹脂等が挙げられる。中でも、耐熱性、難燃性の観点から、フェノール樹脂樹脂やエポキシ樹脂樹脂が好ましい。   The thermosetting resin that can be included in the continuous reinforcing fiber resin composite is not particularly limited. For example, epoxy resin, thermosetting modified polyphenylene ether resin, thermosetting polyimide resin, urea resin, allyl resin, silicon resin , Benzoxazine resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, bismaleimide triazine resin, alkyd resin, furan resin, melamine resin, polyurethane resin, aniline resin, other industrially available resins, and two types of these resins Examples thereof include resins obtained by mixing the above. Of these, phenol resin resins and epoxy resin resins are preferred from the viewpoints of heat resistance and flame retardancy.

連続強化繊維樹脂複合材100質量%に対する樹脂の含有量は、25〜40質量%であることが好ましく、20〜30質量%であることがより好ましい。   The resin content relative to 100% by mass of the continuous reinforcing fiber resin composite material is preferably 25 to 40% by mass, and more preferably 20 to 30% by mass.

《その他の添加剤》
上記連続強化繊維樹脂複合材には、必要に応じて添加剤を含有させてもよい。上記連続強化繊維樹脂複合材は、例えば、老化防止剤、酸化防止剤、耐候剤、金属不活性剤、光安定剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、防菌・防黴剤、防臭剤、導電性付与剤、分散剤、軟化剤、可塑剤、架橋剤、共架橋剤、加硫剤、加硫助剤、発泡剤、発泡助剤、着色剤、難燃剤、制振剤、造核剤、中和剤、滑剤、ブロッキング防止剤、分散剤、流動性改良剤、離型剤等の添加剤を含有してもよい。
添加剤の含有量は、連続強化繊維樹脂複合材100質量%に対して、10質量%以下としてよい。
《Other additives》
The continuous reinforcing fiber resin composite material may contain an additive as necessary. The continuous reinforcing fiber resin composite material is, for example, anti-aging agent, antioxidant, weathering agent, metal deactivator, light stabilizer, heat stabilizer, ultraviolet absorber, antibacterial / antifungal agent, deodorant, conductive Property-imparting agent, dispersant, softener, plasticizer, crosslinking agent, co-crosslinking agent, vulcanizing agent, vulcanization aid, foaming agent, foaming aid, colorant, flame retardant, vibration damping agent, nucleating agent, You may contain additives, such as a neutralizing agent, a lubricant, an antiblocking agent, a dispersing agent, a fluidity improver, and a mold release agent.
The content of the additive may be 10% by mass or less with respect to 100% by mass of the continuous reinforcing fiber resin composite material.

〈連続強化繊維樹脂複合材の製造方法〉
上記連続強化繊維樹脂複合材の製造方法は、例えば、連続強化繊維樹脂複合材を強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とからなる複合糸を製織した織物として製造する場合、シャトル織機、レピア織機、エアジェット織機、ウォータージェット織機等の製織機を用いることができ、少なくとも一部に強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合糸を含んでいればよい。好ましくは、複合糸を含む繊維を配列させた経糸に、緯糸を打ち込むことによって得てもよい。
また、連続強化繊維樹脂複合材を強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とからなる複合糸を製編した編物として製造する場合、例えば、丸編み機、横編み機、トリコット編み機、ラッシェル編み機等の編み機を用いることができ、少なくとも一部に強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合糸を含む繊維を含んでいればよい。
また、連続強化繊維樹脂複合材を強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とからなる複合糸を製紐した組紐として製造する場合、例えば、8打、16打、金剛打等の管状の組紐機等の組紐機を用いることができ、少なくとも一部に強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合糸を含む繊維を含んでいればよい。
これらを熱して熱可塑性樹脂のみを溶融させ、強化繊維に樹脂を含浸させる。
また、連続強化繊維樹脂複合材は、強化繊維からなる繊維束を製織、製編、又は製紐して得られた繊維基材に、熱可塑性樹脂及び/又は熱硬化性樹脂を含浸させることにより製造してもよい。樹脂の含浸方法は、特に限定されず、良好な含浸性が得られる方法であれば、公知のいずれの方法を用いてもよい。
<Method for producing continuous reinforcing fiber resin composite>
For example, when the continuous reinforcing fiber resin composite material is manufactured as a woven fabric obtained by weaving a composite yarn composed of reinforcing fibers and thermoplastic resin fibers, a shuttle loom, a rapier loom, an air jet A loom such as a loom or a water jet loom can be used as long as it includes at least a composite yarn composed of a reinforcing fiber and a thermoplastic resin. Preferably, it may be obtained by driving a weft into a warp in which fibers including a composite yarn are arranged.
In addition, when producing a continuous reinforcing fiber resin composite material as a knitted fabric knitted with a composite yarn composed of reinforcing fibers and thermoplastic resin fibers, for example, a knitting machine such as a circular knitting machine, a flat knitting machine, a tricot knitting machine, a Raschel knitting machine, etc. It is only necessary that at least a part of the fiber includes a composite yarn composed of a reinforcing fiber and a thermoplastic resin.
When manufacturing a continuous reinforcing fiber resin composite material as a braid made of a composite yarn composed of a reinforcing fiber and a thermoplastic resin fiber, for example, a braid of a tubular braiding machine or the like for 8 strokes, 16 strokes, hammering, etc. It is sufficient that at least a part of the machine includes a fiber including a composite yarn composed of a reinforcing fiber and a thermoplastic resin.
These are heated to melt only the thermoplastic resin, and the reinforcing fibers are impregnated with the resin.
The continuous reinforcing fiber resin composite material is obtained by impregnating a fiber base material obtained by weaving, knitting, or stringing a fiber bundle made of reinforcing fibers with a thermoplastic resin and / or a thermosetting resin. It may be manufactured. The impregnation method of the resin is not particularly limited, and any known method may be used as long as a good impregnation property is obtained.

本実施形態のバンパー装置について、以下に説明する。
上記バンパー装置は、軽量で衝撃吸収性に優れるため、自動車等の車両のバンパーとして好適に用いることができる。
中でも、車両の車室の前方又は後方に設置され、上記軸方向が車両の前後方向であり、上記軸方向の他方の端が車室側に向き、上記一方の端と上記他方の端とが平板体を介して車両に連結されているバンパー装置(図1)(前後部用バンパー装置)、電気自動車のバッテリーの周囲に設置され、上記軸方向が車両外側から上記バッテリーに向かう方向であり、上記軸方向の他方の端が上記バッテリー側に向き、上記一方の端が平板体を介して車両に連結され、上記他方の端が平板体を介して上記バッテリーに連結されているバンパー装置(バッテリー用バンパー装置)であることが好ましい。
本明細書において、「車両の前後方向」とは、車両の進行方向であり、「車室」とは、車両内であって乗員が乗る空間をいう。
The bumper device of this embodiment will be described below.
Since the bumper device is lightweight and has excellent shock absorption, it can be suitably used as a bumper for vehicles such as automobiles.
Among them, it is installed in the front or rear of the vehicle cabin, the axial direction is the longitudinal direction of the vehicle, the other end of the axial direction faces the cabin side, and the one end and the other end are Bumper device (FIG. 1) (front and rear bumper device) connected to the vehicle via a flat plate body, installed around the battery of the electric vehicle, the axial direction is the direction from the outside of the vehicle toward the battery, A bumper device (battery) in which the other end in the axial direction faces the battery side, the one end is connected to the vehicle via a flat plate, and the other end is connected to the battery via a flat plate. Bumper device).
In the present specification, the “front-rear direction of the vehicle” refers to the traveling direction of the vehicle, and the “cabinet” refers to a space in the vehicle where a passenger rides.

図1は、本実施形態のバンパー装置を車両の車室前方に設置した、車両の前部の一例を示す模式図である。
本実施形態のバンパー装置1における衝撃吸収体2の軸方向の一方の端212及び他方の端213に平板体3が取り付けられている。また、衝撃吸収体2の軸方向と略平行に、他方の端側の平板体3に支持棒4が、衝撃吸収体2の中空の孔を貫通して設けられている。また、衝撃吸収体2の軸方向は、車両の前後方向であり、軸方向の他方の端213が、車室側であるフレーム6側に向いている。
バンパー装置1は、一方の端側の平板体3が、バンパービーム5に取り付けられ、車両の前方には更にエネルギアブソーバ7、バンパー表面材8が設けられている。また、他方の端側の平板体3が、車両のフレーム6に取り付けられている。
なお、この例では、衝撃吸収体2は、1つの六角錐台形状の筒状体部分21と、対向する側辺に平板22が設けられた構造をしている。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a front portion of a vehicle in which the bumper device of the present embodiment is installed in front of the vehicle compartment.
The flat plate 3 is attached to one end 212 and the other end 213 in the axial direction of the shock absorber 2 in the bumper device 1 of the present embodiment. Further, a support bar 4 is provided in the flat plate 3 on the other end side so as to penetrate the hollow hole of the shock absorber 2 substantially parallel to the axial direction of the shock absorber 2. Moreover, the axial direction of the shock absorber 2 is the front-rear direction of the vehicle, and the other end 213 in the axial direction faces the frame 6 side that is the passenger compartment side.
In the bumper device 1, a flat plate 3 on one end side is attached to a bumper beam 5, and an energy absorber 7 and a bumper surface material 8 are further provided in front of the vehicle. The flat plate 3 on the other end side is attached to the frame 6 of the vehicle.
In this example, the shock absorber 2 has a structure in which one hexagonal frustum-shaped cylindrical body portion 21 and a flat plate 22 are provided on opposite sides.

上記平板体3としては、高張力鋼やステンレス等の金属板、ジュラルミン等の非金属製の板等、カーボン繊維等の強化繊維を用いた樹脂複合材料が挙げられる。
上記平板体3は、上記衝撃吸収体2の衝撃を支える強度を有していれば、特に限定されないが、平板体3のヤング率としては、40〜210GPaであってもよい。上記ヤング率は、JIS K7171に準拠して測定することができる。
Examples of the flat plate 3 include resin composite materials using reinforcing fibers such as carbon fibers, such as metal plates such as high-tensile steel and stainless steel, non-metallic plates such as duralumin.
Although the said flat plate 3 will not be specifically limited if it has the intensity | strength which supports the impact of the said shock absorber 2, As a Young's modulus of the flat plate 3, 40-210 GPa may be sufficient. The Young's modulus can be measured according to JIS K7171.

上記平板体3は、一方の表面が、衝撃吸収体2の上記一方の端212又は上記他方の端213と接していることが好ましい。また、他方の表面が、車両と接していることが好ましい。
上記平板体3と衝撃吸収体2との接着方法としては、高張力鋼やステンレス等の金属板、ジュラルミン等の非金属製の板等、カーボン繊維等の強化繊維を用いた樹脂複合材料等の高剛性の材料で挟み込んで固定する方法、(例えばレーザーやケミカル処理により処理した)金属(ボルトもしくはナット)と樹脂とを接合した部分を持つ衝撃吸収部材へナットもしくはボルトを用いて車体に固定する方法、衝撃吸収部材の衝撃吸収性に大きく影響しない部分へ穴をあけ、上記平板体にボルトナット等によって固定する方法等があげられる。また、接着剤を用いて固定する方法等が挙げられる。
上記平板体3と車両との接着方法としては、高張力鋼やステンレス等の金属板、ジュラルミン等の非金属製の板等、カーボン繊維等の強化繊維を用いた樹脂複合材料等の高剛性の材料で挟み込んで固定する方法、金属と樹脂との接合による衝撃吸収部材へのナット等を埋め込んで固定する方法、衝撃吸収部材の衝撃吸収性に大きく影響しない部分へ穴をあけ、上記平板体にボルトナット等によって固定する方法等があげられる。また、接着剤等を用いて固定する方法が挙げられる。
It is preferable that one surface of the flat plate 3 is in contact with the one end 212 or the other end 213 of the shock absorber 2. Moreover, it is preferable that the other surface is in contact with the vehicle.
Examples of the bonding method between the flat plate 3 and the shock absorber 2 include metal plates such as high-tensile steel and stainless steel, non-metallic plates such as duralumin, resin composite materials using reinforcing fibers such as carbon fibers, and the like. A method of fixing by sandwiching with a highly rigid material, and fixing to a vehicle body using a nut or bolt to an impact absorbing member having a portion where a metal (bolt or nut) (for example, laser or chemical treatment) and a resin are joined. For example, there may be mentioned a method, a method of making a hole in a portion which does not greatly affect the shock absorbing property of the shock absorbing member, and fixing the flat plate body with a bolt and nut. Moreover, the method etc. which fix using an adhesive agent are mentioned.
As a method for bonding the flat plate 3 and the vehicle, a high rigidity steel or a metal plate such as stainless steel, a non-metal plate such as duralumin, a resin composite material using a reinforcing fiber such as carbon fiber, or the like is used. A method of sandwiching and fixing with a material, a method of embedding and fixing a nut or the like to a shock absorbing member by joining a metal and a resin, making a hole in a portion that does not greatly affect the shock absorbing property of the shock absorbing member, The method of fixing with a bolt nut etc. is mention | raise | lifted. Moreover, the method of fixing using an adhesive agent etc. is mentioned.

上記バンパー装置1は、上記軸方向と略平行に、上記軸方向の他方の端側の平板体3に支持棒4が取り付けられていることが好ましい(図2)。
支持棒4は、例えば、上記衝撃吸収体2を挟む車両の部材を固定する(例えば、バンパービーム5とフレーム6とを固定する)目的で用いてもよい。この場合、上記支持棒4は、車両の部材を固定できる程度の剛性を有することが好ましい。
In the bumper device 1, it is preferable that a support rod 4 is attached to the flat plate 3 on the other end side in the axial direction substantially parallel to the axial direction (FIG. 2).
The support bar 4 may be used, for example, for the purpose of fixing a vehicle member that sandwiches the shock absorber 2 (for example, fixing the bumper beam 5 and the frame 6). In this case, it is preferable that the support bar 4 has rigidity enough to fix a vehicle member.

上記支持棒4としては、例えば、JIS G3101に定められるような一般的に用いられる鋼材(例えばSS400等)等の金属棒、ジュラルミン等の非金属製の棒等が挙げられる。上記の材料としては、降伏点が比較的低く、衝撃時に平板体3を突き抜けずに座屈もしくは圧縮される材料が望ましい。
上記支持棒4の長さは、上記衝撃吸収体2の高さと同じであることが好ましい。上記支持棒4は、衝撃吸収体2の中空の孔を貫通して設けてもよいし(図2(a))、衝撃吸収体2の周囲を取り囲むように設けてもよい(図2(b))。上記支持棒4の本数は、1本であってもよいし(図2(a))、複数本であってもよい(図2(b))。
Examples of the support rod 4 include metal rods such as generally used steel materials (for example, SS400) as defined in JIS G3101, non-metal rods such as duralumin, and the like. As the above material, a material having a relatively low yield point and buckling or compressing without penetrating the flat plate 3 at the time of impact is desirable.
The length of the support bar 4 is preferably the same as the height of the shock absorber 2. The support rod 4 may be provided through a hollow hole of the shock absorber 2 (FIG. 2A) or may be provided so as to surround the shock absorber 2 (FIG. 2B). )). The number of the support rods 4 may be one (FIG. 2 (a)) or plural (FIG. 2 (b)).

上記支持棒4と上記平板体3との接着方法としては、溶接、接着剤等を用いた接着、釘、ビス等を用いた接着等が挙げられる。   Examples of the method of bonding the support bar 4 and the flat plate 3 include welding, bonding using an adhesive, etc., bonding using a nail, a screw, or the like.

図2は、車両に取り付けられた本実施形態のバンパー装置1の一例を拡大した模式図である。
図2(a)のバンパー装置1は、フレーム6に取り付けられた他方の端側の平板体3に、1本の支持棒4が衝撃吸収体2の中空の孔を貫通して設けられた例であり、図2(b)は、フレーム6に取り付けられた他方の端側の平板体3に、複数の支持棒4が衝撃吸収体2の周囲を取り囲むように設けられた例である。
FIG. 2 is an enlarged schematic view of an example of the bumper device 1 of the present embodiment attached to the vehicle.
The bumper device 1 of FIG. 2A is an example in which one support bar 4 is provided through the hollow hole of the shock absorber 2 on the flat plate 3 on the other end side attached to the frame 6. FIG. 2B shows an example in which a plurality of support bars 4 are provided on the flat plate 3 on the other end side attached to the frame 6 so as to surround the periphery of the shock absorber 2.

上記バッテリー用バンパー装置におけるバッテリーとしては、リチウムイオン電池等が挙げられる。   Examples of the battery in the battery bumper device include a lithium ion battery.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the contents of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The present invention is not limited to these examples.

〈材料〉
実施例及び比較例で使用した材料は以下の通りである。
<material>
The materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.

−強化繊維−
・ガラス繊維(GF)(繊度:685dtex、単糸数:400本)
-Reinforcing fiber-
・ Glass fiber (GF) (fineness: 685 dtex, number of single yarns: 400)

−樹脂−
・ポリアミド66繊維(PA66−1)(商品名:レオナ(登録商標)470/144BAU、旭化成せんい(株)製、繊度:470dtex、単糸数:144本、融点:265℃)
・ポリアミド66繊維(PA66−2)(商品名:レオナ(登録商標)56/96SLM、旭化成せんい(株)製、繊度:56dtex、単糸数:96本、融点:265℃)
-Resin-
Polyamide 66 fiber (PA66-1) (trade name: Leona (registered trademark) 470 / 144BAU, manufactured by Asahi Kasei Fibers, fineness: 470 dtex, number of single yarns: 144, melting point: 265 ° C.)
Polyamide 66 fiber (PA66-2) (trade name: Leona (registered trademark) 56/96 SLM, manufactured by Asahi Kasei Fibers, fineness: 56 dtex, number of single yarns: 96, melting point: 265 ° C.)

−集束剤−
・集束剤A:以下の組成(固形分換算)を有する。
・シランカップリング剤:γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%(商品名:KBE−903、信越化学工業(株)製)
・潤滑剤:ワックス0.1質量%(商品名:カルナウバワックス、(株)加藤洋行製)
・結束剤:アクリル酸/マレイン酸共重合体塩5質量%(商品名:アクアリックTL、日本触媒(株)製)
-Bundling agent-
-Sizing agent A: It has the following composition (solid content conversion).
Silane coupling agent: 0.6% by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane (trade name: KBE-903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
・ Lubricant: 0.1% by weight of wax (trade name: Carnauba wax, manufactured by Yoko Kato)
・ Binder: 5% by mass of acrylic acid / maleic acid copolymer salt (trade name: Aqualic TL, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)

〈測定及び評価方法〉
実施例及び比較例において使用した測定及び評価方法は、以下の通りである。
<Measurement and evaluation method>
The measurement and evaluation methods used in Examples and Comparative Examples are as follows.

(1)衝撃吸収体の衝撃吸収エネルギー
実施例及び比較例で得られた衝撃吸収体の衝撃吸収エネルギー(kJ)を、JIS K7211−1;2006に準拠して、測定した。具体的には、下記の条件にて測定した。
・試験環境:23℃
・高速衝撃試験機:島津HYDRO SHOT HITS−P10(島津製作所製)
・試験片形状:60mm角平板、肉厚2mm
・試験速度:4.4mm/s
なお、先端側から軸方向に衝撃を加えた。
(1) Shock absorption energy of shock absorber The shock absorption energy (kJ) of the shock absorbers obtained in Examples and Comparative Examples was measured according to JIS K7211-1; Specifically, the measurement was performed under the following conditions.
・ Test environment: 23 ℃
・ High-speed impact tester: Shimadzu HYDRO SHOT HITS-P10 (manufactured by Shimadzu Corporation)
-Specimen shape: 60mm square flat plate, wall thickness 2mm
Test speed: 4.4 mm / s
An impact was applied in the axial direction from the tip side.

(2)衝撃吸収体における樹脂の含浸率
衝撃吸収体の断面を切り出し、エポキシ樹脂に包埋し、連続強化繊維が破損しないように注意しながら研磨を行った。マイクロスコープにより断面を観察し、得られた画像から、繊維束、熱可塑性樹脂、該繊維束内の空隙のそれぞれの占有面積を求め、繊維束の面積に対する空隙の面積の割合(%)(未含浸部分の面積割合)により算出した。そして、「100−未含浸部分の面積割合」により、樹脂の含浸率(%)を算出した。
(2) Impregnation rate of resin in impact absorber The cross section of the impact absorber was cut out, embedded in an epoxy resin, and polished while taking care not to damage the continuous reinforcing fiber. The cross section is observed with a microscope, and the occupied area of each of the fiber bundle, the thermoplastic resin, and the void in the fiber bundle is obtained from the obtained image, and the ratio (%) of the area of the void to the area of the fiber bundle (not yet) The area ratio of the impregnated portion was calculated. Then, the impregnation ratio (%) of the resin was calculated from “100—area ratio of unimpregnated portion”.

(3)衝撃吸収体の引張強度
JIS K7161に従い、射出成形品から長さ70mm、幅10mm、肉厚2mmの短冊状の試験片を切り出し、インストロン万能試験機にて、試験片を、長手方向に30mmの間隔でチャッキングし、速度5mm/min、23℃50%RH環境下で引張強度(MPa)を測定した。
(3) Tensile strength of shock absorber According to JIS K7161, a strip-shaped test piece having a length of 70 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm is cut out from an injection molded product, and the test piece is longitudinally measured with an Instron universal testing machine. The sample was chucked at intervals of 30 mm, and the tensile strength (MPa) was measured in a 5 mm / min speed, 23 ° C., 50% RH environment.

[実施例1]
集束剤Aを1.0質量%付着させたガラス繊維2束とポリアミド66繊維(PA66−1)2束とを合糸し、引き揃えた後、流体交絡ノズルに実質的に垂直に供給し、下記条件で流体交絡させて、複合糸(ガラス繊維のVf:50%)を得た。
・ヒートセット:引き揃える直前に、加熱部1m、240℃のヒーターにより、ポリアミド繊維のヒートセットを行った。
・ポリアミド繊維はヒートセットにより縮むため、オーバーフィード量を調整した。
・強化繊維は伸縮率が小さく糸揺れが起こりやすいため、糸揺れを低減させるように糸道を調整した。
・流体交絡ノズル:京セラ KC−AJI−L(1.5mm径、推進型)
・空気圧:2kg/cm2
・加工速度:100m/分
・室内の雰囲気は25℃、湿度50%に調整した
・巻き取り部分は乾燥空気を流して、ポリアミドが吸湿するのを防止した。
レピア織り機を用い、複合糸を経糸、緯糸として用いて、綾織に製織を行った。目付630g/m2になるように織密度を調整した。
次に、上記で得られた織物を、一辺の長さ20mmの正六角形の上面、一辺の長さ50mmの正六角形の底面、高さ130mm、厚さ2mmの正六角錐台を半分にした形状の上下金型(図9)に投入し、300℃に加熱した油圧式成型機(株式会社ショージ製 50t加熱冷却成型機)に上記金型を投入し、5MPaの圧力下で加圧・加熱した。
内部温度が300℃に到達して10分間保持し、その後、水冷で20℃まで冷却した後に油圧式成型機に金型を投入して、内部温度が30℃以下になるまで冷却した後、型開きし成形品を取り出した。得られた成形品を熱圧着により接合し、図3(a)の成形品を得た。
筒状体部分の端部である、正六角錐台は、角度αが約12°であった。衝撃吸収体中の繊維束の各繊維方向は、軸方向に対して90°の角度であった。
実施例1の衝撃吸収体の各物性を、表1に示す。
[Example 1]
Two bundles of glass fibers to which 1.0% by mass of sizing agent A are adhered and two bundles of polyamide 66 fibers (PA66-1) are combined, aligned, and then supplied substantially vertically to the fluid entanglement nozzle. Fluid entanglement was performed under the following conditions to obtain a composite yarn (Vf of glass fiber: 50%).
-Heat set: Immediately before the alignment, the polyamide fiber was heat-set with a heater at 1 m and a heater at 240 ° C.
-Since the polyamide fiber shrinks due to heat setting, the overfeed amount was adjusted.
・ Since the reinforcing fiber has a small expansion / contraction ratio and yarn swinging easily, the yarn path was adjusted to reduce the yarn swinging.
-Fluid entanglement nozzle: Kyocera KC-AJI-L (1.5 mm diameter, propulsion type)
・ Air pressure: 2kg / cm 2
Processing speed: 100 m / min. Indoor atmosphere was adjusted to 25 ° C. and humidity 50%. Dry air was passed through the winding part to prevent polyamide from absorbing moisture.
A rapier weaving machine was used to weave the twill weave using the composite yarn as warp and weft. The weave density was adjusted so that the basis weight was 630 g / m 2 .
Next, the woven fabric obtained above has a shape obtained by halving a regular hexagonal top surface having a side length of 20 mm, a regular hexagonal bottom surface having a side length of 50 mm, a regular hexagonal frustum having a height of 130 mm and a thickness of 2 mm. The above mold was put into a hydraulic molder (50t heating / cooling molding machine manufactured by Shoji Co., Ltd.) which was put into an upper and lower mold (FIG. 9) and heated to 300 ° C., and pressurized and heated under a pressure of 5 MPa.
After the internal temperature reaches 300 ° C. and held for 10 minutes, after cooling to 20 ° C. with water cooling, the mold is put into a hydraulic molding machine and cooled until the internal temperature becomes 30 ° C. or lower. Opened and the molded product was taken out. The obtained molded product was joined by thermocompression bonding to obtain the molded product in FIG.
The regular hexagonal frustum which is the end of the cylindrical body portion had an angle α of about 12 °. Each fiber direction of the fiber bundle in the shock absorber was an angle of 90 ° with respect to the axial direction.
Table 1 shows the physical properties of the shock absorber of Example 1.

[実施例2]
集束剤Aを1.0質量%付着させたガラス繊維2束とポリアミド66繊維(PA66−1)2束とを合糸し、引き揃えた後、流体交絡ノズルに実質的に垂直に供給し、下記条件で流体交絡させて、複合糸(ガラス繊維のVf:50%)を得た。
・流体交絡ノズル:京セラ KC−AJI−L(1.5mm径、推進型)
・空気圧:2kg/cm2
・加工速度:3m/分
得られた混繊糸条を5本引き揃えて組糸として用い、96打の管状の組紐機(製品名:101−M、コクブンリミテッド社製)により、内径25mm、組角度45°で製紐し、中空状の組紐状の連続強化繊維樹脂複合材を得た。
次に、上記で得られた連続強化繊維樹脂複合材の内側にシリコーンチューブを挿入した後、一辺の長さ20mmの正六角形の上面、一辺の長さ50mmの正六角形の底面、高さ40mmの正六角錐台と、一辺の長さ50mmの上面及び底面、高さ90mmの正六角柱とを組み合わせた形状の内寸の外型内に配置し、300℃に加熱した。シリコーンチューブ内に8kg/cm2の空気を送り、チューブを膨張させて、複合材を外型に押し付け、30分間成形した。室温まで加圧状態で冷却後、成形品を取り出し、外面の寸法が、一辺の長さ20mmの正六角形の上面、一辺の長さ50mmの正六角形の底面、高さ40mmの正六角錐台と、一辺の長さ50mmの上面及び底面、高さ90mmの正六角柱とを組み合わせた形状の中空の筒状体部分のみからなる衝撃吸収体(図4)を得た。
筒状体部分の端部である、正六角錐台は、角度αが15°であった。衝撃吸収体中の繊維束の各繊維方向は、軸方向に対して45°の角度であった。
実施例1の衝撃吸収体の各物性を、表1に示す。
[Example 2]
Two bundles of glass fibers to which 1.0% by mass of sizing agent A are adhered and two bundles of polyamide 66 fibers (PA66-1) are combined, aligned, and then supplied substantially vertically to the fluid entanglement nozzle. Fluid entanglement was performed under the following conditions to obtain a composite yarn (Vf of glass fiber: 50%).
-Fluid entanglement nozzle: Kyocera KC-AJI-L (1.5 mm diameter, propulsion type)
・ Air pressure: 2kg / cm 2
・ Processing speed: 3 m / min Five mixed yarns obtained are aligned and used as a braid. Using a 96-pipe tubular braid machine (product name: 101-M, manufactured by Kokbun Limited), the inner diameter is 25 mm. The braid was formed at a braid angle of 45 ° to obtain a hollow braid-like continuous reinforcing fiber resin composite.
Next, after inserting a silicone tube inside the continuous reinforcing fiber resin composite obtained above, a regular hexagonal top surface with a side length of 20 mm, a regular hexagonal bottom surface with a side length of 50 mm, and a height of 40 mm They were placed in an outer mold having an internal dimension in which a regular hexagonal frustum, a top surface and a bottom surface with a side length of 50 mm, and a regular hexagonal column with a height of 90 mm were combined, and heated to 300 ° C. Air of 8 kg / cm 2 was sent into the silicone tube to expand the tube, and the composite material was pressed against the outer mold and molded for 30 minutes. After cooling in a pressurized state to room temperature, the molded product is taken out, and the outer surface has a regular hexagonal top surface with a side length of 20 mm, a regular hexagonal bottom surface with a side length of 50 mm, a regular hexagonal frustum with a height of 40 mm, The shock absorber (FIG. 4) which consists only of the hollow cylindrical body part of the shape which combined the upper surface and bottom face of the length of 50 mm of one side, and the regular hexagonal column of height 90mm was obtained.
The regular hexagonal frustum that is the end of the cylindrical body portion had an angle α of 15 °. Each fiber direction of the fiber bundle in the shock absorber was at an angle of 45 ° with respect to the axial direction.
Table 1 shows the physical properties of the shock absorber of Example 1.

[実施例3]
織物の代わりに実施例2で得られた連続強化繊維樹脂複合材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして図3(a)の形状の成形体を得た。
筒状体部分の端部である、正六角錐台は、角度αが約12°であった。衝撃吸収体中の繊維束の各繊維方向は、軸方向に対して90°の角度であった。
実施例1の衝撃吸収体の各物性を、表1に示す。
[Example 3]
3A was obtained in the same manner as in Example 1 except that the continuous reinforcing fiber resin composite material obtained in Example 2 was used instead of the woven fabric.
The regular hexagonal frustum which is the end of the cylindrical body portion had an angle α of about 12 °. Each fiber direction of the fiber bundle in the shock absorber was an angle of 90 ° with respect to the axial direction.
Table 1 shows the physical properties of the shock absorber of Example 1.

[比較例1]
実施例2と同様の連続強化繊維樹脂複合材の内側に、シリコーンチューブを挿入した後、外形の直径90mm、高さ130mmの円柱形状の外型内に配置し、300℃に加熱した。シリコーンチューブ内に8kg/cm2の空気を送り、チューブを膨張させて、組紐を外型に押し付け、30分間成形した。室温まで加圧状態で冷却後、成形品を取り出し、図8(b)に示すような、外面の寸法が、外径の直径90mm、高さ130mm、角度αが0°である円柱形状の中空の筒状体部分(衝撃吸収体)を得た。衝撃吸収体中の繊維束の各繊維方向は、軸方向に対して45°であった。
比較例1の衝撃吸収体の各物性を、表1に示す。
比較例1の衝撃吸収体は、衝撃吸収エネルギーの測定において、途中で座屈した。
[Comparative Example 1]
A silicone tube was inserted into the inside of a continuous reinforcing fiber resin composite similar to that in Example 2, and then placed in a cylindrical outer mold having an outer diameter of 90 mm and a height of 130 mm, and heated to 300 ° C. Air of 8 kg / cm 2 was sent into the silicone tube, the tube was expanded, the braid was pressed against the outer mold, and molded for 30 minutes. After cooling in a pressurized state to room temperature, the molded product is taken out, and as shown in FIG. 8 (b), a cylindrical hollow having an outer surface size of an outer diameter of 90 mm, a height of 130 mm, and an angle α of 0 °. A cylindrical body part (impact absorber) was obtained. Each fiber direction of the fiber bundle in the shock absorber was 45 ° with respect to the axial direction.
Table 1 shows the physical properties of the shock absorber of Comparative Example 1.
The shock absorber of Comparative Example 1 was buckled in the middle of measurement of shock absorption energy.

[比較例2]
実施例2と同様の連続強化繊維樹脂複合材を用いて、厚さ2mmの図8(a)の形状の成形品を得た。
比較例2の衝撃吸収体は、衝撃吸収エネルギーの測定において、途中で座屈した。
[Comparative Example 2]
Using a continuous reinforcing fiber resin composite material similar to that of Example 2, a molded product having a shape of FIG. 8A having a thickness of 2 mm was obtained.
The shock absorber of Comparative Example 2 buckled in the middle of the measurement of shock absorption energy.

Figure 2019156129
Figure 2019156129

実施例、比較例で得られた衝撃吸収体の筒状体部分の内部にアルミ製の支持棒を通し、衝撃吸収体の上面、及び底面を(クマガイ社)製(WEL−TEN、板厚1.6mm)の平板体で挟み、バンパー装置を製造した。支持棒と平板体とは溶接で接着させ、衝撃吸収体と平板体とは接着剤を用いて接着させた。
軸方向に、筒状体部分の先端側から基底端側に向かって、時速24kmの速度で16kJの衝撃を加えたところ、実施例のバンパー装置は、衝撃吸収体が一方の端から他方の端まで座屈することなく連続的に連続強化繊維の破断を主体として衝撃エネルギーを吸収し、吸収エネルギーが大きく、優れた衝撃吸収性を示した。一方、比較例のバンパー装置は、衝撃吸収体が途中で座屈したため、連続的に連続強化繊維の破断を主体として衝撃エネルギーを吸収できず、吸収エネルギーが小さく、衝撃吸収性に劣っていた。
An aluminum support rod is passed through the inside of the cylindrical part of the shock absorber obtained in the examples and comparative examples, and the top and bottom surfaces of the shock absorber are made by (Kumagaya) (WEL-TEN, plate thickness 1). .6 mm), and a bumper device was manufactured. The support bar and the flat plate were bonded by welding, and the shock absorber and the flat plate were bonded using an adhesive.
When an impact of 16 kJ was applied in the axial direction from the distal end side to the base end side of the cylindrical body portion at a speed of 24 km / h, the bumper device of the example had the shock absorber from one end to the other end. Absorption energy was absorbed mainly by breaking the continuous reinforcing fiber without buckling up to the point, the absorbed energy was large, and excellent shock absorption was exhibited. On the other hand, in the bumper device of the comparative example, since the shock absorber was buckled in the middle, the shock energy could not be absorbed continuously mainly due to the breakage of the continuous reinforcing fiber, the absorbed energy was small, and the shock absorbability was poor.

本実施形態のバンパー装置は、衝撃吸収性に優れ、軽量であるため特に、自動車等の車両の前方及び後方のバンパー、電気自動車のバッテリー周囲のバンパー等として好適である。   The bumper device according to the present embodiment is excellent in shock absorption and lightweight, and is particularly suitable as a bumper in front and rear of a vehicle such as an automobile, a bumper around a battery of an electric vehicle, and the like.

1 バンパー装置
2 衝撃吸収体
21 中空の筒状体部分
211 端部
212 軸方向の一方の端(先端)
212a 外面側の端
212b 内面側の端
213 軸方向の他方の端(基底端)
214 外面
215 内面
216 軸
22 平板
3 平板体
4 支持棒
5 バンパービーム
6 フレーム
7 エネルギアブソーバ
8 バンパー表面材
AD 軸方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bumper apparatus 2 Shock absorber 21 Hollow cylindrical body part 211 End part 212 One end (front-end | tip) of an axial direction
212a Outer surface side end 212b Inner surface side end 213 The other end in the axial direction (base end)
214 outer surface 215 inner surface 216 shaft 22 flat plate 3 flat plate 4 support rod 5 bumper beam 6 frame 7 energy absorber 8 bumper surface material AD axial direction

Claims (11)

連続強化繊維を含む繊維束と樹脂とを含む連続強化繊維樹脂複合材からなる中空の筒状体部分を有し、前記筒状体部分の軸方向と、前記筒状体部分の外面に沿う方向とのなす角度αが0.1〜30°となる端部を、前記筒状体部分の前記軸方向の一方の端に有する衝撃吸収体を含むことを特徴とするバンパー装置。   It has a hollow cylindrical body portion made of a continuous reinforcing fiber resin composite material including a fiber bundle including continuous reinforcing fibers and a resin, and the axial direction of the cylindrical body portion and the direction along the outer surface of the cylindrical body portion And a bumper device including an impact absorber having an end portion in which the angle α is 0.1 to 30 ° with one end in the axial direction of the cylindrical body portion. 車両用の、請求項1に記載のバンパー装置。   The bumper device according to claim 1 for a vehicle. 車両の車室の前方又は後方に設置され、
前記軸方向が車両の前後方向であり、
前記軸方向の他方の端が車室側に向き、
前記一方の端と前記他方の端とが平板体を介して車両に連結されている、請求項1又は2に記載のバンパー装置。
Installed in the front or rear of the vehicle compartment,
The axial direction is the longitudinal direction of the vehicle;
The other end of the axial direction faces toward the passenger compartment,
The bumper device according to claim 1 or 2, wherein the one end and the other end are connected to a vehicle via a flat plate.
電気自動車のバッテリーの周囲に設置され、
前記軸方向が車両外側から前記バッテリーに向かう方向であり、
前記軸方向の他方の端が前記バッテリー側に向き、
前記一方の端が平板体を介して車両に連結され、前記他方の端が平板体を介して前記バッテリーに連結されている、請求項1又は2に記載のバンパー装置。
Installed around the battery of an electric vehicle,
The axial direction is a direction from the outside of the vehicle toward the battery;
The other end of the axial direction faces the battery side,
The bumper device according to claim 1 or 2, wherein the one end is connected to the vehicle via a flat plate, and the other end is connected to the battery via a flat plate.
前記軸方向と略平行に、前記軸方向の他方の端側の前記平板体に支持棒が取り付けられた、請求項3又は4に記載のバンパー装置。   The bumper device according to claim 3 or 4, wherein a support rod is attached to the flat plate on the other end side in the axial direction substantially parallel to the axial direction. 前記筒状体部分の前記端部の形状が、n角錐台(nは3以上の整数である)、又は円錐台である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバンパー装置。   The bumper apparatus as described in any one of Claims 1-5 whose shape of the said edge part of the said cylindrical body part is an n truncated pyramid (n is an integer greater than or equal to 3) or a truncated cone. 前記軸方向の前記一方の端から軸方向の他方の端まで、前記角度αが0.1〜30°である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のバンパー装置。   The bumper device according to any one of claims 1 to 6, wherein the angle α is 0.1 to 30 ° from the one end in the axial direction to the other end in the axial direction. 前記繊維束の繊維方向の少なくとも1つの方向が、前記軸方向に対して0°超90°未満の角度をなす、請求項1〜7のいずれか1項に記載のバンパー装置。   The bumper device according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one of the fiber directions of the fiber bundle forms an angle of more than 0 ° and less than 90 ° with respect to the axial direction. 前記繊維束は、織り、編み、又は組みにより、互いに異なる繊維方向を有する繊維束が互いを拘束するように配向されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載のバンパー装置。   The bumper device according to any one of claims 1 to 8, wherein the fiber bundles are oriented such that fiber bundles having different fiber directions are constrained by weaving, knitting, or braiding. 少なくとも一部において、複数の前記連続強化繊維樹脂複合材が積層されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載のバンパー装置。   The bumper device according to any one of claims 1 to 9, wherein a plurality of the continuous reinforcing fiber resin composite materials are laminated at least partially. 前記連続強化繊維に含まれる強化繊維が降伏点を持たない繊維である、請求項1〜10のいずれか1項に記載のバンパー装置。   The bumper device according to any one of claims 1 to 10, wherein the reinforcing fibers included in the continuous reinforcing fibers are fibers having no yield point.
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