JP2938528B2 - バンパービームおよびその製造法 - Google Patents
バンパービームおよびその製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として繊維で強化された熱可塑性樹脂か
らなるバンパービーム（バックアップビーム、バンパー
レインフォースメント等の呼称もある）およびその製造
法に関する。
らなるバンパービーム（バックアップビーム、バンパー
レインフォースメント等の呼称もある）およびその製造
法に関する。
従来、自動車用のバンパービームとしては、主として
金属製のものが用いられていた。しかしながら、近年
は、自動車の燃費改善、走行性能向上等を目的として、
各種自動車部品の軽量化が求められる傾向にあり、バン
パービームにおいても、金属製のものではこの要求に応
えることは難しい。また、金属製バンパービームは、加
工工程が煩雑であり、しかも錆の発生を防止するための
表面加工が必要である等、生産性の面で劣るという欠点
も有する。また、バンパーの空力抵抗、デザインの観点
から、バンパービームに課せられる種々の制約、例えば
形状の複雑化等に対し、金属製バンパービームでは対応
するのが困難な状況になりつつある。
金属製のものが用いられていた。しかしながら、近年
は、自動車の燃費改善、走行性能向上等を目的として、
各種自動車部品の軽量化が求められる傾向にあり、バン
パービームにおいても、金属製のものではこの要求に応
えることは難しい。また、金属製バンパービームは、加
工工程が煩雑であり、しかも錆の発生を防止するための
表面加工が必要である等、生産性の面で劣るという欠点
も有する。また、バンパーの空力抵抗、デザインの観点
から、バンパービームに課せられる種々の制約、例えば
形状の複雑化等に対し、金属製バンパービームでは対応
するのが困難な状況になりつつある。
これに対し、特開昭62−240514号には、スタンパブル
シートを用いスタンピング成形してなる繊維強化樹脂製
バンパービームが提案されている。これは、一方向に引
き揃えた補強用繊維と長繊維マットとの積層体に熱可塑
性樹脂を含浸させてなるスタンパブルシートをバンパー
ビームに必要なサイズに切取って金型に設置し、これを
加熱して溶融または軟化させて圧縮成形するものであ
る。しかしながら、スタンパブルシートを用いたスタン
ピング成形によるバンパービームでは、軽量化、耐腐食
性等の改善は可能となるものの、成形サイクルが長く、
また、バリが生じるため後加工が必要である等、生産
性、製造コストの面でなお不充分である。また、本来シ
ート状のものを用いるため、複雑な形状あるいは取付け
孔等を有するバンパービームに加工するのが困難であ
り、また、補強用のリブあるいはボス等を有するバンパ
ービームにおいては、リブあるいはボスの部分に繊維が
充填しにくいため、リブとしての補強効果あるいはボス
としての機能が充分に発揮されない等の欠点を有する。
シートを用いスタンピング成形してなる繊維強化樹脂製
バンパービームが提案されている。これは、一方向に引
き揃えた補強用繊維と長繊維マットとの積層体に熱可塑
性樹脂を含浸させてなるスタンパブルシートをバンパー
ビームに必要なサイズに切取って金型に設置し、これを
加熱して溶融または軟化させて圧縮成形するものであ
る。しかしながら、スタンパブルシートを用いたスタン
ピング成形によるバンパービームでは、軽量化、耐腐食
性等の改善は可能となるものの、成形サイクルが長く、
また、バリが生じるため後加工が必要である等、生産
性、製造コストの面でなお不充分である。また、本来シ
ート状のものを用いるため、複雑な形状あるいは取付け
孔等を有するバンパービームに加工するのが困難であ
り、また、補強用のリブあるいはボス等を有するバンパ
ービームにおいては、リブあるいはボスの部分に繊維が
充填しにくいため、リブとしての補強効果あるいはボス
としての機能が充分に発揮されない等の欠点を有する。
本発明者は、上記の如き従来技術の課題に鑑み、軽量
かつ高剛性で耐腐食性等にも優れたバンパービームを提
供すること、及びその量産性に優れた製造法を提供する
ことを目的として鋭意検討を重ねた結果、特定の繊維強
化構造を有する長尺構造物を樹脂製バンパービーム内に
存在させることが有効であり、かかるバンパービームを
量産性に優れた射出成形、射出溶融圧縮成形または押出
溶融圧縮成形により容易に得ることができることを見出
し、本発明に到達した。
かつ高剛性で耐腐食性等にも優れたバンパービームを提
供すること、及びその量産性に優れた製造法を提供する
ことを目的として鋭意検討を重ねた結果、特定の繊維強
化構造を有する長尺構造物を樹脂製バンパービーム内に
存在させることが有効であり、かかるバンパービームを
量産性に優れた射出成形、射出溶融圧縮成形または押出
溶融圧縮成形により容易に得ることができることを見出
し、本発明に到達した。
即ち、本発明は引き抜き成形によって得られ、ポリプ
ロピレンを主体とする合成樹脂と10〜80重量％の一方向
に引き揃えられた補強用繊維とを含有してなる繊維強化
長尺構造物（Ａ）を、繊維強化長尺構造物（Ａ）中の上
記引き揃えられた補強用繊維がバンパービームの長手方
向とほぼ平行となるようにバンパービーム成形金型内に
部分的に配置したのち、射出成形、射出溶融圧縮成形ま
たは押出溶融圧縮成形により、ポリプロピレンを主体と
する熱可塑性樹脂と前記補強用繊維と同種でも異種でも
よい補強用繊維20〜80重量％とからなる樹脂組成物
（Ｂ）の溶融物を前記金型内に充填し、前記繊維強化長
尺構造物（Ａ）が実質的に内在し一体化したバンパービ
ームに成形することを特徴とする、総量として20〜80重
量％の補強用繊維を含有するバンパービームの製造法、
およびかかる製造法によって得られるバンパービームに
関するものである。
ロピレンを主体とする合成樹脂と10〜80重量％の一方向
に引き揃えられた補強用繊維とを含有してなる繊維強化
長尺構造物（Ａ）を、繊維強化長尺構造物（Ａ）中の上
記引き揃えられた補強用繊維がバンパービームの長手方
向とほぼ平行となるようにバンパービーム成形金型内に
部分的に配置したのち、射出成形、射出溶融圧縮成形ま
たは押出溶融圧縮成形により、ポリプロピレンを主体と
する熱可塑性樹脂と前記補強用繊維と同種でも異種でも
よい補強用繊維20〜80重量％とからなる樹脂組成物
（Ｂ）の溶融物を前記金型内に充填し、前記繊維強化長
尺構造物（Ａ）が実質的に内在し一体化したバンパービ
ームに成形することを特徴とする、総量として20〜80重
量％の補強用繊維を含有するバンパービームの製造法、
およびかかる製造法によって得られるバンパービームに
関するものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
第１図はバンパービームの１例を示す斜視略示図、第
２図は第１図のＩ−Ｉ線における断面略示図であり、バ
ンパービームの多くは概ねこれに類似し、必要に応じて
補強用リブ、ボス、支持具、取付用孔等が設けられた構
造を有する。勿論、本発明によって得られるバンパービ
ームはこれらの形状に限定されるものではなく、本発明
の特徴の１つである優れた成形加工性とも相まって、更
に複雑な形状のバンパービームでも製造可能である。
２図は第１図のＩ−Ｉ線における断面略示図であり、バ
ンパービームの多くは概ねこれに類似し、必要に応じて
補強用リブ、ボス、支持具、取付用孔等が設けられた構
造を有する。勿論、本発明によって得られるバンパービ
ームはこれらの形状に限定されるものではなく、本発明
の特徴の１つである優れた成形加工性とも相まって、更
に複雑な形状のバンパービームでも製造可能である。
さて、本発明はかかる如きバンパービームを樹脂を用
いて製造するにあたり、量産性に優れた射出成形、射出
溶融圧縮成形または押出溶融圧縮成形を利用したところ
に特徴がある。しかしながら単に射出成形、射出溶融圧
縮成形または押出溶融圧縮成形を利用し、従来から知ら
れた熱可塑性樹脂または繊維強化熱可塑性樹脂を成形し
ただけでは、軽量化と高強度の両方を満足するバンパー
ビームは得られない。
いて製造するにあたり、量産性に優れた射出成形、射出
溶融圧縮成形または押出溶融圧縮成形を利用したところ
に特徴がある。しかしながら単に射出成形、射出溶融圧
縮成形または押出溶融圧縮成形を利用し、従来から知ら
れた熱可塑性樹脂または繊維強化熱可塑性樹脂を成形し
ただけでは、軽量化と高強度の両方を満足するバンパー
ビームは得られない。
そこで、本発明のもう一つの大きな特徴は、合成樹脂
と10〜80重量％の補強用繊維とを含有してなる繊維強化
長尺構造物（Ａ）をバンパービーム内に存在させること
により、軽量化の目的を実質上損なうことなく補強し強
度を向上させたところにある。
と10〜80重量％の補強用繊維とを含有してなる繊維強化
長尺構造物（Ａ）をバンパービーム内に存在させること
により、軽量化の目的を実質上損なうことなく補強し強
度を向上させたところにある。
かかる繊維強化長尺構造物（Ａ）は、例えば引き抜き
成形等の方法によって製造することができ、ロービング
等の連続繊維を引きながら樹脂を含浸させれば一方向に
引き揃えられた補強用繊維を含有するものが得られ、更
にこれを樹脂が溶融又は軟化状態にあるときにクロスさ
せながら引き取ることにより補強用繊維が網状に配置さ
れたものとなる。又、ロービングクロス等の織物状のも
の或いはランダムマットに樹脂を含浸させることにより
補強用繊維が織物状或いはランダム状に配置されたもの
が得られる。又、これらを積層することも可能である。
これらの繊維強化長尺構造物（Ａ）の内、特に好ましい
のは一方向に引き揃えられた補強用繊維を含有するもの
である。
成形等の方法によって製造することができ、ロービング
等の連続繊維を引きながら樹脂を含浸させれば一方向に
引き揃えられた補強用繊維を含有するものが得られ、更
にこれを樹脂が溶融又は軟化状態にあるときにクロスさ
せながら引き取ることにより補強用繊維が網状に配置さ
れたものとなる。又、ロービングクロス等の織物状のも
の或いはランダムマットに樹脂を含浸させることにより
補強用繊維が織物状或いはランダム状に配置されたもの
が得られる。又、これらを積層することも可能である。
これらの繊維強化長尺構造物（Ａ）の内、特に好ましい
のは一方向に引き揃えられた補強用繊維を含有するもの
である。
ここで用いられる合成樹脂としては特に制約はなく、
熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂（プレポリマー）の何
れも使用できるが、加工性あるいは取扱いの容易さを考
慮すると熱可塑性樹脂を用いるのが好ましく、その具体
例としては、オレフィン系重合体（ポリエチレン、ポリ
プロピレン等）、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、ア
クリレート系あるいはメタクリレート系重合体（ポリメ
チルメタクリレート等）、ポリアミド、ポリエステル
（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタ
レート等）、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリ
ウレタン、ポリフェニレンサルファイド等の公知の熱可
塑性樹脂およびこれらの樹脂の変性体から選ばれた１種
または２種以上がいずれも使用できる。軽量化、低コス
ト化、加工性、強度、剛性、耐腐食性等、バンパービー
ムに要求される諸特性を総合して考えると、ポリプロピ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレートまたはポリアミドを主体としたもの、もしく
はこれと他の熱可塑性樹脂とのアロイまたはブレンド物
が好ましく、特に好ましいのはポリプロピレンを主体と
したものである。
熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂（プレポリマー）の何
れも使用できるが、加工性あるいは取扱いの容易さを考
慮すると熱可塑性樹脂を用いるのが好ましく、その具体
例としては、オレフィン系重合体（ポリエチレン、ポリ
プロピレン等）、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、ア
クリレート系あるいはメタクリレート系重合体（ポリメ
チルメタクリレート等）、ポリアミド、ポリエステル
（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタ
レート等）、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリ
ウレタン、ポリフェニレンサルファイド等の公知の熱可
塑性樹脂およびこれらの樹脂の変性体から選ばれた１種
または２種以上がいずれも使用できる。軽量化、低コス
ト化、加工性、強度、剛性、耐腐食性等、バンパービー
ムに要求される諸特性を総合して考えると、ポリプロピ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレートまたはポリアミドを主体としたもの、もしく
はこれと他の熱可塑性樹脂とのアロイまたはブレンド物
が好ましく、特に好ましいのはポリプロピレンを主体と
したものである。
また、配合される補強用繊維も特に限定されるもので
はないが、一般的にはガラス繊維、炭素繊維、アラミド
繊維等が用いられ、特に好ましくはコスト的にも有利な
ガラス繊維である。かかる補強用繊維は公知の収束剤ま
たは表面処理剤で処理されたものであってもよい。本発
明において用いられる繊維強化長尺構造物（Ａ）におい
て、かかる補強用繊維の配合量は10〜80重量％（長尺構
造物（Ａ）中）である。補強用繊維の配合量が10重量％
未満では、繊維強化長尺構造物（Ａ）によるバンパービ
ームの十分な補強効果は期待できず、軽量化と強度、剛
性等の両方を満足するバンパービームの製造は困難にな
る。また、補強用繊維の配合量が80重量％を越えると繊
維強化長尺構造物（Ａ）自身の製造が困難になり、繊維
も剥離、飛散し易くなる。補強用繊維の配合量としては
20〜75重量％が好ましく、特に好ましくは30〜70重量％
である。
はないが、一般的にはガラス繊維、炭素繊維、アラミド
繊維等が用いられ、特に好ましくはコスト的にも有利な
ガラス繊維である。かかる補強用繊維は公知の収束剤ま
たは表面処理剤で処理されたものであってもよい。本発
明において用いられる繊維強化長尺構造物（Ａ）におい
て、かかる補強用繊維の配合量は10〜80重量％（長尺構
造物（Ａ）中）である。補強用繊維の配合量が10重量％
未満では、繊維強化長尺構造物（Ａ）によるバンパービ
ームの十分な補強効果は期待できず、軽量化と強度、剛
性等の両方を満足するバンパービームの製造は困難にな
る。また、補強用繊維の配合量が80重量％を越えると繊
維強化長尺構造物（Ａ）自身の製造が困難になり、繊維
も剥離、飛散し易くなる。補強用繊維の配合量としては
20〜75重量％が好ましく、特に好ましくは30〜70重量％
である。
また、繊維強化長尺構造物（Ａ）には、一般に合成樹
脂に配合される公知の物質、例えば酸化防止剤や紫外線
吸収剤等の安定剤、難撚剤、可塑剤、結晶化促進剤、結
晶核剤、帯電防止剤、着色剤、板状あるいは粉粒状の充
填材等も目的に応じ適宜添加することも可能である。
脂に配合される公知の物質、例えば酸化防止剤や紫外線
吸収剤等の安定剤、難撚剤、可塑剤、結晶化促進剤、結
晶核剤、帯電防止剤、着色剤、板状あるいは粉粒状の充
填材等も目的に応じ適宜添加することも可能である。
上記の如くして得られ、本発明において用いられる繊
維強化長尺構造物（Ａ）の形状としては、バンパービー
ム成形金型内に配置可能なものであれば特に制約はない
が、一般的にはストランド状、棒状、リボン状、テープ
状またはシート状のものが使用される。
維強化長尺構造物（Ａ）の形状としては、バンパービー
ム成形金型内に配置可能なものであれば特に制約はない
が、一般的にはストランド状、棒状、リボン状、テープ
状またはシート状のものが使用される。
次に、上記の如き繊維強化長尺構造物（Ａ）をバンパ
ービーム成形金型内に配置する。この時、繊維強化長尺
構造物（Ａ）として一方向に引き揃えられた補強用繊維
を含有するものを用いる場合においては、引き揃えられ
た補強用繊維がバンパービームの長手方向とほぼ平行と
なるように、金型内に配置するのが好ましい。また、繊
維強化長尺構造物（Ａ）がバンパービームの長手方向と
ほぼ同一長さのものであることが特に好ましい。かかる
繊維強化長尺構造物（Ａ）は、バンパービーム成形金型
内に部分的に配置される。ここで「部分的に」とは、次
の工程で射出成形、射出溶融圧縮成形または押出溶融圧
縮成形によって充填される樹脂が充分に流動できるだけ
の空間があいている状態を意味し、配置の状態にもよる
が、バンパービーム（金型）容量の概ね50％以下であ
る。繊維強化長尺構造物（Ａ）を配置し補強するバンパ
ービームの部位としては特に制約はなく、一般的にはバ
ンパービーム全体に渡って均一に補強されるように配置
してもよいが、より補強効果を高めるためには、バンパ
ービームの中央部に荷重をかけた時に変形が大きくなる
部位、例えば第２図あるいは第４図の如く断面形状が概
ねＵ字状のバンパービームにあってはＵ字の先端（例え
ば第２図のＡ、第４図のＢ）付近に、バンパービームの
長手方向に沿って重点的に配置し、補強するのが好まし
い。
ービーム成形金型内に配置する。この時、繊維強化長尺
構造物（Ａ）として一方向に引き揃えられた補強用繊維
を含有するものを用いる場合においては、引き揃えられ
た補強用繊維がバンパービームの長手方向とほぼ平行と
なるように、金型内に配置するのが好ましい。また、繊
維強化長尺構造物（Ａ）がバンパービームの長手方向と
ほぼ同一長さのものであることが特に好ましい。かかる
繊維強化長尺構造物（Ａ）は、バンパービーム成形金型
内に部分的に配置される。ここで「部分的に」とは、次
の工程で射出成形、射出溶融圧縮成形または押出溶融圧
縮成形によって充填される樹脂が充分に流動できるだけ
の空間があいている状態を意味し、配置の状態にもよる
が、バンパービーム（金型）容量の概ね50％以下であ
る。繊維強化長尺構造物（Ａ）を配置し補強するバンパ
ービームの部位としては特に制約はなく、一般的にはバ
ンパービーム全体に渡って均一に補強されるように配置
してもよいが、より補強効果を高めるためには、バンパ
ービームの中央部に荷重をかけた時に変形が大きくなる
部位、例えば第２図あるいは第４図の如く断面形状が概
ねＵ字状のバンパービームにあってはＵ字の先端（例え
ば第２図のＡ、第４図のＢ）付近に、バンパービームの
長手方向に沿って重点的に配置し、補強するのが好まし
い。
又、繊維強化長尺構造物（Ａ）を金型内に配置するに
あたっては、金型の開閉あるいは次工程で射出成形等に
より充填される樹脂の圧力と対応して作動するピンを設
け、これによって金型面から少し浮かせた状態で繊維強
化長尺構造物（Ａ）を保持するのがよい。
あたっては、金型の開閉あるいは次工程で射出成形等に
より充填される樹脂の圧力と対応して作動するピンを設
け、これによって金型面から少し浮かせた状態で繊維強
化長尺構造物（Ａ）を保持するのがよい。
次に、繊維強化長尺構造物（Ａ）が配置された金型内
に、射出成形、射出溶融圧縮成形または押出溶融圧縮成
形により、熱可塑性樹脂と補強用繊維０〜80重量％とか
らなる樹脂組成物（Ｂ）の溶融物を充填することによ
り、前記繊維強化長尺構造物（Ａ）が実質的に内在し一
体化したバンパービームが得られる。
に、射出成形、射出溶融圧縮成形または押出溶融圧縮成
形により、熱可塑性樹脂と補強用繊維０〜80重量％とか
らなる樹脂組成物（Ｂ）の溶融物を充填することによ
り、前記繊維強化長尺構造物（Ａ）が実質的に内在し一
体化したバンパービームが得られる。
ここで用いられる樹脂組成物（Ｂ）において、構成成
分である熱可塑性樹脂としては、繊維強化長尺構造物
（Ａ）の構成成分として前述した如き公知の熱可塑性樹
脂およびその変性体が何れも使用できる。軽量化、低コ
スト化、加工性、強度、剛性、耐腐食性等の面から、好
ましくはポリプロピレン、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またはポリアミドを主
体としたもの、もしくはこれと他の熱可塑性樹脂とのア
ロイまたはブレンド物であり、より好ましくはポリプロ
ピレンを主体としたものである。
分である熱可塑性樹脂としては、繊維強化長尺構造物
（Ａ）の構成成分として前述した如き公知の熱可塑性樹
脂およびその変性体が何れも使用できる。軽量化、低コ
スト化、加工性、強度、剛性、耐腐食性等の面から、好
ましくはポリプロピレン、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またはポリアミドを主
体としたもの、もしくはこれと他の熱可塑性樹脂とのア
ロイまたはブレンド物であり、より好ましくはポリプロ
ピレンを主体としたものである。
また、樹脂組成物（Ｂ）において、補強用繊維の存在
は必須ではないが、バンパービームの重量増加を極力抑
えながら強度を高めるためには、一般には20〜80重量％
の補強用繊維を含有するものが好ましく、中でも樹脂組
成物（Ｂ）がペレット状であり、ペレットと実質的に同
一長さでペレットの長さ方向にほぼ平行に配列した20〜
80重量％の補強用繊維を含有する長さ３〜100mmのもの
が好ましい。かかる特定構造のペレット状樹脂組成物
（Ｂ）は、例えば引き抜き成形等の方法によって得るこ
とができる。配合される補強用繊維としては特に限定は
ないが、一般的にはガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊
維等が用いられ、特に好ましいのはガラス繊維である。
は必須ではないが、バンパービームの重量増加を極力抑
えながら強度を高めるためには、一般には20〜80重量％
の補強用繊維を含有するものが好ましく、中でも樹脂組
成物（Ｂ）がペレット状であり、ペレットと実質的に同
一長さでペレットの長さ方向にほぼ平行に配列した20〜
80重量％の補強用繊維を含有する長さ３〜100mmのもの
が好ましい。かかる特定構造のペレット状樹脂組成物
（Ｂ）は、例えば引き抜き成形等の方法によって得るこ
とができる。配合される補強用繊維としては特に限定は
ないが、一般的にはガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊
維等が用いられ、特に好ましいのはガラス繊維である。
また、上記の如き樹脂組成物（Ｂ）には、一般に熱可
塑性樹脂に配合される公知の物質、例えば酸化防止剤や
紫外線吸収剤等の安定剤、難撚剤、可塑剤、結晶化促進
剤、結晶核剤、帯電防止剤、着色剤、板状あるいは粉粒
状の充填材等も目的に応じ適宜添加することも可能であ
る。
塑性樹脂に配合される公知の物質、例えば酸化防止剤や
紫外線吸収剤等の安定剤、難撚剤、可塑剤、結晶化促進
剤、結晶核剤、帯電防止剤、着色剤、板状あるいは粉粒
状の充填材等も目的に応じ適宜添加することも可能であ
る。
かかる樹脂組成物（Ｂ）を用い、その溶融物を繊維強
化長尺構造物（Ａ）が配置された金型内に充填しバンパ
ービームを成形するにあたっては、前述した如く射出成
形、射出溶融圧縮成形または押出溶融圧縮成形が用いら
れる。ここで、射出成形については特に説明を要しない
であろう。射出溶融圧縮成形とは、射出成形機内で溶融
した樹脂を、成形品（本発明の場合はバンパービーム）
を成形するに必要な量だけ金型に送り込んだのち圧縮成
形するものであり、押出溶融圧縮成形とは、押出機で溶
融させた樹脂を、成形品を成形するに必要な量だけ金型
に送り込んだのち圧縮成形するものである。かかる成形
法の内、本発明において用いられるのが特に好ましいの
は射出成形および射出溶融圧縮成形である。これらの成
形法は生産性、成形加工性に優れ、得られたバンパービ
ームの表面状態及び物性の均一性等も良好であるという
特徴を有する。
化長尺構造物（Ａ）が配置された金型内に充填しバンパ
ービームを成形するにあたっては、前述した如く射出成
形、射出溶融圧縮成形または押出溶融圧縮成形が用いら
れる。ここで、射出成形については特に説明を要しない
であろう。射出溶融圧縮成形とは、射出成形機内で溶融
した樹脂を、成形品（本発明の場合はバンパービーム）
を成形するに必要な量だけ金型に送り込んだのち圧縮成
形するものであり、押出溶融圧縮成形とは、押出機で溶
融させた樹脂を、成形品を成形するに必要な量だけ金型
に送り込んだのち圧縮成形するものである。かかる成形
法の内、本発明において用いられるのが特に好ましいの
は射出成形および射出溶融圧縮成形である。これらの成
形法は生産性、成形加工性に優れ、得られたバンパービ
ームの表面状態及び物性の均一性等も良好であるという
特徴を有する。
かかる如く成形して得られた本発明のバンパービーム
において、補強用繊維の総含有量は20〜80重量％（バン
パービーム中）とする必要があり、繊維強化長尺構造物
（Ａ）及び樹脂組成物（Ｂ）に含有される補強用繊維の
割合、及び（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率をコント
ロールし、上記の条件を満足させる必要がある。補強用
繊維の総含有量が20重量％未満では軽量化と強度、剛性
等の両方を満足するバンパービームを得ることができな
い。即ち、軽量化を図れば強度、剛性等が不足し、逆
に、必要な強度、剛性等を得ようとすると厚肉となり軽
量化が不可能になる。また、補強用繊維の総含有量が80
重量％を越えるとバンパービームの成形加工性、外観等
か著しく劣るものとなる。補強用繊維の総含有量として
は30〜70重量％が好ましく、特に好ましくは35〜65重量
％である。
において、補強用繊維の総含有量は20〜80重量％（バン
パービーム中）とする必要があり、繊維強化長尺構造物
（Ａ）及び樹脂組成物（Ｂ）に含有される補強用繊維の
割合、及び（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率をコント
ロールし、上記の条件を満足させる必要がある。補強用
繊維の総含有量が20重量％未満では軽量化と強度、剛性
等の両方を満足するバンパービームを得ることができな
い。即ち、軽量化を図れば強度、剛性等が不足し、逆
に、必要な強度、剛性等を得ようとすると厚肉となり軽
量化が不可能になる。また、補強用繊維の総含有量が80
重量％を越えるとバンパービームの成形加工性、外観等
か著しく劣るものとなる。補強用繊維の総含有量として
は30〜70重量％が好ましく、特に好ましくは35〜65重量
％である。
本発明において、樹脂組成物（Ｂ）として補強用繊維
を含有するものを用いた場合、上記の如く成形して得ら
れたバンパービームにおいて、樹脂組成物（Ｂ）からの
補強用繊維は１〜30mmの重量平均繊維長で分散している
のが好ましい。かかる繊維長での分散は、樹脂組成物
（Ｂ）としてペレットと実質的に同一長さでペレットの
長さ方向にほぼ平行に配列した補強用繊維を含有するペ
レット状のものを用いた時、より容易に得られる。
を含有するものを用いた場合、上記の如く成形して得ら
れたバンパービームにおいて、樹脂組成物（Ｂ）からの
補強用繊維は１〜30mmの重量平均繊維長で分散している
のが好ましい。かかる繊維長での分散は、樹脂組成物
（Ｂ）としてペレットと実質的に同一長さでペレットの
長さ方向にほぼ平行に配列した補強用繊維を含有するペ
レット状のものを用いた時、より容易に得られる。
また、本発明においては、強度、剛性等を維持しつつ
バンパービームを更に薄肉軽量化するため、バンパービ
ームの背面に補強用のリブを設けたり、バンパービーム
重量の大幅な増大をもたらさない範囲で、所望の部位に
金属等の長尺物をインサート成形により埋設することも
有効である。また、バンパービーム取付けのための支持
具を一体的に成形したり、取付用孔を設けることも可能
である。本発明においては、バンパービームの成形に用
いる材料に特徴があり、成形加工性に優れているため、
上記の如き点を含め、かなり自由な形状設計に対応する
ことが可能である。
バンパービームを更に薄肉軽量化するため、バンパービ
ームの背面に補強用のリブを設けたり、バンパービーム
重量の大幅な増大をもたらさない範囲で、所望の部位に
金属等の長尺物をインサート成形により埋設することも
有効である。また、バンパービーム取付けのための支持
具を一体的に成形したり、取付用孔を設けることも可能
である。本発明においては、バンパービームの成形に用
いる材料に特徴があり、成形加工性に優れているため、
上記の如き点を含め、かなり自由な形状設計に対応する
ことが可能である。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
が、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１〜２ 引き抜き成形によって得られ、ポリプロピレンと一方
向に引き揃えられたガラス繊維60重量％からなる幅10m
m、厚さ3mmのリボン状長尺構造物を、第４図に示した位
置で、且つバンパービームの長手方向のほぼ全長にわた
って内在させるよう、金型内に配置した。次に引き抜き
成形によって得られたガラス繊維40重量％を含有する12
mmのペレット状ポリプロピレン樹脂組成物（ガラス繊維
の繊維長も実質的に12mmで、ペレットの長さ方向に配
列）を用い、射出溶融圧縮成形により第３図及び第４図
の如き形状のバンパービームを成形した（実施例１）。
向に引き揃えられたガラス繊維60重量％からなる幅10m
m、厚さ3mmのリボン状長尺構造物を、第４図に示した位
置で、且つバンパービームの長手方向のほぼ全長にわた
って内在させるよう、金型内に配置した。次に引き抜き
成形によって得られたガラス繊維40重量％を含有する12
mmのペレット状ポリプロピレン樹脂組成物（ガラス繊維
の繊維長も実質的に12mmで、ペレットの長さ方向に配
列）を用い、射出溶融圧縮成形により第３図及び第４図
の如き形状のバンパービームを成形した（実施例１）。
又、長尺構造物として実施例１と同じものを用い、こ
れを同様に金型内に配置したのち、チョップドガラス繊
維30重量％とポリプロピレンを押出機で溶融混練してな
るペレット状組成物を用い、射出成形することにより同
様のバンパービームを成形した（実施例２）。
れを同様に金型内に配置したのち、チョップドガラス繊
維30重量％とポリプロピレンを押出機で溶融混練してな
るペレット状組成物を用い、射出成形することにより同
様のバンパービームを成形した（実施例２）。
尚、実施例１、実施例２のバンパービームにおいて分
散したガラス繊維の平均繊維長（長尺構造物に含まれる
繊維以外のもの）は各々3.2mm、0.4mmであった。
散したガラス繊維の平均繊維長（長尺構造物に含まれる
繊維以外のもの）は各々3.2mm、0.4mmであった。
得られたバンパービームの重量及び、第３図の如く２
点（スパン間距離1000mm）を支持し、静的曲げ試験を行
った時の破壊荷重を測定し、結果を第１表に示す。
点（スパン間距離1000mm）を支持し、静的曲げ試験を行
った時の破壊荷重を測定し、結果を第１表に示す。
このように、本発明によるバンパービームは軽量であ
り、かつ、充分な強度、剛性、耐腐食性、表面状態等を
有するものであった。また、成形法も簡便で、生産性に
優れたものであった。
り、かつ、充分な強度、剛性、耐腐食性、表面状態等を
有するものであった。また、成形法も簡便で、生産性に
優れたものであった。
以上の説明並びに実施例により明らかな如く、特定の
繊維強化長尺構造物を内在させ一体化してなる本発明の
樹脂製バンパービームは、軽量で、かつ、実用に耐え得
る剛性、耐腐食性等を有するものである。しかも、成形
加工性に優れ、射出成形、射出溶融圧縮成形等の簡便な
成形法により製造可能であるため、形状設計の自由度が
高く、生産性に優れ、コスト的にも有利であり、極めて
実用価値の高いものである。
繊維強化長尺構造物を内在させ一体化してなる本発明の
樹脂製バンパービームは、軽量で、かつ、実用に耐え得
る剛性、耐腐食性等を有するものである。しかも、成形
加工性に優れ、射出成形、射出溶融圧縮成形等の簡便な
成形法により製造可能であるため、形状設計の自由度が
高く、生産性に優れ、コスト的にも有利であり、極めて
実用価値の高いものである。
第１図はバンパービームの一例を示す斜視略示図、第２
図は第１図のＩ−Ｉ線における断面略示図である。ま
た、第３図は実施例において成形したバンパービーム
と、その静的曲げ試験方法を示す正面略示図、第４図
は、第３図のバンパービームのII−II線における断面略
示図である。 １……バンパービーム ２……ペンデュラム ３……支持点 ４……繊維強化長尺構造物
図は第１図のＩ−Ｉ線における断面略示図である。ま
た、第３図は実施例において成形したバンパービーム
と、その静的曲げ試験方法を示す正面略示図、第４図
は、第３図のバンパービームのII−II線における断面略
示図である。 １……バンパービーム ２……ペンデュラム ３……支持点 ４……繊維強化長尺構造物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−251112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−240514（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−92756（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−215519（ＪＰ，Ａ) 特表 昭60−501598（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60R 19/03 B29C 45/00 B29C 47/02
Claims (8)
- 【請求項１】引き抜き成形によって得られ、ポリプロピ
レンを主体とする合成樹脂と10〜80重量％の一方向に引
き揃えられた補強用繊維とを含有してなる繊維強化長尺
構造物（Ａ）を、繊維強化長尺構造物（Ａ）中の上記引
き揃えられた補強用繊維がバンパービームの長手方向と
ほぼ平行となるようにバンパービーム成形金型内に部分
的に配置したのち、射出成形、射出溶融圧縮成形または
押出溶融圧縮成形により、ポリプロピレンを主体とする
熱可塑性樹脂と前記補強用繊維と同種でも異種でもよい
補強用繊維20〜80重量％とからなる樹脂組成物（Ｂ）の
溶融物を前記金型内に充填し、前記繊維強化長尺構造物
（Ａ）が実質的に内在し一体化したバンパービームに成
形することを特徴とする、総量として20〜80重量％の補
強用繊維を含有するバンパービームの製造法。 - 【請求項２】繊維強化長尺構造物（Ａ）が、バンパービ
ームの長手方向とほぼ同一長さを有するものである請求
項１記載のバンパービームの製造法。 - 【請求項３】繊維強化長尺構造物（Ａ）が、ストランド
状、棒状、リボン状、テープ状またはシート状のもので
ある請求項１又は２記載のバンパービームの製造法。 - 【請求項４】繊維強化長尺構造物（Ａ）の構成部分であ
る合成樹脂がポリプロピレンもしくはこれと他の熱可塑
性樹脂とのアロイまたはブレンド物である請求項１〜３
の何れか１項記載のバンパービームの製造法。 - 【請求項５】樹脂組成物（Ｂ）がペレット状であり、ペ
レットと実質的に同一長さで、レットの長さ方向にほぼ
平行に配列した20〜80重量％の補強用繊維を含有する長
さ３〜100mmのものである請求項１〜４の何れか１項記
載のバンパービームの製造法。 - 【請求項６】樹脂組成物（Ｂ）の構成成分である熱可塑
性樹脂がポリプロピレンもしくはこれと他の熱可塑性樹
脂とのアロイまたはブレンド物である請求項１〜５の何
れか１項記載のバンパービームの製造法。 - 【請求項７】繊維強化長尺構造物（Ａ）および樹脂組成
物（Ｂ）に含有される補強用繊維が何れもガラス繊維で
ある請求項１〜６の何れか１項記載のバンパービームの
製造法。 - 【請求項８】請求項１〜７の何れか１項記載の製造法に
より得られるバンパービーム。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2201684A JP2938528B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | バンパービームおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201684A JP2938528B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | バンパービームおよびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0487855A JPH0487855A (ja) | 1992-03-19 |
| JP2938528B2 true JP2938528B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=16445192
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2201684A Expired - Fee Related JP2938528B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | バンパービームおよびその製造法 |
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| Country | Link |
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| JPH05318472A (ja) * | 1992-05-22 | 1993-12-03 | Sekisui Chem Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂シート |
| CA2237736C (en) * | 1998-06-22 | 2004-06-08 | Cole H.C. Beadon | A process for manufacturing fibre reinforced plastic masts, spars or columns |
| CN100556674C (zh) * | 2002-09-15 | 2009-11-04 | 地方小型汽车公司 | 由纤维增强热塑性材料制备结构件的方法、设备以及所制备的结构件 |
| JP4598556B2 (ja) * | 2005-02-14 | 2010-12-15 | 本田技研工業株式会社 | バンパビーム |
| JP5062810B2 (ja) * | 2006-09-21 | 2012-10-31 | ダイキョーニシカワ株式会社 | 複合樹脂成形体及びその成形方法 |
| EP2132018A1 (en) * | 2007-03-01 | 2009-12-16 | Cas Holdings Australia Pty Ltd | Material handling platform, components and methods of production thereof |
| WO2013089228A1 (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | 東レ株式会社 | フレーム構造およびそれを用いた自動車用部品 |
| KR101372004B1 (ko) | 2011-12-21 | 2014-03-12 | (주)엘지하우시스 | 중공단면을 갖는 섬유복합보강재가 내장되어 있는 범퍼백빔 및 이를 갖는 범퍼 |
| US20160221519A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-04 | GM Global Technology Operations LLC | Carbon glass fiber pultrussion bumper beams |
| KR102002403B1 (ko) * | 2017-08-11 | 2019-07-23 | 주식회사 캠스 | 빔 제조방법 |
| JP2021045865A (ja) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | 株式会社八木熊 | プラスチック製フレーム、ラックギア、及びスライドレール |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP2201684A patent/JP2938528B2/ja not_active Expired - Fee Related
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