JPH03112743A - バンパー用エネルギー吸収体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は自動車のバンパーとして使用される樹脂複合材
よりなる衝撃吸収バンパー及びその製造方法に関するも
のである。

（従来の技術） 本発明に係る従来技術としては実開平１−６５７４２号
の公報がある。

このものは第１２図に示すように樹脂製の薄肉断面Ｕ字
状のバンパーフェース２１内にエネルギー衝撃吸収材と
してウレタン又は発砲ＰＰ２２を充填し、車体への取付
具としてＦＲＰ又は鋼板製のバックビーム２３にて取り
付けるものである。

又第１３図に示すように樹脂の丸棒２５にガラス繊維を
巻きつけた材料を組合わせて骨格状のバックビーム２６
を構成し、これと前記樹脂製のバンパーフェース及びエ
ネルギー衝撃吸収体とを組合わせたスケルトンバンパー
システムがある。（文献　Ｍａｔｅｒｉａｌ　　ａｎｄ
　　ＤｅｓｉｇｎＶｏｌ、ｖｌ、ｎｏ３） （発明が解決しようとする課題） しかし前記エネルギー衝撃吸収体である樹脂複合材によ
るバックビームは、従来使用されていた鉄又はアルミに
比較して材料の強度が弱いために厚肉な設計となり充分
な軽量化ができない。このために近年−段と軽量化が要
請されている自動車用のバンパーに於いて、前記エネル
ギー衝撃吸収体全体の軽量化を計るという必要性がある
。

又前記スケルトンバンパーシステムである軽量化した骨
格状のバックビームはバンパーフェース２１との取り付
けが複雑で、自動車用バンパーとして部品点数も多くな
り、コストがアップになるという問題点がある。

本発明は樹脂性のバンパーフェースと、軽量で充分な衝
撃吸収力を有する衝撃吸収体よりなり部品点数も少なく
、かつ車体への取付が容易なバンパーを技術的課題とす
るものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 課題を解決するために講じた技術的手段は次のようであ
る。すなわち、 自動車用バンパーとして、樹脂性のバンパーフェースと
、ガラス繊維に樹脂を含浸したものを角柱状でかつ格子
状に形成し、エネルギー衝撃吸収体と車体への取付部品
であるバンパービームとを一体的に形成するものである
。

（１）前記角柱でかつ格子状のエネルギー衝撃吸収体の
製造方法としては、 断面はぼ四角形状のポリエチレンよなるマンドレル芯材
の表面に樹脂を含浸したガラス繊維を連続的に格子状に
巻きつけ後、加熱硬化し、硬化後、前記芯材を収縮させ
て抜取り格子状のエネルギー衝撃吸収体を形成するもの
である。

この場合、前記四角形状の芯材の角部に傾斜状の溝部を
複数段は芯材にガラス繊維を巻き付けるときに、前記溝
部にガラス繊維を巻き付け充填して加熱硬化して、前記
傾斜部に充填されたガラス繊維を格子状の内側の補強材
として形成するものである。

（２）前記エネルギー衝撃吸収体に於いて芯材の両端部
にステー取付板を取付けて、ガラス繊維にて巻き付けて
加熱溶着して一体的に構成したエネルギー衝撃吸収体で
ある。

（作用） 連続したガラス繊維に樹脂を含浸させ、角柱で中空格子
形状とし、加熱硬化させることにより、極めて堅牢な衝
撃吸収体を作ることができる。

更に前記中空格子形状の内側に、ガラス繊維に樹脂を含
浸したリブを適宜複数配置し、この部分を車体側に取り
付けることによりバックビームの作用をなすものである
。

前記一体的なバックビームと、樹脂製のバンパーフェー
スとを組合わせることにより、僅か２個の部品の構成に
よりバンパーとしての作用をなし、又車体への取付けも
極めて容易である。

（実施例） 以下実施例について説明する。

実施例であるエネルギー衝撃吸収体の成形に使用する材
料は次の通りである。

ガラス繊維　→　Ｅガラス（旭ファイバーグラス　　Ｅ
Ｒ２３１０） 樹脂　→　エポキン樹脂（チバガイギー、ＸＢ５０５２
Ａ、ＨＹ５０５２、配合比　１０：３．８）マンドレル
芯材　→　発泡ポリエチレン（旭化成メフ） 実施例１ 第１図の１は樹脂を含浸したガラス繊維にて角柱状でか
つ格子状に形成し、エネルギー衝撃吸収体とバンパービ
ームとを一体的に形成した製品の基本形状を示す。（以
下衝撃吸収体という）。

前記衝撃吸収体１の製造方法としては、第２図に示すよ
うに複数のガラス繊維３にエボキン樹脂４を含浸させ、
回転する角柱のマンドレル芯材２の表面に傾斜状５に示
すように巻き付け、ガラス繊維をマンドレルの一方端Ｘ
から他方端Ｙへ一定間隔をあけてスライドさせ巻き付け
るものである。

又第３図に示すマンドレル２の角柱に溝を設け、この溝
に前記ガラス繊維を巻きつけて、衝撃吸収体ｌの内側に
補強のリブを設けるものである。

第３図に示すマンドレル２は角柱で８０ｍｍｘ８０ｍｍ
で長さ１ｍで、Ｘ点より６０ｍｍＸ方向の点ａ、Ｙ方向
へ６０ｍｍのす、の傾斜線に幅５ｍｍの溝を設け、ａｌ
の反対側ｃ、との間にも同様の溝を設けるものである。

次にａ　Ｉ＋　　ａ２＋　　ａ３・・・と間隔を２４０
ｍｍとして図に示すように溝を設ける。

前記マンドレルを第２図に示すように回転させ、ガラス
繊維に樹脂を浸透させ第４図の（ａ）に示す８１点より
スタートし、ａ１〜ｂ５点間の溝の中に入れ、第４図（
ｂ）に示すｂ１点からは、傾斜角５０″で巻き、更に次
にａ２〜ｂ２の溝の中に入れ以下同様に、芯材のＸ方向
端面まで巻く、次にＹからＸにトラバースさせながら反
対側の溝に、行き方向と同様に巻（、これを１プライと
して５ブライを行う。

次にスタート位置を最初のスタート位置ａ１よ２０ｍｍ
Ｘ方向の位置とし、傾斜角を５０°とし、ＸからＸ方向
にトラバースしＹ端までゆきＸ方向からＸ方向に同様に
巻き付ける。

次にスタート位置を更に２０ｍｍ平行移動させた点より
スタートし同様に巻き、又Ｘ端までもどったらスタート
位置をＸ方向に２０ｍｍ平行移動させた点よりスタート
させ同様に巻き、最初の溝に入れた巻き方を除いた３回
を１プライとし、これを５ブライ行うこれを第５図に示
す。

次にステー取付板の取付位置としてＸ端より１００ｍｍ
の所からＸＹ軸に対して８９°の角度で（はぼ直角）Ｘ
からＸ方向にトラバースしながら１００ｍｍ巻くこれを
第８図の３に示す。

次に第６図のステー取付板６を前記第８図の示す位置へ
第７図に示すように衝撃吸収体１にはめ込み、その上か
らガラス繊維を巻くもので取付部を特に強化する、これ
を第８図の３に示す。

次に前記衝撃吸収体を１２０°Ｃの恒温槽内で３０分硬
化を行う。硬化後１５０°Ｃの恒温槽で１５分間放置す
ると第７図に示すように芯材２が収縮するので、それを
引き抜き、第１Ｏ図に示す衝撃吸収体１が完成する。

第９図は樹脂製のバンパーフェース７に衝撃吸収体１を
内蔵した状態を示すものであり、ガラス繊維の巻き方、
補強リブの数により強度は相違する。

第１１図に示すエネルギー衝撃吸収体とバンパービーム
とを一体成形したものは、前記マンドレルの溝にガラス
繊維を入れることにより、車両にバンパービームを取り
付けた時、車体側に取り付けるマンドレルに溝があった
平面にリブが形成され、正面側の溝の無い平面に対して
補強部８ａ。

８ｂ・・・があるためボデー側は補強部材で、強度がア
ップし、正面側は格子状により衝撃エネルギーを吸収す
る構造となるものである。

またステー取付け板に連続ガラス繊維を巻きつけるため
に従来の樹脂バンパービーム２３と比較すると取付強度
が約１．５倍アップした。

次に各種実施例及び比較例の強度のテスト用治具１０を
第１５図に示す、工１は衝撃吸収体で、１２はロードセ
ル、１３はワーク押さ台、１４は支持台を示し、このテ
スト用治具１０にてヘッドスピード５ｍｍ／ｍｉｎの静
的曲げ試験を前記実施例工について行った、その結果を
第１６図のＡに示す。

実施例２ ８０ｍｍＸ８０ｍｍで長さ１ｍの角柱のマンドレルにＸ
端より６０ｍｍＸ方向へ行き、−辺の角をａ、とし更に
６０ｍｍＸ方向に行きａ、点と対角線上の角す３点とし
、このａ、ｂ、点を直線で幅５ｍｍの溝を設け、以後は
２４０ｍｍ間隔に同じ溝を設けたものについて実施例１
と同様に成形、硬化及び評価を行ったこれを第１６図の
Ｂに示す。

実施例３ ８０ｍｍＸ８０ｍｍで長さ１ｍの溝のないマンドレルを
使用しこの結果を第１６図のＣに示す。

実施例４．５．６ 実施例１と２について、溝に５ブライ、それ以外に５ブ
ライを共に１０ブライとし計２０ブライとしたものを実
施例４．５とし、実施例３の１０ブライを２０プライと
したものを実施例６とする。

これの評価結果を第１６図に示し、実施例４をＤ、実施
例５をＥ、実施例６をＦとして示す。

比較例 第１４図に示す８０ｍｍＸ８０ｍｍで長さ１ｍ、板厚１
．６　ｍ　ｍで中央に１．８ｍｍのリブ１６があるアル
ミバイブ１５について、実施例１と同様の評価を行った
この結果を第１６図のＧに示す。

第１６図に示すように本実施例は重量が比較例の１／３
〜１／２で然も荷重強度がほぼ同じか、更にアップした
ことが分かるものである。

（発明の効果） 本発明は次の効果を有する。すなわち、（１）鉄、アル
ミ等のバンパーに比較して大幅に軽量化できる。

（２）バンパーシステムにおいて衝撃吸収フオーム及び
バンパーショックアイソレータ（ＢＳＴ）を必要としな
い。

（３）部分的な強度変化が自由にできる。

（４）ラジェターの通風量の増加を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の一部省略した基本外観図、第２図は
製造方法の説明図、第３図はマンドレル芯材の外観図、
第４図の（ａ）及び（ｂ）はガラス繊維の巻き方の説明
図、第５図は、マンドレルに数回巻き付けた説明図、第
６図はステー取付板の外観図、第７図は本実施例にステ
ー取付板を取付た場合の外観図、第８図は第７図の平面
図、第９図はバンパーフェースと衝撃吸収体とを組合わ
せた状態の一部破断した外観図、第１０図は衝撃吸収体
の一部破断した外観図、第１１図は本実施例の断面図、
第１２図は従来例の断面図、第１３図は従来のバンパー
ビームの外観図、第１４図は従来例のバンパー（リンホ
ース型）の外観図、第１５図はテスト治具の説明図、第
１６図は各実施例及び比較例の衝撃吸収体の重量と荷重
との関係を示す図である。 １・・・エネルギー衝撃吸収体、３・・・連続ガラス繊
維、４・・・樹脂、ａ、＝ｂ、、ａ、〜ｂ２・・・溝、
６・・・車体への取付板、７・・・樹脂製のバンパーフ
ェース、８ａ、８ｂ・・・ガラス繊維よりなるリブ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂を含浸させたガラス連続繊維を筒状に形成し
   、エネルギー衝撃吸収体と、車体へ取り付けるバンパー
   ビームとを一体構造としたバンパー用エネルギー衝撃吸
   収体。
2. （２）第１項に示すエネルギー衝撃吸収体は、部分的に
   ガラス繊維の補強により強度変化を有する特許請求の範
   囲第１項に示すエネルギー衝撃吸収体。
3. （３）第１項に示すエネルギー衝撃吸収体を車両に取り
   付け時に車体側の平面強度を上げ、正面側で衝撃エネル
   ギーを吸収させる構造とした特許請求の範囲第１項に示
   すエネルギー衝撃吸収体。
4. （４）第１項に示すエネルギー衝撃吸収体の車体への取
   付板にガラス繊維を巻き付けて、強度をアップした特許
   請求の範囲第１項に示すエネルギー衝撃吸収体。
5. （５）エネルギー衝撃吸収体の製造方法としてポリエチ
   レンよりなる柱状を芯材として、ガラス繊維を巻き付け
   後、熱硬化させ、前記芯材が収縮した後抜き取り成形し
   たエネルギー衝撃吸収体の製造方法。