JPH0657519B2 - Strength member for bumper - Google Patents

Strength member for bumper

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JPH0657519B2
JPH0657519B2 JP1229964A JP22996489A JPH0657519B2 JP H0657519 B2 JPH0657519 B2 JP H0657519B2 JP 1229964 A JP1229964 A JP 1229964A JP 22996489 A JP22996489 A JP 22996489A JP H0657519 B2 JPH0657519 B2 JP H0657519B2
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JP
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resin
strength member
glass fiber
bumper
matrix
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欣睦 小見
光明 廣山
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大協株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はバンパー用強度部材の改良に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of use) The present invention relates to an improvement in a strength member for a bumper.

(従来技術とその問題点) 近年、自動車のバンパーとして、軽量化を図ったプラス
チック製バンパーが提供されており、一般に第1図に示
すように、表皮部材1とエネルギー吸収体である発泡体
緩衝材2と剛性支持部材である強度部材3とから構成さ
れる。特に、強度部材3は軽量にて剛性の高い材料とし
てガラス繊維強化プラスチック(FRP)が使用され
る。かかるガラス繊維強化プラスチックとして、ガラス
繊維構造面からは、上下樹脂間に短いストランドのガラ
ス繊維(ランダム材)を無作為に散布してあらゆる方向
に均一な引張り強度を有するSMC(シートモールドコ
ンパウンド)を使用すると、強度部材の長手方向におけ
る強度が不足するため、特公昭51−48667号に示
されるようにSMCとして強化部材の長手方向に連続し
たガラス繊維(一方向性材)を上記ランダム材と交互に
配設するものの使用が推奨される。しかしながら、この
種一方向性材を配設した強度部材を使用するバンパーに
衝突荷重が加わると、マトリックス樹脂側に亀裂が生ず
る傾向にあり、エネルギー吸収性能の向上には限界があ
った。
(Prior Art and Problems Thereof) In recent years, as a bumper for an automobile, a lightweight plastic bumper has been provided. Generally, as shown in FIG. 1, a skin member 1 and a foam cushion which is an energy absorber. It comprises a member 2 and a strength member 3 which is a rigid support member. In particular, the strength member 3 is made of glass fiber reinforced plastic (FRP) as a lightweight and highly rigid material. As such a glass fiber reinforced plastic, SMC (sheet mold compound) having uniform tensile strength in all directions by randomly dispersing short strands of glass fibers (random material) between the upper and lower resins from the glass fiber structure side is used. When used, since the strength of the strength member in the longitudinal direction is insufficient, glass fibers (unidirectional material) continuous in the longitudinal direction of the reinforcing member as SMC are alternated with the random material as shown in JP-B-51-48667. It is recommended to use the one arranged at. However, when a collision load is applied to a bumper using a strength member provided with this kind of unidirectional material, cracks tend to occur on the matrix resin side, and there is a limit to improvement of energy absorption performance.

他方、マトリックス用樹脂面からは、舟艇等に用いられ
る不飽和ポリエステル樹脂とガラス繊維とを組み合わせ
たガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂組成物ではバ
ンパー用強度部材のような高耐衝撃性を必要とする用途
には不十分であるので、比較的分子量の高い不飽和ポリ
エステル樹脂を使用したり、柔軟性および靱性に優れた
不飽和ポリエステル樹脂を使用したり、強化材であるガ
ラス繊維を多く使用する方法が提案されているものの、
耐衝撃性の点で十分でないとして、米国特許第4,06
7,845号および同第4,327,145号ではウレ
タン変成不飽和ポリエステル樹脂の使用が提案されてい
る現状にある。
On the other hand, from the resin surface for the matrix, a glass fiber reinforced unsaturated polyester resin composition that is a combination of an unsaturated polyester resin and glass fibers used in boats and the like requires high impact resistance like a strength member for bumpers. Since it is insufficient for use, unsaturated polyester resin with a relatively high molecular weight is used, unsaturated polyester resin with excellent flexibility and toughness is used, and glass fiber as a reinforcing material is often used. Has been proposed,
According to US Pat. No. 4,064, the impact resistance is not sufficient.
No. 7,845 and No. 4,327,145 presently propose the use of urethane-modified unsaturated polyester resin.

(発明が解決しようとする課題) しかるに、上記改善はガラス繊維強化プラスチックがガ
ラス繊維とマトリックス樹脂との相互作用にあるもの
の、ガラス繊維またはマトリックス樹脂の一方のみに着
目するものであるため、両者の相互作用によって生ずる
亀裂に対する考慮が不十分であるという問題点がある。
そこで、本発明は両者の相互作用に着目し、バンパー用
強度部材としてガラス繊維強化熱硬化性プラスチックを
用いる場合の割れに対する改善を図り、もってエネルギ
ー吸収性能を向上させることを目的とする。
(Problems to be solved by the invention) However, although the above improvement is due to the interaction between the glass fiber and the matrix resin in the glass fiber reinforced plastic, only one of the glass fiber and the matrix resin is focused on, so There is a problem that the crack caused by the interaction is insufficiently considered.
In view of the above, the present invention focuses on the interaction between the two and aims to improve cracking when glass fiber reinforced thermosetting plastic is used as a bumper strength member, and to improve energy absorption performance.

(課題解決のための手段) 本発明はガラス繊維強化熱硬化性プラスチック製強度部
材において、エネルギー吸収との関係を検討してみる
と、マトリックス樹脂に亀裂が発生すると、切り欠き効
果(ノッチエフェクト)によりガラス繊維が切断しやす
くなるため、マトリックス樹脂の伸び率を向上させ、ガ
ラス繊維が破壊するまでマトリックスの特性を保持させ
るのがエネルギー吸収性能の向上に最も効果的であるこ
とが見出された結果、完成したもので、その要旨とする
ところは、 強化材としてのガラス繊維と、それを内部に分散させる
マトリックスとしての熱硬化性樹脂とからなるガラス繊
維強化熱硬化性プラスチックからSMC工法により製造
されるバンパー用強度部材において、ガラス繊維と複合
するマトリックス用熱硬化性樹脂がポリイソシアネート
化合物によりウレタン変性され、伸び率4〜30%に調
整された不飽和ポリエステル樹脂であって、その伸び率
がガラス繊維より大きいことを特徴とするバンパー用強
度部材にある。
(Means for Solving the Problem) In the present invention, in the strength member made of glass fiber reinforced thermosetting plastic, when the relationship with energy absorption is examined, when a crack occurs in the matrix resin, a notch effect (notch effect) It was found that the improvement of the elongation rate of the matrix resin and the retention of the characteristics of the matrix until the glass fiber is broken are the most effective in improving the energy absorption performance, because the glass fiber easily breaks. As a result, it was completed, and the main point is to manufacture it by SMC method from glass fiber reinforced thermosetting plastic consisting of glass fiber as reinforcing material and thermosetting resin as matrix for dispersing it inside In the strength member for bumper to be used, the thermosetting resin for matrix that is composite with glass fiber is Urethane modified by polyisocyanate compound, an unsaturated polyester resin is adjusted to elongation 4-30%, in the bumper strength member for the elongation being greater than the glass fibers.

本発明において、強度部材に使用されるガラス繊維は通
常、繊維の束であるストランドとして用いられる。繊維
の伸び率はおよそ4%であるから、マトリックス樹脂の
硬化時の伸び率は4〜30%に設定される。マトリック
ス樹脂の伸び率が4%未満ではガラス繊維の破断より先
にマトリックス樹脂が破断されて充分に相乗作用を発揮
できないからである。
In the present invention, the glass fiber used for the strength member is usually used as a strand which is a bundle of fibers. Since the elongation rate of the fiber is about 4%, the elongation rate of the matrix resin when cured is set to 4 to 30%. This is because if the elongation percentage of the matrix resin is less than 4%, the matrix resin is ruptured before the rupture of the glass fiber, and a sufficient synergistic effect cannot be exhibited.

他方、マトリックス樹脂の伸び率が、30%を越える
と、ガラス繊維との結合度が弱くなり、ヤング率が低下
して強度部材として必要な剛性が得られないからであ
る。特に、他の強度部材物性との関係においては7〜1
0%が好ましい。
On the other hand, if the elongation percentage of the matrix resin exceeds 30%, the degree of bonding with the glass fibers becomes weak, the Young's modulus decreases, and the rigidity required as a strength member cannot be obtained. Particularly, in relation to the physical properties of other strength members, it is 7-1.
0% is preferable.

マトリックス樹脂としては不飽和ポリエステル樹脂にウ
レタンを変性したもの、即ち、不飽和ポリエステル樹脂
をポリイソシアネート化合物のウレタン化反応と同時に
重合させるかまたはその後重合させたウレタン変成不飽
和ポリエステル樹脂、例えば、ウレタン変性不飽和ポリ
エステル樹脂「AGU−2100」(AGインタナショ
ナル・ケミカル社製)が使用できる他、ビニルエステル
樹脂も同様に上記伸び率に調整することができる樹脂の
代表例として挙げることができる。
As the matrix resin, an unsaturated polyester resin modified with urethane, that is, a urethane modified unsaturated polyester resin obtained by polymerizing the unsaturated polyester resin at the same time as the urethane formation reaction of the polyisocyanate compound or after the polymerization, for example, urethane modified Unsaturated polyester resin "AGU-2100" (manufactured by AG International Chemical Co., Ltd.) can be used, and vinyl ester resin can also be mentioned as a typical example of the resin which can be adjusted to the above elongation rate.

上記ウレタン変成不飽和ポリエステル樹脂を製造するに
あたっては、不飽和ポリエステルを重合性ビニル単量体
および重合禁止剤と、要すれば、多価アルコールの存在
下に相互溶解させて得た常温で液状の不飽和ポリエステ
ル樹脂、常温で液状のポリイソシアネート化合物および
熱分解型ラジカル重合開始剤を均一に混合した後、予め
ウレタン化反応を行わしめることによって増粘(いわゆ
るBステージ化)させるのがよい。それにより、ベタツ
キがなく、成形時の流動性に優れたシート状もしくは塊
状の成形材料を作製することができる。この成形材料は
熱プレス成形することによって、ラジカル重合反応を行
わせるとウレタンの変成度合によってその伸び率を所定
の値に調製することができる。また、上記液状の不飽和
ポリエステル樹脂と常温で液状のポリイソシアネート化
合物とを所定温度に保持した金型内に均一混合しつつ注
入してウレタン化反応とラジカル重合反応とをほぼ同時
に行わせるようにするのがよい。
In producing the urethane-modified unsaturated polyester resin, the unsaturated polyester is a liquid at room temperature obtained by mutually dissolving the unsaturated vinyl with a polymerizable vinyl monomer and a polymerization inhibitor, if necessary, in the presence of a polyhydric alcohol. After uniformly mixing the unsaturated polyester resin, the polyisocyanate compound which is liquid at room temperature, and the thermal decomposition type radical polymerization initiator, it is preferable to increase the viscosity (so-called B stage) by carrying out a urethanization reaction in advance. This makes it possible to produce a sheet-shaped or lump-shaped molding material that is free from stickiness and has excellent fluidity during molding. When this molding material is subjected to radical polymerization reaction by hot press molding, its elongation can be adjusted to a predetermined value depending on the degree of transformation of urethane. Further, the liquid unsaturated polyester resin and the polyisocyanate compound which is liquid at room temperature are uniformly mixed and injected into a mold maintained at a predetermined temperature so that the urethanization reaction and the radical polymerization reaction are performed almost at the same time. Good to do.

上記ガラス繊維としては約1インチ程度に切断されたチ
ョップドストランドを用い、第4図に示すようにランダ
ム充填を行うか(以下、Xタイプという)、あるいは上
記チョップドストランドと一方向に連続した一方向性ス
トランドとを組み合わせ、第5図のように交互に充填配
設するようにしてよい(以下、Yタイプという)。前者
の場合、上記成形品重量の50〜70重量%を配合する
のが適当である。後者の場合も全体として成形品重量の
50〜70重量%を配合するが、そのうちチョップドス
トランド70〜90重量%、一方向性繊維を残り10〜
30重量%配合するのが適当である。
As the glass fiber, chopped strands cut into about 1 inch are used and randomly packed as shown in FIG. 4 (hereinafter referred to as X type), or in one direction continuous with the chopped strands in one direction. It is also possible to combine them with a flexible strand and alternately arrange them as shown in FIG. 5 (hereinafter referred to as Y type). In the former case, it is appropriate to add 50 to 70% by weight of the above-mentioned molded product. In the latter case as well, 50 to 70% by weight of the weight of the molded product is compounded as a whole, but 70 to 90% by weight of chopped strands and 10 to 10% of unidirectional fibers remain.
It is suitable to add 30% by weight.

これらガラス繊維は旭ファイバーグラス株式会社製のも
のを使用することができる。
As these glass fibers, those manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd. can be used.

上記強度部材は第6図および第7図に示すように開断面
形式のもの(以下、Aタイプという)、第8図および第
9図に示す背面を封鎖した閉断面形式のもの(以下、B
タイプという)とすることができるだけでなく、第3図
に示すように強度部材のみからなるバンパーBをバンパ
ースティSに取り付ける場合にも適用することができ
る。
The above-mentioned strength member has an open cross-section type (hereinafter referred to as A type) as shown in FIGS. 6 and 7, and a closed cross-section type having a closed back surface shown in FIGS. 8 and 9 (hereinafter, B type).
Type), and as shown in FIG. 3, the present invention can also be applied to a case where a bumper B made of only a strength member is attached to a bumper stay S.

(作用) 本発明によれば、ガラス繊維が破断するに至るまでこの
ガラス繊維のマトリックスを形成する樹脂が破断しない
ため、ガラス繊維とマトリックス樹脂との相乗作用によ
る大きな衝突荷重に耐えうるFRP特有のエネルギー吸
収性能を発揮することができる。
(Operation) According to the present invention, since the resin forming the matrix of the glass fiber does not break until the glass fiber breaks, the FRP-specific resin that can withstand a large collision load due to the synergistic action of the glass fiber and the matrix resin It can exhibit energy absorption performance.

以下、本発明を添付図面に示す具体例に基づき、詳細に
説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.

(実施例) 第1図は本発明の対象とされるバンパーの概要を示す平
面図で、第2図はその縦断面図で、表皮部材1の内部に
はウレタン発泡体等の緩衝材2を嵌挿または充填し、該
緩衝材2に当接して強度部材3を設け、ステー4を介し
て図示しないボデイに取り付けるようになっている。
(Embodiment) FIG. 1 is a plan view showing an outline of a bumper to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a vertical sectional view thereof, in which a cushioning material 2 such as urethane foam is provided inside a skin member 1. A strength member 3 is provided by abutting against the cushioning material 2 after fitting or filling, and is attached to a body (not shown) via a stay 4.

上記強度部材3は以下のSMC工法により製造した。The strength member 3 was manufactured by the following SMC method.

強度部材の製法 (実施例1) 反応器にイソフタル酸1348重量部(以下、単に部と
称する)、ネオペンチルグリコール1657部、エチレ
ングリコール988部を仕込み、窒素ガスを流しながら
攪拌、加熱を開始し、徐々に昇温し、最高温度205℃
で、常法に従って脱水縮合反応を行い、反応混合物の酸
価が4.7になったところで加熱を停め、120℃まで
冷却し、次にフマル酸1884部を仕込んだ後、再び加
熱を開始し、最高温度225℃で脱水縮合反応を行い、
不飽和ポリエステルを得る。その後、170℃まで冷却
し、ハイドロキノン12部、パラベンゾキノン2.5部
を添加し、スチレンに溶解して不飽和ポリエステル樹脂
を得る。この不飽和ポリエステル樹脂350部にポリエ
チレングリコール148部、t−ブチルパーベンゾエー
ト5部を均一混合した後、ポリイソシアネート化合物2
07部を加えて素早く混合して硬化時の伸び率7%のマ
トリックス樹脂を得る。このマトリックス樹脂100部
に対し1インチ長さのチョップドストランド190部を
常法により均一に含浸させ、シート状にし、熟成し、タ
ックフリー状態のSMCを得る。これを所定寸法に裁断
して計量して加熱された金型にチャージし、加圧して硬
化後脱型して強度部材を得る。また、上記実施例1と同
様にして、不飽和ポリエステル樹脂をウレタン変成させ
ることによりマトリックス樹脂のその伸び率を調整し、
その物性を第1表に示す。
Manufacturing Method of Strength Member (Example 1) 1348 parts by weight of isophthalic acid (hereinafter, simply referred to as “part”), 1657 parts of neopentyl glycol and 988 parts of ethylene glycol were charged into a reactor, and stirring and heating were started while flowing a nitrogen gas. The temperature rises gradually and the maximum temperature is 205 ℃
Then, the dehydration condensation reaction was carried out according to a conventional method, heating was stopped when the acid value of the reaction mixture reached 4.7, the mixture was cooled to 120 ° C., 1884 parts of fumaric acid was charged, and then heating was started again. , The dehydration condensation reaction is performed at the maximum temperature of 225 ° C,
An unsaturated polyester is obtained. Then, the mixture is cooled to 170 ° C., 12 parts of hydroquinone and 2.5 parts of parabenzoquinone are added and dissolved in styrene to obtain an unsaturated polyester resin. After 350 parts of this unsaturated polyester resin was uniformly mixed with 148 parts of polyethylene glycol and 5 parts of t-butyl perbenzoate, polyisocyanate compound 2
07 parts were added and rapidly mixed to obtain a matrix resin having an elongation rate of 7% when cured. 190 parts of 1-inch-long chopped strands are uniformly impregnated into 100 parts of this matrix resin by a conventional method to form a sheet and aged to obtain tack-free SMC. This is cut into a predetermined size, weighed, charged into a heated mold, pressurized and cured, and then demolded to obtain a strength member. Further, in the same manner as in Example 1 above, the elongation rate of the matrix resin is adjusted by modifying the unsaturated polyester resin with urethane,
The physical properties are shown in Table 1.

(実施例2) 実施例1で使用したマトリックス樹脂100部に対し1
インチ長さのチョップドストランド146部、一方向性
ストランド44部を第5図に示すように、交互に配列す
るように均一に含浸させ、シート状にし、熟成し、タッ
クフリー状態のSMCを得る。これを所定寸法に裁断し
て計量して加熱された金型にチャージし、加圧して硬化
後脱型して強度部材を得る。
(Example 2) 1 to 100 parts of the matrix resin used in Example 1
As shown in FIG. 5, 146 parts of inch-length chopped strands and 44 parts of unidirectional strands are uniformly impregnated so as to be arranged alternately, and then sheet-shaped and aged to obtain SMC in a tack-free state. This is cut into a predetermined size, weighed, charged into a heated mold, pressurized and cured, and then demolded to obtain a strength member.

(比較例) 上記実施例と同様の反応器を用い、イソフタル酸184
6部、無水マレイン酸1635部、プロピレングリコー
ル2220部を上記実施例と同様の方法で反応させ、酸
価25.5の不飽和ポリエステルを合成した後、スチレ
ンで溶解し、不飽和ポリエステル樹脂を得る。この不飽
和ポリエステル樹脂3500部にステアリン酸亜鉛10
5部、酸化マグネシウム70部、t−ブチルパーベンゾ
エート35部に変更した以外は実施例と同様にして伸び
2%のマトリックス樹脂を得る。
(Comparative Example) Isophthalic acid 184 was used by using the same reactor as in the above example.
6 parts, 1635 parts of maleic anhydride and 2220 parts of propylene glycol are reacted in the same manner as in the above-mentioned example to synthesize an unsaturated polyester having an acid value of 25.5 and then dissolved with styrene to obtain an unsaturated polyester resin. . 3500 parts of this unsaturated polyester resin was mixed with 10 parts of zinc stearate.
A matrix resin having an elongation of 2% is obtained in the same manner as in the example except that the content of the resin is changed to 5 parts, 70 parts of magnesium oxide and 35 parts of t-butyl perbenzoate.

このマトリックス樹脂100部に対し1インチ長さのチ
ョップドストランド150部を常法により均一に含浸さ
せ、シート状にし、熟成し、タックフリー状態のSMC
を得る。これを所定寸法に裁断して計量して加熱された
金型にチャージし、加圧して硬化後脱型して強度部材を
得る。
To 100 parts of this matrix resin, 150 parts of 1 inch long chopped strands are uniformly impregnated by a conventional method to form a sheet, aged, and tack-free SMC.
To get This is cut into a predetermined size, weighed, charged into a heated mold, pressurized and cured, and then demolded to obtain a strength member.

(比較例2) 比較例1で使用したマトリックス樹脂100部に対し1
インチ長さのチョップドストランド113部、一方向性
ストランド37部を交互に配列するように常法により均
一に含浸させ、シート状にし、熟成し、タックフリー状
態のSMCを得る。これを所定寸法に裁断して計量して
加熱された金型にチャージし、加圧して硬化後脱型して
強度部材を得る。
Comparative Example 2 1 to 100 parts of the matrix resin used in Comparative Example 1
113 parts of chopped strands and 37 parts of unidirectional strands each having an inch length are uniformly impregnated by a conventional method to form a sheet and aged to obtain SMC in a tack-free state. This is cut into a predetermined size, weighed, charged into a heated mold, pressurized and cured, and then demolded to obtain a strength member.

(静荷重試験) 伸び率7%のマトリックス樹脂を使用した実施例1の開
断面強度部材(A−X)および実施例2の開断面強度部
材(A−Y)伸び率2%のマトリックス樹脂を使用した
比較例1の開断面強度部材(A−X)および比較例2の
開断面強度部材(A−Y)とを次のようにして静荷重試
験を行い、そのたわみ量と発生荷重との関係を比較し
た。
(Static load test) An open cross-section strength member (AX) of Example 1 and an open cross-section strength member (AY) of Example 2 using a matrix resin having an elongation rate of 7% were used. The static load test was performed on the open cross-section strength member (A-X) of Comparative Example 1 and the open cross-section strength member (A-Y) of Comparative Example 2 used as follows, and the deflection amount and the generated load were compared. The relationships were compared.

試験方法 第15図(a)および(b)に示すように、組み立てて
行う。
Test method As shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), assembly is performed.

受け治具5に強度部材3をボルト締めにて固定する。The strength member 3 is fixed to the receiving jig 5 by bolting.

図示しない試験機(島津製作所製オートグラフAG−
10TA)の受台に上記治具をセットする。
Unillustrated tester (Shimadzu Autograph AG-
The jig is set on a pedestal of 10 TA).

強度部材3の中央部に200×100×10mmの硬質
ゴム6を介して押し当て治具7をセットする。
A pressing jig 7 is set on the central portion of the strength member 3 via a hard rubber 6 of 200 × 100 × 10 mm.

無荷重状態で0点を調整する。Adjust 0 point with no load.

加圧開始→荷重/たわみを連続的に記録していく。Start pressurization → Record the load / deflection continuously.

破壊点で加圧を停止する。Stop the pressurization at the breaking point.

その結果を第10図に示す。比較例2のチョップドスト
ランドと一方向性ストランドを交互配列している場合は
約3.5tonを越えたところで樹脂割れが生じ、ストラ
ンドが破断した。これに対し、実施例2の場合は約6to
nまでは十分に堪え、6.5tonを越えたところで樹脂割
れと同時に、ストランドが破断した。他方、比較例1の
場合はチョップドストランドだけであるから、発生荷重
は2tonを越えず、たわみ量20mm近辺から樹脂が破断
を開始し、次いでストランドも破断した。これに対し、
実施例1の場合は実施例2よりも発生荷重は小さいが、
比較例2の一方向性ストランドを使用する場合よりも大
きく、マトリックス樹脂の伸び率がガラス繊維よりも大
きいと、強度部材のたわみ量を大きくして大きな荷重に
耐えるものとすることができることがわかる。上記変化
およびその面積から次の破壊荷重および吸収エネルギー
を読み取ることができる。
The result is shown in FIG. In the case where the chopped strands and the unidirectional strands of Comparative Example 2 were alternately arranged, resin cracks occurred and the strands broke when the amount exceeded about 3.5 tons. On the other hand, in the case of the second embodiment, about 6 to
Sufficiently endured up to n, and when 6.5 ton was exceeded, the resin broke and the strand broke. On the other hand, in the case of Comparative Example 1, since only chopped strands were used, the generated load did not exceed 2 tons, the resin started to break at a deflection amount of around 20 mm, and then the strand also broke. In contrast,
In the case of Example 1, the generated load is smaller than in Example 2, but
It is found that when the unidirectional strand of Comparative Example 2 is larger than that of the unidirectional strand and the elongation percentage of the matrix resin is larger than that of the glass fiber, it is possible to increase the deflection amount of the strength member and to withstand a large load. . The following breaking load and absorbed energy can be read from the above change and its area.

(マトリックス樹脂伸び率と曲げ強度および引張強度と
の関係) 不飽和ポリエステル樹脂をウレタン変成して伸び率2〜
25%に調整したマトリックス樹脂のみで作成した注型
板とそのマトリックス樹脂にチョップドストランドを成
形品の65重量%を含浸したSMC板との樹脂伸び率の
変化と曲げ強度と引張強度の変化をJISK7054お
よび7055にて測定した。結果を第11図に示す。
(Relationship between elongation rate of matrix resin and bending strength and tensile strength) Unsaturated polyester resin is modified with urethane to have an elongation rate of 2 to
Change in resin elongation and bending strength and tensile strength of a casting plate made only of matrix resin adjusted to 25% and an SMC plate in which the matrix resin is impregnated with chopped strands at 65% by weight of the molded product are measured according to JIS K7054. And 7055. The results are shown in Fig. 11.

注型板の場合は樹脂の伸び率に従って、曲げ強度および
引張強度は減少するが、SMC板の場合は樹脂伸び率5
%までは急激に上昇し、以後ほぼ殆ど変化しなかった。
Bending strength and tensile strength decrease according to the resin elongation in the case of cast plate, but resin elongation 5 in the case of SMC plate.
% Rose sharply and remained almost unchanged thereafter.

(マトリックス樹脂伸び率と曲げ弾性率および引張弾性
率との関係) 不飽和ポリエステル樹脂をウレタン変成して伸び率2〜
25%に調整したマトリックス樹脂のみで作成した注型
板とそのマトリックス樹脂にチョップドストランドを成
形品の65重量%を含浸したSMC板との樹脂伸び率の
変化と曲げ弾性率と引張弾性率の変化をJISK705
4およひ7055にて測定した。結果を第12図に示
す。
(Relationship Between Matrix Resin Elongation Rate and Bending Elastic Modulus and Tensile Elastic Modulus) Unsaturated polyester resin is modified with urethane to have an elongation rate of 2 to
Changes in resin elongation and flexural modulus and tensile modulus between a cast plate made only of matrix resin adjusted to 25% and an SMC plate in which the matrix resin is impregnated with chopped strands at 65% by weight of the molded product. JISK705
4 and 7055. Results are shown in FIG.

注型板の場合は樹脂の伸び率に従って、曲げ弾性率およ
び引張弾性率は減少するが、SMC板の場合は樹脂伸び
率5%までは急激に上昇し、7%前後で最大の弾性率が
得られることがわかる。
In the case of a casting plate, the flexural modulus and tensile modulus decrease according to the elongation of the resin, but in the case of the SMC plate, the resin elongation increases sharply up to 5% and the maximum elastic modulus around 7%. You can see that you can get it.

(ブンデュラム試験) 不飽和ポリエステル樹脂をウレタン変成して伸び率4〜
50%に調整したマトリックス樹脂にチョップドストラ
ンドを成形品の65重量%相当量第4図のように含浸し
たSMC板から製造された強度部材(B−Xタイプ)
と、チョップドストランドおよび一方向性ストランドを
成形品の65重量%相当量第5図のように含浸したSM
C板から製造された強度部材(B−Yタイプ)につい
て、マトリックス樹脂伸び率とペンデュラム試験時のク
リヤー打撃速度との関係を調査すると第13図および第
14図に示す通りであった。
(Bundurum test) Unsaturated polyester resin is modified with urethane to have an elongation of 4 ~
A strength member (B-X type) manufactured from an SMC plate in which a matrix resin adjusted to 50% is impregnated with chopped strands in an amount equivalent to 65% by weight of the molded product as shown in FIG.
And a chopped strand and a unidirectional strand impregnated in an amount equivalent to 65% by weight of the molded product as shown in FIG.
Regarding the strength member (BY type) manufactured from the C plate, the relationship between the matrix resin elongation and the clear striking speed during the pendulum test was investigated, and the results were as shown in FIGS. 13 and 14.

尚、試験条件は第16図および第17図に示すように、
車体重量は1300kgの自動車に上記強度部材3を取り
付け、同重量の振り子を最下位置で強度部材3を打撃す
るように設定し、車体のブレーキ、ギヤ等を解除して所
定の高さから振り子を落下させる。上記結果より、マト
リックス樹脂の伸び率がガラス繊維の伸び率を越える
と、曲げ強度および引張強度は減少するが、強度部材に
割れが発生するNGラインおよび異常のないOKライン
が上昇し、マトリックス樹脂の伸び率7%で最高値が得
られた。
The test conditions are as shown in FIG. 16 and FIG.
The above-mentioned strength member 3 is attached to an automobile having a body weight of 1300 kg, a pendulum of the same weight is set so as to hit the strength member 3 at the lowermost position, and the pendulum is released from a predetermined height by releasing the brakes and gears of the vehicle body. To drop. From the above results, when the elongation rate of the matrix resin exceeds the elongation rate of the glass fiber, the bending strength and the tensile strength decrease, but the NG line where cracks occur in the strength member and the OK line without abnormality increase, and the matrix resin The highest value was obtained at an elongation rate of 7%.

(発明の効果) 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、プラス
チック製バンパーにおいて、上記強度部材がガラス繊維
強化熱硬化性プラスチックからなり、ガラス繊維と複合
するマトリックス樹脂がガラス繊維より大きい伸び率に
調整したので、ガラス繊維が破断するに至るまでこのガ
ラス繊維のマトリックスを形成する樹脂が破断せず、ガ
ラス繊維とマトリックス樹脂との相乗作用による大きな
衝突荷重に耐えうるFRP特有のエネルギー吸収性能を
発揮することができる。また、マトリックス樹脂の伸び
率を調整するだけでよいので、製造が容易である。
(Effects of the Invention) As is apparent from the above description, according to the present invention, in the plastic bumper, the strength member is made of glass fiber reinforced thermosetting plastic, and the matrix resin to be combined with the glass fiber is made of glass fiber. Since it has been adjusted to a large elongation rate, the resin forming the matrix of this glass fiber does not break until the glass fiber breaks, and the energy specific to FRP that can withstand a large collision load due to the synergistic action of the glass fiber and the matrix resin. It can exhibit absorption performance. Further, since it is only necessary to adjust the elongation rate of the matrix resin, the production is easy.

尚、本発明は第1図に示す表皮部材、発泡体緩衝材及び
強度部材とからなるプラスック製バンパーに基づいて説
明したが、第3図に示す強度部材のみからなるバンパー
BをバンパーステイSに取り付ける場合にも適用するこ
とができるのはもちろんである。
Although the present invention has been described based on the plastic bumper including the skin member, the foam cushioning member and the strength member shown in FIG. 1, the bumper B including only the strength member shown in FIG. Of course, it can also be applied to mounting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の対象とされるバンパーの概要を示す平
面図で、第2図はその縦断面図、第3図は本発明の対象
とされる他のバンパーの縦断面図、第4図はマトリック
ス樹脂にチョップドストランドをランダム配向した状態
の断面模式図、第5図はマトリックス樹脂にチョップド
ストランドとコンテニュアスストランドとを交互に配置
した状態の断面模式図、第6図は本発明が適用される開
断面タイプの強度部材の斜視図、第7図は第6図の中央
断面斜視図、第8図は閉断面タイプの強度部材の斜視
図、第9図は第8図の中央断面斜視図、第10図は静荷
重試験での強度部材のたわみ量と発生荷重との関係を示
すグラフ、第11図は樹脂伸び率と曲げ強度および引張
強度との関係を示すグラフ、第12図は樹脂伸び率と曲
げ弾性率および引張弾性率との関係を示すグラフ、第1
3図および第14図は図示の閉断面強度部材の樹脂伸び
率とペンデュラム試験時のクリヤー打撃速度との関係を
示すグラフ、第15図(a)(b)は静荷重試験装置を示す正
面図および断面側面図、第16図はペンデュラム試験の
概要を示す説明図、第17図は衝撃位置の詳細図であ
る。 1……表皮部材、2……発泡体緩衝材 3……強度部材
FIG. 1 is a plan view showing an outline of a bumper to which the present invention is applied, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view thereof, and FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of another bumper to which the present invention is applied. FIG. 5 is a schematic sectional view of a matrix resin in which chopped strands are randomly oriented, FIG. 5 is a schematic sectional view of a matrix resin in which chopped strands and continuous strands are alternately arranged, and FIG. FIG. 7 is a perspective view of a strength member of an open section type, FIG. 7 is a perspective view of a center section of FIG. 6, FIG. 8 is a perspective view of a strength member of a closed section type, and FIG. 9 is a center section of FIG. FIG. 10 is a perspective view, FIG. 10 is a graph showing the relationship between the amount of deflection of the strength member and the generated load in a static load test, FIG. 11 is a graph showing the relationship between resin elongation and bending strength and tensile strength, and FIG. Is the resin elongation, flexural modulus and tensile Graph showing the relationship between sex ratio, first
FIGS. 3 and 14 are graphs showing the relationship between the resin elongation rate of the members having closed cross-section strength and the clear impact speed during the pendulum test, and FIGS. 15 (a) and 15 (b) are front views showing the static load test device. FIG. 16 is an explanatory view showing the outline of the pendulum test, and FIG. 17 is a detailed view of the impact position. 1 ... skin member, 2 ... foam cushioning material 3 ... strength member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 31:30 4F ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location B29L 31:30 4F

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】強化材としてのガラス繊維と、それを内部
に分散させるマトリックスとしての熱硬化性樹脂とから
なるガラス繊維強化熱硬化性プラスチックからSMC工
法により製造されるバンパー用強度部材において、ガラ
ス繊維と複合するマトリックス用熱硬化性樹脂がポリイ
ソシアネート化合物によりウレタン変性され、伸び率4
〜30%に調整された不飽和ポリエステル樹脂であっ
て、その伸び率がガラス繊維より大きいことを特徴とす
るバンパー用強度部材。
1. A bumper strength member manufactured by an SMC method from a glass fiber reinforced thermosetting plastic, which comprises glass fiber as a reinforcing material and a thermosetting resin as a matrix in which the glass fiber is dispersed. Thermosetting resin for matrix that is composite with fiber is urethane modified by polyisocyanate compound, and elongation is 4
A strength member for a bumper, which is an unsaturated polyester resin adjusted to -30% and has an elongation rate larger than that of glass fiber.
【請求項2】上記ガラス繊維がチョップドストランドで
あって、成形品重量の50〜70重量%を上記マトリッ
クス樹脂に対しランダムに充填配設してなる請求項1記
載のバンパー用強度部材。
2. The bumper strength member according to claim 1, wherein the glass fibers are chopped strands, and 50 to 70 wt% of the weight of the molded product is randomly filled in the matrix resin.
【請求項3】上記ガラス繊維がチョップドストランドと
一方向性ストランドとからなり、成形品重量の50〜7
0重量%を含み、上記マトリックス樹脂に対し、チョッ
プドストランドをそのうち70〜90重量%、一方向性
ストランドを残部10〜30重量%を交互に充填配設し
てなる請求項1記載のバンパー用強度部材。
3. The glass fiber comprises chopped strands and unidirectional strands, and has a weight of 50 to 7 by weight.
The bumper strength as set forth in claim 1, wherein the matrix resin contains 0 wt% of the chopped strands, and 70-90 wt% of the chopped strands and 10-30 wt% of the unidirectional strands are alternately filled. Element.
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