JPWO2014069108A1 - Fiber-reinforced resin impact receiving member and method of manufacturing impact receiving member - Google Patents
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Abstract
繊維強化樹脂製衝撃受け部材において、バンパービーム(18)は、衝突荷重の入力方向を向く底壁(21a)の両端縁に一対の側壁(21b,21c)が連なるU字状断面ないしコ字状断面に形成された連続繊維強化樹脂製の外層部(21)と、外層部(21)の内表面に積層されるとともに底壁(21a)および一対の側壁(21b,21c)に接続する複数の縦リブ(22c)を構成する不連続繊維強化樹脂製の内層部(22)とを備える。外層部(21)はバンパービーム(18)の長手方向に配向された連続繊維(31)を含み、内層部(22)は衝突荷重の入力方向に配向された長さ35mm〜50mmの不連続繊維(32)の長繊維を含むので、長繊維の長さを有効に活かして充分な曲げ強度および衝突エネルギーの吸収量を増加させることができる。In the impact receiving member made of fiber reinforced resin, the bumper beam (18) has a U-shaped cross section or a U-shape in which a pair of side walls (21b, 21c) are connected to both end edges of the bottom wall (21a) facing the input direction of the collision load. An outer layer portion (21) made of continuous fiber reinforced resin formed in a cross section, and a plurality of layers laminated on the inner surface of the outer layer portion (21) and connected to the bottom wall (21a) and the pair of side walls (21b, 21c) And an inner layer portion (22) made of discontinuous fiber reinforced resin constituting the longitudinal rib (22c). The outer layer part (21) includes continuous fibers (31) oriented in the longitudinal direction of the bumper beam (18), and the inner layer part (22) is a discontinuous fiber having a length of 35 mm to 50 mm oriented in the input direction of the collision load. Since the long fiber (32) is included, the length of the long fiber can be effectively utilized to increase the sufficient bending strength and the amount of absorbed collision energy.
Description
本発明は、連続繊維強化樹脂製の外層部と不連続繊維強化樹脂製の内層部とを備える繊維強化樹脂製衝撃受け部材と、その衝撃受け部材の製造方法とに関する。 The present invention relates to a fiber reinforced resin impact receiving member including an outer layer portion made of continuous fiber reinforced resin and an inner layer portion made of discontinuous fiber reinforced resin, and a method of manufacturing the impact receiving member.
自動車の繊維強化樹脂製のバンパービームをプレス成形するためのスタンパブルシートを、一方向に引き揃えた補強長繊維と長繊維マットとに熱可塑性樹脂を含浸せしめて構成したものが、下記特許文献1により公知である。 A stampable sheet for press-molding a bumper beam made of fiber reinforced resin for automobiles is made by impregnating a thermoplastic resin into reinforced long fibers and long fiber mats aligned in one direction. 1 is known.
また強度を優先する部位を連続繊維強化樹脂で構成し、成形性を優先する部位を不連続繊維強化樹脂で構成することで強度および成形性を両立させるものが、下記特許文献2により公知である。
Further, it is known from
また平均長さが7mm〜50mmのガラス繊維を30〜80重量%含むガラス繊維強化樹脂を予熱後にプレスしてリブを有する製品を成形する際に、リブの幅Wおよび高さHの関係がH/W≦5を満たすように設定することで、リブにおけるガラス繊維の配向方向を該リブに長手方向に揃えるものが、下記特許文献3により公知である。
Further, when a glass fiber reinforced resin containing 30 to 80% by weight of glass fiber having an average length of 7 to 50 mm is preheated and molded into a product having ribs, the relationship between the rib width W and the height H is H. It is known from
ところで、衝突荷重が入力するバンパービームのような衝撃受け部材を繊維強化樹脂で製造する場合、その本体部を強度が高い連続繊維強化樹脂で成形し、その補強リブ等を成形性が高い不連続繊維強化樹脂で成形することが考えられる。 By the way, when an impact receiving member such as a bumper beam to which a collision load is input is manufactured with fiber reinforced resin, its main body is formed with continuous fiber reinforced resin having high strength, and its reinforcing ribs and the like are discontinuous with high moldability. It is conceivable to mold with a fiber reinforced resin.
しかしながら、上記特許文献1に記載されたものは、補強長繊維を含む連続繊維強化樹脂を内層に配置し、長繊維マットを含む不連続繊維強化樹脂を外層に配置しただけであり、連続繊維強化樹脂および不連続繊維強化樹脂を部位に応じて使い分けていないため、両繊維強化樹脂の特性を充分に活かし切れない問題がある。 However, what is described in Patent Document 1 is that continuous fiber reinforced resin containing reinforcing long fibers is arranged in the inner layer, and discontinuous fiber reinforced resin containing long fiber mats is only arranged in the outer layer. Since the resin and the discontinuous fiber reinforced resin are not properly used depending on the part, there is a problem that the characteristics of both fiber reinforced resins cannot be fully utilized.
また特許文献2に記載されたものは、不連続繊維強化樹脂に含まれる不連続繊維の配向方向がランダムであって一方向に整列していないため、それをバンパービーム等の衝撃受け部材に適用した場合に、不連続繊維強化樹脂に充分な衝突エネルギーの吸収効果を発揮させるのが難しいという問題がある。
Moreover, since the orientation direction of the discontinuous fibers contained in the discontinuous fiber reinforced resin is random and not aligned in one direction, the one described in
また特許文献3に記載されたものは、リブにおけるガラス繊維の配向方向が該リブの長手方向に沿っているため、それをバンパービームの補強リブに適用したとしても、ガラス繊維の配向方向を衝突荷重の入力方向に一致させることができず、充分な衝突エネルギーの吸収効果を発揮させるのが難しいという問題がある。しかもリブの幅Wおよび高さHの関係がH/W≦5を満たすように設定することが必要であるため、リブの設計自由度に大きな制約が加わる問題がある。
Moreover, since the orientation direction of the glass fiber in the rib is along the longitudinal direction of the rib, the one described in
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、連続繊維強化樹脂および不連続繊維強化樹脂を組み合わせた衝撃受け部材に、充分な曲げ強度およびエネルギー吸収性能を持たせることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an impact receiving member that combines a continuous fiber reinforced resin and a discontinuous fiber reinforced resin with sufficient bending strength and energy absorption performance.
上記目的を達成するために、本発明によれば、衝撃受け部材が、衝突荷重の入力方向を向く底壁の両端縁に一対の側壁が連なるU字状断面ないしコ字状断面に形成された連続繊維強化樹脂製の外層部と、前記外層部の内表面に積層されるとともに前記底壁および前記一対の側壁に接続する複数の縦リブを構成する不連続繊維強化樹脂製の内層部とを備え、前記外層部は前記衝撃受け部材の長手方向に配向された連続繊維を含み、前記内層部は衝突荷重の入力方向に配向された繊維長が35mm〜50mmの不連続繊維の長繊維を含むことを第1の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the impact receiving member is formed in a U-shaped cross section or a U-shaped cross section in which a pair of side walls are connected to both end edges of the bottom wall facing the input direction of the collision load. An outer layer portion made of continuous fiber reinforced resin, and an inner layer portion made of discontinuous fiber reinforced resin that is laminated on the inner surface of the outer layer portion and constitutes a plurality of vertical ribs connected to the bottom wall and the pair of side walls. The outer layer portion includes continuous fibers oriented in the longitudinal direction of the impact receiving member, and the inner layer portion includes long fibers of discontinuous fibers having a fiber length of 35 mm to 50 mm oriented in the input direction of the collision load. A fiber reinforced resin impact receiving member having the first feature is proposed.
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記縦リブの衝突荷重の入力方向の高さは前記外層部の衝突荷重の入力方向の高さよりも大きいことを第2の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。 According to the invention, in addition to the first feature, the height of the vertical rib in the input direction of the collision load is greater than the height of the outer layer portion in the input direction of the collision load. A fiber reinforced resin impact receiving member is proposed.
また本発明によれば、前記第1または第2の特徴に加えて、前記内層部は前記縦リブに対して交差する横リブを備えることを第3の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。 According to the invention, in addition to the first or second feature, the inner layer portion includes a lateral rib that intersects the longitudinal rib. A third feature is a fiber reinforced resin impact receiving member. Is proposed.
また本発明によれば、前記第1〜第3の何れか1つの特徴に加えて、前記衝撃受け部材はサイドシルの前端に連なるフロントピラーロアの内部に配置されることを第4の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。 According to the present invention, in addition to any one of the first to third features, a fourth feature is that the impact receiving member is disposed inside a front pillar lower continuous with the front end of the side sill. A fiber reinforced resin impact receiving member is proposed.
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記衝撃受け部材は車幅方向に配置されたバンパービームであり、車幅方向中央側の前記縦リブの端縁は前記一対の側壁の先端間を結ぶラインから前記底壁に向かって切り欠かれ、車幅方向外側の前記縦リブの端縁は前記一対の側壁の先端間を結ぶラインに沿うことを第5の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。 According to the invention, in addition to the first feature, the impact receiving member is a bumper beam arranged in the vehicle width direction, and the edge of the vertical rib on the center side in the vehicle width direction is the pair of side walls. The fiber is characterized in that it is cut out from the line connecting the tips of the two ends toward the bottom wall, and the edge of the longitudinal rib on the outer side in the vehicle width direction is along the line connecting the tips of the pair of side walls. A reinforced resin impact receiving member is proposed.
また本発明によれば、前記第5の特徴に加えて、前記側壁の衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側で車幅方向中央側よりも小さく、前記縦リブの衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側および車幅方向中央側で同一であることを第6の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。 According to the invention, in addition to the fifth feature, the height in the input direction of the collision load on the side wall is smaller on the outer side in the vehicle width direction than on the center side in the vehicle width direction, and the collision load input on the vertical rib is input. A fiber-reinforced resin impact receiving member having a sixth feature that the height in the direction is the same on the vehicle width direction outer side and the vehicle width direction center side is proposed.
また本発明によれば、前記第5または第6の特徴に加えて、前記バンパービームの車幅方向両端部は、衝突荷重の入力方向に延びる複数の筒状の衝撃吸収部を有するバンパービームエクステンションを介して車体フレームに支持され、前記バンパービームの縦リブは前記衝撃吸収部の側壁部の延長線上あるいは中心線上に配置されることを第7の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。 According to the present invention, in addition to the fifth or sixth feature, the bumper beam extension includes a plurality of cylindrical shock absorbing portions extending in a collision load input direction at both ends in the vehicle width direction of the bumper beam. A fiber reinforced resin impact receiving member characterized in that the vertical rib of the bumper beam is arranged on the extension line or the center line of the side wall portion of the impact absorbing portion is proposed. Is done.
また本発明によれば、請前記第5〜第7の何れか1つの特徴に加えて、前記バンパービームは平面視で二等辺三角形状であり、その衝突荷重の入力方向の幅は車幅方向中央で最大で車幅方向両端で最小であることを第8の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。 According to the invention, in addition to any one of the fifth to seventh features, the bumper beam has an isosceles triangle shape in plan view, and the width of the collision load input direction is the vehicle width direction. An impact receiving member made of a fiber reinforced resin is proposed, which has an eighth feature that it is maximum at the center and minimum at both ends in the vehicle width direction.
また本発明によれば、前記第1〜第8の何れか1つに記載の衝撃受け部材の製造方法であって、雌型上に前記外層部を構成する連続繊維プリプレグを予備加熱した状態で配置するとともに、前記連続繊維プリプレグ上に前記内層部を構成する不連続繊維プリプレグを予備加熱した状態で配置する工程と、前記縦リブを成形する溝が形成され雄型と前記雌型とで前記連続繊維プリプレグおよび前記不連続繊維プリプレグを加圧して前記衝撃受け部材を成形する工程とを備えることを第9の特徴とする衝撃受け部材の製造方法が提案される。 Moreover, according to this invention, it is a manufacturing method of the impact receiving member as described in any one of said 1st-8th, Comprising: In the state which preheated the continuous fiber prepreg which comprises the said outer layer part on a female type | mold. And disposing the discontinuous fiber prepreg constituting the inner layer portion on the continuous fiber prepreg in a preheated state, and forming a groove for forming the vertical rib to form the male mold and the female mold. A ninth feature of the present invention is to provide a method for manufacturing an impact receiving member, comprising the step of pressing the continuous fiber prepreg and the discontinuous fiber prepreg to form the impact receiving member.
また本発明によれば、前記第9の特徴に加えて、前記雄型の溝は衝突荷重の入力方向に見て波形に湾曲することを第10の特徴とする衝撃受け部材の製造方法が提案される。 According to the present invention, in addition to the ninth feature, a method for manufacturing an impact receiving member according to a tenth feature is proposed in which the male groove is curved in a waveform when viewed in the input direction of the collision load. Is done.
また本発明によれば、前記第9または第10の特徴に加えて、前記雄型の溝の開口端に溝幅が拡大する拡幅部が形成されることを第11の特徴とする衝撃受け部材の製造方法が提案される。 According to the present invention, in addition to the ninth or tenth feature, an impact receiving member according to the eleventh feature is characterized in that a widened portion with an enlarged groove width is formed at the opening end of the male groove. A manufacturing method is proposed.
尚、実施の形態のバンパービーム18,49は本発明の衝撃受け部材に対応し、実施の形態の縦溝28cは本発明の溝に対応し、実施の形態のフロントサイドフレーム前部44は本発明の車体フレームに対応し、実施の形態の第1閉断面部48a、第2閉断面部48bおよび第3閉断面部48cは本発明の衝撃吸収部に対応する。
The
本発明の第1の特徴によれば、衝撃受け部材は、衝突荷重の入力方向を向く底壁の両端縁に一対の側壁が連なるU字状断面ないしコ字状断面に形成された連続繊維強化樹脂製の外層部と、外層部の内表面に積層されるとともに底壁および一対の側壁に接続する複数の縦リブを構成する不連続繊維強化樹脂製の内層部とを備える。外層部は衝撃受け部材の長手方向に配向された連続繊維を含み、内層部は衝突荷重の入力方向に配向された長さ35mm〜50mmの不連続繊維の長繊維を含むので、衝突荷重の入力による衝撃受け部材の曲がりを長手方向に配向された連続繊維を含む外層部により抑制するともに、オフセット衝突時の衝撃受け部材の口開きや捩じれを底壁および側壁に接続する内層部の複数の縦リブにより抑制することができ、しかも内層部は衝突荷重の入力方向に配向された長さ35mm〜50mmの長繊維を含むので、長繊維の長さを有効に活かして衝突エネルギーの吸収量を増加させることができる。 According to the first feature of the present invention, the impact receiving member is a continuous fiber reinforced formed in a U-shaped cross section or a U-shaped cross section in which a pair of side walls are connected to both end edges of the bottom wall facing the input direction of the collision load. An outer layer portion made of resin, and an inner layer portion made of discontinuous fiber reinforced resin, which are laminated on the inner surface of the outer layer portion and constitute a plurality of vertical ribs connected to the bottom wall and the pair of side walls. The outer layer portion includes continuous fibers oriented in the longitudinal direction of the impact receiving member, and the inner layer portion includes long fibers of discontinuous fibers having a length of 35 mm to 50 mm oriented in the input direction of the impact load. Bending of the impact receiving member by the outer layer portion including continuous fibers oriented in the longitudinal direction is suppressed, and the opening and twisting of the impact receiving member at the time of offset collision are connected to a plurality of longitudinal layers of the inner layer portion connecting the bottom wall and the side wall. It can be suppressed by the ribs, and the inner layer contains long fibers with a length of 35 mm to 50 mm oriented in the input direction of the collision load, so that the length of the long fibers is effectively used to increase the amount of collision energy absorbed. Can be made.
また本発明の第2の特徴によれば、縦リブの衝突荷重の入力方向の高さは外層部の衝突荷重の入力方向の高さよりも大きいので、縦リブを外層部に優先して圧壊することでエネルギー吸収性能を高めることができる。 Further, according to the second feature of the present invention, the height of the vertical rib in the input direction of the collision load is greater than the height of the outer layer in the input direction of the collision load. Thus, energy absorption performance can be improved.
また本発明の第3の特徴によれば、内層部は縦リブに対して交差する横リブを備えるので、縦リブおよび横リブが相互に支え合って倒れを防止することで、それらを確実に圧壊してエネルギー吸収性能を高めることができる。 Further, according to the third feature of the present invention, the inner layer portion includes the transverse ribs intersecting the longitudinal ribs, so that the longitudinal ribs and the transverse ribs support each other to prevent the collapse, thereby ensuring that It can be crushed to increase energy absorption performance.
また本発明の第4の特徴によれば、衝撃受け部材はサイドシルの前端に連なるフロントピラーロアの内部に配置されるので、車両が前面衝突してフロントピラーロアに入力した衝突荷重を、衝撃受け部材により効果的に吸収するとともにサイドシルに効率的に伝達して分散することができる。 According to the fourth feature of the present invention, since the impact receiving member is disposed inside the front pillar lower connected to the front end of the side sill, the impact load input to the front pillar lower when the vehicle collides front is received. It can be effectively absorbed by the member and efficiently transmitted to the side sill for dispersion.
また本発明の第5の特徴によれば、衝撃受け部材は車幅方向に配置されたバンパービームであり、車幅方向中央側の縦リブの端縁は一対の側壁の先端間を結ぶラインから底壁に向かって切り欠かれ、車幅方向外側の縦リブの端縁は一対の側壁の先端間を結ぶラインに沿うので、バンパービームの車幅方向中央部で外層部が口開きするのを防止してエネルギー吸収効果を確実に発揮させることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the impact receiving member is a bumper beam arranged in the vehicle width direction, and the edge of the longitudinal rib on the center side in the vehicle width direction is from a line connecting the ends of the pair of side walls. Notched toward the bottom wall, the edge of the vertical rib on the outside in the vehicle width direction is along the line connecting the tips of the pair of side walls, so that the outer layer opens at the center in the vehicle width direction of the bumper beam. It is possible to prevent the energy absorption effect.
また本発明の第6の特徴によれば、側壁の衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側で車幅方向中央側よりも小さいので、バンパービームの形状を車体前部の形状に無理なく沿わせることができるだけでなく、縦リブの衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側および車幅方向中央側で同一であるので、長繊維を含む縦リブを容易にプレス成形することができる。 According to the sixth feature of the present invention, the height of the side wall in the input direction of the collision load is smaller on the outer side in the vehicle width direction than on the center side in the vehicle width direction. The height of the vertical ribs in the input direction of the collision load is the same on the vehicle width direction outer side and the vehicle width direction center side, so that the vertical ribs containing long fibers can be easily press-formed. Can do.
また本発明の第7の特徴によれば、バンパービームの車幅方向両端部は、衝突荷重の入力方向に延びる複数の筒状の衝撃吸収部を有するバンパービームエクステンションを介して車体フレームに支持され、バンパービームの縦リブは衝撃吸収部の側壁部の延長線上あるいは中心線上に配置されるので、バンパービームから入力される衝突荷重をバンパービームエクステンションの衝撃吸収部に確実に伝達し、バンパービームエクステンションにおけるエネルギー吸収性能を高めることができる。 According to the seventh feature of the present invention, both end portions in the vehicle width direction of the bumper beam are supported by the vehicle body frame via bumper beam extensions having a plurality of cylindrical impact absorbing portions extending in the collision load input direction. The bumper beam vertical rib is located on the extension line or center line of the side wall of the shock absorber, so that the collision load input from the bumper beam is reliably transmitted to the shock absorber of the bumper beam extension. The energy absorption performance can be improved.
また本発明の第8の特徴によれば、バンパービームは平面視で二等辺三角形状であり、その衝突荷重の入力方向の幅は車幅方向中央で最大で車幅方向両端で最小であるので、前面衝突時に衝突荷重をバンパービームの車幅方向中央部に入力させ、衝突荷重をバンパービームの車幅方向全域で効果的に吸収することができる。 Further, according to the eighth feature of the present invention, the bumper beam has an isosceles triangle shape in plan view, and the width in the input direction of the collision load is maximum at the center in the vehicle width direction and minimum at both ends in the vehicle width direction. In the case of a frontal collision, the collision load can be input to the central portion of the bumper beam in the vehicle width direction, and the collision load can be effectively absorbed throughout the vehicle width direction of the bumper beam.
また本発明の第9の特徴によれば、雌型上に外層部を構成する連続繊維プリプレグを予備加熱した状態で配置するとともに、連続繊維プリプレグ上に内層部を構成する不連続繊維プリプレグを予備加熱した状態で配置し、縦リブを成形する溝が形成されたコアを有する雄型と雌型とで連続繊維プリプレグおよび不連続繊維プリプレグを加圧して衝撃受け部材を成形するので、プレス加工のみで連続繊維強化樹脂製の外層部と不連続繊維強化樹脂製の内層部とを一体に備える衝撃受け部材を成形できるだけでなく、不連続繊維プリプレグが雄型の溝内に流入する際に不連続繊維プリプレグの長繊維を衝突荷重の入力方向に自動的に整列させることができる。 According to the ninth feature of the present invention, the continuous fiber prepreg constituting the outer layer portion is disposed on the female mold in a preheated state, and the discontinuous fiber prepreg constituting the inner layer portion is preliminarily disposed on the continuous fiber prepreg. Placed in a heated state and presses continuous fiber discontinuous fiber prepreg and discontinuous fiber prepreg with a male mold and a female mold having a core formed with grooves for forming vertical ribs, so that the impact receiving member is molded, so only press working In addition to molding an impact receiving member integrally comprising an outer layer portion made of continuous fiber reinforced resin and an inner layer portion made of discontinuous fiber reinforced resin, discontinuity occurs when the discontinuous fiber prepreg flows into the male groove. The long fibers of the fiber prepreg can be automatically aligned in the input direction of the collision load.
また本発明の第10の特徴によれば、雄型のコアの溝は衝突荷重の入力方向に見て波形に湾曲するので、長繊維を含む不連続繊維プリプレグがコアの溝内に流入したときに、長繊維は波形に湾曲する溝内を流動抵抗が小さい方向に直線状に流れ、衝突荷重の入力方向に効率的に配向される。 According to the tenth feature of the present invention, the groove of the male core is curved in a waveform when viewed in the input direction of the collision load, so that when the discontinuous fiber prepreg containing long fibers flows into the groove of the core. In addition, the long fibers flow linearly in the direction in which the flow resistance is small in the groove curved in a waveform, and are efficiently oriented in the input direction of the collision load.
また本発明の第11の特徴によれば、コアの溝の開口端に溝幅が拡大する拡幅部が形成されるので、長繊維を含む不連続繊維プリプレグはコアの溝内にスムーズに流入し、長繊維が衝突荷重の入力方向に効率的に配向される。 Further, according to the eleventh feature of the present invention, since the widened portion where the groove width is enlarged is formed at the open end of the groove of the core, the discontinuous fiber prepreg containing long fibers smoothly flows into the groove of the core. The long fibers are efficiently oriented in the input direction of the collision load.
13 サイドシル
18 バンパービーム(衝撃受け部材)
21 外層部
21a 底壁
21b 側壁
21c 側壁
22 内層部
22b 横リブ
22c 縦リブ
27 雌型
28 雄型
28c 縦溝(溝)
28d 拡幅部
29 連続繊維プリプレグ
30 不連続繊維プリプレグ
31 連続繊維
32 不連続繊維
34 フロントピラーロア
35 衝撃受け部材
44 フロントサイドフレーム前部(車体フレーム)
48 バンパービームエクステンション
48a 第1閉断面部(衝撃吸収部)
48b 第2閉断面部(衝撃吸収部)
48c 第3閉断面部(衝撃吸収部)
49 バンパービーム(荷重受け部材)
51 外層部
51a 底壁
51b 側壁
51c 側壁
52 内層部
52c 縦リブ13
21
48
48b Second closed cross section (shock absorber)
48c Third closed cross section (shock absorber)
49 Bumper beam (load receiving member)
51
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
先ず、図1〜図12に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。尚、本明細書において、前後方向、左右方向(車幅方向)および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。また衝突荷重の入力方向は前後方向である。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present specification, the front-rear direction, the left-right direction (vehicle width direction), and the up-down direction are defined with reference to an occupant seated in the driver's seat. The input direction of the collision load is the front-rear direction.
図1および図2から明らかなように、繊維強化樹脂製のキャビン11は、フロアパネル12、左右一対のサイドシル13,13、センタートンネル14、ダッシュパネル15等を一体に備える。キャビン11の前端から左右一対の金属製のフロントサイドフレーム16,16が前方に延びており、その前端に左右一対の繊維強化樹脂製のバンパービームエクステンション17,17が接続される。左右のバンパービームエクステンション17,17の前端部内面に繊維強化樹脂製のバンパービーム18の車幅方向両端部が接続されるとともに、その前端部外面に繊維強化樹脂製の左右一対のホイールハウスロアメンバ19,19の前端部が接続される。左右のバンパービームエクステンション17,17の間には、繊維強化樹脂製の四角枠状のフロントバルクヘッド20が設けられる。
As apparent from FIGS. 1 and 2, the
図2〜図4から明らかなように、バンパービーム18は、連続繊維強化樹脂製の外層部21と、不連続繊維強化樹脂製の内層部22とを一体に成形して構成される。連続繊維強化樹脂製の外層部21は、底壁21aおよび一対の側壁21b,21cを有して前面が開放するコ字状断面の部材であり、上側の側壁21bの前端からはフランジ21dが上向きに突出し、下側の側壁21cの前端からはフランジ21eが下向きに突出する。
As apparent from FIGS. 2 to 4, the
不連続繊維強化樹脂製の内層部22は、外層部21の底壁21aおよび一対の側壁21b,21cの内面に薄く積層された積層部22a…と、外層部21の内面を車幅方向に延びる1本の横リブ22bと、横リブ22bに直交して上下方向に延びる複数の縦リブ22c…と、左右両端に位置する2枚の縦リブ22c,22cと横リブ22bとが交差する位置に設けられた位置決め孔22d,22dを有するボス22e,22eと、横リブ22bの車幅方向外端に接続された板状の端部ブラケット22f,22fとを備える。横リブ22bの後縁は底壁21aに接続され、縦リブ22c…の後縁および上下縁は底壁21aおよび側壁21b,21cに接続され、各縦リブ22cの前縁にはコ字状に凹む切欠き22g…が形成される。
The
図6(A)に示すように、バンパービーム18をプレス成形する金型26は、外層部21の外表面を成形する凹状のキャビティ27aを有する雌型27と、内層部22の内表面を成形する凸状のコア28aを有する雄型28とからなり、コア28aには横リブ22bを成形する横溝28bおよび縦リブ22c…を成形する縦溝28c…が形成される。横溝28bおよび縦溝28c…の開口部には、溝幅がテーパー状に拡大する拡幅部28d…が形成される。金型26を型開きした状態で、雌型27のキャビティ27aの上部に連続繊維プリプレグ29と、不連続繊維プリプレグ30とが予備加熱した状態で配置される。
As shown in FIG. 6A, a
プリプレグは、カーボンファイバー、グラスファイバー、アラミドファイバー等の連続繊維よりなる平織や綾織などの織布やUD(連続繊維を一方向に引き揃えたシート)、あるいは不連続繊維のマットを補強材とし、それに半硬化の熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂やポリエステル樹脂等)、あるいは熱可塑性樹脂(ナイロン6やポリプロピレン等の)を含浸させたもので、金型の形状になじむ柔軟性を有している。熱硬化性樹脂の場合、複数枚のプリプレグを積層状態で金型内に挿入して圧力を加えながら例えば130°C程度に加熱すると、熱硬化性樹脂が硬化して繊維強化樹脂製品が得られる。熱可塑性樹脂の場合、予備加熱した複数枚のプリプレグを積層状態で金型内に挿入して加圧成形し、その後冷却すると繊維強化樹脂製品が得られる。 The prepreg is made of woven fabric such as plain weave and twill weave made of continuous fibers such as carbon fiber, glass fiber and aramid fiber, UD (sheet in which continuous fibers are aligned in one direction), or a mat of discontinuous fibers as a reinforcing material. It is impregnated with a semi-cured thermosetting resin (such as an epoxy resin or a polyester resin) or a thermoplastic resin (such as nylon 6 or polypropylene), and has flexibility to adapt to the shape of the mold. In the case of a thermosetting resin, when a plurality of prepregs are inserted into a mold in a laminated state and heated to, for example, about 130 ° C. while applying pressure, the thermosetting resin is cured and a fiber reinforced resin product is obtained. . In the case of a thermoplastic resin, a plurality of preheated prepregs are inserted into a mold in a laminated state, subjected to pressure molding, and then cooled to obtain a fiber reinforced resin product.
本実施の形態では、連続繊維プリプレグ29の補強材は前記UD(連続繊維を一方向に引き揃えたナイロン樹脂シート)であり、不連続繊維プリプレグ30の補強材は繊維長が35mm〜50mmのランダム配向した長繊維からなる不連続繊維のナイロン樹脂シートである。
In the present embodiment, the reinforcing material of the
続いて、図6(B)に示すように、雌型27に対して雄型28を下降させると、連続繊維プリプレグ29が雌型27のキャビティ27aと雄型28のコア28aとによってプレスされ、コ字状断面を有するバンパービーム18の外層部21が成形される。このとき、不連続繊維プリプレグ30は容易に変形可能であるため、連続繊維プリプレグ29と雄型28のコア28aとによって挟まれた不連続繊維プリプレグ30は、外層部21の内表面に沿って薄い膜状に積層されて内層部22の積層部22a…を成形するとともに、コア28aの横溝28bおよび縦溝28c…内に流入し、内層部22の横リブ22bおよび縦リブ22c…と、端部ブラケット22f,22fとを同時に成形する。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, when the
続いて、図6(C)に示すように、金型26から取り出したバンパービーム18の外層部21のフランジ21d,21eの余剰部分を切断することで、バンパービーム18を完成する。
Subsequently, as shown in FIG. 6C, the
図6の金型26で連続繊維プリプレグ29および不連続繊維プリプレグ30をプレス成形することで、図4に示すように、バンパービーム18の外層部21、つまり底壁21a、上下の側壁21b,21cおよび上下のフランジ21d,21eは、バンパービーム18の主応力方向である長手方向(車幅方向)に配向した連続繊維31…のUDで補強される。一方、バンパービーム18の内層部22、つまり積層部22a…、横リブ22b、縦リブ22c…、ボス22e,22eおよび端部ブラケット22f,22fは、不連続繊維32…で補強される。
By pressing the
バンパービーム18のプレス成形時に、雌型27上に載置した不連続繊維プリプレグ30が圧縮されて周縁が金型26で閉じられるので、雄型28のコア28a側の横溝28bおよび縦溝28c…の内部に押し出されて充填されることで、横リブ22bおよび縦リブ22c…が成形される。これらの横リブ22bおよび縦リブ22c…は、不連続繊維プリプレグ30の不連続繊維32…の長繊維がランダムな配向から一方向(即ち、衝突荷重の入力方向である前後方向)を向いて整列する。その理由は、例えば縦リブ22c…について説明すると、不連続繊維プリプレグ30のランダムに配向する不連続繊維32…の長繊維が溶融樹脂と共に雄型28の縦溝28c…に流入するとき、溶融樹脂が冷やされて粘度が低下して不連続繊維32…との間の抵抗が増加することで、不連続繊維32…の配向方向が徐々に溶融樹脂の流入方向に変化し、溶融樹脂に含まれる長繊維が流入方向と平行に整列するためと推定される。
When the
このことは、図10および図11に示すように、リブ縦方向の引張強度とリブ横方向の引張強度とを比較することで説明できる。つまり、この引張強度の試験により、リブ縦方向のテストピースT0の引張強度に対し、リブ横方向のテストピースT1,T2,T3の引張強度が低いこと、およびリブ横方向のテストピースT1,T2,T3の引張強度が根本側から先端側に向かって徐々に低下することから、不連続繊維32…はプリプレグのランダム状態からリブ先端に向けて徐々に衝撃入力方向(溶融樹脂のリブ内への流動方向)に整列すると推定される(図13参照)。
This can be explained by comparing the tensile strength in the rib longitudinal direction and the tensile strength in the rib lateral direction, as shown in FIGS. That is, the tensile strength test shows that the tensile strength of the test pieces T1, T2, T3 in the rib lateral direction is lower than the tensile strength of the test piece T0 in the rib vertical direction, and the test pieces T1, T2 in the rib lateral direction. Since the tensile strength of T3 gradually decreases from the root side toward the tip side, the
このとき、雄型28の横溝28bおよび縦溝28c…の開口部に拡幅部28d…が形成されているため(図6(A)参照)、金型26による成形時に不連続繊維プリプレグ30が雄型28の横溝28bおよび縦溝28c…にスムーズに流入することが可能となり、溶融樹脂に含まれる長繊維が流入方向と平行に整列する作用が促進される。
At this time, since the widened
尚、底壁21aに積層される積層部22a…だけは、上述した溶融樹脂の流れが発生しないため、長繊維がランダムに絡み合ったまま状態となる(図4参照)。
Note that only the
図5に示すように、繊維強化樹脂製の左右のバンパービームエクステンション17,17は正面視でS字状の断面を有しており、左右の端部ブラケット22f,22fは左右のバンパービームエクステンション17,17の車幅方向内面に接着あるいは溶着され、更にリベット33…で結合される。
As shown in FIG. 5, the left and right
図7および図8に示すように、サイドシル13の前端からフロントピラーロア34が起立しており、フロントピラーロア34の内部に繊維強化樹脂製の衝撃受け部材35が収納される。衝撃受け部材35は前述したバンパービーム18と実質的に同じ構造を有するもので、実質的に同じ方法で製造される。
As shown in FIGS. 7 and 8, a front pillar lower 34 stands up from the front end of the
即ち、衝撃受け部材35は、連続繊維強化樹脂製の外層部21と不連続繊維強化樹脂製の内層部22とを一体に備えるもので、外層部21はく字状に屈曲した底壁21aと、底壁21aの両側縁に接続された一対の側壁21b,21cとを有してコ字状断面に構成され、内層部22は底壁21aおよび一対の側壁21b,21cの内表面を薄く覆う積層部22a…と、底壁21aに接続された1枚の横リブ22bと、横リブ22bに直交して底壁21aおよび一対の側壁21b,21cに接続された2枚の縦リブ22c,22cとで構成される。横リブ22bおよび縦リブ22c,22cの前後方向の高さは側壁21b,21cの前後方向の高さよりも高く、よって横リブ22bおよび縦リブ22c,22cの先端は側壁21b,21cの先端から衝突荷重の入力方向に突出している。
That is, the
バンパービーム18が長手方向を車幅方向に沿わせて配置されるのに対し、衝撃受け部材35は長手方向を上下方向に沿わせて配置されるが、衝撃受け部材35の横リブ22bおよび縦リブ22c,22cは、バンパービーム18と同様に衝突荷重の入力方向を指向している。そして底壁21aの上半部はフロントピラーロア34の上壁34aに接続し、底壁21aの下半部はサイドシル13の前端に設けたバルクヘッド36に接続し、横リブ22bおよび縦リブ22c,22cの先端はホイールハウスを構成するフロントピラーロア34の前壁34bに接続する。
The
次に、上記構成を備えた本発明の第1の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
車両が前面衝突して前方からバンパービーム18に衝突荷重が入力したとき、外層部21の連続繊維31…を車幅方向に配置することで、バンパービーム18に高い曲げ強度を与えることができる。即ち、図9(A)に示すように、リブを持たない単純なコ字状断面のバンパービーム18が前面衝突して鎖線の状態に変形した場合、底壁21aに引張応力が作用し、図9(B)に示すように、上下の側壁21b,21cの前部は口開き方向に変形しようとする。その理由は、バンパービーム18はコ字状断面のために前壁がなく、圧縮応力が作用し難いからである。従って、連続繊維31…を主応力方向(車幅方向)に配置することで、前面衝突時の曲げ変形に対するバンパービーム18の強度を高め、かつバンパービーム18の底壁21aおよび上下の側壁21b,21cを縦リブ22c…で接続することで、バンパービーム18は口開きせずに大きな反力を発生しながら後退して衝撃を吸収することができる。
When the vehicle collides in front and a collision load is input to the
またバンパービーム18に上下方向にオフセットした衝突荷重が入力した場合には、図9(C)に示すように、バンパービーム18が捩じり変形してしまうが、本実施の形態によれば、バンパービーム18の底壁21aおよび上下の側壁21b,21cを縦リブ22c…で接続することで、バンパービーム18を閉断面化したり、45°傾斜した連続繊維を追加したりする重量やコストの嵩む補強を行うことなく、捩じり変形に対する剛性を充分に高めることができる。この縦リブ22c…には、口開き変形の際に不連続繊維32…の配列方向と直交する方向の引張応力が加わるが、樹脂が延びることで吸収される。
Further, when a collision load offset in the vertical direction is input to the
またバンパービーム18に更に大きな衝突荷重が入力すると、内層部22の縦リブ22c…が不連続繊維32…および樹脂の剥離を伴いながら圧壊することで、衝突エネルギーを吸収する。このとき、内層部22の縦リブ22c…の不連続繊維32…の長繊維は衝突荷重の入力方向に整列しているので、長繊維の長さを有効に利用して不連続繊維32…および樹脂を剥離させることで、圧壊時のエネルギー吸収量を増加させることができる。
When a larger collision load is input to the
また単純なコ字状断面を有するバンパービーム18の外層部21の繊維強化樹脂を強度の高い連続繊維31…で補強し、複雑な形状を有するために連続繊維31…で成形することが困難なボス22e,22eを、成形の自由度が高い不連続繊維32…を用いて横リブ22bおよび縦リブ22c…の交差部に形成したので、バンパービーム18の強度およびボス22e,22eの成形性を両立させることができる。しかも連続繊維31…を含む連続繊維プリプレグ29および不連続繊維32…を含む不連続繊維プリプレグ30を同一の金型26内に配置して1工程でバンパービーム18を成形するため、それらを別個に成形して接着や溶着で一体化する場合に比べて製造コストを削減することができる。
Further, the fiber reinforced resin of the
また内層部22の不連続繊維32…の長さは35mm〜50mmであるので、その長さの不連続繊維32…を樹脂と共に射出しようとするとノズルが目詰まりする虞があるが、それをプレス成形することで、充分な長さの不連続繊維32…をリブ内に衝撃入力方向に整列させ、横リブ22bおよび縦リブ22c…の繊維および樹脂の剥離エネルギー量を増加させることができる。
Further, since the length of the
また格子状の横リブ22bおよび縦リブ22c…の交点に位置決め孔22d,22dを有するボス22e,22eを設けたので、バンパービーム18と他の部品とを結合するときの位置決め作業が容易になる。また横リブ22bはバンパービーム18自体の強度を高めるとともに縦リブ22c…を支持し、繊維および樹脂の剥離を容易にする。また外層部21の両端に不連続繊維32…で補強した端部ブラケット22f,22fを備えるので、外層部21の両端をホイールハウスロアメンバ19,19に結合することが容易である。また位置決め孔22d,22dをドリルで後加工すると繊維間の樹脂が剥離して強度を低下させる虞があるが、位置決め孔22d,22dを有するボス22e,22eをバンパービーム18に一体に成形したことで前記強度の低下を防止することができる。
Further, since the
また前面衝突により後退した前輪からフロントピラーロア34の前壁34bに入力した衝突荷重は、フロントピラーロア34の内部に収納された衝撃受け部材35に伝達され、そこから更にサイドシル13の前端に伝達されて分散されるだけなく、衝撃受け部材35が圧壊することで衝突エネルギーが吸収される。その際の衝撃受け部材35の作用は、上述したバンパービーム18の作用と同じである。
Further, the collision load input to the
次に、図13に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第1の実施の形態ではバンパービーム18の縦リブ22c…が平板状に形成されているが、第2の実施の形態では縦リブ22c…が正面視で波状に湾曲している。バンパービーム18を金型26でプレスするとき、不連続繊維プリプレグ30は雄型28の横溝28bおよび縦溝28c…内に流入して横リブ22bおよび縦リブ22c…を成形するが、湾曲した縦溝28c…内に流入する不連続繊維プリプレグ30は、矢印A方向(衝突荷重の入力方向)に最も流れ易くなり、矢印B方向(衝突荷重の入力方向に対して傾斜する方向)に流れ難くなる。
In the first embodiment, the
何故ならば、矢印A方向の流路は直線状であって流動抵抗が小さいのに対し、矢印B方向の流路は波型に湾曲していて流動抵抗が大きいからである。これにより、不連続繊維プリプレグ30を矢印A方向に積極的に流動させ、その長繊維を衝突荷重の入力方向に更に精度良く整列させることができる。
This is because the flow path in the direction of arrow A is straight and has low flow resistance, whereas the flow path in the direction of arrow B is curved in a wave shape and has high flow resistance. Thereby, the
次に、図14〜図17に基づいて本発明の第3の実施の形態を説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図14に示すように、繊維強化樹脂でバスタブ状に一体成形したキャビン41の前端からダッシュパネル42が起立しており、その前面にアルミニウム合金でダイキャスト成形した左右一対のサスペンション支持部材43,43が固定される。サスペンション支持部材43,43は、図示せぬサスペンションダンパーの上端を支持するダンパーハウジング43a,43aと、ダンパーハウジング43a,43aの下部に接続されて前方に延びるフロントサイドフレーム後部43b,43bとを備えており、フロントサイドフレーム後部43b,43bの前端にアルミニウム押し出し材あるいは鋼板プレス材で構成された左右一対のフロントサイドフレーム前部44,44が接続される。ダッシュパネル42の左右上部から前方に延びる左右一対のアッパーメンバ45,45の前端に左右一対のサイドメンバ46,46が接続される。
As shown in FIG. 14, a
フロントサイドフレーム前部44,44の前端に正面視で矩形枠状に形成された繊維強化樹脂製のフロントバルクヘッド47が固定されており、そのフロントバルクヘッド47の左右上部にサイドメンバ46,46の前端が接続される。フロントバルクヘッド47の左右前面に左右一対のバンパービームエクステンション48,48が固定されており、そのバンパービームエクステンション48,48の前端に上下方向に2段重ねになって車幅方向に延びるバンパービーム49,49が固定される。フロントバルクヘッド47、バンパービーム49,49および左右一対のバンパービームエクステンション48,48に囲まれた位置に、正面視で矩形枠状に形成されたシュラウド50が配置されており、シュラウド50の内部に図示せぬエンジン冷却用ラジエータ、空調用コンデンサおよびバッテリ冷却用ラジエータが前後方向に重ね合わされて支持される。
A
図15〜図17に示すように、U字状断面のバンパービーム49は、連続繊維強化樹脂製の外層部51と不連続繊維強化樹脂製の内層部52とを備える。外層部51は底壁51aおよび上下一対の側壁51b,51cを有して前方に向けて開放しており、下側のバンパービーム49の外層部51の上側のフランジ51dと上側のバンパービーム49の外層部51の下側のフランジ51eとが前後方向に重ね合わされて一体に溶着され、略W字状断面を形成する。内層部52は、外層部51の底壁51aおよび一対の側壁51b,51cの内表面に薄く積層された積層部52a…と、鉛直方向に延びて底壁51aおよび一対の側壁51b,51cを接続する複数の縦リブ52c…とを備える。外層部51の底壁51aには、複数の締結カラー53…がインサートされる。
As shown in FIGS. 15 to 17, the
平面視でのバンパービーム49の形状は二等辺三角形状であり、その前後方向の高さは車幅方向中央部で最も高いa1であり、車幅方向両端部で最も低いa2である(図14参照)。またバンパービーム49の車幅方向端部側の各2枚の縦リブ52c,52cの前縁は一対の側壁51b,51cの前端間を結ぶライン上にあるが、バンパービーム49の車幅方向中央側の他の縦リブ52c…の前縁は切欠き52d…によって前記ラインから後方に窪んでいる(図15参照)。そして車幅方向中央部側の縦リブ52c…の切欠き52d…を除く部分の前後方向の高さと、車幅方向両端側の切欠き52d…を持たない縦リブ52c…の前後方向の高さとは一致している。
The shape of the
上記構造のバンパービーム49は、第1の実施のバンパービーム18と同じ製法で製造可能である。よって、バンパービーム49の外層部51は、その連続繊維31…が車幅方向を向くように整列し、バンパービーム49の内層部52の縦リブ52c…と、外層部51の側壁51b,51cの内表面を覆う積層部52a…とは、その不連続繊維32…の長繊維が衝突荷重の入力方向(前後方向)を向くように整列している。
The
上下一対のバンパービーム49,49の前面を覆う初期荷重吸収部材54…はバンパービーム49の長手方向に3分割されており、各々が実質的に同じ構造を有している。各初期荷重吸収部材54は、平坦な連結壁54aと、連結壁54aの前面に形成された複数の縦リブ54b…および複数の横リブ54c…とを備える。上下方向に延びる縦リブ54b…と左右方向に延びる横リブ54c…とは相互に格子状に交差する。連結壁54aの上縁および下縁は、上下一対のバンパービーム49,49の上下のフランジ51d,51eに接着や溶着で結合される。
The initial
バンパービームエクステンション48は上部部材61および下部部材62を結合して構成される。バンパービームエクステンション48の上部部材61は、波板状に屈曲しながら車幅方向に延びる本体部61aと、本体部61aの前縁から上方に折れ曲がる前部締結フランジ61bと、本体部61aの後縁から上方に折れ曲がる後部締結フランジ61cと、本体部61aの内面の車幅方向に離間した位置を前後方向に延びる4個の接合部61d〜61gとを備える。下部部材62は、上述した上部部材61と実質的に上下対称な部材である。上記形状を有する上部部材61および下部部材62は、下部部材62のピン62k…を上部部材61のピン孔61m…に嵌合して接合部61d〜61g,62d〜62gどうしを相互に当接させた状態で、上部部材61側からピン62k…を振動工具で溶融することで一体に結合される。
The
フロントサイドフレーム前部44の前端に金属板よりなる取付プレート71が溶接され、取付プレート71の車幅方向外端とフロントサイドフレーム前部44の車幅方向外面とに金属板よりなる筋交い部材72が斜めに溶接される。そしてバンパービームエクステンション48の後部締結フランジ61c,62c、フロントバルクヘッド47および取付プレート71を前から後に貫通する6本のボルト73…を、取付プレート71の後面に設けたウエルドナット74…に螺合することで、バンパービームエクステンション48およびフロントバルクヘッド47が取付プレート71に共締めされ、左右一対のフロントサイドフレーム前部44,44の前端に接合される。
A mounting
バンパービームエクステンション48の前部締結フランジ61b,62bには各3個のナット63…がインサートされており、バンパービーム49,49の開口部側から締結カラー53…を貫通するボルト64…をナット63…に螺合することで、バンパービーム49,49がバンパービームエクステンション48に固定される。
Three
上部部材61および下部部材62を結合したバンパービームエクステンション48は、車幅方向内側に位置して前後方向に延びる四角筒状の第1閉断面部48aと、その車幅方向外側に隣接する楕円筒状の第2閉断面部48bと、その車幅方向外側に隣接する楕円筒状の第3閉断面部48cとを備える。第2、第3閉断面部48b,48cの断面積は相互に等しく、かつ第1閉断面部48aの断面積よりも小さくなっている。またバンパービームエクステンション48の前後方向の幅は車幅方向内側から外側に向かって次第に狭くなっているため、前後方向の長さは第1閉断面部48aが最も長く、次いで第2閉断面部48bが長く、第3閉断面部48cが最も短くなっている。
A
バンパービーム49の車幅方向外端側の4枚の縦リブ52c…は、バンパービームエクステンション48の四角筒状の第1閉断面部48aの車幅方向両側部の前方と、楕円筒状の第2閉断面部48bの中心線上と、楕円筒状の第3閉断面部48cの中心線上とに位置している(図17参照)。
The four
次に、上記構成を備えた本発明の第3の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the third embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
自動車が前面衝突すると、衝突荷重はバンパービーム49の長手方向中央から両端のバンパービームエクステンション48,48、フロントサイドフレーム前部44,44およびサスペンション支持部材43,43を介してキャビン41のダッシュパネル42に伝達されるが、その過程で主としてバンパービームエクステンション48,48が圧壊することで衝突エネルギーを吸収する。
When the automobile collides front, the collision load is from the longitudinal center of the
またバンパービーム49は、その外層部51の高い曲げ剛性によって衝突荷重を左右のバンパービームエクステンション48,48に効率的に伝達するだけでなく、内層部52の縦リブ52c…が圧壊することで衝突エネルギーを吸収する。その際のバンパービームの作用は、第1の実施の形態のバンパービーム18の作用と同じである。
Further, the
しかも前方に向かって開放するバンパービーム49の開口部の全域が初期荷重吸収部材54の連結壁54aで閉塞されるので、バンパービーム49を完全に閉断面化して強度を高め、衝突荷重をバンパービームエクステンション48に効率的に伝達することができる。
In addition, since the entire opening of the
またバンパービーム49は、車幅方向中央側の縦リブ52c…の前縁は一対の側壁51b,51cの先端間を結ぶラインから底壁51aに向かって切り欠かれ、車幅方向外側の縦リブ52c…の前縁は一対の側壁51b,51cの先端間を結ぶラインに沿うので、バンパービーム49の車幅方向中央部で外層部51が口開きするのを防止してエネルギー吸収効果を確実に発揮させることができる。
Further, the
またバンパービーム49は平面視で二等辺三角形状であり、その衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側で車幅方向中央側よりも小さいので、バンパービーム49の形状を車体前部の平面形状に無理なく沿わせることができるだけでなく、前面衝突時に衝突荷重をバンパービーム49の車幅方向中央部に入力させ、衝突荷重をバンパービーム48の車幅方向全域で効果的に吸収することができる。しかも縦リブ52c…の衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側および車幅方向中央側で同一であるので、長繊維を含む縦リブ52c…を容易にプレス成形することができる。
Further, the
またバンパービーム49の車幅方向両端部は、衝突荷重の入力方向に延びる第1〜第3閉断面部48a,48b,48cを有するバンパービームエクステンション48を介してフロントサイドフレーム前部44に支持され、バンパービーム49の縦リブ52c…は、第1閉断面部48aの側壁部の延長線上と、第2閉断面部48bおよび第3閉断面部48cの中心線上に配置されるので、バンパービーム49から入力される衝突荷重をバンパービームエクステンション48の第1〜第3閉断面部48a,48b,48cに確実に伝達し、バンパービームエクステンション48におけるエネルギー吸収性能を高めることができる。
Further, both end portions in the vehicle width direction of the
またバンパービーム49の開口部を塞ぐ初期荷重吸収部材54は、連結壁54aと、連結壁54aの前後方向外面に形成された多数の縦リブ54b…および多数の横リブ54c…とを備えるので、縦リブ54b…および多数の横リブ54c…の圧壊により前面衝突時の衝突初期荷重を効率的に吸収することができる。
The initial
また上下一対のバンパービーム49,49を、その上側のフランジ51dおよび下側のフランジ51eを重ね合わせて接合するので、上下一対のバンパービーム49,49を一体に成形する場合に比べて金型26を小型化することができるだけでなく、バンパービーム49の連続繊維31…の配向方向の乱れを最小限に抑えて強度を確保することができる。
Further, since the upper and lower pair of bumper beams 49 and 49 are joined with the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本発明の衝撃受け部材は、実施の形態のバンパービーム18,49やフロントピラーロア34内に配置されるものに限定されず、ドアビーム等の自動車の車体の任意の部分に適用することができる。 For example, the impact receiving member of the present invention is not limited to those disposed in the bumper beams 18 and 49 and the front pillar lower 34 of the embodiment, and can be applied to any part of a vehicle body such as a door beam. it can.
また断面U字状の一対のバンパービーム49,49を上下方向に重ねて結合する代わりに、それらを断面W字状となるように一体成形しても良い。 Further, instead of overlapping a pair of bumper beams 49, 49 having a U-shaped cross section in the vertical direction, they may be integrally formed so as to have a W-shaped cross section.
【0002】
維強化樹脂で製造する場合、その本体部を強度が高い連続繊維強化樹脂で成形し、その補強リブ等を成形性が高い不連続繊維強化樹脂で成形することが考えられる。
[0007]
しかしながら、上記特許文献1に記載されたものは、補強長繊維を含む連続繊維強化樹脂を内層に配置し、長繊維マットを含む不連続繊維強化樹脂を外層に配置しただけであり、連続繊維強化樹脂および不連続繊維強化樹脂を部位に応じて使い分けていないため、両繊維強化樹脂の特性を充分に活かし切れない問題がある。
[0008]
また特許文献2に記載されたものは、不連続繊維強化樹脂に含まれる不連続繊維の配向方向がランダムであって一方向に整列していないため、それをバンパービーム等の衝撃受け部材に適用した場合に、不連続繊維強化樹脂に充分な衝突エネルギーの吸収効果を発揮させるのが難しいという問題がある。
[0009]
また特許文献3に記載されたものは、リブにおけるガラス繊維の配向方向が該リブの長手方向に沿っているため、それをバンパービームの補強リブに適用したとしても、ガラス繊維の配向方向を衝突荷重の入力方向に一致させることができず、充分な衝突エネルギーの吸収効果を発揮させるのが難しいという問題がある。しかもリブの幅Wおよび高さHの関係がH/W≦5を満たすように設定することが必要であるため、リブの設計自由度に大きな制約が加わる問題がある。
[0010]
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、連続繊維強化樹脂および不連続繊維強化樹脂を組み合わせた衝撃受け部材に、充分な曲げ強度およびエネルギー吸収性能を持たせることを目的とする。
課題を解決するための手段
[0011]
上記目的を達成するために、本発明によれば、衝撃受け部材が、衝突荷重の入力方向を向く底壁の両端縁に一対の側壁が連なる、衝突荷重の入力方向に開口したU字状断面ないしコ字状断面に形成された連続繊維強化樹脂製の外層部と、前記外層部の内表面に積層されるとともに前記底壁および前記一対の側壁に接続する複数の縦リブを構成する不連続繊維強化樹脂製の内層部[0002]
When manufacturing with fiber reinforced resin, it is possible to shape | mold the main-body part with continuous fiber reinforced resin with high intensity | strength, and shape | mold the reinforcement rib etc. with discontinuous fiber reinforced resin with high moldability.
[0007]
However, what is described in Patent Document 1 is that continuous fiber reinforced resin containing reinforcing long fibers is arranged in the inner layer, and discontinuous fiber reinforced resin containing long fiber mats is only arranged in the outer layer. Since the resin and the discontinuous fiber reinforced resin are not properly used depending on the part, there is a problem that the characteristics of both fiber reinforced resins cannot be fully utilized.
[0008]
Moreover, since the orientation direction of the discontinuous fibers contained in the discontinuous fiber reinforced resin is random and not aligned in one direction, the one described in
[0009]
Moreover, since the orientation direction of the glass fiber in the rib is along the longitudinal direction of the rib, the one described in
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an impact receiving member that combines a continuous fiber reinforced resin and a discontinuous fiber reinforced resin with sufficient bending strength and energy absorption performance.
Means for Solving the Problems [0011]
In order to achieve the above object, according to the present invention, the impact receiving member has a U-shaped cross-section opened in the input direction of the collision load, in which a pair of side walls are connected to both end edges of the bottom wall facing the input direction of the collision load. Or a discontinuity comprising an outer layer portion made of continuous fiber reinforced resin formed in a U-shaped cross section, and a plurality of vertical ribs stacked on the inner surface of the outer layer portion and connected to the bottom wall and the pair of side walls. Inner layer made of fiber reinforced resin
【0003】
とを備えていて、少なくとも一部の前記縦リブの外端縁に、前記底壁に向かってコ字状に凹んだ切欠きが形成されており、前記外層部は前記衝撃受け部材の長手方向に配向された連続繊維を含み、前記内層部の、前記縦リブを構成する部分は、衝突荷重の入力方向に配向された繊維長が35mm〜50mmの不連続繊維の長繊維を含むと共に、前記内層部の、前記底壁内表面に積層される部分は、配向方向がランダムで且つ繊維長が35mm〜50mmの不連続繊維の長繊維を含むことを特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。
[0012]
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記縦リブの衝突荷重の入力方向の高さは前記外層部の衝突荷重の入力方向の高さよりも大きいことを第2の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。
[0013]
また本発明によれば、前記第1または第2の特徴に加えて、前記内層部は前記縦リブに対して交差する横リブを備えることを第3の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。
[0014]
また本発明によれば、前記第1〜第3の何れか1つの特徴に加えて、前記衝撃受け部材はサイドシルの前端に連なるフロントピラーロアの内部に配置されることを第4の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。
[0015]
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記衝撃受け部材は車幅方向に配置されたバンパービームであり、前記バンパービームの車幅方向両端部は、衝突荷重の入力方向に延びる筒状の衝撃吸収部を有するバンパービームエクステンションを介して車体フレームに支持され、前記バンパービームの縦リブは前記衝撃吸収部の側壁部の延長線上あるいは中心線上に配置されることを第5の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。
[0016]
また本発明によれば、前記第5の特徴に加えて、前記側壁の衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側で車幅方向中央側よりも小さく、前記縦リブの衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側および車幅方向中央側で同一であることを第6の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。
[0017][0003]
And at least a part of the outer edge of the vertical rib is formed with a notch recessed in a U-shape toward the bottom wall, and the outer layer portion is formed in the longitudinal direction of the impact receiving member. The portion constituting the longitudinal rib of the inner layer portion includes continuous fibers oriented in the input direction of the collision load, and includes continuous fibers of discontinuous fibers having a length of 35 mm to 50 mm. An impact receiving member made of a fiber reinforced resin, characterized in that a portion of the inner layer portion laminated on the inner surface of the bottom wall includes long fibers of discontinuous fibers whose orientation direction is random and whose fiber length is 35 mm to 50 mm. Proposed.
[0012]
According to the invention, in addition to the first feature, the height of the vertical rib in the input direction of the collision load is greater than the height of the outer layer portion in the input direction of the collision load. A fiber reinforced resin impact receiving member is proposed.
[0013]
According to the invention, in addition to the first or second feature, the inner layer portion includes a lateral rib that intersects the longitudinal rib. A third feature is a fiber reinforced resin impact receiving member. Is proposed.
[0014]
According to the present invention, in addition to any one of the first to third features, a fourth feature is that the impact receiving member is disposed inside a front pillar lower continuous with the front end of the side sill. A fiber reinforced resin impact receiving member is proposed.
[0015]
According to the invention, in addition to the first feature, the impact receiving member is a bumper beam disposed in the vehicle width direction, and both ends of the bumper beam in the vehicle width direction are in the input direction of the collision load. It is supported by a vehicle body frame via a bumper beam extension having a cylindrical impact absorbing portion that extends, and the vertical ribs of the bumper beam are arranged on an extension line or a center line of the side wall portion of the impact absorbing portion. A characteristic fiber reinforced resin impact receiving member is proposed.
[0016]
According to the invention, in addition to the fifth feature, the height in the input direction of the collision load on the side wall is smaller on the outer side in the vehicle width direction than on the center side in the vehicle width direction, and the collision load input on the vertical rib is input. A fiber-reinforced resin impact receiving member having a sixth feature that the height in the direction is the same on the outer side in the vehicle width direction and on the center side in the vehicle width direction is proposed.
[0017]
【0004】
[0018]
また本発明によれば、前記第5又は第6の特徴に加えて、前記バンパービームは平面視で二等辺三角形状であり、その衝突荷重の入力方向の幅は車幅方向中央で最大で車幅方向両端で最小であることを第7の特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材が提案される。
[0019]
また本発明によれば、前記第1〜第7の何れか1つに記載の衝撃受け部材の製造方法であって、雌型上に前記外層部を構成する連続繊維プリプレグを予備加熱した状態で配置するとともに、前記連続繊維プリプレグ上に前記内層部を構成する不連続繊維プリプレグを予備加熱した状態で配置する工程と、前記縦リブを成形する溝が形成され雄型と前記雌型とで前記連続繊維プリプレグおよび前記不連続繊維プリプレグを加圧して前記衝撃受け部材を成形する工程とを備えることを第8の特徴とする衝撃受け部材の製造方法が提案される。
[0020]
また本発明によれば、前記第8の特徴に加えて、前記雄型の溝は衝突荷重の入力方向に見て波形に湾曲することを第9の特徴とする衝撃受け部材の製造方法が提案される。
[0021]
また本発明によれば、前記第8または第9の特徴に加えて、前記雄型の溝の開口端に溝幅が拡大する拡幅部が形成されることを第10の特徴とする衝撃受け部材の製造方法が提案される。
[0022]
尚、実施の形態のバンパービーム18,49は本発明の衝撃受け部材に対応し、実施の形態の縦溝28cは本発明の溝に対応し、実施の形態のフロントサイドフレーム前部44は本発明の車体フレームに対応し、実施の形態の第1閉断面部48a、第2閉断面部48bおよび第3閉断面部48cは本発明の衝撃吸収部に対応する。
発明の効果
[0023]
本発明の第1の特徴によれば、衝撃受け部材は、衝突荷重の入力方向を向く底壁の両端縁に一対の側壁が連なるU字状断面ないしコ字状断面に形成された連続繊維強化樹脂製の外層部と、外層部の内表面に積層されるとともに[0004]
[0018]
According to the invention, in addition to the fifth or sixth feature, the bumper beam has an isosceles triangle shape in plan view, and the width of the collision load in the input direction is maximum at the center in the vehicle width direction. A fiber reinforced resin impact receiving member having a seventh feature that it is the smallest at both ends in the width direction is proposed.
[0019]
Moreover, according to this invention, it is a manufacturing method of the impact receiving member as described in any one of said 1st-7th, Comprising: In the state which preheated the continuous fiber prepreg which comprises the said outer layer part on a female type | mold. And disposing the discontinuous fiber prepreg constituting the inner layer portion on the continuous fiber prepreg in a preheated state, and forming a groove for forming the vertical rib to form the male mold and the female mold. The manufacturing method of the impact receiving member characterized by comprising pressing the continuous fiber prepreg and the discontinuous fiber prepreg to form the impact receiving member is proposed.
[0020]
According to the invention, in addition to the eighth feature, a method for manufacturing an impact receiving member is proposed, wherein the male groove is curved in a waveform when viewed in the input direction of the collision load. Is done.
[0021]
According to the present invention, in addition to the eighth or ninth feature, an impact receiving member according to the tenth feature is characterized in that a widened portion having an enlarged groove width is formed at an opening end of the male groove. A manufacturing method is proposed.
[0022]
The bumper beams 18 and 49 of the embodiment correspond to the impact receiving member of the present invention, the
Effect of the Invention [0023]
According to the first feature of the present invention, the impact receiving member is a continuous fiber reinforced formed in a U-shaped cross section or a U-shaped cross section in which a pair of side walls are connected to both end edges of the bottom wall facing the input direction of the collision load. While being laminated on the resin outer layer and the inner surface of the outer layer
【0005】
底壁および一対の側壁に接続する複数の縦リブを構成する不連続繊維強化樹脂製の内層部とを備える。外層部は衝撃受け部材の長手方向に配向された連続繊維を含み、内層部の、縦リブを構成する部分は衝突荷重の入力方向に配向された長さ35mm〜50mmの不連続繊維の長繊維を含むので、衝突荷重の入力による衝撃受け部材の曲がりを長手方向に配向された連続繊維を含む外層部により抑制するともに、オフセット衝突時の衝撃受け部材の口開きや捩じれを底壁および側壁に接続する内層部の複数の縦リブにより抑制することができ、しかも内層部の、縦リブを構成する部分は衝突荷重の入力方向に配向された長さ35mm〜50mmの長繊維を含むので、長繊維の長さを有効に活かして衝突エネルギーの吸収量を増加させることができる。
[0024]
また本発明の第2の特徴によれば、縦リブの衝突荷重の入力方向の高さは外層部の衝突荷重の入力方向の高さよりも大きいので、縦リブを外層部に優先して圧壊することでエネルギー吸収性能を高めることができる。
[0025]
また本発明の第3の特徴によれば、内層部は縦リブに対して交差する横リブを備えるので、縦リブおよび横リブが相互に支え合って倒れを防止することで、それらを確実に圧壊してエネルギー吸収性能を高めることができる。
[0026]
また本発明の第4の特徴によれば、衝撃受け部材はサイドシルの前端に連なるフロントピラーロアの内部に配置されるので、車両が前面衝突してフロントピラーロアに入力した衝突荷重を、衝撃受け部材により効果的に吸収するとともにサイドシルに効率的に伝達して分散することができる。
[0027]
また本発明の第5の特徴によれば、衝撃受け部材は車幅方向に配置されたバンパービームであり、そのバンパービームの車幅方向両端部は、衝突荷重の入力方向に延びる筒状の衝撃吸収部を有するバンパービームエクステンションを介して車体フレームに支持され、バンパービームの縦リブは衝撃吸収部の側壁部の延長線上あるいは中心線上に配置されるので、バンパービームから入力される衝突荷重をバンパービームエクステンションの衝撃吸収部に確実に伝達し、バンパービームエクステンションにおけるエネルギー吸収性能を高めることができる。
[0028]
また本発明の第6の特徴によれば、側壁の衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側で車幅方向中央側よりも小さいので、バンパービームの形状を車[0005]
And an inner layer portion made of discontinuous fiber reinforced resin constituting a plurality of vertical ribs connected to the bottom wall and the pair of side walls. The outer layer portion includes continuous fibers oriented in the longitudinal direction of the impact receiving member, and the portion constituting the longitudinal rib of the inner layer portion is a long fiber of discontinuous fibers having a length of 35 mm to 50 mm oriented in the input direction of the collision load. Therefore, the bending of the impact receiving member due to the input of the impact load is suppressed by the outer layer portion including the continuous fibers oriented in the longitudinal direction, and the mouth opening and twisting of the impact receiving member at the time of the offset impact are suppressed on the bottom wall and the side wall. It can be suppressed by a plurality of longitudinal ribs of the inner layer portion to be connected, and the portion constituting the longitudinal rib of the inner layer portion includes long fibers having a length of 35 mm to 50 mm oriented in the input direction of the collision load. The amount of collision energy absorbed can be increased by effectively utilizing the length of the fiber.
[0024]
Further, according to the second feature of the present invention, the height of the vertical rib in the input direction of the collision load is greater than the height of the outer layer in the input direction of the collision load. Thus, energy absorption performance can be improved.
[0025]
Further, according to the third feature of the present invention, the inner layer portion includes the transverse ribs intersecting the longitudinal ribs, so that the longitudinal ribs and the transverse ribs support each other to prevent the collapse, thereby ensuring that It can be crushed to increase energy absorption performance.
[0026]
According to the fourth feature of the present invention, since the impact receiving member is disposed inside the front pillar lower connected to the front end of the side sill, the impact load input to the front pillar lower when the vehicle collides front is received. It can be effectively absorbed by the member and efficiently transmitted to the side sill for dispersion.
[0027]
According to a fifth aspect of the present invention, the impact receiving member is a bumper beam disposed in the vehicle width direction, and both ends of the bumper beam in the vehicle width direction are cylindrical impacts extending in the input direction of the collision load. The bumper beam is supported by the vehicle body frame via a bumper beam extension that has an absorber, and the bumper beam's vertical ribs are located on the extension line or center line of the side wall of the shock absorber. The energy can be reliably transmitted to the impact absorption part of the beam extension, and the energy absorption performance of the bumper beam extension can be improved.
[0028]
According to the sixth aspect of the present invention, the height of the side wall collision load in the input direction is smaller in the vehicle width direction outer side than in the vehicle width direction central side.
【0006】
体前部の形状に無理なく沿わせることができるだけでなく、縦リブの衝突荷重の入力方向の高さは車幅方向外側および車幅方向中央側で同一であるので、長繊維を含む縦リブを容易にプレス成形することができる。
[0029]
[0030]
また本発明の第7の特徴によれば、バンパービームは平面視で二等辺三角形状であり、その衝突荷重の入力方向の幅は車幅方向中央で最大で車幅方向両端で最小であるので、前面衝突時に衝突荷重をバンパービームの車幅方向中央部に入力させ、衝突荷重をバンパービームの車幅方向全域で効果的に吸収することができる。
[0031]
また本発明の第8の特徴によれば、雌型上に外層部を構成する連続繊維プリプレグを予備加熱した状態で配置するとともに、連続繊維プリプレグ上に内層部を構成する不連続繊維プリプレグを予備加熱した状態で配置し、縦リブを成形する溝が形成されたコアを有する雄型と雌型とで連続繊維プリプレグおよび不連続繊維プリプレグを加圧して衝撃受け部材を成形するので、プレス加工のみで連続繊維強化樹脂製の外層部と不連続繊維強化樹脂製の内層部とを一体に備える衝撃受け部材を成形できるだけでなく、不連続繊維プリプレグが雄型の溝内に流入する際に不連続繊維プリプレグの長繊維を衝突荷重の入力方向に自動的に整列させることができる。
[0032]
また本発明の第9の特徴によれば、雄型のコアの溝は衝突荷重の入力方向に見て波形に湾曲するので、長繊維を含む不連続繊維プリプレグがコアの溝内に流入したときに、長繊維は波形に湾曲する溝内を流動抵抗が小さい方向に直線状に流れ、衝突荷重の入力方向に効率的に配向される。[0006]
Not only can it easily conform to the shape of the front part of the body, but the height of the longitudinal ribs in the input direction of the collision load is the same on the outside in the vehicle width direction and on the center side in the vehicle width direction. Can be easily press-molded.
[0029]
[0030]
According to the seventh feature of the present invention, the bumper beam has an isosceles triangle shape in plan view, and the width of the collision load in the input direction is maximum at the center in the vehicle width direction and minimum at both ends in the vehicle width direction. In the case of a frontal collision, the collision load can be input to the central portion of the bumper beam in the vehicle width direction, and the collision load can be effectively absorbed throughout the vehicle width direction of the bumper beam.
[0031]
According to the eighth aspect of the present invention, the continuous fiber prepreg constituting the outer layer portion is disposed on the female mold in a preheated state, and the discontinuous fiber prepreg constituting the inner layer portion is preliminarily disposed on the continuous fiber prepreg. Placed in a heated state and presses continuous fiber discontinuous fiber prepreg and discontinuous fiber prepreg with a male mold and a female mold having a core formed with grooves for forming vertical ribs, so that the impact receiving member is molded, so only press working In addition to molding an impact receiving member integrally comprising an outer layer portion made of continuous fiber reinforced resin and an inner layer portion made of discontinuous fiber reinforced resin, discontinuity occurs when the discontinuous fiber prepreg flows into the male groove. The long fibers of the fiber prepreg can be automatically aligned in the input direction of the collision load.
[0032]
According to the ninth feature of the present invention, the groove of the male core is curved in a waveform when viewed in the input direction of the collision load, so that when the discontinuous fiber prepreg containing long fibers flows into the groove of the core. In addition, the long fibers flow linearly in the direction in which the flow resistance is small in the groove curved in a waveform, and are efficiently oriented in the input direction of the collision load.
【0007】
[0033]
また本発明の第10の特徴によれば、コアの溝の開口端に溝幅が拡大する拡幅部が形成されるので、長繊維を含む不連続繊維プリプレグはコアの溝内にスムーズに流入し、長繊維が衝突荷重の入力方向に効率的に配向される。
図面の簡単な説明
[0034]
[図1]図1は自動車の車体前部の平面図である。(第1の実施の形態)
[図2]図2は図1の2方向矢視図である。(第1の実施の形態)
[図3]図3は図2の3A−3A線、3B−3B線および3C−3C線断面図である。(第1の実施の形態)
[図4]図4は図2の4部拡大図である。(第1の実施の形態)
[図5]図5は図2の5−5線断面図である。(第1の実施の形態)
[図6]図6はバンパービームの成形工程の説明図である。(第1の実施の形態)
[図7]図7は図1の7−7線断面図である。(第1の実施の形態)
[図8]図8は衝撃受け部材35の斜視図である。(第1の実施の形態)
[図9]図9はバンパービームへの衝突荷重の入力時の作用説明図である。(第1の実施の形態)
[図10]図10はリブの引張強度のテストピースの取り方を説明する図である。(第1の実施の形態)
[図11]図11はリブの引張強度のテスト結果を示すグラフである。(第1の実施の形態)
[図12]図12は不連続繊維の整列方向のイメージ図である。(第1の実施の形態)
[図13]図13は湾曲した縦リブを有するバンパービームを示す図である。(第2の実施の形態)
[図14]図14は自動車の車体前部の平面図である。(第3の実施の形態)
[図15]図15は図14の15方向矢視図である。(第3の実施の形態)
[図16]図16は図14の16―16線断面図である。(第3の実施の形態)
[図17]17は図14の17―17線断面図である。(第3の実施の形態)[0007]
[0033]
Further, according to the tenth feature of the present invention, since the widened portion where the groove width is enlarged is formed at the open end of the groove of the core, the discontinuous fiber prepreg containing long fibers smoothly flows into the groove of the core. The long fibers are efficiently oriented in the input direction of the collision load.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0034]
FIG. 1 is a plan view of a front part of a vehicle body of an automobile. (First embodiment)
FIG. 2 is a view taken in the direction of the
3 is a cross-sectional view taken along lines 3A-3A, 3B-3B, and 3C-3C in FIG. (First embodiment)
FIG. 4 is an enlarged view of
FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. (First embodiment)
FIG. 6 is an explanatory view of a bumper beam forming process. (First embodiment)
7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 in FIG. (First embodiment)
FIG. 8 is a perspective view of the
[FIG. 9] FIG. 9 is an explanatory diagram of an action when a collision load is input to the bumper beam. (First embodiment)
[FIG. 10] FIG. 10 is a diagram for explaining how to take a test piece of rib tensile strength. (First embodiment)
FIG. 11 is a graph showing the test results of the tensile strength of the ribs. (First embodiment)
[FIG. 12] FIG. 12 is an image view of discontinuous fibers in the alignment direction. (First embodiment)
FIG. 13 is a view showing a bumper beam having a curved vertical rib. (Second Embodiment)
FIG. 14 is a plan view of the front part of a vehicle body of an automobile. (Third embodiment)
FIG. 15 is a view taken in the direction of
FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line 16-16 of FIG. (Third embodiment)
[FIG. 17] 17 is a sectional view taken along line 17-17 of FIG. (Third embodiment)
Claims (11)
前記外層部(21,51)は前記衝撃受け部材(18,35,49)の長手方向に配向された連続繊維(31)を含み、前記内層部(22,52)は衝突荷重の入力方向に配向された繊維長が35mm〜50mmの不連続繊維(32)の長繊維を含むことを特徴とする繊維強化樹脂製衝撃受け部材。The impact receiving member (18, 35, 49) has a U-shaped cross section or a pair of side walls (21b, 21c, 51b, 51c) connected to both end edges of the bottom wall (21a, 51a) facing the input direction of the collision load. An outer layer portion (21, 51) made of continuous fiber reinforced resin formed in a letter-shaped cross section, laminated on the inner surface of the outer layer portion (21, 51), and the bottom wall (21a, 51a) and the pair of An inner layer portion (22, 52) made of discontinuous fiber reinforced resin constituting a plurality of vertical ribs (22c, 52c) connected to the side walls (21b, 21c, 51b, 51c),
The outer layer portion (21, 51) includes continuous fibers (31) oriented in the longitudinal direction of the impact receiving member (18, 35, 49), and the inner layer portion (22, 52) is in an input direction of a collision load. A fiber-reinforced resin impact receiving member, characterized in that it comprises long fibers of discontinuous fibers (32) having an oriented fiber length of 35 mm to 50 mm.
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