JPH03121983A

JPH03121983A - Ｆｒｐ構造体

Info

Publication number: JPH03121983A
Application number: JP1259794A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Fujioka; 泰雄富士岡; Kenichi Sekiyama; 関山　憲一
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1989-10-04
Publication date: 1991-05-23

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】〔産業上の利用分野〕本発明はＦＲＰ構造体、更に詳しくは衝撃的な圧縮力を
吸収することができるＦＲＰ構遺体に関するものである
。

［従来の技術］ＦＲＰ　（繊維強化樹脂）構造体は軽量で強度が大きく
、耐腐食性や成形性に優れているなどの種々の利点を有
することから、各種の分野における応用が検討されてい
る。例えば自動車への応用においては、部品や外板のみ
ならず構造部材への応用も検討されている。ところで鋼
製のフレームを有するトラックやトラクタなどの重量の
大きな車両用として、実開昭５９−１９６３７３号公報
には、車両フレームの前端又は後端部分におけるサイト
レールに適数の凹所を設け、フレーム長手方向に作用す
る設定値以上の衝撃力によって上記サイトレールが上記
凹所の部分で座屈変形を生起するように構成したことを
特徴とする車両用衝撃吸収装置が開示されている。

ＦＲＰ構遺体を例えば自動車のサイトレールとして使用
する場合には、優れた衝撃エネルギー吸収特性すなわち
破壊特性が必要とされる。ところがＦＲＰの破壊特性は
一般的に第２図の如くであり、ＦＲＰは塑性変形しにく
いため加重の継続領域（塑性域）がほとんどない。

一方、自動車のサイトレールに要求される破壊特性は第
３図の如く（矩形波）であり、鋼の破壊特性にほぼ等し
い、それ故、この種の用途にＦＲＰ構遺体を使用しよう
とする場合には非弾性域のエネルギー吸収量を増加させ
る工夫が必要になる。

このため、例えばＩｎｔ、Ｊ、Ｉｍｐａｃｔ　Ｅｎｇｉ
ｎｅｅｒｉｎｇ７−２　（１９８８）　１６７には第４
図　（ａ）　〜（Ｃ１の如きＦＲＰ構遺体が記載されて
いる。この場合、本体１と先端部２とは第５図に示すよ
うに継手３又はビン４で接続される。第４図　（ａｔ〜
（ｃｌのＦＲＰ構造体においては以下の理由により衝撃
エネルギー吸収量が増加する。

第６図に四角踵状の先端部２を四角筒状の本体１内に押
し込む場合を例として説明する。第７図に示すように、
先端部２の四角錘の斜面が力Ｆで押されて本体ｌに接触
すると、くさび効果により四角錘の斜面に垂直で本体ｌ
を内側から外側に押す力ｆが発生する。ここでｆ＝Ｆ　
／ｓｉｎθの関係がある。そして、θは９０°以下なの
でｆ＞Ｆとなる。第７図の本体１を力Ｆの方向かう見る
と１本体１の各側面は第８図に示す如（各側面に垂直な
ｆ　ｃｏｓθの力で四方に押されている。したがって、
第６図の先端部２を本体１内に更に押し込むと第９図に
示すように皮がむけるような本体ｌの破壊が生じ、この
際衝撃エネルギーが吸収される。

〔発明が解決しようとする課題１第４図のＦＲＰ構造体においては、第５図に示す如（先
端部２と本体ｌとを接続するための継手３又はビン４が
必要となる。しかしながら、継手３を使用する場合継手
３の取付工程が必要となるとともに、接続部分の構造が
複雑となる。又、ビン４を使用する場合でも衝撃エネル
ギー吸収時にビン４を剪断しなければならず、そのため
の高強度で重量の大きな材料を本体１又は先端部２に用
いなければならない。

本発明は上記従来技術における問題点を解決するための
ものであり、その目的とするところは本体と先端部とが
一体に形成されていて製造が容易であり、衝撃エネルギ
ー吸収量が大きく、破壊特性に優れたＦＲＰ構造体を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段）すなわち本発明のＦＲＰ構造体は、各々筒状の本体と先
端部とその間に位置するくびれ部とからなり、１）本体と先端部とくびれ部とが同一軸線上に配置され
、２）くびれ部に周方向に沿ったＶ字形溝が形成され、３）　本体の強度がくびれ部の強度よりも大きく且つ先
端部の強度よりも小さく、４）　本体の内径がＶ字形溝の底部の外径よりも大きく
且つ先端部の外径よりも小さい、ことを特徴とする。

本発明の構造体に用いるＦＲＰは慣用のものであってよ
い１例えば基材樹脂としては熱硬化性樹脂例えば不飽和
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メ
ラミン樹脂、熱可塑性樹脂例えばポリ塩化ビニル樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、等を挙げることが
できる。強化繊維としては無機繊維例えばガラス繊維、
炭ｌｌ１１１維、ボロン繊維、有機繊維例えばポリアラ
ミド繊維、等の短繊維、長繊維又は連続繊維を挙げるこ
とができる。前記基材樹脂及び強化繊維は各々単独又は
組合せて用いてよい。

本発明の構造体の大きさ及び形状は適宜選択する。形状
は例えば円筒状、角筒状などであってよい。

本体と先端部との長平方向の長さの比率やＶ字形溝の大
きさや断面形状も、要求特性に応じて決定する。

本体とくびれ部と先端部の各々の強度の比を所定のもの
とするためには、各部の厚さや組成を変化させるとよい
、同一の材料を使用する場合には各部の厚さを異ならし
めるのが簡単である。又、所望により切欠部や孔を設け
てもよい。

本発明の構造体を製造するには、ＦＲＰ部品の製造にお
ける慣用の方法例えば反応射出成形により、一体成形す
るとよい。

［作　用］前述の鋼製構造物の衝撃吸収の技術は衝撃を受けた場合
に塑性変形を生じ、これにより衝撃エネルギーが吸収さ
れるのに対して本発明のＦＲＰ構造体が長平方向に圧縮
力を受けると、最初にくびれ部の■字形溝の底部で座屈
し、次いで先端部が本体内に本体を拡張・破壊しながら
押し入ることによる連続的破壊により衝撃エネルギーが
吸収される。

［実施例］以下の実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお
、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

実施例１基材樹脂として不飽和ポリエステル樹脂と強化繊維とし
てガラス繊維（平均直径１５ｇｍ、平均長さ　２５．４
　ｍｍ）とからなる成形組成物を所定条件下で反応射出
成形して第１図に示す棒状の実施例１のＦＲＰ構造体を
得た。第１図中、５はくびれ部を示す。又、ｒｌは１２
０ｍｍ、　ｒ　２は１３０ｍｍ、　ｒ　３は１１５ｍｍ
であり、本体１と本体】側のくびれ部５の厚さは６ｍｍ
、先端部２と先端部２側のくびれ部５の厚さは８ｍｍで
ある。

尚、本体１側のくびれ部５の厚さは本体１の厚さよりも
薄くしてもよい。

［発明の効果］上述の如く本発明のＦＲＰ構造体は、所定性状の本体と
先端部とその間に位置するくびれ部とからなり、全体を
一体成形することができる。このため、従来の同一目的
のＦＲＰ構造体に比べて構造が簡単で製造が容易である
。又、先端部に充分な強度を持たせることによりバンパ
への取付時に取付部に対する特別の加工を必要とせず、
取付作業が簡単である。又、全体が筒状で軽量であり、
衝撃によって破壊される際の断面形状変形も小さくでき
るので、車両に使用しても車重を過度に増大させること
なく、又、限られた車内空間に都合よく装着することが
できる。更に、用いる材料や全体の形状などを変化させ
ることにより種々の変形が可能であり、要求に応じた衝
撃エネルギー吸収特性を有するものを容易に得ることが
できるので適用範囲が広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＦＲＰ構造体の一実施例の平面図、第２図はＦＲＰの破壊特性を示す図、第３図は自動車のサイトレールに要求される破壊特性を
示す図、第４図　（ａ）〜（ｃ）は従来のＦＲＰ構遺体の例を示
す斜視図、第５図は第４図のＦＲＰ構造体の車両への取付時の説明
図、第６図ないし第９図はＦＲＰ構造体が衝撃を受けた場合
に破壊される状態を示す説明図である。図中、１・・・本体４・・・ビン２・・・先端部５・・・くびれ部３・・・継手

Claims

【特許請求の範囲】各々筒状の本体と先端部とその間に位置するくびれ部と
からなり、１）本体と先端部とくびれ部とが同一軸線上に配置され
、２）くびれ部に周方向に沿ったＶ字形溝が形成され、３）本体の強度がくびれ部の強度よりも大きく且つ先端
部の強度よりも小さく、４）本体の内径がＶ字形溝の底部の外径よりも大きく且
つ先端部の外径よりも小さい、ことを特徴とするＦＲＰ
構造体。