JPH03208624A

JPH03208624A - Ｆｒｐ構造体

Info

Publication number: JPH03208624A
Application number: JP2004376A
Authority: JP
Inventors: Kunihisa Kawamura; 川村　訓久; Kenichi Sekiyama; 関山　憲一
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-01-11
Filing date: 1990-01-11
Publication date: 1991-09-11
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPH0669730B2

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構造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ド
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ドレールが上記
凹所の部分で座屈変形を生起するよう構成したことを特
徴とする車両用衝撃吸収装置が開示されている。

（発明が解決しようとする課題）ＦＲＰ構造体の衝撃エネルギー吸収特性は第５図に示す
如く、材料そのものが持つ脆性的な破壊特性のために鋼
製構造物に比べて衝撃エネルギー吸収量が少ない。その
ため、前述の衝撃吸収の技術をＦＲＰ構造体に応用する
場合には、ＦＲＰ構造体を大型化することで所望とする
エネルギー吸収量を満足することが考えられるが、大型
化によりＦＲＰ構造体の持つ宥意性がそこなわれてしま
う。又、強化繊維の配向角を調整することによりエネル
ギー吸収量を高める検討が行なわれている。しかし、強
化繊維を所定方向に配向させるためには例えばフィラメ
ントワインディング法などの方法を用いて別途製造する
必要があり，製造工程も複雑となる。

又、強化繊維を配向させたＦＲＰ部品と他のＦＲＰ郡品
とは特性が異なるため、相互の接合が非常に困難である
．更に、従来技術によるＦＲＰ構造体は、衝撃を受けた
場合に脆性的な破壊によりその破壊部位で分離してしま
うので、何等かの手段により破壊部位での分離が起らな
いようにしないと連続して衝撃エネルギーを吸収するこ
とができない．その結果、衝撃エネルギー吸収量は１箇
所の破壊エネルギー吸収量によるだけのものになり、大
きな衝撃エネルギー吸収量を確保することはできない．
＠に柱状又は筒状のＦＲＰ構造体をその長手方向に沿っ
て圧縮して破壊する場合には上記問題点は顕著なものと
なり、破壊部分での二つに分かれたＦＲＰ構造体の両軸
線のなす角度がある程度ずれると破壊部分での分離が大
幅となる．その結果、極端な場合にはＦＲＰ構造体は瞬
間的に１箇所で折れて終りになってしまい、衝撃エネル
ギー吸収材として機能しない恐れもある。

それ故、簡単な構造で衝撃エネルギー吸収力を向上させ
たＦＲＰ構造体が望まれていた．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
とするところは充分な衝撃エネルギー吸収量を有し、且
つ製造が容易な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、少なくとも長手方向
に沿って複数の開口部が形威された金属板が、ＦＲＰ製
の筒状体の壁部内に該筒状体の長手方向に沿って埋設さ
れてなることを特徴とする．本発明の構造体に用いるＦＲＰは慣用のものであってよ
い．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、エボキシ樹脂、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、
ボリアミド樹脂、ボリスチレン樹脂、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錐、
炭素繊維、硼素繊維、有機繊雑例えばポリアラミド繊維
、等の短Ｓ錐、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。

ＦＲＰ製の筒状体の壁部内に該筒状体の長手方向に沿っ
て埋設するための金属板は、鋼やアルミニウムなどの金
属材料を単独又は組合せて用いて形成する．金属板の大
きさ、厚さ及び形状は、それを埋設すべきＦＲＰ製の筒
状体の性状に応じて適宜選択する．金属板の形状は例え
ば矩形状、筒状，Ｌ字状、湾曲状などであってよい。こ
の金属板にはその両面側にあるＦＲＰとの接合性を高め
るため及び長手方向に衝撃を受けたときの破壊状態を制
御するために、長手方向に沿って複数の開口部を形成す
る。

開口部は金属板の幅方向にも形威してよい．開口部の大
きさ、形状、数等は所望の破壊特性が得られるように適
宜選択する．開口部の形状としては例えば円形、三角形
、矩形、楕円形等がある。これらの形状を組合せて用い
てもよい．大きな開口部を形威した箇所では金属板が折
れ曲り易くなるので、所定のパターンで開口部を形成す
ることにより金属板の折れ曲り状態を調節することがで
きる。金属板の開口部に充填されたＦＲＰにより両面側
のＦＲＰが接続されてＦＲＰと強固に接続しているが、
ＦＲＰとの接着性を更に高めるために例えばショットブ
ラスト処理などの手段により表面を荒すとなおよい．金
属板の厚さはあまり厚すぎると木ＦＲＰ構造体全体の重
量を増大させるので、本ＦＲＰ構造体が衝撃を受けるこ
とにより破壊される際に破断しない限りにおいてなるべ
く薄くした方がよい．（作　　用　　）前述の鋼製構造物の衝龜吸収の技術においては衝撃を受
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構造体が長手
方向に沿って衝撃を受けると、ＦＲＰ製の筒状体の壁部
内に開口部が形威された金属板が埋設されているため、
ＦＲＰ製の筒状体が破断されることなく連続して破壊さ
れ、これにより衝撃エネルギーが順次吸収される。

（実施例）以下の実施例及び比較例により木発明を更に詳細に説明
する．実施例ｌウレタンコアである発泡体４を威形し、これにガラス繊
維（連続繊維）を巻き付け、第２図（ａ）に示す円形の
開口部５を有する金属板３（鋼製、開口部５を設けた部
分のみ図示する）を各面にインサート後、威形型内に配
置し、次いで基材樹脂として不飽和ポリエステル樹脂６
０重量部と強化繊維としてガラス繊維（平均直径１５ｇ
．ｍ、平均長さ２　ｉｎｃｈ）　４　０重量部とからな
る威形組威物を注入した。モしてＦＲＰ２の外殻を右す
る第１図に示すＦＲＰ構造体ｌを得た。

実施例２第２図（ｂ）に示す端部が半円形である矩形状の開口部
６を有する金属板７を用いたこと以外は、実施例１と同
様にして実施例２のＦＲＰ構造体を得た。

実施例３第２図（ｃ）に示す開口部５と６を有する金属板８を用
いたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３のＦＲ
Ｐ構造体を得た．実施例４第２図（ｄ）に示す開口部５を有し且つ表面をショット
ブラスト処理した金属板９を用いたこと以外は、実施例
１と同様にして実施例４のＦＲＰ構造体を得た．比較例金属板３を用いなかったこと以外は、実施例ｌと同様に
して比較例のＦＲＰ構造体を得た．く性能評価試験〉実施例ｌ及び比較例のＦＲＰ構造体を長手方向に圧縮し
た場合の、ストロークの変化に対する圧縮荷重の変化を
調べた。結果を第３図に示す。図から明らかな如く、本
発明のＦＲＰ構造体は従来のＦＲＰ構造体に比べて全体
的に圧縮荷重の変動が少なく且つ初期破断後の圧縮荷重
が遥かに大きい．この理由を説明する．第４図（＆）に
示す如＜　ＦＲＰ構造体ｌを受台１０の上に載置し、上
端部に圧縮部材１１をセットする。次いで第４図（ｂ）
中に矢印で示す如く圧縮荷重をかけると破壊されて折れ
破壊部１２を生ずるが、金属板３があるため破断せずに
連続して破壊が進行し、その結果第３図に示すようなエ
ネルギー吸収特性が得られる．本発明のＦＲＰ構造体ｌ
は長手方向に対して傾斜した方向からの荷重に対しても
破断して分離することがないのでエネルギー吸収量を多
く取ることができる。

（発明の効果）上述の如く本発明のＦＲＰ構造体は開０部が形威された
金属板がＦＲＰ製の筒状体の壁部内に埋設されているた
め、長手方向に泊って衝撃を受けた場合に筒状体が破断
されることがない。それ故、従来の金属板が埋設されて
いないＦＲＰ構造体に比べて衝撃エネルギー吸収量が多
く、又、筒状体の圧縮変形に伴う衝撃エネルギー吸収量
の変動が少なく、優れた衝撃エネルギー吸収特性を示す
．又、その製造においても、金属板を埋設すること以外
は従来のＦＲＰ構造体の製造方法と同様であるので容易
に実施可能である．又、種々の性状のものも一体威形に
より容易に製造できるので金属製の衝撃吸収装置に比べ
て製造が容易である．更に、基材樹脂や強化繊雑の種類
や組合せを変えることにより種々の変形が可能であり、
適用範囲が広い．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例ｌのＦＲＰ構造体の部分破断斜
視図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明に用いる各種１０金属板の開口部を形威した部分の平面図、第３図は本発
明及び従来のＦＲＰ構造体を長手方向に圧縮した場合の
、ストロークの変化に対する圧縮荷重の変化を示す図、第４図（ａ），（ｂ）は本発明の実施例ｌのＦＲＰ構造
体を長手方向に圧縮する場合の変化を示す説明図、第５図は各種材料の脆性的な破壊特性を示す図である．図中、ｌ・・・ＦＲＰ構造体　　２・・・ＦＲＰ３，７，８．
９・・・金属板４・・・発泡体　　　５．６・・・開口部１０・・・受
台　　　　ｌ１・・・圧縮部材１２・・・折れ破壊部

Claims

【特許請求の範囲】

　少なくとも長手方向に沿って複数の開口部が形成され
た金属板が、ＦＲＰ製の筒状体の壁部内に該筒状体の長
手方向に沿って埋設されてなることを特徴とするＦＲＰ
構造体。