JPH03220042A - Ｆｒｐ部材を備えた衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば車両用バンバシステム等に適用される
ＦＲＰ部材を備えた衝撃吸収装置に関する。

［従来の技術］ 自動車等の車両に使用されるバンバシステムにおいて、
衝撃吸収性能を高めるためにＦＲＰ部材を使用すること
が検討されている。例えば第１３図および第１４図に示
された先行技術は、車体側の部材１とバンパ本体２との
間に、ＵないしＪ状に成形されたＦＲＰ部材３を設けて
いる。ＦＲＰ部材３の一方の端部３ａはボルト等の締結
用部品４によって車体側の部材１に固定され、他方の端
部３ｂは適宜の連結部材５を介してバンバ本体２に連結
されている。衝突等によりバンパ本体２の荷重点Ｐに矢
印Ｆ方向（車体の前後方向）の外力が負荷された時、Ｆ
ＲＰ部材３の曲率半径が狭まる方向にＦＲＰ部材３が撓
むことにより衝撃が緩和されるようになっている。

［発明か解決しようとする課題］ 上記バンバシステムにおいて、性能を評価するための各
種試験等を行なったところ、ＦＲＰ部材３か設計通りの
荷重−撓み特性および所定のエネルギー吸収性能を発揮
できないことがあった。すなわちＦＲＰ部材３に矢印Ｆ
方向の大荷重を負荷した時に、ＦＲＰ部材３に所定方向
以外の応力が生し、ＦＲＰ部材３がねしられるなどして
設計荷重以下で破壊することがある。

上記不具合の原因を調べたところ、ＦＲＰ部材３の端部
３ａか衝撃吸収時に上下方向（ＦＲＰ部材３の幅方向）
に動くことが大きな要因になっていることか判った。特
に上記先行技術のＦＲＰ部材３は、締結用部品４から荷
重点Ｐまての距離ｇ１が比較的長いため、荷重点Ｐに負
荷がががった時にＦＲＰ部材３の端部３ａが上下方向に
動きやすい。

従って本発明の目的は、ＦＲＰ部材がねしれる等の所定
方向以外の力か加わることを抑制することにより、ＦＲ
Ｐ部材の破壊荷重が所定値を維持できるようなＦＲＰ部
材を備えた衝撃吸収装置を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ 上記目的を果たすために開発された本発明は、略Ｕ状な
いしＪ状に湾曲した形状に成形されていて曲率半径が狭
まる方向に荷重が負荷されるＦＲＰ部材と、このＦＲＰ
部材の端部が固定される基材とを備えた衝撃吸収装置で
あって、ＦＲＰ部材の端部に凹部を設けるとともにこの
凹部に嵌合する動き止め部材を上記基材に設けるように
したものである。

［作　用コ 衝突等によってＦＲＰ部材に外力が加わった時、ＦＲＰ
部材は曲率半径が狭まる方向に変形する。

ＦＲＰ部材の端部は上記動き止め部材によって幅方向に
動かないように拘束されているため、このＦＲＰ部材は
主に所定の曲げ応力下で作用し、ＦＲＰ部材が破損する
原因となるねじり等の過剰な応力の発生が抑制される。

［実施例コ 以下に本発明の第１実施例について、第１図ないし第５
図を参照して説明する。図示例の衝撃吸収装置１０は自
動車用バンバシステムに適用されるものであり、バンバ
取付ステーを兼ねた左右−対のＦＲＰ部材１１を備えて
いる。ＦＲＰ部材１１の一方の端部１２は、基材１３を
介して、車体側の部材の一例としてのサイドメンバ１４
に固定されている。基材１３はサイドメンバ１４の端面
に設けられている。

ＦＲＰ部材１１の前面側にはアマ−チャーと呼ハレルハ
ンパ本体１５と、このバンパ本体１５を覆う合成樹脂製
フェイシャ１６などが設けられている。１７はタイヤで
ある。バンパ本体１５は、−例として繊維強化プラスチ
ックからなる成形品であるが、板金をプレス成形したも
のであってもかまわない。バンバ本体１５は、連結用ブ
ラヶッ１−１８を介してＦＲＰ部材１１の他方の端部１
９に連結されている。

ＦＲＰ部材１１は、この部材１１の長さ方向に沿う一方
向強化繊維２０（一部のみ図示）と、周知のマトリック
ス樹脂２１とにより、平面視において略Ｕ状ないしＪ状
に湾曲した形に成形されている。一方向強化繊維２０に
はガラス繊維束か用いられるが、場合によっては炭素繊
維束や有機繊維束が使用されてもよい。第３図に示され
るように、ＦＲＰ部材１１の両端部に、それぞれ長さり
、、Ｌ２にわたる平坦状の部分２２．２３が設けられて
いる。このＦＲＰ部材１１は、衝撃吸収時に荷重点Ｐに
加わる矢印Ｆ方向の力により、曲率半径Ｒが減少する方
向に撓むようにして使われる。

第５図等に示されるように、ブラケット１８はボルト２
５等によって固定されるが、ブラケット１８の裏面側に
、後述する凹部３０に丁度嵌合する凸状部１８ａを設け
るようにしてもよい。このような嵌合構造によれば、１
本のボルト１８を用いていながらもブラケット１８が回
ってしまうようなことかなくなり、ブラケット１８を確
実に固定することができる。

ＦＲＰ部材１１の湾曲外側の面、すなわちこのＦＲＰ部
材１１に矢印Ｆ方向の荷重が負荷された時に引張応力が
生じる側の面に、ＦＲＰ部材１１の長さ方向に沿う溝状
の凹部３０がＦＲＰ部材１１の全長にわたって設けられ
ている。従ってこのＦＲＰ部材１１は、第４図に示され
るように横断面が凹状をなしており、幅方向中央の薄肉
部３１と、この薄肉部３１の両側に位置する一対の厚肉
部３２とを一体に備えた形状に成形されている。

基材１３に、上記凹部３０に嵌合する帯状の金属製動き
止め部材３５が設けられている。動き止め部材３５は溶
接等の適宜の固定手段によって、基材１３に固定されて
いる。この動き止め部材３５は前記凹部３０に嵌合させ
られる。ＦＲＰ部材１１の端部１２は、ボルト等の適宜
の固定用部品３６．３７によって基材１３に固定される
。これら固定用部品３６．３７は、互いにＦＲＰ部材１
１の長さ方向に離間した位置に配置されている。

従って荷重点Ｐから固定用部品３７までの距離１１２が
従来品の距離ｇ、（第１４図参照）よりも短くなり、そ
の分だけＦＲＰ部材１１の端部１２か上下方向に動きに
くくなる。

ＦＲＰ部材１１の寸法は、−例として、全幅Ｂ−６５ｍ
Ｉｎ、薄肉部３１の厚さｔ＋−６ｎｏｎ、厚肉部３２の
厚さｔ２−１８ａ＋Ｉ１１、薄肉部３１の幅Ｂ、−３０
ｍｍ、曲率半径Ｒ−５９ｍｍである。また、一方の平坦
状部分２２の長さり、−２５ｎ＋ｍ、他方の平坦状部分
２３の長さＬ２−４７１１ＩＩ１１である。

このように構成された衝撃吸収装置１０は、衝突等によ
ってバンバ本体１５に前後方向の荷重Ｆが負荷された場
合、前記曲率半径Ｒが狭まる方向にＦＲＰ部材１１が撓
むとともに、一方向に引き揃えられている強化繊維２０
とこの繊維２０を固めているマトリックス樹脂２１とが
協働して衝突エネルギーを蓄える。本実施例のＦＲＰ部
材１１の端部１２は、凹部３０と動き止め部材３５とが
嵌合していることによって、幅方向（図示上下方向）へ
の動きが拘束されているため、荷重Ｆが加わった時にＦ
ＲＰ部材１１がねじれる方向に撓むことか抑制され、所
定の応力下で衝撃吸収機能が発揮される。

次表１に、本実施例のＦＲＰ部材１１と従来品（第１４
図参照）の主要諸元を比較して示す。本実施例のＦＲＰ
部材１１は、従来品と同等のばね定数とした場合に約１
５％の軽量化が図れる。

表　　　　　　　１ 第６図に本発明の第２実施例を示す。この実施例の動き
止め部材３８の長さＬ４は第１実施例の動き止め部材３
５の半分程度である。それ以外の構成と作用効果は前記
第１実施例と同様である。

第７図に示された本発明の第３実施例は、ＦＲＰ部材１
１の端部１２に長さし、にわたって幅広部４０を設ける
とともに、この幅広部４０の内側のみに凹部４１を設け
、この凹部４１に動き止め部材３８を嵌合させるように
している。また、ブラケット１８の回り止めをなすため
に２本のボルト２５．２６が使用されている。

第８図に示された本発明の第４実施例においては、サイ
ドメンバ１４の一部である端板４５に動き止め用の凸部
４６を一体に成形するようにしている。端板４５が厚す
ぎて凸部４６を成形することが困難な場合には、端板４
５とは別に用意された薄手の板金あるいは合成樹脂プレ
ートからなる基材（図示せず）に上記凸部４６に相当す
る部分を設け、この基材を端板４５に溶接あるいはボル
ト等によって固定してもよい。

第９図に示された本発明の第５実施例は、ＦＲＰ部材１
１の端部１２の平坦状部分２３を抱え込む形状の動き止
め部材６０が使われており、この動き止め部材６０をボ
ルトあるいはリベット等の適宜の固定用部品６１によっ
て、基材６２に固定するようになっている。

上記各実施例のいずれにおいても、ＦＲＰ部材］１の固
定に接着剤が併用されてもよいし、また、ＦＲＰ部材１
１の摩耗・損傷等を防ぐために適宜のスペーサが介在さ
れてもよい。

第１０図に示された本発明の第６実施例においては、Ｆ
ＲＰ部材１１の端部１２を抱え込む形状の動き止め部材
７０を接着剤によって端部１２に固定するとともに、動
き止め部材７ｏをボルト等の適宜の固定用部品７１とス
ペーサ７２等を用いて基材６２に固定するようにしてい
る。動き止め部材７０とＦＲＰ部材１１との間に、ＦＲ
Ｐ部材１１の摩耗等を防止する等の目的で適宜のスペー
サを介在させてもよい。

第１１図に示されたＦＲＰ部材１１のように、圧縮側の
面に凹部３０を設けてもよいし、あるいは第１２図に示
されるＦＲＰ部材１１のように、圧縮側と引張側の面に
それぞれ凹部３０ａ。

３０ｂを設け、軽量化を図ってもよい。

なお、ＦＲＰ部材１１の取付方向等の具体的態様は上記
各実施例以外であってもよいし、本発明はバンバシステ
ム以外の各種用途にも利用することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、ＦＲＰ部材が衝撃吸収時に指定方向以
外の方向に撓むことを抑制でき、ＦＲＰ部材に所定の衝
撃吸収性能を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は衝撃吸収装置の斜視図、第２図は衝撃吸収装置を備
えたバンバシステムの平面図、第３図はＦＲＰ部材の平
面図、第４図は第３図中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、
第５図はブラケット取付部分の斜視図、第６図ないし第
１０図はそれぞれ本発明の互いに異なる実施例を示すそ
れぞれ斜視図、第１１図および第１２図はそれぞれＦＲ
Ｐ部材の変形例を示すそれぞれ斜視図、第１３図は従来
の衝撃吸収装置を備えたバンバシステムの平面図、第１
４図は第１３図中に示された従来の衝撃吸収装置の斜視
図である。 １０・・・衝撃吸収装置、１１・・・ＦＲＰ部材、・１
２・・・端部、１３・・・基材、１４・・・車体側の部
材、２０・・・一方向強化繊維、２１・・・マトリック
ス樹脂、３０・・・凹部、３５．３８・・・動き止め部
材、４６・・・動き止め用凸部、５０・・・基材、５１
．．５２６０・・・動き止め部材、６２−・・基材、７
０・・・動き止め部材。 第３図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）略Ｕ状ないしＪ状に湾曲した形状に成形されてい
   て曲率半径が狭まる方向に荷重が負荷されるＦＲＰ部材
   と、上記ＦＲＰ部材の端部が固定される基材とを備えた
   衝撃吸収装置であって、上記ＦＲＰ部材の少なくとも上
   記端部にＦＲＰ部材の長さ方向に沿う凹部を設けるとと
   もに、上記基材に、上記凹部に嵌合可能な動き止め部材
   を設け、これら凹部と動き止め部材を互いに嵌合させた
   状態でＦＲＰ部材の上記端部を上記基材に固定したこと
   を特徴とするＦＲＰ部材を備えた衝撃吸収装置。
2. （２）上記凹部は上記ＦＲＰ部材の長さ方向全長にわた
   っており、しかもこの凹部はＦＲＰ部材に上記方向の荷
   重が負荷された時に引張応力が生じる側に設けられてい
   る請求項１記載のＦＲＰ部材を備えた衝撃吸収装置。