JPH08310317A - バンパービーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 軽量かつ簡易な構造で衝撃エネルギー吸収効
果が十分である合成樹脂製バンパーシステムに適するバ
ンパービームを提供すること。 【構成】 繊維類補強材で補強された略コ字状断面を有
する合成樹脂製のバンパービームであって、その前表面
上に、バンパービーム本体を構成するマトリックス樹脂
の一部を立設せしめた少なくとも２条の樹脂製リブを有
する、バンパービームである。繊維類補強材で補強され
た合成樹脂素材としてスタンパブルシートを使用するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等各種車両のた
めのバンパービームに関し、特に簡単な構成でありなが
らエネルギー吸収性に優れた合成樹脂製バンパーシステ
ムを構成し得るバンパービームに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等各種車両の前後には車両同士ま
たはその他物体との衝突や接触時の衝撃を緩和するため
の緩衝機構として、バンパーシステムが装備される。過
去のバンパーとしては、鋼板を曲げ加工したものが主流
を占めていた。

【０００３】しかし、鋼板加工品はそれ自体反発係数が
大きく、必要かつ十分な緩衝効果を得るのが難しいこと
が指摘されている。例えば、当該車両にとって考慮し得
る最大の衝撃に耐え得る強度のものとすると、頑強にな
り過ぎて重量及びコストが過大となり、車両軽量化やコ
スト低減等の要請に反する。

【０００４】反対に、小さな衝撃で変形するようなもの
では、衝突事故等の緩衝作用が必要な際に十分な効果を
発揮することができない。したがって、バンパーの取り
付け部分にばねまたは油圧等によって衝撃を十分に吸収
するための緩衝手段またはエネルギー吸収のための発泡
体を介在させることが多い。

【０００５】近年の自動車は、性能向上に加えて、デザ
インの点でも要求水準が高くなり、安全面の基本性能は
もとより、外観の優美さも追求される傾向にある。バン
パーも例外ではなく、形状、色彩等の点でボディデザイ
ンにマッチしたものが要求されている。さらに、省燃費
および運転性能向上の観点等から、車体の軽量化が検討
されており、その一環として大形部品であるバンパーの
軽量化が重要なテーマとなる。

【０００６】このようなバンパーの位置付けからみる
と、鋼板製バンパーでは十分に対応はできない。そのた
め、合成樹脂、特にエンジニアリングプラスチック製の
バンパーシステムが各種提案されている。

【０００７】一般に、合成樹脂製のバンパーは、その左
半分の平面図を示す図４のようなバンパービーム１を使
用する。このバンパービーム１は、従来、鋼板を曲げ加
工したものが多く用いられていたが、最近はガラス繊維
や炭素繊維等の繊維類によって補強された合成樹脂製バ
ンパービームも用いられはじめている。

【０００８】中央部断面および左方端部付近の断面を示
す図５のように、略コ字状に形成されることが多い。こ
のようなバンパービーム１に対して、外表面を形成する
バンパーフェイシア２と、これら両者の中間に介在せし
められて、エネルギー吸収体３として機能するプラスチ
ック発泡体の組合せとして構成される。

【０００９】また、バンパーフェイシア２は、ポリプロ
ピレン製やその他複数樹脂を混合したポリマーアロイま
たはアルミニウム製で、成形後車体と同様の塗装を施し
たものが多く使用されている。

【００１０】また、エネルギー吸収体３は、ウレタンや
ポリプロピレンの発泡体が広く使用されている。

【００１１】かかる構成のバンパーシステムにおいて
は、プラスチック発泡体が別体であるため、発泡体の加
工およびバンパーシステムへの組付け作業等の工数が増
加し、コストの面でも不利なことが多かった。

【００１２】このような経済的な理由に加えて、エネル
ギー吸収体（プラスチック発泡体）の性能のばらつきが
大きいため、十分なエネルギー吸収効果を得ようとする
と、発泡体の量を大幅に増やす必要があり、バンパース
ペースを極力小さくしようとする要請にも合致しない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な要求に対応する構造の合成樹脂製バンパーシステムを
構成するに適したバンパービムを提供することを課題と
する。

【００１４】このような課題を解決するために、本発明
者等は、鋭意検討を重ね、別体のエネルギー吸収体を必
要とせずに、所望の緩衝機能を発揮するバンパービーム
の開発に成功した。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この課題は、繊維類の補
強材で補強された略コ字状を有する合成樹脂製のバンパ
ービームであって、その前表面上に、バンパービーム本
体を構成する樹脂の一部を立設せしめた少なくとも２条
の樹脂製リブを有するバンパービームによって解決され
る。また、好ましくは、ビーム材料としては、スタンパ
ブルシートを用い、リブの寸法を、リブ付け根のＡ、リ
ブ高さをＢとしたとき、Ｂ＞３Ａの関係が成立すると特
に都合がよい。

【００１６】

【作用】本発明にかかる合成樹脂製バンパーシステムの
ためのバンパービームによれば、ごく軽度の衝撃は、バ
ンパーフェイシアで受容吸収し、それ以上のやや大きな
衝撃はバンパービームから一体的に立設される複数のリ
ブの変形作用または屈曲作用によって主として受容吸収
する。さらに、これら限界を超越した強い衝撃は、繊維
類等の補強材によって十分に補強されたバンパービーム
本体によって受容する。

【００１７】上述のように、本発明にしたがって形成さ
れたバンパービームによれば、別体として形成されたエ
ネルギー吸収体を必要とせずにその上に直接バンパーフ
ェイシアを被覆せしめることが可能となる。かかる構成
においても上述のように十分な緩衝効果を発揮すること
ができる。

【００１８】さらに、表面に形成された複数のリブの存
在によってバンパービーム自体の反力が大きくなるた
め、より少ない変形量で多くの衝撃エネルギーを吸収し
得る効果が得られる。同時に、リブの変形により、衝突
体をより広い面積で受け止めるため、応力集中によるバ
ンパービームの破損、したがって車体への直接の衝撃を
緩和することができる。

【００１９】

【実施例】以下、添付図を参照しつつ実施例に即して本
発明の内容を開示する。図１は、本発明にかかる車両用
バンパーのバンパービーム１０の基本構成を示す左半部
平面図である。

【００２０】図１によれば、バンパービーム本体１０の
前表面には、複数のリブ１２が形成されている。このよ
うなバンパービーム１０は、本実施例では、長さ１０ｍ
ｍ以上のガラス繊維をランダムに分散して含むマトリッ
クス樹脂よりなる長繊維含有樹脂体を素材として形成し
た。

【００２１】このような長繊維含有樹脂体としては、 樹脂分；３０〜９０％で、ＰＰ（ポリプロピレン）、Ｐ
ＰＯ／ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテ
レフタレート等が使用可能である。また、ガラス繊維；
１０〜７０％で、連続ガラス繊維、および繊維長１０〜
５０ｍｍのものが使用される。このような長繊維含有樹
脂のシート状材料は、いわゆるスタンピング用プレスに
よって成形加工することが可能であることから一般にス
タンパブルシートと呼称されている。

【００２２】この場合の熱可塑性樹脂として、例えば、
ＰＰであるマトリックス樹脂のシートによってガラス繊
維を上下から一体的に包囲した、長繊維含有樹脂体製品
は、Ａｚｄｅｌ（登録商標）として市販されており、適
宜入手することができる。

【００２３】本バンパービームを形成するには、例え
ば、上記のような長繊維含有樹脂体を所定の寸法に切断
し、加熱された圧縮成形型中に置き、加熱しつつ高速圧
縮成形することにより得ることができる。

【００２４】この場合、形成すべきリブには、補強用の
繊維類は含まれないかあるいは含まれる量が少量である
方が都合がよい。これは、バンパービーム本体は十分に
高い剛性を有する方が望ましいのに対して、リブ部分
は、バンパーフェイシアを介しての外部からの衝撃吸収
を、リブの変形もしくは座屈によって行なうため、補強
用の繊維類が少ない方が望ましいためである。

【００２５】上記のような圧縮成形を行なう際に、図１
の前表面に対応する金型には、リブ１２を形成するため
の凹部を形成しておく。このような凹部は、形成しよう
とするリブの寸法、条数に合わせて形成される。

【００２６】長繊維含有樹脂体を、ＩＲ（遠赤外）オー
ブン等で樹脂温度が２００±１０℃になるように加熱
し、その後リブに相当する複数の凹部を有する暖められ
た金型の上に載置し、圧縮成形すると、樹脂体の樹脂成
分が部分的に金型の凹部内に入り込む。その後、冷却し
金型から取り出すと、凹部に対応する複数のリブが本体
上に一体的に立設されたバンパービームが得られる。

【００２７】このように形成されるリブには、補強用の
繊維類は含まれないかあるいは含まれる量が少量とな
る。これは、長繊維含有樹脂体シートの中で、少なくと
も部分的に溶融して流動性の良いマトリックス樹脂の表
面部分が、リブ形成のために金型に形成された凹部に押
入される。

【００２８】これに対して、長繊維含有樹脂体内の繊維
成分は容易に移動せず、主としてバンパービーム本体内
に残留する。さらにリブの厚みが０．５〜３．０ｍｍと
した場合には、リブ厚が薄いため、長繊維補強体がリブ
内に入り込むことを阻止することができ効果的である。

【００２９】また、ここで形成されるリブの数は、少な
くとも２本であるが、当該バンパービームを使用する車
両の種類、車重、用途等によって異なる。この場合、リ
ブ数が少ない場合には、比較的大きな厚みのリブを形成
することが必要となる。これに対してリブ数が多い場合
には、並列となるリブ全体によって外部衝撃を受容する
ことになるため、各々は比較的薄いリブとすることがで
きる。

【００３０】このように形成されるリブが薄肉リブであ
る場合は、リブ内には繊維補強材が僅かしか充填されな
いためマトリックス樹脂本来の復元性に富んだリブが形
成される。反対に、厚肉リブの場合には、繊維補強材が
充填され易く、外部からのエネルギー吸収にあたって座
屈を生じ易くなる。

【００３１】エネルギー吸収をより効率的に行なうため
には、繊維補強材の充填率が少ないリブを形成すること
が望ましい。このようにな薄肉リブの形成のためには、
図３に示すように、例えば、リブの根元付近の厚さＡと
リブの高さＢとの間に、Ｂ／Ａ＞３の関係が成り立つよ
うに構成すると都合がよい。

【００３２】このリブの各部の寸法（図３）は、以下の
ような範囲のものが実用的である。 Ａ：（強い衝撃を受ける部位） ０．５〜１５ｍｍ、 （軽い衝撃を受ける部位） ０．５〜３ｍｍ、 Ｂ：３〜７０ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍ、 Ｃ：０．２〜１０ｍｍ、好ましくは０．３〜２ｍｍ．

【００３３】これらのエネルギー吸収用のリブは、それ
ぞれエネルギー吸収のメカニズムが異なるため、用途に
応じて適宜選択することができる。また、両者を適宜組
み合わせることにより、より合理的なエネルギー吸収構
造を形成することができる。すなわち、軽微な外部衝撃
を受け易い部分には、復元性に富んだリブを形成し、重
大な外部衝撃を受け易く、車体に対して大きなダメージ
を与えることが予想される部位には、座屈しながらエネ
ルギー吸収を目的とする厚肉リブを組み合わせるように
形成することもできる。

【００３４】このような各種リブの配置は、バンパービ
ーム前表面の上下、中間部、左右等によっても、形状、
条数、配置等を適宜考慮することができる。また、リブ
の方向も、水平や垂直に配置し得ることはもとより、傾
斜リブまたは交差リブとすることもできる。

【００３５】

【発明の効果】本発明にかかる車両用バンパーのバンパ
ービームによれば、所定寸法に切断された繊維類補強材
含有樹脂体、例えばスタンパブルシートを、加熱圧縮成
形する際に、エネルギー吸収体として機能する樹脂製一
体リブを同時に形成することができる。このエネルギー
吸収のためのリブには繊維類の補強材が殆ど含まれない
ように形成することができ、復元性に富んだエネルギー
吸収体が得られる。

【００３６】このようなバンパービームは、合成樹脂製
バンパーシステムを形成する際に、ウレタンやポリプロ
ピレン等の発泡体からなる別体のエネルギー吸収体を必
要としない。原材料費、製造コスト、管理・保管に関す
る費用等が軽減されることはもとより、バンパーシステ
ムの組み立て、車体への取り付け等の全ての作業が簡易
になる。

【００３７】さらに、本発明にかかる車両用バンパーシ
ステムのための合成樹脂製バンパービームは、軽量であ
り、省エネルギーの観点から車両の軽量化の面で大きな
利点となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるバンパービームの基本構成を示
す平面図である。

【図２】本発明にかかるバンパービームの断面図であ
る。

【図３】リブの形状の例を示す断面図である。

【図４】従来技術にかかるバンパービームの構成を示す
平面図である。

【図５】従来技術にかかる合成樹脂製のバンパービーム
の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ バンパービーム １２ 第１のリブ １４ 第２のリブ １６ 第３のリブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維類補強材で補強された略コ字状断面
   を有する合成樹脂製のバンパービームであって、その前
   表面上に、バンパービーム本体を構成するマトリックス
   樹脂の一部を立設せしめた少なくとも２条の樹脂製リブ
   を有することを特徴とするバンパービーム。
2. 【請求項２】前記バンパービームを形成する素材が、ス
   タンパブルシートであって、その前表面に形成されるリ
   ブが、リブ付け根の厚さをＡ、リブ高さをＢとしたと
   き、 Ｂ＞３Ａ の関係を有することを特徴とする、請求項１に記載のバ
   ンパービーム。