JPH0544120Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

《産業上の利用分野》 本考案は自動車用バンパー、梁材などのような
曲げ荷重が働く長尺状構造体に関し、特にその物
性を改良したものに関する。 《従来技術とその問題点》 周知のように、梁材、自動車用バンパービーム
などの長尺構造体には、鋼などの金属材料が主と
して使用されていた。 ところで、特に、自動車では近時軽量化が強化
に推進されており、バンパービームの材料とし
て、金属から合成樹脂への転換が検討されてい
る。 第３図は合成樹脂材料で検討されているバンパ
ービームの断面形状の一例を示している。同図の
バンパービームは、対面配置された一対の側板
２，２と、側板２，２間を連結する天板１とから
構成されている。 しかし、このような断面形状の部材に荷重を負
荷すると、荷重点に応力が集中し、天板１及び側
板２が湾曲したような状態となつて断面係数が活
かされた状態で荷重を担持できず、機械特性が充
分に発揮された状態の物性が達成されないので、
例えば天板１、側板２の板厚をさらに厚くして満
足する物性のものを得なければならず、重量が増
加して軽量化のメリツトが減殺されるばかりか、
長尺部材の製作時には金型を加圧し材料を流動さ
せた後、加圧状態を保持した状態で長尺部材の最
大板厚１mmにつき約10秒間の冷却固化時間を要し
ていたので生産効率を低下させる原因にもなる。 また、上記従来の断面形状の長尺体では、前記
の応力集中を緩和するため、各種の発泡材等と複
合させて応力集中を防ぐ方法も採用されている
が、発泡材は比較的価格が高く、製品コストの上
昇を招来するので、余り奨用できる方法ではな
い。 そこで本考案者らは、上記問題点が克服できる
軽量で、曲げ荷重（圧縮荷重）に対して耐性のあ
る合成樹脂製長尺体の構造を鋭意検討して本考案
に完成に至つた。 《問題点を解決するための手段》 上記問題点を解決するための本考案の構成は、
複数の側板と、この側板間に延設された天板とを
有する耐荷重性の合成樹脂製長尺構造体におい
て、前記天板の上面側に前記側板の幅の延長方向
の範囲内に少なくとも一部が含まれる突起を長手
方向に沿つて所要部位に一体形成してなる。 本考案の合成樹脂製長尺構造体は、合成樹脂を
マツチドメタルダイによつて成形したり、あるい
は射出成形などによつて得られものであつて、そ
の断面は状あるいは〓状などの形状で、側板が
天板によつて連結された形状の長尺構造体の所要
部位に、天板の上面側に、側板の幅の延長方向で
あつて側板の幅の範囲内に少くとも一部が含まれ
る突起を設けたものである。この突起の幅、高
さ、長手軸方向の長さおよび設ける位置は、長尺
構造体に作用する力、あるいは繊維強化合成樹脂
を使用するときは、補強繊維の分散性等に応じて
決定され、本考案の長尺構造体に使用できる合成
樹脂は各種のエンジニアリングプラスチツクや、
各種補強繊維が添加された繊維強化熱可塑性樹
脂、あるいはシートモールデイングコンパウンド
（SMC）などのような繊維強化熱硬化性樹脂など
が挙げられ、前記強化熱可塑性樹脂は、補強繊維
が長繊維状のものあるいはと短繊維状のもの何れ
のものであつてもよい。 《作用》 本考案の合成樹脂製長尺構造体は荷重が負荷さ
れる部位に突起を有しているので、この突起によ
り受けた荷重が側板に分散伝搬され、長尺構造体
の断面全体で荷重を担持できるので、本来の強度
を発現することができる。 《実施例》 以下本考案については好適な実施例により説明
する。 実施例 １ ガラス長繊維とポリプロピレン樹脂を複合した
圧縮成形用原板（出願人製：商品名：アズデル）
であつて、該原板の補強マツトとして原板の長手
方向にガラスロービングを22重量％配向させてニ
ードルパンチングしたものを使用し、これにポリ
プロピレン樹脂を含浸した繊維含有率40重量％、
厚み3.7mmの原板を加熱炉中で200〜210℃に加熱
し、このホツトブランクを10枚重ねてこれを第１
図に示す形状に対応した金型を取着したプレス成
形装置に供給して成形圧150Kg／cm²で圧縮成形し
て自動車用のバンパービームを得た。 得られたビームは天板１の肉厚ｔが８mm、側板
２，２の厚みが８mm、側板２，２の高さが91mm
で、側板２，２のの両下端に９mmのフランジ５，
５をそれぞれ設け全幅を160mmとするとともに、
天板１の上部で側板２，２の幅の延長方向にほぼ
一致させるようにして高さ10mm、幅10mmの突起
４，４を中央部の400mmの長さに亘つて設けた全
長1200mmで製品重量が４Kgのものである。 側板２，２の傾斜は金型から脱型するためのも
ので抜き勾配としてθを5°にしたものである。 本実施例により得られたバンパー用ビームにつ
いて支点間距離1000mm、荷重子の半径150mm、荷
重速度２mm／秒で３点曲げ試験を行ない、荷重−
歪み曲線から破断荷重および破断時の撓みを求め
た。 この結果、破壊荷重が3720Kg、撓み量が28mmで
あつた。 比較例 １ 実施例１と同一の原板を使用して、実施例１と
比較して突起部４，４を有さない同一重量のバン
パー用ビームを試作した。 この試作ビームの物性を前記と同様に測定した
結果、破壊荷重3380Kg、撓み量24mmであつた。 実施例 ２ 実施例１と同一の原板を使用して、実施例１と
比較して天板１の厚みを12mm、フランジ５の厚み
を13mmとし、突起４を有する製品重量4.9Kgのバ
ンパー用ビームを得た。 このビームの破壊荷重は5670Kg、撓みは32mmで
あつた。 なお、本実施例で突起４の高さ、及び幅につい
て検討したところ、突起４の高さは５mm以上、幅
は10mm以上あれば補強繊維としてのガラス繊維の
流れが良好で物性発現上有効であることが認めら
れた。 比較例 ２ 突起４を有さないほかは実施例２と同一の製品
重量4.9Kgのバンパー用ビームを試作し、物性を
測定した。 この結果、破壊荷重4500Kg、撓み量25mmであつ
た。 上記の物性測定結果から明らかなように、実施
例の合成樹脂製長尺体（バンパー用ビーム）は、
突起４を有さない比較例のものと比較して破壊荷
重Ｐが大きく、撓み量δも大きい。このため破壊
荷重Ｐと撓み量δの積も大きくなり、この値に比
例する破壊エネルギーも大となるので、衝撃吸収
が要求されるバンパー用ビームとして実用上好適
である。 実施例、比較例の物性をまとめて第１表に示
す。

【表】 三点曲げ試験による値
第２図は本考案の他の実施例を示しており、こ
の実施例では天板１の上面に突設した一対の突起
４，４を相互に近接する方向に移動し、それぞれ
の突起４の幅の一部が各側板２，２の幅の延長方
向内に含まれるような断面構造となつている。 この第２実施例に示した断面構造によつても上
記実施例１，２とほぼ同様の作用効果が得られる
ことが確認されている。 《効果》 以上、実施例により詳細に説明したように本考
案の合成樹脂製長尺体は荷重を集中的に受ける部
位に突起を有しているので、該突起により荷重を
長尺体の断面全体に分散させるので高い破壊荷重
を得ることができるとともに、破壊に至る撓み量
も大きいので、破壊エネルギーが従来のものと比
較して大となる結果、同一の破壊荷重が得られる
長尺部材の板厚を小さくすることができ、もつて
軽量化が図れるとともに、製作時における冷却時
間を短縮することができて生産効率を向上させる
ことができ、自動車用バンパービームなどに利用
できるきわめて有用な考案である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の合成樹脂製長尺構造体の一例
を示す側面図と−断面図、第２図は本考案の
他の実施例を示す断面図、第３図は従来の長尺構
造体の断面図である。 １……天板、２……側板、４……突起、５……
フランジ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数の側板と、この側板間に延設された天板
   とを有する耐荷重性の合成樹脂製長尺構造体に
   おいて、前記天板の上面側に前記側板の幅の延
   長方向の範囲内に少なくとも一部が含まれる突
   起を長手方向に沿つて所要部位に一体形成して
   なることを特徴とする合成樹脂製長尺構造体。 (2) 前記合成樹脂は、繊維強化合成樹脂であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製長尺
   構造体。 (3) 前記繊維強化合成樹脂は、長繊維状ガラス繊
   維を補強繊維として含むことを特徴とする請求
   項２記載の合成樹脂製長尺構造体。