JP2015116809A - 車両用バックビーム - Google Patents

Abstract

【課題】成形性が確保されると共に、ハイブリッド素材間の界面接合力を向上させた車両用バックビームを提供する。【解決手段】繊維を含有した高強度複合プラスチックで形成されたフレーム部と、フレーム部の外面を囲むように形成されフレーム部がインサートされて射出された外被部と、を含み、フレーム部は、長繊維が含有された長繊維材と、連続繊維が含有された連続繊維材と、が層をなして接合されて構成されたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用バックビームに係り、より詳しくは、成形性が確保されるとともに、ハイブリッド素材間の界面接合力が向上した車両用バックビームに関する。

バンパー用バックビームは、プラスチックと金属とで形成されている。プラスチックバックビームは、ガラス繊維及び炭素繊維によって補強されている高強度プラスチック複合材バックビームと、繊維によって補強されていない一般プラスチックバックビームと、に区分される。

高強度プラスチック複合材バックビームの製造には、高強度、高剛性のシート形状の中間材を使用し、一般的に熱プレス成形工法が適用されるため、部品デザインの自由度の制約があり、それにより追加部材が要求され、原価、重量の上昇及び解体性が不利になるという問題点がある。

一般プラスチックの射出バックビームは、デザインの自由度に優れ、原価節減効果が高いという長所を持っているが、高強度プラスチックバックビームに比べ剛性が不足するために、低い耐衝撃性能しか要求されない車両に限定して適用するしかない（例えば特許文献２を参照）。

前記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景についての理解増進のためのものであるだけであって、この技術分野で通常の知識を有する者に既に知られた従来技術に該当することを認めるものと受け入れられてはならない。

ＫＲ１０−２０１３−００４８３７６Ａ 特開平１１−３０１３８０号公報

本発明は、成形性が確保されると共に、ハイブリッド素材間の界面接合力を向上させた車両用バックビームを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するための本発明による車両用バックビームは、繊維を含有した高強度複合プラスチックで形成されたフレーム部と、フレーム部の外面をめぐるように形成されフレーム部がインサートされて射出された外被部と、を含む。

前記フレーム部は、長繊維が含有された長繊維材と、連続繊維が含有された連続繊維材と、が層をなして接合されて構成されることができる。

前記フレーム部は、長繊維材が、外被部と接する位置に配置されることができる。

前記フレーム部は、最上層の長繊維材と、その下部に複数の層に接合された複数の連続繊維材と、で構成されることができる。

前記繊維は、ガラス繊維、カーボンファイバー、及びアラミド繊維から成る群の中のいずれか１以上で構成されることができる。

前記外被部は、フレーム部の前面、上面、下面を外側で囲む形状に射出されることができる。

前記フレーム部は、複数の繊維材がロールによって圧着され積層された後、加熱されて製造されることができる。

前記外被部は、フレーム部の前面、上面、下面を外側で囲む形状に射出され、一部部分でフレーム部の内側面をともに覆う形状に射出されることができる。

かかる構造からなる本発明の車両用バックビームは、成形加工の容易性が確保されると共に、ハイブリッド素材間の界面接合力を向上させることができる。

本発明の車両用バックビームの斜視図である。 本発明の車両用バックビームの要部詳細図である。 本発明の車両用バックビームのフレーム部の断面を示した図面である。 図１に示された車両用バックビームのＡ−Ａの断面を示した部分断面図である。 本発明の車両用バックビームの製造工程を示した図である。 本発明の車両用バックビームの製造工程を示した図である。 本発明の車両用バックビームの製造工程を示した図である。 本発明の車両用バックビームの製造工程を示した図である。 本発明の車両用バックビームの製造工程を示した図である。 本発明の車両用バックビームの製造工程を示した図である。 本発明の車両用バックビームの製造工程を示した図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例について詳細に記述する。

図１は、本発明の車両用バックビームの斜視図であり、図２は、本発明の車両用バックビームの要部詳細図であり、図３は、本発明の車両用バックビームのフレーム部の断面を示した図であり、図４は図１のＡ−Ａの断面を示した部分断面図であり、図５乃至図１１は、本発明の車両用バックビームの製造工程を示した図である。

本発明の車両用バックビームは、繊維が含有された高強度複合プラスチックで形成されたフレーム部１００と、フレーム部１００の外面をめぐるように形成されフレーム部１００がインサートされて射出された外被部２００と、を含み、異種材質でハイブリッド型に製造されたものである。本発明の車両用バックビームのメインの骨組みは、フレーム部が構成し、外部表皮は、外被材が構成するようにしたものである。

具体的には、本発明の車両用バックビームは、バックビーム内部に高強度プラスチックを挿入して射出成形する。この際に性能と係わる主要因子は、高強度プラスチックと一般プラスチック間の接合部の界面結合力である。

図２に示すように、フレーム部１００は、長繊維を含有する長繊維材１２０と、連続繊維を含有する連続繊維材１４０と、が層をなして接合されることにより構成されることができる。

高強度プラスチックは、長繊維と樹脂とが混合された長繊維複合素材、又は連続繊維と樹脂とが混合された連続繊維複合素材が一般的である。連続繊維複合素材は、長繊維複合素材に比べ強度及び剛性に優れ、長繊維複合素材は、連続繊維複合素材に比べ成形（デザイン）の自由度に優れるため、本発明においては、連続繊維と長繊維とのハイブリッド複合素材を利用したものである。

ハイブリッド複合素材を使用する目的は、一般プラスチックと高強度プラスチックとの界面結合力を増加させるためである。
本発明の高強度プラスチックは、７０％以上の連続繊維複合素材と、３０％水準の長繊維複合素材と、で構成され、一般プラスチックとの接合部に位置して素材間の結合力を増加させる。これによってフレーム部は、図１及び図２に示すように、長繊維材を、外被部と接する位置に配置することができる。

一方、フレーム部は、図３に示すように、最上層の長繊維材１２０と、その下部に複数の層に接合された複数の連続繊維材１４０と、で構成することができる。
繊維は、ガラス繊維、カーボンファイバー、及びアラミド繊維のうちのいずれか一以上で構成することができる。

高強度プラスチックの、一般プラスチックと接する面に長繊維層を構成する方法は、高強度プラスチック生地の生産時に、一方の面を長繊維層で構成する方式を利用するのである。

一方、外被部２００は、図１に示すように、フレーム部１００の前面、上面、及び下面を外側から囲む形状に射出することができる。特に、外被部２００は、図４に示すように、フレーム部１００の前面、上面、及び下面を外側から囲む形状に射出され、一部部分２２０がフレーム部１００の内側面を共に覆う形状に射出することができる。

高強度プラスチックによって形成されたインサート射出バックビームの、素材間の接合面を構成する時、高強度プラスチックを一般プラスチックの内側に位置するようにするのがバックビーム性能に有利で、特に高強度プラスチックの全区間が全て内側に位置する場合よりは、高強度プラスチックの一部分の前面が一般プラスチックによって囲まれる構造の方が有利である。この際、囲む面は、幅５ｍｍ以上、厚さ２ｍｍ以上の場合に効果を発揮することができる。

図５、６に示すように、フレーム部は、複数の繊維材をロールによって圧着し積層した後、加熱して製造することができる。

すなわち、バックビーム内で高強度プラスチック層を構成する方式の中の一つは、図５に示すように、連続繊維及び長繊維生地はそれぞれがロール（ｒｏｌｌ）形態で準備され、ダブルベルトプレス及び多段プレスを介して連続繊維と長繊維とが結合された一つの生地が成形され、図６に示すように、異種の素材が結合された生地は、オーブンで加熱された後、図７に示すように、射出及びプレス金型に投入される方式である。

バックビーム内で高強度プラスチック層を構成する他の方式は、図８に示すように、それぞれの連続繊維生地と長繊維生地とをオーブン内で積層し、図１０、１１に示すように、加熱した後、射出及びプレス金型に投入して高強度プラスチック層を形成する方式である。但し、図９に示すように、生地を金型内に投入する前に、ロ−ル形態のプレスで加圧して生地間の結合力を増加させることができる。

上述したような構造からなる車両用バックビームによれば、成形性が確保されるとともに、ハイブリッド素材間の界面接合力を向上させることができる。

本発明を特定の実施例に関して図面を示しながら説明したが、本発明が、特許請求の範囲によって提供される本発明の技術的思想を逸脱しない限度内で多様に改良及び変化させることができるということは、当業界で通常の知識を有する者にとって自明なことである。

１００ フレーム部
１２０ 長繊維材
１４０ 連続繊維材
２００ 外被部
２２０ 一部部分

Claims (8)

1. 繊維を含有した高強度複合プラスチックで形成されたフレーム部と、前記フレーム部の外面をめぐるように形成され前記フレーム部がインサートされて射出された外被部と、を含むことを特徴とする車両用バックビーム。
2. 前記フレーム部は、長繊維が含有された長繊維材と、連続繊維が含有された連続繊維材と、が層をなして接合されて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用バックビーム。
3. 前記フレーム部は、前記長繊維材が、前記外被部と接する位置に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用バックビーム。
4. 前記フレーム部は、最上層の長繊維材と、その下部に複数の層に接合された複数の連続繊維材と、で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用バックビーム。
5. 前記繊維は、ガラス繊維、カーボンファイバー、及びアラミド繊維から成る群の中のいずれか１以上で構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用バックビーム。
6. 前記外被部は、フレーム部の前面、上面、下面を外側で囲む形状に射出されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用バックビーム。
7. 前記フレーム部は、複数の繊維材がロールによって圧着され積層された後、加熱されて製造されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用バックビーム。
8. 前記外被部は、フレーム部の前面、上面、下面を外側で囲む形状に射出され、一部部分でフレーム部の内側面を共に覆う形状に射出されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用バックビーム。

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