(57)【要約】【課題】金属製の車両構成部材にシート状に形成された繊維強化樹脂製の補強部材を接着する構造において、車両構成部材と補強部材の接合強度の向上を図る。【解決手段】車両構成部材としてのバンパＲＦ１２は、互いに対向して配置された第１縦壁２０及び第２縦壁２２を有する金属製の本体部１３を備えている。そして、第２縦壁２２の車両前後方向内側面に、繊維強化樹脂によって構成されたシート状の補強部材１６が接着剤層１８を介して接合されている。また、接着剤層１８は、補強部材１６の面方向外側端部１６Ａより面方向外側に配置された部位（端部層１８Ｂ）の車両前後方向の厚みが、面方向外側へ向かうにつれて薄くなるように形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置された一対の縦壁を有する金属製の本体部と、
繊維強化樹脂を用いてシート状に形成されかつ一方の前記縦壁における他方の前記縦壁とは反対側の面に配置された補強部材と、
一方の前記縦壁と前記補強部材との間に設けられて両者を接合すると共に、前記補強部材の面方向外側端部より面方向外側に配置された部位の車両前後方向の厚みが、面方向外側へ向かうにつれて薄くなるように形成されている接着剤層と、
を備えた車両構成部材。
【請求項２】
前記補強部材の端面が前記接着剤層に覆われている請求項１に記載の車両構成部材。
【請求項３】
前記接着剤層における前記補強部材の面方向外側端部より面方向外側に配置された部位が、車両前後方向に沿った断面視で四分円状に形成されている、請求項１又は請求項２に記載の車両構成部材。
【請求項４】
請求項１〜請求項３に記載の車両構成部材を製造する車両構成部材の製造方法であって、
前記本体部の一方の前記縦壁に前記接着剤層を設ける第１工程と、
前記接着剤層の上から前記補強部材を構成するシート状に形成された繊維強化樹脂を積層する第２工程と、
積層された前記繊維強化樹脂の上から前記本体部における一方の前記縦壁を被覆部材で覆い、一方の前記縦壁と前記被覆部材との間に形成された内部空間の真空引きを行う第３工程と、
前記被覆部材に覆われた状態で一方の前記縦壁に加熱処理を施し、前記繊維強化樹脂と前記接着剤層の熱硬化処理を同時に行う第４工程と、
を含んで構成される車両構成部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両構成部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、金属製の車両構成部材に繊維強化樹脂（ＦＲＰ）のような複合材を貼り合わせて、車両構成部材の強度を向上させる技術が注目されている。
【０００３】
下記特許文献１には、金属製のバンパリインフォースメントに繊維強化樹脂（ＣＦＲＰやＧＦＲＰ）を用いて形成された補強板が接合された構造が開示されている。この先行技術では、車両幅方向を長手方向とする矩形板状（又はシート状）の補強板が、接着剤を介してバンパリインフォースメントの車両内側の面に固定されている。これにより、バンパリインフォースメントが補強板により補強されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−０３０５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のように金属製の車両構成部材と繊維強化樹脂材との接合構造においては、車両構成部材と繊維強化樹脂材との剥離が起こる場合、接着剤と車両構成部材との剥離が原因となることが多い。
【０００６】
上記バンパリインフォースメントでは、車両の衝突等によって外力が加わった際に、補強板の面方向外側端部に過度に応力が集中すると、この端部を接合する接着剤がバンパリインフォースメントから剥離するおそれがある。このため、補強板の面方向外側端部近傍の接着剤への応力集中を抑制することが、バンパリインフォースメントと補強板との接合強度の向上につながる。
【０００７】
本発明は上記事実を考慮し、金属製の車両構成部材にシート状に形成された繊維強化樹脂製の補強部材を接合する構造において、車両構成部材と補強部材の接合強度の向上を図ることができる車両構成部材及びその製造方法を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の車両構成部材は、互いに対向して配置された一対の縦壁を有する金属製の本体部と、繊維強化樹脂を用いてシート状に形成されかつ一方の前記縦壁における他方の前記縦壁とは反対側の面に配置された補強部材と、一方の前記縦壁と前記補強部材との間に設けられて両者を接合すると共に、前記補強部材の面方向外側端部より面方向外側に配置された部位の車両前後方向の厚みが、面方向外側へ向かうにつれて薄くなるように形成されている接着剤層と、を備えている。
【０００９】
請求項１に記載の車両構成部材によれば、本体部が、互いに対向して配置された一対の縦壁を有している。そして、一方の縦壁における他方の縦壁とは反対側の面に、繊維強化樹脂によって構成されたシート状の補強部材が接着剤層を介して接合されている。これにより、車両構成部材が補強部材によって補強されている。
【００１０】
ここで、請求項１に記載の発明では、接着剤層における補強部材の面方向外側端部より面方向外側に配置された部位の車両前後方向の厚みが、面方向外側へ向かうにつれて薄くなるように形成されている。これにより、車両の衝突等によって車両構成部材に入力された外力が接着剤層へ伝達された際に、補強部材の面方向外側端部近傍に配置された接着剤層へ応力が集中することが抑制される。その結果、接着剤層の面方向外側端部が本体部から剥離することが抑制され、車両構成部材と補強部材の接合強度が向上される。
【００１１】
請求項２に記載の車両構成部材は、請求項１に記載の車両構成部材において、前記補強部材の端面が前記接着剤層に覆われている。
【００１２】
請求項２に記載の車両構成部材によれば、補強部材の端面が接着剤層に覆われている。このため、接着剤層は、補強部材の面方向に沿った接合面と厚み方向に沿った接合面を有している。これにより、例えば、補強部材と接着剤層とが補強部材の面方向に沿った接合面のみで接合される場合と比べて、補強部材と接着剤層との接触面積、言い換えれば、補強部材と接着剤層との接合面積が増加する。その結果、補強部材と接着剤層との接合強度が向上され、ひいては車両構成部材と補強部材の接合強度が向上される。
【００１３】
請求項３に記載の車両構成部材は、請求項１又は請求項２に記載の車両構成部材において、前記接着剤層における前記補強部材の面方向外側端部より面方向外側に配置された部位が、車両前後方向に沿った断面視で四分円状に形成されている。
【００１４】
請求項３に記載の車両構成部材によれば、前記請求項１に記載の発明と同様に接着剤層における補強部材の面方向外側端部より面方向外側に配置された部位の車両前後方向の厚みが、面方向外側へ向かうにつれて薄くなるように形成されている。このため、車両の衝突等によって車両構成部材の接着剤層に外力が加わった際に、補強部材の面方向外側端部近傍に配置された接着剤層へ応力が集中することが抑制される。すなわち、車両構成部材と接着剤層との接合強度が向上される。
【００１５】
また、接着剤層における補強部材の面方向外側端部より面方向外側に配置された部位が、車両前後方向に沿った断面視で四分円状に形成されているため、補強部材の面方向外端部近傍に配置された接着剤層の厚みを確保しやすい。このため、補強部材と接着剤層の接合強度を維持できる。これにより、上記構成の接着剤層では、車両構成部材及び補強部材との接合強度の向上が効果的に達成される。
【００１６】
請求項４に記載の車両構成部材の製造方法は、請求項１〜請求項３に記載の車両構成部材を製造する車両構成部材の製造方法であって、前記本体部の一方の前記縦壁に前記接着剤層を設ける第１工程と、前記接着剤層の上から前記補強部材を構成するシート状に形成された繊維強化樹脂を積層する第２工程と、積層された前記繊維強化樹脂の上から前記本体部における一方の前記縦壁を被覆部材で覆い、一方の前記縦壁と前記被覆部材との間に形成された内部空間の真空引きを行う第３工程と、前記被覆部材に覆われた状態で一方の前記縦壁に加熱処理を施し、前記繊維強化樹脂と前記接着剤層の熱硬化処理を同時に行う第４工程と、を含んで構成されている。
【００１７】
請求項４に記載の車両構成部材の製造方法によれば、予め金属製の本体部の一方の縦壁に接着剤層とシート状の繊維強化樹脂を積層した状態にする第１工程と第２工程を有する。次に、第３工程によって、本体部の一方の縦壁を被覆部材で覆い、本体部の一方の縦壁と被覆部材との間に形成された内部空間の真空引きを行う。その後、第４工程によって、本体部の一方の縦壁に加熱処理を施すことにより、車両構成部材における補強部材と接着剤層の熱硬化処理を同時に行う。
【００１８】
ここで、上記第３工程では、被覆部材が本体部の一方の縦壁に貼りつくように変形される。これに伴い、本体部の一方の縦壁に積層された補強部材（シート状の繊維強化樹脂）と、接着剤層が被覆部材によって押圧される。その結果、接着剤層では、補強部材の面方向外側端部より面方向外側に配置された部位の車両前後方向の厚みが、面方向外側へ向かうにつれて薄くなるように変形される。これにより、上述した請求項１に記載の本発明のように、車両構成部材と補強部材の接合強度の向上を図ることができる車両構成部材を製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の本発明に記載の車両構成部材は、金属製の車両構成部材にシート状に形成された繊維強化樹脂製の補強部材を接合する構造において、車両構成部材と補強部材の接合強度を向上させることができるという優れた効果を有する。
【００２０】
請求項２記載の本発明に記載の車両構成部材は、補強部材と接着剤層との接合強度が向上され、ひいては車両構成部材と補強部材の接合強度を向上させることができるという優れた効果を有する。
【００２１】
請求項３記載の本発明に記載の車両構成部材は、車両構成部材及び補強部材との接合強度の向上が接着剤層により効果的に達成されるという優れた効果を有する。
【００２２】
請求項４記載の本発明に記載の車両構成部材の製造方法は、金属製の車両構成部材にシート状に形成された繊維強化樹脂製の補強部材を接合してなる車両構成部材において、車両構成部材と補強部材の接合強度の向上を図ることができる車両構成部材を製造することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係るバンパリインフォースメントを図３の１−１線で切断した状態を示す拡大断面図である。
【図２】図１において一点鎖線で示される領域Ｐを拡大した要部拡大断面図である。
【図３】第１実施形態に係るバンパリインフォースメントを示す平面図である。
【図４】図３に示されるバンパリインフォースメントを車両前方側から見た背面図である。
【図５】第１実施形態に係るバンパリインフォースメントの製造方法を説明するための概略斜視図である。
【図６】図５に示されたバンパリインフォースメントにブリーザークロスを熱溶着させた状態を説明するための概略斜視図である。
【図７】図６の７−７線に沿って切断した状態を示す概略拡大断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｅ）は、第１実施形態の接着層の変形例を示す図２に対応する断面図である。
【図９】第２実施形態に係るドアビームを示す斜視図である。
【図１０】図９の１０−１０線に沿って切断したドアビームの断面を拡大して示す拡大断面図である。
【図１１】第３実施形態のピラー部を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示された１２−１２線に沿って切断したピラー部の断面を拡大して示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１〜図８を用いて、本発明の第１実施形態に係る車両構成部材としてのバンパＲＦ１２及びその製造方法について説明する。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは、車両幅方向外側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。
【００２５】
図３には、本実施形態に係るバンパＲＦ１２が適用された車両用バンパ１０の要部を車両上方側から見た平面図が示されており、図４には、当該車両用バンパ１０の要部を車両前方側から見た背面図が示されている。
【００２６】
これらの図に示されるように、車両用バンパ１０（以下、単に「バンパ１０」ともいう。）は車両の後端部に配置されている。バンパ１０は、車両幅方向を長手方向として配置された金属製のバンパリインフォースメント１２と、このバンパリインフォースメント１２の車両幅方向両側に設けられた一対のクラッシュボックス１４と、を含んで構成されている。また、バンパリインフォースメント１２は、バンパリインフォースメント１２の車両前後方向内側面に接着剤層１８を介して接合された補強部材１６を含んで構成されている。なお、以下の説明においては、「バンパリインフォースメント１２」を「バンパＲＦ１２」ともいう。また、バンパリインフォースメント１２が本発明における「車両構成部材」に相当する。
【００２７】
バンパＲＦ１２は、車両の後端部に配置されたバンパカバー（図示省略）の車両前後方向前側（車両前後方向内側）に配置されている。このバンパＲＦ１２は、中空の略矩形柱状に形成されて、車幅方向を長手方向として配置されている。さらに、バンパＲＦ１２は、平面視で車両幅方向中央部から車両幅方向外側へ向かうに従い前側へ向けて緩やかに湾曲されている。
【００２８】
図１に示されるように、バンパＲＦ１２は、金属製の本体部１３と、シート状の補強部材１６と、本体部１３と補強部材１６とを接合する接着剤層１８を含んでいる。本体部１３は、バンパＲＦ１２の長手方向から見て略梯子状断面に形成されている。具体的には、本体部１３は、車両前後方向を厚み方向とし、車両上下方向に延在してバンパＲＦ１２の車両前後方向後側面（車両前後方向外側面）を構成する第１縦壁２０を備えている。また、本体部１３は、第１縦壁２０と略平行に延在され、車両前後方向を厚み方向とし、車両上下方向に延在してバンパＲＦ１２の車両前後方向前側面（車両前後方向内側面）を構成する第２縦壁２２を備えている。さらに、本体部１３は、車両上下方向を厚み方向とし、第１縦壁２０の上端部と第２縦壁２２の上端部とを車両前後方向につなぐ上壁２４と、第１縦壁２０の下端部の下端部と第２縦壁２２の下端部とを車両前後方向につなぐ下壁２６を備えている。また、この上壁２４と下壁２６との間には、車両上下方向に沿って所定の間隔を空けて配置された複数（本実施形態では２枚）の補強壁２８が設けられている。この補強壁２８は、車両上下方向を厚み方向として配置されて。第１縦壁２０と第２縦壁２２とを車両前後方向につないでいる。これにより、本体部１３の断面構造は、複数（本実施の形態では３つ）の略矩形状の閉断面が上下方向に並ぶ断面構造とされている。なお、第１縦壁２０及び第２縦壁２２が本発明における「一対の縦壁」に相当する。
【００２９】
また、図１に示されるように、上記第１縦壁２０の厚みＴ１は、第２縦壁２２の厚みＴ２よりも厚く設定されている。
【００３０】
本実施形態では、本体部１３は、アルミニウム合金製とされ、押出成形等の手法によって製作されている。但し、本体部１３は、金属製であればよく、鋼製や鉄製等であってもよい。
【００３１】
図３及び図４に示されるように、本体部１３の車両幅方向両側には、左右一対のクラッシュボックス１４が連結されている。クラッシュボックス１４は、本体部１３の車両前後方向前側面に重ね合わされた後縦壁３０を備えている。後縦壁３０は車両前後方向から見て略矩形の板体として構成されており、締結具３６を用いて本体部１３の車両前後方向前側面に締結固定されている。
【００３２】
また、後縦壁３０の車両前後方向前方側には、この後縦壁３０と対向して配置された前縦壁３２を備えている。後縦壁３０と前縦壁３２は、車両前後方向に沿って延材する複数（本実施形態では２枚）の横壁３４によってつながれている。このクラッシュボックス１４の車両前後方向前端部は、車体の一部を構成する左右一対のリヤサイドメンバ（図示省略）にそれぞれ接合されている。これにより、バンパＲＦ１２が、クラッシュボックス１４を介してリヤサイドメンバに支持されている。
【００３３】
図４に示されるように、本体部１３の車両前後方向前側面には、一対のクラッシュボックス１４の間に補強部材１６が接合されている。補強部材１６は、繊維強化樹脂（ＣＦＲＰやＧＦＲＰ）を用いて形成されており、車両前後方向を厚み方向とし、車両幅方向を長手方向として延在する矩形板状に形成されている。また、本実施形態では、補強部材１６内の繊維（カーボン繊維やガラス繊維）の方向と補強部材１６の長手方向とが一致している（図４に示す矢印Ｗ１方向参照）。
【００３４】
後述するように、補強部材１６は、互いの繊維方向が一致したプリプレグ素材４０（マトリックス樹脂に炭素繊維を混在させたもの）を複数枚重ねて成形した炭素繊維強化樹脂板を用いている。なお、本実施形態では、補強部材１６は６枚のプリプレグ素材４０を重ねて成形されている。
【００３５】
図１及び図２に示されるように、補強部材１６は、バンパＲＦ１２の車両前後方向前側面に接着剤層１８を介して接合されている。接着剤層１８は、車両前後方向から見て、車両幅方向を長手方向とし、補強部材１６の外形よりも一回り大きな矩形シート状に形成されている。つまり、接着剤層１８は、バンパＲＦ１２と補強部材１６との間に全体に亘って配置された部位（基本層１８Ａ）と、補強部材１６の面方向外側端部１６Ａより面方向外側に配置された部位（端部層１８Ｂ）とを備えている。
【００３６】
なお、図２には補強部材１６の車両上下方向下端部を車両前後方向に沿って切断した断面図が示されている。補強部材１６の車両上下方向上端部及び車両幅方向の両端部を車両前後方向に沿って切断した断面形状も図２に示される断面形状と同様であるため、図示を省略する。
【００３７】
図１及び図２に示されるように、補強部材１６は、接着剤層１８に若干埋設された状態で接合されており、補強部材１６の面方向外側端部１６Ａと接着剤層１８との境界部に段差が形成されない構成とされている。つまり、補強部材１６の端面１６Ｂが接着剤層１８に覆われており、補強部材１６と接着剤層１８は、補強部材１６の面方向に沿った接合面Ｕ１と厚み方向に沿った接合面Ｕ２とを有している。
【００３８】
また、接着剤層１８の基本層１８Ａは、車両前後方向の厚みが略一定に設定され、平板状に延在している。一方、端部層１８Ｂは、車両前後方向に沿った断面形状が四分円状とされており、車両前後方向の厚みが、面方向外側へ向かうにつれて徐々に薄くなるように形成されている。
【００３９】
また、本実施形態では、基本層１８Ａの車両前後方向の板厚ｔ２は、補強部材１６の車両前後方向の板厚ｔ１より大きく、端部層１８Ｂの車両前後方向における最大板厚ｔ３より小さい厚みに設定されている。また、基本層１８Ａの車両前後方向の板厚ｔ２は１ｍｍ以上に設定されることが好ましい。
【００４０】
なお、接着剤層１８は、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂などの絶縁性を有する熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。本実施形態では、接着剤層１８として、シート状に形成されたエポキシ系樹脂を用いている。なお、接着剤層１８を構成する接着剤はシート状に限らず、液状（ペースト状）であってもよい。
【００４１】
次に、本実施形態のバンパＲＦ１２の製造方法について説明する。
【００４２】
まず、予め予熱したアルミニウム合金製のビレット（図示省略）を、筒状のコンテナ（図示省略）に挿入する。コンテナの内部には所定の金型（図示省略）は配置され、プレス機（図示省略）によりアルミニウム合金製のビレットが押し出される。これにより、梯子状断面を有する中空の筒状体として構成されたバンパＲＦ１２の本体部１３が成形される。
【００４３】
次に、所定の作業台の上に、本体部１３の第２縦壁２２を上にして載置する。そして、シート状の接着剤層１８を本体部１３の第２縦壁２２に積層する（第１工程）。
なお、第１工程における接着剤層の積層は電着塗装としてもよい。また、第１工程では、接着剤層１８を配置する前に本体部１３を脱脂処理してもよい。若しくは、接着剤層１８の車両前後方向後側面全体を粗面化処理（例えば、プラズマ処理など）してもよい。上記処理などを行うことで、本体部１３と接着剤層１８との接合面積が増加し、接合強度を高めることができる。
【００４４】
次に、図５に示されるように、接着剤層１８の上から６枚のプリプレグ素材４０を積層する（第２工程）。この際、各プリプレグ素材４０の繊維方向は一致しており、本体部１３の長手方向(車両幅方向)に沿った方向とされている。そして、プリプレグ素材４０の上から樹脂製の離型フィルム４２を被せて、接着剤層１８とプリプレグ素材の表面全体を覆う。なお、離型フィルム４２は耐熱性を有し、非粘着性を有するフッ素樹脂製のフィルムであることが好ましい。
【００４５】
さらに、離型フィルム４２の上から不織布で構成されたブリーザークロス４４を被せる。このブリーザークロス４４は、少なくとも本体部１３の第２縦壁２２側に配置された離型フィルム４２全体を覆うように配置される必要がある。本実施形態では、ブリーザークロス４４は矩形シート状に形成されており、離型フィルム４２を上から覆うように配置されている。そして、図示しない耐熱性シール材によって、ブリーザークロス４４の周縁部が本体部１３に固定されている。なお、後述するバキュームバッグ４６が袋状に形成される場合には、ブリーザークロス４４を袋状に形成して内部に本体部１３を挿入する構成としてもよい。又は、ブリーザークロス４４を大型の矩形シート状に形成し、ブリーザークロス４４で本体部１３全体を包む構成としてもよい。
【００４６】
次に、バンパＲＦ１２にバキュームバッグ４６を設定する（第３工程）。バキュームバッグ４６は、気密性を有し、耐熱性を有する合成樹脂材製のシート材である。なお、バキュームバッグ４６は、本発明における「被覆部材」に相当する。
【００４７】
図６及び図７に示されるように、本実施形態のバキュームバッグ４６は、矩形シート状に形成され、本体部１３の第２縦壁２２の外側面（車両前後方向前側面）全体を覆うように本体部１３の上から被せられている。そして、溶着部４８によって本体部１３に固定されている。溶着部４８は、図示しない加熱装置により、ブリーザークロス４４で覆われた接着剤層１８の周縁部を囲むように設けられている。これにより、本体部１３の第２縦壁２２とバキュームバッグ４６との間に形成された内部空間としての密閉空間５０が設けられている。つまり、この密閉空間５０の内部には、接着剤層１８と積層されたプリプレグ素材４０が配置されている。なお、図７では、説明の便宜上、離型フィルム４２及びブリーザークロス４４の図示を省略している。
【００４８】
また、図示はしないが、バンパＲＦ１２の量産時には、所定の作業台の上に複数の本体部１３を載置し、これら複数の本体部１３を覆うサイズの矩形シート状のバキュームバッグ４６を上から被せることが好ましい。そして、上記熱融着処理によって各本体部１３の第２縦壁２２とバキュームバッグ４６との間に密閉空間５０をそれぞれ形成することが好ましい。
【００４９】
バキュームバッグ４６には、密閉空間５０の内部に連通された耐熱ホース５２の一端が接続されている。この耐熱ホース５２の他端は減圧器５４（所謂真空ポンプ）に接続されており、この減圧器５４により、密閉空間５０内を減圧して、接着剤層１８及び積層されたプリプレグ素材４０内の空気抜き（真空引き）を行う。
【００５０】
ここで、密閉空間５０の真空引きを行うと、密閉空間５０が徐々に縮小され、バキュームバッグ４６がバンパＲＦ１２に貼りつくように変形する。このため、バキュームバッグ４６によって接着剤層１８及びプリプレグ素材４０の表面に対して均等に圧力がかかり、押圧される（図７に示される矢印ｆ参照）。
【００５１】
そして、バキュームバッグ４６が装着された状態のバンパＲＦ１２を図示しない高温炉に入れ、加熱する（第４工程）。この第４工程においては、当該バキュームバッグ４６の押圧力により、プリプレグ素材４０が接着剤層１８の基本層１８Ａに埋設される。また、接着剤層１８における端部層１８Ｂが押圧されて面方向外側に若干押し伸ばされると共に、表面形状が滑らかな曲面状に変形されていく。これにより、端部層１８Ｂの厚み方向の断面形状は四分円状となり、端部層１８Ｂの厚みが面方向外側へ向かうにつれて徐々に薄くなるように形成される。
【００５２】
その後、樹脂の粘度が下がるにつれて、積層された接着剤層１８とプリプレグ素材が熱硬化して炭素繊維強化樹脂で構成された板状の補強部材１６が成形される。つまり、バンパＲＦ１２の本体部１３がプリプレグ素材の治具として機能し、周知のバキュームバック工法によって繊維強化樹脂からなる補強部材１６の成形が完了する。また、接着剤層１８が熱硬化することにより、本体部１３と補強部材１６との接合が完了する。これにより、バンパＲＦ１２が製造される。
【００５３】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００５４】
本実施形態のバンパＲＦ１２は、互いに対向して配置された第１縦壁２０と第２縦壁２２を有する金属製の本体部１３を備えている。この本体部１３には、車両前後方向前側面を構成する第２縦壁２２に繊維強化樹脂によって構成されたシート状の補強部材１６が接着剤層１８を介して接合されている。これにより、バンパＲＦ１２が補強部材１６によって補強されている。
【００５５】
ところで、本実施形態に係るバンパＲＦ１２のように、金属材と繊維強化樹脂材とが接着剤を介して接合された構造体においては、金属材と繊維強化樹脂材との剥離が起こる場合、接着剤と金属材との剥離が原因となることが多い。特に、本実施形態のバンパＲＦ１２では、車両の衝突等によって外力が加わった際に、補強部材１６の面方向外側端部１６Ａに過度に応力が集中すると、この端部を接合する接着剤がバンパＲＦ１２から剥離するおそれがある。このため、接着剤層１８において、補強部材１６の面方向外側端部１６Ａ近傍に配置された部位への応力集中を抑制することが、バンパＲＦ１２と補強部材１６との接合強度の向上につながる。
【００５６】
ここで、接着剤層１８を構成する端部層１８Ｂ（補強部材１６の面方向外側端部１６Ａより面方向外側に配置された部位）では、車両前後方向の厚みが、面方向外側へ向かうにつれて薄くなるように形成されている。このため、車両の衝突等によってバンパＲＦ１２に入力された外力（図２に示される矢印Ｆ参照）が接着剤層１８へ伝達された際に、接着剤層１８に生じせん断応力が端部層１８Ｂへ集中することが抑制される。その結果、接着剤層１８の面方向外側端部がバンパＲＦ１２から剥離することが抑制され、バンパＲＦ１２と補強部材１６との接合強度を向上することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、補強部材１６が接着剤層１８に埋設されているため、補強部材１６の端面１６Ｂが接着剤層１８に覆われている。すなわち、接着剤層１８は、補強部材の面方向に沿った接合面Ｕ１と厚み方向に沿った接合面Ｕ２を有している。これにより、例えば、補強部材１６と接着剤層１８とが接合面Ｕ１のみで接合される場合と比べて、補強部材１６と接着剤層１８との接触面積、言い換えれば、補強部材１６と接着剤層１８との接合面積が増加する。その結果、補強部材１６と接着剤層１８との接合強度が向上され、ひいてはバンパＲＦ１２と補強部材１６の接合強度が向上される。
【００５８】
また、本実施形態では、接着剤層１８における端部層１８Ｂは、車両前後方向に沿った断面視で四分円状に形成されている。このため、端部層１８Ｂでは、車両前後方向の厚みがを面方向外側へ向かうにつれて徐々に薄くしつつも、補強部材１６の面方向外端部近傍に配置された接着剤層の厚みを確保しやすい。このため、端部層１８Ｂでは、補強部材１６の面方向外端部近傍で接着剤層１８の厚みを充分に確保して接合強度を維持し、それよりも面方向外側の部位では、板厚を減らして応力集中を抑制することで接合強度を向上させている。従って、バンパＲＦ１２と補強部材１６との接合強度の向上を効果的に達成することができる。
【００５９】
また、本実施形態に係るバンパＲＦ１２では、予め金属製の本体部１３の第２縦壁２２に接着剤層１８とプリプレグ素材４０を積層した状態にする第１工程と第２工程を有する。次に、第３工程によって、本体部１３の第２縦壁２２を被覆部材で覆い、密閉空間５０の内部を真空引きする。その後、第４工程によって、本体部１３の第２縦壁２２に加熱処理を施すことにより、補強部材１６（プリプレグ素材４０）と接着剤層１８の熱硬化処理を同時に行うことができる。
【００６０】
ここで、上記第３工程では、バキュームバッグ４６が本体部１３の第２縦壁２２に貼りつくように変形される。これに伴い、本体部１３の第２縦壁に積層されたプリプレグ素材４０と、接着剤層１８とがバキュームバッグ４６によって押圧される。その結果、接着剤層１８の端部層１８Ｂでは、車両前後方向の厚みが、面方向外側へ向かうにつれて薄くなるように変形される。これにより、バンパＲＦ１２と補強部材１６との接合強度の向上を図ることができるバンパＲＦ１２を製造することができる。
【００６１】
また、上述した製造方法では、補強部材１６（プリプレグ素材４０）と接着剤層１８の熱硬化処理を同時に行うことができる。つまり、所謂バキュームバッグ工法による繊維強化樹脂の成型処理と、この繊維強化樹脂によって構成された補強部材１６と本体部１３の接合処理とを同時に行うことができる。このため、バンパＲＦ１２の生産性が大幅に向上される。
【００６２】
上記効果について補足説明すると、通常、バキュームバッグ工法を用いて繊維強化樹脂を成形する場合、金属製の治具の上にシート状の繊維強化樹脂を積層する。そして、当該治具と共に積層された繊維強化樹脂を真空引きし、加熱処理を施して繊維強化樹脂を熱硬化させる。従って、通常のバキュームバッグ工法による工程では、繊維強化樹脂を成形して補強部材を形成する工程と、該補強部材とバンパリインフォースメントを接着剤により接合する工程とを別途行う必要がある。
【００６３】
これに対して、本発明では、バンパＲＦ１２を構成する金属製の本体部１３が上記治具の役割を担うことができる。そのため、予め本体部１３と積層されたプリプレグ素材４０とを接着剤層１８を介して接合することにより、補強部材１６の成形と該補強部材１６と本体部１３との接合処理とを同時に行うことができる。その結果、バンパＲＦ１２の生産工程を少なくすることができ、生産性を向上させることができる。
【００６４】
また、上記製造方法では、バンパＲＦ１２にシート状のバキュームバッグ４６を固定し、高温炉で加熱することにより補強部材１６の成形と本体部１３と補強部材１６の接合処理をおこなうことができる。このため、例えば本体部１３を下型として専用の上型でプリプレグ素材４０をプレスして補強部材１６を成型する場合と比べて、プレス機等の大型の設備を使用することなく製造できる。その結果、製造設備の拡大化を抑制しつつバンパＲＦ１２を製造することができる。また、金型内に本体部１３を固定する必要がないため、プレス成型と比べて本体部１３の製品ごとのバラつきを吸収しつつバンパＲＦ１２を製造することができる。
【００６５】
さらに、本実施形態では、接着剤層１８が補強部材１６の外形よりも一回り大きな矩形シート状に形成されており、接着剤層１８は、絶縁性を有するエポキシ系樹脂によって構成されている。このため、金属製の本体部１３と繊維強化樹脂製の補強部材１６との間のガルバニック腐食を防止することができる。
【００６６】
また、本実施形態の接着剤層１８は、シート状に形成されたエポキシ系樹脂とされている。このため、接着剤層１８の上から補強部材１６を積層した際に、接着剤層１８の板厚を一定に保つことができる。これにより、バンパＲＦ１２と補強部材１６との接合強度にバラつきが生じることを抑制できる。
【００６７】
また、本実施形態では、本体部１３がアルミニウム合金製とされている。このため、本体部１３を鋼製や鉄製で構成する場合と比べて、バンパＲＦ１２の軽量化を図ることができる。
【００６８】
また、本実施形態では、バンパＲＦ１２の車両前後方向後側面を構成する第１縦壁２０の厚みＴ１は、バンパＲＦ１２の車両前後方向前側面を構成する第２縦壁２２の厚みＴ２よりも厚く設定されている。そして、当該前側面に補強部材１６が接合されている。これにより、バンパＲＦ１２の車両前後方向後側面の板厚を減少させて、繊維強化樹脂製の補強部材１６で補強することにより、バンパＲＦ１２の剛性の確保と軽量化を効率的に行うことができる。
【００６９】
〔上述した実施形態の補足説明〕
上記実施形態では、補強部材１６が接着剤層１８に埋設されているため、補強部材１６の面方向外側端部１６Ａが接着剤層１８に覆われている構成としたが、本発明はこれに限らない。図８（Ａ）に示されるように、補強部材１６が、接着剤層１８に埋設されない構成としてもよい。つまり、補強部材１６と接着剤層１８が面方向に沿った接合面Ｕ１のみで接合される構成としてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、接着剤層１８を構成する端部層１８Ｂの断面形状を車両前後方向に沿った断面視で四分円状としたが本発明はこれに限らない。図８（Ｂ）に示されるように、補強部材１６が上記実施形態と同様に接着剤層６０に埋設される構成とし、接着剤層６０の端部層６０Ｂの断面形状を、車両前後方向に沿った断面視で三角形状としてもよい。
又は、図８（Ｃ）に示されるように、補強部材１６が接着剤層６０に埋設されない構成とし、接着剤層６０の端部層６０Ｂの断面形状を、車両前後方向に沿った断面視で三角形状としてもよい。
【００７１】
又は、図８（Ｄ）に示されるように、補強部材１６が上記実施形態と同様に接着剤層７０に埋設される構成とし、接着剤層７０の端部層７０Ｂの外側表面を、車両前後方向後側（本体部１３側）に凸をなす円弧状に形成してもよい。
若しくは、図８（Ｅ）に示されるように、補強部材１６が接着剤層７０に埋設されない構成とし、接着剤層７０の端部層７０Ｂの外側表面を、車両前後方向前後側（本体部１３側）に凸をなす円弧状に形成してもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、接着剤層１８の車両幅方向の寸法が補強部材１６の車両幅方向の寸法及び車両上下方向の寸法よりも大きい設定とされ、かつ、接着剤層１８の車両上下方向の寸法が補強部材１６の車両上下方向の寸法よりも大きい設定とされていた。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、車両幅方向の寸法が補強部材１６の車両幅方向の寸法より大きく設定され、車両上下方向の寸法が補強部材１６の車両上下方向の寸法と同一又は小さく設定された接着剤層を用いてもよい。若しくは、車両上下方向の寸法が補強部材１６の車両上下方向の寸法より大きく設定され、車両幅方向の寸法が補強部材１６の車両幅方向の寸法と同一又は小さく設定された接着剤層を用いてもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、補強部材１６に浸潤された繊維の繊維方向がバンパＲＦ１２の長手方向（車両幅方向）を一致する構成としたが、本発明はこれに限らない。例えば、繊維方向が車両幅方向に対して傾斜した角度とされる補強部材を用いてもよい。又は、補強部材１６を成形する工程において、積層されるプリプレグ素材の繊維方向を互いに交差するように異なる方向に設定し、これを積層して補強部材１６を形成してもよい。
【００７４】
また、本実施形態に係るバンパ１０の製造方法では、バキュームバッグ４６を矩形シート状とし、バンパＲＦ１２の車両前後方向後側面に上から被せる構成としたが、本発明はこれに限らない。袋状に形成されたバキュームバッグを用いてもよい。この場合、バキュームバッグの内部にバンパＲＦ１２全体を挿入してバキュームバッグ内の真空引きが行われる。これにより、バンパＲＦ１２の車用前後方向後側面とバキュームバッグの間に形成された内部空間を真空引きすることができる。
【００７５】
また、上記実施形態の補強部材１６は積層したプリプレグ素材４０をバキュームバッグ工法を用いて熱硬化させることにより成形される構成としたが、本発明はこれに限らない。例えば、本体部１３に接着剤層１８とプリプレグ素材４０を積層し、周知のオートクレーブ装置の内部に本体部１３を設定して高圧力下で加熱してバンパＲＦ１２を成形してもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、バンパＲＦ１２を車両の後端部に配置される構成としたが、これに限らず、車両の前端部に配置してもよい。
【００７７】
[第２実施形態]
次に、図９及び図１０を用いて、第２実施形態に係る車両構成部材としてのドアインパクトビーム８０ついて説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。この第２実施形態に係るドアインパクトビーム８０は、アルミニウム合金等の金属製の本体部８２に接着剤層１８を介して補強部材１６が接合されている。
【００７８】
本体部８２は、車両前後方向を長手方向として延在すると共に車両正面視又は背面視で車幅方向外側へ向けて凸状に湾曲された第１縦壁８４と、第１縦壁８４に対して車幅方向内側において前後方向に延在する第２縦壁８６と、を備えている。また、第１縦壁８４と第２縦壁８６は、車両幅方向に沿って延材する複数（本実施形態では４枚）の横壁８７によってつながれている。これにより、本体部８２は、ドアインパクトビーム８０の長手方向から見て略梯子状断面に形成されている。なお、第１縦壁８４及び第２縦壁８６が本発明における「一対の縦壁」に相当する。
【００７９】
また、図１０に示されるように、上記第１縦壁８４の厚みＴ３は、第２縦壁２２の厚みＴ４よりも厚く設定されている。
【００８０】
図９及び図１０に示されるように、本体部８２の第２縦壁８６には、車両幅方向から見て左右両側にシート状の補強部材１６が接着剤層１８を介してそれぞれ接合されている。補強部材１６と接着剤層１８の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、説明を割愛する。なお、本実施形態では、補強部材１６の繊維方向が車両前後方向（図９の矢印Ｗ２方向参照）と一致している。
【００８１】
上記したドアインパクトビーム８０においても、上記第１実施形態と同様、製造時にドアインパクトビーム８０の本体部８２を治具として利用することができる。そのため、周知のバキュームバッグ工法を用いて補強部材１６の成形と該補強部材１６とドアインパクトビーム８０との接合処理を同時に行うことができる。
【００８２】
（作用・効果）
本実施形態においても、前述した第１実施形態の構成を基本的には踏襲しているので、同様の作用・効果が得られる。
【００８３】
[第３実施形態]
次に、図１１及び図１２を用いて、第３実施形態に係る車両構成部材としてのＢピラー９０ついて説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。この第３実施形態に係るＢピラー９０は、アルミニウム合金等の金属製の本体部９２に接着剤層１８を介して補強部材１６が接合されている。
【００８４】
Ｂピラー９０は、車両のルーフパネル（図示省略）の車両幅方向両側に配置され、車両前後方向に延在された左右一対のルーフサイドレール（図示省略）の長手方向中間部から下方側にそれぞれ延在されている。なお、一対のルーフサイドレールの前端部から下方側に左右一対のＡピラー（図示省略）が延在されており、一対のルーフサイドレールの後端部から下方側に左右一対のＣピラー（図示省略）が延在されている。
【００８５】
図１２に示されるように、Ｂピラー９０の本体部９２は、中空の柱状に形成されており、車両幅方向外側に配置されるアウタピラー９４と車両幅方向内側に配置されるインナピラー９６とを備えている。アウタピラー９４、延在方向に垂直な断面が車両幅方向内側に開口して車両幅方向外側に凸となるハット状に形成されており、インナピラー９６は、延在方向に垂直な断面が車両幅方向外側に開口して車両幅方向内側に凸となるハット状に形成されている。そして、アウタピラー９４とインナピラー９６の車両前後方向両端部同士がそれぞれ接合されて、閉断面が形成されている。なお、アウタピラー９４とインナピラー９６が本発明における「一対の縦壁」に相当する。
【００８６】
図１１及び図１２に示されるように、インナピラー９６の車両幅方向内側面にはシート状の補強部材１６が接着剤層１８を介して接合されている。本実施形態では、補強部材１６は、車両幅方向から見て車両上下方向を長手方向とする略矩形状形成されており、当該補強部材１６の外径より一回り大きな接着剤層１８によってインナピラー９６と補強部材１６とが接合されている。また、補強部材１６繊維方向が車両上下方向（図１１の矢印Ｗ３方向参照）と一致している。なお、その他の補強部材１６と接着剤層１８の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、説明を割愛する。
【００８７】
上記したＢピラー９０においても、上記第１実施形態と同様、製造時にＢピラー９０の本体部９２を治具として利用することができる。そのため、周知のバキュームバッグ工法を用いて補強部材１６の成形と該補強部材１６とＢピラー９０との接合処理を同時に行うことができる。
【００８８】
なお、本実施形態では車両のＢピラー９０に補強部材１６を接合する構成としたが、本発明はこれに限らず、ＡピラーやＣピラーに補強部材１６を接合してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１２  バンパリインフォースメント（車両構成部材）
１３  本体部
２０  第１縦壁（縦壁）
２２  第２縦壁（縦壁）
１６  補強部材
１６Ａ補強部材の面方向外側端部
１６Ｂ端面
１８  接着剤層
４６  バキュームバッグ（被覆部材）
５０  密閉空間（内部空間）
６０  接着剤層
７０  接着剤層
８０  ドアインパクトビーム（車両構成部材）
８２  本体部
８４  第１縦壁（縦壁）
８６  第２縦壁（縦壁）
９０  Ｂピラー（車両構成部材）
９２  本体部
９４  アウタピラー（縦壁）
９６  インナピラー（縦壁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020019307.tif 000009
【図８】
2020019307.tif 000010
【図９】
2020019307.tif 000011
【図１０】
2020019307.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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