(57)【要約】【課題】曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する衝撃吸収部材において、従来よりも高いエネルギー吸収効率を有する衝撃吸収構造体を提供する。【解決手段】曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する衝撃吸収部材３００において、例えば、各部位に配置される積層体の、それぞれの層のシート状強化繊維材１５０、１５１の端部同士が略当接する継ぎ目１６０を、上下に隣接する層の継ぎ目の位置とずらすことにより、各部位において、異なる材料特性を付与し、各部位の破壊順序をコントロールすることができ、従来よりも高いエネルギー吸収効率を有する衝撃吸収構造体を提供することができる。【選択図】        図２
2006200702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向と短手方向とを有し、曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部材であって、
前記衝撃を直接受けることにより圧縮応力が発生する圧縮部位と、この圧縮部位に対向し引張応力が発生する引張部位と、これら圧縮部位と引張部位との両端側を連結する一対の側方部位とを有し、
前記圧縮部位、引張部位、及び、側方部位には、シート状繊維強化材を積層して形成された積層体が配置され、
前記積層体のそれぞれの層は、少なくとも隣接する部位に渡るように周状に配置され、その端部同士が略当接する継ぎ目を有するシート状繊維強化材からなり、
ある層の前記継ぎ目と、その上下に隣接する層の前記継ぎ目の位置がずれている衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記積層体のそれぞれの層を構成する前記シート状繊維強化材が２枚以上である請求項１記載の衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記継ぎ目の位置のずれが１０ｍｍ以上である請求項１又は２記載の衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記積層体のそれぞれの層の前記継ぎ目が、同一部位に配置されている請求項１から３いずれか記載の衝撃吸収部材。
【請求項５】
前記ある層の前記継ぎ目と、前記隣接する層の前記継ぎ目とが、異なる部位に配置されている請求項１から３いずれか記載の衝撃吸収部材。
【請求項６】
長手方向と短手方向とを有し、曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部材であって、
前記衝撃を直接受けることにより圧縮応力が発生する圧縮部位と、この圧縮部位に対向し引張応力が発生する引張部位と、これら圧縮部位と引張部位との両端側を連結する一対の側方部位とを有し、
前記圧縮部位、引張部位、及び、側方部位には、シート状繊維強化材を積層して形成された積層体が配置され、
前記積層体のそれぞれの層は、少なくとも隣接する部位に渡るように周状に配置され、その端部同士が、隣接する部位付近で重なるように配置されている衝撃吸収部材。
【請求項７】
長手方向と短手方向とを有し、曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部材であって、
前記衝撃を直接受けることにより圧縮応力が発生する圧縮部位と、この圧縮部位に対向し引張応力が発生する引張部位と、これら圧縮部位と引張部位との両端側を連結する一対の側方部位とを有し、
前記圧縮部位、引張部位、及び、側方部位には、シート状繊維強化材を積層して形成された積層体が配置され、
前記積層体の一部の層は、少なくとも隣接する部位に渡るように周状に配置され、その端部同士が、隣接する部位付近で重なるように配置されており、
前記積層体のその他の層は、少なくとも隣接する部位に渡るように周状に配置され、その端部同士が略当接する継ぎ目を有するシート状繊維強化材からなり、ある層の前記継ぎ目と、その上下に隣接する層の前記継ぎ目の位置がずれている衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃吸収部材に関し、さらに詳しくは、構造部材に使用される、高い比エネルギー吸収量を有した衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軽量且つ高強度の構造部材として、アルミに加えて、繊維強化材料が用いられている。繊維強化材料は、複合材料を繊維で強化したものであり、繊維強化ゴム（ＦＲＲ）、繊維強化金属（ＦＲＭ）、繊維強化セラミックス（ＦＲＣ）、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等が知られている。これらのうち、繊維強化材料として最もよく利用されるＦＲＰは、マトリクス（素地）としてプラスチックを使用したもので、強化材としては一般に、炭素やガラス等の繊維が使用されることが知られている。
【０００３】
ＦＲＰの強化材として炭素繊維を使用したものは、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）とよばれる。ＣＦＲＰは、先端複合材料の中核に位置し、軽量、高強度、高弾性率材料として、航空分野、宇宙分野等に欠くことのできない構造材料として知られている。ＣＦＲＰ材は、炭素繊維の配向に応じて異なる構造及び性質を持つ、ユニダイレクショナル材（ＵＤ材）や、クロス材が知られている。ＵＤ材は、炭素繊維をうすく一方向に並べてエポキシ樹脂等により成型した素材形態である。一方、クロス材は炭素繊維などの繊維を織物又は編物として、エポキシ樹脂等により成型した素材形態である。これらのＣＦＲＰは、鉄の約２５％の重量と軽量ながら、耐熱性及び耐蝕性に優れる。
【０００４】
一方、構造部材の一例として、自動車等の車両においては、乗員の保護対策のために、フロントピラー、センターピラー、リアピラー等の自動車側部に使用されるビーム材に対して、さらに優れた衝撃エネルギー吸収が期待されている。また、これらのピラーの材料においては、さらなる燃費向上のため、軽いものが望ましく、アルミニウム材もしくはアルミニウム合金材が知られている。これらの材料よりもさらに軽く、エネルギー吸収率がよい衝撃吸収材料が望まれている。
【０００５】
例えば、自動車の側部構造材に設置されるフレームでは、単一材料を押出成型やプレス成型し、断面形状を閉断面化、大断面化して強度及び剛性を上げ、衝突時のエネルギー吸収量の増大が図られている。一般に、側面衝突時の変形モードとしては、センターピラーを例に挙げると、上部サイドルーフレールと下部サイドシルを支点として折れ曲がる、３点曲げによる曲げ変形を受ける。従って、側部構造材としては、曲げの荷重に対する耐久力が強く、曲げによるたわみが小さいことが望まれる。
【０００６】
また、自動車の側部構造部材であるピラーでは、アルミニウム材又はアルミニウム合金材を用いた場合、同じ重量で大きな断面２次モーメントを得るために中空構造が採用されている。このようなアルミニウム等の衝撃吸収部材は、衝撃によって加わる荷重が最大強度に達した直後に荷重強度が急激に減少するという性質がある。これは、加わる荷重が降伏点を越えると、小さな荷重で容易に衝撃吸収部材が変形するため、一旦降伏点を越えると車体の変形量が大きいことを意味する。即ち、降伏点を越えると耐え得る荷重が小さくなり、小さい荷重で大きな車体の変形を生じるため、荷重と変位の積で算出されるエネルギー吸収量は結果的に小さくなる。従って、ピラー等の衝撃吸収部材としては、荷重が最大強度に達して降伏点を越えた後、降伏点近傍の荷重が引き続き加わったとしても、一定の変位に達するまでは荷重強度を保持し続けるものであることが望まれる。
【０００７】
これに関し、特許文献１には、アルミ中空形材の引張面側にＦＲＰ材を隣接して一体化させた部材が開示されている。これは、圧縮面側に塑性変形容易な部材を使用し、引張面側に高強度軽量部材を使用することで、圧縮面側で衝撃吸収を受け持ち、引張面側では面の変化量を少なくすることで大きなエネルギー吸収と小さな変形を実現しようとする技術である。
【特許文献１】特開平０６−１０１７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１で開示された衝撃吸収部材では、圧縮側への荷重により、圧縮側とその側面が座屈変形し、この座屈変形する部分にのみ荷重が集中する。これは、直接的に圧縮面が荷重により押される力に加えて、側面が圧縮面からの荷重に抵抗することで曲げ荷重が発生し、この曲げ荷重も座屈変形部分に集中するからである。荷重が座屈変形部分に集中してしまうと、衝撃吸収部材の荷重に対する強度は、座屈変形部分の強度に依存してしまう。さらに、特許文献１に開示の衝撃吸収部材においては、アルミとＦＲＰがボルトにより接合されているため、このような構造であると、荷重による変形に伴ってボルト接合部に応力が集中するため、この発明特有の利点を発揮する以前に接合部から破断に至るおそれがある。ボルトの代わりに接着剤を用いたとしても、接着剤の強度でビーム剤全体の強度の上限が決まってしまう。
【０００９】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、衝撃吸収部材の座屈変形部分に荷重と変形が集中することを回避することで、従来よりも高いエネルギー吸収率を有する衝撃吸収部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する衝撃吸収部材において、各部位における繊維強化材の積層構成を工夫することで異なる材料特性を付与し、各部位の破壊順序をコントロールすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のような衝撃吸収部材を提供する。
【００１１】
（１）  長手方向と短手方向とを有し、曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部材であって、前記衝撃を直接受けることにより圧縮応力が発生する圧縮部位と、この圧縮部位に対向し引張応力が発生する引張部位と、これら圧縮部位と引張部位との両端側を連結する一対の側方部位とを有し、前記圧縮部位、引張部位、及び、側方部位には、シート状繊維強化材を積層して形成された積層体が配置され、前記積層体のそれぞれの層は、少なくとも隣接する部位に渡るように周状に配置され、その端部同士が略当接する継ぎ目を有するシート状繊維強化材からなり、ある層の前記継ぎ目と、その上下に隣接する層の前記継ぎ目の位置がずれている衝撃吸収部材。
【００１２】
（１）の発明によれば、積層体を構成するそれぞれの層の、シート状強化繊維の端部同士が略当接する継ぎ目は、上下に隣接する層の継ぎ目の位置とずらして配置されている。
このように、それぞれの層に継ぎ目を設け、その位置を各層でずらすことにより、各部位の材料特性を変化させて、破壊の順番をコントロールすることができる。したがって、曲げ変形時において、最大荷重到達後の荷重低下を防止することができ、高いエネルギー吸収効率が達成できる。
【００１３】
（２）  前記積層体のそれぞれの層を構成する前記シート状繊維強化材が２枚以上である（１）記載の衝撃吸収部材。
【００１４】
（２）の態様によれば、シート状繊維強化材が、２枚以上であるため、各部位で異なる繊維方向のシート状繊維強化材を配置することができるため、各部位で異なる積層構成の積層体を配置することができる。
【００１５】
（３）  前記継ぎ目の位置のずれが１０ｍｍ以上である（１）又は（２）記載の衝撃吸収部材。
【００１６】
（３）の態様によれば、継ぎ目の位置のずれを１０ｍｍ以上とすることにより、積層体の引張荷重に対する破壊強度が、向上し、より大きな荷重に耐えることができる。また、１０ｍｍ以上で引張荷重に対する破壊強度が、一定となるため、引張強度的にシート状強化繊維材の積層体が一体化したと見なすことができる。
【００１７】
（４）  前記積層体のそれぞれの層の前記継ぎ目が、同一部位に配置されている（１）から（３）いずれか記載の衝撃吸収部材。
【００１８】
（５）  前記ある層の前記継ぎ目と、前記隣接する層の前記継ぎ目とが、異なる部位に配置されている（１）から（３）いずれか記載の衝撃吸収部材。
【００１９】
（４）又は（５）態様によれば、継ぎ目を同一部位、又は、異なる部位に配置するため、各部位で異なった材料特性を変化させることができるため、高いエネルギー吸収効率が達成できる。
【００２０】
（６）  長手方向と短手方向とを有し、曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部材であって、前記衝撃を直接受けることにより圧縮応力が発生する圧縮部位と、この圧縮部位に対向し引張応力が発生する引張部位と、これら圧縮部位と引張部位との両端側を連結する一対の側方部位とを有し、前記圧縮部位、引張部位、及び、側方部位には、シート状繊維強化材を積層して形成された積層体が配置され、前記積層体のそれぞれの層は、少なくとも隣接する部位に渡るように周状に配置され、その端部同士が、隣接する部位付近で重なるように配置されている衝撃吸収部材。
【００２１】
（６）の発明によれば、積層体を構成するそれぞれの層の、シート状繊維強化材が隣接する部位に渡るよう配置され、その端部同士が、隣接する部位付近で重なるように配置されている。このように、それぞれの層に継ぎ目を設け、その位置を各層でずらすことにより、各部位の材料特性を変化させて、破壊の順番をコントロールすることができる。したがって、曲げ変形時において、最大荷重到達後の荷重低下を防止することができ、高いエネルギー吸収効率が達成できる。
【００２２】
（７）  長手方向と短手方向とを有し、曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部材であって、前記衝撃を直接受けることにより圧縮応力が発生する圧縮部位と、この圧縮部位に対向し引張応力が発生する引張部位と、これら圧縮部位と引張部位との両端側を連結する一対の側方部位とを有し、前記圧縮部位、引張部位、及び、側方部位には、シート状繊維強化材を積層して形成された積層体が配置され、前記積層体の一部の層は、少なくとも隣接する部位に渡るように周状に配置され、その端部同士が、隣接する部位付近で重なるように配置されており、前記積層体のその他の層は、少なくとも隣接する部位に渡るように周状に配置され、その端部同士が略当接する継ぎ目を有するシート状繊維強化材からなり、ある層の前記継ぎ目と、その上下に隣接する層の前記継ぎ目の位置がずれている衝撃吸収部材。
【００２３】
（７）の態様によれば、（１）から（５）と（６）との相乗効果によって、更に、高いエネルギー吸収効率が達成できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、衝撃吸収部材の各部位において、異なった積層構成のシート状繊維強化材料を配置することで、各部位の材料特性を変化させ、破壊の順番をコントロールすることができ、曲げ変形時における最大荷重到達後の荷重低下を防止し、従来よりも衝撃エネルギー吸収率を増加させた衝撃吸収部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
＜全体構成＞
図１、図２は、本発明の衝撃吸収部材の実施形態の一例を示す図であり、図１は衝撃吸収部材の一部の概略を示す斜視図、図２は、図１におけるＡ−Ａ’断面の概略を示す断面図である。なお、図１における衝撃吸収部材は中空構造であり、内部についての図示は省略する。
【００２７】
図１に示すように、この衝撃吸収部材３００は、長手方向Ｘと短手方向Ｙを有し、衝撃を直接受けることにより圧縮応力が発生する圧縮部位３０１、圧縮部位３０１に対抗し引張応力が発生する引張部位３０４、圧縮部位３０１と引張部位３０４との両端側を連結する一対の側方部位３０２、３０３とで構成されている。図２に示すように各部位には、シート状繊維強化材１５０、１５１が複数積層して形成された積層体が配置されている。積層体のそれぞれの層は、シート状繊維強化材１５０、１５１のいずれかが隣接する部位に渡るように周状に配置され、その端部同士が略当接する継ぎ目１６０を有する。この継ぎ目１６０は、隣接する上層、又は、下層の継ぎ目の位置とずれるように配置されている。
【００２８】
＜シート状繊維強化材＞
シート状繊維強化材１５０、１５１は、強化繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維を使用することが可能であり、これらの繊維の母材として、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の樹脂のほか、アルミを採用できる。具体的には、繊維方向を一方向に揃えたシート状一方向ＵＤ材や繊維を織り込んだクロス材、及びプリプレグをこれらの母材に積層したものであってもよい。
【００２９】
ここで、ＵＤ材とは、ＦＲＰ材の素材形態の一つである。強化繊維をほぼ一方向に揃えて固めたシート状のＦＲＰをシート状ＵＤ材とし、このシート状ＵＤ材を繊維方向に積層したものを、一方向ＵＤ材とする。一方向ＵＤ材は、繊維方向の引張強度が強いため、異方性を有するＦＲＰ材料である。また、一方向ＵＤ材とは異なり、繊維方向が積層する層ごとに異なっていてもよい。積層する際には、１枚ずつ交互に積層してもよいし、同じ繊維方向を有するシート状ＵＤ材を２枚以上重ねて、これを１つのセットとして、セットごとに交互に積層してもよい。
【００３０】
クロス材は、ＦＲＰ材の素材形態の一つであって、ＦＲＰ材の強化繊維の構造として繊維を織り込むことで織物状に配向したシート状ＦＲＰ材、又はこのシート状ＦＲＰ材を積層したＦＲＰ材である。即ち、クロス材とは、強化繊維の套を一本もしくは複数本ずつ編むことで平面を構成し、その平面に樹脂等のマトリクスを使用し固めたＦＲＰ材である。織物状を形成するための編み方としては、平織りや綾織りであってよい。一方向ＵＤ材とは異なり、一般に、クロス材は、その強度においては等方性を有するＦＲＰ材料である。
【００３１】
プリプレグは、未硬化の繊維強化材料の全般を意味し、繊維強化材料として、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、繊維強化ゴム（ＦＲＲ）、繊維強化金属（ＦＲＭ）、繊維強化セラミックス（ＦＲＣ）なども含む意味である。
【００３２】
繊維方向とは、炭素繊維を組み合わせてＦＲＰ材を形成する際に、炭素繊維を一方向に揃えることにより決定される繊維の向きである。また、衝撃吸収部材の面に対して一の繊維方向による角度が定まり、これを繊維配向角度（配向角）と呼ぶ。繊維配向角度は、衝撃吸収部材の重心を通り衝撃吸収部材の長手方向Ｘに延びる中心軸と繊維方向から定まる角度である。
【００３３】
シート状繊維強化材の積層構成は、特に限定されないが、圧縮部位３０１においては、主として、繊維方向が長手方向Ｘであるシート状繊維強化材と、繊維方向が短手方向Ｙであるシート状繊維強化材とを少なくとも一層ずつ積層して形成されたものであることが好ましい。具体的には、繊維配向角が０度と９０度のＣＦＲＰのＵＤ材を積層したもの（以下、ＣＦＲＰのＵＤ材［０／９０］とする。）を少なくとも一層ずつ積層した構成が好ましく用いられる。
【００３４】
側方部位３０２、３０３の積層構成は、主として、繊維方向が長手方向Ｘであるシート状繊維強化材と、繊維方向が短手方向Ｙに対して所定の傾斜角度を有するシート状繊維強化材とを少なくとも一層ずつ積層して形成されたものであることが好ましい。具体的には、繊維配向角が４５度、−４５度及び０度のＣＦＲＰのＵＤ材を積層したもの（以下、ＣＦＲＰのＵＤ材［４５／−４５／０］とする。）を少なくとも一層ずつ積層した構成が好ましく用いられる。
【００３５】
引張部位３０４の積層構成は、主として、繊維方向が長手方向Ｘであるシート状繊維強化材と、繊維方向が短手方向Ｙであるシート状繊維強化材とを少なくとも一層ずつ積層して形成されたものであることが好ましい。具体的には、繊維配向角が０度と９０度のＣＦＲＰのＵＤ材を積層したもの（以下、ＣＦＲＰのＵＤ材［０／９０］とする。）を少なくとも一層ずつ積層した構成が好ましく用いられる。なお、積層回数については特に限定されず、上記を配置した層を少なくとも一層有していればよい。
【００３６】
ここで、繊維方向を繊維配向角度０度及び繊維配向角度９０度に積層した層（ＣＦＲＰのＵＤ材［０／０／９０／０］ｓ及びＣＦＲＰのＵＤ材［０／９０／０／９０］ｓ）を使用した場合（８ｐｌｙ）と、繊維配向角度を所定の傾斜角度を有するように積層した層（ここでは、ＣＦＲＰのＵＤ材［４５／１３５／４５／１３５］ｓとする。）を使用した場合（８ｐｌｙ）における、破壊ひずみを比較した表を図３に示す。なお、破壊ひずみとは、引張試験時における破断ひずみである。図３の表に示されるように、長手方向への引張試験において、ＣＦＲＰのＵＤ材[４５／１３５／４５／１３５]ｓは、ＣＦＲＰの一方向ＵＤ材［０／０／９０／０］ｓ及びＣＦＲＰのＵＤ材［０／９０／０／９０］ｓよりも、引張によるひずみが、７倍となった。ここで、８ｐｌｙとは、プリプレグで構成した強化繊維材料を８層に積層したものである。また、ｓとは、各層の構成が上下対称の意を表す。
【００３７】
この結果から、圧縮部位３０１に繊維配向角度０度及び繊維配向角度９０度に積層した層を、側方部位３０２、３０３に繊維配向角度を所定の傾斜角度を有するように積層した層を配置することにより、衝撃吸収部材に衝撃による荷重が加わったときに、破壊ひずみの小さい圧縮部位３０１の座屈変形部分である端部を先に破壊させることができ、側方部位の座屈変形部分にかかるひずみエネルギーを段階的に開放することができる。
【００３８】
このように、各部位により、積層構成は、異なる繊維方向を有するシート状繊維強化材を用いることが好ましい。
【００３９】
＜継ぎ目＞
図４、図５は、本発明の衝撃吸収部材における好適なシート状強化繊維材の端部同士の継ぎ目の概略図を示したものである。本発明における「継ぎ目」とは、積層体の同一層における、隣り合うシート状強化繊維材の端部同士が、略当接する部分をいい、「略当接する」とは、シート状強化繊維材が接していてもよく、離れていてもよい。
【００４０】
図４では、シート状繊維強化材１５０、１５１が、隣接する部位に渡るように配置され、積層体のそれぞれの層の継ぎ目１６０が、隣接する上下の層の継ぎ目と、異なる部位に配置されている。
【００４１】
図５では、シート状繊維強化材１５０、１５１が、隣接する部位に渡るように配置され、積層体のそれぞれの層の継ぎ目１６０が、同一部位に配置されている。更に、継ぎ目１６０は、隣接する上下の層の継ぎ目１６０とずれて配置されている。
【００４２】
図４及び図５における継ぎ目の位置のずれは、１０ｍｍ以上であることが好ましい。この一例として、継ぎ目１６０の位置のずれＷを変更して積層し、引張荷重を測定した結果を図７に、積層状態の概略図を図８に示す。位置のずれＷを１０ｍｍまで長くすることで、破壊強度が向上する。また、位置のずれＷを１０ｍｍ以上としても、破壊強度が一定であるため、引張強度的にシート状強化繊維材１５０、１５１の積層体が一体化したと見なせることができる。なお、本発明における「位置のずれ」とは、ある層の継ぎ目と、その隣接する上下の層の継ぎ目との距離をいい、同一部位に継ぎ目が配置されている場合は、図５に示すＷであり、異なる部位に継ぎ目が配置される場合は、継ぎ目１６０から衝撃吸収部材３００の角までの長さの合計になり、図２に示す引張部位３０４の継ぎ目のずれＷ１と側方部位の継ぎ目のずれＷ２の合計の長さになる。
【００４３】
図６では、シート状繊維強化材１５０、１５１は、隣接する部位に渡るように周状に配置されている。更に、部位の隣接する部分付近で、重なり部１７０を有し、シート状強化繊維１５０、１５１が重なるように配置されている。また、シート状繊維強化材の重なり部１７０は、１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４４】
また、端部同士の継ぎ目又は重なりは、図４から図６を単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。例えば、図４に示す継ぎ目と図６に示す重なりを組み合わせて用いる場合は、積層体の一部の層を図４に示す継ぎ目とし、他の層を図６に示す重なりとすることができる。また、積層体の一部の層において、組み合わせて用いることもでき、この場合は、圧縮部位と側方部位とが隣接する部位付近を図４に示す継ぎ目とし、引張部位と圧縮部位とが隣接する部位を図６に示す重なりとすることができる。
【００４５】
＜製造例＞
図９は本発明にかかる衝撃吸収部材のプリプレグ配置工程の概略図を示す。本発明の衝撃吸収部材３００は、例えば、マンドル２００の各部位に、プリプレグ１５０、１５１を巻き、複数積層させる。その後、オートクレープを用いて、熱処理により硬化させた後、マンドル２００を抜き、衝撃吸収部材３００を製造することができる。
【００４６】
＜適用例＞
このようにして得られた衝撃吸収部材３００は、例えば、図１０に示すような自動車４００のセンターピラー４１０に適用することができる。図１１は、図１０におけるＡ付近の拡大図であり、側面衝突時に曲げ変形を受けるセンターピラー４１０である。なお、図１１では、自動車４００の側面部の構造部材に対して本発明を適用したが、自動車４００の構造部材であれば適用可能であり、例えば、フロントピラーやリアピラーに本発明の衝撃吸収部材３００が使用されてもよい。
【実施例】
【００４７】
＜実施例１＞
いずれのＵＤ材も繊維強化として東邦テナックス（株）製カーボンＨＴＡを用い、マトリックスとしてエポキシ樹脂（＃１１２）を用いた。シート状繊維強化材は、圧縮部位にＣＦＰＲのＵＤ材［０／０／９０／０］ｓを用い、側方部位にＣＦＰＲのＵＤ材［４５／１３５／０／０］ｓを用い、引張部位にＣＦＰＲのＵＤ材［０／０／９０／０］ｓを用いた。シート状強化繊維材の継ぎ目は、図２に示す継ぎ目と同様の位置に配置し、１層目は圧縮部位及び引張部位に、２層目は側方部位に配置し、交互に異なる部位に配置した。継ぎ目のずれは、引張部位における継ぎ目のずれＷ１が５ｍｍであり、側方部位における継ぎ目のずれＷ２が５ｍｍであるため、１０ｍｍであった。図２においては、内側から４層までしか図示していないが、８層（８ｐｌｙ）まで積層し、積層体の板厚は１．８ｍｍであり、衝撃吸収部材は、断面が５０ｘ５０ｍｍ、長手方向６００ｍｍであった。
【００４８】
＜実施例２＞
実施例１における側方部位のシート状強化繊維材をＣＦＰＲのＵＤ材［４５／１３５／９０／９０］ｓとした以外は、同様の方法により製造した。
【００４９】
＜実施例３＞
実施例１における側方部位のシート状強化繊維材をＣＦＰＲのＵＤ材［４５／１３５／４５／１３５］ｓとした以外は、同様の方法により製造した。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の衝撃吸収部材の一部の概略を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’断面の概略を示す断面図である。
【図３】積層構成の異なる繊維強化材料の引張試験の結果を示す表である。
【図４】シート状強化繊維材の端部同士の継ぎ目を示した図である。
【図５】シート状強化繊維材の端部同士の継ぎ目の他の例を示した図である。
【図６】シート状強化繊維材の端部同士の継ぎ目の更に他の例を示した図である。
【図７】シート状強化繊維材の継ぎ目位置のずれと引張荷重の破壊強度との関係を示す図である。
【図８】引張荷重の破壊強度を測定するための積層状態を示す概略図である。
【図９】本発明の衝撃吸収部材のプリプレグ配置工程の概略図である。
【図１０】本発明に係る衝撃吸収部材が好適に用いられる自動車を示す図である。
【図１１】図１０におけるＡ付近の拡大図である。
【符号の説明】
【００５１】
１５０、１５１  シート状繊維強化材（プリプレグ）
１６０  継ぎ目
１７０  重なり部
２００  マンドル
３００  衝撃吸収部材
３０１  圧縮部位
３０２、３０３  側方部位
３０４  引張部位
４００  自動車衝撃吸収構造体
４１０  センターピラー
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２  継ぎ目位置のずれの長さ
【図１】
2006200702.tif 000003
【図２】
2006200702.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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