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技術 繊維強化樹脂構造体

出願人 株式会社SUBARU
発明者 向中野侑哉
出願日 2016年1月25日 (5年3ヶ月経過) 出願番号 2016-011744
公開日 2017年8月3日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2017-132063
状態 特許登録済
技術分野 型の被覆による成形、強化プラスチック成形 車体懸架装置 車両用車体構造
主要キーワード ハブハウジング ストラット支 繊維強化樹脂部材 連結層 溶融含浸法 熱可塑性マトリックス樹脂 サンドイッチ構造体 ABS樹脂
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

曲げ変形に対する強度を向上させることが可能な、新規かつ改良された繊維強化樹脂構造体を提供する。

解決手段

2以上の繊維強化樹脂部材を含む繊維強化樹脂構造体であって、2つの前記繊維強化樹脂部材に渡って設けられ、前記2つの繊維強化樹脂部材の接合部に沿って延在する補強部材を備え、前記補強部材は、前記繊維強化樹脂構造体に曲げ変形が生じた時に前記2つの繊維強化樹脂部材の接合部に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性強化する、繊維強化樹脂構造体が提供される。

概要

背景

近年、種々の構造体において、軽量化しながら強度を向上させるために、炭素繊維強化樹脂(CFRP)等の繊維強化樹脂が利用されている。このような繊維強化樹脂からなる構造体である繊維強化樹脂構造体は、2以上の繊維強化樹脂部材を含む場合がある。そして、2以上の繊維強化樹脂部材を含む繊維強化樹脂構造体に関する分野において、繊維強化樹脂構造体の機械特性を向上させるための技術が提案されている。

例えば、特許文献1には、サンドイッチ構造体の端部同士を締結部材等を用いることなく容易にかつ安価に一体に接合でき、しかも接合部に十分に高い強度と剛性を付与でき、外観にも優れたサンドイッチ構造体を提供するために、コア材とその両面に配置したFRPスキン板を有し、端部同士を突き合わせ接合したサンドイッチ構造体において、両端部の表面にわたって延びるFRP連結層を設けるとともに、突き合わせ端面間に樹脂拡散媒体を含む層を設ける技術が開示されている。

概要

曲げ変形に対する強度を向上させることが可能な、新規かつ改良された繊維強化樹脂構造体を提供する。2以上の繊維強化樹脂部材を含む繊維強化樹脂構造体であって、2つの前記繊維強化樹脂部材に渡って設けられ、前記2つの繊維強化樹脂部材の接合部に沿って延在する補強部材を備え、前記補強部材は、前記繊維強化樹脂構造体に曲げ変形が生じた時に前記2つの繊維強化樹脂部材の接合部に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化する、繊維強化樹脂構造体が提供される。

目的

例えば、特許文献1には、サンドイッチ構造体の端部同士を締結部材等を用いることなく容易にかつ安価に一体に接合でき、しかも接合部に十分に高い強度と剛性を付与でき、外観にも優れたサンドイッチ構造体を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

2以上の繊維強化樹脂部材を含む繊維強化樹脂構造体であって、2つの前記繊維強化樹脂部材に渡って設けられ、前記2つの繊維強化樹脂部材の接合部に沿って延在する補強部材を備え、前記補強部材は、前記繊維強化樹脂構造体に曲げ変形が生じた時に前記2つの繊維強化樹脂部材の接合部に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性強化する、繊維強化樹脂構造体。

請求項2

前記補強部材は、前記引っ張り力の方向に沿って強化繊維配向した一方向繊維強化樹脂部材である、請求項1に記載の繊維強化樹脂構造体。

請求項3

前記補強部材には、前記引っ張り力の方向に沿って突起部が設けられる、請求項1又は2に記載の繊維強化樹脂構造体。

請求項4

前記補強部材の前記突起部は、前記繊維強化樹脂構造体の内部側へ突出し、前記接合部において、前記2つの繊維強化樹脂部材により挟まれる、請求項3に記載の繊維強化樹脂構造体。

請求項5

前記2つの繊維強化樹脂部材のそれぞれには、凹部が設けられ、前記2つの繊維強化樹脂部材のそれぞれの前記凹部が対向することにより、前記繊維強化樹脂構造体の内部側に閉空間が形成される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の繊維強化樹脂構造体。

請求項6

前記補強部材は、前記2つの繊維強化樹脂部材の外周部に渡って設けられる、請求項5に記載の繊維強化樹脂構造体。

請求項7

前記繊維強化樹脂構造体は、車両のロアアームである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の繊維強化樹脂構造体。

技術分野

0001

本発明は、繊維強化樹脂構造体に関する。

背景技術

0002

近年、種々の構造体において、軽量化しながら強度を向上させるために、炭素繊維強化樹脂(CFRP)等の繊維強化樹脂が利用されている。このような繊維強化樹脂からなる構造体である繊維強化樹脂構造体は、2以上の繊維強化樹脂部材を含む場合がある。そして、2以上の繊維強化樹脂部材を含む繊維強化樹脂構造体に関する分野において、繊維強化樹脂構造体の機械特性を向上させるための技術が提案されている。

0003

例えば、特許文献1には、サンドイッチ構造体の端部同士を締結部材等を用いることなく容易にかつ安価に一体に接合でき、しかも接合部に十分に高い強度と剛性を付与でき、外観にも優れたサンドイッチ構造体を提供するために、コア材とその両面に配置したFRPスキン板を有し、端部同士を突き合わせ接合したサンドイッチ構造体において、両端部の表面にわたって延びるFRP連結層を設けるとともに、突き合わせ端面間に樹脂拡散媒体を含む層を設ける技術が開示されている。

先行技術

0004

特開2000−108232号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、自動車車体構造部品についても、車体の軽量化のために、炭素繊維強化樹脂(CFRP)等の繊維強化樹脂を利用した構成部品が使用されつつある。例えば、このような自動車車体の構造部品について、2以上の繊維強化樹脂部材を含み、繊維強化樹脂部材間の接合部を有する繊維強化樹脂構造体が適用され得る。ここで、自動車車体の構造部品に対して、曲げ変形を生じさせる比較的大きな荷重が入力される場合がある。接合部を有する構造部品に曲げ変形が生じた場合には、曲げ変形によって生じる引っ張り力又は圧縮力によって、一般的に強度が弱い接合部を起点として破壊が生じ得る。ゆえに、自動車車体の構造部品について接合部を有する繊維強化樹脂構造体を適用した場合には、当該繊維強化樹脂構造体の曲げ変形に対する強度を向上させることが望ましいと考えられる。

0006

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、曲げ変形に対する強度を向上させることが可能な、新規かつ改良された繊維強化樹脂構造体を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、2以上の繊維強化樹脂部材を含む繊維強化樹脂構造体であって、2つの前記繊維強化樹脂部材に渡って設けられ、前記2つの繊維強化樹脂部材の接合部に沿って延在する補強部材を備え、前記補強部材は、前記繊維強化樹脂構造体に曲げ変形が生じた時に前記2つの繊維強化樹脂部材の接合部に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化する、繊維強化樹脂構造体が提供される。

0008

前記補強部材は、前記引っ張り力の方向に沿って強化繊維配向した一方向繊維強化樹脂部材であってもよい。

0009

前記補強部材には、前記引っ張り力の方向に沿って突起部が設けられてもよい。

0010

前記補強部材の前記突起部は、前記繊維強化樹脂構造体の内部側へ突出し、前記接合部において、前記2つの繊維強化樹脂部材により挟まれてもよい。

0011

前記2つの繊維強化樹脂部材のそれぞれには、凹部が設けられ、前記2つの繊維強化樹脂部材のそれぞれの前記凹部が対向することにより、前記繊維強化樹脂構造体の内部側に閉空間が形成されてもよい。

0012

前記補強部材は、前記2つの繊維強化樹脂部材の外周部に渡って設けられてもよい。

0013

前記繊維強化樹脂構造体は、車両のロアアームであってもよい。

発明の効果

0014

以上説明したように本発明によれば、繊維強化樹脂構造体において、曲げ変形に対する強度を向上させることが可能となる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施形態に係るロアアームを備えたサスペンションシステムの構成の一例を示す模式図である。
ロアアーム及びサスペンションクロスメンバの分解斜視図である。
本実施形態に係るロアアームの一例を示す斜視図である。
ロアアームに曲げ変形が生じた時に接合部に負荷される引っ張り力及び圧縮力について説明するための説明図である。
ロアアームに曲げ変形が生じた時に接合部に負荷される引っ張り力及び圧縮力について説明するための説明図である。
比較例に係るロアアームの構成の一例について説明するための車幅方向に略直交する断面における断面図である。
本実施形態に係るロアアームの構成の一例について説明するための車幅方向に略直交する断面における断面図である。
変形例に係るロアアームの構成の一例について説明するための車幅方向に略直交する断面における断面図である。

実施例

0016

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。

0017

<1.サスペンション装置
まず、図1図3を参照して、本実施形態に係る繊維強化樹脂構造体に相当する車両のロアアーム20を備えたサスペンション装置1について説明する。図1は、ロアアーム20を備えた車両の前輪のサスペンション装置1の構成の一例を示す模式図であり、図2は、ロアアーム20及びサスペンションクロスメンバ8の分解斜視図である。また、図3は、ロアアーム20の一例を示す斜視図である。

0018

図1に示したように、サスペンション装置1において、エンジンルーム2の左右は、車体フレームの構成要素であるフロントホイールエプロン3で仕切られている。フロントホイールエプロン3は、車体の前後方向に延在する左右一対サイドフレーム5に接合されている。また、フロントホイールエプロン3の後部にストラットタワー6が形成されている。ストラットタワー6に、ストラット式サスペンション7が収容されている。サスペンション7の上部が、ストラットタワー6の上部に形成されたストラット支持部6aに、ストラットアッパマウント7aを介して支持されている。

0019

エンジンルーム2の下部には、サスペンションクロスメンバ8が配設されている。サスペンションクロスメンバ8の車幅方向両端の上面が、サイドフレーム5に対して、ボルト及びナット等の締結具を介して固定されている。また、サスペンションクロスメンバ8の上面には、図示しないエンジンの後部が、エンジンマウントを介して搭載される。また、サスペンションクロスメンバ8の車幅方向両端部の下面に、アーム支持部9が突設されている。左右の各アーム支持部9は、図2に示したように、所定間隔を開けて前後左右に対向する一対のブラケット9a,9bを備え、各ブラケット9a,9bにボルト挿通孔9cが穿設されている。ブラケット9a,9b間には、ロアアーム20の一方の基端に設けられた筒状の第1の基部21が配置されている。

0020

ロアアーム20は、一方の基端となる第1の基部21から先端部23に連続するとともに、中央部から分岐して後方に延びて他方の基端となる第2の基部22に連続する、略T字状あるいはL字状の平面形状を有する。ロアアーム20の第1の基部21内には、図示しない円筒部材圧入される。当該円筒部材には、ブラケット9a,9bに穿設されているボルト挿通孔9cに対して外方から挿通されたボルト12の軸部が貫通され、ボルト12の軸部はナット13によって締結されている。

0021

また、第2の基部22には、図示しない円筒部材が圧入される。第2の基部22は、当該円筒部材を介してサイドフレーム5に軸支される。さらに、揺動端となる先端部23には、図示しない円筒部材が圧入される。先端部23は、当該円筒部材を介して図示しないボールジョイントに連結され、前輪11を固定する図示しないホイールハブ回動自在に支持される。これにより、ロアアーム20は、図示しないハブハウジングを介して、サスペンション7の下部を支持するとともに、サスペンションクロスメンバ8及びサイドフレーム5に揺動可能に支持される。

0022

図3に示したように、ロアアーム20は、サスペンションクロスメンバ8に連結される第1の基部21と、サイドフレームに連結される第2の基部22と、ボールジョイントが連結される先端部23とを有する。第1の基部21には、円筒部材27が圧入されている。第2の基部22には、円筒部材28が圧入されている。先端部23には、円筒部材29が圧入されている。筒状の第1の基部21に圧入された円筒部材27は、車両の前後方向に略一致する中心軸を有し、先端部23の上下方向の揺動を可能にする。また、第2の基部22に圧入された円筒部材28は、略鉛直方向に沿う中心軸を有し、先端部23の水平方向の揺動を可能にする。

0023

また、本実施形態に係るロアアーム20は、2以上の繊維強化樹脂部材を含む繊維強化樹脂構造体であり、繊維強化樹脂部材間の接合部を有する。具体的には、ロアアーム20は、図3に示したように、上部部材210と、下部部材220を接合部240において接合することによって得られる。上部部材210及び下部部材220のそれぞれには凹部が設けられ、当該凹部のそれぞれが対向することによって、ロアアーム20の内部側に閉空間が形成される。ロアアーム20のように立体的な形状を有する部材を繊維強化樹脂によって成形する場合、一般に、プレス加工によって成形することは困難な場合がある。ゆえに、後述するように、上部部材210及び下部部材220は、例えば、積層された繊維強化樹脂シート成形型の成形面へ密着させ、硬化させることによって製造され得る。このように製造された上部部材210及び下部部材220において、成形面側の表面の加工精度は比較的高い。ゆえに、このように製造された上部部材210及び下部部材220のそれぞれの成形面と逆側の部分を接合することによって、立体的な形状を有するロアアーム20が製造される。

0024

以上説明したロアアーム20に対して、後述するように、曲げ変形を生じさせる比較的大きな荷重が入力される場合がある。ロアアーム20に曲げ変形が生じた場合には、ロアアーム20の接合部240に引っ張り力及び圧縮力が負荷される。本実施形態に係るロアアーム20は、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化する図示しない補強部材を備える。それにより、本実施形態によれば、このようなロアアーム20に曲げ変形が生じた場合であっても、接合部240を起点とした破壊の発生を防止することができる。以下、ロアアーム20に生じる曲げ変形について説明した後に、曲げ変形に対する強度を向上させることができるロアアーム20の詳細について説明する。

0025

<2.ロアアーム>
(2−1.ロアアームの曲げ変形)
まず、図4図6を参照して、ロアアーム20に生じる曲げ変形について説明する。図4及び図5は、ロアアーム20に曲げ変形が生じた時に接合部240に負荷される引っ張り力及び圧縮力について説明するための説明図である。図4及び図5では、図3に示したロアアーム20を上部部材210側から見た模式図が示されている。

0026

図4では、車体後方側を向く力が先端部23に掛かっている状態が示されている。図4における矢印F10は、先端部23に掛かっている力の方向を示す。図4に示すように、先端部23に掛かっている力は、第1の基部21から第2の基部22へ向かう方向の成分を有する。ロアアーム20において、第1の基部21及び第2の基部22は車体に対して固定されている。ゆえに、図4に示すように、車体後方側を向く力が先端部23に掛かっている場合、先端部23が車体後方側へ撓むような曲げ変形がロアアーム20に生じる。それにより、先端部23と第1の基部21との間に位置する接合部240の車体前方側の部分240aに引っ張り力が負荷される。一方、先端部23と第2の基部22との間に位置する接合部240の車体後方側の部分240bに圧縮力が負荷される。

0027

図5では、車体前方側を向く力が先端部23に掛かっている状態が示されている。図5における矢印F20は、先端部23に掛かっている力の方向を示す。図5に示すように、先端部23に掛かっている力は、第2の基部22から第1の基部21へ向かう方向の成分を有する。図5に示すように、車体前方側を向く力が先端部23に掛かっている場合、先端部23が車体前方側へ撓むような曲げ変形がロアアーム20に生じる。それにより、接合部240の車体前方側の部分240aに圧縮力が負荷される。一方、接合部240の車体後方側の部分240bに引っ張り力が負荷される。

0028

なお、上記では、図4及び図5を参照して、ロアアーム20に生じる曲げ変形において、上部部材210及び下部部材220の接合部240に負荷される引っ張り力及び圧縮力の方向と、接合部240の延在方向とが略一致する例について説明したが、当該引っ張り力及び圧縮力の方向と、当該延在方向とは、相違してもよい。

0029

ここで、本実施形態に係るロアアーム20と異なり、補強部材を備えない比較例に係るロアアームの接合部について説明する。図6は、比較例に係るロアアーム90の構成の一例について説明するための車幅方向に略直交する断面における断面図である。図6は、比較例に係るロアアーム90の先端部における断面を示しており、図4及び図5に示したロアアーム20の先端部23における車幅方向に略直交する断面であるA−A断面と対応する。

0030

図6に示したように、比較例に係るロアアーム90は、繊維強化樹脂部材である上部部材910及び下部部材920を接合して得られる繊維強化樹脂構造体である。上部部材910の下端部と下部部材920の上端部とを、接合部940において、当接させて、接着剤を用いて接合することによって、上部部材910と下部部材920とが接合される。上部部材910と下部部材920との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。上部部材910及び下部部材920のそれぞれには、凹部912及び凹部922が設けられ、凹部912及び凹部922が対向することにより、ロアアーム90の内部側に閉空間930が形成される。図6に示す接合部940の車体前方側の部分940aは、接合部940における先端部と第1の基部との間に位置する。また、図6に示す接合部940の車体後方側の部分940bは、接合部940における先端部と第2の基部との間に位置する。

0031

図4を参照して説明したように、車体後方側を向く力がロアアーム90の先端部に掛かっている状態において、図6に示す接合部940の車体前方側の部分940aには、引っ張り力が負荷され、接合部940の車体前後側の部分940bには、圧縮力が負荷される。また、図5を参照して説明したように、車体前方側を向く力がロアアーム90の先端部に掛かっている状態において、図6に示す接合部940の車体前方側の部分940aには、圧縮力が負荷され、接合部940の車体前後側の部分940bには、引っ張り力が負荷される。

0032

比較例では、ロアアーム90に曲げ変形が生じた時に接合部940に負荷される引っ張り力及び圧縮力に対する強度は、接合部940における上部部材910と下部部材920との接合強度に依存する。ここで、2つの部材の接合部における接合強度は、当該2つの部材の接触面積が小さいほど、小さくなる。ゆえに、ロアアーム90において、上部部材910と下部部材920との接触面積を十分に確保できない場合には、曲げ変形によって生じる引っ張り力又は圧縮力によって、接合部940を起点として破壊が生じ得る。

0033

(2−2.構成)
続いて、図7を参照して、本実施形態に係るロアアーム20の構成について説明する。図7は、本実施形態に係るロアアーム20の構成の一例について説明するための車幅方向に略直交する断面における断面図である。図7は、具体的には、図4及び図5に示した本実施形態に係るロアアーム20の先端部23における車幅方向に略直交する断面であるA−A断面における断面図である。

0034

図7に示したように、本実施形態に係るロアアーム20は、上部部材210と、下部部材220と、補強部材250と、を備える。ロアアーム20は、2以上の繊維強化樹脂部材を含む本発明に係る繊維強化樹脂構造体に相当する。また、上部部材210及び下部部材220は、本発明に係る繊維強化樹脂部材に相当する。

0035

上部部材210及び下部部材220の各々は、種々の製造方法によって製造され得る。例えば、上部部材210及び下部部材220の各々は、強化繊維にマトリックス樹脂含浸させた繊維強化樹脂シートを例えば金属又は繊維強化樹脂等からなる成形型の成形面上に積層し、得られた繊維強化樹脂積層体被覆材で覆い、真空ポンプを用いて当該被覆材と成形型の間の空間を減圧することにより、繊維強化樹脂積層体を成形型の成形面へ密着させ、硬化させることによって、製造される。

0036

また、上部部材210及び下部部材220の各々は、繊維強化樹脂シートを成形型の成形面上に積層し、得られた繊維強化樹脂積層体を被覆材で覆い、当該被覆材と当該被覆材の上方に固定される固定部材との間の空間へ空気又は蒸気送り込み、当該空間を加圧することにより、当該被覆材を介して繊維強化樹脂積層体を成形型の成形面へ密着させ、硬化させることによって、製造されてもよい。なお、被覆材と当該被覆材の上方に固定される固定部材との間の空間を、オートクレーブ装置を用いて、加熱しながら加圧してもよい。

0037

また、上部部材210及び下部部材220の各々は、当該被覆材と成形型の間の空間の減圧と、当該被覆材と当該被覆材の上方に固定される固定部材との間の空間の加圧と、を並行して行うことによって、製造されてもよい。

0038

成形素材となる繊維強化樹脂シートは、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させて形成される。使用される強化繊維は、特に限定されるものではなく、例えば、炭素繊維ガラス繊維アラミド繊維等であってもよく、さらにはこれらの強化繊維を組み合わせて使用してもよい。中でも、炭素繊維は、機械特性が高く、強度設計を行いやすいことから、強化繊維が炭素繊維を含むことが好ましい。

0039

強化繊維は、繊維強化樹脂シートの一端から他端まで連続する連続繊維であってもよく、繊維強化樹脂シートの一端から他端までの長さより短い短繊維であってもよい。なお、1つの繊維強化樹脂シートに連続繊維と短繊維が混在してもよい。上部部材210及び下部部材220の製造過程において積層される繊維強化樹脂シートには、繊維が一方向に配向した繊維強化樹脂シートが含まれてもよく、強化繊維が複数方向に向けて配置された繊維強化樹脂シートが含まれてもよい。各繊維強化樹脂シートの強化繊維の配向方向を揃えることによって、得られる上部部材210又は下部部材220の当該配向方向に対する強度を効果的に向上させることができる。また、積層される繊維強化樹脂シートのうちの少なくとも1枚の繊維強化樹脂シートの強化繊維の配向方向を異ならせることによって、得られる上部部材210又は下部部材220の強度に異方性を持たせることができる。

0041

マトリックス樹脂としては、これらの熱可塑性樹脂うちの1種類、あるいは2種類以上の混合物を使用することができる。あるいは、マトリックス樹脂は、これらの熱可塑性樹脂の共重合体であってもよい。また、マトリックス樹脂をこれらの熱可塑性樹脂の混合物とする場合には相溶化剤を併用してもよい。さらには、マトリックス樹脂は、難燃剤としての臭素系難燃剤や、シリコン系難燃剤赤燐等を含んでいてもよい。

0042

この場合、使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂ナイロン6ナイロン66等のポリアミド系樹脂ポリエチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂ポリエーテルケトンポリエーテルスルフォン芳香族ポリアミド等の樹脂が挙げられる。中でも熱可塑性マトリックス樹脂が、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン及びフェノキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。

0043

また、マトリックス樹脂として使用可能な熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂ビニルエステル樹脂フェノール樹脂ポリウレタン樹脂シリコン樹脂などが例示される。マトリックス樹脂としては、これらの熱硬化性樹脂のうちの1種類、あるいは2種類以上の混合物を使用することができる。これらの熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂に使用する場合、熱硬化性樹脂に、適切な硬化剤反応促進剤が添加されてもよい。

0044

繊維強化樹脂シートは、例えば、一般的なフィルム含浸法溶融含浸法等のプロセスにより、強化繊維を連続的に送り出しながらマトリックス樹脂を当該強化繊維に含浸させる方法により製造される。この繊維強化樹脂シートを所望のサイズに切断することにより、成形素材としての繊維強化樹脂シートが得られる。所望のサイズに切断した複数の繊維強化樹脂シートの幅方向の端部を接着剤等により互いに接合して、所望の幅及び長さの繊維強化樹脂シートを形成してもよい。繊維強化樹脂シートの厚さは、例えば、0.03〜1mmの範囲内の値とすることができる。

0045

上部部材210と下部部材220とは、直接的に又は他の部材を介して接合される。例えば、上部部材210の下端部と下部部材220の上端部とを、接合部240において、当接させて、接着剤を用いて接合することによって、上部部材210と下部部材220とが接合される。上部部材210と下部部材220との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。なお、以下で説明する接着剤を用いた各部材間の接合において、上部部材210と下部部材220との接合に使用可能な接着剤として例示した上記接着剤を適宜使用することができる。上部部材210及び下部部材220のそれぞれには、凹部212及び凹部222が設けられ、凹部212及び凹部222が対向することにより、ロアアーム20の内部側に閉空間230が形成される。

0046

補強部材250は、図7に示したように、上部部材210及び下部部材220に渡って設けられ、上部部材210及び下部部材220の接合部240に沿って延在する。補強部材250は、例えば、繊維強化樹脂からなる部材であり、上部部材210及び下部部材220と同様の製造方法によって製造されてもよい。補強部材250は、具体的には、上部部材210の下端部の側面から下部部材220の上端部の側面に渡って設けられ、上部部材210及び下部部材220と接合されている。例えば、補強部材250は、上部部材210の下端部の側面及び下部部材220の上端部の側面と接着剤を用いて接合されている。

0047

本実施形態に係るロアアーム20では、上部部材210及び下部部材220に渡って設けられ、接合部240に沿って延在する補強部材250が設けられることによって、上部部材210と下部部材220との接合強度に寄与する部材間接着面積を増大させることができる。ゆえに、上部部材210と下部部材220との接合強度を増大させることができる。

0048

また、補強部材250は、ロアアーム20に曲げ変形が生じた時に上部部材210及び下部部材220の接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化する。本実施形態に係る補強部材250は、具体的には、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に沿って強化繊維が配向した一方向繊維強化樹脂部材である。ここで、繊維強化樹脂部材に含まれる強化繊維の配向方向を揃えることによって、当該繊維強化樹脂部材の配向方向に対する引っ張り強度を効果的に向上させることができる。ゆえに、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に沿って強化繊維が配向した一方向繊維強化樹脂部材を補強部材250として用いることによって、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させることができる。

0049

具体的には、車体前方側に位置する補強部材250である前方側補強部材250aによって、接合部240の車体前方側の部分240aに負荷される引っ張り力の方向に対する剛性が強化される。また、車体後方側に位置する補強部材250である後方側補強部材250bによって、接合部240の車体後方側の部分240bに負荷される引っ張り力の方向に対する剛性が強化される。

0050

それにより、図4に示すように、車体後方側を向く力がロアアーム20の先端部23に掛かる場合には、接合部240の車体前方側の部分240aに負荷される引っ張り力によるロアアーム20の変形を、前方側補強部材250aによって、抑制することができる。また、図5に示すように、車体前方側を向く力がロアアーム20の先端部23に掛かる場合には、接合部240の車体後方側の部分240bに負荷される引っ張り力によるロアアーム20の変形を、後方側補強部材250bによって、抑制することができる。ゆえに、ロアアーム20の曲げ変形に対する強度を向上させることができる。よって、ロアアーム20に曲げ変形が生じた場合であっても、接合部240を起点とした破壊の発生を防止することができる。このように、ロアアーム20に入力される荷重の方向に応じて、接合部240において異なる位置に引っ張り力が生じ得る。本実施形態では、補強部材250は、上述したように、ロアアーム20への荷重の入力方向の各々について、接合部240において引っ張り力が生じる位置にそれぞれ設けられる。それにより、ロアアーム20に入力される荷重の方向に応じて、適切にロアアーム20の曲げ変形を抑制することができる。

0051

また、補強部材250は、図7に示したように、上部部材210及び下部部材220の外周部に渡って設けられてもよい。具体的には、上部部材210の外周部の下部及び下部部材220の外周部の上部には、それぞれロアアーム20の内部側へ窪んだ窪み部214及び窪み部224が設けられ、上部部材210と下部部材220とが接合された状態において、窪み部214と窪み部224とは隣接する。補強部材250、例えば、このような窪み部214及び窪み部224により形成される窪み空間内に設置された状態で、上部部材210及び下部部材220へ接合され得る。

0052

窪み部214及び窪み部224により形成される当該窪み空間の形状は、補強部材250の形状と対応する形状であってもよい。例えば、補強部材250の形状が帯形状である場合に、当該窪み空間の形状は補強部材250より幅方向の寸法がやや大きい溝形状であってもよい。それにより、上部部材210及び下部部材220への補強部材250の接着において、補強部材250の位置決めをより容易に行うことができる。

0053

一般に、物体に曲げ変形が生じる時に、当該物体において最大の引っ張り応力が負荷される位置は、当該物体の表層部である。ゆえに、補強部材250が上部部材210及び下部部材220の外周部に渡って設けられることによって、ロアアーム20に曲げ変形が生じる時に、ロアアーム20において、比較的大きな引っ張り力が生じ得る位置である外周部の強度を向上させることができる。よって、ロアアーム20の曲げ変形に対する強度をより効果的に向上させることができる。

0054

<3.変形例>
上記では、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に沿って強化繊維が配向した一方向繊維強化樹脂部材を補強部材250として用いることによって、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させる例について説明した。以下では、図8を参照して、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に沿って突起部354が設けられた補強部材350を用いることによって、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させる変形例について説明する。

0055

図8は、変形例に係るロアアーム30の構成の一例について説明するための車幅方向に略直交する断面における断面図である。図8は、変形例に係るロアアーム30の先端部における断面を示しており、図4及び図5に示したロアアーム20の先端部23における車幅方向に略直交する断面であるA−A断面と対応する。

0056

図8に示したように、変形例に係るロアアーム30は、上部部材310と、下部部材320と、補強部材350と、を備える。ロアアーム30は、2以上の繊維強化樹脂部材を含む本発明に係る繊維強化樹脂構造体に相当する。また、上部部材310及び下部部材320は、本発明に係る繊維強化樹脂部材に相当する。

0057

上部部材310及び下部部材320の各々は、図7を参照して説明したロアアーム20の上部部材210及び下部部材220と同様の製造方法によって製造され得る。変形例では、上部部材310と下部部材320とは、補強部材350を介して接合される。上部部材310及び下部部材320のそれぞれには、凹部312及び凹部322が設けられ、凹部312及び凹部322が対向することにより、ロアアーム20の内部側に閉空間330が形成される。

0058

図8に示したように、補強部材350は、渡り部352と、突起部354と、を備える。なお、以下では、車体前方側に位置する補強部材350である前方側補強部材350aの渡り部及び突起部をそれぞれ渡り部352a及び突起部354aと称し、車体後方側に位置する補強部材350である後方側補強部材350bの渡り部及び突起部をそれぞれ渡り部352b及び突起部354bと称する。

0059

補強部材350は、図7を参照して説明した補強部材250と比較して、突起部354を備える点が異なる。補強部材350は、例えば、繊維強化樹脂からなる部材である。渡り部352は、上部部材310及び下部部材320に渡って設けられ、上部部材310及び下部部材320の接合部340に沿って延在する。渡り部352は、具体的には、上部部材310の下端部の側面から下部部材320の上端部の側面に渡って設けられ、上部部材310及び下部部材320と接合されている。渡り部352は、例えば、上部部材310の下端部の側面及び下部部材320の上端部の側面と接着剤を用いて接合されている。

0060

変形例に係るロアアーム30では、上部部材310及び下部部材320に渡って設けられ、接合部340に沿って延在する渡り部352が設けられることによって、図7を参照して説明したロアアーム20と同様に、上部部材310と下部部材320との接合強度に寄与する部材間の接着面積を増大させることができる。ゆえに、上部部材310と下部部材320との接合強度を増大させることができる。

0061

また、渡り部352は、上部部材310及び下部部材320の外周部に渡って設けられてもよい。具体的には、渡り部352は、上部部材310の外周部の下部及び下部部材320の外周部の上部にそれぞれ設けられる窪み部314及び窪み部324に渡って設置された状態で、上部部材310及び下部部材320に接合され得る。

0062

突起部354は、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に沿って渡り部352に設けられる。それにより、図8に示した断面に代表される、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に対して略直交する断面におけるロアアーム30の断面二次モーメントを増大させることができる。ゆえに、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させることができる。

0063

また、補強部材350の突起部354は、ロアアーム30の内部側へ突出してもよい。具体的には、突起部354は、渡り部352の中央部からロアアーム30の閉空間330側へ突出する。その場合、突起部354は、接合部340において、上部部材310及び下部部材320により挟まれる。突起部354は、接合部340において、上部部材310の下端部及び下部部材320の上端部により挟まれた状態で、上部部材310及び下部部材320と接合される。例えば、突起部354の上部と上部部材310の下端部との間及び突起部354の下部と下部部材320の上端部との間が、接着剤を用いて接合される。

0064

上述したように、図4に示すように、車体後方側を向く力がロアアーム30の先端部に掛かっている場合、接合部340の車体前方側の部分340aには、引っ張り力が負荷され、接合部340の車体後方側の部分340bには、圧縮力が負荷される。接合部340に負荷される引っ張り力の方向に沿って強化繊維が配向した一方向繊維強化樹脂部材を補強部材350として用いる場合、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させることができる。係る場合には、接合部340の車体前方側の部分340aに負荷される引っ張り力によるロアアーム30の変形を、前方側補強部材350aによって、抑制することができる。

0065

ここで、一般に、物体の曲げ変形における中立軸は、当該物体の中央に位置しない場合があることが知られている。ゆえに、ロアアーム30に変形が生じることによって、接合部340の車体後方側の部分340bに圧縮力が負荷される状態において、後方側補強部材350bに設けられる閉空間330側へ突出した突起部354bの少なくとも一部に引っ張り力が負荷される場合がある。そのような場合において、変形例では、ロアアーム30に生じる引っ張り力の一部を突起部354bが受けることによって、ロアアーム30の変形をより効果的に抑制することができる。

0066

<4.まとめ>
以上説明したように、本実施形態によれば、補強部材250は、上部部材210及び下部部材220に渡って設けられ、上部部材210及び下部部材220の接合部240に沿って延在する。それにより、上部部材210と下部部材220との接合強度に寄与する部材間の接着面積を増大させることができる。ゆえに、上部部材210と下部部材220との接合強度を増大させることができる。また、補強部材250は、ロアアーム20に曲げ変形が生じた時に上部部材210及び下部部材220の接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化する。それにより、ロアアーム20に対して、曲げ変形を生じさせる比較的大きな荷重が入力される場合において、ロアアーム20の変形を抑制することができる。ゆえに、ロアアーム20の曲げ変形に対する強度を向上させることができる。

0067

上記では、補強部材250又は渡り部352が、上部部材及び下部部材の外周部に渡って設けられる例について説明したが、補強部材250又は渡り部352と上部部材及び下部部材との位置関係は係る例に限定されない。例えば、補強部材250又は渡り部352は、上部部材及び下部部材の内周部に渡って設けられてもよい。

0068

また、上記では、突起部354が、ロアアーム30の内部側へ突出する例について説明したが、突起部354は、ロアアーム30の外部側へ突出してもよい。係る場合には、突起部354は、例えば、渡り部352からロアアーム30の閉空間330と逆側へ突出する。

0069

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

0070

1サスペンション装置
2エンジンルーム
3フロントホイールエプロン
5サイドフレーム
6ストラットタワー
6aストラット支持部
7サスペンション
7aストラットアッパマウント
8サスペンションクロスメンバ
9アーム支持部
9a、9bブラケット
9cボルト挿通孔
11前輪
12ボルト
13ナット
20、30、90ロアアーム
21 第1の基部
22 第2の基部
23 先端部
27ブッシュ
28 ブッシュ
29 ブッシュ
210、310、910 上部部材
212、312、912 凹部
214、314 窪み部
220、320、920 下部部材
222、322、922 凹部
224、324 窪み部
230、330、930 閉空間
240、340、940接合部
250、350補強部材
352渡り部
354突起部

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