JPH0479911A - Plastic sheet frame and manufacture thereof - Google Patents
Plastic sheet frame and manufacture thereofInfo
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Landscapes
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- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、例えば自動車等の乗り物用座席に好適なプラ
スチックシートフレームとその製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a plastic seat frame suitable for a seat for a vehicle such as an automobile, and a method for manufacturing the same.
［従来の技術］
乗り物用座席は、軽量でかつ強度が高いことが望まれる
。繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなるシートフレ
ームは、鋼製のものに比較して軽量で部品点数が少なく
てすみ、成形が比較的容易で所要強度を満足できるなど
の長所があり、乗り物用シートフレームの材料に適して
いる。このような用途に使われる繊維強化プラスチック
は、マトリックス樹脂中に含有させられる繊維が長い方
が強度的に優れているため、シートフレームのように強
度が重視されるものにあっては、長繊維を用いる傾向が
ある。[Prior Art] Vehicle seats are desired to be lightweight and have high strength. Seat frames made of fiber-reinforced plastic (FRP) have the advantages of being lighter than steel ones, requiring fewer parts, being relatively easy to mold, and meeting the required strength, making them ideal for vehicle seat frames. Suitable for materials such as Fiber-reinforced plastics used for such applications have better strength when the fibers contained in the matrix resin are longer, so in products where strength is important, such as seat frames, long fibers are used. There is a tendency to use
繊維強化プラスチックを用いてシートフレームを成形す
る場合、スタンピング成形が適している。When molding a seat frame using fiber-reinforced plastic, stamping molding is suitable.
スタンピング成形には、熱可塑性のマトリックス樹脂に
繊維を含有させたブランク材（ホットブランク）が使わ
れる。このブランク材をマトリックス樹脂の軟化温度以
上に加熱し、所定温度に温調された型にセットしたのち
、型締めすることによって、型内のキャビティにマトリ
ックス樹脂と繊維を流動させながら、キャビティに応じ
た所望形状の成形品を得るようにしている。For stamping molding, a blank material (hot blank) made of thermoplastic matrix resin containing fibers is used. This blank material is heated to a temperature higher than the softening temperature of the matrix resin, set in a mold whose temperature is controlled to a predetermined temperature, and then the mold is clamped to allow the matrix resin and fibers to flow into the cavities within the mold. A molded product having a desired shape can be obtained.
［発明か解決しようとする課題］
シートフレームは一般にトレイ状をなしており、第６図
に示されるように、立上がり壁ａの上縁に、端末処理と
してフランジ状の端部すが形成されるようにしている。[Problems to be Solved by the Invention] The seat frame generally has a tray shape, and as shown in FIG. 6, a flange-shaped end portion is formed on the upper edge of the rising wall a as an end treatment. That's what I do.
しかしながらこのフランジ状の端部すは、スタンピング
成形を行なう際にやっかいな存在である。すなわち、ス
タンピング成形時脂のみからなる部分が局部的に生じる
原因となる。However, this flange-like end portion is troublesome when performing stamping molding. That is, during stamping molding, a portion consisting only of fat may be locally formed.
ウェルドは、フランジ状の端部す以外にも、樹脂流れか
交絡する箇所や、樹脂か最後に流れる箇所などにも発生
しやすい。ウェルドが生している箇所は、実質的に繊維
によって強化されていないため、小クラック発生の起点
になるなど強度的な弱点である。Welds tend to occur not only at flange-like ends but also at locations where resin flow intertwines, or where resin flows last. The areas where welds are formed are not substantially reinforced by fibers, and therefore are weak points in terms of strength, such as becoming starting points for small cracks.
また従来は、フレーム全体にわたって均質なブランク材
を用いているために、フレーム各部の要求強度に応した
合理的な強度配分となるように成形することに困難を伴
っていた。Furthermore, in the past, since a homogeneous blank material was used throughout the frame, it was difficult to mold the frame so that it would have a reasonable distribution of strength in accordance with the required strength of each part of the frame.
従って本発明の目的は、強度的に有利な長繊維を含有し
ていなからもウェルドの発生を抑制でき、しかも成形品
各部の要求強度に応じて強度配分を調整することが可能
なプラスチックシートフレームとその製造方法を提供す
ることにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a plastic sheet frame that can suppress the occurrence of welding even though it does not contain long fibers that are advantageous in terms of strength, and that can also adjust the strength distribution according to the required strength of each part of the molded product. and its manufacturing method.
［課題を解決するための手段］
上記目的を果たすために開発された本発明のプラスチッ
クシートフレームは、繊維強化プラスチックからなるブ
ランク材をスタンピング成形によって所望形状に成形す
るものであって、マトリックス樹脂中に長繊維が含有さ
せられている長繊維樹脂層と、マトリックス樹脂中に短
繊維か含有させられている短繊維樹脂層とが、厚み方向
に重合し一体化していることを特徴とする。上記繊維の
長さは、長・短以外に中間長さが含まれていてもよい。[Means for Solving the Problems] The plastic seat frame of the present invention developed to achieve the above object is one in which a blank material made of fiber-reinforced plastic is molded into a desired shape by stamping molding. It is characterized in that a long fiber resin layer containing long fibers in the matrix resin and a short fiber resin layer containing short fibers in the matrix resin are polymerized in the thickness direction and integrated. The length of the above-mentioned fibers may include not only long and short lengths but also intermediate lengths.
また本発明方法は、ブランク材をスタンピング成形する
ことによって所望のフレーム形状に成形する場合に、熱
可塑性のマトリックス樹脂中に長繊維を含有させた長繊
維ブランク材と、上記マトリックス樹脂中に短繊維を含
有させた短繊維ブランク材とを厚み方向に重ね、スタン
ピング成形することにより、長繊維を含む樹脂層と短繊
維を含む樹脂層とを互いに一体化させることを特徴とす
る。Further, the method of the present invention, when molding a blank material into a desired frame shape by stamping molding, uses a long fiber blank material containing long fibers in a thermoplastic matrix resin, and a long fiber blank material containing long fibers in the matrix resin. The resin layer containing the long fibers and the resin layer containing the short fibers are integrated with each other by stacking the short fiber blank material containing the short fibers in the thickness direction and performing stamping molding.
なお、ブランク材の枚数や重ね順序は任意である。また
、ブランク材の大きさ、形状、重ね位置も任意に選択で
きる。Note that the number of blanks and the stacking order are arbitrary. Furthermore, the size, shape, and overlapping position of the blank materials can be arbitrarily selected.
［作用］
本発明のシートフレームは、フレーム各部に要求される
強度に応じて、長繊維ブランク材と短繊維ブランク材の
重合状態を選択し、スタンピング成形を行なう。例えば
、耐衝撃性か要求される部位には長繊維の使用割合が大
となるようなブランク材配分とする。[Function] The seat frame of the present invention is stamped by selecting the polymerization state of the long fiber blank material and the short fiber blank material depending on the strength required for each part of the frame. For example, the blank material is distributed so that a large proportion of long fibers are used in areas where impact resistance is required.
スタンピング成形時には、短繊維ブランク材中に含まれ
ている流動性に優れた短繊維か、マトリックス樹脂と一
緒に成形品の端部や隅部にも流れ込むようになるため、
長繊維か流れ込みにくい箇所であってもウェルドの発生
が防止される。なお、ブランク材の型セツト方法を変え
ることにより、表面に短繊維を出すこともできる。これ
は成形品部位に応じて調整可能である。During stamping molding, the highly fluid short fibers contained in the short fiber blank material flow into the edges and corners of the molded product together with the matrix resin.
Welds are prevented even in areas where long fibers are difficult to flow into. It is also possible to produce short fibers on the surface by changing the method of setting the blank material. This can be adjusted depending on the part of the molded product.
［実施例コ
以下にこの発明の一実施例について、第１図ないし第３
図を参照して説明する。[Example 1] An example of this invention will be described below with reference to Figures 1 to 3.
This will be explained with reference to the figures.
第１図に示された自動車用プラスチックシートフレーム
１は、トレイ状をなしており、底板部２と、この底板部
２の全周にわたって設けられた立上がり壁３とを備えて
構成されている。立上がり壁３は底板部２と一体に成形
されており、しかも立上がり壁３の上縁に、全周にわた
って、外側を向いたフランジ状の端部４が設けられてい
る。底板部２の適宜位置に、図示しないシートスライド
機構等の法例の部材に固定する際に用いるボルト挿通孔
５が設けられている。立上がり壁３の後部付近には、図
示しないリクライニング機構あるいはヒンジ機構等のブ
ラケット類を取付ける際に使用するボルト挿通孔６が開
設されている。The plastic seat frame 1 for an automobile shown in FIG. 1 has a tray shape and includes a bottom plate part 2 and a rising wall 3 provided around the entire circumference of the bottom plate part 2. The rising wall 3 is integrally formed with the bottom plate part 2, and a flange-shaped end 4 facing outward is provided on the upper edge of the rising wall 3 over the entire circumference. Bolt insertion holes 5 are provided at appropriate positions in the bottom plate portion 2 to be used for fixing to a legal member such as a seat slide mechanism (not shown). Near the rear of the rising wall 3, a bolt insertion hole 6 is provided for use in attaching a bracket such as a reclining mechanism or a hinge mechanism (not shown).
上記シートフレーム１は、スタンピング成形によって上
記形状に一体成形される。スタンピング成形は、第３図
に例示するような上下の型１０゜１１を使用し、加熱さ
れた長繊維ブランク材１２ａと、加熱された短繊維ブラ
ンク材１２ｂ。The seat frame 1 is integrally molded into the above shape by stamping molding. The stamping molding is performed using upper and lower molds 10° and 11 as illustrated in FIG. 3, and a heated long fiber blank material 12a and a heated short fiber blank material 12b are used.
１２ｃを、型１０．１１によって押圧することにより行
われる。This is done by pressing 12c with the mold 10.11.
各ブランク材１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、いずれも平板
状の繊維強化プラスチックであり、底板部２と同じ位の
大きさに切断されている。長繊維ブランク材１２ａは、
熱可塑性マトリックス樹脂１５に長繊維１６を含有させ
たものである。短繊維ブランク材１２ｂ、１２Ｃは、上
記マトリックス樹脂１５に短繊維１７を含有させたもの
である。Each of the blank materials 12a, 12b, and 12c is made of flat fiber-reinforced plastic, and is cut to the same size as the bottom plate portion 2. The long fiber blank material 12a is
The thermoplastic matrix resin 15 contains long fibers 16. The short fiber blank materials 12b and 12C are those in which the above matrix resin 15 contains short fibers 17.
マトリックス樹脂１５の一例はポリプロピレンであるか
、それ以外にも、ポリエチレン、その他の熱可塑性樹脂
の適用が可能である。長繊維１６および短繊維１７は、
いずれも繊維径の一例が２０μｍ前後のガラス繊維であ
る。繊維含有率は、このシートフレーム１に要求される
機械的性質によるが、通常は数１０％以上とする。An example of the matrix resin 15 is polypropylene, but other than that, polyethylene and other thermoplastic resins can also be used. The long fibers 16 and short fibers 17 are
In each case, an example of the fiber diameter is glass fiber of around 20 μm. The fiber content depends on the mechanical properties required of the seat frame 1, but is usually several tens of percent or more.
長繊維１６の長さは、好ましくは１００厘謡ないし１８
０ ｍｓ、より好ましくは １２０層ｍ〜 １３０■履
である。The length of the long fibers 16 is preferably 100 to 18
0 ms, more preferably 120 layers to 130 layers.
短繊維１７の推奨される長さは、８履麟ないし６０履ｌ
であり、より好ましくは１３■＠藪ｉ鉗位がよい。繊１
１１６．１７の材質はコスト的にガラスが推奨されるが
、コスト的に許されるのであれば炭素繊維や引張り強度
の高い有機繊維などが使われてもよい。The recommended length of short fiber 17 is between 8 liters and 60 liters.
More preferably, the position is 13■@yabui. fiber 1
Glass is recommended as the material for 116.17 in terms of cost, but carbon fiber or organic fiber with high tensile strength may also be used if cost permits.
上記ブランク材１２ａ、１２ｂ、１２ｃを用いて、スタ
ンピング成形を行なう場合、型１０゜１１を所定温度（
本実施例では１００℃以下）に温調しておくとともに、
ブランク材１２ａ、１２ｂ。When performing stamping molding using the blank materials 12a, 12b, and 12c, the molds 10 and 11 are heated to a predetermined temperature (
In this example, the temperature is controlled to below 100°C, and
Blank materials 12a, 12b.
１２ｃをオーブンによってマトリックス樹脂１５の軟化
温度以上（例えば２１０℃前後）まで加熱しておく。オ
ーブンから取出されたブランク材１２ａ、１２ｂ、１２
ｃを型１１の上に置き、型１０．１１間で加圧する。こ
の型締めにより、マトリックス樹脂１５と繊維１６．１
７が型１０゜１１間のキャビティ２０内を流動し、底板
部２の成形がなされるとともに、立上がり壁３にも樹脂
１５と繊維１６．１７が流れ込むことによって、所定の
フレーム形状に成形される。12c is heated in an oven to a temperature higher than the softening temperature of the matrix resin 15 (for example, around 210° C.). Blank materials 12a, 12b, 12 taken out from the oven
c is placed on mold 11 and pressurized between molds 10 and 11. By this mold clamping, matrix resin 15 and fibers 16.1
7 flows in the cavity 20 between the molds 10 and 11, forming the bottom plate part 2, and the resin 15 and fibers 16 and 17 also flow into the rising wall 3, thereby forming it into a predetermined frame shape. .
前述したように長繊維１６は１００ＩＩｌ１１以上もあ
り、樹脂１５中にランダムに混入されているため、互い
に絡み合った状態になっている。従って長繊維１６は、
その繊維含有率が高いほど流動性が悪くなり、スタンピ
ング成形時にフランジ状の端部４に流れ込みにくい。こ
れに対し、短繊維１７は長繊維１６の１０分の１程度の
長さしかないため、樹脂１５中に流動しやすい状態で混
入している。As mentioned above, the number of long fibers 16 is 100IIl11 or more, and since they are randomly mixed into the resin 15, they are intertwined with each other. Therefore, the long fibers 16 are
The higher the fiber content, the worse the fluidity, and the harder it is to flow into the flange-shaped end 4 during stamping. On the other hand, since the short fibers 17 are only about one-tenth as long as the long fibers 16, they are mixed into the resin 15 in a fluidized state.
このため短繊維１７は、スタンピング成形時に樹脂１５
と一緒に端部４などにも充分な量が流れ込むことから、
第２図に模式的に示したように、端部４において樹脂１
５中に混じって硬化する。従って、長繊維１６が充分に
流れ込めない箇所であっても、少なくとも短繊維１７が
流れ込むことによって樹脂１５が強化されるため、樹脂
１５のみのウェルドを生じることがなくなり、強度的な
弱点の発生が回避される。Therefore, the short fibers 17 are made of resin 15 during stamping molding.
Since a sufficient amount also flows into the end portion 4 etc.,
As schematically shown in FIG.
5 and hardens. Therefore, even in places where the long fibers 16 cannot sufficiently flow, the resin 15 is strengthened by at least the short fibers 17 flowing in, so welds of only the resin 15 do not occur, and weak points in strength occur. is avoided.
上記スタンピング成形によって成形された本実施例のシ
ートフレーム１は、模式的に言うと、第２図に示される
ように、厚み方向中間部に長繊維１６のみを含む長繊維
樹脂層２１が存在し、この長繊維樹脂層２１の厚み方向
両側に短繊維１７のみを含む短繊維樹脂層２２．２３が
重なった状態となる。但し、実際上は、スタンピング成
形によって上記樹脂層２１．２２．２３は互いにマトリ
ックス樹脂１５が一体化し、完全な一体物となっている
。こうしたサンドイッチ構造の場合には、一方の短繊維
樹脂層２２と他方の短繊維樹脂層２３とで、互いに繊維
１７の長さを異ならせてもよい。Schematically speaking, as shown in FIG. 2, the seat frame 1 of this embodiment formed by the above-mentioned stamping molding has a long fiber resin layer 21 containing only long fibers 16 in the middle part in the thickness direction. , short fiber resin layers 22 and 23 containing only the short fibers 17 overlap on both sides of the long fiber resin layer 21 in the thickness direction. However, in reality, the matrix resin 15 of the resin layers 21, 22, and 23 is integrated with each other by stamping molding, and the resin layers 21, 22, and 23 are completely integrated. In the case of such a sandwich structure, the lengths of the fibers 17 may be made different between the short fiber resin layer 22 on one side and the short fiber resin layer 23 on the other side.
また、シートフレーム１に作用する強度負荷の大小に応
じて、長繊維ブランク材１２ａと短繊維ブランク材１２
ｂ、１２ｃの重合状態を調整する。Further, depending on the magnitude of the strength load acting on the seat frame 1, the long fiber blank material 12a and the short fiber blank material 12
Adjust the polymerization state of b and 12c.
例えば、衝撃強度に関しては長繊維１６によって強化さ
れている方が有利であるため、衝撃強度か要求される部
位には長繊維１６の使用量が多くなるように、長繊維ブ
ランク材１２ａを多く使用するといった具合である。For example, since it is advantageous to be reinforced with long fibers 16 in terms of impact strength, a large amount of long fiber blank material 12a is used in areas where impact strength is required so that a large amount of long fibers 16 is used. That's how it goes.
なお、第４図に示されるように、長繊維１６を含有する
樹脂層２１の厚み方向片側に、短繊維１７を含有する樹
脂層２２を設けてもよい。この場合には、第５図に示さ
れるように、型１１の上に前記と同様の長繊維ブランク
材１２ａと短繊維ブランク材１２ｂを重合させ、スタン
ピング成形を行なう。Note that, as shown in FIG. 4, a resin layer 22 containing short fibers 17 may be provided on one side in the thickness direction of the resin layer 21 containing long fibers 16. In this case, as shown in FIG. 5, a long fiber blank material 12a and a short fiber blank material 12b similar to those described above are superposed on a mold 11, and stamping molding is performed.
［発明の効果コ
本発明によれば、スタンピング成形品の端部等のように
長繊維が流れ込みにくい箇所においても、短繊維が流れ
込んで樹脂を強化するため、強度的に優れている長繊維
を含有していながらも、ウェルドの発生が回避される。[Effects of the Invention] According to the present invention, even in places where long fibers are difficult to flow into, such as the edges of stamped products, short fibers flow in and strengthen the resin, so long fibers with excellent strength can be used. Even though it contains, the occurrence of welds is avoided.
このため、ウェルドに起因する強度的な弱点か克服され
、安定した成形品強度が得られる。Therefore, weak points in strength caused by welding can be overcome, and stable molded product strength can be obtained.
また本発明方法によれば、成形品各部の要求強度に応じ
て長繊維ブランク材と短繊維ブランク材との使用状態を
調整することにより、合理的な強度配分のプラスチック
シートフレームが得られる。Further, according to the method of the present invention, a plastic sheet frame with a rational strength distribution can be obtained by adjusting the usage conditions of the long fiber blank material and the short fiber blank material according to the required strength of each part of the molded product.
第１図は本発明の一実施例を示すプラスチ・ツクシート
フレームの斜視図、第２図は第１図中の■−■線に沿う
断面図、第３図はスタンピング成形に用いる型の概略を
示す断面図、第４図は樹脂層の変形例を模式的に示す断
面図、第５図は第４図に示された樹脂層を得る場合のブ
ランク材重合状態を示す断面図、第６図は従来のプラス
チックシートフレームの一部を示す断面図である。
１・・・プラスチックシートフレーム、２・・・底板部
、３・・・立上がり壁、４・・・成形品の端部、１０゜
１１・・・型、１２ａ・・・長繊維ブランク材、１２ｂ
１２ｃ・・・短繊維ブランク材、１５・・・マトリック
ス樹脂、１６・・・長繊維、１７・・・短繊維、２１・
・・長繊維樹脂層、２２．２３・・・短繊維樹脂層。Fig. 1 is a perspective view of a plastic sheet frame showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in Fig. 1, and Fig. 3 is a schematic diagram of a mold used for stamping molding. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a modified example of the resin layer, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the blank material polymerization state when obtaining the resin layer shown in FIG. 4, and FIG. The figure is a sectional view showing a part of a conventional plastic seat frame. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Plastic sheet frame, 2... Bottom plate part, 3... Standing wall, 4... End of molded product, 10 degrees 11... Mold, 12a... Long fiber blank material, 12b
12c... Short fiber blank material, 15... Matrix resin, 16... Long fiber, 17... Short fiber, 21.
... Long fiber resin layer, 22.23... Short fiber resin layer.
Claims (2)
ンピング成形することにより所望のフレーム形状に成形
されるプラスチックシートフレームであって、マトリッ
クス樹脂中に長繊維が含有させられている長繊維樹脂層
と、マトリックス樹脂中に短繊維が含有させられている
短繊維樹脂層とが、厚み方向に重合し一体化しているこ
とを特徴とするプラスチックシートフレーム。(1) A plastic sheet frame formed into a desired frame shape by stamping a blank material made of fiber-reinforced plastic, comprising a long fiber resin layer containing long fibers in a matrix resin, and a matrix resin layer containing long fibers. A plastic seat frame characterized in that a short fiber resin layer containing short fibers in the resin is polymerized and integrated in the thickness direction.
所望のフレーム形状に成形する場合に、熱可塑性のマト
リックス樹脂中に長繊維を含有させた長繊維ブランク材
と、上記マトリックス樹脂中に短繊維を含有させた短繊
維ブランク材とを厚み方向に重ね、スタンピング成形す
ることにより、長繊維を含む樹脂層と短繊維を含む樹脂
層とを互いに一体化させることを特徴とするプラスチッ
クシートフレームの製造方法。(2) When molding a blank material into a desired frame shape by stamping molding, a long fiber blank material containing long fibers in a thermoplastic matrix resin and a long fiber blank material containing short fibers in the matrix resin are used. A method for manufacturing a plastic seat frame, characterized in that a resin layer containing long fibers and a resin layer containing short fibers are integrated with each other by stacking a short fiber blank material in the thickness direction and stamping molding.
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| Country | Link |
|---|---|
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