JPH0479911A

JPH0479911A - プラスチックシートフレームおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0479911A
Application number: JP19071090A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Kashiwamura; 柏村　孝義; Hiroyoshi Yamaguchi; 博儀山口
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

［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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

１２ｃを、型１０．１１によって押圧することにより行
われる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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。
（２）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プラスチッ
クシートフレームの製造方法。