JP5797496B2 - Bonding structure of resin plate material and bonding method of resin plate material - Google Patents
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Description
本発明は、連続繊維シートを埋設した熱可塑性樹脂の板材を複数枚重ね合わせて熱溶着部で結合する樹脂板材の結合構造および樹脂板材の結合方法に関する。 The present invention relates to a resin plate material bonding structure in which a plurality of thermoplastic resin plate materials in which a continuous fiber sheet is embedded are overlapped and bonded at a heat welding portion, and a resin plate material bonding method.
繊維強化樹脂の板材を重ね合わせて結合する従来の手法として、結合部の樹脂を加熱溶融して溶着するものや、結合部に形成した孔を貫通するボルトやリベットを用いるものが知られている。 As a conventional technique for bonding and bonding fiber reinforced resin plate materials, there are known ones in which the resin in the bonding portion is heated and melted and welded, and those using bolts or rivets that penetrate the holes formed in the bonding portion. .
また炭素繊維で補強した2枚の熱可塑性樹脂の板材の端縁部どうしを重ね合わせ、その部分に電流を流して抵抗溶着する際に、前記端縁部における炭素繊維の配向方向を熱可塑性樹脂の板材の厚さ方向に設定することで電気抵抗を増加させ、発熱量の増加により確実な溶着を可能にするものが、下記特許文献1により公知である。 Further, when the edge portions of two thermoplastic resin plates reinforced with carbon fibers are overlapped and resistance welding is performed by passing an electric current through the portions, the orientation direction of the carbon fibers at the edge portions is determined by the thermoplastic resin. Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-228667 discloses that the electric resistance is increased by setting in the thickness direction of the plate material, and reliable welding is possible by increasing the calorific value.
ところで、結合部の樹脂を加熱溶融して溶着する従来の手法では、2枚の熱可塑性樹脂の板材を剥離させる荷重が作用した場合に、せっかくの繊維が剥離強度の向上に殆ど寄与しないために、熱可塑性樹脂の板材が接合面から容易に剥離してしまう問題があった。 By the way, in the conventional method in which the resin of the joint portion is heated and melted and welded, when a load is applied to peel off the two thermoplastic resin plates, the precious fibers hardly contribute to the improvement of the peel strength. There is a problem that the thermoplastic resin plate easily peels off from the joint surface.
またボルトやリベットを用いる従来の手法では、熱可塑性樹脂にボルト孔やリベット孔を形成する必要があるため、加工工数が増加してコストアップの要因になるだけでなく、ボルト孔やリベット孔に応力が集中したり、ボルト孔やリベット孔の加工時に熱可塑性樹脂と繊維とが剥離したりして強度低下の原因となる問題があった。 In addition, the conventional method using bolts and rivets requires the formation of bolt holes and rivet holes in the thermoplastic resin, which not only increases the number of processing steps but also increases costs, There has been a problem that the stress is concentrated and the thermoplastic resin and the fiber are peeled off during the processing of the bolt hole and the rivet hole, thereby causing a decrease in strength.
また上記特許文献1のものは、熱可塑性樹脂の板材の端縁部における炭素繊維の配向方向を、その他の部分における炭素繊維の配向方向と異ならせる必要があるため、製造工程が複雑化してコストアップの要因になるだけでなく、配向方向が切り換わる部分で炭素繊維が不連続になって強度が局部的に低くなり、その部分が破断する可能性があった。 Moreover, since the thing of the said patent document 1 needs to make the orientation direction of the carbon fiber in the edge part of the board | plate material of a thermoplastic resin different from the orientation direction of the carbon fiber in another part, a manufacturing process becomes complicated and cost. In addition to the increase factor, the carbon fiber becomes discontinuous at the portion where the orientation direction is switched, and the strength is locally reduced, which may break the portion.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、連続繊維シートを埋設した熱可塑性樹脂の板材を複数枚重ね合わせて熱溶着部で結合する際の強度を高めることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above-mentioned situation, and it aims at raising the intensity | strength at the time of laminating | stacking the board | plate material of the thermoplastic resin which embed | buried the continuous fiber sheet | seat, and couple | bonding at a heat welding part.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、連続繊維シートを埋設した熱可塑性樹脂の板材よりなる第1,第2部材を2枚重ね合わせて熱溶着部で相互に結合する樹脂板材の結合構造であって、前記第1,第2部材はアンダーカット部を有する前記熱溶着部において断面U字状に屈曲しており、前記熱溶着部において、前記第1,第2部材の2層をなす前記連続繊維シートは各々破断することなく連続して、該熱溶着部に対する剪断荷重の作用方向と直交するように断面U字状に屈曲し、且つ剥離荷重の作用方向で相互に噛み合うアンダーカット形状を有することを特徴とする樹脂板材の結合構造が提案される。 To achieve the above object, according to the invention described in claim 1, each other at first, heat-welded portion of the second member superposed two sheets made of plate material is embedded continuous fiber sheet thermoplastic resin a coupling structure of the resin sheet to be coupled to the first, the second member is bent to have a U-shaped cross section in the heat welded portion having the undercut portion, in the heat welded portion, wherein the first, The continuous fiber sheets forming the two layers of the second member are continuously bent without breaking, bent in a U-shaped cross section so as to be orthogonal to the direction of the shear load applied to the heat welded portion, and the action of the peeling load A joint structure of resin plate materials characterized by having undercut shapes that mesh with each other in a direction is proposed.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記第1,第2部材が前記熱溶着部で相互に結合されて、自動車のバンパービームの車幅方向端部から後上方に延びる閉断面のロアメンバが構成されることを特徴とする樹脂板材の結合構造が提案される。 According to the invention described in claim 2, in addition to the structure of claim 1, the first and second members are coupled to each other at the heat welded portion, so that the vehicle width direction end of the bumper beam of the automobile is obtained. coupling structure of a resin plate member lower member of closed cross section extending rearwardly upwardly from section is equal to or formed is Ru been proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、連続繊維シートを埋設した熱可塑性樹脂の板材を連続繊維シートを埋設した熱可塑性樹脂の板材よりなる第1,第2部材を2枚重ね合わせ、軸対称なカップ状であってアンダーカット部を有する熱溶着部で結合する樹脂板材の結合方法であって、2枚重ね合わせた前記第1,第2部材の熱溶着する部分を予備加熱する工程と、予備加熱した前記部分をパンチおよび2分割されたダイでプレス加工して前記熱溶着部を得るプレス工程とを含み、前記プレス工程では、前記第1,第2部材の前記熱可塑性樹脂及び2層の前記連続繊維シートが前記パンチでカップ状に引き伸ばされることにより、該2層の連続繊維シートは各々破断することなく連続して、前記熱溶着部に対する剪断荷重の作用方向と直交するように断面U字状に屈曲すると共に、該パンチ及び互いに接近する前記2分割されたダイの相互間で、該2層の連続繊維シートに、前記熱溶着部に対する剥離荷重の作用方向で相互に噛み合うアンダーカット形状が形成されることを特徴とする樹脂板材の結合方法が提案される。 According to the invention described in claim 3 , two sheets of the first and second members made of the thermoplastic resin plate material in which the continuous fiber sheet is embedded are overlapped with the thermoplastic resin plate material in which the continuous fiber sheet is embedded, a method of binding resin sheet material a axisymmetric cup attached at the heat seal parts having undercut portions, the superposed two first, step of the portions of the heat welding of the second member is preheated And a pressing step of pressing the preheated portion with a punch and a die divided into two to obtain the heat-welded portion. In the pressing step , the thermoplastic resin of the first and second members and When the two-layer continuous fiber sheet is stretched in a cup shape by the punch, the two-layer continuous fiber sheet is continuously continuous without breaking, and orthogonal to the direction of the shear load acting on the heat-welded portion. The two-layer continuous fiber sheets are mutually bent in the direction of action of the peeling load on the heat-welded portion between the punch and the two divided dies that are close to each other. binding method of a resin sheet material, characterized in that undercut shape is formed which meshes with the Ru been proposed.
請求項1の構成によれば、連続繊維シートを埋設した熱可塑性樹脂の板材よりなる第1,第2部材を2枚重ね合わせて熱溶着部で相互に結合する樹脂板材の結合構造において、第1,第2部材はアンダーカット部を有する前記熱溶着部において断面U字状に屈曲しており、前記熱溶着部において、第1,第2部材の2層をなす連続繊維シートは各々破断することなく連続して、熱溶着部に対する剪断荷重の作用方向と直交するように断面U字状に屈曲しており、且つ剥離荷重の作用方向で相互に噛み合うアンダーカット形状を有しているので、第1,第2部材を異なる方向に引っ張って熱可塑性樹脂どうしの熱溶着部に剪断荷重が加わったとき、あるいは第1,第2部材を相互に引き剥がす剥離荷重が加わったとき、熱溶着部のアンダーカット部において2層の連続繊維シートが剥離荷重の作用方向で相互に噛み合い、かつ熱溶着部において2層の連続繊維シートが剪断力の方向に対して直交する方向に延びていることで、単に平坦な板材の樹脂どうしを熱溶着する場合に比べて剪断荷重や剥離荷重に対する強度を高めることができる。即ち、断面U字状の熱溶着部において2層の連続繊維シートが各々破断することなく連続して剪断力の方向と直交する方向に延びるため、剪断力による2層の熱可塑性樹脂の剥がれを防止して接合部の強度を高めることができ、また同熱溶着部において剥離荷重が作用したとき熱溶着部のアンダーカット部において2層の連続繊維シートが、各々破断することなく連続して剥離荷重の作用方向で相互に噛み合うため、剥離荷重による2層の熱可塑性樹脂の剥がれを防止して接合部の強度を更に高めることができる。 According to the configuration of claim 1, in the resin plate material bonding structure in which two first and second members made of a thermoplastic resin plate in which a continuous fiber sheet is embedded are overlapped and bonded to each other at the heat welded portion, The first and second members are bent in a U-shaped cross section at the heat welding portion having an undercut portion, and the continuous fiber sheets forming the two layers of the first and second members are each broken at the heat welding portion. Without having an undercut shape that is continuously bent in a U-shaped cross section so as to be orthogonal to the direction of shear load acting on the heat welded part, and meshing with each other in the direction of peel load acting , When the first and second members are pulled in different directions and a shear load is applied to the heat- welded portion between the thermoplastic resins, or when a peeling load is applied to separate the first and second members from each other, the heat-welded portion Underscore Continuous fiber sheet 2 layers have if bite each other in the direction of action of the peeling load in parts, and that the continuous fiber sheet of a two-layer in the heat welded portion extends in a direction perpendicular to the direction of shear forces, The strength against shearing load and peeling load can be increased as compared with the case of simply heat-welding flat plate materials. That is, since the two layers of continuous fiber sheets continuously extend in a direction perpendicular to the direction of the shearing force without breaking at the U-shaped cross-section, the two layers of thermoplastic resin are peeled off by the shearing force. It can prevent and increase the strength of the joint, and when a peeling load acts on the heat welded part, the two layers of continuous fiber sheets are continuously peeled without breaking at the undercut part of the heat welded part. Since they mesh with each other in the acting direction of the load, it is possible to prevent the two layers of the thermoplastic resin from peeling off due to the peeling load, and to further increase the strength of the joint.
しかも第1,第2部材にボルト孔やリベット孔を形成する必要がないため、加工工数が節減されてコストダウンに寄与することができるだけでなく、ボルト孔やリベット孔に応力が集中したり、ボルト孔やリベット孔の加工時に熱可塑性樹脂と連続繊維シートとが剥離したりして強度低下の原因となるのを防止することができる。 Moreover , since it is not necessary to form bolt holes and rivet holes in the first and second members , not only can the processing man-hours be saved and the cost can be reduced, but stress can be concentrated on the bolt holes and rivet holes, It is possible to prevent the thermoplastic resin and the continuous fiber sheet from peeling off at the time of processing the bolt holes and the rivet holes and causing a decrease in strength .
また請求項2の構成によれば、板材よりなる第1,第2部材は、熱溶着部で結合されて閉断面の部材を構成するので、閉断面による強度向上と相まって極めて強度の高い部材、即ち自動車のロアメンバを得ることができる。 Further, according to the configuration of claim 2 , since the first and second members made of the plate material are joined at the heat-welded portion to constitute a member having a closed cross section, a member having extremely high strength coupled with strength improvement by the closed cross section , That is, a lower member of a car can be obtained .
また請求項3の構成によれば、連続繊維シートを埋設した熱可塑性樹脂の板材よりなる第1,第2部材を2枚重ね合わせて熱溶着部で結合する際に、2枚重ね合わせた前記第1,第2部材の熱溶着する部分を予備加熱し、その予備加熱した前記部分をパンチおよび2分割されたダイでプレス加工して、軸対称なカップ状であってアンダーカット部を有する前記熱溶着部を得るプレス工程とを含み、前記プレス工程では、第1,第2部材の熱可塑性樹脂及び2層の連続繊維シートがパンチでカップ状に引き伸ばされることにより、該2層の連続繊維シートは各々破断することなく連続して、熱溶着部に対する剪断荷重の作用方向と直交するように断面U字状に屈曲すると共に、パンチ及び互いに接近する2分割ダイの相互間で、該2層の連続繊維シートに、熱溶着部に対する剥離荷重の作用方向で相互に噛み合うアンダーカット形状が形成されるので、第1,第2部材を異なる方向に引っ張って熱可塑性樹脂どうしの熱溶着部に剪断荷重が加わったとき、あるいは第1,第2部材を相互に引き剥がす剥離荷重が加わったとき、熱溶着部のアンダーカット部において2層の連続繊維シートが剥離荷重の作用方向で相互に噛み合い、かつ熱溶着部において2層の連続繊維シートが剪断力の方向に対して直交する方向に延びていることで、単に平坦な板材の樹脂どうしを熱溶着する場合に比べて剪断荷重や剥離荷重に対する強度を高めることができる。即ち、カップ状の熱溶着部において2層の連続繊維シートが各々破断することなく連続して剪断力の方向と直交する方向に延びるため、剪断力による2層の熱可塑性樹脂の剥がれを防止して接合部の強度を高めることができ、また同熱溶着部において剥離荷重が作用したとき熱溶着部のアンダーカット部において2層の連続繊維シートが、各々破断することなく連続して剥離荷重の作用方向で相互に噛み合うため、剥離荷重による2層の熱可塑性樹脂の剥がれを防止して接合部の強度を更に高めることができる。 According to the third aspect, the first consisting of plate material is embedded continuous fiber sheet thermoplastic resin, when the second member superposed 2 sheets bonded by heat welding portion, overlapped two said first, a portion of the heat welding of the second member preheated, the moiety that preheated by pressing a punch and 2 split die, the having an undercut portion a axisymmetric cup A press process for obtaining a heat-welded portion, and in the press process , the thermoplastic resin of the first and second members and the two-layer continuous fiber sheet are stretched into a cup shape by a punch, whereby the two-layer continuous fibers Each of the sheets is continuously bent without breaking and bent in a U-shaped cross section so as to be orthogonal to the direction of the action of the shear load on the heat-welded portion, and the two layers between the punch and the two-part dies approaching each other. Continuous fiber The fiber sheet is formed with an undercut shape that meshes with each other in the direction of the action of the peeling load on the heat- welded portion, so that the shear load is applied to the heat- welded portion between the thermoplastic resins by pulling the first and second members in different directions. When applied, or when a peeling load is applied to separate the first and second members from each other, the two layers of continuous fiber sheets mesh with each other in the direction of the action of the peeling load at the undercut portion of the heat-welded portion, and heat Since the two continuous fiber sheets extend in the direction perpendicular to the direction of the shearing force at the welded portion, the strength against shearing load and peeling load can be increased compared to the case where the resin of flat plate materials is simply heat welded. Can be increased. That is, since the two continuous fiber sheets continuously extend in the direction perpendicular to the direction of the shear force without breaking at the cup-shaped heat welded portion, the two layers of thermoplastic resin are prevented from peeling off due to the shear force. The strength of the joint portion can be increased, and when a peeling load acts on the heat welded portion, the continuous fiber sheet of the two layers in the undercut portion of the heat welded portion is continuously peeled without breaking. Since they mesh with each other in the direction of action, it is possible to prevent the two layers of the thermoplastic resin from being peeled off due to the peeling load, thereby further increasing the strength of the joint.
しかも第1,第2部材にボルト孔やリベット孔を形成する必要がないため、加工工数が節減されてコストダウンに寄与することができるだけでなく、ボルト孔やリベット孔に応力が集中して強度低下の原因となるのを防止することができる。また熱溶着部は軸対称なカップ状であってアンダーカット部を有するので、任意の方向の引張剪断荷重や剥離荷重に対して均等かつ高い強度を得ることができる。しかもダイは2分割されているので、熱溶着部がアンダーカット部を有していても容易に型抜きを行うことができる。 In addition , since it is not necessary to form bolt holes and rivet holes in the first and second members , not only can the processing man-hours be saved and costs can be reduced, but also stress can be concentrated on the bolt holes and rivet holes to increase the strength. It can be prevented from causing a decrease. Moreover, since the heat welding part is an axisymmetric cup shape and has an undercut part, it can obtain equal and high intensity | strength with respect to the tensile shear load and peeling load of arbitrary directions. Moreover, since the die is divided into two, even if the heat welded portion has an undercut portion, the die can be easily removed.
以下、図1〜図4に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、自動車の車体前部には前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム11,11が配置される。またフロントサイドフレーム11,11の車幅方向外側において、左右一対のフロントピラー12,12の前端から左右一対のアッパーメンバ13,13が前下方に延びており、左右一対のアッパーメンバ13,13の前端から左右一対のロアメンバ14,14が前下方に延びている。従って、ロアメンバ14,14、アッパーメンバ13,13およびフロントピラー12,12は、前下方から後上方に向かって直列に接続される。
As shown in FIG. 1, a pair of left and right
各フロントサイドフレーム11の前端に箱状の衝撃吸収部材15が接続されており、この衝撃吸収部材15の車幅方向外面にロアメンバ14の前半部の車幅方向内面が接続される。車幅方向中央部が前方に向かって弧状に湾曲するバンパービーム16の車幅方向両端部が、衝撃吸収部材15の前面とロアメンバ14の前端部の車幅方向内面とに接続される。
A box-shaped
車幅方向に延びるアッパービーム17と、車幅方向に延びるロアビーム18と、上下方向に延びる左右一対のサイドメンバ19,19とで構成される枠状のフロントバルクヘッド20が、そのサイドメンバ19,19の上下方向中間部を衝撃吸収部材15,15の車幅方向内面に接続することで、バンパービーム16の後方に支持される。バンパービーム16に前面はバンパーフェイス21で覆われる。
A frame-shaped
フロントサイドフレーム11,11、フロントピラー12,12およびアッパーメンバ13,13は金属製の部材であるが、ロアメンバ14,14、衝撃吸収部材15,15、バンパービーム16、フロントバルクヘッド20およびバンパーフェイス21は繊維強化樹脂(FRP)製の部材である。
The front side frames 11, 11, the
図2に示すように、ロアメンバ14はハット状断面の第1部材22と、平板状の第2部材23とで構成される。第1部材22は底壁22aと、一対の側壁22b,22bと、一対のフランジ22c,22cとを備えており、第2部材23の一対の縁部23a,23aが第1部材22の一対のフランジ22c,22cに重ね合わされ、その重ね合わせ部が第1部材22および第2部材23の長手方向に所定間隔で配置された複数の熱溶着部24…で熱溶着されて四角閉断面に構成される。
As shown in FIG. 2, the
第1部材22および第2部材22は、ガラス繊維やカーボン繊維の織布から成る連続繊維シート25と、連続繊維シート25を挟み込むように埋設するポリプロピレン等の熱可塑性樹脂26の板材とで構成される。
The
熱溶着部24は、例えば縁部23a側からフランジ22c側に突出する軸対称なカップ形状を有しており、その熱可塑性樹脂26は引き伸ばされることで熱溶着部24以外の部分に対して厚さが減少している。連続繊維シート25は熱溶着部24において破断することなく連続していて、断面U字状に屈曲する。熱溶着部24は、その開口部側の直径に対して底部側の直径が若干拡大している。つまり、熱溶着部24はアンダーカット形状を有している。
The heat-welded
図3に示すように、熱溶着部24を加工する金型27は、パンチ28および2分割されたダイ29,30で構成される。パンチ28の下面には下向きに突出する凸部28aが形成され、凸部28の中間部には環状溝28bが形成される。一方、2分割されたダイ29,30は、金型27の開閉方向(熱溶着部24の軸方向)に直交する方向に開閉可能である。2分割されたダイ29,30の内部には各々半円筒状の凹部29a,30aが形成されており、凹部29a,30aの上端には直径が縮小する縮径部29b,30bが形成される。金型27の内部には図示せぬヒータが埋設されており、その表面温度を所定温度に加熱することができる。
As shown in FIG. 3, a
次に、第1部材22のフランジ22cおよび第2部材23の縁部23aを重ね合わせて熱溶着する工程を説明する。
Next, the process of heat-welding the
先ず、第1部材22のフランジ22cおよび第2部材23の縁部23aを重ね合わせ、熱溶着する部分をIRヒータ(遠赤外線ヒータ)やレーザーにより予備加熱する。続いて、金型27の一対のダイ29,30を開いた状態で、その上面に第1部材22のフランジ22cおよび第2部材23の縁部23aを重ね合わせたものを載置する(図4(A)参照)。そして金型27のパンチ28およびダイ29,30を加熱した状態でパンチ28を下降させ、パンチ28の凸部28aを一対のダイ29,30の凹部29a,30a間に挿入する(図4(B)参照)。その結果、第1部材22のフランジ22cおよび第2部材23の縁部23aの熱可塑性樹脂26,26および連続繊維シート25,25がパンチ28の凸部28aによってカップ状に引き伸ばされる。
First, the
続いて、一対のダイ29,30を相互に接近させながらパンチ28を更に下降させると、カップ状の熱溶着部24の外表面がダイ29,30により成形され、内表面がパンチ28により成形される(図4(C)参照)。このとき、ダイ29,30の凹部29a,30aの上端の縮径部29b,30bとパンチ28の凸部28aの環状溝28bとにより、熱溶着部24の外表面にアンダーカット部24a(図2参照)が形成されるとともに、熱溶着部24の内表面にアンダーカット部24b(図2参照)が形成される。
Subsequently, when the
続いて、一対のダイ29,30を相互に離反する方向に型開きするとともに、パンチ28を一対のダイ29,30から離反する方向に型開きすることで熱溶着部24を金型27から分離する(図4(D)参照)。このとき、2分割されたダイ29,30によって熱溶着部24の外表面のアンダーカット部24aの離型が可能になる。またパンチ28の環状溝28b内に突出する熱溶着部24の内表面のアンダーカット部24bは、熱溶着部24が完全に冷却固化する前にパンチ28を引く抜くことで離型が可能になる。
Subsequently, the pair of dies 29, 30 are opened in a direction away from each other, and the
以上のように、本実施の形態の熱溶着部24は、第1部材22のフランジ22cおよび第2部材23の縁部23aを単に重ね合わせて熱可塑性樹脂26,26どうしを相互に熱溶着したものに比べて、接合強度が大幅に向上する。即ち、第1部材22のフランジ22cおよび第2部材23の縁部23aに相互に逆方向の引っ張り荷重F1,F1が作用したとき(図2参照)、カップ状の熱溶着部24を持たない従来のものでは、2層の熱可塑性樹脂26,26の接触面の熱溶着が剪断力によって剥がれやすくなるが、本実施の形態ではカップ状の熱溶着部24において2層の連続繊維シート25,25が断面U字状に屈曲していて剪断力の方向と直交する方向に延びるため、剪断力による2層の熱可塑性樹脂26,26の剥がれを防止して接合部の強度を高めることができる。
As described above, in the heat-welded
また2層の熱可塑性樹脂26,26を引き剥がすような剥離荷重F2,F2が作用したとき(図2参照)、カップ状の熱溶着部24のアンダーカット部24a,24bにおいて2層の連続繊維シート25,25が、剥離荷重F2,F2の作用方向で相互に噛み合うため、剥離荷重F2,F2による2層の熱可塑性樹脂26,26の剥がれを防止して接合部の強度を高めることができる。
In addition, when peeling loads F2 and F2 that peel off the two layers of the
このように、本実施の形態によれば、熱溶着部24において連続繊維シート25が剪断力の方向に対して直交する方向に延びているため、単に平坦な板材の樹脂どうしを熱溶着する場合に比べて剪断荷重や剥離荷重に対する強度を高めることができる。しかもフランジ22cおよび縁部23aにボルト孔やリベット孔を形成する必要がないため、加工工数が節減されてコストダウンに寄与することができるだけでなく、ボルト孔やリベット孔に応力が集中して強度低下の原因となるのを防止することができる。特に、熱溶着部24は軸対称なカップ状であるので、任意の方向の引張剪断荷重や剥離荷重に対して均等な強度を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
また第1部材22および第2部材23を熱溶着部24…で熱溶着して閉断面のロアメンバ14を構成するので、閉断面による強度向上と熱溶着部24による強度向上とが相まって極めて強度の高いロアメンバ14を得ることができる
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
Further, since the
例えば、実施の形態の熱溶着部24はカップ状に形成されているが、U字状の断面を有して線状に延びる熱溶着部に対しても適用することができる。
For example, although the
また実施の形態の連続繊維シートは織布で構成されているが、長繊維が相互に絡み合った不織布であっても良い。 Moreover, although the continuous fiber sheet of embodiment is comprised with the woven fabric, the nonwoven fabric with which the long fiber was mutually entangled may be sufficient.
また実施の形態では2枚の板材を結合しているが、本発明は3枚以上の板材を結合する部分にも適用することができる。 In the embodiment, two plate members are combined, but the present invention can also be applied to a portion where three or more plate members are combined.
また実施の形態では本発明を自動車のロアメンバ14に適用しているが、それを自動車のバンパービーム16や他の任意の部材に適用することができる。
In the embodiment, the present invention is applied to the
14 ロアメンバ
16 バンパービーム
22 第1部材(板材)
23 第2部材(板材)
24 熱溶着部
24a アンダーカット部
24b アンダーカット部
25 連続繊維シート
26 熱可塑性樹脂
28 パンチ
29 ダイ
30 ダイ
14
23 Second member (plate material)
24 Thermally welded
Claims (3)
前記第1,第2部材(22,23)はアンダーカット部(24a,24b)を有する前記熱溶着部(24)において断面U字状に屈曲しており、
前記熱溶着部(24)において、前記第1,第2部材(22,23)の2層をなす前記連続繊維シート(25)は各々破断することなく連続して、該熱溶着部(24)に対する剪断荷重の作用方向と直交するように断面U字状に屈曲し、且つ剥離荷重の作用方向で相互に噛み合うアンダーカット形状を有することを特徴とする樹脂板材の結合構造。 A resin plate material in which two sheets of first and second members (22, 23) made of a thermoplastic resin (26) plate in which a continuous fiber sheet (25) is embedded are stacked and bonded to each other at a heat welded portion (24). A combined structure,
The first and second members (22, 23) are bent in a U-shaped cross section at the heat welded portion (24) having undercut portions (24a, 24b) ,
In the heat welded part (24) , the continuous fiber sheets (25) forming the two layers of the first and second members (22, 23) are continuous without being broken, and the heat welded part (24). A resin plate material coupling structure characterized by having an undercut shape that is bent in a U-shaped cross section so as to be orthogonal to the direction of action of the shearing load on the surface and meshes with each other in the direction of action of the peeling load .
2枚重ね合わせた前記第1,第2部材(22,23)の熱溶着する部分を予備加熱する工程と、
予備加熱した前記部分をパンチ(28)および2分割されたダイ(29,30)でプレス加工して前記熱溶着部(24)を得るプレス工程とを含み、
前記プレス工程では、前記第1,第2部材(22,23)の前記熱可塑性樹脂(26)及び2層の前記連続繊維シート(25)が前記パンチ(28)でカップ状に引き伸ばされることにより、該2層の連続繊維シート(25)は各々破断することなく連続して、前記熱溶着部(24)に対する剪断荷重の作用方向と直交するように断面U字状に屈曲すると共に、該パンチ(28)及び互いに接近する前記2分割されたダイ(29,30)の相互間で、該2層の連続繊維シート(25)に、前記熱溶着部(24)に対する剥離荷重の作用方向で相互に噛み合うアンダーカット形状が形成されることを特徴とする樹脂板材の結合方法。 First made of plate material is embedded continuous fiber sheet (25) a thermoplastic resin (26), a second member (22, 23) superposed two sheets, undercut a axisymmetric cup (24a, 24b) a method for joining resin plate materials to be joined at a heat welded part (24),
The superimposed two first, the steps of the part of the heat welding of the second member (22, 23) is preheated,
Pressing the preheated portion with a punch (28) and a die (29, 30) divided into two to obtain the heat welded portion (24) ,
In the pressing step, the thermoplastic resin (26) of the first and second members (22, 23) and the two-layer continuous fiber sheet (25) are stretched in a cup shape by the punch (28). The two-layer continuous fiber sheet (25) is continuously bent without breaking, and is bent into a U-shaped cross section so as to be orthogonal to the direction of the shear load applied to the heat-welded portion (24). (28) and between the two divided dies (29, 30) approaching each other, the continuous fiber sheet (25) of the two layers is mutually connected in the direction of the action of the peeling load on the heat welded part (24). An undercut shape that meshes with the resin plate is formed .
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