JP2013230788A

JP2013230788A - 樹脂成形品の強化構造

Info

Publication number: JP2013230788A
Application number: JP2012104440A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nishiura; 武史西浦
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2012-05-01
Filing date: 2012-05-01
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2032-05-01
Also published as: JP5910293B2

Abstract

【課題】樹脂製にして軽量化を図りながら強度を良好に高めることができる樹脂成形品の強化構造を提供する。
【解決手段】樹脂成形品２０を強化繊維テープ３０、３１によって補強する。荷重が作用する方向の樹脂成形品２０の前側と後側には、前側の強化繊維テープ３０と後側の強化繊維テープ３１とがそれぞれ固着される。樹脂成形品２０に作用する荷重によって圧縮応力が生じる後側の強化繊維テープ３１は、樹脂成形品２０の後側に接合又は一体成形される樹脂被覆層３２によって覆われている。
【選択図】図４

Description

この発明は樹脂成形品の強化構造に関する。

従来、シートフレームの軽量化を図るために、シートフレームが樹脂成形品によって構成されたものが知られている。
また、例えば、特許文献１に開示されているように、ＣＦＲＰ(炭素繊維強化樹脂)が積層されてシートフレームが構成されたものがある。

特開２００５−３３４３６４号公報

ところで、樹脂成形品は、金属製品と比べ軽量化において有効であるが、強度が不足する場合がある。
そこで、図５に示すように、荷重が作用する方向の樹脂成形品１２０の前側と後側に対し、前側の強化繊維テープ１３０と後側の強化繊維テープ１３１とをそれぞれ固着することで樹脂成形品１２０の強度を高めることが同一出願人によって提案されている。
このように、前側の強化繊維テープ１３０と後側の強化繊維テープ１３１によって強度が高められた樹脂成形品１２０において、荷重が作用して樹脂成形品１２０が撓むと、前側の強化繊維テープ１３０には引張応力が生じ、図６に示すように、後側の強化繊維テープ１３１には圧縮応力が生じる。
強化繊維テープ１３０、１３１は、引張応力に対しては強靱で、圧縮応力に対しては脆い特性がある。
このため、樹脂成形品１２０の撓み量が大きいと、図６に示すように、後側の強化繊維テープ１３１の一部１３１ａが樹脂成形品１２０から剥がれて座屈することが想定される。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、樹脂製にして軽量化を図りながら強度を良好に高めることができる樹脂成形品の強化構造を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る樹脂成形品の強化構造は、樹脂成形品を強化繊維テープによって補強する樹脂成形品の強化構造であって、
荷重が作用する方向の前記樹脂成形品の前側と後側には、前側の強化繊維テープと後側の強化繊維テープとがそれぞれ固着され、
前記樹脂成形品に作用する荷重によって圧縮応力が生じる前記後側の強化繊維テープは、前記樹脂成形品の後側に接合又は一体成形される樹脂被覆層によって覆われていることを特徴とする。

前記構成によると、樹脂材料によって形成される樹脂成形品は、金属製品と比べ軽量化において有効である。また、荷重が作用する方向の樹脂成形品の前側と後側に固着された前側の強化繊維テープと後側の強化繊維テープによって樹脂成形品の強度が高められる。
また、荷重が作用して樹脂成形品が撓むと、前側の強化繊維テープには引張応力が生じ、後側の強化繊維テープには圧縮応力が生じる。
後側の強化繊維テープは樹脂被覆層によって覆われているため、後側の強化繊維テープには圧縮応力が生じても、後側の強化繊維テープが樹脂成形品から剥がれて座屈することを防止することができ、強度を確保することができる。

請求項２に係る樹脂成形品の強化構造は、請求項１に記載の樹脂成形品の強化構造であって、
樹脂成形品は、車両用シートのシートフレームであり、
前記シートフレームのサイドフレーム部の前側と後側に、前側の強化繊維テープと後側の強化繊維テープとがそれぞれ固着されていることを特徴とする。

前記構成によると、軽量化を図りながら強度を良好に高めることができるシートフレームが得られる。

この発明の実施例１に係る樹脂成形品の強化構造が採用された車両用のシートのシートフレームを示す斜視図である。同じくシートフレームの側面図である。同じく図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うシートフレームの平断面図である。同じく荷重が作用して樹脂成形品が撓む際に前側の強化繊維テープに引張応力が生じ、後側の強化繊維テープに圧縮応力が生じる状態を示す説明図である。樹脂成形品の前後部に、前側の強化繊維テープと後側の強化繊維テープとがそれぞれ固着された開発製品を示す説明図である。同じく樹脂成形品の後側の強化繊維テープが圧縮応力によって樹脂成形品から剥がれて座屈する状態を示す説明図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１を図１〜図４にしたがって説明する。
この実施例１においては、樹脂成形品が車両用シートのシートフレーム（シートバックフレーム）である場合を例示する。
図１と図２に示すように、車両用シートのシートクッション（図示しない）の後部に配置されるシートバックの骨格部をなすシートフレーム２０は、合成樹脂材料（強化繊維が混合された合成樹脂材料も含む）が成形型内に充填されることによって形成されている。
そして、シートフレーム２０は、シート幅方向に所定間隔を隔てる左右の両サイドフレーム部２１と、これら両サイドフレーム部２１の上端部を連結するアッパフレーム部２２と、両サイドフレーム部２１の下端部を連結するロアフレーム部２３とを一体連続状に有して枠状に形成されている。

また、この実施例１において、シートフレーム２０の両サイドフレーム部２１は、図２と図３に示すように、上下方向へ延びる前側フランジ部２６と、後側フランジ部２７と、これら前後のフランジ部２６、２７を連結する連結部２８とを有して横断面チャンネル形状をなしている。
また、連結部２８の内側面には、剛性を確保するためにハニカム構造をなすリブ２９が形成されている。

着座者の背もたれ荷重が作用する方向のシートフレーム２０の左右の両サイドフレーム部２１の前側フランジ部２６と後側フランジ部２７には、カーボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等の前側の強化繊維テープ３０と後側の強化繊維テープ３１とがそれぞれ固着されている。
また、着座者の背もたれ荷重がシートフレーム２０の左右の両サイドフレーム部２１に作用すると、サイドフレーム部２１の前側の強化繊維テープ３０には引張応力が生じ、後側の強化繊維テープ３１には圧縮応力が生じる。

引張応力が生じ前側の強化繊維テープ３０は、サイドフレーム部２１の前側フランジ部２６の前面の長手方向に沿う凹部内に接着剤によって貼り付けられて固着されるか、あるいは、シートフレーム２０を成形型内で形成すると同時にサイドフレーム部２１の前側フランジ部２６に溶融接着されて固着される。

これに対し、圧縮応力が生じる後側の強化繊維テープ３１は、サイドフレーム部２１の後側フランジ部２７の後側に接合又は一体成形される樹脂被覆層３２によって覆われている。
例えば、後側の強化繊維テープ３１は、シートフレーム２０を成形型内で形成すると同時にサイドフレーム部２１の後側フランジ部２７に埋設状態で配設することもできる。

また、この実施例１において、前側の強化繊維テープ３０と後側の強化繊維テープ３１は、ＵＤテープとも呼ばれることがある一方向性強化繊維（炭素繊維）テープが用いられ、その繊維の方向はサイドフレーム部２１の長手方向に沿うように配設されている。

この実施例１に係る樹脂成形品の強化構造は上述したように構成される。
したがって、樹脂材料によって形成される樹脂成形品としてのシートフレーム２０は、金属製のシートフレームと比べ軽量化において有効である。
また、着座者の背もたれ荷重が作用する方向のシートフレーム２０のサイドフレーム部２１の前側フランジ部２６と後側フランジ部２７に固着された前側の強化繊維テープ３０と後側の強化繊維テープ３１によってシートフレーム２０の強度が効率よく高められる。

また、着座者の背もたれ荷重が作用してサイドフレーム部２１が後方へ撓むと、図４に示すように、前側の強化繊維テープ３０には引張応力が生じ、後側の強化繊維テープ３１には圧縮応力が生じる。
後側の強化繊維テープ３１は樹脂被覆層３２によって覆われているため、後側の強化繊維テープ３１に圧縮応力が生じても、後側の強化繊維テープ３１が後側フランジ部２７から剥がれて座屈することを防止することができ、強度を確保することができる。
この結果、軽量化を図りながら強度を良好に高めることができるシートフレーム２０が得られる。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施例１においては、樹脂成形品が車両用シートのシートバックのシートフレーム２０である場合を例示したが、シートクッションのシートフレームである場合においても採用することができる。
また、車両用シートのシートフレーム以外の構造物をなす樹脂成形品に対しても採用することができる。

２０シートフレーム
２１サイドフレーム部
２６前側フランジ部
２７後側フランジ部
３０前側の強化繊維テープ
３１後側の強化繊維テープ
３２樹脂被覆層

Claims

樹脂成形品を強化繊維テープによって補強する樹脂成形品の強化構造であって、
荷重が作用する方向の前記樹脂成形品の前側と後側には、前側の強化繊維テープと後側の強化繊維テープとがそれぞれ固着され、
前記樹脂成形品に作用する荷重によって圧縮応力が作用する前記後側の強化繊維テープは、前記樹脂成形品の後側に接合又は一体成形される樹脂被覆層によって覆われていることを特徴とする樹脂成形品の強化構造。
請求項１に記載の樹脂成形品の強化構造であって、
樹脂成形品は、車両用シートのシートフレームであり、
前記シートフレームのサイドフレーム部の前側と後側に、前側の強化繊維テープと後側の強化繊維テープとがそれぞれ固着されていることを特徴とする樹脂成形品の強化構造。