JP2014000885A - 車両用シートバックフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化のために樹脂化することを前提とした上で、乗員保護性能とファブリック保護性能に優れ、望ましくは生産性にも優れた車両用シートバックフレームを提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂、好ましくは強化繊維含有熱可塑性樹脂の射出により金型内で一体に成形された、中空構造を有する車両用シートバックフレーム。
【選択図】図９

Description

本発明は、車両用シートバックフレームに関し、とくに、乗員保護性とファブリック保護性、生産性に優れた車両用シートバックフレームに関する。

車両用シートフレームは、例えば図１に示すように、一般に、乗員の背部を支えるシートバック用のシートバックフレーム１と、乗員の座部を支えるシートクッションフレーム２とから構成されている(例えば、特許文献１)。従来のシートバックフレームは、主としてスチール製の板金構造で構成されている。軽量化等をはかるためにシートバックフレームを樹脂化することが考えられるが、樹脂製のシートバックフレームは、強度上、設計上、後述のような難しさが存在するため、あまり使用されてはいない。

スチール製のシートバックフレームでは、衝突時の（とくに後突時の）乗員重量の支持と乗員保護の観点から、フレーム横断面構造が、例えば図２に示すように内側(乗員側)が開口した構造で、かつ開口部の端部をさらに内側に曲げ加工した異形フレーム断面構造３が採用されることが多い。しかしこのような異形フレーム断面構造３を採ると、曲げ加工等の工程が増え、製造コストアップの原因となっている。

一方、シートバックフレームの樹脂化を試みる際には、例えば図３に示すように後部側に開口したフレーム断面構造４を採用すると、後部乗員を適切に保護できないおそれがあるため、この構造は採用できない。また、例えば図４に示すように内側に開口したフレーム断面構造５を採用すると、そのシートの乗員を適切に保護できないおそれがあるため、この構造も採用できない。さらに、例えば図５に示すように外側に開口したフレーム断面構造６を採用すると、他の乗員を適切に保護できないおそれがあるとともに、シートバックに使用されるファブリックを適切に保護できずファブリック破れ等の懸念があるため、この構造も採用が難しい。

また、樹脂製シートバックフレームでは、フレーム剛性や強度を確保できるように、高い剛性や強度を持たせるために、例えば図６や図７に示すようにハニカムやリブ構造を備えたフレーム構造７，８に設計されている。しかし、ハニカムやリブ端部とファブリックの接触でファブリック破れが生じる懸念があり改良が求められている。

特開２０１２−７１００６号公報 特開平４−３３１１２３号公報

そこで本発明の課題は、軽量化等をはかるために基本的にシートバックフレームを樹脂化することを前提とした上で、乗員保護性能とファブリック保護性能に優れ、望ましくは生産性にも優れた車両用シートバックフレームを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用シートバックフレームは、熱可塑性樹脂の射出により金型内で一体に成形された、中空構造を有するものからなる。

このような本発明に係る車両用シートバックフレームにおいては、中空構造を有する熱可塑性樹脂の一体成形体に構成されているので、フレーム断面が前述の図２〜図５に示したような開口部を有しておらず、しかも前述の図６、図７に示したようなハニカムやリブが外部に現れないことになるので、良好な乗員保護性能とファブリック保護性能が得られる。しかも、この一体成形体が、射出された熱可塑性樹脂を金型内で一体成形することにより成形されるので、板金の曲げ加工のような付加加工は不要であり、製造が容易化されて優れた生産性が得られる。

上記のような中空構造を有する熱可塑性樹脂の一体成形体からなる車両用シートバックフレームは、例えば特許文献２に開示されているようなダイスライド式射出成形によって製造することができる。具体的には、例えば、上記金型内での一体成形が、ダイスライド式射出成形金型を用い、熱可塑性樹脂の一次射出成形で少なくとも２つの中間フレーム部材を成形した後、ダイスライドにより前記中間フレーム部材同士の接合部を合わせ、該接合部に熱可塑性樹脂を二次射出成形することで前記中間フレーム部材同士を溶着して上述の中空構造を形成することにより行われている形態を挙げることができる。このようなダイスライド式射出成形金型を用いることにより、横断面が中空構造の熱可塑性樹脂製車両用シートバックフレームを、効率よく優れた生産性をもって一体成形することが可能になる。

上記ダイスライド式射出成形金型を用いた成形では、上記少なくとも２つの中間フレーム部材が横断面コ字状の形状に成形されていることが好ましい。横断面コ字状の中間フレーム部材のコ字状の両腕先端面同士を二次射出された熱可塑性樹脂で接合することにより、横断面四角形の所望の中空構造の車両用シートバックフレームが容易にかつ確実に得られる。

また、上記ダイスライド式射出成形金型を用いた成形では、上記一次射出成形と上記二次射出成形に同種の熱可塑性樹脂が用いられていることが好ましい。このようにすれば、成形終了後のシートバックフレームは、全体にわたって同一のあるいは同種の熱可塑性樹脂で構成されることになり、全体にわたって均一な所望の特性、とくに所望の機械特性を容易に有することが可能になる。

また、本発明に係る車両用シートバックフレームにおいては、フレームを構成する上記熱可塑性樹脂としては、とくに、強化繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂からなることが好ましい。このような構成により、軽量性とともに高い強度、剛性の実現が可能になる。

この繊維強化熱可塑性樹脂における強化繊維としては、とくに限定されず、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維の少なくとも一種を使用できるが、中でも、強度、剛性設計の容易さ、優れた生産性の面から、少なくとも炭素繊維を含むことが望ましい。

また、上記繊維強化熱可塑性樹脂が、熱可塑性樹脂ペレット中に実質的に一方向に配向されていたペレット長と同じ繊維長の強化繊維を含むことも好ましい形態である。すなわち、このようなペレットを用いて成形されたものであることが好ましい。このような形態では、成形中に強化繊維含有熱可塑性樹脂の優れた流動性が得られ、所定の形状への成形が容易化されるとともに、強化繊維が均一に分布されて、均一な機械特性が得られる。

また、本発明に係る車両用シートバックフレームにおいては、一方向に配向した連続繊維からなる強化繊維を含む補強材がインサート成形されている形態とすることもできる。このような形態では、インサート成形された補強材によって強度、剛性がさらに高められるので、一層機械特性に優れた車両用シートバックフレームを実現できる。

このような補強材がインサート成形された形態においては、補強材は、上記射出成形（ダイスライド式射出成形の場合にはとくに上記一次射出成形）に用いられる熱可塑性樹脂と同種の熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として有するものであることが好ましい。このような形態では、熱可塑性樹脂の射出成形時に容易に補強材を一体化できる。

このように、本発明に係る車両用シートバックフレームによれば、優れた乗員保護性能とファブリック保護性能を実現しつつ基本的にシートバックフレームを樹脂化することが可能になり、それによってシートバックフレームの軽量化をはかることができる。また、ダイスライド式射出成形を適用すれば、中空構造を有する本発明に係る車両用シートバックフレームを容易に優れた生産性をもって一体成形することができる。さらに、強化繊維含有熱可塑性樹脂の一体成形体とすることにより、同時に高い機械特性も達成できる。

本発明の対象となる車両用シートバックフレームを例示したシートフレームの斜視図である。 図１のシートバックフレームのＩＩ−ＩＩ線に沿う横断面形状を示す拡大部分斜視図である。 シートバックフレームを樹脂化する場合の問題点を説明するためのフレームの部分斜視図である。 シートバックフレームを樹脂化する場合の別の問題点を説明するためのフレームの部分斜視図である。 シートバックフレームを樹脂化する場合のさらに別の問題点を説明するためのフレームの部分斜視図である。 シートバックフレームを樹脂化する場合のさらに別の問題点を説明するためのフレームの部分斜視図である。 シートバックフレームを樹脂化する場合のさらに別の問題点を説明するためのフレームの部分斜視図である。 本発明の一実施態様に係る車両用シートバックフレームの成形にダイスライド式射出成形を適用する場合の成形の様子を示す概略構成図である。 図８のダイスライド式射出成形の様子をより具体的に示す概略構成図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図８は、図１に例示したような車両用シートバックフレームを熱可塑性樹脂や強化繊維含有熱可塑性樹脂で一体成形する場合に適用可能なダイスライド式射出成形の概念を例示している。図８（Ａ）に示すように、一次射出用ランナー１１を通して所定の熱可塑性樹脂または強化繊維含有熱可塑性樹脂が射出され、横断面コ字状の形状の２つの中間フレーム部材１２ａ、１２ｂがそれぞれ、金型装置内のそれぞれの成形部分(後述の図９で例示する)で成形される。成形された２つの中間フレーム部材１２ａ、１２ｂは、金型装置内で移動されて、図８（Ｂ）に示すように、各コ字状形状の両腕先端面が互いに対面するように位置合わせされる。この対面部位である接合部１３に向けて、二次射出用ランナー１４を通して所定の熱可塑性樹脂または強化繊維含有熱可塑性樹脂が射出され、接合部１３で中間フレーム部材１２ａ、１２ｂ同士が溶着されて、中空構造部１５を有する横断面四角形のフレーム構造１６に一体成形される。

図９は、上記のようなダイスライド式射出成形による車両用シートバックフレームの成形をより具体的に示している。図９（Ａ）に示すように、金型装置２１内に設けられたスライド金型２２と金型２３を用いて、射出用ランナー２４を通して所定の熱可塑性樹脂または強化繊維含有熱可塑性樹脂を射出することにより、図８に示したのと同様の横断面コ字状の形状の２つの中間フレーム部材２５ａ、２５ｂがそれぞれ一次成形される。一次成形された２つの中間フレーム部材２５ａ、２５ｂは、図９（Ｂ）に示すように一旦金型装置２１内で型開きし、スライド金型２２を例えばシリンダ装置２６を用いてスレイドさせることで（ダイスライドにより）、中間フレーム部材２５ａ、２５ｂの各コ字状形状の両腕先端面が互いに対面するように位置合わせされる。

そして、図９（Ｃ）に示すように、金型装置２１が再び型締めされ、中間フレーム部材２５ａ、２５ｂの各コ字状形状の両腕先端面が互いに突き合わされ、あるいはそれに近いごく近接した状態とされ、両腕先端面同士の接合部２７が形成される。この接合部２７に、射出用ランナー２４を通して所定の熱可塑性樹脂または強化繊維含有熱可塑性樹脂を射出され、この部位で中間フレーム部材２５ａ、２５ｂ同士が溶着されて、間に中空構造部２８が形成された一体成形体となる(二次成形)。この二次成形の後、図９（Ｄ）に示すように、金型装置２１が再び型開きされ、中空構造を有する一体成形体としての車両用シートバックフレーム２９が取り出される(取り出し工程)。

上記の如く、とくにダイスライド式射出成形を適用することにより、目標とする中空構造を有する車両用シートバックフレーム２９が容易にかつ優れた生産性をもって一体成形される。このように一体成形されたシートバックフレーム２９は、基本的に熱可塑性樹脂で構成されているので、従来のスチール製のものに比べ、大幅に軽量化される。また、スチール製の場合のように曲げ加工(例えば、図２に示したような曲げ加工)を施す必用がなく全体を一体成形できるので、優れた生産性が実現される。

また、中空構造を有する横断面形状に成形された車両用シートバックフレーム２９であるから、図３〜図７で説明したような問題は発生せず、優れた乗員保護性能とファブリック保護性能が得られる。

さらに、とくに強化繊維含有熱可塑性樹脂の射出成形で車両用シートバックフレーム２９を成形することにより、上述の軽量化に加え、高い機械特性(強度、剛性)の達成が可能になる。

本発明は、あらゆる車両用シートバックフレームに適用可能である。

１ シートバックフレーム
２ シートクッションフレーム
１１ 一次射出用ランナー
１２ａ、１２ｂ 中間フレーム部材
１３ 接合部
１４ 二次射出用ランナー
１５ 中空構造部
１６ フレーム構造
２１ 金型装置
２２ スライド金型
２３ 金型
２４ 射出用ランナー
２５ａ、２５ｂ 中間フレーム部材
２６ シリンダ装置
２７ 接合部
２８ 中空構造部
２９ 車両用シートバックフレーム

Claims (9)

1. 熱可塑性樹脂の射出により金型内で一体に成形された、中空構造を有する車両用シートバックフレーム。
2. 前記金型内での一体成形が、ダイスライド式射出成形金型を用い、熱可塑性樹脂の一次射出成形で少なくとも２つの中間フレーム部材を成形した後、ダイスライドにより前記中間フレーム部材同士の接合部を合わせ、該接合部に熱可塑性樹脂を二次射出成形することで前記中間フレーム部材同士を溶着して前記中空構造を形成することにより行われている、請求項１に記載の車両用シートバックフレーム。
3. 前記少なくとも２つの中間フレーム部材が横断面コ字状の形状に成形されている、請求項２に記載の車両用シートバックフレーム。
4. 前記一次射出成形と前記二次射出成形に同種の熱可塑性樹脂が用いられている、請求項２または３に記載の車両用シートバックフレーム。
5. 前記熱可塑性樹脂が、強化繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の車両用シートバックフレーム。
6. 前記強化繊維が炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維の少なくとも一種からなる、請求項５に記載の車両用シートバックフレーム。
7. 前記繊維強化熱可塑性樹脂が、熱可塑性樹脂ペレット中に実質的に一方向に配向されていたペレット長と同じ繊維長の強化繊維を含む、請求項５または６に記載の車両用シートバックフレーム。
8. 一方向に配向した連続繊維からなる強化繊維を含む補強材がインサート成形されている、請求項該１〜７のいずれかに記載の車両用シートバックフレーム。
9. 前記補強材が前記射出成形に用いられる熱可塑性樹脂と同種の熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として有する、請求項８に記載の車両用シートバックフレーム。

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