JP2014046783A - 樹脂製のシートフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】応力集中箇所をできる限り発生させないようにして、優れたクッション性と強度とを両立させることができ、しかもその成形も容易かつ廉価に行なうことが可能な樹脂製のシートフレームを提供する。
【解決手段】シート上に着座した人の荷重にて撓みを生じる樹脂製のシートフレーム１であって、このシートフレーム１の中央寄り部分には、このシートフレーム１の他の部分を構成する第１の樹脂よりも剛性の低い第２の樹脂が封入され、前記中央寄り部分は、前記第１の樹脂による上下２つのスキン層１ａの間に前記第２の樹脂によるコア層１ｂが挟まれた３層構造とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用シートなどの構成要素として好適に用いられる樹脂製のシートフレームに関する。

この種のシートフレームの一例として、特許文献１に記載のものがある。同文献に記載されたシートフレームは、軽量化や低コスト化を図ることを目的として、全体を樹脂製としたものである。ただし、全体を均一な樹脂製としただけでは、クッション性と強度とを両立させることが難しい。このため、特許文献１では、このシートフレームを２色成形しており、シートフレームを所定箇所に取り付けるための部分（取付け部）については、高剛性樹脂とし、これ以外の部分については、荷重に対する変形量の多い樹脂としている。このような構成によれば、取付け部の強度を確保しつつ、着座部分のクッショッ性を良くすることが可能である。

しかしながら、前記従来のシートフレームでは、取付け部の高剛性樹脂とそれ以外の樹脂との境界が、応力の集中し易い断点となる。このような断点は、シートフレームの耐久強度性能を高める上で余り好ましいものではなく、解消することが望まれるが、シートフレーム全体のクッション性を損なわずに、前記した断点を解消することは難しいものとなっていた。
また、従来においては、シートフレームの成形に際して、スライド型が必要となる。したがって、成形用の型に要する費用が高くなり、また成形サイクルタイムが長くなるといった不利もあった。

特開２００３−２６５２６２号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、応力集中箇所をできる限り発生させないようにして、優れたクッション性と強度とを両立させることができ、しかもその成形も容易かつ廉価に行なうことが可能な樹脂製のシートフレームを提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される樹脂製のシートフレームは、シート上に着座した人の荷重にて撓みを生じる樹脂製のシートフレームであって、このシートフレームの中央寄り部分には、このシートフレームの他の部分を構成する第１の樹脂よりも剛性の低い第２の樹脂が封入され、前記中央寄り部分は、前記第１の樹脂による上下２つのスキン層の間に前記第２の樹脂によるコア層が挟まれた３層構造とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、シートフレームの中央寄り部分に第２の樹脂によるコア層が設けられているものの、このシートフレームは、その平面視においてその全域に第１の樹脂によるスキン層が設けられた構成である。このため、前記従来技術で述べた断点に相当する部分がなく
、シートフレームに応力集中が発生し易い箇所が存在しない、または殆ど存在しない構成が容易に実現できる。一方、着座部分となるシートフレームの中央寄り部分については、コア層の存在によりクッション性を高めつつ、それ以外の部分については第１の樹脂によって必要な強度を確保することができる。したがって、応力集中を解消しながらも、クッション性と強度確保との両立を図ることが可能である。
また、本発明によれば、後述する実施形態から理解されるように、前記した３層構造を採用したことに基づき、シートフレームが撓み変形を生じた際に発生する曲げ応力を緩和する機能や、共振周波数を低周波側にシフトさせて、人が不快感を生じる振動を少なくし、座り心地をよくするといった効果も得られる。
さらに、シートフレームの成形に際しては、スライド型を用いる必要はなく、通常の射出成形型を用いればよいこととなる。したがって、成形型に要する費用を廉価とし、また成形サイクルタイムを短くすることもできる。このようなことから、シートフレームの製造コストの低減化も好適に図ることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る樹脂製のシートフレームの一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）Iｂ−Iｂ断面図である。 （ａ）は、図１に示すシートフレームが曲げ変形する際の状態を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、本発明との対比例を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１に示すシートフレームの成形工程の一例を示す概略断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す樹脂製のシートフレーム１は、第１の樹脂からなるスキン層１ａと、第２の樹脂からなるコア層１ｂとを有している。コア層１ｂは、シートフレーム１の中央寄り部分の内部に設けられた層である。このことにより、シートフレーム１の中央寄り部分は、上下２つのスキン層１ａの間にコア層１ｂが挟まれた３層構造となっている。シートフレーム１のこれ以外の箇所（シートフレーム１の周縁部）は、スキン層１ａの単層領域となっており、この領域に取付け用の孔部１０が適宜設けられている。

コア層１ｂは、スキン層１ａよりも剛性が低く、伸縮性にも優れる層である。スキン層１ａを構成する第１の樹脂としては、たとえばＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰ／ＰＣ（ポリカーボネート）アロイ、ＰＰ／ＥＶＯＨ（エチレン―ビニルアルコール共重合樹脂）アロイ、ＰＰ／ＰＡ（ポリアミド樹脂）アロイなどが挙げられる。コア層１ｂを構成する第２の樹脂としては、たとえばスチレン系エラストマーであるＳＥＢＳや、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）などが挙げられる。

前記した樹脂製のシートフレーム１は、図３に示すような工程で製造することができる。
この製造方法では、シートフレーム成形用のキャビティ３０を形成する型３ａ，３ｂとして、通常のインジェクション成形用の型が用いられている。まず、同図（ａ）に示すように、インジェクションノズル４からキャビティ３０に第１の樹脂を射出する。次いで、同図（ｂ）に示すように、キャビティ３０に第２の樹脂を射出する。このことにより、第１の樹脂の層の一部に対して第２の樹脂の層を隣接させることができる。その後、同図（ｃ）に示すように、再度、第１の樹脂をキャビティ３０に射出する。
このような一連の工程を行なうと、第２の樹脂の周囲が第１の樹脂によって囲まれた構成の樹脂形成品が得られ、前記したシートフレーム１を製造することが可能である。
前記した工程から理解されるように、シートフレーム１の製造に際しては、高価なスライド型を用いる必要はない。したがって、成形用の型に要する費用を廉価にすることができる。また、成形サイクルタイムも短くすることができ、生産性を高めることができる。このようなことから、シートフレーム１の製造コストの低減化を図ることが可能である。

本実施形態のシートフレーム１によれば、前記したように製造コストを低減化が図られることに加え、次のような作用も得られる。

まず、シートフレーム１の中央寄り部分にコア層１ｂが設けられているものの、このシートフレーム１は、その平面視における全域にわたってスキン層１ａが形成されており、コア層１ｂとスキン層１ａとがシートフレーム１の厚み方向の全長域において完全に分断したかたちの境界はない。したがって、大きな応力集中を生じ易い部分がなく、耐久強度に優れたものとなる。
シートフレーム１の着座部分となる中央寄り部分については、コア層１ｂの存在によりクッション性を高めることができるが、それ以外の部分については、それよりも高剛性のスキン層１ａであるため、必要な強度を確保することができる。したがって、本実施形態のシートフレーム１においては、応力集中を解消しながらも、クッション性と強度確保との両立を図ることができる。

加えて、前記したような３層構造を採用した場合には、たとえばシートフレーム全体を高剛性で殆ど撓まない樹脂製とした場合と比較すると、全体の厚みが同一であれば、その共振周波数が低周波数域にシフトする。６Ｈｚ付近の振動は、人体の内臓を共振させるも周波数域であり、このような振動は人を不快感とするが、本実施形態のシートフレーム１によれば、６Ｈｚ付近での共振倍率が低下し、座り心地（乗り心地）がよくなる効果を得ることができる。したがって、たとえば既存のシートフレームと同等の乗り心地を実現する観点からすると、既存のシートフレームよりも薄型化ならびに軽量化を図り、シートフレーム１の製造コストをより低減することが可能となる。

次に、シートフレーム１に撓み変形を生じた場合を考察する。図２（ｂ）は、本発明との対比例を示し、シートフレーム１’の全体が硬質の単層の樹脂製である。この場合には、シートフレーム１’が比較的鋭く曲がり易く、曲率半径Ｒａ’，Ｒｂ’が、ともに小さくなる傾向がある。これに対し、本実施形態のシートフレーム１においては、同図（ａ）に示すように、鋭く曲がることが緩和され、曲率半径Ｒａ，Ｒｂは、Ｒａ＞Ｒａ’、Ｒｂ＞Ｒｂ’となる。これは、シートフレーム１の３層構造が、伸縮性のよいコア層１ｂをサンドイッチしている構成に基づく作用である。前記したように、曲率半径Ｒａ，Ｒｂが大きくなれば、その分だけシートフレーム１の表面部分に生じる応力が緩和される。このことにより、シートフレーム１の強度、耐衝撃性がより向上することとなる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る樹脂製のシートフレームの各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

コア層およびスキン層を構成する第１および第２の樹脂の具体的な種類は限定されない。コア層を構成する第２の樹脂は、スキン層を構成する第２の樹脂よりも低剛性の樹脂であればよい。シートフレームの具体的な形状やサイズは、シート仕様に応じて適宜変更可能である。

１ シートフレーム
１ａ スキン層
１ｂ コア層

Claims (1)

1. シート上に着座した人の荷重にて撓みを生じる樹脂製のシートフレームであって、
   このシートフレームの中央寄り部分には、このシートフレームの他の部分を構成する第１の樹脂よりも剛性の低い第２の樹脂が封入され、前記中央寄り部分は、前記第１の樹脂による上下２つのスキン層の間に前記第２の樹脂によるコア層が挟まれた３層構造とされていることを特徴とする、樹脂製のシートフレーム。

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