JP6507929B2

JP6507929B2 - 乗物用シート

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Publication number: JP6507929B2
Application number: JP2015160901A
Authority: JP
Inventors: 裕文渡邉; 田中　昌巳; 昌巳田中
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2035-08-18
Also published as: JP2017039341A; DE102016214508A1

Description

本発明は、乗物用シートに関する。

複数枚の織物、編物又は不織布が積層されたものを強化材とした繊維強化樹脂製のシートフレームを備えている乗物用シートが知られている。特許文献１に開示された発明では、シェルタイプのバックフレームであるバックパンが、クッションフレームに取付けられたアッパアームに対してボルト＆ナットにより締着されている。

特開２０１５−９８２９９号公報

特許文献１に開示された発明において、ボルト＆ナットで締着する前に、ボルト又はナットをバックパンにあらかじめ取付けておく構造も考えられる。このようなボルト又はナットは板状部を備えており、当該板状部に接着剤が塗布されてバックパンの表面部に接着されることで、バックパンに取付けられる。このため、バックパンの成形後に別途接着工程が必要であり、製造コストの増大を招くおそれがあった。また、板状部のバックパンに対する取付け強度は、板状部がバックパンに押し付けられる方向の荷重に対しては、板状部を強化材が入れられた繊維強化樹脂によって支持されるため強いが、上記方向の反対方向の荷重に対しては、板状部を接着剤の凝集力によって保持するにとどまるため弱い。すなわち、板状部のバックパンに対する厚み方向の取付け強度は剥離方向に弱く、当該剥離強度を確保するために接着剤による接着工程の厳密な管理が必要であり、製造コストの増大を招くおそれがあった。

このような問題点を解決するために、本発明の課題は、織物、編物又は不織布が積層されたものを強化材とした繊維強化樹脂製のシートフレームを備えた乗物用シートにおいて、シートフレームに対して連結部材を簡便な工程で、剥離強度を確保しながら取付けることができる乗物用シートを提供することである。

本発明の第１発明は、乗物用シートであって、複数枚の織物、編物又は不織布が積層されたものを強化材とした繊維強化樹脂製のシートフレームと、該シートフレームに対して他部材を連結する連結部材と、を備えており、該連結部材は板状部を備え、該板状部がその厚み方向に前記複数枚の織物、編物又は不織布が積層されるように該複数枚の織物、編物又は不織布の層間に挟み入れられた状態で前記シートフレームに一体化されていることを特徴とする。

第１発明によれば、複数枚の織物、編物又は不織布が積層されたものを強化材とした繊維強化樹脂製のシートフレームに対して、連結部材の板状部が、複数枚の織物、編物又は不織布の層間に挟み入れられた状態で一体化されることで取付けられる。これによって、シートフレームの成形と同時に板状部がシートフレームに取付けられ、シートフレームの成形後に板状部を別工程で取付ける作業が不要となる。また、複数枚の織物、編物又は不織布が積層されたものの一部が、板状部を厚み方向両側から支持する。このため、連結部材に対して板状部の厚み方向のどちら側の方向から荷重が印加された場合であっても、板状部を強化材が入れられた繊維強化樹脂によって支持することができる。

本発明の第２発明は、第１発明において、前記板状部の厚み方向に垂直な面の少なくとも１つには、溝部が設けられていることを特徴とする。

第２発明によれば、シートフレームの成形時に流動状態のマトリクス樹脂が溝部内を流れることができるため、流動状態のマトリクス樹脂が板状部に沿って流動し易くなり、板状部周りにボイド等の成形不良が発生し難くなる。また、シートフレームの成形時に流動状態のマトリクス樹脂が溝部内に浸入した状態で固化するため、板状部のシートフレームに対する面内方向のせん断強度を高めることができる。

本発明の第３発明は、第２発明において、前記連結部材は、ねじ部を備えた本体部に対して前記板状部が前記ねじ部の軸の延びる方向に対して垂直に延びる鍔状に形成されているとともに、前記板状部が前記シートフレームに一体化された状態において前記本体部が前記シートフレームを貫通し、前記ねじ部に対して螺合可能な締結部材が締結されることにより前記シートフレームに対して前記他部材が連結されるように構成されており、前記溝部は、前記ねじ部の軸を中心に放射状に複数本配設されていることを特徴とする。

連結部材の本体部に対して締結部材を締結しようとすると、連結部材に対してねじを回転する方向のトルクが印加される。第３発明によれば、溝部内に浸入した状態で固化したマトリクス樹脂により上記トルクにより生み出される回転方向のせん断力を効率的に受け止めることができるため、締結部材の締結時における連結部材の回転止めを効率的に行うことができる。

本発明の第４発明は、第１発明から第３発明のいずれか１つにおいて、前記板状部には、その厚み方向に延びて前記板状部を貫通する貫通孔が設けられていることを特徴とする。

第４発明によれば、シートフレームの成形時に流動状態のマトリクス樹脂が貫通孔内を流れることができるため、板状部周りにボイド等の成形不良が発生し難くなる。また、シートフレームの成形時に流動状態のマトリクス樹脂が貫通孔内に浸入した状態で固化するため、板状部のシートフレームに対する面内回転方向のせん断強度を高めることができる。

本発明の一実施形態である自動車用シートの斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩ矢視線断面図である。図２の部分ＩＩＩの拡大図である。上記実施形態に係るナットの正面図である。上記実施形態に係るナットの側面図である。図４のＶＩ−ＶＩ矢視線断面図である。

図１〜図６は、本発明の一実施形態を示す。本実施形態は、自動車用シートのシートバックに本発明を適用した例を示す。各図中、矢印により自動車用シートを自動車に取付けたときの自動車の各方向を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。

図１に示すように、自動車用シート１は、シートクッション１０と、シートバック２０と、を備えている。

図１に示すように、シートクッション１０は骨格部材であるクッションフレーム（図示しない）の上に、クッション材であるクッションパッド１１を載置し、その上から表皮材であるクッションカバー（図示しない）で覆った構造をしている。クッションフレームの後端部には、金属製のロアアーム１２が設けられている。

図１に示すように、シートバック２０は、シェルタイプの骨格部材であるバックパン２１の上に、クッション材であるバックパッド（図示しない）を載置し、その上から表皮材であるバックカバー（図示しない）で覆った構造をしている。バックパン２１が特許請求の範囲の「シートフレーム」に相当する。

図１及び図２に示すように、バックパン２１はシートバック２０の左右方向中央部に配設されて左右方向に延びるメイン部２１１と、メイン部２１１の左右両側に配設されてメイン部２１１の左右両端から前方に延びるサイド部２１２と、を備えている。メイン部２１１において自動車用シート１に着座した着座者の両肩上部に対応する位置には、意匠孔２１１Ａが２つ設けられている。また、両サイド部２１２の上下２箇所には、後述するナット４０が取付けられており、ナット４０とボルト５０との締結により、両サイド部２１２の左右方向外側面に対してアッパアーム２３が締着されている。アッパアーム２３は、上下方向に長尺な金属製部材であり、その上端部近傍及び上下方向中間部近傍のナット４０に対応する位置に、ボルト５０を挿通可能な貫通孔２３１（図３参照）が形成されている。アッパアーム２３の下端部はリクライナ３０を介して、ロアアーム１２に取付けられている。このため、リクライナ３０の働きにより、シートクッション１０に対するシートバック２０の傾き調整が可能となっている。

図３〜図６に示すように、ナット４０は、長尺な筒状部４１と、筒状部４１の外壁部４１１に対して筒状部４１の長手方向に対して垂直に延びる鍔状に形成された円板状の板状部４３と、を備えた金属製部材である。筒状部４１は長手方向両端面が開放されており、その内壁部４１２には筒状部４１の長手方向に延びる雌ねじ部４１２Ａが形成されている。雌ねじ部４１２Ａは、筒状部４１の長手方向一端部４１Ａから筒状部４１内に挿入されるボルト５０の雄ねじ部５０Ａと螺合可能に構成されている。また、図４〜図６に示すように、板状部４３の厚み方向に垂直な両面には、雌ねじ部４１２Ａの軸を中心として９０度間隔で放射状に延びる溝部４３１が設けられている。溝部４３１は、筒状部４１の外壁部４１１と板状部４３との境界部位から板状部４３の端部まで延びており、板状部４３の厚み方向に垂直な面の一方に４つ、厚み方向に垂直な面の他方かつ上記した４つの裏に相当する部位に４つ、の計８つ設けられている。溝部４３１の底面部４３１Ａにおいて、その延設方向中央部には、板状部４３の厚み方向に延びる貫通孔４３２が貫通形成されている。ナット４０が特許請求の範囲の「連結部材」に相当する。筒状部４１が特許請求の範囲の「本体部」に相当する。雌ねじ部４１２Ａが特許請求の範囲の「ねじ部」に相当する。ボルト５０が特許請求の範囲の「締結部材」に相当する。

図３に示すように、バックパン２１は、カーボン繊維を織った厚さ０．２ｍｍ程度の織物Ｃを複数枚（本実施形態では４枚）積層させたものを強化材とし、エポキシ樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂を用いて製造される。バックパン２１の成形の仕方は、樹脂トランスファー成形法（以下、ＲＴＭ法という）である。より詳細には、まず、樹脂を染み込ませていない状態のカーボン繊維の織物Ｃをバックパン２１の形状に対応させて外形切りしたのち、ナット４０の取付け位置に対応した部位に、ナット４０の筒状部４１は挿入できるが板状部４３は挿入できないサイズの孔を開ける。次に、上下型を閉じたときにバックパン２１と同形状のキャビティを形成する成形型のキャビティ内に、上記カーボン繊維の織物Ｃを所定枚数（本実施形態では２枚）配置し、上記孔に対してナット４０の筒状部４１の長手方向一端部４１Ａを挿入する。そして、この上から上記カーボン繊維の織物Ｃをさらに所定枚数（本実施形態では２枚）配置し、上記孔からナット４０の筒状部４１の長手方向他端部４１Ｂを露出させる。この状態で、上下型を閉じて、キャビティに流動状態の硬化前エポキシ樹脂を注入して反応硬化させて脱型する、というものである。すなわち、ナット４０の板状部４３は、インサート成形によって厚み方向両側に上記織物Ｃの一部が積層された状態でバックパン２１に一体化されることになる。このとき、ナット４０の筒状部４１の長手方向一端部４１Ａが、バックパン２１の左右方向外側の面と面一の状態にあり、筒状部４１の長手方向他端部４１Ｂが、バックパン２１の左右方向内側の面から突出した状態にある。

以上のように構成される本実施形態は、次のような作用効果を奏する。複数枚のカーボン繊維の織物Ｃが積層されたものを強化材とした繊維強化樹脂製のバックパン２１に対して、ナット４０の板状部４３が、複数枚のカーボン繊維の織物Ｃの層間に挟み入れられた状態で一体化されることで取付けられる。これによって、バックパン２１の成形と同時に板状部４３がバックパン２１に取付けられ、バックパン２１の成形後に板状部４３を別工程で取付ける作業が不要となる。また、複数枚のカーボン繊維の織物Ｃが積層されたものの一部が、板状部４３を厚み方向両側から支持する。このため、ナット４０に対して板状部４３の厚み方向のどちら側の方向から荷重が印加された場合であっても、板状部４３を強化材が入れられた繊維強化樹脂によって支持することができる。また、バックパン２１の成形時に流動状態のエポキシ樹脂が溝部４３１内及び貫通孔４３２内を流れることができるため、板状部４３周りにボイド等の成形不良が発生し難くなる。また、バックパン２１の成形時に流動状態のエポキシ樹脂が溝部４３１内及び貫通孔４３２内に浸入した状態で固化するため、板状部４３のバックパン２１に対する面内方向のせん断強度を高めることができる。また、溝部４３１は雌ねじ部４１２Ａの軸を中心に放射状に延びている。これにより、溝部４３１内に浸入した状態で固化したエポキシ樹脂により、ボルト５０をナット４０の筒状部４１に螺入させる際に生じるトルクにより生み出される回転方向のせん断力を効率的に受け止めることができるため、ボルト５０の締結時におけるナット４０の回転止めを効率的に行うことができる。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

例えば、本実施形態においては、バックパン２１にナット４０を取付けておき、そこにボルト５０を締結させる構造を示した。しかし、これに限定されず、バックパン２１にボルトを取付けておき、そこにナットを締結させる構造であってもよい。すなわち、連結部材がボルトであり、連結部材のねじ部が雄ねじ部となる構造であってもよい。この他にも、連結部材は、カラー等に対して鍔状の板状部を設けたものであってもよいし、ワッシャー等のように部材全体が板状に構成されているものであってもよい。

また、本実施形態においては、バックパン２１をＲＴＭ法により成形する例を示したが、これに限定されず、他の方法により成形してもよい。すなわち、例えば、バックパン２１をオートクレーブ成形法により成形してもよい。この成形の仕方は、まず、カーボン繊維の織物Ｃにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ材に、ナット４０の筒状部４１は挿入できるが板状部４３は挿入できないサイズの孔を開ける。次に、上下型を閉じたときにバックパン２１と同形状のキャビティを形成する成形型のキャビティ内に、上記孔がナット４０の取付け位置に対応するように上記プリプレグ材を所定枚数（本実施形態では２枚）配置し、上記孔に対してナット４０の筒状部４１の長手方向一端部４１Ａを挿入する。そして、この上から上記孔がナット４０の取付け位置に対応するように上記プリプレグ材をさらに所定枚数（本実施形態では２枚）配置し、上記孔からナット４０の筒状部４１の長手方向他端部４１Ｂを露出させる。この状態で、上下型を閉じて、オートクレーブ内で加圧しながら加熱してエポキシ樹脂を硬化させたのち脱型する、というものである。

また、本実施形態においては、ナット４０の板状部４３の厚み方向両側に、カーボン繊維の織物Ｃが２枚ずつ積層されている構造を示した。しかし、これに限定されず、要求される強度及び剛性さえ満たせば、例えば、カーボン繊維の織物Ｃは１枚ずつであってもよいし、３枚以上ずつであってもよい。また、板状部４３の厚み方向一方側に積層されているカーボン繊維の織物Ｃの枚数が、厚み方向他方側に積層されているカーボン繊維の織物Ｃの枚数と異なっていてもよい。

また、本実施形態においては、バックパン２１の成形後に、ナット４０の長手方向一端部４１Ａがバックパン２１の左右方向外側の面と面一となる構造を示した。しかし、これに限定されず、ナット４０の長手方向一端部４１Ａがバックパン２１の左右方向外側の面よりも突出していてもよいし、窪んでいてもよい。

また、本実施形態においては、バックパン２１の強化材として、カーボン繊維の織物Ｃを用いる構造を示した。しかし、これに限定されず、カーボン繊維の編物又は不織布であってもよい。また、強化材は、ガラス繊維やアラミド繊維の織物、編物又は不織布であってもよい。

また、本実施形態においては、本発明をシートバック２０に適用したが、シートクッション１０に適用してもよい。

また、本実施形態においては、本発明を自動車のシートに適用したが、飛行機、船、電車等に搭載されるシートに適用してもよい。

１自動車用シート（乗物用シート）
２１バックパン（シートフレーム）
２３アッパアーム（他部材）
４０ナット（連結部材）
４１筒状部（本体部）
４１２Ａ雌ねじ部（ねじ部）
４３板状部
４３１溝部
４３２貫通孔
Ｃカーボン繊維の織物

Claims

乗物用シートであって、
複数枚の織物、編物又は不織布が積層されたものを強化材とした繊維強化樹脂製のシートフレームと、該シートフレームに対して他部材を連結する連結部材と、を備えており、
該連結部材は板状部を備え、該板状部がその厚み方向に前記複数枚の織物、編物又は不織布が積層されるように該複数枚の織物、編物又は不織布の層間に挟み入れられた状態で前記シートフレームに一体化されており、
前記板状部の厚み方向に垂直な面の少なくとも１つには、溝部が設けられており、
前記連結部材は、ねじ部を備えた本体部に対して前記板状部が前記ねじ部の軸の延びる方向に対して垂直に延びる鍔状に形成されているとともに、前記板状部が前記シートフレームに一体化された状態において前記本体部が前記シートフレームを貫通し、前記ねじ部に対して螺合可能な締結部材が締結されることにより前記シートフレームに対して前記他部材が連結されるように構成されており、
前記溝部は、前記ねじ部の軸を中心に放射状に複数本配設されている乗物用シート。
請求項１において、
前記板状部には、その厚み方向に延びて前記板状部を貫通する貫通孔が設けられている乗物用シート。