JP7183846B2

JP7183846B2 - 乗物用シート

Info

Publication number: JP7183846B2
Application number: JP2019022523A
Authority: JP
Inventors: 裕文渡邉
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2039-02-12
Also published as: JP2020128190A

Description

本開示は、乗物用シートに関する。

自動車等の乗物に配置されるシートにおいて、繊維強化プラスチックで形成されたシェルを支持材として用いたものが公知である（特許文献１参照）。上記公報のシートでは、シェルの表面に硬質発泡体が配置されている。

特開２００９－６６１２８号公報

上記シェルは板材で構成されているため、剛性が比較的低い。上記公報のシートでは、硬質発泡体はシェルに接着又は溶着されており、硬質発泡体とシェルとは一体成形されない。そのため、硬質発泡体は、シェルの剛性向上には寄与しない。

本開示の一局面は、繊維強化プラスチックを用いたシェルの剛性を高められる乗物用シートを提供することを目的としている。

本開示の一態様は、着席者を支持する少なくとも１つのシェル（４）を備える乗物用シート（１）である。少なくとも１つのシェル（４）は、板状の芯材（４１）と、繊維強化プラスチックで構成されると共に、芯材（４１）の表面（４１Ａ）に配置された表層（４２）と、を有する。芯材（４１）は、表層（４２）が配置された表面（４１Ａ）に設けられた少なくとも１つの凹部（４１Ｃ）を有する。

このような構成によれば、芯材（４１）が凹部（４１Ｃ）を有することで、凹部（４１Ｃ）に表層（４２）を構成する樹脂の一部を流し込むことができる。そのため、芯材（４１）と表層（４２）との接合強度を高めることができる。これにより、シェル（４）の剛性を高めることができる。

本開示の一態様では、芯材（４１）は、少なくとも１つの凹部として、複数の凹部（４１Ｃ）を有してもよい。このような構成によれば、芯材（４１）の表面に凹凸が形成されるので、芯材（４１）と表層（４２）との接合強度の向上効果が促進される。

本開示の一態様では、芯材（４１）は、芯材（４１）における他の領域よりも厚みが大きい帯状領域（４１Ｄ）を有してもよい。少なくとも１つの凹部（４１Ｃ）は、帯状領域（４１Ｄ）に配置されてもよい。このような構成によれば、帯状領域（４１Ｄ）によってシェル（４）の剛性を高めることができる。一方、帯状領域（４１Ｄ）では、芯材（４１）の厚みが大きくなることでせん断強度が低下するが、凹部（４１Ｃ）によって芯材（４１）と表層（４２）との接合強度が向上するため、せん断強度の低下が抑制される。結果として、シェル（４）全体の剛性が向上する。

本開示の一態様は、シートクッション（２）と、少なくとも１つのシェル（４）を有するシートバック（３）と、を備えてもよい。帯状領域（４１Ｄ）は、シートバック（３）におけるシート幅方向の第１端部の上方から、シート幅方向の第２端部の下方に向かって延伸してもよい。このような構成によれば、シェル（４）の厚み方向に応力が発生するねじり（つまり曲げモーメント）に対するシェル（４）の剛性（つまり断面二次モーメントの大きさ）を高めることができる。

本開示の一態様では、芯材（４１）は、少なくとも１つの凹部として、帯状領域（４１Ｄ）に配置された複数の凹部（４１Ｃ）を有してもよい。このような構成によれば、シェル（４）の厚み方向に応力が発生するねじりに対するシェル（４）の剛性を効率よく高めることができる。

なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

図１Ａ及び図１Ｂは、実施形態における乗物用シートの模式的な斜視図である。図２は、図１の乗物用シートにおけるシートバックが有するシェルの模式的な平面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線での模式的な部分断面図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線での模式的な部分断面図である。図５は、図１とは異なる実施形態におけるシェルの模式的な平面図である。

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１Ａ及び図１Ｂに示す乗物用シート１は、シートクッション２と、シートバック３とを備える。

本実施形態の乗物用シート１は、乗用車の座席シートとして使用される。なお、以下の説明及び各図面における方向は、乗物用シート１を乗物（つまり乗用車）に組み付けた状態における方向を意味する。また、本実施形態では、シート幅方向は、乗物の左右方向に一致し、シート前方は、乗物の前方に一致する。

＜シートバック＞
シートバック３は、着席者の背部を支持するための部位である。シートバック３は、シート幅方向両端部において、２つの連結部１０，１１によって後述するシートクッション２と連結されている。

シートバック３は、着席者を支持するように凹形状に湾曲したシェル４と、シェル４を被覆するパッド５とを有する。パッド５は、ウレタン樹脂等のクッション材と表皮とを有する。シェル４は、図２－４に示すように、板状の芯材４１と、第１表層４２と、第２表層４３と、複数の接合部４４とを有する。

（芯材）
芯材４１は、シートバック３のうち、少なくとも着席者を支持する部分に配置されている。芯材４１の材質としては、特に限定されず、樹脂、織布、不織布、織物等が使用できる。

芯材４１は、図３に示すように、後述する第１表層４２が配置された第１表面４１Ａに設けられた複数の凹部４１Ｃを有する。凹部４１Ｃは、芯材４１の厚み方向（つまり第１表面４１Ａから離間する方向）に凹んでいる。

凹部４１Ｃの平面形状は、特に限定されず、多角形（例えば長方形）、円、楕円等とすることができる。凹部４１Ｃの深さ及び面積、並びに複数の凹部４１Ｃの間隔は特に限定されない。

また、芯材４１は、芯材４１における他の領域よりも厚みが大きい第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅを有する。図２に示すように、第１帯状領域４１Ｄは、シートバック３における右側端部の上方（つまり右肩部又は右肩峰点）から、左側端部の下方（つまりシートクッション２との連結部分）に向かって直線状に延伸している。第２帯状領域４１Ｅは、シートバック３における左側端部の上方（つまり左肩部又は左肩峰点）から、右側端部の下方（つまりシートクッション２との連結部分）に向かって直線状に延伸している。

第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅは、それぞれ、長手方向に沿って幅が一定である。第１帯状領域４１Ｄと第２帯状領域４１Ｅとは、シートバック３のシート幅方向中央部分において重なっている。

図４に示すように、第１帯状領域４１Ｄは、芯材４１における他の領域よりも第１表層４２側（つまりシート前方）に突出している。第１帯状領域４１Ｄにおいて第２表層４３が配置された表面（つまりシート後方の表面）は、芯材４１における他の領域の表面と面一である。第２帯状領域４１Ｅの形状も第１帯状領域４１Ｄと同様である。

第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅには、複数の凹部４１Ｃが配置されている。なお、芯材４１が有する複数の凹部４１Ｃのうち、全ての凹部４１Ｃが第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅに配置されてもよいし、一部の凹部４１Ｃが第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅに配置されてもよい。

つまり、複数の凹部４１Ｃは、第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅのみに配置されてもよいし、第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅと、第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅ以外の領域との双方に配置されてもよい。

第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅに配置される凹部４１Ｃの平面形状は、各帯状領域の幅方向と平行な長辺を有する長方形とするとよい。凹部４１Ｃをこのような平面形状とすることで、各帯状領域の長手方向に沿って配置される凹部４１Ｃの数を増やすことができる。

（表層）
第１表層４２は、芯材４１のシート前方の第１表面４１Ａに配置されている。第２表層４３は、芯材４１の第１表層４２が配置された第１表面４１Ａとは反対側の第２表面４１Ｂ（つまりシート後方の表面）に配置されている。つまり、シェル４は、芯材４１を２つの表層で挟んだサンドイッチ構造を有する。

第１表層４２及び第２表層４３は、それぞれ、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で構成されている。各表層を構成する繊維強化プラスチックは、繊維の織布又は編物に樹脂を含浸させた複合材である。

繊維強化プラスチックに含まれる繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、樹脂繊維（例えばアラミド繊維）等が使用できる。繊維強化プラスチックに含まれる樹脂としては、熱可塑性樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等）、熱硬化性樹脂（例えば、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリイミド等）等が使用できる。

第１表層４２は、芯材４１の第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅに沿って折り曲げられ、段差を形成している。したがって、シェル４は、芯材４１の第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅと重なる部分の厚みが、他の部分の厚みよりも大きくされている。

（接合部）
接合部４４は、芯材４１の凹部４１Ｃに配置されている。接合部４４は、第１表層４２を構成する繊維強化プラスチックに含まれる樹脂が凹部４１Ｃに充填されることで形成されている。

接合部４４は、第１表層４２のうち凹部４１Ｃに対向している（つまり、凹部４１Ｃを覆っている）部分と、凹部４１Ｃとを接合している。なお、接合部４４には、第１表層４２を構成する繊維強化プラスチックに含まれる繊維の一部が存在してもよい。

＜シートクッション＞
シートクッション２は、着席者の臀部等を支持するための部位である。シートクッション２は、連結部１０，１１によって、シートバック３に連結されている。

シートクッション２は、シートバック３と同様のシェル構造を有する。つまり、シートクッション２は、少なくとも芯材４１と第１表層４２とを有するシェル４と、シェル４を被覆するパッド６とを有する。ただし、シートクッション２に用いられるシェル４は、第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅを有しない。

［１－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）芯材４１が凹部４１Ｃを有することで、凹部４１Ｃに第１表層４２を構成する樹脂の一部を流し込むことができる。そのため、芯材４１と第１表層４２との接合強度を高めることができる。これにより、シェル４の剛性を高めることができる。

（１ｂ）複数の凹部４１Ｃが芯材４１に設けられることによって、芯材４１の第１表面４１Ａに凹凸が形成されるので、芯材４１と第１表層４２との接合強度の向上効果が促進される。

（１ｃ）第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅによって、シェル４の厚み方向に応力が発生するねじり（つまり曲げモーメント）に対するシェル４の剛性（つまり断面二次モーメントの大きさ）を高めることができる。一方、第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅでは、芯材４１の厚みが大きくなることでせん断強度が低下するが、凹部４１Ｃによって芯材４１と第１表層４２との接合強度が向上するため、せん断強度の低下が抑制される。結果として、シェル４全体の剛性が向上する。

（１ｄ）第１帯状領域４１Ｄ及び第２帯状領域４１Ｅに複数の凹部４１Ｃが配置されることで、シェル４の厚み方向に応力が発生するねじりに対するシェル４の剛性を効率よく高めることができる。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（２ａ）上記実施形態の乗物用シート１において、芯材４１は、１つの凹部４１Ｃのみを有してもよい。また、凹部４１Ｃは、第１表面４１Ａに加えて第２表面４１Ｂに設けられてもよいし、第２表面４１Ｂのみに設けられてもよい。

（２ｂ）上記実施形態の乗物用シート１における芯材４１の帯状領域の形状及び位置は一例である。例えば、図５に示すように、芯材４１は、シートバック３における右側端部の上方（つまり右肩部又は右肩峰点）から下方に向かって直線状に延伸する第３帯状領域４１Ｆと、シートバック３における左側端部の上方（つまり左肩又は左肩峰点）から下方に向かって直線状に延伸する第４帯状領域４１Ｇとを有してもよい。

（２ｃ）上記実施形態の乗物用シート１において、芯材４１の帯状領域は、第２表層４３側（つまりシート後方）に突出していてもよい。また、芯材４１は、必ずしも帯状領域を有さなくてもよい。

（２ｄ）上記実施形態の乗物用シート１において、シートクッション２及びシートバック３のうち、どちらか一方はシェル４を有しなくてもよい。つまり、シートクッション２のみがシェル４を有してもよいし、シートバック３のみがシェル４を有してもよい。

（２ｅ）上記実施形態の乗物用シート１は、上述した自動車に用いられるシート以外にも、例えば、自動車以外の鉄道車両、船舶、航空機等の乗物に用いられるシートにも適用できる。

（２ｆ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１…乗物用シート、２…シートクッション、３…シートバック、４…シェル、
５，６…パッド、１０，１１…連結部、４１…芯材、４１Ａ…第１表面、
４１Ｂ…第２表面、４１Ｃ…凹部、４１Ｄ…第１帯状領域、４１Ｅ…第２帯状領域、
４１Ｆ…第３帯状領域、４１Ｇ…第４帯状領域、４２…第１表層、４３…第２表層、
４４…接合部。

Claims

着席者を支持する少なくとも１つのシェルを備え、
前記少なくとも１つのシェルは、
板状の芯材と、
繊維強化プラスチックで構成されると共に、前記芯材の表面に配置された表層と、
接合部と、
を有し、
前記芯材は、前記表層が配置された表面に設けられた少なくとも１つの凹部を有し、
前記接合部は、前記少なくとも１つの凹部に充填されると共に、前記表層のうち前記少なくとも１つの凹部を覆っている部分と、前記少なくとも１つの凹部とを接合する、乗物用シート。
請求項１に記載の乗物用シートであって、
前記芯材は、前記少なくとも１つの凹部として、複数の凹部を有する、乗物用シート。
請求項１又は請求項２に記載の乗物用シートであって、
前記芯材は、前記芯材における他の領域よりも厚みが大きい帯状領域を有し、
前記少なくとも１つの凹部は、前記帯状領域に配置される、乗物用シート。
請求項３に記載の乗物用シートであって、
シートクッションと、
前記少なくとも１つのシェルを有するシートバックと、
を備え、
前記帯状領域は、前記シートバックにおけるシート幅方向の第１端部の上方から、シート幅方向の第２端部の下方に向かって延伸する、乗物用シート。
請求項３又は請求項４に記載の乗物用シートであって、
前記芯材は、前記少なくとも１つの凹部として、前記帯状領域に配置された複数の凹部を有する、乗物用シート。