WO2011030736A1

WO2011030736A1 - 乗り物用シート構造

Info

Publication number: WO2011030736A1
Application number: PCT/JP2010/065258
Authority: WO
Inventors: 浩之安井; 佐野　淳; 中島　篤志; アントニークメイド
Original assignee: ジョンソンコントロールズテクノロジーカンパニ－
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2011-03-17
Also published as: EP2479060A1; EP2479060B1; EP2479060A4; CN102639357B; CN102639357A; US9090190B2; US20120223565A1

Abstract

　表面（７ａ）を粗した金属製のシート構造部材（７）を成形型内に配置し、合成樹脂を成形型内に射出して成形する。これにより、シート構造部材（７）の粗した表面（７ａ）に合成樹脂製の強度部材（１１）の脚部（１１ａ）を固着させた乗り物用シート構造が得られる。

Description

乗り物用シート構造

　本発明は、自動車、船舶、航空機、鉄道車両等の乗り物用シート構造に関する。

　従来の乗り物用シート構造、特に自動車用シート構造は、一般的に、乗員を支持するシートバックの骨組みとなるシートバックフレームを備えている。シートバックフレームは、アルミニウム合金を鋳造してなる一つの鋳造品として形成されている。また、シートバックフレームの側端部近傍の車体側壁部にリトラクタの取付部位（支持部）が支持されている。リトラクタの取付部位からシートバックフレームの下端縁部まで上下方向に延びる部位には、シートバックに対して車体前後方向に作用する荷重を支える補強部が配置されている（特許文献１参照）。

　また、シートバックフレーム及びシートクッションフレームを含むフレーム本体は、鉄板をプレス加工で打ち抜き、絞り加工を施すことで深いビードなどを形成することにより、シートに着座する乗員を支持可能な強度を得ている（特許文献２参照）。

特開２００４－２２９６８８号公報特開平７－０３１５２６号公報

　特許文献１に開示されたシートバックフレームは、補強部として高強度ハニカム構造などを備えることにより、自動車が衝突したときなどに発生する大きな荷重に耐え得るように予め補強されている。しかし、高強度ハニカム構造は、金属材による補強或いは板厚増加などを必要とするため、シートバックフレームなどの重量が増加し、その結果、自動車の燃費を悪くするおそれがあった。

　特許文献２に開示されたフレーム本体は、深い絞り加工を必要とする。しかし、高張力鋼板などは絞り加工そのものが難しいため、フレーム本体の材料が限定される。また、浅い絞り加工ではフレーム本体の十分な強度が得られない。

　このような課題に鑑み、本発明は、シートバックフレームなど金属製のシート構造部材に加わる衝撃や荷重に十分耐え得る軽量な手段を備えた乗り物用シート構造を提供することを目的とする。

　また、本発明は、フレーム本体などの金属材料の選択に拘ることなく、また、深絞り加工をせずとも、強度の高いシート構造部材が得られる乗り物用シート構造を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するために、本発明の第１の特徴に係わる乗り物用シート構造では、表面を粗した金属製のシート構造部材を成形型内に配置し、合成樹脂を成形型内に射出して成形する。これにより、シート構造部材の粗した表面に合成樹脂製の強度部材の脚部を固着させる。

　また、本発明の第２の特徴に係わる乗り物用シート構造では、表面をナノレベルの深さに粗した平板状或いは折り曲げ加工を施した金属製のシート構造部材を成形型内に配置し、合成樹脂を成形型内に射出して成形する。これにより、シート構造部材の粗した表面に硬質合成樹脂製の強度部材の脚部を固着させる。

　本発明の第１の特徴によれば、シートバックフレームなど金属製のシート構造部材に加わる衝撃や荷重に十分耐え得る軽量な手段を備えた乗り物用シート構造を提供することができる。

　本発明の第２の特徴によれば、フレーム本体などの金属材料の選択に拘ることなく、また、深絞り加工をせずとも、強度の高いシート構造部材が得られる乗り物用シート構造を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る乗り物用シート、特に乗り物用シートの構造部材を示す斜視図である。図２は、図１のＳＡ１－ＳＡ１に沿った切断面を模式的に示す断面図である。図３は、図２のＢ部を電子顕微鏡で拡大して観察した場合の断面図である。図４は、図１に示すシート構造部材を型内に入れて強度部材を射出成形する状況を模式的に示す閉型状態の断面図である。図５は、図４の可動型を開成した開型状態において、第２可動型との間に存在する強度部材を備えたシート構造部材を模式的に示す断面図である。図６は、図５の第２可動型からシート構造部材を取り外した状態を模式的に示す断面図である。図７は、本発明の第２の実施の形態に係る乗り物用シート、特に乗り物用シートの構造部材を示す斜視図である。図８は、ＳＡ２－ＳＡ２に沿った切断面を模式的に示す断面図である。図９は、図８のＢ部を電子顕微鏡で拡大して観察した場合の断面図である。図１０は、図７に示すシート構造部材の平板部材を型内に配置し、強度部材を射出成形する状況を模式的に示す閉型状態の断面図である。図１１は、図１０の可動型を開成した開型状態において、第２可動型との間に存在する強度部材を備えたシート構造部材を模式的に示す断面図である。図１２は、図１１の第２可動型からシート構造部材を取り外した状態を模式的に示す断面図である。

（第１の実施の形態）
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。先ず、本発明の第１の実施の形態では、乗り物として自動車を例にとり、図１～図３を用いて説明する。第１の実施の形態に係わる自動車用シート構造１は、シートバック２と、シートクッション３と、シートバック２とシートクッション３の間を支持するリクライニング装置（図示せず）とを備える。シートバック２は、シート構造部材４と、シート構造部材４に配された図示しない緩衝材と、シート構造部材４及び緩衝材を覆う表皮とを備える。図示しないヘッドレストが、シートバック２の上部に支持される。符号９は、シートベルトリトラクタである。

　シート構造部材４は、正面から見て（図１に示す）略逆Ｌ字状に形成されてなるパイプ状の第１部材５と、第１部材５の右側ＲＨを上下方向に渡って配され、且つ第１部材５及び後述する第３部材６に溶接された第２部材７と、第２部材７及び第１部材５それぞれの下端部に溶接された第３部材６とを備える。第２部材７には、図１に示すように、第２部材７の上端部から下端部まで強度部材１１が固着されている。強度部材１１は、複数の連続した略ハニカム構造を有する。

　第２部材７は、鉄板よりなる。第２部材７の表面７ａには、錆や油脂が除去された後、図２に示すように、楔状の溝が形成される。表面７ａに形成された楔状の溝に、硬質合成樹脂であるＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）を流し込み、硬化させることで、楔状の脚部１１ａが形成される。強度部材１１は、脚部１１ａにより第２部材７の表面７ａに強固に支持される。図２のＢ部を電子顕微鏡で見てみると、図３に示すように、第２部材７の表面７ａ全体にナノレベル、具体的には２０～５０ナノメートル（ｎｍ）のアンカー状の凹部１２が成形されている。脚部１１ａは、凹部１２の内部に埋め込まれている。

　第２部材７の上端部には、シートベルトリトラクタ９を後ろ側ＲＲの面に支持するリトラクタブラケット８が一体に成形されてなる。符号１２は、シートベルトリトラクタ９に巻き取られてなるシートベルト（図示省略）を乗員の肩部を適正に支持可能なる様にガイドするガイド部材である。符号１３，１３は、ヘッドレストのスティを支持するように、第１部材５の上部に支持してなるホルダーである。符号１０は、第１部材５の側部に支持されて、図示しないリクライニング装置のアッパー部材を支持してなるサイドプレートである。

　強度部材１１は、硬質合成樹脂のＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）よりなる。先ず、第２部材７を、図４～図６に示す成形型２０の固定型２１と可動型２２との間に配置された第２可動型２３内に支持する。この状態で、硬質合成樹脂を射出成形する。具体的に、第２部材７の表面７ａの粗面、即ち、凹部１２の形成されたところに、硬質合成樹脂であるＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）を流し込み、固化させる。これにより、脚部１１ａが図２に模式的に示す楔状をなす。実際的には、電子顕微鏡で見ると、図３に示すように、硬質合成樹脂が凹部１２内に流れ込んで固化することで、強度部材１１の脚部１１ａが形成される。強度部材１１の脚部１１ａは第２部材７に強固に支持される。図４～図６における符号２４は、硬質合成樹脂であるＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）の射出手段である。

　以上説明したように、第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。

　表面７ａを粗した金属製のシート構造部材４の第２部材７を成形型２０内に配置し、合成樹脂を成形型２０内に射出して成形することで、第２部材７の粗した表面７ａに合成樹脂製の強度部材１１の脚部１１ａを固着させた。これにより、粗した表面７ａに合成樹脂製の強度部材１１の脚部１１ａを強固に支持させることができる。よって、シート構造部材４の第２部材７の強度が著しく増大したにもかかわらず、強度部材１１が合成樹脂製であるので、シート構造部材４を軽量化することができる。更に、シート構造部材４の第２部材７自体を薄板にできる。

　また、強度部材１１は、硬質合成樹脂のＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）よりなる。これにより、金属製のシート構造部材４の第２部材７に対して合成樹脂の強度部材１１を確実に一体化することができる。

　更に、シート構造部材４の第２部材７は、鉄材よりなる。これにより、粗した表面７ａに形成された凹部１２内に、硬質合成樹脂を確実に流し込んで、強度部材１１の脚部１１ａを強固に固定させることができる。

　更に、強度部材１１は、複数の連続した略ハニカム構造を有する。これにより、シート構造部材４の第２部材７に加わった衝撃や荷重が分散し、確実に衝撃を吸収することができる。

　更に、シート構造部材４の第２部材７の粗した表面７ａには、ナノレベルの深さを有する複数の凹部１２が形成されている。これにより、シート構造部材４の第２部材７の表面７ａを触った人に、そこに凹部１２があることを感じさせないので、簡単な表面処理でよく、製造原価が安価になる。

　更に、シート構造部材４の第２部材７に加わる荷重点は、シートベルトリトラクタ９の支持部に位置する。シートベルトリトラクタ９の支持部にはリトラクタブラケット８が配置されているので、自動車の急制動等によって大きな荷重がシートベルトを介してリトラクタブラケット８に加わる。リトラクタブラケット８を支持するシート構造部材４の第２部材７が合成樹脂製の強度部材１１によって補強されているので、第２部材７に加わる荷重を充分保持することができる。

　なお、第１の実施の形態では、第２部材７に加わる荷重点が、シートベルトリトラクタ９の支持部として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、リクライニング装置の支持部であってもよい。この場合、自動車の急制動等によって大きな荷重がシートバック２を介して図示しないリクライニング装置の支持部に加わる。リクライニング装置の支持部を支持するシート構造部材４の第２部材７が合成樹脂製の強度部材１１によって補強されているので、第２部材７に加わる荷重を充分保持することができる。

　また、第１の実施の形態では、シート構造部材４の第２部材７の材料が鉄板である場合を説明した。しかし、第２部材７の材料は、鉄板に限らず、アルミニウム、マグネシウム、銅、ステンレス、チタン、黄銅であっても良い。これにより、粗した表面７ａに形成された凹部１２内に、硬質合成樹脂を確実に流し込んで、強度部材１１の脚部１１ａを強固に固定させることができる。

　更に、第１の実施の形態では、合成樹脂製の強度部材１１について、ＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）として説明した。しかし、強度部材１１は、ＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）に限らず、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）或いはＰＡ（ポリアミド）であっても良い。これにより、金属製のシート構造部材４の第２部材７に対して合成樹脂の強度部材１１を確実に一体化することができる。

　更に、第１の実施の形態では、乗り物用シート構造の一例として自動車用シート構造について説明したが、自動車用に限らず、船舶、航空機、鉄道車両等の乗り物用シート構造であっても良い。

（第２の実施の形態）
　次に、図７～図９を用いて、本発明の第２の実施の形態に係わる自動車用シート構造３１を説明する。本発明の第２の実施の形態に係わる自動車用シート構造３１は、シートバック２と、シートクッション３と、シートバック２とシートクッション３の間を支持するリクライニング装置（図示せず）とを備える。シートバック２は、シート構造部材４と、シート構造部材４に配された図示しない緩衝材と、シート構造部材４及び緩衝材を覆う表皮とを備える。図示しないヘッドレストが、シートバック２の上部に支持される。符号９は、シートベルトリトラクタである。

　シート構造部材４は、正面から見て（図７に示す）略逆Ｌ字状に形成されてなる鉄パイプよりなる第１部材５と、第１部材５の右側ＲＨを上下方向に渡って配され、且つ第１部材５及び後述する第３部材６に溶接された第２部材３７と、第２部材３７及び第１部材５それぞれの下端部に溶接された第３部材６とを備える。

　第２部材３７の上端部には、シートベルトリトラクタ９を後ろ側ＲＲの面に支持するリトラクタブラケット８が一体に成形されてなる。図７の符号１２は、シートベルトリトラクタ９に巻き取られてなるシートベルト（図示省略）を乗員の肩部を適正に支持可能なる様にガイドするガイド部材である。

　図８に示すように、第２部材３７は、それぞれ鉄板よりなる、後面板３７ａと、側面板３７ｂと、前面板３７ｃとを備える。後面板３７ａ及び側面板３７ｂは、平板状の形状を有し、前面板３７ｃは、折り曲げ加工が施されている。後面板３７ａ及び側面板３７ｂは、第１の強度部材４１ａにより接続され、側面板３７ｂ及び前面板３７ｃは、第２の強度部材４１ｂにより接続されている。強度部材（４１ａ、４１ｂ）は、硬質合成樹脂のＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）よりなる。後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃは、強度部材（４１ａ、４１ｂ）を介して接続されることにより、連続した１つの部材（第２部材３７）を形成する。

　側面板３７ｂの表面に付着した錆や油脂を除去した後、図９に示すように、側面板３７ｂの表面４４全体にナノレベル、具体的には２０～５０ナノメートル（ｎｍ）のアンカー状の凹部４３を成形する。凹部４３を形成することにより、ナノレベルの深さに粗した表面（粗面）４４が形成される。側面板３７ｂの表面４４に形成された凹部４３に、硬質合成樹脂であるＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）を流し込み、硬化させることで、楔状の脚部４２が形成される。第１の強度部材４１ａは、脚部４２により側面板３７ｂの表面４４に強固に固着される。なお、図９は、側面板３７ｂと第１の強度部材４１ａとの接続箇所を示したが、後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃと強度部材（４１ａ、４１ｂ）との接続箇所についても同様な構成が存在する。

　後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃを、図１０～図１２に示す成形型５０の固定型５１と可動型５２との間に配置された第２可動型５３内に、コの字状に配置して保持する。この状態で、後面板３７ａと側面板３７ｂの間、及び側面板３７ｂと前面板３７ｃの間に、それぞれ硬質合成樹脂を射出して成形する。具体的に、後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃの表面４４に形成された凹部４３に、硬質合成樹脂であるＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）を流し込み、固化させる。図９に示すように、硬質合成樹脂が凹部４３内に流れ込んで固化することで、強度部材（４１ａ、４１ｂ）の脚部４２が形成される。強度部材（４１ａ、４１ｂ）の脚部４２は、後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃを強固に支持する。これにより、後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃは、連続した１つの部材を形成する。図１０～図１２における符号５４は、硬質合成樹脂であるＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）の射出手段である。

　以上説明したように、第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。

　表面４４をナノレベルの深さに粗した平板状或いは折り曲げ加工を施した金属製の後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃを成形型５０内に入れて、硬質合成樹脂を射出して成形する。この時、ナノレベルの深さに粗した表面４４に、硬質合成樹脂製の強度部材（４１ａ、４１ｂ）の脚部４２を強固に固着させる。これにより、強度部材（４１ａ、４１ｂ）が強固に後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃを支持して、連続する１つの部材（第２部材３７）を形成することができる。よって、第２部材３７の強度が著しく増大したにもかかわらず、後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃは、平板状或いは折り曲げ加工を施しただけである。従って、フレームなどの金属材料の選択に拘ることなく、また、深絞り加工をせずとも、強度のあるシート構造部材４を形成することができる。

　また、第２部材３７の粗した表面４４には、ナノレベルの凹部４３が形成されていることにより、第２部材３７の表面を触った人にとって、そこに凹部４３があることを感じさせない。よって、簡単な表面処理でよく、製造原価が安価になる。

　更に、強度部材（４１ａ、４１ｂ）は、硬質合成樹脂のＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）よりなる。これにより、金属製の第２部材３７に対して合成樹脂の強度部材（４１ａ、４１ｂ）を確実に一体化することができる。

　更に、シート構造部材４の第２部材３７は、鉄材よりなる。これにより、粗した表面４４に形成された凹部４３内に、硬質合成樹脂を確実に流し込んで、強度部材（４１ａ、４１ｂ）の脚部４２を強固に固定させることができる。

　更に、強度部材（４１ａ、４１ｂ）により、後面板３７ａ、側面板３７ｂ、及び前面板３７ｃの間をそれぞれ連結してなることにより、第２部材３７に加わった衝撃荷重が分散し、確実に衝撃を吸収することができる。

　なお、第２の実施の形態では、シート構造部材４の第２部材３７の材料が鉄板である場合を説明した。しかし、第２部材３７の材料は、鉄板に限らず、アルミニウム、マグネシウム、銅、ステンレス、チタン、黄銅であっても良い。これにより、粗した表面４４に形成された凹部４３内に、硬質合成樹脂を確実に流し込んで、強度部材（４１ａ、４１ｂ）の脚部４２を強固に固定させることができる。

　更に、第２の実施の形態では、合成樹脂製の強度部材（４１ａ、４１ｂ）について、ＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）として説明した。しかし、強度部材（４１ａ、４１ｂ）は、ＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）に限らず、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）或いはＰＡ（ポリアミド）であっても良い。これにより、金属製のシート構造部材４の第２部材３７に対して合成樹脂の強度部材（４１ａ、４１ｂ）を確実に一体化することができる。

　更に、第２の実施の形態では、乗り物用シート構造の一例として自動車用シート構造について説明したが、自動車用に限らず、船舶、航空機、鉄道車両等の乗り物用シート構造であっても良い。

　本出願は、２００９年９月１４日に出願された日本国特許願第２００９－２１１８１５号、及び２００９年９月１４日に出願された日本国特許願第２００９－２１１８０１号に基づく優先権を主張しており、これらの出願の内容が参照により本発明の明細書に組み込まれる。

　本発明の第１の実施形態に係わる乗り物用シート構造では、表面を粗した金属製のシート構造部材４の第２部材７を成形型２０内に配置し、合成樹脂を成形型２０内に射出して成形する。これにより、第２部材７の粗した表面７ａに合成樹脂製の強度部材１１の脚部１１ａを固着させる。この乗り物用シート構造によれば、第２部材７の粗した表面７ａに合成樹脂製の強度部材１１の脚部１１ａを固着させることができる。よって、シートバックフレームなど金属製のシート構造部材に加わる衝撃荷重に十分耐え得る軽量な手段を備える乗り物用シート構造が得られる。

　また、本発明の第２の実施では、表面４４をナノレベルの深さに粗した、平板状或いは折り曲げ加工を施した金属製の第２部材３７の各部材（３７ａ～３７ｃ）を成形型５０内にコの字状に配置し、硬質合成樹脂を射出して成形することで、各部材（３７ａ～３７ｃ）の表面４４に硬質合成樹脂製の強度部材（４１ａ、４１ｂ）の脚部４２を強固に固着させる。これにより、フレームなどの金属材料の選択に拘ることなく、また、深絞り加工をせずとも、強度のある第２部材３７を備える乗り物用シート構造を提供することができる。

　したがって、本発明の第１及び第２の実施に係わる乗り物用シート構造は、産業上利用可能である。

Claims

　表面を粗した金属製のシート構造部材を成形型内に配置し、合成樹脂を成形型内に射出して成形することで、前記シート構造部材の粗した表面に合成樹脂製の強度部材の脚部を固着させたことを特徴とする乗り物用シート構造。
　表面をナノレベルの深さに粗した平板状或いは折り曲げ加工を施した金属製のシート構造部材を成形型内に配置し、合成樹脂を成形型内に射出して成形することで、前記シート構造部材の粗した表面に硬質合成樹脂製の強度部材の脚部を固着させたことを特徴とする乗り物用シート構造。
　請求項１又は請求項２記載の乗り物用シート構造であって、
　前記強度部材は、ＰＰＳ（ポリフエニレンサルファイド）或いはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）或いはＰＡ（ポリアミド）よりなることを特徴とする乗り物用シート構造。
　請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の乗り物用シート構造であって、
　前記シート構造部材は、アルミニウム、マグネシウム、銅、ステンレス、チタン、鉄、黄銅の何れかよりなることを特徴とする乗り物用シート構造。
　請求項１、請求項３及び請求項４の何れか１項に記載の乗り物用シート構造であって、
　前記強度部材は、複数の連続した略ハニカム構造を有することを特徴とする乗り物用シート構造。
　請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の乗り物用シート構造であって、
　前記シート構造部材の粗した表面には、ナノレベルの深さを有する複数の凹部が形成されていることを特徴とする乗り物用シート構造。
　請求項１及び請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載の乗り物用シート構造であって、
　前記シート構造部材に加わる荷重点は、シートベルトリトラクタの支持部に位置することを特徴とする乗り物用シート構造。
　請求項１及び請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載の乗り物用シート構造であって、
　前記シート構造部材に加わる荷重点は、リクライニング装置の支持部に位置することを特徴とする乗り物用シート構造。
　請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の乗り物用シート構造であって、
　前記強度部材により、シート構造部材間を連結してなることを特徴とする乗り物用シート構造。