(57)【要約】【課題】繊維強化プラスチックを用いたシェルにおける繊維組織の崩れを抑制できる乗物用シートを提供する。【解決手段】本開示の一態様は、着席者を支持する少なくとも１つのシェルを備える乗物用シートである。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、芯材の第１表面に配置された第１表層と、繊維強化プラスチックで構成されると共に、芯材の第１表面とは反対側の第２表面に配置された第２表層と、を有する。芯材は、第２表面から第１表面まで貫通した貫通孔を有する第１コアと、貫通孔内に配置された第２コアと、を有する。第２コアは、第２表面における貫通孔の開口と対向する受圧面と、貫通孔の内周面と離間して配置された側面と、を有する。【選択図】図４
2020128191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記芯材の第１表面に配置された第１表層と、
繊維強化プラスチックで構成されると共に、前記芯材の前記第１表面とは反対側の第２表面に配置された第２表層と、
を有し、
前記芯材は、前記第２表面から前記第１表面まで貫通した貫通孔を有する第１コアと、
前記貫通孔内に配置された第２コアと、
を有し、
前記第２コアは、
前記第２表面における前記貫通孔の開口と対向する受圧面と、
前記貫通孔の内周面と離間して配置された側面と、
を有する、乗物用シート。
【請求項２】
請求項１に記載の乗物用シートであって、
前記貫通孔は、前記第２表面から前記第１表面に向かって拡径する、乗物用シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の乗物用シートであって、
前記第２コアにおける前記第１コアの厚み方向と垂直な断面積は、前記第２表面から前記第１表面に向かって拡大する、乗物用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、乗物用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
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内に板状の芯材をインサートしたシェルが支持材として用いられることがある。上記シェルは、例えば、キャビティ内に配置した芯材の両面に表層を形成する材料を流し込む方法（特許文献１参照）で形成できる。
【０００３】
具体的には、芯材を挟むように２つの繊維体（つまり織布又は織物）をキャビティ内に配置した上で、キャビティ内に樹脂を流し込む。これにより、これらの繊維体に樹脂が含浸し、繊維強化プラスチック製の表層が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３１７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シェルの形成工程において、芯材の側方から樹脂を流し込むと、芯材の面積が大きい場合に樹脂の流入ゲートから芯材の端部までの距離が大きくなる。その結果、表層において欠損等の不具合が発生し得る。
【０００６】
また、芯材の上方から樹脂を流し込む場合には、芯材が樹脂を透過させるための空隙を内部に有する必要がある。この方法では、芯材の空隙によって芯材の内部にも樹脂が充填されるため、シェルの重量が増加する。
【０００７】
これに対し、芯材に厚み方向の貫通孔を設け、この貫通孔に向けて芯材の厚み方向に樹脂を流し込むことで、上述の不具合が解消される。しかしこの場合、表層を形成する繊維体に樹脂の流動圧が加わるため、繊維体の組織が崩れるおそれがある。その結果、シートの意匠に不具合が発生し得る。
【０００８】
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における繊維組織の崩れを抑制できる乗物用シートを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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）の第１表面（４１Ａ）に配置された第１表層（４２）と、繊維強化プラスチックで構成されると共に、芯材（４１）の第１表面（４１Ａ）とは反対側の第２表面（４１Ｂ）に配置された第２表層（４３）と、を有する。
【００１０】
また、芯材（４１）は、第２表面（４１Ｂ）から第１表面（４１Ａ）まで貫通した貫通孔（４４Ａ）を有する第１コア（４４）と、貫通孔（４４Ａ）内に配置された第２コア（４５）と、を有する。第２コア（４５）は、第２表面（４１Ｂ）における貫通孔（４４Ａ）の開口と対向する受圧面（４５Ａ）と、貫通孔（４４Ａ）の内周面と離間して配置された側面（４５Ｂ）と、を有する。
【００１１】
このような構成によれば、第１コア（４４）の貫通孔（４４Ａ）と第２コア（４５）の側面（４５Ｂ）との間に形成される流路によって、第１表層（４２）を構成する繊維体に、第２表層（４３）側からシェル（４）の厚み方向に注入される樹脂を流入させることができる。また、第２コア（４５）の受圧面（４５Ａ）に衝突した後に樹脂が第１表層（４２）を構成する繊維体に到達するので、樹脂の流動圧による第１表層（４２）の繊維組織の崩れを抑制できる。
【００１２】
本開示の一態様では、貫通孔（４４Ａ）は、第２表面（４１Ｂ）から第１表面（４１Ａ）に向かって拡径してもよい。このような構成によれば、第１表層（４２）に加わる樹脂の流動圧を低減することができる。その結果、第１表層（４２）の繊維組織の崩れを効果的に抑制できる。
【００１３】
本開示の一態様では、第２コア（４５）における第１コア（４４）の厚み方向と垂直な断面積は、第２表面（４１Ｂ）から第１表面（４１Ａ）に向かって拡大してもよい。このような構成によれば、貫通孔（４４Ａ）内において樹脂の流動圧を分散することができる。その結果、第１表層（４２）の繊維組織の崩れを効果的に抑制できる。
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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】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】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での模式的な断面図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ部分の模式的な部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
＜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。
【００１９】
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とを有する。
【００２０】
（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。
【００２１】
芯材４１は、図４に示すように、板状の第１コア４４と、板状の第２コア４５とを有する。第１コア４４は、芯材４１を厚み方向に貫通した貫通孔４４Ａを有する。貫通孔４４Ａは、後述する第１表層４２が配置された芯材４１の第１表面４１Ａから、後述する第２表層４３が配置された芯材４１の第２表面４１Ｂまで貫通している。貫通孔４４Ａの第２表面４１Ｂにおける開口は、第１表層４２及び第２表層４３を形成する樹脂の注入口を構成する。
【００２２】
貫通孔４４Ａは、第２表面４１Ｂから第１表面４１Ａに向かって拡径したテーパ部４４Ｂと、直径が一定のストレート部４４Ｃとを有する。ストレート部４４Ｃは、テーパ部４４Ｂと第２表面４１Ｂとを接続している。したがって、貫通孔４４Ａの第１表面４１Ａにおける開口面積は、貫通孔４４Ａの第２表面４１Ｂにおける開口面積よりも大きい。
【００２３】
本実施形態では、テーパ部４４Ｂは、一定のテーパ角で連続的に拡径している。ただし、テーパ部４４Ｂは、段階的に拡径してもよいし、テーパ角が途中で変化してもよい。テーパ部４４Ｂの開口形状及び中心軸と垂直な断面形状は、特に限定されず、円、楕円、多角形（例えば四角形）等とすることができる。
【００２４】
第２コア４５は、第２表面４１Ｂから第１表面４１Ａに向かう樹脂の流路を構成するように貫通孔４４Ａ内（具体的には、テーパ部４４Ｂ内）に配置されている。本実施形態では、第２コア４５は、第１コア４４とその全体が離間するように配置されている。ただし、第２コア４５は、表面の一部が貫通孔４４Ａ内で第１コア４４と当接していてもよい。
【００２５】
第２コア４５は、受圧面４５Ａと、側面４５Ｂと、当接面４５Ｃとを有する。受圧面４５Ａは、第２表面４１Ｂにおける貫通孔４４Ａの開口（つまり、第２表層４３のうち、貫通孔４４Ａを覆った部分）と対向している。
【００２６】
受圧面４５Ａは、第１コア４４の厚み方向において、第２表面４１Ｂにおける貫通孔４４Ａの開口（具体的には、ストレート部４４Ｃ）と完全に重なっている。また、本実施形態では、受圧面４５Ａは、芯材４１の厚み方向と垂直な（つまり芯材４１の表面と平行な）平坦面である。ただし、受圧面４５Ａは、芯材４１の表面に対して傾斜していてもよし、曲面であってもよい。
【００２７】
側面４５Ｂは、貫通孔４４Ａの内周面と離間しつつ、貫通孔４４Ａの内周面（具体的には、テーパ部４４Ｂの内周面）と平行に配置されている。側面４５Ｂは、第２表面４１Ｂと交差する方向に、受圧面４５Ａの端部から第１表層４２まで延伸している。側面４５Ｂと貫通孔４４Ａとの間の空隙は、第１表層４２を形成する樹脂の流路を構成している。ただし、側面４５Ｂは、必ずしも貫通孔４４Ａの内周面と平行に配置されなくてもよい。
【００２８】
側面４５Ｂは、第２表面４１Ｂから第１表面４１Ａに向かって、貫通孔４４Ａの中心軸からの距離が大きくなっている。そのため、第２コア４５における第１コア４４の厚み方向と垂直な断面積は、第２表面４１Ｂから第１表面４１Ａに向かって拡大している。
【００２９】
当接面４５Ｃは、第１表層４２の内面に当接している。当接面４５Ｃは、芯材４１の第１表面４１Ａの一部を構成している。当接面４５Ｃの面積は、受圧面４５Ａの面積よりも大きい。第２コア４５は、当接面４５Ｃにおいて、第１表層４２と接合されている。
【００３０】
第２コア４５は、第１コア４４よりも樹脂の浸透性が高い多孔質材で構成されるとよい。つまり、第２コア４５は、第１コア４４よりも密度が低いとよい。第２コア４５としては、例えば、連続気泡を有する発泡体、不織布、３次元の編物等が好適に使用できる。
【００３１】
このように第２コア４５の浸透性を高めることで、当接面４５Ｃに当接している部分へ樹脂を流入させやすくできる。また、第２コア４５の浸透性のみを高め、第１コア４４の浸透性を低くすることで、芯材４１全体における樹脂の含浸量が抑制できる。そのため、シェル４の重量増加が抑制される。
【００３２】
なお、第２コア４５と第２表層４３との間、及び第２コア４５と第１コア４４との間に設けられた空隙（つまり、第１表層４２への樹脂の流路）には、樹脂が充填されていてもよい。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（シェルの形成方法）
シェル４は、以下の手順で形成できる。まず、芯材４１の第１表面４１Ａに第１表層４２を構成する織布又は織物（以下、「第１繊維体」ともいう。）を配置し、第２表面４１Ｂに第２表層４３を構成する織布又は織物（以下、「第２繊維体」ともいう。）を配置する。また、第２表面４１Ｂにおける貫通孔４４Ａの開口（つまり樹脂注入口）と重なるように、樹脂の流入ゲートＧを第２繊維体の外側に設ける。
【００３７】
次に、流入ゲートＧ内に表層を形成する樹脂を供給し、第２繊維体を介して貫通孔４４Ａ内に樹脂を流入させる。これにより、樹脂が第２繊維体に含浸すると共に、貫通孔４４Ａ内の流路を通過して、第１繊維体にも含浸する。なお、樹脂の供給時には、芯材４１の厚み方向（つまり貫通孔４４Ａの中心軸と平行な方向）が鉛直方向となるように芯材４１等を支持するとよい。
【００３８】
第１繊維体及び第２繊維体に含浸した樹脂が硬化することで、第１表層４２及び第２表層４３がそれぞれ形成される。第１表層４２及び第２表層４３の形成後、流入ゲートＧを削り取ることで、シェル４が得られる。
【００３９】
＜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。
【００４０】
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、芯材４１と第１表層４２と第２表層４３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。
【００４１】
［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）第１コア４４の貫通孔４４Ａと第２コア４５の側面４５Ｂとの間に形成される流路によって、第１表層４２を構成する繊維体に、第２表層４３側からシェル４の厚み方向に注入される樹脂を流入させることができる。また、第２コア４５の受圧面４５Ａに衝突した後に樹脂が第１表層４２を構成する繊維体に到達するので、樹脂の流動圧による第１表層４２の繊維組織の崩れを抑制できる。
【００４２】
（１ｂ）貫通孔４４Ａが、第２表面４１Ｂから第１表面４１Ａに向かって拡径しているので、第１表層４２に加わる樹脂の流動圧を低減することができる。その結果、第１表層４２の繊維組織の崩れを効果的に抑制できる。
【００４３】
（１ｃ）第２コア４５の断面積が第２表面４１Ｂから第１表面４１Ａに向かって拡大しているので、貫通孔４４Ａ内において樹脂の流動圧を分散することができる。その結果、第１表層４２の繊維組織の崩れを効果的に抑制できる。
【００４４】
［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。
【００４５】
（２ａ）上記実施形態の乗物用シート１において、シェル４は、複数の貫通孔４４Ａと複数の第２コア４５とを有してもよい。つまり、シェル４は、複数の樹脂注入口を有してもよい。
【００４６】
（２ｂ）上記実施形態の乗物用シート１における貫通孔４４Ａ及び第２コア４５の形状及び位置は一例である。貫通孔４４Ａは、必ずしも第２表面４１Ｂから第１表面４１Ａに向かって拡径しなくてもよい。また、第２コア４５は、必ずしも断面積が第２表面４１Ｂから第１表面４１Ａに向かって拡大しなくてもよい。
【００４７】
（２ｃ）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。
【００４８】
（２ｄ）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。
【００４９】
（２ｅ）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。
【符号の説明】
【００５０】
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、４２…第１表層、４３…第２表層、４４…第１コア、
４４Ａ…貫通孔、４４Ｂ…テーパ部、４４Ｃ…ストレート部、４５…第２コア、
４５Ａ…受圧面、４５Ｂ…側面、４５Ｃ…当接面。
【図１】
2020128191.tif 000003
【図２】
2020128191.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020128191.tif 000006