(57)【要約】  リア側を開口側とするＣ形の平面形状を有する車両用シートクッションフレームであって、少なくともフレーム延在方向に延びる強化繊維を含む複合材を、熱可塑性樹脂を射出成形して一体化してなることを特徴とする車両用シートクッションフレーム、およびその製造方法。シートクッションフレーム全体の大幅な軽量化が可能になり、フレームの各部に必要な剛性、強度を容易に確保でき、サブマリン防止等の要求機能を満足させつつ、部品点数を大幅に削減でき、全体構造も大幅に簡素化することが可能になる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リア側を開口側とするＣ形の平面形状を有する車両用シートクッションフレームであって、少なくともフレーム延在方向に延びる強化繊維を含む複合材を、熱可塑性樹脂を射出成形して一体化してなることを特徴とする車両用シートクッションフレーム。
【請求項２】
前記複合材が、前記フレームの上面および下面の少なくとも一方に配置されている、請求項１に記載の車両用シートクッションフレーム。
【請求項３】
前記複合材が、前記フレームの上面および下面の両方に配置されているとともに、上面の複合材が下面の複合材よりも多く配置されている、請求項２に記載の車両用シートクッションフレーム。
【請求項４】
前記Ｃ形フレームのサイド部の一部が、フレームの外側に向けて開口する断面を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用シートクッションフレーム。
【請求項５】
前記Ｃ形フレームのサイド部の一部の断面において、上部部分よりも下部部分の方がフレームの外側に向けてより長く延在されている、請求項４に記載の車両用シートクッションフレーム。
【請求項６】
前記Ｃ形フレームのフロント部における強化繊維の目付が、フレームのサイド部における強化繊維の目付よりも大きい、請求項１〜５のいずれかに記載の車両用シートクッションフレーム。
【請求項７】
前記複合材が、前記強化繊維と樹脂との複合材からなる、請求項１〜６のいずれかに記載の車両用シートクッションフレーム。
【請求項８】
前記強化繊維として炭素繊維を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の車両用シートクッションフレーム。
【請求項９】
リア側を開口側とするＣ形の平面形状を有する車両用シートクッションフレームを製造するに際し、一方向に強化繊維が配された複合材を、該強化繊維の配向方向をフレーム延在方向として成形型内に配置し、該成形型内に熱可塑性樹脂を射出して前記複合材と一体化することを特徴とする、車両用シートクッションフレームの製造方法。
【請求項１０】
前記複合材を、前記成形型内の前記フレームの上面および下面の少なくとも一方に対応する位置に配置する、請求項９に記載の車両用シートクッションフレームの製造方法。
【請求項１１】
前記複合材を、前記成形型内の前記フレームの上面および下面の両方に対応する位置に配置するとともに、上面に対応する位置の複合材を下面に対応する位置の複合材よりも多く配置する、請求項１０に記載の車両用シートクッションフレームの製造方法。
【請求項１２】
前記Ｃ形フレームのサイド部の一部を、フレームの外側に向けて開口する断面を有する形状に成形する、請求項９〜１１のいずれかに記載の車両用シートクッションフレームの製造方法。
【請求項１３】
前記Ｃ形フレームのサイド部の一部の断面を、上部部分よりも下部部分の方がフレームの外側に向けてより長く延びる形状に形成する、請求項１２に記載の車両用シートクッションフレームの製造方法。
【請求項１４】
前記Ｃ形フレームのフロント部における強化繊維の目付を、フレームのサイド部における強化繊維の目付よりも大きく設定する、請求項９〜１３のいずれかに記載の車両用シートクッションフレームの製造方法。
【請求項１５】
前記複合材が、前記強化繊維と樹脂との複合材からなる、請求項９〜１４のいずれかに記載の車両用シートクッションフレームの製造方法。
【請求項１６】
前記強化繊維として炭素繊維を含む、請求項９〜１５のいずれかに記載の車両用シートクッションフレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シートクッションフレームおよびその製造方法に関し、とくに、フレームの軽量化をはかりつつ、高剛性化、部品点数の削減をはかるようにした車両用シートクッションフレームおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用シートフレームは、例えば図６に示すように、一般に、シートクッションのフレーム１０１と、それに連結されるシートバックのフレーム１０２とから構成されている（例えば、特許文献１）。従来の車両用シートクッションフレームは、主としてスチールの板金構造で構成されており、樹脂製のシートクッションフレームは実質的に存在しない。【０００３】
また、車両用シートクッションフレームには、前突時等において乗員を保護するために、シートクッションフレームのフロント部が過剰に沈み込むのを防止する機構（以下、サブマリン防止機構と呼ぶこともある。）の設置が求められることがある。例えば特許文献１では、図６に示すように、シートクッションフレーム１０２とは別体の複雑な構造のサブマリン防止機構１０３を設けている。【０００４】
さらに、従来のスチール製のシートクッションフレームにおいては、フレーム全体としては、リア側（シート後方側）を開口側とするＣ形の平面形状を有する構造に構成されているが、各構造部が互いに別の部品として作製され、それらが接続される構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３８６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の如く、従来の車両用シートクッションフレームは、スチールで構成されているので、重量が大きく、シートクッションフレーム全体に要求される剛性を確保しつつ軽量化するには限界があり、大幅な軽量化は困難である。【０００７】
また、サブマリン防止機構を取り付ける場合には、シートクッションフレームとは別部品として複雑な機構を取り付けるようにしているので、部品点数が増大するとともに、全体としての構造も複雑化する。【０００８】
さらに、従来の車両用シートクッションフレームは、互いに別の部品として作製された各構造部が接続される構造となっているので、部品点数が多く、かつ、組立に多大な工数を要することとなっている。【０００９】
そこで本発明の課題は、このような従来の車両用シートクッションフレームにおける問題点に着目し、主構成部材の素材を樹脂に変更することにより大幅な軽量化を達成するとともに、単に樹脂に変更した場合の剛性や強度の不足を適切に補うようにしてシートクッションフレームに必要な剛性、強度を確保し、また、容易に一体成形できる樹脂の特徴を活かして、サブマリン防止機構等の要求機能を満足させつつ、部品点数を削減し、全体構造を簡素化することが可能な車両用シートクッションフレームとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用シートクッションフレームは、リア側を開口側とするＣ形の平面形状を有する車両用シートクッションフレームであって、少なくともフレーム延在方向に延びる強化繊維を含む複合材を、熱可塑性樹脂を射出成形して一体化してなることを特徴とするものからなる。【００１１】
このような本発明に係る車両用シートクッションフレームにおいては、射出成形される熱可塑性樹脂によってシートクッションフレームの全体形状が一体に形成され、フレームの主要構成部材の素材が樹脂とされるので、従来のスチール製のフレームに比べ、大幅な軽量化が可能になる。そして、強化繊維を含む剛性、強度の高い複合材が、射出成形される熱可塑性樹脂と一体化されるので、熱可塑性樹脂のみで構成される場合の剛性、強度不足の懸念を払拭することが可能になり、必要な要求剛性、強度を確保することが可能になる。しかも、一体化される複合材の強化繊維は少なくともフレーム延在方向に延びているので、Ｃ形の平面形状骨格を有するシートクッションフレームの剛性、強度が効率よく的確に向上され、要求剛性、強度を確実かつ十分に満たすことが可能になる。さらに、熱可塑性樹脂を射出成形して複合材と一体化したものであるから、シートクッションフレーム全体として一体成形物として構成されており、従来の別々に作製した部品の接続構造に比べ、大幅な部品点数の削減が可能になり、かつ、接続部が不要になるから、全体構造の大幅な簡素化も可能になる。さらにまた、前述の如きサブマリン防止機能が要求される場合にあっても、サブマリン防止機構を別に取り付けることなく、複合材と熱可塑性樹脂が一体化され十分な剛性、強度を有するＣ形フレームのフロント部自体にサブマリン防止機能を持たせることも可能になり、この面からも大幅な部品点数の削減、全体構造の大幅な簡素化が可能になる。【００１２】
上記本発明に係る車両用シートクッションフレームにおいては、上記複合材が、上記フレームの上面および下面の少なくとも一方に配置されていることが好ましい。シートクッションフレームには、とくに上下方向に加わる荷重や衝撃力に対して高い剛性、強度が求められるので、補強材としての複合材がシートクッションフレームの上面および下面の少なくとも一方に配置されていることにより、フレームの剛性、強度が効率よく高められることになる。【００１３】
また、上記複合材が、上記フレームの上面および下面の両方に配置されている場合には、上面の複合材が下面の複合材よりも多く配置されていることが好ましい。シートクッションフレームは、前方衝突時、後方衝突時などに、サイド部に曲げモーメントが発生し、上面に大きな応力が発生するので、上面に補強材としての複合材が配置されることにより、フレームの剛性、強度が効率よく高められることになる。【００１４】
また、上記Ｃ形フレームのサイド部の一部が、フレームの外側に向けて開口する断面を有することが好ましい。シートベルトによる横方向の荷重や、側突荷重に対して、もしサイド部の断面形状が閉空間（筒状や箱形形状の断面）であると、荷重に対してサイド部で突っ張る等して却ってフレーム自体の破壊を招くおそれが生じるが、上記のような構造においては、サイド部の一部がフレームの外側に向けて開口する断面形状に形成されていることで、フレーム自体に破壊を生じさせることなく円滑にエネルギーを吸収させる性能を持たせることが可能になる。【００１５】
上記のような構造においては、上記Ｃ形フレームのサイド部の一部の断面において、上部部分よりも下部部分の方がフレームの外側に向けてより長く延在されている構造を採用することができる。このようにすれば、上部部分については上記のような開口形状を有することで良好なエネルギー吸収性能を確保しつつ、下部部分については、該下部部分を適切に延設することで、フレーム自体に適度に高い剛性を持たせることが可能になる。【００１６】
また、上記Ｃ形フレームのフロント部における強化繊維の目付が、フレームのサイド部における強化繊維の目付よりも大きいことが好ましい。シートクッションフレームのフロント部には、前述の如くサブマリン防止機能が要求されることがあるが、フロント部における強化繊維の目付をより大きくしておくことで、フロント部の補強度合をより高めて、フロント部自体をより変形しにくい構造とし、より優れたサブマリン防止機能を発現させることが可能になる。【００１７】
上記複合材としては、例えば強化繊維と金属との複合材も適用可能ではあるが、シートクッションフレームの軽量化の観点からは、強化繊維と樹脂との複合材であることが好ましい。【００１８】
上記複合材の強化繊維としては、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維などの任意の強化繊維の使用が可能であるが、剛性、強度向上の効果の点から、さらに、剛性、強度の設計のしやすさの点から、強化繊維として少なくとも炭素繊維を含んでいることが好ましい。この場合、複合材の強化繊維が炭素繊維のみの場合、炭素繊維と他の強化繊維の組み合わせの場合の両方を含む。【００１９】
また、上記複合材が強化繊維と樹脂との複合材からなる場合、そのマトリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれの使用も可能である。熱可塑性樹脂を使用する場合には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン６、ナイロン６，６等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、芳香族ポリアミド等の樹脂を用いることができる。また、複合材と一体化される射出熱可塑性樹脂としても、同様の樹脂を用いることができる。【００２０】
本発明に係る車両用シートクッションフレームの製造方法は、リア側を開口側とするＣ形の平面形状を有する車両用シートクッションフレームを製造するに際し、一方向に強化繊維が配された複合材を、該強化繊維の配向方向をフレーム延在方向として成形型内に配置し、該成形型内に熱可塑性樹脂を射出して前記複合材と一体化することを特徴とする方法からなる。【００２１】
この本発明に係る車両用シートクッションフレームの製造方法においても、上記複合材を、上記成形型内の上記フレームの上面および下面の少なくとも一方に対応する位置に配置することが好ましい。【００２２】
また、上記複合材を、上記成形型内の前記フレームの上面および下面の両方に対応する位置に配置する場合には、上面に対応する位置の複合材を下面に対応する位置の複合材よりも多く配置することが好ましい。【００２３】
また、適切なエネルギー吸収性能を持たせるために、上記Ｃ形フレームのサイド部の一部を、フレームの外側に向けて開口する断面を有する形状に成形することが好ましい。【００２４】
この場合、上記適切なエネルギー吸収性能に加えてフレーム自体に適度に高い剛性を持たせるために、上記Ｃ形フレームのサイド部の一部の断面を、上部部分よりも下部部分の方がフレームの外側に向けてより長く延びる形状に形成することもできる。【００２５】
また、上記Ｃ形フレームのフロント部により適切なサブマリン防止機能を持たせるために、該フロント部における強化繊維の目付を、フレームのサイド部における強化繊維の目付よりも大きく設定することが好ましい。【００２６】
また、上記複合材が、上記強化繊維と樹脂との複合材からなることが好ましい。【００２７】
さらに、上記強化繊維として炭素繊維を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
このように、本発明に係る車両用シートクッションフレームおよびその製造方法によれば、フレーム全体の大幅な軽量化が可能になり、フレームの各部に必要な剛性、強度を容易に確保でき、サブマリン防止等の要求機能を満足させつつ、部品点数を大幅に削減でき、全体構造も大幅に簡素化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施態様に係る車両用シートクッションフレームの概略斜視図である。
【図２】図１に示したのと同様のシートクッションフレームの概略平面図である。
【図３】図１に示したのと同様のシートクッションフレームの概略側面図である。
【図４】図１に示したのと同様のシートクッションフレームの概略正面図である
【図５】本発明の別の実施態様に係る車両用シートクッションフレームのサイド部の概略縦断面図である
【図６】従来の車両用シートクッションフレームの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る車両用シートクッションフレームを示している。図１において、１は、車両用シートクッションフレームを示しており、シートクッションフレーム１のリア側には、シートバックフレーム２が回動可能に連結される。シートクッションフレーム１は、そのリア側を開口側とするＣ形の平面形状を有しており、フロント部１ａと両側のサイド部１ｂを有している。このシートクッションフレーム１においては、少なくともフレーム延在方向に延びる強化繊維を含む複合材３が、射出成形された熱可塑性樹脂部４と一体化されている。一体化は、例えば、一方向に強化繊維が配された複合材３（一方向繊維強化複合材）を、該強化繊維の配向方向をフレーム延在方向として成形型（図示略）内に配置し、該成形型内に熱可塑性樹脂部４を形成する熱可塑性樹脂を射出して複合材３と一体化することにより実現できる。複合材３の強化繊維としては、前述の如く、炭素繊維を含むことが好ましい。射出成形された熱可塑性樹脂部４と複合材３との一体化構成により、フレーム各部の必要な剛性、強度を確保しつつ、シートクッションフレーム１全体としての軽量化、構造の簡素化が可能となっている。また、このシートクッションフレーム１のフロント部１ａに、別機構を取り付けることなく、サブマリン防止機能を持たせることが可能となっている。
【００３１】
図１においては、熱可塑性樹脂部４のフロント部１ａおよびサイド部１ｂの横断面はフレーム１の外側に向けて開口するＣ形の横断面形状に形成されているが、これは一例であって、他の任意の横断面形状を採用可能である。また、図１においては、テープ状の一方向繊維強化複合材３を用いているが、これについても任意の形態の繊維強化複合材の使用が可能である。さらに、図１においては、一方向繊維強化複合材３がフレームの上面に配置されているが、下面側に配置することも可能であり、両面側に配置することも可能である。さらに、フレームの上下方向における途中の位置に配置することも可能である。一方向繊維強化複合材３がフレームの上面と下面の両方に配置される場合には、上面の複合材が下面の複合材よりも多く配置されていることが好ましい。
【００３２】
図２は、図１に示したのと同様のシートクッションフレーム１１の概略平面を示している。図２においては、シートクッションフレーム１１のフロント部における繊維強化複合材１２ａの配置面積（フレーム単位長あたりの複合材１２ａの配置面積）が、サイド部における繊維強化複合材１２ｂの配置面積（フレーム単位長あたりの複合材１２ｂの配置面積）よりも大きく設定されており、フロント部の方がサイド部よりも、繊維強化複合材によってより補強されている。
【００３３】
この補強度合は、複合材における強化繊維の目付（単位面積あたりの強化繊維の重量）を変えることによっても実施することができる。すなわち、シートクッションフレーム１１のフロント部における繊維強化複合材１２ａの強化繊維の目付を、サイド部における繊維強化複合材１２ｂの強化繊維の目付よりも大きく設定すればよい。
【００３４】
このようにフロント部における複合材による補強度合をサイド部における補強度合よりも高めることにより、フロント部により優れたサブマリン防止機能を発現させることが可能になる。
【００３５】
図３は、図１に示したのと同様のシートクッションフレーム２１の概略側面を示している。図１、図２に示したのと同様に、射出成形された熱可塑性樹脂部２２とその上面に配置された複合材２３とが一体化されている。また、図３に示した形態では、熱可塑性樹脂部２２のＣ形横断面を有するサイド部２２ａには、補強リブ２４が一体に成形されている。このように、必要に応じて、熱可塑性樹脂部２２自体の特定部位を構造的に補強することが可能である。
【００３６】
また、図３に示した形態では、熱可塑性樹脂部２２のフロント部２２ｂは、前方に向かって円弧状に湾曲した横断面形状に形成されている。この部分の複合材２３は、湾曲した円弧状形状に沿わせるように配置することもできる。フロント部２２ｂの横断面形状を前方に向かって円弧状に湾曲した形状に形成することにより、シートクッションフレーム２１にクッション材や布帛を貼り付けた場合に、それらの耐擦過性を向上させることが可能になる。このように、フロント部２２ｂの横断面形状、さらにはシートクッションフレーム２１の各部の横断面形状としては、適宜任意の形状を採用することが可能である。
【００３７】
図４は、図１に示したのと同様のシートクッションフレーム３１の概略正面を示している。図１〜３に示したのと同様に、射出成形された熱可塑性樹脂部３２とその上面に配置された複合材３３とが一体化されている。図４に示した形態は、図１に示した形態よりも、フロント部の横断面形状が単純化されている。
【００３８】
なお、図１〜４には、複合材をフレームの上面側に配置した例を示したが、下面側に配置しても、ビーム状のフレーム各部の補強効果としては同等の効果が得られる。また、前述したように、複合材がフレームの上面と下面の両方に配置される場合には、上面の複合材が下面の複合材よりも多く配置されていることが好ましい。
【００３９】
さらに、図５に、本発明の別の実施態様に係る車両用シートクッションフレーム４１のサイド部の一部の概略縦断面を示す。本実施態様においては、上述の各実施態様と同様に、サイド部の一部が、フレーム４１の外側に向けて開口する断面形状を有するとともに、その断面において、上部部分４２ａよりも下部部分４２ｂの方がフレーム４１の外側に向けてより長く延在されており、上部部分４２ａ、下部部分４２ｂ、それらの間の縦壁部分４２ｃのそれぞれが、強化繊維を含む複合材４３ａ、４３ｂ、４３ｃで補強されている。このような構造においては、前述したように、フレーム４１の外側に向けて開口する断面形状により、シートベルトによる横方向の荷重や、側突荷重に対して、フレーム自体に破壊を生じさせることなく円滑にエネルギーを吸収させることが可能になるとともに、下部部分４２ｂの方がフレーム４１の外側に向けてより長く延在されていることにより、上記の良好なエネルギー吸収性能を確保しつつ、フレーム自体に適度に高い剛性を持たせることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、現状金属製のあらゆる車両用シートクッションフレームに適用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１、１１，２１、３１、４１  シートクッションフレーム
１ａ、２２ｂ、３２  フロント部
１ｂ、２２ａ  サイド部
２  シートバックフレーム
３、１２ａ、１２ｂ、２３，３３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ  複合材
４、２２  熱可塑性樹脂部
２４  補強リブ
４２ａ  上部部分
４２ｂ  下部部分
４２ｃ  縦壁部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2013168768.tif 000009
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