靠背用框架结构体及其制造方法
靠背用框架结构体及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种靠背用框架结构体及其制造方法，该靠背用框架结构体为将在两侧平行地延伸的侧框架、和在两侧框架的上部之间的范围内以面状延伸的横框架一体地连接而作为整体形成为门形的、树脂制的靠背用框架结构体，在该靠背用框架结构体中，横框架在其上部与两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与两侧框架的靠背前表面侧连接，横框架在纵剖面观察下形成为相对于两侧框架倾斜的面状体，并且对该横框架至少在两侧框架之间的范围内以连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维。能够实现整体的轻质化，尤其能够提高横框架的刚性，能够形成从横框架向侧框架的期望的载荷传递路径，能够容易地使结构体整体一体成型。
【专利说明】靠背用框架结构体及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及靠背用框架结构体及其制造方法，尤其涉及虽然为轻质的树脂制但能够高效率地实现高刚性的、最适合用于汽车座椅的靠背用框架结构体及其制造方法。
【背景技术】
[0002]靠背用框架结构体、特别是车辆用的靠背用框架结构体从车辆整体的轻质化的要求出发希望是轻质的，并且，要求在受到来自车辆后方或侧面的碰撞时承受由来自乘员等的大载荷而产生的力矩来适当保护乘员，并且为了改变靠背角度而要求能够绕下部支点转动的调节机构，因此希望其是高刚性的。
[0003]在框架结构体主要由金属构成的情况下，若要满足上述这样的要求，则成为比较复杂的构造(例如，专利文献1)，需要通过焊接等将构成框架的构件接合，因此，需要很多的制造工序。而且，由于主要由金属构成，所以在轻质化方面有限度。
[0004]另一方面，作为代替金属的轻质、高刚性的材料，已知有FRP (纤维增强塑料)，也尝试了使用FRP来构成靠背用框架结构体(例如，专利文献2、3、4)。特别是在专利文献2所公开的构造中，在板状的骨架材料主体的两侧部一体地形成有向上凸起的侧加强部，但由于骨架材料主体构成为平板状且在大面积范围内扩展的构件，所以若要提高该靠背结构体的刚性，则结果是，必须增大该骨架材料主体的板厚，从而在使整体轻质化方面有限度。另一方面，在专利文献3所公开的构造中，配置在靠背结构体的左右两侧的框架部分(与本发明中的侧框架位于相同部位的框架部分)的刚性显著提高，但没有特别考虑提高横跨在两侧的框架之间的框架部分(与本发明中的横框架位于相同部位的框架部分)的刚性，因此存在作为靠背结构体整体的刚性、尤其是上述横跨左右的部分的刚性不足的隐患。另外，在专利文献3中，为了提高左右的框架部分的刚性，采用配置有多个肋的构造，但在这样的构造中，不仅无法期待优异的成型性，而且材料使用量也增多，从制造成本方面考虑不优选。另夕卜，在专利文献4中，为了制造框架，经过如下这样涉及多方面的工序从而在制造上耗费功夫，即在心轴(mandrel)上形成三维叶片(blading),然后经过将心轴拔出的工序和挤压工序，并在RTM工序中进行树脂含浸而成型。因此，在专利文献2、3、4所公开的这样的现有构造中，在高效率、更容易且更廉价地制造轻质、高刚性的靠背用框架结构体方面存在改善的余地。
[0005]专利文献1:日本特开2010 — 94436号公报
[0006]专利文献2:日本特开2005 - 194号公报
[0007]专利文献3:日本特表2010 - 500198号公报
[0008]专利文献4:日本特开2010 - 220748号公报
【发明内容】
[0009]因此，鉴于上述这样的现状，本发明的技术课题在于提供一种靠背用框架结构体及其制造方法，所述靠背用框架结构体中，特别是在构造上对横跨两侧的侧框架之间而延伸的部位即横框架进行改良，并且通过配置增强纤维，而能够在实现整体的轻质化的同时高效率地提高刚性，而且，能够廉价且容易地进行制造。
[0010]为了解决上述课题，本发明的靠背用框架结构体为，将在两侧相互平行地延伸的侧框架、和在两侧框架的上部之间的范围内以面状延伸的横框架一体地连接而作为整体形成为门形的、树脂制的靠背用框架结构体，该靠背用框架结构体的特征在于，上述横框架在其上部与上述两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与上述两侧框架的靠背前表面侧连接，上述横框架在纵剖面观察下形成为相对于两侧框架平滑地倾斜的面状体，并且对上述横框架至少在两侧框架之间的范围内以连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维。
[0011]在这样的本发明的靠背用框架结构体中，通过使在两侧框架的上部之间的范围内延伸且一体地连接的横框架构成为面状，首先能够实现轻质化且作为整体形成为门形的靠背用框架结构体。但是，若仅使横框架构成为面状，则无法期待该横框架部分具有大的刚性提高效果。在本发明中，该横框架在其上部与两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与两侧框架的靠背前表面侧连接，且该横框架在纵剖面观察下形成为相对于两侧框架平滑地倾斜的面状体。由于侧框架在其靠背后表面侧和靠背前表面侧之间或多或少具有一定宽度，所以通过使由面状体构成的横框架在两侧框架之间的范围内倾斜，在通过横框架的横截面进行观察的情况下，该倾斜高度实质上相当于横框架的计算截面惯性矩时的高度，虽然为面状体但截面惯性矩在截面形状上有效地增大，即使横框架的厚度为薄壁，也能够高效率地提高横框架的刚性。横框架是承受乘员的靠背载荷的部位，并且，是将载荷向两侧框架传递的部位。通过使该横框架如上所述地形成为倾斜面状体，首先能够在构造上提高刚性从而能够充分且良好地承受载荷，并且，通过以使增强纤维在两侧框架之间的范围内延伸的方式进行配置，能够在构成材料方面进一步提高刚性，并且能够高效率地形成从横框架侧向两侧框架侧的载荷传递路径。而且，如上所述，由面状体构成的横框架构成为在其上部与两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与两侧框架的靠背前表面侧连接，因此其结果是，从横框架侧向两侧框架侧的载荷传递路径能够形成为使载荷从横框架的中央部流向两侧框架的靠背前表面侧，作为在两侧框架的上部侧配置横框架而成的门形的靠背用框架结构体，能够形成期望的载荷传递路径。这样，通过形成本发明的结构，能够实现结构体整体的轻质化，并且特别是能够高效率地提高横框架的刚性，而且能够形成从横框架侧向两侧框架侧的期望的载荷传递路径。另外，该本发明的结构基本上能够通过特别地使横框架形成为上述特定的面状体构造而实现，因此不需要采用复杂的形状或构造，能够以优异的生产率容易地进行制造，而且，通过采用面状体构造也能够减少材料使用量，因此能够与优异的生产率结合而廉价地进行制造。
[0012]在上述本发明的靠背用框架结构体中，优选的是，上述横框架在侧框架侧具有更大的宽度，在两侧框架之间的中央部具有更小的宽度。通过这样的结构，能够通过更小的横框架的面积来适当地承受横框架所负担的载荷，并且能够将该载荷高效率地向侧框架侧传递。另外，由于能够适当减小横框架的面积，所以也能够有助于框架结构体整体的轻质化。
[0013]其中，若横框架的下缘形成为拱形状，则横框架的面积适当减小，且成为不易产生应力集中等的形状，因此能够有助于确保框架结构体整体的期望的强度、刚性。
[0014]另外，上述侧框架的截面构造没有特别的限定，但若侧框架具有朝向外侧方打开的〕字状的横截面，则能够容易地粘贴沿上述侧框架的主面延伸的FRP片材，能够以简单的截面构造有效地提高侧框架的刚性，能够同时实现刚性的提高、和成型、制造的简化。
[0015]另外，为了使靠背具有角度调节功能等，优选的是，在上述侧框架的下部形成有该侧框架与支承部的连结部，该支承部以使上述侧框架能够转动的方式支承该侧框架。由于本发明的靠背用框架结构体基本上是能够一体成型的树脂制的框架结构体，所以这样的连结部能够在成型时容易地形成。
[0016]在上述本发明的靠背用框架结构体中，能够形成为如下构造，即在上述横框架表面上粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，且粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成横框架的树脂一体地接合。在这样的构造中，通过在横框架上粘贴设置带状的FRP片材并使其与横框架一体化，能够发挥树脂制的横框架的轻质特性，并且能够适当加强横框架而使其高刚性化。由于FRP片材仅仅是在一体化之前粘贴设置在树脂框架表面上，所以能够极容易地将FRP片材配置在规定部位，从而容易制造框架结构体，并且与使框架截面全部为FRP的构造相比较能够减少FRP片材的量，从而能够更廉价地进行制造。另外，关于基于粘贴设置FRP片材进行的加强，仅将薄的FRP片材沿着横框架的表面形状粘贴即可，因此关于加强对象部位本身，无需采用凹凸构造或特殊肋构造等复杂的构造，从这方面来看也能够实现制造的简化和低成本化。因此，能够容易且廉价地制造整体轻质且特定的必要部位高刚性化的靠背用框架结构体。
[0017]另外，在像这样粘贴设置FRP片材的形态中，优选的是，在上述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使上述增强纤维从上述两侧框架侧之间的中央部延伸到横框架与侧框架前表面侧的连接部的方式，连续或断续地粘贴设置有上述FRP片材。若像这样粘贴设置FRP片材，则能够通过延伸设置的增强纤维而高效率地形成横框架所负担的载荷向侧框架前表面侧的传递路径，能够使用较少的FRP片材使用量、从而能够使用较少的增强纤维使用量而从横框架向侧框架侧高效率地传递载荷，能够高效率地实现轻质化并且高效率地实现高刚性化。
[0018]另外，优选的是，在上述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使增强纤维沿框架结构体的宽度方向大致平行地延伸的方式，连续或断续地粘贴设置有上述FRP片材。这样的结构能够与上述的使增强纤维从两侧框架之间的中央部延伸至横框架与侧框架前侧的连接部的、FRP片材的配置结构同时使用。通过以使增强纤维沿框架结构体的宽度方向大致平行地延伸的方式进行配置，能够提高针对于由于来自乘员的靠背载荷产生的弯曲变形的刚性，并且能够提高基于横框架进行的两侧框架之间的连结强度，进一步提高作为门形的框架结构体整体的刚性。
[0019]另外，优选的是采用如下形态，即在上述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使增强纤维沿相对于框架结构体的宽度方向倾斜的方向延伸的方式，连续或断续地粘贴设置有FRP片材的形态，例如为，以使增强纤维从侧框架侧朝向横框架的中央部而向斜上方延伸的方式连续或断续地粘贴设置有上述FRP片材的形态。若像这样粘贴设置FRP片材，则通过延伸设置的增强纤维，能够高效率地形成横框架所负担的载荷向侧框架侧的传递路径从而使载荷高效率地从横框架向侧框架侧传递，能够实现更期望的载荷传递路径。因此，能够高效率地使用FRP片材实现横框架的高刚性化。
[0020]另外，优选的是，在上述两侧框架的至少一部分上，连续或断续地粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成侧框架的树脂一体地接合。在这样的结构中，能够高效率地抑制由于作用于框架结构体的宽度方向的侧方载荷而产生的侧框架的弯曲变形，也能够高效率且容易地提高侧框架的刚性，从而能够将作为框架结构体整体的刚性进一步提高为期望的刚性。
[0021]FRP片材向上述两侧框架的粘贴设置部位能够适当地选择，特别是，若在两侧框架的从靠背前表面侧绕到后表面侧而延伸的周面的至少包含上述侧框架与横框架的连接部的一部分上，沿周面连续或断续地粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，且粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成侧框架的树脂一体地接合，则能够高效率地提高侧框架的框架结构体前后方向的弯曲刚性。另外，通过配合从两侧框架的中央部延伸至侧框架前部的连接部的、FRP片材的配置结构，也能够形成从侧框架到横框架的载荷传递路径，因此能够进一步提高框架结构体的刚性。
[0022]另外，上述横框架也能够具有能从后表面侧支承该横框架的加强部。这样的加强部也能够在使框架结构体的整体成型时容易地一体成型，通过设置加强部，能够适当地进一步提高横框架的强度、刚性，作为框架结构体整体，也能够适当地进一步提高强度、刚性。
[0023]作为上述加强部的形态没有特别的限定，例如，可以是以上述侧框架之间为延伸方向的肋的形态，另外，关于该加强部的延伸范围，可以是相对于横框架在较宽范围内延伸的形态，也可以是在较窄范围局部存在的形态。
[0024]另外，从使框架结构体整体一体成型的观点来看，优选侧框架本身是尽量简单的构造，但为了加强侧框架本身，也能够采用在侧框架上配置有肋的形态。
[0025]另外，优选的是，上述带状的FRP片材的增强纤维由连续纤维构成。通过粘贴设置FRP片材，能够至少加强横框架的特定部位,并且能够形成从横框架侧向侧框架侧的期望的载荷传递路径，因此为了高效率地进行加强并且高效率地形成载荷传递路径，优选FRP片材的增强纤维由连续纤维构成。将比较长的FRP片材粘贴在框架结构体上对于维持作用于增强纤维的应力的连续性是理想的。但是，在需要粘贴于复杂的曲面上等粘贴设置一片片材较困难的情况下，可以采用如下方法:使用多片较短的FRP片材并将端部重合等来减小FRP片材之间的间隔，同时断续地使纤维连续地粘贴。或者，也可以适当选择将片材的一部分切断而将片材弯曲而粘贴的方法等。
[0026]另外，上述粘贴设置的FRP片材的形态没有特别的限定，但若FRP片材是使热塑性树脂预先含浸于上述沿一个方向取向的增强纤维的片材中而成的预浸料片材，则在成型时，更容易进行该片材向目标部位的粘贴设置、具体而言更容易进行例如一体成型中为了粘贴设置而向模具内的配置，能够更容易地进行期望的成型。
[0027]本发明中的增强纤维没有特别的限定，能够使用碳纤维或玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维等，另外也能够使用将它们混在一起而成的增强纤维，但若增强纤维包含碳纤维，则能够实现良好的成型性且得到优异的提高强度、刚性的效果，因此特别优选。另外，通过使用碳纤维，也能够容易地进行作为目标的构造设计。
[0028]另外，在本发明中，作为构成上述树脂制的靠背用框架结构体的树脂，优选由热塑性树脂构成。虽然也能够使用热固性树脂，但为了得到良好的成型性，优选由热塑性树脂构成。特别是，通过使用热塑性树脂，能够实现注塑成型，因此即使在大量生产的情况下，也能够以高生产率来制造期望的靠背用框架结构体。
[0029]另外，在本发明中，也能够是上述热塑性树脂含有非连续增强纤维的形态。若像这样构成，则作为整体，能够制造强度、刚性更高的靠背用框架结构体。
[0030]另外，本发明的靠背用框架结构体能够适用于所有座椅，但特别适用于对轻质化和高刚性化、生产率提高的要求高的车辆用座椅，其中优选适用于汽车用座椅。
[0031]本发明的靠背用框架结构体的制造方法是制造上述这样的靠背用框架结构体的方法，其特征在于，将使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材配置在模具内，并向该模具内注塑树脂而使整体一体成型。除该方法以外，例如也可以列举在使树脂框架成型后粘贴设置FRP片材，然后加热而使FRP片材与树脂框架一体化的方法，但将预先准备好的规定的带状的FRP片材配置于模具内的规定位置并与注塑树脂一起使整体、尤其是以使横框架为规定的倾斜形态的方式一体成型的方法，能够以高生产率高效率地制造高质量的靠背用框架结构体。
[0032]根据本发明的靠背用框架结构体及其制造方法，特别是，使配置有增强纤维的横框架形成为在其上部与两侧框架的靠背后表面侧连接且在其下部与两侧框架的靠背前表面侧连接的、倾斜的面状体，因此,能够实现作为框架结构体整体的轻质化,并且尤其能够高效率地提高横框架的刚性，并且，能够形成从横框架向侧框架的期望的载荷传递路径，而且，能够容易且廉价地使靠背用框架结构体整体一体成型。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是本发明的一个实施方式的靠背用框架结构体的立体简图。
[0034]图2是沿图1的靠背用框架结构体的A — A线的纵剖视简图。
[0035]图3是本发明的其他实施方式的靠背用框架结构体的立体简图。
[0036]图4是本发明的另一其他实施方式的靠背用框架结构体的立体简图。
[0037]图5是本发明的另一其他实施方式的靠背用框架结构体的立体简图。
[0038]图6是沿图3的靠背用框架结构体的B — B线的放大横剖视图。
[0039]图7是本发明的另一其他实施方式的靠背用框架结构体的从背面侧观察到的立体简图。
[0040]图8是沿图7的靠背用框架结构体的C 一 C线的剖视图，(a)与(b)例示了彼此不同的横框架加强形态。
[0041]图9是例示了另一其他横框架加强形态的靠背用框架结构体的从背面侧观察到的立体简图。
【具体实施方式】
[0042]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的优选实施方式。
[0043]图1、图2示出了本发明的一个实施方式的靠背用框架结构体I。靠背用框架结构体I构成为将在两侧相互平行地延伸的侧框架3、和在两侧框架3的上部之间的范围内延伸的横框架2—体地连接而作为整体形成为门形的、树脂制的靠背用框架结构体，示出了用于车辆用座椅的靠背用框架结构体。在两侧框架3的下部形成有侧框架3与支承部(设置在车辆用座椅上的支承部，图示省略)的连结部4 (连结用孔)，该支承部以使侧框架3能够转动的方式支承该侧框架3。另外，在本实施方式中，横框架2形成为以侧框架3的延伸方向为宽度方向的面状体。而且，横框架2形成为在侧框架3侧具有更大的宽度、在两侧框架3之间的中央部具有更小的宽度的形状，特别是，下缘形成为拱形状5。
[0044]上述横框架2在其上部与两侧框架3的靠背后表面侧部位6连接，在其下部与两侧框架3的靠背前表面侧部位7连接，在图2所示的纵截面观察下，横框架2形成为相对于侧框架3平滑地倾斜的面状体。对该横框架2以至少在两侧框架3之间的范围内连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维、例如碳纤维。
[0045]在这样的形成为门形的树脂制的靠背用框架结构体I中，通过使横框架2构成为壁厚比较小的面状体，首先能够实现作为框架结构体整体的轻质化。另外，该横框架2在其上部与两侧框架3的靠背后表面侧部位6连接，在其下部与两侧框架的靠背前表面侧部位7连接，且在纵截面观察下形成为相对于两侧框架3平滑地倾斜的面状体，由此，如图2所示，在通过横框架2的横截面进行观察的情况下，该倾斜的横框架2的横截面具有与侧框架3的上部处的靠背后表面侧和靠背前表面侧之间的宽度相当的高度H。高度H实质上相当于横框架的计算截面惯性矩时的高度，因此虽然为壁厚比较小的面状体，但在截面形状方面截面惯性矩有效地增大，横框架2的刚性高效率地提高。在这样的横框架2上，在两侧框架3之间的范围内以连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维。如前所述，横框架2是承受乘员的靠背载荷的部位，且是将载荷向两侧框架3传递的部位，该横框架2通过如上所述地形成为倾斜面状体，首先能够在构造上提高刚性从而良好地承受充分高的载荷，并且，通过将增强纤维以在两侧框架3之间的范围内延伸的方式配置，在构成材料方面能够进一步提高刚性，并且能够高效率地形成从横框架2侧向两侧框架3侧的载荷传递路径、特别是向两侧框架3前表面侧7的载荷传递路径。由于这样的门形的靠背用框架结构体I能够作为整体而一体成型，所以具有优异的生产率而容易制造。另外，在本实施方式中，横框架2的下缘形成为拱形状，因此横框架2的面积减小从而实现轻质化，并且形成为不易产生应力集中等的形状，能够实现框架结构体I整体的进一步的轻质化。
[0046]关于增强纤维向横框架、侧框架的配置，能够采用粘贴设置使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材的构造。例如如图3所示，靠背用框架结构体21构成为由横框架22和两侧框架23构成的门形的框架结构体，各侧框架23具有朝向外侧方打开的〕字状的横截面。关于该横截面构造，使用图6在后叙述。在该靠背用框架结构体21中，粘贴设置有使增强纤维、特别是碳纤维沿一个方向取向而成的多个带状的FRP片材。对横框架22粘贴设置有多个FRP片材24a、24b、25a、25b、26a、26b、27a、27b，其中一部分FRP片材与其他FRP片材交叉，或FRP片材的上端部彼此连接。另外，作为沿框架结构体21的宽度方向延伸的FRP片材，也空出间隔地粘贴设置有多个FRP片材28a、28b、28c。若像这样形成适当地粘贴设置有多条FRP片材的形态，则能够更可靠更大程度地加强横框架22。另外，在本实施方式中，沿具有〕字状的横截面的侧框架23的周面粘贴设置有FRP片材29，在侧框架23的外侧面粘贴设置有FRP片材30。需要说明的是，在图3中，粘贴设置的FRP片材粘贴设置在横框架22的框架结构体前表面侧和侧框架23的侧方，但也可以采用粘贴设置在横框架22的后表面侧、侧框架23的内侧侧面的方法。另外，在本实施方式中，在侧框架23的外侧面的下部侧一体地立设有相互交叉地延伸的肋31，侧框架23在整体范围内被加强。其他结构、作用与图1、图2所示的方式相同。
[0047]另外，在图4所示的实施方式的靠背用框架结构体41中，从侧框架3朝向斜上方延伸的带状的FRP片材42a、42b在到达横框架2的中央部后进一步延伸而延伸至相反侧的各侧框架3侧。另外，在两侧框架3之间的范围内也粘贴设置有沿框架结构体41的宽度方向延伸的FRP片材43。在本实施方式中，FRP片材42a、42b延伸得较长，由此，横框架2的刚性通过较少的FRP片材条数而高效率地提高。其他结构、作用与图1至图3所示的方式相同。
[0048]另外，在图5所示的实施方式的靠背用框架结构体51中，粘贴设置在横框架2上的FRP片材以从左右的侧框架3朝向斜上方延伸的方式粘贴设置，但粘贴设置的是多个比较短地延伸的FRP片材52a、52b。在该情况下，通过粘贴设置各多个FRP片材52a、52b而配置的增强纤维实质上断续地延伸，但通过不空出间隔地粘贴设置各多个FRP片材52a、52b，能够得到充分高的加强效果。通过预先分别较短地形成各FRP片材52a、52b，各FRP片材52a、52b向规定部位的配置、粘贴设置变容易。另外，在应粘贴设置FRP片材的部位弯曲、压弯的情况下，也容易与该部位的形状相对应。另外，在图示例中，在各侧框架3的-字状的横截面的前表面侧臂部、特别是在与FRP片材52a、52b的连接部，也粘贴设置有较短地延伸的FRP片材53a、53b，FRP片材彼此的连接强度提高。在这样的结构中，能够更可靠地形成从横框架2侧向侧框架3侧的载荷传递路径，能够更可靠地进行该载荷传递。其他结构、作用与图1至图3所示的方式相同。
[0049]另外，作为优选的侧框架的横截面构造，可以列举朝向外侧方打开的〕字状的横截面构造。例如，沿图3的靠背用框架结构体21的侧框架23的B — B线观察到的横截面构造32如图6所示。即，在横截面口字状的侧框架23的口字状两臂部的外周面上粘贴设置有FRP片材29，在口字状横截面构造的底部侧的外侧面上粘贴设置有FRP片材30。在这样的构造中，能够在侧框架23上尽量省略复杂的凹凸、相互交叉的肋等，并且能够朝向外侧方开模，因此也容易成型。
[0050]另外，在本发明中，为了在构造上进一步适当加强横框架，特别的，能够设置能从后表面侧支承横框架的加强部。例如图7示出了从背面侧观察到的其他实施方式的靠背用框架结构体51，在本实施方式中，靠背用框架结构体51由横框架52和左右的侧框架53(在图示例中为在周面上粘贴设置有FRP片材54的侧框架53)构成，在该横框架52的后表面侧(背面侧)立设有作为加强部的肋55。该肋55在左右的侧框架53之间的范围内延伸，如图8的(a)所示，形成为从横框架52的后表面朝向后方延伸的形状。另外，作为这样的能够从后表面侧支承横框架52的加强部的构造，能够采用各种形态，例如如图8的(b)所示，也能够采用在横框架52的后表面侧还呈双层壳(double shell)构造地设有由面状体构成的加强构件56的构造，优选采用也一体地设有加强构件56的构造。为了设置这样的加强构造，可以在使框架结构体注塑成型时通过注塑树脂形成，也可以使分开形成的部件在模具内一体成型。
[0051]另外，除上述这样的加强部在左右的侧框架之间全长范围内延伸的形态以外，也可以是将加强部布局地配置在适当部位的形态。例如，如图9中示出的从背面侧观察到的其他实施方式的靠背用框架结构体61那样,在横框架62的后表面侧，能够仅在横框架62的左右两侧的部位，设置向各侧框架63(在图示例中为在周面上粘贴设置有FRP片材64的侧框架63)的后表面部斜着延伸的肋65a、65b来作为加强部。这样的肋65a、65b能够相对于各侧框架63的后表面部从后表面侧如支撑棒那样支撑横框架62，能够高效率地提高横框架62的刚性，并且也能够高效率地提高门形形状的靠背用框架结构体61整体的刚性。像这样，在本发明中，从横框架的后表面侧进行的加强能够采用各种形态。
[0052]工业实用性
[0053]本发明的靠背用框架结构体及其制造方法能够适用于特别希望轻质化的所有座椅，特别适用于车辆用座椅。
[0054]附图标记说明
[0055]1、21、41、51、61靠背用框架结构体
[0056]2、22、52、62 横框架
[0057]3、23、53、63 侧框架
[0058]4连结部
[0059]5拱形状
[0060]6靠背后表面侧部位
[0061]7靠背前表面侧部位
[0062]24a、24b、25a、25b、26a、26b、27a、27b、28a、28b、28c、29、30、42a、42b、43、52a、52b、53a、53b、54、64 FRP 片材
[0063]31 肋
[0064]32横截面构造
[0065]55、65a、65b 肋
[0066]56加强构件
【权利要求】
1.一种靠背用框架结构体，为将在两侧相互平行地延伸的侧框架、和在两侧框架的上部之间的范围内以面状延伸的横框架一体地连接而作为整体形成为门形的、树脂制的靠背用框架结构体，所述靠背用框架结构体的特征在于，所述横框架在其上部与所述两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与所述两侧框架的靠背前表面侧连接，所述横框架在纵剖面观察下形成为相对于两侧框架平滑地倾斜的面状体，并且对所述横框架至少在两侧框架之间的范围内以连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维。
2.如权利要求1所述的靠背用框架结构体，其中，所述横框架在侧框架侧的宽度大于所述横框架在两侧框架之间的中央部的宽度。
3.如权利要求2所述的靠背用框架结构体，其中，所述横框架的下缘形成为拱形状。
4.如权利要求1~3中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述侧框架具有朝向外侧方打开的-字状的横截面。
5.如权利要求1~4中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述侧框架的下部形成有所述侧框架与支承部的连结部，所述支承部以使所述侧框架能够转动的方式支承所述侧框架。
6.如权利要求1~5中任一项所述的靠背用框架结构体,其中,在所述横框架的表面上粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成横框架的树脂一体地接合。
7.如权利要求6所述的靠背用框架结构体，其中，在所述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使所述增强纤维从所述两侧框架之间的中央部延伸至所述横框架与所述侧框架前表面侧的连接部的方式，连续或断续地粘贴设置有所述FRP片材。
8.如权利要求6或7所述的靠背用框架结构体，其中，在所述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使所述增强纤维沿所述框架结构体的宽度方向大致平行地延伸的方式，连续或断续地粘贴设置有所述FRP片材。
9.如权利要求6~8中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使所述增强纤维沿相对于所述框架结构体的宽度方向倾斜的方向延伸的方式，连续或断续地粘贴设置有所述FRP片材。
10.如权利要求1~9中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述两侧框架的至少一部分上，连续或断续地粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成侧框架的树脂一体地接合。
11.如权利要求1~10中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述两侧框架的从靠背前表面侧绕到后表面侧而延伸的周面的至少包含所述两侧框架与所述横框架的连接部的部位，沿周面连续或断续地粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成侧框架的树脂一体地接合。
12.如权利要求1~11中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述横框架具有能够从后表面侧支承所述横框架的加强部。
13.如权 利要求12所述的靠背用框架结构体，其中，所述加强部是以所述侧框架之间为延伸方向的肋。
14.如权利要求1~13中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述侧框架上配置有肋。
15.如权利要求6~14中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述带状的FRP片材的增强纤维由连续纤维构成。
16.如权利要求6~15中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述带状的FRP片材是使热塑性树脂预先含浸于所述沿一个方向取向的增强纤维的片材中而成的预浸料片材。
17.如权利要求1~16中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述增强纤维包含碳纤维。
18.如权利要求1~17中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，构成所述树脂制的靠背用框架结构体的树脂由热塑性树脂构成。
19.如权利要求18所述的靠背用框架结构体，其中，所述热塑性树脂被注塑成型。
20.如权利要求18或19所述的靠背用框架结构体，其中，所述热塑性树脂含有非连续增强纤维。
21.如权利要求1~20中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述靠背用框架结构体用于车辆用座椅。
22.—种权利要求1~21中任一项所述的靠背用框架结构体的制造方法，其特征在于，将使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材配置在模具内，并向该模具内注塑树脂而使整体一体成型。
【文档编号】A47C7/40GK103648334SQ201280033837
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月9日 优先权日:2011年7月15日
【发明者】松本贤, 山口晃司, 黑田义人 申请人:东丽株式会社
【专利摘要】本发明提供一种靠背用框架结构体及其制造方法，该靠背用框架结构体为将在两侧平行地延伸的侧框架、和在两侧框架的上部之间的范围内以面状延伸的横框架一体地连接而作为整体形成为门形的、树脂制的靠背用框架结构体，在该靠背用框架结构体中，横框架在其上部与两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与两侧框架的靠背前表面侧连接，横框架在纵剖面观察下形成为相对于两侧框架倾斜的面状体，并且对该横框架至少在两侧框架之间的范围内以连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维。能够实现整体的轻质化，尤其能够提高横框架的刚性，能够形成从横框架向侧框架的期望的载荷传递路径，能够容易地使结构体整体一体成型。
【专利说明】靠背用框架结构体及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及靠背用框架结构体及其制造方法，尤其涉及虽然为轻质的树脂制但能够高效率地实现高刚性的、最适合用于汽车座椅的靠背用框架结构体及其制造方法。
【背景技术】
[0002]靠背用框架结构体、特别是车辆用的靠背用框架结构体从车辆整体的轻质化的要求出发希望是轻质的，并且，要求在受到来自车辆后方或侧面的碰撞时承受由来自乘员等的大载荷而产生的力矩来适当保护乘员，并且为了改变靠背角度而要求能够绕下部支点转动的调节机构，因此希望其是高刚性的。
[0003]在框架结构体主要由金属构成的情况下，若要满足上述这样的要求，则成为比较复杂的构造(例如，专利文献1)，需要通过焊接等将构成框架的构件接合，因此，需要很多的制造工序。而且，由于主要由金属构成，所以在轻质化方面有限度。
[0004]另一方面，作为代替金属的轻质、高刚性的材料，已知有FRP (纤维增强塑料)，也尝试了使用FRP来构成靠背用框架结构体(例如，专利文献2、3、4)。特别是在专利文献2所公开的构造中，在板状的骨架材料主体的两侧部一体地形成有向上凸起的侧加强部，但由于骨架材料主体构成为平板状且在大面积范围内扩展的构件，所以若要提高该靠背结构体的刚性，则结果是，必须增大该骨架材料主体的板厚，从而在使整体轻质化方面有限度。另一方面，在专利文献3所公开的构造中，配置在靠背结构体的左右两侧的框架部分(与本发明中的侧框架位于相同部位的框架部分)的刚性显著提高，但没有特别考虑提高横跨在两侧的框架之间的框架部分(与本发明中的横框架位于相同部位的框架部分)的刚性，因此存在作为靠背结构体整体的刚性、尤其是上述横跨左右的部分的刚性不足的隐患。另外，在专利文献3中，为了提高左右的框架部分的刚性，采用配置有多个肋的构造，但在这样的构造中，不仅无法期待优异的成型性，而且材料使用量也增多，从制造成本方面考虑不优选。另夕卜，在专利文献4中，为了制造框架，经过如下这样涉及多方面的工序从而在制造上耗费功夫，即在心轴(mandrel)上形成三维叶片(blading),然后经过将心轴拔出的工序和挤压工序，并在RTM工序中进行树脂含浸而成型。因此，在专利文献2、3、4所公开的这样的现有构造中，在高效率、更容易且更廉价地制造轻质、高刚性的靠背用框架结构体方面存在改善的余地。
[0005]专利文献1:日本特开2010 — 94436号公报
[0006]专利文献2:日本特开2005 - 194号公报
[0007]专利文献3:日本特表2010 - 500198号公报
[0008]专利文献4:日本特开2010 - 220748号公报
【发明内容】
[0009]因此，鉴于上述这样的现状，本发明的技术课题在于提供一种靠背用框架结构体及其制造方法，所述靠背用框架结构体中，特别是在构造上对横跨两侧的侧框架之间而延伸的部位即横框架进行改良，并且通过配置增强纤维，而能够在实现整体的轻质化的同时高效率地提高刚性，而且，能够廉价且容易地进行制造。
[0010]为了解决上述课题，本发明的靠背用框架结构体为，将在两侧相互平行地延伸的侧框架、和在两侧框架的上部之间的范围内以面状延伸的横框架一体地连接而作为整体形成为门形的、树脂制的靠背用框架结构体，该靠背用框架结构体的特征在于，上述横框架在其上部与上述两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与上述两侧框架的靠背前表面侧连接，上述横框架在纵剖面观察下形成为相对于两侧框架平滑地倾斜的面状体，并且对上述横框架至少在两侧框架之间的范围内以连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维。
[0011]在这样的本发明的靠背用框架结构体中，通过使在两侧框架的上部之间的范围内延伸且一体地连接的横框架构成为面状，首先能够实现轻质化且作为整体形成为门形的靠背用框架结构体。但是，若仅使横框架构成为面状，则无法期待该横框架部分具有大的刚性提高效果。在本发明中，该横框架在其上部与两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与两侧框架的靠背前表面侧连接，且该横框架在纵剖面观察下形成为相对于两侧框架平滑地倾斜的面状体。由于侧框架在其靠背后表面侧和靠背前表面侧之间或多或少具有一定宽度，所以通过使由面状体构成的横框架在两侧框架之间的范围内倾斜，在通过横框架的横截面进行观察的情况下，该倾斜高度实质上相当于横框架的计算截面惯性矩时的高度，虽然为面状体但截面惯性矩在截面形状上有效地增大，即使横框架的厚度为薄壁，也能够高效率地提高横框架的刚性。横框架是承受乘员的靠背载荷的部位，并且，是将载荷向两侧框架传递的部位。通过使该横框架如上所述地形成为倾斜面状体，首先能够在构造上提高刚性从而能够充分且良好地承受载荷，并且，通过以使增强纤维在两侧框架之间的范围内延伸的方式进行配置，能够在构成材料方面进一步提高刚性，并且能够高效率地形成从横框架侧向两侧框架侧的载荷传递路径。而且，如上所述，由面状体构成的横框架构成为在其上部与两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与两侧框架的靠背前表面侧连接，因此其结果是，从横框架侧向两侧框架侧的载荷传递路径能够形成为使载荷从横框架的中央部流向两侧框架的靠背前表面侧，作为在两侧框架的上部侧配置横框架而成的门形的靠背用框架结构体，能够形成期望的载荷传递路径。这样，通过形成本发明的结构，能够实现结构体整体的轻质化，并且特别是能够高效率地提高横框架的刚性，而且能够形成从横框架侧向两侧框架侧的期望的载荷传递路径。另外，该本发明的结构基本上能够通过特别地使横框架形成为上述特定的面状体构造而实现，因此不需要采用复杂的形状或构造，能够以优异的生产率容易地进行制造，而且，通过采用面状体构造也能够减少材料使用量，因此能够与优异的生产率结合而廉价地进行制造。
[0012]在上述本发明的靠背用框架结构体中，优选的是，上述横框架在侧框架侧具有更大的宽度，在两侧框架之间的中央部具有更小的宽度。通过这样的结构，能够通过更小的横框架的面积来适当地承受横框架所负担的载荷，并且能够将该载荷高效率地向侧框架侧传递。另外，由于能够适当减小横框架的面积，所以也能够有助于框架结构体整体的轻质化。
[0013]其中，若横框架的下缘形成为拱形状，则横框架的面积适当减小，且成为不易产生应力集中等的形状，因此能够有助于确保框架结构体整体的期望的强度、刚性。
[0014]另外，上述侧框架的截面构造没有特别的限定，但若侧框架具有朝向外侧方打开的〕字状的横截面，则能够容易地粘贴沿上述侧框架的主面延伸的FRP片材，能够以简单的截面构造有效地提高侧框架的刚性，能够同时实现刚性的提高、和成型、制造的简化。
[0015]另外，为了使靠背具有角度调节功能等，优选的是，在上述侧框架的下部形成有该侧框架与支承部的连结部，该支承部以使上述侧框架能够转动的方式支承该侧框架。由于本发明的靠背用框架结构体基本上是能够一体成型的树脂制的框架结构体，所以这样的连结部能够在成型时容易地形成。
[0016]在上述本发明的靠背用框架结构体中，能够形成为如下构造，即在上述横框架表面上粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，且粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成横框架的树脂一体地接合。在这样的构造中，通过在横框架上粘贴设置带状的FRP片材并使其与横框架一体化，能够发挥树脂制的横框架的轻质特性，并且能够适当加强横框架而使其高刚性化。由于FRP片材仅仅是在一体化之前粘贴设置在树脂框架表面上，所以能够极容易地将FRP片材配置在规定部位，从而容易制造框架结构体，并且与使框架截面全部为FRP的构造相比较能够减少FRP片材的量，从而能够更廉价地进行制造。另外，关于基于粘贴设置FRP片材进行的加强，仅将薄的FRP片材沿着横框架的表面形状粘贴即可，因此关于加强对象部位本身，无需采用凹凸构造或特殊肋构造等复杂的构造，从这方面来看也能够实现制造的简化和低成本化。因此，能够容易且廉价地制造整体轻质且特定的必要部位高刚性化的靠背用框架结构体。
[0017]另外，在像这样粘贴设置FRP片材的形态中，优选的是，在上述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使上述增强纤维从上述两侧框架侧之间的中央部延伸到横框架与侧框架前表面侧的连接部的方式，连续或断续地粘贴设置有上述FRP片材。若像这样粘贴设置FRP片材，则能够通过延伸设置的增强纤维而高效率地形成横框架所负担的载荷向侧框架前表面侧的传递路径，能够使用较少的FRP片材使用量、从而能够使用较少的增强纤维使用量而从横框架向侧框架侧高效率地传递载荷，能够高效率地实现轻质化并且高效率地实现高刚性化。
[0018]另外，优选的是，在上述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使增强纤维沿框架结构体的宽度方向大致平行地延伸的方式，连续或断续地粘贴设置有上述FRP片材。这样的结构能够与上述的使增强纤维从两侧框架之间的中央部延伸至横框架与侧框架前侧的连接部的、FRP片材的配置结构同时使用。通过以使增强纤维沿框架结构体的宽度方向大致平行地延伸的方式进行配置，能够提高针对于由于来自乘员的靠背载荷产生的弯曲变形的刚性，并且能够提高基于横框架进行的两侧框架之间的连结强度，进一步提高作为门形的框架结构体整体的刚性。
[0019]另外，优选的是采用如下形态，即在上述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使增强纤维沿相对于框架结构体的宽度方向倾斜的方向延伸的方式，连续或断续地粘贴设置有FRP片材的形态，例如为，以使增强纤维从侧框架侧朝向横框架的中央部而向斜上方延伸的方式连续或断续地粘贴设置有上述FRP片材的形态。若像这样粘贴设置FRP片材，则通过延伸设置的增强纤维，能够高效率地形成横框架所负担的载荷向侧框架侧的传递路径从而使载荷高效率地从横框架向侧框架侧传递，能够实现更期望的载荷传递路径。因此，能够高效率地使用FRP片材实现横框架的高刚性化。
[0020]另外，优选的是，在上述两侧框架的至少一部分上，连续或断续地粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成侧框架的树脂一体地接合。在这样的结构中，能够高效率地抑制由于作用于框架结构体的宽度方向的侧方载荷而产生的侧框架的弯曲变形，也能够高效率且容易地提高侧框架的刚性，从而能够将作为框架结构体整体的刚性进一步提高为期望的刚性。
[0021]FRP片材向上述两侧框架的粘贴设置部位能够适当地选择，特别是，若在两侧框架的从靠背前表面侧绕到后表面侧而延伸的周面的至少包含上述侧框架与横框架的连接部的一部分上，沿周面连续或断续地粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，且粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成侧框架的树脂一体地接合，则能够高效率地提高侧框架的框架结构体前后方向的弯曲刚性。另外，通过配合从两侧框架的中央部延伸至侧框架前部的连接部的、FRP片材的配置结构，也能够形成从侧框架到横框架的载荷传递路径，因此能够进一步提高框架结构体的刚性。
[0022]另外，上述横框架也能够具有能从后表面侧支承该横框架的加强部。这样的加强部也能够在使框架结构体的整体成型时容易地一体成型，通过设置加强部，能够适当地进一步提高横框架的强度、刚性，作为框架结构体整体，也能够适当地进一步提高强度、刚性。
[0023]作为上述加强部的形态没有特别的限定，例如，可以是以上述侧框架之间为延伸方向的肋的形态，另外，关于该加强部的延伸范围，可以是相对于横框架在较宽范围内延伸的形态，也可以是在较窄范围局部存在的形态。
[0024]另外，从使框架结构体整体一体成型的观点来看，优选侧框架本身是尽量简单的构造，但为了加强侧框架本身，也能够采用在侧框架上配置有肋的形态。
[0025]另外，优选的是，上述带状的FRP片材的增强纤维由连续纤维构成。通过粘贴设置FRP片材，能够至少加强横框架的特定部位,并且能够形成从横框架侧向侧框架侧的期望的载荷传递路径，因此为了高效率地进行加强并且高效率地形成载荷传递路径，优选FRP片材的增强纤维由连续纤维构成。将比较长的FRP片材粘贴在框架结构体上对于维持作用于增强纤维的应力的连续性是理想的。但是，在需要粘贴于复杂的曲面上等粘贴设置一片片材较困难的情况下，可以采用如下方法:使用多片较短的FRP片材并将端部重合等来减小FRP片材之间的间隔，同时断续地使纤维连续地粘贴。或者，也可以适当选择将片材的一部分切断而将片材弯曲而粘贴的方法等。
[0026]另外，上述粘贴设置的FRP片材的形态没有特别的限定，但若FRP片材是使热塑性树脂预先含浸于上述沿一个方向取向的增强纤维的片材中而成的预浸料片材，则在成型时，更容易进行该片材向目标部位的粘贴设置、具体而言更容易进行例如一体成型中为了粘贴设置而向模具内的配置，能够更容易地进行期望的成型。
[0027]本发明中的增强纤维没有特别的限定，能够使用碳纤维或玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维等，另外也能够使用将它们混在一起而成的增强纤维，但若增强纤维包含碳纤维，则能够实现良好的成型性且得到优异的提高强度、刚性的效果，因此特别优选。另外，通过使用碳纤维，也能够容易地进行作为目标的构造设计。
[0028]另外，在本发明中，作为构成上述树脂制的靠背用框架结构体的树脂，优选由热塑性树脂构成。虽然也能够使用热固性树脂，但为了得到良好的成型性，优选由热塑性树脂构成。特别是，通过使用热塑性树脂，能够实现注塑成型，因此即使在大量生产的情况下，也能够以高生产率来制造期望的靠背用框架结构体。
[0029]另外，在本发明中，也能够是上述热塑性树脂含有非连续增强纤维的形态。若像这样构成，则作为整体，能够制造强度、刚性更高的靠背用框架结构体。
[0030]另外，本发明的靠背用框架结构体能够适用于所有座椅，但特别适用于对轻质化和高刚性化、生产率提高的要求高的车辆用座椅，其中优选适用于汽车用座椅。
[0031]本发明的靠背用框架结构体的制造方法是制造上述这样的靠背用框架结构体的方法，其特征在于，将使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材配置在模具内，并向该模具内注塑树脂而使整体一体成型。除该方法以外，例如也可以列举在使树脂框架成型后粘贴设置FRP片材，然后加热而使FRP片材与树脂框架一体化的方法，但将预先准备好的规定的带状的FRP片材配置于模具内的规定位置并与注塑树脂一起使整体、尤其是以使横框架为规定的倾斜形态的方式一体成型的方法，能够以高生产率高效率地制造高质量的靠背用框架结构体。
[0032]根据本发明的靠背用框架结构体及其制造方法，特别是，使配置有增强纤维的横框架形成为在其上部与两侧框架的靠背后表面侧连接且在其下部与两侧框架的靠背前表面侧连接的、倾斜的面状体，因此,能够实现作为框架结构体整体的轻质化,并且尤其能够高效率地提高横框架的刚性，并且，能够形成从横框架向侧框架的期望的载荷传递路径，而且，能够容易且廉价地使靠背用框架结构体整体一体成型。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是本发明的一个实施方式的靠背用框架结构体的立体简图。
[0034]图2是沿图1的靠背用框架结构体的A — A线的纵剖视简图。
[0035]图3是本发明的其他实施方式的靠背用框架结构体的立体简图。
[0036]图4是本发明的另一其他实施方式的靠背用框架结构体的立体简图。
[0037]图5是本发明的另一其他实施方式的靠背用框架结构体的立体简图。
[0038]图6是沿图3的靠背用框架结构体的B — B线的放大横剖视图。
[0039]图7是本发明的另一其他实施方式的靠背用框架结构体的从背面侧观察到的立体简图。
[0040]图8是沿图7的靠背用框架结构体的C 一 C线的剖视图，(a)与(b)例示了彼此不同的横框架加强形态。
[0041]图9是例示了另一其他横框架加强形态的靠背用框架结构体的从背面侧观察到的立体简图。
【具体实施方式】
[0042]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的优选实施方式。
[0043]图1、图2示出了本发明的一个实施方式的靠背用框架结构体I。靠背用框架结构体I构成为将在两侧相互平行地延伸的侧框架3、和在两侧框架3的上部之间的范围内延伸的横框架2—体地连接而作为整体形成为门形的、树脂制的靠背用框架结构体，示出了用于车辆用座椅的靠背用框架结构体。在两侧框架3的下部形成有侧框架3与支承部(设置在车辆用座椅上的支承部，图示省略)的连结部4 (连结用孔)，该支承部以使侧框架3能够转动的方式支承该侧框架3。另外，在本实施方式中，横框架2形成为以侧框架3的延伸方向为宽度方向的面状体。而且，横框架2形成为在侧框架3侧具有更大的宽度、在两侧框架3之间的中央部具有更小的宽度的形状，特别是，下缘形成为拱形状5。
[0044]上述横框架2在其上部与两侧框架3的靠背后表面侧部位6连接，在其下部与两侧框架3的靠背前表面侧部位7连接，在图2所示的纵截面观察下，横框架2形成为相对于侧框架3平滑地倾斜的面状体。对该横框架2以至少在两侧框架3之间的范围内连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维、例如碳纤维。
[0045]在这样的形成为门形的树脂制的靠背用框架结构体I中，通过使横框架2构成为壁厚比较小的面状体，首先能够实现作为框架结构体整体的轻质化。另外，该横框架2在其上部与两侧框架3的靠背后表面侧部位6连接，在其下部与两侧框架的靠背前表面侧部位7连接，且在纵截面观察下形成为相对于两侧框架3平滑地倾斜的面状体，由此，如图2所示，在通过横框架2的横截面进行观察的情况下，该倾斜的横框架2的横截面具有与侧框架3的上部处的靠背后表面侧和靠背前表面侧之间的宽度相当的高度H。高度H实质上相当于横框架的计算截面惯性矩时的高度，因此虽然为壁厚比较小的面状体，但在截面形状方面截面惯性矩有效地增大，横框架2的刚性高效率地提高。在这样的横框架2上，在两侧框架3之间的范围内以连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维。如前所述，横框架2是承受乘员的靠背载荷的部位，且是将载荷向两侧框架3传递的部位，该横框架2通过如上所述地形成为倾斜面状体，首先能够在构造上提高刚性从而良好地承受充分高的载荷，并且，通过将增强纤维以在两侧框架3之间的范围内延伸的方式配置，在构成材料方面能够进一步提高刚性，并且能够高效率地形成从横框架2侧向两侧框架3侧的载荷传递路径、特别是向两侧框架3前表面侧7的载荷传递路径。由于这样的门形的靠背用框架结构体I能够作为整体而一体成型，所以具有优异的生产率而容易制造。另外，在本实施方式中，横框架2的下缘形成为拱形状，因此横框架2的面积减小从而实现轻质化，并且形成为不易产生应力集中等的形状，能够实现框架结构体I整体的进一步的轻质化。
[0046]关于增强纤维向横框架、侧框架的配置，能够采用粘贴设置使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材的构造。例如如图3所示，靠背用框架结构体21构成为由横框架22和两侧框架23构成的门形的框架结构体，各侧框架23具有朝向外侧方打开的〕字状的横截面。关于该横截面构造，使用图6在后叙述。在该靠背用框架结构体21中，粘贴设置有使增强纤维、特别是碳纤维沿一个方向取向而成的多个带状的FRP片材。对横框架22粘贴设置有多个FRP片材24a、24b、25a、25b、26a、26b、27a、27b，其中一部分FRP片材与其他FRP片材交叉，或FRP片材的上端部彼此连接。另外，作为沿框架结构体21的宽度方向延伸的FRP片材，也空出间隔地粘贴设置有多个FRP片材28a、28b、28c。若像这样形成适当地粘贴设置有多条FRP片材的形态，则能够更可靠更大程度地加强横框架22。另外，在本实施方式中，沿具有〕字状的横截面的侧框架23的周面粘贴设置有FRP片材29，在侧框架23的外侧面粘贴设置有FRP片材30。需要说明的是，在图3中，粘贴设置的FRP片材粘贴设置在横框架22的框架结构体前表面侧和侧框架23的侧方，但也可以采用粘贴设置在横框架22的后表面侧、侧框架23的内侧侧面的方法。另外，在本实施方式中，在侧框架23的外侧面的下部侧一体地立设有相互交叉地延伸的肋31，侧框架23在整体范围内被加强。其他结构、作用与图1、图2所示的方式相同。
[0047]另外，在图4所示的实施方式的靠背用框架结构体41中，从侧框架3朝向斜上方延伸的带状的FRP片材42a、42b在到达横框架2的中央部后进一步延伸而延伸至相反侧的各侧框架3侧。另外，在两侧框架3之间的范围内也粘贴设置有沿框架结构体41的宽度方向延伸的FRP片材43。在本实施方式中，FRP片材42a、42b延伸得较长，由此，横框架2的刚性通过较少的FRP片材条数而高效率地提高。其他结构、作用与图1至图3所示的方式相同。
[0048]另外，在图5所示的实施方式的靠背用框架结构体51中，粘贴设置在横框架2上的FRP片材以从左右的侧框架3朝向斜上方延伸的方式粘贴设置，但粘贴设置的是多个比较短地延伸的FRP片材52a、52b。在该情况下，通过粘贴设置各多个FRP片材52a、52b而配置的增强纤维实质上断续地延伸，但通过不空出间隔地粘贴设置各多个FRP片材52a、52b，能够得到充分高的加强效果。通过预先分别较短地形成各FRP片材52a、52b，各FRP片材52a、52b向规定部位的配置、粘贴设置变容易。另外，在应粘贴设置FRP片材的部位弯曲、压弯的情况下，也容易与该部位的形状相对应。另外，在图示例中，在各侧框架3的-字状的横截面的前表面侧臂部、特别是在与FRP片材52a、52b的连接部，也粘贴设置有较短地延伸的FRP片材53a、53b，FRP片材彼此的连接强度提高。在这样的结构中，能够更可靠地形成从横框架2侧向侧框架3侧的载荷传递路径，能够更可靠地进行该载荷传递。其他结构、作用与图1至图3所示的方式相同。
[0049]另外，作为优选的侧框架的横截面构造，可以列举朝向外侧方打开的〕字状的横截面构造。例如，沿图3的靠背用框架结构体21的侧框架23的B — B线观察到的横截面构造32如图6所示。即，在横截面口字状的侧框架23的口字状两臂部的外周面上粘贴设置有FRP片材29，在口字状横截面构造的底部侧的外侧面上粘贴设置有FRP片材30。在这样的构造中，能够在侧框架23上尽量省略复杂的凹凸、相互交叉的肋等，并且能够朝向外侧方开模，因此也容易成型。
[0050]另外，在本发明中，为了在构造上进一步适当加强横框架，特别的，能够设置能从后表面侧支承横框架的加强部。例如图7示出了从背面侧观察到的其他实施方式的靠背用框架结构体51，在本实施方式中，靠背用框架结构体51由横框架52和左右的侧框架53(在图示例中为在周面上粘贴设置有FRP片材54的侧框架53)构成，在该横框架52的后表面侧(背面侧)立设有作为加强部的肋55。该肋55在左右的侧框架53之间的范围内延伸，如图8的(a)所示，形成为从横框架52的后表面朝向后方延伸的形状。另外，作为这样的能够从后表面侧支承横框架52的加强部的构造，能够采用各种形态，例如如图8的(b)所示，也能够采用在横框架52的后表面侧还呈双层壳(double shell)构造地设有由面状体构成的加强构件56的构造，优选采用也一体地设有加强构件56的构造。为了设置这样的加强构造，可以在使框架结构体注塑成型时通过注塑树脂形成，也可以使分开形成的部件在模具内一体成型。
[0051]另外，除上述这样的加强部在左右的侧框架之间全长范围内延伸的形态以外，也可以是将加强部布局地配置在适当部位的形态。例如，如图9中示出的从背面侧观察到的其他实施方式的靠背用框架结构体61那样,在横框架62的后表面侧，能够仅在横框架62的左右两侧的部位，设置向各侧框架63(在图示例中为在周面上粘贴设置有FRP片材64的侧框架63)的后表面部斜着延伸的肋65a、65b来作为加强部。这样的肋65a、65b能够相对于各侧框架63的后表面部从后表面侧如支撑棒那样支撑横框架62，能够高效率地提高横框架62的刚性，并且也能够高效率地提高门形形状的靠背用框架结构体61整体的刚性。像这样，在本发明中，从横框架的后表面侧进行的加强能够采用各种形态。
[0052]工业实用性
[0053]本发明的靠背用框架结构体及其制造方法能够适用于特别希望轻质化的所有座椅，特别适用于车辆用座椅。
[0054]附图标记说明
[0055]1、21、41、51、61靠背用框架结构体
[0056]2、22、52、62 横框架
[0057]3、23、53、63 侧框架
[0058]4连结部
[0059]5拱形状
[0060]6靠背后表面侧部位
[0061]7靠背前表面侧部位
[0062]24a、24b、25a、25b、26a、26b、27a、27b、28a、28b、28c、29、30、42a、42b、43、52a、52b、53a、53b、54、64 FRP 片材
[0063]31 肋
[0064]32横截面构造
[0065]55、65a、65b 肋
[0066]56加强构件
【权利要求】
1.一种靠背用框架结构体，为将在两侧相互平行地延伸的侧框架、和在两侧框架的上部之间的范围内以面状延伸的横框架一体地连接而作为整体形成为门形的、树脂制的靠背用框架结构体，所述靠背用框架结构体的特征在于，所述横框架在其上部与所述两侧框架的靠背后表面侧连接，在其下部与所述两侧框架的靠背前表面侧连接，所述横框架在纵剖面观察下形成为相对于两侧框架平滑地倾斜的面状体，并且对所述横框架至少在两侧框架之间的范围内以连续或断续地延伸的方式配置有增强纤维。
2.如权利要求1所述的靠背用框架结构体，其中，所述横框架在侧框架侧的宽度大于所述横框架在两侧框架之间的中央部的宽度。
3.如权利要求2所述的靠背用框架结构体，其中，所述横框架的下缘形成为拱形状。
4.如权利要求1~3中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述侧框架具有朝向外侧方打开的-字状的横截面。
5.如权利要求1~4中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述侧框架的下部形成有所述侧框架与支承部的连结部，所述支承部以使所述侧框架能够转动的方式支承所述侧框架。
6.如权利要求1~5中任一项所述的靠背用框架结构体,其中,在所述横框架的表面上粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成横框架的树脂一体地接合。
7.如权利要求6所述的靠背用框架结构体，其中，在所述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使所述增强纤维从所述两侧框架之间的中央部延伸至所述横框架与所述侧框架前表面侧的连接部的方式，连续或断续地粘贴设置有所述FRP片材。
8.如权利要求6或7所述的靠背用框架结构体，其中，在所述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使所述增强纤维沿所述框架结构体的宽度方向大致平行地延伸的方式，连续或断续地粘贴设置有所述FRP片材。
9.如权利要求6~8中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述横框架的FRP片材粘贴设置部的至少一部分上，以使所述增强纤维沿相对于所述框架结构体的宽度方向倾斜的方向延伸的方式，连续或断续地粘贴设置有所述FRP片材。
10.如权利要求1~9中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述两侧框架的至少一部分上，连续或断续地粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成侧框架的树脂一体地接合。
11.如权利要求1~10中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述两侧框架的从靠背前表面侧绕到后表面侧而延伸的周面的至少包含所述两侧框架与所述横框架的连接部的部位，沿周面连续或断续地粘贴设置有使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材，粘贴设置的FRP片材的基体树脂与构成侧框架的树脂一体地接合。
12.如权利要求1~11中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述横框架具有能够从后表面侧支承所述横框架的加强部。
13.如权 利要求12所述的靠背用框架结构体，其中，所述加强部是以所述侧框架之间为延伸方向的肋。
14.如权利要求1~13中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，在所述侧框架上配置有肋。
15.如权利要求6~14中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述带状的FRP片材的增强纤维由连续纤维构成。
16.如权利要求6~15中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述带状的FRP片材是使热塑性树脂预先含浸于所述沿一个方向取向的增强纤维的片材中而成的预浸料片材。
17.如权利要求1~16中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述增强纤维包含碳纤维。
18.如权利要求1~17中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，构成所述树脂制的靠背用框架结构体的树脂由热塑性树脂构成。
19.如权利要求18所述的靠背用框架结构体，其中，所述热塑性树脂被注塑成型。
20.如权利要求18或19所述的靠背用框架结构体，其中，所述热塑性树脂含有非连续增强纤维。
21.如权利要求1~20中任一项所述的靠背用框架结构体，其中，所述靠背用框架结构体用于车辆用座椅。
22.—种权利要求1~21中任一项所述的靠背用框架结构体的制造方法，其特征在于，将使增强纤维沿一个方向取向而成的带状的FRP片材配置在模具内，并向该模具内注塑树脂而使整体一体成型。
【文档编号】A47C7/40GK103648334SQ201280033837
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月9日 优先权日:2011年7月15日
【发明者】松本贤, 山口晃司, 黑田义人 申请人:东丽株式会社
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