JP2005103002A - 車両のシートバックフレーム構造 - Google Patents

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Naonari Fukuhara
直成 福原
Naoaki Tachibana
尚明 橘
Minoru Morita
実 森田
Terumi Akazawa
輝美 赤澤
Masao Hara
正雄 原
Junichi Ogawa
淳一 小川
Shinya Nakamura
信弥 中村
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Abstract

【課題】 金属フレーム体と樹脂フレーム体とを組み合わせてシートバックフレームを構成するに際して、シートベルト係止部材の取付部、更には樹脂フレーム体自体について、その強度および剛性をより高める。
【解決手段】 金属フレーム体と樹脂フレーム体とを組み合わせてなる車両のシートバックフレーム構造であって、シートバックフレーム1の外周部に配設された第1金属フレーム11と、該第1金属フレーム11に結合され、シートベルトリトラクタ7を取り付けるリトラクタ配設部分と、第1金属フレーム11で実質的に囲まれた領域内に配設され、所定方向へ延びるとともに中空内部に突出する補強リブ35を有する中空状の樹脂フレーム30と、リトラクタ配設部分の近傍において第1金属フレーム11に掛け渡して配置され、両端部が第1金属フレーム11に重ね合わせて結合された第2金属フレーム12とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

この発明は、自動車等の車両に搭載されるシートのシートバックフレームの構造に関する。
上述のような車両用シートのシートバックフレーム構造としては、金属製のパイプ材を外周部に配し、このパイプ材で実質的に囲まれた領域内に鋼板等の金属製の板材を配設して構成したものが、従来、一般的である。そして、かかる構成のシートバックフレームをクッション材および表皮材で被覆して、着座乗員の背部を支持するシートバックが形成される。
ところで、近年では、車両軽量化の要請に応える一環として、シートについてもより一層の軽量化が求められている。このため、シート構成部材の中で比較的大きな重量を占めるシートバックフレームについても、その主要部に樹脂成形体を用いることが考えられている。例えば、特許文献1には、金属製の板材と金属製パイプとで形成されたフレーム体を、ブロー成形で得られた樹脂成形体で覆うようにして構成したものが開示されている。
特開2000−23777公報
このように、シートバックフレームの主要部を樹脂成形体で形成することにより、確かにシートバックフレームの軽量化を図ることができるのであるが、シートバックフレームに要求される強度および剛性を如何に確保するかが重要な課題である。
例えば、当該シートバックの後方に荷物が置かれている状態で車両が急停止すると、荷物が前動してシートバックに衝突する場合が生じ得る。従って、シートバックフレームには、このような衝突荷重に耐え得る強度および剛性を確保することが求められる。
また、着座乗員の主として上体を拘束するシートベルトの係止部材(例えば、リトラクタやタング係合金具など)がシートバック側に設けられ、具体的にはシートバックフレームに固定される場合がある。このような場合、シートバックフレームには、車両衝突時におけるシートベルトによる乗員拘束力に対応した荷重の入力に耐え得る強度および剛性を確保することが求められる。
そこで、この発明は、金属フレーム体と樹脂フレーム体とを組み合わせてシートバックフレームを構成するに際して、シートベルト係止部材の取付部、更には樹脂フレーム体自体について、その強度および剛性をより高めることを目的としてなされたものである。
このため、本願発明に係る車両のシートバックフレーム構造は、金属フレーム体と樹脂フレーム体とを組み合わせてなる車両のシートバックフレーム構造であって、シートバックフレームの外周部に配設された第1金属フレーム体と、該第1金属フレーム体に結合され、シートベルト係止部材を取り付ける係止部材取付部と、上記第1金属フレーム体で実質的に囲まれた領域内に配設され、所定方向へ延びるとともに中空内部に突出する補強リブを有する中空状の樹脂フレーム体と、上記係止部材取付部の近傍において上記第1金属フレーム体に掛け渡して配置され、両端部が上記第1金属フレーム体に重ね合わせて結合された第2金属フレーム体と、を備えたことを特徴としたものである。
この場合において、上記樹脂フレーム体は、相対向する一対の壁面部を有して略扁平状に形成された中空部を備え、上記補強リブは、上記中空部の一側の壁面部を当該中空部の内方へ向かって断面略U字形状に突出させ、その頂部を他側の壁面部に対して連結させた連結部と、上記U字形状を形成する側壁部どうしを接合して形成された節部とを備えている、ことが好ましい。
また、以上の場合において、上記樹脂フレーム体はブロー成形法によって成形されていることが、より好ましい。更に、上記シートベルト係止部材は、より好ましくは、シートベルトリトラクタである。
本願請求項1の発明によれば、樹脂フレーム体は、中空状で、且つ、中空内部に突出する補強リブを有しているので、シートバックフレームのより一層の軽量化を達成でき、しかも、樹脂フレーム体自体の強度および剛性を有効に高めることができる。また、シートバックフレームの外周部に第1金属フレーム体が配設され、且つ、両端部がこの第1金属フレーム体に重ね合わせて結合された第2金属フレーム体が、シートベルトの係止部材取付部の近傍において上記第1金属フレーム体に掛け渡して配置されていることにより、比較的簡単な構成で、シートベルトの係止部材取付部を効果的に補強し、その強度および剛性を高めることができる。
本願請求項2の発明によれば、上記請求項1の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、樹脂フレーム体は、相対向する一対の壁面部を有して略扁平状に形成された中空部を備えており、その中空内部に突出する補強リブは、中空部の一側の壁面部を当該中空部の内方へ向かって断面略U字形状に突出させ、その頂部を他側の壁面部に対して連結させた連結部と、上記U字形状を形成する側壁部どうしを接合して形成された節部とを備えていることにより、比較的簡単な構成で、補強リブ自体およびその近傍の変形を抑制し、樹脂フレーム体自体の強度および剛性を有効に高めることができる。
本願請求項3の発明によれば、上記請求項1又は2の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、上記樹脂フレーム体はブロー成形法によって成形されているので、比較的低コストで、薄肉で内部に突出する補強リブを備えた中空状の樹脂フレーム体を得ることができる。
本願請求項4の発明によれば、上記請求項1〜3の発明の何れか一と同様の作用効果を奏することができる。特に、シートベルト係止部材としてシートベルトリトラクタがシートバックフレームに取り付けられる場合において、その取付部を効果的に補強し、その強度および剛性を高めることができる。
以下、本発明の実施形態を、例えば自動車のリヤシートのシートバックフレームに適用した場合について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本実施形態に係る自動車用シートのシートバックフレームの正面説明図、図2は図1におけるY2−Y2線に沿った断面説明図、図3は上記シートバックフレームの側面説明図で図1におけるY3−Y3矢印方向からの矢視図、また、図4は図1におけるY4−Y4線に沿った部分断面説明図、図5は図1におけるY5−Y5線に沿った部分断面説明図である。
これらの図に示すように、上記シートバックフレーム1は、金属フレーム体10と樹脂フレーム体30とを組み合わせて構成されており、上記金属フレーム体10は、シートバックフレーム1の外周部に配設された中空パイプ状の第1金属フレーム11と、両端部が第1金属フレーム体11に結合された中空パイプ状の第2金属フレーム12とを主要部として構成されている。
上記第1金属フレーム11は、例えば円形断面の鋼管素材を用い、これを折り曲げ成形することにより、若しくは直管と折り曲げ成形したものとを接合することにより、シートバックフレーム1の外周を実質的に取り囲むように構成されている。本実施形態では、シートバックフレーム1は、その右上部分を除いて、その外周が第1金属フレーム11で取り囲まれており、その終端部どうしが、シートバックフレーム1の右上部分1Rで鋼板製の連結プレート13によって連結されている。
このシートバックフレーム1の右上部分1Rには、シートベルト係止部材としてのシートベルトリトラクタ7がブラケット8を介して配設される。
尚、第1金属フレーム11の左右の下端部には、シートバックフレーム1の取付脚部2,3が固定されている。
上記第2金属フレーム12は、例えば円形断面の鋼管素材を折り曲げ成形して構成したもので、第1金属フレーム11が延設されておらず、リトラクタ7が配設されるシートバックフレーム1の右上部分1R(リトラクタ配設部分)において、リトラクタブラケット8の近傍に配置されている。そして、その両端部は、第1金属フレーム11の各終端部の近傍に位置し、該第1金属フレーム11どうしを掛け渡すようにして、第1金属フレーム11に重ね合わせて結合(例えば、溶接にて接合)されている。
かかる第2金属フレーム12を設けることで、比較的簡単な構成で、リトラクタ配設部(シートバックフレーム1の右上部分1R)が効果的に補強され、その強度および剛性が高められる。
上記リトラクタ7の取付ブラケット8は、上下端側が第1金属フレーム11の各終端部の近傍に固定され、側端側はより好ましくは第2金属フレーム12に固定されている。これにより、その支持強度が大幅に向上する。
上記樹脂フレーム体30は、より好ましくは、ブロー成形法によって中空状に成形されたもので、第1金属フレーム11で実質的に囲まれた領域内に配設されている。この樹脂フレーム体30は、正面視で(図1参照)上下方向へ延びるとともに中空内部に突出する複数の補強リブ35を備えている。
このように、樹脂フレーム体30が、中空状で、且つ、中空内部に突出する補強リブ35を有することにより、シートバックフレーム1のより一層の軽量化を達成した上で、樹脂フレーム体30自体の強度および剛性も有効に高められる。
また、上記樹脂フレーム体30をブロー成形法によって成形したことにより、比較的低コストで、薄肉で内部に突出する補強リブ35を備えた中空状の樹脂フレーム体を得ることができる。
上記樹脂フレーム体30は、多数の固定点Mで金属フレーム体10に固定されている。図4は、樹脂フレーム体30の固定点Mの一例を示している。この図に示されるように、上記固定点Mでは、金属フレーム体10(具体的には、第1金属フレーム11)を受容するパイプ受け部30sが設けられ、このパイプ受け部30sに第1金属フレーム11を載置した上で、裏面側からネジ部材6(例えば、所謂、タッピングスクリュー)をねじ込むことにより、樹脂フレーム体30と第1金属フレーム11とが、一体的に締結固定される。
次に、上記樹脂フレーム体30の構造をより詳しく説明する。
図6は樹脂フレーム体30の一部を模式的に示す斜視図、図7は樹脂フレーム体30用の成形金型の一部を模式的に示す斜視図、図8は図6におけるY8−Y8線に沿った樹脂フレーム体30の部分断面説明図、また、図9は図6におけるY9−Y9線に沿った樹脂フレーム体30の部分断面説明図である。
これらの図に示すように、上記樹脂フレーム体30は、相対向する一対の壁面部31,32と一対の側壁部33とで略扁平状に形成された中空部30Hを備えている。
そして、所定方向(例えば、シートバックフレーム1の上下方向)へ延びる複数の補強リブ35は、上記中空部30Hの一側(図6,8,9における下側)の壁面部32を当該中空部30Hの内方(図6,8,9における上方)へ向かって断面略U字形状に突出させ、その頂部35tを他側の壁面部31に対して連結させた所定長さの連結部35Aと、上記U字形状を形成する側壁部35sどうしを接合して形成された所定長さの節部35Bとを備えて構成されている。
上記連結部35Aと節部35Bとは、各補強リブ35の長手方向に沿って交互に設けられている。また、より好ましくは、複数の平行な補強リブ35について、上記連結部35A及び節部35Bのリブ長手方向における配設位置は、隣り合う補強リブ35の連結部35A及び節部35Bと互い違いとなるように設定されている。
このような補強リブ35は、図7に示すような金型Dを用いることにより、樹脂フレーム体30のブロー成形時に、樹脂フレーム体30と一体成形することができる。
すなわち、上記金型Dは、樹脂フレーム体30の中空部30Hの一側(図6,8,9における下側)の壁面部32に対応する平坦な壁面成形部D1(成形面)と、中空部30H内へ突出する補強リブ35に対応する複数のリブ成形部D2とを備えている。
各リブ成形部D2には、当該金型Dと組み合される今一つの成形金型(不図示)の表面近傍まで突出する所定長さの凸状部D2aと、この凸状部D2aよりも突出量がかなり小さい所定長さの凹状部D2bとが、リブ成形部D2の長手方向に沿って交互に形成されている。また、複数の平行なリブ成形部D2について、上記凸状部D2a及び凹状部D2bのリブ長手方向における配設位置は、隣り合うリブ成形部D2の凸状部D2a及び凹状部D2bと互い違いとなるように設定されている。
かかる構成を有する金型Dを用いてブロー成形を行うことにより、リブ成形部D2の凸状部D2aでは、ブロー成形の樹脂素材(所謂、パリソン)が断面略U字形状に突出し、その頂部が他側の壁面部に対し連結して所定長さの連結部35Aが成形される。また、リブ成形部D2の凹状部D2bでは、上記U字形状を形成する樹脂素材の側壁部どうしが、ブロー圧によって接触/押圧されて互いに接合され、これにより所定長さの節部35Bが形成される。
上記のような補強リブ35を樹脂フレーム体30に設けることにより、比較的簡単な構成で、補強リブ35自体およびその近傍の変形を抑制し、樹脂フレーム体30自体の強度および剛性を有効に高めることができる。
すなわち、略扁平状に形成された中空部を有する樹脂成形体に補強リブを設ける場合、比較的単純な構成として、図14〜図16に示されるような補強リブ135を設けることが考えられる。
つまり、この比較例では、相対向する一対の壁面部131,132と一対の側壁部133とで略扁平状に形成された中空部130Hを備えた樹脂成形体130について、上記中空部130Hの一側(図14,15,16における下側)の壁面部132を当該中空部130Hの内方(図14,15,16における上方)へ向かって断面略U字形状に突出させ、その頂部135tを他側の壁面部131に対して連結させた連結部135Aを、リブ長さの全長にわたって形成した平行な補強リブ135が複数設けられている。
しかしながら、本実施形態の補強リブ35のような節部は設けられておらず、補強リブ135の断面形状はリブ長手方向に沿って一様である。
この場合には、図16に示すように、連結部135A側から、つまり、樹脂成形体130の上側壁面部131側から荷重F1が加わった場合、補強リブ135の開口部が容易に広がって変形するので、肉厚を大きくしない限り、樹脂成形体130の剛性を確保することが難しくなる。
これに対して、本実施形態の樹脂フレーム体30の場合には、補強リブ35は連結部35Aだけでなく、リブ長手方向に沿って連結部35Aと交互に節部35Bを備えているので、連結部35A側から荷重が加わっても容易にリブ35の開口が広がることはない。従って、本実施形態の樹脂フレーム体30の場合には、図14〜図16で示した比較例の構造と比べて、肉厚が同等であれば、補強リブ35の開口の広がりを抑制し、より高い剛性および強度を確保することができるのである。
また、補強リブの他の比較例として、図17〜図19に示されるような補強リブ235が考えられる。この比較例では、相対向する一対の壁面部231,232と一対の側壁部233とで略扁平状に形成された中空部230Hを備えた樹脂成形体230について、上記中空部230Hの一側(図17,18,19における下側)の壁面部232を当該中空部230Hの内方(図17,18,19における上方)へ向かって断面略U字形状に突出させ、このU字形状を形成する側壁部235sどうしをリブ長さの全長にわったて接合して形成された平行な補強リブ235が複数設けられている。
しかしながら、本実施形態の補強リブ35のような連結部は設けられておらず、補強リブ235の断面形状はリブ長手方向に沿って一様である。
この場合には、図19に示すように、上下の壁面部231,232に例えば垂直方向の荷重F2が加わった場合、補強リブ235が容易に座屈して変形するので、肉厚を大きくしない限り、樹脂成形体230の剛性を確保することが難しくなる。
これに対して、本実施形態の樹脂フレーム体30の場合には、補強リブ35は、リブ長手方向に沿って交互に配置された連結部35Aと節部35Bとを備えているので、上下の壁面部31,32に垂直方向の荷重が加わっても容易に座屈による変形が生じることはない。従って、本実施形態の樹脂フレーム体30の場合には、図17〜図19で示した比較例の構造と比べて、肉厚が同等であれば、補強リブ35の座屈変形を抑制し、より高い剛性および強度を確保することができるのである。
以上説明したように、本実施形態に係る樹脂フレーム体30は、相対向する一対の壁面部31,32を有して略扁平状に形成された中空部30Hを備えており、その中空内部に突出する補強リブ35は、中空部30Hの一側の壁面部32を当該中空部30Hの内方へ向かって断面略U字形状に突出させ、その頂部35tを他側の壁面部31に対して連結させた連結部35Aと、上記U字形状を形成する側壁部35sどうしを接合して形成された節部35Bとを備えていることにより、比較的簡単な構成で、補強リブ35自体およびその近傍の変形を抑制し、樹脂フレーム体30の強度および剛性を有効に高めることができるのである。
特に、複数の平行な補強リブ35について、上記連結部35A及び節部35Bのリブ長手方向における配設位置が、隣り合う補強リブ35の連結部35A及び節部35Bと互い違いとなるように設定されているので、樹脂フレーム体30の強度および剛性をより効果的に高めることができる。
次に、上述の本実施形態に係る樹脂フレーム体30と少なくとも略同等の作用効果を奏し得る樹脂フレーム体の変形例について説明する。
まず、第1変形例について説明する。図10は第1変形例に係る樹脂フレーム体40の一部を模式的に示す斜視図、図11は図10におけるY11−Y11線に沿った樹脂フレーム体40の部分断面説明図、また、図12は図10におけるY12−Y12線に沿った樹脂フレーム体40の部分断面説明図である。
これらの図に示すように、上記第1変形例に係る樹脂フレーム体40は、相対向する一対の壁面部41,42と一対の側壁部43とで略扁平状に形成された中空部40Hを備えている。
本第1変形例では、所定方向(例えば、シートバックフレームの上下方向)へ延びる複数の補強リブ45は、上記中空部40Hの上下両側の壁面部41,42の互いに対向する部分を当該中空部40Hの内方へ向かって断面略U字形状に突出させて形成されている。そして、この互いに対向する一対の突状部46,47について、その頂部46t、47tどうしを互いに連結させた所定長さの連結部45Aと、それぞれU字形状を形成する各突状部46,47について、各々の側壁部46s,47sどうしを接合して形成された所定長さの節部45Bとを備えて構成されている。これら連結部45Aと節部45Bとは、各補強リブ45の長手方向に沿って交互に設けられている。
また、図13は第2変形例に係る樹脂フレーム体50の一部を模式的に示す斜視図である。
この図に示すように、第2変形例に係る樹脂フレーム体50は、相対向する一対の壁面部51,52と一対の側壁部53とで略扁平状に形成された中空部50Hを備えている。本第2変形例では、所定方向(例えば、シートバックフレームの上下方向)へ延びる複数の補強リブ55は、上記中空部50Hの上側の壁面部51を当該中空部50Hの内方へ(下方へ)向かって断面略U字形状に突出させたものと、下側の壁面部52を中空部50Hの内方へ(上方へ)向かって断面略U字形状に突出させたものとが、交互に並ぶように設定されている。
各補強リブ55は、図6,8,9で示したものと同様の断面構造を有する各所定長さの連結部55Aと節部55Bとを備えており、これら連結部55Aと節部55Bとは、各補強リブ55の長手方向に沿って交互に設けられている。また、複数の平行な補強リブ55について、上記連結部55A及び節部55Bのリブ長手方向における配設位置が、隣り合う補強リブ55の連結部55A及び節部55Bと互い違いとなるように設定されている。
上述の各変形例1,2に係る樹脂フレーム体40,50においても、補強リブ45,55を上述のように構成したことにより、図6,8,9で示した樹脂フレーム体30の場合と同様に、比較的簡単な構成で、補強リブ45,55自体およびその近傍の変形を抑制し、樹脂フレーム体40,50の強度および剛性を有効に高めることができる。
尚、本発明は、上述の実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更や改良を加えることができるものであることは、言うまでもない。
本発明の実施形態に係るシートバックフレームの正面説明図である。 図1におけるY2−Y2線に沿った断面説明図である。 上記シートバックフレームの側面説明図で、図1におけるY3−Y3矢印方向からの矢視図である。 図1におけるY4−Y4線に沿った部分断面説明図である。 図1におけるY5−Y5線に沿った部分断面説明図である。 上記シートバックフレームの樹脂フレーム体の一部を模式的に示す斜視図である。 上記樹脂フレーム体用の成形金型の一部を模式的に示す斜視図である。 図6におけるY8−Y8線に沿った樹脂フレーム体の部分断面説明図である。 図6におけるY9−Y9線に沿った樹脂フレーム体の部分断面説明図である。 上記実施形態の第1変形例に係る樹脂フレーム体の一部を模式的に示す斜視図である。 図10におけるY11−Y11線に沿った上記第1変形例の樹脂フレーム体の部分断面説明図である。 図10におけるY12−Y12線に沿った上記第1変形例の樹脂フレーム体の部分断面説明図である。 上記実施形態の第2変形例に係る樹脂フレーム体の一部を模式的に示す斜視図である。 比較例に係る樹脂フレーム体の一部を模式的に示す斜視図である。 図14におけるY15−Y15線に沿った上記比較例の樹脂フレーム体の部分断面説明図である。 樹脂フレーム体への荷重作用状態を模式的に示す上記比較例の樹脂フレーム体の部分断面説明図である。 他の比較例に係る樹脂フレーム体の一部を模式的に示す斜視図である。 図17におけるY18−Y18線に沿った上記他の比較例の樹脂フレーム体の部分断面説明図である。 樹脂フレーム体への荷重作用状態を模式的に示す上記他の比較例の樹脂フレーム体の部分断面説明図である。
符号の説明
1 シートバックフレーム
7 シートベルトリトラクタ
8 リトラクタブラケット
10 金属フレーム体
11 第1金属フレーム
12 第2金属フレーム
30,40,50 樹脂フレーム体
30H,40H,50H 中空部
31,32,41,42,51,52 中空部の壁面部
35,45,55 補強リブ
35A,45A,55A 連結部
35B,45B,55B 節部

Claims (4)

  1. 金属フレーム体と樹脂フレーム体とを組み合わせてなる車両のシートバックフレーム構造であって、
    シートバックフレームの外周部に配設された第1金属フレーム体と、
    該第1金属フレーム体に結合され、シートベルト係止部材を取り付ける係止部材取付部と、
    上記第1金属フレーム体で実質的に囲まれた領域内に配設され、所定方向へ延びるとともに中空内部に突出する補強リブを有する中空状の樹脂フレーム体と、
    上記係止部材取付部の近傍において上記第1金属フレーム体に掛け渡して配置され、両端部が上記第1金属フレーム体に重ね合わせて結合された第2金属フレーム体と、
    を備えたことを特徴とする車両のシートバックフレーム構造。
  2. 上記樹脂フレーム体は、相対向する一対の壁面部を有して略扁平状に形成された中空部を備え、
    上記補強リブは、上記中空部の一側の壁面部を当該中空部の内方へ向かって断面略U字形状に突出させ、その頂部を他側の壁面部に対して連結させた連結部と、上記U字形状を形成する側壁部どうしを接合して形成された節部とを備えている、
    ことを特徴とする請求項1記載の車両のシートバックフレーム構造。
  3. 上記樹脂フレーム体は、ブロー成形法によって成形されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両のシートバックフレーム構造。
  4. 上記シートベルト係止部材は、シートベルトリトラクタであることを特徴とする請求項1〜3の何れか一に記載の車両のシートバックフレーム構造。
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