JP2007008272A - シートフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】軽量かつ高強度で、局部的荷重に対する強度及び安全性にも優れたシートフレームを提供する。
【解決手段】中央に開口部１１を有する外側フレーム１と、外側フレーム１の開口部１１内に配設された、複数の空隙部２１を有する内側フレーム２とを備えたシートフレーム１０であって、外側フレーム１と内側フレーム２とを一体的に構成するとともに、内側フレーム２の空隙部２１の大きさ・形状を、直径がＤ（ｃｍ）未満の球体（ただし、Ｄは２以上の範囲から選択される一つの実数である）は通り抜けることができ、直径がＤ（ｃｍ）以上の球体Ｂは通り抜けることができない大きさ・形状に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両等の座席の骨格を構成するシートフレームに関する。さらに詳しくは、軽量かつ高強度で、局部的荷重に対する強度及び安全性にも優れたシートフレームに関する。

車両等の座席の骨格を構成するシートフレームには、着座者の体重、走行中の振動による繰り返し荷重、衝突時の衝撃荷重等を支えることを可能とする高強度化に加えて、製造コストを下げることを可能とする部品点数の低減化、及び燃費の向上（特に自動車に搭載された場合）、環境負荷の低減、省エネルギー等を可能とする軽量化が要請されている。

このような要請に対応して、例えば、平行状に離間配置された一対の縁枠部と、両縁枠部の間に形成され着座者の臀部又は背中を受ける受け板部とを具備した座席フレームの構成部材であって、網状部と網状部の拡開方向の両側縁に一体形成された一対の枠部とを有するエキスパンドメタルから形成されるとともに、網状部及び両枠部が、それぞれ、受け板部及び両縁枠部とされている座席フレームの構成部材が開示されている（特許文献１参照）。また、マグネシウム、アルミニウム等の軽合金でなり、略四辺形の外枠フレームを基体とする軽合金製シートフレームにおいて、外枠フレーム部のコーナーを対角状に連続する筋交いフレーム部を外枠フレーム部の枠内に設けてなる軽合金製シートフレームが開示されている（特許文献２参照）。
特開２００２−１１２８５０号公報 特開２００３−２５０６５７号公報

しかしながら、近年、上述のような高強度化、部品点数の低減化及び軽量化に加えて、局部的荷重に対する強度及び安全性がさらに要請されることとなり、これらの要請に関しては上述の特許文献１、２では必ずしも十分に対応することができないという問題があった。すなわち、シートフレームに、局部的荷重（具体的には、先端の面積が比較的小さなもの、例えば、人の手足、杖、バット、ゴルフクラブ等の先端が押圧された場合に発生する荷重）が加わった場合、特許文献１に記載されたエキスパンドメタルは、局部的荷重に対する強度の面で必ずしも十分に満足し得るものではなく、また、特許文献２に記載された筋交いフレーム部と外枠フレーム部とは、配置の間隔が広いため、その間隔の部分に人の手足の押圧に起因する局部的荷重が加わった場合、局部的荷重（手足）が通り抜けてしまい、その結果、手足に怪我をすることがあり、安全性を確保する上で必ずしも十分に満足し得るものではないという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、軽量かつ高強度で、局部的荷重に対する強度及び安全性にも優れたシートフレームを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によれば、以下のシートフレームが提供される。

［１］中央に開口部を有する所定形状の外側フレームと、前記外側フレームの開口部内に配設された、複数の空隙部を有する内側フレームとを備えたシートフレームであって、前記外側フレームと前記内側フレームとが、一体的に構成されてなるとともに、前記内側フレームの空隙部の大きさ・形状が、直径がＤ（ｃｍ）未満の球体（ただし、Ｄは２以上の範囲から選択される一つの実数である）は通り抜けることができ、直径が前記Ｄ（ｃｍ）以上の球体は通り抜けることができない大きさ・形状であることを特徴とするシートフレーム。

［２］前記内側フレームの空隙部の形状が、ハニカム状、格子状又は蜘蛛の巣状である前記［１］に記載のシートフレーム。

［３］前記外側フレームの形状が、四角形である前記［１］又は［２］に記載のシートフレーム。

［４］前記外側フレームと前記内側フレームとが、鋳造法によって一体的に形成されたものである前記［１］〜［３］のいずれかに記載のシートフレーム。

［５］前記外側フレームと前記内側フレームとが、軽金属又は軽合金製である前記［１］〜［４］のいずれかに記載のシートフレーム。

［６］車両用もしくは劇場用の座席、又は家庭用の椅子もしくはソファーに用いられる前記［１］〜［５］のいずれかに記載のシートフレーム。

［７］座席フレーム又は背もたれフレームである前記［１］〜［６］のいずれかに記載のシートフレーム。

本発明によって、軽量かつ高強度で、局部的荷重に対する強度及び安全性にも優れたシートフレームが提供される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１は、本発明のシートフレームの一の実施の形態を模式的に示す説明図である。図１に示すように、本実施の形態のシートフレームは、中央に開口部１１を有する所定形状（図１においては四角形形状の場合を示す）の外側フレーム１と、外側フレーム１の開口部１１内に配設された、複数の空隙部２１（図１においてはハニカム状の場合を示す）を有する内側フレーム２とを備えたシートフレーム１０であって、外側フレーム１と内側フレーム２とが、一体的に構成されてなるとともに、内側フレームの空隙部２１の大きさ・形状が、直径がＤ（ｃｍ）未満の球体（図示せず）（ただし、Ｄは通常２以上、好ましくは２〜１５、さらに好ましくは５〜１２、特に好ましくは７〜１０の範囲から選択される一つの実数である）は通り抜けることができ、直径がＤ（ｃｍ）以上の球体Ｂは通り抜けることができない大きさ・形状であることを特徴とするものである。このように構成することによって、軽量かつ高強度で、局部的荷重（例えば、人の手足等によって押圧された場合に発生する荷重）が加わった場合であっても、十分な強度及び安全性を確保することができる。ここで、上述の「直径がＤ（ｃｍ）未満の球体（ただし、Ｄは２以上の範囲から選択される一つの実数である）は通り抜けることができ、直径がＤ（ｃｍ）以上の球体Ｂは通り抜けることができない大きさ・形状である」とは、例えば、一つの実数Ｄとして２以上の範囲から１０を選択した場合、「直径が１０ｃｍ未満の球体は通り抜けることができ、直径が１０ｃｍ以上の球体は通り抜けることができない大きさ・形状である」ことを意味する。上述のように、Ｄは、通常２以上、好ましくは２〜１５、さらに好ましくは５〜１２、特に好ましくは７〜１０の範囲から選択するが、シートフレームの用途に応じて適宜選択してもよい。例えば、子供用のシートフレームの場合には、Ｄは２〜５と比較的小さめなものを、また、大人用のシートフレームの場合には、Ｄは１０〜１５と比較的大きめなものを選択してもよい。なお、Ｄが２未満であると、材料等が無駄になりコストの増大を来すことになる。

本実施の形態における内側フレーム２の空隙部２１の大きさ・形状は、上述のように、直径がＤ（ｃｍ）未満の球体（ただし、Ｄは２以上の範囲から選択される一つの実数である）は通り抜けることができ、直径がＤ（ｃｍ）以上の球体Ｂは通り抜けることができない大きさ・形状であれば特に制限はないが、例えば、ハニカム状、格子状又は蜘蛛の巣状であることが、局部的な荷重が内側フレームのどの部分に加わった場合でも強度を確保することができることから好ましい。

図２は、図１におけるＡ部の一部拡大図である。図２に示すように、内側フレーム２を構成するハニカム形状の一辺の長さＬは、上述のように、直径がＤ（ｃｍ）未満の球体（ただし、Ｄは２以上の範囲から選択される一つの実数である）は通り抜けることができ、直径がＤ（ｃｍ）以上の球体Ｂは通り抜けることができない大きさ・形状を実現することができる長さ、すなわち、Ｄとして１０を選択した場合、１０／√３＝５．８ｃｍ未満とすることが好ましい。ハニカム形状の一辺の高さＨに関しては、設計領域内で最大値をとるようにし、強度不足の時は、ハニカム形状の一辺の厚さＴを大きくすることが好ましい。なお、ハニカム形状の一辺の、高さＨ方向の断面形状としては、例えば、図３（ａ）〜（ｋ）に示すように、長方形、正方形、円形、三角形、台形、六角形、コの字形、Ｔ字形、Ｌ字形、一部変形長方形、一部変形コの字形等を挙げることができる（図３（ａ）は長方形の場合、図３（ｂ）は正方形の場合、図３（ｃ）は円形の場合、図３（ｄ）は三角形の場合、図３（ｅ）は台形の場合、図３（ｆ）は六角形の場合、図３（ｇ）はコの字形の場合、図３（ｈ）はＴ字形の場合、図３（ｉ）はＬ字形の場合、図３（ｊ）は一部変形長方形の場合、図３（ｋ）は一部変形コの字形の場合をそれぞれ示す）。中でも、製造面での効率をよくする場合は長方形、台形、六角形が好ましく、強度の確保を重視する場合は、コの字形、Ｔ字形が好ましい。

図４（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態における内側フレームの空隙部の形状の具体例を模式的に示す説明図である。図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、内側フレームの空隙部の形状は、種々のものが考えられるが（図４（ａ）は六角形の場合、図４（ｂ）は三角形の場合、図４（ｃ）は円形の場合、図４（ｄ）は台形の場合、図４（ｅ）は八角形の場合をそれぞれ示す）、図４（ａ）〜（ｅ）に示す具体例に限定されるものではない。また、図４（ａ）〜（ｅ）に示す空隙部の形状の具体例の２種以上を適宜組み合わせたものであってもよい。

図５〜８は、図４（ａ）〜（ｅ）に示す空隙部の形状の具体例を組み合わせた内側フレームの形状の例を模式的に示す説明図である。図５は複数の三角形を用いた場合、図６は台形と八角形とを組み合わせた場合、図７は大小の円形を組み合わせた場合、図８は円形と楕円形とを組み合わせた場合をそれぞれ示す。また、比較のため、図９、１０に、本発明には含まれない空隙部の形状を有する内側フレームの形状の例を模式的に示す。図９、１０に示すように、局部荷重負荷領域Ｃに局部的な荷重が内側フレーム２に加わると、局部的な荷重が内側フレーム２の空隙部２１を通り抜けるおそれがある。

本実施の形態における外側フレーム１の形状は、用途やデザイン上の要請に応じて適宜決定され、特に制限されるものではないが、例えば、四角形、三角形、多角形、馬蹄形、円形等及びこれらの一部を変形させた形状を挙げることができる。中でも、四角形であることが、座席フレーム及び背もたれフレームとして必要な面積を確保することができるとともに、剛性を高めることができることから好ましい。

本実施の形態のシートフレームの製造方法としては特に制限はないが、例えば、外側フレーム１と内側フレーム２とを、鋳造法によって一体的に形成することが、組み立て時の工程を減少させ、コストの低減化を図ることができることから好ましい。

この場合、外側フレーム１と内側フレーム２とは、軽金属又は軽合金製であることが好ましい。軽金属の具体例としては、アルミニウム、マグネシウム等を、軽合金の具体例としては、アルミニウム合金（例えば、ＡＤＣ１２）、マグネシウム合金（例えば、ＡＭ６０Ｂ）等を挙げることができる。中でも、軽量及び高強度であることから、マグネシウム合金（ＡＭ６０Ｂ）がさらに好ましい。

本実施の形態のシートフレームの用途は、人が座ることができる座席形状のものであれば特に制限はないが、例えば、汽車、電車、自動車等の車両用もしくは劇場用の座席、又は家庭用の椅子もしくはソファー等を好適例として挙げることができる。この場合、座フレーム又は背もたれフレームのいずれであってもよい。

本発明のシートフレームは、汽車、電車、自動車等の車両用もしくは劇場用の座席、又は家庭用の椅子もしくはソファー等に好適に利用される。

本発明のシートフレームの一の実施の形態を模式的に示す説明図である。 図１におけるＡ部の一部拡大図である。 図２に示すハニカム形状の一辺の、高さＨ方向の断面形状の一の具体例を模式的に示す説明図であり、図３（ａ）は長方形の場合、図３（ｂ）は正方形の場合、図３（ｃ）は円形の場合、図３（ｄ）は三角形の場合、図３（ｅ）は台形の場合、図３（ｆ）は六角形の場合、図３（ｇ）はコの字形の場合、図３（ｈ）はＴ字形の場合、図３（ｉ）はＬ字形の場合、図３（ｊ）は一部変形長方形の場合、図３（ｋ）は一部変形コの字形の場合をそれぞれ示す。 本実施の形態における内側フレームの空隙部の形状の一の具体例を模式的に示す説明図であり、図４（ａ）は六角形の場合、図４（ｂ）は三角形の場合、図４（ｃ）は円形の場合、図４（ｄ）は台形の場合、図４（ｅ）は八角形の場合をそれぞれ示す。 図４（ａ）〜（ｅ）に示す空隙部の形状の具体例を組み合わせた（複数の三角形を用いた場合）内側フレームの形状の例を模式的に示す説明図である。 図４（ａ）〜（ｅ）に示す空隙部の形状の具体例を組み合わせた（台形と八角形とを組み合わせた場合）内側フレームの形状の例を模式的に示す説明図である。 図４（ａ）〜（ｅ）に示す空隙部の形状の具体例を組み合わせた（大小の円形を組み合わせた場合）内側フレームの形状の例を模式的に示す説明図である。 図４（ａ）〜（ｅ）に示す空隙部の形状の具体例を組み合わせた（円形と楕円形とを組み合わせた場合）内側フレームの形状の例を模式的に示す説明図である。 本発明には含まれない空隙部の形状を有する内側フレームの形状の例を模式的に示す説明図である。 本発明には含まれない空隙部の形状を有する内側フレームの形状の例を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１…外側フレーム、２…内側フレーム、１０…シートフレーム、１１…開口部、２１…空隙部、Ｂ…直径がＤ（ｃｍ）以上の球体、Ｃ…局部荷重負荷領域、Ｌ…ハニカム形状の一辺の長さ、Ｔ…ハニカム形状の一辺の厚さ、Ｈ…ハニカム形状の一辺の高さＨ。

Claims (7)

1. 中央に開口部を有する所定形状の外側フレームと、前記外側フレームの開口部内に配設された、複数の空隙部を有する内側フレームとを備えたシートフレームであって、
   前記外側フレームと前記内側フレームとが、一体的に構成されてなるとともに、
   前記内側フレームの空隙部の大きさ・形状が、直径がＤ（ｃｍ）未満の球体（ただし、Ｄは２以上の範囲から選択される一つの実数である）は通り抜けることができ、直径が前記Ｄ（ｃｍ）以上の球体は通り抜けることができない大きさ・形状であることを特徴とするシートフレーム。
2. 前記内側フレームの空隙部の形状が、ハニカム状、格子状又は蜘蛛の巣状である請求項１に記載のシートフレーム。
3. 前記外側フレームの形状が、四角形である請求項１又は２に記載のシートフレーム。
4. 前記外側フレームと前記内側フレームとが、鋳造法によって一体的に形成されたものである請求項１〜３のいずれかに記載のシートフレーム。
5. 前記外側フレームと前記内側フレームとが、軽金属又は軽合金製である請求項１〜４のいずれかに記載のシートフレーム。
6. 車両用もしくは劇場用の座席、又は家庭用の椅子もしくはソファーに用いられる請求項１〜５のいずれかに記載のシートフレーム。
7. 座席フレーム又は背もたれフレームである請求項１〜６のいずれかに記載のシートフレーム。

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