JP2011006025A - 車両用シートのシートバックフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】車両側部から入力される衝撃荷重を効率良く車幅方向内側の側部フレーム部に伝達することのできる車両用シートのシートバックフレームを提供する。
【解決手段】車幅方向外側の側部フレーム部１３ｃの側壁３０に貫通孔３２を形成し、その貫通孔３２にガイドパイプ３３の基部を挿通させる。ガイドパイプ３３の基部は、側部フレーム部１３ｃの側壁３０の後端部から車幅方向内側に屈曲する後壁３１ｂの前面に溶接する。左右の側部フレーム部を連結するバックプレート４６の側縁部を後壁３１ｂの後面に溶接する。ガイドパイプ３３の先端側には、荷重伝達ブロック２１を側壁３０の外側から被着する。荷重伝達ブロック２１に入力された荷重はガイドパイプ３３と後壁３１ｂを通してバックプレート４６に直線的に伝達される。
【選択図】図９

Description

この発明は、車両側部から入力される衝撃荷重を車体中央側に伝達する機能を備えた車両用シートのシートバックフレームに関するものである。

車両用シートのシートバックフレームとして、左右の側部フレーム部の背部にシートバック幅を超えて車幅方向外側に延出する補強パイプを取り付け、車体側部に入力される衝撃荷重を補強パイプを介して車体中央側に伝達するものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。
ところが、このシートバックフレームにおいては、外径の大きい補強パイプが側部フレーム部の背部に配置されるため、シートバックの前後幅が大きくなり、シートの大型化を招いてしまう。

このため、これに対処するシートバックフレームとして、車幅方向外側の側部フレーム部に車幅方向外側に突出する荷重伝達部材を取り付け、左右の側部フレーム部の背面同士を補強プレートで結合するようにしたものが案出されている（例えば、特許文献２参照）。
このシートバックフレームでは、車体側部から衝撃荷重が入力されると、その荷重は荷重伝達部材から車幅方向外側の側部フレーム部に伝達され、さらに、その側部フレーム部から背部側の補強プレートを介して車幅方向内側の側部フレーム部へと伝達される。

特開平７−２６７０３８号公報 特開２００９−４６１１２号公報

しかし、この従来のシートバックフレームにおいては、荷重伝達部材に入力された衝撃荷重が車幅方向外側の側部フレーム部に伝達された後、荷重伝達部材に対して後方側にオフセット配置された補強プレートを介して車幅方向内側の側部フレーム部に伝達されるため、側部フレーム部に曲げ方向のモーメントが作用し、その分、荷重の伝達効率が低下する。

そこでこの発明は、車両側部から入力される衝撃荷重を効率良く車幅方向内側の側部フレーム部に伝達できるようにして、より迅速な荷重伝達を実現することのできる車両用シートのシートバックフレームを提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、シート幅方向の左右両側に配置される一対の側部フレーム部（例えば、後述の実施形態における側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ）と、この一対の側部フレーム部を連結する補強プレート（例えば、後述の実施形態におけるバックプレート４６）と、前記一対の側部フレーム部のうちの車幅方向外側の側部フレーム部から車幅方向外側に突出する荷重伝達部材（例えば、後述の実施形態における荷重伝達ブロック２１及びガイドパイプ３３）と、を備えた車両用シートのシートバックフレームであって、前記車幅方向外側の側部フレーム部には、前記荷重伝達部材の基部側が挿通される貫通孔（例えば、後述の実施形態における貫通孔３２）を有する側壁（例えば、後述の実施形態における側壁３０）と、この側壁の後端部から車幅方向内側に延出する後壁（例えば、後述の実施形態における後壁３１ｂ）とが設けられ、前記側壁の貫通孔を貫通した前記荷重伝達部材の基部が前記後壁の前面に接合されるとともに、前記補強プレートの車幅方向外側の側縁部が前記後壁の後面に接合されていることを特徴とする。
これにより、車両側部から荷重伝達部材に衝撃荷重が入力されると、その衝撃荷重は荷重伝達部材の基部と側部フレーム部の後壁との接合部と、側部フレーム部の後壁と補強プレートとの接合部を介して補強プレートに伝達されるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用シートのシートバックフレームにおいて、前記側壁の貫通孔は上下方向に離間して複数設けられ、前記荷重伝達部材は、前記各貫通孔に挿通されて前記側部フレーム部の後壁の前面に接合される複数のパイプ材（例えば、後述の実施形態におけるガイドパイプ３３）と、この複数のパイプ材を覆い前記側壁の車幅方向外側に配置されるブロック材（例えば、後述の実施形態における荷重伝達ブロック２１）と、を有することを特徴とする。
これにより、車両側部から荷重伝達部材のブロック材に衝撃荷重が入力されると、その荷重は複数のパイプ材と側部フレーム部の後壁との接合部を介して補強プレートに伝達されるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、荷重伝達部材の基部が車幅方向外側の側部フレーム部の側壁の貫通孔に挿通されて同側部フレームの後壁の前面に接合され、補強プレートの車幅方向外側の側縁部が車幅方向外側の側部フレーム部の後壁の後面に接合されているため、車両側部から入力される衝撃荷重を、側部フレーム部の後壁を挟んで荷重伝達部材から補強プレートにほぼ直線的で伝達でき、衝撃荷重の伝達効率をより高めることができる。
また、この発明の場合、荷重伝達部材の基部と補強プレートの縁部が側部フレーム部の後壁を挟んで連結されるため、シートバックの前後方向の厚みを薄くしてシートの小型化を図ることができるという利点がある。

請求項２に記載の発明によれば、車両側部からの入力荷重を容積の大きいブロック材で受け止め、その荷重を複数のパイプ材を通して補強プレートに伝達することができるため、入力高さや角度の異なる衝撃荷重に対して安定的な荷重伝達を保証することができる。

この発明の一実施形態の車両用シートを前部側斜め上方から見た斜視図である。 この発明の一実施形態の車両用シートの骨格部を前部側斜め上方から見た斜視図である。 この発明の一実施形態のシートバックフレームを後部側斜め上方から見た斜視図である。 この発明の一実施形態のシートバックフレームを前部側斜め上方から見た分解斜視図である。 この発明の一実施形態の車両用シートの図２のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 この発明の一実施形態の車両用シートの図２のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。 この発明の一実施形態のシートバックフレームの一部を後部側斜め上方から見た分解斜視図である。 この発明の一実施形態のシートバックフレームの一部を前部側斜め上方から見た斜視図である。 この発明の一実施形態の車両用シートの図６のＣ部の拡大断面図である。

以下、この発明の一実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。なお、図面において、矢印Ｆは車両の前方を指すものとする。
図１は、車両の前席側に設置された車両用シート１を前部側斜め上方から見た斜視図であり、図２は、その車両用シート１の骨格部を同様に前部側斜め上方から見た斜視図である。
車両用シート１は、乗員の臀部を支持するシートクッション２と、このシートクッション２の後端部に連結されて、主に乗員の腰部及び胸部（背部）を支持するシートバック３と、このシートバック３の上部に支持されて、乗員の頭部及び頸部を支持する図示しないヘッドレストとを備えている。

シートクッション２は、図２に示すように、後端部に車幅方向に沿って延出する後部クロスメンバ６が取り付けられたクッションフレーム７を備え、そのクッションフレーム７がシートレール８，８を介して車体フロア９に前後スライド可能に取り付けられている。

図３，図４は、シートバック３の骨格部を後部側斜め上方から見た斜視図と前部側斜め上方から見た分解斜視図であり、図５，図６はシートバック３の骨格部の断面図である。
これらの図と図２に示すように、シートバック３は、上部フレーム部１３ａと左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄと下部フレーム部１３ｂとを有するシートバックフレーム１３を備え、そのシートバックフレーム１３の下端がクッションフレーム７の後端部に傾動可能に結合されている。

上部フレーム部１３ａは、略コ字状のパイプ材から成り、シート幅方向に延出する上辺部の中央にヘッドレストを昇降可能に支持する一対の支持パイプ４４が取り付けられている。
左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄは、水平方向の断面が略コ字状のパネル材から成り、上下方向の略中央部よりも上方側の領域は前後幅が狭く、略中央部よりも下方側の領域は相対的に前後幅が広く形成されている。側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの前後幅の狭い上方側の領域は、コ字状断面部分でシート幅方向の外側から包み込むようにして上部フレーム部１３ａの対応する側辺部に溶接固定されている。また、側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの下端側には、クッションフレーム７の後端部と連結される図示しないヒンジ部と、シートバックフレーム１３の傾動角度を調整するための図示しないリクライニング機構が取り付けられている。なお、左右のリクライニング機構は、図５に示すようにシート幅方向に延出する作動ロッド４５によって相互に連動可能に連結されている。

下部フレーム部１３ｂは、湾曲した２枚のプレート材が相互に接合されて全体が略筒状に形成され、作動ロッド４５の周囲を囲繞するようにしてシート幅方向に延出し、両端部が左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの下端に連結されている。

左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄは、シート幅方向の外側に臨む側壁３０の前後に、シート幅方向内側に屈曲する前壁３１ａと後壁３１ｂとがそれぞれ連設されて成り、側壁３０部分が、前述のように略中央部よりも上方側の幅が狭く、下方側の幅が広くなるように形成されている。具体的には、側壁３０は、後端側が上下全域でほぼストレートに形成されているが、前端側は上部から上下方向の中央領域までほぼストレートに形成され、その中央領域から下方に向かって緩やかに前方に膨出するように湾曲している。したがって、側部フレーム部１３ａ，１３ｄの前壁３１ａの下縁領域には、側壁３０の前端側の湾曲形状に沿って前方に膨出する湾曲面が設けられている。

側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ間の後方には、複数の稜線部ａがシート幅方向に走る波板状のバックプレート４６（補強プレート）が配置され、そのバックプレート４６の両側の側縁部が側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの後壁３１ｂの後面に溶接固定されている。バックプレート４６は、側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの下端から上下方向のほぼ中間高さまでの範囲を覆うように配置され、バックプレート４６の下端には、下部フレーム部１３ｂの後部面に溶接固定される下部接合片４６ａが設けられている。

また、側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ間の前部には三次元的に湾曲したプレート材から成るバックパン４７が配置され、そのバックパン４７の両側の側縁部が側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの前壁３１ａの前面に溶接固定されている。バックパン４７の上下方向の略中央領域は、図５に示すように、左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの間を跨ぐように後方側に向かって湾曲し、上縁部４７ａ側がバックパン４７と略平行に所定長さ上方に延出した後に、上端の上部接合片４７ｃによってバックパン４７の上部前面に溶接固定されている。また、バックパン４７の下端には下部フレーム部１３の前部面に溶接固定される下部接合片４７ｄが設けられている。

バックパン４７とバックプレート４６は、両側の側縁部が上述のように両側の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの前壁３１ａと後壁３１ｂにそれぞれ重合状態で溶接固定され、上縁部が直接相互に固定されるとともに、下縁部が下部フレーム部１３ｂを介して固定されている。したがって、バックパン４７とバックプレート４６は、下部フレーム部１３ｂとともに閉断面を構成し、その閉断面が側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ間を連結するようにシート幅方向に延出するようになっている。

ところで、バックパン４７の上下方向の略中央から下方領域にかけて（以下、「略下半部４７ｂ」と呼ぶ。）は、図５に示すように、略鉛直方向の断面形状が下方に向かって前方に膨出する湾曲断面形状に形成されている。バックパン４７の略下半部４７ｂの湾曲形状は、乗員の腰椎の上端から下端に向かって緩やかに前方に膨出し、その膨出高さがほぼ下端位置まで連続している。

また、バックパン４７は、図６に示すように、シート幅方向の中央が車体後方側に窪むように略水平方向の断面が凹状に湾曲して形成されている。この凹状の湾曲断面形状はバックパン４７の上下方向のほぼ全域に亙って設けられているが、特に、略下半部４７ｂの上部領域において湾曲断面の窪み深さが最も深くなっている。これにより、シートに着座した乗員の腰部から臀部にかけては、バックパン４７の水平方向の湾曲形状によって側部から背部にかけてが包み込むように支持される。

図７，図８は、車幅方向外側の側部フレーム部１３ｃに対する部品の組み付け状態を示す図であり、このうち図７は、側部フレーム部１３ｃの後部側を車幅方向外側から見た分解斜視図、図８は、バックパン４７を取り去った状態で側部フレーム部１３ｃの前部側を車幅方向内側から見た斜視図である。また、図９は、図６のＣ部に対応する車両用シート１の拡大断面図である。
側部フレーム部１３ｃの側壁３０には、略方形状の三つの貫通孔３２が上下方向に並んで設けられ、これらの貫通孔３２に角筒状のガイドパイプ３３（パイプ材）が嵌合状態で固定されている。３つの貫通孔３２は、側壁３０の上下方向の略中央の車体後方側に偏倚した領域に設けられており、貫通孔３２に嵌入された各ガイドパイプ３３の基端部は、側部フレーム部１３ｃの側壁３０の後端から車幅方向内側に延出する後壁３１ｂの前面に溶接固定されている。具体的には、ガイドパイプ３３の基端部は偏平な後部壁が側部フレーム部１３ｃの後壁３１ｂの前面に重合され、その状態で両者が溶接固定されている。
なお、側部フレーム部１３ｃの後壁３１ｂは、図９に示すように、シート後方側に向かって若干傾斜しており、各ガイドパイプ３３は、この後壁３１ｂの傾斜に沿うように長手方向の略中央部から基端部側にかけてがシート後方側に若干傾斜している。

側壁３０から車幅方向外側に突出した３つのガイドパイプ３３には荷重伝達ブロック２１が嵌合状態で固定されている。
荷重伝達ブロック２１は、車両側部から衝撃荷重が入力されたときに、その衝撃荷重を車体側壁から側部フレーム部１３ｃに伝達する部材であり、車幅方向に延出する複数の筒状断面が並列に配置されたハニカム構造とされ、全体が樹脂によって上下方向に長い立方体状に形成されている。また、荷重伝達ブロック２１は、側部フレーム部１３ｃに突設されたガイドパイプ３３が嵌入される複数の嵌合孔３４を備え、これらの嵌合孔３４をガイドパイプ３３に嵌合した状態において、付根部側の上下の端部が側部フレーム部１３ｃにボルトによって締結固定されている。
荷重伝達ブロック２１の各嵌合孔３４は、図９に示すように、ガイドパイプ３３の形状に沿って長手方向の中央部から基端部側にかけてがシート後方側に向かって若干傾斜している。
なお、この実施形態においては、ガイドパイプ３３と荷重伝達ブロック２１が荷重伝達部材を構成している。

また、側部フレーム部１３ｃの側壁３０には、乗員保護用のサイドエアバッグ装置５１が取り付けられている。
サイドエアバッグ装置５１は、図９に示すように、衝撃を感知してガスを発生するインフレータ５２と、インフレータ５２のガス圧を受けて展開する折り畳まれた袋体５３と、を備え、これらが開閉可能なリッド部を備えたバッグケース５４に収容された状態で側部フレーム部１３ｃに取り付けられるようになっている。

インフレータ５２は、長手方向に沿うようにして側部フレーム部１３ｃに取り付けられ、袋体５３は、インフレータ５２のガス放出口５２ｂのシート幅方向の外側で、かつ荷重伝達ブロック２１の前面に対向する位置に配置されている。袋体５３は、先端側から付根部側に向かってインフレータ５２方向に複数回ロール状に巻き込んだかたちで折り畳まれている。したがって、袋体５３はインフレータ５２からガス圧を受けると、巻き込みが付根部側から解放されるかたちで車幅方向外側と車体前方側に向かってスムーズに展開することになる。このとき、袋体５３は荷重伝達ブロック２１の前面に対向していることから、荷重伝達ブロック２１の前面によって展開方向が車両前方方向に規制された状態で、図示しないセンターピラーやドアライニング等の車体側壁に沿って前方側に展開するようになる。
なお、図９中５５は、シートバックフレーム１３と、荷重伝達ブロック２１及びサイドエアバッグ装置５１の周域に配置されるパッド材であり、５６は、パッド材５５の外表面を覆う表皮材である。

また、図２に示すように、左右両側の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの下端の図示しないリクライニング機構の外側（シート幅方向の外側）には荷重伝達ブロック３８，３９がそれぞれ取り付けられている。この各荷重伝達ブロック３８，３９は、上部側の荷重伝達ブロック２１と同様に、車幅方向に延出する複数の筒状断面が並列に配列されたハニカム構造とされている。また、車幅方向内側の側部フレーム部１３ｄに取り付けられる荷重伝達ブロック３９は、車幅方向中央の図示しないコンソールボックスの側面に対向している。

以上の構成において、車両側部から衝撃荷重が入力されてセンターピラー等の車体側壁がシートバック３方向に変形すると、側壁が車両用シート１の側部の荷重伝達ブロック２１や３８に当接し、これらに荷重が入力されることになる。下方側の荷重伝達ブロック３８に荷重が入力されると、シート全体が車幅方向内側方向への移動とともに、車幅方向内側下方の荷重伝達ブロック３９がコンソールボックスに当接し、このとき、シートバックフレーム１３の下部フレーム部１３ｂから荷重伝達ブロック３９とコンソールボックスを介してフロアトンネルに荷重が伝達される。

また、上方の荷重伝達ブロック２１に衝撃荷重が入力されると、その荷重は荷重伝達ブロック２１からシートバックフレーム１３の幅方向外側の側部フレーム部１３ｃに真横から伝達され、側部フレーム部１３ｃからバックパン４７とバックプレート４６による筒状構造体と、上部フレーム部１３ａ及び下部フレーム部１３ｂを介して幅方向内側の側部フレーム部１３ｄに伝達される。側部フレーム部１３ｄに伝達された荷重はさらに荷重伝達ブロック３９とコンソールボックスを介してフロアトンネルに伝達される。

ところで、上方の荷重伝達ブロック２１に入力された荷重は側部フレーム部１３ｃの側壁３０に直接的に伝達されるとともに、上下方向に離間して配置された複数のガイドパイプ３３を介して側部フレーム部１３ｃの後壁３１ｂに伝達される。その荷重は後壁３１ｂに接合されたバックプレート４６の一端に伝達され、さらにバックプレート４６の他端に接合された側部フレーム部１３ｄの後壁３１ｂに伝達される。
なお、バックプレート４６は、シート幅方向に延出する稜線部ａによって面が複数領域に区画されているため、バックプレート４６のシート幅方向の一端側に荷重が入力されると、区画された複数の領域にせん断方向の応力を生じさせる。これにより、入力された衝撃荷重はバックプレート４６のほぼ全域において受け止められ、バックプレート４６の全域に分散するかたちで内側の側部フレーム部１３ｄに伝達されるようになる。

また、車両後部から衝撃荷重が入力された場合には、最初に、バックパン４７の略下半部４７ｂの前方膨出部分（略鉛直方向の断面の前方膨出部分）が、シートに着座した乗員の腰部から臀部にかけて（腰椎の下端よりも下方部分）を背面側から前方に押圧するようになる。これにより、乗員は、腰部の下方を前方に押し出され、それによって乗員の胸部と頭部及び頸部がシートバック３とヘッドレストに押し付けられる。この結果、乗員の頭部及び頸部が初期段階で早期にヘッドレストに近接し、乗員の頸部が保護される。

以上のように、この車両用シート１のシートバックフレーム１３においては、車幅方向外側の側部フレーム部１３ｃの側壁３０に形成された貫通孔３２にガイドパイプ３３の基部が挿通され、そのガイドパイプ３３の基部が側部フレーム部１３ｃの後壁３１ｂの前面に溶接固定されるとともに、バックプレート４６の側縁部が後壁３１ｂの後面に溶接固定されているため、荷重伝達ブロック２１からガイドパイプ３３に入力された荷重を、側部フレーム部１３ｃの後壁３１ｂを挟んでガイドパイプ３３からバックプレート４６にほぼ直線的に伝達することができる。したがって、衝撃入力時に側部フレーム部１３ｃに不要な変形モーメントを生じさせずに、衝撃を車幅方向内側の側部フレーム部１３ｄに速やかに伝達することができる。
特に、この実施形態では、バックプレート４６の上下が前方のバックパン４７と連結されて、バックパン４７とともに閉断面の筒状構造体を構成しているため、ガイドパイプ３３からバックプレート４６に入力された衝撃荷重を、高い強度をもって車幅方向内側の側部フレーム部１３ｄに伝達することができる。

また、このシートバックフレーム１３では、ガイドパイプ３３の基部が側部フレーム部１３ｃの後壁３１ｂを挟んで相互に結合されるため、シートバック３の前後方向の厚みを薄くしてシートの小型化を図ることができる。

さらに、このシートバックフレーム１３にあっては、側部フレーム部１３ｃに上下方向に離間して複数のガイドパイプ３３が配置され、各ガイドパイプ３３の基部が後壁３１ｂに溶接されるとともに、ガイドパイプ３３の先端側に側壁３０の外側から荷重伝達ブロック２１が被着されているため、高さや角度の異なる荷重入力を容積の大きい荷重伝達ブロック２１で受け止め、その荷重を上下に離間した複数のガイドパイプ３３を介して後壁３１ｂとバックプレート４６に確実に伝達することができる。したがって、車体側壁からの入力荷重の高さや方向にばらつきがあっても、常に安定して荷重を側部フレーム部１３ｄ方向に伝達することができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１…車両用シート
１３…シートバックフレーム
１３ｃ，１３ｄ…側部フレーム部
２１…荷重伝達ブロック（荷重伝達部材，ブロック材）
３０…側壁
３１ｂ…後壁
３２…貫通孔
３３…ガイドパイプ（荷重伝達部材，パイプ材）
４６…バックプレート（補強プレート）

Claims (2)

1. シート幅方向の左右両側に配置される一対の側部フレーム部と、
   この一対の側部フレーム部を連結する補強プレートと、
   前記一対の側部フレーム部のうちの車幅方向外側の側部フレーム部から車幅方向外側に突出する荷重伝達部材と、を備えた車両用シートのシートバックフレームであって、
   前記車幅方向外側の側部フレーム部には、前記荷重伝達部材の基部側が挿通される貫通孔を有する側壁と、この側壁の後端部から車幅方向内側に延出する後壁とが設けられ、
   前記側壁の貫通孔を貫通した前記荷重伝達部材の基部が前記後壁の前面に接合されるとともに、前記補強プレートの車幅方向外側の側縁部が前記後壁の後面に接合されていることを特徴とする車両用シートのシートバックフレーム。
2. 前記側壁の貫通孔は上下方向に離間して複数設けられ、
   前記荷重伝達部材は、前記各貫通孔に挿通されて前記側部フレーム部の後壁の前面に接合される複数のパイプ材と、この複数のパイプ材を覆い前記側壁の車幅方向外側に配置されるブロック材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用シートのシートバックフレーム。

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