JP2014122037A - シートフレーム及び車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】後面衝突時にリクライニング機構に加わる入力荷重を効果的に軽減するシートバックフレーム及び車両用シートを提供する。
【解決手段】シートバックフレーム１１は、左右のサイドフレーム１５，１５を下方側で連結する下部フレーム１７の連結部１７ｂに固定されたエネルギー吸収部材２５を備えており、エネルギー吸収部材２５は、連結部１７ｂよりも前方側に配置される塑性変形可能な変形部２５ａと、変形部２５ａの一辺と連続して形成され連結部１７ｂに固定される固定端部２５ｂと、変形部２５ａを挟んで固定端部２５ｂと反対側に形成される自由端部２５ｃと、を有し、エネルギー吸収部材２５の自由端部２５ｃは、連結部１７ｂの固定端部２５ｂが固定される側と反対側の端部よりも固定端部２５ｂと反対側に延出して配設される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、シートフレーム及び車両用シートに係り、特に後面衝突時にリクライニング機構に入力される荷重の低減を図ったシートフレーム及び車両用シートに関する。

従来、自動車が後部に追突されたり、後退走行時に衝突したりするなど、いわゆる後面衝突の際に、着座している乗員が慣性移動によって急激に後方に移動してシートバックの背もたれ面に押しつけられることがある。それに伴って、シートバックのリクライニング角度を調整するリクライニング機構に過大な荷重が入力される虞がある。

このような、リクライニング機構に過大な荷重が入力されることを防止するため、図５に示すように、自動車などの車両用シートのシートフレームでは、シートバックフレーム１１１の下側部分にヒューズ１００が形成されている。後面衝突時には、このヒューズ１００が形成された部分からシートバック（シートバックフレーム１１１）が後方に倒れることができるように構成されることで、リクライニング機構１２０に限界を超える過大な荷重が入力されることを防止している（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００３−３３５１６２号公報 特開２００６−３４７４３６号公報

前記特許文献１及び２に開示された技術は、後面衝突時に、シートバックフレーム１１１の下側部分に形成されたヒューズ１００を起点としてシートバック全体が後方に倒れることでリクライニング機構１２０への入力荷重を低減することができる。しかし、シートバックが倒れるためのスペースを車両用シートの後方側に確保する必要があり、車種によっては適用が困難な場合があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、幅広い車種に適用できるとともに、後面衝突時のリクライニング機構への入力荷重を低減することが可能なシートフレーム及び車両用シートを提供することである。

前記課題は、請求項１に係るシートフレームによれば、着座フレーム側にリクライニング機構を介して取り付けられたシートバックフレームを備えるシートフレームにおいて、前記シートバックフレームは、少なくとも左右方向に離間して配設され上下方向に延在する一対のサイドフレームと、前記一対のサイドフレームを前記リクライニング機構の近傍で連結し、前記一対のサイドフレームのそれぞれに固定される一対の側部と、該一対の側部を連結する連結部とからなる板状の下部フレームと、前記下部フレームの一対の側部に挟まれた位置に配設されたエネルギー吸収部材と、を有してなり、前記エネルギー吸収部材は、前記連結部よりも前方側に配置される塑性変形可能な変形部と、前記変形部の一辺と連続して形成され前記連結部に固定される固定端部と、前記変形部を挟んで前記固定端部と反対側に形成される自由端部と、を有し、前記エネルギー吸収部材の前記自由端部は、前記連結部の前記固定端部が固定される側と反対側の端部よりも前記固定端部と反対側に延出して配設されることにより解決される。

上記構成によって、後面衝突時に、着座している乗員が慣性移動によって急激に後方に移動してシートバックの背もたれ面に押しつけられると、乗員の腰部がクッション材を介して、エネルギー吸収部材の変形部を後方に押圧して塑性変形させることができる。このエネルギー吸収部材が塑性変形する際に衝撃エネルギーを吸収することで、リクライニング機構に入力される荷重を低減することができる。
また、エネルギー吸収部材の自由端部が、連結部の固定端部が固定される側と反対側の端部よりも固定端部と反対側に延出して配設されるため、エネルギー吸収部材の変形の際に、下部フレームの連結部にエネルギー吸収部材の自由端部が接触することがない。そのため、大きな変形量であってもスムーズにエネルギー吸収部材を変形させることができ、いずれの変形過程においても比較的均一に衝撃エネルギーを吸収することができる。

このとき、請求項２のように、前記エネルギー吸収部材の前記自由端部は、シート前方側へ折り返されると好適である。
上記構成のように、自由端部がシート前方側へ折り返されることで、エネルギー吸収部材の変形の際にシートバックの背面側に配設されたクッション材若しくは表皮材の損傷を抑制することができる。

また、請求項３のように、前記下部フレームの連結部は、前記エネルギー吸収部材よりも板厚が薄いと好適である。

さらに、具体的には、請求項４のように、前記下部フレームの上端部は、シート前方へ屈曲し、前記エネルギー吸収部材の上端と接合されていると好適である。

また、請求項５のように、前記エネルギー吸収部材の、後面衝突の際に乗員の腰部より初期に荷重が入力される部分に、小さな孔またはスリットを形成するとより好適である。
このような構成により、入力される荷重に応じて段階的にエネルギー吸収部材を変形させることができ、後面衝突の初期にシートバックを介してリクライニング機構に負荷される荷重を低減することができるとともに、乗員の腰部が受ける衝撃荷重を軽減することができる。

さらに、請求項６のように、前記エネルギー吸収部材は、前記固定端部と前記下部フレームの連結部との連結のみで前記シートフレームに連結され、背もたれ面側からの押圧によって塑性変形可能に構成されると好適である。

前記課題は、請求項７に係る車両用シートによれば、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシートフレームと、前記一対のサイドフレーム間に配設され、クッション材を後方から支持する受圧部材と、を備え、前記エネルギー吸収部材の変形部は前記受圧部材の前端よりもシート前方に配置されること、により解決される。
このような構成によれば、前述した各作用効果を備えた車両用シートを得ることができる。

本発明に係るシートフレームによれば、後面衝突時にエネルギー吸収部材を塑性変形させることによってシートバックに作用する衝撃エネルギーを吸収し、リクライニング機構に入力される荷重を低減することができる。さらに、エネルギー吸収部材の変形量が大きい場合であっても衝撃エネルギーを吸収することができる。
また、本発明に係るシートフレームによれば、エネルギー吸収部材の変形の際に、シートバックの背面側に配設されたクッション材若しくは表皮材の損傷を抑制することができる。
さらに、本発明に係るシートフレームによれば、後面衝突の初期にシートバックを介してリクライニング機構に負荷される荷重を低減することができるとともに、乗員の腰部が受ける衝撃荷重を軽減することができる。
本発明に係る車両用シートによれば、上述した特徴を有するシートフレームを備えた車両用シートを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るシートの概略斜視図である。 本発明の一実施形態に係るシートフレームの概略斜視図である。 本発明の一実施形態に係る下部フレーム及びエネルギー吸収部材の中央断面図（I−I断面図）である。 本発明の一実施形態に係る後面衝突前後のエネルギー吸収部材の状態を示す概念説明図である。 従来のシートフレームの後面衝突時の動作を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることはもちろんである。

図１乃至図４は本発明の一実施形態を示し、図１は車両用シートの概略斜視図、図２はシートフレームの概略斜視図、図３は下部フレーム及びエネルギー吸収部材の中央断面図（I−I断面図）、図４は後面衝突前後のエネルギー吸収部材の状態を示す概念説明図である。

本実施形態に係る車両用シートＳは、図１に示すように、シートバックＳ１と、シートクッションＳ２と、シートバックＳ１の上部に取り付けられたヘッドレストＨＲとを備えている。本実施形態のシートバックＳ１及びシートクッションＳ２は、シートバックフレーム１１及び着座フレーム１２（図２参照）のそれぞれにクッション材４を取り付け、クッション材４の外周を表皮材５により被覆して構成されている。なお、ヘッドレストＨＲの構成は任意であり、少なくとも乗員の頭部を支持する頭部支持部と、頭部支持部をシートバックＳ１側に装着するためのピラーとを備えて構成されている。
また、シートバックＳ１の背もたれ面側を前方側、シートバックＳ１のヘッドレストＨＲが取り付けられる側を上方側とする。

次に、図２に基づいて、本実施形態に係るシートフレームＦについて説明する。
シートフレームＦは、上述のシートバックフレーム１１と着座フレーム１２と不図示のヘッドレストフレームとを主な構成部材として構成されている。
シートバックフレーム１１は、不図示のクッション材４等によって覆われ乗員の背中を後方から支持するものであり、本実施形態においては略矩形状の枠体となっている。シートバックフレーム１１は下端部側でリクライニング機構２０を介して着座フレーム１２側と連結されており、リクライニング調整自在に構成されている。
より詳細には、シートバックフレーム１１は、左右方向の側面側に配設されるサイドフレーム１５，１５と、このサイドフレーム１５，１５の上端部側を連結する上部フレーム１６と、下端部側を連結する下部フレーム１７とを主な構成部材として構成されている。

サイドフレーム１５は、シートバックフレーム１１の側面を構成する一対の延伸部材であり、左右方向に離間して配設され上下方向に所定の長さを有している。平板状のサイドフレーム１５，１５本体の前端部及び後端部をそれぞれ内側へ折り曲げることで必要な強度を確保している。
上部フレーム１６は、略コ字状の部材であり、上部フレーム１６の側面部１６ａ，１６ａは、サイドフレーム１５，１５の上部側で一部が重なるように配設され、この重なり部分においてサイドフレーム１５，１５と一体に固着接合される。

また、シートバックフレーム１１の上部には、不図示のヘッドレストフレームが配設されている。上部フレーム１６に設けられたピラー支持部１８，１８に、ヘッドレストフレームのピラー（不図示）が取り付けられる。

一対のサイドフレーム１５，１５の間には、クッション材４を後方から支える受圧部材２１が配設されており、受圧部材２１を支持してサイドフレーム１５，１５と連結する連結部材として、２本のワイヤ２２，２２が左右のサイドフレーム１５，１５の間に架設されている。

下部フレーム１７は、サイドフレーム１５，１５に固着される左右の側部１７ａ，１７ａと、左右の側部１７ａ，１７ａを連結する連結部１７ｂと、で構成された部材である。側部１７ａ，１７ａは、サイドフレーム１５，１５の下部側と一部が重なるように配設され、この重なり部分においてサイドフレーム１５，１５に一体に固着接合される。左右の側部１７ａ，１７ａを一体に連結する連結部１７ｂには、後述するエネルギー吸収部材２５が固着されている。
また、下部フレーム１７の側部１７ａ，１７ａは、リクライニング機構２０を介して着座フレーム１２側と連結されている。

図３に下部フレーム１７及びエネルギー吸収部材２５の中央断面図（I−I断面図）を示す。
本実施形態のエネルギー吸収部材２５は、略矩形状の板状の部材を上下方向に湾曲させて断面略Ｃ字状に形成したものであり、下部フレーム１７の連結部１７ｂに固定されて、左右の側部１７ａ，１７ａに挟まれた位置に配置されている。このエネルギー吸収部材２５は、連結部１７ｂの前方側に張り出した変形部２５ａと、変形部２５ａの上部側に形成された固定端部２５ｂと、変形部２５ａを挟んで固定端部２５ｂと反対側、すなわち本実施形態においては変形部２５ａの下部側に形成された自由端部２５ｃの各部から構成されている。

具体的には、エネルギー吸収部材２５の変形部２５ａの上部側に形成された固定端部２５ｂのみを、下部フレーム１７の連結部１７ｂにのみ固定することで、エネルギー吸収部材２５が配設されている。すなわち、エネルギー吸収部材２５の下部側の自由端部２５ｃは固定されておらず、背もたれ面側からの押圧による変形部２５ａの変形に応じて下方又は後方に移動できるように自由端として構成されている。
このようにエネルギー吸収部材２５の上下の一方の端部を自由端とすることで、上下側の２カ所で固着する場合に比べて、変形部２５ａの塑性変形がスムーズに行え、また塑性変形の進行によっても変形応力の変動を少なくすることができる。

自由端部２５ｃは、下側フレーム１７の連結部１７ｂの固定端部２５ｂが固定される側と反対側の端部よりも、固定端部２５ｂと反対側に延出して配設されている。本実施形態においては、図３に示すように、自由端部２５ｃは連結部１７ｂの下側の端部よりも下方に延出して配設されている。このような構成にすることで、エネルギー吸収部材２５が大きく変形しても、下部フレーム１７の連結部１７ｂに自由端部２５ｃが接触することがない。そのため、エネルギー吸収部材２５の変形量に関わらず比較的均一に衝撃エネルギーを吸収し続けることができる。
なお、本実施形態においては、エネルギー吸収部材２５の上部側を固定端部２５ｂとし、下部側を自由端部２５ｃとしたが、エネルギー吸収部材２５の下部側を固定端部２５ｂとして連結部１７ｂに固着し、上部側を自由端部２５ｃとして変形時に移動可能とする構成としてもよい。

また自由端部２５ｃは、その先端が前方側に折り返されて折り返し部分が丸みを帯びた形状に形成されている。このような形状にすることで、エネルギー吸収部材２５が背もたれ面側からの押圧により変形して後方に移動した場合に、シートバックＳ１の背面側に配設されたクッション材４若しくは表皮材５に接触しても、クッション材４や表皮材５を損傷しないように構成されている。

エネルギー吸収部材２５は、下部フレーム１７の連結部１７ｂの長手方向に沿って固定端部２５ｂが連続して溶接されて接合されており、接合部分には溶接部１９が形成されている。また、エネルギー吸収部材２５の左右方向の寸法は、左右の端部が下部フレーム１７の両側の側部１７ａ，１７ａとはいずれも離間して配置可能な長さに調整されている。
なお、固定端部２５ｂを下部フレーム１７の連結部１７ｂに固着する手法としては、溶接以外にも、リベット止め、ボルト止め、若しくはスポット溶接などであってもよく、固定端部２５ｂを連結部１７ｂにかしめて固着してもよい。

エネルギー吸収部材２５は、変形部２５ａの背もたれ面側に乗員の腰部が配置される位置であることが望ましい。このような位置関係とすることで、後面衝突時に慣性によって後方に移動した乗員の腰部が、クッション材４を挟んでエネルギー吸収部材２５を押圧して変形部２５ａを変形させることができる。リクライニング機構２０に近い高さに位置する乗員の腰部の衝撃をエネルギー吸収部材２５（変形部２５ａ）の変形によって吸収することができるため、背もたれ面への背部の沈み込みでは吸収しきれなかった衝撃エネルギーを吸収することができる。すなわち、リクライニング機構２０に入力される衝撃荷重とともに、乗員の腰部に伝わる衝撃荷重を軽減することができる。

また、上述のように、エネルギー吸収部材２５は、下部フレーム１７の側部１７ａ，１７ａのいずれの内側からも僅かに離間して取り付けられている。左右の側部１７ａ，１７ａのいずれにも固定されないことで、いずれの位置においてもエネルギー吸収部材２５の変形方向を一方向に限定することができる。すなわち、エネルギー吸収部材２５の変形挙動を単純化することで、塑性変形の再現性を向上し、バラツキをなくして狙いの変形特性を得ることができる。そのため、エネルギー吸収部材２５の中心からずれた位置が乗員の腰部によって押圧された場合であっても、塑性変形に要する応力の変動が少ない。様々な状況で生じた後面衝突においてエネルギー吸収部材２５を確実に変形させることができ、設計通りの効果を発揮させることができる。
なお、エネルギー吸収部材２５の固着位置が限定されることで、組み付け性の向上にも効果がある。

さらに、エネルギー吸収部材２５が左右の側部１７ａ，１７ａの内側から僅かに離間して配置されることの他の効果について説明する。
側面衝突の際に側方から受けた荷重によってサイドフレーム１５や側部１７ａ，１７ａが内側方向に変形した場合には、左右の側部１７ａ，１７ａがエネルギー吸収部材２５の側方の端部に当接することになる。ここで、エネルギー吸収部材２５は、略Ｃ字断面形状であることから構造的に前後方向よりも左右方向の強度が高い。そのため、側面衝突の際などの左右方向から作用する応力に対しては変形抵抗が大きく、シートフレームＦの変形を防ぐことができる。

エネルギー吸収部材２５は、塑性変形可能な金属若しくは樹脂製の板体から構成することができるが、特に、軟鉄やアルミニウム合金などの高い塑性変形能を備える材質によって構成されることが望ましい。また、変形部２５ａの形状、板厚、材質などを選定することによって、吸収可能なエネルギーを調整することができる。例えば、エネルギー吸収部材２５の板厚を厚くし、若しくは高い降伏強度を有する材質に変更することで強度を上げれば、より大きなエネルギーを吸収することができる。すなわち、狙いの変形特性を得ることによって、最適なエネルギー吸収特性を有するエネルギー吸収部材２５を作製することが可能となり、車両のタイプごとに適したシートフレームＦを提供することができる。

また、エネルギー吸収部材２５の所定箇所に孔やスリットを形成することで、入力される荷重に応じて段階的に変形させることができる。例えば、後面衝突の際、乗員の腰部により初期に荷重が入力される部分に、小さな孔、若しくはスリットをいくつか形成して変形容易とすることで、後面衝突の初期にシートバックＳ１を介してリクライニング機構２０に負荷される荷重を低減することができるとともに、乗員の腰部が受ける衝撃荷重を軽減することができる。

次に、エネルギー吸収部材２５の作用を図４に基づいて説明する。
図４は、後面衝突時におけるエネルギー吸収部材２５の状態を示す説明図であり、図４（ａ）は衝突前、図４（ｂ）は衝突後の状態を示している。
後方から衝撃を受けて慣性で乗員が後方に移動すると、乗員の背部が受圧部材２１を後方に押圧しつつシートバックＳ１の背もたれ面側に沈み込む。このとき、乗員の腰部が不図示のクッション材４を挟んでエネルギー吸収部材２５を後方に押圧して塑性変形させる。具体的には、エネルギー吸収部材２５の変形部２５ａに乗員の後方移動に伴う荷重が負荷されると、変形部２５ａが負荷された荷重に応じて下方側若しくは後方側に塑性変形する。変形部２５ａの変形に伴い、自由端部２５ｃが後方へ移動してシートバックＳ１の背面側に配設されたクッション材４若しくは表皮材５に接触することがあるが、折り返しによって丸みを帯びた形状にされているため、クッション材４や表皮材５を損傷することがない。

このエネルギー吸収部材２５の塑性変形によって、後面衝突時の衝撃荷重を吸収してシートバックＳ１に負荷される荷重を低減することができる。こうして、リクライニング機構２０に入力される衝撃荷重の低減を図り、リクライニング機構２０に限界以上の荷重が負荷されることを防いでいる。同時に乗員の腰部にかかる衝撃荷重も軽減することができる。また、エネルギー吸収部材２５の自由端部２５ｃは、連結部１７ｂの下側の端部よりも下方に膨出して配設されることで、エネルギー吸収部材２５が大きく変形しても、下部フレーム１７の連結部１７ｂに自由端部２５ｃが接触することがなく、変形部２５ａの塑性変形の進行に伴う変形応力の変動を少なくすることができる。

本発明によれば、上述のように、後面衝突時にリクライニング機構２０に入力される荷重を低減することでリクライニング機構２０の損傷を抑制し、同時に、乗員の腰部にかかる衝撃荷重も軽減することができる。

なお、本実施形態では、具体例として、自動車のフロントシートのシートバックＳ１について説明したが、これに限らず、後部座席のシートバックについても、同様の構成を適用可能であることは勿論である。

Ｓ 車両用シート
Ｓ１ シートバック
Ｓ２ シートクッション
ＨＲ ヘッドレスト
Ｆ シートフレーム
４ クッション材
５ 表皮材
１１，１１１ シートバックフレーム
１２ 着座フレーム
１５ サイドフレーム
１６ 上部フレーム
１６ａ 側面部
１７ 下部フレーム
１７ａ 側部
１７ｂ 連結部
１８ ピラー支持部
１９ 溶接部
２０，１２０ リクライニング機構
２１ 受圧部材
２２ ワイヤ
２５ エネルギー吸収部材
２５ａ 変形部
２５ｂ 固定端部
２５ｃ 自由端部
１００ ヒューズ

Claims (7)

1. 着座フレーム側にリクライニング機構を介して取り付けられたシートバックフレームを備えるシートフレームにおいて、
   前記シートバックフレームは、
   少なくとも左右方向に離間して配設され上下方向に延在する一対のサイドフレームと、
   前記一対のサイドフレームを前記リクライニング機構の近傍で連結し、前記一対のサイドフレームのそれぞれに固定される一対の側部と、該一対の側部を連結する連結部とからなる板状の下部フレームと、
   前記下部フレームの一対の側部に挟まれた位置に配設されたエネルギー吸収部材と、を有してなり、
   前記エネルギー吸収部材は、前記連結部よりも前方側に配置される塑性変形可能な変形部と、前記変形部の一辺と連続して形成され前記連結部に固定される固定端部と、前記変形部を挟んで前記固定端部と反対側に形成される自由端部と、を有し、
   前記エネルギー吸収部材の前記自由端部は、前記連結部の前記固定端部が固定される側と反対側の端部よりも前記固定端部と反対側に延出して配設されることを特徴とするシートフレーム。
2. 前記エネルギー吸収部材の前記自由端部は、シート前方側へ折り返されることを特徴とする請求項１に記載のシートフレーム。
3. 前記下部フレームの連結部は、前記エネルギー吸収部材よりも板厚が薄いことを特徴とする請求項１又は２に記載のシートフレーム。
4. 前記下部フレームの上端部は、シート前方へ屈曲し、前記エネルギー吸収部材の上端と接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシートフレーム。
5. 前記エネルギー吸収部材の、後面衝突の際に乗員の腰部より初期に荷重が入力される部分に、小さな孔またはスリットを形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシートフレーム。
6. 前記エネルギー吸収部材は、前記固定端部と前記下部フレームの連結部との連結のみで前記シートフレームに連結され、背もたれ面側からの押圧によって塑性変形可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載シートフレーム。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシートフレームと、
   前記一対のサイドフレーム間に配設され、クッション材を後方から支持する受圧部材と、を備え、
   前記エネルギー吸収部材の変形部は前記受圧部材の前端よりもシート前方に配置されることを特徴とする車両用シート。
   

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