JP2017197081A - シートフレームの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属材料を押出し成形して形成する閉断面形状又は中実断面形状のシートフレーム製造方法において、重量増加を抑制して少なくとも2方向への曲げ剛性を高めたシートフレーム材の製造方法を提供する。
【解決手段】シートフレームの製造方法であって、金属材料を押出し成形して一部に押出し方向に連続する立板片Wbが突出する閉断面部Waの形状のワーク材Wを形成する押出し成形工程と、ワーク材Wの立板片Wbの一部を立板片Wbの突出する方向と略垂直な方向に曲げ加工してサイドフレームの主体部11を得るプレス加工工程と、を有する。
【選択図】図9
【解決手段】シートフレームの製造方法であって、金属材料を押出し成形して一部に押出し方向に連続する立板片Wbが突出する閉断面部Waの形状のワーク材Wを形成する押出し成形工程と、ワーク材Wの立板片Wbの一部を立板片Wbの突出する方向と略垂直な方向に曲げ加工してサイドフレームの主体部11を得るプレス加工工程と、を有する。
【選択図】図9
Description
本発明は、シートフレームの製造方法に関する。
乗物用シートのバックフレーム構造の1つとして、シートバックの骨格となる枠形状のバックフレームを形成するサイドフレームを金属材料の押出し成形材としたものがある。下記特許文献1に記載された構造においては、サイドフレームは、金属材料を押出し成形して一部に押出し方向に連続する立板片が突出する閉断面形状のワーク材を得て、このワーク材を曲げ加工した後に2つにカットすることにより形成されている。
上述の構造におけるサイドフレームにおいては、立板片の面内方向への曲げ力に対しては曲げ剛性が高いが、立板片の面外方向への曲げ力に対しては曲げ剛性が低くそれを補うためには立板片の肉厚を上げる等の対応が必要であった。立板片の肉厚を上げるとサイドフレームの重量増加を招くという問題があった。
このような問題に鑑み本発明の課題は、金属材料を押出し成形して形成する閉断面形状又は中実断面形状のシートフレーム製造方法において、重量増加を抑制して少なくとも2方向への曲げ剛性を高めたシートフレーム材の製造方法を提供する。
本発明の第1発明は、シートフレームの製造方法であって、金属材料を押出し成形して一部に押出し方向に連続する立板片が突出する閉断面形状又は中実断面形状のワーク材を形成する押出し成形工程と、前記ワーク材の前記立板片の一部を前記立板片の突出する方向と異なる前記立板片の面外方向に曲げ加工して完成品を得るプレス加工工程と、を有することを特徴とする。
第1発明によれば、立板片の一部をプレス加工工程によって立板片の突出する方向と異なる立板片の面外方向に曲げ加工して完成品(シートフレーム)を得る。これによって、シートフレームの曲げ剛性を立板片の面内方向だけでなく立板片の突出する方向と異なる面外方向へも高めることができる。
本発明の第2発明は、上記第1発明において、前記立板片の面外方向は前記立板片の突出する方向と略垂直な方向であることを特徴とする。
第2発明によれば、シートフレームの曲げ剛性を立板片の面内方向だけでなく立板片の突出する方向に略垂直な方向へも高めることができる。
本発明の第3発明は、上記第1発明又は上記第2発明において、前記ワーク材は、金属材料を押出し成形して一部に押出し方向に連続する前記立板片が突出する閉断面形状であることを特徴とする。
第3発明によれば、ワーク材が一部に押出し方向に連続する立板片が突出する閉断面形状であるので、剛性を確保しながら軽量化が図られる。
本発明の第4発明は、上記第1発明ないし上記第3発明のいずれかにおいて、前記押出し成形工程と前記プレス加工工程との間に、前記立板片の突出長さを部位によって変更するカット工程を有することを特徴とする。
第4発明によれば、立板片の突出長さを部位によって変更することによりシートフレームの曲げ剛性を部位によって変えることができ、部位ごとに必要な剛性を最適な材料使用量で確保できるので軽量化が可能となる。
本発明の第5発明は、上記第1発明ないし上記第4発明のいずれかにおいて、前記押出し成形工程において前記立板片は前記プレス加工工程において曲げ加工する方向に湾曲して形成されることを特徴とする。
第4発明によれば、プレス加工工程において立板片の曲げ加工が容易になるとともに、押出し成形の型をコンパクトにすることができる。
本発明の第6発明は、上記第1発明ないし上記第5発明のいずれかにおいて、前記押出し成形工程において成形される前記ワーク材は、部分的に肉厚が変更されていることを特徴とする。
第6発明によれば、シートフレームの曲げ剛性を部分的に細かく調整できる。
本発明の第7発明は、上記第1発明ないし上記第6発明のいずれかにおいて、前記立板片には前記プレス加工工程において曲げ剛性を高めたい方向に延びる溝部が形成されていることを特徴とする。
第7発明によれば、シートフレームの曲げ剛性を部分的に細かく調整できる。
本発明の第8発明は、上記第1発明ないし上記第7発明のいずれかにおいて、前記完成品が乗物用シートのシートバックの骨格に用いられることを特徴とする。
第8発明によれば、シートフレームをシートバックの骨格として用いることにより、軽量化を図りながら高剛性のシートバックの骨格を生産することができる。
図1〜図16は、本発明の一実施形態のシートフレームの製造方法を示す。本実施形態は、自動車用シートのバックフレーム(以下、単にバックフレームという)に本発明を適用した例を示す。各図中、矢印によりバックフレームを取り付けた自動車用シートを自動車のフロアに取り付けた時の自動車の各方向を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。
図1及び図2に示すように、バックフレーム1は、略逆U字状の形に組まれた構成となっており、シートバックの左右両側部の骨格を成す縦長状の2つのサイドフレーム10と、これら両サイドフレーム10の上部間に架設されてシートバックの上部側の骨格を成すアッパフレーム2と、から成る。また、両サイドフレーム10の下側部の間には、バックフレーム1の構造強度を高めるためのロアパネル3が架け渡されて剛結合されている。ここで、バックフレーム1が、特許請求の範囲の「シートバックの骨格」に相当する。
図1〜図6に示すように、左右のサイドフレーム10は、シート左右方向中間位置において前後方向に延びる面に関して鏡面対称の関係にあるので、代表して左側のサイドフレーム10について説明する。サイドフレーム10は、金属材料(本実施形態ではアルミニウム)を押出し成形したワーク材Wに加工を施して形成した主体部11と、主体部11の下端部側に剛結合されリクライナ5に対して連結されるロアブラケット12と、を有する。本実施形態のシートフレームの製造方法は、両サイドフレーム10における主体部11の製造方法である。ここで、両サイドフレーム10における主体部11が、特許請求の範囲の「シートフレーム」に相当する。
図3〜図6に示すように、主体部11は、横断面形状が一定で上下方向に延びる閉断面部11aと、横断面形状が変化しながら上下方向に延びる開断面部11bと、を有する。閉断面部11aは、略矩形状をしており左右方向に平行に延びる前面部11a1及び後面部11a2と、前面部11a1左端部及び後面部11a2左端部の間を連結する左側面部11a3と、前面部11a1右端部及び後面部11a2右端部の間を連結する右側面部11a4と、を有する。前面部11a1は、後面部11a2より左右方向長さが若干短く、前面部11a1と後面部11a2は左側面部11a3に垂直に交わる関係にある。すなわち、右側面部11a4はその後側部分が左側面部11a3と平行に前後方向に延び、その前側部分が前左方に傾斜して延びている。換言すると、閉断面部11aは、横断面形状において長辺が左右方向に延びる矩形状の前右コーナ部を面取りした形状に形成されている。また、閉断面部11aの内外のコーナ部にはR形状が施されている。前面部11a1の下端部側には、ロアブラケット12をリベットにより締結するためのリベット孔11a11が上下に2つ並んで設けられている。また、前面部11a1の上端部側には、サイドフレーム10とアッパフレーム2とを連結するアッパブラケット4をリベットにより締結するためのリベット孔11a12が1つ設けられている。
図3〜図6に示すように、開断面部11bは、閉断面部11aの後面部11a2と、後面部11a2と左側面部11a3とのコーナ部近傍から左側面部11a3と平行に前後方向に延びる前後方向面11b1と、前後方向面11b1の後端部から右方向に屈曲して延びる左右方向面11b2と、を有する。前後方向面11b1は、サイドフレーム10の下側で前後方向に長く上方に行くにしたがって短くなるように形成されている。左右方向面11b2は、サイドフレーム10のアッパフレーム2との連結部分を除いて前後方向面11b1に対して垂直に右方に向かって延びている。左右方向面11b2のアッパフレーム2との連結部分は、やや後方に向かって傾斜して形成されている。これは、アッパブラケット4の形状に適合させるためのものである。前後方向面11b1の左右方向面11b2に隣接する部分には、左方に膨らむ凸部11b11が設けられている。前後方向面11b1は、開断面部11bの前後方向の曲げ剛性を高めるためのものであり、左右方向面11b2は、前後方向面11b1の凸部11b11と相俟って開断面部11bの左右方向の曲げ剛性を高めるためのものである。前後方向面11b1の上端部側にはアッパブラケット4をリベットにより締結するためのリベット孔11b12(図2参照)が1つ設けられている。また、左右方向面11b2の下端部側には閉断面部11aの前面部11a1のリベット孔11a11に対応した位置に2つのリベット孔11b21が設けられている。ここで、凸部11b11が、特許請求の範囲の「溝部」に相当する。
図1及び図2に示すように、ロアブラケット12は鉄製のプレス部品であり、その上側部は水平方向断面がシート内側方向に開口した略U字状に形成された主体部連結部12aとして形成され、その下側部は平板状のリクライナ連結部12bとして形成されている。主体部連結部12aは、前側面部12a1と、後側面部12a2と、前側面部12a1と後側面部12a2とを連結する左側面部12a3と、を有している。前側面部12a1には、主体部11と連結するためのリベット孔12a11が、主体部11のリベット孔11a11に対応して上下に2つ並んで設けられている。また、図示はしないが後側面部12a2にも、主体部11と連結するためのリベット孔が、主体部11のリベット孔11b21に対応して上下に2つ並んで設けられている。左側面部12a3は、ロアブラケット12を主体部11に連結したときに、主体部11の前後方向面11b1の左側面に密着するように形成されている。リクライナ連結部12bの中央部には、リクライナ5を連結するためのリクライナ連結孔12b1が設けられている。
図1及び図2に示すように、アッパフレーム2は、金属材料(本実施形態ではアルミニウム)を押出し成形した一定断面のワーク材にカット加工及び孔あけ加工を施した部品である。アッパフレーム2の横断面形状は、上部に配置された閉断面部2aと、閉断面部2aの下側に配置された開断面部2bと、を有する。閉断面部2aの後面部の左端部側にはアッパブラケット4をリベットにより締結するためのリベット孔2a1が設けられている。また、開断面部2bの後面部の左端部側にはアッパブラケット4をリベットにより締結するためのリベット孔2b1が設けられている。アッパフレーム2の前面側には、ヘッドレストサポートを挿入して保持する左右一対のホルダ6がシート左右方向中間位置に関して左右対称位置に連結されている。
図1及び図2に示すように、ロアパネル3は金属材料(本実施形態ではアルミニウム)を押出し成形した一定断面のワーク材にカット加工及び孔あけ加工を施した部品である。ロアパネル3は、その横断面形状が前方に向かって開口する略U字状で、U字の開口部と反対側の面部に前方に向かって突出して左右方向に延びるリブを設けた形状をしている。ロアパネル3の左端部側にはサイドフレーム10の主体部11及びロアブラケット12に対してリベットにより締結するためのリベット孔3aが2つ設けられている。リベット孔3aは、主体部11のリベット孔11b21とロアブラケット12の後側面部12a2のリベット孔に対応した位置に設けられている。
図1及び図2に示すように、アッパブラケット4は鋼板又はアルミニウム板のプレス成形品であり、シート左右方向中間位置において前後方向に延びる面に関して鏡面対称の関係にあるので、代表して左側のアッパブラケット4について説明する。アッパブラケット4は、前面部4a、後面部4b、左面部4c、上面部4dを有する。前面部4aの下端部側には主体部11のリベット孔11a12に対してリベット連結するためのリベット孔4a1が設けられ、左面部4cの下端部側には主体部11のリベット孔11b12に対してリベット連結するためのリベット孔4c1が設けられている。また、図示はしないが、後面部4bにはアッパフレーム2のリベット孔2a1とリベット孔2b1に対してリベット連結するためのリベット孔が設けられている。補強部材7は、鋼板又はアルミニウム板のプレス成形品であり、中央にリベット孔7aが設けられている。リベット孔7aをアッパフレーム2のリベット孔2b1に一致させてアッパブラケット4の開断面部2bの内側(前面側)に配置したとき補強部材7の後面側がアッパブラケット4の開断面部2bの内側面に当接する形状に形成されている。
図1及び図2に基づいてバックフレーム1の組立て方について説明する。まず、左右のサイドフレーム10の主体部11とアッパフレーム2とを連結する。アッパフレーム2の左端部側に補強部材7を配置してリベット孔2b1とリベット孔7aを一致させた状態でアッパブラケット4を被せる。この状態で、アッパフレーム2のリベット孔2a1及びリベット孔2b1と、アッパブラケット4の後面部4bのリベット孔(図示せず)と、を一致させてリベット連結する。次に、アッパブラケット4の下部に下方からサイドフレーム10の主体部11の上端部側を挿入し、サイドフレーム10のリベット孔11a12及びリベット孔11b12と、アッパブラケット4のリベット孔4a1及びリベット孔4c1と、を一致させてリベット連結する。右側についても同様である。
次に、左右のサイドフレーム10の主体部11及びロアブラケット12とロアパネル3とを連結する。主体部11のリベット孔11a11及びリベット孔11b21と、ロアブラケット12のリベット孔12a11及び後側面部12a2のリベット孔と、を一致させるとともに、リベット孔11b21と後側面部12a2のリベット孔に対しロアパネル3のリベット孔3aを一致させる。このとき、ロアパネル3の後面部が主体部11の左右方向面11b2の前面部に当接するように配置される。この状態で、主体部11の前面部11a1とロアブラケット12の前側面部12a1との間、ロアパネル3と主体部11の左右方向面11b2とロアブラケット12の後側面部12a2との間、をリベット連結する。なお、ロアブラケット12に対して予めリクライナ5を連結しておいてから主体部11に連結してもよいし、ロアブラケット12を主体部11に連結した後リクライナ5を連結してもよい。右側についても同様である。最後に、クッション材であるバックパッドを支持するための横ワイヤ8を両サイドフレーム10間に架設するとともに、縦ワイヤ9をアッパフレーム2とロアパネル3との間に架設する。
図7〜図16に基づいて、サイドフレーム10の主体部11の製造方法について説明する。図7に示すように、先ず、金属材料(本実施形態ではアルミニウム)を押出し成形して、上述した閉断面部Wa(11a)と立板片Wbとを有する横断面形状が一様な長尺状のワーク材Wを形成する。ここで得られるワーク材Wの長さは、サイドフレーム10の主体部11の上下方向長さである。この工程が、特許請求の範囲の「押出し成形工程」に相当する。
次に、この押出し成形したワーク材Wの立板片Wbを図7に示す切断線Cに沿ってカットする。この工程が、特許請求の範囲の「カット工程」に相当する。カットの手段は、プレスを用いてもよいし、レーザカットやワイヤカット等の手段を用いてもよい。カット工程後のワーク材Wの形状を図8に示す。このカット工程によって立板片Wbの突出長さは部位によって変えられ、概略押出し成形方向の一端部側から他端部側にかけて徐々に短くなるように形成される。突出長さが長い側が次のプレス工程を経てサイドフレーム10の主体部11の下側(ロアブラケット12に連結する側)に形成される。このカット工程と同時に又はこのカット工程の後にワーク材Wに対してリベット孔11a12、11b12、11b21が設けられる。
次に、このカット工程を経たワーク材Wの立板片Wbをプレス成形によって開断面部11bに形成する。プレス成形後のワーク材Wの立板片Wbの形状を図9に示す。この工程が、特許請求の範囲の「プレス加工工程」に相当する。先ず、プレス下型P1とプレス上型P2との間にカット工程を経たワーク材Wを配置する。その状態を示すのが図10〜図12である。図10に示す、サイドフレーム10の主体部11の下端部側に当たる部分においては、プレス下型P1とプレス上型P2は型を閉じたとき立板片Wbに対応する部分において図6における開断面部11bに相当するキャビティを形成するように構成されている。また、閉断面部Waに対応する部分においては圧締力がかからないように構成されている。これによって、プレス下型P1とプレス上型P2を閉じると図13に示すように、立板片Wbは成形されて前後方向面11b1と左右方向面11b2を有する開断面部11bとして形成される。なお、閉断面部Waは形状を変更されることなく閉断面部11aとして形成される。
同様に、図11に示す、サイドフレーム10の主体部11の上下方向中央部分に当たる部分においては、プレス下型P1とプレス上型P2は型を閉じたとき立板片Wbに対応する部分において図5における開断面部11bに相当するキャビティを形成するように構成されている。ただし、左右方向面11b2の右端部に形成された折れ曲がり部11b21については折れ曲がっていない状態で形成されている。また、閉断面部Waに対応する部分においては圧締力がかからないように構成されている。これによって、プレス下型P1とプレス上型P2を閉じると図14に示すように、立板片Wbは成形されて前後方向面11b1と左右方向面11b2を有する開断面部11bとして形成される。なお、閉断面部Waは形状を変更されることなく閉断面部11aとして形成される。こののち、図16に示すように2段階目のプレス加工をプレス下型P1とプレス上型P3とで施すことにより左右方向面11b2の右端部に折れ曲がり部11b21を形成して図5における開断面部11bとして形成される。
同様に、図12に示す、サイドフレーム10の主体部11の上端部側に当たる部分においては、プレス下型P1とプレス上型P2は型を閉じたとき立板片Wbに対応する部分において図4における開断面部11bに相当するキャビティを形成するように構成されている。また、閉断面部Waに対応する部分においては圧締力がかからないように構成されている。これによって、プレス下型P1とプレス上型P2を閉じると図15に示すように、立板片Wbは成形されて前後方向面11b1と左右方向面11b2を有する開断面部11bとして形成される。なお、閉断面部Waは形状を変更されることなく閉断面部11aとして形成される。
以上のように構成される本実施形態は、以下のような作用効果を奏する。ワーク材Wの立板片Wbの一部をプレス加工工程によって立板片Wbの突出する方向と略垂直な方向に曲げ加工して左右方向面11b2を得る。これによって、主体部11の曲げ剛性を立板片Wbの突出する方向である前後方向には前後方向面11b1で、立板片Wbの突出する方向と略垂直な方向である左右方向には左右方向面11b2で、高めることができる。また、立板片Wbは閉断面部Waに対して形成され閉断面部Waは、中空筒状なので剛性を確保しながら軽量化が図られる。さらに、立板片Wbはプレス加工工程に先立つカット工程によって突出長さを部位によって変更できるので前後方向面11b1の前後方向長さ及び/又は左右方向面11b2の左右方向長さを部位によって変更することができる。特に、曲げ剛性が必要な下側(ロアブラケット12連結側)ほど前後方向面11b1の前後方向長さ及び/又は左右方向面11b2の左右方向長さを長く形成することができる。これによって、部位ごとに必要な剛性を最適な材料使用量で確保できるので軽量化が可能となる。さらに、前後方向面11b1には凸部11b11が形成されているので左右方向の剛性をさらに高めることができる。
図17に本発明の他の実施形態を示す。上記一実施形態との違いは、ワーク材Wに代えてワーク材W1を使用している点である。ワーク材W1においては、ワーク材Wにおける閉断面部Waの代わりに中実断面部Wa1が設けられている。上記一実施形態に対して、軽量化面では劣るが開断面部11bによる前後方向及び左右方向の曲げ剛性向上の効果が得られる。
以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、次のようなものが挙げられる。
1.上記実施形態では、本発明のシートフレームの製造方法をバックフレーム1のサイドフレーム10の主体部11に適用したが、クッションフレームのサイドフレームなど、シート本体を構成する各種フレームの製造に適用することが可能である。
2.上記実施形態では、プレス加工工程における立板片Wbの曲げ方向をシートの内側方向としたが、これに限らず、シートの外側方向に曲げて左右方向の剛性を確保するものであってもよい。
3.上記実施形態では、ワーク材W、W1の肉厚を閉断面部Wa、立板片Wbともほぼ同程度としたが、これに限らず、適宜必要な剛性に応じて部分的に肉厚を変更してもよい。特に、立板片Wbの突出する先端部分の肉厚を大きくすることは主体部11の上部の曲げ剛性があまり要求されない部分において肉厚が薄くなり、主体部11の下部の曲げ剛性が必要な部分において肉厚を大きくできるので好適である。これは、ワーク材W、W1の押出し成形において欠陥の無い立板片Wbの成形にとっても有利である。
4.上記実施形態では、立板片Wbは閉断面部Waの一側に形成したが、これに限らず、閉断面部Waの両側に形成してもよい。また、閉断面部Waは完全な閉じ断面でなくても閉じ断面としての機能を損なわない程度の狭幅のスリットが設けられていてもよい。
5.本発明を自動車のシートに適用したが、飛行機、船、電車等に搭載のシートに適用しても良い。
1 バックフレーム(シートバックの骨格)
10 サイドフレーム
11 主体部(シートフレーム)
11b11 凸部(溝部)
11b1 前後方向面
11b2 左右方向面
11a 閉断面部
11b 開断面部
12 ロアブラケット
P1 プレス下型
P2 プレス上型
W ワーク材
W1 ワーク材
Wa 閉断面部
Wa1 中実断面部
Wb 立板片
10 サイドフレーム
11 主体部(シートフレーム)
11b11 凸部(溝部)
11b1 前後方向面
11b2 左右方向面
11a 閉断面部
11b 開断面部
12 ロアブラケット
P1 プレス下型
P2 プレス上型
W ワーク材
W1 ワーク材
Wa 閉断面部
Wa1 中実断面部
Wb 立板片
Claims (8)
- シートフレームの製造方法であって、
金属材料を押出し成形して一部に押出し方向に連続する立板片が突出する閉断面形状又は中実断面形状のワーク材を形成する押出し成形工程と、
前記ワーク材の前記立板片の一部を前記立板片の突出する方向と異なる前記立板片の面外方向に曲げ加工して完成品を得るプレス加工工程と、を有するシートフレームの製造方法。 - 請求項1において、前記立板片の面外方向は、前記立板片の突出する方向と略垂直な方向であるシートフレームの製造方法。
- 請求項1又は請求項2において、前記ワーク材は、金属材料を押出し成形して一部に押出し方向に連続する前記立板片が突出する閉断面形状であるシートフレームの製造方法。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記押出し成形工程と前記プレス加工工程との間に、前記立板片の突出長さを部位によって変更するカット工程を有するシートフレームの製造方法。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記押出し成形工程において前記立板片は、前記プレス加工工程において曲げ加工する方向に湾曲して形成されるシートフレームの製造方法。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記押出し成形工程において成形される前記ワーク材は、部分的に肉厚が変更されているシートフレームの製造方法。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記立板片には前記プレス加工工程において曲げ剛性を高めたい方向に延びる溝部が形成されているシートフレームの製造方法。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、前記完成品が乗物用シートのシートバックの骨格に用いられるシートフレームの製造方法。
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KR102284175B1 (ko) | 2019-12-20 | 2021-07-30 | 광우알엔에이 주식회사 | 차량용 시트 백 프레임 및 그 제조방법 |
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